JPS6213963A - 冷凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は冷凍装置、詳しくは、圧縮機の出口側から蒸発
器の入口側にホットガスをバイパスさせるホットガスバ
イパス回路を備え、デフロスト運転時に、ホットガスを
前記バイパス回路を介して前記圧縮機と蒸発器との間で
循環させるごとくした冷凍装置に関する。

（従　　来　　技　　術　　） この種冷凍装置は特開昭５９−１９７７８５号公報にも
記載されているようにすでに知られている。

第５図の模式図に基づいて説明すると、圧縮機（５０）
の吐出側と蒸発器（５１）の入口側とを３方弁（５２）
を介してホットガスバイパス管（５３）で接続する一方
、凝縮器（５５）と温度自動膨張弁（５４）との間の液
管に、２個の第１、第２開閉弁（５６）（５７）を直列
に介設している。

そして、デフロスト運転開始前に、前記第１開閉弁（５
６）を閉じ、かつ、前記第２開閏弁（５７）を開けてポ
ンプダウン運転を行い、このポンプダウン運転終了後、
前記第１開閉弁（５６）を開け、かつ、前記第２開閉弁
（５７）を閉じて、これら第１、第２開閉弁（５６）（
５７）間に閉し、込められていた所定ｑの冷媒を前記蒸
発器（５１）側へ流出させ、これと同時に、前記３方弁
（５２）をｔｌｉ前記バイパス管（５３）側に切り換え
てデフロスト運転を開始し、前記圧縮機（５０）から吐
出されるホットガスを、該圧縮機（５０）→３方弁（５
２）→蒸発器（５１）→圧縮機（５０）と循環させて、
ホットガスの熱ｍを利用してＩｌｔ記蒸発器（５１）の
デフロストを行うごとくしている。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、デフロスト運転の終了により、前記３方弁（
５２）を前記凝縮Ｓ　（５５）側に切換えて、通常の冷
凍運転に復帰すると、１１」記蒸発器（５１）がホット
ガスで加熱されてＩ島温となっており、かつ、この蒸発
器（５１）及び吸入側冷媒配管（以下、蒸発器側という
）内にはホットガスが滞留しているために、この冷凍運
転への復帰当初に、吸入ガス（低圧）圧力が異常に高く
なる場合もあり、これに伴って高圧圧力も上昇して過負
荷運転となり、過負荷運転防ｌＥ用の安全スイッチ、例
えば高圧制御スイッチや過電流リレーが作用し、前記圧
縮機（５０）が停止する不具合があった。

尚、このような不具合は上記従来冷凍装置に限らず、ホ
ットガスバイパスによりデフロストを行う冷凍装置にお
いては一般的に生じるものである。

しかして、本発明の目的は、デフロスト運転から冷凍運
転への復帰後一定時間内に、高圧または低圧圧力を基に
過負荷運転を検出した場合には強制的にポンプダウン運
転に切換えて、前記蒸発器側の十ノドガスを回収し、該
蒸発器側の熱負荷を軽減することによって過負荷運転を
回避する点にある。

（問題点を解決するための手段） しかして、本発明の構成を第１図、第２図に基づいて説
明すると、圧縮機（１）の出口側から蒸発器（５）の入
口側にホットガスをバイパスさせるホットガスバイパス
回路（Ａ）を備え、デフロスト運転時に、ホットガスを
前記バイパス回路（Ａ）を介して前記圧縮機（１）と蒸
発器（５）との間で循環させるごとくした冷凍装置にお
いて、前記蒸発器（５）の入口側の液管（９）に開閉弁
（１３）を設ける一方、デフロスト運転の終了を検出す
るデフロスト終了検出手段（１６）と、該検出手段（１
６）の出力を受けて一定時間カウントするタイマー手段
（１８）と、過負前運転状態を検出して出力する過負荷
検出手段（１９）と前記一定時間内に過負荷検出手段（
１９）が発した出力により前記開閉弁（１３）を閉鎖し
てポンプダウン運転を指令するポンプダウン運転指令手
段（１７）と、ポンプダウン運転の終了を検出するポン
プダウン運転終了検出手段（２３）と、このポンプダウ
ン運転終了検出手段（２３）の出力により前記開閉弁（
１３）を開放し冷凍運転に復帰させる冷凍運転復ｋＥ　
指令手段（２０）とを設けたのである。

