JP2002174463A - 冷凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ＣＯＰの向上、特に、冷房運転時の能力の拡大
を図る。 【解決手段】室外ユニット（11）は、定容量の高圧ドー
ム型の第１圧縮機（41）と、運転容量が調整される高圧
ドーム型の第２圧縮機（42）とを備えた圧縮機構（40）
を設ける。圧縮機構（40）の吐出側には、油分離器（5
1）を設ける。油分離器（51）と圧縮機構（40）の吸込
み側との間には、油戻し電磁弁（53）を有し、油分離器
（51）で分離された油を圧縮機構（40）に戻す油戻し管
（52）を接続する。第１圧縮機（41）と第２圧縮機（4
2）の吸込み側との間には、均油電磁弁（55）を有し、
第１圧縮機（41）に貯留された油が所定以上になると、
余剰の油を第２圧縮機（42）の吸込み側に供給する均油
管（54）を接続する。第１圧縮機（41）と第２圧縮機
（42）とが共に駆動しているときには、油戻し電磁弁
（53）と均油電磁弁（55）とが同期して所定の間隔で連
通状態と遮断状態とに切り換わる油戻し制御を行う。

Description

【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、２台の圧縮機を備えた冷凍装置に係るものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、空気調和装置には、特開平１
０−１３２４０６号公報に開示されているように、室外
ユニットと室内ユニットとが接続された冷媒回路を備え
ているものがある。上記室外ユニットは、いわゆるツイ
ン型圧縮機に構成され、第１圧縮機と第２圧縮機とが並
列に接続された圧縮機構を備えている。

【０００３】そして、上記第１圧縮機と第２圧縮機とを
駆動停止して空調能力を制御するようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のツイン型圧縮機の圧縮機構は、第１圧縮機と第２圧縮
機とが共に低圧ドームで構成されていた。したがって、
ＣＯＰ（成績係数）が悪いという問題がった。

【０００５】つまり、各圧縮機に吸い込まれた冷媒が圧
縮機ドーム内の油（潤滑油）と熱交換する。この結果、
冷房運転時において、冷媒熱量の一部が油の冷却に使用
されるので、冷房能力が低下するという問題があった。

【０００６】本発明は、斯かる点に鑑みて成されたもの
で、ＣＯＰの向上を図ることを目的とし、特に、冷房運
転時の能力の拡大を図ることを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】具体的に、図１に示すよ
うに、第１の発明は、熱源ユニット（11）と利用ユニッ
ト（12，13）とが冷媒循環可能に接続されて成る冷媒回
路（15）を備えた冷凍装置を対象としている。そして、
上記熱源ユニット（11）には、一定容量で運転される高
圧ドーム型の第１圧縮機（41）と、運転容量が多段に調
整される高圧ドーム型の第２圧縮機（42）とが並列に接
続されて成る圧縮機構（40）が設けられている。

【０００８】また、第２の発明は、第１の発明におい
て、圧縮機構（40）の吐出側に油分離器（51）が設けら
れ、該油分離器（51）と圧縮機構（40）の吸込み側との
間には、油分離器（51）で分離された油を圧縮機構（4
0）に戻す油戻し管（52）が接続され、該油戻し管（5
2）には、連通状態と遮断状態とに切り換わる油戻し開
閉機構（53）が設けられた構成としている。更に、第１
圧縮機（41）と第２圧縮機（42）の吸込み側との間に
は、第１圧縮機（41）に貯留された油が所定以上になる
と、余剰の油を第２圧縮機（42）の吸込み側に供給する
均油管（54）が接続され、該均油管（54）には、連通状
態と遮断状態とに切り換わる均油開閉機構（55）が設け
られている。

【０００９】また、第３の発明は、第２の発明におい
て、第１圧縮機（41）と第２圧縮機（42）とが共に駆動
しているときには、油戻し開閉機構（53）と均油開閉機
構（55）とが同期して所定の間隔で連通状態と遮断状態
とに切り換わる油戻し制御を行う構成としている。

【００１０】また、第４の発明は、第３の発明におい
て、第２圧縮機（42）が駆動している状態で第１圧縮機
（41）が駆動する前には、油戻し制御を禁止する構成と
している。

【００１１】また、第５の発明は、第３の発明におい
て、第２圧縮機（42）が駆動している状態で第１圧縮機
（41）が駆動する直前には、均油開閉機構（55）を連通
状態に保持する構成としている。

【００１２】また、第６の発明は、第３の発明におい
て、第１圧縮機（41）と第２圧縮機（42）とが共に駆動
しているときには、第２圧縮機（42）の最低容量運転が
所定時間継続すると、第１圧縮機（41）の駆動を一旦停
止し、第２圧縮機（42）の運転容量を増大させる構成と
している。

【００１３】また、第７の発明は、第３の発明におい
て、第２圧縮機（42）のみが駆動しているときには、均
油開閉機構（55）を遮断状態のまま油戻し開閉機構（5
3）のみを所定の間隔で連通状態と遮断状態とに切り換
える構成としている。

【００１４】また、第８の発明は、第３の発明におい
て、第２圧縮機（42）が異常停止し、第１圧縮機（41）
のみが駆動しているときには、均油開閉機構（55）を遮
断状態のまま油戻し開閉機構（53）のみを所定の間隔で
連通状態と遮断状態とに切り換える構成としている。

【００１５】また、第９の発明は、第３の発明におい
て、第２圧縮機（42）が起動する際には、均油開閉機構
（55）を遮断状態に保持する構成としている。

【００１６】また、第１０の発明は、第２の発明におい
て、油戻し管（52）に油を冷却する冷却機構（56）が設
けられた構成としている。

【００１７】また、第１１の発明は、第２の発明におい
て、均油管（54）に油を冷却する冷却機構（57）が設け
られた構成としている。

【００１８】また、第１２の発明は、第２の発明におい
て、油分離器（51）は、第１圧縮機（41）と第２圧縮機
（42）との吐出冷媒が合流して流れる吐出管（44）の主
管部分に設けられた構成としている。

