(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒流入管及び複数の冷媒流出管が接続されたアキュムレータと、前記冷媒流出管を介して前記アキュムレータにそれぞれ接続された複数の圧縮機とを備え、一端が前記アキュムレータの底部に接続され他端が前記アキュムレータの底部よりも高い位置で前記複数の冷媒流出管に接続された複数の返油管を設け、複数の圧縮機の運転台数を変化させる制御を行なう制御手段を備えるとともに、前記制御手段が一部の圧縮機のみを運転する制御を行なう場合に停止する圧縮機に接続された冷媒流出管の冷媒流出口を、他の冷媒流出管の冷媒流出口よりも、冷媒流入口から水平方向に離れた位置に配したことを特徴とする空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の圧縮機を備えた空気調和装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の空気調和装置には、例えば特開平４−３５８７７８号公報に記載のような横向き略円筒状のアキュムレータと、このアキュムレータと圧縮機とを連通する複数の冷媒流出管とを備えたものがあった。この空気調和装置にあっては、複数の冷媒流出管はアキュムレータの底部にアキュムレータの長手方向に所定間隔をおいて接続されるとともに、各冷媒流出管は接続位置から上方に延設され、それぞれの先端の冷媒流出口がアキュムレータ内の所定の高さに開口するようになっていた。また、各冷媒流出管にはアキュムレータ内の底部近傍に位置する油戻し穴が形成されていた。さらに、アキュムレータの内部を流入室と流出室とに区画する仕切板を備え、この仕切板に連通孔が形成されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来技術では、空気調和装置が横形多気筒圧縮機を備えたものである場合には、アキュムレータへの各冷媒流出管の接続位置を横形多気筒圧縮機への各冷媒流出管の接続位置を基準に決定できて、空気調和装置をよりコンパクトに形成できる効果が奏される。しかしながら、空気調和装置が別個独立した複数の圧縮機を備えたものである場合には、複数の圧縮機の形状が必ずしも同一でなく、また、各圧縮機のアキュムレータからの距離も必ずしも同一でなく、さらに、各圧縮機がアキュムレータに対して同一方向に位置していない場合も多いため、複数の冷媒流出管を横長のアキュムレータの長手方向に並べると、かえって配管設計の自由度が小さくなることがあった。
【０００４】
特に、各冷媒流出管に形成された油戻し穴を通じて充分な量の潤滑油を圧縮機へ戻すにはアキュムレータの底部近傍に油戻し穴を開口させる必要があり、このため冷媒流出管をアキュムレータの底部に接続せざるを得なかったので、アキュムレータの下方にはアキュムレータ内から取り出した冷媒流出管を圧縮機の方向に曲げるなどするための空間が必要となり、アキュムレータそのものの配設位置が高くなって、延いては空気調和装置の全高が高くなるという問題が生じるおそれがあった。
【０００５】
また、油戻し穴はアキュムレータの底部近傍に位置するように冷媒流出管に形成されているため、圧縮機の停止中にアキュムレータ内に液冷媒が溜まると、この液冷媒が油戻し穴から冷媒流出管内に流入して、冷媒流出管の中もアキュムレータの液面と同じ高さまで液冷媒を満たされることになった。したがって、次に圧縮機が起動した場合には、冷媒流出管内に溜まった液冷媒をそのまま圧縮機に吸い込んで液圧縮をおこし、圧縮機が損傷するおそれがあった。
【０００６】
また、アキュムレータ内に冷媒とともに流入した潤滑油は、その液面が仕切板に形成された連通孔に達するまでは流入室のみに溜まって流出室には出ていかないため、流出室にある油戻し穴から圧縮機へ潤滑油が戻りにくく、潤滑油の枯渇により圧縮機が損傷するおそれもあった。
【０００７】
また、それぞれの末端に圧縮機が接続された複数の冷媒流出管が、横長のアキュムレータの長手方向に並んだ状態でアキュムレータに接続されている場合、アキュムレータ内への冷媒流入口から近いほうの冷媒流出管に接続された圧縮機が停止し、冷媒流入口から遠いほうの冷媒流出管に接続された圧縮機が運転しているような状況では、冷媒流入口からアキュムレータ内に流入した冷媒が停止中の圧縮機に係る冷媒流出管の冷媒流出口を飛び越えるようにして、運転中の圧縮機に係る冷媒流出管の冷媒流出口へと流れることになる。このため、液冷媒の飛沫の一部が停止中の圧縮機に係る冷媒流出管に入り込んで、その内部に溜まり、停止していた圧縮機が起動するときに液バック運転となる結果、起動した圧縮機が液圧縮により損傷するおそれもあった。
【０００８】
