JP2013024447A - 冷凍装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２段圧縮式冷凍サイクルを行うための各圧縮機の潤滑油の過不足を解消すると共に、構成の複雑化を回避する。
【解決手段】冷凍装置は、低段側圧縮機（30）と高段側圧縮機（40）とを有する圧縮機構（20）が設けられた冷媒回路を備えている。さらに、冷凍装置は、各圧縮機（30，40）のケーシング（31，41）内を同じ圧力にすると共に、各圧縮機（30，40）のケーシング（31，41）内の潤滑油の貯留量を等しくする均油管（51）を備えている。低段側圧縮機（30）は、圧縮機部（32）に吸入管（36）と吐出管（37）とが直接連結されている。高段側圧縮機（40）は、圧縮機部（42）に吸入管（46）が直接連結されると共に、高圧冷媒をケーシング（41）内に吐出する。均油管（51）は、低段側圧縮機（30）のケーシング（31）と高段側圧縮機（40）のケーシング（41）とを連結している。
【選択図】図２

Description

本発明は、冷凍装置に関し、特に、潤滑油対策に係るものである。

従来より、特許文献１に示すように、冷凍装置には、２段圧縮式冷凍サイクルが採用されているものがある。２段圧縮式冷凍サイクルの圧縮機構は、低段側圧縮機と高段側圧縮機とから構成され、低段側圧縮機によって圧縮した冷媒を高段側圧縮機によってさらに圧縮している。

特開２００１−０７４３１９号公報

上記２段圧縮式冷凍サイクルの冷凍装置は、低段側圧縮機と高段側圧縮機との吐出冷媒ガスに含まれる潤滑油量が異なっている。したがって、単段圧縮式冷凍サイクルの冷凍装置と同様な潤滑油制御では、一部の圧縮機が潤滑油不足を生ずる場合がある。

そこで、上述した従来の冷凍装置は、潤滑油が下限値まで低減した圧縮機の圧縮比を低減し、潤滑油の流出を抑制するようにしている。

しかしながら、従来の冷凍装置では、油温センサを要すると共に、圧縮機の容量を制御する手段を要し、この結果、構成が複雑になるという問題がある。

本発明は、斯かる点に鑑みて成されたもので、多段圧縮式冷凍サイクルを行うための各段の圧縮機の潤滑油の過不足を解消すると共に、構成の複雑化を回避することを目的とするものである。

本発明は、各圧縮機のケーシング内の圧力を等しくするようにしたものである。

第１の発明は、複数台の圧縮機（30，40）を有する圧縮機構（20）が設けられた冷媒回路（11）を備え、多段圧縮冷凍サイクルを行う冷凍装置である。そして、第１の発明は、上記各圧縮機（30，40）のケーシング（31，41）内を同じ圧力にすると共に、上記各圧縮機（30，40）のケーシング（31，41）内の潤滑油の貯留量を等しくする均油機構（50）を備えている。

上記第１の発明は、均油機構（50）が各圧縮機（30，40）のケーシング（31，41）内を同じ圧力にしている。そして、各圧縮機（30，40）の何れかに潤滑油が偏ると、他の圧縮機（40，30）に潤滑油が流れるので、上記各圧縮機（30，40）のケーシング（31，41）内の潤滑油の貯留量が等しくなる。

第２の発明は、第１の発明において、上記均油機構（50）が、上記各圧縮機（30，40）のケーシング（31，41）内の油貯留部（35，45）を連結する均油管（51）を備えたものである。

上記第２の発明は、上記均油機構（50）が均油管（51）を備えているので、該均油管（51）を介して各圧縮機（30，40）のケーシング（31，41）内が同じ圧力になると共に、各圧縮機（30，40）の何れかに潤滑油が偏ると、均油管（51）を介して他の圧縮機（40，30）に潤滑油が流れる。

第３の発明は、第２の発明において、上記圧縮機構（20）が低段側圧縮機（30）と高段側圧縮機（40）とを備えたものである。そして、上記低段側圧縮機（30）は、圧縮機部（32）に吸入管（36）と吐出管（37）とが直接連結される一方、上記高段側圧縮機（40）は、圧縮機部（42）に吸入管（46）が直接連結されると共に、高圧冷媒をケーシング（41）内に吐出するように構成されている。上記低段側圧縮機（30）の吐出側と高段側圧縮機（40）の吐出側とには、油分離器（21）がそれぞれ設けられ、該油分離器（21）の油戻し管（22）は、上記低段側圧縮機（30）の吸入側および高段側圧縮機（40）の吸入側に接続されている。さらに、上記均油管（51）は、低段側圧縮機（30）のケーシング（31）と高段側圧縮機（40）のケーシング（41）とを連結している。

