(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒が、圧縮機と、第１油分離器と、凝縮器と、膨張弁と、蒸発器と、第２油分離器の順に循環する冷凍サイクル装置であって、
前記第１油分離器から前記圧縮機に至る第１バイパス経路と、
前記第１バイパス経路上に設けられた第１の弁と、
前記第２油分離器から前記圧縮機に至る第２バイパス経路と、
前記第２バイパス経路上に設けられた第２の弁と、
前記第１の弁の開度と前記第２の弁の開度とを制御する制御装置と、
前記圧縮機の冷凍機油の油面位置を検出する第１検出器とを備え、
前記制御装置は、第１時点において前記圧縮機の冷凍機油の不足を前記第１検出器の出力が示す場合には、前記第２の弁を開状態とし、前記第１時点よりも後の第２時点において前記圧縮機の冷凍機油の不足を前記第１検出器の出力が示す場合には、前記第１の弁を開状態とし、
前記第１油分離器の冷凍機油の油面位置が第１位置より上にあることを検出する第２検出器と、
前記第１油分離器の冷凍機油の油面位置が前記第１位置よりも低い第２位置より下にあることを検出する第３検出器とをさらに備え、
前記制御装置は、前記第１時点において前記圧縮機の冷凍機油の不足を前記第１検出器の出力が示さず、かつ前記第１油分離器の冷凍機油の油面位置が前記第１位置よりも上にあることを前記第２検出器の出力が示す場合、前記第１の弁を開状態とし、
前記制御装置は、前記第１油分離器の冷凍機油の油面位置が前記第２位置よりも下にあることを前記第３検出器の出力が示す場合には、前記第１の弁を閉止する、冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記第１検出器は、第１電極、第２電極、および通電することによって発熱するとともに、温度変化によって抵抗値が変化する発熱素子を含み、前記発熱素子は前記第１電極および前記第２電極の間に設置される請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記第１検出器、前記第２検出器、および前記第３検出器の各々は、第１電極、第２電極、および通電することによって発熱するとともに、温度変化によって抵抗値が変化する発熱素子を含み、前記発熱素子は前記第１電極および前記第２電極の間に設置される請求項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】
この発明は、返油経路を有する冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器を含む冷凍サイクル装置において、冷媒と共に冷凍機油が圧縮機から吐出されるので、圧縮機の吐出側にオイルセパレータが設けられている。圧縮機内の油枯渇を防止するために、オイルセパレータにおいて冷媒から分離された冷凍機油を圧縮機の吸入側へ返油する返油経路が設けられる。返油経路上にある開閉弁を開閉することによって圧縮機内の油量を調整することが行なわれている（例えば、実開平３−７３８８０（特許文献１）参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平３−７３８８０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の実開平３−７３８８０に記載された冷媒回路では、返油経路の開閉弁の開閉を時間で制御している。しかし、この方式では正確な油量を確認できないため、容器内の冷凍機油の返油が完了した後も開閉弁が開状態となることが生じ、冷凍機油のみならず冷媒もまた圧縮機へ戻してしまう。したがって、蒸発器への冷媒流量が減少することによる冷凍機の性能低下および圧縮機の周波数変動による庫内温度の制御性の悪化が予想される。また返油が過剰に行なわれると圧縮機モータに油が浸かるので圧縮機の体積効率が低下する懸念がある。【０００５】
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、センサを用いて油面を正確に検知し、圧縮機の容器内に精度良く油を戻すことによって圧縮機保護のみならず圧縮機および冷凍サイクル装置の性能低下を防ぐことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
主たる局面に従う冷凍サイクル装置は、冷媒が、圧縮機と、第１油分離器と、凝縮器と、膨張弁と、蒸発器と、第２油分離器の順に循環する冷凍サイクル装置である。冷凍サイクル装置は、第１油分離器から圧縮機に至る第１バイパス経路と、第１バイパス経路上に設けられた第１開閉弁と、第２油分離器から圧縮機に至る第２バイパス経路と、第２バイパス経路上に設けられた第２開閉弁と、第１開閉弁の開度と第２開閉弁の開度とを制御する制御装置とを備える。
【発明の効果】
【０００７】
この発明の冷凍サイクル装置は、制御装置が第１開閉弁と第２開閉弁の開度を制御して精度良く返油量を調節することによって、圧縮機内の油枯渇を防止することに対する信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の全体構成図である。
【図２】自己発熱センサの構成を示す図である。
【図３】自己発熱センサの特性を示す図である。
【図４】実施の形態１における返油制御を説明するためのフローチャートである。
【図５】実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の全体構成図である。
【図６】実施の形態２における返油制御を説明するためのフローチャートである。
【図７】実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の全体構成図である。
【図８】実施の形態３における返油制御を説明するためのフローチャートである。
【図９】実施の形態４に係る冷凍サイクル装置の全体構成図である。
【図１０】実施の形態４における返油制御を説明するためのフローチャートである。
【図１１】実施の形態５に係る冷凍サイクル装置の全体構成図である。
【図１２】実施の形態５における返油制御を説明するためのフローチャートである。
【図１３】実施の形態６に係る冷凍サイクル装置の全体構成図である。
【図１４】実施の形態６における返油制御を説明するためのフローチャートである。
【図１５】実施の形態７に係る冷凍サイクル装置の全体構成図である。
【図１６】実施の形態７における返油制御を説明するためのフローチャートである。
【図１７】実施の形態８に係る冷凍サイクル装置の全体構成図である。
【図１８】実施の形態８における返油制御を説明するためのフローチャートである。
【図１９】実施の形態９に係る冷凍サイクル装置の全体構成図である。
【図２０】実施の形態９における返油制御を説明するためのフローチャートである。
【図２１】実施の形態１０に係る冷凍サイクル装置の全体構成図である。
【図２２】実施の形態１０における返油制御を説明するためのフローチャートである。
【図２３】実施の形態１１に係る冷凍サイクル装置の全体構成図である。
【図２４】実施の形態１１における返油制御を説明するためのフローチャートである。
【図２５】実施の形態１２に係る冷凍サイクル装置の全体構成図である。
【図２６】実施の形態１２における返油制御を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る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１００は、圧縮機１と、オイルセパレータ２と、凝縮器３と、膨張弁４と、蒸発器５と、アキュムレータ６と、制御装置３０とを含む。
【００１１】