さらに、流入室と流出室とは連通孔を有する仕切板で区画されているものの、連通孔が冷媒流入管の冷媒流入口と冷媒流出管の冷媒流出口とを結ぶ直線上に位置している場合には冷媒流入口からの液冷媒が直接冷媒流出口に流れる可能性が高く、延いては圧縮機に液冷媒が多量に戻って液圧縮による圧縮機損傷につながるおそれもあった。
【０００９】
本発明は以上のような問題点を解消するためになされたものであって、複数の圧縮機を備えた空気調和装置であって、液圧縮や潤滑油枯渇に起因する圧縮機の損傷を防止できる空気調和装置の提供を目的とするものである。また、前記目的に加えて、配管設計の自由度を大きくすることにより小型化を図ることができる空気調和装置の提供を目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明の空気調和装置は、冷媒流入管及び複数の冷媒流出管が接続されたアキュムレータと、前記冷媒流出管を介して前記アキュムレータにそれぞれ接続された複数の圧縮機とを備え、一端が前記アキュムレータの底部に接続され他端が前記アキュムレータの底部よりも高い位置で前記複数の冷媒流出管に接続された複数の返油管を設け、複数の圧縮機の運転台数を変化させる制御を行なう制御手段を備えるとともに、前記制御手段が一部の圧縮機のみを運転する制御を行なう場合に停止する圧縮機に接続された冷媒流出管の冷媒流出口を、他の冷媒流出管の冷媒流出口よりも、冷媒流入口から水平方向に離れた位置に配した構成としたものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る空気調和装置のアキュムレータ及び圧縮機を示したものである。図中、１ａ，１ｂは圧縮機、２は横向きの略円筒形状に形成されたアキュムレータ、３は熱源側熱交換器及び利用側熱交換器などを備えた冷媒回路（不図示）内の冷媒をアキュムレータ２内に流入させるための冷媒流入管、４ａ，４ｂはアキュムレータ２内から冷媒を流出させて圧縮機１ａ、１ｂにそれぞれ戻すための冷媒流出管、５ａ，５ｂは一端がアキュムレータ２の底部に接続され他端が冷媒流出管４ａ，４ｂにそれぞれ接続された返油管、６ａ，６ｂは圧縮機１ａ，１ｂのそれぞれの吐出管である。
【００１９】
また、ｈ１，ｈ２は返油管５ａ，５ｂがそれぞれ冷媒流出管４ａ，４ｂに接続される位置とアキュムレータ２の底部との高低差を示しており、このように返油管５ａ，５ｂはそれぞれがアキュムレータ２の底部よりも高い位置で冷媒流出管４ａ，４ｂに接続されている。また、ｈ６は冷媒流出管４ａ，４ｂ先端の冷媒流出口４１ａ，４１ｂとアキュムレータ２の底部との高低差を示している。さらに、図中の太線矢印はガス冷媒、もしくは液冷媒と潤滑油との混合液が流れる方向を示している。なお、返油管５ａ，５ｂとしては、冷媒流出管４ａ，４ｂよりも管径の細いものが用いられている。
【００２０】
また、図２はアキュムレータ２の筒心方向と直角な断面を示したもので、このように冷媒流出管４ａ，４ｂはアキュムレータ２の底部に接続されるとともに、この接続位置から垂直に上向きに延びてアキュムレータ２内に突出している。また、返油管５ａ，５ｂもアキュムレータ２の底部に接続されている。
【００２１】
以上のように構成されているので、圧縮機１ａ，１ｂの運転中には冷媒流出管４ａ，４ｂで発生する圧力損失によって返油管５ａ，５ｂの一端側と他端側とに圧力差が生じ、アキュムレータ２内の底部に溜まった潤滑油は返油管５ａ，５ｂを経て冷媒流出管４ａ，４ｂの途中に合流し、圧縮機１ａ，１ｂに吸入される。また、例えば圧縮機１ａのみが運転され圧縮機１ｂが停止している状態で、かつ、アキュムレータ２内に液冷媒と潤滑油との混合液が溜まった状態であっても、その液面の高さがｈ２未満である場合には、アキュムレータ２内の混合液が返油管５ｂを通じて冷媒流出管４ｂ内に流入することがない。したがって、冷媒流出管４ｂ内に混合液が溜まり込むことがなく、次に圧縮機１ｂが起動する際の液バックの発生を防止できて、圧縮機１ｂの損傷を回避できる。
【００２２】
このように、返油管５ａ，５ｂのいずれにも流出管４ａ，４ｂとの合流高さとしてｈ１，ｈ２なる所定の高さが確保されているので、圧縮機１ａのみ停止している場合や、圧縮機１ａ，１ｂがともに停止している場合でも、停止中の圧縮機につながる流出管４ａ，４ｂ内に混合液が滞留することなく、起動に際して液バックに起因する不具合を回避できる。
【００２３】
