(57)【要約】【課題】冷媒の流量制御を確実に行えるようにするための技術を提供する。【解決手段】本開示の冷凍サイクル装置（２００）は、圧縮機（２）と、凝縮器（３）と、蒸発器（１）と、凝縮器（３）と蒸発器（１）とを接続している戻し経路（１１）と、戻し経路（１１）に配置された流量調整弁（４）とを備えている。流量調整弁（４）は、冷媒入口（３９ａ）と、冷媒出口（４０ａ）と、冷媒入口（３９ａ）から冷媒出口（４０ａ）への経路上に設けられた複数のオリフィス（５０）と、冷媒が通過できるオリフィス（５０）の数を増減させるシャッタ（３３）とを有する。【選択図】図２
2018155475.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、
凝縮器と、
蒸発器と、
前記凝縮器と前記蒸発器とを接続している戻し経路と、
前記戻し経路に配置された流量調整弁と、
を備え、
前記流量調整弁は、冷媒入口と、冷媒出口と、前記冷媒入口から前記冷媒出口への経路上に設けられた複数のオリフィスと、冷媒が通過できる前記オリフィスの数を増減させるシャッタとを有する、冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記複数のオリフィスは、特定方向に並んでおり、
前記シャッタは、前記特定方向に沿って移動可能に構成された弁体を含む、請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記シャッタに接続されたアクチュエータをさらに備えた、請求項１又は２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記複数のオリフィスは、それぞれ、前記冷媒の流入側の開口である一次側開口と、前記冷媒の流出側の開口である二次側開口とを有し、
前記一次側開口の直径が前記二次側開口の直径よりも大きい、請求項１〜３のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記複数のオリフィスは、それぞれ、前記冷媒の流入側の開口である一次側開口と、前記冷媒の流出側の開口である二次側開口とを有し、
前記一次側開口と前記二次側開口との間に縮流部が設けられており、
前記一次側開口の面積がＡ１、前記二次側開口の面積がＡ２、前記縮流部の断面積がＡｃであるとき、Ａｃ＜Ａ１、Ａｃ≦Ａ２及びＡ１＞Ａ２の関係が成立する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記複数のオリフィスは、それぞれ、前記冷媒の流入側の開口である一次側開口と、前記冷媒の流出側の開口である二次側開口とを有し、
前記複数のオリフィスは、特定方向に並んでおり、
前記複数のオリフィスから選ばれた第１オリフィスの前記一次側開口の直径は、前記複数のオリフィスから選ばれた第２オリフィスの前記一次側開口の直径と異なっている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
前記複数のオリフィスは、それぞれ、前記冷媒の流入側の開口である一次側開口と、前記冷媒の流出側の開口である二次側開口とを有し、
前記複数のオリフィスは、特定方向に並んでおり、
前記複数のオリフィスから選ばれた第１オリフィスの前記二次側開口の直径は、前記複数のオリフィスから選ばれた第２オリフィスの前記二次側開口の直径と異なっている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項８】
前記凝縮器と前記流量調整弁との間において前記戻し経路に配置された圧力調整弁をさらに備えた、請求項１〜７のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項９】
前記圧力調整弁の出口における前記冷媒の圧力が前記凝縮器における前記冷媒の飽和圧力を上回るように前記圧力調整弁を制御する制御器をさらに備えた、請求項８に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１０】
前記冷媒は、常温での飽和蒸気圧が負圧の冷媒である、請求項１〜９のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１１】
前記冷媒は、主成分として水を含む、請求項１〜１０のいずれか１項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】
本開示は、冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の冷凍サイクル装置において、冷媒は、圧縮機で圧縮されたのち、凝縮器で冷却されて液相状態に変化する。液相の冷媒は、膨張弁によって減圧され、気液二相状態に変化する。気液二相状態の冷媒は、蒸発器で加熱される。
【０００３】
図９に示すように、従来の膨張弁１００は、ロータ１０１、コイル１０２、弁体１０３、弁針１０４、入口１０５、出口１０６及びオリフィス１０７を備えている。入口１０５に高圧の液冷媒（液相の冷媒）が供給される。弁体１０３及び弁針１０４が回転して上下に動くと、弁針１０４によってオリフィス１０７の断面積が調節される。これにより、高圧の液冷媒の流量を調節することができる。オリフィス１０７の断面積及び冷媒の流速に応じて、冷媒が膨張して低圧低温の気液二相状態に変化する。気液二相状態の冷媒が出口１０６から吐出される。
【０００４】
図１０は、従来の膨張弁における圧力差ΔＰと流量Ｑとの関係を示す模式的なグラフである。圧力差ΔＰは、膨張弁の入口における冷媒の圧力と膨張弁の出口における冷媒の圧力との差を意味している。冷凍サイクル装置を設計する際には、冷媒に適した膨張弁が選定される。膨張弁の選定には、下記式１によって求められる流量係数Ｃｖが使用される。Ｃｖ値が一定である場合、圧力差ΔＰ（＝Ｐ１−Ｐ２）が拡大すればするほど、膨張弁１００のオリフィス１０７を流れる冷媒の流量Ｑが増加する。
【０００５】
（式１）
Ｃｖ＝０．３６６×Ｑ（Ｇ／（Ｐ１−Ｐ２））1/2
Ｑ：冷媒の流量
Ｇ：液冷媒の比重
Ｐ１：膨張弁の入口における冷媒の圧力
Ｐ２：膨張弁の出口における冷媒の圧力
