CN107709896A - 二级升压式制冷循环 - Google Patents

Abstract

本发明的二级升压式制冷循环(10)在低级侧吸入配管(101)中的从分支出旁通配管(105)的旁通分支部(22)到低级侧压缩机(11)的制冷剂吸入侧的部位设有吸入侧引导部(101a、101d)，该吸入侧引导部将润滑油从低级侧压缩机(11)的制冷剂吸入侧向旁通分支部(22)侧引导。而且，吸入侧引导部(101a、101d)在铅垂方向上的位置为旁通分支部(22)在铅垂方向上的位置以上，并且在该吸入侧引导部中，低级侧压缩机(11)的制冷剂吸入侧的部位(101b)与旁通分支部(22)侧的部位(101c)相比在铅垂方向上位于更高的位置。

Description

二级升压式制冷循环

关联申请的相互参照

本申请基于2015年9月1日申请的日本申请号为2015-172160号的专利，在此引用其记载的内容。

技术领域

本发明涉及具备低级侧压缩机和高级侧压缩机的对制冷剂进行多级升压的二级升压式制冷循环。

背景技术

以往，已知有可执行使两个压缩机双方都动作的二级压缩运转、使两个压缩机中的一个动作的单级压缩运转的二级升压式的制冷循环(例如参照专利文献1)。

在该专利文献1中，通过构成为选择性地实施二级压缩运转和单级压缩运转，谋求发挥与制冷循环的负载对应的能力，提高作为循环整体的运转效率。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-170488号公报

另外，本发明的发明者们研究了如下结构：将两个压缩机串联连接，并追加绕过低级侧的压缩机而流向高级侧的压缩机的旁通通路，从而在低级侧的压缩机的动作停止时，经由旁通通路将制冷剂向高级侧的压缩机引导。

在此，在蒸汽压缩式的制冷循环中，有时会在制冷剂中混入润滑油，目的在于对配置于压缩机的内部的压缩机构等进行润滑。在这种制冷循环中，通过使润滑油与制冷剂一同被吸入压缩机，确保了压缩机的可靠性。

然而，如本发明的发明者们所研究的二级升压式的制冷循环那样，在制冷循环中，当构成为存在制冷剂不流过的路径，则润滑油滞留在该路径，压缩机难以吸入润滑油。

例如，在单级压缩运转时，制冷剂不流向低级侧的压缩机，润滑油有时会滞留在低级侧的压缩机中的制冷剂的吸入路径。在这种情况下，减少了向高压侧的压缩机供给的润滑油的供给量。

发明内容

本发明鉴于上述问题，目的在于提供一种二级升压式制冷循环，能抑制因运转状态导致的向压缩机供给的润滑油的供给量减少的情况。

本发明以二级升压式制冷循环作为对象。

本发明的二级升压式制冷循环具备：

低级侧压缩机，该低级侧压缩机压缩并排出混入了润滑油的制冷剂；

高级侧压缩机，该高级侧压缩机压缩并排出从低级侧压缩机排出的制冷剂；

低级侧吸入配管，该低级侧吸入配管与低级侧压缩机的制冷剂吸入侧连接；

低级侧排出配管，该低级侧排出配管将低级侧压缩机的制冷剂排出侧和高级侧压缩机的制冷剂吸入侧连接起来；

高级侧排出配管，该高级侧排出配管与高级侧压缩机的制冷剂排出侧连接；

旁通配管，该旁通配管从低级侧吸入配管分支且与低级侧排出配管连接，在低级侧压缩机停止时，该旁通配管使制冷剂绕过低级侧压缩机而将制冷剂向高级侧压缩机引导；以及

逆流防止阀，该逆流防止阀设于旁通配管，在允许制冷剂从低级侧吸入配管向低级侧排出配管流动，并阻断制冷剂从低级侧排出配管向低级侧吸入配管流动。

根据本发明的一个观点，二级升压式制冷循环在低级侧吸入配管中的从分支出旁通配管的旁通分支部到低级侧压缩机的制冷剂吸入侧的部位设有吸入侧引导部，该吸入侧引导部将润滑油从低级侧压缩机的制冷剂吸入侧向旁通分支部侧引导。而且，吸入侧引导部在铅垂方向上的位置为旁通分支部在铅垂方向上的位置以上，并且在吸入侧引导部的低级侧压缩机的制冷剂吸入侧的部位与吸入侧引导部的旁通分支部侧的部位相比在铅垂方向上位于更高的位置。

由此，在低级侧压缩机停止时，能够利用自重而将低级侧吸入配管中的从旁通分支部到低级侧压缩机的制冷剂吸入侧的部位滞留的润滑油向旁通分支部引导。然后，被引导到旁通分支部的润滑油与制冷剂一同经由旁通通路流向高级侧压缩机的制冷剂吸入侧。因此能抑制因低级侧压缩机的停止而导致的低级侧吸入配管的润滑油的滞留的情况，能抑制向高级侧压缩机供给的润滑油的供给量减少的情况。

另外，根据本发明的另一个观点，二级升压式制冷循环在低级侧吸入配管设有分支出旁通配管的旁通分支部。另外，在旁通配管设有旁通侧引导部，该旁通侧引导部将润滑油从逆流防止阀侧向旁通分支部侧引导。而且，旁通侧引导部在铅垂方向上的位置为旁通分支部在铅垂方向上的位置以上，在旁通侧引导部的逆流防止阀侧的部位与旁通侧引导部的旁通分支部侧的部位相比在铅垂方向上位于更高的位置。

