(57)【要約】  圧縮機の冷媒吐出側に設けられ、冷媒と冷凍機油とを分離する油分離器と、油分離器に接続され、冷凍機油を貯留する油貯留部と、冷凍機油の流量を調整する流量調整装置を含み、油貯留部から溢れた油を圧縮機内に戻すように油貯留部及び圧縮機の吸入側に接続された第１の返油部と、開閉が切り替えられる第１の開閉装置を含み、一端が第１の返油部と油貯留部との接続位置よりも下部に位置するように油貯留部に接続され、他端が圧縮機の冷媒吸入側に接続され、油貯留部に貯留された冷凍機油を圧縮機に戻す第２の返油部と、圧縮機を起動する場合に第１の開閉装置を開とし、油貯留部に貯留された冷凍機油を圧縮機に戻した後に第１の開閉装置を閉とする制御装置と、を備えたものである。
2016121184.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、凝縮器、絞り装置及び蒸発器を含む冷媒回路を備えた冷凍サイクル装置において、
前記圧縮機の冷媒吐出側に設けられ、冷媒と冷凍機油とを分離する油分離器と、
前記油分離器に接続され、冷凍機油を貯留する油貯留部と、
冷凍機油の流量を調整する流量調整装置を含み、油貯留部から溢れた油を圧縮機内に戻すように前記油貯留部及び前記圧縮機の吸入側に接続された第１の返油部と、
開閉が切り替えられる第１の開閉装置を含み、一端が前記第１の返油部と前記油貯留部との接続位置よりも下部に位置するように前記油貯留部に接続され、他端が前記圧縮機の冷媒吸入側に接続され、前記油貯留部に貯留された冷凍機油を前記圧縮機に戻す第２の返油部と、
前記圧縮機を起動する場合に前記第１の開閉装置を開とし、前記油貯留部に貯留された冷凍機油を前記圧縮機に戻した後に前記第１の開閉装置を閉とする制御装置と、
を備えた
冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記油分離器と前記油貯留部を接続する返油管を備え、
前記油貯留部は、
冷凍機油を貯留する貯留容器と、
一端が前記貯留容器の上部に接続され、他端が前記返油管と前記第１の返油部とに接続され、前記貯留容器の上部から前記第１の返油部にかけて下側から上側に延びるように形成された接続管とを含む
請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記接続管に設けられた第２の開閉装置をさらに含む
請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記第１の返油部及び前記第２の返油部とともに前記圧縮機の吸入側に接続されたアキュムレータと、
一端が前記返油管のうち前記接続管と前記第１の返油部との接続位置よりも前記油分離器側に接続され、他端が前記アキュムレータに接続されたアキュムレータ接続管とをさらに備え、
前記アキュムレータ接続管には、
前記圧縮機を起動する場合に開かれる第３の開閉装置が設けられた
請求項２又は３に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記油分離器と前記油貯留部を接続する上流側返油管を備え、
前記油貯留部は、
冷凍機油を貯留する貯留容器を含み、
前記第１の返油部は、
前記流量調整装置が設けられ、前記貯留容器と前記圧縮機の吸入側とを接続する下流側返油管を含む
請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記上流側返油管に設けられ、前記圧縮機を起動する場合に開かれる第２の開閉装置と、
前記下流側返油管に設けられ、前記圧縮機を起動する場合に開かれる第４の開閉装置とをさらに含む
請求項５に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
前記第１の返油部及び前記第２の返油部とともに前記圧縮機の吸入側に接続されたアキュムレータと、
一端が前記上流側返油管のうち前記第２の開閉装置の接続位置よりも前記油分離器側に接続され、他端が前記アキュムレータに接続されたアキュムレータ接続管とをさらに備え、
前記アキュムレータ接続管には、
前記圧縮機を起動する場合に開かれる第３の開閉装置が設けられた
請求項５又は６に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項８】
前記制御装置は、
前記圧縮機の起動する場合に前記第２の開閉装置を開とする
請求項３、６、７、請求項３に従属する請求項４のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項９】
前記制御装置は、
前記圧縮機を起動させて前記第１の開閉装置及び前記第２の開閉装置を開いた後に、前記第１の開閉装置を閉とする
請求項８に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１０】
前記制御装置は、
前記圧縮機の停止時には前記第２の開閉装置を閉とする
請求項８又は９に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１１】
前記制御装置は、
前記圧縮機の起動する場合に前記第３の開閉装置を開としてから、前記第１の開閉装置及び前記第２の開閉装置を開とし、前記第３の開閉装置を閉とする
請求項４又は７に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１２】
前記制御装置は、
前記第１の開閉装置及び前記第２の開閉装置を開とし、前記第３の開閉装置を閉とした後に、前記第１の開閉装置を閉とする
請求項１１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１３】
前記制御装置は、
前記圧縮機の停止時には前記第２の開閉装置及び前記第３の開閉装置を閉とする
請求項１１又は１２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１４】
前記油貯留部を加温するヒーターをさらに備え、
前記制御装置は、
前記圧縮機を起動する前に、前記ヒーターを駆動し、前記第２の開閉装置を開く
請求項１０又は１３に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１５】
前記圧縮機の吐出側と前記油分離器とを接続する吐出管をさらに備え、
前記吐出管は、
前記油貯留部の外周面に接触するように形成されている
請求項１〜１４のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１６】
前記油貯留部は、
らせん状に形成された配管を含む
請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍サイクル装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷凍サイクル装置は、たとえば、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機を備えている。圧縮機が、たとえば、ロータリー圧縮機等の場合には、回転するピストン及びピストンを収容するシリンダを含む圧縮機構部を備えている。圧縮機構部では、ピストンとシリンダとが摺動するため、摩擦によってピストン及びシリンダが摩耗してしまう。このため、圧縮機内には、ピストン及びシリンダの摩擦を抑制する冷凍機油が貯留されている。【０００３】
ここで、圧縮機は、運転していると、冷媒とともに吐出配管を介して冷凍機油が流出してしまう。冷凍機油が圧縮機から流出すると、冷凍サイクル装置の冷媒回路を構成する配管及び熱交換器等といった各構成要素内に留まってしまう。このように、圧縮機内の冷凍機油が流出すると、圧縮機内の冷凍機油が不足し、圧縮機構部の潤滑不良になる可能性がある。【０００４】
冷凍サイクル装置には、圧縮機の圧縮機構部の潤滑不良を防ぐために、吐出した冷凍機油を油分離器で分離して圧縮機の吸入側に戻す機構を用いているものが提案されている。ここで、圧縮機を起動した直後は、圧縮機から流出してしまう冷凍機油の量が、連続運転時よりも増大する。これは、圧縮機を起動した直後は、圧縮機中の液冷媒が急激に気化して発泡し、冷媒とともに冷凍機油が流出してしまうからである。
なお、連続運転時とは、たとえば、圧縮機を起動した直後ではなく、圧縮機を起動した後に予め設定された時間が経過して圧縮機の運転が安定化したときを指している。冷凍サイクル装置に油分離器を設けても、油分離器の内部に冷凍機油が溢れ、冷媒を流す管から冷凍機油が流出してしまうことが想定される。【０００５】
