JPH09229497A - 冷凍サイクル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷凍サイクル１の冷凍能力の低下を防止でき
るようにする。 【解決手段】 冷媒圧縮機２、冷媒凝縮器３、レシーバ
４、第１減圧装置５、気液分離器６、第２減圧装置７お
よび冷媒蒸発器８を環状に接続し、バイパス流路１１に
よって気液分離器６のガス冷媒側と冷媒圧縮機２の吸入
口側とを接続して、間欠的に気液分離器６内のガス冷媒
を冷媒圧縮機２に送り込むようにした間欠インジェクシ
ョン方式の冷凍サイクル１に、冷媒蒸発器８の出口側で
の冷媒過熱度に基づいてバイパス流路１１の流路面積を
可変する中間圧力調節弁２０を設けた。これによって、
冷媒蒸発器８の出口側での冷媒過熱度に基づいて気液分
離器６内の圧力を制御して冷凍サイクル１の中間圧力と
蒸発圧力との圧力差の減少を防止して、冷媒蒸発器８の
出口側での冷媒過熱度が過大になることを防止した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば冷凍庫内
を冷凍する冷凍装置、冷蔵庫内を冷蔵する冷蔵装置、あ
るいは室内を冷房する空気調和装置等に組み込まれ、気
液分離器内のガス冷媒を間欠的に冷媒圧縮機の吸入口側
に導く間欠インジェクション方式の冷凍サイクルに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば特開平６−３４２０７
号公報には、図７に示したように、冷媒圧縮機１０１、
冷媒凝縮器１０２、レシーバ１０３、第１減圧装置１０
４、気液分離器１０５、第２減圧装置１０６および冷媒
蒸発器１０７を環状に接続し、バイパス流路１０８によ
って気液分離器１０５のガス冷媒側と冷媒圧縮機１０１
の吸入口側とを接続するようにした間欠インジェクショ
ン方式の冷凍サイクル１００が記載されている。ここ
で、１１１〜１１３は第１〜第３電磁弁であり、１１４
は凝縮器ファンであり、１１５は蒸発器ファンである。

【０００３】上記の従来例の間欠インジェクション方式
の冷凍サイクル１００は、インジェクションモード時の
み第１、第３電磁弁１１１、１１３を開弁して冷媒を気
液分離器１０５内に流入させ、蒸発器モード時にのみ第
２電磁弁１１２を開弁して気液分離器１０５内に蓄積さ
れた液冷媒を冷媒蒸発器１０７内に流入させるようにし
ている。これにより、第１減圧装置１０４の構造を簡略
化しながらも、気液分離器１０５内の圧力、すなわち、
冷凍サイクル１００の中間圧力を一定に保つことによ
り、冷凍サイクル１００の冷凍能力を向上させるように
している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来例で
は、第１減圧装置１０４を簡略化しているので、図５の
グラフに示したように、保冷庫外の外気温度が低下する
につれて、冷凍サイクル１００の中間圧力が低下するこ
とにより中間圧力と蒸発圧力との圧力差が減少する。そ
れによって、気液分離器１０５から冷媒蒸発器１０７内
に流入する冷媒の循環量が減少することにより、冷媒蒸
発器１０７の出口側での冷媒過熱度が過大となる。した
がって、保冷庫外の外気温度が低下するにつれて、冷凍
サイクル１００の冷凍能力が低下するという問題が生じ
ている。

【０００５】また、従来例では、図６のグラフに示した
ように、保冷庫内の庫内温度が上昇するにつれて、冷媒
蒸発器１０７の出口側での冷媒圧力（蒸発圧力）が上昇
することにより冷凍サイクル１００の中間圧力と蒸発圧
力との圧力差が減少する。それによって、気液分離器１
０５から冷媒蒸発器１０７内に流入する冷媒の循環量が
減少し、冷媒蒸発器１０７の出口側での冷媒過熱度が過
大となる。したがって、保冷庫内の庫内温度が上昇する
につれて、冷凍サイクル１００の冷凍能力が低下すると
いう問題が生じている。

