(57)【要約】【課題】潤滑油中の冷媒濃度を確実に抑えて、圧縮機の潤滑が十分に行えるようにする。【解決手段】冷凍装置は、油分離器（80）に貯留された潤滑油を上記圧縮機（10）に戻す緊急油戻し通路（88）と、上記圧縮機（10）の油溜まり（18）における潤滑油中の冷媒濃度に対応する信号を出力する冷媒濃度センサ（19）と、上記緊急油戻し通路（88）に設けられた開閉弁（89）と、コントローラ（6）とを有する。上記油分離器（80）は、通常油取出口（81）より下に形成され、上記緊急油戻し通路（88）に接続されている緊急油取出口（82）を有する。上記コントローラ（6）は、上記潤滑油中の冷媒濃度が所定値より大きいことを上記冷媒濃度センサ（19）の出力信号が示す場合に、上記開閉弁（89）を開くように制御する。【選択図】図２
2015038406.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機（10）を含む冷媒回路（1）を有し、上記冷媒回路（1）で冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う冷凍装置であって、
上記圧縮機（10）が吐出する冷媒から潤滑油を分離して貯留する油分離器（80）と、
上記油分離器（80）に貯留された潤滑油を上記圧縮機（10）に戻す通常油戻し通路（86）と、
上記油分離器（80）に貯留された潤滑油を上記圧縮機（10）に戻す緊急油戻し通路（88）と、
上記圧縮機（10）の油溜まり（18）における潤滑油中の冷媒濃度に対応する信号を出力する冷媒濃度センサ（19）と、
上記緊急油戻し通路（88）に設けられた開閉弁（89）と、
上記冷媒濃度センサ（19）の出力信号に基づいて上記開閉弁（89）を制御するコントローラ（6）とを備え、
上記油分離器（80）は、
上記通常油戻し通路（86）に接続されている通常油取出口（81）と、
上記通常油取出口（81）より下に形成され、上記緊急油戻し通路（88）に接続されている緊急油取出口（82）とを有し、
上記コントローラ（6）は、上記油溜まり（18）における潤滑油中の冷媒濃度が所定値より大きいことを上記冷媒濃度センサ（19）の出力信号が示す場合に、上記開閉弁（89）を開くように制御する
ことを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
請求項１において、
上記圧縮機（10）は、冷媒が流入する吸入管（16）を有し、
上記緊急油戻し通路（88）は、上記圧縮機（10）の上記吸入管（16）に接続されている
ことを特徴とする冷凍装置。
【請求項３】
請求項２において、
上記圧縮機（10）は、上記圧縮機（10）の高圧空間に潤滑油を吸い込む吸込部（28）を有し、
上記通常油戻し通路（86）は、上記吸込部（28）に接続されている
ことを特徴とする冷凍装置。
【請求項４】
請求項２において、
上記冷凍装置は、上記通常油戻し通路（86）に設けられた制御機構（87）を更に備え、
上記通常油戻し通路（86）は、上記圧縮機（10）の上記吸入管（16）に接続されており、
上記コントローラ（6）は、上記冷媒濃度センサ（19）の出力信号に基づいて上記通常油戻し通路(86)の潤滑油流量を制御する
ことを特徴とする冷凍装置。
【請求項５】
請求項１において、
上記圧縮機（10）は、上記圧縮機（10）の高圧空間に連通する油戻し口（14）を有し、
上記緊急油戻し通路（88）は、上記油戻し口（14）に接続されており、上記油分離器（80）の上記緊急油取出口（82）は、上記油戻し口（14）より高い位置に配置されている
ことを特徴とする冷凍装置。
【請求項６】
請求項５において、
上記圧縮機（10）は、上記圧縮機（10）の高圧空間に潤滑油を吸い込む吸込部（28）を有し、
上記通常油戻し通路（86）は、上記吸込部（28）に接続されている
ことを特徴とする冷凍装置。
【請求項７】
