JPH0972620A

JPH0972620A - インジェクション式冷凍装置

Info

Publication number: JPH0972620A
Application number: JP8282396A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Murakami; 紳一村上
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1995-06-28
Filing date: 1996-04-04
Publication date: 1997-03-18

Abstract

(57)【要約】【課題】インジェクション式冷凍装置において、ガス
インジェションに伴うサイクル高圧の異常上昇を防止す
る。【解決手段】冷凍装置起動時に、バルブ１３を閉じ、
バルブ５、８を開いて、気液分離器６内の液冷媒を膨張
弁９を通して蒸発器１０に流入させるノーマル冷凍運転
を設定して、冷凍装置起動時に、ガスインジェクション
運転による圧縮機吐出圧の異常上昇を防止する。そし
て、このノーマル冷凍運転実行後に、バルブ５、１３を
閉じ、バルブ８を開いて、気液分離器６内の圧力を引き
下げるポンプダウン運転を設定する。このポンプダウン
運転実行後に、ガスインジェクション運転（バルブ５、
１３を開、バルブ８を閉）と、冷凍運転（バルブ５、１
３を閉、バルブ８を開）とを交互に行う、間欠インジェ
クションを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はインジェクション式
冷凍装置に関するもので、例えば冷凍車における冷凍庫
内を−１８°Ｃ程度の低温に冷却するための冷凍装置と
して好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の冷凍装置として、特開平
６−３４２０６号公報にて提案されたものがあり、この
従来装置では、冷凍サイクルの凝縮器下流側に減圧装置
を介して、中間圧の気液分離器を設置するとともに、こ
の気液分離器で分離されたガス冷媒をバイパス回路を介
して直接、圧縮機吸入側配管に吸入（インジェクショ
ン）させるようにして、冷凍装置の能力向上を図ってい
る。

【０００３】上記公報記載の従来装置では、ガス冷媒を
バイパス回路を介して直接、圧縮機吸入側配管に吸入さ
せているので、圧縮機に特別のガスインジェクションポ
ートを追加設置する必要がなく、圧縮機製造コストを低
減できる利点を有している。しかし、その反面、中間圧
のガス冷媒を直接、圧縮機吸入側配管に吸入させるの
で、このガス冷媒の圧縮機吸入側配管へのインジェクシ
ョン動作により圧縮機吸入圧が上昇し、蒸発器における
冷却作用が中断することになる。そのため、このインジ
ェクション動作は、連続的に行うことはできず、このイ
ンジェクション運転の時間と、このインジェクション動
作を停止して蒸発器により庫内を冷却する冷凍運転の時
間とを分ける必要がある。

【０００４】そこで、上記従来装置では、前記バイパス
回路に電磁弁を設置し、この電磁弁を、前記気液分離器
内の液冷媒量を検出する液面センサの信号に応じて間欠
的に開閉制御することにより、上記インジェクション運
転を間欠的に行うようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来装
置では、上記電磁弁を開弁して気液分離器内のガス冷媒
を圧縮機吸入側に吸入させるインジェクションモード
を、上記液面センサの信号に応じて、単に間欠的に行っ
ているのみであるので、実用上次のごとき問題が生じる
ことが判明した。

【０００６】すなわち、本発明者の実験、検討によれ
ば、上記従来装置では、冷凍サイクルの凝縮器下流側に
減圧装置を介して、気液分離器を設置しているが、この
減圧装置の絞り量を大きくすると、インジェクションモ
ードの冷凍運転時における冷媒流量が減少して冷凍能力
の低下を招く。それ故、上記減圧装置の絞り量は、冷凍
運転時の冷凍能力に悪影響を及ぼさない程度の小さな絞
り量に設定せざるを得ない。

【０００７】その結果、ノーマル冷凍運転時には、気液
分離器内の圧力が高圧（凝縮圧力）に近似した高い圧力
になってしまうため、インジェクション運転に切り替わ
った時に気液分離器内の高圧の冷媒ガスが直接、圧縮機
吸入配管に合流するので、圧縮機の吸入圧が急激に上昇
し、それに伴って圧縮機吐出圧が異常に上昇するという
問題が生じる。この圧縮機吐出圧の異常上昇は、高負荷
条件でのサイクル起動時により一層顕著に現れることが
判明した。

【０００８】この圧縮機吐出圧の異常上昇に対処するた
めには、冷凍サイクルの配管機器の耐圧強度を上昇させ
る必要があり、これは大幅なコストアップを招く。本発
明は上記点に鑑みてなされたもので、インジェクション
モードによる圧縮機吐出圧の異常上昇を効果的に抑制で
きる冷凍装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、請求項１〜８記載の技術的手段を採用する。
請求項１、２記載の発明によれば、冷凍装置起動時に、
気液分離器（６）内の液冷媒を減圧手段（９）を通して
蒸発器（１０）に流入させるノーマル冷凍運転を設定し
ているから、冷凍装置起動時に、ガスインジェクション
運転による圧縮機吸入圧の上昇に伴う吐出圧の異常上昇
が発生しない。

【００１０】しかも、このノーマル冷凍運転を実行した
後に、気液分離器（６）内の圧力を引き下げるポンプダ
ウン運転を設定し、このポンプダウン運転を実行した後
に、ガスインジェクション運転と、冷凍運転とを交互に
行う、間欠インジェクションを行うようにしているか
ら、ノーマル冷凍運転時に気液分離器（６）内の圧力が
サイクル高圧と同一圧力となっても、ポンプダウン運転
の実行により気液分離器（６）内の圧力が下がった状態
で、ガスインジェクション運転を行うことができる。

【００１１】その結果、ガスインジェクション運転時に
おける圧縮機吐出圧の異常上昇も確実に防止できる。請
求項３記載の発明によれば、上記に加えて、ガスインジ
ェクション運転時に除霜用バイパス回路（１６）に設け
られた第４の弁手段（１７）を開くようにしているか
ら、圧縮機（１）吐出側が除霜用バイパス回路（１６）
を通してサイクル低圧側へ連通するようになり、圧縮機
吐出圧の上昇をより一層効果的に抑制できる。

【００１２】請求項４記載の発明によれば、凝縮器
（３）の下流側冷媒流路を第２の減圧手段（９０）を介
して蒸発器（１０）の入口に接続するノーマル運転用バ
イパス回路（１９）を備え、冷凍装置起動時に、気液分
離器（６）の上流側冷媒流路と蒸発器（１０）の上流側
冷媒流路を閉成、ガスインジェクション用バイパス回路
（１２）およびノーマル運転用バイパス回路（１９）を
開通して、気液分離器（６）内のガス冷媒をガスインジ
ェクション用バイパス回路（１２）を通して圧縮機吸入
通路（１４）に流入させるとともに、ノーマル運転用バ
イパス回路（１９）を通して蒸発器（１０）に冷媒を流
入させるノーマル冷凍運転を設定しているから、冷凍装
置起動時に、ガスインジェクション運転による圧縮機吸
入圧の上昇に伴う吐出圧の異常上昇が発生しない。

【００１３】しかも、ノーマル冷凍運転の実行と同時
に、気液分離器（６）の上流側冷媒流路を閉成した状態
で、気液分離器（６）内のガス冷媒を圧縮機吸入通路
（１４）に流入させることにより、気液分離器（６）内
の圧力を引き下げることができるため、ポンプダウン運
転を別途独立に行うことなく、ガスインジェクション運
転時における圧縮機吐出圧の異常上昇を確実に防止でき
る。

【００１４】請求項５、６記載の発明によれば、気液分
離器（６）の上流側冷媒流路に第１および第２の弁手段
（５、５０）を並列に設けるとともに、この第２の弁手
段（５０）に絞り手段（５１）を直列接続し、冷凍装置
起動時におけるガスインジェクション運転時には、凝縮
器（３）下流側からの冷媒が第２の弁手段（５０）およ
び絞り手段（５１）を通して気液分離器（６）に流入す
るようにしているから、絞り手段（５１）による圧力降
下分だけ気液分離器（６）内の圧力を中間圧に下げるこ
とができる。このように、気液分離器（６）内の圧力を
中間圧に下げるとともに、ガスインジェクション時の冷
媒流量を絞り手段（５１）により抑えることができるの
で、ガスインジェクション時におけるサイクル高圧の異
常上昇を効果的に抑制できる。したがって、起動時から
サイクル高圧の異常上昇を生じることなくガスインジェ
クション運転を実施できる。