そこで、従来の冷凍サイクル装置には、連続運転時に開通している返油管路と、油分離器下部に取り付けられ、起動時に開通する返油管とを油分離器に接続した冷凍サイクル装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の冷凍サイクル装置では、前述した返油管路及び返油管を備えたため、起動前に油分離器内に貯留していた油が、起動直後に圧力差により吸入側に戻りやすくなっており、圧縮機内の潤滑油の不足を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１０８４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
圧縮機を起動する場合において油分離器に貯留された冷凍機油を戻す構成では、油分離器に貯留された冷凍機油の量が多いと、その分、油分離器に流れ込んでくる冷媒によって油面が波立ちやすくなる。油面が波立つと、油分離器内の冷凍機油が飛散し、冷媒とともに油分離器から流出してしまうことに繋がる。このように、圧縮機を起動する場合において油分離器に貯留された冷凍機油を戻す構成では、冷媒とともに油分離器から冷凍機油が流出し、油分離効率が低減してしまうという課題がある。【０００８】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、圧縮機を起動する場合に冷凍機油を戻す構成を採用しても、油分離器における油分離効率が低減してしまうことを抑制する冷凍サイクル装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機、凝縮器、絞り装置及び蒸発器を含む冷媒回路を備えた冷凍サイクル装置において、圧縮機の冷媒吐出側に設けられ、冷媒と冷凍機油とを分離する油分離器と、油分離器に接続され、冷凍機油を貯留する油貯留部と、冷凍機油の流量を調整する流量調整装置を含み、油貯留部から溢れた油を圧縮機内に戻すように油貯留部及び圧縮機の吸入側に接続された第１の返油部と、開閉が切り替えられる第１の開閉装置を含み、一端が第１の返油部と油貯留部との接続位置よりも下部に位置するように油貯留部に接続され、他端が圧縮機の冷媒吸入側に接続され、油貯留部に貯留された冷凍機油を圧縮機に戻す第２の返油部と、圧縮機を起動する場合に第１の開閉装置を開とし、油貯留部に貯留された冷凍機油を圧縮機に戻した後に第１の開閉装置を閉とする制御装置と、を備えたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る冷凍サイクル装置によれば、油分離器とは別に冷凍機油を貯留する油貯留部を備えているので、圧縮機を起動する場合に冷凍機油を戻す構成を採用しても、油分離器における油分離効率が低減してしまうことを抑制する冷凍サイクル装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ１】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００の概略構成図を示すものである。
【図１Ａ２】接続管１１の構成例などについての説明図である。
【図１Ｂ】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００の変形例１（冷凍サイクル装置１０１）である。
【図１Ｃ】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００の変形例２（冷凍サイクル装置１０２）である。
【図１Ｄ】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００の変形例３（冷凍サイクル装置１０３）である。
【図１Ｅ】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００の変形例４（冷凍サイクル装置１０４）である。
【図１Ｆ】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００の変形例５である。
【図１Ｇ】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００の制御フローチャートの一例である。
【図１Ｈ】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１０１の制御フローチャートの一例である。
【図１Ｉ】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１０２の制御フローチャートの一例である。
【図１Ｊ】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１０４の制御フローチャートの一例である。
【図２Ａ】本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置２００の概略構成図を示すものである。
【図２Ｂ】本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置２００の変形例１（冷凍サイクル装置２０１）である。
【図２Ｃ】本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置２００の変形例２（冷凍サイクル装置２０２）である。
【図２Ｄ】本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置２００の変形例３である。
【図２Ｅ】本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置２００の制御フローチャートの一例である。
【図２Ｆ】本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置２０１の制御フローチャートの一例である。
【図２Ｇ】本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置２０２の制御フローチャートの一例である。
【図２Ｈ】本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置２０４の制御フローチャートの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１Ａ１は、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置１００の概略構成図を示すものである。図中の各構成要素を結ぶ実線は配管を示している。図中の矢印は冷凍サイクル装置１００が動作中における流体の流れを示しており、細い実線及び破線は冷媒の流れを示している。細い実線の矢印及び破線の矢印とは、暖房と冷房といったように運転が切り替えられて、冷媒の流れ方向が変わったことを示している。また、太い実線の矢印は、冷媒ガスを含む冷凍機油の流れを示している。
【００１３】
［冷凍サイクル装置１００の構成説明］
本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００について説明する。本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００は、たとえば、空気調和装置、冷蔵庫、冷凍機、自動販売機、給湯器等に対応する構成である。
【００１４】
冷凍サイクル装置１００は、吸入した冷媒を圧縮して吐出する圧縮機１と、冷媒流路を切り替える冷媒流路切替装置３と、凝縮器又は蒸発器として機能する第１熱交換器４と、蒸発器又は凝縮器として機能する第２熱交換器６と、冷媒を減圧させる絞り装置５と、余剰冷媒を貯留するアキュムレータ７とを備えている。
本実施の形態１において、冷媒流路切替装置３、第１熱交換器４、第２熱交換器６、絞り装置５及びこれらを接続する冷媒配管等によって、冷媒主管路２が構成されている。
【００１５】
圧縮機１は、冷媒吐出側が油分離器８に接続され、冷媒吸入側がアキュムレータ７及び後述する第１の返油部Ｓ１及び第２の返油部Ｓ２に接続されている。圧縮機１は、たとえば、回転数を制御することができるインバーター圧縮機などで構成することができる。
冷媒流路切替装置３は、たとえば、四方弁などで構成することができるものである。ここで、第１熱交換器４が室外機などに搭載される熱源側熱交換器であり、第２熱交換器６が室内機などに搭載される利用側熱交換器であるとする。この場合には、冷媒流路切替装置３は、暖房運転時には、油分離器８と第２熱交換器６とを接続するとともに、第１熱交換器４とアキュムレータ７とを接続するように切り替えられる。また、冷媒流路切替装置３は、冷房運転時には、油分離器８と第１熱交換器４とを接続するとともに、第２熱交換器６とアキュムレータ７とを接続するように切り替えられる。
【００１６】
第１熱交換器４及び第２熱交換器６は、たとえば、複数並列に配置された板状のフィンと、このフィンに接続される伝熱管とを備えたフィンチューブ型熱交換器で構成することができる。第１熱交換器４は、一方が冷媒流路切替装置３に接続され、他方が絞り装置５の一方に接続されている。第２熱交換器６は、一方が冷媒流路切替装置３に接続され、他方が絞り装置５の他方に接続されている。