上記第３の発明は、高段側圧縮機（40）のケーシング（41）内が高圧雰囲気になると共に、低段側圧縮機（30）のケーシング（31）内も均油管（51）によって高圧雰囲気になる。

第４の発明は、第３の発明において、上記均油機構（50）が、上記均油管（51）と、上記高段側圧縮機（40）の吐出管（47）と低段側圧縮機（30）のケーシング（31）とを連結する連結管（52）とを備えたものである。

上記第４の発明は、連結管（52）を備えているので、該連結管（52）によって低段側圧縮機（30）のケーシング（31）内が高段側圧縮機（40）のケーシング（41）内と同じ高圧雰囲気になる。そして、潤滑油は、均油管（51）を介して高段側圧縮機（40）から低段側圧縮機（30）に流れる。

第５の発明は、第２の発明において、上記圧縮機構（20）が低段側圧縮機（30）と高段側圧縮機（40）とを備えたものである。そして、上記低段側圧縮機（30）は、低圧冷媒をケーシング（31）内に吸入するように構成されると共に、圧縮機部（32）に吐出管（37）が直接連結される一方、上記高段側圧縮機（40）は、圧縮機部（42）に吸入管（46）と吐出管（47）とが直接連結されている。上記低段側圧縮機（30）の吐出側と高段側圧縮機（40）の吐出側とには、油分離器（21）がそれぞれ設けられ、該油分離器（21）の油戻し管（22）は、上記低段側圧縮機（30）の吸入側および高段側圧縮機（40）の吸入側に接続されている。さらに、上記均油機構（50）は、上記均油管（51）と、上記低段側圧縮機（30）の吸入管（36）と高段側圧縮機（40）のケーシング（41）とを連結する連結管（52）とを備えている。

上記第５の発明は、連結管（52）を備えているので、該連結管（52）によって高段側圧縮機（40）のケーシング（41）内が低段側圧縮機（30）のケーシング（31）内と同じ低圧雰囲気になる。そして、潤滑油は、均油管（51）を介して高段側圧縮機（40）から低段側圧縮機（30）に流れる。

本発明は、均油管（51）を設けて各圧縮機（30，40）のケーシング（31，41）内を同じ圧力にすると共に、上記各圧縮機（30，40）のケーシング（31，41）内の潤滑油の貯留量を等しくするようにしたために、上記各圧縮機（30，40）における潤滑油の偏在を確実に防止することができる。この結果、油切れの発生を防止することができ、信頼性の向上を図ることができる。

また、本発明は、上記均油管（51）を設けるのみによって上記各圧縮機（30，40）間の均油を行うことができるので、従来のように制御手段を設ける必要がなく、簡単な構成とすることができる。

また、第３および第４の発明は、上記低段側圧縮機（30）のケーシング（31）内を高圧雰囲気にするので、潤滑油の粘度を低くすることができ、軸受損失が低下し、圧縮機効率を向上させることができる。

図１は、実施形態１の冷媒回路を示す回路図である。 図２は、実施形態１の圧縮機構を示す回路図である。 図３は、単段圧縮の圧縮機構を示す回路図である。 図４は、実施形態１の圧縮機構と比較するための第１比較例の圧縮機構を示す回路図である。 図５は、実施形態１の圧縮機構と比較するための第２比較例の圧縮機構を示す回路図である。 図６は、実施形態２の圧縮機構を示す回路図である。 図７は、実施形態３の圧縮機構を示す回路図である。

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。

〈発明の実施形態１〉
図１に示すように、本実施形態の冷凍装置（10）は、いわゆる２段圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路（11）を備え、空気調和装置を構成している。上記冷媒回路（11）は、冷媒循環方向が可逆に構成され、冷房サイクル動作と暖房サイクル動作とに切り換わる。