【００１５】一方、冷凍装置定常時におけるガスインジ
ェクション運転時には、凝縮器（３）下流側からの冷媒
が第１の弁手段（５）を通して気液分離器（６）に冷媒
が流入するようにしているから、定常時にはガスインジ
ェクション時の冷媒流量が絞り手段（５１）により抑制
されることがなくなるので、間欠ガスインジェクション
運転におけるガスインジェクション運転の占める時間を
短縮することができ、冷却能力を向上できる。

【００１６】また、請求項７、８記載の発明によれば、
請求項４記載の発明ど同様に、冷凍装置起動時に、ノー
マル冷凍運転の実行と同時に、気液分離器（６）内のガ
ス冷媒をガスインジェクション用バイパス回路（１２）
を通して圧縮機吸入通路（１４）に流入させることによ
り、気液分離器（６）内の圧力を引き下げることができ
るため、ポンプダウン運転を別途独立に行うことなく、
ガスインジェクション運転時における圧縮機吐出圧の異
常上昇を防止できる。

【００１７】特に、請求項８記載の発明においては、前
記ノーマル冷凍運転から、前記ガスインジェクション運
転と前記冷凍運転との交互運転（間欠インジェクション
運転）に切り替えた直後の所定期間のみ、ガスインジェ
クション運転と冷凍運転の作動インターバルを短くして
いるから、ガスインジェクションの冷媒量を抑制して、
間欠インジェクション運転への切替直後における圧縮機
吐出圧の上昇をより一層効果的に防止できる。

【００１８】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すもの
である。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態
について説明する。（第１実施形態）図１は本発明を冷凍車用の冷凍装置に
適用した場合の冷凍サイクルを示しており、１は圧縮機
で、電磁クラッチ１ａを介して自動車エンジン（図示せ
ず）で駆動されるようになっている。２はこの圧縮機１
の吐出側に配設されたオイルセパレータで、圧縮機１か
ら吐出された冷媒ガス中から潤滑オイルを分離して、圧
縮機１の吸入側に戻すものである。

【００２０】３は凝縮器で、電動式の送風ファン３ａに
より送風される冷却空気（外気）とガス冷媒とを熱交換
して冷媒を凝縮させるものである。４は第１の気液分離
器（レシーバ）で、凝縮器３で凝縮した液冷媒を蓄え
て、液冷媒とガス冷媒とを分離して、液冷媒のみを下流
側へ導出するものである。５は高圧側インジェクション
バルブで、電磁弁にて構成されている。６はこのインジ
ェクションバルブ５の下流側に設けられた第２の気液分
離器で、後述するインジェクションモード時にはその内
部圧力が高圧側インジェクションバルブ５による圧力損
失により高圧と低圧の中間圧となるようになっている。
すなわち、第２の気液分離器６はインジェクションモー
ド時に中間圧容器となる。

【００２１】７は冷凍用冷媒回路で、その上流端は気液
分離器６内の底面近くの部位に開口しており、気液分離
器６内の液冷媒が流入するようになっている。８は冷凍
用冷媒回路７の入口部に設けられた冷凍用バルブで、電
磁弁にて構成されている。９は冷凍用冷媒回路７の減圧
手段をなす温度作動式膨張弁で、蒸発器１０の冷媒出口
配管に配設された感温筒９ａを有し、蒸発器１０出口の
冷媒が所定の過熱度となるように弁開度が調整されるも
のである。

【００２２】蒸発器１０は電動式の送風ファン１０ａに
より送風される庫内空気と冷媒とを熱交換して冷媒を蒸
発させ、庫内空気を冷却するものである。１１は蒸発器
１０の出口流路に設けられた逆止弁、１２はインジェク
ション用バイパス回路で、前記冷凍用冷媒回路７と並列
に設けられており、そのその上流端は気液分離器６内の
上面近くの上方部位に開口しており、気液分離器６内の
ガス冷媒が流入するようになっている。そして、このバ
イパス回路１２の下流端は前記逆止弁１１直後の流路に
接続されている。

【００２３】１３はこのバイパス回路１２の途中に設け
られ、このバイパス回路１２を開閉する低圧側のインジ
ェクションバルブで、電磁弁にて構成されている。１４
は蒸発器１０の下流側（すなわち、冷凍用冷媒回路７の
下流側）を前記圧縮機１の吸入側に接続する吸入通路
で、その途中には前記バイパス回路１２の下流端が合流
しているとともにアキュームレータ１５が設けられてい
る。このアキュームレータ１５は周知のごとく冷媒の気
液を分離してガス冷媒を導出するものである。

【００２４】１６は除霜用バイパス回路で、凝縮器３の
冷媒入口部を蒸発器１０の冷媒入口部に直結するもので
ある。この除霜用バイパス回路１６の途中には、電磁弁
から構成された除霜バルブ１７が設けられており、除霜
用バイパス回路１６は圧縮機１の吐出冷媒ガスを直接、
蒸発器１０の冷媒入口部に流入させるものである。１８
は気液分離器６内の底面近くの所定高さの部位に設置さ
れた液面センサで、気液分離器６内の液冷媒量が所定量
以下に低下したことを検出するためのものである。本例
では、液面センサ１８として、自己発熱型サーミスタを
用いており、この自己発熱型サーミスタは液冷媒中に位
置しているか否かにより放熱量が大幅に変化して、その
抵抗値が大幅に変化する特性を有している。

【００２５】図２は上記した冷凍サイクル構成を持った
冷凍装置の、冷凍車への搭載レイアウトを示す図であ
り、圧縮機１は車両前部の運転室床下に形成されたエン
ジンルーム内に設置されている。２０は車両の運転室後
方に搭載された冷凍庫断熱パネルで、その内部に冷凍庫
を構成する。２１はクーリングユニットで、前述した膨
張弁９、蒸発器１０、送風ファン１０ａ等を内蔵するも
のであり、このクーリングユニット２１は冷凍庫断熱パ
ネル２０の内部空間（冷凍庫内）の前部天井部に設置さ
れている。

【００２６】２２はコンデンシングユニットで、前述し
た凝縮器３、送風ファン３ａ、第１の気液分離器４等を
内蔵するものであり、このコンデンシングユニット２２
は冷凍庫断熱パネル２０の床下部に設置されている。２
３は前述した第２の気液分離器６とアキュームレータ１
５とを一体化したタンクユニットで、冷凍庫断熱パネル
２０の前面外側部と車両の運転室後方部との間に設置さ
れている。このタンクユニット２３は冷凍庫内に設置し
てもよい。

【００２７】２４は冷凍装置の制御パネルで、車両の運
転室内の計器盤（図示せず）周辺に設置されている。こ
の制御パネル２４には、冷凍装置の作動スイッチ等が設
けられている。図３は本実施形態における電気制御の全
体構成を示す図であり、図１、２と同一符号の部分は、
図１、２と同一のものである。３０は車載の電源バッテ
リ、３１はエンジンキースイッチで、イグニッション位
置ＩＧに投入されると、電源バッテリ３０から冷凍装置
の制御回路部３２に電源が供給されるようになってい
る。３３は冷凍スイッチ、３４は除霜スイッチで、この
両スイッチ３３、３４は前述した制御パネル２４に設置
されており、運転室内の乗員により手動操作されるもの
である。なお、除霜スイッチ３４は本例では、乗員の手
動操作により閉成（ＯＮ）した後、操作力を解放すると
自動的に解放（ＯＦＦ）状態に復帰するものである。

【００２８】３５は庫内温度センサ（サーミスタ）で、
クーリングユニット２１の庫内空気吸入口に設置され、
庫内空気温度を検出する。３６は外気温センサ（サーミ
スタ）で、車体の外気と接する適宜の部位に設置され、
外気温度を検出する。３７は除霜用温度センサ（サーミ
スタ）で、本例ではクーリングユニット２１の蒸発器１
０の出口冷媒配管の表面上に配設され、この配管表面温
度を検出する。

【００２９】３８は凝縮器ファン用リレーで、３８ａは
そのリレー接点である。３９は蒸発器ファン用リレー
で、３９ａはそのリレー接点である。４０は電磁クラッ
チ用リレーで、４０ａはそのリレー接点である。次に、
上記構成において第１実施形態の作動を説明する。図４
〜図６は第１実施形態の作動を示すフローチャートで、
エンジンキースイッチ３１がイグニッション位置ＩＧに
投入されて車両エンジンが運転状態となり、かつ冷凍ス
イッチ３３が投入されると、図４〜図６に示す制御ルー
チンが起動される。そして、ステップＳ１にて、外気温
センサ３６により感知される外気温が所定温度Ｔ１（本
例では２０°Ｃ）より高い否か判定され、外気温が２０
°Ｃより低いときは、ステップＳ２にて、ノーマル冷凍
運転が設定される。

