JPH09318169A

JPH09318169A - 冷凍装置

Info

Publication number: JPH09318169A
Application number: JP9071086A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Morimoto; 裕之森本; Tsuneo Yumikura; 恒雄弓倉; Takeshi Sugimoto; 猛杉本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1996-03-28
Filing date: 1997-03-25
Publication date: 1997-12-12

Abstract

(57)【要約】【課題】エゼクタを利用した冷凍装置は、負荷変動、
起動時に対する冷媒流量、冷媒量制御上問題あり。【解決手段】気液分離器に設けられた液面検知手段と
前記液面検知手段が前記気液分離器の冷媒量が所定量に
ないことを検知した時、前記冷媒量が所定量になるまで
前記第一流量調節弁の開度制御する制御手段とを備え
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、冷凍サイクルに
エゼクタ使用の冷凍装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】圧縮機、凝縮器、第一絞り装置、エゼク
タ、第一蒸発器、気液分離器を順次、配管で接続し、エ
ゼクタ吸引部に第二蒸発器を接続し、さらに気液分離器
と第二蒸発器の間に第二絞り装置を備えた冷凍装置が提
案されている（例えば特開昭５２−３０９５１号公
報）。この方法では、第二蒸発器の蒸発圧力より、圧縮
機吸入の圧力を高くできるため、圧縮機の吸入の冷媒ガ
ス密度が低下しない。このため、圧縮比が大きくなら
ず、高効率の運転が可能となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
エゼクタを利用した冷凍装置においては、負荷変動、起
動時に対する冷媒流量、冷媒量制御上に多くの問題があ
った。また、負荷変動に対してエゼクタの性能が安定し
ないなど、起動時、停止時や非定常における運転に対し
て、性能が確保できない等多くの問題があった。

【０００４】本発明は、かかる問題点を解決するために
なされたものであり、気液分離器に液面を検知する手段
を備えることで、適正な冷媒量制御を行うことを目的と
する。また、蒸発器出口側の冷媒過熱度に基づき適正な
冷媒流量制御を行うことを目的とする。また、冷媒とし
てＲ４０４Ａ，Ｒ５０７を用いることで、エゼクタを有
効に利用することで、第二蒸発器での冷媒流量を大きく
し、第二蒸発器においても冷凍能力が十分確保すること
を目的としている。また、凝縮圧力、第一蒸発圧力、第
二蒸発圧力等を一定にすることで、エゼクタ性能の信頼
性を確保することを目的としている。また、再起動時
に、液冷媒が逆流することのない、信頼性を確保した冷
凍装置を得ることを目的とする。さらに、エゼクタを有
する冷凍装置の性能と信頼性を確保することを目的とし
ている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明の第１の発明に
係る冷凍装置は、圧縮機、凝縮器、第一流量調節弁、エ
ゼクタ、第一蒸発器、気液分離器が、順次配管接続さ
れ、また、前記気液分離器と前記エゼクタの吸引部とが
第二蒸発器を介して配管接続された冷凍装置において、
冷媒としてハイドロフルオロカーボンＲ４０４Ａまたは
Ｒ５０７を用いたものである。

【０００６】また、この発明の第２の発明に係る冷凍装
置は、圧縮機、凝縮器、第一流量調節弁、エゼクタ、第
一蒸発器、気液分離器が、順次配管接続され、また、前
記気液分離器と前記エゼクタの吸引部とが第二蒸発器を
介して配管接続された冷凍装置において、前記気液分離
器に設けられた液面検知手段と前記液面検知手段が前記
気液分離器の冷媒量が所定量にないことを検知した時、
前記冷媒量が所定量になるまで前記第一流量調節弁の開
度制御する制御手段とを備えたものである。

【０００７】また、第３の発明に係る冷凍装置は、気液
分離器の出口側で、前記気液分離器と前記第二蒸発器間
に配管接続された第二流量調節弁と、前記第二蒸発器出
口側配管に設けられた圧力検知手段及び温度検知手段
と、前記圧力検知手段と温度検知手段との検出値に基づ
き、前記第二蒸発器出口の加熱度が所定値となるように
第二流量調節弁を制御する制御手段とを備えたものであ
る。

【０００８】また、第４の発明に係る冷凍装置は、気液
分離器に設けた液面検知手段と、前記気液分離器の出口
側で、前記気液分離器と前記第二蒸発器間に配管接続さ
れた第二流量調節弁と、前記液面検知手段が前記気液分
離器の冷媒液量不足を検知した時、前記冷媒量が所定量
になるまで前記第二流量調節弁を閉弁する制御手段とを
備えたものである。

【０００９】また、第５の発明に係る冷凍装置は、第一
蒸発器の出口側配管に設けられた圧力検知手段及び温度
検知手段と、前記圧力検知手段と温度検知手段との検出
値に基づき、前記第一蒸発器出口の過熱度が所定値とな
るように第一流量調節弁を制御する制御手段とを備えた
ものである。

【００１０】また、第６の発明に係る冷凍装置は、気液
分離器に設けられた液面検知手段と、前記第一蒸発器を
バイパスする、開閉弁または流量調節弁を有するバイパ
ス回路と、前記液面検知手段が前記気液分離器の冷媒量
不足を検知した時、前記冷媒量が所定量になるまで、前
記バイパス回路の開閉弁または流量調節弁を開弁する制
御手段とを備えたものである。

【００１１】また、第７の発明に係る冷凍装置は、第６
の発明において、第一蒸発器入口側配管に第一開閉弁を
備え、バイパス回路をエゼクタと前記第一開閉弁間の配
管と、前記第一蒸発器と気液分離器間の配管とに接続さ
れた第二開閉弁を有する第一のバイパス回路とし、液面
検知手段が前記気液分離器の冷媒量不足を検知した時、
前記冷媒量が所定量になるまで、制御手段が前記第一開
閉弁を閉弁し、前記第二開閉弁を開弁するようにしたも
のである。

【００１２】また、第８の発明に係る冷凍装置は、第７
の発明において、第一流量調節弁とエゼクタとをバイパ
スする第三流量調節弁を有する第二バイパス回路を備
え、液面検知手段が気液分離器の冷媒量不足を検知した
時、前記冷媒量が所定量になるまで、制御手段が前記第
一バイパス回路の第二開閉弁を開弁し、第一蒸発器の第
一開閉弁及び第一流量調節弁を閉弁し、前記第三流量調
節弁の弁開度を調節制御するようにしたものである。

【００１３】また、第９の発明に係る冷凍装置は、第６
の発明において、バイパス回路を、凝縮器と第一流量調
節弁間の配管と、第一蒸発器と気液分離器間の配管とを
接続する第４流量調節弁を有する第三バイパス回路と
し、液面検知手段が前記気液分離器の冷媒量不足を検知
した時、前記冷媒量が所定量になるまで、制御手段が前
記第一流量調節弁を閉弁し、前記第４流量調節弁の弁開
度を調節制御するようにしたものである。

【００１４】また、第１０の発明に係る冷凍装置は、気
液分離器に設けた液面検知手段と、前記気液分離器の出
口側で、前記気液分離器と前記第二蒸発器間に配管接続
された第二流量調節弁と、前記第一流量調節弁と前記エ
ゼクタとバイパスする第二バイパス回路と、前記第二バ
イパス回路に設けた第三流量調節弁と、前記液面検知手
段が前記気液分離器の冷媒量不足を検知したとき、前記
冷媒量が所定量になるまで、前記第一流量弁と前記第二
流量弁とを閉弁し、前記第三流量調節弁の弁開度を調節
する制御手段とを備えたものである。

【００１５】また、第１１の発明に係る冷凍装置は、圧
縮機、凝縮器、開閉弁、エゼクタ、第一蒸発器、気液分
離器が、順次配管接続され、また、前記気液分離器と前
記エゼクタ吸引部とが第二蒸発器を介して配管接続さ
れ、さらに前記気液分離器と前記第二蒸発器間に配管接
続された第二流量調節弁を備えた冷凍装置において、前
記気液分離器を前記第二蒸発器より高い位置に設置する
とともに、前記第二蒸発器出口側の圧力を検出する圧力
検出手段と、同じく温度を検出する温度検出手段と、前
記第二流量調節弁を制御する制御手段とを備え、前記制
御手段は、前記圧力検出手段の検出圧力及び前記温度検
出手段の検出温度に基づき、前記第二蒸発器出口側の過
熱度が目標の過熱度になるように前記第二流量調節弁で
冷媒流量を調節するとともに、停止時には前記流量調節
弁を全開にするものである。

【００１６】また、第１２の発明に係る冷凍装置は、第
１２の発明において、起動時は、前記制御手段が前記第
二流量調節弁を全閉にし前記圧力検出手段と前記温度検
出手段の検出値により第二蒸発器出口の過熱度を検出
し、過熱度が所定の値になるまで前記第二流量調節弁を
全閉にするものである。

