(57)【要約】      （修正有）【課題】一対の膨張器を備えている冷凍装置において、膨張器の冷凍機油を強制的に回収して、膨張器における冷凍機油の残留を解消でき、従って常に安定した状態で冷却能力を発揮でき、さらに長期使用時の信頼性を向上できる冷凍装置を提供する。【解決手段】制御装置Ｃは、定常運転において第１および第２の膨張器２１Ａ・２１Ｂへ冷媒液を供給ないし遮断する電磁切換弁２２を切換え操作して、いずれか一方の膨張器２１Ａ・２１Ｂに冷媒液を供給し、他方の膨張器２１Ｂ・２１Ａへの冷媒液の供給を遮断している。所定の膨張器切換条件が満たされた状態において、圧縮機１０を停止すると同時に、電磁切換弁２２を切換え操作して、両膨張器２１Ａ・２１Ｂに対する冷媒液の供給が遮断された状態にし、圧縮機１０が停止されてから所定時間が経過した状態で、圧縮機１０を駆動してポンプダウン運転を行うように制御装置Ｃを構成した。【選択図】図３
2019007666.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒配管（１４）で接続される圧縮機（１０）、凝縮器（１１）、膨張部（１２）、および蒸発器（１３）と、これらの機器の作動状態を制御する制御装置（Ｃ）とを含み、
凝縮器（１１）と蒸発器（１３）との間の冷媒配管（１４）に第１分岐流路（２０Ａ）と第２分岐流路（２０Ｂ）が並列に接続され、各分岐流路（２０Ａ・２０Ｂ）に第１膨張器（２１Ａ）と第２膨張器（２１Ｂ）が配置されている冷凍装置であって、
第１膨張器（２１Ａ）および第２の膨張器（２１Ｂ）の上流側の冷媒配管（１４）に、第１膨張器（２１Ａ）および第２膨張器（２１Ｂ）へ冷媒液を供給ないし遮断する電磁切換弁（２２）が配置されており、
制御装置（Ｃ）は、定常運転において電磁切換弁（２２）を切換え操作して、いずれか一方の膨張器（２１Ａ・２１Ｂ）に冷媒液を供給し、他方の膨張器（２１Ｂ・２１Ａ）への冷媒液の供給を遮断しており、
制御装置（Ｃ）は、所定の膨張器切換条件が満たされた状態において、圧縮機（１０）を停止すると同時に、冷媒液が供給されていた側の膨張器（２１Ａ・２１Ｂ）に対する冷媒液の供給を遮断するように電磁切換弁（２２）を切換え操作して、両膨張器（２１Ａ・２１Ｂ）に対する冷媒液の供給が遮断された状態にし、その後圧縮機（１０）が停止されてから所定時間が経過すると、圧縮機（１０）を再駆動してポンプダウン運転を行うように構成されていることを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
制御装置（Ｃ）は、ポンプダウン運転が終了した状態において、両膨張器（２１Ａ・２１Ｂ）に対する冷媒液の供給を開始するように電磁切換弁（２２）を切換え操作して、所定時間だけ両膨張器（２１Ａ・２１Ｂ）の冷凍機油を冷媒液で押し流すクリーニング運転を行うように構成されており、
かつ、制御装置（Ｃ）は、クリーニング運転が終了したのち電磁切換弁（２２）を切換え操作して、圧縮機（１０）の停止以前に冷媒液の供給が遮断されていた側の膨張器（２１Ａ・２１Ｂ）に対する冷媒液の供給を開始するように構成されている請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項３】
第１膨張器（２１Ａ）を加熱する第１ヒーター（２３Ａ）と、第２膨張器（２１Ｂ）を加熱する第２ヒーター（２３Ｂ）が設けられており、
制御装置（Ｃ）は、所定の膨張器切換条件が満たされて圧縮機（１０）を停止し、再度圧縮機（１０）を駆動してポンプダウン運転を行うまでの間、圧縮機（１０）の停止以前に冷媒液が供給されていた側の膨張器（２１Ａ・２１Ｂ）が備える第１ヒーター（２３Ａ）または第２ヒーター（２３Ｂ）に通電して予熱運転を行うように構成されている請求項１または２に記載の冷凍装置。
【請求項４】