【０００６】

【発明の目的】この発明は、冷凍サイクルの中間圧力と
蒸発圧力との圧力差が減少することにより、気液分離器
から冷媒蒸発器内に流入される冷媒の循環量が減少する
ため、冷媒蒸発器の出口側での冷媒過熱度が過大になる
原因によって冷凍能力の低下が発生するという点に着目
し、バイパス流路に中間圧力調節手段を設けることによ
り、冷媒蒸発器の出口側での冷媒過熱度に基づいて冷凍
サイクルの中間圧力を制御して、中間圧力と蒸発圧力と
の圧力差の減少を防止することにより、冷媒蒸発器の出
口側での冷媒過熱度が過大になることを防止して、冷凍
サイクルの冷凍能力の低下を防止できるようにすること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、経路切替手段により第１冷媒経路側に切り替え
られ、流路開閉手段により冷媒流路が閉じられると、気
液分離器内の液冷媒が第２減圧装置を通って冷媒蒸発器
内に流入し、蒸発気化して所定の過熱度を持って冷媒圧
縮機に吸入される。このとき、冷媒蒸発器の出口側での
冷媒過熱度に関する物理量を物理量検出手段で検出す
る。そして、物理量検出手段で検出した検出値が所定値
以上に増加している場合に中間圧力調節手段によりバイ
パス流路の流路面積を絞る。

【０００８】そして、経路切替手段により第２冷媒経路
側に切り替えられ、流路開閉手段により冷媒流路が開か
れると、レシーバに蓄積された液冷媒が第１減圧装置を
通過して気液二相流となり、気液分離器内に流入する。
このとき、中間圧力調節手段によりバイパス流路の流路
面積が絞られているので、バイパス流路内を流れる冷媒
の循環量が減少する。これにより、気液分離器内に発生
したガス冷媒成分の除去量が減少することにより、気液
分離器内の冷媒圧力が増加するので、冷凍サイクルの中
間圧力が上昇する。

【０００９】再度、経路切替手段により第１冷媒経路側
に切り替えられ、流路開閉手段により冷媒流路が閉じら
れると、気液分離器内の液冷媒が第２減圧装置を通過し
て気液二相流となり、冷媒蒸発器内に流入する。このと
き、冷凍サイクルの中間圧力は前回よりも上昇してお
り、冷凍サイクルの中間圧力と蒸発圧力との圧力差が増
加する。それによって、冷媒蒸発器内に流入する冷媒の
循環量が増加することにより、冷媒蒸発器の出口側での
冷媒過熱度が過大になることを防止できるので、冷凍サ
イクルの冷凍能力が低下することはないという効果が得
られる。

【００１０】

【発明の実施の形態】

〔実施例の構成〕図１ないし図６は本発明の実施例を示
す。図１は冷凍装置または冷蔵装置等に組み込まれる冷
凍サイクルを示した図で、図２および図３は中間圧力調
節弁を示した図である。

【００１１】冷凍サイクル１は、間欠式のガスインジェ
クションサイクル方式であって、冷凍装置または冷蔵装
置等に組み込まれている。この冷凍サイクル１には、冷
媒圧縮機２、冷媒凝縮器３、レシーバ４、第１減圧装置
５、気液分離器６、第２減圧装置７および冷媒蒸発器８
を環状に順次接続している。

【００１２】そして、レシーバ４の液冷媒側と気液分離
器６の上流側とは、第１減圧装置５を配した冷媒流路９
によって接続されている。また、気液分離器６のガス冷
媒側と冷媒圧縮機２の吸入口側とは、第２減圧装置７と
冷媒蒸発器８を配した冷媒流路１０を迂回するバイパス
流路１１によって接続されている。

