專利名稱：冷凍裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明，是關(guān)于一種冷凍裝置，其是具備依次連接有可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)、冷凝器、膨脹機(jī)構(gòu)與蒸發(fā)器的冷媒回路，并且上述蒸發(fā)器連接于熱媒循環(huán)的利用一側(cè)回路。
背景技術(shù)：
迄今為止，例如日本專利公開2001-165058號(hào)公報(bào)所示，該冷凍裝置連接于將冷卻工作機(jī)械主軸的冷卻油作為熱媒循環(huán)的冷卻油回路(利用一側(cè)回路)，為將該冷卻油冷卻至特定溫度而被同行業(yè)者們加以使用。于該冷凍裝置中，作為壓縮機(jī)實(shí)施根據(jù)轉(zhuǎn)換器的可變?nèi)萘康目刂疲刂评鋮s油的溫度。
(發(fā)明所要解決的課題)然而，上述冷凍裝置中存有下述問題只能于壓縮機(jī)的容量控制范圍內(nèi)調(diào)整蒸發(fā)器的冷卻能力。例如，當(dāng)壓縮機(jī)處于最小容量時(shí)，需要進(jìn)一步降低冷卻能力的情況下，存在無法再進(jìn)行控制的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于如此的問題點(diǎn)而成者，其目的在于在使用可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)的冷媒回路中冷卻利用一側(cè)回路的熱媒的冷凍裝置中，即使于壓縮機(jī)的容量控制范圍外亦可調(diào)整冷卻能力，較以前的冷凍裝置可在更廣范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整。
(為解決課題的方法) 本發(fā)明所述的解決方法為如下。
具體的是，第一解決方法，是以一種冷凍裝置作為前提，該冷凍裝置是具備依次連接有可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)(11)、冷凝器(12)、膨脹機(jī)構(gòu)(13)以及蒸發(fā)器(14)的冷媒回路(10)，并且上述蒸發(fā)器(14)連接于熱媒循環(huán)的利用一側(cè)回路(20)。
并且，第一解決方法的冷凍裝置，其特征在于具備有能力抑制機(jī)構(gòu)(17)，其抑制上述蒸發(fā)器(14)的冷卻能力，并且相應(yīng)利用一側(cè)回路(20)的冷卻負(fù)荷的變動(dòng)狀態(tài)調(diào)節(jié)冷卻能力抑制量。
于上述解決方法中，冷媒回路(10)內(nèi)冷媒依次流經(jīng)壓縮機(jī)(11)、冷凝器(12)、膨脹機(jī)構(gòu)(13)以及蒸發(fā)器(14)，因此實(shí)施蒸氣壓縮式冷凍循環(huán)。此時(shí)，于蒸發(fā)器(14)中，冷媒自利用一側(cè)回路(20)的熱媒吸熱而冷卻該熱媒。于該發(fā)明中，因可改變壓縮機(jī)(11)的運(yùn)轉(zhuǎn)容量，因此可調(diào)整冷媒回路(10)中的冷媒的循環(huán)量而控制熱媒溫度。
進(jìn)而，于該解決方法中，例如即使固定壓縮機(jī)(11)容量的狀態(tài)下，亦可根據(jù)能力抑制機(jī)構(gòu)(17)調(diào)節(jié)蒸發(fā)器(14)中的冷卻能力抑制量，可調(diào)節(jié)蒸發(fā)器(14)中發(fā)揮的冷卻能力。即，能力抑制機(jī)構(gòu)(17)根據(jù)壓縮機(jī)(11)的特定容量，抑制蒸發(fā)器(14)中應(yīng)發(fā)揮的冷卻能力的一部分，并且相應(yīng)利用一側(cè)回路(20)的冷卻負(fù)荷增減其抑制量。因此，可于不涉及壓縮機(jī)(11)容量控制的范圍為止調(diào)整冷卻能力。
又，第二解決方法，是以一種冷凍裝置作為前提，該冷凍裝置是具備依次連接有可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)(11)、冷凝器(12)、膨脹機(jī)構(gòu)(13)以及蒸發(fā)器(14)的冷媒回路(10)，并且上述蒸發(fā)器(14)連接于熱媒循環(huán)的利用一側(cè)回路(20)。
并且，第二解決方法的冷凍裝置，其特征在于具備有上述壓縮機(jī)(11)噴出的冷媒至少繞過上述冷凝器(12)以及膨脹機(jī)構(gòu)(13)流動(dòng)的熱氣旁通回路(15)，于該熱氣旁通回路(15)設(shè)置有流量調(diào)整閥(16)。