圧縮機１、オイルセパレータ２、凝縮器３、膨張弁４、蒸発器５、アキュムレータ６を順次接続し、冷媒回路が構成される。オイルセパレータ２およびアキュムレータ６は、ともに「油分離器」としても動作する。この冷凍サイクル装置１００には、冷媒回路に加えて、冷凍機油を圧縮機１に戻すための返油経路２１，２２が設けられている。返油経路２１，２２は、図示しないが各々が流量を絞るキャピラリチューブを含み、途中に電磁弁７，８がそれぞれ配置されている。なお、電磁弁７，８は、開度が変更されれば電磁弁である必要はなく、電子制御弁、電動弁のようなものを含みうる開閉弁であっても良い。オイルセパレータ２およびアキュムレータ６は、それぞれ返油経路２１，２２により圧縮機１と接続される。返油経路２１，２２には電磁弁７，８が設置される。油面枯渇による信頼性確保限界高さである圧縮機１のローシェル部に、潤滑油量を検出する自己発熱センサ９１Ｅが取り付けられている。ローシェル部は、たとえば、冷凍機油をオイルポンプで吸引し圧縮機内のモータやスクロール圧縮機の摺動部に供給するような構成の場合では、オイルポンプのオイル吸引口の高さ付近とすることができる。また、圧縮機１は湾曲している上腕部と下腕部、上腕部と下腕部を接続する真っ直ぐな筒部を組み合わせた形状であり、ローシェル部は下腕部としても良い。
【００１２】
まず冷凍サイクル装置１００の動作について説明する。圧縮機１で冷媒は圧縮され高温高圧の過熱ガスとなる。凝縮器３において外気と冷媒が熱交換され、冷媒は高圧の飽和液となる。冷媒は、膨張弁４を通過すると減圧される。蒸発器ファン５Ｆにより庫内空気が蒸発器５に搬送され冷媒と熱交換され、冷媒は低圧の飽和ガスあるいは過熱ガスとなる。そして、アキュムレータ６において液冷媒がガス冷媒から分離され、ガス冷媒が圧縮機１へ至る。
【００１３】
圧縮機１は、筐体１１と、モータ１０とスクロール圧縮機１２とを含む。筐体１１の内部には、モータ１０と、モータ１０によって回転駆動されるスクロール圧縮機１２とが収容されている。冷媒がスクロール圧縮機１２によって圧縮され圧縮機１から吐出される。圧縮機１は、スクロール圧縮機１２に代えてロータリー圧縮機を含むものであっても良い。
【００１４】
次に、冷媒と冷凍機油の動作について説明する。圧縮機１から吐出された高温高圧の冷媒と冷凍機油の混合体は、オイルセパレータ２に流入し、遠心分離や重力、フィルタなどの作用により冷媒と冷凍機油がおおまかに分離される。オイルセパレータ２で冷凍機油を分離するので、冷凍機油混入による伝熱性能低下や圧損増大によるサイクル性能低下を抑制することができる。またオイルセパレータ２で分離された冷凍機油は、圧縮機１内に設置された自己発熱センサ９１Ｅで冷凍機油不足が検出された場合、返油経路２１上の電磁弁７を開とすることで圧縮機１へ至る。なお、オイルセパレータ２において冷媒と分離しきれなかった冷凍機油は、凝縮器３、膨張弁４、蒸発器５、アキュムレータ６を経由して圧縮機１へ戻る。このときに、液バックを防止するために、アキュムレータ６で液冷媒とともに冷凍機油もガス冷媒と分離される。
【００１５】
次に圧縮機内部での油量が低下する状況について説明する。凝縮器３、膨張弁４、蒸発器５を経由して圧縮機１へ冷媒と冷凍機油の混合物が戻る場合、冷媒の移動速度より冷凍機油の移動速度の方が遅いので、配管等に冷凍機油が滞留するかのように存在する。１つの冷媒回路が長い配管で接続される場合はこの滞留が顕著である。
【００１６】
このような状況を想定すると、冷凍サイクル装置１００の封入油量は大きくせざるを得ない。しかし、オイルセパレータ２により冷媒中の冷凍機油を分離できれば、冷媒に対する冷凍機油の循環率が低くなり、接続する配管の長さはさほど圧縮機１内部での油量低下（＝封入油量増大）に影響しない。
【００１７】
逆に言えば、オイルセパレータ２での冷凍機油の分離能力を超過する場合が、圧縮機１内部での油量が低下する状況である。特に、圧縮機１の内部に液冷媒と冷凍機油が存在し、液冷媒が急激に発泡（気化）し、冷凍機油の冷媒溶解度が急激に低下するような状況である。この場合、圧縮機シェル内の冷凍機油が冷媒と共に大量に圧縮機１から排出される。すると、オイルセパレータ２で分離できずに、凝縮器３、膨張弁４、蒸発器５を経由して圧縮機１へ戻る。大量に吐出された冷凍機油が戻る時間までに、圧縮機１内の油量の低下量が大きければ、圧縮機１の潤滑不良などの信頼性低下を招く。
（センサの説明）
本実施の形態では、圧縮機１内の油量の低下量を正確に把握するために、自己発熱センサ９１Ｅを圧縮機のローシェル部に設置している。この自己発熱センサ９１Ｅによる油面検知方法について説明する。図２は、自己発熱センサの構成を示す図である。自己発熱センサ９１Ｅは、センサに通電・加熱した際の応答を計測することで気液判別するセンサであり、２つの電極２３，２４と温度により電気抵抗が変化する素子２５とで構成される。２つの電極２３，２４の間に、素子２５が設置される。図示しない温度センサによって測定された環境温度Ｔａｔｍと自己発熱センサ９１Ｅに通電することで得られる電気信号とにより、油分離器内部の任意の位置の流体状態（ガス／液）を判別することができる。
【００１８】
図３は、自己発熱センサの特性を示す図である。自己発熱センサ９１Ｅは、通電することにより加熱される。このとき、センサに接触する流体の状態（ガス／液）で決まる熱伝達率の違いおよび環境温度Ｔａｔｍの違いによって、放熱量が変わる。このため自己発熱センサ９１Ｅの温度も変わり、流体の状態（ガス／液）によってセンサ電圧にも差が生じる。
【００１９】
各環境温度において、冷凍機油に浸漬されている場合の電圧Ｖｓｏ（以下、「油電圧」という）と、ガス中にある場合の電圧Ｖｓｇ（以下、「ガス電圧」という）との間に電圧差ΔＶｓが生じる。センサ温度を電圧値として測定することによって、接触する流体がガスであるか液（油）であるかを検知することができる。各温度においてセンサ電圧差ΔＶｓに基づいてガス電圧Ｖｓｇに対するしきい値を決定しておく。センサ電圧の時間変化を監視中にガス電圧Ｖｓｇを検出していた状態において、しきい値以上の電圧の増加が生じたとき油検知と判定することができる。同様に、各温度においてセンサ電圧差ΔＶｓに基づいて油電圧Ｖｓｏに対するしきい値を決定しておく。センサ電圧の時間変化を監視中に油電圧Ｖｓｏを検出していた状態において、しきい値以上の電圧の低下が生じたときガス検知と判定することができる。なお、以下の実施の形態２〜１２で用いられる自己発熱センサについても、同様に図３に示すような特性を有する。
（返油制御の説明）
次に返油制御について説明する。図４は、実施の形態１における返油制御を説明するためのフローチャートである。図１、図４を参照して、制御装置３０は、圧縮機１内の自己発熱センサ９１Ｅから電圧値を取得する。ステップＳ１において、制御装置３０は、取得した電圧値がガス電圧Ｖｓｇを示すか否かを判断する。ステップＳ１において取得した電圧値がガス電圧Ｖｓｇを示す場合には、圧縮機１は油枯渇状態となっている。そこで、制御装置３０は、ステップＳ２に処理を進めて返油経路上にある電磁弁８を開く。電磁弁８が開くと、アキュムレータ６から冷凍機油が圧縮機１に返油される。ステップＳ３において、所定時間経過するのを待った後、制御装置３０は、ステップＳ４に処理を進めて電磁弁８を閉とする。そしてステップＳ５において、制御装置３０は、圧縮機１内の自己発熱センサ９１Ｅから電圧値を取得し、取得した電圧値が図３のガス電圧Ｖｓｇを示すか否かを判断する。
【００２０】
ステップＳ５において、この時点においてセンサ９１Ｅの出力がガス電圧Ｖｓｇを示していたら、圧縮機１の油枯渇状態がまだ継続していることになる。そこで、制御装置３０は、不足する冷凍機油を補うために、ステップＳ６に処理を進めて電磁弁７を開としオイルセパレータ２から返油を開始する。そして、ステップＳ７において所定時間経過するのを待った後、制御装置３０は、ステップＳ８において電磁弁７を閉とし返油を終了する。
【００２１】
上記の制御では、冷媒回路の下流側のアキュムレータ６からの返油を行なった後に、油量が不足していれば上流側のオイルセパレータからの返油を行なう。これは、上流側のオイルセパレータ２はアキュムレータ６よりも圧力が高いので、アキュムレータ６からの返油を優先させる方がエネルギロスを少なくすることができるからである。
【００２２】
また、自己発熱型センサ９１Ｅを取り付けるにあたって平行電極を用いて容器に搭載している、つまり平行に配置された２つの電極２３，２４の間に、素子２５が設置されることで、冷媒の流れの影響を受けずに油面を検知できる。
