(57)【要約】 【課題】  均圧時における冷媒の流量を適宜に制限し、液バックも防ぐ。【解決手段】  冷凍回路１０において、吐出ガス管１６と吸入ガス管１７との間に、電磁開閉弁２１を設けたバイパス管２０が接続され、電磁開閉弁２１より下流側はキャピラリチューブ２２とされる。キャピラリチューブ２２と圧縮機１１との間にはアキュムレータ２４が介設される。電磁開閉弁２１が開放している間、高圧側のガス冷媒がバイパス管２０に流入し、キャピラリチューブ２２を流通して低圧側の吸入ガス管１７に導入される。ガス冷媒の流量が適宜に制限されつつ、急激ではなく、しかし十分な速さを持って高低の均圧が行われる。バイパス管を多量の冷媒が急速に流通することに起因して耳障りな騒音が発生することが防止される。導入されたガス冷媒が吸入ガス管１７側で液化したとしても、アキュムレータ２４によって分離され、圧縮機１１への液バックが防止される。【選択図】  図１
2005273942.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、凝縮器、温度式膨張弁及び蒸発器を冷媒配管で循環接続した冷凍回路を備えるとともに、前記圧縮機から前記温度式膨張弁までの高圧部と、前記蒸発器から前記圧縮機までの低圧部との間に、開閉弁を設けたバイパス管が接続され、前記圧縮機の起動時または停止時に前記バイパス管を開放して、前記冷凍回路の高圧側と低圧側とを均圧させるようにした冷凍装置において、
前記バイパス管における前記開閉弁よりも下流側がキャピラリチューブとされるとともに、前記バイパス管の下端と前記圧縮機との間にアキュムレータが設けられていることを特徴とする冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、均圧機能を備えた冷凍装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、冷却貯蔵庫に装備される冷凍装置では、圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器を循環接続してなる冷凍回路を備えている。この種の冷凍装置では、圧縮機の起動時において、高圧側と低圧側の圧力差が大きいと、大きな負荷が掛かることで容易に起動できない。特に温度式膨張弁の場合は、過熱度を一定に保持すべく開度が自動調節されるようになっていて、圧縮機の停止中には開度が狭められ、すなわち冷媒の流量が大幅に制限されるために、高圧側と低圧側とで圧力が均衡するのに時間が掛かる。結果、圧縮機の起動不良を招きやすい。  
そのため従来、圧縮機の吐出側である高圧部と、蒸発器の入口側等の低圧部との間に、電磁開閉弁を設けたバイパス管を接続し、圧縮機の起動時または停止時に電磁開閉弁を開放し、高圧のガス冷媒を低圧側ヘバイパスして導入することで、高圧側と低圧側とを迅速に均圧させる手段が講じられている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平６−１４７６６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかるに上記従来のものでは、ガス冷媒をバイパスして導入する際の条件により、例えば高低の圧力差が相当に大きいと、一度に多量のガス冷媒がバイパス管を流通するために、その流通音が耳障りな騒音として周囲に発せられることになる。また、冬期等の周囲温度が低温である場合等、蒸発器やその近傍の温度が低いと、導入されたガス冷媒が液化されて貯留され、通常運転に入った際に圧縮機に液冷媒が吸入される、いわゆる液バックを起こすおそれがあり、さらなる改良が切望されていた。  
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
請求項１の発明は、圧縮機、凝縮器、温度式膨張弁及び蒸発器を冷媒配管で循環接続した冷凍回路を備えるとともに、前記圧縮機から前記温度式膨張弁までの高圧部と、前記蒸発器から前記圧縮機までの低圧部との間に、開閉弁を設けたバイパス管が接続され、前記圧縮機の起動時または停止時に前記バイパス管を開放して、前記冷凍回路の高圧側と低圧側とを均圧させるようにした冷凍装置において、前記バイパス管における前記開閉弁よりも下流側がキャピラリチューブとされるとともに、前記バイパス管の下端と前記圧縮機との間にアキュムレータが設けられている構成としたところに特徴を有する。
【発明の効果】
【０００５】
＜請求項１の発明＞
