CN1793755A - 冷冻装置及采用其的空调机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种冷冻装置。在具有：有高压侧压缩机部及低压侧压缩机部的二级压缩机；和高压侧热交换器；和气液分离器；和低压侧热交换器；和设置在上述高压侧热交换器与上述气液分离器之间的上流侧减压装置；和设置在气液分离器和低压侧热交换器间的下流侧减压装置；和从上述气液分离器的气体出口将中间压制冷剂导入到高压侧压缩部的吸入侧的注入配管；和设置在注入配管的中间的注入控制阀的冷冻装置中，根据气液分离器的温度，和注入配管压缩机侧的温度，调整下流侧减压装置的开度。从而在压缩机的中间压力进行气体注入到的冷冻装置中，切实判定注入禁止区域，防止液注入、逆流。

Description

冷冻装置及采用其的空调机

技术领域

本发明涉及冷冻装置及空调机，尤其适合将采用以气液分离器分离后的气体制冷剂导入二级压缩机的高压侧压缩机部的吸入侧的冷冻循环的冷冻装置及空调机。而冷冻装置是采用了冷冻循环的装置，包含空调机。

背景技术

在冷冻装置中，进行了各种将气液分离器分离出的气体制冷剂导入到二级压缩机的高压侧压缩机部的吸入部和单级压缩机的压缩行程途中等，以增大冷冻循环能力的尝试。

专利文献1中，记载了在具有节流阀作为注入回路的控制阀调节2级压缩冷冻循环中，在压缩机始动后一定的时间内，通过缓缓加大节流阀开度，可防止大量的液体制冷剂流入上级压缩部的压缩行程的2级压缩冷冻循环。

此外，专利文献2中记载以下冷冻回路了：在将来自储气罐的液体制冷剂的一部分注入到压缩机的注入回路中具有电子膨胀阀，由来自压缩机的排出制冷剂温度控制开度，在压缩机和电子膨胀阀之间设逆止阀，防止因冷冻电路停止时的逆压而损伤电子膨胀阀。此外，记述了该技术还可适用多级压缩机。

此外，专利文献3中记载了：在2级压缩冷冻装置中，用过冷却器将经充分过冷却的液体提供给注入回路的温度式膨胀阀，避免由冲洗气体引起冷冻循环的故障的2级压缩冷冻装置。此外，该装置的温度式膨胀阀的感温筒安装在高压侧吸入部。

此外，专利文献4中记载了：使用R410A、R410B、HFC32制冷剂，在气液分离器的上流和下流设减压装置，在向压缩机的注入回路中具有流量控制装置，由上流或下流的减压装置控制注入流量的冷冻循环装置。

此外，专利文献5中记载了：采用气液分离器，作为将制冷剂气体从气液分离器注入压缩机的冷冻循环构成，作为低压侧的减压装置使用节流量可控制的膨胀阀，当打开注入阀时，缓缓节流低压侧减压装置的流量为规定流量，维持防止液注入和冷冻循环控制的稳定性的空调机。

专利文献1：特开平2-37259号公报；

专利文献2：特开2004-293799号公报；

专利文献3：实公昭55-26764号公报；

专利文献4：特开平10-325622号公报；

专利文献5：特开2002-81769号公报。

专利文献1中，在2级压缩2级膨胀冷冻循环中，使不引起液压缩那样进行控制，在现实中，往往通过包围冷冻循环的周围环境、由使用者的设计设定外的运行等液压缩的可能变大，但未言及对这种情况的注入阀的控制。

专利文献2中，是涉及用于防止单级膨胀冷冻循环的压缩机温度过于上升的单纯的液注入控制，未述及控制冷冻循环主回路的膨胀阀、改变注入流量的技术。

专利文献3中，是涉及用于防止流入2级压缩单级膨胀冷冻循环的压缩机温度过于上升的液注入用膨胀阀的制冷剂冲洗气体防止技术，未述及控制冷冻循环主回路的膨胀阀、改变注入流量的技术。

专利文献4中，在单极压缩2级膨胀冷冻循环中，是以气液分离器的上流或下流的减压装置控制注入流量的，但未述及在2级压缩2级膨胀冷冻循环中，如何控制上流或下流的减压装置。

专利文献5中，使不引起液压缩那样进行控制，在现实中，往往通过包围冷冻循环的周围环境、由使用者的设计假想外的运行等液压缩的可能变大，但未言及对这种情况的注入阀的控制。即，必要液注入判定的压缩机转速、外气温度、压缩机排出制冷剂温度、压缩机吸入制冷剂温度、压缩机排出制冷剂温度设定值、液注入时压缩机排出制冷剂温度设定值、压缩机吸入制冷剂温度设定值、液注入时压缩机吸入制冷剂温度设定值等，同时，对设定值的妥当性需要各种试验，开发所用时间容易变长。换言之，由于通过将成为液注入状态的判定与外气温度和固定的设定值、压缩机转速和固定的设定值、或室内温度和固定的设定值的比较进行，故无论由各种运行状况为了都能确实检测出液注入，需要在各固定的设定值中取余量。为此，即使是可进行气体注入的状态，也接近某个判定值的情况下，存在停止注入的问题。此外，必须检测是本来液注入，可是因冷冻循环状态，就是在成为设定外的运行的情况下，不能确实判定，被认为成为液注入状态。

而且，在上述专利文献中，对给予控制各膨胀阀时的冷冻循环的影响完全没有论述。

发明内容

本发明的第1目的在于，提供：通过确实判定注入禁止区域，扩大进行气体注入的区域，同时，极力排除很有可能对液注入及逆流这一冷冻循环施加坏影响的运动的冷冻装置。

本发明的第2目的在于，提供：在有具有注入循环的冷冻循环的冷冻装置中，进行考虑了对后述的冷冻循环的影响的各种膨胀阀控制的冷冻装置。

上述第1目的通过如下实现：

在具有：有高压侧压缩机部及低压侧压缩机部的二级压缩机；高压侧热交换器；气液分离器；低压侧热交换器；设置在上述高压侧热交换器与上述气液分离器之间的上流侧减压装置；通过由配管连接设置在上述气液分离器和上述低压侧热交换器之间的下流侧减压装置构成的冷冻循环；从上述气液分离器导入到上述高压侧压缩部的吸入侧的注入配管；和在该注入配管的中间设置的注入控制阀的冷冻装置中，具有根据上述高压侧压缩机部的吸入口的制冷剂过热度变化的温度差检测机构，根据用上述温度差检测机构检测出的温度差，调整上述上流侧减压装置及/或上述下流侧减压装置的开度。

此外，上述第1目的通过如下实现：

在具有：设置在密闭容器内的低压侧压缩机部及高压侧压缩机部；设置在该密闭容器外、具有连接该低压侧压缩机部的排出侧和该高压侧压缩机部的吸入侧的中间压力空间的二级压缩机；高压侧热交换器；气液分离器；低压侧热交换器；设置在上述高压侧热交换器与上述气液分离器之间的上流侧减压装置；通过由配管连接设置在上述气液分离器和上述低压侧热交换器间的下流侧减压装置构成的冷冻循环；连接上述气液分离器和上述中间压力空间的注入配管；和在该注入配管的中间设置的注入控制阀的冷冻装置中，备有：第1温度检测器，其检测相当于上述气液分离器温度的温度；和第2温度检测器，其设置在从上述中间压力空间和上述注入配管的连接部到上述注入控制阀之间的注入配管中，用上述第1温度检测器检测出的温度和上述第2温度检测器检测出的温度差，调整上述上流侧减压装置及/或上述下流侧减压装置的开度。

此外，上述第1目的通过如下实现：

在具有：设置在密闭容器内的低压侧压缩机部及高压侧压缩机部；和有设置在该密闭容器外、连接该低压侧压缩机部的排出侧和该高压侧压缩机部的吸入侧的中间压力空间的二级压缩机；和高压侧热交换器；和气液分离器；和低压侧热交换器；和设置在上述高压侧热交换器与上述气液分离器之间的上流侧减压装置；和通过由配管连接设置在上述气液分离器和上述低压侧热交换器间的下流侧减压装置构成的冷冻循环；和连接上述气液分离器和上述中间压力空间的注入配管；和在该注入配管的中间设置的注入控制阀的冷冻装置中，包括：检测相当于上述气液分离器的温度的温度的第1温度检测器；和从上述中间压力空间和上述注入配管的连接部与上述注入控制阀之间的注入配管中所设置的第2温度检测器，当上述第1温度检测器检测出的温度和上述第2温度检测器检测出的温度差值为预定的第1规定值以上、第2规定值以下时，根据该差值，调整上述上流侧减压装置及/或上述下流侧减压装置的开度。

上述第2目的通过如下完成：

在具有：有高压侧压缩机部及低压侧压缩机部的二级压缩机；和高压侧热交换器；和气液分离器；和低压侧热交换器；和设置在上述高压侧热交换器与上述气液分离器之间的上流侧减压装置；和通过由配管连接设置在上述气液分离器和上述低压侧热交换器间的下流侧减压装置构成的冷冻循环；和从上述气液分离器导入到上述高压侧压缩机部的吸入侧的注入配管；和在该注入配管的中间设置的注入控制阀的冷冻装置中，具有一边限制变化量一边调整上述上流侧减压装置及/或上述下流侧减压装置的开度的开度限制功能。

