(57)【要約】【課題】内部熱交換器を備えた遷臨界冷媒サイクル装置において、圧縮機の起動時やその回転数を低下させる際に生じる液圧縮を効果的に防止する。【解決手段】ロータリコンプレッサ１０、ガスクーラ１５４、膨張弁１５６及びエバポレータ１５７を順次環状に配管接続して成り、ガスクーラ１５４から出た高圧側冷媒とエバポレータ１５７から出た低圧側冷媒とを熱交換させるための内部熱交換器１６０を備え、高圧側が超臨界圧力となる遷臨界冷媒サイクル装置において、ロータリコンプレッサ１０の回転数を制御するコントローラ１０２をは、内部熱交換器１６０の高圧側冷媒温度を示す指標に基づき、ロータリコンプレッサ１０の回転数を制御する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、ガスクーラ、減圧装置及び蒸発器を順次環状に配管接続して成り、前記ガスクーラから出た高圧側冷媒と前記蒸発器から出た低圧側冷媒とを熱交換させるための内部熱交換器を備え、高圧側が超臨界圧力となる遷臨界冷媒サイクル装置において、
前記圧縮機の回転数を制御する制御装置を備え、該制御装置は、前記内部熱交換器の高圧側冷媒温度、若しくは、当該内部熱交換器の低圧側冷媒温度を示す指標に基づき、前記圧縮機の回転数を制御することを特徴とする遷臨界冷媒サイクル装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記圧縮機の回転数を上昇させる過程において、前記指標の所定範囲内で当該圧縮機の回転数上昇を禁止し、若しくは、回転数を低下させることを特徴とする請求項１の遷臨界冷媒サイクル装置。
【請求項３】
前記制御装置は、高圧側冷媒の圧力が上昇した場合、前記圧縮機の回転数上昇を禁止し、若しくは、回転数を低下させ、或いは、当該圧縮機を停止させることを特徴とする請求項２の遷臨界冷媒サイクル装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記圧縮機の回転数を低下させる過程において、前記指標の所定範囲内で当該圧縮機の回転数低下を禁止し、若しくは、回転数を上昇させることを特徴とする請求項１の遷臨界冷媒サイクル装置。
【請求項５】
冷媒として二酸化炭素を使用することを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４の遷臨界冷媒サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮機、ガスクーラ、減圧装置及び蒸発器を順次環状に配管接続して成り、高圧側が超臨界圧力となる遷臨界冷媒サイクル装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の地球環境破壊問題を解決するため、この種冷凍・空調用の冷媒サイクル装置においてもオゾン層破壊の危険性の高いフロン系冷媒を用いることが禁止若しくは規制されるように成ってきている。そこで、自然冷媒の一つである二酸化炭素を用いた冷媒サイクル装置が開発されてきている（例えば、特許文献１参照）。係る二酸化炭素のような自然物質を冷媒として使用した場合、その臨界温度が極めて低いために高圧側は臨界圧力未満とはならず、専ら超臨界圧力にて運転されることになる。
【０００３】
【特許文献１】
特公平７−１８６０２号公報
【０００４】
ところで、係る冷媒サイクル装置では高圧側における冷媒の放熱を促進し、また、低圧側における冷媒の過熱を行うために、内部熱交換器が使用される。この内熱交換器は、冷媒サイクル装置のガスクーラを出た高圧側冷媒と、蒸発器を出た低圧側冷媒とを熱交換させ、減圧装置に入る高圧側冷媒温度を低下させると共に、圧縮機に吸い込まれる低圧側冷媒の過熱度をとる。これにより、アキュムレータを設けること無く圧縮機に液冷媒が吸い込まれる不都合を回避できるものであった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば圧縮機の起動後、その回転数を上昇させていく過程において高圧側冷媒の温度が依然高くなっていない段階では、ある回転数域において、内部熱交換器を経て圧縮機に吸い込まれる低圧側冷媒に対する内部熱交換器における高圧側冷媒の加熱能力が不足する状況が生じる。