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００８−５４６９８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の冷凍サイクル装置には、Ｒ１３４ａ、Ｒ３２などの代替フロンが広く使用されている。しかし、これらの冷媒は、地球温暖化問題などの環境問題を有している。そのため、水、Ｒ１２３３ｚｄなどの低ＧＷＰ（Global Warming Potential）冷媒が注目されつつある。ただし、従来の膨張弁は、これらの冷媒を用いた冷凍サイクル装置に適した構造を有しているとは限らない。従来の膨張弁を使用すると正確な流量制御を行なうことができない場合がある。
【０００８】
本開示の目的の１つは、冷媒の流量制御を確実に行えるようにするための技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、本開示は、
圧縮機と、
凝縮器と、
蒸発器と、
前記凝縮器と前記蒸発器とを接続している戻し経路と、
前記戻し経路に配置された流量調整弁と、
を備え、
前記流量調整弁は、冷媒入口と、冷媒出口と、前記冷媒入口から前記冷媒出口への経路上に設けられた複数のオリフィスと、冷媒が通過できる前記オリフィスの数を増減させるシャッタとを有する、冷凍サイクル装置を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本開示の技術によれば、冷媒の流量制御を確実に行える。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本開示の実施形態１にかかる冷凍サイクル装置の構成図である。
【図２】図２は、図１に示す冷凍サイクル装置に使用された流量調整弁の断面図である。
【図３】図３は、オリフィス内での冷媒の挙動を示す図である。
【図４】図４は、シャッタの他の例を示す断面図である。
【図５】図５は、変形例１にかかる流量調整弁の部分拡大断面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、変形例２にかかる流量調整弁の部分拡大断面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、変形例２にかかる流量調整弁の寸法線入りの部分拡大断面図である。
【図７】図７は、変形例３にかかる流量調整弁の部分拡大断面図である。
【図８】図８は、本開示の実施形態２にかかる冷凍サイクル装置の構成図である。
【図９】図９は、従来の膨張弁の断面図である。
【図１０】図１０は、従来の膨張弁における圧力差と流量との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（本開示の基礎となった知見）
水、Ｒ１２３３ｚｄなどの低圧冷媒を膨張させるために従来の膨張弁を使用した場合、膨張過程で液相の冷媒から発生する気相の冷媒の割合（膨張弁の出口における、気液二相の冷媒の体積Ａに対する気相の冷媒の体積Ｂの割合）は、従来の冷媒におけるその割合を大幅に上回る（例えば、従来の冷媒の１．２倍以上）。この傾向は、膨張弁の入口と出口との間の圧力差が大きければ大きいほど顕著である。また、膨張弁の入口と出口との間の圧力差が大きければ大きいほど、膨張弁の内部における冷媒の流速も速い。このような状況下において、膨張弁の内部でキャビテーションが発生することがある。膨張弁の内部で発生したキャビテーションは、冷媒の流量を律速する又は低下させる。その結果、冷媒の流量（質量流量）の調節が困難になる。
【００１３】
本開示の第１態様にかかる冷凍サイクル装置は、
圧縮機と、
凝縮器と、
蒸発器と、
前記凝縮器と前記蒸発器とを接続している戻し経路と、
前記戻し経路に配置された流量調整弁と、
を備え、
前記流量調整弁は、冷媒入口と、冷媒出口と、前記冷媒入口から前記冷媒出口への経路上に設けられた複数のオリフィスと、冷媒が通過できる前記オリフィスの数を増減させるシャッタとを有するものである。
【００１４】
本開示の第１態様によれば、冷媒が通過できるオリフィスの数を増減させることができる。冷媒が通過できるオリフィスの数を増減させると、オリフィスの流路断面積の合計が増減し、各オリフィスにおける冷媒の流速を適切に調節することができる。各オリフィスにおける冷媒の流速を所望の範囲内に調節すれば、キャビテーションの影響を低減することができる。その結果、戻し経路の上流部分（高圧領域）から下流部分（低圧領域）に向けて、安定した流量で冷媒を供給することが可能になる。すなわち、戻し経路における冷媒の流量の制御が可能となる。
【００１５】
本開示の第２態様において、例えば、第１態様にかかる冷凍サイクル装置の前記複数のオリフィスは、特定方向に並んでおり、前記シャッタは、前記特定方向に沿って移動可能に構成された弁体を含む。弁体によれば、冷媒が通過できるオリフィスの数を増減させるための構造を比較的容易に構築できる。
【００１６】
本開示の第３態様において、例えば、第１又は第２態様にかかる冷凍サイクル装置は、前記シャッタに接続されたアクチュエータをさらに備えている。アクチュエータによれば、シャッタの位置決めを正確に行える。
【００１７】
本開示の第４態様において、例えば、第１〜第３態様のいずれか１つにかかる冷凍サイクル装置の前記複数のオリフィスは、それぞれ、前記冷媒の流入側の開口である一次側開口と、前記冷媒の流出側の開口である二次側開口とを有し、前記一次側開口の直径が前記二次側開口の直径よりも大きい。このような構成によれば、一次側開口の近傍における冷媒の流速が下がり、オリフィスに冷媒が流入したときに一次側開口の近傍で生じる冷媒の流れの剥離が抑制される。これにより、キャビテーションの発生が抑制され、キャビテーションによる流量の減少が抑制される。
【００１８】
本開示の第５態様において、例えば、第１〜第４態様のいずれか１つにかかる冷凍サイクル装置の前記複数のオリフィスは、それぞれ、前記冷媒の流入側の開口である一次側開口と、前記冷媒の流出側の開口である二次側開口とを有し、前記一次側開口と前記二次側開口との間に縮流部が設けられており、前記一次側開口の面積がＡ１、前記二次側開口の面積がＡ２、前記縮流部の断面積がＡｃであるとき、Ａｃ＜Ａ１、Ａｃ≦Ａ２及びＡ１＞Ａ２の関係が成立する。このような構成によれば、冷媒の圧力が飽和圧力を下回らず、二次側開口での冷媒の静圧の低下も抑制される。これにより、キャビテーションの発生が抑制される。
【００１９】
本開示の第６態様において、例えば、第１〜第５態様のいずれか１つにかかる冷凍サイクル装置の前記複数のオリフィスは、それぞれ、前記冷媒の流入側の開口である一次側開口と、前記冷媒の流出側の開口である二次側開口とを有し、前記複数のオリフィスは、特定方向に並んでおり、前記複数のオリフィスから選ばれた第１オリフィスの前記一次側開口の直径は、前記複数のオリフィスから選ばれた第２オリフィスの前記一次側開口の直径と異なっている。
