JPH0727450A - 冷凍機の抽気装置における圧力制御機構および圧力制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 未公知の先願（特願平４−１８１０３５号）
に係る抽気技術を、さらに改良して、抽気系統内の圧力
分布を制御し、混合ガス（冷媒ガス＋非凝縮性ガス）の
逆流を防止する。 【構成】 圧縮機１２にバイパス管路Ｂｙを設け、その
中に第２の電磁弁５１とオリフィス５２とを設けて、上
記圧縮機１２がアイドリング運転（バイパス運転）中
も、その吸込側Ｉｎの圧力を適正に保つ。上記第２の電
磁弁５１は、自動制御器６１により、第１の電磁弁１５
が閉じられたとき開かれる。第３の電磁弁５３および補
助オリフィス５４は、精溜器９内の圧力に応じて、若し
くは吸込側Ｉｎの圧力に応じて、前記の圧力制御を補助
してファインコントロールする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば冷凍機における
がごとく蒸発→圧縮→凝縮→減圧→（蒸発）の冷凍サイ
クルに従って循環している冷媒ガスなどの有用ガスの中
から、空気などの無用・有害な混入ガス（以下、非凝縮
性ガスという）を抽出して大気中に放出するための抽気
装置内における圧力分布を制御する方法、および、上記
の発明方法を実施するに好適なように構成した装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来例の抽気装置を備えた冷凍機
を模式的に描いた系統図である。冷凍機１内の冷媒ガス
は圧縮機１ｃで加圧され、凝縮器１ａで熱を奪われて液
化し、蒸発器１ｂで熱を奪って気化し、この冷凍サイク
ルを連続的に繰り返す。上記の冷媒ガスに非凝縮性ガス
が混入すると冷凍系の効率を低下させたり、冷凍機の構
成部品の腐食を誘発したりするので、この冷凍機１内の
冷媒ガス中から非凝縮性ガスを排除する必要が有る。上
記非凝縮性ガスは一般に冷媒ガスよりも軽いので、該冷
媒ガスと混合した状態で凝縮器１ａに溜まる。上記の混
合ガスは圧縮機２で加圧され、冷却器３で冷却されて気
液分離気（略称分離器）４に導かれる。冷却器３で冷却
されて凝縮した冷媒は分離器４の底部に溜まり、フロー
ト式の弁７を経て冷凍機１の蒸発器１ｂに還流する。前
記混合ガス中の非凝縮性ガスおよび未凝縮冷媒ガスは分
離器４内に貯溜されるので、その圧力は次第に上昇す
る。上記分離器４内の圧力は圧力センサ５で検出され、
所定圧力に達すると放出ユニット６が作動して該分離器
４内の気体が大気中に放出される。

【０００３】図７は前掲の図６と異なる従来例を示す。
この従来例では分離器４に冷却用のジャケット８を設け
るとともに、冷凍機１の凝縮器１ａ内の液状冷媒を上記
冷却ジャケット８に導入して、該ジャケット内で気化さ
せて蒸発器１ｂに還流させ、気化熱を奪って分離器４を
冷却している。２１はオリフィスである。この種の従来
例では前記従来例（図６）に示した圧縮機２は省略さ
れ、冷却器３の作用はジャケット８で行われる。分離器
４内はジャケット８で凝縮器１ａよりも低温に冷却され
るので、該分離器４内の圧力も凝縮器１ａよりも低くな
り、該凝縮器内の混合ガス（漏入した非凝縮性ガスと冷
媒ガスとの混合ガス）が分離器４内に流入する。この図
７の従来例における分離器４内は前掲の図６の従来例よ
りも低温（例えば１０〜２０℃）に冷却されるのが通例
である。しかし、冷凍機１内の冷媒ガス中に非凝縮性ガ
スが混入した混合ガスをジャケット８で冷却しても混合
ガス中の冷媒ガスの全部が液化するわけではなく、放出
ユニット６から大気中に放出される非凝縮性ガス中に冷
媒ガスが含まれている。

【０００４】例えば容量３００ＲＴの冷凍機（１ＲＴは
３０２４キロカロリー／時）は約５００キログラムの冷
媒を収蔵しているが、１年間に１０〜１５％が減量す
る。この減量の、かなりの部分は抽気の際に非凝縮性ガ
スに随伴して大気中に放散されたものと推察される。こ
のようにして冷媒ガスが大気中に放散されることは経済
的にも不都合であるが、オゾン層破壊を招くので放置で
きない。以上に述べた冷媒ガスの随伴放出を格段に減少
せしめるには、分離器４内に溜まった気体を直接的に大
気中に放出することなく、更に精溜器（強冷凍機能を備
えた分離器）に導いて混入している冷媒ガスを液化させ
ることにより、より高精度の分溜（精溜）を行なった後
に大気中に放出することが有効である。この技術は本発
明者らが創作して別途出願中の未公知の発明（特願平４
−１８１０３５号）である。以下、これを先願の発明と
呼ぶ。

