JPH0512666Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、冷凍式冷却機の改良に関するもので
ある。

［従来の技術］ 従来公知の冷凍式冷却機、即ち、冷凍圧縮機、
凝縮器、減圧器及び蒸発器を順次直列に接続した
冷凍回路と、上記蒸発器を収容した容器と、該容
器内の冷却流体の温度を所定の設定範囲に調節す
る温度調節器により冷凍圧縮機の駆動を制御し、
上記容器内の冷却流体をポンプにより送給して冷
却部で発熱体を冷却する冷却流体回路とを備えた
冷凍式冷却機は、容器内における冷却流体の温度
を検出して冷凍圧縮機の発停を行つている。

この場合に、容器内の冷却流体の温度の設定範
囲（温度調節器の設定範囲）を小さくして、容器
から送出す冷却流体の温度を略一定に保とうとす
ると、冷凍圧縮器の発停が頻繁に行われることに
なり、冷凍圧縮器の故障等が発生し易くなる。

即ち、一般に冷凍圧縮器においては、その仕様
として、停止後一定時間（たとえば３分）以内に
は再駆動しない、１時間内の発停を一定回数（例
えば６回）以内に抑える、などの制約があり、こ
の範囲を越えた駆動を行うと故障の原因になる。

そこで、上記容器を大きくして、流体容積、換
言すれば冷却流体の熱容量を増すことにより冷凍
圧縮機の発停を抑制しているが、この場合は装置
が大型になり、高価になるのを避けることができ
ない。

この問題を解決するため、本考案の考案者は、
冷却流体回路に、発熱体で受熱した高温の流体を
低温の冷却流体に混合させるための温度調節混合
栓を設けた冷凍式冷却機を、実開昭60−65574号
公報によつて提案した。

上記既提案の冷凍式冷却機は、冷却部に送給さ
れる冷却流体の温度範囲が広い場合においても、
温度調節混合栓で低温の冷却流体と冷却部で受熱
した高温の流体の量比を調節することにより、冷
却部に送給される冷却流体の温度を略一定温度に
保持しようとするものであるが、発熱体の容量が
大きいと設定温度がずれ易く、また温度調節混合
栓は高温側のシール性能が悪くてリークするた
め、リークを考慮に入れて冷却能力をアツプさせ
る必要がある。

［考案が解決しようとする課題］ 本考案が解決しようとする課題は、容器内の冷
却流体の温度設定範囲を大きくとり、これによつ
て容器の容積を小さくしたものでありながら、ポ
ンプから冷却部に送出す冷却流体の温度を、設定
温度に正しく保持できる冷凍式冷却機を提供する
ことにある。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するため、本考案の冷凍式冷却
機は、冷凍圧縮機、凝縮器、減圧器及び蒸発器を
順次直列に接続した冷凍回路と、上記蒸発器を収
容した冷却流体の容器と、冷凍圧縮機の駆動を制
御して容器内の冷却流体の温度を所定の設定範囲
に調節する温度調節器と、上記容器内の冷却流体
をポンプにより送給して冷却部で発熱体を冷却す
る冷却流体回路とを備えた冷凍式冷却機におい
て、上記容器の容積を小さくするとともに、温度
調節器を温度設定範囲が比較的大きいものとし、
上記冷却流体回路に、冷却部で受熱した高温の流
体から上記低温の冷却流体に混合する混合流体を
分流させる熱応動形三方弁と、混合流体混合後の
冷却流体の温度と設定温度との温度差により上記
熱応動形三方弁から分流させる混合流体の量を増
減させて、混合流体混合後の冷却流体の温度を設
定温度に保持するための温度調節器とを設けたこ
とを特徴としている。

［作用］ 容器内の冷却流体の温度を調節する温度調節器
の温度設定範囲を比較的大きくしたため、冷却流
体回路に送給される冷却流体の温度範囲が広くし
て容器の容積を小さくすることができ、これによ
つて冷却機が小型化され、装置全体を安価にする
ことができる。

また、熱応動形三方弁によつて、発熱体冷却後
の高温の流体から混合流体を分流させて低温の冷
却流体に混合するとともに、該熱応動形三方弁
を、混合流体混合後の冷却流体の温度と設定温度
との温度差により動作する温度調節器で制御して
混合流体の量を増減するため、冷却流体の温度範
囲が広くても、混合流体混合後の冷却流体の温度
を温度調節器の設定温度に正しく保持することが
でき、かつ高温流体のリークもない。

［実施例］ 第１図は本考案の実施例を示し、この冷凍式冷
却機において、冷凍回路１は、冷媒蒸気を圧縮し
て高温高圧のガスとする冷凍圧縮機１０に対し、
そのガスを冷却凝縮して高圧の冷媒液とする凝縮
器１１と、その冷媒液の流路を絞つて減圧、低温
化するキヤピラリチユーブ１２と、その低温低圧
の冷媒液で容器２０に収容した冷却流体２１を冷
却する蒸発器１３とを順次直列に接続した周知の
冷凍回路で構成され、容器２０内の温度センサ１
４に接続した温度調節器１５は、冷却すべき発熱
体に対して送給する冷却流体２１の温度以下で、
温度設定巾を比較的大きく（約５℃程度）設定
し、これによつて冷凍圧縮機１０の再起動時間の
間隔や発停の頻度を、該圧縮機の仕様範囲内のも
のとしている。

