JP2004286322A - 冷媒サイクル装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】高圧側圧力の異常上昇の発生を未然に回避することができる冷媒サイクル装置を提供する。
【解決手段】絞り手段としての絞り機構１２０を第１のキャピラリチューブ１５８と、この第１のキャピラリチューブ１５８に並列接続され、当該第１のキャピラリチューブ１５８よりも流路抵抗の小なる第２のキャピラリチューブ１５９とから構成すると共に、第１及び第２のキャピラリチューブ１５８、１５９への冷媒流通を制御する弁装置１６２、１６３を設け、コンプレッサ１０の起動時は第２のキャピラリチューブ１５９に冷媒を流す。
【選択図】 図１
【解決手段】絞り手段としての絞り機構１２０を第１のキャピラリチューブ１５８と、この第１のキャピラリチューブ１５８に並列接続され、当該第１のキャピラリチューブ１５８よりも流路抵抗の小なる第２のキャピラリチューブ１５９とから構成すると共に、第１及び第２のキャピラリチューブ１５８、１５９への冷媒流通を制御する弁装置１６２、１６３を設け、コンプレッサ１０の起動時は第２のキャピラリチューブ１５９に冷媒を流す。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンプレッサ、ガスクーラ、絞り手段及び蒸発器を順次接続して冷媒回路が構成された冷媒サイクル装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種冷媒サイクル装置は、ロータリコンプレッサ（コンプレッサ）、ガスクーラ、絞り手段（膨張弁等）及び蒸発器等を順次環状に配管接続して冷媒サイクル（冷媒回路）が構成されている。そして、ロータリコンプレッサの回転圧縮要素の吸込ポートから冷媒ガスがシリンダの低圧室側に吸入され、ローラとベーンの動作により圧縮が行われて高温高圧の冷媒ガスとなり、高圧室側より吐出ポート、吐出消音室を経てガスクーラに吐出される。このガスクーラにて冷媒ガスは放熱した後、絞り手段で絞られて蒸発器に供給される。そこで冷媒が蒸発し、そのときに周囲から吸熱することにより冷却作用を発揮するものであった。
【０００３】
ここで、近年では地球環境問題に対処するため、この種の冷媒サイクルにおいても、従来のフロンを用いずに自然冷媒である二酸化炭素（ＣＯ２）を冷媒として用いた装置が開発されて来ている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特公平７−１８６０２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
係る二酸化炭素を使用した冷媒サイクル装置では、高圧側が超臨界となるため外気温により一定とはならず１２ＭＰａ程度まで上昇する。特に、コンプレッサを定速で運転した場合には、コンプレッサの起動時（プルダウン時）に高圧側の圧力は更に上昇し、機器の設計圧を超えてしまい、最悪、機器の損傷を引き起こす恐れがあった。そのため、インバータによりコンプレッサの回転数制御（容量制御）を実行するか、膨張弁の開度調整を行うなどして、高圧側の圧力上昇を抑えて起動する必要があった。
【０００６】
本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、高圧側圧力の異常上昇の発生を未然に回避することができる冷媒サイクル装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の冷媒サイクル装置では、絞り手段を複数のキャピラリチューブから構成すると共に、各キャピラリチューブへの冷媒流通を制御することで絞り手段の流路抵抗を変更可能とし、コンプレッサの起動時は絞り手段の流路抵抗を小さくしたので、例えば請求項２や請求項３のように、絞り手段を、第１のキャピラリチューブと、この第１のキャピラリチューブに並列接続され、当該第１のキャピラリチューブよりも流路抵抗の小なる第２のキャピラリチューブとから構成し、各キャピラリチューブへの冷媒流通を制御する弁装置を設け、コンプレッサの起動時は第２のキャピラリチューブに冷媒を流すようすれば、起動時等の流路抵抗を小さくすることができるようになる。
【０００８】
特に、請求項３では第２のキャピラリチューブへの冷媒流通を制御する弁装置を設けるだけで起動時等の流路抵抗を小さくできるので、生産コストを抑制することができるようになる。
【０００９】
請求項４の発明の冷媒サイクル装置では上記各発明に加えて、コンプレッサの起動から所定時間絞り手段の流路抵抗を小さく、又は、第２のキャピラリチューブに冷媒を流すことを特徴とする。
【００１０】
請求項５の発明の冷媒サイクル装置では請求項１、請求項２又は請求項３の発明に加えて、コンプレッサの起動から冷媒回路内の冷媒の温度が所定値に到達するまで絞り手段の流路抵抗を小さく、又は、第２のキャピラリチューブに冷媒を流すことを特徴とする。
【００１１】
請求項６の発明の冷媒サイクル装置では請求項１、請求項２又は請求項３の発明に加えて、コンプレッサの起動から蒸発器により冷却される被冷却空間の温度が所定値に低下するまで絞り手段の流路抵抗を小さく、又は、第２のキャピラリチューブに冷媒を流すことを特徴とする。
【００１２】
請求項７の発明では上記各発明に加えて、冷媒として二酸化炭素を使用するので、環境問題にも寄与することができるようになる。
【００１３】
特に、コンプレッサを駆動要素にて駆動される第１及び第２の圧縮要素を備え、冷媒回路の低圧側から第１の圧縮要素に冷媒を吸い込んで圧縮し、当該第１の圧縮要素から吐出された中間圧の冷媒を第２の圧縮要素に吸い込み、圧縮してガスクーラに吐出するものとした場合には、起動時の圧力の異常上昇を効果的に解消することができるようになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図１は本発明を適用する冷媒サイクル装置１１０の冷媒回路図である。本実施例の冷媒サイクル装置１１０は例えば店舗に設置されるショーケースである。冷媒サイクル装置１１０はコンデンシングユニット１００と冷却機器本体となる冷蔵機器本体１０５とから構成される。従って、冷蔵機器本体１０５はショーケースの本体である。
【００１５】
前記コンデンシングユニット１００はコンプレッサ１０、ガスクーラ（凝縮器）４０、絞り手段としての後述する絞り機構１２０を備えて構成され、後述する冷蔵機器本体１０５の蒸発器９２と配管接続されてコンプレッサ１０、ガスクーラ４０、絞り機構１２０が蒸発器９２と共に所定の冷媒回路を構成する。
【００１６】
即ち、コンプレッサ１０の冷媒吐出管２４はガスクーラ４０の入口に接続されている。ここで、実施例のコンプレッサ１０は二酸化炭素（ＣＯ２）を冷媒として使用する内部中間圧型多段（２段）圧縮式ロータリコンプレッサで、このコンプレッサ１０は図示しない密閉容器内に設けられた駆動要素としての電動要素とこの電動要素により駆動される第１の回転圧縮要素（第１の圧縮要素）及び第２の回転圧縮要素（第２の圧縮要素）にて構成されている。
