CN1113203C - 致冷剂循环装置与致冷剂回路装配方法 - Google Patents
致冷剂循环装置与致冷剂回路装配方法Info
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Abstract
一种致冷剂循环装置及其回路装配方法，其特征是在用致冷剂管道将压缩机、冷凝器、减压装置、蒸发器顺次连接构成的致冷剂回路中，使用在冷凝压力与冷凝温度条件下，在液态致冷剂中的重量溶解率为非溶解性或微溶解性，在蒸发压力与蒸发温度条件下，在液态致冷剂中的重量溶解率为非溶解性或微溶解性，同时比重比致冷剂小的致冷机油，在冷凝器与减压装置之间连接着让油滴悬浮、流出的贮液容器。
Description
本发明涉及一种致冷剂循环装置，其致冷剂采用例如HFC(氢氟代烃)类致冷剂，致冷机油采用烷基苯类等致冷机油，并具有致冷剂与致冷机油难溶的致冷剂回路。
图20所示是历来的致冷空调循环装置的一例。历来，如日本特开平7-208819号公报所示，对于HFC(氢氟代烃)类致冷剂若采用烷基苯之类相容性弱的致冷机油时，从设于致冷机油在液态致冷剂中溶解性低的低压侧的贮液器将油收回，则是保证压缩机可靠性的一个重要课题。图20表示了一个采用HFC(氢氟代烃)类致冷剂，并采用相容性弱的油作致冷机油的致冷空调循环装置，1为压缩气态致冷剂用的压缩机，2为具有使致冷剂流动方向逆转功能的四通阀，5为减压装置，7为贮留剩余致冷剂的贮液器，14为贮留于压缩机内、润滑压缩机1的滑动部及密封压缩室用的致冷机油，52为冷凝压缩机1排出的高压气态致冷剂的冷凝器，55为蒸发器。
该致冷空调循环装置所用的弱相容性致冷机油，如烷基苯，对于HFC类致冷剂，在冷凝压力及冷凝温度条件下，在液态致冷剂中的溶解率为0.5～7重量％，在蒸发压力及蒸发温度条件下，在液态致冷剂中的溶解率为0～2.0重量％，为非溶解性或微溶解性的致冷机油，其单位体积重量在-20℃～+60℃的温度范围内，比在同一温度与饱和蒸汽压力下的液态致冷剂单位体积重量小。
下面，对致冷机油的工作情况进行说明。由压缩机1压缩的高压气态致冷剂被排出至冷凝器52。压缩机润滑与压缩室密封用的致冷机油14大部分回到密闭容器底部，但是有油循环率0.3～2.0重量％左右的致冷机油被压缩机1同致冷剂一起排出。气态致冷剂通过的冷凝器52的管径是按充分确保气态致冷剂的流速能将致冷机油输送至下游而设定的。在冷凝器52的出口附近，大部分致冷剂被液化，管内流速虽然明显降低，但是由于致冷机油对冷凝液致冷剂具有弱相容性，所以可溶解于液态致冷剂内向减压装置5输送。在减压装置5的下游，致冷剂压力与温度明显下降，致冷机油对于液态致冷剂转为非相容性或微溶解性。但是，在减压装置5下游发生的致冷剂部分气化使致冷剂流速激增，接下来蒸发器55的管径是按充分确保气态致冷剂的流速能将致冷机油输送至下游而设定的，因此致冷机油被输送至贮液器7。由于致冷机油在蒸发压力与蒸发温度条件下，不溶或微溶于致冷剂，所以在贮液器7内致冷机油81在液态致冷剂13上方形成分离层。因此，在贮液器内，在将致冷剂引导至外部的导出管71上，从贮液器的下端7a起开设多个高度不同的集油孔72a、72b、72c、72d，组成促进向压缩机1集油的结构。
另外，作为历来的致冷空调循环装置的另一实例，图21表示了日本公开特许公报昭64-19253号公开的致冷空调循环装置。1为压缩气态致冷剂用的压缩机，52为冷凝压缩机1排出的高压气态致冷剂的冷凝器，31为前段减压装置，54为贮留剩余致冷剂的贮液槽，32为后段减压装置，55为蒸发器，2为具有使致冷剂流动方向逆转功能的四通阀。
下面，对该致冷空调循环装置的动作进行说明。由压缩机1压缩的高压气态致冷剂通过冷凝器52并被液化，由前段减压装置31减压，进入贮液槽6。在这里，通过对贮液槽54前后的减压装置的控制，根据装置的负荷情况贮留剩余的致冷剂，以确保性能、效率的最优化及压缩机的可靠性。从贮液槽54出来的液态致冷剂，在后段减压装置32进一步减压至必需的蒸发压力，接着通过蒸发器54，吸入压缩机1。
作为历来的实例提出的、图20所示的采用HFC(氢氟代烃)类致冷剂，并采用烷基苯类致冷机油的致冷空调循环装置，在贮液器7内贮留大量剩余致冷剂，液面很高时，便存在下列问题。
首先，虽然未溶解于液态致冷剂的致冷机油81与液态致冷剂13分离为二层，贮留于上方，但是由于贮液器7内导出管71的集油孔72中，与设于下端的孔72a相比，上方的孔72c、72d的吸引力较低，因此，只有下方的液态致冷剂13流入导出管71内，上方的致冷机油81几乎完全没有流入。这样，致冷机油81大量贮留于贮液器7内，有可能造成压缩机1内致冷机油81枯竭，润滑不良。其次，液态致冷剂层的液面较高时，由于导出管71的多个集油孔吸入液态致冷剂，所以压缩机1有大量的致冷剂返回，因非压缩性的液态致冷剂供给压缩室内导致压缩室内压力急剧上升，另外，压缩室排出的液态致冷剂贮留在压缩机密闭容器内，造成液态致冷剂取代致冷机油81供给重要润滑部件，有可能造成压缩机1的轴承、重要压缩部附滑动部的发热胶着等，使可靠性降低。还有，如将集油孔72的口径设定得较小，不让大量的液态致冷剂回到压缩机1，则致冷机油81的返回更成问题，有可能让回路内的脏污、杂质等轻而易举将集油孔72堵塞。
作为历来的实例提出的、图21所示的致冷空调循环装置，在采用对致冷剂有相容性的致冷机油时可以运转，没有问题，但如采用非相容性或弱相容性的致冷机油时，在油循环率较大的运转条件下，贮液槽54内不能溶于液态致冷剂的致冷机油在上方分离出来，贮留在那里，可能造成压缩机1内致冷机油枯竭，润滑不良。
历来，在使用R22作致冷剂的压缩机制造过程中进行气密试验时，是用夹具将排出管与吸入管堵塞，用28kgf/cm2G的压力进行试验的。但是，在采用HFC(氢氟代烃)类致冷剂R410A等高压致冷剂时，相当于历来致冷剂的压力在使用R410A时变成了45kgf/cm2G的高压，所以在进行气密试验时有可能使夹具脱落。
本发明是为了解决上述问题而开发完成的，因此即使在具有致冷剂与致冷机油难溶的致冷剂回路的情况下也能提供一种保证致冷机油返回压缩机、且能使剩余的液态致冷剂贮留、避免大量的液态致冷剂返回压缩机、可靠性高的致冷空调装置。本发明还有一个目的是能确实地回收流至致冷剂回路中的致冷机油，确保产品的可靠性与安全性。本发明的另一个目的是提供一种结构简单、价格便宜、可靠性高的装置。
本发明的致冷剂循环装置，在用致冷剂管道将压缩机、冷凝器、减压装置、蒸发器顺次连接构成的致冷剂回路中，使用在冷凝压力与冷凝温度条件下的液态致冷剂中的重量溶解率为非溶解性或微溶解性的蒸发压力与蒸发温度条件下，在液态致冷剂中的重量溶解率为非溶解性或微溶解性，同时比重比致冷剂小的致冷机油，在冷凝器与减压装置之间连接着让油滴悬浮、流出的贮液容器。
本发明的致冷剂循环装置，具有致冷剂流动方向切换装置，在致冷剂有剩余的流动方向上的冷凝器与减压装置之间连接着让油滴悬浮、流出的贮液容器。
本发明的致冷剂循环装置，在用致冷剂管道将压缩机、致冷剂流动方向切换装置、冷凝器、减压装置、蒸发器顺次连接构成的致冷剂回路中，使用在冷凝压力与冷凝温度条件下的液态致冷剂中的致冷机油重量溶解率为非溶解性或微溶解性，在蒸发压力与蒸发温度条件下的液态致冷剂中的致冷机油重量溶解率为非溶解性或微溶解性的致冷机油，在减压装置的中间配置贮液容器。
本发明的致冷剂循环装置，流向贮液容器的致冷剂进口与出口管道从容器的下部插入容器，使贮液容器内的致冷剂从下方流向上方，进行搅拌。
本发明的致冷剂循环装置，改变处于贮留剩余致冷剂的贮液容器的进口管道流入位置的致冷剂的相状态或压力状态，搅拌贮液容器内的致冷剂。