上記冷媒回路（11）には、圧縮機構（20）と四路切換弁（12）と熱源側熱交換器である室外熱交換器（13）と第１膨張機構（14）と気液分離器（15）と第２膨張機構（16）と利用側熱交換器である室内熱交換器（17）とを備えている。

具体的に、上記圧縮機構（20）は、冷媒配管（1a）を介して四路切換弁（12）の第１ポートに接続されている。該四路切換弁（12）の第２ポートは、冷媒配管（1a）を介して室外熱交換器（13）の一端に接続されている。該室外熱交換器（13）の他端は、冷媒配管（1a）を介して気液分離器（15）に接続されている。上記室外熱交換器（13）と気液分離器（15）との間には第１膨張機構（14）が設けられている。

上記気液分離器（15）の下部は、冷媒配管（1a）を介して室内熱交換器（17）の一端に接続されている。上記気液分離器（15）と室内熱交換器（17）との間には、第２膨張機構（16）が設けられている。そして、上記気液分離器（15）の冷媒液は、室内熱交換器（17）へ導かれている。

上記室内熱交換器（17）の他端は、冷媒配管（1a）を介して上記四路切換弁（12）の第４ポートに接続されている。該四路切換弁（12）の第３ポートは、冷媒配管（1a）を介して圧縮機構（20）に接続されている。

上記気液分離器（15）は、中間圧冷媒を貯留するように構成され、ガス配管（1b）を介して圧縮機構（20）の中間に接続されている。該ガス配管（1b）は、気液分離器（15）の上部に接続され、冷媒ガスを気液分離器（15）から圧縮機構（20）に導いている。上記ガス配管（1b）には、該ガス配管（1b）を連通および遮断する電磁弁（1c）設けられている。

上記圧縮機構（20）は、２台の圧縮機（30，40）を備えている。つまり、上記圧縮機構（20）は、図２にも示すように、低段側圧縮機（30）と高段側圧縮機（40）とを備え、冷媒を２段圧縮するように構成されている。該低段側圧縮機（30）と高段側圧縮機（40）とは、円筒容器状のケーシング（31，41）に圧縮機部（32，42）と電動機部（33，43）とを収納して構成されている。

上記低段側圧縮機（30）の圧縮機部（32）と高段側圧縮機（40）の圧縮機部（42）は、例えば、スクロール型に構成されている。また、該圧縮機部（32，42）は、駆動軸（34，44）によって電動機部（33，43）に連結されている。

また、上記低段側圧縮機（30）と高段側圧縮機（40）のケーシング（31，41）の底部には、潤滑油を貯留する油貯留部（35，45）が形成されている。

上記駆動軸（34，44）は、図示しないが、遠心ポンプと給油路とを備え、圧縮機部（32，42）を貫通して設けられている。上記遠心ポンプは駆動軸（34，44）の下端部に設けられ、駆動軸（34，44）の回転に伴ってケーシング（31，41）の油貯留部（35，45）の潤滑油を汲み上げるように構成されている。一方、上記給油路は、駆動軸（34，44）の内部に軸方向に沿って形成され、遠心ポンプが汲み上げた潤滑油を各摺動部分へ供給するよう構成されている。

上記低段側圧縮機（30）の圧縮機部（32）は、吸入管（36）と吐出管（37）とが直接接続され、冷媒回路（11）からの低圧冷媒をケーシング（31）の内部を介することなく直接吸入し、圧縮した中間圧冷媒をケーシング（31）の内部を介することなく直接吐出するように構成されている。

上記高段側圧縮機（40）の圧縮機部（42）は、吸入管（46）が直接接続され、低段側圧縮機（30）からの中間圧冷媒をケーシング（41）の内部を介することなく直接吸入し、圧縮した高圧冷媒をケーシング（41）の内部に吐出するように構成されている。そして、上記高段側圧縮機（40）は、ケーシング（41）の内部の高圧冷媒を冷媒回路（11）に吐出管（47）を介して吐出し、いわゆる高圧ドーム型に構成されている。

さらに、上記低段側圧縮機（30）の吐出管（37）には、油分離器（21）が設けられ、該油分離器（21）の油戻し管（22）は、低段側圧縮機（30）の吸入管（36）に接続されている。また、上記高段側圧縮機（40）の吐出管（47）には、上記低段側圧縮機（30）と同様に油分離器（21）が設けられ、該油分離器（21）の油戻し管（22）は、高段側圧縮機（40）の吸入管（46）に接続されている。

