JPH05231724A - 冷凍装置及びその作動方法 - Google Patents
冷凍装置及びその作動方法Info
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- JPH05231724A JPH05231724A JP4248657A JP24865792A JPH05231724A JP H05231724 A JPH05231724 A JP H05231724A JP 4248657 A JP4248657 A JP 4248657A JP 24865792 A JP24865792 A JP 24865792A JP H05231724 A JPH05231724 A JP H05231724A
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- F25B40/00—Subcoolers, desuperheaters or superheaters
- F25B40/02—Subcoolers
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 フラッシュタンク内のフロート弁が不要な冷
凍装置を提供する。 【構成】 エコノマイザサイクルを備えた冷凍装置(1
0)のフラッシュタンク(32)内のフロート弁を不要
にする方法及び装置は、固定冷凍装置を改良し、熱交換
器に代えてフラッシュタンクをエコノマイザサイクルを
備えた輸送機関用冷凍装置に用いることができるように
する。冷凍装置(10)は、冷媒圧縮機(14)、凝縮
器(26)及び蒸発器(40)を含み、フラッシュタン
ク(32)が凝縮器と蒸発器との間に配置されている。
液体過冷弁(30)が凝縮器(26)とフラッシュタン
ク(32)との間に配置される。液体過冷弁は過冷の所
望の度合いを維持するよう開閉し、液体過冷弁はかくし
て、フラッシュタンク(32)内への冷媒の流量を制御
する。フラッシュタンク(32)から蒸発器(40)へ
の冷媒の流出量は、吸込み加熱温度自動膨張弁(38)
によって制御される。好ましい実施例では、フラッシュ
タンク(32)から出ている液体は、吸い込み過熱膨張
弁(38)に流入する前に過冷される。
凍装置を提供する。 【構成】 エコノマイザサイクルを備えた冷凍装置(1
0)のフラッシュタンク(32)内のフロート弁を不要
にする方法及び装置は、固定冷凍装置を改良し、熱交換
器に代えてフラッシュタンクをエコノマイザサイクルを
備えた輸送機関用冷凍装置に用いることができるように
する。冷凍装置(10)は、冷媒圧縮機(14)、凝縮
器(26)及び蒸発器(40)を含み、フラッシュタン
ク(32)が凝縮器と蒸発器との間に配置されている。
液体過冷弁(30)が凝縮器(26)とフラッシュタン
ク(32)との間に配置される。液体過冷弁は過冷の所
望の度合いを維持するよう開閉し、液体過冷弁はかくし
て、フラッシュタンク(32)内への冷媒の流量を制御
する。フラッシュタンク(32)から蒸発器(40)へ
の冷媒の流出量は、吸込み加熱温度自動膨張弁(38)
によって制御される。好ましい実施例では、フラッシュ
タンク(32)から出ている液体は、吸い込み過熱膨張
弁(38)に流入する前に過冷される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は一般に、冷凍システムに
関し、より詳細には、エコノマイザサイクルを備えた冷
凍システムに関する。
関し、より詳細には、エコノマイザサイクルを備えた冷
凍システムに関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】本出願
人に譲渡された米国特許第4,850,197号は、エ
コノマイザサイクル、例えばねじ圧縮機エコノマイザサ
イクルを利用する蒸気圧縮方式冷凍装置を開示してい
る。かかる米国特許の冷凍装置は、冷媒圧縮機の中間ポ
ートと関連して用いられるエコノマイザ熱交換器を利用
している。エコノマイザ熱交換器は、受液器から蒸発器
への主冷媒流れを冷却することにより、冷媒の冷却の度
合を高めている。エコノマイザ熱交換器は、熱交換器が
蒸発器としての役目を果たすことができるように、高温
ガス加熱サイクル及び(又は)霜取りサイクル中、熱を
熱交換器に与えることにより、冷媒高温ガス加熱サイク
ル及び(又は)霜取りサイクルの効果を高めている。
人に譲渡された米国特許第4,850,197号は、エ
コノマイザサイクル、例えばねじ圧縮機エコノマイザサ
イクルを利用する蒸気圧縮方式冷凍装置を開示してい
る。かかる米国特許の冷凍装置は、冷媒圧縮機の中間ポ
ートと関連して用いられるエコノマイザ熱交換器を利用
している。エコノマイザ熱交換器は、受液器から蒸発器
への主冷媒流れを冷却することにより、冷媒の冷却の度
合を高めている。エコノマイザ熱交換器は、熱交換器が
蒸発器としての役目を果たすことができるように、高温
ガス加熱サイクル及び(又は)霜取りサイクル中、熱を
熱交換器に与えることにより、冷媒高温ガス加熱サイク
ル及び(又は)霜取りサイクルの効果を高めている。
【0003】エコノマイザサイクルを備えた固定冷凍装
置はエコノマイザ熱交換器の代わりにフラッシュタンク
を用いており、フラッシュタンクは熱交換器と比較して
或る幾つかの利点を有している。例えば、エコノマイザ
熱交換器は冷媒の充填を必要としているが、これにより
冷凍装置内の総冷媒充填量が増大する。また、熱交換器
は熱交換境界面両側の熱交換器温度差に起因して効率の
低下を生じる。事実、フラッシュタンクは熱交換境界面
を備えていないので、理想的な熱交換器として作用し、
かくして膨張弁に対する液体冷媒の過冷の度合は熱交換
器よりも一層高い。
置はエコノマイザ熱交換器の代わりにフラッシュタンク
を用いており、フラッシュタンクは熱交換器と比較して
或る幾つかの利点を有している。例えば、エコノマイザ
