JP5971633B2 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

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Description

本発明は、冷凍サイクル装置に関する。本発明は、特に、容積制御圧縮機を備えた冷凍サイクル装置に関する。
吸入容積(排除容積)を変更できる容積制御圧縮機は従来から知られている。圧縮機の容積制御技術は、インバータが広く普及する以前に活発に検討されていたが、高性能のインバータが安価に入手できるようになってからというもの、容積制御技術の重要性は一時的に低下していた。昨今、更なる省エネルギー化を推進するために、圧縮機の容積制御技術が再び脚光を浴び始めている。図9を参照して、容積制御技術の一例を紹介する。
図9は、特許文献1に記載された空気調和装置の構成図である。空気調和装置600は、容積制御圧縮機622、四方弁623、室外熱交換器624、膨張手段625、室内熱交換器641、アキュームレータ621、バイパス配管688、流路切替弁690、吸入配管628及び吐出配管630を備えている。容積制御圧縮機622とバイパス配管688との接続部には、バイパス吐出弁(図示省略)が設けられている。
空調負荷が小さいとき、流路切替弁690によってバイパス配管688が吸入配管628に接続される。これにより、吸入冷媒の一部がバイパス配管688を経て吸入配管628に戻され、低容積での運転が可能となる。他方、空調負荷が大きいとき、流路切替弁690によってバイパス配管688が吐出配管630に接続される。このとき、バイパス吐出弁は、吐出圧力の冷媒で閉じられる。
特開2008−240699号公報
図9を参照して説明した容積制御を適用する場合、圧縮機から多量のオイルが流出するおそれがある。
本発明は、このような課題を解決するもので、容積制御圧縮機からのオイルの流出量を減らし、高い機器効率(冷凍サイクルのCOP(coefficient of performance))を発揮しうる冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。
すなわち、本開示は、
圧縮室と、前記圧縮室に開口しているバイパス吐出口と、前記バイパス吐出口を開閉するバイパス吐出弁とを有し、前記圧縮室に吸入された冷媒が吸入圧力を維持しつつ前記バイパス吐出口を通じて前記圧縮室から吐出されることによって吸入容積を変更できるように構成された容積制御圧縮機と、
前記圧縮機で圧縮された冷媒を冷却する放熱器と、
前記放熱器で冷却された冷媒を膨張させる膨張機構と、
前記膨張機構で膨張した冷媒を加熱する蒸発器と、
圧縮するべき冷媒を前記蒸発器から前記圧縮室に導く吸入経路と、
圧縮された冷媒を前記圧縮室から前記放熱器に導く吐出経路と、
前記バイパス吐出口に接続された容積制御経路と、
前記圧縮機の吐出圧力及び前記圧縮機の吸入圧力のいずれかを制御圧力として前記容積制御経路に供給する流路切替部と、
前記流路切替部に接続された一端部と、前記吐出経路に接続された他端部とを有する高圧導入経路と、
前記流路切替部に接続された一端部と、前記吸入経路に接続された他端部とを有する低圧導入経路と、
当該冷凍サイクル装置の負荷が小さい場合には、前記容積制御経路が前記低圧導入経路に接続されるように前記流路切替部を制御し、前記負荷が大きい場合には、前記容積制御経路が前記高圧導入経路に接続されるように前記流路切替部を制御する制御装置と、
前記高圧導入経路に設けられ、前記吐出経路から前記流路切替部への冷媒の流れを許容し、逆方向の流れを禁止する逆止弁と、
を備えた、冷凍サイクル装置を提供する。
本開示の冷凍サイクル装置によれば、高圧導入経路に逆止弁が設けられている。そのため、バイパス吐出口に圧縮室の高い内部圧力が作用する場合でも、圧縮室の内部圧力は逆止弁で塞き止められる。圧縮室の内部圧力を有する冷媒で容積制御経路が満たされるので、バイパス吐出弁も閉じられる。これにより、冷媒回路への過剰なオイル吐出を防止できる。その結果、熱交換器での伝熱が改善し、冷媒が配管を通過する際の圧力損失も低減するため、冷凍サイクルの成績係数(COP)が向上する。
本発明の実施形態1に係る冷凍サイクル装置の構成図 図1に示す冷凍サイクル装置に使用された容積制御圧縮機の概略横断面図 図1に示す冷凍サイクル装置の低容積モードでの運転を示す構成図 変形例1に係る冷凍サイクル装置の構成図 変形例2に係る冷凍サイクル装置の構成図 図5に示す冷凍サイクル装置に使用された容積制御圧縮機の概略縦断面図 本発明の実施形態2に係る冷凍サイクル装置の構成図 変形例3に係る冷凍サイクル装置の構成図 従来の空気調和装置の構成図
従来の容積制御の問題を詳細に説明する。図9を参照して説明した容積制御を適用する場合、次のような問題が生ずることが予測される。例えば、バイパス吐出弁の位置が圧縮室の吐出口に近い場合、バイパス吐出弁に作用する圧力(圧縮室の内部圧力)が吐出圧力を超える可能性がある。なぜなら、圧縮室から吐出配管への経路で圧力損失が生じるからである。そのため、圧縮室の内部圧力は、圧力損失に相当する分だけ吐出圧力よりも高い。バイパス吐出弁に作用する圧縮室の内部圧力が吐出圧力を超えると、バイパス吐出弁は閉塞状態を維持できない。
バイパス吐出弁が閉塞状態を維持できない場合、バイパス配管を通じて吐出配管に多量のオイルが流れ込み、冷媒回路を循環するオイル量が増加する。圧縮機から流出した多量のオイルは、熱交換器での伝熱を阻害し、冷媒が配管を通過する際の圧力損失を増加させ、冷凍サイクルの効率の低下を招く。この問題点は、以下の開示によって解決されうる。
本開示の第1態様は、
圧縮室と、前記圧縮室に開口しているバイパス吐出口と、前記バイパス吐出口を開閉するバイパス吐出弁とを有し、前記圧縮室に吸入された冷媒が吸入圧力を維持しつつ前記バイパス吐出口を通じて前記圧縮室から吐出されることによって吸入容積を変更できるように構成された容積制御圧縮機と、
前記圧縮機で圧縮された冷媒を冷却する放熱器と、
前記放熱器で冷却された冷媒を膨張させる膨張機構と、
前記膨張機構で膨張した冷媒を加熱する蒸発器と、
圧縮するべき冷媒を前記蒸発器から前記圧縮室に導く吸入経路と、
圧縮された冷媒を前記圧縮室から前記放熱器に導く吐出経路と、
前記バイパス吐出口に接続された容積制御経路と、
前記圧縮機の吐出圧力及び前記圧縮機の吸入圧力のいずれかを制御圧力として前記容積制御経路に供給する流路切替部と、
前記流路切替部に接続された一端部と、前記吐出経路に接続された他端部とを有する高圧導入経路と、