由此，在低级侧压缩机动作时，能够利用自重将滞留于旁通配管的润滑油向旁通分支部引导。然后，被引导到旁通分支部的润滑油与制冷剂一同流向低级侧压缩机的制冷剂吸入侧。如此一来，在低级侧压缩机的工作时，能抑制旁通配管中的润滑油的滞留的情况，能抑制向低级侧压缩机供给的润滑油的供给量减少的情况。

附图说明

图1是第一实施方式的二级升压式制冷循环的整体结构图。

图2是示出比较例一的二级升压式制冷循环的单级压缩运转时的旁通分支部附近的制冷剂及油的流动的示意图。

图3是示出对第一实施方式的二级升压式制冷循环的各压缩机进行设置时的布置方法的示意图。

图4是示出第一实施方式的二级升压式制冷循环的单级压缩运转时的旁通分支部附近的制冷剂及油的流动的示意图。

图5是示出对第一实施方式的变形例的二级升压式制冷循环的各压缩机进行设置时的布置方法的示意图。

图6是示出对第二实施方式的二级升压式制冷循环的各压缩机进行设置时的布置方法的示意图。

图7是示出比较例二的二级升压式制冷循环的单级压缩运转时的旁通分支部附近的制冷剂及油的流动的示意图。

图8是示出第二实施方式的二级升压式制冷循环的单级压缩运转时的旁通分支部附近的制冷剂及油的流动的示意图。

图9是示出对第二实施方式的变形例的二级升压式制冷循环的各压缩机进行设置时的布置方法的示意图。

图10是示出对第三实施方式的二级升压式制冷循环的各压缩机进行设置时的布置方法的示意图。

图11是示出第三实施方式的二级升压式制冷循环的单级压缩运转时的旁通分支部附近的制冷剂及油的流动的示意图。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外，在以下各实施方式中，对于与在先的实施方式说明过的项目相同或等同的部分，有时赋予相同的参考标号，省略其说明。

另外，在各实施方式中，只对结构要素的一部分进行说明的情况下，关于结构要素的其他部分可以适用在先的实施方式中说明过的结构要素。

而且，以下的实施方式只要是在组合不会特别发生障碍的范围之内，即便在没有明示的情况下，也可以部分地对各实施方式彼此进行组合。

(第一实施方式)

参照图1～图4对本实施方式进行说明。图1是本实施方式的二级升压式制冷循环10的整体结构图。本实施方式的二级升压式制冷循环10适用于有制冷库的拖车，起到了将吹送到作为冷却对象空间的制冷库内的送风空气冷却到-30℃～-10℃程度的极低温度的作用。

如图1所示，二级升压式制冷循环10具备低级侧压缩机11及高级侧压缩机12这两个压缩机。由此，二级升压式制冷循环10能对在循环中循环的制冷剂进行多级升压。

具体而言，本实施方式的二级升压式制冷循环10可执行使低级侧压缩机11及高级侧压缩机12双方都动作的二级压缩运转、使低级侧压缩机11及高级侧压缩机12中的高级侧压缩机12动作的单级压缩运转。此外，作为制冷剂可采用通常的氟里昂系制冷剂(例如R404A)。再有，在制冷剂中混入制冷机油(即油)，制冷机油作为对低级侧压缩机11及高级侧压缩机12内的滑动部位进行润滑的润滑油。油的一部分与制冷剂一同在循环中循环。

低级侧压缩机11具有将低压制冷剂压缩到成为中间压制冷剂并排出的压缩机构。本实施方式的低级侧压缩机11由制冷剂的排出容量被固定的固定容量型的压缩机构构成。作为低级侧压缩机11的压缩机构，可采用涡旋型压缩机构、叶片型压缩机构、旋转活塞型压缩机构等各种压缩机构。

在低级侧压缩机11的制冷剂吸入侧连接有低级侧吸入配管101，低级侧吸入配管101与后述的蒸发器18的制冷剂出口侧连接。另外，在低级侧压缩机11的制冷剂排出侧连接有低级侧排出配管102。

在高级侧压缩机12的制冷剂吸入侧连接有低级侧排出配管102。高级侧压缩机12具有将流过低级侧排出配管102的制冷剂压缩到成为高压制冷剂并排出的压缩机构。本实施方式的高级侧压缩机12与低级侧压缩机11同样地由固定容量型的压缩机构构成。在高级侧压缩机12的制冷剂排出侧连接有高级侧排出配管103。该高级侧排出配管103与散热器13的制冷剂入口侧连接。另外，关于将各压缩机11、12设置于拖车时的布置方法，参见后述。

在此，本实施方式的低级侧压缩机11及高级侧压缩机12由搭载于拖车的制冷库专用的内燃机(例如发动机EG)30旋转驱动。内燃机30以向各压缩机11、12传递旋转驱动力的方式经由带轮及带而与低级侧压缩机11及高级侧压缩机12双方连接。内燃机30经由驱动装置55与控制装置50连接，按照来自控制装置50的控制信号，对内燃机30的动作进行控制。

另外，在本实施方式的低级侧压缩机11和内燃机30之间设有电磁离合器31，电磁离合器31对从内燃机30向低级侧压缩机11的旋转驱动力的传递进行接通/断开。按照来自后述的控制装置50的控制信号，对电磁离合器31的动作进行控制。

散热器13是通过对从高级侧压缩机12排出的高压制冷剂与由未图示的冷却风扇吹送来的库外空气(即外气)进行热交换，从而对高压制冷剂进行散热并冷却的散热用热交换器。此外，本实施方式的二级升压式制冷循环10采用氟里昂系制冷剂作为制冷剂，构成了高压侧制冷剂压力不超过制冷剂的临界压力的亚临界制冷循环。因此，散热器13起到了作为对制冷剂进行冷凝的冷凝器的作用。

