JPH0156355B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は冷凍装置、詳しくはホツトガスバイパ
ス路を備え、蒸発器にホツトガスを導いて、コン
テナ又は冷蔵庫などの庫内温度を、例えば−５℃
〜−６℃より高い温度のチルド領域に制御すると
共に、デフロスト運転を行なう一方、ドレンパン
ヒータを設けて、ドレンパン内の氷結ドレンを加
熱し、ドレン詰りを防ぐごとくした冷凍装置に関
する。

（従来の技術） 従来、圧縮機から吐出されるホツトガスの一部
又は全量を凝縮器に供給することなく蒸発器に供
給して、該蒸発器の能力調整とデフロスト運転と
が行なえ、また、ホツトガスバイパス路に、ドレ
ンパンヒータを介装し、デフロスト運転時、蒸発
器からドレンパン内に落下した氷結ドレンを加熱
して液化させるごとくしたものは、例えば「ダイ
キン工業株式会社、昭和58年９月発行、ダイキン
海上コンテナ冷凍装置サービスガイド、及び、
1983年７月発行、海上コンテナ冷凍装置ダイキン
PARTSLIST」に示されている通り既に知られ
ている。

この従来装置の概略的に示した第４図及び第５
図に基づいて説明すると、第４図に示すように、
圧縮機Ａの吐出側と凝縮器Ｃの入口側とを結ぶ高
圧ガス管Ｂの途中に、前記凝縮器Ｃ及び膨張弁
EVを側路するホツトガスバイパス路Ｈを接続し、
このホツトガスバイパス路Ｈの出口を、蒸発器Ｅ
の入口側に接続すると共に、前記ホツトガスバイ
パス路Ｈの前記高圧ガス管Ｂとの結合部に、前記
蒸発器Ｅへのホツトガスバイパス量を制御して能
力調整を行ない、かつ、フロスト時前記ホツトガ
スを前記蒸発器Ｅに循環させてデフロスト運転を
行なうホツトガス弁HVを設けて、このホツトガ
ス弁HVにより、前記高圧ガス管Ｂ内を流れるホ
ツトガスの一部を前記蒸発器Ｅに直接供給して前
記蒸発器の吹出空気温度、ひいては庫内温度をチ
ルド領域に制御し、又、前記ホツトガス弁HVに
より前記ホツトガスの全量を蒸発器Ｅに直接供給
してデフロスト運転を行なう一方、前記ホツトガ
スバイパス路Ｈ途中に、ドレンパンヒータDHを
介装し、このドレンパンヒータDHを、第５図に
示すように、前記蒸発器Ｅの下方位置に配設され
るドレンパンＤ上に蛇行状に敷設して、デフロス
ト運転時、完全に液化することなく氷結状態でド
レンパンＤに落下した氷結ドレンを前記ドレンパ
ンヒータDH内を流れるホツトガスにより氷解し
て氷結ドレンがドレンパンのドレン排出口を閉塞
するいわゆるドレン詰りを防ぐごとく構成されて
いる。

（発明が解決しようとする問題点） 所が、この従来装置は、蒸発器Ｅの能力調整時
と、デフロスト運転時との何れの場合も、ホツト
ガスがドレンパンヒータDHを通る構造であるた
め、蒸発器Ｅの能力調整時、蒸発器フアンＦから
吹出される空気が、蒸発器Ｅを通過した後、ドレ
ンパンＤに沿つて左右に分かれ両側下部からコン
テナ庫内に流通されるために前記蒸発器Ｅで冷却
された空気が前記ドレンパンヒータDHで加熱さ
れるのである。その結果、庫内温度を被冷却物に
対し最適な温度に制御する場合、蒸発器Ｅによる
冷却温度を、前記ドレンパンヒータDHによる再
熱温度に相当する温度を見込んで低く設定する必
要が生ずるのである。

所が、この蒸発器Ｅによる冷却温度を低くした
場合、蒸発器Ｅでの除湿能力が高くなるため、そ
れだけ前記吹出空気中の湿気が減少し、庫内に収
容する例えば野菜などの被冷却物に目減りが生ず
ると共に品質低下を来す問題がある。