发明效果

根据本发明，通过确实判定注入禁止区域，扩大进行气体注入的区域，同时，可提供极力排除很有可能对液注入及逆流这一冷冻循环施加坏影响的运行的冷冻装置。

此外，根据本发明，可提供在有具有注入循环的冷冻循环的冷冻装置中，进行考虑了对后述的冷冻循环的影响的各种膨胀阀控制的冷冻装置。

附图说明：

图1是涉及本发明一实施例的空调机构成图。

图2是表示在本实施例的空调机冷冻循环中流动的制冷剂状态的莫里尔曲线图。

图3是表示本实施例的空调机制热运行时的第1减压装置的开度和运行特性的线图。

图4是表示本实施例的空调机制热运行时的第2减压装置的开度和注入温度差的曲线图。

图5是表示图4的温度差的压缩机侧测量点的图。

图6是表示本实施例的空调机制冷运行时的压缩机转数和逆流开始时的注入温度差的曲线图。

图7是表示本实施例的空调机制热运行时的压缩机转数和逆流开始时的注入温度差的曲线图。

符号说明

1…二级压缩机，1-1…低压侧压缩机部，1-2…高压侧压缩机部，1-3…密闭容器，1-4…连接配管(中间压力空间)，1a…低压侧压缩机部的吸入部，1b…低压侧压缩机部的排出部，1c…高压侧压缩机部的吸入部，1d…高压侧压缩机部的排出部，1j…中间压制冷剂导入口，2…四通阀，3…室外侧热交换器，3e…制冷时冷凝器出口，4…第1减压装置(膨胀阀)，5…气液分离器，5f…制冷时气液分离器入口，5g…气液分离器气体出口，5h…制冷时气液分离器液体出口，6…第2减压装置(膨胀阀)，7…室内侧热交换器，7i…制冷时蒸发器入口，8…导入配管(注入配管)，9…注入控制阀(膨胀阀)，10…控制装置，11…室外送风机，12…室外送风机马达，13…室内送风机，14…室内送风机马达，20…高压侧排出温度检测器(第3温度检测器)，21…室内温度检测器(第4温度检测器)，22…气液分离器气体出口温度检测器(第1温度检测器)，23…室外温度检测器(第5温度检测器)，24…中间压制冷剂导入口温度检测器(第2温度检测器)，a…低压侧压缩机部的吸入制冷剂，b…低压侧压缩机部的排出制冷剂，c…高压侧压缩机部的吸入制冷剂，d…高压侧压缩机部的排出制冷剂，e/(e)…制热/制冷时室外侧热交换器和第1减压装置之间的制冷剂，f/(f)…制热/制冷时第1减压装置和气液分离器之间的制冷剂，g…气液分离器的气体出口制冷剂，h/(h)…制热/制冷时气液分离器和第2减压装置之间的制冷剂，i/(i)…制热/制冷时第2减压装置和室内侧热交换器之间的制冷剂，Ps…低压吸入压力，Pd…低压排出压力，Pm…中间压力(气液分离器的压力)，Pd1…低压侧排出压力，Psh…高压吸入压力。

具体实施方式

以下，用图1至图3，对涉及本发明一实施例的空调机进行说明。本实施例的空调机是作为冷冻装置的一例说明的。

首先，参照图1，对本实施例的空调机50的全体构成进行说明。图1是涉及本发明一实施例的空调机构成图。

空调机50具有：冷冻循环，和送风装置，和控制这些的控制***而构成。而该空调机50是通过制冷剂配管、电气连线、信号连线等连接室内机和室外机的分离型空调机。

冷冻循环具有：二级压缩机1、四通阀2、室外侧热交换器3、第1减压装置4、气液分离器5、第2减压装置6、室内侧热交换器7、注入控制阀9，由通过制冷剂配管连接这些构成。室内侧热交换器7被置于室内机中，二级压缩机1、四通阀2、室外侧热交换器3、第1减压装置4、气液分离器5、第2减压装置6、注入控制阀9被置于室外机中。

二级压缩机1具有：由低压侧压缩机部(低压侧压缩机部)1-1和高压侧压缩机部(高压侧压缩机部)1-2构成的二级压缩机机构。低压侧压缩机部1-1和高压侧压缩机部1-2用由圆柱体、转子、叶轮、端板构成的旋转式压缩机部构成。低压侧压缩机部1-1和高压侧压缩机部1-2以并列配置的状态置于密闭容器1-3内。

低压侧压缩机部1-1的排出部1b和高压侧压缩机部1-2的吸入部1c以在各圆柱的侧面开口的方式设置，为了相互接近，在圆周方向设置在相同位置。低压侧压缩机部1-1的排出部1b和高压侧压缩机部1-2的吸入部1c通过连接配管1-4连通。该连接配管1-4(有时也称为中间压力空间1-4)以高度低的略U字状使制冷剂的通路长度变短那样构成，其两端部贯通密闭容器1-3，连接于低压侧压缩机部1-1的排出部1b和高压侧压缩机部1-2的吸入部1c，其中央部分露出在密闭容器1-3的外部那样设置。通过设置连接配管1-4，可减小从低压侧压缩机部1-1的排出部1b向高压侧压缩机部1-2的吸入部1c的流通阻力。

四通阀2是制冷剂通路切换阀的一例。该四通阀2，是切换为使从二级压缩机1排出的制冷剂按室外侧热交换器3、第1减压装置4、气液分离器5、第2减压装置6及室内侧热交换器7的顺序流动的制冷循环，和使从二级压缩机1排出的制冷剂按室内侧热交换器7、第2减压装置6、气液分离器5、第1减压装置4及室外侧热交换器3的顺序流动的制热循环的。因此，室外侧热交换器3在制冷循环时构成高压侧热交换器，在制热循环时构成高压侧热交换器。此外，室内侧热交换器7在制热循环时构成高压侧热交换器，在制冷循环时构成低压侧热交换器。

第1减压装置4设在室外侧热交换器3和气液分离器5之间，在制冷循环时，构成使来自室外侧热交换器3的制冷剂减压的高压侧减压装置，在制热循环时，构成使来自气液分离器5的制冷剂减压的低压侧减压装置。第2减压装置6设在气液分离器5和室内侧热交换器7之间，在制冷循环时，构成使来自气液分离器5的制冷剂减压的低压侧减压装置，在制热循环时，构成使来自室内侧热交换器7的制冷剂减压的高压侧减压装置。而在本实施例中，第1减压装置4及第4减压装置6，由节流开度可控制的膨胀阀，例如电动式等构成。

气液分离器5设置在第1减压装置4和第2减压装置6之间，是用于分离通过制冷剂的气液。气液分离器5在制冷循环时，分离来自第1减压装置4的气液混合制冷剂的气液，使液体制冷剂流入第2减压装置6，使气体制冷剂流入导入配管8(也有时称为注入配管8)那样构成。另外，气液分离器5在制热循环时，分离来自第2减压装置6的气液混合制冷剂的气液，使液体制冷剂流入到第1减压装置4，使气体制冷剂流入到导入配管8那样构成。为达到这样的功能，设置导入配管8以连通气液分离器5的上部空间，设置来自第1减压装置4的制冷剂配管和来自第2减压装置6的制冷剂配管以连通气液分离器5下部空间的两侧。

气液分离器5的气体出口5g和高压侧压缩机部1-2的吸入部1c，通过导入配管8及注入控制阀9连通。导入配管8是用以：从气液分离器5的气体出口将中间压制冷剂导入高压侧压缩机部1-2的吸入侧(即，气体注入)，用来自气液分离器5的气体出口5g的制冷剂冷却从低压侧压缩机部1-1排出的制冷剂气体，施以适当的过热度使其吸入高压侧压缩机部1-2的。而导入配管8被连接到位于连接配管1-4的密闭容器外侧的部分(为中间压力空间的连接配管1-4的中间部分)，在连接配管1-4设置导入配管8前端开口的中间压制冷剂导入口1j。通过组合相关的连接配管1-4和导入配管8的构成，可方便地形成从低压侧压缩机部1-1向高压侧压缩机部1-2的制冷剂通路和从气液分离器5向高压侧压缩机部1-2的制冷剂通路。而注入控制阀9，是由电动膨胀阀构成，设置在导入配管8的中间，控制导入配管8的流量，缓和在开闭阀中常有的冲击声。

空调机50中的送风装置，由置于室外机中的室外送风装置和置于室内机中的送风装置组成。室外送风装置具有：在室外侧热交换机3中，使室外空气流通的室外送风机11、和驱动室外送风机11的室外送风马达12。室内送风装置具有：在室内侧热交换器7中使室内的空气流通的室内送风机13，和驱动室内送风机13的室内送风机马达14。在本实施例中，作为室外送风机11使用轴流风扇，作为室内送风机13使用摆动风扇(横流风扇)。

空调机50中的控制***，具有：温度检测器20～24，和置于室外机中的控制装置10构成。温度检测器20～24由：检测高压侧压缩机部1-2的排出部1d温度的温度检测器20；和检测室内空气的吸入温度的温度检测器21；和检测气液分离器5制冷剂的饱和温度的温度检测器(第1温度检测器)22；和检测室外空气的吸入温度的温度检测器23；和检测高压侧压缩机部1-2吸入侧的中间压制冷剂导入口1j附近温度的温度检测器(第2温度检测器)24构成。温度检测器20、21、23构成第3温度检测器。而在附近的温度中当然还包含该部分的温度。

在此，由于第1减压装置4和第2减压装置6之间的制冷剂压力成为中间压，故第1温度传感器22的安装场所若是在第1减压装置4和第2减压装置6之间的制冷剂回路上即可，安装场所选择的自由度宽，处理容易。