在散热器13的制冷剂出口连接有分支部14，分支部14对从散热器13流出的制冷剂流进行分支。分支部14具有形成有三个流入出口的三通接头结构。分支部14将流入出口中的一个作为制冷剂流入口，两个作为制冷剂流出口。这样的分支部14可以将配管接合来构成，也可以在金属块、树脂块中设有多条制冷剂通路来构成。

分支部14的一个制冷剂出口与中间压膨胀阀15的入口侧连接，分支部14的另一个制冷剂出口与中间热交换器16的高压制冷剂流路16a的入口侧连接。中间压膨胀阀15是将从散热器13流出的高压制冷剂减压膨胀到成为中间压制冷剂的温度式膨胀阀。

更具体而言，中间压膨胀阀15基于中间压制冷剂流路16b的出口侧的制冷剂的温度和压力对阀开度进行调整，以使中间压制冷剂流路16b的出口侧的制冷剂的过热度成为预先设定的规定值。另外，中间压膨胀阀15的出口侧与中间压制冷剂流路16b的入口侧连接。

中间热交换器16是对在中间压制冷剂流路16b流通的由中间压膨胀阀15减压膨胀后的中间压制冷剂与在高压制冷剂流路16a流通的由分支部14分支出的另一高压制冷剂之间进行热交换的热交换器。此外，制冷剂通过减压而温度下降。因此，在中间热交换器16中，在中间压制冷剂流路16b流通的中间压制冷剂被加热，在高压制冷剂流路16a流通的高压制冷剂被冷却。

另外，作为中间热交换器16的具体结构，采用在形成高压制冷剂流路16a的外侧管的内侧配置形成中间压制冷剂流路16b的内侧管的双重管方式的热交换器结构。当然，也可以是，高压制冷剂流路16a作为内侧管，中间压制冷剂流路16b作为外侧管。再有，也可以采用将形成高压制冷剂流路16a和中间压制冷剂流路16b的制冷剂配管彼此接合进行热交换的结构等。

在此，如图1所示的中间热交换器16采用了在高压制冷剂流路16a流通的高压制冷剂的流动方向与在中间压制冷剂流路16b流通的中间压制冷剂的流通方向相同的并行流型的热交换器。当然，作为中间热交换器16，也可以采用在高压制冷剂流路16a流通的高压制冷剂的流动方向与在中间压制冷剂流路16b流通的中间压制冷剂的流通方向为相反方向的对向流型的热交换器。

在中间热交换器16的中间压制冷剂流路16b的出口侧经由中间压制冷剂配管104连接有前述的低级侧排出配管102。因此，本实施方式的高级侧压缩机12能吸入从中间压制冷剂流路16b流出的制冷剂与从低级侧压缩机11排出的制冷剂的混合制冷剂。

另一方面，中间热交换器16的高压制冷剂流路16a的出口侧与低压膨胀阀17的入口侧连接。低压膨胀阀17是将从散热器13流出的高压制冷剂减压膨胀到成为低压制冷剂的温度式膨胀阀。该低压膨胀阀17的基本结构与中间压膨胀阀15相同。

更具体而言，低压膨胀阀17基于蒸发器18的出口侧的制冷剂的温度和压力对阀开度进行调整，以使蒸发器18的出口侧的制冷剂的过热度成为预先设定的规定值。

低压膨胀阀17的出口侧与蒸发器18的制冷剂流入口侧连接。蒸发器18是通过对由低压膨胀阀17减压膨胀后的低压制冷剂与由未图示的送风风扇对制冷库内进行循环吹送的送风空气进行热交换，从而使低压制冷剂蒸发而发挥吸热作用的吸热用热交换器。在蒸发器18的制冷剂流出口侧连接有低级侧吸入配管101。

在此，在低级侧吸入配管101设有旁通分支部22，旁通分支部22设于蒸发器18的制冷剂流出口和低级侧压缩机11的制冷剂吸入侧之间。旁通分支部22的基本结构与前述的分支部14相同。具体而言，本实施方式的旁通分支部22具有形成有一个制冷剂流入口及两个制冷剂流出口的T字型的三通接头结构。

而且，在低级侧吸入配管101经由旁通分支部22而连接有旁通配管105。旁通配管105是在低级侧压缩机11停止时使制冷剂绕过低级侧压缩机11而向高级侧压缩机12引导的制冷剂配管。此外，低级侧压缩机11停止时就是高级侧压缩机12在动作的状态，是电磁离合器31断开从而阻断了从内燃机30对低级侧压缩机11传递旋转驱动力的状态。

具体而言，旁通配管105的制冷剂流动上流侧的一端侧与旁通分支部22连接，旁通配管105的制冷剂流动下流侧的另一端侧与设于低级侧排出配管102的合流部24连接。

在此，如图1所示的合流部24相对于中间压制冷剂配管104和低级侧排出配管102的连接部设于制冷剂流动上流侧。当然，合流部24也可以相对于中间压制冷剂配管104和低级侧排出配管102的连接部设于制冷剂流动下流侧。

另外，在旁通配管105设有逆流防止阀19。逆流防止阀19是在允许制冷剂从低级侧吸入配管101侧朝低级侧排出配管102侧流动，并阻断制冷剂从低级侧排出配管102侧朝低级侧吸入配管101侧流动的阀部件。可以采用通过前后差压进行开闭的机械式的阀部件、通过是否通电进行开闭的电动式的阀部件等作为逆流防止阀19。

