(57)【要約】  制御部は、第１の冷媒センサの検出結果が冷媒の不均化反応が発生する前における予め設定された条件を満たしているか否かを判定する不均化反応判定手段と、不均化反応判定手段が予め設定された条件を満たしていると判定した場合に、圧縮機の回転数を抑制する圧縮機回転数制御手段と、を有するものである。
2015140882.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機  凝縮器、絞り装置及び蒸発器が冷媒配管で接続されて構成された冷媒回路を有し、前記冷媒回路を循環する冷媒として、１、１、２トリフルオロエチレンを有する冷凍装置において、
前記圧縮機の吐出側に設けられ、前記冷媒の温度及び圧力を検出する第１の冷媒センサと、
前記第１の冷媒センサの検出結果に基づいて前記圧縮機を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、
前記第１の冷媒センサの検出結果が前記冷媒の不均化反応が発生する前における予め設定された条件を満たしているか否かを判定する不均化反応判定手段と、
前記不均化反応判定手段が前記予め設定された条件を満たしていると判定した場合に、前記圧縮機の回転数を抑制する圧縮機回転数制御手段と、
を有する冷凍装置。
【請求項２】
前記不均化反応判定手段は、
前記不均化反応が起こる前における第１の温度及び第１の圧力の組み合わせに係る情報を、前記予め設定された条件の情報として含むテーブルを有し、
前記第１の冷媒センサの検出した前記冷媒の温度及び前記冷媒の圧力が、前記第１の温度及び前記第１の圧力以上であるか否かを判定し、
前記圧縮機回転数制御手段は、
前記不均化反応判定手段が前記第１の温度及び前記第１の圧力以上であると判定した場合に、前記圧縮機を停止する請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項３】
前記不均化反応判定手段は、
前記第１の温度及び前記第１の圧力よりも低い第２の温度及び第２の圧力の組み合わせに係る情報を、前記予め設定された条件の情報として含むテーブルを有し、
前記第１の冷媒センサの検出した前記冷媒の温度及び前記冷媒の圧力が、前記第１の温度及び前記第１の圧力よりも低く、前記第２の温度及び前記第２の圧力以上であるか否かを判定し、
前記圧縮機回転数制御手段は、
前記不均化反応判定手段が前記第１の温度及び前記第１の圧力よりも低く、前記第２の温度及び前記第２の圧力以上であると判定した場合に、前記圧縮機の回転数を下げる請求項２に記載の冷凍装置。
【請求項４】
前記凝縮器に空気を供給する送風機をさらに有し、
前記制御部は、
前記不均化反応判定手段が前記第１の温度及び前記第１の圧力よりも低く、前記第２の温度及び前記第２の圧力以上であると判定した場合に、前記送風機の回転数を大きくする送風機回転数制御手段を有する請求項３に記載の冷凍装置。
【請求項５】
前記圧縮機回転数制御手段は、
前記圧縮機を停止してから、予め設定された時間が経過した後に前記圧縮機を起動する請求項２〜４のいずれか一項に記載の冷凍装置。
【請求項６】
前記圧縮機の吸入管に設けられ、前記冷媒の温度及び圧力を検出する第２の冷媒センサをさらに有し、
前記制御部は、
前記第２の冷媒センサの検出結果に基づき、前記冷媒の圧力を飽和温度に換算し、換算した値が前記冷媒の温度以上であるか否かを判定する液冷媒流入判定手段を有し、
前記圧縮機回転数制御手段は、
前記液冷媒流入判定手段が、前記冷媒の圧力を飽和温度に換算した値が前記冷媒の温度以上であると判定した場合に前記圧縮機を停止させる請求項１〜５のいずれか一項に記載の冷凍装置。
【請求項７】
前記冷媒回路を循環する前記冷媒は、
１、１、２トリフルオロエチレンとＲ３２冷媒との混合冷媒である請求項１〜６のいずれか一項に記載の冷凍装置。
【請求項８】
前記第１の冷媒センサは、
前記圧縮機の吐出管に設けられた請求項１〜７のいずれか一項に記載の冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷凍装置に用いられる作動流体（冷媒）として、オゾン層の破壊を防止するため、ＨＦＣ−４０４ａ（Ｒ４０４Ａ）、ＨＦＣ−４１０Ａ（Ｒ４１０Ａ）などを用いた冷凍装置が開発されている。一方で作動流体は、地球温暖化係数（ＧＷＰ）がＣＯ２   に対して２０００倍から４０００倍程度と大きいため、冷媒漏洩などによる地球温暖化が懸念材料となっている。なお、ＣＯ２   を作動流体としている冷凍装置も開発されているが、冷媒の動作圧力が高く、冷媒回路部品の耐圧に対する対策などが必要で、安全面、コスト面などの課題を有している。【０００３】
そのような課題に対して、特許文献１に記載の冷媒（１、１、２トリフルオロエチレン（ＨＦＯ−１１２３））は、オゾン層への影響が少なく、地球温暖化係数（ＧＷＰ）がＣＯ２   並に低い冷媒でありながら、冷媒の動作圧力がＲ４１０Ａと同等である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１２／１５７７６４号公報（たとえば、要約参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の冷媒は、オゾン層及び地球温暖化に対する影響が少なく、使いやすさなどの面で優れた冷媒であるが、ある所定の温度、圧力下で急速分解反応を起こしやすく高圧化する（不均化反応）可能性がある。特許文献１に記載の冷媒の物性について次の表に示す。【０００６】
【表１】
2015140882.tif 000003
【０００７】
ＨＦＯ−１１２３冷媒は、ＨＦＣ−４１０Ａ冷媒と比較し、地球温暖化係数（ＧＷＰ）が大幅に減少しているが、その他の物性としてはＨＦＣ−４１０Ａ冷媒とほぼ同等である。ただし、ＨＦＣ−４１０Ａ冷媒とは異なり、燃焼性があることが特徴である。【０００８】
なお、この急速分解反応の発生を抑制する手段（不均化反応が発生する条件を緩和する手段）としては、冷媒（１、１、２トリフルオロエチレン（ＨＦＯ−１１２３））に、ヒドロフルオロカーボン（ＨＦＣ−３２（Ｒ３２））及び２、３、３、３テトラフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２３４ｙｆ）などの冷媒を混合する手段が考えられる。【０００９】
しかし、この手段を用いたとしても、上述した冷媒の混合比によっては、不均化反応の抑制の効果が小さく、また、地球温暖化係数（ＧＷＰ）などを低減する効果が小さくなる場合がある。すなわち、上述の手段であっても、冷凍装置の環境性及び安全性が低減してしまうという課題がある。