制御装置（Ｃ）は、定常運転において、冷媒液の供給が遮断されている側の膨張器（２１Ａ・２１Ｂ）に設けた第１ヒーター（２３Ａ）または第２ヒーター（２３Ｂ）に通電するように構成されている請求項３に記載の冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍庫などが備える冷凍装置に関し、なかでも冷媒配管に並列に接続された一対の膨張器に冷媒液が交互に供給される冷凍装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明に係る冷凍装置では、並列に接続された一対の膨張器に冷媒液を交互に供給して、冷凍機油が膨張器に詰まるのを防止するが、このように、冷媒液が供給される膨張器を交互に切換えることは、例えば特許文献１に公知である。係る特許文献１の冷凍装置の油固化防止装置では、冷媒液の送液管（冷媒配管）に２本に分岐する分岐送液管が設けられており、各分岐送液管に、電磁開閉弁（電磁切換弁）と膨張弁（膨張器）がそれぞれ接続されている。一方の電磁開閉弁が開状態のとき、他方の電磁開閉弁は閉状態になっており、各電磁開閉弁はタイマで交互に開閉されるよう制御される。所定時間毎に、開状態側の電磁開閉弁を閉じて冷媒液の供給を遮断すると同時に、閉状態側の電磁開閉弁を開いて冷媒液の供給を開始することで、冷媒液が供給される膨張弁を交互に切換える。
【０００３】
同様の冷凍装置は特許文献２にも開示されている。係る特許文献２の冷凍装置では、膨張経路（冷媒配管）の中途部が２本に分岐されており、各分岐通路にはキャピラリ用電磁弁（電磁切換弁）とキャピラリチューブ（膨張器）がそれぞれ接続されている。一方のキャピラリ用電磁弁が開状態のとき、他方のキャピラリ用電磁弁は閉状態になっている。蒸発器には、該蒸発器を流れる冷媒温度を検出するセンサが設けられており、センサが検出した冷媒温度に基づいて、キャピラリチューブ（膨張器）で冷凍機油が詰まり始めているかどうかを判断している。冷凍機油が詰まり始めていると判断した場合には、開状態側のキャピラリ用電磁弁を閉じて冷媒液の供給を遮断すると同時に、閉状態側のキャピラリ用電磁弁を開いて冷媒液の供給を開始することで、冷媒液が供給されるキャピラリチューブを交互に切換える。
【０００４】
冷凍装置においては、冷媒液が供給されている間に、僅かずつであるが膨張器に冷凍機油が溜まるのを避けられない。特許文献１の冷凍装置の油固化防止装置、および特許文献２の冷凍装置では、冷媒液が供給される膨張器（膨張弁、キャピラリチューブ）を交互に切換えることで、冷媒液が供給されている側の膨張弁が過度に低温になるのを抑制している。これにより、冷媒液とともに膨張弁を通過する冷凍機油が流動点以下に冷却されるのを阻止できるので、冷凍機油の粘度増加による流動性の低下に起因して、膨張器に冷凍機油が詰まるのを防止できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実公平５−２２７５８号公報
【特許文献２】特開２０１０−４３７５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の冷凍装置の油固化防止装置、および特許文献２の冷凍装置は、冷媒液が供給される膨張器が切換えられるとき、一方の膨張器への冷媒液の供給を遮断すると同時に、他方の膨張器への冷媒液の供給を開始している。そのため、切換前に冷媒液が供給されていた側の膨張器に冷凍機油が溜まっていた場合に、次回冷媒液が供給されるまでの間、膨張器に冷凍機油が残留したまま冷凍装置が運転される。このとき、膨張器は冷媒配管に接続されているので、冷媒配管を介して冷熱が伝導して膨張器の温度が低下し、冷凍機油の粘度が増加するおそれがある。冷凍機油の粘度が増加すると、次回冷媒液の供給が開始されたとき、冷媒液で押し流されずに膨張器に残留したままとなるため、膨張器は適正な量の冷媒液を減圧することができず、冷凍装置の冷却能力が低下し、例えば冷凍庫の貯蔵庫内の温度を設定温度に維持できない不具合が生じる。残留した冷凍機油で冷媒液がスムーズに膨張器を通過できない分、さらに冷凍機油が溜まる不具合もある。また、冷凍機油が残留したままであると、冷凍機油中のスラッジ（微細な固体の劣化物）が沈殿して堆積し、膨張器の内面に膠着することがあり、膨張器にスラッジが膠着した場合には、膨張器の交換や清掃などのメンテナンスを行わなければならない。
