(57)【要約】【課題】直列に設けられた複数のアキュームレータの容積および油戻し孔を適切に設定することにより、液バック防止と油戻りの悪化による圧縮機の油上がり防止を両立することができる冷媒回路システムを提供することを目的とする。【解決手段】圧縮機９の冷媒吸入配管２０Ｂ中に、冷媒流通方向に沿って第１アキュームレータ１８と第２アキュームレータ１９とが直列に設けられている冷媒回路システムにおいて、第１アキュームレータ１８および第２アキュームレータ１９は、第１アキュームレータ１８の容積をＶ１、第２アキュームレータ１９の容積をＶ２としたとき、Ｖ１＞Ｖ２とされているとともに、第１アキュームレータ１８の冷媒出口配管３６に設けられている第１油戻し孔３７の開口面積をＡ１、第２アキュームレータ１９の冷媒出口配管４０に設けられている第２油戻し孔４１の開口面積をＡ２としたとき、Ａ１＜Ａ２とされている。【選択図】図２
2013053757.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機の冷媒吸入配管中に、冷媒流通方向に沿って第１アキュームレータと第２アキュームレータとが直列に設けられている冷媒回路システムにおいて、
前記第１アキュームレータおよび第２アキュームレータは、前記第１アキュームレータの容積をＶ１、前記第２アキュームレータの容積をＶ２としたとき、Ｖ１＞Ｖ２とされているとともに、
前記第１アキュームレータの冷媒出口配管に設けられている第１油戻し孔の開口面積をＡ１、前記第２アキュームレータの冷媒出口配管に設けられている第２油戻し孔の開口面積をＡ２としたとき、Ａ１＜Ａ２とされていることを特徴とする冷媒回路システム。
【請求項２】
前記第１油戻し孔の開口面積Ａ１と、前記第２油戻し孔の開口面積Ａ２との比Ａ２／Ａ１が、少なくとも１．１以上とされていることを特徴とする請求項１に記載の冷媒回路システム。
【請求項３】
前記圧縮機に充填される油が、該圧縮機の運転条件の全域で冷媒と相溶性を有する油の場合、前記比Ａ２／Ａ１が、１．１≦Ａ２／Ａ１≦２とされていることを特徴とする請求項２に記載の冷媒回路システム。
【請求項４】
前記圧縮機に充填される油が、該圧縮機の運転条件の全域または一部で冷媒と非相溶の油の場合、前記比Ａ２／Ａ１が、１．１≦Ａ２／Ａ１≦３とされていることを特徴とする請求項２に記載の冷媒回路システム。
【請求項５】
前記圧縮機の冷媒吐出配管にオイルセパレータが設けられ、該オイルセパレータで分離された油を前記圧縮機側に戻す油戻し回路が、前記第１アキュームレータと前記第２アキュームレータとの間の冷媒配管に接続されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の冷媒回路システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍機、空調機、ヒートポンプ等に適用することができる冷媒回路システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷凍機、空調機、ヒートポンプ等に適用可能な冷媒回路システムにおいて、圧縮機に対する液バックをより効果的に防止するため、圧縮機への冷媒吸入配管中に、冷媒の流通方向に沿って複数個のアキュームレータを直列に配設しているものが提供されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
このように、アキュームレータを直列に複数個配設する場合、冷媒流通方向の上流側に配設されるアキュームレータの容積を、下流側に配設されるアキュームレータの容積よりも大きくし、容積が小さくされた下流側の小型のアキュームレータを圧縮機のハウジング外周に取り付け、圧縮機と一体化した構成としている場合が多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２３６３９７号公報
