JP2011153784A

JP2011153784A - 冷凍サイクル装置

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Publication number: JP2011153784A
Application number: JP2010016473A
Authority: JP
Inventors: Michimi Kusaka; 道美日下
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2010-01-28
Filing date: 2010-01-28
Publication date: 2011-08-11
Anticipated expiration: 2030-01-28
Also published as: JP5418253B2

Abstract

【課題】油分離器へのオイル滞留による凝縮器４側へのオイル流出を防止し、効率低下のない冷凍サイクル装置を提供する。
【解決手段】油分離器３の底部から、圧縮機１の運転中には常に冷媒とオイルとを圧縮機１に戻す第１の接続管７と、圧縮機１の吐出温度を検出する第１の温度センサ２１と、第１の接続管７のうち第１の毛細管８の下流側となる位置に設けられた第２の温度センサ２２と、第１の温度センサ２１の検出温度と第２の温度センサ２２の検出温度とから算出される温度差に応じて、第２の接続管９に設けた開閉弁１０を開閉する開閉弁制御手段２３とを備え、前記温度差があらかじめ定めた設定温度差以下になれば、開閉弁１０を開き、第２の接続管９からもオイルを戻す。
【選択図】図１

Description

本発明は、空調装置や冷凍装置等に用いられる冷凍サイクル装置であって、特に、油分離器から圧縮機にオイルを確実に戻す機構を備えた冷凍サイクル装置に関するものである。

従来、冷凍サイクルの能力低下とオイル不足による圧縮機の故障を未然に防ぐために、圧縮機にオイルを確実に戻す機構を備えた冷凍サイクル装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載された冷凍サイクル装置は、圧縮機の吐出ガス管に設けられたオイルセパレータ（油分離器）の底部と圧縮機の吸入側とを接続する油戻し管に電磁弁を設けるとともに、電磁弁と油分離器との間の油戻し管の温度および吐出ガス管の温度とを検出し、その温度差により電磁弁を開閉する制御手段を備えている。

このように構成された冷凍サイクル装置の動作について説明する。圧縮機から吐出された冷媒とオイルは、油分離器で分離され、大部分の冷媒は凝縮器側に流れ、大部分のオイルは油分離器内に溜まっていく。油分離器内にオイルが溜まり、吐出ガス管の検知温度と油戻し管の検知温度との温度差は大きくなると、電磁弁が開き、油分離器内のオイルは油戻し管を流れて、圧縮機に戻る。

逆に、油分離器内のオイルが少なくなると、油戻し管には高温のガスが混入したオイルが流れ、吐出ガス管の検知温度と油戻し管の検知温度との温度差が小さくなるので、電磁弁は閉じられる。このため、この冷凍サイクル装置は、圧縮機のオイル不足による故障を防止するとともに、油分離器内のオイルが空になることを防ぎ、ガス冷媒が圧縮機の吸入側へ流れ、冷凍サイクル装置の能力が低下するのを防止できる。

特開昭６１−２４３２３号公報

しかしながら、従来の冷凍サイクル装置では、電磁弁が閉じた状態では、油戻し管には、冷媒もオイルも流れなくなる。油戻し管に冷媒もオイルも流れていない状態では、油分離器内のオイル量が変化しても、油戻し管の温度変化は小さい。

このため、適切なタイミングで電磁弁を開くことができず、電磁弁が開くまでの間に、多量のオイルが油分離器内に溜まることがある。油分離器内に多量のオイルが溜まると、油分離器から凝縮器へ流れる冷媒に混入するオイルの割合が増加する。この混入したオイルは、凝縮器や蒸発器内に付着し、冷媒の熱伝達を阻害したり、圧力損失を増大させたりする。このため、冷凍サイクル装置を運転する時の電力消費を増大させ、冷凍サイクル装置の運転効率を悪化させるという課題があった。

本発明は、油分離器内にオイルが多量に溜まることを防止し、運転効率が悪化することのない冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の冷凍サイクル装置は、油分離器の底部近傍から、圧縮機の運転中には常に冷媒とオイルとを毛細管を介して圧縮機に戻す第１の接続管と、圧縮機の吐出側に設けられた第１の温度センサと、第１の接続管のうち毛細管の下流側となる位置に設けられた第２の温度センサと、第１の温度センサの検出温度と第２の温度センサの検出温度とから算出される温度差に応じて、毛細管をバイパスする第２の接続管に設けた開閉弁を開閉する開閉弁制御手段とを備え、前記温度差があらかじめ定めた設定温度差以下になれば、開閉弁を開き、第２の接続管からも油分離器内のオイルを圧縮機に戻すものである。

