JP6500104B2 - 冷凍機及び冷凍装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、冷凍機及び冷凍装置に関する。

冷凍機の圧縮機は、圧縮機内で冷媒が圧縮されることで発熱する。圧縮機の温度が高くなり過ぎると、圧縮機に用いられている材料や、圧縮機内のオイル（潤滑油）が劣化する。このため、圧縮機を冷却することが検討されている。
以下では、単独で冷凍サイクル回路を構成する装置を冷凍装置と称し、冷凍装置のうち、例えば蒸発器を備えない装置（半製品）を冷凍機と称する。

圧縮機を冷却する技術としては、例えば、圧縮機のシリンダ内に液相の冷媒を少しずつ連続的に流し続けるインジェクション制御方法が知られている。シリンダ内の液相の冷媒が気化することで圧縮機から気化熱が奪われ、圧縮機が冷却される。
一方で、シリンダ内では、例えばローラが回転することで気相の冷媒が圧縮される。シリンダに対してローラを潤滑させるため、シリンダ内にはオイルが供給される。

従来、蒸発器を有する店舗用ショーケース等に接続される冷凍機として、冷媒としてＲ４０４Ａが充填（封入）される冷凍機が知られている。Ｒ４０４ＡのＧＷＰ（Ｇｌｏｂａｌ Ｗａｒｍｉｎｇ Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ：地球温暖化係数）は、３，９２０と比較的高い。このため、ＧＷＰが低くＲ４０４Ａの代替となる冷媒が検討されている。代替となる冷媒の１つとして、ＨＦＣ−３２と、ＨＦＣ−１２５と、ＨＦＣ−１３４ａと、ＨＦＯ−１２３４ｙｆとを含む混合冷媒（以下、ＨＦＣ−３２等を含む混合冷媒とも称する）が検討されている。ＧＷＰの値は、ＨＦＣ−３２が６７５、ＨＦＣ−１２５が３，５００、ＨＦＣ−１３４ａが１，４３０、ＨＦＯ−１２３４ｙｆが４である。

しかしながら、ＨＦＣ−３２等を含む混合冷媒は、Ｒ４０４Ａに比べて圧縮機から吐出される冷媒の温度が高くなる傾向にある。このため、圧縮機を冷却させるために、インジェクション動作に用いる冷媒の量を増加させる必要がある。インジェクション動作に用いる冷媒の量が増加すると、シリンダ内のオイルがシリンダ内から外部に洗い流される（流れ出る）。シリンダとローラとが潤滑不良となり、シリンダ内が損傷することが懸念される。

日本国特表２０１２−５２６１８２号公報 日本国特表２０１２−５０９３９０号公報

本発明が解決しようとする課題は、圧縮機の異常発熱を抑制し、圧縮機の潤滑不良を抑え、信頼性の低下を抑えた冷凍機、及びこの冷凍機を備える冷凍装置を提供することである。