なお、一般的に、圧縮機１ａ，１ｂが縦形略円筒形状の圧縮機である場合、横形略円筒形状の圧縮機に比べて高さが高いので、冷媒流出管４ａ，４ｂと圧縮機１ａ，１ｂとの接続位置も高くなる。そのため、図１のような構造を持つ空気調和装置においては図１中のｈ１，ｈ２の高低差を大きくすることが可能となり、アキュムレータ２内の液面が高くなってもそれに対応した高低差ｈ１，ｈ２を確保した設計が可能となり、空気調和装置の信頼性がさらに向上する。特にアキュムレータ２が、その胴径よりも、略円筒形状をした圧縮機１ａ，１ｂの筒心方向の長さ（すなわち高さ）が長いものである場合は、ｈ１，ｈ２の高低差をアキュムレータ２内の考えられる液面高さより高くできる可能性が大きくなる。このことから、縦形円筒形状の圧縮機と横形円筒形状のアキュムレータとを組みあわせた場合に、圧縮機の損傷を防止する効果が特に大きくなるといえる。
【００２４】
発明の実施の形態２．
図３は本発明の実施の形態２に係るアキュムレータを筒心方向と直角な断面で示したものであり、この実施の形態では、冷媒流出管４ａ，４ｂは横向き略円筒状のアキュムレータ２の底部（すなわち最も低い位置）から周方向にずれた位置の周壁に接続されている。ただし、アキュムレータ２内における冷媒流出管４ａ，４ｂ先端の冷媒流出口４１ａ，４１ｂの開口位置は発明の実施の形態１における図２と同様である。また、返油管５ａ，５ｂは図２と同様にアキュムレータ２底部の周壁が最も低くなる位置に接続されている。
【００２５】
このように、冷媒流出管４ａ，４ｂと返油管５ａ，５ｂとをアキュムレータ２の底部に別々に接続し、冷媒流出管４ａ，４ｂと返油管５ａ，５ｂとをアキュムレータ２よりも冷媒流れ方向下流側で合流させる構成とすれば、冷媒流出管４ａ，４ｂを必ずしもアキュムレータ２の底部から取り出す必要はなくなる。したがって、アキュムレータ２の底部には冷媒流出管４ａ，４ｂより細い返油管５ａ，５ｂのみを接続するように構成すれば、太い冷媒流出管４ａ，４ｂを圧縮機の方向に曲げるための空間がアキュムレータ２の下方に必要なくなって、アキュムレータ２の設置位置を下げることも可能である。また、冷媒流出管４ａ，４ｂを下方以外にも取り出せることで配管設計の自由度が大きくなり、アキュムレータ２底部に溜まった潤滑油を充分に戻しながら空気調和装置の小型化が図れる。
【００２６】
さらに、必要に応じ、図４のように冷媒流出管４ａと冷媒流出管４ｂとをアキュムレータ２周壁の周方向に異なった位置に接続することも可能である。
【００２７】
発明の実施の形態３．
図６は本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の冷媒回路を示したものであり、１ａ，１ｂ，・・・・５ａ，５ｂまでは図１に同一符号で示したものと同じ構成要素である。また、７は冷房運転と暖房運転とを切り替える四方切換弁、８は熱源側熱交換器、９ａ，９ｂは流量制御装置、１０ａ，１０ｂは利用側熱交換器である。そして、１１は圧縮機１ａもしくは１ｂから出た吐出冷媒を圧力を検出する高圧圧力センサ、１２はアキュムレータ２入口の冷媒の圧力を検出する低圧圧力センサである。図中の実線の太線矢印は冷房時の冷媒の流れを、破線の太線矢印は暖房時の冷媒の流れを示している。なお、ここでは圧縮機１ａは容量制御可能な圧縮機であり、圧縮機１ｂは必要に応じて運転／停止を行わせる固定容量圧縮機である。また、図５に示したように、アキュムレータ２から圧縮機１ａ，１ｂに至る部分の構成は図１と同様であり、冷媒流入管３の先端の冷媒流入口３１と、冷媒流出管４ａ，４ｂの先端の冷媒流出口４１ａ，４１ｂとは、アキュムレータ２の筒心方向に沿った直線上に並べられるとともに、冷媒流出口４１ｂは冷媒流出口４１ａよりも冷媒流入口３１から水平方向に離れた位置に配されている。
【００２８】
図７は圧縮機の制御のための制御ブロック図であり、高圧圧力センサ１１及び低圧圧力センサ１２の出力を受けて、制御装置１３が所定の制御フローに基づきインバータ１４を介して圧縮機１ａの運転周波数を変化させるとともに、開閉器１５を介して圧縮機１ｂの運転／停止を制御する。
【００２９】
図８は制御装置１３が行なう圧縮機１ａ，１ｂの制御内容を示したフローチャートである。先ずステップＳ１において、現在の運転状態が冷房であるのか暖房であるのかを判定する。冷房の場合にはステップＳ２において低圧圧力センサ１２の出力値（Ｐｓ）が予め設定されている目標値Ｐｓｍより所定値ｓだけ高いかどうかを判定する。そして、ＰｓがＰｓｍ＋ｓよりも高ければ、ステップＳ３で圧縮機１ａの運転周波数の変化幅ΔＦを＋ｂ（ただしｂ＞０）とする。ステップＳ２でＰｓがＰｓｍ＋ｓよりも低い場合には、次のステップＳ４で今度はＰｓがＰｓｍ−ｓよりも低いかどうかを判定する。もし低ければステップＳ５で圧縮機１ａの周波数の変化幅ΔＦを−ｂとする。ステップＳ４でＰｓがＰｓｍ−ｓよりも高い場合にはステップＳ６でΔＦ＝０とする。
【００３０】
