JPS586232Y2 - 冷凍機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は冷凍機、詳しくは感温膨張弁を備え該膨張弁に
より過熱度を制御するごとくした冷凍機に関するもので
泪的とする所は冷凍運転時における高圧制御を確実に行
なえ、冷凍機器及び冷媒配管の耐圧強度を低く設定でき
ると共に、圧縮機の温度上昇も確実になくすることがで
きて冷凍機油の劣化による被潤滑部の焼付、圧縮機のモ
ータコイルの過熱による焼損などを確実になくすること
ができる、安全で故障少なく保守が容易であって、しか
も構造簡単かつ安価な冷凍機を提供する点にある。

一般に冷凍機は高圧圧力が設定値よりも高くなるのを放
置しておくと、冷凍機器または高圧の冷媒配管から相当
のガス漏れが生じたり、これら冷凍機器、配管のひび割
れ、破損事故が生ずるに至るなどの問題と、高圧圧力の
上昇に伴って圧縮機からの吐出ガス温度も上昇し、冷凍
機油を劣化させて圧縮機における被潤滑部の焼付、及び
圧縮機におけるモータコイルの焼損などが生ずることと
なる問題がある。

しかして従来上記問題をなくするため、圧縮機の吐出側
から吸入側にバイパス回路を設けると共に該回路に高圧
制御弁を設けて、高圧圧力が設定値以下となるように制
御するごとくしたものが提案されているが、この高圧制
御弁の価格が非常に高過ぎる問題があった。

本考案は上記の問題を解消すべく考案したもので感温膨
張弁の感温部にヒータを設けて、高圧圧力が設定値より
も上昇した時該ヒーターの出力を減少又はなくすること
により、前記膨張弁からの流出量を減少するように制御
すべく構成して、高圧圧力及び低圧圧力を確実に設定値
以下に制御することが可能で、消費電力が無駄に大きく
なるのを確実に防止でき、しかも、冷凍機器及び冷媒配
管を確実に保護できると共にガス漏れをなくすることが
でき、かつこの高圧圧力の制御に伴ない高圧ガス温度も
設定値以下に制御できて冷凍機油の温度及び圧縮機モー
タコイルの温度をそれぞれ設定値以下に抑制でき該被潤
滑部の焼付及びモータコイルの焼損を確実になくするこ
とができるように威したのである。

即ち、本考案は、感温膨張弁を備え、該膨張弁により過
熱度を制御するごとくした冷凍機において、前記感温膨
張弁の弁の開度を減少させる方向に押圧するバネを、前
記感温膨張弁の設定過熱度が標準冷凍運転時の過熱度よ
り増大するように設定したバネ弾力を有するバネと威す
と共に、前記感温膨張弁の感温部を最大発熱量で加熱し
たときにおける冷凍運転時の過熱度が標準冷凍運転時の
過熱度となる発熱容量を有するヒータを、前記感温部に
設ける一方、冷凍サイクルの高圧圧力を検出する検出器
を有し、この検出器で検出した高圧圧力が設定圧力をこ
えるまでは前記ヒータの発熱量を最大にし、設定圧力を
こえると前記発熱量を減少する制御器を設けたことを特
徴とするものである。

以下本考案の実施例を図面に基づき詳記する。

図において、１は室外ユニット、２は室内ユニットで、
これら両ユニット１，２は連絡配管３，３を介して互い
に接続されている。

前記室外ユニット１には、圧縮機４四路切換弁５、冷房
時凝縮器となり暖房時蒸発器となる室外側熱交換器６、
暖房時作用する感温膨張弁７及び該感温膨張弁７を側路
するバイパス管８に設ける逆止弁９が設備され、これら
各機器が冷媒配管１０により各連結されており、又前記
室内ユニット２には冷房時蒸発器となり暖房時凝縮器と
なる室内側熱交換器１１．冷房時作用する感温膨張弁１
２及び該感温膨張弁１２を側路するバイパス管１３に設
ける逆止弁１４が設備され、これら各機器が冷媒配管１
５により各連結されているのである。

