JP2006132800A

JP2006132800A - Refrigerating cycle device

Info

Publication number: JP2006132800A
Application number: JP2004319071A
Authority: JP
Inventors: Makoto Ikegami; 真池上; Haruyuki Nishijima; 春幸西嶋; Hirotsugu Takeuchi; 裕嗣武内; Takayuki Sugiura; 崇之杉浦
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2004-11-02
Filing date: 2004-11-02
Publication date: 2006-05-25

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a highly efficient refrigerating cycle device that arranges a decompression means under a frost formation environment and can easily melt frost adhering to this decompression means. <P>SOLUTION: The refrigerating cycle device comprises a compressor 10 for compressing at least a refrigerant to a high temperature and high pressure and delivering it, a radiator 20 for radiating the refrigerant compressed by the compressor, a decompression means 40 having an electric drive section for decompressing the refrigerant heat-dissipated by the radiator, an evaporator 30 for evaporating the refrigerant decompressed by the decompression means, and a defrosting means 60 for defrosting frost adhering to the evaporator. The decompression means 40 is arranged under the frost formation environment, and the electric drive section is energized to melt the frost adhering to the decompression means. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、冷凍サイクル装置に関する。より詳しくは、膨張弁などの減圧手段を着霜環境下に配設する冷凍サイクル装置に関する。 The present invention relates to a refrigeration cycle apparatus. More specifically, the present invention relates to a refrigeration cycle apparatus in which decompression means such as an expansion valve is disposed in a frosting environment.

着霜する温度領域で作動する冷凍サイクル装置においては、冷凍能力を維持するために除霜は必須となっている。特に、蒸発器への着霜は冷凍能力の大幅な低下を招くために、何らかの除霜手段を構築している。 In a refrigeration cycle apparatus that operates in a temperature range where frost formation occurs, defrosting is essential to maintain the refrigeration capacity. In particular, frost formation on the evaporator causes a significant decrease in refrigeration capacity, so some defrosting means is constructed.

例えば、電熱器などを用いて蒸発器を直接加熱することで除霜する方法や、圧縮機出口側の高温、高圧冷媒を直接蒸発器に流入させるホットガス除霜、あるいは冷凍サイクルの運転を停止し、蒸発器に風のみを流すことで除霜するオフサイクル除霜など、様々な除霜方法が提案されてきた（例えば、特許文献１参照）。 For example, the method of defrosting by directly heating the evaporator using an electric heater, hot gas defrosting in which the high-temperature and high-pressure refrigerant at the compressor outlet directly flows into the evaporator, or the operation of the refrigeration cycle is stopped. Various defrosting methods have been proposed, such as off-cycle defrosting in which defrosting is performed by flowing only the wind through the evaporator (see, for example, Patent Document 1).

ところで、冷凍サイクルのさらなる高効率化を図るためには、膨張弁やエジェクタなどの減圧手段を蒸発器近傍の着霜環境下に配置して、常温環境下に配置することで生じる吸熱ロスを低減することが望まれる。ところが、以下のような問題点があるために、従来、これらの減圧手段を着霜環境下に搭載することは困難であった。 By the way, in order to further increase the efficiency of the refrigeration cycle, reducing the heat absorption loss caused by placing decompression means such as expansion valves and ejectors in a frosting environment near the evaporator and placing them in a room temperature environment. It is desirable to do. However, due to the following problems, it has been difficult to mount these decompression means in a frost environment.

例えば、蒸発器の除霜に電熱器を適用した場合には、蒸発器の除霜が完了しても、蒸発器よりも遠方に構成される減圧手段の除霜が完了するまで電熱器を長時間運転しなければならず、庫内温度が上昇することから冷凍負荷の増大、あるいは庫内内容物の温度上昇を招くという問題がある。また、ホットガスにより蒸発器の除霜を行う場合には、ホットガスは減圧手段をバイパスして直接蒸発器へ供給されることから、迂回される減圧手段の除霜をすることは困難である。さらに、オフサイクル除霜の場合には、減圧手段は熱容量が大きく蒸発器に比べて除霜にかなりの長時間を要することから、庫内温度の上昇は避けられない。また、減圧手段に個別専用の除霜用電熱器を構成するなどの対応は可能であるが、構成の複雑化とコスト増とをもたらすという問題がある。このため従来の冷凍サイクルで着霜環境下に減圧手段を配置する場合には、減圧手段としてオリフィス等着霜しにくいものを使用するといった方法が採用されることがあった。しかし、このような減圧手段ではシステムの冷凍負荷に応じてその開度を調整できる可変絞りと比較して、固定絞りによる冷凍サイクルの性能低下は免れなかった。特に減圧手段としてエジェクタを使用したエジェクタサイクルにおいては、エジェクタは、ノズル、混合部、ディフューザ部で構成されるために通常の膨張弁よりも熱容量が大きく、除霜に対してはより不利である。加えて、エジェクタサイクルにより蒸発器により多くの液冷媒を導くことが可能になるため、蒸発器での蒸発温度を低くすることで低庫内温度の達成や冷凍能力およびＣＯＰの向上を図る場合などには、より着霜しやすくなるといった問題もある。
特開昭５７−４７８２９号公報 For example, when an electric heater is applied to the defrosting of the evaporator, even if the defrosting of the evaporator is completed, the electric heater is lengthened until the defrosting of the decompression means configured farther than the evaporator is completed. There is a problem that it must be operated for a long time and the internal temperature rises, so that the refrigeration load increases or the temperature of the internal contents increases. Further, when defrosting the evaporator with hot gas, the hot gas bypasses the decompression means and is directly supplied to the evaporator, so it is difficult to defrost the bypassing decompression means. . Furthermore, in the case of off-cycle defrosting, the decompression means has a large heat capacity and requires a considerably long time for defrosting compared to the evaporator, so an increase in the internal temperature is inevitable. In addition, although it is possible to cope with the depressurization means by configuring a dedicated defrosting electric heater, there is a problem that the configuration is complicated and the cost is increased. For this reason, when a decompression means is arranged in a frosting environment in a conventional refrigeration cycle, a method of using an orifice or the like that hardly frosts may be employed as the decompression means. However, in such a pressure reducing means, a performance reduction of the refrigeration cycle due to the fixed throttle is unavoidable as compared with a variable throttle whose opening degree can be adjusted according to the refrigeration load of the system. In particular, in an ejector cycle that uses an ejector as a decompression means, the ejector is constituted by a nozzle, a mixing unit, and a diffuser unit, and thus has a larger heat capacity than a normal expansion valve, which is more disadvantageous for defrosting. In addition, since it is possible to guide more liquid refrigerant to the evaporator by the ejector cycle, lowering the evaporation temperature in the evaporator to achieve a low internal temperature and improving the refrigerating capacity and COP, etc. However, there is also a problem that frost formation becomes easier.
JP 57-47829 A

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、減圧手段を着霜環境下に配置して、この減圧手段に付着する霜を容易に融解できる高効率の冷凍サイクル装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a highly efficient refrigeration cycle apparatus in which decompression means is arranged in a frosting environment and frost adhering to the decompression means can be easily melted. Let it be an issue.

発明者らは電気エネルギで駆動する電気駆動部を有する減圧手段を用い、冷凍サイクルが除霜運転に入った状態時に通電して電気エネルギを電気駆動部に与えれば、駆動部内のコイルの発熱が減圧手段の弁部に伝わり、冷凍運転時に着霜した減圧手段を簡単な構成で除霜でき、かつ除霜時間増大などの冷凍性能低下のない除霜が可能となることに思い至り本発明を完成した。 The inventors use a decompression unit having an electric drive unit that is driven by electric energy. When the refrigeration cycle is energized and applied to the electric drive unit when the refrigeration cycle is in a defrosting operation, the coil in the drive unit generates heat. It is thought that the decompression means transmitted to the valve part of the decompression means and frosted during the refrigeration operation can be defrosted with a simple configuration and can be defrosted without a decrease in refrigeration performance such as an increase in the defrost time. completed.