【０００７】
本発明の目的は、一対の膨張器を備えている冷凍装置において、膨張器の冷凍機油を強制的に回収して、膨張器における冷凍機油の残留を解消でき、従って常に安定した状態で冷却能力を発揮でき、さらに長期使用時の信頼性を向上できる冷凍装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、冷媒配管１４で接続される圧縮機１０、凝縮器１１、膨張部１２、および蒸発器１３と、これらの機器の作動状態を制御する制御装置Ｃとを含み、凝縮器１１と蒸発器１３との間の冷媒配管１４に第１分岐流路２０Ａと第２分岐流路２０Ｂが並列に接続され、各分岐流路２０Ａ・２０Ｂに第１膨張器２１Ａと第２膨張器２１Ｂが配置されている冷凍装置を対象とする。第１膨張器２１Ａおよび第２の膨張器２１Ｂの上流側の冷媒配管１４に、第１膨張器２１Ａおよび第２膨張器２１Ｂへ冷媒液を供給ないし遮断する電磁切換弁２２が配置されている。制御装置Ｃは、定常運転において電磁切換弁２２を切換え操作して、いずれか一方の膨張器２１Ａ・２１Ｂに冷媒液を供給し、他方の膨張器２１Ｂ・２１Ａへの冷媒液の供給を遮断している。そして、制御装置Ｃは、所定の膨張器切換条件が満たされた状態において、圧縮機１０を停止すると同時に、冷媒液が供給されていた側の膨張器２１Ａ・２１Ｂに対する冷媒液の供給を遮断するように電磁切換弁２２を切換え操作して、両膨張器２１Ａ・２１Ｂに対する冷媒液の供給が遮断された状態にし、その後圧縮機１０が停止されてから所定時間が経過すると、圧縮機１０を再駆動してポンプダウン運転を行うように構成されていることを特徴とする。
【０００９】
上記の膨張器切換条件としては、例えば、制御装置Ｃが、膨張器切換後、規定の膨張器切換時間が経過したことを計時したとき。制御装置Ｃが貯蔵室２の設定温度より高く設定された膨張器切換温度を超える温度を一定時間以上継続して検知したとき。制御装置Ｃが、圧縮機１０の連続駆動時間が規定の膨張器保護時間を超えたことを計時したときなどを挙げることができる。
【００１０】
制御装置Ｃは、ポンプダウン運転が終了した状態において、両膨張器２１Ａ・２１Ｂに対する冷媒液の供給を開始するように電磁切換弁２２を切換え操作して、所定時間だけ両膨張器２１Ａ・２１Ｂの冷凍機油を冷媒液で押し流すクリーニング運転を行うように構成することができる。かつ、制御装置Ｃは、クリーニング運転が終了したのち電磁切換弁２２を切換え操作して、圧縮機１０の停止以前に冷媒液の供給が遮断されていた側の膨張器２１Ａ・２１Ｂに対する冷媒液の供給を開始するように構成することができる。
【００１１】
第１膨張器２１Ａを加熱する第１ヒーター２３Ａと、第２膨張器２１Ｂを加熱する第２ヒーター２３Ｂが設けられている。制御装置Ｃは、所定の膨張器切換条件が満たされて圧縮機１０を停止し、再度圧縮機１０を駆動してポンプダウン運転を行うまでの間、圧縮機１０の停止以前に冷媒液が供給されていた側の膨張器２１Ａ・２１Ｂが備える第１ヒーター２３Ａまたは第２ヒーター２３Ｂに通電して予熱運転を行うように構成することができる。
【００１２】