在本实施方式的二级升压式制冷循环10中，通过逆流防止阀19防止了在低级侧压缩机11动作时，从低级侧压缩机11排出的制冷剂按低级侧排出配管102、旁通配管105、低级侧吸入配管101的顺序流动的状况。

接着，对控制装置50进行说明，控制装置50构成了本实施方式的二级升压式制冷循环10的电控制部。控制装置50包含微型计算机、输出电路、输入电路等，微型计算机包含CPU以及对程序、数据等进行存储的ROM及RAM等存储部，输出电路输出对各种控制设备进行控制的控制信号等，各种传感器的检测信号输入到输入电路。

在控制装置50的输出侧连接有作为控制对象设备的前述的电磁离合器31、内燃机30的驱动装置55等。控制装置50对这些控制对象设备的动作进行控制。此外，尽管控制装置50统合了对各控制对象设备的动作进行控制的控制部，但是控制装置50中，对各自的控制对象设备的动作进行控制的硬件及软件构成各自的控制对象设备的控制部。

在本实施方式中，控制装置50中的对电磁离合器31的动作进行控制的硬件及软件构成运转切换控制部50a，运转切换控制部50a将二级升压式制冷循环10的动作在二级压缩运转和单级压缩运转之间进行切换。

另外，尽管未图示，但是在控制装置50的输入侧连接有外气温传感器、库内温度传感器等，外气温传感器对在散热器13与高压制冷剂进行热交换的库外空气(即外气)的温度进行检测，库内温度传感器对在蒸发器18与低压制冷剂进行热交换的送风空气的温度进行检测。各传感器的检测信号输入到控制装置50。

再有，在控制装置50的输入侧连接有操作面板60。在操作面板60设有动作/停止开关、温度设定开关等，动作/停止开关输出对制冷库的冷却进行请求的动作请求信号、停止请求信号，温度设定开关对库内的目标冷却温度进行设定。向控制装置50输入这些各开关的操作信号。

接着，对上述结构中的本实施方式的二级升压式制冷循环10的动作进行说明。如前所述，本实施方式的二级升压式制冷循环10可执行使低级侧压缩机11及高级侧压缩机12双方都动作的二级压缩运转、使低级侧压缩机11及高级侧压缩机12中的高级侧压缩机12动作的单级压缩运转。

本实施方式的控制装置50基于二级升压式制冷循环10的负载状态，对二级压缩运转及单级压缩运转进行切换。例如，控制装置50在如制冷库启动时等的库内温度与设定温度(即目标冷却温度)的差超过了规定的基准温度差而彼此偏离的过渡状态的情况下，接通电磁离合器31执行二级压缩运转。另外，控制装置50在库内温度与设定温度(即目标冷却温度)的差在规定的基准温度差之内的稳定状态的情况下，断开电磁离合器31而执行单级压缩运转。

首先，在二级压缩运转时的二级升压式制冷循环10中，高级侧压缩机12吸入、压缩并排出混合制冷剂，该混合制冷剂是由从低级侧压缩机11排出的中间压制冷剂与从中间热交换器16的中间压制冷剂流路16b流出的中间压制冷剂混合而成的制冷剂。

接着，从高级侧压缩机12排出的高温高压制冷剂流入散热器13，并与由冷却风扇吹送来的库外空气进行热交换来进行冷却。从散热器13流出的高压制冷剂流在分支部14进行分支。接着，从分支部14流入中间压膨胀阀15的高压制冷剂减压膨胀到成为中间压制冷剂。

此时，中间压膨胀阀15的节流开度调整为，使中间热交换器16的中间压制冷剂流路16b的出口侧的制冷剂的过热度成为预先设定的规定值。再有，在中间压膨胀阀15被减压的中间压制冷剂流入中间热交换器16的中间压制冷剂流路16b，并与从分支部14流入中间热交换器16的高压制冷剂流路16a的高压制冷剂进行热交换而被加热，并被高级侧压缩机12吸入。

另一方面，从分支部14流入中间热交换器16的高压制冷剂流路16a的高压制冷剂在中间热交换器16被冷却。从高压制冷剂流路16a流出的高压制冷剂流入低压膨胀阀17，减压膨胀到成为低压制冷剂。

再有，由低压膨胀阀17减压后的低压制冷剂流入蒸发器18，并从由送风风扇循环吹送的送风空气吸热而蒸发。由此，向作为冷却对象空间的制冷库内吹送的送风空气被冷却。从蒸发器18流出的制冷剂，被低级侧压缩机11吸入而再次被压缩。

接着，在单级压缩运转时的二级升压式制冷循环10中，电磁离合器31被断开，从而低级侧压缩机11成为停止状态。因此，高级侧压缩机12吸入、压缩并排出混合制冷剂，该混合制冷剂是由经由旁通配管105的通过蒸发器18之后的制冷剂与从中间热交换器16的中间压制冷剂流路16b流出的中间压制冷剂混合而成的。

然后，从高级侧压缩机12排出的高温高压制冷剂流入散热器13，并与由冷却风扇吹送的库外空气进行热交换而冷却。从散热器13流出的高压制冷剂流在分支部14进行分支。然后，从分支部14流入中间压膨胀阀15的高压制冷剂减压膨胀到成为中间压制冷剂。

再有，由中间压膨胀阀15减压后的中间压制冷剂流入中间热交换器16的中间压制冷剂流路16b，并与从分支部14流入中间热交换器16的高压制冷剂流路16a的高压制冷剂进行热交换而被加热，并被高级侧压缩机12吸入。

