(57)【要約】【課題】本発明は、減圧手段を着霜環境下に配置して、この減圧手段に付着する霜を容易に融解できる高効率の冷凍サイクル装置を提供することを課題とする。【解決手段】本発明の冷凍サイクル装置は、少なくとも冷媒を高温高圧に圧縮して吐出する圧縮機１０と、圧縮機で圧縮された冷媒を放熱させる放熱器２０と、放熱器で放熱された冷媒を減圧させる電気駆動部を有する減圧手段４０と、この減圧手段で減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器３０と、蒸発器に付着した霜を除霜する除霜手段６０と、を有する冷凍サイクル装置において、前記減圧手段４０を着霜環境下に配置し、電気駆動部に通電して減圧手段に付着した霜を融解することを特徴とする。【選択図】図１
2006132800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも冷媒を高温高圧に圧縮して吐出する圧縮機と、該圧縮機で圧縮された冷媒を放熱させる放熱器と、駆動エネルギに電気エネルギを用いる電気駆動部を有し該放熱器で放熱された冷媒を減圧する減圧手段と、該減圧手段で減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器と、該蒸発器に付着した霜を除霜する除霜手段と、を有する冷凍サイクル装置において、
前記減圧手段を着霜環境下に配置し、前記電気駆動部に通電して該減圧手段に付着した霜を融解することを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記除霜手段は、前記圧縮機から吐出した冷媒を前記減圧手段を迂回させて前記蒸発器に導くホットガス通路と、通常運転時には冷媒が前記ホットガス通路内に流入することを防止する流入防止手段とを備える請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記減圧手段は前記放熱器から流出した高圧冷媒の圧力エネルギを速度エネルギに変換して冷媒を減圧膨張させるノズルと、該ノズルの絞り開度を可変制御する電気駆動部と、該ノズルから噴射する高い速度の冷媒流により前記蒸発器で蒸発した気相冷媒を吸引し、該ノズルから噴射する冷媒と前記蒸発器から吸引した冷媒とを混合させながら速度エネルギを圧力エネルギに変換して冷媒の圧力を昇圧させるディフューザとを有するエジェクタである請求項１又は２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記減圧手段は電気駆動部によって冷媒の流量を電気的に制御する電気制御膨張弁である請求項１又は２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記電気駆動部はステッピングモータ、直流モータあるいは交流モータのいずれかを備える請求項３または４に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
着霜した前記減圧手段の前記電気駆動部にパルス波、矩形波、直流電圧、あるいは交流電圧で通電制御する請求項５に記載の冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍サイクル装置に関する。より詳しくは、膨張弁などの減圧手段を着霜環境下に配設する冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
着霜する温度領域で作動する冷凍サイクル装置においては、冷凍能力を維持するために除霜は必須となっている。特に、蒸発器への着霜は冷凍能力の大幅な低下を招くために、何らかの除霜手段を構築している。
【０００３】
