WO2017037788A1

WO2017037788A1 - 冷凍サイクル装置

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Publication number: WO2017037788A1
Application number: PCT/JP2015/074469
Authority: WO
Inventors: 智隆石川
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2015-08-28
Filing date: 2015-08-28
Publication date: 2017-03-09
Also published as: JPWO2017037788A1; JP6472527B2

Abstract

停電時に冷媒を冷媒貯留部に回収する際に、高圧側連絡管の傾斜部、鉛直部内に残留する液状の冷媒の残留量が大幅に減少し、主冷媒回路内の冷媒圧力が設計圧力以下に保持される冷凍サイクル装置を得る。　冷凍サイクル装置は、高圧側連絡管５の、第一の減圧部６と冷媒貯留部９との間には、鉛直部５０、傾斜部５１を含み、第一の減圧部よりも冷媒の液面位置が高い部位を有し、冷媒貯留部の流入口部１４は、凝縮器４側よりも第一の減圧部側に接近して高圧側連絡管に接続されているので、停電時において高圧側連絡管の傾斜部、鉛直部内に残留する液状の冷媒の残留量が大幅に減少し、主冷媒回路内の冷媒圧力が設計圧力以下に保持される。

Description

冷凍サイクル装置

　この発明は、例えば冷凍、冷蔵等の用途に利用される冷凍サイクル装置に関するものである。

　従来、圧縮機と凝縮器とを有する熱源ユニットと、膨張弁と蒸発器とを有する冷却ユニットとを高圧側連絡管、低圧側連絡管で接続し、高圧側連絡管、低圧側連絡管を通して熱源ユニットと冷却ユニットとの間で冷媒を循環させるようにした冷凍機が知られている。このような従来の冷凍機では、高圧冷媒であるＣＯ₂を使用する試みがされている。

　このような高圧冷媒を使用した従来の冷凍機では、作動圧力が高いため、連絡管の肉厚が厚くなり、連絡管自体のコストが増大するだけでなく、連絡管の曲げ加工や接続加工が難しくなって現地での連絡管の設置作業の手間も大きくなってしまう。
　また、例えばコンビニエンスストアやスーパーマーケット等の店舗に設置するショーケース等に上記のような従来の冷凍機を用いる場合には、熱源ユニットから離れた場所に冷却ユニットを設置することが多いので、連絡管の長さが長くなる（例えば、連絡管の全長が１００ｍ程度となる）ことが多い。連絡管の長さが長くなると、現地で連絡管を施工するための材料コストが増大してしまう。
　このようなことから、冷凍機の設置のための作業時間や施工費が増加してしまう。

　また、従来、冷凍機の冷媒にはＲ４０４Ａ、またはＲ４１０Ａといったフロン冷媒が使用されており、これらのフロン冷媒は、ＣＯ₂と比較し作動圧力は低い。
　よって、フロン冷媒からＣＯ₂に置換えた場合、従来の高圧側連絡管は設計圧力が低いため、設計圧力が低い配管をそのまま利用した場合には、停電や圧縮機故障時にのように冷凍機の運転が停止した場合、外気温度上昇に伴い、冷媒圧力が高圧側連絡管の設計圧力以上に上昇する可能性がある。
　従って、そのままでは再利用不可能であり、このために高耐圧連絡管を再設置した場合には施工コストが増大してしまう。

　このようなことを避ける観点から、設計圧力が低い高圧側連絡管をそのまま利用できる技術として、停電時には高圧側連絡管内の冷媒を冷媒貯留部に回収して、主冷媒回路内の圧力上昇を抑制するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許第４６８７７１０号公報

　しかしながら、特許文献１に記載された従来の技術では、高圧側連絡管、低圧側連絡管のうち、高圧側連絡管において、冷媒が登らなければならない鉛直部または傾斜部がある冷凍サイクル装置の場合、冷媒貯留部に冷媒を回収する際に、冷媒が鉛直部、傾斜部で登れずに冷媒貯留部に回収できず、主冷媒回路内に液状の冷媒が残留し、停電時には主冷媒回路内の冷媒圧力が設計圧力以上になる虞があるという問題点があった。

　この発明は、かかる問題点を解決することを課題とするものであって、停電時に冷媒を冷媒貯留部に回収する際に、高圧側連絡管の傾斜部、鉛直部内に残留する液状の冷媒の残留量が大幅に減少し、主冷媒回路内の冷媒圧力が設計圧力以下に保持される冷凍サイクル装置を得ることを目的とする。

　この発明に係る冷凍サイクル装置は、
　冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、
　この圧縮機から吐出した前記冷媒を凝縮する凝縮器と、
　この凝縮器から吐出した前記冷媒を減圧する第一の減圧部と、
　この第一の減圧部で減圧した前記冷媒を蒸発させる蒸発器と、
　前記凝縮器と前記第一の減圧部との間に設けられ前記凝縮器からの前記冷媒を前記第一の減圧部に導く高圧側連絡管と、
　前記蒸発器と前記圧縮機との間に設けられ前記蒸発器からの前記冷媒を前記圧縮機に導く低圧側連絡管と、
　前記高圧側連絡管に前記冷媒の流入口部が接続されているとともに、前記低圧側連絡管に前記冷媒の流出口部が接続され、前記高圧側連絡管からの前記冷媒を貯留する冷媒貯留部と、を備え、
　前記高圧側連絡管の、前記第一の減圧部と前記冷媒貯留部との間には、鉛直方向に延びた鉛直部及び水平方向に対して傾斜した傾斜部の少なくとも一方を含んで前記第一の減圧部よりも前記冷媒の液面位置が高い部位を有する冷凍サイクル装置であって、
　前記流入口部は、前記凝縮器側よりも前記第一の減圧部側に接近して前記高圧側連絡管に接続されている。

