JP2016169906A - 冷凍機ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】オイルセパレータ内のオイル温度を冷却できる冷凍機ユニットを提供する。【解決手段】圧縮機１１を配置した機械室４０と、室外熱交換器、送風機１３４を配置した熱交換室３０とを備えた冷凍機ユニット３において、前記圧縮機１１の吐出部に設けたオイルセパレータ２０を、前記送風機１３４の送風経路内に配置した。【選択図】図６

Description

本発明は冷凍機ユニットに関する。

従来より冷凍装置は、圧縮手段、ガスクーラ、絞り手段等から冷凍サイクルが構成され、圧縮手段で圧縮された冷媒がガスクーラにて放熱し、絞り手段にて減圧された後、蒸発器にて冷媒を蒸発させて、このときの冷媒の蒸発により周囲の空気を冷却するものとされていた。近年、この種冷凍装置では、自然環境問題などからフロン系冷媒が使用できなくなってきている。このため、フロン冷媒の代替品として自然冷媒である二酸化炭素を使用するものが開発されている。当該二酸化炭素冷媒は、高低圧差の激しい冷媒で、臨界圧力が低く、圧縮により冷媒サイクルの高圧側が超臨界状態となることが知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、給湯機を構成するヒートポンプ装置では、ガスクーラにて優れた加熱作用が得られる二酸化炭素冷媒が使用されるようになってきており、その場合にガスクーラから出た冷媒を２段膨張させ、各膨張装置の間に気液分離器を介設して、圧縮機にガスインジェクションできるようにするものも開発されている（例えば、特許文献２参照）。
一方、例えばショーケース等に設置された蒸発器において吸熱作用を利用し、庫内を冷却する冷凍装置では、外気温度（ガスクーラ側の熱源温度）が高い等の原因により、ガスクーラ出口の冷媒温度が高くなる条件下においては、蒸発器入口の比エンタルピが大きくなるため、冷凍能力が著しく低下する問題がある。そのようなときに、冷凍能力を確保するため、圧縮手段の吐出圧力（高圧側圧力）を上昇させると、圧縮動力が増大して成績係数が低下してしまう。
そこで、ガスクーラで冷却された冷媒を二つの冷媒流に分流し、分流された一方の冷媒流を補助絞り手段で絞った後、スプリット熱交換器の一方の通路に流し、他方の冷媒流をスプリット熱交換器の他方の流路に流して熱交換させた後、主絞り手段を介して蒸発器に流入させる所謂スプリットサイクルの冷凍装置が提案されている。係る冷凍装置によれば、減圧膨張された第１の冷媒流により第２の冷媒流を冷却でき、蒸発器入口の比エンタルピを小さくすることで、冷凍能力を改善することができるものであった（例えば、特許文献３参照）。

特公平７−１８６０２号公報 特開２００７−１７８０４２号公報 特開２０１１−１３３２０７号公報

このような従来の技術においては、オイルセパレータ中のオイルが高温となると、オイル粘度が下がり、圧縮機の摺動部に摩耗が発生する場合があった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、オイルセパレータ内のオイル温度を冷却できる冷凍機ユニットを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、圧縮機を配置した機械室と、室外熱交換器、送風機を配置した熱交換室とを備えた冷凍機ユニットにおいて、前記圧縮機の吐出部に設けたオイルセパレータを、前記送風機の送風経路内に配置したことを特徴とする。

また、本発明は、ユニット本体内を仕切板で左右に仕切り、左右の一方に前記機械室を、他方に前記熱交換室を配置し、前記室外熱交換器は、少なくともユニット本体の背面に開放し、前記送風機は、前記ユニット本体の前面に配置したことを特徴とする。

また、本発明は、前記オイルセパレータは前記仕切板に隣接して配置したことを特徴とする。

また、本発明は、冷凍サイクルの冷媒に二酸化炭素冷媒を使用したことを特徴とする。

本発明によれば、圧縮機の吐出部に設けたオイルセパレータを、送風機の送風経路内に配置したため、送風機の送風によりオイルセパレータ内のオイル温度を冷却できる冷凍機ユニットを提供できる。

本発明の実施形態に係る冷凍装置における冷凍サイクルの回路図である。 図１の冷凍サイクルの制御装置が実行する２段膨張サイクルとスプリットサイクルの併用サイクルのＰ−Ｈ線図である。 図１の冷凍サイクルの制御装置が実行する２段膨張サイクルのＰ−Ｈ線図である。 図１の冷凍サイクルの制御装置が実行するスプリットサイクルの併用サイクルのＰ−Ｈ線図である。 冷凍機ユニットの前面カバーを外した状態の概略を示す斜視図である。 冷凍機ユニットの前面カバーを外した状態の概略を示す正面図である。 ユニット本体の分解斜視図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。図１は本発明を適用する一実施例にかかる冷凍装置Ｒの冷媒回路図である。本実施例における冷凍装置Ｒは、スーパーマーケット等の店舗の機械室等に設置された冷凍機ユニット３と、店舗の売り場内に設置された一台若しくは複数台（図面では一台のみ示す）のショーケース４とを備え、これら冷凍機ユニット３とショーケース４とが、ユニット出口６とユニット入口７を介して、冷媒配管（液管）８及び冷媒配管９により連結されて所定の冷媒回路１を構成している。

この冷媒回路１は、高圧側の冷媒圧力がその臨界圧力以上（超臨界）となる二酸化炭素（Ｒ７４４）を冷媒として用いる。この二酸化炭素冷媒は、地球環境に優しく、可燃性及び毒性等を考慮した自然冷媒である。また、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（ポリアルキルグリコール）等、既存のオイルが使用される。

冷凍機ユニット３は、圧縮手段としての圧縮機１１を備える。本実施例において、圧縮機１１は、内部中間圧型２段圧縮式ロータリコンプレッサであり、密閉容器１２と、この密閉容器１２の内部空間の上部に配置収納された駆動要素としての電動要素１３及びこの電動要素１３の下側に配置され、その回転軸により駆動される第１の（低段側）回転圧縮要素（第１の圧縮要素）１４及び第２の（高段側）回転圧縮要素（第２の圧縮要素）１６から成る回転圧縮機構部にて構成されている。

圧縮機１１の第１の回転圧縮要素１４は、冷媒配管９を介して冷媒回路１の低圧側から圧縮機１１に吸い込まれる低圧冷媒を圧縮して中間圧まで昇圧して吐出し、第２の回転圧縮要素１６は、第１の回転圧縮要素１４で圧縮されて吐出された中間圧の冷媒を更に吸い込み、圧縮して高圧まで昇圧し、冷媒回路１の高圧側に吐出する。圧縮機１１は、周波数可変型の圧縮機であり、電動要素１３の運転周波数を変更することで、第１の回転圧縮要素１４及び第２の回転圧縮要素１６の回転数を制御可能とする。

圧縮機１１の密閉容器１２の側面には、第１の回転圧縮要素１４に連通する低段側吸込口１７と、密閉容器１２内に連通する低段側吐出口１８と、第２の回転圧縮要素１６に連通する高段側吸込口１９及び高段側吐出口２１が形成されている。圧縮機１１の低段側吸込口１７には、冷媒導入配管２２の一端が接続され、その他端はユニット入口７にて冷媒配管９に接続されている。