尚１６，１７は感温膨張弁７，１２の感温筒である。

そして前記四路切換弁５を実線のごとく切換えて冷媒を
実線矢印の方向に流通させ室内側熱交換器１１での凝縮
により暖房運転を行なえる一方、前記四路切換弁５を破
線のごとく切換えて冷媒を破線矢印の方向に流通させ室
内側熱交換器１１での蒸発により冷房運転を行なえるよ
うになっているのである。

所で前記感温膨張弁７は、暖房負担の大きさに拘わらず
圧縮機４への吸入ガス冷媒の過熱度を所定値例えば５℃
に保ち、蒸発器として作用する室外側熱交換器６の能力
を十分発揮できるように弁開度を自動的に調節するもの
である。

即ち該膨張弁７は上部室１８、案内路１９、弁室２０を
連設して成る膨張弁本体２１の上部室１８にダイヤフラ
ム２２を設けると共に、該ダイヤフラム２２の一面側に
形成される圧力室２３から連通管２４を介して前記感温
筒１６迄、前記冷媒配管１０．１５を流れる冷媒と同一
の冷媒を封入し、該感温筒１６を設置する個所の温度変
化に応じて封入した冷媒の圧力変化によりダイヤフラム
２２を変位させるごとく威す一方、弁棒２５の一端を該
ダイヤフラム２２の他面側に固定し、また他端に設けた
弁２６を弁室２０に設けた弁座２７に対して設けると共
に案内路１９の中間位置から常時ダイヤフラム２２を圧
力室２３側に加圧するごとくバネ２８を設けるごとく形
成したものである。

尚２９は流入口、３０は流出口、３１は外部的圧管であ
る。

そして前記感温筒１６を第１図のごとく冷媒配管１０に
おける四路切換弁５と圧縮機４との中間測温部に密着さ
せるごとくして暖房運転を行なうと、ダイヤフラム２２
上方の圧力室２３に、この測温部の温度Ｔに相当した飽
和圧力Ｐが作用すると共にダイヤフラム２２における圧
力室２３とは反対側にバネ２８の押圧力（Ｐｌ）と蒸発
温度に相当する飽和圧力（Ｐ２）とが作用してダイヤフ
ラム２２を、第２図において下方に向く圧力差Ｐ−（Ｐ
１十Ｐ２）に応じた変位量ａとし、弁２６の開度を、こ
の変位量ａに応じた値と威し吸入ガス冷媒の過熱度を所
定値例えば５℃に保持させるのである。

即ち過熱度が増加すると、第２図において下方に作用す
る前記圧力差Ｐ−（Ｐ１十Ｐ２）が大きくなって弁２６
の開度を大きく威すので、冷媒流量Ｇが大きくなり過熱
度を所定値まで減少させうるのであり、過熱度が減少す
ると、圧力差Ｐ−（Ｐ１十Ｐ２）が小さくなって弁２６
の開度を小さく威すので、冷媒流量Ｇが小さくなり過熱
度を所定値まで増大させうるのである。

以上説明したものは、既知のヒートポンプ式冷暖房装置
であるが、図面に示したものは斯くのごとく構成した冷
暖房装置において、暖房時作用する前記感温膨張弁７の
感温部にヒータ３２を設けて、高圧圧力が設定値よりも
上昇した時、該ヒータ３２の出力を減少又はなくするこ
とにより前記感。

温膨張弁７からの流出量を減少するように制御すべく構
成したのである。

前記感温膨張弁７は、前記バネ２８として弾性の強さを
従来のものより少し大きくしたものを使用して感温筒１
６が前記ヒータ３２により加熱されていない状態におけ
る吸入ガス冷媒の過熱度を、前記所定値５℃より大きく
なるごとく威し、かつ該感温筒１６が前記ヒータ３２の
強制加熱による熱量が加えられることにより感温筒１６
に内装された冷媒の温度が静止過熱度の値より高く上昇
させられて弁開度が大きくなるごとく作動し、吸入ガス
冷媒の過熱度が確実に前記所定値５℃に制御されるよう
に構成されるのである。