他方、ステップＳ１において、運転状態が暖房であると判定された場合には、ステップＳ７において高圧圧力センサ１１の出力値（Ｐｄ）が予め設定されている目標値Ｐｄｍより所定値ｄだけ高いかどうかを判定する。そして、ＰｄがＰｄｍ＋ｄよりも高ければ、ステップＳ８で圧縮機１ａの運転周波数の変化幅ΔＦを−ａ（ただしａ＞０）とする。ステップＳ７でＰｄがＰｄｍ＋ｄよりも低い場合には、次のステップＳ９で今度はＰｄがＰｓｍ−ｄよりも低いかどうか判定する。もし低ければステップＳ１０で圧縮機１ａの運転周波数の変化幅ΔＦを＋ａとする。ステップＳ９でＰｄがＰｓｍ−ｄよりも高い場合にはステップＳ６でΔＦ＝０とする。
【００３１】
ステップＳ１１では、現在運転中の圧縮機１ａの運転周波数Ｆ＊に、これまでに決定されたΔＦを加えた値を運転周波数Ｆとして設定する。Ｓ１２ではＦが予め設定された最大値Ｆｍａｘ以上かどうかを判定する。そして、Ｆ≧Ｆｍａｘならば、ステップＳ１３で圧縮機１ｂが停止中かどうか判定し、停止中であればステップＳ１４で圧縮機１ｂを起動させるとともに、圧縮機１ａの周波数を所定値Ｆａまで低下させる。ステップＳ１３ですでに圧縮機１ｂが運転中であると判定すれば周波数制御は現状のままとしてステップＳ１に戻る。
【００３２】
ステップＳ１２でＦ＜Ｆｍａｘである場合、今度はステップＳ１５でＦが予め設定された最小値Ｆｍｉｎ以下かどうかを判定する。Ｆ≦ＦｍｉｎであればステップＳ１７で圧縮機１ｂが運転中であるかどうか判定し、運転中であればステップＳ１８で圧縮機１ｂを停止させるとともに、圧縮機１ａの周波数を所定値Ｆａまで上昇させる。ステップＳ１５でＦ＞Ｆｍｉｎと判定された場合はステップＳ１６でＦを出力する。
【００３３】
以上のようにして、この実施形態の空気調和装置では、圧縮機１ａを常時運転するとともに、その運転周波数制御により高圧圧力及び低圧圧力を目標値付近に安定させるとともに、もし圧縮機１ａの運転周波数制御のみで目標となる高圧値及び低圧値付近にならない場合には圧縮機１ｂを運転もしくは停止させるという制御を行なう。このため圧縮機１ａが運転していても圧縮機１ｂは選択的に停止状態となっていることがある。
【００３４】
このように、停止状態になることがあり得る圧縮機１ｂに接続された冷媒流出管４ｂの冷媒流出口４１ｂを、常に運転される圧縮機１ａに接続された冷媒流出管４ａの冷媒流出口４１ａよりも流入管２から遠い位置に配することにより、圧縮機１ａが運転中で圧縮機１ｂが停止中のときは、冷媒流入管３からアキュムレータ２内に入った冷媒は常に冷媒流出口４１ａにのみ流れ、冷媒流出口４１ｂには届かない。このため、圧縮機１ｂの停止中に冷媒流出管４ｂ内に冷媒の飛沫等が入って中に液冷媒が溜まることがないため、次に圧縮機１ｂが起動するときに多量の液を吸い込んで圧縮機損傷になるといた不具合が回避できる。
【００３５】
発明の実施の形態４．
図９は本発明の実施の形態４に係るアキュムレータをその筒心方向に沿った縦断面で示したものであり、図１０は図９のアキュムレータを筒心方向と直角な断面で示したものである。図中の構成要素は前記実施の形態１の図１に同一符号で示したものと同様であるが、仕切板１６が追加となっているために、これについて説明する。仕切板１６は、アキュムレータ２の内部を、冷媒流入口３１を有する流入室２ａと冷媒流出口４１ａ，４１ｂを有する流出室２ｂとに区画するように設けられている。また、仕切板１６はアキュムレータ２の上部に位置し、仕切板１６の下部には第１の連通孔１７が形成されている。図９に示したように、仕切板１６の下端は、冷媒流入口３１と冷媒流出口４１ａ，４１ｂとを結んだ直線Ｌ１，Ｌ２よりも下まで延びており、したがって第１の連通孔１７は、前記直線Ｌ１，Ｌ２よりも低い位置で流入室２ａと流出室２ｂとを連通することになっている。
【００３６】
以上のように構成されているので、例えば冷媒流入口３１から流入した冷媒が幾何学的に冷媒流入口３１と冷媒流出口４１ａとを結ぶ最も近い経路（Ｌ１）に沿って流れるのは不可能であり、第１の連通孔１７を通過するために必ず曲がった経路を辿って流れることになる。したがって、冷媒流入口３１からの冷媒に液冷媒が混じっている場合にも、その液冷媒が直接冷媒流出口４１ａ，４１ｂに飛び込んで冷媒流出管４ａ，４ｂ内に吸い込まれる可能性が低くなって、アキュムレータ２の気液分離機能を向上させることができて、空気調和装置の信頼性を高めることができる。
【００３７】
発明の実施の形態５．
図１１は本発明の実施の形態５に係るアキュムレータを筒心方向に沿った縦断面で示したものであり、図１２は図１１のアキュムレータを筒心方向と直角な断面で示したものである。図中の構成要素は前記実施の形態４の図９に同一符号で示したものと同様であるが、仕切板１６及び返油管５ａ，５ｂが異なっているため、これについて説明する。すなわち、仕切板１６には、第１の連通孔１７に代えて第３の連通孔１８が形成されている。第３の連通孔１８の下端はアキュムレータ２内の底部から所定の高さｈ３にあり、したがって、第３の連通孔１８はアキュムレータ２の底部よりも高い位置で流入室２ａと流出室２ｂとを連通している。なお、第３の連通孔１８の上端は冷媒流入口３１と冷媒流出口４１ａとを結んだ直線Ｌ１よりも下方に位置している。そして、返油管５ａ，５ｂの一端は仕切板１６で区画された流入室２ａ側の底部に接続されている。