熱交換器は冷媒の充填を必要としているが、これにより
冷凍装置内の総冷媒充填量が増大する。また、熱交換器
は熱交換境界面両側の熱交換器温度差に起因して効率の
低下を生じる。事実、フラッシュタンクは熱交換境界面
を備えていないので、理想的な熱交換器として作用し、
かくして膨張弁に対する液体冷媒の過冷の度合は熱交換
器よりも一層高い。
【0004】これら利点に鑑みて、輸送機関用冷凍装
置、例えば積み荷空間の温度の制御のためにトラック、
トレーラ、コンテナ等に設置・利用される輸送機関用冷
凍装置にフラッシュタンクを使用できるようにすること
が望ましい。しかしながら、本出願人の知っている従来
型フラッシュタンクは、冷媒圧縮機からフラッシュタン
クへの冷媒の流れを制御する吸込み過熱弁を用いてい
る。フロート弁が、フラッシュタンクが用いられる固定
冷凍装置ではうまく働く。しかしながら、フロート弁は
十分に働くとは言えず、輸送機関用冷凍装置では非実用
的である。その理由は、輸送機関用冷凍装置がその関連
の車両と一緒に動いている間はフラッシュタンク内の液
体冷媒の運動は一定であるからである。
置、例えば積み荷空間の温度の制御のためにトラック、
トレーラ、コンテナ等に設置・利用される輸送機関用冷
凍装置にフラッシュタンクを使用できるようにすること
が望ましい。しかしながら、本出願人の知っている従来
型フラッシュタンクは、冷媒圧縮機からフラッシュタン
クへの冷媒の流れを制御する吸込み過熱弁を用いてい
る。フロート弁が、フラッシュタンクが用いられる固定
冷凍装置ではうまく働く。しかしながら、フロート弁は
十分に働くとは言えず、輸送機関用冷凍装置では非実用
的である。その理由は、輸送機関用冷凍装置がその関連
の車両と一緒に動いている間はフラッシュタンク内の液
体冷媒の運動は一定であるからである。
【0005】
【課題を解決するための手段】広義には、本発明はエコ
ノマイザサイクルを利用する固定冷凍装置を改良する方
法及び装置に関し、本発明によりフロート弁を不要にす
ることによってエコノマイザサイクル、例えばねじ圧縮
機エコノマイザサイクルを備えた輸送機関用冷凍装置内
にフラッシュタンクを用いることが可能になる。本発明
の方法及び装置は、吸込みポート、中間圧力ポート及び
吐出しポートを備えた冷媒圧縮機を有する冷媒回路を含
む冷凍装置に適用できる。冷媒回路はさらに、凝縮器、
蒸発器、凝縮器と蒸発器との間の液体ラインの間と、蒸
発器と吸込みポートとの間の主吸込みラインと、フラッ
シュタンクと中間圧力ポートとの間の補助吸込みライン
と、吐出しポートと凝縮器との間の高温ガスラインとを
含む。
ノマイザサイクルを利用する固定冷凍装置を改良する方
法及び装置に関し、本発明によりフロート弁を不要にす
ることによってエコノマイザサイクル、例えばねじ圧縮
機エコノマイザサイクルを備えた輸送機関用冷凍装置内
にフラッシュタンクを用いることが可能になる。本発明
の方法及び装置は、吸込みポート、中間圧力ポート及び
吐出しポートを備えた冷媒圧縮機を有する冷媒回路を含
む冷凍装置に適用できる。冷媒回路はさらに、凝縮器、
蒸発器、凝縮器と蒸発器との間の液体ラインの間と、蒸
発器と吸込みポートとの間の主吸込みラインと、フラッ
シュタンクと中間圧力ポートとの間の補助吸込みライン
と、吐出しポートと凝縮器との間の高温ガスラインとを
含む。
【0006】本発明のフラッシュタンクの使用方法は、
フラッシュタンクの準備段階と、冷媒を冷媒圧縮機及び
凝縮器からフラッシュタンクを介して蒸発器へ差し向け
ることにより冷却サイクルを生じさせる段階と、凝縮器
からフラッシュタンクへの冷媒の流入流量を、冷媒の所
定の過冷度を維持するよう開閉する液体過冷弁を用いて
制御する段階と、フラッシュタンクから蒸発器への冷媒
の流入流量を、主吸込みラインと熱交換関係に配置され
た温度制御用感温部を備えた温度自動膨張弁を用いて制
御する段階とを有する。
フラッシュタンクの準備段階と、冷媒を冷媒圧縮機及び
凝縮器からフラッシュタンクを介して蒸発器へ差し向け
ることにより冷却サイクルを生じさせる段階と、凝縮器
からフラッシュタンクへの冷媒の流入流量を、冷媒の所
定の過冷度を維持するよう開閉する液体過冷弁を用いて
制御する段階と、フラッシュタンクから蒸発器への冷媒
の流入流量を、主吸込みラインと熱交換関係に配置され
た温度制御用感温部を備えた温度自動膨張弁を用いて制
御する段階とを有する。
【0007】本発明の装置は、従来型受液器タンクを不
要にする液体ライン内のフラッシュタンクと、凝縮器と
フラッシュタンクとの間に配置された液体過冷弁とを含
む。液体過冷弁は、冷媒中の過冷の度合を所定程度に保
つよう開閉することにより凝縮器からフラッシュタンク
に流入する冷媒の流量を制御する。温度自動膨張弁がフ
ラッシュタンクと蒸発器との間に配置されている。温度
自動膨張弁は、主吸込みラインと熱交換関係に配置され
た温度制御用感温部を含む。吸込みライン過熱温度自動
膨張弁は、フラッシュタンクから蒸発器への冷媒の流量
を制御する。かくして、冷媒の流量の制御のためにフラ
ッシュタンク内に配置されるフロート弁が不要になる。
フロート弁を不要にすることにより、輸送機関用冷凍装
置へのフラッシュタンクの使用が実用的になり、また本
発明により固定冷凍装置を有利に使用できる。
要にする液体ライン内のフラッシュタンクと、凝縮器と
フラッシュタンクとの間に配置された液体過冷弁とを含
む。液体過冷弁は、冷媒中の過冷の度合を所定程度に保
つよう開閉することにより凝縮器からフラッシュタンク
に流入する冷媒の流量を制御する。温度自動膨張弁がフ
ラッシュタンクと蒸発器との間に配置されている。温度
自動膨張弁は、主吸込みラインと熱交換関係に配置され
た温度制御用感温部を含む。吸込みライン過熱温度自動
膨張弁は、フラッシュタンクから蒸発器への冷媒の流量
を制御する。かくして、冷媒の流量の制御のためにフラ
ッシュタンク内に配置されるフロート弁が不要になる。
