JPH0746011B2 - 冷温調装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は装置本体から離れた位置に配置されたプラス
チック成形用金型等の負荷を、冷温調されたブライン
（水または液体）を用いて所定温度に維持するのに使用
する冷温調装置に関する。

（ロ）従来の技術 出願人は、この種の冷温調装置として先に第３図に示す
ものを提案している（特願昭62−293239号（特開平１−
135603号公報参照））。

第３図において、（Ａ）は圧縮機（１）、凝縮器
（２）、ドライヤー（３）、キャピラリチューブ
（４）、蒸発器（５）及びアキュームレータ（６）を順
次環状に連結してなる冷媒回路、（Ｂ）は液体タンク
（７）のブラインを循環ポンプ（８）を介して金型等の
負荷（９）に循環供給するブライン循環路である。液体
タンク（７）は上部を開放したステンレス製で、タンク
内部が通液孔（10）を有する仕切り板（11）にて上部ブ
ライン室（7a）と下部ブライン室（7b）とに上下に分割
されている。そして、上部ブライン室（7a）のブライン
中に蒸発器（５）が浸漬され、下部ブライン室（7b）に
はヒータ（12）が挿入されている。ブライン循環路
（Ｂ）は負荷（９）と液体タンク（７）との間に往き流
路（13）と戻り流路（14）とを有し、戻り流路（14）は
液体タンク（７）の流入口側で２つの分岐路（14a）（1
4b）に分岐されている。そして、一方の分岐路（14a）
は上部ブライン室（7a）に接続され、他方の分岐路（14
b）は下部ブライン室（7b）に接続されている。また、
分岐路（14b）の管径を分岐路（14a）の管径より大きく
し、かつ、分岐路（14b）には抵抗体（15）を設けるこ
とにより、上部ブライン室（7a）及び下部ブライン室
（7b）に流入するブライン量が適度に調整されている。
また、これらの分岐路（14a）（14b）より上流側の戻り
流路（14）には三方切換弁（16）の流入口（16a）と第
１流出口（16b）とが接続され、三方切換弁（16）の第
２流入口（16c）と両分岐路（14a）（14b）との間には
空冷式熱交換器（18）を有する空冷式熱交換器用流路
（19）が接続されている。また、（20）は空冷式熱交換
器（18）と並列接続され、かつ、抵抗体（21）を有する
バイパス管、（23）はファン、（24）は制御装置であ
り、ファン（23）の空気通路には凝縮器（２）と空冷式
熱交換器（18）とが並置されている。

制御装置（24）は戻り流路（14）のブライン温度を検知
する温度センサ（25）と、室温センサ（26）とを有し、
圧縮機（１）、循環ポンプ（８）、ヒータ（12）、三方
切換弁（16）及びファン（23）を制御するものである。

上述した従来装置では、ブライン温度を15℃から50℃ま
での所定温度に保つ場合、制御装置（24）が圧縮機
（１）、循環ポンプ（８）及びファン（23）を運転させ
るとともに、三方切換弁（16）を矢印イのように切換え
る。また、温度センサ（25）の検出温度に応じてヒータ
（12）のオン、オフ通電時間をリニアに制御する。この
ため、上部ブライン室（7a）で冷却されたブラインと下
部ブライン室（7b）で加熱されたブラインとは下部ブラ
イン室（7b）で合流して所定温度のブラインとなり、往
き流路（13）を介して負荷（９）へ送られる。また、負
荷（９）のブラインは戻り流路（14）及び分岐路（14
a）（14b）を介して上部ブライン室（7a）と下部ブライ
ン室（7b）とに戻る。このようにして、液体タンク
（７）のブラインが負荷（９）に循環供給され、負荷温
度が所定温度（15〜50℃）近傍に維持される。

ブライン温度を50℃から90℃までの所定温度に保つ場
合、制御装置（24）は圧縮機（１）を停止させ、循環ポ
ンプ（８）及びファン（23）を運転させるとともに、三
方切換弁（16）を矢印ロのように切換える。また、温度
センサ（25）の検出温度に応じてヒータ（12）のオン、
オフ通電時間をリニアに制御する。さらにまた、温度セ
ンサ（25）及び室温センサ（26）の検出温度の差温に応
じてファン（23）の回転数を制御し、差温が大きい時は
ファン（23）の回転数を小さくするとともに、差温が小
さいときはファン（23）の回転数を大きくする。このた
め、液体タンク（７）から流出したブラインは往き流路
（13）−負荷（９）−三方切換弁（16）−空冷熱交換器
用流路（19）及びバイパス管（20）−分岐路（14a）（1
4b）の順に流れて液体タンク（７）に戻り、負荷（９）
に供給されるブラインの温度は空冷式熱交換器（18）で
の放熱量と、ヒータ（12）の加熱量とによって所定温度
（50〜90℃）に維持される。

