JPH10132394A - 冷凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧縮機の運転能力の増大に対応し、インジェ
クション回路を流れる中間圧ガス冷媒量を増大させ、所
定の運転能力を発揮させる。 【解決手段】 冷媒回路（20）の液ラインに設けられた
第１膨張機構（41）と第２膨張機構（42）との間のレシ
ーバ（24）からインジェクション回路（30）を介して中
間圧ガス冷媒を圧縮機（21）にインジェクションする。
第１膨張機構（41）と第２膨張機構（42）とは、冷媒圧
力の減圧度が変化するように開度を調整する第１電動膨
張弁（EV-1）及び第２電動膨張弁（EV-2）で構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍装置に関し、
特に、ガスインジェクション対策に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、冷凍装置としての空気調和装
置には、各種のものが提案されており、例えば、特公平
１−１５７８６号公報に開示されているように、圧縮機
と四路切換弁と室外熱交換器と第１膨張機構とレシーバ
と第２膨張機構と室内熱交換器とが順に接続されてなる
冷媒回路を備えているものがある。

【０００３】上記レシーバと圧縮機との間には、レシー
バの中間圧ガス冷媒を圧縮機に供給するインジェクショ
ン回路を設け、空調能力の向上を図っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した空気調和装置
において、第１膨張機構及び第２膨張機構が何れもキャ
ピラリチューブの組み合わせて構成されているので、減
圧量が固定され、圧縮機の容量を増大すると、インジェ
クションする中間圧ガス冷媒を適性量に保つことができ
ないという問題があった。

【０００５】具体的に説明する。図１１に示すように、
圧縮機が低容量の低速で回転し、圧縮機から吐出して凝
縮器を流れる冷媒量が１．１Ｇとし（Ｂ−Ｃ参照）、レ
シーバにおける冷媒の乾き度を０．１とする（Ｄ参
照）。この場合、圧縮機にインジェクションされる中間
圧ガス冷媒量は０．１Ｇとなり（Ｄ−Ｇ参照）、蒸発器
から圧縮機に吸入される冷媒量が１Ｇとなり（Ｆ−Ａ参
照）、この０．１Ｇと１Ｇとの冷媒が圧縮され（Ａ−Ｇ
−Ｂ参照）、圧縮機から凝縮器を流れる１．１Ｇの冷媒
量となる。

【０００６】この状態から圧縮機の運転容量を増大する
と、図１２に示すように、吸入圧力が低下し、吐出圧力
が上昇し、例えば、圧縮機から吐出して凝縮器を流れる
冷媒量が２．５Ｇとなり（Ｂ−Ｃ参照）、レシーバにお
ける冷媒の乾き度が０．２になるとする（Ｄ参照）。こ
の場合、圧縮機にインジェクションされる中間圧ガス冷
媒量は０．５Ｇとなり（Ｄ−Ｇ参照）、蒸発器から圧縮
機に吸入される冷媒量が２Ｇとなり（Ｆ−Ａ参照）、こ
の０．５Ｇと２Ｇとの冷媒がが圧縮され（Ａ−Ｇ−Ｂ参
照）、圧縮機から凝縮器を流れる２．５Ｇの冷媒量とな
る。

【０００７】つまり、圧縮機の運転容量の増大によっ
て、レシーバから蒸発器を介して圧縮機に流れる冷媒量
は１Ｇから２Ｇの２倍になるのに対し、インジェクショ
ン回路を流れて圧縮機にインジェクションされる中間圧
ガス冷媒量は０．１Ｇから０．５Ｇの５倍になる。この
０．５Ｇの中間圧ガス冷媒量を確保するためには、膨張
機構の減圧度を大きくし（Ｅ−Ｆ参照）、インジェクシ
ョン回路の両端のレシーバと圧縮機との間の圧力差を大
きくする必要がある。

【０００８】ところが、従来ように、キャピラリチュー
ブで減圧度（絞り率）が一定であると、インジェクショ
ン回路の両端のレシーバと圧縮機との間の圧力差が変化
しないことから、所定の中間圧ガス冷媒量を確保するこ
とができず、所定の運転能力を発揮できないという問題
があった。

【０００９】本発明は、斯かる点に鑑みてなされたもの
で、圧縮機の運転能力の増大に対応し、インジェクショ
ン回路を流れる中間圧ガス冷媒量を増大させ、所定の運
転能力を発揮させることを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

−発明の概要− 本発明は、冷媒回路（20）の液ラインに設けられた第１
膨張機構（41）と第２膨張機構（42）との間のレシーバ
（24）からインジェクション回路（30）を介して中間圧
ガス冷媒を圧縮機（21）にインジェクションする。第１
膨張機構（41）と第２膨張機構（42）とは、冷媒圧力の
減圧度が変化するように開度調整可能な第１電動膨張弁
（EV-1）及び第２電動膨張弁（EV-2）で構成する。

【００１１】−解決手段− 具体的に、請求項１記載の発明が講じた手段は、図１に
示すように、先ず、容量可変の圧縮機（21）と熱源側熱
交換器（23）と膨張回路部（40）と利用側熱交換器（2
5）とが順に接続されて構成された冷媒回路（20）を備
えている。該膨張回路部（40）は、順に接続された第１
膨張機構（41）とレシーバ（24）と第２膨張機構（42）
とを少なくとも備えている。上記レシーバ（24）と圧縮
機（21）との間には、凝縮圧力と蒸発圧力との間の中間
圧力状態のガス冷媒を圧縮機（21）にインジェクション
するインジェクション回路（30）が設けられている。上
記第１膨張機構（41）及び第２膨張機構（42）は何れも
絞り率が可変に構成されている。

【００１２】請求項２記載の発明が講じた手段は、上記
請求項１記載の発明において、第１膨張機構（41）及び
第２膨張機構（42）が、開度調整自在な第１電動膨張弁
（EV-1）及び第２電動膨張弁（EV-2）である構成として
いる。

