(57)【要約】【課題】吸入冷媒を用いてインバータを十分に冷却することができる蒸気圧縮式冷凍サイクルを提供する。【解決手段】冷媒を吸入して圧縮する圧縮部１１、圧縮部１１を駆動する電動モータ１２、及び電動モータ１２を作動制御するとともに吸入冷媒を用いて冷却されるインバータ１３を備えた電動圧縮機１０と、高温側流路７１を流れる冷媒と低温側流路７２を流れる冷媒との間で熱交換を行う内部熱交換器７０と、蒸発器５０よりも下流側で主冷媒回路２０から分岐し、低温側流路７２を迂回して冷媒を流すバイパス回路８０と、主冷媒回路２０とバイパス回路８０との間で冷媒流路を切り替える流路切替弁９０と、インバータ温度Ｔｉｎｖを検出する温度センサ１１０と、温度Ｔｉｎｖに基づいて流路切替弁９０を制御する制御装置１００とを有するように構成する。【選択図】図１
2010043754.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を吸入して圧縮する圧縮部（１１）、前記圧縮部（１１）を駆動する電動モータ（１２）、及び前記電動モータ（１２）を作動制御するとともに吸入冷媒を用いて冷却されるインバータ（１３）を備えた電動圧縮機（１０）と、
前記電動圧縮機（１０）で圧縮された冷媒を冷却するガスクーラ（３０）と、
前記ガスクーラ（３０）で冷却された冷媒を減圧させる減圧手段（４０）と、
前記減圧手段（４０）で減圧された冷媒を蒸発させて前記電動圧縮機（１０）に戻す蒸発器（５０）と、
前記ガスクーラ（３０）よりも下流側で前記減圧手段（４０）よりも上流側に位置する高温側流路（７１）と、前記蒸発器（５０）よりも下流側で前記電動圧縮機（１０）よりも上流側に位置する低温側流路（７２）とを備え、前記高温側流路（７１）を流れる冷媒と前記低温側流路（７２）を流れる冷媒との間で熱交換を行う内部熱交換器（７０）と、
前記電動圧縮機（１０）、前記ガスクーラ（３０）、前記高温側流路（７１）、前記減圧手段（４０）、前記蒸発器（５０）及び前記低温側流路（７２）を環状に接続し、冷媒を循環させる主冷媒回路（２０）と、
前記蒸発器（５０）よりも下流側で前記主冷媒回路（２０）から分岐し、前記低温側流路（７２）を迂回して冷媒を流すバイパス回路（８０）と、
前記主冷媒回路（２０）と前記バイパス回路（８０）との間で冷媒流路を切り替える流路切替手段（９０）と、
前記インバータ（１３）の温度（Ｔｉｎｖ）を検出する温度検出手段（１１０）と、
前記温度（Ｔｉｎｖ）に基づいて前記流路切替手段（９０）を制御する制御手段（１００）とを有することを特徴とする蒸気圧縮式冷凍サイクル。
【請求項２】
前記バイパス回路（８０）は、前記電動圧縮機（１０）よりも上流側で前記主冷媒回路（２０）に合流していることを特徴とする請求項１に記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。
【請求項３】
前記電動圧縮機（１５）は、吸入した冷媒を流通させて前記インバータ（１３）を冷却する第１通路（１６）と、吸入した冷媒を前記第１通路（１６）を経由せずに前記圧縮部（１１）に送る第２通路（１７）とを有し、
前記主冷媒回路（２１）は前記第２通路（１７）に接続されており、
前記バイパス回路（８２）は前記第１通路（１６）に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。
【請求項４】
前記制御手段（１００）は、
前記温度（Ｔｉｎｖ）が所定温度（Ｔ０）未満の場合には、前記バイパス回路（８０）側を閉とし前記主冷媒回路（２０）側を開とするように前記流路切替手段（９０）を制御し、
前記温度（Ｔｉｎｖ）が前記所定温度（Ｔ０）以上の場合には、前記バイパス回路（８０）側を開とし前記主冷媒回路（２０）側を閉とするように前記流路切替手段（９０）を制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。
【請求項５】
