CN110573809B - 油分离装置及制冷循环装置 - Google Patents

Abstract

油分离装置(5)具备容器(54)、流入配管(51)、流出配管(52)、回油管(53)以及回油调整阀(57)。容器(54)具有分离室(58)、贮存室(59)以及分隔部(56)。回油调整阀(57)与回油管(53)连接。分隔部(56)构成为使从混合流体中分离出的冷冻机油从分离室(58)向贮存室(59)流动。回油调整阀(57)构成为调整从贮存室(59)返回压缩机的冷冻机油的量。

Description

油分离装置及制冷循环装置

技术领域

本发明涉及油分离装置及制冷循环装置。

背景技术

在搭载于制冷循环装置的压缩机中封入有润滑油(冷冻机油)。在制冷循环装置的运转中，冷冻机油与制冷剂一起从压缩机流出。在由于冷冻机油从压缩机流出而压缩机内的冷冻机油枯竭的情况下，压缩机的可靠性降低。另一方面，由于从压缩机流出的冷冻机油流入热交换器内等的配管，从而产生热交换器中的传热性能的降低及压力损失的增大。由此，产生热交换器中的热交换性能的降低。

因此，以往，在制冷循环装置中设置有用于将从压缩机流出的冷冻机油与制冷剂分离的油分离装置。利用油分离装置而与制冷剂分离后的冷冻机油从油分离装置返回压缩机。由此，抑制压缩机内的冷冻机油枯竭，因此能够抑制压缩机的可靠性的降低。另外，用油分离装置将从压缩机流出的冷冻机油与制冷剂分离，因此能够抑制冷冻机油与制冷剂一起流入热交换器内等的配管。由此，能够抑制热交换器中的传热性能的降低以及压力损失的增大。

从压缩机流出的冷冻机油的量根据压缩机的运转状态的不同而不同。因此，根据压缩机的运转状态，冷冻机油大量滞留于油分离装置，由此制冷剂与冷冻机油的分离效率降低。例如，在日本特开2015-215148号公报(专利文献1)中，提出了一种油分离装置，该油分离装置具备分隔板，该分隔板将油分离装置内分隔为用于分离冷冻机油和制冷剂的分离室和与制冷剂分离后的冷冻机油的贮存室。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-215148号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，在上述公报所记载的油分离装置中，有时由于与制冷剂分离后的冷冻机油大量贮存于贮存室而发生冷冻机油的液面的高度成为分隔板的高度以上的溢流。当发生该溢流时，制冷剂与冷冻机油的分离效率降低。当由于发生溢流而制冷剂与冷冻机油的分离效率降低时，冷冻机油从油分离装置流入热交换器等的配管。因此，产生热交换器中的传热性能的降低以及压力损失的增大。

本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种能够抑制制冷剂与冷冻机油的分离效率的降低的油分离装置以及具备该油分离装置的制冷循环装置。

用于解决课题的手段

本发明的油分离装置用于从自压缩机排出的制冷剂与冷冻机油的混合流体中分离冷冻机油。油分离装置具备容器、流入配管、流出配管、回油管以及回油调整阀。容器具有用于从混合流体中分离冷冻机油的分离室、贮存从混合流体中分离出的冷冻机油的贮存室以及部分地分隔分离室和贮存室的分隔部。流入配管使混合流体流入容器的分离室。流出管使从自流入配管流入到分离室的混合流体中分离出的制冷剂从分离室流出。回油管使从自流出配管流出的制冷剂中分离出的冷冻机油从贮存室返回压缩机。回油调整阀与回油管连接。分隔部以从混合流体中分离出的冷冻机油从分离室向贮存室流动的方式构成。回油调整阀以调整从贮存室返回压缩机的冷冻机油的量的方式构成。

发明的效果

根据本发明的油分离装置，通过利用回油调整阀来调整从贮存室返回压缩机的冷冻机油的量，从而调整贮存于贮存室的冷冻机油的量。因此，能够抑制贮存于贮存室的冷冻机油的液面的高度成为分隔部的高度以上的溢流的发生。由此，能够抑制制冷剂与冷冻机油的分离效率的降低。

附图说明

图1是本发明的实施方式1的制冷循环装置的制冷剂回路图。

图2是本发明的实施方式1的油分离装置的剖视图。

图3是本发明的实施方式1的制冷循环装置的功能框图。

图4是表示本发明的实施方式1的制冷循环装置的动作的流程图。

图5是本发明的实施方式1中的变形例1的第一油分离装置的剖视图。

图6是本发明的实施方式1的变形例1的第二油分离装置的剖视图。

图7是图6的VII部分的放大立体图。

图8是本发明的实施方式1中的变形例1的第三油分离装置的剖视图。

图9是本发明的实施方式1中的变形例2的油分离装置的剖视图。

图10是本发明的实施方式1中的变形例3的第一油分离装置的剖视图。

图11是本发明的实施方式1中的变形例3的第二油分离装置的剖视图。

图12是本发明的实施方式1中的变形例3的第三油分离装置的剖视图。

图13是本发明的实施方式1中的变形例3的第四油分离装置的剖视图。

图14是本发明的实施方式2的制冷循环装置的制冷剂回路图。

图15是本发明的实施方式2的油分离装置的剖视图。

图16是本发明的实施方式2的制冷循环装置的功能框图。

图17是表示本发明的实施方式2的制冷循环装置的动作的流程图。

图18是本发明的实施方式3的制冷循环装置的制冷剂回路图。

图19是本发明的实施方式3的油分离装置的剖视图。

图20是本发明的实施方式4的制冷循环装置的制冷剂回路图。

图21是本发明的实施方式4的油分离装置的剖视图。

图22是本发明的实施方式4的制冷循环装置的功能框图。

图23是表示本发明的实施方式4的制冷循环装置的动作的流程图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。

实施方式1.