　この発明に係る冷凍サイクル装置は、停電時において高圧側連絡管の傾斜部、鉛直部内に残留する液状の冷媒の残留量が大幅に減少し、主冷媒回路内の冷媒圧力が設計圧力以下に保持される。

この発明の実施の形態１による冷凍サイクル装置を示す構成図である。この発明の実施の形態２による冷凍サイクル装置を示す構成図である。この発明の実施の形態３による冷凍サイクル装置を示す構成図である。この発明の実施の形態４による冷凍サイクル装置を示す構成図である。この発明の実施の形態５による冷凍サイクル装置を示す構成図である。この発明の実施の形態６による冷凍サイクル装置を示す構成図である。この発明の実施の形態７による冷凍サイクル装置を示す構成図である。この発明の実施の形態８による冷凍サイクル装置の高圧側連絡管の一例を示す構成図である。この発明の実施の形態８による冷凍サイクル装置の高圧側連絡管の他の例を示す構成図である。この発明の実施の形態８による冷凍サイクル装置を示す構成図である。この発明の実施の形態９による冷凍サイクル装置の高圧側連絡管の一例を示す構成図である。この発明の実施の形態９による冷凍サイクル装置の高圧側連絡管の他の例を示す構成図である。この発明の実施の形態１０による冷凍サイクル装置を示す構成図である。この発明の実施の形態１１による冷凍サイクル装置を示す構成図である。この発明の実施の形態１２による冷凍サイクル装置を示す構成図である。図１１の冷凍サイクル装置の高圧側連絡管のガス溜まり部を示す構成図である。

　以下、この発明の各実施の形態の冷凍サイクル装置について図に基づいて説明するが、各図において同一、または相当部材、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、この発明の実施の形態１の冷凍サイクル装置を示す構成図である。
　この実施の形態の冷凍サイクル装置は、熱源ユニット１と、熱源ユニット１から離して配置された冷却ユニット２と、熱源ユニット１と冷却ユニット２との間をそれぞれ接続し、熱源ユニット１と冷却ユニット２との間で冷媒を循環させる高圧側連絡管５及び低圧側連絡管８と、高圧側連絡管５及び低圧側連絡管８に接続された冷媒貯留ユニット３０と、を備えている。
　この実施の形態では、高圧冷媒であるＣＯ₂が冷凍サイクル装置の冷媒として使用され、冷凍サイクル装置の高圧側の圧力は冷媒の臨界圧以下である。

　熱源ユニット１は、圧縮機３と、高圧側熱交換器である凝縮器４と、を有している。
　また、熱源ユニット１は、低圧側連絡管８、圧縮機３、凝縮器４及び高圧側連絡管５の順でそれぞれを接続する複数の接続管を有している。
　一方、冷却ユニット２は、膨張弁である第一の減圧部６と、低圧側熱交換器である蒸発器７と、を有している。
　また、冷却ユニット２は、高圧側連絡管５、第一の減圧部６、蒸発器７、低圧側連絡管８の順でそれぞれを接続する複数の接続管を有している。

　冷媒貯留ユニット３０は、入口側電磁弁１０と、入口側逆止弁１１と、冷媒を貯留する冷媒貯留部である冷媒貯留部９と、機械式開閉弁１２と、を有している。

　この実施の形態１の冷凍サイクル装置では、圧縮機３が駆動されると、冷媒が、圧縮機３、凝縮器４、高圧側連絡管５、第一の減圧部６、蒸発器７、低圧側連絡管８の順に送られ、再び圧縮機３に戻るようになっている。
　また、停電等のときには、凝縮器４と第一の減圧部６との間の高圧側の冷媒は、冷媒貯留部９に回収され、一時的に貯留される。

　圧縮機３は、ガス状の冷媒を圧縮する。圧縮機３で圧縮された冷媒は、凝縮器４へ送られる。
　凝縮器４は、圧縮機３からのガス状の冷媒を冷却して液状の冷媒とする。凝縮器４は、ガス状の冷媒から冷却材（例えば空気、または水、または別の冷凍サイクル等）へ熱を放出させることにより冷媒を冷却して凝縮する。凝縮器４で凝縮された冷媒は、高圧側連絡管５を経由して第一の減圧部６へ送られる。
　高圧側連絡管５は、熱源ユニット１の凝縮器４からの冷媒を冷却ユニット２の第一の減圧部６に導く。

　第一の減圧部６は、凝縮器４からの液状の冷媒を膨張させて減圧する。この例では、第一の減圧部６が、冷媒の流量を調整可能な電動膨張弁とされている。第一の減圧部６は、図示しない制御部により制御される。
　蒸発器７は、第一の減圧部６からの冷媒を蒸発させる。蒸発器７は、例えばコンビニエンスストアやスーパーマーケット等の店舗に設置された冷却用容器（例えば冷却用ショーケース等）に設けられている。冷却用容器は、蒸発器７で冷媒が蒸発することにより冷却される。
　低圧側連絡管８は、冷却ユニット２の蒸発器７からのガス状の冷媒を熱源ユニット１の圧縮機３に導く。

　高圧側連絡管５は、第一の減圧部６よりも上流側にあり、冷凍サイクル装置において高圧側であり、低圧側連絡管８は、第一の減圧部６よりも下流側にあり、冷凍サイクル装置において低圧側である。
　この実施の形態１の冷凍サイクル装置の高圧側は、高圧側連絡管５の設計圧力以下の圧力で運転動作する。この実施の形態１の例では、高圧側連絡管５の設計圧力は４.１５ＭＰａである。

