JP3492427B2 - 冷凍空調装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、冷媒に対して相互溶
解性がないか、あるいは非常に小さい冷凍機油を用いた
冷凍空調装置において、圧縮機から冷媒回路内に吐出さ
れた冷凍機油を確実に圧縮機に戻す冷凍空調装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】図３８は例えば特開平５−１５７３７９
号公報に示された従来の冷凍空調装置を示す冷媒回路図
であり、図において、１は圧縮機、２は凝縮器、３は冷
媒流量制御器である毛細管、４は蒸発器であり、これら
は配管により直列に接続されて冷凍空調装置を構成して
いる。

【０００３】また、この冷凍空調装置内には、冷媒とし
て例えばＨＦＣ１３４ａが用いられ、また冷凍機油とし
ては、例えばそのＨＦＣ１３４ａに対して相互溶解性が
ないかあるいは非常に小さい、アルキルベンゼン油が用
いられている。

【０００４】次に動作について説明する。上記のように
構成された冷凍空調装置において、圧縮機１で圧縮され
た高温高圧の冷媒ガスは凝縮器２で凝縮液化し、毛細管
３で減圧されて低圧の気液二相冷媒となって蒸発器４に
流入する。

【０００５】さらに、この冷媒は、蒸発器４で蒸発し、
圧縮機１に戻り、再び圧縮されて凝縮器２へ送り込まれ
る。また、圧縮機１から冷媒と共に吐出された冷凍機油
は、蒸気冷媒や液冷媒と共に冷媒回路内を循環し、圧縮
機１へ戻る。

【０００６】このような冷凍空調装置では、冷凍機油と
して、冷媒との相互溶解性がないか、あるいは非常に小
さいものの、圧縮機１内の摺動部に対する潤滑性、耐磨
耗性の優れたアルキルベンゼン油を用いているため、冷
凍機油を圧縮機へ確実に戻すことにより、信頼性の高い
冷凍空調装置を得ることができる。

【０００７】このように、従来の冷凍空調装置は運転条
件や負荷条件がほぼ一定であり、冷媒回路を循環する冷
媒流量が十分確保され、さらに圧縮機１から吐出される
冷凍機油の油量が十分小さい場合には、冷凍機油は冷媒
と共に循環し、冷媒回路内の配管内や毛細管内に過度の
滞留が生じることなく、冷凍機油は圧縮機へ還流する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の冷凍空調装置は
以上のように構成されているので、運転条件や負荷条件
が変化し、冷媒流量が低下したり、あるいは圧縮機１か
ら吐出される冷凍機油の油量が増加した場合には、冷媒
回路内に滞留する油量が増加して、圧縮機１へ還流する
油量が低下し、圧縮機１内で冷凍機油不足による潤滑不
良が生じるなどの問題点があった。

【０００９】また、凝縮器２や蒸発器４の伝熱管内に多
量の冷凍機油が滞留すると、伝熱性能が低下したり、圧
力損失が増加し、冷凍空調装置のエネルギー効率が低下
するなどの問題点があった。

【００１０】請求項１の発明は上記のような問題点を解
消するためになされたもので、運転条件や負荷条件が変
化しても、常に液冷媒に対し冷凍機油を確実に分離する
ことができると共に、この冷凍機油の圧縮機への供給を
配管などにおける滞留を防止しながら確実にし、かつ冷
媒の流動を滑らかにし、しかも十分にエネルギー効率を
高めることができる冷凍空調装置を得ることを目的とす
る。

【００１１】請求項２の発明は気液二相冷媒から分離し
た冷凍機油を圧縮機へ供給できる冷凍空調装置を得るこ
とを目的とする。

【００１２】請求項３の発明は冷媒からの冷凍機油の分
離を流入管内において確実に実施できる冷凍空調装置を
得ることを目的とする。

【００１３】請求項４の発明は返油管を通してバイパス
油路を形成することで、各配管における冷凍機油の過度
の滞留を防止しながら、分離した該冷凍機油を圧縮機に
効率的に供給できる冷凍空調装置を得ることを目的とす
る。

【００１４】請求項５の発明は冷凍機油のみを確実に圧
縮機へ供給できる冷凍空調装置を得ることを目的とす
る。

【００１５】請求項６の発明は冷房運転や暖房運転に拘
らず第１，第２の熱交換器の配管内での冷凍機油の過度
の滞留を防止でき、分離された冷凍機油を確実に圧縮機
に戻すことができる冷凍空調装置を得ることを目的とす
る。

【００１６】請求項７の発明は冷媒の圧縮機への供給を
制限して、冷凍機油のみを圧縮機に供給できる冷凍空調
装置を得ることを目的とする。

【００１７】請求項８の発明は第１，第２の熱交換器が
冷房または暖房のいずれの運転下においても、冷媒から
分離した冷凍機油を圧縮機へ確実に供給できる冷凍空調
装置を得ることを目的とする。

【００１８】請求項９の発明は第１の熱交換器と冷媒流
量制御器とを結ぶ配管を正逆方向に流れる冷媒から、冷
凍機油を確実に分離して圧縮機に供給できる冷凍空調装
置を得ることを目的とする。

【００１９】請求項１０の発明は冷媒としてＨＦＣを用
い、冷凍機油としてアルキルベンゼン油を用いることに
より、これらの比重量差を用いて冷凍機油を分離する冷
凍空調装置を得ることを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る冷
凍空調装置は、凝縮器と上記冷媒流量制御器との間に 略
水平に配設された液配管を用いて、該液配管内で液冷媒
の上方に分離層を形成して流れる冷凍機油を導出する返
油管をその上部に設けた油分離器を備えたものである。

【００２１】 請求項２の発明に係る冷凍空調装置は、冷
媒流量制御器と蒸発器とを結ぶ配管の途中に設置され、
該配管の中を気液二相状態で流れる液冷媒の上方で且つ
ガス冷媒の下方に分離層を形成して流れる冷凍機油を導
出する返油管を設けた油分離器を備えたものである。

【００２２】 請求項３の発明に係る冷凍空調装置は、油
分離器が、略水平方向に配設された冷媒流量制御器と蒸
発器とを結ぶ配管に、該配管内の中央部に一端が臨むよ
うに返油管を設けたものである。

【００２３】 請求項４の発明に係る冷凍空調装置は、返
油管が、油分離器から圧縮機の吸入側への配管あるいは
冷媒流量制御器の出口側への配管に接続されたものであ
る。

【００２４】 請求項５の発明に係る冷凍空調装置は、返
油管の途中に、油分離器内の冷媒が圧縮機側へ流れ出す
のを阻止する開閉器を設けたものである。

【００２５】 請求項６の発明に係る冷凍空調装置は、冷
媒ガスを圧縮し、かつ該冷媒ガスに対し相互溶解性がな
いかあるいは非常に小さい冷凍機油により潤滑される圧
縮機と、該圧縮機の入口側および出口側にそれぞれ四方
弁を介して接続され、圧縮機から吐出された高圧の冷媒
ガスを凝縮したり、低圧の気液二相の冷媒蒸気を供給す
る第１の熱交換器および第２の熱交換器と、第１の熱交
換器または第２の熱交換器で凝縮液化した冷媒を低圧の
気液二相の冷媒に減圧する冷媒流量制御器と、第１の熱
交換器と冷媒流量制御器を結ぶ配管の途中に接続され、
当該配管中の冷凍機油を分離する油分離器とを備え、油
分離器が第１の熱交換器が凝縮器として働く場合には圧
縮機の吸入側へ冷凍機油を送給する第１の返油管と、第
１の熱交換器が蒸発器として働く場合に圧縮機の吸入側
へ冷凍機油を送給する第２の返油管とを備えたものであ
る。

【００２６】 請求項７の発明に係る冷凍空調装置は、第
１の返油管および第２の返油管の途中に、油分離器内の
冷媒が流れ出すのを防止する開閉器を設けたものであ
る。

【００２７】 請求項８の発明に係る冷凍空調装置は、油
分離器が、容器本体の上部より該容器本体内で分離され
た冷凍機油を圧縮機側へ導出する第１の返油管と、容器
本体内の中央部に一端が開放し、他端が容器本体外に貫
通し、該容器本体内で分離された冷凍機油を圧縮機側へ
導出する第２の返油管とから構成されたものである。

【００２８】 請求項９の発明に係る冷凍空調装置は、油
分離器が、第１の熱交換器および冷媒流量制御器を結ぶ
水平の配管と、該配管の上部に連設されて、該配管内で
分離された冷凍機油を導出する第１の返油管と、配管内
の中央部に一端が開放し、他端が配管外に貫通して該配
管内で分離された冷凍機油を導出する第２の返油管とか
ら構成されたものである。