尚、こ＼にいう冷凍運転とは、所定温度より低い設定温
度に制御する冷凍運転の他に、前記所定温度以上の設定
温度に制御する冷蔵運転も含む概念である。

（作　　　　用　　） デフロスト運転の終了により冷凍運転に復帰した後、一
定時間内に低圧圧力または高圧圧力を検出する過負荷検
出手段（１９）が出力すると、前記開閉弁（１３）が閉
鎖されてポンプダウン運転が行われるので、前記蒸発器
（５）及び吸入側の冷媒配管内のホットガスが前記圧縮
機（１）に吸入されて回収され、これと共に前記蒸発器
（５）自身の温度も低下するのである。従って、このポ
ンプダウン運転により前記蒸発器（５）側の熱負荷が従
来に比して軽減され、このポンプダウン運転終了後に冷
凍（冷蔵）運転に復帰させることにより、前記圧縮機（
１）の過負荷運転を回避できるのである。

また前記一定時間内に前記過負荷検出手段（１９）が働
かなければポンプダウン運転することなく冷凍（冷蔵）
運転に復帰するのである。

（実　　施　　例　　） 第２図に示したものは、コンテナ用の冷凍装置で、この
冷凍装置（ヨ陣内を所定温度より低い設定ｌ！ｉ度に制
御するいわゆる冷凍運転と、前記所定温度以上の設定温
度に制御するいわゆる冷蔵運転との２つの１島様の冷凍
運転が行えるようにしている。

以下説明すると、前記冷凍ｖｔ置は、圧縮機（１）、空
冷凝縮器（２）、水冷凝縮器（３）、温度自動膨張弁（
４）及び蒸発器（５）を冷媒配管で順次接続して冷媒回
路を形成している。

（ＥＦ）は蒸発器ファン、（ＣＦ）は凝縮器ファンであ
る。

そして、前記圧縮機（１）と前記空冷凝縮器（２）とを
接続する吐出ガス管（６）に３方比例制御弁から成るホ
ットガス弁（７）を介装し、該ホットガス弁（７）を介
してホットガスバイパス管（８）により、前記ガス管（
６）と前記蒸発器（５）の入口側の液管（９）とを接続
している。

かくして、前記ホットガス弁（７）とホットガスバイパ
ス管（８）とによりホットガスバイパス回路（Ａ）を形
成している。

前記液管（９）には、デフロスト運転時に循環させる冷
媒口を最適な所定量とするために、前記液管（９）に一
対の第１、第２電磁開閉弁（１３）（１４）を介装し、
これら開閉弁（１３）（１４）間の液管（９）（以下、
計全部（９ａ）という）で所定量の液冷媒が計量できる
ようにしている。

また、第２図において、（４１）（４２）は前記膨張弁
（４）に設ける感温筒及び均圧管で、該均圧管（４２）
には３方弁（４３）を介装して、前記蒸発器（５）の出
口側圧力と前記ホットガスバイパス管（８）側圧力とを
選択的に前記膨張弁（４）に均圧圧力として作用させら
れるようにしている。

また、（Ｄ）は前記蒸発器（５）の下方に設けるドレン
パンヒータで、該ドレンパンヒータ（Ｄ）には前記ホッ
トガスバイパス管（８）から３方弁（８ａ）を介して分
岐するデフロストバイパス管（８ｂ）を接続している。