本発明の冷凍サイクル装置は、少なくとも冷媒を高温高圧に圧縮して吐出する圧縮機と、圧縮機で圧縮された冷媒を放熱させる放熱器と、駆動エネルギに電気エネルギを用いる電気駆動部を有し放熱器で放熱された冷媒を減圧させる減圧手段と、この減圧手段で減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器と、蒸発器に付着した霜を除霜する除霜手段と、を有する冷凍サイクル装置において、前記減圧手段を着霜環境下に配置し、電気駆動部に通電して減圧手段に付着した霜を融解することを特徴とする。 The refrigeration cycle apparatus of the present invention has at least a compressor that compresses and discharges a refrigerant at high temperature and high pressure, a radiator that dissipates the refrigerant compressed by the compressor, and an electric drive unit that uses electric energy as drive energy. In a refrigeration cycle apparatus having a decompression means for decompressing a refrigerant radiated by a radiator, an evaporator for evaporating the refrigerant decompressed by the decompression means, and a defrosting means for defrosting frost adhering to the evaporator The decompression unit is disposed in a frosting environment, and the electric drive unit is energized to melt frost attached to the decompression unit.

本発明の冷凍サイクル装置は、電気駆動部を有する減圧手段を用いているので、着霜環境下においても電気駆動部に通電（励磁）することにより減圧手段に付着した霜を容易に融解することができ、着霜による冷凍サイクル装置の性能低下を防止することができる。 Since the refrigeration cycle apparatus of the present invention uses a decompression unit having an electric drive unit, the frost attached to the decompression unit can be easily melted by energizing (exciting) the electric drive unit even in a frosting environment. It is possible to prevent a decrease in performance of the refrigeration cycle apparatus due to frost formation.

本発明の冷凍サイクル装置においては、除霜手段は、圧縮機から吐出した冷媒を減圧手段を迂回させて蒸発器に導くホットガス通路と、通常運転時には冷媒がホットガス通路内に流入することを防止する流入防止手段とを備えることが望ましい。このような構成の除霜手段により蒸発器の除霜を簡便かつ確実に行うことができる。 In the refrigeration cycle apparatus according to the present invention, the defrosting means bypasses the refrigerant discharged from the compressor and bypasses the decompression means to guide the evaporator, and during normal operation, the refrigerant flows into the hot gas passage. It is desirable to provide inflow prevention means for preventing. With the defrosting means having such a configuration, the defrosting of the evaporator can be performed easily and reliably.

また、本発明の冷凍サイクル装置において、減圧手段は放熱器から流出した高圧冷媒の圧力エネルギを速度エネルギに変換して冷媒を減圧膨張させるノズルと、このノズルの絞り開度を可変制御する電気駆動部と、ノズルから噴射する高い速度の冷媒流により蒸発器で蒸発した気相冷媒を吸引し、ノズルから噴射する冷媒と蒸発器から吸引した冷媒とを混合させながら速度エネルギを圧力エネルギに変換して冷媒の圧力を昇圧させるディフーザとを有するエジェクタであることが好ましい。減圧手段として、以上のような構成を有するエジェクタを用いることで、高効率な冷凍サイクル装置とすることができる。 In the refrigeration cycle apparatus of the present invention, the decompression means converts the pressure energy of the high-pressure refrigerant flowing out of the radiator into velocity energy and decompresses and expands the refrigerant, and an electric drive that variably controls the throttle opening of the nozzle The gas-phase refrigerant evaporated in the evaporator is sucked by the high-speed refrigerant flow injected from the nozzle and the nozzle, and the velocity energy is converted to pressure energy while mixing the refrigerant injected from the nozzle and the refrigerant sucked from the evaporator It is preferable that the ejector has a diffuser for increasing the pressure of the refrigerant. By using the ejector having the above configuration as the decompression means, a highly efficient refrigeration cycle apparatus can be obtained.

また、本発明の冷凍サイクル装置において、減圧手段は、電気駆動部によって冷媒の流量を電気的に制御する電気制御膨張弁であることが好ましい。冷媒流量を電気的に制御することでより細かい制御が可能となることから、高効率な冷凍サイクル装置とすることができる。 In the refrigeration cycle apparatus of the present invention, it is preferable that the decompression means is an electrically controlled expansion valve that electrically controls the flow rate of the refrigerant by an electric drive unit. Since finer control is possible by electrically controlling the refrigerant flow rate, a highly efficient refrigeration cycle apparatus can be obtained.

本発明の冷凍サイクル装置において、減圧手段の電気駆動部はステッピングモータ、直流モータあるいは交流モータのいずれかを備えることが望ましい。このような電気駆動部を備えることにより通電することで電気駆動部を発熱させるとともに減圧手段に付着した霜を融解することができる。 In the refrigeration cycle apparatus of the present invention, it is desirable that the electric drive unit of the decompression means includes any of a stepping motor, a DC motor, or an AC motor. By providing such an electric drive unit, energization can cause the electric drive unit to generate heat and melt frost attached to the decompression means.

ここで、着霜した減圧手段の電気駆動部には、パルス波、矩形波、直流電圧あるいは交流電圧で通電制御することが望ましい。このような通電方法により、減圧手段に付着した霜を効率よくかつ確実に融解することができる。 Here, it is desirable to control the energization of the frosted decompression means with a pulse wave, a rectangular wave, a DC voltage or an AC voltage. By such an energization method, frost adhering to the decompression means can be efficiently and reliably melted.

本発明の好適な実施の形態について図を参照しながら説明する。 A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

（第１の実施形態）
第１の実施形態は、本発明に係わる冷凍サイクル装置をフロンを冷媒とする車両用空調装置に適用したものであり、減圧手段としてエジェクタを使用したエジェクタサイクルである。図１はその概要を示す模式図である。 (First embodiment)
The first embodiment is an ejector cycle in which the refrigeration cycle apparatus according to the present invention is applied to a vehicle air conditioner using chlorofluorocarbon as a refrigerant, and an ejector is used as a decompression means. FIG. 1 is a schematic diagram showing the outline.

１０は走行用エンジンなどの駆動源（図示せず）から駆動力を得て冷媒を吸入圧縮する圧縮機であり、２０は圧縮機１０から吐出した冷媒と室外空気とを熱交換して冷媒を冷却する放熱器である。なお、本実施形態に係わる圧縮機１０は、圧縮機１０に吸入される冷媒の温度が所定温度となるように、その吐出流量（吐出容量）が制御される可変容量型圧縮機を採用している。 Reference numeral 10 denotes a compressor that obtains driving force from a driving source (not shown) such as a traveling engine and sucks and compresses the refrigerant. Reference numeral 20 denotes heat exchange between the refrigerant discharged from the compressor 10 and outdoor air. It is a radiator that cools. The compressor 10 according to the present embodiment employs a variable displacement compressor whose discharge flow rate (discharge capacity) is controlled so that the temperature of the refrigerant sucked into the compressor 10 becomes a predetermined temperature. Yes.

３０は車両室内に吹き出す空気と液相冷媒とを熱交換させて液相冷媒を蒸発させることにより冷凍能力を発揮する蒸発器であり、４０は放熱器２０から流出する冷媒を減圧膨張させて蒸発器３０にて蒸発した気相冷媒を吸引するとともに、膨張エネルギを圧力エネルギに変換して圧縮機１０の吸入圧を上昇させるエジェクタである。 Reference numeral 30 denotes an evaporator which exhibits a refrigerating capacity by exchanging heat between the air blown into the vehicle compartment and the liquid refrigerant and evaporating the liquid refrigerant, and 40 is evaporated by decompressing and expanding the refrigerant flowing out of the radiator 20. This is an ejector that sucks the vapor-phase refrigerant evaporated in the vessel 30 and converts the expansion energy into pressure energy to increase the suction pressure of the compressor 10.