【００１３】冷媒圧縮機２は、図示しない電磁クラッチ
が通電（オン）されると、内燃機関（図示せず）等の駆
動手段により回転駆動され、気液分離器６および冷媒蒸
発器８から吸入したガス冷媒を圧縮して、高温高圧のガ
ス冷媒を冷媒凝縮器３に向けて吐出するコンプレッサで
ある。冷媒凝縮器３は、冷媒圧縮機２の吐出口よりも下
流側に接続され、冷媒圧縮機２から流入したガス冷媒
を、凝縮器ファン１８により送り込まれる空気と熱交換
させることによって凝縮液化させるコンデンサである。

【００１４】レシーバ４は、冷媒凝縮器３の出口よりも
下流側に接続され、冷媒凝縮器３から流入した冷媒をガ
ス冷媒（気相冷媒）と液冷媒（液相冷媒）とに気液分離
し、第１減圧装置５に液冷媒のみを供給する受液器であ
る。第１減圧装置５は、レシーバ４の出口よりも下流側
に接続され、レシーバ４から流入した液冷媒を断熱膨張
させて気液二相冷媒を気液分離器６に送る減圧手段であ
る。この第１減圧装置５には、キャピラリチューブやオ
リフィス等の固定絞りが用いられている。

【００１５】気液分離器６は、第１減圧装置５の出口よ
りも下流側に接続され、第１減圧装置５から流入した冷
媒をガス冷媒と液冷媒とに気液分離し、ガス冷媒を直接
冷媒圧縮機２に戻し、液冷媒を第２減圧装置７に供給す
る。第２減圧装置７は、気液分離器６の液冷媒出口より
も下流側に接続され、気液分離器６から流入した冷媒を
断熱膨張させて気液二相冷媒を冷媒蒸発器８に送る減圧
手段である。この第２減圧装置７には、通常の温度作動
式膨張弁が用いられている。

【００１６】冷媒蒸発器８は、冷凍庫または冷蔵庫等の
保冷庫内に配され、冷媒圧縮機２の吸入口と第２減圧装
置７の出口との間に接続されている。その冷媒蒸発器８
は、第２減圧装置７から流入した液冷媒を、蒸発器ファ
ン１９により送り込まれる庫内空気と熱交換させること
によって蒸発気化させると共に、保冷庫内の庫内空気を
冷却するエバポレータである。

【００１７】レシーバ４の出口と気液分離器６の入口と
を第１減圧装置５を介して連通する冷媒流路９中には、
具体的には第１減圧装置５の出口と気液分離器６の入口
との間には、その冷媒流路９を間欠的に開閉する電磁式
開閉弁（以下第１電磁弁と呼ぶ）２１が配されている。
この第１電磁弁２１は、本発明の流路開閉手段であっ
て、冷凍サイクル１の制御装置５０によって通電制御さ
れる。第１電磁弁２１が開弁した場合には、冷媒流路９
が全開することによりレシーバ４の出口と気液分離器６
の入口とが第１減圧装置５を介して接続される。逆に、
第１電磁弁２１が閉弁した場合には、冷媒流路９が全閉
することによりレシーバ４の出口と気液分離器６の入口
との接続が遮断される。

【００１８】次に、気液分離器６の液冷媒出口と冷媒蒸
発器８の入口とを第２減圧装置７を介して連通する冷媒
流路１０中には、具体的には気液分離器６の液冷媒出口
と第２減圧装置７の入口との間には、その冷媒流路１０
を間欠的に開閉する電磁式開閉弁（以下第２電磁弁と呼
ぶ）２２が配されている。次に、気液分離器６のガス冷
媒出口と冷媒圧縮機２の吸入口とを連通するバイパス流
路１１中には、そのバイパス流路１１を間欠的に開閉す
る電磁式開閉弁（以下第３電磁弁と呼ぶ）２３が配され
ている。

【００１９】次に、冷媒蒸発器８の出口と冷媒圧縮機２
の吸入口とを連通する冷媒流路１２には、逆止弁２４が
配されている。この逆止弁２４は、冷媒圧縮機２の吸入
口側から冷媒蒸発器８の入口側へ冷媒が逆流するのを防
ぐものである。ここで、これらの第２、第３電磁弁２
２、２３は、本発明の経路切替手段であって、冷凍サイ
クル１の制御装置５０によって通電制御される。

