JPWO2009142067A1 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

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Abstract

膨張機を起動させるために大きな動力が必要となっても、圧縮機を起動させて、膨張機を起動させることができる冷凍サイクル装置を得る。冷媒を圧縮する第１の圧縮機１と、第１の圧縮機１により圧縮された冷媒の熱を放散する室外熱交換器２と、室外熱交換器２を通過した冷媒を減圧する膨張機３と、膨張機３により減圧された冷媒が蒸発する室内熱交換器４と、膨張機３によって冷媒が減圧される際に発生する動力を回収する駆動軸５とを備えた空気調和機において、膨張機３と室内熱交換器４との間に設けられ、膨張機３から室内熱交換器４への冷媒の移動を制御する開閉弁６を備え、第１の圧縮機１が起動し、膨張機３の内部の冷媒の圧力が臨界圧力以上になった後、開閉弁６開いて、冷媒の動圧によって膨張機３を起動させる。

Description

この発明は、膨張機によって冷媒が減圧される際に発生する動力を回収する動力回収装置を備えた冷凍サイクル装置に関する。
従来、冷媒を圧縮する第１の圧縮機と、前記第１の圧縮機により圧縮された前記冷媒の熱を放散する放熱器と、前記放熱器を通過した前記冷媒を減圧する膨張機と、前記膨張機により減圧された前記冷媒が蒸発する蒸発器と、前記膨張機に接続された、前記膨張機によって前記冷媒が減圧される際に発生する動力を回収して電力に変換する発電機とを備えた冷凍サイクル装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
前記膨張機に設けられ、前記膨張機から回収した動力を利用する第２の圧縮機をさらに備えた冷凍サイクル装置が知られている。
特開２００６−１３２８１８号公報
しかしながら、このものの場合、例えば、長期間停止状態にあった冷凍サイクル装置は、膨張機の内部の冷凍機油が低温のために高粘度となっており、膨張機を起動させるために大きな動力が必要となり、第１の圧縮機を起動させても、膨張機を起動させることができない恐れがあるという問題点があった。
また、膨張機、または、第２の圧縮機の冷媒の入口から異物が入り込み、内部の回転部が異物を噛み込むと、定常運転状態の場合では、回転部の慣性により運転が継続するものの、起動運転状態の場合では、回転部の慣性がなく、膨張機の停止してしまうという問題点があった。
この発明は、上述のような問題点を解決することを課題とするものであって、その目的は、膨張機を起動させるために大きな動力が必要となっても、第１の圧縮機を起動させて、膨張機を起動させることができる冷凍サイクル装置を提供するものである。
この発明に係る冷凍サイクル装置は、冷媒を圧縮する第１の圧縮機と、前記第１の圧縮機により圧縮された前記冷媒の熱を放散する放熱器と、前記放熱器を通過した前記冷媒を減圧する膨張機と、前記膨張機により減圧された前記冷媒が蒸発する蒸発器と、前記膨張機に接続され、前記膨張機によって前記冷媒が減圧される際に発生する動力を回収する動力回収装置とを備えた冷凍サイクル装置において、前記膨張機から前記蒸発器への前記冷媒の流路に設けられ、前記膨張機から前記蒸発器へ移動する前記冷媒の流量を制御する冷媒移動制御手段を備え、前記第１の圧縮機が起動し、前記膨張機の内部の前記冷媒の圧力が増加した後、前記冷媒移動制御手段が前記冷媒の流量を制御して、前記冷媒の動圧によって前記膨張機を起動させる。
この発明に係る冷凍サイクル装置によれば、膨張機を起動させるために大きな動力が必要となっても、第１の圧縮機が起動し、膨張機の内部の冷媒の圧力が増加した後、冷媒移動制御手段が冷媒の流量を制御して、冷媒の動圧によって膨張機を起動させることができる。
この発明の実施の形態１に係る空気調和機の冷房運転時における冷媒回路図である。 図１の空気調和機の暖房運転時における冷媒回路図である。 図３（ａ）は定常時における膨張機から第２の圧縮機へ伝達される動力の内訳を示す概略図、図３（ｂ）は起動時における膨張機から第２の圧縮機へ伝達される動力の内訳を示す概略図である。 図４（ａ）は膨張機の定常時における冷媒の圧力と、冷媒の容積と、冷媒の質量を示す図であり、図４（ｂ）は膨張機の起動時における冷媒の圧力と、冷媒の容積と、冷媒の質量を示す図である。 図１および図２の空気調和機の起動動作を示すフローチャート図である。 第２の起動モードのときの空気調和機の冷媒回路図である。 この発明の実施の形態２に係る給湯機の冷媒回路図である。 図７の給湯機の起動動作を示すフローチャート図である。 この発明の実施の形態３に係る給湯機の冷媒回路図である。
以下、この発明の各実施の形態を図に基づいて説明するが、各図において、同一または相当の部材、部位については、同一符号を付して説明する。
実施の形態１．
図１はこの実施の形態に係る空気調和機の冷房運転時における冷媒回路図、図２は図１の空気調和機の暖房運転時における冷媒回路図である。
この実施の形態に係る冷凍サイクル装置である空気調和機は、冷媒を圧縮する第１の圧縮機１と、冷房運転時には、内部の冷媒が熱を放散する放熱器となり、暖房運転時には、内部の冷媒が蒸発する蒸発器となる室外熱交換器２と、内部を通過する冷媒を減圧する膨張機３と、冷房運転時には、内部の冷媒が蒸発する蒸発器となり、暖房運転時には、内部の冷媒が熱を放散する放熱器となる室内熱交換器４と、膨張機３に接続された、膨張機３によって冷媒が減圧される際に発生する動力を回収する動力回収装置である駆動軸５とを備えている。
また、この空気調和機は、膨張機３の下流側に設けられた、全閉することで膨張機３から下流への冷媒の移動を抑制し、全開することで膨張機３から下流へ移動する冷媒の流量を制御する冷媒移動制御手段である開閉弁６を備えている。
また、この空気調和機は、冷媒として二酸化炭素が用いられており、この二酸化炭素は従来のフロン系の冷媒と比較して、オゾン層破壊係数がゼロであり、地球温暖化係数が小さい。
