[发明专利]二级膨胀冷冻装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种二级膨胀冷冻装置，其膨胀机构由高压侧膨胀机构和低压侧膨胀机构构成，对在高压侧膨胀机构中被减压了的制冷剂在低压侧膨胀机构中进一步进行减压。

背景技术

现有的该种二级膨胀冷冻装置，通过由低级侧压缩要素和高级侧压缩要素构成的压缩机、散热器、高压侧膨胀机构、气液分离机构、低压侧膨胀机构及蒸发器构成制冷剂回路。并且，从压缩机的高级侧压缩要素被排出的气体制冷剂流入散热器，在此散热。在散热器中凝结了的制冷剂在高压侧膨胀机构中被减压到中间压，之后流入气液分离机构。在该气液分离机构内的中间压的制冷剂，被分离成气相制冷剂(饱和气体制冷剂)和液相制冷剂(饱和液制冷剂)。并且，在该气液分离机构中被分离的中间压的气相制冷剂，与从压缩机的低级侧压缩要素被排出的制冷剂气体合流，被吸入到高级侧压缩要素中并被压缩。

另一方面，气液分离机构内的中间压的液相制冷剂由低压侧膨胀机构被减压，到达蒸发器。并且，重复在该蒸发器中吸热并蒸发后，被吸入压缩机的低级侧压缩要素的循环。如此，在高压侧膨胀机构中经减压蒸发了的制冷剂(气相制冷剂)，由于在蒸发器中不蒸发，不利于冷冻，因此通过在气液分离机构中被分离成液相制冷剂和气相制冷剂，使气相制冷剂返回压缩机的高级侧压缩要素的吸入侧，只对液相制冷剂在低压侧膨胀机构中进行减压，在蒸发器中蒸发，能改善该蒸发器中的冷冻效果。而且，通过使不利于冷冻的气相制冷剂返回到压缩机的高级侧压缩要素的吸入侧，由于该气相制冷剂在压缩机的低级侧压缩要素成为分流的形式，因此在压缩机的低级侧压缩要素中被压缩的制冷剂量减少，能降低输入。因此，与现有的单级膨胀的冷冻装置相比，能谋求制冷系数COP的提高。(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开平11-142007号公报。

但是，在像这样的二级膨胀冷冻装置中，在经过了高压侧膨胀机构的制冷剂的压力比高级侧压缩机构的吸入侧即中间压部的压力高的情况下，能够利用压力差使在气液分离机构中被分离了的气相制冷剂向中间压部顺畅流动，但是经过了高压侧膨胀机构的制冷剂的压力(即高压侧膨胀机构的下游侧，低压侧膨胀机构的上游侧的领域)和高级侧压缩机构的吸入侧即中间压部的压力差过小，或者，若高级侧压缩机构的吸入侧即中间压部的压力的一方变高，则在气液分离器中被分离了的气相制冷剂难于流入中间压部。由此，导致在气液分离机构中被分离了的该气相制冷剂与液相制冷剂一起流入低压侧膨胀机构，到达蒸发器的结果。因此，由于蒸发器中通过早期蒸发流入了不发挥冷冻效果的气相制冷剂，因此导致冷冻效果的下降，不能发挥二级膨胀冷冻装置的特点。因此，需要测出经过了高压侧膨胀机构的制冷剂的压力，进行控制使得该压力成为最合适的压力，但是如果为了测出所述压力而安装压力传感器，则会导致冷冻装置的成本显著上升的不良情况。

发明内容

本发明是为了解决相关的现有技术的课题而提出的，其目的在于提供一种在低成本下能进行控制使得经过了高压侧膨胀机构的制冷剂的压力达到最合适的压力的二级膨胀冷冻装置。

本发明的二级膨胀冷冻装置具有由压缩机、散热器、高压侧膨胀机构、气液分离机构、低压侧膨胀机构及蒸发器构成的制冷剂回路，使在气液分离机构被分离了的气相制冷剂返回压缩机的中间压部，并使液相制冷剂经由低压侧膨胀机构流入蒸发器，其特征在于，具有控制压缩机及各膨胀机构的控制机构，和对经过了高压侧膨胀机构的制冷剂的温度进行检测的温度检测机构，控制机构基于温度检测机构测出的温度推算经过了高压侧膨胀机构的制冷剂的压力P2，基于推算的压力P2控制高压侧膨胀机构或者低压侧膨胀机构中的任一方。

在第二发明的二级膨胀冷冻装置中，其特征在于，在第一发明中，所述温度检测机构测出在所述气液分离机构被分离了的液相制冷剂的温度。

在第三发明的二级膨胀冷冻装置中，其特征在于，在上述各发明中，控制机构基于压力P2和压缩机的中间压部的压力P1控制高压侧膨胀机构或者低压侧膨胀机构中的任一方。

在第四发明的二级膨胀冷冻装置中，其特征在于，在上述各发明中，控制机构控制高压侧膨胀机构或者低压侧膨胀机构中的任一方，以使P2比P1高。

发明的效果