絞り装置５は、冷媒を減圧させる機構を備えているものであり、たとえば、膨張弁及びキャピラリーチューブなどで構成することができる。絞り装置５は、一方が第１熱交換器４に接続され、他方が第２熱交換器６に接続されている。
アキュムレータ７は、冷凍サイクル装置１００の冷媒回路中の余剰冷媒を貯留するものである。アキュムレータ７は、冷媒流入側が冷媒流路切替装置３を介して第１熱交換器４又は第２熱交換器６に接続され、冷媒流出側が圧縮機１の冷媒吸入側に接続されている。
【００１７】
冷凍サイクル装置１００は、圧縮機１の冷媒吐出側に設けられ、冷媒と冷凍機油とを分離する油分離器８と、後述する第１の返油部Ｓ１に接続され、第１の返油部Ｓ１を介して油分離器８から供給される冷凍機油を貯留する油貯留部１２とを備えている。
油貯留部１２は、冷凍機油を貯留する貯留容器１２Ａと、貯留容器１２Ａの上部と後述する第１の返油部Ｓ１とを接続し、貯留容器１２Ａの上部から第１の返油部Ｓ１にかけて下側から上側に延びるように形成された接続管１１とを含むものである。貯留容器１２Ａは、たとえば、上部に接続管１１が接続され、下部の側面に接続管１３が接続されているものである。
接続管１１は、上端が第１の返油部Ｓ１の返油管９に接続され、下端が貯留容器１２Ａに接続されている。接続管１１の内径は、たとえば、返油管９よりも大きく設定されているとよい。具体的には、接続管１１の内径は、上端から下端の圧力差がない状態で、重力により冷凍機油が貯留容器１２Ａ側に流れて冷媒ガスが返油管９側に流れるほど、表面張力の作用が弱くなるように大きく設定されているとよい。
接続管１１は、貯留容器１２Ａの上部との接続位置から返油管９との接続位置にかけて、下側から上側に延びるように形成され、その内径も大きく設定されているものである。これにより、接続管１１内の冷凍機油は、重量の作用によって油貯留部１２に流入しやすくなっている。油貯留部１２では、貯留容器１２Ａ内の冷凍機油が溢れると、接続管１１に冷凍機油が貯留される。このため、接続管１１は、配管状部材であるが、冷凍機油を貯留する機能も果たしている。なお、接続管１１は、たとえば、図１Ａ２（ｂ）に示すように、Ｕ字状に曲げ形成された構成は採用していない。返油管９における管路では、圧力差の作用ではなく、重力の作用によって冷凍機油が流れる。このため、図１Ａ２（ｂ）のような構成であると、冷凍機油が詰まってしまう場合がある。これを回避するために、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００の接続管１１は、貯留容器１２Ａの上部との接続位置から返油管９との接続位置にかけて、下側から上側に延びるように形成されているものである。なお、接続管１１は、図１Ａ２（ａ）に示すように直線状であってもよいし、たとえば蛇行等して湾曲部分が形成されていてもよい。
【００１８】
冷凍サイクル装置１００は、冷凍機油の流量を調整する流量調整装置１０を含み、油分離器内の冷凍機油が圧縮機１に戻るように油分離器８及び圧縮機１に吸入側に接続された第１の返油部Ｓ１を備えている。第１の返油部Ｓ１の流量調整装置１０は、返油管９に接続されている。本実施の形態１において、第１の返油部Ｓ１は、流量調整装置１０を含む構成である。そして、この第１の返油部Ｓ１には、返油管９が接続されている。
流量調整装置１０は、たとえば、毛細管で構成することができる。流量調整装置１０は、返油管９のうちの接続管１１との接続位置よりも下流側に設けられている。すなわち、流量調整装置１０は、返油管９のうちの接続管１１との接続位置よりも圧縮機１の冷媒吸入側に設けられている。
返油管９は、一端が油分離器８に接続され、他端が圧縮機１の冷媒吸入側及びアキュムレータ７の冷媒流出側に接続されている配管である。返油管９の途中には、接続管１１が接続されている。返油管９には、油分離器８に貯留された冷凍機油の戻り量が調整されるように、流量調整装置１０が設けられている。返油管９は、流量調整装置１０よりも油分離器８側に接続管１１が接続されている。
【００１９】
冷凍サイクル装置１００は、開閉が切り替えられる第１の開閉装置１４を含み、一端が油貯留部１２に接続され、他端が圧縮機１の冷媒吸入側に接続され、油貯留部１２に貯留された冷凍機油を圧縮機１に戻す第２の返油部Ｓ２を備えている。第２の返油部Ｓ２の第１の開閉装置１４は、接続管１３に接続されている。本実施の形態１において、第２の返油部Ｓ２は、接続管１３及び第１の開閉装置１４を含む構成である。
第１の開閉装置１４は、たとえば、電磁弁で構成することができる。第１の開閉装置１４は、圧縮機１を起動する場合に開とされる。
接続管１３は、一端が貯留容器１２Ａに接続され、他端が圧縮機１の冷媒吸入側及びアキュムレータ７の冷媒流出側に接続されている配管である。接続管１３は、油貯留部１２の貯留容器１２Ａと第１の返油部Ｓ１との接続位置よりも下部に位置するように、油貯留部１２の貯留容器１２Ａに接続されている。すなわち、貯留容器１２Ａと第１の返油部Ｓ１との接続位置よりも、貯留容器１２Ａと接続管１３との接続位置の方が下である。冷凍サイクル装置１００の冷媒回路では、返油管９の他端と接続管１３の他端とアキュムレータ７の冷媒流出側とは、圧縮機１の冷媒吸入側で合流するように構成されている。
【００２０】
冷凍サイクル装置１００は、圧縮機１を起動する場合に第１の開閉装置１４を開とする制御装置２５を備えている。制御装置２５は、たとえば、圧縮機１の運転、停止を含めた回転数の制御と、絞り装置５の開度の制御と、冷媒流路切替装置３の切替制御と、第１の開閉装置１４の開閉の制御とを実行する。また、制御装置２５は、たとえば、計時機能を備えており、予め設定されたタイミングで圧縮機１の運転をしたり、第１の開閉装置１４の開閉を制御したりすることができるようになっている。
【００２１】
［圧縮機１の起動のタイミング］
図１Ｇは、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００の制御フローチャートの一例である。図１Ｇに示すように、冷凍サイクル装置１００の制御には、圧縮機１を起動する場合における３つの条件がある。図１Ｇ（ａ）が条件１を示し、図１Ｇ（ｂ）が条件２を示し、図１Ｇ（ｃ）が条件３を示している。
【００２２】
まず、図１Ｇ（ａ）を参照して条件１に係る制御フローチャートについて説明する。
制御装置２５は、圧縮機１を起動する（ステップＡ１）。制御装置２５は、予め設定された時間Ｘ１が経過したか否かを判定する（ステップＡ２）。予め設定された時間Ｘ１が経過したと判定した場合にはステップＡ３に移行する。予め設定された時間Ｘ１が経過していないと判定した場合にはステップＡ２を繰り返す。制御装置２５は、第１の開閉装置１４を開く（ステップＡ３）。制御装置２５は、予め設定された時間Ｘ２が経過したか否かを判定する（ステップＡ４）。予め設定された時間Ｘ２が経過したと判定した場合にはステップＡ５に移行する。予め設定された時間Ｘ２が経過していないと判定した場合にはステップＡ４を繰り返す。制御装置２５は、第１の開閉装置１４を閉じる（ステップＡ５）。制御装置２５は、後述する連続運転を実行する（ステップＡ６）。制御装置２５は、圧縮機１を停止する（ステップＡ７）。
このように、条件１に係る制御では、圧縮機１を起動し、予め設定された時間Ｘ１が経過してから、第１の開閉装置１４を開く。これは、圧縮機１の起動直後においては、圧縮機１内の冷媒の気化による冷凍機油の発泡が生じやすく、冷凍機油が流出しやすいことを考慮したものである。
【００２３】
次に、図１Ｇ（ｂ）を参照して条件２に係る制御フローチャートについて説明する。
制御装置２５は、圧縮機１を起動する（ステップＢ１）。制御装置２５は、第１の開閉装置１４を開く（ステップＢ２）。制御装置２５は、予め設定された時間Ｙが経過したか否かを判定する（ステップＢ３）。予め設定された時間Ｙが経過したと判定した場合にはステップＢ４に移行する。予め設定された時間Ｙが経過していないと判定した場合にはステップＢ３を繰り返す。制御装置２５は、第１の開閉装置１４を閉じる（ステップＢ４）。制御装置２５は、連続運転を実行する（ステップＢ５）。制御装置２５は、圧縮機１を停止する（ステップＢ６）。
このように、条件２に係る制御では、圧縮機１を起動した後に、予め設定された時間Ｘ１の経過を待たず、第１の開閉装置１４を開く。圧縮機１内で冷凍機油が枯渇している状態では、そもそも圧縮機１内から流出する冷凍機油の量が少ない。そこで、条件２では、冷凍機油が枯渇している状態において、敢えて、圧縮機１を起動してから直ぐに第１の開閉装置１４を開き、圧縮機１を潤滑する。
【００２４】
さらに、図１Ｇ（ｃ）を参照して条件３に係る制御フローチャートについて説明する。