開閉弁が開放されると、高圧側の冷媒がバイパス管を通り、特に開閉弁の下流側ではキャピラリチューブを通って低圧側に導入される。したがって、例えば高低の圧力差が大きい場合でも、キャピラリチューブにより冷媒の流量が適宜に制限され、バイパス管のみの場合ほど急激ではないが、十分な速さ持って均圧動作がなされる。バイパス管を多量の冷媒が急速に流通することが回避され、その流通音である耳障りな騒音の発生が防止できる。  
また、高圧側の冷媒がバイパスされる際、引き込む位置によっては液冷媒が導入されたり、また導入されたガス冷媒が冷却されて液化し、低圧部に液冷媒が貯留される場合があるが、バイパス管の下端と圧縮機との間にはアキュムレータが設けられているから、圧縮機に吸入される冷媒のうち、液冷媒はアキュムレータ内に分離して溜められ、圧縮機に液冷媒が吸入される、すなわち液バックが生じることが防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。  
＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１及び図２によって説明する。本実施形態の冷凍装置は冷却貯蔵庫に装備されるものであって、その冷凍回路１０は、図１に示すように、圧縮機１１、凝縮器１２、温度式膨張弁１３及び蒸発器１４を冷媒配管１５で循環接続することによって構成されている。温度式膨張弁１３は、感温筒１３Ａによって検知された蒸発器１４の出口側の温度に基づいて開度が調節される周知のものである。
【０００７】
上記の冷凍回路１０において、圧縮機１１の吐出口と凝縮器１２の入口を接続した管路１６（吐出ガス管１６）と、蒸発器１４の出口と圧縮機１１の吸入口とを接続した管路１７（吸入ガス管１７）との間に、バイパス管２０が接続されている。バイパス管２０の途中には、このバイパス管２０を開閉する電磁開閉弁２１が設けられているとともに、バイパス管２０のうちの電磁開閉弁２１よりも下流側は、キャピラリチューブ２２とされている。端的には、電磁開閉弁２１よりも上流側のバイパス管２０は、冷媒配管１５とほぼ同じ管径を有しているのに対して、キャピラリチューブ２２はそれよりも小さい管径となっている。  
また、吸入ガス管１７におけるキャピラリチューブ２２との接続部分と、圧縮機１１との間には、液冷媒を分離して溜めるアキュムレータ２４が介設されている。
【０００８】
この実施形態１では、圧縮機１１の起動時において電磁開閉弁２１が所定時間開放されることで均圧動作が行われる。この開弁時間は、高圧側と低圧側がほぼ均圧されるに足る時間が、実験等によって予め定められる。  
圧縮機１１と電磁開閉弁２１とには、制御装置２６が接続されている。制御装置２６には、マイクロコンピュータ、タイマとが装備され、所定のプログラムに基づいて、圧縮機１１の駆動と停止、並びに電磁開閉弁２１の開閉を制御するようになっている。
【０００９】
本実施形態の作用を、図２のフローチャートによって説明する。  
圧縮機１１が起動されると、電磁開閉弁２１が開放されるとともに（ステップＳ１）、タイマがスタートし（ステップＳ２）、所定時間が経過すると（ステップＳ３が「Ｙｅｓ」）、電磁開閉弁２１が閉鎖する（ステップＳ４）。  
この電磁開閉弁２１が開放している間、圧縮機１１の吐出側の高圧のガス冷媒がバイパス管２０を通り（図１の破線の矢線）、特に電磁開閉弁２１の下流側ではキャピラリチューブ２２を通って低圧側の吸入ガス管１７に導入される。したがって例えば、高圧側と低圧側の圧力差が大きい場合でも、キャピラリチューブ２２によりガス冷媒の流量が適宜に制限され、急激ではなく、しかし十分な速さを持って、高圧側と低圧側との均圧が行われる。
【００１０】
電磁開閉弁２１の閉鎖後は通常運転が行われ、圧縮機１１から吐出されたガス冷媒は、図１の実線の矢線に示すように、凝縮器１２によって凝縮液化され、膨張弁１３で断熱膨張されたのち蒸発器１４に送られる。蒸発器１４に送られた液冷媒は、蒸発器１４の周囲から熱を奪って気化しすなわち周囲を冷却し、気化したガス冷媒は圧縮機１１に吸入される、といったサイクルが繰り返される。  
ここで上記の均圧動作時、例えば冬期等の周囲温度が低温であって、ガス冷媒が導入される吸入ガス管１７の温度が低いと、導入されたガス冷媒が液化されて貯留される可能性がある。しかしながら、キャピラリチューブ２２と圧縮機１１との間にはアキュムレータ２４が設けられているから、圧縮機１１に吸入される冷媒のうち、液冷媒はアキュムレータ２４内に分離して溜められ、圧縮機１１に液冷媒が吸入されるすなわち液バックが生じることが防止される。
【００１１】
