(57)【要約】  本発明に係る冷凍サイクル装置は、  圧縮機１、凝縮器、膨張機３、及び蒸発器が配管で接続され、冷媒が循環する冷媒回路を備え、膨張機３は、外郭を構成する膨張機シェル３４と、膨張機シェル３４内に配置され、凝縮器から流出した冷媒を膨張させ駆動力を発生し、膨張させた冷媒を蒸発器へ流入させる膨張部３１と、膨張機シェル３４内に配置され、膨張部３１の駆動力によって回転する発電機３２と、を有し、膨張機シェル３４は、冷媒が流入する入口部４１と、流入した冷媒を圧縮機１の吸入側の配管２１に流入させる出口部４２と、が形成され、膨張機シェル３４内に、冷媒に含まれる冷凍機油５０が貯留され、冷凍機油５０が膨張部３１及び発電機３２の少なくとも一方に供給される。
2015104823.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、凝縮器、膨張機、及び蒸発器が配管で接続され、冷媒が循環する冷媒回路を備え、
前記膨張機は、
外郭を構成する膨張機シェルと、
前記膨張機シェル内に配置され、前記凝縮器から流出した前記冷媒を膨張させ駆動力を発生し、膨張させた前記冷媒を前記蒸発器へ流入させる膨張部と、
前記膨張機シェル内に配置され、前記膨張部の駆動力によって回転する発電機と、
を有し、
前記膨張機シェルは、
前記冷媒が流入する入口部と、
前記入口部から流入した前記冷媒を、前記圧縮機の吸入側の配管に流入させる出口部と、が形成され、
前記前記膨張機シェル内に、前記冷媒に含まれる冷凍機油が貯留され、前記冷凍機油が前記膨張部及び前記発電機の少なくとも一方に供給される
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記膨張機シェルの前記出口部は、
当該膨張機シェル内に、予め設定された必要量の前記冷凍機油が貯留されたときの油面よりも高い位置に設けられた
ことを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記膨張機シェル内の前記冷凍機油を、前記圧縮機の吸入側の配管に流入させる返油配管を、更に備えた
ことを特徴とする請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記膨張機シェルの前記入口部は、前記蒸発器から流出した前記冷媒が流入する
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記蒸発器から前記膨張機シェルの前記入口部へ至る流路を分岐し、前記膨張機シェルの前記出口部から前記圧縮機へ至る流路に合流させる第１バイパス配管を、更に備えた
ことを特徴とする請求項４に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記膨張機シェルの前記入口部から流入する前記冷媒の流量が、
前記第１バイパス配管を通過する前記冷媒の流量よりも少ない
ことを特徴とする請求項５に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
前記凝縮器から前記膨張部へ至る流路を分岐し、前記冷媒を減圧させて前記膨張機シェルの前記入口部へ流入させる第２バイパス配管と、
前記第２バイパス配管へ分岐し減圧された前記冷媒と、前記凝縮器から前記膨張部へ流入する前記冷媒とを熱交換する熱交換器と、を更に備えた
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項８】
前記膨張機シェル内の圧力が、前記膨張部から流出する圧力よりも高い
ことを特徴とする請求項７に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項９】
前記蒸発器から前記圧縮機へ至る流路を分岐し、前記第２バイパス配管の前記熱交換器の下流側に合流させる第３バイパス配管を、更に備えた
ことを特徴とする請求項７または８に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１０】
前記凝縮器から前記膨張部へ至る流路を分岐し、前記冷媒を減圧させて前記膨張機シェルの前記入口部へ流入させる第２バイパス配管と、
前記圧縮機から吐出された前記冷媒に含まれる前記冷凍機油を分離する油分離器と、
前記油分離器によって分離された前記冷凍機油を、前記第２バイパス配管で減圧された前記冷媒と合流させる第４バイパス配管と、
を、更に備えた
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１１】
前記凝縮器から前記膨張部へ至る流路を分岐し、前記膨張部から前記蒸発器へ至る流路に合流させる第５バイパス配管と、
前記第５バイパス配管に設けられ、前記冷媒を膨張する第２膨張弁と、を更に備え、
予め設定した条件を満たす場合、前記第５バイパス配管に前記冷媒を流通させる
ことを特徴とする請求項１〜１０の何れか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１２】
前記予め設定した条件は、
前記圧縮機の起動からの経過時間が、予め設定した時間以下である場合、
前記膨張機シェル内の前記冷凍機油の量が、予め設定した量以下である場合、
及び、前記膨張部の回転数が、予め設定した上限値以上もしくは下限値以下である場合、の少なくとも一つである
ことを特徴とする請求項１１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、冷媒の膨張動力を電力として回収する膨張機を備えた冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の冷凍サイクル装置においては、冷媒回路は、圧縮機と膨張機を有している。圧縮機ケーシングと膨張機ケーシングが連絡管で連通すると共に、吐出管と膨張機ケーシングが分岐流出管で連通して両ケーシング内が均圧される。圧縮機および膨張機の油溜りを繋ぐ油流通管には、油量調節弁が設けられる。油量調節弁を開くと、圧縮機ケーシング内の油溜りと膨張機ケーシング内の油溜りとが互いに連通し、油流通管を通って冷凍機油が移動する、というものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
また、従来の冷凍サイクル装置においては、冷媒回路には、圧縮機と膨張機が設けられる。圧縮機では、圧縮機構で圧縮された冷媒が圧縮機ケーシングの内部空間へ吐出される。圧縮機では、圧縮機ケーシングの底に溜まった冷凍機油が圧縮機構へ供給される。圧縮機ケーシングの底に溜まった冷凍機油は、給油用配管を通じて膨張機の膨張機構へ直接に導入される、というものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２８５６７４号公報（要約）