【００３０】このノーマル冷凍運転においては、高圧側
インジェクションバルブ５が開（ＯＮ）、低圧側インジ
ェクションバルブ１３が閉（ＯＦＦ）、冷凍用バルブ８
が開（ＯＮ）、電磁クラッチ１ａが接続状態（ＯＮ）す
なわち圧縮機１が作動状態、凝縮器ファン３ａおよび蒸
発器ファン１０ａが作動状態（ＯＮ）、除霜用バルブ１
７が閉（ＯＦＦ）となる。

【００３１】これにより、冷凍サイクルでは、インジェ
クション用バイパス回路１２および除霜用バイパス回路
１６が閉塞され、圧縮機１の吐出冷媒ガスが２→３→４
→５→６→７→８→９→１０→１１→１５→１４の経路
で流れ、圧縮機１に戻る。このように、外気温が２０°
Ｃより低いときは、冷凍サイクルにおいて能力的に後述
のガスインジェクションモードの運転を行う必要がない
ので、ノーマル冷凍運転を行って、庫内の冷凍作用を行
う。因みに、庫内の目標冷却温度は本例では−１８°Ｃ
である。

【００３２】一方、外気温が２０°Ｃより高いときは、
ステップＳ３にて庫内温度センサ３５により感知される
庫内温度が所定温度Ｔ２（本例では０°Ｃ）より低いか
否か判定され、庫内温度が０°Ｃより高いとき（冷凍熱
負荷が高いとき）は上記ステップＳ２にて、ノーマル冷
凍運転が設定される。このように、庫内温度が高くて、
冷凍サイクルの熱負荷が高いときは、冷凍サイクルをノ
ーマル冷凍運転で起動することにより、サイクルの高圧
が異常上昇するのを防止する。すなわち、後述のガスイ
ンジェクションモードで起動することによる高圧の異常
上昇を防止する。

【００３３】そして、ノーマル冷凍運転が継続されて、
庫内温度が０°Ｃより低くなると、ステップＳ４にてポ
ンプダウン運転が設定される。このポンプダウン運転
は、ノーマル冷凍運転時にサイクルの高圧と同一圧力に
なっている第２の気液分離器６内の圧力をガスインジェ
クションモード実施前に引き下げるために行うものであ
る。

【００３４】このポンプダウン運転においては、高圧側
インジェクションバルブ５が閉（ＯＦＦ）、低圧側イン
ジェクションバルブ１３が閉（ＯＦＦ）、冷凍用バルブ
８が開（ＯＮ）、電磁クラッチ１ａが接続状態（ＯＮ）
すなわち圧縮機１が作動状態、凝縮器ファン３ａおよび
蒸発器ファン１０ａが作動状態（ＯＮ）、除霜用バルブ
１７が閉（ＯＦＦ）となる。

【００３５】これにより、冷凍サイクルでは、第２の気
液分離器６内の液冷媒が冷凍用冷媒回路７を通して吸引
され、この液冷媒は膨張弁９で減圧され、蒸発器１０で
蒸発することにより、ファン１０ａが送風する庫内空気
を冷却する。蒸発器１０で蒸発したガス冷媒は逆止弁１
１およびアキュムレータ１５を通過して圧縮機１に吸入
される。そして、圧縮機１の吐出冷媒ガスは凝縮器３で
冷却されて凝縮し、第１の気液分離器４内に蓄積され
る。

【００３６】次のステップＳ５にて第２の気液分離器６
内の底部近くに設置された液面センサ１８が液冷媒を検
出しているかガス冷媒を検出しているか判定され、ポン
プダウン運転の継続により第２の気液分離器６内の液冷
媒が減少し、液面センサ１８がガス冷媒を検出している
と判定されると、ステップＳ６にてタイマーのカウント
ｔ₁がスタートし、次のステップＳ７にてタイマーカウ
ントｔ₁が所定時間（本例では４０秒）を越えるまでの
間、上記ポンプダウン運転が継続される。

【００３７】このように、第２の気液分離器６内の液冷
媒が所定量以下に低下してから、４０秒の間、ポンプダ
ウン運転を継続することにより、第２の気液分離器６内
の圧力をポンプダウン運転前のサイクル条件の如何にか
かわらず、確実にガスインジェクション運転の実施に支
障のない所定の中間圧力（例えば、０ＭＰａ程度）まで
引き下げることができる。

【００３８】そして、ステップＳ７にてタイマーカウン
ト時間ｔ₁が４０秒を越えたと判定されると、ステップ
Ｓ８にてガスインジェクション運転が設定される。この
ガスインジェクション運転では、高圧側インジェクショ
ンバルブ５が開（ＯＮ）、低圧側インジェクションバル
ブ１３が開（ＯＮ）、冷凍用バルブ８が閉（ＯＦＦ）、
電磁クラッチ１ａが接続状態（ＯＮ）すなわち圧縮機１
が作動状態、凝縮器ファン３ａおよび蒸発器ファン１０
ａが作動状態（ＯＮ）、除霜用バルブ１７が閉（ＯＦ
Ｆ）となる。

【００３９】従って、ガスインジェクション運転では、
膨張弁９および蒸発器１０をバイパスして、第２の気液
分離器６内の上部のガス冷媒がバイパス回路１２を通
り、さらに、アキュムレータ１５を通過して圧縮機１に
吸入される。このガスインジェクション運転により圧縮
機１の吸入圧力が上昇するが、上述したようにポンプダ
ウン運転により第２の気液分離器６内の圧力を予め所定
圧以下に引き下げてあるので、サイクル高圧が異常上昇
する恐れはない。

【００４０】なお、ガスインジェクション運転時に、第
２の気液分離器６内のガス冷媒がバイパス回路１２か
ら、蒸発器１０の出口側へ流入しようとするのは、逆止
弁１１により阻止される。また、ガスインジェクション
運転時には、高圧側インジェクションバルブ５が減圧装
置としての機能を兼務し、このバルブ５での圧力降下に
より第２の気液分離器６内が中間圧に保持される。

【００４１】次のステップＳ９にてタイマーのカウント
ｔ₂がスタートし、次のステップＳ１０にてタイマーカ
ウントｔ₂が所定時間（本例では２秒）を越えるまでの
間、上記ガスインジェクション運転が継続され、この間
に第１の気液分離器４内の液冷媒の多くは第２の気液分
離器６内に移行する。このとき、圧縮機１は第２の気液
分離器６内の中間圧のガス冷媒を吸引して冷媒を圧縮す
るため、圧縮機１はその圧縮比が小さくてすみ、圧縮機
の効率を向上できる。

【００４２】ステップＳ１０にてタイマーカウントｔ₂
が２秒を越えると、次のステップＳ１１にて冷凍運転が
設定される。この冷凍運転では、冷凍サイクルが前記ポ
ンプダウン運転時と同じ状態に設定される。すなわち、
高圧側インジェクションバルブ５が閉（ＯＦＦ）、低圧
側インジェクションバルブ１３が閉（ＯＦＦ）、冷凍用
バルブ８が開（ＯＮ）、電磁クラッチ１ａが接続状態
（ＯＮ）すなわち圧縮機１が作動状態、凝縮器ファン３
ａおよび蒸発器ファン１０ａが作動状態（ＯＮ）、除霜
用バルブ１７が閉（ＯＦＦ）となる。

【００４３】従って、第２の気液分離器６内の液冷媒が
冷凍用冷媒回路７を通して吸引され、この液冷媒は膨張
弁９で減圧された後、蒸発器１０で蒸発することによ
り、ファン１０ａが送風する庫内空気を冷却する。ここ
で、冷凍運転を、ノーマル運転時のように高圧側インジ
ェクションバルブ５を開弁せず、閉弁した状態（ポンプ
ダウン運転時と同じ状態）で実施しているから、冷凍運
転時に第２の気液分離器６内の圧力が中間圧に維持され
る。このように、第２の気液分離器６内の圧力が中間圧
に維持されることにより、第２の気液分離器６内の圧力
が高圧となる場合に比して、第２の気液分離器６内の冷
媒のエンタルピが小さくなり、冷凍能力を向上できる。

