JP2008116078A - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン駆動式空調装置の水撃現象の発生を抑制し得る。
【解決手段】エンジン駆動式空調装置の制御装置５０は、圧力センサ３１の検出圧力に基づいて、液相冷媒タンク２１の容器部２２ｂ内および液相冷媒タンク２１内の圧力が低下に転じたことを検出したときに、液相冷媒タンク２１内の液相冷媒が冷媒加熱器２２内に流下したと判定して、電磁弁２８を閉鎖する。このため、液相冷媒タンク２１から冷媒加熱器２２に対して液相冷媒流れが無い状態で、電磁弁２８を閉鎖するため、水撃現象の発生を抑制し得る。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷凍サイクル装置に関する。

従来、エンジン駆動式冷凍サイクル装置では、図４に示すように、コンプレッサ１、室内用熱交換器２、減圧器３、室外用熱交換器４、液相冷媒タンク５ａ、５ｂ、逆止弁６ａ、６ｂ、冷媒加熱器７、および電磁弁８ａ、８ｂを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。

このものにおいて、コンプレッサ１は、エンジンにより駆動されて冷媒を圧縮し吐出し、この吐出冷媒は、室内用熱交換器２により凝縮して室内に放熱される。その後、室内用熱交換器２からの冷媒は、減圧器３で減圧される。この減圧された冷媒は室外用熱交換器４で吸熱して蒸発してコンプレッサ１の冷媒入口側に戻る。

液相冷媒タンク５ａは、室内用熱交換器２からの冷媒のうち液相冷媒を一時的に貯める。液相冷媒タンク５ｂは、液相冷媒タンク５ａから供給される液相冷媒を一時的に貯める。冷媒加熱器７は、液相冷媒タンク５ｂから供給される液相冷媒をエンジン冷却水（エンジン廃熱）により加熱する。

電磁弁８ａは、液相冷媒タンク５ａ、５ｂの間を開閉し、電磁弁８ｂは冷媒加熱器７の冷媒出口側と液相冷媒タンク５ｂとの間を開閉する。

ここで、電磁弁８ｂにより、冷媒加熱器７の冷媒出口側と液相冷媒タンク５ｂ内部との間を開放すると、冷媒加熱器７内の圧力と液相冷媒タンク５内の圧力とが同一になり、液相冷媒タンク５ｂ内から冷媒加熱器７内に冷媒が、自重で流れ落ちる。これに伴い、冷媒加熱器７内においては、エンジン冷却水（温水）を利用して冷媒が加熱されて昇圧して気相冷媒となり室内用熱交換器２側に流れる。

その後、電磁弁８ｂを閉鎖し、かつ電磁弁８ａを開放すると、液相冷媒タンク５ａ、５ｂの間の圧力が同一になり、液相冷媒タンク５ａから逆止弁６ｂを通して液相冷媒タンク５ｂに液相冷媒が供給される。

その後、電磁弁８ｂを開放し、かつ電磁弁８ａを閉鎖すると、液相冷媒タンク５ｂの液相冷媒が逆止弁６ａを通して冷媒加熱器７に流れ、冷媒加熱器７により冷媒が加熱される。

以上により、液相冷媒タンク５ａ内への液相冷媒の供給、液相冷媒タンク５ｂ内への液相冷媒の供給、冷媒加熱器７への冷媒供給、および冷媒加熱を繰り返すことになる。

これに伴い、室内用熱交換器２には、コンプレッサ１からの気相冷媒に加えて、冷媒加熱器７からの気相冷媒が合流して流入することになる。したがって、エンジンの廃熱を利用して室内用熱交換器２から大きな暖房能力を出力ことが可能になる。
特開平５−２２３３６７号公報

上述のエンジン駆動式冷凍サイクル装置においては、冷媒加熱器７の冷媒出口側と液相冷媒タンク５ｂ内部との間を閉鎖する際に、液相冷媒タンク５ｂから冷媒加熱器７への冷媒流れが十分に有る状態で電磁弁８ｂを閉鎖すると、冷媒流れが急に遮断される。このため、液相冷媒タンク５ｂと冷媒加熱器７との間の逆止弁６ａ付近で、異音、振動が生じる水撃現象が起こる。

本発明は、上記点に鑑み、水撃現象の発生を抑えるようにした冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、第１の液相冷媒タンク内と冷媒加熱器の冷媒下流側との間を開閉する第１の制御弁（２８）と、第１の制御弁の開閉を制御する制御装置（５０）と、を備え、制御装置が第１の制御弁を開放して、第１の液相冷媒タンク内の圧力を上げることにより第１の液相冷媒タンクからの液相冷媒が逆止弁を通して冷媒加熱器に供給されるように構成されており、さらに、制御装置は、第１の液相冷媒タンクから冷媒加熱器への液相冷媒の流れが無くなったと判定したときに、第１の制御弁を閉鎖することを特徴とする。