前記流路切替部に接続された一端部と、前記吸入経路に接続された他端部とを有する低圧導入経路と、
当該冷凍サイクル装置の負荷が小さい場合には、前記容積制御経路が前記低圧導入経路に接続されるように前記流路切替部を制御し、前記負荷が大きい場合には、前記容積制御経路が前記高圧導入経路に接続されるように前記流路切替部を制御する制御装置と、
前記高圧導入経路に設けられ、前記吐出経路から前記流路切替部への冷媒の流れを許容し、逆方向の流れを禁止する逆止弁と、
を備えた、冷凍サイクル装置を提供する。
第2態様は、第1態様に加え、前記圧縮機が、吸入口及び吐出口をさらに有していてもよい、冷凍サイクル装置を提供する。前記負荷が小さい場合には、前記吸入口から前記圧縮室に吸入された冷媒の一部が前記吸入圧力を維持しつつ前記バイパス吐出口を通じて前記圧縮室から吐出され、前記吸入口から前記圧縮室に吸入された冷媒の残部が前記圧縮室で圧縮されて前記吐出口を通じて前記圧縮室から吐出されうる。バイパス吐出口を通じて圧縮室から吐出された冷媒は、吸入経路に戻される。従って、圧縮機によって不要な圧縮仕事が行われない。
第3態様は、第1又は第2態様に加え、リリーフ弁回路をさらに備えていてもよい、冷凍サイクル装置を提供する。前記高圧導入経路が、前記逆止弁と前記流路切替部との間の第1部分と、前記逆止弁と前記吐出経路との間の第2部分とを有していてもよい。前記リリーフ弁回路が、前記第1部分に接続された一端と、前記第2部分又は前記吐出経路に接続された他端とを有していてもよい。リリーフ弁回路によれば、圧力を第2部分又は吐出経路に逃がすことによって、容積制御経路、流路切替部及び高圧導入経路の第1部分の圧力の過上昇を防止できる。
第4態様は、第1態様に加え、前記圧縮機は、前記圧縮室としての第1圧縮室及び第2圧縮室と、前記第1圧縮室で圧縮された冷媒及び前記第2圧縮室で圧縮された冷媒を保持しうる内部空間を含む密閉容器と、前記バイパス吐出口を通じて前記第1圧縮室から吐出された冷媒を受け入れる中間室と、前記中間室と前記密閉容器の前記内部空間とを連通する第1吐出口と、前記第1吐出口を開閉する第1吐出弁と、をさらに有する密閉型多気筒圧縮機であってもよい、冷凍サイクル装置を提供する。前記中間室を介して、前記容積制御経路が前記バイパス吐出口に接続されうる。前記負荷が小さい場合には、前記第1圧縮室に吸入された冷媒が前記吸入圧力を維持しつつ前記バイパス吐出口を通じて前記第1圧縮室から吐出され、前記中間室、前記容積制御経路及び前記低圧導入経路を通じて前記吸入経路に戻されうる。前記負荷が大きい場合には、前記第1圧縮室に吸入された冷媒が前記第1圧縮室で前記吐出圧力を超える圧力まで圧縮され、前記バイパス吐出弁及び前記第1吐出弁を押し開き、前記バイパス吐出口、前記中間室及び前記第1吐出口を通じて、前記第1圧縮室から前記密閉容器の前記内部空間へと吐出されうる。第4態様によれば、いわゆる休筒型の容積制御圧縮機を提供できる。
第5態様は、第1〜第4態様のいずれか1つに加え、前記制御装置は、当該冷凍サイクル装置の起動時において、前記容積制御経路を前記低圧導入経路に接続するように前記流路切替部を制御し、その後、任意の時間が経過したら前記容積制御経路を前記高圧導入経路に接続するように前記流路切替部を制御しうる、冷凍サイクル装置を提供する。このような制御を実行すれば、容積制御経路に液冷媒が蓄積されたとしても、液冷媒を速やかに吸入経路へと戻すことができる。その結果、容積制御経路に液冷媒が閉じ込められることによる異常圧力の発生、すなわち、起動後に液冷媒の温度が上昇して液冷媒が膨張することによって容積制御経路の圧力が過剰に上がることを防止できる。
第6態様は、第1〜第5態様のいずれか1つに加え、前記制御装置は、当該冷凍サイクル装置の運転を停止するとき、前記容積制御経路を前記低圧導入経路に接続するように前記流路切替部を制御しうる、冷凍サイクル装置を提供する。このようにすれば、容積制御経路に液冷媒が閉じ込められることによる異常圧力の発生、すなわち、起動後に液冷媒の温度が上昇して液冷媒が膨張することによって容積制御経路の圧力が過剰に上がることを防止できる。
本開示の第7態様は、
圧縮室と、前記圧縮室に開口しているバイパス吐出口と、前記バイパス吐出口を開閉するバイパス吐出弁とを有し、前記圧縮室に吸入された冷媒が吸入圧力を維持しつつ前記バイパス吐出口を通じて前記圧縮室から吐出されることによって吸入容積を変更できるように構成された容積制御圧縮機と、
前記圧縮機で圧縮された冷媒を冷却する放熱器と、
前記放熱器で冷却された冷媒を膨張させる膨張機構と、
前記膨張機構で膨張した冷媒を加熱する蒸発器と、
圧縮するべき冷媒を前記蒸発器から前記圧縮室に導く吸入経路と、
圧縮された冷媒を前記圧縮室から前記放熱器に導く吐出経路と、
前記バイパス吐出口に接続された容積制御経路と、
前記吸入経路に接続された低圧導入経路と、
前記低圧導入経路と前記容積制御経路とを接続するように設けられた開閉弁と、
当該冷凍サイクル装置の負荷が小さい場合には、前記容積制御経路を前記低圧導入経路に接続するように前記開閉弁を制御し、前記負荷が大きい場合には、前記容積制御経路を前記低圧導入経路から切り離すように前記開閉弁を制御する制御装置と、
前記容積制御経路に接続された一端と、前記吐出経路に接続された他端とを有するリリーフ弁回路と、
を備えた、冷凍サイクル装置を提供する。
第7態様によれば、容積制御経路は、開閉弁を介して低圧導入経路に接続されている。そのため、オイルを多量に含んだ冷媒がバイパス吐出口及び容積制御経路を通じて圧縮機の吐出経路に直接流入することを回避できる。さらに、リリーフ弁回路が設けられているので、容積制御経路に一時的に蓄積された液冷媒の温度が上昇して液冷媒が膨張することによって容積制御経路の圧力が上昇したとしても、リリーフ弁回路を通じて、圧力を吐出経路に逃がすことができる。
本開示の第8態様は、
第1圧縮室と、第2圧縮室と、前記第1圧縮室で圧縮された冷媒及び前記第2圧縮室で圧縮された冷媒を保持しうる内部空間を含む密閉容器と、前記第1圧縮室に開口しているバイパス吐出口と、前記バイパス吐出口を開閉するバイパス吐出弁と、前記バイパス吐出口を通じて前記第1圧縮室から吐出された冷媒を受け入れる中間室と、前記中間室と前記密閉容器の前記内部空間とを連通する第1吐出口と、前記第1吐出口を開閉する第1吐出弁とを有する容積制御圧縮機と、
前記圧縮機で圧縮された冷媒を冷却する放熱器と、
前記放熱器で冷却された冷媒を膨張させる膨張機構と、
前記膨張機構で膨張した冷媒を加熱する蒸発器と、
圧縮するべき冷媒を前記蒸発器から前記第1圧縮室及び前記第2圧縮室に導く吸入経路と、
圧縮された冷媒を前記第1圧縮室及び前記第2圧縮室から前記放熱器に導く吐出経路と、