【００１０】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、環境性及び安全性を向上させることを実現する冷凍装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る冷凍装置は、圧縮機  凝縮器、絞り装置及び蒸発器が冷媒配管で接続されて構成された冷媒回路を有し、冷媒回路を循環する冷媒として、１、１、２トリフルオロエチレンを有する冷凍装置において、圧縮機の吐出側に設けられ、冷媒の温度及び圧力を検出する第１の冷媒センサと、第１の冷媒センサの検出結果に基づいて圧縮機を制御する制御部と、を有し、制御部は、第１の冷媒センサの検出結果が冷媒の不均化反応が発生する前における予め設定された条件を満たしているか否かを判定する不均化反応判定手段と、不均化反応判定手段が予め設定された条件を満たしていると判定した場合に、圧縮機の回転数を抑制する圧縮機回転数制御手段と、を有するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る冷凍装置によれば、上記構成を有しているため、環境性及び安全性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る冷凍装置の冷媒回路構成の一例である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る冷凍装置の制御部などの構成例の説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る冷凍装置に用いられるＨＦＯ−１１２３冷媒の不均化反応の反応式及び発生限界の説明図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る冷凍装置の不均化反応の発生限界のライン、及び、不均化反応を防止する制御開始ラインを示した図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る冷凍装置の制御フローの一例である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る冷凍装置の不均化反応の発生限界のライン、及び、不均化反応を防止する制御開始ラインＬ１及び制御開始ラインＬ２を示した図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る冷凍装置の制御部などの構成例の説明図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る冷凍装置の制御フローの一例である。
【図９】本発明の実施の形態３に係る冷凍装置の圧縮機の構造を模式的に示した図である。
【図１０】本発明の実施の形態３に係る冷凍装置の制御部などの構成例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
実施の形態１．  
図１は、実施の形態１に係る冷凍装置５００の冷媒回路構成の一例である。図２は、実施の形態１に係る冷凍装置５００の制御部１０３などの構成例の説明図である。
本実施の形態に係る冷凍装置５００は、環境性及び安全性を向上させることを実現することができる改良が加えられたものである。
【００１５】
［構成説明］
図１に示す冷凍装置５００は、たとえば冷蔵庫などに該当するものであり、たとえば室内などに設置され、庫内に食品などの貯蔵品を載置する空間を冷却する室内機２００と、たとえば室外などに設置される室外機１００を有している。
【００１６】
冷凍装置５００は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機１０１と、冷媒を凝縮させる熱交換器１０２（凝縮器）と、冷媒を減圧させる絞り装置２０１と、冷媒を蒸発させる熱交換器２０２（蒸発器）とを有している。そして、冷凍装置５００は、圧縮機１０１、凝縮器として機能する熱交換器１０２、絞り装置２０１、及び蒸発器として機能する熱交換器２０２が冷媒配管Ｐで接続されて構成された冷媒回路（冷凍サイクル）を有し、冷媒回路を循環する冷媒として１、１、２トリフルオロエチレン（ＨＦＯ−１１２３）を有する冷媒が採用されているものである。
【００１７】
図１では、冷凍装置５００として冷蔵庫を想定し、室外機１００には圧縮機１０１と熱交換器１０２（凝縮器）及び制御部１０３を有しており、室内機２００には絞り装置２０１と熱交換器２０２（蒸発器）を有している図となっているが、その態様に限定されるものではない。冷凍装置５００は、上述の冷凍サイクルを有するものであればよく、たとえば除湿機のように、圧縮機１０１を室外機１００側に配置し、熱交換器１０２（凝縮器）、絞り装置２０１、熱交換器２０２（蒸発器）を室内機２００側に配置するなど、各部品が室外機側、室内機側のどちらに搭載されていても問題ない。
【００１８】
また、冷凍装置５００は、冷媒温度を検出する温度センサ１０６〜１０９及び圧力センサ１０４〜１０５などの各種センサと、上述のセンサの検出結果に基づいて、圧縮機１０１の回転数や熱交換器１０２での熱交換量（たとえば空冷凝縮器の場合はファンの回転数）などを制御する制御部１０３とを有している。なお、温度センサ、圧力センサに関して図示しているものは一例であり、それぞれの付属位置、個数については特に問わない。使用用途に応じて適切な配置にすればよいが、少なくとも圧縮機１０１の入口側と出口側に１つずつ温度センサ及び圧力センサを付属することが望ましい。
【００１９】
（室外機１００）
図１に示している、室外機１００は、圧縮機１０１、熱交換器１０２、制御部１０３が搭載されているものである。室外機１００は、配管を介して室内機２００に接続されている。また、室外機１００に搭載される、熱交換器１０２に関して、空冷式である場合は、熱交換器に空気を供給し、当該供給した空気と熱交換器１０２を流れる高温高圧冷媒との熱交換を促進させる送風機１０２Ａなどが搭載される。
【００２０】
（圧縮機１０１）
圧縮機１０１は、冷媒を吸入し、その冷媒を圧縮して高温高圧の状態にして吐出するものである。圧縮機１０１は、冷媒吐出側が熱交換器１０２に接続され、冷媒吸入側が配管介して熱交換器２０２に接続されている。なお、圧縮機１０１は、たとえばインバーター圧縮機などで構成するとよい。なお、本実施の形態１では、圧縮機１０１が一台設置された場合を例に説明したが、それに限定されるものではなく、複数台の圧縮機が直列又は並列に設けられていてもよい。
【００２１】
（熱交換器１０２）
熱交換器１０２は、圧縮機１０１から吐出された高温高圧冷媒と（空気などの）別媒体との間で熱交換を行わせるものである。熱交換器１０２は、上流側が圧縮機１０１の吐出側に接続され、下流側が配管を介して絞り装置２０１に接続されている。
なお、熱交換器１０２は、空冷式である場合は、たとえば、熱交換器１０２を流れる冷媒とフィンを通過する空気との間で熱交換ができるようなプレートフィンアンドチューブ型熱交換器で構成し、送風機１０２Ａの風量に応じて熱交換が促進されるよう設定するとよい。水冷式である場合は、熱交換器としてローフィンチューブなどを用いて水を供給し、当該供給した水と熱交換器１０２を流れる高温高圧冷媒が、水温や水の流量に応じて熱交換が促進されるよう設定すればよい。二元冷媒サイクルである場合は、熱交換器１０２はプレート型熱交換器などを用い、当該冷媒サイクルとは別の冷媒サイクルにおける絞り装置にて減圧されたあとの低温低圧冷媒を供給する。当該供給した低温低圧冷媒と熱交換器１０２を流れる高温高圧冷媒が低温低圧冷媒の温度や冷媒循環量に応じて熱交換が促進されるよう設定すればよい。
【００２２】
（制御部１０３）
制御部１０３は、後述する温度センサ１０６、圧力センサ１０４などの検出結果に基づいて、圧縮機１０１の回転数（運転及び停止含む）、熱交換器１０２に付設された送風機１０２Ａ及び熱交換器２０２に付設された送風機２０２Ａの回転数（運転及び停止含む）、絞り装置２０１の開度などを制御するものである。なお、この制御部１０３は、たとえばマイコンなどの制御装置で構成されるものである。
【００２３】
制御部１０３は、後述する温度センサ１０６などの検出結果が冷媒の不均化反応が発生する前における予め設定された条件を満たしているか否かを判定する不均化反応判定手段１０３Ｔと、不均化反応判定手段１０３Ｔが予め設定された条件を満たしていると判定した場合に、圧縮機１０１の回転数を抑制する圧縮機回転数制御手段１０３Ｕとを有する。
【００２４】
より詳細には、不均化反応判定手段１０３Ｔは、不均化反応が起こる前における第１の温度及び第１の圧力の組み合わせに係る情報を、予め設定された条件の情報として含むテーブルを有し、後述する第１の冷媒センサの検出した冷媒の温度及び冷媒の圧力が、第１の温度及び第１の圧力以上であるか否かを判定するものである。なお、第１の温度及び第１の圧力の組み合わせに係る情報というのは、後述する図４のグラフ中の破線で示す制御開始ラインに対応する情報である。また、圧縮機回転数制御手段１０３Ｕは、不均化反応判定手段１０３Ｔが第１の温度及び第１の圧力以上であると判定した場合に、圧縮機１０１を停止するものである。具体的な動作については、後述の図５で説明する。