したがって、第１の液相冷媒タンク内から冷媒加熱器に液相冷媒の流れが無い状態で、第１の制御弁を閉鎖することができるので、水撃現象の発生を抑えることができる。

ここで、「第１の液相冷媒タンク内から冷媒加熱器に液相冷媒の流れが無い」とは、水撃現象が起こらない程度の液相冷媒の流れがある場合も含むものである。

本発明は、第１の液相冷媒タンクの冷媒圧力を検出する圧力センサ（３１）を備え、制御装置は、前記圧力センサの冷媒圧力が上昇後、低下に転じたときに、液相冷媒タンクから前記冷媒加熱器への液相冷媒の流れが無くなったと判定してもよい。

本発明は、冷媒加熱器の冷媒圧力を検出する圧力センサ（３１）を備え、制御装置は、圧力センサの冷媒圧力が上昇後、低下に転じたときに、液相冷媒タンクから前記冷媒加熱器への液相冷媒の流れが無くなったと判定してもよい。

ここで、冷媒加熱器の冷媒圧力とは、冷媒加熱器内部の冷媒圧力、冷媒加熱器出口側の冷媒圧力、および冷媒加熱器入口側の冷媒圧力のうちいずれかを意味する。

本発明は、第１の液相冷媒タンクと冷媒加熱器との間に冷媒流量を検出する流量センサを備え、制御装置は、前記流量センサの検出流量が一定流量以下になったときに、液相冷媒タンクから前記冷媒加熱器への液相冷媒の流れが無くなったと判定してもよい。

本発明は、第１の液相冷媒タンク内の液面高さを検出する液面センサを備え、制御装置は、液面センサにより検出される液面高さが一定高さ以下になったときに、液相冷媒タンクから前記冷媒加熱器への液相冷媒の流れが無くなったと判定してもよい。

ここで、液面高さとは、第１の液相冷媒タンク内の底部と液面との間の長さのことである。

本発明は、第１の液相冷媒タンク内と冷媒加熱器の冷媒出口側との間を接続する冷媒配管（２８ａ）を備え、第１の制御弁は、冷媒配管に対して直列的に配置されていることを第２の特徴とする。

この場合、第１の制御弁を開放したときには、第１の液相冷媒タンク内の冷媒圧力が上昇して冷媒加熱器内の冷媒圧力に対して均一化する。これに伴い、第１の液相冷媒タンクからの液相冷媒が前記逆止弁を通して冷媒加熱器に供給され得る。

本発明は、第１の液相冷媒タンク内とコンプレッサの冷媒吐出口側との間を接続する冷媒配管（２８ａ）を備え、第１の制御弁は、冷媒配管に対して直列的に配置されていることを第３の特徴とする。

この場合、第１の制御弁を開放したときには、コンプレッサの冷媒吐出により第１の液相冷媒タンク内の冷媒圧力が上昇する。これに伴い、第１の液相冷媒タンクからの液相冷媒が前記逆止弁を通して冷媒加熱器に供給され得る。

本発明は、第１の制御弁の開閉を制御する制御装置（５０）と、を備え、制御装置が第１の制御弁を開放して、第１の液相冷媒タンク内の圧力を上げることにより第１の液相冷媒タンクからの液相冷媒が逆止弁を通して冷媒加熱器に供給されるように構成されており、さらに、制御装置は、第１の液相冷媒タンクから冷媒加熱器への液相冷媒の供給を停止する際に第１の制御弁を徐々に閉鎖することを第４の特徴とする。

したがって、第１の制御弁を閉鎖しても、水撃現象の発生を抑制することができる。

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
図１に本発明に係るエンジン駆動式空調装置の第１実施形態の構成を示す。

本実施形態のエンジン駆動式空調装置は、室外機１０、および室内機１１ａ、１１ｂを備えている。

室外機１０は、屋外に設置されるものであって、エンジン１２、コンプレッサ１２ａ、オイルセパレータ１３、キャピラリチューブ１３ａ、四方弁１４、レシーバ１５、室外膨張弁１６、室外熱交換器１７ａ、１７ｂ、室外ファン１８、アキュムレータ１９、副回路２０、および温水回路３０を備える。

エンジン１２は、燃料の爆発によりコンプレッサ１２ａの駆動力を発生する原動機であり、燃料としてはガス，灯油，水素などのあらゆる種類の燃料が適用される。エンジン１２に代えてタービンなどを用いてもよい。

コンプレッサ１２ａは、エンジン１２により駆動されて、冷媒を吸入、圧縮、吐出する。オイルセパレータ１３は、コンプレッサ１２ａから吐出される冷媒のうち潤滑オイルを分離して、この潤滑オイルをキャピラリチューブ１３ａを通してコンプレッサ１２ａの冷媒吸入口側に戻す。

四方弁１４は、室外熱交換器１７側（図中ｃ）および室内機１１ａ、１１ｂ側（図中ｄ）とのうち一方をコンプレッサ１２ａの冷媒入口側（図中ｂ）に接続し、他方をコンプレッサ１２ａの冷媒吐出側（図中ａ）に接続する切替接続手段である。

レシーバ１５は、室内熱交換器４２（または室外膨張弁１６）からの冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離する。室外膨張弁１６は、アクチュエータにより弁開度を調整可能に構成され、暖房運転時に冷媒を減圧する減圧弁として用いられる。

