JP2016211832A - 利用側ユニットおよび冷凍装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液ハンマ現象の発生を抑制する。【解決手段】利用側膨張弁（63）は、感温筒（63a）の内圧から均圧管（63b）の内圧を減算して得られる圧力差の変化に応じて開度を次第に変化させ、その圧力差が予め定められた全閉閾値を下回る場合に全閉状態となるように構成されている。接続切換機構（60）は、均圧管（63b）を利用側液冷媒配管（71）における液側連絡配管（14）と利用側膨張弁（63）との間の中途部に接続する第１状態と、均圧管（63b）を利用側ガス冷媒配管（72）におけるガス側連絡配管（15）と利用側膨張弁（63）の感温筒（63a）の取り付け位置との間の中途部に接続する第２状態とに切り換え可能に構成されている。【選択図】図１

Description

この発明は、利用側ユニットおよびそれを備えた冷凍装置に関する。

従来、冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う冷凍装置が知られている。このような冷凍装置は、冷蔵庫や冷凍庫の庫内の冷却や室内の空調などに広く利用されている。例えば、特許文献１には、熱源側ユニットと利用側ユニットとが液側連絡配管およびガス側連絡配管によって接続されて冷媒回路が構成された冷凍装置が開示されている。この冷凍装置の利用側ユニットでは、利用側熱交換器の液端と液側連絡配管との間に利用側膨張弁が設けられ、利用側膨張弁と液側連絡配管との間に利用側開閉弁が設けられている。

特開２０１４−７０８３０号公報

しかしながら、特許文献１の冷凍装置では、電磁弁の上流側（液側連絡配管に近い側）と下流側（利用側膨張弁に近い側）との圧力差が大きい状態で電磁弁が閉状態から開状態に切り換えられると、電磁弁の上流側の冷媒（実質的に非圧縮性で且つ密度が比較的高い液冷媒）が電磁弁の下流側に急激に流入する現象（液ハンマ現象）が発生して、電磁弁の下流側の配管や機器の破損を招くおそれがある。

そこで、この発明は、液ハンマ現象の発生を抑制することが可能な利用側ユニットを提供することを目的とする。

第１の発明は、液側連絡配管（14）およびガス側連絡配管（15）によって熱源側ユニット（11）と接続されて冷媒回路（20）を構成する利用側ユニットであって、利用側熱交換器（61）と、上記利用側熱交換器（61）の液端と上記液側連絡配管（14）とを接続する利用側液冷媒配管（71）と、上記利用側熱交換器（61）のガス端と上記ガス側連絡配管（15）とを接続する利用側ガス冷媒配管（72）と、外部均圧形温度自動膨張弁によって構成され、上記利用側ガス冷媒配管（72）に取り付けられる感温筒（63a）と均圧管（63b）とを有して上記利用側液冷媒配管（71）に設けられる利用側膨張弁（63）と、上記利用側膨張弁（63）の均圧管（63b）を上記利用側液冷媒配管（71）における上記液側連絡配管（14）と該利用側膨張弁（63）との間の中途部に接続する第１状態と、該利用側膨張弁（63）の均圧管（63b）を上記利用側ガス冷媒配管（72）における上記ガス側連絡配管（15）と該利用側膨張弁（63）の感温筒（63a）の取り付け位置との間の中途部に接続する第２状態とに切り換え可能な接続切換機構（60）とを備えていることを特徴とする利用側ユニットである。

なお、上記第１の発明では、外部均圧形温度自動膨張弁によって利用側膨張弁（63）が構成されているので、利用側膨張弁（63）は、感温筒（63a）の内圧から均圧管（63b）の内圧を減算して得られる圧力差の変化に応じて開度を次第に変化させ、その圧力差が予め定められた全閉閾値を下回る場合に全閉状態となる。

上記第１の発明では、冷却運転において利用側熱交換器（61）を蒸発器として機能させない場合に、接続切換機構（60）を第１状態に設定することにより、均圧管（63b）の内圧を利用側液冷媒配管の中途部（液側連絡配管（14）と利用側膨張弁（63）との間の中途部）における冷媒の圧力（すなわち、高圧）に設定することができる。なお、感温筒（63a）の内圧は、利用側ガス冷媒配管（72）における冷媒の温度に対応した圧力（すなわち、低圧）に設定される。これにより、感温筒（63a）と均圧管（63b）との内圧差（感温筒（63a）の内圧から均圧管（63b）の内圧を減算して得られる圧力差）を全閉閾値よりも小さくすることができ、その結果、利用側膨張弁（63）を全閉状態にすることができる。

また、上記第１の発明では、冷却運転において利用側熱交換器（61）を蒸発器として機能させる場合に、接続切換機構（60）を第２状態に設定することにより、均圧管（63b）の内圧を利用側ガス冷媒配管（72）の中途部（ガス側連絡配管（15）と感温筒（63a）の取り付け位置との間の中途部）における冷媒の圧力（すなわち、低圧）に設定することができる。なお、感温筒（63a）の内圧は、利用側ガス冷媒配管（72）における冷媒の温度に対応した圧力（すなわち、低圧）に設定される。これにより、感温筒（63a）と均圧管（63b）との内圧差（感温筒（63a）の内圧から均圧管（63b）の内圧を減算して得られる圧力差）を全閉閾値よりも大きくすることができ、その結果、利用側膨張弁（63）を開状態に設定することができる。また、利用側熱交換器（61）の出口における冷媒の過熱度が所定の過熱度となるように、感温筒（63a）と均圧管（63b）との内圧差の変化に応じて利用側膨張弁（63）の開度を次第に変化させることができる。

なお、上記第１の発明では、冷却運転において利用側熱交換器（61）を蒸発器として機能しない状態から蒸発器として機能する状態へ変化させる場合に、接続切換機構（60）を第１状態から第２状態へ切り換えることにより、利用側膨張弁（63）の開度を全閉状態から次第に増加させることができる。これにより、利用側膨張弁（63）を通過する冷媒の流量を緩やかに変化させることができる。

第２の発明は、上記第１の発明において、上記接続切換機構（60）は、三方弁（64）によって構成され、上記三方弁（64）は、上記利用側膨張弁（63）の均圧管（63b）に接続される第１ポートと、上記利用側液冷媒配管（71）における上記液側連絡配管（14）と該利用側膨張弁（63）との間の中途部に接続される第２ポートと、上記利用側ガス冷媒配管（72）における上記ガス側連絡配管（15）と該利用側膨張弁（63）の感温筒（63a）の取り付け位置との間の中途部に接続される第３ポートとを有し、該第１ポートと該第２ポートとが連通する第１状態と、該第１ポートと該第３ポートとが連通する第２状態とに切り換え可能に構成されていることを特徴とする利用側ユニットである。

上記第２の発明では、接続切換機構（60）が三方弁（64）によって構成されている。

第３の発明は、上記第１の発明において、上記接続切換機構（60）は、上記利用側膨張弁（63）の均圧管（63b）と上記利用側液冷媒配管（71）における上記液側連絡配管（14）と該利用側膨張弁（63）との間の中途部とを接続する第１利用側接続配管（75）に設けられる第１開閉弁（65）と、該利用側膨張弁（63）の均圧管（63b）と上記利用側ガス冷媒配管（72）における上記ガス側連絡配管（15）と該利用側膨張弁（63）の感温筒（63a）の取り付け位置との間の中途部とを接続する第２利用側接続配管（76）に設けられる第２開閉弁（66）とを有し、上記第１開閉弁（65）が開状態となり上記第２開閉弁（66）が閉状態となる第１状態と、該第１開閉弁（65）が閉状態となり該第２開閉弁（66）が開状態となる第２状態とを切り換え可能に構成されていることを特徴とする利用側ユニットである。

上記第３の発明では、第１および第２開閉弁（65,66）によって接続切換機構（60）が構成されている。なお、一般的に、開閉弁のコストは、三方弁のコストよりも低い傾向にある。したがって、第１および第２開閉弁（65,66）によって接続切換機構（60）を構成することにより、三方弁によって接続切換機構（60）を構成する場合よりも、接続切換機構（60）のコストを低減することができる。