【００１３】上記の発明特定事項により、請求項１及び
請求項２記載の発明では、圧縮機（21）で圧縮された高
圧ガス冷媒は、熱源側熱交換器（23）又は利用側熱交換
器（25）で凝縮し、高圧液冷媒になる。この高圧液冷媒
は、第１膨張機構（41）又は第２膨張機構（42）で中間
圧冷媒に減圧されてレシーバ（24）に溜まる。この中間
圧ガス冷媒は、インジェクション回路（30）を介して圧
縮機（21）の低圧側にインジェクションされる一方、中
間圧液冷媒は、第２膨張機構（42）又は第１膨張機構
（41）で低圧二相冷媒に減圧される。この低圧二相冷媒
は、利用側熱交換器（25）又は熱源側熱交換器（23）で
蒸発して圧縮機（21）に戻る。

【００１４】上記空調運転時において、請求項２記載の
発明では、高圧冷媒が第１電動膨張弁（EV-1）と第２電
動膨張弁（EV-2）とによって減圧されることになるが、
主体となる減圧は、上流側の電動膨張弁で行われ、例え
ば、冷房運転時の第１電動膨張弁（EV-1）、暖房運転時
の第２電動膨張弁（EV-2）で行われ、中間圧冷媒に減圧
される。

【００１５】一方、中間圧ガス冷媒のインジェクション
のための減圧は、下流側の電動膨張弁で行われ、例え
ば、冷房運転時の第２電動膨張弁（EV-2）、暖房運転時
の第１電動膨張弁（EV-1）で行われ、その際、圧縮機
（21）の運転容量が増大すると、冷房運転時の第２電動
膨張弁（EV-2）、暖房運転時の第１電動膨張弁（EV-1）
の開度を小さくし、減圧度を大きくし、インジェクショ
ンする中間圧ガス冷媒量を増加させる。

【００１６】逆に、圧縮機（21）の運転容量が低下する
と、冷房運転時の第２電動膨張弁（EV-2）、暖房運転時
の第１電動膨張弁（EV-1）の開度を大きくし、減圧度を
小さくし、インジェクションする中間圧ガス冷媒量を減
少させる。

【００１７】請求項３記載の発明が講じた手段は、図４
に示すように、上記請求項１記載の発明において、冷媒
回路（20）は、冷媒循環が可逆に構成される一方、膨張
回路部（40）は、冷媒が第１膨張機構（41）とレシーバ
（24）と第２膨張機構（42）とを１方向に流れるように
切換え機構（43）を介して冷媒回路（20）に接続された
構成としている。更に、上記第１膨張機構（41）は開度
調整自在な電動膨張弁（EV-1）で構成され、第２膨張機
構（42）は冷媒流量の増大に伴って絞り率が増大する減
圧弁（TV-2）で構成されている。

【００１８】上記の発明特定事項により、請求項３記載
の発明では、冷房運転時と暖房運転時の何れにおいて
も、熱源側熱交換器（23）と利用側熱交換器（25）の間
の液ラインでは、液冷媒は、電動膨張弁（EV-1）、レシ
ーバ（24）及び減圧弁（TV-2）を流れる。このレシーバ
（24）の中間圧ガス冷媒は、インジェクション回路（3
0）を介して圧縮機（21）にインジェクションされる。

【００１９】このインジェクション回路（30）の中間圧
ガス冷媒量は、圧縮機（21）の運転容量が増大すると、
減圧弁（TV-2）の減圧度が増大し、この結果、所定の中
間圧ガス冷媒量が確保される。一方、圧縮機（21）の運
転容量が低下すると、減圧弁（TV-2）の減圧度が減少
し、中間圧ガス冷媒量が減少する。

【００２０】請求項４記載の発明が講じた手段は、図６
に示すように、上記請求項１記載の発明において、冷媒
回路（20）は、冷媒循環が可逆に構成される一方、膨張
回路部（40）は、冷媒が第１膨張機構（41）とレシーバ
（24）と第２膨張機構（42）とを１方向に流れるように
切換え機構（43）を介して冷媒回路（20）に接続された
構成としている。更に、上記第１膨張機構（41）は冷媒
流量の増大に伴って絞り率が減少する第１減圧弁（TV-
1）で構成され、第２膨張機構（42）は冷媒流量の増大
に伴って絞り率が増大する第２減圧弁（TV-2）で構成さ
れている。

【００２１】上記の発明特定事項により、請求項４記載
の発明では、請求項３記載の発明と同様に、冷房運転時
と暖房運転時の何れにおいても、熱源側熱交換器（23）
と利用側熱交換器（25）の間の液ラインでは、液冷媒
は、第１減圧弁（TV-1）、レシーバ（24）及び第２減圧
弁（TV-2）を流れる。このレシーバ（24）の中間圧ガス
冷媒は、インジェクション回路（30）を介して圧縮機
（21）にインジェクションされる。

【００２２】このインジェクション回路（30）の中間圧
ガス冷媒量は、圧縮機（21）の運転容量が増大すると、
第１減圧弁（TV-1）の減圧度が低下し、逆に、第２減圧
弁（TV-2）の減圧度が増大する。この結果、所定の中間
圧ガス冷媒量が確保される。また、圧縮機（21）の運転
容量が低下すると、第１減圧弁（TV-1）の減圧度が増大
し、第２減圧弁（TV-2）の減圧度が減少し、中間圧ガス
冷媒量が減少する。

【００２３】請求項５記載の発明が講じた手段は、図８
に示すように、上記請求項１記載の発明において、冷媒
回路（20）は、冷媒が１方向に流れるように構成される
一方、上流側の第１膨張機構（41）は開度調整自在な電
動膨張弁（EV-1）で構成され、下流側の第２膨張機構
（42）は冷媒流量の増大に伴って絞り率が増大する減圧
弁（TV-2）で構成されたものである。

【００２４】上記の発明特定事項により、請求項５記載
の発明では、冷房運転のみ、又は、暖房運転のみが行わ
れ、請求項３記載の発明と同様に、インジェクション回
路（30）の中間圧ガス冷媒量は、圧縮機（21）の運転容
量が増大すると、減圧弁（TV-2）の減圧度が増大し、こ
の結果、所定の中間圧ガス冷媒量が確保される。一方、
圧縮機（21）の運転容量が低下すると、減圧弁（TV-2）
の減圧度が減少し、中間圧ガス冷媒量が減少する。