【００１７】
図中２０はコンプレッサ１０の第１の回転圧縮要素（１段目）で圧縮され、密閉容器内に吐出された冷媒を一旦、外部に吐出させて、第２の回転圧縮要素（２段目）に導入するための冷媒導入管であり、この冷媒導入管２０の一端は図示しない第２の回転圧縮要素のシリンダと連通する。冷媒導入管２０は後述する如くガスクーラ４０に設けられた中間冷却回路３５を経て、他端は密閉容器内に連通する。
【００１８】
図中２２はコンプレッサ１０の図示しない第１の回転圧縮要素のシリンダ内に冷媒を導入するための冷媒導入管であり、この冷媒導入管２２の一端は図示しない第１の回転圧縮要素のシリンダと連通している。この冷媒導入管２２はストレーナ５６の一端に接続されている。このストレーナ５６は冷媒回路内を循環する冷媒ガスに混入した塵埃や切削屑などの異物を確保して濾過するためのものであり、ストレーナ５６の他端側に形成された開口部とこの開口部からストレーナ５６の一端側に向けて細くなる略円錐形状を呈した図示しないフィルターを備えて構成されている。このフィルターの開口部はストレーナ５６の他端に接続された冷媒配管２８に密着した状態で装着されている。
【００１９】
また、前記冷媒吐出管２４は、前記第２の回転圧縮要素で圧縮された冷媒をガスクーラ４０に吐出させるための冷媒配管である。
【００２０】
前記ガスクーラ４０には外気温度を検出するための外気温度センサ７４が設けられており、この外気温度センサ７４はコンデンシングユニット１００の制御手段としての後述するマイクロコンピュータ８０に接続されている。
【００２１】
ガスクーラ４０を出た冷媒配管２６は内部熱交換器５０を通過する。この内部熱交換器５０はガスクーラ４０から出た第２の回転圧縮要素からの高圧側の冷媒と冷蔵機器本体１０５に設けられた蒸発器９２から出た低圧側の冷媒とを熱交換させるためのものである。
【００２２】
そして、内部熱交換器５０を通過した高圧側の冷媒配管２６は、前述同様のストレーナ５４を経て前述した絞り機構１２０に至る。ここで、絞り機構１２０は複数のキャピラリーチューブにて構成され、各キャピラリチューブへの冷媒流通を制御することで、絞り機構１２０への流路抵抗を変更可能としている。即ち、実施例の絞り機構１２０は図２に示すように第１のキャピラリチューブ１５８と、この第１のキャピラリチューブ１５８に並列接続され、第１のキャピラリチューブ１５８より流路抵抗の小なる第２のキャピラリチューブ１５９とから構成されている。第１のキャピラリチューブ１５８の設けられた冷媒配管１６０には、第１のキャピラリチューブ１５８への冷媒流通を制御する弁装置１６２が設けられており、この弁装置１６２はコンデンシングユニット１００のマイクロコンピュータ８０に接続されている。
【００２３】
同様に、第２のキャピラリチューブ１５９の設けられた冷媒配管１６１には、第２のキャピラリチューブ１５９への冷媒流通を制御する弁装置１６３が設けられており、この弁装置１６３はコンデンシングユニット１００のマイクロコンピュータ８０に接続されている。
【００２４】
そして、マイクロコンピュータ８０は弁装置１６２及び弁装置１６３の開閉を後述する冷蔵機器本体１０５の制御装置９０からの所定の信号に基づいて制御している。
【００２５】
また、冷蔵機器本体１０５の冷媒配管９４の一端は図示しないスエッジロック継ぎ手にてコンデンシングユニット１００の冷媒配管２６に着脱可能に接続されている。
【００２６】
一方、前記ストレーナ５６の他端に接続された冷媒配管２８は、前記内部熱交換器５０を経て冷蔵機器本体１０５の冷媒配管２８の他端に取り付けられた前述同様の図示しないスエッジロック継ぎ手にて着脱可能に接続されている。
【００２７】
前記冷媒吐出管２４にはコンプレッサ１０から吐出される冷媒ガスの温度を検出するための吐出温度センサ７０及び冷媒ガスの圧力を検出するための高圧スイッチ７２が設けられており、これらはマイクロコンピュータ８０に接続されている。
【００２８】
また、絞り機構１２０から出た冷媒配管２６には、絞り機構１２０から出た冷媒の温度を検出するための冷媒温度センサ７６が設けられており、これも前記マイクロコンピュータ８０に接続されている。また、冷蔵機器本体１０５のスエッジロック継ぎ手に接続された冷媒配管２８の内部熱交換器５０の入口側には、冷蔵機器本体１０５の蒸発器９２を出た冷媒の温度を検出するための戻り温度センサ７８が設けられており、当該戻り温度センサ７８もマイクロコンピュータ８０に接続されている。
【００２９】
尚、４０Ｆはガスクーラ４０に通風して空冷するためのファンであり、９２Ｆは冷蔵機器本体１０５の図示しないダクト内に設けられた蒸発器９２と熱交換した冷気を、冷蔵機器本体１０５の庫内に循環するためのファンである。また、６５はコンプレッサ１０の前述した電動要素の通電電流を検出し、運転を制御するための電流センサである。ファン４０Ｆと電流センサ６５はコンデンシングユニット１００のマイクロコンピュータ８０に接続され、ファン９２Ｆは冷蔵機器本体１０５の後述する制御装置９０に接続される。
【００３０】
ここで、マイクロコンピュータ８０はコンデンシングユニット１００の制御を司る制御装置であり、マイクロコンピュータ８０の入力には前記吐出温度センサ７０、高圧スイッチ７２、外気温度センサ７４、冷媒温度センサ７６、戻り温度センサ７８、電流センサ６５及び冷蔵機器本体１０５の制御装置９０からの信号が接続されている。そして、これらの入力に基づいて、出力に接続されたコンプレッサ１０やファン４０Ｆが制御される。更に、マイクロコンピュータ８０は冷蔵機器本体１０５の制御装置９０からの通信信号に基づき前記弁装置１５８及び弁装置１５９の開閉を制御している。
【００３１】
冷蔵機器本体１０５の前記制御装置９０には、庫内温度を検出するための図示しない庫内温度センサ、庫内温度を調節するための温度調節ダイヤルや、その他コンプレッサ１０を停止するための機能が設けられている。そして、制御装置９０はこれらの出力に基づき、ファン９２Ｆを制御する。更に、制御装置９０は、庫内温度が設定値以下になると所定の信号をマイクロコンピュータ８０に送出する。
【００３２】
即ち、庫内温度センサにて検出される冷蔵機器本体１０５の庫内温度が設定値以下になると、制御装置９０はマイクロコンピュータ８０に所定の信号を送出し、これにより、マイクロコンピュータ８０は弁装置１６２を開き、弁装置１６３を閉じて、冷媒配管１６０の流路を開放する。これにより、ストレーナ５４からの冷媒が第１のキャピラリチューブ１５８に流れるようになる。
【００３３】
係る冷媒サイクル装置１１０の冷媒としては地球環境にやさしく、可燃性及び毒性等を考慮して自然冷媒である前述した二酸化炭素（ＣＯ２）が使用され、潤滑油としてのオイルは、例えば鉱物油（ミネラルオイル）、アルキルベンゼン油、エーテル油、エステル油、ＰＡＧ（ポリアルキレングリコール）など既存のオイルが使用される。尚、本実施例では冷媒として二酸化炭素を使用したが、他の冷媒、例えば、亜酸化窒素やＨＣ系冷媒などの冷媒を使用しても本発明は有効である。