実施形態の冷凍機は、圧縮機と、凝縮器と、主配管と、バイパス配管と、開閉機構と、温度測定部と、制御部とを持つ。
前記主配管は、第一の端部と第二の端部とを有する。
前記主配管は、前記第一の端部、前記圧縮機、前記凝縮器、及び前記第二の端部を順次接続する。
前記主配管は、冷媒を流通させる。
前記バイパス配管は、前記主配管における前記凝縮器と前記第二の端部との間の部分と前記圧縮機とを接続する。
前記開閉機構は、前記バイパス配管に設けられる。
前記開閉機構は、前記バイパス配管内を前記冷媒が流れる開状態と前記バイパス配管内を前記冷媒が流れない閉状態とに切替えるとともに、前記開状態では前記冷媒を絞る。
前記温度測定部は、前記圧縮機から吐出される前記冷媒の温度を測定する。
前記制御部は、前記開閉機構を制御する。前記主配管が蒸発器及び絞り装置に接続されることで冷凍サイクル回路を構成する。
前記冷媒は、少なくともＲ４０４Ａ又は、ＨＦＣ−３２とＨＦＣ−１２５とＨＦＣ−１３４ａとＨＦＯ−１２３４ｙｆと、を含む混合冷媒を使用可能である。
前記冷媒に、ＨＦＣ−３２とＨＦＣ−１２５とＨＦＣ−１３４ａとＨＦＯ−１２３４ｙｆと、を含む混合冷媒を用いた場合に、前記制御部は、前記温度測定部の測定結果が第一の温度になったときに前記開閉機構を前記開状態にし、前記測定結果が前記第一の温度よりも低い第二の温度になったときに前記開閉機構を前記閉状態にする。
前記冷媒としてＲ４０４Ａを用いた場合に、前記制御部は、前記温度測定部の測定結果が前記第一の温度になったときに前記開閉機構を前記開状態にし、前記測定結果が前記第一の温度よりも低い前記第二の温度になったときに前記開閉機構を前記閉状態にする。
前記冷媒として前記混合冷媒を用いたときと、前記冷媒としてＲ４０４Ａを用いたときとで、前記第一の温度及び前記第二の温度はそれぞれ同一の温度である。
前記冷媒として前記混合冷媒を用いた場合の、前記開閉機構が前記閉状態の期間１回と、前記開閉機構が前記開状態の期間１回と、で構成される周期を第一周期とする。
前記冷媒としてＲ４０４Ａを用いた場合の、前記開閉機構が前記閉状態の期間１回と、前記開閉機構が前記開状態の期間１回と、で構成される周期を第二周期とする。
前記制御部は、前記第一周期が前記第二周期に比べて短くなるように前記開閉機構を動作させる。

実施形態の冷凍装置を示す概略構成図。 実施形態の冷凍装置のコンプレッサの要部の断面図。 Ｒ４４８Ａを用いた実施形態の冷凍装置を運転したときの温度及び電子膨張弁の開度の変化を表す図。 Ｒ４０４Ａを用いた実施形態の冷凍装置を運転したときの温度及び電子膨張弁の開度の変化を表す図。

以下、実施形態の冷凍機及び冷凍装置を、図面を参照して説明する。

図１に示すように、本冷凍装置１は、本実施形態の冷凍機２と、冷凍機２の後述する主配管２２に接続された蒸発器１１及び膨張弁（絞り装置）１２と、冷凍機２、蒸発器１１、及び膨張弁１２内等に充填された冷媒Ｒと、を備える。
この例では、冷凍機２は不図示の店舗内でショーケース１０に接続されている。ショーケース１０は、前述の蒸発器１１及び膨張弁１２と、蒸発器１１及び膨張弁１２を順次接続する接続配管１３とを有している。
蒸発器１１としては、例えばフィンチューブ型熱交換器等を用いることができる。
また、膨張弁１２は電子膨張弁（ＰＭＶ：Ｐｕｌｓｅ Ｍｏｔｏｒ Ｖａｌｖｅ）や自動式膨張弁が用いられる。
なお、本実施形態では絞り装置として自動式膨張弁を用いた場合について述べる。

膨張弁１２は、接続配管１３内を冷媒Ｒが流れる開状態と、接続配管１３内を冷媒が流れない閉状態とに切替えることができる。また、膨張弁１２は、開状態と閉状態との間で開度を調節することで、接続配管１３内を流れる冷媒Ｒの流量を調節することができる。
蒸発器１１は、接続配管１３における膨張弁１２よりも後述する主配管２２の第一の端部２２ａに近い位置に設けられている。蒸発器１１に対向する位置には、蒸発器１１に空気を送るための送風機が配置されていてもよい。

本冷凍機２は、コンプレッサ（圧縮機）２０と、凝縮器２１と、コンプレッサ２０及び凝縮器２１を順次接続する主配管２２と、主配管２２に接続されたバイパス配管２３と、バイパス配管２３に設けられた電子膨張弁（開閉機構）２４と、コンプレッサ２０から吐出される冷媒Ｒの温度を測定する温度センサ（温度測定部）２５と、コンプレッサ２０、電子膨張弁２４等を制御する制御部２６と、を備えている。
主配管２２は、第一の端部２２ａと第二の端部２２ｂとを有する。主配管２２は、第一の端部２２ａ、コンプレッサ２０、凝縮器２１、及び第二の端部２２ｂを順次連通して接続する。

