JP2008045796A - 冷凍装置 - Google Patents

Abstract

【課題】利用側熱交換器で冷媒が蒸発する冷却運転を行う蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷凍装置において、圧縮機構の吸入側に液冷媒を供給する液インジェクション通路の除霜を行う。
【解決手段】冷凍装置（1）の液インジェクション通路（14）は、第３液管（83）に接続される液インジェクション主管（15）と、液インジェクション主管（15）より分岐されて圧縮機構（11）の吸入配管に接続される第１液インジェクション副管（16）と油戻し管（71）に接続される第２液インジェクション副管（18）とを備えている。圧縮機構（11）の吐出冷媒を冷蔵熱交換器（31a,31b）に供給する除霜運転では、吐出冷媒の一部を油戻し管（71）を介して第２液インジェクション副管（18）に供給する。吐出冷媒は第１液インジェクション副管（16）を流れて吸入配管に流入し、圧縮機構（11）に再び吸入される。
【選択図】図３

Description

本発明は、圧縮機構を備えて蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷凍装置に関し、特に、圧縮機構の吸入配管に液冷媒を供給する液インジェクション通路の除霜対策に係るものである。

従来から、蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷凍装置には、対象空間を冷却する利用側熱交換器が着霜すると、この利用側熱交換器に圧縮機構の吐出冷媒を供給して利用側熱交換器の除霜運転を行うものがある（例えば、特許文献１）。

特許文献１の冷凍装置は、圧縮機と四路切換弁と凝縮器と膨張弁と利用側熱交換器である蒸発器とがこの順に接続された冷媒回路を備えている。上記冷凍装置では、冷媒がこの順に流れ、蒸発器で冷媒が蒸発して周囲の空気を冷却する冷却運転が行われる。また、上記冷凍装置の冷媒回路は除霜用減圧機構を備えている。そして、上記冷凍装置では、冷媒回路の四路切換弁を切り換えて、圧縮機から吐出した冷媒が、上記蒸発器を流れて該蒸発器に付着した霜に放熱して除霜を行い、放熱により凝縮した冷媒が、除霜用減圧機構で膨張し、上記凝縮器で蒸発した後に再び圧縮機に吸入される除霜運転が行われる。

また、このような冷凍装置には、冷媒回路の液冷媒の一部を圧縮機構の吸入配管に供給する液インジェクション通路を備えたものがある。この液インジェクション通路には、液冷媒の供給量を調整するための電子膨張弁とキャピラリーチューブとが設けられている。そして、冷凍装置の冷却運転時には、液インジェクション通路により圧縮機構の吸入配管に液冷媒が適宜供給される。これにより、圧縮機構の吐出冷媒の温度を低下させることができるので、圧縮機構自体が高温になることを防止することができ、該圧縮機構の信頼性が向上する（特願２００５−３１８２２８）。
特開２０００−１１２１３号公報

ところで、上記冷凍装置の液インジェクション通路では、液冷媒の供給量を調整するための電子膨張弁やキャピラリーチューブなどの流量調整機構が設けられている。そのため、液冷媒がこれらの流量調整機構を通過する際に減圧されて湿り状態の冷媒となり、この湿り冷媒に含まれる液冷媒の一部が液インジェクション通路を流れる際に液インジェクション通路の周囲の空気から吸熱して蒸発するために液インジェクション通路の周囲の空気が冷却され、該液インジェクション通路が着霜する。

しかしながら、従来の冷凍装置では、利用側熱交換器には圧縮機構の吐出冷媒を供給して除霜を行う一方、液インジェクション通路には何ら除霜対策を行っていなかった。そのため、液インジェクション通路に付着した霜が次第に成長し、冷凍装置のケーシングの板などと接触して異音を発生させるという問題点があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、利用側熱交換器で対象空間の冷却を行う蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷凍装置において、この利用側熱交換器の除霜運転の際に、液インジェクション通路の除霜を行うことを目的とする。

第１の発明は、圧縮機構（11）及び利用側熱交換器（31a,31b）を有し、上記利用側熱交換器（31a,31b）で冷媒が蒸発する冷却運転と、上記圧縮機構（11）の吐出冷媒を利用側熱交換器（31a,31b）に供給する利用側熱交換器（31a,31b）の除霜運転とに切換自在な冷媒回路（10）を備え、上記冷媒回路（10）は、上記冷却運転時に冷媒回路（10）の液冷媒の一部を上記圧縮機構（11）の吸入側に供給する液インジェクション通路（14）を有する冷凍装置であって、上記除霜運転時に上記液インジェクション通路（14）に圧縮機構（11）の吐出冷媒を供給するホットガス通路（71）を備えている。

この第１の発明では、除霜運転時に、上記圧縮機構（11）の吐出冷媒を上記ホットガス通路（71）を介して上記液インジェクション通路（14）に供給することにより、該液インジェクション通路（14）の除霜を行う。

第２の発明は、第１の発明において、上記液インジェクション通路（14）は、上記冷媒回路（10）の液配管（83）及び上記圧縮機構（11）の吸入配管に接続されて途中に開閉自在な液開閉弁（47）を備え、上記ホットガス通路（71）は、上記圧縮機構（11）の吐出配管（64）及び、上記液インジェクション通路（14）における液開閉弁（47）と圧縮機構（11）の吸入配管の接続部側との間に接続されて途中に開閉自在なガス開閉弁（SV-4）を備える一方、 上記除霜運転時に液開閉弁（47）が閉状態となるように制御する第１制御手段（101）と、上記除霜運転時にガス開閉弁（SV-4）が開状態となるように制御する第２制御手段（102）とを備えている。

この第２の発明において、上記液インジェクション通路（14）は、液配管（83）及び吸入配管に直接接続されていてもよいし、他の配管などを介して接続されていてもよい。また、上記ホットガス通路（71）も、上記吐出配管（64）及び液インジェクション通路（14）に直接接続されていてもよいし、他の配管や部品などを介して接続されていてもよい。また、上記第２制御手段（102）は、除霜運転中に上記ガス開閉弁（SV-4）が常時開状態となるように制御してもよいし、一時的に開状態となるように制御してもよい。

この第２の発明では、上記除霜運転時に、ガス開閉弁（SV-4）が開状態となり、ホットガス通路（71）から液インジェクション通路（14）に圧縮機構（11）の吐出冷媒が供給される。そして、液開閉弁（47）が閉状態となるので、圧縮機構（11）の吐出冷媒の一部は、液インジェクション通路（14）において、液開閉弁（47）より液配管（83）側へ流れることなく、液開閉弁（47）より圧縮機構（11）側を流れる。つまり、吐出冷媒は、液インジェクション通路（14）において、冷却運転中に湿り冷媒が流れる部分を流れ、該液インジェクション通路（14）を除霜する。そして、吐出冷媒は、液インジェクション通路（14）を流れた後、圧縮機構（11）の吸入配管を介して圧縮機構（11）に吸入される。

第３の発明は、第２の発明において、上記圧縮機構（11）の吐出配管（64）には、該圧縮機構（11）の吐出冷媒から冷凍機油を分離する油分離器（70）が設けられ、上記ホットガス通路（71）は、一端が上記油分離器（70）に接続され他端が上記圧縮機構（11）の吸入配管に接続される油戻し管（71）を兼用する一方、上記液インジェクション通路（14）は、一端が上記液配管（83）に接続され他端が分岐部（26）に構成されて途中に上記液開閉弁（47）が設けられた液インジェクション主管（15）と、該液インジェクション主管（15）の分岐部（26）より分岐して上記圧縮機構（11）の吸入配管に接続される第１液インジェクション副管（16）と、上記液インジェクション主管（15）の分岐部（26）より分岐して上記油戻し管（71）のガス開閉弁（SV-4）と他端との間に接続される第２液インジェクション副管（18）とを備えている。

この第３の発明では、冷却運転中には、液インジェクション主管（15）を流れた液冷媒が、第１液インジェクション副管（16）と第２液インジェクション副管（18）とに分岐する。そして、該第１液インジェクション副管（16）を流れた冷媒は、圧縮機構（11）の吸入配管に流入し、該第２液インジェクション副管（18）を流れた冷媒は、油戻し管（71）を介して圧縮機構（11）の吸入配管に流入し、圧縮機構（11）に吸入される。