【００２０】第２電磁弁２２が開弁し、第３電磁弁２３
が閉弁した場合の冷凍サイクル１の冷媒の経路は、気液
分離器６内の液冷媒を冷媒流路１０を通して冷媒圧縮機
２の吸入口に送る第１冷媒経路（図１において実線矢印
Ａで示す）を形成する。また、第２電磁弁２２が閉弁
し、第３電磁弁２３が開弁した場合の冷凍サイクル１の
冷媒の経路は、気液分離器６内のガス冷媒をバイパス流
路１１を通して冷媒圧縮機２の吸入口に送る第２冷媒経
路（図１において破線矢印Ｂで示す）を形成する。

【００２１】また、バイパス流路１１中には、すなわ
ち、気液分離器６のガス冷媒出口と第３電磁弁２３との
間には、そのバイパス流路１１の流路面積（開口面積）
を可変する中間圧力調節弁２０が配されている。この中
間圧力調節弁２０は、本発明の圧力調節手段であって、
気液分離器６内の圧力、つまり冷凍サイクル１の中間圧
力を冷媒蒸発器８の出口側の冷媒過熱度に基づいて増減
する。

【００２２】中間圧力調節弁２０は、本発明の中間圧力
調節手段であって、図２および図３に示したように、バ
イパス流路１１に配される弁本体３０、冷媒蒸発器８の
出口圧力（蒸発圧力）を導入する導圧管３１、冷媒流路
１２を形成する冷媒配管に固定される感温筒３２、およ
び弁本体３０と感温筒３２とを結ぶキャピラリチューブ
３３を備えている。

【００２３】弁本体３０は、内部にバイパス流路１１を
形成する弁ハウジング３４、感温筒３２内の圧力変動に
応じて変位するベローズ３５、このベローズ３５の変位
に連動して冷媒の循環量を調節するスライド弁３６、お
よびこのスライド弁３６を初期位置に戻すためのスプリ
ング３７等から構成されている。

【００２４】弁ハウジング３４には、円形状のバイパス
流路１１を構成する入口配管３８および出口配管３９が
前後に突出するように一体成形されている。また、弁ハ
ウジング３４の中央部には、冷媒が流れる冷媒室４０と
導圧管３１から冷媒蒸発器８の出口圧力（蒸発圧力）が
導入される圧力室４１とを区画する円環板形状の区画壁
４２が一体成形されている。ベローズ３５は、襞を持つ
円筒形状の金属よりなり、その内部に感温ガスが封入さ
れている。このベローズ３５は、上端部が弁ハウジング
３４の天井壁に係止され、下端部が受圧板４３に係止さ
れている。

【００２５】スライド弁３６は、作動棒４４を介して受
圧板４３と一体成形され、ベローズ３５内の圧力と導圧
管３１より圧力室４１内に導入される蒸発圧力との圧力
差に基づいてバイパス流路１１の流路面積（開口面積）
を可変する。スライド弁３６は、ベローズ３５内の圧力
が圧力室４１内の圧力よりも大きいとバイパス流路１１
の流路面積を絞り、ベローズ３５内の圧力が圧力室４１
内の圧力よりも小さいとバイパス流路１１の流路面積を
開く。

【００２６】なお、作動棒４４は、区画壁４２を貫通し
ており、区画壁４２の内周との間にＯリング４５を装着
している。Ｏリング４５は、冷媒室４０と圧力室４１と
を気密化するシール材である。スプリング３７は、受圧
板４３を上方（初期位置）に変位させる方向、すなわ
ち、バイパス流路１１の全開方向に付勢する圧縮コイル
スプリングである。このスプリング３７は、上端部が受
圧板４３に保持され、下端部がリテーナ４６に保持され
ている。

