JPH07127935A - 多元冷凍装置 - Google Patents

多元冷凍装置

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JPH07127935A
JPH07127935A JP29738493A JP29738493A JPH07127935A JP H07127935 A JPH07127935 A JP H07127935A JP 29738493 A JP29738493 A JP 29738493A JP 29738493 A JP29738493 A JP 29738493A JP H07127935 A JPH07127935 A JP H07127935A
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expansion valve
condenser
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cascade condenser
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Masahiro Nishihara
正博 西原
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Toyo Seisakusho KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】多元冷凍装置の起動時に低元側冷凍機が停止状
態となるのを防止できるようにする。 【構成】複数台の冷凍機を凝縮器をなすカスケードコン
デンサで多段に連結した多元冷凍装置において、低元側
の圧縮機１０の吐出側が接続される凝縮器となるカスケ
ードコンデンサ９に対して、高元側の圧縮機１の吐出側
を凝縮器２、膨脹弁５を介してカスケードコンデンサ９
のコイル９ａの入口に接続するにあたって、この膨脹弁
５に、補助膨脹弁７とこの膨脹弁用電磁弁８の直列回路
を並列に接続するとともに、カスケードコンデンサ９内
の圧力を受けて作動する圧力スイッチ１５を設け、この
圧力スイッチ１５によって補助膨脹弁用電磁弁８の開閉
を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は複数台の冷凍機を多段に
接続して超低温に冷却するために用いる多元冷凍装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、マグロなどの鮮魚の冷凍保存温度
は、−６０℃〜−７０℃という超低温になってきてお
り、鮮魚の保管庫をこのように低い温度に冷却するには
多元冷凍装置が用いられる。
【０００３】この多元冷凍装置では、高元側冷凍機の凝
縮器を冷却水により冷却するとともに、この高元側の冷
却コイルを低元側冷凍機の圧縮機から吐出される冷媒ガ
スを凝縮する凝縮器のカスケードコンデンサに接続し
て、複数台の冷凍機を熱交換器（カスケードコンデン
サ）によって連結することで、低元側の冷却器によって
冷凍庫などの熱負荷を非常に低い温度に冷却するもので
ある。冷凍機を２段に接続した場合、高元側冷凍機は第
１元冷凍機となり、低元側冷凍機が第２元冷凍機とな
る。
【０００４】このような多元冷凍装置では、従来カスケ
ードコンデンサの冷却用に１台の温度式または電子式の
膨脹弁を使用していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の多元冷
凍装置では、冷凍装置の立ち上げ時に、まず第１元冷凍
機を運転し、カスケードコンデンサを冷却する。カスケ
ードコンデンサが冷却するにつれて、温度式または電子
式の膨脹弁（第１元膨脹弁）が絞り方向に動く。第２元
冷凍機が、起動可能の温度または圧力となると、第１元
膨脹弁はかなり絞り込んだ状態となり、まだ絞り方向に
動いている。この状態で、第２元冷凍機が起動するため
に、第２元高圧の上昇スピードと第１元膨脹弁の開くス
ピードとが競い合うかたちとなり、第１元膨脹弁の開く
スピードが勝ると、第２元高圧はＨＰスイッチの設定圧
力内で納まる。一方、第１元膨脹弁の開くスピードが遅
れると、ＨＰスイッチが作動して冷凍機停止状態となっ
てしまう。冷凍機を３段に接続した場合でも同様であ
る。
【０００６】本発明は、このような従来の技術が有する
課題を解決するために提案されたものであり、冷凍装置
の起動時に低元側冷凍機が停止状態となるのを防止でき
る多元冷凍装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の冷凍装置は複数台の冷凍機を凝縮器をなす
カスケードコンデンサで多段に連結した多元冷凍装置に
おいて、低元側の圧縮機の吐出側が接続される凝縮器と
なるカスケードコンデンサに対して、高元側の圧縮機の
吐出側を凝縮器、膨脹弁を介して上記カスケードコンデ
ンサのコイルの入口に接続するにあたって、この膨脹弁
に、補助膨脹弁とこの膨脹弁用電磁弁の直列回路を並列
に接続するとともに、上記カスケードコンデンサ内の圧
力を受けて作動する圧力スイッチを設け、この圧力スイ
ッチによって上記補助膨脹弁用電磁弁の開閉を制御する
構成としてある。
【０００８】
【作用】多元冷凍装置の立ち上げ時は、カスケードコン
デンサ用の膨脹弁が絞り込んでいるので、低元側冷凍機
を起動すると、膨脹弁が開くスピードより、低元側高圧
の上昇スピードの方が早くなることがある。
【０００９】上述した構成によれば、カスケードコンデ
ンサ内の低元側高圧が上昇した場合に、圧力スイッチが
オンして膨脹弁用電磁弁が開かれ、補助膨脹弁を介して
冷媒液がカスケードコンデンサのコイルに送液されるよ
うになるので、低元側高圧の上昇が抑えられ、低元側冷