【０００５】図８は先願の発明に係る抽気装置の実施例
を示す。本実施例は、図７の従来例に先願の発明を適用
して改良したものであって、図７と同一の図面参照符号
を付した構成部分（本図８の左半部）は前記従来例にお
けると同様ないし類似である。分離器４内の上部空間に
貯まった気体は、これを直接的には大気中に放出するこ
と無く、電磁弁１５を介して精溜器９に導く。仮想線で
示した圧縮機１２，ドライヤ１３については後述する。
上記精溜器９は冷却管９ａを内蔵していて、冷熱源１０
から低温流体流１０ａの供給を受ける。上記の冷熱源１
０は圧縮機１０ｂ，冷却器１０ｃを備えており、前述の
冷却管９ａと接続されて閉回路を形成し、１組の独立し
た小形冷凍機を構成している。

【０００６】精溜器９内に導かれた気体は僅少量の冷媒
ガスを含む非凝縮性気体であるが、精溜器９内で冷却管
９ａに触れて冷却されると、含有していた冷媒ガスは液
化して該精溜槽９内の底部に溜まる。この液化した冷媒
液はフロート式の弁９ｄを経て冷凍機１の冷凍系内に回
収される。このようにして冷媒ガスをほぼ完全に除去さ
れて、ほぼ純粋な非凝縮性ガスは精溜器９の上部空間内
に貯められ、次第に圧力が高くなってゆく。そして、圧
力センサ９ｂの検出信号値が所定値を越えると放出弁９
ｃが開かれて大気中に放出される。

【０００７】先願発明の実施例（図８）において、仮想
線で示したドライヤ１３又はドライヤ１３′を設けて、
分離器４から精溜器９に送入される気体中の水蒸気を除
去すると、非凝縮性ガス中に含まれていた水蒸気が精溜
器９内で結霜する心配が無くなる。精溜器内で霜を生じ
ると弁類の作動を阻害したり冷却管９ａの熱伝導を妨げ
たりするので不都合であるから、上記のドライヤ１３ま
たは１３′を設けて結霜を防止すると先願に係る発明装
置の作動信頼性が向上する。また、分離器４と精溜器９
とを結ぶ管路中に、仮想線で示した圧縮機１２を設ける
と、精溜器９内の非凝縮性ガスが圧縮されて高密度とな
り、非凝縮性ガスと冷媒ガスとの混合ガス中における冷
媒ガスの混入比率を低くし、冷媒ガスの放出を抑制し得
る。図８について説明した圧縮機１２は、後述するとこ
ろの本発明が解決しようとする課題と密接に関連する。
ドライヤ１３または１３′は、解決しようとする課題と
の関連性が少ないので、本図において仮想線で示した。

【０００８】図８の系統図について以上に説明したごと
く、先願の発明は分離器４による粗製蒸溜と精溜器９に
よる精製蒸溜とをシリースに行うものであるから、分離
器４が本来の目的（粗製蒸溜）を果たすことを前提とし
て精溜器９による精製蒸溜の効果が発揮される。従っ
て、混合ガスが分離器４を素通りすることは好ましくな
い。こうした観点から、上記分離器４の混合ガス流入管
路中に電磁弁１４を設けて、電磁弁１５を開くときは電
磁弁１４を閉じることが望ましい。これにより、混合ガ
スが分離器４を素通りしなくなり、精溜器９は所期の機
能を完全に果たす。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】図８に示した先願に係
る発明の抽気装置は、分離器４から直接的に混合ガスを
大気中に放出することなく、該分離器４内の混合ガスを
精溜器９に導いて強冷し、かつ、圧縮機１２によって上
記混合ガスが加圧される。混合ガス中の冷媒ガスの含有
率は温度−圧力によって定まり、低温・高圧において含
有率は低くなる。本発明者は、図８の構成よりなる抽気
装置を実用に供して、随伴放出される冷媒ガス含有率の
低減という所期の目的が達成されたことを確認するとと
もに、下記のごとき改良の余地が有ることも確認した。
抽気操作は、冷凍機１の運転を継続しつつ行われ、分離
器４内の圧力が所定の値まで上昇したことを圧力センサ
５が検知すると電磁弁１５が開かれ、該分離器４内の圧
力が降下すると上記電磁弁１５が閉じられる。この開閉
頻度は、冷凍機内の冷媒中に混入している非凝縮性ガス
の量、その他の運転条件によって変化するが、一般に開
弁時間は例えば５秒間というように非常に短く、閉弁時
間は例えば２分間というように比較的長い。ただし、比
較的長いというのは開弁時間に比して長いということで
あって、開閉の１サイクルは２分間強である。このた
め、前記電磁弁１５が閉じている間、圧縮機１２は、そ
の吸込側を閉塞された高真空状態となり、圧縮機の軸封
装置のシール機能を損うなどの問題が発生する。実際問
題としては該圧縮機１２に内蔵されている安全装置が作
動して自動的に停止し、前記電磁弁１５の開弁に伴って
自動的に運転が再開される。その結果、圧縮機１２は数
分間ごとに起動，停止を頻繁に繰り返す。このように圧
縮機１２が短いサイクルで起動，停止を繰り返すこと
は、該圧縮機１２の給油に関する問題、および駆動手段
に関する問題を生じる。すなわち、該圧縮機１２を駆動
している電動機が頻繁に回転，停止を繰り返すと電動機
のコイルを焼損するのみでなく、電源電圧の変動を生じ
させるなど、近隣機器に対しても悪影響を及ぼす虞れが
有る。これらの技術的問題は、冷却手段（例えば冷却ジ
ャケット８）を備えたサーマルパージ形の分離器４を備
えた抽気装置に先願の発明を適用して精溜器９，圧縮機
１２，冷熱源１０を設けた場合に生じるものである。

