JPS6233502B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアキユムレータを備えた冷凍装置に関
するものである。

冷凍装置の減圧装置としては温度式自動膨脹弁
またはキヤピラリーチユーブが使用されている。
従来の温度式自動膨脹弁は、蒸発器の出口に感熱
筒を設け、蒸発器出口経路の冷媒の過熱度が設定
値になる様に膨脹弁の開度を制御して冷媒流量を
調整している。

蒸発器でこの過熱度を得るためには蒸発器の伝
熱面積のかなり大きな部分を必要とするが、一方
この過熱域は熱伝達が悪いので殆んど伝熱には寄
与しない。従つてこの過熱度を出来るだけ小さく
抑えることが望ましいわけである。しかし乍ら例
えば多パスの蒸発器の場合、各パスの冷媒流量の
分布は均等でなく安定な運転を得るには過熱度を
大きくとらなければならない。また冷凍負荷の温
度範囲が広い冷凍装置の場合では蒸発温度の低い
所で過熱度を小さく定めても蒸発温度の高い所で
は過熱度は過大なものになる。以上の様に温度式
自動膨脹弁の実際の使用にあたつては、過熱域が
蒸発器の伝熱面積の数10％を占めることもあり、
蒸発器の小形化の妨げになつている。

本発明は上記に鑑みて発明されたもので、蒸発
器出口の冷媒の過熱度が生じない様に冷媒流量を
制御することを目的とする。

本発明の特徴は、蒸発器出口配管またはアキユ
ムレータに設けた感熱筒に加熱器を設け、一方ア
キユムレータに液位検出装置を設け、この検出装
置と上記加熱器を結合し、アキユムレータ内の液
位が上昇すれば加熱量を減じ、また液位が下降す
れば加熱量を増し、アキユムレータの液位が常に
一定に保たれる様に、蒸発器より適宜液状冷媒が
流出する様に膨脹弁を制御し、蒸発器出口の冷媒
が若干の湿り状態となり過熱度が生じない様にす
る特徴を有する。

本発明の一実施例を図面にもとづき説明する。

第１図において、圧縮機１で圧縮された冷媒ガ
スは凝縮器２で凝縮し、温度式膨脹弁３で減圧膨
脹し蒸発器４に入る。ここで蒸発した冷媒は湿り
状態でアキユムレータ５に入り、液部分はアキユ
ムレータ内にたまり、ガス部分はＵ字管６の上端
開口部より吸入され圧縮機吸入側に吸入される。
Ｕ字管６の下部には油戻し孔７が設けられてお
り、アキユムレータ内の液冷媒はこの孔より圧縮
機へ一定量流出する。液位検出装置としては種々
あるが、ここでは一例としてアキユムレータ内に
フロート８を設ける。フロート８はロツド９によ
り支点１０に接続され支点１０を中心として動
く。可変抵抗器１１の軸はこの支点部でロツドに
接続され、フロート８が上昇すると抵抗値が増大
し、下降すると減少する。ロツド９の上下にスト
ツパ１２，１２′がありフロート８の動きは制限
される。膨脹弁の感熱筒１３は蒸発器の出口配管
に設置され加熱器として電気ヒータ１４により加
熱される。アキユムレータ５内の液位が上昇し、
可変抵抗器１１の抵抗値が増大すると制御装置１
５により電気ヒータ１４の加熱量は減少し、液位
が下降すると加熱量は増大する。又ロツドの上部
ストツバ１２の位置で加熱量はゼロになる。制御
装置１５の制御回路の一例を第２図に示す。この
電気回路は通常SCRと呼ばれるサイリスタ（以
下SCRと呼ぶ）１６を制御する周知のものであ
り、整流器１７、ツエナーダイオード１８、ユニ
ジヤンクシヨントランジスタ１９、パルストラン
ス２０、抵抗２１，２２，２３、コンデンサ２４
より構成される。アキユムレータ内の液位の上昇
により可変抵抗器１１の抵抗が増大すると、コン
デンサ２４の充電時間が長くなり、SCR１６が
導通する時間が短くなり加熱量は減少する。ロツ
ド９が上部のストツパ１２にあたつた位置での可
変抵抗器１１の抵抗値でSCR１６が導通しない
様に抵抗２２、コンデンサ２４は定められる。