【００１９】また、第１３の発明は、第２の発明におい
て、油戻し管（52）の圧縮機構（40）側の端部は、第１
圧縮機（41）に接続される吸入管（43）の吸入枝管（43
a）に接続された構成としている。

【００２０】また、第１４の発明は、第１３の発明にお
いて、第１圧縮機（41）に接続される吸入管（43）の吸
入枝管（43a）と第２圧縮機（42）に接続される吸入管
（43）の吸入枝管（43b）とが相互に流通自在に構成さ
れたものである。

【００２１】すなわち、本発明では、圧縮機構（40）の
起動は、例えば、第２圧縮機（42）から行われる。そし
て、該第２圧縮機（42）を起動する際、均油開閉機構
（55）を遮断状態に保持する。

【００２２】続いて、上記第２圧縮機（42）の駆動時に
おいて、均油開閉機構（55）を遮断状態のまま油戻し開
閉機構（53）のみを所定の間隔で連通状態と遮断状態と
に切り換える。つまり、この状態において、第１圧縮機
（41）が停止してるので、均油開閉機構（55）を遮断状
態に保持する。この場合、第２圧縮機（42）が駆動して
いるので、第２圧縮機（42）の内部の油は、冷媒と共に
流出し、油分離器（51）で分離される。この分離された
油は、油戻し開閉機構（53）が開くと、油戻し管（52）
を通り、第２圧縮機（42）に戻る。その際、上記油は、
油戻し管（52）の途中で冷却機構（56）で冷却される。

【００２３】その後、第１圧縮機（41）の駆動を開始す
る際、油戻し開閉機構（53）と均油開閉機構（55）を共
に遮断状態に所定時間の間維持する。また、上記第１圧
縮機（41）を駆動する直前において、均油開閉機構（5
5）を連通状態にする。

【００２４】上記第１圧縮機（41）と第２圧縮機（42）
とが共に駆動している状態において、油戻し開閉機構
（53）と均油開閉機構（55）とが同期して所定の間隔で
連通状態と遮断状態とに切り換わる油戻し制御を行う。
つまり、上記第１圧縮機（41）及び第２圧縮機（42）の
内部の油は、冷媒と共に流出し、油分離器（51）で分離
される。この油分離器（51）の油を油戻し管（52）から
第１圧縮機（41）に一旦戻す。その後、該第１圧縮機
（41）から均油管（54）を介して第２圧縮機（42）に戻
す。その際、上記油は、油戻し管（52）及び均油管（5
4）の途中で冷却機構（56，57）で冷却される。

【００２５】上記第１圧縮機（41）と第２圧縮機（42）
とが共に駆動している状態において、第２圧縮機（42）
の最低容量運転が所定時間継続すると、第１圧縮機（4
1）の駆動を一旦停止し、第２圧縮機（42）の運転容量
を増大させ、冷媒回路（15）に吐出する油を多くし、油
分離器（51）などの油量を多くし、均油を行う。

【００２６】一方、上記第２圧縮機（42）が異常停止す
ると、第１圧縮機（41）のみを駆動し、均油開閉機構
（55）を遮断状態のまま油戻し開閉機構（53）のみが所
定の間隔で連通状態と遮断状態とに切り換わる。

【００２７】

【発明の効果】したがって、本発明によれば、上記第１
圧縮機（41）と第２圧縮機（42）とを共に高圧ドームで
構成したために、ＣＯＰ（成績係数）を向上させること
ができる。

【００２８】つまり、各圧縮機（41，42）に吸い込まれ
た冷媒が圧縮機ドーム内の油と熱交換することなく圧縮
される。この結果、冷房運転時において、吸入冷媒の熱
量が油の冷却に使用されず、圧縮された高圧冷媒が圧縮
機ドーム内の油と熱交換して一部が凝縮する。よって、
冷房運転時のＣＯＰを向上させることができる。

【００２９】また、上記第１圧縮機（41）と第２圧縮機
（42）とが共に駆動している状態において、油戻し開閉
機構（53）と均油開閉機構（55）とが同期して所定の間
隔で連通状態と遮断状態とに切り換わるようにしたため
に、油を第１圧縮機（41）と第２圧縮機（42）とに確実
に戻すことができる。

【００３０】従来、低圧ドームの２台の圧縮機を備えた
ツイン型圧縮機では、２つの圧縮機ドームに均油管（5
4）を接続していた。しかしながら、この方式では、高
圧ドームの２台の圧縮機を備えた場合、油戻しを正確に
行うことができない。

【００３１】そこで、本実施形態では、上記第１圧縮機
（41）及び第２圧縮機（42）から流出した冷媒を油分離
器（51）で捕集し、この油分離器（51）の油を油戻し管
（52）から第１圧縮機（41）に一旦戻す。その後、該第
１圧縮機（41）の余剰の油を均油管（54）から第２圧縮
機（42）に戻し、油戻しを正確に行うようにしている。

【００３２】また、上記第１圧縮機（41）が駆動する前
は、油戻し開閉機構（53）と均油開閉機構（55）とを共
に遮断状態に維持する。この結果、油を油分離器（51）
に溜めることができ、第１圧縮機（41）が起動した際、
油分離器（51）に溜まった油を確実に第１圧縮機（41）
に戻することができる。

【００３３】また、上記第１圧縮機（41）が駆動する直
前に均油開閉機構（55）を連通状態に保持するようにし
たために、起動不良を防止することができる。つまり、
第１圧縮機（41）の内部圧力を低下させると共に、油に
寝込んだ冷媒を除くことができるので、起動不良を防止
することができる。

【００３４】また、上記第１圧縮機（41）が駆動すると
共に、第２圧縮機（42）の最低容量運転が所定時間継続
すると、第１圧縮機（41）の駆動を一旦停止し、第２圧
縮機（42）の運転容量を増大させるので、均油を正確に
行うことができる。つまり、上記第２圧縮機（42）の最
低容量運転時は、第２圧縮機（42）から冷媒回路（15）
に流出する油が少なく、第２圧縮機（42）に溜まる油が
多くなる。そこで、上記第２圧縮機（42）の容量を一旦
増大し、冷媒回路（15）に吐出する油を多くし、均油を
行うようにしている。