另一方面，从分支部14流入中间热交换器16的高压制冷剂流路16a的高压制冷剂在中间热交换器16被冷却。从高压制冷剂流路16a流出的高压制冷剂流入低压膨胀阀17，并被减压膨胀到成为低压制冷剂。

再有，由低压膨胀阀17减压后的低压制冷剂流入蒸发器18，并从由送风风扇循环吹送的送风空气吸热而蒸发。由此，向作为冷却对象空间的制冷库内吹送的送风空气被冷却。从蒸发器18流出的制冷剂经由旁通配管105而被高级侧压缩机12吸入，并再次被压缩。

在此，在单级压缩运转时低级侧压缩机11停止。因此，制冷剂不流过低级侧吸入配管101中的从旁通分支部22到低级侧压缩机11的制冷剂吸入侧的部位。另外，在二级压缩运转时低级侧压缩机11动作。因此，制冷剂不流过旁通配管105。

如此一来，在本实施方式的二级升压式制冷循环10中，根据低级侧压缩机11的动作的有无，会导致在循环内产生制冷剂不流过的路径。当循环内存在制冷剂不流过的路径时，作为润滑油的油会滞留在该路径，会减少向各压缩机11、12的油的供给量.

例如，如图2的比较例一所示，在低级侧吸入配管101构成为在水平方向上延伸的情况下，在低级侧压缩机11停止时，包含有油的制冷剂流在旁通分支部22朝旁通配管105侧转向。此时，较强的惯性力作用于比制冷剂密度更大的油。因此，油不止会流向旁通配管105侧，也会流向低级侧吸入配管101的与旁通分支部22相比位于下游侧的部位，有时会滞留在该部位。

对于这样的问题，本实施方式通过对各压缩机11、12周边的布置方法进行变更来进行对应。以下参照图3对本实施方式的各压缩机11、12周边的布置方法进行说明。

图3是示出在将各压缩机11、12设置于拖车时的布置方法的示意图。如图3所示的示出上下的箭头示出了设置于拖车的状态下的铅垂方向。此外，为了便于说明，在图3中省略了中间压制冷剂配管104的图示。另外，铅垂方向是重力的方向，即相对于水平面垂直的方向。

在本实施方式中，构成为通过着眼于在二级压缩运转和单级压缩运转这二者中，制冷剂流过低级侧吸入配管101的旁通分支部22，而构成为在旁通分支部22易于收集油。

如图3所示，本实施方式的低级侧吸入配管101中，在从旁通分支部22到低级侧压缩机11的制冷剂吸入部11a的部位设有吸入侧引导部101a。吸入侧引导部101a是在低级侧压缩机11停止时将油从低级侧压缩机的制冷剂吸入部11a侧向旁通分支部22侧引导的部位。

吸入侧引导部101a设定为其在上下方向(即铅垂方向)上的位置为旁通分支部22在上下方向上的位置以上。由此，存在于旁通分支部22侧的油由于其自重而难以流向低级侧压缩机11的制冷剂吸入部11a侧。

再有，吸入侧引导部101a设定为，低级侧压缩机11的制冷剂吸入部11a侧的部位101b在上下方向上位于比旁通分支部22侧的部位101c更高的位置。本实施方式的吸入侧引导部101a以低级侧压缩机11的制冷剂吸入部11a侧的部位101b在上下方向上比旁通分支部22侧的部位101c高Δh量的方式而相对于上下方向倾斜。

本实施方式的吸入侧引导部101a由低级侧吸入配管101中的从旁通分支部22到低级侧压缩机11的制冷剂吸入部11a的部位中朝上方侧弯曲的部位构成。此外，吸入侧引导部101a可由单一的配管构成，也可由多根配管连结构成。

另外，本实施方式的低级侧吸入配管101配置为，旁通分支部22的位置与低级侧压缩机11的制冷剂吸入部11a相比位于下方侧。具体而言，本实施方式的低级侧压缩机11配置在上下方向上比旁通分支部22高H1量的位置。

接着，在本实施方式的旁通配管105的从旁通分支部22到逆流防止阀19的部位设有旁通侧引导部105a。旁通侧引导部105a是在低级侧压缩机11动作时将油从逆流防止阀19侧向旁通分支部22侧引导的部位。

旁通侧引导部105a设定为其在其上下方向(即铅垂方向)上的位置为旁通分支部22在上下方向上的位置以上。由此，存在于旁通分支部22侧的油由于其自重而难以流向旁通配管105侧。

再有，旁通侧引导部105a设定为，逆流防止阀19侧的部位105b与旁通分支部22侧的部位105c相比在上下方向上位于更高的位置。本实施方式的旁通侧引导部105a以逆流防止阀19侧的部位105b与旁通分支部22侧的部位105c相比在上下方向上位于更高的位置的方式沿上下方向延伸。

本实施方式的旁通侧引导部105a由旁通配管105中的从旁通分支部22到逆流防止阀19的部位构成。此外，旁通侧引导部105a可由单一的配管构成，也可由多根配管连结构成。

另外，本实施方式的旁通分支部22配置为，在上下方向上的位置与逆流防止阀19相比位于下方侧。具体而言，本实施方式的逆流防止阀19配置在上下方向上比旁通分支部22高H2量的位置。此外，在图2中，虽然H1大于H2，但H1和H2的大小关系也可以反过来，也可以相等。

另外，在本实施方式的二级升压式制冷循环10中，低级侧压缩机11的制冷剂排出部11b与高级侧压缩机12的制冷剂吸入部12a经由沿上下方向延伸的低级侧排出配管102而连接。而且，在本实施方式中，在配置于低级侧压缩机11的上方侧的高级侧压缩机12的制冷剂排出部12b连接有高级侧排出配管103。