【００３４】
また、前記冷蔵機器本体１０５は蒸発器９２と当該蒸発器９２内を通過する前記冷媒配管９４にて構成されている。冷媒配管９４は蒸発器９２内を蛇行状に通過しており、この蛇行状の部分には熱交換用のフィンが取り付けられて蒸発器９２が構成されている。冷媒配管９４の両端部は図示しない前記スエッジロック継ぎ手に着脱可能に接続されている。
【００３５】
次に、冷媒サイクル装置１１０の動作を説明する。冷蔵機器本体１０５に設けられた図示しない始動スイッチを入れるか、或いは、冷蔵機器本体１０５の電源ソケットがコンセントに接続されると、マイクロコンピュータ８０は弁装置１６２を閉じ、弁装置１６３を開いて、冷媒配管１６１の流路を開放して、コンプレッサ１０の図示しない電動要素を起動する。これにより、コンプレッサ１０の第１回転圧縮要素に冷媒が吸い込まれて圧縮され、密閉容器内に吐出された冷媒ガスは冷媒導入管２０に入り、コンプレッサ１０から出て中間冷却回路３５に流入する。そして、この中間冷却回路３５がガスクーラ４０を通過する過程で空冷方式により放熱する。
【００３６】
これにより、第２の回転圧縮要素に吸い込まれる冷媒を冷却することができるので、密閉容器内の温度上昇を抑え、第２の回転圧縮要素における圧縮効率も向上させることができるようになる。また、第２の回転圧縮要素で圧縮され、吐出される冷媒の温度上昇も抑えることができるようになる。
【００３７】
そして、冷却された中間圧の冷媒ガスはコンプレッサ１０の第２の回転圧縮要素に吸入され、２段目の圧縮が行われて高圧高温の冷媒ガスとなり、冷媒吐出管２４より外部に吐出される。冷媒吐出管２４から吐出された冷媒ガスはガスクーラ４０に流入し、そこで空冷方式により放熱した後、内部熱交換器５０を通過する。冷媒はそこで低圧側の冷媒に熱を奪われて更に冷却される。
【００３８】
この内部熱交換器５０の存在により、ガスクーラ４０を出て、内部熱交換器５０を通過する冷媒は、低圧側の冷媒に熱を奪われるので、この分、当該冷媒の過冷却度が大きくなる。そのため、蒸発器９２における冷却能力が向上する。
【００３９】
係る内部熱交換器５０で冷却された高圧側の冷媒ガスはストレーナ５４、弁装置１６３を経て冷媒配管１６１に流入し、第２のキャピラリチューブ１５９に至る。冷媒は第２のキャピラリチューブ１５９において圧力が低下して、冷媒配管２６と冷蔵機器本体１０５の冷媒配管９４の一端とを接続する図示しないスエッジロック継ぎ手を経て、冷蔵機器本体１０５の冷媒配管９４から蒸発器９２内に流入する。そこで冷媒は蒸発し、周囲の空気から吸熱することにより冷却作用を発揮して冷蔵機器本体１０５の庫内を冷却する。
【００４０】
ここで、前述の如く起動時にはマイクロコンピュータ８０により冷媒配管１６１の流路を開放しているので、ストレーナ５４からの冷媒は第１のキャピラリチューブ１５８より流路抵抗の小さい第２のキャピラリチューブ１５９に流れる。起動時等では、高圧側の圧力が上昇しやすく、流路抵抗の大きい第１のキャピラリチューブ１５８にて減圧した場合、高圧側の冷媒が流れにくくなり、更に高圧側の圧力が上昇し機器の設計圧を超えてしまい、最悪、機器の損傷を引き起こすといった問題が生じる恐れがある。
【００４１】
しかしながら、第２のキャピラリチューブ１５９にて冷媒を減圧することで、第１のキャピラリチューブ１５８で減圧するより高圧側の冷媒の流路抵抗が小さくなる。このため、高圧側圧力の異常上昇を防ぐことができるようになり、機器の損傷を未然に回避することができるようになる。
【００４２】
これにより、コンプレッサ１０の起動時に安定した運転を行うことができるようになるので、冷媒サイクル装置１１０の信頼性の向上を図ることができるようになる。
【００４３】
そして、冷媒は蒸発器９２から流出して、冷媒配管９４の他端とコンデンシングユニット１００の冷媒配管２８とを接続する図示しないスエッジロック継ぎ手を経てコンデンシングユニット１００の内部熱交換器５０に至る。そこで前述の高圧側の冷媒から熱を奪い、加熱作用を受ける。ここで、蒸発器９２で蒸発して低温となり、蒸発器９２を出た冷媒は、完全に気体の状態ではなく液体が混在した状態となる場合もあるが、内部熱交換器５０を通過させて高圧側の高温冷媒と熱交換させることで、冷媒が加熱される。この時点で、冷媒の過熱度が確保され、完全に気体となる。
【００４４】
これにより、蒸発器９２から出た冷媒を確実にガス化させることができるようになるので、低圧側にアキュムレータなどを設けること無く、コンプレッサ１０に液冷媒が吸い込まれる液バックを確実に防止し、コンプレッサ１０が液圧縮にて損傷を受ける不都合を回避することができるようになる。従って、冷媒サイクル装置１１０の信頼性の向上を図ることができるようになる。
【００４５】
尚、内部熱交換器５０で加熱された冷媒は、ストレーナ５６を経て冷媒導入管２２からコンプレッサ１０の第１の回転圧縮要素３２内に吸い込まれるサイクルを繰り返す。
【００４６】
ここで、冷蔵機器本体１０５の庫内温度が設定値以下に低下すると、冷蔵機器本体１０５の制御装置９０は庫内温度センサからの出力を所定の通信信号に変えてマイクロコンピュータ８０に送出する。当該信号を受信したマイクロコンピュータ８０は弁装置１６２を開き、弁装置１６３を閉じて、冷媒配管１６０の流路を開放する。これにより、ストレーナ５４からの冷媒は冷媒配管１６０に流入し、そこに設けられた第１のキャピラリチューブ１５８にて減圧されることとなる。
【００４７】
即ち、コンプレッサ１０を起動してからある程度冷媒を循環させると冷媒回路内の機器や冷媒等の状態も安定し、冷蔵機器本体１０５の庫内温度も低下してくる。そこで、冷蔵機器本体１０５の庫内温度が設定値より低下した場合に、制御装置９０はマイクロコンピュータ８０に所定の信号を送出する。当該信号を受け取ったマイクロコンピュータ８０は冷媒が流路抵抗の大きい第１のキャピラリチューブ１５８にて減圧されるように、弁装置１６２を開き、弁装置１６３を閉じて、冷媒配管１６０の流路を開放する。これにより、ストレーナ５４からの冷媒が第１のキャピラリチューブ１５８にて減圧されるようになる。
【００４８】
これにより、流路抵抗の大きい第１のキャピラリチューブ１５８にて減圧することで、冷蔵機器本体１０５の蒸発器９２において、冷媒はより低温領域にて蒸発するため、庫内温度を所定の低温にまで冷却することができる。
【００４９】
このように、冷蔵機器本体１０５の庫内温度が設定値より高い場合には、ストレーナ５４からの冷媒をより流路抵抗の小さい第２のキャピラリチューブ１５９にて減圧することで、高圧側圧力の異常上昇を未然に回避することが出来ると共に、冷媒循環量が増えることにより、冷却能力（冷凍能力）が向上する。
【００５０】
これにより、コンプレッサ１０の起動時等の不安定な運転状況を回避することができるので、冷媒サイクル装置１１０の耐久性の向上を図ることができるようになる。
【００５１】