【００２５】請求項６記載の発明が講じた手段は、図９
に示すように、上記請求項１記載の発明において、冷媒
回路（20）は、冷媒が１方向に流れるように構成される
一方、上流側の第１膨張機構（41）は冷媒流量の増大に
伴って絞り率が減少する第１減圧弁（TV-1）で構成さ
れ、下流側の第２膨張機構（42）は冷媒流量の増大に伴
って絞り率が増大する第２減圧弁（TV-2）で構成された
ものである。

【００２６】上記の発明特定事項により、請求項６記載
の発明では、冷房運転のみ、又は、暖房運転のみが行わ
れ、請求項４記載の発明と同様に、インジェクション回
路（30）の中間圧ガス冷媒量は、圧縮機（21）の運転容
量が増大すると、第１減圧弁（TV-1）の減圧度が低下
し、逆に、第２減圧弁（TV-2）の減圧度が増大する。こ
の結果、所定の中間圧ガス冷媒量が確保される。また、
圧縮機（21）の運転容量が低下すると、第１減圧弁（TV
-1）の減圧度が増大し、第２減圧弁（TV-2）の減圧度が
減少し、中間圧ガス冷媒量が減少する。

【００２７】請求項７記載の発明が講じた手段は、図１
０に示すように、上記請求項２記載の発明において、イ
ンジェクション回路（30）は、インジェクション回路
（30）における冷媒の圧力損失が、冷媒回路（20）にお
けるレシーバ（24）から圧縮機（21）までの下流側の冷
媒の圧力損失より大きくなるように設定された構成とし
ている。

【００２８】上記の発明特定事項により、請求項７記載
の発明では、インジェクション回路（30）による中間圧
ガス冷媒のインジェクションを行わない場合、上流側の
電動膨張弁（EV-1）で減圧度を調整し、下流側の電動膨
張弁（EV-2）を全開にする。この状態において、インジ
ェクション回路（30）の両端の圧力損失が、冷媒回路
（20）におけるレシーバ（24）から下流側の圧力損失よ
り大きいので、中間圧ガス冷媒のインジェクションがほ
ぼ抑制される。

【００２９】請求項８記載の発明が講じた手段は、上記
請求項７記載の発明において、レシーバ（24）が、圧縮
機（21）より高所に配置された構成としている。

【００３０】上記の発明特定事項により、請求項８記載
の発明では、圧縮機（21）よりレシーバ（24）に向かう
冷媒の逆流が抑制される。

【００３１】請求項９記載の発明が講じた手段は、図３
に示すように、上記請求項２記載の発明において、第１
膨張機構（41）及び第２膨張機構（42）は、単一の駆動
制御手段（50）によって制御される構成としている。

【００３２】上記の発明特定事項により、請求項９記載
の発明では、第１電動膨張弁（EV-1）及び第２電動膨張
弁（EV-2）の何れも単一の駆動制御手段（50）に制御さ
れ、開度を変更する。

【００３３】

【発明の効果】したがって、請求項１記載の発明によれ
ば、第１膨張機構（41）及び第２膨張機構（42）をそれ
ぞれ絞り率可変に構成したために、圧縮機（21）の運転
容量の増減に伴う冷媒流量の変化に対応し、下流側の膨
張機構（41，42）の絞り率を調整することができる。こ
の結果、冷媒流量の増大に対応し、下流側の膨張機構
（41，42）の絞り率を大きくし、圧縮機（21）にインジ
ェクションする中間圧ガス冷媒量を増大することができ
ることから、所定の運転能力を発揮させることができ
る。

【００３４】特に、請求項２記載の発明によれば、上記
第１膨張機構（41）及び第２膨張機構（42）をそれぞれ
第１電動膨張弁（EV-1）及び第２電動膨張弁（EV-2）で
構成するようにしたために、圧縮機（21）の運転容量の
増減に伴う冷媒流量の変化に対応し、下流側の電動膨張
弁（EV-1，EV-2）の開度を調整することができ、圧縮機
（21）にインジェクションする中間圧ガス冷媒量を正確
に調整することができる。

【００３５】請求項３及び請求項５記載の発明によれ
ば、絞り率の可変な減圧弁（TV-2）を用いているので、
圧縮機（21）にインジェクションする所定の中間圧ガス
冷媒量を確保しつつ、電動膨張弁に比較して駆動部や制
御部を設ける必要がないので、構成の簡略化を図ること
ができると共に、安価な構成とすることができる。

【００３６】請求項４及び請求項６記載の発明によれ
ば、絞り率の可変な２つの減圧弁（TV-1，TV-2）を用い
ているので、電動膨張弁に比較して駆動部や制御部を設
ける必要がないので、より構成の簡略化を図ることがで
きると共に、安価な構成とすることができる。

【００３７】請求項７記載の発明によれば、インジェク
ション回路（30）の圧力損失を大きくするようにしたた
めに、インジェクション回路（30）に電磁弁等を設ける
必要がなく、構成の簡略化を図ることができ、装置全体
の小型化を図ることができる。

【００３８】請求項８記載の発明によれば、レシーバ
（24）を高い位置に配置するようにしたために、圧縮機
（21）よりレシーバ（24）に向かう冷媒の逆流を防止し
得るので、運転効率の低下を防止することができる。

【００３９】請求項９記載の発明によれば、第１電動膨
張弁（EV-1）及び第２電動膨張弁（EV-2）を単一の駆動
制御手段（50）で制御するようにしたために、電源等を
削減することができ、構成の簡素化を図ることができる
と共に、コストダウンを図ることができる。

【００４０】

【発明の実施の形態１】以下、本発明の実施形態１を図
面に基づいて詳細に説明する。

【００４１】図１に示すように、（10）は、冷凍装置と
してのヒートポンプ式の空気調和装置であって、冷房運
転と暖房運転とに切り換えて運転できるように構成され
ている。

【００４２】該空気調和装置（10）の冷媒回路（20）
は、圧縮機（21）と四路切換弁（22）と熱源側熱交換器
である室外熱交換器（23）と第１電動膨張弁（EV-1）と
レシーバ（24）と第２電動膨張弁（EV-2）と利用側熱交
換器である室内熱交換器（25）とアキュムレータ（26）
とが冷媒配管（27）によって順に接続されて構成されて
いる。