フロート弁を不要にすることにより、輸送機関用冷凍装
置へのフラッシュタンクの使用が実用的になり、また本
発明により固定冷凍装置を有利に使用できる。
【0008】本発明の内容は、例示的に示すに過ぎない
図面を参照して以下の詳細な説明を読むと一層明らかに
なろう。
図面を参照して以下の詳細な説明を読むと一層明らかに
なろう。
【0009】
【実施例】今図面を参照すると、図1及び図2は本発明
の教示に従って構成された冷凍装置10の配管図を示し
ている。図1は、冷凍装置10を冷却サイクルで示し、
図2は冷凍装置10を高温ガス加熱サイクルまたは高温
ガス霜取りサイクルの状態で示している。米国特許第
4,182,134号及び4,736,597号は冷凍
装置の代表的な構成上の細部を示し、米国特許第4,3
25,224号及び4,419,866号は、冷凍装置
のための代表的な電気的な制御装置を示しており、これ
ら米国特許はすべて本出願人に譲渡されている。したが
って、本発明の理解に必要な冷凍装置の細部だけを説明
する。
の教示に従って構成された冷凍装置10の配管図を示し
ている。図1は、冷凍装置10を冷却サイクルで示し、
図2は冷凍装置10を高温ガス加熱サイクルまたは高温
ガス霜取りサイクルの状態で示している。米国特許第
4,182,134号及び4,736,597号は冷凍
装置の代表的な構成上の細部を示し、米国特許第4,3
25,224号及び4,419,866号は、冷凍装置
のための代表的な電気的な制御装置を示しており、これ
ら米国特許はすべて本出願人に譲渡されている。したが
って、本発明の理解に必要な冷凍装置の細部だけを説明
する。
【0010】具体的には、図1及び図2に示す冷凍装置
10は、吸込みポートS、中間加圧ポートIS及び吐出
しポートDを有する形式の圧縮機14、例えばねじ圧縮
機を含む冷媒回路12を有する。圧縮機14は、原動機
16、例えば電動機又は内燃機関によって駆動される。
10は、吸込みポートS、中間加圧ポートIS及び吐出
しポートDを有する形式の圧縮機14、例えばねじ圧縮
機を含む冷媒回路12を有する。圧縮機14は、原動機
16、例えば電動機又は内燃機関によって駆動される。
【0011】冷媒回路12は、図示のように三方弁22
または所望ならば2つの別々の弁によって制御される第
1及び第2の選択可能な流路18,20を含む。冷凍装
置10は全体を23で示す積み荷空間内の空気を調和さ
せる。冷凍装置10が例えば輸送機関用冷凍装置であれ
ば、積み荷空間23はトラック、トレーラ、コンテナ等
内にあり、冷凍装置は冷却サイクル及び加熱サイクルを
介して積み荷空間の所望の温度設定値を維持し、冷却サ
イクル及び加熱サイクルの両方は、冷媒圧縮機14の吐
出しポートDから吐出される高温ガスを用いる。また、
霜取りサイクルも高温冷媒ガスを用い、霜取りサイクル
は、高温冷媒ガスによって生じた熱が、積み荷空間23
を加熱するためではなくて、霜取りの目的のために用い
られることを除き加熱サイクルと類似している。
または所望ならば2つの別々の弁によって制御される第
1及び第2の選択可能な流路18,20を含む。冷凍装
置10は全体を23で示す積み荷空間内の空気を調和さ
せる。冷凍装置10が例えば輸送機関用冷凍装置であれ
ば、積み荷空間23はトラック、トレーラ、コンテナ等
内にあり、冷凍装置は冷却サイクル及び加熱サイクルを
介して積み荷空間の所望の温度設定値を維持し、冷却サ
イクル及び加熱サイクルの両方は、冷媒圧縮機14の吐
出しポートDから吐出される高温ガスを用いる。また、
霜取りサイクルも高温冷媒ガスを用い、霜取りサイクル
は、高温冷媒ガスによって生じた熱が、積み荷空間23
を加熱するためではなくて、霜取りの目的のために用い
られることを除き加熱サイクルと類似している。
【0012】図1に矢印で指示する第1の冷媒流路18
は、圧縮機14の吐出しポートD、高温ガスライン2
4、三方弁22、高温ガスライン24′、凝縮器26、
逆止め弁28、液体過冷制御弁30、液体ガス分離器ま
たはボイラ(以下、「フラッシュタンク」と称する)3
2、電磁弁34、熱交換器36、吸込み過熱膨張弁3
8、蒸発器40、及びガス状の冷媒を蒸発器40から圧
縮機14の吸込みポートSへ戻す吸込みライン42を含
む。逆止め弁28及び液体過冷制御弁30は、凝縮器2
6の出力側をフラッシュタンク32の入力側に相互に連
結する液体ライン44内に配置されている。電磁弁3
4、熱交換器36及び吸込み過熱膨張弁38は、フラッ
シュタンク32の出力側から蒸発器40の入力側まで延
びる液体ライン46内に連結されている。過熱膨張弁3
8の出力側と蒸発器40の入力側との間の液体ライン4
6の部分は、飽和ガスと液体冷媒の両方を含む。
は、圧縮機14の吐出しポートD、高温ガスライン2
4、三方弁22、高温ガスライン24′、凝縮器26、
逆止め弁28、液体過冷制御弁30、液体ガス分離器ま
たはボイラ(以下、「フラッシュタンク」と称する)3
2、電磁弁34、熱交換器36、吸込み過熱膨張弁3
8、蒸発器40、及びガス状の冷媒を蒸発器40から圧
縮機14の吸込みポートSへ戻す吸込みライン42を含
む。逆止め弁28及び液体過冷制御弁30は、凝縮器2
6の出力側をフラッシュタンク32の入力側に相互に連
結する液体ライン44内に配置されている。電磁弁3
4、熱交換器36及び吸込み過熱膨張弁38は、フラッ
シュタンク32の出力側から蒸発器40の入力側まで延
びる液体ライン46内に連結されている。過熱膨張弁3
8の出力側と蒸発器40の入力側との間の液体ライン4
6の部分は、飽和ガスと液体冷媒の両方を含む。
【0013】液体ライン44は好ましくは、タンク42
の頂部において或いはその近傍で、即ちタンク32内の
液体ライン45の上方でフラッシュタンク32に流入
し、それにより、もし液体ライン44が液体ライン45
の下でタンク32に流入するならば生じるであろう泡出
しまたはバブリングを阻止する。タンク32内の泡出し