低段側吸込口１７より第１の回転圧縮要素１４の低圧部に吸い込まれた低圧（ＬＰ：通常運転状態で２．６ＭＰａ程）の冷媒ガスは、当該第１の回転圧縮要素１４により中間圧（ＭＰ：通常運転状態で５．５ＭＰａ程度）に昇圧されて密閉容器１２内に吐出される。これにより、密閉容器１２内は中間圧（ＭＰ）となる。

そして、密閉容器１２内の中間圧の冷媒ガスが吐出される圧縮機１１の低段側吐出口１８には、中間圧吐出配管２３の一端が接続され、その他端はインタクーラ２４の入口に接続されている。このインタクーラ２４は、第１の回転圧縮要素１４から吐出された中間圧の冷媒を空冷するものであり、当該インタクーラ２４の出口には、中間圧吸入配管２６の一端が接続され、この中間圧吸入配管２６の他端は圧縮機１１の高段側吸込口１９に接続される。

高段側吸込口１９より第２の回転圧縮要素１６に吸い込まれた中間圧（ＭＰ）の冷媒ガスは、当該第２の回転圧縮要素１６により２段目の圧縮が行われて高温高圧（ＨＰ：通常運転状態で９ＭＰａ程の超臨界圧力）の冷媒ガスとなる。

そして、圧縮機１１の第２の回転圧縮要素１６の高圧室側に設けられた高段側吐出口２１には、高圧吐出配管２７の一端が接続され、その他端はガスクーラ（放熱器）２８の入口に接続されている。２０はこの高圧吐出配管２７内に介設されたオイルセパレータである。オイルセパレータ２０は圧縮機１１から吐出された冷媒中のオイルを分離し、オイル通路２５Ａと電動弁２５Ｂを介して圧縮機１１の密閉容器１２内に戻す。尚、５５は圧縮機１１内のオイルレベルを検出するフロートスイッチである。

ガスクーラ２８は、圧縮機１１から吐出された高圧の吐出冷媒を冷却するものであり、ガスクーラ２８の近傍には当該ガスクーラ２８を空冷する送風機３１が配設されている。

ガスクーラ２８の出口にはガスクーラ出口配管３２の一端が接続され、このガスクーラ出口配管３２の他端は圧力調整用絞り手段としての電動膨張弁３３の入口に接続されている。この電動膨張弁３３はガスクーラ２８から出た冷媒を絞って膨張させると共に、電動膨張弁３３から上流側の冷媒回路１の高圧側圧力の調整を行うためのもので、その出口はタンク入口配管３４を介してタンク３６の上部に接続されている。

このタンク３６は内部に所定容積の空間を有する容積体であり、その下部にはタンク出口配管３７の一端が接続され、このタンク出口配管３７の他端がユニット出口６にて冷媒配管８に接続されている。

一方、店舗内に設置されるショーケース４は、冷媒配管８及び９に接続される。ショーケース４には、主絞り手段としての電動膨張弁３９と蒸発器４１が設けられており、冷媒配管８と冷媒配管９との間に順次接続されている（電動膨張弁３９が冷媒配管８側、蒸発器４１が冷媒配管９側）。蒸発器４１には、当該蒸発器４１に送風する図示しない冷気循環用送風機が隣設されている。そして、冷媒配管９は、上述したように冷媒導入配管２２を介して圧縮機１１の第１の回転圧縮要素１４に連通する低段側吸込口１７に接続されている。

他方、タンク３６の上部にはガス配管４２の一端が接続されており、このガス配管４２の他端は第１の補助回路用絞り手段としての電動膨張弁４３の入口に接続されている。ガス配管４２はタンク３６上部からガス冷媒を流出させ、電動膨張弁４３に流入させる。この電動膨張弁４３の出口には、中間圧戻り配管４４の一端が接続され、その他端は圧縮機１１の中間圧部に繋がる中間圧領域の一例として中間圧吸入配管２６の途中に連通されている。この中間圧戻り配管４４中にスプリット熱交換器２９の第１の流路２９Ａが介設されている。

また、タンク３６の下部には液配管４６の一端が接続されており、この液配管４６の他端は電動膨張弁４３の下流側の中間圧戻り配管４４に連通されている。また、この液配管４６中には第２の補助回路用絞り手段としての電動膨張弁４７が介設されている。これら電動膨張弁４３（第１の補助回路用絞り手段）と電動膨張弁４７（第２の補助回路用絞り手段）が本出願における補助絞り手段を構成する。また、液配管４６はタンク３６下部から液冷媒を流出させ、電動膨張弁４７に流入させる。そして、これら中間圧戻り配管４４と、電動膨張弁４３、４７と、これら電動膨張弁４３、４７の上流側にあるガス配管４２及び液配管４６が本発明における補助回路４８を構成する。

このような構成により、電動膨張弁３３はガスクーラ２８の下流側であって電動膨張弁３９の上流側に位置する。また、タンク３６は電動膨張弁３３の下流側であって電動膨張弁３９の上流側に位置する。更に、スプリット熱交換器２９はタンク３６の下流側であって電動膨張弁３９の上流側に位置することになり、以上により本実施例における冷凍装置Ｒの冷媒回路１が構成される。

この冷媒回路１の各所には種々のセンサが取り付けられている。即ち、高圧吐出配管２７には高圧センサ４９が取り付けられて冷媒回路１の高圧側圧力ＨＰ（圧縮機１１からガスクーラ２８に吐出される冷媒の圧力である圧縮機１１の高段側吐出口２１と電動膨張弁３３の入口の間の圧力）を検出する。また、冷媒導入配管２２には低圧センサ５１が取り付けられて冷媒回路１の低圧側圧力ＬＰ（電動膨張弁３９の出口と低段側吸込口１７の間の圧力）を検出する。また、中間圧吸入配管２６には中間圧センサ５２が取り付けられて冷媒回路の１の中間圧領域の圧力である中間圧ＭＰ（密閉容器１２内と高段側吸込口１９の間、電動膨張弁４３、４７の出口以降の中間圧戻り配管４４内の圧力）を検出する。

また、スプリット熱交換器２９の下流側のタンク出口配管３７にはユニット出口センサ５３が取り付けられており、このユニット出口センサ５３はタンク３６内の圧力ＴＰを検出する。このタンク３６内の圧力は、即ち、冷凍機ユニット３から出て冷媒配管８から電動膨張弁３９に流入する冷媒の圧力となる。更にまた、圧縮機１１の高段側吐出口２１に接続された高圧吐出配管２７には吐出温度センサ６１が取り付けられ、圧縮機１１からガスクーラ２８に吐出される冷媒の温度（吐出温度）を検出する。
また、タンク出口配管３７にはユニット出口温度センサ５４が取り付けられ、冷媒導入配管２２にはユニット入口温度センサ５６が取り付けられている。