【特許文献２】特開２０１１−４７５４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の如く、複数個のアキュームレータを直列に配設することによって、圧縮機に対する液バックをより効果的に防止することが可能となる。しかしながら、各アキュームレータの冷媒出口配管に設けられる油戻し孔の大きさを適切に設定しないと、圧縮機への液バックを的確に阻止することができない場合が発生したり、圧縮機への油戻りが悪化することにより圧縮機が油上がりを起こしたりする場合がある等の課題があった。
【０００６】
特に、圧縮機の冷媒吐出配管中にオイルセパレータが設けられ、該オイルセパレータで分離された油を、油戻し配管を介して圧縮機の冷媒吸入配管に戻すようにサイクル構成されている場合、各アキュームレータの油戻し孔の大きさを適切に設定しないと、オイルセパレータから圧縮機への油戻し量が適正に確保されず、圧縮機が油上がりを起こし、潤滑不良により故障したり、損傷したりする等の問題を発生するため、油戻し孔の大きさを適切に設定する必要があった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、直列に設けられた複数のアキュームレータの容積および油戻し孔を適切に設定することにより、液バック防止と油戻りの悪化による圧縮機の油上がり防止を両立することができる冷媒回路システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した課題を解決するために、本発明の冷媒回路システムは以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる冷媒回路システムは、圧縮機の冷媒吸入配管中に、冷媒流通方向に沿って第１アキュームレータと第２アキュームレータとが直列に設けられている冷媒回路システムにおいて、前記第１アキュームレータおよび第２アキュームレータは、前記第１アキュームレータの容積をＶ１、前記第２アキュームレータの容積をＶ２としたとき、Ｖ１＞Ｖ２とされているとともに、前記第１アキュームレータの冷媒出口配管に設けられている第１油戻し孔の開口面積をＡ１、前記第２アキュームレータの冷媒出口配管に設けられている第２油戻し孔の開口面積をＡ２としたとき、Ａ１＜Ａ２とされていることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、圧縮機の冷媒吸入配管中に、冷媒流通方向に沿って直列に設けられている第１アキュームレータおよび第２アキュームレータの容積を、それぞれＶ１、Ｖ２としたとき、Ｖ１＞Ｖ２とされ、第１アキュームレータの冷媒出口配管に設けられている第１油戻し孔の開口面積をＡ１、第２アキュームレータの冷媒出口配管に設けられている第２油戻し孔の開口面積をＡ２としたとき、Ａ１＜Ａ２とされているため、システムの起動時や過渡的運転時等に、冷媒回路中に滞留していた液冷媒が大量に圧縮機側に液バックする事態が発生したとしても、容積Ｖ１が大きく、かつ第１油戻し孔の開口面積Ａ１が小さくされている第１アキュームレータにより液冷媒を確実に分離ホールドし、圧縮機への液バックを防止することができる。また、仮に第１アキュームレータから液バックするような事態が発生したとしても、その液冷媒を第２アキュームレータで分離ホールドすることができることから、圧縮機への液バックを着実に防止することができる。一方、液バックは基本的に第１アキュームレータで防ぐことができるため、第２アキュームレータの冷媒出口配管の第２油戻し孔の開口面積Ａ２を大きめに設定したとしても、液バックの発生のリスクはほとんどなく、この大きめとされた第２油戻し孔を介して、油を着実に圧縮機に戻すことができる。従って、液バック防止に関しての信頼性を向上することができるとともに、油の戻りが減ることによる圧縮機の油上がりを確実に防止することができる。