尚、（１０）は前記蒸発器（５）の入口側液管（９）に
設ける分流器、（１１）はアキュムレータである。

更に、（Ｔｈｌ）は吸入ガス管（１２）に取付けられた
デフロスト運転終了検出手段（１９）としてのサーミス
タ、（Ｒ８）は吸込空気用温度センサー、（ＳＳ）は吹
出空気用温度センサー、（ＡＰＳ）はエアープレッシャ
スイッチである。

以上説明した冷凍装置は第３図に示す制御回路により運
転制御がなされる。

この制御回路は、入力部（Ｉ）と出力部（１０）と中央
演算処理部（ＣＰＵ）、タイマー（ＴＭ）、及びメモリ
部（Ｍ）（ＲＯＭ、ＲＡＭ）とから成るマイクロコンピ
ュータと電源部（Ｖ）とから構成されるコントローラ（
Ｃ）に各種電気機器を接続して構成される。

即ち、 ■　コントローラ（Ｃ）の電源部（Ｖ）には、交流２４
Ｖの電源（Ｙ）が運転スイッチ（３−８８）を介して接
続される。また、前記７１！［（Ｙ）には、蒸発器ファ
ン（ＥＦ）用の駆動開閉器（８８ＥＦ）の常開接点（８
８ＥＦ、）を、補助すレー（Ｘ）を介して接続している
。

■　コントローラ（Ｃ）の入力部（１）には、フロスト
検知用の前記エアーブレツノヤスインチ（ＡＰＳ）　、
手動デフロストスイッチ（３Ｄ）、冷蔵運転時に吹出空
気温度を検知する前記温度センサー（ＳＳ）、冷凍運転
時に吸込空気温度を検知する前記温度センサー（Ｒ８）
　、デフロスト運転の終ｒを検出する前記サーミスタ（
Ｔｈｌ）を接続する。

■　コントローラ（Ｃ）の出力部（０）には、第１出力
接点（Ｘｌ）に、通常運転時の保護用の高圧圧力開閉器
（ＨＰＳ）　、ポンプダウン終了指令手段（２１）とし
ての低圧圧力開閉器（ＬＰＳ）、圧縮機（１）の発停用
開閉器（８８Ｃ）の直列回路が接続され、かつ、この開
閉器（８８Ｃ）に並列に凝縮器ファン（ＣＦ）駆動用開
閉器（ＣＦ）が接続され、また、第２出力接点（Ｘ２）
に蒸発器ファン（ＥＦ）の駆動用開閉器（８８ＥＦ）が
接続され、第３出力接点（Ｘ３）には、前記補助リレー
（Ｘ）の常開接点（Ｘ−１）と過負荷検出手段（１９）
として作用する圧力開閉器（ＰＳ）（高圧圧力開閉器又
は低圧圧力開閉器）との並列回路と第１電磁開閉弁（１
３）のソレノイド（２０Ｒ１）との直列回路が接続され
、第４出力接点（Ｘ４）には第２電磁開閉弁（１４）の
ソレノイド（２ＯＲ２）が接続され、第５出力接点（Ｘ
５）には膨張弁（４）の均圧管切換用の３方弁（４３）
のソレノイド（２０Ｒ３）が接続され、第６出力接点（
Ｘ６）にはドレノパ／ヒータ（Ｄ）切換用の３方弁（８
ａ）のソレノイド（２０Ｒ４）がそれぞれ接続され、更
に、ホットガス弁（７）の駆動部（２０ＭＶ）が接続さ
れている。

■　尚、（ＳＰ）は温度設定器で、この７５１度設定器
（ＳＰ）の設定温度の高低により冷蔵運転又は冷凍運転
がなされる。

また前記コントローラ（Ｃ）には、デフロスト終了検出
手段（１６）の出力を受けて一定時間（例えば１分間）
カウントするタイマー（ＴＭ）からなるタイマー手段（
１８）と、前記一定時間内にｉｌｌ記過負荷検出手段（
１９）が発した出力により１１訂記開閉弁（１３）を閉
鎖してポンプダウン運転を＋ｉ令するポンプダウン運転
指令手段（１７）とポンプダウン終了検出手段（２１）
の出力により前記開閉弁（１３）を開放し冷凍（冷蔵）
運転に復帰させる冷凍運転復帰指令手段（２０）とを灯
している。

