JPH07294073A - 冷凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷媒漏れを確実に検出して冷却能力の低下や
圧縮機の故障の発生を防止する。 【構成】 冷凍装置１０は、圧縮機１２、凝縮器１４、
膨張弁１６および蒸発器から基本的に構成される。圧縮
機１２の冷媒吐出管２８に、高圧圧力を検出する高圧ス
イッチ３０が介挿される。高圧スイッチ３０は、冷媒漏
れにより高圧圧力が設定圧力よりも低下した際に作動
し、その検出信号を制御手段３２に入力する。凝縮器１
４の冷媒出口管２６に温度センサ３４が設けられ、該セ
ンサ３４は制御手段３２に接続される。温度センサ３４
は、高圧スイッチ３０の設定圧力における飽和温度より
高い設定温度を検出した際に作動し、その検出信号を制
御手段３２に入力する。制御手段３２は、高圧スイッチ
３０が作動していない状態であっても、温度センサ３４
からの検出信号を受けたときに圧縮機１２の運転を停止
させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、冷蔵庫や製氷機等に
使用される冷凍装置に関し、更に詳細には、冷媒の漏れ
を検出して、冷却能力の低下や圧縮機の故障の発生を未
然に防止し得るようにした冷凍装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来技術】冷蔵庫や製氷機等に好適に使用される冷凍
装置は、フロン等の冷媒を圧縮する圧縮機と、この圧縮
機で圧縮された高圧・高温の気化冷媒の供給を受ける凝
縮器と、この凝縮器で凝縮された液化冷媒が供給される
膨張弁と、この膨張弁を経て膨張気化した冷媒の供給を
受ける蒸発器とを基本的に備えている。そして、蒸発器
で熱交換して温度上昇した気化冷媒を前記圧縮機に帰還
させ、該冷媒を高圧・高温に圧縮した後に再循環に供す
るよう構成される。

【０００３】前記凝縮器として例えば水冷式を採用した
冷凍装置では、冷媒の高圧圧力を一定に保つように、予
め設定された圧力よりも高圧圧力が高くなると冷却水量
を増大させ、逆に低下すると冷却水量を減少させるべく
水量を制御する凝縮圧力調整弁が設けられている。この
場合において、冷凍回路内を循環する冷媒が漏れて冷媒
不足を来たすと高圧圧力が低下し、前記凝縮圧力調整弁
では冷却水量を減少させて最終的には冷却水の供給を停
止する事態を生じていた。この場合は、凝縮器で高温ガ
スの放熱がなされないまま吐出されて回路内を循環する
こととなり、冷却能力の低下を来たしたり、圧縮機が急
激に過熱して焼付き等の故障を発生する問題があった。

【０００４】そこで、従来は圧縮機の冷媒吐出側に温度
検知センサを配設し、冷媒不足に伴う圧縮機の過熱運転
による吐出冷媒の温度上昇を該センサで検出して、圧縮
機の運転を停止している。また冷媒が不足すると、前記
蒸発器から帰還する冷媒の圧力(低圧圧力)が低下するの
で、圧縮機の冷媒吸入側に圧力検知センサを配設し、該
センサにより低圧圧力の低下を検出して圧縮機を停止す
ることが行なわれている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記冷凍装置では、冷
媒漏れを生じていなくても、冷凍サイクルの過負荷によ
っては圧縮機からの吐出冷媒の温度が上昇することがあ
り、前記温度検知センサがこの温度上昇を検出して誤っ
て圧縮機を停止させてしまい、運転能率を低下させる欠
点があった。また冷媒が漏れた場合には、先ず圧縮機か
ら吐出される冷媒の高圧圧力の低下が始まり、所要の時
間だけ遅れて冷媒の温度上昇が始まるので、圧縮機の過
熱運転を初期の段階で検出することが困難であった。