なお、３１は蒸発器３０にて発生した凝縮水、又は後述する除霜運転時に発生した融解水をためるドレンパンであり、通常、このドレンパン３１は、蒸発器３０の下方側に設けられている。 In addition, 31 is a drain pan which collects the condensed water which generate | occur | produced in the evaporator 30, or the molten water which generate | occur | produced at the time of the defrost operation mentioned later, and this drain pan 31 is normally provided in the downward side of the evaporator 30. FIG.

また、エジェクタ４０は、図２に示すように流入する高圧冷媒の圧力エネルギを速度エネルギに変換して冷媒を等エントロピ的に減圧膨張させるノズル４１と、ノズル４１から噴射する高い速度の冷媒流の巻き込み作用により蒸発器３０にて蒸発した気相冷媒とノズル４１から噴出した冷媒と混合する混合部４３と、混合部出口冷媒の速度エネルギを圧力エネルギに変換して昇圧させるディフューザ（昇圧部）４４などからなるものである。 Further, as shown in FIG. 2, the ejector 40 is configured to convert the pressure energy of the high-pressure refrigerant that flows into velocity energy to decompress and expand the refrigerant in an isentropic manner, and the high-speed refrigerant flow injected from the nozzle 41. A mixing unit 43 that mixes the gas-phase refrigerant evaporated in the evaporator 30 by the entrainment action and the refrigerant ejected from the nozzle 41, and a diffuser (pressure increasing unit) 44 that converts the velocity energy of the refrigerant at the mixing unit outlet into pressure energy to increase the pressure. Etc.

ここで、ノズル４１の絞り開度は、ニードル４５をアクチュエータ（電気駆動部）４６によりノズル４１内でノズル４１の軸線方向に変位させることによって可変制御される。なお、本実施形態では、アクチュエータ４６として、ねじ機構を用いたステッピングモータなどの電気式アクチュエータを採用している。 Here, the throttle opening degree of the nozzle 41 is variably controlled by displacing the needle 45 in the axial direction of the nozzle 41 within the nozzle 41 by an actuator (electric drive unit) 46. In the present embodiment, an electric actuator such as a stepping motor using a screw mechanism is employed as the actuator 46.

また、図１中、５０はエジェクタ４０から流出した冷媒が流入するとともに、その流入した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して冷媒を蓄える気液分離器であり、分離された気相冷媒は、圧縮機１０に吸引され、分離された液相冷媒は蒸発器３０側に吸引される。 In FIG. 1, reference numeral 50 denotes a gas-liquid separator that stores the refrigerant by flowing the refrigerant flowing out of the ejector 40 into the vapor phase liquid and the liquid phase refrigerant and storing the refrigerant. The phase refrigerant is sucked into the compressor 10 and the separated liquid refrigerant is sucked into the evaporator 30 side.

６０は、圧縮機１０から吐出した冷媒を放熱器２０及びエジェクタ４０を迂回させて蒸発器３０の冷媒入り口側（蒸発器３０と気液分離器５０とを繋ぐ冷媒通路（冷媒配管５１）に導くホットガス通路（ホットガス配管）であり、このホットガス通路６０は、ドレンパン３１を経由するように構成されている。 The refrigerant 60 discharged from the compressor 10 bypasses the radiator 20 and the ejector 40 and is guided to the refrigerant inlet side of the evaporator 30 (the refrigerant passage (refrigerant pipe 51) connecting the evaporator 30 and the gas-liquid separator 50). This is a hot gas passage (hot gas piping), and the hot gas passage 60 is configured to pass through the drain pan 31.

そして、ホットガス通路６０のうちドレンパン３１より圧縮機１０側には、ホットガス通路６０を開閉する除霜制御弁（電磁弁）６１が設けられ、ホットガス通路６０のうちドレンパン３１より蒸発器３０側には、圧縮機１０側から蒸発器３０（冷媒通路５１）側に向けてのみ冷媒が流通することを許容する第１逆止弁（流入防止手段）６２が設けられ、冷媒通路５１のうちホットガス通路６０と冷媒通路５１との合流部より気液分離器５０側には、気液分離器５０側から蒸発器３０側に向けてのみ冷媒が流通することを許容する第２逆止弁５２が設けられている。なお、図１の冷凍サイクル装置においては、蒸発器３０、エジェクタ４０、気液分離器５０を含む破線で囲んだ範囲Ｆが着霜環境である。 A defrosting control valve (solenoid valve) 61 for opening and closing the hot gas passage 60 is provided on the compressor 10 side of the hot gas passage 60 from the drain pan 31, and the evaporator 30 from the drain pan 31 of the hot gas passage 60 is provided. On the side, a first check valve (inflow prevention means) 62 that allows the refrigerant to flow only from the compressor 10 side toward the evaporator 30 (refrigerant passage 51) side is provided. A second check valve that allows the refrigerant to flow only from the gas-liquid separator 50 side to the evaporator 30 side from the junction of the hot gas passage 60 and the refrigerant passage 51 to the gas-liquid separator 50 side. 52 is provided. In the refrigeration cycle apparatus of FIG. 1, a range F surrounded by a broken line including the evaporator 30, the ejector 40, and the gas-liquid separator 50 is a frosting environment.

次に、上記の冷凍サイクル装置（本実施形態では車載用冷凍機）の作動を述べる。 Next, the operation of the above-described refrigeration cycle apparatus (in the present embodiment, a vehicle-mounted refrigerator) will be described.

まず、蒸発器３０にて冷媒を蒸発させる通常運転（冷凍運転）時では、圧縮機１０を起動して圧縮機１０から吐出して冷媒を放熱器２０側に循環させる。これにより、放熱器２０にて冷却（凝縮）された冷媒は、エジェクタ４０のノズル４１にて減圧膨張して蒸発器３０内の冷媒を吸引し、圧縮機１０は気液分離器５０から気相冷媒を吸引する。 First, during a normal operation (refrigeration operation) in which the evaporator 30 evaporates the refrigerant, the compressor 10 is activated and discharged from the compressor 10 to circulate the refrigerant to the radiator 20 side. Thereby, the refrigerant cooled (condensed) by the radiator 20 is decompressed and expanded by the nozzle 41 of the ejector 40 and sucks the refrigerant in the evaporator 30, and the compressor 10 is supplied from the gas-liquid separator 50 to the gas phase. Aspirate the refrigerant.

一方、エジェクタ４０にて蒸発器３０内の冷媒が吸引されるため、蒸発器３０には気液分離器５０から液相冷媒が流入し、その流入した冷媒は室内に吹き出す空気から吸熱して蒸発する。 On the other hand, since the refrigerant in the evaporator 30 is sucked by the ejector 40, the liquid-phase refrigerant flows from the gas-liquid separator 50 into the evaporator 30, and the refrigerant that has flowed in absorbs heat from the air blown into the room and evaporates. To do.

そして、蒸発器３０から吸引された冷媒（吸引流）とノズル４１から吹き出す冷媒（駆動流）とは、混合部４３にて混合しながらディフューザ４４にてその動圧が静圧に変換されて気液分離器５０に戻る。 The refrigerant sucked from the evaporator 30 (suction flow) and the refrigerant blown from the nozzle 41 (driving flow) are mixed by the mixing unit 43 and the dynamic pressure thereof is converted into static pressure by the diffuser 44. Return to the liquid separator 50.