【００２３】
実施の形態２．
実施の形態１では、圧縮機１内の油面を検知しオイルセパレータ２およびアキュムレータ６から冷凍機油を返油するようにしたものであるが、以下の実施の形態２ではオイルセパレータ２内に自己発熱センサを１つ取り付けた場合に返油制御をする例を示す。
【００２４】
図５は、実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の全体構成図である。図５の冷凍サイクル装置１０１は、図１に示した冷凍サイクル装置１００の構成において、センサ９１Ｅに代えてセンサ９２Ｆを含み、制御装置３０に代えて制御装置３１を含む。冷凍サイクル装置１０１の他の部分の構成については、冷凍サイクル装置１００と同様である。また、センサ９２Ｆの構成および特性は、図２および図３で示したセンサ９１Ｅの構成および特性と同様である。
【００２５】
図５の冷凍サイクル装置１０１は、圧縮機１、オイルセパレータ２、凝縮器３、膨張弁４、蒸発器５、アキュムレータ６を順次接続した冷媒回路を含む。オイルセパレータ２およびアキュムレータ６は、それぞれ返油経路２１，２２によって圧縮機１と接続される。返油経路２１，２２には電磁弁７，８がそれぞれ設置される。オイルセパレータ２には１つの自己発熱センサ９２Ｆが取り付けられている。
【００２６】
圧縮機１から吐出された油混合冷媒は、オイルセパレータ２の分離機構によって冷凍機油と冷媒とが分離される。分離された冷凍機油は、オイルセパレータ２の筐体底部に貯油される。
【００２７】
図６は、実施の形態２における返油制御を説明するためのフローチャートである。以下、「ステップＳ１１」等を単に「Ｓ１１」のように記す。時間が経つごとに冷凍機油が溜まっていった結果、オイルセパレータ２内の自己発熱センサ９２Ｆが冷凍機油に浸かり、自己発熱センサ９２Ｆの出力が油電圧Ｖｓｏを示した場合（Ｓ１１でＹＥＳ）、オイルセパレータ２内の冷凍機油の貯留量が増加しているので、圧縮機１が油枯渇状態であることが分かる。そこで、制御装置３１は、オイルセパレータ２と圧縮機１をつなぐ返油経路２１に設置してある電磁弁７を開とし（Ｓ１２）、オイルセパレータ２から圧縮機１への返油を開始する。その後、制御装置３１は、冷媒回路での圧縮機１からの油持ち出し量と、オイルセパレータ２の油分離効率と、各部の容積とを考慮し算出された所定時間が経過するのを待つ（Ｓ１３でＮＯ）。所定時間経過後に（Ｓ１３でＹＥＳ）、制御装置３１は、電磁弁７を閉とし（Ｓ１４）返油を終了する。
【００２８】
またセンサ９２Ｆの出力が油電圧Ｖｓｏを示さない場合（Ｓ１１でＮＯ）、制御装置３１は、所定時間経過後（Ｓ１５でＹＥＳ）、電磁弁８を開とし積極的にアキュムレータ６から圧縮機１への返油を開始する（Ｓ１６）。このようにして、少なくとも所定時間が経過する毎に圧縮機１への返油が実行され、アキュムレータ６の貯油量が増加しすぎてしまうことが防止される。その後、制御装置３１は、所定時間が経過するのを待つ（Ｓ１７でＮＯ）。所定時間が経過後（Ｓ１７でＹＥＳ）、制御装置３１は、電磁弁８を閉とし（Ｓ１８）、返油を終了とする。
【００２９】
実施の形態３．
図７は、実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の全体構成図である。図７に示す冷凍サイクル装置１０２は、実施の形態１と実施の形態２を組み合わせた形態での返油制御を行なう。図７の冷凍サイクル装置１０２は、図１に示した冷凍サイクル装置１００の構成において、センサ９１Ｅに加えてセンサ９２Ｆを含み、制御装置３０に代えて制御装置３２を含む。冷凍サイクル装置１０２は、圧縮機１、オイルセパレータ２にそれぞれ取り付けられた自己発熱センサ９１Ｅ，９２Ｆを含む。冷凍サイクル装置１０２は、圧縮機１、オイルセパレータ２、凝縮器３、膨張弁４、蒸発器５、アキュムレータ６を順次接続した冷媒回路を含む。オイルセパレータ２およびアキュムレータ６は、それぞれ返油経路２１，２２により圧縮機と接続される。返油経路２１，２２には電磁弁７，８がそれぞれ設置される。自己発熱センサ９１Ｅは、圧縮機１のローシェル部に取り付けられ、自己発熱センサ９２Ｆは、オイルセパレータ２に取り付けられる。
【００３０】
図８は、実施の形態３における返油制御を説明するためのフローチャートである。図７、図８を参照して、圧縮機１内の自己発熱センサ９１Ｅの出力がガス電圧Ｖｓｇを示している場合（Ｓ２１でＹＥＳ）、圧縮機１は油枯渇状態となっている。そこで、制御装置３２は、返油経路２２上にある電磁弁８を開とすることによって（Ｓ２２）、アキュムレータ６から圧縮機１へ返油する。返油を開始してから所定時間経過後（Ｓ２３でＹＥＳ）、電磁弁８を閉とする（Ｓ２４）。この時点においてセンサ９１Ｅの出力がガス電圧Ｖｓｇを示していたら（Ｓ２５でＹＥＳ）、圧縮機１の油枯渇状態がまだ継続していることになる。そこで、不足する冷凍機油を補うために、電磁弁７を開としオイルセパレータ２から圧縮機１へ返油を開始する（Ｓ２６）。所定時間経過後（Ｓ２７でＹＥＳ）、電磁弁７を閉とし（Ｓ２８）返油を終了する。
【００３１】
一方、センサ９１Ｅの出力がガス電圧Ｖｓｇを示していない場合には（Ｓ２１でＮＯ）圧縮機１は油枯渇状態ではない。しかし、センサ９２Ｆの出力が油電圧Ｖｓｏを示している場合（Ｓ２９でＹＥＳ）、オイルセパレータ２の液面が上昇しているので、液面を下げるために制御装置３２は、電磁弁７を開とし積極的にオイルセパレータ２から圧縮機１への返油を開始する（Ｓ３０）。制御装置３２は、所定時間経過後（Ｓ３１でＹＥＳ）、電磁弁７を閉じ（Ｓ３２）返油を終了する。
【００３２】
実施の形態３に示した冷凍サイクル装置は、圧縮機１内に取り付けた自己発熱センサ９１Ｅによって圧縮機１内の油枯渇状態を検知し、また一方でオイルセパレータ２にも自己発熱センサ９２Ｆを取り付けオイルセパレータ２内に冷凍機油が溜まったことを検知する。そして、オイルセパレータ２に溜まった冷凍機油を積極的に返油する。このように制御することによって、圧縮機１の油枯渇状態を少なくし冷凍サイクル装置の信頼性を確保することができる。また返油時、低圧低温環境であるアキュムレータ６からの返油を高温高圧環境であるオイルセパレータ２からの返油よりも優先することによって、熱ロスによる性能低下を防ぐことができる。
【００３３】
実施の形態４．
図１および図７に示した構成では、圧縮機１の保護のために必要最小限の高さ（クリティカル油面位置）である圧縮機１のローシェル部に自己発熱センサ９１Ｅを設置したが、実施の形態４では、圧縮機１のローシェル部とモータとの間に自己発熱センサを設置した場合について示す。
【００３４】
図９は、実施の形態４に係る冷凍サイクル装置の全体構成図である。図９に示す冷凍サイクル装置１０３は、圧縮機１、オイルセパレータ２、凝縮器３、膨張弁４、蒸発器５、アキュムレータ６を順次接続した冷媒回路を含む。オイルセパレータ２およびアキュムレータ６は、それぞれ返油経路２１，２２によって圧縮機１と接続される。返油経路２１，２２には電磁弁７，８がそれぞれ設置される。圧縮機１のローシェル部とモータとの間には、自己発熱センサ９１Ｍが一つ取り付けられる。制御装置３３は、電磁弁７，８を開閉することによって、それぞれオイルセパレータ２およびアキュムレータ６から圧縮機１へ返油する。
【００３５】
図１０は、実施の形態４における返油制御を説明するためのフローチャートである。図９、図１０を参照して、圧縮機１内の自己発熱センサ９１Ｍの出力がガス電圧Ｖｓｇを示している場合（Ｓ４１でＹＥＳ）、圧縮機１は油枯渇状態に近づいている。そこで、制御装置３３は、返油経路２２上にある電磁弁８を開とすることによってアキュムレータ６から圧縮機１へ返油する（Ｓ４２）。所定時間経過後（Ｓ４３でＹＥＳ）、制御装置３３は、電磁弁８を閉とする（Ｓ４４）。この時点においてセンサ９１Ｍの出力がガス電圧Ｖｓｇを示していたら（Ｓ４５でＹＥＳ）、圧縮機１の油枯渇に近い状態がまだ継続していることになる。そこで、制御装置３３は、不足する冷凍機油を補うために、電磁弁７を開としオイルセパレータ２から圧縮機１へ返油を開始する（Ｓ４６）。所定時間経過後（Ｓ４７でＹＥＳ）、制御装置３３は、電磁弁７を閉とし返油を終了する(Ｓ４８)。