一方、除霜運転中には、吐出冷媒を油戻し管（71）を介して液インジェクション通路（14）に供給する。つまり、油戻し管（71）には、油分離器（70）で分離された冷凍機油が流れるが、この冷凍機油には、吐出冷媒が若干含まれている。そこで、この吐出冷媒を、冷凍機油と共に、液インジェクション通路（14）に流す。具体的に、上記油戻し管（71）の吐出冷媒は、上記第２液インジェクション副管（18）に流入して冷却運転中に冷媒が流れる方向とは逆の方向に流れ、分岐部（26）を介して上記第１液インジェクション副管（16）に流入して該第１液インジェクション副管（16）を冷却運転中に冷媒が流れる方向と同じ方向に流れ、圧縮機構（11）の吸入配管を介して再び圧縮機構（11）に吸入される。

第４の発明は、第３の発明において、上記圧縮機構（11）は、互いに並列接続される複数台の圧縮機（11a,11b,11c）から構成され、上記圧縮機構（11）の吸入配管は、該圧縮機構（11）の吸入冷媒が流れる吸入主管（55）と、該吸入主管（55）の冷媒を圧縮機構（11）の各圧縮機（11a,11b,11c）に分岐する吸入分岐管（61a,61b,61c）とを備え、上記第１液インジェクション副管（16）は、上記液インジェクション主管（15）の分岐部（26）より分岐して各吸入分岐管（61a,61b,61c）に接続される各液インジェクション分岐管（16a,16b,16c）から構成されている。

この第４の発明では、除霜運転中に、上記油戻し管（71）を流れた吐出冷媒は、上記第２液インジェクション副管（18）を冷却運転中に冷媒が流れる方向とは逆の方向に流れた後、上記各液インジェクション分岐管（16a,16b,16c）を冷却運転中に冷媒が流れる方向と同じ方向に流れ、圧縮機構（11）の吸入配管を介して再び圧縮機構（11）に吸入される。

第５の発明は、第３又は第４の発明において、一端が上記液インジェクション主管（15）における分岐部（26）と液開閉弁（47）との間に接続され、他端が上記圧縮機構（11）の吸入配管に接続される連絡配管（75,76）を備えている。

この第５の発明では、第２液インジェクション副管（18）を流れた吐出冷媒は、分岐部（26）より液開閉弁（47）側へ流れ、連絡配管（75,76）を介して圧縮機構（11）の吸入配管に流入し、再び圧縮機構（11）に吸入される。なお、連絡配管（75,76）には、開閉自在な開閉弁（SV-6）を設け、液インジェクション通路（14）の除霜を行う際のみ、この開閉弁（SV-6）を開状態とするようにしてもよい。

第６の発明は、第３から第５の発明の何れかにおいて、上記油戻し管（71）は、上記第２液インジェクション副管（18）の接続部と他端との間に開閉自在な補助開閉弁（SV-5）を備え、上記第２制御手段（102）は、除霜運転時に上記ガス開閉弁（SV-4）を開状態とする際に、上記補助開閉弁（SV-5）が閉状態となるように制御する。

この第６の発明では、上記油戻し管（71）から液インジェクション通路（14）に吐出冷媒を供給する際に、補助開閉弁（SV-5）が閉状態となるので、油戻し管（71）を流れた吐出冷媒は、上記圧縮機構（11）の吸入配管に吸入されることなく、その全量が液インジェクション通路（14）を流れる。

第７の発明は、第２から第６の発明の何れかにおいて、現在の除霜運転と前回の除霜運転との間の冷却運転期間における液インジェクション通路（14）の着霜状態を示す指標値が所定の基準値に達していないと、現在の除霜運転時に上記ガス開閉弁（SV-4）が閉状態となるように上記第２制御手段（102）によるガス開閉弁（SV-4）の制御を禁止する第３制御手段（103）を備えている。

この第７の発明において、着霜状態を示す指標値には、上記冷却運転中に液インジェクション通路（14）より液冷媒の供給を行った積算時間、液開閉弁（47）が開度調整自在な弁である場合は該液開閉弁（47）の開度積分値、圧縮機構（11）の吸入圧力及び吸入温度が例示される。そして、この指標値の基準値とは、着霜量が適度に多く除霜を行う必要があるということを示す基準値である。つまり、指標値を上記積算時間や開度積分値とする場合、これらの値が大きいと湿り冷媒が液インジェクション通路（14）を多く流れているために着霜量が多くなるので、基準値として所定の下限値を設定する。一方、指標値を圧縮機構（11）の吸入圧力や吸入温度とする場合、これらの値が小さいと、液インジェクション通路（14）を流れる冷媒の温度が低いために着霜量が多くなるといえるため、基準値として所定の上限値を設定する。そして、この指標値が基準値である下限値より大きい場合や、上限値より小さい場合は、着霜量が適度に多く除霜の必要があるが、基準値に達していない場合は、除霜の必要性が小さいので、このような場合は、除霜運転時に、上記第３制御手段（103）が第２制御手段（102）によるガス開閉弁（SV-4）の制御を禁止するようにして液インジェクション通路（14）の除霜を行わないようにする。

第８の発明は、第２から第７の発明の何れかにおいて、上記除霜運転時に、上記利用側熱交換器（31a,31b）の除霜の進行状態を示す指標値が所定の基準値に達するまで、上記ガス開閉弁（SV-4）が閉状態となるように上記第２制御手段（102）によるガス開閉弁（SV-4）の制御を禁止する第４制御手段（104）を備えている。

この第８の発明において、利用側熱交換器（31a,31b）の除霜の進行状態を示す指標値には、除霜運転の開始時からの経過時間、除霜運転中における圧縮機構（11）の吸入圧力及び吐出温度などが例示される。そして、この指標値の基準値とは、利用側熱交換器（31a,31b）の除霜が適当な程度まで進行したという基準値である。つまり、除霜運転の開始からの経過時間が長い場合や、吸入圧力及び吐出温度の値が大きい場合は、除霜はより進行しているといえるので、これらを指標値として用いる場合は、基準値として下限値を設定する。

この第８の発明では、先ず、除霜運転の本来の目的である利用側熱交換器（31a,31b）の除霜が適当な程度まで進行するまでは、該利用側熱交換器（31a,31b）のみの除霜を行うように、第４制御手段（104）が、第２制御手段（102）によるガス開閉弁（SV-4）の制御を禁止して該ガス開閉弁（SV-4）を閉状態とする。そして、利用側熱交換器（31a,31b）の除霜が適当な程度まで進行したら、第４制御手段（104）は、第２制御手段（102）によるガス開閉弁（SV-4）の制御を解除するので、ガス開閉弁（SV-4）が開状態となり、液インジェクション通路（14）の除霜が行われる。

第９の発明は、第２から第８の発明の何れかにおいて、上記除霜運転が終了して上記冷却運転に切り換わると、該冷却運転の開始より所定の設定時間が経過するまで、上記ガス開閉弁（SV-4）が継続して開状態となるように第２制御手段（102）を制御する第５制御手段（105）を備えている。

この第９の発明では、上記第５制御手段（105）が、冷却運転の開始より所定の設定時間が経過するまでは、ガス開閉弁（SV-4）が継続して開状態となるように第２制御手段（102）を制御し、該所定の設定時間、上記液インジェクション通路（14）の除霜を行う。

第１０の発明は、第９の発明において、上記冷却運転の開始より所定の設定時間が経過するまでに、圧縮機構（11）の吐出冷媒の温度が所定の設定温度より高くなると、上記第５制御手段（105）に代わり、上記ガス開閉弁（SV-4）が閉状態となるように第２制御手段（102）を制御する第６制御手段（106）を備えている。

この第１０の発明では、上記圧縮機構（11）の吐出冷媒の温度が所定の設定温度より高くなると、上記第６制御手段（106）が、上記ガス開閉弁（SV-4）が閉状態となるように第２制御手段（102）を制御し、これにより、上記液インジェクション通路（14）の除霜が終了する。そして、該液インジェクション通路（14）は、本来の使用目的で使用される。つまり、冷却運転時において、液インジェクション通路（14）により圧縮機構（11）の吸入配管に液冷媒が供給されて圧縮機構（11）の吐出冷媒の温度が低下し、該圧縮機構（11）が高温になるのを防止する。

上記第１の発明によれば、上記除霜運転時に上記液インジェクション通路（14）に圧縮機構（11）の吐出冷媒を供給するホットガス通路（71）を備えるようにしたために、上記圧縮機構（11）の吐出冷媒を上記液インジェクション通路（14）に供給して該液インジェクション通路（14）の除霜を行うことができる。これにより、該液インジェクション通路（14）に付着した霜が成長することがないので、成長した霜が冷凍装置（1）のケーシングなどに当たって異音を発生させたりすることを防止することができると共に、機器としての信頼性が向上する。

