(57)【要約】  冷凍サイクル装置（１）は、圧縮機（１０）と、凝縮器（２２）と、膨張弁（３０）と、蒸発器（４０）と、制御装置（１００）とを備える。圧縮機（１０）は、冷媒を圧縮する。凝縮器（２０）は、圧縮機（１０）から出力される冷媒を凝縮する。膨張弁（３０）は、凝縮器（２０）から出力される冷媒を減圧する。蒸発器（４０）は、膨張弁（３０）から出力される冷媒を蒸発させて圧縮機（１０）へ出力する。制御装置（１００）は、圧縮機（１０）を停止する場合に、蒸発器（４０）から圧縮機（１０）へ出力される冷媒の過熱度を上昇させるための制御を実行してから圧縮機（１０）を停止する。
2017085886.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機から出力される冷媒を凝縮する凝縮器と、
前記凝縮器から出力される冷媒を減圧する膨張弁と、
前記膨張弁から出力される冷媒を蒸発させて前記圧縮機へ出力する蒸発器と、
前記蒸発器から前記圧縮機へ出力される冷媒の過熱度を上昇させるための制御を実行してから前記圧縮機を停止する制御装置とを備える冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記制御は、前記膨張弁の開度を閉方向に変化させる制御を含む、請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記制御は、前記圧縮機の運転周波数を高める方向に変化させる制御を含む、請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記蒸発器に空気を送風するファンをさらに備え、
前記制御は、前記ファンの回転数を高める方向に変化させる制御を含む、請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記圧縮機から出力される冷媒を前記凝縮器へ供給する第１の管と、前記膨張弁から出力される冷媒を前記蒸発器へ供給する第２の管とを接続するバイパス管と、
前記バイパス管に設けられる調整弁とをさらに備え、
前記制御は、前記調整弁を閉から開にする制御を含む、請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記圧縮機から出力される冷媒と前記膨張弁から出力される冷媒との間で熱交換を行なうように構成された内部熱交換器と、
前記圧縮機から出力される冷媒を前記凝縮器へ供給する第１の管及び前記膨張弁から出力される冷媒を前記蒸発器へ供給する第２の管の少なくとも一方から分岐して前記内部熱交換器に接続される分岐管と、
前記分岐管に設けられる調整弁とをさらに備え、
前記制御は、前記調整弁を閉から開にする制御を含む、請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
前記圧縮機から出力される冷媒を前記凝縮器へ供給する第１の管に設けられる油分離器と、
前記油分離器と前記膨張弁から出力される冷媒を前記蒸発器へ供給する第２の管とを接続し、前記油分離器によって分離された潤滑油を前記第２の管へ出力するための第３の管と、
前記第３の管に設けられる調整弁とをさらに備え、
前記制御は、前記調整弁を閉から開にする制御を含む、請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項８】
前記第３の管における前記油分離器と前記調整弁との間の部分と、前記蒸発器から出力される冷媒を前記圧縮機へ供給する第４の管とを接続するバイパス管をさらに備える、請求項７に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項９】
前記制御装置は、さらに、前記圧縮機の運転を開始するときに前記制御を実行する、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１０】
冷凍サイクル装置の制御方法であって、
前記冷凍サイクル装置は、
冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機から出力される冷媒を凝縮する凝縮器と、
前記凝縮器から出力される冷媒を減圧する膨張弁と、
前記膨張弁から出力される冷媒を蒸発させて前記圧縮機へ出力する蒸発器とを備え、
前記制御方法は、
前記圧縮機の停止が指示されると、前記蒸発器から前記圧縮機へ出力される冷媒の過熱度を上昇させるための制御を実行するステップと、
前記制御の実行後、前記圧縮機を停止するステップとを含む、冷凍サイクル装置の制御方法。
【請求項１１】
前記圧縮機の運転開始が指示されると前記制御を実行するステップをさらに含む、請求項１０に記載の冷凍サイクル装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、冷凍サイクル装置及び冷凍サイクル装置の制御方法に関し、特に、冷媒とともに潤滑油が循環する冷凍サイクル装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２０１３−１４００１０号公報（特許文献１）は、圧縮機と、放熱器（凝縮器）と、電動弁（膨張弁）と、蒸発器とを備える冷凍装置を開示する。この冷凍装置は、圧縮機内の潤滑油を加熱するクランクケースヒータと、クランクケースヒータを制御する制御装置とをさらに備える。制御装置は、圧縮機が停止している間、圧縮機内の冷媒の飽和温度に対して所定温度を加えて得られる油温目標値に圧縮機内の潤滑油の油温が達するように、クランクケースヒータを制御する。所定温度は、冷媒の圧力における溶解平衡時の油濃度又は油粘度が所定の設定範囲に入るように設定される。【０００３】
この冷凍装置によれば、圧縮機内の潤滑油について適切な油濃度又は油粘度の維持が容易であり、かつ、待機電力を削減することができるとされる（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１４００１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
圧縮機内には、圧縮機の潤滑性を確保するために潤滑油（以下、単に「油」とも称する。）が存在する。圧縮機の停止中は、圧縮機内の冷媒は凝縮して液冷媒となり、圧縮機内の油の中に液冷媒が溶解する。圧縮機の運転が開始されると、圧縮機からガス冷媒が冷媒回路へ出力される流れとともに、液冷媒と油との混合液が冷媒回路へ持ち出される。そして、混合液として圧縮機から冷媒回路へ持ち出された油は、冷媒とともに冷媒回路を循環して圧縮機へ戻る。【０００６】
圧縮機の停止中は、上記のように圧縮機内において冷媒が凝縮して液冷媒となるので、圧縮機内の液面（油と液冷媒）が上昇する。液面が上昇している状態で圧縮機の運転が開始されると、油を含む多量の混合液が圧縮機から冷媒回路へ持ち出される。また、圧縮機の停止中は、上記のように圧縮機内の油中に液冷媒が溶解することにより、圧縮機内の油濃度が低下している。したがって、圧縮機の運転開始時は、多量の混合液が圧縮機から冷媒回路へ持ち出されるとともに圧縮機内の油濃度も低下しているので、圧縮機の潤滑不良が発生する可能性がある。【０００７】
特許文献１に記載の冷凍装置は、圧縮機の停止中に、圧縮機内の潤滑油について適切な油濃度又は油粘度を維持可能な点で有用であるが、圧縮機の運転開始時に発生し得る上記の潤滑不良を抑制することはできない。【０００８】
この発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、冷媒とともに潤滑油が循環する冷凍サイクル装置において、圧縮機の運転開始時に、圧縮機の潤滑不良を抑制するために圧縮機への返油量を増加させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機と、凝縮器と、膨張弁と、蒸発器と、制御装置とを備える。圧縮機は、冷媒を圧縮する。凝縮器は、圧縮機から出力される冷媒を凝縮する。膨張弁は、凝縮器から出力される冷媒を減圧する。蒸発器は、膨張弁から出力される冷媒を蒸発させて圧縮機へ出力する。制御装置は、蒸発器から圧縮機へ出力される冷媒の過熱度を上昇させるための制御を実行してから圧縮機を停止する。
【発明の効果】
【００１０】