また、本発明の冷凍サイクル装置は、油分離器の底部近傍から、圧縮機の運転中には常に冷媒とオイルとを毛細管を介して圧縮機に戻す第１の接続管と、圧縮機の吐出側に設けられた第１の温度センサと、第１の接続管のうち毛細管の下流側となる位置に設けられた第２の温度センサと、第１の温度センサの検出温度と第２の温度センサの検出温度とから算出される温度差に応じて、第１の接続管と並列に設けられた第２の接続管に設けた開閉弁を開閉する開閉弁制御手段とを備え、前記温度差があらかじめ定めた設定温度差以下になれば、開閉弁を開き、第２の接続管からも油分離器内のオイルを圧縮機に戻すものである。

本発明によれば、油分離器内にオイルが多量に溜まることを防止し、運転効率が悪化することのない冷凍サイクル装置を提供できる。

本発明の実施の形態１における冷凍サイクル装置の概略構成図本発明の実施の形態１における開閉弁制御のフローチャート本発明の実施の形態１における吐出温度、第１の接続管の温度と開閉弁の状態との関係を説明する概念図本発明の実施の形態２における冷凍サイクル装置の概略構成図本発明の実施の形態３における冷凍サイクル装置の概略構成図

第１の発明は、圧縮機と、油分離器と、凝縮器と、減圧手段と、蒸発器とを配管で接続した冷凍サイクル回路を有する冷凍サイクル装置において、油分離器の底部近傍と、蒸発器の出口側と圧縮機の吸入側との間の配管とを接続した第１の接続管と、第１の接続管に設けられ、第１の接続管内を流れる冷媒とオイルを減圧する毛細管と、毛細管をバイパスする第２の接続管と、第２の接続管に設けられ第２の接続管内の冷媒とオイルの流通を開閉する開閉弁と、圧縮機の吐出側と油分離器の入口側との間の配管に設けられ、圧縮機から吐出される冷媒とオイルの吐出温度を検出する第１の温度センサと、第１の接続管のうち毛細管の下流側となる位置に設けられ、毛細管で減圧された冷媒とオイルの温度を検出する第２の温度センサと、第１の温度センサの検出温度と第２の温度センサの検出温度とから算出される温度差に応じて、開閉弁を開閉する開閉弁制御手段とを備え、前記温度差があらかじめ定めた設定温度差以下になれば、開閉弁を開き、第２の接続管を通じて、油分離器内の冷媒とオイルを圧縮機に戻す構成とすることにより、常に冷媒とオイルとが流れる第１の接続管に設けられた毛細管の下流側の温度と、圧縮機の吐出温度との温度差から、油分離器へのオイルの滞留を正確に判定でき、オイルが滞留した場合には、開閉弁を開けることで、オイルを通常の第１の接続管に加え、第２の接続管にも流し、速やかに圧縮機に戻すことができる。このため、油分離器内にオイルが多量に滞留し、凝縮器側へのオイルが流出することを防止でき、冷凍サイクル装置の効率を低下させることがない。

第２の発明は、圧縮機と、油分離器と、凝縮器と、減圧手段と、蒸発器とを配管で接続した冷凍サイクル回路を有する冷凍サイクル装置において、油分離器の底部近傍と、蒸発器の出口側と圧縮機の吸入側との間の配管とを接続した第１の接続管と、第１の接続管に設けられ、第１の接続管内を流れる冷媒とオイルを減圧する毛細管と、第１の接続管と並列に設けられた第２の接続管と、第２の接続管に設けられ第２の接続管内の冷媒とオイルの流通を開閉する開閉弁と、圧縮機の吐出側と油分離器の入口側との間の配管に設けられ、圧縮機から吐出される冷媒とオイルの吐出温度を検出する第１の温度センサと、第１の接続管のうち毛細管の下流側となる位置に設けられ、毛細管で減圧された冷媒とオイルの温度を検出する第２の温度センサと、第１の温度センサの検出温度と第２の温度センサの検出温度とから算出される温度差に応じて、開閉弁を開閉する開閉弁制御手段とを備え、前記温度差があらかじめ定めた設定温度差以下になれば、開閉弁を開き、第２の接続管を通じて、油分離器内の冷媒とオイルを圧縮機に戻す構成とすることにより、常に冷媒とオイルとが流れる第１の接続管に設けられた毛細管の下流側の温度と、圧縮機の吐出温度との温度差から、油分離器へのオイルの滞留を正確に判定でき、オイルが滞留した場合には、開閉弁を開けることで、オイルを通常の第１の接続管に加え、第２の接続管にも流し、速やかに圧縮機に戻すことができる。このため、油分離器内にオイルが多量に滞留し、凝縮器側へのオイルが流出することを防止でき、冷凍サイクル装置の効率を低下させることがない。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における冷凍サイクル装置の概略図、図２は、開閉弁制御手段の動作を説明するフローチャート図、図３は、圧縮機の吐出温度、第１の接続管の温度と開閉弁の状態との関係を説明する概念図である。