【００３５】また、上記第２圧縮機（42）のみが駆動し
ている状態において、均油開閉機構（55）を遮断状態の
まま油戻し開閉機構（53）のみが所定の間隔で連通状態
と遮断状態とに切り換わるようにしているので、油を確
実に第２圧縮機（42）に戻すことができる。

【００３６】また、上記第２圧縮機（42）が異常停止
し、第１圧縮機（41）のみが駆動しているときには、均
油開閉機構（55）を遮断状態のまま油戻し開閉機構（5
3）のみが所定の間隔で連通状態と遮断状態とに切り換
わるようにしたために、第２圧縮機（42）への高圧冷媒
の漏れを確実に防止することができる。

【００３７】また、上記第２圧縮機（42）が起動する
際、均油開閉機構（55）が遮断状態に保持されるように
したために、第１圧縮機（41）の油を第２圧縮機（42）
が吸入することが確実に防止される。

【００３８】また、上記油戻し管（52）又は均油管（5
4）に油の冷却機構（56，57）を設けるようにすると、
第１圧縮機（41）及び第２圧縮機（42）の内部温度を低
下させることができる。この結果、圧縮機構（40）の信
頼性を向上させることができると共に、運転範囲の拡大
を図ることができる。更に、圧縮機構（40）の吸入冷媒
の日体積を小さくすることができるので、圧縮機能力の
向上を図ることができる。

【００３９】

【発明の実施の形態】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。

【００４０】図１に示すように、空気調和装置（10）
は、冷凍装置を構成し、冷房運転と暖房運転とを切り換
えて行うように構成されている。

【００４１】上記空気調和装置（10）は、熱源側ユニッ
トである１台の室外ユニット（11）と利用側ユニットで
ある２台の室内ユニット（12，13）とを備え、いわゆる
マルチ型に構成されている。また、上記空気調和装置
（10）は、冷媒回路（15）と制御手段であるコントロー
ラ（90）とを備えている。

【００４２】尚、本実施形態では室内ユニット（12，1
3）を２台としている。これは一例であり、室内ユニッ
トの台数は、室外ユニット（11）の能力や用途に応じて
適宜定めればよい（１台の場合も含む）。

【００４３】上記冷媒回路（15）は、熱源側回路である
１つの室外回路（20）と、利用側回路である２つの室内
回路（60，65）と、連絡配管である液側連絡管（16）及
びガス側連絡管（17）とにより構成されている。該室外
回路（20）には、液側連絡管（16）及びガス側連絡管
（17）を介して２つの室内回路（60，65）が並列に接続
されている。

【００４４】上記室外回路（20）は、室外ユニット（1
1）に収納されている。上記室外回路（20）は、圧縮機
構（40）と四路切換弁（21）と室外熱交換器（22）とレ
シーバ（23）と室外膨張弁（24）と液側閉鎖弁（25）と
ガス側閉鎖弁（26）とを備えている。

【００４５】上記圧縮機構（40）は、第１圧縮機（41）
と第２圧縮機（42）が並列に接続され、いわゆるツイン
型圧縮機に構成されている。該第１圧縮機（41）及び第
２圧縮機（42）は、何れも高圧ドームの密閉型のスクロ
ール圧縮機である。つまり、上記第１圧縮機（41）及び
第２圧縮機（42）は、圧縮要素と該圧縮要素を駆動する
電動機とを、円筒状のハウジングに収納して構成されて
いる。

【００４６】また、上記第１圧縮機（41）及び第２圧縮
機（42）は、圧縮要素で圧縮された高圧ガス冷媒が一旦
高圧ドーム（密閉容器）内に吐出され、この高圧ドーム
内の高圧冷媒ガスが外部に吐出されるように構成されて
いる。更に、上記第１圧縮機（41）及び第２圧縮機（4
2）は、油（冷凍機油）が高圧ドームの底部に貯留され
ている。

【００４７】上記第１圧縮機（41）は、電動機が常に一
定回転数で駆動される一定容量の圧縮機である。上記第
２圧縮機（42）は、電動機の回転数が段階的に又は連続
的に多段に変更される容量可変の圧縮機である。つま
り、上記第２圧縮機（42）は、インバータによって電動
機の回転数が制御されている。

【００４８】上記圧縮機構（40）は、第１圧縮機（41）
の駆動及び停止と第２圧縮機（42）の容量変更とによっ
て、全体容量が可変に調整される。具体的に、圧縮機構
（40）に要求される能力が所定値を越えるまでは、先に
優先的に第２圧縮機（42）の容量を調整しながら１台で
運転し、その後、所定値を越えると第１圧縮機（41）も
起動した状態として２台で運転を行いながら第２圧縮機
（42）の容量を調整する。

【００４９】上記圧縮機構（40）は、吸入管（43）及び
吐出管（44）を備えている。該吸入管（43）は、その入
口端が四路切換弁（21）の第１のポートに接続され、そ
の出口端が２つの吸入枝管（43a，43b）に分岐されてい
る。該吸入枝管（43a，43b）が各圧縮機（41，42）の吸
入側に接続されている。尚、上記２つの吸入枝管（43
a，43b）は、互いに流通自在に構成されている。

【００５０】上記吐出管（44）は、その入口端が２つの
吐出枝管（44a，44b）に分岐され、その出口端が四路切
換弁（21）の第２のポートに接続されている。上記吐出
枝管（44a，44b）が各圧縮機（41，42）の吐出側に接続
されている。該第１圧縮機（41）に接続される吐出枝管
（44a）には、吐出側逆止弁（45）が設けられている。
この吐出側逆止弁（45）は、第１圧縮機（41）から流出
する方向への冷媒の流通のみを許容する。

【００５１】また、上記圧縮機構（40）は、油分離器
（51）と油戻し管（52）と均油管（54）とを備えてい
る。該油分離器（51）は、図２にも示すように、第１圧
縮機（41）と第２圧縮機（42）との吐出冷媒が合流して
流れる吐出管（44）の主管部分に設けられている。該油
分離器（51）は、圧縮機（41，42）の吐出冷媒から油を
分離するためのものである。上記油戻し管（52）の一端
は、油分離器（51）に接続され、他端は、第１圧縮機
（41）の吸入枝管（43a）に接続されている。上記油戻
し管（52）は、油分離器（51）で分離された油を、圧縮
機（41，42）の吸入側へ戻すためのものであって、油戻
し開閉機構である油戻し電磁弁（53）を備えている。該
油戻し電磁弁（53）は、油戻し管（52）を連通及び遮断
するように開閉する。

