WO2000019157A1

WO2000019157A1 - Dispositif de refrigeration a deux refrigerants

Info

Publication number: WO2000019157A1
Application number: PCT/JP1999/005306
Authority: WO
Inventors: Akitoshi Ueno; Takeo Ueno
Original assignee: Daikin Industries, Ltd.
Priority date: 1998-09-30
Filing date: 1999-09-29
Publication date: 2000-04-06
Also published as: EP1118823A4; EP1118823B1; ES2212674T3; EP1118823A1; DE69913184D1; AU5997599A; JP3094996B2; DE69913184T2; JP2000105030A; CN1153033C; CN1320205A; AU745198B2; US6609390B1

Description

曰月糸田 β 二元冷凍装置技術分野

本発明は、二元冷凍装置に関し、特に、レシーバ構造に係るものである。背景技術

従来より、二元冷凍装置は、特開平 9一 2 1 0 5 1 5号公報に開示されているように、個別に冷凍運転を行う一次側冷媒回路と二次側冷媒回路とを備えている。この二元冷凍装置は、マイナス数十度の低温を得るために用いられる。この二元冷凍装置は、高圧縮比から低圧縮比まで効率の良いところで使用することができるので、省ェネルギの点で有利である。

上記二元冷凍装置の一次側冷媒回路は、圧縮機と凝縮器と膨張弁と冷媒熱交換器の蒸発部とが順に接続されて構成されている。また、二次側冷媒回路は、圧縮機と冷媒熱交換器の凝縮部と膨張弁と蒸発器とが順に接続されて構成されている。そして、上記冷媒熱交換器において、二次側冷媒回路の凝縮熱と一次側冷媒回路の蒸発熱とが熱交換する。一解決課題一

上述した二元冷凍装置の他、従来の二元冷凍装置は、二次冷媒の蒸発器に着霜するので、例えば、所定時間ごとにデフロスト運転を行っている。このデフロスト運転には、一次側冷媒回路と二次側冷媒回路の冷媒循環方向を逆サイクルにして行う方式が提案されている。

つまり、一次側冷媒回路及び二次側冷媒回路にそれぞれ四路切換弁を設け、一次側冷媒回路は、冷媒を圧縮機から冷媒熱交換器、膨張弁及び凝縮器の順に流れ、圧縮機に戻るように循環させる。一方、二次側冷媒回路は、冷媒を圧縮機から蒸発器、膨張弁及び冷媒熱交換器の順に流れ、圧縮機に戻るように循環させる。この結果、二次側冷媒回路における蒸発器の着霜は、圧縮機からの高温冷媒によつて融解する。

また、従来、一次側冷媒回路では凝縮器と膨張弁との間にレシーバを設ける一方、二次側冷媒回路では冷媒熱交換器と膨張弁との間にレシーバを設けて液冷媒を調節している。しかし、この一次側冷媒回路及び二次側冷媒回路では、デフロスト運転時に液冷媒を適正値に制御することができないという問題があつた。

具体的に、デフロスト運転時において、一次側冷媒回路の凝縮器は蒸発器として機能し、冷媒熱交換器の蒸発部は凝縮器として機能する。その際、外気温が高い場合、凝縮器の蒸発能力が大きなる一方、冷媒熱交換器の蒸発部の凝縮能力は一定であるので、いわゆる湿り運転となる。

つまり、従来、上記レシーバは、容器に導入されている 2本のパイプが何れも下向きに設定されていた。したがって、レシーバの液冷媒が多くなると、多量の液冷媒が凝縮器を介して圧縮機に戻ることになる。この結果、いわゆる湿り運転となり、信頼性が劣るという問題があつた。

特に、上記圧縮機と冷媒熱交換器との距離が長い長配管になると、冷媒充填量が本来的に多い。このため、液冷媒がレシーバに多量に溜まることになるので、圧縮機への液冷媒の戻りを十分に防止することができなかった。

一方、二次側冷媒回路は、デフロスト運転時において、蒸発器が凝縮器として機能し、冷媒熱交換器の凝縮部が蒸発器として機能する。そして、圧縮機と蒸発器とが近接して配置される関係から、二次側冷媒回路の冷媒充填量が少ない。しかも、蒸発器の容量が大きいので、レシーバに液冷媒が溜まり難い。この結果、冷媒が圧縮機に戻り難く、所定の冷媒循環量を確保し難かった。特に、上記レシーバと冷媒熱交換器との間に何らの減圧機能がないと、圧縮機の吸入側圧力が低くなり易く、所定の冷媒循環量を確保できなかった。