【００３６】
実施の形態５．
図１１は、実施の形態５に係る冷凍サイクル装置の全体構成図である。図１１に示す冷凍サイクル装置１０４は、図９に示した冷凍サイクル装置１０３の構成において、圧縮機１のローシェル部とモータ１０との間に設置した自己発熱センサ９１Ｍに加えて、オイルセパレータ２に設置した自己発熱センサ９２Ｆを含み、制御装置３３に代えて制御装置３４を含む。冷凍サイクル装置１０４は、圧縮機１、オイルセパレータ２、凝縮器３、膨張弁４、蒸発器５、アキュムレータ６を順次接続した冷媒回路を含む。オイルセパレータ２およびアキュムレータ６は、それぞれ返油経路２１，２２によって圧縮機１と接続される。返油経路２１，２２には電磁弁７，８がそれぞれ設置される。圧縮機１のローシェル部とモータと間には、自己発熱センサ９１Ｍが取り付けられる。オイルセパレータ２には、自己発熱センサ９２Ｆが取り付けられる。制御装置３４は、電磁弁７，８を開閉することによって、それぞれオイルセパレータ２およびアキュムレータ６から圧縮機１へ返油する。
【００３７】
図１２は、実施の形態５における返油制御を説明するためのフローチャートである。図１１、図１２を参照して、圧縮機１内の自己発熱センサ９１Ｍの出力がガス電圧Ｖｓｇを示している場合（Ｓ５１でＹＥＳ）、制御装置３４は、返油経路２２上にある電磁弁８を開とすることによってアキュムレータ６から圧縮機１へ返油する（Ｓ５２）。所定時間経過後（Ｓ５３でＹＥＳ）、制御装置３４は、電磁弁８を閉とする（Ｓ５４）。この時点においてセンサ９１Ｍの出力がガス電圧Ｖｓｇを示していたら（Ｓ５５でＹＥＳ）、制御装置３４は、電磁弁７を開としオイルセパレータ２から圧縮機１へ返油を開始する（Ｓ５６）。所定時間経過後（Ｓ５７でＹＥＳ）、制御装置３４は、電磁弁７を閉とし返油を終了する(Ｓ５８)。
【００３８】
一方、センサ９１Ｍの出力がガス電圧Ｖｓｇを示していない場合（Ｓ５１でＮＯ）、圧縮機１は油枯渇状態ではない。しかし、センサ９２Ｆの出力が油電圧Ｖｓｏを示している場合（Ｓ５９でＹＥＳ）、オイルセパレータ２の液面が上昇しているので、液面を下げるために、制御装置３４は、電磁弁７を開とし積極的にオイルセパレータ２から圧縮機１への返油を開始する（Ｓ６０）。制御装置３４は、所定時間経過後（Ｓ６１でＹＥＳ）、電磁弁７を閉じ（Ｓ６２）返油を終了する。
【００３９】
以上の実施の形態５では、圧縮機１のクリティカルな油面位置（ローシェル部）とモータ１０との間に自己発熱センサ９１Ｍを設置し、クリティカルな油面位置よりも常に高い位置で返油を開始する。したがって、圧縮機１内が油枯渇の状態に至らず、電磁弁７，８による返油制御によって信頼性を確保することができる効果がある。実施の形態５の返油機構は、実施の形態１よりも油枯渇防止の面で優れている。
【００４０】
実施の形態６．
図５に示した構成では、オイルセパレータ２に自己発熱センサ９２Ｆを一つ取り付けたが、実施の形態６では、オイルセパレータ２に複数のセンサを取り付けた場合について示す。
【００４１】
図１３は、実施の形態６に係る冷凍サイクル装置の全体構成図である。図１３に示す冷凍サイクル装置１０５は、図５に示した冷凍サイクル装置１０１の構成において、オイルセパレータ２に設置した自己発熱センサ９２Ｆに加えて、オイルセパレータ２の下部に設置した自己発熱センサ９２Ｅを含み、制御装置３１に代えて制御装置３５を含む。冷凍サイクル装置１０５は、圧縮機１、オイルセパレータ２、凝縮器３、膨張弁４、蒸発器５、アキュムレータ６を順次接続した冷媒回路を含む。オイルセパレータ２およびアキュムレータ６は、それぞれ返油経路２１，２２によって圧縮機１と接続される。返油経路２１，２２には電磁弁７，８がそれぞれ設置される。オイルセパレータ２には、２つのセンサ（自己発熱センサ９２Ｆおよび自己発熱センサ９２Ｅ）が取り付けられる。制御装置３５は、電磁弁７，８を開閉することによって、それぞれオイルセパレータ２およびアキュムレータ６から圧縮機１へ返油する。
【００４２】
図１４は、実施の形態６における返油制御を説明するためのフローチャートである。図１３、図１４を参照して、オイルセパレータ２内上部に配置された自己発熱センサ９２Ｆの出力がガス電圧Ｖｓｇを示している場合（Ｓ７１でＹＥＳ）、制御装置３５は、返油経路２１上にある電磁弁７を開とすることによってオイルセパレータ２から返油を開始する（Ｓ７２）。オイルセパレータ２下部の自己発熱センサ９２Ｅの出力がガス電圧Ｖｓｇを示すと（Ｓ７３でＹＥＳ）、オイルセパレータ２から圧縮機１へ所定量の返油がなされたことが判明する。そこで、制御装置３５は、電磁弁７を閉とし返油を終了する（Ｓ７４）。またセンサ９２Ｆの出力が油電圧Ｖｓｏを示さない場合でも（Ｓ７１でＮＯ）、所定時間経過後（Ｓ７５でＹＥＳ）、制御装置３５は、電磁弁８を開とし積極的に返油を開始する（Ｓ７６）。これにより、アキュムレータ６の貯油量が増えすぎてしまうことを防止することができる。所定時間経過後（Ｓ７７でＹＥＳ）、制御装置３５は、電磁弁７を閉じ返油を終了する（Ｓ７８）。
【００４３】
実施の形態７．
次に図１３の構成に対して、オイルセパレータ２内のみならず圧縮機１のローシェル部にも自己発熱センサを設置した形態について示す。
【００４４】
図１５は、実施の形態７に係る冷凍サイクル装置の全体構成図である。図１５に示す冷凍サイクル装置１０６は、図１３に示した冷凍サイクル装置１０５の構成において、オイルセパレータ２に設置した自己発熱センサ９２Ｆ，９２Ｅに加えて、圧縮機１のローシェル部に設置した自己発熱センサ９１Ｅを含み、制御装置３５に代えて制御装置３６を含む。冷凍サイクル装置１０６は、圧縮機１、オイルセパレータ２、凝縮器３、膨張弁４、蒸発器５、アキュムレータ６を順次接続した冷媒回路を含む。オイルセパレータ２およびアキュムレータ６は、それぞれ返油経路２１，２２によって圧縮機１と接続される。返油経路２１，２２には電磁弁７，８がそれぞれ設置される。圧縮機１のローシェル部には、自己発熱センサ９１Ｅが取り付けられる。オイルセパレータ２には、自己発熱センサ９２Ｆ，９２Ｅが取り付けられる。制御装置３５は、電磁弁７，８を開閉することによって、それぞれオイルセパレータ２およびアキュムレータ６から圧縮機１へ返油する。
【００４５】
図１６は、実施の形態７における返油制御を説明するためのフローチャートである。図１５、図１６を参照して、圧縮機１内の自己発熱センサ９１Ｅの出力がガス電圧Ｖｓｇを示している場合（Ｓ８１でＹＥＳ）、圧縮機１は油枯渇状態となっている。そこで、返油経路２２上にある電磁弁８を開とすることによってアキュムレータ６から返油を開始する（Ｓ８２）。所定時間経過後（Ｓ８３でＹＥＳ）、電磁弁８を閉とする（Ｓ８４）。この時点においてセンサ９１Ｅの出力がガス電圧Ｖｓｇを示していたら（Ｓ８５でＹＥＳ）、圧縮機１の油枯渇状態がまだ継続していることになる。そこで、不足する冷凍機油を補うために、電磁弁７を開としオイルセパレータ２から返油を開始する（Ｓ８６）。センサ９２Ｅの出力がガス電圧Ｖｓｇを示すようになった場合（Ｓ８７でＹＥＳ）、オイルセパレータ２から冷凍機油の排出が完了されたことが分かるので、制御装置３６は、電磁弁７を閉とし返油を終了する（Ｓ８８）。
【００４６】
一方、センサ９１Ｅの出力がガス電圧Ｖｓｇを示していない場合（Ｓ８１でＮＯ）、圧縮機１は油枯渇状態ではない。しかし、センサ９２Ｆの出力が油電圧Ｖｓｏを示すようになった場合（Ｓ８９でＹＥＳ）、オイルセパレータ２の液面が上昇しているので、液面を下げるために、制御装置３６は、電磁弁７を開とし積極的にオイルセパレータ２から圧縮機１へ返油を開始する（Ｓ９０）。センサ９２Ｅの出力がガス電圧Ｖｓｇを示すようになった後（Ｓ９１でＹＥＳ）、制御装置３６は、電磁弁７を閉じ返油を終了する（Ｓ９２）。
【００４７】