　冷媒貯留部９は、冷媒の流入口部１４が高圧側連絡管５に接続され、冷媒の第一の流出口部１５が低圧側連絡管８に接続されている。
　流入口部１４には、通電閉の入口側電磁弁１０と、冷媒貯留部９への流入方向のみ通流可能な入口側逆止弁１１とが取付けられている。
　第一の流出口部１５には、機械的に弁を開閉させる機械式開閉弁１２が取付けられている。
　冷媒貯留ユニット３０は、熱源ユニット１の外側に設置されているので、熱源ユニット１は、一般的な冷凍サイクル装置の室外機でよい。即ち、冷媒貯留部９を含まない室外機でよい。
　従って、室外機の共通化を図ることができ、システム構築コストを低減させることが可能となる。
　なお、冷媒貯留部９を熱源ユニット１の内側に設置してもよいのは勿論である。
　また、機械式開閉弁１２の代りに、通電開の出口側電磁弁であってもよい。
　ここで、通電開の電磁弁とは、通電時のみ弁を開放し、通電を止めることで弁を遮断し、通電閉の電磁弁とは、逆に通電時のみ弁を遮断し、通電を止めることで弁を開放する。

　機械式開閉弁１２は、一般的な冷凍空調装置の減圧部として用いられている温度式膨張弁である。この温度式膨張弁は、主にユニットに使われる冷媒と同一の冷媒を感温筒１３に封入し、感温筒１３の温度に相当する飽和圧力により膨張弁開度を調節するものである。基準となる圧力は、膨張弁本体がある部分の冷媒飽和圧力となり、これよりも感温筒１３の温度が高くて飽和圧力が高い場合に弁が開く。逆に、感温筒１３の温度が低くて飽和圧力が低い、または基準圧力同等の場合は、温度式膨張弁を閉じる。
　この冷凍サイクル装置では、感温筒１３を圧縮機３と凝縮器４とを接続した接続管である吐出配管４０に接続し、吐出配管４０の温度相当の飽和圧力により機械式開閉弁１２を開閉する。
　感温筒１３の設置個所については、吐出配管４０は高温となるため、弁開閉のための大きな駆動力が得られるが、通常運転時に基準圧力相当の飽和温度よりも高い温度が得られる箇所（例えば、高圧側連絡管５等）であればよい。

　機械式開閉弁１２を用いることにより、停電時でも冷媒の圧力変化や温度変化によって弁を制御することが可能となる。

　この冷凍サイクル装置は、例えば、コスト低減のためＲ４１０Ａ冷媒に対応する耐圧基準値の装置部品をそのまま流用し、より動作圧力の高いＣＯ₂冷媒に置き換えた冷凍サイクル装置である。
　そのため、冷凍サイクル装置に冷媒貯留ユニット３０を備えない場合には、液状の冷媒が存在した箇所で、外気温度の上昇などにより冷媒温度が上昇すると、冷媒圧力も飽和圧力相当に上昇し、設計圧力が流用される配管などの耐圧基準値を超えてしまう可能性がある。
　特に、ＣＯ₂冷媒において、冷媒温度３１℃以上で超臨界となり、気液二相状態ではなく、気体単相の冷媒密度（冷媒量と冷媒回路内容積）で圧力が決まるため、圧力が極端に上昇してしまう危険性がある。

　Ｒ４１０Ａ冷媒に対応した部品の設計圧力は、６５℃における飽和圧力の４.１５ＭＰａとなり、ＣＯ₂冷媒での８℃における飽和圧力相当となる。
　即ち、この冷凍サイクル装置の周囲温度が８℃以上となれば、耐圧基準値を超えてしまう可能性がある。よって、冷媒貯留部９に液状の冷媒を回収、密封することにより、主冷媒回路の圧力上昇の抑制効果を図る。

　この冷凍サイクル装置では、冷媒貯留部９のみ、動作圧力の高いＣＯ₂冷媒に対応した設計圧力（例えば１２ＭＰａ）とする。また、冷媒貯留部９内が満液となって液封状態となると危険なため、冷媒貯留部９の容積は、冷凍サイクル装置に封入される主冷凍回路内の全冷媒の液体積相当以上である。

　次に、この実施の形態１の冷凍サイクル装置での通常運転時における冷媒貯留ユニット３０の動作について説明する。
　通常運転している場合には、通電閉の入口側電磁弁１０に通電することにより弁を遮断している。同時に、高温となる吐出配管４０に感温筒１３が設置された機械式開閉弁１２は、弁が開いた状態になっている。
　従って、低圧側連絡管８と連通した冷媒貯留部９内は、圧縮機３の吸入側圧力、即ち蒸発圧力と同等の低圧に維持される。

　なお、冷媒貯留部９の出口に低圧側連絡管８への方向のみ通流可能な出口側逆止弁を設けることで、冷媒貯留部９内を、圧縮機３の吸入側圧力以下に維持することができる。
　例えば、圧縮機３の回転数を増速して、一旦低圧を可能な限り低下させた後、圧縮機３を通常の利用する低圧に戻す運転に戻した場合、冷媒貯留部９内は出口側逆止弁により下限の低圧が維持される。
　このようにして冷媒貯留部９内が通常の圧縮機３の運転時よりも低い圧力が維持できれば、高圧側連絡管５からの冷媒回収がより促進される。

　次に、運転に必要な電力を得られなくなった状態、特に停電の場合の異常停止のときの冷媒貯留ユニット３０の動作について説明する。
　冷媒貯留ユニット３０を有しない、冷凍サイクル装置の場合には、停電により運転が停止したときには、主冷媒回路内に存在した高圧冷媒が、低圧冷媒の存在した冷媒回路部に流入し、全冷媒回路内が均圧となる。
　このとき、全冷媒回路内に液状の冷媒が存在するようになり、使用する冷媒が従来冷媒より高い動作圧力のものに置き換わり、装置部品を流用した冷凍サイクル装置では、外気が高温となった場合、冷媒圧力もまた上昇し、流用した装置部品の耐圧基準値を超えてしまう可能性がある。