この発明に係る冷凍サイクル装置においては、圧縮機が停止する前に、蒸発器から圧縮機へ出力される冷媒の過熱度を上昇させるための制御が実行される。これにより、蒸発器内のガス単相の領域が増加し、蒸発器内の油濃度及び油粘度が上昇する。蒸発器内の油粘度が上昇すると、冷媒回路に持ち出された液冷媒と油との混合液が蒸発器内において流れにくくなり、蒸発器内の油滞留量が増加する。そして、上記の制御が実行されてから圧縮機が停止する。【００１１】
したがって、この冷凍サイクル装置によれば、圧縮機が停止する際に蒸発器内に滞留させた油が圧縮機の運転開始時に圧縮機へ供給されるので、圧縮機の運転開始時に圧縮機への返油量が増加する。その結果、圧縮機の運転開始時に発生し得る圧縮機内の油枯渇を抑制し、圧縮機の動作信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１に従う冷凍サイクル装置の全体構成図である。
【図２】圧縮機内の液面高さと、圧縮機の運転時に圧縮機から冷媒回路へ持ち出される油量との関係を概略的に示した図である。
【図３】圧縮機内において潤滑油中への冷媒の溶解度を示した図である。
【図４】混合液が混合した冷媒の乾き度と混合液の油濃度との関係を示した図である。
【図５】油の濃度と動粘度との関係を示した図である。
【図６】圧縮機が停止する場合に制御装置により実行される処理の手順を示したフローチャートである。
【図７】実施の形態１の変形例１において、圧縮機が停止する場合に制御装置により実行される処理の手順を示したフローチャートである。
【図８】実施の形態１の変形例２において、圧縮機が停止する場合に制御装置により実行される処理の手順を示したフローチャートである。
【図９】圧縮機の運転が開始するときに制御装置により実行される処理の手順を示したフローチャートである。
【図１０】実施の形態２に従う冷凍サイクル装置の全体構成図である。
【図１１】実施の形態２において、圧縮機が停止する場合に制御装置により実行される処理の手順を示したフローチャートである。
【図１２】実施の形態２の変形例において、圧縮機の運転が開始するときに制御装置により実行される処理の手順を示したフローチャートである。
【図１３】実施の形態３に従う冷凍サイクル装置の全体構成図である。
【図１４】実施の形態３において、圧縮機が停止する場合に制御装置により実行される処理の手順を示したフローチャートである。
【図１５】実施の形態３の変形例において、圧縮機の運転が開始するときに制御装置により実行される処理の手順を示したフローチャートである。
【図１６】実施の形態４に従う冷凍サイクル装置の全体構成図である。
【図１７】実施の形態４において、圧縮機が停止する場合に制御装置により実行される処理の手順を示したフローチャートである。
【図１８】実施の形態４の変形例１において、圧縮機の運転が開始するときに制御装置により実行される処理の手順を示したフローチャートである。
【図１９】実施の形態４の変形例２に従う冷凍サイクル装置の全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下では、複数の実施の形態について説明するが、各実施の形態で説明された構成を適宜組合わせることは出願当初から予定されている。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１４】
［実施の形態１］
（冷凍サイクル装置の構成）
図１は、この発明の実施の形態１に従う冷凍サイクル装置の全体構成図である。図１を参照して、冷凍サイクル装置１は、圧縮機１０と、凝縮器２０と、凝縮器ファン２２と、膨張弁３０と、蒸発器４０と、蒸発器ファン４２と、管９０，９２，９４，９６とを備える。また、冷凍サイクル装置１は、圧力センサ５２と、温度センサ５４と、制御装置１００とをさらに備える。
【００１５】
管９０は、圧縮機１０と凝縮器２０とを接続する。管９２は、凝縮器２０と膨張弁３０とを接続する。管９４は、膨張弁３０と蒸発器４０とを接続する。管９６は、蒸発器４０と圧縮機１０とを接続する。
【００１６】
圧縮機１０は、管９６から吸入される冷媒を圧縮して管９０へ出力する。圧縮機１０は、制御装置１００から受ける制御信号によって運転周波数を変更可能に構成される。圧縮機１０の運転周波数を変更することにより圧縮機１０の出力が調整される。圧縮機１０には種々のタイプを採用可能であり、たとえば、ロータリータイプ、往復タイプ、スクロールタイプ、スクリュータイプ等のものを採用し得る。
【００１７】
凝縮器２０は、圧縮機１０から管９０に出力された冷媒を凝縮して管９２へ出力する。凝縮器２０は、圧縮機１０から出力された高温高圧の過熱蒸気（冷媒）が外気と熱交換（放熱）を行なうように構成される。この熱交換により、冷媒は凝縮されて液化する。凝縮器ファン２２は、凝縮器２０に併設され、制御装置１００から受ける制御信号によって回転数を調整可能に構成される。凝縮器ファン２２の回転数を変更することにより、凝縮器２０における冷媒と外気との熱交換量を調整することができる。
【００１８】
膨張弁３０は、凝縮器２０から管９２へ出力された冷媒を減圧して管９４へ出力する。膨張弁３０は、制御装置１００から受ける制御信号によって開度を調整可能に構成される。膨張弁３０の開度を閉方向に変化させると、膨張弁３０出側の冷媒圧力は低下し、冷媒の乾き度は上昇する。一方、膨張弁３０の開度を開方向に変化させると、膨張弁３０出側の冷媒圧力は上昇し、冷媒の乾き度は低下する。
【００１９】
蒸発器４０は、膨張弁３０から管９４へ出力された冷媒を蒸発させて管９６へ出力する。蒸発器４０は、膨張弁３０により減圧された冷媒が外気と熱交換（吸熱）を行なうように構成される。この熱交換により、冷媒は蒸発して過熱蒸気となる。蒸発器ファン４２は、蒸発器４０に併設され、制御装置１００から受ける制御信号によって回転数を調整可能に構成される。蒸発器ファン４２の回転数を変更することにより、蒸発器４０における冷媒と外気との熱交換量を調整することができる。
【００２０】
圧力センサ５２は、蒸発器４０出口の冷媒の圧力を検出し、その検出値を制御装置１００へ出力する。温度センサ５４は、蒸発器４０出口の冷媒の温度を検出し、その検出値を制御装置１００へ出力する。
【００２１】
制御装置１００は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、記憶装置、入出力バッファ等を含み（いずれも図示せず）、冷凍サイクル装置１における各機器の制御を行なう。なお、この制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。
【００２２】
制御装置１００の主要な制御として、制御装置１００は、圧縮機１０の運転指示に応答した圧縮機１０の運転、及び圧縮機１０の停止指示に応答した圧縮機１０の停止を制御する。また、制御装置１００は、冷凍サイクル装置１が所望の性能を発揮するように、圧縮機１０の運転周波数、膨張弁３０の開度、凝縮器ファン２２の回転数、及び蒸発器ファン４２の回転数を制御する。
【００２３】
さらに、制御装置１００は、蒸発器４０出口に設けられた圧力センサ５２及び温度センサ５４の各検出値に基づいて、蒸発器４０出口の過熱度を算出する。具体的には、制御装置１００は、冷媒の飽和圧力と飽和ガス温度との関係を示す圧力温度マップ等を用いて、圧力センサ５２により検出される蒸発器４０出口の圧力から飽和ガス温度Ｔｇを推定する。そして、制御装置１００は、温度センサ５４により検出される蒸発器４０出口の温度Ｔｅｏから飽和ガス温度Ｔｇを差引くことによって、蒸発器４０出口の過熱度を算出する。
【００２４】
さらに、制御装置１００は、圧縮機１０を停止する場合に、蒸発器４０出口の過熱度を上昇させるための制御を実行し、その後、圧縮機１０を停止する。圧縮機１０の停止前にこのような制御が実行されることにより、蒸発器４０内に潤滑油が滞留し、次の圧縮機１０の運転開始時に圧縮機１０への返油量が増加する。以下、この内容について詳しく説明する。
【００２５】
圧縮機１０内には、圧縮機１０の潤滑性を確保するために潤滑油が存在する。圧縮機１０の停止中は、圧縮機１０内の冷媒は凝縮して液冷媒となり、圧縮機１０内の油の中に液冷媒が溶解する。圧縮機１０の運転が開始されると、圧縮機１０からガス冷媒が冷媒回路へ出力される流れとともに、液冷媒と油との混合液が冷媒回路へ持ち出される。そして、混合液として圧縮機１０から冷媒回路へ持ち出された油は、冷媒とともに冷媒回路を循環して圧縮機１０へ戻る。
