(57)【要約】【課題】ガスインジェクション通路を備えた冷媒回路において、製造コスト高を抑えつつリキッドインジェクションを可能にし、吐出ガス温度の過上昇を防止できるようにする。【解決手段】高圧液ライン（25）から分岐するとともに減圧制御弁（18）を有する分岐通路（26）と、この分岐通路（26）に連通するとともに減圧冷媒を気化させる冷媒気化機構（17）と、冷媒気化機構（17）から圧縮機構（14）の吸入ラインに連通するガス吸入通路（27）とから構成されたガスインジェクション通路（30）を備えた冷凍装置において、分岐通路（26）から冷媒気化機構（17）をバイパスして圧縮機構（14）の吸入ライン（22）に連通するとともに開閉機構（SV1）を有する液吸入通路（31）を設け、この分岐通路（26）と液吸入通路（31）によりリキッドインジェクション通路（32）を構成する。【選択図】図１
2007132625.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路（4）で圧縮機構（14）の吸入側へガスインジェクションを行うガスインジェクション通路（30）を備え、
上記ガスインジェクション通路（30）が、高圧液ライン（25）から分岐するとともに減圧制御弁（18）を有する分岐通路（26）と、該分岐通路（26）に連通するとともに減圧冷媒を気化させる冷媒気化機構（17）と、該冷媒気化機構（17）から圧縮機構（14）の吸入ラインに連通するガス吸入通路（27）とから構成された冷凍装置であって、
上記分岐通路（26）から冷媒気化機構（17）をバイパスして圧縮機構（14）の吸入ライン（22）に連通するとともに開閉機構（SV1）を有する液吸入通路（31）を備え、該分岐通路（26）と液吸入通路（31）によりリキッドインジェクション通路（32）が構成されていることを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
請求項１において、
冷媒回路（4）には、冷媒気化機構（17）として、高圧液ライン（25）に連通する主冷媒通路（17a）と、分岐通路（26）の減圧制御弁（18）で減圧された冷媒が流れて主冷媒通路（17a）の冷媒と熱交換する冷媒気化通路（17b）とを備えた過冷却熱交換器（17）が設けられていることを特徴とする冷凍装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
冷媒回路（4）における圧縮機構（14）の吐出側に設けられている吐出ガス温度センサ（38，40，42）の出力値が所定値より上昇した場合に開閉機構（SV1）を開く制御をする制御手段（50）を備えていることを特徴とする冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路を有する冷凍装置に関し、特に、圧縮機の吸入側にガスインジェクション通路が接続された冷凍装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路を有する冷凍装置が知られている。この冷凍装置は、圧縮機と凝縮器と膨張機構と蒸発器とが冷媒配管により接続されている。この冷凍装置の冷媒回路において、圧縮機に吸入された低圧圧力のガス冷媒は所定の高圧圧力に圧縮され、該圧縮機から吐出された後、凝縮器において熱を放出し、凝縮して高圧液冷媒となる。この高圧液冷媒は、膨張機構で所定の圧力まで減圧された後に蒸発器で熱を吸収し、蒸発して低圧ガス冷媒となり、圧縮機に吸入される。上記冷媒が以上のように冷媒回路を循環して、圧縮行程、凝縮行程、膨張行程、蒸発行程を繰り返し、冷凍サイクル動作が行なわれる。
【０００３】
この冷凍装置において、低圧圧力の異常低下を防止するためにガスインジェクション通路を設けたものがある（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１の装置では、冷媒回路の高圧液ラインに、液冷媒の一部を減圧して残りの高圧液冷媒と熱交換させることにより該液冷媒を過冷却する過冷却熱交換器が設けられている。過冷却熱交換器には、高圧液ラインに連通する主冷媒通路と、減圧された冷媒が流れて主冷媒通路の冷媒と熱交換する冷媒気化通路とが設けられている。上記ガスインジェクション通路は、高圧液ラインから分岐して冷媒気化通路に接続された分岐通路と、該冷媒気化通路と、該冷媒気化通路から圧縮機の吸入ラインに連通するガス吸入通路とを備え、分岐通路には、ガスインジェクション用の減圧制御弁が設けられている。
【０００４】
この装置では、冷媒回路の低圧圧力が所定値よりも低下したときに減圧制御弁を開くことでガスインジェクションを可能にしている。また、この装置では、高圧液冷媒を過冷却することにより、冷却能力を高めることもできる。
【０００５】