図１において、圧縮機１と油分離器３とは配管２ａで、油分離器３と凝縮器４とは配管２ｂで、凝縮器４と蒸発器６とは減圧手段５を介して配管２ｃで、蒸発器６と圧縮機１とは配管２ｄで、それぞれ接続され、冷凍サイクル回路を形成している。

油分離器３は、配管２ａの途中に設けられ、圧縮機１から冷媒とともに吐出されたオイルを分離し、大部分のオイルが凝縮器４側へ流出するのを防止している。油分離器３には、オイルを遠心力で分離する遠心分離式油分離器や、容器内に設けたメッシュで分離するデミスタ式油分離器が採用できる。

油分離器３の底部近傍には、油分離器３で分離されたオイルを、一部の冷媒とともに、圧縮機１へ戻すための第１の接続管７が接続されている。油分離器３の底部近傍としては、油分離器３の底部のみでなく、油分離器３の底部に近い側部であっても良い。第１の接続管７は、第１の毛細管８を介して、配管２ｄに接続されている。第１の毛細管８は、第１の接続管７内を流れる冷媒やオイルを減圧するとともに、それらの流量を規制し急激に冷媒とオイルとが圧縮機１に流入するのを防止している。

また、第１の接続管７には、第１の毛細管８の上流側で分岐され、第１の毛細管８をバイパスし、再び第１の毛細管８に合流する第２の接続管９が設けられている。第２の接続管９には、その管内の流通を開閉する開閉弁１０と、第２の毛細管１１とが設けられている。第２の毛細管１１は、第２の接続管９を流れるオイルを減圧するとともに、それらの流量を規制するものであるが、第１の毛細管８より大流量を流せるようにその径や長さが調整されている。

配管２ｄには、圧縮機１から吐出された冷媒とオイルの温度を検知するための第１の温度センサ２１が設けられている。また、第１の接続管７には、第１の毛細管８より下流側で、第１の接続管７と第２の接続管９との合流部よりも下流側の部分に、第２の温度センサ２２が設けられている。第２の温度センサ２２は、第１の接続管７や第２の接続管９を流れ、第１の毛細管８や第２の毛細管１１で減圧された冷媒とオイルの温度を検知するものである。

また、開閉弁１０の開閉を制御する開閉弁制御手段２３が電子制御装置（図示せず）に設けられている。開閉弁制御手段２３は、第１の温度センサ２１で検出した圧縮機１の吐出温度Ｔａと、第２の温度センサ２２が検出した第１の接続管７の温度Ｔｂとに応じて開閉弁１０を開閉する制御手段である。

以上のように構成された冷凍サイクル装置の動作を説明する。

圧縮機１の運転中には、圧縮機１から吐出された冷媒とオイルは、油分離器３に流入する。油分離器３では、完全に冷媒とオイルを分離することはできないが、大部分の冷媒は一部のオイルとともに凝縮器４側に流れる。そして、この冷媒は、凝縮器４で、大気や水などに放熱し、凝縮液化される。凝縮液化された冷媒は減圧手段５により減圧され、低圧の気液二相冷媒となり蒸発器６に流入する。蒸発器６に流入した冷媒は、大気や水などから吸熱することで低圧ガス冷媒となり圧縮機１に吸入される。このような、凝縮器４での放熱は、エアコンなどの暖房や給湯機での温水加熱に利用され、蒸発器６での吸熱は、エアコンなどの冷房に利用される。