請求項１において、
上記冷媒濃度センサ（19）は、静電容量式のセンサである
ことを特徴とする冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒に含まれる潤滑油を分離する油分離器を有する冷凍装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う冷媒回路を備える冷凍装置が知られている。この種の冷凍装置は、例えば、食品等を貯蔵する冷蔵庫を冷却するための冷凍機や、室内の冷暖房を行う空調機などに広く利用されている。
【０００３】
このような冷媒回路においては、圧縮機から吐出された冷媒には、その圧縮機内の潤滑に用いられた潤滑油が含まれている。潤滑油は、油分離器で回収され、圧縮機内に戻される。冷凍装置の運転状態に基づいて、圧縮機から流出する潤滑油の量を推定し、圧縮機内に貯留された潤滑油の油面が所定の高さより低下したと判断した場合には圧縮機内に潤滑油を戻す、という制御が知られている。例えば特許文献１には、冷媒の圧力、温度、モータ駆動電流の周波数等の条件に応じて、潤滑油を圧縮機に戻す油戻し管の電磁弁の制御が行われることが記載されている。このような制御により、圧縮機における潤滑油面の低下を抑え、圧縮機の信頼性を確保している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２４０３６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
冷媒が十分に蒸発されない運転状態（例えば、デフロスト運転時や外気温が低い場合の暖房運転時）においては、いわゆる湿り運転が行われ易くなる。湿り運転では、冷媒が、その一部が液相のまま、圧縮機に吸入される。湿り運転が行われると、液冷媒が、圧縮機内に貯留されている潤滑油に溶解することにより、潤滑油中の冷媒濃度が大幅に増加することが知られている。潤滑油中の冷媒濃度が増加すると、潤滑油の粘度が低下し、摺動部での油膜生成能力の低下を招くことがある。そこで、例えば、潤滑油中の冷媒濃度が高くなると推定される運転条件（圧力、油温等）を設定しておき、設定された運転条件になった場合には過熱運転になるような運転モードに切換えるようにする方法が考えられる。
【０００６】
しかしながら、このような方法では、冷媒濃度を直接測定しているわけでないので、実際の冷媒濃度に対応した適切な運転ができるとは限らない。特に、急激に冷媒濃度が上昇した場合には、冷媒濃度を十分に抑えることができず、圧縮機の信頼性が低下することがある。
【０００７】
本発明は、潤滑油中の冷媒濃度を確実に抑えて、圧縮機の潤滑が十分に行えるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、圧縮機（10）を含む冷媒回路（1）を有し、上記冷媒回路（1）で冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う冷凍装置であって、上記圧縮機（10）が吐出する冷媒から潤滑油を分離して貯留する油分離器（80）と、上記油分離器（80）に貯留された潤滑油を上記圧縮機（10）に戻す通常油戻し通路（86）と、上記油分離器（80）に貯留された潤滑油を上記圧縮機（10）に戻す緊急油戻し通路（88）と、上記圧縮機（10）の油溜まり（18）における潤滑油中の冷媒濃度に対応する信号を出力する冷媒濃度センサ（19）と、上記緊急油戻し通路（88）に設けられた開閉弁（89）と、上記冷媒濃度センサ（19）の出力信号に基づいて上記開閉弁（89）を制御するコントローラ（6）とを有する。上記油分離器（80）は、上記通常油戻し通路（86）に接続されている通常油取出口（81）と、上記通常油取出口（81）より下に形成され、上記緊急油戻し通路（88）に接続されている緊急油取出口（82）とを有する。上記コントローラ（6）は、上記油溜まり（18）における潤滑油中の冷媒濃度が所定値より大きいことを上記冷媒濃度センサ（19）の出力信号が示す場合に、上記開閉弁（89）を開くように制御する。