【００１０】
さらに、本発明の冷媒回路システムは、上記の冷媒回路システムにおいて、前記第１油戻し孔の開口面積Ａ１と、前記第２油戻し孔の開口面積Ａ２との比Ａ２／Ａ１が、少なくとも１．１以上とされていることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、第１油戻し孔の開口面積Ａ１と、第２油戻し孔の開口面積Ａ２との比Ａ２／Ａ１が、少なくとも１．１以上とされているため、第１油戻し孔の大きさを、確実に液バックを阻止し得る適切な大きさの孔とすることにより、第２油戻し孔の大きさを第１油戻し孔よりも大きくし、１．１倍以上の面積比として油を戻り易くしても、着実に液バックを防止することができる。従って、液バックの防止と圧縮機の油上がりの防止とを両立させることが可能となる。
【００１２】
さらに、本発明の冷媒回路システムは、上記の冷媒回路システムにおいて、前記圧縮機に充填される油が、該圧縮機の運転条件の全域で冷媒と相溶性を有する油の場合、前記比Ａ２／Ａ１が、１．１≦Ａ２／Ａ１≦２とされていることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、圧縮機に充填される油が、該圧縮機の運転条件の全域で冷媒と相溶性を有する油の場合、Ａ２／Ａ１が、１．１≦Ａ２／Ａ１≦２とされているため、液バックの防止と圧縮機の油上がりの防止とを両立させることができるだけでなく、Ａ２／Ａ１の値が大きすぎて、過渡的運転時に第１アキュームレータに溜まった液冷媒の排出量が少なくなり、第１アキュームレータがオーバーフローしたり、ガスロー運転になったりするリスクを回避しながら、確実に液バックの防止し、油戻り性を確保することができる。従って、圧縮機の潤滑油として冷媒と相溶性を有する、例えばポリオールエステル系油（ＰＯＥ油）等の油を用いた場合でも、油戻り性を確保して安定的に運転することができる。
【００１４】
さらに、本発明の冷媒回路システムは、上記の冷媒回路システムにおいて、前記圧縮機に充填される油が、該圧縮機の運転条件の全域または一部で冷媒と非相溶の油の場合、前記比Ａ２／Ａ１が、１．１≦Ａ２／Ａ１≦３とされていることを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、圧縮機に充填される油が、該圧縮機の運転条件の全域または一部で冷媒と非相溶の油の場合、Ａ２／Ａ１が、１．１≦Ａ２／Ａ１≦３とされているため、液バックの防止と圧縮機の油上がりの防止とを両立させることができるのみならず、Ａ２／Ａ１が大きすぎて、過渡的な運転時に第１アキュームレータに溜まった液冷媒の排出量が少なくなり、第１アキュームレータがオーバーフローしたり、ガスロー運転になったりするリスクを回避しながら、確実に液バックの防止し、油戻り性を確保することができる。従って、圧縮機の潤滑油として冷媒と非相溶の、例えばポリアルキレングリコール系油（ＰＡＧ油）等の油を用いた場合でも、油戻り性を確保して安定的に運転することができる。
【００１６】
さらに、本発明の冷媒回路システムは、上述のいずれかの冷媒回路システムにおいて、前記圧縮機の冷媒吐出配管にオイルセパレータが設けられ、該オイルセパレータで分離された油を前記圧縮機側に戻す油戻し配管が、前記第１アキュームレータと前記第２アキュームレータとの間の冷媒配管に接続されていることを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、圧縮機の冷媒吐出配管にオイルセパレータが設けられ、該オイルセパレータで分離された油を圧縮機側に戻す油戻し回路が、第１アキュームレータと第２アキュームレータとの間の冷媒配管に接続されているため、オイルセパレータで分離され、油戻し回路を介して圧縮機側に戻される油を、第２アキュームレータの開口面積Ａ２が大きめとされている第２油戻し孔を介して戻すことにより、圧縮機側に戻り易くすることができる。