JP3661003B2 - 冷凍装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、液冷媒を圧縮機モータに供給して、該モータを冷却するようにした冷凍装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、実開昭５０−１４２５１１号公報に開示され、且つ図３に示すように、圧縮機Ｐ、凝縮器Ｃ、膨張機構Ｖ及び蒸発器Ｅを備え、凝縮器Ｃの出口側の高圧液域と圧縮機モータＭとの間に、途中部に絞り弁Ｋをもつ冷媒供給通路Ｂを接続し、差圧により圧縮機モータＭに液冷媒を供給し、該モータＭを冷却してその過熱を防止し、運転範囲を拡大できるようにしている。圧縮機モータＭに供給した後の冷却用冷媒は、モータケーシングＦに開口するドレン通路Ｄを経て、圧縮機Ｐの吸入閉込み後の中間圧力域に排出させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、以上のものでは、圧縮機モータＭに供給した冷却用冷媒を圧縮機Ｐの吸入閉込み後の中間圧力域に排出しているため、始動時等の高低差圧が小さいとき、高圧と圧縮機Ｐの中間圧力域との間の差圧は一層小さく、或は、むしろ閉じ込み閉鎖室となる中間圧力域が吐出通路以降の高圧域よりも逆に高圧となる逆転現象が起こるため、高圧液域から圧縮機モータＭを経て圧縮機Ｐの中間圧力域に至るドレンの流れが確保されない問題が起こる。このため、始動時等の低差圧時に、圧縮機モータＭの冷却が確保できず、信頼性が低下する問題がある。
【０００４】
ここで、ドレン通路Ｄの出口を、蒸発器Ｅ等の膨張機構Ｖの下流側の低圧域に接続し、冷却用冷媒の供給側となる高圧液域との間で、差圧を最大限に確保し得るようにすることも考えられるが、この場合には、所定の高低差圧がつく通常運転時には、圧縮機モータＭを冷却した液分だけ圧縮機Ｐの吸入風量が阻害され、冷凍能力が低下する問題が生じる。
【０００５】
本発明の主目的は、始動時等の低差圧時にあっても、圧縮機モータの冷却を確保でき、しかも、通常運転時は、冷凍能力の低下を抑制できながら圧縮機モータの冷却を確保できる冷凍装置を提供する点にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで、上記主目的を達成するため、請求項１記載の発明は、圧縮機１、熱源側熱交換器２、膨張機構３及び利用側熱交換器４を備え、高圧液域と圧縮機モータ１０との間に、モータ冷却用冷媒を供給する冷媒供給通路７を接続した冷凍装置において、圧縮機モータ１０に供給した冷却用冷媒を低圧域に排出する第一ドレン通路７１と圧縮機１の吸入閉込み後の中間圧力域に排出する第二ドレン通路７２とを設けて、圧縮機１の吸入側と吐出側の圧力差である高低差圧が所定値を下回るとき第一ドレン通路７１を経て低圧液域にドレンを排出し、前記高低差圧が前記所定値以上のとき第二ドレン通路７２を経て圧縮機１の中間圧力域にドレンを排出する通路制御機構９０を設けた。
【０００７】
請求項２記載の発明は、簡易な構成で上記主目的を達成するため、請求項１記載の発明において、圧縮機モータ１０から延設する主ドレン通路７０に、第一ドレン通路７１及び第二ドレン通路７２を分岐させて設けており、第一ドレン通路７１の途中部に開閉弁９１を、第二ドレン通路７２の途中部に逆止弁９２をそれぞれ介装して通路制御機構９０を構成した。
【０００８】
【作用】
請求項１記載の発明では、始動時等の圧縮機１の吸入側と吐出側の圧力差である高低差圧が所定値を下回るとき、圧縮機モータ１０を冷却した後の冷媒は、第一ドレン通路７１を経て、低圧域に排出される。この低差圧時にあっては、冷却用冷媒の供給側となる高圧液域に対し、その排出側が低圧域であり、その間の差圧を最大限に確保することができるため、圧縮機モータ１０に円滑に冷却用冷媒を流すことができ、低差圧時にあっても圧縮機モータ１０の冷却を確保することができる。圧縮機１の吸入側と吐出側の圧力差である高低差圧が前記所定値以上となる通常運転時は、圧縮機モータ１０を冷却した後の冷媒は、第二ドレン通路７２を経て、圧縮機１の吸入閉込み後の中間圧力域に排出される。このため、圧縮機１の吸入風量を阻害するのを防止でき、冷凍能力の低下を抑制できながら、液冷媒により圧縮機モータ１０の冷却を確保することができる。
【０００９】
