JPS6375457A - サ−モタンクを備えた冷凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はデフロスト熱源を蓄熱させるためのサーモタン
クを備えた冷凍装置における圧縮機用モータの保護をは
かるための構造に関する。

（従来の技術） 冷凍冷蔵庫の冷凍装置におけるデフロストシステムには
散水によるデフロスト方式が多く採用されているが、こ
れは年間を通じてみた場合に、面倒な水温制御を要する
こと、多量の水を消費することなどの問題があるところ
から、近年に至ってホットガスデフロスト方式が着目さ
れ、前述する如きサーモタンクを備えた冷凍装置が脚光
を浴びてきており、例えば実開昭５３−１２７６４０号
公報によって公知の構造のものが提案されている。

この冷凍装置は第２図に示すように、圧縮機（１）の吐
出口と吸入口とに接続せしめた四路切換弁（２）におけ
る２つの切換ポートの間に、熱交換器（４）を内蔵する
サーモタンク（３）、逆止弁（５）、凝縮器（６）。

第１−＄ｉ圧ｉ　（８１、冷却（蒸発）器（９）を順に
直列に連結してなる冷媒回路を接続せしめ、さらに、逆
止弁（５）と凝縮器（６）とを直列にをする管路に対し
て第２減圧器（１２）’と逆止弁（２４）との直列にな
る分岐管路を並列接続すると共に、第１減圧器（８）に
対して逆止弁Ｏｍを並列に接続した回路構成であって、
冷却サイクル及びデフロストサイクルは図中実線及び破
線で示す通りの冷媒流通が成されることにより、冷却サ
イクルでは冷却作用と同時に、サーモタンク（３）にデ
フロスト熱源の蓄熱を行わせ、デフロストサイクルでは
サーモタンク（３）の蓄熱をデフロスト熱源として利用
させるようにしている。

（発明が解決しようとする問題点） 上述する従来の装置では、冷却運転中にデフロストを必
要としてデフコスト運転に切り換えた際、圧縮機（１１
に吸入される冷媒がサーモタンク（３）で加熱されるた
めに、非常に高い温度の冷媒ガスが圧縮機（１）に吸込
まれることになり、圧縮機（１）がモータ一体構造のも
のではモータのコイル温度が上昇してくる。

また、デフロストが完了してデフロスト珈転から冷却運
転に切り換えた際には、冷却器（９）からの冷媒吸入ガ
ス管がデフロスト運転中に高温に加熱されていることか
ら、切り換え後の暫くの間は高温の冷媒ガスを吸込むた
めにモータのコイル温度が上昇してくる。

一方、デフロスト運転から冷却運転に切り換った時点で
は第１減圧器（８）が過熱度制御用の感温膨張弁である
場合、吸入ガス管に添設してなる感温筒が昇温されてい
るために、感温膨張弁（８）は全開の状態となっており
、従って、冷媒液が流れてきて吸入ガス管の温度が下降
し膨張弁（８）の作動が正常になるまでの間は非常に湿
り運転となり、圧縮機（１１に対し大きな冷熱衝撃を与
える結果となる。

このように冷熱衝撃が圧縮機（１）に与えられると、圧
縮機内蔵のモータは絶縁劣化が進んできて遂には焼損に
至るものであって装置の信転性を著しく低下させる問題
があった。

かかる問題点に対処して本発明は成されたものであって
、冷却サイクルとデフロストサイクルとの間の切換えを
行った後の吸入ガス温度が異常に高い間は、吸入ガス管
に低温冷媒液をインジェクションすることによって吸入
ガスの温度を低下させる一方、デフロストサイクルから
冷却サイクルへの切換えに際しては減圧器が正常に作動
しはじめるまでの当分の間、循環冷媒量を少なく制御せ
しめる如くなすことによって、圧縮機における大きな冷
熱衝撃を解消せしめ、もって圧縮機特にモータの保護を
万全に果させようとするものである。