在以上说明的本实施方式的二级升压式制冷循环10中，能对二级压缩运转及单级压缩运转双方进行切换，能基于循环的负载状态而高效地动作。

此外，本实施方式构成为，在低级侧吸入配管101中的从旁通分支部22到低级侧压缩机11的制冷剂吸入部11a侧的部位设有吸入侧引导部101a。

由此，在低级侧压缩机11停止时，如图4所示，能够利用自重而将滞留在低级侧吸入配管101中的从旁通分支部22到低级侧压缩机11的制冷剂吸入部11a侧的部位的油向旁通分支部22侧引导。然后，被引导到旁通分支部22的油与制冷剂一起经由旁通配管105流向高级侧压缩机12的制冷剂吸入部12a侧。

因此，在本实施方式中，通过简单的结构能对因低级侧压缩机11的停止而导致的低级侧吸入配管101中的油的滞留进行抑制，从而能抑制向高级侧压缩机12供给的油的供给量减少的情况。

另外，在本实施方式中，低级侧压缩机11在上下方向上配置在比旁通分支部22高的位置。由此，滞留在低级侧压缩机11的油由于自重而易于流向旁通分支部22侧。因此，能抑制因低级侧压缩机11的停止而导致的低级侧吸入配管101中的油的滞留的情况，能对抑制向高级侧压缩机12供给的油的供给量减少的情况。

再有，在本实施方式中，构成为在旁通配管105中的从旁通分支部22到逆流防止阀19的部位设有旁通侧引导部105a。由此，在低级侧压缩机11动作时，能够利用自重而将滞留在旁通配管105的油向旁通分支部22侧引导。然后，被引导到旁通分支部22引导的油与制冷剂一起流向低级侧压缩机11的制冷剂吸入部11a侧。

因此，在本实施方式中，通过简单的结构能抑制因低级侧压缩机11的动作而导致的旁通配管105中的油的滞留的情况，并能抑制向低级侧压缩机11供给的油的供给量减少的情况。

另外，在本实施方式中，逆流防止阀19在上下方向上配置在比旁通分支部22高的位置。由此，滞留在旁通配管105的油由于自重而易于流向旁通分支部22侧。因此，能抑制因低级侧压缩机11的动作而导致的旁通配管105的油的滞留的情况，并能抑制向低级侧压缩机11供给的油的供给量减少的情况。

(第一实施方式的变形例)

在上述第一实施方式中，虽然对吸入侧引导部101a在上下方向上倾斜，旁通侧引导部105a沿上下方向延伸的例子进行了说明，但并不限于此。例如，如图5所示，也可以构成为吸入侧引导部101d沿上下方向延伸，旁通侧引导部105d相对于上下方向倾斜。

根据这种结构，也能获得与第一实施方式相同的效果。另外，在之后的实施方式中也能适用吸入侧引导部101d沿上下方向延伸，旁通侧引导部105d相对于上下方向倾斜的结构。

(第二实施方式)

接着，参照图6～图8对第二实施方式进行说明。在本实施方式中，与第一实施方式的区别点在于：追加了回油配管20及油分离器21。

如图6所示，本实施方式的二级升压式制冷循环10在高级侧排出配管103设有油分离器21。油分离器21是对从高级侧压缩机12排出的制冷剂所含的油与制冷剂进行分离的设备。

另外，在本实施方式的高级侧排出配管103连接有回油配管20，回油配管20使在油分离器21被分离的油返回低级侧吸入配管101。回油配管20的一端侧经由油分离器21与高级侧排出配管103连接，另一端侧与低级侧吸入配管101连接。

由此，在二级升压式制冷循环10中，油的循环路径构成不在蒸发器18等热交换器冷却油的循环路径。因此，能抑制油滞留于蒸发器18等热交换器的内部的情况。

另外，流过高级侧排出配管103的油由于其温度高，成为粘度低的状态。因此，通过使流过高级侧排出配管103的油返回低级侧吸入配管101，能谋求降低各压缩机11、12中的摩擦损失。

在此，考虑如图7的比较例二所示，将低级侧吸入配管101与回油配管20的连接部201设于低级侧吸入配管101中的与旁通分支部22相比处于上游侧的部位。

然而，按照如图7所示的结构，当低级侧压缩机11停止时，通过作用于密度比制冷剂大的油的惯性力，油变得容易流向低级侧压缩机11的制冷剂吸入侧。这成为了低级侧压缩机11停止时油滞留在低级侧吸入配管101的主要原因，因此不能令人满意。

于是，在本实施方式中，如图6所示，构成为将低级侧吸入配管101中的与回油配管20连接的连接部201设于低级侧吸入配管101中的从旁通分支部22到低级侧压缩机11的制冷剂吸入部11a侧的部位。

更具体而言，本实施方式的连接部201构成为设于低级侧吸入配管101中的从旁通分支部22到低级侧压缩机11的制冷剂吸入部11a侧的部位中与吸入侧引导部101a相比位于制冷剂流动的上游侧的位置。

其他结构与第一实施方式相同。根据本实施方式的结构，除了通过第一实施方式的结构能得到的作用效果之外，还能得到以下特征效果。即，在本实施方式中，低级侧吸入配管101中的与回油配管20连接的连接部201设于从旁通分支部22到低级侧压缩机11的制冷剂吸入部11a侧的部位。由此，在低级侧压缩机11停止时，如图8所示，由于对经由回油配管20返回低级侧吸入配管101的油不作用惯性力，能抑制油流向低级侧压缩机11的制冷剂吸入侧的情况。