上記圧縮機構（20）には、本実施形態の特徴として均油機構（50）が設けられている。該均油機構（50）は、均油管（51）を備えている。該均油管（51）は、低段側圧縮機（30）のケーシング（31）と高段側圧縮機（40）のケーシング（41）とを接続している。上記均油管（51）は、高段側圧縮機（40）のケーシング（41）の高圧冷媒を低段側圧縮機（30）のケーシング（31）に導き、高段側圧縮機（40）のケーシング（41）の内部圧力と低段側圧縮機（30）のケーシング（31）の内部圧力とが等しくなるように均圧機構をも構成している。したがって、上記低段側圧縮機（30）のケーシング（31）の内部は、高段側圧縮機（40）の吐出圧の高圧雰囲気になっている。

さらに、上記均油管（51）は、上記低段側圧縮機（30）の油貯留部（35）と高段側圧縮機（40）の油貯留部（45）とを接続し、低段側圧縮機（30）の油貯留量と高段側圧縮機（40）の油貯留量とが等しくなるように構成されている。つまり、上記均油管（51）は、上記低段側圧縮機（30）の油貯留部（35）の所定高さと高段側圧縮機（40）の油貯留部（45）の所定高さとに接続され、片方の圧縮機（30，40）の潤滑油が油面が低下すると、他の片方の圧縮機（40，30）に潤滑油が流れるように構成されている。

そこで、本実施形態が上記均油機構（50）を設けた基本的理由について説明する。

先ず、図３に示すように、例えば、低段側圧縮機である１つの圧縮機（30）のみを備え、冷媒回路（11）がいわゆる単段圧縮式冷凍サイクルである場合、潤滑油の流れは次の通りとなる。

上記圧縮機（30）から流出する潤滑油の油量が０．１である場合、油分離器（21）で０．０９の潤滑油が吸入側に戻り、０．０１の潤滑油が冷媒回路（11）を流れる。そして、上記圧縮機（30）の吸入側には、冷媒回路（11）を流れた０．０１の潤滑油と油分離器（21）から０．０９の潤滑油とが合流し、０．０１の潤滑油が戻り、圧縮機（30）の油量は、変動しない。

一方、図４に示すように、上記圧縮機構（20）が冷媒を２段圧縮し、低段側圧縮機（30）が、高段側圧縮機（40）と同様に高圧ドーム型に構成され、中間圧の吐出冷媒をケーシング（31）の内部に吐出する場合、潤滑油の流れは次の通りとなる。この場合、上記低段側圧縮機（30）のケーシング（31）内が中間圧となり、高段側圧縮機（40）のケーシング（41）内が高圧となるので、均油管（51）を設けることができない。

上記低段側圧縮機（30）から流出する潤滑油の油量が０．１である場合、油分離器（21）で０．０９の潤滑油が低段側圧縮機（30）の吸入側に戻り、０．０１の潤滑油が高段側圧縮機（40）に流れる。

さらに、上記高段側圧縮機（40）から流出する潤滑油の油量が０．０５である場合、油分離器（21）で０．０４５の潤滑油が高段側圧縮機（40）の吸入側に戻り、０．００５の潤滑油が冷媒回路（11）を流れる。

そして、上記低段側圧縮機（30）の吸入側には、上記冷媒回路（11）を流れた０．００５の潤滑油と油分離器（21）から０．０９の潤滑油とが合流し、０．０９５の潤滑油が戻る。

一方、上記高段側圧縮機（40）の吸入側には、上記低段側圧縮機（30）からの０．０１の潤滑油と油分離器（21）から０．０４５の潤滑油とが合流し、０．０５５の潤滑油が戻る。

この結果、上記低段側圧縮機（30）の油量は減少し、上記高段側圧縮機（40）の油量は増大し、上記高段側圧縮機（40）に潤滑油が偏ることになる。

また、図５に示すように、上記圧縮機構（20）が冷媒を２段圧縮し、低段側圧縮機（30）が、高段側圧縮機（40）と同様に高圧ドーム型に構成され、中間圧の吐出冷媒をケーシング（31）の内部に吐出し、且つ低段側圧縮機（30）と高段側圧縮機（40）との油分離器（21）の油戻し管（22）を何れも低段側圧縮機（30）の吸入側に接続した場合、潤滑油の流れは次の通りとなる。この場合、上記低段側圧縮機（30）のケーシング（31）内が中間圧となり、高段側圧縮機（40）のケーシング（41）内が高圧となるので、均油管（51）を設けることができない。