一方、前述の冷媒回路において、例えば一時的な膨張機構の不具合により吐出ガス冷媒温度が過上昇した場合、その対策として、液冷媒を減圧して圧縮機の吸入側にインジェクションをする、いわゆるリキッドインジェクションの技術が有効である（特許文献２参照）。このリキッドインジェクションを行う装置では、高圧液ラインから分岐するリキッドインジェクション通路が設けられ、リキッドインジェクション通路にはリキッドインジェクション用の減圧制御弁が設けられる。
【特許文献１】特開２００３−１０６６８７号公報
【特許文献２】特開平１１−０９４３７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に記載されたガスインジェクション通路を備えた冷媒回路において、吐出ガス温度が過上昇した場合、該冷媒回路の構成では吐出ガス温度が過上昇するのを防止できないため、ガスインジェクション通路とは別にリキッドインジェクション通路を設ける必要がある。そのため、ガスインジェクションとリキッドインジェクションを別々に行う２つの通路が必要となり、しかも各通路に減圧制御弁が必要となるため、コストが高くなる問題がある。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ガスインジェクション通路を備えた冷媒回路において、製造コスト高を抑えつつリキッドインジェクションを可能にし、吐出ガス温度の過上昇を防止できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路（4）で圧縮機構（14）の吸入側へガスインジェクションを行うガスインジェクション通路（30）を備え、上記ガスインジェクション通路（30）が、高圧液ライン（25）から分岐するとともに減圧制御弁（18）を有する分岐通路（26）と、該分岐通路（26）に連通するとともに減圧冷媒を気化させる冷媒気化機構（17）と、該冷媒気化機構（17）から圧縮機構（14）の吸入ライン（22）に連通するガス吸入通路（27）とから構成された冷凍装置を前提としている。
【０００９】
そして、この冷凍装置は、上記分岐通路（26）から冷媒気化機構（17）をバイパスして圧縮機構（14）の吸入ライン（22）に連通するとともに電磁弁などの開閉機構（SV1）を有する液吸入通路（31）を備え、該分岐通路（26）と液吸入通路（31）によりリキッドインジェクション通路（32）が構成されていることを特徴としている。
【００１０】
この第１の発明では、冷媒回路（4）を冷媒が循環し、蒸気圧縮式冷凍サイクルが行われているときに、分岐通路（26）の減圧制御弁（18）を所定開度に制御し、液吸入通路（31）の開閉機構（SV1）を閉じた状態にすると、高圧液ライン（25）を流れる高圧液冷媒が分岐通路（26）で減圧された後、冷媒気化機構（17）により気化し、ガス吸入通路（27）から圧縮機構（14）の吸入ライン（22）を通って圧縮機構（14）に吸入されるガスインジェクション動作が行われる。これにより、低圧圧力の異常低下を防止できる。
【００１１】
一方、この状態で液吸入通路（31）の開閉機構（SV1）を開いた状態にすると、分岐通路（26）で減圧された冷媒が圧力損失の小さな液吸入通路（31）を通って圧縮機構（14）の吸入ライン（22）に供給されるリキッドインジェクション動作が行われる。これにより、吐出ガス温度の異常上昇を防止できる。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明において、冷媒回路（4）に、冷媒気化機構（17）として、高圧液ライン（25）に連通する主冷媒通路（17a）と、分岐通路（26）の減圧制御弁（18）で減圧された冷媒が流れて主冷媒通路（17a）の冷媒と熱交換する冷媒気化通路（17b）とを備えた過冷却熱交換器（17）が設けられていることを特徴としている。
【００１３】
この第２の発明では、過冷却熱交換器（17）の主冷媒通路（17a）を流れる高圧冷媒により、冷媒気化通路（17b）を流れる減圧冷媒を加熱して気化させることでガスインジェクションを行うことができる。また、液吸入通路（31）を用いて冷媒気化通路（17b）をバイパスさせることにより、リキッドインジェクションを行うことができる。
【００１４】
第３の発明は、第１または第２の発明において、冷媒回路（4）における圧縮機構（14）の吐出側に設けられている吐出ガス温度センサ（38，40，42）の出力値が所定値より上昇した場合に開閉機構（SV1）を開く制御をする制御手段（50）を備えていることを特徴としている。
【００１５】