又この感温膨張弁７の感温部を構成する前記感温筒１６
に設けるヒータ３２は、例えば第３，４図のごとく該感
温筒１６の外周に密接して設けるのであり、該ヒータ３
２は高圧圧力を検出しうる検出器３３からの出力によっ
て作動する制御器３４の出力を導くように威し、暖房運
転時において、所定の暖房負荷のもと高圧圧力が正常な
値に保持された状態にある時は、ヒータ３２への入力を
最大値と威して感温筒１６を加熱し、前記圧力差Ｐ−（
Ｐ１十Ｐ２）を最大とし弁２６の開度を１００％に保持
させて、吸入ガス冷媒の過熱度が前記所定値を保ちなが
らこの所定の暖房負荷に見合う最大の冷媒流量を流出さ
せるので゛ある。

そして高圧圧力が設定値を越えると、検出器３３からの
出力によって作動する制御器３４の出力をなくして、ヒ
ータ３２の加熱を停止し、感温筒１６に封入された冷媒
の圧力を小さく威して弁２６の開度を大幅に小さく又は
０％となし、膨張弁７から流出する冷媒量を大幅に減少
させるように制御して高圧圧力が所定値よりも上昇する
ことを確実に防止すべく威すのである。

前記検出器３３は、第１図ではサーミスタを使用したの
であり、暖房時凝縮器として作用する室内側熱交換器１
１から流出する高圧液冷媒の凝縮温度を検出して凝縮温
度の相当圧力を検出すべく威したのであるが、該検出器
３３の設置位置は圧縮機４の吐出側から四路切換弁５、
室内側熱交換器１１゜逆止弁１４を経て膨張弁７の入口
側に至る高圧回路の任意個所に設けて良く、勿論前記高
圧回路の高圧圧力を直接検出するように威してもよいこ
とは云う迄もない。

又前記制御器３４は検出器３３が検出する温度に対する
ヒータ３２への出力の関係が検出器３３の温度が高くな
るとき、該出力が減少する関係、例えば第６図に示す特
性曲線Ａ、Ｂ、Ｃとなるごとく形成するのである。

即ち先づ始めに検出器３３の検出温度とヒータ３２への
出力との関係が第６図の曲線Ａとなるような制御器３４
について説明すると、該制御器３４は第５図に示すごと
く検出器３３の出力電圧を設定する設定抵抗３５．増幅
器３６９位相制御回路３７゜ヒータ制御回路３８から成
るもので、検出器３３からの出力電圧を増幅器３６によ
り増幅して、位相制御回路３７に入力させ、該位相制御
回路３７により増幅器３６からの信号に応じて位相を制
御し、そしてヒータ制御回路３８において、該回路３８
に設けたＳＣＲ，トライアック等により位相制御信号に
応じて、即ち検出温度の上昇に応じてヒータ出力を減少
させ感温筒１６内に封入した冷媒圧力を低下させること
により、弁２６の開度を小さく威し、検出温度の上昇に
応じて冷媒流量を少くシ、そして逐に検出温度が上限の
設定値に達した時、ヒータ出力を零又は綿実線Ｓで示す
値塩減少させて弁２６開度を小さくシ、冷媒流量を所定
値迄減少させるのであり、暖房時における確実な高圧制
御を行なえるのである。

