JP2002536619A

JP2002536619A - 液体注入による過熱除去の冷凍システム

Info

Publication number: JP2002536619A
Application number: JP2000597594A
Authority: JP
Inventors: ジェイゴール、クリストファー
Original assignee: ミッドウエストリサーチインスティチュート
Priority date: 1999-02-05
Filing date: 2000-02-04
Publication date: 2002-10-29
Also published as: AU749463B2; CA2362018A1; EP1157244A4; CA2362018C; EP1157244A1; US6185944B1; AU3997800A; WO2000046557A1

Abstract

(57)【要約】冷却システム１０は、コンプレッサ−ポンプユニット、および液体冷媒の圧力を増大させて過冷却することにより該冷却システムの効率を向上させる、凝縮器１８と膨張装置とのあいだの液体ポンプ２１を含む。液体ポンプ２１およびコンプレッサ２６は、単一の駆動装置２４によって駆動され、このように、ベルト駆動、エンジンまたは電動モータ４０のような駆動装置２４の単一の軸に連結されている。駆動装置は、分離して収容されてもよいが、好ましい実施の形態では、液体ポンプ２１、コンプレッサ２６および駆動装置２４（すなわち、電動モータ４０）が、単一の封止可能なハウジング３０内に収容され、該ハウジング３０は、液体ポンプ２１から排出された液体冷媒を過冷却するため、および駆動装置２４の作動温度を制御するためのポンプ２１および駆動装置２４の冷却通路を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】［技術分野］本発明は一般的には蒸気−圧縮冷凍システム、さらに詳しくは、液体ポンプを
利用して凝縮器と膨張装置とのあいだの液体冷媒の圧力を増大させる冷凍システ
ム、およびコンプレッサ排出マニホールドおよび出口の流れの過熱を減少させる
ための液体注入ラインを有する冷凍システムに関する。本発明はまた、冷凍シス
テムまたは回路のあらゆる部分に液体冷凍ポンプを利用する冷凍システムに関す
る。さらに、本発明は、液体-冷媒ポンプおよびコンプレッサが単一の、密封さ
れたハウジング内に包囲されて、これもまたハウジング内に包囲されてよい駆動
装置によって駆動される、共通軸に連結されたコンプレッサポンプユニットに関
する。

【０００２】［背景技術］米国およびその他の国では、冷凍システムは建物および自動車に冷房を提供す
るため、ならびに安全かつ廉価な食品保存および輸送ができるようにするために
重要となっている。冷凍システムの重要性および数は一層の工業化および都市化
とともに、また人口の増加が家屋、自動車、冷蔵庫、および同様の製品の需要を
増大させるにつれて、成長を続けている。冷凍システムの主目的は包囲されたス
ペースまたは媒体をより低い温度まで冷却し、そして吸収された熱を包囲された
スペースの外または他の媒体など、より温度の高い媒体内に排出させることであ
る。このタイプの冷却を達成するためには、アンモニアまたはハロカーボンのよ
うな冷媒に作用して、冷却されているスペースから吸収された熱をより高い温度
の空間内に「ポンプ」することが必要となる。

【０００３】この点で、最も広く用いられている冷凍システムは、コンプレッサが冷媒に仕
事をさせる、コンプレッサ駆動の（すなわち、蒸気−圧縮）冷凍システムである
。典型的な蒸気−圧縮冷凍システムでは、冷却は冷媒を以下の４つの基本的な構
成要素、すなわち蒸発器、コンプレッサ、凝縮器、および膨張装置または弁に通
すことによって達成される。作動中は、凝縮器からの高圧の液体冷媒が膨張装置
を通過し、膨張装置は液体冷媒の圧力および温度を低下させる。この低圧、低温
の液体冷媒は蒸発器を通って流れて、冷媒が蒸発器を通過するかまたはこれと熱
交換接触する空気または液体から熱を吸収する際にこれを蒸発させる。ついで、
ガス状の冷媒はコンプレッサによって蒸発器から引き出され、これは冷媒の圧力
、したがって冷媒の温度を上げることによって、ガス状の冷媒を凝縮器へポンプ
送りする。ガス状の冷媒は凝縮器を通過したかまたは凝縮器と熱交換接触をした
冷媒へ熱を与えるにつれて凝縮器内で液体に凝縮する。液体の冷媒はついで膨張
装置に流入して、そこで冷却サイクルは再び始まる。

【０００４】蒸気−圧縮冷凍サイクルの効率または性能の係数(ＣＯＰ)は、より低い温度エ
リアに吸収された熱のシステムに投入されている仕事の量に対する比として測定
することができる。これは、前記システムについては、コンプレッサを作動させ
るのに必要とするエネルギーの量となるものである。

【０００５】冷却を与える上には有効ではあるが、蒸気−圧縮冷凍システムについての継続
する懸念は、これらの冷凍システムを最初に購入し、維持し、また作動させる、
コストであった。操業コストのキーとなる要素はコンプレッサを作動または駆動
するためのエネルギーのコストである。エネルギーのコストは一般的に電気のコ
ストである。なぜならば、内燃機関、蒸気タービン、その他の駆動装置も用いら
れるが、コンプレッサは電気モータで駆動されることが多いからである。エネル
ギーのコストを制御または減少させるためには、冷凍システムの効率を維持し、
そして一層好ましくは、これを増進させて、より低いエネルギー投入レベルで、
すなわち、コンプレッサによって少ない仕事をさせて、所望の冷却量を得ること
が望ましい。冷凍システムの能率を増大させることによって、コンプレッサのよ
うな構成部品が、冷凍システムの構成部品が設計され選択されていた条件に一層
緊密に適合した条件および能力で作動されるので、維持費も改善される。これら
の冷凍システム、冷凍構成部品および高められた効率をもった冷凍システムを広
範囲に用いることは、各システムの操業および維持費を低減させる上に非常に望
ましく、また、極めて大きい世界的規模の操業上コストおよび維持費の節約にな
る（すなわち、エネルギーの節約）。

【０００６】冷凍システムの能率を高める方法の一つは、コンプレッサおよび他の構成部品
によって冷凍システムに投入された仕事の量を減少させる一方において、冷却レ
ベルまたは熱吸収レベルを維持することである。ハイジに付与された米国特許第
４，５９９，８７３号明細書は、凝縮器出口と膨張装置とのあいだの冷凍システ
ムに独立した液体ポンプを設置することによって、所要の濃縮圧力すなわち、コ
ンプレッサ出力圧を下げることによって、コンプレッサの仕事の低減を達成した
。液体ポンプは、凝縮器からの液体冷媒の圧力を増大させて、それによって液体
冷媒に一層多くの冷却能力を与える、すなわち、膨張装置に対して過冷却させた
液体冷媒を与えることによって、システムへ仕事を投入する。冷凍産業において
は、この概念は液体圧力増幅（ＬＰＡ）とみなされ、、そして、コンプレッサの
仕事投入が減って使用液の圧力増大のために低下することもある、濃縮圧力を与
えることになるので、限定された数の旧型改造の適用によって、大きなエネルギ
ー節減、増大した冷凍能力、および設備、たとえば、コンプレッサの使用寿命の
拡大が得られた。

【０００７】しかし、ハイジによって開示された液圧増幅の概念は、旧型改造または新規設
置をした自家用および産業用の冷凍システムに使用するために冷凍産業によって
広く受容されることはなかった。産業に受け入れられなかったのは、一部では、
蒸気−圧縮冷凍システムのコストを２倍にするかまたは少なくとも大きく上昇さ
せることがある、独立した液体ポンプの初期コストに少なくとも一部は起因して
いる。独立した液体ポンプの高いコストは、部分的には冷凍の漏れを防止するた
めに密閉できる耐久性のあるユニットが必要となることに起因する。ハイジは、
ポンプもモータもともに、モータの不調の場合に冷媒の流れが漏れを起こしたり
汚染をしたりするのを防止するために、ハウジングの中に別々に封止されて、モ
ータによって駆動されるポンプを有するデザインを開示している。この液圧増幅
のデザインはエネルギーコストを効果的に低減するのではあるが、空調および冷
凍産業は初期または設置コストについて非常に競争しており、現存の冷凍システ
ムおよび支持装置の顧客向け仕立て（customizing）を必要とすることが多く、
非主流の技術について懐疑的である。それゆえ、新規冷凍システムの適用のため
および現存の冷凍システムの旧型改造のために液圧増幅を広範に採択することは
、エネルギー節減の概念についてより低いコストの設定が行なわれるまでは多分
生じることはないであろう。

【０００８】冷凍システムを効率的に増大させる方向での他の努力は、凝縮器の効率を上げ
ることへ向けられている。凝縮器の機能は高圧、高温のガス状の冷媒をコンプレ
ッサから受けて、ガス状の冷媒を凝縮させ、そして液体の冷媒を出力することで
ある。一般的に、コンプレッサは過熱されている（superheated）ガス状の冷媒
を出力するか、または、いいかえれば、もし冷媒が飽和蒸気であればその特定の
ガス状の冷媒について期待されるであろうよりも一定の圧力においてより多くの
熱を含む、ガス状の冷媒を出力する。それゆえ、凝縮器の最初の部分、たとえば
最初の３０パーセントを利用してこの余分の熱を取り除かなければならない、す
なわち、冷媒を液体に凝縮するのに必要な熱を除去する前に、冷媒蒸気を過熱除
去（desuperheat）して一定の圧力で飽和蒸気を得るのである。補償するために
、大きなまたは過度の容量を有する凝縮器を用いて過熱された冷媒の蒸気を凝縮
し、それによって冷凍システムのコストが上昇することが多い。

