(57)【要約】【課題】制御装置によって駆動制御され、中間圧室に冷媒がインジェクションされるように構成された圧縮機を備えた冷凍装置において、上記制御装置で結露を発生させることなく、該制御装置を効率良く冷却することのできる簡単な冷却構造を得る。【解決手段】冷媒回路（2,30）は、圧縮機（3,41）内で吸入圧力と吐出圧力との間の圧力となる中間圧室に冷媒をインジェクションするインジェクション回路（10,60）を有している。上記冷媒回路（2,30）に、上記インジェクション回路（10,60）により上記圧縮機（3,41）の中間圧室へインジェクションされる上記冷媒によって、インバータ装置（9,50）を冷却するインバータ冷却部（12,45）を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御装置（9,50）によって駆動制御される圧縮機（3,41）と、熱源側熱交換器（4,42）及び利用側熱交換器（6,81,91,101）と、第１膨張機構（5,44）と、上記圧縮機（3,41）内で吸入圧力と吐出圧力との間の圧力となる中間圧室に冷媒をインジェクションするインジェクション回路（10,60）とを有し、蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路（2,30）を備えた冷凍装置であって、
上記冷媒回路（2,30）には、上記インジェクション回路（10,60）により上記圧縮機（3,41）の中間圧室へインジェクションされる上記冷媒によって上記制御装置（9,50）を冷却する制御装置冷却部（12,45）が設けられていることを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
請求項１において、
上記制御装置冷却部（12,45）の冷媒流路上流側には、第２膨張機構（11,46）が設けられていることを特徴とする冷凍装置。
【請求項３】
請求項１において、
上記インジェクション回路（10,60）は、上記圧縮機（3,41）の中間圧室に接続されるインジェクション管（13,58）を備えていて、
上記制御装置冷却部（12,45）は、上記インジェクション管（13,58）上に設けられていることを特徴とする冷凍装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一つにおいて、
上記利用側熱交換器は、冷媒が異温度蒸発する複数の熱交換器（81,91,101）からなり、上記インジェクション回路（60）を介して上記圧縮機（41）の中間圧室に接続される空調用熱交換器（81）と、上記圧縮機（41）の吸入側に接続される冷却用熱交換器（91,101）とを有していることを特徴とする冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置によって駆動制御され、中間圧室に冷媒がインジェクションされるように構成された圧縮機を備えた冷凍装置に関し、特に該制御装置の冷却構造の技術分野に属するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、圧縮機を保護するために、例えば特許文献１に開示されているように圧縮機の中間圧室（中間圧力部）に冷媒をインジェクションして該圧縮機の吐出温度を調節するものが知られている。この特許文献１の冷凍装置（空気調和機）では、室外熱交換器で凝縮した液冷媒の一部が分岐して膨張弁（液インジェクション膨張弁）で減圧された後、圧縮機の中間圧室にインジェクションされる。そして、この冷凍装置では、上記膨張弁の開度を制御することによって、圧縮機の吐出温度を調節するようにしている。
【０００３】
また、従来より、制御装置によって駆動制御される圧縮機を備えていて、該制御装置の冷却を行うように構成された冷凍装置が知られている。上記制御装置を冷却する構成としては、制御装置をファンの送風によって冷却したり、例えば特許文献２に開示されているように、冷媒回路内を流れる冷媒によって制御装置を冷却したりする構成などが知られている。
【０００４】
ここで、上記特許文献２に開示されている冷凍装置（エアコンディショナ）は、圧縮機（コンプレッサ）の吸入側（低圧側）の冷媒によって制御装置（電子制御装置）を冷却するように構成されたものであり、比較的、温度の低い低圧側の冷媒を用いて冷却することにより、上記制御装置を効率良く冷却することができる。
【特許文献１】特開２００４−３２４９５２号公報
【特許文献２】特開２００３−１４３１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述のように、ファンを用いて制御装置を冷却する構成の場合には、該ファンの騒音対策が必要になるとともに、該ファンが室外ファンの場合、低外気時の冷房運転では、該室外ファンが停止若しくは回転数の低い状態になるため、上記制御装置の冷却不足になる可能性がある。
【０００６】
一方、上記特許文献１の構成のように、冷媒回路内の低圧側の冷媒を用いて制御装置を冷却すると、該制御装置が冷え過ぎて、該制御装置に結露が発生する虞がある。
【０００７】
本発明は、斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、制御装置によって駆動制御され、中間圧室に冷媒がインジェクションされるように構成された圧縮機を備えた冷凍装置において、上記制御装置で結露を発生させることなく、該制御装置を効率良く冷却することのできる簡単な冷却構造を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る冷凍装置では、圧縮機（3,41）の中間圧室にインジェクションされる冷媒を利用して、該圧縮機（3,41）の制御装置（9,50）を冷却するようにした。