【００２６】
圧縮機１０の停止中は、圧縮機１０内において冷媒が凝縮して液冷媒となるので、圧縮機１０内の液面（油と液冷媒）が上昇する。液面が上昇している状態で圧縮機１０の運転が開始されると、油を含む多量の混合液が圧縮機１０から冷媒回路へ持ち出される。
【００２７】
図２は、圧縮機１０内の液面高さと、圧縮機１０の運転時に圧縮機１０から冷媒回路へ持ち出される油量との関係を概略的に示した図である。図２を参照して、圧縮機１０内の液面が上昇すると、圧縮機１０の運転時に圧縮機１０から冷媒回路へ持ち出される油量（混合液）は増加する。圧縮機１０のタイプにも依存するが、圧縮機１０内の液面がある高さＨ１を超えると、圧縮機１０から持ち出される油量が急増する変曲点が一般的に存在する。たとえば、圧縮機１０がロータリータイプの場合、液面高さＨ１はモータ部の下端に相当し、圧縮機１０内の混合液の液面がモータ部の下端に達すると、圧縮機１０から冷媒回路へ持ち出される油量が急増する。
【００２８】
図３は、圧縮機１０内において潤滑油中への冷媒の溶解度を示した図である。図３を参照して、横軸は油中への冷媒の溶解度を示し、縦軸は圧力を示す。温度が低いときは、圧力が低くても冷媒が油の中に溶解する。したがって、圧縮機１０の運転中よりも温度が低くなる圧縮機１０の停止中は、圧縮機１０内において油中への冷媒の溶解量が多くなり、その結果、圧縮機１０内の混合液の油濃度は低下する。
【００２９】
このように、圧縮機１０の停止中は、圧縮機１０内において混合液の液面が上昇し、さらに圧縮機１０内の混合液の油濃度も低下する。したがって、圧縮機１０の運転開始時は、多量の混合液が圧縮機１０から冷媒回路へ持ち出されるとともに圧縮機１０内の油濃度も低下しているので、圧縮機１０の潤滑不良が発生する可能性がある。
【００３０】
そこで、この実施の形態１に従う冷凍サイクル装置１では、圧縮機１０を停止する場合に、蒸発器４０出口の過熱度を上昇させるための制御が実行される。具体的には、この実施の形態１では、制御装置１００は、膨張弁３０の開度を閉方向に変化させることにより、蒸発器４０出口の過熱度を上昇させる。膨張弁３０の開度を閉方向に変化させると、膨張弁３０出側の圧力が低下し、冷媒の乾き度が増加する。これにより、蒸発器４０出口の過熱度が上昇する。そして、蒸発器４０出口の過熱度を上昇させることによって、蒸発器４０内の油滞留量を増加させることができる。以下、この内容についてさらに詳しく説明する。
【００３１】
図４は、混合液が混合した冷媒の乾き度と混合液の油濃度との関係を示した図である。図４を参照して、乾き度が上昇（液単相に対してガス単相の領域が増加）すると、混合液の油濃度は高くなる。図５は、油の濃度と動粘度との関係を示した図である。図５を参照して、混合液の油濃度が高いほど、混合液の粘度は高くなる。したがって、図４，５から、乾き度を高めると、混合液の粘度は高くなる。
【００３２】
そこで、蒸発器４０出口の過熱度を高めることによって、蒸発器４０内の乾き度を高めて蒸発器４０内の油濃度及び油粘度を高めることができる。蒸発器４０内の油粘度が高まることによって、蒸発器４０内において混合液が流れにくくなり、蒸発器４０内の油滞留量が増加する。そして、制御装置１００は、このように蒸発器４０出口の過熱度を高めることで蒸発器４０内の油滞留量を増加させてから圧縮機１０を停止する。これにより、次の圧縮機１０の運転開始時に圧縮機１０への返油量が増加する。その結果、圧縮機１０内の油枯渇が抑制され、圧縮機１０の動作信頼性が向上する。
【００３３】
（制御装置１００の動作説明）
図６は、圧縮機１０が停止する場合に制御装置１００により実行される処理の手順を示したフローチャートである。図６とともに図１を参照して、制御装置１００は、圧縮機１０の停止指示が有ったか否かを判定する（ステップＳ１０）。圧縮機１０の停止指示は、冷凍サイクル装置１の利用者による停止操作によって生成されるものであってもよいし、停止条件が成立することによって生成されるものであってもよい。圧縮機１０の停止指示は無いものと判定されると（ステップＳ１０においてＮＯ）、制御装置１００は、以降の一連の処理を実行することなくステップＳ７０へ処理を移行する。
【００３４】
ステップＳ１０において圧縮機１０の停止指示が有ったものと判定されると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、制御装置１００は、膨張弁３０の開度を絞る（ステップＳ２０）。具体的には、制御装置１００は、膨張弁３０を全閉にするのではなく、膨張弁３０の開度を閉方向に一定量変化させる。これにより、蒸発器４０出口の過熱度が上昇する。
【００３５】
次いで、制御装置１００は、蒸発器４０出口に設けられた温度センサ５４から、蒸発器４０出口の温度の検出値を取得する。また、制御装置１００は、蒸発器４０出口に設けられた圧力センサ５２から、蒸発器４０出口の圧力の検出値を取得する（ステップＳ３０）。そして、制御装置１００は、ステップＳ３０において取得された蒸発器４０出口の圧力及び温度の検出値から、蒸発器４０出口の過熱度を算出する（ステップＳ４０）。上述のように、蒸発器４０出口の過熱度は、圧力検出値から推定される飽和ガス温度を温度検出値から差引くことによって算出される。
【００３６】
次いで、制御装置１００は、ステップＳ４０において算出された蒸発器４０出口の過熱度が目標値以上であるか否かを判定する（ステップＳ５０）。この目標値は、蒸発器４０出口の過熱度を上昇させることにより運転開始時に蒸発器４０から所望の返油量を確保可能な値に設定され、実験等によって予め決定され得る。
【００３７】
ステップＳ５０において蒸発器４０出口の過熱度が目標値よりも低いと判定されると（ステップＳ５０においてＮＯ）、制御装置１００は、ステップＳ２０へ処理を戻し、膨張弁３０の開度がさらに絞られる。一方、ステップＳ５０において蒸発器４０出口の過熱度が目標値以上であると判定されると（ステップＳ５０においてＹＥＳ）、制御装置１００は、圧縮機１０を停止する（ステップＳ６０）。
【００３８】
（冷媒と油（混合液）の流れの説明）
再び図１を参照して、上記のような制御装置１００の動作による冷媒及び油（混合液）の流れについて以下に説明する。比較のために、通常運転時（停止直前や運転開始直後ではない運転時）の流れについてまず説明する。
【００３９】
＜通常運転時＞
圧縮機１０から管９０へ、高温高圧のガス冷媒（過熱蒸気）とともに液冷媒と油との混合液が出力される。管９０から凝縮器２０へ流入したガス冷媒及び混合液は、凝縮器２０内で外気と熱交換（放熱）を行なう。凝縮器２０において、冷媒の乾き度は低下し、冷媒は凝縮されて液化する。混合液の油濃度は低下する。凝縮器２０から管９２へ出力された冷媒及び混合液は、膨張弁３０により減圧される（等エンタルピ膨張）。膨張弁３０からは、低温低圧のガス冷媒及び油濃度の低い混合液が出力され、管９４を通じて蒸発器４０へ流入する。蒸発器４０へ流入したガス冷媒及び混合液は、蒸発器４０内で外気と熱交換（吸熱）を行なう。蒸発器４０において、冷媒の乾き度は上昇し、冷媒は過熱蒸気となる。混合液の油濃度は上昇する。そして、蒸発器４０から出力されたガス冷媒及び混合液は、管９６を通じて圧縮機１０へ流入し、油を含む混合液が圧縮機１０に戻る。
【００４０】
＜圧縮機１０が停止するとき＞
圧縮機１０の停止が指示されると、蒸発器４０出口の過熱度を増加させる運転モードとなり、膨張弁３０の開度が絞られる。これにより、蒸発器４０内の乾き度が上昇し、ガス単相の領域が増加する。蒸発器４０内の混合液の油濃度は上昇し、油粘度が上昇する。蒸発器４０内の混合液の油粘度が上昇することによって、蒸発器４０内において混合液は流れにくくなり、蒸発器４０内の油滞留量が増加する。そして、蒸発器４０出口の過熱度が目標値以上となることにより蒸発器４０内に油が十分に滞留したものと判定されると、圧縮機１０が停止する。
【００４１】
なお、圧縮機１０の停止中は、蒸発器４０内に油が滞留しているので、圧縮機１０内の油量は低下する。また、圧縮機１０内において、液冷媒が油に溶解し、混合液の液面が上昇するとともに油濃度は低下する。
【００４２】
＜圧縮機１０の運転開始時＞