第４の発明は、上記第１の発明において、上記接続切換機構（60）は、四方切換弁（67）によって構成され、上記四方切換弁（67）は、上記利用側膨張弁（63）の均圧管（63b）に接続される第１ポートと、上記利用側液冷媒配管（71）における上記液側連絡配管（14）と該利用側膨張弁（63）との間の中途部に接続される第２ポートと、上記利用側ガス冷媒配管（72）における上記ガス側連絡配管（15）と該利用側膨張弁（63）の感温筒（63a）の取り付け位置との間の中途部に接続される第３ポートと、閉塞された第４ポートとを有し、該第１ポートと該第２ポートとが連通して該第３ポートと該第４ポートとが連通する第１状態と、該第１ポートと該第３ポートとが連通して該第２ポートと該第４ポートとが連通する第２状態とに切り換え可能に構成されていることを特徴とする利用側ユニットである。

上記第４の発明では、四方切換弁（67）によって接続切換機構（60）が構成されている。なお、一般的に、四方切換弁のコストは、三方弁のコストよりも低い傾向にある。したがって、四方切換弁（67）によって接続切換機構（60）を構成することにより、三方弁（64）によって接続切換機構（60）を構成する場合よりも、接続切換機構（60）のコストを低減することができる。

第５の発明は、熱源側ユニット（11）と利用側ユニット（12）とが液側連絡配管（14）およびガス側連絡配管（15）によって接続されて冷媒回路（20）を構成する冷凍装置であって、上記利用側ユニット（12）は、上記第１〜第４の発明のいずれか１つの利用側ユニットによって構成されることを特徴とする冷凍装置である。

上記第５の発明では、利用側ユニット（12）において液ハンマ現象の発生を抑制することができる。

第１の発明によれば、冷却運転において利用側熱交換器（61）を蒸発器として機能しない状態から蒸発器として機能する状態へ変化させる場合に、接続切換機構（60）を第１状態から第２状態へ切り換えることにより、利用側膨張弁（63）を通過する冷媒の流量を緩やかに変化させることができるので、利用側膨張弁（63）の上流側の冷媒（実質的に非圧縮性で且つ密度が比較的高い液冷媒）が利用側膨張弁（63）の下流側に急激に流入する現象（液ハンマ現象）の発生を抑制することができる。

第２の発明によれば、接続切換機構（60）を三方弁（64）によって構成することにより、接続切換機構（60）を複数の開閉弁によって構成する場合よりも、接続切換機構（60）を簡易に構成することができる。

第３および第４の発明によれば、三方弁によって接続切換機構（60）を構成する場合よりも、接続切換機構（60）のコストを低減することができるので、利用側ユニット（12）のコストを低減することができる。

第５の発明によれば、利用側ユニット（12）において液ハンマ現象の発生を抑制することができるので、液ハンマ現象による配管や機器の破損を防止することができる。

実施形態による冷凍装置の構成例を示す配管系統図。 利用側膨張弁の構成例を示す概略図。 冷却運転について説明するための配管系統図。 デフロスト運転について説明するための配管系統図。 接続切換機構の変形例１について説明するための配管系統図。 接続切換機構の変形例２について説明するための配管系統図。 利用側ユニットの変形例について説明するための配管系統図。

以下、実施の形態を図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一の符号を付しその説明は繰り返さない。

（冷凍装置）
図１は、実施形態による冷凍装置（10）の構成例を示している。冷凍装置（10）は、熱源側ユニット（11）と、熱源側ユニット（11）に対して並列に接続された複数（この例では、２つ）の利用側ユニット（12）と、コントローラ（13）とを備えている。例えば、熱源側ユニット（11）は、庫外に設けられ、利用側ユニット（12）は、庫内に設けられている。

熱源側ユニット（11）には、熱源側回路（21）と熱源側ファン（22）とが設けられ、各利用側ユニット（12）には、利用側回路（23）と利用側ファン（24）とドレンパン（25）とが設けられている。この冷凍装置（10）では、熱源側ユニット（11）の熱源側回路（21）と各利用側ユニット（12）の利用側回路（23）とが液側連絡配管（14）およびガス側連絡配管（15）によって接続されて、冷媒が循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる冷媒回路（20）が構成されている。

具体的には、熱源側回路（21）の液端およびガス端には、液閉鎖弁（V1）およびガス閉鎖弁（V2）がそれぞれ設けられている。液閉鎖弁（V1）およびガス閉鎖弁（V2）には、液側連絡配管（14）の一端およびガス側連絡配管（15）の一端がそれぞれ接続されている。液側連絡配管（14）およびガス側連絡配管（15）には、各利用側回路（23）の液端およびガス端がそれぞれ接続されている。

〈熱源側回路〉
熱源側回路（21）は、第１〜第３圧縮機（31a〜31c）と、四方切換弁（32）と、熱源側熱交換器（33）と、過冷却熱交換器（34）と、過冷却膨張弁（35）と、第１〜第３中間膨張弁（36a〜36c）と、レシーバ（37）と、熱源側膨張弁（38）と、第１〜第３逆止弁（CV1〜CV3）と、油分離器（41）と、油戻し膨張弁（42）とを有している。また、熱源側回路（21）には、吐出冷媒配管（51）と、吸入冷媒配管（52）と、熱源側液冷媒配管（53）と、インジェクション配管（54）と、第１接続配管（55）と、第２接続配管（56）と、油戻し配管（57）とが設けられている。以下の説明では、第１〜第３圧縮機（31a〜31c）の総称を「圧縮機（31a,31b,31c）」と記載し、第１〜第３中間膨張弁（36a〜36c）の総称を「中間膨張弁（36a,36b,36c）」と記載する。

《圧縮機》
圧縮機（31a,31b,31c）は、吸入した冷媒を圧縮して吐出するように構成されている。また、圧縮機（31a,31b,31c）には、吸入ポートと、中間ポートと、吐出ポートとが設けられている。吸入ポートは、圧縮機（31a,31b,31c）の吸入行程において圧縮室（すなわち、低圧の圧縮室）と連通するように形成されている。中間ポートは、圧縮機（31a,31b,31c）の圧縮行程の途中において圧縮室（すなわち、中間圧の圧縮室）と連通するように形成されている。吐出ポートは、圧縮機（31a,31b,31c）の吐出行程において圧縮室（すなわち、高圧の圧縮室）と連通するように構成されている。例えば、圧縮機（31a,31b,31c）は、互いに歯合する固定スクロールおよび可動スクロールの間に圧縮室が構成されるスクロール式の圧縮機によって構成されている。

なお、この例では、第１圧縮機（31a）は、その容量が可変に構成されている。すなわち、第１圧縮機（31a）は、インバータ（図示を省略）の出力周波数を変化させることで、その内部に設けられた電動機の回転数が変化し、その容量が変化するように構成されている。第２および第３圧縮機（31b,31c）は、その容量が固定されている。すなわち、第２および第３圧縮機（31b,31c）は、その内部に設けられた電動機の回転数が一定であり、その容量が一定となっている。

《四方切換弁》
四方切換弁（32）は、第１ポートと第３ポートとが連通し且つ第２ポートと第４ポートとが連通する第１状態（図１の実線で示された状態）と、第１ポートと第４ポートとが連通し且つ第２ポートと第３ポートとが連通する第２状態（図１の破線で示された状態）とに切り換え可能に構成されている。

四方切換弁（32）の第１ポートは、吐出冷媒配管（51）によって圧縮機（31a,31b,31c）の吐出ポートに接続され、四方切換弁（32）の第２ポートは、吸入冷媒配管（52）によって圧縮機（31a,31b,31c）の吸入ポートに接続されている。四方切換弁（32）の第３ポートは、熱源側熱交換器（33）のガス端に接続され、四方切換弁（32）の第４ポートは、ガス閉鎖弁（V2）に接続されている。

《吐出冷媒配管，吸入冷媒配管》
この例では、吐出冷媒配管（51）は、一端が第１，第２，第３圧縮機（31a,31b,31c）の吐出ポートに接続される第１，第２，第３吐出管（51a,51b,51c）と、第１，第２，第３吐出管（51a,51b,51c）の他端と四方切換弁（32）の第１ポートとを接続する吐出合流管（51d）とによって構成されている。また、吸入冷媒配管（52）は、一端が第１，第２，第３圧縮機（31a,31b,31c）の吸入ポートにそれぞれ接続される第１，第２，第３吸入管（52a,52b,52c）と、第１，第２，第３吸入管（52a,52b,52c）の他端と四方切換弁（32）の第２ポートとを接続する吸入主管（52d）とによって構成されている。

《熱源側熱交換器》
熱源側熱交換器（33）は、その液端が熱源側液冷媒配管（53）の一端に接続され、そのガス端が四方切換弁（32）の第３ポートに接続されている。また、熱源側熱交換器（33）の近傍には、熱源側ファン（22）が配置されている。そして、熱源側熱交換器（33）は、冷媒と熱源側ファン（22）によって搬送された熱源側空気（例えば、庫外空気）とを熱交換させるように構成されている。例えば、熱源側熱交換器（33）は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器によって構成されている。