参照图1～图3，对本发明的实施方式1中的制冷循环装置10的结构进行说明。

如图1所示，本实施方式中的制冷循环装置10主要具备压缩机1、高压侧热交换器2、减压装置3、低压侧热交换器4、油分离装置5以及控制装置100。

压缩机1、高压侧热交换器2、减压装置3以及低压侧热交换器4按照压缩机1、高压侧热交换器2、减压装置3、低压侧热交换器4的顺序通过配管连接。由此，构成制冷剂回路。制冷剂按照压缩机1、高压侧热交换器2、减压装置3、低压侧热交换器4的顺序在制冷剂回路中流动。

压缩机1构成为将吸入的制冷剂压缩并排出。由于在压缩机1中封入有冷冻机油，所以压缩机1构成为排出制冷剂与冷冻机油的混合流体。压缩机1构成为容量可变。本实施方式的压缩机1构成为能够可变地控制转速。具体而言，压缩机1基于来自控制装置100的指示变更驱动频率，由此调整压缩机1的转速。由此，压缩机1的容量变化。该压缩机1的容量是每单位时间的送出制冷剂的量。即，压缩机1能够使容量变化而进行运转。例如，在高容量的运转中，通过提高压缩机1的驱动频率来增加在制冷剂回路中循环的制冷剂的流量地进行运转。另外，在低容量的运转中，通过降低压缩机1的驱动频率来减少在制冷剂回路中循环的制冷剂的流量地进行运转。

高压侧热交换器2构成为对由压缩机1压缩后的制冷剂进行冷凝。高压侧热交换器2例如是由管和翅片构成的空气热交换器。减压装置3构成为对由高压侧热交换器2冷凝后的制冷剂进行减压。即，减压装置3具有作为膨胀阀的功能。减压装置3例如是电磁阀。低压侧热交换器4构成为使由减压装置3减压后的制冷剂蒸发。低压侧热交换器4例如是由管和翅片构成的空气热交换器。

油分离装置5用于从自压缩机1排出的制冷剂与冷冻机油的混合流体中分离冷冻机油。如图1及图2所示，油分离装置5主要具有流入配管51、流出配管52、回油管53、容器54以及回油调整阀57。

容器54具有分隔部56、分离室58以及贮存室59。容器54具有圆筒形状。容器54具有内部空间。容器54被分隔部56分成分离室58和贮存室59。即，分隔部56构成为将分离室58和贮存室59部分地分隔。分隔部56构成为从混合流体中分离出的冷冻机油从分离室58向贮存室59流动。分隔部56具有将分离室58和贮存室59分隔的分隔板56a。分隔板56a封闭分离室58与贮存室59之间的空间。分隔部56具有设置于分隔板56a的开口部55。开口部55配置于分隔板56a的中央。开口部55构成为将分离室58与贮存室59连通。开口部55设置为使分隔部56从分离室58侧贯通到贮存室59侧。即，分离室58与贮存室59之间并非完全分隔。分离室58用于从混合流体中分离冷冻机油。贮存室59构成为贮存从混合流体中分离出的冷冻机油。

流入配管51构成为使混合流体流入分离室58。流入配管51的端部设置在容器54的分离室58侧。流入配管51与容器54的侧面连接。流入配管51通过配管与压缩机1连接。

流出配管52构成为使从自流入配管51流入到分离室58的混合流体中分离出的制冷剂从分离室58流出。流出配管52的端部设置在容器54的分离室58侧。流出配管52与容器54的上表面连接。流出配管52通过配管与高压侧热交换器2连接。

回油管53构成为使从自流出配管52流出的制冷剂分离出的冷冻机油从贮存室59返回压缩机1。回油管53的端部设置在容器54的贮存室59侧。回油管53经由回油调整阀57连接于压缩机1与低压侧热交换器4之间的低压配管。

回油调整阀57与回油管53连接。回油调整阀57设置在回油管53与低压配管之间。回油调整阀57构成为调整从贮存室59返回压缩机1的冷冻机油的量。回油调整阀57构成为：压缩机1的频率变化量为规定变化量以上时的阀开度比压缩机1的频率变化量小于规定变化量时的阀开度大。

作为压缩机1中的冷冻机油有可能枯竭的运转，例如有起动时、除霜运转时、断续运转时等。即，在压缩机1的频率从0Hz上升了的情况、运转模式明显改变的情况下，压缩机1中的冷冻机油有可能枯竭。例如，在压缩机1的起动时，在最初的1分钟，频率从0Hz增加至48Hz，之后在每1分钟，频率每次增加10Hz。在稳定时及接近设定温度等情况下，频率在1分钟内几乎不会变化10Hz以上。因此，在该情况下，压缩机1的频率的规定变化量设定为10Hz。