于上述解決方法中，冷媒回路(10)內(nèi)冷媒依次流經(jīng)壓縮機(jī)(11)、冷凝器(12)、膨脹機(jī)構(gòu)(13)以及蒸發(fā)器(14)，因此實(shí)施蒸氣壓縮式冷凍循環(huán)。此時(shí)，于蒸發(fā)器(14)中，冷媒自利用一側(cè)回路(20)的熱媒吸熱而冷卻該熱媒。于該解決方法中，因可改變壓縮機(jī)(11)的運(yùn)轉(zhuǎn)容量，因此可調(diào)整冷媒回路(10)中的冷媒的循環(huán)量而控制熱媒溫度，并且亦可根據(jù)調(diào)整熱氣旁通回路(15)的流量調(diào)整閥(16)的開度，而調(diào)整冷媒回路(10)的流量。例如，于以特定容量固定壓縮機(jī)(11)的情形時(shí)，若調(diào)整流量調(diào)整閥(16)的開度而增減熱氣旁通回路(15)的流量，則可控制增減蒸發(fā)器(14)的冷卻能力。又，于將壓縮機(jī)(11)設(shè)為最小容量時(shí)，若加大流量調(diào)整閥(16)的開度而增加熱氣旁通回路(15)的流量，則可控制進(jìn)一步降低蒸發(fā)器(14)的冷卻能力。因此，可于不涉及壓縮機(jī)(11)的容量控制的范圍為止調(diào)整冷卻能力。
又，第三解決方法，其特征在于于上述第一解決方法中，能力抑制機(jī)構(gòu)(17)具備熱氣旁通回路(15)，該熱氣旁通回路(15)是壓縮機(jī)(11)噴出的冷媒至少繞過冷凝器(12)以及膨脹機(jī)構(gòu)(13)流動(dòng)而抑制蒸發(fā)器(14)的冷卻能力；于該熱氣旁通回路(15)設(shè)置有流量調(diào)整閥(16)。
并且，上述流量調(diào)整閥(16)的特征在于若增加利用一側(cè)回路(20)的冷卻負(fù)荷，則以減少流量減少冷卻能力抑制量的方式加以調(diào)整，若減少利用一側(cè)回路(20)的冷卻負(fù)荷，則以增加流量增加冷卻能力的控制量的方式加以調(diào)整。
于上述解決方法中，根據(jù)調(diào)整流量調(diào)整閥(16)的開度，可調(diào)節(jié)蒸發(fā)器(14)中的冷卻能力抑制量。即，即使于以特定容量固定壓縮機(jī)(11)的狀態(tài)下，增加冷卻負(fù)荷的情形時(shí)，亦可減少冷卻能力抑制量增加所發(fā)揮的冷卻能力，于減少冷卻負(fù)荷的情形時(shí)，亦可增加冷卻能力抑制量減少所發(fā)揮的冷卻能力。
又，第四解決方法，其特征在于于上述第二或第三解決方法中，熱氣旁通回路(15)的出口一側(cè)連接于蒸發(fā)器(14)的入口一側(cè)。
于上述解決方法中，自壓縮機(jī)(11)噴出的冷媒，其一部分依次流經(jīng)冷凝器(12)、膨脹機(jī)構(gòu)(13)以及蒸發(fā)器(14)再次吸入至壓縮機(jī)(11)，另一部分未流經(jīng)冷凝器(12)以及膨脹機(jī)構(gòu)(13)，僅通過蒸發(fā)器(14)吸入至壓縮機(jī)(11)。即，于本發(fā)明中，根據(jù)調(diào)整流量調(diào)整閥(16)的開度，從而增減流經(jīng)蒸發(fā)器(14)的冷媒焓，調(diào)節(jié)蒸發(fā)器(14)中的冷卻能力抑制量。
又，第五解決方法，其特征在于于上述第二或第三解決方法中，熱氣旁通回路(15)的出口一側(cè)連接于壓縮機(jī)(11)的吸入一側(cè)。
于上述解決方法中，自壓縮機(jī)(11)噴出的冷媒，其一部分依次流經(jīng)冷凝器(12)、膨脹機(jī)構(gòu)(13)以及蒸發(fā)器(14)再次吸入至壓縮機(jī)(11)，另一部分未流經(jīng)冷凝器(12)、膨脹機(jī)構(gòu)(13)以及蒸發(fā)器(14)而吸入至壓縮機(jī)(11)。即，于本發(fā)明中，根據(jù)調(diào)整流量調(diào)整閥(16)的開度，從而增減流經(jīng)蒸發(fā)器(14)的冷媒流量，調(diào)節(jié)蒸發(fā)器(14)中的冷卻能力抑制量。
又，第六解決方法，其特征在于于上述第二或第三解決方法中，冷媒回路(10)的膨脹機(jī)構(gòu)(13)是可控制開度的膨脹閥(13)。
于上述解決方法中，因根據(jù)改變壓縮機(jī)(11)的運(yùn)轉(zhuǎn)容量且調(diào)整熱氣旁通回路(15)的流量調(diào)整閥(16)，進(jìn)而調(diào)整冷媒回路(10)的膨脹閥(13)的開度，可準(zhǔn)確控制蒸發(fā)器(14)的冷卻能力，因此可更準(zhǔn)確調(diào)整利用一側(cè)回路(20)的熱媒溫度。
又，第七解決方法，其特征在于于上述第二或第三解決方法中，于利用一側(cè)回路(20)的冷卻負(fù)荷比較大的高負(fù)荷區(qū)域內(nèi)，關(guān)閉熱氣旁通回路(15)的流量調(diào)整閥(16)，于該冷卻負(fù)荷小于高負(fù)荷區(qū)域的低負(fù)荷區(qū)域內(nèi)，開啟熱氣旁通回路(15)的流量調(diào)整閥(16)。
于上述解決方法中，根據(jù)于低負(fù)荷區(qū)域內(nèi)增加熱氣旁通回路(15)的流量調(diào)整閥(16)的開度，可簡(jiǎn)單降低蒸發(fā)器(14)的冷卻能力。