【００１７】また、第１３の発明に係る冷凍装置は、エ
ゼクタ、第一蒸発器、第二蒸発器等を備えた冷凍装置に
おいて、前記凝縮器の凝縮圧力を検出する凝縮圧力検出
手段あるいは凝縮温度を検出する凝縮温度検出手段と、
前記凝縮圧力検出手段あるいは凝縮温度検出手段の検出
値により、目標の凝縮圧力あるいは目標の凝縮温度にな
るように凝縮器の凝縮状態を制御する凝縮器制御手段
と、前記第二蒸発器出口側の圧力を検出する圧力検出手
段と、同じく温度を検出する温度検出手段と、前記圧力
検出手段の検出圧力及び前記温度検出手段の検出温度に
基づき、前記第二蒸発器出口側の過熱度が目標の加熱度
になるように前記第二流量調節弁を制御する制御手段と
を備えたものである。

【００１８】また、第１４の発明に係る冷凍装置は、エ
ゼクタ、第一蒸発器、第二蒸発器等を備えた冷凍装置に
おいて、前記凝縮器の凝縮圧力を検出する凝縮圧力検出
手段あるいは凝縮温度を検出する凝縮温度検出手段と、
前記凝縮圧力検出手段あるいは凝縮温度検出手段の検出
値により、目標の凝縮圧力あるいは目標の凝縮温度にな
るように凝縮器の凝縮状態を制御する凝縮器制御手段
と、前記第二蒸発器の蒸発圧力を検出する圧力検出手段
あるいは蒸発温度を検出する温度検出手段と、前記圧力
検出手段の検出圧力あるいは前記温度検出手段の検出温
度に基づき、前記第二蒸発器の蒸発圧力または蒸発温度
が目標の蒸発圧力または目標の蒸発温度になるように前
記第二流量調節弁を制御する制御手段とを備えたもので
ある。

【００１９】また、第１５の発明に係る冷凍装置は、圧
縮機、凝縮器、開閉弁、第一流量調節弁、第一蒸発器、
気液分離器が、順次配管接続され、前記第一流量調節弁
と第一蒸発器をバイパスするバイパス回路にエゼクタを
備え、また、前記気液分離器と前記エゼクタ吸引部とが
第二蒸発器を介して配管接続され、さらに前記気液分離
器と前記第二蒸発器間に配管接続された第二流量調節弁
を備えた冷凍装置において、圧力検出手段あるいは温度
検出手段を備え、前記凝縮器の凝縮圧力あるいは凝縮温
度を検出し、目標の凝縮圧力あるいは目標の凝縮温度に
なるように、凝縮器の凝縮状態を制御する制御手段と、
圧力検出手段あるいは温度検出手段を備え、前記第一蒸
発器の蒸発圧力あるいは蒸発温度を検出し、目標の蒸発
圧力あるいは目標の蒸発温度になるように前記第一流量
調節弁を制御する制御手段と、圧力検出手段あるいは温
度検出手段を備え、前記第二蒸発器の蒸発圧力あるいは
蒸発温度を検出し、目標の蒸発圧力あるいは目標の蒸発
温度になるように前記第二流量調節弁の冷媒流量を調節
する制御手段を備えたものである。

【００２０】また、第１６の発明に係る冷凍装置は、第
１５の発明において、第一流量調節弁と第二蒸発器をバ
イパスさせるバイパス回路に開閉弁を備えたものであ
る。

【００２１】また、第１７の発明に係る冷凍装置は、圧
縮機、凝縮器、開閉弁、第一流量調節弁、第一蒸発器、
気液分離器が、順次配管接続され、前記第一流量調節弁
と第一蒸発器をバイパスする回路にエゼクタを備え、前
記第一蒸発器と前記気液分離器を接続する配管への、前
記バイパス回路の合流点と第一蒸発器出口間に圧力調整
弁を備え、前記気液分離器と前記エゼクタ吸引部とが第
二蒸発器を介して配管接続され、さらに前記気液分離器
と前記第二蒸発器間に配管接続された第二流量調節弁を
備えた冷凍装置において、圧力検出手段あるいは温度検
出手段を備え、前記凝縮器の凝縮圧力あるいは凝縮温度
を検出し、目標の凝縮圧力あるいは目標の凝縮温度にな
るように、凝縮器の凝縮状態を制御する制御手段と、圧
力検出手段と温度検出手段を備え、第一蒸発器出口の圧
力と温度を検出し、目標の過熱度になるように、前記第
一流量調節弁で冷媒流量を調節する制御手段と、圧力検
出手段あるいは温度検出手段を備え、前記第二蒸発器の
蒸発圧力あるいは蒸発温度を検出し、目標の蒸発圧力あ
るいは目標の蒸発温度になるように前記第二流量調節弁
の冷媒流量を調節する制御手段を備えたものである。

【００２２】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１は本発明の実施の形態の一例であ
り、圧縮機１、凝縮器２、第一流量調節弁３、エゼクタ
４、第一蒸発器５、第二流量調節弁１３、第二蒸発器
６、気液分離器７が順次配管で接続され、さらに、気液
分離器７には、液面の高さを検知する液面検知手段とし
て、液面センサ８を備えた冷凍装置である。図２はエゼ
クタの構造図であり、エゼクタはノズル部１０、ディフ
ューザ部１１から構成されている。図３は圧力−エンタ
ルピ線図上の実施の形態の冷凍サイクル動作点である。
なお、図において矢印９は冷媒の流れを示している。

【００２３】図１、図２、図３を用いて冷凍サイクル動
作について説明する。圧縮機１から吐出した高温高圧の
冷媒ガスＲ１は凝縮器２に入り、そこで凝縮して高圧の
液冷媒Ｒ２となり、第一流量調節弁３で冷媒流量を調節
され、エゼクタ４に送り込まれる。エゼクタ４に送り込
まれた冷媒はノズル部出口Ｅ２で状態Ｒ３になり、ディ
フューザ部１１の混合部へ流れ込む。混合部でＥ４から
流れ込む状態Ｒ４の冷媒ガスと混合した後、Ｒ５の状態
となった冷媒はディフューザ１１によりＰｅ２からＰｅ
１に圧力が回復し、状態Ｒ６の冷媒となる。エゼクタ４
をでた冷媒は第一蒸発器５に流れ込み、湿りの状態Ｒ７
で気液分離器７に送り込まれる。気液分離器７で状態Ｒ
８の冷媒ガスは圧縮機１の吸入へ、一方状態Ｒ９の冷媒
液は第二流量調節弁１３で減圧され、第二蒸発器６に送
り込まれ、蒸発して状態Ｒ４となって、エゼクタ４の吸
引部Ｅ４に流れる。このため、通常の冷凍装置の様に、
二つの蒸発器があり、異なる蒸発圧力Ｐｅ１，Ｐｅ２
（Ｐｅ１＞Ｐｅ２）で運転している場合は、蒸発圧力Ｐ
ｅ２に圧縮機吸入の圧力を合わせる必要があるが、エゼ
クタを用いることで、圧縮機吸入の圧力を蒸発圧力Ｐｅ
１に合わせることができるため、圧縮機１の吸入ガス密
度が低下しない。そのため圧縮比が小さくでき、高効率
な運転が可能となる。

【００２４】次に、冷媒としてＲ４０４ＡまたはＲ５０
７のエゼクタに対する有効性を説明する。ここではＲ４
０４Ａのみについて説明するが、Ｒ５０７でもよい。図
１において圧縮機１での冷媒流量をＧｓ、第二蒸発器６
での冷媒流量をＧｅ、第二蒸発器６での冷媒流量Ｇｅと
圧縮機１での冷媒流量Ｇｓの比を流量比α（＝Ｇｅ／Ｇ
ｓ）とする。一般にエゼクタ効率ηと流量比αとエンタ
ルピの関係は（１）式で表される。 α＝｛（Ｈ_R10−Ｈ_R3）／（Ｈ_R11−Ｈ_R4）｝η・・・・（１）Ｈはエンタルピで、添え字は図３の冷凍サイクル動作点
に対応している。Ｒ２→Ｒ３，Ｒ４→Ｒ１１は等エント
ロピ変化、Ｒ２→Ｒ１０は等エンタルピ変化である。
（１）式からも分かる様に、Ｈ_R11→Ｈ_R4が小さく、Ｈ
_R10→Ｈ_R3が大きい冷媒ほど、同じエゼクタ効率の場合
は流量比αが大きくなる。その結果、第二蒸発器６での
冷媒流量は大きくなり、第二蒸発器６の冷凍能力を大き
くすることが可能となる。（Ｈ_R10−Ｈ_R3）／（Ｈ_R11−
Ｈ_R4）は冷媒の物性で決定される値である。たとえば、
第一蒸発器５での蒸発圧力Ｐｅ１と第二蒸発器６の蒸発
圧力Ｐｅ２の差を５０ｋＰａ一定とした場合におけるＲ
２２とＲ４０４Ａの（Ｈ_R10−Ｈ_R3）／（Ｈ_R11−Ｈ_R4）
と第二蒸発器６の蒸発温度との関係を図４に示す。図４
でＲ２２とＲ４０４Ａ比較すると、Ｒ４０４Ａの（Ｈ
_R10−Ｈ_R3）／（Ｈ_R11−Ｈ_R4）はＲ２２のそれに比べて
約１．７倍大きい。同じエゼクタ効率ηを用いた場合、
Ｒ４０４Ａの方がＲ２２より流量比αが大きくなり、第
二蒸発器６での冷凍能力を大きくすることが容易にな
る。以上から、冷媒としてＲ４０４Ａを用いた冷凍装置
には物性の観点から他の冷媒と比べてエゼクタ４の効果
が大きいと言える。即ち、（Ｈ_R10−Ｈ_R3）／（Ｈ_R11−
Ｈ_R4）の値が大きい冷媒、例えば、従来使われていた冷
媒Ｒ２２に比べて大きいＲ４０４Ａ，Ｒ５０７を用いる
ことでエゼクタを有効に利用することができる。