室外熱交換器２は、第１の室外熱交換器部２ａおよび第２の室外熱交換器部２ｂを有しており、第１の室外熱交換器部２ａと第２の室外熱交換器部２ｂとの間の冷媒の流路には、冷房運転時に閉じることで冷媒が通過不可となり、暖房運転時に開くことで冷媒が通過可能になる開閉器７ａおよび開閉器７ｂが設けられている。
これにより、第１の室外熱交換器部２ａと第２の室外熱交換器部２ｂは、冷房運転時に第１の室外熱交換器部２ａと第２の室外熱交換器部２ｂとが直列に接続され、暖房運転時に第１の室外熱交換器部２ａと第２の室外熱交換器部２ｂとが並列に接続される。
室内熱交換器４は、第１の室内熱交換器部４ａおよび第２の室内熱交換器部４ｂを有しており、第１の室内熱交換器部４ａと第２の室内熱交換器部４ｂとは並列に接続されている。
第１の室内熱交換器部４ａには、室内膨張弁８ａが接続され、第２の室内熱交換器部４ｂには室内膨張弁８ｂが接続されている。
これにより、冷房運転時には、第１の室内熱交換器部４ａおよび第２の室内熱交換器部４ｂで冷媒が蒸発できるように、冷媒が減圧され、暖房運転時には、第１の室内熱交換器部４ａおよび第２の室内熱交換器部４ｂで熱を放散した冷媒が、第１の室外熱交換器部２ａおよび第２の室外熱交換器部２ｂで蒸発できるように、冷媒が減圧される。
第１の室外熱交換器部２ａと第２の室外熱交換器部２ｂとの間の冷媒の流路には、冷房運転時に、第１の室外熱交換器部２ａを通過した冷媒を圧縮する第２の圧縮機９が設けられている。
第２の圧縮機９は、駆動軸５を介して膨張機３に接続されており、膨張機３で発生した動力が、駆動軸５によって回収されて、第２の圧縮機９へ伝達される。
第１の圧縮機１と第１の室外熱交換器部２ａとの間の冷媒の流路、第１の室外熱交換器部２ａと第２の圧縮機９との間の冷媒の流路には、冷房運転時に、開くことで冷媒が通過可能になり、暖房運転時に、閉じることで冷媒が通過不可になる開閉器１０ａおよび開閉器１０ｂが設けられている。
第１の圧縮機１と第２の圧縮機９との間の冷媒の流路には、冷房運転時に、閉じることで冷媒が通過不可になり、暖房運転時に、冷媒が通過可能になる開閉器７ｃが設けられている。
膨張機３の冷媒の入口には、膨張機３へ侵入する冷媒に含まれる異物を捕捉する第１の異物捕捉器１１が設けられている。
第２の圧縮機９の冷媒の入口には、第２の圧縮機９へ入る冷媒に含まれる異物を捕捉する第２の異物捕捉器１２が設けられている。
第１の異物捕捉器１１および第２の異物捕捉器１２は、目の粗い金属メッシュからなるストレーナから構成されており、金属メッシュの目の粗さが捕捉される最小異物の大きさを決定する。
第１の異物捕捉器１１が捕捉する最小の異物の大きさは、膨張機３の膨張室の最大隙間より小さくなるようになっている。
第２の異物捕捉器１２が捕捉する最小の異物の大きさは、第２の圧縮機９の圧縮室の最大隙間より小さくなるようになっている。
第１の異物捕捉器１１および第２の異物捕捉器１２が捕捉する最小の異物の大きさは、０．５ｍｍとなっており、これにより、第１の異物捕捉器１１および第２の異物捕捉器１２による圧力損失を低減させ、回収される動力の低下を抑制することができる。
第１の圧縮機１の冷媒の入口には、第１の圧縮機１へ入る前の冷媒を溜めるアキュムレータ１３が設けられている。
室外熱交換器２と、第２の圧縮機９と、室内熱交換器４と、アキュムレータ１３との間の冷媒の流路には、第１の四方弁１４が設けられており、この第１の四方弁１４は、冷房運転時には、第２の圧縮機９から第２の室外熱交換器部２ｂへ冷媒が流れ、室内熱交換器４からアキュムレータ１３へ冷媒が流れ、暖房運転時には、第２の圧縮機９およびこの第２の圧縮機９と第２の異物捕捉器１２をバイパスした逆止弁１５をから室内熱交換器４へ冷媒が流れ、室外熱交換器２からアキュムレータ１３へ冷媒が流れるように、内部の弁が切り換えられる。
なお、逆止弁１５は第２の圧縮機９に内蔵されてもよい。
室外熱交換器２と、膨張機３と、室内熱交換器４との間の冷媒の流路には、第２の四方弁１６が設けられており、この第２の四方弁１６は、冷房運転時には、第２の室外熱交換器部２ｂから膨張機３を通って室内熱交換器４へ冷媒が流れ、暖房運転時には、室内熱交換器４から膨張機３を通って室外熱交換器２へ冷媒が流れるように、内部の弁が切り換えられる。
第１の四方弁１４および第２の四方弁１６により、膨張機３および第２の圧縮機９を通過する冷媒の方向は、冷房運転時および暖房運転時によらず、同一方向になる。
室外熱交換器２と室内熱交換器４との間の冷媒の流路には、第２の四方弁１６、膨張機３および開閉弁６をバイパスするバイパス回路１７と、このバイパス回路１７を通過する冷媒の流量を調整するバイパス弁１８とが設けられている。
第２の四方弁１６と第１の異物捕捉器１１との間の冷媒の流路には、第２の四方弁１６から第１の異物捕捉器１１へ移動する冷媒の流量を調整する予膨張弁１９が設けられている。
バイパス弁１８と予膨張弁１９とを調整することで、第２の圧縮機９を通過する冷媒の流量と、膨張機３およびバイパス回路１７を通過する冷媒の流量の和とが等しくなるようになっている。
これにより、高圧側の圧力を望ましい圧力にまで上昇させて調整し、さらに、膨張機３による動力が回収することができるので、冷凍サイクルを高効率の状態に保つことができる。
なお、バイパス弁１８と予膨張弁１９とを調整することに限らず、その他の方法で、第２の圧縮機９を通過する冷媒の流量と、膨張機３およびバイパス回路１７を通過する冷媒の流量とを等しくするようにしてもよい。
第１の圧縮機１の冷媒の出口には、第１の圧縮機１を出た冷媒の圧力を測定する圧力センサ２０ａが設けられ、膨張機３の冷媒の入口には、膨張機３に入る冷媒の圧力を測定する圧力センサ２０ｂが設けられ、開閉弁６の冷媒の出口には、開閉弁６を出た冷媒の圧力を測定する圧力センサ２０ｃが設けられている。
なお、圧力センサ２０ａ、圧力センサ２０ｂおよび圧力センサ２０ｃは、これらの位置に限らず、それぞれが、第１の圧縮機１を出た冷媒の圧力、膨張機３に入る冷媒の圧力および開閉弁６を出た冷媒の圧力を測定できる位置であればよい。
また、圧力センサ２０ａ、圧力センサ２０ｂおよび圧力センサ２０ｃは、圧力が推定可能であれば、冷媒の温度を測定する温度センサであってもよい。
圧力センサ２０ａ、圧力センサ２０ｂおよび圧力センサ２０ｃは、制御装置２１に接続されており、この制御装置２１は、圧力センサ２０ａ、圧力センサ２０ｂおよび圧力センサ２０ｃが測定した冷媒の圧力の値によって、開閉弁６、バイパス弁１８および予膨張弁１９の開閉を制御する。