　これに対して、この冷凍サイクル装置の冷媒貯留ユニット３０では、冷凍サイクル装置への電力供給が無くなった場合、圧縮機３、凝縮器４が停止すると共に、通電閉の入口側電磁弁１０が開放する。その結果、凝縮器４から第一の減圧部６までの冷媒回路に存在する高圧側液状の冷媒は、低圧に維持されていた冷媒貯留部９へ流入する。

　このとき、冷媒貯留部９の第一の流出口部１５に設けられた機械式開閉弁１２は、停電直後の吐出配管４０は、高温高圧が保持されているので弁は開放されたままである。
　従って、この第一の流出口部１５は、冷媒貯留部９内の上部空間と連通しているので、冷媒貯留部９内の上部空間に存在するガス冷媒のみは第一の流出口部１５を通じて低圧側に流出する。この結果、ガス冷媒により冷媒貯留部９内の圧力が上昇して冷媒貯留部９での冷媒回収ができなくなるといった事態を回避することができ、密度の高い液状の冷媒は冷媒貯留部９内に効率的に回収される。

　その後、冷媒回収後において、主冷媒回路内は均圧状態となるため、吐出配管４０の温度も下がり、機械式開閉弁１２は遮断される。
　よって、停電時でも冷媒回収時はガス抜きを実施して効率よく液状の冷媒のみを回収し、回収後に冷媒貯留部９の第一の流出口部１５を遮断して冷媒を密閉することが可能となる。

　また、停電が解除され、冷凍サイクル装置の運転が再開されたときには、機械式開閉弁１２が開放され、冷媒貯留部９内の液状の冷媒は、第一の流出口部１５のＵ字状の端部の最下部に形成された流出穴（図示せず）を通じて主冷媒回路に戻され、通常運転への復帰が可能となる。

　この実施の形態１の冷凍サイクル装置によれば、停電時には、高圧側連絡管５内の液状の冷媒は冷媒貯留部９に迅速に回収され、高圧側連絡管５内に残留する冷媒量が大幅に減少する。
　このため、停電時に、使用する冷媒が高い動作圧力で、外気が高温となり冷媒圧力が上昇した場合でも、高圧側連絡管５内の液状の冷媒がほぼ存在しない状態なので、耐圧性の点での問題が生じない。
　従って、この冷媒装置では、動作圧力の低い冷媒の耐圧基準値の装置であっても、動作圧力の低い冷媒から動作圧力の高い冷媒にそのまま置き換えることができる。

　実施の形態２．
　図２は、この発明の実施の形態２の冷凍サイクル装置を示す構成図である。
　この実施の形態２の冷凍サイクル装置では、低圧側連絡管８と圧縮機３とを繋ぐ接続管４１に膨脹タンク１６が取付けられている。
　他の構成は、実施の形態１の冷凍サイクル装置と同じである。

　この実施の形態２の冷凍サイクル装置によれば、冷媒貯留部９と膨脹タンク１６とを併用することで、冷媒回路の内容積が大幅に拡大し、停電時に主冷媒回路の冷媒を大量に回収することができ、停電時の圧力抑制効果をさらに増大させることができる。

　実施の形態３．
　図３は、この発明の実施の形態３の冷凍サイクル装置を示す構成図である。
　実施の形態１の冷凍サイクル装置では第一の流出口部１５のＵ字状端部に流出穴が形成されていたが、この実施の形態３の冷凍サイクル装置では、流出穴の代りに冷媒貯留部９の下部と低圧側連絡管８とを接続した第二の流出口部３２が設けられている。
　また、第二の流出口部３２に通電開の出口側電磁弁２０が取付けられている。
　他の構成は、実施の形態１の冷凍サイクル装置と同じである。

　この実施の形態３の冷凍サイクル装置では、停電により異常停止した場合には、出口側電磁弁２０は閉じて、冷媒貯留部９内には、高圧側連絡管５からの高圧側の液状の冷媒が流入口部１４を通じて冷媒貯留部９に流入し、回収される。
　この後、通常運転に戻る場合、出口側電磁弁２０は、通電により開放され、第二の流出口部３２を通じて冷媒貯留部９内の液状の冷媒は、主冷媒回路に戻され、通常運転への復帰が可能となる。
　なお、第二の流出口部３２に機械式開閉弁１２を設けた場合、冷媒回収時に液状の冷媒の流出を防ぐために、第二の流出口部３２の口径よりも機械式開閉弁１２の開度を小さくし、流動抵抗を増大させる必要がある。

　ところで、停電時の冷媒回収の駆動力は、高圧側連絡管５内の高圧圧力と冷媒貯留部９内の低圧圧力との差圧であるが、冷媒貯留部９内からガス状の冷媒を抜くことで、ガス状の冷媒が流入口部１４を通じて冷媒貯留部９内に流入しても冷媒貯留部９内の低圧圧力を維持することができる。
　一方、高圧圧力は、回収時の冷媒流動による圧力損失で圧力低下が生じる。特に、高圧側連絡管５が長ければ、圧力損失も大きくなり、冷媒回収が困難となる。

　このような不具合を解消するためには、冷媒貯留部９を主冷媒回路、特に高圧側連絡管５より下方に設置するようにすればよい。
　従って、主冷媒回路の高圧側連絡管５内の高圧圧力と冷媒貯留部９内の低圧圧力との差圧に、液ヘッドによる駆動力も加わるため、冷媒回収量を増加でき、圧力抑制効果をさらに得ることができる。