【００２０】
本開示の第７態様において、例えば、第１〜第６態様のいずれか１つにかかる冷凍サイクル装置の前記複数のオリフィスは、それぞれ、前記冷媒の流入側の開口である一次側開口と、前記冷媒の流出側の開口である二次側開口とを有し、前記複数のオリフィスは、特定方向に並んでおり、前記複数のオリフィスから選ばれた第１オリフィスの前記二次側開口の直径は、前記複数のオリフィスから選ばれた第２オリフィスの前記二次側開口の直径と異なっている。
【００２１】
第６及び第７態様によれば、水位ヘッド差に起因する冷媒の流速の上昇が抑制される。その結果、冷媒の流れの剥離及びキャビテーションの発生が抑制される。
【００２２】
本開示の第８態様において、例えば、第１〜第７態様のいずれか１つにかかる冷凍サイクル装置は、前記凝縮器と前記流量調整弁との間において前記戻し経路に配置された圧力調整弁をさらに備えている。圧力調整弁が戻し経路に設けられていると、より細かく液冷媒の流量を調整できるため、所望の流量にて、凝縮器から蒸発器へと液冷媒を移動させることができる。
【００２３】
本開示の第９態様において、例えば、第８態様にかかる冷凍サイクル装置は、前記圧力調整弁の出口における前記冷媒の圧力が前記凝縮器における前記冷媒の飽和圧力を上回るように前記圧力調整弁を制御する制御器をさらに備えている。第９態様によれば、圧力調整弁の出口における冷媒のフラッシュ蒸発を防止できる。
【００２４】
本開示の第１０態様において、例えば、第１〜第９態様のいずれか１つにかかる冷凍サイクル装置の前記冷媒は、常温での飽和蒸気圧が負圧の冷媒である。本開示の技術は、このような冷媒を用いた冷凍サイクル装置に特に有用である。
【００２５】
本開示の第１１態様において、例えば、第１〜第１０態様のいずれか１つにかかる冷凍サイクル装置の前記冷媒は、主成分として水を含む。水を主成分として含む冷媒は、環境に対する負荷が小さい。
【００２６】
本開示の第１２態様にかかる流量調整弁は、
流体入口と、
流体出口と、
前記流体入口から前記流体出口への経路上に設けられた複数のオリフィスと、
冷媒が通過できる前記オリフィスの数を増減させるシャッタと、
を備えたものである。
【００２７】
第１２態様によれば、第１態様と同じ効果が得られる。第１２態様の流量調整弁は、冷凍サイクル装置だけでなく、他のシステムにも適用できる可能性がある。
【００２８】
本開示の第１態様にかかる冷凍サイクル装置の別の表現は、
冷媒が流れる経路と、
前記経路上に現われる圧縮機と、
前記経路上に現われる凝縮器と、
前記経路上に現われる蒸発器と、
前記経路上に現われる流量調整弁とを、含み
前記圧縮機、前記凝縮器、前記流量調整弁、前記蒸発器は、前記経路上においてこの順に現われ、
前記流量調整弁は、
入口と、
出口と、
前記入口と前記出口とを接続し、前記冷媒が流れる内部経路と、
第１の表面と、前記第１の表面と反対側に位置する第２の表面と、前記第１の表面及び前記第２の表面を接続する複数のオリフィスとを含む、第１の板と、及び
第３の表面を含む、シャッタと、を備え、
前記第１の板及び前記シャッタは、前記第１の表面及び前記第３の表面を互いに接触させながら前記第１の表面及び前記第３の表面が相対的に移動可能に構成されており、
前記相対的な移動により、前記複数のオリフィスのうち、前記第３の表面に接触しているオリフィスの数と、前記第３の表面に接触していないオリフィスの数とが変化し、
前記複数のオリフィスのうち、前記第３の表面に接触していない前記オリフィスが、前記内部経路を構成する。
【００２９】
「第１の板」は、本明細書において、複数のオリフィス５０が設けられている部材に相当する。
【００３０】
本開示の別の第２態様において、例えば、別の第１態様にかかる冷凍サイクル装置は、前記シャッタに接続されたアクチュエータをさらに備えている。
【００３１】
本開示の別の第３態様において、例えば、別の第１態様又は別の第２態様にかかる冷凍サイクル装置の前記複数のオリフィスは、それぞれ、前記冷媒の流入側の開口である一次側開口と、前記冷媒の流出側の開口である二次側開口とを有し、前記一次側開口の直径が前記二次側開口の直径よりも大きい。
【００３２】
本開示の別の第４態様において、例えば、別の第１態様〜別の第３態様にかかる冷凍サイクル装置の前記複数のオリフィスは、それぞれ、前記冷媒の流入側の開口である一次側開口と、前記冷媒の流出側の開口である二次側開口とを有し、前記複数のオリフィスは、特定方向に並んでおり、前記複数のオリフィスから選ばれた第１のオリフィスの前記一次側開口の直径は、前記複数のオリフィスから選ばれた第２のオリフィスの前記一次側開口の直径と異なっている。
【００３３】
本開示の別の第５態様において、例えば、別の第４態様にかかる冷凍サイクル装置の前記第１のオリフィスの前記一次側開口の直径は、前記第２のオリフィスの前記一次側開口の直径よりも大きい。
【００３４】
本開示の別の第６態様において、例えば、別の第１態様〜別の第５態様にかかる冷凍サイクル装置の前記複数のオリフィスは、それぞれ、前記冷媒の流入側の開口である一次側開口と、前記冷媒の流出側の開口である二次側開口とを有し、前記複数のオリフィスは、特定方向に並んでおり、前記複数のオリフィスから選ばれた第１のオリフィスの前記二次側開口の直径は、前記複数のオリフィスから選ばれた第２のオリフィスの前記二次側開口の直径と異なっている。
【００３５】
本開示の別の第７態様において、例えば、別の第６態様にかかる冷凍サイクル装置の前記第１のオリフィスの前記二次側開口の直径は、前記第２のオリフィスの前記二次側開口の直径よりも大きい。
【００３６】
本開示の別の第８態様において、例えば、別の第１態様〜別の第７態様にかかる冷凍サイクル装置の前記冷媒は、常温での飽和蒸気圧が負圧の冷媒である。
【００３７】
本開示の別の第９態様において、例えば、別の第１態様〜別の第８態様にかかる冷凍サイクル装置の前記冷媒は、主成分として水を含む。
【００３８】
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。本開示は、以下の実施形態に限定されない。
【００３９】
（実施形態１）
