JP2638363B2 - 冷凍装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷媒回路のレシーバ−
蒸発器間に開閉弁を設けた冷凍装置に係り、特に圧縮機
起動時における配管の破損防止対策に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば特公昭５４―２５６７
１号公報に開示される如く、圧縮機、凝縮器、感温式自
動膨張弁、及び冷却管が液冷媒中に浸漬された満液式蒸
発器を順次接続してなる冷媒回路を備えた冷凍装置にお
いて、感温式膨張弁の感温筒をホットガスバイパス路の
エゼクタ部と満液式蒸発器の液冷媒−ガス冷媒の境界付
近から導出した冷媒との混合部に取り付け、この加熱さ
れた後の冷媒過熱度に応じて膨張弁の開度を自動的に調
節させることにより、満液式蒸発器の液面を所定値に制
御し、蒸発器の冷却管を常に液冷媒中に浸漬させて、配
管の損傷や液ハンマーを防止しようとするものは公知の
技術である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
公報のもののように、感温式自動膨張弁を配設した場
合、圧縮機の停止時に自動膨張弁が完全に閉鎖しないこ
とから、冷媒回路のレシーバ−蒸発器間に開閉弁を介設
して、圧縮機の停止時には開閉弁を閉じ、圧縮機の停止
中に高圧側となる凝縮器から低圧側となる蒸発器側に冷
媒が流入するのを阻止するようになされている。

【０００４】しかしながら、このような開閉弁を設けた
場合、開閉弁の上流側と下流側とで高低差圧が生じるの
で、圧縮機の起動時にレシーバには高圧が残存してい
る。そして、かかる状態で圧縮機が起動すると、冷媒が
脈動し、この脈動によっても配管が激しく振動して、つ
いには破損に至る虞れがある。

【０００５】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、レシーバ−自動膨張弁間に開閉弁を
設けた冷凍装置において、圧縮機の起動時における冷媒
の脈動を防止する手段を講ずることにより、配管の振動
による損傷等を有効に防止することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明の講じた手段は、図１に示すよう
に、圧縮機（１）、凝縮器（２）、レシーバ（３）、主
開閉弁（４）、吸入過熱度を一定にするよう開度が自動
的に調節される感温式自動膨張弁（５）及び蒸発器
（６）を順次接続してなる主冷媒回路（８）を備えた冷
凍装置を対象とする。

【０００７】そして、上記圧縮機（１）の吐出管と上記
膨張弁（５）−蒸発器（６）間の液管とをホットガス開
閉弁（１１）を介してバイパス接続するホットガスバイ
パス路（１０）と、上記主冷媒回路（８）に上記主開閉
弁（４）と並列に接続され、主開閉弁（４）よりも管径
の小さい副開閉弁（９）とを設ける。

【０００８】さらに、上記圧縮機（１）の起動時、一定
時間の間、上記主開閉弁（４）を閉じ副開閉弁（９）及
びホットガス開閉弁（１１）を開いた後、主開閉弁
（４）を開くよう制御する開閉制御手段（５１）を設け
る構成としたものである。

【０００９】請求項２の発明の講じた手段は、上記請求
項１の発明において、図１の破線部分に示すように、圧
縮機（１）の起動時、圧縮機（１）の運転容量を最低ロ
ードからフルロードまで順次増大させるよう制御する容
量制御手段（５２）を設け、上記一定時間を、上記容量
制御手段（５２）により圧縮機（１）が起動後フルロー
ドに達するまでの時間よりも短い時間としたものであ
る。

【００１０】

【作用】以上の構成により、請求項１の発明では、圧縮
機（１）の起動時、開閉制御手段（５１）により、主開
閉弁（４）を閉じ副開閉弁（９）及びホットガス開閉弁
（１１）を開くように制御されるので、冷媒の流入量が
少なくなって冷媒の脈動が抑制されるとともに、その
間、蒸発器（６）内部でホットガスの混入による液冷媒
のホーミングが生じ、湿り運転気味となる。そして、こ
の湿り状態を解消して吸入過熱度を一定に保持すべく、
自動膨張弁（５）の開度が閉じ側に調節されるので、冷
媒循環量の低減により主開閉弁（４）前後の高低差圧が
速やかに解消され、一定時間経過後に主開閉弁（４）が
開かれても冷媒の脈動が抑制されることになる。

【００１１】請求項２の発明では、容量制御手段（５
２）により圧縮機（１）の運転容量が起動後１００％容
量に増大されるときまでに、開閉制御手段（５１）によ
り主開閉弁（４）が開かれるので、１００％容量運転時
の大きい冷媒循環量に対して副開閉弁（９）の口径が小
さいことで過熱運転に陥る虞れが未然に防止されること
になる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図２以下の
図面に基づき説明する。