この例では、コンプレッサ２０は、図２に示すように、ロータリ式の圧縮機構部２０ａを有している。すなわち、モータ２０ｃ（図１参照）を駆動することで、ケース２９内に設けられた一対のシリンダ３０内で円筒状のローラ３１がそれぞれ回転する。ローラ３１は、回転軸３１ａのクランク部の偏心回転に追従し摺動回転可能に配置されている。ローラ３１は、図に示す位置から、例えば位置Ｐ１まで回転して移動する。一対のシリンダ３０の間は、仕切り板３２で仕切られている。バイパス配管２３は、仕切り板３２内を通ってシリンダ３０内と接続される。バイパス配管２３内に供給された冷媒Ｒは、貫通孔２３ａを通して各シリンダ３０内に供給される。
本実施形態では、コンプレッサ２０はいわゆるツインロータリコンプレッサとしているが、コンプレッサの種類はこれに限定されない。コンプレッサは、１つのローラを有するロータリコンプレッサでもよいし、レシプロ式、スクロール式等でもよい。

温度センサ２５としては、例えば接触式や非接触式等のセンサが用いられる。本実施形態では、温度センサ２５は、図１に示すようにコンプレッサ２０から冷媒Ｒが吐出する吐出口２０ｂに取付けられている。温度センサ２５は、コンプレッサ２０から吐出される冷媒Ｒの温度、より詳しくは、吐出される冷媒Ｒが通る吐出口２０ｂの温度を測定する。
コンプレッサ２０における主配管２２の第一の端部２２ａに近い位置には、比較的小型の気液分離器であるサクションカップ３５が設けられている。

凝縮器２１としては、蒸発器１１と同様に構成された凝縮器を用いることができる。凝縮器２１に対向する位置には、凝縮器２１に空気を送るための送風機３４が配置されている。
主配管２２の第一の端部２２ａ、第二の端部２２ｂには、ショーケース１０の接続配管１３に接続したり分離したりするためのパックドバルブ等である接続部２２ｃ、２２ｄが設けられている。
主配管２２における凝縮器２１よりも第二の端部２２ｂに近い部分には、冷媒Ｒを一時的に蓄えるためのレシーバータンク３６が設けられている。
バイパス配管２３は、主配管２２におけるレシーバータンク３６（凝縮器２１）と第二の端部２２ｂとの間の部分と、コンプレッサ２０のシリンダ３０内と、を接続する。

電子膨張弁２４は、バイパス配管２３内を冷媒Ｒが流れる開状態とバイパス配管２３内を冷媒Ｒが流れない閉状態とに切替える。電子膨張弁２４は開状態において冷媒Ｒの流れを絞る。電子膨張弁２４を開状態にすると、バイパス配管２３を通して冷媒Ｒがシリンダ３０内に流れる。この冷媒Ｒによりコンプレッサ２０が冷却されるインジェクション動作が行われる。電子膨張弁２４は、バイパス配管２３を開状態と閉状態とに切替えるバイパス弁である。
バイパス配管２３における電子膨張弁２４よりもレシーバータンク３６に近い位置には、レシーバータンク３６に近い順に、冷媒Ｒ中の異物を除去するためのストレーナ３８、コンプレッサ２０を緊急的に停止するための高圧スイッチ３９が設けられている。
バイパス配管２３内の冷媒Ｒの圧力が予め定められた閾値よりも大きくなると、高圧スイッチ３９は信号を制御部２６に送信する。制御部２６は、この信号に基づいて、コンプレッサ２０の運転を停止する。