本発明は、斯かる点に鑑みて成されたもので、デフロスト運転時に液冷媒を適正値に制御することを目的とするものである。発明の開示

具体的に、第 1の解決手段は、図 1に示すように、圧縮機 (21) と、凝縮器（22) と、膨張機構（EV11) と、冷媒熱交換器（11) の蒸発部とが順に接続されて構成され、一次冷媒が循環すると共に、レシーバ（25) が液ラインに配置された一次側冷媒回路（20) を備えている。更に、圧縮機（31) と、上記冷媒熱交換器（11) の凝縮部と、膨張機構（EV21) と、蒸発器（5a) とが順に接続されて構成され、二次冷媒が循環すると共に、液ラインにレシーバ（34)が配置され、上記冷媒熱交換器（11) において一次冷媒と二次冷媒とが熱交換する少なくとも 1つの二次側冷媒回路（3A) を備えている。

そして、上記少なくとも 1つの二次側冷媒回路（3A) と一次側冷媒回路（20) とが、冷媒循環方向を正サイクルと逆サイクルとに可逆可能に構成されている。加えて、上記一次側冷媒回路（20) のレシーバ（25) が、容器 (2a) と、凝縮器（22) に連通し且つ容器（2a) の内部に導入されて開口端が容器（2a) 内の上部に位置する第 1パイプ（2b) と、冷媒熱交換器（11) に連通し且つ容器（2a) の内部に導入されて開口端が容器（2a) 内の底部に位置する第 2パイプ（2c) とを備えている。

また、第 2の解決手段は、上記第 1の解決手段と同様の一次側冷媒回路及び二次側冷媒回路を備えた二元冷凍装置を前提としている。そして、上記少なくとも 1つの二次側冷媒回路（3A) と一次側冷媒回路（20) とが、冷媒循環方向を正サイクルと逆サイクルとに可逆可能に構成されている。

更に、上記冷媒循環の可逆な二次側冷媒回路（3A) のレシーバ（34) が、容器 (3a) と、冷媒熱交換器（11) に連通し且つ容器（3a) の内部に導入されて開口端が容器（3a) 内の底部に位置する第 1パイプ（3b) と、蒸発器（5a) に連通し且つ容器（3a) の内部に導入されて開口端が容器（3a) 内の底部に位置する第 2パイプ (3c) とを備えている。

加えて、上記冷媒循環の可逆な二次側冷媒回路（3A)における冷媒熱交換器（11) とレシーバ（34) との間には、二次冷媒が冷媒循環の逆サイクル時にのみ通る減圧通路（65) が設けられ、該減圧通路（65) には、通路口径より小径の開閉弁（SVDL) が設けられている。

また、第 3の解決手段は、上記第 2の解決手段において、一次側冷媒回路（20) のレシーバ（25) が、第 1の解決手段と同様に、容器（2a) と、凝縮器（22) に連通し且つ容器（2a) の内部に導入されて開口端が容器（2a) 内の上部に位置する第 1パイプ（2b) と、冷媒熱交換器（11, 11) に連通し且つ容器（2a) の内部に導入されて開口端が容器（2a) 内の底部に位置する第 2パイプ（2c) とを備えた構成している。

また、第 4の解決手段は、上記第 1又は 2の解決手段において、冷媒熱交換器（11, 11) が複数設けられている。そして、該各冷媒熱交換器（11， 11) の蒸発部が互いに並列に接続されて一次側冷媒回路（20) が構成される一方、上記各冷媒熱交換器 ( 11 , 11) には、それぞれ二次側冷媒回路（3A， 3B) が接続されている。更に、上記複数の二次側冷媒回路（3A, 3B) のうち少なくとも 1つの二次側冷媒回路（3A) が、冷媒循環が可逆に成るように構成されている。加えて、上記各二次側冷媒回路（3A， 3B) の蒸発器（5a、 5b) がー体に形成されている。本解決手段では、デフロスト運転を行う際、一次側冷媒回路（20) と二次側冷媒回路（3A) の冷媒循環方向を共に逆サイクルにして行われる。特に、第 4の解決手段では、 1つの二次側冷媒回路（3A) のみがデフロスト運転を行う。

先ず、二次側冷媒回路（3A) では、減圧通路（65) の開閉弁（SVDL) を全開にする。圧縮機 (31) から吐出した二次冷媒は、蒸発器（50) を流れて該蒸発器（50) を加熱し、蒸発器（50) の着霜を融解する。その後、二次冷媒は、レシーバ（34) を経て減圧通路（65) を流れ、開閉弁（SVDL) で減圧する。続いて、上記二次冷媒は、冷媒熱交換器（11) の凝縮部で蒸発し、圧縮機 (31) に戻る。この循環を繰り返す。

特に、第 2及び第 3の解決手段では、上記蒸発器（50) から流れる二次冷媒は、レシーバ（34) の容器（3a) に第 2パイプ（3c) から流入し、第 1パイプ（3b) から流出する。その際、該第 1パイプ（3b) の開口端が容器（3a) の底部に位置しているので、液相の二次冷媒が流出し易い。その上、減圧通路（65) の開閉弁（SVDL) は口径がやや小さいので、冷媒流通の抵抗となる。その結果、所定の冷媒循環量が確保される。