【０００９】この非効率性を解決しようとして、ハイジに与えられた米国特許第５，６６４
，４２５号明細書は、液体圧力増幅(ＬＰＡ)を使用してはいるが、凝縮器の取入
れ口の前で冷媒蒸気の温度を下げるように設計した冷凍システムを開示している
。このシステムは独立した液体ポンプ排出ラインから液体冷媒を凝縮器の入口パ
イプへ転化させる分枝導管を含んでいる。より低い温度の液体冷媒は、冷媒の蒸
気が凝縮器に入る前に冷媒蒸気から熱を冷ますかまたは取り除くように作用する
。このようにして、凝縮器は、冷媒蒸気が過熱除去されるかまたはされずに飽和
する、より低い温度で冷媒蒸気を受け、そして、凝縮器の体積のより多くの部分
が冷媒蒸気を凝縮させるのに利用されるので、凝縮器の効率が増大する。

【００１０】しかし、ハイジによって開示されたバイパス導管システムは、蒸気−圧縮冷凍
システムの実行を制限したいくつかの制限事項をもっている。たとえば、このハ
イジのシステムは、現在使用中の特定の冷媒および凝縮器入口の温度および圧力
を含む、特定のシステムの作動パラメータの、広範かつしばしば高価な分析が完
了したのちの現存のシステムに設置するように設計されている。転化されるべき
液体冷媒の量はこのおよび他の特定のデータから計算される。転化された冷媒の
体積の制御は、バイパス導管の固定オリフィスおよび／または直径を選択するこ
とによって達成される。ハイジのバイパス導管システムは分析されそして改造さ
れたシステムの効率を増進させる潜在能力をもってはいるが、何百万もの現存の
冷凍システム用のバイパス導管の寸法決定は実用的ではなく、またシステムを高
い作動コストの冷凍システムに対してのみ適するようにするものであって、それ
に対する個別化された分析、設計、およびシステムの個別注文製作の高いコスト
は経済的に正当化されるものではない。さらに、固定サイズのバイパス導管は、
現存の、およびこれから作る、広範囲の戸外の温度および冷却負荷条件で作動す
る冷凍ユニットに望ましいようなシステム圧力および温度を変更することを受け
入れない。

【００１１】したがって、蒸気−圧縮冷凍システムの効率を高めようとする前述の努力にも
関わらず受け入れることができる初期コストで、かつ冷凍産業にとって受け入れ
できるような技術的設計で、すなわち、冷凍産業の主流として認められ、また典
型的な冷凍用途に直ちに有用となる技術で、コンプレッサおよび凝縮器のような
広範な種類の冷媒および装置を用いた冷凍システムの操作効率を向上させる冷凍
システム、方法、および装置の必要性がなお存在するのである。

【００１２】［発明の開示］したがって、改良された性能および効率を有する冷凍システムを提供すること
が本発明の全体的な目的である。

【００１３】本発明のより特定の目的は、凝縮器出口と膨張装置入口とのあいだに液体圧力
増幅ポンプを有する冷凍システムを提供することである。

【００１４】技術的に主流であって、かつ現存のおよび計画された冷凍システム設計で容易
に使用可能なものとして冷凍産業に受容できるデザインをもった液体圧力増幅ポ
ンプをつけた冷凍システムを提供することが、本発明の関連する目的である。

【００１５】改善された凝縮器効率をもった冷凍システムを提供することが、本発明の別の
特定の目的である。

【００１６】各冷媒のために改造なしに冷凍産業によって用いられる標準的な冷媒で操作で
きる改良された凝縮器効率をもった冷凍システムを提供することが、本発明の関
連する目的である。

【００１７】各作動状態のために改造なしに、変化するシステム圧力および外部温度を含め
て、広範囲の作動条件に対して作動可能である、改良された凝縮器効率をもった
冷凍システムを提供することが、本発明の追加の関連する目的である。

【００１８】本発明の追加の目的、利点、および新規な特徴は、以下の記述に部分的に示し
てあり、また、以下の記述および図面を調べれば当該技術に精通する者には明ら
かとなるであろう、または発明を実施することによって習得されよう。さらに、
目的および利点は添付の請求項にとくに指摘した方法によって、またその組み合
わせによって実現され、達成されよう。

【００１９】前記のおよび他の目的を達成するために、また本明細書に具体化し、かつ広範
囲に記述したように、本発明の目的にしたがって、冷凍システムは、冷媒がコン
プレッサ、凝縮器、膨張装置、および蒸発器を通って流れるようにした蒸気−圧
縮冷凍システムであって、これもまたコンプレッサを作動させるために利用され
る駆動装置の軸によって駆動される液体ポンプを含むものである。コンプレッサ
、液体ポンプ、および駆動装置は本発明のコンプレッサポンプユニットを形成す
る。コンプレッサと液体ポンプ用に一つだけの駆動装置を用いることは、一つだ
けの駆動装置、たとえば電気モータを設けて、流れる冷媒からシールする必要が
あるので、構成部品のコストを改善させる。運転中は、液体ポンプは凝縮器から
液体冷媒を受けて、より高い圧力で液体冷媒を排出し、それによって一定の周囲
条件、たとえば、コンプレッサ出口圧力の条件下でコンプレッサが行なわなけれ
ばならない仕事量を減らし、それゆえ、凝縮器の圧力も冷凍システムによって同
じ冷却を達成するためのものより低くなる。液体ポンプおよびコンプレッサは別
のハウジングに入れてもよく、または、より好ましくは、単一のハウジングの中
に半密封または密封して入れればよい。駆動装置は、コンプレッサおよび/また
は液体ポンプのハウジングの外部の軸の一部に連結された、ベルト駆動システム
または電気モータのような外部装置であってよい。または、駆動装置、すなわち
、電気モータ、液体ポンプ、およびコンプレッサは単一のハウジング内に入れて
もよい。

【００２０】単一ハウジングの設計は本発明の冷媒システムに追加の利点を与える。３つの
構成部品を以前の冷凍システムでは駆動装置だけ、すなわち電気モータとコンプ
レッサと、を含んでいたハウジングに収容するように、単一ハウジング設計は空
間上の要件を制御する。その上、単一ハウジングの設計は、一つのハウジングだ
けを設けて冷媒の漏洩に対してシールをすればよいので、システムコストを改善
する。さらに、単一ハウジングの設計は、ハウジング内を流れる冷媒の蒸気が有
用な冷却を与えるように形作ることができる。たとえば、ハウジングを、蒸発器
から受けた冷媒蒸気をポンプのケーシングおよび出口配管に接触してポンプ内の
より高い温度の液体冷媒を冷却させるようにしたポンプ冷却通路をもつように形
成すればよい。このようにして、液体冷媒はより低い温度および向上した冷却能
力で膨張装置へ排出されて、それによって冷凍システムの全体的な能力を向上さ
せることになる。さらに、ハウジングを、冷媒蒸気を駆動装置の外部上に向けて
駆動装置を冷却する、駆動装置冷却通路を含むように形成すればよい。それによ
って駆動装置の使用寿命が増大し、追加の冷却の構成部品または方法の必要性を
緩和する。

【００２１】前記およびその他の目的をさらに達成するために、本発明はさらに、コンプレ
ッサ、凝縮器、膨張装置、蒸発器、および凝縮器と膨張装置とのあいだに介在さ
せた、凝縮器から膨張装置へ送られた液体冷媒の圧力を増大させる液体ポンプ、
を含む液体注入過熱除去をもった蒸気−圧縮冷凍システムからなる。冷凍システ
ムはさらに、液体ポンプから排出された一定量の液体冷媒をコンプレッサ出口マ
ニフォルドへ向けるか、またはコンプレッサハウジング内の排出通路へ向けて、
コンプレッサから排出されたより高い温度の冷媒蒸気を冷却するかまたは過熱除
去して飽和点になるようにし、それによって、冷媒蒸気を凝縮させるまでに凝縮
器が除去することを必要とする過熱の量を減少させることによって凝縮器の効率
を向上させるようにした。さらに、この方法で、クーラー冷媒はコンプレッサハ
ウジングから排出されて、ファンおよび水ジャケット、コンプレッサハウジング
およびコンプレッサ排出弁、およびコンプレッサシリンダーヘッドなどの外部冷
却装置の必要性を減少させる。液体ポンプの出口は冷凍システムでは最も圧力の
高い点であるから、液体注入装置は液体冷媒のコンプレッサ排出通路への流れを
計るように選択された直径を有する液体注入パイプ部分または導管だけを含めば
よい。この簡単なデザインは、液体ポンプおよびコンプレッサが単一のハウジン
グ内に封入されているコンプレッサポンプユニットで用いるのが好ましい。この
実施態様では、液体注入ポンプは取入れ口をハウジング内の液体ポンプ排出口ま
たはラインに、また取出し口をハウジング内のコンプレッサ排出マニホルドまた
は排出通路にもっている。