【０００９】
具体的には、第１の発明は、制御装置（9,50）によって駆動制御される圧縮機（3,41）と、熱源側熱交換器（4,42）及び利用側熱交換器（6,81,91,101）と、第１膨張機構（5,44）と、上記圧縮機（3,41）内で吸入圧力と吐出圧力との間の圧力となる中間圧室に冷媒をインジェクションするインジェクション回路（10,60）とを有し、蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路（2,30）を備えた冷凍装置を対象とする。
【００１０】
そして、上記冷媒回路（2,30）には、上記インジェクション回路（10,60）により上記圧縮機（3,41）の中間圧室へインジェクションされる上記冷媒によって上記制御装置（9,50）を冷却する制御装置冷却部（12,45）が設けられているものとする。
【００１１】
以上の構成により、制御装置冷却部（12,45）において、圧縮機（3,41）の中間圧室へインジェクションされる中間圧の冷媒によって制御装置（9,50）を冷却することができるため、該制御装置（9,50）を低圧の冷媒で冷却した場合のように結露が発生するのを防止しつつ、高圧の冷媒で冷却する場合よりも効率良く冷却することができる。
【００１２】
ここで、上述のように、圧縮機（3,41）の中間圧室に冷媒のインジェクションを行うことにより、該圧縮機（3,41）の吐出温度を調節して該圧縮機（3,41）の保護を図れる。しかも、圧縮機（3,41）の中間圧室に対してインジェクションを行うので、該圧縮機（3,41）の低圧側（吸入側）にインジェクションする場合のように、吸入量に影響を与えることがない。
【００１３】
したがって、上述のような構成にすることで、上記圧縮機（3,41）の保護を図れるとともに、簡単な構成で、該圧縮機（3,41）を駆動制御する制御装置（9,50）に結露が発生するのを防止しつつ、該制御装置（9,50）を効率良く冷却することができる。
【００１４】
上述の構成において、上記制御装置冷却部（12,45）の冷媒流路上流側には、第２膨張機構（11,46）が設けられているのが好ましい（第２の発明）。これにより、第２膨張機構（11,46）によって制御装置冷却部（12）を通過する冷媒を中間圧にするとともに、該制御装置冷却部（12,45）を通過した後の冷媒を気化させることが可能となる。したがって、インジェクション回路（10,60）によって圧縮機（3,41）の中間圧室に対してガス冷媒をインジェクションする場合、上記制御装置冷却部（12）を通過した後に該インジェクション回路（10,60）へ流入する冷媒を中間圧のガス冷媒にすることが可能となる。
【００１５】
また、上記インジェクション回路（10,60）は、上記圧縮機（3,41）の中間圧室に接続されるインジェクション管（13,58）を備えていて、上記制御装置冷却部（12,45）は、上記インジェクション管（13,58）上に設けられていてもよい（第３の発明）。このように、インジェクション回路（10,60）のインジェクション管（13,58）上に制御装置冷却部（12,45）を設けることで、冷媒回路（2,30）内に、冷媒を中間圧にするための膨張機構や、上記制御装置冷却部（12,45）へ中間圧の冷媒を供給するための専用の配管等を設ける必要がなくなる。したがって、中間圧の冷媒で制御装置（9,50）を冷却することのできる構成をより簡単な構成によって実現することができる。
【００１６】
さらに、上記利用側熱交換器は、冷媒が異温度蒸発する複数の熱交換器（81,91,101）からなり、上記インジェクション回路（60）を介して上記圧縮機（41）の中間圧室に接続される空調用熱交換器（81）と、上記圧縮機（41）の吸入側に接続される冷却用熱交換器（91,101）とを有しているのが好ましい（第４の発明）。
【００１７】
通常、空調用熱交換器（81）を通過した冷媒の圧力は、冷蔵庫や冷凍庫などを冷却する冷却用熱交換器（91,101）を通過した冷媒に比べて、圧力が高めになるように圧力調整される。そのため、上述のように、上記冷却用熱交換器（91,101）を通過した冷媒を上記圧縮機（41）の吸入側に流入させる一方、上記空調用熱交換器（81）を通過した冷媒を、インジェクション回路を介して圧縮機（41）の中間圧室に流入させることで、圧縮機（41）の中間圧室に冷媒のインジェクションを行う構成を容易に実現することが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明によれば、冷媒回路（2,30）は、制御装置（9,50）によって駆動制御される圧縮機（3,41）と、該圧縮機（3,41）の中間圧室にインジェクションを行うインジェクション回路（10,60）とを備えていて、該冷媒回路（2,30）には、上記インジェクションされる冷媒によって上記制御装置（9）を冷却する制御装置冷却部（12,45）が設けられているため、簡単な構成によって、上記制御装置（9,50）での結露の発生を防止しつつ該制御装置（9,50）を効率良く冷却することができる。
【００１９】
また、第２の発明によれば、上記制御装置冷却部（12,45）の冷媒流路上流側には、第２膨張機構（11,46）が設けられているため、該制御装置冷却部（12,45）を通過した後の冷媒を中間圧のガス冷媒にすることが可能となり、圧縮機（3,41）の中間圧室に対してガス冷媒をインジェクションする場合の圧縮機（3,41）の運転効率の悪化を確実に防止できる。
【００２０】
また、第３の発明によれば、上記制御装置冷却部（12,45）は、上記インジェクション回路（10,60）のインジェクション管（13,58）上に設けられているため、該制御装置冷却部（12,45）へ中間圧の冷媒を供給するための膨張機構や冷媒配管等を別途設ける必要がなくなり、より簡単な構成で制御装置（9,50）を効率良く冷却することができる。