前記流路切替手段（９０）は、前記低温側流路（７２）を流れる冷媒と、前記バイパス回路（８０）を流れる冷媒との流量比を調節可能であり、
前記制御手段（１００）は、前記温度（Ｔｉｎｖ）が高いほど前記バイパス回路（８０）側を流れる冷媒の流量比が高くなるように前記流路切替手段（９０）を制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気圧縮式冷凍サイクルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に開示されているように、吸入した冷媒を圧縮して吐出する圧縮機機構部と、圧縮機機構部を駆動する電動モータと、電動モータを作動制御するインバータとを有し、吸入冷媒を用いてインバータを冷却する電動圧縮機が知られている。電動圧縮機に流入する低圧冷媒は、インバータケース内の冷却空間を経由し、インバータを冷却した後に圧縮機機構部に吸入されるようになっている。
【特許文献１】米国特許第７１７９０６８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、電動圧縮機、ガスクーラ、膨張弁及び蒸発器が順次環状に接続された蒸気圧縮式冷凍サイクルにおいて、ガスクーラよりも下流側で膨張弁よりも上流側の高圧冷媒と、蒸発器よりも下流側で電動圧縮機よりも上流側の低圧冷媒との熱交換を行う内部熱交換器が設けられる場合がある。内部熱交換器を設けることによって、蒸発器入口出口間でのエンタルピー差を増大させることができるため、冷凍サイクルの冷凍能力を向上できる。
【０００４】
しかしながら、上記のような電動圧縮機を用いた冷凍サイクルに内部熱交換器を設けると、電動圧縮機に流入する低圧冷媒の温度が上昇してしまうためインバータを十分に冷却できず、電動圧縮機が機能停止してしまう場合がある。
【０００５】
本発明の目的は、吸入冷媒を用いてインバータを十分に冷却することができる蒸気圧縮式冷凍サイクルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。
【０００７】
請求項１に記載の発明は、冷媒を吸入して圧縮する圧縮部（１１）、圧縮部（１１）を駆動する電動モータ（１２）、及び電動モータ（１２）を作動制御するとともに吸入冷媒を用いて冷却されるインバータ（１３）を備えた電動圧縮機（１０）と、電動圧縮機（１０）で圧縮された冷媒を冷却するガスクーラ（３０）と、ガスクーラ（３０）で冷却された冷媒を減圧させる減圧手段（４０）と、減圧手段（４０）で減圧された冷媒を蒸発させて電動圧縮機（１０）に戻す蒸発器（５０）と、ガスクーラ（３０）よりも下流側で減圧手段（４０）よりも上流側に位置する高温側流路（７１）と、蒸発器（５０）よりも下流側で電動圧縮機（１０）よりも上流側に位置する低温側流路（７２）とを備え、高温側流路（７１）を流れる冷媒と低温側流路（７２）を流れる冷媒との間で熱交換を行う内部熱交換器（７０）と、電動圧縮機（１０）、ガスクーラ（３０）、高温側流路（７１）、減圧手段（４０）、蒸発器（５０）及び低温側流路（７２）を環状に接続し、冷媒を循環させる主冷媒回路（２０）と、蒸発器（５０）よりも下流側で主冷媒回路（２０）から分岐し、低温側流路（７２）を迂回して冷媒を流すバイパス回路（８０）と、主冷媒回路（２０）とバイパス回路（８０）との間で冷媒流路を切り替える流路切替手段（９０）と、インバータ（１３）の温度（Ｔｉｎｖ）を検出する温度検出手段（１１０）と、温度（Ｔｉｎｖ）に基づいて流路切替手段（９０）を制御する制御手段（１００）とを有することを特徴とする蒸気圧縮式冷凍サイクルである。
【０００８】