【００３８】
以上のように構成されているので、冷媒流入口３１から流入した液冷媒と潤滑油との混合液は、その液面がｈ３の高さに達するまでは流入室２ａ側に溜まり、返油管５ａ，５ｂから冷媒流出管４ａ，４ｂを通じて圧縮機１ａ，１ｂに戻る。したがって、複数の圧縮機に対応すべく大型化したアキュムレータ２であっても、潤滑油の混ざった混合液を流入室２ａに集中して貯めることで、アキュムレータ２内の全体に平均して溜める場合よりも、その液面を高くすることができ、このような液面高さの上昇で液柱圧が上昇することによる返油量の増加が図れて、潤滑油枯渇に起因する圧縮機故障を回避できる。また、液面の高さがｈ３を超えると混合液は第３の連通孔１８を通じて流出室２ｂ側に流れるため、液面は必要以上に上昇せず、過度の返液量には至らないことから圧縮機に好ましくない液バックは回避できる。
【００３９】
また、第３の連通孔１８の上端が冷媒流入口３１と冷媒流出口４１ａとを結ぶ直線Ｌ１よりも下方に位置しており、アキュムレータ２内の冷媒の流れが幾何学的に冷媒流入口３１と冷媒流出口４１ａとを結ぶ最も近い経路（Ｌ１）を辿ることを阻止できるために、冷媒流入口３１からのガス冷媒に液冷媒が混じっている場合にも液冷媒が直接冷媒流出管４ａ，４ｂに吸い込まれる可能性は低くなって、アキュムレータ２の気液分離機能を向上させることができ、空気調和装置の信頼性を高めることができる。
【００４０】
発明の実施の形態６．
図１３（ａ）は本発明の実施の形態６に係るアキュムレータを筒心方向と直角な断面で示したものであり、図１３（ｂ）は図１３（ａ）のアキュムレータを水平な断面で示したものである。図中の構成要素は前記実施の形態５の図１１に同一符号で示したものとほぼ同様であるが、仕切板１６には、第３の連通孔１８に代えて第２の連通孔１９が形成されている。そして、冷媒流入管３の中心線Ｘと仕切板１６上の第２の連通孔１９の中心線Ｙと冷媒流出管４ａ，４ｂの中心線Ｚとは、互いに水平方向にすれた位置に配されており、したがって、第２の連通孔１９は冷媒流入口３１と冷媒流出口４１ａ，４１ｂとを結ぶ直線から仕切板１６と平行な水平方向にずれた位置で流入室２ａと流出室２ｂとを連通することになっている。
【００４１】
以上のように構成されているので、冷媒流入管３からの液冷媒が直接冷媒流出管４ａ，４ｂへ流入する直線的な経路がなくなり、冷媒の流れが曲がり気液分離効果が向上し、圧縮機の損傷も回避されるため、空気調和装置の信頼性も充分に向上する。
【００４２】
発明の実施の形態７．
図１４は本発明の実施の形態７に係るアキュムレータを筒心方向に沿った縦断面で示したものであり、その概略構成は実施の形態５における図１１と同様であるが、それに追加して、一端がアキュムレータ２内に開口し他端がアキュムレータ２外で冷媒流出管４ａに接続された液面検出管２１と、アキュムレータ２外で液面検出管２１を加熱するヒータ２２と、ヒータ２２の下流側で冷媒流出管４ａとの合流部に至るまでの液面検出管２１の配管温度を検出する温度センサ２３とが設けられている。２０は仕切板１６に形成された第４の連通孔２０である。なお、液面検出管２１は仕切板１６よりも冷媒流出口４１ａ，４１ｂ側（すなわち流出室２ｂ内）に開口している。そして、以上の液面検出管２１，ヒータ２２，及び温度センサ２３からなる構成が本発明にいう液面検出手段の一例となっている。
【００４３】
次いで、動作を説明する。アキュムレータ２内の液面の高さが液面検出管２１の上端開口までの高さｈ４未満であるときには、液面検出管２１内を流れるのはほとんどガス冷媒である。この状態でヒータ２２により液面検出管２１を加熱すると、液面検出管２１内のガス冷媒はすぐに過熱状態となり、温度センサ２３は高温（飽和温度より過熱された冷媒の温度）を検出することになる。他方、アキュムレータ２内の液面がｈ４よりも高くなると、液面検出管２１には液冷媒が流れるようになる。液冷媒の場合、その潜熱の影響で液面検出管２１内の冷媒は全ては気化されず、温度センサ２３の位置では低圧の二相状態となる。このため、温度センサ２３は低圧飽和温度という低温を検出することになる。
【００４４】
このようにアキュムレータ２内の液面の高さによって温度センサ２３の検出温度が異なるため、その検出温度に基づいてアキュムレータ２内の液面が所定の高さに達しているか否かを検出することが可能となる。したがって、この検出結果に基づいて圧縮機を運転／停止する制御装置（不図示）を設ければ、例えばアキュムレータ２内の液面が過剰に上昇し、ついには冷媒流出管４ａ，４ｂに液が吸い込まれる前に圧縮機を停止させて、液圧縮に起因する圧縮機の損傷を回避するようなことが可能となる。
