(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
低段側の圧縮機構（11）と高段側の圧縮機構（12）とを備え、２段圧縮式冷凍サイクルを行う冷凍装置において、
各段の圧縮機構（11，12）の潤滑油が下限値まで低減すると、該潤滑油が低減した圧縮機構（11，12）の圧縮比を低下させる一方、
上記低段側の圧縮機構（11）の吐出側と高段側の圧縮機構（12）の吸入側とが中間圧冷媒を貯留する気液分離器（16）に接続され、
上記気液分離器（16）をバイパスして低段側の圧縮機構（11）の吐出側と高段側の圧縮機構（12）の吸入側とを接続するバイパス管（2a）が設けられ、
該バイパス管（2a）には潤滑油制御時に開く開閉機構（29）が設けられていることを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
低段側の圧縮機構（11）と高段側の圧縮機構（12）とを備え、２段圧縮式冷凍サイクルを行う冷凍装置において、
各段の圧縮機構（11，12）の潤滑油が上限値まで増大すると、該潤滑油が増大した圧縮機構（11，12）の圧縮比を上昇させる一方、
上記低段側の圧縮機構（11）の吐出側と高段側の圧縮機構（12）の吸入側とが中間圧冷媒を貯留する気液分離器（16）に接続され、
上記気液分離器（16）をバイパスして低段側の圧縮機構（11）の吐出側と高段側の圧縮機構（12）の吸入側とを接続するバイパス管（2a）が設けられ、
該バイパス管（2a）には潤滑油制御時に開く開閉機構（29）が設けられていることを特徴とする冷凍装置。
【請求項３】
低段側の圧縮機構（11）と高段側の圧縮機構（12）とを備え、２段圧縮式冷凍サイクルを行う冷凍装置において、
各段の圧縮機構（11，12）における吸入圧力と吐出圧力との差圧が等しくなるように各段の圧縮機構（11，12）を制御する一方、
上記低段側の圧縮機構（11）の吐出側と高段側の圧縮機構（12）の吸入側とが中間圧冷媒を貯留する気液分離器（16）に接続され、
上記気液分離器（16）をバイパスして低段側の圧縮機構（11）の吐出側と高段側の圧縮機構（12）の吸入側とを接続するバイパス管（2a）が設けられ、
該バイパス管（2a）には潤滑油制御時に開く開閉機構（29）が設けられていることを特徴とする冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍装置に関し、特に、潤滑油対策に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、蒸発圧力が低くて高圧縮比の運転が要求される空気調和装置では、例えば、特開平４−８０５４５号公報に示されているように、２段圧縮式冷凍サイクルが採用されている。２段圧縮式冷凍サイクルの圧縮機構は、第１圧縮機と第２圧縮機とから構成されている。そして、上記圧縮機構は、一方の圧縮機のみを使用する単段圧縮運転と、両方の圧縮機を直列に使用する２段圧縮運転とが切り換えられるように構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した２段圧縮式冷凍サイクルの空気調和装置においては、第１圧縮機と第２圧縮機との吐出冷媒ガスに含まれる潤滑油量が異なっている。したがって、単段圧縮式冷凍サイクルの空気調和装置と同様な潤滑油制御では、一部の圧縮機が潤滑油不足を生ずる場合がある。
【０００４】
この潤滑油不足が生ずると、摺動部の摩擦が増大する。また、他の圧縮機に潤滑油が過剰に集まり、油面が電動機まで達すると、動力ロスが生ずる。この結果、空気調和装置の性能の低下を招くことになる。
【０００５】
また、単段圧縮式冷凍サイクルの空気調和装置と同様に、第１圧縮機と第２圧縮機とを均油管によって接続して均油することが考えられる。しかしながら、２段圧縮式冷凍サイクルの空気調和装置においては、第１圧縮機と第２圧縮機との内部圧力が相違する。
【０００６】
したがって、低段側の第１圧縮機から高段側の第２圧縮機に潤滑油を移送しようとすると、ポンプなどの移送機構を設ける必要がある。この結果、構成が複雑になるという問題がある。
【０００７】
本発明は、斯かる点に鑑みて成されたもので、多段圧縮式冷凍サイクルを行うための各段の圧縮機構の潤滑油の過不足を解消すると共に、構成の複雑化を回避することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
〈発明の概要〉
本発明は、各段の圧縮機構（11，12）の圧縮比又は差圧を制御し、各段毎の圧縮機構（11，12）の潤滑油を制御するようにしたものである。
【０００９】
〈解決手段〉