【００１０】本発明は上述の事情に鑑みて為されたもの
であって、混合ガスを強冷して冷媒ガスの含有率を減少
させる精溜器（９）、および該精溜器内のガス圧を上昇
させて冷媒ガスの分圧を相対的に低下させる圧縮機（１
２）を備えた抽気装置に適用され、その第１の目的は、
前記圧縮機（１２）を頻繁に起動，停止せしめること無
く、しかも該圧縮機を早期に損耗せしめる等の問題を発
生する虞れ無く、電磁弁（１５）を開閉作動せしめる技
術を提供するにある。

【００１１】また、第２の目的は、前記電磁弁１５の開
閉に伴って、分離器（４）近傍の圧力バランスが崩れて
気体の逆流を生じる虞れを無くする技術を提供すること
にある。この第２の目的は、前記第１の目的を達成する
ための手段に付随する問題の解決に関するものである。
上記第１，第２の目的を達成するため、本発明は上記電
磁弁（１５）以外に新たな電磁弁を設けるので、これと
区別するため、上記電磁弁（１５）を、以下、第１の電
磁弁と呼ぶ。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記の目的（精溜器を備
えた抽気装置における圧縮機を保護する）を達成するた
め、第１の発明は、冷凍機内に漏入した非凝縮性ガスと
冷媒ガスとの混合ガスを抽出して分離器（４）に導くと
ともにこれを冷却して冷媒ガスの一部を液化せしめ、こ
れを冷凍機に還流せしめ、かつ、残余の混合ガスを圧縮
機（１２）によって加圧し、精溜器（９）で強冷して、
上記残余のガス中の冷媒ガスの一部を液化させ、上記精
溜器内のガス圧が所定圧力となったとき該精溜器内のガ
スを放出ユニット（９ｃ）から大気中に放出する抽気装
置において、前記の分離器（４）と前記圧縮機（１２）
との間に第１の電磁弁（１５）を設けるとともに、上記
の圧縮機（１２）の吸込側と吐出側とを連通するバイパ
ス管路（Ｂｙ）を設けて、該バイパス管路に第２の電磁
弁（５１）を介挿接続し、自動制御器（６１）によって
前記第１，第２の電磁弁を連動的に開閉制御し、第１の
電磁弁が閉じているときは第２の電磁弁を開いて前記圧
縮機（１２）を保護することを特徴とする。

【００１３】又、第２の発明は、前記のバイパス管路
（Ｂｙ）中に前記第２の電磁弁（５１）と直列に、該バ
イパス管路内の流量を抑制する手段を設けて、上記第２
の電磁弁が開かれているときも上記のバイパス管路内に
差圧を発生せしめて、前記圧縮機（１２）の吸込側に接
続されている分離器（４）内の圧力よりも、該圧縮機の
吸込側の圧力を低く保つことを特徴とする。

【００１４】

【作用】第１の発明によると、第１の電磁弁が閉じてい
るとき第２の電磁弁が開かれて圧縮機のバイパス管路が
連通されるので、該圧縮機を連続的に運転しても、吸込
側を閉塞された形にはならず、運転上の障害を生じたり
安全装置が作動したりする虞れが無い。また、第１の電
磁弁が開かれると第２の電磁弁が閉じてバイパス管路が
閉塞される。バイパス管路が閉塞されると、該バイパス
管路が設けられていない状態と等価になって、圧縮機は
本来の機能を果たし、精溜器内の混合ガスの圧力を上昇
させて冷媒ガスの分圧を相対的に低下させ、随伴放出さ
れる冷媒ガスの含有率を減少させる。

【００１５】また、第２の発明は、上記第１の発明に併
用され、第２の電磁弁が開かれている状態においてバイ
パス管路の流通抵抗を適宜に調整し、圧縮機の吐出側と
吸込側との差圧を自動的に適正値に保って、分離器近傍
の圧力分布を制御し、特に、第１の電磁弁が開弁したと
き混合ガスが逆流する虞れを無くする。

