(57)【要約】【課題】配管による圧縮機から膨張機への熱移動を抑制し、冷凍サイクル装置の効率低下を抑制する。【解決手段】冷凍サイクル装置１００は、一端が圧縮機１２の第１密閉容器２１に接続され、他端が膨張機１６の第２密閉容器３１に接続された均油管２５と、蒸発器１８と圧縮機１２との間の冷媒回路１０内の冷媒と、均油管２５および均油管２５内のオイルの少なくとも一方とを熱交換させる熱交換部１９とを備えている。【選択図】図１
2008190736.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部が第１オイル貯まりとして利用される第１密閉容器と、前記第１密閉容器内に配置された圧縮機構とを含む圧縮機と、
底部が第２オイル貯まりとして利用される第２密閉容器と、前記第２密閉容器内に配置され、膨張する冷媒から動力を回収する膨張機構とを含む膨張機と、
前記膨張機で膨張した冷媒を蒸発させる蒸発器と、
一端が前記第１密閉容器に接続され、他端が前記第２密閉容器に接続されて、前記第１オイル貯まりと前記第２オイル貯まりとの間のオイルの流通を許容する均油管と、
前記蒸発器と前記圧縮機との間の冷媒回路内の冷媒と、前記均油管および前記均油管内のオイルの少なくとも一方とを熱交換させる熱交換部と、
を備えた、冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記熱交換部は、前記蒸発器から前記圧縮機に向かう冷媒が流通可能かつ前記均油管を通すことが可能な内部空間を有する中空部品を含み、
前記中空部品によって、前記蒸発器と前記圧縮機との間の前記冷媒回路の一部が形成されている、請求項１記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
一方の開口部が前記第１オイル貯まりに貯められたオイルの油面よりも鉛直上方に位置し、他方の開口部が前記第２オイル貯まりに貯められたオイルの油面よりも鉛直上方に位置するように、一端が前記第１密閉容器に接続され、他端が前記第２密閉容器に接続された均圧管をさらに備えた、請求項１記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記熱交換部において、前記均油管および前記均圧管の両方が、前記冷媒回路内の冷媒と熱交換する、請求項３記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記圧縮機は、前記圧縮機構で圧縮された冷媒が前記第１密閉容器の内部空間に吐出されるように構成されており、
前記膨張機は、膨張させるべき冷媒が前記第２密閉容器の内部空間を経由せずに前記膨張機構の膨張室に直接吸入され、膨張後の冷媒が前記第２密閉容器の内部空間を経由せずに前記膨張機構の膨張室から前記第２密閉容器の外部に直接吐出されるように構成されている、請求項１記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記均油管における熱移動の方向と、前記冷媒回路内の冷媒の流通方向とが反対向きとなるように、前記熱交換部における前記均油管の姿勢および位置が定められている、請求項１記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
前記均圧管における熱移動の方向と、前記冷媒回路内の冷媒の流通方向とが反対向きとなるように、前記熱交換部における前記均圧管の姿勢および位置が定められている、請求項３記載の冷凍サイクル装置。
【請求項８】
前記熱交換部をバイパスするように前記蒸発器と前記圧縮機とを接続するバイパス回路をさらに備えた、請求項１記載の冷凍サイクル装置。
【請求項９】