具体的に、図７に示すように、本発明が講じた手段は、低段側の圧縮機構（11）と高段側の圧縮機構（12）とを備え、２段圧縮式冷凍サイクルを行う冷凍装置において、各段の圧縮機構（11，12）の潤滑油が下限値まで低減すると、該潤滑油が低減した圧縮機構（11，12）の圧縮比を低下させる一方、上記低段側の圧縮機構（11）の吐出側と高段側の圧縮機構（12）の吸入側とが中間圧冷媒を貯留する気液分離器（16）に接続され、上記気液分離器（16）をバイパスして低段側の圧縮機構（11）の吐出側と高段側の圧縮機構（12）の吸入側とを接続するバイパス管（2a）が設けられ、該バイパス管（2a）には潤滑油制御時に開く開閉機構（29）が設けられている。
【００１０】
また、本発明が講じた手段は、低段側の圧縮機構（11）と高段側の圧縮機構（12）とを備え、２段圧縮式冷凍サイクルを行う冷凍装置において、各段の圧縮機構（11，12）の潤滑油が上限値まで増大すると、該潤滑油が増大した圧縮機構（11，12）の圧縮比を上昇させる一方、上記低段側の圧縮機構（11）の吐出側と高段側の圧縮機構（12）の吸入側とが中間圧冷媒を貯留する気液分離器（16）に接続され、上記気液分離器（16）をバイパスして低段側の圧縮機構（11）の吐出側と高段側の圧縮機構（12）の吸入側とを接続するバイパス管（2a）が設けられ、該バイパス管（2a）には潤滑油制御時に開く開閉機構（29）が設けられていてもよい。
【００１１】
また、本発明が講じた手段は、低段側の圧縮機構（11）と高段側の圧縮機構（12）とを備え、２段圧縮式冷凍サイクルを行う冷凍装置において、各段の圧縮機構（11，12）における吸入圧力と吐出圧力との差圧が等しくなるように各段の圧縮機構（11，12）を制御する一方、上記低段側の圧縮機構（11）の吐出側と高段側の圧縮機構（12）の吸入側とが中間圧冷媒を貯留する気液分離器（16）に接続され、上記気液分離器（16）をバイパスして低段側の圧縮機構（11）の吐出側と高段側の圧縮機構（12）の吸入側とを接続するバイパス管（2a）が設けられ、該バイパス管（2a）には潤滑油制御時に開く開閉機構（29）が設けられていてもよい。
【００１２】
また、本発明は、圧縮比の低下と圧縮比の上昇と差圧の制御とを組み合わせてもよく、更に、本発明は、予め設定された運転状態になると、各圧縮機構（11，12）を所定容量にした均圧運転を行うようにしてもよい。
【００１３】
すなわち、本発明では、例えば、冷房運転及び暖房運転中において、低段側の圧縮機構（11）及び高段側の圧縮機構（12）の潤滑油の貯留量が適正か否かが判定される。そして、何れかの圧縮機構（11，12）の潤滑油が下限値まで低下すると、潤滑油不足であるので、潤滑油が少ない圧縮機構（11又は12）の圧縮比を低減させる。つまり、圧縮比を低減させて、吐出冷媒と共に流出する潤滑油の量を低減させ、貯留量を増加させる。
【００１４】
逆に、何れかの圧縮機構（11，12）の潤滑油が上限値まで増大すると、潤滑油過剰であるので、潤滑油が多い圧縮機構（11又は12）の圧縮比を上昇させる。つまり、圧縮比を上昇させて、吐出冷媒と共に流出する潤滑油の量を増加させ、貯留量を低減させる。
【００１５】
この油量制御を行った後、少なくとも一方の圧縮機構（11又は12）の潤滑油が回復しない場合、潤滑油が回路中に滞留していると考えられる。そこで、例えば、各圧縮機構（11，12）を最大容量にした均圧運転を行い、回路中の潤滑油を各圧縮機構（11，12）に戻す。
【００１６】
また、冷房運転及び暖房運転中においては、例えば、各圧縮機構（11，12）における吸入圧力と吐出圧力との差圧を等しく制御する。
【００１７】
そして、これらの潤滑油制御時には、例えば、バイパス管（2a）の開閉機構（29）が開かれ、低段側の圧縮機構（11）の潤滑油が高段側の圧縮機構（12）に確実に流れるようにする。
【００１８】
【発明の効果】
したがって、本発明によれば、各圧縮機構（11，12）が圧縮比を増加又は低減して潤滑油を適正量に保持するようにしたために、潤滑油不足又は潤滑油過剰を未然に防止することができる。
【００１９】
このため、潤滑油不足に基づく摺動部の摩擦の増大を確実に防止することができる。また、潤滑油過剰に基づく電動機の動力ロスを確実に防止することができる。この結果、空調等の性能低下を確実に防止することができる。
【００２０】
また、第１の圧縮機構（11）から第２の圧縮機構（12）に潤滑油を移送するポンプなどの移送機構を設ける必要がなく、構成の複雑化を確実に防止することができる。
【００２１】
また、各圧縮機構（11，12）の差圧をほぼ等しく制御するようにすると、各圧縮機構（11，12）の吐出冷媒量がほぼ等しく、各圧縮機構（11，12）における潤滑油の流出量の相違を少なくすることができる。この結果、均油運転を少なくすることができるので、均油運転による運転状態の急変やＣＯＰの変化を抑制することができる。したがって、装置全体の信頼性を向上させることができると共に、運転時の全体の時間平均的なＣＯＰの向上を図ることができる。
【００２２】