【０００６】前記冷凍装置では、蒸発器の冷媒入口側に
膨張弁を配設し、該膨張弁の絞り制御を、蒸発器の冷媒
出口側に設けた感温筒により行なうようになっている。
前述したように、冷媒不足により回路内を高温ガスが循
環すると、感温筒では高温を検出して膨張弁を全開状態
に移行させるので、冷媒が漏れた初期の段階では圧縮機
における冷媒吸入側の低圧圧力は通常運転の場合と殆ど
変わらず、このときには前記圧力検知センサは働かず、
冷媒漏れを検出し得なかった。そして、冷媒の漏れ量が
更に多くなって低圧圧力が低下した際に、これを圧力検
知センサが検出しているのが現状である。すなわち、圧
力検知センサが低圧圧力の低下を検出した時点では、圧
縮機は既に冷媒不足に伴う過熱運転を所要の時間に亘っ
て行なっており、圧縮機の劣化は避けられなかった。

【０００７】

【発明の目的】この発明は、前述した従来技術に係る冷
凍装置に内在している前記欠点に鑑み、これを好適に解
決するべく提案されたものであって、冷媒漏れを確実に
検出して冷却能力の低下や圧縮機の故障の発生を未然に
防止し得る冷凍装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前述した問題点を解決
し、所期の目的を好適に達成するため、本発明に係る冷
凍装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、この圧縮機で圧縮
された高圧・高温の気化冷媒の供給を受ける凝縮器と、
この凝縮器で凝縮された液化冷媒が供給される膨張弁
と、この膨張弁を経て膨張気化した冷媒の供給を受ける
蒸発器と、前記凝縮器の凝縮圧力を一定に保つ圧力調整
弁とを備えた冷凍装置において、前記圧縮機の冷媒吐出
側の高圧圧力を検出する圧力検知手段と、前記凝縮器の
冷媒出口側の冷媒温度を検出する温度検知手段と、前記
圧力検知手段が所要の設定圧力を検出していない状態
で、前記温度検知手段が圧力検知手段の設定圧力におけ
る飽和温度より高い温度を検出したことを条件として、
前記圧縮機の運転を停止させる制御手段とから構成した
ことを特徴とする。

【０００９】前記所期の目的を好適に達成するため、本
願の別の発明に係る冷凍装置は、冷媒を圧縮する圧縮機
と、この圧縮機で圧縮された高圧・高温の気化冷媒の供
給を受ける水冷式の凝縮器と、この凝縮器で凝縮された
液化冷媒が供給される膨張弁と、この膨張弁を経て膨張
気化した冷媒の供給を受ける蒸発器と、前記凝縮器の凝
縮圧力を一定に保つべく該凝縮器に供給される冷却水の
量を調整する調整弁とを備えた冷凍装置において、前記
圧縮機の冷媒吐出側の高圧圧力を検出する圧力検知手段
と、前記凝縮器で熱交換のなされた冷却水の温度を検出
する温度検知手段と、前記圧力検知手段が所要の設定圧
力を検出していない状態で、前記温度検知手段が圧力検
知手段の設定圧力における飽和温度より高い温度を検出
したことを条件として、前記圧縮機の運転を停止させる
制御手段とから構成したことを特徴とする。

【００１０】

【実施例】次に、本発明に係る冷凍装置につき、好適な
実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明す
る。 (第１実施例について)図１は、本発明に係る冷凍装置の
第１実施例を示すものであって、該冷凍装置１０は、フ
ロン等の冷媒を圧縮する圧縮機１２と、この圧縮機１２
で圧縮された高圧・高温の気化冷媒の供給を受ける凝縮
器１４と、この凝縮器１４で凝縮された液化冷媒が供給
される膨張弁１６と、この膨張弁１６を経て膨張気化し
た冷媒の供給を受ける蒸発器１８とを基本的に備えてい
る。また蒸発器１８では、膨張弁１６を経て膨張した気
化冷媒との間で熱交換がなされ、この熱交換により温度
上昇した気化冷媒は、前記圧縮機１２に帰還して高圧・
高温に圧縮された後、再循環に供される。なお符号２０
は、蒸発器１８の冷媒出口側における冷媒温度を検出す
る感温筒を示し、この感温筒２０により前記膨張弁１６
の絞り制御を行なうようになっている。