控制装置100构成为进行运算、指示等来控制制冷循环装置10的各单元、设备等。特别是，控制装置100构成为分别与压缩机1、减压装置3、回油调整阀57电连接，并控制它们的动作。

接着，参照图3，对本实施方式中的控制装置100进行更详细的说明。如图3所示，控制装置100主要具有控制部101、计时器102、压缩机驱动部103、减压装置驱动部104以及阀驱动部105。控制部101用于控制计时器102、压缩机驱动部103、减压装置驱动部104以及阀驱动部105。

计时器102用于测定时间，并将基于时间的信号发送到控制部101。压缩机驱动部103用于基于来自控制部101的信号驱动压缩机1。具体而言，压缩机驱动部103通过控制在压缩机1的电机(未图示)中流动的交流电流的频率来控制压缩机1的电机的转速。

减压装置驱动部104用于基于来自控制部101的信号驱动减压装置3。具体而言，减压装置驱动部104通过控制安装于减压装置3的电机等驱动源，来控制减压装置3的阀开度。

阀驱动部105用于基于来自控制部101的信号驱动回油调整阀57。具体而言，阀驱动部105通过控制安装于回油调整阀57的电机等驱动源，来控制回油调整阀57的阀开度。

接着，参照图1及图2，对本实施方式中的制冷循环装置10的动作进行说明。

如图1及图2所示，在本实施方式中的制冷循环装置10中，制冷剂按照压缩机1、高压侧热交换器2、减压装置3、低压侧热交换器4的顺序流动。另外，制冷剂从压缩机1向油分离装置5流动。

对于被封入压缩机1的冷冻机油，根据运转状态的不同，压缩机1所需的油量(适当油量)不同。特别是，在稳定时和过渡时，压缩机1的适当油量不同。稳定时是通常运转时。过渡时是过渡性地产生致动器的变化的运转时，例如是起动时或除霜运转时。由于稳定时的适当油量比过渡时的适当油量少，因此在考虑过渡时的适当油量而在压缩机1中封入有冷冻机油的情况下，相对于稳定时的适当油量，冷冻机油富余。该富余的冷冻机油成为剩余油。

本实施方式中的制冷循环装置10构成为能够切换贮存模式和回油模式，所述贮存模式是在油分离装置5的贮存室59贮存冷冻机油的模式，所述回油模式是将冷冻机油从油分离装置5的贮存室59向压缩机1返回的模式。

在回油模式中，从压缩机1排出的制冷剂与冷冻机油的混合流体流入油分离装置5。制冷剂与冷冻机油的混合流体通过油分离装置5的流入配管51流入容器54内。在容器54内的分离室58中制冷剂与冷冻机油相互分离。在分离室58中分离出的制冷剂通过流出配管52从油分离装置5流出，并经由配管流入高压侧热交换器2。在分离室58中分离出的冷冻机油通过分隔部56的开口部55流入贮存室59。流入到贮存室59的冷冻机油从贮存室59向回油管53流出。流入到回油管53的冷冻机油通过回油调整阀57从油分离装置5流出，并流入压缩机1与低压侧热交换器4之间的低压配管。流入到低压配管的冷冻机油通过低压配管向压缩机1返回。

在贮存模式中，与回油模式同样地在分离室58中分离出的冷冻机油通过分隔部56的开口部55流入贮存室59。流入到贮存室59的冷冻机油中的一定量的冷冻机油向回油管53流入，其他冷冻机油贮存在贮存室59内。因此，贮存在贮存室59内的冷冻机油的液面上升。流入到回油管53的冷冻机油以与回油模式同样的路径向压缩机1返回。

在流入油分离装置5的冷冻机油的流量比流入回油管53的冷冻机油的流量多的情况下，在油分离装置5内冷冻机油的液面上升。这样，将液面上升至分离室58的现象称为溢流。另外，当溢流进行时，存在液面上升至流出配管52而冷冻机油从流出配管52流出的情况。在该情况下，制冷剂与冷冻机油的分离效率极度降低。

接着，参照图3及图4，对本实施方式中的制冷循环装置10的运转模式的切换进行说明。

首先，检测制冷循环装置10的运转状态(步骤S1)。接着，判定压缩机1的频率变化量是否为规定变化量以上(步骤S2)。由控制部101基于来自计时器102以及压缩机驱动部103的信号进行该判定。在压缩机1的频率变化量为规定变化量以上的情况下，运转模式切换为回油模式(步骤S3)。在回油模式中，基于来自控制部101的信号，并利用阀驱动部105将回油调整阀57控制成阀开度大(步骤S4)。另一方面，在压缩机1的频率变化量小于规定变化量的情况下，运转模式切换为贮存模式(步骤S5)。在贮存模式中，基于来自控制部101的信号，并利用阀驱动部105将回油调整阀57控制成阀开度小(步骤S6)。