更に、冷蔵機器本体１０５の庫内温度が設定値以下に低下した場合には、流路抵抗の大きい第１のキャピラリチューブ１５８にて減圧された冷媒が蒸発器９２に流入するため、より低温領域で冷媒の蒸発が起こり、庫内温度を所定の低温まで冷却することができる。
【００５２】
また、従来のようにインバータによりコンプレッサの回転数制御（容量制御）を行ったり、膨張弁の開度調整を行うこと無く、キャピラリチューブ１５８、１５９とそれらの開閉を制御する弁装置１６２、１６３だけで高圧側圧力の異常上昇を防止できるので、生産コストの低減を図ることができるようになる。
【００５３】
尚、本実施例の冷媒サイクル装置では、弁装置１６２、１６３の開閉を冷蔵機器本体１０５の制御装置９０に接続された庫内温度センサにて検出される冷蔵機器本体１０５の庫内温度に基づいて行うものとしたが、これに限らず、冷媒回路内のその他の箇所の冷媒温度により、例えば、コンデンシングユニット１００のマイクロコンピュータ８０に接続された戻り温度センサ７８にて検出される冷媒温度に基づいて、マイクロコンピュータ８０が弁装置１６２、１６３を制御するものであってもよい。
【００５４】
更に、冷媒回路内の冷媒温度に関係なく、コンプレッサ１０の起動から所定時間経過すると弁装置１６２を開放し、弁装置１６３を閉じるものとしても本発明は有効である。
【００５５】
また、流路制御のための弁装置を第１のキャピラリチューブ１５８の設けられた冷媒配管１６０と第２のキャピラリチューブ１５９の設けられた冷媒配管１６１との両配管に設けるものとしたが、弁装置を図３に示すように流路抵抗の小さい第２のキャピラリチューブ１５９の設けられた冷媒配管１６１のみに設けても良い。この場合、起動時には弁装置１６３を開き、冷媒配管１６１の流路を開放することで、ストレーナ５４からの冷媒は抵抗の小さい冷媒配管１６１に流入するようになる。これにより、前記実施例の効果に加えて、弁装置１６３を設けるだけで、起動時等の流路抵抗を小さくできるので、生産コストをより抑制することができるようになる。
【００５６】
また、本実施例では第１のキャピラリチューブ１５８と第２のキャピラリチューブ１５９をそれぞれ冷媒配管１６０及び冷媒配管１６１に設けて、これらを並列接続して弁装置１６２、１６３により流路の制御するものとしたが、これに限らず、３本以上のキャピラリチューブを設け、運転状況に応じて各キャピラリチューブへ冷媒を流すものとする場合や、２本以上のキャピラリチューブを直列接続すると共に、これらの内の１本以上のキャピラリチューブをバイパスするバイパス配管と、このバイパス配管に弁装置を設けて、運転状況に応じてその内の何本かをバイパスするものとしても良い。
【００５７】
尚、実施例では、コンプレッサは内部中間圧型の多段（２段）圧縮式ロータリコンプレッサを使用したが、本発明に使用可能なコンプレッサはこれに限らず、単段のコンプレッサやスクロール型のコンプレッサ等、種々のコンプレッサが適応可能である。
【００５８】
【発明の効果】
以上詳述する如く、本発明の冷媒サイクル装置によれば、絞り手段を複数のキャピラリチューブから構成すると共に、各キャピラリチューブへの冷媒流通を制御することで絞り手段の流路抵抗を変更可能とし、コンプレッサの起動時は絞り手段の流路抵抗を小さくしたので、例えば請求項２や請求項３のように、絞り手段を、第１のキャピラリチューブと、この第１のキャピラリチューブに並列接続され、当該第１のキャピラリチューブよりも流路抵抗の小なる第２のキャピラリチューブとから構成し、各キャピラリチューブへの冷媒流通を制御する弁装置を設け、コンプレッサの起動時に、請求項４乃至請求項６の如く第２のキャピラリチューブに冷媒を流すようすれば、起動時等の流路抵抗を小さくすることができるようになる。
【００５９】
これにより、起動時における高圧側圧力が異常に上昇してしまう不都合を未然に回避し、耐久性の向上と円滑な運転を確保することができるようになる。
【００６０】
また、起動時以外の通常運転時には流路抵抗を大きくすることでより低温領域で冷媒の蒸発が起こるため、庫内温度を所定の低温まで冷却することができるようになる。これにより、冷媒サイクル装置の性能の向上を図ることができるようになる。
【００６１】
更に、従来のようにインバータによりコンプレッサの回転数制御（容量制御）を行ったり、膨張弁の開度調整を行うこと無く、複数の安価なキャピラリチューブのみで高圧側圧力の異常上昇を防止でき、生産コストの低減を図ることができるようになる。
【００６２】
特に、請求項３では第２のキャピラリチューブへの冷媒流通を制御する弁装置を設けるだけで、起動時等の流路抵抗を変更できるので、生産コストを抑制することができるようになる。
【００６３】
更に、請求項７の如き高圧側の圧力が超臨界となる二酸化炭素を冷媒として用いる装置に好適であると共に、係る二酸化炭素冷媒を冷媒として使用すれば、環境問題にも寄与することができるようになる。
【００６４】
特に、コンプレッサを駆動要素にて駆動される第１及び第２の圧縮要素を備え、冷媒回路の低圧側から第１の圧縮要素に冷媒を吸い込んで圧縮し、当該第１の圧縮要素から吐出された中間圧の冷媒を第２の圧縮要素に吸い込み、圧縮してガスクーラに吐出するものとした場合には、起動時の圧力の異常上昇を効果的に解消することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の冷媒サイクル装置の冷媒回路図である。
【図２】実施例の絞り機構の拡大図である。
【図３】他の実施例の絞り機構の拡大図である。
【符号の説明】
１０ コンプレッサ
２０、２２ 冷媒導入管
２４ 冷媒吐出管
２６、２８ 冷媒配管
３５ 中間冷却回路
４０ ガスクーラ
５０ 内部熱交換器
５４、５６ ストレーナ
７０ 吐出温度センサ
７２ 高圧スイッチ
７４ 外気温度センサ
７６ 冷媒温度センサ
７８ 戻り温度センサ
８０ マイクロコンピュータ
９０ 制御装置
９２ 蒸発器
９４ 冷媒配管
１００ コンデンシングユニット
１０５ 冷蔵機器本体
１１０ 冷媒サイクル装置
１２０ 絞り機構
１５８ 第１のキャピラリチューブ
１５９ 第２のキャピラリチューブ
１６０、１６１ 冷媒配管
１６２、１６３ 弁装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンプレッサ、ガスクーラ、絞り手段及び蒸発器を順次接続して冷媒回路が構成された冷媒サイクル装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種冷媒サイクル装置は、ロータリコンプレッサ（コンプレッサ）、ガスクーラ、絞り手段（膨張弁等）及び蒸発器等を順次環状に配管接続して冷媒サイクル（冷媒回路）が構成されている。そして、ロータリコンプレッサの回転圧縮要素の吸込ポートから冷媒ガスがシリンダの低圧室側に吸入され、ローラとベーンの動作により圧縮が行われて高温高圧の冷媒ガスとなり、高圧室側より吐出ポート、吐出消音室を経てガスクーラに吐出される。このガスクーラにて冷媒ガスは放熱した後、絞り手段で絞られて蒸発器に供給される。そこで冷媒が蒸発し、そのときに周囲から吸熱することにより冷却作用を発揮するものであった。