前記バイパス回路が絞り弁を含む、請求項８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、冷凍空調機や給湯機などに適用される冷凍サイクル装置に関し、特に、冷媒の膨張エネルギーを回収する膨張機を用いた冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷凍サイクル装置の効率向上技術として、膨張弁に代えて、膨張する冷媒から動力を回収する膨張機を使用する試みが知られている。特許文献１に開示されている冷凍サイクル装置の概要を図４Ａ，図４Ｂに示す。図４Ａに示す冷凍サイクル装置は、膨張機５０３で回収した動力を電力に変換する発電機５１３を備えている。発電機５１３で発生した電力は、圧縮機５０１を駆動するモータ５１１に供給される。図４Ｂに示す冷凍サイクル装置は、圧縮機５０１と膨張機５０３とを連結するシャフト５０５を備えている。膨張機５０３で回収された動力は、シャフト５０５を介して圧縮機５０１に直接伝達される。
【０００３】
上記のように、膨張弁に代えて膨張機を用いる場合、圧縮機と膨張機を別々の密閉容器に収容する構成（図４Ａ）、または圧縮機と膨張機を１つの密閉容器に収容する構成（図４Ｂ）を採用することができる。前者の構成においては、運転時に潤滑用オイル（以下、単に「オイル」という）の過不足が生じないように、各密閉容器の底部に貯められたオイルの量の均衡を取るための工夫が不可欠である。そうした工夫の一例は、非特許文献１に開示されているように、圧縮機の密閉容器と、膨張機の密閉容器とを配管で直接接続することである。非特許文献１に開示されている冷凍サイクル装置の概要を図５に示す。
【０００４】
図５に示す冷凍サイクル装置は、圧縮機７００と膨張機７１０とを備えている。圧縮機７００は、密閉容器７０１、圧縮機構７０２およびモータ７０３を含む。膨張機７１０は、密閉容器７１１、膨張機構７１２および発電機７１３を含む。圧縮機７００の密閉容器７０１と膨張機７１０の密閉容器７１１とが、均油管７０５および均圧管７０６で接続されている。圧縮機７００は、圧縮機構７０２で圧縮された冷媒が密閉容器７０１の内部に吐出される、いわゆる高圧シェル型圧縮機である。
【特許文献１】特開２０００−２４１０３３号公報
【非特許文献１】新エネルギー・産業技術総合開発機構  平成１４年度成果報告書  「エネルギー有効利用基盤技術先導研究開発  ＣＯ2空調機用二相流膨張機・圧縮機の開発」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
圧縮機７００は、圧縮過程の冷媒の温度上昇と共に温度が上がる。膨張機７１０は、膨張過程の冷媒の温度低下と共に温度が下がる。そのため、冷凍サイクル装置の運転を開始すると、均油管７０５および均圧管７０６を通じて、圧縮機７００から膨張機７１０への熱移動が発生する。このような熱移動は、均油管７０５および均圧管７０６自身によっても発生するし、管内をオイルおよび冷媒が移動することによっても発生する。
【０００６】
膨張機７１０が加熱され圧縮機７００が冷却されると、図６Ａのモリエル線図に示すように、理論サイクルと比較して、実質サイクルは、圧縮機７００から吐出される冷媒のエンタルピーが低下し、放熱器での加熱能力が低下したものとなる。また、膨張機７１０から吐出される冷媒のエンタルピーが上昇し、蒸発器での冷凍能力が低下する。
【０００７】
特に、給湯機の場合は、貯湯水の設定温度まで水を放熱器で加熱する必要があるため、加熱に用いられる圧縮機からの吐出冷媒の温度は、貯湯水の設定温度より必ず高くなければならない。しかしながら、圧縮機と膨張機との間で熱的な短絡が起きると、圧縮機の吐出冷媒の温度が低下するため、水の加熱が不十分になり、貯湯水の温度も設定温度より低くなる。圧縮機の吐出冷媒の温度低下を補うために、図６Ｂのモリエル線図に示す吐出温度制御理論サイクルのように、圧縮機の吐出冷媒の圧力を上昇させる方法がある。すなわち、冷媒をやや過剰に圧縮することによって、吐出冷媒の温度を上昇させる。そうすれば、図６Ｂに示す吐出温度制御実質サイクルのように、熱短絡による加熱能力の低下を補償することができる。しかしながら、この方法では、圧縮機が余分な仕事を行うことになるので、モータの消費電力が増大し、膨張機で動力回収を行う意義が損なわれる。