【００２５】次に、運転方法について説明する。たとえ
ば、第一流量調節弁３、第二流量調節弁１３には、それ
ぞれ電子膨張弁３、電子膨張弁１３を採用し、さらに気
液分離器７には液面センサ８を備え、液面センサ８が気
液分離器７での液面高さが所定量にないことを検知した
とき、第１の第一流量調節弁制御手段が電子膨張弁３を
流れる冷媒流量を調節することにより、冷媒量の制御を
行う。具体的には、気液分離器７で液面が低下すると、
電子膨張弁３の開度を大きくし、液面が高くなるよう
に、冷媒量を制御する。逆に、液面が高い時は電子膨張
弁３の開度を小さくして、液面高さが低下するように制
御する。その結果、冷媒量は適正に制御することができ
る。また、第二蒸発器６の冷媒流量制御は、圧力を検出
する圧力検知手段として、たとえば、圧力センサ１８
と、前記蒸発器の温度を検出する温度検知手段として、
たとえば、温度センサ１９を用いて、第二蒸発器出口の
圧力Ｐ、温度Ｔを検出して、蒸発器出口の過熱度が一定
になるように、第１の第二流量調節弁制御手段が電子膨
張弁１３で冷媒流量を制御する。なお、起動時等、気液
分離器７に液冷媒が存在しない時や不足時は、液面セン
サ８の検知により第２の第二流量調節弁制御手段が電子
膨張弁１３を全閉にして、第一蒸発器５のみの運転とす
る。液面センサ８により液面高さが目標値まで到達して
いるのを検出した後は電子膨張弁１３の開度調節を行
う。但し、第１、第２の第二流量調節弁制御手段は、共
通の制御手段としてもよい。

【００２６】実施の形態２．図５は発明の実施の形態２
を示したものである。前記発明の実施の形態１の第一蒸
発器５の出口に第一蒸発器の出口圧力を検出する第１の
第一蒸発器圧力検知手段として、たとえば圧力センサ２
０を設置し、さらに前記第一蒸発器５の出口に第一蒸発
器の出口温度を検出する第１の第一蒸発器温度検知手段
として、たとえば温度センサ２１を備えている。通常の
運転モードでは、前記発明の実施の形態１と同様に、気
液分離器７の液面を検出する手段、たとえば、液面セン
サ８で液面を検知して、第１の第一流量調節弁制御手段
が第一流量調節弁、たとえば電子膨張弁３の開度を調節
することで、気液分離器７の冷媒量を制御する。また、
第一蒸発器５のみの運転を行う時は、第二流量調節弁１
３、たとえば電子膨張弁１３を全閉にし、第一蒸発器５
の出口の圧力Ｐを圧力センサ２０で検出し、さらに温度
Ｔを温度センサ２１で検出して、蒸発器出口の過熱度が
一定になるように、第２の第一流量調節弁制御手段が電
子膨張弁３で冷媒流量を制御する。但し、第１、第２の
第一流量調節弁制御手段は共通の制御手段としてもよ
い。

【００２７】実施の形態３．図６は発明の実施の形態３
を示したものである。前記発明の実施の形態２の第一蒸
発器５に例えば第一開閉弁として第一電磁弁１２と、第
一蒸発器５をバイパスする第一バイパス回路１５と、そ
のバイパス回路１５に第二開閉弁として第二電磁弁１４
を備えている。通常の運転モードでは、第一バイパス回
路１５の電磁弁１４は閉、第一蒸発器５の電磁弁１２は
開にする。液面センサ８で気液分離器７に冷媒が存在し
ないことや不足が検出されたときは、第一開閉弁制御手
段が第一蒸発器５の電磁弁１２は閉、バイパス回路１５
の電磁弁１４は開にして、第一蒸発器５を冷媒がバイパ
スできるようにし、液面センサ８により目標液面高さに
なるまで、冷媒がバイパス回路１５を流れるようにす
る。目標液面高さに達すると、通常の運転モードにす
る。また、第二蒸発器６の冷媒流量制御は、圧力を検出
する手段として、例えば、圧力センサ１８と、前記蒸発
器の温度を検出する手段として、例えば温度センサ１９
を用いて、第二蒸発器出口の圧力Ｐ、温度Ｔを検出し
て、第１の第二流量調節弁制御手段が蒸発器出口の過熱
度が一定になるように、電子膨張弁１３で制御する。第
一蒸発器５の電磁弁１２を閉、バイパス回路１５の電磁
弁１４を開にすることで、例えば、ヒータデフロスト時
等、第二蒸発器６のみの運転が可能となる。また、第一
蒸発器５でヒータデフロストを行いたい時も同様に、第
一蒸発器５の第一電磁弁１２は閉、バイパス回路１５の
第二電磁弁１４は開にすると、第一蒸発器５はデフロス
トを行い、第二蒸発器６は運転させることにより、庫内
温度上昇を抑えることが可能となる。逆に、電子膨張弁
１３を全閉、バイパス回路１５の第二電磁弁１４は閉に
すると、第一蒸発器５のみの運転となり、第二蒸発器６
のみデフロスト状態にすることもできる。

【００２８】実施の形態４．図７は発明の実施の形態４
を示したものである。圧縮機１、凝縮器２、第一流量調
節弁３、エゼクタ４、第三流量調節弁１７を備え、エゼ
クタ４をバイパスする第二バイパス回路１６、第一蒸発
器５、気液分離器７、第二流量調節弁１３、第二蒸発器
６などが順次配管で接続されている。さらに、気液分離
器７には、例えば液面の高さを検知する手段として液面
センサ８を備えた冷凍装置である。ここでは、第一流量
調節弁３、第二流量調節弁１３、第三流量調節弁１７に
は、電子膨張弁を用いることにする。通常の運転モード
では、電子膨張弁１７の開度を全閉にし、エゼクタ４に
冷媒が流れるようにし、気液分離器７の液面を液面セン
サ８で検出して、第１の第一流量調節弁制御手段が電子
膨張弁３で冷媒量を制御する。また、第二蒸発器６の冷
媒流量制御は、圧力を検出する手段として、例えば、圧
力センサ１８と、前記蒸発器の温度を検出する手段とし
て、例えば温度センサ１９を用いて、第二蒸発器出口の
圧力Ｐ、温度Ｔを検出して、第１の第二流量調節弁制御
手段が蒸発器出口の過熱度が一定になるように、電子膨
張弁１３で制御する。起動時などは、第１の第三流量調
節弁制御手段がこの電子膨張弁３を全閉にし、さらに電
子膨張弁１３も全閉にして、エゼクタ４と第二蒸発器６
に冷媒を流れなくする。気液分離器７の液面高さを液面
センサ８にて検出しながら、エゼクタ４をバイパスする
回路１６の電子膨張弁１７の開度を調節することで冷媒
量を制御する。液面高さが目標値になるまで、電子膨張
弁１３は全閉にし、第一蒸発器５のみの運転とする。液
面高さが目標値に達した後は通常の運転モードにする。