即，在制冷循环装置10的运转模式中，在压缩机1的频率变化了某规定值以上的情况下，从贮存模式切换为回油模式。在贮存模式中，利用控制装置100控制回油调整阀57的阀开度，以使回油调整阀57的阀开度比回油模式小。在回油模式中，利用控制装置100控制回油调整阀57的阀开度，以使回油调整阀57的阀开度比贮存模式大。即，根据运转模式，利用控制装置100控制回油调整阀57的阀开度。

接着，对本实施方式的作用效果进行说明。

根据本实施方式中的油分离装置5，通过利用回油调整阀57调整从贮存室59返回压缩机1的冷冻机油的量，来调整贮存于贮存室59的冷冻机油的量。因此，能够抑制贮存于贮存室59的冷冻机油的液面的高度成为分隔部56的高度以上的溢流的发生。由此，能够抑制制冷剂与冷冻机油的分离效率的降低。

另外，由于油分离装置5的容器54具有贮存室59，因此能够在油分离装置5内贮存剩余油。因此，与在制冷循环装置10中不具备油分离装置5的情况相比，能够抑制冷冻机油与制冷剂一起流入热交换器内等的配管。由此，能够抑制热交换器中的传热性能的降低以及压力损失的增大。因此，能够提高热交换器中的热交换性能。

另外，由于油分离装置5的容器54具有贮存室59，所以冷冻机油滞留在油分离装置5内的贮存室59。因此，与在制冷循环装置10中不具备贮存室59的情况相比，能够抑制制冷剂与冷冻机油的分离效率的降低。

另外，由于油分离装置5的容器54具有贮存室59，因此不需要用于贮存冷冻机油的其他容器。因此，与具备其他容器的情况相比，能够实现省空间化。

另外，对于流入贮存室59的冷冻机油的油量而言，与压缩机1的频率变化量小于规定变化量即稳定时相比，压缩机1的频率变化量为规定变化量以上即过渡时的油量多。根据本实施方式的油分离装置5，回油调整阀57构成为：压缩机1的频率变化量为规定变化量以上时的阀开度比压缩机1的频率变化量小于规定变化量时的阀开度大。因此，能够抑制贮存于贮存室59的冷冻机油的液面的高度成为分隔部56的高度以上的溢流的发生。

另外，根据本实施方式的油分离装置5，分隔部56具有将分离室58与贮存室59连通的开口部55。因此，使冷冻机油通过开口部55从分离室58向贮存室59流动，从而能够将制冷剂与冷冻机油分离。

接着，对本实施方式的油分离装置5的各变形例进行说明。另外，只要没有特别说明，各变形例的油分离装置5具备与上述本实施方式的油分离装置5同样的结构，因此对相同的结构标注相同的附图标记，不重复其说明。

参照图5～图8，对本实施方式中的变形例1的油分离装置5进行说明。在本实施方式的变形例1的油分离装置5中，以离心分离方式或碰撞分离方式将制冷剂与冷冻机油分离。

离心分离方式是气液分离器的分离方式之一。在离心分离方式中，使用离心力作为分离的原理，利用离心力产生制冷剂与冷冻机油的混合流体的回旋流。冷冻机油被气液分离器的容器的内壁面捕捉，与制冷剂气体分离。作为离心分离方式的一例有旋风式。

碰撞分离方式是气液分离器的分离方式之一。在碰撞分离方式中，流入到气液分离器的制冷剂气体和冷冻机油碰撞内壁面，冷冻机油被内壁面捕捉，制冷剂气体不被内壁面捕捉而向流入配管流入。由此，冷冻机油与制冷剂气体分离。

如图5所示，在本实施方式中的变形例1的第一油分离装置5中，以离心分离方式将冷冻机油与制冷剂分离。在本实施方式中的变形例1的第一油分离装置5中，在分离室58内产生制冷剂与冷冻机油的混合流体的回旋流。

容器54具有内壁面。流入配管51从容器54的内壁面向内侧突出。制冷剂与冷冻机油的混合流体从流入配管51的流入口流入容器54内，以沿着内壁面回旋的方式流动。冷冻机油被容器54的内壁面捕捉，沿着容器54的内壁面向下方流动。开口部55设置在容器54的内壁面与分隔板56a之间。即，开口部55在分隔部56中设置于与容器54的内壁面连接的连接部。因此，开口部55沿着容器54的内壁面配置。冷冻机油通过开口部55从分离室58流入贮存室59。与冷冻机油分离后的制冷剂通过流出配管52从分离室58流出。

如图6及图7所示，在本实施方式中的变形例1的第二油分离装置5中，以离心分离方式将制冷剂与冷冻机油分离。在本实施方式中的变形例1的第二油分离装置5中，在流入配管51产生制冷剂与冷冻机油的混合流体的回旋流。在流入配管51内设置有回旋部51a。回旋部51a例如是回旋叶片。由该回旋叶片产生的回旋流流入分离室58内。流入配管51的内径优选大于流出配管52的内径。

冷冻机油被容器54的内壁面捕捉，沿着容器54的内壁面向下方流动。冷冻机油通过设置于容器54的内壁面与分隔板56a之间的开口部55从分离室58流入贮存室59。与冷冻机油分离后的制冷剂通过流出配管52从油分离装置5流出。