【００２７】導圧管３１は、本発明の物理量検出手段、
冷媒圧力検出手段であって、先端部が冷媒蒸発器８の出
口とバイパス流路１１の合流部との間の冷媒流路１２に
接続され、後端部が弁ハウジング３４の圧力室４１に接
続されている。この導圧管３１は、圧力室４１内に冷媒
蒸発器８の出口圧力（蒸発圧力）を導入するものであ
る。

【００２８】感温筒３２は、本発明の物理量検出手段、
冷媒温度検出手段であって、キャピラリチューブ３３を
介してベローズ３５の内部と連通されており、そのベロ
ーズ３５の内部からキャピラリチューブ３３を通って感
温筒３２の内部に至るまでの密閉空間には、真空脱気し
た後に感温ガス（例えば冷凍サイクル１に封入するガス
冷媒と同じもの）が封入されている。また、感温筒３２
の内部のみには、多数の吸着材（例えば活性炭）が充填
されている。

【００２９】感温筒３２内の圧力は、感温筒３２の周囲
の温度、すなわち、冷媒流路１２内を流れる冷媒温度に
応じて変動し、この冷媒温度が低くなると、多数の吸着
材に感温ガスが吸着されて感温筒３２内の圧力が低下す
る。逆に、冷媒流路１２内を流れる冷媒温度が高くなる
と、多数の吸着材から感温ガスが離脱して感温筒３２内
の圧力が上昇する。

【００３０】制御装置５０は、冷凍サイクル１の各機器
を起動させる運転スイッチ５１、保冷庫内の庫内温度を
検出するサーミスタ等の庫内温度センサ５２、および保
冷庫外の外気温度を検出するサーミスタ等の外気温度セ
ンサ５３等からの入力信号に基づいて、図４のタイムチ
ャートを示したように、冷媒圧縮機２の電磁クラッチ、
凝縮器ファン１８、蒸発器ファン１９および第１〜第３
電磁弁２１〜２３を通電制御する。制御装置５０は、蒸
発器モード時に第１、第３電磁弁２１、２３を閉弁し、
第２電磁弁２２を開弁する。また、制御装置５０は、イ
ンジェクションモード時に第１、第３電磁弁２１、２３
を開弁し、第２電磁弁２２を閉弁する。

【００３１】〔実施例の作用〕次に、この実施例の間欠
インジェクション方式の冷凍サイクル１の作動を図１な
いし図６に基づいて簡単に説明する。

【００３２】運転スイッチ５１が閉じられ、庫内温度セ
ンサ５２で検出した保冷庫内の庫内温度が設定温度（例
えば０℃〜−５℃）以上に上昇した時には、蒸発器モー
ドが行われる。すなわち、図４のタイムチャートに示し
たように、冷媒圧縮機２の電磁クラッチがオンされる
と、凝縮器ファン１８および蒸発器ファン１９がオンさ
れ、第１、第３電磁弁２１、２３が閉弁され、第２電磁
弁２２が開弁される。これにより、冷媒圧縮機２で圧縮
されたガス冷媒は、冷媒圧縮機２の吐出力によって徐々
に冷媒凝縮器３に流入する。

【００３３】そして、冷媒凝縮器３で凝縮液化されてレ
シーバ４内に流入する。なお、レシーバ４内に流入する
冷媒はガス冷媒と液冷媒とに分離されるが、冷媒流路９
が第１電磁弁２１により遮断されているため、レシーバ
４内に徐々に蓄積されていく。そして、冷媒流路１０が
第２電磁弁２２により開かれているため、気液分離器６
内の液冷媒は、冷媒圧縮機２の吸入力によって徐々に流
出していき、第２減圧装置７を通過する際に断熱膨張さ
れる。

