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KR20040086562A - 냉매 사이클 장치 - Google Patents

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Publication number
KR20040086562A
KR20040086562A KR1020040016012A KR20040016012A KR20040086562A KR 20040086562 A KR20040086562 A KR 20040086562A KR 1020040016012 A KR1020040016012 A KR 1020040016012A KR 20040016012 A KR20040016012 A KR 20040016012A KR 20040086562 A KR20040086562 A KR 20040086562A
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KR
South Korea
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refrigerant
capillary tube
compressor
temperature
throttle means
Prior art date
Application number
KR1020040016012A
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English (en)
Inventor
야마사키하루히사
야마나카마사지
마츠모토겐조
이시가키시게야
후지와라가주아키
유모토츠네히사
Original Assignee
산요덴키가부시키가이샤
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Publication date
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Priority claimed from JP2003080044A external-priority patent/JP2004286328A/ja
Priority claimed from JP2003079828A external-priority patent/JP2004286322A/ja
Priority claimed from JP2003079852A external-priority patent/JP2004286325A/ja
Application filed by 산요덴키가부시키가이샤 filed Critical 산요덴키가부시키가이샤
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Abstract

고압측 압력의 이상 상승의 발생을 미연에 회피할 수 있는 냉매 사이클 장치가 개시되어 있으며; 제1의 캐필러리 튜브와, 제1의 캐필러리 튜브에 병렬 접속되며 제1의 캐필러리 튜브보다 유로 저항이 작은 제2의 캐필러리 튜브를 포함하는 스로틀 메커니즘과; 제1 및 제2의 캐필러리 튜브로의 냉매의 유통을 제어하여 컴프레서의 시동시에 제2의 캐필러리 튜브로 냉매가 흐르도록 하는 밸브 장치를 포함한다.

Description

냉매 사이클 장치 {REFRIGERANT CYCLE APPARATUS}
본 발명은 컴프레서, 가스 쿨러, 스로틀 수단(squeezing means) 및 증발기를 순차적으로 접속하여 구성되는 냉매 사이클 장치에 관한 것이다.
이러한 종류의 종래의 냉매 사이클 장치에서는, 로터리 컴프레서(컴프레서), 가스 쿨러, 스로틀 수단(팽창 밸브 등) 및 증발기 등을 순차적으로 환상으로 배관 접속하여 냉매 사이클(냉매 회로)이 구성된다. 또, 로터리 컴프레서의 회전 압축 요소의 흡입 포트로부터 냉매 가스가 실린더의 저압실측으로 흡입되며, 롤러와 베인(vane)의 동작에 의해서 행해지는 압축에 의해서 고온 고압의 냉매 가스가 얻어진다. 그리고 나서 이 가스는 고압실측으로부터 토출 포트와 토출 소음실을 거쳐 가스 쿨러로 토출된다. 가스 쿨러는 냉매 가스로부터 방열시키며, 그리고 나서 이 가스는 스로틀 수단에 의해 교축되어 증발기에 공급된다. 증발기에서 냉매는 증발되며, 이 때에 주위로부터 흡열함으로써 냉각 작용을 발휘한다.
여기서, 근래에는 지구 환경 문제에 대처하기 위해, 이러한 종류의 냉매 사이클에 있어서도 종래의 탄화 플루오르를 이용하지 않고 자연 냉매인 이산화탄소(CO2)를 이용하는 장치가 개발되어 왔다(예를 들면, 일본특허 공보 제7-18602호 참조).
다른 한편, 이러한 냉매 사이클 장치에서 챔버의 내부를 냉각하고 난 후에 컴프레서를 정지시키면, 냉매 회로 중에서 가장 온도가 낮은 증발기에 액냉매(liquid refrigerant)가 축적되기 쉽다. 특히, 컴프레서를 일정한 속도로 운전하는 경우에는, 이 상태에서 컴프레서를 재기동하면, 증발기에 모여진 액냉매가 컴프레서로 흡입되는 액백(liquid returning)이 발생한다. 그래서, 컴프레서가 액압축하여 손상을 받을 우려가 있다.
그 때문에, 컴프레서 안으로 액냉매가 되돌아와 액압축되는 것을 방지하기 위해, 증발기의 출구측과 컴프레서의 흡입측의 사이에 어큐뮬레이터를 설치하여, 이 어큐뮬레이터에 액냉매를 모아두고, 가스만이 컴프레서에 흡입되게 하는 구성으로 하고 있다.
이산화탄소를 사용하는 냉매 사이클 장치에서는, 고압측이 초임계로 되기 때문에 이 압력은 외기온에 대해서 일정하게 되지 않고 12MPa 정도까지 상승한다. 특히, 컴프레서를 일정한 속도로 운전하는 경우에는, 컴프레서의 시동시(풀-다운 시)에 고압측의 압력은 더욱 상승하고, 기기의 설계압을 초과하여 버리며, 최악의 경우에 기기의 손상을 일으킬 우려가 있다. 그 때문에, 인버터에 의해서 컴프레서의 회전수 제어(용량 제어)를 실행하거나, 팽창 밸브의 개방 정도를 조정하는 등으로,고압측의 압력 상승을 억제하여 시동할 필요가 있다.
한편, 스로틀 수단에 값이 싼 캐필러리 튜브(capillary tube)를 사용하는 경우에는, 상기와 같은 고압측 압력의 이상 상승에 더하여, 증발기에 있어서 냉매의 증발 온도를 낮추기 위해서 컴프레서의 회전수를 상승시켜야 하므로, 소비 전력이 증대한다고 하는 문제가 생기고 있다.
또, 이와 같은 냉매 사이클 장치를 냉장고나 자동 판매기 등을 냉각하는 냉각 장치로서 사용하는 경우에, 이산화탄소 냉매는 압축비가 상당히 높아지고, 컴프레서 자체의 온도 또는 냉매 사이클 안에 토출된 냉매 가스의 온도가 높아지게 된다. 이와 관련하여, 증발기에 있어서 원하는 냉각 능력(냉동 능력)을 얻는 것이 곤란하였다.
더욱이, 상술한 이산화탄소를 사용하는 냉매 사이클 장치에서는, 고압측이 초임계로 되기 때문에 고압측의 압력은 외기온에 관계없이 상승하여, 기기의 설계압을 초과하여 버리며, 최악의 경우에는 기기의 손상을 일으킬 우려가 있다. 그 때문에, 컴프레서의 회전수를 제어하거나, 스로틀 수단의 유로 저항을 조정하는 등으로, 고압측 압력이 기기의 설계압을 초과하지 않도록 제어하고 있다.
다른 한편, 냉매 사이클의 저압측에 어큐뮬레이터를 설치하면, 그만큼 더 많은 냉매 충전량이 필요해진다. 또, 설치 스페이스의 확대를 초래한다고 하는 문제도 생기고 있다. 이 때문에, 인버터에 의해서 컴프레서의 회전수 제어(용량 제어)를 행하거나, 팽창 밸브의 개방 정도를 조절하는 등으로, 시동시에 컴프레서 안으로 흡입되는 냉매량을 감소시켜서 시동한다. 따라서, 컴프레서 안으로 액냉매가 흡입되는 불편을 막는 필요가 있다.
본 발명은 상술한 종래의 기술적 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 그 목적은 고압측 압력의 이상 상승을 미연에 회피할 수 있는 냉매 사이클 장치를 제공하는 것이다.
또, 본 발명의 다른 목적은, 소비전력 및 생산비용의 절감을 도모함과 동시에, 고압측 압력의 이상 상승을 미연에 회피할 수 있는 냉매 사이클 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 고압측 압력의 이상 상승을 간단한 제어 기구로 미연에 회피함과 동시에, 냉매 사이클 장치의 성능을 개선하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 저압측에 어큐뮬레이터를 설치하는 일 없이, 컴프레서의 액백의 발생을 미연에 회피할 수 있는 냉매 사이클 장치를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 냉매 사이클 장치의 냉매 회로도.
도 2는 실시예의 스로틀 메커니즘 확대도.
도 3은 다른 실시예의 스로틀 메커니즘의 확대도.
도 4는 본 발명의 다른 냉매 사이클 장치의 냉매 회로도.
도 5는 챔버내의 온도의 추이를 보여주는 도면.
도 6은 또 다른 실시예의 스로틀 메커니즘의 확대도.
도 7은 챔버내의 온도와 냉각 능력(냉동 능력)의 관계를 나타내는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 컴프레서 20, 22 : 냉매 도입관
24 : 냉매 토출관 26, 28 : 냉매 배관
35 : 중간 냉각 회로 40 : 가스 쿨러
50 : 내부 열교환기 54, 56 : 스트레이너
70 : 토출 온도 센서 72 : 고압 스위치
74 : 외기 온도 센서 76 : 냉매 온도 센서
78 : 복귀 온도 센서 80 : 마이크로 컴퓨터
90 : 제어 장치 91 : 챔버내 온도 센서
92 : 증발기 94 : 냉매 배관
100 : 컨덴싱 유닛 105 : 냉장 기기 본체
110 : 냉매 사이클 장치 120 : 스로틀 메커니즘
158 : 제1의 캐필러리 튜브 159 : 제2의 캐필러리 튜브
160, 161 : 냉매 배관 162, 163 : 밸브 장치
즉, 본 발명에 따르면, 복수의 캐필러리 튜브를 포함하는 스로틀 수단으로 구성되는 냉매 사이클 장치가 제공된다. 또, 스로틀 수단의 유로 저항이 변경 가능하도록 각각의 캐필러리 튜브로의 냉매 유통을 제어하고, 컴프레서의 시동시 스로틀 수단의 유로 저항을 감소시킨다. 예를 들면, 스로틀 수단은 제1의 캐필러리 튜브와, 제1의 캐필러리 튜브에 병렬 접속되며 제1의 캐필러리 튜브보다 유로 저항이 작은 제2의 캐필러리 튜브로 구성되고, 각각의 캐필러리 튜브로의 냉매 유통을 제어하는 밸브 장치가 설치되며, 컴프레서의 시동시에 제2의 캐필러리 튜브에 냉매가 유입된다. 그러면, 시동시에 유로 저항을 감소시킬 수 있다.
특히, 제2의 캐필러리 튜브로의 냉매 유통을 제어하는 밸브 장치를 설치하는 것만으로 시동시의 유로 저항을 작게 할 수 있으며, 그에 따라 생산비용을 억제 할 수 있다.
또, 본 발명의 냉매 사이클 장치는 상술한 발명에 더하여, 컴프레서의 시동 후 소정 시간 동안 스로틀 수단의 유로 저항을 작게 하거나 또는, 제2의 캐필러리 튜브에 냉매가 흐르게 한다.
또한, 본 발명의 냉매 사이클 장치는 상술한 발명에 더하여, 컴프레서의 시동으로부터 냉매 회로내의 냉매의 온도가 소정치에 도달할 때까지 스로틀 수단의 유로 저항을 작게 하거나 또는, 제2의 캐필러리 튜브에 냉매가 흐르게 한다.
또, 본 발명의 냉매 사이클 장치는 상술한 발명에 더하여, 컴프레서의 시동으로부터 증발기에 의해 냉각되는 피냉각 공간의 온도가 소정치로 저하될 때까지 스로틀 수단의 유로 저항을 작게 하거나 또는, 제2의 캐필러리 튜브에 냉매가 흐르게 한다.
또한, 상술한 발명에 더하여, 냉매로서 이산화탄소가 사용되기 때문에, 환경 문제에도 기여할 수 있다.
특히, 컴프레서가 구동 요소에 의해서 구동되는 제1 및 제2의 압축 요소를 구비하고, 냉매 회로의 저압측으로부터 제1의 압축 요소에 냉매가 흡입되어 압축되고, 제1의 압축 요소로부터 토출된 중간압의 냉매가 제2의 압축 요소에 흡입되고압축되어 가스 쿨러에 토출되는 경우에, 시동시의 압력의 이상 상승을 효과적으로 해소할 수 있다.
또, 본 발명에 따르면, 복수의 캐필러리 튜브를 포함하는 스로틀 수단과, 각각의 캐필러리 튜브로의 냉매 유통 및 컴프레서의 회전수를 제어하는 제어 장치로 구성되는 냉매 사이클 장치가 제공된다. 제어 장치는 스로틀 수단의 유로 저항이 변경 가능하게 되도록 냉매 유통을 제어한다. 제어 장치는, 실질적으로 증발기에 의해서 냉각되는 피냉각 공간의 온도를 검출하는 센서의 출력에 기초하여, 센서에 의해 검출된 온도가 소정치 이상일 때는 스로틀 수단의 유로 저항을 감소시켜서 컴프레서의 회전수를 상승시키며, 검출된 온도가 설정치보다 저하되면 스로틀 수단의 유로 저항을 증대시켜 컴프레서의 회전수를 낮춘다. 예를 들면, 스로틀 수단은 제1의 캐필러리 튜브와, 제1의 캐필러리 튜브에 병렬 접속되며 제1의 캐필러리 튜브보다 유로 저항이 작은 제2의 캐필러리 튜브로 구성되며, 각각의 캐필러리 튜브로의 냉매 유통을 제어하는 밸브 장치가 설치된다. 제어 장치는, 센서에 의해 검출된 온도가 소정값 이상일 때에는 제2의 캐필러리 튜브에 냉매가 흐르고, 설정치보다 저하되면 제1의 캐필러리 튜브에 냉매가 흐르도록 밸브 장치를 제어한다. 그러면, 센서에 의해 검출된 온도에 기초하여, 유로 저항을 변경할 수 있다.
특히, 제2의 캐필러리 튜브로의 냉매 유통을 제어하는 밸브 장치를 설치하는 것만으로 유로 저항이 변경 가능하게 구성되며, 그에 따라 생산비용을 감소시킬 수 있다.
또, 본 발명의 냉매 사이클 장치는 상기 발명에 더하여, 냉매로서 이산화탄소가 사용되기 때문에, 본 발명은 환경 문제에도 기여할 수 있다.
특히, 컴프레서가 구동 요소에 의해서 구동되는 제1 및 제2의 압축 요소를 구비하고, 냉매 회로의 저압측으로부터 제1의 압축 요소에 냉매가 흡입되어 압축되고, 제1의 압축 요소로부터 토출된 중간압의 냉매가 제2의 압축 요소에 흡입되고 압축되어 가스 쿨러에 토출되는 경우에, 고압측 압력의 이상 상승을 효과적으로 해소할 수 있다.
또, 본 발명에 따르면, 스로틀 수단의 유로 저항 및 컴프레서의 회전수를 제어하는 제어 장치로 구성되는 냉매 사이클 장치가 제공된다. 제어 장치는 증발기에 의해 냉각되는 피냉각 공간의 온도를 검출하는 센서의 출력에 기초하여, 센서에 의해 검출된 온도가 +29℃ 내지 +35℃ 중 임의의 온도인 규정 온도 이상일 때는 스로틀 수단의 유로 저항을 감소시켜서 컴프레서의 회전수를 상승시킴과 동시에, 센서에 의해 검출된 온도가 규정 온도보다 낮은 경우에는 스로틀 수단의 유로 저항을 증대시켜 컴프레서의 회전수를 낮춘다. 따라서, 센서에 의해 검출된 온도에 기초하여, 스로틀 수단의 유로 저항 및 컴프레서의 회전수를 제어할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 스로틀 수단의 유로 저항 및 컴프레서의 회전수를 제어하는 제어 장치와, 가스 쿨러로부터 토출된 냉매와 증발기로부터 토출된 냉매를 열교환시키기 위한 내부 열교환기로 구성되는 냉매 사이클 장치가 제공된다. 제어 장치는 내부 열교환기로부터 토출된 증발기로부터의 냉매의 온도를 검출하는 센서의 출력에 기초하여, 센서에 의해 검출된 온도가 +29℃ 내지 +35℃ 중 임의의 온도인 규정 온도이상일 때는 스로틀 수단의 유로 저항을 감소시켜서 컴프레서의 회전수를 상승시킴과 동시에, 센서에 의해 검출된 온도가 규정 온도보다 낮은 경우에는 스로틀 수단의 유로 저항을 증대시켜 컴프레서의 회전수를 낮춘다. 따라서, 센서에 검출된 온도에 기초하여, 스로틀 수단의 유로 저항 및 컴프레서의 회전수를 제어할 수 있다.