実施の形態７に示す冷凍サイクル装置１０６は、圧縮機１内に取り付けた自己発熱センサ９１Ｅによって圧縮機１内の油枯渇状態を検知し、また一方でオイルセパレータ２にも自己発熱センサ９２Ｆ，９２Ｅを取り付けることによってオイルセパレータ２に溜まった冷凍機油を積極的に返油することで圧縮機１の油枯渇状態を少なくし信頼性を確保することができる。オイルセパレータ２の下部センサ９２Ｅによって返油終了を決定することによって正確に冷凍機油だけを戻すことが可能であり、冷媒流量減少による冷凍機性能の低下を防ぐことが可能である。冷凍サイクル装置１０６は、返油時に冷媒も戻してしまうことによる性能低下を防げる面で図１に示した構成よりも優れている。
【００４８】
実施の形態８．
図１，図７，図９，図１１，図１５に示した構成では、圧縮機１に自己発熱センサ９１Ｅまたは９１Ｍを少なくとも一つ備えた形態であったが、実施の形態８では、圧縮機１にセンサを複数取り付けたときの返油機構について示す。
【００４９】
図１７は、実施の形態８に係る冷凍サイクル装置の全体構成図である。図１７に示す冷凍サイクル装置１０７は、図７に示した冷凍サイクル装置１０２の構成において、オイルセパレータ２に設置した自己発熱センサ９２Ｆと、圧縮機１のローシェル部に設置した自己発熱センサ９１Ｅに加えて、圧縮機１のモータ位置に設置した自己発熱センサ９１Ｆをさらに含み、制御装置３２に代えて制御装置３７を含む。冷凍サイクル装置１０７は、圧縮機１、オイルセパレータ２、凝縮器３、膨張弁４、蒸発器５、アキュムレータ６を順次接続した冷媒回路を含む。オイルセパレータ２およびアキュムレータ６は、それぞれ返油経路２１，２２によって圧縮機１と接続される。返油経路２１，２２には電磁弁７，８がそれぞれ設置される。クリティカルな油面位置である圧縮機１のローシェル部には、センサ９１Ｅが取り付けられる。また、圧縮機１のモータ位置にはセンサ９１Ｆが取り付けられる。また、オイルセパレータ２には、自己発熱センサ９２Ｆが取り付けられる。
【００５０】
図１８は、実施の形態８における返油制御を説明するためのフローチャートである。図１７、図１８を参照して、圧縮機１内の自己発熱センサ９１Ｅの出力がガス電圧Ｖｓｇを示している場合（Ｓ１０１でＹＥＳ）、圧縮機１は油枯渇状態となっている。そこで、制御装置３７は、返油経路２２上にある電磁弁８を開とすることによってアキュムレータ６から圧縮機１に返油する（Ｓ１０２）。所定時間経過後（Ｓ１０３でＹＥＳ）には、アキュムレータ６に貯留された冷凍機油はアキュムレータ６から排出される。そこで、制御装置３７は電磁弁８を閉とする（Ｓ１０４）。この時点においてセンサ９１Ｅの出力がガス電圧Ｖｓｇを示していたら（Ｓ１０５でＹＥＳ）圧縮機１の油枯渇状態がまだ継続していることになる。そこで、制御装置３７は、不足する冷凍機油を補うために、電磁弁７を開としオイルセパレータ２から圧縮機１への返油を開始する（Ｓ１０６）。センサ９１Ｆの出力が油電圧Ｖｓｏを示すようになったか（Ｓ１０７でＹＥＳ）、または所定時間経過後（Ｓ１０８でＹＥＳ）、制御装置３７は、電磁弁７を閉とし返油を終了する（Ｓ１０９）。
【００５１】
一方で、センサ９１Ｅの出力がガス電圧Ｖｓｇを示していない場合には（Ｓ１０１でＮＯ）圧縮機１は油枯渇状態ではない。しかし、センサ９２Ｆの出力が油電圧Ｖｓｏを示すようになった場合（Ｓ１１０でＹＥＳ）、オイルセパレータ２の液面が上昇している。このため、液面を下げるために制御装置３７は、電磁弁７を開とし積極的に返油を開始する（Ｓ１１１）。所定時間経過後（Ｓ１１２でＹＥＳ）、制御装置３７は、電磁弁７を閉じ返油を終了する（Ｓ１１３）。
【００５２】
実施の形態８に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機１内に取り付けた自己発熱センサ９１Ｅによって圧縮機１内の油枯渇状態を検知し、また一方でオイルセパレータ２にも自己発熱センサ９２Ｆを取り付けオイルセパレータ２内に冷凍機油が溜まったことを検知する。そして、オイルセパレータ２に溜まった冷凍機油を積極的に返油する。このように制御することによって、圧縮機１の油枯渇状態を少なくし冷凍サイクル装置の信頼性を確保することができる。また圧縮機１のモータ位置に取り付けた自己発熱センサ９１Ｆによって返油上限を決定することによってモータが冷凍機油に浸かることを防ぎ、圧縮機の性能低下を回避することが可能である。圧縮機１内の油量が過剰となるのを防止し、圧縮機体積効率低下を防ぐことができる面で、実施の形態８の冷凍サイクル装置は実施の形態１の冷凍サイクル装置よりも優れている。
【００５３】
実施の形態９．
図１７に示した構成では、圧縮機１内ローシェル部とモータ位置に自己発熱センサ９１Ｅ，９１Ｆを備え、オイルセパレータ２にセンサ９２Ｆを備えた形態であった。これに対し、実施の形態９では、圧縮機１のローシェル部とモータの間の位置およびモータ位置に一つずつ自己発熱センサ９１Ｍ，９１Ｆを備え、オイルセパレータ２に一つセンサ９２Ｆ設置した形態について示す。
【００５４】
図１９は、実施の形態９に係る冷凍サイクル装置の全体構成図である。図１９に示す冷凍サイクル装置１０８は、図１７に示した冷凍サイクル装置１０７の構成において、自己発熱センサ９１Ｅと制御装置３７に代えて、自己発熱センサ９１Ｍと制御装置３８とを含む。
【００５５】
冷凍サイクル装置１０８は、圧縮機１、オイルセパレータ２、凝縮器３、膨張弁４、蒸発器５、アキュムレータ６を順次接続した冷媒回路を含む。オイルセパレータ２およびアキュムレータ６は、それぞれ返油経路２１，２２によって圧縮機１と接続される。返油経路２１，２２には電磁弁７，８がそれぞれ設置される。クリティカル油面位置である圧縮機１のローシェル部とモータとの間の位置および圧縮機１のモータ位置にそれぞれ自己発熱センサ９１Ｍ，９１Ｆが取り付けられる。またオイルセパレータ２に一つ自己発熱センサ９２Ｆが取り付けられる。
【００５６】
図２０は、実施の形態９における返油制御を説明するためのフローチャートである。図１９、図２０を参照して、圧縮機１内の自己発熱センサ９１Ｍの出力がガス電圧Ｖｓｇを示している場合（Ｓ１２１でＹＥＳ）、圧縮機１は油枯渇状態に近づいている。そこで、制御装置３８は、返油経路２２上にある電磁弁８を開とすることによってアキュムレータ６から圧縮機１に返油する（Ｓ１２２）。所定時間経過後（Ｓ１２３でＹＥＳ）には、アキュムレータ６に貯留された冷凍機油はアキュムレータ６から排出される。そこで、制御装置３８は電磁弁８を閉とする（Ｓ１２４）。この時点においてセンサ９１Ｍの出力がガス電圧Ｖｓｇを示していたら（Ｓ１２５でＹＥＳ）圧縮機１の油枯渇に近い状態がまだ継続していることになる。そこで、制御装置３８は、不足する冷凍機油を補うために、電磁弁７を開としオイルセパレータ２から圧縮機１への返油を開始する（Ｓ１２６）。センサ９１Ｆの出力が油電圧Ｖｓｏを示すようになったか（Ｓ１０７でＹＥＳ）、または所定時間経過後（Ｓ１０８でＹＥＳ）、制御装置３８は、電磁弁７を閉とし返油を終了する（Ｓ１２９）。
【００５７】
一方で、センサ９１Ｍの出力がガス電圧Ｖｓｇを示していない場合には（Ｓ１２１でＮＯ）圧縮機１は油枯渇状態ではない。しかし、センサ９２Ｆの出力が油電圧Ｖｓｏを示すようになった場合（Ｓ１３０でＹＥＳ）、オイルセパレータ２の液面が上昇している。このため、液面を下げるために制御装置３８は、電磁弁７を開とし積極的に返油を開始する（Ｓ１３１）。所定時間経過後（Ｓ１３２でＹＥＳ）、制御装置３８は、電磁弁７を閉じ返油を終了する（Ｓ１３３）。
【００５８】
実施の形態９に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機１内下部より少し上に取り付けた自己発熱センサ９１Ｍによって圧縮機１内の油面低下を早期に検知し、アキュムレータ６およびオイルセパレータ２から返油する。また一方で、オイルセパレータ２にも自己発熱センサ９２Ｆを取り付けることでオイルセパレータ２内に溜まった冷凍機油を積極的に返油することによって圧縮機１内の油面を常にクリティカル油面以上に維持する。これらにより、冷凍サイクル装置の信頼性を確保することが可能である。また圧縮機１のモータ位置に取り付けた自己発熱センサ９１Ｆによって返油上限を決定することでモータの液浸を防ぎ圧縮機１の性能低下を回避することが可能である。