【００１６】

【実施例】図５は第１の発明に係る圧力制御機構の系統
図を示し、先願の発明（特願平４−１８１０３５号）の
実施例である図８の系統図に第１の発明を適用して改良
した１例である。次に、図８に比して異なる点、すなわ
ち、第１の発明を適用して改良した事項について述べ
る。圧縮機１２の吸入側の個所Ｉｎと、吐出側とを接続
するバイパス管路Ｂｙを設ける。該圧縮機１２の吐出側
は精溜器９に連通されているので、本実施例のバイパス
管路Ｂｙは前記の個所Ｉｎと精溜器９との間に設けられ
ている。上記バイパス管路Ｂｙの途中に第２の電磁弁５
１が介挿接続されている。本実施例（図５）において、
先願の発明の実施例（図８）に示したドライヤ１３を設
けることが望ましいが、図面を簡潔にするため本図５に
はドライヤ１３を省略してある。自動制御器６１は、分
離器４の圧力センサ５の出力信号を入力され、前記第１
の電磁弁１５および第２の電磁弁５１に制御信号を与え
る。分離器４内に混合ガスが溜まって内圧が上昇し、所
定の圧力に達すると第１の電磁弁１５が開かれる（この
作動は先願の発明におけると類似である）これと同時に
第２の電磁弁５１が閉じられる。第１の電磁弁１５が開
かれると分離器４内の混合ガスが圧縮機１２に吸入され
て精溜器９内に送入されるので、該分離器４内の圧力は
急速に下降し、圧力センサ５が圧力降下を表わす検出信
号を出力すると自動制御器６１は上記第１の電磁弁を閉
じるとともに第２の電磁弁５１を開く。この間、圧縮機
１２は継続して運転されているが、第１の電磁弁１５の
閉弁と同時に第２の電磁弁５１が開かれるので、該圧縮
機１２の吸込側が閉塞された状態とはならない。第１の
発明を適用することによって上述のごとく圧縮機１２が
保護されるので、該圧縮機１２を頻繁に起動，停止する
必要が無く、従って頻繁に起動・停止を繰り返すことに
起因する種々の障害を発生する虞れも無い。

【００１７】第１の発明は上記のごとく優れた実用的効
果を奏するが、さらに次のような点に改良の余地が有
る。図５に示した第１の発明において、第１の電磁弁１
５が閉じられているときは第２の電磁弁が開かれてい
る。このため、圧縮機１２を運転しても、その吸込側Ｉ
ｎの圧力（吸込圧力）はあまり低くならない。このよう
な状態で第１の電磁弁１５が開かれると、混合ガスが矢
印ｒ方向に逆流する虞れが有る。

【００１８】図１は第２の発明の系統図であって、図５
に示した第１発明の実施例に第２の発明を適用して改良
した１例である。次に、図５に比して異なる点、すなわ
ち第２の発明を適用して改良した事項について述べる。 （図１参照）バイパス管路Ｂｙの途中に、第２の電磁弁
５１と直列に固定オリフィス５２を介挿接続する。本発
明において固定オリフィスとは、自動可変オリフィスの
対語である。すなわち、手動操作で調節し得る構造であ
っても、作動中に流体抵抗が変化しないオリフィスは本
発明における固定オリフィスに含まれる。（以下、固定
オリフィスを単にオリフィスと略称することあり）。次
に、本図１の作動について、図５（第１の発明）と対比
しつつ説明する。第１の電磁弁１５が開かれている間は
第２の電磁弁５１が閉じられているので、オリフィス５
２の有無に拘らずバイパス管路Ｂｙは閉塞され、圧縮機
１２は本来の機能（分離器４内の混合ガスを吸込，圧送
して精溜器９に供給すること）を果たす。第１の電磁弁
１５が閉じられて第２の電磁弁５１が開かれている状態
において、図５（第１の発明）においては圧縮機１２の
吸込側の個所Ｉｎが精溜器９内とほぼ同じ圧力（例えば
０．５Ｋｇｆ／cm²ｇというように比較的高圧）になっ
ている。これに比して図１（第２の発明）においては、
バイパス管路Ｂｙを通る循環流（矢印ｓ）にオリフィス
５２の流通抵抗に因る圧力降下を生じ、圧縮機１２の吸
込側Ｉｎは精溜器９内よりも低圧に保たれる。このた
め、第１の電磁弁１５が開弁されたとき、圧力分布の逆
転に因る混合ガスの逆流は著しく軽減され、殆ど実害を
生じない。抽気装置の運転条件は必ずしも一定ではな
く、従って第１の電磁弁１５と第２の電磁弁５１とが交
互に開閉されるサイクルタイムも変動する。従って、前
記の吸込側の個所Ｉｎを最適圧力に保つことは容易では
ない。該個所Ｉｎの圧力が高すぎると混合ガスの逆流を
生じる虞れ無しとしない。また、上記の個所Ｉｎの圧力
が低すぎると、圧縮機１２および圧縮機駆動用電動機な
どにトラブルを生じる虞れ無しとしない。すなわち、抽
気は一般的に１カ月に１回〜２回程度行うため抽気装置
としての停止時間が長い。この停止期間中に精溜器９内
の圧力が大気圧程度に低下していることも無しとしな
い。また、開放点検査整備後の抽気操作の際は精溜器９
内の圧力が大気圧となっている。この状態における抽気
装置の挙動を考察すると、次のごとくである。分離器４
内に混合ガスが溜って、その圧力が次第に上昇し、0.1
Ｋｇｆ／cm²ｇに達して第１の電磁弁１５が開かれる
と、圧縮機１２の運転が開始される。しかし、上記第１
の電磁弁１５の開弁時間は、例えば５秒間というように
短く、このため精溜器９内の圧力は殆ど上昇しない。こ
のため、第１の電磁弁１５が開弁し、第２の電磁弁５１
が開弁した時の各部の圧力は、次のごとくである。