【００５２】上記均油管（54）の一端は、第１圧縮機
（41）に接続され、他端は、第２圧縮機（42）の吸入枝
管（43b）に接続されている。該均油管（54）は、各圧
縮機（41，42）のハウジング内に貯留される油の量を平
均化するためのものであって、均油開閉機構である均油
電磁弁（55）を備えている。つまり、上記均油管（54）
は、第１圧縮機（41）の貯留油が所定以上になると、余
剰の油を第２圧縮機（42）に供給するように構成されて
いる。上記均油電磁弁（55）は、均油管（54）を連通及
び遮断するように開閉する。

【００５３】上記四路切換弁（21）の第３のポートは、
ガス側閉鎖弁（26）と配管接続され、その第４のポート
は、室外熱交換器（22）の上端部と配管接続されてい
る。上記四路切換弁（21）は、第１のポートと第３のポ
ートが連通し且つ第２のポートと第４のポートが連通す
る状態（図１に実線で示す状態）と、第１のポートと第
４のポートが連通し且つ第２のポートと第３のポートが
連通する状態（図１に破線で示す状態）とに切り換わ
る。この四路切換弁（21）の切換動作によって、冷媒回
路（15）における冷媒の循環方向が反転する。つまり、
冷媒回路（15）は、冷媒の循環方向が可逆に構成されて
いる。

【００５４】上記レシーバ（23）は、円筒状の容器であ
って、冷媒を貯留するためのものである。該レシーバ
（23）と熱源側膨張機構である上記室外膨張弁（24）と
は、整流回路（30）に設けられている。該整流回路（3
0）は、４つの逆止弁を有するブリッジ回路（31）と、
一方向にのみ冷媒が流れる一方向通路（32）とより構成
され、室外熱交換器（22）と液側閉鎖弁（25）との間に
設けられている。

【００５５】上記ブリッジ回路（31）の４つの接続端の
うちの第１の接続端は、室外熱交換器（22）の下端部に
接続され、ブリッジ回路（31）の第２の接続端は、液側
閉鎖弁（25）に接続されている。

【００５６】上記ブリッジ回路（31）の第３の接続端と
第４の接続端は、一方向通路（32）の両端が接続されて
いる。該一方向通路（32）は、上流側からレシーバ（2
3）と室外膨張弁（24）とが順に接続され、冷媒がレシ
ーバ（23）から室外膨張弁（24）に向かう方向にのみ流
れるように構成されている。

【００５７】上記熱源側熱交換器である室外熱交換器
（22）は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ
型熱交換器により構成されている。該室外熱交換器（2
2）は、冷媒回路（15）を循環する冷媒と室外空気とを
熱交換させる。

【００５８】更に、上記室外回路（20）には、ガス抜き
管（35）と均圧管（37）とが設けられている。該ガス抜
き管（35）の一端は、レシーバ（23）の上端部に接続さ
れ、他端は、吸入管（43）に接続されている。該ガス抜
き管（35）は、レシーバ（23）のガス冷媒を各圧縮機
（41，42）の吸入側へ導入するための連通路を構成して
いる。上記ガス抜き管（35）には、ガス抜き電磁弁（3
6）が設けられている。該ガス抜き電磁弁（36）は、ガ
ス抜き管（35）におけるガス冷媒の流れを断続するため
の開閉機構を構成している。

【００５９】上記均圧管（37）の一端は、ガス抜き管
（35）におけるガス抜き電磁弁（36）とレシーバ（23）
の間に接続され、他端は、吐出管（44）に接続されてい
る。また、上記均圧管（37）には、その一端から他端に
向かう冷媒の流通のみを許容する均圧用逆止弁（38）が
設けられている。上記均圧管（37）は、空気調和装置
（10）の停止中に外気温が異常に上昇してレシーバ（2
3）の圧力が高くなりすぎた場合に、ガス冷媒を逃がし
てレシーバ（23）が破裂するのを防止するためのもので
ある。従って、空気調和装置（10）の運転中において、
均圧管（37）を冷媒が流れることはない。

【００６０】上記室内回路（60，65）は、各室内ユニッ
ト（12，13）に１つずつ設けられている。具体的には、
第１室内回路（60）が第１室内ユニット（12）に収納さ
れ、第２室内回路（65）が第２室内ユニット（13）に収
納されている。

【００６１】上記第１室内回路（60）は、利用側熱交換
器である第１室内熱交換器（61）を備え、第２室内回路
（65）は、利用側熱交換器である第２室内熱交換器（6
6）を備えている。

【００６２】上記第１室内熱交換器（61）及び第２室内
熱交換器（66）は、クロスフィン式のフィン・アンド・
チューブ型熱交換器により構成されている。各室内熱交
換器（61，66）は、冷媒回路（15）を循環する冷媒と室
内空気とを熱交換させる。

【００６３】上記液側連絡管（16）の一端は、液側閉鎖
弁（25）に接続されている。該液側連絡管（16）の他端
側は、２つに分岐され、第１の分岐管が第１室内回路
（60）における第１室内熱交換器（61）に接続され、第
２の分岐管が第２室内回路（65）における第２室内熱交
換器（66）に接続されている。上記ガス側連絡管（17）
の一端は、ガス側閉鎖弁（26）に接続されている。該ガ
ス側連絡管（17）の他端側は、２つに分岐され、第１の
分岐管が第１室内回路（60）における第１室内熱交換器
（61）に接続され、第２の分岐管が第２室内回路（65）
における第２室内熱交換器（66）に接続されている。

【００６４】上記室外ユニット（11）には、室外ファン
（70）が設けられている。該室外ファン（70）は、室外
熱交換器（22）へ室外空気を送るためのものである。一
方、第１，第２室内ユニット（12，13）には、それぞれ
室内ファン（80）が設けられている。該室内ファン（8
0）は、室内熱交換器（61，66）へ室内空気を送るため
のものである。