次に、蒸発器に付着した霜を融解する除霜運転では、除霜制御弁６１を開いて圧縮機１０から吐出した高温の冷媒（ホットガス）をホットガス通路６０を経由させて蒸発器３０に供給する。これにより、冷媒は、圧縮機１０→ホットガス通路６０（ドレンパン３１）→第１逆止弁６２→蒸発器３０→エジェクタ４０（冷媒流入部４２→混合部４３→ディフューザ４４）→気液分離器５０→圧縮機１０の順に循環し、蒸発器３０を加熱して蒸発器３０の表面に付着した霜を融解（除霜）するとともに、ドレンパン３１にて氷結して溜まっている融解水や凝縮水などの水を加熱融解する。 Next, in the defrosting operation for melting the frost adhered to the evaporator, the evaporator 30 is opened via the hot gas passage 60 with the high-temperature refrigerant (hot gas) discharged from the compressor 10 by opening the defrost control valve 61. To supply. Thereby, the refrigerant is the compressor 10 → hot gas passage 60 (drain pan 31) → first check valve 62 → evaporator 30 → ejector 40 (refrigerant inflow part 42 → mixing part 43 → diffuser 44) → gas-liquid separator. 50 → The compressor 10 is circulated in the order, and the evaporator 30 is heated to melt (defrost) the frost adhering to the surface of the evaporator 30, and at the drain pan 31, the melted water and condensed water accumulated by freezing. Heat and melt water.

本実施形態では除霜運転時には、蒸発器の除霜を行うとともに、エジェクタに付着した霜を融解させる。図２のエジェクタ４０は上記のようにステッピングモータやリニアソレノイドなどの電気式アクチュエータ４６によりノズル４１の絞り開度を制御する構成となっている。しかし、従来技術では、ホットガス除霜時にはアクチュエータ４６への通電は停止される。また、放熱器２０からの冷媒の流入がないので蒸発器３０を除霜したホットガスを有効に吸引することができなために、通常運転時に付着した霜を効果的に融解することができない。 In the present embodiment, during the defrosting operation, the evaporator is defrosted and the frost attached to the ejector is melted. The ejector 40 shown in FIG. 2 is configured to control the opening degree of the nozzle 41 by the electric actuator 46 such as a stepping motor or a linear solenoid as described above. However, in the prior art, energization to the actuator 46 is stopped during hot gas defrosting. Moreover, since there is no inflow of the refrigerant from the radiator 20, the hot gas that has defrosted the evaporator 30 cannot be sucked effectively, so that the frost attached during normal operation cannot be effectively melted.

このため、本実施形態では、この電気式アクチュエータに通電してステッピングモータなどを発熱させ、この発熱によりエジェクタの除霜を行う。 Therefore, in this embodiment, the electric actuator is energized to cause the stepping motor to generate heat, and the ejector is defrosted by the generated heat.

具体例として、冷凍機起動後一定時間毎にホットガス除霜する制御が組み込まれている場合、除霜開始時の制御信号（冷媒流路切替用電磁弁への制御信号など）を検知してステッピングモータでエジェクタのノズルを全閉状態にする。全閉状態にした後、一定電圧でステッピングモータのコイルに励磁し、ニードル位置を固定したままコイルを発熱させる。この発熱でエジェクタに付着した霜を融解する。ホットガス除霜完了の制御信号（例えば、除霜解除センサの温度が所定以上になったことを検知して、冷媒流路切替用電磁弁に入る制御信号など）によりエジェクタも冷凍運転の初期状態に戻る。 As a specific example, when a control for defrosting hot gas every certain time after the start of the refrigerator is incorporated, a control signal (such as a control signal to the refrigerant flow switching solenoid valve) at the start of defrosting is detected. The ejector nozzle is fully closed by the stepping motor. After the fully closed state, the coil of the stepping motor is excited with a constant voltage, and the coil is heated while the needle position is fixed. This heat generation melts the frost attached to the ejector. The ejector is also in the initial state of the refrigeration operation based on a control signal for completion of hot gas defrosting (for example, a control signal for detecting that the temperature of the defrosting deactivation sensor has exceeded a predetermined value and entering the solenoid valve for refrigerant flow switching) Return to.

以上のような着霜環境下にエジェクタを配置した第１の本実施形態によれば、エジェクタの電気駆動部（アクチュエータ）に通電することで、エジェクタに付着した霜を蒸発器の除霜運転時内に同時に融解することができる。したがって、エジェクタを常温環境下に配置した冷凍サイクル装置に比べて冷凍能力を大きく向上させることができる。 According to the first embodiment in which the ejector is arranged in the frosting environment as described above, the frost attached to the ejector is removed from the electric drive unit (actuator) of the ejector during the defrosting operation of the evaporator. Can melt simultaneously. Therefore, the refrigeration capacity can be greatly improved as compared with the refrigeration cycle apparatus in which the ejector is arranged in a room temperature environment.

（第２の実施形態）
図３は本発明の第２の実施形態に係わる冷凍車用冷凍機の全体構成図であり、図４は冷凍サイクル装置３の模式図である。なお、本実施形態では冷凍機をトラック型冷凍車に適用したものである。図３及び図４では、図１と同様の機能を有するものについては同一の符号を付してその説明を省略する。 (Second Embodiment)
FIG. 3 is an overall configuration diagram of a refrigerator for a refrigerator according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a schematic diagram of the refrigeration cycle apparatus 3. In this embodiment, the refrigerator is applied to a truck-type refrigerator. 3 and 4, those having the same functions as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

図３に示すように、トラックの荷台には、冷凍室（冷凍庫）Ｒが設けられており、冷凍室Ｒには例えば、冷凍食品等の冷凍物が積み込まれる。冷凍室Ｒの後方には、冷凍室Ｒ内に冷凍物を積み込む、もしくは冷凍室Ｒ内の冷凍物を運び出すための搬入・搬出用ドアＤが設けられている。また、冷凍車には、荷室前方部にパッケージ型冷凍機として図４に示すような冷凍サイクル装置２が搭載されている。 As shown in FIG. 3, the truck bed is provided with a freezer compartment (freezer) R, and the freezer compartment R is loaded with frozen food such as frozen food. Behind the freezer compartment R, a loading / unloading door D for loading frozen goods into the freezer compartment R or carrying out the frozen goods in the freezer compartment R is provided. The refrigeration vehicle is equipped with a refrigeration cycle apparatus 2 as shown in FIG. 4 as a package type refrigerator in the front part of the cargo compartment.

冷凍サイクル装置２は、圧縮機１０と、放熱器２０と、放熱器２０で放熱された冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離するとともに、液相冷媒を貯留するレシーバ５２と、この液相冷媒を減圧する膨張弁（減圧手段）７０と、この減圧された冷媒を蒸発させる冷凍用蒸発器（以後、単に蒸発器という）３０と、この蒸発器３０と圧縮機１０との間に設置され、蒸発器３０を通過した冷媒のうち液相冷媒を貯留するアキュムレータ５３と、これらをつなぐ冷媒配管とからなる周知のものである。 The refrigeration cycle apparatus 2 includes a compressor 10, a radiator 20, a refrigerant radiated by the radiator 20 into a vapor phase refrigerant and a liquid phase refrigerant, a receiver 52 that stores the liquid phase refrigerant, and the liquid An expansion valve (decompression unit) 70 for depressurizing the phase refrigerant, a refrigerating evaporator (hereinafter simply referred to as an evaporator) 30 for evaporating the depressurized refrigerant, and the evaporator 30 and the compressor 10 are installed. It is a well-known thing which consists of the accumulator 53 which stores a liquid phase refrigerant | coolant among the refrigerant | coolants which passed the evaporator 30, and refrigerant | coolant piping which connects these.

放熱器２０と蒸発器３０とで形成されるクーリングユニットは、冷凍室Ｒ外部の車両前方側に配置されている。このクーリングユニットは、冷凍庫Ｒの外壁断熱パネル８１に孔を空けて取り付けられ、大きく分けて断熱パネル８２で囲った用蒸発器３０内蔵部分（着霜環境に相当する）と、樹脂カバー８３で囲った放熱器２０内蔵部分とで構成されている。 The cooling unit formed by the radiator 20 and the evaporator 30 is disposed on the vehicle front side outside the freezer compartment R. The cooling unit is attached to the outer wall heat insulation panel 81 of the freezer R with a hole, and is roughly divided into a portion with a built-in evaporator 30 (corresponding to a frosting environment) surrounded by a heat insulation panel 82, and a resin cover 83. And a built-in portion of the radiator 20.