如图8所示，在本实施方式中的变形例1的第三油分离装置5中，以碰撞分离方式将制冷剂与冷冻机油分离。在本实施方式中的变形例1的第三油分离装置5中，从流入配管51流入到分离室58的混合流体与内壁面碰撞。冷冻机油被内壁面捕捉，沿着容器54的内壁面向下方流动。冷冻机油通过设置于容器54的内壁面与分隔板56a之间的开口部55从分离室58流入贮存室59。制冷剂不被内壁面捕捉，而通过流出配管52从分离室58流出。

根据本实施方式中的变形例1的油分离装置5，由于冷冻机油沿着容器54的内壁面从分离室58向贮存室59流动，因此能够抑制冷冻机油滞留在分离室58内。由此，能够抑制制冷剂与冷冻机油的分离效率的降低。

另外，由于开口部55设置在内壁面与分隔板56a之间，因此能够抑制制冷剂向贮存室59侵入。因此，能够减少因油分离装置5引起的压力损失。

参照图9，对本实施方式中的变形例2的油分离装置5进行说明。在本实施方式中的变形例2的油分离装置5中，以重力分离方式将制冷剂与冷冻机油分离。重力分离方式是气液分离器的分离方式之一。制冷剂气体和冷冻机油流入捕捉材料60a。捕捉材料60a例如使用网状物等。捕捉材料60a例如具有由圆锥面构成的形状。圆锥面的底面与流入配管51连接。圆锥面的底面配置于捕捉材料60a的上端，圆锥面的前端配置于捕捉材料60a的下端。

制冷剂气体穿过捕捉材料60a向流出配管52流入，冷冻机油被捕捉材料60a捕捉。被捕捉到的冷冻机油由于重力而向下方流动，并向回油管53移动。由此，冷冻机油与制冷剂分离。

如图9所示，在本实施方式中的变形例2的油分离装置5中，不与内壁面碰撞而漂浮在容器54内的冷冻机油被捕捉材料60a捕捉。被捕捉材料60a捕捉到的冷冻机油通过开口部55流入贮存室59。流入配管51具有使混合流体流入分离室58的流入口。开口部55配置在流入配管51的流入口的正下方。因此，被捕捉材料60a捕捉到的冷冻机油由于重力而通过开口部55流入贮存室59。

根据本实施方式的变形例2的油分离装置5，开口部55配置在流入配管51的流入口的正下方。因此，能够抑制冷冻机油滞留在分离室58内。因此，能够抑制制冷剂与冷冻机油的分离效率的降低。另外，通过在由捕捉材料60a捕捉到的油滴所通过的部位设置开口部55，能够抑制制冷剂气体向贮存室59侵入。因此，能够减少由油分离装置5引起的压力损失。

参照图10～图13，对本实施方式中的变形例3的油分离装置5进行说明。在本实施方式中的变形例3的油分离装置5中，能够应用离心分离方式、碰撞分离方式以及重力分离方式的全部。

如图10所示，在本实施方式中的变形例3的第一油分离装置5中，以离心分离方式将制冷剂与冷冻机油分离。在本实施方式中的变形例3的第一油分离装置5中，在分离室58内产生制冷剂与冷冻机油的混合流体的回旋流。

如图11所示，在本实施方式中的变形例3的第二油分离装置5中，以离心分离方式将制冷剂与冷冻机油分离。在本实施方式中的变形例3的第二油分离装置5中，在流入配管51内产生的回旋流流入分离室58。

如图12所示，在本实施方式中的变形例3的第三油分离装置5中，以离心分离方式将制冷剂与冷冻机油分离。在本实施方式中的变形例3的第三油分离装置5中，在流入配管51产生回旋流。该回旋流流入分离室58内。

如图13所示，在本实施方式中的变形例3的第四油分离装置5中，以重力分离方式将制冷剂与冷冻机油分离。在本实施方式中的变形例3的第四油分离装置5中，制冷剂气体和冷冻机油流入捕捉材料60a。冷冻机油被捕捉材料60a捕捉。

在上述任一分离方式中，在本实施方式中的变形例3的油分离装置5中，分隔部56均具有捕捉材料60，该捕捉材料60具有能够运输冷冻机油的空隙率。捕捉材料60具有能够将冷冻机油从分离室58向贮存室59运输的规定空隙率以上的空隙率。捕捉材料60例如使用层叠多片网状物而成的材料。另外，捕捉材料60例如使用发泡金属。发泡金属是在金属内含有气泡的结构体，气泡彼此相连。即，发泡金属以通气的方式构成。发泡金属的材质例如是铝。分隔部56构成为冷冻机油通过捕捉材料60从分离室58向贮存室59流动。可以是分隔部56的全部由捕捉材料60构成，也可以是分隔部56的一部分由捕捉材料60构成。

根据本实施方式中的变形例3的油分离装置5，分隔部56构成为冷冻机油通过捕捉材料60从分离室58向贮存室59流动，因此能够抑制制冷剂气体向贮存室59侵入。因此，能够减少因油分离装置5引起的压力损失。另外，由于不像本实施方式的油分离装置5那样设置有开口部55，因此与设置有开口部55的情况相比，能够抑制制冷剂气体向贮存室59侵入。

另外，与分离方式无关，能够抑制冷冻机油滞留在分离室58内。因此，与分离方式无关，能够抑制制冷剂与冷冻机油的分离效率的降低。

另外，捕捉材料60捕捉冷冻机油，因此能够抑制冷冻机油再次飞散。由此，能够提高制冷剂与冷冻机油的分离效率。

实施方式2.