そして、これらセンサ４９、５１、５２、５３、５４、５６、６１はマイクロコンピュータから構成された冷凍機ユニット３の制御手段を構成する制御装置５７の入力に接続され、フロートスイッチ５５も制御装置５７の入力に接続される。また、制御装置５７の出力には圧縮機１１の電動要素１３、電動弁２５Ｂ、送風機３１、電動膨張弁（圧力調整用絞り手段）３３、電動膨張弁（第１の補助回路用絞り手段）４３、電動膨張弁（第２の補助回路用絞り手段）４７、電動膨張弁（主絞り手段）３９が接続され、制御装置５７は各センサの出力と設定データ等に基づいてこれらを制御する。

尚、以後はショーケース４側の電動膨張弁（主絞り手段）３８や前述した冷気循環用送風機も制御装置５７が制御するものとして説明するが、それらは実際には店舗の主制御装置（図示せず）を介し、制御装置５７と連携して動作するショーケース４側の制御装置（図示せず）により制御される。従って、本発明における制御手段は制御装置５７やショーケース４側の制御装置、前述した主制御装置等を含めた概念とする。

（２）冷凍装置Ｒの動作
以上の構成で、次に冷凍装置Ｒの動作を説明する。制御装置５７により圧縮機１１の電動要素１３が駆動されると、第１の回転圧縮要素１４及び第２の回転圧縮要素１６が回転し、低段側吸込口１７より第１の回転圧縮要素１４の低圧部に低圧（前述したＬＰ：通常運転状態で２．６ＭＰａ程）の冷媒ガス（二酸化炭素）が吸い込まれる。そして、第１の回転圧縮要素１４により中間圧（前述したＭＰ：通常運転状態で５．５ＭＰａ程度）に昇圧されて密閉容器１２内に吐出される。これにより、密閉容器１２内は中間圧（ＭＰ）となる。

そして、密閉容器１２内の中間圧の冷媒ガスは低段側吐出口１８から中間圧吐出配管２３を経てインタクーラ２４に入り、そこで空冷された後、中間圧吸入配管２６を経て高段側吸込口１９に戻る。この高段側吸込口１９に戻った中間圧（ＭＰ）の冷媒ガスは、第２の回転圧縮要素１６に吸い込まれ、この第２の回転圧縮要素１６により２段目の圧縮が行われて高温高圧（ＨＰ：前述した通常運転状態で９ＭＰａ程の超臨界圧力）の冷媒ガスとなり、高段側吐出口２１から高圧吐出配管２７に吐出される。

高圧吐出配管２７に吐出された冷媒ガスはオイルセパレータ２０に流入し、冷媒に含まれたオイルが分離される。分離されたオイルはオイル通路２５Ａを通り、電動弁２５Ｂを経て密閉容器１２内に戻される。尚、制御装置５７はフロートスイッチ５５が検出する密閉容器１２内のオイルレベルに基づき、電動弁２５Ｂを制御してオイルの戻し量を調整し、密閉容器１２内のオイルレベルを維持する。

（２−１）電動膨張弁３３の制御
一方、オイルセパレータ２０でオイルが分離された冷媒ガスは、次にガスクーラ２８に流入して空冷された後、ガスクーラ出口配管３２を経て電動膨張弁（圧力調整用絞り手段）３３に至る。この電動膨張弁３３は、当該電動膨張弁３３より上流側の冷媒回路１の高圧側圧力ＨＰを所定の目標値ＴＨＰ（例えば前述した９ＭＰａ等。後述する如く設定される）に制御するために設けられており、高圧センサ４９の出力に基づき、制御装置５７によりその弁開度が制御される。

（２−１−１）電動膨張弁３３の始動時開度の設定
ここで先ず、制御装置５７は外気温度を示す指標である高圧センサ４９の検出圧力（高圧側圧力ＨＰ）に基づいて冷凍装置Ｒの始動時における電動膨張弁３３の開度（始動時開度）を設定する。高圧センサ４９が検出する高圧側圧力ＨＰと外気温度との間には相関関係があるため、制御装置５７は高圧側圧力ＨＰから外気温度を判断することができる。そして、実施例の場合、制御装置５７は始動時における高圧側圧力ＨＰ（外気温度）と電動膨張弁３３の始動時の弁開度の関係を示すデータテーブルを予め有しており、始動時における外気温度を推定し、上記データテーブルに基づいて高圧側圧力ＨＰ（外気温度）が高い程増大し、逆に高圧側圧力ＨＰが低い程減少する方向（データテーブルに設定されている）で、電動膨張弁３３の始動時の弁開度を設定する。

これにより、外気温度が高い環境での圧縮機１１の起動（冷凍装置Ｒの始動）時に、電動膨張弁３３より上流側の冷媒回路１の高圧側圧力ＨＰが異常に上昇してしまうことを抑制し、圧縮機１１の保護を図ることが可能となる。また、圧縮機１１は特に起動時に高圧側圧力ＨＰが上昇する。そのため、所定の高い値（異常な高圧）で圧縮機１１を強制的に停止する保護動作が設けられているが、電動膨張弁３３の始動時弁開度を上記の如く設定することで、強制停止も抑制、若しくは、防止することが可能となる。

尚、実施例では高圧センサ４９が検出する高圧側圧力ＨＰから制御装置５７が外気温度を推定するようにしたが、それに限らず、別途外気温度センサを設けて直接外気温度を検出するようにしてもよい（以下、同じ）。

（２−１−２）運転中における高圧側圧力ＨＰの目標値ＴＨＰの設定
更に、制御装置５７は上記の如く外気温度を示す指標である高圧センサ４９の検出圧力（高圧側圧力ＨＰ）に基づいて前述した目標値ＴＨＰを設定する。この場合、制御装置５７は高圧側圧力ＨＰ（外気温度）が高い程高くし、逆に低い程低くする方向で目標値ＴＨＰを設定する。この場合の高圧側圧力ＨＰの目標値ＴＨＰの標準となる値は、前述した９ＭＰａ等となる。制御装置５７は高圧センサ４９が検出する高圧側圧力ＨＰと目標値ＴＨＰの差から電動膨張弁３３の弁開度の調整値（ステップ数）を算出し、前述した始動時の弁開度に加算して電動膨張弁３３を制御する。これにより、高圧側圧力ＨＰを目標値ＴＨＰに制御する。

尚、この場合も予め設定されたデータテーブルを用いても良いし、計算式から算出しても良い。但し、制御が難しい場合には前述した如く外気温度センサを用いて直接外気温度を取り込むと良い。

これにより、外気温度が高い環境では電動膨張弁３３より上流側の高圧側圧力ＨＰの運転中における目標値ＴＨＰが高くなり、外気温度が低い環境では目標値ＴＨＰが低くなる。即ち、高い外気温度の影響で高圧側圧力ＨＰが高くなる状況ではその目標値ＴＨＰが高くなるので、電動膨張弁３３の弁開度が過度に大きくなってタンク３６内の圧力が高くなり過ぎる不都合を防止することができるようになる。逆に、低い外気温度で高圧側圧力ＨＰが低くなる状況では目標値ＴＨＰも低くなるので、電動膨張弁３３の弁開度が過度に小さくなってタンク３６に流入する冷媒量が減少する不都合も防止することができるようになる。