【００４４】次のステップＳ１２にて第２の気液分離器
６内の液面センサ１８が液冷媒を検出しているかガス冷
媒を検出しているか判定され、液面センサ１８が液冷媒
を検出している間は、ステップＳ１３にて外気温が２０
°Ｃ以上、ステップＳ１４にて庫内温度が０°Ｃ以下で
あれば、ステップＳ１１に戻る。つまり、液面センサ１
８が液冷媒を検出している間は冷凍運転が継続される。

【００４５】そして、上記冷凍運転の継続により液面セ
ンサ１８がガス冷媒を検出するようになると、ステップ
Ｓ８に戻り、ガスインジェクション運転が設定される。
以下、上記したガスインジェクション運転と冷凍運転と
が交互に繰り返されて、間欠的に、ガスインジェクショ
ン運転が行われる。この間欠的なガスインジェクション
運転が行われているときに、外気温が２０°Ｃ以下に低
下したとき、あるいは図示しない冷凍庫ドアが開放され
て、高温外気の流入により庫内温度が急に０°Ｃ以上に
上昇したときには、ステップＳ１３、Ｓ１４の判定がＮ
Ｏとなり、ステップＳ２にてノーマル冷凍運転が設定さ
れる。

【００４６】また、図４、５に示す制御ルーチンに対し
て、図６に示す除霜制御ルーチンがタイマー割り込みに
て実行される。ステップＳ１５にて除霜スイッチ３４の
ＯＮ、ＯＦＦが判定され、除霜スイッチ３４がＯＦＦで
あると、ステップＳ１６にてタイマーのカウントｔ₃が
スタートする。ここで、このカウントｔ₃は除霜スイッ
チ３４がＯＮからＯＦＦに切り替わったときリセットさ
れ、カウントを開始するようになっている。

【００４７】次のステップＳ１７にてタイマーカウント
ｔ₃が所定時間（本例では１時間）を越えたか否か判定
される。タイマーカウントｔ₃が１時間以内のときはこ
の除霜制御ルーチンは終了となる。そして、タイマーカ
ウントｔ₃が１時間を越えると、ステップＳ１８にて除
霜運転が設定される。この除霜運転では、高圧側インジ
ェクションバルブ５が閉（ＯＦＦ）、低圧側インジェク
ションバルブ１３が閉（ＯＦＦ）、冷凍用バルブ８が閉
（ＯＦＦ）、電磁クラッチ１ａが接続状態（ＯＮ）すな
わち圧縮機１が作動状態、凝縮器ファン３ａおよび蒸発
器ファン１０ａが停止状態（ＯＦＦ）、除霜用バルブ１
７が開（ＯＮ）となる。

【００４８】これにより、除霜用バイパス回路１６を通
って、高温、高圧の圧縮機吐出冷媒ガスが直接、蒸発器
１０内に流入し、蒸発器１０の除霜（霜取り）が行われ
る。この除霜運転は、除霜用温度センサ３７により感知
される蒸発器出口配管表面温度が所定温度（本例では３
°Ｃ）以上に上昇するまで、継続される。そして、この
除霜用温度センサ３７の感知温度が３°Ｃ以上に上昇す
ると、ステップＳ１９にて除霜終了と判定して、除霜運
が終了する。

【００４９】上記除霜運転は、除霜スイッチ３４が乗員
の手動操作によりＯＮとなったときにも、同様に行われ
る。なお、上記第１実施形態では、ポンプダウン運転か
らガスインジェクション運転への切替をタイマーカウン
トによる一定時間（４０秒）にて行っているが、ポンプ
ダウン運転は第２の気液分離器６内の圧力をガスインジ
ェクション運転の実施に支障のない中間圧力まで低下さ
せることを目的として行うものであるから、第２の気液
分離器６内に圧力センサを設けて、第２の気液分離器６
内の圧力が所定圧力以下に低下したことを検出して、ポ
ンプダウン運転からガスインジェクション運転に切り替
えるようにしてもよい。

【００５０】また、上記第１実施形態では、ガスインジ
ェクション運転から冷凍運転への切替をタイマーカウン
トによる一定時間（２秒）にて行っているが、ガスイン
ジェクション運転により第２の気液分離器６内の液冷媒
量が増大するので、この液冷媒量が所定レベルまで増大
したことを液面センサにより感知して、ガスインジェク
ション運転から冷凍運転に切替えるようにしてもよい。

【００５１】上記第１実施形態の特徴を列挙すると次の
通りである。（１）圧縮機１の吸入通路１４にガスインジェクション
する構成であるから、圧縮機１は特別のインジェクショ
ンポートを必要としない、通常の構造の簡単なものでよ
い。（２）庫内温度が所定温度（０°Ｃ）より高くなってい
る、冷凍サイクル起動時には、ノーマル冷凍運転を設定
しているから、冷凍熱負荷が特に大きくなっていても、
サイクル高圧の異常上昇が生じない。

【００５２】つまり、冷凍熱負荷が特に大きい冷凍サイ
クル起動時に圧縮機１の吸入通路１４へのガスインジェ
クションを行うと、圧縮機１の吸入圧の上昇によりサイ
クル高圧の異常上昇が生じるが、本例では、庫内温度が
所定温度（０°Ｃ）より高くなっている起動時には、ガ
スインジェクションをせず、ノーマル冷凍運転を行うか
ら、サイクル高圧の異常上昇が生じない。（３）ノーマル冷凍運転時には第２の気液分離器６内は
サイクル高圧と同一圧力となり、中間圧まで低下してい
ないが、ガスインジェクションに先行して、ポンプダウ
ン運転を行って、第２の気液分離器６内の圧力をガスイ
ンジェクションの実施に支障のない所定の中間圧（０Ｍ
Ｐａ）まで引き下げてから、ガスインジェクションを実
施するようにしているから、ガスインジェクションに伴
うサイクル高圧の異常上昇を確実に防止できる。（第２実施形態）図７は第２実施形態を示す制御フロー
チャートで、第１実施形態との相違点はステップＳ８に
よるガスインジェクション運転時に、除霜用バルブ１７
を開（ＯＮ）として、ガスインジェクションと同時に圧
縮機吐出冷媒ガスを除霜用バイパス回路１６を通して、
蒸発器入口部へバイパスさせることにより、ガスインジ
ェクションに伴うサイクル高圧の上昇をより一層効果的
に抑制するようにしたものである。

【００５３】なお、ガスインジェクションに伴うサイク
ル高圧の上昇は、冷凍熱負荷の高いガスインジェクショ
ンへの切替初期に高くなる傾向にあるから、上記除霜用
バルブ１７は、ガスインジェクションへの切替時から所
定の時間（例えば１０秒間）のみ、開弁し、その後は閉
弁するようにしてもよい。また、上記除霜用バルブ１７
をガスインジェクションへの切替時から所定の時間（例
えば１０秒間）の間は、ガスインジェクション運転時お
よび冷凍運転時の双方において開弁させてもよい。（第３実施形態）図８は第３実施形態を示す冷凍サイク
ル図で、第１実施形態との相違点は高圧側ガスインジェ
クションバルブ５の上流側を、蒸発器１０の入口側に直
結するノーマル冷凍運転用バイパス回路１９を設け、こ
のバイパス回路１９に電磁弁からなる冷凍用バルブ８０
および温度式膨張弁９０を直列に設けたものである。９
０ａは温度式膨張弁９０の感温筒である。また、冷凍用
冷媒回路７において、冷凍用バルブ８と温度式膨張弁９
との間に、冷凍用バルブ８から温度式膨張弁９への一方
向のみに冷媒を流す逆止弁１１０を設けている。

【００５４】この第３実施形態においては、サイクル起
動時（庫内温度が所定温度以上のとき）に、高圧側ガス
インジェクションバルブ５および冷凍用バルブ８を閉じ
るとともに、低圧側ガスインジェクションバルブ１３お
よび冷凍用バルブ８０を開く。これと同時に、電磁クラ
ッチ１ａが接続されて圧縮機１が作動するとともに、送
風ファン３ａ、１０ａが作動する。