この第３の発明では、冷媒回路（4）の膨張機構に一時的な不具合が発生して吐出ガス温度が過上昇した場合に、吐出ガス温度センサ（38，40，42）がその温度の過上昇を検知する。そして、制御手段（50）により、上記開閉機構（SV1）が開かれてリキッドインジェクションが行われる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、高圧液ライン（25）から分岐するとともに減圧制御弁（18）を有する分岐通路（26）と、該分岐通路（26）に連通するとともに減圧冷媒を気化させる冷媒気化機構（17）と、該冷媒気化機構（17）から圧縮機構（14）の吸入ライン（22）に連通するガス吸入通路（27）とから構成されたガスインジェクション通路（30）を備えた冷媒回路（4）において、上記分岐通路（26）から冷媒気化機構（17）をバイパスして圧縮機構（14）の吸入ライン（22）に連通するとともに開閉機構（SV1）を有する液吸入通路（31）を設け、該分岐通路（26）と液吸入通路（31）によりリキッドインジェクション通路（32）を構成しているので、液吸入通路（31）の開閉機構（SV1）の開閉状態を切り換えるだけでガスインジェクションとリキッドインジェクションを切り換えることができる。このように、ガスインジェクション通路（30）とガスインジェクション専用の減圧制御弁（18）とを備えた冷媒回路（4）において、さらにリキッドインジェクション通路（32）とリキッドインジェクション専用の減圧制御弁（18）を設けなくても、安価な電磁弁などの開閉弁を設けるだけでガスインジェクションに加えてリキッドインジェクションを行えるので、製造コスト高を抑えつつ吐出ガス温度の過上昇を防止できる。
【００１７】
上記第２の発明によれば、過冷却熱交換器（17）を用いた冷媒回路（4）において、分岐通路（26）の減圧冷媒を該過冷却熱交換器（17）の冷媒気化通路（17b）に通すことによりガスインジェクションを行うことができ、冷媒気化通路（17b）をバイパスさせて液吸入通路（31）から圧縮機構（14）の吸入ライン（22）に減圧冷媒を戻すことによりリキッドインジェクションを行うことができる。また、ガスインジェクションを行うときは、過冷却熱交換器（17）の主冷媒通路（17a）で高圧液冷媒が過冷却されるため、冷凍効果を高めることもできる。
【００１８】
上記第３の発明によれば、圧縮機構（14）の吐出側に設けられる吐出ガス温度センサ（38，40，42）を利用して吐出ガス温度の異常上昇を検知し、リキッドインジェクションを行うことができる。吐出ガス温度センサ（38，40，42）は冷媒回路（4）に一般的に設けられるセンサであるため、製造コストが高くなることもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
図１は、この実施形態に係る冷凍装置（1）の冷媒回路図である。この冷凍装置（1）は、１台の庫外ユニット（10）と２台並列設置の庫内ユニット（60）とが液側連絡配管（2）とガス側連絡配管（3）で接続されたいわゆるセパレートタイプの冷凍装置（1）であり、冷蔵倉庫内を冷却するように構成されている。
【００２１】
庫外ユニット（10）には庫外回路（11）が、各庫内ユニット（60）には庫内回路（61）がそれぞれ設けられている。この冷凍装置（1）では、庫外回路（11）に対して庫内回路（61）を配管（2，3）で並列に接続することによって、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷媒回路（4）が構成されている。
【００２２】
庫外回路（11）の端部には第１閉鎖弁（12）及び第２閉鎖弁（13）がそれぞれ設けられている。上記第１閉鎖弁（12）には、液側連絡配管（2）の一端が接続されている。この液側連絡配管（2）の他端は２つに分岐しており、それぞれが庫内回路（61）の液側端に接続されている。上記第２閉鎖弁（13）には、ガス側連絡配管（3）の一端が接続されている。このガス側連絡配管（3）の他端は２つに分岐しており、それぞれが庫内回路（61）のガス側端に接続されている。
【００２３】
《庫外ユニット》
庫外ユニット（10）の庫外回路（11）には、圧縮機構（14）、庫外熱交換器（15）、レシーバ（16）、過冷却熱交換器（17）、第１庫外膨張弁（18）、第２庫外膨張弁（19）、及び四路切換弁（20）が設けられている。上記圧縮機構（14）は、可変容量圧縮機（14a）、第１固定容量圧縮機（14b）、及び第２固定容量圧縮機（14c）が並列に接続されることにより構成されている。
【００２４】
上記可変容量圧縮機（14a）、第１固定容量圧縮機（14b）、及び第２固定容量圧縮機（14c）は、例えば何れも全密閉型で高圧ドーム型のスクロール圧縮機により構成されている。可変容量圧縮機（14a）には、インバータを介して電力が供給される。この可変容量圧縮機（14a）は、インバータの出力周波数を変化させて電動機の回転速度を変更することによって、その容量が変更可能となっている。一方、第１固定容量圧縮機（14b）及び第２固定容量圧縮機（14c）は、電動機が常に一定の回転速度で運転されるものであって、その容量が変更不能となっている。