参照图14～图16，对本发明的实施方式2中的制冷循环装置的结构进行说明。在本发明的实施方式2中，只要没有特别说明，就具备与上述本发明的实施方式1同样的结构，因此对相同的要素标注相同的附图标记，不重复其说明。本实施方式中的油分离装置5与实施方式1相比，主要在具备油量检测单元200这一点上不同。

如图14及图15所示，本实施方式中的制冷循环装置具备油量检测单元200。油量检测单元200例如使用静电电容传感器、自发热式传感器、超声波传感器以及光传感器等。静电电容传感器通过检测插入容器内的电极间的静电电容来判别是气体还是液体，从而检测油量。自发热式传感器根据利用电阻加热而被加热的容器的温度变化来检测油量。超声波传感器测定声音的传递速度来检测油量。光传感器测定光的透过度来检测油量。

油量检测单元200设置于贮存室59。油量检测单元200设置在贮存室59内冷冻机油的油量为规定油量的位置。规定油量例如是剩余油量。为了抑制起动时等的冷冻机油的枯竭，在压缩机1封入有比稳定时的适当油量多的冷冻机油。由于在稳定时不易产生冷冻机油的枯竭，因此在压缩机1过剩地封入有冷冻机油。此时的剩余油量被设定为规定油量。

例如，在封入油量Mtotal比满液至压缩机1的电机部的下端的情况下的油量Mcomp多的情况下(Mcomp＜Mtotal)，规定油量(剩余油量)成为从封入油量Mtotal减去油量Mcomp而得到的油量(Mtotal-Mcomp)。另外，油量Mcomp以上的冷冻机油被从压缩机1带出到制冷回路内。

另外，规定油量可以恒定，也可以根据压缩机1的频率、制冷剂流量、压缩机1的吸入压力以及排出压力而变动。

如图16所示，控制装置100具有油量检测部106。油量检测部106用于基于来自油量检测单元200的信号检测贮存室59内的冷冻机油的油量。在贮存模式中，利用由油量检测单元200检测出的检测值，由控制装置100控制回油调整阀57，以使油量成为恒定量。

接着，参照图14及图15，对本实施方式中的制冷循环装置10的动作进行说明。

如图14及图15所示，在本实施方式中的制冷循环装置10中，在回油模式中，与实施方式1同样地，冷冻机油流动。在贮存模式中，与回油模式同样地，在分离室58中分离出的冷冻机油向贮存室59流入。

流入到贮存室59的冷冻机油向回油管53流入。在流入到贮存室59的冷冻机油的油量小于规定油量的情况下，冷冻机油向回油管53的流入量减少。由此，冷冻机油贮存在贮存室59内，贮存室59内的液面上升。当液面上升使得冷冻机油的油量成为规定油量以上时，冷冻机油向回油管53的流入量增加。即，流入量变化，使得贮存室59内的冷冻机油的油量成为规定油量。流入到回油管53的冷冻机油以与回油模式同样的路径向压缩机1返回。

接着，参照图16及图17，对本实施方式中的制冷循环装置10的运转模式的切换进行说明。

首先，检测制冷循环装置10的运转状态(步骤S1)。接着，判定压缩机1的频率变化量是否为规定变化量以上(步骤S2)。由控制部101基于来自计时器102以及压缩机驱动部103的信号进行该判定。在压缩机1的频率变化量为规定变化量以上的情况下，运转模式切换为回油模式(步骤S3)。在回油模式中，基于来自控制部101的信号，利用阀驱动部105将回油调整阀57控制成阀开度大(步骤S4)。另一方面，在压缩机1的频率变化量小于规定变化量的情况下，运转模式切换为贮存模式(步骤S5)。油量检测部106基于来自油量检测单元200的信号检测油量(步骤S6)。

接着，判定油量的检测值是否为规定油量以上(步骤S12)。由控制部101基于来自油量检测部106的信号进行该判定。在油量的检测值为规定油量以上的情况下，基于来自控制部101的信号，利用阀驱动部105将回油调整阀57控制成阀开度成为中等程度(步骤S13)。在油量的检测值小于规定油量的情况下，基于来自控制部101的信号，利用阀驱动部105将回油调整阀57控制成阀开度小(步骤S14)。

接着，对本实施方式的作用效果进行说明。

根据本实施方式的油分离装置5，由油量检测单元200检测油量。并且，回油调整阀57构成为：由油量检测单元200检测出的检测值为规定油量以上的情况下的阀开度比由油量检测单元200检测出的检测值小于规定油量的情况下的阀开度大。因此，能够始终将相对于运转状态适当的量的冷冻机油贮存于贮存室59。

此外，即使在规定油量根据压缩机1的频率、制冷剂流量、压缩机1的吸入压力以及排出压力而变动的情况下，也能够利用掌握运转状态的传感器来记录各运转状态的适当量，并基于该记录来控制回油调整阀57，从而始终将冷冻机油控制为适当量。

实施方式3.