上記低段側圧縮機（30）から流出する潤滑油の油量が０．１である場合、油分離器（21）で０．０９の潤滑油が低段側圧縮機（30）の吸入側に戻り、０．０１の潤滑油が高段側圧縮機（40）に流れる。

さらに、上記高段側圧縮機（40）から流出する潤滑油の油量が０．０５である場合、油分離器（21）で０．０４５の潤滑油が低段側圧縮機（30）の吸入側に戻り、０．００５の潤滑油が冷媒回路（11）を流れる。

そして、上記低段側圧縮機（30）の吸入側には、上記冷媒回路（11）を流れた０．００５の潤滑油と低段側圧縮機（30）の油分離器（21）から０．０９の潤滑油と高段側圧縮機（40）の油分離器（21）から０．０４５の潤滑油とが合流し、０．１４の潤滑油が戻る。

一方、上記高段側圧縮機（40）の吸入側には、上記低段側圧縮機（30）からの０．０１の潤滑油のみが戻る。

この結果、上記低段側圧縮機（30）の油量は増大し、上記高段側圧縮機（40）の油量は減少し、上記低段側圧縮機（30）に潤滑油が偏ることになる。

そこで、本実施形態は、上記均油機構（50）を設けるようにしたものである。本実施形態の潤滑油の流れは次の通りとなる。

図２に示すように、上記低段側圧縮機（30）から流出する潤滑油の油量が０．１である場合、油分離器（21）で０．０９の潤滑油が低段側圧縮機（30）の吸入側に戻り、０．０１の潤滑油が高段側圧縮機（40）に流れる。

さらに、上記高段側圧縮機（40）から流出する潤滑油の油量が０．０５である場合、油分離器（21）で０．０４５の潤滑油が高段側圧縮機（40）の吸入側に戻り、０．００５の潤滑油が冷媒回路（11）を流れる。

そして、上記低段側圧縮機（30）の吸入側には、上記冷媒回路（11）を流れた０．００５の潤滑油と油分離器（21）から０．０９の潤滑油とが合流し、０．０９５の潤滑油が戻る。

一方、上記高段側圧縮機（40）の吸入側には、上記低段側圧縮機（30）からの０．０１の潤滑油と油分離器（21）から０．０４５の潤滑油とが合流し、０．０５５の潤滑油が戻る。

加えて、上記低段側圧縮機（30）には、上記高段側圧縮機（40）から均油管（51）を介して０．００５の潤滑油が戻る。

この結果、上記低段側圧縮機（30）の油量と上記高段側圧縮機（40）の油量とは、変動しない。

−運転動作−
次に、上述した冷媒回路（11）の運転動作について説明する。

冷房運転時には、四路切換弁（12）が図１に実線で示すように切り換えられると共に、第１膨張機構（14）および第２膨張機構（16）が所定開度に調節される。

この状態において、高段側圧縮機（40）から吐出した高圧の冷媒ガスは、四路切換弁（12）を通って室外熱交換器（13）に流入して凝縮する。凝縮した冷媒は、第１膨張機構（14）で減圧されて中間圧となり、二相状態で気液分離器（15）に流入する。気液分離器（15）では、二相状態の冷媒が冷媒ガスと冷媒液とに分離される。

該気液分離器（15）の冷媒液は、第２膨張機構（16）で更に減圧された後に室内熱交換器（17）に流れる。該室内熱交換器（17）において、冷媒が蒸発し、室内空気が冷却される。蒸発した冷媒は、四路切換弁（12）を通って低段側圧縮機（30）に戻る。

該低段側圧縮機（30）は、吸入した冷媒を中間圧にまで圧縮する。一方、高段側圧縮機（40）は、低段側圧縮機（30）の吐出冷媒と気液分離器（15）からの冷媒ガスとを吸入し、高圧にまで圧縮する。以上の動作を繰り返して冷凍サイクル動作を行い、室内を冷房する。