また、低段側の圧縮機構（11）の吐出側と高段側の圧縮機構（12）の吸入側とが気液分離器（16）に接続されている場合、潤滑油制御時において、バイパス管（2a）の開閉機構（29）を開くようにしているので、低段側の圧縮機構（11）の潤滑油を高段側の圧縮機構（12）に確実に供給することができる。この結果、潤滑油の貯留量を正確に制御することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明の前提技術を説明した後に本発明の実施形態を説明する。
【００２４】
−前提技術−
図１に示すように、本発明の前提技術の冷凍装置は、いわゆる２段圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路（10）を備え、空気調和を行う空気調和装置に構成されている。上記冷媒回路（10）は、冷媒循環方向が可逆に構成され、冷凍サイクル動作とヒートポンプサイクル動作とに切り換わる。
【００２５】
上記冷媒回路（10）には、低段側の圧縮機構である第１圧縮機（11）と、高段側の圧縮機構である第２圧縮機（12）とが設けられている。該第１圧縮機（11）と第２圧縮機（12）とは直列に接続され、第１圧縮機（11）の吐出側と第２圧縮機（12）の吸入側とが冷媒配管（21）により接続されている。
【００２６】
上記第２圧縮機（12）の吐出側は、冷媒配管（22）を介して四路切換弁（13）の第１ポート（13a）に接続されている。該四路切換弁（13）の第２ポート（13b）は、冷媒配管（23）を介して室外熱交換器（14）の一端に接続されている。該室外熱交換器（14）の他端は、冷媒配管（24）を介して気液分離器（16）に接続されている。該冷媒配管（24）には第１膨張弁（15）が設けられている。
【００２７】
上記気液分離器（16）は、冷媒配管（25）を介して室内熱交換器（18）の一端に接続されている。該冷媒配管（25）には第２膨張弁（17）が設けられている。また、上記冷媒配管（25）は、気液分離器（16）の下部に接続され、冷媒液を気液分離器（16）から室内熱交換器（18）へ導いている。
【００２８】
上記室内熱交換器（18）の他端は、冷媒配管（26）を介して上記四路切換弁（13）の第４ポート（13d）に接続されている。該四路切換弁（13）の第３ポート（13c）は、冷媒配管（27）を介して第１圧縮機（11）の吸入側に接続されている。
【００２９】
上記気液分離器（16）は、中間圧冷媒を貯留するように構成され、ガス配管（28）を介して両圧縮機（11，12）の間の冷媒配管（21）に接続されている。該ガス配管（28）は、気液分離器（16）の上部に接続され、冷媒ガスを気液分離器（16）から第２圧縮機（12）の吸入側に導いている。つまり、上記第２圧縮機（12）は、第１圧縮機（11）の吐出冷媒と、ガス配管（28）により気液分離器（16）の冷媒ガスとを吸入する。上記ガス配管（28）には、該ガス配管（28）を連通及び遮断する電磁弁（29）設けられている。
【００３０】
上記四路切換弁（13）は、第１ポート（13a）と第２ポート（13b）とが連通し且つ第３ポート（13c）と第４ポート（13d）とが連通する状態（図１に実線で示す状態）と、第１ポート（13a）と第４ポート（13d）とが連通し且つ第２ポート（13b）と第３ポート（13c）とが連通する状態（図１に破線で示す状態）とに切り換わるように構成されている。
【００３１】
上記第１圧縮機（11）及び第２圧縮機（12）は、共に全密閉型圧縮機に構成されている。以下、第２圧縮機（12）の構成について説明するが、第１圧縮機（11）も同様に構成されている。
【００３２】
図２に示すように、第２圧縮機（12）は、円筒容器状のケーシング（30）に圧縮機部（31）と電動機部（32）とを収納して形成され、いわゆる高圧ドーム型に構成されている。上記ケーシング（30）の上端部には、圧縮した冷媒ガスを送り出す冷媒配管（21，22）である吐出管（34）が設けられている。
【００３３】
上記圧縮機部（31）は、いわゆるローリングピストン型に構成され、ケーシング（30）に固定されている。該圧縮機部（31）には、冷媒ガスを吸い込む冷媒配管（27，21）である吸入管（33）が接続されている。また、該圧縮機部（31）は、駆動軸（35）によって電動機部（32）に連結され、該電動機部（32）によって回転駆動される。
【００３４】
上記駆動軸（35）は、図示しないが、遠心ポンプと給油路とを備え、圧縮機部（31）を貫通して設けられている。上記遠心ポンプは駆動軸（35）の下端部に設けられ、駆動軸（35）の回転に伴ってケーシング（30）の底部に貯留する潤滑油を汲み上げるように構成されている。一方、上記給油路は、駆動軸（35）の内部にその軸方向に沿って形成され、遠心ポンプが汲み上げた潤滑油を各摺動部分へ供給するよう構成されている。
【００３５】
また、図２及び図３に示すように、上記ケーシング（30）には、油温検出手段であるである第１油温センサ（40a）と第２油温センサ（40b）が設けられている。該第１油温センサ（40a）及び第２油温センサ（40b）は、潤滑油の温度を検出するものである。