制御装置２５は、第１の開閉装置１４を開く（ステップＣ１）。制御装置２５は、予め設定された時間Ｚ１が経過したか否かを判定する（ステップＣ２）。予め設定された時間Ｚ１が経過したと判定した場合にはステップＣ３に移行する。予め設定された時間Ｚ１が経過していないと判定した場合にはステップＣ２を繰り返す。制御装置２５は、圧縮機１を起動する（ステップＣ３）。制御装置２５は、予め設定された時間Ｚ２が経過したか否かを判定する（ステップＣ４）。予め設定された時間Ｚ２が経過したと判定した場合にはステップＣ５に移行する。予め設定された時間Ｚ２が経過していないと判定した場合にはステップＣ４を繰り返す。制御装置２５は、第１の開閉装置１４を閉じる（ステップＣ５）。制御装置２５は、後述する連続運転を実行する（ステップＣ６）。制御装置２５は、圧縮機１を停止する（ステップＣ７）。
このように、条件３に係る制御では、条件１及び条件２とは、圧縮機１を起動するタイミングと、第１の開閉装置１４を開くタイミングとの順序が逆になっている。確かに、圧縮機１を起動していないと、冷媒が循環しないので冷凍機油も圧縮機１に戻しにくい。しかし、実際には、圧縮機１が停止していても冷媒回路に残圧が生じている。このため、冷凍機油には、圧縮機１に戻ろうとする圧力がかかっている場合がある。そこで、条件３では、敢えて、圧縮機１を起動する前に第１の開閉装置１４を開いておき、圧縮機１を潤滑する。
【００２５】
制御装置２５は、圧縮機１を起動する場合に第１の開閉装置１４を開とする。ここで、圧縮機１を起動する場合の時間的な条件について説明する。
（条件１）制御装置２５は、図１Ｇ（ａ）に示すように、圧縮機１を起動してから予め設定された時間が経過してから、第１の開閉装置１４を開とする。なお、この予め設定された時間Ｘ１は、圧縮機１内の冷媒の気化による油面の発泡が収まるまでの時間に設定されている（ステップＡ２参照）。圧縮機１の起動直後は、圧縮機１の内部の液冷媒が気化して油面が発泡し、冷凍機油の吐出量が非常に多くなる。このため、油面が発泡した状態で冷凍機油を圧縮機１に戻してもすぐに出て行ってしまう可能性がある。また、冷凍機油は、液冷媒より比重が小さいため、油濃度が高い部分が圧縮機１内の液面上部（発泡している側）に集まってしまいやすく、圧縮機１の起動直後に冷凍機油を戻しても、すぐ圧縮機１から流出してしまうということである。そこで、制御装置２５は、予め設定された時間Ｘ１が経過してから第１の開閉装置１４を開とする。これにより、戻した冷凍機油が圧縮機１から流出してしまうことを抑制することができる。
【００２６】
（条件２）制御装置２５は、図１Ｇ（ｂ）に示すように、圧縮機１の起動直後、すなわち、圧縮機１の起動とともに第１の開閉装置１４を開とする。
圧縮機１内に冷凍機油が枯渇しており、少しでも早く、濃い冷凍機油を圧縮機１に戻し、圧縮機構部を潤滑したい場合もある。そこで、制御装置２５は、圧縮機１の起動とともに第１の開閉装置１４を起動してもよい。たとえば、条件１で述べたような圧縮機１から冷凍機油が流出することがない状況下では、条件２を採用してもよい。
【００２７】
（条件３）制御装置２５は、図１Ｇ（ｃ）に示すように、第１の開閉装置１４を開としてから予め設定された時間が経過してから、圧縮機１を開とする。
圧縮機１内に起動時に必要な冷凍機油が不足しており、起動前に、濃い冷凍機油を圧縮機１に戻し、圧縮機構部を潤滑したい場合もある。そこで、制御装置２５は、圧縮機１の起動前に第１の開閉装置１４を起動してもよい。たとえば、圧縮機１が停止している場合であっても、圧縮機１の吐出側及び油分離器８内の残圧等が、圧縮機１の吸入側の残圧より高く、圧力差及び重力落下等の作用で、油貯留部１２から第２の返油部Ｓ２を通して油を圧縮機１内に戻すことが可能な冷凍サイクル装置１００であれば、条件３を採用してもよい。
【００２８】
［冷凍サイクル装置１００の動作説明］
次に、冷凍サイクル装置１００の動作を説明する。ここでは、制御装置２５が条件１で動作する場合を一例に説明する。すなわち、圧縮機１の起動とともに第１の開閉装置１４を開とせず、予め設定された時間が経過してから、第１の開閉装置１４を開とする場合の動作について説明する。
【００２９】
制御装置２５は、図１Ｇ（ａ）に示すように、圧縮機１を起動し、予め設定された時間経過後に、第１の開閉装置１４を予め設定された時間だけ開とする。
ここで、圧縮機１を起動し、予め設定された時間経過後に、第１の開閉装置１４を開としているのは、冷凍機油の逆流等を防止するためである。すなわち、圧縮機１の停止時及び起動直後等は、残圧で冷凍機油が逆流したり、逆に圧力差が無いことで重力落下が支配的になり冷凍機油の流れ方向が変わったりする。そこで、冷凍機油の逆流等を防止するため、第１の開閉装置１４を開とするタイミングを、圧縮機１の起動のタイミングに対して遅らせている。
また、第１の開閉装置１４を予め設定された時間だけ開くのは、油貯留部１２に貯留された冷凍機油を圧縮機１に戻すためである。
そして、第１の開閉装置１４を予め設定された時間開き、その後閉じるのは、再び、油貯留部１２に冷凍機油を貯留するため、及び、油貯留部１２及び第２の返油部Ｓ２に多量の冷媒が流れて、冷媒主管路２に流れる冷媒の量が少なくなり、冷凍サイクル装置１００の性能が低下することを防ぐためである。
【００３０】
制御装置２５は、連続運転時と停止時とにおいては、第１の開閉装置１４を閉とする。ここで、連続運転時とは、圧縮機１を起動した直後ではなく、圧縮機１を起動した後に予め設定された時間が経過して圧縮機１の運転が安定化したときを指している。
圧縮機１の連続運転中において、圧縮機１内部の冷凍機油は冷媒ガスとともに吐出し、油分離器８において分離されて、返油管９と圧縮機１の吸入側の配管を順に通って圧縮機１内に戻される。これにより、圧縮機１内の冷凍機油が枯渇することを抑制している。
【００３１】
流量調整装置１０の絞りは、冷凍サイクル装置１００で想定されるすべての運転条件において、単位時間に流れる油量が、油分離器８内で単位時間に分離される油量以上となるように調整される。流量調整装置１０は、油分離器８内が分離した油で溢れないように絞りを調整されるということである。なお、上述の運転条件は、起動時を含む圧縮機１の回転数変化時を除く。
流量調整装置１０には、返油管９には冷凍機油だけでなく一部の冷媒ガスも流れる。また、油分離器８で分離された油の一部は返油管９から接続管１１に入り込み、重力落下により油貯留部１２内に流れて油面が返油管９と接続管１１の接合部に達するまで油が溜まる。以降は油貯留部１２内に油が溜まらなくなり、油分離器８で分離された油量と流量調整装置１０を流れる油量が同等となる。
【００３２】
この状態で圧縮機１を停止しても、油貯留部１２内では油が溜まった状態のまま維持される。その後、圧縮機１を起動した際に第１の開閉装置１４を開にすると、圧縮機１の吐出側と吸入側の圧力差で油貯留部１２内の油が接続管１３から圧縮機１の吸入側配管を通って圧縮機１内部に流入する。
【００３３】
［本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００の有する効果］
本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００は、油分離器８で分離した冷凍機油を油分離器８から油貯留部１２に流し、油貯留部１２で貯留する構成を備えている。このため、圧縮機１を起動する場合に冷凍機油を戻す構成を採用しても、油分離器８における油分離効率が低減してしまうことを抑制することができる。つまり、油分離器８内の冷媒ガスが流れて、油面が波立って冷凍機油が飛散し、油分離器８から冷媒とともに冷凍機油が流出してしまうことを抑制することができる。
また、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００は、冷媒ガスによって油分離器８の油面が波立つことを抑制するために、油分離器８を大型化しなくてもよく、大がかりな改造及びコストアップを回避することができる。さらに、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００は、油分離器８の大型化をしなくてもよい分、油分離器８が搭載される室外機などが大型化してしまうことも抑制することができる。
【００３４】
本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００は、連続運転時に油貯留部１２の下流の第１の開閉装置１４を閉じて油貯留部１２内に冷凍機油を貯留し、起動時に第１の開閉装置１４を開けて貯留された冷凍機油を圧縮機１内に戻すことができる。これにより、圧縮機１を起動する場合における圧縮機１の冷凍機油の枯渇を抑制するとともに、圧縮機１内の冷凍機油の濃度が低下して圧縮機構部の潤滑不良を抑制することができる。
【００３５】
本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００は、圧縮機１の停止時に冷凍機油と混在しながら溜まった液冷媒が、圧縮機１の起動時に急激に気化して発泡することで、冷凍機油が圧縮機１から多量に吐出しても、ただちに圧縮機１の吸入側から冷凍機油が供給されるため、冷凍機油の枯渇による圧縮機構部の潤滑不良を抑制することができる。