本发明的致冷剂循环装置，具有能测出相当于冷凝器出口致冷剂冷却过度程度的冷却过度特性值的冷却过度检测装置及能测出相当于压缩机吸入致冷剂过热程度的过热特性值的过热检测装置中的至少一种装置，计算与该过热检测装置的检测结果及冷却过度检测装置的检测结果中至少一种结果对应的目标值的偏差值的计算装置，以及根据该计算装置的计算结果对高压侧与低压侧中至少一侧的减压装置的控制阀进行控制的控制装置。
本发明的致冷剂循环装置，采用可以控制的控制阀作减压装置，对控制阀的开口面积进行控制，使容器内的液态致冷剂暂时出空。
本发明的致冷剂循环装置，采用可以控制的控制阀作减压装置，在启动后过一定的时间，对上述控制阀进行控制。
本发明的致冷剂循环装置，具有用致冷剂管道将压缩机、冷凝器、减压装置、蒸发器顺次连接构成的致冷剂回路，在冷凝压力与冷凝温度条件下以及在蒸发压力与蒸发温度条件下在致冷剂回路中循环的液态致冷剂中有非溶解性或微溶解性的致冷机油；在上述致冷剂回路中所设的贮留上述致冷剂的贮液容器；以及能根据致冷剂回路运转时压缩机流出的致冷机油的油循环率、对贮液容器中的致冷剂温度与压力中至少一种进行设定、使致冷机油在贮液容器内的液态致冷剂中的溶解率与其一样或更高的油溶解率设定装置。
本发明的致冷剂循环装置，在致冷剂回路中所设的贮留致冷剂的贮液容器前后设有减压装置，通过该减压装置，根据致冷剂回路运转时压缩机流出的致冷机油的油循环率，对致冷剂温度与压力进行设定、使致冷机油在贮液容器内的液态致冷剂中的溶解率与其一样或更高。
本发明的致冷剂循环装置，在贮液容器前后的减压装置中，至少用油细微化装置作前段减压装置。
本发明的致冷剂循环装置，具有用致冷剂管道将压缩机、冷凝器、减压装置、蒸发器顺次连接构成的致冷剂回路；在冷凝压力与冷凝温度条件下以及在蒸发压力与蒸发温度条件下在致冷剂回路中循环的液态致冷剂中有非溶解性或微溶解性的致冷机油；在上述致冷剂回路中所设的贮留上述致冷剂的贮液容器；以及设于压缩机内部或压缩机排出侧、能降低油循环率、使致冷剂回路运转时压缩机流出的致冷机油的油循环率与致冷机油在贮液容器内的液态致冷剂中的溶解率相同或更低的油回收装置。
本发明的致冷剂循环装置，将致冷剂从致冷剂回路流入贮液容器的流入管与致冷剂从贮液容器流出到致冷剂回路的流出管的各管的开口部设于贮液容器的下部，同时让致冷剂从流入管直接流入流出管。
本发明的致冷剂循环装置，具有设于压缩机排出侧管道的、使管道外径尺寸变化的连接部。
本发明的致冷剂循环装置，所用的致冷机油，在冷凝压力及冷凝温度条件下，在液态致冷剂中的重量溶解率为0.5～7％，在蒸发压力及蒸发温度条件下，在液态致冷剂中的重量溶解率为0～2.0％，对致冷剂为非溶解性或微溶解性的致冷机油。
本发明的致冷剂回路装配方法，由在致冷剂回路中设置贮留在用致冷剂管道将压缩机、冷凝器、减压装置、蒸发器顺次连接构成的致冷剂回路中循环的致冷剂的贮液装置的工序，将在冷凝压力及冷凝温度条件与蒸发压力及蒸发温度条件下对液态致冷剂为非溶解性或微溶解性的致冷机油封装进致冷剂回路的工序，以及对贮液装置内的致冷剂温度与压力进行设定、使致冷机油在贮液装置内的致冷剂中的溶解率与致冷剂回路运转时从压缩机流出的致冷机油的油循环率一样或更高的工序组成。
致冷剂回路装配方法，由对用致冷剂管道将压缩机、冷凝器、减压装置、蒸发器以及贮留致冷剂的贮液装置连接构成的致冷剂回路，将循环致冷剂种类从封入的致冷剂变更为别的致冷剂的工序；即使变更了致冷剂，对封装进压缩机的致冷机油种类仍不变更，照样封装进压缩机的工序；以及当致冷机油在变更后的致冷剂中的溶解率比致冷剂回路运转时从压缩机流出的致冷机油的油循环率低时，对贮液装置内的致冷剂温度与压力进行设定，使其一样或更高的工序组成。
图1是表示本发明实施形式1的致冷剂循环装置的概念图。
图2是表示本发明实施形式1与2的贮液容器的概念图。
图3是表示本发明另一个实施形式的致冷剂循环装置的概念图。
图4是表示本发明另一个实施形式的致冷剂循环装置的概念图。
图5是表示本发明另一个实施形式的贮液容器的概念图。
图6是表示本发明启动后贮液容器内油的贮留状态的示意图。
图7是表示本发明另一个实施形式的致冷剂循环装置的概念图。
图8是表示本发明另一个实施形式的致冷空调装置的结构图。
图9是表示本发明另一个实施形式的致冷空调装置的结构图。
图10是表示本发明的致冷机油在致冷剂中的溶解率，油循环率与压缩机频率关系等的示意图。
图11是表示本发明另一个实施形式的致冷空调装置的结构图。
图12是表示本发明另一个实施形式的致冷机油在致冷剂中的溶解率，油循环率与压缩机频率关系，以及冷凝温度与贮液槽内温度关系的示意图。
图13是表示本发明另一个实施形式的致冷空调装置的结构图。
图14是表示本发明另一个实施形式的致冷空调装置的结构图。
图15是表示本发明另一个实施形式的致冷机油在致冷剂中的溶解率，油循环率与压缩机频率关系等的示意图。
图16是表示本发明另一个实施形式的致冷空调装置的结构图。
图17是表示本发明另一个实施形式的贮液槽结构一例的示意图。
图18是表示本发明另一个实施形式的贮液槽结构一例的示意图。
图19是本发明另一个实施形式的装置部分说明图。
图20是历来的致冷空调循环装置的结构图。
图21是历来的另一个实例的致冷空调循环装置的结构图。
实施形式1
下面参照图1、图2对本发明的实施形式1进行说明。图1为适用于空调机的致冷剂循环装置的一个实例，在图1中，1为压缩气态致冷剂的压缩机，4为冷凝压缩机1排出的高压气态致冷剂的室外热交换器，3为室内热交换器，5为减压装置，6为贮留剩余致冷剂的贮液容器。图2表示的是贮液容器的结构，7为贮液容器主体，8为连接于容器下侧的进口管道，9为连接于容器上侧的出口管道。16、17为室内与室外热交换器用的鼓风机。
接下来对致冷剂按箭头所示方向流动时，说明致冷剂与致冷机油的工作情况进行说明。经压缩机1压缩的高压气态致冷剂，同与致冷剂的重量比为2.0％的致冷机油一起被排出，进入作为冷凝致冷剂的冷凝器的室外热交换器4。致冷机油由流速很快的气态致冷剂输送，一部分溶解于在室外热交换器4的出口附近被液化的液态致冷剂中，剩余部分成为油滴，与致冷剂一起送向贮液容器6。在流路面积增大的贮液容器主体部7，液态致冷剂的流速变慢，成为油滴的致冷机油比重小于致冷剂，所以浮在容器上方。但是，致冷机油的上浮方向如图中箭头所示，与致冷剂流动方向一致，除了启动后的一个短时间(约5分钟)外，容器主体部7通常都处于装满状态，所以致冷机油不会贮留在容器内，而是通过出口管道9输送至容器外。这样，致冷机油不会贮留在贮液容器主体7内，而是被输送至减压装置5。减压装置5将压力减少到必要的程度，液态致冷剂部分气化，液态的致冷剂量减少，因此溶解于被气化的液态致冷剂里的致冷机油分离出来，成为油滴。但是，因为液态致冷剂部分液化，致冷剂流速急剧增加，后面的、作为蒸发致冷剂的蒸发器的室内热交换器3的管径，是按气态致冷剂流速充分确保致冷机油向下游输送而设定的，所以致冷机油被输送至室内热交换器内，回到压缩机1。这样，可以确保从压缩机流出的致冷机油回到压缩机，维持重要压缩部件的正常润滑与密封功能，因此可制成压缩机可靠性高的装置。而且结构简单，生产容易，价格性能比好，不会因脏污堵塞造成性能下降。
实施形式2
下面参照图2、图3对本发明的实施方式2进行说明。图3为适用于空调机的致冷剂循环装置的一个实例，在图3中，1为压缩气态致冷剂的压缩机，2为具有切换致冷剂流动方向功能的四通阀，18为连接室内机与室外机的延长管道，3为室内热交换器，4为室外热交换器，5为减压装置，6为贮留剩余致冷剂的贮液容器。图2表示的是贮液容器的结构，7为贮液容器主体，8为连接于容器下侧的进口管道，9为连接于容器上侧的出口管道。