を軽減させることにより、液体ライン46に流入するガ
ス気体状態の冷媒の量を減少させる。
の頂部において或いはその近傍で、即ちタンク32内の
液体ライン45の上方でフラッシュタンク32に流入
し、それにより、もし液体ライン44が液体ライン45
の下でタンク32に流入するならば生じるであろう泡出
しまたはバブリングを阻止する。タンク32内の泡出し
を軽減させることにより、液体ライン46に流入するガ
ス気体状態の冷媒の量を減少させる。
【0014】図2に矢印で指示する第2の冷媒流路20
は、圧縮機14の吐出しポートDと、高温ガスライン2
4と、三方弁22と、高温ガスライン24″と、加圧用
凝縮器48(例えば、蒸発器管束内の別々の管の組であ
るのがよい)、主液体ライン44からT管継手52によ
って分岐した補助液体ライン50を含む。補助液体ライ
ン50は、逆止弁54を有している。T管継手52は逆
止弁28と液体過冷弁30の入力側との間に位置してい
る。
は、圧縮機14の吐出しポートDと、高温ガスライン2
4と、三方弁22と、高温ガスライン24″と、加圧用
凝縮器48(例えば、蒸発器管束内の別々の管の組であ
るのがよい)、主液体ライン44からT管継手52によ
って分岐した補助液体ライン50を含む。補助液体ライ
ン50は、逆止弁54を有している。T管継手52は逆
止弁28と液体過冷弁30の入力側との間に位置してい
る。
【0015】液体過冷弁30(従来型熱膨張弁と構成が
類似)は、温度制御用感温部56及びバイパスオリフィ
ス58を含む。温度制御用感温部56は、過冷弁30の
入力側に連結されている液体ライン44の部分と熱交換
関係に配置されている。液体過冷弁30はフラッシュタ
ンク32内への液体冷媒の流れを制御するよう機能し、
液体冷媒の所望の過冷の度合を維持するよう開閉する。
バイパスオリフィス58(弁30の内部に位置するのが
良いが、所望ならばその外部に設けても良い)は、弁3
0が始動後に動作を開始することができるようにする、
弁30を通る冷媒の初期流量を生じさせる。
類似)は、温度制御用感温部56及びバイパスオリフィ
ス58を含む。温度制御用感温部56は、過冷弁30の
入力側に連結されている液体ライン44の部分と熱交換
関係に配置されている。液体過冷弁30はフラッシュタ
ンク32内への液体冷媒の流れを制御するよう機能し、
液体冷媒の所望の過冷の度合を維持するよう開閉する。
バイパスオリフィス58(弁30の内部に位置するのが
良いが、所望ならばその外部に設けても良い)は、弁3
0が始動後に動作を開始することができるようにする、
弁30を通る冷媒の初期流量を生じさせる。
【0016】フラッシュタンク32は重力によって飽和
気体冷媒から液体冷媒を分離するが、これを使用する
と、別個の受液タンクが不要になる。上述のようにフラ
ッシュタンク32は、気体冷媒から液体冷媒60を分離
する液体レベル45を有し、フラッシュタンク32は液
体レベル45の上方にガス空間63を有している。好ま
しくは、J形管62がフラッシュタンク32内に設けら
れ、J形管は、ガス空間63内に位置した第1の端部6
4、圧縮機14の中間圧力ポートIPに補助吸込みライ
ン68を介して連結された第2の端部66、及び液体6
0内に位置した湾曲部70を有する。湾曲部70は、圧
縮機用潤滑油を圧縮機14に戻すための小さな開口部7
2を有し、かかる圧縮機用潤滑油は圧縮機14の作動
中、冷媒内に同伴されるようになる。
気体冷媒から液体冷媒を分離するが、これを使用する
と、別個の受液タンクが不要になる。上述のようにフラ
ッシュタンク32は、気体冷媒から液体冷媒60を分離
する液体レベル45を有し、フラッシュタンク32は液
体レベル45の上方にガス空間63を有している。好ま
しくは、J形管62がフラッシュタンク32内に設けら
れ、J形管は、ガス空間63内に位置した第1の端部6
4、圧縮機14の中間圧力ポートIPに補助吸込みライ
ン68を介して連結された第2の端部66、及び液体6
0内に位置した湾曲部70を有する。湾曲部70は、圧
縮機用潤滑油を圧縮機14に戻すための小さな開口部7
2を有し、かかる圧縮機用潤滑油は圧縮機14の作動
中、冷媒内に同伴されるようになる。
【0017】フラッシュタンク32は、加熱及び霜取り
サイクルの間、フラッシュタンク32内に位置した液体
冷媒60を選択的に加熱させて蒸発させるための手段7
4を有する。加熱手段74は、熱源76、電磁弁78、
及びフラッシュタンク32と熱交換関係にある加熱用ジ
ャケット79を含む。上述のように、熱源76は、原動
機16が内燃機関である場合、原動機16を冷却する高
温の液体81を有するのがよく、弁78は開放時、高温
のエンジン冷却剤を、フラッシュタンク32と熱交換関
係をなして加熱用ジャケット79を通って循環させるこ
とができる。熱源76は電源、例えば発電機であるのが
よく、原動機16が電動機だけである場合、加熱用ジャ
ケット79を電気的に付勢するのが良く、原動機が内燃
機関に加えて予備電動機を含む場合、加熱用ジャケット
79は、高温エンジン冷却剤のための流路を提供するこ
とに加えて、ジャケット79を電気的に加熱するための
手段を含むのがよい。
サイクルの間、フラッシュタンク32内に位置した液体
冷媒60を選択的に加熱させて蒸発させるための手段7
4を有する。加熱手段74は、熱源76、電磁弁78、
及びフラッシュタンク32と熱交換関係にある加熱用ジ
ャケット79を含む。上述のように、熱源76は、原動
機16が内燃機関である場合、原動機16を冷却する高
温の液体81を有するのがよく、弁78は開放時、高温
のエンジン冷却剤を、フラッシュタンク32と熱交換関
係をなして加熱用ジャケット79を通って循環させるこ
とができる。熱源76は電源、例えば発電機であるのが
よく、原動機16が電動機だけである場合、加熱用ジャ
ケット79を電気的に付勢するのが良く、原動機が内燃
機関に加えて予備電動機を含む場合、加熱用ジャケット