室外熱交換器１７ａ、１７ｂは、コンプレッサ１２ａからの吐出冷媒流れに対して並列に配置されており、室外熱交換器１７ａ、１７ｂは、室外ファン１８から送風される外気と冷媒との間でそれぞれ熱交換する。室外ファン１８は、室外熱交換器１７ａ、１７ｂに外気を送風する。

アキュムレータ１９は、室外熱交換器１７ａ、１７ｂ（または室内機１１ａ、１１ｂ）からの冷媒のうち液相冷媒を貯めて気相冷媒だけをコンプレッサ１２ａの冷媒吸入口側に送り出す。

副回路２０は、エンジン１２の排熱から高圧冷媒を用いて熱回収する冷媒回路であって、液相冷媒タンク２１、冷媒加熱器２２、逆止弁２３〜２６、電磁弁２７〜２９、およびキャピラリチューブ２９ａから構成される。

液相冷媒タンク２１は、レシーバ１５に対して下側に配置され、逆止弁２３を通してレシーバ１５から供給される液相冷媒を一時的に貯める。逆止弁２３は、液相冷媒タンク２１からレシーバ１５に冷媒が逆流することを防止する。

冷媒加熱器２２は、液相冷媒タンク２１に対して下側に配置されており、冷媒加熱器２２は、熱交換部２２ａおよび容器部２２ｂを備えている。熱交換部２２ａは、容器部２２ｂ内に収納され、容器部２２ｂ内の液相冷媒とエンジン冷却水との間で熱交換して液相冷媒を加熱する。容器部２２ｂは、液相冷媒タンク２１から供給される液相冷媒を一時的に保持する。

なお、冷媒加熱器２２としては、プレート式熱交換器、２重管式熱交換器、或いはシェルアンドチューブ式熱交換器を使用してもよい。

逆止弁２４は、冷媒加熱器２２および液相冷媒タンク２１との間に配置され、冷媒加熱器２２から液相冷媒タンク２１に冷媒が逆流することを防止する。逆止弁２５は、冷媒加熱器２２の冷媒出口側から加熱されて昇圧した冷媒をコンプレッサ１２ａからの気相冷媒と合流させるともに、コンプレッサ１２ａ側から冷媒加熱器２２に冷媒が流入することを防止する。

冷媒加熱器２２の冷媒出口側と液相冷媒タンク２１内との間には、均圧配管２８ａが接続されており、電磁弁２８が均圧配管２８ａに対して直列的に配置されている。冷媒加熱器２２の冷媒出口側とは、冷媒加熱器２２と逆止弁２５との間の部位のことである。

液相冷媒タンク２１とレシーバ１５との間には、均圧配管２７ａが接続されており、逆止弁２６および電磁弁２７は、均圧配管２７ａに対して直列的に配置されている。

冷媒加熱器２２内部とコンプレッサ１２ａの冷媒入口側との間には、オイル戻し配管２９ｂが接続されており、オイル戻し配管２９ｂは、冷媒加熱器２２からコンプレッサ１２ａの冷媒入口側へ潤滑オイルを戻すための配管である。キャピラリチューブ２９ａおよび電磁弁２９は、オイル戻し配管２９ｂに対して直列的に配置されている。

温水回路３０は、エンジン１２と冷媒加熱器２２の熱交換部２２ａとの間でエンジン冷却水を循環させるための回路であり、温水回路３０は、冷却水ポンプ３５、サーモ弁３６、三方弁３７、およびラジエータ３８を備える。

冷却水ポンプ３５は、エンジン１２のエンジン冷却水を冷媒加熱器２２（或いはラジエータ３８）側に送り出す。三方弁３７は、ラジエータ３８に流すエンジン１２の温水流量と冷媒加熱器２２に流すエンジン１２の温水流量との割合を調整する。

ラジエータ３８は、外気とエンジン冷却水との間で熱交換してエンジン冷却水を冷却する。サーモ弁３６は、エンジン冷却水の低温時には、エンジンの温水入口側および温水出口側を接続し、エンジン冷却水の高温時にはエンジンの温水入口側を冷媒加熱器２２（或いはラジエータ３８）側に接続する感熱式切替弁である。

室内機１１ａ、１１ｂは、建物の室内（空調対象）内に設置されており、コンプレッサ１２ａからの冷媒流れに対して、並列に配置されている。室内機１１ａ、１１ｂは、それぞれ、室内膨張弁４１、室内熱交換器４２、室内機送風ファン４３を備えている。

室内膨張弁４１は、弁開度がアクチュエータにより調整可能に構成され、冷房運転時に冷媒を減圧する減圧弁として用いられる。室内熱交換器４２は、室内機送風ファン４３からの吹出空気と冷媒と間で熱交換する。室内機送風ファン４３は、室内熱交換器４２に向けて送風する。

制御装置５０は、マイクロコンピュータ、メモリ、および周辺回路等から構成され、圧力センサ３１の検出圧力などを用いて、四方弁１４、室外ファン１８、電磁弁２７〜２９、冷却水ポンプ３５、三方弁３７、および膨張弁１６、４１などを制御する。圧力センサ３１は、冷媒加熱器２２の冷媒出口側付近の冷媒圧力を検出する圧力センサである。

