JP7025227B2

JP7025227B2 - 冷凍装置

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Publication number: JP7025227B2
Application number: JP2018010778A
Authority: JP
Inventors: 昇壷井; 哲也垣内; 勝之鈴木; 英次神吉; 啓介田中
Original assignee: Kobelco Compressors Corp
Current assignee: Kobelco Compressors Corp
Priority date: 2018-01-25
Filing date: 2018-01-25
Publication date: 2022-02-24
Anticipated expiration: 2038-01-25
Also published as: KR102126815B1; JP2019128112A; KR20190090701A; CN110081626B; CN110081626A

Description

本発明は、冷凍装置に関する。

特許文献１には、２段型圧縮機を含む冷凍装置が開示されている。この２段型圧縮機では、作動流体の流れにおける１段目圧縮機本体と２段目圧縮機本体との間の中間流路（接続空間）にモータ室（モータの内部空間）が流体的に接続されるようにモータが配置されている。２段型圧縮機では２段階に分けて作動流体の圧縮が行われるため、中間流路およびモータ室の圧力は、吸気圧力以上かつ吐出圧力以下の中間圧力となっている。

特開２０１１－９９３４５号公報

２段型圧縮機では、運転を停止しても中間圧力が維持されるため、外気温の低下によって作動流体がモータ室にて液化することがある。モータ室にて作動流体が液化すると、モータの巻線等の内部部品が液に浸漬し、電気絶縁性が悪化し、モータが焼損するおそれがある。

本発明は、２段型圧縮機を含む冷凍装置において、モータ室での作動流体の液化を防止することで、モータの電気絶縁性の悪化および焼損を防止することを課題とする。

本発明の第１の態様は、１段目圧縮機本体、２段目圧縮機本体、および、作動流体の流れにおいて前記１段目圧縮機本体と前記２段目圧縮機本体との間の中間流路にモータ室が流体的に接続されるように配置され、前記１段目圧縮機本体および前記２段目圧縮機本体を駆動するモータを有する２段型圧縮機と、前記２段型圧縮機の上流側に設けられた吸込逆止弁と、前記作動流体の流れにおける前記吸込逆止弁の上流側の第１流路と、前記中間流路および前記モータ室を含む第２流路とを流体的に接続するバイパス配管と、前記バイパス配管に設けられたバイパス弁と、前記２段型圧縮機が停止した際、前記第１流路が前記第２流路よりも負圧であるときに前記バイパス弁を開く制御装置とを備える、冷凍装置を提供する。

この構成によれば、バイパス弁を開くことでバイパス配管を通じて第２流路の圧力を第１流路の圧力と均衡させることができるため、必要に応じて第２流路の圧力（中間圧力）を低下させることができる。なお、２段型圧縮機の上流側には吸込逆止弁が設けられているため、バイパス弁を開く前にポンプダウン運転を実行することにより、吸込逆止弁の上流側の第１流路内を減圧でき、第２流路に対して第１流路を負圧にできる。よって、ポンプダウン運転後にバイパス弁を開くことによって、第２流路の圧力を低下させることができる。従って、外気温が低下してもモータ室にて作動流体が液化することを抑制できる。これにより、モータの巻線等の内部部品が液に浸漬し、電気絶縁性が悪化し、モータが焼損することを抑制できる。