【特許文献２】特開２００８−２２４０５３号公報（要約）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の技術では、圧縮機シェル（圧縮機ケーシング）と膨張機シェル（膨張機ケーシング）とを配管で接続し、圧縮機シェル内のガス冷媒の一部を膨張機シェルへ流入させることで、圧縮機内の冷凍機油の一部を膨張機シェル内へ流入させている。
このため、圧縮機シェル内の圧力と膨張機シェル内の圧力とが同じ圧力となる。よって、例えば、圧縮機シェル内が高圧で膨張機シェル内が低圧となる構成、もしくはその逆の構成のように、圧縮機シェル内の圧力と膨張機シェル内の圧力とが異なる構成には対応できない、という課題があった。
また、膨張機シェル内に高圧高温の冷媒が流入するため、膨張機シェル内の発電機（モータ）が冷却されにくい、という課題があった。【０００６】
特許文献２に記載の技術では、圧縮機シェル（圧縮機ケーシング）の底に溜まった冷凍機油が、給油用配管を通じて膨張機内の膨張部（膨張機構）へ直接に導入させている。
このため、圧縮機シェル内の冷凍機油が枯渇した場合、膨張機内へ油を供給できなくなる、という課題があった。
また、冷凍機油が給油用配管を流通する際、冷凍機油に溶け込んだ冷媒が減圧されて発泡し、冷凍機油内に冷媒ガスが混入して潤滑性が悪化する、という課題があった。【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、圧縮機シェル内の圧力によらず膨張機シェル内に冷凍機油を貯留することができ、膨張機における冷凍機油の枯渇を抑制することができる冷凍サイクル装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機、凝縮器、膨張機、及び蒸発器が配管で接続され、冷媒が循環する冷媒回路を備え、前記膨張機は、外郭を構成する膨張機シェルと、前記膨張機シェル内に配置され、前記凝縮器から流出した前記冷媒を膨張させ駆動力を発生し、膨張させた前記冷媒を前記蒸発器へ流入させる膨張部と、前記膨張機シェル内に配置され、前記膨張部の駆動力によって回転する発電機と、を有し、前記膨張機シェルは、前記冷媒が流入する入口部と、前記入口部から流入した前記冷媒を、前記圧縮機の吸入側の配管に流入させる出口部と、が形成され、前記前記膨張機シェル内に、前記冷媒に含まれる冷凍機油が貯留され、前記冷凍機油が前記膨張部及び前記発電機の少なくとも一方に供給されるものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、膨張機シェルの入口部から冷媒が流入し、この冷媒に含まれる冷凍機油が膨張機シェルに貯留され、冷媒が膨張機シェルの出口部から圧縮機の吸入側の配管に流入する。このため、圧縮機シェル内の圧力によらず膨張機シェル内に冷凍機油を貯留することができ、膨張機における冷凍機油の枯渇を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置１００の膨張機３の構成図である。
【図３】本発明の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置１００の構成図である。
【図４】本発明の実施の形態４に係る冷凍サイクル装置１００の構成図である。
【図５】本発明の実施の形態４に係る冷凍サイクル装置１００の他の構成例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態５に係る冷凍サイクル装置１００の構成図である。
【図７】本発明の実施の形態５に係る冷凍サイクル装置１００の他の構成例を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態５に係る冷凍サイクル装置１００の他の構成例を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態６に係る冷凍サイクル装置１００の構成図である。
【図１０】本発明の実施の形態７に係る冷凍サイクル装置１００の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
＜冷凍サイクル装置１００の構成＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００の構成図である。
図１に示すように、冷凍サイクル装置１００は、圧縮機１、負荷側熱交換器２、膨張機３、熱源側熱交換器４、第１四方弁５、及び第２四方弁６を備えている。圧縮機１、負荷側熱交換器２、膨張機３、及び熱源側熱交換器４は配管で接続され、冷媒が循環する冷媒回路を構成する。
【００１２】
（圧縮機１）
圧縮機１は、例えば全密閉式圧縮機により構成される。圧縮機１は、圧縮機シェル１５により外殻が構成される。圧縮機シェル１５内には、電動機部１７と、圧縮部１８とが収納されている。
また、圧縮機シェル１５には、冷凍機油５０が貯留される。冷凍機油５０は、電動機部１７及び圧縮部１８へ供給され、潤滑に利用される。
【００１３】
圧縮機１は、吸入側の配管２１から圧縮機シェル１５内に、低圧の冷媒を吸入する。圧縮部１８は、電動機部１７によって駆動される。圧縮機シェル１５内に吸入された低圧の冷媒は、圧縮部１８で圧縮される。圧縮部１８で圧縮された高圧の冷媒は、吐出側の配管１０へ吐出される。
このように、圧縮機シェル１５の内部の圧力は低圧となっている。即ち、圧縮機シェル１５は、いわゆる低圧シェルである。
【００１４】
なお、本実施の形態１では圧縮機シェル１５内の圧力が低圧である場合を説明するが、本発明はこれに限定されない。
例えば、圧縮部１８が、吸入側の配管２１から低圧の冷媒を直接吸入する。圧縮部１８で圧縮された高圧の冷媒が、圧縮機シェル１５内に放出する。そして、圧縮機シェル１５内に放出された冷媒が、吐出側の配管１０へ吐出される構成でもよい。
このように、圧縮機シェル１５の内部の圧力が高圧となる構成でもよい。即ち、圧縮機シェル１５が、いわゆる高圧シェルでもよい。
【００１５】
（膨張機３）
膨張機３は、膨張機シェル３４により外殻が構成される。膨張機シェル３４内には、膨張部３１と、発電機３２（モータ）とが収納されている。膨張部３１と発電機３２は、回転軸３３によって連結されている。
また、膨張機シェル３４には、冷凍機油５０が貯留される。冷凍機油５０は、膨張部３１及び発電機３２の少なくとも一方へ供給され、潤滑に利用される。
【００１６】
膨張部３１は、冷媒が流入する膨張部入口４３と、冷媒が流出する膨張部出口４４とを有している。膨張部入口４３は、流入配管３５と接続される。膨張部出口４４は、流出配管３６と接続される。
流入配管３５は、第２四方弁６を介して、凝縮器（負荷側熱交換器２または熱源側熱交換器４）と接続される。
流出配管３６は、第２四方弁６を介して、蒸発器（負荷側熱交換器２または熱源側熱交換器４）と接続される。
【００１７】
膨張部３１は、流入配管３５から膨張部入口４３へ流入した冷媒を膨張させて、膨張部出口４４から流出配管３６へ、膨張させた冷媒を流出させる。また、膨張部３１は、冷媒を膨張させる際の膨張動力によって回転軸３３を回転駆動する。