【００２５】
上記可変容量圧縮機（14a）の吐出側には第１吐出分岐管（21a）が、第１固定容量圧縮機（14b）の吐出側には第２吐出分岐管（21b）が、第２固定容量圧縮機（14c）の吐出側には第３吐出分岐管（21c）がそれぞれ接続されている。第１吐出分岐管（21a）には逆止弁（CV1）が、第２吐出分岐管（21b）には逆止弁（CV2）が、第３吐出分岐管（21c）には逆止弁（CV3）がそれぞれ設けられている。これらの吐出分岐管（21a，21b，21c）の他端は、吐出合流管（21）を介して上記四路切換弁（20）に接続されている。これらの逆止弁（CV1，CV2，CV3）は、圧縮機構（14）から吐出合流管（21）へ向かう冷媒の流れを許容する一方で、逆方向への冷媒の流れを禁止するように設けられている。
【００２６】
可変容量圧縮機（14a）の吸入側には第１吸入分岐管（22a）が、第１固定容量圧縮機（14b）の吸入側には第２吸入分岐管（22b）の一端が、第２固定容量圧縮機（14c）の吸入側には第３吸入分岐管（22c）の一端がそれぞれ接続されている。これらの吸入分岐管（22a，22b，22c）の他端は、吸入合流管（22）（吸入ライン）を介して上記四路切換弁（20）に接続されている。
【００２７】
上記庫外熱交換器（15）は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であって、熱源側熱交換器を構成している。庫外熱交換器（15）の近傍には、庫外ファン（23）が設けられている。図示していないが、庫外熱交換器（15）は、伝熱管が複数パスに配列されており、冷媒配管が分岐して各パスの伝熱管に接続されている。そして、この庫外熱交換器（15）では、上記庫外ファン（23）が送風する庫外空気と、伝熱管の内側を流れる冷媒との間で熱交換が行われる。庫外熱交換器（15）の一端は四路切換弁（20）に接続されている。一方、庫外熱交換器（15）の他端は、第１液管（24）を介してレシーバ（16）の頂部に接続されている。
【００２８】
上記過冷却熱交換器（17）は、高圧側流路（17a）（主冷媒通路）と低圧側流路（17b）（冷媒気化通路）とを備え、各流路（17a，17b）を流れる冷媒同士を熱交換させるものである。この過冷却熱交換器（17）は、例えばプレート熱交換器により構成されている。
【００２９】
上記高圧側流路（17a）の流入端は、レシーバ（16）の底部に接続されている。また、上記高圧側流路（17a）の流出端は、第２液管（25）を介して上記第１閉鎖弁（12）に接続されている。一方、上記低圧側流路（17b）の流入端は、過冷却熱交換器（17）の下流側の高圧液ラインである第２液管（25）から分岐した第１分岐管（26）（分岐通路）に接続され、第１分岐管（26）には、減圧制御弁である上記第１庫外膨張弁（18）が設けられている。この第１庫外膨張弁（18）は、開度を調節可能な電子膨張弁で構成されている。また、上記低圧側流路（17b）の流出端は、圧縮機構（14）の吸入合流管（22）に連通する吸入ガス管（27）（ガス吸入通路）に接続されている。
【００３０】
上記レシーバ（16）は、上述したように庫外熱交換器（15）と過冷却熱交換器（17）との間に設置され、熱交換器で凝縮された高圧冷媒を一時的に貯留できるようになっている。そして、ガス抜き配管（28）の一端が該レシーバ（16）の上部に、他端が逆止弁（CV7）を介して第１吐出分岐管（21a）に接続されている。ここで、該逆止弁（CV7）はレシーバ（16）から圧縮機構（14）の吐出合流管（21）への冷媒の流れを許容する向きに取り付けられている。
【００３１】
この冷媒回路（4）は、圧縮機構（14）の吸入側へガスインジェクションを行うガスインジェクション通路（30）を備えている。このガスインジェクション通路（30）は、上記第１分岐管（26）と、該第１分岐管（26）に連通するとともに減圧冷媒を気化させる冷媒気化機構である過冷却熱交換器（17）の低圧側流路（17b）（冷媒気化通路）と、上記吸入ガス管（27）とから構成されている。
【００３２】
上記第２液管（25）には、上記第１分岐管（26）の接続部と第１閉鎖弁（12）との間に第２分岐管（28）の一端が接続されている。この第２分岐管（28）の他端は、上記第１液管（24）における庫外熱交換器（15）とレシーバ（16）との間に接続されている。
【００３３】
第１液管（24）と第２液管（25）との間には、レシーバ（16）及び過冷却熱交換器（17）をバイパスする第３分岐管（29）が接続されている。この第３分岐管（29）には、上記第２庫外膨張弁（19）が設けられている。この第２庫外膨張弁（19）は、開度が調節可能な電子膨張弁であって、熱源側膨張弁を構成している。
【００３４】
