(57)【要約】【課題】冷媒としてＲ３２単一冷媒またはＲ３２を主成分とする混合冷媒を用い、圧縮機とキャピラリーチューブを用いた冷凍サイクルで、環境温度の変化などにより圧縮機の吐出冷媒の温度が所定の基準値を越えるような過負荷状態となった場合においても、低コストで過負荷時の圧縮機の吐出冷媒温度の上昇を抑制して圧縮機の信頼性を確保可能な冷凍サイクルを提供する。【解決手段】圧縮機１と絞り装置としてのキャピラリーチューブ３と形状記憶合金バネを使用した制御弁４を用いた。【選択図】図１
2015215127.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒としてＲ３２単一冷媒またはＲ３２を主成分とする混合冷媒を用い、圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器を環状に連接して冷凍サイクルを構成し、前記絞り装置と並列に制御弁を設け、前記制御弁は、前記凝縮器の出口冷媒が流れる第１流路と、前記圧縮機の吐出冷媒が流れる第２流路と、前記第１流路の流路断面積を変化させる弁体と、前記第２流路に設けられた形状記憶合金バネとを備え、前記第２流路を流れる冷媒が一定以上の温度になると前記形状記憶合金バネが変態して前記弁体を駆動することを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
冷媒としてＲ３２単一冷媒またはＲ３２を主成分とする混合冷媒を用い、圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器を環状に連接して冷凍サイクルを構成し、前記絞り装置と直列に制御弁を設け、前記制御弁は、前記凝縮器の出口冷媒が流れる第１流路と、前記圧縮機の吐出冷媒が流れる第２流路と、前記第１流路の流路断面積を変化させる弁体と、前記第２流路に設けられた形状記憶合金バネとを備え、前記第２流路を流れる冷媒が一定以上の温度になると前記形状記憶合金バネが変態して前記弁体を駆動することを特徴とする冷凍装置。
【請求項３】
前記Ｒ３２を主成分とする混合冷媒は、Ｒ３２とハイドロフルオロオレフィンの混合冷媒であることを特徴とする請求項１または２に記載の冷凍装置。
【請求項４】
前記ハイドロフルオロオレフィンは、ＨＦＯ１２３４ｙｆであることを特徴とする請求項３に記載の冷凍装置。
【請求項５】
前記ハイドロフルオロオレフィンは、ＨＦＯ１２３４ｚｅであることを特徴とする請求項３に記載の冷凍装置。
【請求項６】
前記ハイドロフルオロオレフィンは、ＨＦＯ１１２３であることを特徴とする請求項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、蒸気圧縮機式の冷凍装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気調和装置などに用いられる冷凍装置は、運転時に、環境温度の変化などにより圧縮機の吐出冷媒の温度が所定の基準値を越えるような過負荷状態となった場合、圧縮機の絶縁材料の劣化や冷凍機油の変質など信頼性面に問題が発生する。この問題を解決するために、絞り機構として絞り量可変の電動膨張弁を使用したり、圧縮機として能力可変圧縮機を使用したりして、吐出冷媒温度を調整してきた（例えば、特許文献１）。
【０００３】
絞り量可変の電動膨張弁を用いることにより、圧縮機の吸入冷媒の過熱度（スーパーヒート）や、圧縮機の吐出冷媒の温度を制御することができ、冷凍サイクルを最適な状態で運転することができる。このため、冷凍装置はサイクル効率（ＣＯＰ）の高い運転ができる。
【０００４】
また、絞り機構に流入する前の液冷媒を圧縮機の吸入口に導入するバイパス回路（液バイパス機構）を設けることにより、吐出冷媒の温度の上昇を抑えて圧縮機の信頼性を確保してきた（例えば、特許文献２）。
【０００５】