【００３４】なお、気液分離器６内には冷媒流路９より
冷媒が流入しないため、気液分離器６内から液冷媒が冷
媒流路１０側に流出すると、気液分離器６内の液冷媒の
量は徐々に低下していき、ガス冷媒の容積が増大してい
く。このため、気液分離器６内の圧力、すなわち、冷凍
サイクル１の中間圧力が低下しようとするが、低下する
分だけ気液分離器６内の液冷媒が蒸発気化することによ
って、冷凍サイクル１の中間圧力が一定に保たれる。そ
の後に、エンタルピの小さい気液二相冷媒が冷媒蒸発器
８に流入して周囲の空気より熱を奪って蒸発気化するの
で、冷凍能力の非常に高い冷却が行われる。そして、冷
媒蒸発器８より流出したガス冷媒は、冷媒圧縮機２に吸
入される。

【００３５】ここで、蒸発器モード時に、冷媒蒸発器８
の出口側の冷媒過熱度が所定の過熱度（例えば１℃〜５
℃）以上に増加した場合には、感温筒３２内の多数の吸
着材より感温ガスが離脱することにより、感温筒３２
内、キャピラリチューブ３３内およびベローズ３５内の
圧力が上昇する。これにより、ベローズ３５内の圧力が
冷媒蒸発器８の出口側の冷媒圧力（蒸発圧力）よりも大
きくなるので、中間圧力調節弁２０のスライド弁３６が
バイパス流路１１の流路面積を絞る。

【００３６】蒸発器モードが終了し、インジェクション
モードに移行すると、図４のタイムチャートに示したよ
うに、第１、第３電磁弁２１、２３が開弁され、第２電
磁弁２２が閉弁される。これにより、冷媒圧縮機２で圧
縮されたガス冷媒が冷媒凝縮器３で凝縮液化されてレシ
ーバ４内に流入する。なお、冷媒流路９が第１電磁弁２
１により開かれているため、レシーバ４内より液冷媒の
みが流出していく。

【００３７】そして、レシーバ４より流出した液冷媒
は、第１減圧装置５を通過する際に断熱膨張し、第１減
圧装置５より気液分離器６内に流入した気液二相冷媒
は、ガス冷媒と液冷媒とに分離される。なお、気液分離
器６内に流入した液冷媒は徐々に蓄積されていくが、第
２電磁弁２２が閉弁しており、第３電磁弁２３が開弁し
ているので、気液分離器６内に流入したガス冷媒はバイ
パス流路１１を通って直接冷媒圧縮機２の吸入口へ吸入
される。このため、気液分離器６内の液冷媒の量は徐々
に増加し、ガス冷媒の量は徐々に減少する。

【００３８】このとき、外気温度の低下により冷媒凝縮
器３で冷媒と熱交換する庫外空気の温度が低下する。こ
のように、庫外空気の温度が低下することにより、冷媒
と庫外空気との温度差が増加し、庫外空気と冷媒との熱
交換量が増加し、冷媒凝縮器３の出口側の冷媒圧力（凝
縮圧力、高圧圧力）が低下する。したがって、冷媒凝縮
器３の出口側の冷媒圧力の低下によりレシーバ４内の冷
媒圧力も低下し、レシーバ４と気液分離器６との圧力
差、すなわち、第１減圧装置５の前後圧力差が小さくな
る。

【００３９】そして、インジェクションモードでは、第
１電磁弁２１が開弁しており、レシーバ４より流出した
液冷媒は第１減圧装置５を通過する際に断熱膨張し、第
１減圧装置５より気液分離器６内に流入するが、レシー
バ４と気液分離器６との圧力差が小さいために、第１減
圧装置５を通過する冷媒の循環量が減少し、気液分離器
６内に流入する気液二相冷媒の量が減少する。

【００４０】また、第１減圧装置５を通過する際に冷媒
は断熱膨張するが、第１減圧装置５の前後の圧力差が小
さいために、断熱膨張した気液二相冷媒のガス冷媒の量
が減少し、気液分離器６内に流入する気液二相冷媒のガ
ス冷媒の量も減少する。そして、第３電磁弁２３が開弁
しているので、気液分離器６内に流入したガス冷媒は、
バイパス流路１１を通り冷媒圧縮機２の吸入口に吸入さ
れる。