一方、一次側冷媒回路（20) の一次冷媒は、圧縮機（21) から吐出し、冷媒熱交換器（11) の蒸発部を流れ、二次側冷媒回路（3A) の二次冷媒を加熱する。その後、上記冷媒熱交換器（11) の蒸発部を流れた一次冷媒は、レシーバ（25) を経て凝縮器（22) で蒸発し、圧縮機 (21) に戻る。この循環を繰り返す。

特に、第 1及び第 3の解決手段では、上記冷媒熱交換器 ( 11) から流れる一次冷媒は、レシーバ（25) の容器（2a) に第 2パイブ（2c) から流入し、第 1パイプ (2b) から流出する。その際、該第 1パイプ（2b) の開口端が容器（2a) の上部に位置しているので、液相の二次冷媒が流出し難く、主としてガス相の一次冷媒が流出することになる。その結果、液冷媒が圧縮機（21) に戻ることが抑制される。一効果一

したがって、第 1、第 3及び第 4の解決手段によれば、一次側冷媒回路（20) のレシーバ（25) における第 1パイプ（2b) を容器（2a) 内の上部に開口するようにしたために、レシーバ（25) に多量の液冷媒を貯留することができる。この結果、デフロスト運転時における液相の一次冷媒を適正値に制御することができる。

つまり、外気温が高い場合、凝縮器（22) の蒸発能力が大きなるが、第 1パイプ（2b) が主としてガス相の一次冷媒を吸引する。このため、液冷媒が圧縮機 (21) に戻ることがない。この結果、湿り運転を確実に防止することができ、信頼性の向上を図ることができる。

特に、冷媒充填量が多い長配管の場合であっても、湿り運転を防止することができると共に、ファン制御による凝縮器（22) の能力低減が不十分であっても湿り運転を確実に防止することができる。

また、第 2、第 3及び第 4の解決手段によれば、二次側冷媒回路（3A) のレシ —バ（34) における第 1パイプ（3b) を容器（3a) 内の底部に開口するようにしたために、液相の二次冷媒が容易に流出する。この結果、デフロスト運転時における液相の一次冷媒を適正値に制御することができる。

つまり、上記二次側冷媒回路（3A) は、冷媒充填量が少なく、蒸発器（50) の容量が大きいものの、レシ一バ（34)に流入する液相の二次冷媒が確実に圧縮機 (31) に戻る。この結果、デフロスト運転時の冷媒循環量を確実に確保することができるので、デフロスト能力の向上を図ることができる。

特に、減圧通路（65) の開閉弁（SVDL) は口径がやや小さいので、冷媒流通の抵抗となる。この抵抗によって、圧縮機（31) の吸入側圧力が所定値に保持されるので、液相の二次冷媒が冷媒熱交換器 ( 11) で確実に蒸発して圧縮機 (31) に戻る。この結果、所定の冷媒循環量を確実に確保することができる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の実施形態における高温側冷凍回路の要部を示す冷媒回路図であ。

図 2は、本発明の実施形態における低温側冷凍回路を示す冷媒回路図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図 1及び図 2に示すように、二元冷凍装置（10) は、冷蔵庫又は冷凍庫を冷却するものであって、室外ユニット（1A) と熱交換ユニットであるカスケードュニット（1B) とクーリングュニット（1C) とを備えている。そして、該室外ュニット（1A) とカスケードュニット（1B) の一部とによって高温側冷凍回路（20) が構成されている。一方、上記カスケードユニット（1B) とクーリングユニット（1C) とに亘って、 2つの低温側冷凍回路（3A， 3B) が構成されている。

上記高温側冷凍回路（20) は、冷媒循環方向を正サイクルと逆サイクルとに切り換えて可逆運転の可能な一次側冷媒回路を構成している。そして、該高温側冷凍回路（20) は、圧縮機（21) と凝縮器（22) と 2つの冷媒熱交換器（11, 11) の蒸発部とを備えている。

上記圧縮機（21) の吐出側には第 1ガス配管（40) が接続され、吸込側に第 2 ガス配管（41) が接続されている。該第 1ガス配管（40) は、圧縮機 (21) から油分離器（23) と四路切換弁（24) とを順に接続し、上記凝縮器（22) の一端に接続されている。該凝縮器（22) の他端には液配管（42) の一端が接続されている。該液配管（42) は、主配管（4a) と 2つの分岐配管（4b, 4c) とによって形成されている。そして、該各分岐配管（4b， 4c) が 2つの冷媒熱交換器（11 , 11) の各蒸発部に接続されている。

上記液配管（42) の主配管（4a) は、凝縮器（22) からレシーバ（25) を介して分岐配管（4b, 4c) に接続されている。一方、上記分岐配管（4b， 4c) には膨張機構である冷却用電動膨張弁（EV11) が設けられている。