一方、油分離器３で分離された大部分のオイルは一部の冷媒とともに、油分離器３の底部へ溜まる。開閉弁１０が閉じている場合には、油分離器３の底部へ溜まった冷媒とオイルは、第１の接続管７に流入し、第１の毛細管８により減圧され、圧縮機１へと戻る。また、開閉弁１０が開いている場合には、油分離器３の底部の冷媒とオイルは、第１の接続管７に流入する。一部の冷媒とオイルは、そのまま第１の毛細管８に流入し、減圧され、圧縮機１に戻る。また、その他の冷媒とオイルは、分岐され第２の接続管９に流入し、第２の毛細管１１で減圧された後、圧縮機１へと戻る。ここで、第２の毛細管１１は第１の毛細管８より、大流量を流せるように予め調整されているため、開閉弁１０が開くと、油分離器３の底部の冷媒とオイルは、第１の接続管７に加え、第２の接続管９にも流れ、速やかに圧縮機１に戻る。

次に、開閉弁１０を制御する開閉弁制御手段２３の動作を図２のフローチャート図を用いて説明する。まず、第１の温度センサ２１で圧縮機１の吐出温度Ｔａを計測する（ステップＳ１）。次に、第２の温度センサ２２で第１の接続管７の温度Ｔｂを計測する（ステップＳ２）。そして、ステップＳ１で計測した吐出温度ＴａとステップＳ２で計測した温度Ｔｂの差（Ｔａ−Ｔｂ）を算出する（ステップＳ３）。算出された温度差（Ｔａ−Ｔｂ）と、あらかじめメモリなどに記憶している設定温度差Δｔ１との比較を行い、温度差（Ｔａ−Ｔｂ）が設定温度差Δｔ１以下の場合には、開閉弁制御手段２３は、開閉弁１０を開ける（ステップＳ５）。逆に、温度差（Ｔａ−Ｔｂ）が設定温度差Δｔ１より大きい場合には、開閉弁制御手段２３は、開閉弁１０を閉じる（ステップＳ６）。設定温度差Δｔ１は、例えば、３０Ｋに設定してある。

このような冷凍サイクル装置の動作の具体例を、図３を用いて説明する。図３は、圧縮機１の吐出温度Ｔａ、第１の接続管７の温度Ｔｂと、第１の接続管７内の流れの状態、および、開閉弁１０の状態との関係の一例を、時間経過とともに示している。

まず、冷凍サイクル装置が安定して運転されている場合について説明する。（区間１）
この状態では、油分離器３の底部にオイルは、ほとんど溜まっていない。このため、油分離器３内の底部でオイルに冷媒が混入しやすくなり、第１の接続管７を流れる冷媒とオイルのうち、冷媒の割合が多くなる。冷媒は、第１の毛細管８を通過する際に、減圧膨張し、その温度が低下する。一方、オイルは、第１の毛細管８を通過しても、温度低下しない。このため、第１の接続管７を流れる冷媒とオイルのうち、冷媒の割合が多い場合には、第１の接続管７の温度Ｔｂは比較的低くなる。例えば、吐出温度Ｔａが約９０℃の場合、温度Ｔｂは約２０℃となる。この状態では、温度差（Ｔａ−Ｔｂ）が設定温度差Δｔ１より大きいため、図２のフローチャートで説明したように、開閉弁１０は閉じられたままとなる。このため、冷媒とオイルは第１の接続管７のみを流れ、連続的に圧縮機１に吸入される。

次に、例えば、冷凍サイクル装置が冷房を行っている部屋へ人の出入りが激しくなる場合など、冷凍サイクル装置にかかる負荷が大きくなった場合について説明する。この場合には、冷凍サイクルのバランスが崩れ、油分離器３の底部にオイルが溜まってくる。油分離器３のオイルが溜まると、油分離器３内の底部でオイルに冷媒が混入しにくくなるので、第１の接続管７に流れる冷媒の割合が少なくなる。第１の毛細管８で温度低下する冷媒の割合が少なくなることにより、第１の接続管７の温度Ｔｂは徐々に上昇する（区間２）。例えば、吐出温度Ｔａが約９０℃の場合、温度Ｔｂは約７０℃となる。

温度差（Ｔａ−Ｔｂ）が設定温度差Δｔ１の３０Ｋ以下になると、図２のフローチャートで説明したように、開閉弁１０が開く（区間２と３の間）。開閉弁１０が開くと、油分離器３の底部に溜まった冷媒とオイルは、第１の接続管７に加え、第２の接続管９にも流れ、圧縮機１に速やかに戻る。