一方、暖房運転時には、四路切換弁（12）が図１に破線で示すように切り換えられると共に、第１膨張機構（14）および第２膨張機構（16）が所定開度に調節される。

この状態において、上記高段側圧縮機（40）から吐出した高圧の冷媒ガスは、四路切換弁（12）を通って室内熱交換器（17）に流入する。該室内熱交換器（17）において、冷媒が凝縮し、室内空気が加熱される。凝縮した冷媒は、第２膨張機構（16）で減圧されて中間圧となり、二相状態で気液分離器（15）に流入する。気液分離器（15）では、二相状態の冷媒が冷媒ガスと冷媒液とに分離される。

該気液分離器（15）の冷媒液は、第１膨張機構（14）で更に減圧された後に室外熱交換器（13）に流れ、蒸発する。蒸発した冷媒は、四路切換弁（12）を通って低段側圧縮機（30）に戻る。

その後の動作は、上述した冷房運転時と同様である。つまり、低段側圧縮機（30）は、吸入した冷媒を中間圧にまで圧縮する。一方、高段側圧縮機（40）は、低段側圧縮機（30）の吐出冷媒と気液分離器（15）からの冷媒ガスとを吸入し、高圧にまで圧縮する。以上の動作を繰り返してヒートポンプサイクル動作を行い、室内を暖房する。

次に、上記低段側圧縮機（30）および高段側圧縮機（40）における冷媒および潤滑油の流れについて説明する。

図２に示すように、上記低段側圧縮機（30）には、冷媒回路（11）の低圧冷媒を吸入管（36）より直接に圧縮機部（32）に吸入し、圧縮機部（32）において中間圧冷媒に圧縮する。この中間圧冷媒は、圧縮機部（42）より直接吐出管（37）に吐出され、油分離器（21）で潤滑油が分離される。該油分離器（21）で分離された潤滑油は、低段側圧縮機（30）の吸入管（36）に戻る一方、中間圧冷媒は、油分離器（21）から高段側圧縮機（40）の吸入管（46）を経て直接に高段側圧縮機（40）の圧縮機部（42）に吸入される。

該高段側圧縮機（40）の圧縮機部（42）は、中間圧冷媒を高圧冷媒に圧縮し、ケーシング（41）内に吐出する。該ケーシング（41）内の高圧冷媒は、吐出管（47）に吐出され、油分離器（21）で潤滑油が分離される。該油分離器（21）で分離された潤滑油は、高段側圧縮機（40）の吸入管（46）に戻る一方、高圧冷媒は、油分離器（21）から冷媒回路（11）に流れる。そして、該冷媒回路（11）において、上記冷媒の循環が行われる。

一方、上記高段側圧縮機（40）のケーシング（41）内は、高圧冷媒によって高圧雰囲気になっている。そして、上記高段側圧縮機（40）のケーシング（41）と上記低段側圧縮機（30）のケーシング（31）とは、均油管（51）によって連通しているので、上記低段側圧縮機（30）のケーシング（31）内は、高段側圧縮機（40）のケーシング（41）内と同じ圧力の高圧雰囲気になっている。

さらに、上記均油管（51）は、高段側圧縮機（40）と低段側圧縮機（30）の油貯留部（35，45）の所定高さに接続されているので、高段側圧縮機（40）と低段側圧縮機（30）の片方に潤滑油が偏ると、他の片方に流れることになる。

したがって、図２に示すように、上記低段側圧縮機（30）から流出する潤滑油の油量が０．１である場合、油分離器（21）で０．０９の潤滑油が低段側圧縮機（30）の吸入側に戻り、０．０１の潤滑油が高段側圧縮機（40）に流れる。

さらに、上記高段側圧縮機（40）から流出する潤滑油の油量が０．０５である場合、油分離器（21）で０．０４５の潤滑油が高段側圧縮機（40）の吸入側に戻り、０．００５の潤滑油が冷媒回路（11）を流れる。

そして、上記低段側圧縮機（30）の吸入側には、上記冷媒回路（11）を流れた０．００５の潤滑油と油分離器（21）から０．０９の潤滑油とが合流し、０．０９５の潤滑油が戻る。

一方、上記高段側圧縮機（40）の吸入側には、上記低段側圧縮機（30）からの０．０１の潤滑油と油分離器（21）から０．０４５の潤滑油とが合流し、０．０５５の潤滑油が戻る。

