JP4610742B2 - ベーパ圧縮装置及び方法 - Google Patents

Description

【関連出願の相互参照】
１９９９年１月１２日付けで出願された、「ベーパ圧縮装置及び方法（ＶＡＰＯＲ ＣＯＭＰＲＥＳＳＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ）」という名称の当該出願人所有の同時出願係属中の特許出願第０９／２２８，６９６号、１９９９年１１月２日付けで出願された、「ベーパ圧縮装置及び方法（ＶＡＰＯＲ ＣＯＭＰＲＥＳＳＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ）」という名称の特許出願第０９／４３１，８３０号、及び１９９９年１１月１８日付けで出願された、「ベーパ圧縮装置及び方法（ＶＡＰＯＲ ＣＯＭＰＲＥＳＳＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ）」という名称の特許出願第０９／４４３，０７１号に関連する主題事項が開示されている。
【発明の分野】
本発明は、全体として、ベーパ圧縮装置、より具体的には、前方流れ霜取りサイクルを使用する、機械的に制御される冷凍装置に関する。
【発明の背景】
閉ループベーパ圧縮サイクル中、熱伝達流体は、凝縮器内でベーパから液体に状態変化して熱を発生させ、蒸発器内で液体からベーパに状態変化して蒸発中、熱を吸収する。典型的なベーパ圧縮冷凍装置は、フレオンのような、熱伝達流体を凝縮器まで圧送するコンプレッサを備えており、ベーパが液体に凝縮するときに熱が発生される。液体は、液体管を通じてサーモスタット式膨張弁まで流れ、この膨張弁にて、熱伝達流体は体積膨張する。サーモスタット式膨張弁から出る熱伝達流体は、低品質の液体ベーパ混合体である。本明細書で使用するように、「低品質の液体ベーパ混合体」という語は、熱伝達流体が、連続的に略冷却状態にあるとき、残りの熱伝達流体を冷却する少量のフラッシュガスが存在する液体状態にある、低圧の熱伝達流体を意味するものとする。次に、膨張した熱伝達流体は、蒸発器内に流れ、ここで、液体冷媒は、熱を吸収する低圧にて蒸発される一方、該流体は、液体からベーパに状態変化する。このとき、ベーパ状態にある熱伝達流体は、吸引管を通って流れコンプレッサに戻る。場合によっては、熱伝達流体は、ベーパ状態ではなくて、寧ろ、過熱状態にて蒸発器から出る。
１つの面において、ベーパ圧縮サイクルの効率は、凝縮器から出るとき、熱伝達流体を高圧液体として保ち得る装置の能力に依存する。冷却された高圧の液体は、凝縮器とサーモスタット式膨張弁との間を伸びる長い冷媒供給管に亙って液体状態を保たなければならない。サーモスタット式膨張弁が適正に作動するか否かは、特定量の液体熱伝達流体が弁を通るか否かに依存する。高圧の液体がサーモスタット式膨張弁のオリフィスを通って流れるから、流体が弁を通って流れるときに圧力降下が生ずる。低圧力のとき、少量のフラッシュガスは、液体形態にある熱伝達流体のバルクを形成し且つバルクを冷却するため、流体は更なる量を冷却する。本明細書で使用するように、「フラッシュガス」という語は、弁を通る液体の一部がガスに迅速に変化し且つ液体の形態にある残りの熱伝達流体を相応する温度まで冷却するとき、サーモスタット式膨張弁のような、膨張弁内の圧力降下を説明するために使用される。
この低品質の液体ベーパの混合体は、蒸発器内で冷却コイルの最初の部分内に入る。流体がコイルを通って進むと、この流体は、最初に、少量の熱を吸収する一方、該流体は、加熱され且つ高品質の液体ベーパ混合体となる温度に接近する。本明細書で使用するように、「高品質の液体ベーパ混合体」という語は、釣合ったエンタルピーにて、液体状態及びベーパ状態の双方にあり、熱伝達流体の圧力及び温度が互いに相関している熱伝達流体を意味するものとする。高品質の液体ベーパ混合体は、状態変化させるから、熱を極めて効率的に吸収することができる。次に、この熱伝達流体は、周囲雰囲気から熱を吸収し且つ沸騰し始める。蒸発器コイル内の沸騰過程は、コイル内で飽和したベーパを発生させ、このベーパは、周囲雰囲気からの熱の吸収を続ける。一度び流体が完全に沸騰したならば、その流体は、冷水として冷却コイルの最終段から出る。流体が一度び冷水に完全に変換されたならば、この流体は、熱を殆んど吸収しない。冷却コイルの最終段の間、熱伝達流体は、過熱ペーパ状態に入り、過熱されたベーパとなる。本明細書にて定義するように、熱伝達流体は、ベーパ状態にある間に、熱伝達流体に最小熱が追加され、これにより、依然として同様の圧力を保ちつつ、ベーパ状態に入るときの温度よりも高い温度まで熱伝達流体の温度を上昇させる「過熱されたベーパ」となる。次に、過熱されたベーパは、吸引管を通してコンプレッサに戻され、このコンプレッサにてベーパ圧縮サイクルが続行する。
高効率の運転とするためには、熱伝達流体は、蒸発器内の冷却コイルの大部分にて液体からベーパに状態変化する必要がある。熱伝達流体が液体からベーパに状態変化すると、この流体は、分子が液体からガスに変化して、蒸発潜熱を吸収する結果、多量のエネルギを吸収する。これに反して、流体が液体状態にある間、又は流体がベーパ状態にある間に、熱は相対的に殆んど吸収されない。このように、最適な冷却効率であるか否かは、可能な限り冷却コイルの長さに亙って流体が状態変化することを確実にし得るように、サーモスタット式膨張弁により熱伝達流体を正確に制御し得るか否かに依存する。熱伝達流体が冷却した液体状態にて蒸発器に入り又はベーパ状態又は過熱されたベーパ状態にて蒸発器から出るならば、蒸発器の効率は低下する。それは、蒸発器の実質的な部分は、熱を殆んど吸収しない状態の流体を保持するからである。最適な冷却効率を得るためには、蒸発器の実質的な部分又は全部分が液体状態及びベーパ状態の双方の流体を保持するようにしなければならない。最適な冷却効率を確実にするためには、蒸発器に入り且つ蒸発器から出る熱伝達流体は、高品質な液体ベーパ混合体でなければならない。
サーモスタット式膨張弁は、重要な機能を果たし且つ閉ループ装置を通じて熱伝達流体の流れを調節する。蒸発器内で何らかの冷却効果が生じる前に、熱伝達流体は、圧力降下によって、凝縮器から出る高温液体から冷却して蒸発温度に適した範囲にならなければならない。蒸発器への低圧流体の流れは、蒸発器内で最大の冷却効率を保つべくサーモスタット式膨張弁により計測量供給される。典型的に、一度び運転状態が安定したならば、機械的なサーモスタット式膨張弁は、蒸発器の出口付近にて吸引管内の熱伝達流体の温度を監視することにより、熱伝達流体の流れを調節する。熱伝達流体は、サーモスタット式膨張弁から出たならば、少量のフラッシュガスを有する低圧液体の形態となる。フラッシュガスが存在することは、その液体状態にある残りの熱伝達流体に冷却作用を及ぼし、これにより、低品質の液体ベーパ混合体を形成することになる。蒸発器から出るとき、熱伝達流体が経験する過熱程度を測定するため、温度センサが吸引管に取り付けられている。過熱は、熱伝達流体が完全に蒸発し、吸引管内に残る液体が存在しなくなった後に、ベーパに追加された熱量である。過熱されたベーパにより熱は殆んど吸収されないから、サーモスタット式膨張弁は、蒸発器内で発生する過熱したベーパ量を最小にすべく熱伝達流体の流れを計測量供給する。従って、サーモスタット式膨張弁は、蒸発器から出るベーパの過熱の程度を監視することにより、蒸発器内に流れる低圧液体の量を決定することになる。
閉ループ装置を通る熱伝達流体の流れを調節することが必要であることに加えて、冷凍装置の最適な運転効率は、蒸発器を定期的に霜取りするか否かに依存する。運転中に、蒸発器コイルに形成される着氷を除去するために、蒸発器を定期的に霜取りすることが必要となる。氷又は霜は、蒸発器の上に形成されるに伴い、これら氷又は霜は、蒸発器コイルの上を通る空気の流れを妨げ、これにより、熱伝達効率を低下させる。冷凍庫付きディスプレイキャビネットのような商業的な装置において、霜の蓄積はディスプレイカーテン内にエアーカーテンを形成することができない程に空気の流量を減少させる可能性がある。食品冷却器等のような商業的装置において、数時間毎に蒸発器の霜取りを行うことがしばしば必要となる。冷凍サイクルを停止させ、蒸発器を周囲温度にて空気により霜取りするオフサイクル方法のような、色々な霜取り方法が存在する。更に、電気加熱要素が蒸発器の周りに配置され且つ加熱コイルを通じて電流を流し霜を溶融させる、電気的霜取りオフサイクル方法が採用される。