【０００９】
第１の発明の冷凍装置においては、圧縮機（10）が冷媒濃度センサ（19）を有している。このため、運転状態から潤滑油中の冷媒濃度を推定する場合より正確に、油溜まり（18）における潤滑油中の冷媒濃度を知ることができる。油溜まり（18）における潤滑油中の冷媒濃度が所定値より大きい緊急時には、コントローラ（6）が冷媒濃度センサ（19）の出力に基づいて開閉弁（89）を開くので、油分離器（80）から圧縮機（10）へ潤滑油を即座に戻すことができる。圧縮機（10）へ潤滑油が戻ると、油溜まり（18）における潤滑油中の冷媒濃度が低下し、潤滑油の粘度が上昇する。つまり、この冷凍装置によると、潤滑油中の冷媒濃度を抑えることができ、潤滑油の粘度が低下し過ぎないようにすることができる。
【００１０】
油分離器（80）においては、緊急油戻し通路（88）に接続されている緊急油取出口（82）が、通常油戻し通路（86）に接続されている通常油取出口（81）より下に形成されている。このため、通常油取出口（81）からは取り出せないが緊急油取出口（82）からは取り出すことができる潤滑油を、緊急時用の潤滑油として確保することができる。したがって、緊急時には、この潤滑油を圧縮機に確実に戻すことができる。
【００１１】
第２の発明では、上記第１の発明において、上記圧縮機（10）は、冷媒が流入する吸入管（16）を有する。上記緊急油戻し通路（88）は、上記圧縮機（10）の上記吸入管（16）に接続されている。
【００１２】
第２の発明によると、緊急油戻し通路（88）が圧縮機（10）の吸入管（16）に接続されているので、油戻しのための開口を圧縮機（10）に設ける必要がなく、潤滑油を容易に圧縮機（10）に戻すことができる。
【００１３】
第３の発明では、上記第２の発明において、上記圧縮機（10）は、上記圧縮機（10）の高圧空間に潤滑油を吸い込む吸込部（28）を有する。上記通常油戻し通路（86）は、上記吸込部（28）に接続されている。
【００１４】
第３の発明によると、圧縮機（10）は、高圧空間に潤滑油を吸い込む吸込部（28）を有する。このため、通常油戻し通路（86）を流れる潤滑油を高圧空間に直接戻すことができる。潤滑油や冷媒が高圧空間に戻っても、圧縮機（10）の性能にはほとんど影響を及ぼさないので、通常油戻し通路（86）の潤滑油の流量を調節する機構を有する必要がない。したがって、低コスト化を図ることができる。
【００１５】
第４の発明では、上記第２の発明において、上記冷凍装置は、上記通常油戻し通路（86）に設けられた制御機構（87）を更に有する。上記通常油戻し通路（86）は、上記圧縮機（10）の上記吸入管（16）に接続されており、上記コントローラ（6）は、上記冷媒濃度センサ（19）の出力信号に基づいて上記通常油戻し通路(86)の潤滑油流量を制御する。
【００１６】
第４の発明によると、コントローラ（6）は、上記冷媒濃度センサ（19）の出力信号に基づいて、通常油戻し通路（86）の潤滑油流量を制御するので、油分離器（80）から圧縮機（10）へ通常油戻し通路（86）を用いて潤滑油を戻す制御の精度が高くなる。
【００１７】
第５の発明では、上記第１の発明において、上記圧縮機（10）は、上記圧縮機（10）の高圧空間に連通する油戻し口（14）を有し、上記緊急油戻し通路（88）は、上記油戻し口（14）に接続されており、上記油分離器（80）の上記緊急油取出口（82）は、上記油戻し口（14）より高い位置に配置されている。
【００１８】
第５の発明によると、潤滑油が、緊急油戻し通路（88）を通って、高圧の油分離器（80）から圧縮機（10）内の高圧空間に重力によって戻される。このため、油溜まり（18）の潤滑油の量が早く回復し、油溜まり（18）における潤滑油中の冷媒濃度を素早く低下させることができる。また、潤滑油が吸入側の低圧の空間に戻される場合に生じるような効率の低下が生じない。
