JP4376470B2 - 冷凍サイクル装置およびその運転方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、既使用の冷媒を別の種類の冷媒に置換して使用する冷凍サイクル装置とその運転方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
既存の冷凍サイクル装置を別の冷媒に置換する技術については、例えば、特開2000−9368号公報および特開2000−146369号公報に開示されたものがある。
特開2000−9368号公報に開示されたものでは、圧縮機から持出されるエステル油は高性能な油分離器で完全に分離し、冷媒と共に流れてきた異物をガスラインに設けた異物回収器で捕獲分離するものであるが、圧縮機から持出されたエステル油を完全に分離する高性能油分離器が高価になり、また、高性能油分離器を流出してしまったエステル油は異物捕獲器で捕獲されてしまうので、圧縮機内の冷凍機油の量が低下し、潤滑不良になることもあり得るということがあった。
【０００３】
また、特開2000−146369号公報に開示されたものでは、液ラインに設けた油分離器内を仕切り、油分離器の流入配管端部と流出配管端部の位置に差をつけることにより、鉱油を油分離器内に溜める構造を開示しているが、この従来例では、油分離器より下流にあった鉱油は一旦、圧縮機に流入し、圧縮機内のエステル油と混合することで、エステル油を劣化させることと、一旦、エステル油と鉱油が混合してしまうので、鉱油回収に時間がかかると共に、エステル油に対する鉱油濃度が一定値以下に下がらないので、冷凍サイクルの信頼性を落とすということがあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、第一の冷媒例えばＨＣＦＣ系もしくはＣＦＣ系冷媒と第一の潤滑油例えば鉱油が用いられていた既設配管を流用する冷凍サイクル装置あるいは冷凍・空調装置において、第二の冷媒例えばＨＦＣ系冷媒と第二の潤滑油例えばエステル油やエ−テル油等に置換し、置換した第二の潤滑油であるエステル油等が既設配管中に残留していた第一の潤滑油である鉱油と混合した場合でも、既設配管中に残留していた鉱油を分離回収し、新規のエステル油等の劣化を抑えるとともに、既設配管を使用する冷凍・空調機の施工を容易にし、冷凍サイクル装置の信頼性を高めることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明の冷凍サイクル装置は、請求項１に記載のように、既使用の第一の冷媒と第一の潤滑油とを新規に第二の冷媒と第二の潤滑油とに交換した冷凍サイクル装置であって、冷媒が循環する冷媒回路と、前記冷媒回路に設けられ吸入した冷媒を吐出する圧縮機と、前記圧縮機の冷媒吸入側の前記冷媒回路において、前記冷媒回路から分岐して前記冷媒回路に接続された分岐回路と、前記分岐回路に設けられ第二の冷媒から第一の潤滑油を分離回収する油分離回収器と、前記第二の潤滑油を前記冷媒回路に追加充填する追加充填手段と、を備え、所定時間の油分離回収運転の後に前記分岐回路を閉じるものである。
【０００６】
この発明の冷凍サイクル装置は、請求項２に記載のように、前記分岐回路を、利用側機の冷媒排出口と前記圧縮機の冷媒吸入口との間の前記冷媒回路に設けたものである。
【０００７】
この発明の冷凍サイクル装置は、請求項３に記載のように、前記分岐回路を熱源機の冷媒流入口と前記圧縮機の冷媒吸入口との間の前記冷媒回路に設けたものである。
【０００８】
この発明の冷凍サイクル装置は、請求項４に記載のように、前記冷媒回路にアキュムレータを更に備え、前記分岐回路がアキュムレータを介して前記冷媒回路に接続されたものである。
【０００９】
この発明の冷凍サイクル装置は、請求項５に記載のように、前記油分離回収器に溜まる第二の冷媒を蒸発させる冷媒蒸発手段を備えたものである。
【００１０】
この発明の冷凍サイクル装置は、請求項６に記載のように、既使用の第一の冷媒と第一の潤滑油とを新規に第二の冷媒と第二の潤滑油とに交換した冷凍サイクル装置であって、冷媒が循環する冷媒回路と、前記冷媒回路に設けられ吸入した冷媒を吐出する圧縮機と、前記圧縮機の冷媒吸入側の前記冷媒回路に設けられ、前記第二の冷媒から前記第一の潤滑油を分離すると共に、分離した前記第一の潤滑油を排出する油分離器と、前記油分離器の油排出口からから分岐して、前記圧縮機と前記油分離器との間の前記冷媒回路に接続された第一および第二の分岐回路と、前記第一の分岐回路に設けられ前記油分離器の油排出口から排出された油を回収する油回収器と、を備え、前記第一の分岐回路を開き第二の分岐回路を閉じて所定時間の油分離回収運転を行った後に前記第二の分岐回路を開き前記第一の分岐回路を閉じるものである。
【００１１】
この発明の冷凍サイクル装置は、請求項７に記載のように、前記油分離器を、利用側機の冷媒排出口と前記圧縮機の冷媒吸入口との間の前記冷媒回路に設けたものである。
【００１２】
この発明の冷凍サイクル装置は、請求項８に記載のように、前記油分離器を熱源機の冷媒流入口と前記圧縮機の冷媒吸入口との間の前記冷媒回路に設けたものである。
【００１３】
この発明の冷凍サイクル装置は、請求項９に記載のように、前記冷媒回路にアキュムレータを更に備え、前記第一の分岐回路が前記アキュムレータを介して前記冷媒回路に接続されたものである。
【００１４】
この発明の冷凍サイクル装置は、請求項１０に記載のように、前記油分離器をアキュムレータと一体に形成したものである。
【００１６】
この発明の冷凍サイクル装置は、請求項１１に記載のように、前記油回収器に溜まる第二の冷媒を蒸発させる冷媒蒸発手段を備えたものである。
【００１７】
この発明の冷凍サイクル装置は、請求項１２に記載のように、前記アキュムレータに冷媒液を注入する手段と、前記アキュムレータで冷媒液から分離した第一の潤滑油を排出する手段とを備えたものである。
【００１８】
この発明の冷凍サイクル装置は、請求項１３に記載のように、前記第一の分岐回路において、前記油分離器の油排出口と前記油回収器との間に、前記第二の潤滑油を抽出し冷媒回路に回収する抽出回収手段を設けたものである。
【００１９】
この発明の冷凍サイクル装置は、請求項１４に記載のように、前記抽出回収手段は、前記第一の潤滑油と前記第二の潤滑油との前記第二の冷媒に対する溶解度の差を利用して前記第二の潤滑油を抽出する手段であるものである。
【００２０】
この発明の冷凍サイクル装置は、請求項１５に記載のように、前記第二の潤滑油を前記冷媒回路に追加充填する追加充填手段を設けたものである。
【００２１】
この発明の冷凍サイクル装置は、請求項１６に記載のように、前記追加充填手段は、前記冷媒回路における前記第二の潤滑油の量を制御する油量制御手段を有するものである。
【００２２】
この発明の冷凍サイクル装置は、請求項１７に記載のように、既使用の第一の冷媒と第一の潤滑油とを新規に第二の冷媒と第二の潤滑油とに交換した冷凍サイクル装置であって、冷媒が循環する冷媒回路と、前記冷媒回路に設けられ吸入した冷媒を吐出する圧縮機と、前記圧縮機の冷媒吸入側の前記冷媒回路において、第二の冷媒から第一の潤滑油を分離回収する油分離回収器を備え、所定時間の油分離回収運転の後に前記油分離回収器を取り外すものである。
【００２３】
この発明の冷凍サイクル装置の運転方法は、請求項１８に記載のように、冷凍サイクル装置において既使用の第一の冷媒と第一の潤滑油とを新規に第二の冷媒と第二の潤滑油とに交換するための冷凍サイクル装置の運転方法であって、冷媒が循環する冷媒回路と、前記冷媒回路に設けられ吸入した冷媒を吐出する圧縮機と、前記圧縮機の冷媒吸入側の前記冷凍回路において、前記冷媒回路から分岐して前記冷媒回路に接続された分岐回路と、前記分岐回路に設けられ第二の冷媒から第一の潤滑油を分離回収する油分離回収器と、前記第二の潤滑油を前記冷媒回路に追加充填する追加充填手段と、を備え、冷媒を前記分岐回路に通して所定時間の油分離回収運転を行った後、前記分岐回路を閉じて通常運転をするものである。
【００２４】
この発明の冷凍サイクル装置の運転方法は、請求項１９に記載のように、冷凍サイクル装置において既使用の第一の冷媒と第一の潤滑油とを新規に第二の冷媒と第二の潤滑油とに交換するための冷凍サイクル装置の運転方法であって、冷媒が循環する冷媒回路と、前記冷媒回路に設けられ吸入した冷媒を吐出する圧縮機と、前記圧縮機の冷媒吸入側の前記冷媒回路に設けられ、前記第二の冷媒から前記第一の潤滑油を分離すると共に、分離した前記第一の潤滑油を排出する油分離器と、前記油分離器の油排出口から分岐して、前記圧縮機と前記油分離器との間の前記冷媒回路に接続された第一および第二の分岐回路と、前記第一の分岐回路に設けられ前記油分離器の油排出口から排出された油を回収する油回収器と、を備え、前記第一の分岐回路を開き前記第二の分岐回路を閉じて所定時間の油分離回収運転を行った後に前記第二の分岐回路を開き前記第一の分岐回路を閉じて通常運転するものである。
【００２５】
この発明の冷凍サイクル装置の運転方法は、請求項２０に記載のように、前記油分離回収運転において、運転モード、運転時間、運転容量を含む物理量の少なくともいずれかを検知して、油分離回収運転の運転時間を決めるようにしたものである。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一又は相当する部分には同一の符号を付してその説明を簡略化ないし省略する場合がある。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による冷凍・空調装置ないし冷凍サイクル装置の冷媒回路の概略構成を示す図である。図１において、１００は室外機など熱源機、２００は室内機など利用側機を示す。熱源機１００において、１は圧縮機、２０は油分離器、２は熱源側熱交換器、２２はアキュムレータを示す。油分離器２０の下部とアキュムレータ２２とは返油回路２４により接続され、返油回路２４上には返油用毛細管２３を設ける。
【００２７】
また、室内機２００において、３は膨張弁、４は室内熱交換器を示す。なお、図では添え字ａ，ｂ，ｃを付して複数並列になっていることを示しているが、説明では簡略化のため添え字の記載を省略する。また、９および１０は、それぞれ熱源機１００と室内機２００とを接続する延長配管としての液管およびガス管を示す。そして、圧縮機１から油分離器２０、室外熱交換器２、膨張弁３、室内熱交換器４、アキュムレ−タ２２を経て、圧縮機１に冷媒が還流するメインの冷媒回路を構成する。
【００２８】
この冷媒回路において、ガス管１０は弁２８を介してアキュムレータ２２に接続されている。この弁２８を含む冷媒回路をバイパスするように弁２９を含む配管が低圧鉱油分離回収器２５（油分離回収器）に接続されている。油分離回収器２５の上部空間は配管６１によりアキュムレータ２２に接続される。また、油分離回収器２５とアキュムレータ２２との間は毛細管３６を介して均圧管３７で接続されている。また、３４は、室外機の液管を分岐し、絞り装置３３、冷媒熱交換器３２を介してアキュムレータ２２に至る冷媒回路である。
なお、この冷媒回路では、圧縮機の出口側において、冷房運転と暖房運転とで冷媒の流れ方向を逆転させる四方弁は、説明の簡略化のため図示を省略している。
【００２９】
このような構成の冷凍サイクルにおいて、既存の冷媒と潤滑油（第一の冷媒と第一の潤滑油）とを用いていた熱源機を、新たな冷媒と潤滑油（第二の冷媒と第二の潤滑油）とを用いる熱源機に取換えて、新たに構成した冷凍サイクル装置と、その構成方法について説明する。
具体的事例としては、第一の冷媒として例えばＨＣＦＣ系もしくはＣＦＣ系の冷媒と、第一の冷凍機油（潤滑油）として例えば鉱油もしくはハ−ドアルキルベンゼン油が用いられていた既存の冷凍・空調装置を、第二の冷媒として例えばＨＦＣ系冷媒と、第二の冷凍機油（潤滑油）として例えばエステル油もしくはエ−テル油を用いる冷凍・空調装置に置換して、新たに冷媒回路を形成する。
【００３０】
図１を参照して、冷媒にHFC系冷媒を用い、延長配管である液管９とガス管１０を既設のものとし、さらに場合により室内機も既設のものとし、その液管９とガス管１０に、例えばHCFC系冷媒の冷凍機油（潤滑油）として使用される鉱油が残留している場合の油回収運転について説明する。
油回収運転を行う場合には、弁２９を開き、弁２８を閉じて圧縮機を起動する。圧縮機１を吐出した高温・高圧のガス冷媒は油分離器２０で圧縮機１から持出されたHFC用の冷凍機油、例えば、エステル油を分離され、分離したエステル油は返油回路２４を流れ、返油用毛細管２３で低圧まで絞られた後、アキュムレータ２２に流入し、冷媒ガスと共に、圧縮機１に戻る。
【００３１】
油分離器２０でエステル油を分離されたガス冷媒は、熱源側熱交換器２で凝縮・液化し、延長配管の液管９に入る。ここで、延長配管中に残留し、液管内壁面に付着した鉱油を、鉱油と冷媒液の間に働くせん断力により引きずりながら押し流し、液管中の鉱油を減少させていく。液管９を流れた冷媒液は、負荷側熱交換器４で蒸発・気化し、延長配管であるガス管１０を流れる。ここで、ガス管内壁面に付着した鉱油を、鉱油と冷媒ガスの間に働くせん断力により引きずりながら押し流し、ガス管中の鉱油を減少させていく。
【００３２】
ガス管を流れたガス冷媒は、液管およびガス管から回収した鉱油と共に弁２９を介して油分離回収器２５に流れ込み、鉱油は分離されて油分離回収器２５に溜められ、冷媒ガスは配管６１を通ってアキュムレータ２２に流れ込む。この油回収運転を所定時間行う。
【００３３】
