JPH07218054A - インジェクション式冷凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インジェクション式冷凍装置に長い配管を追
加することなく、高い効率で除霜を行う。 【構成】 気液分離器５のガス冷媒を冷媒圧縮機２の冷
媒吸入側へ導く第１バイパス配管９の冷媒圧縮機２側に
は、冷媒圧縮機２の冷媒吐出側と連通する第２バイパス
配管１０が接続して設けられる。除霜運転時は、２つの
配管９、１０の分岐部Ｂよりも冷媒圧縮機２側の第１バ
イパス配管９に設けられた第１電磁弁１１および高圧側
電磁弁１５が閉じ、第２バイパス配管１０の第２電磁弁
１２が開かれ、第２、第１バイパス配管１０、９を通っ
て高温冷媒が気液分離器５に導かれる。除霜運転時は第
２減圧装置６を迂回する迂回電磁弁１８が開かれ、気液
分離器５の高温冷媒が冷媒蒸発器７に導かれ、冷媒蒸発
器７に付着した霜を溶かす。冷媒は第１、第２減圧装置
４、６を通過しないため、除霜効率が高い。また、第１
バイパス配管９を用いて高温の冷媒を気液分離器５へ導
くため、長い配管を追加しなくて済む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、気液分離器内のガス冷
媒を、冷媒蒸発器を迂回させて直接冷媒圧縮機に吸引さ
せ、液冷媒のみを冷媒蒸発器に導く冷凍サイクルを用い
たインジェクション式冷凍装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術のインジェクション式冷凍装置
として、例えば特開平３−１０２１４０号公報に開示さ
れる技術が知られている。この技術の冷凍サイクルは、
冷媒圧縮機、冷媒凝縮器、第１減圧装置、気液分離器、
第２減圧装置および冷媒蒸発器を順次接続するととも
に、気液分離器のガス冷媒側と冷媒圧縮機の吸入側とを
接続し、第２減圧装置および冷媒蒸発器を迂回するバイ
パス配管を備える。そして、このバイパス配管に、バイ
パス配管の開閉を行う開閉手段を設けるとともに、開閉
手段を間欠的に開閉制御する制御装置を設けたものであ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】通常の冷凍サイクル
（冷媒凝縮器から冷媒蒸発器までの間に１つの減圧装置
を有するインジェクション式でない冷凍サイクル）は、
除霜運転時、通常では減圧装置をバイパスさせて除霜を
行っている。しかるに、上記に示す構成を有するインジ
ェクション式冷凍装置の冷凍サイクルは、冷媒蒸発器の
除霜を行う場合に、冷媒蒸発器の直前の第２減圧装置を
バイパスさせても、第１減圧装置を通過することによっ
て冷媒の温度が低下するため、除霜に必要な熱量が少な
く、除霜時間が長くかかる不具合があった。

【０００４】また、冷媒凝縮器の冷媒上流から冷媒蒸発
器の冷媒上流までホットガス状態の冷媒を導くホットガ
ス配管を設置する技術では、追加するホットガス配管が
長くなるため、インジェクション式冷凍サイクルの配管
が複雑になり、組付けも複雑となってしまう不具合を有
していた。

【０００５】

【発明の目的】本発明は、上記の事情に鑑みてなされた
もので、その目的は、長い配管を追加することなく、高
い効率で除霜を行うことのできるインジェクション式冷
凍装置の提供にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のインジェクショ
ン式冷凍装置は、次の技術的手段を採用した。インジェ
クション式冷凍装置は、冷媒圧縮機、冷媒凝縮器、第１
減圧装置、気液分離器、第２減圧装置および冷媒蒸発器
を順次接続するとともに、前記気液分離器のガス冷媒側
と前記冷媒圧縮機の冷媒吸入側とを接続し、前記第２減
圧装置および前記冷媒蒸発器を迂回する第１バイパス配
管とを備えた冷凍サイクルと、前記第１バイパス配管に
設けられ、この第１バイパス配管の開閉を行う第１開閉
手段と、この第１開閉手段を開閉制御する制御装置とを
備える。そして、前記第１バイパス配管は、前記冷媒圧
縮機側において前記冷媒圧縮機の冷媒吐出側とを連通す
る第２バイパス配管を備える。前記第１開閉手段は、前
記第１バイパス配管と前記第２バイパス配管との分岐部
よりも前記冷媒圧縮機側の前記第１バイパス配管の開閉
が可能に設けられる。前記第２バイパス配管は、この第
２バイパス配管の開閉が可能な第２開閉手段を備える。
前記第２減圧装置は、電気的作動によって冷媒の減圧を
行うことなく供給された冷媒を前記冷媒蒸発器へ流す減
圧バイパス手段を備える。前記制御装置は、前記冷媒蒸
発器の除霜運転時に、前記第１開閉手段を閉じ、前記第
２開閉手段を開き、前記減圧バイパス手段を操作して前
記第２減圧装置が冷媒の減圧を行うことなく供給された
冷媒を前記冷媒蒸発器へ流させる除霜運転手段を備え
る。