接下来，对致冷剂按箭头所示方向流动时，说明致冷剂与致冷机油在室内机中进行供暖的工作情况。经压缩机1压缩的高压气态致冷剂，同与致冷剂的重量比为2.0％的致冷机油一起被排出，通过四通阀2，进入作为冷凝器的室内热交换器3。致冷机油由流速很快的气态致冷剂输送，一部分溶解于在室内热交换器3的出口附近被液化的液态致冷剂中，剩余部分成为油滴，与致冷剂一起送向贮液容器6。在流路面积增大的贮液容器主体部7，液态致冷剂的流速变慢，成为油滴的致冷机油比重小于致冷剂，所以浮在容器上方。但是，致冷机油的上浮方向如图中箭头所示，与致冷剂流动方向一致，除了启动后的一个短时间(约5分钟)外，容器主体部7通常都处于装满状态，所以致冷机油不会贮留在容器内，而是通过出口管道9输送至容器外。这样，致冷机油不会贮留在贮液容器主体7内，而是被输送至减压装置5。减压装置5将压力减少到必要的程度，液态致冷剂部分气化，液态的致冷剂量减少，因此溶解于被气化的液态致冷剂里的致冷机油分离出来，成为油滴。但是，因为液态致冷剂部分液化，致冷剂流速急剧增加，后面的、作为蒸发器的室外热交换器4的管径，是按气态致冷剂流速充分确保致冷机油向下游输送而设定的，所以致冷机油被输送至室外热交换器内，回到压缩机1。
在供暖情况下，室内热交换器一般要比室外热交换器小，致冷剂量比致冷时少就行，所以容易产生剩余致冷剂。
另一方面，通过四通阀2的切换，使致冷剂向反方向流动，用室内机进行致冷时，室外、室内热交换器的冷凝、蒸发作用正好变换，致冷剂在减压装置5减压，部分气化，液态与气态混合的致冷剂从出口管道9流向容器主体部7，由于致冷剂从容器的上方向下流，所以液态致冷剂不会贮留，从出口管道输送至容器外。因此，在致冷剂用量较多的致冷情况下，贮液容器完全不起作用，也无此必要，与致冷剂一起输送的致冷机油也不在容器内贮留，而是一起被输送。这样，压缩机1排出的致冷机油在循环中没有贮留返回压缩机1。
如上所述，在流动方向不同而使致冷剂必要用量发生变化的情况下，因为可以贮留剩余的致冷剂，所以无论何种流动方向均可高效运转，并且可确保压缩机流出的致冷机油返回压缩机，维持重要压缩部件的正常润滑与密封功能，因此可制成压缩机可靠性高的装置。
实施形式3
下面参照图4对本发明的实施形式3进行说明。图4为适用于空调机的致冷剂循环装置的一个实例，在图4中，1为压缩气态致冷剂的压缩机，2为具有切换致冷剂流动方向功能的四通阀，4为室外热交换器，16为室内鼓风机，3为室内热交换器，17为室外鼓风机，5a与5b为减压装置，6为贮留剩余致冷剂的贮液容器。
接下来，对致冷剂与致冷机油的工作情况进行说明。经压缩机1压缩的高压气态致冷剂，同与致冷剂的重量比为1.0％的致冷机油一起被排出，通过四通阀2，进入作为冷凝器的室内热交换器3。致冷机油由流速很快的气态致冷剂输送，完全溶解于在室内热交换器3的出口附近被液化的液态致冷剂中。不过，烷基苯类的油在冷凝压力与冷凝温度条件下，在致冷剂中的溶解界限为1.5％左右。接着，与致冷剂一起通过减压装置5b输送到贮液容器6。只要将减压装置5a的压力与温度降低设定在溶解界限不满1％的范围内，致冷机油就不会在贮液容器6内与致冷剂分离，而是溶解于致冷剂中输送至容器外。这样，致冷机油不在贮液容器6内贮留，一直输送至减压装置5b。在减压装置5b减压至必要的压力，温度急剧下降，因此致冷机油在致冷剂中的溶解界限减少至0.5％，未溶解于液态致冷剂中的致冷机油分离出来，成为油滴。另外，在室外热交换器4，大部分致冷剂被气化，液态的致冷剂减少，因此不能溶解的致冷机油分离出来。但是，从减压装置出来后由于致冷剂的气化，致冷剂的流速能充分地将致冷机油向下游输送，所以致冷机油被输送至压缩机1。通过四通阀2向反方向流动时的情况也一样。
在一般情况下，只要在致冷剂回路中设有贮液部，若使用难溶于例如氢氟代烃致冷剂的致冷机油，如对于HFC类致冷剂，在冷凝压力及冷凝温度条件下，在液态致冷剂中的重量溶解率为0.5～7％，在蒸发压力及蒸发温度条件下，在液态致冷剂中的重量溶解率为0～2.0％的非溶解性或微溶解性的致冷机油、烷基苯、矿物油、酯油、醚油等，则在致冷剂移动速度变慢的贮液部，即具有贮留剩余致冷剂的贮液容器的致冷剂回路中，与致冷剂混合在一起的油就贮留在该容器中。
油在致冷剂中的溶解率首先是随致冷剂与油的种类而变化的。例如属于HAB油的致冷机油烷基苯(粘度梯度VG＝8～32)在HFC类致冷剂R407C的溶解率，以及油循环率与压缩机频率的关系，对于冷凝温度范围的液态致冷剂为1.0～4.0重量％的溶解率，但对于蒸发温度范围的液态致冷剂则为0.2～1.8重量％的微小溶解率。该溶解率随各种致冷剂与各种油的组合而变化。
在一般情况下，与致冷剂一起从压缩机流出的致冷机油与致冷剂的重量比，即油循环率，为0.3～2.0重量％左右，随着压缩机频率的上升有增加的倾向。
该油循环率所示量的致冷机油在致冷剂回路内循环，特别容易贮留在贮液容器内，在致冷剂温度的溶解率范围内，致冷机油溶解于容器内的致冷剂中。但如在有致冷剂部位的运转条件下，油循环率超过了致冷机油在致冷剂中的溶解率时，循环中的致冷机油的量超过了能溶解于致冷剂中的量，则致冷机油与致冷剂分离，例如在贮液容器内成为油滴或油层状态，贮留在贮液容器内，不返回压缩机。对于这种情况，可以例如用热敏电阻测出容器内的液态致冷剂温度，在致冷剂温度低于油溶解的必要温度时，设定使减压装置5a向关闭方向动作，让油能溶解。
当然，减压装置不是可控制的电动膨胀阀之类的装置，只要能事先进行设定，使用毛细管，将各种运转状况下贮液容器内的温度下限与压力下限控制在一定的值就行。
上述说明是以HFC类致冷剂为例而进行的，但不限于此，即使采用HC类致冷剂，在采用难溶于致冷剂的致冷机油的情况下，也能产生同样的效果。
在压缩机运转频率低时，冷凝温度下降，致冷机油在致冷剂中的溶解率下降，但同时压缩机排出的致冷机油的量也减少，循环中的致冷机油可以在贮液容器6中全部溶解于致冷剂中。
如上所述，无论在致冷还是供暖流动方向，剩余致冷剂均可在贮液容器中贮留，可高效运转，而且致冷机油不贮留于贮液容器中，均返回压缩机，因此可制成压缩机可靠性高的装置。
对于有若干室内机，在致冷、供暖等各种运转状态下，因室内机运转台数的不同，必要的致冷剂量变化很大的多种类空调装置特别有效。
实施形式4
下面参照图4、图5、图6对本发明的实施形式4进行说明。图5表示了贮液容器的结构，进口管道11、出口管道12从贮液容器10的下面插入容器，向容器的上方开口。进口管道11与出口管道12插入容器内的长度为5mm，管道的外径均为9.52mm。
接下来，对致冷剂与致冷机油的工作情况进行说明。经压缩机1压缩的高压气态致冷剂，在平时，同与致冷剂的重量比例如为1.0％的致冷机油一起被排出，通过四通阀2，进入作为冷凝器的室内热交换器3。致冷机油由流速很快的气态致冷剂输送，完全溶解于在室内热交换器3的出口附近被液化的液态致冷剂中。与此不同的是，在压缩机1启动时，有时暂时有2％以上的致冷机油与气态致冷剂一起排出。在这种情况下，未在室内热交换器3溶解于液态致冷剂中的致冷机油成为油滴，与致冷剂一起送向贮液容器6。不过，在冷凝压力与冷凝温度条件下，致冷机油在致冷剂中的溶解界限为1.5％左右。由于从进口管道11流入容器10的液态致冷剂在容器10内流速降低，所以与致冷剂一起流入容器的油滴上浮，形成油层14。然后，运转状态稳定，致冷机油的排出量减少到在容器10的压力与温度条件下在致冷剂中的溶解量以下时，油层14的油溶解于容器里的致冷剂13中，油层14的厚度渐渐减少。压缩机启动后油层14的变化如图6所示。这时，容器10里的致冷剂13中致冷机油的溶解浓度分布不同，越靠近油层14浓度越高。对于这一点，因为容器下部所设的进口管道11朝着油层14的方向由下向上开口，流入的致冷剂因其流速冲向油层14的下面，搅拌油层14与致冷剂13，同时搅拌致冷剂13。因此，减少了靠近油层14的致冷剂中的致冷机油浓度，促进油层14的致冷机油溶解于致冷剂13中。被溶解的油从容器下部所设的出口管道与致冷剂一起输送到容器外，返回压缩机。
即使采用比致冷剂重的油，通过上述说明的结构与搅拌动作，理所当然也可以有效地让油溶解于致冷剂，返回压缩机。