本発明の第２の態様は、１段目圧縮機本体、２段目圧縮機本体、および、作動流体の流れにおいて前記１段目圧縮機本体と前記２段目圧縮機本体との間の中間流路にモータ室が流体的に接続されるように配置され、前記１段目圧縮機本体および前記２段目圧縮機本体を駆動するモータを有する２段型圧縮機と、前記２段型圧縮機の上流側に設けられた吸込逆止弁と、前記作動流体の流れにおける前記吸込逆止弁の上流側の第１流路と、前記中間流路および前記モータ室を含む第２流路とを流体的に接続するバイパス配管と、前記バイパス配管に設けられたバイパス弁と、前記２段型圧縮機の下流側に設けられた吐出逆止弁と、前記吐出逆止弁の下流側に設けられた凝縮器と、前記凝縮器に流体的に接続された液貯蔵部と、前記吸込逆止弁の上流側に設けられた蒸発器と、前記作動流体の流れにおいて前記凝縮器と前記蒸発器との間に設けられた膨張弁と、前記作動流体の流れにおいて前記凝縮器と前記蒸発器との間に設けられたポンプダウン弁と、前記吸込逆止弁と前記２段型圧縮機との間の前記作動流体の圧力を検出する第１圧力センサと、前記２段型圧縮機が停止した際、前記ポンプダウン弁を閉じて前記２段型圧縮機を駆動することで前記作動流体を前記液貯蔵部に集めるポンプダウン運転を行い、前記第１圧力センサで検出した圧力値が所定値以下となったときに前記ポンプダウン運転を停止し、前記バイパス弁を開く制御装置とを備える、冷凍装置を提供する。

この構成によれば、２段型圧縮機が停止した際、制御装置によってポンプダウン運転が行われる。ポンプダウン運転を行うことで、作動流体を液貯蔵部に回収し、第１流路の圧力を低下させることができる。このとき、第２流路の圧力は、ポンプダウン運転直後、前述のように高く維持されている。そのため、ポンプダウン運転後にバイパス弁を開くことでバイパス配管を通じて第２流路の作動流体を、減圧された第１流路に逃がすことができる。ここで、第１圧力センサで検出した圧力値の閾値となる所定値とは、第２流路の作動流体を第１流路に十分に逃がすことができる程度の圧力値であり、好ましくは実質的に真空状態と判定できる圧力値である。

本発明の第３の態様は、１段目圧縮機本体、２段目圧縮機本体、および、作動流体の流れにおいて前記１段目圧縮機本体と前記２段目圧縮機本体との間の中間流路にモータ室が流体的に接続されるように配置され、前記１段目圧縮機本体および前記２段目圧縮機本体を駆動するモータを有する２段型圧縮機と、前記２段型圧縮機の上流側に設けられた吸込逆止弁と、前記作動流体の流れにおける前記吸込逆止弁の上流側の第１流路と、前記中間流路および前記モータ室を含む第２流路とを流体的に接続するバイパス配管と、前記バイパス配管に設けられたバイパス弁と、前記２段型圧縮機の下流側に設けられた吐出逆止弁と、前記吐出逆止弁の下流側に設けられた凝縮器と、前記凝縮器に流体的に接続された液貯蔵部と、前記吸込逆止弁の上流側に設けられた蒸発器と、前記作動流体の流れにおいて前記凝縮器と前記蒸発器との間に設けられた膨張弁と、前記蒸発器と前記吸込逆止弁との間の前記作動流体の圧力を検出する第２圧力センサと、前記２段型圧縮機が停止した際、前記第２圧力センサで測定した圧力値が所定値以下であれば前記バイパス弁を開く制御装置とを備える、冷凍装置を提供する。

この構成によれば、２段型圧縮機が停止した際、第１流路が第２流路に対して必要十分に負圧であるか否かを第２圧力センサによって判定できる。従って、第１流路が第２流路に対して必要十分に負圧であるときには、バイパス弁を開くだけで第２流路の圧力を低下させることができる。