従って、油の戻りが悪化することによる圧縮機の油上がりを確実に防止することができるとともに、仮に、油戻し回路中に液溜まりとなるような機器類が設置されていたとしても、その機器類からの液バックを第２アキュームレータで阻止し、液バック防止に対しての信頼性を確保することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によると、システムの起動時や過渡的運転時等に、冷媒回路中に滞留していた液冷媒が大量に圧縮機側に液バックする事態が発生したとしても、容積Ｖ１が大きく、かつ第１油戻し孔の開口面積Ａ１が小さくされている第１アキュームレータにより液冷媒を確実に分離ホールドし、圧縮機への液バックを防止することができる。また、仮に第１アキュームレータから液バックするような事態が発生したとしても、その液冷媒を第２アキュームレータで分離ホールドすることができることから、圧縮機への液バックを着実に防止することができる。一方、液バックは基本的に第１アキュームレータで防ぐことができるため、第２アキュームレータの冷媒出口配管の第２油戻し孔の開口面積Ａ２を大きめに設定したとしても、液バックの発生のリスクはほとんどなく、この大きめとされた第２油戻し孔を介して、油を着実に圧縮機に戻すことができるため、液バック防止に関しての信頼性を向上することができるとともに、油の戻りが減ることによる圧縮機の油上がりを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る冷媒回路システムの概略構成図である。
【図２】図１に示す冷媒回路システムの主要部分の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明の一実施形態について、図１および図２を参照して説明する。
図１には、本発明の一実施形態に係る冷媒回路システムの概略構成図が示され、図２には、その主要部分の拡大図が示されている。
本実施形態の冷媒回路システム１は、ＣＯ２冷媒を用いた超臨界蒸気圧縮式ヒートポンプ給湯機に適用したものであり、超臨界蒸気圧縮式ヒートポンプ（以下、単にヒートポンプという。）２と、図示省略の貯湯タンクユニットと接続されている水循環系路３とを備えている。
【００２１】
貯湯タンクユニット側の水循環系路３は、ヒートポンプ２における放熱器（冷媒／水熱交換器）１１の水側流路に接続された給水側系路３Ａと、該冷媒／水熱交換器１１で製造された温水を取出す温水取出し側系路３Ｂとを備え、給水側系路３Ａには、水ポンプ４および流量制御弁５が設けられている。
【００２２】
ヒートポンプ２は、密閉ハウジング６内に低段側圧縮機７および高段側圧縮機８が内蔵されている２段圧縮機（圧縮機）９と、冷媒ガス中の潤滑油を分離するオイルセパレータ１０と、冷媒ガスを放熱する放熱器（冷媒／水熱交換器）１１と、冷媒を中間圧に減圧する第１電子膨張弁（中間圧減圧手段）１２と、気液分離機能付きの中間圧レシーバ（中間圧気液分離器）１３と、中間圧冷媒と２段圧縮機９へと吸入される低圧冷媒とを熱交換する内部熱交換器（インタークーラ）１４と、過冷却コイル１５Ａ，１５Ｂと、中間圧冷媒を低温低圧の気液二相冷媒に減圧する第２電子膨張弁（メイン減圧手段）１６Ａ，１６Ｂと、図示省略した送風機から送風される外気と冷媒とを熱交換させる複数台の蒸発器（空気熱交換器）１７Ａ，１７Ｂと、直列に接続された第１アキュームレータ１８および第２アキュームレータ１９とがこの順に冷媒配管２０を介して接続された閉サイクルの冷媒回路２１により構成されている。
【００２３】