上記第１分岐管（26）には、過冷却熱交換器（17）をバイパスして圧縮機構（14）の吸入合流管（22）に連通する吸入液管（31）（液吸入通路）が接続されている。吸入液管（31）には、開閉機構としての電磁弁（SV1）が設けられている。そして、上記第１分岐管（26）と吸入液管（31）により、本発明の特徴とするリキッドインジェクション通路（32）が構成されている。
【００３５】
上記第１液管（24）における第３分岐管（29）の接続部と第２分岐管（28）の接続部との間には、レシーバ（16）へ向かう方向への冷媒の流れのみを許容する逆止弁（CV4）が設けられている。また、上記第２液管（25）における第１分岐管（26）の接続部と第２分岐管（28）の接続部との間には、液側連絡配管（2）へ向かう方向への冷媒の流れのみを許容する逆止弁（CV5）が設けられ、上記第２分岐管（28）には、レシーバ（16）へ向かう方向への冷媒の流れのみを許容する逆止弁（CV6）が設けられている。
【００３６】
上記四路切換弁（20）は、第１ポート（P1）が吐出合流管（21）に、第２ポート（P2）が吸入合流管（22）に、第３ポート（P3）が庫外熱交換器（15）に、第４ポート（P4）が第２閉鎖弁（13）にそれぞれ接続されている。この四路切換弁（20）は、第１ポート（P1）と第３ポート（P3）が互いに連通して第２ポート（P2）と第４ポート（P4）が互いに連通する第１状態（図１に実線で示す状態）と、第１ポート（P1）と第４ポート（P4）が互いに連通して第２ポート（P2）と第３ポート（P3）が互いに連通する第２状態（図１に破線で示す状態）とに切り換え可能となっている。
【００３７】
上記吐出合流管（21）には、オイルセパレータ（33）が設けられている。このオイルセパレータ（33）は、吐出合流管（21）より流入した吐出ガス冷媒に含まれた冷凍機油を冷媒から分離する。オイルセパレータ（33）には油戻し管（34）の一端が接続されている。油戻し管（34）は、第１油戻し管（34a）と、第２油戻し管（34b）と、第３油戻し管（34c）に分岐している。第１油戻し管（34a）は第１吸入分岐管（22a）に、第２油戻し管（34b）は第２吸入分岐管（22b）に、第３油戻し管（34c）は第３吸入分岐管（22c）に接続されている。各油戻し管（34）には、オイルセパレータ（33）で冷媒から分離された冷凍機油を各圧縮機（14a，14b，14c）に戻すときに開かれる電磁弁（SV2，SV3，SV4）が設けられている。
【００３８】
庫外回路（11）には、各種のセンサや圧力スイッチも設けられている。具体的に、上記吸入合流管（22）には吸入温度センサ（35）と吸入圧力センサ（36）が設けられている。上記第１吐出分岐管（21a）には、第１高圧圧力スイッチ（37）と第１吐出ガス温度センサ（38）が設けられている。上記第２吐出分岐管（21b）には、第２高圧圧力スイッチ（39）と第２吐出ガス温度センサ（40）とが設けられている。上記第３吐出分岐管（21c）には、第３高圧圧力スイッチ（41）と第３吐出ガス温度センサ（42）とが設けられている。各高圧圧力スイッチ（37，39，41）は、吐出圧力を検出し、異常高圧時に保護装置として冷凍装置（1）を緊急停止させるものである。第１吐出分岐管（21a）と第２吐出分岐管（21b）と第３吐出分岐管（21c）が吐出合流管（21）に接続された箇所には、吐出圧力センサ（43）が設けられている。また、上記庫外熱交換器（15）の庫外ファン（23）の近傍には、外気温度センサ（44）が設けられている。上記第２液管（25）には、液温度センサ（45）が設けられている。
【００３９】
上記の各センサ（40，38，40，42，43，44，45）やスイッチ（37，39，41）は、この冷凍装置（1）の動作を制御するコントローラ（50）（制御手段）に接続されている。このコントローラ（50）は、各センサ（40，38，40，42，43，44，45）やスイッチ（37，39，41）の出力に応じて、圧縮機構（14）、四路切換弁（20）、電子膨張弁（18，19）、及び電磁弁（SV1〜SV4）などの制御を行う。特に、この実施形態では、上記コントローラ（50）は、吐出ガス温度センサ（38，40，42）の出力値が所定値より上昇した場合に液吸入管（31）の開閉機構である電磁弁（SV1）を開く制御をしてリキッドインジェクションを行うように構成されている。
【００４０】
《庫内ユニット》
２つの庫内ユニット（60）は同様に構成されている。各庫内ユニット（60）の庫内回路（61）では、その液側端からガス側端へ向かって順に、ドレンパン加熱用配管（62）、庫内膨張弁（63）、及び庫内熱交換器（64）が設けられている。
【００４１】