なお、油を回収する場合の所定時間は、圧縮機の運転容量、負荷側熱交換器の容量、冷凍サイクルがバランスする高・低圧等により決定される冷媒流量に起因して求められる既設配管中の鉱油の除去に必要な時間から設定するものである。このため、図示省略するが、この冷凍サイクル装置には、運転時間、運転モード、運転容量等の物理量を検知する手段を備え、当該物理量が所定の条件を満たすまで油分離回収運転を行う。
【００３４】
所定時間、油を回収した後、弁２９を閉じ、弁２８を開いて既設配管から回収された油を含む冷媒ガスをアキュムレータ２２に吹き込む。
アキュムレータ２２では、所定量の冷媒液が溜められ、冷媒ガスと共に流入した油と混合し、エステル油が冷媒液に抽出されると共に、鉱油はアキュムレータ２２内の液面上部に浮かび、配管６１を介して油分離回収器２５に流れる。
アキュムレータ２２に冷媒液を溜める手段としては、例えば、絞り装置３３の開度を大きくし、冷媒熱交換器３２出口の冷媒の状態を湿り状態とすることにより、アキュムレータ２２へ液バックさせる方法がある。
【００３５】
また、図２に示すように、高圧ガス部（図２では油分離器２０の下流側）から、弁３０を介して油分離回収器２５に至る冷媒回路を設け、圧縮機の起動直後等、油分離回収器２５に油と共に冷媒液が流入する場合には、弁３０を開き、圧縮機を吐出した高温のガス冷媒を油分離回収器２５内に吹き込むことにより、油分離回収器２５内の冷媒液を蒸発・気化させ、油のみを確実に油分離回収器２５に貯留させることができる。
【００３６】
さらに、油分離回収器２５内の冷媒液を蒸発させる熱源としては、図３に示すように、冷媒回路３４における液管分岐部と絞り装置３３の間の配管３８を油分離回収器２５内部に内蔵してもよい。
また、図４に示すように、液管を分岐し、油分離回収器２５内部に配管３８を設けて、ここで、油分離回収器２５内の冷媒液と配管３８を流れる液冷媒を熱交換させてもよい。また、油分離回収器２５内の冷媒液を蒸発させる熱源として、電気ヒータなどの別熱源としてもよい。
【００３７】
以上説明したように、この実施の形態では、第一の冷媒を用いた冷凍サイクル装置の潤滑油を連続的に冷媒回路内の一部に蓄積する油分離回収手段（潤滑油蓄積手段）およびその油分離回収手段をバイパスするバイパス手段を設け、運転時間、運転モード、運転容量等の物理量を検知する手段を備え、当該物理量が所定の条件を満たすまで油分離回収器に潤滑油を連続的に蓄積しつづける。したがって、第一の冷媒を用いた冷凍サイクル装置の劣化した潤滑油が、第二の冷媒の潤滑油と混合して劣化することを防止することができる。
【００３８】
また、油分離回収手段は、前記延長配管のガス部もしくは、室外機の低圧ガス配管中に設ける。したがって、既設の延長配管および室内機から回収された第一の冷媒の潤滑油を、圧縮機に流入する前に捕獲することができる。
【００３９】
また、油分離回収手段に、潤滑油中に溶解または流入した第二の冷媒を蒸発させる冷媒蒸発手段を設ける。これにより、液冷媒が油分離回収手段に流入することで油分離回収手段が満液になり、油分離回収手段に蓄積されていた第一の冷媒の潤滑油が再流出することを防止することができる。
【００４０】
また、冷凍サイクル装置内の高温の冷媒蒸気または冷媒液を用いて油分離回収手段に溜まった潤滑油中の冷媒を蒸発させる冷媒蒸発手段を設ける。したがって、蒸発手段として別熱源を設ける必要がなく、安価に装置の信頼性を高めることができる。
【００４１】
また、第一の冷媒としてＣＦＣ系冷媒もしくはＨＣＦＣ系冷媒とし、第二の冷媒としてＨＦＣ系冷媒もしくはＨＣ系冷媒とする。このため、環境に配慮した冷媒を使用した冷媒への置き換えにおいて、延長配管および室内機の流用を可能とすることで、延長配管および室内機の設置工事を省略し、安価にユニットの置き換えを行うことができる。
【００４２】
実施の形態２．
図５は、この発明の実施の形態２による冷凍サイクル装置の室外機の概略構成を示す図である。また、図６はその要部の拡大構成図である。
図６に示すように、アキュムレータ２２を仕切板４６、４７で仕切り、配管６１（鉱油回収管）と均圧管３７により、油分離回収器２５と接続する。既設配管から回収した鉱油を冷媒ガスと共に油分離回収器２５に流入させ、油のみを貯留する方法については実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
【００４３】
弁２９を閉じ、弁２８を開いた場合には、図６において、冷媒ガスは流入管４９からアキュムレータ２２の空間５７ａに流入し、ここで、多孔体６４にあたり、油が捕獲されると共に、冷媒ガスは空間５７ａから空間５７ｂに流れ、吸入管４８から流出し、圧縮機１に戻る。多孔体６４に付着した油は重力に従って空間５７ａに滴下し、空間５７ａにおいて、鉱油と冷媒液に二相分離する。ここで、冷媒液は仕切板４６の下部の隙間から空間５７ｃに流入し、やがて、仕切板４７からオーバーフローして空間５７ｂに流入する。また、空間５７ａの液面上部に浮いた鉱油は配管６１から油分離回収器２５に流入する。
この実施の形態２は、実施の形態１などに適用できるアキュムレータ２２の具体例を提示するもので、実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００４４】
実施の形態３．
図７は、この発明の実施の形態３による冷凍・空調装置の冷媒回路の概略構成を示す図である。図７において、３５は低圧用油分離器であり、８０は油回収器を示す。油分離器３５は、ガス管１０とアキュムレータ２２との間の冷媒回路に接続される。また、油分離器３５の下部は、弁２９を介して油回収器８０に接続されると共に、弁２８を介してアキュムレータ２２とも接続される。その他は実施の形態１と同様である。
【００４５】
既設配管である液管９とガス管１０から回収した鉱油は低圧用油分離器３５において、油と冷媒ガスが分離され、冷媒ガスはアキュムレータ２２を介して圧縮機１に戻る。ここで、所定時間、弁２９を開き、弁２８を閉じて、油回収運転を行うと、低圧用油分離器３５において分離された油は、弁２９を介して油回収器８０に流れ込む。この油回収運転を所定時間行う。
【００４６】
所定時間、油を回収した後、弁２９を閉じ、弁２８を開いて既設配管から回収された油をアキュムレータ２２に吹き込む。アキュムレータ２２では、所定量の冷媒液が溜められ、冷媒ガスと共に流入した油と混合し、エステル油が冷媒液に抽出されると共に、鉱油はアキュムレータ２２内の液面上部に浮かび、配管６１を介して油回収器８０に流れる。
この構成により、弁２８、２９を小さくすることが可能となり、また、メインの冷媒回路上に弁を設けなくてもよいので、低圧部の圧力損失を最小限に抑え、冷凍・空調運転時の性能低下を防ぐことができる。
以上の説明からも分かるように、この実施の形態３は、例えば実施の形態１における油分離回収器２５の機能を、油分離記３５と油回収器８０とに分離して配置したとみることができる。
【００４７】
また、図示省略するが、この冷凍サイクル装置にも、運転時間、運転モード、運転容量等の物理量を検知する手段を備え、当該物理量が所定の条件を満たすまで油分離回収運転を行う。すなわち、油回収運転の時間をこれらの物理量を検出することにより所定の条件を設定して終了させる。
【００４８】
以上説明したように、この実施の形態では、第一の冷媒を用いた冷凍サイクル装置の潤滑油を連続的に冷媒回路から分離する手段と、分離した油を回収（蓄積）する回収手段と、この回収手段をバイパスするバイパス手段を設け、運転時間、運転モード、運転容量等の物理量を検知する手段を備え、該物理量が所定の条件を満たすまで回収手段に潤滑油を連続的に蓄積しつづける。したがって、第一の冷媒を用いた冷凍サイクル装置の劣化した潤滑油が、第二の冷媒の潤滑油と混合して劣化することを防止することができる。
【００４９】
また、この実施の形態においても、油分離器３５は、延長配管であるガス管１０もしくは、室外機の低圧ガス配管中に設ける。したがって、既設の延長配管および室内機から回収された第一の冷媒の潤滑油を、圧縮機１に流入する前に捕獲することができる。
【００５０】
また、図示省略するが、この実施の形態においても、実施の形態１で説明したのと同様に、油回収器８０に、潤滑油中に溶解または流入した第二の冷媒を蒸発させる冷媒蒸発手段を設けることができる。これにより、液冷媒が油回収手段（油回収器）に流入することで油回収手段が満液になり、油回収手段に蓄積されていた第一の冷媒の潤滑油が再流出することを防止することができる。
【００５１】
また、冷凍サイクル装置内の高温の冷媒蒸気または冷媒液を用いて油回収器８０に溜まった潤滑油中の冷媒を蒸発させる冷媒蒸発手段を設けることができる。したがって、蒸発手段として別熱源を設ける必要がなく、安価に装置の信頼性を高めることができる。
【００５２】
また、第一の冷媒をＣＦＣ系冷媒もしくはＨＣＦＣ系冷媒とし、第二の冷媒をＨＦＣ系冷媒もしくはＨＣ系冷媒とすることができる。このため、環境に配慮した冷媒を使用した冷媒への置き換えにおいて、延長配管および室内機の流用を可能とすることで、延長配管および室内機の設置工事を省略し、安価にユニットの置き換えを行うことができる。
【００５３】
発明の形態４．
図８はこの発明の実施の形態４による、冷凍サイクル装置における熱源機（室外機）の冷媒回路の概略構成を示す図である。図８において、１は圧縮機、２０は油分離器、２１は四方弁、２は熱源側熱交換器、２２はアキュムレータであり、これらによりメインの冷媒回路を構成する。アキュムレータ２２の内部は仕切板４７により空間５７ａと空間５７ｂとに分けられる。油分離器２０の下部とアキュムレータ２２の空間５７ｂとは返油回路２４により接続され、返油回路２４上には返油用毛細管２３を設ける。四方弁２１からアキュムレータ２２に至る冷媒配管５８はアキュムレータ２２の空間５７ａと接続される。アキュムレータ２２の空間５７ａと油回収器８０とは弁２８を介して接続されると共に、油回収器８０と圧縮機吸入配管とは弁２９を介して接続される。アキュムレータ２２と弁２８の間の冷媒配管と、弁２９と圧縮機吸入配管との間の冷媒配管とは、弁３１を介して接続される。さらに、油分離器２０の下流側を分岐し、弁３０、冷媒熱交換器２６、毛細管２７を順次接続し、液配管５６に至る冷媒回路５５を設ける。また、液配管５６には、負荷側熱交換器の液ラインと接続する液管、ガス管５９には負荷側熱交換器のガスラインと接続するガス管とが各々接続され、冷凍サイクルが形成される。
【００５４】
係る構成の冷凍サイクルにおいて、冷媒にHFC系冷媒を用い、延長配管である液管とガス管もしくは／および室内機を既設のものとし、その液管とガス管に、例えばHCFC系冷媒の冷凍機油として使用される鉱油が残留している場合の洗浄方法について説明する。圧縮機を吐出した高温・高圧のガス冷媒は油分離器２０で圧縮機から持出されたHFC用の冷凍機油、例えば、エステル油を分離され、分離したエステル油は返油回路２４を流れ、返油用毛細管２３で低圧まで絞られた後、アキュムレータ２２の空間５７ｂに流入し、U字管６０の下部の孔からU字管６０内部に流入し、冷媒ガスと共に、圧縮機１に戻る。
【００５５】
油分離器２０でエステル油を分離されたガス冷媒は、四方弁２１を介して熱源側熱交換器２で凝縮・液化し、液配管５６を流れて延長配管の液管に入る。ここで、延長配管中に残留し、液管内壁面に付着した鉱油を、鉱油と冷媒液の間に働くせん断力により引きずりながら押し流し、液管中の鉱油を減少させていく。液管を流れた冷媒液は、負荷側熱交換器で蒸発・気化し、延長配管であるガス管を流れる。ここで、ガス管内壁面に付着した鉱油を、鉱油と冷媒ガスの間に働くせん断力により引きずりながら押し流し、ガス管中の鉱油を減少させていく。
【００５６】
ガス管を流れたガス冷媒は、液管およびガス管から回収した鉱油と共に四方弁２１を介してアキュムレータ２２の空間５７ａに流れ込む。空間５７ａ内では、ガス冷媒と油とが分離され、ガス冷媒は仕切板４７の上の通路を通って空間５７ｂに流れ込み、U字管６０を介して圧縮機１に流れる。
【００５７】
ここで、空間５７ａで分離された主に鉱油を含む油を油回収器８０に貯留する場合には、弁２８、２９、３０を開き、弁３１を閉じると、空間５７ａ内の圧力が油回収器８０内の圧力よりも高くなり、圧力差に従って、弁２８を介して空間５７ａ内の油は油回収器８０内に流れ込む。
【００５８】
また、ここでは、弁２９を開いて圧縮機吸入側と油回収器８０を開通させることにより油回収器８０内の圧力を空間５７ａの圧力よりも下げることで、空間５７ａ内の油を油回収器８０内に流す方法について述べたが、油回収器８０を空間５７ａの下部に設けて、重力に従って空間５７ａ内の油を油回収器８０内に流してもよい。
【００５９】
さらに、油回収器８０に流入した油には、溶解する等により冷媒が混入する場合があるので、弁３０を開き、高温・高圧のガス冷媒を冷媒回路５５に導き、冷媒熱交換器２６において、バイパスしたガス高温・高圧のガス冷媒と油回収器８０内の油を熱交換させることで、油回収器８０内の油に混入した冷媒を蒸発・気化させる。
【００６０】
所定時間、上記の油回収を行った後、図９に示すように、弁２８、２９、３０を閉じ、弁３１を開く。こうすることで、既設配管内の鉱油が減少し、空間５７ａに流入する油がエステル油に富むような場合には、そのエステル油に富む油を弁３１を介して圧縮機１に返油する。
なお、油を回収する場合の所定時間は、圧縮機の運転容量、負荷側熱交換器の容量、冷凍サイクルがバランスする高・低圧等により決定される冷媒流量に起因して求められる既設配管中の鉱油の除去に必要な時間から設定するものである。このため、図示省略するが、この冷凍サイクル装置には、運転時間、運転モード、運転容量等の物理量を検知する手段を備え、当該物理量が所定の条件を満たすまで油分離回収運転を行う。
【００６１】