制御装置Ｃは、定常運転において、冷媒液の供給が遮断されている側の膨張器２１Ａ・２１Ｂに設けた第１ヒーター２３Ａまたは第２ヒーター２３Ｂに通電するように構成することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のように、所定の膨張器切換条件が満たされた状態において、ポンプダウン運転を行うように構成した冷凍装置によれば、電磁切換弁２２より下流側の両分岐流路２０Ａ・２０Ｂと、両膨張器２１Ａ・２１Ｂ、および蒸発器１３（以下、適宜に「配管および各機器」という）の冷媒液を圧縮機１０で吸引することができるので、配管および各機器の冷凍機油を冷媒液とともに圧縮機１０へと回収することができる。以上より、本発明によれば、配管および各機器の冷凍機油を強制的に回収して、第１および第２の膨張器２１Ａ・２１Ｂにおける冷凍機油の残留を解消でき、従って常に安定した状態で冷却能力を発揮でき、さらに長期使用時の信頼性を向上できる冷凍装置とすることができる。
【００１４】
ポンプダウン運転が終了した状態において、両膨張器２１Ａ・２１Ｂに対する冷媒液の供給を開始するように電磁切換弁２２を切換え操作して、所定時間だけ両膨張器２１Ａ・２１Ｂの冷凍機油を冷媒液で押し流すクリーニング運転を行うように制御装置Ｃを構成した。これによれば、仮にポンプダウン運転において全部が回収されず、第１および第２の膨張器２１Ａ・２１Ｂに冷凍機油が残留した場合でも、冷凍機油を冷媒液で押し流して圧縮機１０へと回収することができる。このとき、ポンプダウン運転によって配管および各機器内の圧力は真空状態に近づいているので、クリーニング運転開始直後における配管および各機器を流れる冷媒液の流速は、定常運転時の冷媒液の流速よりも速くなる。そのため、第１および第２の膨張器２１Ａ・２１Ｂに残留した冷凍機油を冷媒液で確実に押し流すことができる。
【００１５】
クリーニング運転時は、例えば第１膨張器２１Ａにのみに冷媒液を供給する場合に比べて、より多量の冷媒液が蒸発器１３に流れ込むため、蒸発器１３の温度が一時的に上昇してしまう。しかし、ポンプダウン運転で配管および各機器内の圧力が真空状態に近づいた際に、減圧による温度低下により蒸発器１３の温度がポンプダウン運転の開始時よりも低下している。そのため、蒸発器１３においては、多量の冷媒液が流れ込むことによる蒸発器１３の一時的な温度上昇と、減圧による温度低下とが相殺され、蒸発器１３の温度が適正な温度よりも著しく高温になることが防止される。従って、両膨張器２１Ａ・２１Ｂに冷媒液を供給した場合でも、冷凍装置は安定した冷却能力を発揮できる。
【００１６】
また、クリーニング運転が終了したのち電磁切換弁２２を切換え操作して、圧縮機１０の停止以前に冷媒液の供給が遮断されていた側の膨張器２１Ａ・２１Ｂに対する冷媒液の供給を開始するように制御装置Ｃを構成した。これによれば、クリーニング運転で第１および第２の膨張器２１Ａ・２１Ｂに残留した冷凍機油を押し流して回収し、冷凍機油の残留を解消してから一方の膨張器２１Ａ・２１Ｂから他方の膨張器２１Ｂ・２１Ａへと冷媒の供給を切換えることができる。従って、定常運転において膨張器２１Ａ・２１Ｂで適正な量の冷媒液を減圧して常に安定した状態で冷却能力を発揮できる。
【００１７】
所定の膨張器切換条件が満たされて圧縮機１０を停止し、再度圧縮機１０を駆動してポンプダウン運転を行うまでの間、圧縮機１０の停止以前に冷媒液が供給されていた側の膨張器２１Ａ・２１Ｂが備える第１ヒーター２３Ａまたは第２ヒーター２３Ｂに通電して予熱運転を行うように制御装置Ｃを構成した。このように、圧縮機１０を停止したのちポンプダウン運転を行うまでの間に予熱運転を行うと、冷媒液が供給されていた側の第１または第２の膨張器２１Ａ・２１Ｂに溜まっている冷凍機油を温めて、その粘度を低下させることができる。従って、第１または第２の膨張器２１Ａ・２１Ｂに溜まった冷凍機油が冷却されて粘度が増加していた場合でもその粘度を低下させ、後のポンプダウン運転時に溜まっている冷凍機油を冷媒液とともに確実に回収できる。
【００１８】