【０００７】

【発明の作用】通常運転時は、第２開閉手段が第２バイ
パス配管を常に閉じ、第１開閉手段を開閉させ、冷媒蒸
発器に流入する冷媒は第２減圧装置で減圧されて冷媒蒸
発器に導かれる。この第１開閉手段が開かれると、冷媒
圧縮機が気液分離器内のガス冷媒を第１バイパス配管を
介して吸引し、圧縮して冷媒凝縮器に送る。冷媒凝縮器
に送られた高温高圧のガス冷媒は、凝縮器で凝縮され、
第１減圧装置を通過して低温となり、気液分離器で液冷
媒が蓄えられる。一方、第１開閉手段が閉じられると、
気液分離器内に蓄えられた液冷媒が第２減圧装置でさら
に減圧されて低温となり冷媒蒸発器で蒸発する。冷媒蒸
発器で蒸発した冷媒は、冷媒圧縮機が吸引し、圧縮して
冷媒凝縮器に送られる。

【０００８】除霜運転時は、除霜運転手段の作動によ
り、第２開閉手段が第２バイパス配管を開き、第１開閉
手段を閉じて第１バイパス配管と第２バイパス配管との
分岐部よりも冷媒圧縮機側の第１バイパス配管を閉じ、
減圧バイパス手段によって冷媒蒸発器に流入する冷媒を
減圧することなく冷媒蒸発器に導く。すると、冷媒圧縮
機の吐出した高温の冷媒は、第２バイパス配管、および
第１バイパス配管と第２バイパス配管との分岐部よりも
気液分離器側の第１バイパス配管を通り、気液分離器に
流入する。気液分離器に流入した高温の冷媒は、減圧バ
イパス手段によって第２減圧装置で減圧されることなく
冷媒蒸発器に導かれる。このため、冷媒蒸発器には、高
温の冷媒が供給され、冷媒蒸発器に付着した霜が溶け
る。そして、冷媒蒸発器を通過した冷媒は、再び冷媒圧
縮機に吸入される。

【０００９】

【発明の効果】本発明のインジェクション式冷凍装置
は、上記の作用で示したように、除霜運転時に冷媒蒸発
器に流入する冷媒は、冷媒凝縮器や減圧装置を通過しな
いため、高い除霜効率で冷媒蒸発器を除霜することがで
きるとともに、気液分離器と冷媒圧縮機の冷媒吸入側と
を接続する第１バイパス配管を利用して冷媒圧縮機の吐
出した高温の冷媒を気液分離器、冷媒蒸発器へ送るた
め、インジェクション式冷凍装置に長い配管を追加する
ことなく冷媒蒸発器の除霜を実施できる。なお、長い配
管がインジェクション式冷凍装置に追加されないため、
インジェクション式冷凍サイクルの配管の組付けが複雑
化しない。

【００１０】

【実施例】次に、本発明のインジェクション式冷凍装置
を、図に示す一実施例に基づき説明する。 〔実施例の構成〕図１ないし図８は実施例を示すもの
で、図１は冷凍サイクルの冷媒回路図である。インジェ
クション式冷凍装置は、例えば冷蔵装置や冷凍装置に組
み込まれるもので、庫内を冷却する冷凍サイクル１を備
える。冷凍サイクル１は、冷媒圧縮機２、冷媒凝縮器
３、第１減圧装置４、気液分離器５、第２減圧装置６、
および冷媒蒸発器７を冷媒配管８にて、順次接続してい
る。

【００１１】また、冷凍サイクル１には、気液分離器５
のガス冷媒側と冷媒圧縮機２の吸入側とを接続し、気液
分離器５内のガス冷媒を第２減圧装置６と冷媒蒸発器７
を迂回させて冷媒圧縮機２へ直接導く第１バイパス配管
９が設けられている。