一方、冷凍装置には冷媒としては、ＨＣＦＣ系冷媒の代替冷媒としてＨＦＣ系冷媒が採用されているが、オゾン層の保護に加え、地球温暖化の防止が必要とされている。そこで、従来冷媒（Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０７Ｃなど）に比較して、地球温暖化係数の低い（低ＧＷＰ）冷媒であるＲ３２やＲ３２を含む混合冷媒の使用が提案されている。
【０００６】
Ｒ３２を冷凍装置に用いた場合には、Ｒ２２、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０７Ｃなどの従来冷媒を用いた場合に比べて理論ＣＯＰや熱伝達率が高く、圧力損失が小さいため、実際のサイクル効率が高くなる。しかし、Ｒ３２は、従来冷媒と比べて冷媒の熱物性である断熱指数が大きいため、圧縮機の吐出冷媒温度が約１０℃以上高くなってしまう。特に、外気温度の高い過負荷条件時にはさらに吐出冷媒温度が上昇する。
【０００７】
また、グローバル市場においては、価格を低く抑えるため、絞り機構として、固定絞りであるキャピラリーチューブを用いる場合が多い。その場合、標準的な運転条件や過負荷運転条件等の時に、圧縮機吸入冷媒のスーパーヒートや圧縮機吐出冷媒温度等を制御して、冷凍サイクルをそれぞれの条件の最適な状態に調整できなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−１７４０７５号公報
【特許文献２】実開昭６１−１０１３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
絞り機構として、固定絞りを採用した冷凍装置に、Ｒ３２単一冷媒やＲ３２を主成分とする混合冷媒を用いる場合、過負荷運転時に吐出冷媒温度を許容温度以下になるようにキャピラリーチューブの流量を設定すると、標準的な運転条件では、キャピラリーチューブの流量が大きくなりすぎる。このため、冷凍サイクルを最適な状態に調整できず、冷凍能力やサイクル効率が低下するという課題がある。特に、Ｒ３２単一冷媒やＲ３２を主成分
とする混合冷媒を用いる場合には、従来の冷媒を用いる場合に比べてこの傾向が大きい。
【００１０】
また、液バイパス機構を採用した冷凍装置には、吐出冷媒温度が一定以上となった時に開成する電磁弁が必要である。また、電磁弁を動作させる電気回路なども必要となり、冷凍装置を製造する上でのコストアップの要因となっていた。
【００１１】
本発明の目的は、高価な電動膨張弁や電磁弁を用いることなく、圧縮機の吐出冷媒温度が所定の基準値を越えるような過負荷状態となった場合においても、吐出冷媒温度の上昇を抑制して、圧縮機の信頼性を確保するとともに、標準的な運転時にはサイクル効率の高い運転が可能な冷凍装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記従来の課題を解決するために、第１の発明は、冷媒としてＲ３２単一冷媒またはＲ３２を主成分とする混合冷媒を用い、圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器を環状に連接して冷凍サイクルを構成し、前記絞り装置と並列に制御弁を設け、前記制御弁は、前記凝縮器の出口冷媒が流れる第１流路と、前記圧縮機の吐出冷媒が流れる第２流路と、前記第１流路の流路断面積を変化させる弁体と、前記第２流路に設けられた形状記憶合金バネとを備え、前記第２流路を流れる冷媒が一定以上の温度になると前記形状記憶合金バネが変態して前記弁体を駆動するものである。
【００１３】
第２の発明は、冷媒としてＲ３２単一冷媒またはＲ３２を主成分とする混合冷媒を用い、圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器を環状に連接して冷凍サイクルを構成し、前記絞り装置と直列に制御弁を設け、前記制御弁は、前記凝縮器の出口冷媒が流れる第１流路と、前記圧縮機の吐出冷媒が流れる第２流路と、前記第１流路の流路断面積を変化させる弁体と、前記第２流路に設けられた形状記憶合金バネとを備え、前記第２流路を流れる冷媒が一定以上の温度になると前記形状記憶合金バネが変態して前記弁体を駆動するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、過負荷状態となった場合においても、圧縮機の吐出冷媒温度の上昇を抑制して圧縮機の信頼性を確保できるとともに、標準的な運転時にはサイクル効率の高い運転が可能である冷凍装置を低コストで実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１における冷凍装置の冷凍サイクル構成図