그리고, 상술한 각 발명은 증발기에 냉각되는 피냉각 공간의 온도를 -2℃ 내지 +7℃의 범위 내로 설정하는 경우에 최적의 제어를 행할 수 있다.
또, 스로틀 수단은 제1의 캐필러리 튜브와, 제1의 캐필러리 튜브에 병렬 접속되며 제1의 캐필러리 튜브보다 유로 저항이 작은 제2의 캐필러리 튜브로 구성되며, 제어 장치는 각 캐필러리 튜브로의 냉매 유통을 제어하는 밸브 장치에 접속된다. 제어 장치는, 센서에 의해 검출된 온도가 규정 온도 이상일 때에는 제2의 캐필러리 튜브에 냉매가 흐르게 하고, 상기 규정 온도보다 낮은 때에는 제1의 캐필러리 튜브에 냉매가 흐르도록 밸브 장치를 제어한다. 그러면, 값이 싼 캐필러리 튜브를 사용하여 유로 저항을 변경할 수 있다.
특히, 제2의 캐필러리 튜브로의 냉매 유통을 제어하는 밸브 장치를 설치하는 것만으로, 유로 저항을 변경할 수 있으며, 그에 따라 생산비용이 감소될 수 있다.
또한, 본 발명의 냉매 사이클 장치는 상술한 발명에 더하여, 냉매로서 이산화탄소가 사용되기 때문에, 본 발명은 환경 문제에도 기여할 수 있다.
특히, 컴프레서가 구동 요소에 의해 구동되는 제1 및 제2의 압축 요소를 구비하고, 냉매 회로의 저압측으로부터 제1의 압축 요소에 냉매가 흡입되어 압축되고, 제1의 압축 요소로부터 토출된 중간압의 냉매가 제2의 압축 요소에 흡입되고압축되어 가스 쿨러에 토출되는 경우에, 고압측 압력의 이상 상승을 효과적으로 해소할 수 있다.
또, 본 발명에 따르면, 복수의 캐필러리 튜브를 포함하는 스로틀 수단으로 구성되는 냉매 사이클 장치가 제공된다. 또한, 스로틀 수단의 유로 저항이 변경 가능하게 되고, 컴프레서의 시동시에는 스로틀 수단의 유로 저항이 증대되도록 각 캐필러리 튜브로의 냉매 유통이 제어된다. 예를 들면, 스로틀 수단은 제1의 캐필러리 튜브와, 제1의 캐필러리 튜브에 병렬 접속되며 제1의 캐필러리 튜브보다 유로 저항이 작은 제2의 캐필러리 튜브로 구성되며, 각 캐필러리 튜브로의 냉매 유통을 제어하는 밸브 장치가 설치되고, 컴프레서의 시동시에는 제1의 캐필러리 튜브에 냉매가 흐르게 된다. 그러면, 시동시에 유로 저항이 증대될 수 있다.
특히, 제2의 캐필러리 튜브로의 냉매 유통을 제어하는 밸브 장치가 설치되는 것만으로, 시동시의 유로 저항이 증대될 수 있으며, 그에 따라 생산비용이 감소될 수 있다.
또한, 본 발명의 냉매 사이클 장치는 상술한 발명에 더하여, 컴프레서의 시동 후 소정 시간 동안 스로틀 수단의 유로 저항을 증대시키거나 또는, 제1의 캐필러리 튜브에 냉매가 흐르게 한다.
또, 본 발명의 냉매 사이클 장치는 상술한 발명에 더하여, 컴프레서의 시동으로부터 냉매 회로내의 냉매의 온도가 소정치에 도달할 때까지 스로틀 수단의 유로 저항을 증대시키거나 또는, 제1의 캐필러리 튜브에 냉매가 흐르게 한다.
또한, 본 발명의 냉매 사이클 장치는 상술한 발명에 더하여, 컴프레서의 시동으로부터 증발기에 의해 냉각되는 피냉각 공간의 온도가 소정치로 저하될 때까지 스로틀 수단의 유로 저항을 증대시키거나 또는, 제1의 캐필러리 튜브에 냉매가 흐르게 한다.
또, 상술한 발명 더하여, 냉매로서 이산화탄소가 사용되기 때문에, 환경 문제에도 기여할 수 있다.
특히, 컴프레서가 구동 요소에 의해 구동되는 제1 및 제2의 압축 요소를 구비하며, 냉매 회로의 저압측으로부터 제1의 압축 요소에 냉매가 흡입되어 압축되고, 제1의 압축 요소로부터 토출된 중간압의 냉매가 제2의 압축 요소에 흡입되고 압축되어 가스 쿨러에 토출되는 경우에, 시동시에 컴프레서에 액냉매가 흡입되는 액백을 효과적으로 해소할 수 있다.
<발명의 실시 형태>
다음으로, 첨부된 도면에 근거하여 본 발명의 실시 형태를 상술한다. 도 1은 본 발명이 적용되는 냉매 사이클 장치(110)의 냉매 회로도이다. 본 실시예의 냉매 사이클 장치(11O)는 예를 들면 점포에 설치된 진열장이다. 냉매 사이클 장치(110)는 컨덴싱 유닛(condensing unit)(100)과 냉각 기기 본체를 이루는 냉장 기기 본체(105)로 구성된다. 따라서 냉장 기기 본체(105)는 진열장의 본체이다.
상기 컨덴싱 유닛(100)은 컴프레서(10), 가스 쿨러(응축기)(40), 스로틀 수단으로서의 후술하는 스로틀 메커니즘(120)을 구비하며, 배관을 통해서 후술하는 냉장 기기 본체(105)의 증발기(92)와 접속되고, 컴프레서(10), 가스쿨러(40), 스로틀 메커니즘(120)이 증발기(92)와 함께 소정의 냉매 회로를 구성한다.
즉, 컴프레서(10)의 냉매 토출관(24)은 가스 쿨러(40)의 입구에 접속된다. 여기서, 본 실시예의 컴프레서(10)는 이산화탄소(CO2)를 냉매로서 사용하는 내부 중간압형 다단(2단) 압축식 로터리 컴프레서이다. 이 컴프레서(10)는 밀폐 용기(도시되지 않음) 내에 설치된 구동 요소로서의 전동 요소와, 이 전동 요소에 의해서 구동되는 제1의 회전 압축 요소(제1의 압축 요소) 및 제2의 회전 압축 요소(제2의 압축 요소)로 구성된다.
참조 번호 20은 컴프레서(10)의 제1의 회전 압축 요소(제 1 단)에 의해 압축되어 밀폐 용기 안으로 토출된 냉매를 일단 외부로 토출시켜서, 제2의 회전 압축 요소(제 2 단) 안으로 도입하기 위한 냉매 도입관을 지칭한다. 이 냉매 도입관(20)의 일단은 제2의 회전 압축 요소(도시되지 않음)의 실린더와 연통된다. 냉매 도입관(20)의 타단은 후술하는 바와 같은 가스 쿨러(40)에 설치된 중간 냉각 회로(35)를 통해서 밀폐 용기에 삽입된다.
참조 번호 22는 컴프레서(10)의 제1의 회전 압축 요소(도시되지 않음)의 실린더 내로 냉매를 도입하기 위한 냉매 도입관이다. 이 냉매 도입관(22)의 일단은 제1의 회전 압축 요소(도시되지 않음)의 실린더와 연통된다. 이 냉매 도입관(22)은 스트레이너(56)의 일단에 접속된다. 스트레이너(56)는 냉매 회로 내를 순환하는 냉매 가스에 혼입된 먼지나 절삭분과 같은 이물질을 확보하여 여과하기 위한 것으로, 스트레이너(56)의 타단측에 형성된 개구부와 이 개구부로부터 스트레이너(56)의 일단측을 향하여 가늘어지는 대략 원뿔 형상을 갖는 필터(도시되지 않음)로 구성된다. 이 필터의 개구부는 스트레이너(56)의 타단에 접속된 냉매 배관(28)에 밀착 상태로 장착된다.
또, 냉매 토출관(24)은 제2의 회전 압축 요소에 의해 압축된 냉매를 가스 쿨러(40)에 토출시키기 위한 냉매 배관이다.
가스 쿨러(40)에는 외기 온도를 검출하기 위한 외기 온도 센서(74)가 설치되며, 이 외기 온도 센서(74)는 컨덴싱 유닛(100)의 제어 수단으로서 후술하는 마이크로 컴퓨터(80)에 접속된다.
냉매 배관(26)은 가스 쿨러(40)로부터 나와서 내부 열교환기(50)를 통과한다. 이 내부 열교환기(50)는 가스 쿨러(40)로부터 나온 제2의 회전 압축 요소로부터의 고압측의 냉매와 냉장 기기 본체(105)에 설치된 증발기(92)로부터 나온 저압측의 냉매를 열교환시킨다.
또, 내부 열교환기(50)를 통과한 고압측의 냉매 배관(26)은, 전술한 스트레이너와 유사한 스트레이너(54)를 거쳐서 스로틀 메커니즘(120)에 이른다. 여기서, 스로틀 메커니즘(120)은 복수의 캐필러리 튜브로 구성되며, 각 캐필러리 튜브로의 냉매 유통을 제어함으로써 스로틀 메커니즘(120)으로의 유로 저항이 변경 가능하도록 한다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이 본 실시예의 스로틀 메커니즘(120)은 제1의 캐필러리 튜브(158)와, 제1의 캐필러리 튜브(158)에 병렬 접속되며 제1의 캐필러리 튜브(158)보다 유로 저항이 작은 제2의 캐필러리 튜브(159)로 구성된다. 제1의 캐필러리 튜브(158)가 설치된 냉매 배관(160)에는 제1의 캐필러리 튜브(158)로의 냉매 유통을 제어하는 밸브 장치(162)가 설치되며, 이 밸브 장치(162)는 컨덴싱유닛(100)의 마이크로 컴퓨터(80)에 접속된다.
유사하게, 제2의 캐필러리 튜브(159)가 설치된 냉매 배관(161)에는, 제2의 캐필러리 튜브(159)로의 냉매 유통을 제어하는 밸브 장치(163)가 설치되며, 이 밸브 장치(163)는 컨덴싱 유닛(100)의 마이크로 컴퓨터(80)에 접속된다.
그리고, 마이크로 컴퓨터(80)는 후술하는 냉장 기기 본체(105)의 제어 장치(90)로부터의 소정의 신호를 기초로 밸브 장치(162, 163)의 개폐를 제어한다.
또, 냉장 기기 본체(105)의 냉매 배관(94)의 일단은 스웨지 록 조인트(swage lock joint)(도시되지 않음)를 통해서 컨덴싱 유닛(100)의 냉매 배관(26)에 착탈 가능하게 접속된다.
한편, 스트레이너(56)의 타단에 접속된 냉매 배관(28)은, 내부 열교환기(50)를 거쳐서 냉장 기기 본체(105)의 냉매 배관(28)의 타단에 장착된 전술한 조인트와 유사한 스웨지 록 조인트(도시되지 않음)에 착탈 가능하게 접속된다.
컴프레서(10)로부터 토출된 냉매 가스의 온도를 검출하기 위한 토출 온도 센서(70) 및 냉매 가스의 압력을 검출하기 위한 고압 스위치(72)가 냉매 토출관(24)에 설치되며, 이들은 마이크로 컴퓨터(80)에 접속된다.
스로틀 메커니즘(120)으로부터 토출된 냉매의 온도를 검출하기 위한 냉매 온도 센서(76)가 스로틀 메커니즘(120)으로부터 신장된 냉매 배관(26)에 설치되며, 또한 마이크로 컴퓨터(80)에도 접속된다. 또, 냉장 기기 본체(105)의 증발기(92)로부터 토출된 냉매의 온도를 검출하기 위한 복귀 온도 센서(78)가 냉장 기기 본체(105)의 스웨지 록 조인트에 접속된 냉매 배관(28)의 내부 열교환기(50)의 입구측에 설치된다. 이 복귀 온도 센서(78)도 또한 마이크로 컴퓨터(80)에 접속된다.
참조 번호 40F는 가스 쿨러(40)를 통풍시켜서 공냉하기 위한 팬을 나타내며, 참조 번호 92F는 냉장 기기 본체(105)의 덕트(도시되지 않음) 내에 설치된 증발기(92)와 열교환한 냉기를, 냉장 기기 본체(105)의 챔버내로 순환시키기 위한 팬을 나타낸다는 것을 알 수 있다. 또, 참조 번호 65는 운전을 제어하기 위해서 컴프레서(10)의 전술한 전동 요소에 공급되는 전류를 검출하는 전류 센서이다. 팬(40F)과 전류 센서(65)는 컨덴싱 유닛(100)의 마이크로 컴퓨터(80)에 접속되며, 팬(92F)은 후술하는 냉장 기기 본체(105)의 제어 장치(90)에 접속된다.
여기서, 마이크로 컴퓨터(80)는 컨덴싱 유닛(100)을 제어하는 제어 장치이며, 마이크로 컴퓨터(80)의 입력에는 토출 온도 센서(70), 고압 스위치(72), 외기 온도 센서(74), 냉매 온도 센서(76), 복귀 온도 센서(78), 전류 센서(65) 및 냉장 기기 본체(105)의 제어 장치(90)로부터의 신호가 접속된다. 그리고, 출력에 접속된 컴프레서(10) 또는 팬(40F)은 이러한 입력에 기초하여 제어된다. 또한, 마이크로 컴퓨터(80)는 냉장 기기 본체(105)의 제어 장치(90)로부터의 통신 신호에 응답하여 밸브 장치(162 및 163)의 개폐를 제어한다.
냉장 기기 본체(105)의 제어 장치(90)에는, 챔버내의 온도를 검출하기 위한 챔버내 온도 센서(도시되지 않음), 챔버내의 온도를 조절하기 위한 온도 조절 다이얼, 및 그 밖에 컴프레서(10)를 정지하기 위한 기능이 구비되어 있다. 또, 제어 장치(90)는 이러한 출력에 근거하여 팬(92F)을 제어한다. 또한, 제어 장치(90)는 챔버내의 온도가 설정치 이하가 되면 소정의 신호를 마이크로 컴퓨터(80)에 송출한다.
즉, 챔버내 온도 센서에 의해 검출된 냉장 기기 본체(105)의 챔버내 온도가 설정치 이하가 되면, 제어 장치(90)는 마이크로 컴퓨터(80)에 소정의 신호를 송출한다. 그에 따라, 마이크로 컴퓨터(80)는 밸브 장치(162)를 개방하고 밸브 장치(163)를 폐쇄하여, 냉매 배관(160)의 유로를 개방한다. 따라서, 스트레이너(54)로부터의 냉매가 제1의 캐필러리 튜브(158)에 흐르게 된다.
냉매 사이클 장치(110)의 냉매로서는, 가연성 및 독성 등을 고려하여 지구 환경에 친화적인 자연 냉매인 전술한 이산화탄소(C02)가 사용된다. 윤활유로서의 오일은, 예를 들면 광물유(미네랄 오일), 알킬 벤젠 오일, 에테르 오일, 에스테르 오일, PAG(폴리 알킬렌 글리콜) 등 기존의 오일이 사용된다. 또한, 본 실시예에서는 냉매로서 이산화탄소가 사용되나, 다른 냉매, 예를 들면, 아산화 질소나 HC계 냉매 등의 냉매가 사용되는 경우에도 본 발명은 유효하다.
또, 냉장 기기 본체(105)는 증발기(92)와 증발기(92) 안을 통과하는 냉매 배관(94)으로 구성된다. 냉매 배관(94)은 증발기(92) 내부를 구불구불한 형태로 통과하며, 이 구불구불한 부분에는 열교환용의 핀(fin)이 장착되어 증발기(92)를 구성한다. 냉매 배관(94)의 양단부는 스웨지 록 조인트(도시되지 않음)에 착탈 가능하게 접속된다.
다음으로, 냉매 사이클 장치(110)의 동작을 설명한다. 냉장 기기 본체(105)에 설치된 시동 스위치(도시되지 않음)를 켜지나 또는, 냉장 기기 본체(105)의 전원 소켓을 전기 콘센트에 접속한다. 그러면, 마이크로 컴퓨터(80)는 밸브 장치(162)를 폐쇄하고, 밸브 장치(163)를 개방하며, 냉매 배관(161)의 유로를 개방하여, 컴프레서(10)의 전동 요소(도시되지 않음)를 시동한다. 그에 따라, 컴프레서(10)의 제1 회전 압축 요소에 냉매가 흡입되어 압축되고, 밀폐 용기 안으로 토출된 냉매 가스는 냉매 도입관(20)에 들어가서, 컴프레서(10)로부터 중간 냉각 회로(35)로 유입된다. 그리고, 이 중간 냉각 회로(35)에서 가스 쿨러(40)를 통과하는 냉매로부터 공냉 방식에 의해 열이 방출된다.