【００１９】
第６の発明では、上記第５の発明において、上記圧縮機（10）は、上記圧縮機（10）の高圧空間に潤滑油を吸い込む吸込部（28）を有し、上記通常油戻し通路（86）は、上記吸込部（28）に接続されている。
【００２０】
第６の発明によると、圧縮機（10）は、高圧空間に潤滑油を吸い込む吸込部（28）を有する。このため、通常油戻し通路（86）を流れる潤滑油を高圧空間に直接戻すことができる。潤滑油や冷媒が高圧空間に戻っても、圧縮機（10）の性能にはほとんど影響を及ぼさないので、通常油戻し通路（86）の潤滑油の流量を調節する機構を有する必要がなく、低コスト化を図ることができる。
【００２１】
第７の発明では、上記第１の発明において、上記冷媒濃度センサ（19）は、静電容量式のセンサである。
【００２２】
第７の発明によると、冷媒濃度センサ（19）は、静電容量式のセンサであるので、圧縮機（10）の油溜まり（18）における潤滑油中の冷媒濃度に対応する信号を容易に得ることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本願発明によれば、潤滑油中の冷媒濃度を確実に抑えることができ、潤滑油の粘度が低下し過ぎないようにすることができる。したがって、圧縮機の潤滑をより確実に行うことができ、圧縮機及びこれを有する冷凍装置の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態に係る冷凍装置の冷媒回路の構成例を示す冷媒回路図である。
【図２】図１の圧縮機及び油分離器に関する配管系統図である。
【図３】図２の弁の制御に関するブロック図である。
【図４】本実施形態の変形例１に係る冷凍装置の圧縮機及び油分離器に関する配管系統図である。
【図５】エジェクタの構造例を示す縦断面図である。
【図６】本実施形態の変形例２に係る冷凍装置の圧縮機及び油分離器に関する配管系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図面において同じ参照番号で示された構成要素は、同一の又は類似の構成要素である。本明細書において、「流量」は単位時間当たりの量を示す。
【００２６】
図１は、本発明の実施形態に係る冷凍装置（100）の冷媒回路（1）の構成例を示す冷媒回路図である。冷凍装置（100）は、冷媒回路（1）を有し、冷媒回路（1）で冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う。図１の冷媒回路（1）は、蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路であって、圧縮機（10）と、油分離器（80）と、凝縮器（2）と、膨張弁（3）と、蒸発器（4）とを有している。冷媒回路（1）は、圧縮機（10）、油分離器（80）、凝縮器（2）、膨張弁（3）、及び蒸発器（4）がこの順に冷媒配管で接続された閉回路である。冷凍装置（100）は、空気調和装置等にも用いられる。
【００２７】
図２は、図１の圧縮機（10）及び油分離器（80）に関する配管系統図である。圧縮機（10）は、回転式圧縮機であって、例えば図２のようなスクロール圧縮機である。図２の圧縮機（10）は、ケーシング（15）と、圧縮機構（20）と、電動機（50）と、駆動軸（60）とを有している。ケーシング（15）の内部には、圧縮機構（20）、電動機（50）、及び駆動軸（60）等が収容されている。駆動軸（60）は、上下方向へ延びる姿勢で配置され、圧縮機構（20）と電動機（50）を連結している。
【００２８】