上記ヒートポンプ２の放熱器１１は、一方の冷媒側流路に２段圧縮機９から吐出された高温高圧の冷媒ガスが循環され、他方の水側流路に水循環系路３を介して水が循環されることにより水と冷媒ガスとが熱交換される冷媒／水熱交換器とされている。そして、この冷媒／水熱交換器１１において、高温高圧の冷媒ガスで水を加熱することによって温水が製造されるように構成されている。
【００２４】
また、冷媒回路２１には、２段圧縮機９からの冷媒吐出配管２０Ａ中に設けられているオイルセパレータ１０で分離された油を２段圧縮機９の冷媒吸入配管２０Ｂ側に戻す油戻し回路２２が接続されている。この油戻し回路２２には、後述のガスインジェクション回路３１を流れる冷媒と油とを熱交換する二重管熱交換器２３と、電磁弁２４および２本のキャピラリチューブ２５Ａ，２５Ｂの並列回路により構成された油戻し量調整機構２６とが設けられている。
【００２５】
さらに、冷媒回路２１には、低外気温下での運転時、蒸発器１７Ａ，１７Ｂの表面に霜が生成した場合に、この霜を２段圧縮機９から吐出された高温高圧のホットガス冷媒を蒸発器１７Ａ，１７Ｂに導入して除霜するためのホットガスバイパス回路２７が、冷媒吐出配管２０Ａと、蒸発器１７Ａ，１７Ｂの冷媒入口側との間に接続されている。該ホットガスバイパス回路２７には、霜の生成が検知されたときに開閉される電磁弁２８、冷媒流量調整用のキャピラリチューブ２９および逆止弁３０Ａ，３０Ｂ等が設けられている。
【００２６】
また、冷媒回路２１には、気液分離機能付きの中間圧レシーバ（中間圧気液分離器）１３で分離された中間圧冷媒ガスを、油戻し回路２２に設けられている二重管熱交換器２３を経由して２段圧縮機９の中間圧ガス雰囲気とされている密閉ハウジング６内にインジェクションするガスインジェクション回路３１が設けられている。このガスインジェクション回路３１には、必要に応じてガスインジェクション回路３１を開閉できるように電磁弁３２および逆止弁３３が設けられている。
【００２７】
さらに、本実施形態においては、図２に示されるように、２段圧縮機９の冷媒吸入配管２０Ｂ中に直列に配設されている第１アキュームレータ１８および第２アキュームレータ１９が、以下のように構成されている。
冷媒流れ方向の上流側に設けられている第１アキュームレータ１８は、筒状の密閉容器３４に対して、冷媒入口管３５と、第１油戻し孔３７が設けられている冷媒出口管３６とが接続された構成とされ、その下流側に設けられている第２アキュームレータ１９は、筒状の密閉容器３８に対して、冷媒入口管３９と、第２油戻し孔４１が設けられている冷媒出口管４０とが接続された構成とされている。
【００２８】
このように、第１アキュームレータ１８および第２アキュームレータ１９の構成自体については、特に公知のアキュームレータと変わるものではないが、第１アキュームレータ１８の容積をＶ１、第２アキュームレータ１９の容積をＶ２としたとき、Ｖ１＞Ｖ２とされており、第１アキュームレータ１８の方が第２アキュームレータ１９よりも容積が大きくされている。
【００２９】
また、冷媒出口管３６および冷媒出口管４０に設けられている第１油戻し孔３７および第２油戻し孔４１の開口面積を、それぞれＡ１，Ａ２としたとき、Ａ１＜Ａ２とされ、第２油戻し孔４１の開口面積Ａ２の方が第１油戻し孔３７の開口面積Ａ１よりも大きくされている。つまり、第１油戻し孔３７および第２油戻し孔４１を円形孔とし、第１油戻し孔３７の孔径をｄ１（開口面積Ａ１）、第２油戻し孔４１の孔径をｄ２（開口面積Ａ２）としたとき、ｄ１＜ｄ２とされ、これによって、第１油戻し孔３７の開口面積Ａ１と第２油戻し孔４１の開口面積Ａ２との比Ａ２／Ａ１が、少なくとも「１．１≦Ａ２／Ａ１」とされている。
【００３０】