79は、高温エンジン冷却剤のための流路を提供するこ
とに加えて、ジャケット79を電気的に加熱するための
手段を含むのがよい。
【0018】吸込み過熱膨張弁38(これは従来型の冷
凍膨張弁であるのがよい)は、主吸込みライン42と熱
交換関係に配置された温度制御用感温部80を含む。熱
交換器36(これを介して膨張弁38の入力ライン及び
膨張弁38からの出力ラインが差し向けられる)を用い
るかどうかは任意である。熱交換器36は熱交換器36
を通る両方の方向において或る程度の過冷作用をもたら
し、初期流路を通って流れる冷媒にもたらされる過冷作
用により、液体冷媒が吸込み過熱膨張弁38に流入する
ときに液体冷媒中にガスの気泡が生じないようにする。
凍膨張弁であるのがよい)は、主吸込みライン42と熱
交換関係に配置された温度制御用感温部80を含む。熱
交換器36(これを介して膨張弁38の入力ライン及び
膨張弁38からの出力ラインが差し向けられる)を用い
るかどうかは任意である。熱交換器36は熱交換器36
を通る両方の方向において或る程度の過冷作用をもたら
し、初期流路を通って流れる冷媒にもたらされる過冷作
用により、液体冷媒が吸込み過熱膨張弁38に流入する
ときに液体冷媒中にガスの気泡が生じないようにする。
【0019】本発明の好ましい実施例では、小さなオリ
フィス82が高温ガス体24″と主吸込みライン42を
相互に連結し、それにより加熱サイクル及び霜取りサイ
クルの性能を向上させる。これについては以下に説明す
る。
フィス82が高温ガス体24″と主吸込みライン42を
相互に連結し、それにより加熱サイクル及び霜取りサイ
クルの性能を向上させる。これについては以下に説明す
る。
【0020】冷凍装置10の作動の以下の説明の目的の
ために、三方弁22は通常は、高温冷媒ガスを第1の冷
媒流路18に差し向ける位置にあり、また電磁弁34、
78は常態では閉鎖されているものとする。電気制御装
置84(冷凍装置10と関連している)は、図1に示す
ように冷却サイクル中、電磁弁34を付勢する。制御装
置84は三方弁22を付勢して冷媒流路20を選択し、
図2に示すように加熱及び霜取りサイクル中は電磁弁7
8を付勢する。
ために、三方弁22は通常は、高温冷媒ガスを第1の冷
媒流路18に差し向ける位置にあり、また電磁弁34、
78は常態では閉鎖されているものとする。電気制御装
置84(冷凍装置10と関連している)は、図1に示す
ように冷却サイクル中、電磁弁34を付勢する。制御装
置84は三方弁22を付勢して冷媒流路20を選択し、
図2に示すように加熱及び霜取りサイクル中は電磁弁7
8を付勢する。
【0021】冷却サイクル冷媒流路18を矢印で指示し
ている図1を参照すると、圧縮機14からの高温冷媒ガ
スは、三方弁22を介して凝縮器26に差し向けられ
る。高温冷媒ガスは凝縮器26内で凝縮されて過冷さ
れ、過冷状態の液体は逆止弁28を介して液体過冷弁3
0に流れる。液体過冷制御弁30は、フラッシュタンク
32内への液体冷媒の流量を制御し、検知された過冷度
が高すぎる場合には開き、検知過冷度が低すぎる場合に
は閉じて液体冷媒中の所望の過冷度を維持する。逆止弁
54はより低い圧力加熱凝縮器48への液体の流れを阻
止する。
ている図1を参照すると、圧縮機14からの高温冷媒ガ
スは、三方弁22を介して凝縮器26に差し向けられ
る。高温冷媒ガスは凝縮器26内で凝縮されて過冷さ
れ、過冷状態の液体は逆止弁28を介して液体過冷弁3
0に流れる。液体過冷制御弁30は、フラッシュタンク
32内への液体冷媒の流量を制御し、検知された過冷度
が高すぎる場合には開き、検知過冷度が低すぎる場合に
は閉じて液体冷媒中の所望の過冷度を維持する。逆止弁
54はより低い圧力加熱凝縮器48への液体の流れを阻
止する。
【0022】冷却サイクル中は、電磁弁78は閉鎖さ
れ、電磁弁34は開放している。液体ライン46はフラ
ッシュタンク32の液体レベル61の下方の位置から液
体冷媒60を受け入れるよう配置され、それにより液体
冷媒60だけがフラッシュタンク32から引き出される
ようにする。上述のように、液体冷媒が吸込み過熱弁3
8に流入するときに液体冷媒内にガスの気泡が生じない
ようにするためには、任意的な熱交換器36を本発明の
実施例で用いることが望ましい。吸込み過熱弁38(蒸
発器40の出力に隣接の吸込みライン42の温度によっ
て制御される)は、蒸発器40内へのフラッシュタンク
32からの流入が可能な液体冷媒量を制御する。熱交換
器36は、混合状態の飽和ガスの液体部分及び膨張弁3
8から蒸発器40内へ流入する液体冷媒に対してある程
度の過冷作用を与える。その結果改質された状態で得ら
れる、飽和ガスと熱交換器36から出る液体冷媒の混合
物は、調節されている積み荷空間23から戻っている空
気からの熱交換に起因して蒸発器40により蒸発し過熱
される。過熱ガスは主吸込みライン42を介して圧縮機
14の吸い込みポートSに戻る。
れ、電磁弁34は開放している。液体ライン46はフラ
ッシュタンク32の液体レベル61の下方の位置から液
体冷媒60を受け入れるよう配置され、それにより液体
冷媒60だけがフラッシュタンク32から引き出される
ようにする。上述のように、液体冷媒が吸込み過熱弁3
8に流入するときに液体冷媒内にガスの気泡が生じない
ようにするためには、任意的な熱交換器36を本発明の
実施例で用いることが望ましい。吸込み過熱弁38(蒸
発器40の出力に隣接の吸込みライン42の温度によっ
て制御される)は、蒸発器40内へのフラッシュタンク
32からの流入が可能な液体冷媒量を制御する。熱交換
器36は、混合状態の飽和ガスの液体部分及び膨張弁3
8から蒸発器40内へ流入する液体冷媒に対してある程
度の過冷作用を与える。その結果改質された状態で得ら
れる、飽和ガスと熱交換器36から出る液体冷媒の混合
物は、調節されている積み荷空間23から戻っている空
気からの熱交換に起因して蒸発器40により蒸発し過熱