【図２】本発明の実施の形態１における制御弁の縦断面図
【図３】本発明の実施の形態１における制御弁に用いられる形状記憶合金バネの温度−ひずみ曲線図
【図４】本発明の実施の形態１における制御弁の縦断面図
【図５】本発明の実施の形態２における空気調和機の冷凍サイクル構成図
【図６】本発明の実施の形態２における制御弁の縦断面図
【図７】本発明の実施の形態２における制御弁の縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
第１の発明は、冷媒としてＲ３２単一冷媒またはＲ３２を主成分とする混合冷媒を用い、圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器を環状に連接して冷凍サイクルを構成し、前記絞り装置と並列に制御弁を設け、前記制御弁は、前記凝縮器の出口冷媒が流れる第１流路と、前記圧縮機の吐出冷媒が流れる第２流路と、前記第１流路の流路断面積を変化させる弁体と、前記第２流路に設けられた形状記憶合金バネとを備え、前記第２流路を流れる冷媒が一定以上の温度になると前記形状記憶合金バネが変態して前記弁体を駆動するものである
。
【００１７】
これにより、低コストで、過負荷時の吐出冷媒温度の上昇を抑制することで圧縮機の信頼性を確保し、標準的な運転時にはサイクル効率の高い運転が可能な冷凍装置を提供することができる。
【００１８】
第２の発明は、冷媒としてＲ３２単一冷媒またはＲ３２を主成分とする混合冷媒を用い、圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器を環状に連接して冷凍サイクルを構成し、前記絞り装置と直列に制御弁を設け、前記制御弁は、前記凝縮器の出口冷媒が流れる第１流路と、前記圧縮機の吐出冷媒が流れる第２流路と、前記第１流路の流路断面積を変化させる弁体と、前記第２流路に設けられた形状記憶合金バネとを備え、前記第２流路を流れる冷媒が一定以上の温度になると前記形状記憶合金バネが変態して前記弁体を駆動するものである。
【００１９】
これにより、低コストで、過負荷時の吐出冷媒温度の上昇を抑制することで圧縮機の信頼性を確保し、標準的な運転時にはサイクル効率の高い運転が可能な冷凍装置を提供することができる。
【００２０】
第３の発明は、第１または第２の発明において、Ｒ３２を主成分とする混合冷媒は、Ｒ３２とハイドロフルオロオレフィンの混合冷媒としたものである。
【００２１】
これにより、Ｒ３２とハイドロフルオロオレフィンの混合冷媒を使用した場合においても、低コストで、過負荷時の吐出冷媒温度の上昇を抑制することで圧縮機の信頼性を確保し、標準的な運転時にはサイクル効率の高い運転が可能な冷凍装置を提供することができる。さらに冷媒の温暖化係数を低減でき、サイクル効率が高く温暖化影響を低減可能な冷凍装置を提供することができる。
【００２２】
第４の発明は、第３の発明において、ハイドロフルオロオレフィンは、ＨＦＯ１２３４ｙｆとしたものである。
【００２３】
これにより、Ｒ３２とＨＦＯ１２３４ｙｆの混合冷媒を使用した場合においても、低コストで、過負荷時の吐出冷媒温度の上昇を抑制することで圧縮機の信頼性を確保し、標準的な運転時にはサイクル効率の高い運転が可能な冷凍装置を提供することができる。さらに冷媒の温暖化係数を低減でき、サイクル効率が高く温暖化影響を低減可能な冷凍装置を提供することができる。
【００２４】
第５の発明は、第３の発明において、ハイドロフルオロオレフィンは、ＨＦＯ１２３４ｚｅとしたものである。
【００２５】