放熱器２０は、車両の走行風を受けやすいようにクーリングユニットの車両前方側に立てて設置されており、この走行風と冷却ファン２２によって送風される冷却風とによって、内部の冷媒が凝縮される。 The radiator 20 is installed upright on the vehicle front side of the cooling unit so as to be easily received by the traveling wind of the vehicle, and the internal refrigerant is condensed by the traveling wind and the cooling air blown by the cooling fan 22. The

膨張弁７０は後述するように電気制御式膨張弁であり、電気的に冷媒の流量が一定に維持される定流量機構を備えている。 The expansion valve 70 is an electrically controlled expansion valve, as will be described later, and includes a constant flow rate mechanism that keeps the flow rate of the refrigerant electrically constant.

蒸発器３０は、冷媒の蒸発潜熱により冷凍室Ｒを冷却するものであり、クーリングユニット内に水平もしくは斜めに配置されている。そして、その蒸発器３０の上方には、蒸発器３０から風を吸い込んで冷凍室Ｒ内へ送風する冷凍ファン（吸い込み送風機）３２が設けられている。 The evaporator 30 cools the freezer compartment R by the latent heat of vaporization of the refrigerant, and is disposed horizontally or obliquely in the cooling unit. Above the evaporator 30, a refrigeration fan (suction blower) 32 that sucks air from the evaporator 30 and blows it into the freezer compartment R is provided.

本実施の形態における冷凍サイクル装置２には、圧縮機１０の吐出側と、膨張弁７０の下流側でかつ蒸発器３０の上流側とを連通するホットガスバイパス流路（いご、ホットガス通路という）６０が設けられている。そして、ホットガス通路６０には、開閉手段である電磁弁６１が設置されているとともに、この電磁弁６１を開いて蒸発器３０にホットガスを供給したときに、放熱器２０側への逆流を防ぐ開閉弁６２が膨張弁７０とレシーバ５２との間に設けられている。 In the refrigeration cycle apparatus 2 according to the present embodiment, a hot gas bypass passage (an iron, a hot gas passage) that communicates the discharge side of the compressor 10 with the downstream side of the expansion valve 70 and the upstream side of the evaporator 30. 60) is provided. The hot gas passage 60 is provided with an electromagnetic valve 61 as an opening / closing means. When the electromagnetic valve 61 is opened and hot gas is supplied to the evaporator 30, a reverse flow to the radiator 20 side is generated. A preventive on-off valve 62 is provided between the expansion valve 70 and the receiver 52.

また、このホットガス通路６０は、ホットガス除霜時にドレンパンを加熱するドレンパンヒータチューブ３１を兼ねており、ドレンパンの内側表面を這わすように設置されている。 The hot gas passage 60 also serves as a drain pan heater tube 31 that heats the drain pan during hot gas defrosting, and is installed so as to fold the inner surface of the drain pan.

図５は、本実施の形態に配置して好適な電気駆動部を有する電気制御膨張弁の断面模式図である。 FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of an electrically controlled expansion valve having a suitable electric drive unit arranged in the present embodiment.

この膨張弁７０は、高圧の冷媒が送られてくる高圧冷媒入口流路７０１と、冷媒が膨張しながら蒸発器３０に送り出される膨張冷媒出口流路７０２とが本体ブロック７０３に接続されている。 In the expansion valve 70, a high-pressure refrigerant inlet channel 701 through which high-pressure refrigerant is sent and an expansion refrigerant outlet channel 702 through which the refrigerant is expanded and sent to the evaporator 30 are connected to the main body block 703.

本体ブロック７０３内には、冷媒の流量を一定に維持するための定流量機構７１０が内蔵されており、定流量機構７１０に形成された冷媒通路７１１の出口側端部が弁座７１２になっている。 A constant flow mechanism 710 for maintaining a constant flow rate of the refrigerant is incorporated in the main body block 703, and an outlet side end portion of the refrigerant passage 711 formed in the constant flow mechanism 710 serves as a valve seat 712. Yes.

その弁座７１２に下流側から対抗して、先細りのテーパ状に形成された流路断面積制御弁体（以降、単に弁体という）７１３が配置されており、弁座７１２と弁体７１３との間の隙間が冷媒流路の絞り部になって、そこを通過した冷媒が断熱膨張しながら膨張冷媒出口流路７０２から蒸発器３０に送り出される。そして、弁体７１３が軸線方向に移動することにより弁座７１２との間の隙間の流路断面積が変化する。 A flow path cross-sectional area control valve body (hereinafter simply referred to as a valve body) 713 formed in a tapered shape is disposed opposite to the valve seat 712 from the downstream side, and the valve seat 712, the valve body 713, The gap between the two becomes a throttle portion of the refrigerant flow path, and the refrigerant passing therethrough is sent out from the expanded refrigerant outlet flow path 702 to the evaporator 30 while adiabatically expanding. And the flow-path cross-sectional area of the clearance gap between the valve seats 712 changes by the valve body 713 moving to an axial direction.

また、冷媒通路７１１と並列に形成されたシリンダ孔７１４内に軸線方向に移動自在に嵌挿された定差圧弁体７１５が、圧縮コイルスプリング７１６によって下流側から付勢されており、定差圧弁体７１５の他端（上流側端部）が側方から開口する高圧冷媒入口流路７０１と冷媒通路７１１との間を開閉する弁部になっている。 In addition, a constant differential pressure valve body 715 that is inserted in a cylinder hole 714 formed in parallel with the refrigerant passage 711 so as to be movable in the axial direction is urged from the downstream side by a compression coil spring 716, and the constant differential pressure valve The other end (upstream end portion) of the body 715 is a valve portion that opens and closes between the high-pressure refrigerant inlet channel 701 and the refrigerant passage 711 that open from the side.

その結果、冷媒通路７１１内の冷媒圧力Ｐ０と膨張冷媒出口流路７０２側の冷媒圧力Ｐ２との差圧（Ｐ０−Ｐ２）を、高圧冷媒入口流路７０１側の高圧冷媒圧力Ｐ１の大きさに関係なく、圧縮コイルスプリング７１６によって設定された一定値に維持するように，定差圧弁体７１５が作動する。 As a result, the pressure difference (P0−P2) between the refrigerant pressure P0 in the refrigerant passage 711 and the refrigerant pressure P2 on the expansion refrigerant outlet channel 702 side is set to the magnitude of the high-pressure refrigerant pressure P1 on the high-pressure refrigerant inlet channel 701 side. Regardless, the constant differential pressure valve body 715 operates so as to maintain the constant value set by the compression coil spring 716.

弁体７１３は、ソレノイド７３０の可動鉄芯７３３と一体に形成されている。７３１は、電磁コイル、７３２は固定鉄芯である。従って弁体７１３は、可動鉄芯７３３と固定鉄芯７３２との間に配置された圧縮コイルスプリング７３４の付勢と、電磁コイル７３１への通電電流値に対応して可動鉄芯７３３に加わる推力とが均衡する位置で静止し、弁座７１２と弁体７１３との間の隙間によって形成される冷媒通過路の断面積が、電磁コイル７３１への通電電流値によって制御される。 The valve body 713 is formed integrally with the movable iron core 733 of the solenoid 730. 731 is an electromagnetic coil, and 732 is a fixed iron core. Therefore, the valve body 713 is thrust applied to the movable iron core 733 in accordance with the urging force of the compression coil spring 734 disposed between the movable iron core 733 and the fixed iron core 732 and the energization current value to the electromagnetic coil 731. The cross-sectional area of the refrigerant passage formed by the gap between the valve seat 712 and the valve body 713 is controlled by the value of the energization current to the electromagnetic coil 731.