（ハ）発明が解決しようとする課題 上述した従来装置ではブライン温度が高目（50〜90℃）
に設定され、空冷式熱交換器（18）を用いてブラインを
冷却する場合と、ブラインが低目（15〜50℃）に設定さ
れ、冷媒回路（Ａ）の蒸発器（５）を用いてブラインを
冷却する場合とで三方切換弁（16）を切換え、ブライン
の流れを制御しているため、ブラインが三方切換弁（1
6）の弁口を通過する際の断面積の減少と、その直後の
断面積の拡大とによって圧力損失が大きくなり、ブライ
ンの流量が不足する必配があった。

この発明は上述した事実に鑑みてなされたものであり、
ブライン流路の切換えによる流量の減少と圧力損失の増
大を防止することを目的とする。

（ニ）課題を解決するための手段 この発明では、圧縮機、凝縮器、減圧装置及び蒸発器を
連結してなる冷媒回路と、その蒸発器をブライン中に浸
漬させた液体タンク、循環ポンプ及びヒータを有し、ブ
ラインを負荷に循環するブライン循環路とを備えたもの
において、第１開閉弁を有する第１流路と、流路抵抗を
増大させた第２流路と、第２開閉弁及び空冷式熱交換器
を有する第３流路とよりなる並列流路をブライン循環路
の途中に介挿した構成である。

また、第２流路の流路抵抗を抵抗体等の絞り装置で増大
させた構成である。

（ホ）作用 このように構成すると、液体タンクに浸漬させた蒸発器
によってブラインを冷却する場合は第１流路及び第２流
路を介して、また、空冷式熱交換器によってブラインを
冷却する場合は第２流路及び第３流路を介してそれぞれ
ブラインが流れるため、流路切換えによる流量の不足が
第２流路の流量によって補われる。また、何れの場合
も、ブラインが２つの流路を流れるため、並列流路での
流速が遅くなり、圧力損失も流速の二乗に比例するので
減少する。

また、絞り装置を用いて第２流路の流路抵抗を増大させ
ることにより、循環流量が絞り装置によって適宜調節可
能になる。

（ヘ）実施例 以下、この発明を図面に示す実施例について説明する。

第１図において、第３図と共通する部分には同一符号を
付し、その説明を省略する。

第１図において、蒸発器（５）は３つのコイルからなる
第１蒸発器（5a）と第２蒸発器（5b）と第３蒸発器（5
c）とに分割され、これらが順次直列に接続されてい
る。そして、第１蒸発器（5a）及び第３蒸発器（5c）は
上部ブライン室（7a）に上下に収容され、第２蒸発器
（5b）は下部ブライン室（7b）に収容されている。蒸発
器（５）とアキュームレータ（６）との間の冷媒回路
（Ａ）にはこの回路部の管と熱交換する二重管構成の吸
入ガス冷却器（27）が設けられている。また、ドライヤ
ー（３）と蒸発器（５）との間の冷媒回路（Ａ）は冷媒
切換装置としての冷媒開閉弁（28）、キャピラリーチュ
ーブよりなる第１減圧装置（29）及び吸入ガス冷却器
（27）を有する第１分岐路（30）と、冷媒切換装置とし
ての冷媒開閉弁（31）、及びキャピラリーチューブより
なる第２減圧装置（32）を有する第２分岐路（33）とに
分岐されている。循環ポンプ（８）と負荷（９）との間
の往き流路（13）には第１開閉弁（34）を有する第１流
路（35）と、抵抗体等の絞り装置（36）によって流路抵
抗が増大された第２流路（37）と、第２開閉弁（38）及
び空冷式熱交換器（18）を有する第３流路（40）とより
なる並列流路が介挿されている。また、ヒータ（12）は
戻り流路（14）に介挿された加熱タンク（41）内に挿入
されている。また、戻り流路（14）のブラインは液体タ
ンク（７）の側面に取付けた箱状のヘッダー（42）によ
って分岐された後、上部ブライン室（7a）と下部ブライ
ン室（7b）とに流入する。

上述した実施例装置ではブライン温度を15℃から60℃ま
での所定温度に保つ場合、制御装置（24）が圧縮機
（１）、循環ポンプ（８）及びファン（23）を運転させ
るとともに、温度センサ（25）の検出温度に応じてヒー
タ（12）のオン、オフ通電時間をリニアに制御し、ブラ
イン温度を所定温度に調節する。また、ブライン循環路
（Ａ）の第１開閉弁（34）を開にするとともに、第２開
閉弁を閉にする。このとき、ブライン循環路（Ｂ）では
ブラインが液体タンク（７）−循環ポンプ（８）−第１
流路（35）及び第２流路（37）−負荷（９）−加熱タン
ク（41）−ヘッダ−（42）−液体タンク（７）の順に流
れ、蒸発器（５）による冷却量と、ヒータ（12）の加熱
量とにより、負荷（９）の温度が所定温度近傍に維持さ
れる。