ここで、上記比Ａ２／Ａ１の値が大きくなりすぎると、過渡運転時に第１アキュームレータ１８に溜まった液冷媒の排出量が少なくなり、第１アキュームレータ１８がオーバーフローしたり、ガスロー運転になったりするリスクがあるため、上記比Ａ２／Ａ１の上限値を設定しておくことが望ましい。また、その上限値は、２段圧縮機（圧縮機）９に充填されている油（潤滑油）と冷媒（ＣＯ２冷媒）との相溶性を考慮して設定することが望ましく、冷媒に対して相溶性の低い油を用いる場合、アキュームレータ内で分離した油が相溶性の高い油に対して２段圧縮機９側に戻り難いことから、相溶性の高い油を用いる場合に対して上限値を大きくしておくことが望ましい。
【００３１】
本実施形態では、２段圧縮機（圧縮機）９の潤滑油として用いられる油が、２段圧縮機９の運転条件の全域でＣＯ２冷媒に対して相溶性を有する油、例えばポリオールエステル系油（ＰＯＥ油）の場合、第１油戻し孔３７の開口面積Ａ１と第２油戻し孔４１の開口面積Ａ２との比Ａ２／Ａ１を、１．１≦Ａ２／Ａ１≦２としている。また、油が２段圧縮機９の運転条件の全域または一部でＣＯ２冷媒と非相溶の油、例えばポリアルキレングリコール系油（ＰＡＧ油）の場合、Ａ２／Ａ１を、１．１≦Ａ２／Ａ１≦３としている。
【００３２】
そして、上記第１アキュームレータ１８と第２アキュームレータ１９とを接続している冷媒吸入配管２０Ｂに対して、オイルセパレータ１０からの油戻し回路２２が接続された構成とされている。
なお、第２アキュームレータ１９は、上記の如く、容積が比較的小さくされた小型のアキュームレータであり、２段圧縮機９の密閉ハウジング６外周に対して、ブラケット等を介して一体的に設置された構成としてもよい。
【００３３】
以上に説明の構成により、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
上記冷媒回路システム１において、ＣＯ２冷媒を用いた超臨界蒸気圧縮式ヒートポンプ２が運転されると、２段圧縮機９で２段圧縮された高温高圧の冷媒ガスは、オイルセパレータ１０で冷媒中の油が分離された後、放熱器（冷媒／水熱交換器）１１に導入され、ここで水循環系路３の給水側系路３Ａから水側流路に流通される水と熱交換される。この水は高温高圧冷媒ガスからの放熱により加熱、昇温された後、温水取出し側系路３Ｂを経て貯湯タンク（図示省略）に戻り、貯湯タンク内の貯湯量が所定量に到達するまで、連続的に放熱器（冷媒／水熱交換器）１１にて冷媒と水との熱交換が継続され、貯湯量が所定量に到達すると、貯湯運転が終了されるようになっている。
【００３４】
放熱器１１で水と熱交換して冷却された冷媒は、第１電子膨張弁（中間圧減圧手段）１２により減圧されて中間圧レシーバ１３に至り、ここで気液分離される。中間圧レシーバ１３で分離された中間圧のガス冷媒は、電磁弁３２、逆止弁３３および二重管熱交換器２３を経てガスインジェクション回路３１により２段圧縮機９の密閉ハウジング６内の中間圧冷媒ガス中にインジェクションされ、高段側圧縮機８に吸入されて再圧縮される。このガスインジェクションによるエコノマイザ効果によって、ヒートポンプ２による加熱能力および成績係数（ＣＯＰ）を向上させ、給湯能力を増大することができる。
【００３５】
一方、中間圧レシーバ１３で分離された液冷媒は、内部熱交換器（インタークーラ）１４において蒸発器１７Ａ，１７Ｂで蒸発された低圧冷媒ガスと熱交換されて過冷却された後、過冷却コイル１５Ａ，１５Ｂを経て第２電子膨張弁（メイン減圧手段）１６Ａ，１６Ｂにより減圧され、低温低圧の気液二相冷媒となって蒸発器（空気熱交換器）１７Ａ，１７Ｂに流入される。蒸発器（空気熱交換器）１７Ａ，１７Ｂに流入した冷媒は、送風機により送風される外気と熱交換され、外気から吸熱して蒸発ガス化される。
【００３６】
