(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機（21）と熱源側熱交換器（22）と膨張機構（25）と利用側熱交換器（26）とが順に接続されて成る冷媒回路（20）を備えた冷凍装置において、
上記圧縮機（21）の吐出側と吸込側とに接続されて圧縮機（21）の吐出冷媒の一部を吸込側にバイパスするバイパス機構（40）が設けられ、
該バイパス機構（40）は、バイパス冷媒の圧力を低下させるための絞り部（42）と、圧縮機（21）の吸込側冷媒圧力が所定値以下になると開口してバイパス冷媒の流量を制御するための流量調節弁（43）とがバイパス通路（41）に上流側から順に配置されて構成されている
ことを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
請求項１記載の冷凍装置において、
冷媒回路（20）は高温側冷媒回路（20）であって、利用側熱交換器（26）がカスケードコンデンサ（26）で構成される一方、
圧縮機（31）と上記カスケードコンデンサ（26）と膨張機構（33）と蒸発器（34）とが順に接続されて成る低温側冷媒回路（30）を備えている
ことを特徴とする冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、冷凍装置に関し、特に、圧縮機容量を制御するためのバイパス機構に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より冷凍装置には、特開平５−２１５４１２号公報に開示されているものがあり、図５に概略構成を示すように、圧縮機（ａ）と凝縮機（ｂ）と膨張機構（ｃ）と蒸発器（ｄ）とアキュムレータ（ｅ）とが順に接続されて構成されている。そして、上記圧縮機（ａ）で圧縮された冷媒は凝縮機（ｂ）で液化した後、膨張機構（ｃ）で減圧し、その後、減圧された冷媒は蒸発器（ｄ）で蒸発して圧縮機（ａ）に戻り、この循環を繰返して蒸発器（ｄ）で冷却作用を行うことになる。
【０００３】
一方、上記冷凍装置においては、圧縮機（ａ）に定容量型のものを用い、この圧縮機（ａ）の容量を制御するためにバイパス機構（ｆ）を設けている。このバイパス機構（ｆ）は、バイパス通路（ｇ）に定圧膨張弁（ｈ）が設けられて成り、該定圧膨張弁（ｈ）の圧力導入管（ｉ）が圧縮機（ａ）の吸込側であるアキュムレータ（ｅ）と圧縮機（ａ）との間に接続されている。そして、上記定圧膨張弁（ｈ）は、圧縮機（ａ）の吸込側冷媒圧力が所定値以下になると、開口して圧縮機（ａ）の吐出冷媒の一部を吸込側にバイパスして圧縮機（ａ）の容量を制御するようにしている。
【０００４】
また、図６は、バイパス機構（ｆ）の他の従来例で、上記特開平５−２１５４１２号公報に開示されており、このバイパス機構（ｆ）は、バイパス通路（ｇ）に開閉弁である電磁弁（ｊ）とキャピラリチューブ（ｋ）とが設けられて構成されている。そして、上記電磁弁（ｊ）は、圧縮機（ａ）の吸込側冷媒圧力を検出する圧力センサ（ｍ）が所定値以下を検出すると、開口して圧縮機（ａ）の吐出冷媒の一部を吸込側にバイパスして圧縮機（ａ）の容量を制御するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した冷凍装置において、圧縮機（ａ）の容量を制御するバイパス機構（ｆ）が、１つのバイパス通路（ｇ）で構成されていたので、定圧膨張弁（ｈ）及びキャピラリチューブ（ｋ）で冷媒の通過音が大きいという問題があった。
【０００６】
つまり、１つの定圧膨張弁（ｈ）を設けたのみの場合、バイパス冷媒の流量が少ない場合には何ら問題がないが、バイパス冷媒の流量が多くなると、弁開口量がバイパス通路（ｇ）の断面積に比して小さいことから、冷媒の流速が大きくなり過ぎることになり、冷媒の通過音が大きいという問題があった。また、上記キャピラリチューブ（ｋ）においても定圧膨張弁（ｈ）と同様に冷媒の通過音が大きいという問題があった。