これにより、Ｒ３２とＨＦＯ１２３４ｚｅの混合冷媒を使用した場合においても、低コストで、過負荷時の吐出冷媒温度の上昇を抑制することで圧縮機の信頼性を確保し、標準的な運転時にはサイクル効率の高い運転が可能な冷凍装置を提供することができる。さらに冷媒の温暖化係数を低減でき、サイクル効率が高く温暖化影響を低減可能な冷凍装置を提供することができる。
【００２６】
第６の発明は、第３の発明において、ハイドロフルオロオレフィンは、ＨＦＯ１１２３としたものである。
【００２７】
これにより、Ｒ３２とＨＦＯ１１２３の混合冷媒を使用した場合においても、低コストで、過負荷時の吐出冷媒温度の上昇を抑制することで圧縮機の信頼性を確保し、標準的な
運転時にはサイクル効率の高い運転が可能である。さらに冷媒の温暖化係数を低減でき、サイクル効率が高く温暖化影響を低減可能な冷凍装置を提供することができる。
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２９】
（実施の形態１）
以下に、本発明の冷凍装置について説明する。本発明の冷凍装置の適用例として、空気調和機について図１を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態１における空気調和機の冷凍サイクル構成図である。
【００３０】
実施の形態１に係る空気調和機は、屋外に設置される室外機８と屋内に設置される室内機９とを備えた、いわゆるセパレート式の空気調和機である。室外機８は、冷媒を圧縮する圧縮機１、冷媒と外気の熱を交換する室外熱交換器２、室外熱交換器２内を流れる冷媒と外気の熱交換を促進する室外ファン６、絞り装置としてのキャピラリーチューブ３、制御弁４等を備えている。室内機９は、冷媒と室内空気の熱を交換する室内熱交換器５、室内熱交換器５内を流れる冷媒と室内空気の熱交換を促進する室内ファン７等を備えている。室外機８と室内機９は液側接続管２１とガス側接続管２２で接続されている。
【００３１】
空気調和機の冷房運転時には、室外熱交換器２が凝縮器として作用し、室内熱交換器５が蒸発器として作用する。圧縮機１、室外熱交換器２、絞り装置としてのキャピラリーチューブ３、室内熱交換器５を配管により環状に接続して、冷凍サイクルを構成している。
【００３２】
冷凍サイクル内には、ジフルオロメタン（Ｒ３２）単一冷媒またはＲ３２を主成分とする混合冷媒が封入されている。Ｒ３２を主成分とする混合冷媒としては、Ｒ３２と２，３，３，３−テトラフルオロ−１−プロペン（ＨＦＯ１２３４ｙｆ）との混合冷媒、Ｒ３２とトランス−１，３，３，３−テトラフルオロプロペン（ＨＦＯ１２３４ｚｅ）、またはＲ３２とトリフルオロエチレン（ＨＦＯ１１２３）との混合冷媒が、冷媒そのものの持つ温暖化係数の低減と、高いサイクル効率による冷凍サイクルとしての温暖化影響を低減との効果を両立する上で望ましい。
【００３３】
また、使用される冷媒で、Ｒ３２とＨＦＯ１１２３の混合冷媒は、Ｒ３２が３０重量％以上６０重量％以下とする。Ｒ１１２３にＲ３２を３０重量％以上混合することで、Ｒ１１２３の不均化反応を抑制できる。また、Ｒ３２とＨＦＯ１１２３混合冷媒は、従来冷媒と比べて冷媒の熱物性である断熱指数が大きいため、圧縮機の吐出冷媒温度が高くなる。このため、過負荷条件時に吐出冷媒温度を低減することにより、圧縮機の信頼性を確保できるという効果が大きく影響する。
【００３４】
この冷凍装置において、絞り装置はキャピラリーチューブ３であり、制御弁４は、キャピラリーチューブ３と並列に接続されている。制御弁４は、凝縮器の出口冷媒が流れる第１流路１４と、圧縮機１の吐出冷媒が流れる第２流路１５とを備えている。つまり、制御弁４の第１流路１４は、室外熱交換器２の出口とキャピラリーチューブ３の入口とを分岐し、キャピラリーチューブ３の出口と液側接続管２１とに合流するバイパス回路に接続されている。また、制御弁４の第２流路１５は、圧縮機１の出口と室外熱交換器２との間に接続されている。
【００３５】
図２は、実施の形態１における冷凍装置に用いられる制御弁４の縦断面図である。図２において、１０は弁体、１１は弁座、１２はバイアスバネ、１３は形状記憶合金バネ、１４は第１流路、１５は第２流路、１６はバイアスバネ１２と形状記憶合金バネ１３のバネ力の差により駆動され磁性体である弁駆動体である。弁体１０は磁性体である弁駆動体１