【００４３】上記圧縮機（21）は、図示しないが、イン
バータ制御され、運転容量を無段階又は多段階に制御す
るように構成されている。

【００４４】上記四路切換弁（22）は、圧縮機（21）の
吐出側を室外熱交換器（23）に接続し且つ吸入側を室内
熱交換器（25）に接続する状態（図１に実線で示す状
態）と、圧縮機（21）の吐出側を室内熱交換器（25）に
接続し且つ吸入側を室外熱交換器（23）に接続する状態
（図１に破線で示す状態）とに切り換わる。この四路切
換弁（22）の切り換え動作によって冷媒回路（20）の冷
媒循環方向が変り、空気調和装置（10）の冷房運転と暖
房運転とが切り換わる。

【００４５】上記冷媒回路（20）には、本発明の特徴と
して、インジェクション回路（30）を設けている。該イ
ンジェクション回路（30）は、中間圧ガス冷媒を圧縮機
（21）にインジェクションする回路であって、一端がレ
シーバ（24）の上部に、他端が圧縮機（21）の低圧側に
接続され、途中に電磁弁（SV）が設けられている。つま
り、上記レシーバ（24）には、凝縮圧力と蒸発圧力との
中間圧力になっている中間圧冷媒が貯溜されているが、
インジェクション回路（30）は、電磁弁（SV）を開口
し、レシーバ（24）の中間圧冷媒のうち、ガス相の中間
圧ガス冷媒を圧縮機（21）にインジェクションするよう
にしている。

【００４６】上記第１電動膨張弁（EV-1）と第２電動膨
張弁（EV-2）とは、本発明の特徴とするものであって、
開度調整自在に構成され、第１電動膨張弁（EV-1）が第
１膨張機構（41）を構成し、第２電動膨張弁（EV-2）が
第２膨張機構（42）を構成し、減圧度（絞り率）の調整
を行えるようにしている。そして、上記第１電動膨張弁
（EV-1）とレシーバ（24）と第２電動膨張弁（EV-2）と
が膨張回路部（40）を構成し、第１電動膨張弁（EV-1）
又は第２電動膨張弁（EV-2）で減圧される中間圧力状態
の冷媒がレシーバ（24）に貯溜される。

【００４７】図３は、第１電動膨張弁（EV-1）と第２電
動膨張弁（EV-2）との駆動制御系統を示し、第１電動膨
張弁（EV-1）を駆動制御する第１駆動制御手段（5A）
と、第２電動膨張弁（EV-2）を駆動制御する第２駆動制
御手段（5B）とが別個に設けられている。

【００４８】該第１駆動制御手段（50）と第２駆動制御
手段（50）とは、第１電動膨張弁（EV-1）と第２電動膨
張弁（EV-2）と電源供給する個別の電源（51）を有する
一方、開度を制御するためのパルス発生器（52）とドラ
イバ（53）とを備え、該パルス発生器（52）が第１電動
膨張弁（EV-1）及び第２電動膨張弁（EV-2）の開度に対
応したパルスを発生し、このパルスに基づきドライバ
（53）が第１電動膨張弁（EV-1）及び第２電動膨張弁
（EV-2）を制御する。

【００４９】−空気調和動作− 次に、上述した空気調和装置（10）の空気調和動作につ
いて説明する。

【００５０】先ず、室内の冷房運転時には、四路切換弁
（22）を図１の実線側に切り換える。この状態におい
て、圧縮機（21）から吐出した冷媒は、四路切換弁（2
2）を経て室外熱交換器（23）に流れ、該室外熱交換器
（23）において外気と熱交換して凝縮する。その後、こ
の液冷媒は、第１電動膨張弁（EV-1）で減圧され、凝縮
圧力と蒸発圧力との中間圧力の中間圧冷媒となってレシ
ーバ（24）に流れ、該レシーバ（24）に溜まる。

【００５１】上記レシーバ（24）に溜まった中間圧冷媒
のうち、中間圧液冷媒は、第２電動膨張弁（EV-2）で減
圧された後、室内熱交換器（25）において室内空気と熱
交換して蒸発し、室内空気を冷却する。その後、このガ
ス冷媒は四路切換弁（22）及びアキュムレータ（26）を
経て圧縮機（21）に戻る。このような冷媒の循環動作を
行うことにより室内の冷房が行われる。

【００５２】次に、室内の暖房運転時について説明す
と、この暖房運転時には、四路切換弁（22）を図１の破
線側に切り換える。この状態において、圧縮機（21）か
ら吐出した冷媒は、四路切換弁（22）を経て室内熱交換
器（25）に流れ、該室内熱交換器（25）において室内空
気と熱交換し、室内空気を加熱しながら凝縮する。その
後、この液冷媒は、第２電動膨張弁（EV-2）で減圧さ
れ、中間圧冷媒となってレシーバ（24）に流れ、該レシ
ーバ（24）に溜まる。

【００５３】上記レシーバ（24）に溜まった中間圧冷媒
のうち、中間圧液冷媒は、第１電動膨張弁（EV-1）で減
圧された後、室外熱交換器（23）において外気と熱交換
して蒸発する。その後、このガス冷媒は四路切換弁（2
2）及びアキュムレータ（26）を経て圧縮機（21）に戻
る。このような冷媒の循環動作を行うことにより室内の
暖房が行われる。

【００５４】上述した空気調和運転時において、インジ
ェクション回路（30）の電磁弁（SV）を開口すると、レ
シーバ（24）の中間圧ガス冷媒が圧縮機（21）にインジ
ェクションされる。

【００５５】そこで、上記冷媒回路（20）における冷媒
の特性変化を図１１及び図１２に基づいて説明する。

【００５６】先ず、圧縮機（21）における冷媒は、Ａ点
の低圧状態からＢ点の凝縮圧力の高圧状態に圧縮され
る。この高圧ガス冷媒は、室外熱交換器（23）又は室内
熱交換器（25）で凝縮し、Ｃ点で高圧液冷媒になる。こ
の高圧液冷媒は、第１電動膨張弁（EV-1）又は第２電動
膨張弁（EV-2）でＤ点まで中間圧冷媒に減圧され、レシ
ーバ（24）に貯溜し、該レシーバ（24）で中間圧液冷媒
と中間圧ガス冷媒とに分離する。