本発明は、従来装置において、蒸発器の能力調
整時、ドレンパンヒータの再熱に基因する除湿の
問題点を解決しようとするもので、ホツトガスバ
イパス路及びホツトガス弁とは別に、短絡通路及
び弁装置を設けて、蒸発器の能力調整時、ホツト
ガスをドレンパンヒータに流すことなく蒸発器に
供給するごとく成すことによつて、能力調整時ド
レンパンヒータによる再熱をなくし、除湿による
被冷却物の目減りによる問題及び品質低下による
問題を解決できるようにしたものである。

（問題点を解決するための手段） しかして、本発明は、第１図〜第３図に示すよ
うに、圧縮機１から吐出されるホツトガスを、凝
縮器２を側路し蒸発器４にバイパスさせるホツト
ガスバイパス路１０と、前記蒸発器４へのホツト
ガスバイパス量を制御して能力調整を行ない、か
つ、フロスト時前記ホツトガスを前記蒸発器４に
循環させてデフロスト運転を行なうホツトガス弁
１１と前記ホツトガスバイパス路１０の途中に介
装するドレンパンヒータ１２とを備え、前記ドレ
ンパンヒータ１２を前記蒸発器４の空気吹出側に
位置せしめた冷凍装置において、前記ホツトガス
バイパス路１０に、前記ドレンパンヒータ１２を
側路する短絡通路１４を設ける一方、前記ホツト
ガスバイパス路１０に、デフロスト運転時前記ド
レンパンヒータ１２にホツトガスを流し、能力調
整時流れを遮断する弁装置１５を設けたものであ
る。

前記弁装置１５は、１個の二方電磁弁を用いる
もの（第１図）、１個の三方電磁弁を用いるもの
（第２図）、２個の二方電磁弁を用いるもの（第３
図）のいずれも含むものである。

（作用） 蒸発器４の能力調整時、前記ホツトガス弁１１
を開くと共に前記弁装置１５を、ホツトガスがド
レンパンヒータ１２へ流通しないように制御し、
ホツトガスバイパス路１０及び短絡通路１４から
蒸発器４に供給し、前記ドレンパンヒータ１２に
よる空気温度の上昇を防ぎ、空気中の水分が除湿
されないようにする一方、デフロスト運転時、前
記ホツトガス弁１１を開くと共に前記弁装置１５
をホツトガスがホツトガスバイパス路１０及びド
レンパンヒータ１２から蒸発器４へ流通するよう
に制御し、ドレンパン内の氷結ドレンを加熱氷解
するのである。

（実施例） 次に本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図に示した第１実施例のものはコンテナ用
冷凍装置であつて、第１図において１は圧縮機、
２は空冷凝縮器、３は水冷凝縮器、４は蒸発器、
５は感温部５１をもつ感温膨張弁、６はアキユム
レータ１体形の受液器、７はドライヤ、８はリキ
ツドインジケータであつて、これら各機器は、冷
媒配管９によりそれぞれ連結され、前記蒸発器４
により庫内空気を冷却する冷凍サイクルを形成し
ている。

又、前記圧縮機１の吐出側と空気凝縮器２の入
口側とを結ぶ高圧ガス管９ａには、前記圧縮機１
から吐出されるホツトガスを、前記各凝縮器２，
３、受液器６及び感温膨張弁５を側路して前記蒸
発器４に導くホツトガスバイパス路１０を接続し
て、その出口を前記膨張弁５と蒸発器４との間の
低圧液管９ｂに接続し、そして、このホツトガス
バイパス路１０の前記高圧ガス管９ａへの接続部
位に、ホツトガス弁１１を設けて、このホツトガ
ス弁１１により、前記高圧ガス管９ａ内のホツト
ガスの一部を、前記ホツトガスバイパス路１０を
介して前記蒸発器４に供給し、この蒸発器４の能
力調整を行ない、又、前記高圧ガス管９ａ内のホ
ツトガスを、前記ホツトガスバイパス路１０を介
して前記蒸発器４に供給し、デフロスト運転を行
なうごとく成す一方、前記ホツトガスバイパス路
１０の途中にドレンパンヒータ１２を介装して、
デフロスト運転時、完全に液化することなく氷結
状態でドレンパン１３内に落下した氷結ドレンを
前記ドレンパンヒータ１２により氷解するごとく
成している。