される。過熱ガスは主吸込みライン42を介して圧縮機
14の吸い込みポートSに戻る。
【0023】冷却サイクル中、圧縮機14の中間ポート
IPは、フラッシュタンク32内のガス空間63から、
J形管62及び補助吸込みライン68を介して飽和ガス
状冷媒を引き込む。中間圧力ポートIPに流入する冷媒
の質量流量は、主吸込みライン42を介して吸込みポー
トSに戻っている冷媒の質量流量の約半分に等しい。中
間ポートIPへの質量流量の主たる機能は、フラッシュ
タンク32内の圧力を減少させて過冷作用を最大の過冷
作用で液体冷媒を吸込み過熱膨張弁38に与えることが
できるようにすることにある。副次的な利点は、中間ポ
ートIPへのこの質量流量が圧縮機14を冷却し、その
結果、中間ポートIPの無い圧縮機よりも吐出し温度が
低くなることにある。上述のように、フラッシュタンク
32は、熱交換の損失が無いのでエコノマイザ形熱交換
器よりも強い度合いの過冷作用を発揮する。
IPは、フラッシュタンク32内のガス空間63から、
J形管62及び補助吸込みライン68を介して飽和ガス
状冷媒を引き込む。中間圧力ポートIPに流入する冷媒
の質量流量は、主吸込みライン42を介して吸込みポー
トSに戻っている冷媒の質量流量の約半分に等しい。中
間ポートIPへの質量流量の主たる機能は、フラッシュ
タンク32内の圧力を減少させて過冷作用を最大の過冷
作用で液体冷媒を吸込み過熱膨張弁38に与えることが
できるようにすることにある。副次的な利点は、中間ポ
ートIPへのこの質量流量が圧縮機14を冷却し、その
結果、中間ポートIPの無い圧縮機よりも吐出し温度が
低くなることにある。上述のように、フラッシュタンク
32は、熱交換の損失が無いのでエコノマイザ形熱交換
器よりも強い度合いの過冷作用を発揮する。
【0024】冷却サイクル中、閉鎖された加熱用凝縮器
48及び関連の冷媒回路内に取り込まれた冷媒は本発明
の実施例で用いられている任意的なオリフィス82を介
して冷却サイクル冷媒回路内へ流入するようになる。か
くして、オリフィス82は冷却サイクル中、輸送機関用
冷凍装置10を作動するのに通常は必要である冷媒充填
量を減少させる。
48及び関連の冷媒回路内に取り込まれた冷媒は本発明
の実施例で用いられている任意的なオリフィス82を介
して冷却サイクル冷媒回路内へ流入するようになる。か
くして、オリフィス82は冷却サイクル中、輸送機関用
冷凍装置10を作動するのに通常は必要である冷媒充填
量を減少させる。
【0025】加熱及び蒸発器の霜取りサイクル中、高温
冷媒ガスは圧縮機14の吐出しポートDから三方弁22
を介して加熱用凝縮器48に流入し、三方弁電気制御装
置84によって制御され、ガスを冷媒流路20及び高温
ガスライン24″に差し向ける。高温ガスは、加熱サイ
クル中積み荷空間23への熱交換、或いは霜取りサイク
ル中は蒸発器コイル40に付着している霜及び氷への熱
交換により加熱用凝縮器48内で凝縮され過冷される。
冷媒ガスは圧縮機14の吐出しポートDから三方弁22
を介して加熱用凝縮器48に流入し、三方弁電気制御装
置84によって制御され、ガスを冷媒流路20及び高温
ガスライン24″に差し向ける。高温ガスは、加熱サイ
クル中積み荷空間23への熱交換、或いは霜取りサイク
ル中は蒸発器コイル40に付着している霜及び氷への熱
交換により加熱用凝縮器48内で凝縮され過冷される。
【0026】過冷状態の液体冷媒は補助液体ライン50
を通り、逆止弁54を介して液体ライン44のT管継手
52まで流れる。今や、逆止弁28は、液体冷媒が圧力
の一層低い凝縮器26内へ流入することを阻止するよう
機能する。液体過冷弁30は冷却サイクル中は上述した
のと同一の動作状態となり、フラッシュタンク32内へ
の膨張飽和液体/ガス冷媒混合物の流量を制御する。電
磁弁34は、加熱/霜取りサイクル中は閉鎖されて、よ
り低い圧力の蒸発器40への液体冷媒の流れを阻止す
る。電磁弁78は、加熱/霜取りサイクル中、開放さ
れ、熱源76がフラッシュタンク32を加熱し、例えば
高温エンジン冷却剤がフラッシュタンク32の外面の周
りに循環するようにする。フラッシュタンク32内の液
体冷媒60は、加熱ジャケット76から伝達された熱に
よって蒸発し、蒸発した飽和ガスは圧縮機14の中間ポ
ートIPに戻る。蒸発器40は加熱/霜取りサイクル
中、真空状態に減圧される。任意的に用いられる圧縮機
に対して内部或いは外部の電磁弁は、加熱/霜取りサイ
クル中はそれぞれ主及び補助吸い込みライン42,68
に繋がるよう用いることができ、従って圧縮機封止装置
は加圧状態を保つことができるようにする。任意的に用
いられるブリードオリフィス82は、加熱/霜取りサイ
クル中は有益な機能を果たさないが、もし正しく寸法決
めされていれば、加熱/霜取りサイクルの性能に著しい
影響は及ぼさないであろう。
を通り、逆止弁54を介して液体ライン44のT管継手
52まで流れる。今や、逆止弁28は、液体冷媒が圧力
の一層低い凝縮器26内へ流入することを阻止するよう
機能する。液体過冷弁30は冷却サイクル中は上述した
のと同一の動作状態となり、フラッシュタンク32内へ
の膨張飽和液体/ガス冷媒混合物の流量を制御する。電
磁弁34は、加熱/霜取りサイクル中は閉鎖されて、よ
り低い圧力の蒸発器40への液体冷媒の流れを阻止す
る。電磁弁78は、加熱/霜取りサイクル中、開放さ
れ、熱源76がフラッシュタンク32を加熱し、例えば
高温エンジン冷却剤がフラッシュタンク32の外面の周
りに循環するようにする。フラッシュタンク32内の液
体冷媒60は、加熱ジャケット76から伝達された熱に
よって蒸発し、蒸発した飽和ガスは圧縮機14の中間ポ
ートIPに戻る。蒸発器40は加熱/霜取りサイクル
中、真空状態に減圧される。任意的に用いられる圧縮機
に対して内部或いは外部の電磁弁は、加熱/霜取りサイ
クル中はそれぞれ主及び補助吸い込みライン42,68
に繋がるよう用いることができ、従って圧縮機封止装置