次に、本実施形態のエンジン駆動式空調装置の作動について説明する。

エンジン駆動式空調装置は、室内を冷房する冷房運転と室内を暖房する暖房運転とを切替可能に構成されている。以下、冷房運転および暖房運転を別々に説明する。なお、暖房運転とは、特許請求の範囲に記載の加熱運転に相当するものである。
（暖房運転）
制御装置５０が四方弁１４を制御して、コンプレッサ１２ａの冷媒吐出側（図中ａ）と室内機１１ａ、１１ｂ側（図中ｄ）とを接続し、コンプレッサ１２ａの冷媒入口側（図中ｂ）と室外熱交換器１７側（図中ｃ）とを接続する。このとき、コンプレッサ１２ａは、エンジン１２により駆動されて、冷媒を吸入、圧縮、吐出する。

ここで、コンプレッサ１２ａの吐出冷媒のうち潤滑オイルがオイルセパレータ１３により分離されて、この潤滑オイルがキャピラリチューブ１３ａを通してコンプレッサ１２ａの冷媒吸入口側に戻される。

また、吐出冷媒のうちオイルセパレータ１３より潤滑オイルが分離された残りの冷媒（図１中矢印Ｇ１）は、室内機１１ａ、１１ｂの室内熱交換器４２内に流入する。

ここで、室内熱交換器４２では、冷媒を凝縮して室内機送風ファン４３から送風される室内空気に放熱する。これにより、室内空気が冷媒により加熱されることになる。なお、暖房運転時には、室内膨張弁４１は制御装置５０によって主に全開状態になるように制御される。

次に、レシーバ１５が室内熱交換器４２を通過した冷媒が気液分離して液相冷媒を一時的に貯める。その後、室外膨張弁１６は、レシーバ１５からの液相冷媒を減圧する。

次に、室外熱交換器１７ａ、１７ｂが、室外ファン１８によって送風される外気から吸熱して室外膨張弁１６からの液相冷媒を蒸発させる。これら室外熱交換器１７ａ、１７ｂを通過した冷媒が四方弁１４を通してアキュムレータ１９に流入する。このアキュムレータ１９では、冷媒を気液分離して気相冷媒だけをコンプレッサ１２ａの吸入口側に戻す。

以上により、コンプレッサ１２ａ→オイルセパレータ１３→四方弁１４→室内機１１ａ、１１ｂ→レシーバ１５→室外膨張弁１６→室外熱交換器１７ａ、１７ｂ→四方弁１４→アキュムレータ１９→コンプレッサ１２ａの順に冷媒が循環することになる。

また、副回路２０では、次のように、レシーバ１５で分離された液相冷媒を用いてエンジン冷却水からエンジン廃熱を回収する。

まず、制御装置５０は、三方弁３７を制御して、冷媒加熱器２２とエンジン１２との間を接続してラジエータ３８とエンジン１２との間を閉鎖する。さらに、冷却水ポンプ３５の駆動を開始するため、冷媒加熱器２２の熱交換部２２ａとエンジン１２との間でエンジン冷却水が循環する。これに加えて、制御装置５０は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、一定期間、電磁弁２７を開放し、かつ電磁弁２８を閉鎖する。

このとき、液相冷媒タンク２１内とレシーバ１５とが均圧配管２７ａを通して連通するため、液相冷媒タンク２１内の圧力とレシーバ１５内の圧力が均一化する。これに伴い、レシーバ１５から逆止弁２３を通して液相冷媒が自重で液相冷媒タンク２１に流れ落ちる。このため、図２中（ｃ）に示すように、液相冷媒タンク２１内の液相冷媒量が徐々に増える
その後、上記一定期間が経過すると、制御装置５０は、電磁弁２７を閉鎖し、かつ電磁弁２８を開放する（図２（ａ）、（ｂ）参照）。このとき、液相冷媒タンク２１と冷媒加熱器２２の容器部２２ｂとが均圧配管２８ａを通して連通するため、液相冷媒タンク２１内の圧力が冷媒加熱器２２の容器部２２ｂ内内の圧力に近づいて均一化する。これに伴い、液相冷媒タンク２１から逆止弁２５を通して液相冷媒が自重で冷媒加熱器２２に流れ落ちることになる。

このため、液相冷媒タンク２１内の液相冷媒量が、図２中（ｃ）に示すように、徐々に減り始める。このとき、冷媒加熱器２２では、液相冷媒タンク２１から供給される液相冷媒が熱交換部２２内のエンジン冷却水により加熱されて気相冷媒になる。したがって、冷媒加熱器２２の容器部２２ｂ内の冷媒圧力は、図２中（ｄ）に示すように、上昇し始める。

また、冷媒加熱器２２で発生した気相冷媒は、逆止弁２５および四方弁１４（ａ−ｄ）を経て室内機１１ａ、１１ｂに向かって流れる。これにより、冷媒加熱器２２からの気相冷媒（図１中矢印Ｇ２）とコンプレッサ１２ａからの気相冷媒（図１中矢印Ｇ１）とが合流して（図１中矢印Ｇ１＋Ｇ２）、室内機１１ａ、１１ｂに流れ込むことになる。