これにより、インバータ（１３）の温度（Ｔｉｎｖ）に基づいてバイパス回路（８０）と主冷媒回路（２０）との間で冷媒流路を切り替え、内部熱交換器（７０）の低温側流路（７２）を迂回させることができるため、電動圧縮機（１０）に吸入される冷媒の温度を比較的低温に維持することができる。したがって、吸入冷媒を用いてインバータ（１３）を十分に冷却することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、バイパス回路（８０）は、電動圧縮機（１０）よりも上流側で主冷媒回路（２０）に合流していることを特徴としている。
【００１０】
これにより、電動圧縮機（１０）の吸入側に接続される冷媒配管を１本にできるため、冷媒吸入口を１つのみ備える電動圧縮機（１０）をそのまま用いることができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、電動圧縮機（１５）は、吸入した冷媒を流通させてインバータ（１３）を冷却する第１通路（１６）と、吸入した冷媒を第１通路（１６）を経由せずに圧縮部（１１）に送る第２通路（１７）とを有し、主冷媒回路（２１）は第２通路（１７）に接続されており、バイパス回路（８２）は第１通路（１６）に接続されていることを特徴としている。
【００１２】
これにより、バイパス回路（８２）を流れる冷媒は、低温側流路（７２）を流れて加熱された冷媒と混合されることなく、低温のまま電動圧縮機（１５）に吸入されて第１通路（１６）を流通するため、インバータ（１３）の冷却効率を向上できる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、制御手段（１００）は、温度（Ｔｉｎｖ）が所定温度（Ｔ０）未満の場合には、バイパス回路（８０）側を閉とし主冷媒回路（２０）側を開とするように流路切替手段（９０）を制御し、温度（Ｔｉｎｖ）が所定温度（Ｔ０）以上の場合には、バイパス回路（８０）側を開とし主冷媒回路（２０）側を閉とするように流路切替手段（９０）を制御することを特徴としている。
【００１４】
これにより、制御手段（１００）による流路切替手段（９０）の制御を比較的単純な二位置制御とすることができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、流路切替手段（９０）は、低温側流路（７２）を流れる冷媒と、バイパス回路（８０）を流れる冷媒との流量比を調節可能であり、制御手段（１００）は、温度（Ｔｉｎｖ）が高いほどバイパス回路（８０）側を流れる冷媒の流量比が高くなるように流路切替手段（９０）を制御することを特徴としている。
【００１６】
これにより、インバータ（１３）の温度（Ｔｉｎｖ）が高いほど電動圧縮機（１０）の吸入冷媒の温度を低くすることができるため、インバータ（１３）を十分に冷却することができる。また、インバータ（１３）の温度（Ｔｉｎｖ）が低いほど低温側流路（７２）を流れる冷媒の流量比を高くすることができるため、内部熱交換器（７０）において高圧冷媒との熱交換を行うことができ、蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷凍能力を向上できる。
【００１７】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係の一例を示している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図１乃至図３を用いて説明する。図１は、本実施形態における蒸気圧縮式冷凍サイクルの構成を示す概略図である。本実施形態の蒸気圧縮式冷凍サイクルは、例えば車両に搭載される車両用空調装置を構成しており、内部を循環する冷媒としてＣＯ２冷媒が用いられている。図１に示すように、電動圧縮機１０、ガスクーラ３０、膨張弁４０、蒸発器５０及びアキュムレータ６０が冷媒配管を介して環状に接続された主冷媒回路２０を有している。また蒸気圧縮式冷凍サイクルには、主冷媒回路２０においてガスクーラ３０と膨張弁４０との間を流れる高圧冷媒と、蒸発器５０と電動圧縮機１０との間を流れる低圧冷媒との間で熱交換を行う内部熱交換器７０が設けられている。
【００１９】