このように構成された電気制御膨張弁７０においては、弁座７１２と弁体７１３との間の隙間によって形成される冷媒通過路の前後差圧（Ｐ０−Ｐ２）が一定なので、電磁コイル７３１への通電電流値を一定にして流路断面積を一定に維持すれば、定流量機構７１０によって冷媒の流量が一定に維持される。 In the electric control expansion valve 70 configured in this way, the differential pressure across the refrigerant passage (P0-P2) formed by the gap between the valve seat 712 and the valve body 713 is constant, so that the electromagnetic coil 731 The constant flow mechanism 710 keeps the flow rate of the refrigerant constant if the flow current cross-sectional area is kept constant while keeping the energization current value constant.

そして、電磁コイル７３１への通電電流値を変化させて可動鉄芯７３３の推力を変化させると、それに対応して、弁座７１２と弁体７１３との間の隙間によって形成される冷媒通過路の前後差圧が変化することなく断面積だけ変化し、冷媒の流量が所定の大きさだけ変化する。従って、冷媒の流量を、高圧冷媒入口流路７０１に送られてくる高圧冷媒の圧力Ｐ１に影響されることなく、電気的に正確に制御することができる。 Then, when the energizing current value to the electromagnetic coil 731 is changed to change the thrust of the movable iron core 733, the refrigerant passage formed by the gap between the valve seat 712 and the valve body 713 is correspondingly changed. The cross-sectional area changes without changing the front-back differential pressure, and the flow rate of the refrigerant changes by a predetermined magnitude. Therefore, the flow rate of the refrigerant can be electrically accurately controlled without being affected by the pressure P1 of the high-pressure refrigerant sent to the high-pressure refrigerant inlet channel 701.

なお、本発明における電気制御膨張弁は上記の実施形態に限定されるものではなく、例えば、電気的制御を行う手段としては、ソレノイドに限らず、ステップモータや直流モータあるいは交流モータ等各種のものを用いることができる。 The electric control expansion valve according to the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the means for performing the electric control is not limited to the solenoid, but may be various types such as a step motor, a DC motor, or an AC motor. Can be used.

図４において、制御装置９０は、マイクロコンピュータなどのコンピュータ手段を含んで構成されたものであって、入力端子からの信号に基づいて演算処理し、上記冷凍サイクルを制御するものである。制御装置９０には、入力信号として冷凍室Ｒ内の設定温度を設定する温度設定器３４と、冷凍室Ｒでの冷凍を開始する冷凍開始スイッチ３６とが接続されている。 In FIG. 4, a control device 90 is configured to include computer means such as a microcomputer, and performs arithmetic processing based on a signal from an input terminal to control the refrigeration cycle. Connected to the control device 90 are a temperature setter 34 for setting a set temperature in the freezer compartment R as an input signal and a freezing start switch 36 for starting freezing in the freezer compartment R.

なお、温度設定器３４は、例えば、可変抵抗などで構成されており、例えば、−１０℃〜−２０℃までの範囲で任意に設定温度が変更可能となっている。一方、制御装置９０には、出力信号として、圧縮機１０の電磁クラッチ１４の通電回路（図示しない）と、膨張弁７０と、電磁弁６１と、冷却ファン２２と、開閉弁６２と、冷凍ファン３２とが接続されている。 The temperature setter 34 is configured by, for example, a variable resistor, and the set temperature can be arbitrarily changed in a range from −10 ° C. to −20 ° C., for example. On the other hand, the control device 90 includes, as output signals, an energization circuit (not shown) of the electromagnetic clutch 14 of the compressor 10, an expansion valve 70, an electromagnetic valve 61, a cooling fan 22, an on-off valve 62, and a freezing fan. 32 is connected.

この制御装置９０は、図示しない車両のイグニッションスイッチがオンされることで、電力が供給されるようになっている。そして、イグニッションスイッチがオンされた状態において、上記冷凍開始スイッチ３６がオン（冷凍室Ｒ内の冷却を行う信号を発生する）されると、制御装置９０によって冷凍室Ｒ内の温度が、上記温度設定器３４にて設定された設定温度（例えば、−２０℃）となるように自動的に制御される。 The control device 90 is supplied with electric power when an ignition switch (not shown) of the vehicle is turned on. When the refrigeration start switch 36 is turned on (a signal for cooling the freezer compartment R is generated) in a state where the ignition switch is turned on, the temperature in the freezer compartment R is changed by the control device 90 to the above temperature. It is automatically controlled so as to be a set temperature (for example, -20 ° C.) set by the setter 34.

具体的には、制御装置９０は、冷凍開始スイッチ３６がオンされると、電磁クラッチ１４に通電を施して、上記車両走行用エンジンと圧縮機１０とを連結して、圧縮機１０を駆動（ＯＮ）する。さらにこの際、制御装置９０は、上記冷却ファン２２と冷凍用ファン３２、および膨張弁７０とを作動（ＯＮ）させることで、冷凍室Ｒの冷却を開始する。 Specifically, when the refrigeration start switch 36 is turned on, the control device 90 energizes the electromagnetic clutch 14 to connect the vehicle traveling engine and the compressor 10 to drive the compressor 10 ( ON). Further, at this time, the control device 90 starts cooling the freezer compartment R by operating (ON) the cooling fan 22, the freezing fan 32, and the expansion valve 70.

この後、図示しない冷凍室温度センサが検出する冷凍室内温度が、上記設定温度（−２０℃）となると、電磁クラッチ１４への通電を遮断し、上記車両走行用エンジンと圧縮機１０との連結を遮断（ＯＦＦ）するとともに、上記冷却ファン２２及び冷凍ファン３２を停止（ＯＦＦ）させる。なお、この時、膨張弁７０は圧縮機１０が停止する前の全閉ではない状態に維持されており、電気制御部には通電されていない。 Thereafter, when the freezer temperature detected by a freezer temperature sensor (not shown) reaches the set temperature (−20 ° C.), the electromagnetic clutch 14 is deenergized, and the vehicle running engine and the compressor 10 are connected. Is shut off (OFF), and the cooling fan 22 and the refrigeration fan 32 are stopped (OFF). At this time, the expansion valve 70 is maintained in a state that is not fully closed before the compressor 10 stops, and the electric control unit is not energized.

そして、例えば冷凍室２内の温度が、上記設定温度より若干高く、−１８℃となると、上述したように圧縮機１０を駆動するとともに、冷却ファン２２と冷凍ファン３２とを作動させる。なお、後述のホットガス除霜を行うとき以外、上記電磁弁６１は閉弁状態（ＯＦＦ）で、上記開閉弁６２は開弁状態（ＯＮ）となる。 For example, when the temperature in the freezer compartment 2 is slightly higher than the set temperature and becomes −18 ° C., the compressor 10 is driven as described above, and the cooling fan 22 and the freezing fan 32 are operated. The solenoid valve 61 is in a closed state (OFF) and the on-off valve 62 is in an open state (ON) except when hot gas defrosting described later is performed.