【０００８】
上記事情に鑑み、本発明は、オイル量の均衡を取るための配管による圧縮機から膨張機への熱移動を抑制し、冷凍サイクル装置の効率低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、本発明は、
底部が第１オイル貯まりとして利用される第１密閉容器と、第１密閉容器内に配置された圧縮機構とを含む圧縮機と、
底部が第２オイル貯まりとして利用される第２密閉容器と、第２密閉容器内に配置され、膨張する冷媒から動力を回収する膨張機構とを含む膨張機と、
膨張機で膨張した冷媒を蒸発させる蒸発器と、
一端が第１密閉容器に接続され、他端が第２密閉容器に接続されて、第１オイル貯まりと第２オイル貯まりとの間のオイルの流通を許容する均油管と、
蒸発器と圧縮機との間の冷媒回路内の冷媒と、均油管および均油管内のオイルの少なくとも一方とを熱交換させる熱交換部と、
を備えた冷凍サイクル装置を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
冷凍サイクル装置の運転中において、冷媒は蒸発器から圧縮機に向けて常に流れているので、熱交換部は安定した低温で維持される。そのため、均油管を通じて圧縮機から膨張機へ移動する熱が、熱交換部において、圧縮機に吸入されるべき冷媒（以下、「圧縮機の吸入冷媒」という）に移動することになる。言い換えれば、第１オイル貯まりに貯められたオイルの熱で、圧縮機の吸入冷媒が加熱される。この加熱により、圧縮機の吸入冷媒のエンタルピーが上昇し、圧縮後の冷媒のエンタルピーおよび温度も上昇する。このように、本発明によれば、均油管を通じた圧縮機から膨張機への熱移動を抑制することができ、ひいては冷凍サイクル効率の向上を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付の図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。
【００１２】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の冷凍サイクル装置の構成図である。図１に示すように、本実施形態の冷凍サイクル装置１００は、圧縮機１２、放熱器１４、膨張機１６、蒸発器１８、およびこれらの要素を順に接続して主冷媒回路１０を形成する複数の主配管２０を備えている。圧縮機１２は、底部が第１オイル貯まり２４として利用される第１密閉容器２１、第１密閉容器２１内の上部に配置された圧縮機構２２、および圧縮機構２２を駆動するためのモータ２３を含む。膨張機１６は、底部が第２オイル貯まり３４として利用される第２密閉容器３１、第２密閉容器３１内の上部に配置された膨張機構３２、および膨張機構３２が冷媒から回収した動力で発電する発電機３３を含む。
【００１３】
冷凍サイクル装置１００は、さらに、第１オイル貯まり２４に貯められたオイルの量と第２オイル貯まり３４に貯められたオイルの量との均衡を取るための均衡配管２５，２７と、蒸発器１８から圧縮機１２に向かう冷媒と均衡配管２５，２７とを熱交換させる熱交換部１９とを備えている。均衡配管２５，２７の一端は、圧縮機１２の第１密閉容器２１に接続され、他端は膨張機１６の第２密閉容器３１に接続されている。
【００１４】