定常運転において、冷媒液の供給が遮断されている側の膨張器２１Ａ・２１Ｂに設けた第１ヒーター２３Ａまたは第２ヒーター２３Ｂに通電するように制御装置Ｃを構成した。これによれば、仮に冷媒液の供給が遮断されて冷媒液の減圧を行っていない第１または第２の膨張器２１Ａ・２１Ｂに冷凍機油が残留していた場合でも、冷凍機油を加熱して粘度を低下させることで残留した冷凍機油中で対流を生じさせ、冷凍機油中のスラッジが沈殿して堆積するのを抑制できる。冷媒配管１４を介して冷熱が伝導することによる冷凍機油の冷却を防止して、次回の膨張器切換時に第１または第２の膨張器２１Ａ・２１Ｂの冷凍機油を確実に回収できる利点もある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る冷凍装置の運転動作を示すタイミングチャートである。
【図２】冷凍装置を備える超低温フリーザーの概略構成を示す縦断側面図である。
【図３】冷凍装置を構成する各機器の接続形態を示す説明図である。
【図４】流路切換弁の別の実施例における冷凍装置を構成する各機器の接続形態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（実施例）  図１から図３に、本発明の冷凍装置を庫内温度がマイナス８５℃まで冷却できる超低温フリーザーに適用した実施例を示す。図２に示すように超低温フリーザーは、断熱箱体からなる本体ケース１を備えており、該本体ケース１の内部に正面開口を有する貯蔵室２が区画されており、本体ケース１の下方に機械室３が配置されている。貯蔵室２の正面開口は揺動開閉式の扉４で開閉される。本体ケース１は、外箱１ａと、外箱１ａ内に間隔をあけて収容される内箱１ｂと、両箱１ａ・１ｂの間に充填される断熱材５とで構成されている。符号７は、貯蔵室２内の温度を検知する温度センサである。
【００２１】
図３に示すように冷凍装置は、圧縮機１０、凝縮器１１、膨張部１２、および蒸発器１３などを備え、これらの機器１０〜１３は冷媒配管１４でループ状に接続され、その作動状態は制御装置Ｃで制御されている。符号１５はドライヤ、１６はアキュムレータ、１７は凝縮器１１用の冷却ファンである。図２に示すように、冷凍装置を構成する圧縮機１０、凝縮器１１、膨張部１２などは機械室３に配置されている。また、蒸発器１３は冷媒管で構成されており、内箱１ｂの上下、左右、および後の壁面の外面側（断熱材５側）に蛇行状態で配置されている。蒸発器１３で冷媒液が蒸発することにより、貯蔵室２の庫内空気は内箱１ｂを介して間接的に冷却される。
【００２２】
凝縮器１１と蒸発器１３との間の冷媒配管１４は、第１分岐流路２０Ａと第２分岐流路２０Ｂの二股状に分岐されており、各分岐流路２０Ａ・２０Ｂに、キャピラリチューブからなる第１膨張器２１Ａおよび第２膨張器２１Ｂがそれぞれ配置されている。第１および第２の膨張器２１Ａ・２１Ｂの上流側の第１および第２の分岐流路２０Ａ・２０Ｂ（冷媒配管１４）に、各膨張器２１Ａ・２１Ｂへ冷媒液を供給ないし遮断する電磁切換弁２２が配置されており、電磁切換弁２２は、第１分岐流路２０Ａに配置される第１電磁弁２２Ａと、第２分岐流路２０Ｂに配置される第２電磁弁２２Ｂとで構成されている。また、各膨張器２１Ａ・２１Ｂは近接配置されるコードヒーターからなる加熱源を備えており、第１膨張器２１Ａには第１ヒーター２３Ａが配置され、第２膨張器２１Ｂには第２ヒーター２３Ｂが配置されている。膨張部１２は、第１分岐流路２０Ａと第２分岐流路２０Ｂ、第１膨張器２１Ａと第２膨張器２１Ｂ、第１ヒーター２３Ａと第２ヒーター２３Ｂ、第１電磁弁２２Ａと第２電磁弁２２Ｂ（電磁切換弁２２）で構成されている。なお各膨張器１２Ａ・１２Ｂはオリフィス型の膨張弁で構成してもよい。
【００２３】