《熱源側液冷媒配管》
熱源側液冷媒配管（53）は、その一端が熱源側熱交換器（33）に接続され、その他端が液閉鎖弁（V1）に接続されている。この例では、熱源側液冷媒配管（53）は、熱源側熱交換器（33）の液端とレシーバ（37）とを接続する第１熱源側液管（53a）と、レシーバ（37）と過冷却熱交換器（34）とを接続する第２熱源側液管（53b）と、過冷却熱交換器（34）と液閉鎖弁（V1）とを接続する第３熱源側液管（53c）とによって構成されている。

《インジェクション配管》
インジェクション配管（54）は、熱源側液冷媒配管（53）の第１中途部（P1）と圧縮機（31a,31b,31c）の中間ポートとを接続している。この例では、インジェクション配管（54）は、熱源側液冷媒配管（53）の第１中途部（P1）と過冷却熱交換器（34）とを接続する第１インジェクション主管（54m）と、一端が過冷却熱交換器（34）に接続される第２インジェクション主管（54n）と、第２インジェクション主管（54n）の他端と第１，第２，第３圧縮機（31a,31b,31c）の中間ポートとをそれぞれ接続する第１，第２，第３インジェクション分岐管（54a,54b,54c）とによって構成されている。以下の説明では、第１，第２，第３インジェクション分岐管（54a,54b,54c）の総称を「インジェクション分岐管（54a,54b,54c）」と記載する。

《過冷却熱交換器》
過冷却熱交換器（34）は、熱源側液冷媒配管（53）とインジェクション配管（54）とに接続され、熱源側液冷媒配管（53）を流れる冷媒とインジェクション配管（54）を流れる冷媒とを熱交換させるように構成されている。この例では、過冷却熱交換器（34）は、第２熱源側液管（53b）と第３熱源側液管（53c）との間に接続される第１流路（34a）と、第１インジェクション主管（54m）と第２インジェクション主管（54n）との間に接続される第２流路（34b）とを有し、第１流路（34a）を流れる冷媒と第２流路（34b）を流れる冷媒とを熱交換させるように構成されている。例えば、過冷却熱交換器（34）は、プレート型熱交換器によって構成されている。

《過冷却膨張弁》
過冷却膨張弁（35）は、インジェクション配管（54）において熱源側液冷媒配管（53）の第１中途部（P1）と過冷却熱交換器（34）との間（この例では、第１インジェクション主管（54m））に設けられている。また、過冷却膨張弁（35）は、その開度を調節可能に構成されている。例えば、過冷却膨張弁（35）は、電子膨張弁（電動弁）によって構成されている。

《中間膨張弁》
中間膨張弁（36a,36b,36c）は、インジェクション配管（54）において過冷却熱交換器（34）と圧縮機（31a,31b,31c）の中間ポートとの間に設けられている。この例では、第１，第２，第３中間膨張弁（36a,36b,36c）は、それぞれ、第１，第２，第３圧縮機（31a,31b,31c）に対応し、第１，第２，第３インジェクション分岐管（54a,54b,54c）に設けられている。また、中間膨張弁（36a,36b,36c）は、その開度を調節可能に構成されている。例えば、中間膨張弁（36a,36b,36c）は、電子膨張弁（電動弁）によって構成されている。

《レシーバ》
レシーバ（37）は、熱源側液冷媒配管（53）において熱源側熱交換器（33）と過冷却熱交換器（34）との間に接続され、凝縮器（具体的には、熱源側熱交換器（33）または利用側熱交換器（61））において凝縮した冷媒を一時的に貯留することができるように構成されている。この例では、レシーバ（37）は、その頂部に第１熱源側液管（53a）が接続され、その底部に第２熱源側液管（53b）が接続されている。

《接続配管》
第１接続配管（55）は、熱源側液冷媒配管（53）の第２中途部（P2）と第３中途部（P3）とを接続している。第２中途部（P2）は、熱源側液冷媒配管（53）において第１中途部（P1）と液閉鎖弁（V1）との間に位置し、第３中途部（P3）は、熱源側液冷媒配管（53）において熱源側熱交換器（33）の液端とレシーバ（37）との間に位置する。

第２接続配管（56）は、熱源側液冷媒配管（53）の第４中途部（P4）と第５中途部（P5）とを接続している。第４中途部（P4）は、熱源側液冷媒配管（53）において過冷却熱交換器（34）と第１中途部（P1）との間に位置し、第５中途部（P5）は、熱源側液冷媒配管（53）において熱源側熱交換器（33）の液端と第３中途部（P3）との間に位置する。

《熱源側膨張弁》
熱源側膨張弁（38）は、第２接続配管（56）に設けられている。また、熱源側膨張弁（38）は、その開度を調節可能に構成されている。例えば、熱源側膨張弁（38）は、電子膨張弁（電動弁）によって構成されている。

《逆止弁》
第１逆止弁（CV1）は、熱源側液冷媒配管（53）の第３中途部（P3）と第５中途部（P5）との間に設けられ、第５中途部（P5）から第３中途部（P3）へ向かう冷媒の流れのみを許容するように構成されている。第２逆止弁（CV2）は、熱源側液冷媒配管（53）の第１中途部（P1）と第２中途部（P2）との間に設けられ、第１中途部（P1）から第２中途部（P2）へ向かう冷媒の流れのみを許容するように構成されている。第３逆止弁（CV3）は、第１接続配管（55）に設けられ、熱源側液冷媒配管（53）の第２中途部（P2）から第３中途部（P3）へ向かう冷媒の流れのみを許容するように構成されている。

《油分離器》
油分離器（41）は、吐出冷媒配管（51）（この例では、吐出合流管（51d））に設けられ、圧縮機（31a,31b,31c）から吐出された冷媒から冷凍機油を分離して内部に貯留することができるように構成されている。

《油戻し配管》
油戻し配管（57）は、油分離器（41）に貯留された冷凍機油（比較的高温の冷凍機油）をインジェクション配管（54）に供給するための配管であり、その一端が油分離器（41）に接続され、その他端がインジェクション配管（54）における過冷却熱交換器（34）と中間膨張弁（36a,36b,36c）との間の中途部（この例では、第２インジェクション主管（54n）の中途部）に接続されている。

《油戻し膨張弁》
油戻し膨張弁（42）は、油戻し配管（57）に設けられている。また、油戻し膨張弁（42）は、その開度を調節可能に構成されている。例えば、油戻し膨張弁（42）は、電子膨張弁（電動弁）によって構成されている。

〈利用側回路〉
利用側回路（23）は、利用側熱交換器（61）と、利用側膨張弁（63）と、接続切換機構（60）とを有している。また、利用側回路（23）には、利用側液冷媒配管（71）と、利用側ガス冷媒配管（72）とが設けられている。

《利用側熱交換器》
利用側熱交換器（61）は、その液端が利用側液冷媒配管（71）によって液側連絡配管（14）に接続され、そのガス端が利用側ガス冷媒配管（72）によってガス側連絡配管（15）に接続されている。また、利用側熱交換器（61）の近傍には、利用側ファン（24）が配置されている。そして、利用側熱交換器（61）は、冷媒と利用側ファン（24）によって搬送された利用側空気（例えば、庫内空気）とを熱交換させるように構成されている。例えば、利用側熱交換器（61）は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器によって構成されている。

《利用側液冷媒配管，利用側ガス冷媒配管》
利用側液冷媒配管（71）は、その一端が液側連絡配管（14）に接続され、その他端が利用側熱交換器（61）の液端に接続されている。この例では、利用側液冷媒配管（71）は、一端が液側連絡配管（14）に接続される第１利用側液管（71a）と、一端が第１利用側液管（71a）の他端に接続されるドレンパン配管（71b）と、ドレンパン配管（71b）の他端と利用側熱交換器（61）の液端とを接続する第２利用側液管（71c）とによって構成されている。利用側ガス冷媒配管（72）は、その一端が利用側熱交換器（61）のガス端に接続され、その他端がガス側連絡配管（15）に接続されている。