　なお、Ｒ４１０Ａ冷媒の冷凍サイクル装置においては、主冷媒回路の高圧側圧力と冷媒貯留部９内の低圧圧力との差圧が約２.０ＭＰａとなり、高圧側連絡管５（配管径φ１２.７ｍｍ）の圧力損失が差圧同等となるのは長さ２２７ｍとなる。
　従って、長さ２２７ｍ以下であれば、確実に冷媒を回収することが可能となる。
　回収冷媒の流速は、冷媒貯留部９の流入口部１４の流動抵抗値により設計可能であり、冷媒貯留部９内を低圧に維持し続けられる１分間で回収できる流速に設計する。

　また、冷媒回収駆動力となる差圧がさらに大きい冷媒、例えばＣＯ₂やＲ１１２３であれば、高圧側連絡管５の長さはさらに長くても回収可能となる。
　また、これは、冷媒貯留部９内がガス抜きにより低圧に保たれることで可能となる配管長さである。

　実施の形態４．
　図４は、この発明の実施の形態４の冷凍サイクル装置を示す構成図である。
　この実施の形態４の冷凍サイクル装置は、冷凍サイクルの高圧側を別個冷凍サイクル装置１８で冷却する二元冷凍サイクル方式を用いており、冷媒は、凝縮器４と高圧側連絡管５との間の高圧側の接続管４２で別個冷凍サイクル装置１８からの冷熱で冷却されている。
　他の構成は、実施の形態１の冷凍サイクル装置と同じである。

　この実施の形態４の冷凍サイクル装置では、主冷媒回路の冷媒は、別個冷凍サイクル装置１８からの冷熱で冷却され、高圧側は超臨界とならないように制御されるので、冷媒貯留部９は、密度の高い液状の冷媒を回収して主冷媒回路の冷媒を除去することができ、停電時の圧力上昇の抑制効果をさらに増大させることができる。

　実施の形態５．
　図５は、この実施の形態５の冷凍サイクル装置を示す構成図である。
　実施の形態１の冷凍サイクル装置は、冷媒回収は高圧側の圧力が駆動力となるため、主冷媒回路のうち低圧側に滞留している冷媒は回収できない。
　これに対して、この実施の形態５の冷凍サイクル装置では、接続管４１は、凝縮器４と高圧側連絡管５とを繋ぐ接続管４２側に迂回しており、内部熱交換器１９により、凝縮器４の冷媒出口側の液状の冷媒は、過冷却されている。
　従って、凝縮器４の冷媒出口側の液状の冷媒が過冷却され、主冷媒回路における高圧側の冷媒分布を増加させることで、本来低圧側に滞留し、回収できなかった冷媒をも冷媒貯留部９に回収することができる。

　実施の形態６．
　図６は、この実施の形態６の冷凍サイクル装置を示す構成図である。
　この冷凍サイクル装置では、接続管４１と接続管４２とは、バイパス管４３により接続されている。このバイパス管４３には、第二の減圧部４４が取付けられている。接続管４２の部位と、バイパス管４３の第二の減圧部４４の冷媒下流側の部位とは内部熱交換器１９により熱が授受される。
　なお、バイパス管４３の一端部は、圧縮機３内部の圧縮途中の部位に接続してもよい。
　他の構成は、実施の形態５の冷凍サイクル装置と同じである。

　この実施の形態６の冷凍サイクル装置においても、実施の形態５と同様に、過冷却された液状の冷媒が高圧側連絡管５内に流入し、主冷媒回路における高圧側の冷媒分布を増加させることで、実施の形態５の冷凍サイクル装置と同様の効果を得ることができる。

　実施の形態７．
　図７は、この実施の形態７の冷凍サイクル装置を示す構成図である。
　この冷凍サイクル装置では、凝縮器４と高圧側連絡管５とを繋ぐ接続管４２に受液器１７が設けられている。
　他の構成は、実施の形態１の冷凍サイクル装置と同じである。

　この実施の形態７の冷凍サイクル装置によれば、高圧側に受液器１７が設けられているので、冷媒貯留部９の入口付近に多くの液状冷媒を貯留することが可能となり、冷媒回収量を大幅に増加させることが可能となる。

　実施の形態８．
　ところで、高圧側連絡管５が長ければ、圧力損失も大きくなり、高圧側連絡管５内の高圧圧力と冷媒貯留部９内の低圧圧力との差圧が小さくなって、冷媒回収の駆動力が小さくなる。
　この他に、図８及び図９に示すように、冷媒貯留部９の流入口部１４から第一の減圧部６までの太線で示した高圧側連絡管５で、鉛直方向に延びた鉛直部５０、水平な地面５２に対して傾斜した傾斜部５１を含み、第一の減圧部６よりも冷媒の液面位置が高い部位を有する場合には、冷媒回収時に液状の冷媒を上昇させることができず、流入口部１４から第一の減圧部６までの液状の冷媒を冷媒貯留部９に回収するのが困難となる。

　次に、図８及び図９示す鉛直部５０及び傾斜部５１を含む高圧側連絡管５を備えた冷凍サイクル装置において、停電時に主冷媒回路内の冷媒圧力の上昇を抑制することができる冷凍サイクル装置の各実施の形態について説明する。

　図１０は、この発明の実施の形態８の冷凍サイクル装置を示す構成図である。
　この冷凍サイクル装置では、高圧側連絡管５は、第一の減圧部６と冷媒貯留部９との間において鉛直方向に延びた鉛直部５０及び水平方向に対して傾斜した傾斜部５１を含み第一の減圧部６よりも冷媒の液面位置が高い部位を有している。
　また、冷媒貯留ユニット３０は冷却ユニット２側に配置され、冷媒貯留部９の流入口部１４は、凝縮器４よりも第一の減圧部６側に接近した高圧側連絡管５の部位に接続されている。
　他の構成は、実施の形態１の冷凍サイクル装置と同じである。