又，第八解決方法，其特征在于上述壓縮機(jī)(11)包含實(shí)施根據(jù)轉(zhuǎn)換器的容量控制的轉(zhuǎn)換器壓縮機(jī)(11)，并且上述膨脹機(jī)構(gòu)(13)包含可控制開度的膨脹閥(13)；進(jìn)而具備熱氣旁通回路(15)，其以上述壓縮機(jī)(11)噴出的冷媒繞過上述冷凝器(12)以及膨脹機(jī)構(gòu)(13)流經(jīng)的方式連接于蒸發(fā)器(14)的入口一側(cè)，于該熱氣旁通回路(15)設(shè)置有流量調(diào)整閥(16)；利用一側(cè)回路(20)是將冷卻工作機(jī)械主軸的冷卻油作為熱媒的回路。
于上述解決方法中，根據(jù)轉(zhuǎn)換器控制壓縮機(jī)(11)的運(yùn)轉(zhuǎn)容量，并且控制熱氣旁通回路(15)的流量調(diào)整閥(16)，因此與僅控制壓縮機(jī)(11)的運(yùn)轉(zhuǎn)容量的情形相比，可更廣范圍內(nèi)控制冷卻能力。又，進(jìn)一步控制冷媒回路(10)的膨脹閥(13)的開度，因此可將工作機(jī)械的冷卻油控制為正確溫度。
-發(fā)明的效果-因此，根據(jù)第一解決方法，可改變壓縮機(jī)(11)的運(yùn)轉(zhuǎn)容量調(diào)節(jié)蒸發(fā)器(14)的冷卻能力，并且抑制蒸發(fā)器(14)中的冷卻能力且相應(yīng)冷卻負(fù)荷的變動(dòng)調(diào)節(jié)其抑制量，即使于固定壓縮機(jī)(11)容量的狀態(tài)下，亦可調(diào)節(jié)蒸發(fā)器(14)的冷卻能力。因此，可于不涉及壓縮機(jī)(11)的容量控制的范圍為止控制冷卻能力，可與以前的相比更廣范圍內(nèi)調(diào)整冷卻能力。
又，根據(jù)第二或第三解決方法，根據(jù)改變壓縮機(jī)(11)的運(yùn)轉(zhuǎn)容量，可調(diào)整冷媒回路(10)中的冷媒循環(huán)量而控制熱媒溫度，并且亦可根據(jù)調(diào)整熱氣旁通回路(15)的流量調(diào)整閥(16)的開度，調(diào)整冷媒回路(10)的冷媒流量。并且，例如于將壓縮機(jī)(11)設(shè)為最小容量時(shí)，若開啟熱氣旁通回路(15)增加該熱氣旁通回路(15)的流量，則可控制進(jìn)一步降低蒸發(fā)器(14)的冷卻能力，因此與以前的相比更廣范圍內(nèi)調(diào)整冷卻能力。
又，因熱氣旁通回路(15)并非僅限于壓縮機(jī)(11)的最小容量時(shí)使用，亦可自壓縮機(jī)(11)的最大容量至最小容量為止以任意運(yùn)轉(zhuǎn)容量使用，因此控制冷媒回路的自由度增加。
又，當(dāng)使用熱氣旁通回路(15)時(shí)，即使將壓縮機(jī)(11)的能力減小至最小容量，亦不會(huì)過度成為低溫低壓，因此可提高壓縮機(jī)的可靠性，且亦可于熱媒為水的情形時(shí)防止凍結(jié)。
又，于由轉(zhuǎn)換器控制壓縮機(jī)(11)的頻率的情形時(shí)，與控制其頻率相比控制流量調(diào)整閥(16)時(shí)，反應(yīng)較為迅速且可迅速增減蒸發(fā)器(14)的冷卻能力。因此，可特別提高對(duì)于冷卻負(fù)荷急速變動(dòng)的冷卻能力的追隨性。其結(jié)果，可穩(wěn)定控制利用一側(cè)回路(20)的熱媒溫度。
又，根據(jù)第四解決方法，根據(jù)將熱氣旁通回路(15)的出口一側(cè)連接于蒸發(fā)器(14)的入口一側(cè)，可于不涉及壓縮機(jī)(11)的容量控制的范圍為止調(diào)整冷卻能力，并且可迅速加以調(diào)整。因此，與以前的相比，可實(shí)現(xiàn)更廣范圍內(nèi)且反應(yīng)較高的冷卻能力的控制。
又，根據(jù)第五解決方法，根據(jù)將熱氣旁通回路(15)的出口一側(cè)連接于壓縮機(jī)(11)的吸入一側(cè)，可于不涉及壓縮機(jī)(11)的容量控制的范圍為止調(diào)整冷卻能力，且可迅速加以調(diào)整。因此，與以前的相比，可實(shí)現(xiàn)更廣范圍內(nèi)且反應(yīng)較高的冷卻能力的控制。
又，根據(jù)第六解決方法，因?qū)⒗涿交芈?10)的膨脹機(jī)構(gòu)(13)設(shè)為可控制開度的膨脹閥(13)，因此可改變壓縮機(jī)(11)的運(yùn)轉(zhuǎn)容量且可調(diào)整熱氣旁通回路(15)的流量調(diào)整閥(16)，進(jìn)而可調(diào)整冷媒回路(10)的膨脹閥(13)的開度。因此，因可準(zhǔn)確控制蒸發(fā)器(14)的冷卻能力，所以可更準(zhǔn)確調(diào)整利用一側(cè)回路(20)的熱媒溫度。