一方、容器２０内の冷却流体を循環させる冷却
流体回路２は、冷却流体２１を送給するポンプ２
３と、熱応動形三方弁２４、並びに容器２０とポ
ンプ２３の吸入口２３ａを接続する冷水供給管２
５、発熱体（図示省略）を冷却する冷却部２６ａ
を有しポンプの吐出口２３ｂと三方弁２４の流入
口２４ａを接続する冷却管２６、三方弁２４の還
流口２４ｂと容器２０を接続する還流管２７、及
び三方弁２４の流出口２４ｃと冷水供給管２５を
接続する混合管２９を備えている。

上記熱応動形三方弁２４は、内部に組込んだヒ
ータへの通電量に応じて駆動して、流入口２４ａ
と還流口２４ｂ及び流入口２４ａと流出口２４ｃ
間の流路面積、換言すれば混合流体の量を、０〜
100％の範囲でアナログ的に増減させるもので、
ポンプ２３から吐出された冷却流体の温度を検出
する温度センサ２９に接続したPID形温度調節器
３０によつて駆動が制御されるもので、該PID形
温度調節器３０の設定温度は、冷却流体２１の温
度以上で温度幅が±１℃程度に設定されている。

第２図は、上記熱応動形三方弁２４の一例を示
し、この熱応動形三方弁２４は、弁部３２と、ワ
ツクスエレメント３４と該ワツクスエレメント３
４内のワツクスを加熱するヒータ３５とその電極
３５ａ，３５ａを有する駆動部３３とを備え、上
記弁部３２は、流入口２４ａと還流口２４ｂを連
通させる流路中の第１弁座３７と、流入口２４ａ
と流出口２４ｃを連通させる流路中の第２弁座３
８と、これらの弁座３７，３８を開閉する弁体３
９を有し、該弁体３９は駆動部３３により駆動さ
れて弁座３７，３８の開口面積を０〜100％の範
囲でアナログ的に調整するものである。

第１図中の符号３１は、PID形温度調節器３０
と熱応動形三方弁２４の駆動部との間に設けた無
接点リレーを示す。

上記PID形温度調節器３０は、設定温度と温度
センサ２９が検出した混合流体混合後の冷却流体
の温度との温度差に比例して、ヒータ３５への通
電量を調整するもので、これにより弁体３９が第
２弁座３８の開口面積を調整して、混合流体の量
をアナログ的に増減させる。

上記実施例は、温度センサ２９が混合流体混合
後の冷却流体の温度を検出し、PID形温度調節器
３０が、温度センサ２９が検出した温度と設定温
度とを対比して熱応動形三方弁２４のヒータ３５
への通電量を制御し、これにより弁体３９の第２
弁座３８の開口面積を調整して容器２０からの冷
却流体２１に混合する混合流体の量を調節するこ
とにより、混合流体混合後の冷却流体の温度を、
PID形温度調節器３０の設定温度に正しく調整す
ることができる。

したがつて、冷却流体の温度差が比較的大きく
ても、冷却部２６ａに供給する冷却流体の温度
を、略一定の温度（±１℃程度）に保持すること
ができる。

この場合、上記熱応動形三方弁２４は、ポンプ
２３から吐出される混合流体混合後の冷却流体の
温度がPID形温度調節器３０の設定温度より高い
場合には、ヒータ３５の通電が遮断され、図示を
省略しているスプリングの付勢力によつて弁体３
９が第２弁座３８を閉鎖するため、高温側のリー
クがなく、したがつてリークを考慮に入れて冷却
能力をアツプさせる必要がない。

［考案の効果］ 本考案の冷凍式冷却機は、容器から送給される
冷却流体の温度範囲が広くても、熱応動形三方弁
によつて発熱体冷却後の高温の流体を分流して低
温の冷却流体に混合させるとともに、この熱応動
形三方弁を、混合流体混合後の冷却流体の温度と
設定温度との温度差に応じて出力する温度調節器
で制御して混合流体の量を増減させるために、混
合流体の量を適切に調節することができ、これに
よつて、容器の容積を小さくして装置全体を小形
にして冷却流体の温度範囲が広くても、混合流体
混合後の冷却流体の温度を、温度調節器の設定温
度に正しく保持することができる。

また、熱応動形三方弁によつて高温の流体から
混合流体を分流させるために、高温流体のリーク
がないので、リークを考慮に入れて冷却能力をア
ツプさせる必要がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る冷凍式冷却機の実施例を
示す構成図、第２図は熱応動形三方弁の一例を示
す要部縦断正面図である。 １……冷凍回路、２……冷却流体回路、１０…
…冷凍圧縮機、１１……凝縮器、１２……キヤピ
ラリチユーブ、１３……蒸発器、１５……温度調
節器、２０……容器、２１……冷却流体、２３…
…ポンプ、２４……熱応動形三方弁、２６ａ……
冷却部、３０……PID形温度調節器。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 冷凍圧縮機、凝縮器、減圧器及び蒸発器を順次
   直列に接続した冷凍回路と、上記蒸発器を収容し
   た冷却流体の容器と、冷凍圧縮機の駆動を制御し
   て容器内の冷却流体の温度を所定の設定範囲に調
   節する温度調節器と、上記容器内の冷却流体をポ
   ンプにより送給して冷却部で発熱体を冷却する冷
   却流体回路とを備えた冷凍式冷却機において、 上記容器の容積を小さくするとともに、温度調
   節器を温度設定範囲が比較的大きいものとし、 上記冷却流体回路に、冷却部で受熱した高温の
   流体から上記低温の冷却流体に混合する混合流体
   を分流させる熱応動形三方弁と、混合流体混合後
   の冷却流体の温度と設定温度との温度差により上
   記熱応動形三方弁から分流させる混合流体の量を
   増減させて、混合流体混合後の冷却流体の温度を
   設定温度に保持するための温度調節器とを設け
   た、 ことを特徴とする冷凍式冷却器。