６の動きに従って移動するものである。
【００３６】
制御弁４は、外殻を構成する略円筒状の本体４１と、本体４１内に設けられ本体４１の内径より外径の小さい略円筒状の仕切体４２と、本体４１および仕切体４２の両側には、それぞれの端部を塞ぐ側版を備えている。第１流路１４は、仕切体４２の内壁と２枚の側板とで形成される略密閉空間で形成される円筒状の流路である。第２流路１５は、本体４１の内壁と仕切体４２の外壁と２枚の側板とで形成される略密閉空間で形成される円環柱状の流路である。第１流路１４、第２流路１５の側板にはそれぞれ、配管が接続される入口部、出口部が設けられている。第２流路１５の出口部が設けられた側の側板には、側面がテーパ状に形成された孔である弁座１１が設けられている。
【００３７】
第１流路１４内には、第１流路１４の流路断面積を変化させる弁体１０が設けられている。弁体１０は、仕切体４２内を中心軸方向に摺動しながら移動する円盤状の弁体基部１０ａと、弁座１１のテーパ形状に相対する円錐台形状の弁部１０ｂと、弁体基部１０ａと弁部１０ｂとを接続する軸とを備えている。弁体基部１０ａには、第１流路１４の入口部から出口部へと冷媒が流れる第１流通孔１０ｃが設けられている。弁体１０のうち、少なくとも弁体基部１０ａは、弁駆動体１６が発生する磁力を受ける被磁性体で形成されている。
【００３８】
第２流路１５内には、本体４１と仕切体４２との間を中心軸方向に摺動しながら移動する円環形状の弁駆動体１６が設けられている。弁駆動体１６には、第２流路１５の入口部から出口部へと冷媒が流れる第２流通孔１６ａが設けられている。また、弁駆動体１６と第２流路１５の一方の側版との間には、コイルバネ形状のバイアスバネ１２が設けられている。そして、弁駆動体１６と他方の側板との間には、コイルバネ形状の形状記憶合金バネ１３が設けられている。形状記憶合金バネ１３は、第２流路１５内を流れる冷媒、つまり、圧縮機１の吐出冷媒にさらされており、圧縮機１の吐出冷媒が一定以上の温度になると変態する。
【００３９】
バイアスバネ１２と形状記憶合金バネ１３の変位量のバランスにより、弁駆動体１６は本体４１内を軸方向に移動する。そして、磁性体である弁駆動体１６の移動にともなって、被磁性体で形成された弁体１０が仕切体４２内を軸方向に移動する。これによって、弁部１０ｂと弁座１１との間に形成される隙間が変化する。
【００４０】
図３は形状記憶合金バネ１３の温度−ひずみ曲線（ヒステリシス曲線）である。加熱時と冷却時の動作温度には温度差、すなわち温度ヒステリシスがあり、形状記憶合金バネ１３は加熱時の変態温度Ｔ１（例えば１１０℃）に、冷却時の変態温度Ｔ２（例えば９０℃）に調節している。
【００４１】
上記構成において、制御弁４の動作を説明する。圧縮機１の吐出冷媒温度が上昇した時、形状記憶合金バネ１３は設定した変態温度Ｔ１以上になると伸長し、バイアスバネ１２のバネ力に抗して弁駆動体１６を押動する。その動きに従って弁体１０も移動して、図６に示すように、第１流路１４は開状態となる。そのため、凝縮器である室外熱交換器２の出口冷媒の一部は第１流路１４を流れ、キャピラリーチューブ３を流れる冷媒は減少する。
【００４２】
一方、圧縮機１の吐出冷媒温度が低下して、設定変態温度Ｔ２より低くなると、形状記憶合金バネ１３は変形し、弁駆動体１６はバイアスバネ１２に押動される。それに従って弁体１０の弁部１０ｂが弁座１１に押し当てられ、図２に示すように、第１流路１４は閉状態となる。そのため、冷媒はキャピラリーチューブ３にしか流れることができない。
【００４３】
この様に構成された、空気調和機について動作を説明する。まず、通常の運転状態について冷房運転を例にして説明する。通常の運転状態では、圧縮機１の吐出冷媒温度は設定変態温度Ｔ２より低いために、制御弁４は閉状態となっている。圧縮機１によって圧縮された冷媒は高温高圧の冷媒となり、室外熱交換器２に流入し、室外ファン６によって外気と熱交換を促進して放熱し高圧の液冷媒となり、キャピラリーチューブ３に送られる。この時、制御弁４は閉止している。