また、上記第２の発明によれば、除霜運転時に、ホットガス通路（71）のガス開閉弁（SV-4）を開状態とし、液インジェクション通路（14）の液開閉弁（47）を閉状態とするようにしたために、ホットガス通路（71）から液インジェクション通路（14）に吐出冷媒を供給して液インジェクション通路（14）の除霜を行うことができる。また、液インジェクション通路（14）流れた冷媒は、液開閉弁（47）より液配管（83）側へ流れることがないので、該液配管（83）に液冷媒が流入することがない。

また、上記第３の発明によれば、上記ホットガス通路（71）は、油戻し管（71）を兼用すると共に、上記液インジェクション主管（15）を上記圧縮機構（11）の吸入配管に接続される第１液インジェクション副管（16）と上記油戻し管（71）に接続される第２液インジェクション副管（18）とに分岐されるようにしたために、油戻し管（71）の吐出冷媒が、上記第２液インジェクション副管（18）を逆流した後、上記第１液インジェクション副管（16）を正方向に流れて、各液インジェクション副管（16,18）の除霜を行うことができる。

また、ホットガス通路（71）は、油戻し管（71）を兼用しているので、配管構造の簡素化を図ることができると共に、ガス開閉弁（SV-4）が油分離器（70）の冷凍機油を吸入配管へ戻す際の開閉弁を兼用することができるので、部品点数の削減を図ることができる。

また、上記第４の発明によれば、上記油戻し管（71）を流れた吐出冷媒が、上記第２液インジェクション副管（18）を逆流した後、各圧縮機（11a,11b,11c）の吸入分岐管（61a,61b,61c）に接続する液インジェクション分岐管（16a,16b,16c）を流れるので、上記第２液インジェクション副管（18）及び該各液インジェクション分岐管（16a,16b,16c）の除霜を行うことができる。

また、上記第５の発明によれば、一端が上記液インジェクション主管（15）における分岐部（26）と液開閉弁（47）との間に接続され、他端が上記圧縮機構（11）の吸入配管に接続される連絡配管（75,76）を備えるようにしたために、第２液インジェクション副管（18）を逆流した吐出冷媒を、分岐部（26）より液開閉弁（47）側にも供給することができるので、液インジェクション主管（15）における液開閉弁（47）の近傍の部分まで確実に除霜を行うことができる。

また、上記第６の発明によれば、除霜運転時に上記油戻し管（71）のガス開閉弁（SV-4）を開状態となる際に上記補助開閉弁（SV-5）が閉状態となるようにしたために、油戻し管（71）を流れた吐出冷媒は、上記圧縮機構（11）の吸入配管に吸入されることなく、その全量が液インジェクション通路（14）を流れるので、該液インジェクション通路（14）の除霜を確実に行うことができる。

また、上記第７の発明によれば、冷却運転期間の液インジェクション通路（14）の着霜状態を示す指標値が所定の基準値に達していないと、現在の除霜運転時にガス開閉弁（SV-4）が閉状態となるようにしたために、液インジェクション通路（14）の除霜の必要性が小さい場合は、不必要な除霜を行うことを防止することができる。

また、上記第８の発明によれば、上記除霜運転時に、上記利用側熱交換器（31a,31b）の除霜の進行状態を示す指標値が所定の基準値に達するまでは、液インジェクション通路（14）の除霜は行われないので、除霜運転時には、先ず、利用側熱交換器（31a,31b）の除霜を適度な程度まで行った上で、液インジェクション通路（14）の除霜を行うことができる。これにより、除霜運転の本来の目的である利用側熱交換器（31a,31b）の除霜を確実に行うことができる。

また、上記第９の発明によれば、冷却運転が開始しても所定の設定時間は液インジェクション通路（14）の除霜が行われるので、上記液インジェクション通路（14）の除霜を確実に行うことができる。

また、上記第１０の発明によれば、上記冷却運転の開始より所定の設定時間が経過するまでに、圧縮機構（11）の吐出温度が所定の設定温度より高くなると、上記ガス開閉弁（SV-4）が閉状態とするようにしたために、圧縮機構（11）の吐出温度が高くなると、上記液インジェクション通路（14）の除霜を終了させることができる。これにより、液インジェクション通路（14）の冷媒流れを切り換え、圧縮機構（11）の吸入配管に液冷媒が供給して圧縮機構（11）が高温になるのを防止することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

本発明の実施形態は、図１に示すように、冷却室の冷却運転を行う冷凍装置（1）であって、室外ユニット（2）と冷蔵ユニット（3）とコントローラ（100）とを備えている。

上記冷凍装置（1）では、上記室外ユニット（2）に室外回路（20）が、上記冷蔵ユニット（3）に冷蔵庫内回路（30）が、それぞれ設けられている。上記冷凍装置（1）では、上記室外回路（20）のガス端側と上記冷蔵庫内回路（30）のガス端側とが、ガス側連絡配管（22）を介して接続され、上記室外回路（20）の液端側と上記冷蔵庫内回路（30）の液端側とが、液側連絡配管（21）を介して接続されることにより、蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路（10）が構成されている。

〈室外ユニット〉
上記室外ユニット（2）の室外回路（20）には、圧縮機構（11）と、室外熱交換器（13）と、レシーバー（19）と、冷媒熱交換器（50）と、第１膨張弁（45）と、第２膨張弁（46）と、第３膨張弁（47）を備えている。また、室外回路（20）には、四路切換弁（12）と、液側閉鎖弁（53）と、ガス側閉鎖弁（54）とが設けられている。この室外回路（20）において、液側閉鎖弁（53）には液側連絡配管（21）の一端が、ガス側閉鎖弁（54）にはガス側連絡配管（22）の一端がそれぞれ接続されている。

上記圧縮機構（11）は、互いに並列に接続される３台の圧縮機（11a,11b,11c）から構成されている。上記３台の圧縮機（11a,11b,11c）のそれぞれは、高圧ドーム型のスクロール圧縮機である。上記第１圧縮機（11a）は、インバータを介して電力が供給され、該インバータの出力周波数を変化させることにより、運転容量が可変に構成されている。また、第２圧縮機（11b）及び第３圧縮機（11c）は、運転容量が固定に構成されている。上記３台の圧縮機（11a,11b,11c）は、冷凍装置（1）の冷却運転時において、第１圧縮機（11a）が優先的に駆動され、冷凍装置（1）の利用側の負荷に応じて、第２圧縮機（11b）、第３圧縮機（11c）の順に順次駆動されるように構成されている。

上記圧縮機構（11）の吸入側には、吸入主管（55）が接続されている。上記吸入主管（55）は、一端が四路切換弁（12）に接続され、他端が第３吸入分岐管（61c）と吸入接続管（56）とに分岐され、該第３吸入分岐管（61c）の他端が第３圧縮機（11c）の吸入側に接続されている。また吸入接続管（56）は、第１吸入分岐管（61a）と第２吸入分岐管（61b）とに分岐され、該第１吸入分岐管（61a）が上記第１圧縮機（11a）の吸入側に接続される一方、該第２吸入分岐管（61b）が上記第２圧縮機（11b）の吸入側に接続されている。上記吸入主管（55）、吸入接続管（56）及び各吸入分岐管（61a,61b,61c）は、圧縮機構（11）の吸入配管に構成されている。

上記圧縮機構（11）の吐出側には、吐出配管である吐出主管（64）が接続されている。上記吐出主管（64）の一端は、四路切換弁（12）に接続される一方、他端は、第１吐出分岐管（64a）と第２吐出分岐管（64b）と第３吐出分岐管（64c）とに分岐されている。上記第１吐出分岐管（64a）は、第１圧縮機（11a）の吐出側に接続され、上記第２吐出分岐管（64b）は、第２圧縮機（11b）の吐出側に接続され、上記第３吐出分岐管（64c）は、第３圧縮機（11c）の吐出側に接続されている。各吐出分岐管（64a,64b,64c）には、上記各圧縮機（11a,11b,11c）から四路切換弁（12）へ向かう冷媒の流通だけを許容する逆止弁（CV-1,CV-2,CV-3）が、それぞれ設けられている。

室外熱交換器（13）は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であって、冷媒と室外空気との間で熱交換を行うものである。室外熱交換器（13）は、一端が四路切換弁（12）に接続され、他端が第１液管（81）を介してレシーバー（19）の頂部に接続されている。この第１液管（81）には、室外熱交換器（13）からレシーバー（19）へ向かう冷媒の流通だけを許容する逆止弁（CV-4）が設けられている。レシーバー（19）の底部には第２液管（82）の一端が接続されている。