前記ホツトガス弁１１は、主として電動三方弁
であつて、電圧に比例して前記ホツトガスバイパ
ス路１０への弁開度を０％〜100％に制御可能と
し、前記蒸発器４へのホツトガスバイパス量を制
御して能力調整を行なうと共に、フロスト時循環
する冷媒の全量を前記ホツトガスバイパス路１０
に流通させるごとく成した比例制御弁を用い、コ
ントローラ１１０でPID制御がなされるようにな
つている。

このPID制御（Proportional−plus−integral
−plus−derivative contol）とは、制御信号が偏
差信号とその積分およびその関数の和に比例する
制御をいう。

しかして、この冷凍装置は、前記ホツトガスバ
イパス路１０に、前記ドレンパンヒータ１２を側
路する短絡通路１４を設ける一方、前記ホツトガ
スバイパス路１０に、デフロスト運転時前記ドレ
ンパンヒータ１２にホツトガスを流し、能力調整
時ホツトガスのドレンパンヒータ１２への流れを
遮断する弁装置１５を設けたのである。

第１図に示した実施例では、前記ホツトガスバ
イパス路１０におけるドレンパンヒータ１２の入
口と短絡通路１４の入口との間に前記弁装置１５
を介装して、デフロスト運転時は、前記ホツトガ
ス弁１１及び主として二方電磁弁から成る弁装置
１５を開いて、ホツトガスをドレンパンヒータ１
２に流通せしめ、このドレンパンヒータ１２から
前記蒸発器４に供給するのである。

また、能力調整時は、前記ホツトガス弁１１を
開く一方、前記弁装置１５である二方電磁弁を閉
じて、ホツトガスを短絡通路１４に流し、この短
絡通路１４から蒸発器４に供給するようにして、
ホツトガスが前記ドレンパンヒータ１２には流通
しないように成している。

又、前記短絡通路１４は、そのホツトガスの流
通抵抗を、前記ドレンパンヒータ１２における流
通抵抗より大きくして、具体的には、例えば短絡
通路１４の外径を9.5m／ｍに形成し、ドレンパ
ンヒータ１２の外径を12.7m／ｍに形成して、デ
フロスト運転時、ホツトガスが、短絡通路１４よ
りもドレンパンヒータ１２に多量に流れるように
して、ドレンパンヒータ１２の加熱量を十分確保
できるようにしている。

しかして、能力調整時、ホツトガスをドレンパ
ンヒータ１２に流すことなく、ホツトガスバイパ
ス路１０及び短絡通路１４から蒸発器４に供給し
て能力調整を行なうことができるので、換言する
と、蒸発器４を出た空気がドレンパンヒータ１２
で加熱されない状態で能力調整を行なうことがで
きるので、その結果、従来のごとく蒸発器４によ
る冷却温度を被冷却物に対し最適な庫内温度より
低く設定する必要がないので、庫内に収容する野
菜などの被冷却物が目減りしたり品質低下を防止
できるのである。

また、第２図に示した第２実施例では、前記弁
装置１５として三方電磁弁を用い、この三方電磁
弁を前記短絡通路１４における入口の前記ホツト
ガスバイパス路１０との接続部位に設けて、デフ
ロスト運転時は、ホツトガスの短絡通路１４への
流れを遮断し、ドレンパンヒータ１２にのみホツ
トガスを流すごとく成し、一方、能力調整時は、
デフロスト運転時とは逆に切換制御できるように
成したのである。斯くした場合、デフロスト運転
時、ホツトガスを全量ドレンパンヒータ１２へ流
通できるので、ドレンパンヒータ１２の能力を第
１図のものに比較して高めることができ、ドレン
パン内の氷結ドレンの氷解時間を短くすることが
できるのである。能力調整時は、第１実施例と同
様空気の再熱を防止できる。