参照图18及图19，对本发明的实施方式3中的制冷循环装置的结构进行说明。在本发明的实施方式3中，只要没有特别说明，就具备与上述本发明的实施方式1同样的结构，因此对相同的要素标注相同的附图标记，不重复其说明。本实施方式的油分离装置与实施方式1相比，主要在具备旁通管61这一点上不同。

如图18及图19所示，本实施方式的制冷循环装置具备旁通管61。旁通管61与贮存室59连接。旁通管61在高度方向上在分隔部56与回油管53之间与贮存室59连接。旁通管61配置在比分隔部56靠下方的位置。

旁通管61的一个端部在贮存室59内设置于成为规定油量(例如剩余油)的位置。旁通管61的另一个端部通过配管连接于压缩机1与低压侧热交换器4之间的低压配管。

接着，对本实施方式中的制冷循环装置10的动作进行说明。

在本实施方式中的制冷循环装置10中，在回油模式中，与实施方式1同样地，冷冻机油流动。但是，在从分离室58中分离出的冷冻机油的流量比向回油管53流入的流量多的情况下，冷冻机油贮存于贮存室59，有可能产生液面到达分离室58甚至到达流出配管52的溢流。因此，在本实施方式中的制冷循环装置10中，在冷冻机油的油量成为贮存室59的规定油量时，冷冻机油向旁通管61流入。由此，抑制溢流。流入到旁通管61的冷冻机油向低压侧热交换器4与压缩机1之间的低压配管流入。流入到低压配管的油向压缩机1流入。

在贮存模式中，与回油模式同样地分离出的冷冻机油向贮存室59流入。流入到贮存室59的冷冻机油向回油管53流入。在冷冻机油的油量小于规定油量的情况下，冷冻机油向回油管53的流入量减少。由此，冷冻机油贮存在贮存室59内，使冷冻机油的贮存室59内的液面上升。当液面上升使得冷冻机油的油量成为规定油量以上时，冷冻机油流入旁通管61。流入到回油管53及旁通管61的冷冻机油以与回油模式同样的路径向压缩机1流入。

接着，对本实施方式的作用效果进行说明。

根据本实施方式的油分离装置5，在冷冻机油的贮存室59的液面上升至规定油量的位置的情况下，通过使冷冻机油流入旁通管61，能够抑制液面上升至分离室58或流出配管52的溢流。

实施方式4.

参照图20～图22，对本发明的实施方式4中的制冷循环装置的结构进行说明。在本发明的实施方式4中，只要没有特别说明，就具备与上述本发明的实施方式3同样的结构，因此对相同的要素标注相同的附图标记，不重复其说明。本实施方式的油分离装置与实施方式3相比，主要在具备旁通阀62这一点上不同。

如图20和图21所示，本实施方式中的制冷循环装置具备旁通阀62。旁通阀62设置于旁通管61。旁通阀62构成为：在压缩机1的频率变化量小于规定变化量时关闭，在压缩机1的频率变化量为规定变化量以上时打开。

如图22所示，阀驱动部105用于基于来自控制部101的信号驱动旁通阀62。具体而言，阀驱动部105通过控制安装于旁通阀62的电机等驱动源来控制旁通阀62的阀开度。

接着，对本实施方式中的制冷循环装置10的动作进行说明。

在本实施方式中的制冷循环装置10中，在回油模式中，与实施方式3同样地，冷冻机油流动。在本实施方式中的制冷循环装置10中，在冷冻机油的油量成为贮存室59的规定油量时，冷冻机油向旁通管61流入。

在贮存模式中，与回油模式同样地分离出的冷冻机油流入贮存室59。在冷冻机油的油量小于规定油量的情况下，冷冻机油向回油管53的流入量减少。当冷冻机油的贮存室59内的液面上升使得冷冻机油的油量成为规定油量以上时，冷冻机油向旁通管61流入。流入到回油管53及旁通管61的冷冻机油以与回油模式同样的路径向压缩机1流入。

接着，参照图22及图23，对本实施方式中的制冷循环装置10的运转模式的切换进行说明。

首先，检测制冷循环装置10的运转状态(步骤S1)。接着，判定压缩机1的频率变化量是否为规定变化量以上(步骤S2)。由控制部101基于来自计时器102以及压缩机驱动部103的信号进行该判定。在压缩机1的频率变化量为规定变化量以上的情况下，运转模式切换为回油模式(步骤S3)。在回油模式中，基于来自控制部101的信号，利用阀驱动部105将回油调整阀57控制成阀开度大(步骤S4)。然后，基于来自控制部101的信号，利用阀驱动部105将旁通阀62控制成打开(步骤S21)。

另一方面，在压缩机1的频率变化量小于规定变化量的情况下，运转模式切换为贮存模式(步骤S5)。在贮存模式中，基于来自控制部101的信号，利用阀驱动部105将回油调整阀57控制成阀开度小(步骤S6)。然后，基于来自控制部101的信号，利用阀驱动部105，将旁通阀62控制成关闭(步骤S22)。