【００２１】
さらに、第４の発明によれば、利用側熱交換器は、上記インジェクション回路（60）を介して圧縮機（41）の中間圧室に接続される空調用熱交換器（81）と、圧縮機（41）の吸入側に接続される冷却用熱交換器（91,101）とを有しているため、異温度蒸発の複数の熱交換器（81,91,101）を用いて圧縮機（41）の中間圧の圧縮室に対してインジェクションを行う構成を容易に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００２３】
《実施形態１》
図１に、本実施形態に係る冷凍装置（1）の配管系統図の概略を示す。この図１に示す冷凍装置（1）は、例えば、室内の冷房や暖房を行う空気調和装置（図の例では冷房専用）であり、圧縮機（3）と、熱源側熱交換器としての室外熱交換器（4）と、第１膨張機構としての膨張弁（5）と、利用側熱交換器としての室内熱交換器（6）とが順に接続されてなる冷媒回路（2）を備えている。なお、上記冷凍装置（1）は、冷蔵庫内や冷凍庫内を冷却するように構成されていてもよいし、上記冷媒回路（2）内に冷媒の流れる方向を切り換えるための四路切換弁を設けて冷房運転と暖房運転との切り換えを行えるようにしてもよい。
【００２４】
上記圧縮機（3）は、高圧ドーム式のスクロール型圧縮機で構成されている。この圧縮機（3）は、可変容量型の圧縮機を構成している。つまり、上記圧縮機（3）は、インバータ装置（9）（制御装置）によるインバータ制御によって回転速度が可変に構成されている。
【００２５】
上記圧縮機（3）の吸入側は、配管を介して上記室内熱交換器（6）に接続されている。一方、上記圧縮機（3）の吐出側は、配管を介して上記室外熱交換器（4）に接続されている。また、上記圧縮機（3）の中間圧の圧縮室（以下、中間圧室ともいう）には、後述するインジェクション回路（10）のインジェクション管（13）が接続されている。すなわち、上記圧縮機（3）は、中間圧室内に中間圧の冷媒をインジェクション可能に構成されている。このように、中間圧室内に冷媒をインジェクション可能な構成にすることで、上記圧縮機（3）の吐出温度を調節することができ、該圧縮機（3）の保護を図れる。しかも、上記中間圧室に冷媒をインジェクションすることで、圧縮機（3）の吸入側に冷媒をインジェクションする場合のような冷媒吸入量の低下を招くことがなく、該圧縮機（3）の運転効率の低下を防止することができる。
【００２６】
上記室外熱交換器（4）は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であって、熱源側熱交換器を構成している。この室外熱交換器（4）の近傍には、室外ファン（7）が設けられている。この室外熱交換器（4）では、冷媒と室外ファン（7）によって送風される室外空気との間で熱交換が行われる。上記室外熱交換器（4）は、一端側が圧縮機（3）の吐出側に接続されている一方、他端側が膨張弁（5）に接続されている。
【００２７】
上記室内熱交換器（6）も、上記室外熱交換器（4）と同様、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器によって構成されていて、利用側熱交換器を構成している。この室内熱交換器（6）の近傍には、室内ファン（8）が設けられている。この室内熱交換器（6）では、冷媒と室内ファン（8）が送風する室内空気との間で熱交換が行われる。上記室内熱交換器（6）は、一端側が上記膨張弁（5）に接続されている一方、他端側が圧縮機（3）の吸入側に接続されている。
【００２８】
上記膨張弁（5）は、開度が調節可能な電子膨張弁により構成されている。この膨張弁（5）は、上記室外熱交換器（4）と室内熱交換器（6）との間に設けられている。
【００２９】
また、上記冷媒回路（2）には、上記圧縮機（3）の中間圧の圧縮室に接続されるインジェクション回路（10）が設けられている。このインジェクション回路（10）は、一端側が上記圧縮機（3）の中間圧の圧縮室に接続される一方、他端側が上記室外熱交換器（4）と膨張弁（5）との間に接続されるインジェクション管（13）を備えている。
【００３０】
さらに、上記インジェクション回路（10）は、冷媒を中間圧に減圧するための膨張弁（11）（第２膨張機構）と、インバータ装置（9）を冷却するためのインバータ冷却部（12）（制御装置冷却部）とを備えている。これらの膨張弁（11）及びインバータ冷却部（12）は、上記インジェクション管（13）上に設けられている。上記インバータ冷却部（12）は、表面上に上記インバータ装置（9）が配設されているとともに、内部を中間圧の冷媒が流通可能に構成されている。これにより、上記インバータ冷却部（12）では、内部を流れる中間圧の冷媒によって上記インバータ装置（9）を冷却することができる。上記インバータ冷却部（12）内を流れた中間圧の冷媒は、上記圧縮機（3）の中間圧の圧縮室内に流入して、該圧縮機（3）の中間圧の圧縮室に対し、いわゆるインジェクションを行う。
【００３１】
−運転動作−
上記図１に示す冷凍装置（1）は、室内の冷房のみを行うように構成されている。この冷凍装置（1）において、膨張弁（5）は、要求される冷房能力に応じて開度が適宜調節される。
【００３２】
圧縮機（3）で圧縮された冷媒は、配管を介して室外熱交換器（4）へ流れる。この室外熱交換器（4）では、冷媒が室外空気に放熱して凝縮する。上記室外熱交換器（4）で凝縮した液冷媒は、膨張弁（5）で減圧された後、室内熱交換器（6）へ流れる。この室内熱交換器（6）では、冷媒が室内空気から吸熱して蒸発する。これにより、室内空気が冷却される。上記室内熱交換器（6）で蒸発した冷媒は、上記圧縮機（3）に吸入されて圧縮される。