【００５５】これにより、ノーマル冷凍運転用バイパス
回路１９が開放され、ノーマル冷凍運転が設定されるた
め、圧縮機１の吐出冷媒ガスは、２→３→４→１９→８
０→９０→１０→１１→１５→１４の経路で流れ、圧縮
機１に戻る。従って、蒸発器１０において送風ファン１
０ａの送風する庫内空気が冷媒と熱交換して冷却され、
庫内の冷凍作用を行うことができる。ここで、ノーマル
冷凍運転用バイパス回路１９の温度式膨張弁９０は、起
動時や高負荷時にも、サイクルの高圧異常が生じないよ
うに、その弁開度特性（流量調整特性）が設定されてい
るので、ノーマル冷凍運転の実施によりサイクルの高圧
異常は生じない。

【００５６】また、このとき低圧側ガスインジェクショ
ンバルブ１３も開弁しているので、第２の気液分離器６
内の上部のガス冷媒がインジェクション用バイパス回路
１２を通して圧縮機１に吸入されるので、第２の気液分
離器６内の圧力が徐々に低下し、ガスインジェクション
運転の実施に支障がない程度の所定の中間圧まで引き下
げられる。なお、第２の気液分離器６上流の高圧側ガス
インジェクションバルブ５はこのとき閉じているので、
インジェクション用バイパス回路１２を通して圧縮機１
に吸入される冷媒流量は比較的少量であり、そのためこ
の吸入冷媒流量によりノーマル冷凍運転の冷却能力が大
きく低下することはない。

【００５７】上記ノーマル冷凍運転の継続により庫内温
度が所定温度（例えば−５°Ｃ）まで低下すると、ガス
インジェクション運転と冷凍運転とを交互に繰り返す、
間欠ガスインジェクション運転に切り替える。すなわ
ち、高圧側ガスインジェクションバルブ５および低圧側
ガスインジェクションバルブ１３を開くとともに、冷凍
用バルブ８、８０を閉じて、第２の気液分離器６内の上
部のガス冷媒をインジェクション用バイパス回路１２を
通して直接、圧縮機１の吸入側に吸入させる、ガスイン
ジェクション運転を行う。このガスインジェクション運
転時には、既に第２の気液分離器６内の圧力がガスイン
ジェクション運転の実施に支障がない程度の所定の中間
圧まで引き下げられているので、ガスインジェクション
運転により、サイクル高圧が異常上昇する恐れはない。

【００５８】また、ガスインジェクション運転時には、
高圧側インジェクションバルブ５が減圧装置としての機
能を兼務し、このバルブ５での圧力降下により第２の気
液分離器６内が中間圧に保持される。ガスインジェクシ
ョン運転の実行後、所定時間経過すると、高圧側ガスイ
ンジェクションバルブ５、低圧側ガスインジェクション
バルブ１３、および冷凍用バルブ８０を閉じるととも
に、冷凍用バルブ８を開いて、第２の気液分離器６内の
液冷媒を冷凍用冷媒回路７に吸入させる、冷凍運転を設
定する。

【００５９】この冷凍運転では、冷凍用冷媒回路７に吸
入された液冷媒を冷凍用バルブ８およひ温度式膨張弁９
を通して蒸発器１０に導入して、蒸発させることによ
り、庫内空気を冷却する。この冷凍運転により第２の気
液分離器６内の液冷媒量が所定量まで低下すると、液面
センサ１８の感知信号に基づいて、再びガスインジェク
ション運転を設定する。以下、ガスインジェクション運
転と冷凍運転とを交互に繰り返す、間欠ガスインジェク
ション運転を行って、庫内空気の冷却を行う。

【００６０】本第３実施形態では、ノーマル冷凍運転の
実施と同時に、第２の気液分離器６内の圧力をガスイン
ジェクション運転の実施に支障がない程度の所定の中間
圧まで引き下げるようにしたので、第１実施形態のよう
に、間欠ガスインジェクション運転への切替前にポンプ
ダウン運転を行う必要がない。（第４実施形態）図９は第４実施形態を示す冷凍サイク
ル図で、第１実施形態における高圧側ガスインジェクシ
ョンバルブ５と並列に、第２の高圧側ガスインジェクシ
ョンバルブ５０と絞り５１とを直列接続した回路を設け
たものである。絞り５１としては、オリフィス、ノズ
ル、キュピラリチューブ等の固定絞りを使用でき、また
定差圧弁のような可動絞りを使用することもできる。

【００６１】この第４実施形態では、サイクル起動時
（庫内温度が所定温度以上のとき）に、第２の高圧側ガ
スインジェクションバルブ５０および低圧側ガスインジ
ェクションバルブ１３を開くとともに、第１の高圧側ガ
スインジェクションバルブ５および冷凍用バルブ８を閉
じる。これと同時に、電磁クラッチ１ａが接続されて圧
縮機１が作動するとともに、送風ファン３ａ、１０ａが
作動する。

【００６２】これにより、第２の高圧側ガスインジェク
ションバルブ５０と絞り５１とを直列接続した回路（矢
印Ａの経路）を通って、ガスインジェクション運転を行
う。この矢印Ａの経路には、絞り５１が設けられている
ので、この絞り５１による圧力降下分だけ第２の気液分
離器６内の圧力を中間圧に下げることができる。このよ
うに、第２の気液分離器６内の圧力を中間圧に下げると
ともに、ガスインジェクション時の冷媒流量を絞り５１
により抑えることができるので、ガスインジェクション
時におけるサイクル高圧の異常上昇を効果的に抑制でき
る。

【００６３】したがって、起動時からサイクル高圧の異
常上昇を生じることなくガスインジェクション運転を実
施できる。ガスインジェクション運転と冷凍運転とを交
互に繰り返す、間欠ガスインジェクション運転を行っ
て、庫内空気の冷却を行うことは第１〜第３実施形態と
同じである。

【００６４】そして、矢印Ａの経路による、間欠ガスイ
ンジェクション運転を行って、庫内温度が所定温度（例
えば、０°Ｃ）まで低下すると、第２の高圧側ガスイン
ジェクションバルブ５０を閉じて、第１の高圧側ガスイ
ンジェクションバルブ５を開くことにより、この第１の
高圧側ガスインジェクションバルブ５を有する経路Ｂを
用いた間欠ガスインジェクション運転を行って、庫内空
気を冷却する。

【００６５】これにより、ガスインジェクション時の冷
媒流量が絞り５１により抑制されることがなくなるの
で、間欠ガスインジェクション運転におけるガスインジ
ェクション運転の時間を短縮することができ、冷却能力
を向上できる。つまり、絞り５１は起動時におけるサイ
クル高圧の異常上昇の抑制を目的として、その絞り量を
設計しているから、冷却性能向上の観点から見ると適正
な絞り量となっていないので、庫内温度が低下して冷凍
熱負荷が低減した後では、絞り５１を持たない、第１の
高圧側ガスインジェクションバルブ５の経路Ｂを通して
ガスインジェクションを行うことにより、冷却能力を向
上できる。

【００６６】上記第４実施形態によれば、サイクル高圧
の異常上昇を起こすことなく、起動時から間欠ガスイン
ジェクション運転を行って、庫内空気を冷却することが
できる。（第５実施形態）図１０、図１１は第５実施形態を示す
もので、本第５実施形態は第１実施形態における高圧側
ガスインジェクションバルブ（電磁弁）５の駆動回路の
改良を図るものである。

【００６７】冷凍装置に用いる電磁弁には、高い圧力差
が加わるので、車両用の場合、最低作動電圧（車載バッ
テリが２４Ｖ系の場合には通常２０Ｖ）における最高作
動圧力差（通常、１７ｋｇ／ｃｍ²Ｇ）より大きい圧力
差の環境で電磁弁を使用すると、電磁弁が開弁しない場
合が発生する。この問題の解決のためには電磁弁の電磁
コイルを大型化して吸引力の増大を図ることが考えられ
るが、この対策はコストアップ、大型化による重量増
加、取付スペース増加等の問題が生じるので、実用的で
ない。

【００６８】また、電磁弁への印加電圧を高くして、吸
引力の増大を図ることも考えられるが、この対策である
と、電磁コイルに連続的に通電したとき、電磁コイル温
度が過度に上昇して、電磁コイルが焼損する恐れがあ
る。そこで、第５実施形態では電磁弁への印加電圧を連
続通電時と間欠通電時とで印加電圧を切り替えることに
より、上記不具合を起こすことなく、大きな圧力差で
も、電磁弁を確実に開閉できるようにするものである。