《利用側膨張弁》
利用側膨張弁（63）は、利用側液冷媒配管（71）（この例では、第２利用側液管（71c））に設けられている。また、利用側膨張弁（63）は、感温筒（63a）と均圧管（63b）とを有している。感温筒（63a）は、利用側ガス冷媒配管（72）に取り付けられる。なお、感温筒（63a）には、冷媒回路（20）を循環する冷媒と同一の冷媒が充填されている。したがって、感温筒（63a）の内圧は、利用側ガス冷媒配管（72）における冷媒の温度に対応した飽和圧力となる。そして、利用側膨張弁（63）は、感温筒（63a）の内圧から均圧管（63b）の内圧を減算して得られる圧力差（以下では、感温筒（63a）と均圧管（63b）との内圧差と記載）の変化に応じて開度を次第に変化させ、その圧力差が予め定められた全閉閾値を下回る場合に全閉状態となるように構成されている。具体的には、利用側膨張弁（63）は、外部均圧形温度自動膨張弁によって構成されている。

−利用側膨張弁の構成例−
図２は、利用側膨張弁（63）の構成例を示している。利用側膨張弁（63）は、感温筒（63a）と均圧管（63b）と弁本体（63c）とを備えている。弁本体（63c）は、上部ケーシング（81）と、下部ケーシング（82）と、ハウジング（83）と、ダイアフラム（84）と、蓋部材（85）と、針弁（86）と、可動部材（87）と、スプリング（88）とを有している。

上部ケーシング（81）および下部ケーシング（82）は、円筒状に形成されている。上部ケーシング（81）の上端部は、径方向外方に突出するフランジ状に形成され、下部ケーシング（82）の中間部には、径方向内方に突出する小径部（82a）が形成されている。小径部（82a）の内周面は、弁孔（80）を構成している。ハウジング（83）は、上部ケーシング（81）の下端と下部ケーシング（82）の上端との間に挟まれている。これにより、上部ケーシング（81）の下端と下部ケーシング（82）の上端とがハウジング（83）に閉塞されている。また、ハウジング（83）は、その中央部が軸方向（上下方向）に突出し、その中央上端部が上部ケーシング（81）の内部空間の軸方向中間部まで延び、その中央下端部が下部ケーシング（82）の小径部（82a）まで延びている。なお、ハウジング（83）の中央下端部には、ハウジング（83）の中央下端面から軸方向上方に凹んで弁孔（80）と連通する凹部（83a）と、凹部（83a）の周壁を径方向に貫通して凹部（83a）の内部空間と下部ケーシング（82）の内部空間とを連通する連通孔（83b）とが形成されている。

ダイアフラム（84）は、可撓性を有して平板状に形成され、上部ケーシング（81）の上端部を閉塞している。蓋部材（85）は、椀状に形成され、ダイアフラム（84）によって閉塞された上部ケーシング（81）の上端部を覆っている。このような構成により、蓋部材（85）とダイアフラム（84）との間の空間がダイアフラム内室（90a）を構成し、ダイアフラム（84）とハウジング（83）と下部ケーシング（82）とに囲まれた空間（すなわち、下部ケーシング（82）の内部空間）がダイアフラム外室（90b）を構成している。

針弁（86）は、ハウジング（83）を軸方向に貫通して弁孔（80）に挿通され、軸方向（上下方向）に移動可能となるようにハウジング（83）に支持されている。また、針弁（86）の下端部には、弁孔（80）の開度を調節可能な弁部（86a）が形成されている。弁部（86a）は、針弁（86）が軸方向下方へ向けて移動するのに連れて弁孔（80）と弁部（86a）との間の隙間（すなわち、弁孔（80）の開度）が次第に大きくなるように構成されている。具体的には、弁部（86a）は、その径が軸方向の中央部から端部（上方または下方）へ向かうに連れて次第に小さくなる形状（すなわち、底面を共通とする２つの円錐台形の形状）に形成されている。可動部材（87）は、上部ケーシング（81）の内部空間（すなわち、ダイアフラム外室（90b））においてハウジング（83）の中央上端とダイアフラム（84）との間に配置され、針弁（86）の上端に固定されている。スプリング（88）は、可動部材（87）を上方に付勢するように構成されている。

また、図２に示した利用側膨張弁（63）では、下部ケーシング（82）の下部（小径部（82a）の下側部分）が第１接続ポート（91）を構成している。さらに、下部ケーシング（82）の上部（小径部（82a）の上側部分）には、下部ケーシング（82）を径方向に貫通して下部ケーシング（82）の内部空間と連通する第２接続ポート（92）が形成されている。このような構成により、第１接続ポート（91）は、弁孔（80）とハウジング（83）の凹部（83a）および連通孔（83b）とを通じて第２接続ポート（92）と連通している。なお、第１接続ポート（91）は、第２利用側液管（71c）を通じてドレンパン配管（71b）に接続され、第２接続ポート（92）は、第２利用側液管（71c）を通じて利用側熱交換器（61）の液端に接続されている。

また、感温筒（63a）は、連通管（89）を通じてダイアフラム内室（90a）に接続されている。具体的には、連通管（89）は、その一端が感温筒（63a）に接続され、その他端が蓋部材（85）を貫通してダイアフラム内室（90a）と連通している。このような構成により、ダイアフラム内室（90a）の内圧は、感温筒（63a）の内圧と同一となる。

また、上部ケーシング（81）には、上部ケーシング（81）を径方向に貫通して上部ケーシング（81）の内部空間（すなわち、ダイアフラム外室（90b））と連通する均圧ポート（93）が形成されている。均圧ポート（93）は、均圧管（63b）に接続されている。このような構成により、ダイアフラム外室（90b）の内圧は、均圧管（63b）の内圧と同一となる。

図２に示した利用側膨張弁（63）では、感温筒（63a）と均圧管（63b）との内圧差（すなわち、感温筒（63a）の内圧から均圧管（63b）の内圧を減算して得られる圧力差）が大きくなると、ダイアフラム内室（90a）の内圧からダイアフラム外室（90b）の内圧を減算して得られる圧力差（以下では、ダイアフラム内室（90a）とダイアフラム外室（90b）との内圧差と記載）が大きくなる。そして、ダイアフラム内室（90a）とダイアフラム外室（90b）との内圧差がスプリング（88）の付勢力よりも大きくなると、ダイアフラム（84）が下方に次第に変形して可動部材（87）が次第に押し下げられる。これにより、針弁（86）が下方に次第に移動して弁部（86a）が弁孔（80）から次第に遠ざかり、その結果、弁孔（80）の開度が次第に増加する。

次に、感温筒（63a）と均圧管（63b）との内圧差が小さくなると、ダイアフラム内室（90a）とダイアフラム外室（90b）との内圧差が小さくなる。ダイアフラム内室（90a）とダイアフラム外室（90b）との内圧差が小さくなると、ダイアフラム（84）の変形が次第に解除されて可動部材（87）がスプリング（88）の付勢力によって次第に押し上げられる。これにより、針弁（86）が上方に次第に移動して弁部（86a）が弁孔（80）に次第に近づき、その結果、弁孔（80）の開度が次第に減少する。そして、ダイアフラム内室（90a）とダイアフラム外室（90b）との内圧差がスプリング（88）の付勢力よりも小さくなると、弁部（86a）が弁孔（80）を閉塞する。

このように、利用側膨張弁（63）の弁本体（63c）は、感温筒（63a）と均圧管（63b）との内圧差が全閉閾値（この例では、スプリング（88）の付勢力）を下回る場合に全閉状態となるように構成されている。また、弁本体（63c）は、感温筒（63a）と均圧管（63b）との内圧差が全閉閾値を下回らない場合に、感温筒（63a）と均圧管（63b）との内圧差が増加すると開度を次第に増加させ、感温筒（63a）と均圧管（63b）との内圧差が減少すると開度を次第に減少させるように構成されている。

〈接続切換機構〉
接続切換機構（60）は、利用側膨張弁（63）の均圧管（63b）を利用側液冷媒配管（71）（この例では、第２利用側液管（71c））における液側連絡配管（14）と利用側膨張弁（63）との間の中途部に接続する第１状態（図１の実線で示された状態）と、利用側膨張弁（63）の均圧管（63b）を利用側ガス冷媒配管（72）におけるガス側連絡配管（15）と利用側膨張弁（63）の感温筒（63a）の取り付け位置との間の中途部に接続する第２状態（図１の破線で示された状態）とに切り換え可能に構成されている。

この例では、接続切換機構（60）は、第１ポートと第２ポートと第３ポートとを有する三方弁（64）によって構成されている。三方弁（64）の第１ポートは、利用側膨張弁（63）の均圧管（63b）に接続されている。三方弁（64）の第２ポートは、利用側液冷媒配管（71）における液側連絡配管（14）と利用側膨張弁（63）との間の中途部に接続されている。三方弁（64）の第３ポートは、利用側ガス冷媒配管（72）におけるガス側連絡配管（15）と利用側膨張弁（63）の感温筒（63a）の取り付け位置との間の中途部に接続されている。そして、三方弁（64）は、第１ポートと第２ポートとが連通する第１状態（図１の実線で示された状態）と、第１ポートと第３ポートとが連通する第２状態（図１の破線で示された状態）とに切り換え可能に構成されている。