【０００６】
同じことは定常運転中に圧縮機の回転数を上昇させていく過程や圧縮機の回転数を低下させていく過程においても生じる。即ち、圧縮機の回転数を低下させると内部熱交換器における高圧側冷媒の低圧側冷媒に対する加熱能力も低下するからである。このような状況となると、低圧側冷媒の十分な過熱度をとることができなくなり、圧縮機に液冷媒が吸い込まれて所謂液圧縮が発生する問題が生じる。
【０００７】
本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、内部熱交換器を備えた遷臨界冷媒サイクル装置において、圧縮機の回転数を上昇させ、或いは、低下させる際に生じる圧縮機の液圧縮を効果的に防止することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明では、圧縮機、ガスクーラ、減圧装置及び蒸発器を順次環状に配管接続して成り、ガスクーラから出た高圧側冷媒と蒸発器から出た低圧側冷媒とを熱交換させるための内部熱交換器を備え、高圧側が超臨界圧力となる遷臨界冷媒サイクル装置において、圧縮機の回転数を制御する制御装置を備え、該制御装置は、内部熱交換器の高圧側冷媒温度、若しくは、当該内部熱交換器の低圧側冷媒温度を示す指標に基づき、圧縮機の回転数を制御するので、例えば請求項２の如く圧縮機の回転数を上昇させていく過程において、前記指標の所定範囲内で当該圧縮機の回転数上昇を禁止し、若しくは、回転数を低下させることにより、圧縮機の回転数を上昇させていく過程で内部熱交換器における高圧側冷媒による低圧側冷媒の加熱能力が不足することによる圧縮機の液圧縮の発生を未然に回避することが可能となる。また、高圧側の圧力が異常に上昇する不都合も回避できるので、信頼性も向上する。
【０００９】
特に、請求項３の如く高圧側冷媒の圧力が上昇した場合、圧縮機の回転数上昇を禁止し、若しくは、回転数を低下させ、或いは、当該圧縮機を停止させれば、起動時における高圧側圧力の異常上昇を確実に防止できるようになる。これは特に請求項５の如く圧力が高くなる二酸化炭素を冷媒として使用する場合には極めて有効となる。
【００１０】
また、圧縮機の定常運転中に圧縮機の回転数を低下させる過程において、請求項４の如く前記指標の所定範囲内で当該圧縮機の回転数低下を禁止し、若しくは、回転数を上昇させることで、圧縮機の回転数を低下させていく過程で内部熱交換器における高圧側冷媒による低圧側冷媒の加熱能力が不足することによる圧縮機の液圧縮を回避することができるようになる。
【００１１】
また、圧縮機の吐出側冷媒温度や吸込側冷媒温度を前記指標とすれば、内部熱交換器に入る高圧側冷媒の温度、若しくは、当該内部熱交換器を出た低圧側冷媒の温度を的確に判断できる。
【００１２】
特に、蒸発器における冷媒の蒸発温度に基づいて圧縮機の吐出側冷媒温度から得られた前記指標の所定範囲を補正すれば、より的確な圧縮機の回転数制御による液圧縮の防止を行うことができるようになる。
【００１３】
また、圧縮機の吸込側冷媒温度から前記指標を得る場合にはガスクーラ出口における冷媒の温度に基づいて前記指標の所定範囲を補正することでも圧縮機の回転数上昇を迅速に行いながら圧縮機の液圧縮を防止できるようになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図１は本発明の遷臨界冷媒サイクル装置に使用するコンプレッサの実施例として、第１及び第２の回転圧縮要素３２、３４（何れも圧縮要素の一例である）を備えた内部中間圧型多段（２段）圧縮式ロータリコンプレッサ１０の縦断側面図である。尚、実施例の遷臨界冷媒サイクル装置は高圧側が超臨界圧力となる。
【００１５】
この図において、１０は二酸化炭素（ＣＯ２）を冷媒として使用する内部中間圧型多段圧縮式ロータリコンプレッサ（本発明のコンプレッサに相当）で、このロータリコンプレッサ１０は、鋼板からなる円筒状の密閉容器１２と、この密閉容器１２の内部空間の上側に配置収納された電動要素１４及びこの電動要素１４の下側に配置され、電動要素１４の回転軸１６により駆動される第１の回転圧縮要素３２（１段目）及び第２の回転圧縮要素３４（２段目）からなる回転圧縮機構部１８にて構成されている。