オフサイクル霜取り装置に加えて、蒸発器を霜取りするため、コンプレッサから出る熱伝達流体の比較的高温度に依存する冷凍装置が開発されている。これら技術において、高温度ベーパはコンプレッサから蒸発器に直接、供給される。１つの技術において、高温度ベーパの流れは吸引管内に排出され、装置は基本的に逆転状態で運転される。その他の技術において、高温度ベーパは、蒸発器を定期的に霜取りするため高温度ベーパを輸送するという目的のためにだけ、コンプレッサから蒸発器まで直接伸びる専用の供給管内に圧送される。更に、バイパス弁、バイパス管、熱交換器等のような冷凍装置内の多数の装置に依存するその他の複雑な方法が開発されている。
従来のベーパ圧縮冷凍装置にて一層優れた運転効率を得るべく、冷凍業界は、益々複雑化する装置を開発しつつある。蒸発器を通る熱伝達流体を一層良く制御すべく精緻なコンピュータ制御によるサーモスタット式膨張弁が開発されている。更に、高熱伝達率を維持するため、蒸発器からより迅速に霜取りすべく複雑な弁及び配管装置が開発されている。これら装置は、多少は成功しているものの、装置の複雑さが増すに伴い装置のコストは劇的に増大する。従って、低コストで設置でき且つ高効率に運転可能な効率的な冷凍装置の需要が存在する。
【発明の概要】
本発明は、飽和したベーパを蒸発器の入口内に供給することにより、高運転効率を維持する冷凍装置を提供するものである。本明細書にて使用するように、「飽和したベーパ」という語は、エンタルピーが釣合った液体状態及びベーパ状態の双方にあり、熱伝達流体の圧力及び温度が互いに相関することを示す熱伝達流体を意味するものとする。飽和したベーパは高品質の液体ベーパ混合体である。飽和したベーパを蒸発器に供給することにより、液体状態及びベーパ状態の双方の熱伝達流体が蒸発器コイルに入る。このように、熱伝達流体は、流体により吸収される熱が最大となる物理的状態で蒸発器に供給される。蒸発器の高効率の運転に加えて、本発明の１つの好ましい実施の形態において、冷凍装置は蒸発器を霜取りする簡単な手段を提供する。共通のチャンバ内に供給する別個の通路を保持する多機能弁が採用される。運転時、該多機能弁は、冷却のための飽和したベーパ、又は霜取りのための高温度ベーパの何れかを蒸発器に伝達することができる。
１つの面において、ベーパ圧縮装置は、熱伝達流体を蒸発させる蒸発器と、熱伝達流体を圧縮して比較的高温度及び圧力にするコンプレッサと、熱伝達流体を凝縮する凝縮器とを備えている。飽和したベーパ管が膨張弁から蒸発器に接続されている。本発明の１つの好ましい実施の形態において、飽和したベーパの供給管の直径及び長さは、流体を蒸発器に供給する前に、熱伝達流体を飽和したベーパに実質的に変換することを保証するのに十分である。本発明の１つの好ましい実施の形態において、熱伝達流体が蒸発器に入る前に、熱供給源は、熱伝達流体の一部分を蒸発させるのに十分な熱伝達流体を飽和したベーパ管内に供給する。本発明の１つの好ましい実施の形態において、熱伝達流体が膨張弁を通った後で且つ熱伝達流体が蒸発器に入る前に、熱伝達流体に対し熱供給源が付与される。該熱供給源は、熱伝達流体を低品質液体ベーパ混合体から高品質な液体ベーパ混合体、即ち飽和したベーパに変換する。典型的に、蒸発器に入る前に、熱伝達流体の少なくとも５％が蒸発される。本発明の１つの実施の形態において、液体状態の熱伝達流体を受け取る第一の入口と、ベーパ状態の熱伝達流体を受け取る第二の入口とを有する多機能弁内に膨張弁が位置している。該多機能弁は、第一及び第二の入口を共通のチャンバに接続する通路を更に備えている。通路内に位置する仕切弁は、熱伝達流体の流れを各通路内で独立的に遮断することを可能にする。冷凍装置を通る飽和したベーパ及び高温のベーパの流れを独立的に制御し得ることは、蒸発器における熱伝達率を増大させ且つ蒸発器を迅速に霜取りすることにより高運転効率を実現することになる。運転効率の向上は、比較的少量の熱伝達流体を冷凍装置に充填することを可能にし、しかも冷凍装置は比較的大きい熱負荷を取り扱うことが可能となる。
【好ましい実施の形態の詳細な説明】
本発明の実施の形態に従って配置されたベーパ圧縮装置１０の１つの実施の形態が図１に図示されている。冷凍装置１０は、コンプレッサ１２と、凝縮器１４と、蒸発器１６と、多機能弁１８とを備えている。コンプレッサ１２は、排出管２０により凝縮器１４に接続されている。多機能弁１８は、多機能弁１８の第一の入口２４に接続された液体管２２により凝縮器１４に接続されている。更に、多機能弁１８は第二の入口２６にて排出管２０に接続されている。飽和したベーパ管２８は多機能弁１８を蒸発器１６に接続し、吸引管３０は蒸発器１６の出口をコンプレッサ１２の入口に接続する。温度センサ３２が吸引管３０に取り付けられ且つ多機能弁１８に作用可能に接続されている。本発明によれば、コンプレッサ１２、凝縮器１４、多機能弁１８及び温度センサ３２は、制御装置３４内に配置されている。これに相応して、蒸発器１６は、冷凍ケース３６内に配置されている。本発明の１つの好ましい実施の形態において、コンプレッサ１２、凝縮器１４、多機能弁１８、温度センサ３２、及び蒸発器１６は、全て、冷凍ケース３６内に配置されている。本発明の別の好ましい実施の形態において、ベーパ圧縮装置は、制御装置３４及び冷凍ケース３６を備えており、コンプレッサ１２及び凝縮器１４は、制御装置３４内に配置され、蒸発器１６、多機能弁１８及び温度センサ３２は、冷凍ケース３６内に配置されている。
本発明のベーパ圧縮装置は、例えば、ジクロロジフルオロメタンであるＲ−１２、モノクロロジフルオロメタンであるＲ−２２、Ｒ−１２、Ｒ−１５２ａから成る共沸冷媒であるＲ−５００、Ｒ−２３及びＲ−１３から成る共沸冷媒であるＲ−５０３、Ｒ−２２及びＲ−１１５から成る共沸冷媒であるＲ−５０２のようなクロロフルオロカーボンのごとき冷媒を含む、商業的に入手可能な任意の熱伝達媒体を基本的に利用することができる。本発明のベーパ圧縮装置は、非限定的に、Ｒ−１３、Ｒ−１１３、１４１ｂ、１２３ａ、１２３、Ｒ−１１４、Ｒ−１１のような冷媒を利用することもできる。更に、本発明のベーパ圧縮装置は、例えば、１４１ｂ、１２３ａ、１２３、１２４のようなヒドロクロロフルオロカーボンのごとき及びＲ１３４ａ、１３４、１５２、１４３ａ、１２５、３２、２３のようなヒドロフルオロカーボン、ＡＺ−２０、ＡＺ−５０（一般にＲ−５０７として既知）のような共沸ＨＦＣｓのごとき冷媒を利用することができる。ＭＰ−３９、ＨＰ−８０、ＦＣ−１４、Ｒ−７１７、ＨＰ６２（一般に、Ｒ−４０４ａとして既知）のような混合冷媒も、本発明のベーパ圧縮装置内で冷媒として使用することができる。従って、本発明にて利用される特定の冷媒又は冷媒の組み合わせ体は本発明の作用にとって重要であるとは思われず、それは、本発明は、同一の冷媒を利用する従来から既知の任意のベーパ圧縮装置により実現可能である実質的に全ての冷媒と共により優れた装置の効率にて作動すると考えられるからであることを理解すべきである。
作動時、コンプレッサ１２は、冷媒の流体を比較的高い圧力及び温度まで圧縮する。この熱伝達流体がコンプレッサ１２により圧縮される温度及び圧力は、冷媒装置１０の特定の寸法及び装置の冷却負荷条件に依存する。コンプレッサ１２は、熱伝達流体を排出管２０内に且つ凝縮器１４内に圧送する。以下により詳細に説明するように、冷却作動中、第二の入口２６は閉じられ、コンプレッサ１２の出力分の全体は凝縮器１４を通じて圧送される。
凝縮器１４内にて、空気、水又は二次的冷媒のような媒質は、凝縮器内でコイルを経て吹き飛ばされ、加圧された熱伝達流体を液体状態に変化させる。熱伝達流体は、流体中の潜熱が凝縮過程中、追い出されるため、特定の熱伝達流体又はグリコール等に依存して、約１０°Ｆ（５．６℃）乃至約４０°Ｆ（２２．２℃）温度降下する。凝縮器１４はその液化熱伝達流体を液体管２２に排出する。図１に図示するように、液体管２２は直ちに、多機能弁又は装置１８内に排出する。液体管２２は比較的短いため、液体管２２により運ばれた加圧液体は凝縮器１４から多機能弁又は装置１８に進むとき温度又は圧力を実質的に上昇させることはない。冷凍装置１０を短い液体管を有するような形態とすることにより、冷凍装置１０は、低温度及び高圧にて相当な量の熱伝達流体を多機能弁又は装置１８に供給する点で好ましい。流体は、高圧の液体に変換されたならば、長い距離を流れることはないため、多機能弁又は装置１８に入る前に、液体の偶発的な加熱により、又は液体圧力の損失により、熱吸収能力は殆ど失われない。本発明の上記の実施の形態において、冷凍装置は比較的短い液体管２２を使用するが、以下に説明するように、本発明の有利な点は、比較的長い液体管２２を使用する冷凍装置にても実現可能である。凝縮器１４により排出された熱伝達流体は、第一の入口２２にて多機能弁１８内に入り且つ温度センサ３２における吸引管３０の温度により決定される率にて体積膨張する。多機能弁１８は、飽和したベーパ管２８内へ飽和したベーパとして熱伝達流体を排出する。温度センサ３２は制御線３３を通じて温度情報を多機能弁１８に伝達する。