上記庫内膨張弁（63）は、開度が調節可能な電子膨張弁であって、利用側膨張弁を構成している。また、上記庫内熱交換器（64）は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であって、利用側熱交換器を構成している。この庫内熱交換器（64）の近傍には、庫内ファン（65）が設けられている。図示していないが、庫内熱交換器（64）は、伝熱管が複数パスに配列されており、冷媒配管が分岐して各パスの伝熱管に接続されている。そして、この庫内熱交換器（64）では、上記庫内ファン（65）が送風する庫内空気と、伝熱管の内側を流れる冷媒との間で熱交換が行われる。
【００４２】
また、庫内熱交換器（64）の下方には、ドレンパン（66）が設けられている。このドレンパン（66）は、庫内熱交換器（64）の表面から落下する霜や結露水を回収するものである。上記ドレンパン加熱用配管（62）は、上記ドレンパン（66）の底面に沿うようにして配設された冷媒配管で構成されている。このドレンパン加熱用配管（62）は、ドレンパン（66）に回収された霜や、ドレンパン（66）内の液滴が凍結して生成される氷塊を、冷媒の熱を利用して融解させるものである。
【００４３】
また、庫内回路（61）には、３つの温度センサが設けられている。具体的に、庫内熱交換器（64）の伝熱管には、蒸発温度センサ（67）が設けられている。庫内回路（61）におけるガス側端の近傍には、ガス温度センサ（68）が設けられている。庫内ファン（65）の近傍には、庫内温度センサ（69）が設けられている。
【００４４】
−運転動作−
以下に、本実施形態の冷凍装置（1）の運転動作について説明する。
【００４５】
<冷却運転>
この冷凍装置（1）の冷却運転では、各庫内ユニット（60）により庫内の冷却が行われる。
【００４６】
冷却運転時、庫外回路（11）では、四路切換弁（20）が第１状態に設定される。また、第１庫外膨張弁（18）の開度が適宜調節される一方、第２庫外膨張弁（19）が全閉状態となる。吸入液管（31）に設けられている電磁弁（SV1）（開閉機構）は、運転状態に応じて「開」と「閉」が切り換えられる。庫内回路（61）では、庫内膨張弁（63）の開度が適宜調節される。冷却運転では、各圧縮機の少なくとも１台が運転される。そして、冷媒回路（4）では、庫外熱交換器（15）が凝縮器となり、各庫内熱交換器（64）が蒸発器となって、実線の矢印で示す流れの冷凍サイクルが行われる。
【００４７】
各圧縮機に吸入された低圧圧力のガス冷媒は、それぞれ所定の高圧圧力に圧縮されて高圧ガス冷媒となり、各々の吐出分岐管（21a，21b，21c）の逆止弁（CV1，CV2，CV3）を通る。これらの逆止弁（CV1，CV2，CV3）は、例えばある冷凍負荷に対して停止した圧縮機（14a，14b，14c）の吐出分岐管（21a，21b，21c）に運転中の圧縮機からのガス冷媒が逆流しないように機能している。そして、高圧ガス冷媒は他の圧縮機へ逆流することなく吐出合流管（21）で合流し、オイルセパレータ（33）へ送られて冷媒中の冷凍機油が分離された後、四路切換弁（20）を通って庫外熱交換器（15）に流入する。なお、冷凍機油は電磁弁（SV1）が開放されている油戻し管（34）を通って吸入分岐管（22a，22b，22c）から圧縮機（14a，14b，14c）へ戻る。
【００４８】
庫外熱交換器（15）では、冷媒に庫外空気の熱が付与され、この冷媒が凝縮する。庫外熱交換器（15）で凝縮した高圧液冷媒は、第１液管（24）を通ってレシーバ（16）に流入する。この高圧液冷媒は、運転状態或いは冷凍負荷状態の変化により庫外熱交換器（15）と庫内熱交換器（64）との保有冷媒量が増減した場合、その冷媒の増減を吸収するために一時的に該レシーバ（16）に貯留されながら該レシーバ（16）を流出する。レシーバ（16）から流出した冷媒は、過冷却熱交換器（17）の高圧側流路（17a）を通過し、第２液管（25）へ流入する。第２液管（25）を流れる冷媒は、一部が第１分岐管（26）へ分配され、残りが液側連絡配管（2）へ流入する。
【００４９】
第１分岐管（26）を流れる冷媒は、第１庫外膨張弁（18）を通過して減圧された後、吸入液管（31）の電磁弁（SV1）（開閉機構）が閉鎖されていると、過冷却熱交換器（17）の低圧側流路（17b）を流通する。過冷却熱交換器（17）では、上記高圧側流路（17a）を流れる高圧冷媒と、低圧側流路（17b）を流れる低圧冷媒とが熱交換する。その結果、高圧側流路（17a）を流れる冷媒の熱が、低圧側流路（17b）を流れる冷媒の蒸発熱として奪われる。つまり、過冷却熱交換器（17）では、高圧側流路（17a）を流れる冷媒が過冷却される。このとき、過冷却熱交換器（17）の低圧側流路（17b）で蒸発した冷媒は、吸入合流管（22）へ流入する（ガスインジェクション）。
【００５０】