上記冷媒熱交換器（50）は、プレート式熱交換器であって、冷媒と冷媒との間で熱交換を行うものであり、第１流路（50a）と第２流路（50b）とを備えている。上記冷媒熱交換器（50）の第１流路（50a）は、一端が上記第２液管（82）の他端に接続され、他端が液配管である第３液管（83）の一端に接続されている。第３液管（83）の他端は、液側閉鎖弁（53）を介して液側連絡配管（21）の一端に接続されている。上記第３液管（83）には、第１流路（50a）の他端から液側閉鎖弁（53）へ向かう冷媒の流通だけを許容する逆止弁（CV-5）が設けられている。

上記第３液管（83）には、上記逆止弁（CV-5）の上流側に第４液管（84）の一端が接続され、該第４液管（84）の他端は、上記冷媒熱交換器（50）の第２流路（50b）の一端に接続されている。また、上記第４液管（84）には、第２膨張弁（46）が設けられている。該第２膨張弁（46）は、開度調整自在な電子膨張弁で構成されている。

冷媒熱交換器（50）の第２流路（50b）の他端は、ガスインジェクション管（85）を介して上記吸入主管（55）の途中に接続されている。該ガスインジェクション管（85）は、上記第１から第３の各圧縮機（11a,11b,11c）の吸入側に、ガス冷媒をインジェクションするためのものである。

上記第３液管（83）において、逆止弁（CV-5）と液側閉鎖弁（53）との間には、第５液管（88）の一端が接続されている。第５液管（88）の他端は、第１液管（81）において、逆止弁（CV-4）とレシーバー（19）との間に接続されている。また、第５液管（88）には、その一端から他端へ向かう冷媒の流通だけを許容する逆止弁（CV-6）が設けられている。

上記第４液管（84）における一端と第２膨張弁（46）との間には、第６液管（89）の一端が接続され、該第６液管（89）の他端は、第１液管（81）における室外熱交換器（13）の他端と逆止弁（CV-4）の間に接続されている。また、第６液管（89）には、第１膨張弁（45）が設けられている。該第１膨張弁（45）は開度調整自在な電子膨張弁で構成されている。

また、第１液管（81）における逆止弁（CV-4）と第５液管（88）の接続部との間には、連通管（78）の一端が接続され、該連通管（78）の他端は、吐出主管（64）に接続されている。上記連通管（78）には、第１液管（81）から吐出主管（64）へ向かう冷媒の流通だけを許容する逆止弁（CV-7）が設けられている。

四路切換弁（12）は、第１ポートが吐出主管（64）に、第２ポートが吸入主管（55）に、第３ポートが室外熱交換器（13）の一端に、第４ポートがガス側閉鎖弁（54）に、それぞれ接続されている。上記四路切換弁（12）は、第１のポートと第３のポートとが互いに連通して第２のポートと第４のポートとが互いに連通する第１状態（図１に実線で示す状態）と、第１のポートと第４のポートとが互いに連通して第２のポートと第３ポートとが互いに連通する第２状態（図１に破線で示す状態）とに切り換え可能に構成されている。

また、室外回路（20）には、油分離器（70）が設けられている。上記油分離器（70）は、吐出主管（64）に設けられ、各圧縮機（11a,11b,11c）の吐出冷媒から冷凍機油を分離するためのものである。該油分離器（70）には、油戻し管（71）の一端が接続され、該油戻し管（71）の他端は、吸入主管（55）におけるガスインジェクション管（85）の接続部の下流側に接続されている。上記油戻し管（71）には、開閉自在な第４電磁弁（SV-4）が設けられ、該第４電磁弁（SV-4）を開くと、油分離器（70）で分離された冷凍機油が、吸入主管（55）に戻されるように構成されている。そして、圧縮機構（11）の吸入配管は、上記油戻し管（71）により吸入主管（55）に戻された冷凍機油が、第３圧縮機（11c）、第２圧縮機（11b）、第１圧縮機（11a）の順に多く戻るように、吸入配管内の冷媒と冷凍機油の流れが偏流するように構成されている。

上記油戻し管（71）は、後述するように、本発明の特徴であるホットガス通路を兼用している。そして、上記第４電磁弁（SV-4）は、上記油戻し管（71）がホットガス通路として機能する際、ガス開閉弁を構成する。また、上記油戻し管（71）には、補助開閉弁である第５電磁弁（SV-5）が、第４電磁弁（SV-4）と他端との間に設けられている。

室外回路（20）には、液インジェクション通路（14）が設けられている。該液インジェクション通路（14）は、圧縮機構（11）の吸入配管に液冷媒を供給するためのものであり、液インジェクション主管（15）と第１及び第２の各液インジェクション副管（16,18）とを備えている。

上記液インジェクション主管（15）は、一端が上記第４液管（84）における一端と第６液管（89）の接続部との間に接続され、他端に分岐部を構成する分流器（26）が設けられている。つまり、液インジェクション主管（15）は、液配管である第３液管（83）に第４液管（84）を介して接続されている。また、上記液インジェクション主管（15）の途中には、第３膨張弁（47）が設けられている。該第３膨張弁（47）は、開度調整自在な電子膨張弁からなり、開閉自在な液開閉弁を構成している。上記第１液インジェクション副管（16）は、第１から第３の各液インジェクション分岐管（16a,16b,16c）を備えている。そして、各液インジェクション分岐管（16a,16b,16c）と第２液インジェクション副管（18）とが、上記液インジェクション主管（15）の分流器（26）から分岐し、第１液インジェクション分岐管（16a）が第１吸入分岐管（61a）の途中に、第２液インジェクション分岐管（16b）が第２吸入分岐管（61b）の途中に、第３液インジェクション分岐管（16c）が第３吸入分岐管（61c）の途中にそれぞれ接続される一方、第２液インジェクション副管（18）は、油戻し管（71）の第４電磁弁（SV-4）と第５電磁弁（SV-5）との間に接続されている。また、第１から第３の各液インジェクション分岐管（16a,16b,16c）及び第２液インジェクション副管（18）には、それぞれ、途中にキャピラリーチューブ（17a,17b,17c,17d）が設けられている。

また、上記液インジェクション主管（15）には、分流器（26）と第３膨張弁（47）との間に、第１連絡配管（75）の一端が接続されている。該第１連絡配管（75）は、他端が第１吸入分岐管（61a）の途中に接続されており、途中に第６電磁弁（SV-6）を備えている。上記第１連絡配管における第６電磁弁（SV-6）と他端の間には、第２連絡配管（76）の一端が接続されている。該第２連絡配管（76）の他端は、第２吸入分岐管（61b）の途中に接続されている。

また、上記室外回路（20）には、第１から第３の３つの均油管（72,73,74）が設けられている。上記第１均油管（72）は、第１圧縮機（11a）のドームと第２液インジェクション副管（18）の途中とに接続され、途中に第１電磁弁（SV-1）を備えている。また、第２均油管（73）は、第２圧縮機（11b）のドームと第１吸入分岐管（61a）の途中とに接続され、第２電磁弁（SV-2）を備えている。また、第３均油管（74）は、第３圧縮機（11c）のドームと吸入接続管（56）の途中とに接続され、第３電磁弁（SV-3）を備えている。このような構成により、圧縮機構（11）の吸入配管を流れて第３圧縮機（11c）に多く戻された冷凍機油は、該第３圧縮機（11c）から第２圧縮機（11b）へ、第２圧縮機（11b）から第１圧縮機（11a）へと順に送られ、該第１圧縮機（11a）の冷凍機油の余剰分は油戻し管（71）に送られ、各圧縮機（11a,11b,11c）間で互いに均油し合うように構成されている。

上記室外回路（20）には、各種のセンサや圧力スイッチ（95a,95b,95c,95d）が設けられている。具体的に、吸入圧力センサ（25）及び吸入温度センサ（24）が吸入主管（55）に設けられ、吐出圧力センサ（23）が吐出主管（64）に設けられ、各吐出温度センサ（90a,90b,90c）が各吐出分岐管（64a,64b,64c）に設けられている。また、第３液管（83）における冷媒熱交換器（50）の第１流路（50a）の接続部近傍には、温度センサ（51）が設けられている。また、圧力スイッチ（95a,95b,95c,95d）が、ガス側閉鎖弁（54）と四路切換弁（12）との間の配管及び各吐出分岐管（64a,64b,64c）に設けられている。

また、上記室外ユニット（2）には、外気温センサ（13a）と室外ファン（13f）とが設けられている。室外熱交換器（13）へは、この室外ファン（13f）によって室外空気が送られる。