【００２９】 請求項１０の発明に係る冷凍空調装置は、
冷媒としてＨＦＣを用い、冷凍機油としてアルキルベン
ゼン油を用いたものである。

【００３０】

【作用】請求項１の発明における冷凍空調装置は、冷媒
液に対し冷凍機油を分離して、これを圧縮機へ短いバイ
パスルートを介して供給可能にし、かつ配管内や冷媒流
量制御器への冷凍機油の過度の滞留を防止することで、
冷媒の冷凍サイクルでの流動を円滑にし、圧力の損失の
増大や伝熱性能の低下を抑える。

【００３１】 請求項２の発明における冷凍空調装置は、
気液二相冷媒に対し冷凍機油を分離して、これを圧縮機
へ短いバイパスルートを介して供給可能にし、かつ配管
内や冷媒流量制御器への冷凍機油の過度の滞留を防止す
ることで、冷媒の冷凍サイクルでの流動を円滑にし、圧
力の損失の増大や伝熱性能の低下を抑える。

【００３２】 請求項３の発明における冷凍空調装置は、
油分離器内に導入された気液二相冷媒および冷凍機油の
中から、これらの比重量の違いに基づいて油分離器内の
中心部に一端を貫通させた返油管を通して、冷凍機油の
みを分離送出可能にする。

【００３３】 請求項４の発明における冷凍空調装置は、
油分離器からの冷媒機油の圧縮機への供給を、返油管を
用いて独立的にかつ確実に行えるようにする。

【００３４】 請求項５の発明における冷凍空調装置は、
開閉器を閉じることで油分離器内の液冷媒が返油管を通
してバイパスしないようにし、誤ってその液冷媒が圧縮
機に流れ込むのを防止する。

【００３５】 請求項６の発明における冷凍空調装置は、
ヒートポンプの冷房運転時や暖房運転時において、油分
離器内で液冷媒から分離した冷凍機油を圧縮機へ確実に
戻すと共に、冷媒流量制御器や第１，第２の熱交換器の
配管への冷凍機油の付着を最小限にとどめる。

【００３６】 請求項７の発明における冷凍空調装置は、
開閉器の切り換えによって、液冷媒または気液二相冷媒
から分離された冷凍機油を、それぞれ選択的に圧縮機へ
送給可能にする。

【００３７】 請求項８の発明における冷凍空調装置は、
冷房運転および暖房運転に応じて、液冷媒または気液二
相冷媒と冷凍機油との混合流体から、これらの比重量の
違いを利用して、容器本体上部または容器本体内の中央
部に一端を突出するように設けた各一の返油管を通し
て、冷凍機油を選択的に圧縮機側へ送給可能にする。

【００３８】 請求項９の発明における冷凍空調装置は、
冷房運転および暖房運転に応じて、液冷媒または気液二
相冷媒と冷凍機油との混合流体から、これらの比重量の
違いを利用して、容器本体上部または容器本体内の中央
部に一端を突出するように設けた各一の返油管を通し
て、冷凍機油を選択的に圧縮機側へ送給可能にする。

【００３９】 請求項１０の発明における冷凍空調装置
は、冷媒のＨＦＣと冷凍機油のアルキルベンゼン油とを
比重量の差によって分離させる。

【００４０】

【実施例】実施例１． 以下、この発明の一実施例を図について説明する。図１
はこの発明の一実施例による冷凍空調装置を示す冷媒回
路図である。図において、１は冷媒ガスを圧縮する圧縮
機、２は圧縮機１から吐出された高圧冷媒ガスを凝縮さ
せる凝縮器、３Ａは冷媒流量制御器である電子式膨張
弁、４は低圧の気液二相冷媒を蒸発させる蒸発器であ
る。

【００４１】 また、７０は凝縮器２の出口から電子式膨
張弁３Ａの入口の液配管１２に設けられた油分離器、７
１はこの油分離器７０で分離された冷凍機油６を圧縮機
１の吸入配管１４へ送給する返油管、７２は返油管７１
の途中に設けられた毛細管である。

【００４２】 なお、この冷凍空調装置内には、冷媒とし
て例えばＨＦＣ１３４ａが用いられ、また冷凍機油とし
ては例えばＨＦＣ１３４ａと相互溶解性がないかあるい
は非常に小さく、しかもその比重量が液冷媒の比重量よ
りも小さなアルキルベンゼン油が用いられている。

【００４３】 次に動作について説明する。まず、凝縮圧
力および凝縮温度条件下において、冷凍機油は液冷媒へ
の溶解性がないかあるいは微弱であり、また冷凍機油の
比重は液冷媒よりも小さいため、油分離器７０内では、
図示のように、冷凍機油６は液冷媒７ｂの上方に分離層
を形成する。

【００４４】 従って、液冷媒と相互溶解性をもつ冷凍機
油を用いた場合には、液冷媒中からの冷凍機油の分離は
不可能であったが、この発明では、液冷媒７ｂへの溶解
性がないかあるいは微弱である冷凍機油６を用いている
ため、液冷媒７ｂからの冷凍機油６の分離が可能とな
る。

【００４５】 そして、返油管７１は油分離器７０から毛
細管７２を介して圧縮機１の吸入配管１４に接続されて
いるため、油分離器７０で液冷媒７ｂとは分離された冷
凍機油６を、毛細管７２を介して確実に圧縮機１へ戻す
ことができると共に、電子式膨張弁３Ａや蒸発器４の配
管内への冷凍機油６の付着を最小限にとどめることがで
きる。

【００４６】 この結果、冷凍機油の不足による圧縮機１
内での潤滑不足を回避できるほか、冷凍空調エネルギー
効率を向上できるものが得られる効果がある。

【００４７】 実施例２． 図２はこの発明の他の実施例による冷凍空調装置を示す
冷媒回路図である。この実施例では油分離器７０の返油
管７１Ａを毛細管７２を介して、電子式膨張弁３Ａおよ
び蒸発器４を結ぶ二相配管としての配管１３に接続して
いる。なお、このほかの図１に示したものと同一の構成
部分には同一符号を付してその重複する説明を省略す
る。

【００４８】 この実施例においても、凝縮圧力および凝
縮温度条件下において、冷凍機油６は液冷媒７ｂへの溶
解性がないかあるいは微弱であり、また冷凍機油６の比
重は液冷媒７ｂよりも小さいため、油分離器７０内では
冷凍機油６は液冷媒７ｂの上方に分離層を形成する。

【００４９】 また、返油管７１Ａは油分離器７０から毛
細管７２を介して電子式膨張弁３Ａの出口側で配管１３
に接続されているため、油分離器７０で液冷媒７ｂとは
分離された冷凍機油６は、電子式膨張弁３Ａ内への付着
が回避され、このため、冷媒の膨張作用および円滑な流
動が確保できる。

【００５０】 実施例３． 図３はこの発明の他の実施例による冷凍空調装置を示す
冷媒回路図である。この実施例では、図１に示すような
返油管７１の途中に開閉器である電磁弁７３を設けてい
る。

【００５１】 この実施例によれば、油分離器７０内で分
離された冷凍機油６は、電磁弁７３を開とすることによ
り、圧縮機１の吸入配管１４へ送給することができる。
また、電磁弁７３を閉とすることにより、油分離器７０
内に冷凍機油６を保持することができる。

【００５２】 図１に示したこの発明の実施例１では、返
油管７１は常に圧縮機１の吸入配管１４と接続されてお
り、油分離器７０内に冷凍機油６が保持されていない時
には、油分離器７０内の液冷媒７ｂの一部が、返油管７
１を通ってバイパスする危険性がある。

【００５３】 そこで、この実施例では、返油管７１の途
中に電磁弁７３を設け、油分離器７０内に冷凍機油６が
十分に溜った時点で電磁弁７３を開とすることにより、
冷凍機油６のみを確実に圧縮機１へ送ることができる。

【００５４】 なお、この電磁弁７３の開閉タイミング
は、予め開閉時間間隔を実験的に定めて設定するか、圧
縮機１内の冷凍機油の油面を検知し、油面がある一定量
以下となった場合に電磁弁７３を開とするような制御を
行ってもよい。

【００５５】 実施例４． 図４はこの発明の他の実施例による冷凍空調装置を示す
冷媒回路図である。この実施例では、図２に示すような
返油管７１Ａの途中に開閉器である電磁弁７３を設けて
いる。