【００２５】
また、制御部１０３は、圧縮機１０１停止手段が圧縮機１０１を停止してから、予め設定された時間が経過した後に、圧縮機回転数制御手段１０３Ｕに圧縮機１０１を起動させる寿命低下抑制手段１０３Ｊを有する。不均化反応判定手段１０３Ｔ及び圧縮機回転数制御手段１０３Ｕによる制御などにより、圧縮機１０１の発停回数が多くなると、圧縮機１０１の寿命低下につながる可能性がある。そこで、制御部１０３が寿命低下抑制手段１０３Ｊを有し、冷凍装置５００は、圧縮機１０１の寿命低下を抑制することができるようになっている。
【００２６】
なお、制御部１０３は、室外機１００に搭載されているものとして説明したが、それに限定されるものではなく、たとえば、室内機２００に搭載されていてもよい。
【００２７】
（室内機２００）
室内機２００は、絞り装置２０１及び熱交換器２０２が搭載されているものである。室内機２００は、室外機１００と配管を介して接続されている。また、室内機２００には、熱交換器２０２に空気を供給し、当該供給した空気と熱交換器２０２を流れる冷媒とを熱交換させて庫内に供給する送風機２０２Ａが搭載される。
【００２８】
（絞り装置２０１）
絞り装置２０１は、冷媒を膨張させるためのものであり、上流側が配管を介して室外機１００の熱交換器１０２に接続され、下流側が熱交換器２０２に接続されている。なお、絞り装置２０１は、たとえば開度が可変である電子膨張弁、キャピラリーチューブなどで構成するとよい。
【００２９】
（熱交換器２０２）
熱交換器２０２は、絞り装置２０１で減圧された冷媒と、空気との間で熱交換を行わせるものである。なお、熱交換器２０２は、熱交換器１０２と同様に、たとえば、熱交換器２０２を流れる冷媒とフィンを通過する空気との間で熱交換ができるようなプレートフィンアンドチューブ型熱交換器で構成するとよい。なお、熱交換器１０２と同様、冷媒と熱交換する媒体は、必ずしも空気に限らない。プレート熱交換器を用いて、水やブラインとの熱交換や、冷媒同士での熱交換をおこなっても問題はない。
【００３０】
以下の説明においては、冷凍装置５００では、熱交換器１０２及び熱交換器２０２が空冷式であり、空気と熱交換器１０２を流れる冷媒との熱交換を促進させる送風機１０２Ａ及び送風機２０２Ａなどが付設されたものを例として説明する。なお、冷凍装置５００は、上述の通り、水冷式、或いは二元サイクル方式などであってもよく、その方式に応じて熱交換器１０２及び熱交換器２０２の種類を変更するとよい。
【００３１】
なお、図１では図示を省略しているが、冷凍装置５００の冷凍サイクルには、たとえば、冷媒に含まれる冷凍機油を分離して圧縮機１０１に戻すのに利用される油分離器、液冷媒とガス冷媒とを分離する気液分離器、熱交換器１０２から出た後の冷媒液を貯留する受液器などを設置してもよい。
【００３２】
（温度センサ１０６〜１０９及び圧力センサ１０４、１０５）
温度センサ１０６〜１０９は、配管、圧縮機表面など測定する部位の表面温度を測定するのに利用されるものである。温度センサ１０６は、圧縮機１０１の吐出側と熱交換器１０２との間の冷媒配管Ｐに設けられているものである。温度センサ１０７は、熱交換器１０２と絞り装置２０１との間の冷媒配管Ｐに設けられているものである。温度センサ１０８は、熱交換器２０２と圧縮機１０１の吸入側との間の冷媒配管Ｐに設けられているものである。温度センサ１０９は、圧縮機１０１に付設されているものである。
【００３３】
温度センサ１０６〜１０９は、センサの先端に設けられた検出部（図示省略）を有している。そして、温度センサ１０６〜１０９は、この検出部が、たとえば配管、圧縮機表面など測定する部位と接触するように配置されている。なお、温度センサ１０６〜１０９の検出部は、配線を介して制御部１０３に電気的に接続される。温度センサ１０６〜１０９の検出方法としては、たとえば検出部に温度によって可変する抵抗を内蔵し、制御部１０３にて、その抵抗値を読み取ることにより温度変換し計測する方法などを採用することができる。
【００３４】
圧力センサ１０４、１０５は配管内部の圧力を測定するのに利用されるものである。圧力センサ１０４は、圧縮機１０１の吐出側と熱交換器１０２との間の冷媒配管Ｐに設けられているものである。圧力センサ１０５は、熱交換器２０２と圧縮機１０１の吸入側との間の冷媒配管Ｐに設けられているものである。
圧力センサ１０４、１０５は、たとえば、次のように冷媒配管Ｐに設置することができる。すなわち、冷媒配管Ｐのうち測定する部位から配管を分岐させ、圧力センサ１０４、１０５の検出部に接続する。圧力センサ１０４、１０５の検出部は、配線を介して制御部１０３に電気的に接続される。なお、圧力センサ１０４、１０５の検出方法としては、温度センサ１０６〜１０９の場合と同様に、圧力による抵抗変化を制御部１０３にて読み取ることにより圧力換算し計測する方法などを採用することができる。
【００３５】
なお、第１の冷媒センサは、温度センサ１０６及び圧力センサ１０４に対応する構成を有している。この第１の冷媒センサは、不均化反応判定手段１０３Ｔ及び圧縮機回転数制御手段１０３Ｕの制御に利用されるセンサに対応する構成である。冷凍装置５００は、特に、圧縮機１０１及び圧縮機１０１の吐出側が高温高圧になりやすいので、第１の冷媒センサが温度センサ１０６及び圧力センサ１０４を有するものであるとよい。
【００３６】
なお、圧縮機１０１の吐出側だけでなく、その他の箇所でも不均化反応が発生する可能性はある。そこで、温度センサ１０６及び圧力センサ１０４に加えて、温度センサ１０８の検出温度及び圧力センサ１０５の検出圧力を利用することもできる。また、温度センサ１０９の検出温度を利用することもできる。温度センサ１０９を利用するのであれば、圧縮機１０１の内部圧力が低圧圧力である場合には、検出圧力としては、たとえば圧力センサ１０５の値を用いることができる。また、圧縮機１０１の内部圧力が高圧圧力である場合には、圧力センサ１０４の値を用いることができる。さらに、温度センサ１０７の検出温度を利用することもできる。温度センサ１０７を利用する場合には、検出圧力としては、たとえば圧力センサ１０４の値を用いることができる。
【００３７】
以下の説明では、第１の冷媒センサが、温度センサ１０６及び圧力センサ１０４と、温度センサ１０８及び圧力センサ１０５と、温度センサ１０９と、圧力センサ１０５とを有している場合を例に説明する。そして、不均化反応判定手段１０３Ｔは、温度センサ１０７〜１０９及び圧力センサ１０４、１０５の検出結果が、冷媒の不均化反応が発生する前における予め設定された条件を満たしているか否かを判定する。
【００３８】
［冷凍装置５００の冷凍サイクルの冷媒の流れ］
図１を参照しながら、同図で示される冷媒回路を流れる冷媒の流れについて説明する。
圧縮機１０１によって圧縮され吐出された気体の冷媒は、熱交換器１０２へ流入する。この熱交換器１０２に流入した気体の冷媒は、熱交換器１０２に付設された送風機１０２Ａから供給される空気と熱交換がなされて凝縮し、高圧の液冷媒となって熱交換器１０２から流出する。
【００３９】
熱交換器１０２から流出した液冷媒は、配管を介して絞り装置２０１に流入して減圧される。そして、絞り装置２０１で減圧された冷媒は、熱交換器２０２に付設された送風機２０２Ａから供給される空気と熱交換を実施して蒸発し、熱交換器２０２から流出する。熱交換器２０２から流出した冷媒は、配管を介して圧縮機１０１に吸引される。
【００４０】