实施形式5
下面参照图7对本发明的另一个实施形式进行说明。图7为表示本发明的一个实施例的致冷剂循环装置概略结构的示意图，在图7中，1为压缩气态致冷剂的压缩机，2为具有切换致冷剂流动方向功能的四通阀处于取暖运转位置，4为冷凝压缩机排出的高压气态致冷剂的室外热交换器，16为室内鼓风机，3为室内热交换器，17为室外鼓风机，15a与15b为减压装置，6为贮留剩余致冷剂的贮液容器。18为连接室内机与室外机的延长管道，19为压力检测装置，20为检测室内热交换器出口温度的温度检测装置，21为检测室外热交换器入口温度的温度检测装置，22为检测压缩机吸入温度的温度检测装置，23为根据19至22的检测装置测出的数据控制减压装置15a、15b的开口面积的运算、控制装置。
本发明的致冷剂循环装置，对减压装置15a、15b的开口面积进行控制，液态致冷剂贮留于贮液容器6中，保持贮留液面的稳定状态。这时，包括减压装置15a、15b之间的贮液容器在内的流路内的致冷剂压力介于冷凝压力与蒸发压力之间，即变成所谓的中压，贮留于贮液容器6内的液态致冷剂处于饱和溶液状态。
压缩机吸入致冷剂的过热度是运算控制装置23根据压缩机吸入致冷剂温度检测装置22与室外热交换器入口温度检测装置21分别测出的温度，进行运算后求出的偏差值。该偏差值称为过热度。
室内热交换器出口的冷却过度度是运算控制装置23运算与压力检测装置19测出的压力对应的致冷剂饱和温度与室内热交换器出口致冷剂温度检测装置20测出的温度之差，后求出的。该偏差值称为过冷度。
作为检测相当于室内热交换器出口致冷剂过冷度的过冷特性的过冷检测装置，由检测室内热交换器出口致冷剂温度检测装置20，以及检测相当于与压力检测装置19测出的压力对应的致冷剂饱和温度的室内热交换器中央附近温度的室内外热交换器中央温度检测装置(图中未表示出)组合而成，将室内热交换器中央附近的致冷剂温度与室内热交换器出口致冷剂温度的偏差值作为过冷度也是可以的。
作为检测相当于压缩机吸入致冷剂过热度的过热特性值的过热度检测装置，由检测室外热交换器出口致冷温度的室外热交换器出口检测装置(未图示)，和检测室外热交换器入口致冷剂温度的室外热交换器入口温度检出装置21组合而成，也可以将该室外热交换器的出入口温度的偏差值作为过热度。
高压侧的减压装置15a一关小，减压装置15a出口压力就下降，致冷剂呈气、液二相状态流入贮液容器6。这时，在贮液容器6中因为重力的作用，气态致冷剂在上部，液态致冷剂在下部，分离开来，因此只要将贮液容器6的进口管道与出口管道都设置于贮液容器的下部，向减压装置15b输送的总是只有液态致冷剂。因为致冷剂呈气、液二相，气化的致冷剂减少了贮液容器6内的液态致冷剂，液面下降。
由于从贮液容器6放出到致冷循环中去的液态致冷剂贮留在室内热交换器3的出口，因此致冷循环中的过冷度有所增加。
因此，贮液容器6内的致冷剂温度下降，致冷机油在致冷剂中的溶解度减少。反过来，高压侧的减压装置15a一开启，便产生与关闭时相反的变化，液面上升，同时贮液容器6内的致冷剂温度上升，致冷机油在致冷剂中的溶解度提高。这样，就可以根据运转状况与周围环境设定的目标值，即根据依外部气温与室内设定温度根据，让空调机性能得到充分发挥而设定的过冷度的目标值，增减高压侧阀装置的开口面积。
这样，通过对高压侧减压装置15a的控制，就可以控制过冷度与贮液容器内致冷剂的温度。
实施形式6
另一方面，低压侧的减压装置15b一开启，高压侧减压装置15a的出口压力就下降，致冷剂呈气、液二相状态流入贮液容器6。这时，在贮液容器6中因为重力的作用，气态致冷剂在上部，液态致冷剂在下部，分离开来，因此只要将贮液容器6的进口管道与出口管道都设置于贮液容器的下部，向减压装置15b输送的总是只有液态致冷剂。因为致冷剂呈气、液二相，气化的致冷剂减少了贮液容器6内的液态致冷剂，液面下降。
由于低压侧的减压装置15b出口处的致冷剂流量增加，压缩机吸入处的过热度降低。
反过来，低压侧的减压装置15b一关闭，压缩机吸入处的过热度提高。这样，就可以根据运转状况与周围环境设定的目标值，即根据依外部气温与室内设定温度，根据让空调机性能得到充分发挥而设定的过冷度的目标值，增减低压侧阀装置的开口面积。
这样，通过对低压侧减压装置15b的控制，就可以将压缩机吸入处的过热度，即干度控制在最佳值，进一步扩大可利用的压力与温度，制成高效的装置，保持节能的运转状态。
实施形式7
通过对高压侧减压装置15a与低压侧减压装置15b的连动控制，将过冷度与过热度同时控制在所定的值，便可以保持节能的运转状态。这样可根据实际条件进行最节能的运转。
实施方式8
下面参照图5、图7对本发明的另一个实施形式进行说明。减压装置15a、15b，如图7所示，采用微机控制的电动式膨胀阀。将贮液容器部的压力与温度状态控制在饱和状态，从该状态开始进行控制，将进口侧膨胀阀15a的开口面积缩小，出口侧膨胀阀15b的开口面积扩大，通过图5所示的进口管道11的致冷剂的状态便从饱和状态变为气、液二相状态。这样，从进口管道11产生气泡，产生的气泡在容器里的致冷剂13中上升，同时对致冷剂13进行搅拌，到达油层14时便对油层14与致冷剂13进行搅拌。
这种状态持续下去容器内贮留的致冷剂量减少，经过一定的时间后，对膨胀阀15a、15b的开口面积进行控制，使进口管道11处的致冷剂状态成为过冷的液体。
这样，使容器内产生气泡，让气泡搅拌致冷剂13与油层14，促进贮留的致冷机油溶解于致冷剂。这里虽然对产生气泡进行搅拌作了说明，但是也可以用随压力变化而发生的流速变化来进行搅拌。这种控制可以在运转中，例如每隔一定时间，或每隔所定的压缩机运转时间适当地进行。可以用测出容器高度方向的温度来测出油在容器内的贮留。
这种使致冷剂产生变化在说明中是用减压装置进行的，但是也可以在进口管道的出口部设置切换回路，用使孔口压力反复变化等方法来改变致冷剂的状态。
实施形式9
下面参照图5、图7对本发明的另一个实施形式进行说明。减压装置15a、15b，如图7所示，采用微机控制的电动式膨胀阀。将贮液容器部的压力与温度状态控制在饱和状态。从该状态开始进行控制，将进口侧膨胀阀15a的开口面积缩小，出口侧膨胀阀15b的开口面积扩大，通过图5所示的进口管道11的致冷剂的状态便从饱和状态变为气、液二相状态。在该状态下容器内的致冷剂13渐渐减少，该状态一直持续到致冷剂13完全没有。此后，为了再度贮留致冷剂，对膨胀阀进行控制，使进口管道11处的致冷剂状态为过冷液体。因为致冷剂13的液面没有了，因此油层14从出口管道12输送到容器外。在致冷机油被输送到容器外后，进行在容器中贮留致冷剂的控制。该控制在压缩机启动后容器内油层达到一定厚度时进行一次，可以将贮留在容器中的致冷机油输送到容器外，返回压缩机。可以用测出容器高度方向的温度等方法来测出是否有油在容器内贮留。
如上所述，本发明使用了难溶于致冷剂的油，即便在致冷剂回路中设置了贮液器、贮液槽、贮液箱等贮液容器，油也不会在容器内贮留，可以进行控制。其结果是，油不会在贮液容器内大量贮留，可确实地返回压缩机，维持压缩机内的正常润滑与密封功能，同时贮留回路内的剩余致冷剂，确实地维持适合负荷状态的性能。本发明还可以根据装置的致冷剂流向贮留剩余致冷剂，充分发挥装置的能力，同时可灵活地进行运转，在压缩机由多余致冷剂不再流动，可以提高压缩机的可靠性。
本发明可以与致冷剂流动方向无关，让油不贮留而液态致冷剂贮留于贮液器，或让贮液器出空，在保持压缩机可靠性的同时设定对应于启动时或与负荷状态变化的最佳运转状态。即使油暂时贮留于贮液容器中，也可以让油快速返回压缩机，或者在不影响运转性能的情况下让油慢慢地溶解于致冷剂，减少贮留量。可以确实地利用流入致冷剂的速度搅拌容器内的致冷剂，促进在致冷剂中的溶解，在不损害压缩机可靠性的前提下改变油种。
贮液容器可以采用狭长形、易搅拌的结构。