【００４１】したがって、外気温度の低下により気液分
離器６内に流入する気液二相冷媒の量が減少し、気液分
離器６内に流入する気液二相冷媒のガス冷媒の量も減少
し、ガス冷媒は冷媒圧縮機２に吸入されるため、気液分
離器６内の冷媒圧力、すなわち、冷凍サイクル１の中間
圧力が低下する。一方、保冷庫内の庫内温度が上昇して
いる場合には、前述のように、中間圧力調節弁２０のス
ライド弁３６がバイパス流路１１の流路面積を絞ってい
る。このため、バイパス流路１１内を流れる冷媒の循環
量が減り、気液分離器６内の発生したガス冷媒成分の除
去量が減少するため、気液分離器６内の冷媒圧力、すな
わち、冷凍サイクル１の中間圧力が上昇する。

【００４２】そして、インジェクションモードが終了
し、再度蒸発器モードとなり、図４のタイムチャートに
示したように、第１、第３電磁弁２１、２３が閉弁し、
第２電磁弁２２が開弁すると、気液分離器６内の液冷媒
が第２減圧装置７を通過して気液二相冷媒となり、冷媒
蒸発器８内に流入する。このとき、中間圧力調節弁２０
のスライド弁３６がバイパス流路１１の流路面積を絞っ
ていると、冷凍サイクル１の中間圧力は、前回の蒸発器
モードよりも上昇しており、中間圧力と蒸発圧力との圧
力差が増加することにより、冷媒過熱度の過大による冷
凍能力の低下が阻止される。

【００４３】〔実施例の効果〕この実施例では、図５の
グラフのように保冷庫外の外気温度が低下していても、
あるいは図６のグラフのように保冷庫内の庫内温度が上
昇していても、冷媒蒸発器８の出口側の冷媒過熱度によ
りバイパス流路１１の流路面積を可変して冷凍サイクル
１の中間圧力を制御することによって、気液分離器６内
の冷媒圧力と冷媒蒸発器８の出口側の蒸発圧力との圧力
差の減少を防止できる。これにより、冷媒蒸発器８の下
流側の冷媒過熱度が過大になることを防止できるので、
従来例と比較して冷凍サイクル１の冷凍能力の低下を防
止できる（図５および図６のグラフ参照）。

【００４４】また、蒸発器モード時に気液分離器６内の
冷媒圧力と冷媒蒸発器８の出口側の蒸発圧力との圧力差
の減少により、冷媒蒸発器８で蒸発気化させる冷媒の循
環量が不足した場合には、冷媒蒸発器８の出口側の冷媒
過熱度によりバイパス流路１１の流路面積を可変し、気
液分離器６内の冷媒圧力と冷媒蒸発器８の出口側の蒸発
圧力との圧力差の減少を防止することにより、冷媒蒸発
器８の下流側の冷媒過熱度が過大になることを防止でき
る。

【００４５】さらに、気液分離器６から第２減圧装置７
を通過して冷媒蒸発器８内に流入する冷媒の循環量が増
加し、冷媒蒸発器８の出口側の冷媒過熱度を図５のグラ
フおよび図６のグラフに示したように、所定の冷媒過熱
度（所定値）に保つことで、冷媒過熱度が過大の時に冷
媒蒸発器８内および冷媒流路１２内に冷凍機油が停滞す
ることを防止できる。これにより、冷媒圧縮機２内に吸
入される冷凍機油の減少を防止できるので、冷媒圧縮機
２の信頼性および耐久性を向上できる。

【００４６】〔変形例〕本実施例では、本発明を冷凍装
置または冷蔵装置に組み込んだが、本発明を冷房装置に
組み込んでも良い。また、本発明を、冷凍サイクル内に
冷媒の流れ方向を切り替える手段を持つ冷凍サイクルに
適用しても良い。本実施例では、経路切替手段として第
２、第３電磁弁２２、２３を用いたが、経路切替手段と
して三方弁等の他の手段を用いても良い。