以上のように本実施形態によれば、圧縮機１１の起動時において迅速に高圧側と低圧側を均圧することができるから、圧縮機１１の起動不良が防止される。しかも、ガス冷媒を導入するためのバイパス管２０のうち電磁開閉弁２１より下流側はキャピラリチューブ２２としたから、ガス冷媒の流量が適宜に制限され、そのためバイパス管を多量の冷媒が急速に流通することに起因して耳障りな騒音が発生することが防止される。また、仮に導入されたガス冷媒が液化したとしても、アキュムレータ２４によって分離され、液バックが防止される。
【００１２】
＜実施形態２＞
図３は本発明の実施形態２を示す。この実施形態２では、均圧動作の制御に変更が加えられており、均圧を行うタイミングは、上記実施形態１と同様に圧縮機１１の起動時と同じであるが、高低の圧力差がある場合に限って均圧が行われる。  
そのためこの実施形態２では、圧縮機１１の駆動モータに流れる電流値を検知する高感度（例えば感応速度が０．１秒以下のもの）の電流値センサが備えられている。
【００１３】
そして、圧縮機１１が起動されると、まず圧縮機モータの電流値が検知され、この電流値がしきい値以上であると、モータに対して所定以上の負荷が掛かっている、言い換えると高低の圧力差が所定以上あると擬制され、実施形態１と同様に、電磁開閉弁２１が所定時間開放されて均圧工程が行われる。その後に通常運転に移行する。圧縮機モータの電流値がしきい値未満であれば、均圧工程を経ることなく通常運転が行われる。
【００１４】
＜実施形態３＞
図４は本発明の実施形態３を示す。この実施形態３では、均圧を行うタイミングに変更が加えられている。すなわち通常運転が行われていて、庫内温度が所定まで下降した等により圧縮機１１が停止されると、電磁開閉弁２１が所定時間開放されて均圧工程が行われる。その後、庫内温度が上昇する等により圧縮機１１が起動され、そのときは均圧された状態でスムーズに起動される。
【００１５】
＜実施形態４＞
図５は本発明の実施形態４を示す。この実施形態４では、圧縮機１１が起動されることを予見し、圧縮機１１の起動直前に均圧工程が行われる。  
圧縮機１１の起動を予見する手段としては、例えば、圧縮機１１の運転制御が、庫内温度の検知温度Ｔが予め設定された設定温度Ｔ0 よりも高くなると圧縮機１１がオンされ、低くなるとオフされる形式であると、庫内検知温度Ｔが、設定温度より所定値低い温度（Ｔ0 −α）まで上昇したところで、短時間経過後には圧縮機１１が起動されるであろうという考え方に基づいている。
【００１６】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。  
（１）バイパス管の入口の位置は、圧縮機の吐出口から温度式膨張弁の入口までであれば、任意に設定できる。  
（２）上記実施形態では、バイパス管における電磁開閉弁の下流側の全長をキャピラリチューブとしたが、一部のみをキャピラリチューブとしてもよい。  
（３）電磁開閉弁の開放時間は、タイマ以外に、遅延リレーを用いて制御してもよい。
【００１７】
（４）均圧動作の制御は、さらに以下のように行ってもよい。例えば冷凍回路における高圧側圧力が異常と言える程度に高いと、高低の圧力差が均圧を必要とする程度に大きいと擬制できる。したがって、高圧側の圧力を検知する圧力検知手段を備え、検知圧力がしきい値を超えたら電磁開閉弁を開いて均圧動作を開始し、そののち検知圧力が所定値まで下がったところで電磁開閉弁を閉じて均圧を停止するようにしてもよい。
【００１８】
（５）また冷媒は、飽和状態において温度と圧力が１対１の関係にあると言えるから、高圧側温度が所定以上に高ければ、高低の圧力差が均圧を必要とする程度に大きいと擬制できる。したがって、高圧側温度である凝縮器の出口温度を検知する温度検知手段を備え、検知温度がしきい値を超えたら電磁開閉弁を開いて均圧動作を開始し、検知温度が所定値まで下がったところで電磁開閉弁を閉じて均圧を停止するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態１に係る冷凍回路の回路構成図
【図２】その均圧制御のフローチャート
【図３】実施形態２の均圧制御のフローチャート
【図４】実施形態３の均圧制御のフローチャート
【図５】実施形態４の均圧制御のフローチャート
【符号の説明】
【００２０】
１０…冷凍回路  １１…圧縮機  １２…凝縮器  １３…温度式膨張弁  １４…蒸発器  １５…冷媒配管  １６…吐出ガス管（高圧部）  １７…吸入ガス管（低圧部）  ２０…バイパス管  ２１…電磁開閉弁（開閉弁）  ２２…キャピラリチューブ  ２４…アキュムレータ  ２６…制御装置
【図１】
2005273942.tif 000003
【図２】
2005273942.tif 000004
【図３】
2005273942.tif 000005
【図４】
2005273942.tif 000006
【図５】
2005273942.tif 000007