冷凍装置１０は、腐敗し易い食品製品が保存される冷凍ケースのような包囲体の温度を制御すべく多岐に亙る用途にて使用可能であることが当業者に理解されよう。例えば、約８４ｇｃａｌ／秒（１２０００Ｂｔｕ／時）の冷却負荷を有する冷凍ケースの温度を制御するために冷凍装置１０が採用される場合、コンプレッサ１２は、約４３．３℃（１１０°Ｆ）乃至約４８．９℃（１２０°Ｆ）の温度及び約１．０３Ｅ５Ｎ／ｍ²（１５０ｌｂｓ／平方インチ）乃至約１．２５Ｅ５Ｎ／ｍ²（１８０ｌｂｓ／平方インチ）の圧力にて約１．３６ｋｇ／分（３ｌｂｓ／分）乃至約２．２７ｋｇ／分（５ｌｂｓ／分）のＲ−１２を排出する。
本発明の１つの好ましい実施の形態によれば、飽和したベーパ管２８は、飽和したベーパ管２８内に排出された低圧流体が飽和したベーパ管２８を通って進むとき、実質的に飽和したベーパに変換されるように寸法決めされている。１つの実施の形態において、飽和したベーパ管２８は、約７６ｍ／分（２５００ｆｔ／分）乃至１１２８ｍ／分（３７００ｆｔ／分）のＲ−１２のような熱伝達流体等を取り扱い得る寸法とされ、また、直径が約１．２７ｃｍ（０．５インチ）乃至約２．５４ｃｍ（１．０インチ）で、長さが約２７ｍ（９０フィート）乃至約３０．５ｍ（１００フィート）である。以下により詳細に説明するように、多機能弁１８は、出口の直前に共通のチャンバを有している。熱伝達流体はこの共通のチャンバに入るとき、更に体積膨張する。多機能弁１８の共通のチャンバ内で熱伝達流体が追加的に体積膨張する程度は約２２５％であり、飽和したベーパ管２８の有効管寸法の増大程度に等しい。
熱伝達流体を体積膨張させる弁を凝縮器に近接した位置に配置すること、及び体積膨張点と蒸発器との間の流体の長さが相対的に長いことは、従来技術の装置と著しく相違することが当業者には更に理解されよう。１つの典型的な従来技術の装置において、膨張弁は、蒸発器の入口に直ぐ隣接する位置に配置され、温度感知装置が使用されるならば、その装置は蒸発器の出口に近接して取り付けられる。上述したように、かかる装置は、蒸発器の相当な部分が飽和したベーパ以外の液体を保持するため効率が劣るという欠点がある。高圧側の圧力、液体の温度及び熱負荷又はその他の条件の変動は、蒸発器の効率に悪影響を与える可能性がある。
従来技術と相違して、本明細書に記載した本発明の冷凍装置は、体積膨張点と蒸発器の入口との間に飽和したベーパ管を配置し、熱伝達流体の位置がその熱伝達流体が蒸発器に入る前に飽和したベーパに変換されるようにする。蒸発器１６に飽和したベーパを充填することで冷却効率は著しく向上する。蒸発器１６のような蒸発器の冷却効率を向上させることにより、冷凍装置による多数の利点が実現される。例えば、冷凍ケース３６の空気温度を所望のレベルに制御するために必要な熱伝達流体が少量で済む。更に、電力コンプレッサ１２の必要電気量も少なく、その結果、運転コストが削減される。更に、コンプレッサ１２は、同様の冷却負荷を取り扱うべく作動する従来の技術の装置よりも小さい寸法とすることができる。更に、本発明の１つの好ましい実施の形態において、冷凍装置は、多数の構成要素を蒸発器に近接する位置に配置することを回避する。冷凍ケース３６内の構成要素の配置を最小数に制限することにより、冷凍ケース３６の熱負荷は最小となる。
本発明の上記の実施の形態において、多機能弁１８は、凝縮器１４に近接して配置され、これにより、比較的短い液体管２２及び比較的長い飽和したベーパ管２８を形成する一方、多機能弁１８が蒸発器１６の入口に直ぐ隣接する位置に配置される場合でも、本発明の利点を具体化することが可能であり、これにより、比較的長い液体管２２及び比較的短い飽和したベーパ管２８を形成することが可能となる。例えば、本発明の１つの好ましい実施の形態において、多機能弁１８は、蒸発器１６の入口に直ぐ隣接して配置され、これにより、図７に図示するように、比較的長い液体管２２及び比較的短い飽和したベーパ管２８を形成する。蒸発器１６に入る熱伝達流体が飽和したベーパであることを保証するため、図７及び図８に図示するように、熱供給源２５が飽和したベーパ管２８に付与される。温度センサ３２が吸引管３０に取り付けられ且つ多機能弁１８に作用可能に接続され、熱供給源２５は、熱伝達流体が蒸発器１６に入る前に、熱伝達流体の一部分を蒸発させるのに十分な強さである。蒸発器１６に入る熱伝達流体は飽和したベーパに変換され、熱伝達流体の一部分は、液体状態２９にて存在し、熱伝達流体の別の部分は、図８に図示するように、ベーパ状態３１にて存在するようにする。
好ましくは、熱伝達流体の一部分を蒸発させるために使用される熱供給源２５は、凝縮器１４から周囲雰囲気中に伝達される熱を含むことができるが、熱供給源２５は、例えば、排出管２０から周囲雰囲気に伝達された熱、コンプレッサから周囲雰囲気に伝達された熱、コンプレッサにより発生された熱、電気熱供給源から発生された熱、可燃性材料を使用して発生された熱、太陽エネルギを使用して発生された熱又は任意のその他の熱供給源のような当該技術分野の当業者に既知の外部又は内部の熱供給源から成るものとすることができる。熱供給源２５は、また、能動的な熱供給源、すなわち、飽和したベーパ管２８のような、冷凍装置１０の一部分に意図的に付与される任意の熱供給源から成るものとすることができる。能動的な熱供給源は、電気熱供給源から発生された熱、可燃性材料を使用して発生された熱、太陽エネルギを使用して発生された熱、又は意図的に且つ能動的に冷凍装置１０の任意の部分に付与されるその他の熱供給源のような熱供給源を非限定的に含む。偶発的に熱が冷凍装置１０の任意の部分に漏洩すること又は意図的に又は知らずに不十分な絶縁となり又はその他の理由のため、冷凍装置１０の任意の部分に吸収される熱から成る熱供給源は、能動的な熱供給源ではない。
本発明の１つの好ましい実施の形態において、温度センサ３２は、熱伝達流体の一部分が図８に図示するように、蒸発器１６から出るとき、液体状態２９にあることを保証し得るように蒸発器１６から出る熱伝達流体を監視する。本発明の１つの好ましい実施の形態において、熱伝達流体の少なくとも約５％は、熱伝達流体が蒸発器に入る前に蒸発され、熱伝達流体の少なくとも約１％は蒸発器から出るとき液体状態にある。熱伝達流体が蒸発器に入り且つ蒸発器から出るとき、液体状態２９及びベーパ状態３１にあることを保証することにより、本発明のベーパ圧縮装置は蒸発器１６が最大の効率にて作動することを許容する。本発明の１つの好ましい実施の形態において、熱伝達流体は、蒸発器１６から出るとき、少なくとも約１％の過熱状態にある。本発明の１つの好ましい実施の形態において、熱伝達流体は、蒸発器１６から出るとき、約１％の液体状態及び約１％の過熱ベーパ状態の中間にある。
上記の実施の形態は、熱伝達流体が飽和したベーパとして蒸発器１６に入ることを保証するため、熱供給源２５又は飽和したベーパ管２８の寸法及び長さに依存する一方、蒸発器１６に入るとき、熱伝達流体を飽和したベーパに変換することができる、当該技術分野の当業者に既知の任意の手段を使用することができる。更に、上記の実施の形態は、蒸発器から出る熱伝達流体の状態を監視するため、温度センサ３２を使用するが、蒸発器から出るとき、熱伝達流体の状態を決定することのできる、当該技術分野の当業者に既知の任意の計量装置を使用することができ、例えば、圧力センサ又は流体の密度を測定するセンサとすることができる。更に、上記の実施の形態において、計量装置は、蒸発器１６から出る熱伝達流体の状態を監視する一方、該計量装置は、蒸発器１６内又は蒸発器１６の周りの任意の箇所にて熱伝達流体の状態監視のため、蒸発器１６内又はその周りの任意の箇所に配置することができる。
図２には、多機能弁１８の１つの実施の形態の部分断面図とした側面図が図示されている。熱伝達流体は、最初に、入口２４に入り且つ第一の通路３８を横断して共通のチャンバ４０に入る。膨張弁４２は第一の入口２２付近にて第一の通路３８内に配置される。膨張弁４２は上方弁ハウジング４４内に収容されたダイヤフラム（図示せず）により第一の通路３８を通じて熱伝達流体の流れを計測量供給する。膨張弁４２は、サーモスタット式膨張弁、毛管又は圧力制御装置のような、熱伝達流体の流れを計測量供給するために使用することのできる、当該技術分野の当業者に既知の任意の装置とすることができる。制御線３３は、上方弁ハウジング４４の上に配置された入力６２に接続されている。制御線３３を通じて伝達された信号は上方弁ハウジング４４内のダイヤフラムを作動させる。該ダイヤフラムは、弁アセンブリ５４（図４に図示）を作動させ第一の入口２４から膨張チャンバ５２（図４に図示）に入る熱伝達流体の量を制御する。仕切弁４６は、共通のチャンバ４０付近で第一の通路３８内に配置されている。本発明の１つの好ましい実施の形態において、仕切弁４６は、電気信号に応答して第一の通路３８を通る熱伝達流体の流れを停止させることのできるソレノイド弁である。