一般的に冷凍サイクルの各部位における温度及び圧力は、圧縮機１０１の回転数及び熱交換器１０２での熱交換量、すなわち空冷式の場合は送風機１０２Ａの回転数などによって変化する。圧縮機１０１の回転数が大きくなるにしたがい、圧縮機１０１の出口から絞り装置２０１の入口までの間の冷媒の温度及び圧力は高くなり、絞り装置２０１の出口から圧縮機１０１までの間の冷媒の温度及び圧力は低くなる。一方、熱交換器１０２での熱交換量が大きくなる、すなわち、送風機１０２Ａの回転数が大きくなると、圧縮機１０１の出口から絞り装置２０１の入口までの間の冷媒の温度及び圧力は低くなり、絞り装置２０１の出口から圧縮機１０１までの間の冷媒の温度及び圧力も低くなる傾向にある。本発明では、圧縮機１０１の回転数（停止も含む）及び熱交換器１０２の熱交換量を制御して、各部の温度、圧力を制御するものとする。
【００４１】
[不均化反応]
図３は、実施の形態１に係る冷凍装置５００に用いられるＨＦＯ−１１２３冷媒の不均化反応の反応式及び発生限界の説明図である。なお、図３の実線で示した曲線は、不均化反応が発生する温度及び圧力の境界を示している。この曲線上及び上側の領域では不均化反応が発生し、この曲線よりも下側の領域では不均化反応が発生しないことを示している。
【００４２】
ＨＦＯ−１１２３冷媒は、ある条件を満たすと不均化反応を起こす。図３に不均化反応が発生するときの化学式及び不均化反応が発生する温度及び圧力条件のイメージを示す。概ね温度が高くなり、圧力が高い場合に不均化反応が促進される傾向がある。不均化反応が発生すると、連鎖反応によりその反応が促進され、配管など冷媒回路部品が損傷してしまう可能性がある。このため、ＨＦＯ−１１２３冷媒を用いる場合には、不均化反応が起こらないようにすることが重要である。
特に、冷媒の相状態が液を含む状態である場合、気体に比べて密度が大きいため、より反応が促進されやすい。このような、不均化反応を抑制する手段としては、１、１、２トリフルオロエチレン（ＨＦＯ−１１２３）冷媒に、ＨＦＣ−３２（Ｒ３２）冷媒及び２、３、３、３テトラフルオロプロペン（ＨＦＯ−１２３４ｙｆ）冷媒などといった他の冷媒を混合する手段がある。
【００４３】
［不均化反応を防止する制御開始ラインについて］
図４は、本実施の形態１に係る冷凍装置５００の不均化反応の発生限界のライン、及び、不均化反応を防止する制御開始ラインを示した図である。図４では、不均化反応を防止する制御開始ライン（破線）が、不均化反応が発生する温度及び圧力のライン（実線）よりも下側に示されている。
【００４４】
不均化反応判定手段１０３Ｔに予め設定されている条件とは、この制御開始ライン（破線）に対応するものである。すなわち、不均化反応判定手段１０３Ｔには、制御開始ラインに対応する温度及び圧力の情報が設定されたテーブルが記憶されている。そして、制御部１０３は、この制御開始ラインを境にして、２つのモードを自動で切り替えることができる。
【００４５】
ここで、２つのモードとは、通常運転モード及び不均化反応防止モードと称する。
制御部１０３の不均化反応判定手段１０３Ｔは、温度センサ１０６〜１０９及び圧力センサ１０４、１０５の検出結果に基づいて、通常モードと不均化反応防止モードとを切り換えることができる。
【００４６】
なお、通常運転モードは、少なくとも圧縮機１０１が運転している状態で、不均化反応防止運転モード以外のモードを総称した運転モードのことをいう。たとえば、圧縮機１０１がインバーター駆動の圧縮機である場合には、目標とする低圧圧力に応じて、圧縮機１０１の回転数を可変させるような運転モードのことをいう。
また、不均化反応防止モードについては、圧縮機回転数制御手段１０３Ｕは圧縮機１０１の運転を停止させ、寿命低下抑制手段１０３Ｊは予め設定された時間が経過してから圧縮機回転数制御手段１０３Ｕに圧縮機１０１を起動させる運転モードのことをいう。
【００４７】
［冷凍装置５００の制御フローなどについて］
図５は、本実施の形態１に係る冷凍装置５００の制御フローの一例である。図５を参照して、通常運転モード及び不均化反応防止モードとを実施する制御部１０３の動作について説明する。
【００４８】
（ステップＳ０）
制御部１０３は、通常運転モードと不均化反応防止モードとの切り替えを行う制御フローを開始する。ステップＳ０の段階では冷凍装置５００は通常運転モードにて運転しているものとする。
【００４９】
（ステップＳ１）
制御部１０３の不均化反応判定手段１０３Ｔは、温度センサ１０６〜１０９及び圧力センサ１０４、１０５にて測定された各部の温度、圧力が図４の破線で示された制御開始ラインより（１）下側になるか、（２）制御開始ライン上或いは制御開始ラインより上側になるか、を判定する。
破線より下側になる場合（ステップＳ１でＮＯになる場合）、不均化反応が発生することはないため、通常運転モードとなる。
破線上にのる場合、又は破線より上側になる場合（ステップＳ１でＹＥＳになる場合）には、不均化反応が発生する領域に近づくため、ステップＳ２に示す、不均化反応防止モードを実行する。
【００５０】
（ステップＳ２）
温度センサ１０６〜１０９及び圧力センサ１０４〜１０５にて測定された各部の温度、圧力が図４の破線に示す制御開始ライン上或いは制御開始ラインよりも上側になる場合、制御部１０３は、不均化反応防止モードに入る。圧縮機回転数制御手段１０３Ｕは、不均化反応防止モード時の動作として、圧縮機１０１を停止する制御を実施する。圧縮機１０１を停止することにより、圧縮機１０１から熱交換器１０２の間の温度及び圧力は低下する効果が期待される。また、熱交換器１０２から絞り装置２０１間の温度及び圧力も同様に圧縮機１０１の停止により低下する効果が期待できる。
【００５１】
一方で、絞り装置２０１から熱交換器２０２の間の温度及び圧力、及び熱交換器２０２から圧縮機１０１の間の温度及び圧力は、圧縮機１０１の停止により上昇する可能性がある。しかし、圧縮機１０１から熱交換器１０２までの温度及び圧力、ならびに熱交換器１０２から絞り装置２０１までの温度及び圧力より大きくなることはない。
したがって、不均化反応防止モードにより各部の温度及び圧力は、図４の破線に示す制御開始ラインより下側になる効果が期待できるため、不均化反応が発生してしまうことを防止することができる。なお、不均化反応防止モード中、熱交換器１０２及び熱交換器２０２に付設された送風機１０２Ａ及び送風機２０２Ａは運転していても、していなくてもどちらでもよい。
【００５２】
（ステップＳ３）
制御部１０３の寿命低下抑制手段１０３Ｊは、圧縮機１０１が停止してからしばらくの間（たとえば３分）は、圧縮機回転数制御手段１０３Ｕに圧縮機１０１を起動させないようにする。この停止時間は、制御部１０３にて変更可能であってもよい。圧縮機１０１停止後、一定時間起動させない理由は、圧縮機１０１が停止した後すぐに再起動させるような制御をした場合、圧縮機１０１の発停回数が多くなり、圧縮機１０１の寿命低下につながる可能性があるからである。したがって、一旦圧縮機１０１が停止したあとは、しばらくの間（たとえば３分）圧縮機１０１を停止した状態を継続させることで、圧縮機１０１の発停回数を少なくし、圧縮機１０１の寿命低下を防ぐ狙いがある。
【００５３】
寿命低下抑制手段１０３Ｊは、圧縮機１０１の停止から一定時間経過後、各部の温度及び圧力が図４の破線に示す制御開始ライン上、或いは制御開始ラインよりも上側である場合（ステップＳ３でＮＯになる場合）、不均化反応防止モードを継続する。すなわち、寿命低下抑制手段１０３Ｊは、圧縮機１０１の停止状態を維持する。
一方、寿命低下抑制手段１０３Ｊは、各部の温度及び圧力が図４の破線に示す制御開始ラインより下側にある場合（ステップＳ３でＹＥＳになる場合）、不均化反応防止モードを終了する。すなわち、寿命低下抑制手段１０３Ｊは、圧縮機回転数制御手段１０３Ｕに出力し、圧縮機１０１を起動させる。