本発明の第４の態様は、１段目圧縮機本体、２段目圧縮機本体、および、作動流体の流れにおいて前記１段目圧縮機本体と前記２段目圧縮機本体との間の中間流路にモータ室が流体的に接続されるように配置され、前記１段目圧縮機本体および前記２段目圧縮機本体を駆動するモータを有する２段型圧縮機と、前記２段型圧縮機の上流側に設けられた吸込逆止弁と、前記作動流体の流れにおける前記吸込逆止弁の上流側の第１流路と、前記中間流路および前記モータ室を含む第２流路とを流体的に接続するバイパス配管と、前記バイパス配管に設けられたバイパス弁と、前記２段型圧縮機の下流側に設けられた吐出逆止弁と、前記吐出逆止弁の下流側に設けられた凝縮器と、前記凝縮器に流体的に接続された液貯蔵部と、前記吸込逆止弁の上流側に設けられた蒸発器と、前記作動流体の流れにおいて前記凝縮器と前記蒸発器との間に設けられた膨張弁と、前記作動流体の流れにおいて前記凝縮器と前記蒸発器との間に設けられたポンプダウン弁と、前記吸込逆止弁と前記２段型圧縮機との間の前記作動流体の圧力を検出する第１圧力センサと、前記蒸発器と前記吸込逆止弁との間の前記作動流体の圧力を検出する第２圧力センサと、前記２段型圧縮機が停止した際、前記第２圧力センサで測定した圧力値の所定値に対する大小判定および前記ポンプダウン弁の閉弁を行い、前記第２圧力センサで測定した圧力値が前記所定値以下であれば前記バイパス弁を開き、前記第２圧力センサで測定した圧力値が前記所定値より大きければ前記２段型圧縮機を駆動することで前記作動流体を前記液貯蔵部に集めるポンプダウン運転を行い、前記第１圧力センサで検出した圧力値が前記所定値以下となったときに前記ポンプダウン運転を停止し、前記バイパス弁を開く制御装置とを備える、冷凍装置を提供する。

この構成によれば、２段型圧縮機が停止した際、第１流路が第２流路に対して必要十分に負圧であるか否かを第２圧力センサによって判定し、第１流路が第２流路に対して必要十分に負圧であるときにはバイパス弁を開くだけで第２流路の圧力を外気温が低下してもモータ室にて冷媒が液化しない圧力に低下させることができる。また、第１流路が第２流路に対して必要十分に負圧でないときにはポンプダウン運転を行うことで第１流路が第２流路に対して必要十分に負圧となるようにした上でバイパス弁を開き第２流路を所望の圧力に低下させることができる。

前記モータの回転軸方向において前記モータの一端側で前記中間流路に前記モータ室が流体的に接続され、前記バイパス配管は、前記モータの他端側において前記モータ室と流体的に接続されてもよい。

この構成によれば、モータ室において中間流路に流体的に接続された部分から遠い部分の圧力を、バイパス配管を通じて積極的に低下させることができる。モータ室では、中間流路に流体的に接続された部分からから遠い部分において作動流体が滞留しやすいため、当該部分の作動流体の圧力を積極的に低下することで、作動流体の液化を一層防止できる。

本発明によれば、２段型圧縮機を含む冷凍装置において、バイパス配管を通じて第２流路の作動流体を第１流路に逃がすことができるため、モータ室での作動流体の液化を防止でき、モータの電気絶縁性の悪化および焼損を防止できる。

本発明の実施形態にかかる冷凍装置の概略構成図。図１の２段型スクリュ圧縮機の拡大図。図１の制御装置の制御ブロック図。図３の制御装置の制御を示すフローチャート。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

図１は、実施形態に係る冷凍装置１の概略構成図である。冷凍装置１は、２段型スクリュ圧縮機（２段型圧縮機）１０と、オイルセパレータ２０と、凝縮器３０と、冷媒タンク３１と、膨張弁４０と、蒸発器５０とを備える。冷凍装置１では、これらが配管２ａ～２ｅによって流体的に接続され、作動流体としての冷媒の循環流路が構成されている。特に、配管２ｅには、吸込逆止弁５ｂが設けられており、以降、配管２ｅの吸込逆止弁５ｂの上流側の流路を第１流路Ｃ１ともいう。

図２は、図１の２段型スクリュ圧縮機１０を拡大して示した図である。２段型スクリュ圧縮機１０は、冷媒を圧縮するものである。冷媒は、例えばアンモニアまたはフロン等であり得る。

２段型スクリュ圧縮機１０は、吸気口１１ａから冷媒を吸気して圧縮する１段目圧縮機本体１１と、１段目圧縮機本体１１にて圧縮した冷媒をさらに圧縮して吐出口１２ａから吐出する２段目圧縮機本体１２と、それらを駆動するモータ１３とを備える。