따라서, 제2의 회전 압축 요소에 흡입된 냉매를 냉각할 수 있기 때문에, 밀폐 용기내의 온도 상승이 억제되고, 제2의 회전 압축 요소에 있어서의 압축 효율도 향상될 수 있다. 또, 제2의 회전 압축 요소에 의해 압축되어 토출된 냉매의 온도 상승도 억제할 수 있다.
그리고, 냉각된 중간압의 냉매 가스는 컴프레서(10)의 제2의 회전 압축 요소에 흡입되어 제 2 단계의 압축이 행해져서 고압 고온의 냉매 가스로 되며, 이 냉매 가스는 냉매 토출관(24)을 통해서 외부로 토출된다. 냉매 토출관(24)으로부터 토출된 냉매 가스는 가스 쿨러(40)에 유입되어, 공냉 방식에 의해 냉매 가스의 열이 방출된 후, 내부 열교환기(50)를 통과한다. 그러면, 이 냉매는 저압측의 냉매에 열을 빼앗겨서 더욱 냉각된다.
이 내부 열교환기(50)의 존재에 의하여, 가스 쿨러(40)로부터 나와서 내부 열교환기(50)를 통과하는 냉매는 저압측의 냉매에 열을 빼앗기기 때문에, 냉매의 과냉각도가 증대된다. 그 때문에, 증발기(92)에 있어서의 냉각 능력이 향상된다.
내부 열교환기(50)에 의해 냉각된 고압측의 냉매 가스는 스트레이너(54)와 밸브 장치(163)를 거쳐서 냉매 배관(161)에 유입되며, 제2의 캐필러리 튜브(159)에 이른다. 냉매의 압력은 제2의 캐필러리 튜브(159)에서 저하되며, 냉매는 냉매 배관(26)과 냉장 기기 본체(105)의 냉매 배관(94)의 일단을 접속하는 스웨지 록 조인트(도시되지 않음)를 통해서, 냉장 기기 본체(105)의 냉매 배관(94)으로부터 증발기(92) 안으로 유입된다. 여기서 냉매는 증발하면서, 주위의 공기로부터 흡열함으로써 냉각 작용을 발휘하며, 냉장 기기 본체(105)의 챔버의 내부를 냉각한다.
여기에서, 전술한 바와 같이, 시동시에는 마이크로 컴퓨터(80)가 냉매 배관(161)의 유로를 개방하기 때문에, 스트레이너(54)로부터의 냉매는 제1의 캐필러리 튜브(158) 보다 유로 저항이 작은 제2의 캐필러리 튜브(159)에 유입된다. 시동시에는 고압측의 압력이 상승하기 쉽다. 큰 유로 저항을 갖는 제1의 캐필러리 튜브(158)가 감압(減壓)되는 경우, 고압측의 냉매는 흐르기 어려워진다. 게다가, 고압측의 압력이 상승하여 기기의 설계압을 초과하여 버린다. 최악의 경우, 기기의 손상을 일으킨다고 하는 문제가 생길 우려가 있다.
하지만, 냉매는 제2의 캐필러리 튜브(159)에서 감압(減壓)되기 때문에, 고압측의 냉매의 유로 저항은 제1의 캐필러리 튜브(158)에서의 감압과 비교하여 더 작아진다. 따라서, 고압측 압력의 이상 상승을 막을 수 있어서, 기기의 손상을 미연에 회피할 수 있다.
그에 따라, 컴프레서(10)의 시동시에 안정된 운전을 행할 수 있기 때문에, 냉매 사이클 장치(110)의 신뢰성이 향상될 수 있다.
그리고, 냉매는 증발기(92)로부터 유출되어, 냉매 배관(94)의 타단과 컨덴싱 유닛(100)의 냉매 배관(28)을 접속하는 스웨지 록 조인트(도시되지 않음)를 거쳐서 컨덴싱 유닛(100)의 내부 열교환기(50)에 이른다. 그러면 이 냉매는 전술한 바와 같이 고압측의 냉매로부터 열을 빼앗아서 가열 작용을 받는다. 여기서, 냉매는 증발기(92)에서 저온으로 증발한다. 증발기(92)로부터 나온 냉매는 완전하게 기체 상태가 되는 것은 아니며, 액체가 혼재하는 상태로 되는 경우도 있다. 하지만, 냉매는 내부 열교환기(50)를 통과하여 고압측의 고온 냉매와 열교환함으로써 가열된다. 이 시점에서, 냉매의 과열도가 확보되고, 완전하게 기체로 된다.
그에 따라, 증발기(92)로부터 나온 냉매를 확실하게 가스화시킬 수 있기 때문에, 저압측에 어큐뮬레이터 등을 설치하지 않고도 컴프레서(10)에 액냉매가 흡입되는 것을 방지하도록 액백을 확실하게 방지하며, 컴프레서(10)가 액압축에 의해 손상되는 불편함을 회피할 수 있다. 따라서, 냉매 사이클 장치(110)의 신뢰성이 향상될 수 있다.
또한, 내부 열교환기(50)에서 가열된 냉매가, 스트레이너(56)를 거쳐서 냉매 도입관(22)으로부터 컴프레서(10)의 제1의 회전 압축 요소 안으로 흡입되는 사이클이 반복된다.
여기서, 냉장 기기 본체(105)의 챔버내 온도가 설정치 이하로 저하되면, 냉장 기기 본체(105)의 제어 장치(90)는 챔버내 온도 센서로부터의 출력을 소정의 통신 신호에 변환하여 이 신호를 마이크로 컴퓨터(80)에 송출한다. 신호를 수신하면 마이크로 컴퓨터(80)는 밸브 장치(162)를 개방하고 밸브 장치(163)를 폐쇄하며, 냉매 배관(160)의 유로를 개방한다. 그에 따라, 스트레이너(54)로부터의 냉매는 냉매 배관(160)에 유입되며, 냉매는 제1의 캐필러리 튜브(158)에서 감압된다.
즉, 컴프레서(10)의 시동 후에 어느 정도 냉매를 순환시키면 냉매 회로내의 기기와 냉매의 상태가 안정되며, 냉장 기기 본체(105)의 챔버내 온도도 저하된다. 그래서, 냉장 기기 본체(105)의 챔버내 온도가 설정치보다 저하되면, 제어 장치(90)는 마이크로 컴퓨터(80)에 소정의 신호를 송출한다. 신호를 수취한 마이크로 컴퓨터(80)는 유로 저항이 큰 제1의 캐필러리 튜브(158)에서 냉매가 감압되도록, 밸브 장치(162)를 개방하고 밸브 장치(163)를 폐쇄하며, 냉매 배관(160)의 유로를 개방한다. 그에 따라, 스트레이너(54)로부터의 냉매는 제1의 캐필러리 튜브(158)에서 감압되게 된다.
그에 따라, 유로 저항이 큰 제1의 캐필러리 튜브(158)에서 감압되면, 냉장 기기 본체(105)의 증발기(92)에서 냉매는 보다 저온 영역에서 증발하며, 그래서 챔버내의 온도를 소정의 저온으로 냉각할 수 있다.
이처럼, 냉장 기기 본체(105)의 챔버내 온도가 설정치보다 높은 경우에는, 스트레이너(54)로부터의 냉매를 보다 유로 저항이 작은 제2의 캐필러리 튜브(159)에서 감압시킨다. 따라서, 고압측 압력의 이상 상승을 미연에 회피할 수 있다. 게다가, 냉매 순환량이 증가하기 때문에, 냉각 능력(냉동 능력)이 향상된다.
그에 따라, 시동시에 컴프레서(10)의 불안정한 운전 상황을 회피할 수 있기 때문에, 냉매 사이클 장치(110)의 내구성이 향상될 수 있다.
또한, 냉장 기기 본체(105)의 챔버내 온도가 설정치 이하로 저하되면, 유로저항이 큰 제1의 캐필러리 튜브(158)에 의해 감압된 냉매가 증발기(92)에 유입된다. 그래서, 보다 저온 영역에서 냉매의 증발이 일어나며, 챔버내 온도를 소정의 저온으로 냉각할 수 있다.
또, 종래 기술에서와 같이 인버터에 의해서 컴프레서의 회전수를 제어(용량 제어)하거나, 팽창 밸브의 개방 정도를 조정하지 않고도, 캐필러리 튜브(158, 159)와 이들 튜브의 개폐를 제어하는 밸브 장치(162, 163) 만으로 고압측 압력의 이상상승을 방지할 수 있으며, 그에 따라 생산비용을 절감할 수 있다.
또한, 본 실시예의 냉매 사이클 장치에서는, 냉장 기기 본체(105)의 제어 장치(90)에 접속된 챔버내 온도 센서에 의해 검출된 냉장 기기 본체(105)의 챔버내 온도에 기초하여 밸브 장치(162, 163)가 개폐된다. 하지만, 본 발명은 이에 국한되는 것은 아니다. 냉매 회로내의 다른 지점의 냉매 온도에 기초하여, 예를 들면, 컨덴싱 유닛(100)의 마이크로 컴퓨터(80)에 접속된 복귀 온도 센서(78)에 의해 검출된 냉매 온도에 기초하여, 마이크로 컴퓨터(80)가 밸브 장치(162, 163)를 제어하도록 할 수도 있다.
게다가, 냉매 회로내의 냉매 온도에 관계없이, 컴프레서(10)의 시동으로부터 소정 시간이 경과되면 밸브 장치(162)를 개방하고 밸브 장치(163)를 닫도록 하는 경우에도 본 발명은 유효하다.
또, 유로 제어를 위한 밸브 장치가 제1의 캐필러리 튜브(158)를 포함하는 냉매 배관(160)과 제2의 캐필러리 튜브(159)를 포함하는 냉매 배관(161)의 두 배관에 설치되었다. 하지만, 도 3에 도시된 바와 같이 밸브 장치는 유로 저항이 작은 제2의 캐필러리 튜브(159)가 설치된 냉매 배관(161)에만 설치될 수도 있다. 이 경우, 시동시에는 밸브 장치(163)를 개방하여 냉매 배관(161)의 유로를 개방하며, 그에 따라, 스트레이너(54)로부터의 냉매는 저항이 작은 냉매 배관(161)에 유입된다. 그래서, 상기 실시예의 효과에 더하여, 밸브 장치(163)를 설치하는 것만으로도, 시동시의 유로 저항이 감소될 수 있음과 더불어 생산비용이 더 감소될 수 있다.
또, 본 실시예에서는 제1의 캐필러리 튜브(158)와 제2의 캐필러리 튜브(159)가 각각 냉매 배관(160)과 냉매 배관(161)에 설치되며, 이들 튜브는 병렬 접속되고 유로는 밸브 장치(162, 163)에 의해서 제어된다. 하지만 본 발명은 이에 국한되지 않는다. 3개 이상의 캐필러리 튜브를 설치하여 운전 상황에 따라서 각 캐필러리 튜브에 냉매가 흐르도록 하는 경우도 있을 수 있다. 혹은, 2개 이상의 캐필러리 튜브가 직렬 접속될 수도 있다. 이 경우, 1개 이상의 캐필러리 튜브를 바이패스하는 바이패스 배관이 설치되고, 이 바이패스 배관에는 밸브 장치가 설치되며, 운전 상황에 따라 튜브들 중 몇 개가 바이패스되도록 할 수도 있다.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명의 냉매 사이클 장치에서는, 스로틀 수단이 복수의 캐필러리 튜브로 구성된다. 그리고, 스로틀 수단의 유로 저항이 변경 가능하도록 각 캐필러리 튜브로의 냉매 유통이 제어된다. 컴프레서의 시동시에는 스로틀 수단의 유로 저항이 감소된다. 예를 들면, 스로틀 수단은 제1의 캐필러리 튜브와, 제1의 캐필러리 튜브에 병렬 접속되며 제1의 캐필러리 튜브보다 유로 저항이 작은 제2의 캐필러리 튜브로 구성되고, 각각의 캐필러리 튜브로의 냉매 유통을 제어하도록 밸브 장치가 설치되며, 예를 들면, 컴프레서의 시동시에 제2의 캐필러리튜브에 냉매가 흐르게 한다. 그러면, 시동시의 유로 저항이 감소될 수 있다.
그에 따라, 시동시에 고압측 압력이 이상 상승하게 되는 불편이 미연에 회피되며, 내구성의 향상과 원활한 운전을 확보할 수 있다.
또, 시동시 이외의 통상적인 운전시에 유로 저항을 증대시키면, 저온 영역에서 냉매의 증발이 일어나며, 그에 따라, 챔버내 온도가 소정의 저온으로 냉각될 수 있다. 그래서, 냉매 사이클 장치의 성능이 향상될 수 있다.
게다가, 종래 기술에서와 같이 인버터에 의해서 컴프레서의 회전수를 제어(용량 제어)하거나, 팽창 밸브의 개방 정도를 조정하지 않고도, 값이 싼 복수의 캐필러리 튜브만으로 고압측 압력의 이상 상승을 방지할 수 있고, 생산비용을 절감할 수 있다.
특히, 제2의 캐필러리 튜브로의 냉매 유통을 제어하는 밸브 장치가 설치되는 것만으로, 시동시의 유로 저항이 변경 가능해지고, 생산비용이 감소될 수 있다.
또, 본 발명은 고압측의 압력이 초임계로 되는 이산화탄소를 이용하는 장치에 적합하다. 그리고, 이산화탄소 냉매가 냉매로서 사용되면, 본 발명은 환경 문제에도 기여할 수 있다.
특히, 컴프레서가 구동 요소에 의해 구동되는 제1 및 제2의 압축 요소를 구비하고, 냉매 회로의 저압측으로부터 제1의 압축 요소에 냉매가 흡입되어 압축되고, 제1의 압축 요소로부터 토출된 중간압의 냉매가 제2의 압축 요소에 흡입되고 압축되어 가스 쿨러에 토출되는 경우에, 시동시의 압력의 이상 상승을 효과적으로 해소할 수 있다.
다음으로, 도 4를 참조하여 본 발명의 다른 실시예를 설명한다. 도 4는 본 발명의 냉매 사이클 장치의 다른 냉매 회로도를 나타낸다. 이 도면에서, 도 1의 참조 번호와 동일한 참조 번호는 동일하거나 유사한 기능/구조를 나타내며, 그래서 여기서는 그 설명을 생략한다. 이는 사용되는 냉매 또는 오일에 대해서도 적용된다.
이 경우에, 컴프레서(10)의 전동 요소는 직접 감기식의 DC 모터이며, 인버터에 의해서 회전수 및 토크가 제어된다. 또, 위에서 설명한 것과 마찬가지로, 마이크로 컴퓨터(80)는 컨덴싱 유닛(100)을 제어하는 제어 장치이고, 마이크로 컴퓨터(80)의 입력에는 토출 온도 센서(70), 고압 스위치(72), 외기 온도 센서(74), 냉매 온도 센서(76), 복귀 온도 센서(78), 전류 센서(65) 및 냉장 기기 본체(105)의 제어 장치(90)로부터의 신호가 접속된다. 그리고, 냉장 기기 본체(105)의 챔버내 온도가 -2℃ 내지 +5℃의 범위 내에 있도록, 출력에 접속된 컴프레서(10) 또는 팬(40F)은 이러한 입력에 근거하여 제어된다. 그리고, 마이크로 컴퓨터(80)는 냉장 기기 본체(105)의 제어 장치(90)로부터의 소정의 통신 신호에 응답하여 밸브 장치(162와 163)의 개폐를 제어한다. 또, 마이크로 컴퓨터(80)는 토출 온도 센서(70), 고압 스위치(72), 외기 온도 센서(74), 냉매 온도 센서(76), 복귀 온도 센서(78) 및 전류 센서(65)로부터의 입력에 더하여, 제어 장치(90)로부터의 신호에 기초하여 컴프레서(10)의 회전수를 제어한다.