【００１９】精溜器９内の圧力は約０Ｋｇｆ／cm²ｇ 圧縮機１２の吸込圧力は、例えば−６５０mmＨｇ 圧縮機１２の吸込圧力が過度に低い（一般的に−６００
Ｋｇｆ／cm²ｇよりも低圧）と、圧縮機の運転に支障を
生じるので、該圧縮機１２の運転を継続するためには、
該圧縮機１２の吸込側圧力が適正値となるような手段を
講じる必要が有る。

【００２０】図２は第２の発明に関する、上記と異なる
実施例を示し、図１の構成に第３の電磁弁および補助オ
リフィスを付加した系統図である。本図２に示した第２
の電磁弁５１およびオリフィス５２は前掲の図１に示し
た構成部材であって、自動制御器６１によって前記実施
例（図１）におけると同様に制御される。本実施例にお
いては上記オリフィス５２と並列に、第３の電磁弁５３
を備えた補助オリフィス５４が接続されている。本例に
おける自動制御器６１は、圧力センサ９ｂから精溜器９
内の圧力を表わす信号を入力され、該精溜器９内の圧力
に応じて第３の電磁弁５３を開閉制御する。本実施例に
おいては、精溜器９内の圧力が所定圧力Ｐ₁よりも低圧
になると第３の電磁弁が開かれ、所定圧力Ｐ₂よりも高
圧になると閉じられる。上記Ｐ₁，Ｐ₂の値は任意に設定
することができるが、本発明者の試験，研究によると、 Ｐ₁＞１．０Ｋｇｆ／cm²ｇ 望ましくはＰ₁≒１．４
Ｋｇｆ／cm²ｇ Ｐ₂＜３．０Ｋｇｆ／cm²ｇ 望ましくはＰ₂≒１．９
Ｋｇｆ／cm²ｇ とすると好結果が得られる。これは、第３の電磁弁５３
を開弁している状態で精溜器内圧力が３．０Ｋｇｆ／cm
²ｇ以上になると、これに伴って圧縮機の吸込側Ｉｎの
圧力も高くなって、第１の電磁弁５１が開弁したとき混
合ガス逆流の虞れを生じるからであり、第３の電磁弁５
３が閉弁している状態では精溜器内圧力が１．０Ｋｇｆ
／cm²ｇ以下では圧縮機１２の吸込圧力が低下しすぎる
からである。

【００２１】図３は第２の発明に係る図２の実施例の作
動原理を示し、オリフィスおよび補助オリフィスの開閉
状態と、バイパス管路内における圧力降下との関係を示
す図表である。この図表において横軸は、バイパス管路
Ｂｙの流入側に相当する精溜器９内の圧力を示してい
る。そして縦軸は、バイパス管路Ｂｙの流出側に相当す
る前記の個所Ｉｎ、すなわち圧縮機１２の吸込側圧力を
示している。カーブＶは、オリフィス５２の流路を開閉
している第２の電磁弁５１のみが開き、補助オリフィス
５４の流路を開閉している第３の電磁弁５３が閉じてい
るときの圧力バランスを表わしている。またカーブＷ
は、上記第２，第３の電磁弁の両方が開いてオリフィス
５２と補助オリフィス５４との両方を混合ガスが流通し
得る状態における圧力バランスを表わしている。本図表
に平行斜線を付して示した上限，下限は、それぞれ制御
目標の上限と下限とを示している。いま、第２の電磁弁
５１が開いてオリフィス５２の流路が開放され、第３の
電磁弁５３も開いて補助オリフィス５４の流路も開放さ
れた状態を考える。圧縮機１２の吐出側である精溜器９
内圧力と、該圧縮機吸込側圧力とのバランス点は、図３
のカーブＷ上の何処がである。この状態で抽気運転を続
けると、精溜器内圧力は次第に上昇し、これに伴って圧
縮機吸込側圧力も上昇する。すなわち、図３のカーブＷ
上のバランス点は矢印ａ方向に移動する。上記のごとく
圧力バランスが変化して、図３に示した上限に達する
と、第３の電磁弁５３が閉じられて補助オリフィス５４
の流路が閉塞される。この作用を図３について見ると、
カーブＷの右上端に達したバランス点が、矢印ｂのごと
く移動してカーブＶ上に乗り移る。カーブＶ上を右上方
向に移動したバランス点が上限に達すると、その圧力を
圧力センサ９ｂが検出し、放出ユニット９ｃが精溜器内
のガスを放出する。このようにして、圧縮機１２の吸込
側Ｉｎの圧力は平行斜線を付して示した上限と下限との
間に保たれる。その結果、該圧縮機１２の吸込側圧力が
過度に上昇して混合ガスの逆流を招く虞れが無い。図３
について以上に説明した圧力制御は、精溜器内圧力（横
軸）を基準として補助オリフィス５４の流通制御（すな
わち第３の電磁弁５３の開閉制御）を行なったが、上述
の作動原理から容易に理解されるごとく、図３における
縦軸（圧縮機吸込側圧力）を基準として圧力制御を行な
うことも可能である。次に、圧縮機の吸込側圧力を基準
とした実施例について説明する。