【００３６】
該第１油温センサ（40a）は、ケーシング（30）の下部で且つケーシング（30）内における油面位置の上限に対応する位置に設けられている。該第２油温センサ（40b）は、ケーシング（30）の下部で且つケーシング（30）内における油面位置の下限に対応する位置に設けられている。
【００３７】
そして、上記第１油温センサ（40a）及び第２油温センサ（40b）は密封端子（41）に取り付けられている。尚、図３は、第２油温センサ（40b）のみを示している。
【００３８】
上記密封端子（41）は、ケーシング（30）に溶接によって取り付けられた円板状のベース（42）と、該ベース（42）を貫通する２本の電極ピン（43）とを備えている。該各電極ピン（43）は、ガラス製の絶縁体（44）を介してベース（42）に固定され、ベース（42）と絶縁されている。
【００３９】
上記各電極ピン（43）の一端には第１油温センサ（40a）及び第２油温センサ（40b）が接続され、他端には信号線が接続されている。そして、上記各電極ピン（43）の他端がコントローラ（50）に接続されている。
【００４０】
上記コントローラ（50）には、圧縮比低下手段（51）と圧縮比上昇手段（52）と等差圧手段（53）と均油運転手段（54）とが設けられている。
【００４１】
上記圧縮比低下手段（51）は、各圧縮機（11，12）の潤滑油が下限値まで低減すると、該潤滑油が低減した圧縮機（11，12）の圧縮比を低下させるように構成されている。
【００４２】
上記圧縮比上昇手段（52）は、各圧縮機（11，12）の潤滑油が上限値まで増大すると、該潤滑油が増大した圧縮機（11，12）の圧縮比を上昇させるように構成されている。
【００４３】
上記等差圧手段（53）は、各圧縮機（11，12）における吸入圧力と吐出圧力との差圧が等しくなるように各圧縮機（11，12）を制御するように構成されている。
【００４４】
上記均油運転手段（54）は、予め設定された運転状態になると、各圧縮機（11，12）を最大容量にした均圧運転を行うように構成されている。
【００４５】
上記圧縮比低下手段（51）、圧縮比上昇手段（52）及び均油運転手段（54）は、第１油温センサ（40a）及び第２油温センサ（40b）の検出温度に基づいて各制御を行うように構成されている。そこで、この圧縮比低下手段（51）などの潤滑油量の制御、つまり、油面制御の原理について説明する。
【００４６】
先ず、上記第１油温センサ（40a）及び第２油温センサ（40b）の検出温度によって油面位置を検出し得るのは次の通りである。
【００４７】
高圧ドーム型圧縮機の場合、運転中において、潤滑油は６０℃程度であるのに対してガス冷媒は８０℃程度であり、両者の温度には明確な差が存在する。尚、上記の温度値は例示であり、運転状態等によって変動する。そして、上記圧縮比低下手段（51）などは、潤滑油温度とガス冷媒温度との相違に基づいて油面（37）の位置を検出する。
【００４８】
具体的に、第１油温センサ（40a）と第２油温センサ（40b）との間に油面（37）が存在する状態では、第１油温センサ（40a）の検出温度はガス冷媒の温度となる一方、第２油温センサ（40b）の検出温度は潤滑油の温度となる。したがって、第１油温センサ（40a）と第２油温センサ（40b）の検出温度の差が潤滑油とガス冷媒の温度差に対応する場合には、第１油温センサ（40a）と第２油温センサ（40b）の間に油面（37）が存在すると判断できる。
【００４９】
また、第１油温センサ（40a）と第２油温センサ（40b）の検出温度が共に潤滑油の温度に対応する場合には、第１油温センサ（40a）よりも上方に油面（37）が存在すると判断できる。
【００５０】
また、第１油温センサ（40a）と第２油温センサ（40b）の検出温度が共にガス冷媒の温度に対応する場合には、第２油温センサ（40b）よりも下方に油面（37）が存在すると判断できる。
【００５１】
一方、上記圧縮比低下手段（51）及び圧縮比上昇手段（52）は、第１圧縮機（11）及び第２圧縮機（12）の各油面（37）がそれぞれ個別に第１油温センサ（40a）と第２油温センサ（40b）の間に存在するように制御している。
【００５２】
つまり、上記第１圧縮機（11）及び第２圧縮機（12）はそれぞれ潤滑油が吐出冷媒と共に吐出される。また、各圧縮機（11，12）は、吸入圧力と吐出圧力との差圧が大きくなると、吐出冷媒量が多くなり、このため、吐出冷媒と共に流出する潤滑油の量が多くなる。逆に、各圧縮機（11，12）は、吸入圧力と吐出圧力との差圧が小さくなると、吐出冷媒量が少なくなり、このため、吐出冷媒と共に流出する潤滑油の量が少なくなる。
【００５３】
そこで、上記圧縮比低下手段（51）は、各圧縮機（11，12）の油面（37）が第２油温センサ（40b）よりも低下すると、圧縮機（11，12）の圧縮比を低下させ、吐出冷媒と共に流出する潤滑油の量を少なくする。
【００５４】