【００６５】上記空気調和装置（10）には、温度や圧力
のセンサ等が設けられている。具体的に、上記室外ユニ
ット（11）には、室外空気の温度を検出するための室外
温度センサ（71）が設けられている。上記室外熱交換器
（22）には、伝熱管温度を検出するための室外熱交換温
度センサ（72）が設けられている。上記圧縮機構（40）
の吸入管（43）には、該圧縮機構（40）の吸入冷媒温度
を検出するための吸入温度センサ（73）と、圧縮機構
（40）の吸入冷媒圧力を検出するための低圧圧力センサ
（74）とが設けられている。また、上記圧縮機構（40）
の吐出管（44）には、該圧縮機構（40）の吐出冷媒温度
を検出するための吐出温度センサ（75）と、圧縮機構
（40）の吐出冷媒圧力を検出するための高圧圧力センサ
（76）及び高圧圧力スイッチ（77）とが設けられてい
る。

【００６６】上記各室内ユニット（12，13）には、室内
空気の温度を検出するための室内温度センサ（81）が１
つずつ設けられている。上記各室内熱交換器（61，66）
には、伝熱管温度を検出するための室内熱交換温度セン
サ（82）が１つずつ設けられている。各室内回路（60，
65）における室内熱交換器（61，66）の上端近傍には、
室内回路（60，65）を流れるガス冷媒温度を検出するた
めのガス側温度センサ（83）が１つずつ設けられてい
る。

【００６７】上記コントローラ（90）は、上記のセンサ
類からの信号やリモコン等からの指令信号を受けて空気
調和装置（10）の運転制御を行うものである。具体的
に、上記コントローラ（90）は、室外膨張弁（24）の開
度調節、四路切換弁（21）の切換、ガス抜き電磁弁（3
6）の開閉操作を行う。また、上記コントローラ（90）
は、圧縮機構（40）の容量制御も行う。

【００６８】上記コントローラ（90）には、油戻し制御
を行う油制御手段（91）が設けられている。

【００６９】該油制御手段（91）は、第１圧縮機（41）
と第２圧縮機（42）とが共に駆動している状態におい
て、油戻し電磁弁（53）と均油電磁弁（55）とが同期し
て所定の間隔で連通状態と遮断状態とに切り換わる油戻
し制御を行う。この油制御手段（91）の基本制御は、例
えば、油戻し電磁弁（53）と均油電磁弁（55）が共に開
口した開状態を１０秒間行った後、油戻し電磁弁（53）
と均油電磁弁（55）が共に閉鎖した閉状態を２０分間行
い、この動作が繰り返される。

【００７０】つまり、上記油制御手段（91）は、油分離
器（51）の油を第１圧縮機（41）に油戻し管（52）を介
して一旦戻した後、該第１圧縮機（41）から均油管（5
4）を介して第２圧縮機（42）に戻すように制御する。

【００７１】また、上記油制御手段（91）は、第２圧縮
機（42）が駆動している状態で第１圧縮機（41）が駆動
する前に油戻し制御を禁止する。つまり、この禁止制御
は、第１圧縮機（41）が駆動する前は、油戻し電磁弁
（53）と均油電磁弁（55）が共に閉鎖した閉状態に所定
時間維持する。

【００７２】また、上記油制御手段（91）は、第２圧縮
機（42）が駆動している状態で第１圧縮機（41）が駆動
する直前に均油電磁弁（55）を連通状態に保持する駆動
直前制御を行う。つまり、この駆動直線制御は、均油電
磁弁（55）を１０秒の間、開状態にして第１圧縮機（4
1）の内部圧力を低下させる。

【００７３】また、上記油制御手段（91）は、第１圧縮
機（41）と第２圧縮機（42）とが共に駆動しているとき
には、第２圧縮機（42）の最低容量運転が所定時間継続
すると、第１圧縮機（41）の駆動を一旦停止し、第２圧
縮機（42）の運転容量を増大させる補正制御を行う。つ
まり、第２圧縮機（42）の最低容量運転時は、第２圧縮
機（42）から冷媒回路（15）に吐出する油が少なく、第
２圧縮機（42）に溜まる油が多くなる。そこで、上記油
制御手段（91）は、第２圧縮機（42）の容量を一旦増大
し、冷媒回路（15）に吐出する油を多くし、均油を行う
ようにしている。

【００７４】また、上記油制御手段（91）は、第２圧縮
機（42）のみが駆動している状態において、均油電磁弁
（55）を遮断状態のまま油戻し電磁弁（53）のみが所定
の間隔で連通状態と遮断状態とに切り換わる低能力制御
を行う。つまり、この低能力制御は、第１圧縮機（41）
が停止してるので、均油電磁弁（55）を閉状態に保持す
る。

【００７５】また、上記油制御手段（91）は、第２圧縮
機（42）が異常停止し、第１圧縮機（41）のみが駆動し
ているときには、均油電磁弁（55）を遮断状態のまま油
戻し電磁弁（53）のみが所定の間隔で連通状態と遮断状
態とに切り換わる異常制御を行う。つまり、この異常制
御は、第１圧縮機（41）の内部が高圧状態であるので、
高圧ガス冷媒が第２圧縮機（42）に流れないように均油
電磁弁（55）を閉状態のままに保持する。

【００７６】また、上記油制御手段（91）は、第２圧縮
機（42）が起動する際、均油電磁弁（55）が遮断状態に
保持される起動制御を行う。つまり、この起動制御は、
第１圧縮機（41）が停止してるので、均油電磁弁（55）
を閉状態に保持する。

【００７７】〈運転動作〉次に、上述した空気調和装置
（10）は、冷媒回路（15）において冷媒が相変化しつつ
循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う。また、上記
空気調和装置（10）は、冷媒回路（15）における冷媒の
循環方向を反転させることで冷房運転と暖房運転とを切
り換えて行う。