熱交換部１９は、蒸発器１８と圧縮機１２との間に設けられている。蒸発器１８、熱交換部１９および圧縮機１２が、主配管２０，２０によってこの順に接続されている。熱交換部１９の内部には、蒸発器１８側の主配管２０から冷媒が流入する。熱交換部１９の内部から、圧縮機１２側の主配管２０に熱交換後の冷媒が流出する。このような熱交換部１９として、冷媒が流通可能かつ均衡配管２５，２７を通すことが可能な内部空間を有する中空部品を用いることが可能である。つまり、熱交換部１９を構成する中空部品によって、蒸発器１８と圧縮機１２との間の主冷媒回路１０の一部が形成されている。そのような中空部品の形状は特に限定されず、筐体や管のような部材でありうる。熱交換部１９の内部に均衡配管２５，２７を貫通させることにより、熱交換部１９の内部を流通する冷媒と、均衡配管２５，２７とを効率よく熱交換させることができる。
【００１５】
均衡配管２５，２７は、第１オイル貯まり２４と第２オイル貯まり３４とを接続する均油管２５と、第１密閉容器２１の内部圧力と第２密閉容器３１の内部圧力とを等しく保つための均圧管２７とを含む。本明細書では、“均衡配管”という用語を、均油管２５および均圧管２７の総称として用いる。
【００１６】
均油管２５により、一方のオイル貯まりから他方のオイル貯まりへのオイルの移動が許容されている。本実施形態において、均油管２５は、オイル貯まり２４，３４に貯められたオイルの油面よりも鉛直下方に開口部が位置するように、各密閉容器２１，３１への取り付け位置が定められている。
【００１７】
一般に、圧縮機構２２において冷媒に混入するオイルの量と、膨張機構３２において冷媒に混入するとは相違する。また、圧縮機１２の圧縮機構２２で圧縮された冷媒は第１密閉容器２１の内部に一旦開放されるため、冷媒に含まれるオイルは、密度差により冷媒から分離されて第１オイル貯まり２４に戻される。一方、膨張機構３２で膨張した冷媒は第２密閉容器３１の内部に開放されることなく第２密閉容器３１外へ流出するため、膨張機構３２にて冷媒に混入したオイルは第２オイル貯まり３４には戻らず、主配管２０を経て第１密閉容器２１で分離される。そのため、圧縮機１２から放熱器１４に向けて吐出されるオイルの量と、膨張機１６から蒸発器１８に向けて吐出されるオイルの量とは相違する。均油管２５により、このような相違が補償され、オイル量の過不足が生じないようになっている。すなわち、本明細書で用いられる“均衡”という用語は、量が一致することのみを意味するものではなく、相違を補償するということまでも含む、広い概念を持っている。
【００１８】
均圧管２７は、一方の開口部が第１オイル貯まり２４に貯められたオイルの油面よりも鉛直上方に位置し、他方の開口部が第２オイル貯まり３４に貯められたオイルの油面よりも鉛直上方に位置するように、一端が第１密閉容器２１に接続され、他端が第２密閉容器３１に接続されている。均圧管２７により、２つの密閉容器２１，３１内の圧力が等しく保たれるので、均油管２５内をオイルがスムーズに移動できる。
【００１９】
さらに、本実施形態では、均油管２５および均圧管２７の両方が熱交換部１９を貫通しており、熱交換部１９において、それら均油管２５および均圧管２７の両方が、主冷媒回路１０を流れる冷媒と熱交換する。これにより、均油管２５および均圧管２７を通じた圧縮機１２から膨張機１６への熱移動を抑制することができる。
【００２０】
熱交換部１９において、圧縮機１２の吸入冷媒と均油管２５とを熱交換させると、圧縮機１２の吸入冷媒と、均油管２５内のオイルとを熱交換させることにもなる。同様に、圧縮機１２の吸入冷媒と均圧管２７とを熱交換させると、圧縮機１２の吸入冷媒と、均圧管２７内の冷媒とが熱交換させることにもなる。
【００２１】