【００３６】
また、圧縮機１の停止時に、圧縮機１内部に多量に液冷媒が溜まると、起動時に冷媒の気化による発泡が抑えられたとしても、冷媒が気化するまでのしばらくの間、冷凍機油の濃度が低い状態で圧縮機１が駆動し続けることになる。このため、圧縮機１の圧縮機構部が潤滑不良になりやすい。しかし、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００では、起動すると、ただちに濃度が高い冷凍機油が圧縮機１内に流入することになるため、圧縮機構部が潤滑不良になることを抑制することができる。
本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００は、内部の油保持量が少ない圧縮機１でも、潤滑不良を抑制することができ、圧縮機１を小型化することができる。
【００３７】
圧縮機１の起動時における潤滑不良を防ぐために、冷凍機油の初期充填量を増やすと、連続運転時に圧縮機内部に冷凍機油が過剰に溜まった状態になり、圧縮機１のモーター（回転子）までもが冷凍機油に浸漬し、圧縮効率が低下する。
しかし、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００は、連続運転時は、圧縮機１外に余剰油を保持する構成を採用している。すなわち、連続運転時は、第１の開閉装置１４が閉となっているので、油貯留部１２内に冷凍機油が貯留されることになる。したがって、圧縮機１内部の油量が過剰になり、圧縮効率などの性能が低下することを抑制することができる。
【００３８】
本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００は、連続運転時は、圧縮機１外に余剰油を保持する構成を採用している。このため、連続運転中に圧縮機１内の油面が高くなり、その分、冷凍機油の吐出量が増大し、第１熱交換器４などに冷凍機油が運ばれ、熱交換効率が低減することを抑制することができる。
【００３９】
油分離器内部では、圧縮機が停止中において、油分離器に貯留されている液冷媒が集まった状態で、冷凍機油と混在している場合がある。これは、冷凍機油と冷媒の界面が大きく、表面張力と、冷媒及び冷凍機油の相溶性とに起因するものである。このように液冷媒と冷凍機油とが混在した油分離不良の状態では、油分離器の冷媒流出口まで液冷媒と冷凍機油とが混在する液で満たされることもある。そうすると、圧縮機を起動したときに、油分離器内の冷凍機油が冷媒とともに流出してしまうこともある。
本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００は、油貯留部１２の接続管１１の内径が、冷凍機油の表面張力の作用が弱くなるように大きく設定されているものである。このため、冷凍機油のみが、接続管１１を介して貯留容器１２Ａに流れ込みやすくなっている。したがって、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００は、貯留容器１２Ａ内に冷媒が混入してしまうことを抑制し、油分離不良となることを抑制することができる。
【００４０】
冷媒主管路２は、冷凍サイクル装置の使用目的に合わせて、様々な構成が存在するが、本実施の形態１の態様に限定されなくても、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００と同様の効果を得ることができる。
【００４１】
冷媒主管路２と圧縮機１との吸入側の間にはアキュムレータ７が接続されている。このアキュムレータ７についても、設置しない場合でも、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００と同様の効果を得ることができる。
【００４２】
本実施の形態１では、流量調整装置１０が毛細管である場合を一例に説明するが、それに限定されるものではない。たとえば、流量調整装置１０は、開度を変更することができる流量調整弁で構成しても、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００と同様の効果を得ることができる。なお、流量制御弁を用いる場合は、連続運転時において油貯留部１２内に油を溜めている間は少なくとも、返油管９に油とともに一部の冷媒ガスも流れるように、開度を調整するとよい。
【００４３】
第１熱交換器４及び第２熱交換器６は、単一の熱交換器で構成することに限定されるものではない。たとえば、第１熱交換器４及び第２熱交換器６は、複数の熱交換器を並列に接続する構成、直列に接続する構成、又は、並列と直列との組み合わせで接続する構成などを採用しても、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００と同様の効果を得ることができる。
【００４４】
また、図１では記載していないが、冷凍サイクル装置１００は、たとえば、気液分離器及びバイパス管が設けられた態様を採用してもよいし、各配管に開閉弁及び流量制御弁を設けた態様を採用してもよい。また、冷凍サイクル装置１００は、冷媒流路切替装置３が設けられていない態様であってもよい。これらの態様であっても、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００と同様の効果を得ることができる。
【００４５】
［実施の形態１の変形例１］
図１Ｂは、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００の変形例１（冷凍サイクル装置１０１）である。実施の形態１と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。図１Ｂに示すように、冷凍サイクル装置１０１は、接続管１１に設けられた第２の開閉装置１７を備えている。第２の開閉装置１７は、たとえば、電磁弁で構成することができる。
【００４６】
図１Ｈは、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１０１の制御フローチャートの一例である。図１Ｈを参照して、実施の形態１の変形例１に係る冷凍サイクル装置１０１の動作を説明する。冷凍サイクル装置１０１も、冷凍サイクル装置１００の制御の条件１〜条件３に対応する、条件１〜条件３（図１Ｈ（ａ）〜図１Ｈ（ｃ））に係る制御を実行する。
図１Ｇ（ａ）〜図１Ｇ（ｃ）と図１Ｈ（ａ）〜図１Ｈ（ｃ）との相違点は次の通りである。図１Ｈに示すように、冷凍サイクル装置１０１の制御フローチャートの各条件には、第２の開閉装置１７の開閉制御のステップが追加されている点で、図１Ｇとは異なっている。具体的には、図１Ｈ（ａ）では、第２の開閉装置１７の開くステップ（ステップＡ１４）と、第２の開閉装置１７を閉じるステップ（ステップＡ１９）とが追加されている。その他は、図１Ｇ（ａ）と同様である。図１Ｈ（ｂ）及び図１Ｈ（ｃ）においても、同様に、ステップＢ１３、ステップＢ１８、ステップＣ１２、及びステップＣ１９が追加されている。
【００４７】
図１Ｈに示すように、第１の開閉装置１４は実施の形態１と同様に動作する。第２の開閉装置１７を備える変形例１では、制御装置２５は、実施の形態１の条件１に示す場合と同様の場合において、圧縮機１の起動直後の予め設定された時間が経過した後、第１の開閉装置１４及び第２の開閉装置１７を開とする。
または、実施の形態１の条件２に示す場合と同様の場合において、圧縮機１の起動直後、すなわち圧縮機１の起動とともに第１の開閉装置１４及び第２の開閉装置１７を開とする。
または、実施の形態１の条件３に示す場合と同様の場合において、第１の開閉装置１４及び第２の開閉装置１７を開とした直後の予め設定された時間が経過した後、圧縮機１を起動する。なお、第１の開閉装置１４を開く前に第２の開閉装置１７を開としてもよい。
これにより、圧縮機１の吸入側より高い圧力となるように、先に油貯留部１２内に吐出圧をかけ、冷凍機油の逆流を防ぐことができる。
【００４８】
また、制御装置２５は、圧縮機１の連続運転時においては第２の開閉装置１７を開にする。より詳細には、制御装置２５は、圧縮機１を起動させて第１の開閉装置１４及び第２の開閉装置１７を開き、その後、第１の開閉装置１４を閉とする。
【００４９】
さらに、制御装置２５は、圧縮機１の停止時は第２の開閉装置１７を閉にする。
【００５０】
変形例１の構成を採用することにより、圧縮機１の停止時に油貯留部１２内の冷凍機油は冷媒に対して高い濃度で維持される。すなわち、油貯留部１２内の冷凍機油が冷媒によって薄められることなく、圧縮機１内の冷凍機油の濃度を高く維持することができる。したがって、変形例１に係る冷凍サイクル装置１０１では、より確実に、圧縮機１の潤滑不良を抑制することができる。
【００５１】
［実施の形態１の変形例２］