前記中間室を介して前記バイパス吐出口に接続された容積制御経路と、
前記吸入経路に接続された低圧導入経路と、
前記低圧導入経路と前記容積制御経路とを接続するように設けられた開閉弁と、
(i)当該冷凍サイクル装置の負荷が小さい場合には、前記容積制御経路が前記低圧導入経路に接続されることによって、前記第1圧縮室に吸入された冷媒が吸入圧力を維持しつつ前記バイパス吐出口を通じて前記第1圧縮室から吐出され、前記中間室、前記容積制御経路及び前記低圧導入経路を通じて前記吸入経路に戻されるように前記開閉弁を制御し、(ii)前記負荷が大きい場合には、前記容積制御経路を前記低圧導入経路から切り離すことによって、前記第1圧縮室に吸入された冷媒が前記第1圧縮室で前記圧縮機の吐出圧力を超える圧力まで圧縮され、前記バイパス吐出弁及び前記第1吐出弁を押し開き、前記バイパス吐出口、前記中間室及び前記第1吐出口を通じて、前記第1圧縮室から前記密閉容器の前記内部空間へと吐出されるように前記開閉弁を制御する制御装置と、
を備えた、冷凍サイクル装置を提供する。
第8態様によれば、容積制御経路は、開閉弁を介して低圧導入経路に接続されている。そのため、オイルを多量に含んだ冷媒がバイパス吐出口及び容積制御経路を通じて圧縮機の吐出経路に直接流入することを回避できる。さらに、第8態様によれば、冷媒回路に閉じられた空間が形成されることを回避できる。そのため、容積制御経路が液冷媒で満たされ、その後、その液冷媒の温度が上昇して液冷媒が膨張したとしても、容積制御経路の圧力は過度に上昇し得ない。なぜなら、容積制御経路の圧力が上昇したら第1吐出弁が開き、密閉容器の内部空間に圧力を逃がすことができるからである。
第9態様は、第7又は第8態様に加え、前記制御装置は、当該冷凍サイクル装置の起動時において、前記容積制御経路を前記低圧導入経路に接続するように前記開閉弁を制御し、その後、任意の時間が経過したら前記容積制御経路を前記低圧導入経路から切り離すように前記開閉弁を制御する、冷凍サイクル装置を提供する。第9態様によれば、第6態様と同じ効果が得られる。
第10態様は、第7〜第9態様のいずれか1つに加え、前記制御装置は、当該冷凍サイクル装置の運転を停止するとき、前記容積制御経路を前記低圧導入経路に接続するように前記開閉弁を制御する、冷凍サイクル装置を提供する。このようにすれば、容積制御経路に液冷媒が閉じ込められることによる異常圧力の発生、すなわち、起動後に液冷媒の温度が上昇して液冷媒が膨張することによって容積制御経路の圧力が過剰に上がることを防止できる。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態によって本発明が限定されるものではない。
(実施形態1)
図1に示すように、本実施形態の冷凍サイクル装置100は、容積制御圧縮機101、第1四方弁102、第1熱交換器103、膨張機構104、第2熱交換器105及びアキュームレータ106を備えている。これらの構成要素は、冷媒回路を形成するように流路10a〜10fによって互いに接続されている。流路10a〜10fは、それぞれ、冷媒配管で構成されている。
第1熱交換器103は、圧縮機101で圧縮された冷媒を冷却する放熱器又は膨張機構104で膨張した冷媒を加熱する蒸発器である。第2熱交換器105は、第1熱交換器103が放熱器のときに蒸発器であり、第1熱交換器103が蒸発器のときに放熱器である。膨張機構104は、放熱器で冷却された冷媒を膨張させる機能を有し、典型的には膨張弁で構成されている。膨張機構104は、冷媒の膨張エネルギーを回収できる容積式の膨張機で構成されていてもよい。
圧縮機101は、密閉型圧縮機であり、密閉容器1、モータ2及び圧縮機構3を備えている。モータ2及び圧縮機構3は、密閉容器1の中に配置されている。密閉容器1は、圧縮機構3で圧縮された冷媒を保持しうる内部空間28を有する。すなわち、圧縮機101は、いわゆる高圧シェル型の圧縮機である。圧縮機構3は、シャフト4によってモータ2に接続されている。圧縮機構3は、容積式の流体機構であり、冷媒を圧縮するようにモータ2によって動かされる。
図2に示すように、圧縮機構3は、吸入口27、吐出口29、圧縮室25、圧縮室25に開口しているバイパス吐出口16及びバイパス吐出口16を開閉するバイパス吐出弁35を備えている。高容積モードで圧縮機101を運転するとき、吸入口27から圧縮室25に吸入された冷媒の全量が圧縮室25で圧縮され、吐出口29を通じて密閉容器1の内部空間28に吐出される。他方、低容積モードで圧縮機101を運転するとき、吸入口27から圧縮室25に吸入された冷媒の一部がバイパス吐出弁35を押し開いてバイパス吐出口16を通じて圧縮室25から吐出される。高容積モードと低容積モードとを切り替えることによって、圧縮機101の吸入容積が変更される。
詳細には、低容積モードで圧縮機101を運転するとき、吸入口27から圧縮室25に吸入された冷媒の一部が吸入圧力を維持しつつ(実質的に圧縮されることなく)、バイパス吐出口16を通じて圧縮室25から吐出される。吸入口27から圧縮室25に吸入された冷媒の残部が圧縮室25で圧縮され、吐出口29を通じて圧縮室25から吐出される。バイパス吐出口16を通じて圧縮室25から吐出された冷媒は、後述するように、吸入経路としての流路10eに戻される。従って、圧縮機101によって不要な圧縮仕事が行われない。
バイパス吐出弁35は、リード36及び弁止め37を含むリード弁で構成されている。リード36及び弁止め37は、ネジ、ボルト等の固定部品38によってシリンダ5に固定されている。バイパス吐出弁35は、リード36の表面と裏面との間の圧力差によって開閉する。本明細書で説明するいくつかの吐出弁は、いずれも、リード弁で構成されうる。
また、圧縮機構3は、シリンダ5、ピストン8、ベーン9及びバネ10を備えている。シリンダ5の上部及び下部には、それぞれ、シリンダ5を閉じるように上軸受及び下軸受が配置されている(図示省略)。シリンダ5の内部に圧縮室25が形成されるように、シャフト4の偏心部4aに嵌め合わされたピストン8がシリンダ5の内部に配置されている。シリンダ5には、ベーン溝24が形成されている。ベーン溝24には、ピストン8の外周面に接する先端を有するベーン9が収納されている。バネ10は、ベーン9をピストン8に向かって押すようにベーン溝24に配置されている。シリンダ5とピストン8との間の圧縮室25はベーン9によって仕切られ、これにより、吸入室25a及び圧縮−吐出室25bが形成されている。圧縮するべき冷媒は、流路10f及び吸入口27を通じて圧縮室25(吸入室25a)に導かれる。圧縮された冷媒は、吐出口29を通じて、圧縮室25(圧縮−吐出室25b)から密閉容器1の内部空間28に導かれる。吐出口29には、図示しない吐出弁が設けられている。なお、ベーン9は、ピストン8に一体化されていてもよい。すなわち、ピストン8及びベーン9がいわゆるスイングピストンで構成されていてもよい。