〈ドレンパン〉
ドレンパン（25）は、利用側熱交換器（61）の下側に設置され、利用側熱交換器（61）の表面から落下する霜や結露水を回収するように構成されている。また、ドレンパン（25）の内部には、利用側液冷媒配管（71）の一部であるドレンパン配管（71b）が配設されている。

〈液冷媒配管〉
なお、この冷媒回路（20）では、熱源側液冷媒配管（53）と液側連絡配管（14）とによって液冷媒配管（50）が構成されている。すなわち、熱源側熱交換器（33）の液端は、液冷媒配管（50）に接続されている。利用側液冷媒配管（71）は、利用側熱交換器（61）の液端と液冷媒配管（50）とを接続している。インジェクション配管（54）は、液冷媒配管（50）の中途部（第１中途部（P1））と圧縮機（31a,31b,31c）の中間ポートとを接続している。過冷却熱交換器（34）は、液冷媒配管（50）とインジェクション配管（54）とに接続され、液冷媒配管（50）を流れる冷媒とインジェクション配管（54）を流れる冷媒とを熱交換させるように構成されている。

〈コントローラ（制御部）〉
コントローラ（13）は、冷凍装置（10）の各部を制御して冷凍装置（10）の運転動作を制御する。具体的には、コントローラ（13）は、冷凍装置（10）に設けられた各種センサの検出値に基づいて、圧縮機（31a,31b,31c）と各種ファン（熱源側ファン（22），利用側ファン（24））と各種弁（四方切換弁（32），過冷却膨張弁（35），中間膨張弁（36a,36b,36c），熱源側膨張弁（38），油戻し膨張弁（42），三方弁（64））とを制御する。なお、この冷凍装置（10）では、庫内を冷却する冷却運転と、利用側熱交換器（61）を除霜するデフロスト運転とが行われる。

〈冷却運転〉
次に、図２を参照して、冷却運転について説明する。冷却運転では、冷媒回路（20）において熱源側熱交換器（33）が凝縮器となり過冷却熱交換器（34）が過冷却器となり利用側熱交換器（61）が蒸発器となる冷凍サイクルが行われる。

具体的には、四方切換弁（32）が第１状態に設定される。これにより、圧縮機（31a,31b,31c）の吐出ポートと熱源側熱交換器（33）のガス端とが連通し、圧縮機（31a,31b,31c）の吸入ポートとガス側連絡配管（15）とが連通する。また、圧縮機（31a,31b,31c）と熱源側ファン（22）と利用側ファン（24）とが駆動状態に設定される。さらに、過冷却膨張弁（35）の開度が調節され、中間膨張弁（36a,36b,36c）の開度が調節され、熱源側膨張弁（38）が全閉状態に設定され、油戻し膨張弁（42）が間欠的に開状態に設定される。また、各利用側ユニット（12）では、庫内の冷却負荷に応じて三方弁（64）が第１状態および第２状態のいずれか一方に設定され、感温筒（63a）の温度および均圧管（63b）の冷媒圧力に応じて利用側膨張弁（63）に開度が変化する。なお、図２では、全ての利用側ユニット（12）において三方弁（64）が第２状態に設定されている場合を示している。また、利用側膨張弁（63）および三方弁（64）の動作については、後で詳しく説明する。

圧縮機（31a,31b,31c）から吐出された冷媒は、吐出冷媒配管（51）において油分離器（41）を通過した後に、四方切換弁（32）を通過して熱源側熱交換器（33）に流入し、熱源側熱交換器（33）において熱源側空気（例えば、庫外空気）に放熱して凝縮する。熱源側熱交換器（33）から流出した冷媒（高圧冷媒）は、第１熱源側液管（53a）において第１逆止弁（CV1）を通過した後に、レシーバ（37）と第２熱源側液管（53b）と順に通過して過冷却熱交換器（34）の第１流路（34a）に流入し、過冷却熱交換器（34）の第２流路（34b）を流れる冷媒（中間圧冷媒）に吸熱されて過冷却される。過冷却熱交換器（34）の第１流路（34a）から流出した冷媒は、第３熱源側液管（53c）に流入する。第３熱源側液管（53c）に流入した冷媒は、その一部が第１インジェクション主管（54m）に流入し、その残部が第３熱源側液管（53c）において第２逆止弁（CV2）を通過した後に液閉鎖弁（V1）を通過して液側連絡配管（14）に流入する。

第１インジェクション主管（54m）に流入した冷媒は、過冷却膨張弁（35）において減圧されて過冷却熱交換器（34）の第２流路（34b）に流入し、過冷却熱交換器（34）の第１流路（34a）を流れる冷媒（高圧冷媒）から吸熱する。過冷却熱交換器（34）の第２流路（34b）から流出した冷媒は、第２インジェクション主管（54n）を通過してインジェクション分岐管（54a,54b,54c）に流入する。インジェクション分岐管（54a,54b,54c）に流入した冷媒は、中間膨張弁（36a,36b,36c）において減圧されて圧縮機（31a,31b,31c）の中間ポートに流入する。中間ポートを通過して圧縮機（31a,31b,31c）内に流入した冷媒は、圧縮機（31a,31b,31c）内の冷媒（具体的には、圧縮室内の冷媒）と混合される。すなわち、圧縮機（31a,31b,31c）内の冷媒が冷却されながれ圧縮される。

一方、液側連絡配管（14）に流入した冷媒は、三方弁（64）が第２状態に設定されている利用側ユニット（12）の第１利用側液管（71a）に流入する。三方弁（64）が第２状態に設定されている利用側ユニット（12）では、第１利用側液管（71a）に流入した冷媒は、ドレンパン配管（71b）を通過して第２利用側液管（71c）に流入する。第２利用側液管（71c）に流入した冷媒は、利用側膨張弁（63）において減圧されて利用側熱交換器（61）に流入し、利用側熱交換器（61）において利用側空気（例えば、庫内空気）から吸熱して蒸発する。これにより、利用側空気が冷却される。利用側熱交換器（61）から流出した冷媒は、利用側ガス冷媒配管（72）とガス側連絡配管（15）とガス閉鎖弁（V2）と四方切換弁（32）と吸入冷媒配管（52）とを順に通過して圧縮機（31a,31b,31c）の吸入ポートに吸入される。

また、油分離器（41）では、冷媒（すなわち、圧縮機（31a,31b,31c）から吐出された冷媒）から冷凍機油が分離され、その冷凍機油が油分離器（41）に貯留される。そして、油戻し膨張弁（42）が開状態に設定されると、油分離器（41）に貯留された冷凍機油（比較的高温の冷凍機油）が油戻し配管（57）を通過して第２インジェクション主管（54n）に流入する。第２インジェクション主管（54n）に流入した冷凍機油は、第２インジェクション主管（54n）を流れる冷媒と合流した後に、インジェクション分岐管（54a,54b,54c）において中間膨張弁（36a,36b,36c）を通過して圧縮機（31a,31b,31c）の中間ポートに流入する。

なお、冷却運転では、中間膨張弁（36a,36b,36c）の開度を調節することにより、圧縮機（31a,31b,31c）の中間ポートに流入する冷媒の流量（インジェクション量）を調節することができる。これにより、圧縮機（31a,31b,31c）内における冷媒の温度低下量を調節することができ、その結果、圧縮機（31a,31b,31c）から吐出される冷媒の温度（すなわち、吐出冷媒温度（Td））を調節することができる。

また、冷却運転では、過冷却膨張弁（35）の開度を調節することにより、インジェクション配管（54）において過冷却膨張弁（35）から過冷却熱交換器（34）の第２流路（34b）に流入する冷媒の圧力を調節することができる。これにより、過冷却熱交換器（34）における冷媒の過冷却度（具体的には、過冷却熱交換器（34）の第１流路（34a）から流出する冷媒の過冷却度）や、インジェクション配管（54）において過冷却熱交換器（34）と中間膨張弁（36a,36b,36c）との間を流れる冷媒の温度を調節することができる。また、過冷却膨張弁（35）の開度を調節することにより、インジェクション配管（54）において過冷却膨張弁（35）から過冷却熱交換器（34）の第２流路（34b）に流入する冷媒の流量を調節することができる。これにより、過冷却熱交換器（34）の第２流路（34b）から中間膨張弁（36a,36b,36c）を通過して圧縮機（31a,31b,31c）の中間ポートに流入する冷媒の流量（インジェクション量）を調節することができる。