なお、以上説明したこの実施の形態４の図８に示す構成は、実施の形態３の図７に示した構成を変形したものと考えることができる。すなわち、図８に示す構成は、図７に示した油分離器３５とアキュムレータ２２とを一体に結合したもので、図８に示すアキュムレータ２２の空間５７ａを形成する部分が図７に示す油分離器３５に相当し、図８に示すアキュムレータ２２の空間５７ｂを形成する部分が図７に示すアキュムレータ２２に相当するといえる。そして、図７において油分離器３５とアキュムレータ２２とを接続する配管６２は、図８においてアキュムレータ２２の空間５７ａと５７ｂとの間の通路に相当するといえる。ただし、図７において油回収器８０をバイパスする配管はアキュムレータ２２に接続されているが、図８において油回収器８０をバイパスする配管はアキュムレータ２２の出口側配管に接続されている点が異なる。
【００６２】
以上説明したように、この実施の形態では、第一の冷媒を用いた冷凍サイクル装置の潤滑油を連続的に冷媒回路から分離する手段と、分離した油を回収（蓄積）する回収手段と、この回収手段をバイパスするバイパス手段を設け、運転時間、運転モード、運転容量等の物理量を検知する手段を備え、この物理量が所定の条件を満たすまで回収手段に潤滑油を連続的に蓄積しつづける。したがって、第一の冷媒を用いた冷凍サイクル装置の劣化した潤滑油が、第二の冷媒の潤滑油と混合して劣化することを防止することができる。
【００６３】
また、この実施の形態において、油（第一の冷媒の潤滑油）を分離する手段は、室外機の低圧ガス配管中に設ける。したがって、既設の延長配管および室内機から回収された第一の冷媒の潤滑油を、圧縮機１に流入する前に捕獲することができる。
【００６４】
また、この実施の形態において、油回収器８０に、潤滑油中に溶解または流入した第二の冷媒を蒸発させる冷媒蒸発手段を設ける。これにより、液冷媒が油回収手段に流入することで油回収手段が満液になり、油回収手段に蓄積されていた第一の冷媒の潤滑油が再流出することを防止することができる。
【００６５】
また、冷凍サイクル装置内の高温の冷媒蒸気または冷媒液を用いて油回収器８０に溜まった潤滑油中の冷媒を蒸発させる冷媒蒸発手段を設けることができる。したがって、蒸発手段として別熱源を設ける必要がなく、安価に装置の信頼性を高めることができる。
【００６６】
また、第一の冷媒をＣＦＣ系冷媒もしくはＨＣＦＣ系冷媒とし、第二の冷媒をＨＦＣ系冷媒もしくはＨＣ系冷媒とすることができる。このため、環境に配慮した冷媒を使用した冷媒への置き換えにおいて、延長配管および室内機の流用を可能とすることで、延長配管および室内機の設置工事を省略し、安価にユニットの置き換えを行うことができる。
【００６７】
また、油分離器（空間５７ａ部分）と通常のアキュムレータ（空間５７ｂ部分）とを一体に形成した複合型アキュムレ−タを形成しているので、コンパクト化とコスト低減をはかることができる。
また、この実施の形態においても、アキュムレータの空間５７ｂに冷媒液を注入する手段と、アキュムレータの空間５７ｂで冷媒液から分離した第一の潤滑油を排出する手段とを設けることができる。
【００６８】
実施の形態５．
図１０は、この発明の実施の形態５による冷凍サイクル装置の室外機の概略構成を示す図である。
図１０において、アキュムレータ２２の空間５７ａの下部は、弁２８を介して、抽出容器３８と接続される。抽出容器３８には抽出液流出配管６２と抽残液流出配管６３が接続され、抽出液流出配管６２は冷媒熱交換器４２、弁４０を介して回収容器３９と接続される。抽残液流出配管６３は逆止弁４５を介して回収容器３９と接続される。また回収容器３９は、弁２９を介して圧縮機１の吸入配管と接続される。冷媒熱交換器４２と弁４０の間の配管と回収容器３９と弁２９の間の配管とは弁４１を介して接続される。４４は、油分離器２０の下流を分岐し、弁３０、冷媒熱交換器４２、毛細管４３を介してアキュムレータ２２の空間５７ａに至る冷媒回路である。
【００６９】
この回路において、既設配管から回収した油を回収容器３９に貯留する場合には、弁２８、２９，３０、４０を開き、弁４１を閉じると、アキュムレータ２２の空間５７ａの油が、弁２８を介して抽出容器３８に流れ込み、冷媒液が混入し、二相分離している場合には、鉱油が抽残液流出配管６３から流出し、逆止弁４５を介して回収容器３９に流れ込むと共に、少量のエステル油と鉱油を含む冷媒液は冷媒熱交換器４２で、冷媒液が蒸発・気化し、弁４０を介して回収容器３９に流れ込む。回収容器３９に流れ込んだガス冷媒は弁２９を介して圧縮機１の吸入へ戻る。また、弁３０を開いたことにより、油分離器下流から高温のガス冷媒が冷媒回路４４に流れ込み、弁３０を介して冷媒熱交換器４２に流れ、ここで、抽出液流出配管６２を流れる液冷媒と熱交換し、自身は凝縮・液化し、毛細管４３で低圧まで絞られ、アキュムレータ２２の空間５７ａに流入する。
【００７０】
次に、図１１に示すように、抽出運転を行う場合には、弁２８，２９，３０，４１を開き、弁４０を閉じると、アキュムレータ２２の空間５７ａの冷媒液と油が、弁２８を介して抽出容器３８に流れ込み、鉱油が抽残液流出配管６３から流出し、逆止弁４５を介して回収容器３９に流れ込む。また、エステル油が主となった油が冷媒液に溶解した状態で抽出液流出配管６２にから流出し、冷媒熱交換器４２で冷媒液のみが蒸発・気化し、弁４１、２９を介して圧縮機１に戻る。また、弁３０を開いたことにより、油分離器下流から高温のガス冷媒が冷媒回路４４に流れ込み、弁３０を介して冷媒熱交換器４２に流れ、ここで、抽出液流出配管６２を流れる液冷媒と熱交換し、自身は凝縮・液化し、毛細管４３で低圧まで絞られ、アキュムレータ２２の空間５７ａに流入する。
【００７１】
さらに、油の回収・抽出を所定時間行った後は、図１２に示すように、弁２８、２９、３０を閉じ弁３１を開くと、アキュムレータ２２の空間５７ａ内の油は弁３１を介して圧縮機１に戻るようになる。
この結果、空間５７ａ内の鉱油濃度が高くなる施工直後においては、回収容器３９に油を全て回収し、その後、配管内にわずかに付着した鉱油が、少しずつ空間５７ａに流入した場合には、抽出によりこの鉱油を除去し、配管内の鉱油がほぼ冷凍サイクルの信頼性に影響しない程度となった時点では、回収容器３９および抽出容器３８を完全にメインの冷媒回路から切り離すことができるので、既設配管中の鉱油を効率よく回収し、かつ、一旦、回収した鉱油の冷媒回路への再流出を防止することができる。
【００７２】
以上説明したように、この実施の形態では、第一の冷媒を用いた冷凍サイクル装置の潤滑油と第二の冷媒を用いた冷凍サイクル装置の潤滑油の、第二の冷媒に対する溶解度の差を利用して抽出分離し、第一の冷媒を用いた冷凍サイクル装置の潤滑油を回収（蓄積）する潤滑油抽出手段を設けた。したがって、第二の冷媒の潤滑油が回収手段（蓄積手段）に回収される量を適度に抑え、圧縮機内の潤滑油が枯渇することを防止することで、圧縮機の潤滑不良を防止することができる。
【００７３】
実施の形態６．
図１３は、この発明の実施の形態６による冷凍サイクル装置の室外機の概略構成を示す図である。図１３において、油回収容器３９は弁２８を介してアキュムレータ２２と接続されると共に、弁２９を介して圧縮機１の吸入配管と接続される。また、油追加充填容器５２は、弁３０を介してアキュムレータ２２と接続されると共に、弁３１を介して圧縮機１の吸入配管と接続される。
【００７４】
既設配管から回収した油を回収容器３９に回収する場合には、弁２８、２９を開き、弁３０、３１を閉じ、アキュムレータ２２内の油を回収容器３９内部に流入させて貯留する。
所定時間、回収を行った後は、弁２８、２９を閉じ、弁３０、３１を開き、アキュムレータ２２内の油を、一旦、油追加充填容器５２に流入させる。油追加充填容器５２では、流入した油と新油のエステル油が混合し、その混合した油が、油追加充填容器５２に流入した油の量に応じて、油追加充填容器５２から圧縮機１の吸入へ弁３１を介して供給される。
【００７５】
次に、図１４〜図１６はそれぞれ油追加充填容器の構造例を示す図である。図１４では、油追加充填容器５２を新油であるエステル油が溜まる空間７６ａと既設配管から回収した鉱油が溜まる空間７６ｂとに分け、空間７６ｂ内に溜まる既設配管から回収した油と新油との境界に仕切板７２を設けて、既設配管から回収した油と新油とが混合しないようにする。さらに、仕切板７２は、既設配管から回収した油の油追加充填容器５２への流入量に応じて移動し、新油を流出管７１から流出させる構造とする。
【００７６】
図１５は、油追加充填容器５２内に上部を開放した容器７２を設け、油追加充填容器５２内部充填したエステル油に浮かべ、容器７２には既設配管から回収した油を流入させる。これにより、容器７２には、油の流入量に応じてエステル油内に沈み込み、エステル油の液面が上昇するとエステル油が流出管７１から流出する仕組みである。
【００７７】
図１６は、油追加充填容器５２内に上部と下部を交互に開口した仕切板７５ａ，７５ｂ，７５ｃ，７５ｄ，７５ｅ，７５ｆを設け、仕切板７５ａと油追加充填容器５２とで作られた空間内に既設配管から回収した油を流入させると、この量に対応して、仕切板７５ｂの上部から油がオーバーフローする。このとき、仕切板７５ａと油追加充填容器５２とで作られた空間内に流入した油は、その空間にあるエステル油と瞬時に一様に混ざりあうことはないので、仕切板７５ｂの上部からオーバーフローする油はエステル油の新油に近くなる。さらに、順次、油は仕切板７５ｄ，７５ｆを油がオーバーフローしていくと、より新油に近い油を流出配管７２から流出させることができる。
【００７８】
図１７〜図１９は、この実施の形態における油追加充填手段の他の例を示す図である。
図１７はアキュムレ−タに油追加充填機能を備えた例で、アキュムレータ２２内部に初めからエステル油を充填し、吸入管４８の下部から一定量ずつ圧縮機１にエステル油を返油してもよい。
また、図１８に示すように、アキュムレータ２２内を仕切板５４で空間５７ａと空間５７ｂに分け、空間５７ａには仕切板５４の上端まで油を封入しておき、既設配管から回収した鉱油が空間５７ａに流入すると、空間５７ａに封入されたエステル油と混合し、鉱油濃度が低下して油が仕切板５４の上部からオーバーフローして空間５７ｂに流入し、吸入管４８の下部から一定量ずつ圧縮機１にエステル油を返油してもよい。
【００７９】
さらに、図１９に示すように、油追加充填容器５２をアキュムレータ２２の上流に配置し、油追加充填容器５２とアキュムレータ２２を接続する配管の油追加充填容器５２内の端部を、所定の高さで開口させ、その高さまで、油追加充填容器５２内にエステル油を充填し、既設配管中から回収した鉱油を油追加充填容器５２内のエステル油と混合させ、鉱油濃度が低下した油を油追加充填容器５２に流入した油の量に応じて、圧縮機１に返油してもよい。
これらの図１７〜図１９に示したアキュムレータは、実施の形態１または２における冷凍サイクル装置に適用できる。またそのアキュムレータ内での油追加充填の原理は、他の実施の形態の冷凍サイクル装置にも適用できる。
【００８０】
以上説明したように、この実施の形態では、第二の冷媒を用いた冷凍サイクル装置の冷媒回路内の一部に、第二の冷媒を用いた冷凍サイクル装置の潤滑油を追加充填する追加充填手段を設ける。したがって、第二の冷媒の潤滑油が回収手段（蓄積手段）に回収されて減少し、圧縮機内の潤滑油が枯渇することを防止することで、圧縮機の潤滑不良を防止することができる。
【００８１】
発明の形態７．
図２０は本発明の実施の形態７による冷凍サイクル装置の冷媒回路構成を示す図である。
図２０において、圧縮機１、熱源側熱交換器（凝縮器）２を連通してなる室外機と、絞り装置３、負荷側熱交換器（蒸発器）４を連通してなる室内機と、室外機と室内機を液管９とガス管１０で接続してなる冷媒回路構成を持ち、この冷媒回路のガス管１０と圧縮機１の間の配管に油分離回収器２５を配置する。さらに、油分離回収器２５の下流の配管を分岐し、電磁弁７を介して油タンク６を接続する。なお、図２０は簡略化のため冷凍サイクル装置の主要部のみ示しているが、実際には各実施の形態のような冷媒回路を構成している。また、油分離回収器２５の構造は適切な範囲において他の実施の形態で説明したものが適用されうる。
【００８２】
動作について説明する。室外機、室内機を鉱油が残留する既設配管である液管９とガス管１０で接続して、冷媒回路内を真空引き後、ＨＦＣ系冷媒（例えばＲ４０７Ｃ）を充填し、通常の運転を開始する。通常の運転では、圧縮機１を吐出した圧縮機１内の冷凍機油であるエステル油を含む高温・高圧のガス冷媒は熱源側熱交換器２で凝縮・液化し液管９を流れる。この際、液管９内部に残留する鉱油を液冷媒とともに押し流す。液管９を流れた液冷媒は絞り装置３で絞られ、低温・二相状態となり負荷側熱交換器４に流入し蒸発・気化すると共にガス管１０に流れる。ガス管１０を流れるガス冷媒は、せん断力により壁面に付着した鉱油を引きずるように流して行き、油分離回収器２５に流入する。ここで、油分離回収器２５に流入する油は、圧縮機１から持出されたエステル油と液管９およびガス管１０から回収した鉱油の混合油である。
【００８３】
油量検知センサ１１は圧縮機１内のエステル油の量を検知し、圧縮機１内のエステル油の量が所定値よりも低下した場合には、電磁弁７を開き、油タンク６からエステル油を圧縮機１の吸入配管に流入させ、冷媒ガスと共に圧縮機１にエステル油を流入させ圧縮機１内のエステル油を補充する。ここで、圧縮機１内の油面に従って動くフロートを設け、圧縮機１内の油面の低下と共に、油タンクから油を圧縮機に供給する弁を開いて、油タンク内のエステル油を圧縮機１内に供給してもよい。油分離回収器２５は所定時間後、冷媒回路から切り離す。この際、切り離すタイミングは、運転容量や冷凍サイクルの高低圧の情報から、適宜、決定する。
【００８４】