【００２２】種々の冷媒の使用および操作条件の変更を許容するために、液体注入アセンブ
リはさらに液体冷媒のコンプレッサ排出通路内への流れを計測する制御弁を含ん
でもよい。制御弁はマイクロプロセッサを含んでもよく、また精度および制御を
さらに向上させるために、液体注入アセンブリはマイクロプロセッサと通信でき
るように連結した圧力センサーおよび温度センサーを含んでもよい。圧力センサ
ーは液体注入パイプ部の取出し口の下流の冷媒蒸気の圧力を感知するように位置
させればよい。温度センサーは凝縮器取入れ口の前の冷媒蒸気の温度を感知する
ように、コンプレッサハウジングと凝縮器とのあいだのどの点に位置させてもよ
い。マイクロプロセッサは冷凍システム内で用いることがある冷媒に対応する飽
和温度および圧力をメモリに記憶するのが好ましい。この記憶された情報をもっ
て、フィードバックコントローラおよび制御弁は、受け取った圧力および温度の
信号と特定の冷媒の記憶された値とのあいだのマイクロプロセッサによって行な
われる比較に基づいて作動させればよい。例示として、圧力信号を受け取ると、
マイクロプロセッサは圧力信号に基づいて使用中の冷媒の予想飽和温度を検索し
、そののち検索した予想飽和温度を温度センサーから受け取った冷媒蒸気に対応
する温度信号と比較する。この温度比較の結果に基づいて、マイクロプロセッサ
はフィードバックコントローラおよび制御弁を作動させて現在の液体冷媒の流れ
を増大、減少、または維持して、コンプレッサハウジングから排出されている冷
媒蒸気を飽和点またはその付近で維持しようと努める。

【００２３】明細書に組み入れてその一部を構成する添付の図面は、本発明の好ましい実施
態様を例示し、そして、記述事項と併せて発明の原理を説明するのに役立つ。

【００２４】［好ましい実施態様の詳細な説明］本発明の蒸気−圧縮冷凍システム１０を図１に模式的に図示する。冷凍システ
ム１０は膨張装置１２、蒸発器１４、冷媒（すなわち、アンモニア、ハロカーボ
ン、その他の蒸気−圧縮冷凍システムに適した冷媒）が流れる冷媒配管１６、凝
縮器１８、ならびに液体ポンプ２２、駆動装置２４およびコンプレッサ２６から
なるコンプレッサポンプユニット２０を含む。本発明の構成要素を理解するため
には、まず一般的に冷凍システム１０の作動を理解することが助けになる。冷凍
システム１０による冷却操作中は、液体冷媒は膨張装置１２から冷媒配管１６を
通って蒸発器１４へ流れ、そこで冷媒によって熱が吸収されて、冷媒を飽和する
か、より可能性のある、過熱された（すなわち、冷媒が所要よりも多くの熱を吸
収した完全に液状の状態から完全にガス状の形になる）蒸気またはガスとして出
るようにさせる。つぎに、低圧、低温の冷媒がコンプレッサポンプユニット２０
によって受け取られ、そこでコンプレッサ２６は冷媒の圧力と同時に温度も増大
させることによってエネルギーを冷媒内に投入する。より高い圧力、より高い温
度のガスがコンプレッサポンプユニット２０のコンプレッサ２６から排出されて
、凝縮器１８に入り、凝縮器１８は冷媒から熱を取り除いて冷媒を過熱状態から
飽和状態へ移行させ、その点で冷媒蒸気は凝縮を始める。理想的には、凝縮器１
８はそのとき引き続き冷媒から熱を除いて冷媒を飽和するまで (すなわち、実質
的に蒸気がなくなった液体になるまで）完全に凝縮させる。液体の冷媒は、凝縮
圧力Ｐ₁で凝縮器から排出されて、コンプレッサポンプユニット２０に入る。液
体ポンプ２２は液体冷媒の圧力（すなわち、液体圧力増幅（ＬＰＡ））をポンプ
排出圧力Ｐ₂まで累進的に増大させることによって液体冷媒にエネルギーを加え
る。このようにして、液体ポンプ２２は、過冷却されている、すなわち飽和した
液体冷媒よりも多くの冷却潜在能力を含んでいる液体冷媒を膨張装置に排出する
。そして冷却操作またはサイクルが反復される。当業者によって理解されるよう
に、液体ポンプ２２を含めることによって、冷凍システム１０はより低い凝縮圧
力Ｐ₁および対応するより低い凝縮温度で、またコンプレッサ２６によるより少
ない仕事の投入で、作動でき、その両方ともが冷凍システム１０の効率を大きく
向上させ、また、コンプレッサ２６の磨耗を減少させることができる。

【００２５】液体圧力の増幅は効率を向上させて、冷凍システム１０の作動および維持コス
トを減少させるが、以前の設計の初期コストは比較的高いので、液体圧力増幅が
冷凍産業によって広く受け入れられて使用されるようになるためにはこれを大き
く減少させる必要があろう。この点で、本発明の大きな特徴の一つはコンプレッ
サポンプユニット２０に駆動装置２４を一つだけ用いて液体ポンプ２２とコンプ
レッサ２６との両方を駆動または作動させるものである。過去においては、ポン
プと、別の駆動装置、たとえば電気モータとが用いられていた。そのような独立
したポンプの設計は過去には広く実行されてはいなかった。なぜならば、そのよ
うな独立したポンプ設計をすればポンプに対してばかりでなく、冷媒の汚染を防
ぐために冷媒からのシールや相当する収容物を備えた追加の駆動装置に対して費
用がかかり、さらに最初は高価なポンプの寸法や能力の同期化および制御も要す
るからである。これと対照的に、図２に示したように、本発明のコンプレッサポ
ンプユニット２０は、追加の同期化または制御装置を必要としない、共通の、単
一の駆動装置２４を備えた液体ポンプ２１とコンプレッサ２６との作動を与える
ものである。液体ポンプ２１、コンプレッサ２６、および駆動装置２４を組み合
わせれば、従来の設計よりも遥かに小さな初期コストで液体圧力増幅を冷凍シス
テムに含めることができるようになる。さらに、本発明のコンプレッサポンプユ
ニット２０は、以下の記述から明らかとなる、高められた冷却効率および改良さ
れた空間上の要求を含む、多数の他の利点を与えるものである。

【００２６】再度、図２を参照して、コンプレッサポンプユニット２０は、液体ポンプ２１
とコンプレッサ２６とを同時に作動させるための軸４２を有する駆動装置２４を
含む。この同時作動を達成するために、駆動装置の軸４２は３つの部分からなっ
ている。すなわちコンプレッサ２６と相互接続された第１部分４３、ポンプ２１
の回転部分（たとえば、図示したように、インペラー２３）に連結された第２部
分４４、および液体ポンプ２１とコンプレッサ２６との双方の正しい作動のため
に選択された速度で駆動装置２４内で回転させられる第３部分４６である。所望
の軸の回転を与えるには、駆動装置２４は、たとえばベルト駆動システム、蒸気
タービン、化石燃料エンジン、および電気モータを含む多くの形状を取ることが
できる。図示したように、駆動装置２４は軸４２の第３部分に堅固に連結した回
転子４１をつけた電気モータ４０からなっている。図２では電気モータ４０がポ
ンプ２１とコンプレッサ２６とのあいだに介在するように示されているが、駆動
装置２４は軸４２の一端に容易に位置させることができることを理解すべきであ
る。たとえば、本発明の一つの実施態様として軸４２の一端(第３部分４６）に
電気モータ４０が取り付けられたものが図３に示されている。

【００２７】コンプレッサポンプユニット２０の構成要素を単一の軸４２に取り付けること
によっていくつかの利点が認められる。単一の駆動装置２４は、液体ポンプ２１
とコンプレッサ２６とを駆動して初期コストおよび経常の維持および作動コスト
を低減させることができる。さらに、コンプレッサポンプユニット２０は、一つ
またはそれ以上の構成要素を囲うように内蔵容器またはハウジングを含んでもよ
く、これにより構成要素の耐久性を増大したり、冷凍システム１０内に冷媒を効
果的にかつ高価でなくシールしたり、また液体ポンプ２１と駆動装置２４のよう
な、流れる冷媒とコンプレッサポンプユニット２０の構成要素とのあいだの望ま
しい熱移転を得ることができる。図２では、コンプレッサポンプユニット２０は
液体ポンプ２１、駆動装置２４、およびコンプレッサ２６を包囲し支持している
、封止できるハウジング３０を含んでいる。本発明による別の設計では、コンプ
レッサポンプユニット２０は、図３に示すように、液体ポンプ２１とコンプレッ
サ２６とを収容する封止できるハウジング３０を含んでいる。さらに、コンプレ
ッサポンプユニットのハウジングは、軸が別々に収容したコンプレッサを相互接
続して液体ポンプと駆動装置とを収容するように形成してもよく、または別々に
収容した液体ポンプを相互接続した軸をもったコンプレッサと駆動装置とを収容
するように形成してもよい。

【００２８】再度図２を参照すると、ハウジング３０は液体ポンプ２１、駆動装置２４、お
よびコンプレッサ２６の保護収容物として機能する。この収容物は、現在利用さ
れているコンプレッサおよびモータハウジングと同等かまたはわずかにそれより
大きい全体の容器または収容サイズにすれば有効に達成できる。多くの冷凍シス
テムは自動車用などのように限られたスペースに適用するように設計されている
ので、本発明の改良されたサイズの要件はコンプレッサポンプユニット２０を現
存の冷凍システム、および制限された空間に適用するために設計され作られるシ
ステム用に、容易に適用できるようにする。