本実施形態では、低容積モードでの吸入容積が高容積モードでの吸入容積の1/2となるようにバイパス吐出口16の位置が定められている。ただし、バイパス吐出口16の位置は限定されず、低容積モードで必要とされる吸入容積に応じて定められる。また、2以上のバイパス吐出口16が設けられていてもよい。この場合、複数の吸入容積の中から選ばれる1つの吸入容積にて圧縮機101を運転できる。
本実施形態では、圧縮機101がロータリ圧縮機であるが、吸入容積を変更できる限りにおいて圧縮機101の型式は特に限定されない。特許文献1(特開2008−240699号公報)に記載されたスクロール圧縮機、レシプロ圧縮機等の他の型式の圧縮機を使用できる。
図1に示すように、流路10aは、圧縮機101で圧縮された冷媒を圧縮室25から放熱器(第1熱交換器103又は第2熱交換器105)に導く吐出経路を形成している。流路10e、アキュームレータ106及び流路10fは、圧縮するべき冷媒を蒸発器(第1熱交換器103又は第2熱交換器105)から圧縮室25に導く吸入経路を形成している。
冷凍サイクル装置100は、さらに、容積制御経路111、第2四方弁112、高圧導入経路114、低圧導入経路116、逆止弁120及び制御装置117を備えている。
容積制御経路111は、圧縮機101のバイパス吐出口16に接続されている。第2四方弁112は、圧縮機101の吐出圧力及び圧縮機101の吸入圧力のいずれかを制御圧力として容積制御経路111に供給する流路切替部である。高圧導入経路114は、第2四方弁112に接続された一端部と、流路10aに接続された他端部とを有する。低圧導入経路116は、第2四方弁112に接続された一端部と、流路10eに接続された他端部とを有する。逆止弁120は、流路10aから第2四方弁112への冷媒の流れを許容し、逆方向の流れを禁止するように、高圧導入経路114に設けられている。経路111,114及び116は、それぞれ、冷媒配管で構成されうる。
本実施形態では、1つの接続口が封鎖された第2四方弁112を流路切替部として使用している。しかし、圧縮機101の吐出圧力及び圧縮機101の吸入圧力のいずれかを制御圧力として容積制御経路111に供給できる限りにおいて、流路切替部の構造は限定されない。低圧導入経路116の他端部は、アキュームレータ106に接続されていてもよいし、流路10fに接続されていてもよい。
制御装置117は、冷凍サイクル装置100の負荷に応じて圧縮機101の吸入容積が増加又は減少するように第2四方弁112を制御する。具体的に、制御装置117は、負荷が小さい場合には、容積制御経路111が低圧導入経路116に接続されるように第2四方弁112を制御し、負荷が大きい場合には、容積制御経路111が高圧導入経路114に接続されるように第2四方弁112を制御する。制御装置117は、A/D変換回路、入出力回路、演算回路、記憶装置等を含むDSP(Digital Signal Processor)で構成されうる。制御装置117は、圧縮機101のモータ2を制御する駆動回路を含んでいてもよい。
次に、冷凍サイクル装置100の運転を説明する。
圧縮機101のモータ2を始動すると、圧縮機101は、流路10f(吸入経路)を通じて低圧のガス冷媒を吸入し、圧縮する。高圧のガス冷媒は、密閉容器1の内部空間28に吐出され、密閉容器1の内部空間28、流路10a、第1四方弁102及び流路10bを経て、第1熱交換器103(放熱器)へと導かれる。第1熱交換器103において、冷媒は冷却され、凝縮する。高圧の液冷媒は、第1熱交換器103から膨張機構104に導かれ、膨張機構104の働きによって減圧される。気液二相の冷媒は、膨張機構104から第2熱交換器105(蒸発器)に導かれ、第2熱交換器105で加熱され、蒸発する。ガス冷媒は、アキュームレータ106を通じて、圧縮機101に再び吸入される。
圧縮機101は、吐出圧力及び吸入圧力を利用して吸入容積を変更するように構成されている。第2四方弁112が図1に示す状態に維持されているとき、容積制御経路111には圧縮機101の吐出圧力が供給される。この場合、バイパス吐出弁35は閉じられるので、圧縮機101は相対的に大きい吸入容積で運転される(高容積モード)。
冷凍サイクル装置100の負荷が減少すると、インバータによって圧縮機101のモータ2の回転数が減らされる。これにより、冷凍サイクル装置100の能力が減少し、効率的な運転が行われる。しかし、負荷がさらに減少すると、モータ2の回転数が下限値に到達し、それ以上の能力追従が困難になる。
より低い能力での運転が必要な場合、制御装置117は、第2四方弁112を図1に示す状態から図3に示す状態へと切り替える。すると、容積制御経路111が高圧導入経路114から切り離され、低圧導入経路116に接続される。その結果、容積制御経路111には圧縮機101の吸入圧力が供給される。バイパス吐出弁35には、圧縮機101の吸入圧力が作用する。この場合、圧縮室25の容積減少時に圧縮室25内の冷媒がピストン8によって押しのけられることに伴い、バイパス吐出弁35が開く。バイパス吐出弁35が開いてバイパス吐出口16と圧縮室25とが連通している期間において、圧縮室25に吸入された冷媒は、容積制御経路111、第2四方弁112及び低圧導入経路116を通じて、流路10eに戻される。すなわち、圧縮機101は相対的に小さい吸入容積で運転される(低容積モード)。
圧縮機101の回転数が一定であると仮定すると、低容積モードでの圧縮機101からの冷媒吐出量は、高容積モードでの冷媒吐出量よりも少ない。従って、運転モードを高容積モードと低容積モードとの間で切り替えることによって、能力追従可能な範囲、特に下限値が拡大する。
本実施形態では、高圧導入経路114に逆止弁120が設けられている。図1に示す高容積モードにおいて、圧縮室25の内部圧力が吐出圧力を超え、高圧の冷媒がバイパス吐出口16を通じて圧縮室25から吐出されたとしても、高圧の冷媒は逆止弁120で塞き止められる。逆止弁120は、容積制御経路111から流路10aへの流れを許容しないため、逆止弁120が高圧導入経路114を閉塞する。これにより、オイルを多量に含んだ冷媒が圧縮機101から吐出され、多量のオイルが冷媒回路を循環することを防止できる。その結果、熱交換器103及び105での伝熱が改善し、冷媒が流路10a〜10fを通過する際の圧力損失も低減するため、冷凍サイクルの成績係数(COP)が向上する。容積制御経路111、第2四方弁112及び高圧導入経路114の一部は、圧縮室25で圧縮された冷媒のうち最高圧力の冷媒で満たされるので、バイパス吐出弁35の閉塞状態も維持されうる。