ここで、上述の冷媒加熱器２２において、気相冷媒の発生に伴って容器部２２ｂ内の冷媒圧力が上昇するが、液相冷媒タンク２１内の液相冷媒が全て冷媒加熱器２２内に流れ落ち、この流れ落ちた冷媒が冷媒加熱器２２の容器部２２ｂで全て気化して容器部２２ｂから出て行くと、図２中（ｄ）に示すように、冷媒加熱器２２の容器部２２ｂ内の圧力が低下に転ずる。

また、冷媒加熱器２２の容器部２２ｂおよび液相冷媒タンク２１との間は、均圧配管２８ａを通して連通されているので、液相冷媒タンク２１内部の圧力も低下に転ずる。

このように、容器部２２ｂ（および液相冷媒タンク２１）内の圧力が上昇後に低下に転ずることを圧力センサ３１が検出すると、制御装置５０は、液相冷媒タンク２１内の液相冷媒が冷媒加熱器２２内に流下したと判定する。すなわち、液相冷媒タンク２１から冷媒加熱器２２への液相冷媒の流れが無くなったと判定して、電磁弁２７を開放し、かつ電磁弁２８を閉鎖する。

ここで、「液相冷媒タンク２１から冷媒加熱器２２への液相冷媒の流れが無い」とは、液相冷媒タンク２１から冷媒加熱器２２への液相冷媒の流れが全く無い場合に限らず、水撃現象が生じないレベルの液相冷媒の流れが有る場合も含む。

その後、上述と同様、液相冷媒タンク２１内の圧力がレシーバ１５の圧力と均一化するため、レシーバ１５から逆止弁２３を通して液相冷媒が自重で液相冷媒タンク２１に流れ落ちる。

以上のように、電磁弁２７、２８の開閉を交互に繰り返すことにより、レシーバ１５内の冷媒が液相冷媒タンク２１内に流れ、その後、液相冷媒タンク２１からの冷媒が冷媒加熱器２２内で加熱されて気化して、気相冷媒が室内機１１ａ、１１ｂに向かって流れることになる。

（冷房運転）
この場合、制御装置５０が四方弁１４を制御して、コンプレッサ１２ａの冷媒吐出側（図中ａ）と室外熱交換器１７ａ、１７ｂ側（図中ｃ）とを接続し、コンプレッサ１２ａの冷媒入口側（図中ｂ）と室内機１１ａ、１１ｂ側（図中ｄ）とを接続を接続する。

このとき、コンプレッサ１２ａは、エンジン１２により駆動されて、冷媒を吸入、圧縮、吐出すると、この吐出冷媒がオイルセパレータ１３を通過して四方弁１４（ａ→ｃ）を経て室外熱交換器１７ａ、１７ｂに流れる。これら室外熱交換器１７ａ、１７ｂでは、冷媒が室外ファン１８によって送風される外気に対して廃熱して凝縮する。

次に、室外熱交換器１７ａ、１７ｂを通過した冷媒が室外膨張弁１６を通過後、レシーバ１５によって気相冷媒と液相冷媒に分離される。その分離された液相冷媒だけが室内機１１ａ、１１ｂに流入する。

これら室内機１１ａ、１１ｂでは、室内膨張弁４１で減圧された後、室内熱交換器４２に流入して、室内熱交換器４２では、室内機送風ファン４３から送風される室内空気から吸熱して液相冷媒を蒸発させる。このことにより、室内空気が冷却されることになる。

次に、室内機１１ａ、１１ｂを通過した冷媒が四方弁１４（ｄ→ｂ）を経てアキュムレータ１９に流入する。このアキュムレータ１９では、冷媒を気液分離して気相冷媒だけをコンプレッサ１２ａの吸入口側に戻す。

以上のように、コンプレッサ１２ａ→オイルセパレータ１３→四方弁１４→室外熱交換器１７ａ、１７ｂ→室外膨張弁１６→レシーバ１５→室内膨張弁４１→室内熱交換器４２→四方弁１４→アキュムレータ１９→コンプレッサ１２ａの順に冷媒が循環することになる。

また、制御装置５０は、三方弁３７を制御して、冷媒加熱器２２とエンジン１２との間を遮断して、ラジエータ３８とエンジン１２との間を開放する。このとき、冷却水ポンプ３５の駆動により、ラジエータ３８とエンジン１２との間でエンジン冷却水が循環して、エンジン冷却水がラジエータ３８で放熱して冷却される。

なお、冷房運転時には、電磁弁２７、２８は閉鎖状態に保たれ、かつコンプレッサ１２ａの吐出側冷媒圧力は、レシーバ１５内の冷媒圧力よりも高くなっている。このため、副回路２０においてレシーバ１５側からの冷媒が液相冷媒タンク２１、冷媒加熱器２２を経て四方弁１４側に流れることはない。

以上説明した本実施形態によれば、制御装置５０は、圧力センサ２５の検出圧力に基づいて、液相冷媒タンク２１内の液相冷媒が冷媒加熱器２２内に流下したと判定したときに電磁弁２８を閉鎖する。このため、液相冷媒タンク２１から冷媒加熱器２２に対して液相冷媒流れが無い状態で、電磁弁２８を閉鎖するため、水撃現象の発生を抑制し得る。