図１に示すように、本実施形態の冷凍サイクル装置２００は、蒸発器１、圧縮機２、凝縮器３、流量調整弁４、蒸気経路１０及び戻し経路１１を備えている。圧縮機２は蒸気経路１０に配置されている。流量調整弁４は戻し経路１１に配置されている。冷媒が流れる経路上において、圧縮機２、凝縮器３、流量調整弁４及び蒸発器１はこの順に現われる。蒸発器１において冷媒が蒸発し、冷媒蒸気（気相の冷媒）が生成される。蒸発器１で生成された冷媒蒸気が圧縮機２に吸入されて圧縮される。圧縮された冷媒蒸気は、蒸気経路１０を経由して凝縮器３に供給される。凝縮器３において冷媒蒸気が冷却されて液冷媒（液相の冷媒）が生成される。液冷媒は、戻し経路１１を経由して凝縮器３から蒸発器１に送られる。蒸気経路１０及び戻し経路１１は、それぞれ、複数の配管で構成されている。
【００４０】
冷凍サイクル装置２００には、常温（日本工業規格：２０℃±１５℃／JIS Z8703）での飽和蒸気圧が負圧（絶対圧で大気圧よりも低い圧力）の物質を主成分として含む冷媒が充填されている。このような冷媒としては、水を主成分として含む冷媒、Ｒ１２３３ｚｄなどが挙げられる。「主成分」とは、質量比で最も多く含まれた成分を意味する。冷凍サイクル装置２００の運転時において、冷凍サイクル装置２００の内部の圧力は、例えば、大気圧よりも低い。
【００４１】
冷凍サイクル装置２００は、さらに、吸熱回路１２及び放熱回路１４を備えている。
【００４２】
吸熱回路１２は、蒸発器１で冷却された液冷媒を使用するための回路であり、ポンプ、室内熱交換器などの必要な機器を有している。吸熱回路１２の一部は蒸発器１の内部に位置している。蒸発器１の内部において、吸熱回路１２の一部は、液冷媒の液面よりも上に位置していてもよいし、液冷媒の液面よりも下に位置していてもよい。吸熱回路１２には、水、ブラインなどの熱媒体が充填されている。
【００４３】
蒸発器１に貯留された液冷媒は、吸熱回路１２を構成する部材（配管）に接触する。これにより、液冷媒と吸熱回路１２の内部の熱媒体との間で熱交換が行われ、液冷媒が蒸発する。吸熱回路１２の内部の熱媒体は、液冷媒の蒸発潜熱によって冷却される。例えば、冷凍サイクル装置２００が室内の冷房を行う空気調和装置である場合、吸熱回路１２の熱媒体によって室内の空気が冷却される。室内熱交換器は、例えば、フィンチューブ熱交換器である。
【００４４】
放熱回路１４は、凝縮器３の内部の冷媒から熱を奪うために使用される回路であり、ポンプ、冷却塔などの必要な機器を有している。放熱回路１４の一部は凝縮器３の内部に位置している。詳細には、凝縮器３の内部において、放熱回路１４の一部は、液冷媒の液面よりも上に位置している。放熱回路１４には、水、ブラインなどの熱媒体が充填されている。冷凍サイクル装置２００が室内の冷房を行う空気調和装置である場合、凝縮器３は室外に配置され、放熱回路１４の熱媒体によって凝縮器３の冷媒が冷却される。
【００４５】
圧縮機２から吐出された高温の冷媒蒸気は、凝縮器３の内部において、放熱回路１４を構成する部材（配管）に接触する。これにより、冷媒蒸気と放熱回路１４の内部の熱媒体との間で熱交換が行われ、冷媒蒸気が凝縮する。放熱回路１４の内部の熱媒体は、冷媒蒸気の凝縮潜熱によって加熱される。冷媒蒸気によって加熱された熱媒体は、例えば、放熱回路１４の冷却塔（図示せず）において外気又は冷却水によって冷却される。
【００４６】
蒸発器１は、例えば、断熱性及び耐圧性を有する容器によって構成されている。蒸発器１は、液冷媒を貯留するとともに、液冷媒を内部で蒸発させる。蒸発器１の内部の液冷媒は、蒸発器１の外部からもたらされた熱を吸収し、沸騰する。すなわち、吸熱回路１２から熱を吸収することによって加熱された液冷媒が蒸発器１の中で沸騰及び蒸発する。本実施形態において、蒸発器１に貯留された液冷媒は、吸熱回路１２を循環する熱媒体と間接的に接触する。つまり、蒸発器１に貯留された液冷媒の一部は、吸熱回路１２の熱媒体によって加熱され、飽和状態の液冷媒を加熱するために使用される。
【００４７】
蒸気経路１０は、蒸発器１から凝縮器３に冷媒蒸気を導くための流路である。蒸気経路１０は、上流部分１０ａ及び下流部分１０ｂを有する。上流部分１０ａによって蒸発器１の気相冷媒用出口が圧縮機２の吸入口に接続されている。下流部分１０ｂによって圧縮機２の吐出口が凝縮器３の気相冷媒用入口に接続されている。圧縮機２は、例えば、ターボ型圧縮機又は容積型圧縮機である。蒸気経路１０には複数の圧縮機が設けられていてもよい。複数の圧縮機が蒸気経路１０に設けられているとき、蒸気経路１０に中間冷却器が設けられていてもよい。
【００４８】
凝縮器３は、例えば、断熱性及び耐圧性を有する容器によって構成されている。凝縮器３は、冷媒蒸気を凝縮させるとともに、冷媒蒸気を凝縮させることによって生じた液冷媒を貯留する。本実施形態では、過熱状態の冷媒蒸気が、外部環境に熱を放出することによって冷却された熱媒体に間接的に接触して凝縮する。つまり、冷媒蒸気は、放熱回路１４の熱媒体によって冷却され、凝縮する。
【００４９】
本実施形態では、蒸発器１及び凝縮器３が間接接触型の熱交換器（例えば、シェルチューブ熱交換器）である。ただし、蒸発器１及び凝縮器３は、直接接触型の熱交換器であってもよい。つまり、吸熱回路１２及び放熱回路１４に液冷媒を循環させることによって、液冷媒を加熱したり冷却したりしてもよい。
【００５０】
戻し経路１１は、凝縮器３から蒸発器１に液冷媒を導くための流路（液流路）である。戻し経路１１によって、蒸発器１と凝縮器３とが接続されている。具体的には、戻し経路１１は、上流部分１１ａ及び下流部分１１ｂを有する。上流部分１１ａによって凝縮器３の液冷媒用出口が流量調整弁４の入口に接続されている。下流部分１１ｂによって流量調整弁４の出口が蒸発器１の液冷媒用入口に接続されている。これにより、液冷媒を凝縮器３から蒸発器１に移動させることができる。
【００５１】
液冷媒は、流量調整弁４において減圧されながら、戻し経路１１を通じて凝縮器３から蒸発器１に戻される。流量調整弁４は、膨張弁の役割を担っている。流量調整弁４によれば、戻し経路１１における液冷媒の流量を正確に調節することができる。
【００５２】
戻し経路１１には、ポンプ５が配置されている。ポンプ５は、詳細には、戻し経路１１の上流部分１１ａに配置されている。ポンプ５の働きにより、流量調整弁４の入口における冷媒の圧力を上げることができる。ただし、ポンプ５は省略されていてもよい。鉛直方向において、凝縮器３が蒸発器１よりも上方に位置しているとき、水位ヘッド差によって凝縮器３から蒸発器１に液冷媒を移動させることができる。