例えば、電熱器などを用いて蒸発器を直接加熱することで除霜する方法や、圧縮機出口側の高温、高圧冷媒を直接蒸発器に流入させるホットガス除霜、あるいは冷凍サイクルの運転を停止し、蒸発器に風のみを流すことで除霜するオフサイクル除霜など、様々な除霜方法が提案されてきた（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ところで、冷凍サイクルのさらなる高効率化を図るためには、膨張弁やエジェクタなどの減圧手段を蒸発器近傍の着霜環境下に配置して、常温環境下に配置することで生じる吸熱ロスを低減することが望まれる。ところが、以下のような問題点があるために、従来、これらの減圧手段を着霜環境下に搭載することは困難であった。
【０００５】
例えば、蒸発器の除霜に電熱器を適用した場合には、蒸発器の除霜が完了しても、蒸発器よりも遠方に構成される減圧手段の除霜が完了するまで電熱器を長時間運転しなければならず、庫内温度が上昇することから冷凍負荷の増大、あるいは庫内内容物の温度上昇を招くという問題がある。また、ホットガスにより蒸発器の除霜を行う場合には、ホットガスは減圧手段をバイパスして直接蒸発器へ供給されることから、迂回される減圧手段の除霜をすることは困難である。さらに、オフサイクル除霜の場合には、減圧手段は熱容量が大きく蒸発器に比べて除霜にかなりの長時間を要することから、庫内温度の上昇は避けられない。また、減圧手段に個別専用の除霜用電熱器を構成するなどの対応は可能であるが、構成の複雑化とコスト増とをもたらすという問題がある。このため従来の冷凍サイクルで着霜環境下に減圧手段を配置する場合には、減圧手段としてオリフィス等着霜しにくいものを使用するといった方法が採用されることがあった。しかし、このような減圧手段ではシステムの冷凍負荷に応じてその開度を調整できる可変絞りと比較して、固定絞りによる冷凍サイクルの性能低下は免れなかった。特に減圧手段としてエジェクタを使用したエジェクタサイクルにおいては、エジェクタは、ノズル、混合部、ディフューザ部で構成されるために通常の膨張弁よりも熱容量が大きく、除霜に対してはより不利である。加えて、エジェクタサイクルにより蒸発器により多くの液冷媒を導くことが可能になるため、蒸発器での蒸発温度を低くすることで低庫内温度の達成や冷凍能力およびＣＯＰの向上を図る場合などには、より着霜しやすくなるといった問題もある。
【特許文献１】特開昭５７−４７８２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、減圧手段を着霜環境下に配置して、この減圧手段に付着する霜を容易に融解できる高効率の冷凍サイクル装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発明者らは電気エネルギで駆動する電気駆動部を有する減圧手段を用い、冷凍サイクルが除霜運転に入った状態時に通電して電気エネルギを電気駆動部に与えれば、駆動部内のコイルの発熱が減圧手段の弁部に伝わり、冷凍運転時に着霜した減圧手段を簡単な構成で除霜でき、かつ除霜時間増大などの冷凍性能低下のない除霜が可能となることに思い至り本発明を完成した。
【０００８】
本発明の冷凍サイクル装置は、少なくとも冷媒を高温高圧に圧縮して吐出する圧縮機と、圧縮機で圧縮された冷媒を放熱させる放熱器と、駆動エネルギに電気エネルギを用いる電気駆動部を有し放熱器で放熱された冷媒を減圧させる減圧手段と、この減圧手段で減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器と、蒸発器に付着した霜を除霜する除霜手段と、を有する冷凍サイクル装置において、前記減圧手段を着霜環境下に配置し、電気駆動部に通電して減圧手段に付着した霜を融解することを特徴とする。
【０００９】
本発明の冷凍サイクル装置は、電気駆動部を有する減圧手段を用いているので、着霜環境下においても電気駆動部に通電（励磁）することにより減圧手段に付着した霜を容易に融解することができ、着霜による冷凍サイクル装置の性能低下を防止することができる。
【００１０】