【００５９】
圧縮機１内の油量過剰を防止することによって、圧縮機体積効率低下回避および油枯渇防止を両立することが可能な点で実施の形態９の冷凍サイクル装置は実施の形態１の冷凍サイクル装置よりも優れている。
【００６０】
実施の形態１０．
次に圧縮機１のローシェル部とモータの間に自己発熱センサ９１Ｍを一つ、オイルセパレータ２の上下にセンサ９２Ｆ，９２Ｅを二つ設置した形態について示す。
【００６１】
図２１は、実施の形態１０に係る冷凍サイクル装置の全体構成図である。図２１に示す冷凍サイクル装置１０９は、圧縮機１、オイルセパレータ２、凝縮器３、膨張弁４、蒸発器５、アキュムレータ６を順次接続した冷媒回路を含む。オイルセパレータ２およびアキュムレータ６は、それぞれ返油経路２１，２２によって圧縮機１と接続される。返油経路２１，２２には電磁弁７，８がそれぞれ設置される。圧縮機１のローシェル部とモータ部との間に自己発熱センサ９１Ｍが取り付けられ、オイルセパレータ２には、上下二つの自己発熱センサ９２Ｆ，９２Ｅが取り付けられている。
【００６２】
図２２は、実施の形態１０における返油制御を説明するためのフローチャートである。図２１、図２２を参照して、圧縮機１内の自己発熱センサ９１Ｍの出力がガス電圧Ｖｓｇを示している場合（Ｓ１４１でＹＥＳ）、圧縮機１は油枯渇に近い状態となっている。そこで、制御装置３９は、返油経路２２上にある電磁弁８を開とすることによってアキュムレータ６から圧縮機１に返油する（Ｓ１４２）。所定時間経過後（Ｓ１４３でＹＥＳ）には、アキュムレータ６に貯留された冷凍機油はアキュムレータ６から排出される。そこで、制御装置３９は電磁弁８を閉とする（Ｓ１４４）。この時点においてセンサ９１Ｍの出力がガス電圧Ｖｓｇを示していたら（Ｓ１４５でＹＥＳ）圧縮機１が油枯渇に近い状態がまだ継続していることになる。そこで、制御装置３９は、不足する冷凍機油を補うために、電磁弁７を開としオイルセパレータ２から圧縮機１への返油を開始する（Ｓ１４６）。センサ９２Ｅがガス電圧を出力した場合（Ｓ１４７でＹＥＳ）、オイルセパレータ２に貯留された冷凍機油の放出は完了したことが判明する。そこで、制御装置３９は、電磁弁７を閉とし返油を終了する（Ｓ１４８）。
【００６３】
一方で、センサ９１Ｍの出力がガス電圧Ｖｓｇを示していない場合には（Ｓ１４１でＮＯ）、圧縮機１は油枯渇状態ではない。しかし、センサ９２Ｆの出力が油電圧Ｖｓｏを示すようになった場合（Ｓ１４９でＹＥＳ）、オイルセパレータ２の液面が上昇しているので、制御装置３９は、液面を下げるために電磁弁７を開とし積極的に返油を開始する（Ｓ１５０）。センサ９２Ｅがガス電圧を出力しオイルセパレータ２の貯油量が減少した場合（Ｓ１５１でＹＥＳ）には、制御装置３９は、電磁弁７を閉じ返油を終了する（Ｓ１５２）。
【００６４】
実施の形態１０では、圧縮機１内下部より少し上に取り付けた自己発熱センサ９１Ｍによって圧縮機１内の油面低下を検知し、アキュムレータ６およびオイルセパレータ２から返油する。これにより、圧縮機１内の油面を常にクリティカル油面より上に維持する。また一方でオイルセパレータ２にも自己発熱センサ９２Ｆを取り付けオイルセパレータ２内に冷凍機油が溜まったことを検知する。そして、オイルセパレータ２に溜まった冷凍機油を積極的に返油する。これらにより、冷凍サイクル装置の信頼性を確保することが可能である。一方でオイルセパレータ２下部のセンサ９２Ｅによって返油終了を決定することによって正確に冷凍機油だけを戻すことが可能であり、冷媒流量減少による冷凍機性能の低下を防ぐことが可能である。返油時に冷媒が冷凍機油と一緒に戻ってしまうことによる冷凍機の性能低下を防げるとともに、油枯渇を完全に防止可能である点で、実施の形態１０の冷凍サイクル装置は実施の形態１の冷凍サイクル装置よりも優れている。
【００６５】
実施の形態１１．
以上の実施の形態では圧縮機１とオイルセパレータ２内に少なくとも一つもしくはどちらに少なくとも二つセンサを取り付ける形態について説明した。実施の形態１１では、圧縮機１とオイルセパレータ２の各々に二つずつセンサを設置した形態について示す。
【００６６】
図２３は、実施の形態１１に係る冷凍サイクル装置の全体構成図である。図２３に示す冷凍サイクル装置１１０は、圧縮機１、オイルセパレータ２、凝縮器３、膨張弁４、蒸発器５、アキュムレータ６を順次接続した冷媒回路を含む。オイルセパレータ２およびアキュムレータ６は、それぞれ返油経路２１，２２によって圧縮機１と接続される。返油経路２１，２２には電磁弁７，８がそれぞれ設置される。圧縮機１のローシェル部には、自己発熱センサ９１Ｅが設けられ、圧縮機１のモータ位置には、自己発熱センサ９１Ｆが設けられる。また、オイルセパレータ２には、上下二つの自己発熱センサ９２Ｆ，９２Ｅが取り付けられている。
【００６７】
図２４は、実施の形態１１における返油制御を説明するためのフローチャートである。図２３、図２４を参照して、圧縮機１内の自己発熱センサ９１Ｅの出力がガス電圧Ｖｓｇを示している場合（Ｓ１６１でＹＥＳ）、圧縮機１は油枯渇状態となっている。そこで、制御装置４０は、返油経路２２上にある電磁弁８を開とすることによってアキュムレータ６から圧縮機１に返油する（Ｓ１６２）。所定時間経過後（Ｓ１６３でＹＥＳ）には、アキュムレータ６に貯留された冷凍機油はアキュムレータ６から排出される。そこで、制御装置４０は電磁弁８を閉とする（Ｓ１６４）。この時点においてセンサ９１Ｅの出力がガス電圧Ｖｓｇを示していたら（Ｓ１６５でＹＥＳ）圧縮機１の油枯渇状態がまだ継続していることになる。そこで、制御装置４０は、不足する冷凍機油を補うために、電磁弁７を開としオイルセパレータ２から圧縮機１への返油を開始する（Ｓ１６６）。センサ９１Ｆの出力が油電圧Ｖｓｏを示すようになったか（Ｓ１６７でＹＥＳ）、またはセンサ９２Ｅの出力がガス電圧Ｖｓｇを示すようになった場合（Ｓ１６８でＹＥＳ）、制御装置４０は、電磁弁７を閉とし返油を終了する（Ｓ１６９）。
【００６８】
一方で、センサ９１Ｅの出力がガス電圧Ｖｓｇを示していない場合には（Ｓ１６１でＮＯ）圧縮機１は油枯渇状態ではない。しかし、センサ９２Ｆの出力が油電圧Ｖｓｏを示すようになった場合（Ｓ１７０でＹＥＳ）、オイルセパレータ２の液面が上昇しているので、制御装置４０は、液面を下げるために電磁弁７を開とし積極的に返油を開始する（Ｓ１７１）。センサ９１Ｆの出力が油電圧Ｖｓｏを示すようになったか（Ｓ１７２でＹＥＳ）、または、センサ９２Ｅがガス電圧を出力しオイルセパレータ２の貯油量が減少した場合（Ｓ１７３でＹＥＳ）には、制御装置４０は、電磁弁７を閉じ返油を終了する（Ｓ１７４）。
【００６９】
実施の形態１１では、圧縮機１内の下部に取り付けた自己発熱センサ９１Ｅによって圧縮機１内の油枯渇状態を検知し、アキュムレータ６およびオイルセパレータ２から返油する。一方で、オイルセパレータ２にも自己発熱センサ９２Ｆを取り付けオイルセパレータ２内に冷凍機油が溜まったことを検知する。そして、オイルセパレータ２に溜まった冷凍機油を積極的に返油する。このように制御することによって圧縮機１内の油枯渇状態を少なくすることができ冷凍サイクル装置の信頼性を確保することが可能である。また圧縮機１のモータ位置に取り付けた自己発熱センサ９１Ｆによって返油上限を決定することによってモータの液浸を防ぎ圧縮機１の性能低下を回避することが可能である。更にオイルセパレータ２内下部センサ９２Ｅによっても返油終了を決定することで正確に冷凍機油のみを圧縮機内に戻すことが可能であり、冷媒流量減少に伴う冷凍機の性能低下を防ぐことが可能である。
【００７０】
圧縮機１内の油量過剰による圧縮機１の体積効率低下を回避することができ、かつ返油時の冷媒戻しによる冷凍機性能低下を防げる面で、実施の形態１１は実施の形態１よりも優れている。
【００７１】
実施の形態１２．
実施の形態１２では、圧縮機１のローシェル部とモータとの間の位置およびモータ位置に自己発熱センサをそれぞれ一つずつ設置し、オイルセパレータ２の上下に自己発熱センサを二つ設置した形態について示す。
