(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、オイルセパレータ、コンデンサ、レシーバタンクを冷媒配管で接続し、このレシーバタンクから導出された液冷媒を過冷却器を経てエバポレータに供給する主回路を備え、前記コンデンサは略Ｖ字状に配列されると共に、略Ｖ字状に配列された当該コンデンサの夫々が入口ヘッダー及び出口ヘッダーを備え、入口ヘッダー及び出口ヘッダーのうちの内側に配置された夫々の入口ヘッダーの最上部にエアパージ弁を設けたことを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
前記圧縮機がゲージ圧で吸入圧力が負圧になる２段スクリュ圧縮機であり、前記２段スクリュ圧縮機の低圧側の圧力を検出するデジタル圧力スイッチを負圧を検出可能に構成し、このデジタル圧力スイッチの検出圧力が所定値になった時に前記２段スクリュ圧縮機の運転を停止させることを特徴とする請求項１に記載の冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばコンデンシングユニット等の冷凍装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、圧縮機、コンデンサ、レシーバタンクを備えると共に、このレシーバタンクからの冷媒をエバポレータに送り出す主回路、オイルクーラを経て前記圧縮機に戻すオイル冷却回路、及び過冷却器を経て前記圧縮機に戻す過冷却回路、並びに冷却用冷媒として前記圧縮機に戻すインジェクション回路等を備えたコンデンシングユニット等の冷凍装置が知られている。
【０００３】
この種のものでは、レシーバタンクからの取出口が二箇所設けられ、一箇所には前記主回路が接続され、別の一箇所にはオイル冷却回路、及び過冷却回路、並びにインジェクション回路等が接続されている。
【０００４】
一方、空冷式２段スクリュ圧縮機を使用した超低温用冷凍装置の場合、この冷凍装置に接続されたエバポレータでの蒸発温度が−５０℃〜−６０℃になるので、蒸発圧力が負圧となり、配管接続口から冷媒回路内にエアが進入し、このエアが回路内を循環する。このエアを逃がすため、従来、冷凍装置のコンデンサの冷媒配管にエアパージ弁を設けるのが一般的である。
【０００５】
更に、圧縮機を備えた冷凍装置において、アナログ圧力スイッチを設けて、圧縮機の低圧側の圧力を検出し、このアナログ圧力スイッチの検出圧力が所定値になった時に圧縮機の運転を停止させる冷凍装置が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の構成では、まずレシーバタンクからの取出口が二箇所設けられるので、接続口からの冷媒漏れの可能性が増大すると共に、冷媒配管等の複雑さに伴ってレシーバタンクの構造が複雑化するという問題がある。
【０００７】
また、コンデンサの冷媒配管にエアパージ弁を設けるにしても、従来、コンデンサにおける複数のヘッダーの連結管に設けているので、この連結管よりも上位に位置する冷媒管内をエアパージできないという問題がある。
【０００８】
更に、アナログ圧力スイッチで圧縮機の低圧側圧力を検出するようにしたものでは、２段スクリュ圧縮機の場合に低圧側圧力がゲージ圧で負圧になるので、直接検出することができず、従来２段スクリュ圧縮機の中間圧を検出して当該圧縮機の運転を停止させている。しかしこの中間圧と低圧との間にはある程度の相関関係があるものゝ圧縮機の低圧を正確に検出できないという問題がある。
【０００９】
本発明の目的は、従来技術が有する課題を解消し、レシーバタンクの構造の簡素化が図れ、ほぼ確実なエアパージが可能になり、更にほぼ正確に圧縮機の低圧が検出される冷凍装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、圧縮機、オイルセパレータ、コンデンサ、レシーバタンクを冷媒配管で接続し、このレシーバタンクから導出された液冷媒を過冷却器を経てエバポレータに供給する主回路を備え、前記コンデンサは略Ｖ字状に配列されると共に、略Ｖ字状に配列された当該コンデンサの夫々が入口ヘッダー及び出口ヘッダーを備え、入口ヘッダー及び出口ヘッダーのうちの内側に配置された夫々の入口ヘッダーの最上部にエアパージ弁を設けたことを特徴とするものである。
【００１５】
これらの発明では、エアパージ弁が冷媒管の最上部に位置するので、エアがほぼ完全にパージされる。また、エアパージ弁が複数のヘッダーの夫々に設けられているので、各ヘッダー毎個別にエアパージが可能である。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記圧縮機がゲージ圧で吸入圧力が負圧になる２段スクリュ圧縮機であり、前記２段スクリュ圧縮機の低圧側の圧力を検出するデジタル圧力スイッチを負圧を検出可能に構成し、このデジタル圧力スイッチの検出圧力が所定値になった時に前記２段スクリュ圧縮機の運転を停止させることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１において、１は空冷式２段スクリュ圧縮機を示し、この圧縮機１は高圧部１ａ、中間圧部１ｂ、低圧部１ｃを備えている。この低圧部１ｃに吸込管２を介して吸入される冷媒は圧縮機１で圧縮されて高圧部１ａから吐出される。吐出された冷媒は、吐出管３を経てオイルセパレータ４に流入し、ここで冷媒中のオイルが除去された後、管５を経て冷媒がコンデンサ６に流入する。コンデンサ６で凝縮、液化した冷媒は、管７を経てレシーバタンク８に流入する。