電動圧縮機１０は、吸入した低圧冷媒を高温高圧に圧縮して吐出する例えばスクロール式の圧縮部１１と、圧縮部１１を回転駆動する電動モータ１２と、電動モータ１２に電力を供給して作動制御するインバータ１３とを有している。インバータ１３は、多数の半導体素子を有しており、制御装置１００からの制御信号に基づいて電動モータ１２への供給電力を制御する。これにより電動圧縮機１０は、制御装置１００の制御により熱負荷に応じた可変の回転数で駆動するようになっている。
【００２０】
電動圧縮機１０はエンジンルーム等に配置されるため、インバータ１３は、自身の発熱やエンジンルーム内の雰囲気温度により高温となる。温度上昇による動作不良を防ぐため、インバータ１３は、電動圧縮機１０に吸入される低圧冷媒を用いて冷却されるようになっている。すなわち電動圧縮機１０内には、吸入した冷媒をインバータ１３の周囲を通過させた後に圧縮部１１側に送るインバータ１３冷却用の冷媒通路が形成されている。またインバータ１３の例えば回路基板上には、インバータ温度Ｔｉｎｖを検出して制御装置１００に検出信号を出力する温度センサ（温度検出手段）１１０が設けられている。
【００２１】
電動圧縮機１０の冷媒流れ下流側には、ガスクーラ３０が設けられている。ガスクーラ３０は、図示しない送風機により強制的に送風される車室外空気との熱交換により、電動圧縮機１０から吐出された高圧冷媒を放熱させて冷却する熱交換器である。ガスクーラ３０の冷媒流れ下流側には、内部熱交換器７０の高温側流路７１が設けられている。
【００２２】
高温側流路７１の冷媒流れ下流側には、膨張弁４０が設けられている。膨張弁４０は、ガスクーラ３０で冷却された高圧冷媒を減圧膨張させる減圧手段である。例えば膨張弁４０には、ガスクーラ３０出口側における冷媒過熱度が所定値となるように絞り開度を制御する温度式膨張弁が用いられている。減圧手段としては、膨張弁４０に代えて、固定式オリフィスチューブやキャピラリ等の固定絞りを用いることもできる。
【００２３】
膨張弁４０の冷媒流れ下流側には、蒸発器５０が設けられている。蒸発器５０は、内部を流通する冷媒を空気との熱交換により蒸発させる熱交換器（吸熱器）である。蒸発器５０は、例えば車両用空調装置の空調ケース内に配置されており、強制的に送風される空調空気から吸熱するようになっている。
【００２４】
蒸発器５０の冷媒流れ下流側には、アキュムレータ６０が設けられている。アキュムレータ６０は、蒸発器５０から流出した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して気相冷媒を流出させる気液分離器である。主冷媒回路２０におけるアキュムレータ６０の下流側には、内部熱交換器７０の低温側流路７２が設けられている。
【００２５】
またアキュムレータ６０の冷媒流れ下流側には、主冷媒回路２０から分岐して低温側流路７２を迂回するバイパス回路８０が設けられている。バイパス回路８０は、低温側流路７２よりも下流側で電動圧縮機１０よりも上流側の合流部８１で主冷媒回路２０に合流している。
【００２６】
主冷媒回路２０とバイパス回路８０との分岐点には、制御装置１００により作動制御されて冷媒流路を切り替える流路切替弁（流路切替手段）９０が設けられている。本実施形態では、流路切替弁９０として三方弁構造の電磁弁が用いられている。例えば流路切替弁９０は、非通電時には主冷媒回路２０（低温側流路７２）側が開となり、バイパス回路８０側が閉となる。制御装置１００から流路切替弁９０に通電されると流路が切り替わり、低温側流路７２側が閉となり、バイパス回路８０側が開となる。
【００２７】
制御装置（制御手段）１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成されている。制御装置１００には、操作パネル（図示せず）からの各種操作信号や、温度センサ１１０を含む各種センサ群からの検出信号等が入力されるようになっている。制御装置１００は、これらの入力信号に基づいて電動圧縮機１０や流路切替弁９０等の各種機器の作動を制御する。