此外，在具有制冷制热两用功能的冷冻循环中，在制冷时安装在成为气液分离器5上流侧的第1减压装置4和气液分离器5之间即可。由此，即使是在产生注入逆流时，在第1温度检测器中的检测温度也完全不受逆流的影响，成为接近正确的气液分离器内的制冷剂压力的饱和温度的温度。

而第2温度检测器24检测中间压制冷剂导入口1j和连接配管(中间压力空间)1-4的连接部附近的导入配管(注入配管)8中的温度。由此，与在连接配管1-4中设第2温度检测器24的情况相比，可迅速地检测出导入中间压制冷剂导入口1j的中间压制冷剂的温度，根据该温度可提高控制精度。

此外，如图5所示的第2温度检测器24，在导入配管上，若置于距离中间压制冷剂导入口15mm以上离开的位置即可(图5中未图示第2温度检测器24，而至少在注入配管8上，由中间压力空间1-4和注入配管8的连接部(中间制冷剂导入口1j)设置在与注入控制阀9之间。尤其是优选距离如图5所示的注入配管8上的中间制冷剂导入口1j设置在15mm～100mm间)。这样，可在导入配管上纤焊安装热敏电阻用的套管，可以充分的检测精度、快速响应检测出有关高压侧压缩机部的吸入温度的温度。

进而，在同一条件下，运行冷冻循环，改变第2温度传感器的安装位置，第2温度检测器中的检测温度和第1温度检测器中的检测温度差的注入温度差将对应低压侧膨胀阀(制冷时为第2减压装置)的开度如何变化的实验结果示于图4。

图4是表示本实施例的空调机制冷运行的第2减压装置的开度和注入温度差的曲线图。图5是表示图4的注入温度差的压缩机侧测量点的图。

考察该图可知，在阀的开度小的地方，尽管第2温度检测器的安装场所有所不同，但曲线陡然上升。由上升部在开度小的范围内，气液分离器5内由于液体制冷剂压倒性地多，故在第2温度传感器的安装处注入制冷剂的液滴始终冲击到导入配管8的内管壁，使管闭的温度冷却到饱和温度，注入温度差为0K以下的值。在该开度范围内，即使改变开度，也不改变注入温度差，是不可通常控制的范围。

第2减压装置的开度若从上升部稍微变大，则在第2温度检测器的安装处，导入配管8内的注入制冷剂的干度上升，液滴量减少，冲撞到导入配管8的内管壁的液滴也减少。因此，从低压侧压缩机部排出的制冷剂热量通过中间压制冷剂导入口的接合部传递，因其热量的影响使管壁温度上升。该范围因稍有开度变化注入温度差变大，对控制是不可利用的范围，冷冻循环进入上述通常不可控制的范围或对控制不可利用的范围的情况下，使低压侧装置全开，或关闭注入控制，需从该状态脱离。

若进一步加大开度，通过阀开度小处，为紧随其后的中间开度，则仍然由安装处斜率有不同，而变为缓慢倾斜，通过将该范围使用于控制，可较好控制。若进一步加大开度，则在第2温度检测器的安装处进一步减少注入制冷剂的液滴量，干度接近1，只使管壁的温度稍微下降，到该范围可使用于控制。由该曲线，第2温度传感器的安装处，若定为在导入配管上从中间压制冷剂导入口15～100mm的位置则更好。

由此，分别适度接受低压侧压缩机部排出温度的热量影响和注入制冷剂湿度影响这两方面的影响，第2温度检测器可检测出相应高压侧压缩机部的吸入温度变化的温度。

若进一步加大开度，则在第2温度检测器的安装处，在导入配管内变得不含注入液体制冷剂，干度为1。因此，冷却导入配管的管壁只变为气体状的注入制冷剂，由干度低时的气液二相流中的热传递，变为热传递率低的气相流中的热传递。因此，冷却效果巨减，管壁的温度强烈受从低压侧压缩机部排出的制冷剂温度的影响，故管壁的温度稍下降。即使由此开度进一步加大开度，管壁的温度也只是稍有上升，看起来呈平坦的曲线。在该范围中，无论如何改变开度，对注入温度差也无变化，该部分也是不适于控制的部分。

在图4所示的4条曲线中，在自中间压制冷剂导入口的合流点下流，接着急剧上升，连到突然平坦的部分。这被认为是因为从上述上升部到平坦部的变化因稍微开度变化而引起。由此，在自合流部下流的检测温度中，注入量的控制是困难的。

在比中间压力空间(连接配管)1-4的中间压制冷剂导入口1j还高压侧压缩机部1-1的吸入侧安装第2温度检测器24，由此可观察所注入后的制冷剂的状态。但是，若实际做一下实验，便可知受该附近的配管温度受压缩机容器(密闭容器)的温度支配，检测出微小的温度变化是困难的。

控制装置10，根据温度检测器24、22的检测结果，具有运算中间压制冷剂导入口1j附近的温度和气液分离器5的气体出口5g附近温度之间的温度差的功能。因此，作为温度传感器，可使用在空调机中广泛使用的可靠性高的热敏电阻等，可以简单的构成切实得到不产生湿压缩、过剩过热压缩的空调机50。

此外，控制装置10根据各部的温度检测器20～24的检测温度和使用者的运行指令，控制二级压缩机1、四通阀2、室外送风机马达12、室内送风机马达14、第1减压装置4、第2减压装置6、注入控制阀9等。而在本实施例中，控制装置10示出了一个具有运算功能的控制装置，和具有控制各机器的功能的控制装置，而这些即使分开构成也可，或即使进一步也可分开构成具有控制各机器的功能的控制装置。

下面，参照图1及图2，说明空调机50的运行动作。图2是显示通过本实施例的空调机的冷冻循环的制冷剂状态的莫里尔曲线图。在该图2中，用实线表示采用本实施例的气体注入时的莫里尔曲线图，同时，用虚线表示未采用气体注入的比较例时的莫里尔曲线图。

首先，对空调机50的制热运行进行说明。在制热运行时，如图1的虚线那样切换四通阀2，形成制冷循环，同时，运行二级压缩机1、室外送风机马达12及室内送风机马达14。

被吸入二级压缩机1的气体制冷剂a，在二级压缩机1被压缩，成为高温高压的气体制冷剂d，沿图1的虚线箭头方向流动，通过四通阀2，在制热循环时进入成为冷凝器的室内侧热交换器7，与室内空气进行热交换，被冷却、冷凝，成为液体或气液混合的制冷剂i。图2示出了液体制冷剂i的情况。

冷凝成为液体或气液混合制冷剂的制冷剂i进入第2减压装置6，由第2减压装置6膨胀并减压，成为气液混合的制冷剂h。该气液混合制冷剂h进入气液分离器5进行气液分离。被分离的液体制冷剂滞留在气液分离器5的下部空间，成为液体制冷剂f，流出到第1减压装置4。另外，被分离的气体制冷剂滞留在气液分离器5的上部空间，成为气体制冷剂g，流出到导入配管8。

从气液分离器5流出的液体制冷剂f，在第1减压装置4中被膨胀并且减压，成为气液混合制冷剂e。该气液混合制冷剂e在制热循环时，进入成为蒸发器的室外侧热交换器3，与室外空气热交换并被加热，成为气体制冷剂a返回到二级压缩机1。

在相关制热运行时，通过打开导入配管8的注入控制阀9，在气液分离器5中与液体分离、从气液分离器5排出的气体制冷剂g通过导热配管8从中间压制冷剂导入口1j与低压侧压缩机部1-1的排出制冷剂b混合，排出制冷剂b由气体制冷剂g冷却，使温度下降。此时，注入控制阀9分多次逐步地打开，由打开注入阀时的冷冻循环的剧变消除冲击声。所混合后的气体制冷剂c被吸入高压侧压缩机部1-2，在高压侧压缩机部1-2被压缩，成为上述排出制冷剂d。

通过反复上述制热循环的动作，继续制热运行。

在进行空调机50的制冷运行时，如图1的实线切换四通阀2，形成制冷循环，同时，运行二级压缩机1、室外送风机马达12及室内送风机马达14。制冷运行的莫里尔曲线图，由于除制冷剂流相反这一点外，与制热循环的莫里尔曲线图基本相同，故通过在括弧内表示其符号省略重复的说明。

在此，参照图2，对采用由上述气液分离器5及导入配管8的气体注入循环的本实施例的情况，和未采用气体注入循环的比较例情况的制热能力及制冷能力进行说明。

在制热运行中，若设比较例情况的冷凝器7的制冷剂流量为G，设本实施例情况注入的制冷剂流量为G1，则在本实施例中流过冷凝器7的制冷剂流量为G+G1。因此，冷凝器出入口的焓差和制冷剂流量之积的制热能力与比较例相比还要增加。

另一方面，在制冷运行中，比较例的蒸发能力(即，制冷能力)用a点和e’点的焓差表示，本实施例的蒸发能力(即，制冷能力)用a点和e点的焓差表示。由于本实施例e点的焓比比较例e’点的焓还小，故在本实施例中，与比较例相比蒸发能力(即，制冷能力)还增加。

下面，参照图1至图3，对空调机50的第1减压装置4、第2减压装置6及注入控制阀9的控制进行说明。图3是显示本实施例的空调机50在制热运行时的第1减压装置4的开度和运行特性的曲线图。图3(a)表示气液分离器5的压力特性，图3(b)表示第1温度检测器22和第2温度检测器24的温度差的特性，图3(c)是表示COP比例特性。