在流入容器的致冷剂流速下降，搅拌效果变小时，可以使容器内的致冷剂状态变化，促进油在致冷剂中的溶解。
实施形式10
下面参照图8、图9、图10对本发明的实施形式10进行说明。
图8为使致冷空调装置的致冷剂循环的致冷剂回路结构示意图，1为压缩机，52为冷凝器，54为贮留剩余致冷剂的贮液槽(贮液容器)，55为蒸发器，32为作为使高压侧致冷剂减压的减压装置的开闭阀，100为检测饱和状态的贮液槽54内的温度的热敏电阻，101为使致冷剂流速变缓的压缩机1的构成部分减速器，102为冷凝器用风扇。
在图8中，致冷剂回路如图9所示，为空调装置的空调器，在图9中，121为内装作为冷凝器的热交换器52、电气部件125、压缩机1以及贮液槽54的室外机，122为具有作为蒸发器的热交换器55、电气部件126以及吹出口123的室内机，124为让致冷剂在室外机121与室内机122之间循环的延长管道。
在图9中，(a)为1台室外机121配1台室内机122的普通家用空调机。图9的(b)所示的是1台室外机配若干台室内机的多室内机空调机实例。
在压缩机1，被压缩的致冷剂在冷凝器52冷凝，在经膨胀开闭阀32减压，在蒸发器55蒸发，返回压缩机1。
在压缩机1内，致冷机油被贮留作为压缩机滑动部的润滑油。少量致冷机油与致冷剂一起从压缩机流出制致冷剂回路，如使用的是在碳氟氢致冷剂中几乎不溶的致冷机油，如对于HFC类致冷剂，在冷凝压力及冷凝温度条件下，在液态致冷剂中的重量溶解率为0.5～7％，在蒸发压力及蒸发温度条件下，在液态致冷剂中的重量溶解率为0～2.0％的非溶解性或微溶解性的致冷机油、烷基苯、矿物油、酯油、醚油等，则在致冷剂移动速度变慢的贮液部，即具有贮留剩余致冷剂的贮液槽的致冷剂回路中，与致冷剂混合在一起的致冷机油就贮留在该贮液槽中。
上面所述的致冷机油在致冷剂中的重量溶解率是随致冷剂与致冷机油的种类而变化的。将全部HFC类致冷剂与上面列举的几种致冷机油组成各种组合，得出了上述重量溶解率。
图10表示的是致冷机油烷基苯(粘度梯度VG＝8～32)在本实施方式的HFC类致冷剂R407C的溶解率，以及油循环率与压缩机频率的关系。如图10(a)所示，致冷机油对于冷凝温度范围+20℃～+70℃的液态致冷剂为1.0～4.0重量％的溶解率，但对于蒸发温度范围-20℃～+15℃的液态致冷剂则为0.2～1.8重量％的微小溶解率。致冷机油的粘度越低则在致冷剂中的溶解率越高。如图10(b)所示，在一般情况下，与致冷剂一起从压缩机流出的致冷机油与致冷剂的重量比，即油循环率，为0.3～2.0重量％左右，随着压缩机频率的上升有增加的倾向。
这样，该油循环率所示量的致冷机油在致冷剂回路内循环，在致冷剂温度的溶解率范围内，致冷机油溶解于贮液槽54内的致冷剂中。但如在某些运转条件下，油循环率超过了致冷机油在致冷剂中的溶解率，循环中的致冷机油的量超过了能溶解于贮液槽54内的致冷剂中的量，则致冷机油与致冷剂分离，成为油滴或油层状态。这样一来，在贮液槽中致冷剂的流速明显比在管道中低，致冷机油不再被输送，大量贮留，不返回压缩机。因此，为了确保贮液槽内的致冷机油返回，必须使致冷机油溶解于致冷剂中。
例如，在图8所示的回路中，用热敏电阻10测出贮液槽54内的液态致冷剂温度，在液态致冷剂的温度低于溶解致冷机油所需的必要温度时，可以关小电磁膨胀阀32，或降低冷凝器52的风扇102的转速，使贮液槽54内的液态致冷剂温度上升，让致冷机油溶解。
或者，为了使贮液槽54内的液态致冷剂温度下降，可以开大电磁膨胀阀32，或提高冷凝器52的风扇102的转速，可单用一种方法，也可两种方法并用，其控制由图9的室外机121内的电气部件125进行。
上述说明中举的是检测贮液槽内的温度进行控制的实例，在贮液槽内的致冷剂为气液两相时，压力与温度有对应关系，也可以通过压力传感器等测出压力进行同样的控制。
本发明的致冷循环装置，根据图10所示的致冷机油在液态致冷剂中的溶解率以及油循环率与压缩机频率的关系，对贮液槽内的液态致冷剂的温度压力以及致冷机油的粘度进行设定，保证在运转运转中致冷机油始终保持在致冷剂中的溶解状态。例如，在冷凝器与减压装置之间装有贮液槽的致冷循环装置中，使用粘度梯度VG32的致冷机油时，如图10所示，在压缩机频率为120Hz时，将贮液槽中致冷剂的温度控制在箭头所示的范围内，所以致冷机油溶解于致冷剂中。因此，致冷机油不贮留于贮液槽中，能在溶解于致冷剂中的状态下确实地得到输送。在该致冷循环装置使用粘度VG8的致冷机油时，如虚线所示，致冷机油的溶解范围扩大，上述的让油返回的控制范围有富余，油能确实地返回，可以根据装置的负荷情况控制过冷度，提高致冷空调装置的效率和性能。使过冷度变小可以开大膨胀阀，或降低风扇的转速，可单用一种方法，也可两种方法并用。使过冷度变大，可用相反的方法。
这就是说，本发明的致冷空调装置，在致冷剂采用HFC(氢氟代烃)类致冷剂，压缩机内封装的致冷机油采用对HFC类致冷剂有弱相容性的烷基苯类油，具有贮留剩余致冷剂的贮液槽的回路中，相对于与致冷剂一起从压缩机流出的致冷机油的油循环率，设定贮液槽内的温度或压力，以及致冷机油的粘度梯度，使致冷机油在致冷剂中的溶解量提高。
这样，致冷机油不贮留于贮液槽中，能在溶解于致冷剂中的状态下确实地得到输送。
实施形式11
下面参照图11与图12对本发明的实施形式11进行说明。
图11为使致冷空调装置的致冷剂循环的致冷剂回路结构示意图，1为压缩机，52为冷凝器，54为贮留剩余致冷剂的贮液槽，55为蒸发器，32为作为使高压侧致冷剂减压的减压装置的开闭阀，100为检测温度的热敏电阻，100(a)设于冷凝器中间，100(b)设于冷凝器出口与贮液槽54之间，100(c)设于贮液器54，100(d)设于贮液槽54与减压装置32之间。102为冷凝器用风扇。103为检测压力的传感器，103(a)设于压缩机排出管与冷凝器52之间，103(b)设于冷凝器52与减压装置32之间。104为给贮液槽5 4内的致冷剂加热用的加热器。
图12表示的是致冷机油烷基苯(粘度梯度22)在液态致冷剂R407C的溶解率(a)，以及油循环率与压缩机频率的关系(b)，冷凝温度与贮液槽内温度的关系(c)。
如上所述，为了让致冷机油溶解于贮液槽内的液态致冷剂，要对致冷机油的油循环率设定贮液槽内的温度，以保证致冷机油在致冷剂中的溶解率。因此，必须有检测、控制贮液槽内温度的装置。
为了检测贮液槽内温度，至少要设置图11所示的热敏电阻100(a)～100(d)以及压力传感器103(a)、103(b)中的一个。
在设置热敏电阻100(a)～100(d)时，由于从冷凝器出口至减压装置的致冷剂温度没有变化，所以可以直接测出贮液槽内的温度。在设置热敏电阻100(a)与压力传感器103时，由于可以测出致冷剂的冷凝温度，因此可以推出贮液槽内的温度。例如，如图12(b)所示，在压缩机频率为120Hz时，只要根据图12(b)，将贮液槽内致冷剂温度控制在箭头所示范围内即可，因此只要根据图12(c)，将冷凝温度控制在箭头所示范围内即可。
为了对贮液槽内致冷剂温度进行控制，除了可用上述的减压装置或冷凝器风扇，也可以用图11所示的加热器104直接加热的方法。
实施形式12
下面参照图12与图13对本发明的实施形式12进行说明。
图13为适用于例如空调机的致冷空调装置的另一个实例，在图13中，1为压缩气态致冷剂的压缩机，52为冷凝压缩机1排出的高压气态致冷剂的冷凝器，31为前段减压装置54为贮留剩余致冷剂的贮液槽，32为后段减压装置，55为蒸发器，2为具有使致冷剂流动方向逆转功能的四通阀，14为贮留于压缩机内、润滑压缩机1的滑动部及密封压缩室用的致冷机油，13为贮留于贮液槽54的剩余致冷剂。图12表示的是本实施形式的致冷机油烷基苯(粘度梯度VG22)在液态致冷剂R407C的溶解率(a)，以及油循环率与压缩机频率的关系(b)。致冷机油在冷凝温度范围+20℃～+70℃，在液态致冷剂中的溶解率为1.3～2.8重量％，在蒸发温度范围-20℃～+15℃，在液态致冷剂中的溶解率为0.2～1.2重量％的微小溶解率。与致冷剂一起从压缩机流出的致冷机油与致冷剂的重量比，即油循环率为0.3～2.0重量％左右，随着压缩机频率的上升有增加的倾向。