１段目圧縮機本体１１と２段目圧縮機本体１２は、共有する共通ケーシング１４によって画定されたロータ室１１Ａ，１２Ａに、雌雄一対のスクリュロータ１１ｂ，１２ｂを回転可能に収容している。本実施形態では、共通ケーシング１４は吸込口部分１４ａと中央部分１４ｂと吐出口部分１４ｃを有している。図２では雄ロータのみが示されている。スクリュロータ１１ｂ，１２ｂは、ロータ軸１１ｃ，１２ｃをそれぞれ有している。ロータ軸１１ｃ，１２ｃは、軸受１５ａ～１５ｄによってそれぞれ軸支されている。また、ロータ軸１１ｃ，１２ｃはギア１６を介してモータ１３の出力軸１３ａにそれぞれ機械的に接続されている。なお、本実施形態では、２段型圧縮機の一例として２段型スクリュ圧縮機１０を挙げて説明しているが、圧縮機の種類はこれに限定されず、スクロール式等の他の種類の２段型圧縮機であってもよい。

共通ケーシング１４には、２段型スクリュ圧縮機１０の吸込口として１段目圧縮機本体１１のロータ室１１Ａに冷媒を吸い込むための吸気口１１ａと、２段型スクリュ圧縮機１０の吐出口として２段目圧縮機本体１２のロータ室１２Ａから冷媒を吐出するための吐出口１２ａとが形成されている。１段目圧縮機本体１１が吐出した冷媒は、共通ケーシング１４とモータケーシング１７とによって画定された接続空間１４Ａである中間流路を介して、２段目圧縮機本体１２に吸い込まれるようになっている。すなわち接続空間１４Ａは、１段目圧縮機本体１１の吐出口と２段目圧縮機本体１２の吸込口とを接続する流体の流路（中間流路）となるだけでなく、ギア１６を収容する空間でもある。以降、この接続空間１４Ａおよび後述するモータ室１３Ａを含む、１段目圧縮機本体１１の吐出後から２段目圧縮機本体１２の吸い込み前までの流路を第２流路Ｃ２ともいう。

また、共通ケーシング１４には、軸受１５ａ，１５ｄに潤滑および冷却用の油を供給するための給油口１４ｄ，１４ｅ（図１参照）が形成されている。

本実施形態では、１段目圧縮機本体１１と２段目圧縮機本体１２は、相対的に上下に位置するように設けられ、互いに吸込と吐出の方向が反対向きになるように配置されている。特に、本実施形態では、スクリュロータ１１ｂのサイズが相対的に大型の１段目圧縮機本体１１が上側に配置され、換言すれば、スクリュロータ１２ｂのサイズが相対的に小型の２段目圧縮機本体１２が下側に配置されている。代替的には、上下配置する構造以外に代えて、１段目圧縮機本体１１と２段目圧縮機本体１２とを水平配置する構造が採用されてもよいし、その他の配置が採用されてもよい。

モータ１３は、１段目圧縮機本体１１と２段目圧縮機本体１２とに隣接して配置されている。モータ１３は、モータケーシング１７の内部空間であるモータ室１３Ａに、出力軸１３ａに設けられた回転子１３ｂと、回転子１３ｂを取り囲むように、モータケーシング１７の内側に固定した固定子１３ｃとを収容している。出力軸１３ａは、回転子１３ｂの両側において、軸受１５ｅ，１５ｆによって軸支されている。

モータケーシング１７のモータ１３の回転軸方向における一端側には、モータケーシング１７が封止する接続空間１４Ａとモータ室１３Ａとを連通させる連通路１７ａ，１７ｂが形成されている。これにより、冷媒および後述する油などの流体は、連通路１７ａ，１７ｂを通じて接続空間１４Ａとモータ室１３Ａとの間を行き来できる。

また、モータケーシング１７の他端側には、詳細を後述するバイパス配管４が接続されるバイパス孔１７ｃが形成されている。バイパス孔１７ｃは、モータケーシング１７において、接続空間１４Ａとは反対側に形成されている。詳細には、バイパス孔１７ｃは、モータケーシング１７の端壁の上部に形成されている。また、モータケーシング１７には、接続空間１４Ａとは反対側の軸受１５ｅに潤滑および冷却用の油を供給するための給油口１７ｄが形成されている。