（問題点を解決するための手段） しかして本発明は実施例を示す図面により明らかな如く
、熱交換器（４）を内蔵するサーモタンク（３）を、冷
却サイクル時に高圧ガスが流通するガス管αυ中に介設
して、ホットガスによるデフロスト運転の際、前記サー
モタンク（３）の蓄熱をデフロスト熱源に利用させる冷
凍装置において、高圧液ライン用電磁弁（１５）を介設
する一方、インジェクション用電磁弁ａηと減圧器側と
を直列関係となし管路中に介設して有するリキッドイン
ジェクションラインＱ６）を高圧液ラインと吸込ガスラ
インとに亘らせて接続せしめ、さらに、冷却サイクルか
らデフロストサイクルに切換えた後及びデフロスト完了
により冷却サイクルに切換えた直後で吸入ガス温度が設
定値よりも高い間は前記インジェクション用電磁弁Ｑ７
）を開かせるとともに、デフロスト完了により冷却サイ
クルに切換えてからの所定時間中で吸入ガスラインの冷
媒ガス温度が設定値より高い間は、前記液ライン用電磁
弁ａつを交互に開閉させて冷媒液流量を減少させる制御
手段（２０）を設けたこ゛とを特徴とする。

（作　用） 本発明はリキッドインジェクションラインαｅから低温
冷媒液を吸入ガスラインに噴射させてなることによって
、過熱された高温冷媒ガスは温度低下した後、圧縮機に
吸入されるため圧縮機の温度上昇を抑え得る。

また、液ライン用電磁弁（１５）を交互に開弁と閉弁と
に作動させることによって冷却サイクル系内を流れる冷
媒量が減少する結果、自動膨張弁が正常作動に至るまで
の温渡期に過剰な冷媒液が圧縮機側に流れ込むようなこ
とは防止される。

以上のことから、圧縮機のモータが高温と低温の大きな
温度変化にもとづく冷熱衝撃を受けることはなくなる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて説明する
。

第１図は本発明の１例に係る装置回路図であって、（１
）はアンローダ（２１）を備えた能力可変の圧縮機であ
って、吐出口を四路切換弁（２）の高圧ポートに、吸入
口をアキュムレータαωを介して同切換弁（２）の低圧
ポートに夫々接続せしめている。

前記四路切換弁（２）は高圧ポートと低圧ポートとに交
互に切換えに連通ずる２つの切換ポートを備えていて、
再切換ポート間には、熱交換器（４）を内蔵するサーモ
タンク（３）と、逆止弁（５）と、水冷凝縮器（６）と
、レシーバ（７）と、液ライン用電磁弁ａωと、膨張弁
（８）と、冷却（蒸発）器（９）とを順に直列に連結し
てなる冷媒回路を接続せしめ、さらに、デフロスト用膨
張弁Ｑ２）を逆止弁（５）と水冷凝縮器（６）とレシー
バ（７）とからなる直列回路に対して並列に接続せしめ
てなり、また、膨張弁（８）に対して逆止弁α蜀を並列
に接続すると共に、逆止弁αａを水冷凝縮器（６）とレ
シーバ（７）と液ライン用電磁弁ａつとの直列回路に対
して並列に接続せしめている。

しかしてサーモタンク（３）は断熱材で掩われたタンク
内に、冷媒を流通せしめる熱交換器（４）を内蔵せしめ
ると共に水を充填せしめた構造の蓄熱槽であって、前記
熱交換器（４）を水冷凝縮器（６）と四路切換弁（２）
とを結ぶガス管０υ、すなわち、冷却サイクル時に高圧
ガスが流通する管路の途中に介設せしめるものであり、
一方法ライン用電磁弁α５）は高圧液ライン中の例えば
、レシーバ（７）に対し冷却サイクル時に下流側になる
高圧液ライン中に介設せしめるものである。

かかる構造になる冷凍装置は、逆止弁α（至）を並列に
有する膨張弁（８）及び冷却器（９）が冷蔵庫内に設置
される一方、他の機器は別に設けた機械室に一括して設
置されて、冷却サイクルによる冷却運転の際は、第１図
に実線矢示する冷媒流通が成されて、サーモタンク（３
）内の水は凝縮潜熱によって高温水になり、水冷凝縮器
（６）では冷却水の温度コントロールが成されているた
め、冷媒の凝縮圧力は一定に保持されており、かくして
冷却器（９）において冷蔵庫の冷却が行われると共に、
後に行われるデフロストの際の熱源としてサーモタンク
（３）に凝縮潜熱が備蓄される。