また、制御装置117は、冷凍サイクル装置100の起動時において、容積制御経路111を低圧導入経路116に接続するように第2四方弁112を制御し、その後、任意の時間(例えば1〜5分)が経過したら容積制御経路111を高圧導入経路114に接続するように第2四方弁112を制御する。詳細には、モータ2の始動から任意の時間の経過後、冷凍サイクル装置100に要求される能力の大きさに応じて、低容積モードでの運転を行うべきか、高容積モードでの運転を行うべきかを判断する。高容積モードでの運転を行うべき場合には、容積制御経路111を高圧導入経路114に接続する。低容積モードでの運転を行うべき場合には、容積制御経路111と低圧導入経路116との接続を維持する。すなわち、起動時には低容積モードでの予備運転を行う。
雰囲気温度が低い場合、例えば冬期において、容積制御経路111に液冷媒が蓄積される可能性がある。上記予備運転を行えば、容積制御経路111に液冷媒が蓄積されたとしても、液冷媒を速やかに流路10eへと戻すことができる。その結果、容積制御経路111に液冷媒が閉じ込められることによる異常圧力の発生、すなわち、起動後に液冷媒の温度が上昇して液冷媒が膨張することによって容積制御経路111の圧力が過剰に上がることを防止できる。また、予備運転の観点から、低圧導入経路116は、流路10e又はアキュームレータ106に接続されていることが好ましい。これにより、起動時に圧縮機101に液冷媒が供給されることを防止できる。
予備運転は、冷凍サイクル装置100の起動時に行われるが、この「冷凍サイクル装置100の起動」には、一時停止後の再起動が含まれていてもよい。また、上記予備運転は、本明細書に記載された他の実施形態及び変形例にも適用されうる。
また、制御装置117は、冷凍サイクル装置100の運転を停止するとき、容積制御経路111を低圧導入経路116に接続するように第2四方弁112を制御してもよい。詳細には、容積制御経路111が低圧導入経路116に接続された状態で冷凍サイクル装置100の運転を停止することが望ましい。このようにすれば、容積制御経路111に液冷媒が閉じ込められることによる異常圧力の発生、すなわち、起動後に液冷媒の温度が上昇して液冷媒が膨張することによって容積制御経路111の圧力が過剰に上がることを防止できる。
(変形例1)
図4に示すように、変形例1に係る冷凍サイクル装置200は、リリーフ弁回路221をさらに備えている点で実施形態1の冷凍サイクル装置100と相違する。以下、先の実施形態又は変形例と後の実施形態又は変形例とで共通する構成要素には同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
高圧導入経路114は、逆止弁120と第2四方弁112(流路切替部)との間の第1部分114aと、逆止弁120と流路10a(吐出経路)との間の第2部分114bとを有する。リリーフ弁回路221は、第1部分114aに接続された一端と、逆止弁120をバイパスするように第2部分114b又は流路10aに接続された他端とを有する。第1部分114aの圧力と第2部分114bの圧力との差が一定値を超えると、リリーフ弁回路221は、第1部分114aから流路10a(又は第2部分114b)に冷媒を流出させ、第1部分114aの圧力を下げる。
冷凍サイクル装置200によれば、実施形態1で説明した予備運転と同じ効果が得られる。すなわち、容積制御経路111等に液冷媒が閉じ込められることによる異常圧力の発生を防止できる。雰囲気温度が低い場合、例えば冬期において、容積制御経路111、四方弁112及び高圧導入経路114の第1部分114aに液冷媒が蓄積される可能性がある。容積制御経路111等に液冷媒が蓄積される現象は、バイパス吐出弁35から逆止弁120までの経路が冷却されたときに起こると予測される。また、圧縮機101の停止中に容積制御経路111等に液冷媒が蓄積する可能性もある。容積制御経路111等の閉じられた空間に液冷媒が蓄積されていると、その液冷媒の温度が上昇して液冷媒が膨張することによって、容積制御経路111等の閉じられた空間の圧力が過剰に上がる可能性がある。リリーフ弁回路221によれば、圧力を流路10aに逃がすことによって、容積制御経路111、四方弁112及び高圧導入経路114の第1部分114aの圧力の過上昇を防止できる。
(変形例2)
図5に示すように、変形例2に係る冷凍サイクル装置300は、実施形態1における圧縮機101と異なる構造を有する圧縮機301を備えている点で実施形態1と相違する。
図6に示すように、圧縮機301は、密閉容器1、モータ2及び圧縮機構30を備え、多気筒ロータリ圧縮機(本変形例では2気筒)として構成されている。圧縮機構30で圧縮された冷媒が密閉容器1の内部空間28を経て流路10aに導かれる。圧縮機構30は、第1圧縮室40、第2圧縮室42、中間室69、第1吐出口67、第1吐出弁63、第2吐出口71、第2吐出弁73、バイパス吐出口65及びバイパス吐出弁61を有する。
流路10aは、圧縮機301で圧縮された冷媒を第1圧縮室40及び第2圧縮室42から放熱器(第1熱交換器103又は第2熱交換器105)に導く吐出経路を形成している。流路10e、アキュームレータ106及び流路10fは、圧縮するべき冷媒を蒸発器(第1熱交換器103又は第2熱交換器105)から第1圧縮室40及び第2圧縮室42に導く吸入経路を形成している。
バイパス吐出口65は、第1圧縮室40に開口している。バイパス吐出口65を開閉するようにバイパス吐出弁61が設けられている。中間室69は、バイパス吐出口65を通じて第1圧縮室40から吐出された冷媒を受け入れる空間である。第1吐出口67によって、中間室69と密閉容器1の内部空間28とが連通しうる。第1吐出口67を開閉するように第1吐出弁63が設けられている。容積制御経路111は、中間室69を介して、バイパス吐出口65に接続されている。このように、圧縮機301には、第1圧縮室40から密閉容器1の内部空間28への経路上に2つの吐出弁61及び63が設けられている。吐出弁61と吐出弁63との間の空間(中間室69)に容積制御経路111が接続されている。