【００５７】この分離した中間圧ガス冷媒は、インジェ
クション回路（30）を介して圧縮機（21）の圧縮行程途
中（Ｇ点参照）にインジェクションされる一方、中間圧
液冷媒は、Ｅ点から第２電動膨張弁（EV-2）又は第１電
動膨張弁（EV-1）でＦ点まで低圧二相冷媒に減圧され
る。この低圧二相冷媒は、室内熱交換器（25）又は室外
熱交換器（23）で蒸発し、Ａ点に変化して圧縮機（21）
に戻る。

【００５８】この結果、暖房運転時にあっては、凝縮器
となる室内熱交換器（25）を流れる冷媒は、中間圧ガス
冷媒が加わることから、冷媒循環量が増大し、暖房能力
が向上する。

【００５９】一方、冷房運転時にあっては、Ｆ点の低圧
二相冷媒は、Ｄ点からＥ点までのエンタルピが増大する
ので、室内熱交換器（25）で蒸発する冷媒の熱量が多く
なり、冷房能力が向上する。

【００６０】本発明の特徴として、第１電動膨張弁（EV
-1）と第２電動膨張弁（EV-2）とを設けているので、記
空調運転時において、高圧冷媒は、第１電動膨張弁（EV
-1）と第２電動膨張弁（EV-2）とによって減圧されるこ
とになるが、主体となる減圧は、上流側の電動膨張弁
（EV-1）で行われ、つまり、冷房運転時の第１電動膨張
弁（EV-1）、暖房運転時の第２電動膨張弁（EV-2）で行
われ、図１１及び図１２におけるＣ−Ｄの減圧が行われ
る。

【００６１】一方、中間圧ガス冷媒のインジェクション
のための減圧は、下流側の電動膨張弁（EV-1）で行わ
れ、つまり、冷房運転時の第２電動膨張弁（EV-2）、暖
房運転時の第１電動膨張弁（EV-1）で行われ、図１１及
び図１２におけるＥ−Ｆの減圧が行われる。

【００６２】この下流側の減圧動作は、図１１及び図１
２に示すように、圧縮機（21）の運転容量によって変化
させる必要があるので、冷房運転時の第２電動膨張弁
（EV-2）、暖房運転時の第１電動膨張弁（EV-1）の開度
を変更させる。

【００６３】つまり、圧縮機（21）の運転容量が増大す
ると、冷房運転時の第２電動膨張弁（EV-2）、暖房運転
時の第１電動膨張弁（EV-1）の開度を小さくし、減圧度
を大きくし、インジェクションする中間圧ガス冷媒量を
増加させる。

【００６４】一方、圧縮機（21）の運転容量が低下する
と、冷房運転時の第２電動膨張弁（EV-2）、暖房運転時
の第１電動膨張弁（EV-1）の開度を大きくし、減圧度を
小さくし、インジェクションする中間圧ガス冷媒量を減
少させる。

【００６５】上記第１電動膨張弁（EV-1）及び第２電動
膨張弁（EV-2）は、それぞれ別個の第１駆動制御手段
（5A）及び第２駆動制御手段（5B）によって制御され、
それぞれ個別に電源（51）から電力供給される。一方、
制御する開度に対応したパルスがパルス発生器（52）か
ら出力され、このパルスにしたがってドライバ（53）が
第１電動膨張弁（EV-1）及び第２電動膨張弁（EV-2）を
駆動する。これによって、第１電動膨張弁（EV-1）及び
第２電動膨張弁（EV-2）は所定開度に調整され、冷媒圧
力を減圧する。

【００６６】−実施形態１の効果− 以上のように、本実施形態１によれば、第１膨張機構
（41）及び第２膨張機構（42）をそれぞれ第１電動膨張
弁（EV-1）及び第２電動膨張弁（EV-2）で構成するよう
にしたために、圧縮機（21）の運転容量の増減に伴う冷
媒流量の変化に対応し、下流側の電動膨張弁（EV-1）の
開度を調整することができる。この結果、冷媒流量の増
大に対応し、下流側の電動膨張弁（EV-1，EV-2）の開度
を小さくし、圧縮機（21）にインジェクションする中間
圧ガス冷媒量を増大することができることから、所定の
運転能力を発揮させることができる。

【００６７】特に、第１膨張機構（41）及び第２膨張機
構（42）をそれぞれ第１電動膨張弁（EV-1）及び第２電
動膨張弁（EV-2）で構成するようにしたために、圧縮機
（21）の運転容量の増減に伴う冷媒流量の変化に対応
し、下流側の電動膨張弁（EV-1，EV-2）の開度を調整す
ることができ、圧縮機（21）にインジェクションする中
間圧ガス冷媒量を正確に調整することができる。

【００６８】−実施形態１の変形例１− 図２に示すように、上記実施形態においては、第１駆動
制御手段（5A）と第２駆動制御手段（5B）とはそれぞれ
別個に電源（51）を備えるようにしたが、図２の鎖線で
示すように、１つの電源（51）を設けられるようにして
もよい。

【００６９】この１つの電源（51）には第１電動膨張弁
（EV-1）及び第２電動膨張弁（EV-2）がそれぞれ接続さ
れる一方、各第１電動膨張弁（EV-1）及び第２電動膨張
弁（EV-2）には、上述したように、それぞれドライバ
（53）及びパルス発生器（52）が接続されている。その
他の構成及び作用効果は上記実施形態と同様である。

【００７０】−実施形態１の変形例２− 図３に示すように、第１電動膨張弁（EV-1）及び第２電
動膨張弁（EV-2）の駆動制御系統を、単一の駆動制御手
段（50）で構成したものである。該駆動制御手段（50）
は、第１電動膨張弁（EV-1）及び第２電動膨張弁（EV-
2）に切換えスイッチ（54）を介して接続される１つの
電源を備える一方、第１電動膨張弁（EV-1）及び第２電
動膨張弁（EV-2）に接続される１つのドライバ（53）及
びパルス発生器（52）を備えている。