加えて、上記低段側圧縮機（30）には、高段側圧縮機（40）から均油管（51）を介して０．００５の潤滑油が戻る。

この結果、上記低段側圧縮機（30）の油量と上記高段側圧縮機（40）の油量とは、変動しない。

−実施形態１の効果−
本実施形態１は、均油管（51）を設けて高段側圧縮機（40）と低段側圧縮機（30）のケーシング（31，41）内を同じ圧力にすると共に、上記高段側圧縮機（40）と低段側圧縮機（30）のケーシング（41，31）内の潤滑油の貯留量を等しくするようにしたために、上記高段側圧縮機（40）および低段側圧縮機（30）における潤滑油の偏在を確実に防止することができる。この結果、油切れの発生を防止することができ、信頼性の向上を図ることができる。

また、上記実施形態１は、上記均油管（51）を設けるのみによって高段側圧縮機（40）と低段側圧縮機（30）との間の均油を行うことができるので、従来のように制御手段を設ける必要がなく、簡単な構成とすることができる。

また、上記実施形態１は、上記低段側圧縮機（30）のケーシング（31）内を高圧雰囲気にするので、潤滑油の粘度を低くすることができ、軸受損失が低下し、圧縮機効率を向上させることができる。

〈発明の実施形態２〉
次に、本発明の実施形態２を図面に基づいて詳細に説明する。

本実施形態２は、図６に示すように、実施形態１の均油機構（50）が均油管（51）のみを設けたのに代わり、均油管（51）と連結管（52）とを設けたものである。

具体的に、本実施形態２の均油機構（50）は、均油管（51）と連結管（52）とを備えている。該均油管（51）は、実施形態１と同様に、上記低段側圧縮機（30）の油貯留部（35）と高段側圧縮機（40）の油貯留部（45）とを接続し、低段側圧縮機（30）の油貯留量と高段側圧縮機（40）の油貯留量とが等しくなるように構成されている。

一方、上記連結管（52）は、均圧機構を構成し、高段側圧縮機（40）の吐出管（47）と低段側圧縮機（30）のケーシング（31）とに接続され、上記高段側圧縮機（40）から吐出された高圧冷媒を低段側圧縮機（30）のケーシング（31）に導き、高段側圧縮機（40）のケーシング（41）と低段側圧縮機（30）のケーシング（31）とが同じ圧力にしている。その他の構成、作用および効果は実施形態１と同じである。

〈発明の実施形態３〉
次に、本発明の実施形態２を図面に基づいて詳細に説明する。

本実施形態３は、図７に示すように、実施形態１の均油機構（50）が均油管（51）のみを設けたのに代わり、均油管（51）と連結管（52）とを設けると共に、高段側圧縮機（40）のケーシング（41）と低段側圧縮機（30）のケーシング（31）とを低圧雰囲気に構成したたのもである。

具体的に、本実施形態３の均油機構（50）は、均油管（51）と連結管（52）とを備えている。該均油管（51）は、実施形態１と同様に、上記低段側圧縮機（30）の油貯留部（35）と高段側圧縮機（40）の油貯留部（45）とを接続し、低段側圧縮機（30）の油貯留量と高段側圧縮機（40）の油貯留量とが等しくなるように構成されている。

一方、上記低段側圧縮機（30）は、いわゆる低圧ドーム型に構成され、吸入管（36）から低圧冷媒がケーシング（31）内に流入し、圧縮機部（32）は、ケーシング（31）内の低圧冷媒を吸入する。一方、上記高段側圧縮機（40）の圧縮機部（42）は、吸入管（46）と吐出管（47）とが接続され、中間圧冷媒を吸入管（46）より直接吸入し、高圧冷媒を吐出管（47）に直接吐出するように構成されている。

そして、上記連結管（52）は、均圧機構を構成し、低段側圧縮機（30）の吸入管（36）と高段側圧縮機（40）のケーシング（41）とに接続され、上記低段側圧縮機（30）に吸入される低圧冷媒を高段側圧縮機（40）のケーシング（41）に導き、該高段側圧縮機（40）のケーシング（41）内を低圧雰囲気にし、高段側圧縮機（40）のケーシング（41）と低段側圧縮機（30）のケーシング（31）とが同じ圧力にしている。その他の構成、作用および効果は実施形態１と同じである。