又，根據(jù)第七解決方法，于高負(fù)荷區(qū)域內(nèi)未開啟熱氣旁通回路(15)的流量調(diào)整閥(16)，僅于低負(fù)荷區(qū)域內(nèi)開啟該流量調(diào)整閥(16)，因此可實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)器(14)的能力控制的簡(jiǎn)單化。又，因通常于以大容量使用可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)(11)的高負(fù)荷區(qū)域內(nèi)未開啟熱氣旁通回路(15)，因此亦不會(huì)浪費(fèi)壓縮機(jī)的動(dòng)力。
又，根據(jù)第八解決方法，因冷媒回路(10)的壓縮機(jī)(11)包含轉(zhuǎn)換器壓縮機(jī)(11)，且膨脹機(jī)構(gòu)(13)包含可控制開度的膨脹閥(13)，進(jìn)而設(shè)置有具有流量調(diào)整閥(16)的熱氣旁通回路(15)，所以可于廣范圍內(nèi)準(zhǔn)確控制蒸發(fā)器(14)的冷卻能力。


圖1，是實(shí)施形態(tài)1的冷凍裝置的冷媒回路圖。
圖2，是表示轉(zhuǎn)換器壓縮機(jī)與流量調(diào)整閥的控制狀態(tài)的圖表。
圖3，是表示對(duì)于負(fù)荷變動(dòng)的轉(zhuǎn)換器壓縮機(jī)以及流量調(diào)整閥的控制的特性圖。
圖4，是表示壓縮機(jī)的頻率與能力的關(guān)是的圖表。
圖5，是實(shí)施形態(tài)2的冷凍裝置的冷媒回路圖。
圖6，是表示實(shí)施形態(tài)3的對(duì)于負(fù)荷變動(dòng)的轉(zhuǎn)換器壓縮機(jī)以及流量調(diào)整閥的控制的特性圖。
圖7，是其他實(shí)施形態(tài)的冷凍裝置的冷媒回路圖。
圖8，是其他實(shí)施形態(tài)的冷凍裝置的冷媒回路圖。
圖9，是其他實(shí)施形態(tài)的冷凍裝置的冷媒回路圖。
圖10，是其他實(shí)施形態(tài)的冷凍裝置的冷媒回路圖。
圖11，是其他實(shí)施形態(tài)的冷凍裝置的冷媒回路圖。
圖12，是其他實(shí)施形態(tài)的冷凍裝置的冷媒回路圖。
(符號(hào)說明) 1冷凍裝置10 冷媒回路11 轉(zhuǎn)換器壓縮機(jī)(可變?nèi)萘繅嚎s機(jī))12 冷凝器13 電動(dòng)膨脹閥(膨脹機(jī)構(gòu))14 蒸發(fā)器15 熱氣旁通回路16 流量調(diào)整閥(電動(dòng)閥)17 能力抑制機(jī)構(gòu)20 冷卻油回路(利用一側(cè)回路)21 工作機(jī)械(主軸)
具體實(shí)施例方式以下，就本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)，根據(jù)圖式加以詳細(xì)說明。
《發(fā)明的實(shí)施形態(tài)1》如圖1所示，本實(shí)施形態(tài)1的冷凍裝置(1)具備有冷媒回路(10)，該冷媒回路(10)連接于作為將用以冷卻工作機(jī)械的旋轉(zhuǎn)部分、即主軸(21)的冷卻油作為熱媒循環(huán)的利用一側(cè)回路的冷卻油回路(20)，且將該冷卻油冷卻至特定溫度。該冷媒回路(10)，其是根據(jù)依次連接可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)(11)、冷凝器(12)、膨脹機(jī)構(gòu)(13)以及蒸發(fā)器(14)構(gòu)成的閉回路，上述冷卻油回路(20)連接于上述蒸發(fā)器(14)。
上述壓縮機(jī)(11)，其包含可根據(jù)轉(zhuǎn)換器控制電動(dòng)機(jī)而控制運(yùn)轉(zhuǎn)容量的轉(zhuǎn)換器壓縮機(jī)(11)。又，上述膨脹機(jī)構(gòu)(13)包含可連續(xù)控制開度的電動(dòng)膨脹閥(13)。
于上述冷媒回路(10)設(shè)置有熱氣旁通回路(15)。該熱氣旁通回路(15)，其是壓縮機(jī)(11)噴出的冷媒繞過冷凝器(12)以及電動(dòng)膨脹閥(13)流動(dòng)的回路。于該實(shí)施形態(tài)1中，該熱氣旁通回路(15)的出口一側(cè)連接于蒸發(fā)器(14)的入口一側(cè)。又，于該熱氣旁通回路(15)途中，設(shè)置有一個(gè)可連續(xù)改變開度的電動(dòng)閥作為流量調(diào)整閥(16)。并且，上述熱氣旁通回路(15)以及流量調(diào)整閥(16)構(gòu)成調(diào)節(jié)蒸發(fā)器(14)中的冷卻能力抑制量的能力抑制機(jī)構(gòu)(17)。
如圖2(b)所示，該冷凍裝置(1)的構(gòu)成為如下上述熱氣旁通回路(15)的流量調(diào)整閥(16)(圖中，揭示為「HG閥」。)，將其于冷卻油回路(20)的冷卻負(fù)荷比較大的高負(fù)荷區(qū)域內(nèi)關(guān)閉，另一方面于該冷卻負(fù)荷小于高負(fù)荷區(qū)域的低負(fù)荷區(qū)域內(nèi)調(diào)節(jié)其開度。又，如圖2(a)所示，關(guān)于轉(zhuǎn)換器壓縮機(jī)(11)，僅于高負(fù)荷區(qū)域內(nèi)實(shí)施容量控制而于低負(fù)荷區(qū)域內(nèi)不實(shí)施容量控制。根據(jù)實(shí)施上述控制，如圖2(c)所示，可對(duì)于負(fù)荷的變動(dòng)無階段連續(xù)改變冷卻能力。