なお、以上の制御回路においては、前記タイマー（ＴＭ
）はデフロスト終了後蒸発器ファン（ＥＦ）を１分間退
廷駆動させるためにも使用する一方、この蒸発器ファン
（ＥＦ）用の駆動開閉器（８８ＥＦ）の常開接点（８８
ＥＦ、’）と前記補助リレー（Ｘ）とを前記の如く直列
に接続すると共に、該リレー（Ｘ）の常開接点（Ｘ−１
）と前記圧力開閉器（ＰＳ）との並列回路を前記開閉弁
（１３）のソレノイド（２０Ｒ１）に直列に接続してい
るので、ｉｌ？７記開閉弁開閉弁）は、前記常開接点（
８８ＥＦ、）の動作を介して、ｎカ記１分間の間は圧力
開閉器（ＰＳ）により制御されるようになっている。

しかし前記補助リレー（Ｘ）はタイマー（ＴＭ）の出力
を、前記常開接点（８８ＥＦ、）の開閉動作を介するこ
となく直接うけるようにしてもよいことは云うまでもな
い。この場合、前記補助リレー（Ｘ）は出力部（０）の
補助出力接点（図示せず）に接続させればよい。また、
圧力開閉器（ＰＳ）が高圧圧力開閉器であるときは、そ
の開動作の圧力設定値は、通常運転時の保護用の高圧圧
力開閉器（ＨＰＳ）の圧力設定値より低いことが必要で
ある。

次に、この制御回路による運転態様について説明する。

前記冷凍装置は、運転スイッチ（３−８８）を閑にする
ことにより、前記第１、第２電磁開閉弁（１３）（１４
）が各ソレノイド（２０Ｒ１）（２ＯＲ２）の励磁によ
り開放して、運転が開始される。

そして、前記温度設定器（ＳＰ）の設定温度が前記所定
温度より低い冷凍運転域である場合には、吸入側の前記
温度センサー（ＲＳ）により圧縮機（１）がオンオフ制
御されると共に、前記膨張弁（４）の均圧管（４２）は
前記蒸発器（５）の出口側の圧力を該膨張弁（４）に導
（ように前記３方弁（４３）が切換えられるのである。

一方、前記温度設定器（ＳＰ）の設定温度が前記所定温
度より高い冷蔵運転域である場合には、吹出側の前記温
度センサー（ＳＳ）によりホットガス弁（７）のＰＩＤ
ｆｉｌｌｍによるホットガスバイパス量の制御がなされ
ると同時に、前記均圧管（４２）の３方弁（４３）が、
前記膨張弁（４）に前記ホットガスバイパス管（８）側
圧力を導入するように切換られ、該膨張弁（４）を通過
する液冷媒量が少なくなるように制御され、前記ホット
ガスバイパス管（８）に介装した前記３方弁（８ａ）が
、該バイパス管（８）を流通するホットガスが前記ドレ
ンパンヒータ（Ｄ）をバイパスするように切換えられる
のである。

以上の冷凍運転または冷蔵運転中に、蒸発器（５）がフ
ロストすると、前記エアープレッシャスイッチ（ＡＰＳ
）が作動してデフロストが指令される。

この指令によって第１電磁開閉弁（１３）がソレノイド
（２０Ｒ１）の消磁により閉となり、第２電磁開閉弁（
１４）がソレノイド（２ＯＲ２）の励磁により開となり
、ポンプダウン運転が開始する。そして、前記計量部（
９ａ）に液冷媒を押し込め、低圧圧力開閉器（ＬＰＳ）
の開動作によるポンプダウン運転の終了により前記第２
電磁開閉弁（１４）を閉鎖した後、前記第１電磁開閉弁
（１３）を開放して前記計量部（９ａ）に貯留された所
定量の液冷媒を前記蒸発器（５）側に放出させるように
している。