圧縮機１０の運転が開始されると、油濃度の低い混合液がガス冷媒とともに冷媒回路に持ち出される。これにより、圧縮機１０内の液面は低下し、液面の低下に従って冷媒回路への混合液の持ち出し量も減少する。一方、蒸発器４０内に滞留していた油濃度の高い混合液が圧縮機１０に流入する（圧縮機１０への返油量の増加）。したがって、混合液の持ち出し量が減少するとともに油濃度の高い混合液が圧縮機１０に流入するので、圧縮機１０内の油濃度は上昇する。これにより、圧縮機１０内の油枯渇が抑制され、圧縮機１０の動作信頼性が向上する。
【００４３】
以上のように、この実施の形態１においては、圧縮機１０が停止する場合に、膨張弁３０の開度を閉方向に変化させて蒸発器４０出口の過熱度を上昇させる。これにより、蒸発器４０内の油滞留量が増加し、その後圧縮機１０が停止する。したがって、この実施の形態１によれば、圧縮機１０の運転開始時に、圧縮機１０への返油量を増加させることができる。その結果、圧縮機の運転開始時に発生し得る圧縮機内の油枯渇を抑制し、圧縮機の動作信頼性を向上させることができる。
【００４４】
［実施の形態１の変形例１］
上記の実施の形態１では、圧縮機１０が停止する場合に、膨張弁３０の開度を閉方向に変化させることにより蒸発器４０出口の過熱度を上昇させるものとしたが、蒸発器４０出口の過熱度を上昇させるために圧縮機１０の運転周波数を高めてもよい。圧縮機１０の運転周波数が高められると、冷媒回路に流れる冷媒流量が増加し、蒸発器４０及び凝縮器２０が処理すべき熱量が増加する。このため、蒸発器４０における冷媒の蒸発温度が低下するとともに、凝縮器２０における冷媒の凝縮温度が上昇する。その結果、圧縮機１０の運転周波数が高められる前と比較して、冷媒回路内において冷媒量が凝縮器２０側へ推移し、蒸発器４０側で乾き度が上昇することにより蒸発器４０出口の過熱度は上昇する。
【００４５】
図７は、この実施の形態１の変形例１において、圧縮機１０が停止する場合に制御装置１００により実行される処理の手順を示したフローチャートである。図７を参照して、このフローチャートは、図６に示した実施の形態１のフローチャートにおいて、ステップＳ２０に代えてステップＳ２１を含む。
【００４６】
すなわち、ステップＳ１０において圧縮機１０の停止指示が有ったものと判定されると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、制御装置１００は、圧縮機１０の運転周波数を高める（ステップＳ２１）。具体的には、制御装置１００は、圧縮機１０の運転周波数を高める方向に一定量変化させる。これにより、蒸発器４０出口の過熱度が上昇する。そして、ステップＳ２１の実行後、制御装置１００は、ステップＳ３０へ処理を移行する。なお、ステップＳ２１以外のその他のステップにおける処理は、図６に示したフローチャートと同じである。
【００４７】
［実施の形態１の変形例２］
上記の変形例１では、蒸発器４０出口の過熱度を上昇させるために圧縮機１０の運転周波数を高めるものとしたが、蒸発器ファン４２の回転数を高めてもよい。蒸発器ファン４２の回転数が高められると、蒸発器４０において冷媒及び混合液と外気との熱交換（冷媒及び混合液の吸熱）が促進される。その結果、蒸発器４０出口の過熱度が上昇する。
【００４８】
図８は、この実施の形態１の変形例２において、圧縮機１０が停止する場合に制御装置１００により実行される処理の手順を示したフローチャートである。図８を参照して、このフローチャートは、図６に示した実施の形態１のフローチャートにおいて、ステップＳ２０に代えてステップＳ２２を含む。
【００４９】
すなわち、ステップＳ１０において圧縮機１０の停止指示が有ったものと判定されると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、制御装置１００は、蒸発器ファン４２の回転数を高める（ステップＳ２２）。具体的には、制御装置１００は、蒸発器ファン４２の回転数を高める方向に一定量変化させる。これにより、蒸発器４０出口の過熱度が上昇する。ステップＳ２２の実行後、制御装置１００は、ステップＳ３０へ処理を移行する。なお、ステップＳ２２以外のその他のステップにおける処理は、図６に示したフローチャートと同じである。
【００５０】
［実施の形態１の変形例３］
上記の実施の形態１及びその変形例１，２では、圧縮機１０が停止する場合に、蒸発器４０出口の過熱度を上昇させるための制御を実行するものとしたが、この変形例３では、蒸発器４０出口の過熱度を上昇させるための制御が、圧縮機１０が停止する場合だけでなく圧縮機１０の運転開始時にも実行される。これにより、圧縮機１０の運転開始時における圧縮機１０への液バックが抑制される。
【００５１】
すなわち、圧縮機１０の運転開始時に、液化した冷媒（液冷媒）が圧縮機１０へ流入すると（液バックの発生）、圧縮機１０の動作不良が発生し得る。また、圧縮機１０への液バックが発生すると、圧縮機１０内の液面が上昇するとともに圧縮機１０内の油濃度が低下するので、圧縮機１０の運転開始時に液バックが発生すると、実施の形態１において説明した圧縮機１０の潤滑不良が発生する可能はさらに高まる。
【００５２】
そこで、この変形例３に従う冷凍サイクル装置１では、圧縮機１０が停止する場合に蒸発器４０出口の過熱度を上昇させるための上記制御（実施の形態１又はその変形例１若しくは変形例２）を実行することに加えて、圧縮機１０の運転開始時にも蒸発器４０出口の過熱度を上昇させるための上記制御が実行される。これにより、圧縮機１０の運転開始時に、圧縮機１０入口の過熱度が上昇し、圧縮機１０への液バックが抑制される。
【００５３】
図９は、圧縮機１０の運転が開始するときに制御装置１００により実行される処理の手順を示したフローチャートである。図９とともに図１を参照して、制御装置１００は、圧縮機１０の運転が開始されたか否かを判定する（ステップＳ１１０）。圧縮機１０の運転開始でないときは（ステップＳ１１０においてＮＯ）、制御装置１００は、以降の一連の処理を実行することなくステップＳ１７０へ処理を移行する。
【００５４】
ステップＳ１１０において圧縮機１０の運転が開始されたものと判定されると（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、制御装置１００は、蒸発器４０出口の過熱度を上昇させるための制御を実行する（ステップＳ１２０）。具体的には、制御装置１００は、膨張弁３０の開度を絞ってもよいし（図６のステップＳ２０）、圧縮機１０の運転周波数を高めてもよいし（図７のステップＳ２１）、蒸発器ファン４２の回転数を高めてもよい（図８のステップＳ２２）。
【００５５】
次いで、制御装置１００は、蒸発器４０出口に設けられた温度センサ５４から、蒸発器４０出口の温度の検出値を取得する。また、制御装置１００は、蒸発器４０出口に設けられた圧力センサ５２から、蒸発器４０出口の圧力の検出値を取得する（ステップＳ１３０）。そして、制御装置１００は、ステップＳ１３０において取得された蒸発器４０出口の圧力及び温度の検出値から、蒸発器４０出口の過熱度を算出する（ステップＳ１４０）。さらに、制御装置１００は、ステップＳ１４０において算出された蒸発器４０出口の過熱度が目標値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１５０）。これらのステップＳ１３０〜Ｓ１５０の処理は、それぞれ図６に示したステップＳ３０〜Ｓ５０の処理と同じである。
【００５６】
ステップＳ１５０において蒸発器４０出口の過熱度が目標値よりも低いと判定されると（ステップＳ１５０においてＮＯ）、制御装置１００は、ステップＳ１２０へ処理を戻し、蒸発器４０出口の過熱度を上昇させるための制御がさらに実行される。一方、ステップＳ１５０において蒸発器４０出口の過熱度が目標値以上であると判定されると（ステップＳ１５０においてＹＥＳ）、制御装置１００は、蒸発器４０出口の過熱度を上昇させるための制御を終了する（ステップＳ１６０）。
【００５７】
以上のように、この変形例３においては、蒸発器４０出口の過熱度を上昇させるための制御が、圧縮機１０が停止する場合だけでなく圧縮機１０の運転開始時にも実行される。したがって、この変形例３によれば、圧縮機１０の運転開始時における圧縮機１０への液バックを抑制することができる。
【００５８】
［実施の形態２］
圧縮機１０が停止する場合に蒸発器４０出口の過熱度を上昇させるために、実施の形態１では膨張弁３０の開度が絞られ、実施の形態１の変形例１では圧縮機１０の運転回転数が高められ、実施の形態１の変形例２では蒸発器ファン４２の回転数が高められた。