【００２８】
ここで、制御装置１００における流路切替弁９０の制御手順について説明する。図２は、制御装置１００により実行される流路切替弁９０の制御手順の一例を示すフローチャートである。図２に示すように、まず制御装置１００は、温度センサ１１０から入力される検出信号に基づき、インバータ温度Ｔｉｎｖを取得する（ステップＳ１）。
【００２９】
次に制御装置１００は、予め設定された設定温度Ｔ０をＲＯＭから読出し、取得したインバータ温度Ｔｉｎｖと設定温度Ｔ０とを比較する（ステップＳ２）。インバータ温度Ｔｉｎｖが設定温度Ｔ０より低いと判断したら（Ｔｉｎｖ＜Ｔ０）、ステップＳ３に進む。ステップＳ３では、流路切替弁９０が非通電状態であればその状態を維持し、通電状態であれば通電を停止する。これにより、流路切替弁９０はバイパス回路８０側が閉となり、低温側流路７２側が開となる。したがって、アキュムレータ６０から流出する気相冷媒の全量は、低温側流路７２を通過して高圧冷媒との熱交換により加熱され、電動圧縮機１０に吸入される。
【００３０】
一方、ステップＳ２においてインバータ温度Ｔｉｎｖが設定温度Ｔ０以上であると判断したら（Ｔｉｎｖ≧Ｔ０）、ステップＳ４に進む。ステップＳ４では、流路切替弁９０が非通電状態であれば通電を開始し、通電状態であればその状態を維持する。これにより、流路切替弁９０はバイパス回路８０側が開となり、低温側流路７２側が閉となる。したがって、アキュムレータ６０から流出する気相冷媒の全量は、低温側流路７２を迂回してバイパス回路８０を通過し、高圧冷媒との熱交換により加熱されることなく、電動圧縮機１０に吸入される。
【００３１】
以上のステップＳ１〜Ｓ４は、冷凍サイクルの運転が終了するまで、所定時間毎に繰り返される（ステップＳ５）。
【００３２】
図３は、本実施形態におけるインバータ温度Ｔｉｎｖと流路切替弁９０の動作との関係の一例を示すグラフである。グラフの横軸はインバータ温度Ｔｉｎｖを表し、縦軸は流路切替弁９０のバイパス回路８０側の開閉状態を表している。図３に示すように、インバータ温度Ｔｉｎｖが設定温度Ｔ０よりも低い場合には、流路切替弁９０のバイパス回路８０側は閉状態にあり、低温側流路７２側が開状態にある。インバータ温度Ｔｉｎｖが設定温度Ｔ０以上の場合には、流路切替弁９０のバイパス回路８０側が開状態になり、低温側流路７２側が閉状態になる。
【００３３】
次に、本実施形態の蒸気圧縮式冷凍サイクルの作動について説明する。
【００３４】
乗員の操作により空調作動信号及び設定温度信号等が制御装置１００に入力されると、制御装置１００は、電動圧縮機１０のインバータ１３に起動信号を出力する。これにより、電動モータ１２にはインバータ１３を介し電力が供給され、圧縮部１１は所定回転数での回転駆動を開始する。圧縮部１１は気相冷媒を吸入して圧縮し、高温高圧冷媒を所定の吐出容量で吐出する。
【００３５】
電動圧縮機１０から吐出された高温高圧冷媒は、冷媒配管を介してガスクーラ３０に流入する。ガスクーラ３０に流入した高温高圧冷媒は、車室外空気との熱交換により冷却される。ガスクーラ３０から流出した高圧冷媒は、内部熱交換器７０の高温側流路７１を通過し、低温側流路７２を通過する低圧冷媒との熱交換によりさらに冷却される。高温側流路７１を流出した高圧冷媒は、膨張弁４０に流入する。
【００３６】
膨張弁４０に流入した高圧冷媒は、膨張弁４０内の絞り通路を通過し、絞り膨張されて気液二相の低圧冷媒となる。膨張弁４０から流出した低圧冷媒は、蒸発器５０に流入する。蒸発器５０に流入した低圧冷媒は、送風ファンにより送風される空調空気から吸熱する。
【００３７】