【００５４】
（ステップＳ４）
制御部１０３は、不均化反応防止モードを終了すると再び圧縮機１０１を運転し、通常運転モードに戻る。
【００５５】
（ステップＳ５）
制御部１０３は、通常運転モードに戻ったあとはステップＳ０に戻り、一連のフローを繰り返す。
【００５６】
［実施の形態１に係る冷凍装置５００の有する効果］
本実施の形態１に係る冷凍装置５００は、図４に示す不均化反応が発生する条件に応じて、圧縮機１０１を停止する制御を実施するため、冷凍装置５００の冷媒回路の各部の温度及び圧力が上昇しても、不均化反応が発生することを防止することができる。これにより、冷凍装置５００は、環境性及び安全性を向上させることができる。
【００５７】
本実施の形態１に係る冷凍装置５００は、不均化反応防止モードを実行することができるので地球温暖化係数(ＧＷＰ)を低減できるようにＨＦＯ−１１２３冷媒の混合比を設定しても、不均化反応が発生することを防止することができる。すなわち、本実施の形態１に係る冷凍装置５００は、冷凍装置５００の性能低下を抑制しながら、環境性及び安全性を向上させることができるものである。
【００５８】
本実施の形態１に係る冷凍装置５００は、ＨＦＯ−１１２３冷媒を有しているものであり、たとえば、ＣＯ２   冷媒などの動作圧力の高い冷媒を用いていない。このため、冷凍装置５００は、ＣＯ２   冷媒などを採用した場合と比較すると、耐圧のための対策をする必要がない分、コストアップを抑制することができる。
【００５９】
実施の形態２．
図６は、本実施の形態２に係る冷凍装置の不均化反応の発生限界のライン、及び、不均化反応を防止する制御開始ラインＬ１及び制御開始ラインＬ２を示した図である。図７は、実施の形態２に係る冷凍装置の制御部１０３Ｂなどの構成例の説明図である。実施の形態２では、実施の形態１と共通する構成については同一符号を付し、相違点について中心に説明する。本実施の形態２では、冷媒回路の構成としては実施の形態１と同じく図１で示すものとする。
【００６０】
実施の形態１との異なる点は、図６では実線で示す不均化反応発生ラインに対して破線で示す制御開始ラインを２本設けたところである。図６の破線で示す制御開始ラインは、一番下側にある曲線を制御開始ラインＬ１とし、制御開始ラインＬ１の上側であって不均化反応発生ラインの下側にある曲線を制御開始ラインＬ２とする。この制御開始ラインＬ２が、実施の形態１における制御開始ラインに対応している。なお、以降、冷凍装置の使用用途によっては、制御開始ラインを３つ以上設けてもよい。本実施の形態２では、制御開始ラインを２本設けた場合について、動作の説明を行う。
【００６１】
実施の形態２に係る冷凍装置の制御部１０３Ｂは、不均化反応判定手段１０３ＢＴ及び圧縮機回転数制御手段１０３ＢＵを有しているものである。不均化反応判定手段１０３ＢＴは、制御開始ラインＬ２だけでなく、制御開始ラインＬ１に対応する対応するテーブルを有しているものである。すなわち、不均化反応判定手段１０３ＢＴは、第１の温度及び第１の圧力よりも低い第２の温度及び第２の圧力の組み合わせに係る情報を、予め設定された条件の情報として含むテーブルを有し、第１の冷媒センサの検出した冷媒の温度及び冷媒の圧力が、第１の温度及び第１の圧力よりも低く、第２の温度及び第２の圧力以上であるか否かを判定するものである。なお、第１の温度及び第１の圧力よりも低い第２の温度及び第２の圧力の組み合わせに係る情報というのは、図６のグラフ中の破線で示す制御開始ラインＬ１に対応する情報である。そして、圧縮機回転数制御手段１０３ＢＵは、不均化反応判定手段１０３ＢＴが第１の温度及び第１の圧力よりも低く、第２の温度及び第２の圧力以上であると判定した場合に、圧縮機１０１の回転数を下げるものである。
【００６２】
実施の形態１では各部の温度及び圧力が、制御開始ライン上或いは制御開始ラインより上側になると不均化反応防止モードとして圧縮機１０１の運転を停止していた。また、実施の形態１では不均化反応防止モードに入る、すなわち圧縮機１０１が停止してから次に圧縮機１０１が起動するまでの間に一定の停止時間を設けた。したがって、圧縮機１０１を停止させると、冷凍能力が低下し、たとえば実施の形態２に係る冷凍装置を冷蔵庫として使用した場合、冷蔵庫内の温度が上昇し、食品などの貯蔵品を冷却できなくなる可能性があった。
【００６３】
そこで、実施の形態２に係る冷凍装置では、制御開始ラインを２本設けており、各部の温度及び圧力に応じて、３つの制御パターンを自動で切り替えられるように構成されている。３つの制御モードとは、通常運転モード、不均化反応防止モード、及び不均化反応抑制モードと称する。
【００６４】
通常運転モード及び不均化反応防止モードは、実施の形態１で説明したものと同様である。不均化反応抑制モードは、圧縮機回転数制御手段１０３Ｕが圧縮機１０１の回転数をたとえば１０ｒｐｓ程度低下させ、寿命低下抑制手段１０３ＢＪが予め設定された時間が経過してから圧縮機１０１の回転数をたとえば１０ｒｐｓ程度増加させる運転モードのことをいう。
【００６５】
図８は、実施の形態２に係る冷凍装置の制御フローの一例である。図８を参照して実施の形態に係る冷凍装置の制御フローについて説明する。
【００６６】
（ステップＴ０）
制御部１０３Ｂは、通常運転モードと不均化反応防止モードとの切り替えを行う制御フローを開始する。ステップＴ０の段階では冷凍装置は通常運転モードにて運転しているものとする。
【００６７】
（ステップＴ１）
制御部１０３の不均化反応判定手段１０３ＢＴは、温度センサ１０６〜１０９及び圧力センサ１０４〜１０５にて測定された各部の温度、圧力が図６の破線で示された制御開始ラインＬ２に基づいた判定を実施する。不均化反応判定手段１０３ＢＴは、ステップＴ１では図６に示した制御開始ラインＬ２よりも下側にあるか、制御開始ラインＬ２上又は制御開始ラインＬ２より上側にあるか、を判定している。
制御開始ラインＬ２上又は制御開始ラインＬ２よりも上側になる場合（ステップＴ１でＹＥＳになる場合）、不均化反応が発生する可能性が極めて高いため、ステップＴ２に示す不均化反応防止モードとなる。
破線より下側になる場合（ステップＳ１でＮＯになる場合）、直ちに不均化反応が発生する可能性は低いため、運転モードは通常運転モードのままでステップＴ５へと進む。
【００６８】
（ステップＴ２）
温度センサ１０６〜１０９及び圧力センサ１０４〜１０５にて測定された各部の温度、圧力が図６の破線に示す制御開始ラインＬ２上、或いは制御開始ラインよりも上側になる場合、制御部１０３は、不均化反応防止モードに入る。
圧縮機回転数制御手段１０３ＢＵは、不均化反応防止モード時の動作として、圧縮機１０１を停止する制御を実施する。圧縮機１０１を停止することにより、圧縮機１０１から熱交換器１０２の間の温度及び圧力は低下する効果が期待される。また、熱交換器１０２から絞り装置２０１の間の温度及び圧力も同様に圧縮機１０１の停止により低下する効果が期待できる。
【００６９】
一方で、絞り装置２０１から熱交換器２０２の間及び熱交換器２０２から圧縮機１０１の間の温度及び圧力は、圧縮機１０１の停止により上昇する可能性がある。しかし、圧縮機１０１から熱交換器１０２までの温度及び圧力、ならびに熱交換器１０２から絞り装置２０１までの温度及び圧力より大きくなることはない。
したがって不均化反応防止モードにより各部の温度及び圧力は、図６の破線に示す制御開始ラインＬ２より下側になる効果が期待できるため、不均化反応が発生してしまうことを防止することができる。
【００７０】