【００７２】
図２５は、実施の形態１２に係る冷凍サイクル装置の全体構成図である。図２５に示す冷凍サイクル装置１１１は、圧縮機１、オイルセパレータ２、凝縮器３、膨張弁４、蒸発器５、アキュムレータ６を順次接続した冷媒回路を含む。オイルセパレータ２およびアキュムレータ６は、それぞれ返油経路２１，２２によって圧縮機１と接続される。返油経路２１，２２には電磁弁７，８がそれぞれ設置される。圧縮機１のローシェル部とモータ位置との間には、自己発熱センサ９１Ｍが設けられ、圧縮機１のモータ位置には、自己発熱センサ９１Ｆが設けられる。また、オイルセパレータ２には、上下二つの自己発熱センサ９２Ｆ，９２Ｅが取り付けられている。
【００７３】
図２６は、実施の形態１２における返油制御を説明するためのフローチャートである。図２５、図２６を参照して、圧縮機１内の自己発熱センサ９１Ｍの出力がガス電圧Ｖｓｇを示している場合（Ｓ１８１でＹＥＳ）、圧縮機１は油枯渇に近い状態となっている。そこで、制御装置４１は、返油経路２２上にある電磁弁８を開とすることによってアキュムレータ６から圧縮機１に返油する（Ｓ１８２）。所定時間経過後（Ｓ１８３でＹＥＳ）には、アキュムレータ６に貯留された冷凍機油はアキュムレータ６から排出される。そこで、制御装置４１は電磁弁８を閉とする（Ｓ１８４）。この時点においてセンサ９１Ｍの出力がガス電圧Ｖｓｇを示していたら（Ｓ１８５でＹＥＳ）圧縮機１の油枯渇に近い状態がまだ継続していることになる。そこで、制御装置４１は、不足する冷凍機油を補うために、電磁弁７を開としオイルセパレータ２から圧縮機１への返油を開始する（Ｓ１８６）。センサ９１Ｆの出力が油電圧Ｖｓｏを示すようになったか（Ｓ１８７でＹＥＳ）、またはセンサ９２Ｅの出力がガス電圧Ｖｓｇを示すようになった場合（Ｓ１８８でＹＥＳ）、制御装置４１は、電磁弁７を閉とし返油を終了する（Ｓ１８９）。
【００７４】
一方で、センサ９１Ｍの出力がガス電圧Ｖｓｇを示していない場合には（Ｓ１８１でＮＯ）圧縮機１は油枯渇状態ではない。しかし、センサ９２Ｆの出力が油電圧Ｖｓｏを示すようになった場合（Ｓ１９０でＹＥＳ）、オイルセパレータ２の液面が上昇しているので、液面を下げるために制御装置４１は、電磁弁７を開とし積極的に返油を開始する（Ｓ１９１）。センサ９１Ｆの出力が油電圧Ｖｓｏを示すようになったか（Ｓ１９２でＹＥＳ）、または、センサ９２Ｅがガス電圧を出力しオイルセパレータ２の貯油量が減少した場合（Ｓ１９３でＹＥＳ）には、制御装置４１は、電磁弁７を閉じ返油を終了する（Ｓ１９４）。
【００７５】
実施の形態１２では、圧縮機１内下部の少し上に取り付けた自己発熱センサ９１Ｍによって圧縮機内の油面低下を早期に検知し、アキュムレータ６およびオイルセパレータ２から返油を行なう。また一方で、オイルセパレータ２にも自己発熱センサ９２Ｆを取り付けオイルセパレータ２内に冷凍機油が溜まったことを検知する。そして、オイルセパレータ２に溜まった冷凍機油を積極的に返油する。このように制御することによって圧縮機１内の油枯渇状態を完全に防ぐことができ、冷凍サイクル装置の信頼性を確保することが可能である。
【００７６】
また圧縮機１のモータ位置に取り付けた自己発熱センサ９１Ｆによって返油上限を決定することによってモータの液浸を防ぎ圧縮機１の性能低下を回避することが可能である。更にオイルセパレータ２内下部のセンサ９２Ｅによっても返油終了を決定することによって正確に冷凍機油のみを圧縮機１内に戻すことが可能であり、冷媒流量減少に伴う冷凍機の性能低下を防ぐことが可能である。
【００７７】
圧縮機１内の油量過剰による圧縮機体積効率低下を回避でき、かつ、油枯渇を完全に防止可能な面、および返油時の冷媒戻しによる冷凍機性能低下を防げる面で、実施の形態１２は実施の形態１よりも優れている。
【００７８】
最後に、各実施の形態の冷凍サイクル装置について、再び主要な図面を参照して総括する。各実施の形態に共通して、冷凍サイクル装置１００〜１１１は、冷媒が、圧縮機１と、オイルセパレータ２と、凝縮器３と、膨張弁４と、蒸発器５と、アキュムレータ６の順に循環する冷凍サイクル装置である。冷凍サイクル装置１００は、オイルセパレータ２から圧縮機１に至る返油経路２１と、返油経路２１上に設けられた電磁弁７と、アキュムレータ６から圧縮機１に至る返油経路２２と、返油経路２２上に設けられた電磁弁８と、電磁弁７の開度と電磁弁８の開度とを制御する制御装置３０〜４１とを備える。
【００７９】
図１（または図９）に示す冷凍サイクル装置１００（または１０３）は、圧縮機１の冷凍機油の油面位置を検出する自己発熱センサ９１Ｅ（または９１Ｍ）をさらに備える。制御装置３０（または３３）は、第１時点において圧縮機１の冷凍機油の不足を自己発熱センサ９１Ｅ（または９１Ｍ）の出力が示す場合には、電磁弁８の開度を増加させ、第１時点よりも後の第２時点において圧縮機１の冷凍機油の不足を自己発熱センサ９１Ｅ（または９１Ｍ）の出力が示す場合には、電磁弁７の開度を増加させる。
【００８０】
このように自己発熱センサで圧縮機１における冷凍機油の不足を精度良く検出するので、圧縮機１の油枯渇を防ぎつつ、余剰な油によって冷凍サイクル装置の性能低下が発生することを予防できる。
【００８１】
図１７（または図１９）に示す冷凍サイクル装置１０７（または１０８）は、圧縮機１の冷凍機油の油面位置が第１位置より下にあることを検出する自己発熱センサ９１Ｅ（または９１Ｍ）と、油面位置が第１位置よりも高い第２位置より上にあることを検出する自己発熱センサ９１Ｆとをさらに備える。制御装置３７（または３８）は、第１時点において油面位置が第１位置よりも下にあることを自己発熱センサ９１Ｅ（または９１Ｍ）の出力が示す場合、電磁弁８の開度を増加させ、第１時点よりも後の第２時点において油面位置が第１位置よりも下にあることを自己発熱センサ９１Ｅ（または９１Ｍ）の出力が示す場合には、電磁弁７の開度を増加させ、油面位置が第２位置より上にあることを自己発熱センサ９１Ｆの出力が示す場合には、電磁弁７を閉止する。
【００８２】
このように自己発熱センサで圧縮機１における冷凍機油の不足と、圧縮機１への返油が十分に行なわれたこととを精度良く検出するので、圧縮機１の油枯渇を防ぎつつ、余剰な油によって冷凍サイクル装置の性能低下が発生することを予防できる。
【００８３】
図５に示す冷凍サイクル装置１０１は、オイルセパレータ２の冷凍機油の油面位置を検出する自己発熱センサ９２Ｆをさらに備える。制御装置３１は、オイルセパレータ２中の冷凍機油の油量が基準量よりも増加したことを自己発熱センサ９２Ｆの出力が示す場合には、電磁弁７の開度を増加させる。
【００８４】
このように、自己発熱センサでオイルセパレータ２における油量が上限に近づいたことを精度良く検出するので、オイルセパレータ２の性能低下を防止することができ、冷凍機油が冷媒回路中に持ち出されることを防ぎ、圧縮機１の油枯渇を防止することができる。
【００８５】
図１３（または図１５）に示す冷凍サイクル装置１０５（または１０６）は、オイルセパレータ２の冷凍機油の油面位置が第１位置より上にあることを検出する自己発熱センサ９２Ｆと、油面位置が第１位置よりも低い第２位置より下にあることを検出する自己発熱センサ９２Ｅとをさらに備える。制御装置３５（または３６）は、第１時点において油面位置が第１位置よりも上にあることを自己発熱センサ９２Ｆの出力が示す場合、電磁弁７の開度を増加させ、第１時点よりも後の第２時点において油面位置が第２位置よりも下にあることを自己発熱センサ９２Ｅの出力が示す場合には、電磁弁７を閉止する。
【００８６】
このように、自己発熱センサでオイルセパレータ２における油量が上限に近づいたことを精度良く検出するとともに、オイルセパレータ２から冷凍機油が排出されたことを検出するので、オイルセパレータ２の性能低下の防止を図りつつ、オイルセパレータ２から返油することによる圧力損失をなるべく少なくすることができ、冷凍サイクル装置の効率の低下を防ぐことができる。
【００８７】