そして、これらによって季節の移り変わりに伴う外気温度の変化に関わらず、電動膨張弁３３の弁開度を適切に制御し、冷凍装置Ｒの冷凍能力の確保と圧縮機１１の保護の双方を好適に実現することができるようになる。

（２−１−３）高圧側圧力ＨＰの上限値ＭＨＰでの制御
尚、上述のように制御を行っているときに、設置環境や負荷の影響で電動膨張弁３３より上流側の高圧側圧力ＨＰが所定の上限値ＭＨＰ（例えば、１１ＭＰａ等）に上昇してしまった場合、制御装置５７は電動膨張弁３３の弁開度を所定ステップ増大させる。この弁開度の増大により、高圧側圧力ＨＰは低下する方向に向かうので、高圧側圧力ＨＰを常に上限値ＭＨＰ以下に維持することができるようになる。これにより、電動膨張弁３３より上流側の高圧側圧力ＨＰの異常上昇を的確に抑制して圧縮機１１の保護を確実に行うことが可能となり、異常な高圧による前述した圧縮機１１の強制停止（保護動作）を未然に回避することが可能となる。

ガスクーラ２８から出た超臨界状態の冷媒ガスは、この電動膨張弁３３で絞られて膨張することにより液化していき、タンク入口配管３４を経て上部からタンク３６内に流入して一部が蒸発する。このタンク３６は電動膨張弁３３を出た液／ガスの冷媒を一旦貯留し、分離する役割と、冷凍装置Ｒの高圧側圧力（この場合は、タンク３６より上流側の圧縮機１１の高圧吐出配管２７までの領域）の圧力変化や冷媒循環量の変動を吸収する役割を果たす。このタンク３６内下部に溜まった液冷媒は、タンク出口配管３７から流出し（主回路３８）、スプリット熱交換器２９の第２の流路２９Ｂにて後述するように第１の流路２９Ａ（補助回路４８）を流れる冷媒により冷却（過冷却）された後、冷凍機ユニット３から出て冷媒配管８から電動膨張弁（主絞り手段）３９に流入する。

電動膨張弁３９に流入した冷媒はそこで絞られて膨張することで更に液分が増え、蒸発器４１に流入して蒸発する。これによる吸熱作用により冷却効果が発揮される。制御装置５７は蒸発器４１の入口側と出口側の温度を検出する図示しない温度センサの出力に基づき、電動膨張弁３９の弁開度を制御して蒸発器４１における冷媒の過熱度を適正値に調整する。蒸発器４１から出た低温のガス冷媒は冷媒配管９から冷凍機ユニット３に戻り、冷媒導入配管２２を経て圧縮機１１の第１の回転圧縮要素１４に連通する低段側吸込口１７に吸い込まれる。以上が主回路３８の流れである。

（２−２）電動膨張弁４３の制御
次に補助回路４８の流れを説明する。前述した如くタンク３６の上部に接続されたガス配管４２には電動膨張弁４３（第１の補助回路用絞り手段）が接続されており、この電動膨張弁４３を介してタンク３６上部からガス冷媒が流出し、スプリット熱交換器２９の第１の流路２９Ａに流される。

タンク３６内上部に溜まるガス冷媒は、タンク３６内での蒸発により温度が低下している。このタンク３６内上部のガス冷媒は、上部に接続された補助回路４８を構成するガス配管４２から流出し、電動膨張弁４３を経て絞られた後、スプリット熱交換器２９の第１の流路２９Ａに流入する。そこで第２の流路２９Ｂを流れる冷媒を冷却した後、中間圧戻り配管４４を経て中間圧吸入配管２６に合流し、圧縮機１１の中間圧部に吸い込まれる。

また、電動膨張弁４３はタンク３６の上部から流出する冷媒を絞る機能の他に、タンク３６内の圧力（電動膨張弁３９に流入する冷媒の圧力）を所定の目標値ＳＰに調整する役割を果たす。そして、制御装置５７はユニット出口センサ５３の出力に基づき、電動膨張弁４３の弁開度を制御する。電動膨張弁４３の弁開度が増大すれば、タンク３６内からのガス冷媒の流出量が増大し、タンク３６内の圧力は低下するからである。

実施例では、この目標値ＳＰは高圧側圧力ＨＰよりも低く、中間圧ＭＰよりも高い、例えば６ＭＰａに設定されている。そして、制御装置５７はユニット出口センサ５３が検出するタンク３６内の圧力ＴＩＰ（電動膨張弁３９に流入する冷媒の圧力）と目標値ＳＰの差から電動膨張弁３９の弁開度の調整値（ステップ数）を算出し、後述する始動時の弁開度に加算してタンク３６内の圧力ＴＩＰ（電動膨張弁３９に流入する冷媒の圧力）を目標値ＳＰに制御する。即ち、タンク３６内の圧力ＴＩＰが目標値ＳＰより上昇した場合には電動膨張弁４３の弁開度を増大させてタンク３６内からガス冷媒をガス配管４２に流出させ、逆に目標値ＳＰより降下した場合には弁開度を縮小させて閉じる方向に制御する。

（２−２−１）電動膨張弁４３の始動時開度の設定
ここで、制御装置５７は外気温度を示す指標である高圧センサ４９の検出圧力（高圧側圧力ＨＰ。又は、前述の如く外気温度センサが設けられている場合には、直接検出した外気温度）に基づいて冷凍装置Ｒの始動時における電動膨張弁４３の弁開度（始動時開度）を設定する。実施例の場合、前述同様に制御装置５７は始動時における高圧側圧力ＨＰ（外気温度）と電動膨張弁４３の始動時の弁開度の関係を示すデータテーブルを予め有している。

そして、制御装置５７は始動時における外気温度を推定し、上記データテーブルに基づいて高圧側圧力ＨＰ（外気温度）が高い程増大し、逆に高圧側圧力ＨＰが低い程減少する方向（データテーブルに設定されている）で、電動膨張弁４３の始動時の弁開度を設定する。これにより、外気温度が高い環境での始動時におけるタンク３６内圧力の上昇を抑制し、電動膨張弁３９に流入する冷媒の圧力上昇を防止することが可能となる。

尚、実施例では上述した如く、タンク３６内の圧力ＴＩＰ（電動膨張弁３９に流入する冷媒の圧力）の目標値ＳＰを６ＭＰａに固定して制御するようにしたが、電動膨張弁３３の場合と同様に、外気温度を示す指標である高圧センサ４９の検出圧力（高圧側圧力ＨＰ）に基づいて目標値ＳＰを設定するようにしてもよい。その場合には、高圧側圧力ＨＰ（外気温度）が高い程高くし、逆に低い程低くする方向で目標値ＳＰを設定する。