図３には、多機能弁１８の第二の側部の部分断面図とした側面図が図示されている。第二の通路４８は第二の入口２６を共通のチャンバ４０に接続する。仕切弁５０は共通チャンバ４０付近にて第二の通路４８内に配置されている。本発明の１つの好ましい実施の形態において、仕切弁５０は、電気信号を受け取ったとき、第二の通路４８を通る熱伝達流体の流れを停止させることができるソレノイド弁である。共通チャンバ４０は、多機能弁１８から出口４１を介して熱伝達流体を排出する。
多機能弁１８の分解斜視図が図４に図示されている。膨張弁４２は、第一の入口２２、弁アセンブリ５４及び上方ハウジング４４に隣接して膨張チャンバ５２を有するのが分かる。弁アセンブリ５４は、上方弁ハウジング４４内に保持されたダイヤフラム（図示せず）により作動される。第一の管５６及び第二の管５８は膨張チャンバ５２と弁体６０との中間に配置されている。仕切弁４６、５０は弁体６０に取り付けられている。本発明によれば、冷凍装置１０は、仕切弁４６を閉じ且つ仕切弁５０を開くことにより霜取りモードにて作動可能である。霜取りモードにおいて、高温度の熱伝達流体は第二の入口２６に入り且つ第二の通路４８を横断して、共通チャンバ４０に入る。高温のベーパは出口４１から排出され且つ飽和したベーパ管２８を横断し蒸発器１６に入る。高温のベーパは、蒸発器１６を約５０°Ｆ（２７．８℃）から１２０°Ｆ（６６．７℃）に温度上昇させるのに十分な温度を有する。この温度上昇は、蒸発器１６から霜取りし且つ熱伝達率を所望の作用可能なレベルまで回復するのに十分である。
上記の実施の形態は、蒸発器１６に入る前に熱伝達流体を膨張させるため、多機能弁１８を使用するが、膨張弁４２又は回収弁１９のような任意のサーモスタット式膨張弁又はスロットル弁を使用して蒸発器１６に入る前に、熱伝達流体を膨張させてもよい。本発明の１つの好ましい実施の形態において、熱伝達流体が膨張弁４２を通った後で且つ熱伝達流体が蒸発器１６の入口に入る前に、熱供給源２５を熱伝達流体に作用させて、熱伝達流体を低品質な液体ベーパ混合体から高品質な液体ベーパ混合体、即ち飽和したベーパに変換することができる。本発明の１つの好ましい実施の形態において、熱供給源２５は多機能弁１８に作用させる。本発明の別の好ましい実施の形態において、熱供給源２５は、図９に図示するように、回収弁１９内で作用させる。回収弁１９は、液体管２２に接続された第一の入口１２４と、飽和したベーパ管２８に接続された第一の出口１５９とを備えている。熱伝達流体は、共通のチャンバ１４０に対する回収弁１９の第一の入口１２４に入る。膨張弁１４２は、第一の入口１２４に入る熱伝達流体を液体状態から低品質な液体ベーパ混合体に膨張させるため第一の入口１２４の付近に配置されている。第二の入口１２７は、排出管２０に接続され、コンプレッサ１２から出る高温の熱伝達流体を受け取る。コンプレッサから出る高温の熱伝達流体は、第二の入口１２７に入り且つ第二の通路１２３を横断する。第二の通路１２３は、第二の入口１２７及び第二の出口１３０に接続される。第二の通路１２３の一部分は共通のチャンバ１４０に隣接する位置に配置される。
高温の熱伝達流体が共通のチャンバ１４０に接近すると、高温の熱伝達流体からの熱は、熱供給源１２５の形態にて第二の通路１２３から共通のチャンバ１４０まで運ばれる。熱供給源１２５からの熱を熱伝達流体に付与することにより、共通のチャンバ１４０内の熱伝達流体は、熱伝達流体が共通のチャンバ１４０を通って流れるとき、低品質の液体ベーパ混合体から高品質な液体ベーパ混合体へ変換される。更に、第二の通路１２３内の高温の熱伝達流体は、高温の熱伝達流体が共通のチャンバ１４０の近くを通るとき、冷却される。第二の通路１２３を横断するとき、冷却した高温の熱伝達流体は、第二の出口１３０を出て且つ凝縮器１４に入る。共通のチャンバ１４０内の熱伝達流体は、高品質の液体ベーパ混合体、即ち飽和したベーパとして、第一の出口１５９にて回収弁１９から出て、飽和したベーパ管２８に入る。
上述した好ましい実施の形態において、熱供給源１２５は、コンプレッサから周囲雰囲気に伝達された熱を含むが、熱供給源１２５は、例えば、電気熱供給源から発生された熱、可燃性材料を使用して発生された熱、太陽エネルギを使用して発生された熱、又はその他の任意の熱供給源のような、当該技術分野の当業者に既知の外部又は内部の熱供給源から成るものとすることができる。熱供給源１２５は、また、上述したように、任意の熱供給源２５及び任意の能動的な熱供給源から成るものとすることができる。
本発明の１つの好ましい実施の形態において、回収弁１９は、第三の通路１４８及び第三の入口１２６を備えている。第三の入口１２６は、排出管２０に接続され且つコンプレッサ１２から出る高温の熱伝達流体を受け取る。共通のチャンバ１４０を通る熱伝達流体の流体を停止させることのできる第一の仕切弁（図示せず）は、共通のチャンバ１４０の第一の入口１２４の付近に配置される。第三の通路１４８は、第三の入口１２６を共通のチャンバ１４０に接続する。第二の仕切弁（図示せず）は、共通のチャンバ１４０付近にて第三の通路１４８内に配置される。本発明の１つの好ましい実施の形態において、第二の仕切弁は、電気信号を受け取ったとき、第三の通路１４８を通る熱伝達流体の流れを停止させることのできるソレノイド弁である。
本発明によれば、共通のチャンバ１４０の第一の入口１２４付近に配置された第一の仕切弁を閉じ且つ共通のチャンバ１４０付近にて第三の通路１４８内に配置された第二の仕切弁を開けることにより、冷凍装置１０を霜取りモードにて作動させることができる。霜取りモードにおいて、コンプレッサ１２からの高温の熱伝達流体は、第三の入口１２６に入り且つ第三の通路１４８を横断して、共通のチャンバ１４０に入る。高温の熱伝達流体は回収弁１９の第一の出口１５９を通じて排出され且つ飽和したベーパ管２８を横断して蒸発器１６に達する。高温の熱伝達流体は、蒸発器１６を約５０°Ｆ（２７．８℃）乃至１２０°Ｆ（６６．７℃）だけ温度上昇させるのに十分な温度を有する。この温度上昇は、蒸発器１６から霜を除去し且つ熱伝達率を所望の作用レベルまで回復するのに十分である。
霜取りサイクル中、装置内に取り込まれた全ての油ポケットは、加熱され且つ熱伝達流体と同一の方向に運ばれる。高温のガスを装置を通じて前方流れ方向に向けて付勢させることにより、取り込まれた油は、最終的に、コンプレッサに戻される。高温のガスは、比較的高速度にて装置を通って流れ、ガスが冷却するための時間を短縮し、これにより、霜取り効率を向上させる。本発明の前方流れ霜取り方法は、逆流霜取り方法に優る多数の利点を有する。例えば、逆流霜取り装置は、蒸発器の入口付近に小径のチェック弁を採用する。該チェック弁は、逆方向へのガスの流れを制限し、その速度、従って、その霜取り効率を低下させる。更に、本発明の前方流れ霜取り方法は、霜取り工程中、装置内での圧力の蓄積を防止する。更に、逆流方法は、装置内に取り込まれた油を膨張弁内に押し出し勝ちとなる。膨張弁内の余剰な油は弁の作動を制限する固着を生ずる可能性があるから、このことは望ましくない。また、前方霜取りの場合、霜取り回路に加えて、作動される任意の追加的な冷凍回路内にて液体管の圧力は降下しない。
本発明に従って配置されたベーパ圧縮装置は、従来の技術の比較可能な寸法の装置よりも少ない熱伝達流体にて運転可能であることが当該技術分野の当業者に明らかであろう。多機能弁を蒸発器付近ではなく、凝縮器付近に配置することにより、飽和したベーパ管には、比較的高密度の液体ではなく、比較的低密度のベーパが充填される。これと代替的に、熱供給源を飽和したベーパ管に作用させることにより、飽和したベーパ管には、比較的高密度の液体ではなくて、比較的低密度のベーパが充填される。更に、従来の技術の装置は、膨張弁における適正な水頭圧力を強化するため蒸発器を溢れさせることにより、低温の雰囲気での運転状態（例えば、冬期間における）を補償する。本発明の１つの好ましい実施の形態において、多機能弁が凝縮器に近接する位置に配置されるから、低温の天候時、ベーパ圧縮装置の熱圧力はより容易に保たれる。
本発明の前方流れ霜取り能力は、霜取り効率が改良される結果として、多数の運転上の利点をもたらす。例えば、取り込まれた油をコンプレッサ内に付勢して戻すことにより、液体の停滞が防止され、このことは、装置の有効寿命を引き延ばす効果がある。更に、装置の霜取りを行うのに必要な時間が短縮されるため、運転コストの削減が実現される。高温のガスの流れを迅速に停止させることができるため、装置は通常の冷却運転状態に容易に戻すことができる。蒸発器１６から霜を除去したとき、温度センサ３２は吸引管３０内の熱伝達流体の温度上昇を検出する。この温度が所定の設定温度まで上昇すると、仕切弁５０及び多機能弁１８は閉じられる。一度び第一の通路３８を通る熱伝達流体の流れが再開されると、低温の飽和したベーパは、迅速に蒸発器１６に戻って冷凍運転を再開する。 当業者は、本発明の冷凍装置が多岐に亙る用途に対処することを可能にし得るように多数の改変が可能であることが理解されよう。例えば、食品小売店で運転する冷凍装置は、典型的に、共通のコンプレッサ装置で作動させることができる多数の冷凍ケースを含んでいる。また、高熱負荷の冷凍運転を必要とする用途において、冷凍装置の冷却能力を増すべく多数のコンプレッサを使用することができる。