ケーシング（15）には、吸入管（16）と吐出管（17）が設けられている。吸入管（16）は、ケーシング（15）の頂部を貫通しており、ケーシング（15）内における圧縮機構（20）の上の上部空間（11）に開口している。吸入管（16）は蒸発器（4）に接続され、吸入管（16）には蒸発器（4）からの冷媒が流入する。吐出管（17）は、ケーシング（15）の側面を貫通しており、ケーシング（15）内における圧縮機構（20）の下の下部空間（12）に開口している。圧縮機構（20）は、低圧の上部空間（11）から吸い込んだ冷媒を圧縮して高圧の下部空間（12）へ吐出する。吐出管（17）は凝縮器（2）に接続されている。ケーシング（15）の底部には、潤滑油（例えば冷凍機油）が貯留されている。つまり、ケーシング（15）内には、油溜まり（18）が形成されている。
【００２９】
駆動軸（60）の内部には、その軸方向へ延びる給油通路が形成されている。この給油通路の下端には、給油ポンプが取り付けられている。給油ポンプは、例えばトロコイドポンプであるが、これには限られない。駆動軸（60）が回転すると、給油ポンプは油溜まり（18）から潤滑油を吸い込んで、給油通路に供給する。潤滑油は、圧縮機構（20）や、駆動軸（60）の軸受へ供給され、これらの潤滑に利用される。潤滑に利用された後、その潤滑油のほとんどは油溜まり（18）に戻る。
【００３０】
圧縮機（10）は、ケーシング（15）内に冷媒濃度センサ（19）を有している。冷媒濃度センサ（19）は、例えば、ケーシング（15）の底部に、圧縮機（10）の油溜まり（18）の潤滑油に浸されるように配置されている。冷媒濃度センサ（19）は、潤滑油面の高さの変化の影響を受けにくいように、冷媒濃度センサ（19）の高さが低くなるような向きに、低い位置に配置されるのが望ましい。冷媒濃度センサ（19）は、ケーシング（15）の底に接していてもよいし、接していなくてもよい。冷媒濃度センサ（19）は、油溜まり（18）における潤滑油中の冷媒濃度に対応する信号を出力する。冷媒濃度センサ（19）は、例えば静電容量式のセンサであって、２つの電極間の静電容量に対応する信号を出力する。潤滑油中の冷媒濃度に応じて電極間の静電容量が変化するので、冷媒濃度を測定することができる。
【００３１】
圧縮機構（20）で圧縮された冷媒は、吐出管（17）から吐出され、油分離器（80）に供給される。吐出された冷媒には潤滑油が混ざっている。油分離器（80）は、この冷媒から潤滑油を分離して貯留し、冷媒を凝縮器（2）に吐出する。貯留された潤滑油は、油分離器（80）内に油溜まり（85）を形成する。
【００３２】
冷凍装置（100）は、図２のように、通常油戻し通路（86）と、制御機構（87）と、緊急油戻し通路（88）と、開閉弁（89）とを有している。油分離器（80）は、通常油取出口（81）と、緊急油取出口（82）とを有している。通常油取出口（81）は、油分離器（80）の側面に貫通するように形成されている。緊急油取出口（82）は、通常油取出口（81）より下に、例えば油分離器（80）の底部に貫通するように形成されている。
【００３３】
通常油戻し通路（86）及び緊急油戻し通路（88）は、いずれも、油分離器（80）に貯留された潤滑油を圧縮機（10）に戻す。具体的には、通常油取出口（81）は、通常油戻し通路（86）の一端に接続されている。緊急油取出口（82）は、緊急油戻し通路（88）の一端に接続されている。通常油戻し通路（86）の他端は、例えば蒸発器（4）と吸入管（16）とを接続する配管を介して、吸入管（16）に接続されている。緊急油戻し通路（88）の他端も、例えば蒸発器（4）と吸入管（16）とを接続する配管を介して、吸入管（16）に接続されている。
【００３４】
制御機構（87）は、通常油戻し通路（86）に設けられており、開閉弁（89）は、緊急油戻し通路（88）に設けられている。制御機構(87)としては、例えば電動弁、又は電磁弁（開閉弁）が用いられる。電動弁又は電磁弁のみ、これらの弁のいずれかとキャピラリとの組み合わせ、又は、キャピラリのみによって、通常油戻し通路(86)の潤滑油流量が制御される。