【００１９】
このレシーバタンク８からの液冷媒の導出口９は一箇所だけである。この導出口９には主回路１０が接続されている。この主回路１０はフィルタドライヤ１１、モイスチャインジケータ１２、チーズ１３、管１４、過冷却器１５と連なった後に、管１６を経て図示を省略したエバポレータに連通する。
【００２０】
主回路１０のチーズ１３の下流にはチーズ１７が設けられ、このチーズ１７にはオイル冷却回路２１が接続されている。このオイル冷却回路２１はチーズ２２で分岐し、管２３を経てオイルクーラ２４に連なった後に、管２５、チーズ２６、並びに管２７を経て圧縮機１の中間圧部１ｂに連通する。
【００２１】
オイルクーラ２４には、オイルセパレータ４で分離されたオイルが管２８を介して流入し、このオイルは管２３，２５を流れる冷媒で冷却された後、オイルフィルタ２９、管３０を通して圧縮機１に戻される。
【００２２】
オイル冷却回路２１のチーズ２２にはインジェクション回路３１が接続されている。このインジェクション回路３１は管３２、膨張弁３３を経て圧縮機１に連なり、温度センサ３３ａの検出温度が所定温度以上に達した場合に、膨張弁３３が開かれ、インジェクション回路３１を介して圧縮機１に冷却用の冷媒が供給される。
【００２３】
主回路１０のチーズ１７には管３４、膨張弁３５、過冷却器１５、管３６を経て冷媒を圧縮機１の中間圧部１ｂに戻す過冷却回路３７が接続されている。過冷却器１５では管１４，１６（主回路１０）を流れる冷媒が管３４，３６（過冷却回路３７）を流れる冷媒で過冷却される。
【００２４】
この実施形態では、レシーバタンク８からの液冷媒の導出口９は一箇所だけであり、この導出口９に主回路１０が接続され、この主回路１０にチーズ１３を介してオイル冷却回路２１、及び過冷却回路３７が接続されている。
【００２５】
従って、従来のように、レシーバタンク８に複数の導出口を設ける必要がないので、当該接続口からの冷媒漏れが抑制され、冷媒配管等の複雑さが解消され、これに伴ってレシーバタンク８の構造が単純化される。
【００２６】
以上の冷媒回路を構成する圧縮機１、オイルセパレータ４、コンデンサ６、レシーバタンク８等の各種機器は、図２に示すように、ユニットケース４０に収納されている。このユニットケース４０内は上下に仕切られ、下部には機械室４１が形成され、上部には熱交換室４２が形成されている。この熱交換室４２には、図３に示すように、略Ｖ字状にコンデンサ６が配列され、このコンデンサ６の間にコンデンサファンモータ４３が収納されている。コンデンサ６は複数のヘッダー４５，４６を備え、コンデンサ６への冷媒は、図１に示すように、入口側ヘッダー４５を通じて流入し、出口側ヘッダ４６を通じて流出する。
【００２７】
前記の空冷式２段圧縮機を使用した場合には、当該冷凍装置に接続されたエバポレータでの蒸発温度が−５０℃〜−６０℃になる。従って、蒸発圧力が負圧となるので、配管接続口等から冷媒回路内にエアが進入し、このエアが冷媒回路内を循環するおそれが発生する。
【００２８】
この冷媒回路内のエアをパージするために、本実施形態では、各入口側ヘッダー４５の最上部にエアパージ弁４７，４８が設けられている。このエアパージ弁４７，４８は適宜に開放され、これによってエアが大気開放される。この実施形態では、エアパージ弁４７，４８が各入口側ヘッダー４５の最上部に位置するので、エアがほぼ完全にパージされる。また、エアパージ弁４７，４８が各入口側ヘッダー４５の夫々に設けられているので、各入口側ヘッダー４５毎に個別にエアパージが可能になる。
【００２９】
図４は別の実施形態を示す。
【００３０】
図４において、１００は２段スクリュ圧縮機を示している。この２段スクリュ圧縮機１００は高圧部１００ａ、中間圧部１００ｂ、低圧部１００ｃを備えている。この低圧部１００ｃに吸込管１０２を介して吸入される冷媒は圧縮機１００で圧縮されて高圧部１００ａから吐出される。吐出された冷媒は、吐出管１０３を経てコンデンサ１０４に流入し、このコンデンサ１０４で凝縮、液化した後に、管１０５を経てレシーバタンク１０６に流入する。このレシーバタンク１０６からの液冷媒は電磁弁１０７、膨張弁１０８を経てエバポレータ１０９に流入し、圧縮機１００の吸込管１０２に流入する。
【００３１】