多数の蒸発器及び多数のコンプレッサを有する本発明の別の実施の形態によるベーパ圧縮装置６４が図５に図示されている。本発明の運転効率及び低コストの利点を維持するため、多数のコンプレッサ、凝縮器及び多機能弁が制御装置６６内に保持されている。飽和したベーパ管６８、７０が制御装置６６から蒸発器７２、７４にそれぞれ飽和したベーパを供給する。蒸発器７２は第一の冷凍ケース７６内に配置され、蒸発器７４は第二の冷凍ケース７８内に配置される。第一及び第二の冷凍ケース７６、７８は、互いに隣接する位置に配置するか、又はこれと代替的に、互いに比較的離れた距離に配置することができる。その正確な位置は特定の用途に依存する。例えば、食品小売店において、冷凍ケースは、典型的に通路に沿って互いに隣接する位置に配置されている。重要なことは、本発明の冷凍装置は、多岐に亙る運転環境に適応可能であることである。一部分、各冷凍ケース内の構成要素の数が最小であることでこの利点が得られる。本発明の１つの好ましい実施の形態において、多数の装置の構成要素を蒸発器に近接する位置に配置する必要性を回避することにより、スペースが最小の場所に冷凍装置を使用することができる。このことは、床スペースが制限されることがしばしばである小売店の営業にとって特に有益なことである。
運転時、多数のコンプレッサ８０は排出管８４に接続された出力マニホルド８２内に熱伝達流体を供給する。排出管８４は凝縮器８６に供給し、第一の多機能弁９０に供給する第一の枝管８８と、第二の多機能弁９４に供給する第二の枝管９２とを有している。二股液体管９６が凝縮器８６からの熱伝達流体を第一及び第二の多機能弁９０、９４に供給する。飽和したベーパ管６８は、第一の多機能弁９０を蒸発器７２に接続し、飽和したベーパ管７０は、第二の多機能弁９４を蒸発器７４に接続する。二股供給管９８は、蒸発器７２、７４を多数のコンプレッサ８０に供給するコレクタマニホルド１００に接続する。温度センサ１０２は、二股供給管９８の第一の部分１０４に配置され且つ第一の多機能弁９０に信号を伝達する。温度センサ１０６は二股吸引管９８の第二の部分１０８に配置され且つ第二の多機能弁９４に信号を伝達する。本発明の１つの好ましい実施の形態において、熱供給源２５のような熱供給源を飽和したベーパ管６８、７０に作用させ、熱伝達流体が飽和したベーパとして蒸発器７２、７４に入ることを確実にすることができる。
当業者は、異なる冷凍の用途に対応し得るようにベーパ圧縮装置６４の多数の改変例及び変更例が具体化可能であることが理解されよう。例えば、図５に図示した全体的な方法に従って２つ以上の蒸発器を装置内に加えることができる。更に、冷却能力を更に増し得るように、冷凍装置内により多くの凝縮器及びより多くのコンプレッサを含めることができる。
本発明の別の実施の形態に従って配置された多機能弁１１０が図６に図示されている。先の多機能弁の実施の形態の場合と同様に、液体状態にて凝縮器から出る熱伝達流体は、第一の入口１２２に入り且つ膨張チャンバ１５２内で膨張する。熱伝達流体の流れは弁アセンブリ１５４により計測供給される。この実施の形態において、ソレノイド弁１１２は、共通の着座領域１１６内に伸びるアーマチャ１１４を有している。冷凍モードにおいて、アーマチャ１１４は共通の着座領域１１６の底部まで伸び、低温の冷媒は通路１１８を通って共通のチャンバ１４０まで流れ、次に出口１２０に達する。霜取りモードにおいて、高温のベーパは第二の入口１２６に入り且つ共通の着座領域１１６を通って共通のチャンバ１４０まで流れ、次に出口１２０に達する。多機能弁１１０は単一の仕切弁が弁を通る高温のベーパ及び低温のベーパの流れを制御することを許容するような設計とされているから、この多機能弁の構成要素の数は少数である。
本発明の更に別の実施の形態において、多機能弁を通る液体管からの液化熱伝達流体の流れは、液化熱伝達流体の流れを飽和したベーパ管内への流れに仕切るべく第一の通路内に配置されたチェック弁により制御することができる。冷凍装置を通る熱伝達流体の流れは、コンプレッサの入口に近接して吸引管内に配置された圧力弁により制御される。従って、本発明の多機能弁の色々な機能は、冷凍装置内の異なる位置に配置された別個の構成要素により行うことができる。かかる変更例及び改変例は全て本発明の対象とすることを意味するものである。
当業者は、本明細書に記載したベーパ圧縮装置及び方法は多岐に亙る形態で具体化可能であることが認識されよう。例えば、コンプレッサ、凝縮器、多機能弁及び蒸発器は全て単一の装置内に収容し且つウォークイン冷却器内に配置することができる。この適用例において、凝縮器は、ウォークイン冷却器の壁を通って突き出し、また、熱伝達流体を凝縮させるため冷却器外部の周囲空気が使用される。
別の適用例において、本発明のベーパ圧縮装置及び方法は、家庭又は事業所の空気調和を行い得る形態とすることができる。この適用例において、蒸発器の着氷は通常、問題とならないから、霜取りサイクルは不要である。
更に別の適用例において、本発明のベーパ圧縮装置及び方法は水を冷却するために使用することができる。この適用例において、蒸発器は冷却すべき水中に投入される。これと代替的に、蒸発器コイルと係合する管を通じて水を圧送してもよい。
更なる適用例において、本発明のベーパ圧縮装置及び方法は、極めて低い冷凍温度を実現すべく別の装置と共に列状構造とすることができる。例えば、第一の装置の蒸発器が低温の雰囲気を提供し得るように、異なる熱伝達流体を使用する２つの装置を共に接続することができる。第二の装置の凝縮器は、低温の雰囲気中に配置され且つ第二の装置内で熱伝達流体を凝縮するために使用される。
多機能弁又は装置２２５の更に別の実施の形態は、図１１乃至図１４に図示され且つ全体として、参照番号２２５で示してある。この実施の形態は、全体として参照番号１８で示した図２乃至図４に図示したものと機能的に類似している。図示するように、この実施の形態は、その１つを図１３に図示し且つ参照番号２２９で示した一対の仕切弁及びカラーアセンブリを受け取る一対のねじ付きボス２２７、２２８を有する単一体の構造とされることが好ましい主要本体又はハウジング２２６を有している。このアセンブリは、ねじ付きカラー２３０と、ガスケット２３１と、中央穴２３３を有する、ソレノイド作動の仕切弁受入部材２３２とを備え、この中央穴は、往復運動可能な弁ピン２３４を受け取り、該ピンは、ばね２３５と、弁座部材２３８の穴２３７に受け取られたニードル弁要素２３６とを有している。該弁座部材２３８は、ハウジング２３６のウェル２４０内に密封可能に受け取られる寸法とされた弾性シール２３９を有する。弁座部材２４１は、弁座部材２３８のリセス部２４２内にきちっと受け取られる。弁座部材２４１は、ニードル弁要素２３６と協働して、冷媒の流れを調節する穴２４３を有している。
第一の入口２４４（先に説明した実施の形態の第一の入口２４に相応する）は、膨張弁４２から液体供給冷媒を受け取り、第二の入口２４５（先に説明した実施の形態の第二の入口２６に相応する）は、霜取りサイクル中、コンプレッサ１２から高温のガスを受け取る。１つの好ましい実施の形態において、多機能弁２２５は、図１６に図示するように、第一の入口２４４と、出口２４８と、共通のチャンバ２４６と、膨張弁４２とを備えている。１つの好ましい実施の形態において、膨張弁４２は、第一の入口２４４と接続されている。弁体２２６は、共通のチャンバ２４６（先に説明した実施の形態の共通のチャンバ４０に相応する）を有している。膨張弁４２は、凝縮器１４から冷媒を受け取り、該冷媒は、入口２４４を通って半円形のウェル２４７内に入り、冷媒は、仕切弁２２９が開いたとき、共通のチャンバ２４６内に流れ且つ出口２４８（先に説明した実施の形態の出口４１に相応する）を通って多機能弁２２５から出る。
図１１に最も良く図示するように、弁体２２６は、第一の入口２４４を共通のチャンバ２４６と連通させる第一の通路２４９（先に説明した実施の形態の第一の通路３８に相応する）を有している。同様の仕方にて、第二の通路２５０（先に説明した実施の形態の第二の通路４８に相応する）は、第二の入口２４５を共通のチャンバ２４６と連通させる。