即，上述能力抑制機(jī)構(gòu)(17)的構(gòu)成為如下于低負(fù)荷區(qū)域內(nèi)，增加其冷卻負(fù)荷的情形時(shí)，減小流量調(diào)整閥(16)的開度而減少冷卻能力抑制量，相反減少冷卻負(fù)荷的情形時(shí)，增加流量調(diào)整閥(16)的開度而增加冷卻能力抑制量。總而言的，上述能力抑制機(jī)構(gòu)(17)是根據(jù)調(diào)節(jié)熱氣旁通回路(15)的流量，增減流經(jīng)蒸發(fā)器(14)的冷媒焓調(diào)節(jié)冷卻能力抑制量。
-運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)作-其次，就該冷凍裝置(1)的運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)作加以說明。
于上述冷媒回路(10)中，自壓縮機(jī)(11)噴出的高溫高壓氣體冷媒流經(jīng)冷凝器(12)時(shí)，與空氣進(jìn)行熱交換從而冷凝、液化。該液體冷媒是于電動(dòng)膨脹閥(13)中膨脹，成為低壓的氣液二態(tài)冷媒。并且，該氣液二態(tài)冷媒流經(jīng)蒸發(fā)器(14)時(shí)，自冷卻油回路(20)的冷卻油吸熱從而進(jìn)行氣化，并且此時(shí)上述冷卻油冷卻至特定溫度。上述蒸發(fā)器(14)中氣化的冷媒返回壓縮機(jī)(11)，依次重復(fù)上述壓縮、冷凝、膨脹、蒸發(fā)的各步驟。
于本實(shí)施形態(tài)中，如圖2所示，于高負(fù)荷區(qū)域內(nèi)將熱氣旁通回路(15)的流量調(diào)整閥(16)設(shè)為「關(guān)閉」的狀態(tài)下控制轉(zhuǎn)換器的頻率，因此調(diào)整蒸發(fā)器(14)的冷卻能力。即，于該高負(fù)荷區(qū)域內(nèi)，根據(jù)能力抑制機(jī)構(gòu)(17)的冷卻能力抑制量為零。
另一方面，于負(fù)荷小于高負(fù)荷區(qū)域的低負(fù)荷區(qū)域內(nèi)，例如將轉(zhuǎn)換器的頻率固定為最小頻率的狀態(tài)下控制熱氣旁通回路(15)的流量調(diào)整閥(16)的開度，因此調(diào)整蒸發(fā)器(14)的冷卻能力。如此，于本實(shí)施形態(tài)中，于低負(fù)荷側(cè)僅調(diào)整流量調(diào)整閥(16)而于高負(fù)荷側(cè)僅調(diào)整轉(zhuǎn)換器的頻率，因此可連續(xù)改變能力。即，可于上述壓縮機(jī)(11)的容量控制未及的低能力范圍為止，調(diào)節(jié)蒸發(fā)器(14)的冷卻能力。
其次，于控制上述低負(fù)荷區(qū)域的流量調(diào)整閥(16)的開度范圍內(nèi)，例如如圖3所示，就急速增加冷卻負(fù)荷的情形(參照?qǐng)D3(A))加以說明。再有，增加該冷卻負(fù)荷不會(huì)涉及高負(fù)荷區(qū)域。
于該情形時(shí)，將轉(zhuǎn)換器頻率固定為最小頻率(參照?qǐng)D3(b))，直接減小流量調(diào)整閥(16)的開度(參照?qǐng)D3(c))。即，減少上述熱氣旁通回路(15)的流量，減少蒸發(fā)器(14)中的冷卻能力抑制量。因此，迅速增加蒸發(fā)器(14)中發(fā)揮的冷卻能力(參照?qǐng)D3(d))。因此，可穩(wěn)定控制冷卻油的溫度(參照?qǐng)D3(e))。又，雖然無圖示，但于急速減少冷卻負(fù)荷的情形時(shí)，迅速減少蒸發(fā)器(14)中發(fā)揮的冷卻能力，與上述相同地穩(wěn)定控制冷卻油的溫度。即，于本實(shí)施形態(tài)中，與轉(zhuǎn)換器壓縮機(jī)(11)的容量控制相比，提高對(duì)于冷卻負(fù)荷的急速變動(dòng)的能力控制的反應(yīng)。于控制轉(zhuǎn)換器頻率時(shí)，因考慮到保護(hù)壓縮機(jī)方面限制頻率的變化速度，因此階段性改變?nèi)萘?。因此，?dǎo)致蒸發(fā)器(14)的冷卻能力的追隨較為緩慢。然而，于本實(shí)施形態(tài)中，可迅速改變冷卻能力。
再有，于本實(shí)施形態(tài)中，雖然可于低負(fù)荷區(qū)域內(nèi)以及將轉(zhuǎn)換器頻率固定為最小頻率的狀態(tài)下，控制流量調(diào)整閥(16)的開度，但亦可于例如高負(fù)荷區(qū)域內(nèi)以及將轉(zhuǎn)換器頻率固定為最大頻率的狀態(tài)下，控制流量調(diào)整閥(16)的開度。于該情形時(shí)，亦可不涉及壓縮機(jī)(11)的容量控制的范圍為止調(diào)整冷卻能力，并且提高對(duì)于負(fù)荷的急速變動(dòng)的冷卻能力的反應(yīng)。