【００５６】 この実施例によれば、油分離器７０内で分
離された冷凍機油６は、電磁弁７３を開とすることによ
り、電子式膨張弁３Ａから蒸発器４に至る配管１３へ送
給され、また、電磁弁７３を閉とすることにより、油分
離器７０内に冷凍機油６を保持することができる。

【００５７】 図２に示したこの発明の実施例では、返油
管７１Ａは常に配管１３と接続されており、油分離器７
０内に冷凍機油６が保持されていない時には、油分離器
７０内の液冷媒７ｂの一部が、返油管７１を通ってバイ
パスする危険性がある。

【００５８】 そこでこの実施例では、返油管７１Ａの途
中に電磁弁７３を設け、油分離器７０内に冷凍機油６が
十分に溜った時点で電磁弁７３を開とすることにより、
冷凍機油６のみを確実に配管１３へ送ることができる。

【００５９】 なお、この電磁弁７３の開閉タイミング
は、予め開閉時間間隔を実験的に定めて設定するか、圧
縮機内の冷凍機油の油面を検知し、油面がある一定量以
下となった場合に電磁弁７３を開とするような制御を行
ってもよい。

【００６０】 実施例５． 図５は上記油分離器７０の一実施例を示す縦断面図であ
り、図において、７０ａは油分離器を構成する筒状の容
器本体、８１は液冷媒７ｂと冷凍機油６の混合体を導入
する流入管、８２は油分離器７０内で分離された液冷媒
７ｂを導出する流出管である。

【００６１】 また、７１は油分離器７０内で分離された
冷凍機油６を導出する返油管であり、この返油管７１は
油分離器７０内の上部に設けられている。

【００６２】 この実施例では、流入管８１より導入され
た液冷媒７ｂと冷凍機油６の混合体は、冷凍機油６の比
重が液冷媒７ｂよりも小さいため、油分離器７０内で重
力の影響によって分離され、冷凍機油６は油分離器７０
内の上部に浮遊する。この冷凍機油６は、油分離器７０
内上部に設けられた返油管７１に流出する。

【００６３】 一方、液冷媒７ｂは油分離器７０の側面に
接続された流出管８２へ流れる。従って、この実施例に
よる油分離器７０では、液冷媒７ｂに対する溶解性がな
いかあるいは微弱である冷凍機油６を、この液冷媒７ｂ
とは分離することができる。

【００６４】 また、図６に示すように、流出管８２を油
分離器７０の筒状容器本体７０ａの下部に設けることに
より、液冷媒７ｂと冷凍機油６の分離をより確実にする
ことができる。

【００６５】 さらに、図７は分離部を、流入管８１と一
体化した筒状容器本体７０ａ内に流出管８２端を差し込
むような２重管構造にしたものである。

【００６６】 すなわち、この油分離器７０は冷媒および
冷凍機油６の混合流体を導入する先端閉塞の流入管８１
と、該流入管８１の先端閉塞部に小径部が差し込まれ
て、上記流入管８１内で分離された冷媒を導出する導出
管８２とからなり、上記先端閉塞部付近の上記流入管８
１の上部より、該流入管内で分離された冷凍機油を返油
管７１によって導出するようにしたものである。これに
よれば、特別なスペースを必要とせずに、液冷媒７ｂと
冷凍機油６の分離を確実にすることができる。

【００６７】 実施例６． 図８は上記油分離器７０の他の実施例を示す要部の断面
図であり、図において、８５は凝縮器２の入口部に設け
られた分岐ヘッダーであり、７０は凝縮器２の出口部に
設けられた合流ヘッダーとしての油分離器である。

【００６８】 この実施例では、凝縮器２に流入した高圧
の冷媒ガスは、空気などと熱交換し、凝縮液化する。凝
縮器２の出口部分には、凝縮した液冷媒７ｂを合流させ
る合流ヘッダーを兼ねた上記油分離器７０が設けられて
おり、この油分離器７０内では、液冷媒７ｂと共に流入
する冷凍機油６がその浮力により上昇するため、油分離
器本体７０の上部に冷凍機油６が集まる。この冷凍機油
６は、油分離器７０の上部に設けられた返油管７１へ流
出する。

【００６９】 一方、油分離器７０内で分離された液冷媒
７ｂは、油分離器本体７０の下部に設けられた流出管８
２より流出する。従って、この実施例による油分離器７
０では、液冷媒７ｂに対する溶解性がないかあるいは微
弱である冷凍機油６を、凝縮器２出口の合流ヘッダー部
で分離することができる。

【００７０】 実施例７． 図９は油分離器の他の実施例を示す縦断面図である。図
において、１２は概略水平方向に配設された凝縮器２か
ら電子式膨張弁３Ａの入口に至る液配管であり、液配管
１２内で分離された冷凍機油を上部より導出する返油管
７１を設けて、油分離器７０Ａを構成している。

【００７１】 この実施例では、凝縮圧力および凝縮温度
条件下において、冷凍機油６は液冷媒７ｂに対する溶解
性がないかあるいは微弱であり、また冷凍機油６の比重
は液冷媒７ｂよりも小さいため、水平液配管１２内では
冷凍機油６は液冷媒７ｂの上方に分離層を形成して、矢
印方向に流れる。

【００７２】 このため、冷凍機油６は、液配管１２の上
部に設けられた返油管７１へ流入し、液冷媒７ｂと分離
される。従って、この実施例による油分離器７０Ａで
は、液冷媒７ｂに対する溶解性がないかあるいは微弱で
ある冷凍機油６を、特別な油分離器を用いることなく、
安価かつ確実に分離することができる。

【００７３】 また、図１０に示すように、凝縮器２の出
口付近の水平配管２ａの上部に返油管７１を設けてもよ
く、上記実施例と同様の効果が得られる。

【００７４】 実施例８． 図１１はこの発明の他の実施例による冷凍空調装置を示
す冷媒回路図である。この実施例では油分離器７０Ｂ
を、電子式膨張弁３Ａと蒸発器４とを接続する配管１３
の途中に設置し、油分離器７０Ｂ内で分離された冷凍機
油６を、返油管７１Ｂを介して、圧縮機１の吸入配管１
４へ送給するように構成されている。

【００７５】 この実施例によれば、蒸発圧力条件下およ
び蒸発温度条件下において、冷凍機油６は液冷媒７ｂに
対する溶解性がないかあるいは微弱であり、また冷凍機
油６の比重は液冷媒７ｂよりも小さいため、油分離器７
０Ｂ内では冷凍機油６は液冷媒７ｂの上方でガス冷媒７
ａの下方に分離層を形成する。

【００７６】 従って、液冷媒と相互溶解性をもつ従来の
冷凍機油を用いた場合には、気液二相冷媒中からの冷凍
機油の分離は不可能であったが、この実施例では液冷媒
７ｂに対する溶解性がないかあるいは微弱である冷凍機
油６を用いているため、気液二相冷媒からの冷凍機油６
の分離が可能となる。

【００７７】 返油管７１Ｂは油分離器７０Ｂから毛細管
７２を介して圧縮機１の吸入配管１４に接続されている
ため、蒸発器４の配管内への冷凍機油６の過度の滞留を
防止することができると共に、油分離器７０Ｂで分離さ
れた冷凍機油６を、確実に圧縮機１へ戻すことができ
る。

【００７８】 実施例９． 図１２はこの発明の他の実施例による冷凍空調装置を示
す冷媒回路図である。図において、７３は図１１に示す
ような返油管７１Ｂの途中に設けられた開閉器である電
磁弁である。なお、このほかの図１１に示したものと同
一の構成部分には同一符号を付して、その重複する説明
を省略する。

【００７９】 この実施例では、油分離器７０Ｂ内で分離
された冷凍機油６は、電磁弁７３を開とすることによ
り、圧縮機１の吸入配管１４へ送給することができる。
また、電磁弁７３を閉とすることにより、油分離器７０
Ｂ内に冷凍機油６を保持することができる。

【００８０】 この実施例では、返油管７１Ｂは常に圧縮
機１の吸入配管１４と接続されており、油分離器７０Ｂ
内に冷凍機油６が保持されていない時には、油分離器７
０Ｂ内の気液二相冷媒の一部が、返油管７１Ｂを通って
バイパスする危険性がある。

【００８１】 しかし、この実施例では、返油管７１の途
中に電磁弁７３を設け、油分離器７０Ｂ内に冷凍機油６
が十分に溜った時点で電磁弁７３を開とすることによ
り、冷凍機油６のみを確実に圧縮機１へ送ることができ
る。

【００８２】 なお、電磁弁７３の開閉タイミングは、予
め開閉時間間隔を実験的に定めて設定するか、あるいは
圧縮機１内の冷凍機油の油面を検知し、油面がある一定
量以下となった場合に、電磁弁７３を開とするような制
御を行ってもよい。