定常運転においては、制御装置Ｃは、温度センサ７の検知温度に基づいて圧縮機１０の駆動と停止を繰り返して、貯蔵室２内の温度が設定温度に近づくように制御しており、凝縮後の高圧の冷媒液は、電磁切換弁２２で第１または第２の膨張器２１Ａ・２１Ｂのいずれか一方へ供給して減圧している。冷媒液が供給されている側（一方）の膨張器２１Ａ（２１Ｂ）に冷凍機油が溜まって詰まるのを防止するために、制御装置Ｃは、後に詳述する所定の膨張器切換条件が満たされたとき、冷媒液が供給されている一方の膨張器２１Ａ（２１Ｂ）から他方の膨張器２１Ｂ（２１Ａ）へと冷媒液の供給を切換える。本実施例では、冷媒液の供給の切換えを行うのに先行して、以下に説明する運転制御を行って、各電磁弁２２Ａ・２２Ｂより下流側の両分岐流路２０Ａ・２０Ｂと、両膨張器２１Ａ・２１Ｂ、および蒸発器１３の冷凍機油を回収するようにした。
【００２４】
図１のタイミングチャートに示すように、定常運転時、圧縮機１０が駆動された状態で、第１電磁弁２２Ａを開状態、第２電磁弁２２Ｂを閉状態として、第１膨張器２１Ａに冷媒液が供給されている。このとき、第２ヒーター２３Ｂは通電されており、冷媒液の供給が遮断されている第２膨張器２１Ｂは加熱されている。所定の膨張器切換条件が満たされた状態（時点ｔ１）において、まず圧縮機１０を停止するとともに、第１電磁弁２２Ａを閉状態へと切換え操作して両膨張器２１Ａ・２１Ｂへの冷媒液の供給を遮断する。さらに第２ヒーター２３Ｂへの通電を停止するとともに、第１ヒーター２３Ａへの通電を開始してそれまで冷媒液を供給していた第１膨張器２１Ａを加熱する予熱運転を開始する。このように、膨張器切換条件が満たされたときにまず予熱運転を行うと、それまで冷媒液が供給されていた側の第１膨張器２１Ａに溜まっている冷凍機油を温めて、その粘度を低下させることができる。従って、第１膨張器２１Ａに溜まった冷凍機油が冷却されて粘度が増加していた場合でもその粘度を低下させ、後述するポンプダウン運転時に溜まっている冷凍機油を冷媒液とともに確実に回収できる。
【００２５】
圧縮機１０を停止してから、所定時間（例えば５分）が経過する間予熱運転を行ったのち（時点ｔ２）、両電磁弁２２Ａ・２２Ｂを閉状態としたまま第１ヒーター２３Ａへの通電を停止し、この状態で圧縮機１０を再駆動してポンプダウン運転を開始する。ポンプダウン運転により、各電磁弁２２Ａ・２２Ｂ（電磁切換弁２２）より下流側の両分岐流路２０Ａ・２０Ｂと、両膨張器２１Ａ・２１Ｂ、および蒸発器１３に溜まった冷凍機油を冷媒液とともに圧縮機１０で吸引して強制的に回収する。このとき、両膨張器２１Ａ・２１Ｂの冷凍機油は先の予熱運転および定常運転時に加熱されて粘度が低下しているので、冷凍機油の粘度増加による流動性低下が解消されており、冷媒液とともに圧縮機１０へと回収される。
【００２６】
ポンプダウン運転時に第１膨張器２１Ａを通過する冷媒液は、第１電磁弁２２Ａと第１膨張器２１Ａとの間の第１分岐流路２０Ａの分だけである（図３参照）。また、第２膨張器２１Ｂを通過する冷媒液は、第２電磁弁２２Ｂと第２膨張器２１Ｂとの間の第２分岐流路２０Ｂの分だけである。そのため、ポンプダウン運転時に第１膨張器２１Ａまたは第２膨張器２１Ｂを通過する冷媒液はそれほど多くなく、冷媒液とともに冷凍機油を回収しきれずに、第１膨張器２１Ａまたは第２膨張器２１Ｂに残留するおそれがある。
【００２７】
ポンプダウン運転で回収しきれずに残留した冷凍機油を回収するために、所定時間（例えば１０分）ポンプダウン運転を行い、ポンプダウン運転が終了した状態（時点ｔ３）において、両電磁弁２２Ａ・２２Ｂを開状態に切換え操作して、両膨張器２１Ａ・２１Ｂへ冷媒液を供給するクリーニング運転を開始する。このように、ポンプダウン運転終了後にクリーニング運転を行うと、仮にポンプダウン運転において全部が回収されず、第１および第２の膨張器２１Ａ・２１Ｂに冷凍機油が残留した場合でも、冷凍機油を冷媒液で押し流して圧縮機１０へと回収することができる。このとき、ポンプダウン運転によって配管および各機器内の圧力は真空状態に近づいているので、クリーニング運転開始直後における配管および各機器を流れる冷媒液の流速は、定常運転時の冷媒液の流速よりも速くなる。そのため、第１および第２の膨張器２１Ａ・２１Ｂに残留した冷凍機油を冷媒液で確実に押し流すことができる。