請求項２記載の発明では、始動時等の高低差圧が所定値を下回るとき、開閉弁９１を開くことにより、圧縮機モータ１０を冷却した後に主ドレン通路７０に流れる冷媒は、逆止弁９２を介装した第二ドレン通路７２には流れずに、第一ドレン通路７１に流れて、低圧域に排出される。高低差圧が所定値以上となる通常運転時は、開閉弁９１を閉じることにより、圧縮機モータ１０を冷却した後に主ドレン通路７０に流れる冷媒は、逆止弁９２を経て第二ドレン通路７２に流れて、圧縮機１の中間圧力域に排出される。こうして、一つの開閉弁９１と一つの逆止弁９２とにより、簡易に通路制御機構９０を構成することができる。
【００１０】
【実施例】
図１は、冷暖可能としたヒートポンプ式の冷凍装置を示し、電動機から成る圧縮機モータ１０を直結する圧縮機１の吐出口１１から、吐出逆止弁８０をもつ吐出管５１、四路切換弁６の第一固定ポート６１、同四路切換弁６の第一切換ポート６３、ガス管５２、冷房時は凝縮器となり暖房時は蒸発器となる空冷式の熱源側熱交換器２、液管５３、冷暖切換に伴い整流作用をする第一整流用逆止弁７１、受液器８１、ドライヤフィルタ８２、高圧液管５４、電磁弁から成る主冷媒回路開閉弁８３、電動式膨張弁から成る膨張機構３、低圧液管５５、冷暖切換に伴い整流作用をする第二整流用逆止弁７２、冷房時は蒸発器となり暖房時は凝縮器となる乾式の利用側熱交換器４、ガス管５６、四路切換弁６の第二切換ポート６４、同四路切換弁６の第二固定ポート６２、低圧ガス管５７、サクションアキュムレータ９、吸入管５８、圧縮機１の吸入口１２へと至る配管構成をもつものである。
【００１１】
利用側熱交換器４と第二整流用逆止弁７２との接続部と、受液器８１との間には、第三整流用逆止弁７３をもつ暖房用高圧液管５９を、又、膨張機構３と第二整流用逆止弁７２との接続部と、熱源側熱交換器２と第一整流用逆止弁７１との接続部との間には、第四整流用逆止弁７４をもつ暖房用低圧液管６０をそれぞれ接続している。
【００１２】
こうして、冷房時、冷媒は、符号で追うと１、１１、８０、５１、６１、６、６３、５２、２、５３、７１、８１、８２、５４、８３、３、５５、７２、４、５６、６４、６、６２、５７、９、５８、１２、１という経路で循環し、蒸発器となる利用側熱交換器４で冷水を生成するようにしている。
【００１３】
又、暖房時、冷媒は、同じく符号で追うと１、１１、８０、５１、６１、６、６４、５６、４、７３、５９、８１、８２、５４、８３、３、５５、６０、７４、５３、２、５２、６３、６、６２、５７、９、５８、１２、１という経路で循環し、凝縮器となる利用側熱交換器４で温水を生成するようにしている。
【００１４】
以上の構成で、高圧液管５４と圧縮機モータ１０との間に、冷媒供給通路７を接続し、その途中部に介装した電磁弁から成る冷却作動用開閉弁７００を開くことにより、液冷媒を圧縮機モータ１０に供給し、該モータ１０を冷却するようにしている。
【００１５】
そして、圧縮機モータ１０に供給された冷却用冷媒のドレン処理通路の構成として、そのドレンを膨張機構３の下流側の低圧液管５５に排出する第一ドレン通路７１と、圧縮機１の中間ポート１３を経て吸入閉込み後の中間圧力域に排出する第二ドレン通路７２とを設ける。更に、高低差圧が所定値を下回るとき第一ドレン通路７１を経て低圧液管５５にドレンを排出し、高低差圧が所定値以上のとき第二ドレン通路７２を経て圧縮機１の中間圧力域にドレンを排出する通路制御機構９０を設ける。
【００１６】
より具体的には、圧縮機モータ１０のケーシング底部から延設する主ドレン通路７０に、第一ドレン通路７１及び第二ドレン通路７２を分岐させて接続しており、第一ドレン通路７１の途中部に電磁弁から成る開閉弁９１を、第二ドレン通路７２の途中部に逆止弁９２をそれぞれ介装して通路制御機構９０を構成するのである。
【００１７】
又、通路制御機構９０を構成する開閉弁９１は、制御器９００からの制御で開閉するものであり、吐出管５１に介装する高圧圧力検出器９０１と、吸入管５８に介装する低圧圧力検出器９０２とを各々制御器９００に入力させ、これら各検出器９０１，９０２から取り込む高圧圧力Ｐ１及び低圧圧力Ｐ２の差Ｐ１−Ｐ２に基づいて開閉するものである。開閉状態を切換えるための所定値Ｐは、例えば１．５ｋｇ／ｃｍ² 程度である。
【００１８】
こうして、図２に示すように、冷凍装置の始動から高低差圧Ｐ１−Ｐ２が所定値Ｐを下回るか否かを判定し（ステップａ）、所定値を下回るとき、開閉弁９１が開けられて、圧縮機モータ１０を冷却した後の冷媒は、第一ドレン通路７１を経て、低圧域に排出される（ステップｂ）。この低差圧時にあっては、冷却用冷媒の供給側となる高圧液域に対し、その排出側が低圧域であり、その間の差圧を最大限に確保することができるため、圧縮機モータ１０に円滑に冷却用冷媒を流すことができ、低差圧時にあっても圧縮機モータ１０の冷却を確保することができる。
【００１９】