上記第 2ガス配管（41) は、主配管（4d) と 2つの分岐配管（4e, 4f) とによつて形成されている。該第 2ガス配管（41) の主配管（4d) が、圧縮機（21) からアキュムレータ（26) と四路切換弁（24) とを順に接続している。一方、上記各分岐配管（4e， 4f) が各冷媒熱交換器（11, 11) の蒸発部に接続されている。つまり、上記 2つの冷媒熱交換器（11， 11) の蒸発部は、高温側冷凍回路（20) において互いに並列に接続されている。

尚、上記液配管（42) 及び第 2ガス配管（41) の分岐配管（4b， 4c , 4e， 4f) は、カスケードユニット（IB) に設けられている。

上記第 1ガス配管（40) とレシーバ（25) との間には、ガス通路（43) が接続されている。該ガス通路（43) の一端は、第 1ガス配管（40) における四路切換弁 (24) と凝縮器（22) との間に接続されている。上記ガス通路（43) の他端は、レシ一バ（25)の上部に接続されている。そして、上記ガス通路（43)は、開閉弁（SVGH) が設けられ、冷却運転時の高圧制御を行うように構成されている。

上記油分離器（23) と圧縮機（21) の吸込側との間には、キヤビラリチューブ (CP) を備えた油戻し通路（44) が接続されている。上記圧縮機（21) の吐出側と吸込側との間には、キヤビラリチューブ（CP) と開閉弁（SVRH) とを備えた圧縮機（21) のアンロード通路（45) が接続されている。該アンロード通路（45) の途中が圧縮機 (21) に接続されている。

上記圧縮機（21) の吐出側の第 1ガス配管（40) には、高圧冷媒圧力を検出する高圧圧力センサ（PSH1) と、高圧冷媒圧力が過上昇して所定の高圧値になるとォフ信号を出力する高圧圧力開閉器（HPS1) とが設けられている。また、上記圧縮機 (21) の吸込側の第 2ガス配管（41) には、低圧冷媒圧力を検出する低圧圧力センサ（PSL1) が設けられている。

本発明の特徴として、上記レシーバ（25) は、容器（2a) と第 1パイプ（2b) 及び第 2パイプ（2c) とを備えている。該容器（2a) は、密閉容器（2a) に形成されている。上記第 1パイプ（2b) 及び第 2パイプ（2c) は、液ラインである液配管 (42) の主配管 a) に接続されている。

上記第 1パイブ（2b) の一端は凝縮器（22) に連通している。上記第 1パイプ (2b) は、容器（2a) の内部に導入されると共に、該容器（2a) の中央部から上方に屈曲している。更に、上記第 1パイプ（2b) の他端の開口端が容器（2a) の内部における上部に位置している。

また、上記第 2パイプ（2c) の一端は冷却用電動膨張弁（EV11) を介して各冷媒熱交換器（11 , 11) に連通している。上記第 2パイプ（2c) は、容器（2a) の内部に導入されると共に、該容器（2a) の中央部から下方に屈曲している。更に、上記第 2パイプ（2c) の他端の開口端が容器（2a) の内部における底部に位置している。

すなわち、上記レシーバ（25) は、デフロスト運転時に第 2パイプ（2c) から液冷媒が流入する一方、第 1パイプ（2b) から冷媒が流出する。その際、上記第 1 パイプ（2b) が上方に向いているので、主としてガス冷媒が第 1パイプ（2b) を流れる。

—方、上記第 1低温側冷凍回路（3A) は、冷媒循環方向が正サイクルと逆サイクルとに切り換えて可逆運転の可能な二次側冷媒回路を構成している。そして、該第 1低温側冷凍回路（3A) は、圧縮機（31) と第 1の冷媒熱交換器（11) の凝縮部と蒸発用伝熱管（5a) とを備えている。

上記圧縮機 (31) の吐出側は、第 1ガス配管（60) によって油分離器（32) と四路切換弁（33) とを介して第 1の冷媒熱交換器（11) における凝縮部の一端に接続されている。該凝縮部の他端は、液配管（61) によって逆止弁（CV) とレシーバ (34) と膨張機構である冷却用膨張弁（EV21) とを介して蒸発用伝熱管（5a) の一端に接続されている。該蒸発用伝熱管（5a) の他端は、第 2ガス配管（62) によつて逆止弁（CV) と四路切換弁（33) とアキュムレータ（35) とを介して圧縮機 (31) の吸込側に接続されている。

上記第 1の冷媒熱交換器（11) は、カスケードコンデンサであって、主として高温側冷凍回路（20) の蒸発熱と第 1低温側冷凍回路（3A) の凝縮熱とを熱交換するように構成されている。