【００５３】
蒸発器１の内部には、レベルセンサ２１ａが配置されている。レベルセンサ２１ａは、蒸発器１に貯留された液冷媒の液面の位置を検出する。凝縮器３の内部にも、レベルセンサ２１ｂが配置されている。レベルセンサ２１ｂは、凝縮器３に貯留された液冷媒の液面の位置を検出する。レベルセンサ２１ａ及び２１ｂは、フロート式のレベルセンサ、超音波式のレベルセンサなどの公知のレベルセンサである。
【００５４】
蒸気経路１０には、少なくとも１つの圧力センサが設けられている。本実施形態では、蒸気経路１０の上流部分１０ａに圧力センサ２０ａが配置されている。さらに、蒸気経路１０の下流部分１０ｂにも圧力センサ２０ｂが配置されている。圧力センサ２０ａ及び２０ｂは、例えば、圧電素子を利用した圧力センサである。圧力センサ２０ａは圧縮機２の吸入圧力（蒸発圧力）を検出する。圧力センサ２０ｂは圧縮機２の吐出圧力（凝縮圧力）を検出する。
【００５５】
次に、流量調整弁４の構造を詳細に説明する。
【００５６】
図２に示すように、流量調整弁４は、弁体３３、アクチュエータ３４及びハウジング３７を備えている。ハウジング３７の内部に弁体３３が配置されている。ハウジング３７は、入口部分３９及び出口部分４０を含む。入口部分３９及び出口部分４０は、それぞれ、中空の管構造を有している。入口部分３９は、冷媒入口３９ａ（流体入口）を含む部分である。出口部分４０は、冷媒出口４０ａ（流体出口）を含む部分である。例えば、入口部分３９に戻し経路１１の上流部分１１ａが接続される。出口部分４０に戻し経路１１の下流部分１１ｂが接続される。なお、入口部分３９の位置と出口部分４０の位置とが相互に入れ替わってもよい。
【００５７】
流量調整弁４は、その内部に複数のオリフィス５０を有している。本実施形態では、冷媒出口４０ａに面する位置に複数のオリフィス５０が設けられている。複数のオリフィス５０を通じて、冷媒入口３９ａから冷媒出口４０ａへの流路が形成されている。つまり、複数のオリフィス５０は、冷媒入口３９ａから冷媒出口４０ａへの経路上に設けられている。詳細には、冷媒入口３９ａに面した空間と冷媒出口４０ａに面した空間とがハウジング３７の内部に存在し、これらの空間を隔てている隔壁（第１の板）に複数のオリフィス５０が形成されている。オリフィス５０は、隔壁の一方の表面（第１の表面）と隔壁の他方の表面（第２の表面）とを接続している。本実施形態において、オリフィス５０が設けられた隔壁は、ハウジング３７の一部である。ただし、ハウジング３７とは別の部材が隔壁を構成していてもよい。
【００５８】
複数のオリフィス５０は、特定方向に並んでいる。特定方向は、例えば、鉛直方向に平行である。本実施形態において、オリフィス５０は、特定方向に沿って１列のみ設けられている。しかし、特定方向に平行な複数の列（例えば、２列）に沿って複数のオリフィス５０が設けられていてもよい。オリフィス５０は平面視で円形の形状を有する。ただし、オリフィス５０の平面視形状は特に限定されない。オリフィス５０の数は特に限定されない。オリフィス５０の直径も特に限定されない。これらは、冷凍サイクル装置２００に要求される能力、冷凍サイクル装置２００の用途、冷媒の種類などの様々な条件を考慮に入れて適切に決定される。一例において、オリフィス５０の数は、２〜２０個の範囲にある。オリフィス５０の直径は、例えば、０．１〜３０ｍｍの範囲にある。
【００５９】
弁体３３は、ハウジング３７の内部において特定方向に沿って移動可能に構成されている。本実施形態において、特定方向は、弁体３３の長手方向に平行である。弁体３３は、例えば、円柱の形状を有する。弁体３３が特定方向に沿って移動すると、冷媒が通過できるオリフィス５０の数が増減する。つまり、弁体３３は、冷媒が通過できるオリフィス５０の数を増減させるシャッタの一例である。弁体３３によれば、冷媒が通過できるオリフィス５０の数を増減させるための構造を比較的容易に構築できる。
【００６０】
アクチュエータ３４は、弁体３３を動かすために弁体３３に接続されている。アクチュエータ３４は、典型的には電動アクチュエータである。本実施形態において、アクチュエータ３４は、コイル３１及びロータ３２を含むモータである。ロータ３２に弁体３３が取り付けられている。コイル３１に通電するとロータ３２が回転し、これにより、弁体３３がハウジング３７の内部を回転しながら前進又は後退する。アクチュエータ３４によれば、弁体３３の位置決めを正確に行える。
【００６１】
弁体３３の外周面（第３の表面）は、複数のオリフィス５０が設けられた面に面接触している。あるいは、弁体３３の外周面と複数のオリフィス５０が設けられた面との間の隙間は、非常に狭い。弁体３３が前進するとき、弁体３３の先端面が冷媒入口３９ａに接近する。このとき、弁体３３の外周面と複数のオリフィス５０との重なり面積が増え、冷媒が通過できるオリフィス５０の数が減少する。言い換えれば、冷媒が通過できるオリフィス５０の合計の流路断面積が減少する。弁体３３が後退するとき、弁体３３の先端面が冷媒入口３９ａから遠ざかる。このとき、弁体３３の外周面と複数のオリフィス５０との重なり面積が減少し、冷媒が通過できるオリフィス５０の数が増加する。言い換えれば、冷媒が通過できるオリフィス５０の流路断面積の合計が増加する。
【００６２】
隔壁及び弁体３３は、隔壁の一方の表面及び弁体３３の外周面を互いに接触させながら隔壁の一方の表面及び弁体３３の外周面が相対的に移動可能に構成されている。この相対的な移動により、複数のオリフィス５０のうち、弁体３３の外周面に接触しているオリフィス５０の数と、弁体３３の外周面に接触していないオリフィス５０の数とが変化する。複数のオリフィス５０のうち、弁体３３の外周面に接触していないオリフィス５０が、流量調整弁４の内部経路を構成している。
【００６３】
図３に示すように、冷媒がオリフィス１１０を通過するとき、次のような現象が起こることがある。すなわち、冷媒の流速が速いとき、入口１１０ａの近傍においてオリフィス１１０の内周面からの冷媒の流れの剥離１１４が生じ、オリフィス１１０の内部でキャビテーション１１６が発生する。冷媒が液相状態から気相状態に変化するときの体積膨張率が非常に大きいとき、オリフィス１１０の大部分が気相の冷媒で占有される。その結果、膨張弁に冷媒を流し続けることが困難になったり、冷媒の流量が大幅に低下したりする。十分な流量で凝縮器から蒸発器に冷媒を戻すことができない場合、蒸発器における冷媒の枯渇、凝縮器における冷媒の液面の過上昇などのトラブルが起こる。最終的には、冷凍サイクル装置の運転が不可能になる。