本発明の冷凍サイクル装置においては、除霜手段は、圧縮機から吐出した冷媒を減圧手段を迂回させて蒸発器に導くホットガス通路と、通常運転時には冷媒がホットガス通路内に流入することを防止する流入防止手段とを備えることが望ましい。このような構成の除霜手段により蒸発器の除霜を簡便かつ確実に行うことができる。
【００１１】
また、本発明の冷凍サイクル装置において、減圧手段は放熱器から流出した高圧冷媒の圧力エネルギを速度エネルギに変換して冷媒を減圧膨張させるノズルと、このノズルの絞り開度を可変制御する電気駆動部と、ノズルから噴射する高い速度の冷媒流により蒸発器で蒸発した気相冷媒を吸引し、ノズルから噴射する冷媒と蒸発器から吸引した冷媒とを混合させながら速度エネルギを圧力エネルギに変換して冷媒の圧力を昇圧させるディフーザとを有するエジェクタであることが好ましい。減圧手段として、以上のような構成を有するエジェクタを用いることで、高効率な冷凍サイクル装置とすることができる。
【００１２】
また、本発明の冷凍サイクル装置において、減圧手段は、電気駆動部によって冷媒の流量を電気的に制御する電気制御膨張弁であることが好ましい。冷媒流量を電気的に制御することでより細かい制御が可能となることから、高効率な冷凍サイクル装置とすることができる。
【００１３】
本発明の冷凍サイクル装置において、減圧手段の電気駆動部はステッピングモータ、直流モータあるいは交流モータのいずれかを備えることが望ましい。このような電気駆動部を備えることにより通電することで電気駆動部を発熱させるとともに減圧手段に付着した霜を融解することができる。
【００１４】
ここで、着霜した減圧手段の電気駆動部には、パルス波、矩形波、直流電圧あるいは交流電圧で通電制御することが望ましい。このような通電方法により、減圧手段に付着した霜を効率よくかつ確実に融解することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の好適な実施の形態について図を参照しながら説明する。
【００１６】
（第１の実施形態）
第１の実施形態は、本発明に係わる冷凍サイクル装置をフロンを冷媒とする車両用空調装置に適用したものであり、減圧手段としてエジェクタを使用したエジェクタサイクルである。図１はその概要を示す模式図である。
【００１７】
１０は走行用エンジンなどの駆動源（図示せず）から駆動力を得て冷媒を吸入圧縮する圧縮機であり、２０は圧縮機１０から吐出した冷媒と室外空気とを熱交換して冷媒を冷却する放熱器である。なお、本実施形態に係わる圧縮機１０は、圧縮機１０に吸入される冷媒の温度が所定温度となるように、その吐出流量（吐出容量）が制御される可変容量型圧縮機を採用している。
【００１８】
３０は車両室内に吹き出す空気と液相冷媒とを熱交換させて液相冷媒を蒸発させることにより冷凍能力を発揮する蒸発器であり、４０は放熱器２０から流出する冷媒を減圧膨張させて蒸発器３０にて蒸発した気相冷媒を吸引するとともに、膨張エネルギを圧力エネルギに変換して圧縮機１０の吸入圧を上昇させるエジェクタである。
【００１９】
なお、３１は蒸発器３０にて発生した凝縮水、又は後述する除霜運転時に発生した融解水をためるドレンパンであり、通常、このドレンパン３１は、蒸発器３０の下方側に設けられている。
【００２０】
また、エジェクタ４０は、図２に示すように流入する高圧冷媒の圧力エネルギを速度エネルギに変換して冷媒を等エントロピ的に減圧膨張させるノズル４１と、ノズル４１から噴射する高い速度の冷媒流の巻き込み作用により蒸発器３０にて蒸発した気相冷媒とノズル４１から噴出した冷媒と混合する混合部４３と、混合部出口冷媒の速度エネルギを圧力エネルギに変換して昇圧させるディフューザ（昇圧部）４４などからなるものである。
【００２１】
ここで、ノズル４１の絞り開度は、ニードル４５をアクチュエータ（電気駆動部）４６によりノズル４１内でノズル４１の軸線方向に変位させることによって可変制御される。なお、本実施形態では、アクチュエータ４６として、ねじ機構を用いたステッピングモータなどの電気式アクチュエータを採用している。
【００２２】