【００８３】 実施例１０． 図１３は図１２で用いられる油分離器７０Ｂの一実施例
を示し、図において、７０Ｂは油分離器、８１はガス冷
媒７ａと液冷媒７ｂと冷凍機油６の混合体を導入する流
入管、８２は油分離器７０Ｂ内で分離されたガス冷媒７
ａと液冷媒７ｂを導出する流出管である。

【００８４】 ７１Ｂは油分離器７０Ｂ内で分離された冷
凍機油６を導出する返油管であり、この返油管７１Ｂは
油分離器７０Ｂ内の中央部に一端が開放し、他端が油分
離器７０Ｂの上面より容器外部に突出している。

【００８５】 この実施例によれば、流入管８１より導入
された気液二相冷媒７ａ、７ｂと冷凍機油６の混合体
は、冷凍機油６の比重が液冷媒７ｂよりも小さいため、
油分離器７０Ｂ内で重力の影響によって分離され、冷凍
機油６は油分離器７０Ｂ内の液冷媒７ｂ上部に浮遊す
る。

【００８６】 そして、この冷凍機油６は、油分離器７０
Ｂ内に中央部に一端が開放した返油管７１Ｂに流出し、
一方、ガス冷媒７ａと液冷媒７ｂの混合体は油分離器７
０Ｂの側面に接続された流出管８２へ流れる。

【００８７】 従って、この実施例による油分離器７０Ｂ
では、液冷媒７ｂに対する溶解性がないかあるいは微弱
である冷凍機油６を、気液二相状態の冷媒から確実に分
離することができる。

【００８８】 実施例１１． 図１４は油分離器の他の実施例を示す縦断面図である。
図において、１３は概略水平方向に配設された電子式膨
張弁３Ａと蒸発器４とを結ぶ配管であり、この配管１３
内の中央部に、この配管１３内で分離された冷凍機油を
導出する返油管７１Ｂの一端が臨むように設けられて、
油分離器７０Ｃを構成している。

【００８９】 この実施例によれば、蒸発圧力条件下およ
び蒸発温度条件下において、冷凍機油６は液冷媒７ｂに
対する溶解性がないかあるいは微弱であり、また冷凍機
油６の比重は液冷媒７ｂよりも小さいため、水平の配管
１３内では冷凍機油６は液冷媒７ｂの上方において、ガ
ス冷媒７ａの下方に分離層を形成して流れる。

【００９０】 このため、冷凍機油６は、配管１３の中央
部に設けられた返油管７１Ｂ内に流入し、気液二相冷媒
と分離される。従って、この実施例による油分離器７０
Ｃでは、液冷媒７ｂに対する溶解性がないかあるいは微
弱である冷凍機油６を、気液二相冷媒から、特別な油分
離器を用いることなく、安価で確実に分離することがで
きる。

【００９１】 実施例１２． 図１５はこの発明の他の実施例による冷凍空調装置を示
す冷媒回路図である。この実施例では、四方弁２１を切
り替えることによって、冷房と暖房が行えるヒートポン
プ型冷凍空調装置を示している。

【００９２】 図１５において、２２は暖房時に蒸発器、
冷房時に凝縮器として動作する第１の熱交換器、２３は
暖房時に凝縮器、冷房時に蒸発器として動作する第２の
熱交換器である。図中には、暖房時の冷媒の流れを実線
矢印で、冷房時の冷媒の流れを破線矢印で示している。

【００９３】 また、第１の熱交換器２２と電子式膨張弁
３Ａとを接続する配管７９の途中には、油分離器７０Ｄ
が設けられている。さらに、この油分離器７０Ｄを構成
する容器本体７０ｂには、第１の返油管７１Ｃと第２の
返油管７６の２本の返油管が接続されており、第１の返
油管７１Ｃは油分離器７０Ｄの上部から、第１の電磁弁
７３と第１の毛細管７２を介して、圧縮機１の吸入配管
１４に接続されている。

【００９４】 また、第２の返油管７６は、油分離器７０
Ｄ内の中央部にその一端が開口し、他端は第２の電磁弁
（冷媒流量制御器）７８と第２の毛細管７７を介して、
圧縮機１の吸入配管１４に接続されている。

【００９５】 次に動作について説明する。まず、第１の
熱交換器２２が凝縮器として働く冷房運転時の油分離器
７０Ｄの動作について、図１６を用いて説明する。この
冷房運転時では、第１の電磁弁７３は開、第２の電磁弁
７８は閉となっている。

【００９６】 凝縮圧力条件下および凝縮温度条件下にお
いて、冷凍機油６は液冷媒７ｂに対する溶解性がないか
あるいは微弱であり、また冷凍機油６の比重は液冷媒７
ｂよりも小さいため、油分離器７０Ｄ内ではこの冷凍機
油６は液冷媒７ｂの上方に分離層を形成する。

【００９７】 従って、液冷媒と相互溶解性をもつ従来の
冷凍機油を用いた場合には、液冷媒中からの冷凍機油の
分離は不可能であったが、この実施例では、液冷媒７ｂ
に対する溶解性がないかあるいは微弱である冷凍機油６
を用いているため、液冷媒７ｂからの冷凍機油６の分離
が可能となる。

【００９８】 また、第１の返油管７１Ｃは油分離器７０
Ｄから第１の電磁弁７３、第１の毛細管７２を介して圧
縮機１の吸入配管１４に接続されているため、油分離器
７０Ｄで液冷媒７ｂから分離された冷凍機油６を、確実
に圧縮機１へ戻すことができると共に、電子式膨張弁３
Ａや第２の熱交換器２３の配管内への冷凍機油６の付着
を最小限にとどめることができる。

【００９９】 次に、第１の熱交換器２２が蒸発器として
働く暖房運転時の油分離器７０の動作について、図１７
を用いて説明する。この暖房運転時では、第１の電磁弁
７３は閉、第２の電磁弁７８は開となっている。

【０１００】 蒸発圧力条件下および蒸発温度条件下にお
いて、冷凍機油６は液冷媒７ｂに対する溶解性がないか
あるいは微弱であり、また冷凍機油６の比重は液冷媒７
ｂよりも小さいため、油分離器７０Ｄ内では冷凍機油６
は液冷媒７ｂの上方でガス冷媒７ａの下方に分離層を形
成する。

【０１０１】 従って、液冷媒と相互溶解性をもつ冷凍機
油を用いた場合には、液冷媒中からの冷凍機油の分離は
不可能であったが、この実施例では液冷媒７ｂに対する
溶解性がないかあるいは微弱である冷凍機油６を用いて
いるため、気液二相冷媒からの冷凍機油６の分離が可能
となる。

【０１０２】 第２の返油管７６は油分離器７０Ｄから第
２の電磁弁７８、第２の毛細管７７を介して圧縮機１の
吸入配管１４に接続されているため、蒸発器としての第
１，第２の熱交換器２２，２３の配管内への冷凍機油６
の過度の滞留を防止することができると共に、油分離器
７０Ｄで分離された冷凍機油６を、確実に圧縮機１へ戻
すことができる。

【０１０３】 このように、この実施例では、冷房運転や
暖房運転にかかわらず、常に油分離器７０Ｄ内で分離さ
れた冷凍機油６を、確実に圧縮機１へ戻すことができ、
信頼性の高い冷凍空調装置を得ることができる。

【０１０４】 実施例１３． 図１８および図１９は冷凍空調装置に用いる他の油分離
器７０Ｅを示す縦断面図であり、図１８は冷房運転時の
冷媒と冷凍機油の流れを、図１９は暖房運転時の冷媒と
冷凍機油の流れを、それぞれ示している。

【０１０５】 この実施例では、油分離器７０Ｅとして特
別な容器を用いることなく、第１の熱交換器２２と電子
式膨張弁３Ａを接続する配管７９の水平部分を油分離器
として用い、この水平配管の上部に第１の返油管７１Ｃ
を設け、さらにこの水平配管内の中央部より第２の返油
管７６を取り出している。

【０１０６】 このような分離器７０Ｅ内の冷媒と冷凍機
油の流れは、実施例１２について説明したものと同様で
あるため、その重複する説明は省略するが、この実施例
では構造が簡単で、しかも安価な油分離器を得ることが
できる。

【０１０７】 実施例１４． 図２０はこの発明の他の実施例による冷凍空調装置を示
す冷媒回路図である。この実施例において、蒸発器４と
圧縮機１の吸入側との間の配管１４には、容器９０が設
けられており、この容器９０は、冷凍空調装置の運転条
件などが変化したときに発生する余剰冷媒を溜める機能
を有している。