【００１２】この第１バイパス配管９の冷媒圧縮機２側
には、第２バイパス配管１０の一端が接続されている。
この第２バイパス配管１０の他端は、冷媒圧縮機２の冷
媒吐出側に接続されている。つまり、第２バイパス配管
１０は、冷媒圧縮機２の吐出した冷媒を第１バイパス配
管９から気液分離器５へ直接導くものである。

【００１３】第１バイパス配管９は、第２バイパス配管
１０との分岐部Ｂよりも冷媒圧縮機２側に、分岐部Ｂよ
りも冷媒圧縮機２側の第１バイパス配管９の開閉を行う
第１電磁弁１１（本発明の第１開閉手段）が設けられて
いる。この第１電磁弁１１は、通電を受けると開弁する
バルブで、後述する制御装置２１によって通電制御され
る。

【００１４】また、第２バイパス配管１０は、この第２
バイパス配管１０の開閉を行う第２電磁弁１２（本発明
の第２開閉手段）を備える。この第２電磁弁１２は、除
霜運転時（冷媒蒸発器７に付着した霜を取り除く運転モ
ード時）に開弁し、通常運転時（冷媒蒸発器７を用いて
庫内を冷却する運転モード時）に閉弁するバルブで、通
電を受けると開弁し、後述する制御装置２１によって通
電制御される。

【００１５】冷媒圧縮機２は、電磁クラッチ１３がONさ
れると、図示しない内燃機関によって回転駆動され、気
液分離器５または冷媒蒸発器７から吸引したガス冷媒を
圧縮し、高温、高圧のガス冷媒として冷媒凝縮器３へ向
けて吐出するものである。

【００１６】冷媒凝縮器３は、冷媒圧縮機２から供給さ
れた高温、高圧のガス冷媒を、電動ファン１４によって
生じる空気流と熱交換して冷却し、液化凝縮させるもの
である。

【００１７】第１減圧装置４は、冷媒凝縮器３で液化さ
れた冷媒を減圧して、気液分離器５内に蓄えられる液冷
媒を安定させるもので、オリフィスやノズル等の固定絞
りによって構成される。なお、冷媒凝縮器３から第１減
圧装置４へ冷媒を導く冷媒配管８には、この冷媒配管８
を開閉する高圧側電磁弁１５が設けられている。この高
圧側電磁弁１５は、第１電磁弁１１が開弁する際に開弁
し、第１電磁弁１１が閉弁する際に閉弁するバルブで、
通電を受けると開弁し、後述する制御装置２１によって
通電制御される。

【００１８】気液分離器５は、第１減圧装置４で減圧さ
れた冷媒を、ガス冷媒と、液冷媒とに分離し、液冷媒を
蓄えるもので、ガス冷媒は第１バイパス配管９によって
直接冷媒圧縮機２の吸入側に戻し、液冷媒は冷媒配管８
によって冷媒蒸発器７側へ送るものである。

【００１９】第２減圧装置６は、気液分離器５の液冷媒
側に接続され、気液分離器５から導かれる液冷媒を断熱
膨張する。この第２減圧装置６には、通常、温度作動式
膨張弁が用いられる。

【００２０】また、第２減圧装置６は、電気的作動によ
って冷媒の減圧を行うことなく供給された冷媒を冷媒蒸
発器７へ流す減圧バイパス手段１６を備える。本実施例
の減圧バイパス手段１６は、第２減圧装置６を迂回させ
る迂回配管１７と、この迂回配管１７を開閉する迂回電
磁弁１８とからなる。この迂回電磁弁１８は、除霜運転
時に開弁し、通常運転時に閉弁するバルブ、つまり第２
バイパス配管１０の第２電磁弁１２が開弁する際に開弁
し、第２電磁弁１２が閉弁する際に閉弁するバルブで、
通電を受けると開弁し、後述する制御装置２１によって
通電制御される。

【００２１】冷媒蒸発器７は、通常運転時に第２減圧装
置６で減圧された低温の冷媒を、電動ファン１９によっ
て生じる空気流から潜熱を奪って蒸発させ、冷媒蒸発器
７を通過した空気を冷却するものである。また、冷媒蒸
発器７は、除霜運転時に迂回電磁弁１８を通過した高温
の冷媒によって冷媒蒸発器７に付着した霜を溶かすもの
である。なお、冷媒蒸発器７の下流には、第１バイパス
配管９を通過した冷媒が、冷媒蒸発器７に逆流するのを
防ぐ逆止弁２０が設けられている。