制御装置２１は、開閉弁６が全開した後、膨張機３の起動の有無を判定する判定手段（図示せず）と、膨張機３が起動しなかったと判定された回数を記憶する記憶手段（図示せず）と、記憶手段に記憶された回数が所定の回数となった場合に、膨張機３に異常が発生したことを表示するようになっている表示手段（図示せず）とを有している。
第１の圧縮機１、室外熱交換器２、膨張機３、駆動軸５、開閉弁６、開閉器７ａ、開閉器７ｂ、開閉器７ｃ、第２の圧縮機９、開閉器１０ａ、開閉器１０ｂ、第１の異物捕捉器１１、第２の異物捕捉器１２、アキュムレータ１３、第１の四方弁１４、逆止弁１５、第２の四方弁１６、バイパス回路１７、バイパス弁１８、予膨張弁１９、圧力センサ２０ａ、圧力センサ２０ｂ、圧力センサ２０ｃおよび制御装置２１から室外機２２が構成されている。
第１の室内熱交換器部４ａおよび室内膨張弁８ａから室内機２３ａが構成され、第２の室内熱交換器部４ｂおよび室内膨張弁８ｂから室内機２３ａが構成されている。
室外機２２には、液主管２４およびガス主管２５の一端部が接続され、液主管２４の他端部には、液枝管２６ａおよび液枝管２６ｂの一端部が接続され、ガス主管２５の他端部には、ガス枝管２７ａおよびガス枝管２７ｂの一端部が接続されている。
液枝管２６ａの他端部には、室内膨張弁８ａが接続され、液枝管２６ｂの他端部には、室内膨張弁８ｂが接続されている。
ガス枝管２７ａの他端部には、第１の室内熱交換器部４ａが接続され、ガス枝管２７ｂの他端部には、第２の室内熱交換器部４ｂが接続されている。
第１の圧縮機１は、モータ（図示せず）に接続されており、このモータが駆動することで第１の圧縮機１が動作する。
膨張機３および第２の圧縮機９は、容積式であり、具体的には、スクロール式となっている。
なお、膨張機３および第２の圧縮機９は、スクロール式に限らず、その他の容積式であってもよい。
膨張機３および第２の圧縮機９には、発熱源であるモータがない。
また、膨張機３と第２の圧縮機９との軸受荷重が、ほぼ同等であるので、膨張機３および第２の圧縮機９で発生する損失は小さい。
したがって、冷媒を用いて膨張機３および第２の圧縮機９の内部を冷却する必要がないので、冷媒が膨張機３および第２の圧縮機９を冷却することによって生じる冷凍機油の減少を抑制することができる。
その結果、膨張機３および第２の圧縮機９の信頼性を向上させることができる。
また、冷凍機油が減少することによる熱交換器の伝熱性能の低下を抑制することができる。
第１の室外熱交換器部２ａと第２の室外熱交換器部２ｂとの間の冷媒の流路は、冷房運転時は、直列に接続されるので、伝熱性能が向上して放熱することができ、暖房運転時は、並列に接続されるので、圧力損失を低減させることができる。
次に、この実施の形態に係る空気調和機の動作について説明する。
冷房運転時には、まず、第１の圧縮機１に入った低圧の冷媒は、圧縮されて高温中圧になる。
第１の圧縮機１から出た冷媒は、開閉器１０ａを通過して室外熱交換器２の第１の室外熱交換器部２ａに入る。
第１の室外熱交換器部２ａで熱を放散して室外空気に熱を伝達した冷媒は、低温中圧になる。
第１の室外熱交換器部２ａを出た冷媒は、第２の圧縮機９に入り、圧縮されて高温高圧になる。
第２の圧縮機９を出た冷媒は、第１の四方弁１４を通過して、第２の室外熱交換器部２ｂに入り、冷媒は熱を放散し室外空気に熱を伝達して低温高圧になる。
第２の室外熱交換器部２ｂを出た冷媒は、第２の四方弁１６へ向かう経路と、バイパス弁１８へ向かう経路とに分岐する。
第２の四方弁１６を通過した冷媒は、予膨張弁１９と、第１の異物捕捉器１１とを通過して、膨張機３に入り、減圧されて低圧となり、乾き度が低い状態になる。
このとき、膨張機３では、冷媒の減圧に伴って動力が発生し、この動力は駆動軸５によって回収されて、第２の圧縮機９に伝達され、第２の圧縮機９による冷媒の圧縮に使用される。
膨張機３を出た冷媒は、開閉弁６と第２の四方弁１６とを通過した後、バイパス弁１８へ向かってバイパス回路１７を通過した冷媒と合流し、室外機２２を出て、液主管２４と、液枝管２６ａおよび液枝管２６ｂとを通過して、室内機２３ａおよび室内機２３ｂに入り、室内膨張弁８ａおよび室内膨張弁８ｂへ入る。
室内膨張弁８ａおよび室内膨張弁８ｂでは、冷媒はさらに減圧される。
室内膨張弁８ａおよび室内膨張弁８ｂを出た冷媒は、第１の室内熱交換器部４ａおよび第２の室内熱交換器部４ｂで室内空気から吸熱して蒸発し、低圧のまま、乾き度が高い状態になる。
これにより、室内空気は冷却される。
第１の室内熱交換器部４ａおよび第２の室内熱交換器部４ｂを出た冷媒は、室内機２３ａおよび室内機２３ｂを出て、ガス枝管２７ａおよびガス枝管２７ｂと、ガス主管２５とを通過して、室外機２２に入り、第１の四方弁１４を通過してアキュムレータ１３に入り、再び第１の圧縮機１に入る。
上述した動作を繰り返すことで、室内の空気の熱が室外の空気へ伝達されて、室内が冷房される。
暖房運転時には、まず、第１の圧縮機１に入った低圧の冷媒は、圧縮されて高温高圧となる。
第１の圧縮機１を出た冷媒は、開閉器７ｃ、逆止弁１５および第１の四方弁１４を通過する。
このとき、開閉器７ｃを通過した冷媒の一部は、第２の圧縮機９を通過した後、逆止弁１５を通過した冷媒と合流して第１の四方弁１４に入る。
第１の四方弁１４を通過した冷媒は、室外機２２を出て、ガス主管２５と、ガス枝管２７ａおよびガス枝管２７ｂとを通過して、室内機２３ａおよび室内機２３ｂに入り、室内熱交換器４の第１の室内熱交換器部４ａおよび第２の室内熱交換器部４ｂに入り、第１の室内熱交換器部４ａおよび第２の室内熱交換器部４ｂで熱を放散して室内空気に熱を伝達した冷媒は、低温高圧になる。
第１の室内熱交換器部４ａおよび第２の室内熱交換器部４ｂを出た冷媒は、室内膨張弁８ａおよび室内膨張弁８ｂで減圧される。
室内膨張弁８ａおよび室内膨張弁８ｂを出た冷媒は、室内機２３ａおよび室内機２３ｂを出て、液枝管２６ａおよび液枝管２６ｂと、液主管２４とを通過して、室外機２２に入り、第２の四方弁１６へ向かう経路と、バイパス弁１８へ向かう経路とに分岐する。