【００５９】
この実施の形態２では、圧縮機１０が停止する場合に、圧縮機１０から出力される高温高圧の過熱蒸気の一部が蒸発器４０の入側へ直接供給される。これにより、圧縮機１０の停止前に、蒸発器４０出口の過熱度を上昇させるとともに、圧縮機１０から蒸発器４０へ油濃度の高い混合液が供給される。その結果、圧縮機１０の停止時に蒸発器４０内に潤滑油を滞留させ、圧縮機１０の運転開始時に圧縮機１０への返油量を十分に確保することができる。
【００６０】
図１０は、この実施の形態２に従う冷凍サイクル装置の全体構成図である。図１０を参照して、この冷凍サイクル装置１Ａは、図１に示した実施の形態１における冷凍サイクル装置１の構成において、バイパス管６２と、調整弁６４とをさらに備え、制御装置１００に代えて制御装置１００Ａを備える。
【００６１】
バイパス管６２は、管９０に設けられる分岐部６０と、管９４に設けられる合流部６６とを接続する。調整弁６４は、バイパス管６２に設けられ、制御装置１００から受ける制御信号によって開度を調整可能に構成される。なお、調整弁６４は、開閉動作を行なうだけの簡易なものであってもよい。
【００６２】
制御装置１００Ａは、圧縮機１０が停止する場合に、蒸発器４０出口の過熱度を上昇させるための制御を実行する。具体的には、制御装置１００Ａは、圧縮機１０が停止する場合に、調整弁６４を閉から開に制御する。そうすると、圧縮機１０から出力される高温高圧のガス冷媒及び高油濃度の混合液の一部が、管９０の分岐部６０からバイパス管６２を通じて管９４の合流部６６へ供給され、膨張弁３０から出力される低温低圧のガス冷媒及び低油濃度の混合液と合流する。これにより、蒸発器４０出口の過熱度が上昇するとともに、圧縮機１０から持ち出された高油濃度の混合液の一部が蒸発器４０へ供給される。そして、蒸発器４０出口の過熱度が目標値まで上昇すると、制御装置１００Ａは圧縮機１０を停止する。
【００６３】
なお、この冷凍サイクル装置１Ａのその他の構成は、図１に示した実施の形態１における冷凍サイクル装置１と同じである。
【００６４】
図１１は、この実施の形態２において、圧縮機１０が停止する場合に制御装置１００Ａにより実行される処理の手順を示したフローチャートである。図１１とともに図１０を参照して、このフローチャートは、図６に示した実施の形態１のフローチャートにおいて、ステップＳ２０に代えてステップＳ２３を含む。
【００６５】
すなわち、ステップＳ１０において圧縮機１０の停止指示が有ったものと判定されると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、制御装置１００Ａは、バイパス管６２に設けられた調整弁６４を閉から開にする（ステップＳ２３）。これにより、圧縮機１０から出力される高温高圧のガス冷媒及び高油濃度の混合液の一部が蒸発器４０へ供給され、蒸発器４０出口の過熱度が上昇する。ステップＳ２３の実行後、制御装置１００Ａは、ステップＳ３０へ処理を移行する。なお、ステップＳ２３以外のその他のステップにおける処理は、図６に示したフローチャートと同じである。
【００６６】
（冷媒と油（混合液）の流れの説明）
再び図１０を参照して、この実施の形態２による冷凍サイクル装置１Ａにおける冷媒及び油（混合液）の流れについて以下に説明する。通常運転中は、調整弁６４は閉にされる。したがって、通常運転中は、バイパス管６２に流れは発生せず、冷媒及び混合液の流れは、図１に示した実施の形態１による冷凍サイクル装置１の通常運転中と同じである。
【００６７】
＜圧縮機１０が停止するとき＞
圧縮機１０の停止が指示されると、蒸発器４０出口の過熱度を増加させる運転モードとなり、調整弁６４が閉から開となる。圧縮機１０から出力された高温高圧のガス冷媒及び高油濃度の混合液は、管９０を通じて凝縮器２０へ流入するとともに、一部が分岐部６０からバイパス管６２へ流入する。バイパス管６２に流入した高温高圧のガス冷媒及び高油濃度の混合液は、膨張弁３０から出力される低温低圧のガス冷媒及び低油濃度の混合液と管９４の合流部６６において合流して蒸発器４０へ流入する。これにより、蒸発器４０出口の過熱度が上昇する。
【００６８】
蒸発器４０出口の過熱度が上昇することで蒸発器４０内の油滞留量が増加することは、実施の形態１で説明したとおりである。そして、蒸発器４０出口の過熱度が目標値以上となり、蒸発器４０内に油が十分に滞留したものと判断されると、圧縮機１０が停止する。なお、圧縮機１０の停止中は、圧縮機１０内において、液冷媒が油に溶解し、混合液の液面が上昇するとともに油濃度が低下することも、実施の形態１で説明したとおりである。
【００６９】
＜圧縮機１０の運転開始時＞
圧縮機１０の運転が開始されると、低油濃度の混合液がガス冷媒とともに冷媒回路に持ち出され、圧縮機１０内の液面は低下する。液面の低下に従って冷媒回路への混合液の持ち出し量は減少する。一方、蒸発器４０内に滞留していた高油濃度の混合液が圧縮機１０に流入する。したがって、混合液の持ち出し量が減少するとともに高油濃度の混合液が圧縮機１０に流入するので、圧縮機１０内の油濃度は上昇する。これにより、圧縮機１０内の油枯渇が抑制され、圧縮機１０の動作信頼性が向上する。
【００７０】
以上のように、この実施の形態２においては、圧縮機１０が停止する場合に、圧縮機１０から出力される高温高圧の過熱蒸気の一部がバイパス管６２を通じて蒸発器４０の入側へ直接供給される。これにより、圧縮機１０の停止前に、蒸発器４０出口の過熱度を上昇させるとともに、圧縮機１０から蒸発器４０へ油濃度の高い混合液が供給される。したがって、この実施の形態２によれば、圧縮機１０の停止時に蒸発器４０内に潤滑油を滞留させ、圧縮機１０の運転開始時に圧縮機１０への返油量を十分に確保することができる。
【００７１】
［実施の形態２の変形例］
上記の実施の形態２では、管９０と管９４とを接続するバイパス管６２が設けられ、圧縮機１０が停止する場合に調整弁６４を閉から開にするものとしたが、これに加えて、この変形例では、圧縮機１０の運転開始時にも調整弁６４が開にされる。これにより、圧縮機１０の運転開始時に、圧縮機１０への液バックが抑制されるとともに、圧縮機１０への返油量が増加する。
【００７２】
すなわち、圧縮機１０の運転開始時にも、調整弁６４が開にされることで蒸発器４０出口の過熱度が上昇する。これにより、圧縮機１０入口の過熱度が上昇し、圧縮機１０への液バックが抑制される。また、圧縮機１０から持ち出された混合液がバイパス管６２を通じて蒸発器４０に供給されるので、圧縮機１０の運転開始時における圧縮機１０への返油量も増加する。このように、圧縮機１０の運転開始時にも調整弁６４が開となることにより、圧縮機１０への液バックが抑制され、かつ、圧縮機１０への返油量も確保される。
【００７３】
図１２は、この実施の形態２の変形例において、圧縮機１０の運転が開始するときに制御装置１００Ａにより実行される処理の手順を示したフローチャートである。図１２を参照して、このフローチャートは、図９に示した実施の形態１の変形例３のフローチャートにおいて、ステップＳ１２０，Ｓ１６０に代えてそれぞれステップＳ１２２，Ｓ１６２を含む。
【００７４】
すなわち、ステップＳ１１０において圧縮機１０の運転が開始されたものと判定されると（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、制御装置１００Ａは、バイパス管６２に設けられた調整弁６４を閉から開にする（ステップＳ１２２）。これにより、上述のように、圧縮機１０への液バックが抑制され、かつ、圧縮機１０への返油量も増加する。ステップＳ１２２の実行後、制御装置１００Ａは、ステップＳ１３０へ処理を移行する。
【００７５】
また、ステップＳ１５０において蒸発器４０出口の過熱度が目標値以上であると判定されると（ステップＳ１５０においてＹＥＳ）、制御装置１００Ａは、バイパス管６２に設けられた調整弁６４を閉にする（ステップＳ１６２）。
【００７６】
なお、ステップＳ１２２，Ｓ１６２以外のその他のステップにおける処理は、図９に示したフローチャートと同じである。
【００７７】
この実施の形態２の変形例によれば、圧縮機１０の運転開始時に、圧縮機１０への液バックを抑制するとともに、圧縮機１０への返油量を増加させることができる。
【００７８】
［実施の形態３］