【００３３】
上記室外熱交換器（4）で凝縮した液冷媒の一部は、インジェクション回路（10）に流入して、インバータ冷却用膨張弁（11）で減圧された後、インバータ冷却部（12）へ流れる。このインバータ冷却部（12）では、冷媒がインバータ装置（9）から吸熱して蒸発する。これにより、上記インバータ装置（9）を冷媒によって冷却することができる。上記インバータ冷却部（12）で蒸発した冷媒は、上記圧縮機（3）の中間圧室にインジェクションされる。
【００３４】
−実施形態１の効果−
以上の構成により、インジェクション回路（10）内を流れる中間圧の冷媒によって、インバータ装置（9）を効率良く冷却することができる。しかも、低圧の冷媒ではなく、中間圧の冷媒によって上記インバータ装置（9）を冷却することで、該インバータ装置（9）が冷え過ぎて結露が発生するのを防止することができる。
【００３５】
また、上記インジェクション回路（10）のインジェクション管（13）上に、上記インバータ装置（9）を冷却するためのインバータ冷却部（12）を設けることにより、別途、該インバータ冷却部に中間圧の冷媒を供給するための膨張機構や配管等を設ける場合に比べて、簡単且つ低コストな構成で、上記インバータ装置（9）の冷却構造を実現することができる。
【００３６】
また、圧縮機（3）の中間圧室に対して中間圧の冷媒をインジェクションすることで、該圧縮機（3）の吐出温度を調節することができ、該圧縮機（3）の保護を図れる。さらに、上述のように、中間圧室に直接インジェクションすることにより、上記圧縮機（3）の吸入側にインジェクションする場合のような冷媒吸入量の低下を防止することができ、インジェクションによる圧縮機（3）の運転効率の低下を防止することができる。
【００３７】
《実施形態２》
この実施形態２に係る冷凍装置（20）は、図２に示すように、コンビニエンスストア等に設けられ、冷蔵庫及び冷凍庫の冷却と、室内の空調とを同時に行うことができるように構成されたものである。
【００３８】
〈全体構成〉
具体的には、上記冷凍装置（20）は、室外ユニット（21）と、空調ユニット（22）と、冷蔵ショーケース（23）と、冷凍ショーケース（24）とを備えている。上記室外ユニット（21）には、室外回路（40）が設けられている。上記空調ユニット（22）には、空調回路（80）が設けられている。上記冷蔵ショーケース（23）には、冷蔵回路（90）が設けられている。上記冷凍ショーケース（24）には、冷凍回路（100）が設けられている。
【００３９】
上記冷凍装置（20）では、室外回路（40）に対して複数の利用側回路（80,90,100）が互いに並列に接続されることで、蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路（30）が構成されている。
【００４０】
上記室外回路（40）と各利用側回路（80,90,100）とは、液側連絡配管（34）、第１ガス側連絡配管（35）及び第２ガス側連絡配管（36）によって互いに接続されている。上記液側連絡配管（34）の一端は、室外回路（40）の液側閉鎖弁（31）に接続されている。一方、上記液側連絡配管（34）の他端は、３つに分岐して、空調回路（80）、冷蔵回路（90）及び冷凍回路（100）にそれぞれ接続されている。上記第１ガス側連絡配管（35）は、一端が室外回路（40）の第１ガス側閉鎖弁（32）に接続され、他端が空調回路（80）に接続されている。上記第２ガス側連絡配管（36）の一端は、室外回路（40）の第２ガス側閉鎖弁（33）に接続されている。一方、上記第２ガス側連絡配管（36）の他端は、２つに分岐して、冷蔵回路（90）及び冷凍回路（100）にそれぞれ接続されている。
【００４１】
〈室外ユニット〉
上記室外ユニット（21）の室外回路（40）には、圧縮機（41）と、室外熱交換器（42）（熱源側熱交換器）と、レシーバ（43）と、室外膨張弁（44）（第１膨張機構）と、インバータ冷却部（45）と、インバータ冷却用膨張弁（46）と、第１及び第２の２つの四路切換弁（47,48）とが設けられている。
【００４２】
上記圧縮機（41）は、高圧ドーム式のスクロール型圧縮機で構成されている。この圧縮機（41）は、可変容量型の圧縮機を構成している。つまり、上記圧縮機（41）は、インバータ装置（50）（制御装置）によるインバータ制御によって回転速度が可変に構成されている。
【００４３】
上記圧縮機（41）の吸入側は、吸入管（56）を介して上記第２ガス側閉鎖弁（33）に接続されている。上記圧縮機（41）の吐出側には、吐出管（55）の一端が接続されている。この吐出管（55）の他端は、上記第１四路切換弁（47）に接続されている。また、上記圧縮機（41）の中間圧ポートには、インジェクション管（58）が接続されている。この圧縮機（41）において、中間ポートは中間圧の圧縮室（以下、中間圧室という。）に連通している。つまり、上記インジェクション管（58）は、圧縮機（41）の中間圧室へガス冷媒を注入するインジェクション回路（60）を構成している。そして、これらの構成がいわゆるエコノマイザシステムとして構成されている。なお、後述するように、上記インジェクション管（58）には、その途中に第１分岐管（65）の一端が接続されており、該第１分岐管（65）も含めて上記インジェクション回路（60）を構成している。
【００４４】
上記各四路切換弁（47,48）は、それぞれ、第１から第４までの４つのポートを備えている。第１四路切換弁（47）は、第１ポートが吐出管（55）に、第２ポートが配管を介して第２四路切換弁（48）の第４ポートに、第３ポートが配管を介して室外熱交換器（42）に、第４ポートが配管を介して第１ガス側閉鎖弁（32）にそれぞれ接続されている。第２四路切換弁（48）は、第１ポートが吐出管（55）から分岐した吐出分岐管（55a）に、第２ポートが上記インジェクション管（58）にそれぞれ接続される一方、第３ポートが閉鎖されている。