また、図１中、５０はエジェクタ４０から流出した冷媒が流入するとともに、その流入した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して冷媒を蓄える気液分離器であり、分離された気相冷媒は、圧縮機１０に吸引され、分離された液相冷媒は蒸発器３０側に吸引される。
【００２３】
６０は、圧縮機１０から吐出した冷媒を放熱器２０及びエジェクタ４０を迂回させて蒸発器３０の冷媒入り口側（蒸発器３０と気液分離器５０とを繋ぐ冷媒通路（冷媒配管５１）に導くホットガス通路（ホットガス配管）であり、このホットガス通路６０は、ドレンパン３１を経由するように構成されている。
【００２４】
そして、ホットガス通路６０のうちドレンパン３１より圧縮機１０側には、ホットガス通路６０を開閉する除霜制御弁（電磁弁）６１が設けられ、ホットガス通路６０のうちドレンパン３１より蒸発器３０側には、圧縮機１０側から蒸発器３０（冷媒通路５１）側に向けてのみ冷媒が流通することを許容する第１逆止弁（流入防止手段）６２が設けられ、冷媒通路５１のうちホットガス通路６０と冷媒通路５１との合流部より気液分離器５０側には、気液分離器５０側から蒸発器３０側に向けてのみ冷媒が流通することを許容する第２逆止弁５２が設けられている。なお、図１の冷凍サイクル装置においては、蒸発器３０、エジェクタ４０、気液分離器５０を含む破線で囲んだ範囲Ｆが着霜環境である。
【００２５】
次に、上記の冷凍サイクル装置（本実施形態では車載用冷凍機）の作動を述べる。
【００２６】
まず、蒸発器３０にて冷媒を蒸発させる通常運転（冷凍運転）時では、圧縮機１０を起動して圧縮機１０から吐出して冷媒を放熱器２０側に循環させる。これにより、放熱器２０にて冷却（凝縮）された冷媒は、エジェクタ４０のノズル４１にて減圧膨張して蒸発器３０内の冷媒を吸引し、圧縮機１０は気液分離器５０から気相冷媒を吸引する。
【００２７】
一方、エジェクタ４０にて蒸発器３０内の冷媒が吸引されるため、蒸発器３０には気液分離器５０から液相冷媒が流入し、その流入した冷媒は室内に吹き出す空気から吸熱して蒸発する。
【００２８】
そして、蒸発器３０から吸引された冷媒（吸引流）とノズル４１から吹き出す冷媒（駆動流）とは、混合部４３にて混合しながらディフューザ４４にてその動圧が静圧に変換されて気液分離器５０に戻る。
【００２９】
次に、蒸発器に付着した霜を融解する除霜運転では、除霜制御弁６１を開いて圧縮機１０から吐出した高温の冷媒（ホットガス）をホットガス通路６０を経由させて蒸発器３０に供給する。これにより、冷媒は、圧縮機１０→ホットガス通路６０（ドレンパン３１）→第１逆止弁６２→蒸発器３０→エジェクタ４０（冷媒流入部４２→混合部４３→ディフューザ４４）→気液分離器５０→圧縮機１０の順に循環し、蒸発器３０を加熱して蒸発器３０の表面に付着した霜を融解（除霜）するとともに、ドレンパン３１にて氷結して溜まっている融解水や凝縮水などの水を加熱融解する。
【００３０】
本実施形態では除霜運転時には、蒸発器の除霜を行うとともに、エジェクタに付着した霜を融解させる。図２のエジェクタ４０は上記のようにステッピングモータやリニアソレノイドなどの電気式アクチュエータ４６によりノズル４１の絞り開度を制御する構成となっている。しかし、従来技術では、ホットガス除霜時にはアクチュエータ４６への通電は停止される。また、放熱器２０からの冷媒の流入がないので蒸発器３０を除霜したホットガスを有効に吸引することができなために、通常運転時に付着した霜を効果的に融解することができない。
【００３１】
このため、本実施形態では、この電気式アクチュエータに通電してステッピングモータなどを発熱させ、この発熱によりエジェクタの除霜を行う。
【００３２】