【００６９】図１０は第５実施形態による電磁弁駆動回
路で、車載バッテリ３０は本例では電圧が２４Ｖ系のも
のである。本例では、電磁弁として高圧側ガスインジェ
クションバルブ５に適用した場合について説明すると、
このバルブ５の電磁コイル５ａには抵抗４２を直列接続
している。この抵抗４２の抵抗値は電磁コイル５ａの抵
抗値と略同一に設定してあるので、この両者の直列回路
に、制御回路部３２を通してバッテリ３０の電圧（２４
Ｖ）が印加されたときには電磁コイル５ａにその定格電
圧である１２Ｖが印加されることになる。

【００７０】リレー接点４３は制御回路部３２により電
磁コイル５ａが間欠的に通電されるとき、これに連動し
て間欠的に開閉されるものである。ダイオード４４は電
磁コイル５ａへの通電遮断時に電磁コイル５ａに発生す
るサージ電圧吸収用のものである。第１実施形態を示す
図１の冷凍サイクルにおいて、高圧側ガスインジェクシ
ョンバルブ５は起動時のノーマル冷凍運転時には連続的
に通電され、開弁状態を保持する。そこで、このノーマ
ル冷凍運転時にはリレー接点４３を開放して、抵抗４２
を通して電磁コイル５ａにバッテリ３０の電圧を印加す
る。従って、電磁コイル５ａには、その定格電圧である
１２Ｖが印加されることになり、定格電圧使用となるの
で、電磁コイル温度が過度に上昇して、電磁コイルが焼
損するといった不具合が生じない。

【００７１】また、起動時には高圧側ガスインジェクシ
ョンバルブ５の前後の作動圧力差が小さい状態で、この
バルブ５が開弁動作を行うので、１２Ｖの定格電圧使用
でも、コイル吸引力に起因する開弁不能が生じることは
ない。一方、間欠ガスインジェクション運転時には、ノ
ーマル冷凍運転から間欠ガスインジェクション運転への
切替時や過負荷条件時等に、高圧側ガスインジェクショ
ンバルブ５前後の作動圧力差が最高作動圧力差を越えて
しまうことがある。そこで、図１１に示すように、間欠
ガスインジェクション運転時には、高圧側ガスインジェ
クションバルブ５のＯＮ信号と連動して、リレー接点４
３を閉成（ＯＮ）させる。これにより、バルブ５の電磁
コイル５ａには、その定格電圧の２倍である２４Ｖが印
加されることになり、電磁コイル５ａの吸引力が大幅に
増大する。

【００７２】その結果、バルブ５前後の作動圧力差が最
高作動圧力差を越えるような大きな圧力差となっても、
バルブ５を確実に開弁させることができる。しかも、電
磁コイル５ａは図１１に明示するように連続通電でな
く、間欠的に通電されるだけであるから、連続的に発熱
状態を続けることがない。そのため、電磁コイル５ａに
定格電圧の２倍程度の電圧が印加されても、電磁コイル
５ａの温度が過度に上昇することはない。

【００７３】なお、第５実施形態ではバルブ５の電磁コ
イル５ａへの印加電圧を抵抗４２とリレー接点４３とに
より２段階に切り替えているだけであるが、電磁コイル
５ａへの印加電圧を冷凍サイクルの運転状況に応じて、
制御回路部３２により連続的に変えるようにしてもよ
い。また、第５実施形態によるバルブ駆動回路をバルブ
５以外のバルブにも同様に適用できることはもちろんで
ある。（第６実施形態）図１２〜図１５は第６実施形態を示す
もので、本第６実施形態は、第３実施形態のように、ノ
ーマル冷凍運転から直接、間欠ガスインジェクション運
転に切り替える際に、この運転切替直後の所定期間の間
のみ、間欠ガスインジェクション運転の間隔（インター
バル）を短くすることにより、ガスインジェクションに
伴う高圧上昇をより一層効果的に抑制することを目的と
したものである。

【００７４】以下、第６実施形態を具体的に説明する
と、冷凍サイクルは図１２に示すように、図８（第３実
施形態）のサイクルを若干変形しており、冷凍用冷媒回
路７に設けた逆止弁１１１の下流側に、冷凍用バルブ８
０を有するノーマル冷凍運転用バイパス回路１９の出口
部を合流させている。これにより、図８における温度式
膨張弁９０を廃止している。他の点は図８のサイクルと
同一である。

【００７５】図１３は、第６実施形態による各バルブ
５、６、８、８０の開閉作動チャートを示すものであ
り、Ｘはサイクルの起動からノーマル冷凍運転時のバル
ブ開閉状態を示し、Ｙはノーマル冷凍運転から間欠ガス
インジェクション運転への切替直後の所定期間でのバル
ブ開閉状態を示し、Ｚは、その後の正規の間欠ガスイン
ジェクション運転におけるバルブ開閉状態を示す。

【００７６】図８の第３実施形態では、上記Ｘの運転状
態から直接、上記Ｚの運転状態に切り替えている。Ｚの
運転状態では、前述したように、ガスインジェクション
運転の時間ｄは例えば２秒、冷凍運転の時間ｅは、液面
センサ１８の検出信号により定まる時間で、例えば１０
秒程度である。ガスインジェクション運転の時間ｄは、
第２の気液分離器６内に液冷媒を溜めるために、上記２
秒程度以上の時間に設定する必要がある。ところが、ノ
ーマル冷凍運転から間欠ガスインジェクション運転への
切替直後では、庫内熱負荷が十分低下していないので、
上記２秒程度以上の時間、ガスインジェクション運転を
行うことにより、ガスインジェクションの冷媒量が多く
なって、サイクル高圧が高くなることが分かった。

【００７７】そこで、第６実施形態では、Ｘの運転状態
から直接、Ｚの運転状態に切り替えず、その中間に、Ｙ
の運転状態を設定している。すなわち、Ｙの運転状態で
は、間欠ガスインジェクションの定常状態であるＺの運
転状態より短い時間（インターバル）ａ、ｂにて、ガス
インジェクション運転と冷凍運転とを交互に行うように
している。具体例としては、ａ＝０．５秒、ｂ＝０．５
秒程度が好ましい。なお、Ｙの運転状態において、ｃは
液面センサ１８の検出信号で切り替えられる時間であ
る。

【００７８】このように、各バルブ５、６、８、８０の
開閉インターバルａ、ｂを０．３秒程度の短時間とする
ことにより、圧縮機１吸入側へのガスインジェクション
冷媒量を低減して、圧縮機吸入圧の上昇の抑制→サイク
ル高圧の抑制という効果を一層高めることが可能とな
る。そして、上記Ｙの運転状態を所定時間、例えば、
５．０秒以上継続すると、庫内熱負荷の低下によりサイ
クルの高低圧が安定してくるので、定常状態のＺの運転
状態に切り替えて、所定の間欠ガスインジェクション運
転を行う。

【００７９】図１４、１５は第６実施形態による作動を
示すフローチャートであり、図４、５と同一のステップ
については同一符号を付して、説明を省略する。ステッ
プＳ２０は、起動時のノーマル冷凍運転を設定するステ
ップであり、図４のステップＳ２と比較して、低圧側ガ
スインジェクションバルブ１３を開弁することにより、
ノーマル冷凍運転を実施する間に、同時にインジェクシ
ョン用バイパス回路１２を通して、第２の気液分離器６
内のガス冷媒を引き抜くことにより第２の気液分離器６
内の圧力を低下させているので、ポンプダウン運転を廃
止している。

【００８０】ステップＳ８０とステップＳ１１０は、図
１３のＹに示す短時間のインターバルａ、ｂにて、ガス
インジェクション運転と冷凍運転を行うステップであ
る。つまり、ステップＳ８０によるガスインジェクショ
ン運転は、ステップＳ８１〜Ｓ８３によりタイマーカウ
ント時間ｔ(a) ＝０．５秒の間行われる。ステップＳ８
４は、上記インターバルａによるガスインジェクション
運転の実施回数をカウントするもので、ステップＳ８４
のカウント数ｎ₁は、ステップＳ８４を通過するごとに
１づつ増加する。

【００８１】ステップＳ１１０による冷凍運転は、ステ
ップＳ１１１〜ステップＳ１１３によりタイマーカウン
ト時間ｔ(b) ＝０．５秒の間行われる。ステップＳ１１
４は、上記インターバルｂによるガスインジェクション
運転の実施回数をカウントするもので、ステップＳ１１
４のカウント数ｎ₂は、ステップＳ１１４を通過するご
とに１づつ増加する。