【００２９】実施の形態５．図８は発明の実施の形態５
を示したものである。前記実施の形態４の第一蒸発器５
に例えば第一開閉弁として第一電磁弁１２と、第一蒸発
器５をバイパスする第一バイパス回路１５と、その回路
に第二開閉弁として第二電磁弁１４を備えている。通常
の運転モードでは、バイパス回路１５の第二電磁弁１４
は閉、第一蒸発器５の第一電磁弁１２は開にし、電子膨
張弁１７の開度は全閉にし、エゼクタ４に冷媒が流れる
ようにする。気液分離器７の液面センサ８で検知し、第
１の第一流量調節弁制御手段が電子膨張弁３の開度を調
節することで、冷媒量を制御する。また、第二蒸発器６
の冷媒流量制御は、圧力を検出する手段として、例え
ば、圧力センサ１８と、前記蒸発器の温度を検出する手
段として、例えば温度センサ１９を用いて、第二蒸発器
出口の圧力Ｐ、温度Ｔを検出して、第１の第二流量調節
弁制御手段が蒸発器出口の過熱度が一定になるように、
電子膨張弁１３で制御する。液面センサ８で気液分離器
７に冷媒が存在しないことや不足が検知されたときは、
第２の第三流量調節弁制御手段が第一蒸発器５の第一電
磁弁１２は閉、バイパス回路１５の第二電磁弁１４は開
にし、第一蒸発器５を冷媒がバイパスさせるようにし、
電子膨張弁３は全閉にしてエゼクタをバイパスする回路
１６の電子膨張弁１７により、液面センサ８により目標
液面高さになるまで、蒸発器５をバイパスさせ、目標液
面高さに達すると、通常の運転モードにする。但し、第
２の第三流量調節弁制御手段は、前記実施の形態４の第
１の第三流量調節弁制御手段と共通の制御手段としても
よい。第一蒸発器５の電磁弁１２を閉、バイパス回路１
５の電磁弁１４を開にすることで、第二蒸発器６のみの
運転可能となる。また、ヒータデフロストなどを使用し
た時も同様に、第一蒸発器５の電磁弁１２は閉、バイパ
ス回路１５の電磁弁１４は開にすると、第一蒸発器５は
デフロストを行い、第二蒸発器６は運転させることによ
り、庫内温度上昇を抑えることが可能となる。逆に、電
子膨張弁１３を全閉、バイパス回路１５の電磁弁１４は
閉にすると、第一蒸発器５は運転状態、第二蒸発器６は
デフロスト状態にすることもできる。

【００３０】実施の形態６．図９は発明の実施の形態６
を示すものである。圧縮機１、凝縮器２、第一流量調節
弁３、エゼクタ４、第一蒸発器５、第二流量調節弁１
３、第二蒸発器６が順次配管で接続され、さらに、気液
分離器７には、液面の高さを検知する手段として、液面
センサ８を備えた冷凍装置である。また、第一流量調節
弁３、エゼクタ４と第一蒸発器５をバイパスする第三バ
イパス回路２３と、そのバイパス回路２３に第四流量調
節弁２４を備えている。ここでは、第一流量調節弁３、
第二流量調節弁１３、第四流量調節弁２４には電子膨張
弁を用いている。通常の運転モードでは、電子膨張弁２
４は全閉にし、エゼクタ４に冷媒が流れるようにする。
気液分離器７に設置した液面センサ８で液面高さを検出
して、第１の第一流量調節弁制御手段が電子膨張弁３に
より、冷媒量制御を行う。また、第二蒸発器６の冷媒流
量制御は、圧力を検出する手段として、例えば、圧力セ
ンサ１８と、前記蒸発器の温度を検出する手段として、
例えば温度センサ１９を用いて、第二蒸発器出口の圧力
Ｐ、温度Ｔを検出して、第１の第二流量調節弁制御手段
が蒸発器出口の過熱度が一定になるように、電子膨張弁
１３で制御する。気液分離器に液が存在しない時または
不足時は、第１の第四流量調節弁制御手段が電子膨張弁
３を全閉にして、エゼクタに冷媒が流れないようにし
て、バイパス回路２３に冷媒を流れるようにして、目標
液面高さに達するまで電子膨張弁２４の開度を調節しな
がら運転する。気液分離器７での目標液面高さに到達し
た後は通常運転モードにする。

【００３１】実施の形態７．図１０は本発明の実施の形
態の一例であり、圧縮機１、凝縮器２、液溜２６、第三
開閉弁２７、エゼクタ４、第一蒸発器５、気液分離器
７、第二流量調節弁１３、第二蒸発器６が順次配管で接
続されている。なお図において、矢印９は冷媒の流れを
示している。図２、図３、図１０を用いて冷凍サイクル
動作について説明する。圧縮機１から吐出した高温高圧
の冷媒ガスＲ１は凝縮器２に入り、そこで凝縮して高圧
の液冷媒Ｒ２となり、エゼクタ４に送り込まれる。エゼ
クタ４に送り込まれた冷媒はノズル部出口Ｅ２で状態Ｒ
３になり、ディフューザ１１の混合部へ流れ込む。混合
部でＥ４から流れ込む状態Ｒ４の冷媒ガスと混合した
後、Ｒ５の状態となった冷媒はディフューザ１１により
Ｐｅ２からＰｅ１に圧力が回復し、状態Ｒ６の冷媒とな
る。エゼクタ４を出た冷媒は第一蒸発器５に流れ込み、
湿りの状態Ｒ７となり気液分離器７に送り込まれる。気
液分離器７で状態Ｒ８の冷媒ガスは圧縮機１の吸入側
へ、一方状態Ｒ９の冷媒液は第二流量調節弁１３で減圧
され、第二蒸発器６に送り込まれ、蒸発して状態Ｒ４と
なって、エゼクタ５の吸引部Ｅ４に流れる。このため、
通常の冷凍装置のように、二つの蒸発器があり、異なる
蒸発圧力Ｐｅ１，Ｐｅ２（Ｐｅ１＞Ｐｅ２）で運転して
いる場合は、蒸発圧力Ｐｅ２に圧縮機吸入の圧力を合わ
せる必要があるが、エゼクタを用いることで、圧縮機吸
入の圧力を蒸発圧力Ｐｅ１に合わせることができるた
め、圧縮機１の吸入ガス密度が低下しない。そのため圧
縮比が小さくでき、高効率な運転が可能となる。

【００３２】運転方法について説明する。本発明の実施
の形態では、第二流量調節弁１３には電子膨張弁１３、
第三開閉弁２７には電磁弁２７、第二蒸発器出口の圧力
を検出する第１の第二蒸発器圧力検出手段１８には圧力
センサ１８、第二蒸発器出口の温度を検出する第１の第
二蒸発器温度検出手段１９には温度センサ１９を用いて
いる。運転時は電磁弁２７は開にしておき、第二蒸発器
出口の圧力、温度を圧力センサ１８、温度センサ１９で
測定し、第１の第二流量調節弁制御手段６ａが第二蒸発
器出口の過熱度を算出し、所定の目標の過熱度になるよ
うに電子膨張弁１３の開度を調節することで、第二蒸発
器６に送り込む冷媒流量を制御する。停止時は通常の冷
凍装置と同じように、電磁弁２７を全閉にして、ポンプ
ダウン運転で冷凍装置を停止させる。このようにポンプ
ダウン運転で冷凍装置を停止させた場合、次に冷凍装置
を起動する時は気液分離器７に冷媒液が残っているため
に、圧縮機１に急激に冷媒が返る可能性があり、信頼性
の問題がある。そこで、気液分離器７を第二蒸発器６よ
り上の位置に据え、さらに冷凍装置が停止した場合、電
子膨張弁１３は全開にしておき、気液分離器７の冷媒液
が第二蒸発器６に流れ込むようにする。このように冷媒
液を第二蒸発器６に移動させることによって再起動時、
圧縮機１に冷媒液が返りにくくなるため、信頼性が向上
する。さらに、再起動時には、第１の第二流量調節弁制
御手段６ａにより、電子膨張弁１３を全閉にし、第二蒸
発器出口の圧力センサ１８、温度センサ１９で過熱度を
算出し、所定の過熱度に達したら、電子膨張弁１３を開
け、第二蒸発器６の液冷媒をなくすようにすることが望
ましい。以後は所定の目標の過熱度になるように、第１
の第二流量調節弁制御手段６ａにより電子膨張弁１３で
第二蒸発器６での冷媒流量を制御する。この制御をする
ことで、起動時の第二蒸発器６から気液分離器７に逆流
する冷媒をなくすことが可能となり、信頼性が向上す
る。

