(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内に電動機部を有し、この電動機部により駆動され、吸込冷媒を吸込圧力から中間圧力に圧縮する前段圧縮部とこの前段圧縮部からの前記中間圧力の冷媒を吐出圧力に圧縮する後段圧縮部とからなる圧縮部を有し、前記密閉容器内の圧力が前記中間圧力と等しく設定された密閉型圧縮機を備えた冷凍装置において、
前記中間圧力を検出する圧力検出装置と、前記密閉型圧縮機からの高圧冷媒と外部からの給水とを熱交換する冷媒対水熱交換器と、前記冷媒対水熱交換器で熱交換した後の冷媒を膨張する膨張弁と、前記冷媒対水熱交換器の給水の流量を調整する流量調整弁とを備えるとともに、
前記圧力検出装置により検出した前記中間圧力が所定圧力に達したとき、前記密閉型圧縮機の前記電動機部の回転数を低下させる制御と、前記膨張弁の弁を開く制御と、前記流量調整弁による給水の流量を低下させる制御とを同時に行い、冷凍能力を低下させる制御装置を備えたことを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
前記冷媒が、二酸化炭素冷媒であ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、密閉型圧縮機を用いた冷凍装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、冷凍装置で用いられる冷媒として、フロン冷媒が用いられているが、当該冷媒には、塩素基が含まれておりオゾン層の破壊原因であることが判明しており、これに代わる冷媒として、自然冷媒である二酸化炭素冷媒の利用がある。
【０００３】
一般に、冷媒の圧縮部が１段の密閉型圧縮機は、電動機部を冷却するために圧縮した冷媒ガスを密閉容器内に吐出し、外部へ吐出する構造であり、密閉容器内圧力は吐出圧力となる。
【０００４】
二酸化炭素冷媒を冷凍装置で使用した場合、フロン冷媒よりも高い動作圧力を必要とするため、密閉型圧縮機の密閉容器内の圧力が高くなる。
【０００５】
そこで、この密閉型圧縮機の密閉容器内の圧力を低減させるため、複数段の圧縮部を有する密閉型圧縮機で、密閉型圧縮機の密閉容器内の圧力を、吸込圧力と吐出圧力との中間圧力としたものがある。
【０００６】
また、この種の冷凍装置では、冷媒の熱を利用して給湯可能にした冷媒対水熱交換器を備えたものがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、例えば冷凍装置に備えた冷媒対水熱交換器の給水温度や外気温度が高くなると、密閉型圧縮機への冷媒の吸込圧力が上昇し、密閉型圧縮機の密閉容器内の圧力が高くなる。これが高くなると、保護機構の動作によって密閉型圧縮機の運転が停止するという問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、密閉型圧縮機の密閉容器内の圧力が所定圧力を超えて高くなることを防止して、連続的に運転することができる密閉型圧縮機を用いた冷凍装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、密閉容器内に電動機部を有し、この電動機部により駆動され、吸込冷媒を吸込圧力から中間圧力に圧縮する前段圧縮部とこの前段圧縮部からの前記中間圧力の冷媒を吐出圧力に圧縮する後段圧縮部とからなる圧縮部を有し、前記密閉容器内の圧力が前記中間圧力と等しく設定された密閉型圧縮機を備えた冷凍装置において、前記中間圧力を検出する圧力検出装置と、前記密閉型圧縮機からの高圧冷媒と外部からの給水とを熱交換する冷媒対水熱交換器と、前記冷媒対水熱交換器で熱交換した後の冷媒を膨張する膨張弁と、前記冷媒対水熱交換器の給水の流量を調整する流量調整弁とを備えるとともに、前記圧力検出装置により検出した前記中間圧力が所定圧力に達したとき、前記密閉型圧縮機の前記電動機部の回転数を低下させる制御と、前記膨張弁の弁を開く制御と、前記流量調整弁による給水の流量を低下させる制御とを同時に行い、冷凍能力を低下させる制御装置を備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項１に記載の発明には、次の作用がある。