下面，对致冷剂与致冷机油的工作情况进行说明。由压缩机1压缩的高压气态致冷剂被排出至冷凝器52。压缩机润滑与压缩室密封用的致冷机油14大部分回到密闭容器底部，但是油循环率为0.3～2.0重量％左右的致冷机油被压缩机1同致冷剂一起排出到冷凝器52。气态致冷剂的流速足以将致冷机油输送至下游，在冷凝器52的出口附近致冷机油溶解于被液化的致冷剂，输送至前段减压装置31。在前段减压装置31减压至所谓的中压的致冷剂进入贮液槽(贮液容器)54。通过对贮液槽54前后的减压装置的控制，可根据装置的负荷情况贮留剩余的致冷剂。相对于油循环率，将减压装置控制在中压，设定贮液槽54内的温度，使致冷机油在贮液槽54中的液态致冷剂中的溶解率上升。例如，根据图12(a)，在压缩机频率为120Hz时，如图12(b)的虚线所示，贮液槽54中液态致冷剂13的温度控制在箭头所示的范围内，所以致冷机油溶解于液态致冷剂13中。因此，致冷机油不会大量贮留于贮液槽54中，能在溶解于液态致冷剂13中的状态下确实地得到输送。从贮液槽54出来的液态致冷剂在后段减压装置32进一步减压至必要的蒸发压力，温度急剧下降，因此致冷机油对液态致冷剂变为非相容性或微溶解性，不能溶解于致冷剂中的致冷机油分离出来，成为油滴。但是，因为在后段减压装置32部分液态致冷剂一部分被气化，因此致冷剂流速激增，例如后面的蒸发器55的管径是按能确保致冷剂流速能将致冷机油输送至下游设定的，所以致冷机油被输送至蒸发器55内。吸入压缩机1的致冷机油返回密闭容器底部。
上述的前段与后段减压装置，在图13中不用膨胀阀之类的节流阀而代之以毛细管。
在减压装置采用毛细管时，应将毛细管的内径与长度设定为无论在什么运转条件下均能使致冷机油溶解于贮液槽内的液态致冷剂中。内径越小、长度越长，减压效果越大，所以可以获得与关小阀门同样的效果。
用毛细管进行减压膨胀，在一定的温度范围内有自我调整的能力，所以可以在根据所定的致冷剂与致冷机油预先选择、设定的领域进行运转，确实地使致冷机油返回压缩机。将这样设定的毛细管用于致冷剂回路，封装进所定的致冷机油与致冷剂，便可以组装成内装该致冷剂回路的电冰箱或空调机。
图13所示的本发明的致冷空调装置用致冷剂管道将压缩机、具有使致冷剂流动方向逆转功能的四通阀、冷凝器、前段减压装置、贮留剩余致冷剂的贮液槽、后段减压装置、蒸发器顺次连接构成，相对于与致冷剂一起从压缩机流出的致冷机油的油循环率，通过贮液槽前后的减压装置对贮液槽内的液态致冷剂温度与压力进行设定，使致冷机油在致冷剂中的溶解率上升。因此，致冷机油不会在贮液槽内大量贮留，可在溶解于液态致冷剂的状态下确实地被输送。
实施形式13
下面参照图14、图15对本发明的实施形式13进行说明。
图14为适用于例如空调机的致冷空调装置的一个实例，60为油分离器，61为油分离网，62为油返回用细管。从压缩机1排出的气态致冷剂从油分离器60的顶部进入，经过油分离网61，通过插入到油分离器高度中间的导管流向冷凝器52。这时，液态致冷剂中所含的致冷机油附着于油分离网61，落下，贮留于油分离器底部。分离出来的致冷机油81通过油返回用细管62返回低压侧的压缩机吸入管。如图15所示，因为油分离器60的效果，油循环率降低，所以为了在贮液槽54内让致冷机油溶解于致冷剂13而进行的中压控制的容许范围扩大，有了富余。因此，致冷机油容易在液态致冷剂中溶解，能确实地返回压缩机，可根据装置的负荷情况控制过冷度，提高致冷空调装置的效率和性能。
在图14中，减压装置31、32用的是电动膨胀阀。在贮液槽内的液态致冷剂温度下降时，可将前段的阀31关小，后段的阀32开大，或者提高冷凝器风扇的转数。如要设定提高液态致冷剂温度，可将前段的阀31开大，后段的阀32关小，或者降低冷凝器风扇的转数。
如由于单一的或R410A、407C之类混合的HFC或HC等各种致冷剂与烷基苯或矿物油等各种致冷机油的种类关系，致冷机油在液态致冷剂中的溶解率条件发生了变化，或者由于压缩机的种类(往复式、旋转式、涡旋式)或结构变更等，油循环率超过了溶解率时，先用改变膨胀阀与冷凝器风扇的控制方法进行调整。但如即使接通加热器后油循环率仍然超过致冷机油在液态致冷剂中的溶解率，则可以在装配致冷剂回路时设置具有回收的必要特征的油分离器。但是，要根据致冷剂与致冷机油种类的不同，针对油循环率，事先选择油回收装置，必要时对膨胀阀等进行调整。为了不增加油分离器的种类，在油循环率没有降低到必要的范围时，可将若干油分离器串联配置。
上述的规格确定过程，如按下面的顺序进行计算、研究，可事先得到确定。
首先根据预先确定的规格、运转条件、回路条件等对致冷剂种类与致冷机油的种类进行选择。然后对各种条件下的贮液槽内的致冷剂温度或致冷剂压力进行计算，研究致冷机油在液态致冷剂中的溶解率比预想的油循环率大还是小，即可确定油分离器的必要数，要不要加热器等规格。这类设定可用预先输入了数据的计算机程序求出。
对原装油的选定存在着在致冷剂中的溶解性、润滑性能、对电的绝缘性、淤渣情况、对水、氧、温度、寿命等的稳定性、低温流动性、对环境的影响、价格等诸多考虑因素。如按上述组合顺序，通过对控制的调整与追加油分离器，因为致冷机油的选择范围变宽了，因此可以选用上面列举的各种性能均佳的致冷机油。另外，如因环保等原因要改变使用中的机器的致冷剂种类时，即使产生了新注入的致冷剂与致冷机油的相容性丧失或油的回收问题，也不用换油，只需改变控制方法即可解决。
用致冷剂管道将压缩机、冷凝器、减压装置、蒸发器以及可贮留致冷剂的贮液装置顺次连接构成的致冷剂回路中的致冷剂如中途改变种类，致冷机油在致冷剂中的溶解率也要发生变化。还有，例如致冷剂的密度变高，从压缩机流出的油量也会增加。
这就是说，油循环率变大会造成致冷机油回不到压缩机的问题，如本发明这样，改变对贮液装置内的致冷剂温度或压力的控制内容，变更设定值，使贮液装置内的致冷机油溶解于液态致冷剂，即可解决问题。另外，在上述的致冷剂种类改变时，从过去的数据便可容易地得知其溶解率。
用样机对致冷剂与致冷机油的新组合进行试验可以推测出油多流出的程度。或者也可以让装置运转，检查压缩机内的油量，确认、判断流到回路内的油量多，对控制进行决定。这个问题同可以事先对各种规格进行充分考虑的新设计的场合不一样，例如有时是从一种致冷剂变为几种致冷剂，有时会产生溶解度超过迄今为止所说明的弱相容性数字范围的致冷剂与致冷机油的关系。不管对何种情况本发明均能不用换油，通过控制来解决，能简单、灵活地解决环保问题。
油分离器设置于压缩机排出口附近，但也可以根据压缩机的结构设置于其内部。
该致冷空调装置，抑制了压缩机内的致冷机油流出到冷凝器、贮液槽与蒸发器，所以为让致冷机油溶解于贮液槽内的液态致冷剂而进行的控制的容许范围扩大了，贮液槽内的致冷机油可确实地返还压缩机。由于冷凝器与蒸发器管壁上附着的致冷机油减少，热交换效率不会降低。
实施形式14
下面参照图16对本发明的实施形式14进行说明。图16为适用于例如空调机的致冷空调装置的另一个实例，31为由喷嘴构成的前段减压装置。在睡眠启动时等过渡性的从压缩机1有大量致冷机油排出的情况下，冷凝器2的出口附近有液态致冷剂与未溶解于液态致冷剂中的大量致冷机油流动。但是，管道内的未溶解致冷机油在通过前段减压装置31的喷嘴时，变为细微雾状，流入贮液槽54。因此，即便使用比重小于致冷剂的致冷机油，致冷机油在贮液槽54内也不会立即形成分离层，而是在液态制冷剂中呈悬浮状态，随液态制冷剂一起流出。这样，流入贮液槽54的大量致冷机油不会就此贮留，而是迅速地返还压缩机。