【００１３】図２は実施例に係る冷凍装置の冷媒配管系
統を示し、（１）はアンローダ（図示せず）により運転
容量が１２％，４０％，７０％及び１００％に調節され
る圧縮機、（２）は該圧縮機（１）から吐出された冷媒
を凝縮，液化するための凝縮器、（３）は該凝縮器
（２）で凝縮された液冷媒を貯溜するためのレシーバ、
（４）は主開閉弁、（５）は吸入管に感温筒（５ａ）が
取り付けられ、吸入過熱度を一定にするよう開度が自動
的に調節される感温式自動膨張弁、（６）は、被冷却熱
媒体が流通する冷却管（１５）を液冷媒中に浸漬させて
なる満液式蒸発器であって、上記各機器は冷媒配管
（７）により順次接続され、冷媒の循環により熱移動を
生ぜしめるようにした主冷媒回路（８）が構成されてい
る。

【００１４】そして、本発明の特徴として、上記主冷媒
回路（８）の液ラインにおいて、上記主開閉弁（４）よ
りも小径の副開閉弁（９）が主開閉弁（４）と並列に配
設されている。また、圧縮機（１）の吐出管と自動膨張
弁（５）−蒸発器（６）間の液管とはホットガスバイパ
ス路（１０）によりバイパス接続されていて、該ホット
ガスバイパス路（１０）には、通路を開閉するホットガ
ス開閉弁（１１）が介設されている。

【００１５】冷凍装置の通常運転時、主開閉弁（４）が
開かれ、副開閉弁（９）及びホットガス開閉弁（１１）
は閉じられており、圧縮機（１）から吐出された冷媒が
凝縮器（２）で凝縮された後、レシーバ（３）から自動
膨張弁（５）に流れ、自動膨張弁（５）で減圧されて、
蒸発器（６）の冷却管（１５）で管内を流通する被冷却
媒体との熱交換により蒸発し、ガス冷媒となって圧縮機
（１）に吸入される。また、圧縮機（１）の停止中に
は、主開閉弁（４）が閉じられ、圧縮機（１）の停止中
に高圧側となるレシーバ（３）側から低圧側となる蒸発
器（６）側に冷媒が流入して圧縮機（１）の起動時に湿
り運転となるのを防止するようになされている。なお、
圧縮機（１）の停止中には、副開閉弁（９）及びホット
ガス開閉弁（１１）はいずれも閉じられている。

【００１６】ここで、コントローラ（図示せず）による
圧縮機（１）の起動時における制御内容について、図３
のフロ―チャ―トに基づき説明する。

【００１７】まず、ステップＳＴ１で、圧縮機（１）の
起動指令がなされると、ステップＳＴ２で、圧縮機の運
転容量を１２％（１分間程度）から、４０％（３分間程
度）、７０％（３分間程度）へと順次一定時間ずつ増大
していくとともに、その間、下記ステップＳＴ３〜ＳＴ
５の制御を実行する。

【００１８】すなわち、ステップＳＴ３で、主開閉弁
（４）を閉じる一方、副開閉弁（９）及びホットガス開
閉弁（１１）を開いて、主冷媒回路（８）からの冷媒流
入量を抑制するとともに、ホットガスバイパス路（１
０）を介して、ホットガスを蒸発器（６）の入口側に導
入するよう制御する。そして、ステップＳＴ４で一定時
間が経過するまで待って、一定時間が経過すると、冷媒
配管（８）の激しい振動が生じる虞れは解消したと判断
し、ステップＳＴ５に進んで、主開閉弁（４）を開くと
同時に、副開閉弁（９）及びホットガス開閉弁（１１）
を閉じて通常の制御状態に戻す。ここで、この一定時間
は、主開閉弁（４）前後の高低圧差がほとんどなくなる
程度の時間で、圧縮機（１）の容量が起動後１００％に
なるまでに要する時間（この実施例では７分間）よりも
短い時間（例えば５分間程度）に設定されている。

【００１９】その後、ステップＳＴ６で、圧縮機（１）
の容量を７０％にしてから３分間が経過するまで待って
から、ステップＳＴ７に進み、圧縮機（１）の容量を１
００％（フルロード）にして、起動制御を終了し、その
後通常運転を行う。

【００２０】上記フローにおいて、ステップＳＴＳＴ３
〜ＳＴ５の制御により、請求項１の発明にいう開閉制御
手段（５１）が構成されている。また、ステップＳＴ２
及びＳＴ７の制御により、請求項２の発明にいう容量制
御手段（５２）が構成されている。

【００２１】したがって、上記実施例では、圧縮機
（１）の停止中、主冷媒回路（８）の主開閉弁（４）閉
じられて、主冷媒回路（８）の高圧側となるレシーバ
（３）から低圧側となる蒸発器（６）への液冷媒の流入
が阻止される。ところが、この状態で主開閉弁（４）を
開いて圧縮機（１）を起動すると、レシーバ（３）側と
蒸発器（６）側との間（つまり主開閉弁前後）の高低差
圧のために冷媒が脈動して、冷媒配管（７）が振動し、
破損等に至る虞れがある。