【００２９】さらに、ハウジング３０は冷媒の流れを方向づけ、また液体ポンプ２１用に冷
媒取入れ口３１と冷媒取出し口３２とを含み、さらにコンプレッサ２６用に冷媒
取入れ口３５と冷媒取出し口３６とを含んでいる。凝縮器１８からの液体冷媒は
、冷媒取入れ口３１を通って液体ポンプ２１へ流れ、これはインペラー２３でエ
ネルギーを投入し、より高圧の、過冷却された液体冷媒を排出口２２および冷媒
取出し口３２を通って排出する。単一段の、遠心ポンプを図示しているが、多段
遠心ポンプ、ならびに回転式および往復式のポンプを含む他の形式のポンプも、
本発明のコンプレッサポンプユニット２０の一部として良好に利用できるであろ
う。前述したように、低温低圧の冷媒蒸気は蒸発器１４からコンプレッサポンプ
ユニット２０へ流れる。冷媒蒸気は冷媒取入れ口３５を通って入り、コンプレッ
サ２６に流入し、冷媒取出し口３６から排出されて凝縮器１８へ流れる前に高温
高圧に圧縮される。液体ポンプ２１でのように、利用できる多くの型の軸駆動の
コンプレッサは本発明のコンプレッサポンプユニット２０を良好に実行するよう
に利用される。この点で、コンプレッサ２６は、図示されているような、または
たとえば、遠心分離、ねじ、またはスクロール式のコンプレッサであってよい。
図示されていないが、ハウジング３０はまたコンプレッサ２６用のオイルクーラ
ーのような他の支持装置を収容するように作成することもできる。

【００３０】コンプレッサポンプユニット２０のハウジング３０の別の重要な特徴は、ハウ
ジング３０は、蒸発器からの低温の冷媒がコンプレッサ２６に流入する前にポン
プ２１および駆動装置２４を効果的に冷却するように用いることができるように
することである。冷媒取入れ口３５の所でハウジング３０へ入る冷媒蒸気はポン
プ２１内の液体冷媒よりも大幅に低い温度となるであろう。この大きな温度差の
ために、熱がより温度の高い液体冷媒からより温度の低い冷媒蒸気へ、冷媒蒸気
をポンプ２１およびポンプ冷媒取出し口３２を越えて移されることができるよう
になる。ハウジング３０から膨張装置１２へ流れる液体冷媒の温度を下げること
によって、冷媒の冷却潜在能力は増加する。なぜならば液体冷媒は液体ポンプ２
１からの加えられた圧力によって与えられた過冷却を越えて過冷却されるからで
ある。当業者によって理解されるように、種々の熱移動の方法を用いてこの所望
の追加の過冷却を達成してもよい。図示されように、ハウジング３０内のポンプ
冷却通路３７を用いて、より低い温度の冷媒蒸気がポンプ２１および冷媒取出し
口３２上を流れて該ポンプ２１および冷媒取出し口３２に接触する。これによっ
て熱がポンプ２１および冷媒取出し口３２内のより高い温度の液体冷媒から流れ
ているより低い温度の冷媒蒸気へと、効果的に移されるようになる。図示されて
ないが、熱移動の別の方法としては熱移動の面積を増大させること（たとえば、
ポンプ２１の外形を変えること、および／または接触面積を増大するようにポン
プ２１の周りに管を巻いて通路３７を作る）、かつ交叉流れを用いてより高い温
度差を維持すること（すなわち、液体冷媒がハウジング３０を出る点の近くによ
り低い温度の冷媒蒸気が入るようにする）がある。図３は、外部駆動装置２４を
有するポンプ２１とコンプレッサ２６とを収容するハウジング３０にポンプ冷却
通路３７を含める方法について説明している。再度図２を参照すれば、駆動装置
２４の電気モータ４０を冷却するため、ハウジング３０は、電気モータ４０を好
ましい作動温度まで冷却して使用寿命を延ばすようにするべく冷媒蒸気を電気モ
ータ４０の周面の周りに向けるモータ冷却通路３８を含んでいる。このようにし
て、一つの駆動装置２４と軸４２とを使用すれば、液体ポンプ２１、駆動装置２
４、およびコンプレッサ２６を構造的に支持し収容するように、またさらに、駆
動装置２４および液体ポンプ２１内の冷媒を効果的に冷却するように、ハウジン
グ３０を特別に設計することができる。

【００３１】さらに、収容した構成の構造的特長を与えるようにハウジング３０を設計する
こともできる。この点について、図示してはないが、液体ポンプ２１用にポンプ
ケーシングを、コンプレッサ用に排出マニホールドを、また他の有用な構造物を
設けるように、ハウジング３０を形成すればよい。これらの構造を設けるために
、ハウジング３０、またはその一部分を、成型して所望の特徴または構造を含む
ようにすればよい。たとえば、限定されるものではないが、ハウジング３０の一
端部分にポンプ渦巻きを、また反対の端部にスクロールコンプレッサ用のコンプ
レッサ排出マニホールドを成型することもできる。当業者には明らかなように、
ハウジング３０の特定の成型されたデザインは選択された特別のコンプレッサお
よびポンプの形式ならびにハウジング内のこれらの構成要素の物理的配置に合う
ように容易に改造することができる。

【００３２】本発明の別の重要な態様は、コンプレッサ排出部での、すなわち、コンプレッ
サ排出マニホールド内またはコンプレッサハウジング内の排出ラインでの、液圧
増幅ポンプから高温高圧の冷媒蒸気内への液体冷媒の注入である。この液圧増幅
ポンプの排出の使用によって、飽和点またはその近くの冷媒蒸気(すなわち、実
質的にコンプレッサ排出圧力であるがより低い温度の冷媒蒸気）が凝縮器へ送ら
れる、蒸気−圧縮冷凍システムが与えられる。飽和した冷媒蒸気を凝縮器取入れ
口へ送ると、最初に過熱を単に取り除いて飽和した蒸気を得るよりは、熱を取り
除くのにほとんど全ての凝縮器の体積を用いて冷媒蒸気を液体に凝縮させるので
、凝縮器の効率の向上が得られる。さらに、凝縮器をより低い凝縮温度で作動さ
せればよく、凝縮器の表面上のスケール生成およびより高温の凝縮温度で急速に
生じる表面劣化を制御することによって使用寿命および熱移動能率を向上させる
のに望ましい。

【００３３】前述したように、液体冷媒の注入、したがって過熱除去が、高温高圧の冷媒が
コンプレッサハウジングまたは収容物から排出されるよりも前に、コンプレッサ
排出マニホールドまたは排出ラインの中で起こることが好ましい。この液注入の
場所は、コンプレッサ、コンプレッサハウジング、および排出弁のような含まれ
ているコンプレッサ排出制御部の作動温度を下げるうえで重要である。これらの
構成要素に対するより低い作動温度が、コンプレッサおよび排出弁の使用寿命を
延ばすために望ましい。さらに、ヘッド冷却ファン、水ジャケットなどの形にな
った外部冷却は、コンプレッサハウジングが包囲されたエリアまたは熱感知装置
の近くに位置している冷凍用途のような、現在冷却を必要としている用途には必
要でないこともある。それゆえ、本発明を使用すれば設計、設備および維持の費
用を減少させることができる。コンプレッサ排出マニホールドおよびハウジング
内の温度の低下をすれば冷凍システムコンプレッサとともに一般的に用いられる
オイルクーラーのサイズおよび容量を減少させることができるために、一層のコ
ストおよびスペースの節減を実現することができる。

【００３４】図４は、コンプレッサ２６排出通路内でコンプレッサ２６排出を過熱除去する
液体注入アセンブリ１５０を含む蒸気−圧縮冷凍システムを模式的に図示する。
液体注入アセンブリ１５０は液体注入パイプ部だけを含んだ、設計が比較的簡単
なものであってよい。なぜならば液体ポンプ２２排出圧力Ｐ₂は冷凍システム１
００では最高の圧力であって、そのため、より高い圧力の液体冷媒をコンプレッ
サ２６排出通路内へ注入させることができるからである。

【００３５】この点につき、また図５を参照して、液体注入アセンブリ１５０を含むコンプ
レッサポンプユニット１２０の好ましい実施態様を説明する。ハウジング１３０
内の液体注入アセンブリ１５０の収容物は耐久性を向上させ、また現存のコンプ
レッサおよびモータ容器と同様の外形寸法および外観をもった過熱除去をコンプ
レッサポンプユニット１２０に与えて、それによりコンプレッサポンプユニット
１２０を現存の冷凍システム内に、また未製作のシステム内に配置するのを容易
にする。液体注入パイプ部１５２はハウジング１３０内の液体ポンプ１２１の取
出し口１２２から下流に取入れ口１５１を有している。液体冷媒は取入れ口１５
１から液体注入パイプ部１５２を通ってコンプレッサ１２６の排出通路１２８に
配置された取出し口１５３へ流れる。冷媒の流量は、液体ポンプ１２１とコンプ
レッサ１２６、作動システムおよび外部温度、ならびにコンプレッサポンプユニ
ット１２０の期待された冷媒のあいだの、予想された作動圧力および計算された
圧力差に少なくとも部分的に基づいて、液体注入パイプ部１５２に対する内径を
選択することによって制御される。取出し口１５３の特定の配置および数はコン
プレッサの排出物を過熱除去することと、コンプレッサ１２６を冷却することに
よって変わり、また使用するコンプレッサの型に依存する。同様に、取出し口１
５３も排出マニホールドまたは排出配管に配置して本発明の多くの利点を達成す
るようにすればよい。

【００３６】当業者には明らかなように、適当な量の液体冷媒が注入されて凝縮器１８に投
入されている冷媒蒸気を過熱除去するかどうかを能動的に監視しそして制御する
ように液体注入アセンブリ１５０を作動できるようにすることが好ましい。これ
は、外部温度の変化のような変化する作動条件について補償したり、また含まれ
た冷凍設備の作動範囲について補償したりするのに望ましい。各蒸気、ここでは
冷媒の蒸気は各圧力に相当する飽和温度をもっているので、より低い温度の液体
冷媒を注入したのちに、また凝縮器１８の取入れ口の所またはその前で、冷媒蒸
気の圧力および／または温度を測定すれば、過熱除去することにより、感知した
冷媒温度（すなわち、実際の冷媒温度）に合うように一定量の液体冷媒を注入す
ることによって、飽和点またはその近くで、感知した冷媒の圧力に対応する飽和
した温度値まで冷媒蒸気の維持ができるようになる。