【００３３】実施の形態８．図１１は本発明の実施の形
態８を示したものである。圧縮機１、凝縮器２、液溜２
６、第三開閉弁２７、エゼクタ４、第一蒸発器５、第二
蒸発器６等が配管接続されている。凝縮器２には、例え
ば本発明の実施の形態では凝縮器２の中間地点に凝縮圧
力を検出する凝縮圧力検出手段２９として、圧力センサ
２９を備えている。凝縮圧力検出手段の代わりに凝縮温
度を検出する凝縮温度検出手段として温度センサでもよ
い。第二蒸発器出口には第１の圧力検出手段１８として
圧力センサ１８、第１の温度検出手段１９として温度セ
ンサ１９を用いている。次に凝縮圧力制御（凝縮圧力を
一定にする制御）の有効性について説明する。図１１に
おいて圧縮機１での冷媒流量をＧｃ、第二蒸発器６での
冷媒流量をＧｅ、第二蒸発器６での冷媒流量Ｇｅと圧縮
機１での冷媒流量Ｇｃの比を流量比α（＝Ｇｅ／Ｇｃ）
とする。一般にエゼクタ効率ηと流量比αとエンタルピ
の関係は（２）式で表される。 α＝（Ｈ_R10−Ｈ_R3）・η／（Ｈ_R11−Ｈ_R4）・・・・（２）Ｈはエンタルピで、添え字は図３の冷凍サイクル動作点
に対応している。Ｒ２→Ｒ３，Ｒ４→Ｒ１１は等エント
ロピ変化、Ｒ２→Ｒ１０は等エンタルピ変化である。
（２）式からもわかる様に、Ｈ_R10→Ｈ_R3が大きいほ
ど、同じエゼクタ効率の場合は流量比が大きくなる。そ
の結果、エゼクタを有効に利用することができる。すな
わち、凝縮圧力が低下すると、図３からも分かるように
エンタルピＨ_R3は増大し、Ｈ_R10−Ｈ_R3も小さくなる。
その結果（２）式から、流量比αは低下する。凝縮圧力
を上昇させると流量比αは増加するが、圧縮比が増加す
るため、圧縮機の性能は低下する。その結果Ｇｃは低下
するので、第二蒸発器の冷凍能力は増加しない。すなわ
ち凝縮圧力は適正な範囲がある。

【００３４】次に、運転方法について説明する。圧力セ
ンサ２９で凝縮圧力を検出し、目標の凝縮圧力に到達す
るように、凝縮圧力制御手段２ａにより、空冷式凝縮器
の場合は風量を調節する。具体的には、凝縮圧力が目標
圧力を下回るときは、風量を減少させ、逆に凝縮圧力が
目標圧力を上回るときは、風量を増大させる。水冷式凝
縮器の場合は水量を調節する。具体的には、凝縮圧力が
目標圧力を下回るときは、水量を減少させ、逆に凝縮圧
力が目標圧力を上回るときは、水量を増大させる。この
ような制御方法で、凝縮圧力を目標の範囲に入るように
する。また、第二蒸発器出口の圧力、温度を圧力センサ
１８、温度センサ１９で測定し、第二蒸発器出口の過熱
度を算出し、目標の過熱度になるように、第１の第二流
量調節弁制御手段６ａにより電子膨張弁１３の開度を調
節することで、第二蒸発器６に送り込む冷媒流量を制御
する。

【００３５】実施の形態９．図１２は発明の実施の形態
９を示したものである。第二蒸発器６に蒸発圧力を検出
する第２の蒸発圧力検出手段３１として圧力センサ３１
を備えている。第二蒸発器６に第２の蒸発圧力検出手段
３１の代わりに第２の蒸発温度検出手段として温度セン
サを用いてもよい。凝縮器２に凝縮圧力検出手段２９と
して圧力センサを備えているが、凝縮温度温度検出手段
でもよい。凝縮器２の凝縮圧力あるいは凝縮温度は前記
発明の実施の形態８の制御と同様に凝縮圧力制御手段２
ａにて制御する。第二蒸発器６の蒸発圧力を圧力センサ
３１で検出し、第３の第二流量調節弁制御手段６ｂによ
り、目標の蒸発圧力になるように、第二流量調節弁１３
を制御する。具体的には、蒸発圧力が目標の蒸発圧力よ
り大きい場合は、流量調節弁１３として例えば電子膨張
弁１３の開度を小さくする。逆に蒸発圧力が目標の蒸発
圧力より低い場合は、電子膨張弁１３の開度を大きくす
る。この運転により凝縮圧力は一定、第二蒸発圧力は一
定となる。また、第一蒸発圧力はエゼクタのノズルの入
口の状態とノズル径でほぼ決定されるため、第一蒸発圧
力もほぼ一定となる。その結果、（２）式におけるＨ
_R10−Ｈ_R3，Ｈ_R11−Ｈ_R4も一定となり、流量比αも一定
となり、第二蒸発器６の冷凍能力は一定となる。このよ
うな制御方法は、負荷変動が小さい冷凍倉庫などに特に
有効である。

【００３６】実施の形態１０．図１３は発明の実施の形
態１０を示すものである。圧縮機１、凝縮器２、液溜２
６、第三開閉弁２７、第一流量調節弁３、第一蒸発器
５、気液分離器７を順次接続して回路を形成し、前記第
一流量調節弁３と第一蒸発器５をバイパスさせる第四バ
イパス回路２８にエゼクタ４を備え、さらに、第二流量
調節弁１３と第二蒸発器６を接続した回路を前記気液分
離器７と前記エゼクタ４の吸引部Ｅ４に接続している。
前記気液分離器７と第二蒸発器６との間に第二流量調節
弁１３として電子膨張弁１３を備えている。また、第一
流量調節弁３として、例えば電子膨張弁３を用いる。ま
た、凝縮器２には凝縮圧力を検出する凝縮圧力検出手段
として圧力センサ２９及び凝縮圧力制御手段２ａ、第一
蒸発器５の蒸発圧力を検出する第２の第一蒸発器圧力検
出手段として圧力センサ３２及び第３の第一流量調節弁
制御手段５ａ、第二蒸発器の蒸発圧力を検出する第２の
第二蒸発器圧力手段として圧力センサ３１及び第３の第
二流量調節弁制御手段６ｂを備えている。通常の運転で
は、凝縮器２では目標の凝縮圧力になるように凝縮圧力
制御手段２ａにより風量や水量を増減させる。第一蒸発
器５については、目標の第一蒸発圧力になるように第３
の第一流量調節弁制御手段５ａにより電子膨張弁３の制
御を行い、第二蒸発器６については、目標の第二蒸発圧
力になるように第３の第二流量調節弁制御手段６ｂによ
り電子膨張弁１３の制御を行う。通常の運転では、エゼ
クタ４に流れる冷媒流量はほぼ一定であり、エゼクタ入
口の状態もほぼ一定であるので、第二蒸発器６での冷凍
能力はほぼ一定となる。また、第二蒸発器６の冷凍能力
もほぼ一定となる。例えば第一蒸発器５の設置されてい
る庫内の温度が高い場合（負荷大きい場合）は気液分離
器７に液がなくなる可能性がある。しかし、本発明の実
施の形態のようにバイパス回路２８にエゼクタ４を設
け、第一蒸発器５をバイパスさせることで、常に気液分
離器７に冷媒液を送り込むことができるため、気液分離
器７に冷媒液を溜めることが可能となり、信頼性が向上
する。

【００３７】実施の形態１１．図１４は発明の実施の形
態１１を示すものである。前記発明の実施の形態１０の
第四バイパス回路２８の第一蒸発器６と気液分離器７を
接続した配管との合流点と第一蒸発器出口の間にエゼク
タ４の出口圧力と、圧縮機吸込み圧力を常に等しくする
ような圧力調節弁３４として例えば蒸発圧力調節弁３４
を備えている。第一蒸発器５での冷媒負荷が大きくな
り、エゼクタ４出口の圧力が上昇し、その結果、エゼク
タ４での圧力差が十分に確保できず、性能を十分に発揮
できない現象が発生する。蒸発圧力調節弁３４を設置す
ることで、エゼクタ４出口の圧力をほぼ一定にすること
が可能となり、エゼクタ４の性能を一定にすることがで
きる。第一蒸発器出口には第一蒸発器出口圧力を検出す
る第３の圧力検出手段３５、第一蒸発器出口温度を検出
する第２の温度検出手段３６として圧力センサ３５、温
度センサ３６及び第４の第一流量調節弁制御手段５ｂを
備えている。凝縮器２及び第二蒸発器６の圧力制御につ
いては、前記実施の形態１０と同じである。通常の運転
では、エゼクタ４に流れる冷媒流量はほぼ一定であり、
エゼクタ入口の状態もほぼ一定であるので、第二蒸発器
６での冷凍能力はほぼ一定となる。また第一蒸発器出口
の圧力センサ３５、温度センサ３６から第一蒸発器出口
の過熱度を求め、目標の過熱度になるように電子膨張弁
３の開度を調節する。本発明の実施の形態のような冷媒
回路にすることで、第一蒸発器５の冷凍能力は可変、第
二蒸発器６の冷凍能力は一定にすることが可能となる。
このような制御及び冷媒回路を用いる冷凍装置は、第一
蒸発器側の冷凍倉庫は負荷変動があるが、第二蒸発器の
冷凍倉庫は負荷変動が小さい所に特に有効である。