具体例として、冷凍機起動後一定時間毎にホットガス除霜する制御が組み込まれている場合、除霜開始時の制御信号（冷媒流路切替用電磁弁への制御信号など）を検知してステッピングモータでエジェクタのノズルを全閉状態にする。全閉状態にした後、一定電圧でステッピングモータのコイルに励磁し、ニードル位置を固定したままコイルを発熱させる。この発熱でエジェクタに付着した霜を融解する。ホットガス除霜完了の制御信号（例えば、除霜解除センサの温度が所定以上になったことを検知して、冷媒流路切替用電磁弁に入る制御信号など）によりエジェクタも冷凍運転の初期状態に戻る。
【００３３】
以上のような着霜環境下にエジェクタを配置した第１の本実施形態によれば、エジェクタの電気駆動部（アクチュエータ）に通電することで、エジェクタに付着した霜を蒸発器の除霜運転時内に同時に融解することができる。したがって、エジェクタを常温環境下に配置した冷凍サイクル装置に比べて冷凍能力を大きく向上させることができる。
【００３４】
（第２の実施形態）
図３は本発明の第２の実施形態に係わる冷凍車用冷凍機の全体構成図であり、図４は冷凍サイクル装置３の模式図である。なお、本実施形態では冷凍機をトラック型冷凍車に適用したものである。図３及び図４では、図１と同様の機能を有するものについては同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３５】
図３に示すように、トラックの荷台には、冷凍室（冷凍庫）Ｒが設けられており、冷凍室Ｒには例えば、冷凍食品等の冷凍物が積み込まれる。冷凍室Ｒの後方には、冷凍室Ｒ内に冷凍物を積み込む、もしくは冷凍室Ｒ内の冷凍物を運び出すための搬入・搬出用ドアＤが設けられている。また、冷凍車には、荷室前方部にパッケージ型冷凍機として図４に示すような冷凍サイクル装置２が搭載されている。
【００３６】
冷凍サイクル装置２は、圧縮機１０と、放熱器２０と、放熱器２０で放熱された冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離するとともに、液相冷媒を貯留するレシーバ５２と、この液相冷媒を減圧する膨張弁（減圧手段）７０と、この減圧された冷媒を蒸発させる冷凍用蒸発器（以後、単に蒸発器という）３０と、この蒸発器３０と圧縮機１０との間に設置され、蒸発器３０を通過した冷媒のうち液相冷媒を貯留するアキュムレータ５３と、これらをつなぐ冷媒配管とからなる周知のものである。
【００３７】
放熱器２０と蒸発器３０とで形成されるクーリングユニットは、冷凍室Ｒ外部の車両前方側に配置されている。このクーリングユニットは、冷凍庫Ｒの外壁断熱パネル８１に孔を空けて取り付けられ、大きく分けて断熱パネル８２で囲った用蒸発器３０内蔵部分（着霜環境に相当する）と、樹脂カバー８３で囲った放熱器２０内蔵部分とで構成されている。
【００３８】
放熱器２０は、車両の走行風を受けやすいようにクーリングユニットの車両前方側に立てて設置されており、この走行風と冷却ファン２２によって送風される冷却風とによって、内部の冷媒が凝縮される。
【００３９】
膨張弁７０は後述するように電気制御式膨張弁であり、電気的に冷媒の流量が一定に維持される定流量機構を備えている。
【００４０】
蒸発器３０は、冷媒の蒸発潜熱により冷凍室Ｒを冷却するものであり、クーリングユニット内に水平もしくは斜めに配置されている。そして、その蒸発器３０の上方には、蒸発器３０から風を吸い込んで冷凍室Ｒ内へ送風する冷凍ファン（吸い込み送風機）３２が設けられている。
【００４１】
本実施の形態における冷凍サイクル装置２には、圧縮機１０の吐出側と、膨張弁７０の下流側でかつ蒸発器３０の上流側とを連通するホットガスバイパス流路（いご、ホットガス通路という）６０が設けられている。そして、ホットガス通路６０には、開閉手段である電磁弁６１が設置されているとともに、この電磁弁６１を開いて蒸発器３０にホットガスを供給したときに、放熱器２０側への逆流を防ぐ開閉弁６２が膨張弁７０とレシーバ５２との間に設けられている。
【００４２】
また、このホットガス通路６０は、ホットガス除霜時にドレンパンを加熱するドレンパンヒータチューブ３１を兼ねており、ドレンパンの内側表面を這わすように設置されている。
【００４３】
図５は、本実施の形態に配置して好適な電気駆動部を有する電気制御膨張弁の断面模式図である。