圧縮機構30は、また、第1シリンダ41、中板71、第2シリンダ43、第1ピストン51、第2ピストン53、上軸受46、下軸受48、マフラー77及びマフラー75を有する。第1ピストン51は、第1シリンダ41の内部において、シャフト4の第1偏心部4aに嵌め合わされている。第1ピストン51の外周面と第1シリンダ41の内周面との間に第1圧縮室40が形成されている。第2シリンダ43は、第1シリンダ41に対して同心状に配置されている。第2ピストン53は、第2シリンダ43の内部において、シャフト4の第2偏心部4bに嵌め合わされている。第2ピストン53の外周面と第2シリンダ43の内周面との間に第2圧縮室42が形成されている。
上軸受46及び下軸受48は、それぞれ、第1シリンダ41の上部及び第2シリンダ43の下部に配置されている。中板71は、第1シリンダ41と第2シリンダ43との間に配置されている。上軸受46及び中板71によって第1シリンダ41が閉じられ、中板71と下軸受48によって第2シリンダ43が閉じられている。バイパス吐出口65、中間室69及び第1吐出口67によって、シャフト4の軸方向に沿って上軸受46を貫通する経路が形成されている。上軸受46の上部にはマフラー77が配置されている。高容積モードでは、バイパス吐出口65、中間室69、第1吐出口67及びマフラー77の内部空間を通じて、第1圧縮室40で圧縮された冷媒が密閉容器1の内部空間28へと導かれる。第2吐出口71は、シャフト4の軸方向に沿って下軸受48を貫通する経路が形成されるように、下軸受48に形成されている。下軸受48の下部にはマフラー75が配置されている。マフラー75の内部空間は、図示しない垂直経路によって、マフラー77の内部空間に連通している。第2吐出口71、マフラー75の内部空間、垂直経路及びマフラー77の内部空間を通じて、第2圧縮室42で圧縮された冷媒が密閉容器1の内部空間28へと導かれる。
第1圧縮室40及び第2圧縮室42は、互いに独立した圧縮室として機能する。高容積モードでは、第1圧縮室40及び第2圧縮室42のそれぞれで冷媒が圧縮される。低容積モードでは、第2圧縮室42で冷媒が圧縮されるが、第1圧縮室40で冷媒は圧縮されない。低容積モードでは、中間室69に吸入圧力が供給されるので、第1圧縮室40に吸入された冷媒は、圧縮されること無くバイパス吐出弁61を押し開き、バイパス吐出口65及び中間室69を通じて容積制御経路111に導かれる。このように、圧縮機301は、いわゆる休筒型の容積制御圧縮機として構成されている。
次に、冷凍サイクル装置300の運転を説明する。
モータ2を始動すると、圧縮機301は、流路10f(吸入経路)を通じて低圧のガス冷媒を吸入し、圧縮する。高圧のガス冷媒は、密閉容器1の内部空間28に吐出される。具体的に、第1圧縮室40で圧縮された冷媒は、バイパス吐出口65、中間室69、第1吐出口67及びマフラー77を通じて密閉容器1の内部空間28に吐出される。第2圧縮室42で圧縮された冷媒は、第2吐出口71及びマフラー75を通じて密閉容器1の内部空間28に吐出される。内部空間28において、第1圧縮室40で圧縮された冷媒が第2圧縮室42で圧縮された冷媒に合流する。その後の冷媒の流れは、実施形態1で説明した通りである。
第2四方弁112が図5に示す状態に維持されているとき、容積制御経路111及び中間室69には圧縮機301の吐出圧力が供給される。この場合、第1圧縮室40に吸入された冷媒は、吐出圧力を超える圧力まで第1圧縮室40で圧縮され、バイパス吐出弁61及び第1吐出弁63を押し開き、バイパス吐出口65、中間室69及び第1吐出口67を通じて、第1圧縮室40から密閉容器1の内部空間28へと吐出される。第1圧縮室40及び第2圧縮室42の両方で冷媒の圧縮仕事が行われるので、圧縮機301は相対的に大きい吸入容積で運転される(高容積モード)。
冷凍サイクル装置300の負荷が減少すると、インバータによって圧縮機301のモータ2の回転数が減らされる。これにより、冷凍サイクル装置300の能力が減少し、効率的な運転が行われる。しかし、負荷がさらに減少すると、モータ2の回転数が下限値に到達し、それ以上の能力追従が困難になる。
より低い能力での運転が必要な場合、制御装置117は、第2四方弁112を図5に示す状態から図3に示す状態へと切り替える。これにより、容積制御経路111が高圧導入経路114から切り離され、低圧導入経路116に接続される。容積制御経路111及び中間室69には圧縮機301の吸入圧力が供給される。この場合、圧縮機301は相対的に小さい吸入容積で運転される(低容積モード)。
低容積モードでは、中間室69の圧力が吸入圧力に等しいので、バイパス吐出弁61は常に開いている。そのため、第1圧縮室40に吸入された冷媒は、吸入圧力を維持しつつ(実質的に圧縮されることなく)、バイパス吐出口65を通じて第1圧縮室40から中間室69に吐出される。第1吐出弁63の片面には、密閉容器1の内部空間28の高圧が加えられているので、第1吐出弁63は開かない。その結果、中間室69に吐出された冷媒は、容積制御経路111、第2四方弁112及び低圧導入経路116を通じて、流路10e(吸入経路)に戻される。
図5に示すように、高容積モードでは、容積制御経路111が高圧導入経路114に接続される。これにより、中間室69の圧力が吐出圧力に等しい圧力となる。しかし、不可避的に生ずる圧力損失の影響により、流路10aの圧力は、密閉容器1の内部空間28の圧力よりも僅かに低い。中間室69の圧力が密閉容器1の内部空間28の圧力よりも低い場合、第1吐出弁63は開かない。中間室69に吐出された冷媒は、容積制御経路111、第2四方弁112及び高圧導入配管114の一部を満たし、逆止弁120で塞き止められる。逆止弁120は、容積制御経路111から流路10aへの流れを許容しないため、容積制御経路111及び中間室69の圧力が次第に上昇し、密閉容器1の内部空間28の圧力を超える。その結果、第1吐出弁63が開く。このようにして、高容積モードにおいて、第2圧縮室42だけでなく、第1圧縮室40で圧縮仕事が行われることとなる。併せて、オイルを多量に含んだ冷媒が圧縮機301から吐出され、多量のオイルが冷媒回路を循環することを防止できる。
また、本変形例によれば、冷媒回路に閉じられた空間が形成されない。そのため、容積制御経路111、第2四方弁112及び高圧導入経路114の一部が液冷媒で満たされ、その後、液冷媒の温度が上昇して液冷媒が膨張したとしても、容積制御経路111の圧力は過度に上昇し得ない。容積制御経路111の圧力が上昇したら第1吐出弁63が開き、密閉容器1の内部空間28に圧力を逃がすことができる。
本変形例によれば、第1圧縮室40がモータ2から近い側に位置している。そのため、第1圧縮室40から容積制御経路111までのバイパス経路が短くなり、低容積モードでの圧力損失を低減できる。ただし、バイパス吐出口65が第2圧縮室42に設けられていてもよい。すなわち、圧縮機301は、第1圧縮室40に代えて、第2圧縮室42が休止するように構成されていてもよい。
