112，在缓冲罐111的出口侧(低压管线109侧)，设置有能够控制流出该缓冲罐111的冷媒流出量的第二阀113。
[0055]第一阀112及第二阀113为电动阀，能够基于来自作为本发明的控制装置一例的控制器200的控制信号来调整开度，构成为在构成布雷顿循环的循环路径101与缓冲罐111之间，能够使冷媒流入流出。
[0056]控制器200为整体控制冷冻机100动作的控制单元，基于上述温度传感器160的检测值，通过控制冷冻机100各个构成要素，根据冷却对象的热负荷变化来调整冷冻能力。
[0057]在本实施例中，特别是通过在二次冷媒流动的循环路径150上设置温度传感器160，能够迅速检测出冷却对象的热负荷变化，因此实现响应性优异的布雷顿循环冷冻机。
[0058]此外在配置于最上游侧的压缩机102a的入口附近，设置有用于检测被各压缩机102压缩前的冷媒压力的压力传感器170。压力传感器170的检测值对应于循环路径101中流动的冷媒流量，与如上所述的温度传感器160同样地，向控制器200发送从而用于各种控制。
[0059]接下来参照图4，对冷冻机100中的控制器200的控制内容进行说明，图4为表示热负荷变化时的控制器200的控制内容的流程图。
[0060]首先控制器200基于温度传感器160的检测值，判断冷却对象的热负荷有无变化(步骤S101)。在有热负荷变化的情况下(步骤S101:是)，控制器200计算出热负荷的变化率，判断其正负(步骤S102)。另外，在没有热负荷变化的情况下(步骤S101:否)，返回步骤S101重复该操作并待机。
[0061]在热负荷的变化率为正的情况(步骤S102 ??是)，即热负荷增加的情况下，控制器200在第一阀112处于关闭的状态下进行打开第二阀113 (步骤S103)的控制。这样一来，在缓冲罐111中，通过缓冲罐111内与低压管线109的压力差，将积存在缓冲罐111中的冷媒向低压管线109排出，增加布雷顿循环中流动的冷媒流量(压力)。其结果是，根据冷却对象的热负荷增加，调整为增加冷冻机100的冷冻能力。
[0062]另一方面，在热负荷的变化率为负的情况(步骤S102:否)，即热负荷减少的情况下，控制器200在第二阀113处于关闭的状态下进行打开第一阀112 (步骤S104)的控制。这样一来，在缓冲罐111中，通过高压管线110与缓冲罐111内的压力差，将在高压管线110中流动的冷媒一部分导入，循环路径101中流动的冷媒流量(压力)减小。其结果是，根据冷却对象的热负荷减少，调整为降低冷冻机100的冷冻能力。
[0063]另外，由于在这样的流量控制时需要调整开度，因此第一阀112以及第二阀113优选使用电动阀。
[0064]通过控制器200所进行的第一阀112及第二阀113的开度控制，例如可以以使控制循环路径101中流动的冷媒流量达到与由温度传感器160检测出的热负荷变化率对应的目标流量的方式来进行控制。此时的目标流量，例如可以将与目标流量相对应的各阀门的目标开度及温度传感器160的检测值变化率之间的关系，预先作为对应图存储到内存等存储装置中，对照温度传感器的实际测量值，进行阀门开度的控制。
[0065]这里，图5是表示本实施例的冷冻机100中的压力传感器170的检测值与各压缩机102及膨胀机104的绝热效率比间关系的图表，图6为表示压力传感器170的检测值与性能系数(C0P)的关系的图表。另外，在图5及图6中示出压力传感器170的检测值以170kPa为基准来计算出绝热效率比和C0P的结果。
[0066]如这些图表所示，在本实施例的冷冻机100中，即使在被各压缩机102压缩前的冷媒压力发生变化的情况下，也能得到绝热效率比与性能系数(C0P)都维持大致一定，而不发生变化的结果。
[0067]另一方面，图7及图8是表示在以往那样通过仅控制压缩机102及膨胀机104的转速来进行冷冻能力调整的情况下，转速与绝热效率比及性能系数(COP)之间关系的图表。即，图7及图8是表示以往的转速控制的情况的比较例。另外，图7及图8中示出了以100%的转速为基准来计算绝热效率比及C0P的结果。
[0068]在这种情况下，如图7所示，随着转速的变化旋转机的绝热效率比也降低，特别是在膨胀机104中该倾向尤其显著。此外，随着转速的变化，膨胀比也降低。其结果为，如图8所示，C0P降低，从而使冷冻机的冷冻性能降低。
[0069]这样，在本实施例的冷冻机100中，在检测出冷却对象中热负荷变化的情况下，通过调整第一阀112及第二阀113的开度，从而使在循环路径101中流动的冷媒流量变化，从而进行冷冻能力的控制。由于在这样的冷媒的流量控制中，在使冷媒的体积流量一定的同时使质量流量变化，因此不会伴随发生如压力比或温度这样的其他参数的变化，能够得到对于热负荷变化的迅速的响应性。此外，由于在冷媒的流量控制中，不会造成因以往的转速控制中有可能发生的膨胀机绝热效率的降低，因此能够确保冷冻能力一定。
[0070]此外，缓冲罐111设置于具有压力差的低压管线109与高压管线110之间。因此，通过对设置于高压管线110上的第一阀112进行开闭，基于缓冲罐111与高压管线110的压力差，能够将冷媒导入缓冲罐111。另一方面，通过对设置于低压管线109上的第二阀113进行开闭，基于缓冲罐111与低压管线109的压力差，能够将来自缓冲罐111的冷媒排出。这样，利用缓冲罐111的流量控制，不需要来自外部的动力供给，因此能效也十分优异。
[0071]特别是通过将缓冲罐111设置在高压管线110与低压管线109之间，能够较大地确保压力差，因此通过第一阀112及第二阀113的开闭控制，能够容易地进行向缓冲罐111导入/排出冷媒，其中，高压管线110从设置于最下游侧的压缩机102c排出冷媒，低压管线109向设置于最上游侧的压缩机102a供给冷媒。
[0072]进而，与缓冲罐111连接的高压管线110从压缩机102c与冷热回收热交换器106之间分支出来。由此，利用在冷却部105中使冷却对象冷却后的冷媒中残留的冷热，对向膨胀机104供给的高温冷媒进行预冷，由此能够提高冷冻能力。在向缓冲罐111导入冷媒来控制流量的情况下，通过从冷热回收热交换器106的上游侧分支从而将冷媒导入缓冲罐111，使流向冷却部105的冷媒流量减少，因此能够更有效地获得通过冷热回收热交换器106所进行的冷媒的冷却。
[0073]再次回到图1，在本实施例的冷冻机100中，设置有旁路管线114，其从高压管线110对缓冲罐111开设旁路并连接到低压管线109，并且在该旁路管线114上设置有第三阀门115。第三阀门115通过基于来自控制器200的控制信号，在冷冻机100开始工作时切换到打开状态，使压缩机102和膨胀机104以高速旋转来运转来进行预冷，从而能够顺利进行冷却。
[0074]另外，这种在开始工作时的高速旋转运转，可以在用于冷冻机100的热交换器等冷却速度的允许范围内进行。
[0075]在循环路径101中，由于在额定运转条件下密度变到最高的膨胀机104的入口附近的流路存在最小截面，预冷时膨胀机104的吸入温度容易变高(冷媒密度容易变低)。这样一来，若为了减少该位置的冷媒流量而提高该状态下的转速，则会产