【００７１】したがって、第１電動膨張弁（EV-1）を駆
動する場合、切換えスイッチ（54）を第１電動膨張弁
（EV-1）の接点に切り換える。そして、パルス発生器
（52）からのパルスによってドライバ（53）が第１電動
膨張弁（EV-1）の開度を変更する。一方、第２電動膨張
弁（EV-2）を駆動する場合、切換えスイッチ（54）を第
２電動膨張弁（EV-2）の接点に切り換える。そして、パ
ルス発生器（52）からのパルスによってドライバ（53）
が第２電動膨張弁（EV-2）の開度を変更する。

【００７２】この結果、電源等を削減することができ、
構成の簡素化を図ることができると共に、コストダウン
を図ることができる。

【００７３】

【発明の実施の形態２】本実施形態２は、図４に示すよ
うに、第２電動膨張弁（EV-2）を減圧弁（TV-2）で構成
するようにしたものである。

【００７４】つまり、上記室外熱交換器（23）と室内熱
交換器（25）との間の液ラインには、切換え機構である
四路切換弁（43）を備えた膨張回路部（40）が接続され
ている。該膨張回路部（40）は、四路切換弁（43）と電
動膨張弁（EV-1）とレシーバ（24）と減圧弁（TV-2）と
が冷媒配管によって直列に接続されて構成され、この電
動膨張弁（EV-1）が第１膨張機構（41）を、減圧弁（TV
-2）が第２膨張機構（42）を構成している。上記膨張回
路部（40）の液側四路切換弁（43）は、冷房運転時に実
線側に切り換わり、冷房運転時に実線側に切り換わり、
膨張回路部（40）の冷媒は、電動膨張弁（EV-1）から減
圧弁（TV-2）に向かって１方向にのみ流れる。

【００７５】上記減圧弁（TV-2）は、図５に示すよう
に、大径部（6a）と小径部（6b）とがテーパ状の絞り部
（6c）を介して連続すると共に、大径部（6a）にボール
状の弁体（6d）が圧縮スプリング（6e）に支持されて構
成されている。この減圧弁（TV-2）は、大径部（6a）か
ら小径部（6b）に向かって冷媒が流れ、冷媒流量の増大
に伴って弁体（6d）が絞り部（6c）に近付き絞り率が増
大する構成となっている。

【００７６】−空気調和動作− 次に、上述した空気調和装置（10）の空気調和動作につ
いて説明する。

【００７７】先ず、室内の冷房運転時には、ガス側四路
切換弁（22）及び液側四路切換弁（43）を図４の実線側
に切り換える。この状態において、圧縮機（21）から吐
出した冷媒は、ガス側四路切換弁（22）から室外熱交換
器（23）に流れ、液側四路切換弁（43）を経て電動膨張
弁（EV-1）、レシーバ（24）及び減圧弁（TV-2）を流れ
る。その後、冷媒は、液側四路切換弁（43）を経て室内
熱交換器（25）を流れ、ガス側四路切換弁（22）及びア
キュムレータ（26）を経て圧縮機（21）に戻る。そし
て、上記冷媒は室外熱交換器（23）において凝縮し、室
内熱交換器（25）において蒸発して室内を冷房する。

【００７８】室内の暖房運転時には、ガス側四路切換弁
（22）及び液側四路切換弁（43）を図４の破線側に切り
換える。この状態において、圧縮機（21）から吐出した
冷媒は、ガス側四路切換弁（22）から室内熱交換器（2
5）に流れ、液側四路切換弁（43）を経て電動膨張弁（E
V-1）、レシーバ（24）及び減圧弁（TV-2）を流れる。
その後、冷媒は、液側四路切換弁（43）を経て室外熱交
換器（23）を流れ、ガス側四路切換弁（22）及びアキュ
ムレータ（26）を経て圧縮機（21）に戻る。そして、上
記冷媒は室内熱交換器（25）において凝縮し、室外熱交
換器（23）において蒸発して室内を暖房する。

【００７９】上述した空気調和運転時において、インジ
ェクション回路（30）の電磁弁（SV）を開口すると、レ
シーバ（24）の中間圧ガス冷媒が圧縮機（21）にインジ
ェクションされる。このインジェクション回路（30）の
中間圧ガス冷媒量は、圧縮機（21）の運転容量が増大す
ると、減圧弁（TV-2）の弁体（6d）がスプリング（6e）
のバネ力に抗して絞り部（6c）に近接し、減圧度が増大
する（図５（ａ）参照）。この結果、図１２に示す所定
の中間圧ガス冷媒量が確保される。一方、圧縮機（21）
の運転容量が低下すると、減圧弁（TV-2）の弁体（6d）
がスプリング（6e）のバネ力によって絞り部（6c）から
離れ、減圧度が減少する（図５（ｂ）参照）。この結
果、図１１に示す中間圧ガス冷媒量が減少する。

【００８０】本実施形態２によれば、絞り率の可変な減
圧弁（TV-2）を用いているので、電動膨張弁に比較して
駆動部や制御部を設ける必要がないので、構成の簡略化
を図ることができると共に、安価な構成とすることがで
きる。

【００８１】

【発明の実施の形態３】本実施形態３は、図６に示すよ
うに、第１膨張機構（41）を第１減圧弁（TV-1）で、第
２膨張機構（42）を第２減圧弁（TV-2）で構成したもの
である。

【００８２】つまり、実施形態２の第１電動膨張弁（EV
-1）を第１減圧弁（TV-1）にしたもので、第２減圧弁
（TV-2）は実施形態２の減圧弁（TV-2）に同じである。
この第１減圧弁（TV-1）は、図７に示すように、小径部
（6m）の途中に大径部（6n）が形成され、大径部（6n）
の入り口側がテーパ状の絞り部（6p）を介して小径部
（6m）に連続すると共に、大径部（6n）にボール状の弁
体（6q）が引張スプリング（6r）に支持されて構成され
ている。この減圧弁（TV-1）は、小径部（6m）から大径
部（6n）に向かって冷媒が流れ、冷媒流量の増大に伴っ
て弁体（6q）が絞り部（6p）から離れ絞り率が低下する
構成となっている。