多機能弁又は装置２２５の作動に関する限り、その構成要素は、冷凍及び霜取りサイクル中、同一の仕方にて機能するから、先に説明した実施の形態が参考とされる。１つの好ましい実施の形態において、熱伝達流体は液体状態で凝縮器１４から出て、膨張弁４２を通って流れる。熱伝達流体が膨張弁４２を通って流れるとき、熱伝達流体は、液体から液体ベーパ混合体に変化する。熱伝達流体は、液体混合体として第一の入口２４４に入り且つ共通のチャンバ２４６内で膨張する。１つの好ましい実施の形態において、熱伝達流体は熱伝達流体の流れる方向と反対方向に膨張する。熱伝達流体が共通のチャンバ２４６内で膨張すると、液体は、熱伝達流体中でベーパから分離する。次に、熱伝達流体は共通のチャンバ２４６から出る。好ましくは、熱伝達流体は、液体及びベーパとして共通のチャンバから出て、相当な量の液体が相当な量のベーパから分離する。次に、熱伝達流体は、出口２４８を通って流れ且つ飽和したベーパ管２８から蒸発器１６まで流れる。１つの好ましい実施の形態において、熱伝達流体は、次に、以下により詳細に説明するように、出口２４８を通り且つ第一の蒸発管３２８にて蒸発器１６に入る。好ましくは、熱伝達流体は、液体及びベーパとして出口２４８から蒸発器１６の入口まで流れ、相当な量の液体が相当な量のベーパから分離するようにする。
１つの好ましい実施の形態において、共通のチャンバ２４６内への熱伝達流体及び高温のベーパの流れを制御するため、一対の仕切弁２２９を使用することができる。冷凍モードにおいて、第一の仕切弁２２９は、開放して、冷媒が第一の入口２４４を通り且つ共通のチャンバ２４６内に流れ、次に、出口２４８まで流れるのを許容する。霜取りモードにおいて、第二の仕切弁２２９は、開放して、高温のベーパが第二の入口２４５を通り且つ共通のチャンバ２４６内に流れ、次に、出口２４８まで流れるのを許容する。上記の実施の形態において、多機能弁２２５は、多数の仕切弁２２９を有するものとして説明したが、多機能弁２２５は１つの仕切弁のみを有するものを設けることができる。更に、多機能弁２２５は、霜取りモード中、高温のベーパが流れるのを許容し得るように第二の入口２４５を有するものとして説明したが、多機能弁２２５は、１つの入口２４４のみを有する設計とすることができる。
１つの好ましい実施の形態において、多機能弁は、第１５に図示するように、ブリード管２５１を備えている。ブリード管２５１は、共通のチャンバ２４５と接続され且つ共通のチャンバ２４６内の熱伝達流体が飽和したベーパ管２８又は第一の蒸発管３２８まで流れるのを許容する。１つの好ましい実施の形態において、ブリード管２５１は、共通のチャンバ２４６に入る液体ベーパ混合体から分離された液体が飽和したベーパ管２８又は第一の蒸発管３２８まで流れるのを許容する。ブリード管２５１は、好ましくは、共通のチャンバ２４６の底面２５２に接続されており、この場合、該底面２５２は、地面に最も近く配置された共通のチャンバ２４６の面であるようにする。
１つの好ましい実施の形態において、多機能弁２２５は、以下の表Ａに記載し且つ図１１乃至１４に図示したような寸法とされている。共通のチャンバ２４６の長さは、出口２４８から後部壁２５３までの距離として規定されよう。共通のチャンバ２４６の長さは、図１１に図示するように、文字Ｇで示してある。共通のチャンバ２４６は、第二の部分に隣接する第一の部分を有し、該第一の部分は、出口２４８にて開始し、この部分は後部壁２５３にて終わる。第一の入口２４４及び出口２４８は、共に第一の部分と接続されている。熱伝達流体は、第一の入口２４４を通り且つ共通のチャンバ２４６の第一の部分内にて共通のチャンバ２４６に入る。１つの好ましい実施の形態において、第一の部分は、共通のチャンバ２４６の長さの約７５％以内の長さを有する。より好ましくは、第一の部分は、共通のチャンバ２４６の長さの約３５％以内の長さを有するようにする。

１つの好ましい実施の形態において、熱伝達流体は、膨張弁４２を通り、次に、図１６に図示するように、蒸発器１６の入口に入る。この実施の形態において、蒸発器１６は、第一の蒸発管３２８と、蒸発器コイル２１と、第二の蒸発管３２８とを備えている。図１６に図示するように、出口２４８と蒸発器コイル２１との間に第一の蒸発管３２８が配置されている。蒸発器コイル２１と温度センサ３２との間に第二の蒸発管３３０が配置されている。蒸発器コイル２１は、熱を吸収する任意の従来のコイル又は装置である。多機能弁１８は、蒸発器１６に接続され且つ該蒸発器に隣接していることが好ましい。１つの好ましい実施の形態において、蒸発器１６は、図１６に図示するように、第一の入口２４４、出口２４８、共通のチャンバ２４６のような、多機能弁１８の一部を備えている。好ましくは、膨張弁４２は、蒸発器１６に隣接する位置に配置する。熱伝達流体は膨張弁４２から出て、その後に、直接、入口２４４にて蒸発器１６に入る。熱伝達流体が膨張弁４２から出て、入口２４４から蒸発器１６に入ると、熱伝達流体の温度は、蒸発温度である、すなわち熱伝達流体は、膨張弁４２を流れるとき、熱を吸収する。
入口２４４、共通のチャンバ２４６及び出口２４８を通過すると、熱伝達流体は、第一の蒸発管３２８に入る。好ましくは、第一の蒸発管３２８は、絶縁されているようにする。次に、熱伝達流体は、第一の蒸発管３２８から出て且つ蒸発コイル２１に入る。蒸発コイル２１から出ると、熱伝達流体は、第二の蒸発管３３０に入る。熱伝達流体は、温度センサ３２が設けられた第二の蒸発管３３０及び蒸発器１６から出る。
好ましくは、飽和したベーパ管２８、多機能弁１８及び蒸発器コイル２１のような、蒸発器１６内の各要素が熱を吸収するようにする。１つの好ましい実施の形態において、熱伝達流体が膨張弁４２を流れるとき、伝達流体は蒸発器コイル２１内の熱伝達流体の温度の−１．６７℃（２０°Ｆ）以内の温度である。別の好ましい実施の形態において、飽和したベーパ管２８、多機能弁１８及び蒸発器コイル２１のような、蒸発器１６内の任意の要素における温度は、蒸発器１６内の任意の他の要素における熱伝達流体の温度の−１．６７℃（２０°Ｆ）以内であるようにする。
当該技術分野の当業者に既知であるように、蒸発器１６、液体管２２及び吸引管３０のような、上述した冷凍装置１０の各要素は、密封し且つ多岐に亙る負荷条件に適合する寸法とすることができる。
１つの好ましい実施の形態において、冷凍装置１０内の熱伝達流体の冷媒充填量は、従来の装置の冷媒の充填量に等しいか又はそれ以上である。
更なる改良を加えることなく、上記の説明を使用して、当該技術分野の当業者は、最大限、本発明を利用できると考えられる。以下の実施例は、単に本発明を例示するものに過ぎず、いかなる意味においてもその範囲を限定することを意図するものではない。
【実施例Ｉ】
１．５２ｍ（５フィート）タイラーチェストフリーザー（Ｔｙｌｅｒ Ｃｈｅｓｔ Ｆｒｅｅｚｅｒ）には、その冷凍回路内に多機能装置を設け、従来の冷凍装置として且つ本発明に従って配置されたＸＤＸ冷凍装置として冷凍回路が作用するように標準的な膨張弁をバイパス管に配管した。上述した冷凍回路には、管の外径が約０．９５３ｃｍ（０．３７５インチ）及び管の有効長さが約３．０４８ｍ（１０フィート）の飽和したベーパ管を設けた。冷凍回路は、冷凍能力が約１／３トン（３３８ｋｇ）のコープランド（Ｃｏｐｅｌａｎｄ）密閉型コンプレッサで作動させた。コンプレッサから約４５．７２ｃｍ（１８インチ）の位置にて感知バルブを吸引管に取り付けた。回路には、デュポンカンパニー（Ｄｕ Ｐｏｎｔ Ｃｏｍｐａｎｙ）から入手可能なＲ−１２冷媒を約７９２ｇ（２８オンス）を充填した。冷凍回路には、また、前方流れ霜取りのためコンプレッサの排出管から飽和したベーパ管まで伸びるバイパス管を設けた（図１参照）。全ての冷凍した周囲空気温度の測定は、床の上から約１０ｃｍ（４インチ）にて冷凍ケースの中央部に設けたＣＰＳ温度センサにてＣＰＳデータロガー（ＣＰＳ Ｄａｔａ Ｌｏｇｇｅｒ）を使用して行った。
ＸＤＸ装置−中程度温度の運転
蒸発器の通常の作動温度は−６．７℃（２０°Ｆ）とし、凝縮器の通常の作動温度は４８．９℃（１２０°Ｆ）とした。蒸発器は、約２１ｇｃａｌ／秒（３０００ｂｔｕ／時）の冷却負荷を取り扱うものとした。多機能弁は、約−６．７℃（２０°Ｆ）の温度にて冷媒を飽和したベーパ管内に計測量を供給した。感知バルブは吸引管内を流れるベーパを過熱する約１３．９℃（２５°Ｆ）を維持するように設定した。コンプレッサは、加圧した冷媒を約４８．９℃（１２０°Ｆ）の凝縮温度及び約１７２ｌｂｓ／インチ²（１１８．５６０Ｎ／ｍ²）の圧力にて排出管内に排出した。
ＸＤＸ装置−低温度の運転