【０００３】
ここで、近年では地球環境問題に対処するため、この種の冷媒サイクルにおいても、従来のフロンを用いずに自然冷媒である二酸化炭素（ＣＯ２）を冷媒として用いた装置が開発されて来ている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特公平７−１８６０２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
係る二酸化炭素を使用した冷媒サイクル装置では、高圧側が超臨界となるため外気温により一定とはならず１２ＭＰａ程度まで上昇する。特に、コンプレッサを定速で運転した場合には、コンプレッサの起動時（プルダウン時）に高圧側の圧力は更に上昇し、機器の設計圧を超えてしまい、最悪、機器の損傷を引き起こす恐れがあった。そのため、インバータによりコンプレッサの回転数制御（容量制御）を実行するか、膨張弁の開度調整を行うなどして、高圧側の圧力上昇を抑えて起動する必要があった。
【０００６】
本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、高圧側圧力の異常上昇の発生を未然に回避することができる冷媒サイクル装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の冷媒サイクル装置では、絞り手段を複数のキャピラリチューブから構成すると共に、各キャピラリチューブへの冷媒流通を制御することで絞り手段の流路抵抗を変更可能とし、コンプレッサの起動時は絞り手段の流路抵抗を小さくしたので、例えば請求項２や請求項３のように、絞り手段を、第１のキャピラリチューブと、この第１のキャピラリチューブに並列接続され、当該第１のキャピラリチューブよりも流路抵抗の小なる第２のキャピラリチューブとから構成し、各キャピラリチューブへの冷媒流通を制御する弁装置を設け、コンプレッサの起動時は第２のキャピラリチューブに冷媒を流すようすれば、起動時等の流路抵抗を小さくすることができるようになる。
【０００８】
特に、請求項３では第２のキャピラリチューブへの冷媒流通を制御する弁装置を設けるだけで起動時等の流路抵抗を小さくできるので、生産コストを抑制することができるようになる。
【０００９】
請求項４の発明の冷媒サイクル装置では上記各発明に加えて、コンプレッサの起動から所定時間絞り手段の流路抵抗を小さく、又は、第２のキャピラリチューブに冷媒を流すことを特徴とする。
【００１０】
請求項５の発明の冷媒サイクル装置では請求項１、請求項２又は請求項３の発明に加えて、コンプレッサの起動から冷媒回路内の冷媒の温度が所定値に到達するまで絞り手段の流路抵抗を小さく、又は、第２のキャピラリチューブに冷媒を流すことを特徴とする。
【００１１】
請求項６の発明の冷媒サイクル装置では請求項１、請求項２又は請求項３の発明に加えて、コンプレッサの起動から蒸発器により冷却される被冷却空間の温度が所定値に低下するまで絞り手段の流路抵抗を小さく、又は、第２のキャピラリチューブに冷媒を流すことを特徴とする。
【００１２】
請求項７の発明では上記各発明に加えて、冷媒として二酸化炭素を使用するので、環境問題にも寄与することができるようになる。
【００１３】
特に、コンプレッサを駆動要素にて駆動される第１及び第２の圧縮要素を備え、冷媒回路の低圧側から第１の圧縮要素に冷媒を吸い込んで圧縮し、当該第１の圧縮要素から吐出された中間圧の冷媒を第２の圧縮要素に吸い込み、圧縮してガスクーラに吐出するものとした場合には、起動時の圧力の異常上昇を効果的に解消することができるようになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図１は本発明を適用する冷媒サイクル装置１１０の冷媒回路図である。本実施例の冷媒サイクル装置１１０は例えば店舗に設置されるショーケースである。冷媒サイクル装置１１０はコンデンシングユニット１００と冷却機器本体となる冷蔵機器本体１０５とから構成される。従って、冷蔵機器本体１０５はショーケースの本体である。
【００１５】
前記コンデンシングユニット１００はコンプレッサ１０、ガスクーラ（凝縮器）４０、絞り手段としての後述する絞り機構１２０を備えて構成され、後述する冷蔵機器本体１０５の蒸発器９２と配管接続されてコンプレッサ１０、ガスクーラ４０、絞り機構１２０が蒸発器９２と共に所定の冷媒回路を構成する。
【００１６】
即ち、コンプレッサ１０の冷媒吐出管２４はガスクーラ４０の入口に接続されている。ここで、実施例のコンプレッサ１０は二酸化炭素（ＣＯ２）を冷媒として使用する内部中間圧型多段（２段）圧縮式ロータリコンプレッサで、このコンプレッサ１０は図示しない密閉容器内に設けられた駆動要素としての電動要素とこの電動要素により駆動される第１の回転圧縮要素（第１の圧縮要素）及び第２の回転圧縮要素（第２の圧縮要素）にて構成されている。
【００１７】
図中２０はコンプレッサ１０の第１の回転圧縮要素（１段目）で圧縮され、密閉容器内に吐出された冷媒を一旦、外部に吐出させて、第２の回転圧縮要素（２段目）に導入するための冷媒導入管であり、この冷媒導入管２０の一端は図示しない第２の回転圧縮要素のシリンダと連通する。冷媒導入管２０は後述する如くガスクーラ４０に設けられた中間冷却回路３５を経て、他端は密閉容器内に連通する。
【００１８】
図中２２はコンプレッサ１０の図示しない第１の回転圧縮要素のシリンダ内に冷媒を導入するための冷媒導入管であり、この冷媒導入管２２の一端は図示しない第１の回転圧縮要素のシリンダと連通している。この冷媒導入管２２はストレーナ５６の一端に接続されている。このストレーナ５６は冷媒回路内を循環する冷媒ガスに混入した塵埃や切削屑などの異物を確保して濾過するためのものであり、ストレーナ５６の他端側に形成された開口部とこの開口部からストレーナ５６の一端側に向けて細くなる略円錐形状を呈した図示しないフィルターを備えて構成されている。このフィルターの開口部はストレーナ５６の他端に接続された冷媒配管２８に密着した状態で装着されている。
【００１９】
また、前記冷媒吐出管２４は、前記第２の回転圧縮要素で圧縮された冷媒をガスクーラ４０に吐出させるための冷媒配管である。
【００２０】
前記ガスクーラ４０には外気温度を検出するための外気温度センサ７４が設けられており、この外気温度センサ７４はコンデンシングユニット１００の制御手段としての後述するマイクロコンピュータ８０に接続されている。
【００２１】
ガスクーラ４０を出た冷媒配管２６は内部熱交換器５０を通過する。この内部熱交換器５０はガスクーラ４０から出た第２の回転圧縮要素からの高圧側の冷媒と冷蔵機器本体１０５に設けられた蒸発器９２から出た低圧側の冷媒とを熱交換させるためのものである。
【００２２】