【００４５】
また、以上において、冷媒流入口３１からの冷媒の急激な流れが仕切板１６によって緩和されるので、流出室２ｂ内の液面は流入室２ａ内の液面に比べて、波立ちの少ない安定した状態となる。したがって、仕切板１６が無い場合に比べて液面の検出精度が向上し、冷媒流入管３から流入する液冷媒による液面の波立ちで検出誤差が生じて不必要に圧縮機の運転を停止するような事態を回避でき、空気調和装置の性能が安定して発揮できる。
【００４６】
発明の実施の形態８．
図１５は本発明の実施の形態８に係る空気調和装置の冷媒回路図、図１６は図１５の空気調和装置におけるアキュムレータを筒心方向に沿った縦断面で示した図である。図１５において、１ａ，１ｂは圧縮機、２はアキュムレータ、３はアキュムレータ２への冷媒流入管、４ａ，４ｂはアキュムレータ２から圧縮機１ａ，１ｂに冷媒を戻すための冷媒流出管、５ａ，５ｂはアキュムレータ２から冷媒流出管４ａ，４ｂに潤滑油を戻すための返油管、７は四方切換弁、８は熱源側熱交換器、９ａ，９ｂは流量制御装置、１０ａ，１０ｂは利用側熱交換器、１１は高圧圧力センサ、１２は低圧圧力センサ、２４ａ，２４ｂはアキュムレータ２内から冷媒流出管４ａ，４ｂに潤滑油を戻すための副返油管、２５は圧縮機から吐出された潤滑油を回収する油分離器、２６は油分離器で回収した潤滑油をアキュムレータ２へ戻す油戻し管である。
【００４７】
また、図１６において１６はアキュムレータ２内を流入室２ａと流出室２ｂとに区画する仕切板、２１は液面検出管、２２はヒータ、２３は温度センサ、２７は副返油管２４ａ，２４ｂ及び油戻し管２６が開口した空間２ｃを流出室２ｂから区画する副仕切板、２８は副仕切板に形成されて流出室２ｂと空間２ｃとを連通する副連通孔である。
【００４８】
なお、図１７に示すように、仕切板１６には、その水平方向の中心線を上下にまたがる位置に、第５の連通孔２９が２個設けられている。
【００４９】
次いで、図１５に基づいて冷房時の冷媒の動きを説明する。圧縮機１ａ，１ｂから吐出された高温高圧のガス冷媒は油分離器２５、四方切換弁７を経て熱源側熱交換器８に至る。ここで冷媒は凝縮し高圧の液冷媒となる。その後流量制御装置９ａ，９ｂにより減圧され、利用側熱交換器１０ａ，１０ｂ内で蒸発する。こうして低圧となった冷媒は再び四方切換弁７を経て冷媒流入管３よりアキュムレータ２内に入り、仕切板１６の第５の連通孔２９を通って冷媒流出管４ａ，４ｂを流れて圧縮機１ａ，１ｂに戻る。
【００５０】
次に暖房時の冷媒の動きを説明する。暖房時には圧縮機１ａ，１ｂから出た高温高圧のガス冷媒は油分離器２５、四方切換弁７を経て利用側熱交換器１０ａ，１０ｂへ流れる。ここで凝縮して液冷媒となったのち、流量制御装置９ａ，９ｂで減圧されて気液二相冷媒となる。その後熱源側熱交換器８で蒸発し、四方切換弁７を経てアキュムレータ２に戻り、冷房時と同様に圧縮機１ａ，１ｂに戻る。
【００５１】
以上のように、冷房時は利用側熱交換器１０ａ，１０ｂが、暖房時は熱源側熱交換器８が蒸発器として作用するが、冷媒の一部は完全に蒸発せずに液の状態でアキュムレータ２に至る。冷媒流入管３からアキュムレータ２内に流入した冷媒は冷媒流出管４ａ，４ｂから流れ出るまでの間に仕切板１６によってその流れが曲げられようとするが、特に密度の大きい液冷媒は容易に進路が曲がらずそのままアキュムレータ２内面や仕切板１６に衝突して滴下し、結果として流出管４ａ、４ｂに流れ込むのはガス冷媒がほとんどとなり、アキュムレータ２内の底部には液冷媒が滞留することとなる。こうしてアキュムレータ２で気液分離が行われ、圧縮機１ａ，１ｂに直接液冷媒が戻って液圧縮という不具合が発生することが防止される。
【００５２】
次に潤滑油の流れについて説明する。圧縮機１ａ，１ｂからは常に若干の潤滑油が冷媒とともに吐出される。この潤滑油は油分離器２５によりその大部分が捕捉される。油分離器２５で捕捉された潤滑油は油戻し管２６を通ってアキュムレータ２の空間２ｃに流れる。空間２ｃは副仕切板２７によって流出室２ｂと隔離されていることから、流入室２ａ及び流出室２ｂに溜まった液冷媒と混ざることがないため、ここに溜まっている潤滑油は濃度が高くなっている。そして、空間２ｃに溜まった潤滑油は、その底部に設けられた副返油管２４ａ，２４ｂを経て圧縮機１ａ，１ｂに戻る。
【００５３】