そのため、外気温度が高い環境では電動膨張弁３９に流入する冷媒の圧力の運転中における目標値ＳＰが高くなり、外気温度が低い環境では目標値ＳＰが低くなる。即ち、高い外気温度の影響で圧力が高くなる状況では、電動膨張弁３９に流入する冷媒の圧力の目標値ＳＰが高くなるので、電動膨張弁４３の弁開度が過度に大きくなって補助回路４８に冷媒が流れ過ぎる不都合を防止することができるようになる。逆に低い外気温度で圧力が低くなる状況では電動膨張弁３９に流入する冷媒の圧力の目標値ＳＰも低くなるので、電動膨張弁４３の弁開度が小さくなり過ぎて、補助回路４８に流入する冷媒量が減少し過ぎる不都合を防止することができるようになる。これらにより、季節の移り変わりに伴う外気温度の変化に関わらず、電動膨張弁４３の弁開度を適切に制御して、補助回路４８に流れる冷媒量を的確に調整することができるようになる。

（２−２−２）タンク内圧力ＴＩＰの規定値ＭＴＩＰでの制御
尚、上述のように制御を行っているときに、設置環境や負荷の影響でタンク３６内圧力ＴＩＰ（電動膨張弁３９に流入する冷媒の圧力）が所定の規定値ＭＴＩＰ（例えば、７ＭＰａ等）に上昇してしまった場合、制御装置５７は電動膨張弁４３の弁開度を所定ステップ増大させる。この弁開度の増大により、タンク３６内圧力ＴＩＰは低下する方向に向かうので、圧力ＴＩＰを常に規定値ＭＴＩＰ以下に維持することができるようになり、高圧側圧力変動の影響抑制と、電動膨張弁３９に搬送される冷媒の圧力の抑制効果を確実に達成することが可能となる。

（２−３）電動膨張弁４７の制御
また、前述した如くタンク３６の下部に接続された液配管４６には電動膨張弁４７（第２の補助回路用絞り手段）が接続されており、この電動膨張弁４７を介してタンク３６下部から液冷媒が流出し、ガス配管４２からのガス冷媒に合流してスプリット熱交換器２９の第１の流路２９Ａに流される。

即ち、タンク３６内下部に溜まる液冷媒は、下部に接続された補助回路４８を構成する液配管４６から流出し、電動膨張弁４７を経て絞られた後、スプリット熱交換器２９の第１の流路２９Ａに流入、そこで蒸発する。このときの吸熱作用により、第２の流路２９Ｂを流れる冷媒の過冷却を増大させた後、中間圧戻り配管４４を経て中間圧吸入配管２６に合流し、圧縮機１１の中間圧部に吸い込まれる。

このように、電動膨張弁４７はタンク３６の下部から流出する液冷媒を絞ってスプリット熱交換器２９の第１の流路２９Ａで蒸発させ、第２の流路２９Ｂに流れる主回路３８の冷媒を過冷却するものであるが、制御装置５７は電動膨張弁４７の弁開度を制御することにより、スプリット熱交換器２９の第１の流路２９Ａに流す液冷媒の量を調整する。

スプリット熱交換器２９における主回路３８の冷媒の過冷却の量が増大すれば、電動膨張弁３９に搬送される冷媒の液相割合が高くなるため、電動膨張弁３９には満液状態の冷媒が流入するようになり、それにより、圧縮機１１が吸い込む冷媒の温度も低下することになる。そして、結果的に圧縮機１１からガスクーラ２８に吐出される冷媒の吐出温度も低下することになる。

そこで、制御装置５７は吐出温度センサ６１が検出する圧縮機１１からガスクーラ２８に吐出される冷媒の温度（吐出温度）に基づいて電動膨張弁４７の弁開度を制御することにより、スプリット熱交換器２９の第１の流路に流す液冷媒の量を調整し、圧縮機１１からガスクーラ２８に吐出される冷媒の吐出温度を所定の目標値ＴＤＴに制御する。即ち、実際の吐出温度が目標値ＴＤＴより高い場合には電動膨張弁４７の弁開度を増大させ、低い場合には縮小させる。それにより、圧縮機１１の冷媒の吐出温度を目標値ＴＤＴに維持し、圧縮機１１の保護を図る。

その場合、制御装置５７は蒸発器４１における冷媒の蒸発温度を表す指標である低圧センサ５１の検出圧力（低圧側圧力ＬＰ）に基づき、低圧側圧力ＬＰ（蒸発温度）が高い程低くし、低い程高くする方向で圧縮機１１の冷媒の吐出温度の目標値ＴＤＴを変更する。例えば、蒸発温度が−２０℃より低い場合、目標値ＴＤＴを＋７０℃とし、蒸発温度が−２０℃以上の場合、目標値ＴＤＴを＋１００℃に変更する。

これにより、特に蒸発器４１における蒸発温度が高い冷蔵条件（冷蔵ショーケース等）において、スプリット熱交換器２９の第２の流路２９Ｂにおける主回路３８の冷媒の過冷却を確保し、冷凍能力を安定して維持することができるようになる。

（２−４）外気温度毎の冷凍装置Ｒの実際の動作
次に、図２〜図４のＰ−Ｈ線図を用いて冷凍装置Ｒの実際の動作状況を各外気温度毎に説明する。

（２−４−１）中間期
図２は例えば外気温度が＋２５℃程の中間期の環境であるときを示している。前述した如く制御装置５７は、電動膨張弁３３の弁開度を制御して、当該電動膨張弁３３より上流側の高圧側圧力ＨＰを目標値ＴＨＰに制御し、電動膨張弁４３の弁開度を制御して、ガス配管４２から流出するガス冷媒の量を調整し、タンク３６内の圧力ＴＩＰ（電動膨張弁３９に流入する冷媒の圧力）を目標値ＳＰに制御する。更に、電動膨張弁４７の弁開度を制御して、液配管４６から流出する液冷媒の量を調整し、圧縮機１１の冷媒の吐出温度を目標値ＴＤＴに調整する。

図２中のＸ１〜Ｘ２で降下している線が電動膨張弁３３による減圧を示している。Ｘ２の圧力（タンク３６内の圧力ＴＩＰ）は電動膨張弁４３で目標値ＳＰに調整される。このＸ２でタンク３６から液／ガスが分かれ、Ｘ２から左に向かう線は主回路３８の電動膨張弁３９に向かう液冷媒の過冷却を示す。そして、同様にＸ３で電動膨張弁３９で絞られ圧力が降下する（図３も同様）。

中間期には中間圧ＭＰが低くなるため、電動膨張弁４３で調整されるタンク３６内の圧力ＴＩＰとの間に差ができる。これにより、スプリット熱交換器２９では主回路３８の冷媒の過冷却に必要な熱交換量を確保することができるようになるので、冷媒回路１は２段膨張サイクルと所謂スプリットサイクルの併用サイクルとなる。

（２−４−２）高外気温時（夏季等）
図３は例えば外気温度が＋３０℃以上の環境（夏季等）であるときを示している。このような高外気温時には、中間圧ＭＰが高くなり、タンク３６内の圧力ＴＩＰとの差が無くなってくるため、スプリット熱交換器２９での熱交換量が少なくなり、主回路３８の冷媒の過冷却を確保できなくなる。また、高圧側圧力ＨＰが高くなり勝ちなため、それを抑えるべく電動膨張弁３３の弁開度は前記中間期よりも増大する（制御装置５７による制御）。