又、第３図に示した第３実施例では、前記弁装
置１５として２個の二方電磁弁を用い、こられ二
方電磁弁を、ホツトガスバイパス路１０における
ドレンパンヒータ１２の入口箇所及び短絡通路１
４の入口箇所にそれぞれ介装し、デフロスト運転
時、ドレンパンヒータ１２側の電磁弁を開く一
方、短絡通路１４側の電磁弁を閉じて、ホツトガ
スの短絡通路１４への流れを遮断し、ドレンパン
ヒータ１２にのみホツトガスを流すごとく成した
のである。この場合も、第２図の場合と同様、氷
結ドレンの氷解時間を短くすることができるので
ある。能力調整時は、第１、第２実施例と同様、
空気の再熱を防止できる。

尚、第１図に示した第１実施例の冷凍装置に
は、前記凝縮器３の下流側、詳しくは前記リキツ
ドインジケータ８の下流側に、冷凍運転又は冷蔵
運転の停止指令およびデフロスト運転の開始指令
で閉じる電磁開閉弁２１を設けて、ポンプダウン
運転可能となし、前記凝縮器２，３及び受液器６
の受液部を含む液溜め部に冷媒を閉じ込めるごと
く成すのであり、また、前記液溜め部に閉じ込め
た冷媒のうち、一定量の冷媒をデフロスト運転を
行なうデフロスト回路即ち、圧縮機１、ホツトガ
ス弁１１、ホツトガスバイパス路１０、蒸発器
４、受液器６のアキユムレータ部から成るデフロ
スト回路に流出する定量流出機構２０を設けてい
る。

この定量流出機構２０は、例えば前記開閉弁２
１の閉鎖によりポンプダウン運転を行なつて冷媒
を閉じ込める液溜め部のうち、前記開閉弁２１を
介装する介装位置に対し、所定の流出量が得られ
る位置に電磁開閉弁２２を介装して構成するので
あつて、第１図においては、前記開閉弁２１を、
前記リキツドインジケータ８と前記膨張弁５とを
結ぶ高圧液管９ｃにおける前記膨張弁５の入口側
に介装すると共に、前記開閉弁２２を、前記高圧
液管９ｃにおける前記リキツドインジケータ８の
出口側に介装して、前記高圧液管９ｃの前記開閉
弁２１，２２間に閉じ込める一定の冷媒量を、前
記開閉弁２２を閉じ、前記開閉弁２１を開くこと
により流出可能としたものである。

前記定量流出機構２０により設定する冷媒量
は、運転状態如何に拘わらずデフロスト運転終了
後に行なう定常運転が常に運転可能範囲に抑えら
れ、かつ、デフロスト時間が長くなることのない
最適量とするのである。

また、前記圧縮機１の入口側と前記受液器６と
を結ぶ吸入ガス管９ｄの途中に、通電閉の電磁弁
２６とキヤピラリーチユーブ２７とを並列に接続
している。

前記電磁弁２６は、該電磁弁２６の閉鎖によ
り、吸入ガス冷媒を前記キヤピラリーチユーブ２
７を介して圧縮機１に戻すようにし、冷媒循環量
を減少させるもので、斯くのごとく循環量を減少
するのは外気温度が高い場合、デフロスト終了後
定常運転に入つたときや、プルダウン時、冷媒の
高圧及び低圧が高くなつてオーバーロードするの
を防止するためであつて、前記循環量の減少によ
り圧縮機１の仕事量が減少し、高圧圧力及び圧縮
機モータの電流値が低下して、運転範囲を拡大で
きるのである。

又、前記電磁弁２６は、蒸発器４の吸込温度を
検出し、この吸込温度が一定以上になると閉じて
循環量を減少し、また吸込温度が一定値より下が
ると開くようになつている。

以上の構成において前記ホツトガス弁１１は、
前記コントローラ１１０からの出力信号とデフロ
スト運転の開始指令とにより制御するごとく成す
と共に、前記デフロスト運転の開始指令により前
記開閉弁２１を閉じポンプダウン運転を行ない、
また、このポンプダウン運転の終了及びデフロス
ト運転の開始は、主として低圧スイツチ６３Ｌを
用いて制御するのである。