一方、デフロストサイクルによるデフロスト運転の際は
、四路切換弁（２）の切換操作によって、第１図に破線
矢示する冷媒流通が成されて、圧縮機（１）の吐出ガス
は冷却器（９）に流れて凝縮潜熱によりコイルに付着し
ている霜は融かされる一方、サーモタンク（３）内では
温水との間で蒸発潜熱の熱交換が成される。

従って、サーモタンク（３）の蓄熱は循環冷媒を通じて
冷却器（９）に与えられる結果、高効率のデフロストが
成されるのである。

叙上の構成及び作用を有する冷凍装置において、インジ
ェクション用電磁弁（１７）と減圧器０萄例えば膨張弁
とを直列関係で管路中に介設して有するリキッドインジ
ェクションラインＱ６１を液ライン用電磁弁０９に対し
て冷却サイクル時に上流側となる高圧液ラインと、アキ
ュムレータ００）に対し上流側となる吸入ガスラインと
に亘らせて接続せしめている。

一方、低圧圧力を検知して設定値より高いか低いかで異
なる信号を出力する低圧圧力スイッチ０傷を吸入ガスラ
インに関連させて設けると共に、吐出ガス温度を検知し
て設定値より高いか低いかで異なる信号を出力する温度
検知器（２２）を吐出ガスラインに関連させて設けてい
る。

そして、低圧圧力スイツチα■及び温度検知器（２２）
の両信号を入力信号要素となして、液ライン用電磁弁α
５）及びインジェクション用電磁弁（１７１に開閉制御
の出力を、また、前記アングローダ（２１）の操作部に
制御出力を夫々付与する制御手段（２０）を電気制御系
に設けている。

上記制御手段（２（１１は、タイマ回路、出力増幅回路
等からなっていて、液ライン用電磁弁ａωに対しては、
デフロスト運転が完了した後の冷却サイクルに切換えら
れた際の所定時間内では開弁と閉弁とを交互に繰り返さ
せて、その後の安定冷却運転器は開弁を保持させるよう
に出力を発し、一方、インジェクション用電磁弁０ηに
対しては、冷却サイクルからデフロストサイクルに、ま
た、その逆に切換えた際は強請的に、又、冷却運転時で
吐出ガス温度が高い間は開弁させるように出力を発し、
また、アンローダ（２１）に対しては、デフロスト完了
後、冷却サイクルに切換えた際の所定時間例えば１５分
間に限らせて圧縮機（１）の能力を例えば５０％に低下
させる如き出力を発するように構成している。

以下、冷凍装置の運転態様について説明すると、圧縮機
（１）を駆動し、四路切換弁（２）を第１図の実線水弁
位置に操作し、液ライン用電磁弁Ｑつを開弁させること
によって実線矢示の冷却サイクルによる冷却運転が行わ
れ、冷却器（９）により冷Ｒ庫内が冷却されると同時に
、サーモタンク（３）では凝縮潜熱の蓄熱が成される。

冷却器（９）の熱交換コイル表面に霜が成長してきてデ
フロストを必要とすることによりデフロスト指令が発せ
られると、四路切換弁（２）を破線示弁位置になるよう
切換操作し、同時に液ライン用電磁弁α９を閉弁させる
。

かくして、第１図に破線矢示してなるデフロストサイク
ルによるデフロスト運転が行われるが、前述するように
圧縮機（１）に吸入される冷媒はサーモタンク（３）で
加熱されるために、圧縮後の吐出ガスも当然高くなって
おり、温度検知器（２２）の設定値例えば１１０℃より
も高温となってくるので、切換え時点で強制信号が制御
手段（２）から出されることによって、インジェクショ
ン用電磁弁ａηが開弁させられる結果、高圧液ライン中
を流れる冷媒液の一部がリキッドインジェクションライ
ンαｅを経、減圧された後に吸入ガスラインに噴射され
る。

従って、この噴射した低圧冷媒液と高温の吸入ガスとが
混和するために吸入ガス温度は低下し、圧縮機（１）が
過熱する状態は解消される。

霜が融けて除去されることによってデフロスト終了指令
が発せられると、四路切換弁（２）を冷却サイクル側に
切換えると共に、制御手段ａｅ＋から制御出力が出され
て、アンローダ（２１）を作動させて圧縮機（１１を１
００％能力から５０％能力に低下させると同時に、イン
ジェクション用電磁弁αηが開弁させられる。