【００２８】
上記のように、クリーニング運転において両分岐流路２０Ａ・２０Ｂへ冷媒液を供給すると、例えば第１膨張器２１Ａにのみに冷媒液を供給する場合に比べて、より多量の冷媒液が蒸発器１３に流れ込むため、蒸発器１３の温度が一時的に上昇してしまう。しかし、ポンプダウン運転で配管および各機器内の圧力が真空状態に近づいた際に、減圧による温度低下により蒸発器１３の温度がポンプダウン運転の開始時よりも低下している。そのため、蒸発器１３においては、多量の冷媒液が流れ込むことによる蒸発器１３の一時的な温度上昇と、減圧による温度低下とが相殺され、蒸発器１３の温度が適正な温度よりも著しく高温になることが防止される。従って、両膨張器２１Ａ・２１Ｂに冷媒液を供給した場合でも、冷凍装置は安定した冷却能力を発揮できる。
【００２９】
上記クリーニング運転を所定時間（例えば５分）行ったのち（時点ｔ４）、第１電磁弁２２Ａを閉状態に切換えて冷媒の供給を遮断して、第２膨張器２１Ｂのみ冷媒液を供給する。これにより、一方の膨張器２１Ａから他方の膨張器２１Ｂへと冷媒液の供給が切換えられ、定常運転へと移行する。このように、クリーニング運転が終了したのち第２膨張器２１Ｂに対する冷媒液の供給を開始するようにしたので、第２膨張器２１Ｂに残留した冷凍機油を押し流して回収し、冷凍機油の残留を解消してから第１膨張器２１Ａから第２膨張器２１Ｂへと冷媒の供給を切換えることができる。従って、定常運転において膨張器２１Ａ・２１Ｂで適正な量の冷媒液を減圧して常に安定した状態で冷却能力を発揮できる。
【００３０】
また、定常運転において、第１ヒーター２３Ａに通電して冷媒液の供給を遮断している側の第１膨張器２１Ａを加熱しておくことで、仮に第１膨張器２１Ａに冷凍機油が残留していた場合でも、冷凍機油を加熱して粘度を低下させることで残留した冷凍機油中で対流を生じさせ、冷凍機油中のスラッジが沈殿して堆積するのを抑制できる。冷媒配管１４を介して冷熱が伝導することによる冷凍機油の冷却を防止して、次回の膨張器切換時に第１または第２の膨張器２１Ａ・２１Ｂの冷凍機油を確実に回収できる利点もある。
【００３１】
冷媒液の供給を第２膨張器２１Ｂから第１膨張器２１Ａへと切換える際には、図１のタイムチャートに示すように、所定の膨張器切換条件が満たされた状態（時点ｔ５）において、まず圧縮機１０を停止するとともに、第２電磁弁２２Ｂを閉状態へと切換え操作して両膨張器２１Ａ・２１Ｂへの冷媒液の供給を遮断する。さらに第１ヒーター２３Ａへの通電を停止するとともに、第２ヒーター２３Ｂへの通電を開始して予熱運転を開始する。圧縮機１０を停止してから、所定時間（例えば５分）が経過する間予熱運転を行ったのち（時点ｔ６）、両電磁弁２２Ａ・２２Ｂを閉状態としたまま第２ヒーター２３Ｂへの通電を停止し、この状態で圧縮機１０を再駆動してポンプダウン運転を開始する。所定時間（例えば１０分）ポンプダウン運転を行い、ポンプダウン運転が終了した状態（時点ｔ７）において、両電磁弁２２Ａ・２２Ｂを開状態に切換え操作して、両膨張器２１Ａ・２１Ｂへ冷媒液を供給するクリーニング運転を開始する。所定時間（例えば５分）クリーニング運転を行ったのち（時点ｔ８）、第２電磁弁２２Ｂを閉状態に切換えて冷媒の供給を遮断して、第１膨張器２１Ａのみ冷媒液を供給し、これにより、一方の膨張器２１Ｂから他方の膨張器２１Ａへと冷媒液の供給が切換えられ、定常運転へと移行する。このとき、第２ヒーター２３Ｂに通電して冷媒液の供給を遮断している側の第２膨張器２１Ｂを加熱する。
【００３２】