【０１０８】 また、この容器９０の上部には、蒸発器４
からの冷媒と冷凍機油の混合流体を導入する入口管９１
が設けられており、この容器９０の下部には、蒸発器４
からの冷媒と冷凍機油の混合流体を導出する出口管９２
が設けられている。

【０１０９】 そして、この出口管９２の一端は、容器９
０内の中央部に開口し、他端は圧縮機１の吸入配管１４
に接続されている。

【０１１０】 次に、この容器９０内の冷媒と冷凍機油の
流動を、図２１を用いて説明する。冷凍空調装置の運転
条件変化などにより余剰冷媒が発生する場合には、容器
９０には気液二相状態の冷媒と冷凍機油の混合流体が流
入し、容器９０内でガス冷媒７ａと液冷媒７ｂおよび冷
凍機油６は分離する。

【０１１１】 すなわち、蒸発圧力条件下および蒸発温度
条件下において、冷凍機油６は液冷媒７ｂに対する溶解
性がないかあるいは微弱であり、また冷凍機油６の比重
は液冷媒７ｂよりも小さいため、容器９０内では冷凍機
油６は液冷媒７ｂの上方でガス冷媒７ａの下方に分離層
を形成する。

【０１１２】 容器９０へ流入する液冷媒７ｂや冷凍機油
６が増加すると、冷凍機油６の油面は上昇するが、出口
管９２の容器９０内の開口端以上に冷凍機油６が蓄積さ
れることはなく、出口管９２の容器９０内における開口
端に達した冷凍機油６は、ガス冷媒７ａと共に出口管９
２を通って、圧縮機１へ流れ込む。

【０１１３】 従って、この実施例では、容器９０内に過
度の冷凍機油６を滞留させることなく、冷凍空調装置に
余剰冷媒が発生しても、確実に冷凍機油６を圧縮機１に
供給することができる。

【０１１４】 実施例１５． 図２２は図２０における冷凍空調装置に用いられる容器
の他の実施例を示す縦断面図であり、蒸発器４と圧縮機
１との間の配管に設けられた容器９０Ａの中には、フロ
ート９３が設けられている。

【０１１５】 このフロート９３の比重量は、液冷媒７ｂ
の比重量（約１１００ｋｇ／ｍ³ ）より小さく、かつ冷
凍機油６の比重量（約９００ｋｇ／ｍ³ ）より大きく設
計されており、例えば１０００ｋｇ／ｍ³ の比重量を持
つ材料で構成されている。

【０１１６】 従って、容器９０Ａ内では、フロート９３
は液冷媒７ｂと冷凍機油６の間に浮遊し、このため、実
施例１４に比べて、容器９０Ａ内に溜めることのできる
液冷媒量は同一のままで、容器９０Ａ内に滞留する冷凍
機油６の油量を削減することができる。

【０１１７】 実施例１６． 図２３はこの発明の他の実施例による冷凍空調装置を示
す冷媒回路図である。この実施例では液配管１２に設け
られた油分離器７０の返油管７１を毛細管７２を介し
て、圧縮機１の吸入配管１４に接続している。

【０１１８】 また、この冷凍空調装置内には、冷媒とし
て例えばＨＦＣ１３４ａが用いられ、また、冷凍機油６
Ａとしては例えばＨＦＣ１３４ａに対し相互溶解性がな
いあるいは非常に小さく、しかもその比重量が液冷媒の
比重量よりも大きなフッ素系油が用いられている。

【０１１９】 この実施例によれば、凝縮圧力条件下およ
び凝縮温度条件下において、冷凍機油６Ａは液冷媒７ｂ
に対する溶解性がないかあるいは微弱であり、また、冷
凍機油６Ａの比重は液冷媒７ｂよりも大きいため、油分
離器７０内では冷凍機油６Ａは液冷媒７ｂの下方に分離
層を形成する。

【０１２０】 返油管７１は油分離器７０から毛細管７２
を介して圧縮機１の吸入配管１４に接続されているた
め、油分離器７０で液冷媒７ｂから分離された冷凍機油
６Ａは、圧縮機１の吸入配管１４へ流入する。

【０１２１】 さらに、電子式膨張弁３Ａ内への冷凍機油
６Ａの付着を最小限にとどめることができ、冷媒の円滑
な流動が確保できると共に、蒸発器４内の配管などへの
冷凍機油６Ａの過度の滞留を防止することができる。

【０１２２】 実施例１７． 図２４はこの発明の他の実施例による冷凍空調装置を示
す冷媒回路図である。この実施例では液配管１２に設け
られた油分離器７０の返油管７１Ａ端を、毛細管７２を
介して、電子式膨張弁３Ａと蒸発器４とを結ぶ配管１３
に接続している。

【０１２３】 この実施例では、凝縮圧力条件下および凝
縮温度条件下において、冷凍機油６Ａは液冷媒７ｂに対
する溶解性がないかあるいは微弱であり、また、冷凍機
油６Ａの比重は液冷媒７ｂよりも大きいため、油分離器
７０内では冷凍機油６Ａは液冷媒７ｂの下方に分離層を
形成される。

【０１２４】 返油管７１Ａは油分離器７０から毛細管７
２を介して電子式膨張弁３Ａ出口から蒸発器４入口の配
管１３に接続されているため、油分離器７０で液冷媒７
ｂから分離された冷凍機油６Ａは、電子式膨張弁３Ａ内
への付着を最小限にとどめることができ、冷媒の円滑な
流動が確保できる。

【０１２５】 実施例１８． 図２５はこの発明の他の実施例による冷凍空調装置を示
す冷媒回路図である。この実施例では、液配管１２の途
中に設けられた油分離器７０の返油管７１端を、電磁弁
７３と毛細管７２とを介して、圧縮機１の吸入配管１４
に接続している。

【０１２６】 この実施例では、油分離器７０内で分離さ
れた冷凍機油６Ａは、電磁弁７３を開とすることによ
り、圧縮機１の吸入配管１４へ送給することができる。
また、電磁弁７３を閉とすることにより、油分離器７０
内に冷凍機油６Ａを保持することができる。

【０１２７】 図２３に示した接続図では、返油管７１は
常に圧縮機１の吸入配管１４と接続されており、油分離
器７０内に冷凍機油６Ａが保持されていない時には、油
分離器７０内の液冷媒７ｂの一部が、返油管７１を通っ
てバイパスする危険性がある。

【０１２８】 そこで、この実施例では、返油管７１の途
中に電磁弁７３を設け、油分離器７０内に冷凍機油６Ａ
が十分に溜った時点で、電磁弁７３を開とすることによ
り、冷凍機油６Ａのみを確実に圧縮機１へ送ることがで
きる。

【０１２９】 電磁弁７３の開閉タイミングは、予め開閉
時間間隔を実験的に定めて設定するか、あるいは圧縮機
１内の冷凍機油６Ａの油面を検知し、油面がある一定量
以下となった場合に電磁弁７３を開とするような制御を
行ってもよい。

【０１３０】 実施例１９． 図２６はこの発明の他の実施例による冷凍空調装置を示
す冷媒回路図である。この実施例では液配管１２に設け
られた油分離器７０の返油管７１Ａ端を、電磁弁７３と
毛細管７２を介して、電子式膨張弁３Ａとから蒸発器４
とを結ぶ配管１３に接続している。

【０１３１】 この実施例によれば、油分離器７０内で分
離された冷凍機油６Ａは、電磁弁７３を開とすることに
より、電子式膨張弁３Ａと蒸発器４とを結ぶ配管１３へ
送給することができる。また、電磁弁７３を閉とするこ
とにより、油分離器７０内に冷凍機油６Ａを保持するこ
とができる。

【０１３２】 すなわち、図２４では、返油管７１Ａは常
に配管１３と接続されており、油分離器７０内に冷凍機
油６Ａが保持されていない時には、油分離器７０内の液
冷媒７ｂの一部が、返油管７１Ａを通ってバイパスする
危険性がある。

【０１３３】 そこで、この実施例では、返油管７１Ａの
途中に電磁弁７３を設け、油分離器７０内に冷凍機油６
Ａが十分に溜った時点で電磁弁７３を開とすることによ
り、冷凍機油６Ａのみを確実に蒸発器４の入口配管１３
へ送ることができる。

【０１３４】 なお、電磁弁７３の開閉タイミングは、予
め開閉時間間隔を実験的に定めて設定するか、あるいは
圧縮機１内の冷凍機油６Ａの油面を検知し、油面がある
一定量以下となった場合に、電磁弁７３を開とするよう
な制御を行ってもよい。