発電機３２は、回転軸３３によって膨張部３１と連結し、膨張部３１の駆動力によって回転し、発電する。これにより、膨張部３１の膨張動力が、電力として回収される。
【００１８】
膨張機３の膨張機シェル３４は、冷媒が流入する入口部４１と、冷媒が流出する出口部４２とが形成されている。
入口部４１は、低圧配管２２と接続されている。低圧配管２２は、第１四方弁５を介して、蒸発器（負荷側熱交換器２または熱源側熱交換器４）と接続される。膨張機シェル３４内には、蒸発器から吐出された低温低圧の冷媒が流入する。膨張機シェル３４内に流入した冷媒は、ガス冷媒と冷凍機油５０とに分離される。これにより、膨張機シェル３４内には、蒸発器から吐出された冷媒に含まれる冷凍機油５０が貯留される。
出口部４２は、圧縮機１の吸入側の配管２１と接続されている。膨張機シェル３４から流出した冷媒は、圧縮機１の吸入側の配管２１を通過して、圧縮機１へ吸入される。
【００１９】
（負荷側熱交換器２）
負荷側熱交換器２は、例えばフィンアンドチューブ型熱交換器で構成される。負荷側熱交換器２は、負荷側媒体としての空気と冷媒との熱交換を行う。なお、負荷側媒体は、空気に限らず、例えば水または不凍液等を熱源として利用できるようにしても良い。
【００２０】
（熱源側熱交換器４）
熱源側熱交換器４は、例えばフィンアンドチューブ型熱交換器で構成される。熱源側熱交換器４は、熱源側媒体としての外気と冷媒との熱交換を行う。なお、熱源側媒体は、外気（空気）に限らず、例えば水または不凍液等を熱源として利用できるようにしても良い。
【００２１】
（第１四方弁５、第２四方弁６）
第１四方弁５及び第２四方弁６は、冷媒回路の流れを切り替えるために用いられる。
負荷側熱交換器２を凝縮器（放熱器）として機能させ、熱源側熱交換器４を蒸発器として機能させる場合（暖房運転）、第１四方弁５は、圧縮機１の吐出側の配管１０と熱源側熱交換器４とを接続し、負荷側熱交換器２と低圧配管２２とを接続する。また、第２四方弁６は、負荷側熱交換器２と流入配管３５とを接続し、流出配管３６と熱源側熱交換器４と接続する。
一方、負荷側熱交換器２を蒸発器として機能させ、熱源側熱交換器４を凝縮器（放熱器）として機能させる場合（冷房運転）、第１四方弁５は、低圧配管２２と負荷側熱交換器２とを接続し、熱源側熱交換器４と圧縮機１の吐出側の配管１０とを接続する。また、第２四方弁６は、熱源側熱交換器４と流入配管３５とを接続し、流出配管３６と負荷側熱交換器２と接続する。
なお、暖房運転と冷房運転との切り替えを行わない場合には、第１四方弁５、第２四方弁６を設けなくてもよい。
【００２２】
（制御装置２００）
制御装置２００は、例えばマイクロコンピュータで構成され、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭ等を備えており、ＲＯＭには制御プログラム等が記憶されている。制御装置２００は、冷媒回路における冷媒の圧力及び温度等、並びに負荷側媒体及び熱源側媒体の温度等を検出する各種のセンサから検出値が入力される。制御装置２００は、各センサからの検出値に基づいて、冷凍サイクル装置１００の各構成部を制御する。また、制御装置２００は第１四方弁５及び第２四方弁６の切り替えの制御を行う。
【００２３】
次に、本実施の形態の冷凍サイクル装置１００における暖房運転及び冷房運転について説明する。
【００２４】
＜暖房運転時の冷媒の動作＞
暖房運転時は、第１四方弁５及び第２四方弁６が、図１の点線で示される状態に切り替えられる。
圧縮機１は、圧縮機シェル１５内の低圧の冷媒を圧縮し、高温高圧のガス冷媒を吐出側の配管１０へ吐出させる。圧縮機１から吐出されたガス冷媒には、圧縮機シェル１５内の冷凍機油５０が含まれている。
【００２５】
圧縮機１から吐出した高温高圧のガス冷媒は、圧縮機１の吐出側の配管１０を流通し、第１四方弁５を介して、凝縮器（ＣＯ２のような超臨界冷媒の場合は冷却器）として作用する負荷側熱交換器２で凝縮され、液冷媒となって負荷側熱交換器２から流出する。その後、負荷側熱交換器２を流出した液冷媒は、第２四方弁６を通過し、流入配管３５を介して、膨張機３内の膨張部入口４３へ流入する。膨張部入口４３へ流入した液冷媒は、膨張部３１で膨張され、低圧二相冷媒となって膨張部出口４４から流出配管３６から流出する。このとき、膨張部３１の駆動力によって、回転軸３３に連結された発電機３２が回転する。
【００２６】
膨張部３１から流出した低圧二相冷媒は、第２四方弁６を通過して、蒸発器として作用する熱源側熱交換器４へ流入する。熱源側熱交換器４へ流入した低圧二相冷媒は、熱源側媒体（外気）と熱交換して吸熱、蒸発し、低圧のガス冷媒となって、熱源側熱交換器４から流出する。熱源側熱交換器４から流出した低圧のガス冷媒は、第１四方弁５を通過し、低圧配管２２を介して、膨張機３の入口部４１から膨張機シェル３４内に流入する。
膨張機シェル３４内に流入したガス冷媒は、膨張機シェル３４内で、ガス冷媒に含まれる冷凍機油５０の少なくとも一部が分離され、分離された冷凍機油５０が膨張機シェル３４内に貯留される。そして、ガス冷媒及びこのガス冷媒に含まれる残りの冷凍機油５０が、出口部４２から圧縮機１の低圧側の配管２１へ流出する。膨張機３の出口部４２から流出したガス冷媒は、圧縮機１の低圧側の配管２１を介して、圧縮機１へ吸入される。
【００２７】
このように、蒸発器から流出した低圧のガス冷媒の全てが、膨張機シェル３４内に流入し、膨張機シェル３４内で、ガス冷媒に含まれる冷凍機油５０が分離されて膨張機シェル３４内に貯留される。膨張機シェル３４内に貯留された冷凍機油５０は、回転軸３３を介して、電動機部１７及び圧縮部１８へ供給され、潤滑に利用される。
【００２８】
＜冷房運転時の冷媒の動作＞
上記暖房運転との相違点を中心に説明する。
冷房運転時は、第１四方弁５及び第２四方弁６が、図１の実線で示される状態に切り替えられる。
圧縮機１から吐出されたガス冷媒は、圧縮機１の吐出側の配管１０を流通し、第１四方弁５を介して、凝縮器（ＣＯ２のような超臨界冷媒の場合は冷却器）として作用する熱源側熱交換器４で凝縮され、液冷媒となって熱源側熱交換器４から流出する。その後、熱源側熱交換器４を流出した液冷媒は、第２四方弁６及び流入配管３５を通過し、膨張部３１で膨張され、低圧二相冷媒となって流出する。
【００２９】
膨張部３１から流出した低圧二相冷媒は、第２四方弁６を通過して、蒸発器として作用する負荷側熱交換器２へ流入する。負荷側熱交換器２へ流入した低圧二相冷媒は、負荷側媒体（空気）と熱交換して吸熱、蒸発し、低圧のガス冷媒となって、負荷側熱交換器２から流出する。負荷側熱交換器２から流出した低圧のガス冷媒は、第１四方弁５を通過し、低圧配管２２を介して、膨張機３の入口部４１から膨張機シェル３４内に流入する。膨張機３の出口部４２から流出したガス冷媒は、圧縮機１の低圧側の配管２１を介して、圧縮機１へ吸入される。
【００３０】