냉장 기기 본체(105)의 제어 장치(90)에는, 증발기(92)에 의해서 냉각되는 피냉각 공간의 온도, 즉 본 실시예에서는 챔버내 온도를 검출하기 위한 챔버내 온도 센서(91)와, 챔버내 온도를 조절하기 위한 온도 조절 다이얼, 및 그 밖의 컴프레서(10)를 정지시키기 위한 기능이 구비되어 있다. 그리고, 제어 장치(90)는 챔버내 온도가 -2℃내지 +5℃의 범위 내에 있도록, 이러한 출력에 기초하여 팬(92F)을 제어한다. 게다가, 제어 장치(90)는, 챔버내 온도 센서(91)에 의해 검출된 챔버내 온도가 설정치보다 저하되는 경우에 소정의 신호를 마이크로 컴퓨터(80)로 송출한다.
즉, 챔버내 온도 센서(91)에 의해 검출된 냉장 기기 본체(105)의 챔버내 온도가 설정치인 +7℃ 이상일 때에, 마이크로 컴퓨터(80)는 밸브 장치(162)를 폐쇄하고 밸브 장치(163)를 개방하며, 냉매 배관(161)의 유로를 개방하도록 제어를 행한다. 그에 따라, 스트레이너(54)로부터의 냉매가 제2의 캐필러리 튜브(159)에 유입된다. 이 때, 마이크로 컴퓨터(80)는 컴프레서(10)의 회전수가 50∼60㎐의 범위 내에서 운전되도록 컴프레서(10)의 회전수를 제어한다.
그리고, 챔버내 온도 센서(91)에 의해 검출된 챔버내 온도가 +7℃ 보다 저하되면, 제어 장치(90)는 마이크로 컴퓨터(80)에 소정의 신호를 송출한다. 그에 따라, 마이크로 컴퓨터(80)는 밸브 장치(162)를 개방하고 밸브 장치(163)를 폐쇄하며, 냉매 배관(161)의 유로를 개방한다. 그러면, 스트레이너(54)로부터의 냉매가 제1의 캐필러리 튜브(158)에 유입되어, 스로틀 메커니즘(120)의 유로 저항이 증대된다. 또한, 마이크로 컴퓨터(80)는 제어 장치(90)로부터의 신호에 의해서 컴프레서(10)의 회전수를 낮춰서, 50Hz 이하, 본 실시예에서는 30∼50Hz의 범위 내에서 컴프레서(10)가 운전되도록 회전수를 제어한다.
다음으로, 이러한 경우의 냉매 사이클 장치(110)의 동작을 설명한다. 냉장 기기 본체(105)에 설치된 시동 스위치(도시되지 않음)를 켜거나 또는, 냉장 기기 본체(105)의 전원 소켓을 전기 콘센트에 접속한다. 그러면, 마이크로 컴퓨터(80)는 인버터를 통해서 컴프레서(10)의 전동 요소(도시되지 않음)를 시동한다. 이 때, 챔버내 온도 센서(91)에 의해 검출된 냉장 기기 본체(105)의 챔버내 온도가 +7℃ 이상일 경우에, 마이크로 컴퓨터(80)는 제어 장치(90)로부터의 신호에 기초하여, 밸브 장치(162)를 폐쇄하고 밸브 장치(163)를 개방하며, 냉매 배관(161)의 유로를 개방함과 동시에, 컴프레서(10)의 회전수가 50∼60㎐의 범위 내에서 운전되도록 컴프레서의 회전수를 제어한다. 그에 따라, 컴프레서(10)의 제1의 회전 압축 요소에 냉매가 흡입되어 압축되고, 밀폐 용기 안으로 토출된 냉매 가스는 냉매 도입관(20)으로 들어가서, 컴프레서(10)로부터 나와서 중간 냉각 회로(35)로 유입된다. 그리고, 이 중간 냉각 회로(35)에서, 가스 쿨러(40)를 통과하는 냉매로부터 공냉 방식에 의해 열이 방출된다.
따라서, 제2의 회전 압축 요소에 흡입된 냉매를 냉각할 수 있기 때문에, 밀폐 용기내의 온도 상승이 억제되고, 제2의 회전 압축 요소에 있어서의 압축 효율도 향상될 수 있다. 또, 제2의 회전 압축 요소에 의해 압축되어 토출된 냉매의 온도 상승도 억제할 수 있다.
그리고, 냉각된 중간압의 냉매 가스는 컴프레서(10)의 제2의 회전 압축 요소에 흡입되어 제 2 단계의 압축이 행해져서 고압 고온의 냉매 가스로 되며, 이 냉매 가스는 냉매 토출관(24)을 통해서 외부로 토출된다. 냉매 토출관(24)으로부터 토출된 냉매 가스는 가스 쿨러(40)에 유입되어, 공냉 방식에 의해 냉매 가스의 열이 방출된 후, 내부 열교환기(50)를 통과한다. 그러면, 이 냉매는 저압측의 냉매에 열을 빼앗겨서 더욱 냉각된다.
이 내부 열교환기(50)의 존재에 의해서, 가스 쿨러(40)로부터 나와서 내부 열교환기(50)를 통과하는 냉매는 저압측의 냉매에 열을 빼앗기기 때문에, 냉매의 과냉각도가 증대된다. 그 때문에, 증발기(92)에 있어서의 냉각 능력이 향상된다.
내부 열교환기(50)에 의해 냉각된 고압측의 냉매 가스는 스트레이너(54)와 밸브 장치(163)를 거쳐서 냉매 배관(161)에 유입되며, 제2의 캐필러리 튜브(159)에 이른다. 냉매의 압력은 제2의 캐필러리 튜브(159)에서 저하되며, 냉매는 냉매 배관(26)과 냉장 기기 본체(105)의 냉매 배관(94)의 일단을 접속하는 스웨지 록 조인트(도시되지 않음)를 통해서, 냉장 기기 본체(105)의 냉매 배관(94)으로부터 증발기(92) 안으로 유입된다. 여기서 냉매는 증발하면서, 주위의 공기로부터 흡열함으로써 냉각 작용을 발휘하며, 냉장 기기 본체(105)의 챔버의 내부를 냉각한다.
여기서, 전술한 바와 같이 챔버내 온도 센서(91)에 의해 검출된 냉장 기기 본체(105)의 챔버내 온도가 +7℃ 이상일 경우에, 마이크로 컴퓨터(80)는 냉매 배관(161)의 유로를 개방하며, 스트레이너(54)로부터의 냉매는 제1의 캐필러리 튜브(158) 보다 유로 저항이 작은 제2의 캐필러리 튜브(159)에 유입된다. 냉장 기기 본체(105)의 챔버내 온도가 +7℃ 이상일 때에는 냉장 기기 본체(105)의 챔버의 내부를 조기에 냉각시키는 것이 바람직하다. 즉, 유로 저항이 작은 제2의 캐필러리 튜브(159)에서 감압되며, 또 컴프레서(10)는 50∼60㎐ 범위의 비교적 높은 회전수로 운전되므로, 냉매 회로내의 냉매 순환량이 증가한다. 따라서, 증발기(92)에 유입되는 냉매량이 증가하기 때문에, 증발기(92)에서의 냉각 능력(냉동 능력)이 향상된다.
이 상태를 도 5를 참조하여 설명한다. 도 5는 냉장 기기 본체(105)의 챔버내 온도의 추이를 나타내는 도면이다. 라인 A는 본 발명을 적용한 경우의 챔버내 온도의 추이를 나타낸다. 라인 B는 종래의 챔버내 온도의 추이를 나타낸다. 종래와 같이 유로 저항이 큰 캐필러리 튜브(158)만을 사용하는 경우, 챔버내 온도가 고온인 경우에는, 증발기(92)에서의 증발 온도는 -10℃로 낮게 된다. 하지만, 증발기(92)에 유입되는 냉매량이 적기 때문에, 도 5의 라인 B로 나타내는 바와 같이 냉장 기기 본체(105)의 챔버의 내부는 냉각되기 어렵다.
하지만, 본 발명에서는 유로 저항이 서로 다른 2개의 캐필러리 튜브(158, 159)가 사용된다. 챔버내 온도가 고온일 경우에는, 유로 저항이 작은 제2의 캐필러리 튜브(159)가 사용되므로, 증발기(92)에서의 증발 온도는 0℃로 된다. 이 온도는 제1의 캐필러리 튜브(158)에서의 감압과 비교하여 더 높다. 하지만, 보다 많은 냉매가 증발기(92)에 유입되기 때문에, 도 5의 라인 A로 나타내는 바와 같이 냉장 기기 본체(105)의 챔버의 내부가 조기에 냉각될 수 있다.
한편, 챔버내 온도 센서(91)에 의해 검출된 냉장 기기 본체(105)의 챔버내 온도가 +7℃ 보다 저하되면, 제어 장치(90)는 마이크로 컴퓨터(80)에 소정의 신호를 송출한다. 그에 따라, 마이크로 컴퓨터(80)는 밸브 장치(162)를 개방하고 밸브 장치(163)를 폐쇄하며, 냉매 배관(160)의 유로를 개방한다. 또한, 마이크로컴퓨터(80)는 컴프레서(10)의 회전수를 낮춰서 30∼50㎐의 범위에서 컴프레서(10)가 운전되도록 컴프레서(10)의 회전수를 제어한다. 그래서, 스트레이너(54)로부터의 냉매는 유로 저항이 큰 제1의 캐필러리 튜브(158)에 유입된다. 냉장 기기 본체(105)의 챔버내 온도가 어느 정도 냉각되어 +7℃ 보다 저하되면, 냉장 기기 본체(105)의 챔버의 내부는 원하는 온도(본 실시예에서는 2℃∼+5℃)가 되도록 하는 것이 바람직하다. 즉, 유로 저항이 큰 제1의 캐필러리 튜브(158)에 의해서 감압되면, 냉장 기기 본체(105)의 증발기(92)에서 냉매는 보다 저온 영역에서 증발된다. 그래서, 챔버내의 온도를 소정의 저온(-2℃∼+5℃)으로 냉각할 수 있다.
이 때, 컴프레서(10)가 50∼60㎐ 범위의 비교적 높은 회전수로 운전되도록 컴프레서(10)의 회전수를 제어하는 경우에, 스트레이너(54)로부터의 고압 냉매는 유로 저항이 큰 제1의 캐필러리 튜브(158)에서 감압된다. 그래서, 고압측의 냉매가 흐르기 어려워짐에도 불구하고, 컴프레서(10)에 의해서 보다 많은 냉매가 압축된다. 그에 따라, 고압측 압력이 이상 상승하여 기기의 설계압을 초과하여 버리며, 최악의 경우, 기기의 손상을 일으킨다고 하는 문제가 생길 우려가 있다.
이 때문에, 마이크로 컴퓨터(80)가 컴프레서(10)의 회전수를 낮춰서 30∼50㎐의 범위 내에서 컴프레서가 운전되도록 제어하면, 고압측 압력의 이상 상승이 방지될 수 있고, 기기의 손상이 미연에 회피될 수 있다.
한편, 냉장 기기 본체(105)의 챔버 내부는 어느 정도 냉각된 상태로 있다. 그 때문에, 컴프레서(10)의 회전수를 낮춰서 냉각 능력이 저하되어도 문제가 되지 않는다. 또, 컴프레서(10)의 회전수를 내려서 냉장 기기를 운전하면, 소비 전력을절감 할 수 있다.
다른 한편, 챔버내 온도 센서(91)에 의해 검출된 냉장 기기 본체(105)의 챔버내 온도가 +7℃ 이상이면, 제어 장치(90)는 마이크로 컴퓨터(80)에 소정의 신호를 송출하고, 마이크로 컴퓨터(80)는 밸브 장치(162)를 폐쇄하고 밸브 장치(163)를 개방하여, 냉매 배관(161)의 유로를 개방한다. 그리고, 마이크로 컴퓨터(80)는 컴프레서(10)의 회전수를 낮춰서 50∼60㎐의 범위 내에서 컴프레서(10)가 운전되도록 컴프레서(10)의 회전수를 제어한다.
그래서, 전술한 바와 같이 냉매 사이클을 순환하는 냉매량이 증가하기 때문에, 보다 많은 냉매가 증발기(92)에 유입되므로, 증발기(92)에 있어서의 냉각 능력이 향상되고, 조기에 냉장 기기 본체(105)의 챔버내 온도를 낮출 수 있다.
또, 냉매는 증발기(92)로부터 유출되어, 냉매 배관(94)의 타단과 컨덴싱 유닛(100)의 냉매 배관(28)을 접속하는 스웨지 록 조인트(도시되지 않음)를 거쳐서 컨덴싱 유닛(100)의 내부 열교환기(50)에 이른다. 그러면, 이 냉매는 고압측의 냉매로부터 열을 빼앗아서 가열 작용을 받는다. 여기서, 냉매는 증발기(92)에서 저온으로 증발한다. 증발기(92)로부터 토출된 냉매는 완전하게 기체 상태가 되는 것은 아니며, 액체가 혼재하는 상태로 되는 경우도 있다. 하지만, 냉매는 내부 열교환기(50)를 통과하여 고압측의 고온 냉매와 열교환함으로써 가열된다. 이 시점에서, 냉매의 과열도가 확보되고, 완전하게 기체로 된다.
그에 따라, 증발기(92)로부터 나온 냉매를 확실하게 가스화시킬 수 있기 때문에, 저압측에 어큐뮬레이터 등을 설치하지 않고도 컴프레서(10)에 액냉매가 흡입되는 것을 방지하도록 액백을 확실하게 방지하며, 컴프레서(10)가 액압축에 의해 손상되는 불편함을 회피할 수 있다. 따라서, 냉매 사이클 장치(110)의 신뢰성이 향상될 수 있다.
또한, 내부 열교환기(50)에서 가열된 냉매가, 스트레이너(56)를 거쳐서 냉매 도입관(22)으로부터 컴프레서(10)의 제1의 회전 압축 요소 안으로 흡입되는 사이클이 반복된다.
여기서, 챔버내 온도 센서(91)에 의해 검출된 냉장 기기 본체(105)의 챔버내온도가 설정치보다 높으면, 스트레이너(54)로부터의 냉매는 유로 저항이 보다 작은 제2의 캐필러리 튜브(159)에서 감압된다. 게다가, 컴프레서(10)의 회전수가 상승하여 50∼60㎐의 범위 내에서 컴프레서(10)가 운전되도록 컴프레서(10)의 회전수가 제어되며, 냉매 회로내의 냉매 순환량이 증가된다. 그에 따라, 증발기(92)에 유입되는 냉매량이 증가하기 때문에, 냉각 능력(냉동 능력)이 향상된다. 따라서, 냉장 기기 본체(105)의 챔버 내부를 조기에 냉각할 수 있다.
한편, 냉장 기기 본체(105)의 챔버내 온도가 설정치보다 저하되는 경우에는, 유로 저항이 큰 제1의 캐필러리 튜브(158)에서 감압된다. 또, 컴프레서(10)의 회전수를 낮춰서 30∼50㎐의 범위 내에서 컴프레서(10)가 운전되도록 컴프레서(10)의 회전수를 제어하여, 고압측 압력의 이상 상승을 회피할 수 있다. 증발기(92)에서 냉매는 보다 저온 영역에서 증발되기 때문에, 챔버내 온도를 소정의 저온까지 냉각할 수 있다. 또한, 컴프레서(10)의 회전수를 낮춰서 운전하면, 소비 전력을 절감할 수 있다.
또, 종래와 같이 밸브의 개방 정도를 조정하기 위해서 스로틀 수단에 전동식 또는 기계식 팽창 밸브를 사용하는 일 없이, 스로틀 메커니즘이 값이 싼 캐필러리 튜브(158, 159)로 구성될 수 있으며, 그에 따라 생산비용을 절감할 수 있다.
따라서, 컴프레서(10)의 불안정한 운전 상황을 회피하면서, 냉매 사이클 장치(110)의 생산비용의 절감과 성능의 향상을 실현할 수 있다.
또한, 본 실시예의 냉매 사이클 장치에서는, 냉장 기기 본체(105)의 챔버내 온도를 검출하는 챔버내 온도 센서(91)의 출력인 증발기(92)에 의해서 냉각되는 피냉각 공간의 온도에 기초하여, 밸브 장치(162, 163)를 개폐하고 컴프레서(10)의 회전수를 제어한다. 하지만, 본 발명은 챔버내 온도에 국한되지 않는다. 실질적으로 증발기(92)에 의해서 냉각되는 피냉각 공간의 온도를 검출할 수 있는 한, 예를 들면, 증발기(92)의 증발 온도를 검출하는 센서나, 증발기(92)와 열교환한 냉기가 통과하는 경로내의 온도를 검출하는 센서에 기초하여 제어를 행할 수도 있다.