第２の四方弁１６を通過した冷媒は、予膨張弁１９と、第１の異物捕捉器１１とを通過して膨張機３に入り、減圧されて低圧となり、乾き度が低い状態になる。
このとき、膨張機３では、冷媒の減圧に伴って動力が発生し、この動力は駆動軸５によって回収されて、第２の圧縮機９に伝達され、第２の圧縮機９による冷媒の圧縮に使用される。
膨張機３を出た冷媒は、開閉弁６と第２の四方弁１６とを通過した後、バイパス弁１８へ向かってバイパス回路１７を通過した冷媒と合流し、再度分岐して、第１の室外熱交換器部２ａおよび第２の室外熱交換器部２ｂへ入る。
第１の室内熱交換器部４ａおよび第２の室内熱交換器部４ｂでは、冷媒は、室外空気から吸熱して蒸発し、低圧のまま、乾き度が高い状態になる。
第１の室内熱交換器部４ａおよび第２の室内熱交換器部４ｂを出た冷媒は、再度合流して、第１の四方弁１４を通過してアキュムレータ１３に入り、再び第１の圧縮機１に入る。
上述した動作を繰り返すことで、室外の空気の熱が室内の空気へ伝達されて、室内が暖房される。
この空気調和機は、ビルのマルチエアコンとして用いられており、年間運転効率を向上させるために、冷房負荷の大きくない時期である冷房中間期での運転効率を効率化するようになっている。
したがって、膨張機３、第２の圧縮機９、室外熱交換器２および室内熱交換器４は、冷房中間期で最適となるように設計されており、暖房運転時では、膨張機３および第２の圧縮機９に冷媒を通過させない方が、制御する上で利点がある。
しかしながら、暖房運転時に、膨張機３および第２の圧縮機９に冷媒を通過させないと、膨張機３および第２の圧縮機９の中で、冷媒が寝込んでしまい、膨張機３および第２の圧縮機９を起動させる際に、潤滑不良で膨張機３および第２の圧縮機９が損傷する恐れがある。
したがって、暖房運転時でも、膨張機３および第２の圧縮機９に冷媒を通過させる。
なお、第２の圧縮機９は、冷媒を圧縮しない程度に動作する。
次に、この実施の形態に係る空気調和機の膨張機３から第２の圧縮機９へ伝達される動力について説明する。
図３（ａ）は定常時における膨張機３から第２の圧縮機９へ伝達される動力の内訳を示す概略図、図３（ｂ）は起動時における膨張機３から第２の圧縮機９へ伝達される動力の内訳を示す概略図である。
定常時と起動時のどちらの時も、膨張機３が冷媒の動圧から受ける動力から、膨張機３で発生する損失および第２の圧縮機９で発生する損失を除いたものが最終的に回収される動力となる。
しかしながら、定常時と比較して、起動時では、膨張機３で発生する損失および第２の圧縮機９で発生する損失が大きくなるので、最終的に回収される動力が小さくなる。
これは、膨張機３が起動した直後で、回転数がある回転数以下となる場合には、軸受の摩擦係数が増大し、摩擦損失が大きくなることによる。
また、膨張機３が停止した状態では、動摩擦より大きい静止摩擦が膨張機３および第２の圧縮機９の軸受に発生するので、膨張機３で発生する損失および第２の圧縮機９で発生する損失がさらに大きくなる。
また、空気調和機が長期間停止状態にあると、膨張機３および第２の圧縮機９の内部の冷凍機油は低温のために高粘度となっており、この状態から空気調和機を起動して、膨張機３を起動しようとすると、膨張機３で発生する損失および第２の圧縮機９で発生する損失がさらに大きくなる。
また、空気調和機が製造され、出荷された直後では、運転時間が短いので、膨張機３および第２の圧縮機９の摺動部が十分なじんでおらず、摩擦が大きく、膨張機３で発生する損失および第２の圧縮機９で発生する損失がさらに大きくなる。
次に、開閉弁６が全閉した状態から全開した直後である起動時の膨張機３の動作について説明する。
図４（ａ）は膨張機３の定常時における冷媒の圧力と、冷媒の容積と、冷媒の質量を示す図であり、図４（ｂ）は膨張機３の起動時における冷媒の圧力と、冷媒の容積と、冷媒の質量を示す図である。
定常時では、膨張機３の膨張室の内部における冷媒の圧力は、膨張過程の開始点での圧力は、膨張機３の冷媒の入口での圧力である入口圧力と等しく、膨張過程の中間での圧力は、膨張過程の開始点から終了点へ進むにつれて減少し、膨張過程の終了点での圧力は、膨張機３の冷媒の出口での圧力である出口圧力と等しくなる。
膨張機３の膨張室の内部における容積は、膨張過程の開始点から終了点へ進むにつれて増加する。
膨張機３の膨張室の内部における冷媒の質量は、膨張過程の開始点と終了点とでは、変化しない。
これに対して、開閉弁６が全閉した状態から全開した直後である起動時では、膨張機３の膨張室の内部における冷媒の圧力は、膨張過程の開始点と終了点とでは、変化がなく、終了点の下流側では、圧力が不連続に変化して小さくなり、圧力センサ２０ｃにより測定された冷媒の圧力と等しくなる。
膨張機３の膨張室の内部における容積は、定常時と同様に、膨張過程の開始点から終了点に進むにつれて増加する。
膨張機３の膨張室の内部における冷媒の質量は、膨張過程の開始点から終了点に進むにつれて増加する。
これにより、膨張機３が起動して、膨張機３が一回転するときの冷媒の循環量は、定常時の冷媒の循環量より多くなり、回転動力は大きくなる。
また、膨張過程の終了点前後での、膨張室と膨張過程以降の空間との境界の面積は大きく、開閉弁６が全閉した状態から全開した直後では、膨張過程の終了点前後での圧力の差が定常時の圧力の差より大きくなるので、面積と圧力とにより定まる回収動力が大きくなる。
以上のことから、開閉弁６が全閉した状態から全開した直後では、膨張機３が大きな回収動力を得ることができる。
これにより、膨張機３で発生する損失および第２の圧縮機９で発生する損失が大きい場合であっても、膨張機３を起動させることができる。
また、第１の圧縮機１が起動し、膨張機３の内部の冷媒の圧力が臨界圧力以上となるまで、開閉弁６が全閉しているので、高圧の冷媒によって、膨張機３および第２の圧縮機９の内部の冷凍機油の粘度が低下する。
これにより、開閉弁６が全開した直後での、膨張機３で発生する損失および第２の圧縮機９で発生する損失を低減することができるので、膨張機３が大きな回収動力を得ることができる。
次に、この実施の形態に係る空気調和機の起動動作について説明する。
図５は図１および図２の空気調和機の起動動作を示すフローチャート図である。