【００４７】中間圧力調節弁２０は、冷媒蒸発器８の出
口よりも下流側の冷媒圧力と冷媒温度とを検出してマイ
クロコンピュータ等の制御装置で演算し、バイパス流路
１１の流路面積を可変するバルブをモータ等の駆動手段
で駆動する電気的なシステムでも良い。この実施例で
は、冷凍サイクル１の冷媒圧縮機２をエンジンにより回
転駆動したが、冷凍サイクル１の冷媒圧縮機２を電動モ
ータ、水車等の駆動手段により回転駆動しても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】冷凍サイクルを示した冷媒回路図である（実施
例）。

【図２】中間圧力調節弁を示した断面図である（実施
例）。

【図３】中間圧力調節弁を示した断面図である（実施
例）。

【図４】冷凍サイクルの各機器の運転状態を示したタイ
ムチャートである（実施例）。

【図５】従来例と実施例における、中間圧力、冷媒過熱
度および冷凍能力と外気温度との関係を示したグラフで
ある。

【図６】従来例と実施例における、中間圧力、冷媒過熱
度および冷凍能力と庫内温度との関係を示したグラフで
ある。

【図７】冷凍サイクルを示した冷媒回路図である（従来
例）。

【符号の説明】

Ａ 第１冷媒経路 Ｂ 第２冷媒経路 １ 冷凍サイクル ２ 冷媒圧縮機 ３ 冷媒凝縮器 ４ レシーバ ５ 第１減圧装置 ６ 気液分離器 ７ 第２減圧装置 ８ 冷媒蒸発器 ９ 冷媒流路 １０ 冷媒流路 １１ バイパス流路 ２０ 中間圧力調節弁（中間圧力調節手段） ２１ 第１電磁弁（流路開閉手段） ２２ 第２電磁弁（経路切替手段） ２３ 第３電磁弁（経路切替手段） ３１ 導圧管（物理量検出手段、冷媒圧力検出手段） ３２ 感温筒（物理量検出手段、冷媒温度検出手段） ５０ 制御装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】冷媒圧縮機、冷媒凝縮器、レシーバ、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
   を環状に接続してなり、前記第２減圧装置と前記冷媒蒸
   発器を迂回するバイパス流路によって前記気液分離器の
   ガス冷媒側と前記冷媒圧縮機の吸入口側とを接続するイ
   ンジェクション方式の冷凍サイクルであって、 前記冷凍サイクルは、前記気液分離器内の冷媒が前記第
   ２減圧装置と前記冷媒蒸発器を通して前記冷媒圧縮機の
   吸入口側に流れる第１冷媒経路と前記気液分離器内の冷
   媒が前記バイパス流路を通して前記冷媒圧縮機の吸入口
   側に流れる第２冷媒経路とを切り替える経路切替手段
   と、 前記レシーバ内と前記気液分離器内とを前記第１減圧装
   置を介して接続する冷媒流路と、 前記経路切替手段により前記第１冷媒経路側に切り替え
   られている時は前記冷媒流路を閉じ、且つ前記経路切替
   手段により前記第２冷媒経路側に切り替えられている時
   は前記冷媒流路を開く流路開閉手段と、 前記冷媒蒸発器の出口側での冷媒過熱度に関する物理量
   を検出する物理量検出手段を有し、この物理量検出手段
   で検出した検出値が所定値以上の時に前記バイパス流路
   の流路面積を絞る中間圧力調節手段とを備えたことを特
   徴とする冷凍サイクル。
2. 【請求項２】請求項１に記載の冷凍サイクルにおいて、 前記物理量検出手段は、前記冷媒蒸発器の出口側での冷
   媒温度を検出する冷媒温度検出手段であることを特徴と
   する冷凍サイクル。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２に記載の冷凍サイ
   クルにおいて、 前記物理量検出手段は、前記冷媒蒸発器の出口側での冷
   媒圧力を検出する冷媒圧力検出手段であることを特徴と
   する冷凍サイクル。