【００３８】実施の形態１２．図１５は発明の実施の形
態１２を示すものである。前記発明の実施の形態１０の
第四バイパス回路２８に第四開閉弁３３として、例えば
電磁弁３３を備えている。通常運転では、前記第四バイ
パス回路２８の電磁弁３３は開にしておき、前記発明の
実施の形態１０と同様の制御とする。エゼクタ４を備え
た第四バイパス回路２８の電磁弁３３を閉じることで、
起動時やプルダウン時には第一蒸発器５のみの運転とな
り、通常の冷凍サイクルとなる。起動時やプルダウン運
転時（非定常な運転時）は、冷媒流量などの変動が大き
いことが予測され、安定な状態になるまでは、エゼクタ
に冷媒を流さないようにしたいため、通常の冷凍サイク
ル運転とする。また、前記電磁弁３３を閉じることで、
第二蒸発器６は停止による霜取り運転、第一蒸発器５は
通常運転が可能となる。逆に、第一電子膨張弁３を全閉
にし、前記電磁弁３３は開にしておくと、第一蒸発器５
は停止による霜取り運転、第二蒸発器６は通常運転が可
能となる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したとおり第１の発明に係る冷
凍装置は、圧縮機、凝縮器、第一流量調節弁、エゼク
タ、第一蒸発器、気液分離器が、順次配管接続され、ま
た、前記気液分離器と前記エゼクタの吸引部とが第二蒸
発器を介して配管接続された冷凍装置において、冷媒と
してハイドロフルオロカーボンＲ４０４ＡまたはＲ５０
７を用いた構成にしたので、エゼクタを有効に利用する
ことで、第二蒸発器での冷媒流量を大きくし、第二蒸発
器においても冷凍能力が十分確保できる冷凍装置を提供
する。

【００４０】また、第２の発明に係る冷凍装置は、気液
分離器に設けられた液面検知手段と前記液面検知手段が
前記気液分離器の冷媒量が所定量にないことを検知した
時、前記冷媒量が所定量になるまで第一流量調節弁の開
度制御する制御手段とを備えた構成としたので、気液分
離器で液面が所定より低下すると、弁開度を大きくし、
液面が所定より高くなると、弁開度を小さくして気液分
離器の冷媒量を所定の適正量に制御でき、性能と信頼性
を確保した冷凍装置を提供することができる。

【００４１】また、第３の発明に係る冷凍装置は、気液
分離器の出口側で、前記気液分離器と前記第二蒸発器間
に配管接続された第二流量調節弁と、前記第二蒸発器出
口側配管に設けられた圧力検知手段及び温度検知手段
と、前記圧力検知手段と温度検知手段との検出値に基づ
き、前記第二蒸発器出口の加熱度が所定値となるように
第二流量調節弁を制御する制御手段とを備えた構成とし
たので、第二蒸発器の冷媒流量が適正に制御され、エゼ
クタを有効に利用できる。

【００４２】また、第４の発明に係る冷凍装置は、気液
分離器に設けた液面検知手段と、前記気液分離器の出口
側で、前記気液分離器と前記第二蒸発器間に配管接続さ
れた第二流量調節弁と、前記液面検知手段が前記気液分
離器の冷媒液量不足を検知した時、前記冷媒量が所定量
になるまで前記第二流量調節弁を閉弁する制御手段とを
備えた構成としたので、第一蒸発器で冷却を行いなが
ら、気液分離器の液冷媒を所定量までもっていくことが
できる。

【００４３】また、第５の発明に係る冷凍装置は、第一
蒸発器の出口側配管に設けられた圧力検知手段及び温度
検知手段と、前記圧力検知手段と温度検知手段との検出
値に基づき、前記第一蒸発器出口の過熱度が所定値とな
るように第一流量調節弁を制御する制御手段とを備えた
構成としたので、第一蒸発器の冷媒流量が適正に制御さ
れる。

【００４４】また、第６の発明〜第９の発明に係る冷凍
装置は、気液分離器に設けられた液面検知手段と、第一
蒸発器をバイパスする、開閉弁または流量調節弁を有す
るバイパス回路と、前記液面検知手段が前記気液分離器
の冷媒量不足を検知した時、前記冷媒量が所定量になる
まで、前記バイパス回路の開閉弁または流量調節弁を開
弁する制御手段とを備えた構成としたので、早急に気液
分離器の冷媒量不足を解消でき、性能と信頼性の高い冷
凍装置を提供できる。

【００４５】また、第１０の発明に係る冷凍装置は、気
液分離器に設けた液面検知手段と、前記気液分離器の出
口側で、前記気液分離器と前記第二蒸発器間に配管接続
された第二流量調節弁と、前記第一流量調節弁と前記エ
ゼクタとをバイパスする第二バイパス回路と、前記第二
バイパス回路に設けた第三流量調節弁と、前記液面検知
手段が前記気液分離器の冷媒量不足を検知したとき、前
記冷媒量が所定量になるまで、前記第一流量弁と前記第
二流量弁とを閉弁し、前記第三流量調節弁の弁開度を調
節する制御手段とを備えた構成としたので、第一蒸発器
で冷却を行いながら、第三流量調節弁の弁開度を調節制
御して、気液分離装置の液量に対応した制御が可能とな
る。

【００４６】また、第１１の発明に係る冷凍装置は、気
液分離器を前記第二蒸発器より高い位置に接地するとと
もに、前記第二蒸発器出口側の圧力を検出する圧力検出
手段と、同じく温度を検出する温度検出手段と、前記第
二流量調節弁を制御する制御手段とを備え、前記制御手
段は、前記圧力検出手段の検出圧力及び前記温度検出手
段の検出温度に基づき、前記第二蒸発器出口側の過熱度
が目標の過熱度になるように前記第二流量調節弁で冷媒
流量を調節するとともに、停止時には前記流量調節弁を
全開にするので、停止時に気液分離器に残った冷媒液を
第二蒸発器に流れ込むようにできるため、再起動時に対
して信頼性を確保した冷凍装置を提供することができ
る。

【００４７】また、第１２の発明に係る冷凍装置は、第
１１の発明において、起動時は、制御手段が前記第二流
量調節弁を全閉にし前記圧力検出手段と前記温度検出手
段の検出値により第二蒸発器出口の過熱度を検出し、過
熱度が所定の値になるまで前記第二流量調節弁を全閉に
するので、停止時に気液分離器より第二蒸発器に回収し
た冷媒液が第二蒸発器から逆流することを防ぐことによ
り信頼性を確保した冷凍装置を提供することができる。

【００４８】また、第１３の発明に係る冷凍装置は、凝
縮器の凝縮圧力を検出する凝縮圧力検出手段あるいは凝
縮温度を検出する凝縮温度検出手段と、前記凝縮圧力検
出手段あるいは凝縮温度検出手段の検出値により、目標
の凝縮圧力あるいは目標の凝縮温度になるように凝縮器
の凝縮状態を制御する凝縮器制御手段と、前記第二蒸発
器出口側の圧力を検出する圧力検出手段と、同じく温度
を検出する温度検出手段と、前記圧力検出手段の検出圧
力及び前記温度検出手段の検出温度に基づき、前記第二
蒸発器出口側の過熱度が目標の加熱度になるように前記
第二流量調節弁を制御する制御手段とを備えたので、エ
ゼクタ入口の冷媒の状態が一定となり、エゼクタの性能
が安定するため、信頼性を確保した冷凍装置を提供する
ことができる。

【００４９】また、第１４の発明に係る冷凍装置は、凝
縮器の凝縮圧力を検出する凝縮圧力検出手段あるいは凝
縮温度を検出する凝縮温度検出手段と、前記凝縮圧力検
出手段あるいは凝縮温度検出手段の検出値により、目標
の凝縮圧力あるいは目標の凝縮温度になるように凝縮器
の凝縮状態を制御する凝縮器制御手段と、前記第二蒸発
器の蒸発圧力を検出する圧力検出手段あるいは蒸発温度
を検出する温度検出手段と、前記圧力検出手段の検出圧
力あるいは前記温度検出手段の検出温度に基づき、前記
第二蒸発器の蒸発圧力または蒸発温度が目標の蒸発圧力
または目標の蒸発温度になるように前記第二流量調節弁
を制御する制御手段とを備えたので、エゼクタ入口の冷
媒の状態が一定となり、エゼクタの性能が安定するとと
もに、第二蒸発器での蒸発圧力も一定となるため、第
一、第二蒸発器も一定の冷凍能力を発揮できる冷凍装置
を提供することができる。