【００３７】この点において、液体冷媒の注入点の下流に位置するセンサーから、および凝
縮器１８のさらに下流またはその近くに位置するセンサーから受けた圧力信号お
よび/または温度信号に基づいて、簡単なフィードバック・コントローラを用いて
液体注入パイプ部１５２の弁を作動させればよい。図４および図６を参照すると
、液体注入アセンブリ１５０は液体注入パイプ部１５２を通って流れるより低温
の冷媒の体積を制御および計測するために、フィードバックコントローラ１５６
によって作動させられる制御弁１５４を液体注入パイプ部に含んでいる。図６は
液体ポンプ２２１が、両方ともハウジング２３０の中に収容されている、コンプ
レッサ２２６および駆動装置２２４から分離して収容されているコンプレッサポ
ンプユニット２２０を図示している。駆動装置２２４は、液体ポンプ２２１とコ
ンプレッサ２２６を両方同時に駆動させるための軸２４２を含んでいる。

【００３８】ポンプ、コンプレッサ、および駆動装置の各組み合わせについては示してない
が、図６に示した液体注入アセンブリ１５０は、単一の駆動装置が利用されてい
ると否とに関わらず、液体圧力増幅ポンプおよびコンプレッサを含むあらゆる冷
凍システムにも良好に設定できることを理解すべきである。再び図６を参照すれ
ば、より低温度の、より高圧力の液体冷媒は液体ポンプ２２１の取出し口２２３
の下流で冷媒配管１６上の取入れ口１５１の液体注入パイプ部１５２へ入る。液
体冷媒は制御弁１５４を通って液体注入パイプ部１５２の取出し口１５３へ流れ
る。液体注入パイプ部１５２、または少なくとも取出し口１５３は、ハウジング
２３０を封止可能に貫通して液体冷媒がコンプレッサ排出通路２２８内に注入さ
れ得るようにする。図６ではコンプレッサ２２６の一部として示したが、コンプ
レッサ排出通路２２８はコンプレッサ２２６の取出し口(すなわち、コンプレッ
サの排出弁から下流）とハウジング２３０の冷媒の取出し口２３６とのあいだの
排出された冷媒ガスの流路からなっていてよい。コンプレッサ２２６に冷却を与
えるには、特別の場所は、利用されるコンプレッサの形式およびコンプレッサを
収容するために用いられる収容容器の特定の形状によるが、取出し口１５３をコ
ンプレッサ２２６の取出し口の比較的近くに位置させることが好ましい。図示す
れば、多くのコンプレッサのデザインは、液体の注入用の取入れ口として良好に
利用される、コンプレッサ排出部の近くに螺合部を含むものがある。

【００３９】液体注入アセンブリ１５０は、それぞれ信号ライン１５９および１６１とによ
って圧力センサー１５８と温度センサー１６０とに通信可能に連結されているフ
ィードバックコントローラ１５６を含んでいる。圧力センサー１５８は液体注入
パイプ部１５２の取出し口１５３と凝縮器１８の取入れ口とのあいだのどの場所
に位置させてもよい。圧力センサー１５８は、過熱除去している液体冷媒がコン
プレッサ２２６から排出された冷媒蒸気に注入されてこれと混合されたのちに冷
媒蒸気の圧力を検出するように作動する。ついで、圧力センサー１５８は対応す
る信号を信号ライン１５９を経てフィードバックコントローラ１５６へ送信する
。温度センサー１６０も同様にハウジング２３０の冷媒取出し口２３６から下流
の多数の場所に配置させて、冷媒蒸気の温度を感知し、そして対応する信号を信
号ライン１６１を経てフィードバックコントローラ１５６へ送信するようにすれ
ばよい。好ましくは、温度センサー１６０は凝縮器１８取入れ口の近くに配置さ
せて、凝縮器１８に入る冷媒蒸気の温度を感知するようにする。フィードバック
コントローラ１５６はついで温度センサー１６０から受信した温度信号を、圧力
センサー１５８から受信した圧力信号に対応する冷媒に対する飽和温度と比較す
る。つぎにフィードバックコントローラ１５６は適当に制御弁１５４を作動させ
て冷媒蒸気の温度を圧力センサー１５８によって感知された圧力に対応する飽和
温度に変える。そして、このようにして、冷媒蒸気はそれが凝縮器１８へ入ると
きに、飽和点またはその近くに維持されて、広範囲の凝縮にわたって、すなわち
、コンプレッサ取出し口、圧力、の凝縮器１８の効率を高める。フィードバック
コントローラ装置、温度センサーおよび圧力センサーは冷凍産業では公知である
ので、この一般に知られた装置を用いて本発明を良好に実施すればよい。

【００４０】さらに、フィードバックコントローラ１５６はマイクロプロセッサ１５７を含
んで、制御弁１５４の有効な制御と、液体注入アセンブリ１５０の作動の監視が
できるようにしてもよい。マイクロプロセッサ１５７は好ましくは少なくとも一
つの冷媒について、また一層好ましくは液体注入アセンブリ１５０に関連して用
いられることが予想されるすべての冷媒について、飽和圧力および相当する飽和
温度を保存するためのメモリを含むのが好ましい。これらの値をメモリに入れて
、マイクロプロセッサ１５７は、好ましくは、使用者が、液体注入アセンブリ１
５０が設置されている冷凍システム１００で利用されている冷媒をモニター(図
示せず）またはスイッチング装置（図示せず）にメニューを介して入力すること
ができるように形成するのがよい。このスイッチング−メモリの特徴は、どの標
準的な冷媒についても、各冷媒またはシステムに対してプログラミングまたは改
造を必要とすることなく、本発明の液体注入アセンブリ１５０の使用を容易にす
る。作動については、マイクロプロセッサ１５７は信号ライン１５９を経て圧力
センサー１５８から圧力信号を受信する。マイクロプロセッサ１５７は、この圧
力信号を用いて使用者の入力冷媒に基づく飽和温度を検索する。ついで、温度信
号は信号ライン１６１を経て温度センサー１６０からマイクロプロセッサ１５７
によって受信される。マイクロプロセッサ１５７は受信した温度信号を検索した
飽和温度と比較し、そしてフィードバックコントローラ１５６に制御弁１５４を
作動させてスロットル開または閉にして、液体冷媒がコンプレッサ排出通路２２
８に流入して冷媒蒸気を飽和になるまで過熱除去する。この監視操作は変化する
作動条件を補償するため所定の時間反復すればよく、時間は特定の冷凍の用途に
基づいて調整できる。たとえば作動温度および／または圧力がより急速な変化を
するような冷凍システムについては短時間とする（たとえば、制御弁１５４のほ
とんど連続的な調整／スロットリング）。

【００４１】前段の記述は発明の原理についてのみ説明したものと考えられる。さらに、当
業者には多数の修正および変更が容易に生じるので、発明を前述した正確な構成
および方法に限定することを望まない。したがって、以下の請求項によって定義
される発明の範囲内に入るすべての適当な修正および同等物を行なってもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の蒸気−圧縮冷凍システムの模式図である。

【図２】図１のコンプレッサポンプユニットの単一ハウジングの実施態様の横断面図で
ある。

【図３】図１のコンプレッサポンプユニットの外部駆動装置の実施態様の横断面図であ
る。

【図４】本発明にかかわる過熱除去を利用した蒸気−圧縮冷凍システムの模式図で、液
体注入アセンブリを含む図である。

【図５】液体注入アセンブリを含む図４のコンプレッサポンプユニットの横断面図であ
る。

【図６】図４のコンプレッサポンプユニットの横断面図であり、別になったポンプとコ
ンプレッサのハウジングおよび液体注入アセンブリを示す。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１３年３月３０日（２００１．３．３０）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項２】前記駆動装置の軸が、前記ハウジングの外部の第３の部分を
有する請求項１記載のコンプレッサポンプユニット。

【請求項３】前記駆動装置が、前記ハウジングの外部のベルトアセンブリ
で、前記軸の第３の部分に連結されて軸の第１と第２の部分を回転させる請求項２記載のコンプレッサポンプユニット。

【請求項４】前記駆動装置が、前記軸の第３の部分に連結されて軸の第１
と第２の部分を回転させる電気モータを含む請求項２記載のコンプレッサポンプ
ユニット。

【請求項５】前記駆動装置が、前記軸の第３の部分に連結されて軸の第１
と第２の部分を回転させる回転子を有する電気モータを含み、該電気モータが前
記ハウジング内に配置されている請求項１記載のコンプレッサポンプユニット。

【請求項６】前記コンプレッサが圧縮されたガス状の冷媒をコンプレッサ
からハウジングのコンプレッサ冷媒取出し口へ移送するための排出通路を有し、
また、前記コンプレッサポンプユニットがハウジングのポンプ冷媒出口に入口を
、コンプレッサの排出通路に出口を有する液体注入パイプをさらに含み、該液体
注入パイプ全体がハウジング内に含まれている請求項５記載のコンプレッサポン
プユニット。

【請求項７】前記電気モータが、前記コンプレッサとポンプとのあいだに
介在する請求項５記載のコンプレッサポンプユニット。

【請求項８】前記ハウジングが、前記コンプレッサのハウジングの冷媒取
入れ口とコンプレッサとのあいだにガス状の冷媒を導くモータ冷却の冷媒通路を
含み、電気モータが、ガス状の冷媒との接触を通じて冷却されるモータ冷却の通
路内に位置する請求項７記載のコンプレッサポンプユニット。