なお、膨張機シェル３４内に貯留された冷凍機油５０が増加し、冷凍機油５０の油面が、膨張機シェル３４の出口部４２に到達すると、膨張機シェル３４から流出するガス冷媒に含まれる冷凍機油５０の油量は、膨張機シェル３４内に流入する油量とほぼ同じとなる。
なお、膨張機シェル３４内に貯留された冷凍機油５０は、膨張部３１及び発電機３２へ供給されることで消費される。例えば、膨張部３１へ供給された冷凍機油５０の一部は、膨張部３１内の冷媒に混入し、冷媒流路を経て圧縮機１内に流入する。このため、膨張機シェル３４内に貯留された冷凍機油５０の油量は、減少する場合がある。
【００３１】
以上のように本実施の形態１においては、膨張機３は、外郭を構成する膨張機シェル３４と、膨張機シェル３４内に配置され、凝縮器から流出した冷媒を膨張させ駆動力を発生し、膨張させた冷媒を蒸発器へ流入させる膨張部３１と、膨張機シェル３４内に配置され、膨張部３１の駆動力によって回転する発電機３２と、を有している。
このため、冷媒を膨張する際の動力を電力として回収することができる。
【００３２】
また本実施の形態１においては、膨張機シェル３４は、冷媒が流入する入口部４１と、入口部４１から流入した冷媒を圧縮機１の吸入側の配管２１に流入させる出口部４２と、が形成され、膨張機シェル３４内に流入した冷媒に含まれる冷凍機油５０が貯留され、冷凍機油５０が膨張部及び発電機の少なくとも一方に供給される。
このため、膨張機シェル３４内に貯留された冷凍機油５０を膨張部３１及び発電機３２に供給でき、膨張機シェル３４内における冷凍機油５０の枯渇を抑制することができる。
【００３３】
また、蒸発器から流出した低温低圧の冷媒が膨張機シェル３４内に流入するので、発電機３２を冷却することができる。よって、発電機３２の効率低下を抑制することができる。
また、膨張機シェル３４内部の温度上昇を抑制することができるので、膨張部３１内の冷媒と膨張機シェル３４内のガス冷媒との熱交換が行われにくくなり、膨張部３１から蒸発器に流入する冷媒のエンタルピーの増加を抑制し、冷凍能力の低下を軽減することができる。
【００３４】
また、特許文献２に記載の技術のような給油管を設けないため、冷凍機油５０内に溶け込んだ冷媒が発泡することがなく、潤滑不良を抑制することができる。また、圧縮機１の起動時など過渡的な状態であっても、膨張機シェル３４内に貯留された冷凍機油５０によって膨張部３１及び発電機３２を潤滑することができる。
【００３５】
また、膨張機シェル３４から流出した冷媒を、圧縮機１の吸入側の配管２１に流入させるので、圧縮機シェル１５の内圧（高圧シェルまたは低圧シェル）によらず、膨張機シェル３４内に冷凍機油５０を貯留することができる。
【００３６】
実施の形態２．
本実施の形態２では実施の形態１との相違点を中心に説明し、実施の形態１と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３７】
図２は、本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置１００の膨張機３の構成図である。
図２（ａ）に示すように、膨張機シェル３４の出口部４２は、膨張機シェル３４の側面に設けられた開口によって構成されている。この出口部４２は、当該膨張機シェル３４内に、予め設定された必要量の冷凍機油５０が貯留されたときの油面（Ｌｎ）よりも高い位置（Ｌｍ）に設けられている。ここで、予め設定された必要量は、膨張機３の仕様等によって規定される最低限必要な油の量である。
なお、図２（ｂ）に示すように、膨張機シェル３４の内外を連通する配管を設けて、配管の端部の開口によって出口部４２を構成しても良い。この場合においても、出口部４２は、当該膨張機シェル３４内に、予め設定された必要量の冷凍機油５０が貯留されたときの油面（Ｌｎ）よりも高い位置（Ｌｍ）に設けられている。
【００３８】
以上の構成により、膨張機シェル３４内に、予め設定された必要量の冷凍機油５０を貯留することができる。よって、膨張機３が必要とする最低限の油量を確保することができる。
【００３９】
実施の形態３．
本実施の形態３では実施の形態１との相違点を中心に説明し、実施の形態１と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４０】
図３は、本発明の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置１００の構成図である。
図３に示すように、実施の形態３に係る冷凍サイクル装置１００は、上記実施の形態１の構成に加え、膨張機シェル３４内の冷凍機油５０を、圧縮機１の吸入側の配管２１に流入させる返油配管５２を、更に備えている。
返油配管５２は、膨張機シェル３４の底部に設けられた油出口４５と、圧縮機１の吸入側の配管２１とを接続する。また、返油配管５２には、流路を開閉する開閉弁５４が設けられている。
【００４１】
制御装置２００は、開閉弁５４の開閉を制御する。制御装置２００は、例えば、圧縮機シェル１５内の冷凍機油５０の油量が予め設定した油量より少ない場合に、開閉弁５４を開き、膨張機シェル３４内の冷凍機油５０の一部を圧縮機シェル１５内へ返油する。
なお、圧縮機シェル１５内の油量は、例えば油量計を設けても良いし、サーミスタ等の温度センサによってシェル温度を計測することで油量を判定しても良い。
【００４２】
なお、開閉弁５４に代えて、開度を可変可能な流量調整弁を設けても良い。また、開閉弁５４を省略して、返油配管５２の配管径及び長さを調整することで、常時、少量の冷凍機油５０を返油するようにしても良い。
【００４３】
また、膨張機シェル３４の出口部４２の高さを低くすることで、膨張機シェル３４内に貯留される冷凍機油５０の量が減り、圧縮機シェル１５内に貯留される冷凍機油５０の量が増える。このため、圧縮機シェル１５内に最低限必要な油の量に応じて、膨張機シェル３４の出口部４２の高さを設定しても良い。
【００４４】
以上の構成により、膨張機シェル３４内の冷凍機油５０を圧縮機１へ戻せるので、例えば起動時など、圧縮機１から吐出される冷媒に含まれる冷凍機油５０の量（持ち出される油量）が多い場合に、圧縮機シェル１５内における冷凍機油５０の枯渇を抑制することができる。
また、膨張機シェル３４内の冷凍機油５０が過度に貯留された場合に、圧縮機シェル１５内へ冷凍機油５０を戻すことができる。
また、例えば、膨張機３内の構造等による制約を受け、出口部４２の位置が所望の位置に形成できない場合であっても、膨張機シェル３４の出口部４２の高さによらず、圧縮機１へ油を戻すことができる。
【００４５】
実施の形態４．
本実施の形態４では実施の形態１との相違点を中心に説明し、実施の形態１と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４６】
図４は、本発明の実施の形態４に係る冷凍サイクル装置１００の構成図である。