また、上記圧縮比上昇手段（52）は、各圧縮機（11，12）の油面（37）が第１油温センサ（40a）よりも上昇すると、圧縮機（11，12）の圧縮比を上昇させ、吐出冷媒と共に流出する潤滑油の量を多くする。
【００５５】
更にまた、上記冷媒回路（10）において、両圧縮機（11，12）における圧縮比を等しく設定すると、第２圧縮機（12）の吐出冷媒量は第１圧縮機（11）の吐出冷媒量に比べて多い。このため、第２圧縮機（12）では、吐出冷媒と共に流出する潤滑油の量が吸入冷媒と共に戻る潤滑油の量を上回り、潤滑油の貯留量が不足しやすい。
【００５６】
例えば、第１圧縮機（11）の吸入圧力が４kgf/cm２であり、吐出圧力が９kgf/cm２の場合、圧縮比は２．２５となる。一方、第２圧縮機（12）の吸入圧力が９kgf/cm２であり、吐出圧力が２０kgf/cm２の場合、圧縮比は約２．２２となる。この場合、両圧縮機（11，12）の圧縮比がほぼ等しい。
【００５７】
しかしながら、第１圧縮機（11）の差圧は５kgf/cm２であり、第２圧縮機（12）の差圧は１１kgf/cm２である。したがって、第２圧縮機（12）において、潤滑油の貯留量が低下し易い。
【００５８】
そこで、本前提技術においては、先ず、上記等差圧手段（53）が、各圧縮機（11，12）における吸入圧力と吐出圧力との差圧を等しく制御する。例えば、第１圧縮機（11）の吸入圧力と４kgf/cm２とし、吐出圧力と１２kgf/cm２とする。一方、第２圧縮機（12）の吸入圧力を１２kgf/cm２とし、吐出圧力を２０kgf/cm２とする。この場合、両圧縮機（11，12）の差圧は、何れも８kgf/cm２となる。
【００５９】
そして、上記等差圧手段（53）による等差圧制御の運転中に、各圧縮機（11，12）における潤滑油の貯留量が不足又は過剰になると、上記圧縮比低下手段（51）及び圧縮比上昇手段（52）による制御が行われる。
【００６０】
更に、上記圧縮比低下手段（51）及び圧縮比上昇手段（52）による制御によって、潤滑油の貯留量が適正値に回復しない場合、つまり、油面（37）が第１油温センサ（40a）と第２油温センサ（40b）の間に回復しない場合、均油運転手段（54）による均圧運転が行われる。つまり、潤滑油が冷媒回路（10）の冷媒配管（23）などに滞留していると考えられるので、上記均油運転手段（54）は、例えば、各圧縮機（11，12）を最大容量にした均圧運転を行い、冷媒配管（23）などに滞留した潤滑油を各圧縮機（11，12）に戻す。
【００６１】
尚、上記圧縮比低下手段（51）、圧縮比上昇手段（52）及び均油運転手段（54）が制御を行う場合、気液分離器（16）に繋がるガス配管（28）の電磁弁（29）を閉鎖するように構成されている。
【００６２】
〈作用〉
次に、上述した冷媒回路（10）の運転動作について説明する。
【００６３】
冷房運転時には、四路切換弁（13）が図１に実線で示すように切り換えられると共に、第１膨張弁（15）及び第２膨張弁（17）が所定開度に調節される。
【００６４】
この状態において、第２圧縮機（12）から吐出した高圧の冷媒ガスは、四路切換弁（13）を通って室外熱交換器（14）に流入し、室外空気と熱交換して凝縮する。凝縮した冷媒は、第１膨張弁（15）で減圧されて中間圧となり、二相状態で気液分離器（16）に流入する。気液分離器（16）では、二相状態の冷媒が冷媒ガスと冷媒液とに分離される。
【００６５】
該気液分離器（16）の冷媒液は、第２膨張弁（17）で更に減圧された後に室内熱交換器（18）に流れる。該室内熱交換器（18）において、冷媒が室内空気と熱交換を行って蒸発し、室内空気が冷却される。蒸発した冷媒は、四路切換弁（13）を通って第１圧縮機（11）に戻る。
【００６６】
該第１圧縮機（11）は、吸入した冷媒を中間圧にまで圧縮し、冷媒配管（21）に吐出する。一方、気液分離器（16）で分離された冷媒ガスは、ガス配管（28）を通って冷媒配管（21）に流れる。
【００６７】
そして、第２圧縮機（12）は、第１圧縮機（11）の吐出冷媒と気液分離器（16）からの冷媒ガスとを吸入する。該第２圧縮機（12）は、吸入した冷媒を高圧にまで圧縮し、吐出配管（22）へ吐出する。以上の動作を繰り返して冷凍サイクル動作を行い、室内を冷房する。また、両圧縮機（11，12）の回転数を適宜制御し、冷房能力を調節する。
【００６８】
一方、暖房運転時には、四路切換弁（13）が図１に破線で示すように切り換えられると共に、第１膨張弁（15）及び第２膨張弁（17）が所定開度に調節される。
【００６９】
この状態において、上記第２圧縮機（12）から吐出した高圧の冷媒ガスは、四路切換弁（13）を通って室内熱交換器（18）に流入する。該室内熱交換器（18）において、冷媒が室内空気と熱交換を行って凝縮し、室内空気が加熱される。凝縮した冷媒は、第２膨張弁（17）で減圧されて中間圧となり、二相状態で気液分離器（16）に流入する。気液分離器（16）では、二相状態の冷媒が冷媒ガスと冷媒液とに分離される。