【００４４】
この膨張弁７０は、高圧の冷媒が送られてくる高圧冷媒入口流路７０１と、冷媒が膨張しながら蒸発器３０に送り出される膨張冷媒出口流路７０２とが本体ブロック７０３に接続されている。
【００４５】
本体ブロック７０３内には、冷媒の流量を一定に維持するための定流量機構７１０が内蔵されており、定流量機構７１０に形成された冷媒通路７１１の出口側端部が弁座７１２になっている。
【００４６】
その弁座７１２に下流側から対抗して、先細りのテーパ状に形成された流路断面積制御弁体（以降、単に弁体という）７１３が配置されており、弁座７１２と弁体７１３との間の隙間が冷媒流路の絞り部になって、そこを通過した冷媒が断熱膨張しながら膨張冷媒出口流路７０２から蒸発器３０に送り出される。そして、弁体７１３が軸線方向に移動することにより弁座７１２との間の隙間の流路断面積が変化する。
【００４７】
また、冷媒通路７１１と並列に形成されたシリンダ孔７１４内に軸線方向に移動自在に嵌挿された定差圧弁体７１５が、圧縮コイルスプリング７１６によって下流側から付勢されており、定差圧弁体７１５の他端（上流側端部）が側方から開口する高圧冷媒入口流路７０１と冷媒通路７１１との間を開閉する弁部になっている。
【００４８】
その結果、冷媒通路７１１内の冷媒圧力Ｐ０と膨張冷媒出口流路７０２側の冷媒圧力Ｐ２との差圧（Ｐ０−Ｐ２）を、高圧冷媒入口流路７０１側の高圧冷媒圧力Ｐ１の大きさに関係なく、圧縮コイルスプリング７１６によって設定された一定値に維持するように，定差圧弁体７１５が作動する。
【００４９】
弁体７１３は、ソレノイド７３０の可動鉄芯７３３と一体に形成されている。７３１は、電磁コイル、７３２は固定鉄芯である。従って弁体７１３は、可動鉄芯７３３と固定鉄芯７３２との間に配置された圧縮コイルスプリング７３４の付勢と、電磁コイル７３１への通電電流値に対応して可動鉄芯７３３に加わる推力とが均衡する位置で静止し、弁座７１２と弁体７１３との間の隙間によって形成される冷媒通過路の断面積が、電磁コイル７３１への通電電流値によって制御される。
【００５０】
このように構成された電気制御膨張弁７０においては、弁座７１２と弁体７１３との間の隙間によって形成される冷媒通過路の前後差圧（Ｐ０−Ｐ２）が一定なので、電磁コイル７３１への通電電流値を一定にして流路断面積を一定に維持すれば、定流量機構７１０によって冷媒の流量が一定に維持される。
【００５１】
そして、電磁コイル７３１への通電電流値を変化させて可動鉄芯７３３の推力を変化させると、それに対応して、弁座７１２と弁体７１３との間の隙間によって形成される冷媒通過路の前後差圧が変化することなく断面積だけ変化し、冷媒の流量が所定の大きさだけ変化する。従って、冷媒の流量を、高圧冷媒入口流路７０１に送られてくる高圧冷媒の圧力Ｐ１に影響されることなく、電気的に正確に制御することができる。
【００５２】
なお、本発明における電気制御膨張弁は上記の実施形態に限定されるものではなく、例えば、電気的制御を行う手段としては、ソレノイドに限らず、ステップモータや直流モータあるいは交流モータ等各種のものを用いることができる。
【００５３】
図４において、制御装置９０は、マイクロコンピュータなどのコンピュータ手段を含んで構成されたものであって、入力端子からの信号に基づいて演算処理し、上記冷凍サイクルを制御するものである。制御装置９０には、入力信号として冷凍室Ｒ内の設定温度を設定する温度設定器３４と、冷凍室Ｒでの冷凍を開始する冷凍開始スイッチ３６とが接続されている。
【００５４】
なお、温度設定器３４は、例えば、可変抵抗などで構成されており、例えば、−１０℃〜−２０℃までの範囲で任意に設定温度が変更可能となっている。一方、制御装置９０には、出力信号として、圧縮機１０の電磁クラッチ１４の通電回路（図示しない）と、膨張弁７０と、電磁弁６１と、冷却ファン２２と、開閉弁６２と、冷凍ファン３２とが接続されている。
【００５５】