主配管２２における第一の端部２２ａとコンプレッサ２０との間の部分には、第一の端部２２ａに近い順にストレーナ４１、圧力センサ４２、逆止弁４３が設けられている。
圧力センサ４２は、主配管２２内における冷媒Ｒの圧力の測定結果を制御部２６に送信する。なお、制御部２６は、圧力センサ４２から送信された信号に基づいて、コンプレッサ２０の運転を停止してもよい。
逆止弁４３は、主配管２２において第一の端部２２ａから第二の端部２２ｂへ向かう冷媒Ｒの流れを許容するが、第二の端部２２ｂから第一の端部２２ａへ向かう冷媒Ｒの流れを規制する。

主配管２２における逆止弁４３とサクションカップ３５との間の部分と、コンプレッサ２０と凝縮器２１との間の部分とを接続するように、第二のバイパス配管４５が設けられている。第二のバイパス配管４５には、電磁弁４６が取付けられている。電磁弁４６は、第二のバイパス配管４５内を冷媒Ｒが流れる開状態と第二のバイパス配管４５内を冷媒Ｒが流れない閉状態とに切替える。
電子膨張弁２４、モータ２０ｃ、温度センサ２５、送風機３４、高圧スイッチ３９、圧力センサ４２、電磁弁４６は、制御部２６にそれぞれ接続されている。
温度センサ２５が測定したコンプレッサ２０から吐出される冷媒Ｒの温度、及び、圧力センサ４２が測定した主配管２２内における冷媒Ｒの圧力は、所定の間隔ごとに制御部２６に送信される。

制御部２６は、図示はしないが、演算回路、メモリー等から構成されており、例えば、制御プログラムに基づいた制御を行う。制御部２６のメモリーには、電子膨張弁２４の制御に用いる、例えば約８０℃である第一の温度、約７０℃である第二の温度等が記憶されている。
制御部２６の演算回路は、冷媒Ｒの温度及び圧力の測定結果に基づいて、膨張弁１２、電子膨張弁２４、コンプレッサ２０のモータ２０ｃ、温度センサ２５、送風機３４、高圧スイッチ３９、圧力センサ４２、電磁弁４６を制御する。第一、第二の温度に基づいて、電子膨張弁２４の開状態／閉状態を切り替える。
主配管２２が接続部２２ｃ、２２ｄにより接続配管１３を介して蒸発器１１及び膨張弁１２に接続されることで、冷凍サイクル回路３を構成する。

本実施形態の冷媒Ｒとしては、ＨＦＣ−３２と、ＨＦＣ−１２５と、ＨＦＣ−１３４ａと、ＨＦＯ−１２３４ｙｆと、を含む混合冷媒（ＨＦＣ−３２等を含む混合冷媒）が用いられる。
混合冷媒の１つとして、２６重量％のＨＦＣ−３２と、２６重量％のＨＦＣ−１２５と、２１重量％のＨＦＣ−１３４ａと、２０重量％のＨＦＯ−１２３４ｙｆと、７重量％のＨＦＯ−１２３４ｚｅと、を含むＲ４４８Ａが用いられる。
ＨＦＣ−３２は、化学名がジフルオロメタンで、化学式がＣＨ_２Ｆ_２である。ＨＦＣ−１２５は、化学名がペンタフルオロエタンで、化学式がＣＨＦ_２ＣＦ_３である。ＨＦＣ−１３４ａは、化学名が１，１，１，２−テトラフルオロエタンで、化学式がＣ_２Ｈ_２Ｆ_４である。ＨＦＯ−１２３４ｙｆは、化学名が２，３，３，３−テトラフルオロ−１−プロペンで、化学式がＣＦ_３ＣＦ＝ＣＨ_２である。そして、ＨＦＯ−１２３４ｚｅは、化学名が（Ｅ）−１，３，３，３−テトラフルオロプロパ−１−エン（トランス−１，３，３，３−テトラフルオロプロペン）である。ＨＦＯ−１２３４ｚｅの化学式はｔｒａｎｓ−ＣＦ_３ＣＨ＝ＣＨＦ、Ｃ_３Ｈ_２Ｆ_４であり、ＧＷＰは７である。