また、冷却運転では、油戻し膨張弁（42）を間欠的に開状態に設定することにより、油分離器（41）に貯留された冷凍機油を油戻し配管（57）に間欠的に流すことができる。これにより、圧縮機（31a,31b,31c）内に冷凍機油を効果的に戻すことができる。

〈デフロスト運転〉
次に、図３を参照して、デフロスト運転について説明する。デフロスト運転では、冷媒回路（20）において利用側熱交換器（61）が凝縮器となり熱源側熱交換器（33）が蒸発器となる冷凍サイクルが行われる。

具体的には、四方切換弁（32）が第２状態に設定される。これにより、圧縮機（31a,31b,31c）の吐出ポートとガス側連絡配管（15）とが連通し、圧縮機（31a,31b,31c）の吸入ポートと熱源側熱交換器（33）のガス端とが連通する。また、圧縮機（31a,31b,31c）と熱源側ファン（22）とが駆動状態に設定される。さらに、過冷却膨張弁（35）が全閉状態に設定され、中間膨張弁（36a,36b,36c）が全閉状態に設定され、熱源側熱交換器（33）の出口における冷媒の過熱度が予め定められた目標過熱度となるように熱源側膨張弁（38）の開度が調節され、油戻し膨張弁（42）が全閉状態に設定される。また、各利用側ユニット（12）では、三方弁（64）が第１状態（または、第２状態）に設定され、その結果、利用側膨張弁（63）が開状態となる。なお、利用側膨張弁（63）および三方弁（64）の動作については、後で詳しく説明する。

圧縮機（31a,31b,31c）から吐出された冷媒は、吐出冷媒配管（51）において油分離器（41）を通過した後に、四方切換弁（32）とガス閉鎖弁（V2）とを順に通過してガス側連絡配管（15）に流入する。ガス側連絡配管（15）に流入した冷媒は、各利用側ユニット（12）の利用側ガス冷媒配管（72）に流入する。各利用側ユニット（12）では、利用側ガス冷媒配管（72）に流入した冷媒は、利用側熱交換器（61）に流入し、利用側熱交換器（61）において放熱して凝縮する。これにより、利用側熱交換器（61）に付着した霜が加熱されて融解する。利用側熱交換器（61）から流出した冷媒は、第２利用側液管（71c）に流入して開状態の利用側膨張弁（63）を通過した後に、ドレンパン配管（71b）と第１利用側液管（71a）とを順に通過して液側連絡配管（14）に流入する。

液側連絡配管（14）に流入した冷媒は、液閉鎖弁（V1）を通過して第３熱源側液管（53c）に流入する。第３熱源側液管（53c）に流入した冷媒は、第１接続配管（55）に流入し、第１接続配管（55）において第２逆止弁（CV2）を通過して第１熱源側液管（53a）に流入する。第１熱源側液管（53a）に流入した冷媒は、レシーバ（37）と第２熱源側液管（53b）と過冷却熱交換器（34）の第１流路（34a）とを順に通過して第３熱源側液管（53c）に流入する。第３熱源側液管（53c）に流入した冷媒は、第２接続配管（56）に流入する。第２接続配管（56）に流入した冷媒は、熱源側膨張弁（38）において減圧されて第１熱源側液管（53a）に流入する。第１熱源側液管（53a）に流入した冷媒は、熱源側熱交換器（33）に流入し、熱源側熱交換器（33）において熱源側空気（例えば、庫外空気）から吸熱して蒸発する。熱源側熱交換器（33）から流出した冷媒は、四方切換弁（32）と吸入冷媒配管（52）とを順に通過して圧縮機（31a,31b,31c）の吸入ポートに吸入される。

なお、デフロスト運転では、凝縮器となっている利用側熱交換器（61）から流出した冷媒（高温冷媒）がドレンパン配管（71b）を流れる。これにより、ドレンパン配管（71b）を流れる冷媒によってドレンパン（25）内の残留フロスト（すなわち、ドレンパン（25）内に回収された霜や結露水が凍結して生成される氷塊）を加熱して融解させることができる。なお、残留フロストの融解によって発生した水は、排水配管（図示を省略）を通じて排出される。

〔利用側膨張弁および三方弁の動作〕
次に、利用側膨張弁（63）および三方弁（64）の動作について説明する。なお、利用側膨張弁（63）の全閉閾値（具体的には、スプリング（88）の付勢力）は、ゼロよりも大きい値であり、冷却運転において接続切換機構（60）が第２状態に設定された場合に利用側膨張弁（63）が開状態となり、且つ、デフロスト運転において接続切換機構（60）が第１状態（または、第２状態）に設定された場合に利用側膨張弁（63）が開状態となるように設定されている。例えば、全閉閾値は、冷却運転中の利用側ガス冷媒配管（72）における冷媒の温度に対応した飽和圧力から利用側ガス冷媒配管（72）における冷媒の圧力を減算して得られる圧力差の最小値よりも小さく、且つ、デフロスト運転中の利用側ガス冷媒配管（72）における冷媒の温度に対応した飽和圧力から利用側液冷媒配管（71）の第２利用側液管（71c）の中途部（ドレンパン配管（71b）と利用側膨張弁（63）との間の中途部）における冷媒の圧力（または、利用側ガス冷媒配管（72）における冷媒の圧力）を減算して得られる圧力差の最小値よりも小さい値に設定される。

〈冷却運転において三方弁を第１状態に設定する場合〉
冷却運転において利用側熱交換器（61）を蒸発器として機能させない場合に、三方弁（64）が第１状態（図１の実線で示された状態）に設定される。具体的には、利用側ユニット（12）をサーモオフ状態にする場合（すなわち、利用側空気の温度が目標冷却温度範囲内に収まり利用側ユニット（12）の冷却動作を停止させるとき）や、冷凍装置（10）による冷却運転を終了する場合に、三方弁（64）が第１状態に設定される。

この場合、感温筒（63a）の内圧は、利用側ガス冷媒配管（72）における冷媒の温度に対応した圧力（すなわち、低圧）となる。また、三方弁（64）を第１状態に設定することにより、均圧管（63b）の内圧は、第２利用側液管（71c）の中途部（ドレンパン配管（71b）と利用側膨張弁（63）との間の中途部）における冷媒の圧力（すなわち、高圧）となる。これにより、感温筒（63a）と均圧管（63b）との内圧差（感温筒（63a）の内圧から均圧管（63b）の内圧を減算して得られる圧力差）が全閉閾値を下回り、その結果、利用側膨張弁（63）が全閉状態となる。

〈冷却運転において三方弁を第２状態に設定する場合〉
冷却運転において利用側熱交換器（61）を蒸発器として機能させる場合に、三方弁（64）が第２状態（図１の破線で示された状態）に設定される。具体的には、利用側ユニット（12）をサーモオン状態にする場合（すなわち、利用側空気の温度が目標冷却温度範囲から外れて利用側ユニット（12）の冷却動作を再開させるとき）や、冷凍装置（10）による冷却運転を開始させる場合に、三方弁（64）が第２状態に設定される。

この場合、感温筒（63a）の内圧は、利用側ガス冷媒配管（72）における冷媒の温度に対応した圧力（すなわち、低圧）となる。また、三方弁（64）を第２状態に設定することにより、均圧管（63b）の内圧は、利用側ガス冷媒配管（72）の中途部（ガス側連絡配管（15）と感温筒（63a）の取り付け位置との間の中途部）における冷媒の圧力（すなわち、低圧）となる。これにより、感温筒（63a）と均圧管（63b）との内圧差（感温筒（63a）の内圧から均圧管（63b）の内圧を減算して得られる圧力差）が全閉閾値を上回り、利用側膨張弁（63）が開状態となる。