蒸発器５０から流出した低圧冷媒は、アキュムレータ６０に流入して気液分離され、気相冷媒だけがアキュムレータ６０から流出する。気相冷媒は、流路切替弁９０によって選択された流路を通り、電動圧縮機１０に吸入される。すなわち、インバータ温度Ｔｉｎｖが設定温度Ｔ０よりも低いときには、流路切替弁９０の低温側流路７２側が開状態にあるため、気相冷媒は低温側流路７２を流通する。これにより気相冷媒は、内部熱交換器７０において高温側流路７１を流通する高圧冷媒との熱交換により加熱され、比較的高温となって電動圧縮機１０に吸入される。電動圧縮機１０に流入した気相冷媒は、インバータ１３を冷却した後に圧縮部１１により再び圧縮吐出される。
【００３８】
自身の発熱やエンジンルーム内の雰囲気温度によってインバータ温度Ｔｉｎｖが上昇して設定温度Ｔ０以上になると、制御装置１００の制御により流路が切り替えられ、流路切替弁９０のバイパス回路８０側が開状態になる。これにより、アキュムレータ６０から流出した気相冷媒は、低温側流路７２を迂回してバイパス回路８０を流通し、高圧冷媒との熱交換により加熱されることなく、低温のまま電動圧縮機１０に吸入される。電動圧縮機１０に流入した低温の気相冷媒は、インバータ１３を冷却した後に圧縮部１１により再び圧縮吐出される。
【００３９】
低温の吸入冷媒によってインバータ１３が冷却され、インバータ温度Ｔｉｎｖが設定温度Ｔ０を下回ると、制御装置１００の制御により再び流路が切り替えられ、流路切替弁９０の低温側流路７２側が開状態になる。これにより、内部熱交換器７０での高圧冷媒と低圧冷媒との熱交換が再開される。
【００４０】
以上のように本実施形態によれば、インバータ温度Ｔｉｎｖに基づいて流路切替弁９０を制御することにより、バイパス回路８０と主冷媒回路２０との間で冷媒流路を切り替えることができるため、インバータ温度Ｔｉｎｖが高いときには低圧冷媒を内部熱交換器７０の低温側流路７２を迂回させてバイパス回路８０側に流すことができる。バイパス回路８０を流れる低圧冷媒は、高圧冷媒との熱交換により加熱されることなく、低温のまま電動圧縮機１０に吸入される。したがって、吸入冷媒を用いてインバータ１３を十分に冷却することができる。これにより、インバータ１３の温度上昇による電動圧縮機１０の機能停止を回避できる。
【００４１】
一方、インバータ温度Ｔｉｎｖが低いときには、低圧冷媒を低温側流路７２に流すことができるため、内部熱交換器７０において高圧冷媒と低圧冷媒との熱交換を行うことができる。したがって、蒸発器５０出入口間のエンタルピー差を増大させることができるため、蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷凍能力を向上できる。
【００４２】
また本実施形態では、バイパス回路８０は電動圧縮機１０よりも上流側で主冷媒回路２０に合流しているため、電動圧縮機１０の吸入側に接続される冷媒配管を１本にすることができる。したがって、冷媒吸入口を１つのみ備える従来構造の電動圧縮機１０をそのまま用いることができる。
【００４３】
さらに本実施形態では、流路切替弁９０の制御を比較的単純な二位置制御としているため、蒸気圧縮式冷凍サイクルのコスト増加を抑えることができる。
【００４４】
ここで、本実施形態では、インバータ１３の温度が上昇して冷媒流路がバイパス回路８０側に切り替えられたときに、内部熱交換器７０での高圧冷媒と低圧冷媒との熱交換が行われなくなるため、電動圧縮機１０の冷凍能力が一時的に低下してしまう場合がある。しかしながら、本実施形態ではこの期間においても電動圧縮機１０の運転が継続されるため、インバータ１３の温度が低下するまで電動圧縮機１０を機能停止させるのに比較すると影響は少ない。
【００４５】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図４を用いて説明する。本実施形態の蒸気圧縮式冷凍サイクルは、流路切替弁９０として比例制御の可能な電動三方弁が用いられていることを除き、図１に示した蒸気圧縮式冷凍サイクルと同様の構成を有している。流路切替弁９０は、低温側流路７２側に流れる冷媒とバイパス回路８０側に流れる冷媒との流量比を例えば０：１０から１０：０まで多段又は無段階で調節可能になっている。制御装置１００は、インバータ温度Ｔｉｎｖと予め設定された第１及び第２の設定温度Ｔ１、Ｔ２（Ｔ１＜Ｔ２）とに基づいて流路切替弁９０を以下のように制御し、冷媒の流量比を制御するようになっている。