【００３５】
図３は、図２の弁の制御に関するブロック図である。冷凍装置（100）は、コントローラ（6）を有する。コントローラ（6）は、冷媒濃度センサ（19）の出力信号に基づいて制御機構（87）及び開閉弁（89）を制御する。より具体的には、コントローラ（6）は、例えば、圧縮機（10）の油溜まり（18）の潤滑油中の冷媒濃度が大きいほど制御機構（87）としての電動弁の開度を大きくしたり、潤滑油中の冷媒濃度が基準値より大きい場合に制御機構（87）としての電磁弁を開にしたりして、通常油戻し通路(86)の潤滑油流量を大きくする。また、コントローラ（6）は、油溜まり（18）の潤滑油中の冷媒濃度が所定値より大きいことを冷媒濃度センサ（19）の出力信号が示す場合に、開閉弁（89）を開くように制御する。この所定値は基準値より大きい。油溜まり（18）の潤滑油中の冷媒濃度がこの所定値又はこれより十分に低い値に達すると、コントローラ（6）は開閉弁（89）を閉じる。
【００３６】
−運転動作−
冷凍装置（100）の動作について説明する。圧縮機（10）では、電動機（50）によって圧縮機構（20）が回転駆動される。圧縮機構（20）は、吸入管（16）から吸い込んだ冷媒を圧縮してケーシング（15）内へ吐出する。圧縮機（10）の運転中には、ケーシング（15）内の油溜まり（18）から圧縮機構（20）へ潤滑油が供給される。圧縮機構（20）へ供給された潤滑油は圧縮機構（20）の潤滑に利用されるが、その一部は圧縮後の冷媒と共にケーシング（15）の内部空間へ吐出される。圧縮機構（20）から冷媒と共に吐出された潤滑油は、電動機（50）の上下空間内、及び、電動機（50）の回転子と固定子の間に形成された隙間や、固定子とケーシング（15）の間に形成された隙間などを通過する間にその一部が冷媒から分離される。ケーシング（15）内で冷媒から分離された潤滑油は、油溜まり（18）へと流れ落ちてゆく。一方、冷媒から分離されなかった潤滑油は、冷媒と共に吐出管（17）を通って圧縮機（10）の外部へ流出してゆく。
【００３７】
油分離器（80）は、冷媒から潤滑油を分離して貯留し、冷媒を凝縮器（2）に吐出する。冷媒は、凝縮器（2）で放熱し、膨張弁（3）を通って蒸発器（4）へ流入する。蒸発器（4）では、流入した冷媒が周囲の空気から吸熱して蒸発し、空気が冷却される。蒸発器（4）から出た低圧冷媒は、圧縮機（10）の吸入管（16）へ流入する。
【００３８】
ケーシング（15）内に液相の冷媒が流入すると、それに伴って油溜まり（18）における潤滑油中の冷媒濃度が上昇する。コントローラ（6）は、冷媒濃度センサ（19）の出力信号に基づいて、例えば、圧縮機（10）の油溜まり（18）の潤滑油中の冷媒濃度が大きいほど制御機構（87）としての電動弁の開度を大きくしたり、潤滑油中の冷媒濃度が基準値より大きい場合に制御機構（87）としての電磁弁を開にする。油分離器（80）には、圧縮機（10）から高圧の冷媒が流入し、油分離器（80）の内部は高圧になっている。圧縮機（10）の吸入管（16）は、圧縮機（10）の低圧の上部空間（11）に連通している。したがって、制御機構（87）としての電動弁や電磁弁が開くと、油分離器（80）の油溜まり（85）の潤滑油は、通常油戻し通路（86）を通って圧縮機（10）の吸入管（16）へ流入する。
【００３９】
油溜まり（18）の潤滑油中の冷媒濃度が所定値より大きい時には、潤滑油の粘度が低下しているので、油分離器（80）の潤滑油を圧縮機（10）に緊急に戻す必要がある。このような時には、コントローラ（6）は、冷媒濃度センサ（19）の出力信号に基づいて、開閉弁（89）を開く。すると、油分離器（80）の油溜まり（85）の潤滑油は、緊急油戻し通路（88）を通って圧縮機（10）の吸入管（16）へ流入する。すると、圧縮機（10）の油溜まり（18）における潤滑油の割合が増加し、冷媒濃度が低下して、潤滑油の粘度が上昇する。