混合冷媒の他の１つとして、２４重量％のＨＦＣ−３２と、２５重量％のＨＦＣ−１２５と、２６重量％のＨＦＣ−１３４ａと、２５重量％のＨＦＯ−１２３４ｙｆと、を含むＲ４４９Ａが用いられる。
なお、本冷凍装置１内に充填されるＲ４０４Ａは、４４重量％のＨＦＣ−１２５と、４重量％のＨＦＣ−１３４ａと、５２重量％のＨＦＣ−１４３ａとを含む。
冷媒Ｒは、コンプレッサ２０、凝縮器２１、主配管２２、蒸発器１１、膨張弁１２、及び接続配管１３内等に充填される。

次に、以上のように構成された本実施形態の冷凍機２及び冷凍装置１の作用について説明する。
作業者は、店舗内でショーケース１０の接続配管１３に、冷媒Ｒが充填されていない冷凍機２の主配管２２の接続部２２ｃ、２２ｄを接続する。このとき、電子膨張弁２４及び電磁弁４６は閉状態になっている。膨張弁１２も閉状態になっている。
冷凍装置１の主配管２２に図示しない真空ポンプを接続し、主配管２２及び接続配管１３内等を真空引きする。
真空引きが完了した後に、真空ポンプの接続を解除し、主配管２２内及び接続配管１３内等に、例えばＲ４４８Ａである冷媒Ｒを充填する。電磁弁４６を開状態にして、冷凍サイクル回路３の凝縮器２１と蒸発器１１との圧力を等しくしておく。
以上の工程で、ショーケース１０の蒸発器１１、膨張弁１２、及び接続配管１３と、冷凍機２とで冷凍装置１が構成される。

作業者が冷凍装置１を起動すると、制御部２６はコンプレッサ２０を駆動する。サクションカップ３５を通った冷媒Ｒは、コンプレッサ２０のシリンダ３０内に吸込まれる。送風機３４を駆動して、凝縮器２１に空気を送る。温度センサ２５が測定したコンプレッサ２０から吐出される冷媒Ｒの温度、及び、圧力センサ４２が測定した主配管２２内における冷媒Ｒの圧力は、所定の間隔ごとに制御部２６に送信される。
冷凍サイクル回路３の凝縮器２１と蒸発器１１との圧力が等しいことで、コンプレッサ２０の駆動開始が容易になる。制御部２６はコンプレッサ２０の駆動開始から一定時間が経過したら、電磁弁４６を閉状態にする。

シリンダ３０内でローラ３１が回転することで圧縮され、高温かつ高圧になった冷媒Ｒは、コンプレッサ２０の吐出口２０ｂから吐出される。このときの、吐出口２０ｂの温度の時間に対する変化を、図３中に線Ｌ１で示す。凝縮器２１における冷媒Ｒの入口と出口との中間の位置での、冷媒Ｒの温度の時間に対する変化を、線Ｌ２で示す。蒸発器１１における冷媒Ｒの入口と出口との中間の位置での、冷媒Ｒの温度の時間に対する変化を、線Ｌ３で示す。電子膨張弁２４の開状態／閉状態を、線Ｌ４で示す。
温度を表す線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、左側の縦軸を用いる。電子膨張弁２４の開度を表す線Ｌ４は、右側の縦軸を用いる。
電子膨張弁２４は閉状態、又は開度が一定の開状態のいずれかに切替えて制御した。なお、電子膨張弁２４は開度が徐々に変化したり、開度が段階的に変化したりするように制御してもよい。
図３では、冷凍装置１の運転が安定したときの、３０分間の温度の変化、及び電子膨張弁２４の開度の変化を示した。