【００４６】
図４は、本実施形態におけるインバータ温度Ｔｉｎｖと流路切替弁９０の動作との関係の一例を示すグラフである。グラフの横軸はインバータ温度Ｔｉｎｖを表し、縦軸は流路切替弁９０のバイパス回路８０側の開度を表している。図４に示すように、インバータ温度Ｔｉｎｖが第１の設定温度Ｔ１よりも低い場合には（Ｔｉｎｖ＜Ｔ１）、流路切替弁９０のバイパス回路８０側の開度は、制御装置１００により０％に設定される。これにより、低圧冷媒の全量は、内部熱交換器７０の低温側流路７２を流通し、高圧冷媒との熱交換により加熱されて電動圧縮機１０に吸入される。
【００４７】
インバータ温度Ｔｉｎｖが第１の設定温度Ｔ１以上で第２の設定温度Ｔ２未満の場合には（Ｔ１≦Ｔｉｎｖ＜Ｔ２）、流路切替弁９０のバイパス回路８０側の開度は、インバータ温度Ｔｉｎｖの上昇に伴って０％から１００％までほぼ直線的に増加するように設定される。これにより、低圧冷媒は、インバータ温度Ｔｉｎｖが低いほど低温側流路７２を高い流量比で流れ、インバータ温度Ｔｉｎｖが高いほどバイパス回路８０を高い流量比で流れる。低温側流路７２を流れる低圧冷媒は、高圧冷媒との熱交換により加熱されて合流部８１に向かう。バイパス回路８０を流れる低圧冷媒は、低温のまま合流部８１に向かう。合流部８１では、低温側流路７２を流れて加熱された冷媒とバイパス回路８０を流れた低温の冷媒とが所定の流量比で混合され、電動圧縮機１０に吸入される。電動圧縮機１０に吸入される冷媒の温度は、インバータ温度Ｔｉｎｖが低いほど高く、インバータ温度Ｔｉｎｖが高いほど低くなる。
【００４８】
インバータ温度Ｔｉｎｖが第２の設定温度Ｔ２以上の場合には（Ｔｉｎｖ≧Ｔ２）、流路切替弁９０のバイパス回路８０側の開度は１００％に設定される。これにより、低圧冷媒の全量は、バイパス回路８０を流通し、低温のまま電動圧縮機１０に吸入される。
【００４９】
本実施形態によれば、インバータ温度Ｔｉｎｖに基づいて電動圧縮機１０の吸入冷媒の温度が調節され、インバータ温度Ｔｉｎｖが高いほど当該吸入冷媒の温度を低くすることができるため、インバータ１３を十分に冷却することができる。
【００５０】
また、インバータ温度Ｔｉｎｖが低いほど低温側流路７２を流れる冷媒の流量比を高くすることができるため、インバータ１３の冷却が可能な範囲内でできるだけ多量の冷媒を低温側流路７２に流すことができる。これにより、内部熱交換器７０において高圧冷媒と低圧冷媒との熱交換を行うことができる。したがって、蒸発器５０出入口間のエンタルピー差を増大させることができるため、蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷凍能力を向上できる。
【００５１】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図５を用いて説明する。図５は、本実施形態における蒸気圧縮式冷凍サイクルの構成を示している。図５に示すように、本実施形態では、電動圧縮機１５が、２つの冷媒吸入口１８、１９と、一方の冷媒吸入口１８から吸入した冷媒を流通させてインバータ１３を冷却する第１通路１６と、他方の冷媒吸入口１９から吸入した冷媒を第１通路１６を経由せずに圧縮部１１に送る第２通路１７とを有している。第１通路１６は下流側で第２通路１７に合流しており、第１通路１６を流れた冷媒は、第２通路１７を介して圧縮部１１に送られるようになっている。冷媒吸入口１８から吸入された冷媒は、第１通路１６を流れてインバータ１３の冷却に直接的に寄与するのに対し、冷媒吸入口１９から吸入された冷媒は、第１通路１６を流れないためインバータ１３の冷却には直接的には寄与しないようになっている。
【００５２】