또, 유로 제어를 위한 밸브 장치를 제1의 캐필러리 튜브(158)를 포함하는 냉매 배관(160)과 제2의 캐필러리 튜브(159)를 포함하는 냉매 배관(161)의 두 배관 모두에 설치하였다. 하지만, 도 3에 나타낸 바와 같이, 밸브 장치를 유로 저항이 작은 제2의 캐필러리 튜브(159)가 설치된 냉매 배관(161)에만 설치할 수도 있다. 이 경우, 챔버내 온도가 7℃ 이상일 때에는 밸브 장치(163)를 개방해서 냉매 배관(161)의 유로를 개방하며, 그에 따라 스트레이너(54)로부터의 냉매는 저항이 작은 냉매 배관(161)에 유입된다. 그래서, 상기 실시예의 효과에 더하여, 밸브 장치(163)를 설치하는 것만으로도, 유로 저항이 변경될 수 있으며, 생산비용을 보다더 감소시킬 수 있다.
또, 본 실시예에서는 제1의 캐필러리 튜브(158)와 제2의 캐필러리 튜브(159)가 각각 냉매 배관(160) 및 냉매 배관(161)에 설치되고, 이들 튜브가 병렬 접속되며, 유로는 밸브 장치(162, 163)에 의해서 제어된다. 하지만, 본 발명은 이에 국한되지 않는다. 도 5에 나타내는 바와 같이 3개 이상의 캐필러리 튜브를 설치하여, 운전 상황에 따라서 각 캐필러리 튜브에 냉매가 흐르도록 할 수도 있다. 이 경우에는, 보다 세밀한 제어를 행할 수 있게 된다. 또한, 도 6에서 K1 내지 K4는 캐필러리 튜브를 나타내며, V1 내지 V4는 각 캐필러리 튜브(K1 내지 K4)로의 냉매 유통을 제어하는 밸브 장치이다.
게다가, 2개 이상의 캐필러리 튜브가 직렬 접속된다. 이 경우에, 1개 이상의 캐필러리 튜브를 바이패스하는 바이패스 배관이 설치되고, 이 바이패스 배관에는 밸브 장치가 설치되며, 운전 상황에 따라 튜브들 중 몇 개가 바이패스되도록 할 수도 있다.
이상 상술한 것처럼, 본 발명의 냉매 사이클 장치에서는 스로틀 수단이 복수의 캐필러리 튜브로 구성된다. 그리고, 각 캐필러리 튜브로의 냉매 유통 및 컴프레서의 회전수를 제어하기 위해서 제어 장치가 설치된다. 스로틀 수단의 유로 저항이 변경 가능하도록 제어 장치에 의해서 냉매 유통이 제어된다.
제어 장치는 실질적으로 증발기에 의해서 냉각되는 피냉각 공간의 온도를 검출하는 센서의 출력에 기초하여, 센서에 의해 검출된 온도가 소정값 이상일 때는 스로틀 수단의 유로 저항을 작게 하여 컴프레서의 회전수를 상승시키며, 온도가 설정치보다 저하되면 스로틀 수단의 유로 저항을 크게 하여 컴프레서의 회전수를 낮춘다. 예를 들면, 스로틀 수단은 제1의 캐필러리 튜브와, 제1의 캐필러리 튜브에 병렬 접속되며 제1의 캐필러리 튜브보다 유로 저항이 작은 제2의 캐필러리 튜브로 구성되며, 각 캐필러리 튜브로의 냉매 유통을 제어하도록 밸브 장치가 설치된다. 제어 장치는 센서에 의해 검출된 온도가 소정값 이상일 때는 제2의 캐필러리 튜브에 냉매가 흐르게 하고, 온도가 설정치보다 저하되면 제1의 캐필러리 튜브에 냉매가 흐르도록 밸브 장치를 제어한다. 그러면, 센서에 의해 검출된 온도에 기초하여 유로 저항이 변경될 수 있다.
따라서, 고압측 압력이 이상 상승해 버리는 불편함을 미연에 회피하고, 내구성의 향상과 원활한 운전을 확보할 수 있게 된다.
또, 센서에 의해 검출된 온도가 소정치 이상일 때에는, 스로틀 수단의 유로 저항을 감소시켜서 컴프레서의 회전수를 상승시키며, 그에 따라 냉매 회로내의 냉매 순환량이 증가한다. 그래서, 증발기에 유입되는 냉매량이 증가하기 때문에, 냉각 능력(냉동 능력)이 향상되며, 피냉각 공간이 조기에 냉각될 수 있다.
한편, 센서에 의해 검출된 온도가 소정치보다 저하되면, 스로틀 수단의 유로 저항을 증대시켜 컴프레서의 회전수를 낮추며, 그에 따라 고압측 압력의 이상 상승을 회피할 수 있다.
또, 증발기에서 냉매는 보다 저온 영역에서 증발되기 때문에, 피냉각 공간을 소정의 저온까지 냉각할 수 있다. 또한, 컴프레서의 회전수를 낮추면, 소비 전력을 절감할 수 있다.
종래와 같이 밸브의 개방 정도를 조정하기 위해서 전동식 또는 기계식 팽창 밸브를 사용하는 일 없이, 감압 수단을 값이 싼 복수의 캐필러리 튜브만으로 구성할 수 있으며, 그에 따라 생산비용을 절감할 수 있다.
특히, 제2의 캐필러리 튜브로의 냉매 유통을 제어하는 밸브 장치를 설치하는 것만으로, 유로 저항을 변경할 수 있기 때문에, 생산비용을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명은 고압측의 압력이 초임계로 되는 이산화탄소를 냉매로서 사용하는 장치에 매우 적합하다. 게다가, 이산화탄소 냉매를 냉매로서 사용하면, 본 발명은 환경 문제에도 기여할 수 있게 된다.
특히, 컴프레서가 구동 요소에 의해 구동되는 제1 및 제2의 압축 요소를 구비하고, 냉매 회로의 저압측으로부터 제1의 압축 요소에 냉매가 흡입되어 압축되고, 제1의 압축 요소로부터 토출된 중간압의 냉매가 제2의 압축 요소에 흡입되고 압축되어 가스 쿨러에 토출되는 경우에, 고압측 압력의 이상 상승을 효과적으로 해소할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 또 다른 실시예를 설명한다. 이 경우에, 냉매 사이클 장치의 냉매 회로는 도 4의 냉매 회로와 유사하다. 이 경우에도, 컴프레서(10)의 전동 요소는 직접 감기식의 DC 모터이며, 인버터에 의해서 회전수와 토크가 제어된다.
또한, 이 경우에, 챔버내 온도 센서(91)에 의해 검출된 챔버내 온도가 +29℃내지 +35℃ 중 임의의 온도인 규정 온도(실시예에서는 +32℃)보다 낮은 경우에, 제어 장치(90)는 소정의 신호를 마이크로 컴퓨터(80)에 송출한다.
즉, 챔버내 온도 센서(91)에 의해 검출된 냉장 기기 본체(105)의 챔버내 온도가 +32℃ 이상이면, 마이크로 컴퓨터(80)는 밸브 장치(162)를 폐쇄하고 밸브 장치(163)를 개방하여 냉매 배관(161)의 유로를 개방한다. 스트레이너(54)로부터의 냉매는 제2의 캐필러리 튜브(159)에 유입되도록 제어되며, 스로틀 메커니즘(120)의 유로 저항은 감소된다. 이 때, 마이크로 컴퓨터(80)는 컴프레서(10)가 50∼60㎐ 범위 내의 회전수로 운전되도록 컴프레서(10)의 회전수를 제어한다.
그리고, 챔버내 온도 센서(91)에 의해 검출된 챔버내 온도가 +32℃ 보다 저하되면, 제어 장치(90)는 마이크로 컴퓨터(80)에 소정의 신호를 송출하고, 그에 따라 마이크로 컴퓨터(80)는 밸브 장치(162)를 개방하고 밸브 장치(163)를 폐쇄하여 냉매 배관(161)의 유로를 개방한다. 따라서, 스트레이너(54)로부터의 냉매는 제1의 캐필러리 튜브(158)에 유입되고, 스로틀 메커니즘(120)의 유로 저항은 커진다. 게다가, 마이크로 컴퓨터(80)는 제어 장치(90)로부터의 신호에 응답하여, 컴프레서(10)의 회전수를 낮춰서 컴프레서(10)의 회전수가 50㎐ 이하, 예를 들면 30∼50㎐의 범위 내에서 운전되도록 컴프레서(10)의 회전수를 제어한다.
다음으로, 이 경우의 냉매 사이클 장치(110)의 동작을 설명한다. 냉장 기기 본체(105)에 설치된 시동 스위치(도시되지 않음)를 켜거나 또는, 냉장 기기 본체(105)의 전원 소켓을 전기 콘센트에 접속한다. 그러면, 마이크로 컴퓨터(80)는 인버터를 통해서 컴프레서(10)의 전동 요소(도시되지 않음)를 시동한다. 이 때, 챔버내 온도 센서(91)에 의해 검출된 냉장 기기 본체(105)의 챔버내 온도가 +32℃ 이상이면, 마이크로 컴퓨터(80)는 제어 장치(90)로부터의 신호에 기초하여, 밸브 장치(162)를 폐쇄하고 밸브 장치(163)를 개방하며, 냉매 배관(161)의 유로를 개방하고, 컴프레서(10)가 50∼60㎐ 범위 내의 회전수로 운전되도록 컴프레서(10)의 회전수를 제어한다. 그에 따라, 컴프레서(10)의 제1 회전 압축 요소에 냉매가 흡입되어 압축되고, 밀폐 용기 안으로 토출된 냉매 가스는 냉매 도입관(20)으로 들어가서, 컴프레서(10)로부터 중간 냉각 회로(35)에 유입된다. 그리고, 이 중간 냉각 회로(35)에서 가스 쿨러(40)를 통과하는 냉매로부터 공냉방식에 의해 열이 방출된다.
따라서, 제2의 회전 압축 요소에 흡입된 냉매를 냉각할 수 있기 때문에, 밀폐 용기내의 온도 상승이 억제되고, 제2의 회전 압축 요소에 있어서의 압축 효율도 향상될 수 있다. 또, 제2의 회전 압축 요소에 의해 압축되어 토출된 냉매의 온도 상승도 억제할 수 있다.
그리고, 냉각된 중간압의 냉매 가스는 컴프레서(10)의 제2의 회전 압축 요소에 흡입되어 제 2 단계의 압축이 행해져서 고압 고온의 냉매 가스로 되며, 이 냉매 가스는 냉매 토출관(24)을 통해서 외부로 토출된다. 냉매 토출관(24)으로부터 토출된 냉매 가스는 가스 쿨러(40)에 유입되어, 공냉 방식에 의해 냉매 가스의 열이 방출된 후, 내부 열교환기(50)를 통과한다. 그러면, 이 냉매는 저압측의 냉매에 열을 빼앗겨서 더욱 냉각된다.
이 내부 열교환기(50)의 존재에 의해서, 가스 쿨러(40)로부터 나와서 내부 열교환기(50)를 통과하는 냉매는 저압측의 냉매에 열을 빼앗기기 때문에, 냉매의 과냉각도가 증대된다. 그 때문에, 증발기(92)에 있어서의 냉각 능력(냉동 능력)이향상된다.
내부 열교환기(50)에 의해 냉각된 고압측의 냉매 가스는 스트레이너(54)와 밸브 장치(163)를 거쳐서 냉매 배관(161)에 유입되며, 제2의 캐필러리 튜브(159)에 이른다. 냉매의 압력은 제2의 캐필러리 튜브(159)에서 저하되며, 냉매는 냉매 배관(26)과 냉장 기기 본체(105)의 냉매 배관(94)의 일단을 접속하는 스웨지 록 조인트(도시되지 않음)를 통해서, 냉장 기기 본체(105)의 냉매 배관(94)으로부터 증발기(92) 안으로 유입된다. 여기서 냉매는 증발하면서, 주위의 공기로부터 흡열함으로써 냉각 작용을 발휘하며, 냉장 기기 본체(105)의 챔버의 내부를 냉각한다.
여기서, 전술한 바와 같이, 챔버내 온도 센서(91)에 의해 검출된 냉장 기기 본체(105)의 챔버내 온도가 +32℃ 이상이면, 마이크로 컴퓨터(80)는 냉매 배관(161)의 유로를 개방하며, 그에 따라 스트레이너(54)로부터의 냉매는 제1의 캐필러리 튜브(158)보다 유로 저항이 작은 제2의 캐필러리 튜브(159)에 유입된다.
한편, 챔버내 온도 센서(91)에 의해 검출된 냉장 기기 본체(105)의 챔버내 온도가 +32℃ 보다 저하되면, 제어 장치(90)는 마이크로 컴퓨터(80)에 소정의 신호를 송출한다. 그에 따라, 마이크로 컴퓨터(80)는 밸브 장치(162)를 개방하고 밸브 장치(163)를 폐쇄하여 냉매 배관(160)의 유로를 개방한다. 또한, 마이크로 컴퓨터(80)는 컴프레서(10)의 회전수를 낮춰서 30∼50㎐ 범위 내에서 운전되도록 컴프레서(10)의 회전수를 제어한다. 그에 따라, 스트레이너(54)로부터의 냉매는 유로 저항이 큰 제1의 캐필러리 튜브(158)에 유입된다.
이 상태를 도 7을 참조하여 설명한다. 도 7은 냉장 기기 본체(105)의 챔버내온도와 냉각 능력(냉동 능력)의 관계를 나타내는 도면이다. 실선은 제1의 캐필러리 튜브(158)에서 감압이 이루어진 경우의 냉각 능력을 나타내며, 파선은 제2의 캐필러리 튜브(159)에서 감압이 이루어진 경우의 냉각 능력을 나타낸다. 도 7에 나타낸 것처럼, 냉장 기기 본체(105)의 챔버내 온도가 +29℃ 내지 +35℃일 때 냉각 능력이 현저하게 변화한다. 즉, 챔버내 온도가 +29℃ 보다 낮은 온도대에서는 냉각 능력이 높다. +29℃ 부근에서 냉각 능력이 급격하게 저하되며, +35℃ 이상으로 되면 냉각 능력의 저하가 작지 않다.
또, 유로 저항이 큰 제1의 캐필러리 튜브(158)에서 감압이 이루어지는 경우에는, 증발기(92)에서 냉매는 보다 저온 영역에서 증발되지만(증발 온도는 -8℃), 유로 저항이 작은 제2의 캐필러리 튜브(159)에서의 감압과 비교하여 냉각 능력은 낮다.
냉장 기기 본체(105)의 챔버내 온도가 +32℃ 이상인 경우에도, 상기와 같이 유로 저항이 큰 제1의 캐필러리 튜브(158)에서 냉매의 감압이 이루어지면, 원하는 냉각 능력이 얻어지도록, 컴프레서(10)의 회전수를 상승시켜서 냉매 회로의 순환 냉매량을 증대시키고 증발기(92)에 유입되는 냉매량을 증대시킬 필요가 있다. 소비 전력이 증대된다. 또, 고압측의 냉매가 흐르기 어려워짐에도 불구하고, 컴프레서(10)에 의해서 더 많은 냉매가 압축된다. 그에 따라, 고압측 압력이 이상 상승하여 기기의 설계압을 초과하게 된다. 최악의 경우, 기기의 손상을 일으킨다고 하는 문제가 생길 우려가 있다.
따라서, 챔버내 온도가 +32℃ 이상일 때, 마이크로 컴퓨터(80)는 유로 저항이 작은 제2의 캐필러리 튜브(159)에서 냉매가 감압되도록, 밸브 장치(163)를 개방하여 냉매 배관(161)의 유로를 개방한다. 그리고, 컴프레서(10)가 50∼60㎐ 범위의 회전수로 운전되도록 컴프레서(10)의 회전수를 제어하면, 냉매 회로의 냉매 순환량이 증가한다. 그에 따라, 증발기(92)에 유입되는 냉매량이 증가하고, 증발기(92)에서의 냉각 능력이 향상된다.