そして、内部熱交換器５０を通過した高圧側の冷媒配管２６は、前述同様のストレーナ５４を経て前述した絞り機構１２０に至る。ここで、絞り機構１２０は複数のキャピラリーチューブにて構成され、各キャピラリチューブへの冷媒流通を制御することで、絞り機構１２０への流路抵抗を変更可能としている。即ち、実施例の絞り機構１２０は図２に示すように第１のキャピラリチューブ１５８と、この第１のキャピラリチューブ１５８に並列接続され、第１のキャピラリチューブ１５８より流路抵抗の小なる第２のキャピラリチューブ１５９とから構成されている。第１のキャピラリチューブ１５８の設けられた冷媒配管１６０には、第１のキャピラリチューブ１５８への冷媒流通を制御する弁装置１６２が設けられており、この弁装置１６２はコンデンシングユニット１００のマイクロコンピュータ８０に接続されている。
【００２３】
同様に、第２のキャピラリチューブ１５９の設けられた冷媒配管１６１には、第２のキャピラリチューブ１５９への冷媒流通を制御する弁装置１６３が設けられており、この弁装置１６３はコンデンシングユニット１００のマイクロコンピュータ８０に接続されている。
【００２４】
そして、マイクロコンピュータ８０は弁装置１６２及び弁装置１６３の開閉を後述する冷蔵機器本体１０５の制御装置９０からの所定の信号に基づいて制御している。
【００２５】
また、冷蔵機器本体１０５の冷媒配管９４の一端は図示しないスエッジロック継ぎ手にてコンデンシングユニット１００の冷媒配管２６に着脱可能に接続されている。
【００２６】
一方、前記ストレーナ５６の他端に接続された冷媒配管２８は、前記内部熱交換器５０を経て冷蔵機器本体１０５の冷媒配管２８の他端に取り付けられた前述同様の図示しないスエッジロック継ぎ手にて着脱可能に接続されている。
【００２７】
前記冷媒吐出管２４にはコンプレッサ１０から吐出される冷媒ガスの温度を検出するための吐出温度センサ７０及び冷媒ガスの圧力を検出するための高圧スイッチ７２が設けられており、これらはマイクロコンピュータ８０に接続されている。
【００２８】
また、絞り機構１２０から出た冷媒配管２６には、絞り機構１２０から出た冷媒の温度を検出するための冷媒温度センサ７６が設けられており、これも前記マイクロコンピュータ８０に接続されている。また、冷蔵機器本体１０５のスエッジロック継ぎ手に接続された冷媒配管２８の内部熱交換器５０の入口側には、冷蔵機器本体１０５の蒸発器９２を出た冷媒の温度を検出するための戻り温度センサ７８が設けられており、当該戻り温度センサ７８もマイクロコンピュータ８０に接続されている。
【００２９】
尚、４０Ｆはガスクーラ４０に通風して空冷するためのファンであり、９２Ｆは冷蔵機器本体１０５の図示しないダクト内に設けられた蒸発器９２と熱交換した冷気を、冷蔵機器本体１０５の庫内に循環するためのファンである。また、６５はコンプレッサ１０の前述した電動要素の通電電流を検出し、運転を制御するための電流センサである。ファン４０Ｆと電流センサ６５はコンデンシングユニット１００のマイクロコンピュータ８０に接続され、ファン９２Ｆは冷蔵機器本体１０５の後述する制御装置９０に接続される。
【００３０】
ここで、マイクロコンピュータ８０はコンデンシングユニット１００の制御を司る制御装置であり、マイクロコンピュータ８０の入力には前記吐出温度センサ７０、高圧スイッチ７２、外気温度センサ７４、冷媒温度センサ７６、戻り温度センサ７８、電流センサ６５及び冷蔵機器本体１０５の制御装置９０からの信号が接続されている。そして、これらの入力に基づいて、出力に接続されたコンプレッサ１０やファン４０Ｆが制御される。更に、マイクロコンピュータ８０は冷蔵機器本体１０５の制御装置９０からの通信信号に基づき前記弁装置１５８及び弁装置１５９の開閉を制御している。
【００３１】
冷蔵機器本体１０５の前記制御装置９０には、庫内温度を検出するための図示しない庫内温度センサ、庫内温度を調節するための温度調節ダイヤルや、その他コンプレッサ１０を停止するための機能が設けられている。そして、制御装置９０はこれらの出力に基づき、ファン９２Ｆを制御する。更に、制御装置９０は、庫内温度が設定値以下になると所定の信号をマイクロコンピュータ８０に送出する。
【００３２】
即ち、庫内温度センサにて検出される冷蔵機器本体１０５の庫内温度が設定値以下になると、制御装置９０はマイクロコンピュータ８０に所定の信号を送出し、これにより、マイクロコンピュータ８０は弁装置１６２を開き、弁装置１６３を閉じて、冷媒配管１６０の流路を開放する。これにより、ストレーナ５４からの冷媒が第１のキャピラリチューブ１５８に流れるようになる。
【００３３】
係る冷媒サイクル装置１１０の冷媒としては地球環境にやさしく、可燃性及び毒性等を考慮して自然冷媒である前述した二酸化炭素（ＣＯ２）が使用され、潤滑油としてのオイルは、例えば鉱物油（ミネラルオイル）、アルキルベンゼン油、エーテル油、エステル油、ＰＡＧ（ポリアルキレングリコール）など既存のオイルが使用される。尚、本実施例では冷媒として二酸化炭素を使用したが、他の冷媒、例えば、亜酸化窒素やＨＣ系冷媒などの冷媒を使用しても本発明は有効である。
【００３４】
また、前記冷蔵機器本体１０５は蒸発器９２と当該蒸発器９２内を通過する前記冷媒配管９４にて構成されている。冷媒配管９４は蒸発器９２内を蛇行状に通過しており、この蛇行状の部分には熱交換用のフィンが取り付けられて蒸発器９２が構成されている。冷媒配管９４の両端部は図示しない前記スエッジロック継ぎ手に着脱可能に接続されている。
【００３５】
次に、冷媒サイクル装置１１０の動作を説明する。冷蔵機器本体１０５に設けられた図示しない始動スイッチを入れるか、或いは、冷蔵機器本体１０５の電源ソケットがコンセントに接続されると、マイクロコンピュータ８０は弁装置１６２を閉じ、弁装置１６３を開いて、冷媒配管１６１の流路を開放して、コンプレッサ１０の図示しない電動要素を起動する。これにより、コンプレッサ１０の第１回転圧縮要素に冷媒が吸い込まれて圧縮され、密閉容器内に吐出された冷媒ガスは冷媒導入管２０に入り、コンプレッサ１０から出て中間冷却回路３５に流入する。そして、この中間冷却回路３５がガスクーラ４０を通過する過程で空冷方式により放熱する。
【００３６】
これにより、第２の回転圧縮要素に吸い込まれる冷媒を冷却することができるので、密閉容器内の温度上昇を抑え、第２の回転圧縮要素における圧縮効率も向上させることができるようになる。また、第２の回転圧縮要素で圧縮され、吐出される冷媒の温度上昇も抑えることができるようになる。
【００３７】
そして、冷却された中間圧の冷媒ガスはコンプレッサ１０の第２の回転圧縮要素に吸入され、２段目の圧縮が行われて高圧高温の冷媒ガスとなり、冷媒吐出管２４より外部に吐出される。冷媒吐出管２４から吐出された冷媒ガスはガスクーラ４０に流入し、そこで空冷方式により放熱した後、内部熱交換器５０を通過する。冷媒はそこで低圧側の冷媒に熱を奪われて更に冷却される。
【００３８】