この制御装置９０は、図示しない車両のイグニッションスイッチがオンされることで、電力が供給されるようになっている。そして、イグニッションスイッチがオンされた状態において、上記冷凍開始スイッチ３６がオン（冷凍室Ｒ内の冷却を行う信号を発生する）されると、制御装置９０によって冷凍室Ｒ内の温度が、上記温度設定器３４にて設定された設定温度（例えば、−２０℃）となるように自動的に制御される。
【００５６】
具体的には、制御装置９０は、冷凍開始スイッチ３６がオンされると、電磁クラッチ１４に通電を施して、上記車両走行用エンジンと圧縮機１０とを連結して、圧縮機１０を駆動（ＯＮ）する。さらにこの際、制御装置９０は、上記冷却ファン２２と冷凍用ファン３２、および膨張弁７０とを作動（ＯＮ）させることで、冷凍室Ｒの冷却を開始する。
【００５７】
この後、図示しない冷凍室温度センサが検出する冷凍室内温度が、上記設定温度（−２０℃）となると、電磁クラッチ１４への通電を遮断し、上記車両走行用エンジンと圧縮機１０との連結を遮断（ＯＦＦ）するとともに、上記冷却ファン２２及び冷凍ファン３２を停止（ＯＦＦ）させる。なお、この時、膨張弁７０は圧縮機１０が停止する前の全閉ではない状態に維持されており、電気制御部には通電されていない。
【００５８】
そして、例えば冷凍室２内の温度が、上記設定温度より若干高く、−１８℃となると、上述したように圧縮機１０を駆動するとともに、冷却ファン２２と冷凍ファン３２とを作動させる。なお、後述のホットガス除霜を行うとき以外、上記電磁弁６１は閉弁状態（ＯＦＦ）で、上記開閉弁６２は開弁状態（ＯＮ）となる。
【００５９】
ところで、上述したように冷凍車においては、冷凍室内温度が−２０℃といった極低温となるので、上記蒸発器３０に霜が付着することで、蒸発器３０の冷却能力が低下してしまう。また、冷凍室Ｒ内に配置されている膨張弁７０にも霜が付着し、蒸発器３０の除霜運転で完全に除去できなかった場合には、冷凍運転時にさらに着霜して蒸発器３０の通風路を閉塞させることによる冷凍能力の低下や、膨張弁の周囲の物体（例えば、壁やダクトなど）を破損してしまう可能性もある。従って、本実施の形態においては、蒸発器３０と、膨張弁７０とに付着した霜を除去する除霜制御が行われる。そして、本実施形態では、除霜制御として制御装置９０により蒸発器３０に対しては次のホットガス除霜運転が行われ、同時に膨張弁７０には、前記の電磁コイル７３１へコイル部を発熱させる除霜通電（励磁）が行われる。
【００６０】
上記イグニッションスイッチがオンされた状態にて、冷凍開始スイッチ３６がオンされると、冷凍運転が開始されるとともに制御装置９０内のタイマーがスタートし、所定時間（例えば、３時間）経過するとホットガス除霜運転が開始される。
【００６１】
具体的には、電磁クラッチ１４はオンしたままで、電磁弁６１を開弁状態（ＯＮ）とし、圧縮機１０にて高温高圧の気相冷媒（ホットガス）を、ホットガス通路６０を通じて直接蒸発器３０に流す。この時、凝縮器２０側までホットガスが逆流しないよう開閉弁６２は閉弁（ＯＦＦ）する。そして、冷凍用ファン３２と冷却ファン２２は停止させる。これにより、ホットガスの熱で蒸発器３０に付着した霜を融解して効果的に除霜が行われる。
【００６２】
続いて、上記ホットガス除霜を終了するか否かの判定を行う。具体的には、ホットガス除霜は、図示しない除霜解除センサの検出温度が所定温度（例えば、３℃）より高くなると終了となる。なお、ホットガス除霜を行うと、当然ながら蒸発器３０の冷媒上流側から順に霜が融けていく。従って、本実施形態では、上記除霜解除センサを蒸発器３０の直下流側に設置しているので、蒸発器３０全体に付着した霜が、完全に融けたときに、ホットガス除霜を終了できる。つまり、除霜解除センサの検出温度（蒸発器３０の直下流側の配管温度）が３℃より高くなると、蒸発器３０に付着した霜が十分に除去されたと判定するのである。
【００６３】