空気調和機は、起動すると（ステップＳ１）、冷房運転と暖房運転とのどちらの運転が要求されたのかを判定する（ステップＳ２）。
ステップＳ２で暖房運転が要求されたと判定すると、暖房運転が開始される（ステップＳ３）。
一方、ステップＳ２で冷房運転が要求されたと判定すると、冷房運転が開始される（ステップＳ３）。
冷房運転が開始されると、開閉器７ａ、開閉器７ｂおよび開閉器７ｃが閉じ、開閉器１０ａおよび開閉器１０ａが開き、第１の四方弁１４は、第２の圧縮機９から第２の室外熱交換器部２ｂへ冷媒が流れ、室内熱交換器４からアキュムレータ１３へ冷媒が流れるように内部の弁が切り換えられ、第２の四方弁１６は、第２の室外熱交換器部２ｂから膨張機３を通って室内熱交換器４へ冷媒が流れるように内部の弁が切り換えられた第１の冷房回路に設定される（ステップＳ５）。
次に、開閉弁６が全閉し、予膨張弁１９が全開となり（ステップＳ６）、その他の装置が冷房運転の初期の状態である第１の冷房初期設定になり（ステップＳ７）、空気調和機は第１の起動モードになる（ステップＳ８）。
空気調和機が第１の起動モードになると、まず、第１の圧縮機１が起動し（ステップＳ９）、圧力センサ２０ｂが膨張機３の入口での冷媒の圧力を測定し、圧力センサ２０ｃが開閉弁６の出口での冷媒の圧力を測定し、制御装置２１は、膨張機３の入口での冷媒の圧力と開閉弁６の出口での冷媒の圧力との差を算出する（ステップＳ１０）。
次に、制御装置２１は、第１の圧縮機１が起動されてから所定の時間Ｔａが経過したかどうかを判定する（ステップＳ１１）。
所定の時間Ｔａは、１０秒から６０秒の間で、予め設定されている。
なお、この所定の時間Ｔａは、この時間に限らない。
ステップＳ１１で、制御装置２１が、第１の圧縮機１が起動されてから所定の時間Ｔａが経過していないと判定した場合には、ステップＳ１０へ戻る。
一方、ステップＳ１１で、制御装置２１が、所定の時間Ｔａが経過したと判定した場合には、膨張機３の入口における冷媒の圧力が臨界圧力以上であり、かつ、膨張機３の入口での冷媒の圧力と開閉弁６の出口での冷媒の圧力との差が所定の圧力Ｐａ以上であるかを判定する（ステップＳ１２）。
所定の圧力Ｐａは、２．５ＭＰａから５ＭＰａの間で、予め設定されている。
ステップＳ１２で、制御装置２１が、膨張機３の入口における冷媒の圧力が臨界圧力以上でなく、または、膨張機３の入口での冷媒の圧力と開閉弁６の出口での冷媒の圧力との差が所定の圧力Ｐａ以上でないと判定した場合には、バイパス弁１８の開度が減少し（ステップＳ１３）、ステップＳ１０へ戻る。
一方、ステップＳ１２で、制御装置２１が、膨張機３の入口における冷媒の圧力が臨界圧力以上であり、かつ、膨張機３の入口での冷媒の圧力と開閉弁６の出口での冷媒の圧力との差が所定の圧力Ｐａ以上であると判定した場合には、開閉弁６が全開する（ステップＳ１４）。
次に、制御装置２１は、開閉弁６が全開したときから所定の時間Ｔｂが経過したかどうかを判定する（ステップＳ１５）。
所定の時間Ｔｂは、ステップＳ１１の所定の時間Ｔａより短く、５秒から３０秒の間で、予め設定されている。
なお、この所定の時間Ｔｂは、この時間に限らない。
ステップＳ１５で、制御装置２１が、開閉弁６が全開したときから所定の時間Ｔｂが経過していないと判定した場合には、ステップＳ１５を繰り返す。
一方、ステップＳ１５で、制御装置２１が、所定の時間Ｔｂが経過したと判定した場合には、圧力センサ２０ａが第１の圧縮機１の出口における冷媒の圧力を測定し、圧力センサ２０ｂが膨張機３の入口における冷媒の圧力を測定し、制御装置２１は、膨張機３の入口での冷媒の圧力と第１の圧縮機１の出口での冷媒の圧力との差を算出する（ステップＳ１６）。
次に、制御装置２１は、膨張機３の入口での冷媒の圧力と第１の圧縮機１の出口での冷媒の圧力との差が所定の圧力Ｐｂ以上であるかを判定する（ステップＳ１７）。
所定の圧力Ｐｂは、０ＭＰａから０．５ＭＰａの間で、予め設定されている。
なお、この所定の圧力Ｐｂは、この圧力に限らない。
ステップＳ１７で、制御装置２１が、膨張機３の入口における冷媒の圧力と第１の圧縮機１の出口での冷媒の圧力との差が所定の圧力Ｐｂ以上であると判定した場合には、判定手段は膨張機３の起動が成功したと判定して、空気調和機は、第１の起動モードを終了し、定常状態の第１の定時制御が行われる（ステップＳ１８）。
一方、ステップＳ１７で、制御装置２１が、膨張機３の入口での冷媒の圧力と第１の圧縮機１の出口での冷媒の圧力との差が所定の圧力Ｐｂ以上でないと判定した場合には、判定手段は膨張機３の起動が失敗した判定し、空気調和機はバックアップモードになる（ステップＳ１９）。
空気調和機がバックアップモードになると、記憶手段は、起動に失敗した回数に１を加えて記憶し（ステップＳ２０）、さらに、起動に失敗した回数が所定の回数であるかを判定する（ステップＳ２１）。
この所定の回数は、５回から１０回の間で、予め設定されている。
なお、この所定の回数は、この回数に限らない。
ステップＳ２１で、制御装置２１が、起動に失敗した回数が所定の回数より小さいと判定した場合には、ステップＳ５に戻る。
一方、ステップＳ２１で、制御装置２１が、起動に失敗した回数が所定の回数であると判定した場合には、膨張機３または第２の圧縮機９に異常が発生したとみなし、空気調和機はバックアップ制御を開始する（ステップＳ２２）。
バックアップ制御では、まず、第１の圧縮機１が停止し（ステップＳ２３）、制御装置２１の表示手段が、膨張機３または第２の圧縮機９に異常が発生したことを表示して（ステップＳ２４）、管理者または使用者に知らせる。
次に、膨張機３および第２の圧縮機９に冷媒が流れないように、第２の冷媒回路に設定にされ（ステップＳ２５）、開閉弁６が全閉し、予膨張弁１９が閉じ、バイパス弁１８が開いて、膨張機３および第２の圧縮機９を冷媒が通過しないようにし、その他のアクチュエータは冷房起動前の状態である第２の冷房初期設定になる（ステップＳ２６）。
空気調和機は、膨張機３を起動させない第２の起動モードになり（ステップＳ２７）、膨張機３を運転させないで、第１の圧縮機１を起動させて、定常状態の定時運転を行い（ステップＳ２８）、図６に示す冷媒回路図のように、冷媒が循環する冷房運転が継続する。