図１Ｃは、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００の変形例２（冷凍サイクル装置１０２）である。実施の形態１及び実施の形態１の変形例１と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
変形例２に係る冷凍サイクル装置１０２は、一端が返油管９のうち接続管１１の接続位置よりも油分離器８側に接続され、他端がアキュムレータ７に接続されたアキュムレータ接続管２０を備えている。アキュムレータ接続管２０には、圧縮機１を起動する場合に開かれる第３の開閉装置２１が設けられている。なお、アキュムレータ７は、第１の返油部Ｓ１及び第２の返油部Ｓ２とともに圧縮機１の吸入側に接続されている。
【００５２】
なお、図１Ｃの態様とは異なるが、アキュムレータ接続管２０は、アキュムレータ７に直接接続する構成だけでなく、アキュムレータ７と冷媒主管路２とを接続する態様であってもよい。
【００５３】
図１Ｉは、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１０２の制御フローチャートの一例である。図１Ｉを参照して、実施の形態１の変形例２に係る冷凍サイクル装置１０１の動作を説明する。冷凍サイクル装置１０２は、冷凍サイクル装置１００の制御の条件１に対応する、条件１（図１Ｉ）に係る制御を実行する。
図１Ｇ（ａ）と図１Ｉとの相違点は次の通りである。図１Ｉに示すように、冷凍サイクル装置１０２の制御フローチャートは、図１Ｈの第２の開閉装置１７の開閉制御のステップが追加されるとともに、第３の開閉装置２１の開閉制御のステップが追加されている点で、図１Ｇとは異なっている。
具体的には、図１Ｉでは、第２の開閉装置１７の開くステップ（ステップＤ５）と、第２の開閉装置１７を閉じるステップ（ステップＤ１１）と、第３の開閉装置２１の開くステップ（ステップＤ２）と、第３の開閉装置２１を閉じるステップ（ステップＤ６）とが追加されている。その他は、図１Ｇ（ａ）と同様である。
【００５４】
図１Ｉに示すように制御装置２５は、圧縮機１の起動する場合に第３の開閉装置２１を開としてから、第１の開閉装置１４及び第２の開閉装置１７を開とし、その後、第３の開閉装置２１を閉とする。これにより、油分離器８内に溜まった液冷媒が、接続管１１、油貯留部１２及び接続管１３を順に通って、一時的にアキュムレータ７内に溜まることになる。第３の開閉装置２１を開けるタイミングであるが、圧縮機１の起動と同時または起動直前や起動直後としても良い。第３の開閉装置２１を閉じるタイミングであるが、たとえば、第１の開閉装置１４及び第２の開閉装置１７を開とした直後に、第３の開閉装置２１を閉としてもよい。
【００５５】
圧縮機１の連続運転時には次の通りである。圧縮機１を起動する場合には、制御装置２５は、第１の開閉装置１４及び第２の開閉装置１７を開とし、第３の開閉装置２１を閉としている。連続運転時においてはこれに加えて、制御装置２５は、第１の開閉装置１４を閉とする。これにより、アキュムレータ接続管２０からアキュムレータ７へ冷凍機油が流れ込むことを防ぐことができる。
【００５６】
圧縮機１の停止時には次の通りである。制御装置２５は、圧縮機１の停止時には第２の開閉装置１７及び第３の開閉装置２１を閉とする。これにより、圧縮機１の停止時に油分離器８内に溜まった液冷媒が、接続管１１、油貯留部１２及び接続管１３を順に通って圧縮機１に戻ることを防止し、圧縮機１の停止時に油分離器８内に溜まった液冷媒を、アキュムレータ７内に貯留することができる。これにより、圧縮機１を起動した場合に、圧縮機１内の油濃度が低くなって、圧縮機１が潤滑不良となることをより確実に抑制することができる。
【００５７】
［実施の形態１の変形例３］
図１Ｄは、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００の変形例３（冷凍サイクル装置１０３）である。実施の形態１及び実施の形態１の変形例１、２と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
変形例３では、変形例２の構成に加え、圧縮機１から油分離器８を結ぶ吐出管１Ａを油貯留部１２の周りに這わせながら接触させる。すなわち、冷凍サイクル装置１０３は、圧縮機１の吐出側と油分離器８とを接続する吐出管１Ａをさらに備えている。そして、吐出管１Ａは、油貯留部１２（貯留容器１２Ａ）の外周面に接触するように形成されている。
【００５８】
次に、本実施の形態１の変形例３の動作を説明する。連続運転時において、外気との温度差による放熱で油貯留部１２内の温度低下が起こる。冷媒と冷凍機油に相溶性がある場合は、低温で圧力が高いほど冷凍機油に冷媒ガスが溶解しやすくなる。また、相溶性の有無に関係なく、飽和蒸気温度以下になると冷媒は液化して冷凍機油と混在する状態になりやすい。したがって、油貯留部１２の温度低下が起こると、油貯留部１２内の冷凍機油の濃度が低下することになる。
変形例３の構成では、高温の冷媒が流れる吐出管１Ａから油貯留部１２へ熱が供給されるため、油貯留部１２内の冷凍機油の温度低下は抑えられ、油貯留部１２内の油の濃度が高くなる。第１の開閉装置１４及び第２の開閉装置１７を閉じた状態で圧縮機１を停止すると、油貯留部１２内の油の濃度は高いまま次回の起動時まで維持される。これにより、圧縮機１を起動した場合に、圧縮機１内の油濃度が低くなって、圧縮機１が潤滑不良となることをより確実に抑制することができる。
【００５９】
［実施の形態１の変形例４］
図１Ｅは、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００の変形例４（冷凍サイクル装置１０４）である。実施の形態１及び実施の形態１の変形例１〜３と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
変形例４の構成では、変形例２の構成に加え、油貯留部１２を加温するヒーター２３を備えている。すなわち、冷凍サイクル装置１０４は、油貯留部１２内を加温するヒーター２３を備えている。制御装置２５は、圧縮機１を起動する前に、ヒーター２３を駆動し、第２の開閉装置１７を開く。
【００６０】
図１Ｊは、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１０４の制御フローチャートの一例である。図１Ｊを参照して、本実施の形態１の変形例４の動作を説明する。冷凍サイクル装置１０４は、冷凍サイクル装置１００の制御の条件１〜条件３に対応する、条件１〜条件３（図１Ｊ（ａ）〜図１Ｊ（ｃ））に係る制御を実行する。
図１Ｇ（ａ）〜図１Ｇ（ｃ）と図１Ｊ（ａ）〜図１Ｊ（ｃ）との相違点は次の通りである。図１Ｊに示すように、冷凍サイクル装置１０４の制御フローチャートの各条件には、第２の開閉装置１７の開閉制御のステップと、ヒーター２３の起動及び停止の制御のステップとが追加されている点で、図１Ｇとは異なっている。具体的には、図１Ｊ（ａ）では、第２の開閉装置１７の開くステップ（ステップＡ２１）と、第２の開閉装置１７を閉じるステップ（ステップＡ３１）と、ヒーター２３を起動するステップ（ステップＡ２２）と、ヒーター２３を停止するステップ（ステップＡ２３）とが追加されている。その他は、図１Ｇ（ａ）と同様である。図１Ｊ（ｂ）及び図１Ｊ（ｃ）においても、同様に、ステップＢ２１〜ステップＢ２３及びステップＢ３０と、ステップＣ２１〜ステップＣ２４及びステップＣ３１が追加されている。
【００６１】
図１Ｊに示すように圧縮機１の停止中において、圧縮機１の起動開始をする前にヒーター２３を駆動し、また、第２の開閉装置１７を開く。油貯留部１２内の温度が上昇し、冷凍機油に溶け込んでいたガス冷媒が第２の開閉装置１７を介して流出する。また、油貯留部１２内に液冷媒として溶け込んでいた冷媒もガス化して第２の開閉装置１７を介して流出する。このように、油貯留部１２から冷媒が抜けるので、その分、油貯留部１２内の油濃度が高くなる。制御装置２５は、たとえば、圧縮機１の起動前にヒーター２３を停止する。これにより、圧縮機１を起動した場合に、圧縮機１内の油濃度が低くなって、圧縮機１が潤滑不良となることをより確実に抑制することができる。
【００６２】
［実施の形態１の変形例５］
図１Ｆは、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００の変形例５である。変形例５に係る冷凍サイクル装置では、油貯留部１２の代わりに、油保持管２４を備えている。
油保持管２４は、らせん状に形成された配管を含むものである。油保持管２４は、たとえば、冷凍機油が予め設定された量だけ貯留できるように、内径が大きい配管で構成される。油保持管２４は、図１Ｆに示すように一方の端部を返油管９に接続し、他方の端部を接続管１３に接続する。油保持管２４は、接続管１１で説明したように、一方の端部から他方の端部まで、上昇部のない管路になっている。この構成により、連続運転時において油保持管２４内に油を貯めることができるため、油貯留部１２の場合と同様の効果が得られる。また、一方の端部から接続管１３に接続された端部まで上昇部のない管路であれば、油貯留部１２の場合に比べ、自由な形状や配置にできるため、冷凍サイクル装置を小型化できる。