前記デフロスト運転の開始指令は、主としてエ
アープレツシヤスイツチと例えば12時間をセツト
時間とするデフロストタイマーとを用いるのであ
る。この場合前記エアープレツシヤスイツチは、
前記デフロストタイマーに優先させ、前記エアプ
レツシヤスイツチの作動で、前記デフロストタイ
マーをリセツトするごとく成すのである。

前記デフロスト運転の終了は、例えば前記蒸発
器４の出口側における低圧ガス管９ｅに、設定温
度の異なる二つのサーモスタツトを付設し、前記
低圧ガス管９ｅの温度を検出して行なうのであ
る。

尚、図中F₁は前記蒸発器４に付設するフアン、
F₂は前記空冷凝縮器２に付設するフアン、６３
Ｈは高圧スイツチ、６３CLは高圧制御スイツチ、
６３QLは油圧保護スイツチ、６３Ｗは水圧スイ
ツチである。

次に前記定量流出機構２０を設けた場合の作用
を説明する。

先ず、冷凍、又は冷蔵運転時、デフロスト運転
の開始指令が出ると、前記開閉弁２１が閉じてポ
ンプダウン運転が始まるのである。

このポンプダウン運転で、液冷媒は、前記凝縮
器２，３及び受液器６の受液部及び前記開閉弁２
１に至る液管部分９ｃに閉じ込められると共に、
圧縮機１の吸入側の低圧圧力が低下することにな
り、低圧圧力が、前記低圧スイツチ６３Ｌの設定
値より低くなると、前記低圧スイツチ６３Ｌがオ
フし、前記圧縮機１が停止し、ポンプダウン運転
が終了するのである。

そして前記ホツトガス弁１１が100％開度に切
換えられ、かつ、室内フアンモータMF₁が停止
し、同時に前記開閉弁２２が閉じると共に、前記
開閉弁２１が開くのである。

以上の如く前記開閉弁２２が閉じ、前記開閉弁
２１が開くことにより、高低圧差があるため、こ
れら各開閉弁２１，２２間の高圧液管９ｃに閉じ
込められている一定量の液冷媒はガス化して流出
することになるのである。この液冷媒がガス化し
て蒸発器４側へ流出する理由は、前記デフロスト
回路の容積は前記定量流出機構２０で溜められる
冷媒量の容積に比してかなり大きいこと、ポンプ
ダウン運転により蒸発器４出口側冷媒は過熱状態
となつているため、膨張弁５は開いていること、
開閉弁２１の開放直後は圧力低下により液冷媒が
ふつとうし、このため液ガス混合の状態で蒸発器
４側へ流出すること、かりに一部の液冷媒が残溜
したとしても、もともと前記定量流出機構２０で
溜められる冷媒量は少量であり、前記一部の液冷
媒は高圧液管９ｃ自身が保有する熱容量および外
気温度から高圧液管９ｃを介してうばう熱量で十
分蒸発できることによる。

この流出により低圧圧力が上昇して前記低圧ス
イツチ６３Ｌの設定値より高くなるため、前記低
圧スイツチ６３Ｌがオンし、前記圧縮機１が起動
され、前記した一定量の冷媒がデフロスト回路を
循環し、前記ホツトガスバイパス路１０から蒸発
器４に流入するホツトガスによりデフロストが行
なえるのである。

このデフロスト運転は、前記定量流出機構２０
により設定した一定量の冷媒により行なうのであ
るから、デフロスト運転の直前における運転状態
に関係なく、常に最適なデフロストが可能となる
のである。

尚、このデフロスト運転時、蒸発器４で冷媒が
一部液化しても受液器６のアキユムレータ部で気
液分離がなされるので、圧縮機１への液バツクは
起こらない。

そして、以上の如くデフロストが終了すると、
前記蒸発器４の出口側に設けた二つのサーモスタ
ツトのうち、設定温度の低いサーモスタツトが作
動するので、前記デフロストが終了し、前記開閉
弁２１，２２が開き、冷凍運転に戻るか又は冷蔵
運転時においては前記ホツトガス弁１１はコント
ローラ１１０による開度制御に移行して定常運転
に戻るのである。