【００６４】
これに対し、本実施形態の流量調整弁４によれば、冷媒が通過できるオリフィス５０の数を増減させることができる。冷媒が通過できるオリフィス５０の数を増減させると、オリフィス５０の流路断面積の合計が増減し、各オリフィス５０における冷媒の流速を適切に調節することができる。各オリフィス５０における冷媒の流速を所望の範囲内に調節すれば、キャビテーションの影響を低減することができる。その結果、戻し経路１１の上流部分１１ａ（高圧領域）から下流部分１１ｂ（低圧領域）に向けて、安定した流量で冷媒を供給することが可能になる。すなわち、戻し経路１１における冷媒の流量の制御が可能となる。
【００６５】
高い外気温の条件で冷凍サイクル装置２００の冷房運転を行うと、流量調整弁４の入口における冷媒の圧力が高くなりがちであり、冷媒の流量も増加する。このような条件においても、流量を調節しながら、凝縮器３から蒸発器１に冷媒を戻すことが可能である。
【００６６】
ところで、キャビテーションの影響を低減するための１つの手段として、従来の膨張弁における単一のオリフィスの直径を拡大することが挙げられる。しかし、単一のオリフィスの直径を拡大すると、大流量での運転をカバーできるかもしれないが、小流量での運転をカバーすることが困難となる。これに対し、本実施形態の流量調整弁４によれば、小流量から大流量にわたって、幅広い流量での運転をカバーできる。
【００６７】
冷媒が通過できるオリフィス５０の数は、蒸発器１の水位及び凝縮器３の水位から選ばれる少なくとも１つに応じて増減させることができる。すなわち、レベルセンサ２１ａの検出値及びレベルセンサ２１ｂの検出値から選ばれる少なくとも１つに応じて、冷媒が通過できるオリフィス５０の数を増減させることができる。つまり、本実施形態では、水位ヘッドに応じてオリフィス５０の数が増減する。また、圧力センサ２０ａの検出値及び圧力センサ２０ｂの検出値から選ばれる少なくとも１つに応じて、冷媒が通過できるオリフィス５０の数を増減させてもよい。
【００６８】
また、冷媒が通過できるオリフィス５０の数を増減できる限り、弁体３３以外のシャッタを採用してもよい。そのようなシャッタとして、プランジャ、複数のオリフィス５０が設けられた面に対して平行に配置された半月板などが挙げられる。つまり、シャッタの形状は、弁体３３のように柱状であってもよいし、半月板（半月の形状を有する板）のような板状であってもよい。
【００６９】
さらに、図４に示すように、オリフィス５０の数を増減させるための機構は、複数のオリフィス５０が設けられたメタル板５２（パンチングメタル板）がハウジング３７に対して相対的に回転するように構成されていてもよい。この場合、ハウジング３７がシャッタの役割を果たす。メタル板５２は、円筒の形状を有していてもよいし、半月の形状を有していてもよい。メタル板５２の周方向に沿って、複数のオリフィス５０が設けられている。ハウジング３７に対してメタル板５２が相対的に回転すると、出口部分４１（出口管）に面するオリフィス５０の数が増減する。つまり、冷媒が通過できるオリフィス５０の数が増減する。
【００７０】
（変形例１）
図５に示すように、本変形例において、複数のオリフィス６０は、それぞれ、テーパ状の内周面を有している。つまり、オリフィス６０は、すり鉢の形状を有している。複数のオリフィス６０は、それぞれ、冷媒の流入側の開口である一次側開口６０ｐと、冷媒の流出側の開口である二次側開口６０ｑとを有する。一次側開口６０ｐの直径は、二次側開口６０ｑの直径よりも大きい。一次側開口６０ｐの直径及び二次側開口６０ｑの直径は、冷凍サイクル装置２００に要求される能力、冷凍サイクル装置２００の用途、冷媒の種類、オリフィス６０の数などの様々な条件を考慮に入れて適切に決定される。一例において、二次側開口の直径ｄに対する一次側開口の直径Ｄの比（Ｄ／ｄ）は、１．０１〜５０の範囲にある。
【００７１】
本変形例によれば、一次側開口６０ｐの近傍における冷媒の流速が下がり、オリフィス６０に冷媒が流入したときに一次側開口６０ｐの近傍で生じる冷媒の流れの剥離（図３参照）が抑制される。これにより、キャビテーションの発生が抑制され、キャビテーションによる流量の減少が抑制される。
【００７２】
また、オリフィス６０の開口６０ｐ及び６０ｑの近傍にバリが形成されることがある。バリなどの加工残渣があると、オリフィス６０の内部で冷媒の流れの剥離が生じやすい。そのため、オリフィス６０の開口６０ｐ及び６０ｑの近傍部分は面取りされていてもよいし、Ｒ加工が施されていてもよい。このことは、先に説明した実施形態及び後述する別の変形例にも当てはまる。
【００７３】
なお、オリフィス６０の開口６０ｐの形状が円形でないとき、開口６０ｐの直径は次の方法で特定されうる。すなわち、オリフィス６０を平面視したときの開口６０ｐの面積を特定する。特定された面積に等しい面積を有する円の直径を開口６０ｐの直径とみなす（いわゆる等価直径）。このことは、開口６０ｑにも当てはまり、先に説明した実施形態及び後述する別の変形例にも当てはまる。
【００７４】
（変形例２）
図６Ａ及び図６Ｂに示すように、本変形例では、複数のオリフィス７１〜７５の開口の直径が特定方向に沿って段階的に変化している。具体的に、複数のオリフィス７１〜７５は、それぞれ、冷媒の流入側の開口である一次側開口７１ｐ〜７５ｐと、冷媒の流出側の開口である二次側開口７１ｑ〜７５ｑとを有する。複数のオリフィス７１〜７５は、特定方向に並んでいる。複数のオリフィス７１〜７５から選ばれた第１オリフィス７５の一次側開口７５ｐの直径Ｄ５は、複数のオリフィス７１〜７５から選ばれた第２オリフィス７１の一次側開口７１ｐの直径Ｄ１と異なっている。詳細には、第１オリフィス７５の一次側開口７５ｐの直径Ｄ５は、第２オリフィス７１の一次側開口７１ｐの直径Ｄ１よりも大きい。第２オリフィス７１は、弁体３３によって第１オリフィス７５よりも先に閉じられる位置にある。特定方向に沿って、複数のオリフィス７１〜７５の一次側開口７１ｐ〜７５ｐの直径Ｄ１〜Ｄ５が徐々に拡大している。
【００７５】