【００７０】
該気液分離器（16）の冷媒液は、第１膨張弁（15）で更に減圧された後に室外熱交換器（14）に流れ、室外空気と熱交換して蒸発する。蒸発した冷媒は、四路切換弁（13）を通って第１圧縮機（11）に戻る。
【００７１】
その後の動作は、上述した冷房運転時と同様である。つまり、第１圧縮機（11）は、吸入した冷媒を中間圧にまで圧縮する。一方、第２圧縮機（12）は、第１圧縮機（11）の吐出冷媒と気液分離器（16）からの冷媒ガスとを吸入し、高圧にまで圧縮する。以上の動作を繰り返してヒートポンプサイクル動作を行い、室内を暖房する。また、両圧縮機（11，12）の回転数を適宜制御し、暖房能力を調節する。
【００７２】
次に、上記第１圧縮機（11）及び第２圧縮機（12）における油面の制御動作について、図４及び図５に基づき説明する。
【００７３】
先ず、冷房運転及び暖房運転中においては、等差圧手段（53）が、各圧縮機（11，12）における吸入圧力と吐出圧力との差圧を等しく制御する。例えば、第１圧縮機（11）の吸入圧力と４kgf/cm２とし、吐出圧力と１２kgf/cm２とする。一方、第２圧縮機（12）の吸入圧力を１２kgf/cm２とし、吐出圧力を２０kgf/cm２とする。したがって、両圧縮機（11，12）の差圧は、何れも８kgf/cm２となる。
【００７４】
そして、上記等差圧手段（53）の等差圧制御の運転中において、図４に示すように、多段圧縮ヒートポンプである空気調和装置の油量制御ルーチンが実行される。
【００７５】
この制御ルーチンにおいては、ステップＳＴ１において、図５に示す油量制御が全ての圧縮機（11，12）について行われる。
【００７６】
このステップＳＴ１の油量制御が実行された後、ステップＳＴ２に移り、第１圧縮機（11）及び第２圧縮機（12）の潤滑油の貯留量が回復したか否かが判定される。つまり、各圧縮機（11，12）の油面（37）が第１油温センサ（40a）と第２油温センサ（40b）の間に存在するか否かが判定される。
【００７７】
各圧縮機（11，12）の油面（37）が第１油温センサ（40a）と第２油温センサ（40b）の間に存在する場合、潤滑油が適正量であるので、上記ステップＳＴ２からステップＳＴ３に移り、均油動作を完了してメインルーチンに戻る。
【００７８】
一方、上記ステップＳＴ２において、両圧縮機（11，12）又は何れか一方の圧縮機（11又は12）の油面（37）が第１油温センサ（40a）と第２油温センサ（40b）の間に存在しない場合、判定がＮＯとなってステップＳＴ４に移る。
【００７９】
つまり、この場合、多くは第２圧縮機（12）の潤滑油が不足している場合であり、潤滑油が冷媒回路（10）の冷媒配管（23）などに滞留している。そこで、均油運転手段（54）が各圧縮機（11，12）を最大容量にした均圧運転を行い、冷媒配管（23）などの潤滑油を各圧縮機（11，12）に戻す。
【００８０】
その後、上記ステップＳＴ４からステップＳＴ１に戻り、上述の動作を繰り返す。この均油運転手段（54）の均圧運転によって各圧縮機（11，12）の油面（37）が回復するので、上記ステップＳＴ２からステップＳＴ３に移り、均油動作を完了する。
【００８１】
次に、上記ステップＳＴ１における油量制御の動作について、図５に基づいて説明する。
【００８２】
上記等差圧手段（53）による等差圧制御の運転中に、各圧縮機（11，12）における潤滑油の貯留量が不足又は過剰になると、上記圧縮比低下手段（51）及び圧縮比上昇手段（52）による制御が行われる。
【００８３】
ステップＳＴ１１において、第１圧縮機（11）及び第２圧縮機（12）の油量制御が個別に実行されると、油面（37）が検知される。
【００８４】
具体的に、上記第１油温センサ（40a）と第２油温センサ（40b）の検出温度の差が潤滑油とガス冷媒の温度差に対応する場合には、油面（37）が第１油温センサ（40a）と第２油温センサ（40b）の間に存在し、潤滑油の貯留量は適正値となる。
【００８５】
また、第１油温センサ（40a）と第２油温センサ（40b）の検出温度が共に潤滑油の温度に対応する場合には、油面（37）が第１油温センサ（40a）よりも上方に存在し、潤滑油の貯留量は過剰となる。
【００８６】
また、第１油温センサ（40a）と第２油温センサ（40b）の検出温度が共にガス冷媒の温度に対応する場合には、油面（37）が第２油温センサ（40b）よりも下方に存在し、潤滑油の貯留量は不足となる。
【００８７】
そこで、ステップＳＴ１２において、潤滑油の貯留量が過多か否かが判定される。油面（37）が第１油温センサ（40a）よりも上方に存在する場合、油量過多と判定され、ステップＳＴ１３に移り、圧縮比上昇手段（52）が油量が多い圧縮機（11又は12）の圧縮比を増大させる。
【００８８】
つまり、圧縮比を増大させて、吐出冷媒と共に流出する潤滑油の量を増大させる。その後、上記ステップＳＴ１３からステップＳＴ１１に戻る。
【００８９】