【０００７】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたもので、バイパス機構における冷媒の通過音を低減して低騒音化を図ることを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明が講じた手段は、バイパス冷媒の圧力を低減するようにしたものである。
【０００９】
具体的に、図１に示すように、請求項１に係る発明が講じた手段は、先ず、圧縮機（21）と熱源側熱交換器（22）と膨張機構（25）と利用側熱交換器（26）とが順に接続されて成る冷媒回路（20）を備えた冷凍装置を前提としている。そして、上記圧縮機（21）の吐出側と吸込側とに接続されて圧縮機（21）の吐出冷媒の一部を吸込側にバイパスするバイパス機構（40）が設けられている。更に、該バイパス機構（40）は、バイパス冷媒の圧力を低下させるための絞り部（42）と、圧縮機（21）の吸込側冷媒圧力が所定値以下になると開口してバイパス冷媒の流量を制御するための流量調節弁（43）とがバイパス通路（41）に上流側から順に配置されて構成されている。
【００１０】
また、請求項２に係る発明が講じた手段は、上記請求項１の発明において、冷媒回路（20）が高温側冷媒回路（20）であって、利用側熱交換器（26）がカスケードコンデンサ（26）で構成される一方、圧縮機（31）と上記カスケードコンデンサ（26）と膨張機構（33）と蒸発器（34）とが順に接続されて成る低温側冷媒回路（30）を備えた構成としている。
【００１１】
【作用】
上記の構成により、請求項１に係る発明では、圧縮機（21）で圧縮された冷媒は熱源側熱交換器（22）で液化した後、膨張機構（25）で減圧され、この減圧された冷媒は利用側熱交換器（26）で蒸発して圧縮機（21）に戻り、この循環を繰返すことになる。特に、請求項２に係る発明では、利用側熱交換器（26）がカスケードコンデンサ（26）であり、低温側冷媒回路（30）において、圧縮機（31）で圧縮された冷媒はカスケードコンデンサ（26）で液化した後、膨張機構（33）で減圧され、この減圧された冷媒は蒸発器（34）で蒸発して圧縮機（31）に戻り、この循環を繰返すことになる。
【００１２】
そして、上記冷媒循環時において、圧縮機（21）の吸込側冷媒圧力が低下して所定値より低くなると、バイパス機構（40）の流量調節弁（43）が開口し、圧縮機（21）の吐出冷媒の一部が圧縮機（21）の吸込側にバイパスされて圧縮機（21）の容量を低減させる。上記流量調節弁（43）は、吸込側冷媒圧力の低下量にしたがって開弁量を増減し、バイパス冷媒の流量を制御し、圧縮機（21）の容量を制御する。この吐出冷媒のバイパス時において、バイパス冷媒は、先に、絞り部（42）で圧力が低下し、続いて、流量が流量調節弁（43）によって制御されることになる。
【００１３】
その後、上記圧縮機（21）の吸込側冷媒圧力が上昇し、所定値より高くなると、第２バイパス機構（40）の流量調節弁（43）が全閉となって圧縮機（21）の
容量を増大させる。
【００１４】
【発明の効果】
従って、請求項１及び請求項２に係る発明によれば、バイパス機構（40）に絞り部（42）と流量調節弁（43）とを上流側から順に設けるようにしたために、絞り部（42）によってバイパス冷媒の圧力を低下させることができるので、流量調節弁（43）を通過する冷媒速度を低下させることができる。この結果、上記流量調節弁（43）の冷媒通過音を低減することができることから、低騒音化を図ることができる。
【００１５】
また、上記流量調節弁（43）の容量を大きくすることができるので、弁開口
量を大きくすることができ、冷媒通過速度を確実に低減させることができることから、確実に低騒音化を図ることができる。
【００１６】