冷凍サイクル装置１００は、さらに、整流器４１および平滑コンデンサ４２を含む電源部と、圧縮機１２のモータ２３を制御するインバータ４３と、膨張機１６の発電機３３を制御するコンバータ４４とを備えている。商用電源４０からの交流電力が整流器４１および平滑コンデンサ４２で直流電力に変換され、圧縮機１２のインバータ４３に直流電力が供給される。インバータ４３によってモータ２３が駆動され、モータ２３とシャフトで連結された圧縮機構２２が冷媒に対して圧縮仕事をする。膨張機１６を通過する冷媒が有する膨張エネルギーは、膨張機構３２において機械動力の形で回収される。膨張機構３２が回収した機械動力は、シャフトにより発電機３３に伝達され交流電力に変換される。発電機３３で発生した交流電力は、コンバータ４４で直流電力に変換される。コンバータ４４の直流出力は、商用電源４０からの直流電力に重畳され、インバータ４３に供給される。
【００２２】
圧縮機１２は、いわゆる高圧シェル型圧縮機であり、圧縮機構２２の吐出口が第１密閉容器２１の内部空間に面し、圧縮機構２２で圧縮された冷媒が第１密閉容器２１の内部空間に吐出されるように構成されている。高圧シェル型圧縮機は、密閉容器内で冷媒とオイルとを分離できることや、モータから発生する熱を冷媒に与えることができること等の利点がある。一方、膨張機１６は、膨張させるべき冷媒が第２密閉容器３１の内部空間を経由せずに膨張機構３２の膨張室に直接吸入され、膨張後の冷媒が第２密閉容器３１の内部空間を経由せずに膨張機構３２の膨張室から第２密閉容器３１の外部に直接吐出されるように構成されている。これにより、膨張機１６の吐出冷媒が加熱されることによる、蒸発器１８の冷却能力の低下を防ぐことができる。
【００２３】
膨張機１６の第２密閉容器３１の内部空間は、均圧管２７によって圧縮機１２の第１密閉容器２１の内部空間とつながっているため、圧縮機１２の吐出冷媒が充填される。ただし、膨張機構３２は、周囲の冷媒が膨張室に侵入しないようにシールされているので、不可避的な漏れ込みを無視すれば、圧縮機１２の吐出冷媒が放熱器１４をバイパスして膨張機構３２に入り、冷凍サイクルを循環することはない。放熱器１４と膨張機１６とを接続する主配管２０は、第２密閉容器３１の内外を貫通し、膨張機構３２の吸入口に直接接続されている。さらに、膨張機１６と蒸発器１８とを接続する主配管２０も、第２密閉容器３１の内外を貫通し、膨張機構３２の吐出口に直接接続されている。
【００２４】
圧縮機構２２および膨張機構３２の型式は特に限定されず、スクロール式、ロータリ式、レシプロ式などの容積式流体機構を採用することができる。さらに、圧縮機構２２および／または膨張機構３２がオイル貯まり２４，３４に貯められたオイルに浸かっていてもよい。本実施形態では、圧縮機構２２および膨張機構３２のいずれも、オイルに直接浸かっておらず、潤滑が必要な部分への給油は、シャフトの下端に設けられたオイルポンプ（図示省略）およびシャフトの内部の給油路（図示省略）を用いて行うようになっている。
【００２５】
圧縮機構２１で圧縮された冷媒は、第１密閉容器２１の内部空間に吐出され、その後、放熱器１４に向かって吐出される。放熱器１４において、冷媒は外部熱源へと放熱し、自身は冷却される。冷凍サイクル装置１００を給湯機に適用する場合、放熱器１４が水熱交換器となる。放熱器１４から膨張機１６に移動した冷媒は、膨張機構３２において減圧膨張する。膨張機構３２は、冷媒の膨張エネルギーを機械動力の形で回収する。冷媒は、さらに、膨張機１６から蒸発器１８に移動し、外部熱源から吸熱して蒸発する。蒸発器１８で加熱された冷媒は、熱交換部１９を経由して再び圧縮機１２へと戻る。
【００２６】
圧縮機１２が高圧シェル型圧縮機であり、圧縮後の高温高圧の冷媒が第１密閉容器２１内に吐出されるので、第１オイル貯まり２４のオイルも高温高圧になる。一方、第２密閉容器３１の内部空間を満たす冷媒は、圧縮機１２の吐出冷媒ではあるが、膨張機構３２によって冷却されるので低温になる。同様に、第２密閉容器３１のオイル貯まり３４のオイルも、膨張機構３２によって冷却されるので低温になる。このように、冷凍サイクル装置１００の運転時において、第１密閉容器２１と第２密閉容器３１との間に温度差が生じる。そして、この温度差に基づき、均衡配管２５，２７を通じた圧縮機１２から膨張機１６への熱移動が発生する。