図４に示すように、実施の形態４に係る冷凍サイクル装置１００は、上記実施の形態１の構成に加え、低圧配管２２を分岐し、圧縮機１の吸入側の配管２１に合流させる第１バイパス配管２３を、更に備えている。つまり、第１バイパス配管２３は、蒸発器（負荷側熱交換器２または熱源側熱交換器４）から膨張機シェル３４の入口部４１へ至る流路を分岐し、膨張機シェル３４の出口部４２から圧縮機１へ至る流路に合流させる。
【００４７】
ここで、膨張機３内の膨張部３１は、凝縮器（負荷側熱交換器２または熱源側熱交換器４）で液化された冷媒が流入するため、膨張部３１を流通する冷媒の温度は、膨張機シェル３４内に流入する冷媒に比べて温度が低い。このため、膨張部３１内の冷媒と膨張機シェル３４内に流入した冷媒とが熱交換する。
【００４８】
本実施の形態４においては、蒸発器から流出した冷媒の一部が配管１０から膨張機シェル３４内に流入し、他の一部が第１バイパス配管２３から圧縮機１の吸入側の配管２１へ流入する。
このため、蒸発器から流出した冷媒の全てが膨張機シェル３４内に流入する場合と比較して、膨張機シェル３４内に流入する冷媒流量が少なくなる。よって、膨張部３１内の冷媒と膨張機シェル３４内に流入した冷媒との熱交換量を少なくすることができる。
従って、蒸発器に流入する冷媒のエンタルピーの増加を抑制し、冷凍能力の低下を軽減することができる。
さらに、膨張機シェル３４内への冷凍機油５０の過剰な供給を抑制できる。よって、膨張機シェル３４内の冷凍機油５０の油面が発電機３２まで到達することを抑制できる。
【００４９】
なお、上記構成において、膨張機３の大きさは圧縮機１に対して小さいため、膨張機シェル３４から流出する冷媒に含まれる冷凍機油５０の量（持ち出される油流量）は、圧縮機１から吐出された冷媒に含まれる冷凍機油５０の量より少ない。つまり、圧縮機１から持ち出される油流量よりも少ない油量を、膨張機３へ供給すればよい。
このため、第１バイパス配管２３を通過する冷媒の流量よりも、低圧配管２２を通過する冷媒の流量が少なくなるように、低圧配管２２もしくは第１バイパス配管２３の長さ及び径を選定する。
このように、適正な冷媒流量及び油流量を膨張機３へ供給することにより、膨張部３１での熱交換量を抑制できるとともに、膨張機シェル３４内における冷凍機油５０の枯渇を抑制することができる。
【００５０】
なお、低圧配管２２または第１バイパス配管２３に流量調整弁等を設けて、膨張機シェル３４内に流入する冷媒流量を調整するようにしても良い。例えば、制御装置２００は、膨張機シェル３４内の冷凍機油５０の油量が予め設定した油量より少ない場合に、膨張機シェル３４内に流入する冷媒流量を増加させ、貯留される冷凍機油５０の油量を増加させるようにしても良い。
なお、膨張機シェル３４内の油量は、例えば油量計を設けても良いし、サーミスタ等の温度センサによってシェル温度を計測することで油量を判定しても良い。
【００５１】
（変形例）
なお、上記実施の形態３で説明した構成と、本実施の形態４で説明した構成とを組み合わせても良い。
例えば図５に示すように、上記実施の形態１の構成に加え、膨張機シェル３４内の冷凍機油５０を圧縮機１の吸入側の配管２１に流入させる返油配管５２と、蒸発器から膨張機シェル３４の入口部４１へ至る流路を分岐し、膨張機シェル３４の出口部４２から圧縮機１へ至る流路に合流させる第１バイパス配管２３と、を更に備える構成でも良い。このような構成においても、上述した効果と同様の効果を奏することができる。
【００５２】
実施の形態５．
本実施の形態５では実施の形態１との相違点を中心に説明し、実施の形態１と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５３】
図６は、本発明の実施の形態５に係る冷凍サイクル装置１００の構成図である。
図６に示すように、実施の形態５に係る冷凍サイクル装置１００は、上記実施の形態１の構成に加え、凝縮器から膨張部３１へ至る流路（流入配管３５）を分岐し、膨張機シェル３４の入口部４１へ流入させる第２バイパス配管６１を備えている。
また、第２バイパス配管６１には、第２バイパス配管６１を流通する冷媒を減圧するキャピラリーチューブ６３等の減圧手段と、第２バイパス配管６１へ分岐し減圧された冷媒と、流入配管３５を流通する冷媒（凝縮器から膨張部へ流入する冷媒）とを熱交換する熱交換器６０と、が設けられている。
本実施の形態５における膨張機シェル３４は、出口部４２が流出管２０によって圧縮機１の吸入側の配管２１に合流している。流出管２０には、冷媒を減圧するキャピラリーチューブ２４等の減圧手段が設けられている。
また、実施の形態５では、圧縮機１の吸入側の配管２１は、第１四方弁５を介して蒸発器（負荷側熱交換器２または熱源側熱交換器４）と接続されている。
【００５４】
本実施の形態５における動作について、上記実施の形態１との相違点を中心に説明する。
凝縮器を流出した冷媒は、第２四方弁６を通過して流入配管３５に流入する。流入配管３５を流通する冷媒の一部は、第２バイパス配管６１へ流入する。第２バイパス配管６１へ流入した冷媒は、キャピラリーチューブ６３によって減圧され温度が低下する。キャピラリーチューブ６３によって減圧され温度が低下した冷媒は、熱交換器６０によって、流入配管３５から膨張部３１へ流入する高圧の冷媒と熱交換され、ガス冷媒となる。
このガス冷媒は、膨張機シェル３４の入口部４１へ流入する。そして、冷媒に含まれる冷凍機油５０が分離されたあと、出口部４２から流出管２０へ流出し、キャピラリーチューブ２４によって減圧された後、圧縮機１の吸入側の配管２１に合流する。
【００５５】
なお、キャピラリーチューブ２４、６３等の減圧手段を設けずに、第２バイパス配管６１及び流出管２０の配管径及び長さを調整することで、冷媒を減圧する構成でも良い。
なお、キャピラリーチューブ６３に代えて、流量が可変可能な減圧装置を設けても良い。このような、流量が可変可能な減圧装置を設けることで、運転状態に応じて膨張機シェル内へ流入する冷媒の温度を適正に保つことができ、効果的に発電機３２の冷却を行うことができる。また、膨張機シェル３４への過渡液戻り（液バック）の発生を防ぎ、膨張機シェル３４内の油濃度低下が抑制できる。
【００５６】
以上の構成により、膨張機シェル３４へ流入する冷媒をガス状態にできるため、例えば蒸発器から液状態の冷媒が流出する液バックが発生した場合であっても、膨張機シェル３４へ液状態の冷媒が流入することを防止できる。よって、液状態の冷媒が冷凍機油５０へ混入することを防止でき、油濃度の低下を防止できる。
また、第２バイパス配管６１を流通する冷媒の圧力を設定することで、膨張機シェル３４内の圧力及び温度を所望の値に設定できる。よって、膨張機シェル３４内の温度を低下させることによって、発電機３２の温度上昇を抑制することができ、発電機３２の効率低下を抑制することができる。
【００５７】
（変形例１）
なお、上記実施の形態３で説明した構成と、本実施の形態５で説明した構成とを組み合わせても良い。
例えば図７に示すように、本実施の形態５の構成に加え、膨張機シェル３４内の冷凍機油５０を圧縮機１の吸入側の配管２１に流入させる返油配管５２を、更に備える構成でも良い。このような構成においても、上述した効果と同様の効果を奏することができる。