【００４５】
そして、上記第１四路切換弁（47）及び第２四路切換弁（48）は、それぞれ、第１ポート及び第３ポートが互いに連通し且つ第２ポート及び第４ポートが互いに連通する第１状態（図２に実線で示す状態）と、第１ポート及び第４ポートが互いに連通し且つ第２ポート及び第３ポートが互いに連通する第２状態（図２に破線で示す状態）とに切換可能となっている。
【００４６】
上記室外熱交換器（42）は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であって、熱源側熱交換器を構成している。室外熱交換器（42）の近傍には、室外ファン（51）が設けられている。この室外熱交換器（42）では、冷媒と室外ファン（51）によって送風される室外空気との間で熱交換が行われる。室外熱交換器（42）の一端は、上記第１四路切換弁（47）に接続されている。室外熱交換器（42）の他端は、第１液管（61）を介して上記レシーバ（43）の頂部に接続されている。このレシーバ（43）の底部は、第２液管（62）を介して液側閉鎖弁（31）に接続されている。なお、上記第１液管（61）及び第２液管（62）には、それぞれ、逆止弁（CV）が設けられている。これらの逆止弁（CV）は、図２に示す矢印方向の冷媒流れのみを許容するものである（なお、以下に記載する逆止弁（CV）についても同様である）。
【００４７】
上記第１液管（61）と第２液管（62）との間には、バイパス管（63）が設けられている。つまり、上記バイパス管（63）の一端は、上記図２の冷媒の流れ方向において、上記第１液管（61）における逆止弁（CV）の上流側に接続され、他端は、上記第２液管（62）における逆止弁（CV）の上流側に接続されている。そして、上記バイパス管（63）の途中には、室外膨張弁（44）が設けられている。この室外膨張弁（44）は、開度が調節可能な電子膨張弁で構成されている。
【００４８】
上記インジェクション管（58）と上記第２液管（62）との間には、第１分岐管（65）が設けられている。この第１分岐管（65）は、一端が上記インジェクション管（58）の途中に接続され、他端が上記第２液管（62）の逆止弁（CV）よりも下流側（上記図２の冷媒の流れ方向において）に接続されている。
【００４９】
上記第１分岐管（65）には、上記インバータ冷却用膨張弁（46）（第２膨張機構）と、インバータ冷却部（45）（制御装置冷却部）とが設けられている。このインバータ冷却用膨張弁（46）は、開度が調節可能な電子膨張弁により構成されている。上記インバータ冷却部（45）は、上記実施形態１のインバータ冷却部（12）と同様、表面がインバータ装置（50）と当接するように配置されていて、その内部を中間圧の冷媒が流通可能に構成されている。したがって、この第１分岐管（65）を流れる冷媒は、上記インバータ冷却用膨張弁（46）で減圧された後、上記インバータ冷却部（45）に流入して、該インバータ冷却部（45）でインバータ装置（50）を冷却する。
【００５０】
また、上記第１分岐管（65）と上記第１液管（61）との間には、第２分岐管（66）が設けられている。この第２分岐管（66）は、一端が上記第１分岐管（65）のインバータ冷却用膨張弁（46）の上流側に接続され、他端側が上記第１液管（61）の逆止弁（CV）の下流側に接続されている。そして、上記第２分岐管（66）には、上記第１分岐管（65）側から順に電磁弁（SV）及び逆止弁（CV）が設けられている。
【００５１】
上記吐出管（55）には、油分離器（49）が設けられている。この油分離器（49）は、圧縮機（41）の吐出冷媒から冷凍機油を分離するためのものである。なお、上記油分離器（49）には、図示しない油戻し管が接続されていて、この油戻し管の他端側は、例えばインジェクション管（58）の途中に接続されている。これにより、上記油戻し管は、油分離器（49）で分離された冷凍機油を圧縮機（41）における中間圧室へ戻す油戻し通路を構成している。
【００５２】
上記室外回路（40）には、各種センサや圧力スイッチが設けられている。具体的には、吐出管（45）には、吐出温度センサ（111）、高圧圧力スイッチ（112）及び吐出圧力センサ（113）が設けられている。この吐出温度センサ（111）は吐出管（55）の温度を検出するものであり、高圧圧力スイッチ（112）は吐出圧力を検出して異常高圧時には冷凍装置（20）を緊急停止させるものである。また、上記吐出圧力センサ（113）は、圧縮機（41）の吐出圧力を検出するものである。
【００５３】
上記吸入管（56）には、吸入温度センサ（114）及び吸入圧力センサ（115）が設けられている。この吸入温度センサ（114）は吸入管（56）の温度を検出するものであり、吸入圧力センサ（115）は圧縮機（41）の吸入圧力を検出するものである。また、室外熱交換器（42）の近傍には、室外の外気温度を検出する室外温度センサ（116）が設けられている。
【００５４】
〈空調ユニット〉
上記空調ユニット（22）の空調回路（80）は、一端（液側端）が液側連絡配管（34）の分岐端に接続され、他端（ガス側端）が第１ガス側連絡配管（35）に接続されている。上記空調回路（80）には、液側端から順に、室内膨張弁（82）及び室内熱交換器（81）（利用側熱交換器）が設けられている。
【００５５】