〈冷蔵ユニット〉
図１に示すように、上記冷蔵ユニット（3）の冷蔵庫内回路（30）においては、冷蔵熱交換器（31a,31b）と、ドレンパンヒータ（38a,38b）と、冷蔵膨張弁（33a,33b）とがそれぞれ２つずつ設けられている。

２台の冷蔵熱交換器（31a,31b）は、共に同じクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であって、冷媒と冷却室内の空気との間で熱交換を行うものであり、利用側熱交換器を構成している。上記各冷蔵熱交換器（31a,31b）は、一端が各冷蔵膨張弁（33a,33b）を介して各ドレンパンヒータ（38a,38b）の一端に接続され、他端が各ガス側分岐管（22a,22b）の一端に接続されている。そして、各ガス側分岐管（22a,22b）は、他端において互いに合流して上記ガス側連絡配管（22）の他端に接続されている。

上記各冷蔵膨張弁（33a,33b）は、開度調整可能な電子膨張弁で構成されている。上記各冷蔵熱交換器（31a,31b）には、伝熱管に冷媒の蒸発温度を測定するための第１冷媒温度センサ（34a,34b）が設けられる一方、該各冷蔵熱交換器（31a,31b）の他端には、第２冷媒温度センサ（35a,35b）がそれぞれ設けられている。上記冷蔵膨張弁（33a,33b）は、第２冷媒温度センサ（35a,35b）の測定温度が、第１冷媒温度センサ（34a,34b）で測定される冷媒の蒸発温度よりも所定温度（例えば５℃）高くなるように開度調整される、所謂スーパーヒート制御が行われる。

上記ドレンパンヒータ（38a,38b）は、図示しない冷蔵熱交換器（31a,31b）のドレンパンに配置されて該ドレンパンを加温し、着霜や氷の生成を防止するものである。上記各ドレンパンヒータ（38a,38b）の他端は、各液側分岐管（21a,21b）の一端にそれぞれ接続され、該各液側分岐管（21a,21b）の他端は互いに合流して上記液側連絡配管（21）の他端に接続されている。

また、上記冷蔵ユニット（3）には、冷却室内温度センサ（36a,36b）と、冷却室内ファン（32a,32b）とが設けられている。上記各冷蔵熱交換器（31a,31b）へは、この冷却室内ファン（32a,32b）によって、冷却室内の空気が送られる。

〈コントローラ〉
上記コントローラ（100）は、上記冷媒回路（10）に設けられた各種の弁の切換や開度調整を行うと共に、圧縮機（11a,11b,11c）及びファン（13f,32a,32b）を駆動させ、利用側熱交換器（31a,31b）で冷媒が蒸発する冷却運転と利用側熱交換器（31a,31b）の除霜を行う除霜運転とを制御するものである。

上記コントローラ（100）は、第１制御部（101）と第２制御部（102）と第３制御部（103）と第４制御部（104）と第５制御部（105）と第６制御部（106）とを備えている。

上記第１制御部（101）は、上記第３膨張弁（47）の開度を制御するものである。具体的に、上記第１制御部（101）は、冷却運転時には、圧縮機構（11）の吐出冷媒の温度に応じて、第３膨張弁（47）の開度調整を行う。また上記第１制御部（101）は、除霜運転時には第３膨張弁（47）が全閉状態となるように制御し、第１制御手段を構成する。

上記第２制御部（102）は、第４電磁弁（SV-4）と第５電磁弁（SV-5）と第６電磁弁（SV-6）とを開閉制御するものである。具体的に、第２制御部（102）は、冷却運転時には、第５電磁弁（SV-5）を開状態に、第６電磁弁（SV-6）を閉状態にそれぞれ維持する一方、第４電磁弁（SV-4）を間欠的に開閉制御する。また、第２制御部（102）は、除霜運転時には、第４電磁弁（SV-4）が開状態となるように制御し、該第４電磁弁（SV-4）が開状態となる際に、第５電磁弁（SV-5）が閉状態となり、第６電磁弁（SV-6）が開状態となるように制御し、第２制御手段を構成する。

上記第３制御部（103）は、現在の除霜運転と前回の除霜運転との間の冷却運転期間における液インジェクション通路（14）の着霜状態を示す指標値が所定の基準値に達していないと、現在の除霜運転時に上記第４電磁弁（SV-4）が閉状態となるように上記第２制御手段（102）による第４開閉弁（SV-4）の制御を禁止するものであり、第３制御手段に構成されている。具体的に、第３制御部（103）は、冷却運転期間に液インジェクション通路（14）による液冷媒の供給を行った積算時間が、例えば、冷却運転期間の０．３倍より小さいと、第２制御部（102）の制御を禁止する。なお、指標値として、第３膨張弁（47）の開度積分値や、圧縮機構（11）の吸入圧力及び吸入温度を用いてもよい。

上記第４制御部（104）は、除霜運転時に、上記利用側熱交換器（31a,31b）の除霜の進行状態を示す指標値が所定の基準値に達するまで、上記第４電磁弁（SV-4）が閉状態となるように上記第２制御部（102）によるガス開閉弁（SV-4）の制御を禁止するものであり、第４制御手段（104）に構成されている。具体的に、上記第４制御部（104）は、除霜運転の開始時からの経過時間、除霜運転中における圧縮機構（11）の吸入圧力及び吐出温度を指標値とし、この指標値が所定の下限値（例えば、経過時間５分、吸入圧力７．２kPa、吐出温度７５℃）を越えるまでは、第２制御部（102）の制御を禁止して第４電磁弁（SV-4）を閉状態とする。

上記第５制御部（105）は、除霜運転が終了して冷却運転に切り換わると、該冷却運転の開始より所定の設定時間（例えば、３分間）が経過するまで、上記第４電磁弁（SV-4）が継続して開状態となるように第２制御部（102）を制御するものであり、第５制御手段（105）に構成されている。

上記第６制御部（106）は、冷却運転の開始より所定の設定時間が経過するまでに、圧縮機構（11）の吐出冷媒の温度が所定の設定温度（例えば、９０℃）より高くなると、上記第５制御手段（105）に代わり、上記第４電磁弁（SV-4）が閉状態となるように第２制御部（102）を制御するものであり、第６制御手段に構成されている。

−運転動作−
次に、本実施形態の冷凍装置（1）の運転動作について説明する。

上記冷凍装置（1）は、冷却室内を、例えば設定温度５℃とする冷却運転を行う一方、該冷却運転を一時的に停止して、除霜運転を１０分間行うように構成されている。

〈冷却運転〉
冷却運転では、図２に示すように、室外回路（20）の四路切換弁（12）が第１状態に設定され、第１膨張弁（45）が全閉される。そして、この状態において、第１〜第３の各圧縮機（11a,11b,11c）が駆動され、冷蔵膨張弁（33a,33b）及び第２膨張弁（46）が適宜開度調整され、冷媒が図２の実線矢印の方向に循環する。また、室外ファン（13f）及び各冷蔵ファン（32a,32b）が駆動する。また、第１制御部（101）により、第３膨張弁（47）が適宜開度調整される一方、第２制御部（102）により、第５電磁弁（SV-5）が開状態に、第６電磁弁（SV-6）が閉状態に設定される一方、油戻し管（71）の第４電磁弁（SV-4）が適宜開閉される。また、均油管（72,73,74）の第１から第３の電磁弁（SV-1,SV-2,SV-3）が適宜開閉される。

室外回路（20）において、第１〜第３の各圧縮機（11a,11b,11c）から吐出した冷媒は、各吐出分岐管（64a,64b,64c）から吐出主管（64）へ流れ、四路切換弁（12）を通って室外熱交換器（13）へ送られる。室外熱交換器（13）では、冷媒が室外空気へ放熱して凝縮液化する。液化した冷媒は、第１液管（81）を流れ、レシーバー（19）を通過して第２液管（82）を流れ、冷媒熱交換器（50）の第１流路（50a）に流入する。第１流路（50a）を流れた液冷媒は、第３液管（83）を流れ、その一部が第４液管（84）に分岐する。

第４液管（84）を流れた冷媒は、その一部が第２膨張弁（46）で減圧されて上記冷媒熱交換器（50）の第２流路（50b）に流入して第１流路（50a）を流れる液冷媒と熱交換して蒸発し、第１流路（50a）を流れる液冷媒を、例えば、１５℃に冷却する。そして、第２流路（50b）の蒸発した冷媒は、ガスインジェクション管（85）を介して吸入主管（55）に供給される。また、第４液管（84）を流れた冷媒の残りの一部は、後に詳細に説明するように、図２の破線矢印に示すように、液インジェクション通路（14）を流れる。一方、第１流路（50a）を流れて冷却された冷媒は、第３液管（83）及び液側閉鎖弁（53）を介して液側連絡配管（21）を流れ、冷蔵庫内回路（30）に導入される。