さらに、膨張機シェル３４内の圧力を、膨張部３１を通過する冷媒よりも高く設定することで、膨張機シェル３４内に貯留された冷凍機油５０を、膨張部３１及び発電機３２へ供給する方式として差圧を用いた給油が可能となり、膨張機３の信頼性が向上する。また、膨張機シェル３４内の圧力よりも圧縮機１の吸入側の圧力が低いことから、差圧によって確実に膨張機シェル３４内の冷凍機油５０を圧縮機１へ戻すことができる。
【００５８】
（変形例２）
なお、図８に示すように、本実施の形態５で説明した構成に加え、さらに、蒸発器から圧縮機１へ至る流路（低圧配管２２）を分岐し、第２バイパス配管６１の熱交換器６０の下流側に合流させる第３バイパス配管６５を、更に備えても良い。
このような構成により、蒸発器から流出して低圧配管２２を流通する冷媒が湿り状態であっても、この湿り状態の冷媒と、第２バイパス配管６１を通過し熱交換器６０によってガス状態となった冷媒とが合流するので、湿り状態の冷媒を加熱でき、膨張機シェル３４への液バックを抑制できる。
【００５９】
実施の形態６．
本実施の形態６では実施の形態５との相違点を中心に説明し、実施の形態５と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００６０】
図９は、本発明の実施の形態６に係る冷凍サイクル装置１００の構成図である。
図９に示すように、実施の形態６に係る冷凍サイクル装置１００は、上記実施の形態５の構成に加え、圧縮機１から吐出された冷媒に含まれる冷凍機油５０を分離する油分離器７と、油分離器７によって分離された冷凍機油５０を、第２バイパス配管６１で減圧された冷媒と合流させる第４バイパス配管１３を備えている。なお、本実施の形態６においては、熱交換器６０は不要である。
また、実施の形態６では、圧縮機１の吐出側の配管１０は、油分離器７と接続されている。また、油分離器７と第１四方弁５とはガス配管１１で接続されている。
【００６１】
なお、上記実施の形態５の変形例１で説明したように、膨張機シェル３４内の冷凍機油５０を圧縮機１の吸入側の配管２１に流入させる返油配管５２を設ける構成でも良い。
【００６２】
本実施の形態６に係る冷凍サイクル装置１００おいては、圧縮機１から吐出された高温高圧の冷媒が、配管１０を通過して油分離器７に流入する。油分離器７では、冷媒に含まれる冷凍機油５０の少なくとも一部が分離される。油分離器７によって分離された冷凍機油５０は、第４バイパス配管１３を介して第２バイパス配管６１を流通する低圧の液冷媒と合流する。第２バイパス配管６１を流通する低圧の液冷媒は、高温の冷凍機油５０と合流することで加熱されガス状態の冷媒となる。そして、ガス化した冷媒と冷凍機油５０は、入口部４１から膨張機シェル３４内へ流入する。
一方、油分離器７によって分離されたガス冷媒は、ガス配管１１を通過し、第１四方弁５を介して凝縮器（負荷側熱交換器２または熱源側熱交換器４）へ流入する。
【００６３】
以上の構成により、膨張機シェル３４へ流入する冷媒をガス状態にできるため、例えば蒸発器から液状態の冷媒が流出する液バックが発生した場合であっても、膨張機シェル３４へ液状態の冷媒が流入することを防止できる。よって、液状態の冷媒が冷凍機油５０へ混入することを防止でき、油濃度の低下を防止できる。
また、第２バイパス配管６１を流通する冷媒の圧力を設定することで、膨張機シェル３４内の圧力及び温度を所望の値に設定できる。よって、膨張機シェル３４内の温度を低下させることによって、発電機３２の温度上昇を抑制することができ、発電機３２の効率低下を抑制することができる。
また、第２バイパス配管６１を流通する低温の冷媒によって、高温の冷凍機油５０を冷却することができるので、発電機３２の温度上昇を抑制することができる。
また、油分離器７から冷凍機油５０を供給できるので、膨張機シェル３４内へ十分な油量を供給できる。
【００６４】
実施の形態７．
本実施の形態７では実施の形態１との相違点を中心に説明し、実施の形態１と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００６５】
図１０は、本発明の実施の形態７に係る冷凍サイクル装置１００の構成図である。
図１０に示すように、実施の形態７に係る冷凍サイクル装置１００は、上記実施の形態１の構成に加え、流入配管３５を分岐し流出配管３６に合流させる第５バイパス配管３７と、第５バイパス配管３７に設けられ冷媒を膨張する第２膨張弁３８と、を更に備えている。
第５バイパス配管３７は、凝縮器から膨張部３１へ至る流路（流入配管３５）を分岐し、膨張部３１から蒸発器へ至る流路（流出配管３６）に合流させる。
第２膨張弁３８は、例えば開度を可変可能な電子制御式膨張弁等により構成されている。制御装置２００は、予め設定した条件に応じて、第２膨張弁３８の開度を制御する。
なお、第５バイパス配管３７の流路を開閉する開閉弁を設け、第２膨張弁３８の開度が固定の構成でも良い。この場合、制御装置２００は、開閉弁を制御する。
【００６６】
第２膨張弁３８の開度が全閉の場合、流入配管３５を冷媒は第５バイパス配管３７を流通しない。この場合は上述した実施の形態１と同様の動作となる。
一方、第２膨張弁３８を開くと、流入配管３５を流通する冷媒が第５バイパス配管３７を流通する。第５バイパス配管３７を流通する冷媒は、第２膨張弁３８によって減圧される。このとき、膨張部３１へ流れる冷媒流量が減少するため、膨張部３１の駆動が停止する。なお、流入配管３５または流出配管３６に開閉弁等を設けて、膨張部３１へ流入する冷媒を完全に停止しても良い。
第２膨張弁３８によって減圧された冷媒は、流出配管３６に合流し、第２四方弁６を通過して蒸発器に流入する。
【００６７】
次に、制御装置２００による第２膨張弁３８の制御について説明する。
制御装置２００は、予め設定した条件を満たす場合、第２膨張弁３８を開き、第５バイパス配管３７に冷媒を流通させ、膨張部３１の駆動を停止させる。
ここで、予め設定した条件は、例えば以下の（１）〜（３）の少なくとも一つの場合である。
（１）圧縮機１の起動からの経過時間が、予め設定した時間以下である場合
（２）膨張機シェル３４内の冷凍機油５０の量が、予め設定した量以下である場合
（３）膨張部３１の回転数が、予め設定した上限値以上もしくは下限値以下である場合
【００６８】
以上の構成により、予め設定した条件を満たす場合には、膨張部３１の駆動を停止させることができる。
また、圧縮機１の起動からの経過時間が予め設定した時間以下である場合に、膨張部３１の駆動を停止させことで、圧縮機１の吐出圧力が十分上昇するまでは、膨張部３１が駆動することを防止でき、圧縮機１への液バック等を抑制することができる。
また、膨張機シェル３４内の冷凍機油５０が減少し、予め設定した量以下となった場合に、膨張部３１の駆動を停止させことで、膨張機３の破損を防止することができる。