上記のような構造によれば、次のような効果が得られる。すなわち、第１オリフィス７５は、第２オリフィス７１よりも冷媒入口３９ａの近くに位置している。また、鉛直方向に関し、第１オリフィス７５は第２オリフィス７１よりも下側に位置している。第１オリフィス７５における水位ヘッドは、第２オリフィス７１における水位ヘッドよりも大きい。したがって、第１オリフィス７５に加わる冷媒の圧力は、第２オリフィス７１に加わる冷媒の圧力よりも高い。本実施形態では、第１オリフィス７５の一次側開口７５ｐの直径Ｄ５が第２オリフィス７１の一次側開口７１ｐの直径Ｄ１よりも大きいので、水位ヘッド差に起因する冷媒の流速の上昇が第１オリフィス７５において抑制される。その結果、冷媒の流れの剥離及びキャビテーションの発生が抑制される。冷凍サイクルの高低差圧が大きく、流量調整弁４の入口において冷媒の圧力が上昇しやすい運転条件（例えば、低外気温時の暖房運転、高外気温時の冷房運転など）においても、流量を調節しながら、凝縮器３から蒸発器１に冷媒を戻すことが可能である。
【００７６】
また、第１オリフィス７５の二次側開口７５ｑの直径ｄ５は、第２オリフィス７１の二次側開口７１ｑの直径ｄ１と異なっている。詳細には、第１オリフィス７５の二次側開口７５ｑの直径ｄ５は、第２オリフィス７１の二次側開口７１ｑの直径ｄ１よりも大きい。第２オリフィス７１は、弁体３３によって第１オリフィス７５よりも先に閉じられる位置にある。特定方向に沿って、複数のオリフィス７１〜７５の二次側開口７１ｑ〜７５ｑの直径ｄ１〜ｄ５が徐々に拡大している。このような構成によっても、水位ヘッド差に起因する冷媒の流速の上昇が抑制されるので、冷媒の流れの剥離及びキャビテーションの発生が抑制される。
【００７７】
各オリフィス７１〜７５の大きさは、冷凍サイクル装置２００に要求される能力、冷凍サイクル装置２００の用途、冷媒の種類、オリフィス６０の数などの様々な条件を考慮に入れて適切に決定される。複数のオリフィス７１〜７５の中で、第１オリフィス７５の一次側開口７５ｐの直径Ｄ５が最も大きく、第２オリフィス７１の一次側開口７１ｐの直径Ｄ１が最も小さいとき、比（Ｄ５／Ｄ１）は、例えば、１．０１〜１００の範囲にある。第１オリフィス７５の二次側開口７５ｑの直径ｄ５が最も大きく、第２オリフィス７１の二次側開口７１ｑの直径ｄ１が最も小さいとき、比（ｄ５／ｄ１）は、例えば、１．０１〜１００の範囲にある。
【００７８】
本変形例においても、複数のオリフィス７１〜７５は、それぞれ、テーパ状の内周面を有している。
【００７９】
（変形例３）
図７に示すように、本変形例では、複数のオリフィス７６は、それぞれ、冷媒の流入側の開口である一次側開口７６ｐと、冷媒の流出側の開口である二次側開口７６ｑと、一次側開口７６ｐと二次側開口７６ｑとの間に設けられた縮流部８０とを有する。一次側開口７６ｐの直径は、二次側開口７６ｑの直径よりも大きく、且つ縮流部８０の直径よりも大きい。二次側開口７６ｑの直径は、縮流部８０の直径以上である。一次側開口７６ｐの面積がＡ１、二次側開口７６ｑの面積がＡ２、縮流部８０の断面積がＡｃであるとき、Ａｃ＜Ａ１、Ａｃ≦Ａ２及びＡ１＞Ａ２の関係が成立する。「一次側開口７６ｐの面積」は、オリフィス７６を平面視したときの一次側開口７６ｐの面積を意味する。「二次側開口７６ｑの面積」は、オリフィス７６を平面視したときの二次側開口７６ｑの面積を意味する。「縮流部８０の断面積」は、縮流部８０におけるオリフィス７６の流路断面積を意味する。一次側開口７６ｐの直径及び二次側開口７６ｑの直径は、冷凍サイクル装置２００に要求される能力、冷凍サイクル装置２００の用途、冷媒の種類、オリフィス７６の数などの様々な条件を考慮に入れて適切に決定される。縮流部８０の直径Ｄｃに対する一次側開口７６ｐの直径Ｄの比（Ｄ／Ｄｃ）は、例えば、１．０１〜５０の範囲にある。縮流部８０の直径Ｄｃに対する二次側開口７６ｑの直径ｄの比（ｄ／Ｄｃ）は、例えば、１〜４９．５の範囲にある。
【００８０】
上記のような構造によれば、次のような効果が得られる。すなわち、一次側開口７６ｐの直径は、縮流部８０の直径よりも大きく、緩やかなテーパ角度を持つため、一次側開口７６ｐの近傍で急激に冷媒の圧力が低下せず、冷媒の圧力が飽和圧力を下回らない。これにより、一次側開口７６ｐの近傍でのキャビテーションの発生が抑制される。オリフィス７６に縮流部８０が設けられているので、二次側開口７６ｑでの冷媒の静圧の低下も抑制される。これにより、キャビテーションの発生が抑制される。二次側開口７６ｑの直径は、縮流部８０の直径よりも大きいことが望ましい。冷凍サイクル装置２００を大能力及び大流量の条件で運転する場合にも、流量調整弁４の閉塞が防止され、必要な量の冷媒が凝縮器３から蒸発器１に確実に供給される。
【００８１】
（実施形態２）
図８に示すように、本実施形態の冷凍サイクル装置３００は、流量調整弁４に加え、圧力調整弁２３をさらに備えている。実施形態１の冷凍サイクル装置２００と実施形態２の冷凍サイクル装置３００との間の共通する要素には同じ参照符号を付し、それらの説明を省略することがある。各実施形態に関する説明は、技術的に矛盾しない限り、相互に適用されうる。技術的に矛盾しない限り、各実施形態は、相互に組み合わされてもよい。
【００８２】
圧力調整弁２３は、凝縮器３と流量調整弁４との間において戻し経路１１に配置されている。詳細には、圧力調整弁２３は、ポンプ５と流量調整弁４との間において戻し経路１１の上流部分１１ａに配置されている。本開示によれば、流量調整弁４を制御して冷媒が通過できるオリフィス５０の数を増減させることによって、戻し経路１１における冷媒の流量が段階的に変化する。そのため、流量調整弁４のみで網羅することが難しい流量範囲が存在する可能性がある。圧力調整弁２３が戻し経路１１に設けられていると、より細かく液冷媒の流量を調整できるため、所望の流量にて、凝縮器３から蒸発器１へと液冷媒を移動させることができる。
【００８３】
また、圧力調整弁２３は、流量調整弁４の冷媒入口３９ａにおける冷媒の圧力を低下させる。流量調整弁４の冷媒入口３９ａにおける冷媒の圧力が下がると、流量調整弁４の冷媒入口３９ａと冷媒出口４０ａとの間における冷媒の圧力の差が縮小し、オリフィス５０の出口（二次側開口）における冷媒の流速の上昇を抑えることができる。これにより、流量調整弁４においてキャビテーションが発生することを確実に防止できる。特に、ポンプ５の加圧力が非常に大きい場合、凝縮器３における液冷媒の水位ヘッドが非常に高い場合、あるいは、凝縮器３における圧力の変動が大きい場合においても、流量調整弁４においてキャビテーションが発生することを確実に防止できる。
【００８４】
圧力調整弁２３の型式は、特に限定されない。圧力調整弁２３は、ニードル弁、バタフライ弁、ボール弁、ゲート弁又はグローブ弁であってもよい。圧力調整弁２３は、流量調整弁４と同じ構造を有していてもよい。
【００８５】