図２１に油タンク６からエステル油を圧縮機１に供給する構造を示す。図２１において、１８は油面制御器であり、油面制御器１８は上部連結管１６と下部連結管１７により圧縮機１と連結されると共に、配管１９により油タンク６とも接続される。また、油面制御器１８内にはフロート弁１５が内蔵される。また、油タンク６は、圧縮機吐出側に接続された油分離器がある場合には、そこで分離した油を油タンク６に流入させる構成としてもよい。
【００８５】
動作について説明する。圧縮機１内の油面が低下すると、油面制御器１８内の油面も連動して低下する。油面制御器１８内の油面が所定値以下に低下すると、フロート弁１５が開き、配管１９から油タンク６内のエステル油が油面制御器１８内に流入する。その結果、油面制御器１８の油面高さが高くなると共に、下部連結管１７を通じて油面制御器１８から圧縮機１へエステル油が流れ込み、圧縮機１内のエステル油が所定値以下になるのを防止することができる。
なお、以上説明したこの実施の形態の油量保持手段は、実施の形態１〜６の各冷凍サイクル装置に適用できるものである。
【００８６】
以上説明したように、この実施の形態では、冷凍サイクル装置内に、冷媒回路内の潤滑油の量が一定になるように保持する油量保持手段を備えている。したがって、冷媒回路内へ充填する第二の冷媒の潤滑油が多くなりすぎて、圧縮機内の油量増加による圧縮機の効率低下、圧縮室へ潤滑油が混入し液圧縮による圧縮機の破損、熱交換器での油滞留量増加による伝熱性能の低下を防止することができる。また、逆に冷媒回路内の第二の冷媒の潤滑油が減少しすぎることも防止できる。
また、油分離回収器は所定時間後、言い換えれば鉱油の分離回収運転の終了後には、冷媒回路から取り外すことができる。これにより省スペース化を図れる。なお、油分離回収器は、利用側機から熱源機に冷媒を還流させる冷媒回路、特に熱源機内の冷媒回路に設けるとよい。
【００８７】
発明の形態８．
図２２は本発明の実施の形態８による冷凍サイクル装置の冷媒回路構成を示す図である。図２２において、圧縮機１、熱源側熱交換器２、第二の絞り装置１３、冷媒熱交換器１４で構成される第一の閉ループ冷媒回路と、冷媒熱交換器１４、液ポンプ１２、液管９、絞り装置３、負荷側熱交換器４、ガス管１０および油分離回収器２５で構成される第二の閉ループ冷媒回路を有し、第一の閉ループ冷媒回路と第二の閉ループ冷媒回路は冷媒熱交換器１４にて非混合状態で熱交換する構成である。
【００８８】
動作について説明する。第一の閉ループ冷媒回路において、圧縮機１を吐出した圧縮機内の冷凍機油であるエステル油を含む高温・高圧のガス冷媒は熱源側熱交換器２で凝縮・液化し、冷媒熱交換器１４を流れ、第二の閉ループ冷媒回路内の冷媒と熱交換器し、自身は蒸発・気化し、圧縮機１へ戻る。また、第二の閉ループ冷媒回路において、冷媒熱交換器１４にて凝縮・液化した冷媒が液ポンプ１２によって流動し、液管９を流れる。この際、液管９内部に残留する鉱油を液冷媒とともに押し流す。液管９を流れた液冷媒は絞り装置３で絞られ、低温・二相状態となり負荷側熱交換器４に流入し蒸発・気化すると共にガス管１０に流れる。
【００８９】
ガス管１０を流れるガス冷媒は、せん断力により壁面に付着した鉱油を引きずるように流して行き、油分離回収器２５に流入し、油分離回収器２５内で鉱油と冷媒ガスが分離され、鉱油は油分離回収器２５内に貯溜される。油分離回収器２５、冷媒熱交換器１４、冷媒液ポンプ１２および第二の絞り装置１３は、所定時間後、冷媒回路から切り離し、室外機と室内機を液冠およびガス管１０で直結して運転する。この際、切り離すタイミングは、運転容量や冷凍サイクルの高低圧の情報から、適宜、決定する。
【００９０】
以上説明した各実施の形態における構成部分の構造、冷媒回路の接続、機能などは必要に応じまた適合する範囲において、取り入れたり、組み合わせたりすることが可能である。煩雑さを避けるためすべての説明をすることは割愛する。
【００９１】
【発明の効果】
この発明は以上のように構成されているので以下のような効果を奏する。
この発明の冷凍サイクル装置およびその運転方法では、第一の冷媒を用いた冷凍サイクル装置の潤滑油を連続的に冷媒回路内の一部で分離する潤滑油分離手段と、分離された潤滑油を回収・蓄積する回収手段とを設け、あるいは、潤滑油を分離かつ回収する潤滑油分離回収手段を設け、さらにその回収手段あるいは分離回収手段をバイパスするバイパス手段を設ける。また、その分離回収運転の運転時間、運転モード、運転容量等の物理量を検知する手段を備える。これにより、当該物理量が所定の条件を満たすことで分離回収に必要な運転時間を決定できる。また、その後に通常運転に切換できる。したがって、これにより、第一の冷媒を用いた冷凍サイクル装置の劣化した潤滑油が、第二の冷媒の潤滑油と混合して劣化することを防止することができる。また、分離回収運転に必要な時間を適切に決定できる。
【００９２】
また、潤滑油分離手段あるいは分離回収手段は、延長配管のガス管もしくは、室外機の低圧ガス配管中に設ける。したがって、既設の延長配管および室内機から回収された第一の冷媒の潤滑油を、圧縮機に流入する前に捕獲することができる。
【００９３】
また、潤滑油分離手段をアキュムレータと一体に形成する。これによりこの部分のコンパクト化を図ることが出来る。
【００９４】
また、潤滑油回収手段（蓄積手段）に、潤滑油中に溶解または流入した第二の冷媒を蒸発させる冷媒蒸発手段を設ける。これにより、液冷媒が回収手段に流入することで回収手段（蓄積手段）が満液になり、回収手段（蓄積手段）に蓄積されていた第一の冷媒の潤滑油が再流出することを防止することができる。
【００９５】
また、冷凍サイクル装置内の高温の冷媒蒸気または冷媒液を用いて回収手段（蓄積手段）に溜まった潤滑油中の冷媒を蒸発させる冷媒蒸発手段を設ける。したがって、蒸発手段として別熱源を設ける必要がなく、安価に装置の信頼性を高めることができる。
【００９６】
また、第一の冷媒としてＣＦＣ系冷媒もしくはＨＣＦＣ系冷媒とし、第二の冷媒としてＨＦＣ系冷媒もしくはＨＣ系冷媒とする。このため、環境に配慮した冷媒を使用した冷媒への置き換えにおいて、延長配管および室内機の流用を可能とすることで、延長配管および室内機の設置工事を省略し、安価にユニットの置き換えを行うことができる。
【００９７】
また、第一の冷媒を用いた冷凍サイクル装置の潤滑油と第二の冷媒を用いた冷凍サイクル装置の潤滑油の第二の冷媒に対する溶解度の差を利用して、第二の冷媒を用いた冷凍サイクル装置の潤滑油を抽出分離する抽出手段を設ける。また、第二の冷媒を用いた冷凍サイクル装置の潤滑油を抽出分離した後の、第一の冷媒を用いた冷凍サイクル装置の潤滑油を回収・蓄積する潤滑回収手段（蓄積手段）を設ける。したがって、第二の冷媒の潤滑油が回収手段（蓄積手段）に回収される量を適度に抑え、圧縮機内の潤滑油が枯渇することを防止することで、圧縮機の潤滑不良を防止することができる。
【００９８】
また、第二の冷媒を用いた冷凍サイクル装置の冷媒回路内の一部に、第二の冷媒を用いた冷凍サイクル装置の潤滑油を追加充填する追加充填手段を設ける。したがって、第二の冷媒の潤滑油が回収手段（蓄積手段）に回収されて減少し、圧縮機内の潤滑油が枯渇することを防止することで、圧縮機の潤滑不良を防止することができる。
【００９９】
また、冷媒回路内の潤滑油の量が一定になるように保持する油量保持手段を有する。したがって、冷媒回路内へ充填する第二の冷媒の潤滑油が多くなりすぎて、圧縮機内の油量増加による圧縮機の効率低下、圧縮室へ潤滑油混入し液圧縮による圧縮機の破損、熱交換器での油滞留量増加による伝熱性能の低下を防止することができる。第二の冷媒の潤滑油が少なくなりすぎることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による冷凍サイクル装置の冷媒回路の概略構成を示す図である。
【図２】 この発明の実施の形態１による冷凍サイクル装置の他の冷媒回路の概略構成を示す図である。
【図３】 この発明の実施の形態１による冷凍サイクル装置のさらに他の冷媒回路の概略構成を示す図である。
【図４】 この発明の実施の形態１による冷凍サイクル装置のさらに他の冷媒回路の概略構成を示す図である。
【図５】 この発明の実施の形態２による冷凍サイクル装置の室外機の概略構成を示す図である。
【図６】 この発明の実施の形態２による冷凍サイクル装置の室外機の要部の拡大構成図である。
【図７】 この発明の実施の形態３による冷凍・空調装置の冷媒回路の概略構成を示す図である。
【図８】 この発明の実施の形態４による、冷凍サイクル装置における熱源機の冷媒回路の概略構成を示す図である。
【図９】 この発明の実施の形態４による、冷凍サイクル装置における熱源機の冷媒回路の概略構成を示す図である。
【図１０】 この発明の実施の形態５による冷凍サイクル装置の室外機の概略構成を示す図である。
【図１１】 この発明の実施の形態５による冷凍サイクル装置の室外機の概略構成を示す図である。
【図１２】 この発明の実施の形態５による冷凍サイクル装置の室外機の概略構成を示す図である。
【図１３】 この発明の実施の形態６による冷凍サイクル装置の室外機の概略構成を示す図である。
【図１４】 この発明の実施の形態６による油追加充填容器の構造例を示す図である。
【図１５】 この発明の実施の形態６による油追加充填容器の他の構造例を示す図である。
【図１６】 この発明の実施の形態６による油追加充填容器のさらに他の構造例を示す図である。
【図１７】 この発明の実施の形態６による油追加充填手段の他の例を示す図である。
【図１８】 この発明の実施の形態６による油追加充填手段の他の例を示す図である。
【図１９】 この発明の実施の形態６による油追加充填手段の他の例を示す図である。
【図２０】 この発明の実施の形態７による冷凍サイクル装置の冷媒回路構成を示す図である。
【図２１】 この発明の実施の形態７による冷凍サイクル装置の流量保持手段の例を示す図である。
【図２２】 この発明の実施の形態８による冷凍サイクル装置の冷媒回路構成を示す図である。
【符号の説明】
１００ 熱源機、 ２００ 室内機、 １ 圧縮機、 ２ 熱源側熱交換器、 ３ 膨張弁、 ４ 室内熱交換器、 ２０ 油分離器、 ２２アキュムレータ、 ２３ 返油用毛細管、 ２４ 返油回路、 ２５ 油分離回収器、 ２８，２９ 弁、 ３２ 冷媒熱交換器、 ３３ 絞り装置、 ３４ 冷媒回路、 ３５ 油分離器、 ３７ 均圧管、 ３９回収容器、 ４８ 吸入管、 ６１ 配管、 ８０ 油回収器。
【発明の属する技術分野】
この発明は、既使用の冷媒を別の種類の冷媒に置換して使用する冷凍サイクル装置とその運転方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
既存の冷凍サイクル装置を別の冷媒に置換する技術については、例えば、特開2000−9368号公報および特開2000−146369号公報に開示されたものがある。
特開2000−9368号公報に開示されたものでは、圧縮機から持出されるエステル油は高性能な油分離器で完全に分離し、冷媒と共に流れてきた異物をガスラインに設けた異物回収器で捕獲分離するものであるが、圧縮機から持出されたエステル油を完全に分離する高性能油分離器が高価になり、また、高性能油分離器を流出してしまったエステル油は異物捕獲器で捕獲されてしまうので、圧縮機内の冷凍機油の量が低下し、潤滑不良になることもあり得るということがあった。
【０００３】
また、特開2000−146369号公報に開示されたものでは、液ラインに設けた油分離器内を仕切り、油分離器の流入配管端部と流出配管端部の位置に差をつけることにより、鉱油を油分離器内に溜める構造を開示しているが、この従来例では、油分離器より下流にあった鉱油は一旦、圧縮機に流入し、圧縮機内のエステル油と混合することで、エステル油を劣化させることと、一旦、エステル油と鉱油が混合してしまうので、鉱油回収に時間がかかると共に、エステル油に対する鉱油濃度が一定値以下に下がらないので、冷凍サイクルの信頼性を落とすということがあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、第一の冷媒例えばＨＣＦＣ系もしくはＣＦＣ系冷媒と第一の潤滑油例えば鉱油が用いられていた既設配管を流用する冷凍サイクル装置あるいは冷凍・空調装置において、第二の冷媒例えばＨＦＣ系冷媒と第二の潤滑油例えばエステル油やエ−テル油等に置換し、置換した第二の潤滑油であるエステル油等が既設配管中に残留していた第一の潤滑油である鉱油と混合した場合でも、既設配管中に残留していた鉱油を分離回収し、新規のエステル油等の劣化を抑えるとともに、既設配管を使用する冷凍・空調機の施工を容易にし、冷凍サイクル装置の信頼性を高めることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明の冷凍サイクル装置は、請求項１に記載のように、既使用の第一の冷媒と第一の潤滑油とを新規に第二の冷媒と第二の潤滑油とに交換した冷凍サイクル装置であって、冷媒が循環する冷媒回路と、前記冷媒回路に設けられ吸入した冷媒を吐出する圧縮機と、前記圧縮機の冷媒吸入側の前記冷媒回路において、前記冷媒回路から分岐して前記冷媒回路に接続された分岐回路と、前記分岐回路に設けられ第二の冷媒から第一の潤滑油を分離回収する油分離回収器と、前記第二の潤滑油を前記冷媒回路に追加充填する追加充填手段と、を備え、所定時間の油分離回収運転の後に前記分岐回路を閉じるものである。
【０００６】
この発明の冷凍サイクル装置は、請求項２に記載のように、前記分岐回路を、利用側機の冷媒排出口と前記圧縮機の冷媒吸入口との間の前記冷媒回路に設けたものである。
【０００７】
この発明の冷凍サイクル装置は、請求項３に記載のように、前記分岐回路を熱源機の冷媒流入口と前記圧縮機の冷媒吸入口との間の前記冷媒回路に設けたものである。