また、膨張部３１の回転数が、予め設定した上限値以上もしくは下限値以下である場合に、膨張部３１の駆動を停止させことで、回転数が所望の範囲を外れることなく膨張部３１を駆動することができる。
【００６９】
なお、本実施の形態７の構成は、上述した実施の形態１〜６の何れの構成にも適用することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１  圧縮機、２  負荷側熱交換器、３  膨張機、４  熱源側熱交換器、５  第１四方弁、６  第２四方弁、７  油分離器、１０  配管、１１  ガス配管、１３  第４バイパス配管、１５  圧縮機シェル、１７  電動機部、１８  圧縮部、２０  流出管、２１  配管、２２  低圧配管、２３  第１バイパス配管、２４  キャピラリーチューブ、３１  膨張部、３２  発電機、３３  回転軸、３４  膨張機シェル、３５  流入配管、３６  流出配管、３７  第５バイパス配管、３８  第２膨張弁、４１  入口部、４２  出口部、４３  膨張部入口、４４  膨張部出口、４５  油出口、５０  冷凍機油、５２  返油配管、５４  開閉弁、６０  熱交換器、６１  第２バイパス配管、６３  キャピラリーチューブ、６５  第３バイパス配管、１００  冷凍サイクル装置、２００  制御装置。
【図１】
2015104823.tif 000003
【図２】
2015104823.tif 000004
【図３】
2015104823.tif 000005
【図４】
2015104823.tif 000006
【図５】
2015104823.tif 000007
【図６】
2015104823.tif 000008
【図７】
2015104823.tif 000009
【図８】
2015104823.tif 000010
【図９】
2015104823.tif 000011
【図１０】
2015104823.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成28年5月23日(2016.5.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機、凝縮器、膨張機、及び蒸発器が配管で接続され、冷媒が循環する冷媒回路を備え、前記膨張機は、外郭を構成する膨張機シェルと、前記膨張機シェル内に配置され、前記凝縮器から流出した前記冷媒を膨張させ駆動力を発生し、膨張させた前記冷媒を前記蒸発器へ流入させる膨張部と、前記膨張機シェル内に配置され、前記膨張部の駆動力によって回転する発電機と、を有し、前記膨張機シェルは、当該膨張機シェル内に前記冷媒を流入させる入口部と、前記入口部から当該膨張機シェル内に流入した前記冷媒を流出させ、前記圧縮機の吸入側の配管に流入させる出口部と、が形成され、前記膨張機シェル内に、前記冷媒に含まれる冷凍機油が貯留され、前記冷凍機油が前記膨張部及び前記発電機の少なくとも一方に供給されるものである。
【手続補正２】
【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】
圧縮機、凝縮器、膨張機、及び蒸発器が配管で接続され、冷媒が循環する冷媒回路を備え、
前記膨張機は、
外郭を構成する膨張機シェルと、
前記膨張機シェル内に配置され、前記凝縮器から流出した前記冷媒を膨張させ駆動力を発生し、膨張させた前記冷媒を前記蒸発器へ流入させる膨張部と、
前記膨張機シェル内に配置され、前記膨張部の駆動力によって回転する発電機と、
を有し、
前記膨張機シェルは、
当該膨張機シェル内に前記冷媒を流入させる入口部と、
前記入口部から当該膨張機シェル内に流入した前記冷媒を流出させ、前記圧縮機の吸入側の配管に流入させる出口部と、が形成され、
前記膨張機シェル内に、前記冷媒に含まれる冷凍機油が貯留され、前記冷凍機油が前記膨張部及び前記発電機の少なくとも一方に供給される
冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記膨張機シェルの前記出口部は、
当該膨張機シェル内に、予め設定された必要量の前記冷凍機油が貯留されたときの油面よりも高い位置に設けられた
請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記膨張機シェル内の前記冷凍機油を、前記圧縮機の吸入側の配管に流入させる返油配管を、更に備えた
請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記膨張機シェルの前記入口部は、前記蒸発器から流出した前記冷媒が流入する
請求項１〜３の何れか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記膨張機シェルの前記出口部は、前記圧縮機の吸入側の配管に接続された
請求項１〜４の何れか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記蒸発器から前記膨張機シェルの前記入口部へ至る流路を分岐し、前記膨張機シェルの前記出口部から前記圧縮機へ至る流路に合流させる第１バイパス配管を、更に備えた
請求項５に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
前記膨張機シェルの前記入口部から流入する前記冷媒の流量が、
前記第１バイパス配管を通過する前記冷媒の流量よりも少ない
請求項６に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項８】
前記凝縮器から前記膨張部へ至る流路を分岐し、前記冷媒を減圧させて前記膨張機シェルの前記入口部へ流入させる第２バイパス配管と、
前記第２バイパス配管へ分岐し減圧された前記冷媒と、前記凝縮器から前記膨張部へ流入する前記冷媒とを熱交換する熱交換器と、を更に備えた
請求項１〜４の何れか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項９】
前記膨張機シェル内の圧力が、前記膨張部から流出する圧力よりも高い
請求項８に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１０】
前記蒸発器から前記圧縮機へ至る流路を分岐し、前記第２バイパス配管の前記熱交換器の下流側に合流させる第３バイパス配管を、更に備えた
請求項８または９に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１１】
前記凝縮器から前記膨張部へ至る流路を分岐し、前記冷媒を減圧させて前記膨張機シェルの前記入口部へ流入させる第２バイパス配管と、
前記圧縮機から吐出された前記冷媒に含まれる前記冷凍機油を分離する油分離器と、
前記油分離器によって分離された前記冷凍機油を、前記第２バイパス配管で減圧された前記冷媒と合流させる第４バイパス配管と、
を、更に備えた
請求項１〜４の何れか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１２】