その後、油分離器３内の溜まるオイル量が減少すると、再び、第１の接続管７内を流れるオイルへ混入する冷媒の割合が増加し、温度Ｔｂは徐々に低下する（区間４）。温度差（Ｔａ−Ｔｂ）が設定温度差Δｔ１より大きくなると、開閉弁１０が閉じられ（区間４と区間５の間）、再び冷凍サイクル装置が安定して運転されている状態に戻る（区間５）。

以上のように、本実施の形態では、油分離器３内のオイルは冷媒とともに、第１の接続管７を通じて、圧縮機１の運転中、常に圧縮機１に戻されるため、油分離器３内にオイルは滞留しない。また、常に冷媒とオイルが流れる第１の接続管７の温度Ｔｂと、圧縮機１の吐出温度Ｔａとの温度差により、油分離器３内のオイルの増加を正確に判定できる。そして、油分離器３にオイルが滞留していると判定された場合には、開閉弁１０を開くことで、オイルを第２の接続管９にも流し、速やかに圧縮機１に戻すことができる。これにより、油分離器３へのオイル滞留による凝縮器４側へのオイル流出を防止でき、冷凍サイクル装置の運転効率を低下させることがない。

なお、図３に示す区間５の場合のように、吐出温度Ｔａの変化に応じて、第１の接続管７の温度Ｔｂが変化することがある。このような場合、仮に第１の接続管７の温度Ｔｂのみに応じて開閉弁１０を開閉させるように制御すると、油分離器３内にオイルが溜まっていないのに、誤って開閉弁１０が開くことがある。しかし、本実施の形態では、吐出温度Ｔａと第１の接続管７の温度Ｔｂとの温度差に応じて、開閉弁１０を開閉しているため、このような場合でも、誤って開閉弁１０を開閉することがない。

また、第２の温度センサ２２は、第１の接続管７のうち、第１の接続管７と第２の接続管９との合流部より下流側の部分に設けられているので、開閉弁１０が開いているときには、第１の接続管７と第２の接続管９との両方を流れる冷媒とオイルの温度を検知することができる。このため、第１の接続管７と第２の接続管９のいずれかを流れる冷媒とオイルの温度のみしか検知できない場合に比べて、油分離器３にオイルが溜まっているか否か
をより正確に判定できる。

（実施の形態２）
図４は、本発明の第２の実施の形態における冷凍サイクル図である。本実施の形態においては、第１の実施の形態と異なる点のみを説明する。本実施の形態と、第１の実施の形態とが異なる点は、第２の接続管９が、第１の接続管７と並列に、油分離器３の底部近傍と配管２ｄとを接続するように設けられている点である。

冷凍サイクル装置が安定して運転されている場合には、油分離器３の底部にオイルは、ほとんど溜まっていない。このため、油分離器３内の底部でオイルに冷媒が混入しやすくなり、第１の接続管７を流れる冷媒とオイルのうち、冷媒の割合が多くなる。第１の毛細管８で温度低下する冷媒の割合が多くなることにより、第１の接続管７の温度Ｔｂは比較的低くなる。このため、開閉弁１０は閉じられたままとなり、冷媒とオイルは第１の接続管７のみを流れ、連続的に圧縮機１に吸入される。

油分離器３の底部にオイルが溜まると、油分離器３内の底部でオイルに冷媒が混入しにくくなるので、第１の接続管７に流れる冷媒の割合が少なくなる。第１の毛細管８で温度低下する冷媒の割合が少なくなることにより、第１の接続管７の温度Ｔｂは徐々に上昇する。温度差（Ｔａ−Ｔｂ）が設定温度差Δｔ１以下になると、開閉弁１０が開き、油分離器３の底部の冷媒とオイルは、第１の接続管７に流入するとともに、第２の接続管９にも流入する。第１の接続管７に流入した冷媒とオイルは、第１の毛細管８に流入し、減圧され、圧縮機１に戻る。また、第２の接続管９に流入した冷媒とオイルは、第２の毛細管１１で減圧された後、圧縮機１へと戻る。このため、開閉弁１０が開くと、油分離器３の底部の冷媒とオイルは、速やかに圧縮機１に戻る。

その後、油分離器３内の溜まるオイル量が減少すると、再び、第１の接続管７内を流れるオイルへ混入する冷媒の割合が増加し、温度Ｔｂは徐々に低下する。温度差（Ｔａ−Ｔｂ）が設定温度差Δｔ１より大きくなると、開閉弁１０が閉じられ、再び冷凍サイクル装置が安定して運転されている状態に戻る。