冷蔵庫内回路（30）に導入された液冷媒は、各液側分岐管（21a,21b）に分岐して各ドレンパンヒータ（38a,38b）を流れ、ドレンパンの着霜を防止すると共に、冷蔵熱交換器（31a,31b）からドレンパンに落下した霜を確実に融解する。ドレンパンヒータ（38a,38b）から流出した液冷媒は、各冷蔵膨張弁（33a,33b）を通過する際に減圧されて膨張し、各冷蔵熱交換器（31a,31b）へ導入される。該各冷蔵熱交換器（31a,31b）では、冷媒が冷却室内の空気から吸熱して、例えば−５℃程度の蒸発温度で蒸発する。これにより、冷蔵ユニット（3）においては、冷蔵熱交換器（31a,31b）で冷却された空気が冷却室内へ供給され、冷却室内の温度が設定温度の５℃に維持される。上記各冷蔵熱交換器（31a,31b）で蒸発したガス冷媒は、各ガス側分岐管（22a,22b）を流れた後、ガス側連絡配管（22）で合流する。

その後、ガス冷媒は、ガス側連絡配管（22）を流れて室外回路（20）に導入され、四路切換弁（12）を介して吸入主管（55）を流れる。吸入主管（55）を流れた冷媒は、第３吸入分岐管（61c）と吸入接続管（56）とに分岐し、該第３吸入分岐管（61c）を流れた冷媒が、第３圧縮機（11c）に吸入されて圧縮される。一方、吸入接続管（56）を流れた冷媒は、第１吸入分岐管（61a）と第２吸入分岐管（61b）とに分岐し、該第２吸入分岐管（61b）を流れた冷媒は、第２圧縮機（11b）に吸入されて圧縮され、該第１吸入分岐管（61a）を流れた冷媒は、第１圧縮機（11a）に吸入されて圧縮される。

ここで、第３膨張弁（47）は、第１制御部（101）により、吐出温度センサ（90a,90b,90c）で測定される圧縮機（11a,11b,11c）の吐出冷媒の温度ＴＨが所定温度（例えば、９０℃）以下のときは閉状態に設定され、吐出冷媒の温度ＴＨが所定温度を超えると、温度が高くなるに従って開度が大きくなるように調整される。これにより、液冷媒が、図２の破線矢印に示すように、第３膨張弁（47）を通過し、分流器（26）で各液インジェクション分岐管（16a、16b、16c）と第２液インジェクション副管（18）とに分岐し、各圧縮機（11a,11b,11c）の吸入分岐管（61a,61b,61c）と吸入主管（55）とに供給される。

また、液冷媒は、液インジェクション通路（14）を流れる際に、第３膨張弁（47）や各キャピラリーチューブ（17a,17b,17c,17d）を通って減圧され、湿り冷媒となる。そのため、該湿り冷媒に含まれる液冷媒の一部が、液インジェクション通路（14）を流れる際に周囲の空気から吸熱して蒸発し、これにより該液インジェクション通路（14）の周囲の空気が冷却されるために液インジェクション通路（14）が着霜する。

なお、本実施形態の液インジェクション通路（14）では、液冷媒を各吸入分岐管（61a,61b,61c）に供給すると共に、吸入主管（55）にも供給するようにしている。これは、各吸入分岐管（61a,61b,61c）のみに液冷媒を供給した場合、第１圧縮機（11a）の運転周波数が小さくなると、第１圧縮機（11a）の吸入量は少なくなるが、第２及び第３圧縮機（11b,11c）が駆動しているために第１吸入分岐管（61a）に供給される液冷媒の量は第１圧縮機（11a）の吸入量に応じて少なくなることがないので、圧縮機間（11a,11b,11c）において、第１圧縮機（11a）の吐出冷媒の温度のみが低下するという吐出温度のアンバランスが起きる。そこで、吸入主管（55）にも液冷媒を供給するようにして、吸入主管（55）の液冷媒が冷凍機油と共に偏流して第３圧縮機（11c）、第２圧縮機（11b）、第１圧縮機（11a）の順に多く供給されることを利用し、各吸入分岐管（61a,61b,61c）のみに液冷媒を供給する場合に起こる吐出温度のアンバランスを解消するようにした。

〈除霜運転〉
除霜運転では、図３に示すように、室外回路（20）の四路切換弁（12）が第２状態に設定され、第２膨張弁（46）が全閉状態に設定される一方、冷蔵膨張弁（33a,33b）が全開状態に設定され、第１制御部（101）の制御により第３膨張弁（47）が閉状態に設定される。そして、この状態において、第１及び第２の各圧縮機（11a,11b）が駆動され、第１膨張弁（45）が適宜開度調整され、冷媒が図３の実線矢印の方向に循環する一方、室外ファン（13f）及び各冷蔵ファン（32a,32b）が駆動する。また、第２制御部（102）により、油戻し管（71）の第４電磁弁（SV-4）が開状態となり、該第４電磁弁（SV-4）が開状態となる際に、第５電磁弁（SV-5）が閉状態に、第６電磁弁（SV-6）が開状態にそれぞれ設定される。なお、この除霜運転では、除霜を緩やかに行うために、２台の圧縮機（11a,11b）のみが駆動される。

室外回路（20）において、第１及び第２の各圧縮機（11a,11b）から吐出した冷媒は、各吐出分岐管（64a,64b）を介して吐出主管（64）へ流れ、四路切換弁（12）を介してガス側連絡配管（22）を流れて冷蔵庫内回路（30）に導入される。

冷蔵庫内回路（30）に導入された冷媒は、ガス側分岐管（22a,22b）に分岐し各冷蔵熱交換器（31a,31b）を流れ、全開状態の冷蔵膨張弁（33a,33b）を通って各ドレンパンヒータ（38a,38b）へ流入する。この際、ガス冷媒は、冷蔵熱交換器（31a,31b）及びドレンパンヒータ（38a,38b）で放熱して凝縮する。これにより、冷蔵熱交換器（31a,31b）やドレンパン付着した霜は冷媒の凝縮熱により加温されて融解する。そして、凝縮した液冷媒は、液側分岐管（22a,22b）を流れて液側連絡配管（21）で合流し、室外ユニット（2）に導入される。

室外回路（20）に導入された液冷媒は、第５液管（88）、レシーバー（19）、冷媒熱交換器（50）の第１流路（50a）及び第４液管（84）を流れて第６液管（89）を流れる。液冷媒は、第６液管（89）を流れる際に、第１膨張弁（45）で減圧されて膨張し、室外熱交換器（13）を流れて室外空気から吸熱して蒸発する。そして、蒸発した冷媒は四路切換弁（12）を介して吸入主管（55）を流れ、吸入接続管（56）を介して第１及び第２の各吸入分岐管（61a,61b）を流れ、第１及び第２の各圧縮機（11a,11b）に吸入される。

（液インジェクション通路の除霜動作）
ここで、上述したように、冷却運転中には、湿り冷媒が上記液インジェクション通路（14）を流れるため、該液インジェクション通路（14）が着霜する。

そこで、本発明の特徴として、この除霜運転中に、図３の破線矢印に示すように、第１及び第２の圧縮機（11a,11b）から吐出した冷媒の一部を油戻し管（71）を介してインジェクション通路（14）に供給し、該液インジェクション通路（14）の除霜を行う。

この液インジェクション通路（14）の除霜は、コントローラ（100）の第２から第６の各制御部（102,103,104,105,106）の制御により、図４に示すフローチャートに基づいて行われる。

先ず、上記冷蔵熱交換器（31a,31b）の除霜運転の開始と共に、液インジェクション通路（14）の除霜制御がスタートする。そして、ステップＳＴ１において、現在の除霜運転と前回の除霜運転との間の冷却運転期間において、液インジェクション通路（14）により液冷媒の供給を行った積算時間が、冷却運転時間の０．３倍以上か否かが判定される。そして、ステップＳＴ１において、この積算時間が冷却運転時間の０．３倍以上であれば、着霜量が適度に多く除霜の必要があると判断されて、第３制御部（103）が、第２制御部（102）の制御を禁止することなくステップＳＴ２に移り、積算時間が冷却運転時間の０．３倍に達しないと、着霜量が少ないということなので、第３制御部（103）が、第２制御部（102）の制御を禁止してリターンに移る。