なお、実施の形態１と同様不均化反応防止モード中、熱交換器１０２及び熱交換器２０２の送風機１０２Ａ及び送風機２０２Ａは運転していてもしていなくてもどちらでもよい。このように、ステップＴ２で示す不均化反応防止モードとは、不均化反応が発生する可能性が極めて高い状況下において、圧縮機１０１の運転を停止し、不均化反応が発生する可能性を低くすることを目的とした制御モードである。
【００７１】
（ステップＴ３）
制御部１０３の寿命低下抑制手段１０３ＢＪは、実施の形態１と同様に、不均化反応防止モードの開始、すなわち圧縮機１０１が停止してからしばらくの間（たとえば３分）は、圧縮機回転数制御手段１０３ＢＵに圧縮機１０１を起動しない。
寿命低下抑制手段１０３ＢＪは、圧縮機１０１の停止時間の経過後、各部の温度及び圧力が図６の破線に示す制御開始ラインＬ２上或いは制御開始ラインＬ２よりも上側にある場合（ステップＴ３でＮＯになる場合）、不均化反応防止モードを継続する。
一方、寿命低下抑制手段１０３ＢＪは、各部の温度及び圧力が図６の破線に示す制御開始ラインより下側にある場合（ステップＴ３でＹＥＳになる場合）、不均化反応防止モードを終了する。すなわち、寿命低下抑制手段１０３ＢＪは、圧縮機回転数制御手段１０３ＢＵに出力し、圧縮機１０１を起動させる。
【００７２】
（ステップＴ４）
制御部１０３は、不均化反応防止モードを終了すると再び圧縮機１０１を運転し、ステップＴ５に進む。
【００７３】
（ステップＴ５）
不均化反応判定手段１０３ＢＴは、温度センサ１０６〜１０９及び圧力センサ１０４〜１０５にて測定された各部の温度、圧力が、（１）制御開始ラインＬ１よりも下側であるか、（２）制御開始ラインＬ１上或いは制御開始ラインＬ１よりも上側であって制御開始ラインＬ２よりも下側であるか、を判定している。
制御開始ラインＬ１上、或いは制御開始ラインＬ１よりも上側であって制御開始ラインＬ２よりも下側になる場合（ステップＴ５でＹＥＳになる場合）、そのまま圧縮機１０１の運転を継続させると不均化反応が発生する可能性があるため、ステップＴ６に示す不均化反応抑制モードとなる。
制御開始ラインＬ１よりも下側になる場合（ステップＴ１でＮＯになる場合）、不均化反応が発生する可能性はきわめて低いため、運転モードは通常運転モードのままでステップＴ９へと進む。
【００７４】
（ステップＴ６）
温度センサ１０６〜１０９及び圧力センサ１０４〜１０５にて測定された各部の温度、圧力が、図６の破線に示す制御開始ラインＬ１上或いは制御開始ラインＬ１よりも上側にある場合、制御部１０３の圧縮機回転数制御手段１０３ＢＵは、不均化反応抑制モードに入る。
【００７５】
不均化反応抑制モードは、ステップＴ２で示した不均化反応防止モードによる、圧縮機１０１の停止を回避し、圧縮機１０１が発停する回数を抑制するモードである。不均化反応抑制モードに入ると、圧縮機１０１の回転数を小さくする（たとえば現在の運転回転数に対して１０ｒｐｓ減少させる）。
圧縮機１０１の回転数を少なくすることにより、圧縮機１０１から熱交換器１０２の間の温度及び圧力は低下する効果が期待される。また、熱交換器１０２から絞り装置２０１間の温度及び圧力も同様に圧縮機１０１の回転数減少により低下する効果が期待できる。
【００７６】
一方で、絞り装置２０１から熱交換器２０２の間の温度及び圧力、及び、熱交換器２０２から圧縮機１０１間の温度及び圧力は、圧縮機の回転数減少により上昇する可能性がある。しかし、圧縮機１０１から熱交換器１０２までの温度及び圧力、ならびに熱交換器１０２から絞り装置２０１までの温度及び圧力より大きくなることはない。
【００７７】
なお、不均化反応抑制モードは、不均化反応防止モードのように圧縮機１０１を停止するよりは不均化反応を防止する効果は小さい。しかし、不均化反応抑制モードでは圧縮機１０１を完全に停止させるわけではないため、圧縮機１０１の発停回数が減少し、冷凍能力の低下による冷蔵庫内の冷却不良の軽減や、発停回数が多いことによる圧縮機寿命低下のリスクを軽減することができる。
【００７８】
このように、不均化反応抑制モードにより各部の温度及び圧力は図６の破線に示す制御開始ラインＬ１より下側になる効果が期待できる一方で、圧縮機１０１を頻繁に発停させることによる冷凍能力の低下や、圧縮機の寿命低下のリスクを軽減することができる。
【００７９】
なお、図６の制御フローには示していないが、不均化反応抑制モード中、熱交換器１０２の送風機１０２Ａの回転数を大きくしてもよい。すなわち、図８の制御フローでは図示をしていないが、制御部１０３Ｂは、不均化反応抑制モード中に、熱交換器１０２に付設された送風機１０２Ａの回転数を大きくする送風機回転数制御手段１０３ＢＱを有していてもよい。
送風機回転数制御手段１０３ＢＱは、不均化反応判定手段１０３ＢＴが、ステップＴ１において制御開始ラインＬ２上又は制御開始ラインＬ２より上側にあると判定すると、送風機１０２Ａの回転数を大きくする。また、送風機回転数制御手段１０３ＢＱは、不均化反応判定手段１０３ＢＴが、ステップＴ５において、（２）制御開始ラインＬ１上或いは制御開始ラインＬ１よりも上側であって制御開始ラインＬ２よりも下側であると判定すると、送風機１０２Ａの回転数を大きくする。これにより、圧縮機１０１から熱交換器１０２の間の温度及び圧力及び熱交換器１０２から絞り装置２０１までの間の温度及び圧力を低下させる効果が大きくなり、不均化反応に対する安全性がより向上する効果が期待できる。送風機回転数制御手段１０３ＢＱは、実施の形態１、及び後述する実施の形態３の制御部５０及び制御部５０Ｃが備えていてもよい。
【００８０】
（ステップＴ７）
制御部１０３Ｂは、不均化反応抑制モードに入った後しばらくの間（たとえば１分）は、圧縮機１０１の回転数は増加させないものとする。
【００８１】
圧縮機１０１の回転数を減少させしばらく経過後、各部の温度及び圧力が図６の破線に示す制御開始ラインＬ１上、或いは制御開始ラインよりも上側にある場合（ステップＴ７でＮＯになる場合）、不均化反応防止モードを継続する。この場合、ステップＴ６に示した、不均化反応抑制モードにて圧縮機１０１の回転数を低下させたにもかかわらず、まだ不均化反応が発生する可能性が残されているため、ステップＴ６に戻り、さらに圧縮機１０１の回転数を小さく（たとえば現在の運転回転数に対してさらに１０ｒｐｓ減少させる）し、不均化反応が発生する可能性を小さくする。
【００８２】
各部の温度及び圧力が図６の破線に示す制御開始ラインＬ１より下側にある場合（ステップＴ７でＹＥＳになる場合）、不均化反応抑制モードを終了し、ステップＴ８へと進む。
【００８３】
（ステップＴ８）
制御部１０３Ｂは、不均化反応抑制モードを終了すると圧縮機１０１の回転数を大きくし、通常運転モードに戻り、ステップＴ９に進む。
【００８４】
（ステップＴ９）
制御部１０３Ｂは、通常運転モードに戻ったあとはステップＴ０に戻り、一連のフローを繰り返す。
【００８５】
［本実施の形態２に係る冷凍装置の有する効果］
本実施の形態２に係る冷凍装置は、実施の形態１に係る冷凍装置５００の有する効果に加えて次の効果を奏する。すなわち、不均化反応防止モードに加えて不均化反応抑制モードを実施することができるので、不均化反応が発生する可能性を低減させる効果が期待できる一方で、圧縮機１０１を頻繁に発停させることによる冷凍能力の低下、圧縮機１０１の寿命低下を軽減することができる。
【００８６】
実施の形態３．
図９は、実施の形態３に係る冷凍装置の圧縮機１０１の構造を模式的に示した図である。図１０は、実施の形態３に係る冷凍装置の制御部１０３Ｃなどの構成例の説明図である。実施の形態３では、実施の形態１、２と共通する構成については同一符号を付し、相違点について中心に説明する。
【００８７】
図１に示した冷媒回路の中で、圧縮機１０１は温度及び圧力が高くなりやすい部分である。特に、圧縮機１０１のモーター部は高温になりやすく、さらに、圧力としては圧縮機１０１の吐出部が高圧になりやすい。このため、圧縮機１０１は、冷凍装置のうちで不均化反応が特に発生しやすい箇所である。