尚、上記冷却用膨張弁（EV21) は、感温式膨張弁であって、感温筒（TS) が蒸発用伝熱管（5a) の出口側の第 2ガス配管（62) に設けられている。

上記第 1低温側冷凍回路（3A) は、逆サイクルのデフロスト運転を行うので、ドレンパン通路 (63) とガスバイパス通路（64) と減圧通路 (65) とを備えている。該ドレンパン通路 (63) は、第 2ガス通路（62) における逆止弁（CV) の両端部に接続されている。上記ドレンパン通路（63) は、ドレンパンヒー夕（6a) と逆止弁 (CV) とが設けられ、圧縮機 (31) の吐出冷媒（ホットガス）が流れる。

上記ガスバイパス通路（64) は、液配管（61) における冷却用膨張弁（EV21) の両端に接続されている。該ガスバイパス通路（64) は、逆止弁（CV) を備え、デフロスト運転時に液冷媒が冷却用膨張弁（EV21) をバイパスするように構成されている。

本発明の特徴として、上記レシーバ（34) は、容器（3a) と第 1パイプ（3b) 及び第 2パイプ（3c) とを備えている。該容器（3a) は、密閉容器（3a) に形成されている。上記第 1パイプ（3b) 及び第 2パイプ（3c) は、液ラインである液配管 (61) に接続されている。

上記第 1パイプ（3b) の一端は冷媒熱交換器（11) に連通している。上記第 1 パイブ（3b) は、容器（3a) の内部に導入されると共に、該容器（3a) の中央部から下方に屈曲している。更に、上記第 1パイプ（3b) の他端の開口端が容器（3a) の内部における底部に位置している。

また、上記第 2パイプ（3c) の一端は冷却用電動膨張弁（EV21) を介して蒸発用伝熱管（5a) に連通している。上記第 2パイプ（3c) は、容器（3a) の内部に導入されると共に、該容器（3a) の中央部から下方に屈曲している。更に、上記第 2 パイプ（3c) の他端の開口端が容器（3a) の内部における底部に位置している。

すなわち、上記レシーバ（34) は、デフロスト運転時に第 2パイプ（3c) から液冷媒が流入する一方、第 1パイプ（3b) から冷媒が流出する。その際、第 1パイプ（3b) 及び第 2パイプ（3c) が共に下方に向いているので、液冷媒が流れ易い。

また、本発明の特徴として、上記減圧通路（65) は、液配管（61) における逆止弁（CV) の両端に接続され、開閉弁（SVDL) を備えている。該閧閉弁（SVDL) は、減圧通路 (65) の口径よりやや小さく設定され、デフロスト運転時に開口する。そして、上記開閉弁（SVDL) は、デフロスト運転時における冷媒の流通抵抗が大きくなるように構成されている。

上記レシーバ（34) の上部には、ガス抜き通路（66) の一端が接続されている。該ガス抜き通路（66) は、開閉弁（SVGL) とキヤビラリチューブ（CP) とを備えている。更に、上記ガス抜き通路（66) の他端が、第 2ガス配管（62) におけるァキュムレ一夕（35) の上流側に接続されている。

上記油分離器（32) と圧縮機（31) の吸込側との間には、キヤビラリチューブ (CP) を備えた油戻し通路（67) が接続されている。

上記圧縮機（31) の吐出側の第 1ガス配管（60) には、高圧冷媒圧力を検出する高圧圧力センサ（PSH2) と、高圧冷媒圧力が過上昇して所定の高圧値になるとォフ信号を出力する高圧圧力開閉器（HPS2) とが設けられている。また、上記圧縮機 (31) の吸込側の第 2ガス配管（62) には、低圧冷媒圧力を検出する低圧圧力センサ（PSL2) が設けられている。

上記第 2低温側冷凍回路（3B) は、第 1低温側冷凍回路（3A) とほぼ同様な構成であるが、デフロスト運転は行わず、冷却運転のみを行う二次側冷媒回路を構成している。該第 2低温側冷凍回路（3B) は、第 1低温側冷凍回路（3A) における四路切換弁（24) を備えていない。その上、上記第 2低温側冷凍回路（3B) は、ドレンパン通路（63) とガスバイパス通路（64) と減圧通路（65) とが設けられていない。

つまり、上記第 2低温側冷凍回路（3B) は、圧縮機（31) と第 2の冷媒熱交換器（11) の凝縮部とレシーバ（34) と冷却用膨張弁（EV21) と蒸発用伝熱管（5b) とアキュムレータ（35) とが第 1ガス配管（60) と液配管（61) と第 2ガス配管（62) とによって順に接続されて構成されている。

上記冷却用膨張弁（EV21) は、感温式膨張弁であって、感温筒が蒸発用伝熱管 (5b) の出口側の第 2ガス配管（62) に設けられている。上記第 2の冷媒熱交換器 ( 11) は、カスケードコンデンサであって、高温側冷凍回路（20) の蒸発熱と第 2 低温側冷凍回路（3B) の凝縮熱とを熱交換するように構成されている。