シリンダ３０内には、回転軸３１ａに設けられた潤滑油経路から一定量のオイルが供給される。コンプレッサ２０から吐出された冷媒Ｒは、主配管２２を通して凝縮器２１内を流れる。このとき冷媒Ｒは、送風機３４により冷却される。
凝縮器２１内から流れ出た冷媒Ｒは、レシーバータンク３６を通った後で、膨張弁１２を通って急激に膨張する。膨張弁１２を通った冷媒Ｒは、圧力が低下するとともに、気化熱を奪いながら等エンタルピー変化により温度が低下する。
膨張弁１２を通った冷媒Ｒは、蒸発器１１内を流れ、送風機から送られた空気により加熱されて蒸発する。
一方で、送風機から送られた空気が熱を奪われることで、ショーケース１０が冷却される。

蒸発器１１内から出た冷媒Ｒは、接続配管１３内、主配管２２内を順次流れる。冷媒Ｒは、サクションカップ３５を通り、コンプレッサ２０のシリンダ３０内に吸込まれる。膨張弁１２の開度を調節することで、冷凍装置１内を流れる冷媒Ｒの流量が調節される。
このとき電子膨張弁２４が閉状態でありインジェクション動作が行われないため、シリンダ３０内のオイルがシリンダ３０内から外部に洗い流されにくい。
時間の経過とともに、コンプレッサ２０から吐出される冷媒Ｒの温度が高くなる。温度センサ２５の測定結果が例えば約８０℃である第一の温度ｔ１になったときに、制御部２６は電子膨張弁２４を開状態にする。具体的には、図３に示すように時間の経過とともに、線Ｌ１で示される吐出口２０ｂの冷媒Ｒの温度が高くなる。制御部２６は、吐出される冷媒Ｒの温度が第一の温度ｔ１になった時刻Ｔ１において、電子膨張弁２４を閉状態から開状態にする。

これにより、バイパス配管２３を通してコンプレッサ２０のシリンダ３０内に冷媒Ｒが流れ込み、冷媒Ｒの気化熱によりコンプレッサ２０が冷却される。インジェクション動作により流れ込んだ冷媒Ｒによって、シリンダ３０内のオイルの一部が洗い流される。
時間の経過とともに、吐出口２０ｂの冷媒Ｒの温度が低くなる。温度センサ２５の測定結果が例えば７０℃である第二の温度ｔ２になったときに、制御部２６は電子膨張弁２４を閉状態にする。第二の温度ｔ２は、第一の温度ｔ１よりも低い。
インジェクション動作が行われなくなることで、シリンダ３０内のオイルが洗い流されにくくなる。

インジェクション動作が行われないことで、時間の経過とともに、コンプレッサ２０から吐出される冷媒Ｒの温度が高くなる。このように、電子膨張弁２４が閉状態の期間１回と、開状態の期間１回とで構成される周期ΔＴ１が繰り返される。
このように、冷凍装置１では、冷媒Ｒが断続的に流し続けられる。

なお、他の実施形態の冷凍装置として、冷凍装置１の冷媒ＲにＲ４４８Ａに代えてＲ４０４Ａを用いた冷凍装置を運転した結果を図４に示す。なお、このときの、吐出口２０ｂの温度の変化を、図４中に線Ｌ１１で示す。凝縮器２１の冷媒Ｒの温度の変化を、線Ｌ１２で示す。蒸発器１１の冷媒Ｒの温度の時間を、線Ｌ１３で示す。電子膨張弁２４の開状態／閉状態を、線Ｌ１４で示す。図４においても図３と同様に、３０分間の温度の変化、及び電子膨張弁２４の開度の変化を示した。
冷媒ＲとしてＲ４４８Ａを用いたときと、冷媒ＲとしてＲ４０４Ａを用いたときとで、第一の温度ｔ１及び第二の温度ｔ２はそれぞれ同一の温度である。すなわち、冷媒ＲとしてＲ４４８Ａを用いたときの第一の温度ｔ１と、冷媒ＲとしてＲ４０４Ａを用いたときの第一の温度ｔ１とは等しい。同様に、冷媒ＲとしてＲ４４８Ａを用いたときの第二の温度ｔ２と、冷媒ＲとしてＲ４０４Ａを用いたときの第二の温度ｔ２とは等しい。