本実施の形態では、第１の接続管７を通じて、圧縮機１の運転中、常にオイルを圧縮機１に戻すため、油分離器３内のオイル量が急激に増加することがない。また、常に冷媒とオイルが流れる第１の接続管７の温度Ｔｂと吐出温度Ｔａとの温度差により、油分離器３にオイルが滞留していると判定された場合には、開閉弁１０を開け、第１の接続管７に加え、油分離器３から直接、第２の接続管９にもオイルを流すことで、速やかに圧縮機１にオイルを戻すことができる。このため、油分離器３へのオイル滞留による凝縮器４側へのオイル流出を防止でき、冷凍サイクル装置の効率を低下させることがない。

（実施の形態３）
図５は、本発明の第３の実施の形態における冷凍サイクル図である。本実施の形態においては、第２の実施の形態と異なる点のみを説明する。本実施の形態と、第１の実施の形態とが異なる点は、第１の温度センサ２１を、配管２ｄのうち第１の接続管７および第２の接続管９との合流部より下流側（圧縮機１側）に設け、第２の温度センサ２２を、配管２ｄのうち第１の接続管７および第２の接続管９との合流部より上流側（蒸発器５側）に設けた点である。また、開閉弁１０の開閉を制御する開閉弁制御手段２３を第１の温度センサ２１で検出した圧縮機１の吸入温度Ｔｃと、第２の温度センサ２８が検出した蒸発器５の出口温度Ｔｄとから温度差（Ｔｃ−Ｔｄ）を算出し、温度差（Ｔｃ−Ｔｄ）が設定温度差Δｔ２以上の場合には、開閉弁１０を開ける一方、設定温度差Δｔ２より小さい場合
には、開閉弁１０を開けるようにしている。設定温度差Δｔ２は、例えば、２０Ｋに設定してある。

冷凍サイクル装置が安定して運転されている場合には、油分離器３の底部にオイルは、ほとんど溜まっていない。このため、油分離器３内の底部でオイルに冷媒が混入しやすくなり、第１の接続管７を流れる冷媒とオイルのうち、冷媒の割合が多くなる。第１の毛細管８で温度低下する冷媒の割合が多くなることにより、圧縮機１の吸入温度Ｔｃは比較的低くなる。このため、開閉弁１０は閉じられたままとなり、冷媒とオイルは第１の接続管７のみを流れ、連続的に圧縮機１に吸入される。

油分離器３の底部にオイルが溜まると、油分離器３内の底部でオイルに冷媒が混入しにくくなるので、第１の接続管７に流れる冷媒の割合が少なくなる。第１の毛細管８で温度低下する冷媒の割合が少なくなることにより、圧縮機１の吸入温度Ｔｃは徐々に上昇する。例えば、蒸発器５の出口温度Ｔｄが約０℃の場合、吸入温度Ｔｃは約１０℃となる。温度差（Ｔｃ−Ｔｄ）が設定温度差Δｔ２の２０Ｋ以上になると、開閉弁１０が開き、油分離器３の底部の冷媒とオイルは、第１の接続管７に流入するとともに、第２の接続管９にも流入する。第１の接続管７に流入した冷媒とオイルは、第１の毛細管８に流入し、減圧され、圧縮機１に戻る。また、第２の接続管９に流入した冷媒とオイルは、第２の毛細管１１で減圧された後、圧縮機１へと戻る。このため、開閉弁１０が開くと、油分離器３の底部の冷媒とオイルは、速やかに圧縮機１に戻る。

その後、油分離器３内の溜まるオイル量が減少すると、再び、第１の接続管７内を流れるオイルへ混入する冷媒の割合が増加し、圧縮機１の吸入温度Ｔｃは徐々に低下する。温度差（Ｔｃ−Ｔｄ）が設定温度差Δｔ２より小さくなると、開閉弁１０が閉じられ、再び冷凍サイクル装置が安定して運転されている状態に戻る。