【００２２】ここで、上記実施例では、開閉制御手段
（５１）により、圧縮機（１）の起動時には、主開閉弁
（４）を閉じる一方、副開閉弁（９）及びホットガス開
閉弁（１１）を開くよう制御される。このとき、副開閉
弁（９）の口径は小さく形成されているので、主冷媒回
路（８）における冷媒の流量は少なく、冷媒の脈動は少
ない。一方、ホットガスバイパス路（１０）からホット
ガスが導入されるので、蒸発器（６）の内部で油を含ん
だ液冷媒のホーミング現象が激しくなり、湿り気味の運
転状態となる。このため、この湿り運転を解消して吸入
過熱度を一定に保持すべく自動膨張弁（５）の開度が閉
じる側に制御されるので、冷媒循環量が低減し、主開閉
弁（４）前後の圧力差は非常に小さくなる。

【００２３】そして、一定時間が経過して主開閉弁
（４）前後の圧力差が非常に小さくなった状態で、主開
閉弁（４）を開くように制御されるので、液冷媒の流量
が増大しても冷媒の脈動が抑制され、よって、配管の破
損の虞れを有効に防止することができるのである。

【００２４】また、上記のような主開閉弁（４）を閉じ
る制御を行う一定時間は、上記実施例のように圧縮機
（１）を１００％容量運転にするまでの時間以内に限定
されるものではないが、圧縮機（１）の容量が１００％
になると、ガス冷媒の流量が増大するのに副開閉弁
（９）の口径が小さいことから液冷媒の流量は少ないの
で、過熱運転に陥る虞れがある。したがって、主開閉弁
（４）を閉じる制御を行う一定時間を、圧縮機（１）の
容量が１００％になるまでの時間（上記実施例では７分
間）よりも短い時間（上記実施例では５分間）に設定す
ることで、かかる過熱運転を未然に防止しうる利点があ
る。

【００２５】なお、上記実施例では、蒸発器（６）の構
成として、液冷媒中に冷却管（１５）が浸漬された満液
式蒸発器としたが、本発明はかかる実施例に限定される
ものではなく、例えば冷却管内を液冷媒が流通し、その
周囲を被冷却熱媒体が流通するようにした満液式蒸発器
等についても適用しうるものである。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、冷凍装置の構成として、冷媒回路のレシーバ−
自動膨張弁間に主開閉弁と副開閉弁とを並列に介設する
とともに、吐出管から蒸発器入口側にホットガス開閉弁
を介してホットガスバイパス路を設けておき、圧縮機の
起動時、一定時間の間、主開閉弁を閉じ副開閉弁及びホ
ットガス開閉弁を開いた後、主開閉弁を開き副開閉弁及
びホットガス開閉弁を閉じるように構成したので、蒸発
器内部の液冷媒のホーミングを利用して主開閉弁前後の
高低圧差を速やかに解消することができ、よって、冷媒
の脈動に起因する冷媒配管の破損等の虞れを有効に防止
することができる。

【００２７】請求項２の発明によれば、上記請求項１の
発明において、圧縮機の容量を低容量から順次１００％
ロードに増大するものとし、圧縮機の起動時に主開閉弁
を閉じる制御を行う一定時間を、圧縮機の起動後１００
％になるまでの時間よりも短い時間としたので、過熱運
転の虞れを未然に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図である。

【図２】実施例に係る冷凍装置の冷媒配管系統図であ
る。

【図３】圧縮機の起動制御の内容を示すフロ―チャ―ト
図である。

【符号の説明】

１ 圧縮機 ２ 凝縮器 ３ レシーバ ４ 主開閉弁 ５ 自動膨張弁 ６ 蒸発器 ８ 主冷媒回路 １０ ホットガスバイパス路 １１ ホットガス開閉弁 ５１ 開閉制御手段 ５２ 容量制御手段

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機（１）、凝縮器（２）、レシーバ
   （３）、主開閉弁（４）、吸入過熱度を一定にするよう
   開度が自動的に調節される感温式自動膨張弁（５）及び
   蒸発器（６）を順次接続してなる主冷媒回路（８）を備
   えた冷凍装置において、 上記圧縮機（１）の吐出管と上記膨張弁（５）−蒸発器
   （６）間の液管とをホットガス開閉弁（１１）を介して
   バイパス接続するホットガスバイパス路（１０）と、上
   記主冷媒回路（８）に上記主開閉弁（４）と並列に接続
   され、主開閉弁（４）よりも管径の小さい副開閉弁
   （９）とを備えるとともに、 上記圧縮機（１）の起動時、一定時間の間、上記主開閉
   弁（４）を閉じ副開閉弁（９）及びホットガス開閉弁
   （１１）を開いた後、主開閉弁（４）を開くよう制御す
   る開閉制御手段（５１）とを備えたことを特徴とする冷
   凍装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の冷凍装置において、 圧縮機（１）の起動時、圧縮機（１）の運転容量を最低
   ロードからフルロードまで順次増大させるよう制御する
   容量制御手段（５２）を備え、 上記一定時間は、上記容量制御手段（５２）により圧縮
   機（１）が起動後フルロードに達するまでの時間よりも
   短い時間であることを特徴とする冷凍装置。