【請求項９】前記ポンプが、前記軸の第２部分に連結されたインペラーを
有する遠心ポンプであり、さらに、ハウジングが、ポンプ用のポンプケーシング
を形成するように形成されたコンプレッサ端部を含み、ポンプケーシングがポン
プ渦巻き、ポンプの冷媒取入れ口、およびポンプの冷媒取出し口を含む請求項１記載のコンプレッサポンプユニット。

【請求項１０】前記コンプレッサが、圧縮されたガス状の冷媒をコンプレ
ッサハウジングからの排出より前にコンプレッサハウジング内に保存するために
、コンプレッサハウジングとコンプレッサハウジング内の排出通路とを含み、液体ポンプが、より高い、第２の圧力の液体冷媒を排出するための冷媒取出し口
を含み、前記コンプレッサポンプユニットが、液体注入パイプ部を有する液体注入パイプ
アセンブリを含み、該液体注入パイプ部がポンプの冷媒取出し口に取入れ口を、
コンプレッサの排出通路に取出し口を有し、それによって一定量のより高い、第
２の圧力の液体冷媒がコンプレッサハウジング内の排出通路においてガス状の冷
媒に変わるようにした請求項１記載のコンプレッサポンプユニット。

【請求項１１】液体注入パイプアセンブリが、転化した液体冷媒の量を測
定し制御するための制御弁をさらに含む請求項１０記載のコンプレッサポンプユ
ニット。

【請求項１２】前記液体注入アセンブリが、制御弁を継続的に監視しかつ
作動させてコンプレッサの排出通路内の圧力を感知するように位置させた圧力セ
ンサーから、およびコンプレッサハウジングから下流の冷媒の温度を感知するよ
うに作動可能な温度センサーから、受け取った圧力信号に応じて転化した液体冷
媒の量を制御するフィードバックコントローラをさらに含む請求項１１記載のコ
ンプレッサポンプユニット。

【請求項１３】液体圧力増幅と液体注入過熱除去との利用によって向上し
た効率で冷却を行なうための蒸気−圧縮冷凍システムであって、凝縮器、膨張装置、蒸発器、およびコンプレッサであって、各々が冷媒配管で相
互接続されていて、冷媒が凝縮器、膨張装置、蒸発器、およびコンプレッサを通
って連続して流れる凝縮器、膨張装置、蒸発器、およびコンプレッサと、前記凝縮器と膨張装置とのあいだに介在し、また両者に接続された液体ポンプで
あって、凝縮器から第１の圧力をもった液体冷媒を受け取る取入れ口と、受け取
った液体冷媒が第２の圧力で排出される排出口とを含み、排出された液体冷媒が
過冷却されるように、第２の圧力が第１の圧力よりも所定量だけ高くなっている
液体ポンプと、液体注入パイプ部を含む液体注入アセンブリであって、液体注入パイプ部が液体
ポンプの排出口の下流に取入れ口と、コンプレッサの排出通路に取出し口とを有
しており、それによって液体ポンプによって排出された一定量の液体冷媒がコン
プレッサから排出されているガス状の冷媒に転化してコンプレッサ排出通路内の
ガス状の冷媒を過熱除去するようにした液体注入アセンブリと、からなり、内部に前記軸の第１と第２の部分、コンプレッサ、およびポンプが支持された封止可能なハウジングをさらに含み、回転可能な軸を含む駆動装置をさらに含み、前記コンプレッサが軸の第１の部分に連結され、液体ポンプが軸の第２の部分に連結されている冷凍システム。

【請求項１４】前記液体注入アセンブリが、コンプレッサ排出通路内に転
化された液体冷媒の量を計測するための制御弁をさらに含む請求項１３記載の冷
凍システム。

【請求項１５】前記液体注入アセンブリが、コンプレッサと凝縮器とのあ
いだの冷媒配管の所定の地点にコンプレッサから排出されたガス状の冷媒の温度
を感知するように配置した温度センサーをさらに含み、またコンプレッサ排出通
路内の圧力を感知するための圧力センサーをさらに含み、また制御弁が圧力セン
サーによって感知された圧力と温度センサーによって感知された温度とに応答し
て転化された液体の量を計測し、それによって凝縮器に流入するガス状の冷媒が
過熱除去されて実質的に飽和蒸気になるようにした請求項１４記載の冷凍システ
ム。

【請求項１６】前記液体注入アセンブリが、転化された液体冷媒の量を制
御することによってガス状の冷媒の過熱除去を維持する制御弁を監視しかつ作動
させるためのフィードバックコントローラをさらに含む請求項１４記載の冷凍シ
ステム。

【請求項１７】前記フィードバックコントローラが、液体注入パイプ部の
取出し口から下流の場所にガス状の冷媒の圧力を感知するための圧力センサーを
含み、該圧力センサーが感知した圧力に対応する信号をフィードバックコントロ
ーラへ発生させる請求項１６記載の冷凍システム。

【請求項１８】前記フィードバックコントローラが、凝縮器と液体注入パ
イプ部の取出し口とのあいだに介在する温度センサーをさらに含み、該温度セン
サーがガス状の冷媒の混合物の温度を感知して、感知した温度に対応する信号を
フィードバックコントローラに発生させる請求項１７記載の冷凍システム。

【請求項１９】前記フィードバックコントローラが、圧力センサーから圧
力信号を受け、かつ温度センサーから温度信号を受けるための、圧力センサーに
通信可能に連結したマイクロプロセッサ装置を含み、該マイクロプロセッサが受
け取った温度信号を受け取った圧力信号に基づいてマイクロプロセッサのメモリ
から検索した冷媒に対する飽和温度値と比較し、またフィードバックコントロー
ラがマイクロプロセッサ装置によって実行された圧力比較に基づいて制御弁を操
作して凝縮器へ流れるガス状の冷媒を実質的に飽和した蒸気にまで過熱除去する
請求項１８記載の冷凍システム。

【請求項２０】前記マイクロプロセッサ装置が、複数の冷媒に対する飽和
温度および圧力値をメモリに保存しており、またフィードバックコントローラに
、使用者が冷凍システムに収容されている冷媒に適合するように複数の冷媒の一
つを選択することができるようにするスイッチ装置を設けた請求項１９記載の冷
凍システム。

【請求項２１】前記ハウジングが、液体注入パイプ部に対するコンプレッ
サ排出通路への取入れ口を含み、前記駆動装置が軸の第１と第２の部分を回転させるように軸の第３の部分と連結
した回転子を有する電気モータを含み、該電気モータがハウジングの中に配置さ
れている請求項１９記載の冷凍システム。

【請求項２２】前記ハウジングがコンプレッサに対する冷媒取入れ口と冷
媒取出し口とを、また液体ポンプに対する冷媒取入れ口と冷媒取出し口とを含み
、液体注入アセンブリがハウジング内に含まれている請求項１３記載の冷凍シス
テム。

【請求項２３】前記駆動装置が、軸の第１と第２の部分を回転させるよう
に軸の第３の部分に連結された回転子を有する電気モータを含み、該電気モータ
がハウジングの中に配置されている請求項２２記載の冷凍システム。

【請求項２４】前記ハウジングが、ガス状の冷媒がポンプのポンプケーシ
ング上を流れて当該ケーシングに接触するように、ガス状の冷媒をコンプレッサ
用のハウジングの冷媒取入れ口とコンプレッサとのあいだに向けるためのポンプ
冷却の冷媒通路を含み、それによって液体冷媒がポンプから排出される前に、ガ
ス状の冷媒がポンプケーシングを介して液体冷媒から熱を吸収するようにした請
求項２３記載の冷凍システム。

【請求項２５】駆動装置の回転可能な軸によって駆動されるコンプレッサ
、膨張弁、および冷凍配管によって直列に接続された蒸発器をもった、蒸気−圧
縮冷凍システムの作動効率を高める方法であって、凝縮器と膨張弁とのあいだに液体ポンプを介在させて、液体ポンプが冷媒配管で
凝縮器と膨張弁とに接続されるようにし、液体ポンプを駆動装置の回転可能な軸に組み合わせ、それによってコンプレッサ
と液体ポンプとが駆動装置によって同時に駆動されるようにし、前記回転可能な軸が封止可能に通過する、封止可能なハウジング内にコンプレッサおよび液体ポンプを配置させかつ支持し、コンプレッサを駆動装置の回転可能な軸で駆動させて、凝縮器を通じて蒸発器か
らコンプレッサによって受け取られたガス状の冷媒を汲み上げ、そしてコンプレッサ駆動工程と同時に、駆動装置の回転可能な軸で液体ポンプを駆動し
て、第１液体冷媒圧力で凝縮器から受け取った液体冷媒を第２液体冷媒圧力で膨
張弁へ送り、第２液体冷媒圧力が第１液体冷媒圧力よりも所定量だけ高くし、そ
れによって液体冷媒が過冷却されるようにした、工程からなり、前記ハウジングが蒸発器からのガス状の冷媒を液体ポンプのポンプケーシングと熱伝導接触させるポンプ冷却の冷媒通路を含む方法。

【請求項２６】前記回転可能な軸が封止可能に通過する、封止可能なハウ
ジング内にコンプレッサおよび液体ポンプを配置させかつ支持する工程をさらに
含む請求項２５記載の方法。