又検出器３３の検出温度とヒータ３２への出力との関係
が第６図の曲線Ｂ、Ｃとなるような制御器３４について
説明すると曲線Ｂの制御器３４は第５図において破線で
示したごとく、スイッチ３９と抵抗４０との直列回路及
びスイッチ４１と抵抗４２との直列回路を互いに並列に
接続するごとく形成しただけのもので、検出温度が設定
値よりも小さい中間温度に上昇する迄は一方のスイッチ
３９のみを閉じてヒータ３２への入力電圧を所定の大き
な値ｍと威し、検出温度が中間温度を越えて所定値に至
る迄は両スイッチ３９．４１を閉じてヒータ３２への入
力電圧を所定の小さな値ｎと威し、検出温度が設定値に
達した時、両スイッチ３９．４１をともに開いてヒータ
３２への入力電圧を零と威すのであり、又曲線Ｃの制御
器３４は第５図において破線で示したごとく単にスイッ
チ３９と抵抗４０との１つの直列回路だけから成るもの
で。

位相制御回路３７は省略でき、検出温度が設定値に達し
た時、該スイッチ３９を開いてヒータ３２への入力端子
を零と威すのである。

尚以上の説明は暖房運転時における高圧制御の場：合で
あるが、冷房運転時においても冷房時作用する感温膨張
弁１２の感温筒１７にもヒータを設けるように威すこと
により確実な高圧制御を行なえるごとく戒しうるのであ
る。

即ち本考案は冷暖房装置、冷房専用又は暖房専用装置の
別なく、又空気調和機に限らず各種の冷凍機に適用でき
、いずれの場合もそれぞれ確実に高圧制御を行なえるの
である。

本考案によれば、冷凍運転時、検出器により、冷凍サイ
クルの高圧圧力が検出され、斯く検出した信号により制
御器が作動して、感温膨張弁の感温部に設けたヒータに
対し、前記高圧圧力が設定圧力以内のときには、発熱量
が最大になるごとく通電され、かつ前記高圧圧力が設定
圧力をこえたときには、発熱量が減少するごとく通電さ
れ、これにより、感温膨張弁のバネに対する押圧力が調
整され、弁の開度が調整されて、詳しくは、高圧圧力の
上昇時ヒータ発熱量が最大から減少することにより弁の
開度が小さくなるごとく調整されて、低圧圧力、ひいて
は高圧圧力が確実に設定圧力以下に制御されるのである
。

そのため、斯く制御された状態において、吸入冷媒の比
容積が過小な値になるのを防止でき、その結果、消費電
力が無駄に増加することかなくなり、全体に効率のよい
冷凍運転を行なうことができ、しかも、高圧圧力を確実
に設定圧力以下に制御できるため、ガス漏れ事故を完封
できると共に、冷凍機器及び冷媒配管の安全性を高める
ことができ、かつ圧縮機の温度上昇も所定値以下に確実
に抑制できて冷凍機油の劣化をなくして被潤滑部の焼付
をなくすことができると共に、圧縮機のモータコイルの
過熱をなくして該コイルの焼損をなくすることができる
のであり、安全性が高く、故障が少なく保守が容易とな
す、シかも簡単な構造で安価に提供できるのである。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示すもので、第１図は冷媒配管
系統図、第２図は感温膨張弁の拡大断面図、第３図は感
温筒の設置状態を示す説明図、第４図は第３図の側面断
面図、第５図は電気回路図、第６図は検出温度−ヒータ
出力特性線図である。 ７・・・・・・膨張弁、１６・・・・・・感温筒（感温
部）、３２・・・・・・ヒータ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 感温膨張弁を備え、該膨張弁により過熱度を制御するご
   とくした冷凍機において、前記感温膨張弁の弁の開度を
   減少させる方向に押圧するバネを、前記感温膨張弁の設
   定過熱度が標準冷凍運転時の過熱度より増大するように
   設定したバネ弾力を有するバネと威すと共に、前記感温
   膨張弁の感温部を最大発熱量で加熱したときにおける冷
   凍運転時の過熱度が標準冷凍運転時の過熱度となる発熱
   容量を有するヒータを、前記感温部に設ける一方、冷凍
   サイクルの高圧圧力を検出する検出器を有し、この検出
   器で検出した高圧圧力が設定圧力をこえるまでは前記ヒ
   ータの発熱量を最大にし、設定圧力をこえると前記発熱
   量を減少する制御器を設けたことを特徴とする冷凍機。