【０１３５】 実施例２０． 図２７は図２３〜図２６に示す油分離器７０の一実施例
を示す縦断面図である。図において、７０は油分離器、
８１は液冷媒７ｂと冷凍機油６Ａの混合体を導入する流
入管、８２は油分離器７０内で分離された液冷媒７ｂを
導出する流出管である。

【０１３６】 また、７１Ａは油分離器７０内で分離され
た冷凍機油６Ａを導出する返油管で、この返油管７１Ａ
は油分離器７０内の下部に設けられている。

【０１３７】 この実施例では、流入管８１より導入され
た液冷媒７ｂと冷凍機油６Ａの混合体は、冷凍機油６Ａ
の比重が液冷媒７ｂよりも大きいため、油分離器７０内
で重力の影響によって分離され、冷凍機油６Ａは油分離
器７０内の下部に滞留する。

【０１３８】 この冷凍機油６Ａは、油分離器７０内下部
に設けられた返油管７１Ａに流出する。一方、液冷媒は
油分離器７０の側面に接続された流出管８２へ流れる。

【０１３９】 従って、この実施例による油分離器では、
液冷媒７ｂに対する溶解性がないかあるいは微弱であ
り、かつその比重量が液冷媒よりも大きな冷凍機油６Ａ
を分離することができる。

【０１４０】 また、図２８に示すように、流出管８２を
油分離器７０の上部に設けることにより、より一層、液
冷媒７ｂと冷凍機油６Ａの分離を確実にすることができ
る。

【０１４１】 さらに、図２９に示すように、分離部を流
入管８１と一体化した筒状容器本体７０ａ内に流出管８
２端を差し込むような２重管構造にすることにより、特
別なスペースを必要とせずに、液冷媒７ｂと冷凍機油６
Ａの分離を確実にすることができる。

【０１４２】 実施例２１． 図３０は図２３〜図２６に示す油分離器の他の実施例を
示す要部の断面図であり、ここでは分岐ヘッダー８５を
経て凝縮器２に流入した高圧の冷媒ガスは、空気などと
熱交換し、凝縮液化される。

【０１４３】 また、上記凝縮器２の出口部分には、凝縮
した液冷媒７ｂを合流させる合流ヘッダーを兼ねた油分
離器７０が設けられている。この油分離器７０内では、
液冷媒７ｂと共に流入する冷凍機油６Ａが重力の影響に
よって下降するため、油分離器７０の下部に冷凍機油６
Ａが集まる。

【０１４４】 この冷凍機油６Ａは、油分離器７０の下部
に設けられた返油管７１Ａへ流出する。一方、油分離器
７０内で分離された液冷媒７ｂは、油分離器７０の上部
に設けられた流出管８２より流出する。

【０１４５】 従って、この実施例による油分離器７０で
は、液冷媒７ｂに対する溶解性がないかあるいは微弱で
ある冷凍機油６Ａを、凝縮器２の出口の合流ヘッダー部
で分離することができる。

【０１４６】 また、この実施例では、液単相状態の液冷
媒７ｂと冷凍機油６Ａとの分離について説明したが、冷
媒が気液二相状態であっても、同様の効果を発揮する。

【０１４７】 実施例２２． 図３１は油分離器の他の実施例を示す縦断面図である。
冷凍機油６Ａは液冷媒７ｂに対する溶解性がないかある
いは微弱であり、また冷凍機油６Ａの比重は液冷媒７ｂ
よりも大きいため、水平に設置された液配管１２内では
冷凍機油６Ａは液冷媒７ｂの下方に分離層を形成して流
れる。

【０１４８】 このため、冷凍機油６Ａは、液配管１２の
下部に設けられた返油管７１Ａへ流入し、液冷媒７ｂと
分離することができる。

【０１４９】 従って、この実施例による油分離器７０Ａ
では、液冷媒７ｂに対する溶解性がないかあるいは微弱
である冷凍機油６Ａを液冷媒から特別な油分離器を用い
ることなく、安価で確実に分離することができる。

【０１５０】 また図３２に示すように、凝縮器２の出口
付近の水平配管２ａの下部に返油管７１Ａを設けてもよ
く、上記実施例と同様の効果が得られる。

【０１５１】 さらにこの実施例では、液単相状態の冷媒
と冷凍機油との分離について説明したが、冷媒が気液二
相状態であってもよく、上記実施例と同様の効果が得ら
れる。

【０１５２】 実施例２３． 図３３はこの発明の他の実施例による冷凍空調装置を示
す冷媒回路図である。この実施例では、油分離器７０Ｂ
を、電子式膨張弁３Ａと蒸発器４とを結ぶ配管１３の途
中に設置し、油分離器７０Ｂ内で分離された冷凍機油６
Ａを、返油管７１Ｂを介して、圧縮機１の吸入配管１４
へ送給するように構成されている。

【０１５３】 この実施例によれば、蒸発圧力条件下およ
び蒸発温度条件下において、冷凍機油６Ａは液冷媒７ｂ
に対する溶解性がないかあるいは微弱であり、また冷凍
機油６Ａの比重は液冷媒７ｂよりも大きいため、油分離
器７０Ｂ内では冷凍機油６Ａは液冷媒７ｂの下方に分離
層を形成する。

【０１５４】 従って、従来のように、液冷媒７ｂと相互
溶解性をもつ冷凍機油６Ａを用いた場合には、気液二相
冷媒中からの冷凍機油６Ａの分離は不可能であったが、
この発明では、液冷媒７ｂに対する溶解性がないかある
いは微弱である冷凍機油６Ａを用いているため、気液二
相冷媒からの冷凍機油６Ａの分離が可能となる。

【０１５５】 また、返油管７１Ｂは油分離器７０Ｂから
毛細管７２を介して圧縮機１の吸入配管１４に接続され
ているため、蒸発器４の配管内への冷凍機油６Ａの付着
を最小限にとどめることができると共に、油分離器７０
で分離された冷凍機油６Ａを、確実に圧縮機１へ戻すこ
とができる。

【０１５６】 実施例２４． 図３４はこの発明のさらに他の実施例による冷凍空調装
置を示す冷媒回路図である。この実施例では、油分離器
７０Ｂを、電子式膨張弁３Ａと蒸発器４とを結ぶ配管１
３の途中に設置し、油分離器７０Ｂ内で分離された冷凍
機油６Ａを返油管７１Ｂを介して、圧縮機１の吸入配管
１４へ送給するように構成されている。

【０１５７】 さらに、返油管７１の途中には、電磁弁７
３と毛細管７２が設けられている。

【０１５８】 この実施例によれば、油分離器７０Ｂ内で
分離された冷凍機油６Ａは、電磁弁７３を開とすること
により、圧縮機１の吸入配管１４へ送給することができ
る。また、電磁弁７３を閉とすることにより、油分離器
７０Ｂ内に冷凍機油６Ａを保持することができる。

【０１５９】 上記図３３に示した実施例では、返油管７
１Ｂは常に圧縮機１の吸入配管１４と接続されており、
油分離器７０Ｂ内に冷凍機油６Ａが保持されていない時
には、油分離器７０Ｂ内の液冷媒７ｂやガス冷媒７ａの
一部が、返油管７１Ｂを通ってバイパスする危険性があ
る。

【０１６０】 そこで、この実施例では、返油管７１Ｂの
途中に電磁弁７３を設け、油分離器７０Ｂ内に冷凍機油
６Ａが十分に溜った時点で電磁弁７３を開とすることに
より、冷凍機油６Ａのみを確実に圧縮機１へ送ることが
できる。

【０１６１】 電磁弁７３の開閉タイミングは、予め開閉
時間間隔を実験的に定めて設定するか、あるいは圧縮機
１内の冷凍機油６Ａの油面を検知し、油面がある一定量
以下となった場合に電磁弁７３を開とするような制御を
行ってもよい。

【０１６２】 実施例２５． 図３５はこの発明のまた他の実施例による冷凍空調装置
を示す冷媒回路図である。この実施例では、四方弁２１
を切り替えることによって、冷房と暖房が行えるヒート
ポンプ型冷凍空調装置を示している。

【０１６３】 図において、２２は暖房時に蒸発器、冷房
時に凝縮器として動作する第１の熱交換器、２３は暖房
時に凝縮器、冷房時に蒸発器として動作する第２の熱交
換器である。図中には、暖房時の冷媒の流れを実線矢印
で、冷房時の冷媒の流れを破線矢印で示している。