在本实施例的空调机50中，根据由检测运行状态及周围温度状态的温度检测器20、21、23检测出的温度，控制高压侧减压装置4或6，根据检测在气液分离器5中分离的中间压制冷剂导入高压侧压缩机部1-2吸入侧的状态的温度检测器22、24检测出的温度，控制低压侧减压装置6或4。这样，通过特定根据运行状态进行控制的减压装置和根据气体注入状态进行控制的减压装置，可使由控制装置10的控制变得极其简单。而即使在控制装置10的控制也可是复杂的情况下，也可不特定根据气体注入状态进行控制的减压装置，控制任何一个或两方的减压装置。

而在进行采用气体注入的运行的情况下，在开路注入控制阀9的同时，控制第1减压装置4的节流量，使气液分离器5的压力，即中间压力Pm低压侧压缩机部1-1的排出部1b的压力Pd1及高压侧压缩机部1-2的吸入部1c的压力Psh还高。这样，在气液分离器5中被气液分离的中间压力的气体制冷剂，通过导入配管8，在中间压制冷剂导入口1j与来自低压侧压缩机部1-1的排出部的气体制冷剂合流，流入高压侧压缩机部1-2的吸入部1c。而若中间压力Pm变得比低压侧压缩机部1-1的排出部1b的压力还低，则来自低压侧压缩机部1-1的排出部1b的气体制冷剂通过导入配管8流入气液分离器5，故此时需要关闭注入控制阀9。

在如本实施例的二级压缩二级膨胀循环中，中间压力Pm越高，对应注入到中间压制冷剂导入口1j的饱和气体制冷剂g，饱和液体制冷剂h的比例就变得越多。该中间压力Pm可由2个膨胀阀(第1减压装置4及第2减压装置6)任意调整，而由于二级压缩机1的低压侧压缩机部1-1的出口部1b的压力是一定的，故使中间压力Pm越高，中间压力Pm和低压侧压缩机部1-1的出口部1b之间的压力差就变得越大，注入的制冷剂量增加。因此，越增加中间压力Pm，就越能增大因注入的冷冻能力。

但是，若大于某中间压力Pm时，则中间压制冷剂导入口1j的比焓变得比饱和气体线的比焓还小。即，此时，在中间压制冷剂导入口1j，在注入的中间压气体制冷剂中存在液体制冷剂。这样，变成从高压侧压缩机部1-2的吸入部1c吸入液体制冷剂，对二级压缩机1施加坏影响，使可靠性降低。

因此，在本实施例中，为了不变为在中间压气体制冷剂中存在液体制冷剂的中间压力Pm(换言之，使吸入高压侧压缩机部1-2的制冷剂在气体领域温度以上)，进行膨胀阀控制。即，控制装置10根据由第1温度检测器22检测出的温度和由第2温度检测器24检测出的温度控制第1减压装置4或第2减压装置6。具体为，控制装置10运算由第1温度检测器22检测出的温度和由第2温度检测器24检测出的温度之间的温度差，根据该运算出的温度差，调节第1减压装置4或第2减压装置6的节流量。该温度差是接近高压侧压缩机部的吸入温度与接近接近高压侧压缩机部的吸入压力的气液分离器内压力的饱和温度的的温度之间的温度差，这就是接近吸入到高压侧压缩机部的制冷剂的过热度，恰如进行高压侧压缩机部的吸入口制冷剂的过热度控制的控制，因此，安全性也好，可得到具有可靠性的冷冻循环。

此外，在本实施例中，控制装置10在调节第1减压装置4或第2减压装置6的开度时，限制每一次的变化量。这样，每一次的变化量变小，对整个冷冻循环的影响也小，其它的冷冻循环控制设备捕捉该出现的小的变化，进行对最佳的冷冻循环的修复动作，因此冷冻循环无大的散乱。

并且，当该温度差过小、高压侧压缩机部的吸入制冷剂有液体返回的可能时，解除上述每次开度变化量的限制，用1次开闭至规定的开度，可防患液压缩的危险性于未然。设该过小的温度差的判定值为第1规定值，由预先实验定为适当的值。在实施例中将其定为2K(绝对温度)。

通过如上所述控制第1减压装置4或第2减压装置6，由于可定为小于在中间压气体制冷剂中不存在液体制冷剂的中间压力Pm，故可防止在二级压缩机1的高压侧压缩机1-2中导入液制冷剂，以提高二级压缩机1的可靠性。

在进行气体注入的情况下，作为吸入高压侧压缩机部1-2的制冷剂状态，在高压侧压缩机部1-2的吸入气体中不包含液体制冷剂且温度最低的制冷剂为最佳。由此，从高压侧压缩机部1-2的吸入部1c吸入过热度0K(绝对温度)的气体制冷剂是理想的，而由于过热度0K(绝对温度)是与气液混合状态相同的温度，故实现困难。发明者们为了得到接近此的适当的过热度进行了种种研究，结果，通过根据如上述从气液分离器5导入高压侧压缩机部1-2的吸入侧的中间压制冷剂的二处的温度，控制减压装置4或6，可实现能充分满足实用的空调机50。

利用图3所示的在制热运行时的各特性，进一步进行具体说明。若调整低压侧膨胀阀4的开度和中间压力Pm之间的相互关联，则如图3(a)的曲线，可知具有负的1次相关特性。因此，通过控制低压侧膨胀阀4的开度，可容易地控制中间压力Pm。

并且，若调整低压侧膨胀阀4的开度和导热配管温度差(中间压制冷剂导入口1j附近的温度和气液分离器5的气体出口5g附近温度之间的温度差)之间的关系，则如图3(b)的曲线，可知：从低压侧膨胀阀4的开度小处，随着使低压膨胀阀4的开度增加，导入配管8的温度差变大，而存在以中间微小的开度差导入配管温度差大变化的部分。

并且，若调整低压侧膨胀阀4的开度和COP比率(无中间压制冷剂导入时的COP和中间压制冷剂导入时的COP的比率)的关系，则如图3(c)，可知存在COP比率良好的低压侧膨胀阀4的开度范围。

试考察该结果，可见：由于在低压侧膨胀阀4的开度小处导入配管温度差为负，故在该部分中间压力Pm过于上升，过度供给液体制冷剂，二级压缩机1的效率降低。还可见：若使低压侧膨胀阀4的开度过大，则导入配管温度差变大，COP比率也下降，所以在该部分高压侧吸入制冷剂的过热度过于变大，高压侧吸入制冷剂的比容变大，制冷剂循环量减少，同时，高压侧排除温度过于上升，二级压缩机1的效率低下。

由此，在本实施例中，通过以导入配管温度差控制低压侧膨胀阀4的开度，可得到良好的二级压缩二级膨胀冷冻循环。即，控制装置10，调节低压侧膨胀阀4的节流量，以使用第1温度检测器22检测出的温度和用第2温度检测器24检测出的温度之间的温度差为规定范围内。尤其是，若将导入配管温度差控制在2K(绝对温度)～12K(绝对温度)，则对应低压侧膨胀阀4的开度变化的温度差变化也大，控制容易，同时适当的过热度气体制冷剂被吸入，COP比率也接近最高点，可得到效率好的冷冻循环。

并且，当该温度差过大，高压侧压缩机部的吸入制冷剂的过热度变得过大，可能存在压缩机过热，解除上述每次开度的变化量的限制，以1次开闭到规定的开度，防止压缩机过热。

而更详细的研究结果，若压缩机的转数上升，则低压侧压缩机部的排出温度也上升，受其影响，正常运行时的适当的过热度也上升。因此，根据压缩机的转数确定过大的过热度的判定值，作为第2规定值。而且，如图6、图7显示该第2规定值，在每个制冷、制热等冷冻循环的模式时，通过定为具有与压缩机的转数正的相关，可得到良好的控制结果。图6是显示本实施例的空调机和制冷运行时的压缩机转数和逆流开始时注入温度差的曲线。图7是显示本实施例的空调机的制热运行时的压缩机转数和逆流开始时注入温度差的曲线。

并且，控制装置10根据温度差的运算结果，即使将低压侧膨胀阀4的节流开度打开到规定开度以上，在由第1温度检测器22检测出的温度和由第2温度检测器24检测出的温度之间的温度差不大于规定值的情况下，也进行将注入控制阀9一下关闭那样的控制，由此，可迅速防止在二级压缩机1的高压侧压缩机1-2导入液体制冷剂，可望提高二级压缩机1的可靠性。

由于得到图3中的各运行特性，故即使在制冷循环也可进行同样的运行的结果，可知：制冷运行时也可得到类似的运行特性。因此，制冷运行时也可能与制热运行时同样的控制。在本实施例中，由于具有可切换制冷循环和制热循环的的四通阀2，即使在切换制冷循环和制热循环的逆循环运行时，也可调整设置在气液分离器5和低压侧热交换器3或7之间的膨胀阀4或6的开度，无论是制冷循环和制热循环的哪个循环，也可控制高压侧压缩机部1-2的吸入温度为对应中间压力Pm的适当的温度，可得到在制冷循环、制热循环两方面的循环中，可进行适当的冷冻循环运行的空调机50。

并且，在本实施例的空调机50中，由于将二级压缩机1，和室外侧热交换器3，和气液分离器5，和减压装置4、6，和导入配管8，和控制装置10一起置于室外机中，故可不向室外机增加配置部件、利用控制装置10确认配置在室外机中的设备的动作。由此，可以简单的构成将室外机维持为小型，可得到将室外机作为可靠性高的分离型空调机。