また、ホットガスバイパス管（８）の３方弁（８ａ）は
ドレンパンヒータ（Ｄ）にホットガスが流通するように
切換られ、また、均圧管（４２）に介装する３方弁（４
３）は該均圧管（４２）が吸入ガス管（１２）に連通ず
るように切換られる。

そして、前記ホットガス弁（７）は前記ホットカスバイ
パス管（８）側に１００％開度に切換られて、低圧圧力
開閉器（ＬＰＳ）の閉鎖によりホットガスを前記圧縮機
（１）→ホットガス弁（７）→ホットガスバイパス管（
８）→蒸発器（５）→圧縮機（１）のデフロスト回路に
循環させ、該回路を循環するホットガスの熱量により前
記蒸発器（５）に付着した７０ストを取除くのである。

なお、デフロスト指令によって、蒸発器ファン（ＥＦ）
は停止する。

以下、第４図に基づいて、デフロスト運転がら冷凍運転
に復帰するまでの運転態様を説明する。

このデフロスト運転（ステップ１００）により、前記蒸
発器（５）出口側の吸入ガス管（１２）の温度が上昇し
、所定温度に達すると前記サーミスタ（Ｔｈｌ）の出力
を基にデフロスト運転の終了が指令される（ステップ１
０１）。

そうすると、前記第２電磁開閉弁（１４）が開放され（
ステップ１０２）、これと共にホットガス弁（７）が０
％に切換えられて（ステップ１０３）、通常の冷凍運転
に復帰するのである。

これと同時に、前記タイマー手段（１９）がカウントを
開始するのである（ステップ１０４）。

このタイマー手段（１９）がカウントする１分間の間に
例えば高圧圧力が設定圧力まで上昇して、前記圧力開閉
器（ＰＳ）が開動作すると（ス１−１プ１０５）、前記
第１′Ｉｒｉ磁開閉弁（１３）が閉鎖されてポンプダウ
ン運転が開始される（ステップ１０６）。

以上の如く前記した１分間の間に前記圧力開閉器（ＰＳ
）が・くと冷凍運転に優先してポンプダウン運転が行な
われるのである。

このポンプダウン運転により低圧圧力が低下していき、
所定圧力以下になるとｎカ記低圧圧力開閉器（ＬＰＳ）
が開動作して（ステップ１０７）、１１り配圧縮機（１
）が停止し、ポンプダウン運転が終了するのである（ス
テップ１０８）。そして、このポンプダウン運転により
、前記蒸発器（５）及び該蒸発器（５）から前記圧縮機
（１）に至る配管内のホットガスが回収されると共に、
前記蒸発器（５）の温度低下が図れるのである。

また、ステップ１０７における低圧圧力開閉器（ＬＰＳ
）の開動作による前記圧縮機（１）の停止と同時に前記
第１７１に磁開閉弁（１３）が開放される（ステップ１
１０）。

１１カ記第１電磁開閉弁（１３）の開放により、吸入側
冷媒配管に冷媒が流出していき、前記所定圧以上となっ
て前記低圧圧力開閉ｍ　（ＬＰＳ）が再び閉動作する（
ステップ１１１）。

この結果、前記圧縮機（１）が再駆動しくステップ１１
１）、通常の冷凍運転に復帰するのである。これと同時
に前記蒸発器ファン（ＥＦ）を駆動するのである（ステ
、プ１１２）。

かくして、１Ｎｉｉ記ボ／プダウン運転により１ｎ記蒸
発器（５）側の熱負荷が軽減されているから、この冷凍
運転の再開時に高圧が極端に上昇して、前記圧縮機（１
）が過負荷運転となるのを防止できるのである。