【００４０】
−効果−
本実施形態では、圧縮機（10）が冷媒濃度センサ（19）を有している。このため、より正確に、油溜まり（18）における潤滑油中の冷媒濃度を知ることができる。油溜まり（18）における潤滑油中の冷媒濃度が所定値より大きい緊急時には、コントローラ（6）が冷媒濃度センサ（19）の出力に基づいて開閉弁（89）を開くので、油分離器（80）から圧縮機（10）へ潤滑油を即座に戻すことができる。圧縮機（10）へ潤滑油が戻ると、油溜まり（18）における潤滑油中の冷媒濃度が低下し、潤滑油の粘度が上昇する。つまり、本実施形態の冷凍装置によると、潤滑油中の冷媒濃度を確実に抑えることができ、潤滑油の粘度が低下し過ぎないようにすることができる。
【００４１】
また、コントローラ（6）が、冷媒濃度センサ（19）の出力に基づいて制御機構（87）としての電動弁や電磁弁を制御する。このため、油分離器（80）から圧縮機（10）へ通常油戻し通路（86）を用いて潤滑油を戻す制御の精度が高くなる。
【００４２】
油分離器（80）においては、緊急油戻し通路（88）に接続されている緊急油取出口（82）が、通常油戻し通路（86）に接続されている通常油取出口（81）より下に形成されている。このため、通常油取出口（81）からは取り出せないが緊急油取出口（82）からは取り出すことができる潤滑油を、緊急時用の潤滑油として確保することができ、緊急時には、この潤滑油を圧縮機（10）に確実に戻すことができる。
【００４３】
このように、本実施形態によると、潤滑油の粘度が低下し過ぎないようにすることができる。その結果、圧縮機（10）の潤滑をより確実に行うことができ、圧縮機（10）及びこれを有する冷凍装置（100）の信頼性を向上させることができる。
【００４４】
変形例１
図４は、本実施形態の変形例１に係る冷凍装置(100)の圧縮機（10）及び油分離器（80）に関する配管系統図である。圧縮機（10）は、潤滑油を吸い込む油吸込口（13）を有する。図４の装置においては、通常油戻し通路（86）が、吸入管（16）ではなく油吸込口（13）に接続され、制御機構（87）が省略されている。また、圧縮機（10）は、圧縮機（10）の高圧空間に潤滑油を吸い込む吸込部としてのエジェクタ（28）を有している。変形例１に係る冷凍装置(100)は、その他の点は、図１及び図２を参照して説明した実施形態の冷凍装置（100）とほぼ同様に構成されている。
【００４５】
図５は、エジェクタ（28）の構造例を示す縦断面図である。エジェクタ（28）は、例えば圧縮機（10）内のハウジング（25）の一部を構成している。通常油戻し通路（86）は、油吸込口（13）を介してエジェクタ（28）の接続部（28C）に接続されており、通常油戻し通路（86）は、接続部（28C）の連通路（28D）に連通している。
【００４６】
図５に示すように、エジェクタ（28）では、圧縮機構（20）から吐出された高圧の冷媒が内部流路（28E）に流入する。内部流路（28E）に流入した冷媒は、ノズル部（28A）において圧力エネルギの一部が速度エネルギに変換され、圧力が低下すると共に加速されてノズル部（28A）から噴射される。このようなノズル部（28A）における冷媒の圧力低下によって、通常油戻し通路（86）の潤滑油が接続部（28C）の連通路（28D）を介して内部流路（28E）に吸引される。つまり、通常油戻し通路（86）の潤滑油が、ノズル部（28A）から噴射される冷媒に吸引されて合流する。合流した冷媒と潤滑油は、その速度エネルギの一部が拡径部（28B）において圧力エネルギに変換され、減速すると共に圧力が上昇して、エジェクタ（28）から下部空間（12）に流出する。
【００４７】