【００５０】また、第１５の発明に係る冷凍装置は、圧
縮機、凝縮器、開閉弁、第一流量調節弁、第一蒸発器、
気液分離器が、順次配管接続され、前記第一流量調節弁
と第一蒸発器をバイパスするバイパス回路にエゼクタを
備え、また、前記気液分離器と前記エゼクタ吸引部とが
第二蒸発器を介して配管接続され、さらに前記気液分離
器と前記第二蒸発器間に配管接続された第二流量調節弁
を備えた冷凍装置において、圧力検出手段あるいは温度
検出手段を備え、前記凝縮器の凝縮圧力あるいは凝縮温
度を検出し、目標の凝縮圧力あるいは目標の凝縮温度に
なるように、凝縮器の凝縮状態を制御する制御手段と、
圧力検出手段あるいは温度検出手段を備え、前記第一蒸
発器の蒸発圧力あるいは蒸発温度を検出し、目標の蒸発
圧力あるいは目標の蒸発温度になるように前記第一流量
調節弁を制御する制御手段と、圧力検出手段あるいは温
度検出手段を備え、前記第二蒸発器の蒸発圧力あるいは
蒸発温度を検出し、目標の蒸発圧力あるいは目標の蒸発
温度になるように前記第二流量調節弁の冷媒流量を調節
する制御手段を備えたので、エゼクタ入口の冷媒の状態
が一定となり、エゼクタの性能が安定するとともに、第
一蒸発器、第二蒸発器では冷凍能力を一定にできる冷凍
装置を提供することができる。

【００５１】また、第１６の発明に係る冷凍装置は、第
１５の発明において、第一流量調節弁と第二蒸発器をバ
イパスさせるバイパス回路に開閉弁を備えたので、エゼ
クタ入口の冷媒の状態が一定となり、エゼクタの性能が
安定するとともに、第一蒸発器は可変、第二蒸発器では
冷凍能力を一定にできる冷凍装置を提供することができ
る。

【００５２】また、第１７の発明に係る冷凍装置は、圧
縮機、凝縮器、開閉弁、第一流量調節弁、第一蒸発器、
気液分離器が、順次配管接続され、前記第一流量調節弁
と第一蒸発器をバイパスするバイパス回路にエゼクタを
備え、前記第一蒸発器と前記気液分離器を接続する配管
への、前記バイパス回路の合流点と第一蒸発器出口間に
圧力調整弁を備え、前記気液分離器と前記エゼクタ吸引
部とが第二蒸発器を介して配管接続され、さらに前記気
液分離器と前記第二蒸発器間に配管接続された第二流量
調節弁を備えた冷凍装置において、圧力検出手段あるい
は温度検出手段を備え、前記凝縮器の凝縮圧力あるいは
凝縮温度を検出し、目標の凝縮圧力あるいは目標の凝縮
温度になるように、凝縮器の凝縮状態を制御する制御手
段と、圧力検出手段と温度検出手段を備え、第一蒸発器
出口の圧力と温度を検出し、目標の過熱度になるよう
に、前記第一流量調節弁で冷媒流量を調節する制御手段
と、圧力検出手段あるいは温度検出手段を備え、前記第
二蒸発器の蒸発圧力あるいは蒸発温度を検出し、目標の
蒸発圧力あるいは目標の蒸発温度になるように前記第二
流量調節弁の冷媒流量を調節する制御手段を備えたの
で、起動時やプルダウン運転時など、前記第二開閉弁を
全閉することで、第一蒸発器のみで、通常の冷凍サイク
ル運転をできる冷凍装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１を示す図である。