【００２２】電磁クラッチ１３、２つの電動ファン１
４、１９、および第１、第２電磁弁１１、１２、高圧側
電磁弁１５、迂回電磁弁１８等の電気部品の通電制御
は、制御装置２１によって行われる。制御装置２１は、
例えばマイクロコンピュータを用いたもので、図２に示
すように、運転スイッチ２２、庫内温度設定手段２３の
温度設定状態、庫内温度を検出する庫内温度センサ２
４、気液分離器５内の液量を検出するために、気液分離
器５の上側位置がガス冷媒か液冷媒かの判断を行う上側
液面センサ２５、および気液分離器５の下側位置がガス
冷媒か液冷媒かの判断を行う下側液面センサ２６、冷媒
蒸発器７の着霜状態を検出するために冷媒蒸発器７を通
過して冷媒の温度を検出するエバ出口温度センサ２７を
備え、これらの入力信号に応じて、制御装置２１が上記
各電気部品の通電制御を行うものである。

【００２３】この制御装置２１は、通常運転時、後述す
る表１および図３のタイムチャートに示すように、第２
電磁弁１２および迂回電磁弁１８を常に閉じ、上側液面
センサ２５が液冷媒を検出すると第１電磁弁１１および
高圧側電磁弁１５を閉じ、下側液面センサ２６がガス冷
媒を検出すると第１電磁弁１１および高圧側電磁弁１５
を開く通常運転手段２８を備える。

【００２４】また、制御装置２１は、エバ出口温度セン
サ２７の検出温度が所定温度（例えば０℃）以下に低下
した際に、通常運転から除霜運転に切替え、その後、エ
バ出口温度センサ２７の検出温度が所定温度（例えば５
℃）以上に上昇した際に除霜運転から通常運転に切り換
える除霜運転手段２９を備える。この除霜運転手段２９
は、後述する表１および図３のタイムチャートに示すよ
うに、除霜運転時に、第１電磁弁１１を閉じて分岐部Ｂ
よりも冷媒圧縮機２側の第１バイパス配管９を閉じ、第
２電磁弁１２を開いて第２バイパス配管１０を開き、高
圧側電磁弁１５を閉じ、迂回電磁弁１８を開くものであ
る。

【００２５】

【表１】

【００２６】制御装置２１による通常運転手段２８およ
び除霜運転手段２９による各電磁弁の制御を図４ないし
図６に示すフローチャートを用いて説明する。運転スイ
ッチ２２がONされると（スタート）、エバ出口温度セン
サ２７の検出温度が所定温度（例えば０℃）以下に低下
したか、つまり除霜運転を開始するか否かの判断を行う
（ステップＳ1 ）。この判断結果がNOの場合は、ステッ
プＳ2へ進み、通常運転手段２８の作動を行い、その
後、リターンする。また、判断結果がYES の場合は、ス
テップＳ3 へ進み、除霜運転手段２９の作動を行い、そ
の後、リターンする。

【００２７】この通常運転手段２８の作動は、図５のサ
ブルーチンに示すように、まず、下側液面センサ２６の
検出位置は液冷媒か否かの判断を行う（ステップＳ2
1）。この判断結果がYES の場合は、第２電磁弁１２お
よび迂回電磁弁１８をOFF する（閉じる）とともに、第
１電磁弁１１および高圧側電磁弁１５をOFF する（閉じ
る）（ステップＳ22）。また、ステップＳ21の判断結果
がNOの場合は、気液分離器５内の液量が、液冷媒の補充
時期に達したと判断し、第２電磁弁１２および迂回電磁
弁１８をOFF したまま（閉じたまま）、第１電磁弁１１
および高圧側電磁弁１５をONする（開く）（ステップＳ
23）。続いて、上側液面センサ２５の検出結果が液冷媒
か否かの判断を行う（ステップＳ24）。この判断結果が
NOの場合はステップＳ23へ戻り、YES の場合はステップ
Ｓ22へ進む。