【請求項２７】前記コンプレッサが、コンプレッサからハウジングのコン
プレッサ冷媒取出し口へ圧縮されたガス状の冷媒を転送するための排出通路を有
し、かつコンプレッサポンプユニットがハウジングのポンプ冷媒取出し口に取入
れ口を、またコンプレッサの排出通路上に取出し口を有し、液体注入パイプがハ
ウジング内に全部含まれており、しかも液体ポンプから排出された一定量の液体
冷媒をコンプレッサの排出通路内に注入して、凝縮器へ転送されたガス状の冷媒
を過熱除去する工程をさらに含む請求項２６記載の方法。

【請求項２８】前記コンプレッサ、液体ポンプ、および駆動装置を封止可
能なハウジング内に配置させかつ支持する工程をさらに含み、該ハウジングが蒸
発器からのガス状の冷媒を液体ポンプのポンプケーシングと熱伝導接触させるポ
ンプ冷却の冷媒通路を含む請求項２５記載の方法。

【請求項２９】前記コンプレッサおよび液体ポンプをハウジング内に配置
させかつ支持し、前記ハウジングが凝縮器へ転送するより前にコンプレッサから
の圧縮されたガス状の冷媒を保存するための排出通路と、液体ポンプから下流に
冷媒取出し口を含み、液体注入パイプアセンブリに液体注入パイプ部を設け、液体注入パイプ部が液体
ポンプの冷媒取出し口に取入れ口を、またコンプレッサの排出通路上に取出し口
を有し、そして液体注入パイプアセンブリを用いて選択可能な量の液体冷媒を第２液体冷媒圧力
でコンプレッサの排出通路内に注入する工程をさらに含む請求項２５記載の方法
。