は加圧状態を保つことができるようにする。任意的に用
いられるブリードオリフィス82は、加熱/霜取りサイ
クル中は有益な機能を果たさないが、もし正しく寸法決
めされていれば、加熱/霜取りサイクルの性能に著しい
影響は及ぼさないであろう。
【0027】以上要するに、本発明は、固定冷凍装置を
改良する方法及び装置を開示しており、本発明により、
自動車または輸送機関用冷凍装置内におけるフラッシュ
タンク32の使用を実用化させることができる。本発明
は、フラッシュタンク32内の液体レベルを、凝縮器2
6からの冷媒の流入流量を制御する液体過冷弁30を介
し、また蒸発器40への冷媒60の流出流量を制御する
吸い込み過熱弁38を介して制御することにより、エコ
ノマイザサイクルを有する冷凍装置内のフロート弁を不
要にする。本発明の好ましい実施例では、加熱凝縮器4
8内に取り込まれた冷媒を冷却サイクル中に流入させる
ことにより、冷却サイクルの性能を高めるためブリード
オリフィス82が用いられる。
改良する方法及び装置を開示しており、本発明により、
自動車または輸送機関用冷凍装置内におけるフラッシュ
タンク32の使用を実用化させることができる。本発明
は、フラッシュタンク32内の液体レベルを、凝縮器2
6からの冷媒の流入流量を制御する液体過冷弁30を介
し、また蒸発器40への冷媒60の流出流量を制御する
吸い込み過熱弁38を介して制御することにより、エコ
ノマイザサイクルを有する冷凍装置内のフロート弁を不
要にする。本発明の好ましい実施例では、加熱凝縮器4
8内に取り込まれた冷媒を冷却サイクル中に流入させる
ことにより、冷却サイクルの性能を高めるためブリード
オリフィス82が用いられる。
【図1】本発明に従って構成された冷凍装置を示す略図
であり、冷媒用の弁が冷却サイクル中に取る位置で示さ
れている図である。
であり、冷媒用の弁が冷却サイクル中に取る位置で示さ
れている図である。
【図2】冷媒用の弁が、高温ガス加熱及び(又は)霜取
りサイクル中に取る位置で示すことを除き、図1に示す
冷凍装置と同一の略図である。
りサイクル中に取る位置で示すことを除き、図1に示す
冷凍装置と同一の略図である。
10 冷凍装置 12 冷媒回路 14 圧縮機 26 凝縮器 40 蒸発器 44,46 液体ライン 42 主吸い込みライン 68 補助吸い込みライン 32 フラッシュタンク 48 加熱用凝縮器 58 バイパスオリフィス
Claims (18)
- 【請求項1】 吸込みポート、中間圧力ポート及び吐出
しポートを備えた冷媒圧縮機と、凝縮器と、蒸発器と、
凝縮器と蒸発器との間の液体ラインと、蒸発器と吸込み
ポートとの間の主吸込みラインと、フラッシュタンクと
中間圧力ポートとの間の補助吸込みラインと、吐出しポ
ートと凝縮器との間の高温ガスラインとを備えた冷媒回
路を含むエコノマイザサイクルを有する冷凍装置のフラ
ッシュタンクの使用方法であって、フラッシュタンクの
準備段階と、冷媒を冷媒圧縮機及び凝縮器からフラッシ
ュタンクを介して蒸発器へ差し向けることにより冷却サ
イクルを生じさせる段階と、凝縮器からフラッシュタン
クへの冷媒の流入流量を、冷媒の所定の過冷度を維持す
るよう開閉する液体過冷弁を用いて制御する段階と、フ
ラッシュタンクから蒸発器への冷媒の流入流量を、主吸
込みラインと熱交換関係に配置された温度制御用感温部
を備えた温度自動膨張弁を用いて制御する段階とを有
し、それにより冷媒の流量をフラッシュタンク内のフロ
ート弁を用いて制御する必要性を無くしたことを特徴と
するフラッシュタンクの使用方法。 - 【請求項2】 温度自動膨張弁に流入する冷媒を過冷す
る段階を更に有することを特徴とする請求項1のフラッ
シュタンクの使用方法。 - 【請求項3】 始動を助けるために液体過冷弁の周りに
バイパスオリフィスを準備する段階とを更に含むことを
特徴とする請求項1のフラッシュタンクの使用方法。 - 【請求項4】 蒸発器と熱交換関係をなすよう加熱用凝
縮器を配置する段階と、高温ガスラインを前記凝縮器で
はなく、加熱用凝縮器に連結することにより輸送機関用
冷凍装置の高温ガス加熱サイクルを生じさせる段階と、
加熱用凝縮器と主吸込みラインとを相互に接続し、それ
により加熱サイクル後に加熱用凝縮器内に取り込まれた
冷媒を冷却サイクルへ移すことができるようにするオリ
フィスを準備する段階とを含むことを特徴とする請求項
1のフラッシュタンクの使用方法。 - 【請求項5】 加熱サイクル中、フラッシュタンクから
蒸発器への冷媒の流れを遮断する段階を更に有すること
を特徴とする請求項4のフラッシュタンクの使用方法。 - 【請求項6】 加熱サイクル中、加熱用凝縮器からの冷
媒を、凝縮器と液体過冷弁との間の液体ラインに戻す段
階を更に有することを特徴とする請求項4のフラッシュ
タンクの使用方法。 - 【請求項7】 加熱サイクル中、フラッシュタンクを加
熱する段階を更に有することを特徴とする請求項4のフ
ラッシュタンクの使用方法。 - 【請求項8】 圧縮機を液体冷却式内燃機関で駆動する
段階と、加熱サイクル中、内燃機関からの液体冷却剤を
用いてフラッシュタンクを加熱する段階を更に有するこ
とを特徴とする請求項4のフラッシュタンクの使用方
法。 - 【請求項9】 吸込みポート、中間圧力ポート及び吐出
しポートを備えた圧縮機と、凝縮器と、蒸発器と、凝縮
器と蒸発器との間の液体ラインと、蒸発器と吸込みポー
トとの間の吸込みラインと、フラッシュタンクと中間圧
力ポートとの間の補助吸込みラインと、吐出しポートと
凝縮器との間の高温ガスラインとを備えた冷媒回路を含
むエコノマイザサイクルを有する、積み荷空間を冷却す
るための冷凍装置が、液体ライン内に設けられたフラッ
シュタンクと、凝縮器とフラッシュタンクとの間に配置
された液体過冷弁とを有し、液体過冷弁は、冷媒を所定
の過冷度に保つように開閉することにより凝縮器からフ
ラッシュタンクに流入する冷媒の流れを制御し、前記冷
凍装置は、フラッシュタンクと蒸発器との間に配置され