また、上記容量の大きい流量調節弁（43）を使用した際の圧縮機（21）の容量制御精度の低下を防止することができる。つまり、絞り部（42）を設けずに単に容量が大きい１つの流量調節弁（43）を設けた場合、弁開口量が大きく、制御精度が粗くなり、圧縮機（21）の容量を緻密に制御することができない。これに対し、請求項１の発明では、絞り部（42）で冷媒圧力を低下させているので、弁開口量が大きい流量調節弁（43）を用いても、制御精度の低下を防止することができ、圧縮機（21）の容量を緻密に制御することができる。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
−全体構成−
図２に示すように、（10）は、冷凍庫に適用される冷凍装置であって、１台の室外ユニット（11）に対して複数台の室内ユニット（12，12，…）が接続されて所謂マルチ型に構成されると共に、高温側冷媒回路（20）と低温側冷媒回路（30）とを備えた二元冷凍サイクルに構成されている。
【００１９】
上記室外ユニット（11）は、図３に詳細に示すように、高温側冷媒回路（20）の一部を構成する熱源側回路部（20-H）が搭載され、該熱源側回路部（20-H）は、圧縮機（21）の吐出側に熱源側熱交換器である凝縮器（22）とレシーバ（23）とが順に冷媒配管（2L）によって接続されると共に、圧縮機（21）の吸込側にアキ
ュムレータ（24）が冷媒配管（2L）によって接続されて構成されている。
【００２０】
一方、上記各室内ユニット（12，12，…）は、同一構成であって、図４に詳細に示すように、高温側冷媒回路（20）の一部を構成する利用側回路部（20-U）と低温側冷媒回路（30）とが搭載され、該利用側回路部（20-U）は、感温式膨張弁（25）と利用側熱交換器であるカスケードコンデンサ（26）とが冷媒配管（2L）によって接続されて構成されている。そして、上記各室内ユニット（12，12，…）の利用側回路部（20-U）は、室外ユニット（11）の熱源側回路部（20-H）に対して閉鎖弁（2V，2V）を介して並列に接続されて高温側冷媒回路（20）を構成している。
【００２１】
上記感温式膨張弁（25）は、均圧管（25-E）が電磁弁（SV-1）を介してカスケードコンデンサ（26）の下流側冷媒配管（2L）に接続されると共に、感温筒（25-T）がカスケードコンデンサ（26）の下流側冷媒配管（2L）に取付けられ、カスケードコンデンサ（26）の出口側冷媒の過熱度が所定値に成るように開度を制御している。また、上記電磁弁（SV-1）は、膨張弁（25）の上流側冷媒配管（2L）に接続され、該電磁弁（SV-1）のＯＮ動作によって高圧冷媒を膨張弁（25）に作用させ、該高圧冷媒によって膨張弁（25）を全閉に制御している。
【００２２】
上記低温側冷媒回路（30）は、圧縮機（31）と四路切換弁（32）とカスケードコンデンサ（26）と感温式膨張弁（33）と蒸発器（34）とアキュムレータ（35）とが順に冷媒配管（3L）によって接続されて構成されている。そして、上記感温式膨張弁（33）は、感温筒（33-T）が蒸発器（34）の下流側冷媒配管（2L）に取付けられ、蒸発器（34）の出口側冷媒の過熱度が所定値に成るように開度を制御している。尚、上記室内ユニット（12，12，…）は、低温側冷媒回路（30）の蒸発器（34）が庫内（12-i）に設置され、他の圧縮機（21）や利用側回路部（20-U）等が庫外（12-t）に設置されている。
【００２３】
−補助回路の構成−
上記室外ユニット（11）におけるレシーバ（23）の下流側冷媒配管（2L）とアキュムレータ（24）の上流側冷媒配管（2L）との間には、インジェクション通路（2i）が接続されている。該インジェクション通路（2i）は感温式膨張弁（TV）を備え、該感温式膨張弁（TV）は、均圧管（TV-E）が圧縮機（21）の吸込側冷媒
配管（2L）に接続されると共に、感温筒（TV-T）が圧縮機（21）の吸込側冷媒配
管（2L）に取付けられている。そして、上記インジェクション通路（2i）は、圧縮機（21）の吸込側冷媒の過熱度が所定値（例えば、３℃）になるように膨張弁（TV）の開度を制御し、圧縮機（21）の吸込冷媒に供給する液冷媒量を調節している。