この内部熱交換器５０の存在により、ガスクーラ４０を出て、内部熱交換器５０を通過する冷媒は、低圧側の冷媒に熱を奪われるので、この分、当該冷媒の過冷却度が大きくなる。そのため、蒸発器９２における冷却能力が向上する。
【００３９】
係る内部熱交換器５０で冷却された高圧側の冷媒ガスはストレーナ５４、弁装置１６３を経て冷媒配管１６１に流入し、第２のキャピラリチューブ１５９に至る。冷媒は第２のキャピラリチューブ１５９において圧力が低下して、冷媒配管２６と冷蔵機器本体１０５の冷媒配管９４の一端とを接続する図示しないスエッジロック継ぎ手を経て、冷蔵機器本体１０５の冷媒配管９４から蒸発器９２内に流入する。そこで冷媒は蒸発し、周囲の空気から吸熱することにより冷却作用を発揮して冷蔵機器本体１０５の庫内を冷却する。
【００４０】
ここで、前述の如く起動時にはマイクロコンピュータ８０により冷媒配管１６１の流路を開放しているので、ストレーナ５４からの冷媒は第１のキャピラリチューブ１５８より流路抵抗の小さい第２のキャピラリチューブ１５９に流れる。起動時等では、高圧側の圧力が上昇しやすく、流路抵抗の大きい第１のキャピラリチューブ１５８にて減圧した場合、高圧側の冷媒が流れにくくなり、更に高圧側の圧力が上昇し機器の設計圧を超えてしまい、最悪、機器の損傷を引き起こすといった問題が生じる恐れがある。
【００４１】
しかしながら、第２のキャピラリチューブ１５９にて冷媒を減圧することで、第１のキャピラリチューブ１５８で減圧するより高圧側の冷媒の流路抵抗が小さくなる。このため、高圧側圧力の異常上昇を防ぐことができるようになり、機器の損傷を未然に回避することができるようになる。
【００４２】
これにより、コンプレッサ１０の起動時に安定した運転を行うことができるようになるので、冷媒サイクル装置１１０の信頼性の向上を図ることができるようになる。
【００４３】
そして、冷媒は蒸発器９２から流出して、冷媒配管９４の他端とコンデンシングユニット１００の冷媒配管２８とを接続する図示しないスエッジロック継ぎ手を経てコンデンシングユニット１００の内部熱交換器５０に至る。そこで前述の高圧側の冷媒から熱を奪い、加熱作用を受ける。ここで、蒸発器９２で蒸発して低温となり、蒸発器９２を出た冷媒は、完全に気体の状態ではなく液体が混在した状態となる場合もあるが、内部熱交換器５０を通過させて高圧側の高温冷媒と熱交換させることで、冷媒が加熱される。この時点で、冷媒の過熱度が確保され、完全に気体となる。
【００４４】
これにより、蒸発器９２から出た冷媒を確実にガス化させることができるようになるので、低圧側にアキュムレータなどを設けること無く、コンプレッサ１０に液冷媒が吸い込まれる液バックを確実に防止し、コンプレッサ１０が液圧縮にて損傷を受ける不都合を回避することができるようになる。従って、冷媒サイクル装置１１０の信頼性の向上を図ることができるようになる。
【００４５】
尚、内部熱交換器５０で加熱された冷媒は、ストレーナ５６を経て冷媒導入管２２からコンプレッサ１０の第１の回転圧縮要素３２内に吸い込まれるサイクルを繰り返す。
【００４６】
ここで、冷蔵機器本体１０５の庫内温度が設定値以下に低下すると、冷蔵機器本体１０５の制御装置９０は庫内温度センサからの出力を所定の通信信号に変えてマイクロコンピュータ８０に送出する。当該信号を受信したマイクロコンピュータ８０は弁装置１６２を開き、弁装置１６３を閉じて、冷媒配管１６０の流路を開放する。これにより、ストレーナ５４からの冷媒は冷媒配管１６０に流入し、そこに設けられた第１のキャピラリチューブ１５８にて減圧されることとなる。
【００４７】
即ち、コンプレッサ１０を起動してからある程度冷媒を循環させると冷媒回路内の機器や冷媒等の状態も安定し、冷蔵機器本体１０５の庫内温度も低下してくる。そこで、冷蔵機器本体１０５の庫内温度が設定値より低下した場合に、制御装置９０はマイクロコンピュータ８０に所定の信号を送出する。当該信号を受け取ったマイクロコンピュータ８０は冷媒が流路抵抗の大きい第１のキャピラリチューブ１５８にて減圧されるように、弁装置１６２を開き、弁装置１６３を閉じて、冷媒配管１６０の流路を開放する。これにより、ストレーナ５４からの冷媒が第１のキャピラリチューブ１５８にて減圧されるようになる。
【００４８】
これにより、流路抵抗の大きい第１のキャピラリチューブ１５８にて減圧することで、冷蔵機器本体１０５の蒸発器９２において、冷媒はより低温領域にて蒸発するため、庫内温度を所定の低温にまで冷却することができる。
【００４９】
このように、冷蔵機器本体１０５の庫内温度が設定値より高い場合には、ストレーナ５４からの冷媒をより流路抵抗の小さい第２のキャピラリチューブ１５９にて減圧することで、高圧側圧力の異常上昇を未然に回避することが出来ると共に、冷媒循環量が増えることにより、冷却能力（冷凍能力）が向上する。
【００５０】
これにより、コンプレッサ１０の起動時等の不安定な運転状況を回避することができるので、冷媒サイクル装置１１０の耐久性の向上を図ることができるようになる。
【００５１】
更に、冷蔵機器本体１０５の庫内温度が設定値以下に低下した場合には、流路抵抗の大きい第１のキャピラリチューブ１５８にて減圧された冷媒が蒸発器９２に流入するため、より低温領域で冷媒の蒸発が起こり、庫内温度を所定の低温まで冷却することができる。
【００５２】
また、従来のようにインバータによりコンプレッサの回転数制御（容量制御）を行ったり、膨張弁の開度調整を行うこと無く、キャピラリチューブ１５８、１５９とそれらの開閉を制御する弁装置１６２、１６３だけで高圧側圧力の異常上昇を防止できるので、生産コストの低減を図ることができるようになる。
【００５３】
尚、本実施例の冷媒サイクル装置では、弁装置１６２、１６３の開閉を冷蔵機器本体１０５の制御装置９０に接続された庫内温度センサにて検出される冷蔵機器本体１０５の庫内温度に基づいて行うものとしたが、これに限らず、冷媒回路内のその他の箇所の冷媒温度により、例えば、コンデンシングユニット１００のマイクロコンピュータ８０に接続された戻り温度センサ７８にて検出される冷媒温度に基づいて、マイクロコンピュータ８０が弁装置１６２、１６３を制御するものであってもよい。
【００５４】
更に、冷媒回路内の冷媒温度に関係なく、コンプレッサ１０の起動から所定時間経過すると弁装置１６２を開放し、弁装置１６３を閉じるものとしても本発明は有効である。
【００５５】
また、流路制御のための弁装置を第１のキャピラリチューブ１５８の設けられた冷媒配管１６０と第２のキャピラリチューブ１５９の設けられた冷媒配管１６１との両配管に設けるものとしたが、弁装置を図３に示すように流路抵抗の小さい第２のキャピラリチューブ１５９の設けられた冷媒配管１６１のみに設けても良い。この場合、起動時には弁装置１６３を開き、冷媒配管１６１の流路を開放することで、ストレーナ５４からの冷媒は抵抗の小さい冷媒配管１６１に流入するようになる。これにより、前記実施例の効果に加えて、弁装置１６３を設けるだけで、起動時等の流路抵抗を小さくできるので、生産コストをより抑制することができるようになる。