一方、冷媒回路（Ａ）では、ブライン温度を15〜40℃の
低温域の所定温度に調節する場合と、40〜60℃の中温域
の所定温度に調節する場合とで次のような冷媒流制御が
行われる。即ち、上述した低温域では冷媒開閉弁（31）
を開にするとともに、冷媒開閉弁（28）に閉にし、ドラ
イヤー（３）を通過した冷媒を第２分岐路（33）の減圧
装置（32）で減圧した後、蒸発器（５）に供給して蒸発
器（５）の冷却能力を極力大きくする。また、上述した
中温域では冷媒開閉弁（28）を開にするとともに、冷媒
開閉弁（31）を閉にし、ドライヤー（３）を通過した冷
媒を第１分岐路（30）を介して蒸発器（５）に供給す
る。このため、減圧装置（29）によって減圧された気液
の冷媒と、ブラインとの熱交換によって過熱蒸気になっ
た蒸発器（５）の冷媒とが吸入ガス冷却器（27）内で熱
交換され、圧縮機（１）に吸入される冷媒は適当な温度
の過熱蒸気に保たれる。この結果、ブライン温度が40〜
60℃の高温に保たれる条件下でも、冷媒回路（Ａ）によ
る冷凍サイクル運転が支障なく行われる。

次に、ブライン温度を60℃から90℃までの所定温度に保
つ場合について説明する。このような条件下では冷凍サ
イクル運転が困難になるため、制御装置（24）は圧縮機
（１）を停止させるとともに、循環ポンプ（８）及びフ
ァン（23）を運転させ、温度センサ（25）の検出温度に
応じてヒータ（12）のオン、オフ通電時間をリニアに制
御する。また、第１開閉弁（34）を閉にし、第２開閉弁
（38）を開にする。さらにまた、ブライン温度と室温セ
ンサ（26）の検出温度との差温を検出し、差温が大きい
とき（ブライン温度が高目に調節されるとき）はファン
（23）の回転数を小さくし、差温が小さいとき（ブライ
ン温度が低目に調節されるとき）はファン（23）の回転
数を大きくする。このため、ブラインは液体タンク
（７）−循環ポンプ（８）−第２流路（37）及び第３流
路（40）−負荷（９）−加熱タンク（41）−液体タンク
（７）の順に流れ、負荷（９）に供給されるブラインの
温度は空冷式熱交換器（18）での放熱量と、ヒータ（1
2）の加熱量とにより所定温度に維持される。

本実施例によれば、液体タンク（７）に浸漬させた蒸発
器（５）によってブラインを冷却する場合（ブライン温
度15〜60℃）は第１流路（35）及び第２流路（37）を介
して、また、空冷式熱交換器（18）によってブラインを
冷却する場合（ブライン温度60〜90℃）は第２流路（3
7）及び第３流路（40）を介してそれぞれブラインを流
すようにしたので、流路切換えのために開閉弁（34）
（38）を用いることによる流量の不足を、流路抵抗が適
度に調整された第２流路（37）の流量によって補うこと
ができる。また、いずれの場合も、ブラインが２つの流
路を流れるので、並列流路では流速が遅くなり、この部
分の圧力損失を極力小さくすることができる。

尚、第２流路（37）は管径を小さくすることによって流
路抵抗を増大させても良いが、本実施例のように絞り装
置（36）を用いるようにすれば、循環流量が適宜調整可
能となる。

（ト）発明の効果 この発明は以上のように構成されているので、冷凍サイ
クル運転によってブラインを冷却する場合と、空冷式熱
交換器を用いてブラインを冷却する場合とでブライン流
路を切換えても、負荷に供給されるブラインの流量が不
足したり、圧力損失が増大したりしないようにでき、安
定した冷温調運転が期待できるものである。

また、並列流路の第２流路の流量調整を抵抗体等の絞り
装置を用いて行ったので、循環流量を絞り装置によって
適宜調整することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す冷温調装置の概略構
成図、第２図は液体タンクの正面図、第３図は従来の冷
温調装置の概略構成図である。 （Ａ）……冷媒回路、（１）……圧縮機、（２）……凝
縮器、（５）……蒸発器、（Ｂ）……ブライン循環路、
（７）……液体タンク、（８）……循環ポンプ、（18）
……空冷式熱交換器、（29）（32）……減圧装置、（3
4）……第１開閉弁、（35）……第１流路、（36）……
絞り装置、（37）……第２流路、（38）……第２開閉
弁、（40）……第３流路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮機（１）、凝縮器（２）、減圧装置
   （29）（32）及び蒸発器（５）を連結してなる冷媒回路
   （Ａ）と、その蒸発器（５）をブライン中に浸漬させた
   液体タンク（７）、循環ポンプ（８）及びヒータ（12）
   を有し、ブラインを負荷に循環するブライン循環路
   （Ｂ）とを備えたものにおいて、第１開閉弁（34）を有
   する第１流路（35）と、絞り装置（36）を有する第２流
   路（37）と、第２開閉弁（38）及び空冷式熱交換器（1
   8）を有する第３流路（40）とよりなる並列流路をブラ
   イン循環路（Ｂ）の途中に介挿したことを特徴とする冷
   温調装置。