【００８３】したがって、インジェクション回路（30）
の中間圧ガス冷媒量は、圧縮機（21）の運転容量が増大
すると、第１減圧弁（TV-1）の弁体（6q）がスプリング
（6r）のバネ力に抗して絞り部（6p）より離れ、減圧度
が低下し（図７（ｂ）参照）、逆に、第２減圧弁（TV-
2）は、実施形態２と同様に、弁体（6d）がスプリング
（6e）のバネ力に抗して絞り部（6c）に近接し、減圧度
が増大する（図５（ｂ）参照）。この結果、図１２に示
すインジェクション回路（30）の所定の中間圧ガス冷媒
量が確保される。

【００８４】また、上記圧縮機（21）の運転容量が低下
すると、第１減圧弁（TV-1）の弁体（6q）がスプリング
（6r）のバネ力によって絞り部（6p）に近接し、減圧度
が増大し（図７（ａ）参照）、第２減圧弁（TV-2）は、
実施形態２と同様に、弁体（6d）がスプリング（6e）の
バネ力によって絞り部（6c）から離れ、減圧度が減少す
る（図５（ａ）参照）。この結果、図１１に示す中間圧
ガス冷媒量が減少する。

【００８５】本実施形態３によれば、絞り率の可変な２
つの減圧弁（TV-1，TV-2）を用いているので、電動膨張
弁に比較して駆動部や制御部を設ける必要がないので、
構成の簡略化を図ることができると共に、安価な構成と
することができる。

【００８６】

【発明の実施の形態４】本実施形態４は、図８に示すよ
うに、実施形態２と同様に第１膨張機構（41）を電動膨
張弁（EV-1）で、第２膨張機構（42）を減圧弁（TV-2）
で構成する一方、実施形態２とは異なり、冷房専用機に
構成している。

【００８７】したがって、実施形態２における２つの四
路切換弁（22，43）が設けらておらず、上記減圧弁（TV
-2）は、図５に示すように、冷媒流量の増大に伴って弁
体（6d）が絞り部（6c）に近付き絞り率が増大する構成
となっている。その他の構成及び作用効果は実施形態２
の冷房運転時と同様である。

【００８８】尚、本実施形態は、冷房専用機としたが、
室外熱交換器（23）と室内熱交換器（25）とを入れ替え
て暖房専用機としてもよい。この場合、その他の構成及
び作用効果は実施形態２の暖房運転時と同様である。

【００８９】

【発明の実施の形態５】本実施形態５は、図９に示すよ
うに、実施形態３と同様に第１膨張機構（41）を第１減
圧弁（TV-1）で、第２膨張機構（42）を第２減圧弁（TV
-2）で構成する一方、実施形態３とは異なり、冷房専用
機に構成している。

【００９０】したがって、実施形態３における２つの四
路切換弁（22，43）が設けらておらず、上記第１減圧弁
（TV-1）は、図７に示すように、冷媒流量の増大に伴っ
て弁体（6q）が絞り部（6p）から離れ絞り率が低下する
構成となり、第２減圧弁（TV-2）は、図５に示すよう
に、冷媒流量の増大に伴って弁体（6d）が絞り部（6c）
に近付き絞り率が増大する構成となっている。その他の
構成及び作用効果は実施形態３の冷房運転時と同様であ
る。

【００９１】尚、本実施形態は、冷房専用機としたが、
室外熱交換器（23）と室内熱交換器（25）とを入れ替え
て暖房専用機としてもよい。この場合、その他の構成及
び作用効果は実施形態３の暖房運転時と同様である。

【００９２】

【発明の実施の形態６】本実施形態６は、図１０に示す
ように、実施形態１と同様に第１膨張機構（41）及び第
２膨張機構（42）を共に電動膨張弁（EV-1，EV-2）で構
成する一方、実施形態１とは異なり、インジェクション
回路（30）の電磁弁（SV）を省略している。

【００９３】上記インジェクション回路（30）は、イン
ジェクション回路（30）における冷媒の圧力損失が、冷
媒回路（20）におけるレシーバ（24）から圧縮機（21）
までの下流側の冷媒の圧力損失より大きくなるように設
定されている具体的に、冷房運転時において、上記イン
ジェクション回路（30）による中間圧ガス冷媒のインジ
ェクションを行わない場合、上流側の第１電動膨張弁
（EV-1）で減圧度を調整し、下流側の第２電動膨張弁
（EV-2）を全開にする。この状態において、インジェク
ション回路（30）の両端（ｈ−ｉ）の圧力損失が、冷媒
回路（20）におけるレシーバ（24）から下流側（ａ−ｂ
−ｃ−ｄ−ｅ−ｆ−ｇ）の圧力損失より大きくなるよう
に、インジェクション回路（30）が構成されている。

【００９４】また、暖房運転時において、インジェクシ
ョン回路（30）による中間圧ガス冷媒のインジェクショ
ンを行わない場合、上流側の第２電動膨張弁（EV-2）で
減圧度を調整し、下流側の第１電動膨張弁（EV-1）を全
開にする。この状態において、インジェクション回路
（30）の両端（ｈ−ｉ）の圧力損失が、冷媒回路（20）
におけるレシーバ（24）から下流側（ｊ−ｋ−ｍ−ｎ−
ｅ−ｆ−ｇ）の圧力損失より大きくなるように、インジ
ェクション回路（30）が構成されている。

【００９５】更に、上記レシーバ（24）は、圧縮機（2
1）より高所に配置され、圧縮機（21）よりレシーバ（2
4）に向かって冷媒が逆流しないようにしている。

【００９６】尚、インジェクション回路（30）による中
間圧ガス冷媒のインジェクションを行う場合、上記実施
形態１と同様に第１電動膨張弁（EV-1）及び第２電動膨
張弁（EV-2）の開度を制御する。

【００９７】したがって、本実施形態６によれば、イン
ジェクション回路（30）の圧力損失を大きくするように
したために、インジェクション回路（30）の電磁弁（S
V）を省略することができるので、構成の簡略化を図る
ことができ、装置全体の小型化を図ることができる。