この実施の形態３では、圧縮機１０が停止する場合に、圧縮機１０から出力される高温高圧のガス冷媒及び混合液と、膨張弁３０から出力される低温低圧のガス冷媒及び混合液との間で熱交換が行なわれる。これにより、蒸発器４０に流入するガス冷媒及び混合液の乾き度が増加し、蒸発器４０出口の過熱度が上昇する。その結果、圧縮機１０の停止時に蒸発器４０内に潤滑油を滞留させ、圧縮機１０の運転開始時に圧縮機１０への返油量を増加させることができる。
【００７９】
図１３は、この実施の形態３に従う冷凍サイクル装置の全体構成図である。図１３を参照して、この冷凍サイクル装置１Ｂは、図１に示した実施の形態１における冷凍サイクル装置１の構成において、内部熱交換器７０と、分岐管７６と、調整弁７８とをさらに備え、制御装置１００に代えて制御装置１００Ｂを備える。
【００８０】
内部熱交換器７０は、圧縮機１０から出力される高温高圧のガス冷媒及び混合液と、膨張弁３０から出力される低温低圧のガス冷媒及び混合液との間で熱交換を行なうように構成される。この実施の形態３では、一例として、内部熱交換器７０は、管９４に設けられ、管９０から分岐される分岐管７６を通流する高温高圧のガス冷媒及び混合液と、管９４を通流する低温低圧のガス冷媒及び混合液との間で熱交換を行なう。
【００８１】
分岐管７６は、管９０の分岐部７２から分岐し、内部熱交換器７０を経由して管９０の合流部７４（分岐部７２よりも凝縮器２０側に設けられる。）に接続されるように構成される。調整弁７８は、分岐管７６に設けられ、制御装置１００Ｂから受ける制御信号によって開度を調整可能に構成される。なお、調整弁７８は、開閉動作を行なうだけの簡易なものであってもよい。
【００８２】
制御装置１００Ｂは、圧縮機１０が停止する場合に、蒸発器４０出口の過熱度を上昇させるための制御を実行する。具体的には、制御装置１００Ｂは、圧縮機１０が停止する場合に、調整弁７８を閉から開に制御する。そうすると、圧縮機１０から出力される高温高圧のガス冷媒及び混合液の一部が、管９０の分岐部７２から分岐管７６を通じて内部熱交換器７０へ供給され、膨張弁３０から出力される低温低圧のガス冷媒及び混合液と熱交換を行なう。
【００８３】
膨張弁３０から出力される低温低圧のガス冷媒及び混合液は、内部熱交換器７０において吸熱することにより乾き度を増加させて蒸発器４０に流入する。これにより、蒸発器４０出口の過熱度が上昇し、蒸発器４０内の油滞留量が増加する。そして、蒸発器４０出口の過熱度が目標値まで上昇すると、制御装置１００Ｂは圧縮機１０を停止する。
【００８４】
なお、この冷凍サイクル装置１Ｂのその他の構成は、図１に示した実施の形態１における冷凍サイクル装置１と同じである。
【００８５】
図１４は、この実施の形態３において、圧縮機１０が停止する場合に制御装置１００Ｂにより実行される処理の手順を示したフローチャートである。図１４とともに図１３を参照して、このフローチャートは、図６に示した実施の形態１のフローチャートにおいて、ステップＳ２０に代えてステップＳ２４を含む。
【００８６】
すなわち、ステップＳ１０において圧縮機１０の停止指示が有ったものと判定されると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、制御装置１００Ｂは、分岐管７６に設けられた調整弁７８を閉から開にする（ステップＳ２４）。これにより、内部熱交換器７０において熱交換が行なわれ、上述のように蒸発器４０出口の過熱度が上昇する。ステップＳ２４の実行後、制御装置１００は、ステップＳ３０へ処理を移行する。なお、ステップＳ２４以外のその他のステップにおける処理は、図６に示したフローチャートと同じである。
【００８７】
（冷媒と油（混合液）の流れの説明）
再び図１３を参照して、この実施の形態３による冷凍サイクル装置１Ｂにおける冷媒及び油（混合液）の流れについて以下に説明する。通常運転中は、調整弁７８は閉にされる。したがって、通常運転中は、分岐管７６に流れは発生せず、冷媒及び混合液の流れは、図１に示した実施の形態１による冷凍サイクル装置１の通常運転中と同じである。
【００８８】
＜圧縮機１０が停止するとき＞
圧縮機１０の停止が指示されると、蒸発器４０出口の過熱度を増加させる運転モードとなり、調整弁７８が閉から開となる。圧縮機１０から出力された高温高圧のガス冷媒及び混合液は、管９０を通じて凝縮器２０へ流入するとともに、一部が分岐管７６を通じて内部熱交換器７０へ流入する。膨張弁３０から出力された低温低圧のガス冷媒及び混合液は、内部熱交換器７０において熱交換（吸熱）を行なうことにより、乾き度が増加した状態で蒸発器４０へ流入する。これにより、蒸発器４０出口の過熱度が上昇する。
【００８９】
なお、圧縮機１０から出力された高温高圧のガス冷媒及び混合液は、内部熱交換器７０において熱交換（放熱）を行なうことにより、乾き度が低下した状態で凝縮器２０へ流入する。これにより、凝縮器２０内の油滞留量は低下し、その結果、蒸発器４０への油流入量が増加する。したがって、この点も蒸発器４０内の油滞留量の増加に寄与する。
【００９０】
蒸発器４０出口の過熱度が上昇することで蒸発器４０内の油滞留量が増加することは、実施の形態１で説明したとおりである。そして、蒸発器４０出口の過熱度が目標値以上となり、蒸発器４０内に油が十分に滞留したものと判断されると、圧縮機１０が停止する。
【００９１】
＜圧縮機１０の運転開始時＞
圧縮機１０の運転が開始されると、蒸発器４０内に滞留していた高油濃度の混合液が圧縮機１０に流入することにより圧縮機１０内の油濃度が上昇することは、実施の形態１で説明したとおりである。これにより、圧縮機１０内の油枯渇が抑制され、圧縮機１０の動作信頼性が向上する。
【００９２】
なお、管９０における分岐部７２と合流部７４との間にさらに調整弁を設け、分岐管７６に設けられる調整弁７８が開のときは上記調整弁を閉とし、調整弁７８が閉のときは上記調整弁を開とするようにしてもよい。これにより、圧縮機１０から出力された高温高圧のガス冷媒及び混合液の全量を内部熱交換器７０に通流させ、内部熱交換器７０における熱交換量を大きくすることができる。
【００９３】
また、上記においては、内部熱交換器７０は管９４に設けられ、管９０に分岐管７６を設けるものとしたが、内部熱交換器７０を管９０に設け、管９４に分岐管を設けてもよい。或いは、管９０，９４に内部熱交換器７０を設けることなく、管９０，９４の各々に内部熱交換器７０と接続される分岐管を設けてもよい。
【００９４】
以上のように、この実施の形態３においては、内部熱交換器７０が設けられることにより、蒸発器４０出口の過熱度を上昇させることができる。また、内部熱交換器７０により、凝縮器２０内の油滞留量を低下させ、蒸発器４０への油流入量を増加させることができる。これにより、圧縮機１０が停止する場合に、蒸発器４０内の油滞留量を効果的に増加させることができる。したがって、この実施の形態３によれば、圧縮機１０の運転開始時に、圧縮機１０への返油量を十分に確保することができる。その結果、圧縮機の運転開始時に発生し得る圧縮機内の油枯渇を抑制し、圧縮機の動作信頼性を向上させることができる。
【００９５】
［実施の形態３の変形例］
上記の実施の形態３では、分岐管７６が設けられ、圧縮機１０が停止する場合に調整弁７８を閉から開にするものとしたが、これに加えて、この変形例では、圧縮機１０の運転開始時にも調整弁７８が開にされる。これにより、圧縮機１０の運転開始時における圧縮機１０への液バックが抑制される。
【００９６】
すなわち、圧縮機１０の運転開始時にも、調整弁７８が開にされることで蒸発器４０出口の過熱度が上昇する。これにより、圧縮機１０入口の過熱度が上昇し、圧縮機１０への液バックが抑制される。
【００９７】
図１５は、この実施の形態３の変形例において、圧縮機１０の運転が開始するときに制御装置１００Ｂにより実行される処理の手順を示したフローチャートである。図１５を参照して、このフローチャートは、図９に示した実施の形態１の変形例３のフローチャートにおいて、ステップＳ１２０，Ｓ１６０に代えてそれぞれステップＳ１２４，Ｓ１６４を含む。
【００９８】
すなわち、ステップＳ１１０において圧縮機１０の運転が開始されたものと判定されると（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、制御装置１００Ｂは、分岐管７６に設けられた調整弁７８を閉から開にする（ステップＳ１２４）。これにより、上述のように圧縮機１０への液バックが抑制される。ステップＳ１２４の実行後、制御装置１００Ｂは、ステップＳ１３０へ処理を移行する。