図１に示すように、オイルセパレータ２０は、配管２ａを通じて２段型スクリュ圧縮機１０の吐出口１２ａと流体的に接続されている。オイルセパレータ２０は、２段型スクリュ圧縮機１０の吐出口１２ａから吐出された冷媒から油分を分離回収するものである。オイルセパレータ２０は、フィルタ２１と、オイルタンク２２とを備える。フィルタ２１は、冷媒から油分を分離するものである。フィルタ２１にて冷媒から分離された油は、オイルタンク２２に溜められる。オイルタンク２２は、配管３ａ～３ｃを通じて給油口１４ｄ，１４ｅ，１７ｄに流体的に接続されており、オイルタンク２２に溜められた油は配管３ａ～３ｃおよび給油口１４ｄ，１４ｅ，１７ｄを通じて軸受１５ａ，１５ｄ，１５ｅに送られる。なお、軸受１５ａ，１５ｄにて冷却および潤滑に供された油は、ロータ室１１Ａ，１２Ａに流入し、スクリュロータ１１ｂ，１２ｂの冷却、潤滑、およびシールにも寄与する。なお、図示していないが、オイルタンク２２に溜められた油は、軸受１５ａ，１５ｄ，１５ｅと同様にスクリュロータ１１ｂ，１２ｂにも直接供給される。従って、油は、２段型スクリュ圧縮機１０の吐出口１２ａから冷媒とともに吐出され、オイルタンク２２に送られ、再び２段型スクリュ圧縮機１０に供給されるという循環態様で流動している。

凝縮器３０はオイルセパレータ２０と配管２ｂを通じて流体的に接続されており、オイルセパレータ２０にて油分を分離した冷媒は配管２ｂを通じてオイルセパレータから凝縮器３０に供給される。凝縮器３０では、冷媒が冷却されて凝縮される。凝縮器３０には冷媒タンク３１が併設されており、凝縮器３０にて凝縮した液冷媒は冷媒タンク３１に溜められる。また、配管２ｂには、吐出逆止弁５ａが介設されており、冷媒が逆流しないようにされている。

膨張弁４０は凝縮器３０および冷媒タンク３１と配管２ｃを通じて流体的に接続されており、凝縮器３０および冷媒タンク３１を通過した冷媒は配管２ｃを通じて膨張弁４０に供給される。膨張弁４０は、高圧の冷媒を減圧する機能を有している。また、配管２ｃにはポンプダウン弁５ｃが介設されている。ポンプダウン弁５ｃは、電磁弁であり、通常運転状態では開かれた状態であり、後述する所定条件が満たされたときに制御装置６０によって閉じられる。

蒸発器５０は膨張弁４０と配管２ｄを通じて流体的に接続されており、膨張弁４０にて減圧された冷媒は配管２ｄを通じて蒸発器５０に供給される。蒸発器５０は冷媒を加熱して蒸発させる部分である。蒸発器５０はまた、配管２ｅを通じて２段型スクリュ圧縮機１０の吸気口１１ａに流体的に接続されており、蒸発器５０にて蒸発した冷媒は配管２ｅを通じて２段型スクリュ圧縮機１０の吸気口１１ａに供給される。また、前述のように配管２ｅには吸込逆止弁５ｂが介設されており、冷媒が逆流しないようにされている。

配管２ｅにおける吸込逆止弁５ｂの下流側の部分には、当該部分を流れる冷媒の圧力を検出する圧力センサ（第１圧力センサ）６ａが設けられている。さらに、配管２ｅにおける吸込逆止弁５ｂの上流側の部分には、当該部分を流れる冷媒の圧力を検出する圧力センサ（第２圧力センサ）６ｂが設けられている。さらに、配管２ｅにおける吸込逆止弁５ｂの上流側の部分は、バイパス配管４によってバイパス孔１７ｃと流体的に接続されている。バイパス配管４には、バイパス配管４内の流体の流動を許容または遮断するバイパス弁４ａが介設されている。バイパス弁４ａは、電磁弁であり、通常運転状態では閉じられており、後述する所定条件が満たされたときに制御装置６０によって開かれる。