油分離器２５は大部分の潤滑油を分離するが、それでも分離できなかった潤滑油は冷媒と一緒に四方切換弁７へと流れる。そして冷房／暖房に関わらず、最終的にはアキュムレータ２内に戻り、そこで気液分離されて液冷媒とともにアキュムレータ２の流入室２ａ及び流入室２ｂの底部に滞留する。液冷媒が存在することから、流入室２ａ及び流出室２ｂ内の潤滑油濃度は空間２ｃ内の潤滑油よりも低くなる。こうして流入室２ａ，流出室２ｂに滞留する潤滑油は液冷媒とともに返油管５ａ，５ｂを経て圧縮機１ａ，１ｂへと戻る。
【００５４】
また、図１７に示したように、第５の連通孔２９の下端をアキュムレータ２の底部から所定の高さｈ５だけ離れた位置に配することにより、アキュムレータ２内の液面が低い場合には流入室２ａに冷媒と潤滑油との混合液を滞留させ、その液面を上昇させることにより液柱圧を上げて返油管５ａ，５ｂに流れる混合液量すなわち返油量を増加させることができ、さらに液面が上昇してきた場合には第５の連通孔２９を通じて流出室２ｃへ液冷媒を流すことで液面の上昇を抑えることにより液柱圧を必要以上に高くせず、返油管５ａ，５ｂを潤滑油とともに流れる液冷媒の量も抑制できるため圧縮機１ａ，１ｂに液バックが発生して圧縮機損傷に至ることを回避できる。
【００５５】
なお、図１７のように第５の連通孔２９が仕切板１６の水平方向の中心線を含むのではなく、図１８に示したように、仕切板１６の水平方向の中心線の上下及び垂直方向の中心線の左右にそれぞれ配されるように、４個の第５の連通孔２９を仕切板１６に形成しても、その下部に位置する孔の下端がアキュムレータ２の底部からｈ５の高さにあるようにすれば、図１７とほぼ同様の効果が得られる。
【００５６】
また、気液分離効果を大きくするために、図１９のように図１８で示した仕切図１６に庇部３０（冷媒方向変化手段の一例）を設けることも考えられる。すなわち、庇部３０は、４個の第５の連通孔２９の流出室２ｂ側をそれぞれ覆うとともに、その開口の方向（図中ｎで示す）が、第５の連通孔２９と冷媒流出管４ａ，４ｂの冷媒流出口４１ａ，４１ｂとを結ぶ直線（図中Ｄ１で示す）と異なる方向を向くように形成されている。したがって、流入室２ａから流出室２ｂに向かって流れる冷媒は、第５の連通孔２９を通過する際に庇部３０によって方向を大きく変えることになって、液冷媒が冷媒流出量４ａ，４ｂに吸い込まれにくくなり、アキュムレータ２の気液分離性能が向上して空気調和装置の信頼性を高めることができる。
【００５７】
なお、庇部３０は仕切板１６と別の部材を取り付けて構成してもよく、また、仕切板１６に第５の連通孔２９を打ち抜き形成する際に完全に打ち抜かず、一部が仕切板１６とつながったままとして、庇形状としてもよい。また、本発明の冷媒方向変化手段は以上のような庇部に限定されず、第５の連通孔２９を通過する冷媒の方向を変えることができれば、例えば各第５の連通孔２９の流出室２ｂ側の出口に下向き又は横向きに湾曲した管を取り付けたような構成としても構わない。
【００５８】
【発明の効果】
本発明に係る空気調和装置によれば、アキュムレータの底部に溜まった潤滑油を返油管及び冷媒流出管を通じて運転中の圧縮機に供給できる。また、複数の圧縮機の一部又は全部が停止している時でも、停止中の圧縮機に接続された冷媒流出管内がアキュムレータ内の液冷媒で満たされることがないので、圧縮機起動時の液圧縮に起因する圧縮機の損傷を防止できる。
【００５９】
また、一部の圧縮機のみを運転している場合、冷媒流入口からアキュムレータ内に流入した冷媒が、停止中の圧縮機に接続された冷媒流出管の冷媒流出口を飛び越えるようにして運転中の圧縮機に接続された冷媒流出管の冷媒流出口へ流れることはない。したがって、冷媒流入口からの液冷媒の飛沫の一部が停止中の圧縮機に接続された冷媒流出管内に入り込んで溜まることがなくなるので、圧縮機起動時の液圧縮に起因する圧縮機の損傷を防止できる。
【００６０】
また、冷媒流出管をアキュムレータの底部に接続した場合のように太い冷媒流出管を圧縮機の方向に曲げる必要がなくなるので、アキュムレータ下方の空間は小さくて済み、アキュムレータの設置位置を下げることも可能となり、かつ、配管設計の自由度も大きくなるために空気調和装置の小型化が図れる。
【００６１】
また、冷媒流入口から冷媒流出口までの冷媒は第１の連通孔を通過するために必ず曲がった経路を辿ることになり、冷媒流入口からのガス冷媒に液冷媒が混じっている場合にも、その液冷媒が直接冷媒流出口に飛び込んで冷媒流出管内に吸い込まれる可能性が低くなる。したがって、アキュムレータの気液分離性能を向上させて、液圧縮に起因する圧縮機の損傷を防止できる。
【００６２】
また、冷媒流入口から冷媒流出口までの冷媒は第２の連通孔を通過するために必ず曲がった経路を辿ることになり、冷媒流入口からのガス冷媒に液冷媒が混じっている場合にも、その液冷媒が直接冷媒流出口に飛び込んで冷媒流出管内に吸い込まれる可能性が低くなる。したがって、アキュムレータの気液分離性能を向上させて、液圧縮に起因する圧縮機の損傷を防止できる。