【００２２】図２に仮想線で示した圧力センサＰを設け
て、圧縮機１２の吸込側Ｉｎの圧力を検出して自動制御
器６１に入力させる。該自動制御器６１は、検出圧力が
Ｐ₃以下になると第３の電磁弁５３を開いて補助オリフ
ィス５４を開放し、検出圧力がＰ₄以上になると第３の
電磁弁５３を閉じて補助オリフィス５４の流路を閉塞す
る。上記の値Ｐ₃，Ｐ₄は任意に設定することができる
が、本発明者の試験，研究によると、 Ｐ₃＞−６００mmＨｇ Ｐ₄＜±０mmＨｇ とすると好結果が得られる。

【００２３】吸込側圧力が±０mmＨｇ以上であると逆流
を生じる虞れが有り、また−６００mmＨｇ以上の高真空
になると圧縮機１２の吸込圧力の許容限度以下になる虞
れが有るからである。

【００２４】図４は第２の発明に係る冷凍機の抽気装置
を示し、前記と異なる実施例の系統図である。この実施
例の構成を図１の実施例に比較すると、固定オリフィス
５２を調圧弁５５で代替したものと等価である。本例の
調圧弁５５は減圧弁形の調圧弁であって、自動制御器６
１の直接的な制御を受けないで、第１の電磁弁１５が開
かれているとき、該減圧弁形調圧弁の下流側（すなわち
圧縮機１２の吸込側Ｉｎ）の圧力を±０mmＨｇ〜−６０
０mmＨｇに調圧するように調整しておく。このように構
成しても、図２実施例と同様の作用，効果が得られる。

【００２５】

【発明の効果】第１の発明によると、第１の電磁弁が閉
じているとき第２の電磁弁が開かれて圧縮機のバイパス
管路が連通されるので、該圧縮機を連続的に運転して
も、吸込側を閉塞された形にはならず、圧縮機に不具合
を生じたり安全装置が作動したりする虞れが無い。ま
た、第１の電磁弁が開かれると第２の電磁弁が閉じてバ
イパス管路が閉塞される。バイパス管路が閉塞される
と、該バイパス管路が設けられていない状態と等価にな
って、圧縮機は本来の機能を果たし、精溜器内の混合ガ
スの圧力を上昇させて冷媒ガスの分圧を相対的に低下さ
せ、随伴放出される冷媒ガスの含有率を減少させる。

【００２６】また第２の発明は、上記第１の発明に併用
され、第２の電磁弁が開かれている状態においてバイパ
ス管路の流通抵抗を適宜に調整し、圧縮機の吐出側と吸
入側との差圧を自動的に適正値に保って、分離器および
圧縮機近傍の圧力分布を制御し、特に、第１の電磁弁が
開弁したとき混合ガスが逆流する虞れを無くし、また、
精溜器９の圧力が低い場合に、圧縮機の吸入側圧力を限
度以下に低下させないように自動的に制御するという優
れた実用的効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第２の発明の系統図であって、図５に示した第
１の発明の実施例に第２の発明を適用して改良した１例
である。

【図２】第２の発明に関する、上記と異なる実施例を示
し、図１の構成に第３の電磁弁および補助オリフィスを
付加した系統図である。

【図３】第２の発明に係る図２の実施例の作動原理を示
し、オリフィスおよび補助オリフィスの開閉状態と、バ
イパス管路内における圧力降下との関係を示す図表であ
る。

【図４】第２の発明に係る冷凍機の抽気装置を示し、前
記と異なる実施例の系統図である。

【図５】第１の発明に係る圧力制御機構の系統図を示
し、先願の発明（特願平４−１８１０３５号）の実施例
である図８の系統図に第１の発明を適用して改良した１
例である。