蒸発器の通常の作動温度は−２０．５℃（−５°Ｆ）とし、凝縮器の通常の作動温度は４６．１℃（１１５°Ｆ）とした。蒸発器は約２１ｇｃａｌ／秒（３０００Ｂｔｕ／時）の冷却負荷を取り扱うものとした。多機能弁は約−２０．５℃（−５°Ｆ）の温度の冷媒を蒸発器供給管内に約９０７ｋｍ／分（２９７５フィート／分にて計測量供給した。感知バルブは吸引管内を流れる蒸気を過熱する約１１．１℃（２０°Ｆ）の温度を維持するように設定した。コンプレッサは加圧された約７０１ｍ／分（２２９９フィート／分）の冷媒を約４６．１℃（１１５°Ｆ）の凝縮温度及び約１６１ｌｂｓ／インチ²（１１０，９７７Ｎ／ｍ²）の圧力にて排出管内に排出した。ＸＤＸ装置は、タイラーチェストフリーザーのファンを霜取り後、４分の時点にて、蒸発器コイルから熱を除去し且つコイルからの水の排出を許容する点を除いて、中程度温度の運転の場合と同一の低温の運転状態で実質的に作動させた。
ＸＤＸ冷却装置は、中程度温度の運転状態で約２４時間の期間、作動させ且つ低温度の運転状態で約１８時間、作動させた。タイラーチェストフリーザー内の周囲空気の温度は、２３時間の試験時間の間、約３分毎に測定した。試験期間中、空気温度を連続的に測定する一方、冷凍装置は冷凍モード及び霜取りモードの双方にて作動させた。霜取りサイクル中、感知バルブの温度が約１０℃（５０°Ｆ）に達する迄、冷凍コイルは霜取りモードにて作動させた。温度測定の統計値は以下の表Ｉに掲げてある。
従来の装置−電気霜取りによる中程度温度の運転
上述したタイラーチェストフリーザーには、霜取りのためコンプレッサの排出管と吸引管との間を伸びるバイパス管を設けた。該バイパス管には、管内の高温度の冷媒の流れを仕切り得るようにソレノイド弁を設けた。この試験中、ソレノイドに代えて、電熱要素を作動させた。標準的な圧縮弁を蒸発器の入口に極く近接して取り付け、温度感知バルブを蒸発器の出口に極く近接して吸引管に取り付けた。感知バルブは、吸引管内を流れるベーパを過熱する約３．３３℃（６°Ｆ）の温度を維持し得るよう設定した。作動前、装置には、約１．３６ｋｇ（４８オンス）のＲ−１２冷媒を充填した。
従来の冷凍装置は、中程度温度の運転状態で約２４時間の期間、作動させた。タイラーチェストフリーザー内の周囲空気の温度を、２４時間の試験時間中、約３分毎に測定した。空気の温度を試験期間中、連続的に測定する一方、冷凍装置は、冷凍モード及び逆流霜取りモードの双方にて作動させた。霜取りサイクル中、冷凍回路は、感知バルブの温度が約１０℃（５０°Ｆ）に達する迄、霜取りモードにて作動させた。温度測定の統計値は以下の表Ｉに掲げてある。
従来の装置−空気霜取りによる中程度温度の運転
上述したタイラーチェストフリーザーには、膨張弁に対し適正な液体供給分を提供すべくレシーバを設け、更なる冷却リザーバ分を許容し得るよう液体管の乾燥機を取り付けた。膨張弁及び感知バルブは、上述した逆流霜取り装置におけると同一の位置に配置した。感知バルブは、吸引管内を流れるベーパを過熱する約４．４℃（８°Ｆ）の温度を維持し得るように設定した。作動前、装置には、約０．９６６ｋｇ（３４オンス）のＲ−１２冷媒を装填した。
従来の冷凍装置は、中程度温度の運転状態で約２４・１／２時間、作動させた。タイラーチェストフリーザー内の周囲空気の温度を２４・１／２時間の試験時間中、約１分毎に測定した。空気の温度を試験期間中、連続的に測定する一方、冷凍装置を冷凍モード及び空気霜取りモードの双方にて作動させた。従来の方法に従い、各々が約３６乃至４０分間、続行するように４つの霜取りサイクルをプログラム化した。温度測定の統計値は以下の表Ｉに掲げてある。

１）２３時間の試験期間中１回の霜取りサイクル
２）２４時間の試験期間中３回の霜取りサイクル
上述したように、本発明に従って配置したＸＤＸ冷凍装置は、従来の装置の場合よりも少ない温度変化にてチェストフリーザー内で所望の温度を維持する。試験期間中に測定した温度測定値の標準偏差、変化及び範囲は、従来の装置よりも実質的に小さい。この結果は、中程度及び低温度の双方にてＸＤＸ装置の作動に妥当する。
霜取りサイクル中、チェストフリーザー内の温度上昇を監視し、フリーザー内の最高温度を決定した。この温度は、フリーザー内の貯蔵した食品製品の劣化を防止するため可能な限り冷凍運転温度に近くなければならない。ＸＤＸ装置及び従来の装置に対する最高霜取り温度は、表Ｂ及び表Ｃに掲げてある。

【実施例ＩＩ】
タイラーチェストフリーザーを上述したような形態とし且つ電気霜取り回路を更に設けた。上述したように、低温度作動試験を行い、冷凍装置が冷凍作動温度に戻るのに必要な時間を測定した。次に、蒸発器の霜取りのため、電気霜取り回路を使用して別個の試験を行った。ＸＤＸ装置及び電気霜取り装置が霜取りを完了し且つ−１４．４℃（５°Ｆ）の設定運転温度に達するのに必要な時間は、以下の表ＩＩＩに掲げてある。

上述したように、多機能弁を通じて前方流れ霜取りを利用するＸＤＸ装置は、蒸発器から完全に霜取りするのに必要な時間が短縮され、また、冷凍温度に戻る温度も実質的に短縮される。
このように、本発明によれば、上述した有利な点を完全に提供するベーパ圧縮装置が提供されることが明らかである。本発明は、その特定の実施の形態に関して説明したが、本発明をこの一例としての実施の形態にのみ限定することを意図するものではない。当該技術分野の当業者は、本発明の精神から逸脱せずに変更及び改変例を具体化することが可能であることが認識されよう。例えば、アンモニアのような非ハロゲン化冷媒を使用することもできる。このため、特許請求の範囲及びその均等例に属する、かかる全ての変更及び改変例を本発明の範囲に含めることを意図するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の１つの実施の形態に従って配置されたベーパ圧縮装置の概略図である。
【図２】 本発明の１つの実施の形態による多機能弁の正面側部の部分断面図とした側面図である。
【図３】 図２に図示した多機能弁の第二の側部の部分断面図とした側面図である。
【図４】 本発明の１つの実施の形態による多機能弁の部分断面図とした分解図である。
【図５】 本発明の別の実施の形態によるベーパ圧縮装置の概略図である。
【図６】 本発明の別の実施の形態による多機能弁の分解図である。
【図７】 本発明の更に別の実施の形態によるベーパ圧縮装置の概略図である。
【図８】 図７に図示したベーパ圧縮装置の一部分の拡大断面図である。
【図９】 本発明の１つの実施の慶太による回収弁の部分断面図とした概略図である。
【図１０】 本発明の更に別の実施の形態による回収弁の部分断面図とした概略図である。
【図１１】 本発明の更に別の実施の形態による多機能弁又は装置における弁体の一部分解図とした平面図である。
【図１２】 図１１に図示した多機能弁の弁体の側面図である。
【図１３】 図１１及び図１２に図示した多機能弁又は装置の部分断面図とした分解図である。
【図１４】 図１２に図示した多機能弁又は装置の一部分の拡大図である。
【図１５】 本発明の更なる実施の形態による多機能弁又は装置における弁体の部分断面図とした平面図である。
【図１６】 本発明の別の実施の形態に従って配置されたベーパ−圧縮装置の概略図である。

Claims (20)

1. ベーパ圧縮システム（１０）において、
   コンプレッサ（１２）と、
   コンプレッサを凝縮器（１４）に連結する第一の排出管（２０）と、
   凝縮器を膨張弁（４２）の第一の入口に連結する液体管（２２）とを備え、膨張弁は、熱伝達流体を膨張させて膨張した熱伝達流体を形成する形態とされ、
   膨張弁（４２）の出口を蒸発器（１６）に連結する飽和したベーパ管（２８）と、
   蒸発器をコンプレッサに連結する吸引管（３０）とを備え、
   コンプレッサ（１２）及び凝縮器（１４）の少なくとも一方が、前記膨張弁にきわめて近接して配置されることにより、飽和したベーパ管（２８）が該液体管（２２）より長く且つ熱伝達流体を低品質の液体ベーパ混合体から高品質の液体ベーパ混合体、即ち飽和したベーパへ変換するのに十分な長さを有する、
   ベーパ圧縮システム（１０）。
2. 請求項１に記載のベーパ圧縮システムにおいて、
   膨張した熱伝達流体に付与された熱供給源（２５）であって、熱伝達流体の一部分を蒸発器（１６）に送り出す前に膨張した飽和したベーパに変換するのに十分である前記熱供給源（２５）を更に備え、
   該熱供給源（２５）は、コンプレッサ（１２）、凝縮器（１４）又は第一の排出管（２０）によって発生された熱を備え、
   該熱供給源（２５）により飽和したベーパ管（２８）を加熱することにより、熱伝達流体はその少なくとも５％が蒸発された高品質の液体ベーパ混合体として蒸発器（１６）へ入る、ベーパ圧縮システム。
3. 請求項１又は２に記載のベーパ圧縮システムにおいて、
   膨張弁（４２）は、多機能弁（１８）の一部を形成し、
   膨張弁の第一の入口は多機能弁の第一の入口（２４）に連結され、
   膨張弁の出口は多機能弁の出口（４１）に連結される、ベーパ圧縮システム。