　この実施の形態の冷凍サイクル装置では、冷媒貯留部９の流入口部１４と第一の減圧部６との間の配管長さが短くなり、その間の液状の冷媒が滞留する可能性の高い鉛直部５０や傾斜部５１の部位が少なくなるので、その分冷媒貯留部９内に回収できる液状の冷媒の量は増大する。
　例えば、冷媒貯留部９の流入口部１４が高圧側連絡管５の全長の中間から第一の減圧部６側に接近しておくことで、凝縮器４側から冷媒貯留部９の流入口部１４までは、圧縮機３側のガス状の冷媒の圧力で押され、液状の冷媒は冷媒貯留部９に回収される。
　従って、少なくとも高圧側連絡管５内の液状の冷媒を半分以上は冷媒貯留部９に回収することが可能となる。
　よって、十分な液状の冷媒を冷媒貯留部９に回収することができ、停電時の主冷凍回路内の圧力上昇を抑制することができる。

　実施の形態９．
　図１１は、この実施の形態９の冷凍サイクル装置を示す構成図である。
　この実施の形態９の冷凍サイクル装置では、高圧側連絡管５は、凝縮器４側から第一の減圧部６に向かって下降した傾斜部５１及び鉛直部５０を有している。
　冷媒貯留部９の流入口部１４は、高圧側連絡管５の第一の減圧部６側の端部に接続されている。
　図１２は、図１１の冷凍サイクル装置の変形例である。
　図１１のものでは、凝縮器４は、第一の減圧部６よりも高い位置にあったが、図１２のものでは、凝縮器４は、第一の減圧部６よりも低い位置にあるものの、図１１のものと同様に、高圧側連絡管５は、配管の中間部において傾斜部５１及び鉛直部５０を有しており、また冷媒貯留部９の流入口部１４は、高圧側連絡管５の第一の減圧部６側の端部に接続されている。
　他の構成は、実施の形態１の冷凍サイクル装置と同じである。

　この実施の形態９の図１１に示す冷凍サイクル装置では、冷媒貯留部９に向かう冷媒の高圧側連絡管５では、冷媒が登らなければならない部位はなく、高圧側連絡管５内の液状の冷媒は確実に冷媒貯留部９内に回収される。
　また、図１２に示す冷凍サイクル装置では、冷媒貯留部９の流入口部１４は、高圧側連絡管５の第一の減圧部６側の端部に接続されているので、高圧側連絡管５の凝縮器側４から冷媒貯留部９の流入口部１４までの間に、冷媒貯留部９よりも高く、冷媒が登らなければならない鉛直部５０、傾斜部５１があるものの、鉛直部５０内、傾斜部５１内の液状の冷媒が圧縮機３側のガス状の冷媒の圧力で押され、液状の冷媒は冷媒貯留部９に導かれ、回収される。
　なお、高圧側連絡管５が第一の減圧部６に向かって下降した鉛直部５０を有している場合において、鉛直部５０の下端に冷媒貯留部９の流入口部１４を接続してもよい。
　また、図１１に示す高圧側連絡管５において、第一の減圧部６に向かって下降した、複数の傾斜部５１、鉛直部５０を有し、第一の減圧部６に対して最寄りの鉛直部５０または傾斜部５１の下端に流入口部１４を接続すれば、高圧側連絡管５内の液状の冷媒の全てを確実に冷媒貯留部９に回収することが可能となる。

　実施の形態１０．
　図１３は、この実施の形態１０の冷凍サイクル装置を示す構成図である。
　この冷凍サイクル装置では、高圧側連絡管５は、第一の減圧部６と冷媒貯留部９との間において鉛直方向に延びた鉛直部５０及び水平方向に対して傾斜した傾斜部５１を含み、第一の減圧部６よりも冷媒の液面位置が高い部位を有している。
　また、凝縮器４と高圧側連絡管５とを繋ぐ接続管４２には、第二の減圧部２１が取付けられている。
　他の構成は、実施の形態１の冷凍サイクル装置と同じである。

　この実施の形態１０の冷凍サイクル装置によれば、圧縮機３からの液状の冷媒が第二の減圧部２１で気液二相状態となり、冷媒回収が困難な冷媒貯留部９の流入口部１４から第一の減圧部６までの液状の冷媒残量が低減する。
　よって、停電時に、回収できない、鉛直部、傾斜部内の液状の冷媒量も減少し、主冷凍回路内の圧力上昇を抑制することができる。

　実施の形態１１．
　図１４は、この実施の形態１１の冷凍サイクル装置を示す構成図である。
　この冷凍サイクル装置では、高圧側連絡管５は、第一の減圧部６と冷媒貯留部９との間において鉛直方向に延びた鉛直部５０及び水平方向に対して傾斜した傾斜部５１を含み、第一の減圧部６よりも冷媒の液面位置が高い部位を有している。
　また、高圧側連絡管５の下流端部には、冷媒ガス注入口２２が形成されている。この冷媒ガス注入口２２は、バイパス管３３を介して圧縮機３の吐出側の吐出配管４０と接続されている。このバイパス管３３には、弁３４が取付けられている。
　他の構成は、実施の形態１の冷凍サイクル装置と同じである。