上記液側連絡配管（2）へ流入した冷媒は、各庫内回路（61）に分配される。庫内回路（61）へ流入した冷媒は、ドレンパン加熱用配管（62）を流通する。ここで、上記ドレンパン（66）には、庫内熱交換器（64）の表面から落ちた霜や、回収後の結露水が凍結して生成される氷塊が貯まっている。このため、ドレンパン加熱用配管（62）を流れる冷媒によってドレンパン（66）の近傍が加熱されると、ドレンパン（66）内の霜や氷塊が融解する。以上のようにして液体となった水は、ドレン排水としてドレンパン（66）から排出される。
【００５１】
逆に、ドレンパン加熱用配管（62）を流れる冷媒は、ドレンパン（66）内の霜や氷塊に融解熱を奪われて冷却される。その結果、ドレンパン加熱用配管（62）を流れる冷媒は更に過冷却される。
【００５２】
ドレンパン加熱用配管（62）を流出した冷媒は、庫内膨張弁（63）を通過して減圧されてから、庫内熱交換器（64）を流通する。庫内熱交換器（64）では、冷媒が庫内空気から吸熱して蒸発する。その結果、冷蔵倉庫の庫内空気が冷却される。
【００５３】
各庫内熱交換器（64）で蒸発した冷媒はガス側連絡配管（3）に流入する。ガス側連絡配管（3）で合流した冷媒は、四路切換弁（20）を通過して吸入合流管（22）へ流入する。この冷媒は、上述の過冷却熱交換器（17）の低圧側流路（17b）で蒸発した冷媒と混合し、第１可変容量圧縮機（14a）及び第１，第２固定容量圧縮機（14c）に吸入される。
【００５４】
ここで、ガスインジェクションとリキッドインジェクションの動作について説明する。上記第１分岐管（26）を流れる減圧冷媒は、吸入液管（31）の電磁弁（SV1）の開閉動作により冷媒流れが変更される。電磁弁（SV1）が「閉」の場合は、上述したように吸入液管（31）が閉鎖されるため、上記減圧冷媒は全て過冷却熱交換器（17）の低温側流路を通過し、ガス冷媒となって吸入合流管（22）から各吸入分岐管に分流されて圧縮機へ供給される。なお、ガスインジェクション量すなわち減圧冷媒量は減圧制御弁である第１庫外膨張弁（18）の開度によって自由に調整される。
【００５５】
一方、上記電磁弁（SV1）が開の場合は、吸入液管（31）が開放されるため、上記減圧冷媒は過冷却熱交換器（17）の低温流路より圧力損失の少ない吸入液管（31）に多く流れ込み、吸入合流管（22）から各吸入分岐管に分流されて各圧縮機に吸入される（リキッドインジェクション）。なお、上記電磁弁（SV1）は、吐出ガス温度センサ（68）からの出力値が所定値より上昇した場合に、コントローラ（50）によって「開」状態に設定される。
【００５６】
この冷凍装置（1）では、以上の冷媒循環を繰り返し、冷凍倉庫の庫内空気が冷却される。このとき、吸入液管（31）に設置された電磁弁（SV1）の開閉動作を切り換えるだけで、減圧冷媒が圧縮機にガスインジェクション若しくはリキッドインジェクションされることになる。
【００５７】
<デフロスト運転>
この冷凍装置（1）では、冷凍運転中に庫内熱交換器（64）が着霜した場合に、霜を除去するためにデフロスト運転を行なう。デフロスト運転時は、各庫内熱交換器（64）の除霜が同時に行われる。
【００５８】
デフロスト運転時の庫外回路（11）では、四路切換弁（20）が第２状態に設定される。また、第１庫外膨張弁（18）が全閉状態となる一方、第２庫外膨張弁（19）の開度が適宜調節される。庫内回路（61）では、庫内膨張弁（63）が全開状態となる。デフロスト運転時は、各圧縮機の少なくとも１台が運転される。そして、冷媒回路（4）では、庫外熱交換器（15）が蒸発器となり、各庫内熱交換器（64）が凝縮器となって、破線の矢印で示す流れの冷凍サイクルが行われる。
【００５９】
各圧縮機から吐出された高圧ガス冷媒は吐出合流管（21）で合流し、オイルセパレータ（33）と四路切換弁（20）を通過して、ガス側連絡配管（3）に流入する。上記ガス側連絡配管（3）へ流入した冷媒は、その後分流して２台の庫内ユニット（60）の庫内熱交換器（64）にそれぞれ流入する。庫内熱交換器（64）では、その表面の霜が高圧ガス冷媒の熱により内側から加熱されて融解する一方、冷媒はこの霜に融解熱を奪われて凝縮する。
【００６０】
庫内熱交換器（64）で凝縮した冷媒は、全開状態の庫内膨張弁（63）を通過した後、ドレンパン加熱用配管（62）を流れる。その結果、この冷媒によってドレンパン（66）の近傍が加熱され、ドレンパン（66）内の霜や氷塊が融解する。逆に、ドレンパン加熱用配管（62）を流れる冷媒は、ドレンパン（66）内の霜や氷塊に融解熱を奪われる。その後、庫内回路（61）を通過した冷媒は液側連絡配管（2）へ流入する。
【００６１】
液側連絡配管（2）では、２台の庫内ユニット（60）から流出した冷媒が合流する。液側連絡配管（2）で合流した冷媒は、第２液管（25）の途中から第２分岐管（28）を経由し、レシーバ（16）、過冷却熱交換器（17）の高圧側流路（17a）を通過する。この冷媒は、第３分岐管（29）の第２庫外膨張弁（19）を通過して減圧されてから、庫外熱交換器（15）を流れる。庫外熱交換器（15）では、冷媒が庫外空気から吸熱して蒸発する。庫外熱交換器（15）で蒸発した冷媒は、四路切換弁（20）を通過して吸入合流管（22）へ流入し、第１可変容量圧縮機（14a）及び第１，第２固定容量圧縮機（14c）に吸入される。