【０１６４】 また、第１の熱交換器２２と電子式膨張弁
３Ａとを接続する配管７９の途中には、油分離器７０Ｄ
が設けられている。さらに、この油分離器７０Ｄには、
返油管７１Ｃが接続されており、返油管７１Ｃは油分離
器７０Ｄの下部から、毛細管７２を介して、圧縮機１の
吸入配管１４に接続されている。

【０１６５】 さらに、この冷凍空調装置には、冷媒とし
て、例えばＨＦＣ１３４ａが用いられ、また冷凍機油と
しては、例えばＨＦＣ１３４ａに対し相互溶解性がない
かあるいは非常に小さく、しかもその比重量が液冷媒の
比重量よりも大きなフッ素系油が用いられている。

【０１６６】 次に動作について説明する。まず、第１の
熱交換器２２が凝縮器として働く冷房運転時の油分離器
７０Ｄの動作について、図３６を用いて説明する。

【０１６７】 従って、従来のように、液冷媒７ｂと相互
溶解性をもつ冷凍機油を用いた場合には、液冷媒７ｂ中
からの冷凍機油の分離は不可能であったが、この実施例
では液冷媒７ｂに対する溶解性がないかあるいは微弱で
ある冷凍機油６Ａを用いているため、液冷媒７ｂからの
冷凍機油６Ａの分離が可能となる。

【０１６８】 また、返油管７１Ｃは油分離器７０Ｄの下
部から、毛細管７２を介して圧縮機１の吸入配管１４に
接続されているため、油分離器７０Ｄで液冷媒７ｂとは
分離された冷凍機油６Ａを、確実に圧縮機１へ戻すこと
ができると共に、電子式膨張弁３Ａや第２の熱交換器２
３の配管内への冷凍機油６Ａの付着を最小限にとどめる
ことができる。

【０１６９】 次に、第１の熱交換器２２が蒸発器として
働く暖房運転時の油分離器７０Ｄの動作について、図３
７を用いて説明する。蒸発圧力条件下および蒸発温度条
件下において、冷凍機油６Ａは液冷媒７ｂに対する溶解
性がないかあるいは微弱であり、また冷凍機油６Ａの比
重は液冷媒７ｂよりも大きいため、油分離器７０Ｄ内で
は冷凍機油６Ａは液冷媒７ｂの下方に分離層を形成す
る。

【０１７０】 従って、従来のように液冷媒７ｂと相互溶
解性をもつ冷凍機油を用いた場合には、液冷媒中７ｂか
らの冷凍機油の分離は不可能であったが、この実施例で
は液冷媒７ｂに対する溶解性がないかあるいは微弱であ
る冷凍機油６Ａを用いているため、気液二相冷媒からの
冷凍機油６Ａの分離が可能となる。

【０１７１】 返油管７１Ｃは油分離器７０Ｄの下部から
毛細管７２を介して圧縮機１の吸入配管１４に接続され
ているため、蒸発器としての第１，第２の熱交換器２
２，２３の配管内への冷凍機油６Ａの過度の滞留を防止
することができると共に、油分離器７０Ｄで分離された
冷凍機油６Ａを、確実に圧縮機１へ戻すことができる。

【０１７２】 このように、この実施例では、冷房運転や
暖房運転にかかわらず、常に油分離器７０Ｄ内で分離さ
れた冷凍機油６Ａを、確実に圧縮機１へ戻すことがで
き、信頼性の高い冷凍空調装置を得ることができる。

【０１７３】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、凝縮器と上記冷媒流量制御器との間に略水平に配設
された液配管を用いて、該液配管内で液冷媒の上方に分
離層を形成して流れる冷凍機油を導出する返油管をその
上部に設けた油分離器を備えたので、運転条件や負荷条
件が変化しても、常に冷凍機油の圧縮機への供給を確実
にし、信頼性が高く、しかも十分にエネルギー効率を高
めることができる効果がある。

【０１７４】 請求項２の発明によれば、冷媒流量制御器
と蒸発器とを結ぶ配管の途中に設置され、該配管の中を
気液二相状態で流れる液冷媒の上方で且つガス冷媒の下
方に分離層を形成して流れる冷凍機油を導出する返油管
を設けた油分離器を備えたので、気液二相冷媒から分離
した冷凍機油を圧縮機へ供給できる効果がある。

【０１７５】 請求項３の発明によれば、油分離器が、略
水平方向に配設された冷媒流量制御器と蒸発器とを結ぶ
配管に、該配管内の中央部に一端が臨むように返油管を
設けたので、水平の冷媒配管内で冷媒からの冷凍機油の
分離を簡単に実施できる効果がある。

【０１７６】 請求項４の発明によれば、返油管が、油分
離器から圧縮機の吸入側への配管あるいは冷媒流量制御
器の出口側への配管に接続されたので、返油管を通して
バイパス油路を形成することで、各配管における冷凍機
油の滞留を防止しながら、分離した該冷凍機油を圧縮機
に効率的に供給できる効果がある。

【０１７７】 請求項５の発明によれば、返油管の途中に
油分離器内の冷媒が圧縮機側へ流れ出すのを阻止する開
閉器を設けたので、冷凍機油のみを確実に圧縮機へ供給
できる効果がある。

【０１７８】 請求項６の発明によれば、冷媒ガスを圧縮
し、かつ該冷媒ガスに対し相互溶解性がないかあるいは
非常に小さい冷凍機油により潤滑される圧縮機と、該圧
縮機の入口側および出口側にそれぞれ四方弁を介して接
続され、圧縮機から吐出された高圧の冷媒ガスを凝縮し
たり、低圧の気液二相の冷媒蒸気を供給する第１の熱交
換器および第２の熱交換器と、第１の熱交換器または第
２の熱交換器で凝縮液化した冷媒を低圧の気液二相の冷
媒に減圧する冷媒流量制御器と、第１の熱交換器と冷媒
流量制御器を結ぶ配管の途中に接続され、当該配管中の
冷凍機油を分離する油分離器とを備え、油分離器が第１
の熱交換器が凝縮器として働く場合には圧縮機の吸入側
へ冷凍機油を送給する第１の返油管と、第１の熱交換器
が蒸発器として働く場合に圧縮機の吸入側へ冷凍機油を
送給する第２の返油管とを備えたので、冷房運転や暖房
運転においても、冷媒流量制御器や熱交換器への冷凍機
油の付着を最小限にとどめることができ、その冷凍機油
を確実に圧縮機へ戻すことが、かつ冷媒の流動も円滑化
できる効果がある。

【０１７９】 請求項７の発明によれば、第１の返油管お
よび第２の返油管の途中に、油分離器内の冷媒が流れ出
すのを防止する開閉器を設けたので、冷媒の圧縮機への
供給を制限して、冷凍機油のみを圧縮機へ供給できる効
果がある。

【０１８０】 請求項８の発明によれば、油分離器を、容
器本体の上部より該容器本体内で分離された冷凍機油を
圧縮機側へ導出する第１の返油管と、容器本体内の中央
部に一端が開放し、他端が容器本体外に貫通し、該容器
本体内で分離された冷凍機油を圧縮機側へ導出する第２
の返油管とから構成したので、第１，第２の熱交換器が
冷房または暖房のいずれの運転下においても、冷媒から
分離した冷凍機油を圧縮機へ確実に供給できる効果があ
る。

【０１８１】 請求項９の発明によれば、油分離器を、第
１の熱交換器および冷媒流量制御器を結ぶ水平の配管
と、該配管の上部に連設されて、該配管内で分離された
冷凍機油を導出する第１の返油管と、配管内の中央部に
一端が開放し、他端が配管外に貫通して該配管内で分離
された冷凍機油を導出する第２の返油管とから構成した
ので、第１の熱交換器と冷媒流量制御器とを結ぶ配管を
正逆方向に流れる冷媒から冷凍機油を確実に分離して圧
縮機に供給できる効果がある。

【０１８２】 請求項１０の発明によれば、冷媒としてＨ
ＦＣを用い、冷凍機油としてアルキルベンゼン油を用い
たので、冷媒と冷凍機油とを比重量の違いにより簡単に
分離できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施例による冷凍空調装置を示
す冷媒回路図である。