【請求項３０】前記液体注入アセンブリが、選択可能な量の転化された液
体冷媒を計量しかつ制御するための制御弁をさらに含む請求項２９記載の方法。

【請求項３１】前記液体注入アセンブリが、コンプレッサの排出通路内で
圧力を感知するように配置された圧力センサーから、およびハウジングから下流
のガス状の冷媒の温度を感知するように作動可能な温度センサーから、受け取っ
た圧力信号に応答して選択可能な量の液体冷媒を選択するように制御弁を連続的
に監視しかつ作動させるためのフィードバックコントローラをさらに含む請求項３０記載の方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】蒸気−圧縮冷凍システムに用いるためのコンプレッサポンプ
ユニットであって、回転可能な軸を含む駆動装置と、蒸気−圧縮冷凍システム内のガス状の冷媒を圧縮するための、前記軸の第１の部
分に連結された、コンプレッサと、第１の圧力をもった液体冷媒を受け取り、かつ、受け取った液体冷媒を第２の圧
力で排出するための、前記軸の第２の部分に連結された液体ポンプとからなり、
前記第２の圧力が、排出された液体冷媒が過冷却されるように所定量だけ第１の
圧力よりも高くなっているコンプレッサポンプユニット。
【請求項２】内部に前記軸の第１と第２の部分、コンプレッサ、およびポ
ンプが支持された封止可能なハウジングをさらに含み、該ハウジングがコンプレ
ッサ用の冷媒取入れ口および冷媒取出し口ならびにポンプ用の冷媒取入れ口およ
び冷媒取出し口を含む請求項１記載のコンプレッサポンプユニット。
【請求項３】前記駆動装置の軸が、前記ハウジングの外部の第３の部分を
有する請求項２記載のコンプレッサポンプユニット。
【請求項４】前記駆動装置が、前記ハウジングの外部のベルトアセンブリ
で、前記軸の第３の部分に連結されて軸の第１と第２の部分を回転させる請求項
３記載のコンプレッサポンプユニット。
【請求項５】前記駆動装置が、前記軸の第３の部分に連結されて軸の第１
と第２の部分を回転させる電気モータを含む請求項３記載のコンプレッサポンプ
ユニット。
【請求項６】前記駆動装置が、前記軸の第３の部分に連結されて軸の第１
と第２の部分を回転させる回転子を有する電気モータを含み、該電気モータが前
記ハウジング内に配置されている請求項２記載のコンプレッサポンプユニット。
【請求項７】前記コンプレッサが圧縮されたガス状の冷媒をコンプレッサ
からハウジングのコンプレッサ冷媒取出し口へ移送するための排出通路を有し、
また、前記コンプレッサポンプユニットがハウジングのポンプ冷媒出口に入口を
、コンプレッサの排出通路に出口を有する液体注入パイプをさらに含み、該液体
注入パイプ全体がハウジング内に含まれている請求項６記載のコンプレッサポン
プユニット。
【請求項８】前記電気モータが、前記コンプレッサとポンプとのあいだに
介在する請求項６記載のコンプレッサポンプユニット。
【請求項９】前記ハウジングが、前記コンプレッサのハウジングの冷媒取
入れ口とコンプレッサとのあいだに、ポンプのケーシング上を流れて該ケーシン
グに接触するようにガス状の冷媒を導くポンプ冷却の冷媒通路を含み、それによ
って液体冷媒がポンプから排出される前にガス状の冷媒がポンプのケーシングを
介して液体冷媒から熱を吸収するようにした請求項８記載のコンプレッサポンプ
ユニット。
【請求項１０】前記ハウジングが、前記コンプレッサのハウジングの冷媒
取入れ口とコンプレッサとのあいだにガス状の冷媒を導くモータ冷却の冷媒通路
を含み、電気モータが、ガス状の冷媒との接触を通じて冷却されるモータ冷却の
通路内に位置する請求項８記載のコンプレッサポンプユニット。
【請求項１１】前記ポンプが、前記軸の第２部分に連結されたインペラー
を有する遠心ポンプであり、さらに、ハウジングが、ポンプ用のポンプケーシン
グを形成するように形成されたコンプレッサ端部を含み、ポンプケーシングがポ
ンプ渦巻き、ポンプの冷媒取入れ口、およびポンプの冷媒取出し口を含む請求項
２記載のコンプレッサポンプユニット。
【請求項１２】前記コンプレッサが、圧縮されたガス状の冷媒をコンプレ
ッサハウジングからの排出より前にコンプレッサハウジング内に保存するために
、コンプレッサハウジングとコンプレッサハウジング内の排出通路とを含み、液体ポンプが、より高い、第２の圧力の液体冷媒を排出するための冷媒取出し口
を含み、前記コンプレッサポンプユニットが、液体注入パイプ部を有する液体注入パイプ
アセンブリを含み、該液体注入パイプ部がポンプの冷媒取出し口に取入れ口を、
コンプレッサの排出通路に取出し口を有し、それによって一定量のより高い、第
２の圧力の液体冷媒がコンプレッサハウジング内の排出通路においてガス状の冷
媒に変わるようにした請求項１記載のコンプレッサポンプユニット。
【請求項１３】液体注入パイプアセンブリが、転化した液体冷媒の量を測
定し制御するための制御弁をさらに含む請求項１２記載のコンプレッサポンプユ
ニット。
【請求項１４】前記液体注入アセンブリが、制御弁を継続的に監視しかつ
作動させてコンプレッサの排出通路内の圧力を感知するように位置させた圧力セ
ンサーから、およびコンプレッサハウジングから下流の冷媒の温度を感知するよ
うに作動可能な温度センサーから、受け取った圧力信号に応じて転化した液体冷
媒の量を制御するフィードバックコントローラをさらに含む請求項１３記載のコ
ンプレッサポンプユニット。
【請求項１５】液体圧力増幅と液体注入過熱除去との利用によって向上し
た効率で冷却を行なうための蒸気−圧縮冷凍システムであって、凝縮器、膨張装置、蒸発器、およびコンプレッサであって、各々が冷媒配管で相
互接続されていて、冷媒が凝縮器、膨張装置、蒸発器、およびコンプレッサを通
って連続して流れる凝縮器、膨張装置、蒸発器、およびコンプレッサと、前記凝縮器と膨張装置とのあいだに介在し、また両者に接続された液体ポンプで
あって、凝縮器から第１の圧力をもった液体冷媒を受け取る取入れ口と、受け取
った液体冷媒が第２の圧力で排出される排出口とを含み、排出された液体冷媒が
過冷却されるように、第２の圧力が第１の圧力よりも所定量だけ高くなっている
液体ポンプと、液体注入パイプ部を含む液体注入アセンブリであって、液体注入パイプ部が液体
ポンプの排出口の下流に取入れ口と、コンプレッサの排出通路に取出し口とを有
しており、それによって液体ポンプによって排出された一定量の液体冷媒がコン
プレッサから排出されているガス状の冷媒に転化してコンプレッサ排出通路内の
ガス状の冷媒を過熱除去するようにした液体注入アセンブリと、からなる冷凍システム。
【請求項１６】前記液体注入アセンブリが、コンプレッサ排出通路内に転
化された液体冷媒の量を計測するための制御弁をさらに含む請求項１５記載の冷
凍システム。
【請求項１７】前記液体注入アセンブリが、コンプレッサと凝縮器とのあ
いだの冷媒配管の所定の地点にコンプレッサから排出されたガス状の冷媒の温度
を感知するように配置した温度センサーをさらに含み、またコンプレッサ排出通
路内の圧力を感知するための圧力センサーをさらに含み、また制御弁が圧力セン
サーによって感知された圧力と温度センサーによって感知された温度とに応答し
て転化された液体の量を計測し、それによって凝縮器に流入するガス状の冷媒が
過熱除去されて実質的に飽和蒸気になるようにした請求項１６記載の冷凍システ
ム。
【請求項１８】前記液体注入アセンブリが、転化された液体冷媒の量を制
御することによってガス状の冷媒の過熱除去を維持する制御弁を監視しかつ作動
させるためのフィードバックコントローラをさらに含む請求項１６記載の冷凍シ
ステム。
【請求項１９】前記フィードバックコントローラが、液体注入パイプ部の
取出し口から下流の場所にガス状の冷媒の圧力を感知するための圧力センサーを
含み、該圧力センサーが感知した圧力に対応する信号をフィードバックコントロ
ーラへ発生させる請求項１８記載の冷凍システム。
【請求項２０】前記フィードバックコントローラが、凝縮器と液体注入パ
イプ部の取出し口とのあいだに介在する温度センサーをさらに含み、該温度セン
サーがガス状の冷媒の混合物の温度を感知して、感知した温度に対応する信号を
フィードバックコントローラに発生させる請求項１９記載の冷凍システム。
【請求項２１】前記フィードバックコントローラが、圧力センサーから圧
力信号を受け、かつ温度センサーから温度信号を受けるための、圧力センサーに
通信可能に連結したマイクロプロセッサ装置を含み、該マイクロプロセッサが受
け取った温度信号を受け取った圧力信号に基づいてマイクロプロセッサのメモリ
から検索した冷媒に対する飽和温度値と比較し、またフィードバックコントロー
ラがマイクロプロセッサ装置によって実行された圧力比較に基づいて制御弁を操
作して凝縮器へ流れるガス状の冷媒を実質的に飽和した蒸気にまで過熱除去する
請求項２０記載の冷凍システム。
【請求項２２】前記マイクロプロセッサ装置が、複数の冷媒に対する飽和
温度および圧力値をメモリに保存しており、またフィードバックコントローラに
、使用者が冷凍システムに収容されている冷媒に適合するように複数の冷媒の一
つを選択することができるようにするスイッチ装置を設けた請求項２１記載の冷
凍システム。
【請求項２３】回転可能な軸を含む駆動装置であって、前記コンプレッサ
が軸の第１の部分と連結しており、液体ポンプが軸の第２の部分と連結している
駆動装置と、内部に軸の第１と第２の部分、コンプレッサ、および液体ポンプが支持されてい
る封止可能なハウジングであって、液体注入パイプ部に対するコンプレッサ排出
通路への取入れ口を含むハウジングとをさらに含み、前記駆動装置が軸の第１と第２の部分を回転させるように軸の第３の部分と連結
した回転子を有する電気モータを含み、該電気モータがハウジングの中に配置さ
れている請求項２１記載の冷凍システム。
【請求項２４】回転可能な軸を含む駆動装置をさらに含み、前記コンプレ
ッサが軸の第１の部分に連結され、液体ポンプが軸の第２の部分に連結されてい
る請求項１５記載の冷凍システム。
【請求項２５】内部に軸の第１と第２の部分、コンプレッサ、および液体
ポンプが支持されている封止可能なハウジングをさらに含み、ハウジングはコン
プレッサに対する冷媒取入れ口と冷媒取出し口とを、また液体ポンプに対する冷
媒取入れ口と冷媒取出し口とを含み、液体注入アセンブリがハウジング内に含ま
れている請求項２４記載の冷凍システム。
【請求項２６】前記駆動装置が、軸の第１と第２の部分を回転させるよう
に軸の第３の部分に連結された回転子を有する電気モータを含み、該電気モータ
がハウジングの中に配置されている請求項２５記載の冷凍システム。
【請求項２７】前記ハウジングが、ガス状の冷媒がポンプのポンプケーシ
ング上を流れて当該ケーシングに接触するように、ガス状の冷媒をコンプレッサ
用のハウジングの冷媒取入れ口とコンプレッサとのあいだに向けるためのポンプ
冷却の冷媒通路を含み、それによって液体冷媒がポンプから排出される前に、ガ
ス状の冷媒がポンプケーシングを介して液体冷媒から熱を吸収するようにした請
求項２６記載の冷凍システム。
【請求項２８】第１の、より低圧のガス状態から第２の、より高圧のガス
状態へ、媒体を圧縮するコンプレッサと、媒体を第１の、より低圧の圧力液体の状態から第２の、より高圧の圧力液体の状
態へ、媒体をポンプ送りするポンプと、軸の第１の部分でコンプレッサと連結し、軸の第２の部分でポンプと連結した回
転可能な軸をもった駆動装置であって、軸を回転させてコンプレッサとポンプと
を同時に駆動するようにした駆動装置と、前記コンプレッサとポンプとを構造的
に支持するように形成され、さらに、軸とコンプレッサとポンプの可動部分の回
転ができるように形成したハウジングであって、少なくとも半密閉されて媒体が
ハウジングの外部へ漏れるのを制御するハウジングとからなる、媒体の圧力を増
大させるためのコンプレッサポンプユニット。
【請求項２９】前記駆動装置が、ハウジングの中に配置され、かつハウジ
ングによって構造的に支持されており、また駆動装置が軸の第３部分に連結され
た回転子を有する電気モータをさらに含んでいる請求項２８記載のコンプレッサ
ポンプユニット。
【請求項３０】前記ポンプが遠心型ポンプであり、ハウジングがポンプの
ポンプケーシングを形成する端部を含み、該ポンプケーシングが取入れ口、取出
し口、および渦型部を含む請求項２８記載のコンプレッサポンプユニット。
【請求項３１】前記駆動装置の軸がハウジングの外部の第３部分を有し、
駆動部材が第３部分に連結されて軸の第１と第２の部分を回転させるようにし、
該駆動部材がハウジングの外側に配置されている請求項２８記載のコンプレッサ
ポンプユニット。
【請求項３２】前記ハウジングがコンプレッサのためのハウジングの取入
れ口とコンプレッサとのあいだに媒体を向けるための、ポンプ冷却の、媒体通路
を含み、媒体がポンプのポンプケーシング上を流れて該ポンプケーシングに接触
するようにし、それによって、媒体がポンプから排出されるより前に、ポンプケ
ーシングを介して、媒体から熱を吸収するようにした請求項２８記載のコンプレ
ッサポンプユニット。
【請求項３３】駆動装置の回転可能な軸によって駆動されるコンプレッサ
、膨張弁、および冷凍配管によって直列に接続された蒸発器をもった、蒸気−圧
縮冷凍システムの作動効率を高める方法であって、凝縮器と膨張弁とのあいだに液体ポンプを介在させて、液体ポンプが冷媒配管で
凝縮器と膨張弁とに接続されるようにし、液体ポンプを駆動装置の回転可能な軸に組み合わせ、それによってコンプレッサ
と液体ポンプとが駆動装置によって同時に駆動されるようにし、コンプレッサを駆動装置の回転可能な軸で駆動させて、凝縮器を通じて蒸発器か
らコンプレッサによって受け取られたガス状の冷媒を汲み上げ、そしてコンプレッサ駆動工程と同時に、駆動装置の回転可能な軸で液体ポンプを駆動し
て、第１液体冷媒圧力で凝縮器から受け取った液体冷媒を第２液体冷媒圧力で膨
張弁へ送り、第２液体冷媒圧力が第１液体冷媒圧力よりも所定量だけ高くし、そ
れによって液体冷媒が過冷却されるようにした、工程からなる方法。
【請求項３４】前記回転可能な軸が封止可能に通過する、封止可能なハウ
ジング内にコンプレッサおよび液体ポンプを配置させかつ支持する工程をさらに
含む請求項３３記載の方法。
【請求項３５】前記コンプレッサが、コンプレッサからハウジングのコン
プレッサ冷媒取出し口へ圧縮されたガス状の冷媒を転送するための排出通路を有
し、かつコンプレッサポンプユニットがハウジングのポンプ冷媒取出し口に取入
れ口を、またコンプレッサの排出通路上に取出し口を有し、液体注入パイプがハ
ウジング内に全部含まれており、しかも液体ポンプから排出された一定量の液体
冷媒をコンプレッサの排出通路内に注入して、凝縮器へ転送されたガス状の冷媒
を過熱除去する工程をさらに含む請求項３４記載の方法。
【請求項３６】前記コンプレッサ、液体ポンプ、および駆動装置を封止可
能なハウジング内に配置させかつ支持する工程をさらに含み、該ハウジングが蒸
発器からのガス状の冷媒を液体ポンプのポンプケーシングと熱伝導接触させるポ
ンプ冷却の冷媒通路を含む請求項３３記載の方法。
【請求項３７】前記コンプレッサおよび液体ポンプをハウジング内に配置
させかつ支持し、前記ハウジングが凝縮器へ転送するより前にコンプレッサから
の圧縮されたガス状の冷媒を保存するための排出通路と、液体ポンプから下流に
冷媒取出し口を含み、液体注入パイプアセンブリに液体注入パイプ部を設け、液体注入パイプ部が液体
ポンプの冷媒取出し口に取入れ口を、またコンプレッサの排出通路上に取出し口
を有し、そして液体注入パイプアセンブリを用いて選択可能な量の液体冷媒を第２液体冷媒圧力
でコンプレッサの排出通路内に注入する工程をさらに含む請求項３３記載の方法
。
【請求項３８】前記液体注入アセンブリが、選択可能な量の転化された液
体冷媒を計量しかつ制御するための制御弁をさらに含む請求項３７記載の方法。
【請求項３９】前記液体注入アセンブリが、コンプレッサの排出通路内で
圧力を感知するように配置された圧力センサーから、およびハウジングから下流
のガス状の冷媒の温度を感知するように作動可能な温度センサーから、受け取っ
た圧力信号に応答して選択可能な量の液体冷媒を選択するように制御弁を連続的
に監視しかつ作動させるためのフィードバックコントローラをさらに含む請求項
３８記載の方法。