【００１６】
密閉容器１２は底部をオイル溜めとし、電動要素１４と回転圧縮機構部１８を収納する容器本体１２Ａと、この容器本体１２Ａの上部開口を閉塞する略椀状のエンドキャップ（蓋体）１２Ｂとで構成され、且つ、このエンドキャップ１２Ｂの上面中心には円形の取付孔１２Ｄが形成されており、この取付孔１２Ｄには電動要素１４に電力を供給するためのターミナル（配線を省略）２０が取り付けられている。
【００１７】
電動要素１４は、密閉容器１２の上部空間の内周面に沿って環状に取り付けられたステータ２２と、このステータ２２の内側に若干の間隔を設けて挿入設置されたロータ２４とからなる。このロータ２４は中心を通り鉛直方向に延びる回転軸１６に固定されている。
【００１８】
ステータ２２は、ドーナッツ状の電磁鋼板を積層した積層体２６と、この積層体２６の歯部に直巻き（集中巻き）方式により巻装されたステータコイル２８を有している。また、ロータ２４はステータ２２と同様に電磁鋼板の積層体３０で形成され、この積層体３０内に永久磁石ＭＧを挿入して形成されている。
【００１９】
前記第１の回転圧縮要素３２と第２の回転圧縮要素３４との間には中間仕切板３６が挟持されている。即ち、第１の回転圧縮要素３２と第２の回転圧縮要素３４は、中間仕切板３６と、この中間仕切板３６の上下に配置された上シリンダ３８、下シリンダ４０と、この上下シリンダ３８、４０内を、１８０度の位相差を有して回転軸１６に設けた上下偏心部４２、４４により偏心回転する上下ローラ４６、４８と、この上下ローラ４６、４８に当接して上下シリンダ３８、４０内をそれぞれ低圧室側と高圧室側に区画するベーン５０、５２と、上シリンダ３８の上側の開口面及び下シリンダ４０の下側の開口面を閉塞して回転軸１６の軸受けを兼用する支持部材としての上部支持部材５４及び下部支持部材５６にて構成されている。
【００２０】
一方、上部支持部材５４及び下部支持部材５６には、図示しない吸込ポートにて上下シリンダ３８、４０の内部とそれぞれ連通する吸込通路６０（上部支持部材５４側の吸込通路は図示せず）と、一部を凹陥させ、この凹陥部を上カバー６６、下カバー６８にて閉塞することにより形成される吐出消音室６２、６４とが設けられている。
【００２１】
尚、吐出消音室６４と密閉容器１２内とは、上下シリンダ３８、４０や中間仕切板３６を貫通する図示しない連通路にて連通されており、連通路の上端には中間吐出管１２１が立設され、この中間吐出管１２１から第１の回転圧縮要素３２で圧縮された中間圧の冷媒が密閉容器１２内に吐出される。また、第２の回転圧縮要素３４の上シリンダ３８内部と連通する吐出消音室６２の上面開口部を閉塞する上カバー６６は、密閉容器１２内を吐出消音室６２と電動要素１４側とに仕切る。
【００２２】
そして、この場合冷媒としては地球環境にやさしく、可燃性及び毒性等を考慮して自然冷媒である前述した二酸化炭素（ＣＯ２）を使用し、潤滑油としてのオイルは、例えば鉱物油（ミネラルオイル）、アルキルベンゼン油、エーテル油、エステル油、ＰＡＧ（ポリアルキルグリコール）等既存のオイルが使用される。
【００２３】
密閉容器１２を構成する容器本体１２Ａの側面には、上部支持部材５４と下部支持部材５６の吸込通路６０（上側は図示せず）、吐出消音室６２、上カバー６６の上側（電動要素１４の下端に略対応する位置）に対応する位置に、スリーブ１４１、１４２、１４３及び１４４がそれぞれ溶接固定されている。スリーブ１４１と１４２は上下に隣接すると共に、スリーブ１４３はスリーブ１４１の略対角線上にある。また、スリーブ１４４はスリーブ１４１と略９０度ずれた位置にある。
【００２４】
そして、スリーブ１４１内には上シリンダ３８に冷媒ガスを導入するための冷媒導入管９２の一端が挿入接続され、この冷媒導入管９２の一端は上シリンダ３８の図示しない吸込通路と連通する。この冷媒導入管９２は密閉容器１２の上側を通過してスリーブ１４４に至り、他端はスリーブ１４４内に挿入接続されて密閉容器１２内に連通する。