次に、ステップＳＴ２において、除霜運転開始から５分したか否か、吸入圧力センサ（25）で測定される圧縮機構（11）の吸入圧力が７．２ｋＰａを越えたか、上記圧縮機構（11）の各圧縮機（11a,11b,11c）の吐出温度ＴＨが７５℃を越えたか否かが判断される。つまり、除霜運転の主たる目的である冷蔵熱交換器（31a,31b）の除霜が適度な程度まで進行したかどうかが判断される。そして、これらの条件の１つでも満たしていないと、まだ、冷蔵熱交換器（31a,31b）の除霜が適度な程度まで進行していないということになるので、第４制御部（104）が、第２制御部（102）の制御を禁止してリターンに移り、これらの条件を全て満たすと、冷蔵熱交換器（31a,31b）の除霜が適度な程度まで進行したということなので、第４制御部（104）が、第２制御部（102）の制御を禁止を解除して、ステップＳＴ３に移る。

そして、ステップＳＴ３では、第２制御部（102）により、第４電磁弁（SV-4）が開状態に、第５電磁弁（SV-5）が閉状態に、第６電磁弁（SV-6）が開状態にそれぞれ設定される。これにより、図３の破線矢印に示すように、吐出主管（64）を流れる第１及び第２圧縮機（11a,11b）の吐出冷媒の一部が、油戻し管（71）を介して液インジェクション通路（14）に供給される。つまり、油戻し管（71）には、油分離器（70）で分離された冷凍機油が流れるが、この冷凍機油には、吐出冷媒が若干含まれているので、この吐出冷媒を液インジェクション通路（14）に流すことにより除霜を行う。冷凍機油に混合した吐出冷媒は、油戻し管（71）を流れて開状態の第４電磁弁（SV-4）を流れ、第５電磁弁（SV-5）が閉状態であるために、吸入主管（55）に流入することなく、その全量が、第２液インジェクション副管（18）に流入する。つまり、第２液インジェクション副管（18）には、冷媒が冷却運転中とは逆の方向へ流れる。そして、第２液インジェクション副管（18）を流れた吐出冷媒は、分流器（26）を介して各液インジェクション分岐管（16a,16b,16c）と液インジェクション主管（15）とに分岐される。各液インジェクション分岐管（16a,16b,16c）では、冷媒が冷却運転中と同じ方向に流れて第１から第３の吸入分岐管（61a,61b,61c）に流入し、第１及び第２の各圧縮機（11a,11b）に吸入される。なお、除霜運転では、第３圧縮機（11c）が停止しているため、第３吸入分岐管（61c）では、冷媒が冷却運転中と逆方向に流れる。また、液インジェクション主管（15）では、冷媒が冷却運転中と逆の方向に流れた後、第１連絡配管（75）を流れ開状態の第６電磁弁（SV-6）を通り、一部が第２連絡配管（76）に分岐する。第１及び第２の各連絡配管（78,76）を流れた冷媒は、第１及び第２の吸入分岐管（61a,61b）を流れて第１及び第２の各圧縮機（11a,11b）に吸入される。

そして、ステップＳＴ４では、冷蔵熱交換器（31a,31b）の除霜運転の終了から３分間経過したか否かと、吐出温度センサ（90a,90b,90c）で測定される圧縮機（11a,11b,11c）の吐出冷媒の温度が９０℃を越えたか否かが判定される。そして、これらの条件を満たしていないと、リターンに移り、これらの何れかを満たすとステップＳＴ５へ移り、第２制御部（102）により、第４電磁弁（SV-4）が閉状態、第５電磁弁（SV-5）が開状態、第６電磁弁（SV-4）にそれぞれ設定される。

つまり、除霜運転が終了して冷却運転が開始しても、第５制御部（105）により、３分間は、第４電磁弁（SV-4）が継続して開状態となるように第２制御部（102）を制御する。これにより、冷却運転が開始しても、３分間は液インジェクション通路（14）の除霜が行われるので、該液インジェクション通路（14）の除霜を確実に行うことができる。また、冷却運転の開始から３分が経過していない場合でも、上記圧縮機構（11）の吐出冷媒の温度が９０℃を越えると、第６制御部（106）が、第５制御部（105）に代わり、上記ガス開閉弁（SV-4）が閉状態となるように第２制御手段（102）を制御し、上記液インジェクション通路（14）の除霜を終了させる。そして、液インジェクション通路（14）を圧縮機構（11）が高温になることを防止するという本来の目的に応じた使用に切り換える。

−実施形態の効果−
上記冷凍装置（1）では、上記除霜運転時に第１及び第２の圧縮機（11a,11b）の吐出冷媒を上記液インジェクション通路（14）に供給するようにしたために、該液インジェクション通路（14）の除霜を行うことができる。これにより、該液インジェクション通路（14）に付着した霜が成長して、冷凍装置（1）のケーシングなどに当たって異音を発生させたりすることを防止することができると共に、機器としての信頼性が向上する。そして、この液インジェクション通路（14）に吐出冷媒を流すためのホットガス通路を油戻し管（71）により構成したので、配管構造の簡素化と電磁弁（SV-4）の部品点数の削減を図ることができる。

また、上記液インジェクション主管（15）における分流器（26）と第３膨張弁（47）との間と上記圧縮機構（11）の吸入分岐管（61a,61b）に接続される連絡配管（75,76）を設けたために、分流器（26）よりも第３膨張弁（47）側にまで吐出冷媒を流すことができるので、液インジェクション通路（14）の着霜部分の隅々まで吐出冷媒を供給して該液インジェクション通路（14）の除霜を確実に行うことができる。また、液インジェクション通路（14）の除霜の際には、第５電磁弁（SV-5）が閉状態となるようにしたために、油戻し管（71）を流れた吐出冷媒は、上記圧縮機構（11）の吸入主管（55）に吸入されることなく、その全量が液インジェクション通路（14）を流れ、該液インジェクション通路（14）の除霜を確実に行うことができる。

また、冷却運転期間に液インジェクション通路（14）により液冷媒を供給した積算時間が冷却運転時間の０．３倍に達していないときは、液インジェクション通路（14）の除霜を禁止するようにしたので、液インジェクション通路（14）の着霜が少ない時に、不必要な除霜を行うことを防止することができる。

また、除霜運転の開始時より５分間は、上記冷蔵熱交換器（31a,31b）の除霜のみを行って、液インジェクション通路（14）の除霜は行わないようにしたので、除霜運転の本来の目的である冷蔵熱交換器（31a,31b）の除霜を確実に行うことができる。

また、冷蔵熱交換器（31a,31b）の除霜運転から冷却運転に切り換えても、該冷却運転の開始後３分間は、圧縮機構（11）の吐出冷媒の温度が９０℃を越えない限り、液インジェクション通路（14）の除霜を継続するようにしたので、該液インジェクション通路（14）の除霜を確実に行うことができる。また、この冷却運転の開始からの３分間に、圧縮機構（11）の吐出冷媒の温度が９０℃を越えると、液インジェクション通路（14）の除霜を終了させるので、液インジェクション通路（14）を介して圧縮機構（11）の吸入配管に液冷媒を供給して該圧縮機構（11）が高温になるのを防止することができる。

《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。

上記実施形態の冷凍装置（1）は、圧縮機構（11）を３台の圧縮機（11a,11b,11c）を並列に接続することにより構成したが、圧縮機構（11）の圧縮機は１台でもいい。また、利用側熱交換器である冷蔵熱交換器（31a,31b）を２台並列に接続したが、利用側熱交換器は１台であってもよい。さらに、利用側熱交換器は、冷却室を冷蔵温度域で冷却するためのものに限られず、冷凍温度域で冷却するものや、室内の冷房を行う空調用の熱交換器であってもよい。また、冷凍装置（1）は、低段側圧縮機と高段側圧縮機とを有して冷媒を２段圧縮する構成であってもよい。その場合、例えば、高段側圧縮機の吐出冷媒を液インジェクション通路（14）に供給する。

また、上記実施形態では、油戻し管（71）とホットガス通路とを兼用したが、油戻し管（71）とホットガス通路とは別々の配管で構成してもよい。また、その場合、例えば、ホットガス通路を吐出主管（64）と液インジェクション主管（15）における第３膨張弁（47）及び分流器（26）の間とに接続して、吐出冷媒が液インジェクション通路（14）を冷却運転時に冷媒が流れる方向と同じ方向に流すようにしてもよい。