【図２】この発明のエゼクタの構造図である。

【図３】この発明の圧力−エンタルピ線図上の冷凍サ
イクル動作点である。

【図４】この発明のＨ_R10−Ｈ_R3／Ｈ_R11−Ｈ_R4と蒸発
温度の関係を示す図である。

【図５】この発明の実施の形態２を示す図である。

【図６】この発明の実施の形態３を示す図である。

【図７】この発明の実施の形態４を示す図である。

【図８】この発明の実施の形態５を示す図である。

【図９】この発明の実施の形態６を示す図である。

【図１０】この発明の実施の形態７を示す図である。

【図１１】この発明の実施の形態８を示す図である。

【図１２】この発明の実施の形態９を示す図である。

【図１３】この発明の実施の形態１０を示す図であ
る。

【図１４】この発明の実施の形態１１を示す図であ
る。

【図１５】この発明の実施の形態１２を示す図であ
る。

【符号の説明】

１圧縮機、２凝縮器、２ａ凝縮器制御手段、３
第一流量調節弁、４エゼクタ、５第一蒸発器、５ｂ
制御手段、６第二蒸発器、６ａ制御手段、６ｂ制
御手段、７気液分離器、８液面検知手段、１２第
一開閉弁、１３第二流量調節弁、１４開閉弁（第二
開閉弁）、１５バイパス回路（第一バイパス回路）、
１６第二バイパス回路、１７第三流量調節弁、１８
圧力検知手段、１９温度検知手段、２０圧力検知
手段、２１温度検知手段、２２吸引部、２３バイ
パス回路（第三バイパス回路）、２４流量調節弁（第
四流量調節弁）、２８バイパス回路、２９凝縮圧力
（温度）検知手段、３１第二蒸発器圧力（温度）検出手
段、３３開閉弁、３４圧力調整弁、３５圧力検出手
段、３６温度検出手段。なお、各図中において同一の
番号は同一または相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮機、凝縮器、第一流量調節弁、エゼ
クタ、第一蒸発器、気液分離器が、順次配管接続され、
また、前記気液分離器と前記エゼクタの吸引部とが第二
蒸発器を介して配管接続された冷凍装置において、冷媒
としてハイドロフルオロカーボンＲ４０４ＡまたはＲ５
０７を用いたことを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】圧縮機、凝縮器、第一流量調節弁、エゼ
クタ、第一蒸発器、気液分離器が、順次配管接続され、
また、前記気液分離器と前記エゼクタの吸引部とが第二
蒸発器を介して配管接続された冷凍装置において、前記
気液分離器に設けられた液面検知手段と前記液面検知手
段が前記気液分離器の冷媒量が所定量にないことを検知
した時、前記冷媒量が所定量になるまで前記第一流量調
節弁の開度制御する制御手段とを備えたことを特徴とす
る冷凍装置。
【請求項３】圧縮機、凝縮器、第一流量調節弁、エゼ
クタ、第一蒸発器、気液分離器が、順次配管接続され、
また、前記気液分離器と前記エゼクタの吸引部とが第二
蒸発器を介して配管接続された冷凍装置において、前記
気液分離器の出口側で、前記気液分離器と前記第二蒸発
器間に配管接続された第二流量調節弁と、前記第二蒸発
器出口側配管に設けられた圧力検知手段及び温度検知手
段と、前記圧力検知手段と温度検知手段との検出値に基
づき、前記第二蒸発器出口の過熱度が所定値となるよう
に第二流量調節弁を制御する制御手段とを備えたことを
特徴とする冷凍装置。
【請求項４】圧縮機、凝縮器、第一流量調節弁、エゼ
クタ、第一蒸発器、気液分離器が、順次配管接続され、
また、前記気液分離器と前記エゼクタの吸引部とが第二
蒸発器を介して配管接続された冷凍装置において、前記
気液分離器に設けた液面検知手段と、前記気液分離器の
出口側で、前記気液分離器と前記第二蒸発器間に配管接
続された第二流量調節弁と、前記液面検知手段が前記気
液分離器の冷媒液量不足を検知した時、前記冷媒量が所
定量になるまで前記第二流量調節弁を閉弁する制御手段
とを備えたことを特徴とする冷凍装置。
【請求項５】圧縮機、凝縮器、第一流量調節弁、エゼ
クタ、第一蒸発器、気液分離器が、順次配管接続され、
また、前記気液分離器と前記エゼクタの吸引部とが第二
蒸発器を介して配管接続された冷凍装置において、前記
第一蒸発器の出口側配管に設けられた圧力検知手段及び
温度検知手段と、前記圧力検知手段と温度検知手段との
検出値に基づき、前記第一蒸発器出口の過熱度が所定値
となるように第一流量調節弁を制御する制御手段とを備
えたことを特徴とする冷凍装置。
【請求項６】圧縮機、凝縮器、第一流量調節弁、エゼ
クタ、第一蒸発器、気液分離器が、順次配管接続され、
また、前記気液分離器と前記エゼクタの吸引部とが第二
蒸発器を介して配管接続された冷凍装置において、前記
気液分離器に設けられた液面検知手段と、前記第一蒸発
器をバイパスする、開閉弁または流量調節弁を有するバ
イパス回路と、前記液面検知手段が前記気液分離器の冷
媒量不足を検知した時、前記冷媒量が所定量になるま
で、前記バイパス回路の開閉弁または流量調節弁を開弁
する制御手段とを備えたことを特徴とする冷凍装置。
【請求項７】第一蒸発器入口側配管に第一開閉弁を備
え、バイパス回路をエゼクタと前記第一開閉弁間の配管
と、前記第一蒸発器と気液分離器間の配管とに接続され
た第二開閉弁を有する第一のバイパス回路とし、液面検
知手段が前記気液分離器の冷媒量不足を検知した時、前
記冷媒量が所定量になるまで、制御手段が前記第一開閉
弁を閉弁し、前記第二開閉弁を開弁すること特徴とする
請求項６記載の冷凍装置。
【請求項８】第一流量調節弁とエゼクタとをバイパス
する第三流量調節弁を有する第二バイパス回路を備え、
液面検知手段が気液分離器の冷媒量不足を検知した時、
前記冷媒量が所定量になるまで、制御手段が第一バイパ
ス回路の第二開閉弁を開弁し、第一蒸発器の第一開閉弁
及び第一流量調節弁を閉弁し、前記第三流量調節弁の弁
開度を調節制御すること特徴とする請求項７記載の冷凍
装置。
【請求項９】バイパス回路を、凝縮器と第一流量調節
弁間の配管と、第一蒸発器と気液分離器間の配管とを接
続する第４流量調節弁を有する第三バイパス回路とし、
液面検知手段が前記気液分離器の冷媒量不足を検知した
時、前記冷媒量が所定量になるまで、制御手段が前記第
一流量調節弁を閉弁し、前記第４流量調節弁の弁開度を
調節制御すること特徴とする請求項６記載の冷凍装置。
【請求項１０】圧縮機、凝縮器、第一流量調節弁、エ
ゼクタ、第一蒸発器、気液分離器が、順次配管接続さ
れ、また、前記気液分離器と前記エゼクタの吸引部とが
第二蒸発器を介して配管接続された冷凍装置において、
前記気液分離器に設けた液面検知手段と、前記気液分離
器の出口側で、前記気液分離器と前記第二蒸発器間に配
管接続された第二流量調節弁と、前記第一流量調節弁と
前記エゼクタとをバイパスする第二バイパス回路と、前
記第二バイパス回路に設けた第三流量調節弁と、前記液
面検知手段が前記気液分離器の冷媒量不足を検知したと
き、前記冷媒量が所定量になるまで、前記第一流量弁と
前記第二流量弁とを閉弁し、前記第三流量調節弁の弁開
度を調節する制御手段とを備えた冷凍装置。
【請求項１１】圧縮機、凝縮器、開閉弁、エゼクタ、
第一蒸発器、気液分離器が、順次配管接続され、また、
前記気液分離器と前記エゼクタ吸引部とが第二蒸発器を
介して配管接続され、さらに前記気液分離器と前記第二
蒸発器間に配管接続された第二流量調節弁を備えた冷凍
装置において、前記気液分離器を前記第二蒸発器より高
い位置に設置するとともに、前記第二蒸発器出口側の圧
力を検出する圧力検出手段と、同じく温度を検出する温
度検出手段と、前記第二流量調節弁を制御する制御手段
とを備え、前記制御手段は、前記圧力検出手段の検出圧
力及び前記温度検出手段の検出温度に基づき、前記第二
蒸発器出口側の過熱度が目標の過熱度になるように前記
第二流量調節弁で冷媒流量を調節するとともに、停止時
には前記流量調節弁を全開にすることを特徴とする冷凍
装置。
【請求項１２】起動時は、前記制御手段が前記第二流
量調節弁を全閉にし前記圧力検出手段と前記温度検出手
段の検出値により第二蒸発器出口の過熱度を検出し、過
熱度が所定の値になるまで前記第二流量調節弁を全閉に
することを特徴とする請求項１１記載の冷凍装置。
【請求項１３】圧縮機、凝縮器、開閉弁、エゼクタ、
第一蒸発器、気液分離器が、順次配管接続され、また、
前記気液分離器と前記エゼクタ吸引部とが第二蒸発器を
介して配管接続され、さらに前記気液分離器と前記第二
蒸発器間に配管接続された第二流量調節弁を備えた冷凍
装置において、前記凝縮器の凝縮圧力を検出する凝縮圧
力検出手段あるいは凝縮温度を検出する凝縮温度検出手
段と、前記凝縮圧力検出手段あるいは凝縮温度検出手段
の検出値により、目標の凝縮圧力あるいは目標の凝縮温
度になるように凝縮器の凝縮状態を制御する凝縮器制御
手段と、前記第二蒸発器出口側の圧力を検出する圧力検
出手段と、同じく温度を検出する温度検出手段と、前記
圧力検出手段の検出圧力及び前記温度検出手段の検出温
度に基づき、前記第二蒸発器出口側の過熱度が目標の加
熱度になるように前記第二流量調節弁を制御する制御手
段とを備えたことを特徴とする冷凍装置。
【請求項１４】圧縮機、凝縮器、開閉弁、エゼクタ、
第一蒸発器、気液分離器が、順次配管接続され、また、
前記気液分離器と前記エゼクタ吸引部とが第二蒸発器を
介して配管接続され、さらに前記気液分離器と前記第二
蒸発器間に配管接続された第二流量調節弁を備えた冷凍
装置において、前記凝縮器の凝縮圧力を検出する凝縮圧
力検出手段あるいは凝縮温度を検出する凝縮温度検出手
段と、前記凝縮圧力検出手段あるいは凝縮温度検出手段
の検出値により、目標の凝縮圧力あるいは目標の凝縮温
度になるように凝縮器の凝縮状態を制御する凝縮器制御
手段と、前記第二蒸発器の蒸発圧力を検出する圧力検出
手段あるいは蒸発温度を検出する温度検出手段と、前記
圧力検出手段の検出圧力あるいは前記温度検出手段の検
出温度に基づき、前記第二蒸発器の蒸発圧力または蒸発
温度が目標の蒸発圧力または目標の蒸発温度になるよう
に前記第二流量調節弁を制御する制御手段とを備えたこ
とを特徴とする冷凍装置。
【請求項１５】圧縮機、凝縮器、開閉弁、第一流量調
節弁、第一蒸発器、気液分離器が、順次配管接続され、
前記第一流量調節弁と第一蒸発器をバイパスするバイパ
ス回路にエゼクタを備え、また、前記気液分離器と前記
エゼクタ吸引部とが第二蒸発器を介して配管接続され、
さらに前記気液分離器と前記第二蒸発器間に配管接続さ
れた第二流量調節弁を備えた冷凍装置において、圧力検
出手段あるいは温度検出手段を備え、前記凝縮器の凝縮
圧力あるいは凝縮温度を検出し、目標の凝縮圧力あるい
は目標の凝縮温度になるように、凝縮器の凝縮状態を制
御する制御手段と、圧力検出手段あるいは温度検出手段
を備え、前記第一蒸発器の蒸発圧力あるいは蒸発温度を
検出し、目標の蒸発圧力あるいは目標の蒸発温度になる
ように前記第一流量調節弁を制御する制御手段と、圧力
検出手段あるいは温度検出手段を備え、前記第二蒸発器
の蒸発圧力あるいは蒸発温度を検出し、目標の蒸発圧力
あるいは目標の蒸発温度になるように前記第二流量調節
弁の冷媒流量を調節する制御手段を備えたことを特徴と
する冷凍装置。
【請求項１６】第一流量調節弁と第二蒸発器をバイパ
スさせるバイパス回路に開閉弁を備えたことを特徴とす
る請求項１５記載の冷凍装置。
【請求項１７】圧縮機、凝縮器、開閉弁、第一流量調
節弁、第一蒸発器、気液分離器が、順次配管接続され、
前記第一流量調節弁と第一蒸発器をバイパスする回路に
エゼクタを備え、前記第一蒸発器と前記気液分離器を接
続する配管への、前記バイパス回路の合流点と第一蒸発
器出口間に圧力調整弁を備え、前記気液分離器と前記エ
ゼクタ吸引部とが第二蒸発器を介して配管接続され、さ
らに前記気液分離器と前記第二蒸発器間に配管接続され
た第二流量調節弁を備えた冷凍装置において、圧力検出
手段あるいは温度検出手段を備え、前記凝縮器の凝縮圧
力あるいは凝縮温度を検出し、目標の凝縮圧力あるいは
目標の凝縮温度になるように、凝縮器の凝縮状態を制御
する制御手段と、圧力検出手段と温度検出手段を備え、
第一蒸発器出口の圧力と温度を検出し、目標の過熱度に
なるように、前記第一流量調節弁で冷媒流量を調節する
制御手段と、圧力検出手段あるいは温度検出手段を備
え、前記第二蒸発器の蒸発圧力あるいは蒸発温度を検出
し、目標の蒸発圧力あるいは目標の蒸発温度になるよう
に前記第二流量調節弁の冷媒流量を調節する制御手段を
備えたことを特徴とする冷凍装置。