上記装置の作用について説明する。蒸発器４の
出口配管に取付けられた感熱筒１３はヒータ１４
で加熱されているため、この加熱量に見合つた分
だけ感熱筒温度は蒸発器出口の冷媒温度より上昇
する。このため蒸発器出口で冷媒が飽和状態であ
つても、膨脹弁３は、加熱量に見合つた分だけ過
熱している様に作動する。従つてヒータ１４の加
熱量によつて蒸発器出口の液戻り量が定まる。ア
キユムレータ内の液位が下降すると制御装置１５
によりヒータ加熱量が増し、蒸発器４よりの液戻
り量は増し、液位が上昇すると液戻り量は減り、
アキユムレータ５内の液冷媒はＵ字管６の油戻し
孔７より常にある一定量圧縮機へ流出している
が、この流出量と、蒸発器４よりの液戻り量が等
しくなつた所で液位が定まる。アキユムレータ５
の液冷媒が設定液位であれば蒸発器４の出口で少
量の液戻り量があるように、液位検出装置、制御
装置、加熱器を介し膨張弁開度は制御される。し
かしてアキユムレータ内のＵ字管６の油戻し孔７
から圧縮機へ流出する小量の液冷媒と同量の液冷
媒が蒸発器４から流出することとなる。即ち、蒸
発器４出口部での冷媒の状態は若干の湿り状態に
なり、従つて蒸発器出口では常に過熱度が生じな
いように保たれる。

油戻し孔７よりの液冷媒流出量と同量の液冷媒
が蒸発器よりアキユムレータに戻つてくるが、油
戻し孔７よりの流出量は液位と油戻し孔径が定ま
るとほゞ一定となる。このため冷凍負荷の大きい
場合は圧縮機へ吸入される冷媒の湿り度は減少
し、また冷凍負荷の小さい場合はこの湿り度は増
大する。この実施例では圧縮機１は冷媒を湿り状
態で吸入するが、圧縮機入口で湿り状態であつて
も、内部でモータ発熱等でかなり加熱される。こ
のためシリンダ（図示せず）入口では多くは冷媒
は過熱状態となる。従つて冷凍負荷が最小の即
ち、吸入冷媒の湿り度が最大となる時点で、圧縮
機が液圧縮に対して十分安全な様に油戻し孔７よ
りの液戻り量を定めればよい。

以上により冷凍負荷にかかわらず本発明の膨脹
機構により常に蒸発器は過熱度が生じないように
用いることが出来る。

次にこの発明の他の実施例について説明する。
圧縮機が冷媒の湿り吸入に対して安全性の余裕が
ない場合は、第３図に示す様に圧縮機吸入側と高
圧側のライン（この例では凝縮器出口）との間に
熱交換器３０を設け、圧縮機吸入位置で過熱状態
にすればよい。また第４図に示す様に、アキユム
レータ下部に熱交換器３１を設け、ここに高圧側
ラインを導いて、アキユムレータ内の液を加熱す
る。この場合蒸発器よりの液戻り量は、油戻し孔
よりの流出量と熱交換器２５の加熱による蒸発量
とにバランスするので、油戻し孔よりの液戻り量
は僅少におさえられる。その他の部分は第１図の
実施例と同様であるので同符号を付しその説明を
省略する。

以上説明したように本発明は、アキユムレータ
に液位検出器を設け、この液位を一定に保つよう
に膨脹弁の感熱筒を加熱器で加熱するから、冷凍
負荷によらずに蒸発器出口での冷媒の状態は若干
の湿り状態になり、過熱度が生じないように保つ
ことができ、従来蒸発器の大きな部分を占めてい
た過熱域がなくなり、熱伝達を向上し、かつ蒸発
器を小形化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す冷凍装置の系
統図、第２図は制御装置の回路図、第３図は他の
実施例を示す冷凍装置の系統図、第４図は更に他
の実施例を示すアキユムレータの詳細図である。 １……圧縮機、２……凝縮器、３……膨脹弁、
４……蒸発器、５……アキユムレータ、８……フ
ロート、９……ロツド、１０……支点、１１……
…可変抵抗器、１３……感熱筒、１４……加熱
器、１５……制御装置、３０，３１……熱交換
器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 圧縮機、凝縮器、温度式自動膨脹弁、蒸発
   器、油（液）戻し細孔を備えたアキユムレータを
   順次配管接続して冷媒回路を形成し、アキユムレ
   ータに液位検出装置を設け、蒸発器の出口配管ま
   たはアキユムレータに設けた膨脹弁の感熱筒に加
   熱器を設け、上記液位検出装置を制御装置を介在
   して上記加熱器に結合し、上記制御装置は、アキ
   ユムレータ内の液位が上昇すれば加熱量を減じ、
   液位が下降すれば加熱量を増加し、上記膨脹弁は
   上記加熱量を感熱筒にて検出して、上記加熱量が
   増加すれば弁開度を増加し、加熱量が減少すれば
   弁開度を減少するように制御され、アキユムレー
   タ内の液位をほぼ一定に保持するように膨脹弁の
   開度を制御することを特徴とする冷凍装置。 ２ アキユムレータより圧縮機吸入側に至る経路
   と高圧側経路とを熱交換状態に設けてなる特許請
   求の範囲第１項記載の冷凍装置。 ３ アキユムレータ底部に液加熱用の加熱器を設
   けてなる特許請求の範囲第１項記載の冷凍装置。