【００６３】
また、第３の連通孔がアキュムレータの底部よりも高い位置にあるので、ガス冷媒に混じって冷媒流入口から流入室に流入した液冷媒及び潤滑油は、その液面が第３の連通孔に達するまでは流入室内に集中的に溜まる。したがって、流入室内の液面が流出室の液面よりも高くなり、液柱圧が上昇することにより、流入室の底部に接続されている返油管を通じた圧縮機への返油量が増加する。よって、例えば複数の圧縮機に対応すべくアキュムレータを大型化しているような場合であっても、潤滑油枯渇に起因する圧縮機の損傷を防止できる。また、流入室内の液面が第３の連通孔に達すると、液は第３の連通孔を通じて流出室側に流れるため、流入室内の液面が過度に高くなって液柱圧が必要以上に上昇するようなことがなく、圧縮機に好ましくない液バック状態は回避できる。
【００６４】
また、冷媒流入口からの冷媒の急激な流れが仕切板によって緩和され、流出室内の液面は波立ちの少ない安定した状態となるので、流出室内に設けた液面検出手段によってアキュムレータ内の液面を高精度に検出することが可能となって、検出誤差により圧縮機を不必要に停止させるとうな事態を回避できる。
【００６５】
また、冷媒流入口から冷媒流出口までの冷媒は第５の連通孔を通過する際に、冷媒方向変化手段によってその流れ方向を変化させられるので、冷媒流入口からのガス冷媒に液冷媒が混じっている場合にも、その液冷媒が直接冷媒流出口に飛び込んで冷媒流出管内に吸い込まれる可能性が低くなる。したがって、アキュムレータの気液分離性能を向上させて、液圧縮に起因する圧縮機の損傷を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の要部を一部を断面で示した側面図である。
【図２】  本発明の実施の形態１に係るアキュムレータをその筒心方向と直角な断面で示した断面図である。
【図３】  本発明の実施の形態２に係るアキュムレータをその筒心方向と直角な断面で示した断面図である。
【図４】  本発明の実施の形態２に係る別のアキュムレータをその筒心方向と直角な断面で示した断面図である。
【図５】  本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の要部を一部を断面で示した側面図である。
【図６】  本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の冷媒回路図である。
【図７】  図６の空気調和装置の制御ブロック図である。
【図８】  図６の空気調和装置の制御フローチャートである。
【図９】  本発明の実施の形態４に係るアキュムレータをその筒心方向に沿った縦断面で示した断面図である。
【図１０】  図９のアキュムレータをその筒心方向と直角な断面で示した断面図である。
【図１１】  本発明の実施の形態５に係るアキュムレータをその筒心方向に沿った縦断面で示した断面図である。
【図１２】  図１１のアキュムレータをその筒心方向と直角な断面で示した断面図である。
【図１３】  （ａ）は本発明の実施の形態６に係るアキュムレータをその筒心方向と直角な断面で示した断面図である。（ｂ）は図１３（ａ）のアキュムレータを水平な断面で示した断面図である。
【図１４】  本発明の実施の形態７に係るアキュムレータをその筒心方向に沿った縦断面で示した断面図である。
【図１５】  本発明の実施の形態８に係る本発明に係る空気調和装置の冷媒回路図である。
【図１６】  本発明の実施の形態８に係るアキュムレータをその筒心方向に沿った縦断面で示した断面図である。
【図１７】  図１６のアキュムレータをその筒心方向と直角な断面で示した断面図である。
【図１８】  本発明の実施の形態８に係る別のアキュムレータをその筒心方向と直角な断面で示した断面図である。
【図１９】  本発明の実施の形態８に係るさらに別のアキュムレータにおける、仕切板，庇部，冷媒流出管の形状及び相互の位置関係を示す概略説明図である。
【符号の説明】
１ａ  圧縮機、１ｂ  圧縮機、２  アキュムレータ、３  冷媒流入管、３１  冷媒流入口、４ａ  冷媒流出管、４ｂ  冷媒流出管、４１ａ  冷媒流出口、４１ｂ  冷媒流出口、５ａ  返油管、５ｂ  返油管、１６  仕切板、１７  第１の連通孔、１８  第３の連通孔、１９  第２の連通孔、２０  第４の連通孔、２１  液面検出管、２２  ヒータ、２３  温度センサ、２９  第５の連通孔、３０  庇部（冷媒方向変化手段）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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