【００２５】
また、スリーブ１４２内には下シリンダ４０に冷媒ガスを導入するための冷媒導入管９４の一端が挿入接続され、この冷媒導入管９４の一端は下シリンダ４０の吸込通路６０と連通する。この冷媒導入管９４の他端は内部熱交換器１６０の出口に接続される。また、スリーブ１４３内には冷媒吐出管９６が挿入接続され、この冷媒吐出管９６の一端は吐出消音室６２と連通する。
【００２６】
次に、図２は本発明の遷臨界冷媒サイクル装置をカーエアコン（空気調和機）に適用した場合の冷媒回路を示しており、上述したロータリコンプレッサ１０は図２に示すカーエアコンの冷媒回路の一部を構成する。即ち、ロータリコンプレッサ１０の冷媒吐出管９６はガスクーラ１５４の入口に接続される。このガスクーラ１５４を出た配管は内部熱交換器１６０を介して電動式の膨張弁１５６（減圧装置）を経て、エバポレータ（蒸発器）１５７の入口に至り、エバポレータ１５７の出口は内部熱交換器１６０を介して冷媒導入管９４に接続される。
【００２７】
また、図２中１０２は制御装置としての汎用マイクロコンピュータから成るコントローラであり、１０３は冷媒導入管９４に取り付けられた温度センサである。また、１０４は冷媒吐出管９６に取り付けられた温度センサである。冷媒導入管９４にはロータリコンプレッサ１０の第１の回転圧縮要素３２に吸い込まれる冷媒が通過する。温度センサ１０３はこの吸込冷媒の温度（吸込側冷媒温度）を検出する。
【００２８】
一方、温度センサ１０４は冷媒吐出管９６を通過する冷媒ガスの温度、即ち、ロータリコンプレッサ１０の第２の回転圧縮要素３４の吐出側冷媒温度を検出する。また、１０５はガスクーラ１５４の出口側に設けられた圧力センサであり、高圧側冷媒圧力を検出する。また、１０６はエバポレータ１５７に取り付けられた温度センサであり、エバポレータ１５７における冷媒の蒸発温度を検出する。
【００２９】
これら温度センサ１０３、１０４、１０６及び圧力センサ１０５の出力はコントローラ１０２に入力されている。そして、コントローラ１０２はこれらセンサ１０３〜１０６の出力に基づき、前記ロータリコンプレッサ１０（の電動要素１４）の回転数（Ｈｚ）を制御するものである。
【００３０】
以上の構成で次に図３乃至図５を参照しながら動作を説明する。コントローラ１０２はターミナル２０及び図示しない配線を介して電動要素１４のステータコイル２８に通電し、電動要素１４を起動してロータ２４を回転させる。この起動時の回転数制御については後述するが、コントローラ１０２は停止状態から起動して最終的に起動時目標回転数まで電動要素１４の回転数を上昇させていくことになる。
【００３１】
ロータ２４の回転により回転軸１６と一体に設けた上下偏心部４２、４４に嵌合された上下ローラ４６、４８が上下シリンダ３８、４０内を偏心回転する。これにより、冷媒導入管９４及び下部支持部材５６に形成された吸込通路６０を経由して図示しない吸込ポートからシリンダ４０の低圧室側（定常運転時の圧力は４ＭＰａＧ程）に吸入された低圧の冷媒は、ローラ４８とベーン５２の動作により圧縮されて中間圧となり、下シリンダ４０の高圧室側より図示しない連通路を経て中間吐出管１２１から密閉容器１２内に吐出される。これによって、密閉容器１２内は中間圧（定常運転時の圧力は８ＭＰａＧ程）となる。
【００３２】
そして、密閉容器１２内の中間圧の冷媒ガスは、スリーブ１４４から出て冷媒導入管９２及び上部支持部材５４に形成された図示しない吸込通路を経由して図示しない吸込ポートから上シリンダ３８の低圧室側に吸入される。吸入された中間圧の冷媒ガスは、ローラ４６とベーン５０の動作により２段目の圧縮が行なわれて高圧高温（定常運転時の圧力は１２ＭＰａＧ程）の冷媒ガスとなり、高圧室側から図示しない吐出ポートを通り上部支持部材５４に形成された吐出消音室６２、冷媒吐出管９６を経由してガスクーラ１５４で放熱された後、内部熱交換器１６０を通過する。この高圧側では冷媒は超臨界状態の圧力となっており、ガスクーラ１５４及び内部熱交換器１６０で冷媒は凝縮せずガス状態のままである。
【００３３】