上記室内熱交換器（81）は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器である。この室内熱交換器（81）の近傍には、室内ファン（83）が設けられている。この室内熱交換器（81）では、冷媒と室内ファン（83）が送風する室内空気との間で熱交換が行われる。上記室内膨張弁（82）は、開度が調節可能な電子膨張弁により構成されている。
【００５６】
上記空調回路（80）では、第１ガス側連絡配管（35）と室内熱交換器（81）との間の配管に第１冷媒温度センサ（121）が、室内熱交換器（81）の伝熱管に第２冷媒温度センサ（122）がそれぞれ設けられている。また、上記室内熱交換器（81）の近傍には、店内空気の温度を検出する室内温度センサ（123）が設けられている。
【００５７】
〈冷蔵ショーケース〉
上記冷蔵ショーケース（23）の冷蔵回路（90）は、一端（液側端）が液側連絡配管（34）の分岐端に接続され、他端（ガス側端）が第２ガス側連絡配管（36）の分岐端に接続されている。上記冷蔵回路（90）には、液側端から順に、冷蔵膨張弁（92）及び冷蔵熱交換器（91）（利用側熱交換器）が設けられている。
【００５８】
上記冷蔵熱交換器（91）は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器である。この冷蔵熱交換器（91）の近傍には、冷蔵ファン（93）が設けられている。この冷蔵熱交換器（91）では、冷媒と冷蔵ファン（93）が送風する庫内空気との間で熱交換が行われる。
【００５９】
上記冷蔵回路（90）では、冷蔵熱交換器（91）の流出側に出口冷媒温度センサ（124）が設けられている。上記冷蔵膨張弁（92）は、出口冷媒温度センサ（124）の検出温度に応じて開度が調節される感温式膨張弁で構成されている。上記冷蔵膨張弁（92）の上流側近傍には、開閉自在な電磁弁（SV）が設けられている。また、上記冷蔵熱交換器（91）の近傍には、冷蔵ショーケース（23）内の庫内空気の温度を検出する庫内温度センサ（125）が設けられている。
【００６０】
〈冷凍ショーケース〉
上記冷凍ショーケース（24）の冷凍回路（100）は、一端（液側端）が液側連絡配管（34）の分岐端に接続され、他端（ガス側端）が第２ガス側連絡配管（36）の分岐端に接続されている。上記冷凍回路（100）には、液側端から順に、冷凍膨張弁（102）、冷凍熱交換器（101）（利用側熱交換器）及びブースタ圧縮機（104）が設けられている。
【００６１】
上記冷凍熱交換器（101）は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器である。この冷凍熱交換器（101）の近傍には、冷凍ファン（103）が設けられている。この冷凍熱交換器（101）では、冷媒と冷凍ファン（103）が送風する庫内空気との間で熱交換が行われる。
【００６２】
上記冷凍回路（100）では、冷凍熱交換器（101）の流出側に出口冷媒温度センサ（126）が設けられている。上記冷凍膨張弁（102）は、出口冷媒温度センサ（126）の検出温度に応じて開度が調節される感温式膨張弁で構成されている。上記冷凍膨張弁（102）の上流側近傍には、開閉自在な電磁弁（SV）が設けられている。また、冷凍熱交換器（101）の近傍には、冷凍ショーケース（24）内の庫内空気の温度を検出する庫内温度センサ（127）が設けられている。
【００６３】
上記ブースタ圧縮機（104）は、高圧ドーム式のスクロール型圧縮機であって、可変容量式の圧縮機を構成している。このブースタ圧縮機（104）の吐出管（105）は第２ガス側連絡配管（36）に接続され、該ブースタ圧縮機（104）の吸入管（106）は冷凍熱交換器（101）に接続されている。この吐出管（105）には、ブースタ圧縮機（104）側から順に、高圧圧力スイッチ（128）、油分離器（107）及び逆止弁（CV）が設けられている。上記油分離器（107）には、冷媒から分離した冷凍機油をブースタ圧縮機（104）の吸入側（吸入管（106））に戻すための油戻し管（108）が接続されている。この油戻し管（108）には、キャピラリチューブ（CP）が設けられている。
【００６４】
また、上記冷凍回路（100）には、吸入管（106）と吐出管（105）とを接続するバイパス管（109）も設けられている。このバイパス管（109）は、ブースタ圧縮機（104）の故障時等において、吸入管（106）を流れる冷媒がブースタ圧縮機（104）をバイパスして吐出管（105）へ流れるように構成されている。なお、上記バイパス管（109）には、逆止弁（CV）が設けられている。
【００６５】
本実施形態の冷媒回路（30）は、空調回路（80）、冷蔵回路（90）及び冷凍回路（100）における冷媒の蒸発温度が互いに異なっている。つまり、空調回路（80）と冷蔵回路（90）と冷凍回路（100）とは、互いに冷媒の蒸発圧力が異なっている。
【００６６】
−運転動作−
次に、上記冷凍装置（20）の運転動作について説明する。この冷凍装置（20）では、各ショーケース（23,24）の庫内を冷却しながら、空調ユニット（22）で室内を冷房する冷房運転と、各ショーケース（23,24）の庫内を冷却しながら、空調ユニット（22）で室内を暖房する暖房運転とが切換可能となっている。ここでは、冷房運転の動作と代表的な暖房運転の動作について説明する。
【００６７】
〈冷房運転〉
図２に示すように、冷房運転では、全ての四路切換弁（47,48）が第１状態に設定される。また、室外膨張弁（44）が全閉状態となり、冷蔵回路（90）及び冷凍回路（100）の各電磁弁（SV）が開放状態に設定される。さらに、室内膨張弁（82）、冷蔵膨張弁（92）及び冷凍膨張弁（102）の開度がそれぞれ適宜調節される。また、各ファン（51,83,93,103）、圧縮機（41）及びブースタ圧縮機（104）がそれぞれ運転状態となる。また、インバータ冷却用膨張弁（46）の開度制御が行われる。