上記両低温側冷凍回路（3A, 3B) における蒸発用伝熱管（5a， 5b)、冷却用膨張弁（EV21) 及びドレンパン通路（63) がク一リングュニヅト（1C) に設けられている。一方、上記両低温側冷凍回路（3A, 3B) における他の圧縮機（31) などが上記カスケードユニット（1B) に設けられている。

上記両低温側冷凍回路（3A， 3B) の蒸発用伝熱管（5a， 5b) は、図 2に示すように、それぞれ蒸発器を構成するが、本実施形態では、一体となって 1つの蒸発器 (50) を形成している。具体的に、上記各低温側冷凍回路（3A， 3B) の蒸発用伝熱管（5a, 5b) は、 n個で構成され、蒸発器（50) は 2 n個の蒸発用伝熱管（5a, 5b) によって形成され、つまり、 2 nパスに構成されている。

また、上記第 1低温側冷凍回路（3A)における液配管（61)の蒸発用伝熱管（5a) の手前には、液冷媒の温度を検出する液温度センサ（Th21) が設けられている。上記蒸発器（50) には該蒸発器（50) の温度を検出する蒸発器温度センサ（Th22) が設けられている。

上記高温側冷凍回路（20) 及び両低温側冷凍回路（3A， 3B) は、コントローラ (70)によって制御される。該コントローラ（70)は、高圧圧力センサ（PSH1, PSH2) の検知信号などが入力する一方、圧縮機（21， 31) などの制御信号を出力する。そして、上記コントローラ（70) には、冷却運転を制御する冷却手段（71) の他、デフロスト手段（72) が設けられている。

該デフロスト手段（72) は、所定時間毎にデフロスト運転を行うように構成されている。つまり、該デフロスト手段（72) は、第 2低温側冷凍回路（3B) の運転を停止する一方、第 1低温側冷凍回路（3A) と高温側冷凍回路（20) との四路切換弁（24) を図 1及び図 2の破線に切り換え、冷媒循環方向を逆サイクルにして冷媒を循環させるように構成されている。一二元冷凍装置の運転動作一

次に、上述した二元冷凍装置（10) の運転動作について説明する。

先ず、冷却運転を行う場合、高温側冷凍回路（20) の圧縮機（21) 及び両低温側冷凍回路（3A， 3B) の 2台の圧縮機 (31, 31) を共に駆動する。この状態において、上記高温側冷凍回路（20) では、四路切換弁（24) を図 1の実線に切り換え、冷却用電動膨張弁（EV11) を開度制御する。

上記高温側冷凍回路（20)の圧縮機（21) から吐出した一次冷媒は、凝縮器 (22) で凝縮して液冷媒となり、カスケードユニット（1B) に流れる。上記液冷媒は、 2 つの分岐配管（4b, 4c) に分かれ、冷却用電動膨張弁（EV11) で減圧する。その後、上記液冷媒は、 2つの冷媒熱交換器（11， 11 ) の各蒸発部で蒸発してガス冷媒となつて圧縮機 (21) に戻る。この循環を繰り返す。

一方、第 1低温側冷凍回路（3A) では、四路切換弁（33) を図 2の実線に切り換える一方、減圧通路（65) の開閉弁（SVDL) を閉鎖し、冷却用膨張弁（EV21) を過熱度制御する。また、第 2低温側冷凍回路（3B) では、冷却用膨張弁（EV21) を過熱度制御する。

上記両低温側冷凍回路（3A， 3B) において、圧縮機（31， 31) から吐出した二次冷媒は、冷媒熱交換器（11 , 11) の凝縮部で凝縮して液冷媒となり、この液冷媒は、冷却用膨張弁（EV21) で減圧する。その後、上記液冷媒は、蒸発用伝熱管（5a， 5b) で蒸発してガス冷媒となって圧縮機（31， 31) に戻る。この循環を繰り返す。そして、上記各冷媒熱交換器（11 , 11) においては、高温側冷凍回路（20) の蒸発熱と各低温側冷凍回路（3A, 3B) の凝縮熱とが熱交換し、低温側冷凍回路（3A， 3B) の二次冷媒が冷却されて凝縮する。一方、上記蒸発器（50) では、二次冷媒が蒸発して冷却空気を生成し、庫内を冷却する。

また、上記二元冷凍装置（10) は、デフロスト運転を行う。このデフロスト運転は、冷蔵運転時には 6時間毎に行い、冷凍運転時は 1 2時間毎に行われる。上記デフロスト運転は、第 2低温側冷凍回路（3B) の運転を停止する一方、第 1低温側冷凍回路（3A) と高温側冷凍回路（20) との冷媒循環方向を逆サイクルにして行われる。

具体的に、第 1低温側冷凍回路（3A) では、四路切換弁（33) を図 2の破線に切り換える一方、減圧通路（65)の開閉弁（SVDL) を全開に、冷却用膨張弁（EV21) を全閉にする。