【００２４】
一方、上記室内ユニット（12，12，…）における圧縮機（31）の吐出側冷媒配管（3L）と蒸発器（34）の上流側冷媒配管（3L）との間には、デフロスト用ホットガス通路（3d）が接続されている。該ホットガス通路（3d）は、電磁弁（SV-2）とキャピラリチューブ（CP-2）とを備え、例えば、所定時間毎に電磁弁（SV-2）を開口してホットガスを蒸発器（34）に供給し、該蒸発器（34）のフロストを除去するようにしている。
【００２５】
上記四路切換弁（32）と蒸発器（34）の上流側冷媒配管（3L）との間には、ドレンパンヒータ用ホットガス通路（3h）が接続されている。該ホットガス通路（3h）は、電磁弁（SV-3）とキャピラリチューブ（CP-3）とドレンパンヒータ（DH）とを備え、例えば、デフロスト動作に同期して電磁弁（SV-3）を開口してホットガスをドレンパンヒータ（DH）に供給し、該ドレンパンのフロストを除去するようにしている。尚、上記四路切換弁（32）は、逆止弁（CV）を介して圧縮機（21）の吸込側冷媒配管（3L）に接続されている。
【００２６】
上記圧縮機（31）とカスケードコンデンサ（26）の下流側冷媒配管（3L）との間には、インジェクション通路（3i）が接続されている。該インジェクション通路（3i）は、電磁弁（SV-4）とキャピラリチューブ（CP-4）とを備え、圧縮機（31）の吐出側冷媒温度が過上昇すると、電磁弁（SV-4）を開口して液冷媒を圧縮機（31）に供給し、該吐出側冷媒温度を低下させるようにしている。
【００２７】
−圧力開閉器の構成−
上記室外ユニット（11）における圧縮機（21）の吐出側冷媒配管（2L）には、圧縮機（21）の吐出側冷媒圧力（以下、高圧圧力という。）が過上昇するとＯＮして保護装置を作動させる高圧保護用圧力開閉器（HPS1）が、アキュムレータ（24）の下流側冷媒配管（2L）には、圧縮機（21）の吸込側冷媒圧力（以下、低圧圧力LPという。）が過低下するとＯＮして保護装置を作動させる低圧保護用圧
力開閉器（LPS1）が、アキュムレータ（24）の上流側冷媒配管（2L）には、低圧
圧力LPが所定低圧に低下するとＯＮして低圧信号を出力する低圧制御用圧力開閉器（LPS2）がそれぞれ設けられている。
【００２８】
上記室内ユニット（12，12，…）の低温側冷媒回路（30）における圧縮機（31）の吐出側冷媒配管（3L）には、圧縮機（31）の吐出側冷媒圧力（高圧圧力）が過上昇するとＯＮして保護装置を作動させる高圧保護用圧力開閉器（HPS2）が、ドレンパンヒータ用ホットガス通路（3h）には、圧縮機（31）の高圧圧力が所定高圧に上昇すると該ホットガス通路（3h）の電磁弁（SV-3）を閉鎖してデフロストを終了させる第１デフロスト制御用高圧圧力開閉器（HPS3）が、圧縮機（31）の吐出側冷媒配管（3L）には、高圧圧力が所定高圧に上昇するとデフロスト用ホットガス通路（3d）の電磁弁（SV-2）を閉鎖してデフロストを終了させる第２デフロスト制御用高圧圧力開閉器（HPS4）が、カスケードコンデンサ（26）の上流側冷媒配管（3L）には、高圧圧力が所定高圧に上昇するとＯＮして高圧信号を出力する高圧制御用圧力開閉器（HPS5）がそれぞれ設けられている。
【００２９】
−圧縮機容量の制御構成−
上記室外ユニット（11）における高温側冷媒回路（20）には、第１バイパス機構（2b）と第２バイパス機構（40）とが設けられている。該第１バイパス機構（2b）は、電磁弁（SV-5）を備えたバイパス通路（2w）の一端が圧縮機（21）のアンロード機構（図示省略）に、他端がアキュムレータ（24）の上流側冷媒配管（2L）にそれぞれ接続されている。更に、上記バイパス通路（2w）には、キャピラリチューブ（CP-5）を備えたパイロット通路（2p）の一端が接続され、該パイロット通路（2p）の他端は、圧縮機（21）の吐出側冷媒配管（2L）に接続されている。
【００３０】