（第２実施形態）
上述の第１実施形態では、液相冷媒タンク２１内の液相冷媒が自重で冷媒加熱器２２内に流れ落ちるようにした例について説明したが、これに加えて、本第２実施形態では、コンプレッサ１２ａの吐出冷媒圧力を利用して液相冷媒タンク２１から冷媒加熱器２２内への液相冷媒の供給を付勢する。

本実施形態のエンジン駆動式空調装置の全体構成を図３に示す。図３において、図１と同一符号は同一物を示す。

本実施形態では、減圧弁６０がオイルセパレータ１３の冷媒出口側と四方弁１４（ａ）との間に配置されており、オイルセパレータ１３を通過した冷媒が減圧弁６０により減圧されて四方弁１４を通り室外熱交換器１７ａ、１７ｂ（或いは、室内機１１ａ、１１ｂ）に流れることになる。

また、均圧管２８ａは、液相冷媒タンク２１と冷媒加熱器２２との間に接続されるのではなく、オイルセパレータ１３の冷媒出口側と液相冷媒タンク２１との間に接続される。すなわち、均圧管２８ａの一端部はオイルセパレータ１３および減圧弁６０の間に接続され、他端部は液相冷媒タンク２１内に接続されている。

このため、暖房運転時において、制御装置５０が、電磁弁２７を閉鎖し、かつ電磁弁２８を開放すると、コンプレッサ１２ａの吐出冷媒が均圧管２８ａを通して液相冷媒タンク２１内に流入する。

このため、液相冷媒タンク２１内の圧力が上昇するため、液相冷媒タンク２１内の液相冷媒が、自重だけで流れ落ちる場合に比べて、冷媒加熱器２２内に早く流れ落ちる。

これに伴い、冷媒加熱器２２では液相冷媒が加熱されて気相冷媒となり、この気相冷媒が逆止弁２５および四方弁（ａ→ｄ）を経て室内機１１ａ、１１ｂに向かって流れる。

その後、上述の第１実施形態と同様、制御装置５０は、圧力センサ３１の検出圧力に基づいて、液相冷媒タンク２１内の液相冷媒が冷媒加熱器２２内に流下したと判定したときに電磁弁２８を閉鎖し、かつ電磁弁２７を閉鎖する。すると、レシーバ１５から逆止弁２３を通して液相冷媒が自重で液相冷媒タンク２１に流れ落ちる。
（他の実施形態）
上述の第２の実施形態では、液相冷媒タンク２１は、冷媒加熱器２２よりも上側に配置するようにした例について説明したが、これに代えて、液相冷媒タンク２１は、冷媒加熱器２２よりも上側に配置しなくてもよい。これは、コンプレッサ１２ａの吐出冷媒圧力を利用して液相冷媒タンク２１から液相冷媒を冷媒加熱器２２内に向けて押し出すことができるためである。

上述の第１、第２の実施形態では、圧力センサ３１により冷媒加熱器２２の冷媒出口側の冷媒圧力を検出して、液相冷媒タンク２１内から冷媒加熱器２２への液相冷媒の流れがない状態を検出した例について説明したが、これに代えて、次のようにしてもよい。

（１）液相冷媒タンク２１内から冷媒加熱器２２への液相冷媒の流れがない状態を検出するために、冷媒加熱器２２の冷媒入口側（すなわち、冷媒加熱器２２と逆止弁２４との間の部位）の冷媒圧力、或いは容器部２２ｂの内部の冷媒圧力を検出してもよい。

（２）液相冷媒タンク２１と冷媒加熱器２２との間に流量センサを配置し、流量センサにより、液相冷媒タンク２１内から冷媒加熱器２２に流れる冷媒流量を検出し、制御装置５０が、流量センサの検出流量が一定流量以下（すなわち、零）になったときに、液相冷媒タンク２１内の液相冷媒が流下したと判定する。

（３）液相冷媒タンク２１内の液相冷媒の液面高さを検出する液面センサを設け、制御装置５０は、液面センサにより検出される液面高さが一定高さ（零）以下になったときに、液相冷媒タンク２１内の液相冷媒が流下したと判定する。

ここで、液面高さとは、液相冷媒タンク２１内の底部と液相冷媒液面との間の長さ（寸法）のことである。

上述の第１、第２の実施形態では、エンジン駆動式空調装置が暖房運転と冷房運転とを切替可能に構成されている例について説明したが、これに代えて、エンジン駆動式空調装置が暖房運転だけを稼働できるように構成してもよい。

上述の第１、第２の実施形態では、本発明の冷凍サイクル装置をエンジン駆動式空調装置に適用した例について説明したが、これに限らず、冷凍サイクル装置であるならば、空調装置以外の給湯機などに適用してもよい。

上述の第１、第２の実施形態では、コンプレッサ１２ａを駆動するためにエンジン１２を用いた例について説明したが、これに限らず、電動モータを用いてもよい。

上述の第１、第２の実施形態では、エンジンの廃熱を回収するに際して冷媒加熱器２２を用いてエンジン冷却水から回収するようにした例について説明したが、これに代えて、エンジンオイルを冷却するオイルクーラを用いたものであるならば、オイルクーラによりエンジンオイルからエンジン廃熱を回収するようにしてもよいし、排気熱交換器を用いたものであるならば、排気熱を回収するようにしもよい。