4. 請求項３に記載のベーパ圧縮システムにおいて、
   多機能弁（１８）は、
   膨張弁（４２）を共通のチャンバ（２４６）に連結する第一の通路（２４９）を更に備え、
   共通のチャンバは多機能弁の出口（２４８）に連結され、
   熱伝達流体は第一の通路（２４９）内にて第一の体積膨張を受け、また、共通のチャンバ（２４６）内にて第二の体積膨張を受ける、ベーパ圧縮システム。
5. 請求項３に記載のベーパ圧縮システムにおいて、
   吸引管に取り付けられ且つ多機能弁に作用可能に接続された温度センサ（３２）を更に備え、
   排出管（２０）は、コンプレッサを多機能弁の第二の入口（２６）にも連結する、ベーパ圧縮システム。
6. 請求項５に記載のベーパ圧縮システムにおいて、
   多機能弁は、第一の入口に連結された第一の通路であって、その内部に配置された膨張弁を有し且つ第一の弁により仕切られた前記第一の通路と、第二の入口に連結され且つ第二の弁により仕切られた第二の通路と、共通のチャンバとを備え、
   第一及び第二の通路は共通のチャンバにて終わる、ベーパ圧縮システム。
7. 請求項１に記載のベーパ圧縮システムにおいて、
   膨張した熱伝達流体に付与された熱供給源（２５）であって、熱伝達流体の一部分を蒸発器に送り出す前に膨張した飽和したベーパに変換するのに十分である前記熱供給源（２５）を更に備え、
   前記熱供給源は、能動的な熱供給源を備える、ベーパ圧縮システム。
8. 請求項１に記載のベーパ圧縮システムにおいて、
   熱伝達流体の一部分は蒸発器から出るとき、液体状態にある、ベーパ圧縮システム。
9. 請求項１又は２又は７に記載のベーパ圧縮システムにおいて、
   複数の蒸発器と、
   複数の多機能弁と、
   複数の飽和したベーパ管であって、該飽和したベーパ管の各々が複数の多機能弁の１つを複数の蒸発器の１つと接続する、前記複数の飽和したベーパ管と、
   複数の吸引管であって、該吸引管の各々が複数の蒸発器の１つをコンプレッサと接続する、前記複数の吸引管とを更に備え、
   熱供給源は飽和したベーパ管の各々に付与され、
   複数の吸引管の各々が複数の多機能弁の選んだ１つに対し信号を伝送し得るよう取り付けられた温度センサを有する、ベーパ圧縮システム。
10. 請求項１又は２又は７に記載のベーパ圧縮システムにおいて、
    膨張弁は回収弁（１９）の一部を形成し、回収弁は、
    熱伝達流体が共通のチャンバに入るため、流体の侵入を可能にする第一の入口（１２４）と、
    熱伝達流体が共通のチャンバから出るため、流体の排出を可能にする第一の出口（１５９）とを備え、
    膨張弁（１４２）は、第一の入口に隣接する位置に配置され、
    膨張弁は、熱伝達流体を共通のチャンバ内に体積膨張させ、熱供給源は共通のチャンバに付与される、ベーパ圧縮システム。
11. 請求項１又は２又は７に記載のベーパ圧縮システムにおいて、
    膨張弁は多機能弁（１８）の一部を形成し、多機能弁は、
    熱伝達流体が共通のチャンバ（４０）に入るため、流体の侵入を可能にする第一の入口（２４）と、
    熱伝達流体が共通のチャンバから出るため、流体の排出を可能にする第一の出口（４１）とを備え、
    膨張弁（４２）は第一の入口に隣接する位置に配置され、
    膨張弁は、熱伝達流体を共通のチャンバ内に体積膨張させ、熱供給源は共通のチャンバに付与される、ベーパ圧縮システム。
12. 請求項１０又は１１に記載のベーパ圧縮システムにおいて、
    共通のチャンバ内の熱伝達流体は、低品質な液体ベーパの混合体から前記熱供給源からの熱を追加することを通じて高品質な液体ベーパ混合体に変換される、ベーパ圧縮システム。
13. 請求項１０に記載のベーパ圧縮システムにおいて、
    回収弁は、
    第二の入口（１２７）であって、高温度の熱伝達流体が共通のチャンバに隣接する第二の通路に入るため、流体の侵入を可能にする、前記第二の入口（１２７）と、
    第二の出口（１３０）であって、高温度の熱伝達流体が通路から出るため、流体の排出を可能にする前記第二の出口とを備える、ベーパ圧縮システム。
14. 請求項１に記載のベーパ圧縮システムにおいて、
    膨張弁は、凝縮器に近接して配置され、
    飽和したベーパ管は、液体管に対して比較的長い長さである、ベーパ圧縮システム。
15. 請求項１に記載のベーパ圧縮システムにおいて、
    膨張弁は、
    熱伝達流体が膨張するための共通のチャンバであって、第二の部分に隣接する第一の部分を有し、第一の部分は第一の入口（２４４）と、出口（２４８）とを備え、第二の部分は、出口に対向した後壁を備え、出口は熱伝達流体が共通のチャンバから出るため、流体の排出を可能にする、前記共通のチャンバを更に備える、
    ベーパ圧縮システム。
16. ベーパ圧縮システム（１０）を作動させる方法において、
    コンプレッサ（１２）内にて熱伝達流体を圧縮して圧縮された熱伝達流体を形成するステップと、
    圧縮された熱伝達流体を第一のコンプレッサの排出管を通して凝縮器（１４）まで流動させるステップと、
    凝縮器内にて圧縮された熱伝達流体を凝縮して凝縮した熱伝達流体を形成するステップと、
    凝縮した熱伝達流体を凝縮器から液体管（２２）を通して膨張弁（４２）の入口まで流動させるステップと、
    膨張弁の入口にて熱伝達流体を液体状態にて受け取るステップと、
    凝縮した熱伝達流体を膨張弁にて低圧状態に変換して膨張した熱伝達流体を形成し、凝縮した熱伝達流体は膨張弁にて体積膨張を受けるようにするステップと、
    膨張した熱伝達流体を膨張弁の出口から飽和したベーパ管（２８）を通して蒸発器（１６）の入口まで流動させるステップと、
    熱伝達流体を蒸発器の入口にて飽和したベーパ状態にて受け取るステップと、
    飽和したベーパを吸引管（３０）を通してコンプレッサに戻すステップを備え、
    コンプレッサ（１２）及び凝縮器（１４）の少なくとも一方が、前記膨張弁にきわめて近接して配置されることにより、飽和したベーパ管（２８）が該液体管（２２）より長く且つ熱伝達流体を低品質の液体ベーパ混合体から高品質の液体ベーパ混合体、即ち飽和したベーパへ変換するのに十分な長さを有する、
    ベーパ圧縮システム（１０）を作動させる方法。
17. 請求項１６に記載の方法において、
    熱供給源（２５）を膨張した熱伝達流体に付与するステップを更に備え、
    飽和したベーパ管内の膨張した熱伝達流体の流量及び膨張した熱伝達流体に付与された熱供給源（２５）は、熱伝達流体が蒸発器に入る前に熱伝達流体の一部分を蒸発させ、飽和したベーパを形成するのに十分であり、飽和したベーパは蒸発器を実質的に充填するようにし、
    該熱供給源（２５）は、
    （ａ）コンプレッサ（１２）及び凝縮器（１４）の少なくとも一方から発生された熱であるか、又は、
    （ｂ）能動的熱供給源であり、
    熱伝達流体が蒸発器に入る前に、熱伝達流体の少なくとも約５％が蒸発され、熱伝達流体の一部分は蒸発器から出るとき、液体状態にあるようにした、方法。
18. 請求項１６に記載の方法において、
    膨張弁は多機能弁（１８）の一部を形成し、該方法は、
    圧縮した熱伝達流体をコンプレッサから多機能弁の第二の入口（２６）まで流動させるステップと、
    圧縮した熱伝達流体を多機能弁の第二の入口から多機能弁の出口（４１）まで流動させるステップと、
    圧縮した熱伝達流体を多機能弁の出口から蒸発器まで流動させるステップと、を備え、
    多機能弁は、
    熱伝達流体を液体の状態にて受け取る第一の入口（２４）と、
    熱伝達流体を気体の状態にて受け取る第二の入口（２６）と、
    第一の入口を共通のチャンバに連結する第一の通路（３８）であって、内部に配置された膨張弁を有し且つ第一の弁により仕切られた前記第一の通路（３８）と、
    第二の入口を共通のチャンバに連結する第二の通路（４８）であって、第二の弁により仕切られた前記第二の通路（４８）と、を備え、
    共通のチャンバは、多機能弁の出口（４１）に連結されるようにした、方法。
19. 請求項１８に記載の方法において、
    多機能弁内の第一の弁を閉じ且つ第二の弁を開いて第一の通路内の熱伝達流体の流れを停止させると共に、コンプレッサから第二の通路を通って共通のチャンバまでの熱伝達流体の流れを開始させることにより、蒸発器を霜落としするステップを更に備える、方法。
20. 請求項１７に記載の方法において、
    熱伝達流体の少なくとも１％は、蒸発器を出るとき液体状態である、方法。

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