また、上記実施形態では、液開閉弁は、開度調整自在な第３膨張弁（47）により構成したが、単に開閉のみを行う電磁弁などで構成してもよい。

また、上記実施形態では、除霜運転を、例えば１０分間行うようにしたが、除霜運転時間は特に限定されない。さらに、除霜運転時に冷蔵熱交換器（31a,31b）の着霜状態をセンサなどで検知して、着霜が除去されたことを検知すると除霜運転から冷却運転に切り換えるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、第３制御部（103）により冷却運転の着霜量が少ない場合は、液インジェクション通路（14）の除霜が行われないように制御したが、例えば、毎回の冷却運転期間の着霜量が少なくても、霜が毎回の冷却運転で少しずつ成長して大きくなる可能性がある。そこで、例えば、着霜状態の指標値が基準値に達しない冷却運転が、数回（例えば、５回）連続すれば、この数回目（５回目）に対応する除霜運転には、第３制御部（103）が第２制御部（102）による第４電磁弁（SV-2）の制御を禁止しないようにして、液インジェクション通路（14）の除霜を行うようにしてもよい。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

以上説明したように、本発明は、圧縮機構の吸入配管に液冷媒を供給する液インジェクション通路を備えた蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷凍装置について有用である。

実施形態に係る冷凍装置の冷媒回路の配管系統図である。 実施形態に係る冷凍装置の冷却運転中の冷媒の流れを示す配管系統図である。 実施形態に係る冷凍装置の除霜運転中の冷媒の流れを示す配管系統図である。 実施形態に係る冷凍装置の液インジェクション通路の除霜制御を示すフローチャートである。

符号の説明

1 冷凍装置
10 冷媒回路
11 圧縮機構
11a 第１圧縮機（圧縮機）
11b 第２圧縮機（圧縮機）
11c 第３圧縮機（圧縮機）
14 液インジェクション通路
15 液インジェクション主管
16 第１液インジェクション副管
16a 第１液インジェクション分岐管（液インジェクション分岐管）
16b 第２液インジェクション分岐管（液インジェクション分岐管）
16c 第３液インジェクション分岐管（液インジェクション分岐管）
18 第２液インジェクション副管
26 分流器（分岐部）
31a 冷蔵熱交換器（利用側熱交換器）
31b 冷蔵熱交換器（利用側熱交換器）
47 第３膨張弁（液開閉弁）
55 吸入主管
61a 第１吸入分岐管（吸入分岐管）
61b 第２吸入分岐管（吸入分岐管）
61c 第３吸入分岐管（吸入分岐管
64 吐出主管（吐出配管）
70 油分離器
71 油戻し管（ホットガス通路）
75 第１連絡配管（連絡配管）
76 第２連絡配管（連絡配管）
83 第３液管（液配管）
101 第１制御部（第１制御手段）
102 第２制御部（第２制御手段）
103 第３制御部（第３制御手段）
104 第４制御部（第４制御手段）
105 第５制御部（第５制御手段）
106 第６制御部（第６制御手段）
SV-4 第４電磁弁（ガス開閉弁）
SV-5 第５電磁弁（補助開閉弁）

Claims (10)

1. 圧縮機構（11）及び利用側熱交換器（31a,31b）を有し、上記利用側熱交換器（31a,31b）で冷媒が蒸発する冷却運転と、上記圧縮機構（11）の吐出冷媒を利用側熱交換器（31a,31b）に供給する利用側熱交換器（31a,31b）の除霜運転とに切換自在な冷媒回路（10）を備え、
   上記冷媒回路（10）は、上記冷却運転時に冷媒回路（10）の液冷媒の一部を上記圧縮機構（11）の吸入側に供給する液インジェクション通路（14）を有する冷凍装置であって、
   上記除霜運転時に上記液インジェクション通路（14）に圧縮機構（11）の吐出冷媒を供給するホットガス通路（71）を備えている
   ことを特徴とする冷凍装置。
2. 請求項１において、
   上記液インジェクション通路（14）は、上記冷媒回路（10）の液配管（83）及び上記圧縮機構（11）の吸入配管に接続されて途中に開閉自在な液開閉弁（47）を備え、
   上記ホットガス通路（71）は、上記圧縮機構（11）の吐出配管（64）及び、上記液インジェクション通路（14）における液開閉弁（47）と圧縮機構（11）の吸入配管の接続部側との間に接続されて途中に開閉自在なガス開閉弁（SV-4）を備える一方、
   上記除霜運転時に液開閉弁（47）が閉状態となるように制御する第１制御手段（101）と、上記除霜運転時にガス開閉弁（SV-4）が開状態となるように制御する第２制御手段（102）とを備えている
   ことを特徴とする冷凍装置。
3. 請求項２において、
   上記圧縮機構（11）の吐出配管（64）には、該圧縮機構（11）の吐出冷媒から冷凍機油を分離する油分離器（70）が設けられ、
   上記ホットガス通路（71）は、一端が上記油分離器（70）に接続され他端が上記圧縮機構（11）の吸入配管に接続される油戻し管（71）を兼用する一方、
   上記液インジェクション通路（14）は、一端が上記液配管（83）に接続され他端が分岐部（26）に構成されて途中に上記液開閉弁（47）が設けられた液インジェクション主管（15）と、該液インジェクション主管（15）の分岐部（26）より分岐して上記圧縮機構（11）の吸入配管に接続される第１液インジェクション副管（16）と、上記液インジェクション主管（15）の分岐部（26）より分岐して上記油戻し管（71）のガス開閉弁（SV-4）と他端との間に接続される第２液インジェクション副管（18）とを備えている
   ことを特徴とする冷凍装置。
4. 請求項３において、
   上記圧縮機構（11）は、互いに並列接続される複数台の圧縮機（11a,11b,11c）から構成され、
   上記圧縮機構（11）の吸入配管は、該圧縮機構（11）の吸入冷媒が流れる吸入主管（55）と、該吸入主管（55）の冷媒を圧縮機構（11）の各圧縮機（11a,11b,11c）に分岐する吸入分岐管（61a,61b,61c）とを備え、
   上記第１液インジェクション副管（16）は、上記液インジェクション主管（15）の分岐部（26）より分岐して各吸入分岐管（61a,61b,61c）に接続される各液インジェクション分岐管（16a,16b,16c）から構成されている
   ことを特徴とする冷凍装置。
5. 請求項３又は４において、
   一端が上記液インジェクション主管（15）における分岐部（26）と液開閉弁（47）との間に接続され、他端が上記圧縮機構（11）の吸入配管に接続される連絡配管（75,76）を備えている
   ことを特徴とする冷凍装置。
6. 請求項３〜５の何れか１項において、
   上記油戻し管（71）は、上記第２液インジェクション副管（18）の接続部と他端との間に開閉自在な補助開閉弁（SV-5）を備え、
   上記第２制御手段（102）は、除霜運転時に上記ガス開閉弁（SV-4）を開状態とする際に、上記補助開閉弁（SV-5）が閉状態となるように制御する
   ことを特徴とする冷凍装置。
7. 請求項２〜６の何れか１項において、
   現在の除霜運転と前回の除霜運転との間の冷却運転期間における液インジェクション通路（14）の着霜状態を示す指標値が所定の基準値に達していないと、現在の除霜運転時に上記ガス開閉弁（SV-4）が閉状態となるように上記第２制御手段（102）によるガス開閉弁（SV-4）の制御を禁止する第３制御手段（103）を備えている
   ことを特徴とする冷凍装置。
8. 請求項２〜７の何れか１項において、
   上記除霜運転時に、上記利用側熱交換器（31a,31b）の除霜の進行状態を示す指標値が所定の基準値に達するまで、上記ガス開閉弁（SV-4）が閉状態となるように上記第２制御手段（102）によるガス開閉弁（SV-4）の制御を禁止する第４制御手段（104）を備えている
   ことを特徴とする冷凍装置。
9. 請求項２〜８の何れか１項において、
   上記除霜運転が終了して上記冷却運転に切り換わると、該冷却運転の開始より所定の設定時間が経過するまで、上記ガス開閉弁（SV-4）が継続して開状態となるように第２制御手段（102）を制御する第５制御手段（105）を備えている
   ことを特徴とする冷凍装置。
10. 請求項９において、
    上記冷却運転の開始より所定の設定時間が経過するまでに、圧縮機構（11）の吐出冷媒の温度が所定の設定温度より高くなると、上記第５制御手段（105）に代わり、上記ガス開閉弁（SV-4）が閉状態となるように第２制御手段（102）を制御する第６制御手段（106）を備えている
    ことを特徴とする冷凍装置。

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