【０００８】
この発明の冷凍サイクル装置は、請求項４に記載のように、前記冷媒回路にアキュムレータを更に備え、前記分岐回路がアキュムレータを介して前記冷媒回路に接続されたものである。
【０００９】
この発明の冷凍サイクル装置は、請求項５に記載のように、前記油分離回収器に溜まる第二の冷媒を蒸発させる冷媒蒸発手段を備えたものである。
【００１０】
この発明の冷凍サイクル装置は、請求項６に記載のように、既使用の第一の冷媒と第一の潤滑油とを新規に第二の冷媒と第二の潤滑油とに交換した冷凍サイクル装置であって、冷媒が循環する冷媒回路と、前記冷媒回路に設けられ吸入した冷媒を吐出する圧縮機と、前記圧縮機の冷媒吸入側の前記冷媒回路に設けられ、前記第二の冷媒から前記第一の潤滑油を分離すると共に、分離した前記第一の潤滑油を排出する油分離器と、前記油分離器の油排出口からから分岐して、前記圧縮機と前記油分離器との間の前記冷媒回路に接続された第一および第二の分岐回路と、前記第一の分岐回路に設けられ前記油分離器の油排出口から排出された油を回収する油回収器と、を備え、前記第一の分岐回路を開き第二の分岐回路を閉じて所定時間の油分離回収運転を行った後に前記第二の分岐回路を開き前記第一の分岐回路を閉じるものである。
【００１１】
この発明の冷凍サイクル装置は、請求項７に記載のように、前記油分離器を、利用側機の冷媒排出口と前記圧縮機の冷媒吸入口との間の前記冷媒回路に設けたものである。
【００１２】
この発明の冷凍サイクル装置は、請求項８に記載のように、前記油分離器を熱源機の冷媒流入口と前記圧縮機の冷媒吸入口との間の前記冷媒回路に設けたものである。
【００１３】
この発明の冷凍サイクル装置は、請求項９に記載のように、前記冷媒回路にアキュムレータを更に備え、前記第一の分岐回路が前記アキュムレータを介して前記冷媒回路に接続されたものである。
【００１４】
この発明の冷凍サイクル装置は、請求項１０に記載のように、前記油分離器をアキュムレータと一体に形成したものである。
【００１６】
この発明の冷凍サイクル装置は、請求項１１に記載のように、前記油回収器に溜まる第二の冷媒を蒸発させる冷媒蒸発手段を備えたものである。
【００１７】
この発明の冷凍サイクル装置は、請求項１２に記載のように、前記アキュムレータに冷媒液を注入する手段と、前記アキュムレータで冷媒液から分離した第一の潤滑油を排出する手段とを備えたものである。
【００１８】
この発明の冷凍サイクル装置は、請求項１３に記載のように、前記第一の分岐回路において、前記油分離器の油排出口と前記油回収器との間に、前記第二の潤滑油を抽出し冷媒回路に回収する抽出回収手段を設けたものである。
【００１９】
この発明の冷凍サイクル装置は、請求項１４に記載のように、前記抽出回収手段は、前記第一の潤滑油と前記第二の潤滑油との前記第二の冷媒に対する溶解度の差を利用して前記第二の潤滑油を抽出する手段であるものである。
【００２０】
この発明の冷凍サイクル装置は、請求項１５に記載のように、前記第二の潤滑油を前記冷媒回路に追加充填する追加充填手段を設けたものである。
【００２１】
この発明の冷凍サイクル装置は、請求項１６に記載のように、前記追加充填手段は、前記冷媒回路における前記第二の潤滑油の量を制御する油量制御手段を有するものである。
【００２２】
この発明の冷凍サイクル装置は、請求項１７に記載のように、既使用の第一の冷媒と第一の潤滑油とを新規に第二の冷媒と第二の潤滑油とに交換した冷凍サイクル装置であって、冷媒が循環する冷媒回路と、前記冷媒回路に設けられ吸入した冷媒を吐出する圧縮機と、前記圧縮機の冷媒吸入側の前記冷媒回路において、第二の冷媒から第一の潤滑油を分離回収する油分離回収器を備え、所定時間の油分離回収運転の後に前記油分離回収器を取り外すものである。
【００２３】
この発明の冷凍サイクル装置の運転方法は、請求項１８に記載のように、冷凍サイクル装置において既使用の第一の冷媒と第一の潤滑油とを新規に第二の冷媒と第二の潤滑油とに交換するための冷凍サイクル装置の運転方法であって、冷媒が循環する冷媒回路と、前記冷媒回路に設けられ吸入した冷媒を吐出する圧縮機と、前記圧縮機の冷媒吸入側の前記冷凍回路において、前記冷媒回路から分岐して前記冷媒回路に接続された分岐回路と、前記分岐回路に設けられ第二の冷媒から第一の潤滑油を分離回収する油分離回収器と、前記第二の潤滑油を前記冷媒回路に追加充填する追加充填手段と、を備え、冷媒を前記分岐回路に通して所定時間の油分離回収運転を行った後、前記分岐回路を閉じて通常運転をするものである。
【００２４】
この発明の冷凍サイクル装置の運転方法は、請求項１９に記載のように、冷凍サイクル装置において既使用の第一の冷媒と第一の潤滑油とを新規に第二の冷媒と第二の潤滑油とに交換するための冷凍サイクル装置の運転方法であって、冷媒が循環する冷媒回路と、前記冷媒回路に設けられ吸入した冷媒を吐出する圧縮機と、前記圧縮機の冷媒吸入側の前記冷媒回路に設けられ、前記第二の冷媒から前記第一の潤滑油を分離すると共に、分離した前記第一の潤滑油を排出する油分離器と、前記油分離器の油排出口から分岐して、前記圧縮機と前記油分離器との間の前記冷媒回路に接続された第一および第二の分岐回路と、前記第一の分岐回路に設けられ前記油分離器の油排出口から排出された油を回収する油回収器と、を備え、前記第一の分岐回路を開き前記第二の分岐回路を閉じて所定時間の油分離回収運転を行った後に前記第二の分岐回路を開き前記第一の分岐回路を閉じて通常運転するものである。
【００２５】
この発明の冷凍サイクル装置の運転方法は、請求項２０に記載のように、前記油分離回収運転において、運転モード、運転時間、運転容量を含む物理量の少なくともいずれかを検知して、油分離回収運転の運転時間を決めるようにしたものである。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一又は相当する部分には同一の符号を付してその説明を簡略化ないし省略する場合がある。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による冷凍・空調装置ないし冷凍サイクル装置の冷媒回路の概略構成を示す図である。図１において、１００は室外機など熱源機、２００は室内機など利用側機を示す。熱源機１００において、１は圧縮機、２０は油分離器、２は熱源側熱交換器、２２はアキュムレータを示す。油分離器２０の下部とアキュムレータ２２とは返油回路２４により接続され、返油回路２４上には返油用毛細管２３を設ける。
【００２７】
また、室内機２００において、３は膨張弁、４は室内熱交換器を示す。なお、図では添え字ａ，ｂ，ｃを付して複数並列になっていることを示しているが、説明では簡略化のため添え字の記載を省略する。また、９および１０は、それぞれ熱源機１００と室内機２００とを接続する延長配管としての液管およびガス管を示す。そして、圧縮機１から油分離器２０、室外熱交換器２、膨張弁３、室内熱交換器４、アキュムレ−タ２２を経て、圧縮機１に冷媒が還流するメインの冷媒回路を構成する。
【００２８】
この冷媒回路において、ガス管１０は弁２８を介してアキュムレータ２２に接続されている。この弁２８を含む冷媒回路をバイパスするように弁２９を含む配管が低圧鉱油分離回収器２５（油分離回収器）に接続されている。油分離回収器２５の上部空間は配管６１によりアキュムレータ２２に接続される。また、油分離回収器２５とアキュムレータ２２との間は毛細管３６を介して均圧管３７で接続されている。また、３４は、室外機の液管を分岐し、絞り装置３３、冷媒熱交換器３２を介してアキュムレータ２２に至る冷媒回路である。
なお、この冷媒回路では、圧縮機の出口側において、冷房運転と暖房運転とで冷媒の流れ方向を逆転させる四方弁は、説明の簡略化のため図示を省略している。
【００２９】
このような構成の冷凍サイクルにおいて、既存の冷媒と潤滑油（第一の冷媒と第一の潤滑油）とを用いていた熱源機を、新たな冷媒と潤滑油（第二の冷媒と第二の潤滑油）とを用いる熱源機に取換えて、新たに構成した冷凍サイクル装置と、その構成方法について説明する。
具体的事例としては、第一の冷媒として例えばＨＣＦＣ系もしくはＣＦＣ系の冷媒と、第一の冷凍機油（潤滑油）として例えば鉱油もしくはハ−ドアルキルベンゼン油が用いられていた既存の冷凍・空調装置を、第二の冷媒として例えばＨＦＣ系冷媒と、第二の冷凍機油（潤滑油）として例えばエステル油もしくはエ−テル油を用いる冷凍・空調装置に置換して、新たに冷媒回路を形成する。
【００３０】
図１を参照して、冷媒にHFC系冷媒を用い、延長配管である液管９とガス管１０を既設のものとし、さらに場合により室内機も既設のものとし、その液管９とガス管１０に、例えばHCFC系冷媒の冷凍機油（潤滑油）として使用される鉱油が残留している場合の油回収運転について説明する。
油回収運転を行う場合には、弁２９を開き、弁２８を閉じて圧縮機を起動する。圧縮機１を吐出した高温・高圧のガス冷媒は油分離器２０で圧縮機１から持出されたHFC用の冷凍機油、例えば、エステル油を分離され、分離したエステル油は返油回路２４を流れ、返油用毛細管２３で低圧まで絞られた後、アキュムレータ２２に流入し、冷媒ガスと共に、圧縮機１に戻る。
【００３１】
油分離器２０でエステル油を分離されたガス冷媒は、熱源側熱交換器２で凝縮・液化し、延長配管の液管９に入る。ここで、延長配管中に残留し、液管内壁面に付着した鉱油を、鉱油と冷媒液の間に働くせん断力により引きずりながら押し流し、液管中の鉱油を減少させていく。液管９を流れた冷媒液は、負荷側熱交換器４で蒸発・気化し、延長配管であるガス管１０を流れる。ここで、ガス管内壁面に付着した鉱油を、鉱油と冷媒ガスの間に働くせん断力により引きずりながら押し流し、ガス管中の鉱油を減少させていく。
【００３２】
ガス管を流れたガス冷媒は、液管およびガス管から回収した鉱油と共に弁２９を介して油分離回収器２５に流れ込み、鉱油は分離されて油分離回収器２５に溜められ、冷媒ガスは配管６１を通ってアキュムレータ２２に流れ込む。この油回収運転を所定時間行う。
【００３３】
なお、油を回収する場合の所定時間は、圧縮機の運転容量、負荷側熱交換器の容量、冷凍サイクルがバランスする高・低圧等により決定される冷媒流量に起因して求められる既設配管中の鉱油の除去に必要な時間から設定するものである。このため、図示省略するが、この冷凍サイクル装置には、運転時間、運転モード、運転容量等の物理量を検知する手段を備え、当該物理量が所定の条件を満たすまで油分離回収運転を行う。
【００３４】
所定時間、油を回収した後、弁２９を閉じ、弁２８を開いて既設配管から回収された油を含む冷媒ガスをアキュムレータ２２に吹き込む。
アキュムレータ２２では、所定量の冷媒液が溜められ、冷媒ガスと共に流入した油と混合し、エステル油が冷媒液に抽出されると共に、鉱油はアキュムレータ２２内の液面上部に浮かび、配管６１を介して油分離回収器２５に流れる。
アキュムレータ２２に冷媒液を溜める手段としては、例えば、絞り装置３３の開度を大きくし、冷媒熱交換器３２出口の冷媒の状態を湿り状態とすることにより、アキュムレータ２２へ液バックさせる方法がある。
【００３５】
また、図２に示すように、高圧ガス部（図２では油分離器２０の下流側）から、弁３０を介して油分離回収器２５に至る冷媒回路を設け、圧縮機の起動直後等、油分離回収器２５に油と共に冷媒液が流入する場合には、弁３０を開き、圧縮機を吐出した高温のガス冷媒を油分離回収器２５内に吹き込むことにより、油分離回収器２５内の冷媒液を蒸発・気化させ、油のみを確実に油分離回収器２５に貯留させることができる。
【００３６】
さらに、油分離回収器２５内の冷媒液を蒸発させる熱源としては、図３に示すように、冷媒回路３４における液管分岐部と絞り装置３３の間の配管３８を油分離回収器２５内部に内蔵してもよい。
また、図４に示すように、液管を分岐し、油分離回収器２５内部に配管３８を設けて、ここで、油分離回収器２５内の冷媒液と配管３８を流れる液冷媒を熱交換させてもよい。また、油分離回収器２５内の冷媒液を蒸発させる熱源として、電気ヒータなどの別熱源としてもよい。
【００３７】
以上説明したように、この実施の形態では、第一の冷媒を用いた冷凍サイクル装置の潤滑油を連続的に冷媒回路内の一部に蓄積する油分離回収手段（潤滑油蓄積手段）およびその油分離回収手段をバイパスするバイパス手段を設け、運転時間、運転モード、運転容量等の物理量を検知する手段を備え、当該物理量が所定の条件を満たすまで油分離回収器に潤滑油を連続的に蓄積しつづける。したがって、第一の冷媒を用いた冷凍サイクル装置の劣化した潤滑油が、第二の冷媒の潤滑油と混合して劣化することを防止することができる。
【００３８】
また、油分離回収手段は、前記延長配管のガス部もしくは、室外機の低圧ガス配管中に設ける。したがって、既設の延長配管および室内機から回収された第一の冷媒の潤滑油を、圧縮機に流入する前に捕獲することができる。
【００３９】
また、油分離回収手段に、潤滑油中に溶解または流入した第二の冷媒を蒸発させる冷媒蒸発手段を設ける。これにより、液冷媒が油分離回収手段に流入することで油分離回収手段が満液になり、油分離回収手段に蓄積されていた第一の冷媒の潤滑油が再流出することを防止することができる。
【００４０】
また、冷凍サイクル装置内の高温の冷媒蒸気または冷媒液を用いて油分離回収手段に溜まった潤滑油中の冷媒を蒸発させる冷媒蒸発手段を設ける。したがって、蒸発手段として別熱源を設ける必要がなく、安価に装置の信頼性を高めることができる。
【００４１】
また、第一の冷媒としてＣＦＣ系冷媒もしくはＨＣＦＣ系冷媒とし、第二の冷媒としてＨＦＣ系冷媒もしくはＨＣ系冷媒とする。このため、環境に配慮した冷媒を使用した冷媒への置き換えにおいて、延長配管および室内機の流用を可能とすることで、延長配管および室内機の設置工事を省略し、安価にユニットの置き換えを行うことができる。