図１７（または図１９）に示す冷凍サイクル装置１０７（または１０８）は、圧縮機１の冷凍機油の油面位置が第１位置より下にあることを検出する自己発熱センサ９１Ｅ（または９１Ｍ）と、圧縮機１の冷凍機油の油面位置が第１位置よりも高い第２位置より上にあることを検出する自己発熱センサ９１Ｆと、オイルセパレータ２の冷凍機油の油面位置が第３位置より上にあることを検出する自己発熱センサ９２Ｆとをさらに備える。制御装置３７（または３８）は、第１時点において油面位置が第１位置よりも下にあることを自己発熱センサ９１Ｅ（または９１Ｍ）の出力が示す場合、電磁弁８の開度を増加させ、第１時点よりも後の第２時点において油面位置が第１位置よりも下にあることを自己発熱センサ９１Ｅ（または９１Ｍ）の出力が示す場合には、電磁弁７の開度を増加させる。制御装置３７（または３８）は、第３時点においてオイルセパレータ２の冷凍機油の油面位置が第３位置よりも上にあることを自己発熱センサ９２Ｆの出力が示す場合、電磁弁７の開度を増加させ、制御装置３７（または３８）は、油面位置が第２位置より上にあることを自己発熱センサ９１Ｆの出力が示す場合には、電磁弁７を閉止する。
【００８８】
このように、自己発熱センサでオイルセパレータ２における油量が上限に近づいたことを精度良く検出するとともに、圧縮機１の油枯渇を検出し、返油時には圧縮機１における油量が上限に近づいたことを精度良く検出する。これにより、圧縮機１における油枯渇の予防を図りつつ、圧縮機１における油余剰による損失が発生する前に返油を停止することができる。また、オイルセパレータ２の油分離性能を維持し、冷媒回路中に冷凍機油が持ち出されることを防ぐことができる。
【００８９】
図１５（または図２１）に示す冷凍サイクル装置１０６（または１０９）は、圧縮機１の冷凍機油の油面位置を検出する自己発熱センサ９１Ｅ（または９１Ｍ）と、オイルセパレータ２の冷凍機油の油面位置が第１位置より上にあることを検出する自己発熱センサ９２Ｆと、オイルセパレータ２の冷凍機油の油面位置が第１位置よりも低い第２位置より下にあることを検出する自己発熱センサ９２Ｅとをさらに備える。制御装置３６（または３９）は、第１時点において圧縮機１の冷凍機油の不足を自己発熱センサ９１Ｅ（または９１Ｍ）の出力が示す場合には、電磁弁８の開度を増加させ、第１時点よりも後の第２時点において圧縮機１の冷凍機油の不足を自己発熱センサ９１Ｅ（または９１Ｍ）の出力が示す場合には、電磁弁７の開度を増加させる。制御装置３６（または３９）は、第３時点においてオイルセパレータ２の冷凍機油の油面位置が第１位置よりも上にあることを自己発熱センサ９２Ｆの出力が示す場合、電磁弁７の開度を増加させ、制御装置３６（または３９）は、オイルセパレータ２の冷凍機油の油面位置が第２位置よりも下にあることを自己発熱センサ９２Ｅの出力が示す場合には、電磁弁７を閉止する。
【００９０】
このように、自己発熱センサで圧縮機１の油枯渇を精度良く検出することにより、油枯渇が生じる前に返油を開始することができる。加えて、自己発熱センサでオイルセパレータ２における油量が上限に近づいたことを精度良く検出するとともに、オイルセパレータ２から冷凍機油が排出されたことを検出するので、オイルセパレータ２の性能低下の防止を図りつつ、オイルセパレータ２から返油することによる圧力損失をなるべく少なくすることができ、冷凍サイクル装置の効率の低下を防ぐことができる。
【００９１】
図２３（または図２５）に示す冷凍サイクル装置１１０（または１１１）は、圧縮機１の冷凍機油の油面位置が第１位置より下にあることを検出する自己発熱センサ９１Ｅ（または９１Ｍ）と、圧縮機１の冷凍機油の油面位置が第１位置よりも高い第２位置より上にあることを検出する自己発熱センサ９１Ｆと、オイルセパレータ２の冷凍機油の油面位置が第３位置より上にあることを検出する自己発熱センサ９２Ｆと、オイルセパレータ２の冷凍機油の油面位置が第３位置よりも低い第４位置より下にあることを検出する自己発熱センサ９２Ｅとをさらに備える。制御装置４０（または４１）は、第１時点において油面位置が第１位置よりも下にあることを自己発熱センサ９１Ｅ（または９１Ｍ）の出力が示す場合、電磁弁８の開度を増加させ、第１時点よりも後の第２時点において油面位置が第１位置よりも下にあることを自己発熱センサ９１Ｅ（または９１Ｍ）の出力が示す場合には、電磁弁７の開度を増加させる。制御装置４０（または４１）は、第３時点においてオイルセパレータ２の冷凍機油の油面位置が第３位置よりも上にあることを自己発熱センサ９２Ｆの出力が示す場合、電磁弁７の開度を増加させ、制御装置４０（または４１）は、油面位置が第２位置より上にあることを自己発熱センサ９１Ｆの出力が示す場合またはオイルセパレータ２の冷凍機油の油面位置が第４位置よりも下にあることを自己発熱センサ９２Ｅの出力が示す場合には、電磁弁７を閉止する。
【００９２】
このように、自己発熱センサで圧縮機１の油枯渇を精度良く検出し、返油時には圧縮機１における油量が上限に近づいたことを精度良く検出する。これにより、圧縮機１における油枯渇の予防を図りつつ、圧縮機１における油余剰による損失が発生する前に返油を停止することができる。加えて、自己発熱センサでオイルセパレータ２における油量が上限に近づいたことを精度良く検出するとともに、オイルセパレータ２から冷凍機油が排出されたことを検出するので、オイルセパレータ２の性能低下の防止を図りつつ、オイルセパレータ２から返油することによる圧力損失をなるべく少なくすることができ、冷凍サイクル装置の効率の低下を防ぐことができる。
【００９３】
図２等に示すように、上記の自己発熱センサ９１Ｅ，９１Ｍ，９１Ｆ，９２Ｅ，９２Ｆのいずれかは、通電することによって発熱するとともに、温度変化によって抵抗値が変化する発熱素子２５を含む。このように冷凍機油に直接接してレベルを検出する発熱素子を使用することにより、液面が所定レベルとなったことを正確に検出することができる。
【００９４】
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】
【００９５】
１  圧縮機、２  オイルセパレータ、３  凝縮器、４  膨張弁、５  蒸発器、５Ｆ  蒸発器ファン、６  アキュムレータ、７，８  電磁弁、９１Ｅ，９１Ｆ，９１Ｍ，９２Ｅ，９２Ｆ  センサ、１０  モータ、１１  筐体、１２  スクロール圧縮機、２１，２２  返油経路、２３，２４  電極、２５  素子、３０〜４１  制御装置。
【図１】
0006748217.tif 000002
【図２】
0006748217.tif 000003
【図３】
0006748217.tif 000004
【図４】
0006748217.tif 000005
【図５】
0006748217.tif 000006
【図６】
0006748217.tif 000007
【図７】
0006748217.tif 000008
【図８】
0006748217.tif 000009
【図９】
0006748217.tif 000010
【図１０】
0006748217.tif 000011
【図１１】
0006748217.tif 000012
【図１２】
0006748217.tif 000013
【図１３】
0006748217.tif 000014
【図１４】
0006748217.tif 000015
【図１５】
0006748217.tif 000016
【図１６】
0006748217.tif 000017
【図１７】
0006748217.tif 000018
【図１８】
0006748217.tif 000019
【図１９】
0006748217.tif 000020
【図２０】
0006748217.tif 000021
【図２１】
0006748217.tif 000022
【図２２】
0006748217.tif 000023
【図２３】
0006748217.tif 000024
【図２４】
0006748217.tif 000025
【図２５】
0006748217.tif 000026
【図２６】
0006748217.tif 000027