-實(shí)施形態(tài)1的效果-以前的，僅可于轉(zhuǎn)換器壓縮機(jī)(11)的容量可變范圍內(nèi)控制蒸發(fā)器(14)的冷卻能力，對(duì)此于本實(shí)施形態(tài)1中，如圖4(a)所示，根據(jù)將轉(zhuǎn)換器頻率設(shè)定為下限值，從而將壓縮機(jī)(11)的運(yùn)轉(zhuǎn)容量設(shè)為最小的狀態(tài)下開啟熱氣旁通回路(15)，根據(jù)增加該熱氣旁通回路(15)的流量，可控制進(jìn)一步降低蒸發(fā)器(15)的冷卻能力。因此，與僅使用轉(zhuǎn)換器壓縮機(jī)(11)的以前的的冷凍裝置(1)相比，可進(jìn)一步降低蒸發(fā)器(14)中的冷卻能力的下限值，擴(kuò)大可控制范圍。
又，為控制轉(zhuǎn)換器壓縮機(jī)(11)的運(yùn)轉(zhuǎn)容量且控制進(jìn)一步降低冷卻能力，即使控制熱氣旁通回路(15)的流量調(diào)整閥(16)，亦可控制冷媒回路(10)的電動(dòng)膨脹閥(13)，但控制流量調(diào)整閥(16)時(shí)的分解能高于控制電動(dòng)膨脹閥(13)時(shí)，且可準(zhǔn)確控制。
再有，于上述實(shí)施形態(tài)中，雖然僅于壓縮機(jī)(11)的運(yùn)轉(zhuǎn)容量為最小容量時(shí)，可控制熱氣旁通回路(15)的流量調(diào)整閥(16)，但亦可于轉(zhuǎn)換器頻率的全部區(qū)域內(nèi)控制流量調(diào)整閥(16)，如此可于圖4(b)中以斜線表示的范圍內(nèi)控制冷卻能力。
于該情形時(shí)，與控制轉(zhuǎn)換器壓縮機(jī)(11)的頻率相比，控制流量調(diào)整閥(16)的反應(yīng)較快，可迅速增減蒸發(fā)器(14)的冷卻能力。因此，對(duì)于特別急速的冷卻負(fù)荷的變動(dòng)，亦可迅速且準(zhǔn)確控制，可穩(wěn)定控制冷卻油的溫度。即，于本實(shí)施形態(tài)1中，因抑制蒸發(fā)器(14)中應(yīng)發(fā)揮的冷卻能力調(diào)節(jié)其抑制量，因此可迅速改變冷卻能力。但是，控制轉(zhuǎn)換器壓縮機(jī)(11)時(shí)，提高能量效率。
又，因當(dāng)同時(shí)控制轉(zhuǎn)換器壓縮機(jī)(11)的頻率、熱氣旁通回路(15)的流量調(diào)整閥(16)與冷媒回路(10)的電動(dòng)膨脹閥(13)三者時(shí)，擴(kuò)大根據(jù)熱氣旁通回路(15)的對(duì)應(yīng)能力寬度，因此提高控制的反應(yīng)。進(jìn)而，若如此，則如圖4(c)所示可自其頻率的最大冷卻能力至零能力以下(加熱)為止控制能力。
《發(fā)明的實(shí)施形態(tài)2》本實(shí)施形態(tài)2的冷凍裝置(1)，其是改變實(shí)施形態(tài)1的能力抑制機(jī)構(gòu)(17)的熱氣旁通回路(15)的構(gòu)成的例。
如圖5所示，該實(shí)施形態(tài)2的熱氣旁通回路(15)，其出口一側(cè)連接于壓縮機(jī)(11)的吸入一側(cè)，上述壓縮機(jī)(11)噴出的冷媒繞過上述冷凝器(12)、膨脹機(jī)構(gòu)(13)以及蒸發(fā)器(14)流動(dòng)。又，于該熱氣旁通回路(15)途中，與上述實(shí)施形態(tài)1相同設(shè)置有一個(gè)可連續(xù)調(diào)整開度的電動(dòng)閥作為流量調(diào)整閥(16)。即，上述能力抑制機(jī)構(gòu)(17)是根據(jù)調(diào)節(jié)熱氣旁通回路(15)的流量，從而增減流經(jīng)蒸發(fā)器(14)的冷媒流量調(diào)節(jié)冷卻能力抑制量。
于該實(shí)施形態(tài)2中，可將上述熱氣旁通回路(15)的流量調(diào)整閥(16)，于冷卻油回路(20)的冷卻負(fù)荷比較大的高負(fù)荷區(qū)域內(nèi)關(guān)閉，另一方面于該冷卻負(fù)荷小于高負(fù)荷區(qū)域的低負(fù)荷區(qū)域內(nèi)開啟。
其次，就該冷凍裝置(1)的運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)作加以說明。
于上述冷媒回路(10)中，自壓縮機(jī)(11)噴出的高溫高壓氣體冷媒流經(jīng)冷凝器(12)時(shí)，與空氣進(jìn)行熱交換從而冷凝、液化。該液體冷媒是于電動(dòng)膨脹閥(13)中膨脹，成為低壓的氣液二態(tài)冷媒。并且，該氣液二態(tài)冷媒流經(jīng)蒸發(fā)器(14)時(shí)，自冷卻油回路(20)的冷卻油吸熱從而進(jìn)行氣化，并且此時(shí)上述冷卻油冷卻至特定溫度。蒸發(fā)器(14)中氣化的冷媒返回壓縮機(jī)(11)，依次重復(fù)上述壓縮、冷凝、膨脹、蒸發(fā)的各步驟。