【００８８】
一方、絞り装置２０１が故障した場合、熱交換器２０２が着霜などによって性能が低下した場合などは、液化した冷媒が圧縮機１０１に流入する可能性がある。液化した冷媒は気体に比べ密度が高いため、不均化反応が発生した際に、気体の場合に比べてより化学反応が促進される可能性がある。したがって、圧縮機１０１は、高温及び高圧になりやすいという観点から不均化反応が発生しやすいだけでなく、液冷媒が供給される場合があるという観点からしても不均化反応が発生しやすい部分である。実施の形態３では圧縮機１０１に着目して不均化反応を防止する方法について説明する。
【００８９】
（圧縮機１０１）
圧縮機１０１は、蒸発器として機能する熱交換器２０２から流出した冷媒が供給され、たとえば底部に冷凍機油などが貯留される密閉容器１０１Ａと、密閉容器１０１Ａに接続された吸入管１０１Ｂ及び吐出管１０１Ｃとを有しているものである。密閉容器１０１Ａは、図示省略の冷媒を圧縮する圧縮機構及び圧縮機構を駆動するのに利用されるモーター部などが収容されているものである。熱交換器２０２から流出した冷媒は、吸入管１０１Ｂを通り、密閉容器１０１Ａに流入する。そして、密閉容器１０１Ａ内の圧縮機構及びモーター部の作用により、冷媒は、圧縮されて高温及び高圧となり、吐出管１０１Ｃから吐出される。
【００９０】
（温度センサ１１０など）
本実施の形態３では、吐出管１０１Ｃには、吐出管１０１Ｃを流れる冷媒の温度を検出する温度センサ１１０及び吐出管１０１Ｃを流れる冷媒の圧力を検出する圧力センサ１１２が設けられている。また、密閉容器１０１Ａの外側表面には、温度センサ１０９Ｂが設けられている。温度センサ１０９Ｂは、たとえば、密閉容器１０１Ａのうちの高温になりやすいモーター部の位置に対応する外側表面に取り付けるとよい。これにより、モーター部の温度をより確実に検出することができる。第１の冷媒センサは、温度センサ１０９、温度センサ１１０及び圧力センサ１１２に対応する構成である。なお、温度センサ１０９及び温度センサ１１０のうちの一方が設けられていない場合には、第１の冷媒センサは、温度センサ１０９及び温度センサ１１０のうちの一方と圧力センサ１１２とに対応する。
【００９１】
また、吸入管１０１Ｂには、吸入管１０１Ｂを流れる冷媒の温度を検出する温度センサ１１１及び吸入管１０１Ｂを流れる冷媒の圧力を検出する圧力センサ１１２が設けられている。第２の冷媒センサは、温度センサ１１１及び圧力センサ１１２に対応する構成である。
【００９２】
（不均化反応判定手段１０３ＣＴ及び圧縮機回転数制御手段１０３ＣＵ）
制御部１０３Ｃは、圧力センサ１１２の検出圧力と、温度センサ１０９Ｂ及び温度センサ１１０の検出温度とに基づいて、冷媒の不均化反応が発生する前における予め設定された条件を満たしているか否かを判定する不均化反応判定手段１０３ＣＴを有している。そして、制御部１０３Ｃは、不均化反応判定手段１０３ＣＴが予め設定された条件を満たしていると判定した場合に、圧縮機１０１の回転数を抑制する圧縮機回転数制御手段１０３ＣＵを有している。
【００９３】
不均化反応判定手段１０３ＣＴの動作は、実施の形態１、２で説明した不均化反応判定手段１０３Ｔ及び不均化反応判定手段１０３ＢＴと同様であり、圧縮機回転数制御手段１０３ＣＵの動作についても、実施の形態１、２で説明した圧縮機回転数制御手段１０３Ｕ及び圧縮機回転数制御手段１０３ＢＵと同様である。
すなわち、不均化反応判定手段１０３ＣＴは、図４及び図６に対応するテーブルを有し、不均化反応判定手段１０３ＣＴ及び圧縮機回転数制御手段１０３ＣＵは、図５及び図８に対応する制御フローを実施する。たとえば、制御部１０３Ｃが図５の制御フローに従い制御を実施した場合において、モーター部における発熱が大きく温度センサ１０９Ｂの検出温度１００℃であり、圧力センサ１１２の検出圧力が０．７Ｍｐａであった場合には、冷媒の温度及び圧力が図４に示す制御開始ラインよりも上側である。このため、不均化反応判定手段１０３ＣＴは、予め設定された条件を満たしていると判定し、圧縮機回転数制御手段１０３ＣＵは、圧縮機１０１の運転を停止する。
【００９４】
（液冷媒流入判定手段１０３ＣＭ）
圧縮機１０１に流入する冷媒が液状態であるか気体状態であるかの判断は、温度センサ１１１及び圧力センサ１１３の検出温度及び検出圧力を利用して判断することができる。  圧力センサ１１３にて検出した圧力を飽和温度に換算し、この換算した値が、温度センサ１１１で検出した温度と同等の温度もしくは温度センサ１１１で検出した温度よりも高い場合には、冷媒が液状態で圧縮機１０１に流入している可能性が高いと考えられるということである。
逆に、圧力センサ１１３にて検出した圧力を飽和温度に換算し、この換算した値が、温度センサ１１１で検出した温度より低い場合は、冷媒は気体状態で圧縮機１０１に流入している可能性が高い。
【００９５】
そこで、制御部１０３Ｃは、圧力センサ１１２の検出圧力の飽和温度換算値が、温度センサ１１１の検出温度以上であるか否かを判定する液冷媒流入判定手段１０３ＣＭを有している。そして、圧縮機回転数制御手段１０３ＣＵは、冷媒の圧力を飽和温度に換算し、この換算した値が冷媒の温度以上であると判定した場合に圧縮機を停止させる。
すなわち、圧力センサ１１３にて検出した圧力の飽和温度換算値が温度センサ１１１で検出した温度以上の場合には、制御部１０３Ｃは、図５及び図７で説明した不均化反応防止モードに切り替え、圧縮機１０１を停止させる制御を行うことができる。これにより、液冷媒が供給されることで不均化反応が促進されることを抑制することができる。
【００９６】
ここでは、不均化反応判定手段１０３ＣＴは、温度センサ１０９Ｂ及び温度センサ１１０の両方の検出温度に基づいて所定の判定を実施する場合を例に説明したがそれに限定されるものではない。不均化反応判定手段１０３ＣＴは、たとえば温度センサ１０９Ｂが設けられていない場合には、温度センサ１１０の検出温度で所定の判定を実施することができる。なお、温度センサ１０９Ｂ及び温度センサ１１０の両方の検出温度を利用する方が、高温の吐出冷媒及び高温のモーター部の両方の検出温度に基づく判定を実施することができるので、より確実に不均化反応を防止することができる。
【００９７】
また、温度センサ１０９Ｂは、圧縮機１０１の外側表面に設置した場合を例に説明したがそれに限定されるものではない。たとえば、圧縮機１０１の密閉容器１０１Ａ内に温度センサ１０９Ｂを設けてもよい。この場合には、温度センサ１０９Ｂと制御部１０３Ｃとを電気的に接続するのに利用される配線を密閉容器１０１Ａ外に取り出せばよい。
【００９８】
さらに、本実施の形態３では、圧縮機１０１内の冷媒の温度及び圧力は、図３では圧縮機１０１自体に付属された温度センサ１０９Ｂ、１１０、１１１及び圧力センサ１１２、１１３にて計測しているが、これに限定されるものではない。たとえば、温度センサ１１０を図１に示す温度センサ１０６で代用してもよいし、温度センサ１１１を温度センサ１０８で代用してもよい。また、圧力センサ１１２を図１に示す圧力センサ１０４で代用してもよいし、圧力センサ１１３を圧力センサ１０５で代用してもよい。
【００９９】
［実施の形態３に係る冷凍装置の有する効果］
実施の形態３に係る冷凍装置は、実施の形態１、２に係る冷凍装置の有する効果に加えて次の効果を奏する。
すなわち、本実施の形態３に係る冷凍装置は、圧縮機１０１に温度センサ１０９Ｂ、１１０及び圧力センサ１１２を設け、制御部１０３Ｃが不均化反応判定手段１０３ＣＴ及び圧縮機回転数制御手段１０３ＣＵを有しているものである。このように、高温及び高圧になりやすい圧縮機１０１に各種センサを設けたので、不均化反応が発生することをより確実に防止することができる。