ところで、上述したように冷凍車においては、冷凍室内温度が−２０℃といった極低温となるので、上記蒸発器３０に霜が付着することで、蒸発器３０の冷却能力が低下してしまう。また、冷凍室Ｒ内に配置されている膨張弁７０にも霜が付着し、蒸発器３０の除霜運転で完全に除去できなかった場合には、冷凍運転時にさらに着霜して蒸発器３０の通風路を閉塞させることによる冷凍能力の低下や、膨張弁の周囲の物体（例えば、壁やダクトなど）を破損してしまう可能性もある。従って、本実施の形態においては、蒸発器３０と、膨張弁７０とに付着した霜を除去する除霜制御が行われる。そして、本実施形態では、除霜制御として制御装置９０により蒸発器３０に対しては次のホットガス除霜運転が行われ、同時に膨張弁７０には、前記の電磁コイル７３１へコイル部を発熱させる除霜通電（励磁）が行われる。 By the way, as mentioned above, in the freezer car, since the temperature in the freezer compartment becomes an extremely low temperature of −20 ° C., frost adheres to the evaporator 30, thereby reducing the cooling capacity of the evaporator 30. Moreover, when frost adheres also to the expansion valve 70 arrange | positioned in the freezer compartment R and it was not able to remove completely by the defrosting operation of the evaporator 30, it further forms frost at the time of freezing operation, and the evaporator 30 There is a possibility that the refrigeration capacity is lowered by closing the ventilation path, and an object (for example, a wall or a duct) around the expansion valve is damaged. Therefore, in the present embodiment, defrosting control for removing frost attached to the evaporator 30 and the expansion valve 70 is performed. In the present embodiment, the controller 90 performs the following hot gas defrosting operation on the evaporator 30 as the defrost control, and at the same time, the expansion valve 70 generates the coil portion to the electromagnetic coil 731. Defrosting energization (excitation) is performed.

上記イグニッションスイッチがオンされた状態にて、冷凍開始スイッチ３６がオンされると、冷凍運転が開始されるとともに制御装置９０内のタイマーがスタートし、所定時間（例えば、３時間）経過するとホットガス除霜運転が開始される。 When the refrigeration start switch 36 is turned on while the ignition switch is turned on, the refrigeration operation is started and a timer in the control device 90 is started. When a predetermined time (for example, 3 hours) elapses, hot gas The defrosting operation is started.

具体的には、電磁クラッチ１４はオンしたままで、電磁弁６１を開弁状態（ＯＮ）とし、圧縮機１０にて高温高圧の気相冷媒（ホットガス）を、ホットガス通路６０を通じて直接蒸発器３０に流す。この時、凝縮器２０側までホットガスが逆流しないよう開閉弁６２は閉弁（ＯＦＦ）する。そして、冷凍用ファン３２と冷却ファン２２は停止させる。これにより、ホットガスの熱で蒸発器３０に付着した霜を融解して効果的に除霜が行われる。 Specifically, with the electromagnetic clutch 14 kept on, the electromagnetic valve 61 is opened (ON), and high-temperature and high-pressure gas-phase refrigerant (hot gas) is directly evaporated through the hot gas passage 60 by the compressor 10. Pour into vessel 30. At this time, the on-off valve 62 is closed (OFF) so that hot gas does not flow back to the condenser 20 side. Then, the freezing fan 32 and the cooling fan 22 are stopped. Thereby, the frost adhering to the evaporator 30 is melt | dissolved with the heat | fever of hot gas, and a defrost is performed effectively.

続いて、上記ホットガス除霜を終了するか否かの判定を行う。具体的には、ホットガス除霜は、図示しない除霜解除センサの検出温度が所定温度（例えば、３℃）より高くなると終了となる。なお、ホットガス除霜を行うと、当然ながら蒸発器３０の冷媒上流側から順に霜が融けていく。従って、本実施形態では、上記除霜解除センサを蒸発器３０の直下流側に設置しているので、蒸発器３０全体に付着した霜が、完全に融けたときに、ホットガス除霜を終了できる。つまり、除霜解除センサの検出温度（蒸発器３０の直下流側の配管温度）が３℃より高くなると、蒸発器３０に付着した霜が十分に除去されたと判定するのである。 Subsequently, it is determined whether or not to end the hot gas defrosting. Specifically, hot gas defrosting ends when the temperature detected by a defrosting release sensor (not shown) is higher than a predetermined temperature (for example, 3 ° C.). In addition, when hot gas defrosting is performed, naturally frost melts sequentially from the refrigerant | coolant upstream side of the evaporator 30. FIG. Therefore, in this embodiment, since the defrost release sensor is installed on the downstream side of the evaporator 30, the hot gas defrosting is finished when the frost attached to the entire evaporator 30 is completely melted. it can. That is, when the detection temperature of the defrost release sensor (pipe temperature immediately downstream of the evaporator 30) is higher than 3 ° C., it is determined that the frost attached to the evaporator 30 has been sufficiently removed.

ホットガス除霜を終了する条件となったら電磁クラッチ１４を一旦オフするとともに、電磁弁６１を閉弁状態（ＯＦＦ）とし、開閉弁６２を開弁状態（ＯＮ）に戻す。次に、冷凍ファン３２は停止したまま、電磁クラッチ１４と冷却ファン２２をオンして冷凍サイクルを起動させ、予冷運転を行う。そして、蒸発器３０が所定温度以下の冷風を出せる状態になったら冷凍用ファン３２をオンして冷凍運転を再開する。この時、次の除霜運転までの所定時間を計時するタイマーはリセットして再スタートさせる。 When the condition for ending the hot gas defrosting is reached, the electromagnetic clutch 14 is once turned off, the electromagnetic valve 61 is closed (OFF), and the on-off valve 62 is returned to the open state (ON). Next, with the refrigeration fan 32 stopped, the electromagnetic clutch 14 and the cooling fan 22 are turned on to start the refrigeration cycle, and a precooling operation is performed. When the evaporator 30 is in a state where it can emit cold air of a predetermined temperature or less, the refrigeration fan 32 is turned on to restart the refrigeration operation. At this time, the timer for measuring a predetermined time until the next defrosting operation is reset and restarted.

本実施の形態では、上記のようなホットガス除霜と併行して、電気制御膨張弁７０に付着した霜の除霜を行う。従来、膨張弁７０は、着霜環境下には配置されなかったので蒸発器３０にホットガスを流している除霜運転中は、膨張弁７０はオフ状態であった。 In the present embodiment, defrosting of frost adhering to the electrically controlled expansion valve 70 is performed in parallel with the hot gas defrosting as described above. Conventionally, since the expansion valve 70 has not been arranged in a frosting environment, the expansion valve 70 is in an off state during the defrosting operation in which hot gas is passed through the evaporator 30.

しかし、本実施の形態では、膨張弁の電気制御部（電磁コイル７３１）にパルス状または所定の一定電圧で通電して電磁コイル７３１を発熱させ、膨張弁７０全体を発熱させる。このため、付着していた霜は融解して膨張弁を除霜することができる。続いて、通電除霜を終了するか否かを判定する。具体的には、ホットガス除霜完了の制御信号（例えば、除霜解除センサの温度が所定以上になったことを検知して、冷媒流路切替用電磁弁に入る制御信号など）により通電除霜終了となる。 However, in the present embodiment, the electric control unit (electromagnetic coil 731) of the expansion valve is energized with a pulse or a predetermined constant voltage to cause the electromagnetic coil 731 to generate heat, and the entire expansion valve 70 generates heat. For this reason, the attached frost can be melted to defrost the expansion valve. Subsequently, it is determined whether or not the energization defrosting is finished. Specifically, the hot gas defrosting completion control signal (for example, a control signal that detects that the temperature of the defrost release sensor has become equal to or higher than a predetermined temperature and enters the refrigerant flow switching electromagnetic valve) is removed. The frost is over.

以上のような着霜環境下に電気制御膨張弁を配置した本実施の形態によれば、膨張弁の電磁コイルに通電することで、膨張弁に付着した霜を蒸発器の除霜運転時に同時に融解することができる。したがって、膨張弁を着霜環境下に配置しながら膨張弁への着霜を防止して冷凍能力を向上するという課題を解決することができる。 According to the present embodiment in which the electrically controlled expansion valve is arranged in the frosting environment as described above, by energizing the electromagnetic coil of the expansion valve, frost adhering to the expansion valve is simultaneously removed during the defrosting operation of the evaporator. Can melt. Therefore, it is possible to solve the problem of improving the refrigeration capacity by disposing the expansion valve in a frost environment and preventing frost formation on the expansion valve.