【図６】従来例の抽気装置を備えた冷凍機を模式的に描
いた系統図である。

【図７】前掲の図６と異なる従来例を示す系統図であ
る。

【図８】先願の発明に係る抽気装置の実施例を示す系統
図である。

【符号の説明】

１…冷凍機、１ａ…凝縮器、１ｂ…蒸発器、１ｃ…圧縮
機、２…圧縮機、４…分離器、６…放出ユニット、７…
フロート式の弁、８…冷却ジャケット、９…精溜器、９
ａ…冷却管、９ｃ…放出ユニット、１０…冷熱源、１０
ａ…低温流体、１０ｂ…圧縮機、１０ｃ…冷却器、１２
…圧縮機、１３，１３′…ドライヤ、１４…電磁弁、１
５…第１の電磁弁、５１…第２の電磁弁、５２…固定オ
リフィス、５３…第３の電磁弁、５４…補助オリフィ
ス、５５…調圧弁、６１…自動制御器、Ｂｙ…バイパス
管路、Ｉｎ…圧縮機の吸込側、Ｐ…圧力センサ、ｓ…バ
イパス管路を通る循環流、Ｖ…固定オリフィスが開放さ
れて補助オリフィスが閉塞された状態における圧力バラ
ンスを示すカーブ、Ｗ…固定オリフィスおよび補助オリ
フィスが開放された状態における圧力バランスを示すカ
ーブ、ａ…カーブＶ上の初期値を示す圧力バランス点、
ｂ…圧力制御範囲の下限における圧力バランス点。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮武 輝佳 東京都港区高輪２−20−36 日立ビル施設 エンジニアリング株式会社内