并且，本发明的控制装置10当调节高压侧减压装置或低压侧减压装置的开度时，具有限制每1次的变化量的功能。这样，每1次的变化量变小，对整个冷冻循环的影响也变小，其它冷冻循环的控制设备捕捉该出现的小的变化，进行对最佳冷冻循环的修复动作，故冷冻循环无大的紊乱。

在例中采用了稳定此并制冷运行的空调机，对减少低压侧减压装置的开度的情况稍微详细地推测。使每次的节流变化量变小、减小开度。若减小开度，则流入低压侧热交换器(以下，简称为蒸发器。)的制冷剂的流量减少。

另一方面，对应在气液分离器中流出到蒸发器中的制冷剂的流量减少，高压侧减压装置的开度不变，与缩小低压侧减压装置的的开度前相同。因此，由于从高压侧热交换器(以下，简称为冷凝器)流入的制冷剂的流量与缩小低压侧减压装置的开度前相同，故气液分离器内的制冷剂液面上升，挤压上部的气体空间。

由于通常的气液分离器用隔热材料覆盖、被保温·保冷，故被挤压的气体制冷剂被压缩，使气液分离器内的压力稍微上升。并且，低压侧的冷冻循环由于流入蒸发器的制冷剂的流量减少，故蒸发器出口的制冷剂的过热度上升。因此，低压侧压缩机部的吸入制冷剂的过热度也上升，吸入制冷剂的比容增加。

由于气液分离器内的压力上升甚微，故可认为减小低压侧装置的开度的当初，中间压制冷剂导入口的压力不变。因此，比容增加的部分，吸入到低压侧压缩机部的制冷剂的流量减少。由于吸入制冷剂的流量减少和过热度上升，故低压侧压缩机部的制冷剂排出温度变高。

并且，该吸入制冷剂流量的减少量，比向缩小低压侧减压装置的当初制冷剂的蒸发器流入量的减少要少，为此，低压侧压缩机的制冷剂的吸入压力下降若干。因该若干压力减少，低压侧压缩机的排出压力也下降若干，中间压制冷剂导入口的压力也同样下降。另一方面，在注入回路，在气液分离器内，由于伴随从高压侧减压装置流入的气液混合制冷剂流动的搅拌作用，在气体空间部，浮游着制冷剂的液滴。由于制冷剂液面上升，气液分离器的气体出口部接近液面，将制冷剂更多的气液混合制冷剂送入导入配管。

这样，气液分离器的压力稍上升，通过中间压制冷剂导入口的压力下降，气液分离器的压力和中间压制冷剂导入口的压力之间的压差增加，被注入的制冷剂流量比缩小低压侧减压装置的开度前增加。并且，由于包含被注入的制冷剂的制冷剂液滴变多，被注入的制冷剂的比焓比缩小低压侧减压装置的开度前减少。

为此，低压侧压缩机部排出制冷剂和注入制冷剂合流、混合的高压侧压缩机部吸入制冷剂的比焓比缩小低压侧减压装置的开度前减少。因此，高压侧压缩机部吸入制冷剂的温度比缩小低压侧减压装置的开度前低，比容减少。反过来，在高压侧的制冷剂回路，在刚减小低压侧减压装置的开度之后无变化。

但是，由于上述高压侧压缩机部吸入制冷剂的比容减少，暂时性吸入高压侧压缩机部的制冷剂流量增加。伴随此，从高压侧压缩机部排出的制冷剂流量也增加。并且，由于高压侧压缩机部吸入制冷剂的比焓减少，高压侧压缩机部排出制冷剂的比焓也减少，排出制冷剂的温度降低。这样，比缩小低压侧减压装置的开度前温度降低，但是流量变多的制冷剂进入室外热交换器。

由此，在室外热交换器的出口，液体制冷剂的温度达不到缩小低压侧减压装置的开度前的液体制冷剂的温度，与缩小低压侧减压装置开度前的液体制冷剂的温度相比还上升。这样，温度上升，流量变多的液体制冷剂进入高压侧减压装置，被减压、膨胀。若使该状态的液体制冷剂减压至气液分离器的压力，则在气液混合域的减压部分变得比缩小低压侧减压装置的开度前还大。因此，在该气液混合域中的阻力变大，流不完流量变多的制冷剂。

因此，流不完的制冷剂必然滞留在室外热交换器中，使冷凝压力上升。伴随冷凝压力上升，高压侧压缩机部的排出压力上升，高压侧压缩机部的容积效率恶化，从高压侧压缩机部排出的制冷剂流量减少。由该说明可知，气液分离器内的液面上升与低压侧减压装置的节流动作同时开始。其结果，注入量的增加和注入制冷剂的干度减少也立即开始。

注入制冷剂需要一点点时间以通过该导入配管。在这一点点时间后，向导入配管的连接配管的中间压制冷剂导入口的温度变化开始。导入配管用细铜管构成，其长度仅是连接在相同室外机内的二级压缩机和气液分离器间。一般，在决定导入配管长度时，为了吸收压缩机的振动、防止震动传播，应考虑必要的长度。

但是，即使考虑该长度，导入配管的长度与主制冷剂回路的全体长度相比也只是几分之一。因此，导入配管的热容量也小，几乎不能使注入制冷剂的状态变化延迟。为此，低压侧减压装置的开度变化在数秒～数十秒后作为中间压制冷剂导入口的温度变化出现。通过进一步对低压侧减压装置的控制进行反馈，可迅速地接近以该变化为目标的冷冻循环状态。

并且，在本发明中，若压缩机的转数上升，制冷剂的循环量就变大，而由于热交换器的大小不变，故到低转数时的冷凝温度、蒸发温度，冷凝、蒸发不能充分进行。为了对此补充，冷凝压力上升，冷凝温度变高，蒸发压力下降，蒸发温度变低。另一方面，低压侧压缩机部的排出压力变得接近高压侧压缩机部的排出压力和低压侧压缩机部的吸入压力之间的相乘平均。

因此，低压侧压缩机部的排出压力呈近似不变、只是吸入压力下降的状态。这样，低压侧压缩机部的压缩比变大，即使使吸入制冷剂的过热度与低转数时的过热度相同，低压侧压缩机部的排出制冷剂的过热度也变大。在该状态，假设即使有相同的注入量，因变成低压侧压缩机部高温的排出制冷剂的影响，中间压制冷剂导入口附近的温度也上升。

这样，即使未引起逆流，由于压缩机的转数上升，中间压制冷剂导入口的过热度上升。再者，由于若引起逆流则中间压制冷剂导入口的过热度进一步上升，故可根据压缩机的转数确定有逆流可能的过热度。并且，若对由热源侧热交换器、利用侧热交换器的热的状况变化，变动中间压力则更好。以中间压制冷剂导入口附近的温度和气液分离器的温度之间的温度差判定有无逆流的可能，进行低压侧减压装置的开度控制。

由实验可知，与制热运行相比，制冷运行更容易引起逆流。这是由于在空调机中，在制冷运行时还要求取室内空气的湿度，蒸发温度需要定为室内露点温度以下的适当的低温。与此同时，必须在室内狭小的空间设置室内机。因此，室内热交换机的大小受限制，为了满足所要求的热交换量，同样需要下降蒸发温度。

与此相反，室外机尺寸的大小限制不像室内机那样严格，即使使室外热交换器稍微大点，也不会影响实际使用。此时，由于可通过进一步降低室外热交换的冷凝压力，降低压缩机的消耗功率，故可成为节能的有效机构。这样，空调机成为室内热交换器小、室外热交换器大的构成。使具有这样的热交换器的空调机制冷运行，可用膨胀阀等调整到适当的冷冻循环。

此时，制冷剂量的分布与制冷循环时相比，在室外热交换器中制冷时需要液体域的低温处理部分在制热时不需要，故减少该部分。在室内热交换器中相反，由从制冷时低干度域到过热气体域的部分，在制热时在液体域循环时的部分成为必要，故增加。在此，由于室外热交换器比室内热交换器大，故相抵后，成为适当的冷冻循环需要的制冷剂量，制热时少即可。

实际应用上，以在各种条件下的实验确认接近两方的必要量的之后，封入冷冻循环。成为其多余的制冷剂被吸收到储液器，不能吸收的部分使气液分离器内的液位上升。若气液分离器的液位上升，则与气体出口之间的距离缩小，以稍有温度变化变得易于液注入。

反之，在制冷运行时，因稍有温度变化液位下降，气液混合气体流入低压侧减压装置，气液分离器不能工作，冷冻循环变得异常。此外，若室温上升、制冷负荷增加，促进蒸发器中的制冷剂蒸发，蒸发器出口中的制冷剂温度上升。由于制冷剂温度上升，制冷剂的比容变大，提升蒸发器压力，与气液分离器之间的压差变小，从气液分离器流入蒸发器的制冷剂流量减少。

与气液蒸发器中流出到蒸发器的制冷剂流量减少相反，由于高压侧减压装置的开度不变，故从冷凝器流入的制冷剂流量与以前相同，气液分离器内的制冷剂液面上升，挤压上部气体的空间。由于通常气液分离器用隔热材料覆盖、保温·保冷，故受挤压的气体制冷剂使被压缩的气液分离器内的压力略有上升。由于气液分离器内的压力略有上升，从冷凝器通过高压侧减压装置流入气液分离器的制冷剂流量减少，但不到降低上升的液面的程度。