凍機が高圧異常により停止するのを防止できる。低元側
高圧が下がれば、圧力スイッチがオフして膨脹弁用電磁
弁が閉じる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明による多元冷凍装置の具体的な
実施例を図面に基づき詳細に説明する。図１の系統図
に、この多元冷凍装置の一実施例を示す。この図で、第
１元圧縮機１は、２段に構成され、前段の圧縮機１ａの
吐出管が後段の圧縮機１ｂの吸入管に接続される。後段
の圧縮機１ｂの吐出管は、コイル２ａに冷却水が通され
る凝縮器２の入口に接続され、この凝縮器２の出口が膨
脹弁３を介して中間冷却器４のコイル４ａの入口に接続
される。この中間冷却器４のコイル４ａの出口は、後段
の圧縮機１ｂの吸入管に接続される。また、凝縮器２の
出口は中間冷却器４の入口に接続され、この中間冷却器
４の出口は電磁弁６、膨脹弁５を介してカスケードコン
デンサ９のコイル９ａの入口に接続される。カスケード
コンデンサ９のコイル９ａの出口は、前段の圧縮機１ａ
の吸入管に接続される。
【００１１】また、カスケードコンデンサ９のコイル９
ａの入口側の電磁弁６、膨脹弁５には、カスケードコン
デンサ９の高圧防止用の補助用の小型の膨脹弁７が並列
に接続されている。この膨脹弁７の入口側には小型の電
磁弁８が直列に接続され、この電磁弁８はカスケードコ
ンデンサ９に接続される圧力スイッチ１５によって開閉
が制御される。
【００１２】一方、第２元圧縮機１０の吐出管は、吐出
ガスを水などで予冷却するデ・スーパーヒータ（吐出ガ
ス冷却器）１１を介してカスケードコンデンサ９の入口
に接続され、このカスケードコンデンサ９の出口は膨脹
弁１２を介して負荷冷却用の冷却器１３の冷却コイル１
３ａの入口に接続される。この冷却コイル１３ａの出口
は、圧縮機１０の吸入管に接続される。なお、デ・スー
パーヒータ１１の出口は保護容器１４を介して第２元圧
縮機１０の吸入管に接続される。
【００１３】このように構成される多元冷凍装置では、
第１元圧縮機１が起動してから、第２元圧縮機１０が起
動し、カスケードコンデンサ９内の第２元高圧が所定の
圧力より上昇した場合、第２元高圧側に設けた圧力スイ
ッチ１５が作動して、膨脹弁５に対して並列に設けられ
た補助膨脹弁用の電磁弁８を開ける。この動作で、冷媒
が電磁弁８、補助膨脹弁７を介してコイル９ａに流れる
ため、カスケードコンデンサ９への冷媒量が増えて、第
２元側高圧の上昇が抑えられる。暫くして、正規の膨脹
弁５が開き始め、第２元高圧は降下し始める。圧力が設
定値まで下がると、圧力スイッチ１５がオフとなり、補
助膨脹弁用の電磁弁８を閉とする。
【００１４】図２は、補助膨脹弁７の作動を例示したも
のである。この例では、通常運転圧力が８ｋｇ／ｃｍ２
Ｇに設定され、低元側のＨＰスイッチの設定圧力値が１
６ｋｇ／ｃｍ２Ｇに設定されている。カスケードコンデ
ンサ９内の圧力が、１２ｋｇ／ｃｍ２Ｇに達したとき
に、圧力スイッチ１５がオンして補助の電磁弁８が開
き、補助膨脹弁７が送液を開始する。カスケードコンデ
ンサ９内の圧力が、１０ｋｇ／ｃｍ２Ｇまで低下する
と、圧力スイッチ１５がオフして補助の電磁弁８が閉
じ、補助膨脹弁７が送液を停止する。
【００１５】なお、上述した実施例では２元冷凍装置の
例を示したが、本発明は冷凍機を３段に連結した３元冷
凍装置にも適用できる。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、カ
スケードコンデンサのコイルの入口に接続される膨脹弁
に対して補助膨脹弁とこの膨脹弁用電磁弁の直列回路を
並列に接続し、カスケードコンデンサ内の圧力を受けて
作動する圧力スイッチによって膨脹弁用電磁弁の開閉を
制御するようにしたので、多元冷凍装置を起動すると
き、カスケードコンデンサ内の圧力（低元側高圧）が上
昇すると、圧力スイッチがオンして膨脹弁用電磁弁が開
き、補助膨脹弁を介して冷媒がカスケードコンデンサの
コイルに多く流れるので、低元側高圧の上昇が抑えら
れ、低元側の冷凍機の動作停止を回避できる。
【００１７】これにより、多段冷凍機をスムーズに起動
することができ、多元冷凍装置の円滑な運転に有効であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による多元冷凍装置の一実施例を示す系
統図。
【図２】補助膨脹弁の作動例を示す図。
【符号の説明】
１ 第１元圧縮機 ２ 凝縮器 ３ 膨脹弁 ４ 中間冷却器 ５ 膨脹弁 ６ 電磁弁 ７ 補助膨脹弁 ８ 補助膨脹弁用の電磁弁 ９ カスケードコンデンサ ９ａ コイル １０ 第２元圧縮機 １１ デ・スーパーヒータ １２ 膨脹弁 １３ 冷却器 １３ａ 冷却コイル １４ 保護容器 １５ 圧力スイッチ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数台の冷凍機を凝縮器をなすカスケード
    コンデンサで多段に連結した多元冷凍装置において、低
    元側の圧縮機の吐出側が接続される凝縮器となるカスケ
    ードコンデンサに対して、高元側の圧縮機の吐出側を凝
    縮器、膨脹弁を介して上記カスケードコンデンサのコイ
    ルの入口に接続するにあたって、この膨脹弁に、補助膨
    脹弁とこの膨脹弁用電磁弁の直列回路を並列に接続する
    とともに、上記カスケードコンデンサ内の圧力を受けて
    作動する圧力スイッチを設け、この圧力スイッチによっ
    て上記補助膨脹弁用電磁弁の開閉を制御することを特徴
    とする多元冷凍装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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