【００６３】
実施の形態２．
図２Ａは、本実施の形態２に係る冷凍サイクル装置２００の概略構成図を示すものである。実施の形態１と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施の形態２では、接続管１１が設けられていない。油貯留部１２は、冷凍機油を貯留する貯留容器１２Ａを含み、接続管１１は設けられていない。つまり、本実施の形態２において、冷凍機油の貯留部は、貯留容器１２Ａである。
また、実施の形態１で説明した返油管９の代わりに、上流側返油管１５及び下流側返油管１６が設けられている。すなわち、冷凍サイクル装置２００は、油分離器８と貯留容器１２Ａとを接続する上流側返油管１５を備えている。さらに、第１の返油部Ｓ１は、流量調整装置１０が設けられ、貯留容器１２Ａと圧縮機１の吸入側とを接続する下流側返油管１６を含む。
【００６４】
油貯留部１２には、たとえば、貯留容器１２Ａの上部に、上流側返油管１５及び下流側返油管１６が接続されている。本実施の形態２において、貯留容器１２Ａのうち、上流側返油管１５の接続高さ位置と下流側返油管１６の接続高さ位置とは、同じであるか、上流側返油管１５の接続高さ位置の方が高くなっているとよい。
【００６５】
［冷凍サイクル装置２００の動作説明］
図２Ｅは、本実施の形態２に係る冷凍サイクル装置２００の制御フローチャートの一例である。図２Ｅは、図１Ｆで説明した制御フローチャートと同じである。図２Ｅを参照して、冷凍サイクル装置２００の動作を説明する。
実施の形態１と同様に、圧縮機１を起動する場合に、第１の開閉装置１４を開く。ここでは、制御装置２５は、条件１を採用している場合を一例に説明する。図２Ｅ（ａ）に示すように第１の開閉装置１４を予め設定された時間、開にして、連続運転時と停止時において第１の開閉装置１４を閉にする。圧縮機１の連続運転中において、圧縮機１内部の冷凍機油は冷媒ガスとともに吐出し、油分離器８において分離されて、上流側返油管１５、油貯留部１２及び下流側返油管１６を順に流れて、圧縮機１の吸入側の配管から圧縮機１内に戻される。
【００６６】
このとき、絞りを調整された流量調整装置１０には、上流側返油管１５、油貯留部１２及び下流側返油管１６を介して、冷凍機油だけでなく一部の冷媒ガスも流れことになる。これにより、油分離器８内が分離した冷凍機油で溢れることを回避することができる。
また、上流側返油管１５から油貯留部１２内に流れ込んだ冷凍機油の一部は、重力落下により、油面が下流側返油管１６の接合部に達するまで溜まる。
【００６７】
以降は、油貯留部１２内に油が溜まらなくなり、上流側返油管１５と下流側返油管１６を流れる油量が同等となる。この状態で圧縮機１を停止しても、油貯留部１２内では油が溜まった状態のまま維持される。
その後、圧縮機１を起動した際に第１の開閉装置１４を開にすると、圧縮機１の吐出側と吸入側の圧力差で油貯留部１２内の油が接続管１３から圧縮機１の吸入側配管を通って圧縮機１内部に流入する。
流量調整装置１０の代わりに流量制御弁を用いる場合には、連続運転時において油貯留部１２内に冷凍機油を溜めている間において、少なくとも上流側返油管１５、油貯留部１２及び下流側返油管１６に、冷凍機油とともに一部の冷媒ガスも流れるように、開度を調整する。
【００６８】
［本実施の形態２に係る冷凍サイクル装置２００の有する効果］
本実施の形態２に係る冷凍サイクル装置２００は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００と同様の効果を得ることができる。
【００６９】
［実施の形態２の変形例１］
図２Ｂは、本実施の形態２に係る冷凍サイクル装置２００の変形例１（冷凍サイクル装置２０１）である。本変形例１は、実施の形態１の変形例１に準ずる構成を有する。
冷凍サイクル装置２０１は、上流側返油管１５及び下流側返油管１６のそれぞれに設けられ、圧縮機１を起動する場合に開かれる第２の開閉装置１８及び第４の開閉装置１９をさらに含む。上流側返油管１５には、第２の開閉装置１８が設けられ、下流側返油管１６には、第４の開閉装置１９が設けられている。第２の開閉装置１８及び第４の開閉装置１９は、たとえば、電磁弁で構成することができる。第２の開閉装置１８及び第４の開閉装置１９は、実施の形態１で説明した第２の開閉装置１７に対応する構成である。
【００７０】
図２Ｆは、本実施の形態２に係る冷凍サイクル装置２０１の制御フローチャートの一例である。図２Ｆを参照して、本実施の形態２の変形例１に係る冷凍サイクル装置２００の動作を説明する。冷凍サイクル装置２００は、冷凍サイクル装置１００の条件１〜条件３に対応する、条件１〜条件３（図２Ｅ（ａ）〜図２Ｅ（ｃ））に係る制御を実行する。そして、本変形例１に係る冷凍サイクル装置２０１は、冷凍サイクル装置２００の条件１〜条件３に対応する、条件１〜条件３（図２Ｆ（ａ）〜図２Ｆ（ｃ））に係る制御を実行する。
図２Ｅ（ａ）〜図２Ｅ（ｃ）と図２Ｆ（ａ）〜図２Ｆ（ｃ）との相違点は次の通りである。図２Ｆに示すように、冷凍サイクル装置２０１の制御フローチャートの各条件には、第２の開閉装置１８の開閉制御のステップと、第４の開閉装置１９の開閉制御のステップとが追加されている点で、図２Ｅとは異なっている。具体的には、図２Ｆ（ａ）では、第２の開閉装置１８の開くステップ（ステップＡ５３）と、第２の開閉装置１８を閉じるステップ（ステップＡ６０）と、第４の開閉装置１９を開くステップ（ステップＡ５６）と、第４の開閉装置１９を閉じるステップ（ステップＡ６１）とが追加されている。その他は、図２Ｅ（ａ）と同様である。図２Ｆ（ｂ）及び図２Ｆ（ｃ）においても、同様に、ステップＢ５２、ステップＢ５５、ステップＢ５９及びステップＢ６０と、ステップＣ５１、ステップＣ５６、ステップＣ６０及びステップＣ６１とが追加されている。
【００７１】
図２Ｆに示すように、第２の開閉装置１８と第４の開閉装置１９を備える実施の形態２の変形例１では、制御装置２５は、圧縮機１を起動してから、予め設定された時間が経過した後、第１の開閉装置１４及び第２の開閉装置１８を開にする。または、圧縮機１の起動直後、すなわち圧縮機１の起動とともに第１の開閉装置１４及び第２の開閉装置１８を開とする。または、第１の開閉装置１４及び第２の開閉装置１８を開とした直後の予め設定された時間が経過した後、圧縮機１を起動する。なお、圧縮機１を起動する場合においては、第４の開閉装置１９の開閉についての指定はない。
なお、第１の開閉装置１４を開く前に第２の開閉装置１８を開としてもよい。これにより、圧縮機１の吸入側より高い圧力となるように、先に油貯留部１２内に吐出圧をかけ、冷凍機油の逆流を防ぐことができる。
【００７２】
制御装置２５は、連続運転時は、第２の開閉装置１８と第４の開閉装置１９を開にする。
【００７３】
制御装置２５は、停止時は第２の開閉装置１８と第４の開閉装置１９を閉にする。
【００７４】
なお、圧縮機１の起動した場合において、第４の開閉装置１９の開閉に指定はないが、そのまま連続運転に移行する際に、第１の開閉装置１４が閉になる前に第４の開閉装置１９を開にする。これにより、第１の開閉装置１４と第４の開閉装置１９がどちらも閉じている状態になることを回避し、第１の返油部Ｓ１及び第２の返油部Ｓ２のいずれにも、冷凍機油が流れなくなり、油貯留部１２と油分離器８に冷凍機油が溜まってしまうことを回避することができる。
【００７５】
圧縮機１の停止時において、油貯留部１２内の冷媒ガスは液化したり、貯留されている冷凍機油に溶解したりしている。圧縮機１の停止時における冷媒のガス化、液化は、たとえば、配管の管壁等といったように何処でも起こり得る。冷凍サイクル装置１００が設置される環境によっては、油貯留部１２の温度は昼夜で変化する。油貯留部１２の壁面で温度変化が生じ、壁面の温度が低くなれば冷媒ガスは壁面で液化する。液冷媒は、表面張力により、界面エネルギーが小さくなるように纏まろうとする。このため、圧縮機１の停止時に、冷媒が油貯留部１２に流入してしまうと、油貯留部１２内に液化した冷媒が溜まってしまう可能性がある。
実施の形態２に係る変形例１の油貯留部１２には、第２の開閉装置１８及び第４の開閉装置１９が接続されており、圧縮機１停止時には、これらを閉とする。このため、油貯留部１２内に液化した冷媒が溜まらなくなる効果を有する。
【００７６】
［実施の形態２の変形例２］
図２Ｃは、本実施の形態２に係る冷凍サイクル装置２００の変形例２（冷凍サイクル装置２０２）である。本変形例２は、実施の形態１の変形例２に準ずる構成を有する。