【００１１】前記圧縮機１２の冷媒吐出管２８には、高
圧圧力を検出する高圧スイッチ３０が介挿されている。
この高圧スイッチ３０は、冷媒漏れにより圧縮機１２か
らの高圧圧力が設定圧力よりも低下した際に作動し、そ
の検出信号を制御手段３２に入力するよう設定されてい
る。また制御手段３２では、高圧スイッチ３０の検出信
号の入力に基づいて圧縮機１２を停止させ、冷媒不足に
伴う圧縮機１２の過熱運転を防止させるようになってい
る。

【００１２】前記凝縮器１４に配管した冷却管(図示せ
ず)には、図示しない供給源から冷却水が供給されるよ
う構成されると共に、冷却管に連通する冷却水の排出管
２２に凝縮圧力調整弁２４が介挿されている。この調整
弁２４は、凝縮器１４の冷媒出口管２６の高圧圧力を検
出し、該高圧圧力を一定に保つように開閉制御されるよ
うになっている。すなわち、予め設定された圧力(設定
圧力)よりも高圧圧力が高くなると冷却水量を増大さ
せ、逆に高圧圧力が設定圧力よりも低下すると冷却水量
を減少させるように開度調整がなされる。

【００１３】前記凝縮器１４の冷媒出口管２６に温度セ
ンサ３４が設けられており、該温度センサ３４は前記制
御手段３２に接続されている。この温度センサ３４は、
前記高圧スイッチ３０の設定圧力における飽和温度より
高い設定温度を検出した際に作動し、その検出信号を制
御手段３２に入力するよう設定してある。そしてこの制
御手段３２では、高圧スイッチ３０が作動していない状
態であっても、温度センサ３４からの検出信号を受けた
ときには、前記圧縮機１２の運転を停止させるよう設定
してある(図２参照)。すなわち、凝縮器１４内が飽和状
態であるなら高圧圧力の飽和温度と凝縮器１４から流出
する冷媒温度は等しいはずなので、高圧圧力の飽和温度
より冷媒温度が高いということは、過熱蒸気が凝縮器１
４から流出していることを意味し、確実に冷媒不足と判
断できる。これにより、高圧スイッチ３０が作動しない
僅かな冷媒漏れを、凝縮器１４から流出する冷媒温度の
上昇により検出して圧縮機１２を停止させ得るので、該
圧縮機１２の過熱運転による劣化や焼付き等の故障の発
生を未然に防止することができる。

【００１４】なお、前記制御手段３２にランプやベル等
の警報手段(図示せず)を接続し、前記高圧スイッチ３０
が設定圧力を検出していない状態で、温度センサ３４か
らの検出信号の入力を受けた際に、前記圧縮機１２の運
転を停止させると共に、警報手段を作動させて作業者に
冷媒漏れ(異常)を覚知させることが推奨される。

【００１５】(第１実施例の作用について)前述した第１
実施例に係る冷凍装置１０では、前記圧縮機１２の運転
を開始すると、圧縮機１２で圧縮された高圧・高温の気
化冷媒が凝縮器１４に供給され、ここで前記冷却水との
間で熱交換がなされて気化冷媒は液化する。凝縮器１４
で凝縮された液化冷媒は膨張弁１６に供給され、該膨張
弁１６を経て膨張気化した冷媒が蒸発器１８に供給さ
れ、ここで外部空気や製氷板等との間で熱交換がなさ
れ、この熱交換により温度上昇した気化冷媒は、前記圧
縮機１２に帰還する。

【００１６】前記冷凍装置１０において冷媒の量が正常
であるならば、前記圧縮機１２の冷媒吐出管２８におけ
る高圧圧力の飽和温度と、前記凝縮器１４の冷媒出口管
２６の冷媒温度は同一となっている。しかるに、何らか
の原因により冷媒が漏れて冷媒不足を生ずると、圧縮機
１２の冷媒吐出管２８における高圧圧力が次第に低下す
ると共に、冷媒温度が上昇する。また凝縮器１４におい
ては高圧圧力が低下するので、前記凝縮圧力調整弁２４
が絞られて冷却水量が減少し、前記冷媒出口管２６を流
通する冷媒温度は上昇する。そして、前記高圧スイッチ
２８が設定圧力を検出していない状態で、前記温度セン
サ３４が設定温度を検出すると、前記制御手段３２を介
して圧縮機１２の運転が停止される。すなわち、高圧ス
イッチ３０が作動しない僅かな冷媒漏れを検出して圧縮
機１２を停止させ得るので、該圧縮機１２の過熱運転に
よる冷却能力の低下や劣化および焼付き等の故障の発生
を未然に防止することができる。