【００８２】そして、ステップＳ１１５において、カウ
ント数ｎ₁＋カウント数ｎ₂が所定数（本例では、１
０）以上になったかどうか判定され、ｎ₁＋ｎ₂が１０
以上になると、ステップＳ１２を経て、ステップＳ８に
よる正規インターバルのガスインジェクション運転とス
テップＳ１１による正規インターバルの冷凍運転とが交
互に行われる。すなわち、図３のＺで示す正規の間欠ガ
スインジェクション運転が行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示す冷凍サイクル図で
ある。

【図２】本発明の第１実施形態における冷凍車への搭載
状態を示す概略斜視図である。

【図３】本発明の第１実施形態における電気制御の全体
構成を示す電気結線図である。

【図４】本発明の第１実施形態の作動を示すフローチャ
ートである。

【図５】本発明の第１実施形態の作動を示すフローチャ
ートである。

【図６】本発明の第１実施形態の作動を示すフローチャ
ートである。

【図７】本発明の第２実施形態の作動を示すフローチャ
ートである。

【図８】本発明の第３実施形態を示す冷凍サイクル図で
ある。

【図９】本発明の第４実施形態を示す冷凍サイクル図で
ある。

【図１０】本発明の第５実施形態を示す電磁弁駆動回路
図である。

【図１１】本発明の第５実施形態の作動説明図である。

【図１２】本発明の第６実施形態を示す冷凍サイクル図
である。

【図１３】第６実施形態のバルブ開閉の作動チャートを
示す図表である。

【図１４】本発明の第６実施形態の作動を示すフローチ
ャートである。

【図１５】本発明の第６実施形態の作動を示すフローチ
ャートである。

【符号の説明】

１…圧縮機、３…凝縮器、５…高圧側インジェクション
バルブ、６…気液分離器、８…冷凍用バルブ、９…温度
式膨張弁、１０…蒸発器、１１…逆止弁、１２…インジ
ェクション用バイパス回路、１３…低圧側インジェクシ
ョンバルブ、１４…吸入通路、１６…除霜用バイパス回
路、１７…除霜用バルブ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】冷媒を圧縮し、吐出する圧縮機（１）
と、この圧縮機（１）から吐出されたガス冷媒を凝縮する凝
縮器（３）と、この凝縮器（３）の下流側に設けられ、この凝縮器
（３）で凝縮した冷媒が流入するとともに、冷媒の気液
を分離する気液分離器（６）と、この気液分離器（６）で分離された液冷媒を減圧する減
圧手段（９）と、この減圧手段（９）で減圧された冷媒を蒸発させ、周囲
を冷却する蒸発器（１０）と、この蒸発器（１０）の下流側冷媒流路に設けられた逆止
弁（１１）と、この逆止弁（１１）の下流側冷媒流路を前記圧縮機
（１）の吸入側に接続する吸入通路（１４）と、前記気液分離器（６）で分離されたガス冷媒を直接、前
記吸入通路（１４）に流入させるガスインジェクション
用バイパス回路（１２）とを備え、このガスインジェクション用バイパス回路（１２）を通
して、前記吸入通路（１４）に前記気液分離器（６）で
分離されたガス冷媒を間欠的にインジェクションするよ
うにしたインジェクション式冷凍装置において、冷凍装置起動時に、前記気液分離器（６）内の液冷媒を
前記減圧手段（９）を通して前記蒸発器（１０）に流入
させるノーマル冷凍運転を設定する第１制御手段（ステ
ップＳ２）と、このノーマル冷凍運転を実行した後に、前記気液分離器
（６）内の圧力を引き下げるポンプダウン運転を設定す
る第２制御手段（ステップＳ４）と、このポンプダウン運転を実行した後に、前記気液分離器
（６）内のガス冷媒を前記バイパス回路（１２）を通し
て直接、前記吸入通路（１４）に流入させるガスインジ
ェクション運転と、前記気液分離器（６）内の液冷媒を
前記減圧手段（９）を通して前記蒸発器（１０）に流入
させる冷凍運転とを交互に設定する第３制御手段（ステ
ップＳ８、ステップＳ１１）と、を具備することを特徴とするインジェクション式冷凍装
置。
【請求項２】冷媒を圧縮し、吐出する圧縮機（１）
と、この圧縮機（１）から吐出されたガス冷媒を凝縮する凝
縮器（３）と、この凝縮器（３）の下流側に設けられ、この凝縮器
（３）で凝縮した冷媒が流入するとともに、冷媒の気液
を分離する気液分離器（６）と、この気液分離器（６）で分離された液冷媒を減圧する減
圧手段（９）と、この減圧手段（９）で減圧された冷媒を蒸発させ、周囲
を冷却する蒸発器（１０）と、この蒸発器（１０）の下流側冷媒流路に設けられた逆止
弁（１１）と、この逆止弁（１１）の下流側冷媒流路を前記圧縮機
（１）の吸入側に接続する吸入通路（１４）と、前記気液分離器（６）で分離されたガス冷媒を直接、前
記吸入通路（１４）に流入させるガスインジェクション
用バイパス回路（１２）と、前記気液分離器（６）の上流側冷媒流路に設けられた第
１の弁手段（５）と、前記蒸発器（１０）の上流側冷媒流路に設けられた第２
の弁手段（８）と、前記バイパス回路（１２）に設けられた第３の弁手段
（１３）と、冷凍装置の起動時に、前記第１の弁手段（５）および前
記第２の弁手段（８）を開、前記第３の弁手段（１３）
を閉とし、ノーマル冷凍運転を設定する第１制御手段
（ステップＳ２）と、前記ノーマル冷凍運転実行後に、前記第１の弁手段
（５）および前記第３の弁手段（１３）を閉、前記第２
の弁手段（８）を開とし、前記気液分離器（６）内の圧
力を引き下げるポンプダウン運転を設定する第２制御手
段（ステップＳ４）と、前記ポンプダウン運転実行後に、前記第１の弁手段
（５）および前記第３の弁手段（１３）を開、前記第２
の弁手段（８）を閉とし、前記気液分離器（６）内のガ
ス冷媒を前記バイパス回路（１２）を通して直接、前記
吸入通路（１４）に流入させるガスインジェクション運
転と、前記第１の弁手段（５）および前記第３の弁手段（１
３）を閉、前記第２の弁手段（８）を開とし、前記気液
分離器（６）内の液冷媒を前記減圧手段（９）を通して
前記蒸発器（１０）に流入させる冷凍運転とを交互に設
定する第３制御手段（ステップＳ８、ステップＳ１１）
と、を具備することを特徴とするインジェクション式冷凍装
置。
【請求項３】前記圧縮機（１）から吐出されたガス冷
媒を前記蒸発器（１０）に直接流入させる除霜用バイパ
ス回路（１６）と、この除霜用バイパス回路（１６）に設けられた第４の弁
手段（１７）と、除霜時に前記第１、第２および第３の弁手段（５、８、
１３）を閉、前記第４の弁手段（１７）を開とし、除霜
運転を設定する第４制御手段（ステップＳ１８）とを具
備し、前記第３制御手段（ステップＳ８、ステップＳ１１）
は、前記ガスインジェクション運転時に前記第４の弁手
段（１７）を開とし、前記冷凍運転時に前記第４の弁手
段（１７）を閉とするように構成されていることを特徴
とする請求項２に記載のインジェクション式冷凍装置。
【請求項４】冷媒を圧縮し、吐出する圧縮機（１）
と、この圧縮機（１）から吐出されたガス冷媒を凝縮する凝
縮器（３）と、この凝縮器（３）の下流側に設けられ、この凝縮器
（３）で凝縮した冷媒が流入するとともに、冷媒の気液
を分離する気液分離器（６）と、この気液分離器（６）で分離された液冷媒を減圧する第
１の減圧手段（９）と、この第１の減圧手段（９）で減圧された冷媒を蒸発さ
せ、周囲を冷却する蒸発器（１０）と、この蒸発器（１０）の下流側冷媒流路に設けられた逆止
弁（１１）と、この逆止弁（１１）の下流側冷媒流路を前記圧縮機
（１）の吸入側に接続する吸入通路（１４）と、前記気液分離器（６）で分離されたガス冷媒を直接、前
記吸入通路（１４）に流入させるガスインジェクション
用バイパス回路（１２）とを備え、このガスインジェクション用バイパス回路（１２）を通