于該實(shí)施形態(tài)2中，控制轉(zhuǎn)換器壓縮機(jī)(15)的容量、熱氣旁通回路(15)中的流量調(diào)整閥(16)的開度，同時(shí)進(jìn)而控制冷媒回路的電動(dòng)膨脹閥(13)的開度，因此可連續(xù)控制蒸發(fā)器(14)的冷卻能力。
于本實(shí)施形態(tài)中，根據(jù)于使用轉(zhuǎn)換器壓縮機(jī)(11)的冷媒回路設(shè)置熱氣旁通回路(15)，從而與僅使用轉(zhuǎn)換器壓縮機(jī)(11)的以前的的冷凍裝置(1)相比，可進(jìn)一步降低蒸發(fā)器(14)中的冷卻能力的下限值擴(kuò)大控制范圍，并且提高對(duì)于冷卻負(fù)荷的急速變動(dòng)的冷卻能力的反應(yīng)。其他構(gòu)成、作用以及效果與上述實(shí)施形態(tài)1相同。
《發(fā)明的實(shí)施形態(tài)3》本實(shí)施形態(tài)3的冷凍裝置(1)，其是改變實(shí)施形態(tài)1的能力抑制機(jī)構(gòu)(17)的控制方法的例。即，如圖6所示，本實(shí)施形態(tài)3中自工作機(jī)械側(cè)預(yù)先接收冷卻負(fù)荷的變動(dòng)信號(hào)。
具體的是，于本實(shí)施形態(tài)中，若冷卻負(fù)荷于例如增加的特定時(shí)間前接收增加的變動(dòng)信號(hào)，則將轉(zhuǎn)換器的頻率增加固定至例如最大頻率為止(參照?qǐng)D6(b))。此時(shí)，亦增加流量調(diào)整閥(16)的開度(參照?qǐng)D6(c))。并且，實(shí)際上增加冷卻負(fù)荷時(shí)(參照?qǐng)D6(a))，將轉(zhuǎn)換器固定為最大頻率后直接減小流量調(diào)整閥(16)的開度(參照?qǐng)D6(c))。接著，減少冷卻負(fù)荷時(shí)，再次增加流量調(diào)整閥(16)的開度而保持至特定時(shí)間經(jīng)過為止。經(jīng)過該特定時(shí)間為止，將轉(zhuǎn)換器固定為最大頻率。于該情形時(shí)，可迅速增加蒸發(fā)器(14)中發(fā)揮的冷卻能力(參照?qǐng)D6(d))，可穩(wěn)定控制冷卻油的溫度(參照?qǐng)D6(e))。再有，于減少冷卻負(fù)荷的情形時(shí)，預(yù)先將轉(zhuǎn)換器減少至特定頻率為止。
如此，于本實(shí)施形態(tài)中，因于冷卻負(fù)荷產(chǎn)生變動(dòng)的前相應(yīng)變動(dòng)狀態(tài)預(yù)先改變轉(zhuǎn)換器的頻率，因此不會(huì)無端浪費(fèi)冷卻能力，就可提高壓縮機(jī)(11)的能量效率。其他構(gòu)成、作用以及效果與實(shí)施形態(tài)1相同。
《其他實(shí)施形態(tài)》就上述各實(shí)施形態(tài)，亦可將本發(fā)明設(shè)為下述構(gòu)成。
例如，除于上述熱氣旁通回路(15)途中使用電動(dòng)閥作為流量調(diào)整閥(16)以外，亦可于如圖7以及圖8所示的熱氣旁通回路(15)的入口一側(cè)的連接點(diǎn)、或如圖9以及圖10所示的熱氣旁通回路(15)的出口一側(cè)的連接點(diǎn)的一處，設(shè)置有可調(diào)整流量的三方閥。
又，如圖11以及圖12所示，亦可于上述熱氣旁通回路(15)的流量調(diào)整閥(16)并列設(shè)置有例如三個(gè)電磁閥(16a、16b、16c)。于該情形時(shí)，根據(jù)開閉各電磁閥(16a、16b、16c)，可階段性增減熱氣旁通回路(15)的流量，調(diào)節(jié)冷卻能力抑制量。再有，電磁閥的數(shù)量并非限定于此，數(shù)量越多越可連續(xù)控制較近的流量。又，亦可并列設(shè)置有復(fù)數(shù)個(gè)串接電磁閥與毛細(xì)管者。
進(jìn)而，雖然于上述實(shí)施形態(tài)中，就利用一側(cè)回路(20)的熱媒為工作機(jī)械的冷卻油的情形加以說明，但熱媒亦可是放電加工的加工液(水或油)、移動(dòng)工作機(jī)械操作的機(jī)床的致動(dòng)器(線性馬達(dá)等)的冷卻液、雷射加工機(jī)的發(fā)振部的冷卻液或半導(dǎo)體的冷卻液等，直接或間接冷卻發(fā)熱體的各種液體。
-產(chǎn)業(yè)上的可利用性- 如上述說明，本發(fā)明是于下述冷凍裝置(1)較為有用具備依次連接有可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)(11)、冷凝器(12)、膨脹機(jī)構(gòu)(13)以及蒸發(fā)器(14)的冷媒回路(10)，上述蒸發(fā)器(14)連接于熱媒循環(huán)的利用一側(cè)回路。
權(quán)利要求