〈発明の実施形態３の変形例〉
上記実施形態３は、均油機構（50）が連結管（52）を備えるようにしたが、実施形態１と同様に、均油機構（50）が均油管（51）のみを備えるようにしてもよい。つまり、上記均油管（51）は、潤滑油を移動させると共に、高段側圧縮機（40）のケーシング（41）の内部圧力と低段側圧縮機（30）のケーシング（31）の内部圧力とが等しくなるように均圧機構をも構成するようにしてもよい。その他の構成等は、実施形態３と同じである。

〈その他の実施形態〉
本発明は、上記各実施形態について、以下のような構成としてもよい。

上記各実施形態は、２台の圧縮機を備えたものについて説明したが、３台以上の圧縮機を備えた圧縮機構（20）にも本発明は適用することができる。つまり、本発明は、３段以上に冷媒を圧縮する冷凍サイクルに適用してもよく、また、低段側圧縮機（30）および高段側圧縮機（40）を２台以上備えているものであってもよい。

尚、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

以上説明したように、本発明は、多段圧縮冷凍サイクルを冷凍装置について有用である。

１０ 冷凍装置
１１ 冷媒回路
２０ 圧縮機構
２１ 油分離器
２２ 油戻し管
３０ 低段側圧縮機
４０ 高段側圧縮機
３１，４１ ケーシング
３２，４２ 圧縮機部
３５，４５ 油貯留部
３６，４６ 吸入管
３７，４７ 吐出管
５０ 均油機構
５１ 均油管
５２ 連結管

Claims (5)

1. 複数台の圧縮機（30，40）を有する圧縮機構（20）が設けられた冷媒回路（11）を備え、多段圧縮冷凍サイクルを行う冷凍装置であって、
   上記各圧縮機（30，40）のケーシング（31，41）内を同じ圧力にすると共に、上記各圧縮機（30，40）のケーシング（31，41）内の潤滑油の貯留量を等しくする均油機構（50）を備えている
   ことを特徴とする冷凍装置。
2. 請求項１において、
   上記均油機構（50）は、上記各圧縮機（30，40）のケーシング（31，41）内の油貯留部（35，45）を連結する均油管（51）を備えている
   ことを特徴とする冷凍装置。
3. 請求項２において、
   上記圧縮機構（20）は、低段側圧縮機（30）と高段側圧縮機（40）とを備え、
   上記低段側圧縮機（30）は、圧縮機部（32）に吸入管（36）と吐出管（37）とが直接連結される一方、上記高段側圧縮機（40）は、圧縮機部（42）に吸入管（46）が直接連結されると共に、高圧冷媒をケーシング（41）内に吐出するように構成され、
   上記低段側圧縮機（30）の吐出側と高段側圧縮機（40）の吐出側とには、油分離器（21）がそれぞれ設けられ、該油分離器（21）の油戻し管（22）は、上記低段側圧縮機（30）の吸入側および高段側圧縮機（40）の吸入側に接続され、
   上記均油管（51）は、低段側圧縮機（30）のケーシング（31）と高段側圧縮機（40）のケーシング（41）とを連結している
   ことを特徴とする冷凍装置。
4. 請求項３において、
   上記均油機構（50）は、上記均油管（51）と、上記高段側圧縮機（40）の吐出管（47）と低段側圧縮機（30）のケーシング（31）とを連結する連結管（52）とを備えている
   ことを特徴とする冷凍装置。
5. 請求項２において、
   上記圧縮機構（20）は、低段側圧縮機（30）と高段側圧縮機（40）とを備え、
   上記低段側圧縮機（30）は、低圧冷媒をケーシング（31）内に吸入するように構成されると共に、圧縮機部（32）に吐出管（37）が直接連結される一方、上記高段側圧縮機（40）は、圧縮機部（42）に吸入管（46）と吐出管（47）とが直接連結され、
   上記低段側圧縮機（30）の吐出側と高段側圧縮機（40）の吐出側とには、油分離器（21）がそれぞれ設けられ、該油分離器（21）の油戻し管（22）は、上記低段側圧縮機（30）の吸入側および高段側圧縮機（40）の吸入側に接続され、
   上記均油機構（50）は、上記均油管（51）と、上記低段側圧縮機（30）の吸入管（36）と高段側圧縮機（40）のケーシング（41）とを連結する連結管（52）とを備えている
   ことを特徴とする冷凍装置。

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