【００７８】−冷房運転− 冷房運転時には、室内熱交換器（61，66）が蒸発器とな
る冷却動作が行われる。この冷房運転時において、四路
切換弁（21）は、図１に実線で示す状態となる。室外膨
張弁（24）は所定の開度に調節され、ガス抜き電磁弁
（36）は閉鎖状態に保持され、油戻し電磁弁（53）及び
均油電磁弁（55）は適宜開閉される。これら弁操作は、
コントローラ（90）により行われる。

【００７９】圧縮機構（40）で圧縮された冷媒は、吐出
管（44）及び四路切換弁（21）を通って室外熱交換器
（22）に流れる。該室外熱交換器（22）において、冷媒
が室外空気へ放熱して凝縮する。この凝縮した冷媒は、
ブリッジ回路（31）及び一方向通路（32）を流れ、室外
膨張弁（24）で膨張して液側連絡管（16）を流れる。

【００８０】この液側連絡管（16）の冷媒は、２つの室
内回路（60，65）に分かれ、各室内熱交換器（61，66）
において、室内空気から吸熱して蒸発する。つまり、室
内熱交換器（61，66）では、室内空気が冷却される。蒸
発した冷媒は、ガス側連絡管（17）を流れ、合流した後
に室外回路（20）に流入する。その後、冷媒は、四路切
換弁（21）を通過し、吸入管（43）を通って圧縮機構
（40）に戻る。このような冷媒の循環が繰り返される。

【００８１】−暖房運転− 暖房運転時には、室内熱交換器（61，66）が凝縮器とな
る加熱動作が行われる。この暖房運転時において、四路
切換弁（21）は、図１に破線で示す状態となる。室外膨
張弁（24）は所定の開度に調節され、油戻し電磁弁（5
3）及び均油電磁弁（55）は適宜開閉される。ガス抜き
電磁弁（36）は、加熱動作が行われている間は常に開放
状態に保持される。これら弁操作は、コントローラ（9
0）により行われる。

【００８２】この場合、冷媒は、冷媒回路（15）内を冷
房運転時とは基本的に逆方向に流れる。つまり、冷媒
は、室内空気に放熱して凝縮し、室外空気から吸熱して
蒸発し、室内が加熱される。尚、冷媒の流れの詳細は省
略する。

【００８３】−油戻し動作− 次に、上記冷房運転及び暖房運転における圧縮機構（4
0）の第１圧縮機（41）及び第２圧縮機（42）の油戻し
制御について説明する。

【００８４】図３及び図４に示すように、圧縮機構（4
0）の起動は、第２圧縮機（42）から行われる。先ず、
Ａ点において、第２圧縮機（42）を起動すると、油制御
手段（91）は、均油電磁弁（55）を遮断状態に保持して
起動制御を行う。つまり、現在は、第１圧縮機（41）が
停止してるので、均油電磁弁（55）を閉状態に保持す
る。

【００８５】続いて、上記第２圧縮機（42）を最低容量
（最低周波数）から最高容量（最高周波数）まで空調負
荷に対応して制御する。その際、上記油制御手段（91）
は、図３のＢ点で示すように、均油電磁弁（55）を遮断
状態のまま油戻し電磁弁（53）のみを所定の間隔で連通
状態と遮断状態とに切り換わる低能力制御を行う。つま
り、現在、第１圧縮機（41）が停止してるので、均油電
磁弁（55）を閉状態に保持する。上記油戻し電磁弁（5
3）は、例えば、１０秒開き、２０分度閉じる動作を繰
り返す。

【００８６】この第２圧縮機（42）が駆動すると、第２
圧縮機（42）の内部の油（潤滑油）は、冷媒と共に吐出
管（44）に流出し、油分離器（51）で分離される。この
分離された油は、油戻し電磁弁（53）が開くと、油戻し
管（52）を通り、吸入管（43）から第２圧縮機（42）に
戻り、この油戻し動作が繰り返される。

【００８７】その後、空調負荷が増大し、第２圧縮機
（42）では容量が不足すると、第１圧縮機（41）の駆動
を開始する（図３のＣ点参照）。

【００８８】その際、上記油制御手段（91）は、第２圧
縮機（42）が駆動している状態で第１圧縮機（41）が駆
動する前に油戻し制御を禁止する（図３のＤ点参照）。
つまり、この禁止制御は、第１圧縮機（41）が駆動する
前は、油戻し電磁弁（53）と均油電磁弁（55）が共に閉
鎖した閉状態に所定時間維持する。

【００８９】また、上記油制御手段（91）は、第２圧縮
機（42）が駆動している状態で第１圧縮機（41）を駆動
する直前において、均油電磁弁（55）を連通状態に保持
する駆動直前制御を行う（図３のＥ点参照）。つまり、
均油電磁弁（55）を１０秒の間、開状態にして第１圧縮
機（41）の内部圧力を低下させる。

【００９０】その後、上記油制御手段（91）は、図３の
Ｆ点に示すように、第１圧縮機（41）と第２圧縮機（4
2）とが共に駆動している状態において、油戻し電磁弁
（53）と均油電磁弁（55）とが同期して所定の間隔で連
通状態と遮断状態とに切り換わる油戻し制御を行う。例
えば、油戻し電磁弁（53）と均油電磁弁（55）が共に開
口した開状態を１０秒間行った後、油戻し電磁弁（53）
と均油電磁弁（55）が共に閉鎖した閉状態を２０分間行
い、この動作が繰り返される。

【００９１】つまり、上記第１圧縮機（41）及び第２圧
縮機（42）の内部の油（潤滑油）は、冷媒と共に吐出管
（44）に流出し、油分離器（51）で分離される。油制御
手段（91）は、油分離器（51）の油を油戻し管（52）か
ら吸入枝管（43a）を介して第１圧縮機（41）に一旦戻
す。その後、該第１圧縮機（41）から均油管（54）を介
して第２圧縮機（42）に戻す。

【００９２】上記第１圧縮機（41）と第２圧縮機（42）
とが共に駆動している状態において、油制御手段（91）
は、第２圧縮機（42）の最低容量運転が所定時間継続す
ると、第１圧縮機（41）の駆動を一旦停止し、第２圧縮
機（42）の運転容量を増大させる補正制御を行う。つま
り、図５に示すように、ステップＳＴ１において、上記
第１圧縮機（41）が駆動し、第２圧縮機（42）が最低容
量で駆動している状態が２０分継続したか否かが判定す
る。