【００６８】
上記圧縮機（41）で圧縮された冷媒は、吐出管（55）を流れて第１四路切換弁（47）を通過した後、室外熱交換器（42）へ流れる。この室外熱交換器（42）では、冷媒が室外空気に放熱して凝縮する。上記室外熱交換器（42）で凝縮した液冷媒は、第１液管（61）及びレシーバ（43）を順に介して第２液管（62）へ流れる。
【００６９】
上記第２液管（62）に流れた液冷媒は、液側連絡配管（34）へ流れる。上記第２液管（62）内を流れる冷媒の一部は、第１分岐管（65）にも流れて、インバータ冷却用膨張弁（46）で減圧された後、インバータ冷却部（45）でインバータ装置（50）を冷却する。該インバータ装置（50）を冷却した冷媒は、インジェクション管（58）へ流れ込んで、後述するように該インジェクション管（58）内を流れる冷媒とともに、圧縮機（41）の中間圧室内へインジェクションされる。
【００７０】
一方、上記液側連絡配管（34）へ流れた液冷媒は、空調回路（80）と冷蔵回路（90）と冷凍回路（100）とに分流する。
【００７１】
上記空調回路（80）に流入した冷媒は、室内膨張弁（82）で減圧された後、室内熱交換器（81）へ流れる。この室内熱交換器（81）では、冷媒が室内空気から吸熱して蒸発する。その結果、室内空気が冷却されて店内の冷房が行われる。室内熱交換器（81）で蒸発した冷媒は、第１ガス側連絡配管（35）、第１四路切換弁（47）及び第２四路切換弁（48）を順に介した後、インジェクション管（58）を介して上記圧縮機（41）の中間圧室にインジェクションされる。
【００７２】
上記冷蔵回路（90）に流入した冷媒は、冷蔵膨張弁（92）で減圧された後、冷蔵熱交換器（91）へ流れる。この冷蔵熱交換器（91）では、冷媒が庫内空気から吸熱して蒸発する。その結果、冷蔵ショーケース（23）の庫内の冷却が行われる。この冷蔵ショーケース（23）では、例えば庫内温度が５℃に維持される。冷蔵熱交換器（91）で蒸発した冷媒は、第２ガス側連絡配管（36）へ流れる。
【００７３】
上記冷凍回路（100）に流入した冷媒は、冷凍膨張弁（102）で減圧された後、冷凍熱交換器（101）へ流れる。この冷凍熱交換器（101）では、冷媒が庫内空気から吸熱して蒸発する。その結果、冷凍ショーケース（24）の庫内の冷却が行われる。この冷凍ショーケース（24）では、例えば庫内温度が−１０℃に維持される。冷凍熱交換器（101）で蒸発した冷媒は、ブースタ圧縮機（104）で圧縮された後、第２ガス側連絡配管（36）に流入して冷蔵回路（90）からの冷媒と合流する。合流した冷媒は、吸入管（56）へ流れて、圧縮機（41）に吸入される。
【００７４】
〈暖房運転〉
図３に示すように、暖房運転では、第１四路切換弁（47）が第２状態に、第２四路切換弁（48）が第１状態に設定される。また、室内膨張弁（82）が全開状態となり、冷蔵回路（90）及び冷凍回路（100）の各電磁弁（SV）が開放状態に設定される。さらに、室外膨張弁（44）、冷蔵膨張弁（92）及び冷凍膨張弁（102）の開度が適宜調節される。また、各ファン（51,83,93,103）、圧縮機（41）及びブースタ圧縮機（104）がそれぞれ運転状態となる。また、インバータ冷却用膨張弁（46）の開度制御が行われる。
【００７５】
上記圧縮機（41）で圧縮された冷媒は、吐出管（55）及び第１四路切換弁（47）の順に流れた後、第１ガス側連絡配管（35）を介して空調回路（80）に流入する。この空調回路（80）内に流入した冷媒は、室内熱交換器（81）へ流れ、室内空気に放熱して凝縮する。上記室内熱交換器（81）で凝縮した液冷媒は、冷蔵回路（90）、冷凍回路（100）及び液側連絡配管（34）へ流れる。
【００７６】
上記冷蔵回路（90）及び冷凍回路（100）に流入した冷媒は、上述の冷房運転の場合と同様、各膨張弁（92,102）で減圧された後、各熱交換器（91,101）へ流れて、庫内空気から吸熱して蒸発する。その結果、冷蔵ショーケース（23）及び冷凍ショーケース（24）の庫内の冷却が行われる。冷蔵熱交換器（91）で蒸発した冷媒は、直接、第２ガス側連絡配管（36）へ流れる一方、冷凍熱交換器（101）で蒸発した冷媒は、ブースタ圧縮機（104）で圧縮された後、第２ガス側連絡配管（36）に流入して上記冷蔵回路（90）からの冷媒と合流する。合流した冷媒は、吸入管（56）へ流れて、圧縮機（41）に吸入される。
【００７７】
上記液側連絡配管（34）へ流れた冷媒は、第１分岐管（65）へ流れて、一部がインバータ冷却用膨張弁（46）及びインバータ冷却部（45）を介してインジェクション管（58）に流れ込む一方、残りは第２分岐管（66）へ流れる。上記第１分岐管（65）をそのまま流れる上記一部の冷媒は、上記インバータ冷却用膨張弁（46）によって減圧され、上記インバータ冷却部（45）内を流れてインバータ装置（50）を冷却する。該インバータ装置（50）を冷却した後の冷媒は、上記インジェクション管（58）内を流れる冷媒とともに、上記圧縮機（41）の中間圧室にインジェクションされる。
【００７８】
上記第２分岐管（66）へ流れた冷媒は、レシーバ（43）、第２液管（62）及びバイパス管（63）を順に介して室外熱交換器（42）へ流れる。上記冷媒は、バイパス管（63）を流れる際に、室外膨張弁（44）によって減圧される。上記室外熱交換器（42）では、冷媒が室外の空気から吸熱して蒸発する。上記室外熱交換器（42）で蒸発した冷媒は、第１四路切換弁（47）及び第２四路切換弁（48）を介してインジェクション管（58）へ流れ、該インジェクション管（58）によって、上記圧縮機（41）の中間圧室へインジェクションされる。
【００７９】