ガスクーラ１５４から出た高圧側冷媒はこの内部熱交換器１６０において後述するエバポレータ１５７から出た低圧側冷媒により冷却される。そして、この内部熱交換器１６０から出た高圧側冷媒は膨張弁１５６で絞られ（減圧され）、その過程で液化してエバポレータ１５７内に流入する。
【００３４】
このエバポレータ１５７内で冷媒は蒸発し、そのときに周囲から吸熱することにより冷却作用を発揮して車室内が冷房されることになる。このエバポレータ１５７から出た低圧側冷媒は内部熱交換器１６０に入る。この内部熱交換器１６０において、低圧側冷媒は前述の如くガスクーラ１５４から出た高圧側冷媒により加熱される。これにより、低圧側冷媒に所定の過熱度をとり、液冷媒がロータリコンプレッサ１０に吸い込まれることを防ぐ。その後、低圧側冷媒は内部熱交換器１６０から出て冷媒導入管９４を通り、ロータリコンプレッサ１０の第１の回転圧縮要素３２内に吸い込まれるサイクルを繰り返す。
【００３５】
次に、図３を用いてコントローラ１０２によるロータリコンプレッサ１０の起動時の電動要素１４の回転数制御について説明する。前述の如くロータリコンプレッサ１０の起動時にはコントローラ１０２は停止状態から電動要素１４の回転数を起動時目標回転数まで上昇させていく（図３にＬ１で示す）。このロータリコンプレッサ１０の起動によって温度センサ１０４が検出する吐出側冷媒温度も上昇していくが（図３にＬ２で示す）、吐出側冷媒温度の所定の下限温度と上限温度との間の所定範囲に設定されたＨｚアップ禁止温度帯（図３中ハッチングで示す）を通過する間は、電動要素１４の回転数上昇を禁止して下限温度に達したときの回転数を維持する。
【００３６】
尚、状況によっては回転数を徐々に下げてもよい）。そして、上限温度を超えた時点で、コントローラ１０２は再び電動要素１４の回転数を上昇させていく制御を実行する。
【００３７】
ここで、ロータリコンプレッサ１０の起動後、その回転数を上昇させていく過程では、吐出側冷媒温度（Ｌ２）も徐々に上昇していくことから、内部熱交換器１６０に入るガスクーラ１５４から出た高圧側冷媒の温度、即ち、内部熱交換器１６０の高圧側冷媒温度も比較的低い状態である。従って、内部熱交換器１６０において高圧側冷媒が低圧側冷媒を加熱する能力が低いので、そのまま電動要素１４の回転数を上昇させ、ロータリコンプレッサ１０に吸い込む低圧側冷媒の量を増やしていくと、内部熱交換器１６０における加熱能力が不足し、低圧側冷媒の過熱度がとれなくなってくる。
【００３８】
このような状態に陥ると、ロータリコンプレッサ１０の第１の回転圧縮要素３２には冷媒導入管９４から液冷媒が吸い込まれるようになり、回転圧縮機構部１８に損傷が生じてしまう。
【００３９】
そこで、実施例では温度センサ１０４が検出する吐出側冷媒温度を、内部熱交換器１６０の高圧側冷媒温度を示す指標として用い、上述のＨｚアップ禁止温度帯では電動要素１４の回転数上昇を禁止する（即ち、回転数を維持する。若しくは、低下させる。）ことで、係る高圧側冷媒の加熱能力不足時に、低圧側冷媒の吸込量を削減して液圧縮を防止している。
【００４０】
ここで、係るロータリコンプレッサ１０の起動時、コントローラ１０２は圧力センサ１０５が検出する高圧側冷媒の圧力を監視している。即ち、二酸化炭素を冷媒として用いた冷媒回路では、高圧側の圧力は前述した如く極めて高い値となる。そこで、コントローラ１０２は圧力センサ１０５が検出する高圧側冷媒の圧力が所定の既定値（耐圧限界に十分余裕をもった圧力）まで上昇した場合にも、電動要素１４の回転数上昇を禁止し、或いは、回転数を低下させる。そして、圧力が既定値より低下した時点で再び回転数上昇を再開する制御を実行し、装置の耐久性と安全性を維持する。
【００４１】
次に、車室内が或る程度冷えてくると、コントローラ１０２によるロータリコンプレッサ１０の制御は定常運転状態となってくる。そして、コントローラ１０２は消費電力削減のために、図４にＬ３で示すように電動要素１４の回転数を低下させていく方向の制御を実行する。この回転数を低下させていく過程では、吐出側冷媒温度（Ｌ４）も低下するので、内部熱交換器１６０に入るガスクーラ１５４から出た高圧側冷媒の温度、即ち、内部熱交換器１６０の高圧側冷媒温度も低下していく。従って、内部熱交換器１６０において高圧側冷媒が低圧側冷媒を加熱する能力も低下するので、そのまま電動要素１４の回転数を低下させていくと、内部熱交換器１６０における加熱能力が不足し、低圧側冷媒の過熱度がとれなくなってくる。