【００２７】
ところが、本実施形態の冷凍サイクル装置１００によれば、熱交換部１９において、均衡配管２５，２７の熱が圧縮機１２の吸入冷媒に奪われる。圧縮機１２の吸入冷媒は、常に圧縮機１２に向けて流れており、熱交換部１９は安定した低温で維持される。これにより、均衡配管２５，２７から圧縮機１２の吸入冷媒への熱移動が、膨張機１６への熱移動よりも優先的に起こる。この結果、均衡配管２５，２７を通じた圧縮機１２から膨張機１６の熱移動が阻止ないし抑制される。
【００２８】
別の観点から見れば、第１密閉容器２１の内部にある冷媒やオイルが失う熱で圧縮機１２の吸入冷媒が加熱される。この加熱により圧縮機１２の吸入冷媒のエンタルピーが上昇し、圧縮後の冷媒のエンタルピーおよび温度も上昇する。このように、均衡配管２５，２７を設けることによって、第１密閉容器２１の内部空間に吐出された圧縮後の冷媒が熱を失ったとしても、熱交換部１９が熱を回収して戻す役割を果たすので、圧縮機１２は所定の吐出温度を維持することができる。
【００２９】
さらに、本実施形態においては、均衡配管２５，２７における熱移動の方向（図１中の実線矢印）と、主冷媒回路１０内の冷媒の流通方向（図１中の破線矢印）とが反対向きとなるように、熱交換部１９における均衡配管２５，２７の姿勢および位置が定められている。言い換えれば、均衡配管２５，２７における熱移動の方向と、熱交換部１９における圧縮機１２の吸入冷媒の流通方向とが反対向きになっている。熱交換部１９を構成する中空部品に設けられた入口と出口の位置関係に着目すると、入口が膨張機１６から近い側に位置し、出口が圧縮機１２から近い側に位置している。
【００３０】
上記のようなレイアウトによれば、蒸発器１８を通過した直後の温度の低い冷媒が、均油管２５および均圧管２７の低温部分（膨張機１６側の部分）と熱交換する。さらに、熱交換によって温度が上昇した圧縮機１２の吸入冷媒が、均油管２５および均圧管２７の高温部分（圧縮機１２側の部分）と熱交換する。均油管２５および均圧管２７の熱移動の方向に対して、対向する方向に熱交換対象の冷媒が流れるので、均油管２５および均圧管２７の全体で熱交換が効率よく行われる。このことは、熱交換部１９のコンパクト化に有利に働く。
【００３１】
圧縮機１２と膨張機１６を均油管２５で接続することにより、オイルは、第１オイル貯まり２４と第２オイル貯まり３４に割り振られる。通常、膨張機１６からサイクルに吐出されるオイルの量は、圧縮機１２からサイクルに吐出されるオイルの量よりも大きい。したがって、冷凍サイクルへの吐出量の差分を打ち消すように、オイルは、均油管２５を圧縮機１２側から膨張機１６側に向かって流れる。本実施形態によれば、均油管２５を流れるオイルの熱も熱交換部１９において回収され、圧縮機１２に戻される。ゆえに、圧縮機１２は、所定の吐出温度を維持することができる。
【００３２】
また、圧縮機１２と膨張機１６を均圧管２７で接続することにより、第１密閉容器２１の内部圧力と第２密閉容器３１の内部圧力が等しくなる。通常、膨張機構３２の膨張室に冷媒が入り込むことによって発生する第２密閉容器３１内の冷媒の減少は、均圧管から供給される冷媒によって補償される。したがって、冷媒は、均圧管２７を圧縮機１２側から膨張機１６側に向かって流れる。本実施形態によれば、均圧管２７を流れる冷媒の熱も熱交換部１９において回収され、圧縮機１２に戻される。ゆえに、圧縮機１２は、所定の吐出温度を維持することができる。
【００３３】
また、均油管２５内のオイルおよび均圧管２７内の冷媒が、熱交換部１９において、圧縮機１２の吸入冷媒と熱交換することを考慮すれば、均油管２５や均圧管２７は、管内の伝熱面積が内面平滑管よりも増加された内面溝付管であることが好ましい。