上記パイロット通路（2p）は、図示しないが、圧縮機（21）のアンロード弁を閉鎖させる一方、上記電磁弁（SV-5）は、低圧制御用圧力開閉器（LPS2）の低圧信号に基づいて圧縮機（21）の低圧圧力LPが所定低圧値に低下すると開口し、圧縮機（21）のアンロード機構から高圧冷媒の一部を圧縮機（21）の吸込側にバイパスして圧縮機（21）の容量を低減させるように構成されている。
【００３１】
一方、上記第２バイパス機構（40）は、本発明の特徴とするものであって、
バイパス通路（41）にキャピラリチューブ（42）と定圧膨張弁（43）とが順に上
流側から設けられて構成されている。そして、上記バイパス通路（41）は、一端が圧縮機（21）の吐出側冷媒配管（2L）に、他端がアキュムレータ（24）の上流側冷媒配管（2L）にそれぞれ接続され、圧縮機（21）の吐出冷媒の一部を圧縮機（21）の吸込側にバイパスして圧縮機（21）の容量を低減させるように構成されている。
【００３２】
上記キャピラリチューブ（42）は、バイパス冷媒の圧力を低下させる絞り部を構成している。つまり、該キャピラリチューブ（42）は、バイパス冷媒の流量をさほど変化させることなく圧力のみを低下させる絞り量に設定されている。
【００３３】
上記定圧膨張弁（43）は、圧力導入管（43-P）がアキュムレータ（24）の下流側冷媒配管（2L）に接続され、圧縮機（21）の低圧圧力LPが所定の作動セット値に低下すると開口し始め、該作動セット値に対する低圧圧力LPの低下量にしたがって開弁量を増減してバイパス冷媒の流量を制御する流量調節弁を構成している。更に、上記定圧膨張弁（43）は、従来に比して容量が大きく（例えば、５倍程度）、つまり、弁開口径が従来に比して大きく設定され、冷媒の通過速度が小さくなるように構成されている。
【００３４】
尚、上記第２バイパス機構（40）の定圧膨張弁（43）の作動セット値は、第１バイパス機構（2b）の電磁弁（SV-5）が開口する所定低圧値より高く設定され、つまり、第２バイパス機構（40）が先に圧縮機（21）の吐出冷媒をバイパスし始めるように設定されている。
【００３５】
−冷凍動作−
次に、上記冷凍装置（10）の冷凍動作について説明する。
【００３６】
先ず、高温側冷媒回路（20）において、圧縮機（21）で圧縮された冷媒は凝縮器（22）で液化した後、膨張弁（25）で減圧され、この減圧された冷媒はカスケードコンデンサ（26）で蒸発して圧縮機（21）に戻り、この循環を繰返すことになる。そして、上記カスケードコンデンサ（26）において、低温側冷媒回路（30）の冷媒を冷却することになる。
【００３７】
一方、上記低温側冷媒回路（30）において、圧縮機（31）で圧縮された冷媒はカスケードコンデンサ（26）で液化した後、膨張弁（33）で減圧され、この減圧された冷媒は蒸発器（34）で蒸発して圧縮機（31）に戻り、この循環を繰返すことになる。そして、上記カスケードコンデンサ（26）において、高温側冷媒回路（20）の冷却作用によって低温側冷媒回路（30）の冷媒が冷却される一方、蒸発器（34）において、冷凍庫内（12-i）を冷却することになる。
【００３８】
また、上記高温側冷媒回路（20）において、例えば、室内ユニット（12，12，…）の運転台数が少なくなり、圧縮機（21）の低圧圧力LPが低下して作動セット値より低くなると、先ず、第２バイパス機構（40）の定圧膨張弁（43）が開口し、圧縮機（21）の吐出冷媒の一部が圧縮機（21）の吸込側にバイパスされて圧縮機（21）の容量を低減させる。そして、上記定圧膨張弁（43）は、上記作動セット値に対する低圧圧力LPの低下量にしたがって開弁量を増減し、バイパス冷媒の流量を制御し、圧縮機（21）の容量を制御する。この吐出冷媒のバイパス時において、バイパス冷媒は、先に、キャピラリチューブ（42）で圧力が低下し、その後、流量が定圧膨張弁（43）によって制御されることになる。
【００３９】