【００４４】
キャピラリーチューブ３で、冷媒は減圧されて低温低圧の二相冷媒となり、液側接続管２１を通って、室内熱交換器５に送られる。
【００４５】
室内ファン７によって吸い込まれた室内空気は室内熱交換器５を通って低温低圧の二相冷媒と熱交換し、冷媒は室内空気の熱を吸熱し蒸発気化して低温のガス冷媒となる。このとき冷媒によって吸熱された室内空気は温度湿度が低下して室内ファン７によって室内に吹き出され室内を冷房する。また、ガス冷媒は、ガス側接続管２２を通過して圧縮機１に戻る。
【００４６】
次に室外気温が高い状態などの過負荷運転時の運転状態について説明する。冷房運転時、室外気温が高く、制御弁４の第２流路１５を流れる圧縮機１の吐出冷媒の温度が設定変態温度Ｔ１より高い時は、形状記憶合金バネ１３はバイアスバネ１２のバネ力に抗して弁駆動体１６を押動しバイアスバネ１２を圧縮する。このため、弁体１０は磁性体である弁駆動体１６の動きに従って移動して、第１流路１４は開状態となる。これにより、圧縮機１から吐出された冷媒が流れる冷媒流路が第１流路１４とキャピラリーチューブ３の両方に増加する。このため、キャピラリーチューブ３を流れる冷媒は減少する。その結果、絞り装置での減圧量が減少し、吐出冷媒温度が低下する。
【００４７】
さらに、制御弁４の第２流路１５を流れる圧縮機１の吐出冷媒の温度が形状記憶合金バネ１３の設定変態温度Ｔ２より低くなると、再び、図４のように形状記憶合金バネ１３は変形し、弁駆動体１６はバイアスバネ１２に押動される。それに従って弁体１０の弁部１０ｂが弁座１１に押し当てられ、第１流路１４は閉状態となる。冷媒はキャピラリーチューブ３しか流れることができず、絞り装置前後で圧力差が大きくなり、最適な冷凍サイクルを実現し、サイクル効率が向上する。
【００４８】
このように、室外気温が非常に高く、圧縮機１の吐出冷媒の温度が高くなるような場合は、絞り装置の冷媒流量が増加し、圧縮機１の吐出冷媒温度を低減する。一方、外気温度が通常の温度の場合は、通常の絞り装置の流量に制御でき、サイクル効率の良い冷房運転が可能となる。
【００４９】
（実施の形態２）
図５は、本発明の冷凍装置の第２の実施の形態における冷凍サイクル図である。第２の実施の形態において、第１の実施の形態と同じ構成は同じ符号を付して説明を省略する。
【００５０】
図５において、第２の制御弁１９は、キャピラリーチューブ３と直列に接続された制御弁である。つまり、第２の制御弁１９の第１流路１４は、キャピラリーチューブ３の出口と液側接続管２１との間に接続されている。また、第２の制御弁１９の第２流路１５は、圧縮機１の出口と室外熱交換器２との間に接続されている。
【００５１】
第２の制御弁１９は、第１の実施の形態１で説明した制御弁４とは構造が異なり、減圧機構を備えている。
【００５２】
図６は、第２の制御弁１９の縦断面図である。図６において、弁体１０は、弁体基部１
０ａと弁部１０ｂとを接続する軸内に連通する第３流路２０を備えている。第３流路２０の一端は、弁体基部１０ａの弁部１０ｂが設けられていない側に開口し、他端は、弁部１０ｂの円錐台形状の天面に開口している。なお、形状記憶合金バネ１３の温度−ひずみ曲線（ヒステリシス曲線）は、図３の実施の形態１のものと同一である。
【００５３】
上記構成において、第２の制御弁１９の動作を説明する。圧縮機１の吐出冷媒温度が上昇した時、形状記憶合金バネ１３は設定した変態温度Ｔ１以上になると伸長し、バイアスバネ１２のバネ力に抗して弁駆動体１６を押動する。その動きに従って弁体１０も移動して、図６に示すように、第１流路１４は開状態となる。このとき、第１流路１４内では、冷媒は、第１流通孔１０ｃと第３流路２０とを流れることができる。
【００５４】
一方、圧縮機１の吐出冷媒温度が低下して、設定変態温度Ｔ２より低くなると、形状記憶合金バネ１３は変形し、弁駆動体１６はバイアスバネ１２に押動さる。それに従って弁体１０の弁部１０ｂは弁座１１に押し当てられる。これにより、第１流路１４内では、冷媒は第１流通孔１０ｃを通って流れることができず、第３流路２０のみを通って流れることとなる。そのため、第２の制御弁１９を流れる室外熱交換器２の出口冷媒の流路が狭められるため、減圧される。