一方、ステップａの判定で高低差圧が所定値以上のときには、開閉弁９１が閉じられて（ステップｃ）、圧縮機モータ１０を冷却した後の冷媒は、第二ドレン通路７２を経て、圧縮機１の吸入閉込み後の中間圧力域に排出され、通常運転が行われる（ステップｄ）。このため、圧縮機１の吸入風量を阻害するのを防止でき、冷凍能力の低下を抑制できながら、液冷媒により圧縮機モータ１０の冷却を確保することができる。
【００２０】
尚、以上のものでは、図１に示したように、第二ドレン通路７２における逆止弁９２の下流部と、冷媒供給通路７との間に、第二冷媒供給通路８４を接続しており、その途中部に介装する電磁弁から成るインジェクション作動用開閉弁８５を開くことにより、液冷媒を圧縮機１の中間ポート１３に直接的に注入できるようにしている。
【００２１】
又、以上のものでは、高低差圧を検出するのに、高圧圧力検出器９０１と低圧圧力検出器９０２とを各別に設けたが、吐出管５１と吸入管５４との間に、単独で高低差圧を検出する差圧検出器を介装してもよい。又、圧力検出の代わりに、吐出ガス温度と吸入ガス温度とを検出することにより高低差圧を検出するようにしてもよく、高低差圧の検出手段は多岐にわたる。
【００２２】
更に、以上のものでは、冷房と暖房とを切換える所謂ヒートポンプ式のものを示したが、冷房専用機又は暖房専用機にも同様に適用できるし、又、熱源側熱交換器２には空冷式のものを、利用側熱交換器４には乾式のものを用いたが、空冷であるか液冷であるかは限定されるものではないし、更に、圧縮機１は、スクロール式のものでも、ロータリー式のものでも何れでもよく、圧縮機の型式は特に限定されるものでもない。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、始動時等の圧縮機１の吸入側と吐出側の圧力差である高低差圧が所定値を下回るとき、圧縮機モータ１０を冷却した後の冷媒は、第一ドレン通路７１を経て、低圧域に排出されるため、冷却用冷媒の供給側と排出側との間の差圧を最大限に確保することができ、圧縮機モータ１０に円滑に冷却用冷媒を流すことができて、該モータ１０の冷却を確保することができ、又、圧縮機１の吸入側と吐出側の圧力差である高低差圧が前記所定値以上となる通常運転時は、圧縮機モータ１０を冷却した後の冷媒は、第二ドレン通路７２を経て圧縮機１の吸入閉込み後の中間圧力域に排出されるため、圧縮機１の吸入風量を阻害することなく、冷凍能力の低下を抑制できながら、液冷媒により圧縮機モータ１０の冷却を確保することができる。
【００２４】
請求項２記載の発明では、始動時等の低差圧時は、開閉弁９１を開くことにより主ドレン通路７０に流れる冷媒を第一ドレン通路７１に流し、通常運転時は、開閉弁９１を閉じることにより主ドレン通路７０に流れる冷媒を逆止弁９２を経て第二ドレン通路７２に流すことができ、一つの開閉弁９１と一つの逆止弁９２とにより簡易に通路制御が行え、構成を簡易化することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る冷凍装置の一実施例を示す配管図。
【図２】同冷凍装置の制御手順を示すフローチャート。
【図３】従来の冷凍装置を示す配管図。
【符号の説明】
１；圧縮機、１０；圧縮機モータ、２；熱源側熱交換器、３；膨張機構、４；利用側熱交換器、７；冷媒供給通路、７０；主ドレン通路、７１；第一ドレン通路、７２；第二ドレン通路、９０；通路制御機構、９１；開閉弁、９２；逆止弁

Claims (2)

1. 圧縮機（１）、熱源側熱交換器（２）、膨張機構（３）及び利用側熱交換器（４）を備え、高圧液域と圧縮機モータ（１０）との間に、モータ冷却用冷媒を供給する冷媒供給通路（７）を接続した冷凍装置において、圧縮機モータ（１０）に供給した冷却用冷媒を低圧域に排出する第一ドレン通路（７１）と圧縮機（１）の吸入閉込み後の中間圧力域に排出する第二ドレン通路（７２）とを設けて、圧縮機（１）の吸入側と吐出側の圧力差である高低差圧が所定値を下回るとき第一ドレン通路（７１）を経て低圧液域にドレンを排出し、前記高低差圧が前記所定値以上のとき第二ドレン通路（７２）を経て圧縮機（１）の中間圧力域にドレンを排出する通路制御機構（９０）を設けたことを特徴とする冷凍装置。
2. 圧縮機モータ（１０）から延設する主ドレン通路（７０）に、第一ドレン通路（７１）及び第二ドレン通路（７２）を分岐させて設けており、第一ドレン通路（７１）の途中部に開閉弁（９１）を、第二ドレン通路（７２）の途中部に逆止弁（９２）をそれぞれ介装して通路制御機構（９０）を構成している請求項１記載の冷凍装置。

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