上記圧縮機 (31) から吐出した二次冷媒は、四路切換弁（33) を経てドレンパン通路（63) を通り、ドレンパンヒー夕（6a) でドレンパンを加熱する。続いて、上記二次冷媒は、蒸発用伝熱管（5a) を流れて蒸発器（50) を加熱し、該蒸発器（50) の着霜を融解する。その後、上記蒸発用伝熱管（5a) を流れた二次冷媒は、ガスバィパス通路（64)を流れ、レシ一バ（34)を経て減圧通路 (65)を流れ、開閉弁（SVDL) で減圧する。続いて、上記二次冷媒は、冷媒熱交換器（11) の凝縮部で蒸発し、四路切換弁（33) 及びアキュムレ一夕（35) を経て圧縮機 (31) に戻る。この循環を繰り返す。

特に、本発明の特徴として、上記蒸発用伝熱管（5a) から流れる二次冷媒は、レシーバ（34) の容器（3a) に第 2パイプ（3c) から流入し、第 1パイプ（3b) から流出する。その際、該第 1パイプ（3b) の開口端が容器（3a) の底部に位置しているので、液相の二次冷媒が流出し易い。その上、減圧通路（65) の開閉弁（SVDL) は口径がやや小さいので、冷媒流通の抵抗となる。その結果、圧縮機（31) の吸入側圧力を所定の低圧に保持することができ、所定の冷媒循環量が確保される。一方、上記高温側冷凍回路（20) では、四路切換弁（24) を図 1の破線に切り換える一方、冷却用電動膨張弁（EV11) を全開にする。

上記圧縮機（21) から吐出した一次冷媒は、四路切換弁（24) を経て第 1の冷媒熱交換器（11) の蒸発部を流れ、第 1低温側冷凍回路（3A) の二次冷媒を加熱する。その後、上記冷媒熱交換器 ( 11) の蒸発部を流れた一次冷媒は、レシーバ（25) を経て凝縮器（22) で蒸発し、四路切換弁（24) 及びアキュムレータ（26) を経て圧縮機 (21) に戻る。この循環を繰り返す。

特に、本発明の特徴として、上記冷媒熱交換器（11) から流れる一次冷媒は、レシーバ（25) の容器（2a) に第 2パイプ（2c) から流入し、第 1パイプ（2b) から流出する。その際、該第 1パイプ（2b) の開口端が容器（2a) の上部に位置しているので、液相の二次冷媒が流出し難く、主としてガス相の一次冷媒が流出する。その結果、液相の一次冷媒が圧縮機（21) に戻ることが抑制される。

また、上記デフロスト運転は、液温度センサ（Th21) が、例えば、 3 5 °Cの冷媒温度を検出し、且つ蒸発器温度センサ（Th22) が、例えば、 5 °Cの蒸発器温度を検出するか、又は第 1低温側冷凍回路（3A) の高圧圧力センサ（PSH2) が、例えば、 1 8 Kg/cm²の高圧冷媒圧力を検出すると、終了する。尚、上記デフロスト運転は、 1時間のガード夕イマでも終了する。

上記デフロスト運転時の他、冷却運転時において、各低温側冷凍回路（3A， 3B) におけるガス抜き通路（66) の開閉弁（SVGL) は開口し、レシーバ（34) に溜まる液冷媒を低温側圧縮機 (31) に戻す。

また、上記高温側冷凍回路（20) におけるガス通路（43) は、冷却運転時において、高圧圧力センサ（PSH1) が検出する高圧冷媒の圧力が低下すると、開閉弁 (SVGH) を開口し、高圧冷媒をレシーバ（25) に供給する。これによつて、高圧冷媒圧力が上昇する。一実施形態の効果—

以上のように、本実施形態によれば、高温側冷凍回路（20) のレシーバ（25) における第 1パイプ（2b) を容器（2a) 内の上部に開口するようにしたために、レシ一バ（25) に多量の液冷媒を貯留することができる。この結果、デフロスト運転時における液相の一次冷媒を適正値に制御することができる。

また、第 1低温側冷凍回路（3A) のレシーバ（34) における第 1パイプ（3b) を容器（3a) 内の底部に開口するようにしたために、液相の二次冷媒が容易に流出する。この結果、デフロスト運転時における液相の一次冷媒を適正値に制御することができる。

つまり、上記第 1低温側冷凍回路（3A) は、冷媒充填量が少なく、蒸発器（50) の容量が大きいものの、レシーバ（34) に流入する液相の二次冷媒が確実に圧縮機に戻る。この結果、デフロスト運転時の冷媒循環量を確実に確保することができるので、デフロスト能力の向上を図ることができる。

特に、減圧通路（65) の開閉弁（SVDL) は口径がやや小さいので、冷媒流通の抵抗となる。この抵抗によって、圧縮機（31) の吸入側圧力が所定値に保持されるので、液相の二次冷媒が冷媒熱交換器（11) で確実に蒸発して圧縮機 (31) に戻る。この結果、所定の冷媒循環量を確実に確保することができる。一他の実施の形態—