そして、利用側熱交換器（61）の出口における冷媒の過熱度が所定の過熱度（目標過熱度）となるように、感温筒（63a）と均圧管（63b）との内圧差の変化に応じて利用側膨張弁（63）の開度が次第に変化する。具体的には、利用側熱交換器（61）から流出して利用側ガス冷媒配管（72）を流れる冷媒の過熱度が上昇すると、感温筒（63a）の内圧が上昇して感温筒（63a）と均圧管（63b）との内圧差が増加する。これにより、利用側膨張弁（63）の開度が増加して利用側膨張弁（63）を通過する冷媒の流量が増加し、その結果、利用側熱交換器（61）から流出して利用側ガス冷媒配管（72）を流れる冷媒の過熱度が低下して目標過熱度に近づく。一方、利用側熱交換器（61）から流出して利用側ガス冷媒配管（72）を流れる冷媒の過熱度が低下すると、感温筒（63a）の内圧が低下して感温筒（63a）と均圧管（63b）との内圧差が減少する。これにより、利用側膨張弁（63）の開度が減少して利用側膨張弁（63）を通過する冷媒の流量が減少し、その結果、利用側熱交換器（61）から流出して利用側ガス冷媒配管（72）を流れる冷媒の過熱度が上昇して目標過熱度に近づく。

〈冷却運転における三方弁の切り換えに伴う利用側膨張弁の動作〉
なお、冷却運転において三方弁（64）が第１状態から第２状態へ切り換えられると、利用側膨張弁（63）の開度が全閉状態から感温筒（63a）と均圧管（63b）との内圧差に応じて次第に増加する。これにより、利用側膨張弁（63）を通過する冷媒の流量が緩やかに増加する。

〈デフロスト運転における動作〉
また、冷却運転を終了させてデフロスト運転を開始する場合に、三方弁（64）が第１状態（図１の実線で示された状態）に設定される。この場合、感温筒（63a）の内圧は、利用側ガス冷媒配管（72）における冷媒の温度に対応した圧力（すなわち、高圧）となる。また、三方弁（64）を第１状態に設定することにより、均圧管（63b）の内圧は、利用側ガス冷媒配管（72）の中途部（ガス側連絡配管（15）と感温筒（63a）の取り付け位置との間の中途部）における冷媒の圧力（すなわち、高圧）となる。これにより、感温筒（63a）と均圧管（63b）との内圧差（感温筒（63a）の内圧から均圧管（63b）の内圧を減算して得られる圧力差）が全閉閾値を上回り、利用側膨張弁（63）が開状態となる。

一方、デフロスト運転を終了させた後に冷却運転を再開する場合に、三方弁（64）が第２状態（図１の破線で示された状態）に設定される。この場合、感温筒（63a）の内圧は、利用側ガス冷媒配管（72）における冷媒の温度に対応した圧力（すなわち、低圧）となる。また、三方弁（64）を第２状態に設定することにより、均圧管（63b）の内圧は、利用側ガス冷媒配管（72）の中途部（ガス側連絡配管（15）と感温筒（63a）の取り付け位置との間の中途部）における冷媒の圧力（すなわち、低圧）となる。これにより、感温筒（63a）と均圧管（63b）との内圧差（感温筒（63a）の内圧から均圧管（63b）の内圧を減算して得られる圧力差）が全閉閾値を上回り、その結果、利用側膨張弁（63）が開状態となる。

なお、三方弁（64）は、デフロスト運転において第２状態（図１の破線で示された状態）に設定されてもよい。この場合、均圧管（63b）の内圧は、利用側ガス冷媒配管（72）の中途部（ガス側連絡配管（15）と感温筒（63a）の取り付け位置との間の中途部）における冷媒の圧力（すなわち、高圧）となる。したがって、この場合も、感温筒（63a）と均圧管（63b）との内圧差が全閉閾値を上回り、利用側膨張弁（63）が開状態となる。

〔実施形態による効果〕
以上のように、冷却運転において利用側熱交換器（61）を蒸発器として機能しない状態から蒸発器として機能する状態へ変化させる場合に、接続切換機構（60）（この例では、三方弁（64））を第１状態から第２状態へ切り換えることにより、利用側膨張弁（63）の開度を全閉状態から次第に増加させることができる。これにより、利用側膨張弁（63）を通過する冷媒の流量を緩やかに変化させることができるので、利用側膨張弁（63）の上流側の冷媒（実質的に非圧縮性で且つ密度が比較的高い液冷媒）が利用側膨張弁（63）の下流側に急激に流入する現象（液ハンマ現象）の発生を抑制することができる。

このように、利用側ユニット（12）において液ハンマ現象の発生を抑制することができるので、液ハンマ現象による配管や機器の破損を防止することができる。

また、接続切換機構（60）を三方弁（64）によって構成することにより、接続切換機構（60）を複数の開閉弁によって構成する場合よりも、接続切換機構（60）を簡易に構成することができる。

（接続切換機構の変形例１）
図５に示すように、接続切換機構（60）は、第１および第２開閉弁（65,66）を有し、第１開閉弁（65）が開状態となり第２開閉弁（66）が閉状態となる第１状態と、第１開閉弁（65）が閉状態となり第２開閉弁（66）が開状態となる第２状態とを切り換え可能に構成されていてもよい。第１開閉弁（65）は、利用側膨張弁（63）の均圧管（63b）と利用側液冷媒配管（71）における液側連絡配管（14）と利用側膨張弁（63）との間の中途部とを接続する第１利用側接続配管（75）に設けられる。第２開閉弁（66）は、利用側膨張弁（63）の均圧管（63b）と利用側ガス冷媒配管（72）におけるガス側連絡配管（15）と利用側膨張弁（63）の感温筒（63a）の取り付け位置との間の中途部とを接続する第２利用側接続配管（76）に設けられる。なお、第１および第２開閉弁（65,66）は、例えば、電磁弁や二方弁によって構成されている。

第１状態では、第１開閉弁（65）が開状態となり、第２開閉弁（66）が閉状態となる。これにより、利用側膨張弁（63）の均圧管（63b）が利用側液冷媒配管（71）の中途部（液側連絡配管（14）と利用側膨張弁（63）との間の中途部）に接続される。すなわち、利用側膨張弁（63）の均圧管（63b）が利用側液冷媒配管（71）の中途部と連通し、均圧管（63b）の内圧が利用側液冷媒配管（71）の中途部における冷媒の圧力となる。

一方、第２状態では、第１開閉弁（65）が閉状態となり、第２開閉弁（66）が開状態となる。これにより、利用側膨張弁（63）の均圧管（63b）が利用側ガス冷媒配管（72）の中途部（ガス側連絡配管（15）と利用側膨張弁（63）の感温筒（63a）の取り付け位置との間の中途部）に接続される。すなわち、利用側膨張弁（63）の均圧管（63b）が利用側ガス冷媒配管（72）の中途部と連通し、均圧管（63b）の内圧が利用側ガス冷媒配管（72）の中途部における冷媒の圧力となる。

なお、一般的に、開閉弁（電磁弁や二方弁など）のコストは、三方弁のコストよりも低い傾向にある。したがって、第１および第２開閉弁（65,66）によって接続切換機構（60）を構成することにより、三方弁によって接続切換機構（60）を構成する場合よりも、接続切換機構（60）のコストを低減することができる。これにより、利用側ユニット（12）のコストを低減することができる。

また、電磁弁には、通電時に開状態となり非通電時に閉状態となるタイプの電磁弁（以下、通電ＯＮ電磁弁と記載）と、通電時に閉状態となり非通電時に開状態となるタイプの電磁弁（以下、通電ＯＦＦ電磁弁と記載）とが存在する。また、一般的には、二方弁は、通電時に開状態となり非通電時に閉状態となるように構成されている。そして、図５に示した接続切換機構（60）では、第１開閉弁（65）が通電ＯＦＦ電磁弁によって構成され、第２開閉弁（66）が二方弁によって構成されていることが好ましい。このように構成することにより、利用側ユニット（12）の電源を遮断した場合に、第１開閉弁（65）を開状態にするとともに第２開閉弁（66）を閉状態にする（すなわち、接続切換機構（60）を第１状態にする）ことができる。これにより、利用側ユニット（12）の電源遮断時に利用側膨張弁（63）を全閉状態にすることができる。

（接続切換機構の変形例２）
図６に示すように、接続切換機構（60）は、四方切換弁（67）によって構成されていてもよい。四方切換弁（67）は、第１〜第４ポートを有している。四方切換弁（67）は、第１ポートが利用側膨張弁（63）の均圧管（63b）に接続され、第２ポートが利用側液冷媒配管（71）における液側連絡配管（14）と利用側膨張弁（63）との間の中途部に接続され、第３ポートが利用側ガス冷媒配管（72）におけるガス側連絡配管（15）と利用側膨張弁（63）の感温筒（63a）の取り付け位置との間の中途部に接続され、第４ポートが封止部材によって閉塞されている。

そして、四方切換弁（67）は、第１ポートと第２ポートとが連通して第３ポートと第４ポートとが連通する第１状態（図６の実線で示された状態）と、第１ポートと第３ポートとが連通して第２ポートと第４ポートとが連通する第２状態（図６の破線で示された状態）とに切り換え可能に構成されている。