　この実施の形態１１の冷凍サイクル装置によれば、高圧側連絡管５の鉛直部５０、傾斜部５１では、圧縮機３からの冷媒ガスがバイパス管３３を通じて高圧側連絡管５の下流側端部から注入されるので、冷媒ガス圧力によって高圧側連絡管５内の液状の冷媒が上流方向に押し戻される。
　従って、冷媒貯留部９に向かって上昇した鉛直部５０、傾斜部５１内の冷媒も冷媒貯留部９に向かって押し出されて冷媒貯留部９に回収される。
　なお、圧縮機３の吐出側のガス状の冷媒は、圧力が高いため、十分に液状の冷媒を押し上げることができる。

　実施の形態１２．
　図１５は、この実施の形態１２の冷凍サイクル装置を示す構成図である。
　この冷凍サイクル装置では、凝縮器４と高圧側連絡管５の上流側端部とを接続する接続管４２に第三の減圧部２３が取付けられている。
　他の構成は、実施の形態１１の冷凍サイクル装置と同じである。

　この実施の形態１２の冷凍サイクル装置によれば、凝縮器４からの高圧側連絡管５に流入する液状の冷媒は第三の減圧部２３で減圧されるので、実施の形態１１の冷凍サイクル装置と比較して、冷媒ガス注入口２２と高圧側連絡管５での圧縮機３の吐出側との差圧がより大きくなり、ガス状の冷媒がより冷媒ガス注入口２２を通じて高圧側連絡管５内に注入し易くなる。
　また、この高圧側連絡管５には、図１６に示すガス溜まり２４が設けられており、このガス留まり２４にガス状の冷媒が滞留することで、液状の冷媒は、このガス状の冷媒とともに冷媒貯留部９に向かって送られるので、液状の冷媒をより確実に冷媒貯留部９に回収することができる。
　なお、ガス溜まり２４は上向きトラップが望ましいが、配管を一旦下降させていれば、その下降部位にガス状の冷媒が滞留する。

　実施の形態１３．
　この実施の形態１３の冷凍サイクル装置では、高圧側連絡管５の鉛直部５０、傾斜部５１の内壁面に、液状の冷媒が内壁面に沿って毛細管現象により上昇させる溝部が形成されている。
　この溝部は、高圧側連絡管５の軸線に沿って延びて形成されたものであってもよいし、網形状であってもよい。
　他の構成は、実施の形態８～１２の冷凍サイクル装置と同じである。

　この実施の形態１３の冷凍サイクル装置によれば、鉛直部５０及び傾斜部５１内の液状の冷媒は、毛細管現象により吸い上げられ、冷媒貯留部９に回収される冷媒効率が向上する。

　なお、上記各実施の形態８～１３の冷凍サイクル装置では、高圧側連絡管５は、傾斜部５１及び鉛直部５０を有していたが、傾斜部５１及び鉛直部５０の何れか一方を有するものであってもよい。
　また、上記各実施の形態１～１３の冷凍サイクル装置では、冷媒貯留部９の流出口部１５に機械式開閉弁１２を設けたが、この機械式開閉弁１２の代わりに蓄電式電磁弁を設けてもよい。
　この蓄電式電磁弁では、通電開の電磁弁の駆動電力を蓄電しておき、冷媒回収を行う停電後１分間は通電し続けて弁を開放し、ガス抜きを実施する。
　その後、通電を止め電磁弁を遮断することで、冷媒を密閉する。
　このようにすることで、この蓄電式電磁弁は、機械式開閉弁１２と同等の効果を得ることができる。

　また、上記各実施の形態１～１３の冷凍サイクル装置は、現行冷凍機のＲ４１０Ａ冷媒より圧力の高いＣＯ₂冷媒で、コスト低減のために設計圧力の低い部品を流用したが、ＣＯ₂冷媒の代りに他の圧力の高い冷媒として例えばＲ１１２３を用いた場合でも同様の効果を得ることができる。

　また、Ｒ１１２３冷媒は可燃性となり、冷媒貯留部９を適用すれば、停電時でも冷媒は分散せず、一か所の冷媒貯留部９にほとんどの冷媒を集約できるため、室内への漏洩などを防止し、安全性に優れた効果を発揮する。
　よって、可燃性のその他冷媒であるＨＣ系（Ｒ６００Ａ、Ｒ２９０等）やＨＦＯ系（Ｒ１２３４ｙｆ、Ｒ１２３４ｚｅ等）、さらに毒性のあるＮＨ₃などの冷媒にも同様の効果が得られる。

１　熱源ユニット、２　冷却ユニット、３　圧縮機、４　凝縮器、５　高圧側連絡管、６　第一の減圧部、７　蒸発器、８　低圧側連絡管、９　冷媒貯留部、１０　入口側電磁弁、１１　入口側逆止弁、１２　機械式開閉弁、１３　感温筒、１４　流入口部、１５　流出口部、１６　膨張タンク、１７　受液器、１８　別個冷凍サイクル装置、１９　内部熱交換器、２０　出口側電磁弁、２１　第二の減圧部、２２　冷媒ガス注入口、２３　第三の減圧部、２４　ガス溜まり、３０　冷媒貯留ユニット、３２　第二の流出口部、３３　バイパス管、４０　吐出配管、４１，４２　接続管、４３　バイパス管、４４　第二の減圧部、５０　鉛直部、５１　傾斜部、５２　地面。