【００４２】
このような状態に陥ると、前述同様にロータリコンプレッサ１０の第１の回転圧縮要素３２には冷媒導入管９４から液冷媒が吸い込まれるようになり、回転圧縮機構部１８に損傷が生じてしまう。
【００４３】
そこで、実施例では温度センサ１０４が検出する吐出側冷媒温度を、内部熱交換器１６０の高圧側冷媒温度を示す指標として用い、吐出側冷媒温度の所定の下限温度と上限温度との間の所定範囲に設定されたＨｚダウン禁止温度帯（図４中ハッチングで示す）を通過する間は、電動要素１４の回転数低下を禁止して上限温度に達したときの回転数を維持する。尚、状況によっては回転数を徐々に上昇させてもよい）。そして、下限温度を超えた時点で、コントローラ１０２は再び電動要素１４の回転数を低下させていく制御を実行する。
【００４４】
このように、Ｈｚダウン禁止温度帯では電動要素１４の回転数低下を禁止する（即ち、回転数を維持する。若しくは、上昇させる。）ことで、係る高圧側冷媒の加熱能力の低下を中断させ、液圧縮の発生を防止する。
【００４５】
図５は係るＨｚダウン禁止温度帯の上限温度と下限温度をエバポレータ１５７における冷媒の蒸発温度に基づいて補正する方法を示している。即ち、エバポレータ１５７における冷媒の蒸発温度が低い場合には内部熱交換器１６０に入る低圧側冷媒の温度も低く、蒸発温度が高い場合には低圧側冷媒の温度も高いものと考えられる。
【００４６】
そこで、上記Ｈｚダウン禁止温度帯の上限温度と下限温度を、温度センサ１０６が検出するエバポレータ１５７の冷媒蒸発温度に比例して変化させる。この比例関係は、上限温度に上限基準温度、下限温度に下限基準温度を設定し、上限温度＝上限基準温度＋蒸発温度×α、下限温度＝下限基準温度＋蒸発温度×α’で規定する。尚、この比例乗数（傾き）αとα’同一でもよく、近似した値でもよい。
【００４７】
このようにＨｚダウン禁止温度帯を補正することで、例えば蒸発温度が低い状況では禁止温度帯を低い方向にシフトし、吐出側冷媒温度がより低いところで回転数の低下を禁止すると共に、蒸発温度が高い状況では禁止温度帯を高い方向にシフトし、吐出側冷媒温度がより高いところで回転数の低下を禁止して液圧縮を的確に防止する。
【００４８】
尚、図４に示すようにその後ロータリコンプレッサ１０の電動要素１４の回転数を上昇させていく過程においてもＨｚダウン禁止温度帯内では回転数の上昇を禁止する（この場合、Ｈｚアップ禁止温度帯とＨｚダウン禁止温度帯は同一）。これにより、定常運転時において電動要素１４の回転数を上昇させていく過程において生じる液圧縮も図３の起動時の場合と同様に回避できる。
【００４９】
また、図５の例ではＨｚダウン禁止温度帯の補正のみ示したが、それに限らず、図３のＨｚアップ禁止温度帯についても蒸発温度に応じて補正を行うとよい。その場合も図５と同様に蒸発温度が高い状態では禁止温度帯を高い方向にシフトし、蒸発温度が低い状態では禁止温度帯を低い方向にシフトすることで、起動時の回転数上昇をできるだけ迅速化できる。
【００５０】
更に、上記実施例では内部熱交換器１６０の高圧側冷媒温度を示す指標として温度センサ１０４が検出する吐出側冷媒温度を用いたが、内部熱交換器１６０の高圧側冷媒温度は高圧側圧力にも左右されるので、圧力センサ１０５が検出する高圧側圧力を指標として用いてもよい。
【００５１】
更にまた、上記実施例では内部熱交換器１６０の高圧側冷媒温度を用いたが、内部熱交換器１６０の低圧側冷媒温度を示す指標に基づいて電動要素１４の回転数制御を実行してもよい。その場合には、温度センサ１０３が検出する吸込側冷媒温度が指標となる。そして、例えば起動時には、係る吸込側冷媒温度が低下していく過程の所定範囲をＨｚアップ禁止温度帯として前述同様の制御を行うと共に、定常運転時には吸込側冷媒温度が上昇していく過程の所定範囲をＨｚダウン禁止温度帯として前述同様の制御を実行する。
【００５２】