【００１４】
密閉型圧縮機の密閉容器内の中間圧力が所定圧力に達したとき、冷凍能力を低下させ、密閉型圧縮機に吸い込まれる冷媒の吸込圧力を低下させることにより、密閉容器内の中間圧力を低下させ、密閉容器内の中間圧力が所定圧力を超えて高くなることを防ぐ。また、密閉型圧縮機の密閉容器内の中間圧力が所定圧力に達したとき、制御装置により、密閉型圧縮機の電動機部の回転数を低下させる制御と、膨張弁の弁を開く制御と、流量調整弁による給水の流量を低下させる制御とを同時に行うことにより、冷凍能力を低下させ、密閉型圧縮機に吸い込まれる冷媒の吸込圧力を低下させることで、密閉容器内の中間圧力を低下させ、密閉容器内の中間圧力が所定圧力を超えて高くなることを防ぐ。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記冷媒が、二酸化炭素冷媒であることを特徴とするものである。
【００１９】
請求項２に記載の発明には、次の作用がある。
【００２０】
冷媒として、フロン冷媒よりも高い動作圧力を必要とする二酸化炭素冷媒を用いた場合において、密閉型圧縮機の密閉容器内の中間圧力が所定圧力に達したとき、密閉型圧縮機に吸い込まれる冷媒の吸込圧力を低下させることにより、密閉容器内の中間圧力を低下させ、密閉容器内の中間圧力が所定圧力を超えて高くなることを防ぐ。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
なお、本発明の実施の形態にかかる冷凍装置では、冷媒として自然冷媒である二酸化炭素冷媒を用いる場合について説明する。
【００２３】
〔Ａ〕第１の実施の形態
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる冷凍装置の冷媒回路図である。
【００２４】
１は冷凍装置を示し、この冷凍装置１は、冷媒を圧縮する密閉型圧縮機２、冷媒と水とを熱交換させる冷媒対水熱交換器３、冷媒を膨張させる膨張弁４、冷媒と外気等とを熱交換させる蒸発器５、冷媒の気液分離を行うアキュムレータ６を有してなる。蒸発器５には送風する蒸発器用ファン７が隣接して配置されている。
【００２５】
また、この冷凍装置１は、密閉型圧縮機２の密閉容器内の圧力を検出する圧力検出装置８を有しており、この圧力検出装置８の検出結果を受け、蒸発器用ファン７の送風量を制御する制御装置９が設けられている。この圧力検出装置８は、圧力センサである。
【００２６】
密閉型圧縮機２は、図２に示すように、密閉容器１０を有し、その密閉容器１０の内部には、電動機部１１と、圧縮部１２とを備えている。圧縮部１２は、前段圧縮部１３と後段圧縮部１４とからなる。前段圧縮部１３には冷媒の吸込口１３ａと、冷媒の吐出口１３ｂと、冷媒を密閉容器１０の内部に吐出する吐出口１３ｃとが設けられ、後段圧縮部１４には冷媒の吸込口１４ａと吐出口１４ｂとが設けられている。前段圧縮部１３の吐出口１３ｂと後段圧縮部１４の吸込口１４ａとは接続配管１５により接続されている。前段圧縮部１３の吸込口１３ａには、圧縮する冷媒を吸込む吸込配管１６が設けられ、この吸込口１３ａには吸込配管１６を介してアキュムレータ６が接続されている。
【００２７】
後段圧縮部１４の吐出口１４ｂには圧縮した冷媒を吐出する吐出配管１７が設けられている。密閉容器１０には冷媒を排出するための通路配管１８の一端１８ａが接続され、この通路配管１８の他端１８ｂが接続配管１５に接続されている。
【００２８】
前段圧縮部１３の吸込口１３ａから吸い込まれる冷媒は、前段圧縮部１３によって圧縮され、この圧縮された冷媒は前段圧縮部１３の吐出口１３ｂ、１３ｃより吐出される。前段圧縮部１３の吸込口１３ａより吐出された冷媒は、接続配管１５を介し、後段圧縮部１４の吸込口１４ａから吸込まれ、この後段圧縮部１４によって圧縮され、吐出口１４ｂより吐出される。
【００２９】
密閉容器１０の内部は、吐出口１３ｃにより吐出された冷媒によって、吸込圧力Ｐ１と吐出圧力Ｐ２の中間圧力Ｐ３となり、この中間圧力Ｐ３の冷媒は、通路配管１８より排出され、接続配管１５を介し、後段圧縮部１４へ送られる。
【００３０】