【００９９】
また、ステップＳ１５０において蒸発器４０出口の過熱度が目標値以上であると判定されると（ステップＳ１５０においてＹＥＳ）、制御装置１００Ｂは、分岐管７６に設けられた調整弁７８を閉にする（ステップＳ１６４）。
【０１００】
なお、ステップＳ１２４，Ｓ１６４以外のその他のステップにおける処理は、図９に示したフローチャートと同じである。
【０１０１】
この実施の形態３の変形例によれば、圧縮機１０の運転開始時に、圧縮機１０への返油量を増加させるとともに、圧縮機１０への液バックを抑制することができる。
【０１０２】
［実施の形態４］
この実施の形態４では、圧縮機１０から高温高圧のガス冷媒及び高油濃度の混合液が出力される管９０に油分離器が設けられ、圧縮機１０が停止する場合に、油分離器により分離された高温高圧かつ高油濃度の混合液が蒸発器４０の入側へ供給される。これにより、圧縮機１０の停止前に、蒸発器４０出口の過熱度を上昇させるとともに、油分離器から蒸発器４０へ高油濃度の混合液が供給される。その結果、圧縮機１０の停止時に蒸発器４０内に潤滑油を滞留させ、圧縮機１０の運転開始時に圧縮機１０への返油量を十分に確保することができる。
【０１０３】
図１６は、この実施の形態４に従う冷凍サイクル装置の全体構成図である。図１６を参照して、この冷凍サイクル装置１Ｃは、図１に示した実施の形態１における冷凍サイクル装置１の構成において、油分離器８０と、返油管８２と、調整弁８４とをさらに備え、制御装置１００に代えて制御装置１００Ｃを備える。
【０１０４】
油分離器８０は、管９０に設けられ、圧縮機１０から出力される高温高圧のガス冷媒と高油濃度の混合液とを分離する。返油管８２は、油分離器８０と、管９４に設けられる合流部８５とを接続する。調整弁８４は、返油管８２に設けられ、制御装置１００Ｃから受ける制御信号によって開度を調整可能に構成される。なお、調整弁８４は、開閉動作を行なうだけの簡易なものであってもよい。
【０１０５】
油分離器８０によって分離された高温高圧のガス冷媒は、管９０へ出力される。油分離器８０においてガス冷媒と分離された高油濃度の混合液は、調整弁８４が開のときに返油管８２を通じて管９４の合流部８５へ供給される。
【０１０６】
制御装置１００Ｃは、圧縮機１０が停止する場合に、蒸発器４０出口の過熱度を上昇させるための制御を実行する。具体的には、制御装置１００Ｃは、圧縮機１０を停止する場合に、調整弁８４を閉から開に制御する。そうすると、油分離器８０において分離された高油濃度の混合液が、油分離器８０から返油管８２を通じて管９４の合流部８５へ供給され、膨張弁３０から出力される低温低圧のガス冷媒及び低油濃度の混合液と合流する。これにより、蒸発器４０出口の過熱度が上昇するとともに、圧縮機１０から持ち出された高油濃度の混合液が蒸発器４０へ供給される。そして、蒸発器４０出口の過熱度が目標値まで上昇すると、制御装置１００Ｃは圧縮機１０を停止する。
【０１０７】
なお、この冷凍サイクル装置１Ｃのその他の構成は、図１に示した実施の形態１における冷凍サイクル装置１と同じである。
【０１０８】
図１７は、この実施の形態４において、圧縮機１０が停止する場合に制御装置１００Ｃにより実行される処理の手順を示したフローチャートである。図１７とともに図１６を参照して、このフローチャートは、図６に示した実施の形態１のフローチャートにおいて、ステップＳ２０に代えてステップＳ２５を含む。
【０１０９】
すなわち、ステップＳ１０において圧縮機１０の停止指示が有ったものと判定されると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、制御装置１００Ｃは、返油管８２に設けられた調整弁８４を閉から開にする（ステップＳ２５）。これにより、油分離器８０において分離された高温高圧の混合液が蒸発器４０へ供給され、蒸発器４０出口の過熱度が上昇する。ステップＳ２５の実行後、制御装置１００Ｃは、ステップＳ３０へ処理を移行する。なお、ステップＳ２５以外のその他のステップにおける処理は、図６に示したフローチャートと同じである。
【０１１０】
（冷媒と油（混合液）の流れの説明）
再び図１６を参照して、この実施の形態４による冷凍サイクル装置１Ｃにおける冷媒及び油（混合液）の流れについて以下に説明する。通常運転中は、調整弁８４は閉にされる。したがって、通常運転時中、返油管８２に流れは発生せず、冷媒及び混合液の流れは、図１に示した実施の形態１における冷凍サイクル装置１の通常運転中と同じである。
【０１１１】
＜圧縮機１０が停止するとき＞
圧縮機１０の停止が指示されると、蒸発器４０出口の過熱度を増加させる運転モードとなり、調整弁８４が閉から開となる。そうすると、油分離器８０においてガス冷媒と分離された混合液が油分離器８０から返油管８２へ流入する。返油管８２に流入した高温高圧かつ高油濃度の混合液は、膨張弁３０から出力された低温低圧のガス冷媒及び低油濃度の混合液と管９４の合流部８５において合流し、蒸発器４０へ流入する。これにより、蒸発器４０出口の過熱度が上昇する。
【０１１２】
蒸発器４０出口の過熱度が上昇することで蒸発器４０内の油滞留量が増加することは、実施の形態１で説明したとおりである。そして、蒸発器４０出口の過熱度が目標値以上となり、蒸発器４０内に油が十分に滞留したものと判断されると、圧縮機１０が停止する。なお、圧縮機１０の停止中は、圧縮機１０内において、液冷媒が油に溶解し、混合液の液面が上昇するとともに油濃度が低下することも、実施の形態１で説明したとおりである。
【０１１３】
＜圧縮機１０の運転開始時＞
圧縮機１０の運転が開始されると、蒸発器４０内に滞留していた高油濃度の混合液が圧縮機１０に流入することにより圧縮機１０内の油濃度が上昇することは、実施の形態１で説明したとおりである。これにより、圧縮機１０内の油枯渇が抑制され、圧縮機１０の動作信頼性が向上する。
【０１１４】
以上のように、この実施の形態４においては、圧縮機１０が停止する場合に、油分離器８０によって分離された高温高圧かつ高油濃度の混合液が返油管８２を通じて蒸発器４０の入側へ直接供給される。これにより、圧縮機１０の停止前に、蒸発器４０出口の過熱度を上昇させるとともに、油分離器８０において分離された高油濃度の混合液が蒸発器４０へ供給される。したがって、この実施の形態４によれば、圧縮機１０の停止時に蒸発器４０内に潤滑油を滞留させ、圧縮機１０の運転開始時に圧縮機１０への返油量を十分に確保することができる。
【０１１５】
［実施の形態４の変形例１］
上記の実施の形態４では、油分離器８０及び返油管８２が設けられ、圧縮機１０が停止する場合に調整弁８４を閉から開にするものとしたが、これに加えて、この変形例１では、圧縮機１０の運転開始時にも調整弁８４を開にされる。これにより、圧縮機１０の運転開始時に、圧縮機１０への液バックが抑制されるとともに、圧縮機１０への返油量が増加する。
【０１１６】
すなわち、圧縮機１０の運転開始時にも、調整弁８４が開にされることで蒸発器４０出口の過熱度が上昇する。これにより、圧縮機１０入口の過熱度が上昇し、圧縮機１０への液バックが抑制される。また、油分離器８０によって分離された高油濃度の混合液が返油管８２を通じて蒸発器４０に供給されるので、圧縮機１０の運転開始時における圧縮機１０への返油量も増加する。このように、圧縮機１０の運転開始時にも調整弁８４が開となることにより、圧縮機１０への液バックが抑制され、かつ、圧縮機１０への返油量も確保される。
【０１１７】
図１８は、この実施の形態４の変形例１において、圧縮機１０の運転が開始するときに制御装置１００Ｃにより実行される処理の手順を示したフローチャートである。図１８を参照して、このフローチャートは、図９に示した実施の形態１の変形例３のフローチャートにおいて、ステップＳ１２０，Ｓ１６０に代えてそれぞれステップＳ１２６，Ｓ１６６を含む。
【０１１８】
すなわち、ステップＳ１１０において圧縮機１０の運転が開始されたものと判定されると（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、制御装置１００Ｃは、返油管８２に設けられた調整弁８４を閉から開にする（ステップＳ１２６）。これにより、上述のように、圧縮機１０への液バックが抑制され、かつ、圧縮機１０への返油量も増加する。ステップＳ１２６の実行後、制御装置１００Ｃは、ステップＳ１３０へ処理を移行する。