【００３４】
さらに、本実施形態のように、均衡配管２５，２７に冷媒を直接接触させることに代えて、蒸発器１８と圧縮機１２との間において主冷媒回路１０を形成する主配管２０に、均衡配管２５，２７の内部の冷媒および／またはオイルを接触させて熱交換を行うようにしてもよい。例えば、図３に示すように、均油管２５および均圧管２７の一部を筐体や大径管のような中空部品２６，２７で構成し、その中空部品２６，２７の内部に、圧縮機１２の吸入冷媒が流通する主配管２０を通すようにしてもよい。
【００３５】
（第２実施形態）
図２は、第２実施形態の冷凍サイクル装置の構成図である。本実施形態の冷凍サイクル装置２００は、熱交換部１９をバイパスするバイパス回路３７を設けた点で第１実施形態と相違し、他の構成は共通である。同一要素には同一参照符号を付与し、説明を省略する。
【００３６】
図２に示すように、冷凍サイクル装置２００は、熱交換部１９をバイパスするように蒸発器１８と圧縮機１２とを接続するバイパス回路３７をさらに備えている。バイパス回路３７は、バイパス配管３８および絞り弁３９を含む。バイパス回路３７の一端は、主冷媒回路１０の蒸発器１８と熱交換部１９との間の部分（具体的には主配管２０）に接続され、他端は、主冷媒回路１０の熱交換部１９と圧縮機１２との間の部分（具体的には主配管２０）に接続されている。
【００３７】
バイパス回路３７の絞り弁３９が全閉状態となっている場合、蒸発器１８から流出した冷媒の全部が、熱交換部１９を経由して圧縮機１２に吸入される。絞り弁３９が開状態になっている場合、蒸発器１８から流出した冷媒の一部が熱交換部１９を経由して圧縮機１２に吸入され、残部がバイパス回路３７を経由して圧縮機１２に吸入される。このように、バイパス回路３７は、蒸発器１８から流出した冷媒の一部が、熱交換部１９を通過することなく、圧縮機１２に吸入されることを許容する。絞り弁３９は、開度調節によって流量を制御可能な流量調節弁であることが好ましい。
【００３８】
本実施形態によれば、熱交換部１９を通過する冷媒量を調節することにより、圧縮機１２の吸入冷媒のエンタルピーを制御することが可能となる。圧縮機１２の吸入冷媒のエンタルピーを制御すること、言い換えれば、吸入冷媒の過熱度を適切に制御することにより、圧縮機１２の吐出冷媒を所望の設定温度に制御することが可能となる。さらに、圧縮機１２の吸入冷媒が過剰に加熱されることを防止することは、密度低下の大幅低下を阻止することを意味する。大幅な密度低下が無ければ、所定の質量循環量を確保するために圧縮機１２の回転数を増加させず済む。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる冷凍サイクル装置の構成図
【図２】第２実施形態にかかる冷凍サイクル装置の構成図
【図３】熱交換部の変形例の構成図
【図４Ａ】従来の冷凍サイクル装置の第１構成図
【図４Ｂ】従来の冷凍サイクル装置の第２構成図
【図５】従来の冷凍サイクル装置の第３構成図
【図６Ａ】従来の冷凍サイクル装置の問題点を示すモリエル線図
【図６Ｂ】図６Ａに続くモリエル線図
【符号の説明】
【００４０】
１０  主冷媒回路
１２  圧縮機
１４  放熱器
１６  膨張機
１８  蒸発器
１９  熱交換部
２０  主配管
２１  第１密閉容器
２２  圧縮機構
２４  第１オイル貯まり
２５  均油管
２７  均圧管
３１  第２密閉容器
３２  膨張機構
３４  第２オイル貯まり
３７  バイパス回路
３８  バイパス配管
３９  絞り弁
１００，２００  冷凍サイクル装置
【図１】
2008190736.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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