ホットガス除霜を終了する条件となったら電磁クラッチ１４を一旦オフするとともに、電磁弁６１を閉弁状態（ＯＦＦ）とし、開閉弁６２を開弁状態（ＯＮ）に戻す。次に、冷凍ファン３２は停止したまま、電磁クラッチ１４と冷却ファン２２をオンして冷凍サイクルを起動させ、予冷運転を行う。そして、蒸発器３０が所定温度以下の冷風を出せる状態になったら冷凍用ファン３２をオンして冷凍運転を再開する。この時、次の除霜運転までの所定時間を計時するタイマーはリセットして再スタートさせる。
【００６４】
本実施の形態では、上記のようなホットガス除霜と併行して、電気制御膨張弁７０に付着した霜の除霜を行う。従来、膨張弁７０は、着霜環境下には配置されなかったので蒸発器３０にホットガスを流している除霜運転中は、膨張弁７０はオフ状態であった。
【００６５】
しかし、本実施の形態では、膨張弁の電気制御部（電磁コイル７３１）にパルス状または所定の一定電圧で通電して電磁コイル７３１を発熱させ、膨張弁７０全体を発熱させる。このため、付着していた霜は融解して膨張弁を除霜することができる。続いて、通電除霜を終了するか否かを判定する。具体的には、ホットガス除霜完了の制御信号（例えば、除霜解除センサの温度が所定以上になったことを検知して、冷媒流路切替用電磁弁に入る制御信号など）により通電除霜終了となる。
【００６６】
以上のような着霜環境下に電気制御膨張弁を配置した本実施の形態によれば、膨張弁の電磁コイルに通電することで、膨張弁に付着した霜を蒸発器の除霜運転時に同時に融解することができる。したがって、膨張弁を着霜環境下に配置しながら膨張弁への着霜を防止して冷凍能力を向上するという課題を解決することができる。
【００６７】
なお、本発明の冷凍サイクル装置は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
【００６８】
例えば、上記の第１及び第２の実施の形態では、蒸発器の除霜方法がホットガス除霜である冷凍サイクル装置に適用したが、蒸発器をヒータ加熱するヒータ除霜や冷凍サイクル運転を停止して蒸発器に風のみを流すことで除霜するオフサイクル除霜などの冷凍サイクル装置にも適用することができる。また、本発明では冷凍サイクル中に配設される減圧手段について説明したが、冷凍サイクル中に配置され、着霜環境下で使用される電気エネルギで駆動する機能品であれば、本発明の除霜通電を適用することができる。さらに、着霜環境下における除霜の目的の他に、結露環境下での結露防止の目的で用いてもよい。
【００６９】
本発明の冷凍サイクル装置は、フロンや二酸化炭素ガスなどどのような冷媒を用いる冷凍サイクル装置にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明の冷凍サイクル装置は、車両の空調装置としての冷凍サイクル装置やトラック型冷凍車の車載用冷凍機などの冷凍サイクル装置として好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】第１の実施形態に係わるエジェクタサイクルを模式的に示した図である。
【図２】第１の実施形態のエジェクタの断面を示す概要図である。
【図３】第２の実施形態に係わる冷凍車用冷凍機の全体構成図である。
【図４】第２の実施形態に係わる冷凍サイクルの模式図である。
【図５】第２の実施形態の電気制御膨張弁の断面を示す概要図である。
【符号の説明】
【００７２】
１：エジェクタサイクル  ２：膨張弁冷凍サイクル  １０：圧縮機  ２０：放熱器  ３０：蒸発器  ４０：エジェクタ  ５０：気液分離器  ６０：ホットガスバイパス流路  ７０：電気制御膨張弁  ９０：制御手段  ４１：ノズル  ４２：冷媒流入部  ４３：混合部  ４４：ディフューザ  ４５：ニードル  ４６：電気駆動部（アキュムレータ）  ７１２：弁座  ７１３：弁体  ７３０：電磁コイル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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