【００４２】
実施の形態２．
図５は、この発明の実施の形態２による冷凍サイクル装置の室外機の概略構成を示す図である。また、図６はその要部の拡大構成図である。
図６に示すように、アキュムレータ２２を仕切板４６、４７で仕切り、配管６１（鉱油回収管）と均圧管３７により、油分離回収器２５と接続する。既設配管から回収した鉱油を冷媒ガスと共に油分離回収器２５に流入させ、油のみを貯留する方法については実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
【００４３】
弁２９を閉じ、弁２８を開いた場合には、図６において、冷媒ガスは流入管４９からアキュムレータ２２の空間５７ａに流入し、ここで、多孔体６４にあたり、油が捕獲されると共に、冷媒ガスは空間５７ａから空間５７ｂに流れ、吸入管４８から流出し、圧縮機１に戻る。多孔体６４に付着した油は重力に従って空間５７ａに滴下し、空間５７ａにおいて、鉱油と冷媒液に二相分離する。ここで、冷媒液は仕切板４６の下部の隙間から空間５７ｃに流入し、やがて、仕切板４７からオーバーフローして空間５７ｂに流入する。また、空間５７ａの液面上部に浮いた鉱油は配管６１から油分離回収器２５に流入する。
この実施の形態２は、実施の形態１などに適用できるアキュムレータ２２の具体例を提示するもので、実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００４４】
実施の形態３．
図７は、この発明の実施の形態３による冷凍・空調装置の冷媒回路の概略構成を示す図である。図７において、３５は低圧用油分離器であり、８０は油回収器を示す。油分離器３５は、ガス管１０とアキュムレータ２２との間の冷媒回路に接続される。また、油分離器３５の下部は、弁２９を介して油回収器８０に接続されると共に、弁２８を介してアキュムレータ２２とも接続される。その他は実施の形態１と同様である。
【００４５】
既設配管である液管９とガス管１０から回収した鉱油は低圧用油分離器３５において、油と冷媒ガスが分離され、冷媒ガスはアキュムレータ２２を介して圧縮機１に戻る。ここで、所定時間、弁２９を開き、弁２８を閉じて、油回収運転を行うと、低圧用油分離器３５において分離された油は、弁２９を介して油回収器８０に流れ込む。この油回収運転を所定時間行う。
【００４６】
所定時間、油を回収した後、弁２９を閉じ、弁２８を開いて既設配管から回収された油をアキュムレータ２２に吹き込む。アキュムレータ２２では、所定量の冷媒液が溜められ、冷媒ガスと共に流入した油と混合し、エステル油が冷媒液に抽出されると共に、鉱油はアキュムレータ２２内の液面上部に浮かび、配管６１を介して油回収器８０に流れる。
この構成により、弁２８、２９を小さくすることが可能となり、また、メインの冷媒回路上に弁を設けなくてもよいので、低圧部の圧力損失を最小限に抑え、冷凍・空調運転時の性能低下を防ぐことができる。
以上の説明からも分かるように、この実施の形態３は、例えば実施の形態１における油分離回収器２５の機能を、油分離記３５と油回収器８０とに分離して配置したとみることができる。
【００４７】
また、図示省略するが、この冷凍サイクル装置にも、運転時間、運転モード、運転容量等の物理量を検知する手段を備え、当該物理量が所定の条件を満たすまで油分離回収運転を行う。すなわち、油回収運転の時間をこれらの物理量を検出することにより所定の条件を設定して終了させる。
【００４８】
以上説明したように、この実施の形態では、第一の冷媒を用いた冷凍サイクル装置の潤滑油を連続的に冷媒回路から分離する手段と、分離した油を回収（蓄積）する回収手段と、この回収手段をバイパスするバイパス手段を設け、運転時間、運転モード、運転容量等の物理量を検知する手段を備え、該物理量が所定の条件を満たすまで回収手段に潤滑油を連続的に蓄積しつづける。したがって、第一の冷媒を用いた冷凍サイクル装置の劣化した潤滑油が、第二の冷媒の潤滑油と混合して劣化することを防止することができる。
【００４９】
また、この実施の形態においても、油分離器３５は、延長配管であるガス管１０もしくは、室外機の低圧ガス配管中に設ける。したがって、既設の延長配管および室内機から回収された第一の冷媒の潤滑油を、圧縮機１に流入する前に捕獲することができる。
【００５０】
また、図示省略するが、この実施の形態においても、実施の形態１で説明したのと同様に、油回収器８０に、潤滑油中に溶解または流入した第二の冷媒を蒸発させる冷媒蒸発手段を設けることができる。これにより、液冷媒が油回収手段（油回収器）に流入することで油回収手段が満液になり、油回収手段に蓄積されていた第一の冷媒の潤滑油が再流出することを防止することができる。
【００５１】
また、冷凍サイクル装置内の高温の冷媒蒸気または冷媒液を用いて油回収器８０に溜まった潤滑油中の冷媒を蒸発させる冷媒蒸発手段を設けることができる。したがって、蒸発手段として別熱源を設ける必要がなく、安価に装置の信頼性を高めることができる。
【００５２】
また、第一の冷媒をＣＦＣ系冷媒もしくはＨＣＦＣ系冷媒とし、第二の冷媒をＨＦＣ系冷媒もしくはＨＣ系冷媒とすることができる。このため、環境に配慮した冷媒を使用した冷媒への置き換えにおいて、延長配管および室内機の流用を可能とすることで、延長配管および室内機の設置工事を省略し、安価にユニットの置き換えを行うことができる。
【００５３】
発明の形態４．
図８はこの発明の実施の形態４による、冷凍サイクル装置における熱源機（室外機）の冷媒回路の概略構成を示す図である。図８において、１は圧縮機、２０は油分離器、２１は四方弁、２は熱源側熱交換器、２２はアキュムレータであり、これらによりメインの冷媒回路を構成する。アキュムレータ２２の内部は仕切板４７により空間５７ａと空間５７ｂとに分けられる。油分離器２０の下部とアキュムレータ２２の空間５７ｂとは返油回路２４により接続され、返油回路２４上には返油用毛細管２３を設ける。四方弁２１からアキュムレータ２２に至る冷媒配管５８はアキュムレータ２２の空間５７ａと接続される。アキュムレータ２２の空間５７ａと油回収器８０とは弁２８を介して接続されると共に、油回収器８０と圧縮機吸入配管とは弁２９を介して接続される。アキュムレータ２２と弁２８の間の冷媒配管と、弁２９と圧縮機吸入配管との間の冷媒配管とは、弁３１を介して接続される。さらに、油分離器２０の下流側を分岐し、弁３０、冷媒熱交換器２６、毛細管２７を順次接続し、液配管５６に至る冷媒回路５５を設ける。また、液配管５６には、負荷側熱交換器の液ラインと接続する液管、ガス管５９には負荷側熱交換器のガスラインと接続するガス管とが各々接続され、冷凍サイクルが形成される。
【００５４】
係る構成の冷凍サイクルにおいて、冷媒にHFC系冷媒を用い、延長配管である液管とガス管もしくは／および室内機を既設のものとし、その液管とガス管に、例えばHCFC系冷媒の冷凍機油として使用される鉱油が残留している場合の洗浄方法について説明する。圧縮機を吐出した高温・高圧のガス冷媒は油分離器２０で圧縮機から持出されたHFC用の冷凍機油、例えば、エステル油を分離され、分離したエステル油は返油回路２４を流れ、返油用毛細管２３で低圧まで絞られた後、アキュムレータ２２の空間５７ｂに流入し、U字管６０の下部の孔からU字管６０内部に流入し、冷媒ガスと共に、圧縮機１に戻る。
【００５５】
油分離器２０でエステル油を分離されたガス冷媒は、四方弁２１を介して熱源側熱交換器２で凝縮・液化し、液配管５６を流れて延長配管の液管に入る。ここで、延長配管中に残留し、液管内壁面に付着した鉱油を、鉱油と冷媒液の間に働くせん断力により引きずりながら押し流し、液管中の鉱油を減少させていく。液管を流れた冷媒液は、負荷側熱交換器で蒸発・気化し、延長配管であるガス管を流れる。ここで、ガス管内壁面に付着した鉱油を、鉱油と冷媒ガスの間に働くせん断力により引きずりながら押し流し、ガス管中の鉱油を減少させていく。
【００５６】
ガス管を流れたガス冷媒は、液管およびガス管から回収した鉱油と共に四方弁２１を介してアキュムレータ２２の空間５７ａに流れ込む。空間５７ａ内では、ガス冷媒と油とが分離され、ガス冷媒は仕切板４７の上の通路を通って空間５７ｂに流れ込み、U字管６０を介して圧縮機１に流れる。
【００５７】
ここで、空間５７ａで分離された主に鉱油を含む油を油回収器８０に貯留する場合には、弁２８、２９、３０を開き、弁３１を閉じると、空間５７ａ内の圧力が油回収器８０内の圧力よりも高くなり、圧力差に従って、弁２８を介して空間５７ａ内の油は油回収器８０内に流れ込む。
【００５８】
また、ここでは、弁２９を開いて圧縮機吸入側と油回収器８０を開通させることにより油回収器８０内の圧力を空間５７ａの圧力よりも下げることで、空間５７ａ内の油を油回収器８０内に流す方法について述べたが、油回収器８０を空間５７ａの下部に設けて、重力に従って空間５７ａ内の油を油回収器８０内に流してもよい。
【００５９】
さらに、油回収器８０に流入した油には、溶解する等により冷媒が混入する場合があるので、弁３０を開き、高温・高圧のガス冷媒を冷媒回路５５に導き、冷媒熱交換器２６において、バイパスしたガス高温・高圧のガス冷媒と油回収器８０内の油を熱交換させることで、油回収器８０内の油に混入した冷媒を蒸発・気化させる。
【００６０】
所定時間、上記の油回収を行った後、図９に示すように、弁２８、２９、３０を閉じ、弁３１を開く。こうすることで、既設配管内の鉱油が減少し、空間５７ａに流入する油がエステル油に富むような場合には、そのエステル油に富む油を弁３１を介して圧縮機１に返油する。
なお、油を回収する場合の所定時間は、圧縮機の運転容量、負荷側熱交換器の容量、冷凍サイクルがバランスする高・低圧等により決定される冷媒流量に起因して求められる既設配管中の鉱油の除去に必要な時間から設定するものである。このため、図示省略するが、この冷凍サイクル装置には、運転時間、運転モード、運転容量等の物理量を検知する手段を備え、当該物理量が所定の条件を満たすまで油分離回収運転を行う。
【００６１】
なお、以上説明したこの実施の形態４の図８に示す構成は、実施の形態３の図７に示した構成を変形したものと考えることができる。すなわち、図８に示す構成は、図７に示した油分離器３５とアキュムレータ２２とを一体に結合したもので、図８に示すアキュムレータ２２の空間５７ａを形成する部分が図７に示す油分離器３５に相当し、図８に示すアキュムレータ２２の空間５７ｂを形成する部分が図７に示すアキュムレータ２２に相当するといえる。そして、図７において油分離器３５とアキュムレータ２２とを接続する配管６２は、図８においてアキュムレータ２２の空間５７ａと５７ｂとの間の通路に相当するといえる。ただし、図７において油回収器８０をバイパスする配管はアキュムレータ２２に接続されているが、図８において油回収器８０をバイパスする配管はアキュムレータ２２の出口側配管に接続されている点が異なる。
【００６２】
以上説明したように、この実施の形態では、第一の冷媒を用いた冷凍サイクル装置の潤滑油を連続的に冷媒回路から分離する手段と、分離した油を回収（蓄積）する回収手段と、この回収手段をバイパスするバイパス手段を設け、運転時間、運転モード、運転容量等の物理量を検知する手段を備え、この物理量が所定の条件を満たすまで回収手段に潤滑油を連続的に蓄積しつづける。したがって、第一の冷媒を用いた冷凍サイクル装置の劣化した潤滑油が、第二の冷媒の潤滑油と混合して劣化することを防止することができる。
【００６３】
また、この実施の形態において、油（第一の冷媒の潤滑油）を分離する手段は、室外機の低圧ガス配管中に設ける。したがって、既設の延長配管および室内機から回収された第一の冷媒の潤滑油を、圧縮機１に流入する前に捕獲することができる。
【００６４】
また、この実施の形態において、油回収器８０に、潤滑油中に溶解または流入した第二の冷媒を蒸発させる冷媒蒸発手段を設ける。これにより、液冷媒が油回収手段に流入することで油回収手段が満液になり、油回収手段に蓄積されていた第一の冷媒の潤滑油が再流出することを防止することができる。
【００６５】
また、冷凍サイクル装置内の高温の冷媒蒸気または冷媒液を用いて油回収器８０に溜まった潤滑油中の冷媒を蒸発させる冷媒蒸発手段を設けることができる。したがって、蒸発手段として別熱源を設ける必要がなく、安価に装置の信頼性を高めることができる。
【００６６】
また、第一の冷媒をＣＦＣ系冷媒もしくはＨＣＦＣ系冷媒とし、第二の冷媒をＨＦＣ系冷媒もしくはＨＣ系冷媒とすることができる。このため、環境に配慮した冷媒を使用した冷媒への置き換えにおいて、延長配管および室内機の流用を可能とすることで、延長配管および室内機の設置工事を省略し、安価にユニットの置き換えを行うことができる。
【００６７】
また、油分離器（空間５７ａ部分）と通常のアキュムレータ（空間５７ｂ部分）とを一体に形成した複合型アキュムレ−タを形成しているので、コンパクト化とコスト低減をはかることができる。
また、この実施の形態においても、アキュムレータの空間５７ｂに冷媒液を注入する手段と、アキュムレータの空間５７ｂで冷媒液から分離した第一の潤滑油を排出する手段とを設けることができる。
【００６８】
実施の形態５．
図１０は、この発明の実施の形態５による冷凍サイクル装置の室外機の概略構成を示す図である。
図１０において、アキュムレータ２２の空間５７ａの下部は、弁２８を介して、抽出容器３８と接続される。抽出容器３８には抽出液流出配管６２と抽残液流出配管６３が接続され、抽出液流出配管６２は冷媒熱交換器４２、弁４０を介して回収容器３９と接続される。抽残液流出配管６３は逆止弁４５を介して回収容器３９と接続される。また回収容器３９は、弁２９を介して圧縮機１の吸入配管と接続される。冷媒熱交換器４２と弁４０の間の配管と回収容器３９と弁２９の間の配管とは弁４１を介して接続される。４４は、油分離器２０の下流を分岐し、弁３０、冷媒熱交換器４２、毛細管４３を介してアキュムレータ２２の空間５７ａに至る冷媒回路である。