另外，在如本实施方式这样的利用自重而将油向旁通分支部22引导的结构中，油流到旁通分支部22时进行散热，因此能抑制旁通分支部22中的制冷剂与油的不必要的热交换。由此，制冷剂的温度维持在低温。因此，在低级侧压缩机11停止时，高级侧压缩机12的制冷剂吸入侧中的熵变小。其结果是，能抑制高级侧压缩机12中的动力的增加，从而能谋求二级升压式制冷循环10的运转效率的提高。

(第二实施方式的变形例)

在上述第二实施方式，虽然对回油配管20与低级侧吸入配管101连接的例子进行了说明，但并不限于此。例如，如图9所示，也可以将回油配管20A与旁通配管105连接。具体而言，也可以构成为将回油配管20中的与旁通配管105连接的连接部202设于从旁通分支部22到逆流防止阀19的部位。

由此，将低级侧压缩机11动作时未作用有惯性力的旁通配管105与回油配管20进行连接。因此，在低级侧压缩机11动作时，能抑制油流向旁通配管105侧。

另外，在如本实施方式这样的利用自重而将油向旁通分支部22引导的结构中，油流到旁通分支部22时散热。因此，根据本实施方式的结构，与第二实施方式同样地，能抑制旁通分支部22中的制冷剂与油的不必要的热交换。其结果是，能抑制低级侧压缩机11动作时的制冷剂吸入侧的熵，能谋求二级升压式制冷循环10的运转效率的提高。

(第三实施方式)

接着，参照图10、图11对第三实施方式进行说明。如图10所示，在本实施方式中，将回油配管20与低级侧吸入配管101的连接部203设于吸入侧引导部101a。

其他结构与第二实施方式相同。根据本实施方式的结构，除了通过第二实施方式的结构能得到的作用效果之外，还能得到以下特征效果。即，在本实施方式中，将回油配管20与低级侧吸入配管101的连接部203设于吸入侧引导部101a。由此，如图11所示，在低级侧压缩机11停止时，从回油配管20返回到低级侧吸入配管101的油利用其自重而沿着吸入侧引导部101a流向旁通分支部22侧。因此，能抑制低级侧压缩机11停止时的低级侧吸入配管101的油的滞留的情况，能抑制向高级侧压缩机12供给的油的供给量减少的情况。

(其他实施方式)

以上对本发明的实施方式进行了说明，但是本发明并不限于上述实施方式，而是能进行适宜的改变。例如能进行如下所述的种种变形。

(1)在上述各实施方式中，对如下循环结构进行了说明：在散热器13的下游侧设置分支部14，使在分支部14分支了的制冷剂的一部分经由中间压膨胀阀15及中间热交换器16而返回高级侧压缩机12的制冷剂吸入侧，但不限于此。例如也可以是如下循环结构：取消分支部14、中间压膨胀阀15以及中间热交换器16，中间压制冷剂不返回高级侧压缩机12的制冷剂吸入侧。

(2)如上述各实施方式那样，优选构成为在低级侧吸入配管101设置吸入侧引导部101a，并在旁通配管105设置旁通侧引导部105a，但不限于此。例如也可以是在低级侧吸入配管101设置吸入侧引导部101a，取消在旁通配管105设置旁通侧引导部105a。另外，也可以是在旁通配管105设置旁通侧引导部105a，取消在低级侧吸入配管101设置吸入侧引导部101a。

(3)如上述各实施方式那样，优选低级侧压缩机11与旁通分支部22相比配置在上方侧，但不限于此。若构成为在低级侧吸入配管101设置吸入侧引导部101a，则能抑制低级侧吸入配管101中的油的滞留。因此低级侧压缩机11也可以配置在旁通分支部22的下方侧。

(4)如上述各实施方式那样，优选逆流防止阀19与旁通分支部22相比配置在上方侧，但不限于此。若构成为在旁通配管105设置旁通侧引导部105a，则能抑制旁通配管105中的油的滞留。因此逆流防止阀19也可以配置在旁通分支部22的下方侧。

(5)在上述各实施方式中，对采用温度式膨胀阀作为中间压膨胀阀15及低压膨胀阀17的例子进行了说明，但也可以采用电气式膨胀阀作为中间压膨胀阀15及低压膨胀阀17。

(6)在上述各实施方式中，对二级升压式制冷循环10适用于有制冷库的拖车的例子进行了说明，但不限于此。例如二级升压式制冷循环10也可以适用于空调装置、冷藏库等。另外，除了拖车等移动体以外，二级升压式制冷循环10也可以适用于固定安置型的空调装置、冷藏库等。

(7)在上述各实施方式中，对由内燃机30对低级侧压缩机11及高级侧压缩机12双方进行驱动的例子进行了说明，但不限于此。例如也可以由电动机对低级侧压缩机11及高级侧压缩机12双方进行驱动。在该情况下，通过对驱动低级侧压缩机11的电动机进行接通/断开，对二级压缩运转与单级压缩运转进行切换即可。

(8)在上述各实施方式中，毋庸多言，构成实施方式的要素除了特别明确示出为必须的情况或者从原理上考虑为明显是必须的情况等之外，都不是必须的。

(9)在上述各实施方式中，提到实施方式的构成要素的个数、数值、数量、范围等数值的情况下，除了特别明确示出为必须的情况或者从原理上而言明显限定于特定的数字的情况等之外，并不限于该特定的数字。

(10)在上述各实施方式中，提到构成要素等的形状、位置关系等的情况下，除了特别明确示出为必须的情况或者从原理上而言明显限定为特定的形状、位置关系等的情况之外，并不限定其形状、位置关系等。

Claims (7)