한편, 챔버내 온도가 +32℃ 보다 낮은 경우에, 마이크로 컴퓨터(80)는 유로 저항이 큰 제1의 캐필러리 튜브(158)에서 냉매가 감압되도록, 밸브 장치(162)를 개방하여 냉매 배관(160)의 유로를 개방한다. 컴프레서(10)가 30∼50㎐ 범위의 회전수로 운전되도록 컴프레서(10)의 회전수를 제어한다. 그에 따라, 증발기(92)에서 냉매는 보다 저온 영역에서 증발되기 때문에, 냉장 기기 본체(105)의 챔버의 내부를 원하는 온도(-2℃ 내지 +7℃)로 설정할 수 있다. 즉, 유로 저항이 작은 제2의 캐필러리 튜브(159)에서 냉매가 감압되는 경우에, 증발기(92)에서의 냉매의 증발 온도는 0℃로 높고, 이러한 증발 온도에서는 0℃ 부근에서 냉장 기기 본체(105)의 챔버내 온도를 냉각시키는 것이 곤란하였다. 또, 원하는 온도를 얻기 위해서는, 컴프레서(10)의 회전수를 상승시켜서 증발기(92)에 유입되는 냉매량을 현저하게 증대시킬 요소가 있는데, 이는 소비 전력의 증대를 초래한다.
하지만, 상술한 바와 같이, +32℃ 보다 낮은 챔버내 온도에서는, 유로 저항이 큰 제1의 캐필러리 튜브(158)에서 냉매가 감압되며, 그에 따라 도 7에 나타내는 바와 같이 증발기(92)에서 냉매는 -8℃에서 증발된다. 그래서, 컴프레서(10)의 회전수를 상승시켜서 증발기(92)에 유입되는 냉매량을 증대시키지 않고도, 냉장 기기본체(105)의 챔버내 온도를 -2℃ 내지 +7℃의 범위가 되게 설정할 수 있다.
이 때, 도 7에 나타내는 바와 같이, 냉각 능력은 제2의 캐필러리 튜브(159)에서의 감압과 비교하여 저하되지만, 전술한 바와 같은 온도대에서 냉각 능력은 높기 때문에 아무런 문제가 없다.
또, 유로 저항이 큰 제1의 캐필러리 튜브(158)에서 감압이 이루어지는 경우, 및 컴프레서(10)가 50∼60㎐의 비교적 높은 회전수로 운전되도록 컴프레서(10)의 회전수를 제어하는 경우, 고압측의 냉매는 흐르기 어려워짐에도 불구하고, 컴프레서(10)에 의해서 보다 많은 냉매가 압축된다. 그에 따라, 고압측 압력이 이상 상승하여 기기의 설계압을 초과하여 버리며, 최악의 경우, 기기의 손상을 일으킨다고 하는 문제가 생길 우려가 있다.
이 때문에, 마이크로 컴퓨터(80)는 컴프레서(10)의 회전수를 낮춰서 30∼50㎐ 범위 내에서 컴프레서가 운전되도록 컴프레서(10)의 회전수를 제어하여, 상기와 같은 고압측 압력의 이상 상승을 막을 수 있고, 기기의 손상을 미연에 회피할 수 있다. 회전수를 저하시키기 때문에, 소비 전력을 보다 더 절감할 수 있다.
다른 한편, 챔버내 온도 센서(91)에 의해 검출된 냉장 기기 본체(105)의 챔버내 온도가 +32℃ 이상이면, 제어 장치(90)는 마이크로 컴퓨터(80)에 소정의 신호를 송출하며, 마이크로 컴퓨터(80)는 밸브 장치(162)를 폐쇄하고 밸브 장치(163)를 개방하여 냉매 배관(161)의 유로를 개방한다. 또한, 마이크로 컴퓨터(80)는 컴프레서(10)의 회전수를 상승시켜서 50∼60Hz 범위 내에서 컴프레서(10)가 운전되도록 컴프레서(10)의 회전수를 제어한다.
따라서, 전술한 바와 같이 냉매 사이클을 순환하는 냉매량이 증가하기 때문에, 증발기(92)에 보다 많은 냉매가 유입되며, 그에 따라 증발기(92)에서의 냉각 능력이 향상되고, 조기에 냉장 기기 본체(105)의 챔버내 온도를 저하시킬 수 있다.
그리고, 냉매는 증발기(92)로부터 유출되어, 냉매 배관(94)의 타단과 컨덴싱 유닛(100)의 냉매 배관(28)을 접속하는 스웨지 록 조인트(도시되지 않음)를 거쳐서 컨덴싱 유닛(100)의 내부 열교환기(50)에 이른다. 그러면 이 냉매는 고압측의 냉매로부터 열을 빼앗아서 가열 작용을 받는다. 여기서, 냉매는 증발기(92)에서 저온으로 증발한다. 증발기(92)를 나온 냉매는 완전하게 기체 상태가 되는 것은 아니며, 액체가 혼재하는 상태로 되는 경우도 있다. 하지만, 냉매는 내부 열교환기(50)를 통과하여 고압측의 고온 냉매와 열교환함으로써 가열된다. 이 시점에서, 냉매의 과열도가 확보되고, 완전하게 기체로 된다.
따라서, 증발기(92)로부터 나온 냉매를 확실하게 가스화시킬 수 있기 때문에, 저압측에 어큐뮬레이터 등을 설치하지 않고도 컴프레서(10)에 액냉매가 흡입되는 것을 방지하도록 액백을 확실하게 방지하며, 컴프레서(10)가 액압축에 손상되는 불편함을 회피할 수 있다. 따라서, 냉매 사이클 장치(110)의 신뢰성이 향상될 수 있다.
또한, 내부 열교환기(50)에서 가열된 냉매가, 스트레이너(56)를 거쳐서 냉매 도입관(22)으로부터 컴프레서(10)의 제1의 회전 압축 요소(32) 안으로 흡입되는 사이클이 반복된다.
이처럼, 챔버내 온도 센서(91)에 의해 검출된 냉장 기기 본체(105)의 챔버내온도가 +32℃ 이상일 때에는, 스트레이너(54)로부터의 냉매는 유로 저항이 보다 작은 제2의 캐필러리 튜브(159)에서 감압된다. 그리고, 컴프레서(10)의 회전수를 상승시켜 50∼60㎐ 범위 내에서 컴프레서가 운전되도록 컴프레서(10)의 회전수를 제어하면, 냉매 회로내의 냉매 순환량이 증가한다. 그에 따라, 증발기(92)에 유입되는 냉매량이 증가하기 때문에 냉각 능력(냉동 능력)이 향상되고, 냉장 기기 본체(105)의 챔버의 내부를 조기에 냉각할 수 있다.
한편, 냉장 기기 본체(105)의 챔버내 온도가 +32℃ 보다 낮은 경우에는, 유로 저항이 큰 제1의 캐필러리 튜브(158)에서 감압이 이루어진다. 그리고, 컴프레서(10)의 회전수를 낮춰서 30∼50㎐ 범위 내에서 컴프레서(10)가 운전되도록 컴프레서(10)의 회전수를 제어하면, 고압측 압력의 이상 상승을 회피할 수 있다. 또, 증발기(92)에서 냉매는 보다 저온 영역에서 증발되기 때문에, 챔버내 온도를 소정의 저온(-2℃ 내지 +7℃)으로 냉각할 수 있다. 더욱, 컴프레서(10)의 회전수를 낮춰서 운전하면, 소비 전력을 절감할 수 있다.
대체로, 냉장 기기 본체(105)의 챔버내 온도를 -2℃ 내지 +7℃의 범위로 하고, 상기와 같은 제어를 행하는 경우에, 냉매 사이클 장치(110)의 성능이 향상되며, 최적의 유로 저항을 용이하게 선택할 수 있으며, 그에 따라 스로틀 메커니즘(120)을 간소화할 수 있다. 또, 최적의 컴프레서의 회전수도 용이하게 선택할 수 있기 때문에, 컴프레서(10)의 회전수 제어도 간소화할 수 있고, 냉매 사이클 장치(110)의 생산비용을 절감할 수 있다.
또, 실시예와 같이 스로틀 메커니즘(120)을 값이 싼 캐필러리 튜브(158,159)로 구성하는 경우에는, 생산비용을 한층 더 절감할 수 있다.
따라서, 간단한 제어 기구로 컴프레서(10)의 불안정한 운전 상황을 회피하면서, 냉매 사이클 장치(110)의 생산비용의 절감과 성능의 향상을 실현할 수 있다.
또한, 본 실시예의 냉매 사이클 장치에서는, 냉장 기기 본체(105)의 챔버내 온도를 검출하는 챔버내 온도 센서(91)의 출력인 증발기(92)에 의해서 냉각되는 피냉각 공간의 온도에 기초하여, 밸브 장치(162, 163)를 개폐하고 컴프레서(10)의 회전수를 제어한다. 하지만, 본 발명은 이에 국한되지 않으며, 예를 들면 증발기(92)를 거쳐서 내부 열교환기(50)로부터 나온 냉매의 온도를 검출하는 센서의 출력에 기초하여 제어를 행할 수도 있다.
본 실시예에서는, 챔버내 온도 센서(91)에 의해 검출된 챔버내 온도가 +32℃이상일 때는, 유로 저항이 작은 제2의 캐필러리 튜브(159)에서 냉매를 감압하고, 컴프레서(10)의 회전수를 상승시킨다. 온도가 +32℃ 보다 낮은 경우에는, 유로 저항이 큰 제1의 캐필러리 튜브(158)에서 냉매를 감압하고, 컴프레서(10)의 회전수를 낮춘다. 하지만, 유로 저항 및 회전수가 변경 가능하게 하는 온도는 이에 국한되지 않고, +29℃ 내지 +35℃ 중 임의의 온도일 수 있다.
또, 실시예에서는 스로틀 수단이 캐필러리 튜브(158, 159)로 구성되었으나, 본 발명의 스로틀 수단은 이에 국한되지 않고, 개방 정도를 조정할 수 있는 전동식 또는 기계식 팽창 밸브도 사용될 수 있다. 이와 같은 팽창 밸브가 사용되는 경우에도, 전술한 것과 같은 제어를 행하여 팽창 밸브의 제어를 간소화할 수 있다.
게다가, 실시예에서는 제1의 캐필러리 튜브(158)를 포함하는 냉매 배관(160)과 제2의 캐필러리 튜브(159)를 포함하는 냉매 배관(161)의 두 배관 모두에 유로 제어를 위한 밸브 장치를 설치하였다. 하지만, 도 3에 나타낸 바와 같이, 유로 저항이 작은 제2의 캐필러리 튜브(159)가 설치된 냉매 배관(161)에만 밸브 장치가 설치될 수도 있다. 이 경우, 챔버내 온도가 +32℃ 이상일 때는, 밸브 장치(163)를 개방하여 냉매 배관(161)의 유로를 개방하며, 그에 따라 스트레이너(54)로부터의 냉매는 저항이 작은 냉매 배관(161)에 유입된다. 그래서, 상기 실시예의 효과에 더하여, 밸브 장치(163)를 설치하는 것만으로, 유로 저항을 변경시킬 수 있고, 생산비용을 보다 더 절감할 수 있다.
또, 본 실시예에서는 제1의 캐필러리 튜브(158)와 제2의 캐필러리 튜브(159)가 각각 냉매 배관(160)과 냉매 배관(161)에 설치되며, 이들 튜브는 병렬 접속되고 유로는 밸브 장치(162, 163)에 의해서 제어된다. 하지만, 본 발명은 이에 국한되지 않는다. 도 6에 나타내는 바와 같이 3개 이상의 캐필러리 튜브를 설치하여 운전 상황에 따라서 각 캐필러리 튜브에 냉매가 흐르게 할 수도 있다. 이 경우에는, 보다 세밀한 제어를 행할 수 있다.
혹은, 2개 이상의 캐필러리 튜브가 직렬 접속될 수도 있다. 이 경우에, 1개이상의 캐필러리 튜브를 바이패스하는 바이패스 배관이 설치되고, 이 바이패스 배관에는 밸브 장치를 설치되며, 운전 상황에 따라 튜브들 중 몇 개가 바이패스되도록 할 수도 있다.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명의 냉매 사이클 장치는 이 경우에 스로틀 수단의 유로 저항 및 컴프레서의 회전수를 제어하는 제어 장치를 포함한다. 제어 장치는 증발기에 의해서 냉각되는 피냉각 공간의 온도를 검출하는 센서의 출력에 기초하여, 센서에 의해 검출된 온도가 +29℃ 내지 +35℃ 중 임의의 온도인 규정 온도 이상일 때에는, 스로틀 수단의 유로 저항을 작게 하여 컴프레서의 회전수를 상승시킨다. 그리고, 센서에 의해 검출된 온도가 규정 온도보다 낮은 경우에는 스로틀 수단의 유로 저항을 크게 하여 컴프레서의 회전수를 낮춘다. 그에 따라, 센서에 의해 검출된 온도에 기초하여, 유로 저항 및 컴프레서의 회전수를 제어할 수 있다.
또, 본 발명의 냉매 사이클 장치는 스로틀 수단의 유로 저항 및 컴프레서의 회전수를 제어하는 제어 장치와, 가스 쿨러로부터 나온 냉매와 증발기로부터 나온 냉매를 열교환시키기 위한 내부 열교환기를 구비한다. 제어 장치는 내부 열교환기로부터 나온 증발기로부터의 냉매 온도를 검출하는 센서의 출력에 기초하여, 센서에 의해 검출된 온도가 +29℃ 내지 +35℃ 중 임의의 온도인 규정 온도 이상일 때는, 스로틀 수단의 유로 저항을 작게 하여 컴프레서의 회전수를 상승시킨다. 그리고, 센서에 의해 검출된 온도가 규정 온도보다 낮은 경우에는 스로틀 수단의 유로 저항을 크게 하여 컴프레서의 회전수를 낮춘다. 그에 따라, 센서에 의해 검출된 온도에 기초하여, 유로 저항 및 컴프레서의 회전수를 제어할 수 있다.
따라서, 본 발명에 의해서, 고압측 압력이 이상 상승하게 되는 불편함이 미연에 회피되며, 냉매 사이클 장치의 내구성의 향상과 원활한 운전을 확보할 수 있다.
또, 센서에 의해 검출된 온도가 규정 온도 이상일 때는 스로틀 수단의 유로 저항을 작게 하여 컴프레서의 회전수를 상승시키며, 그에 따라 냉매 회로내의 냉매순환량이 증가한다. 그에 따라, 증발기에 유입되는 냉매량이 증가하기 때문에, 냉각 능력(냉동 능력)이 향상된다. 따라서, 피냉각 공간을 조기에 냉각할 수 있다.
한편, 센서에 의해 검출된 온도가 소정치보다 낮은 경우에는, 스로틀 수단의 유로 저항을 크게 하여 컴프레서의 회전수를 낮춤으로써, 고압측 압력의 이상 상승을 회피할 수 있다. 또, 증발기에서 냉매는 보다 저온 영역에서 증발하기 때문에, 피냉각 공간을 소정의 저온으로 냉각할 수 있다.
따라서, 냉매 사이클 장치의 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 컴프레서의 회전수를 낮추면, 소비 전력을 절감할 수 있다.
그리고, 각 발명에서, 증발기에 의해 냉각되는 피냉각 공간의 온도를, -2℃ 내지 +7℃의 범위로 하는 경우에 최적의 제어를 행할 수 있다.
대체로, 냉장 기기 본체의 챔버내 온도를 -2℃내지 +7℃의 범위로 하는 경우에, 상기와 같은 제어가 행해지며, 그에 따라 냉매 사이클 장치의 성능이 향상되고, 최적의 유로 저항이 용이하게 선택될 수 있으며, 그 결과 스로틀 수단을 간소화할 수 있다. 또, 최적의 컴프레서의 회전수도 용이하게 선택할 수 있기 때문에, 컴프레서의 회전수 제어도 간소화할 수 있다.