【図２】 この発明の他の実施例による冷凍空調装置を
示す冷媒回路図である。

【図３】 この発明の他の実施例による冷凍空調装置を
示す冷媒回路図である。

【図４】 この発明の他の実施例による冷凍空調装置を
示す冷媒回路図である。

【図５】 図１における冷凍空調装置の油分離器を示す
縦断面図である。

【図６】 図１における油分離器の他の実施例を示す縦
断面図である。

【図７】 図１における油分離器のさらに他の実施例を
示す縦断面図である。

【図８】 図１における油分離器のまた他の実施例を示
す縦断面図である。

【図９】 図１における油分離器のまた別の実施例を示
す縦断面図である。

【図１０】 この発明の油分離器の変形例を示す正面図
である。

【図１１】 この発明の他の実施例による冷凍空調装置
を示す冷媒回路図である。

【図１２】 この発明の他の実施例による冷凍空調装置
を示す冷媒回路図である。

【図１３】 図１１における油分離器の詳細を示す縦断
面図である。

【図１４】 図１１における油分離器の他の実施例を示
す縦断面図である。

【図１５】 この発明の他の実施例による冷凍空調装置
を示す冷媒回路図である。

【図１６】 図１５における冷凍空調装置の油分離器の
一実施例を示す縦断面図である。

【図１７】 図１５における冷凍空調装置の油分離器の
他の実施例を示す縦断面図である。

【図１８】 図１５における冷凍空調装置の油分離器の
他の実施例を示す縦断面図である。

【図１９】 図１５における冷凍空調装置の油分離器の
さらに他の実施例を示す縦断面図である。

【図２０】 この発明の他の実施例による冷凍空調装置
を示す冷媒回路図である。

【図２１】 図２０における冷凍空調装置の容器の一実
施例を示す縦断面図である。

【図２２】 図２０における冷凍空調装置の容器の他の
実施例を示す縦断面図である。

【図２３】 この発明の他の実施例による冷凍空調装置
を示す冷媒回路図である。

【図２４】 この発明の他の実施例による冷凍空調装置
を示す冷媒回路図である。

【図２５】 この発明の他の実施例による冷凍空調装置
を示す冷媒回路図である。

【図２６】 この発明の他の実施例による冷凍空調装置
を示す冷媒回路図である。

【図２７】 図２３〜図２６における冷凍空調装置の油
分離器の一実施例を示す縦断面図である。

【図２８】 図２３〜図２６における油分離器の他の実
施例を示す縦断面図である。

【図２９】 図２３〜図２６における油分離器のさらに
他の実施例を示す縦断面図である。

【図３０】 図２３〜図２６における油分離器のまた他
の実施例を示す縦断面図である。

【図３１】 図２３〜図２６における油分離器のまた別
の実施例を示す縦断面図である。

【図３２】 図３１における油分離器の応用例を示す正
面図である。

【図３３】 この発明の他の実施例による冷凍空調装置
を示す冷媒回路図である。

【図３４】 この発明の他の実施例による冷凍空調装置
を示す冷媒回路図である。

【図３５】 この発明の他の実施例による冷凍空調装置
を示す冷媒回路図である。

【図３６】 図３５における油分離器の一実施例を示す
縦断面図である。

【図３７】 図３５における油分離器の他の実施例を示
す縦断面図である。

【図３８】 従来の冷凍空調装置を示す冷媒回路図であ
る。

【符号の説明】

１ 圧縮機、２ 凝縮器、３Ａ 電子式膨張弁（冷媒流
量制御器）、４ 蒸発器、６ 冷凍機油、７ｂ 液冷
媒、１２ 液配管、１３，７９ 配管、２１ 四方弁、
２２ 第１の熱交換器、２３ 第２の熱交換器、７０，
７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄ，７０Ｅ 油分離器、
７０ａ 容器本体、７１，７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃ 第
１の返油管（返油管）、７３ 電磁弁（開閉器）、７８
電磁弁（冷媒流量制御器）、８１ 流入管、８２ 流
出管、９０ 容器、９１ 入口管、９２ 出口管、９３
フロート。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−157379（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−82107（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−207751（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−73565（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−82468（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−83666（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−73874（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−48054（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−167060（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭52−54060（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F25B 1/00 387

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷媒ガスを圧縮し、かつ該冷媒ガスに対
   し相互溶解性がないかあるいは非常に小さい冷凍機油に
   より潤滑される圧縮機と、該圧縮機から吐出された高圧
   の冷媒ガスを凝縮液化する凝縮器と、該凝縮器で凝縮液
   化した冷媒を低圧の気液二相の冷媒に減圧する冷媒流量
   制御器と、該冷媒流量制御器で得られた低圧の気液二相
   の冷媒を蒸発し、上記圧縮機へ供給する蒸発器とを備え
   た冷凍空調装置において、上記凝縮器と上記冷媒流量制御器との間に略水平に配設
   された液配管を用いて、該液配管内で液冷媒の上方に分
   離層を形成して流れる上記冷凍機油を導出する返油管を
   その上部に設けた油分離器を備えた 冷凍空調装置。
2. 【請求項２】 冷媒ガスを圧縮し、かつ該冷媒ガスに対
   し相互溶解性がないかあるいは非常に小さい冷凍機油に
   より潤滑される圧縮機と、該圧縮機から吐出された高圧
   の冷媒ガスを凝縮液化する凝縮器と、該凝縮器で凝縮液
   化した冷媒を低圧の気液二相の冷媒に減圧する冷媒流量
   制御器と、該冷媒流量制御器で得られた低圧の気液二相
   の冷媒を蒸発し、上記圧縮機へ供給する蒸発器とを備え
   た冷凍空調装置において、上記冷媒流量制御器と蒸発器とを結ぶ配管の途中に設置
   され、該配管の中を上記気液二相状態で流れる液冷媒の
   上方で且つガス冷媒の下方に分離層を形成して流れる上
   記冷凍機油を導出する返油管を設けた油分離器を備えた
   冷凍空調装置。
3. 【請求項３】 油分離器は、略水平方向に配設された冷
   媒流量制御器と蒸発器とを結ぶ配管に、該配管内の中央
   部に一端が臨むように返油管を設けたことを特徴とする
   請求項２記載の冷凍空調装置。
4. 【請求項４】 返油管は、油分離器から圧縮機の吸入側
   への配管あるいは冷媒流量制御器の出口側への配管に接
   続されたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のい
   ずれか１項記載の冷凍空調装置。
5. 【請求項５】 返油管の途中に、油分離器内の冷媒が圧
   縮機側へ流れ出すのを阻止する開閉器を設けたことを特
   徴とする請求項４記載の冷凍空調装置。
6. 【請求項６】 冷媒ガスを圧縮し、かつ該冷媒ガスに対
   し相互溶解性がないかあるいは非常に小さい冷凍機油に
   より潤滑される圧縮機と、 該圧縮機の入口側および出口側にそれぞれ四方弁を介し
   て接続され、上記圧縮機から吐出された高圧の冷媒ガス
   を凝縮したり、低圧の気液二相の冷媒蒸気を供給する第
   １の熱交換器および第２の熱交換器と、 上記第１の熱交換器または第２の熱交換器で凝縮液化し
   た冷媒を低圧の上記気液二相の冷媒に減圧する冷媒流量
   制御器と、 上記第１の熱交換器と上記冷媒流量制御器とを結ぶ配管
   の途中に接続され、当該配管中の冷凍機油を分離する油
   分離器とを備え、 上記油分離器は、上記第１の熱交換器が凝縮器として働
   く場合に上記圧縮機の吸入側へ上記冷凍機油を送給する
   第１の返油管と、上記第１の熱交換器が蒸発器として働
   く場合に上記圧縮機の吸入側へ上記冷凍機油を送給する
   第２の返油管とを備えたことを特徴とする冷凍空調装
   置。
7. 【請求項７】 第１の返油管および第２の返油管の途中
   に、油分離器内の冷媒が流れ出すのを防止する開閉器を
   設けたことを特徴とする請求項６記載の冷凍空調装置。
8. 【請求項８】 油分離器が、容器本体の上部より該容器
   本体内で分離された冷凍機油を圧縮機側へ導出する第１
   の返油管と、上記容器本体内の中央部に一端が開放し、
   他端が上記容器本体外に貫通し、該容器本体内で分離さ
   れた冷凍機油を圧縮機側へ導出する第２の返油管とから
   構成されたことを特徴とする請求項６または請求項７記
   載の冷凍空調装置。
9. 【請求項９】 油分離器が、第１の熱交換器および冷媒
   流量制御器を結ぶ水平の配管と、該配管の上部に連設さ
   れて、該配管内で分離された冷凍機油を導出する第１の
   返油管と、上記配管内の中央部に一端が開放し、他端が
   上記配管外に貫通して該配管内で分離された冷凍機油を
   導出する第２の返油管とから構成されたことを特徴とす
   る請求項６または請求項７記載の冷凍空調装置。
10. 【請求項１０】 冷媒としてＨＦＣを用い、冷凍機油と
    してアルキルベンゼン油を用いたことを特徴とする請求
    項１乃至請求項９のいずれか１項記載の冷凍空調装置。