1.一种二级升压式制冷循环，其特征在于，具备：

低级侧压缩机(11)，该低级侧压缩机压缩并排出混入了润滑油的制冷剂；

高级侧压缩机(12)，该高级侧压缩机压缩并排出从所述低级侧压缩机排出的制冷剂；

低级侧吸入配管(101)，该低级侧吸入配管与所述低级侧压缩机的制冷剂吸入侧连接；

低级侧排出配管(102)，该低级侧排出配管将所述低级侧压缩机的制冷剂排出侧和所述高级侧压缩机的制冷剂吸入侧连接起来；

高级侧排出配管(103)，该高级侧排出配管与所述高级侧压缩机的制冷剂排出侧连接；

旁通配管(105)，该旁通配管从所述低级侧吸入配管分支且与所述低级侧排出配管连接，在所述低级侧压缩机停止时，该旁通配管使制冷剂绕过所述低级侧压缩机而将制冷剂向所述高级侧压缩机引导；以及

逆流防止阀(19)，该逆流防止阀设于所述旁通配管，允许制冷剂从所述低级侧吸入配管向所述低级侧排出配管流动，并阻断制冷剂从所述低级侧排出配管向所述低级侧吸入配管流动，

在所述低级侧吸入配管中的从分支出所述旁通配管的旁通分支部(22)到所述低级侧压缩机的制冷剂吸入侧的部位设有吸入侧引导部(101a、101d)，该吸入侧引导部将所述润滑油从所述低级侧压缩机的制冷剂吸入侧向所述旁通分支部侧引导，

所述吸入侧引导部在铅垂方向上的位置为所述旁通分支部在铅垂方向上的位置以上，并且在所述吸入侧引导部的所述低级侧压缩机的制冷剂吸入侧的部位(101b)与所述吸入侧引导部的所述旁通分支部侧的部位(101c)相比在铅垂方向上位于更高的位置。

2.如权利要求1所述的二级升压式制冷循环，其特征在于，

所述低级侧压缩机在铅垂方向上配置在比所述旁通分支部更高的位置。

3.如权利要求1或2所述的二级升压式制冷循环，其特征在于，

在所述旁通配管设有旁通侧引导部(105a、105d)，该旁通侧引导部将所述润滑油从所述逆流防止阀侧向所述旁通分支部侧引导，

所述旁通侧引导部在铅垂方向上的位置为所述旁通分支部在铅垂方向上的位置以上，并且在所述旁通侧引导部的所述逆流防止阀侧的部位(105b)与所述旁通侧引导部的所述旁通分支部侧的部位(105c)相比在铅垂方向上位于更高的位置。

4.如权利要求3所述的二级升压式制冷循环，其特征在于，

所述逆流防止阀在铅垂方向上配置于比所述旁通分支部更高的位置。

5.如权利要求1～4中任意一项所述的二级升压式制冷循环，其特征在于，

在所述高级侧排出配管设有油分离器(21)，并且该高级侧排出配管与回油配管(20)连接，该油分离器对混入到制冷剂的所述润滑油进行分离，该回油配管将由所述油分离器分离出的所述润滑油向所述低级侧吸入配管引导，

所述低级侧吸入配管中的与所述回油配管连接的连接部(201、203)设于所述低级侧吸入配管中的从所述旁通分支部到所述低级侧压缩机的制冷剂吸入侧的部位。

6.如权利要求1～4中任意一项所述的二级升压式制冷循环，其特征在于，

在所述高级侧排出配管设有油分离器(21)，并且该高级侧排出配管与回油配管(20A)连接，该油分离器对混入到制冷剂的所述润滑油进行分离，该回油配管将由所述油分离器分离出的所述润滑油向所述旁通配管引导，

所述旁通配管中的与所述回油配管连接的连接部(202)设于从所述旁通分支部到所述逆流防止阀的部位。

7.一种二级升压式制冷循环，其特征在于，具备：

低级侧压缩机(11)，该低级侧压缩机压缩并排出混入了润滑油的制冷剂；

高级侧压缩机(12)，该高级侧压缩机压缩并排出从所述低级侧压缩机排出的制冷剂；

低级侧吸入配管(101)，该低级侧吸入配管与所述低级侧压缩机的制冷剂吸入侧连接；

低级侧排出配管(102)，该低级侧排出配管将所述低级侧压缩机的制冷剂排出侧和所述高级侧压缩机的制冷剂吸入侧连接起来；

高级侧排出配管(103)，该高级侧排出配管与所述高级侧压缩机的制冷剂排出侧连接；

旁通配管(105)，该旁通配管从所述低级侧吸入配管分支且与所述低级侧排出配管连接，在所述低级侧压缩机停止时，该旁通配管使制冷剂绕过所述低级侧压缩机而将制冷剂向所述高级侧压缩机引导；以及

逆流防止阀(19)，该逆流防止阀设于所述旁通配管，允许制冷剂从所述低级侧吸入配管向所述低级侧排出配管流动，并阻断制冷剂从所述低级侧排出配管向所述低级侧吸入配管流动，

在所述低级侧吸入配管设有分支出所述旁通配管的旁通分支部(22)，

在所述旁通配管设有旁通侧引导部(105a、105d)，该旁通侧引导部将所述润滑油从所述逆流防止阀侧向所述旁通分支部侧引导，

所述旁通侧引导部在铅垂方向上的位置为所述旁通分支部在铅垂方向上的位置以上，并且在所述旁通侧引导部的所述逆流防止阀侧的部位(105b)与所述旁通侧引导部的所述旁通分支部侧的部位(105c)相比在铅垂方向上位于更高的位置。