蒸発器１７Ａ，１７Ｂでガス化された冷媒は、内部熱交換器１４で中間圧液冷媒と熱交換され、中間圧液冷媒の過冷却に供された後、第１アキュームレータ１８および第２アキュームレータ１９を通過する過程で液分（液冷媒、油）が分離され、ガス冷媒のみが２段圧縮機９に吸い込まれ、再圧縮される。以下、同様の動作を繰り返すことにより、温水の製造に供される。なお、貯湯運転時、蒸発器１７Ａ，１７Ｂに霜が堆積した場合、それを検知して電磁弁２８を開とし、２段圧縮機９から吐出されたホットガス冷媒をオイルセパレータ１０の下流からホットガスバイパス回路２７を介して蒸発器１７Ａ，１７Ｂに導入することによって、除霜運転を行うことができる。
【００３７】
また、オイルセパレータ１０で冷媒中から分離された油は、油戻し回路２２を経て二重管熱交換器２３で中間圧冷媒ガスと熱交換されて該冷媒ガスを加熱した後、油戻し量調整機構２６を介して量が調整され、第１アキュームレータ１８と第２アキュームレータ１９との間において冷媒吸入配管２０Ｂへと戻される。この油は、第２アキュームレータ１９内で一旦分離された後、第２アキュームレータ１９の冷媒出口管４０に設けられている第２油戻し孔４１を介して少量ずつ冷媒ガス流中にピックアップされ、２段圧縮機９側へと戻されることとなる。
【００３８】
ここで、２段圧縮機９の冷媒吸入配管２０Ｂ中に、第１アキュームレータ１８および第２アキュームレータ１９が直列に配設され、その容積Ｖ１、Ｖ２が、Ｖ１＞Ｖ２とされるとともに、その冷媒出口管３６および冷媒出口管４０に設けられている第１油戻し孔３７および第２油戻し孔４１の開口面積Ａ１，Ａ２が、Ａ１＜Ａ２とされているため、冷媒回路システム１の起動時や過渡的運転時等において、冷媒回路２１中に滞留していた油を含む液冷媒が大量に２段圧縮機９側に液バックする事態が発生したとしても、容積Ｖ１が大きくされ、第１油戻し孔３７の開口面積Ａ１が小さくされている上流側の第１アキュームレータ１８で液分を確実に分離ホールドし、２段圧縮機９への液バックを阻止することができる。
【００３９】
上記の如く、第１アキュームレータ１８で分離された油は、第１油戻し孔３７を介して微量ずつ下流側の第２アキュームレータ１９へと流出される。このように、冷媒回路２１からの液バックは、基本的に第１アキュームレータ１８により防止されるが、仮に第１アキュームレータ１８より下流側に液バックする事態や、運転停止中にオイルセパレータ１０や二重管熱交換器２３内に溜り込んでいた冷媒が油戻し回路２２を経て液バックする事態が発生したとしても、第２アキュームレータ１９でその液分を分離ホールドし、２段圧縮機９への液バックを確実に阻止することができる。
【００４０】
一方、液バックは基本的に第１アキュームレータ１８で防ぐことができるため、第２アキュームレータ１９側の冷媒出口配管４０に設けられている第２油戻し孔４１の開口面積Ａ２を大きめに設定したとしても、液バックが発生するリスクはほとんどなく、この大きめとされた第２油戻し孔４１を介して、冷媒回路２１および油戻し回路２２からの油を着実に２段圧縮機９に戻すことができる。
斯くして、本実施形態によると、液バック防止に関しての信頼性を向上することができるとともに、油の戻りが減ることによる２段圧縮機９の油上がりを確実に防止することができる。
【００４１】
また、本実施形態では、第１アキュームレータ１８および第２アキュームレータ１９の第１油戻し孔３７の開口面積Ａ１と、第２油戻し孔４１の開口面積Ａ２との比Ａ２／Ａ１が、少なくとも１．１以上とされている。このため、第１油戻し孔３７の大きさを、確実に液バックを阻止し得る適切な大きさの孔とすることによって、第２油戻し孔４１の大きさを第１油戻し孔３７よりも大きくし、１．１倍以上の面積比として油を戻り易くしたとしても、着実に液バックを防止することができる。従って、液バックの防止と２段圧縮機９の油上がりの防止とを両立させることが可能となる。
【００４２】