尚、このデフロスト運転の終了後、定常運転に
戻るとき、蒸発器４の周囲温度は定常運転より高
温となつているが、前記デフロスト運転時におけ
る冷媒循環量は一定量に制御しているため、高圧
が異常に高くなつて高圧スイツチ６３Ｈや過電流
リレーが作動することなく、常に確実に定常運転
を行なえるのであるが、外気温度が異常に高い場
合など、前記冷媒量を一定量に制御しているにも
拘わらず、高圧が異常に高くなることもある。こ
の場合前記冷媒量の設定を少なくすればよいが、
非常にまれなケースであるため第１図に示した実
施例では、前記したごとく吸入ガス管９ｄに前記
電磁弁２６とキヤピラリーチユーブ２７との並列
回路を介装し、前記電磁弁２６を吹出空気温度や
高圧又は低圧或いは外気温度を検出して閉じ、キ
ヤピラリーチユーブ２７を介して冷媒循環量を絞
るごとく成しており、従つて、外気温度が異常に
高く、高圧が上昇する運転条件によつては、前記
電磁弁２６を閉じて、冷媒循環量を減少して運転
可能とし、その運転可能範囲を拡げている。

以上説明した３つの実施例は、ホツトガス弁１
１として電動三方弁を用いたが二つの二方弁を組
合わせてもよい。

また、以上説明した冷凍装置は、第４図のごと
く蒸発器４の空気吹出側にドレンパン１３を設け
たコンテナ用冷凍装置に適用するものであるが、
その他冷蔵庫にも適用できる。

また、前記凝縮器としては、空冷凝縮器２と水
冷凝縮器３とを併用したが、単一の凝縮器２又は
３のみでもよい。

（発明の効果） 以上の如く、本発明は、ドレンパンヒータ１２
を設けたホツトガスバイパス路１０に、前記ドレ
ンパンヒータ１２を側路する短絡通路１４を設け
る一方、前記ホツトガスバイパス路１０に、デフ
ロスト運転時前記ドレンパンヒータ１２にホツト
ガスを流し、能力調整時流れを遮断する弁装置１
５を設けたから、能力調整時、蒸発器４を出た空
気が前記ドレンパンヒータ１２により加熱される
のを確実に防止できるであつて、前記蒸発器４に
よる冷却温度を、前記ドレンパンヒータ１２の再
熱量に合わせて高く設定する必要がなく、換言す
ると被冷却物に対応した最適温度に設定できるで
ある。従つて、従来のごとく蒸発器４による冷却
温度を庫内に収容する被冷却物の最適温度より低
く調整する必要がないので、除湿能力が高まるの
を防止できるのであつて、被冷却物の目減り及び
品質低下を防止できるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明冷凍装置の第１実施例を示す冷
媒配管系統図、第２図及び第３図は第２、第３実
施例を示す一部を省略した冷媒配管系統図、第４
図は従来例の冷媒配管系統図、第５図は従来例の
コンテナの概略構成図である。 １……圧縮機、２……凝縮器、４……蒸発器、
１０……ホツトガスバイパス路、１１……ホツト
ガス弁、１２……ドレンパンヒータ、１４……短
絡通路、１５……弁装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧縮機１から吐出されるホツトガスを、凝縮
   器２を側路し蒸発器４にバイパスさせるホツトガ
   スパイパス路１０と、前記蒸発器４へのホツトガ
   スバイパス量を制御して能力調整を行ない、か
   つ、フロスト時前記ホツトガスを前記蒸発器４に
   循環させてデフロスト運転を行なうホツトガス弁
   １１と前記ホツトガスバイパス路１０の途中に介
   装するドレンパンヒータ１２とを備え、前記ドレ
   ンパンヒータ１２を前記蒸発器４の空気吹出側に
   位置せしめた冷凍装置において、前記ホツトガス
   バイパス路１０に、前記ドレンパンヒータ１２を
   側路する短絡通路１４を設ける一方、前記ホツト
   ガスバイパス路１０に、デフロスト運転時前記ド
   レンパンヒータ１２にホツトガスを流し、能力調
   整時流れを遮断する弁装置１５を設けたことを特
   徴とする冷凍装置。