【００２８】一方、除霜運転手段２９の作動は、図６の
サブルーチンに示すように、まず、第１電磁弁１１およ
び高圧側電磁弁１５をOFF する（閉じる）とともに、第
２電磁弁１２および迂回電磁弁１８をONする（開く）
（ステップＳ31）。次に、エバ出口温度センサ２７の検
出温度が所定温度（例えば５℃）以上に上昇したか否か
の判断を行う（ステップＳ32）。この判断結果がNOの場
合はステップＳ31へ戻る。また判断結果がYES の場合
は、第１電磁弁１１および高圧側電磁弁１５をONする
（開く）とともに、第２電磁弁１２および迂回電磁弁１
８をOFF する（閉じる）（ステップＳ33）。

【００２９】〔実施例の作動〕次に、上記実施例の作動
を図３のタイムチャート、図７、図８のモリエル線図を
用いて説明する。なお、図７は通常運転時の冷凍サイク
ル１の作動を示すモリエル線図、図８は除霜運転時の冷
凍サイクル１の作動を示すモリエル線図である。運転ス
イッチ２２がONすると、庫内温度に応じて電磁クラッチ
１３がONするとともに、２つの電動ファン１４、１９が
ONする通常運転が開始される。この時、下側液面センサ
２６が液冷媒を検出している場合、下側液面センサ２６
がガス冷媒を検出するまで、全ての電磁弁をOFF する。
これによって、冷媒圧縮機２の冷媒の吸引力により、気
液分離器５内の液冷媒を第２減圧装置６で減圧した後
（図７の点Ｐ1 〜Ｐ2 参照）に冷媒蒸発器７へ吸引さ
れ、冷媒蒸発器７内で蒸発（図７の点Ｐ2 〜Ｐ3 参照）
して庫内を冷却させた後、冷媒圧縮機２に吸引、圧縮さ
れる（図７の点Ｐ3 〜Ｐ4 参照）。

【００３０】気液分離器５内の液量が低下して下側液面
センサ２６がガスを検出すると、第２電磁弁１２と迂回
電磁弁１８はOFF したまま、第１電磁弁１１と高圧側電
磁弁１５をONする。これによって、冷媒圧縮機２が吐出
し、冷媒凝縮器３で凝縮した冷媒を、第１減圧装置４で
減圧した後（図７の点Ｐ5 〜Ｐ6 参照）に気液分離器５
に供給し、気液分離器５内に液冷媒を蓄えるとともに、
気液分離器５内のガス冷媒を第１バイパス配管９を介し
て冷媒圧縮機２へ直接供給する（図７の点Ｐ6〜Ｐ7 参
照）。

【００３１】そして、気液分離器５内の液面が上昇し、
上側液面センサ２５が液冷媒を検出すると、再び全ての
電磁弁をOFF し、上記サイクルを繰り返して、庫内を冷
却する。

【００３２】通常運転中にエバ出口温度センサ２７の検
出温度が所定温度（例えば０℃）に低下すると、第２電
磁弁１２と迂回電磁弁１８をONし、第１電磁弁１１と高
圧側電磁弁１５をOFF する除霜運転が開始される。する
と、冷媒圧縮機２の吐出した高温の冷媒（図８の点Ｐ10
参照）は、第２バイパス配管１０、分岐部Ｂよりも気液
分離器５側の第１バイパス配管９を通り、気液分離器５
に供給される。気液分離器５に供給された高温の冷媒
は、第２減圧装置６を通ることなく迂回配管１７、迂回
電磁弁１８を通って冷媒蒸発器７に供給され、冷媒蒸発
器７を通過する際（点Ｐ11〜12参照）に冷媒蒸発器７に
付着した霜を溶かす。そして、冷媒蒸発器７を通過した
冷媒は再び冷媒圧縮機２に吸引、圧縮され（点Ｐ12〜10
参照）、上記サイクルを繰り返して冷媒蒸発器７の除霜
を行う。

【００３３】そして、エバ出口温度センサ２７の検出温
度が所定温度（例えば５℃）に上昇すると、第２電磁弁
１２と迂回電磁弁１８をOFF するとともに、上述した通
常運転に示したように、第１電磁弁１１と高圧側電磁弁
１５を上側液面センサ２５および下側液面センサ２６の
検出状態に基づいてON-OFF制御し、庫内を冷却する。