また本実施形態では、主冷媒回路２１は冷媒吸入口１９に接続されており、主冷媒回路２１から分岐して低温側流路７２を迂回するバイパス回路８２は、主冷媒回路２１には合流せず、電動圧縮機１５の冷媒吸入口１８に直接接続されている。
【００５３】
主冷媒回路２１とバイパス回路８２との分岐部には、流路切替弁９０として比例制御の可能な電動三方弁が設けられている。流路切替弁９０は、制御装置１００によって、例えば図４に示した関係に基づきインバータ温度Ｔｉｎｖに応じて制御される。
【００５４】
本実施形態では、バイパス回路８２の下流端が電動圧縮機１５に直接接続されている。このため、流路切替弁９０が中間開度に制御されて、バイパス回路８２及び低温側流路７２の双方に冷媒が流れる場合に、バイパス回路８２を通過した冷媒は、低温側流路７２を流れて加熱された冷媒と混合されることなく、低温のまま電動圧縮機１５の第１通路１６に流入する。したがって、第１通路１６を流れる吸入冷媒とインバータ１３との温度差を大きくできるため、インバータ１３の冷却効率を向上できる。
【００５５】
（その他の実施形態）
上記実施形態では、インバータ１３が一体化された電動圧縮機１０、１５を例に挙げたが、インバータは電動圧縮機本体とは別体であってもよい。
【００５６】
また上記実施形態では、ＣＯ２冷媒を例に挙げたが、フロン系冷媒、ＨＣ系冷媒等の他の冷媒を用いることもできる。
【００５７】
さらに上記第１及び第２実施形態では、主冷媒回路２０とバイパス回路８０との分岐部に流路切替弁９０が設けられた例を挙げたが、流路切替弁は合流部８１に設けることもできる。
【００５８】
また上記実施形態では、流路切替手段として三方弁構造の流路切替弁９０を例に挙げたが、主冷媒回路２０とバイパス回路８０、８２との間で流路を切り替えることができれば他の構成を用いることができる。例えば、主冷媒回路２０（バイパス回路８０、８２との分岐部よりも下流側）及びバイパス回路８０、８２にそれぞれ二方弁構造の流量調節弁（又は遮断弁）を設けてもよい。
【００５９】
さらに上記実施形態では、温度センサ１１０がインバータ１３の回路基板上に設けられた例を挙げたが、温度センサ１１０は、インバータ１３近傍の温度を検出可能な位置に設けられていればよい。
【００６０】
また上記第１実施形態では、インバータ温度Ｔｉｎｖの閾値を設定温度Ｔ０のみに設定しているが、流路切替弁９０のハンチング動作を防止するために、インバータ温度Ｔｉｎｖが上昇したときの閾値温度をインバータ温度Ｔｉｎｖが低下したときの閾値温度よりも高く設定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】第１実施形態における蒸気圧縮式冷凍サイクルの構成を示す図である。
【図２】制御装置により実行される流路切替弁の制御手順の一例を示すフローチャートである。
【図３】第１実施形態におけるインバータ温度Ｔｉｎｖと流路切替弁の動作との関係の一例を示すグラフである。
【図４】第２実施形態におけるインバータ温度Ｔｉｎｖと流路切替弁の動作との関係の一例を示すグラフである。
【図５】第３実施形態における蒸気圧縮式冷凍サイクルの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０、１５  電動圧縮機
１１  圧縮部
１２  電動モータ
１３  インバータ
１６  第１通路
１７  第２通路
２０、２１  主冷媒回路
３０  ガスクーラ
４０  膨張弁（減圧手段）
５０  蒸発器
７０  内部熱交換器
７１  高温側流路
７２  低温側流路
８０、８２  バイパス回路
９０  流路切替弁（流路切替手段）
１００  制御装置（制御手段）
１１０  温度センサ（温度検出手段）
【図１】
2010043754.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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