冷媒ＲとしてＲ４０４Ａを用いたときには、電子膨張弁２４が閉状態の期間１回と、開状態の期間１回とで構成される周期ΔＴ２が繰り返される。このように、冷媒ＲとしてＲ４０４Ａを用いた冷凍装置でも、電子膨張弁２４が断続的に開閉し、冷媒Ｒが断続的に流し続けられる。
Ｒ４０４Ａは、Ｒ４４８Ａに比べてコンプレッサ２０から吐出される冷媒の温度が低くなる傾向にあるため、周期ΔＴ２は周期ΔＴ１に比べて長い。言い替えれば、冷媒ＲとしてＲ４０４Ａを用いたときに比べてＲ４４８Ａを用いたときの方が、電子膨張弁２４が開閉される頻度が多い。

以上説明したように、本実施形態の冷凍機２及び冷凍装置１によれば、冷媒ＲとしてＲ４４８Ａを用い、電子膨張弁２４の開状態／閉状態を切替える。電子膨張弁２４が開状態のときにはインジェクション動作によりコンプレッサ２０が冷却され、電子膨張弁２４が閉状態のときにはシリンダ３０内のオイルが洗い流されにくい。したがって、コンプレッサ２０から吐出される冷媒Ｒの温度を低くしつつ、コンプレッサ２０からオイルが洗い流されるのを抑えることができる。

Ｒ４４８ＡはＲ４０４Ａに比べてコンプレッサ２０から吐出される冷媒Ｒの温度が高くなる（冷媒Ｒの熱輸送量が多くなる）傾向にあるため、Ｒ４４８Ａを用いる場合にはインジェクション動作に用いる冷媒Ｒの量を増加させる必要がある。このため、冷媒ＲとしてＲ４０４Ａを用いたときに比べて冷媒ＲとしてＲ４４８Ａを用いたときには、電子膨張弁２４の開状態／閉状態を切替える第一の温度ｔ１及び第二の温度ｔ２をそれぞれ低くすることが好ましいとも思われる。
しかし、本実施形態では、冷媒ＲとしてＲ４４８Ａを用いたときと冷媒ＲとしてＲ４０４Ａを用いたときとで、第一の温度ｔ１及び第二の温度ｔ２はそれぞれ一定の温度である。冷媒ＲとしてＲ４０４Ａを用いた場合に比べて、本実施形態の冷媒ＲとしてＲ４４８Ａを用いる場合における電子膨張弁２４を開閉する周期が短い。すなわち、電子膨張弁２４が開閉される頻度が多い。

冷媒ＲとしてＲ４４８Ａを用いることで、電子膨張弁２４が開状態でインジェクション動作によりシリンダ３０内のオイルが洗い流される期間が、冷媒ＲとしてＲ４０４Ａを用いるときに比べて１回の周期ΔＴ１において短い。これにより、１回の周期ΔＴ１においてインジェクション動作に用いる冷媒Ｒの量が少なくなってオイルが洗い流されにくくなり、シリンダ３０とローラ３１との摩耗を低減させることができる。したがって、冷媒温度の上がりやすいＲ４４８Ａを使用した場合であっても、冷凍装置１の信頼性を高めることができる。

なお、前記実施形態では、冷媒ＲとしてＲ４４８Ａを用いた場合で説明したが、冷凍装置１に用いられる冷媒ＲはＲ４４８Ａに限られない。冷凍装置１に用いられる冷媒Ｒは、Ｒ４４９Ａでもよいし、ＨＦＣ−３２等を含む混合冷媒でもよい。
開閉機構は、電子膨張弁２４であるとした。しかし、開閉機構は、バイパス配管２３内を冷媒Ｒが流れる開状態とバイパス配管２３内を冷媒Ｒが流れない閉状態とに切替える２方弁と、この２方弁に直列に接続されたキャピラリーチューブとで構成されてもよい。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、電子膨張弁２４及び制御部２６を持つことにより、コンプレッサ２０から吐出される冷媒Ｒの温度を低くしつつ、コンプレッサ２０からオイルが洗い流されるのを抑えることができる。