【００３４】〔実施例の効果〕本実施例のインジェクシ
ョン式冷凍装置は、除霜運転時に冷媒蒸発器７に流入す
る冷媒は、冷媒凝縮器３、第１減圧装置４、第２減圧装
置６を通過しないため、高温の冷媒が冷媒蒸発器７に供
給されて、高い除霜効率で冷媒蒸発器７を除霜すること
ができる。また、除霜運転を行う際、気液分離器５と冷
媒圧縮機２とを接続する第１バイパス配管９を利用して
高温の冷媒を気液分離器５に導き、冷媒蒸発器７の除霜
を行うため、インジェクション式冷凍装置に長い配管を
追加することなく冷媒蒸発器７の除霜を実施できる。な
お、高い除霜効率で除霜を行うために、本発明では長い
配管を追加する必要がなく、冷媒の通る配管の組付けが
複雑化しない。

【００３５】〔第２実施例〕図９ないし図１２は第２実
施例を示すもので、図９は制御装置２１のブロック図を
示す。本実施例の制御装置２１は、冷凍サイクル１（冷
凍サイクル１の各符号は、図１参照）内に充填された冷
媒の充填量を検出する冷媒量検出手段４１を備え、この
冷媒量検出手段４１の検出する冷媒の充填量が所定値よ
りも低下すると、視覚表示装置や聴覚表示装置などの表
示手段４２によって、使用者に冷媒不足を知らせるもの
である。

【００３６】冷媒量検出手段４１は、冷凍サイクル１の
通常運転時、下側液面センサ２６の検出状態が液冷媒か
らガス冷媒に変化してから、上側液面センサ２５の検出
状態がガス冷媒から液冷媒に変化するまでの補給時間Ｔ
0 （図１０参照）をカウントし、その補給時間Ｔ0 が予
め定められた所定時間Ｔｚ（気液分離器５の容量や、冷
凍サイクル１の構成機器等に応じて設定される時間）よ
り長くなると、冷媒不足と判断し、表示手段４２を作動
させて使用者に冷媒不足を知らせるものである。

【００３７】次に、所定時間Ｔｚの設定例を説明する。
なお、この例は、気液分離器５の容量が５００ｃｃのも
のである。図１１の上側のグラフ（冷媒充填量と補給時
間Ｔ0 との関係を示すグラフ）に示すように、冷凍サイ
クル１における冷媒の充填量の減少に応じて、補給時間
Ｔ0 が上昇する。一方、図１１の下側のグラフ（冷媒充
填量と冷凍能力との関係を示すグラフ）に示すように、
冷凍サイクル１における冷媒の充填量が所定量（図１１
では１．８ｋｇ）より減少すると、冷凍サイクル１の冷
凍能力が急激に低下する。そこで、所定時間Ｔｚを６秒
に設定し、補給時間Ｔ0 が６秒より長くなると、制御装
置２１の冷媒量検出手段４１が表示装置を作動させて
「冷媒を補給して冷媒不足による冷凍能力の低下を回避
させる」旨の表示を行わせる。

【００３８】あるいは、図１１の上側のグラフに示すよ
うに、冷凍サイクル１における冷媒の充填量が所定量
（図１１ではＲ1 ）より減少すると、冷媒不足により上
側液面センサ２５に液面が到達しなくなる。つまり、図
１１のグラフでは、補給時間がＴ1 （８秒よりも短い）
よりも長くかかる場合は、液面が冷媒不足により上側液
面センサ２５に到達しない。そこで、所定時間Ｔｚを８
秒に設定し、補給時間Ｔ0 が８秒より長くかかる場合
は、制御装置２１の冷媒量検出手段４１が表示装置を作
動させて「冷媒を補給して冷媒圧縮機２が破損するのを
回避させる」旨の表示を行わせる。

【００３９】〔第２実施例の作動〕次に、第２実施例の
作動を、制御装置２１にプログラムされた冷媒量検出手
段４１の作動とともに説明する。なお、図１２は冷媒量
検出手段４１を用いた制御装置２１の作動を示すフロー
チャートである。冷凍サイクル１が通常運転を行う際
（スタート）、下側液面センサ２６の検出状態が液冷媒
であるか否かの判断を行う（ステップＳ41）。この判断
結果がYESの場合は、気液分離器５へ液冷媒を補給する
時期に達していないと判断して、第１電磁弁１１、第２
電磁弁１２、高圧側電磁弁１５、迂回電磁弁１８を全て
OFF状態にして冷凍サイクル１を冷凍作動させ（ステッ
プＳ42）、その後、ステップＳ41へ戻る。