四方切換弁（67）が第１状態に設定されると、利用側膨張弁（63）の均圧管（63b）が利用側液冷媒配管（71）の中途部（液側連絡配管（14）と利用側膨張弁（63）との間の中途部）に接続される。すなわち、利用側膨張弁（63）の均圧管（63b）が利用側液冷媒配管（71）の中途部と連通し、均圧管（63b）の内圧が利用側液冷媒配管（71）の中途部における冷媒の圧力となる。

一方、四方切換弁（67）が第２状態に設定されると、利用側膨張弁（63）の均圧管（63b）が利用側ガス冷媒配管（72）の中途部（ガス側連絡配管（15）と利用側膨張弁（63）の感温筒（63a）の取り付け位置との間の中途部）に接続される。すなわち、利用側膨張弁（63）の均圧管（63b）が利用側ガス冷媒配管（72）の中途部と連通し、均圧管（63b）の内圧が利用側ガス冷媒配管（72）の中途部における冷媒の圧力となる。

なお、一般的に、四方切換弁のコストは、三方弁のコストよりも低い傾向にある。したがって、四方切換弁（67）によって接続切換機構（60）を構成することにより、三方弁によって接続切換機構（60）を構成する場合よりも、接続切換機構（60）のコストを低減することができる。これにより、利用側ユニット（12）のコストを低減することができる。

（利用側ユニットの変形例）
図７に示すように、利用側ユニット（12）に利用側逆止弁（68）が設けられていてもよい。利用側逆止弁（68）は、利用側膨張弁（63）に対して並列に接続され、利用側熱交換器（61）から液側連絡配管（14）へ向かう冷媒の流れのみを許容するように構成されている。具体的には、利用側ユニット（12）にバイパス配管（77）が設けられ、バイパス配管（77）に利用側膨張弁（63）が設けられている。バイパス配管（77）は、その一端が利用側液冷媒配管（71）における利用側膨張弁（63）と利用側熱交換器（61）との間の中途部（Q1）に接続され、その他端が利用側液冷媒配管（71）における液側連絡配管（14）と利用側膨張弁（63）との間の中途部（Q2）に接続されている。

なお、図７に示した利用側ユニット（12）では、デフロスト運転において利用側膨張弁（63）が開状態となる。そのため、デフロスト運転において利用側熱交換器（61）から流出した冷媒は、その一部が利用側逆止弁（68）を通過し、その残部が開状態の利用側膨張弁（63）を通過することになる。これにより、デフロスト運転において利用側熱交換器（61）から流出した冷媒が利用側膨張弁（63）を通過せずに利用側逆止弁（68）のみを通過する場合（例えば、流路切換機構（60）の代わりに、第２利用側液管（71c）において利用側膨張弁（63）と中途部（Q2）との間に開閉弁を設け、その開閉弁をデフロスト運転において閉状態にする場合）よりも、利用側逆止弁（68）を通過する冷媒の流量を少なくすることができるので、利用側逆止弁（68）を小径化することができ、その結果、利用側逆止弁（68）のコストダウンと音鳴り防止を実現することができる。

（その他の実施形態）
以上の説明では、冷凍装置（10）が２つの利用側ユニット（12）を備えている場合を例に挙げたが、利用側ユニット（12）の台数は、１台であってもよいし、３台以上であってもよい。

また、冷媒回路（20）に３つの圧縮機（第１〜第３圧縮機（31a〜31c））が設けられている場合を例に挙げたが、圧縮機の台数は、１台であってもよいし、２台であってもよいし、４台以上であってもよい。

以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、この発明、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、上述の利用側ユニットは、庫内などを冷却する冷凍装置の利用側ユニットとして有用である。

１０ 冷凍装置
１１ 熱源側ユニット
１２ 利用側ユニット
１３ コントローラ（制御部）
１４ 液側連絡配管
１５ ガス側連絡配管
２０ 冷媒回路
６０ 接続切換機構
６１ 利用側熱交換器
６３ 利用側膨張弁
６３ａ 感温筒
６３ｂ 均圧管
６４ 三方弁
６５ 第１開閉弁
６６ 第２開閉弁
６７ 四方切換弁
６８ 利用側逆止弁
７１ 利用側液冷媒配管
７２ 利用側ガス冷媒配管
７５ 第１利用側接続配管
７６ 第２利用側接続配管

Claims (5)

1. 液側連絡配管（14）およびガス側連絡配管（15）によって熱源側ユニット（11）と接続されて冷媒回路（20）を構成する利用側ユニットであって、
   利用側熱交換器（61）と、
   上記利用側熱交換器（61）の液端と上記液側連絡配管（14）とを接続する利用側液冷媒配管（71）と、
   上記利用側熱交換器（61）のガス端と上記ガス側連絡配管（15）とを接続する利用側ガス冷媒配管（72）と、
   外部均圧形温度自動膨張弁によって構成され、上記利用側ガス冷媒配管（72）に取り付けられる感温筒（63a）と均圧管（63b）とを有して上記利用側液冷媒配管（71）に設けられる利用側膨張弁（63）と、
   上記利用側膨張弁（63）の均圧管（63b）を上記利用側液冷媒配管（71）における上記液側連絡配管（14）と該利用側膨張弁（63）との間の中途部に接続する第１状態と、該利用側膨張弁（63）の均圧管（63b）を上記利用側ガス冷媒配管（72）における上記ガス側連絡配管（15）と該利用側膨張弁（63）の感温筒（63a）の取り付け位置との間の中途部に接続する第２状態とに切り換え可能な接続切換機構（60）とを備えている
   ことを特徴とする利用側ユニット。
2. 請求項１において、
   上記接続切換機構（60）は、三方弁（64）によって構成され、
   上記三方弁（64）は、上記利用側膨張弁（63）の均圧管（63b）に接続される第１ポートと、上記利用側液冷媒配管（71）における上記液側連絡配管（14）と該利用側膨張弁（63）との間の中途部に接続される第２ポートと、上記利用側ガス冷媒配管（72）における上記ガス側連絡配管（15）と該利用側膨張弁（63）の感温筒（63a）の取り付け位置との間の中途部に接続される第３ポートとを有し、該第１ポートと該第２ポートとが連通する第１状態と、該第１ポートと該第３ポートとが連通する第２状態とに切り換え可能に構成されている
   ことを特徴とする利用側ユニット。
3. 請求項１において、
   上記接続切換機構（60）は、
   上記利用側膨張弁（63）の均圧管（63b）と上記利用側液冷媒配管（71）における上記液側連絡配管（14）と該利用側膨張弁（63）との間の中途部とを接続する第１利用側接続配管（75）に設けられる第１開閉弁（65）と、
   上記利用側膨張弁（63）の均圧管（63b）と上記利用側ガス冷媒配管（72）における上記ガス側連絡配管（15）と該利用側膨張弁（63）の感温筒（63a）の取り付け位置との間の中途部とを接続する第２利用側接続配管（76）に設けられる第２開閉弁（66）とを有し、
   上記第１開閉弁（65）が開状態となり上記第２開閉弁（66）が閉状態となる第１状態と、該第１開閉弁（65）が閉状態となり該第２開閉弁（66）が開状態となる第２状態とを切り換え可能に構成されている
   ことを特徴とする利用側ユニット。
4. 請求項１において、
   上記接続切換機構（60）は、四方切換弁（67）によって構成され、
   上記四方切換弁（67）は、上記利用側膨張弁（63）の均圧管（63b）に接続される第１ポートと、上記利用側液冷媒配管（71）における上記液側連絡配管（14）と該利用側膨張弁（63）との間の中途部に接続される第２ポートと、上記利用側ガス冷媒配管（72）における上記ガス側連絡配管（15）と該利用側膨張弁（63）の感温筒（63a）の取り付け位置との間の中途部に接続される第３ポートと、閉塞された第４ポートとを有し、該第１ポートと該第２ポートとが連通して該第３ポートと該第４ポートとが連通する第１状態と、該第１ポートと該第３ポートとが連通して該第２ポートと該第４ポートとが連通する第２状態とに切り換え可能に構成されている
   ことを特徴とする利用側ユニット。
5. 熱源側ユニット（11）と利用側ユニット（12）とが液側連絡配管（14）およびガス側連絡配管（15）によって接続されて冷媒回路（20）を構成する冷凍装置であって、
   上記利用側ユニット（12）は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の利用側ユニットによって構成される
   ことを特徴とする冷凍装置。

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