【００９３】この第２圧縮機（42）の最低容量運転が２
０分継続するまで、上述の動作が繰り返される。一方、
上記第２圧縮機（42）の最低容量運転が２０分継続する
と、ステップＳＴ１の判定がＹＥＳとなり、ステップＳ
Ｔ２に移り、第１圧縮機（41）の駆動を一旦停止し、第
２圧縮機（42）の運転容量を増大させる運転を５分間実
行する。つまり、第２圧縮機（42）の最低容量運転時
は、第２圧縮機（42）から冷媒回路（15）に吐出する油
が少なく、第２圧縮機（42）に溜まる油が多くなる。そ
こで、上記第２圧縮機（42）の容量を一旦増大し、冷媒
回路（15）に吐出する油を多くし、油分離器（51）など
の油量を多くし、均油を行う。

【００９４】その後、上記ステップＳＴ２からステップ
ＳＴ３に移り、元の状態に戻し、第１圧縮機（41）を駆
動し、第２圧縮機（42）を最低容量で駆動する。この動
作を繰り返す。

【００９５】一方、上記第２圧縮機（42）が異常停止す
ると、油制御手段（91）は、図４のＧ点に示すように、
第１圧縮機（41）のみを駆動し、均油電磁弁（55）を遮
断状態のまま油戻し電磁弁（53）のみが所定の間隔で連
通状態と遮断状態とに切り換わる異常制御を行う（図３
のＨ点参照）。つまり、第１圧縮機（41）の内部が高圧
状態であるので、高圧ガス冷媒が第２圧縮機（42）に流
れないように均油電磁弁（55）を閉状態のままに保持す
る。上記油戻し電磁弁（53）は、例えば、１０秒開き、
２０分度閉じる動作を繰り返す。

【００９６】〈実施形態の効果〉以上のように、本実施
形態によれば、第１圧縮機（41）と第２圧縮機（42）と
を共に高圧ドームで構成したために、ＣＯＰ（成績係
数）を向上させることができる。

【００９７】つまり、上記第１圧縮機（41）と第２圧縮
機（42）とに吸い込まれた冷媒が圧縮機ドーム内の油と
熱交換することなく圧縮される。この結果、冷房運転時
において、吸入冷媒の熱量が油の冷却に使用されず、圧
縮された高圧冷媒が圧縮機ドーム内の油と熱交換して一
部が凝縮する。よって、冷房運転時のＣＯＰが向上す
る。

【００９８】また、上記第１圧縮機（41）と第２圧縮機
（42）とが共に駆動している状態において、油戻し電磁
弁（53）と均油電磁弁（55）とが同期して所定の間隔で
連通状態と遮断状態とに切り換わるようにしたために、
油を第１圧縮機（41）と第２圧縮機（42）とに確実に戻
すことができる。

【００９９】従来、低圧ドームの２台の圧縮機を備えた
ツイン型圧縮機では、２つの圧縮機ドームに均油管（5
4）を接続していた。しかしながら、この方式では、高
圧ドームの２台の圧縮機を備えた場合、油戻しを正確に
行うことができない。

【０１００】そこで、本実施形態では、上記第１圧縮機
（41）及び第２圧縮機（42）から流出した冷媒を油分離
器（51）で捕集し、この油分離器（51）の油を油戻し管
（52）から第１圧縮機（41）に一旦戻す。その後、該第
１圧縮機（41）の余剰の油を均油管（54）から第２圧縮
機（42）に戻し、油戻しを正確に行うようにしている。

【０１０１】また、上記第１圧縮機（41）が駆動する前
は、油戻し電磁弁（53）と均油電磁弁（55）が共に閉鎖
した状態に維持する。この結果、油を油分離器（51）に
溜めることができ、第１圧縮機（41）が起動した際、油
分離器（51）に溜まった油を確実に第１圧縮機（41）に
戻することができる。

【０１０２】また、上記第１圧縮機（41）が駆動する直
前に均油電磁弁（55）を連通状態に保持するようにした
ために、起動不良を防止することができる。つまり、第
１圧縮機（41）の内部圧力を低下させると共に、油に寝
込んだ冷媒を除くことができるので、起動不良を防止す
ることができる。

【０１０３】また、上記第１圧縮機（41）が駆動すると
共に、第２圧縮機（42）の最低容量運転が所定時間継続
すると、第１圧縮機（41）の駆動を一旦停止し、第２圧
縮機（42）の運転容量を増大させるので、均油を正確に
行うことができる。つまり、上記第２圧縮機（42）の最
低容量運転時は、第２圧縮機（42）から冷媒回路（15）
に吐出する油が少なく、第２圧縮機（42）に溜まる油が
多くなる。そこで、上記第２圧縮機（42）の容量を一旦
増大し、冷媒回路（15）に吐出する油を多くし、均油を
行うようにしている。

【０１０４】また、上記第２圧縮機（42）のみが駆動し
ている状態において、均油電磁弁（55）を遮断状態のま
ま油戻し電磁弁（53）のみが所定の間隔で連通状態と遮
断状態とに切り換わるようにしているので、油を確実に
第２圧縮機（42）に戻すことができる。

【０１０５】また、上記第２圧縮機（42）が異常停止
し、第１圧縮機（41）のみが駆動しているときには、均
油電磁弁（55）を遮断状態のまま油戻し電磁弁（53）の
みが所定の間隔で連通状態と遮断状態とに切り換わるよ
うにしたために、第２圧縮機（42）への高圧冷媒の漏れ
を確実に防止することができる。

【０１０６】また、上記第２圧縮機（42）が起動する
際、均油電磁弁（55）が遮断状態に保持されるようにし
たために、第１圧縮機（41）の油を第２圧縮機（42）が
吸入することが確実に防止される。

【０１０７】

【発明の他の実施の形態】上記実施形態においては、油
分離器（51）の油を油戻し管（52）から第１圧縮機（4
1）に一旦戻し、該第１圧縮機（41）から均油管（54）
を介して第２圧縮機（42）に戻すようにしている。しか
しながら、図２の１点鎖線でに示すように、油戻し管
（52）及び均油管（54）に冷却機構である熱交換器（5
6，57）を設け、油を外気で冷却するようにしてもよ
い。