一方、上記ステップＳＴ１２において、油面（37）が第１油温センサ（40a）よりも下方に存在する場合、油量過多と判定されないので、ステップＳＴ１４に移る。該ステップＳＴ１４において、潤滑油の貯留量が過少か否かが判定される。油面（37）が第２油温センサ（40b）よりも下方に存在する場合、油量過少と判定され、ステップＳＴ１５に移り、圧縮比低下手段（51）が油量が少ない圧縮機（11又は12）の圧縮比を低減させる。
【００９０】
つまり、圧縮比を低減させて、吐出冷媒と共に流出する潤滑油の量を低減させる。その後、上記ステップＳＴ１５からステップＳＴ１１に戻る。
【００９１】
上記ステップＳＴ１４において、油面（37）が第２油温センサ（40b）よりも上方に存在する場合、油量過少と判定されない。つまり、潤滑油の貯留量が適正値であるので、ステップＳＴ１６に移り、圧縮比低下手段（51）の制御等を終了し、各圧縮機（11又は12）の圧縮比を既定値に戻す。
【００９２】
この図５の油量制御を行った後、図４のステップＳＴ２に戻る。その際、この図５の油量制御を実行しても上記各圧縮機（11，12）の双方又は一方の油面（37）が回復しない場合、上述したステップＳＴ４の均油運転が行われることになる。
【００９３】
尚、上記図４及び図５の油量制御を行う場合、圧縮比低下手段（51）、圧縮比上昇手段（52）及び均油運転手段（54）は、ガス配管（28）の電磁弁（29）を閉鎖する。
【００９４】
次に、上述した圧縮比低下手段（51）及び圧縮比上昇手段（52）の制御動作について、理解の容易化のため、図６の３段圧縮式冷凍サイクルを例にして詳述する。
【００９５】
この３段圧縮式冷凍サイクルは、第１圧縮機（11）及び第２圧縮機（12）の他に第３圧縮機（19）が直列に接続されたものである。したがって、第１圧縮機（11）で圧縮された冷媒が第２圧縮機（12）で圧縮され、更に第３圧縮機（19）で圧縮される。
【００９６】
そこで、例えば、第２圧縮機（12）の潤滑油が多くなり過ぎると、圧縮比上昇手段（52）が該第２圧縮機（12）の圧縮比を増加させる。この結果、第２圧縮機（12）から流出する潤滑油の量Ａが増加するのに対し、第１圧縮機（11）から流入する潤滑油の量Ｂは、変化せず、圧縮比を増加する前と同じであるので、第２圧縮機（12）の潤滑油の貯留量が少なくなる。
【００９７】
一方、例えば、第２圧縮機（12）の潤滑油が少なくなり過ぎると、圧縮比低下手段（51）が該第２圧縮機（12）の圧縮比を低減させる。この結果、第２圧縮機（12）から流出する潤滑油の量Ａが低減するのに対し、第１圧縮機（11）から流入する潤滑油の量Ｂは、変化せず、圧縮比を低減する前と同じであるので、第２圧縮機（12）の潤滑油の貯留量が多くなる。
【００９８】
この動作を各圧縮機（11，12，19）でそれぞれ行うことにより、各圧縮機（11，12，19）が独自に潤滑油を適正値に保持する。
【００９９】
〈前提技術の効果〉
以上のように、本前提技術によれば、各圧縮機（11，12）が圧縮比を増減して潤滑油を適正量に保持するようにしたために、潤滑油不足及び潤滑油過剰を未然に防止することができる。
【０１００】
したがって、潤滑油不足に基づく摺動部の摩擦の増大を確実に防止することができる。また、潤滑油過剰に基づく電動機の動力ロスを確実に防止することができる。この結果、空調性能の低下を確実に防止することができる。
【０１０１】
また、上記第１圧縮機（11）から第２圧縮機（12）に潤滑油を移送するポンプなどの移送機構を設ける必要がなく、構成の複雑化を確実に防止することができる。
【０１０２】
また、等差圧手段（53）が各圧縮機（11，12）の差圧をほぼ等しく制御しているので、各圧縮機（11，12）の吐出冷媒量がほぼ等しく、各圧縮機（11，12）における潤滑油の流出量の相違を少なくすることができる。この結果、均油運転手段（54）における均油運転を少なくすることができるので、均油運転による運転状態の急変やＣＯＰの変化を抑制することができる。したがって、装置全体の信頼性を向上させることができると共に、運転時の全体の時間平均的なＣＯＰの向上を図ることができる。
【０１０３】
−実施形態−
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【０１０４】
図７に示すように、本実施形態の空気調和装置は、第１圧縮機（11）の吐出冷媒が全て一旦気液分離（16）に供給され、この気液分離器（16）のガス冷媒を第２圧縮機（12）が吸引するように構成されている。
【０１０５】
つまり、一端が第１圧縮機（11）の吐出側に接続された冷媒配管（21）の他端が気液分離器（16）に直接に接続されている。また、一端が気液分離器（16）に接続されたガス配管（28）の他端が第２圧縮機（12）の吸入側に接続されている。
【０１０６】