本実施の形態では、第１の接続管７を通じて、圧縮機１の運転中、常にオイルを圧縮機１に戻すため、油分離器３内のオイル量が急激に増加することがない。また、常に冷媒とオイルが流れる配管２ｄに設けられた圧縮機１の吸入温度Ｔｃと、蒸発器５の出口側温度Ｔｄとの温度差により、油分離器３にオイルが滞留していると判定された場合には、開閉弁１０を開け、第１の接続管７に加え、油分離器３から直接、第２の接続管９にもオイルを流すことで、速やかに圧縮機１にオイルを戻すことができる。このため、油分離器３へのオイル滞留による凝縮器４側へのオイル流出を防止でき、冷凍サイクル装置の効率を低下させることがない。

なお、以上の実施の形態１〜３において、第２の毛細管１１を省略しても、同様の効果が得られる。また、開閉弁１０には、開または閉のいずれかを選択できる電磁弁として説明したが、開度を無段階に調整できる膨張弁を採用してもよい。

また、第１の実施の形態では、第１の接続管７を分岐した第２の接続管９は、再び、第１の接続管７と合流するようにしているが、配管２ｄに合流させてもよい。また、第２、第３の実施の形態では、第２の接続管９は、油分離器３の底部近傍と配管２ｄとを接続しているが、油分離器３の底部近傍と、第１の接続管７のうち第１の毛細管８の下流側とを接続するようにしてもよい。

以上のように、本発明にかかる冷凍サイクル装置は、凝縮器側にオイルが流出し冷凍サイクル装置の効率が低下することがないので、家庭用、業務用の空調装置や冷凍装置、カ
ーエアコン、ヒートポンプ給湯機等のさまざまな冷凍サイクル装置に適用できる。

１圧縮機
２配管
３油分離器
４凝縮器
５減圧手段
６蒸発器
７第１の接続管
８第１の毛細管
９第２の接続管
１０開閉弁
１１第２の毛細管
２１第１の温度センサ
２２第２の温度センサ
２３開閉弁制御手段

Claims

圧縮機と、油分離器と、凝縮器と、減圧手段と、蒸発器とを配管で接続した冷凍サイクル回路を有する冷凍サイクル装置において、前記油分離器の底部近傍と、前記蒸発器の出口側と前記圧縮機の吸入側との間の配管とを接続した第１の接続管と、前記第１の接続管に設けられ、前記第１の接続管内を流れる冷媒とオイルを減圧する毛細管と、前記毛細管をバイパスする第２の接続管と、前記第２の接続管に設けられ前記第２の接続管内の冷媒とオイルの流通を開閉する開閉弁と、前記圧縮機の吐出側と前記油分離器の入口側との間の配管に設けられ、前記圧縮機から吐出される冷媒とオイルの吐出温度を検出する第１の温度センサと、前記第１の接続管のうち前記毛細管の下流側となる位置に設けられ、前記毛細管で減圧された冷媒とオイルの温度を検出する第２の温度センサと、前記第１の温度センサの検出温度と前記第２の温度センサの検出温度とから算出される温度差に応じて、前記開閉弁を開閉する開閉弁制御手段とを備え、前記温度差があらかじめ定めた設定温度差以下になれば、前記開閉弁を開き、前記第２の接続管を通じて、前記油分離器内の冷媒とオイルを前記圧縮機に戻すことを特徴とする冷凍サイクル装置。
圧縮機と、油分離器と、凝縮器と、減圧手段と、蒸発器とを配管で接続した冷凍サイクル回路を有する冷凍サイクル装置において、前記油分離器の底部近傍と、前記蒸発器の出口側と前記圧縮機の吸入側との間の配管とを接続した第１の接続管と、前記第１の接続管に設けられ、前記第１の接続管内を流れる冷媒とオイルを減圧する毛細管と、前記第１の接続管と並列に設けられた第２の接続管と、前記第２の接続管に設けられ前記第２の接続管内の冷媒とオイルの流通を開閉する開閉弁と、前記圧縮機の吐出側と前記油分離器の入口側との間の配管に設けられ、前記圧縮機から吐出される冷媒とオイルの吐出温度を検出する第１の温度センサと、前記第１の接続管のうち前記毛細管の下流側となる位置に設けられ、前記毛細管で減圧された冷媒とオイルの温度を検出する第２の温度センサと、前記第１の温度センサの検出温度と前記第２の温度センサの検出温度とから算出される温度差に応じて、前記開閉弁を開閉する開閉弁制御手段とを備え、前記温度差があらかじめ定めた設定温度差以下になれば、前記開閉弁を開き、前記第２の接続管を通じて、前記油分離器内の冷媒とオイルを前記圧縮機に戻すことを特徴とする冷凍サイクル装置。