２段スクリュ圧縮機１００の低圧部１００ｃには管１１０を経てゲージ圧で負圧を検出可能なデジタル圧力スイッチ１１１が接続されている。このデジタル圧力スイッチ１１１は、図５に示すように、ピエゾ素子等を用いた圧力センサ１１３と、８ビットマイクロコンピュータ等により実現可能な制御部１１４と、半導体スイッチング素子からなるスイッチ１１５とから構成され、このスイッチ１１５には２段スクリュ圧縮機１００の駆動用電磁リレー１１６が接続されている。制御部１１４は圧力センサ１１３からの圧力信号と予め設定された圧力値とに基づき、スイッチ１１５を開閉する。制御部１１４を構成するマイクロコンピュータには、通常、ＥＥＰＲＯＭ（不揮発性メモリ）が設けられ、当該メモリに上記圧力値が格納されている。１１７は電源スイッチである。
【００３２】
一般に、図４に示すエバポレータ１０９はクーリングコイル等に内蔵され、冷蔵庫の庫内温度が高い時にはエバポレータ１０９での冷媒の温度上昇が大きくなるため当該エバポレータ１０９の出口側の冷媒圧力が高くなり、そのまゝ冷媒が吸込管１０２を介して圧縮機１００の低圧部１００ｃに吸い込まれる。従って、圧縮機１００の低圧側圧力を検出し、この低圧圧力が所定値になった時に２段スクリュ圧縮機１００の運転を停止させる制御を行えば、冷蔵庫内の温度制御が可能になる。
【００３３】
要するに、２段スクリュ圧縮機１００の低圧側圧力を検出するデジタル圧力スイッチ１１１は圧縮機１００の「低圧カット」を司る。この２段スクリュ圧縮機１００の運転を停止させる場合、電磁弁１０７を閉じて、圧縮機１００の運転を一時的に継続させて、冷媒をレシーバタンク１０６に回収（ポンプダウン運転）した後に、低圧側の圧力が所定値となったことを確認（冷媒回収終了の確認）した上で、圧縮機１００の運転が停止される。
【００３４】
この実施形態では、従来のものに比べて、圧縮機１００の低圧側圧力を検出する手段が、負圧を検出可能なデジタル圧力スイッチ１１１で構成されるので、２段スクリュ圧縮機１００の場合に低圧部１００ｃの圧力がゲージ圧で負圧になったとしても当該低圧を直接検出することができる。
【００３５】
従って、従来のように、２段スクリュ圧縮機１００の中間圧部１００ｂの圧力を検出して当該圧縮機１００の運転を停止させる必要がない。
【００３６】
ちなみに、圧縮機１００の低圧側圧力が低すぎた場合には、圧縮機１００の潤滑オイル不足、オイル変質の原因となり、圧縮機１００の低圧側圧力が高すぎた場合には、圧縮機１００による液圧縮の原因となるが、このデジタル圧力スイッチ１１１の採用によって、２段スクリュ圧縮機１００の低圧圧力がほぼ正確に検出されるので、これらの問題が一遍に解消される。
【００３７】
また、デジタル圧力スイッチ１１１の採用によって、０．００５ＭＰａ毎の圧縮機１のカットオン、カットオフ値の設定が可能になり、しかもデジタル圧力スイッチ１１１の表示部１１１ａの圧力表示が０．００５ＭＰａ毎に可能となり、更には、圧縮機１のオン、オフ圧力差を最小で０．０１ＭＰａと細かく設定することが可能になる。
【００３８】
以上、一実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は、これに限定されるものでないことは明らかである。前記の実施形態では、コンデンシングユニット１について説明したが、これに限定されるものではなく、一部の発明は例えばエアコンの室外機などにも適用が可能である。
【００４０】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明では、エアパージ弁が冷媒管の最上部に位置するので、エアがほぼ完全にパージされる。またエアパージ弁が複数のヘッダーの夫々に設けられるので、各ヘッダー毎個別にエアパージが可能になる。
【００４１】
請求項２に記載の発明では、圧縮機の低圧側圧力を検出する手段が、負圧を検出可能なデジタル圧力スイッチで構成されるので、２段スクリュ圧縮機の場合に、低圧圧力がゲージ圧で負圧になったとしても、当該低圧圧力を直接、ほぼ正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す冷媒回路図である。
【図２】コンデンシングユニットの正面図である。
【図３】コンデンシングユニットの熱交換室の断面図である。
【図４】別の実施形態を示す冷媒回路図である。
【図５】デジタル圧力スイッチを示す図である。
【符号の説明】
１  ２段スクリュ圧縮機
４  オイルセパレータ
６  コンデンサ
８  レシーバタンク
９  導出口
１０  主回路
２１  オイル冷却回路
２４  オイルクーラ
３１  インジェクション回路
３７  過冷却回路
４０  ユニットケース
４２  熱交換室
４３  コンデンサファンモータ
４５，４６  ヘッダー
４７，４８  エアパージ弁
１００  ２段スクリュ圧縮機
１００ｃ  低圧部
１１１  デジタル圧力スイッチ１１１
【図１】
0003663046.tif 000002
【図２】
0003663046.tif 000003
【図３】
0003663046.tif 000004
【図４】
0003663046.tif 000005
【図５】
0003663046.tif 000006