【０１０８】この場合、上記第１圧縮機（41）及び第２
圧縮機（42）の内部温度を低下させることができる。こ
の結果、圧縮機構（40）の信頼性を向上させることがで
きると共に、運転範囲の拡大を図ることができる。更
に、圧縮機構（40）の吸入冷媒の日体積を小さくするこ
とができるので、圧縮機能力の向上を図ることができ
る。

【０１０９】また、本発明は、上記実施形態の他、以下
のような構成としてもよい。つまり、本発明は、蒸気圧
縮式の冷凍サイクルを行う冷凍装置であれば、空気調和
装置以外であっても適用することが可能である。また、
本発明は、利用側ユニットとして空調機の室内ユニット
と冷蔵庫や冷凍庫を並列に接続したシステムにも適用可
能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示す空気調和装置の冷媒回
路図である。

【図２】圧縮機構を示す拡大構成図である。

【図３】油戻し制御の特性を示すタイミング図である。

【図４】他の油戻し制御の特性を示すタイミング図であ
る。

【図５】圧縮機構の駆動動作を示すフロー図である。

【符号の説明】

10 空気調和装置（冷凍装置） 11 室外ユニット（熱源ユニット） 12，13 室内ユニット（利用ユニット） 15 冷媒回路 40 圧縮機構 41 第１圧縮機（圧縮機） 42 第２圧縮機（圧縮機） 51 油分離器 52 油戻し管 53 油戻し電磁弁（油戻し開閉機構） 54 均油管 55 均油電磁弁（均油開閉機構） 90 コントローラ（制御手段） 91 油制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野村 和秀 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱源ユニット（11）と利用ユニット（1
   2，13）とが冷媒循環可能に接続されて成る冷媒回路（1
   5）を備えた冷凍装置であって、 上記熱源ユニット（11）には、一定容量で運転される高
   圧ドーム型の第１圧縮機（41）と、運転容量が多段に調
   整される高圧ドーム型の第２圧縮機（42）とが並列に接
   続されて成る圧縮機構（40）が設けられていることを特
   徴とする冷凍装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 圧縮機構（40）の吐出側には、油分離器（51）が設けら
   れ、該油分離器（51）と圧縮機構（40）の吸込み側との
   間には、油分離器（51）で分離された油を圧縮機構（4
   0）に戻す油戻し管（52）が接続され、該油戻し管（5
   2）には、連通状態と遮断状態とに切り換わる油戻し開
   閉機構（53）が設けられる一方、 第１圧縮機（41）と第２圧縮機（42）の吸込み側との間
   には、第１圧縮機（41）に貯留された油が所定以上にな
   ると、余剰の油を第２圧縮機（42）の吸込み側に供給す
   る均油管（54）が接続され、該均油管（54）には、連通
   状態と遮断状態とに切り換わる均油開閉機構（55）が設
   けられていることを特徴とする冷凍装置。
3. 【請求項３】 請求項２において、 第１圧縮機（41）と第２圧縮機（42）とが共に駆動して
   いるときには、油戻し開閉機構（53）と均油開閉機構
   （55）とが同期して所定の間隔で連通状態と遮断状態と
   に切り換わる油戻し制御を行うことを特徴とする冷凍装
   置。
4. 【請求項４】 請求項３において、 第２圧縮機（42）が駆動している状態で第１圧縮機（4
   1）が駆動する前には、油戻し制御を禁止することを特
   徴とする冷凍装置。
5. 【請求項５】 請求項３において、 第２圧縮機（42）が駆動している状態で第１圧縮機（4
   1）が駆動する直前には、均油開閉機構（55）を連通状
   態に保持することを特徴とする冷凍装置。
6. 【請求項６】 請求項３において、 第１圧縮機（41）と第２圧縮機（42）とが共に駆動して
   いるときには、第２圧縮機（42）の最低容量運転が所定
   時間継続すると、第１圧縮機（41）の駆動を一旦停止
   し、第２圧縮機（42）の運転容量を増大させることを特
   徴とする冷凍装置。
7. 【請求項７】 請求項３において、 第２圧縮機（42）のみが駆動しているときには、均油開
   閉機構（55）を遮断状態のまま油戻し開閉機構（53）の
   みを所定の間隔で連通状態と遮断状態とに切り換えるこ
   とを特徴とする冷凍装置。
8. 【請求項８】 請求項３において、 第２圧縮機（42）が異常停止し、第１圧縮機（41）のみ
   が駆動しているときには、均油開閉機構（55）を遮断状
   態のまま油戻し開閉機構（53）のみを所定の間隔で連通
   状態と遮断状態とに切り換えることを特徴とする冷凍装
   置。
9. 【請求項９】 請求項３において、 第２圧縮機（42）が起動する際には、均油開閉機構（5
   5）を遮断状態に保持することを特徴とする冷凍装置。
10. 【請求項１０】 請求項２において、 油戻し管（52）には、油を冷却する冷却機構（56）が設
    けられていることを特徴とする冷凍装置。
11. 【請求項１１】 請求項２において、 均油管（54）には、油を冷却する冷却機構（57）が設け
    られていることを特徴とする冷凍装置。
12. 【請求項１２】 請求項２において、 油分離器（51）は、第１圧縮機（41）と第２圧縮機（4
    2）との吐出冷媒が合流して流れる吐出管（44）の主管
    部分に設けられていることを特徴とする冷凍装置。
13. 【請求項１３】 請求項２において、 油戻し管（52）の圧縮機構（40）側の端部は、第１圧縮
    機（41）に接続される吸入管（43）の吸入枝管（43a）
    に接続されていることを特徴とする冷凍装置。
14. 【請求項１４】 請求項１３において、 第１圧縮機（41）に接続される吸入管（43）の吸入枝管
    （43a）と第２圧縮機（42）に接続される吸入管（43）
    の吸入枝管（43b）とは、相互に流通自在に構成されて
    いることを特徴とする冷凍装置。