なお、上記空調回路（80）で暖房能力が余剰状態の場合には、上記室外熱交換器（42）も凝縮器として機能させる運転モードがある。この場合には、上記図３において上記第２四路切換弁（48）を第２状態にして、図４に示すように、圧縮機（41）から吐出される高圧冷媒が、上記空調回路（80）及び室外熱交換器（42）の両方に流れるようにすればよい。このとき、上記図４に示すように、圧縮機（41）の中間圧室に冷媒をインジェクションするためのインジェクション管（58）は、上記第２四路切換弁（48）の第３ポートに接続されて、冷媒が流入しない状態になる。そのため、上記インジェクション管（58）には、第２液管（62）から分流してインバータ冷却部（45）内を流れた冷媒のみが流れることになる。すなわち、上述の構成にすることで、上記インジェクション管（58）に冷媒が流れない運転モードであっても、上記第１分岐管（65）には冷媒が流れるため、インバータ装置（50）を確実に冷却することができるとともに、上記圧縮機（41）の中間圧室にも確実に冷媒をインジェクションすることができる。
【００８０】
−実施形態２の効果−
以上のように、本実施形態によれば、圧縮機（41）の中間圧室に流入する冷媒を用いて、結露を発生させることなく、インバータ装置（50）を効率良く冷却することができる。すなわち、インバータ装置（50）を低圧冷媒によって冷却すると、該インバータ装置（50）が冷え過ぎて結露が発生する場合があるが、上述のように、中間圧の冷媒を用いて該インバータ装置（50）を冷却することで、結露の発生を防止しつつ、該インバータ装置（50）を効率良く冷却することができる。
【００８１】
また、上記圧縮機（41）の中間圧室に中間圧の冷媒をインジェクションすることで、該圧縮機（41）の冷媒の吐出温度を調整して該圧縮機（41）の保護を図れる。
【００８２】
さらに、冷媒の圧力が比較的低い冷蔵回路（90）及び冷凍回路（100）から流れ出た冷媒を、圧縮機（41）の吸入側から吸入させる一方、冷媒の圧力が比較的高い空調回路（80）から流れ出た冷媒を、圧縮機（41）の中間圧室に流入させることにより、該圧縮機（41）に対して中間圧の冷媒をインジェクションする構成を容易に実現することができる。
【００８３】
《その他の実施形態》
上記各実施形態については、以下のような構成としてもよい。
【００８４】
上記各実施形態では、圧縮機（3,41）が１台の場合の冷凍装置（1,20）において、該圧縮機（3,41）の中間圧室にインジェクションされる中間圧の冷媒でインバータ装置（9,50）を冷却するようにしているが、この限りではなく、複数台の圧縮機を備えた冷凍装置において、上述のような構成を適用するようにしてもよい。さらに、本発明の構成が適用されるのは、上記実施形態１、２のような冷媒回路（30）に限らず、中間圧の冷媒がインジェクション可能な圧縮機を備えていれば、どのような冷媒回路であってもよい。
【００８５】
また、上記各実施形態では、膨張機構として膨張弁を用いているが、この限りではなく、キャピラリチューブなど、冷媒を減圧できる構成であれば、どのようなものであってもよい。
【００８６】
また、上記実施形態１では、圧縮機（3）の中間圧室に接続されるインジェクション回路（10）上にインバータ冷却部（12）を設けているが、この限りではなく、上記インジェクション回路（10）とは別に、該インジェクション回路（10）と室外熱交換器（4）の下流側とを接続するような分岐管を設け、該分岐管上に上記インバータ冷却部を設けてもよい。
【００８７】
また、上記実施形態２では、圧縮機（41）の中間圧室に接続されるインジェクション管（58）に、インバータ冷却部（45）の設けられた第１分岐管（65）を接続するようにしているが、この限りではなく、上記インジェクション管（58）上にインバータ冷却部を設けてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
以上説明したように、本発明は、例えば、中間圧室に冷媒がインジェクション可能に構成された圧縮機を有し、蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路を備えた冷凍装置に特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】図１は、実施形態１に係る冷凍装置の構成を示す配管系統図である。
【図２】図２は、実施形態２に係る冷凍装置において、冷房運転時の冷媒の流れを示す配管系統図である。
【図３】図３は、暖房運転時の冷媒の流れを示す図２相当図である。
【図４】図４は、暖房能力が余剰状態のときの冷媒の流れを示す図２相当図である。
【符号の説明】
【００９０】
1,20          冷凍装置
2,30          冷媒回路
3,41          圧縮機
4,42          室外熱交換器（熱源側熱交換器）
5             膨張弁（第１膨張機構）
6             室内熱交換器
9,50          インバータ装置（制御装置）
10,60         インジェクション回路
11            膨張弁（第２膨張機構）
12,45         インバータ冷却部（制御装置冷却部）
13,58         インジェクション管
46            インバータ冷却用膨張弁（膨張機構）
81            室内熱交換器（空調熱交換器）
91            冷蔵熱交換器（冷却熱交換器）
101           冷凍熱交換器（冷却熱交換器）
【図１】
2010002112.tif 000003
【図２】
2010002112.tif 000004
【図３】
2010002112.tif 000005
【図４】
2010002112.tif 000006