【００１７】(第２実施例について)図３は、本発明に係
る冷凍装置の第２実施例を示すものであって、基本的な
構成は第１実施例と同じであって、前記膨張弁１６と蒸
発器１８との間の管路３６に温度センサ３４を設けた点
で相違している。この実施例においても、温度センサ３
４の設定温度は、高圧スイッチ３０の設定圧力における
飽和温度よりも高い温度に設定されている。従って、前
記高圧スイッチ３０が設定圧力を検出していなくても、
温度センサ３４が設定温度を検出した時点で冷媒漏れを
生じたものと判断して圧縮機１２の運転を停止し、冷却
能力の低下や焼付き等の故障の発生を未然に防止するこ
とができる。

【００１８】(第３実施例について)図４は、本発明に係
る冷凍装置の第３実施例を示すものであって、基本的な
構成は第１実施例と同じであり、前記凝縮器１４を冷却
する冷却水の排出管２２に温度センサ３５が設けられて
いる点で相違している。この実施例においても、温度セ
ンサ３５の設定温度は、高圧スイッチ３０の設定圧力に
おける飽和温度よりも高い温度に設定されている。すな
わち、凝縮器１４で熱交換のなされた冷却水の温度は、
凝縮器１４から流出する冷媒の温度と殆ど同じであるの
で、前記高圧スイッチ３０が設定圧力を検出していない
状態で温度センサ３５が設定温度を検出した際に、前記
制御手段３２を介して圧縮機１２を停止させれば、冷却
能力の低下や圧縮機１２の故障の発生を防止し得るもの
である。

【００１９】(第４実施例について)図５は、本発明に係
る冷凍装置の第４実施例を示すものであって、該冷凍装
置１０は空冷式の凝縮器１４を備えている。すなわち、
凝縮器１４に近接して冷却ファン３８が配設されると共
に、前記冷媒吐出管２８と凝縮器１４の冷媒出口管２６
とが分岐管４０で接続され、この分岐管４０に凝縮圧力
調整弁４２が介挿されている。この凝縮圧力調整弁４２
は、高圧圧力を所定圧力以上に保持するためのものであ
って、冷媒量が適正であれば圧縮機１２から供給される
冷媒を分岐管４０を流通させることなく凝縮器１４に流
入させ、冷媒不足で高圧圧力が低くなったときには冷媒
を分岐管４０から冷媒出口管２６に直接流通させるよう
設定している。また冷媒出口管２６に温度センサ３４が
設けられ、前記高圧センサ３０の設定圧力における飽和
温度よりも高い設定温度を該センサ３４が検出すると、
前記制御手段３２を介して圧縮機１２の運転を停止する
よう構成されている。なお符号４４は、凝縮器１４で凝
縮された液化冷媒が一時的に蓄えられるレシーバタンク
を示す。

【００２０】第４実施例では、冷媒が漏れることにより
前記圧縮機１２から吐出された冷媒の高圧圧力が低下す
ると、前述した如く、凝縮圧力調整弁４２が開閉制御さ
れて圧縮機１２から吐出された高温の冷媒を、分岐管４
０を介して冷媒出口管２６に流通することとなる。すな
わち、冷媒出口管２６には圧縮機１２から吐出された冷
媒が凝縮器１４で放熱されることなく高温のまま流通す
るので、前記高圧スイッチ３０が設定圧力を検出するよ
りも早期に、該設定圧力における飽和温度より高い設定
温度を温度センサ３４が検出する。これにより、前記制
御手段３２を介して圧縮機１２の運転が停止され、冷却
能力の低下や圧縮機１２の故障を未然に防止し得る。