接着，对本实施方式的作用效果进行说明。

根据本实施方式的油分离装置5，在冷冻机油的贮存室59的液面上升至规定油量的位置的情况下，通过旁通阀62打开而使冷冻机油通过旁通管61流出，从而能够抑制液面上升至分离室58或流出配管52的溢流。

根据本实施方式的油分离装置5，在运转状态稳定时(贮存模式)，旁通阀62关闭，因此通过使流入到旁通管61的制冷剂气体向流出配管52流入，从而能够抑制传热性能的降低。

另外，本实施方式的结构能够适当组合。

本次公开的实施方式在所有方面都是例示而不应被认为是限定性的。本发明的范围不是由上述的说明来表示，而是由权利要求书来表示，意在包括与权利要求书等同的意思以及范围内的所有变更。

附图标记说明

1压缩机、2高压侧热交换器、3减压装置、4低压侧热交换器、5油分离装置、10制冷循环装置、51流入配管、52流出配管、53油管、54容器、55开口部、56分隔部、56a分隔板、57油调整阀、58分离室、59贮存室、60捕捉材料、61旁通管、62旁通阀、100控制装置、101控制部、102计时器、103压缩机驱动部、104减压装置驱动部、105阀驱动部、106油量检测部、200油量检测单元。

Claims (10)

1.一种油分离装置，用于从自压缩机排出的制冷剂与冷冻机油的混合流体中分离所述冷冻机油，其中，所述油分离装置具备：

容器，所述容器具有用于从所述混合流体中分离所述冷冻机油的分离室、贮存从所述混合流体中分离出的所述冷冻机油的贮存室以及部分地分隔所述分离室和所述贮存室的分隔部；

流入配管，所述流入配管使所述混合流体流入所述容器的所述分离室；

流出配管，所述流出配管使从自所述流入配管流入到所述分离室的所述混合流体中分离出的所述制冷剂从所述分离室流出；

回油管，所述回油管使从自所述流出配管流出的所述制冷剂中分离出的所述冷冻机油从所述贮存室返回所述压缩机；以及

回油调整阀，所述回油调整阀与所述回油管连接，

所述分隔部以从所述混合流体中分离出的所述冷冻机油从所述分离室向所述贮存室流动的方式构成，

所述回油调整阀被控制成在所述压缩机的频率变化量为规定变化量以上的情况下阀开度大，以使流入所述贮存室的所述冷冻机油向所述压缩机返回，并被控制成在所述压缩机的所述频率变化量小于所述规定变化量的情况下阀开度小，以使流入所述贮存室的所述冷冻机油中的一定量的所述冷冻机油向所述压缩机返回，其他的所述冷冻机油贮存在所述贮存室内，

所述回油调整阀构成为调整从所述贮存室返回所述压缩机的所述冷冻机油的量，以便抑制贮存于所述贮存室的所述冷冻机油的液面的高度成为所述分隔部的高度以上的溢流的发生。

2.根据权利要求1所述的油分离装置，其中，所述分隔部具有分隔板和开口部，所述分隔板将所述分离室与所述贮存室分隔，所述开口部设置于所述分隔板并连通所述分离室与所述贮存室。

3.根据权利要求2所述的油分离装置，其中，

所述容器具有内壁面，

所述开口部设置于所述容器的所述内壁面与所述分隔板之间。

4.根据权利要求2所述的油分离装置，其中，

所述流入配管具有使所述混合流体流入所述分离室的流入口，

所述开口部配置于所述流入口的正下方。

5.根据权利要求3所述的油分离装置，其中，

所述流入配管具有使所述混合流体流入所述分离室的流入口，

所述开口部配置于所述流入口的正下方。

6.根据权利要求1所述的油分离装置，其中，

所述分隔部具有捕捉材料，所述捕捉材料具有能够运输所述冷冻机油的空隙率，

所述分隔部以所述冷冻机油通过所述捕捉材料而从所述分离室向所述贮存室流动的方式构成。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的油分离装置，其中，

还具备油量检测单元，所述油量检测单元检测贮存于所述贮存室的所述冷冻机油的油量，

所述回油调整阀构成为：由所述油量检测单元检测出的检测值为规定油量以上的情况下的阀开度比由所述油量检测单元检测出的检测值小于规定油量的情况下的阀开度大。

8.根据权利要求1～6中任一项所述的油分离装置，其中，

还具备与所述贮存室连接的旁通管，

所述旁通管在高度方向上在所述分隔部与所述回油管之间与所述贮存室连接。

9.根据权利要求8所述的油分离装置，其中，

还具备设置于所述旁通管的旁通阀，

所述旁通阀构成为：在所述压缩机的频率变化量小于规定变化量时关闭，在所述压缩机的频率变化量为规定变化量以上时打开。

10.一种制冷循环装置，其中，具备：

权利要求1～9中任一项所述的所述油分离装置；以及

压缩机，所述压缩机排出所述制冷剂与所述冷冻机油的所述混合流体。

Images