そのため、タンク３６内への冷媒流入量が増加するが、制御装置５７はタンク３６内の圧力ＴＩＰ（電動膨張弁３９に流入する冷媒の圧力）の上昇を抑えるために、電動膨張弁４３の弁開度を増大させる。そのため、圧縮機１１の中間圧部（中間圧吸入配管２６）に戻される冷媒の量が増えるため、中間圧ＭＰは上昇する。故にスプリット熱交換器２９での主回路３８の冷媒の過冷却効果が減少することになり、冷媒回路１は所謂２段膨張サイクルとなる。

（２−４−３）低外気温時（冬季等）
次に、図４は例えば外気温度が＋２０℃以下に下がった環境（冬季）であるときを示している。このような低外気温時には高圧側圧力ＨＰが低くなるが、前述したように目標値ＴＨＰも低くなるため、電動膨張弁３３の弁開度は全開に近い状態になる。そのため、タンク３６内の圧力ＴＩＰは高圧側圧力ＨＰに近い圧力となり、タンク３６の効果は小さくなるが、低外気温のためにガスクーラ２８を出た冷媒は液化し易くなっているので、電動膨張弁３３を経てタンク３６に入った冷媒は殆ど液化しており、タンク３６内には大量の液冷媒が貯留される状態となる。

そのため、電動膨張弁４３や４７では液冷媒が絞られ、スプリット熱交換器２９の第１の流路２９Ａで蒸発するようになるため、スプリット熱交換器２９の効果が大きくなって、主回路３８（第２の流路２９Ｂ）の冷媒の過冷却がとれるようになり、冷媒回路１はスプリットサイクルとなる。

以上詳述したように、本発明ではガスクーラ２８の下流側であって電動膨張弁３９の上流側の冷媒回路１に接続された電動膨張弁３３と、この電動膨張弁３３の下流側であって電動膨張弁３９の上流側の冷媒回路１に接続されたタンク３６と、タンク３６の下流側であって電動膨張弁３９の上流側の冷媒回路１に設けられたスプリット熱交換器２９と、タンク３６内の冷媒を、電動膨張弁４３や電動膨張弁４７を介してスプリット熱交換器２９の第１の流路２９Ａに流した後、圧縮機１１の中間圧部に吸い込ませる補助回路４８と、タンク３６下部から冷媒を流出させ、スプリット熱交換器２９の第２の流路２９Ｂに流し、第１の流路２９Ａを流れる冷媒と熱交換させた後、電動膨張弁３９に流入させる主回路３８を備えているので、補助回路４８を構成するスプリット熱交換器２９の第１の流路２９Ａに流れる冷媒を電動膨張弁４３、４７で膨張させ、主回路３８を構成するスプリット熱交換器２９の第２の流路２９Ｂに流れる冷媒を過冷却することができるようになり、蒸発器４１入口の比エンタルピを小さくして冷凍能力を効果的に改善することができるようになる。

また、スプリット熱交換器２９の第１の流路２９Ａに流れる冷媒は圧縮機１１の中間圧部に戻されるため、圧縮機１１の低圧部に吸い込まれる冷媒量が減少し、低圧から中間圧まで圧縮するための圧縮機１１における圧縮仕事量が減少する。その結果、圧縮機１１における圧縮動力が低下して成績係数が向上する。

更に、電動膨張弁３３で膨張されることで液化した冷媒の一部はタンク３６内で蒸発し、温度が低下したガス冷媒となり、残りは液冷媒となってタンク３６内下部に一旦貯留されるかたちとなる。そして、このタンク３６内下部の液冷媒が主回路３８を構成するスプリット熱交換器２９の第２の流路２９Ｂを経て電動膨張弁３９に流入することになるので、満液状態で電動膨張弁３９に冷媒を流入させることが可能となり、特に蒸発器４１における蒸発温度が高い冷蔵条件における冷凍能力の向上を図ることができるようになる。更にまた、タンク３６にて冷媒回路１内の循環冷媒量の変動が吸収される効果もあるので、冷媒充填量の誤差も吸収される。

特に、制御装置５７により電動膨張弁３３を制御し、この電動膨張弁３３によって、当該電動膨張弁３３より上流側の冷媒回路１の高圧側圧力ＨＰを調整するようにしたので、圧縮機１１から冷媒が吐出される高圧側圧力ＨＰが高くなって圧縮機１１の運転効率が低下し、或いは、圧縮機１１に損傷を来す不都合を未然に回避することが可能となる。

この場合、制御装置５７は外気温度を表す指標に基づき、外気温度が高い程、増大する方向で電動膨張弁３３の始動時の開度を設定するので、外気温度が高い環境での始動時における高圧側圧力ＨＰの上昇を抑制し、圧縮機１１の保護を図ることが可能となる。

また、制御装置５７は電動膨張弁３３の弁開度を制御することにより、この電動膨張弁３３より上流側の冷媒回路１の高圧側圧力ＨＰを所定の目標値ＴＨＰに制御すると共に、外気温度を表す指標に基づき、外気温度が高い程、高くする方向で高圧側圧力ＨＰの目標値ＴＨＰを設定するので、外気温度が高い環境では電動膨張弁３３より上流側の高圧側圧力ＨＰの運転中における目標値ＴＨＰが高くなり、外気温度が低い環境では目標値ＴＨＰが低くなる。

これにより、高い外気温度の影響で高圧側圧力ＨＰが高くなる状況ではその目標値ＴＨＰが高くなるので、電動膨張弁３３の弁開度が過度に大きくなってタンク３６内圧力が高くなり過ぎる不都合を防止することができるようになる。逆に、低い外気温度で高圧側圧力ＨＰが低くなる状況では目標値ＴＨＰも低くなるので、電動膨張弁３３の弁開度が過度に小さくなってタンク３６に流入する冷媒量が減少する不都合を防止することができるようになる。

これらにより、季節の移り変わりに伴う外気温度の変化に関わらず、電動膨張弁３３の開度を適切に制御して、冷凍能力の確保と圧縮機１１の保護の双方を好適に実現することができるようになる。

更に、制御装置５７は電動膨張弁３３より上流側の冷媒回路１の高圧側圧力ＨＰが所定の上限値ＭＨＰに上昇した場合、電動膨張弁３３の弁開度を増大させるので、高圧側圧力ＨＰを常に上限値ＭＨＰ以下に維持することができる。これにより、電動膨張弁３３より上流側の高圧側圧力ＨＰの異常上昇を的確に抑制して圧縮機１１の保護を確実に行うことが可能となり、異常な高圧による圧縮機１１の停止（保護動作）を未然に回避することが可能となる。

また、電動膨張弁４３を設け、補助回路４８にはタンク３６上部から冷媒を流出させ、電動膨張弁４３に流入させるガス配管４２を有し、制御装置５７が電動膨張弁４３により、電動膨張弁３９に流入する冷媒の圧力ＴＩＰを調整するようにしたので、この電動膨張弁４３によって、高圧側圧力ＨＰの変動の影響を抑制して、電動膨張弁３９に搬送される冷媒の圧力ＴＩＰを制御することができるようになる。