なお、本発明の冷凍サイクル装置は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。 In addition, the refrigerating cycle apparatus of this invention is not limited to said embodiment, It can change in the range which does not deviate from the meaning of this invention.

例えば、上記の第１及び第２の実施の形態では、蒸発器の除霜方法がホットガス除霜である冷凍サイクル装置に適用したが、蒸発器をヒータ加熱するヒータ除霜や冷凍サイクル運転を停止して蒸発器に風のみを流すことで除霜するオフサイクル除霜などの冷凍サイクル装置にも適用することができる。また、本発明では冷凍サイクル中に配設される減圧手段について説明したが、冷凍サイクル中に配置され、着霜環境下で使用される電気エネルギで駆動する機能品であれば、本発明の除霜通電を適用することができる。さらに、着霜環境下における除霜の目的の他に、結露環境下での結露防止の目的で用いてもよい。 For example, in the above-described first and second embodiments, the evaporator defrosting method is applied to a refrigeration cycle apparatus in which hot gas defrosting is performed. However, heater defrosting and refrigeration cycle operation for heating the evaporator with heater are performed. The present invention can also be applied to a refrigeration cycle apparatus such as an off-cycle defrost that stops and defrosts only by flowing wind through the evaporator. In the present invention, the depressurizing means disposed in the refrigeration cycle has been described. However, any functional product that is disposed in the refrigeration cycle and that is driven by electric energy used in a frosting environment can be removed. Frost energization can be applied. Furthermore, in addition to the purpose of defrosting in a frosting environment, it may be used for the purpose of preventing condensation in a condensation environment.

本発明の冷凍サイクル装置は、フロンや二酸化炭素ガスなどどのような冷媒を用いる冷凍サイクル装置にも適用することができる。 The refrigeration cycle apparatus of the present invention can be applied to a refrigeration cycle apparatus using any refrigerant such as chlorofluorocarbon or carbon dioxide gas.

本発明の冷凍サイクル装置は、車両の空調装置としての冷凍サイクル装置やトラック型冷凍車の車載用冷凍機などの冷凍サイクル装置として好適に用いることができる。 The refrigeration cycle apparatus of the present invention can be suitably used as a refrigeration cycle apparatus such as a refrigeration cycle apparatus as a vehicle air conditioner or an in-vehicle refrigerator of a truck refrigeration vehicle.

第１の実施形態に係わるエジェクタサイクルを模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the ejector cycle concerning 1st Embodiment. 第１の実施形態のエジェクタの断面を示す概要図である。It is a schematic diagram which shows the cross section of the ejector of 1st Embodiment. 第２の実施形態に係わる冷凍車用冷凍機の全体構成図である。It is a whole block diagram of the freezer for refrigerators concerning 2nd Embodiment. 第２の実施形態に係わる冷凍サイクルの模式図である。It is a schematic diagram of the refrigerating cycle concerning 2nd Embodiment. 第２の実施形態の電気制御膨張弁の断面を示す概要図である。It is a schematic diagram which shows the cross section of the electrically controlled expansion valve of 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１：エジェクタサイクル２：膨張弁冷凍サイクル１０：圧縮機２０：放熱器３０：蒸発器４０：エジェクタ５０：気液分離器６０：ホットガスバイパス流路７０：電気制御膨張弁９０：制御手段４１：ノズル４２：冷媒流入部４３：混合部４４：ディフューザ４５：ニードル４６：電気駆動部（アキュムレータ）７１２：弁座７１３：弁体７３０：電磁コイル 1: Ejector cycle 2: Expansion valve refrigeration cycle 10: Compressor 20: Radiator 30: Evaporator 40: Ejector 50: Gas-liquid separator 60: Hot gas bypass flow path 70: Electrically controlled expansion valve 90: Control means 41: Nozzle 42: Refrigerant inflow part 43: Mixing part 44: Diffuser 45: Needle 46: Electric drive part (accumulator) 712: Valve seat 713: Valve body 730: Electromagnetic coil

Claims

少なくとも冷媒を高温高圧に圧縮して吐出する圧縮機と、該圧縮機で圧縮された冷媒を放熱させる放熱器と、駆動エネルギに電気エネルギを用いる電気駆動部を有し該放熱器で放熱された冷媒を減圧する減圧手段と、該減圧手段で減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器と、該蒸発器に付着した霜を除霜する除霜手段と、を有する冷凍サイクル装置において、
前記減圧手段を着霜環境下に配置し、前記電気駆動部に通電して該減圧手段に付着した霜を融解することを特徴とする冷凍サイクル装置。 At least a compressor that compresses and discharges the refrigerant at high temperature and high pressure, a radiator that dissipates the refrigerant compressed by the compressor, and an electric drive unit that uses electric energy as driving energy, and is radiated by the radiator In a refrigeration cycle apparatus comprising: a decompression unit that decompresses the refrigerant; an evaporator that evaporates the refrigerant decompressed by the decompression unit; and a defrosting unit that defrosts frost attached to the evaporator.
A refrigeration cycle apparatus, wherein the decompression unit is disposed in a frosting environment, and the electric drive unit is energized to melt frost attached to the decompression unit.

前記除霜手段は、前記圧縮機から吐出した冷媒を前記減圧手段を迂回させて前記蒸発器に導くホットガス通路と、通常運転時には冷媒が前記ホットガス通路内に流入することを防止する流入防止手段とを備える請求項１に記載の冷凍サイクル装置。 The defrosting means bypasses the refrigerant discharged from the compressor and bypasses the decompression means and leads to the evaporator, and an inflow prevention that prevents the refrigerant from flowing into the hot gas path during normal operation. The refrigeration cycle apparatus according to claim 1, further comprising: means.

前記減圧手段は前記放熱器から流出した高圧冷媒の圧力エネルギを速度エネルギに変換して冷媒を減圧膨張させるノズルと、該ノズルの絞り開度を可変制御する電気駆動部と、該ノズルから噴射する高い速度の冷媒流により前記蒸発器で蒸発した気相冷媒を吸引し、該ノズルから噴射する冷媒と前記蒸発器から吸引した冷媒とを混合させながら速度エネルギを圧力エネルギに変換して冷媒の圧力を昇圧させるディフューザとを有するエジェクタである請求項１又は２に記載の冷凍サイクル装置。 The decompression means converts the pressure energy of the high-pressure refrigerant flowing out from the radiator into velocity energy, decompresses and expands the refrigerant, an electric drive unit that variably controls the throttle opening of the nozzle, and injects from the nozzle The vapor pressure refrigerant evaporated in the evaporator is sucked by a high-speed refrigerant flow, and the velocity energy is converted into pressure energy while mixing the refrigerant injected from the nozzle and the refrigerant sucked from the evaporator, thereby converting the pressure of the refrigerant. The refrigeration cycle apparatus according to claim 1, wherein the refrigeration cycle apparatus is an ejector having a diffuser for boosting the pressure.

前記減圧手段は電気駆動部によって冷媒の流量を電気的に制御する電気制御膨張弁である請求項１又は２に記載の冷凍サイクル装置。 The refrigeration cycle apparatus according to claim 1 or 2, wherein the decompression means is an electrically controlled expansion valve that electrically controls the flow rate of the refrigerant by an electric drive unit.

前記電気駆動部はステッピングモータ、直流モータあるいは交流モータのいずれかを備える請求項３または４に記載の冷凍サイクル装置。 The refrigeration cycle apparatus according to claim 3 or 4, wherein the electric drive unit includes any of a stepping motor, a DC motor, or an AC motor.

着霜した前記減圧手段の前記電気駆動部にパルス波、矩形波、直流電圧、あるいは交流電圧で通電制御する請求項５に記載の冷凍サイクル装置。 The refrigeration cycle apparatus according to claim 5, wherein energization control is performed on the electric drive unit of the depressurizing means that has frosted with a pulse wave, a rectangular wave, a DC voltage, or an AC voltage.