係る内部熱交換器１６０の低圧側冷媒の温度によっても、ロータリコンプレッサ１０の液圧縮を的確に防止することができる。
【００５３】
ここで、内部熱交換器１６０の高圧側冷媒温度及び内部熱交換器１６０の低圧側冷媒温度を示す指標としては上述した実施例のものに限らず、冷媒回路内の温度・圧力その他のあらゆる情報が指標と成り得ることは云うまでもない。また、上述した温度帯の上限温度／下限温度、それらの基準温度や傾きは冷媒サイクル装置やロータリコンプレッサの能力／容量に応じて適宜設定するものとする。
【００５４】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明によれば、圧縮機の回転数を制御する制御装置により、内部熱交換器の高圧側冷媒温度、若しくは、当該内部熱交換器の低圧側冷媒温度を示す指標に基づき、圧縮機の回転数を制御するようにしたので、例えば請求項２の如く圧縮機の回転数を上昇させていく過程において、前記指標の所定範囲内で当該圧縮機の回転数上昇を禁止し、若しくは、回転数を低下させれば、圧縮機の回転数を上昇させていく過程で内部熱交換器における高圧側冷媒による低圧側冷媒の加熱能力が不足することによる圧縮機の液圧縮の発生を未然に回避することが可能となる。また、高圧側の圧力が異常に上昇する不都合も回避できるので、信頼性も向上する。
【００５５】
特に、請求項３の如く高圧側冷媒の圧力が上昇した場合、圧縮機の回転数上昇を禁止し、若しくは、回転数を低下させ、或いは、当該圧縮機を停止させれば、起動時における高圧側圧力の異常上昇を確実に防止できるようになる。これは特に請求項５の如く圧力が高くなる二酸化炭素を冷媒として使用する場合には極めて有効となる。
【００５６】
また、圧縮機の定常運転中に圧縮機の回転数を低下させる過程において、請求項４の如く前記指標の所定範囲内で当該圧縮機の回転数低下を禁止し、若しくは、回転数を上昇させることで、圧縮機の回転数を低下させていく過程で内部熱交換器における高圧側冷媒による低圧側冷媒の加熱能力が不足することによる圧縮機の液圧縮を回避することができるようになる。
【００５７】
また、圧縮機の吐出側冷媒温度や吸込側冷媒温度を前記指標とすれば、内部熱交換器に入る高圧側冷媒の温度、若しくは、当該内部熱交換器を出た低圧側冷媒の温度を的確に判断できる。
【００５８】
特に、蒸発器における冷媒の蒸発温度に基づいて圧縮機の吐出側冷媒温度から得られた前記指標の所定範囲を補正すれば、より的確な圧縮機の回転数制御による液圧縮の防止を行うことができるようになる。
【００５９】
また、圧縮機の吸込側冷媒温度から前記指標を得る場合にはガスクーラ出口における冷媒の温度に基づいて前記指標の所定範囲を補正することでも圧縮機の回転数上昇を迅速に行いながら圧縮機の液圧縮を防止できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の遷臨界冷媒サイクル装置を構成する内部中間圧型２段圧縮式ロータリコンプレッサの縦断面図である。
【図２】本発明の遷臨界冷媒サイクル装置の実施例のカーエアコンの冷媒回路図である。
【図３】本発明の遷臨界冷媒サイクル装置のコントローラによるロータリコンプレッサの起動時の回転数制御を示す図である。
【図４】本発明の遷臨界冷媒サイクル装置のコントローラによるロータリコンプレッサの定常運転時の回転数制御を示す図である。
【図５】図４の回転数制御におけるＨｚダウン禁止温度帯の補正方法を示す図である。
【符号の説明】
１０  ロータリコンプレッサ
１４  電動要素
３２  第１の回転圧縮要素
３４  第２の回転圧縮要素
１０２  コントローラ（制御装置）
１０３、１０４、１０６  温度センサ
１０５  圧力センサ
１５４  ガスクーラ
１５６  膨張弁（減圧装置）
１５７  エバポレータ（蒸発器）
１６０  内部熱交換器
【図１】
2004293815.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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