【０１１９】
また、ステップＳ１５０において蒸発器４０出口の過熱度が目標値以上であると判定されると（ステップＳ１５０においてＹＥＳ）、制御装置１００Ｃは、返油管８２に設けられた調整弁８４を閉にする（ステップＳ１６６）。
【０１２０】
なお、ステップＳ１２６，Ｓ１６６以外のその他のステップにおける処理は、図９に示したフローチャートと同じである。
【０１２１】
この実施の形態４の変形例１によれば、圧縮機１０の運転開始時に、圧縮機１０への液バックを抑制するとともに、圧縮機１０への返油量を増加させることができる。
【０１２２】
［実施の形態４の変形例２］
上記の実施の形態４及びその変形例１では、油分離器８０において分離された高油濃度の混合液を、返油管８２を通じて蒸発器４０の入側に供給するものとしたが、この変形例２では、油分離器８０において分離された高油濃度の混合液が圧縮機１０へ直接戻される。これにより、冷媒回路への油の持ち出し量を低減することができ、圧縮機１０の動作信頼性を向上させることができる。
【０１２３】
図１９は、この実施の形態４の変形例２に従う冷凍サイクル装置１Ｄの全体構成図である。図１９を参照して、この冷凍サイクル装置１Ｄは、図１６に示した冷凍サイクル装置１Ｃの構成において、分岐部８６と、バイパス管８７と、合流部８８とをさらに備える。
【０１２４】
分岐部８６は、返油管８２において油分離器８０と調整弁８４との間に設けられる。バイパス管８７は、分岐部８６と管９６に設けられる合流部８８とを接続する。このようなバイパス管８７が設けられることによって、調整弁８４が閉じられた通常運転中は、油分離器８０において分離された混合液が返油管８２、分岐部８６、バイパス管８７及び合流部８８を通じて圧縮機１０へ戻される。また、上記の実施の形態４及びその変形例１で説明したように調整弁８４が開けられる場合においても、油分離器８０によって分離された混合液の一部がバイパス管８７を通じて圧縮機１０へ戻される。
【０１２５】
したがって、この実施の形態４の変形例２によれば、冷媒回路への油の持ち出し量を低減し、圧縮機１０の潤滑性を十分確保することによって圧縮機１０の動作信頼性を高めることができる。
【０１２６】
なお、上記の各実施の形態及び各変形例において、圧縮機１０の出側に、圧縮機１０から出力される冷媒及び混合液を蒸発器４０へ供給し、凝縮器２０から出力される冷媒及び混合液を圧縮機１０へ戻すための四方弁を備え、暖房運転、冷房運転及びデフロスト運転の選択に応じて四方弁を適宜切替えるようにしてもよい。
【０１２７】
なお、上記の各実施の形態及び各変形例については、適宜組合わせて実施することができる。いくつかの実施の形態又は変形例を組合わせることにより、圧縮機１０が停止する場合には、蒸発器４０出口の過熱度を速やかに高めて蒸発器４０内の油滞留量を速やかに増加させることができる。また、圧縮機１０の運転開始時には、液バックをより確実に抑制するとともに、圧縮機１０への返油量もさらに増加させることができる。
【０１２８】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１２９】
１，１Ａ〜１Ｄ  冷凍サイクル装置、１０  圧縮機、２０  凝縮器、２２  凝縮器ファン、３０  膨張弁、４０  蒸発器、４２  蒸発器ファン、５２  圧力センサ、５４  温度センサ、６０，７２，８６  分岐部、６２，８７  バイパス管、６４，７８，８４  調整弁、６６，７４，８５，８８  合流部、７０  内部熱交換器、７６  分岐管、８０  油分離器、８２  返油管、９０〜９６  管、１００，１００Ａ〜１００Ｃ  制御装置。
【図１】
2017085886.tif 000003
【図２】
2017085886.tif 000004
【図３】
2017085886.tif 000005
【図４】
2017085886.tif 000006
【図５】
2017085886.tif 000007
【図６】
2017085886.tif 000008
【図７】
2017085886.tif 000009
【図８】
2017085886.tif 000010
【図９】
2017085886.tif 000011
【図１０】
2017085886.tif 000012
【図１１】
2017085886.tif 000013
【図１２】
2017085886.tif 000014
【図１３】
2017085886.tif 000015
【図１４】
2017085886.tif 000016
【図１５】
2017085886.tif 000017
【図１６】
2017085886.tif 000018
【図１７】
2017085886.tif 000019
【図１８】
2017085886.tif 000020
【図１９】
2017085886.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成30年4月2日(2018.4.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機から出力される冷媒を凝縮する凝縮器と、
前記凝縮器から出力される冷媒を減圧する膨張弁と、
前記膨張弁から出力される冷媒を蒸発させて前記圧縮機へ出力する蒸発器と、
前記蒸発器から前記圧縮機へ出力される冷媒の過熱度を上昇させるための制御を実行してから前記圧縮機を停止する制御装置と、
前記圧縮機から出力される冷媒を前記凝縮器へ供給する第１の管と、前記膨張弁から出力される冷媒を前記蒸発器へ供給する第２の管とを接続するバイパス管と、
前記バイパス管に設けられる調整弁とを備え、
前記制御は、前記調整弁を閉から開にする制御を含む、冷凍サイクル装置。
【請求項２】
冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機から出力される冷媒を凝縮する凝縮器と、
前記凝縮器から出力される冷媒を減圧する膨張弁と、
前記膨張弁から出力される冷媒を蒸発させて前記圧縮機へ出力する蒸発器と、
前記蒸発器から前記圧縮機へ出力される冷媒の過熱度を上昇させるための制御を実行してから前記圧縮機を停止する制御装置と、
前記圧縮機から出力される冷媒と前記膨張弁から出力される冷媒との間で熱交換を行なうように構成された内部熱交換器と、
前記圧縮機から出力される冷媒を前記凝縮器へ供給する第１の管及び前記膨張弁から出力される冷媒を前記蒸発器へ供給する第２の管の少なくとも一方から分岐して前記内部熱交換器に接続される分岐管と、
前記分岐管に設けられる調整弁とを備え、
前記制御は、前記調整弁を閉から開にする制御を含む、冷凍サイクル装置。
【請求項３】
冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機から出力される冷媒を凝縮する凝縮器と、
前記凝縮器から出力される冷媒を減圧する膨張弁と、
前記膨張弁から出力される冷媒を蒸発させて前記圧縮機へ出力する蒸発器と、
前記蒸発器から前記圧縮機へ出力される冷媒の過熱度を上昇させるための制御を実行してから前記圧縮機を停止する制御装置と、
前記圧縮機から出力される冷媒を前記凝縮器へ供給する第１の管に設けられる油分離器と、
前記油分離器と前記膨張弁から出力される冷媒を前記蒸発器へ供給する第２の管とを接続し、前記油分離器によって分離された潤滑油を前記第２の管へ出力するための第３の管と、
前記第３の管に設けられる調整弁とを備え、
前記制御は、前記調整弁を閉から開にする制御を含む、冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記第３の管における前記油分離器と前記調整弁との間の部分と、前記蒸発器から出力される冷媒を前記圧縮機へ供給する第４の管とを接続するバイパス管をさらに備える、請求項３に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記制御装置は、さらに、前記圧縮機の運転を開始するときに前記制御を実行する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【国際調査報告】
2017085886.tif 000022
2017085886.tif 000023
2017085886.tif 000024
2017085886.tif 000025