これにより、例えば、膨張機３または第２の圧縮機９に異常が発生した場合に、膨張機３および第２の圧縮機９を冷媒が通過しないので、第１の圧縮機１、室内膨張弁８ａおよび室内膨張弁８ｂなどが損傷することを抑制することができる。
また、例えば、膨張機３または第２の圧縮機９に異常が発生した場合であっても、冷房運転を継続することができる。
以上説明したように、この実施の形態に係る空気調和機によれば、膨張機３を起動させるために大きな動力が必要となっても、第１の圧縮機１が起動し、膨張機３の内部の冷媒の圧力が増加した後、開閉弁６が全開することで、開閉弁６を通過する冷媒が増大し、冷媒の動圧によって、膨張機３を起動させることができる。
また、膨張機３および第２の圧縮機９の内部の冷凍機油が低温のために高粘度となっていても、膨張機３の入口における冷媒の圧力が臨界圧力以上となった場合に、開閉弁６が全開して、冷媒が開閉弁６を通過するので、臨界圧力以上となった冷媒が冷凍機油に作用して、冷凍機油の粘度が低下するので膨張機３および第２の圧縮機９で発生する損失を低減させることができる。
また、膨張機３の冷媒の入口における冷媒の圧力と出口における冷媒の圧力との差が所定の圧力以上となった場合に、開閉弁６が全開して、冷媒が開閉弁６を通過するので、大きな冷媒の動圧によって、膨張機３を起動させることができる。
また、開閉弁６が全開した後、膨張機３の起動の有無を判定する判定手段と、この判定手段により、膨張機３が起動しなかったと判定された回数を記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶された回数が所定の回数となった場合に、膨張機３および第２の圧縮機９に異常が発生したことを表示するようになっている表示装置とを備えているので、管理者または使用者は、簡単に、膨張機３および第２の圧縮機９に異常が発生したことを知ることができる。
室外熱交換器２と室内熱交換器４との間の冷媒の流路には、直列に接続された膨張機３および開閉弁６に並列して接続されたバイパス回路１７と、このバイパス回路１７を通過する冷媒の流量を調整するバイパス弁１８とが設けられ、記憶手段に記憶された回数が所定の回数となった場合に、冷媒がバイパス回路１７を通過するので、膨張機３または第２の圧縮機９に異常が発生し、膨張機３および第２の圧縮機９が動作しなくても、室外熱交換器２と室内熱交換器４との間の冷媒の流路を冷媒が循環することができる。
また、冷媒移動制御手段は、全閉することで、冷房運転時には膨張機３から室内熱交換器４への冷媒の移動が抑制され、全開することで、冷房運転時には膨張機３から室内熱交換器４へ移動する冷媒の流量を制御する開閉弁６であるので、簡単な構成で、膨張機３から室内熱交換器４への冷媒の移動を制御することができる。
また、第１の圧縮機１と室外熱交換器２との間の冷媒の流路には、第２の圧縮機９が設けられ、冷房運転時には、膨張機３から駆動軸５を介して動力が第２の圧縮機９へ伝達されるので、膨張機３によって冷媒が減圧される際に発生する動力を第２の圧縮機９が使用することができ、空気調和機の効率を向上させることができる。
また、膨張機３の冷媒の入口には、膨張機３に侵入する異物を捕捉する第１の異物捕捉器１１が設けられ、この第１の異物捕捉器１１が捕捉する最小の異物の大きさは、膨張機３の膨張室の最大隙間より小さいので、異物が膨張機３に侵入して、膨張機３に異常が発生することを抑制することができる。
また、第２の圧縮機９の冷媒の入口には、第２の圧縮機９に侵入する異物を捕捉する第２の異物捕捉器１２が設けられ、この第２の異物捕捉器１２が捕捉する最小の異物の大きさは、第２の圧縮機９の圧縮室の最大隙間より小さいので、異物が第２の圧縮機９に侵入して、第２の圧縮機９に異常が発生することを抑制することができる。
冷媒は、二酸化炭素であるので、従来のフロン系の冷媒と比較して、オゾン層が破壊されるのを低減し、地球が温暖化することを低減させることができる。
なお、この実施の形態では、第１の室内熱交換器部４ａおよび第２の室内熱交換器部４ｂを有した室内熱交換器４について説明したが、勿論このものに限らず、１個の室内熱交換器部を有した室内熱交換器４であってもよく、３個以上の室内熱交換器部を有した室内熱交換器４であってもよい。
また、第１の室内熱交換器部４ａには室内膨張弁８ａが接続され、第２の室内熱交換器部４ｂには室内膨張弁８ｂが接続された空気調和機について説明したが、第１の室内熱交換器部４ａおよび第２の室内熱交換器部４ｂに１個の室内膨張弁が接続された空気調和機であってもよく、さらには、室外機２２に室外膨張弁が設けられた空気調和機であってもよい。
また、全閉することで膨張機３から下流への冷媒の移動を抑制し、全開することで膨張機３から下流へ移動する冷媒の流量を制御する開閉弁６について説明したが、勿論このものに限らず、全閉またはほぼ全閉することで膨張機３から下流への冷媒の移動を抑制し、開度を調整することで膨張機３から下流へ移動する冷媒の流量を制御する流量調整弁であってもよい。
また、膨張機３から伝達される回転動力のみによって動作する第２の圧縮機９について説明したが、勿論このものに限らず、例えば、膨張機３から伝達される回転動力とともに、モータからの回転動力によって動作する第２の圧縮機９であってもよい。
また、膨張機３の起動の可否を、膨張機３の冷媒の入口における冷媒の圧力と、開閉弁６の冷媒の出口における冷媒の圧力との差によって判定したが、勿論このものに限らず、膨張機３および第２の圧縮機９に回転計または振動計を取り付けたり、また、第２の圧縮機９の冷媒の出口または内部における冷媒の温度を測定したりして、膨張機３の起動の可否を判定してもよい。
実施の形態２．
図７はこの実施の形態に係る給湯機の冷媒回路図である。
この実施の形態に係る冷凍サイクル装置である給湯機は、冷媒を圧縮する圧縮機２８と、この圧縮機２８で圧縮された冷媒の熱を放散して水を加熱する放熱器２９と、放熱器２９を通過した冷媒を減圧する膨張機３０と、この膨張機３０を通過した冷媒が吸熱して蒸発する蒸発器３１と、膨張機３０に接続された、膨張機３０によって冷媒が減圧される際に発生する動力を回収する動力回収装置である発電機３２とを備えている。