また、電動膨張弁４３によって電動膨張弁３９に流入する冷媒の圧力ＴＩＰを下げることにより、電動膨張弁３９に至る配管として耐圧強度が低いものを使用することができるようになる。これにより、施工性や施工コストの改善を図ることが可能となる。

特に、タンク３６上部から電動膨張弁４３を介して低温のガスを抜くことで、タンク３６内の圧力が低下する。これにより、タンク３６内では温度が低下するので、冷媒の凝縮作用が生じ、当該タンク３６内に液状態の冷媒を効果的に貯めることができるようになる。

この場合、制御装置５７は外気温度を表す指標に基づき、外気温度が高い程、増大する方向で電動膨張弁４３の始動時の弁開度を設定するので、外気温度が高い環境での始動時におけるタンク３６内圧力の上昇を抑制し、電動膨張弁３９に流入する冷媒の圧力上昇を防止することが可能となる。

また、制御装置５７は電動膨張弁４３の弁開度を制御することにより、電動膨張弁３９に流入する冷媒の圧力ＴＩＰを所定の目標値ＳＰに制御すると共に、外気温度を表す指標に基づき、外気温度が高い程、高くする方向で電動膨張弁３９に流入する冷媒の圧力の目標値ＳＰを設定するようにすれば、外気温度が高い環境では電動膨張弁３９に流入する冷媒の圧力ＴＩＰの運転中における目標値ＳＰが高くなり、外気温度が低い環境では目標値ＳＰが低くなる。

これにより、高い外気温度の影響で圧力が高くなる状況では、電動膨張弁３９に流入する冷媒の圧力ＴＩＰの目標値ＳＰが高くなるので、電動膨張弁４３の弁開度が過度に大きくなって補助回路４８に冷媒が流れ過ぎる不都合を防止することができるようになる。逆に低い外気温度で圧力が低くなる状況では電動膨張弁３９に流入する冷媒の圧力ＴＩＰの目標値ＳＰも低くなるので、電動膨張弁４３の弁開度が小さくなり過ぎて、補助回路４８に流入する冷媒量が減少し過ぎる不都合を防止することができるようになる。これらにより、季節の移り変わりに伴う外気温度の変化に関わらず、電動膨張弁４３の弁開度を適切に制御して、補助回路４８に流れる冷媒量を的確に調整することができるようになる。

更に、制御装置５７は電動膨張弁３９に流入する冷媒の圧力が所定の規定値ＭＴＩＰに上昇した場合、電動膨張弁４３の弁開度を増大させるので、電動膨張弁３９に搬送される冷媒の圧力ＴＩＰを常に規定値ＭＴＩＰ以下に維持することができるようになり、高圧側圧力変動の影響抑制と、電動膨張弁３９に搬送される冷媒の圧力の抑制効果を確実に達成することが可能となる。

また、電動膨張弁４７を設けると共に、補助回路４８はタンク３６下部から冷媒を流出させ、電動膨張弁４７に流入させる液配管４６を有し、制御装置５７は電動膨張弁４７の弁開度を制御して、スプリット熱交換器２９の第１の流路２９Ａに流す液冷媒量を調整することにより、圧縮機１１からガスクーラ２８に吐出される冷媒の吐出温度を所定の目標値ＴＤＴに制御するので、電動膨張弁４７を介してスプリット熱交換器２９の第１の流路２９Ａにタンク３６内下部の液冷媒を流し、スプリット熱交換器２９の第２の流路２９Ｂを流れる主回路３８の冷媒の過冷却を増大させることができる。

これにより、電動膨張弁３９に搬送される冷媒の液相割合を高め、満液状態で電動膨張弁３９に流入させることができるようになる。また、圧縮機１１が吸い込む冷媒の温度も低下することになるので、結果的に圧縮機１１からガスクーラ２８に吐出される冷媒の吐出温度も目標値ＴＤＴに下げることができるようになり、確実に圧縮機１１の保護を図ることが可能となる。

この場合、制御装置５７は蒸発器４１における冷媒の蒸発温度を表す指標に基づき、当該蒸発温度が高い程、低くする方向で冷媒の吐出温度の目標値ＴＤＴを変更するので、特に蒸発器４１における蒸発温度が高い冷蔵条件において、スプリット熱交換器２９における主回路３８の冷媒の過冷却を確保し、冷凍能力を安定して維持することができるようになる。

次に、図１に示した冷凍サイクルの内、冷凍機ユニット３の構成について図５〜図７を用いて説明する。
図５は、冷凍機ユニット３の前面カバーを外した状態の概略を示す斜視図である。図６は、冷凍機ユニット３の前面カバーを外した状態の概略を示す正面図である。図７は、ユニット本体１００の分解斜視図である。なお、以下の説明において、上下、前後、左右とは、冷凍機ユニット３を正面から見た場合の上下、前後、左右を示している。

図５、図６に示すように、冷凍機ユニット３は、ユニット本体１００とユニット本体１００の前面に取り付けられる前面カバー（不図示）とを備える。このユニット本体１００は、右側室内である熱交換室３０と、左側室内の下側半室である機械室４０と、左側室内の上側半室である電装室６０と、を備えている。本実施形態の冷凍機ユニット３は、いわゆるサイドフロー式の冷凍機ユニット３とされている。

ユニット本体１００には、ユニット本体１００の右側側面から背面に沿って平面略Ｌ字状のインタクーラ２４とガスクーラ２８が配置されている。インタクーラ２４とガスクーラ２８は重ねて設けられている。
ユニット本体１００の右側側面に設けられるインタクーラ２４とガスクーラ２８、ユニット本体１００前後方向の長さと略等しく設けられている。ユニット本体１００背面に設けられるインタクーラ２４とガスクーラ２８は、ユニット本体１００の右方向で右側から略４分の３程度の幅に設けられている。
ユニット本体１００の左後方部には、上面視略Ｌ字状の後方カバー７２が設けられている。この後方カバー７２の右端部は、インタクーラ２４とガスクーラ２８の左端部と固定されている。後方カバー７２の前端部は、電装室６０と固定されている。
ユニット本体１００の右後方の角部には、インタクーラ２４とガスクーラ２８の外側にコーナーカバー７７が設けられている。

この冷凍機ユニット３には、内部の略中央部に室内を左右に２分割する仕切板７０が上下方向全体にわたって設けられている。この仕切板７０は、上面視で後方にかけて斜め左に折り曲げられており、仕切板７０の後端部は、インタクーラ２４とガスクーラ２８の左端部に固定されている。また、仕切板７０には、左側室内の上側半室に電装室６０を配置するための棚板７１が固設されている。

このような構成によって、冷凍機ユニット３の内部には、右側室内である熱交換室３０と、左側室内の下側半室である機械室４０と、左側室内の上側半室である電装室６０とが形成されている。

熱交換室３０には、オイルセパレータ２０と、送風機３１とが設けられている。図７に示すように、送風機３１は、側面視コ字状の支持体１３６と、支持体１３６に上下に２箇所設けられるファンモータ１３２と、ファンモータ１３２に設けられる回転軸１３３と、回転軸１３３に取り付けられるファン体１３４とで構成されている。
図５に示すように、送風機３１は、ファン体１３４が前向きとなるような向きで熱交換室３０の幅方向の中央部であり、前後方向の前側に配置されている。送風機３１は、支持体１３６の上面とインタクーラ２４の上面とを支え板３５により固定することで、固定されている。