또, 스로틀 수단은 제1의 캐필러리 튜브와, 제1의 캐필러리 튜브에 병렬 접속되며 제1의 캐필러리 튜브보다 유로 저항이 작은 제2의 캐필러리 튜브로 구성되며, 제어 장치는 각각의 캐필러리 튜브로의 냉매 유통을 제어하는 밸브 장치에 접속된다. 제어 장치는 센서에 의해 검출된 온도가 규정 온도 이상일 때에는 제2의 캐필러리 튜브에 냉매라 흐르게 하고, 규정 온도보다 낮을 때에는 제1의 캐필러리튜브에 냉매가 흐르도록 밸브 장치를 제어한다. 그러면, 값이 싼 캐필러리 튜브를 사용하여 유로 저항을 변경 가능하게 할 수 있고, 생산비용을 절감할 수 있다.
특히, 제2의 캐필러리 튜브로의 냉매 유통을 제어하는 밸브 장치를 설치하는 것만으로, 유로 저항을 변경할 수 있으며, 그에 따라 생산비용을 한층 더 절감할 수 있다.
또한, 본 발명은 고압측의 압력이 초임계로 되는 이산화탄소를 냉매로서 사용하는 장치에 매우 적합하다. 게다가, 이산화탄소 냉매를 냉매로서 사용하면, 본 발명은 환경 문제에도 기여할 수 있게 된다.
특히, 컴프레서가 구동 요소에 의해 구동되는 제1 및 제2의 압축 요소를 구비하고, 냉매 회로의 저압측으로부터 제1의 압축 요소에 냉매가 흡입되어 압축되고, 제1의 압축 요소로부터 토출된 중간압의 냉매가 제2의 압축 요소에 흡입되고 압축되어 가스 쿨러에 토출되는 경우에는, 고압측 압력의 이상 상승을 효과적으로 해소할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 또 다른 실시예를 설명한다. 이 경우에, 냉매 사이클 장치의 냉매 회로는 도 1 내지 도 3의 냉매 회로와 유사하다.
또한, 이 경우에 챔버내 온도 센서에 의해 검출된 냉장 기기 본체(105)의 챔버내 온도가 설정치 이하이면, 제어 장치(90)는 마이크로 컴퓨터(80)에 소정의 신호를 송출한다. 그에 따라, 마이크로 컴퓨터(80)는 밸브 장치(162)를 폐쇄하고 밸브 장치(163)를 개방하여 냉매 배관(161)의 유로를 개방한다. 그러면, 스트레이너로부터의 냉매가 제2의 캐필러리 튜브(159)에 유입된다.
다음으로, 본 실시예의 냉매 사이클 장치(110)의 동작을 설명하다, 또한, 이 경우에 마이크로 컴퓨터(80)는 컴프레서(10)의 전동 요소를 일정한 속도로 운전하며, 인버터 등의 용량 제어 수단은 사용되지 않는다. 즉, 냉장 기기 본체(105)에 설치된 시동 스위치(도시되지 않음)를 켜거나, 또는 냉장 기기 본체(105)의 전원 소켓을 콘센트에 접속한다. 그러면, 마이크로 컴퓨터(80)는 밸브 장치(162)를 개방하고 밸브 장치(163)를 폐쇄하여 냉매 배관(160)의 유로를 개방함으로써, 컴프레서(10)의 전동 요소를 시동한다. 그에 따라, 컴프레서(10)의 제1의 회전 압축요소에 냉매가 흡입되어 압축되고, 밀폐 용기 안으로 토출된 냉매 가스는 냉매 도입관(20)으로 들어가서, 컴프레서(10)로부터 나와서 중간 냉각 회로(35)에 유입된다. 그리고, 이 중간 냉각 회로(35)에서, 가스 쿨러(40)를 통과하는 냉매로부터 공냉 방식에 의해 열이 방출된다.
따라서, 제2의 회전 압축 요소에 흡입된 냉매를 냉각할 수 있기 때문에, 밀폐 용기내의 온도 상승이 억제되고, 제2의 회전 압축 요소에 있어서의 압축 효율도 향상될 수 있다. 또, 제2의 회전 압축 요소에 의해 압축되어 토출된 냉매의 온도 상승도 억제할 수 있다.
그리고, 냉각된 중간압의 냉매 가스는 컴프레서(10)의 제2의 회전 압축 요소에 흡입되어 제 2 단계의 압축이 행해져서 고압 고온의 냉매 가스로 되며, 이 냉매 가스는 냉매 토출관(24)을 통해서 외부로 토출된다. 냉매 토출관(24)으로부터 토출된 냉매 가스는 가스 쿨러(40)에 유입되어, 공냉 방식에 의해 냉매 가스의 열이 방출된 후, 내부 열교환기(50)를 통과한다. 그러면, 이 냉매는 저압측의 냉매에 열을빼앗겨서 더욱 냉각된다.
이 내부 열교환기(50)의 존재에 의하여, 가스 쿨러(40)로부터 나와서 내부 열교환기(50)를 통과하는 냉매는 저압측의 냉매에 열을 빼앗기기 때문에, 냉매의 과냉각도가 증대된다. 그 때문에, 증발기(92)에 있어서의 냉각 능력이 향상된다.
내부 열교환기(50)에 의해 냉각된 고압측의 냉매 가스는 스트레이너(54)와 밸브 장치(162)를 거쳐서 냉매 배관(160)에 유입되며, 제1의 캐필러리 튜브(158)에 이른다. 냉매의 압력은 제1의 캐필러리 튜브(158)에서 저하되며, 냉매는 냉매 배관(26)과 냉장 기기 본체(105)의 냉매 배관(94)의 일단을 접속하는 스웨지 록 조인트(도시되지 않음)를 통해서, 냉장 기기 본체(105)의 냉매 배관(94)으로부터 증발기(92) 안으로 유입된다. 여기서 냉매는 증발하면서, 주위의 공기로부터 흡열함으로써 냉각 작용을 발휘하며, 냉장 기기 본체(105)의 챔버의 내부를 냉각한다.
여기서, 전술한 바와 같이, 시동시에는 마이크로 컴퓨터(80)가 냉매 배관(160)의 유로를 개방하기 때문에, 스트레이너(54)로부터의 냉매는 제2의 캐필러리 튜브(159) 보다 유로 저항이 큰 제1의 캐필러리 튜브(159)에 유입된다. 시동시에는 증발기(92)에 모여진 액냉매가 컴프레서(10)에 흡입되며, 이러한 액백은 일어나기 쉽다. 유로 저항이 작은 제2의 캐필러리 튜브(159)에서 감압이 이루어지는 경우에, 컴프레서(10)에 의해 압축된 고압측의 냉매는 흐르기 쉬워지며, 그에 따라 컴프레서(10)에 흡입되는 냉매량이 증대되며, 컴프레서(10)가 액압축하여 손상을 받는다고 하는 문제가 생길 우려가 있다.
하지만, 제1의 캐필러리 튜브(158)에서 냉매가 감합되는 경우에는, 제2의 캐필러리 튜브(159)에서의 감압과 비교하여 냉매 회로내의 냉매 순환량이 적어진다. 즉, 컴프레서(10) 안으로 흡입되는 냉매량이 적어진다. 그래서, 증발기(92)에 모여진 액냉매가 컴프레서(10)로 급속하게 되돌아오는 불편함을 회피할 수 있게 되고, 컴프레서(10)의 손상을 미연에 회피할 수 있다.
따라서, 컴프레서(10)의 시동시에 안정된 운전을 행할 수 있기 때문에, 냉매 사이클 장치의 신뢰성이 향상될 수 있다.
그리고, 냉매는 증발기(92)로부터 유출되어, 냉매 배관(94)의 타단과 컨덴싱 유닛(100)의 냉매 배관(28)을 접속하는 스웨지 록 조인트(도시되지 않음)를 거쳐서 컨덴싱 유닛(100)의 내부 열교환기(50)에 이른다. 그러면 이 냉매는 고압측의 냉매로부터 열을 빼앗아서 가열 작용을 받는다. 여기서, 냉매는 증발기(92)에서 저온으로 증발한다. 증발기(92)로부터 나온 냉매는 완전하게 기체 상태가 되는 것은 아니며, 액체가 혼재하는 상태로 되는 경우도 있다. 하지만, 냉매는 내부 열교환기(50)를 통과하여 고압측의 고온 냉매와 열교환함으로써 가열된다. 이 시점에서, 냉매의 과열도가 확보되고, 완전하게 기체로 된다.
전술한 바와 같이, 가스 쿨러(40)로부터의 냉매는 시동시에 유로 저항이 큰 제1의 캐필러리 튜브(158)를 통과하므로, 냉매 회로내의 냉매 순환량이 감소한다. 증발기(92)에 모여진 액냉매가 컴프레서(10)로 급속하게 되돌아오지 못하도록 하는 효과와, 내부 열교환기(50)에서 액냉매를 가열하는 효과에 의하여, 증발기(92)로부터 나온 냉매를 확실하게 가스화할 수 있다. 그에 따라, 저압측에 어큐뮬레이터 등을 설치하지 않고도, 컴프레서(10)에 액냉매가 흡입되는 것을 방지하도록 액백을확실하게 방지하며, 컴프레서(10)가 액압축에 의해 손상을 받는 불편함을 회피할 수 있다, 그래서, 냉매 사이클 장치(110)의 신뢰성이 향상될 수 있다.
또한, 내부 열교환기(50)에서 가열된 냉매가, 스트레이너(56)를 거쳐서 냉매 도입관(22)으로부터 컴프레서(10)의 제1의 회전 압축 요소 안으로 흡입되는 사이클이 반복된다.
여기서, 냉장 기기 본체(105)의 챔버내 온도가 설정치보다 저하되면, 냉장 기기 본체(105)의 제어 장치(90)는 챔버내 온도 센서로부터의 출력을 소정의 통신 신호에 변환하여 이 신호를 마이크로 컴퓨터(80)에 송출한다. 신호를 수신하면, 마이크로 컴퓨터(80)는 밸브 장치(162)를 폐쇄하고 밸브 장치(163)를 개방하여, 냉매 배관(161)의 유로를 개방한다. 그에 따라, 스트레이너(54)로부터의 냉매는 냉매 배관(161)에 유입되며, 냉매는 제2의 캐필러리 튜브(159)에서 감압된다.
즉, 컴프레서(10)의 시동 후에 어느 정도 냉매를 순환시키면, 증발기(92)에 모여진 액냉매가 없어지고, 냉매 회로내의 기기와 냉매의 상태도 안정되며, 냉장 기기 본체(105)의 챔버내 온도도 저하된다. 그러면, 냉장 기기 본체(105)의 챔버내 온도가 설정치보다 저하되는 경우에, 제어 장치(90)는 마이크로 컴퓨터(80)에 소정의 신호를 송출한다. 신호를 수취한 마이크로 컴퓨터(80)는 유로 저항이 작은 제2의 캐필러리 튜브(159)에서 냉매가 감압되도록, 밸브 장치(162)를 폐쇄하고 밸브 장치(163)를 개방하여 냉매 배관(161)의 유로를 개방한다. 그에 따라, 스트레이너(54)로부터의 냉매는 제2의 캐필러리 튜브(159)에서 감압된다.
따라서, 유로 저항이 작은 제2의 캐필러리 튜브(159)에서 감합하면, 냉매 순환량이 증가하며, 냉장 기기 본체(105)의 증발기(92)에 있어서의 냉각 능력(냉동 능력)이 향상된다.
이처럼, 냉장 기기 본체(105)의 챔버내 온도가 설정치보다 높은 경우에는, 스트레이너(54)로부터의 냉매가 유로 저항이 큰 제1의 캐필러리 튜브(158)에서 감압되며, 그에 따라 냉매 회로내의 냉매 순환량을 감소시킬 수 있다.
따라서, 증발기(92)에 모여진 액냉매가 컴프레서(10)로 급속하게 되돌아오는 불편함을 회피할 수 있기 때문에, 컴프레서(10)의 내구성을 향상시킬 수 있다.
게다가, 냉장 기기 본체(105)의 챔버내 온도가 설정치 이하로 저하되는 경우에는, 유로 저항이 작은 제2의 캐필러리 튜브(159)에서 감압된 냉매가 증발기(92)에 유입되므로, 증발기(92)에 유입되는 냉매량이 증가하며, 그에 따라 냉각 능력(냉동 능력)이 향상된다.
또, 종래와 같이 인버터에 의해서 컴프레서의 회전수를 제어(용량 제어)하거나, 팽창 밸브의 개방 정도를 조정하는 일 없이, 캐필러리 튜브(158, 159)의 개폐를 제어하는 밸브 장치(162, 163)만으로 컴프레서(10)로의 액백을 방지할 수 있으며, 생산비용을 절감할 수 있다.
또한, 본 실시예의 냉매 사이클 장치에서는, 냉장 기기 본체(105)의 제어 장치(90)에 접속된 챔버내 온도 센서에 의해 검출된 냉장 기기 본체(105)의 챔버내 온도에 기초하여 밸브 장치(162, 163)가 개폐된다. 하지만, 본 발명은 이에 국한되지 않으며, 마이크로 컴퓨터(80)는 컨덴싱 유닛(100)의 마이크로 컴퓨터(80)에 접속된 토출 온도 센서(70)에 의해 검출된 냉매 온도에 기초하여, 밸브 장치(162,163)를 제어할 수도 있다.
게다가, 냉매 회로내의 냉매 온도에 관계없이, 컴프레서(10)의 시동으로부터 소정 시간이 경과되면 밸브 장치(162)를 폐쇄하고 밸브 장치(163)를 개방하도록 하는 경우에도 본 발명은 유효하다.
또, 유로 제어를 위한 밸브 장치가 제1의 캐필러리 튜브(158)를 포함하는 냉매 배관(160)과 제2의 캐필러리 튜브(159)를 포함하는 냉매 배관(161)의 두 배관 모두에 설치된다. 하지만, 도 3에 나타낸 바와 같이, 밸브 장치는 유로 저항이 작은 제2의 캐필러리 튜브(159)가 설치된 냉매 배관(161)에만 설치될 수도 있다. 이 경우에, 컴프레서(10)를 시동하고 냉장 기기 본체(105)의 챔버내 온도가 소정치로 저하되면, 밸브 장치(163)를 개방하여 냉매 배관(161)의 유로를 개방하며, 그에 따라 스트레이너(54)로부터의 냉매는 저항이 작은 냉매 배관(161)에 유입된다. 그래서, 상기 실시예의 효과에 더하여, 밸브 장치(163)를 설치하는 것만으로, 유로 저항을 변경할 수 있고, 또한 생산비용을 더 절감할 수 있다.
그리고, 본 실시예에서는 제1의 캐필러리 튜브(158)와 제2의 캐필러리 튜브(159)가 각각 냉매 배관(160) 및 냉매 배관(161)에 설치되고, 이들 튜브는 병렬 접속되며, 유로는 밸브 장치(162, 163)에 의해서 제어된다. 하지만, 본 발명은 이에 국한되지 않는다. 3개 이상의 캐필러리 튜브를 설치하여 운전 상황에 따라서 각 캐필러리 튜브에 냉매가 흐르도록 하는 경우도 있을 수 있다. 혹은, 2개 이상의 캐필러리 튜브를 직렬 접속할 수도 있다. 이런 경우에, 1개 이상의 캐필러리 튜브를 바이패스하는 바이패스 배관이 설치되고, 이 바이패스 배관에는 밸브 장치가 설치되며, 운전 상황에 따라 튜브들 중 몇 개가 바이패스되도록 할 수도 있다.
게다가, 본 실시예에서는 컴프레서(10)가 일정한 속도로 운전되지만, 인버터에 의해서 컴프레서의 회전수를 제어하는 데도 본 발명을 적용할 수 있다. 이 경우에는, 시동시의 회전수의 제어가 용이해지므로, 제어 기능이 간소화될 수 있다.
이상 상술한 바와 같이, 이 경우의 본 발명의 냉매 사이클 장치에서는, 스로틀 수단이 복수의 캐필러리 튜브로 구성된다. 그리고, 스로틀 수단의 유로 저항이 변경 가능하도록 캐필러리 튜브로의 냉매 유통이 제어된다. 컴프레서의 시동시에는 스로틀 수단의 유로 저항이 증대된다. 예를 들면, 스로틀 수단은 제1의 캐필러리 튜브와, 제1의 캐필러리 튜브에 병렬 접속되며 제1의 캐필러리 튜브보다 유로 저항이 작은 제2의 캐필러리 튜브로 구성되고, 각각의 캐필러리 튜브로의 냉매 유통을 제어하는 밸브 장치가 설치되며, 컴프레서의 시동시에는 제1의 캐필러리 튜브에 냉매가 흐르도록 된다. 그러면, 시동시의 유로 저항을 증대시킬 수 있다.