Claims

　冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、
　この圧縮機から吐出した前記冷媒を凝縮する凝縮器と、
　この凝縮器から吐出した前記冷媒を減圧する第一の減圧部と、
　この第一の減圧部で減圧した前記冷媒を蒸発させる蒸発器と、
　前記凝縮器と前記第一の減圧部との間に設けられ前記凝縮器からの前記冷媒を前記第一の減圧部に導く高圧側連絡管と、
　前記蒸発器と前記圧縮機との間に設けられ前記蒸発器からの前記冷媒を前記圧縮機に導く低圧側連絡管と、
　前記高圧側連絡管に前記冷媒の流入口部が接続されているとともに、前記低圧側連絡管に前記冷媒の流出口部が接続され、前記高圧側連絡管からの前記冷媒を貯留する冷媒貯留部と、を備え、
　前記高圧側連絡管の、前記第一の減圧部と前記冷媒貯留部との間には、鉛直方向に延びた鉛直部及び水平方向に対して傾斜した傾斜部の少なくとも一方を含み前記第一の減圧部よりも前記冷媒の液面位置が高い部位を有する冷凍サイクル装置であって、
　前記流入口部は、前記凝縮器側よりも前記第一の減圧部側に接近して前記高圧側連絡管に接続されている冷凍サイクル置。
　冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、
　この圧縮機から吐出した前記冷媒を凝縮する凝縮器と、
　この凝縮器から吐出した前記冷媒を減圧する第一の減圧部と、
　この第一の減圧部で減圧した前記冷媒を蒸発させる蒸発器と、
　前記凝縮器と前記第一の減圧部との間に設けられ前記凝縮器からの前記冷媒を前記第一の減圧部に導く高圧側連絡管と、
　前記蒸発器と前記圧縮機との間に設けられ前記蒸発器からの前記冷媒を前記圧縮機に導く低圧側連絡管と、
　前記高圧側連絡管に前記冷媒の流入口部が接続されているとともに、前記低圧側連絡管に前記冷媒の流出口部が接続され、前記高圧側連絡管からの前記冷媒を貯留する冷媒貯留部と、を備え、
　前記高圧側連絡管の、前記第一の減圧部と前記冷媒貯留部との間には、鉛直方向に延びた鉛直部及び水平方向に対して傾斜した傾斜部の少なくとも一方を含み前記第一の減圧部よりも前記冷媒の液面位置が高い部位を有する冷凍サイクル装置であって、
　前記凝縮器と前記高圧側連絡管とを接続する接続管には第二の減圧部が設けられている冷凍サイクル装置。
　　冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、
　この圧縮機から吐出した前記冷媒を凝縮する凝縮器と、
　この凝縮器から吐出した前記冷媒を減圧する第一の減圧部と、
　この第一の減圧部で減圧した前記冷媒を蒸発させる蒸発器と、
　前記凝縮器と前記第一の減圧部との間に設けられ前記凝縮器からの前記冷媒を前記第一の減圧部に導く高圧側連絡管と、
　前記蒸発器と前記圧縮機との間に設けられ前記蒸発器からの前記冷媒を前記圧縮機に導く低圧側連絡管と、
　前記高圧側連絡管に前記冷媒の流入口部が接続されているとともに、前記低圧側連絡管に前記冷媒の流出口部が接続され、前記高圧側連絡管からの前記冷媒を貯留する冷媒貯留部と、を備え、
　前記高圧側連絡管の、第一の減圧部と前記凝縮器との間には、鉛直方向に延びた鉛直部及び水平方向に対して傾斜した傾斜部の少なくとも一方を含み前記第一の減圧部よりも前記冷媒の液面位置が高い部位を有する冷凍サイクル装置であって、
　前記流入口部は、前記高圧側連絡管の前記第一の減圧部側の端部に接続されている冷凍サイクル装置。
　前記高圧側連絡管は、前記傾斜部、前記鉛直部を複数有し、
　前記流入口部は、前記第一の減圧部に最接近した、前記鉛直部または前記傾斜部の一方の下端に接続されている請求項３に記載の冷凍サイクル装置。
　冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、
　この圧縮機から吐出した前記冷媒を凝縮する凝縮器と、
　この凝縮器から吐出した前記冷媒を減圧する第一の減圧部と、
　この第一の減圧部で減圧した前記冷媒を蒸発させる蒸発器と、
　前記凝縮器と前記第一の減圧部との間に設けられ前記凝縮器からの前記冷媒を前記第一の減圧部に導く高圧側連絡管と、
　前記蒸発器と前記圧縮機との間に設けられ前記蒸発器からの前記冷媒を前記圧縮機に導く低圧側連絡管と、
　前記高圧側連絡管に前記冷媒の流入口部が接続されているとともに、前記低圧側連絡管に前記冷媒の流出口部が接続され、前記高圧側連絡管からの前記冷媒を貯留する冷媒貯留部と、を備え、
　前記高圧側連絡管の、前記第一の減圧部と前記冷媒貯留部との間には、鉛直方向に延びた鉛直部及び水平方向に対して傾斜した傾斜部の少なくとも一方を含み前記第一の減圧部よりも前記冷媒の液面位置が高い部位を有する冷凍サイクル装置であって、
　前記高圧側連絡管の前記第一の減圧部側に、前記圧縮機からのガス状の前記冷媒をバイパス管を通じて注入する冷媒ガス注入口が形成されており、この冷媒ガス注入口から注入されたガス状の前記冷媒により前記高圧側連絡管内の液状の前記冷媒は前記冷媒貯留部側に押圧される冷凍サイクル装置。
　前記凝縮器と前記高圧側連絡管とを接続した接続管に第二の減圧部が設けられており、この第二の減圧部は、前記凝縮器から前記高圧側連絡管に流入する前記冷媒を減圧する請求項５に記載の冷凍サイクル装置。
　前記高圧側連絡管は、前記流入口部と前記冷媒ガス注入口との間の部位にガス状の前記冷媒を滞留させるガス留まり部を有している請求項５または６に記載の冷凍サイクル装置。
　前記高圧側連絡管の前記鉛直部、前記傾斜部の内壁面には、液状の前記冷媒を前記内壁面に沿って上昇させる溝部が形成されている請求項１～７の何れか１項に記載の冷凍サイクル装置。