另一方面，蒸发压力上升对蒸发器的下流侧也有影响，由于蒸发压力上升，低压侧压缩机的吸入压力也上升。由该压力上升，被吸入的制冷剂的比容变小，被吸入的制冷剂的流量增加。伴随此，排出到低压侧压缩机部的排出侧的制冷剂流量增加，低压侧压缩机部的排出压力也上升。该压力的上升和气液分离器内的压力上升因冷冻循环的参数和环境条件的不同而千差万别，不能简单地说哪方大。

由于伴随气液分离器内从高压侧减压装置流入的气液混合制冷剂的流动的搅拌作用，在气体部空间浮游着制冷剂液滴。因此，在气液分离器内的压力上升方大的情况下，通过气液分离器内的制冷剂液面上升，气液分离器的气体出口部接近液面，制冷剂液滴将变得更多的气液混合制冷剂送入导入配管。

高压侧压缩机部由于吸入来自压力上升的低压侧压缩机部的制冷剂，故高压侧压缩机部排出的制冷剂流量增加，排出压力也上升。因此，冷凝压力、冷凝温度上升，在冷凝器中，使流量增加的制冷剂放热、冷凝。由于冷凝压力上升，故流入高压侧减压装置的制冷剂流量增加，提升气液分离器内的制冷剂液面。

并且，由于气液分离器内的制冷剂压力上升，通过低压侧减压装置的制冷剂流量增加，使气液分离器内的制冷剂液面下降。这样的动作周期性地根据其各个时间的制冷剂压力、制冷剂的分布、周围环境的温度等进行，而且，压缩机的转数、膨胀阀的节流变化根据来自控制器的指令施加，收缩至相应周围环境变化的最佳冷冻循环进行。以上所述的动作是由低压侧压缩机部的排出压力的上升，气液分离器内的压力上升方大的情况。

下面，对气液分离器内的压力上升方小的情况，从温度检测的观点考察各部温度的变化。此时，低压侧压缩机部的排出制冷剂的一部分在导入配管逆流、流入气液分离器。进入气液分离器的低压侧压缩机部的排出制冷剂在气液分离器的上部内壁被冷却，一部分冷凝，而大部分不冷凝地提升制冷剂液面。若成为这样的状态，则气液分离器的功能丧失，不能进行气液分离，制冷剂液面下降到向低压侧减压装置的流出口，在低压侧减压装置的配管中，在来自高压侧减压装置的气液混合气的状态基础上，低压侧压缩机部的排出制冷剂混合。

这样的运行由于与二级压缩二级膨胀冷冻循环的本来运行状态相差悬殊，故应尽快恢复到本来的运行状态。若持续这样的状态，则气液分离器的上部和导入配管的温度与低压侧压缩机部的排出温度大致相等。此外，到低压侧减压装置的下流侧的配管温度在逆流来的气体制冷剂的量不太多的情况下，与一起流动的液制冷剂进行热交换，成为接近气液分离器内制冷剂压力的饱和温度的温度。

但是，若逆流来的气体制冷剂量变多，则一起流动的液体制冷剂和热交换就不充分进行地显示低压侧压缩机部的排出温度和气液分离器内制冷剂压力的饱和温度之间的温度。并且，气液分离器的下部显示气液分离器内制冷剂压力的饱和温度的情况多，而气液分离器由于减速来自高压侧减压装置的气液混合制冷剂的流动、高效率分离气液，故其内径***。因此，为确保耐压性，不能期望壁厚加厚、热容量变大、迅速的热响应。

另一方面，在连接高压侧减压装置和气液分离器的配管中，在配管内部用高压侧减压装置集中到气液分离器内的制冷剂压力，变成饱和温度的气液混合制冷剂流动，可得到正常的温度。此外，由于上流配管在制冷时流气液混合制冷剂，在制热时流动液体制冷剂，故比流动气体制冷剂的管还细即可，管壁也可薄，因此，热容量小，故可得到时间延迟小的温度信息。

由此，在本发明中，作为检测气液分离器内制冷剂压力的饱和温度的地方，定在了高压侧减压装置和气液分离器之间的上流配管。通过这样确定，即使在产生逆流时，也可继续并控制。若详细说明此，则由于低压侧压缩机部的排出压力比气液分离器内的压力高时，被吸入高压侧压缩机部的制冷剂的流量增加。伴随此，从高压侧压缩机部排出的制冷剂的流量也上升，将其压入冷凝器。

另一方面，由于气液分离器内的制冷剂压力也上升，故与冷凝压力之间的差变小，因连接冷凝器出口的高压侧减压装置的开度不变，所以通过高压侧减压装置的制冷剂流量减少。尽管流入冷凝器的制冷剂流量增加，由于流出的流量减少，故冷凝压力上升，排出压力也上升。由于排出压力上升，从一端上升的高压侧压缩机部排出的制冷剂流量略减，而不下降到室内温度上升前的流量，呈由此若干上升的状态。

另一方面，由于冷凝压力上升，通过一端下降的高压侧减压装置的制冷剂的流量略增，与从高压侧压缩机部排出的制冷剂流量相抵的量增加。因此，气液分离器内的制冷剂液面上升，气液分离器内的制冷剂压力也上升。并且，由于低压侧压缩机部的排出压力变高，故被吸入低压侧压缩机部的制冷剂流量略减。因此，一端上升的蒸发压力略减，而不下降到室内温度上升前的蒸发压力，呈若干上升的状态。

通过低压侧减压装置的制冷剂的流量是在从高压侧减压装置流入的制冷剂的流量中，加上逆流导入配管的气体制冷剂的流量的流量。由于伴随来自上述高压侧减压装置的制冷剂流入量增加的气液分离器内制冷剂压力的上升，为了流过该流量，气液分离器内的制冷剂压力增加。由于该压力增加，相抵被吸入低压侧压缩机部的制冷剂流量的制冷剂的量通过低压侧减压装置流入蒸发器。

若以这样的状态将本发明应用于所运行的冷冻循环，则为了检测相关高压侧压缩机部的吸入温度的温度，由于设在中间压制冷剂导入口附近的第2检测部中的检测温度，因产生逆流而成为接近低压侧压缩机部的排出温度的温度。另一方面，为了检测相关气液分离器内制冷剂压力的饱和温度的温度，安装在高压侧减压装置和气液分离器间的上流配管的第1检测部中的检测温度接近为高压侧减压装置的出口温度，即气液分离器内制冷剂压力的饱和温度的温度。

这样，第1检测部中的检测温度完全不受逆流影响，成为正确接近气液分离器内制冷剂压力的饱和温度的温度。在2个检测部中的温度差是根据压缩机的转数确定的第2规定温度差的情况下，将低压侧减压装置的开度一下缩小到规定的开度。通过这样的控制，气液分离器内的制冷剂压力上升，同时流入蒸发器的制冷剂流量减小，低压侧压缩机部的吸入压力下降。因此，低压侧压缩机部的排出压力也下降，从导入配管注入气液分离器内的制冷剂。

通过预先实验规定开度，由设定为相应周围环境温度的适当的值，引起逆流，在冷冻循环大乱前，由于迅速地进行向适当的冷冻循环的控制，故冷冻循环的可靠性提高。第2温度检测器的安装位置，可在显示高压侧压缩机部的吸入温度和取相关的温度的部位进行检测，另外，可判定来自导入配管的液体制冷剂的多寡、能防患液压缩于未然的位置。

因此，本发明中作为兼备这两者的位置，在导入配管上确定为中间压制冷剂导入口和注入控制阀之间的位置。这样的位置从导入配管与压缩机的连接配管合流的中间压制冷剂导入口，受传递导热配管的管壁的低压侧压缩机部的排出温度的热的影响。当在注入制冷剂中所包含的制冷剂液滴在导入配管中流动时，冲撞至导入配管的管壁，从管壁获取热并蒸发。因此，该热的影响缓和，管壁温度成为饱和温度和低压侧压缩机部的排出温度之间的温度。

由于来自该中间压制冷剂导入口的热的影响，当在注入制冷剂中所包含的液体制冷剂的量少时，自从中间压制冷剂导入口远追溯导入配管的位置，注入制冷剂的过热开始。反之，当在注入制冷剂中所包含的液体制冷剂的量多时，即使在中间压制冷剂导入口，在注入制冷剂中也掺杂液体制冷剂，液压缩的危险性高。

利用此，将第2温度检测器的安装位置定在导入配管的适当的位置，在该位置安装第2温度检测器，检测出的温度和用与气液分离器内制冷剂压力的饱和温度相关的第1温度检测器检测出的温度之间的温度差为第1规定值(例如2K(绝对温度))以下时，判断为液返回高压侧压缩机部的危险性高。根据该判断，将低压侧减压装置一下打开到规定开度，使气液分离器内的制冷剂压力下降，减少注入量，可即刻回避液压缩的危险性。

而且，若在成为注入制冷剂中完全不含液体制冷剂的气体注入，则因对在缓和来自中间压制冷剂导入口的低压侧压缩机部的排出温度的热影响的导入制冷剂中包含的液滴的导入配管的冲突，而使温度不下降。因此，第2温度检测器部的温度成为比在导入配管内流动的气体制冷剂温度高的温度，并且，若气体注入量变少，则压缩机的过热危险性高，同时，第2温度检测部的温度变得更高。

进而，若产生注入的逆流，则来自高压侧减压装置的气液混合制冷剂与逆流来的低压侧压缩机部的排出制冷剂混合。因此，气液混合制冷剂因逆流制冷剂以干度上升的状态流入低压侧减压装置，气液分离器的功能丧失。