一方、ステップ１０４におけるタイマー手段（１９）に
よる１分間のカウント中に、高圧圧力が前記設定圧力以
上に上がらす、前記圧力開閉器（ＰＳ）が開動作しなけ
れば、冷凍運転が継続されて前記タイマー手段（１９）
による１分間のカウント終了後、前記蒸発器ファン（Ｅ
　Ｆ）が駆動される（ステップ１１２）。尚、このよう
に冷凍運転に復帰後１分間前記ファン（Ｅ　Ｆ）を駆動
させない理由は、低圧圧力の異常上昇を防止する上でよ
り好ましいからである。

尚、上記説明においては、ステップ１１１において圧縮
機（１）を再駆動すると直ちにステ、プ１１２に進み、
前記蒸発器ファン（ＥＦ）を駆動するようにしたが、該
ファン（Ｅ　Ｆ）の再起動を前記圧縮機（１）の再起動
よりも一定時間（例えば１分間）遅らせて、低圧圧力の
上昇をより確実に抑制するようにしてもよく、この場合
には例えば、ステップ１１１から前記ステップ１０４に
戻って、前記タイマー手段（１９）を再動作させて、こ
のタイマー手段（１９）による１分のカウント終了後に
前記ステップ１１２に進み、前記蒸発器ファン（ＥＦ）
の運転を開始するようにしてもよい。

また、前記負荷運転時のポンプダウン運転の場合、第１
電磁開閉弁（１３）にかえて第２電磁開閉弁（１４）を
利用するようにしてもよい。

（発明の効果　） 以上のごとく本発明によれば、 デフロスト運転終了による冷凍運転復帰後一定時間内に
おいて、過負荷検出手段（１９）が山いた時に、一旦ポ
ンプダウン運転を行い、前記蒸発器側のホットガスを回
収してから再び冷凍運転にｍ　＋Ｅするようにしたから
、デフロスト運転により前記蒸発器側の生じた熱負荷を
軽減することができ、この結果、必要なときのみポンプ
ダウン運転をすることにより冷凍運転復帰直後に過負荷
運転を有効に回避できるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のクレーム対応図、第２〜４図は本発明
の第１実施例の説明図で、第２図は冷凍装置の冷媒回路
図、第３図は電気回路図、第４図は運転を示すフローチ
ャート、第５図は従来例の冷媒回路の説明図である。 （１）・・・・・圧縮機 （５）・・・・・蒸発器 （７）・・・・・　ホットガス弁 （８）・・・・・ホットガスバイパス管（９）・・・・
・液管 （１３）・・・・・第１電磁開閉弁 （１４）・・・・・第２電磁開閉弁 （ＡＰＳ）・・・・・エアープレノンヤスイッチ（ＰＳ
）・・・・・圧力開閉器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧縮機（１）の出口側から蒸発器（５）の入口側
   にホットガスをバイパスさせるホットガスバイパス回路
   （Ａ）を備え、デフロスト運転時に、ホットガスを前記
   バイパス回路（Ａ）を介して前記圧縮機（１）と蒸発器
   （５）との間で循環させるごとくした冷凍装置において
   、前記蒸発器（５）の入口側の液管（９）に開閉弁（１
   ３）を設ける一方、デフロスト運転の終了を検出するデ
   フロスト終了検出手段（１６）と、該検出手段（１６）
   の出力を受けて一定時間カウントするタイマー手段（１
   ８）と、過負荷運転状態を検出して出力する過負荷検出
   手段（１９）と前記一定時間内に過負荷検出手段（１９
   ）が発した出力により前記開閉弁（１３）を閉鎖してポ
   ンプダウン運転を指令するポンプダウン運転指令手段（
   １７）と、ポンプダウン運転の終了を検出するポンプダ
   ウン運転終了検出手段（２３）と、このポンプダウン運
   転終了検出手段（２３）の出力により前記開閉弁（１３
   ）を開放し冷凍運転に復帰させる冷凍運転復帰指令手段
   （２０）とを設けたことを特徴とする冷凍装置。