熱交換室３０の左奥、すなわち仕切板７０に近接し、ガスクーラ２８に近接する位置には、オイルセパレータ２０が設けられている。このオイルセパレータ２０は、ガスクーラ２８より前側に位置し、ファン体１３４より後ろ側に配置されている。また、オイルセパレータ２０は、オイルセパレータ２０に接続される冷媒配管をできる限り熱交換室３０に配置せず機械室４０に配置できるよう仕切板７０に近接する位置に配置されている。
オイルセパレータ２０の上部には、冷媒配管が接続されており、この冷媒配管は、仕切板７０の下部に設けられた接続孔７８を介して機械室４０へ延びている。

機械室４０には、圧縮機１１と、タンク３６と、これらをつなぐ冷媒配管とが設けられている。
機械室４０には、機械室４０を左右に分ける隔壁７３が設けられている。この隔壁７３の外側（左側）には、冷却風の風路Ｓ１が形成されている。
風路Ｓ１は、隔壁７３と、機械室４０の下半分を前後に分ける支持板７４とで囲われている。支持板７４は、隔壁７３の略半分の高さを備え、支持板７４の上方は、機械室４０の前後が分けられておらず、機械室４０の前後に空間が広がっている。この風路Ｓ１には、支持板７４に固定されるユニット出口６と、隔壁７３に固定されるユニット入口７とが設けられている。風路Ｓ１の下側には、ユニット本体１００の底板が位置し、この底板には通気孔７６が設けられている。

隔壁７３の内側（右側）には、電装室６０の底板と隔壁７３と仕切板７０とで囲われる機械要素スペースＳ２が設けられている。機械要素スペースＳ２には、圧縮機１１と、冷媒配管等が配置されている。この冷媒配管は、隔壁７３と圧縮機１１との間の幅に機械室４０の前後に渡って密集して設けられている。

風路Ｓ１の後ろ側、すなわち、支持板７４の後ろ側には、タンクスペースＳ３が設けられており、タンクスペースＳ３には、タンク３６が設けられている。このタンクスペースＳ３と風路Ｓ１とは、支持板７４により区切られているが、支持板７４より上方は区切られておらず、つながった空間となっている。

機械室４０の上方には、電子回路基板などを備えた電装室６０が設けられている。この電装室６０の熱交換室３０側の側壁には、スリット７５が設けられている。このスリット７５は、仕切板７０に設けたスリット（不図示）に連通しており、電装室６０と機械室４０とは、これらスリットを介して連通している。

本実施形態においては、まず、圧縮機１１を動作させることにより、圧縮機１１の低段側吸込口１７からショーケース４１から送られる冷媒を吸入し、この冷媒は、第１の回転圧縮要素１４により、中間圧力に圧縮されて低段側吐出口１８から吐出される。
また、圧縮機１１の低段側吐出口１８から吐出された冷媒は、中間圧吐出配管２３を介してインタクーラ２４に流入し、このインタクーラ２４で送風機３１により外気と熱交換して冷却され、圧縮機１１の高段側吸込口１９に戻される。

インタクーラ２４から戻された冷媒は、圧縮機１１で第２の回転圧縮要素１６により必要な圧力に圧縮して高段側吐出口２１から吐出され、オイルセパレータ２０を介してガスクーラ２８に送られる。圧縮機１１から送られた冷媒は、ガスクーラ２８で送風機３１により外気と熱交換させて冷却して高圧冷媒としてタンク３６に送られる。
タンク３６で減圧されて冷却された冷媒は、ユニット出口６を介してショーケース４等の冷凍負荷（蒸発器４１）に送られ、この蒸発器４１において、庫内空気と熱交換して、庫内の冷却が行われる。蒸発器４１で熱交換した後の冷媒は、ユニット入口７および冷媒導入配管２２を介して圧縮機１１に戻される。

冷凍機ユニット３では、送風機３１により吸い込まれる外気がインタクーラ２４およびガスクーラ２８を通過し、熱交換室３０に通過して前面ユニット（不図示）を介して排出される。このとき送風機３１により吸い込まれる外気は、熱交換室３０内に配置されるオイルセパレータ２０にあたり、オイルセパレータ２０内に貯留したオイルが冷却される。
オイルセパレータ２０を熱交換室３０内に配置することで、オイルセパレータ２０を機械室４０に配置場合と比べ、略５℃程度オイル温度を低下させることができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、圧縮機１１の吐出部に設けたオイルセパレータ２０を、送風機３１の送風経路内に配置したため、送風機３１の送風によりオイルセパレータ２０を冷却できる。

また、本実施の形態によれば、インタクーラ２４およびガスクーラ２８をユニット本体１００の背面に開放し、送風機３１をユニット本体１００の前後方向の前側に配置した。
本構成によれば、送風機３１の送風経路がユニット本体１００の背面から前面にかけて形成されるため、送風機３１の送風により、オイルセパレータ２０内のオイルを効率よく冷却できる。また、送風機３１をユニット本体１００の前後方向の前側に配置したため、熱交換室３０にオイルセパレータ２０を配置してもファン体１３４と接触しないスペースを確保できる。

また、本実施の形態によれば、オイルセパレータ２０を仕切板７０に隣接して配置した。
本構成によれば、オイルセパレータ２０は仕切板７０の近くに配置されるため、熱交換室３０内に延在する冷媒配管長を短くできる。

以上、一実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。あくまでも本発明の一実施の態様を例示するものであるから、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変更、及び応用が可能である。

１ 冷媒回路
３ 冷凍機ユニット
１１ 圧縮機
２０ オイルセパレータ
２４ インタクーラ
２８ ガスクーラ
３０ 熱交換室
３１ 送風機
３６ タンク
４０ 機械室
６０ 電装室
７０ 仕切板
７５ スリット
７８ 接続孔
１００ ユニット本体
１３２ ファンモータ
１３３ 回転軸
１３４ ファン体
１３６ 支持体

Claims (4)

1. 圧縮機を配置した機械室と、室外熱交換器、送風機を配置した熱交換室とを備えた冷凍機ユニットにおいて、
   前記圧縮機の吐出部に設けたオイルセパレータを、前記送風機の送風経路内に配置したことを特徴とする冷凍機ユニット。
2. ユニット本体内を仕切板で左右に仕切り、左右の一方に前記機械室を、他方に前記熱交換室を配置し、
   前記室外熱交換器は、少なくともユニット本体の背面に開放し、
   前記送風機は、前記ユニット本体の前面に配置したことを特徴とする請求項１に記載の冷凍機ユニット。
3. 前記オイルセパレータは前記仕切板に隣接して配置したことを特徴とする請求項１又は２に記載の冷凍機ユニット。
4. 冷凍サイクルの冷媒に二酸化炭素冷媒を使用したことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の冷凍機ユニット。

Images