并且，由于不进行由注入的冷却的制冷剂原封不动地被吸入高压侧压缩机部，故高压侧压缩机部的制冷剂排出温度上升。此时，若周围的温度条件差，则制冷剂排出温度异常变高，存在引起制冷剂回路中的合成树脂部件等的变形和变性的危险。若这样的逆流状态持续，则由于冷冻循环的可靠性受损，应使逆流不再继续。在这样的逆流状态，中间压制冷剂导入口附近的温度由于没有因注入的冷却，故成为比气液分离器的温度高许多的温度。

利用此，在与气液分离器内的制冷剂压力的饱和温度相关的第1温度检测器之间的温度差大于第2规定值(例如，12K(绝对温度))时，判断为需要由注入的压缩机的冷却。根据该判断，将低压侧减压装置一下关闭到规定开度，使气液分离器内的制冷剂压力上升，使注入制冷剂中的液滴的量增加，同时也使注入量增加，可即刻回避压缩机的过热危险性。由此，第2温度检测器的检测温度可得到与高压侧压缩机部的吸入温度适当相关，可防患液压缩的危险性于未然，并且可防止由注入逆流引起的压缩机过热。

一般，检测制冷剂配管温度的检测部将圆筒状的套筒纤焊在配管上，在套筒的内部彻底嵌入热敏电阻的温度检测部这样安装。这是因为通过纤焊部，将配管的温度传递到整个套筒，并且彻底嵌入该套筒，通过用来自周围的热传导加热或冷却热敏电阻的温度检测部，使热敏电阻温度检测部的温度尽快与配管的温度相同，使误差减小。导入配管的前端和压缩机的连接配管之间的纤焊与套管和导入配管之间的纤焊，无论是前还是后都无功能性的影响。

因此，考虑纤焊时喷烧火焰的方向和指焊锡的方向等，进行组织工序。但是，在后道工序作业时，若在前道工序进行的纤焊部的焊锡材料融化，则不能确保纤焊部的可靠性(接合部时强度、湿线距离、焊锡材料的厚度。套筒时湿线距离、焊锡材料的厚度)。为了确保此，应使前后纤焊处之间的距离有一定程度的分离。

考虑发明者等的试行错误的结果、响应速度和纤焊作业性、温度误差等，作为整体，如从注入配管连接配管之间的接合部到导入配管的管轴方向所测得的热敏电阻中心部的间隔若大于15mm，则可知不损害检测精度、响应速度的纤焊是可能的。

若第2温度检测器的设置场所距中间压制冷剂导入口过近，则低压侧压缩机部的排出温度的热影响过强，注入制冷剂的湿度影响几乎变无，难以事先检测出向压缩机的液返回。并且，若第2温度检测器的设置场所距中间压制冷剂导入口过远，则低压侧压缩机部的排出温度的热影响变少，检测出注入制冷剂其温度，与高压侧压缩机部的吸入温度的相关变差。

改变沿从中间压制冷剂导入口到热敏电阻位置的管轴的距离而进行试验的结果可知，包含纤焊制作上限制的15mm，若为从15mm到100mm，则可实用控制。

下面，对由注入控制阀开闭的冷冻循环的动作进行叙述。若打开控制阀，则气液分离器的制冷剂包含液滴、被注入到高压侧压缩机部的吸入口。因此，高压侧压缩机部的吸入温度急剧下降，排出温度也急剧下降。另一方面，在气液分离器内，由于注入制冷剂流出到压缩机中，气液分离器内的制冷剂压力降低，流出到蒸发器的制冷剂的流量减少，从冷凝器流入的制冷剂流量增加。由此，蒸发压力下降，被吸入到低压侧压缩机部的制冷剂流量减少，冷凝压力也下降，从高压侧压缩机部排出的制冷剂流量也增加。

因此，低压侧压缩机部的排出压力下降，所注入的制冷剂的流量还增加。这样，一端注入量增加、压缩机的排出温度下降，而若冷冻循环的控制间隔一到，则排出温度下降，所以高压侧减压装置被节流。并且，由于中间压制冷剂导入口附近的温度和气液分离器的温度接近，故低压侧减压装置打开，冷冻循环被控制到消除因打开注入控制阀而引起的影响方向。

伴随注入控制阀的开闭，在导入配管发生冲击波，气液分离器内的制冷剂压力和高压侧压缩机部的吸入压力之间的差越大该冲击波就越强。该冲击波传递制冷剂配管，在室内作为异常音有时可听见，此时，给使用者以疑惑感、不安感。为防止此，在本发明中，作为注入阀，采用电动膨胀阀，在打开时徐徐地打开电动膨胀阀，在关闭时，以比此还快的速度关闭。这样，消除打开注入阀时的冲击音，缓和关闭时的冲击音。在关闭时不徐徐地关闭，是因为在运行中关闭注入阀，在有液返回压缩机的危险时，失去压缩机的可靠性，为了回避冷冻循环功能的丧失，紧急避难性地快速关闭。

另外，在本实施例中，在制冷时和制热时的二系列，用正的1次相关近似、确定第2规定温度差，而本发明不限定于此。根据冷冻循环的用途，也可按每个制冷、制热以外的功能确定系列，并且，即使按每个由同样功能中更细分化的温度区域确定系列，也可得到同样的效果。并且，当然，因冷冻循环的诸元的不同，即使1次相关以外的相关也可。再者，在实施例中，对制冷制热两用空调机进行了说明，而本发明不限定于此，即使对制冷专用或制热专用的空调机也可得到同样的效果。

如以上所说明，根据本实施例，在具有：有高压侧压缩机部及低压侧压缩机部的二级压缩机部；和高压侧热交换器；和气液分离器；和低压侧热交换器；和设置在上述高压侧热交换器和上述气液分离器之间的上流侧减压装置；和设置在上述气液分离器和上述低压侧热交换器之间的下流侧减压装置；和从上述气液分离器的气体出口将中间压制冷剂导入到上述高压侧压缩机部的吸入侧的导入配管，和设置在上述导入配管中间的注入控制阀的冷冻装置中，设置相应上述高压侧压缩机部的吸入口的制冷剂过热度而变化的温度差检测机构，和具有根据用上数温度差检测机构检测出的温度差限制变化量并控制上述上流侧减压装置或/及上述下流侧减压装置的开度的开度限制功能的控制装置。

这样，由于1次控制的减压装置的开度变化被限制为小的量，故整个冷冻变换的状态变化小，气液分离器的压力也稍微变化。但是，现有气液分离器的压力和低压侧压缩机部的排出压力差小，因该微小的压力差变化注入量确实变化。注入导入配管和低压侧压缩机部的排出配管的中间压制冷剂导入口的温度对该注入量的变化敏感地进行反应。因此，该部的温度在整个冷冻循环的变化前变化。捕捉该先行变化的温度，并且控制减压装置的开度。

因此，不会引起大的过调节、振荡，可使冷冻循环迅速地稳定，在控制设备动作次数减少、可靠性提高的同时，可得到也不会使使用者不安的冷冻装置。此外，由于如进行高压侧压缩机部吸入口的制冷剂过热度控制的控制，故可得到稳定性也好、有可靠性的冷冻循环。

并且，为了避免液压缩，在用上述温度差检测机构检测出的温度差，低于预定的第1规定温度差，或为了避免压缩机过热，在大于预定的第2规定温度差的情况时，将上述控制装置作为具有解除上述开度限制功能的一部分或全部的开度限制解除功能的控制装置。

若由导入配管注入到高压侧压缩机部吸入口的制冷剂中所包含的液体制冷剂量过多，则出现液压缩的危险。此时，中间压制冷剂导入口附近的温度下降，与气液分离器之间的温度差变小。利用此，若该温度差变小，则判断为有液压缩的可能增强，迅速地打开低压侧减压装置到规定开度。

并且，若气液分离器的压力变得比低压侧压缩机部的排出压力低，则也有时从低压侧压缩机部排出的制冷剂在导入配管中逆流，并侵入气液分离器。若该逆流产生，则来自高压侧减压装置的气液混合制冷剂与逆流来的低压侧压缩机部的排出制冷剂混合。因此，气液混合制冷剂以因逆流制冷剂而干度上升的状态流入低压侧减压装置，丧失气液分离器的功能。

再者，由于不进行因注入而冷却的制冷剂被原封不动地吸入高压侧压缩机部，故高压侧压缩机部的制冷剂排出温度上升。此时，若周围的温度条件差，则制冷剂排出温度异常变高，存在引起制冷剂回路中合成树脂部件等的变形和变性的危险。若这样的逆流状态持续，则由于冷冻循环的可靠性受损，有必要使逆流不再继续。在这样的逆流状态，由于中间压制冷剂导入口附近的温度因注入的冷却而变无，故成为比气液分离器的温度高许多的温度。

利用此，在该温度差变得过大的情况下，判断为逆流的可能性强，迅速地关闭低压侧减压装置到目标开度。这样，由于可防患液压缩和逆流的危险性于未然，故可防止来自液压缩和导入配管的注入逆流，可得到冷冻循环的可靠性提高的冷冻装置。

并且，将上述控制装置作为具有根据压缩机的转数确定上述第2规定温度差的运算机构的控制装置。

若压缩机的转数上升，则低压侧压缩机部的排出温度也上升，受其影响，正常运行时的适当的过热度也上升。因此，无论是在高速的高负荷运行时，还是在低速的低负荷运行时，都可切实防止逆流，同时，仅在有逆流可能时，进行低压侧减压装置的急速控制。通常时，继续尽可能缓和变化中的运行，避免冷冻循环的急变，由于不给设备施加不需要的应力，故可望提高冷冻循环的可靠性，同时，可避免因冷冻循环的急变而引起的使用者无谓的不安感。可得到冷冻装置。