그에 따라, 시동시에 증발기에 모여진 액냉매가 컴프레서로 되돌아오는 불편함을 미연에 회피하고, 내구성이 향상되며, 원활한 운전을 확보할 수 있다.
또, 시동시 이외의 통상 운전시에 유로 저항을 감소시키면, 증발기에 유입되는 냉매량이 증가하여, 냉매 사이클 장치의 성능이 향상될 수 있다.
또한, 종래와 같이 인버터에 의해서 컴프레서의 회전수를 제어(용량 제어)하거나, 팽창 밸브의 개방 정도를 조정하지 않고도, 복수의 값이 싼 캐필러리 튜브만으로 컴프레서에 액냉매가 흡입되는 불편함을 회피할 수 있고, 생산비용을 절감할 수 있다.
특히, 제2의 캐필러리 튜브로의 냉매 유통을 제어하는 밸브 장치를 설치하는 것만으로, 시동시의 유로 저항을 변경할 수 있고, 생산비용을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명은 고압측의 압력이 초임계로 되는 이산화탄소를 냉매로서 사용하는 장치에 적합하다. 그리고, 이산화탄소 냉매를 냉매로서 사용하면, 본 발명은 환경 문제에도 기여할 수 있게 된다.
특히, 컴프레서가 구동 요소에 의해 구동되는 제1 및 제2의 압축 요소를 구비하고, 냉매 회로의 저압측으로부터 제1의 압축 요소에 냉매가 흡입되어 압축되고, 제1의 압축 요소로부터 토출된 중간압의 냉매가 제2의 압축 요소에 흡입되고 압축되어 가스 쿨러에 토출되는 경우에는, 시동시 컴프레서에 액냉매가 흡입되는 액백을 효과적으로 해소할 수 있다.
상술한 실시예에서는, 컴프레서로서 내부 중간압형의 다단(2단) 압축식 로터리 컴프레서를 사용했으나, 본 발명에 사용 가능한 컴프레서는 이에 국한되지 않으며, 1단(single stage) 컴프레서나 스크롤형의 컴프레서 등의 다양한 컴프레서가 적용될 수 있다.

Claims (24)

  1. 컴프레서와, 가스 쿨러와, 스로틀 수단 및 증발기를 순차적으로 접속하여 구성되는 냉매 회로를 포함하는 냉매 사이클 장치에 있어서,
    상기 스로틀 수단은 복수의 캐필러리 튜브를 포함하며,
    상기 스로틀 수단의 유로 저항이 변경 가능하도록 각 캐필러리 튜브로의 냉매 유통이 제어되며,
    상기 컴프레서의 시동시에는 상기 스로틀 수단의 유로 저항이 감소되는
    냉매 사이클 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 스로틀 수단은, 제1의 캐필러리 튜브와, 제1의 캐필러리 튜브에 병렬 접속되며 제1의 캐필러리 튜브보다 유로 저항이 작은 제2의 캐필러리 튜브로 구성되고,
    각 캐필러리 튜브로의 냉매 유통을 제어하는 밸브 장치가 설치되며,
    상기 컴프레서의 시동시에는 상기 제2의 캐필러리 튜브에 냉매가 흐르게 되는
    냉매 사이클 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 스로틀 수단은, 제1의 캐필러리 튜브와, 제1의 캐필러리 튜브에 병렬 접속되며 제1의 캐필러리 튜브보다 유로 저항이 작은 제2의 캐필러리 튜브로 구성되고,
    상기 제2의 캐필러리 튜브로의 냉매 유통을 제어하는 밸브 장치가 설치되며,
    상기 컴프레서의 시동시에는 상기 제2의 캐필러리 튜브에 냉매가 흐르게 되는
    냉매 사이클 장치.
  4. 제 1항, 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 컴프레서의 시동 후에 소정 시간 동안 상기 스로틀 수단의 유로 저항이 감소되거나, 또는 상기 제2의 캐필러리 튜브에 냉매가 흐르게 되는 냉매 사이클 장치.
  5. 제 1항, 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 컴프레서의 시동으로부터 상기 냉매 회로내의 냉매의 온도가 소정치에 도달할 때까지, 상기 스로틀 수단의 유로 저항이 감소되거나, 또는 상기 제2의 캐필러리 튜브에 냉매가 흐르게 되는 냉매 사이클 장치.
  6. 제 1항, 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 컴프레서의 시동으로부터 상기 증발기에 의해서 냉각되는 피냉각 공간의 온도가 소정치로 저하될 때까지, 상기 스로틀 수단의 유로 저항이 감소되거나, 또는 상기 제2의 캐필러리 튜브에 냉매가 흐르게 되는 냉매 사이클 장치.
  7. 제 1항, 제 2항, 제 3항, 제 4항, 제 5항 또는 제 6항에 있어서,
    냉매로서 이산화탄소가 사용되고,
    상기 컴프레서는 구동 요소에 의해 구동되는 제1 및 제2의 압축 요소를 구비하며,
    상기 냉매 회로의 저압측으로부터 상기 제1의 압축 요소에 냉매가 흡입되어 압축되고, 상기 제1의 압축 요소로부터 토출된 중간압의 냉매가 상기 제2의 압축 요소에 흡입되고 압축되어 상기 가스 쿨러에 토출되는
    냉매 사이클 장치.
  8. 컴프레서와, 가스 쿨러와, 스로틀 수단 및 증발기를 순차적으로 접속하여 구성되는 냉매 회로를 포함하는 냉매 사이클 장치에 있어서,
    상기 스로틀 수단은 복수의 캐필러리 튜브와, 각각의 캐필러리 튜브로의 냉매 유통 및 상기 컴프레서의 회전수를 제어하는 제어 장치를 구비하고,
    상기 제어 장치는 상기 스로틀 수단의 유로 저항이 변경 가능하도록 상기 냉매 유통을 제어하며,
    상기 제어 장치는 상기 증발기에 의해서 냉각되는 피냉각 공간의 온도를 검출하는 센서의 출력에 기초하여, 센서에 의해 검출된 온도가 소정값 이상일 때에는상기 스로틀 수단의 유로 저항을 감소시켜서 상기 컴프레서의 회전수를 상승시키고, 상기 검출된 온도가 상기 설정치보다 저하되면 상기 스로틀 수단의 유로 저항을 증대시켜서 상기 컴프레서의 회전수를 낮추는
    냉매 사이클 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 스로틀 수단은 제1의 캐필러리 튜브와, 제1의 캐필러리 튜브에 병렬 접속되며 제1의 캐필러리 튜브보다 유로 저항이 작은 제2의 캐필러리 튜브로 구성되며,
    각 캐필러리 튜브로의 냉매 유통을 제어하는 밸브 장치에 상기 제어 장치가 접속되고,
    상기 제어 장치는, 상기 센서에 의해 검출된 온도가 소정값 이상일 때에는 상기 제2의 캐필러리 튜브에 냉매가 흐르고, 상기 온도가 설정치보다 저하될 때에는 상기 제1의 캐필러리 튜브에 냉매가 흐르도록, 상기 밸브 장치를 제어하는
    냉매 사이클 장치.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 스로틀 수단은 제1의 캐필러리 튜브와, 제1의 캐필러리 튜브에 병렬 접속되며 제1의 캐필러리 튜브보다 유로 저항이 작은 제2의 캐필러리 튜브로 구성되며,
    상기 제2의 캐필러리 튜브로의 냉매 유통을 제어하는 밸브 장치에 상기 제어 장치가 접속되고,
    상기 제어 장치는, 상기 센서에 의해 검출된 온도가 소정치 이상일 때에는 상기 제2의 캐필러리 튜브에 냉매를 흐르고, 상기 온도가 설정치보다 저하될 때에는 상기 제1의 캐필러리 튜브에 냉매가 흐르도록, 상기 밸브 장치를 제어하는
    냉매 사이클 장치.
  11. 제 8항, 제 9항 또는 제 10항에 있어서,
    냉매로서 이산화탄소가 사용되고,
    상기 컴프레서는 구동 요소에 의해 구동되는 제1 및 제2의 압축 요소를 구비하며,
    상기 냉매 회로의 저압측으로부터 상기 제1의 압축 요소에 냉매가 흡입되어 압축되고, 상기 제1의 압축 요소로부터 토출된 중간압의 냉매가 상기 제2의 압축 요소에 흡입되고 압축되어 상기 가스 쿨러에 토출되는
    냉매 사이클 장치.
  12. 냉매 사이클 장치에 있어서,
    컴프레서와, 가스 쿨러와, 스로틀 수단 및 증발기를 순차적으로 접속하여 구성되는 냉매 회로와,
    상기 스로틀 수단의 유로 저항 및 상기 컴프레서의 회전수를 제어하는 제어장치를 구비하고,
    상기 제어 장치는 상기 증발기에 의해서 냉각되는 피냉각 공간의 온도를 검출하는 센서의 출력에 기초하여, 상기 센서에 의해 검출된 온도가 +29℃ 내지 +35℃ 중 임의의 온도인 규정 온도 이상일 때는 상기 스로틀 수단의 유로 저항을 감소시켜서 상기 컴프레서의 회전수를 상승시키며, 상기 센서에 의해 검출된 온도가 상기 규정 온도보다 낮을 때에는 상기 스로틀 수단의 유로 저항을 증대시켜서 상기 컴프레서의 회전수를 낮추는
    냉매 사이클 장치.
  13. 냉매 사이클 장치에 있어서,
    컴프레서와, 가스 쿨러와, 스로틀 수단 및 증발기를 순차적으로 접속하여 구성되는 냉매 회로와,
    상기 스로틀 수단의 유로 저항 및 상기 컴프레서의 회전수를 제어하는 제어 장치와,
    상기 가스 쿨러로부터 나온 냉매와 상기 증발기로부터 나온 냉매를 열교환시키기 위한 내부 열교환기를 구비하고,
    상기 제어 장치는 상기 증발기를 거쳐서 상기 내부 열교환기로부터 나온 냉매 온도를 검출하는 센서의 출력에 기초하여, 상기 센서에 의해 검출된 온도가 +29℃ 내지 +35℃ 중 임의의 온도인 규정 온도 이상일 때에는 상기 스로틀 수단의 유로 저항을 감소시켜서 상기 컴프레서의 회전수를 상승시키고, 상기 센서에 의해 검출된 온도가 상기 규정 온도보다 낮을 때에는 상기 스로틀 수단의 유로 저항을 증대시켜서 상기 컴프레서의 회전수를 낮추는
    냉매 사이클 장치.
  14. 제 12항 또는 제 13항에 있어서,
    상기 증발기에 의해서 냉각되는 피냉각 공간의 온도는 -2℃ 내지 +7℃의 범위로 설정되는 냉매 사이클 장치.
  15. 제 12항, 제 13항 또는 제 14항에 있어서,
    상기 스로틀 수단은 제1의 캐필러리 튜브와, 제1의 캐필러리 튜브에 병렬 접속되며 제1의 캐필러리 튜브보다 유로 저항이 작은 제2의 캐필러리 튜브로 구성되며,
    각각의 캐필러리 튜브로의 냉매 유통을 제어하는 밸브 장치에 상기 제어 장치가 접속되고,
    상기 제어 장치는, 상기 센서에 의해 검출된 온도가 상기 규정 온도 이상일 때에는 상기 제2의 캐필러리 튜브에 냉매가 흐르고, 상기 온도가 상기 규정 온도보다 낮을 때에는 상기 제1의 캐필러리 튜브에 냉매가 흐르도록, 상기 밸브 장치를 제어하는
    냉매 사이클 장치.
  16. 제 12항, 제 13항 또는 제 14항에 있어서,
    상기 스로틀 수단은 제1의 캐필러리 튜브와, 제1의 캐필러리 튜브에 병렬 접속되며 제1의 캐필러리 튜브보다 유로 저항이 작은 제2의 캐필러리 튜브로 구성되며,
    상기 제2의 캐필러리 튜브로의 냉매 유통을 제어하는 밸브 장치에 상기 제어 장치가 접속되고,
    상기 제어장치는, 상기 센서에 의해 검출된 온도가 상기 규정 온도 이상일 때에는 상기 제2의 캐필러리 튜브에 냉매가 흐르고, 상기 온도가 상기 규정 온도보다 낮을 때에는 상기 제1의 캐필러리 튜브에 냉매가 흐르도록, 상기 밸브 장치를 제어하는
    냉매 사이클 장치.
  17. 제 12항, 제 13항, 제 14항, 제 15항 또는 제 16항에 있어서,
    냉매로서 이산화탄소가 사용되고,
    상기 컴프레서는 구동 요소에 의해 구동되는 제1 및 제2의 압축 요소를 구비하며,
    상기 냉매 회로의 저압측으로부터 상기 제1의 압축 요소에 냉매가 흡입되어 압축되고, 상기 제1의 압축 요소로부터 토출된 중간압의 냉매가 상기 제2의 압축 요소에 흡입되고 압축되어 상기 가스 쿨러에 토출되는
    냉매 사이클 장치.
  18. 컴프레서와, 가스 쿨러와, 스로틀 수단 및 증발기를 순차적으로 접속하여 구성되는 냉매 회로를 포함하는 냉매 사이클 장치에 있어서,
    상기 스로틀 수단은 복수의 캐필러리 튜브를 포함하고,
    상기 스로틀 수단의 유로 저항이 변경 가능하도록 각 캐필러리 튜브로의 냉매 유통이 제어되며,
    상기 컴프레서의 시동시에는 상기 스로틀 수단의 유로 저항이 증대되는
    냉매 사이클 장치.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 스로틀 수단은 제1의 캐필러리 튜브와, 제1의 캐필러리 튜브에 병렬 접속되며 제1의 캐필러리 튜브보다 유로 저항이 작은 제2의 캐필러리 튜브로 구성되며,
    각각의 캐필러리 튜브로의 냉매 유통을 제어하는 밸브 장치가 설치되고,
    상기 컴프레서의 시동시에는 상기 제1의 캐필러리 튜브에 냉매가 흐르도록 되는
    냉매 사이클 장치.
  20. 제 18항에 있어서,
    상기 스로틀 수단은 제1의 캐필러리 튜브와, 제1의 캐필러리 튜브에 병렬 접속되며 제1의 캐필러리 튜브보다 유로 저항이 작은 제2의 캐필러리 튜브로 구성되며,
    상기 제2의 캐필러리 튜브로의 냉매 유통을 제어하는 밸브 장치가 설치되고,
    상기 컴프레서의 시동시에는 상기 제1의 캐필러리 튜브에 냉매가 흐르도록 되는
    냉매 사이클 장치.
  21. 제 18항, 제 19항 또는 제 20항에 있어서,
    상기 컴프레서의 시동 후에 소정 시간 상기 스로틀 수단의 유로 저항이 증대되거나, 또는 상기 제1의 캐필러리 튜브에 냉매가 흐르게 되는 냉매 사이클 장치.
  22. 제 18항, 제 19항 또는 제 20항에 있어서,
    상기 컴프레서의 시동으로부터 상기 냉매 회로내의 냉매의 온도가 소정치에 도달할 때까지, 상기 스로틀 수단의 유로 저항이 증대되거나, 또는 상기 제1의 캐필러리 튜브에 냉매가 흐르게 되는 냉매 사이클 장치.
  23. 제 18항, 제 19항 또는 제 20항에 있어서,
    상기 컴프레서의 시동으로부터 상기 증발기에 의해서 냉각되는 피냉각 공간의 온도가 소정치로 저하될 때까지, 상기 스로틀 수단의 유로 저항이 증대되거나, 또는 상기 제1의 캐필러리 튜브에 냉매가 흐르게 되는 냉매 사이클 장치.
  24. 제 18항, 제 19항, 제 20항, 제 21항, 제 22항 또는 제 23항에 있어서,
    냉매로서 이산화탄소가 사용되고,
    상기 컴프레서는 구동 요소에 의해 구동되는 제1 및 제2의 압축 요소를 구비하며,
    상기 냉매 회로의 저압측으로부터 상기 제1의 압축 요소에 냉매가 흡입되어 압축되고, 상기 제1의 압축 요소로부터 토출된 중간압의 냉매가 상기 제2의 압축 요소에 흡입되고 압축되어 상기 가스 쿨러에 토출되는
    냉매 사이클 장치.
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