让油滴变得细微化只要让其通过狭窄的部分即可，例如可以用有淤渣筛之类结构的物件代用。
实施形式15
下面参照图16、图17、图18对本发明的实施形式15进行说明。图17、图18为适用于本发明的图16的贮液槽54的结构的一个实例，41为贮液槽54的致冷剂流入管，42为致冷剂流出管，43为各管通向贮液槽的开口。在中途启动时等过渡性的从压缩机1有大量致冷机油排出的情况下，液态致冷剂与未溶解于液态致冷剂中的大量致冷机油流动，通过前段减压装置31流入贮液槽54。但是，如图17所示，流入管41与流出管42是口对口的，所以大部分致冷机油不贮留于贮液槽54内，而是迅速流出，返回压缩机。在图18所示的例中，管道与贮液槽54之间致冷剂的出入通过通导孔43，致冷机油不进入贮液槽54，在管道内迅速流动，返回压缩机。在使用比重比液态制冷剂大的致冷机油时，通导孔43横向开或向上开，相反，在使用比重比液态制冷剂小的致冷机油时，通导孔43可横向开或向下开。
本发明的致冷空调装置，由于在贮液槽内底部流入管开口部与流出管开口部口对口，可抑制未溶解于液态制冷剂中的致冷机油流入贮液槽内，即使有大量致冷机油过渡性地流入贮液槽时，通过流入管与流出管的口对口形状，大部分的致冷机油不进入贮液槽，在管道内迅速流出，返回压缩机。
实施形式16
下面参照图16、图19对本发明的实施形式16进行说明。压缩机1的排出管在密闭容器外形成凹管部63，在压缩机制造过程的气密试验中，将堵塞排出管的夹具113的夹子111靠弹簧112押入凹管部63，套住。历来，在使用R22的压缩机进行气密试验时用28kgf/cm2G的压力，HFC类致冷剂如使用R410A等高压致冷剂时，试验必须在45kgf/cm2G的较高压力下进行，即便压力比此还高，夹具也不会轻易脱落，能安全确实地进行气密试验。
历来，在对压缩机施以高压时，堵塞排出管的夹具会因压力差而脱落，所以历来所用的夹具用夹子夹住排出管，靠其摩擦力予以固定。
在本发明中，如图16所示，在压缩机的排出管上设有凹凸。排出管上有了凹管部(缩颈)63，夹具的夹子能比过去夹得紧。
这样，可安全、确实地进行气密试验。
在上面所有实施方式的说明中，贮液槽54是设于中压部分的，只要能回收油，设于任何位置都行，只要相对于运转时从压缩机向致冷剂回路流出的致冷机油的油循环率，将贮液槽内部的液态致冷剂温度或压力设定得使致冷机油在液态致冷剂中的溶解率提高，即使一时有大量的油流出，也能确实地返回。如图11所示，在压缩机吸入侧设置吸入清声器101，即使采用非相容性油，其内部的油也可以用历来所知的回收装置确实地回收。这就是说，本发明最好是在回路的上游让油溶解于致冷剂中，这样，例如油集中流向空调机的室内机等，可以制成致冷、供暖能力不会下降，且毛细管等不会发生堵塞的可靠性高的装置。
上述的贮液部是以大型的致冷空调装置为对象的，但在电冰箱之类的小规模回路中，连接于管道的干燥器、过滤装置之类，只要有贮留液态致冷剂的地方，也是一样的。
由于上述各实施形式的结构，例如本发明可以根据装置负荷情况扩大局部冷却的控制范围，因此可以提高致冷空调装置的效率与性能。
由于可以根据装置的负荷情况贮留剩余致冷剂，不会有多余的液态致冷剂返回压缩机，因此压缩机的可靠性得到提高。而且对四通阀等切换，使致冷剂循环逆转也能适应，结构简单，生产方便，价格性能比好，不会因淤渣堵塞造成性能下降。
第1发明的致冷剂循环装置，由于在冷凝器与减压装置之间连接着让油滴上浮、流出的贮液容器，所以从压缩机流出的致冷机油可确实地返回压缩机，由于能维持重要压缩部件的正常润滑与密封功能，所以可以制成压缩机可靠性高的装置。而且结构简单，生产方便，价格性能比好，不会因淤渣堵塞造成性能下降。
第2发明的致冷剂循环装置，其结构是在产生剩余致冷剂的流动方向贮留致冷剂，且贮液容器让油滴上浮、流出，所以从压缩机流出的致冷机油可确实地返回压缩机，由于能维持重要压缩部件的正常润滑与密封功能，所以可以制成压缩机可靠性高的装置。此外，在致冷剂流向相反的情况下，由于致冷剂不贮留于容器内，致冷机油也不贮留，所以致冷机油可返回压缩机。
第3发明的致冷剂循环装置，由于在减压装置的中间配置了贮液容器，所以致冷剂可以与致冷剂流动方向无关得以贮留，且致冷机油在致冷剂中的溶解度高，由于在高压液部配置了容器，所以致冷机油溶解于致冷剂，贮液容器内没有大量的致冷机油贮留，致冷机油可返回压缩机。
第4发明的致冷剂循环装置，由于从下部入口进入贮液容器的致冷剂流向油层的下面，致冷剂流对油层进行搅拌，所以促进了致冷机油在致冷剂中的溶解，继而从下部的出口流出，所以可以简单的结构让油返回压缩机，提高压缩机的可靠性。
第5发明的致冷剂循环装置，由于使从容器入口流入的致冷剂的状态发生变化，对容器内的致冷剂进行搅拌，所以能促进致冷剂与致冷机油界面的混合，促进致冷机油在致冷剂中的溶解。这样，促进了贮留于容器内的致冷机油返回压缩机，可以提高压缩机的可靠性。
第6发明的致冷剂循环装置，由于在减压装置中间配置了贮液容器，所以致冷剂可以与致冷剂流动方向无关得以贮留，且致冷机油在致冷剂中的溶解度高，由于在高压液部配置了容器，所以致冷机油溶解于致冷剂，贮液容器内没有大量的致冷机油贮留，致冷机油可返回压缩机。
通过对低压侧的减压装置的控制，可以得到所需的过热度，由于可以控制压缩机吸入处的过热度，所以可制成运转效率良好的装置。
通过对容器内贮留的致冷剂量与致冷剂温度的控制，可以促进致冷机油在致冷剂中的溶解率。
通过对高压侧减压装置的控制，可以得到所需的过冷度，所以可制成运转效率良好的装置。通过对容器内贮留的致冷剂量与致冷剂温度的控制，可以促进致冷机油在致冷剂中的溶解率。
通过对低压侧与高压侧减压装置的连动控制，可以将过热度与过冷度同时控制在适当的值，充分发挥装置的能力，可制成运转效率良好的装置。
第7发明的致冷剂循环装置，由于对减压装置进行控制，使容器内的致冷剂一度出空，即使有大量的致冷机油贮留于容器内，也可以确实地流出到容器外，致冷机油可以确实地返回。
第8发明的致冷剂循环装置，由于减压装置使用了可控制的控制阀，在启动后过所定时间对控制阀进行控制，所以可以将启动后暂时贮留的致冷剂排出，可解决致冷剂的贮留等问题。
第9发明的致冷剂循环装置，由于贮液容器内没有大量的致冷机油贮留，致冷机油可确实地返回压缩机，所以能维持压缩机重要压缩部件的正常润滑与密封功能，可以制成可靠性高的装置。
第10发明的致冷剂循环装置，由于不仅可以使热交换器的效率不降低，而且可扩大控制范围，制成效率高的装置。
第11发明的致冷剂循环装置，由于油经细微化后再溶解，所以油可以确实地得到回收。
第12发明的致冷剂循环装置，由于抑制了压缩机润滑、密封等用的致冷机油流出到冷凝器、贮液容器与蒸发器，所以流出的致冷机油可以确实地返回压缩机，并且冷凝器与蒸发器的热交换率不会降低。
第13发明的致冷剂循环装置，即使在压缩机过渡性地排出大量的致冷机油时，也可以使致冷机油不贮留于贮液槽内，可确实地返回压缩机。
第14发明的致冷剂循环装置，可以在制造压缩机时，安全、确实地进行气密试验。
第15发明的致冷剂循环装置，即使使用在所定条件下对于致冷剂为非溶解性或微溶解性的致冷机油，致冷机油也能确实地返回压缩机，所以压缩机的可靠性高，同时可以制成维护容易的装置。
第16发明的致冷剂回路组装方法，由于对贮液装置内的致冷剂温度或压力进行了设定，使致冷机油在贮液装置内的液态致冷剂中的溶解率，与运转时从压缩机流出到致冷剂回路的致冷机油的油循环率相同或更高，所以可简单地装配成能确实地回收油的致冷剂回路。
第17发明的致冷剂回路组装方法，对于空调机、电冰箱等的会破坏臭氧层的氟利昂问题，不必改变致冷机油，只要替换致冷剂，变换控制装置的设定值就可以简单地予以解决，所以是对环保问题的有效对策。
Claims (25)