【００６９】
この回路において、既設配管から回収した油を回収容器３９に貯留する場合には、弁２８、２９，３０、４０を開き、弁４１を閉じると、アキュムレータ２２の空間５７ａの油が、弁２８を介して抽出容器３８に流れ込み、冷媒液が混入し、二相分離している場合には、鉱油が抽残液流出配管６３から流出し、逆止弁４５を介して回収容器３９に流れ込むと共に、少量のエステル油と鉱油を含む冷媒液は冷媒熱交換器４２で、冷媒液が蒸発・気化し、弁４０を介して回収容器３９に流れ込む。回収容器３９に流れ込んだガス冷媒は弁２９を介して圧縮機１の吸入へ戻る。また、弁３０を開いたことにより、油分離器下流から高温のガス冷媒が冷媒回路４４に流れ込み、弁３０を介して冷媒熱交換器４２に流れ、ここで、抽出液流出配管６２を流れる液冷媒と熱交換し、自身は凝縮・液化し、毛細管４３で低圧まで絞られ、アキュムレータ２２の空間５７ａに流入する。
【００７０】
次に、図１１に示すように、抽出運転を行う場合には、弁２８，２９，３０，４１を開き、弁４０を閉じると、アキュムレータ２２の空間５７ａの冷媒液と油が、弁２８を介して抽出容器３８に流れ込み、鉱油が抽残液流出配管６３から流出し、逆止弁４５を介して回収容器３９に流れ込む。また、エステル油が主となった油が冷媒液に溶解した状態で抽出液流出配管６２にから流出し、冷媒熱交換器４２で冷媒液のみが蒸発・気化し、弁４１、２９を介して圧縮機１に戻る。また、弁３０を開いたことにより、油分離器下流から高温のガス冷媒が冷媒回路４４に流れ込み、弁３０を介して冷媒熱交換器４２に流れ、ここで、抽出液流出配管６２を流れる液冷媒と熱交換し、自身は凝縮・液化し、毛細管４３で低圧まで絞られ、アキュムレータ２２の空間５７ａに流入する。
【００７１】
さらに、油の回収・抽出を所定時間行った後は、図１２に示すように、弁２８、２９、３０を閉じ弁３１を開くと、アキュムレータ２２の空間５７ａ内の油は弁３１を介して圧縮機１に戻るようになる。
この結果、空間５７ａ内の鉱油濃度が高くなる施工直後においては、回収容器３９に油を全て回収し、その後、配管内にわずかに付着した鉱油が、少しずつ空間５７ａに流入した場合には、抽出によりこの鉱油を除去し、配管内の鉱油がほぼ冷凍サイクルの信頼性に影響しない程度となった時点では、回収容器３９および抽出容器３８を完全にメインの冷媒回路から切り離すことができるので、既設配管中の鉱油を効率よく回収し、かつ、一旦、回収した鉱油の冷媒回路への再流出を防止することができる。
【００７２】
以上説明したように、この実施の形態では、第一の冷媒を用いた冷凍サイクル装置の潤滑油と第二の冷媒を用いた冷凍サイクル装置の潤滑油の、第二の冷媒に対する溶解度の差を利用して抽出分離し、第一の冷媒を用いた冷凍サイクル装置の潤滑油を回収（蓄積）する潤滑油抽出手段を設けた。したがって、第二の冷媒の潤滑油が回収手段（蓄積手段）に回収される量を適度に抑え、圧縮機内の潤滑油が枯渇することを防止することで、圧縮機の潤滑不良を防止することができる。
【００７３】
実施の形態６．
図１３は、この発明の実施の形態６による冷凍サイクル装置の室外機の概略構成を示す図である。図１３において、油回収容器３９は弁２８を介してアキュムレータ２２と接続されると共に、弁２９を介して圧縮機１の吸入配管と接続される。また、油追加充填容器５２は、弁３０を介してアキュムレータ２２と接続されると共に、弁３１を介して圧縮機１の吸入配管と接続される。
【００７４】
既設配管から回収した油を回収容器３９に回収する場合には、弁２８、２９を開き、弁３０、３１を閉じ、アキュムレータ２２内の油を回収容器３９内部に流入させて貯留する。
所定時間、回収を行った後は、弁２８、２９を閉じ、弁３０、３１を開き、アキュムレータ２２内の油を、一旦、油追加充填容器５２に流入させる。油追加充填容器５２では、流入した油と新油のエステル油が混合し、その混合した油が、油追加充填容器５２に流入した油の量に応じて、油追加充填容器５２から圧縮機１の吸入へ弁３１を介して供給される。
【００７５】
次に、図１４〜図１６はそれぞれ油追加充填容器の構造例を示す図である。図１４では、油追加充填容器５２を新油であるエステル油が溜まる空間７６ａと既設配管から回収した鉱油が溜まる空間７６ｂとに分け、空間７６ｂ内に溜まる既設配管から回収した油と新油との境界に仕切板７２を設けて、既設配管から回収した油と新油とが混合しないようにする。さらに、仕切板７２は、既設配管から回収した油の油追加充填容器５２への流入量に応じて移動し、新油を流出管７１から流出させる構造とする。
【００７６】
図１５は、油追加充填容器５２内に上部を開放した容器７２を設け、油追加充填容器５２内部充填したエステル油に浮かべ、容器７２には既設配管から回収した油を流入させる。これにより、容器７２には、油の流入量に応じてエステル油内に沈み込み、エステル油の液面が上昇するとエステル油が流出管７１から流出する仕組みである。
【００７７】
図１６は、油追加充填容器５２内に上部と下部を交互に開口した仕切板７５ａ，７５ｂ，７５ｃ，７５ｄ，７５ｅ，７５ｆを設け、仕切板７５ａと油追加充填容器５２とで作られた空間内に既設配管から回収した油を流入させると、この量に対応して、仕切板７５ｂの上部から油がオーバーフローする。このとき、仕切板７５ａと油追加充填容器５２とで作られた空間内に流入した油は、その空間にあるエステル油と瞬時に一様に混ざりあうことはないので、仕切板７５ｂの上部からオーバーフローする油はエステル油の新油に近くなる。さらに、順次、油は仕切板７５ｄ，７５ｆを油がオーバーフローしていくと、より新油に近い油を流出配管７２から流出させることができる。
【００７８】
図１７〜図１９は、この実施の形態における油追加充填手段の他の例を示す図である。
図１７はアキュムレ−タに油追加充填機能を備えた例で、アキュムレータ２２内部に初めからエステル油を充填し、吸入管４８の下部から一定量ずつ圧縮機１にエステル油を返油してもよい。
また、図１８に示すように、アキュムレータ２２内を仕切板５４で空間５７ａと空間５７ｂに分け、空間５７ａには仕切板５４の上端まで油を封入しておき、既設配管から回収した鉱油が空間５７ａに流入すると、空間５７ａに封入されたエステル油と混合し、鉱油濃度が低下して油が仕切板５４の上部からオーバーフローして空間５７ｂに流入し、吸入管４８の下部から一定量ずつ圧縮機１にエステル油を返油してもよい。
【００７９】
さらに、図１９に示すように、油追加充填容器５２をアキュムレータ２２の上流に配置し、油追加充填容器５２とアキュムレータ２２を接続する配管の油追加充填容器５２内の端部を、所定の高さで開口させ、その高さまで、油追加充填容器５２内にエステル油を充填し、既設配管中から回収した鉱油を油追加充填容器５２内のエステル油と混合させ、鉱油濃度が低下した油を油追加充填容器５２に流入した油の量に応じて、圧縮機１に返油してもよい。
これらの図１７〜図１９に示したアキュムレータは、実施の形態１または２における冷凍サイクル装置に適用できる。またそのアキュムレータ内での油追加充填の原理は、他の実施の形態の冷凍サイクル装置にも適用できる。
【００８０】
以上説明したように、この実施の形態では、第二の冷媒を用いた冷凍サイクル装置の冷媒回路内の一部に、第二の冷媒を用いた冷凍サイクル装置の潤滑油を追加充填する追加充填手段を設ける。したがって、第二の冷媒の潤滑油が回収手段（蓄積手段）に回収されて減少し、圧縮機内の潤滑油が枯渇することを防止することで、圧縮機の潤滑不良を防止することができる。
【００８１】
発明の形態７．
図２０は本発明の実施の形態７による冷凍サイクル装置の冷媒回路構成を示す図である。
図２０において、圧縮機１、熱源側熱交換器（凝縮器）２を連通してなる室外機と、絞り装置３、負荷側熱交換器（蒸発器）４を連通してなる室内機と、室外機と室内機を液管９とガス管１０で接続してなる冷媒回路構成を持ち、この冷媒回路のガス管１０と圧縮機１の間の配管に油分離回収器２５を配置する。さらに、油分離回収器２５の下流の配管を分岐し、電磁弁７を介して油タンク６を接続する。なお、図２０は簡略化のため冷凍サイクル装置の主要部のみ示しているが、実際には各実施の形態のような冷媒回路を構成している。また、油分離回収器２５の構造は適切な範囲において他の実施の形態で説明したものが適用されうる。
【００８２】
動作について説明する。室外機、室内機を鉱油が残留する既設配管である液管９とガス管１０で接続して、冷媒回路内を真空引き後、ＨＦＣ系冷媒（例えばＲ４０７Ｃ）を充填し、通常の運転を開始する。通常の運転では、圧縮機１を吐出した圧縮機１内の冷凍機油であるエステル油を含む高温・高圧のガス冷媒は熱源側熱交換器２で凝縮・液化し液管９を流れる。この際、液管９内部に残留する鉱油を液冷媒とともに押し流す。液管９を流れた液冷媒は絞り装置３で絞られ、低温・二相状態となり負荷側熱交換器４に流入し蒸発・気化すると共にガス管１０に流れる。ガス管１０を流れるガス冷媒は、せん断力により壁面に付着した鉱油を引きずるように流して行き、油分離回収器２５に流入する。ここで、油分離回収器２５に流入する油は、圧縮機１から持出されたエステル油と液管９およびガス管１０から回収した鉱油の混合油である。
【００８３】
油量検知センサ１１は圧縮機１内のエステル油の量を検知し、圧縮機１内のエステル油の量が所定値よりも低下した場合には、電磁弁７を開き、油タンク６からエステル油を圧縮機１の吸入配管に流入させ、冷媒ガスと共に圧縮機１にエステル油を流入させ圧縮機１内のエステル油を補充する。ここで、圧縮機１内の油面に従って動くフロートを設け、圧縮機１内の油面の低下と共に、油タンクから油を圧縮機に供給する弁を開いて、油タンク内のエステル油を圧縮機１内に供給してもよい。油分離回収器２５は所定時間後、冷媒回路から切り離す。この際、切り離すタイミングは、運転容量や冷凍サイクルの高低圧の情報から、適宜、決定する。
【００８４】
図２１に油タンク６からエステル油を圧縮機１に供給する構造を示す。図２１において、１８は油面制御器であり、油面制御器１８は上部連結管１６と下部連結管１７により圧縮機１と連結されると共に、配管１９により油タンク６とも接続される。また、油面制御器１８内にはフロート弁１５が内蔵される。また、油タンク６は、圧縮機吐出側に接続された油分離器がある場合には、そこで分離した油を油タンク６に流入させる構成としてもよい。
【００８５】
動作について説明する。圧縮機１内の油面が低下すると、油面制御器１８内の油面も連動して低下する。油面制御器１８内の油面が所定値以下に低下すると、フロート弁１５が開き、配管１９から油タンク６内のエステル油が油面制御器１８内に流入する。その結果、油面制御器１８の油面高さが高くなると共に、下部連結管１７を通じて油面制御器１８から圧縮機１へエステル油が流れ込み、圧縮機１内のエステル油が所定値以下になるのを防止することができる。
なお、以上説明したこの実施の形態の油量保持手段は、実施の形態１〜６の各冷凍サイクル装置に適用できるものである。
【００８６】
以上説明したように、この実施の形態では、冷凍サイクル装置内に、冷媒回路内の潤滑油の量が一定になるように保持する油量保持手段を備えている。したがって、冷媒回路内へ充填する第二の冷媒の潤滑油が多くなりすぎて、圧縮機内の油量増加による圧縮機の効率低下、圧縮室へ潤滑油が混入し液圧縮による圧縮機の破損、熱交換器での油滞留量増加による伝熱性能の低下を防止することができる。また、逆に冷媒回路内の第二の冷媒の潤滑油が減少しすぎることも防止できる。
また、油分離回収器は所定時間後、言い換えれば鉱油の分離回収運転の終了後には、冷媒回路から取り外すことができる。これにより省スペース化を図れる。なお、油分離回収器は、利用側機から熱源機に冷媒を還流させる冷媒回路、特に熱源機内の冷媒回路に設けるとよい。
【００８７】
発明の形態８．
図２２は本発明の実施の形態８による冷凍サイクル装置の冷媒回路構成を示す図である。図２２において、圧縮機１、熱源側熱交換器２、第二の絞り装置１３、冷媒熱交換器１４で構成される第一の閉ループ冷媒回路と、冷媒熱交換器１４、液ポンプ１２、液管９、絞り装置３、負荷側熱交換器４、ガス管１０および油分離回収器２５で構成される第二の閉ループ冷媒回路を有し、第一の閉ループ冷媒回路と第二の閉ループ冷媒回路は冷媒熱交換器１４にて非混合状態で熱交換する構成である。
【００８８】
動作について説明する。第一の閉ループ冷媒回路において、圧縮機１を吐出した圧縮機内の冷凍機油であるエステル油を含む高温・高圧のガス冷媒は熱源側熱交換器２で凝縮・液化し、冷媒熱交換器１４を流れ、第二の閉ループ冷媒回路内の冷媒と熱交換器し、自身は蒸発・気化し、圧縮機１へ戻る。また、第二の閉ループ冷媒回路において、冷媒熱交換器１４にて凝縮・液化した冷媒が液ポンプ１２によって流動し、液管９を流れる。この際、液管９内部に残留する鉱油を液冷媒とともに押し流す。液管９を流れた液冷媒は絞り装置３で絞られ、低温・二相状態となり負荷側熱交換器４に流入し蒸発・気化すると共にガス管１０に流れる。
【００８９】
ガス管１０を流れるガス冷媒は、せん断力により壁面に付着した鉱油を引きずるように流して行き、油分離回収器２５に流入し、油分離回収器２５内で鉱油と冷媒ガスが分離され、鉱油は油分離回収器２５内に貯溜される。油分離回収器２５、冷媒熱交換器１４、冷媒液ポンプ１２および第二の絞り装置１３は、所定時間後、冷媒回路から切り離し、室外機と室内機を液冠およびガス管１０で直結して運転する。この際、切り離すタイミングは、運転容量や冷凍サイクルの高低圧の情報から、適宜、決定する。