して、前記吸入通路（１４）に前記気液分離器（６）で
分離されたガス冷媒を間欠的にインジェクションするよ
うにしたインジェクション式冷凍装置において、前記凝縮器（３）の下流側冷媒流路を第２の減圧手段
（９０）を介して前記蒸発器（１０）の入口に接続する
ノーマル運転用バイパス回路（１９）を備え、冷凍装置起動時に、前記気液分離器（６）の上流側冷媒
流路および前記蒸発器（１０）の上流側冷媒流路を閉成
し、前記ガスインジェクション用バイパス回路（１２）
および前記ノーマル運転用バイパス回路（１９）を開通
して、前記気液分離器（６）内のガス冷媒を前記ガスイ
ンジェクション用バイパス回路（１２）を通して前記吸
入通路（１４）に流入させるとともに、前記ノーマル運
転用バイパス回路（１９）を通して前記蒸発器（１０）
に冷媒を流入させるノーマル冷凍運転を設定し、このノーマル冷凍運転を実行した後に、前記気液分離器
（６）内のガス冷媒を前記ガスインジェクション用バイ
パス回路（１２）を通して直接、前記吸入通路（１４）
に流入させるガスインジェクション運転と、前記気液分
離器（６）内の液冷媒を前記第１減圧手段（９）を通し
て前記蒸発器（１０）に流入させる冷凍運転とを交互に
設定するようにしたことを特徴とするインジェクション
式冷凍装置。
【請求項５】冷媒を圧縮し、吐出する圧縮機（１）
と、この圧縮機（１）から吐出されたガス冷媒を凝縮する凝
縮器（３）と、この凝縮器（３）の下流側に設けられ、この凝縮器
（３）で凝縮した冷媒が流入するとともに、冷媒の気液
を分離する気液分離器（６）と、この気液分離器（６）で分離された液冷媒を減圧する減
圧手段（９）と、この減圧手段（９）で減圧された冷媒を蒸発させ、周囲
を冷却する蒸発器（１０）と、この蒸発器（１０）の下流側冷媒流路に設けられた逆止
弁（１１）と、この逆止弁（１１）の下流側冷媒流路を前記圧縮機
（１）の吸入側に接続する吸入通路（１４）と、前記気液分離器（６）で分離されたガス冷媒を直接、前
記吸入通路（１４）に流入させるガスインジェクション
用バイパス回路（１２）とを備え、このガスインジェクション用バイパス回路（１２）を通
して、前記吸入通路（１４）に前記気液分離器（６）で
分離されたガス冷媒を間欠的にインジェクションするよ
うにしたインジェクション式冷凍装置において、前記気液分離器（６）の上流側冷媒流路に並列に設けら
れた第１および第２の弁手段（５、５０）と、この第２の弁手段（５０）と直列接続された絞り手段
（５１）とを備え、冷凍装置起動時におけるガスインジェクション運転時に
は、前記凝縮器（３）下流側からの冷媒が前記第２の弁
手段（５０）および前記絞り手段（５１）を通して前記
気液分離器（６）に流入し、冷凍装置定常時におけるガ
スインジェクション運転時には、前記凝縮器（３）下流
側からの冷媒が前記第１の弁手段（５）を通して前記気
液分離器（６）に冷媒が流入するようにしたことを特徴
とするインジェクション式冷凍装置。
【請求項６】冷媒を圧縮し、吐出する圧縮機（１）
と、この圧縮機（１）から吐出されたガス冷媒を凝縮する凝
縮器（３）と、この凝縮器（３）の下流側に設けられ、この凝縮器
（３）で凝縮した冷媒が流入するとともに、冷媒の気液
を分離する気液分離器（６）と、この気液分離器（６）で分離された液冷媒を減圧する減
圧手段（９）と、この減圧手段（９）で減圧された冷媒を蒸発させ、周囲
を冷却する蒸発器（１０）と、この蒸発器（１０）の下流側冷媒流路に設けられた逆止
弁（１１）と、この逆止弁（１１）の下流側冷媒流路を前記圧縮機
（１）の吸入側に接続する吸入通路（１４）と、前記気液分離器（６）で分離されたガス冷媒を直接、前
記吸入通路（１４）に流入させるガスインジェクション
用バイパス回路（１２）と、前記気液分離器（６）の上流側冷媒流路に並列に設けら
れた第１および第２の弁手段（５、５０）と、この第２の弁手段（５０）に直列接続された絞り手段
（５１）と、前記蒸発器（１０）の上流側冷媒流路に設けられた第３
の弁手段（８）と、前記バイパス回路（１２）に設けられた第４の弁手段
（１３）とを備え、冷凍装置の起動時に、前記第２の弁手段（５０）および
前記第４の弁手段（１３）を開、前記第１の弁手段
（５）および前記第３の弁手段（８）を閉とし、前記気
液分離器（６）内のガス冷媒を前記バイパス回路（１
２）を通して直接、前記吸入通路（１４）に流入させる
ガスインジェクション運転と、前記第１の弁手段（５）、前記第２の弁手段（５０）、
および前記第４の弁手段（１３）を閉、前記第３の弁手
段（８）を開とし、前記気液分離器（６）内の液冷媒を
前記減圧手段（９）を通して前記蒸発器（１０）に流入
させる冷凍運転を交互に設定し、冷凍装置の定常時に、前記第１の弁手段（５）および前
記第４の弁手段（１３）を開、前記第２の弁手段（５
０）および前記第３の弁手段（８）を閉とし、前記気液
分離器（６）内のガス冷媒を前記バイパス回路（１２）
を通して直接、前記吸入通路（１４）に流入させるガス
インジェクション運転と、前記第１の弁手段（５）、前記第２の弁手段（５０）、
および前記第４の弁手段（１３）を閉、前記第３の弁手
段（８）を開とし、前記気液分離器（６）内の液冷媒を
前記減圧手段（９）を通して前記蒸発器（１０）に流入
させる冷凍運転を交互に設定することを特徴とするイン
ジェクション式冷凍装置。
【請求項７】冷媒を圧縮し、吐出する圧縮機（１）
と、この圧縮機（１）から吐出されたガス冷媒を凝縮する凝
縮器（３）と、この凝縮器（３）の下流側に設けられ、この凝縮器
（３）で凝縮した冷媒が流入するとともに、冷媒の気液
を分離する気液分離器（６）と、この気液分離器（６）で分離された液冷媒を減圧する減
圧手段（９）と、この減圧手段（９）で減圧された冷媒を蒸発させ、周囲
を冷却する蒸発器（１０）と、この蒸発器（１０）の下流側冷媒流路に設けられた逆止
弁（１１）と、この逆止弁（１１）の下流側冷媒流路を前記圧縮機
（１）の吸入側に接続する吸入通路（１４）と、前記気液分離器（６）で分離されたガス冷媒を直接、前
記吸入通路（１４）に流入させるガスインジェクション
用バイパス回路（１２）とを備え、このガスインジェクション用バイパス回路（１２）を通
して、前記吸入通路（１４）に前記気液分離器（６）で
分離されたガス冷媒を間欠的にインジェクションするよ
うにしたインジェクション式冷凍装置において、前記凝縮器（３）の下流側冷媒流路を、前記気液分離器
（６）をバイパスして、前記蒸発器（１０）の入口側に
接続するノーマル運転用バイパス回路（１９）を備え、冷凍装置起動時に、前記気液分離器（６）の上流側冷媒
流路を閉成し、前記ガスインジェクション用バイパス回
路（１２）および前記ノーマル運転用バイパス回路（１
９）を開通して、前記気液分離器（６）内のガス冷媒を
前記ガスインジェクション用バイパス回路（１２）を通
して前記吸入通路（１４）に流入させるとともに、前記
ノーマル運転用バイパス回路（１９）を通して前記蒸発
器（１０）に冷媒を流入させるノーマル冷凍運転を設定
し、このノーマル冷凍運転を実行した後に、前記気液分離器
（６）内のガス冷媒を前記ガスインジェクション用バイ
パス回路（１２）を通して直接、前記吸入通路（１４）
に流入させるガスインジェクション運転と、前記気液分
離器（６）内の液冷媒を前記減圧手段（９）を通して前
記蒸発器（１０）に流入させる冷凍運転とを交互に設定
することを特徴とするインジェクション式冷凍装置。
【請求項８】前記ノーマル冷凍運転から、前記ガスイ
ンジェクション運転と前記冷凍運転との交互運転に切り
替えた直後の所定期間のみ、前記ガスインジェクション
運転と前記冷凍運転の作動インターバルを短くしたこと
を特徴とする請求項７に記載のインジェクション式冷凍
装置。