并且，上述第2规定温度差具有在每个冷冻循环的模式所确定的压缩机的转数和正的相关值。

在热源侧热交换器、利用侧热交换器的温度条件大变化的制冷时、制热时，都可切实防止无论是高负荷运行时还是低负荷运行时的逆流，同时，仅在有逆流可能时，进行低压侧减压装置的急速控制。可得到通常时，尽可能以缓慢的变化继续运行，避免冷冻循环的剧变，由于不给设备施加不需要的应力，故可望提高无论是制冷时还是制热时冷冻循环的可靠性，同时，可避免因冷冻循环的剧变而引起的使用者无谓的不安感的冷冻装置。

并且，上述温度差检测机构具有检测与相当于上述高压侧压缩机部的吸入制冷剂压力的饱和温度相关的温度的第1温度检测器，和检测与上述吸入制冷剂的温度相关的温度的第2温度检测器，将上述第1温度检测器的安装位置设在上流侧减压装置和下流侧减压装置之间。

上流侧减压装置和下流侧减压装置间的压力和气液分离器的压力相等，由于气液分离器的压力接近高压侧压缩机部的吸入压力，故通过检测出接近气液分离器压力的饱和温度，可作为与高压侧压缩机部的吸入压力的饱和温度相关的温度。这样，由于低压侧减压装置的控制正确，故冷冻循环稳定运行，同时，检测场所的选择自由度增加，可得到按冷冻循环要求可选择最佳场所的冷冻装置。

并且，通过在上述上流侧减压装置和上述气液分离器之间设置上述第1温度传感器的安装位置，由于第1温度传感器中的检测温度完全不受逆流的影响，成为正确接近气液分离器内的制冷剂压力的饱和温度的温度，故产生逆流，在冷冻循环大乱前，因进行快速、适当的冷冻循环控制，故可得到具有冷冻循环的可靠性提高的冷冻装置的空调机。

并且，具有：在从低压侧排出部到高压侧吸入部的制冷剂通路上，有暴露在耐压容器外的连接配管的二级压缩机；和与上述连接配管合流的上述导入配管，在上述导入配管上，在上述中间压制冷剂导入口和上述注入控制阀之间，设上述第2温度检测器的安装位置。

由此，由于检测出敏感反映控制结果的部位的温度、并进行低压侧减压装置的控制，故可迅速显出控制的结果。因此，与如现有用热容量大的部位的温度变化控制的情况相比较，时间的延迟小。因此，可防止在时间延迟大时易发生的过大的过调节和振荡。

并且，第2温度传感器可得到与高压侧压缩机部的吸入温度适当的相关。当与第1温度检测器之间的温度差在第1规定值以下时，判断液返回高压侧压缩机部的危险性高，一下打开低压侧减压装置到规定开度，使气液分离器内的制冷剂压力下降，减少注入量。而且，当与第1温度检测器之间的温度差在第2规定值以上时，判断为需要由注入的压缩机冷却，一下关闭低压侧减压装置到规定的开度，使气液分离器内的制冷剂压力上升，使注入制冷剂中的液滴量增加，同时注入量也增加，故可得到可防止液压缩危险性于未然、且可防止因注入逆流而引起的压缩机过热的冷冻装置。

并且，通过将上述第2温度传感器的安装位置设在上述导入配管上距离上述中间压制冷剂导入口15mm以上的位置，可在导入配管上纤焊安装热敏电阻用套管，可以充分的精度、快速响应检测出与高压侧压缩机部的吸入温度相关的温度。而且，通过将上述第2温度传感器的安装位置设在上述导入配管上距离上述中间压制冷剂导入口15～100mm的位置，分别适度受低压侧压缩机部的排出温度的热的影响和注入制冷剂的湿度影响两方面的影响，由于第2温度检测器可检测出与高压侧压缩机部的吸入温度相关的温度，故可得到可防止液压缩危险性于未然、且可防止因注入逆流而引起的压缩机过热的冷冻装置。

并且，作为上述注入控制阀，使用膨胀阀，当增加上述注入控制阀的开度时，通过数次分开增加开度，使因打开注入阀时的冷冻循环的急变而引起的冲击音变无，缓和关闭时的冲击音。而且，由于在存在液返回压缩机的危险时，尽快关闭注入阀，故可得到使伴随注入阀开闭的冲击音低、防止对使用者引起无谓的疑虑和不安，同时，可确保压缩机的可靠性。

Claims (11)

1、一种冷冻装置，在具有：有高压侧压缩机部及低压侧压缩机部的二级压缩机；高压侧热交换器；气液分离器；低压侧热交换器；设置在上述高压侧热交换器与上述气液分离器之间的上流侧减压装置；通过由配管连接设置在上述气液分离器和上述低压侧热交换器之间的下流侧减压装置构成的冷冻循环；从上述气液分离器导入到上述高压侧压缩部的吸入侧的注入配管；和在该注入配管的中间设置的注入控制阀的冷冻装置中，具有根据上述高压侧压缩机部的吸入口的制冷剂过热度变化的温度差检测机构，根据用上述温度差检测机构检测出的温度差，调整上述上流侧减压装置及/或上述下流侧减压装置的开度。

2、一种冷冻装置，在具有：设置在密闭容器内的低压侧压缩机部及高压侧压缩机部；设置在该密闭容器外、具有连接该低压侧压缩机部的排出侧和该高压侧压缩机部的吸入侧的中间压力空间的二级压缩机；高压侧热交换器；气液分离器；低压侧热交换器；设置在上述高压侧热交换器与上述气液分离器之间的上流侧减压装置；通过由配管连接设置在上述气液分离器和上述低压侧热交换器间的下流侧减压装置构成的冷冻循环；连接上述气液分离器和上述中间压力空间的注入配管；和在该注入配管的中间设置的注入控制阀的冷冻装置中，备有：第1温度检测器，其检测相当于上述气液分离器温度的温度；和第2温度检测器，其设置在从上述中间压力空间和上述注入配管的连接部到上述注入控制阀之间的注入配管中，用上述第1温度检测器检测出的温度和上述第2温度检测器检测出的温度差，调整上述上流侧减压装置及/或上述下流侧减压装置的开度。

3、如权利要求项2所述的冷冻装置，其特征在于，在上述上流侧减压装置和上述气液分离器之间，设置上述第1温度检测器的安装位置。

4、如权利要求项2所述的冷冻装置，其特征在于，将上述第2温度检测检测器的安装位置，设在上述注入配管上，距上述中间压力空间和上述注入配管连接部15～100mm的位置。

5、一种冷冻装置，在具有：设置在密闭容器内的低压侧压缩机部及高压侧压缩机部；设置在该密闭容器外具有连接该低压侧压缩机部的排出侧和该高压侧压缩机部的吸入侧的中间压力空间的二级压缩机；高压侧热交换器；气液分离器；低压侧热交换器；设置在上述高压侧热交换器与上述气液分离器之间的上流侧减压装置；通过由配管连接设置在上述气液分离器和上述低压侧热交换器之间的下流侧减压装置构成的冷冻循环；连接上述气液分离器和上述中间压力空间的注入配管；和在该注入配管的中间设置的注入控制阀的冷冻装置中，具有：第1温度检测器，其检测相当于上述气液分离器温度的温度；和第2温度检测器，其设置在从上述中间压力空间和上述注入配管的连接部到上述注入控制阀之间的注入配管中；当上述第1温度检测器检测出的温度和上述第2温度检测器检测出的温度差值为预定的第1规定值以上、第2规定值以下时，根据该差值，调整上述上流侧减压装置及/或上述下流侧减压装置的开度。

6、如权利要求项5所述的冷冻装置，其特征在于，具有根据上述压缩机的转数确定上述第2规定值的运算机构。

7、如权利要求项6所述的冷冻装置，其特征在于，上述第2规定值是具有在每个冷冻循环模式确定的压缩机的转数正的相关值。

8、一种冷冻装置，在具有：有高压侧压缩机部及低压侧压缩机部的二级压缩机；高压侧热交换器；气液分离器；低压侧热交换器；设置在上述高压侧热交换器与上述气液分离器之间的上流侧减压装置；通过由配管连接设置在上述气液分离器和上述低压侧热交换器间的下流侧减压装置构成的冷冻循环；从上述气液分离器导入到上述高压侧压缩机部的吸入侧的注入配管；和在该注入配管的中间设置的注入控制阀的冷冻装置中，具有一边限制变化量一边调整上述上流侧减压装置及/或上述下流侧减压装置的开度的开度限制功能。

9、如权利要求项8所述的冷冻装置，其特征在于，包括：第1温度检测器，其检测相当于上述气液分离器的温度的温度；和第2温度检测器设置在从上述中间压力空间和上述注入配管的连接部到上述注入控制阀之间的注入配管中，上述上流侧减压装置及/或下流侧减压装置的开度调整，根据上述第1温度检测器检测出的温度和上述第2温度检测器检测出的温度差进行。

10、如权利要求项9所述的冷冻装置，其特征在于，具有在上述温度差预定的第1规定值以下、或预定的第2规定值以上的情况下，解除上述开度限制功能的一部分或全部的开度限制解除功能。

11、如权利要求项8所述的冷冻装置，其特征在于，使用电动膨胀阀作为上述注入控制阀，使减小开度时的变化量比增加上述注入控制阀的开度时大。

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