【００４０】ステップＳ41の判断結果がNOの場合は、気
液分離器５へ液冷媒を補給する時期に達したと判断し
て、先ず補給時間Ｔ0 のカウントを開始させる（ステッ
プＳ43）。続いて、第１電磁弁１１および高圧側電磁弁
１５をON状態にするとともに、第２電磁弁１２および迂
回電磁弁１８をOFF 状態にして気液分離器５内に液冷媒
を補給作動させる（ステップＳ44）。

【００４１】次に、上側液面センサ２５の検出状態が液
冷媒であるか否かの判断を行う（ステップＳ45）。この
判断結果がYES の場合は、気液分離器５への液冷媒の補
給が完了したと判断して、ステップＳ42へ進み、冷凍サ
イクル１を冷凍作動させる。逆に、ステップＳ45の判断
結果がNOの場合は、気液分離器５への液冷媒の補給が完
了していないと判断して、ステップＳ46へ進む。

【００４２】このステップＳ46では、補給作動を開始し
てからの補給時間Ｔ0 が所定時間Ｔｚに達したか否か
（Ｔ0 ≧Ｔｚ）の判断を行う。この判断結果がNOの場合
は、冷媒不足が発生していないと判断して、補給作動を
継続するべくステップＳ44へ戻る。逆に、ステップＳ46
の判断結果がYES の場合は、冷媒不足が発生したと判断
して、冷媒不足を使用者に警告表示する表示手段４２を
作動させる（ステップＳ47）。

【００４３】なお、ステップＳ47の実行後は、ステップ
Ｓ44へ進んで補給作動を継続させるように設けても良い
し、補給作動が完了しない可能性があるため、ステップ
Ｓ42へ進み、補給作動を中断して冷凍作動に移行するよ
うに設けても良い。あるいは、ステップＳ47の実行後、
冷媒圧縮機２を保護するために、冷凍サイクル１の作動
を停止するように設けても良い。

【００４４】〔第２実施例の効果〕まず、従来技術にお
ける冷凍サイクル内の冷媒量を検出する技術について説
明する。冷凍サイクル内の冷媒量が低下すると、冷媒不
足によって冷媒圧縮機がロックする等の不具合が生じる
可能性がある。そこで、冷凍サイクルの低圧圧力に応じ
て作動する低圧プレッシャスイッチを設け、低圧圧力が
低下した際に冷凍サイクルの作動を停止させて冷媒圧縮
機を保護する技術が知られている。しかるにこの低圧プ
レッシャスイッチを用いるものは、冷媒がほとんど抜け
た状態でしか作動せず、且つ検出精度も悪い不具合を有
していた。

【００４５】これに対し、本実施例では、気液分離器５
内に液冷媒を補給する補給時間Ｔ0を監視するのみで、
冷凍サイクル１内における冷媒の任意の充填量を容易
に、且つ高い精度で検出することができる。また、イン
ジェクション式の冷凍サイクル１に使用される上側液面
センサ２５と下側液面センサ２６を用いて補給時間Ｔ0
が監視できるため、低圧プレッシャスイッチなどの他の
センサ類を付加する必要がなく、製造コストの上昇も抑
えることができる。

【００４６】〔変形例〕上記の実施例では、減圧バイパ
ス手段の一例として第２減圧装置を迂回する迂回配管と
迂回電磁弁を用いた例を示したが、例えば図１３および
図１４に示すように、減圧装置（図１３）と冷媒通路
（図１４）とが切り替わる電磁減圧弁３１を用いるなど
減圧バイパス手段を備えた第２減圧装置を用いても良
い。第１バイパス配管に設けられる第１開閉手段を気液
分離器内の液面位置に応じて制御した例を示したが、タ
イマー手段を用いて第１開閉手段を開閉制御しても良
い。

【００４７】第１開閉手段と第２開閉手段とを個別に設
けた例を示したが、第１、第２開閉手段を１つのバルブ
で構成しても良い。つまり、第１バイパス配管と第２バ
イパス配管の分岐部に、気液分離器と冷媒圧縮機の冷媒
吸入側との連通を行い気液分離器と冷媒圧縮機の冷媒吐
出側との連通を遮断するパターンと、気液分離器と冷媒
圧縮機の冷媒吸入側との連通を遮断して気液分離器と冷
媒圧縮機の冷媒吐出側とを連通するパターンと、気液分
離器と冷媒圧縮機の冷媒吸入側および冷媒吐出側の連通
を遮断するパターンとを切り換える切替バルブを用い
て、第１、第２開閉手段を構成しても良い。