(実施形態2)
図7に示すように、本実施形態の冷凍サイクル装置400は、制御圧力を切り替える手段としての開閉弁420及びリリーフ弁回路221を備えている点で実施形態1の冷凍サイクル装置100と相違する。リリーフ弁回路221の機能及び効果については、変形例1で説明した通りである。
開閉弁420は、低圧導入経路116と容積制御経路111とを接続するように設けられている。開閉弁420としては、電磁弁を使用することができる。開閉弁420は、高容積モードで閉じられ、低容積モードで開かれる。すなわち、冷凍サイクル装置400の負荷が小さい場合には、容積制御経路111を低圧導入経路116に接続するように開閉弁420が制御され、負荷が大きい場合には、容積制御経路111を低圧導入経路116から切り離すように開閉弁420が制御される。
本実施形態によれば、容積制御経路111は、開閉弁420を介して低圧導入経路116に接続されている。そのため、オイルを多量に含んだ冷媒がバイパス吐出口16及び容積制御経路111を通じて圧縮機101の吐出経路に直接流入することを回避できる。
また、変形例2で説明した理由により、本実施形態の冷凍サイクル装置400においても、容積制御経路111に液冷媒が蓄積される可能性がある。しかし、液冷媒の温度が上昇して液冷媒が膨張することによって容積制御経路111の圧力が上昇したとしても、リリーフ弁回路221を通じて、圧力を吐出経路(流路10a)に逃がすことができる。
高容積モードにおいて、圧縮室25の内部圧力が吐出圧力を超え、高圧の冷媒がバイパス吐出口16を通じて圧縮室25から吐出されたとしても、高圧の冷媒は開閉弁420で塞き止められる。容積制御経路111は、圧縮室25で圧縮された冷媒のうち最高圧力の冷媒で満たされるので、バイパス吐出弁35の閉塞状態を維持できる。これにより、オイルを多量に含んだ冷媒が圧縮機101から吐出され、多量のオイルが冷媒回路を循環することを防止できる。
(変形例3)
図8に示すように、変形例3の冷凍サイクル装置500は、制御圧力を切り替える手段としての開閉弁420を備えている点で変形例2の冷凍サイクル装置300と相違する。すなわち、本変形例の冷凍サイクル装置500は、実施形態2の圧縮機101を変形例2の圧縮機301に置き換え、リリーフ弁回路221を省略したものである。
開閉弁420は、高容積モードで閉じられ、低容積モードで開かれる。開閉弁420の機能は、実施形態2で説明した通りである。本変形例の冷凍サイクル装置500によれば、変形例2の利点と実施形態2の利点との両方を得ることができる。
なお、実施形態2及び変形例3においても、実施形態1と同様の予備運転を行ってもよい。すなわち、冷凍サイクル装置400(又は500)の起動時において、容積制御経路111を低圧導入経路116に接続するように開閉弁420を制御し、その後、任意の時間が経過したら容積制御経路111を低圧導入経路116から切り離すように開閉弁420を制御してもよい。すなわち、起動時に開閉弁420を開く。また、冷凍サイクル装置400(又は500)の運転を停止するとき、容積制御経路111を低圧導入経路116に接続するように開閉弁420を制御してもよい。すなわち、開閉弁420を開き、容積制御経路111が低圧導入経路116に接続された状態で冷凍サイクル装置400(又は500)の運転を停止してもよい。
本発明の冷凍サイクル装置は、空調機、冷凍機、暖房機、給湯機等に有用である。

Claims (9)

  1. 圧縮室と、前記圧縮室に開口しているバイパス吐出口と、前記バイパス吐出口を開閉するバイパス吐出弁とを有し、前記圧縮室に吸入された冷媒が吸入圧力を維持しつつ前記バイパス吐出口を通じて前記圧縮室から吐出されることによって吸入容積を変更できるように構成された容積制御圧縮機と、
    前記圧縮機で圧縮された冷媒を冷却する放熱器と、
    前記放熱器で冷却された冷媒を膨張させる膨張機構と、
    前記膨張機構で膨張した冷媒を加熱する蒸発器と、
    圧縮するべき冷媒を前記蒸発器から前記圧縮室に導く吸入経路と、
    圧縮された冷媒を前記圧縮室から前記放熱器に導く吐出経路と、
    前記バイパス吐出口に接続された容積制御経路と、
    前記圧縮機の吐出圧力及び前記圧縮機の吸入圧力のいずれかを制御圧力として前記容積制御経路に供給する流路切替部と、
    前記流路切替部に接続された一端部と、前記吐出経路に接続された他端部とを有する高圧導入経路と、
    前記流路切替部に接続された一端部と、前記吸入経路に接続された他端部とを有する低圧導入経路と、
    当該冷凍サイクル装置の負荷が小さい場合には、前記容積制御経路が前記低圧導入経路に接続されるように前記流路切替部を制御し、前記負荷が大きい場合には、前記容積制御経路が前記高圧導入経路に接続されるように前記流路切替部を制御する制御装置と、
    前記高圧導入経路に設けられ、前記吐出経路から前記流路切替部への冷媒の流れを許容し、逆方向の流れを禁止する逆止弁と、
    リリーフ弁回路と、
    を備え、
    前記高圧導入経路が、前記逆止弁と前記流路切替部との間の第1部分と、前記逆止弁と前記吐出経路との間の第2部分とを有し、
    前記リリーフ弁回路が、前記第1部分に接続された一端と、前記第2部分又は前記吐出経路に接続された他端とを有する、冷凍サイクル装置。
  2. 前記圧縮機が、吸入口及び吐出口をさらに有し、
    前記負荷が小さい場合には、前記吸入口から前記圧縮室に吸入された冷媒の一部が前記吸入圧力を維持しつつ前記バイパス吐出口を通じて前記圧縮室から吐出され、前記吸入口から前記圧縮室に吸入された冷媒の残部が前記圧縮室で圧縮されて前記吐出口を通じて前記圧縮室から吐出される、請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
  3. 圧縮室と、前記圧縮室に開口しているバイパス吐出口と、前記バイパス吐出口を開閉するバイパス吐出弁とを有し、前記圧縮室に吸入された冷媒が吸入圧力を維持しつつ前記バイパス吐出口を通じて前記圧縮室から吐出されることによって吸入容積を変更できるように構成された容積制御圧縮機と、
    前記圧縮機で圧縮された冷媒を冷却する放熱器と、
    前記放熱器で冷却された冷媒を膨張させる膨張機構と、
    前記膨張機構で膨張した冷媒を加熱する蒸発器と、
    圧縮するべき冷媒を前記蒸発器から前記圧縮室に導く吸入経路と、
    圧縮された冷媒を前記圧縮室から前記放熱器に導く吐出経路と、
    前記バイパス吐出口に接続された容積制御経路と、