上述の第１、第２の実施形態では、冷媒加熱器２２によりエンジン廃熱を利用して冷媒を加熱するようにした例について説明したが、これに代えて、ゴミ焼却などの他の熱源から生じる熱を用いて冷媒を加熱してもよい。

上述の第１、第２の実施形態では、水撃現象の発生を抑制するために、液相冷媒タンク２１から冷媒加熱器２２へ液相冷媒の流れがなくなったときに、電磁弁２８を閉鎖した例について説明したが、これに代えて、電磁弁２８を徐々に閉鎖するようにしてもよい。この場合、液相冷媒タンク２１から冷媒加熱器２２へ多少の液相冷媒の流れが有る状態で、電磁弁２８を閉鎖しても、水撃現象の発生を抑制することができる。

上述の第１、第２の実施形態では、冷媒のうち潤滑オイルを分離して潤滑オイルをコンプレッサ１２ａの冷媒入口側に戻すために、オイルセパレータ１３、キャピラリチューブ１３ａを設けた例について説明したが、これに限らず、オイルセパレータ１３、キャピラリチューブ１３ａを設けなくてもよい。

上述の第１、第２の実施形態では、冷媒のうち潤滑オイルを分離して潤滑オイルをコンプレッサ１２ａの冷媒入口側に戻すために、オイル戻し配管２９ｂ、キャピラリチューブ２９ａ、および電磁弁２９を設けた例について説明したが、これに限らず、オイル戻し配管２９ｂ、キャピラリチューブ２９ａ、および電磁弁２９を設けなくてもよい。

本発明の第１実施形態におけるエンジン駆動式空調装置の全体構成を示すブロック図である。 図１の副回路内の電磁弁の開閉、および冷媒流量、冷媒圧力変化を示す図である。 本発明の第２実施形態におけるエンジン駆動式空調装置の全体構成を示すブロック図である。 従来のエンジン駆動式空調装置の全体構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０…室外機、１１ａ、１１ｂ…室内機、１２…エンジン、
１２ａ…コンプレッサ、１３…オイルセパレータ、
１３ａ…キャピラリチューブ、１４…四方弁、１５…レシーバ、
１６…室外膨張弁、１７ａ、１７ｂ…室外熱交換器、１８…室外ファン、
１９…アキュムレータ、２０…副回路、２１…液冷媒タンク、
２２…冷媒加熱器、２３〜２６…逆止弁、２７〜２９…電磁弁、
２９ａ…キャピラリチューブ、３０…温水回路、
３５…冷却水ポンプ、３６…サーモ弁、３７…三方弁、３８…ラジエータ、
４１…室内膨張弁、４２…室内熱交換器、４３…室内機送風ファン。

Claims (12)