【０１００】
また、本実施の形態３に係る冷凍装置は、圧縮機１０１に温度センサ１１１及び圧力センサ１１３を設け、制御部１０３Ｃが液冷媒流入判定手段１０３ＣＭを有しているものである。このため、本実施の形態３に係る冷凍装置は、圧縮機１０１に液冷媒が供給される可能性が高まると圧縮機１０１を停止するように制御することができ、液冷媒が供給されることで不均化反応が促進されることを抑制することができる。
【符号の説明】
【０１０１】
１００  室外機、１０１  圧縮機、１０１Ａ  密閉容器、１０１Ｂ  吸入管、１０１Ｃ  吐出管、１０２  熱交換器、１０２Ａ  送風機、１０３  制御部、１０３Ｂ  制御部、１０３ＢＪ  寿命低下抑制手段、１０３ＢＱ  送風機回転数制御手段、１０３ＢＴ  不均化反応判定手段、１０３ＢＵ  圧縮機回転数制御手段、１０３Ｃ  制御部、１０３ＣＭ  液冷媒流入判定手段、１０３ＣＴ  不均化反応判定手段、１０３ＣＵ  圧縮機回転数制御手段、１０３Ｊ  寿命低下抑制手段、１０３Ｔ  不均化反応判定手段、１０３Ｕ  圧縮機回転数制御手段、１０４  圧力センサ、１０５  圧力センサ、１０６  温度センサ、１０７  温度センサ、１０８  温度センサ、１０９  温度センサ、１０９Ｂ  温度センサ、１１０  温度センサ、１１１  温度センサ、１１２  圧力センサ、１１３  圧力センサ、２００  室内機、２０１  絞り装置、２０２  熱交換器、２０２Ａ  送風機、５００  冷凍装置、Ｌ１    制御開始ライン、Ｌ２    制御開始ライン、Ｐ  冷媒配管。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年7月13日(2016.7.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明に係る冷凍装置は、圧縮機  凝縮器、絞り装置及び蒸発器が冷媒配管で接続されて構成された冷媒回路を有し、冷媒回路を循環する冷媒として、１、１、２トリフルオロエチレンを有する冷凍装置において、圧縮機の吐出側に設けられ、冷媒の温度及び圧力を検出する第１の冷媒センサと、第１の冷媒センサの検出結果に基づいて圧縮機を制御する制御部と、を有し、制御部は、第１の冷媒センサの検出結果が冷媒の不均化反応が発生する前における予め設定された条件を満たしているか否かを判定する不均化反応判定手段と、不均化反応判定手段が予め設定された条件を満たしていると判定した場合に、圧縮機の回転数を抑制する圧縮機回転数制御手段と、を有し、不均化反応判定手段は、不均化反応が起こる前における第１の温度及び第１の圧力の組み合わせに係る情報を、予め設定された条件の情報として含むテーブルを有し、第１の冷媒センサの検出した冷媒の温度及び冷媒の圧力が、第１の温度及び第１の圧力以上であるか否かを判定し、第１の温度及び第１の圧力よりも低い第２の温度及び第２の圧力の組み合わせに係る情報を、予め設定された条件の情報として含むテーブルを有し、第１の冷媒センサの検出した冷媒の温度及び冷媒の圧力が、第１の温度及び第１の圧力よりも低く、第２の温度及び第２の圧力以上であるか否かを判定し、圧縮機回転数制御手段は、不均化反応判定手段が第１の温度及び第１の圧力以上であると判定した場合に、圧縮機を停止し、不均化反応判定手段が第１の温度及び第１の圧力よりも低く、第２の温度及び第２の圧力以上であると判定した場合に、圧縮機の回転数を下げ、圧縮機の回転数を下げた後に予め定められた時間が経過し、且つ、不均化反応判定手段が第１の温度及び第１の圧力未満であると判定した場合に、圧縮機の回転数を上げ、圧縮機の回転数を下げた後に予め定められた時間が経過し、且つ、不均化反応判定手段が第１の温度及び第１の圧力以上であると判定した場合に、圧縮機の回転数を更に下げるものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機  凝縮器、絞り装置及び蒸発器が冷媒配管で接続されて構成された冷媒回路を有し、前記冷媒回路を循環する冷媒として、１、１、２トリフルオロエチレンを有する冷凍装置において、
前記圧縮機の吐出側に設けられ、前記冷媒の温度及び圧力を検出する第１の冷媒センサと、
前記第１の冷媒センサの検出結果に基づいて前記圧縮機を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、
前記第１の冷媒センサの検出結果が前記冷媒の不均化反応が発生する前における予め設定された条件を満たしているか否かを判定する不均化反応判定手段と、
前記不均化反応判定手段が前記予め設定された条件を満たしていると判定した場合に、前記圧縮機の回転数を抑制する圧縮機回転数制御手段と、を有し、
前記不均化反応判定手段は、
前記不均化反応が起こる前における第１の温度及び第１の圧力の組み合わせに係る情報を、前記予め設定された条件の情報として含むテーブルを有し、
前記第１の冷媒センサの検出した前記冷媒の温度及び前記冷媒の圧力が、前記第１の温度及び前記第１の圧力以上であるか否かを判定し、
前記第１の温度及び前記第１の圧力よりも低い第２の温度及び第２の圧力の組み合わせに係る情報を、前記予め設定された条件の情報として含むテーブルを有し、
前記第１の冷媒センサの検出した前記冷媒の温度及び前記冷媒の圧力が、前記第１の温度及び前記第１の圧力よりも低く、前記第２の温度及び前記第２の圧力以上であるか否かを判定し、
前記圧縮機回転数制御手段は、
前記不均化反応判定手段が前記第１の温度及び前記第１の圧力以上であると判定した場合に、前記圧縮機を停止し、
前記不均化反応判定手段が前記第１の温度及び前記第１の圧力よりも低く、前記第２の温度及び前記第２の圧力以上であると判定した場合に、前記圧縮機の回転数を下げ、
前記圧縮機の回転数を下げた後に予め定められた時間が経過し、且つ、前記不均化反応判定手段が前記第１の温度及び前記第１の圧力未満であると判定した場合に、前記圧縮機の回転数を上げ、
前記圧縮機の回転数を下げた後に前記予め定められた時間が経過し、且つ、前記不均化反応判定手段が前記第１の温度及び前記第１の圧力以上であると判定した場合に、前記圧縮機の回転数を更に下げる
冷凍装置。
【請求項２】
前記凝縮器に空気を供給する送風機をさらに有し、
前記制御部は、
前記不均化反応判定手段が前記第１の温度及び前記第１の圧力よりも低く、前記第２の温度及び前記第２の圧力以上であると判定した場合に、前記送風機の回転数を大きくする送風機回転数制御手段を有する請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項３】
前記圧縮機回転数制御手段は、
前記圧縮機を停止してから、予め設定された時間が経過した後に前記圧縮機を起動する請求項１又は２に記載の冷凍装置。
【請求項４】
前記圧縮機の吸入管に設けられ、前記冷媒の温度及び圧力を検出する第２の冷媒センサをさらに有し、
前記制御部は、
前記第２の冷媒センサの検出結果に基づき、前記冷媒の圧力を飽和温度に換算し、換算した値が前記冷媒の温度以上であるか否かを判定する液冷媒流入判定手段を有し、
前記圧縮機回転数制御手段は、
前記液冷媒流入判定手段が、前記冷媒の圧力を飽和温度に換算した値が前記冷媒の温度以上であると判定した場合に前記圧縮機を停止させる請求項１〜３のいずれか一項に記載の冷凍装置。
【請求項５】
前記冷媒回路を循環する前記冷媒は、
１、１、２トリフルオロエチレンとＲ３２冷媒との混合冷媒である請求項１〜４のいずれか一項に記載の冷凍装置。
【請求項６】
前記第１の冷媒センサは、
前記圧縮機の吐出管に設けられた請求項１〜５のいずれか一項に記載の冷凍装置。
【国際調査報告】
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