この場合、デフロスト運転から冷却運転に切り換わった
際には、冷却器（９）が高温に加熱されていることによ
って、切り換え後の暫くの間は高温の冷媒ガスを吸込む
ため、吸入冷媒ガスを温度低下させる必要上、前記電磁
弁α″０を開弁させるのである。

かくして、リキッドインジェクションラインＱ６）から
の低温冷媒液噴射により吸入ガス温度が低下し、圧縮機
（１）が過熱する状態は解消される。

一方、デフロスト運転から冷却運転に切り換った際の膨
張弁（８）の状態についてみると、冷却器（９）から四
路切換弁（２）の切換ボートに至る吸入ガス管は前述す
るように高温になっているので、感温筒（２３）の作動
によって前記膨張弁（８）は全開状態になっており、定
常の流量制御機能を発揮するまでには若干の時間を要す
る。

この状態では、低圧圧力スイフチＱ９）が高い圧力を検
知しているので、制御手段（２（Ｏの作動により、液ラ
イン用電磁弁αつは開弁と閉弁とを交互に繰り返す間欠
開弁が成され、膨張弁（８）が定常な作動に復帰するに
要する時間例えば１０分を経過するまで間欠開弁を行わ
せる。

かくして、冷媒系内に流れる冷媒の量が絞られる結果、
膨張弁（８）が過渡期に全開状態になっていても冷却器
（９）に流れ込む冷媒は制限されるので、圧縮機（１）
に湿りガスが吸入され極端な湿り運転となる事態は回避
される。

膨張弁（８）が定常状態となった時点に至ると吸入ガス
ラインの圧力は正常値に低下するので、液ライン用電磁
弁αωの間欠開弁から常時開弁に作動させられて、定常
の冷却運転が以後行われることに（発明の効果） 本発明は以上述べた構成及び作用を有するものであって
、冷却運転からデフロスト運転に切り換えた際にサーモ
タンク（３）により加熱された吸入ガスに対して、リキ
ッドインジェクションラインａ０を通じ低温冷媒液を噴
射させて温度低下をはからせ、また、デフロスト運転か
ら冷却運転に切り換えた直後も同様に吸入ガスの温度低
下をはからせているので、圧縮機（１）を過熱状態から
保護することができる。

さらに、デフロスト運転から冷却運転に切り換えた直後
の膨張弁（８）が作動不安定の時期には、冷媒流量を低
減させるようにしていることにより、圧縮機（１）が極
端な湿り運転になって弁の損傷を受けるなどの事故を予
防することが可能であり、しかも、圧縮機（１）の大き
な冷熱衝撃を大巾に減少することが可能でモータの焼損
を確実に防止でき、かくして、圧縮機（１）の信頼性が
飛躍的に向上される効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る装置回路図、第２図は従
来の冷凍装置回路図である。 （３）・・・サーモタンク、　（４）・・・熱交換器、
０υ・・・ガス管、　αつ・・・液ライン用電磁弁、０
６）・・・リキッドインジェクションライン、０７）・
・・インジェクション用電磁弁、０８）・・・減圧器、
　（２０）・・・制御手段。 第１図 ２０箭１可テよン 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、熱交換器（４）を内蔵するサーモタンク（３）を、
   冷却サイクル時に高圧ガスが流通するガス管（１１）中
   に介設して、ホットガスによるデフロスト運転の際、前
   記サーモタンク（３）の蓄熱をデフロスト熱源に利用さ
   せる冷凍装置において、高圧液ライン中に液ライン用電
   磁弁（１５）を介設する一方、インジェクション用電磁
   弁（１７）と減圧器（１８）とを直列関係となし管路中
   に介設して有するリキッドインジェクションライン（１
   ６）を高圧液ラインと吸入ガスラインとに亘らせて接続
   せしめ、さらに、冷却サイクルからデフロストサイクル
   に切換えた後及びデフロスト完了により冷却サイクルに
   切換えた直後で吸入ガス温度が設定値よりも高い間は前
   記インジェクション用電磁弁（１７）を開かせるととも
   に、デフロスト完了により冷却サイクルに切換えてから
   の所定時間中で吸入ガスラインの冷媒ガス温度が設定値
   より高い間は、前記液ライン用電磁弁（１５）を交互に
   開閉させて冷媒液流量を減少させる制御手段（２０）を
   設けたことを特徴とするサーモタンクを備えた冷凍装置
   。