油溜まり（18）における潤滑油中の冷媒濃度が所定値より大きい緊急時には、図２の冷凍装置（100）と同様に、コントローラ（6）が冷媒濃度センサ（19）の出力に基づいて開閉弁（89）を開く。このため、油分離器（80）から圧縮機（10）へ潤滑油を即座に戻すことができ、圧縮機（10）及び冷凍装置（100）の信頼性を向上させることができる。
【００４８】
なお、エジェクタ（28）に代えてポンプ等を吸込部として用いて、通常油戻し通路（86）の潤滑油を圧縮機（10）の下部空間（12）に戻すようにしてもよい。
【００４９】
このように、図４の変形例１によると、通常油戻し通路（86）を流れる潤滑油が圧縮機（10）内の高圧の下部空間（12）に直接戻される。多量の潤滑油や冷媒が下部空間（12）に戻っても、圧縮機（10）の性能にはほとんど影響を及ぼさないので、通常油戻し通路（86）の潤滑油の流量を調節する制御機構（87）が不要となる。また、エジェクタ（28）を設ける場合には、ポンプ等の昇圧手段を設ける必要がない。したがって、低コストで、油分離器（80）の潤滑油を圧縮機（10）に適切に戻すことができる。更に、潤滑油が、高圧の油分離器（80）から圧縮機（10）内の高圧の下部空間（12）に戻されるので、吸入側の過熱度に影響を与えず、容積効率の低下が生じない。このため、高効率運転と信頼性の向上とを両立させることができる。
【００５０】
変形例２
図６は、本実施形態の変形例２に係る冷凍装置(100)の圧縮機（10）及び油分離器（80）に関する配管系統図である。圧縮機（10）は、圧縮機（10）の高圧空間である下部空間（12）に連通する油戻し口（14）を有する。図６の装置においては、緊急油戻し通路（88）が、吸入管（16）ではなく、油戻し口（14）に接続されている。油分離器（80）の緊急油取出口（82）は、油戻し口（14）より高い位置に配置されている。変形例２に係る冷凍装置(100)は、その他の点は、図４を参照して説明した変形例１の冷凍装置(100)とほぼ同様に構成されている。
【００５１】
図６の変形例２によると、油溜まり（18）における潤滑油中の冷媒濃度が所定値より大きい緊急時には、潤滑油が、緊急油戻し通路（88）を通って、高圧の油分離器（80）から圧縮機（10）内の高圧の下部空間（12）に重力によって戻される。下部空間（12）に戻った潤滑油は、すぐに油溜まり（18）に加わるので、油溜まり（18）の潤滑油の量が早く回復し、油溜まり（18）における潤滑油中の冷媒濃度を素早く低下させることができる。また、潤滑油が高圧の空間に戻されるので、潤滑油が吸入側の低圧の空間に戻される場合に生じるような効率の低下が、緊急時であっても生じない。このため、高効率運転と信頼性の向上とを両立させることができる。
【００５２】
本発明の多くの特徴及び優位性は、記載された説明から明らかであり、よって添付の特許請求の範囲によって、本発明のそのような特徴及び優位性の全てをカバーすることが意図される。更に、多くの変更及び改変が当業者には容易に可能であるので、本発明は、図示され記載されたものと全く同じ構成及び動作に限定されるべきではない。したがって、全ての適切な改変物及び等価物は本発明の範囲に入るものとされる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
以上説明したように、本発明は、油分離器を有する冷凍装置等について有用である。
【符号の説明】
【００５４】
１  冷媒回路
６  コントローラ
１０  圧縮機
１４  油戻し口
１６  吸入管
１８  油溜まり
１９  冷媒濃度センサ
２０  圧縮機構
２８  エジェクタ（吸込部）
８０  油分離器
８１  通常油取出口
８２  緊急油取出口
８６  通常油戻し通路
８７  制御機構
８８  緊急油戻し通路
８９  開閉弁
１００  冷凍装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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