上述した実施形態では、膨張弁１２として自動式膨張電を用いた場合について述べているが、電子膨張弁を用いてもよく、この場合、冷凍機２に設けられる制御部２６によって電子膨張弁の動作制御をおこなってよい。また、冷凍機２と店舗内のショーケース１０を含む冷凍装置１全体を一括制御する中央制御器等を別途設けて、システム全体の制御を行ってもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。
これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

Claims (4)

1. 圧縮機と、
   凝縮器と、
   第一の端部と第二の端部とを有し、前記第一の端部、前記圧縮機、前記凝縮器、及び前記第二の端部を順次接続し、冷媒を流通させる主配管と、
   前記主配管における前記凝縮器と前記第二の端部との間の部分と前記圧縮機とを接続するバイパス配管と、
   前記バイパス配管に設けられ、前記バイパス配管内を前記冷媒が流れる開状態と前記バイパス配管内を前記冷媒が流れない閉状態とに切替えるとともに、前記開状態では前記冷媒を絞る開閉機構と、
   前記圧縮機から吐出される前記冷媒の温度を測定する温度測定部と、
   前記開閉機構を制御する制御部と、
   を備え、
   前記主配管が蒸発器及び絞り装置に接続されることで冷凍サイクル回路を構成し、
   前記冷媒は、少なくともＲ４０４Ａ又は、ＨＦＣ−３２とＨＦＣ−１２５とＨＦＣ−１３４ａとＨＦＯ−１２３４ｙｆと、を含む混合冷媒を使用可能であり、
   前記冷媒に、ＨＦＣ−３２とＨＦＣ−１２５とＨＦＣ−１３４ａとＨＦＯ−１２３４ｙｆを含む混合冷媒を用いた場合に、
   前記制御部は、前記温度測定部の測定結果が第一の温度になったときに前記開閉機構を前記開状態にし、前記測定結果が前記第一の温度よりも低い第二の温度になったときに前記開閉機構を前記閉状態にし、
   前記冷媒としてＲ４０４Ａを用いた場合に、前記制御部は、前記温度測定部の測定結果が前記第一の温度になったときに前記開閉機構を前記開状態にし、前記測定結果が前記第一の温度よりも低い前記第二の温度になったときに前記開閉機構を前記閉状態にし、
   前記冷媒として前記混合冷媒を用いたときと、前記冷媒としてＲ４０４Ａを用いたときとで、前記第一の温度及び前記第二の温度はそれぞれ同一の温度であり、
   前記冷媒として前記混合冷媒を用いた場合の、前記開閉機構が前記閉状態の期間１回と、前記開閉機構が前記開状態の期間１回と、で構成される周期を第一周期とし、
   前記冷媒としてＲ４０４Ａを用いた場合の、前記開閉機構が前記閉状態の期間１回と、前記開閉機構が前記開状態の期間１回と、で構成される周期を第二周期としたときに、
   前記制御部は、前記第一周期が前記第二周期に比べて短くなるように前記開閉機構を動作させる冷凍機。
2. 前記混合冷媒は、２６重量％の前記ＨＦＣ−３２と、２６重量％の前記ＨＦＣ−１２５と、２１重量％の前記ＨＦＣ−１３４ａと、２０重量％の前記ＨＦＯ−１２３４ｙｆと、７重量％のＨＦＯ−１２３４ｚｅと、を含む請求項１に記載の冷凍機。
3. 前記混合冷媒は、２４重量％の前記ＨＦＣ−３２と、２５重量％の前記ＨＦＣ−１２５と、２６重量％の前記ＨＦＣ−１３４ａと、２５重量％の前記ＨＦＯ−１２３４ｙｆと、を含む請求項１に記載の冷凍機。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の冷凍機と、
   前記主配管に接続された前記蒸発器及び前記絞り装置と、
   前記圧縮機、前記凝縮器、前記主配管、前記蒸発器、及び前記絞り装置内に充填された前記冷媒と、
   を備える冷凍装置。

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