そして、上記第１圧縮機（11）の吐出冷媒は、一旦気液分離器（16）に導入され、その後、気液分離器（16）で分離されたガス冷媒と共にガス配管（28）を流れて第２圧縮機（12）へ供給される。このガス配管（28）をガス冷媒と共に潤滑油が流れる点は、上記前提技術と同様である。
【０１０７】
一方、上記第１圧縮機（11）の吐出管（34）である冷媒配管（21）と第２圧縮機（12）の吸入管（33）であるガス配管（28）の間には、バイパス管（2a）が接続されている。該バイパス管（2a）には、開閉機構である電磁弁（29）が設けられている。したがって、上記前提技術のようにガス配管（28）には電磁弁（29）が設けられていない。
【０１０８】
そして、圧縮比低下手段（51）、圧縮比上昇手段（52）及び均油運転手段（54）は、油量制御を行う場合、バイパス管（2a）の電磁弁（29）を開くように構成されている。
【０１０９】
つまり、上記電磁弁（29）を閉鎖しないと、例えば、潤滑油が第１圧縮機（11）から気液分離器（16）に流れた後、室内熱交換器（18）を通り、第１圧縮機（11）に戻ることになる。したがって、上記第１圧縮機（11）の潤滑油が第２圧縮機（12）に供給されなくなるので、上記電磁弁（29）を開くようにしている。
【０１１０】
したがって、潤滑油制御時において、上記第１圧縮機（11）の吐出側と第２圧縮機（12）の吸入側とを接続するバイパス管（2a）の電磁弁（29）を開くようにしているので、第１圧縮機（11）の潤滑油を第２圧縮機（12）に確実に供給することができる。この結果、潤滑油の貯留量を正確に制御することができる。その他の構成並びに作用及び効果は、前提技術と同様である。
【０１１１】
尚、上記第１圧縮機（11）の吐出側に接続された冷媒配管（21）は第１膨張弁（15）と気液分離器（16）との間に接続されていてもよい。
【０１１２】
【発明の他の実施の形態】
上記実施形態においては、等差圧手段（53）によって各圧縮機（11，12）の差圧を等しくするようにしたが、本発明は、必ずしも各圧縮機（11，12）の差圧を等しくする必要はない。つまり、本発明は、各圧縮機（11，12）を等圧縮比で制御してもよく、圧縮比低下手段（51）及び圧縮比上昇手段（52）によって潤滑油を制御してもよい。
【０１１３】
また逆に、上記実施形態においては、等差圧手段（53）のみを設けるようにしてもよい。つまり、本発明は、圧縮比低下手段（51）及び圧縮比上昇手段（52）を設けることなく潤滑油を制御してもよい。
【０１１４】
また、本発明は、圧縮比低下手段（51）又は圧縮比上昇手段（52）の何れか一方のみを設けるようにしてもよい。つまり、例えば、前提技術の空気調和装置においては、第１圧縮機（11）の潤滑油は常に溜まる傾向になり、第２圧縮機（12）の潤滑油は常に不足する傾向になる。この場合、第１圧縮機（11）は圧縮比上昇手段（52）のみを設ければよく、第２圧縮機（12）は圧縮比低下手段（51）のみを設ければよい。
【０１１５】
また、本発明は、空気調和装置に限られず、冷房専用機や暖房専用機に適用してもよく、また、冷凍庫などの各種の冷凍装置に適用することができることは勿論である。
【０１１６】
また、本発明は、２段圧縮式冷凍サイクルの冷凍装置であればよく、冷媒回路（10）は、実施形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】    本発明の前提技術に係る冷媒回路の配管系統図である。
【図２】    第２圧縮機の概略構成図である。
【図３】    図２における要部の拡大図である。
【図４】    油量制御を示す制御フロー図である。
【図５】    各圧縮機の油量制御を示す制御フロー図である。
【図６】    圧縮比低下手段及び圧縮比上昇手段の制御を示す概念図である。
【図７】    本発明の実施形態に係る冷媒回路の配管系統図である。
【符号の説明】
10              冷媒回路
1A，1B          圧縮機構
11，12，19      圧縮機（圧縮機構）
16              気液分離器
28              ガス配管
29              電磁弁（閉鎖機構）
2a              バイパス管
37              油面
40a，40b        油温センサ（油温検出手段）
50              コントローラ
51              圧縮比低下手段
52              圧縮比上昇手段
53              等差圧手段
54              均油運転手段
【図１】
0004348788.tif 000002
【図２】
0004348788.tif 000003
【図３】
0004348788.tif 000004
【図４】
0004348788.tif 000005
【図５】
0004348788.tif 000006
【図６】
0004348788.tif 000007
【図７】
0004348788.tif 000008