上記実施形態においては、 2台の低温側冷凍回路（3A, 3B) を設けたが、本発明は、 1台の低温側冷凍回路（3A) を有するものであってもよい。逆に、本発明は、 3台以上の第 1低温側冷凍回路（3A, 3B， ···）を有するものであってもよい。産業上の利用可能性

以上のように、本発明に係る二元冷凍装置は、冷蔵庫又は冷凍庫などに有用であり、特に、逆サイクルのデフロスト運転を行うものに適している。

Claims

言青求の範囲

1 . 圧縮機 (21) と、凝縮器（22) と、膨張機構 (EV11) と、冷媒熱交換器（11) の蒸発部とが順に接続されて構成され、一次冷媒が循環すると共に、レシーバ（25) が液ラインに配置された一次側冷媒回路（20) と、

圧縮機 (31) と、上記冷媒熱交換器（11) の凝縮部と、膨張機構（EV21) と、' 蒸発器（5a) とが順に接続されて構成され、二次冷媒が循環すると共に、液ラインにレシーバ（34) が配置され、上記冷媒熱交換器（11) において一次冷媒と二次冷媒とが熱交換する少なくとも 1つの二次側冷媒回路（3A) とを備えた二元冷凍装置において、

上記少なくとも 1つの二次側冷媒回路（3A) と一次側冷媒回路（20) とが、冷媒循環方向を正サイクルと逆サイクルとに可逆可能に構成される一方、

上記一次側冷媒回路（20) のレシーバ（25) が、容器（2a) と、凝縮器（22) に連通し且つ容器（2a) の内部に導入されて開口端が容器（2a) 内の上部に位置する第 1パイプ（2b) と、冷媒熱交換器（11) に連通し且つ容器（2a) の内部に導入されて開口端が容器（2a) 内の底部に位置する第 2パイプ（2c) とを備えていることを特徴とする二元冷凍装置。

2 . 圧縮機 (21) と、凝縮器（22) と、膨張機構（EV11) と、冷媒熱交換器（11) の蒸発部とが順に接続されて構成され、一次冷媒が循環すると共に、レシーバ（25) が液ラインに配置された一次側冷媒回路（20) と、

圧縮機 (31) と、上記冷媒熱交換器（11) の凝縮部と、膨張機構 (EV21) と、蒸発器（5a) とが順に接続されて構成され、二次冷媒が循環すると共に、液ラインにレシーバ（34) が配置され、上記冷媒熱交換器（11) において一次冷媒と二次冷媒とが熱交換する少なくとも 1つの二次側冷媒回路（3A) とを備えた二元冷凍装置において、

上記少なくとも 1つの二次側冷媒回路（3A) と一次側冷媒回路（20) とが、冷媒循環方向を正サイクルと逆サイクルとに可逆可能に構成される一方、上記冷媒循環の可逆な二次側冷媒回路（3A) のレシーバ（34) が、容器（3a) と、冷媒熱交換器（11) に連通し且つ容器（3a) の内部に導入されて開口端が容器 (3a) 内の底部に位置する第 1パイプ（3b) と、蒸発器（5a) に連通し且つ容器 (3a) の内部に導入されて開口端が容器（3a) 内の底部に位置する第 2パイプ（3c) とを備え、

上記冷媒循環の可逆な二次側冷媒回路（3A) における冷媒熱交換器（11) とレシーバ（34) との間には、二次冷媒が冷媒循環の逆サイクル時にのみ通る減圧通路 (65) が設けられ、該減圧通路 (65) には、通路口径より小径の開閉弁（SVDL) が設けられている

ことを特徴とする二元冷凍装置。

3 . 請求項 2記載の二元冷凍装置において、

一次側冷媒回路（20) のレシーバ（25) が、容器（2a) と、凝縮器（22) に連通し且つ容器（2a) の内部に導入されて開口端が容器（2a) 内の上部に位置する第 1パイプ（2b) と、冷媒熱交換器（11 , 11) に連通し且つ容器（2a) の内部に導入されて開口端が容器（2a) 内の底部に位置する第 2パイプ（2c) とを備えていることを特徴とする二元冷凍装置。

4 . 請求項 1又は 2記載の二元冷凍装置において、

冷媒熱交換器（11， 11) が複数設けられ、

該各冷媒熱交換器（11, 11) の蒸発部が互いに並列に接続されて一次側冷媒回路（20) が構成される一方、

上記各冷媒熱交換器（11, 11) には、それぞれ二次側冷媒回路（3A, 3B) が接続され、

上記複数の二次側冷媒回路（3A, 3B) のうち少なくとも 1つの二次側冷媒回路 (3A) が、冷媒循環が可逆に成るように構成され、上記各二次側冷媒回路（3A, 3B) の蒸発器（5a、 5b) が一体に形成されているとを特徴とする二元冷凍装置。