JPH087314Y2 - 冷凍機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は液体冷媒の一部を圧縮機
又は圧縮機の上流側にバイパスするバイパス回路部を備
えた冷凍機の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、冷凍機は圧縮機、熱交換器（蒸
発器）、凝縮器、膨張弁等により冷凍サイクルを構成し
ている。

【０００３】ところで、冷凍サイクルを循環する冷媒
は、熱交換器を通過する際の熱交換作用により、液体か
ら気体に変化し、熱交換器における下流側の圧力は大き
く低下する。この結果、圧縮機の圧縮比が大きくなると
ともに、圧縮機の発熱も大きくなる。そして、このよう
な発熱は冷却能力に余裕のない場合や特に低温冷却する
場合、圧縮機の過熱原因となり、圧縮機の故障等を招
く。

【０００４】このため、従来は液体冷媒の一部を圧縮機
又は圧縮機の上流側にバイパス可能なバイパス回路部を
設け、圧縮機の底部におけるオイル温度が設定温度以上
になったら、バイパス回路部を開いて、液体冷媒の一部
を圧縮機内に供給するいわゆる液インジェクションによ
る圧縮機の冷却を行っていた。この方法によれば、液体
冷媒は圧縮機の内部で蒸発し、蒸発時に圧縮機の熱を奪
うため、圧縮機の冷却が行われる。なお、液インジェク
ションは圧縮機の温度が設定温度未満になるまで継続し
て行われる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】しかし、従来の冷凍機
では液インジェクションを行うことにより、冷却能力が
約７〜８％程度低下するため、冷凍機を設置する際は、
予め能力的に余裕のある冷凍機、即ち、冷却能力の大き
い機種を設置する必要があるなど、冷凍機の大型化と高
コスト化を強いられる問題があった。

【０００６】また、圧縮機底部のオイル温度が設定温度
未満に低下するまで液インジェクションを継続させてい
るが、通常、この種の冷凍機は運転状態等によって圧縮
機の温度変化状態も敏感に影響を受けるため、圧縮機底
部におけるオイル温度の検出のみでは、液インジェクシ
ョンを実行する的確なタイミングを得ることができず、
結局、無用なエネルギーロスを伴うなどの問題があっ
た。

【０００７】本考案はこのような従来の技術に存在する
課題を解決したもので、冷凍機の小型化及び低コスト
化、さらにはエネルギーロスの低減等に寄与できる冷凍
機の提供を目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本考案は冷凍サイクルＣ
における蒸発圧力調整弁９の開度を大きくして冷却を行
う冷却モードと開度を小さくして加熱を行う加熱モード
を繰り返すことにより定温制御を行うとともに、冷凍サ
イクルＣにおける液体冷媒の一部を圧縮機２又は圧縮機
２の上流側にバイパス可能なバイパス回路部３と、バイ
パス回路部３を開閉する開閉部４と、圧縮機２のオイル
温度を検出する温度検出部５と、検出温度Ｔｄに基づい
て開閉部４を制御する制御部６を備える冷凍機１を構成
するに際して、特に、冷凍サイクルＣが加熱モードか否
かを、蒸発圧力調整弁（以下、ＥＰＲと記す）９の開度
を制御する制御電圧Ｅｃに基づいて検出するモード検出
部７を設け、モード検出部７が加熱モードを検出し、か
つ温度検出部５の検出温度Ｔｄが設定温度以上のときの
み開閉部４を開側に制御する制御部６を設けたことを特
徴とする。

【０００９】

【作用】本考案に係る冷凍機１によれば、温度検出部５
により圧縮機２のオイル温度を検出するとともに、モー
ド検出部７により冷凍サイクルＣが加熱モードであるか
否かを検出する。

【００１０】この場合、加熱モードは次のように検出で
きる。即ち、冷凍機１は圧縮機２を連続運転状態にし、
冷凍サイクルＣ中に設けたＥＰＲ９等を制御することに
より、加熱モードと冷却モードを繰り返して定温制御す
る。このため、加熱モード時にはＥＰＲ９の開度が小さ
くなり、他方、冷却モード時にはＥＰＲ９の開度が大き
くなる。したがって、ＥＰＲ９の開度を決定する制御電
圧Ｅｃの大きさを監視すれば、加熱モードであるか冷却
モードであるかを検出できる。

【００１１】そして、温度検出部５による検出温度Ｔｄ
が設定温度以上となり、同時に、モード検出部７が加熱
モードを検出すれば、液インジェクションを行う。即
ち、この場合、開閉部４は制御部６により開側に制御さ
れ、液体冷媒の一部はバイパス回路部３を通って圧縮機
２又は圧縮機２の上流側に供給される。

【００１２】したがって、温度検出部５による検出温度
Ｔｄが設定温度以上のときであっても、モード検出部７
により加熱モードを検出しない場合、即ち、冷却モード
の場合には開閉部４を閉側に制御し、液インジェクショ
ンは行わない。

【００１３】

【実施例】以下には、本考案に係る好適な実施例を挙
げ、図面に基づき詳細に説明する。

【００１４】 まず、本考案に係る冷凍機１の構成につ
いて図１を参照して説明する。

【００１５】冷凍機１は圧縮機２、凝縮器１１、膨張弁
１２、蒸発器（熱交換器）１３、ＥＰＲ９の経路で冷媒
が循環する冷凍サイクルＣを構成する。また、圧縮機２
の上流側と下流側間には定圧膨張弁（以下、ＣＣＶと記
す）１４を並列に接続して圧縮機バイパス部を構成する
とともに、凝縮器１１の下流側と圧縮機２の内部間には
電磁弁４ｘ（開閉部４）とキャピラリチューブ１５を直
列に接続した液インジェクション用のバイパス回路部３
を接続する。なお、膨張弁１２は蒸発器１３の下流側に
付設した感温部１６の検出結果により制御される。