膨張機３０と蒸発器３１との間の冷媒の流路には、全閉またはほぼ全閉することで膨張機３０から蒸発器３１への冷媒の移動を抑制し、開度を調整することで、膨張機３０から蒸発器３１へ移動する冷媒の流量を制御する冷媒移動制御手段である開度調整弁３３が設けられている。
圧縮機２８の冷媒の入口には、圧縮機２８に入る冷媒の圧力を測定する圧力センサ３４ａが設けられ、圧縮機２８の冷媒の出口には、圧縮機２８から出る冷媒の圧力を測定する圧力センサ３４ｂが設けられている。
圧力センサ３４ａおよび圧力センサ３４ｂは、制御装置３５に接続されており、この制御装置３５は、圧力センサ３４ａおよび圧力センサ３４ｂが測定した冷媒の圧力の値によって、開度調整弁３３の開度を調整する。
制御装置３５は、開度調整弁３３の開度が増加した後、膨張機３０の起動の有無を判定する判定手段（図示せず）と、膨張機３０が起動しなかったと判定された回数を記憶する記憶手段（図示せず）とを有している
冷媒は、二酸化炭素から構成されている。
放熱器２９には、放熱器２９に向かって水を送り出す水搬送手段３６と、放熱器２９を通過することで加熱された水を貯留する給湯タンク３７とが設けられている。
蒸発器３１には、蒸発器３１に向かって送風する送風機（図示せず）が設けられている。
次に、この実施の形態に係る給湯機の動作について説明する。
まず、圧縮機２８に入った低温低圧の冷媒は、圧縮されて、高温高圧の状態になる。
圧縮機２８を出た冷媒は、放熱器２９で熱を放散して低温高圧の状態になる。
このとき、放熱器２９を介して、冷媒の熱が水に伝達され、水が加熱される。
放熱器２９を出た冷媒は、膨張機３０で減圧されて低温低圧の状態になる。
このとき、膨張機３０で冷媒が減圧される際に発生する動力は、発電機３２によって回収される。
この発電機３２によって回収された動力は、電気エネルギーとなって、圧縮機２８、水搬送手段３６および送風機に使用される。
膨張機３０を出た冷媒は、蒸発器３１で吸熱し蒸発して、低圧となり、乾き度が低い状態から高い状態になる。
このとき、送風機が蒸発器３１に向かって送風するので、蒸発器３１の内部の冷媒は、効果的に吸熱することができる。
蒸発器３１を出た冷媒は、再び、圧縮機２８に入る。
次に、この実施の形態に係る給湯機の起動動作について説明する。
図８は図７の給湯機の起動動作を示すフローチャート図である。
給湯機が起動すると（ステップＳ１０１）、開度調整弁３３が全閉またはほぼ全閉の状態になる（ステップＳ１０２）。
次に、その他の装置が運転の初期の状態に設定され（ステップＳ１０３）、給湯機は起動モードになり、圧縮機２８が起動する（ステップＳ１０４）。
次に、圧力センサ３４ａおよび圧力センサ３４ｂが、圧縮機２８の入口における冷媒の圧力と、出口における冷媒の圧力とを測定し、制御装置３５は、圧縮機２８の入口における冷媒の圧力と出口における冷媒の圧力との差を算出する（ステップＳ１０５）。
次に、制御装置３５は、圧縮機２８の入口における冷媒の圧力と出口における冷媒の圧力との差が所定の圧力以上であるかを判定する（ステップＳ１０６）。
ステップＳ１０６で、制御装置３５が、圧縮機２８の入口における冷媒の圧力と出口における冷媒の圧力との差が所定の圧力より小さいと判定した場合には、ステップＳ１０５に戻る。
一方、ステップＳ１０６で、制御装置３５が、圧縮機２８の入口における冷媒の圧力と出口における冷媒の圧力との差が所定の圧力以上であると判定した場合には、開度調整弁３３の開度が増加する（ステップＳ１０７）。
次に、制御装置３５は、開度調整弁３３の開度が増加したときから所定の時間が経過したかどうかを判定する（ステップＳ１０８）。
ステップＳ１０８で、制御装置３５が、開度調整弁３３の開度が増加したときから所定の時間が経過していないと判定した場合には、ステップＳ１０８を繰り返す。
一方、ステップＳ１０８で、制御装置３５が、所定の時間が経過したと判定した場合には、発電機３２の電圧を測定する（ステップＳ１０９）。
次に、制御装置３５は、発電機３２の電圧が所定の電圧以上であるかどうかを判定する（ステップＳ１１０）。
ステップＳ１１０で、制御装置３５が、発電機３２の電圧が所定の電圧以上であると判定した場合には、判定手段は膨張機３０の起動が成功したとみなして、給湯機は、起動モードを終了し、定常状態の定時制御が行われる（ステップＳ１１１）。
一方、ステップＳ１１０で、制御装置３５が、発電機３２の電圧が所定の電圧より小さいと判定した場合には、判定手段は膨張機３０の起動に失敗したとみなし、給湯機はバックアップモードになる（ステップＳ１１２）。
給湯機がバックアップモードになると、制御装置３５の記憶手段は、起動に失敗した回数に１を加えて記憶し、さらに、起動に失敗した回数が所定の回数以上であるかどうかを判定する。
制御装置３５が、起動に失敗した回数が所定の回数より小さいと判定した場合には、ステップＳ１０２に戻る。
一方、制御装置３５が、起動に失敗した回数が所定の回数に達したと判定した場合には、膨張機３０または発電機３２に異常が発生したとみなし、給湯機はバックアップ制御を開始する（ステップＳ１１３）。
バックアップ制御では、圧縮機２８を停止する。
以上説明したように、この実施の形態に係る給湯機によれば、動力回収装置が発電機３２であるので、この発電機３２によって回収された動力は、電気エネルギーとなって、圧縮機２８、水搬送手段３６および送風機に使用されることができる。
その他の効果は、実施の形態１と同様である。
実施の形態３．
図９はこの実施の形態に係る給湯機の冷媒回路図である。
この実施の形態に係る給湯機は、冷媒を圧縮する第１の圧縮機３８と、この第１の圧縮機３８で圧縮された冷媒の熱を放散する放熱器２９と、この放熱器２９を通過した冷媒を減圧する膨張機３０と、この膨張機３０を通過した冷媒が吸熱して蒸発する蒸発器３１と、膨張機３０に接続された、膨張機３０によって冷媒が減圧される際に発生する動力を回収する動力回収装置である駆動軸３９と、この駆動軸３９に接続された、蒸発器３１から第１の圧縮機３８に入る冷媒を圧縮する第２の圧縮機４０とを備えている。
その他の構成は、実施の形態２と同様である。
次に、この実施の形態に係る給湯機の動作について説明する。
まず、第２の圧縮機４０に入った低温低圧の冷媒は、圧縮されて、高温中圧の状態になる。