    前記圧縮機の吐出圧力及び前記圧縮機の吸入圧力のいずれかを制御圧力として前記容積制御経路に供給する流路切替部と、
    前記流路切替部に接続された一端部と、前記吐出経路に接続された他端部とを有する高圧導入経路と、
    前記流路切替部に接続された一端部と、前記吸入経路に接続された他端部とを有する低圧導入経路と、
    当該冷凍サイクル装置の負荷が小さい場合には、前記容積制御経路が前記低圧導入経路に接続されるように前記流路切替部を制御し、前記負荷が大きい場合には、前記容積制御経路が前記高圧導入経路に接続されるように前記流路切替部を制御する制御装置と、
    前記高圧導入経路に設けられ、前記吐出経路から前記流路切替部への冷媒の流れを許容し、逆方向の流れを禁止する逆止弁と、
    を備え、
    前記圧縮機は、前記圧縮室としての第1圧縮室及び第2圧縮室と、前記第1圧縮室で圧縮された冷媒及び前記第2圧縮室で圧縮された冷媒を保持しうる内部空間を含む密閉容器と、前記バイパス吐出口を通じて前記第1圧縮室から吐出された冷媒を受け入れる中間室と、前記中間室と前記密閉容器の前記内部空間とを連通する第1吐出口と、前記第1吐出口を開閉する第1吐出弁と、をさらに有する密閉型多気筒圧縮機であり、
    前記中間室を介して、前記容積制御経路が前記バイパス吐出口に接続されており、
    前記負荷が小さい場合には、前記第1圧縮室に吸入された冷媒が前記吸入圧力を維持しつつ前記バイパス吐出口を通じて前記第1圧縮室から吐出され、前記中間室、前記容積制御経路及び前記低圧導入経路を通じて前記吸入経路に戻され、
    前記負荷が大きい場合には、前記第1圧縮室に吸入された冷媒が前記第1圧縮室で前記吐出圧力を超える圧力まで圧縮され、前記バイパス吐出弁及び前記第1吐出弁を押し開き、前記バイパス吐出口、前記中間室及び前記第1吐出口を通じて、前記第1圧縮室から前記密閉容器の前記内部空間へと吐出される、冷凍サイクル装置。
  4. 前記制御装置は、当該冷凍サイクル装置の起動時において、前記容積制御経路を前記低圧導入経路に接続するように前記流路切替部を制御し、その後、任意の時間が経過したら前記容積制御経路を前記高圧導入経路に接続するように前記流路切替部を制御する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の冷凍サイクル装置。
  5. 前記制御装置は、当該冷凍サイクル装置の運転を停止するとき、前記容積制御経路を前記低圧導入経路に接続するように前記流路切替部を制御する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の冷凍サイクル装置。
  6. 圧縮室と、前記圧縮室に開口しているバイパス吐出口と、前記バイパス吐出口を開閉するバイパス吐出弁とを有し、前記圧縮室に吸入された冷媒が吸入圧力を維持しつつ前記バイパス吐出口を通じて前記圧縮室から吐出されることによって吸入容積を変更できるように構成された容積制御圧縮機と、
    前記圧縮機で圧縮された冷媒を冷却する放熱器と、
    前記放熱器で冷却された冷媒を膨張させる膨張機構と、
    前記膨張機構で膨張した冷媒を加熱する蒸発器と、
    圧縮するべき冷媒を前記蒸発器から前記圧縮室に導く吸入経路と、
    圧縮された冷媒を前記圧縮室から前記放熱器に導く吐出経路と、
    前記バイパス吐出口に接続された容積制御経路と、
    前記吸入経路に接続された低圧導入経路と、
    前記低圧導入経路と前記容積制御経路とを接続するように設けられた開閉弁と、
    当該冷凍サイクル装置の負荷が小さい場合には、前記容積制御経路を前記低圧導入経路に接続するように前記開閉弁を制御し、前記負荷が大きい場合には、前記容積制御経路を前記低圧導入経路から切り離すように前記開閉弁を制御する制御装置と、
    前記容積制御経路に接続された一端と、前記吐出経路に接続された他端とを有するリリーフ弁回路と、
    を備えた、冷凍サイクル装置。
  7. 第1圧縮室と、第2圧縮室と、前記第1圧縮室で圧縮された冷媒及び前記第2圧縮室で圧縮された冷媒を保持しうる内部空間を含む密閉容器と、前記第1圧縮室に開口しているバイパス吐出口と、前記バイパス吐出口を開閉するバイパス吐出弁と、前記バイパス吐出口を通じて前記第1圧縮室から吐出された冷媒を受け入れる中間室と、前記中間室と前記密閉容器の前記内部空間とを連通する第1吐出口と、前記第1吐出口を開閉する第1吐出弁とを有する容積制御圧縮機と、
    前記圧縮機で圧縮された冷媒を冷却する放熱器と、
    前記放熱器で冷却された冷媒を膨張させる膨張機構と、
    前記膨張機構で膨張した冷媒を加熱する蒸発器と、
    圧縮するべき冷媒を前記蒸発器から前記第1圧縮室及び前記第2圧縮室に導く吸入経路と、
    圧縮された冷媒を前記第1圧縮室及び前記第2圧縮室から前記放熱器に導く吐出経路と、
    前記中間室を介して前記バイパス吐出口に接続された容積制御経路と、
    前記吸入経路に接続された低圧導入経路と、
    前記低圧導入経路と前記容積制御経路とを接続するように設けられた開閉弁と、
    (i)当該冷凍サイクル装置の負荷が小さい場合には、前記容積制御経路が前記低圧導入経路に接続されることによって、前記第1圧縮室に吸入された冷媒が吸入圧力を維持しつつ前記バイパス吐出口を通じて前記第1圧縮室から吐出され、前記中間室、前記容積制御経路及び前記低圧導入経路を通じて前記吸入経路に戻されるように前記開閉弁を制御し、(ii)前記負荷が大きい場合には、前記容積制御経路を前記低圧導入経路から切り離すことによって、前記第1圧縮室に吸入された冷媒が前記第1圧縮室で前記圧縮機の吐出圧力を超える圧力まで圧縮され、前記バイパス吐出弁及び前記第1吐出弁を押し開き、前記バイパス吐出口、前記中間室及び前記第1吐出口を通じて、前記第1圧縮室から前記密閉容器の前記内部空間へと吐出されるように前記開閉弁を制御する制御装置と、
    を備えた、冷凍サイクル装置。
  8. 前記制御装置は、当該冷凍サイクル装置の起動時において、前記容積制御経路を前記低圧導入経路に接続するように前記開閉弁を制御し、その後、任意の時間が経過したら前記容積制御経路を前記低圧導入経路から切り離すように前記開閉弁を制御する、請求項6又は7に記載の冷凍サイクル装置。
  9. 前記制御装置は、当該冷凍サイクル装置の運転を停止するとき、前記容積制御経路を前記低圧導入経路に接続するように前記開閉弁を制御する、請求項6〜8のいずれか1項に記載の冷凍サイクル装置。
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