【００６２】
以上、この冷媒循環を繰り返し庫内ユニット（60）の庫内熱交換器（64）に着いた霜が溶かされて除去される。
【００６３】
−実施形態の効果−
本実施形態によれば、高圧液ライン（25）から分岐するとともに減圧制御弁である第１庫外膨張弁（18）を有する第１分岐管（分岐通路）（26）と、該第１分岐管（26）に連通するとともに減圧冷媒を気化させる過冷却熱交換器（17）と、該過冷却熱交換器（17）から圧縮機構（14）の吸入ライン（22）に連通する吸入ガス管（27）とから構成されたガスインジェクション通路（30）を備えた冷媒回路（4）において、上記第１分岐管（26）から過冷却熱交換器（17）をバイパスして圧縮機構（14）の吸入ライン（22）に連通するとともに開閉機構である電磁弁（SV1）を有する吸入液管（液吸入通路）（31）を設け、この第１分岐通路（26）と吸入液管（31）によりリキッドインジェクション通路（32）を構成しているので、吸入液管（31）の電磁弁（SV1）の開閉状態を切り換えるだけでガスインジェクションとリキッドインジェクションを切り換えることができる。
【００６４】
このように、本実施形態によれば、ガスインジェクション通路（30）とガスインジェクション専用の減圧制御弁（18）とを備えた冷媒回路（4）において、さらにリキッドインジェクション通路（32）とリキッドインジェクション専用の減圧制御弁（18）を設けなくても、安価な電磁弁（SV1）などの開閉機構を設けるだけでガスインジェクションに加えてリキッドインジェクションを行えるので、製造コスト高を抑えつつ吐出ガス温度の過上昇を防止できる。
【００６５】
また、ガスインジェクション用の冷媒気化機構として過冷却熱交換器（17）を用いているので、高圧液冷媒に過冷却を付けることにより庫内ユニット（60）の冷凍能力を高めることもできる。
【００６６】
さらに、この実施形態では、圧縮機構（14）の吐出側に一般的に設けられる吐出ガス温度センサ（38，40，42）を利用して吐出ガス温度の異常上昇を検知し、リキッドインジェクションを行うことができる。吐出ガス温度センサ（38，40，42）はこのように冷媒回路（4）に一般的に設けられるセンサであるため、製造コストが高くなることもない。
【００６７】
《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
【００６８】
上記実施形態では、ガスインジェクションを行うための冷媒気化機構として過冷却熱交換器（17）の低圧側流路（17b）（冷媒気化通路）を利用しているが、他の手段により冷媒を気化させる通路をガスインジェクション通路（30）に用い、その手段をバイパスして圧縮機構（14）の吸入側に連通する吸入液管（31）を用いてリキッドインジェクション通路（32）を構成するようにしてもよい。
【００６９】
また、上記実施形態では、２台の庫内ユニット（60）を設けているが、庫内ユニット（60）は１台あるいは３台以上であってもよい。さらに、上記実施形態では、圧縮機構（14）を３台の圧縮機を並列に接続した構成にしているが、圧縮機の台数などは適宜変更してもよい。
【００７０】
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
以上説明したように、本発明は、蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路（4）における圧縮機の吸入側にガスインジェクション通路（30）が接続された冷凍装置（1）について有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明に係る冷凍装置の冷媒回路図である。
【符号の説明】
【００７３】
1   冷凍装置
4   冷媒回路
10  庫外ユニット
14  圧縮機構（14）
17  過冷却熱交換器（冷媒気化機構）
17a 高圧側流路（主冷媒通路）
17b 低圧側流路（冷媒気化通路）
18  第１庫外膨張弁（減圧制御弁）
25  第２液管（高圧液ライン）
26  第１分岐管（分岐通路）
27  吸入ガス管（ガス吸入通路）
30  ガスインジェクション通路
31  吸入液管（液吸入通路）
32  リキッドインジェクション通路
38  第１吐出ガス温度センサ
40  第２吐出ガス温度センサ
42  第３吐出ガス温度センサ
50  コントローラ（制御手段）
60  庫内ユニット
SV1 電磁弁（開閉機構）
【図１】
2007132625.tif 000003