【００２１】(変形例について)なお、冷蔵庫では蒸発器
の除霜運転、製氷機では除氷運転により蒸発器に高温の
冷媒(ホットガス)を循環させるようになっており、該除
霜運転や除氷運転の完了を蒸発器に配設したサーモスタ
ット等の温度検知センサにより検出するよう構成されて
いる。従って、この温度検知センサにより、前記凝縮器
から流出した冷媒の温度が、前記設定温度となったこと
を検出させることも可能である。

【００２２】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明に係る冷
凍装置によれば、僅かな冷媒の漏れを生じた場合であっ
てもこれを確実に検出して、冷却能力の低下や圧縮機の
故障の発生を未然に防止することができる。すなわち、
圧縮機の故障に伴う部品交換や調整等に時間を掛けて運
転能率の低下を招いたりランニングコストが嵩むのを防
止し得る。また構造は極めて簡単であるので、製造コス
トを低廉に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の好適な第１実施例に係る冷凍装置の
概略構成図である。

【図２】 第１実施例に係る冷凍装置の主要部品の動作
タイミングを示すチャート図である。

【図３】 本発明の好適な第２実施例に係る冷凍装置の
概略構成図である。

【図４】 本発明の好適な第３実施例に係る冷凍装置の
概略構成図である。

【図５】 本発明の好適な第４実施例に係る冷凍装置の
概略構成図である。

【符号の説明】

１２ 圧縮機,１４ 凝縮器,１６ 膨張弁,１８ 蒸発器,２
４ 凝縮圧力調整弁 ２６ 冷媒出口管,３０ 高圧スイッチ,３２ 制御手段,３
４ 温度センサ ３５ 温度センサ,４２ 凝縮圧力調整弁

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷媒を圧縮する圧縮機(12)と、この圧縮
   機(12)で圧縮された高圧・高温の気化冷媒の供給を受け
   る凝縮器(14)と、この凝縮器(14)で凝縮された液化冷媒
   が供給される膨張弁(16)と、この膨張弁(16)を経て膨張
   気化した冷媒の供給を受ける蒸発器(18)と、前記凝縮器
   (14)の凝縮圧力を一定に保つ圧力調整弁(24,42)とを備
   えた冷凍装置において、 前記圧縮機(12)の冷媒吐出側の高圧圧力を検出する圧力
   検知手段(30)と、 前記凝縮器(14)の冷媒出口側の冷媒温度を検出する温度
   検知手段(34)と、 前記圧力検知手段(30)が所要の設定圧力を検出していな
   い状態で、前記温度検知手段(34)が圧力検知手段(30)の
   設定圧力における飽和温度より高い温度を検出したこと
   を条件として、前記圧縮機(12)の運転を停止させる制御
   手段(32)とから構成したことを特徴とする冷凍装置。
2. 【請求項２】 前記温度検知手段(34)は、前記凝縮器(1
   4)の冷媒出口管(26)に設けられる請求項１記載の冷凍装
   置。
3. 【請求項３】 前記温度検知手段(34)は、前記膨張弁(1
   6)と蒸発器(18)との間の管路(36)に設けられる請求項１
   記載の冷凍装置。
4. 【請求項４】 冷媒を圧縮する圧縮機(12)と、この圧縮
   機(12)で圧縮された高圧・高温の気化冷媒の供給を受け
   る水冷式の凝縮器(14)と、この凝縮器(14)で凝縮された
   液化冷媒が供給される膨張弁(16)と、この膨張弁(16)を
   経て膨張気化した冷媒の供給を受ける蒸発器(18)と、前
   記凝縮器(14)の凝縮圧力を一定に保つべく該凝縮器(14)
   に供給される冷却水の量を調整する調整弁(24)とを備え
   た冷凍装置において、 前記圧縮機(12)の冷媒吐出側の高圧圧力を検出する圧力
   検知手段(30)と、 前記凝縮器(14)で熱交換のなされた冷却水の温度を検出
   する温度検知手段(35)と、 前記圧力検知手段(30)が所要の設定圧力を検出していな
   い状態で、前記温度検知手段(35)が圧力検知手段(30)の
   設定圧力における飽和温度より高い温度を検出したこと
   を条件として、前記圧縮機(12)の運転を停止させる制御
   手段(32)とから構成したことを特徴とする冷凍装置。