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷凍機内に漏入した非凝縮性ガスと冷媒
   ガスとの混合ガスを抽出して分離器（４）に導くととも
   にこれを冷却して冷媒ガスの一部を液化せしめ、これを
   冷凍機に還流せしめ、かつ、残余の混合ガスを圧縮機
   （１２）によって加圧し、精溜器（９）で強冷して、上
   記残余の混合ガス中の冷媒ガスの一部を液化させ、上記
   精溜器内のガス圧が所定圧力となったとき該精溜器内の
   ガスを放出ユニット（９ｃ）から大気中に放出する抽気
   装置において、 前記の分離器（４）と前記圧縮機（１２）との間に第１
   の電磁弁（１５）を設けるとともに、上記の圧縮機（１
   ２）の吸込側と吐出側とを連通するバイパス管路（Ｂ
   ｙ）を設けて、該バイパス管路に第２の電磁弁（５１）
   を介挿接続し、 かつ、前記第１の電磁弁（１５）が閉じたとき第２の電
   磁弁（５１）を開かせる自動制御器（６１）を設けたこ
   とを特徴とする、冷凍機の抽気装置における圧力制御機
   構。
2. 【請求項２】 前記のバイパス管路（Ｂｙ）中に前記第
   ２の電磁弁（５１）と直列に、該バイパス管路内の流量
   を抑制する手段を設けて前記圧縮機（１２）の吸込側圧
   力を下降させるようにしたことを特徴とする、請求項１
   に記載した冷凍機の抽気装置における圧力制御機構。
3. 【請求項３】 前記のバイパス管路（Ｂｙ）内の流量を
   制限する手段は、１個の固定オリフィス、若しくは、直
   列に接続された複数個の固定オリフィスであることを特
   徴とする、請求項２に記載した冷凍機の抽気装置におけ
   る圧力制御機構。
4. 【請求項４】 前記の１個の固定オリフィス若しくは直
   列に接続された複数個の固定オリフィスに対して、前記
   第２の電磁弁（５１）と別体の第３の電磁弁（５３）が
   設けられ、さらに、上記第３の電磁弁と直列に接続され
   た補助オリフィス（５４）を具備していることを特徴と
   する、請求項３に記載した冷凍機の抽気装置における圧
   力制御機構。
5. 【請求項５】 前記の第３の電磁弁（５３）は、精溜器
   （９）内の圧力信号を入力される自動制御器によって開
   閉制御され、圧縮機（１２）の吸込圧力が所定の圧力範
   囲に保たれる構造であることを特徴とする、請求項４に
   記載した冷凍機の抽気装置における圧力制御機構。
6. 【請求項６】 前記の第３の電磁弁（５３）は、圧縮機
   （１２）の吸込圧力信号を入力される自動制御器によっ
   て開閉制御され、該圧縮機吸込圧力が所定の圧力範囲に
   保たれる構造であることを特徴とする、請求項４に記載
   した冷凍機の抽気装置における圧力制御機構。
7. 【請求項７】 前記の圧縮機（１２）の吸込圧力を保持
   すべき所定の圧力範囲が±０mmＨｇ〜−６００mmＨｇで
   あることを特徴とする、請求項５および同６に記載した
   冷凍機の抽気装置における圧力制御機構。
8. 【請求項８】 前記のバイパス管路（Ｂｙ）中に、第２
   の電磁弁（５１）と直列に設けられる流量制御手段は、
   調圧弁であることを特徴とする、請求項２に記載した冷
   凍機の抽気装置における圧力制御機構。
9. 【請求項９】 前記の調圧弁は減圧弁形の調圧弁であっ
   て、圧縮機（１２）の吸込側の圧力を±０mmＨｇ〜−６
   ００mmＨｇに保つようになっていることを特徴とする、
   請求項８に記載した冷凍機の抽気装置における圧力制御
   機構。
10. 【請求項１０】 冷凍機内に漏入した非凝縮性ガスと冷
    媒ガスとの混合ガスを抽出して分離器（４）に導くとと
    もにこれを冷却して冷媒ガスの一部を液化せしめ、これ
    を冷凍機に還流せしめ、かつ、残余の混合ガスを圧縮機
    （１２）によって加圧し、精溜器（９）で強冷して、上
    記残余の混合ガス中の冷媒ガスの一部を液化させ、上記
    精溜器内のガス圧が所定圧力となったとき該精溜器内の
    ガスを放出ユニット（９ｃ）から大気中に放出する抽気
    装置において、 前記の分離器（４）と前記圧縮機（１２）との間に第１
    の電磁弁（１５）を設けるとともに、上記の圧縮機（１
    ２）の吸込側と吐出側とを連通するバイパス管路（Ｂ
    ｙ）を設けて、該バイパス管路に第２の電磁弁（５１）
    を介挿接続し、 自動制御器（６１）によって前記第１，第２の電磁弁を
    連動的に開閉制御し、第１の電磁弁が閉じているときは
    第２の電磁弁を開いて前記圧縮機（１２）を保護するこ
    とを特徴とする、冷凍機の抽気装置における圧力制御方
    法。
11. 【請求項１１】 前記のバイパス管路（Ｂｙ）中に前記
    第２の電磁弁（５１）と直列に、該バイパス管路内の流
    量を抑制する手段を設けて、上記第２の電磁弁が開かれ
    ているときも上記のバイパス管路内に差圧を発生せしめ
    て、前記圧縮機（１２）の吸込側に接続されている分離
    器（４）内の圧力よりも、該圧縮機の吸込側の圧力を低
    く保つことを特徴とする、請求項１０に記載した冷凍機
    の抽気装置における圧力制御方法。
12. 【請求項１２】 前記のバイパス管路（Ｂｙ）内に、１
    個の固定オリフィス、若しくは、直列に接続された複数
    個の固定オリフィスを設けて該バイパス管路内の流量を
    抑制することを特徴とする、請求項１１に記載した冷凍
    機の抽気装置における圧力制御方法。
13. 【請求項１３】 前記の１個の固定オリフィス若しくは
    直列に接続された複数個の固定オリフィスに対して、前
    記第２の電磁弁（５１）と別体の第３の電磁弁（５３）
    を設けるとともに、上記第３の電磁弁と直列に接続され
    た補助オリフィス（５４）を設け、上記第３の電磁弁を
    第２の電磁弁と別個に開閉制御することを特徴とする、
    請求項１２に記載した冷凍機の抽気装置における圧力制
    御方法。
14. 【請求項１４】 前記の第３の電磁弁（５３）を、精溜
    器（９）内の圧力信号を入力される自動制御器によって
    開閉制御し、圧縮機（１２）の吸込圧力を所定の圧力範
    囲に保つことを特徴とする、請求項１３に記載した冷凍
    機の抽気装置における圧力制御方法。
15. 【請求項１５】 前記の第３の電磁弁（５３）を、圧縮
    機（１２）の吸込圧力信号を入力される自動制御器によ
    って開閉制御し、該圧縮機吸込圧力を所定の圧力範囲に
    保つことを特徴とする、請求項１３に記載した冷凍機の
    抽気装置における圧力制御方法。
16. 【請求項１６】 前記の圧縮機（１２）の吸込圧力を保
    持すべき所定の圧力範囲を、±０mmＨｇ〜−６００mmＨ
    ｇとすることを特徴とする、請求項１４および同１５に
    記載した冷凍機の抽気装置における圧力制御方法。
17. 【請求項１７】 前記のバイパス管路（Ｂｙ）中に、第
    ２の電磁弁（５１）と直列に調圧弁を設けて、該バイパ
    ス管路内の圧力降下を自動的に制御することを特徴とす
    る、請求項１１に記載した冷凍機の抽気装置における圧
    力制御方法。
18. 【請求項１８】 前記の調圧弁として減圧弁を用い、圧
    縮機（１２）の吸込側圧力を±０mmＨｇ〜−６００mmＨ
    ｇに保つことを特徴とする、請求項１７に記載した冷凍
    機の抽気装置における圧力制御方法。