1. 冷媒を圧縮するコンプレッサ（１２ａ）、第１の熱交換器（１１ａ、１１ｂ）、減圧器（１６）、および第２の熱交換器（１７ａ、１７ｂ）を備え、
   加熱運転時には、前記第１の熱交換器が前記コンプレッサから吐出される冷媒を凝縮して放熱し、この凝縮された冷媒が前記減圧器により減圧され、この減圧された冷媒が前記第２の熱交換器によって蒸発されて前記コンプレッサの吸入口側に戻すようになっている冷凍サイクル装置であって、
   前記第１の熱交換器と前記減圧器との間に配置され、前記第１の熱交換器により凝縮された冷媒のうち液相冷媒を貯める第１の液相冷媒タンク（２１）と、
   前記第１の液冷媒タンクから供給される液相冷媒を加熱により昇圧して前記コンプレッサの冷媒吐出口側に排出する冷媒加熱器（２２）と、
   前記第１の液相冷媒タンクと前記冷媒加熱器との間に配置され、前記冷媒加熱器の冷媒入口側から冷媒が前記第１の液相冷媒タンクの冷媒出口側に逆流することを防止する逆止弁（２４）と、
   前記第１の液相冷媒タンク内と前記冷媒加熱器の冷媒下流側との間を開閉する第１の制御弁（２８）と、
   前記第１の制御弁の開閉を制御する制御装置（５０）と、を備え、
   前記制御装置が前記第１の制御弁を開放して、前記第１の液相冷媒タンク内の圧力を上げることにより前記第１の液相冷媒タンクからの液相冷媒が前記逆止弁を通して前記冷媒加熱器に供給されるように構成されており、
   さらに、前記制御装置は、前記第１の液相冷媒タンクから前記冷媒加熱器への液相冷媒の流れが無くなったと判定したときに、前記第１の制御弁を閉鎖することを特徴とする冷凍サイクル装置。
2. 前記第１の液相冷媒タンクの冷媒圧力を検出する圧力センサ（３１）を備え、
   前記制御装置は、前記圧力センサの冷媒圧力が上昇後、低下に転じたときに、前記液相冷媒タンクから前記冷媒加熱器への液相冷媒の流れが無くなったと判定することを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
3. 前記冷媒加熱器の冷媒圧力を検出する圧力センサ（３１）を備え、
   前記制御装置は、前記圧力センサの冷媒圧力が上昇後、低下に転じたときに、前記液相冷媒タンクから前記冷媒加熱器への液相冷媒の流れが無くなったと判定したと判定することを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
4. 前記第１の液相冷媒タンクと前記冷媒加熱器との間に冷媒流量を検出する流量センサを備え、
   前記制御装置は、前記流量センサの検出流量が一定流量以下になったときに、前記液相冷媒タンクから前記冷媒加熱器への液相冷媒の流れが無くなったと判定することを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
5. 前記第１の液相冷媒タンク内の液面高さを検出する液面センサを備え、
   前記制御装置は、前記液面センサにより検出される液面高さが一定高さ以下になったときに、前記液相冷媒タンクから前記冷媒加熱器への液相冷媒の流れが無くなったと判定することを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
6. 前記第１の液相冷媒タンク内と前記冷媒加熱器の冷媒出口側との間を接続する冷媒配管（２８ａ）を備え、
   前記第１の制御弁は、前記冷媒配管に対して直列的に配置されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
7. 前記第１の液相冷媒タンク内と前記コンプレッサの冷媒吐出口側との間を接続する冷媒配管（２８ａ）を備え、
   前記第１の制御弁は、前記冷媒配管に対して直列的に配置されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
8. 冷媒を圧縮するコンプレッサ（１２ａ）、第１の熱交換器（１１ａ、１１ｂ）、減圧器（１６）、および第２の熱交換器（１７ａ、１７ｂ）を備え、
   加熱運転時には、前記第１の熱交換器が前記コンプレッサから吐出される冷媒を凝縮して放熱し、この凝縮された冷媒が前記減圧器により減圧され、この減圧された冷媒が前記第２の熱交換器によって蒸発されて前記コンプレッサの吸入口側に戻すようになっている冷凍サイクル装置であって、
   前記第１の熱交換器と前記減圧器との間に配置され、前記第１の熱交換器により凝縮された冷媒のうち液相冷媒を貯める第１の液相冷媒タンク（２１）と、
   前記第１の液冷媒タンクから供給される液相冷媒を加熱により昇圧して前記コンプレッサの冷媒吐出口側に排出する冷媒加熱器（２２）と、
   前記第１の液相冷媒タンクと前記冷媒加熱器との間に配置され、前記冷媒加熱器の冷媒入口側から冷媒が前記第１の液相冷媒タンクの冷媒出口側に逆流することを防止する逆止弁（２４）と、
   前記第１の液相冷媒タンク内と前記冷媒加熱器の冷媒下流側との間を開閉する第１の制御弁（２８）と、
   前記第１の制御弁の開閉を制御する制御装置（５０）と、を備え、
   前記制御装置が前記第１の制御弁を開放して、前記第１の液相冷媒タンク内の圧力を上げることにより前記第１の液相冷媒タンクからの液相冷媒が前記逆止弁を通して前記冷媒加熱器に供給されるように構成されており、
   さらに、前記制御装置は、前記第１の液相冷媒タンクから前記冷媒加熱器への前記液相冷媒の供給を停止する際に前記第１の制御弁を徐々に閉鎖することを特徴とする冷凍サイクル装置。
9. 前記第１の液相冷媒タンクは、前記冷媒加熱器よりも上側に配置されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
10. 前記第１の熱交換器と前記減圧器との間にて前記第１の液相冷媒タンクの冷媒流れ上流側に配置され、前記第１の熱交換器により凝縮された冷媒のうち液相冷媒を貯める第２の液相冷媒タンク（１５）と、
    前記第１の液相冷媒タンクと前記第２の液相冷媒タンクとの間を開閉する第２の制御弁（２７）と、を備え、
    前記制御装置は、前記第１の制御弁の閉鎖に伴って前記第２の制御弁を開放することにより、前記第１の液相冷媒タンク内の圧力と前記第２の液相冷媒タンク内の圧力とを均一化して、前記第２の液相冷媒タンクから液相冷媒が前記第１の液相冷媒タンク内に供給されるようになっていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
11. 前記第１、第２の熱交換器のうち一方を前記コンプレッサの冷媒入口側に接続し、他方の熱交換器を前記コンプレッサの冷媒吐出口側に接続する切替接続手段（１４）と、
    前記加熱運転時には、前記切替接続手段によって、前記第２の熱交換器を前記コンプレッサの冷媒入口側に接続し、かつ前記第１の熱交換器を前記コンプレッサの冷媒吐出口側に接続するようになっており、
    冷却運転時には、前記切替接続手段によって、前記第１の熱交換器を前記コンプレッサの冷媒入口側に接続し、かつ前記第２の熱交換器を前記コンプレッサの冷媒吐出口側に接続するようになっており、
    さらに、前記冷却運転時には、前記第２の熱交換器が前記コンプレッサから吐出される冷媒を凝縮して放熱し、この凝縮された冷媒が前記減圧器により減圧され、この減圧された冷媒が前記第１の熱交換器によって蒸発されて前記コンプレッサの吸入口側に戻すようになっていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
12. 前記コンプレッサは、エンジンにより駆動されるものであり、
    前記冷媒加熱器は、前記エンジンの廃熱により前記第１の液相冷媒タンクから供給される液相冷媒を加熱するものであることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。

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