冷凍サイクル装置２０２は、第１の返油部Ｓ１及び第２の返油部とともに圧縮機１の吸入側に接続されたアキュムレータ７と、一端が上流側返油管１５のうち第２の開閉装置１８の接続位置よりも油分離器８側に接続され、他端がアキュムレータ７に接続されたアキュムレータ接続管２０とを備えている。そして、アキュムレータ接続管２０には、圧縮機１を起動する場合に開かれる第３の開閉装置２１が設けられている。
【００７７】
図２Ｇは、本実施の形態２に係る冷凍サイクル装置２０２の制御フローチャートの一例である。図２Ｇを参照して、本実施の形態２の変形例２に係る冷凍サイクル装置２００の動作を説明する。冷凍サイクル装置２０２は、冷凍サイクル装置２００の制御の条件１に対応する、条件１（図２Ｇ）に係る制御を実行する。
図２Ｅ（ａ）と図２Ｇとの相違点は次の通りである。図２Ｇに示すように、冷凍サイクル装置２０２の制御フローチャートは、第２の開閉装置１８の開閉制御のステップと、第４の開閉装置１９の開閉制御のステップと、第３の開閉装置２１の開閉制御のステップとが追加されている点で、図２Ｅ（ａ）とは異なっている。
具体的には、図２Ｇでは、第２の開閉装置１８の開くステップ（ステップＤ１４）と、第２の開閉装置１８を閉じるステップ（ステップＤ２２）と、第４の開閉装置１９を開くステップ（ステップＤ１８）と、第４の開閉装置１９を閉じるステップ（ステップＤ２３）と、第３の開閉装置２１を開くステップ（ステップＤ１２）と、第３の開閉装置２１を閉じるステップ（ステップＤ１６）とが追加されている。その他は、図２Ｅ（ａ）と同様である。
【００７８】
図２Ｇに示すように制御装置２５は、圧縮機１の起動する場合に第３の開閉装置２１を開としてから、第１の開閉装置１４及び第２の開閉装置１８を開とし、その後、第３の開閉装置２１を閉とする。これにより、油分離器８内に溜まった液冷媒が、接続管１１、油貯留部１２及び接続管１３を順に通って、一時的にアキュムレータ７内に溜まることになる。なお、第３の開閉装置２１を開けるタイミングであるが、圧縮機１の起動と同時または起動直前や起動直後としても良い。第３の開閉装置２１を閉じるタイミングであるが、たとえば、第１の開閉装置１４及び第２の開閉装置１８を開とした直後に、第３の開閉装置２１を閉としてもよい。
【００７９】
圧縮機１の連続運転時には次の通りである。圧縮機１を起動する場合には、制御装置２５は、第１の開閉装置１４及び第２の開閉装置１８を開とし、第３の開閉装置２１を閉としている。連続運転時においてはこれに加えて、制御装置２５は、第１の開閉装置１４を閉とする。これにより、アキュムレータ接続管２０からアキュムレータ７へ冷凍機油が流れ込むことを防ぐことができる。
【００８０】
圧縮機１の停止時には次の通りである。制御装置２５は、圧縮機１の停止時には第２の開閉装置１８、第４の開閉装置１９及び第３の開閉装置２１を閉とする。これにより、圧縮機１の停止時に油分離器８内に溜まった液冷媒が、接続管１１、油貯留部１２及び接続管１３を順に通って圧縮機１に戻ることを防止し、圧縮機１の停止時に油分離器８内に溜まった液冷媒を、アキュムレータ７内に貯留することができる。これにより、圧縮機１を起動した場合に、圧縮機１内の油濃度が低くなって、圧縮機１が潤滑不良となることをより確実に抑制することができる。
【００８１】
［実施の形態２の変形例３］
図２Ｄは、本実施の形態２に係る冷凍サイクル装置２００の変形例３である。本変形例３は、実施の形態１の変形例５に準ずる構成を有している。
本実施の形態２の変形例３に係る冷凍サイクル装置では、油貯留部１２の代わりに、油保持管２４を備えている。油保持管２４は、図２Ｄに示すように一方の端部を上流側返油管１５及び下流側返油管１６に接続し、他方の端部を接続管１３に接続する。その他は、実施の形態１の変形例５と同様である。
【００８２】
この構成により、連続運転時において油保持管２４内に油を貯留することができるため、油貯留部１２の場合と同様の効果が得られる。また、一方の端部から接続管１３に接続された端部まで上昇部のない管路であれば、油貯留部１２の場合に比べ、自由な形状や配置にできるため、冷凍サイクル装置を小型化できる。
【００８３】
［その他の態様］
実施の形態１に係る変形例３及び変形例４の態様は、本実施の形態２でも適用することができる。すなわち、実施の形態１の変形例３で説明した、圧縮機１から油分離器８を結ぶ吐出管１Ａを油貯留部１２の周りに這わせながら接触させる構成は本実施の形態２でも適用することができる。また、実施の形態１の変形例４で説明した、油貯留部１２を加温するヒーター２３を備える構成は本実施の形態２でも適用することができる。
【００８４】
なお、実施の形態１の変形例４のヒーター２３を本実施の形態２の図２Ｃの冷媒回路の態様に組み合わせる場合には、次のように第２の開閉装置１８等を制御するとよい。すなわち、ヒーター２３を起動時には、第２の開閉装置１８を開とし、第３の開閉装置２１及び第４の開閉装置１９を閉とするとよい。
第４の開閉装置１９を開にしたままであると、ヒーター２３で温められて冷媒が気化することで油貯留部１２の圧力が高くなり、第２の返油部Ｓ２からガス冷媒だけでなく、冷凍機油及び液冷媒が圧縮機１の吸入側に流れてしまう場合がある。ヒーター２３は、冷凍機油に溶け込んでいるガス冷媒を流出させることが主目的である。
また、ヒーター２３で温める前おいて、第４の開閉装置１９を開としたままであると、圧縮機１側から油貯留部１２側に冷媒が逆流する場合もある。
【００８５】
図２Ｈは、実施の形態１の変形例４と本実施の形態２とを組み合わせる場合の制御フローチャートの一例である。本フローチャートは、図１Ｊに対応している。図２Ｅ（ａ）〜図２Ｅ（ｃ）と図２Ｈ（ａ）〜図２Ｈ（ｃ）との相違点は次の通りである。図２Ｈに示すように、制御フローチャートの各条件には、第２の開閉装置１８の開閉制御のステップと、第４の開閉装置１９の開閉制御のステップと、ヒーター２３の起動及び停止の制御のステップとが追加されている点で、図２Ｅとは異なっている。具体的には、図２Ｈ（ａ）では、第２の開閉装置１８の開くステップと（ステップＡ７１）、第２の開閉装置１８を閉じるステップと（ステップＡ８２）、第４の開閉装置１９を開くステップ（ステップＡ７８）と、第４の開閉装置１９を閉じるステップ（ステップＡ８３）と、ヒーター２３を起動するステップと（ステップＡ７２）と、ヒーター２３を停止するステップと（ステップＡ７３）とが追加されている。その他は、図２Ｅ（ａ）と同様である。図２Ｈ（ｂ）及び図２Ｈ（ｃ）においても、同様に、ステップＢ７１〜ステップＢ７３、ステップＢ８１及びステップＢ８２と、ステップＣ７１〜ステップＣ７３、ステップＣ７８、ステップＣ８２及びステップＣ８３とが追加されている。
【符号の説明】
【００８６】
１  圧縮機、１Ａ  吐出管、２  冷媒主管路、３  冷媒流路切替装置、４  第１熱交換器、５  絞り装置、６  第２熱交換器、７  アキュムレータ、８  油分離器、９  返油管、１０  流量調整装置、１１  接続管、１２  油貯留部、１２Ａ  貯留容器、１３  接続管、１４  第１の開閉装置、１５  上流側返油管、１６  下流側返油管、１７  第２の開閉装置、１８  第２の開閉装置、１９  第４の開閉装置、２０  アキュムレータ接続管、２１  第３の開閉装置、２３  ヒーター、２４  油保持管、２５  制御装置、１００  冷凍サイクル装置、１０１  冷凍サイクル装置、１０２  冷凍サイクル装置、１０３  冷凍サイクル装置、１０４  冷凍サイクル装置、２００  冷凍サイクル装置、２０１  冷凍サイクル装置、２０２  冷凍サイクル装置、Ｓ１  第１の返油部、Ｓ２  第２の返油部。
【図１Ａ１】
2016121184.tif 000003
【図１Ａ２】
2016121184.tif 000004
【図１Ｂ】
2016121184.tif 000005
【図１Ｃ】
2016121184.tif 000006
【図１Ｄ】
2016121184.tif 000007
【図１Ｅ】
2016121184.tif 000008
【図１Ｆ】
2016121184.tif 000009
【図１Ｇ】
2016121184.tif 000010
【図１Ｈ】
2016121184.tif 000011
【図１Ｉ】
2016121184.tif 000012
【図１Ｊ】
2016121184.tif 000013
【図２Ａ】
2016121184.tif 000014
【図２Ｂ】
2016121184.tif 000015
【図２Ｃ】
2016121184.tif 000016
【図２Ｄ】
2016121184.tif 000017
【図２Ｅ】
2016121184.tif 000018
【図２Ｆ】
2016121184.tif 000019
【図２Ｇ】
2016121184.tif 000020
【図２Ｈ】
2016121184.tif 000021
【国際調査報告】
2016121184.tif 000022
2016121184.tif 000023
2016121184.tif 000024
2016121184.tif 000025