【００１６】一方、６は制御部であり、この制御部６の
入力側には圧縮機２の底部に収容されるオイルの温度を
検出する温度センサ５ｘ（温度検出部５）を接続すると
ともに、ＥＰＲ９を制御する制御電圧Ｅｃを入力せしめ
る。また、制御部６の出力側は前記電磁弁４ｘに接続す
る。

【００１７】 次に、冷凍機１の動作及び制御部６の機
能について、図１及び図２を参照して説明する。

【００１８】まず、冷凍機１は冷凍サイクルＣに基づく
冷却動作が行われ、熱交換器である蒸発器１３により被
冷却物が冷却される。この際、圧縮機２は常時運転状態
となり、被冷却物の温度が設定温度よりも高い場合には
ＥＰＲ９が開くとともに、ＣＣＶ１４が閉じる。そし
て、被冷却物の温度が設定温度に近付けば、ＥＰＲ９の
開度を調整する。一方、被冷却物の温度が設定温度より
も下がれば、ＥＰＲ９は閉じるとともに、ＣＣＶ１４が
開いて加熱モードとなる。また、被冷却物の温度が上昇
して設定温度近くになれば、ＥＰＲ９は開き始め、ＣＣ
Ｖ１４が閉じて冷却モードとなる。このようにして被冷
却物の温度は設定温度に維持される。

【００１９】なお、ＥＰＲ９は入力する制御電圧Ｅｃに
比例して開度が設定され、制御電圧Ｅｃが高い場合は開
度が小さくなり、加熱モードとなるとともに、制御電圧
Ｅｃが低い場合は開度が大きくなり、冷却モードとな
る。

【００２０】次に、圧縮機２底部のオイル温度が上昇し
た場合を想定する。この場合、温度センサ５ｘから得る
検出温度Ｔｄ（温度検出信号）は制御部６に入力し、制
御部６において予め設定された設定温度Ｔｓと比較され
る。そして、検出温度Ｔｄが設定温度Ｔｓ以上であるか
否かを判断する（ステップ５１）。

【００２１】また、同時に、制御部６においては、ＥＰ
Ｒ９に付与される制御電圧Ｅｃが予め設定した設定電圧
Ｅｓ以上か否か、即ち、加熱モードか否かを判断する
（ステップ５２）。

【００２２】そして、検出温度Ｔｄが設定温度Ｔｓ以上
となり、かつ加熱モードの場合（Ｅｃ≧Ｅｓ）には、電
磁弁４ｘを開いて液体冷媒をバイパスさせ、液インジェ
クションを行う。即ち、圧縮機２に対する冷却を行う
（ステップ５３）。他方、検出温度Ｔｄが設定温度Ｔｓ
未満又は冷却モードのいずれか又は双方の場合には、電
磁弁４ｘを閉じ、液インジェクションは行わない（ステ
ップ５４）。

【００２３】以上、実施例について詳細に説明したが、
本考案はこのような実施例に限定されるものではない。
例えば、加熱モードはＥＰＲの制御電圧を監視すること
により検出したが、その他、ＣＣＶが開閉することによ
る圧力変化（ＥＰＲの下流側圧力）を検出してもよい
し、被冷却物の温度を検出する温度センサの検出結果等
を用いてもよい。また、液インジェクションにおける液
体冷媒は圧縮機の内部に供給する場合を例示したが、圧
縮機の上流側に供給してもよい。その他、細部の構成等
において、本考案の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更
できる。

【００２４】

【考案の効果】このように、本考案に係る冷凍機は冷凍
サイクルが加熱モードか否かを、蒸発圧力調整弁の開度
を制御する制御電圧に基づいて検出するモード検出部を
設け、モード検出部が加熱モードを検出し、かつ温度検
出部の検出温度が設定温度以上のときのみ開閉部を開側
に制御する制御部を設けたため、次のような顕著な効果
を奏する。 冷凍機の設置に際して、液インジェクションに伴う
能力的な余裕を考慮する必要がないため、冷凍機の小型
化と低コスト化に寄与できる。 液インジェクションを行うに際しての的確な制御タ
イミングを得ることができるため、無用なエネルギーロ
スを排除できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案に係る冷凍機のブロック系統図、

【図２】 同冷凍機における制御部の機能を示すフロー
チャート。

【符号の説明】

、１：冷凍機、２：圧縮機、３：バイパス回路部、４：
開閉部、５：温度検出部、６：制御部、７：モード検出
部、９：ＥＰＲ、Ｃ：冷凍サイクル、Ｅｃ：制御電圧

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 宮下 芳行 長野県須坂市大字幸高246番地 オリオン 機械株式会社内 (56)参考文献 特開 昭64−33471（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−263461（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷凍サイクルにおける蒸発圧力調整弁の
   開度を大きくして冷却を行う冷却モードと開度を小さく
   して加熱を行う加熱モードを繰り返すことにより定温制
   御を行うとともに、冷凍サイクルにおける液体冷媒の一
   部を圧縮機又は圧縮機の上流側にバイパス可能なバイパ
   ス回路部と、バイパス回路部を開閉する開閉部と、圧縮
   機のオイル温度を検出する温度検出部と、検出温度に基
   づいて開閉部を制御する制御部を備える冷凍機におい
   て、冷凍サイクルが加熱モードであるか否かを、蒸発圧
   力調整弁の開度を制御する制御電圧に基づいて検出する
   モード検出部を設け、モード検出部が加熱モードを検出
   し、かつ温度検出部の検出温度が設定温度以上のときの
   み開閉部を開側に制御する制御部を設けたことを特徴と
   する冷凍機。