【００５６】
また、本実施例では第１のキャピラリチューブ１５８と第２のキャピラリチューブ１５９をそれぞれ冷媒配管１６０及び冷媒配管１６１に設けて、これらを並列接続して弁装置１６２、１６３により流路の制御するものとしたが、これに限らず、３本以上のキャピラリチューブを設け、運転状況に応じて各キャピラリチューブへ冷媒を流すものとする場合や、２本以上のキャピラリチューブを直列接続すると共に、これらの内の１本以上のキャピラリチューブをバイパスするバイパス配管と、このバイパス配管に弁装置を設けて、運転状況に応じてその内の何本かをバイパスするものとしても良い。
【００５７】
尚、実施例では、コンプレッサは内部中間圧型の多段（２段）圧縮式ロータリコンプレッサを使用したが、本発明に使用可能なコンプレッサはこれに限らず、単段のコンプレッサやスクロール型のコンプレッサ等、種々のコンプレッサが適応可能である。
【００５８】
【発明の効果】
以上詳述する如く、本発明の冷媒サイクル装置によれば、絞り手段を複数のキャピラリチューブから構成すると共に、各キャピラリチューブへの冷媒流通を制御することで絞り手段の流路抵抗を変更可能とし、コンプレッサの起動時は絞り手段の流路抵抗を小さくしたので、例えば請求項２や請求項３のように、絞り手段を、第１のキャピラリチューブと、この第１のキャピラリチューブに並列接続され、当該第１のキャピラリチューブよりも流路抵抗の小なる第２のキャピラリチューブとから構成し、各キャピラリチューブへの冷媒流通を制御する弁装置を設け、コンプレッサの起動時に、請求項４乃至請求項６の如く第２のキャピラリチューブに冷媒を流すようすれば、起動時等の流路抵抗を小さくすることができるようになる。
【００５９】
これにより、起動時における高圧側圧力が異常に上昇してしまう不都合を未然に回避し、耐久性の向上と円滑な運転を確保することができるようになる。
【００６０】
また、起動時以外の通常運転時には流路抵抗を大きくすることでより低温領域で冷媒の蒸発が起こるため、庫内温度を所定の低温まで冷却することができるようになる。これにより、冷媒サイクル装置の性能の向上を図ることができるようになる。
【００６１】
更に、従来のようにインバータによりコンプレッサの回転数制御（容量制御）を行ったり、膨張弁の開度調整を行うこと無く、複数の安価なキャピラリチューブのみで高圧側圧力の異常上昇を防止でき、生産コストの低減を図ることができるようになる。
【００６２】
特に、請求項３では第２のキャピラリチューブへの冷媒流通を制御する弁装置を設けるだけで、起動時等の流路抵抗を変更できるので、生産コストを抑制することができるようになる。
【００６３】
更に、請求項７の如き高圧側の圧力が超臨界となる二酸化炭素を冷媒として用いる装置に好適であると共に、係る二酸化炭素冷媒を冷媒として使用すれば、環境問題にも寄与することができるようになる。
【００６４】
特に、コンプレッサを駆動要素にて駆動される第１及び第２の圧縮要素を備え、冷媒回路の低圧側から第１の圧縮要素に冷媒を吸い込んで圧縮し、当該第１の圧縮要素から吐出された中間圧の冷媒を第２の圧縮要素に吸い込み、圧縮してガスクーラに吐出するものとした場合には、起動時の圧力の異常上昇を効果的に解消することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の冷媒サイクル装置の冷媒回路図である。
【図２】実施例の絞り機構の拡大図である。
【図３】他の実施例の絞り機構の拡大図である。
【符号の説明】
１０ コンプレッサ
２０、２２ 冷媒導入管
２４ 冷媒吐出管
２６、２８ 冷媒配管
３５ 中間冷却回路
４０ ガスクーラ
５０ 内部熱交換器
５４、５６ ストレーナ
７０ 吐出温度センサ
７２ 高圧スイッチ
７４ 外気温度センサ
７６ 冷媒温度センサ
７８ 戻り温度センサ
８０ マイクロコンピュータ
９０ 制御装置
９２ 蒸発器
９４ 冷媒配管
１００ コンデンシングユニット
１０５ 冷蔵機器本体
１１０ 冷媒サイクル装置
１２０ 絞り機構
１５８ 第１のキャピラリチューブ
１５９ 第２のキャピラリチューブ
１６０、１６１ 冷媒配管
１６２、１６３ 弁装置
Claims (7)
- コンプレッサ、ガスクーラ、絞り手段及び蒸発器を順次接続して冷媒回路が構成された冷媒サイクル装置において、
前記絞り手段を複数のキャピラリチューブから構成すると共に、各キャピラリチューブへの冷媒流通を制御することで前記絞り手段の流路抵抗を変更可能とし、前記コンプレッサの起動時は前記絞り手段の流路抵抗を小さくすることを特徴とする冷媒サイクル装置。 - 前記絞り手段を、第１のキャピラリチューブと、該第１のキャピラリチューブに並列接続され、当該第１のキャピラリチューブよりも流路抵抗の小なる第２のキャピラリチューブとから構成し、各キャピラリチューブへの冷媒流通をそれぞれ制御する弁装置を設け、前記コンプレッサの起動時は前記第２のキャピラリチューブに冷媒を流すことを特徴とする請求項１の冷媒サイクル装置。
- 前記絞り手段を、第１のキャピラリチューブと、該第１のキャピラリチューブに並列接続され、当該第１のキャピラリチューブよりも流路抵抗の小なる第２のキャピラリチューブとから構成し、前記第２のキャピラリチューブへの冷媒流通を制御する弁装置を設け、前記コンプレッサの起動時は前記第２のキャピラリチューブに冷媒を流すことを特徴とする請求項１の冷媒サイクル装置。
- 前記コンプレッサの起動から所定時間前記絞り手段の流路抵抗を小さく、又は、前記第２のキャピラリチューブに冷媒を流すことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３の冷媒サイクル装置。
- 前記コンプレッサの起動から前記冷媒回路内の冷媒の温度が所定値に到達するまで前記絞り手段の流路抵抗を小さく、又は、前記第２のキャピラリチューブに冷媒を流すことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３の冷媒サイクル装置。
- 前記コンプレッサの起動から前記蒸発器により冷却される被冷却空間の温度が所定値に低下するまで前記絞り手段の流路抵抗を小さく、又は、前記第２のキャピラリチューブに冷媒を流すことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３の冷媒サイクル装置。
- 冷媒として二酸化炭素を使用すると共に、
前記コンプレッサは、駆動要素にて駆動される第１及び第２の圧縮要素を備え、前記冷媒回路の低圧側から前記第１の圧縮要素に冷媒を吸い込んで圧縮し、当該第１の圧縮要素から吐出された中間圧の冷媒を前記第２の圧縮要素に吸い込み、圧縮して前記ガスクーラに吐出することを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５又は請求項６の冷媒サイクル装置。
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