特に、上記面積比Ａ２／Ａ１を、１．１≦Ａ２／Ａ１とするだけでなく、その比Ａ２／Ａ１が大きすぎて、過渡的な運転時に第１アキュームレータ１８に溜まった液冷媒の排出量が少なくなり、第１アキュームレータ１８がオーバーフローしたり、ガスロー運転になったりするリスクを回避するため、Ａ２／Ａ１の値に上限値を設定し、２段圧縮機（圧縮機）９の潤滑油として、２段圧縮機９の運転条件の全域で冷媒（ＣＯ２冷媒）と相溶性を有する、例えばポリオールエステル系油（ＰＯＥ油）等の油を用いている場合は、その比Ａ２／Ａ１を、１．１≦Ａ２／Ａ１≦２としている。
【００４３】
また、２段圧縮機の潤滑油として、２段圧縮機９の運転条件の全域または一部でＣＯ２冷媒と非相溶の、例えばポリアルキレングリコール系油（ＰＡＧ油）等の油を用いている場合は、その比Ａ２／Ａ１を、１．１≦Ａ２／Ａ１≦３としている。
このため、液バックの防止と２段圧縮機９の油上がりの防止とを両立させることができるのみならず、ＰＯＥ油またはＰＡＧ油の何れの油を用いた場合においても、油戻り性を確保して安定的に運転することができる。
【００４４】
さらに、２段圧縮機９の冷媒吐出配管２０Ａにオイルセパレータ１０が設けられ、該オイルセパレータ１０で分離された油を２段圧縮機９側に戻す油戻し回路２２が、第１アキュームレータ１８と第２アキュームレータ１９との間の冷媒吸入配管２０Ｂに接続されているため、オイルセパレータ１０で分離され、油戻し回路２２を介して２段圧縮機９側に戻される油を、第２アキュームレータ１９の開口面積Ａ２が大きめとされている第２油戻し孔４１を介して戻すことにより、２段圧縮機９側に戻り易くすることができる。
【００４５】
これによって、油の戻りが悪化することによる２段圧縮機９の油上がりを確実に防止することができるとともに、仮に、油戻し回路２２中に液溜まりとなるような二重管熱交換器２３等の機器類が設置されていたとしても、その機器類からの液バックを第２アキュームレータ１９で阻止し、液バック防止に対しての信頼性を確保することができる。
【００４６】
なお、本発明は、上記実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。例えば、上記実施形態では、冷媒回路システム１を、ＣＯ２冷媒を用いた超臨界蒸気圧縮式ヒートポンプ給湯機に適用した例について説明したが、本発明の冷媒回路システム１は、ヒートポンプ給湯機に限らず、様々な冷凍機、空調機、ヒートポンプ等に幅広く適用できることは云うまでもない。また、使用冷媒については、ＣＯ２冷媒に限らず、ＨＦＣ冷媒等、他の冷媒を用いてもよく、それらの冷媒を用いた冷凍機、空調機、ヒートポンプ等にも同様に適用することができる。
【００４７】
さらに、上記した実施形態では、２段圧縮機９を用いた例について説明したが、これに限らず、単段の圧縮機を用いた冷凍機、空調機、ヒートポンプ等に適用してもよいことはもちろんである。また、第１アキュームレータ１８の第１油戻し孔３７および第２アキュームレータ１９の第２油戻し孔４１を、それぞれ孔径がｄ１，ｄ２の円形孔とした例について説明したが、必ずしも円形孔である必要はなく、開口面積がＡ１，Ａ２であれば如何なる形状の孔であってもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１  冷媒回路システム
９  ２段圧縮機（圧縮機）
１０  オイルセパレータ
１８  第１アキュームレータ
１９  第２アキュームレータ
２０  冷媒配管
２０Ａ  冷媒吐出配管
２０Ｂ  冷媒吸入配管
２２  油戻し回路
３６  冷媒出口配管
３７  第１油戻し孔
４０  冷媒出口配管
４１  第２油戻し孔
Ｖ１  第１アキュームレータの容積
Ｖ２  第２アキュームレータの容積
ｄ１  第１油戻し孔の孔径（開口面積Ａ１）
ｄ２  第２油戻し孔の孔径（開口面積Ａ２）
【図１】
2013053757.tif 000003
【図２】
2013053757.tif 000004