【００９０】
以上説明した各実施の形態における構成部分の構造、冷媒回路の接続、機能などは必要に応じまた適合する範囲において、取り入れたり、組み合わせたりすることが可能である。煩雑さを避けるためすべての説明をすることは割愛する。
【００９１】
【発明の効果】
この発明は以上のように構成されているので以下のような効果を奏する。
この発明の冷凍サイクル装置およびその運転方法では、第一の冷媒を用いた冷凍サイクル装置の潤滑油を連続的に冷媒回路内の一部で分離する潤滑油分離手段と、分離された潤滑油を回収・蓄積する回収手段とを設け、あるいは、潤滑油を分離かつ回収する潤滑油分離回収手段を設け、さらにその回収手段あるいは分離回収手段をバイパスするバイパス手段を設ける。また、その分離回収運転の運転時間、運転モード、運転容量等の物理量を検知する手段を備える。これにより、当該物理量が所定の条件を満たすことで分離回収に必要な運転時間を決定できる。また、その後に通常運転に切換できる。したがって、これにより、第一の冷媒を用いた冷凍サイクル装置の劣化した潤滑油が、第二の冷媒の潤滑油と混合して劣化することを防止することができる。また、分離回収運転に必要な時間を適切に決定できる。
【００９２】
また、潤滑油分離手段あるいは分離回収手段は、延長配管のガス管もしくは、室外機の低圧ガス配管中に設ける。したがって、既設の延長配管および室内機から回収された第一の冷媒の潤滑油を、圧縮機に流入する前に捕獲することができる。
【００９３】
また、潤滑油分離手段をアキュムレータと一体に形成する。これによりこの部分のコンパクト化を図ることが出来る。
【００９４】
また、潤滑油回収手段（蓄積手段）に、潤滑油中に溶解または流入した第二の冷媒を蒸発させる冷媒蒸発手段を設ける。これにより、液冷媒が回収手段に流入することで回収手段（蓄積手段）が満液になり、回収手段（蓄積手段）に蓄積されていた第一の冷媒の潤滑油が再流出することを防止することができる。
【００９５】
また、冷凍サイクル装置内の高温の冷媒蒸気または冷媒液を用いて回収手段（蓄積手段）に溜まった潤滑油中の冷媒を蒸発させる冷媒蒸発手段を設ける。したがって、蒸発手段として別熱源を設ける必要がなく、安価に装置の信頼性を高めることができる。
【００９６】
また、第一の冷媒としてＣＦＣ系冷媒もしくはＨＣＦＣ系冷媒とし、第二の冷媒としてＨＦＣ系冷媒もしくはＨＣ系冷媒とする。このため、環境に配慮した冷媒を使用した冷媒への置き換えにおいて、延長配管および室内機の流用を可能とすることで、延長配管および室内機の設置工事を省略し、安価にユニットの置き換えを行うことができる。
【００９７】
また、第一の冷媒を用いた冷凍サイクル装置の潤滑油と第二の冷媒を用いた冷凍サイクル装置の潤滑油の第二の冷媒に対する溶解度の差を利用して、第二の冷媒を用いた冷凍サイクル装置の潤滑油を抽出分離する抽出手段を設ける。また、第二の冷媒を用いた冷凍サイクル装置の潤滑油を抽出分離した後の、第一の冷媒を用いた冷凍サイクル装置の潤滑油を回収・蓄積する潤滑回収手段（蓄積手段）を設ける。したがって、第二の冷媒の潤滑油が回収手段（蓄積手段）に回収される量を適度に抑え、圧縮機内の潤滑油が枯渇することを防止することで、圧縮機の潤滑不良を防止することができる。
【００９８】
また、第二の冷媒を用いた冷凍サイクル装置の冷媒回路内の一部に、第二の冷媒を用いた冷凍サイクル装置の潤滑油を追加充填する追加充填手段を設ける。したがって、第二の冷媒の潤滑油が回収手段（蓄積手段）に回収されて減少し、圧縮機内の潤滑油が枯渇することを防止することで、圧縮機の潤滑不良を防止することができる。
【００９９】
また、冷媒回路内の潤滑油の量が一定になるように保持する油量保持手段を有する。したがって、冷媒回路内へ充填する第二の冷媒の潤滑油が多くなりすぎて、圧縮機内の油量増加による圧縮機の効率低下、圧縮室へ潤滑油混入し液圧縮による圧縮機の破損、熱交換器での油滞留量増加による伝熱性能の低下を防止することができる。第二の冷媒の潤滑油が少なくなりすぎることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による冷凍サイクル装置の冷媒回路の概略構成を示す図である。
【図２】 この発明の実施の形態１による冷凍サイクル装置の他の冷媒回路の概略構成を示す図である。
【図３】 この発明の実施の形態１による冷凍サイクル装置のさらに他の冷媒回路の概略構成を示す図である。
【図４】 この発明の実施の形態１による冷凍サイクル装置のさらに他の冷媒回路の概略構成を示す図である。
【図５】 この発明の実施の形態２による冷凍サイクル装置の室外機の概略構成を示す図である。
【図６】 この発明の実施の形態２による冷凍サイクル装置の室外機の要部の拡大構成図である。
【図７】 この発明の実施の形態３による冷凍・空調装置の冷媒回路の概略構成を示す図である。
【図８】 この発明の実施の形態４による、冷凍サイクル装置における熱源機の冷媒回路の概略構成を示す図である。
【図９】 この発明の実施の形態４による、冷凍サイクル装置における熱源機の冷媒回路の概略構成を示す図である。
【図１０】 この発明の実施の形態５による冷凍サイクル装置の室外機の概略構成を示す図である。
【図１１】 この発明の実施の形態５による冷凍サイクル装置の室外機の概略構成を示す図である。
【図１２】 この発明の実施の形態５による冷凍サイクル装置の室外機の概略構成を示す図である。
【図１３】 この発明の実施の形態６による冷凍サイクル装置の室外機の概略構成を示す図である。
【図１４】 この発明の実施の形態６による油追加充填容器の構造例を示す図である。
【図１５】 この発明の実施の形態６による油追加充填容器の他の構造例を示す図である。
【図１６】 この発明の実施の形態６による油追加充填容器のさらに他の構造例を示す図である。
【図１７】 この発明の実施の形態６による油追加充填手段の他の例を示す図である。
【図１８】 この発明の実施の形態６による油追加充填手段の他の例を示す図である。
【図１９】 この発明の実施の形態６による油追加充填手段の他の例を示す図である。
【図２０】 この発明の実施の形態７による冷凍サイクル装置の冷媒回路構成を示す図である。
【図２１】 この発明の実施の形態７による冷凍サイクル装置の流量保持手段の例を示す図である。
【図２２】 この発明の実施の形態８による冷凍サイクル装置の冷媒回路構成を示す図である。
【符号の説明】
１００ 熱源機、 ２００ 室内機、 １ 圧縮機、 ２ 熱源側熱交換器、 ３ 膨張弁、 ４ 室内熱交換器、 ２０ 油分離器、 ２２アキュムレータ、 ２３ 返油用毛細管、 ２４ 返油回路、 ２５ 油分離回収器、 ２８，２９ 弁、 ３２ 冷媒熱交換器、 ３３ 絞り装置、 ３４ 冷媒回路、 ３５ 油分離器、 ３７ 均圧管、 ３９回収容器、 ４８ 吸入管、 ６１ 配管、 ８０ 油回収器。
Claims (20)
- 既使用の第一の冷媒と第一の潤滑油とを新規に第二の冷媒と第二の潤滑油とに交換した冷凍サイクル装置であって、冷媒が循環する冷媒回路と、前記冷媒回路に設けられ吸入した冷媒を吐出する圧縮機と、前記圧縮機の冷媒吸入側の前記冷媒回路において、前記冷媒回路から分岐して前記冷媒回路に接続された分岐回路と、前記分岐回路に設けられ第二の冷媒から第一の潤滑油を分離回収する油分離回収器と、前記第二の潤滑油を前記冷媒回路に追加充填する追加充填手段と、を備え、所定時間の油分離回収運転の後に前記分岐回路を閉じることを特徴とする冷凍サイクル装置。
- 前記分岐回路を、利用側機の冷媒排出口と前記圧縮機の冷媒吸入口との間の前記冷媒回路に設けたことを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
- 前記分岐回路を熱源機の冷媒流入口と前記圧縮機の冷媒吸入口との間の前記冷媒回路に設けたことを特徴とする請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
- 前記冷媒回路にアキュムレータを更に備え、
前記分岐回路が前記アキュムレータを介して前記冷媒回路に接続されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の冷凍サイクル装置。 - 前記油分離回収器に溜まる第二の冷媒を蒸発させる冷媒蒸発手段を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の冷凍サイクル装置。
- 既使用の第一の冷媒と第一の潤滑油とを新規に第二の冷媒と第二の潤滑油とに交換した冷凍サイクル装置であって、
冷媒が循環する冷媒回路と、
前記冷媒回路に設けられ吸入した冷媒を吐出する圧縮機と、
前記圧縮機の冷媒吸入側の前記冷媒回路に設けられ、前記第二の冷媒から前記第一の潤滑油を分離すると共に、分離した前記第一の潤滑油を排出する油分離器と、
前記油分離器の油排出口から分岐して、前記圧縮機と前記油分離器との間の前記冷媒回路に接続された第一および第二の分岐回路と、
前記第一の分岐回路に設けられ前記油分離器の油排出口から排出された油を回収する油回収器と、を備え、
前記第一の分岐回路を開き第二の分岐回路を閉じて所定時間の油分離回収運転を行った後に前記第二の分岐回路を開き前記第一の分岐回路を閉じることを特徴とする冷凍サイクル装置。 - 前記油分離器を、利用側機の冷媒排出口と前記圧縮機の冷媒吸入口との間の前記冷媒回路に設けたことを特徴とする請求項６に記載の冷凍サイクル装置。
- 前記油分離器を熱源機の冷媒流入口と前記圧縮機の冷媒吸入口との間の前記冷媒回路に設けたことを特徴とする請求項７に記載の冷凍サイクル装置。
- 前記冷媒回路にアキュムレータを更に備え、
前記第一の分岐回路が前記アキュムレータを介して前記冷媒回路に接続されたことを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の冷凍サイクル装置。 - 前記油分離器をアキュムレータと一体に形成したことを特徴とする請求項６に記載の冷凍サイクル装置。
- 前記油回収器に溜まる第二の冷媒を蒸発させる冷媒蒸発手段を備えたことを特徴とする請求項６〜１０のいずれかに記載の冷凍サイクル装置。
- 前記アキュムレータに冷媒液を注入する手段と、前記アキュムレータで冷媒液から分離した第一の潤滑油を排出する手段とを備えたことを特徴とする請求項９〜１１のいずれかに記載の冷凍サイクル装置。
- 前記第一の分岐回路において、前記油分離器の油排出口と前記油回収器との間に、前記第二の潤滑油を抽出し冷媒回路に回収する抽出回収手段を設けたことを特徴とする請求項６〜１２のいずれかに記載の冷凍サイクル装置。
- 前記抽出回収手段は、前記第一の潤滑油と前記第二の潤滑油との前記第二の冷媒に対する溶解度の差を利用して前記第二の潤滑油を抽出する手段であることを特徴とする請求項１３に記載の冷凍サイクル装置。
- 前記第二の潤滑油を前記冷媒回路に追加充填する追加充填手段を設けたことを特徴とする請求項６〜１４のいずれかに記載の冷凍サイクル装置。
- 前記追加充填手段は、前記冷媒回路における前記第二の潤滑油の量を制御する油量制御手段を有することを特徴とする請求項１又は１５に記載の冷凍サイクル装置。
- 既使用の第一の冷媒と第一の潤滑油とを新規に第二の冷媒と第二の潤滑油とに交換した冷凍サイクル装置であって、冷媒が循環する冷媒回路と、前記冷媒回路に設けられ吸入した冷媒を吐出する圧縮機と、前記圧縮機の冷媒吸入側の前記冷媒回路において、第二の冷媒から第一の潤滑油を分離回収する油分離回収器を備え、所定時間の油分離回収運転の後に前記油分離回収器を取り外すことを特徴とする冷凍サイクル装置。
- 冷凍サイクル装置において既使用の第一の冷媒と第一の潤滑油とを新規に第二の冷媒と第二の潤滑油とに交換するための冷凍サイクル装置の運転方法であって、冷媒が循環する冷媒回路と、前記冷媒回路に設けられ吸入した冷媒を吐出する圧縮機と、前記圧縮機の冷媒吸入側の前記冷凍回路において、前記冷媒回路から分岐して前記冷媒回路に接続された分岐回路と、前記分岐回路に設けられ第二の冷媒から第一の潤滑油を分離回収する油分離回収器と、前記第二の潤滑油を前記冷媒回路に追加充填する追加充填手段と、を備え、冷媒を前記分岐回路に通して所定時間の油分離回収運転を行った後、前記分岐回路を閉じて通常運転をすると共に、前記油分離回収運転により減少した第二の潤滑油を前記冷媒回路に追加充填することを特徴とする冷凍サイクル装置の運転方法。
- 冷凍サイクル装置において既使用の第一の冷媒と第一の潤滑油とを新規に第二の冷媒と第二の潤滑油とに交換するための冷凍サイクル装置の運転方法であって、冷媒が循環する冷媒回路と、前記冷媒回路に設けられ吸入した冷媒を吐出する圧縮機と、前記圧縮機の冷媒吸入側の前記冷媒回路に設けられ、前記第二の冷媒から前記第一の潤滑油を分離すると共に、分離した前記第一の潤滑油を排出する油分離器と、前記油分離器の油排出口から分岐して、前記圧縮機と前記油分離器との間の前記冷媒回路に接続された第一および第二の分岐回路と、前記第一の分岐回路に設けられ前記油分離器の油排出口から排出された油を回収する油回収器と、を備え、前記第一の分岐回路を開き前記第二の分岐回路を閉じて所定時間の油分離回収運転を行った後に前記第二の分岐回路を開き前記第一の分岐回路を閉じて通常運転することを特徴とする冷凍サイクル装置の運転方法。
- 前記油分離回収運転において、運転モード、運転時間、運転容量を含む物理量の少なくともいずれかを検知して、油分離回収運転の運転時間を決めるようにしたことを特徴とする請求項１８又は１９に記載の冷凍サイクル装置の運転方法。
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