上記構成において、例えば夏季では、冷媒対水熱交換器３の給水温度および外気温度が高くなる。或いはいずれか一方の温度が高くなる。この状態で、冷凍装置１を運転した場合、密閉型圧縮機２への冷媒の吸込圧力Ｐ１は上昇し、前段圧縮部１３で圧縮された冷媒の中間圧力Ｐ３が上昇する。
【００３１】
通常、この中間圧力Ｐ３が上昇すると、密閉圧縮機２の保護機構（図示せず）が動作して密閉型圧縮機２の運転を停止させる。
【００３２】
本実施形態では、圧力検出装置８である圧力センサにより中間圧力Ｐ３が検出され、その中間圧力Ｐ３がある所定圧力に達したとき、制御装置９により蒸発器５に送風される蒸発器用ファン７の送風量が低減され、密閉型圧縮機２への冷媒の吸込圧力Ｐ１が低下し、密閉型圧縮機２の密閉容器１０の中間圧力Ｐ３が吸込圧力Ｐ１に比例して所定圧力以下に低下する。
【００３３】
従って、密閉型圧縮機２の密閉容器１０の圧力が所定圧力を超えて高くなることが防止される。よって、密閉型圧縮機２の保護機構（図示せず）が動作して運転を停止させることがなく、密閉型圧縮機２を用いた冷凍装置１を連続的に運転することができる。
【００３４】
〔Ｂ〕第２の実施の形態
図３は、本発明の第２の実施の形態にかかる冷凍装置の冷媒回路図である。この第２の実施の形態において、前記第１の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００３５】
５０は第２の実施の形態の冷凍装置を示す。この冷凍装置５０において、冷媒対水熱交換器３の排水側には流量調整弁１９が接続される。
【００３６】
密閉容器１０の内部の圧力を検出する圧力検出装置８である圧力センサにより中間圧力Ｐ３が検出される。この検出結果に応じて、密閉型圧縮機２の電動機部１１の回転数制御と、膨張弁４の弁開度制御と、流量調整弁１９による冷媒対水熱交換器３の水の流量制御とを行う制御装置２０が設けられている。
【００３７】
本実施形態では、密閉型圧縮機２への冷媒の吸込圧力Ｐ１が上昇したとき、前段圧縮部１３で圧縮された冷媒の中間圧力Ｐ３も上昇する。中間圧力Ｐ３がある所定圧力に達したとき、電動機部１１の回転数を低下させる制御と、膨張弁４の弁を開く制御と、流量調整弁１９による水の流量を低下させる制御との少なくとも一の制御が制御装置２０により行われる。これによって冷凍能力が低下する。
【００３８】
冷凍能力の低下を効果的にするには、電動機部１１の回転数を低下させる制御と、膨張弁４の弁を開く制御と、流量調整弁１９による水の流量を低下させる制御とを制御装置２０により同時に行うことが望ましい。
【００３９】
このように冷凍能力を低下させることによって吸込圧力Ｐ１も低下し、密閉型圧縮機２の密閉容器１０の中間圧力Ｐ３も所定圧力以下に低下する。
【００４０】
従って、これによっても、密閉型圧縮機２の密閉容器１０の圧力が所定圧力を超えて高くなることが防止される。よって、密閉型圧縮機２の保護機構（図示せず）が動作して運転を停止させることがなく、密閉型圧縮機２を用いた冷凍装置１を連続的に運転することができる。
【００４１】
以上、一実施の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はない。
【００４２】
【発明の効果】
本発明では、密閉型圧縮機の密閉容器の圧力が所定圧力を超えて高くなることを防止して、密閉型圧縮機の運転を停止させることなく、密閉型圧縮機を用いた冷凍装置を連続的に運転することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る冷凍装置の第１の実施の形態を示す回路図である。
【図２】密閉型圧縮機の断面図である。
【図３】本発明に係る冷凍装置の第２の実施の形態を示す回路図である。
【符号の説明】
１  冷凍装置
２  密閉型圧縮機
３  冷媒対水熱交換器
４  膨張弁
５  蒸発器
６  アキュムレータ
７  蒸発器用ファン
８  圧力検出装置
９  制御装置
１０  密閉容器
１１  電動機部
１２  圧縮部
１３  前段圧縮部
１３ａ  吸込口
１３ｂ  吐出口
１３ｃ  吐出口
１４  後段圧縮部
１４ａ  吸込口
１４ｂ  吐出口
１９  流量調整弁
２０  制御装置
５０  冷凍装置
【図１】
0004756205.tif 000002
【図２】
0004756205.tif 000003
【図３】
0004756205.tif 000004