【００４８】冷媒蒸発器を通過した冷媒の温度によっ
て、除霜運転を開始する手段を例示したが、冷媒蒸発器
の温度を直接温度センサで検出したり、タイマー手段を
用いて所定時間毎に除霜運転を行ったり、乗員の手動操
作によって除霜運転を行うなど、他の手段によって除霜
運転を行っても良い。冷蔵装置や冷凍装置に適用した例
を示したが、冷房装置に適用しても良い。また、本発明
をヒートポンプサイクルに適用しても良い。さらに、冷
媒圧縮機を内燃機関によって駆動させた例を示したが、
電動モータによって駆動させても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】冷凍サイクルの冷媒回路図である（実施例）。

【図２】制御装置のブロック図である（実施例）。

【図３】作動説明のためのタイムチャートである（実施
例）。

【図４】各電磁弁の制御を行う制御装置のフローチャー
トである（実施例）。

【図５】通常運転手段のサブルーチンである（実施
例）。

【図６】除霜運転手段のサブルーチンである（実施
例）。

【図７】通常運転時の冷凍サイクルの作動を示すモリエ
ル線図である（実施例）。

【図８】除霜運転時の冷凍サイクルの作動を示すモリエ
ル線図である（実施例）。

【図９】制御装置のブロック図である（第２実施例）。

【図１０】補給時間を示すタイムチャートである（第２
実施例）。

【図１１】冷媒充填量と補給時間との関係、および冷媒
充填量と冷凍能力との関係を示すグラフである（第２実
施例）。

【図１２】冷媒量検出手段を用いた制御装置の作動を示
すフローチャートである（第２実施例）。

【図１３】減圧作動を行う迂回電磁弁の概略図である
（変形例）。

【図１４】通路作動を行う迂回電磁弁の概略図である
（変形例）。

【符号の説明】

１ 冷凍サイクル ２ 冷媒圧縮機 ３ 冷媒凝縮器 ４ 第１減圧装置 ５ 気液分離器 ６ 第２減圧装置 ７ 冷媒蒸発器 ９ 第１バイパス配管 １０ 第２バイパス配管 １１ 第１電磁弁（第１開閉手段） １２ 第２電磁弁（第２開閉手段） １６ 減圧バイパス手段 ２１ 制御装置 ２９ 除霜運転手段 Ｂ 分岐部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】冷媒圧縮機、冷媒凝縮器、第１減圧装置、
   気液分離器、第２減圧装置および冷媒蒸発器を順次接続
   するとともに、前記気液分離器のガス冷媒側と前記冷媒
   圧縮機の冷媒吸入側とを接続し、前記第２減圧装置およ
   び前記冷媒蒸発器を迂回する第１バイパス配管とを備え
   た冷凍サイクルと、 前記第１バイパス配管に設けられ、この第１バイパス配
   管の開閉を行う第１開閉手段と、 この第１開閉手段を開閉制御する制御装置とを備えるイ
   ンジェクション式冷凍装置において、 前記第１バイパス配管は、前記冷媒圧縮機側において前
   記冷媒圧縮機の冷媒吐出側とを連通する第２バイパス配
   管を備え、 前記第１開閉手段は、前記第１バイパス配管と前記第２
   バイパス配管との分岐部よりも前記冷媒圧縮機側の前記
   第１バイパス配管の開閉が可能に設けられ、 前記第２バイパス配管は、この第２バイパス配管の開閉
   が可能な第２開閉手段を備え、 前記第２減圧装置は、電気的作動によって冷媒の減圧を
   行うことなく供給された冷媒を前記冷媒蒸発器へ流す減
   圧バイパス手段を備え、 前記制御装置は、前記冷媒蒸発器の除霜時に、前記第１
   開閉手段を閉じ、前記第２開閉手段を開き、前記減圧バ
   イパス手段を操作して前記第２減圧装置が冷媒の減圧を
   行うことなく供給された冷媒を前記冷媒蒸発器へ流させ
   る除霜運転手段を備えることを特徴とするインジェクシ
   ョン式冷凍装置。