た温度自動膨張弁を更に有し、温度自動膨張弁は、主吸
込みラインと熱交換関係をなす温度制御用感温部を備
え、温度自動膨張弁は、フラッシュタンクから蒸発器へ
の冷媒の流量を制御し、それによりフラッシュタンク内
のフロート弁を用いて冷媒の流量を制御する必要性を無
くしたことを特徴とする冷凍装置。 - 【請求項10】 温度自動膨張弁に流入する冷媒を過冷
する手段を更に有することを特徴とする請求項9の冷凍
装置。 - 【請求項11】 過冷手段は、フラッシュタンクと温度
自膨張脹弁を相互に連結する第1の流路及び温度自動膨
張弁と蒸発器とを相互に連結する第2の流路を備えた熱
交換器であり、第1及び第2の流路は熱交換関係にある
ことを特徴とする請求項10の冷凍装置。 - 【請求項12】 始動を助けるよために液体過冷弁をバ
イパスするよう配置されたバイパスオリフィスを有する
ことを特徴とする請求項9の冷凍装置。 - 【請求項13】 積み荷空間の加熱又は蒸発器の霜取り
を行なうための高温ガス加熱サイクルを生じさせる手段
を有し、高温ガス加熱サイクルを生じさせる手段は加熱
用凝縮器及び弁手段を含み、加熱用凝縮器は蒸発器と熱
交換関係をなすよう配置され、弁手段は高温ガスライン
内に配置され、弁手段は、冷却サイクル中は圧縮機を凝
縮器に連結し、高温ガス加熱サイクル中は圧縮機を加熱
用凝縮器に連結することを特徴とする請求項9の冷凍装
置。 - 【請求項14】 加熱用凝縮器と主吸込みラインを相互
に連結し、それにより、加熱サイクル中に加熱用凝縮器
内に取り込まれた冷媒が冷却サイクルに流入することが
できるように配置されたオリフィスを含むことを特徴と
する請求項13の冷凍装置。 - 【請求項15】 加熱サイクル中、フラッシュタンクか
ら蒸発器への冷媒の流れを遮断するよう配置された手段
を含むことを特徴とする請求項13の冷凍装置。 - 【請求項16】 加熱サイクル中、凝縮器と液体過冷弁
との間に位置した個所で、加熱用凝縮器からの冷媒を液
体ラインに戻すよう連結される導管手段を含むことを特
徴とする請求項13の冷凍装置。 - 【請求項17】 加熱サイクル中、フラッシュタンクを
加熱するための手段を更に有することを特徴とする請求
項13の冷凍装置。 - 【請求項18】 冷媒圧縮機を駆動するよう配置された
液体冷却式内燃機関を更に有し、加熱サイクル中、フラ
ッシュタンクを加熱するための手段は、内燃機関からの
液体冷却剤をフラッシュタンクと熱交換関係をなすよう
に差し向けるための手段を含むことを特徴とする請求項
17の冷凍装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/749,358 US5174123A (en) | 1991-08-23 | 1991-08-23 | Methods and apparatus for operating a refrigeration system |
| US07/749358 | 1991-08-23 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05231724A true JPH05231724A (ja) | 1993-09-07 |
Family
ID=25013410
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4248657A Withdrawn JPH05231724A (ja) | 1991-08-23 | 1992-08-24 | 冷凍装置及びその作動方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5174123A (ja) |
| EP (1) | EP0529882B1 (ja) |
| JP (1) | JPH05231724A (ja) |
| DE (1) | DE69227959T2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007532853A (ja) * | 2004-04-08 | 2007-11-15 | ヨーク・インターナショナル・コーポレーション | エコノマイザ回路内で使用するためのフラッシュタンク |
| KR101045460B1 (ko) * | 2009-01-22 | 2011-06-30 | 엘지전자 주식회사 | 액체냉매의 유량제어장치를 구비한 이코노마이저 |
| WO2011136064A1 (ja) * | 2010-04-28 | 2011-11-03 | 三菱重工業株式会社 | Co2冷媒を用いたヒートポンプ給湯装置 |
| CN104567124A (zh) * | 2014-12-26 | 2015-04-29 | 珠海格力电器股份有限公司 | 冷凝装置 |
| CN105865097A (zh) * | 2016-04-20 | 2016-08-17 | 广东美的制冷设备有限公司 | 空调系统 |
Families Citing this family (91)
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|---|---|---|---|---|
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| KR0136759B1 (ko) * | 1993-09-15 | 1998-07-01 | 김광호 | 냉난방 공기조화기 |
| US5410889A (en) * | 1994-01-14 | 1995-05-02 | Thermo King Corporation | Methods and apparatus for operating a refrigeration system |
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