第２の圧縮機４０を出た冷媒は、第１の圧縮機３８に入り、圧縮されて高温高圧の状態になる。
第１の圧縮機３８を出た冷媒は、放熱器２９で熱を放散して低温高圧の状態になる。
このとき、放熱器２９を介して、冷媒の熱が水に伝達され、水が加熱される。
放熱器２９を出た冷媒は、膨張機３０で減圧されて低温低圧の状態になる。
このとき、膨張機３０で冷媒が減圧される際に発生する動力は、駆動軸３９によって回収され、第２の圧縮機４０によって使用される。
膨張機３０を出た冷媒は、蒸発器３１で吸熱し蒸発して、低圧となり、乾き度が低い状態から高い状態になる。
このとき、送風機が蒸発器３１に向かって送風するので、蒸発器３１の内部の冷媒は、効果的に吸熱することができる。
蒸発器３１を出た冷媒は、再び、第２の圧縮機４０に入る。
以上説明したように、この実施の形態に係る給湯機によれば、蒸発器３１と第１の圧縮機３８との間の冷媒の流路には、第２の圧縮機４０が設けられ、膨張機３０と第２の圧縮機４０との間に駆動軸３９が接続されているので、膨張機３０で冷媒が減圧される際に発生する動力を、第２の圧縮機４０によって使用することができる。
その他の効果は、実施の形態１と同様である。

Claims (13)

  1. 冷媒を圧縮する第１の圧縮機と、
    前記第１の圧縮機により圧縮された前記冷媒の熱を放散する放熱器と、
    前記放熱器を通過した前記冷媒を減圧する膨張機と、
    前記膨張機により減圧された前記冷媒が蒸発する蒸発器と、
    前記膨張機に接続され、前記膨張機によって前記冷媒が減圧される際に発生する動力を回収する動力回収装置とを備えた冷凍サイクル装置において、
    前記膨張機から前記蒸発器への前記冷媒の流路に設けられ、前記膨張機から前記蒸発器へ移動する前記冷媒の流量を制御する冷媒移動制御手段を備え、
    前記第１の圧縮機が起動し、前記膨張機の内部の前記冷媒の圧力が増加した後、前記冷媒移動制御手段が前記冷媒の流量を制御して、前記膨張機の内部の前記冷媒の動圧によって前記膨張機を起動させることを特徴とする冷凍サイクル装置。
  2. 前記膨張機の前記冷媒の入口における前記冷媒の圧力が臨界圧力以上となった場合に、前記冷媒移動制御手段が前記冷媒の流量を制御することを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
  3. 前記冷媒移動制御手段の前記冷媒の入口における前記冷媒の圧力と出口における前記冷媒の圧力との差が２．５ＭＰａ以上となった場合に、前記冷媒移動制御手段が前記冷媒の流量を制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
  4. 前記冷媒移動制御手段が前記冷媒の流量を制御した後、前記膨張機の起動の有無を判定する判定手段と、
    前記判定手段により、前記膨張機が起動しなかったと判定された回数を記憶する記憶手段と、
    前記記憶手段に記憶された回数が所定の回数となった場合に、前記膨張機に異常が発生したことを表示するようになっている表示手段とをさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の冷凍サイクル装置。
  5. 前記放熱器と前記蒸発器との間の前記冷媒の流路には、直列に接続された前記膨張機および前記冷媒移動制御手段に並列して接続されたバイパス回路と、前記バイパス回路を通過する前記冷媒の流量を調整するバイパス弁とが設けられ、
    前記記憶手段に記憶された回数が所定の回数となった場合に、前記冷媒が前記バイパス回路を通過するようになっていることを特徴とする請求項４に記載の冷凍サイクル装置。
  6. 前記冷媒移動制御手段は、全閉することで前記膨張機から前記蒸発器への前記冷媒の移動を抑制し、全開することで前記膨張機から前記蒸発器へ移動する前記冷媒の流量を制御する開閉弁であることを特徴とする請求項１ないし請求項５の何れか１項に記載の冷凍サイクル装置。
  7. 前記冷媒移動制御手段は、全閉またはほぼ全閉することで前記膨張機から前記蒸発器への前記冷媒の移動を抑制し、開度を調整することで前記膨張機から前記蒸発器へ移動する前記冷媒の流量を制御する流量調整弁であることを特徴とする請求項１ないし請求項５の何れか１項に記載の冷凍サイクル装置。
  8. 前記動力回収装置は、発電機であることを特徴とする請求項１ないし請求項７の何れか１項に記載の冷凍サイクル装置。
  9. 前記第１の圧縮機と前記放熱器との間の前記冷媒の流路には、前記冷媒を圧縮する第２の圧縮機が設けられ、
    前記動力回収装置は、前記膨張機と前記第２の圧縮機との間に連結された、前記動力を前記膨張機から前記第２の圧縮機へ伝達する一本の駆動軸であることを特徴とする請求項１ないし請求項８の何れか１項に記載の冷凍サイクル装置。
  10. 前記第１の圧縮機と前記蒸発器との間の前記冷媒の流路には、前記冷媒を圧縮する第２の圧縮機が設けられ、
    前記動力回収装置は、前記膨張機と前記第２の圧縮機との間に連結された、前記動力を前記膨張機から前記第２の圧縮機へ伝達する一本の駆動軸であることを特徴とする請求項１ないし請求項８の何れか１項に記載の冷凍サイクル装置。
  11. 前記膨張機の前記冷媒の入口には、前記膨張機に侵入する異物を捕捉する第１の異物捕捉器が設けられ、
    前記第１の異物捕捉器が捕捉する最小の前記異物の大きさは、前記膨張機の膨張室の最大隙間より小さいことを特徴とする請求項１ないし請求項１０の何れか１項に記載の冷凍サイクル装置。
  12. 前記第２の圧縮機の前記冷媒の入口には、前記第２の圧縮機に侵入する異物を捕捉する第２の異物捕捉器が設けられ、
    前記第２の異物捕捉器が捕捉する最小の前記異物の大きさは、前記第２の圧縮機の圧縮室の最大隙間より小さいことを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の冷凍サイクル装置。
  13. 前記冷媒は、二酸化炭素であることを特徴とする請求項１ないし請求項１２の何れか１項に記載の冷凍サイクル装置。
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