1.一種冷凍裝置，包括依次連接有可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)(11)、冷凝器(12)、膨脹機(jī)構(gòu)(13)以及蒸發(fā)器(14)的冷媒回路(10)，上述蒸發(fā)器(14)連接于熱媒循環(huán)的利用一側(cè)回路(20)，其特征在于包括能力抑制機(jī)構(gòu)(17)，可抑制上述蒸發(fā)器(14)的冷卻能力，相應(yīng)利用一側(cè)回路(20)的冷卻負(fù)荷的變動(dòng)狀態(tài)調(diào)節(jié)冷卻能力抑制量。
2.一種冷凍裝置，包括依次連接有可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)(11)、冷凝器(12)、膨脹機(jī)構(gòu)(13)以及蒸發(fā)器(14)的冷媒回路(10)，上述蒸發(fā)器(14)連接于熱媒循環(huán)的利用一側(cè)回路(20)，其特征在于包括熱氣旁通回路(15)，上述壓縮機(jī)(11)的噴出冷媒至少繞過上述冷凝器(12)以及膨脹機(jī)構(gòu)(13)而在熱氣旁通回路(15)中流動(dòng)，且于該熱氣旁通回路設(shè)置有流量調(diào)整閥(16)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷凍裝置，其特征在于能力抑制機(jī)構(gòu)(17)，包括壓縮機(jī)(11)的噴出冷媒至少繞過冷凝器(12)以及膨脹機(jī)構(gòu)(13)流動(dòng)而抑制蒸發(fā)器(14)的冷卻能力的熱氣旁通回路(15)，且于該熱氣旁通回路(15)設(shè)置有流量調(diào)整閥(16)，上述流量調(diào)整閥(16)，若利用一側(cè)回路(20)的冷卻負(fù)荷增加，以減少流量而減少冷卻能力抑制量的方式加以調(diào)整，若利用一側(cè)回路(20)的冷卻負(fù)荷減少，以增加流量而增加冷卻能力抑制量的方式加以調(diào)整。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的冷凍裝置，其特征在于熱氣旁通回路(15)的出口一側(cè)連接于蒸發(fā)器(14)的入口一側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的冷凍裝置，其特征在于熱氣旁通回路(15)的出口一側(cè)連接于壓縮機(jī)(11)的吸入一側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的冷凍裝置，其特征在于冷媒回路(10)的膨脹機(jī)構(gòu)(13)是可控制開度的膨脹閥(13)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的冷凍裝置，其特征在于于利用一側(cè)回路(20)的冷卻負(fù)荷比較大的高負(fù)荷區(qū)域，熱氣旁通回路(15)的流量調(diào)整閥(16)關(guān)閉，于該冷卻負(fù)荷小于高負(fù)荷區(qū)域的低負(fù)荷區(qū)域，熱氣旁通回路(15)的流量調(diào)整閥(16)開啟。
8.一種冷凍裝置，包括依次連接有可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)(11)、冷凝器(12)、膨脹機(jī)構(gòu)(13)以及蒸發(fā)器(14)的冷媒回路(10)，上述蒸發(fā)器(14)連接于熱媒循環(huán)的利用一側(cè)回路(20)，其特征在于上述壓縮機(jī)(11)，是由根據(jù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行容量控制的轉(zhuǎn)換器壓縮機(jī)(11)構(gòu)成，且上述膨脹機(jī)構(gòu)(13)由可控制開度的膨脹閥(13)所構(gòu)成，包括熱氣旁通回路(15)，該熱氣旁通回路(15)以上述壓縮機(jī)(11)的噴出冷媒繞過上述冷凝器(12)以及膨脹機(jī)構(gòu)(13)而流動(dòng)的方式連接于蒸發(fā)器(14)的入口一側(cè)，且于該熱氣旁通回路(15)設(shè)置有流量調(diào)整閥(16)，利用一側(cè)回路(20)是將冷卻工作機(jī)械主軸的冷卻油作為熱媒的回路。
全文摘要
一種冷凍裝置，其設(shè)置有壓縮機(jī)(11)噴出的冷媒至少繞過冷凝器(12)以及膨脹閥(13)而流動(dòng)的熱氣旁通回路(15)，于該熱氣旁通回路(15)設(shè)置流量調(diào)整閥(16)。
文檔編號(hào)F25B1/00GK101044359SQ20058003604
公開日2007年9月26日 申請(qǐng)日期2005年10月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月29日
發(fā)明者寺田祐一, 鈴木克己, 山口貴弘, 笠原伸一, 米森強(qiáng) 申請(qǐng)人:大金工業(yè)株式會(huì)社