膨張器切換条件として３種の条件が設定されており、以下の３種の条件のいずれかひとつが満たされたとき、冷媒液の供給が第１または第２の膨張器２１Ａ・２１Ｂの一方から他方へと切換えられる。第１の条件は、制御装置Ｃが、膨張器切換後、規定の膨張器切換時間（例えば１２時間）が経過したことを計時したときである。第２の条件は、制御装置Ｃが、温度センサ７で貯蔵室２の設定温度より高く設定された膨張器切換温度（設定温度＋α（αは例えば１０℃））を超える温度を一定時間（例えば１０分）以上継続して検知したときである。第３の条件は、制御装置Ｃが、圧縮機１０の連続駆動時間が規定の膨張器保護時間を超えたことを計時したときである。
【００３３】
上記第１の条件においては、第１および第２の膨張器２１Ａ・２１Ｂへの冷媒液の供給を定期的に切換えて、第１および第２の膨張器２１Ａ・２１Ｂに冷凍機油が溜まって詰まるのを予防することができる。第２の条件においては、冷媒液が供給されている例えば第１膨張器２１Ａで適正な量の冷媒液が減圧されていないと想定できる。これにより、第１膨張器２１Ａに冷凍機油が溜まって詰まりかけていると判断して、上記各運転を行って溜まった冷凍機油を回収したのち、冷媒液の供給を第２膨張器２１Ｂに切換え、適正な量の冷媒液を減圧できるようにして、正常な定常運転へと復帰させることができる。第３の条件においては、貯蔵室２内の温度が設定温度に近づくまでに時間を要していることを意味するので、冷媒液が供給されている例えば第１膨張器２１Ａに冷凍機油が溜まり始めていると判断して、上記各運転を行って溜まった冷凍機油を回収したのち、冷媒液の供給を第２膨張器２１Ｂに切換える。これにより、多量の冷凍機油が第１または第２の膨張器２１Ａ・２１Ｂに溜まるのを予防できる。
【００３４】
図４に電磁切換弁２２の別の実施例を示す。この実施例では、第１および第２の分岐流路２０Ａ・２０Ｂの分岐始端部分に接続されるＴポート型の三方弁で電磁切換弁２２が構成されている。三方弁を操作することにより、第１および第２の膨張器２１Ａ・２１Ｂへ冷媒液を供給ないし遮断する。
【００３５】
以上のように、本実施例に係る超低温フリーザーの冷凍装置によれば、ポンプダウン運転によって、各電磁弁２２Ａ・２２Ｂ（電磁切換弁２２）より下流側の両分岐流路２０Ａ・２０Ｂと、両膨張器２１Ａ・２１Ｂ、および蒸発器１３の冷媒液を圧縮機１０で吸引することができるので、配管および各機器の冷凍機油を冷媒液とともに圧縮機１０へと回収することができる。これにより、配管および各機器の冷凍機油を強制的に回収して、第１および第２の膨張器２１Ａ・２１Ｂにおける冷凍機油の残留を解消でき、従って常に安定した状態で冷却能力を発揮でき、さらに長期使用時の信頼性を向上できる冷凍装置とすることができる。
【００３６】
上記の実施例における予熱運転、ポンプダウン運転、クリーニング運転の各運転時間は、適宜変更することができる。ポンプダウン運転においては、圧縮機１０の入口側圧力に基づいて、ポンプダウン運転を終了させてもよい。定常運転時には、冷媒を減圧していない側の第１または第２の膨張器２１Ａ・２１Ｂを加熱したが、必ずしも加熱する必要はない。また、加熱する際には断続的に加熱するようにしてもよい。本発明の冷凍装置は、庫内温度（冷媒温度）が比較的低く、冷凍機油が硬化しやすい超低温フリーザーに好適であるが、本発明の適用対象はこれに限られず、各種の冷蔵庫や冷蔵ショーケースなどに適用することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１０  圧縮機
１１  凝縮器
１２  膨張部
１３  蒸発器
１４  冷媒配管
２０Ａ  第１分岐流路
２０Ｂ  第２分岐流路
２１Ａ  第１膨張器
２１Ｂ  第２膨張器
２２  電磁切換弁
２３Ａ  第１ヒーター
２３Ｂ  第２ヒーター
Ｃ  制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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