前記凝縮器から前記膨張部へ至る流路を分岐し、前記膨張部から前記蒸発器へ至る流路に合流させる第５バイパス配管と、
前記第５バイパス配管に設けられ、前記冷媒を膨張する第２膨張弁と、を更に備え、
予め設定した条件を満たす場合、前記第５バイパス配管に前記冷媒を流通させる
請求項１〜１１の何れか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１３】
前記予め設定した条件は、
前記圧縮機の起動からの経過時間が、予め設定した時間以下である場合、
前記膨張機シェル内の前記冷凍機油の量が、予め設定した量以下である場合、
及び、前記膨張部の回転数が、予め設定した上限値以上もしくは下限値以下である場合、の少なくとも一つである
請求項１２に記載の冷凍サイクル装置。
【手続補正書】
【提出日】平成28年11月16日(2016.11.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機、凝縮器、膨張機、及び蒸発器が配管で接続され、冷媒が循環する冷媒回路を備え、前記膨張機は、外郭を構成する膨張機シェルと、前記膨張機シェル内に配置され、前記凝縮器から流出した前記冷媒を膨張させ駆動力を発生し、膨張させた前記冷媒を前記蒸発器へ流入させる膨張部と、前記膨張機シェル内に配置され、前記膨張部の駆動力によって回転する発電機と、を有し、前記膨張機シェルは、当該膨張機シェル内に前記冷媒と前記冷媒に含まれる冷凍機油とを流入させる入口部と、前記冷媒と前記冷凍機油とを前記入口部から当該膨張機シェル内に流入させた後、前記膨張機シェル内を経由して流出させ、前記圧縮機の吸入側の配管に接続された出口部と、が形成され、前記膨張機シェル内が低圧であり、前記膨張機シェル内に、前記冷媒に含まれる冷凍機油が貯留され、前記冷凍機油が前記膨張部及び前記発電機の少なくとも一方に供給されるものである。
【手続補正２】
【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】
圧縮機、凝縮器、膨張機、及び蒸発器が配管で接続され、冷媒が循環する冷媒回路を備え、
前記膨張機は、
外郭を構成する膨張機シェルと、
前記膨張機シェル内に配置され、前記凝縮器から流出した前記冷媒を膨張させ駆動力を発生し、膨張させた前記冷媒を前記蒸発器へ流入させる膨張部と、
前記膨張機シェル内に配置され、前記膨張部の駆動力によって回転する発電機と、
を有し、
前記膨張機シェルは、
当該膨張機シェル内に前記冷媒と前記冷媒に含まれる冷凍機油とを流入させる入口部と、
前記冷媒と前記冷凍機油とを前記入口部から当該膨張機シェル内に流入させた後、前記膨張機シェル内を経由して流出させ、前記圧縮機の吸入側の配管に接続された出口部と、が形成され、
前記膨張機シェル内が低圧であり、
前記膨張機シェル内に、前記冷媒に含まれる冷凍機油が貯留され、前記冷凍機油が前記膨張部及び前記発電機の少なくとも一方に供給される
冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記膨張機シェルの前記出口部は、
当該膨張機シェル内に、予め設定された必要量の前記冷凍機油が貯留されたときの油面よりも高い位置に設けられた
請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記膨張機シェル内の前記冷凍機油を、前記圧縮機の吸入側の配管に流入させる返油配管を、更に備えた
請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記膨張機シェルの前記入口部は、前記蒸発器から流出した前記冷媒が流入する
請求項１〜３の何れか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記蒸発器から前記膨張機シェルの前記入口部へ至る流路を分岐し、前記膨張機シェルの前記出口部から前記圧縮機へ至る流路に合流させる第１バイパス配管を、更に備えた
請求項１〜４の何れか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記膨張機シェルの前記入口部から流入する前記冷媒の流量が、
前記第１バイパス配管を通過する前記冷媒の流量よりも少ない
請求項５に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
前記凝縮器から前記膨張部へ至る流路を分岐し、前記冷媒を減圧させて前記膨張機シェルの前記入口部へ流入させる第２バイパス配管と、
前記第２バイパス配管へ分岐し減圧された前記冷媒と、前記凝縮器から前記膨張部へ流入する前記冷媒とを熱交換する熱交換器と、を更に備えた
請求項１〜４の何れか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項８】
前記膨張機シェル内の圧力が、前記膨張部から流出する圧力よりも高い
請求項７に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項９】
前記蒸発器から前記圧縮機へ至る流路を分岐し、前記第２バイパス配管の前記熱交換器の下流側に合流させる第３バイパス配管を、更に備えた
請求項７または８に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１０】
前記凝縮器から前記膨張部へ至る流路を分岐し、前記冷媒を減圧させて前記膨張機シェルの前記入口部へ流入させる第２バイパス配管と、
前記圧縮機から吐出された前記冷媒に含まれる前記冷凍機油を分離する油分離器と、
前記油分離器によって分離された前記冷凍機油を、前記第２バイパス配管で減圧された前記冷媒と合流させる第４バイパス配管と、
を、更に備えた
請求項１〜４の何れか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１１】
前記凝縮器から前記膨張部へ至る流路を分岐し、前記膨張部から前記蒸発器へ至る流路に合流させる第５バイパス配管と、
前記第５バイパス配管に設けられ、前記冷媒を膨張する第２膨張弁と、を更に備え、
予め設定した条件を満たす場合、前記第５バイパス配管に前記冷媒を流通させる
請求項１〜１０の何れか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１２】
前記予め設定した条件は、
前記圧縮機の起動からの経過時間が、予め設定した時間以下である場合、
前記膨張機シェル内の前記冷凍機油の量が、予め設定した量以下である場合、
及び、前記膨張部の回転数が、予め設定した上限値以上もしくは下限値以下である場合、の少なくとも一つである
請求項１１に記載の冷凍サイクル装置。
【国際調査報告】
2015104823.tif 000013
2015104823.tif 000014
2015104823.tif 000015
2015104823.tif 000016