冷凍サイクル装置３００は、さらに、制御器２９を備えている。制御器２９として、Ａ／Ｄ変換回路、入出力回路、演算回路、記憶装置などを含むＤＳＰ（Digital Signal Processor）が使用されうる。制御器２９には、冷凍サイクル装置３００を適切に運転するためのプログラムが格納されている。制御器２９は、圧力調整弁２３の出口における冷媒の圧力が凝縮器３における冷媒の飽和圧力を上回るように圧力調整弁を制御する。このようにすれば、圧力調整弁２３の出口における冷媒のフラッシュ蒸発を防止できる。
【００８６】
冷凍サイクル装置３００は、圧力センサ２４及び圧力センサ２６を備えていてもよい。圧力センサ２４は、凝縮器３の内部に配置されている。本実施形態では、圧力センサ２４は、貯留された液冷媒の液面よりも上に配置されている。圧力センサ２４は、液面よりも下に配置されていてもよい。圧力センサ２６は、戻し経路１１に設けられている。本実施形態では、圧力センサ２６は、流量調整弁４と圧力調整弁２３との間において、戻し経路１１の上流部分１１ａに設けられている。圧力センサ２４及び２６は、制御器２９に電気的に接続されている。制御器２９は、圧力センサ２４及び２６の検出信号を取得する。圧力センサ２４は、凝縮器３の内部における冷媒の圧力（飽和圧力）を検出する。圧力センサ２６は、圧力調整弁２３の出口と流量調整弁４の入口との間における冷媒の圧力を検出する。圧力センサ２４及び２６によって検出された圧力に基づき、制御器２９は、圧力調整弁２３の出口と流量調整弁４の入口との間における冷媒の圧力が目標圧力に収斂するように圧力調整弁２３を制御する。目標圧力は、凝縮器３の内部における冷媒の圧力（飽和圧力）よりも高い圧力に設定されうる。
【００８７】
冷凍サイクル装置３００は、圧力センサ２４に代えて、又は、圧力センサ２４とともに温度センサ２５を備えていてもよい。温度センサ２５は、貯留された液冷媒の液面よりも下に配置されていてもよいし、液面よりも上に配置されていてもよい。温度センサ２５は、凝縮器３の内部における冷媒の温度（飽和温度）を検出する。飽和温度から飽和圧力を推定することが可能である。
【００８８】
本実施形態において、蒸発器１は、直接接触型の熱交換器である。蒸発器１には、液冷媒が循環する吸熱回路１３が接続されている。吸熱回路１３は、熱交換器１３ａを含む。液冷媒は、吸熱回路１３を循環し、熱交換器１３ａにおいて加熱される。加熱された液冷媒は、蒸発器１に貯留された液冷媒と直接的に熱交換する。熱交換器１３ａは、例えば、フィンチューブ熱交換器である。
【００８９】
本実施形態において、凝縮器３は、直接接触型の熱交換器である。凝縮器３には、液冷媒が循環する放熱回路１５が接続されている。放熱回路１５は、流路１５ａ、流路１５ｂ及び熱交換器１７を含む。液冷媒は、放熱回路１５を循環し、熱交換器１７において冷却される。冷却された液冷媒は、凝縮器３において、冷媒蒸気に接触し、冷媒蒸気と直接的に熱交換する。熱交換器１７は、例えば、シェルチューブ熱交換器、二重管式熱交換器又はフィンチューブ熱交換器である。熱交換器１７において液冷媒と冷却液との間で熱交換が行われるように、熱交換器１７に冷却液回路１６が接続されていてもよい。冷却液回路１６は、流路１６ａ及び１６ｂを含み、熱交換器１７と冷却塔１８との間で冷却液（例えば冷却水）を循環させる。冷却液が冷却塔１８において冷却され、冷却された冷却液が熱交換器１７において液冷媒を冷却する。
【００９０】
本実施形態において、放熱回路１５の一部が戻し経路１１の一部によって構成されている。具体的には、放熱回路１５の流路１５ａは、ポンプ５と流量調整弁４との間において戻し経路１１から分岐している。より具体的には、放熱回路１５は、ポンプ５と圧力調整弁２３との間において戻し経路１１から分岐している。ポンプ５と圧力調整弁２３との間に分岐位置Ｐが存在する。ポンプ５は、戻し経路１１と放熱回路１５とに共用されている。ポンプ５から吐出された液冷媒の一部が放熱回路１５へと導かれ、ポンプ５から吐出された液冷媒の残部が蒸発器１へと導かれる。このような構成によれば、放熱回路１５に専用のポンプが必要とされない。ただし、放熱回路１５の流路１５ａが凝縮器３に直接的に接続されていてもよく、放熱回路１５に専用のポンプが設けられていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本開示の技術は、空気調和装置、チラー、蓄熱装置などに有用である。
【符号の説明】
【００９２】
１  蒸発器
２  圧縮機
３  凝縮器
４  流量調整弁
５  ポンプ
１０  蒸気経路
１０ａ  上流部分
１０ｂ  下流部分
１１  戻し経路
１１ａ  上流部分
１１ｂ  下流部分
１２，１３  吸熱回路
１３ａ  熱交換器
１４，１５  放熱回路
１６  冷却液回路
１７  熱交換器
１８  冷却塔
２０ａ  圧力センサ
２０ｂ  圧力センサ
２１ａ  レベルセンサ
２１ｂ  レベルセンサ
２３  圧力調整弁
２４  圧力センサ
２５  温度センサ
２６  圧力センサ
２９  制御器
３３  弁体
３４  アクチュエータ
３７  ハウジング
３９ａ  冷媒入口
４０ａ  冷媒出口
５０  オリフィス
５２  メタル板
６０  オリフィス
６０ｐ  一次側開口
６０ｑ  二次側開口
７１〜７５ オリフィス
７１ｐ〜７５ｐ  一次側開口
７１ｑ〜７５ｑ  二次側開口
７６  オリフィス
７６ｐ  一次側開口
７６ｑ  二次側開口
８０  縮流部
１００  膨張弁
１０１  ロータ
１０２  コイル
１０３  弁体
１０４  弁針
１０５  入口
１０６  出口
１０７  オリフィス
２００，３００  冷凍サイクル装置
【図１】
2018155475.tif 000003
【図２】
2018155475.tif 000004
【図３】
2018155475.tif 000005
【図４】
2018155475.tif 000006
【図５】
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【図６Ａ】
2018155475.tif 000008
【図６Ｂ】
2018155475.tif 000009
【図７】
2018155475.tif 000010
【図８】
2018155475.tif 000011
【図９】
2018155475.tif 000012
【図１０】
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