【００５５】
次に、空気調和機の動作を説明する。通常の運転状態では、圧縮機１の吐出冷媒温度は設定変態温度Ｔ２より低いために、第２の制御弁１９は弁体１０が弁座１１に押し付けられた状態となっている。
【００５６】
室外気温が高い状態などの過負荷運転時の運転状態では、第２の制御弁１９の第２流路１５を流れる圧縮機１の吐出冷媒の温度が設定変態温度Ｔ１より高い時は、図６のように形状記憶合金バネ１３はバイアスバネ１２のバネ力に抗して弁駆動体１６を押動しバイアスバネ１２を圧縮する。このため、弁体１０は磁性体である弁駆動体１６の動きに従って移動して、第１流路１４は開状態となる。冷媒は第１流通孔１０ｃと第３流路２０を流れるため、第２の制御弁１９により減圧されず、第２の制御弁１９前後で冷媒温度の差は生じない。その結果、圧縮機１の吐出冷媒温度を低下させることができる。
【００５７】
そして、室外気温が低くなる等で、第２の制御弁１９の第２流路１５を流れる圧縮機１の吐出冷媒の温度が形状記憶合金バネ１３の設定変態温度Ｔ２より低くなると、図７のように形状記憶合金バネ１３は変形し、弁駆動体１６はバイアスバネ１２に押動される。それに従って弁体１０の弁部１０ｂが弁座１１に押し当てられる。これにより、冷媒は第１流通孔１０ｃを流れることができず、第３流路２０しか流れることができず流路が狭められる。このため、第２の制御弁１９前後で圧力差が生じ、絞り装置前後で圧力差が大きくなり、最適な冷凍サイクルを実現し、サイクル効率が向上する。
【００５８】
このように、減圧機構を持つ制御弁である第２の制御弁１９を用いることで、低コストで環境温度の変化などにより圧縮機１の吐出冷媒の温度が所定の基準値を越えるような過負荷状態となった場合においても、圧縮機１の吐出冷媒温度の上昇を抑制して圧縮機１の信頼性を確保し、サイクル効率の高い運転を可能とした。
【００５９】
なお、以上の実施の形態では空気調和機の冷房運転時の動作と効果を説明したが、冷凍装置に四方弁を設け、暖房運転も可能な構成としてもよい。この場合には、室外熱交換器２が蒸発器として作用し、室内熱交換器５が凝縮器として作用する。そして、暖房運転時に圧縮機１の吐出冷媒温度が所定の基準値を越えるような過負荷状態となった場合においても、制御弁４や第２の制御弁１９が動作し、圧縮機１の吐出冷媒温度の上昇を抑制して、圧縮機１の信頼性を確保し、サイクル効率の高い運転を可能とすることもできる。
【００６０】
また、空気調和機以外の冷凍装置においても同様の効果を奏す。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明によれば、圧縮機の吐出冷媒温度の上昇を抑制して圧縮機の信頼性を向上させ、サイクル効率の高い冷凍装置を提供できるので、家庭用や業務用の空気調和機、蒸気圧縮機の給湯器、自動車用エアコンなどに適用できる。
【符号の説明】
【００６２】
１  圧縮機
２  室外熱交換器
３  キャピラリーチューブ
４  制御弁
５  室内熱交換器
６  室外ファン
７  室内ファン
８  室外機
９  室内機
１０  弁体
１０ａ  弁体基部
１０ｂ  弁部
１０ｃ  第１流通孔
１１  弁座
１２  バイアスバネ
１３  形状記憶合金バネ
１４  第１流路
１５  第２流路
１６  弁駆動体
１６ａ  第２流通孔
１９  第２の制御弁
２１  液側接続管
２２  ガス側接続管
４１  本体
４２  仕切体
【図１】
2015215127.tif 000003
【図２】
2015215127.tif 000004
【図３】
2015215127.tif 000005
【図４】
2015215127.tif 000006
【図５】
2015215127.tif 000007
【図６】
2015215127.tif 000008
【図７】
2015215127.tif 000009