更に、上記圧縮機（21）の低圧圧力LPが低下すると、低圧制御用圧力開閉器（LPS2）の低圧信号に基づいて第１バイパス機構（2b）の電磁弁（SV-5）が開口し、圧縮機（21）の吐出冷媒のうち更に多くの冷媒量が圧縮機（21）の吸込側にバイパスされ、圧縮機（21）の容量を低減させることになる。
【００４０】
その後、上記圧縮機（21）の低圧圧力LPが上昇し、所定低圧値より高くなると、先ず、第１バイパス機構（2b）の電磁弁（SV-5）が閉鎖して圧縮機（21）の容量を増大させ、更に、圧縮機（21）の低圧圧力LPが作動セット値より高くなると、第２バイパス機構（40）の定圧膨張弁（43）が全閉となって圧縮機（21）の容量を増大させる。
【００４１】
−実施例の特有の効果−
以上のように、本実施例によれば、第２バイパス機構（40）にキャピラリチューブ（42）と定圧膨張弁（43）とを上流側から順に設けるようにしたために、キャピラリチューブ（42）によってバイパス冷媒の圧力を低下させることができるので、定圧膨張弁（43）を通過する冷媒速度を低下させることができる。この結果、上記定圧膨張弁（43）の冷媒通過音を低減することができることから、低騒音化を図ることができる。
【００４２】
また、上記定圧膨張弁（43）の容量を大きくすることができるので、弁開口量を大きくすることができ、冷媒通過速度を確実に低減させることができることから、確実に低騒音化を図ることができる。
【００４３】
また、上記容量の大きい定圧膨張弁（43）を使用した際の圧縮機（21）の容量制御精度の低下を防止することができる。つまり、上記キャピラリチューブ（42）を設けずに単に容量が大きい１つの定圧膨張弁（43）を設けた場合、弁開口量が大きく、制御精度が粗くなり、圧縮機（21）の容量を緻密に制御することができない。これに対し、本実施例では、キャピラリチューブ（42）で冷媒圧力を低下させているので、弁開口量が大きい定圧膨張弁（43）を用いても、制御精度の低下を防止することができ、圧縮機（21）の容量を緻密に制御することができる。
【００４４】
−他の変形例−
尚、本実施例においては、冷凍庫の冷凍装置（10）について説明したが、本発明は、各種の冷凍装置に適用することができることは勿論である。
【００４５】
また、本実施例は、高温側冷媒回路（20）と低温側冷媒回路（30）とを備えた二元冷凍サイクルとしたが、請求項１の発明は、１の冷媒回路を備えたものであってもよいことは勿論である。
【００４６】
また、請求項１の発明は、四路切換弁を備えた可逆運転可能な冷媒回路であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】    本発明の構成を示す冷媒回路図である。
【図２】    冷凍装置の冷媒回路図である。
【図３】    室外ユニットの冷媒回路図である。
【図４】    室内ユニットの冷媒回路図である。
【図５】    従来の冷凍装置を示す概略構成図である。
【図６】    従来の他の冷凍装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
10            冷凍装置
20            高温側冷媒回路
21，31        圧縮機
22            凝縮器
25，33        膨張弁
26            カスケードコンデンサ
30            低温側冷媒回路
34            蒸発器
40            第２バイパス機構
41            バイパス通路
42            キャピラリチューブ（絞り部）
43            定圧膨張弁（流量調節弁）
【図１】
0003642080.tif 000002
【図２】
0003642080.tif 000003
【図３】
0003642080.tif 000004
【図４】
0003642080.tif 000005
【図５】
0003642080.tif 000006
【図６】
0003642080.tif 000007