1.一种致冷剂循环装置，其具有一致冷剂回路，其中用致冷剂管道将压缩机、冷凝器、减压装置、蒸发器顺次进行连接，所述致冷剂循环装置包括一连接在冷凝器与减压装置之间、让油滴悬浮、流出的贮液容器，该贮液容器包含有在冷凝压力与冷凝温度条件下，呈现出在液态致冷剂中的重量溶解率为非溶解性或微溶解性，在蒸发压力与蒸发温度条件下，呈现出在液态致冷剂中的重量溶解率为非溶解性或微溶解性，同时比重比致冷剂小的致冷机油。
2.根据权利要求1所述的致冷剂循环装置，其特征在于，还具有致冷剂流动方向切换装置，在致冷剂有剩余的流动方向上在冷凝器与减压装置之间连接着让油滴悬浮、流出的贮液容器。
3.一种致冷剂循环装置，具有一致冷剂回路，其中用致冷剂管道将压缩机、致冷剂流动方向切换装置、冷凝器、减压装置、蒸发器顺次进行连接，所述致冷剂循环装置包括一在所述减压装置的中间配置的贮液容器，使用在冷凝压力与冷凝温度条件下，呈现出在液态致冷剂中的重量溶解率为非溶解性或微溶解性，在蒸发压力与蒸发温度条件下，呈现出在液态致冷剂中的重量溶解率为非溶解性或微溶解性的致冷机油。
4.根据权利要求3所述的致冷剂循环装置，其特征是流向和流出所述贮液容器的致冷剂进口和出口管道从容器的下部插入容器，使贮液容器内的致冷剂从下方流向上方，得到搅拌。
5.根据权利要求3或4所述的致冷剂循环装置，其特征在于，改变从贮留剩余致冷剂的贮液容器的进口管道流入的位置的致冷剂的相状态或压力状态，搅拌贮液容器内的致冷剂。
6.根据权利要求3或4所述的致冷剂循环装置，其特征在于，具有能测出相当于冷凝器出口致冷剂冷却过度程度的冷却过度特性值的冷却过度检测装置及能测出相当于压缩机吸入致冷剂过热程度的过热特性值的过热检测装置中的至少一种装置；计算与该过热检测装置的检测结果及冷却过度检测装置的检测结果中至少一种结果对应的目标值的偏差值的计算装置；以及根据该计算装置的计算结果对高压侧与低压侧中至少一侧的减压装置的控制阀进行控制的控制装置。
7.根据权利要求3或4所述的致冷剂循环装置，其特征在于，采用可以控制的控制阀作为所述减压装置，对控制阀的开口面积进行控制，使容器内的液态致冷剂暂时出空。
8.根据权利要求7所述的致冷剂循环装置，其特征在于，采用所述的可以控制的控制阀作为所述减压装置，在启动后过一定的时间，对所述控制阀进行控制。
9.一种致冷剂循环装置，包括：
一致冷剂回路，其中用致冷剂管道将压缩机、冷凝器、减压装置、蒸发器顺序连接；
一设在所述致冷剂回路中的用于贮留致冷剂和致冷剂机油的贮液容器，该致冷机油在相对于在致冷剂回路中循环的致冷剂的冷凝压力和冷凝温度条件下以及蒸发压力和蒸发温度条件下，呈现出在液态致冷剂中有非溶解性或微溶解性；以及
一油溶解率设定装置，用于对所述贮液容器中的致冷剂温度和压力中的至少一种进行设定，使致冷机油在所述贮液容器内的液态致冷剂中的溶解率，与在运转期间从所述压缩机流向所述致冷剂回路的致冷机油的油循环率变成大致相等或更高。
10.根据权利要求9所述的致冷剂循环装置，其特征在于，在致冷剂回路中所设的贮留致冷剂的贮液容器前后设有减压装置，通过该减压装置，根据致冷剂回路运转时压缩机流出的致冷机油的油循环率，对致冷剂温度与压力进行设定，使致冷机油在贮液容器内的液态致冷剂中的溶解率与其一样或更高。
11.根据权利要求9所述的致冷剂循环装置，其特征在于，设在贮液容器前后的减压装置中，至少用油细微化装置作前段减压装置。
12.一种致冷剂循环装置，包括：
一致冷剂回路，其中用致冷剂管道将压缩机、冷凝器、第一减压装置、第二减压装置及蒸发器顺次连接；
一设在所述至冷剂回路中介于所述第一和第二减压装置之间的用于贮留致冷剂和致冷机油的贮液容器，该致冷机油在相对于在所述致冷剂回路中循环的致冷剂的冷凝压力和冷凝温度条件下以及蒸发压力和蒸发温度条件下，呈现出在液态致冷剂中有非溶解性或微溶解性；以及
一设置在所述压缩机内部或所述压缩机的排出侧上的油回收装置，用于降低油循环率，使在运转期间从所述压缩机流入所述致冷剂回路的致冷机油的油循环率，与该致冷机油在所述贮液容器内部的液态致冷剂中的溶解率变成大致相等或更低。
13.根据权利要求4或9或10或11或12所述的致冷剂循环装置，其特征在于，将致冷剂从致冷剂回路流入贮液容器的流入管与致冷剂从贮液容器流出到致冷剂回路的流出管的各管的开口部设于所述贮液容器的下部，同时让致冷剂从所述流入管直接流入所述流出管。
14.根据权利要求3或4或9或12所述的致冷剂循环装置，其特征在于，还具有设于所述压缩机排出侧管道的、具有变化的管道外径尺寸的连接部。
15.根据权利要求1或3或4或9或12所述的致冷剂循环装置，其特征在于，所述的致冷机油是在冷凝压力及冷凝温度条件下，在液态致冷剂中的重量溶解率为0.5～7％，在蒸发压力及蒸发温度条件下，在液态致冷剂中的重量溶解率为0～2.0％，对致冷剂为非溶解性或微溶解性的致冷机油。
16.一种致冷剂回路装配方法，其特征在于，由在致冷剂回路中设置贮留在用致冷剂管道将压缩机、冷凝器、减压装置、蒸发器顺次连接构成的致冷剂回路中循环的致冷剂的贮液装置的工序，将在冷凝压力及冷凝温度条件与蒸发压力及蒸发温度条件下对液态致冷剂为非溶解性或微溶解性的致冷机油封装进致冷剂回路的工序，以及对贮液装置内的致冷剂温度与压力进行设定、使致冷机油在贮液装置内的致冷剂中的溶解率与致冷剂回路运转时从压缩机流出的致冷机油的油循环率一样或更高的工序组成。
17.一种致冷剂回路装配方法，其特征在于，由对用致冷剂管道将压缩机、冷凝器、减压装置、蒸发器以及贮留致冷剂的贮液装置连接构成的致冷剂回路，将循环致冷剂种类从封入的致冷剂变更为别的致冷剂的工序；即使变更了致冷剂、对封装进压缩机的致冷机油种类仍不变更、照样封装进压缩机的工序；以及当致冷机油在变更后的致冷剂中的溶解率比致冷剂回路运转时从压缩机流出的致冷机油的油循环率低时、对贮液装置内的致冷剂温度与压力进行设定、使其一样或更高的工序组成。
18.根据权利要求5所述的致冷剂循环装置，其特征在于，具有能测出相当于冷凝器出口致冷剂冷却过度程度的冷却过度特性值的冷却过度检测装置及能测出相当于压缩机吸入致冷剂过热程度的过热特性值的过热检测装置中的至少一种装置；计算与该过热检测装置的检测结果及冷却过度检测装置的检测结果中至少一种结果对应的目标值的偏差值的计算装置；以及根据该计算装置的计算结果对高压侧与低压侧中至少一侧的减压装置的控制阀进行控制的控制装置。
19.根据权利要求5所述的致冷剂循环装置，其特征在于，采用可以控制的控制阀作为所述减压装置，对控制阀的开口面积进行控制，使容器内的液态致冷剂暂时出空。
20.根据权利要求6所述的致冷剂循环装置，其特征在于，采用可以控制的控制阀作为所述减压装置，对控制阀的开口面积进行控制，使容器内的液态致冷剂暂时出空。
21.根据权利要求19所述的致冷剂循环装置，其特征在于，采用所述的可以控制的控制阀作为所述减压装置，在启动后过一定的时间，对所述控制阀进行控制。
22.根据权利要求20所述的致冷剂循环装置，其特征在于，采用所述的可以控制的控制阀作为所述减压装置，在启动后过一定的时间，对所述控制阀进行控制。
23.根据权利要求5所述的致冷剂循环装置，其特征在于，将致冷剂从致冷剂回路流入贮液容器的流入管与致冷剂从贮液容器流出到致冷剂回路的流出管的各管的开口部设于所述贮液容器的下部，同时让致冷剂从所述流入管直接流入所述流出管。
24.根据权利要求5所述的致冷剂循环装置，其特征在于，还具有设于所述压缩机排出侧管道的、具有变化的管道外径尺寸的连接部。
25.根据权利要求5所述的致冷剂循环装置，其特征在于，所述的致冷机油是在冷凝压力及冷凝温度条件下，在液态致冷剂中的重量溶解率为0.5～7％，在蒸发压力及蒸发温度条件下，在液态致冷剂中的重量溶解率为0～2.0％，对致冷剂为非溶解性或微溶解性的致冷机油。
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