【００９８】また、圧縮機（21）よりレシーバ（24）に
向かう冷媒の逆流を防止し得るので、運転効率の低下を
防止することができる。

【００９９】尚、本実施形態６は、冷暖房運転を行う空
気調和装置について説明したが、冷房専用機や暖房専用
機であってもよいことは勿論である。

【０１００】

【発明の他の実施の形態】本実施形態２〜実施形態５に
おいて、減圧弁（TV-1，TV-2）を用いたが、この減圧弁
（TV-1，TV-2）は、図５及び図６のものに限られず、要
するに、冷媒流量の増大に伴って絞り率が低下するも
の、又は、冷媒流量の増大に伴って絞り率が増大するも
のであればよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１の冷媒回路を示す冷媒回路
図である。

【図２】電動膨張弁の駆動制御系統を示す制御ブロック
図である。

【図３】電動膨張弁の他の駆動制御系統を示す制御ブロ
ック図である。

【図４】本発明の実施形態２の冷媒回路を示す冷媒回路
図である。

【図５】減圧弁を示す断面図である。

【図６】本発明の実施形態３の冷媒回路を示す冷媒回路
図である。

【図７】第１減圧弁を示す断面図である。

【図８】本発明の実施形態４の冷媒回路を示す冷媒回路
図である。

【図９】本発明の実施形態５の冷媒回路を示す冷媒回路
図である。

【図１０】本発明の実施形態６の冷媒回路を示す冷媒回
路図である。

【図１１】圧縮機の低容量時の冷媒の変化特性を示すモ
リエル線図である。

【図１２】圧縮機の高容量時の冷媒の変化特性を示すモ
リエル線図である。

【符号の説明】

10 空気調和装置 20 冷媒回路 21 圧縮機 23 室外熱交換器（熱源側熱交換器） 24 レシーバ 25 室内熱交換器（利用側熱交換器） EV-1，EV-2 電動膨張弁 TV-1，TV-2 減圧弁 30 インジェクション回路 SV 電磁弁 40 膨張回路部 41，42 膨張機構 43 四路切換弁（切換え機構）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 瀬戸口 隆之 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内 (72)発明者 森尾 詳浩 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容量可変の圧縮機（21）と熱源側熱交換
   器（23）と膨張回路部（40）と利用側熱交換器（25）と
   が順に接続されて冷媒回路（20）が形成され、 該膨張回路部（40）は、順に接続された第１膨張機構
   （41）とレシーバ（24）と第２膨張機構（42）とを少な
   くとも備え、 上記レシーバ（24）と圧縮機（21）との間には、凝縮圧
   力と蒸発圧力との間の中間圧力状態のガス冷媒を圧縮機
   （21）にインジェクションするインジェクション回路
   （30）が設けられる一方、 上記第１膨張機構（41）及び第２膨張機構（42）は何れ
   も絞り率が可変に構成されていることを特徴とする冷凍
   装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の冷凍装置において、 第１膨張機構（41）及び第２膨張機構（42）は、開度調
   整自在な第１電動膨張弁（EV-1）及び第２電動膨張弁
   （EV-2）であることを特徴とする冷凍装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の冷凍装置において、 冷媒回路（20）は、冷媒循環が可逆に構成される一方、 膨張回路部（40）は、冷媒が第１膨張機構（41）とレシ
   ーバ（24）と第２膨張機構（42）とを１方向に流れるよ
   うに切換え機構（43）を介して冷媒回路（20）に接続さ
   れ、 上記第１膨張機構（41）は開度調整自在な電動膨張弁
   （EV-1）で構成され、第２膨張機構（42）は冷媒流量の
   増大に伴って絞り率が増大する減圧弁（TV-2）で構成さ
   れていることを特徴とする冷凍装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の冷凍装置において、 冷媒回路（20）は、冷媒循環が可逆に構成される一方、 膨張回路部（40）は、冷媒が第１膨張機構（41）とレシ
   ーバ（24）と第２膨張機構（42）とを１方向に流れるよ
   うに切換え機構（43）を介して冷媒回路（20）に接続さ
   れ、 上記第１膨張機構（41）は冷媒流量の増大に伴って絞り
   率が減少する第１減圧弁（TV-1）で構成され、第２膨張
   機構（42）は冷媒流量の増大に伴って絞り率が増大する
   第２減圧弁（TV-2）で構成されていることを特徴とする
   冷凍装置。
5. 【請求項５】 請求項１記載の冷凍装置において、 冷媒回路（20）は、冷媒が１方向に流れるように構成さ
   れる一方、 上流側の第１膨張機構（41）は開度調整自在な電動膨張
   弁（EV-1）で構成され、下流側の第２膨張機構（42）は
   冷媒流量の増大に伴って絞り率が増大する減圧弁（TV-
   2）で構成されていることを特徴とする冷凍装置。
6. 【請求項６】 請求項１記載の冷凍装置において、 冷媒回路（20）は、冷媒が１方向に流れるように構成さ
   れる一方、 上流側の第１膨張機構（41）は冷媒流量の増大に伴って
   絞り率が減少する第１減圧弁（TV-1）で構成され、下流
   側の第２膨張機構（42）は冷媒流量の増大に伴って絞り
   率が増大する第２減圧弁（TV-2）で構成されていること
   を特徴とする冷凍装置。
7. 【請求項７】 請求項２記載の冷凍機において、 インジェクション回路（30）は、インジェクション回路
   （30）における冷媒の圧力損失が、冷媒回路（20）にお
   けるレシーバ（24）から圧縮機（21）までの下流側の冷
   媒の圧力損失より大きくなるように設定されていること
   を特徴とする冷凍装置。
8. 【請求項８】 請求項７記載の冷凍装置において、 レシーバ（24）は、圧縮機（21）より高所に配置されて
   いることを特徴とする冷凍装置。
9. 【請求項９】 請求項２記載の冷凍機において、 第１膨張機構（41）及び第２膨張機構（42）は、単一の
   駆動制御手段（50）によって制御されることを特徴とす
   る冷凍装置。