図３は、図１の制御装置６０の制御ブロック図を示している。制御装置６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）のような記憶装置を含むハードウェアと、それに実装されたソフトウェアにより構築されている。制御装置６０は、冷凍装置１の各構成要素を制御するが、特にモータ１３からの停止信号と、圧力センサ６ａ，６ｂからの圧力値に関する信号とを受信し、これらの信号に基づいて、モータ１３の駆動と、ポンプダウン弁５ｃおよびバイパス弁４ａの開閉とを制御する。

制御装置６０は、ポンプダウン制御部６１と、第１判定部６２と、第２判定部６３と、バイパス弁制御部６４と備える。

ポンプダウン制御部６１は、モータ１３からの停止信号を受け、後述する図４のフローチャートに従ってポンプダウン弁５ｃを閉じ、モータ１３を所定の回転数で駆動してポンプダウン運転を実行する部分である。ここで、ポンプダウン運転とは、冷媒を冷媒タンク３１に回収し、２段型スクリュ圧縮機１０の吸気部分の圧力を低下させる運転である。

第１判定部６２は、圧力センサ６ａにて検出した圧力値Ｐ１を受け、所定値Ｐｔｈ以下である（Ｐ１≦Ｐｔｈ）か否かを判定する部分である。ここで、所定値Ｐｔｈは、バイパス配管４を通じて第２流路Ｃ２の圧力を第１流路Ｃ１に十分に逃がすことができる程度の圧力値であり、好ましくは実質的に真空状態であると判定できる圧力値であり、例えば０．０４ＭＰａであってもよい。

第２判定部６３は、圧力センサ６ｂにて検出した圧力値Ｐ２を受け、所定値Ｐｔｈ以下である（Ｐ２≦Ｐｔｈ）か否かを判定する部分である。

バイパス弁制御部６４は、第１判定部６２および第２判定部６３の判定結果に応じてバイパス弁４ａを開く部分である。

図４は、図３の制御装置６０の制御を示すフローチャートである。制御装置６０は、モータ１３から停止信号を受信すると、図４の制御を開始する（ステップＳ１）。このとき、通常運転状態が終了した直後であるため、ポンプダウン弁５ｃは開かれ、バイパス弁４ａは閉じられた状態である。まず、ポンプダウン制御部６１によってポンプダウン弁５ｃを閉じる（ステップＳ２）。次いで、第２判定部６３によって圧力センサ６ｂにて検出した圧力値Ｐ２が所定値Ｐｔｈ以下である（Ｐ２≦Ｐｔｈ）か否かを判定する（ステップＳ３）。圧力値Ｐ２が所定値Ｐｔｈ以下でない場合、ポンプダウン制御部６１によってモータ１３を駆動し、ポンプダウン運転を実行する（ステップＳ４）。ポンプダウン運転を行うことで、冷媒を冷媒タンク３１に回収し、第１流路Ｃ１の圧力を低下させることができる。このとき、第２流路Ｃ２の圧力は、ポンプダウン運転直後、高く維持されている。次いで、第１判定部６２によって圧力センサ６ａにて検出した圧力値Ｐ１が所定値Ｐｔｈ以下である（Ｐ１≦Ｐｔｈ）か否かを判定し（ステップＳ５）、圧力値Ｐ１が所定値Ｐｔｈ以下となるまで待機する（ステップＳ５）。そして、所定値Ｐｔｈ以下となったとき、ポンプダウン運転を終了し（ステップＳ６）、バイパス弁制御部６４によってバイパス弁４ａを開く（ステップＳ７）。これにより、モータ室１３Ａと配管２ｅがバイパス配管４によって連通し、モータ室１３Ａ内の圧力が低下する。また、ステップＳ３の処理において、圧力値Ｐ２が所定値Ｐｔｈ以下である場合、ステップＳ４～ステップＳ６の処理を省略し、ステップＳ７を実行する。そして、これらの処理を完了後、本制御を終了する（ステップＳ８）。

本実施形態の冷凍装置１によれば、以下の利点がある。

（１）バイパス弁４ａを開くことでバイパス配管４を通じて第２流路Ｃ２の圧力を第１流路Ｃ１の圧力と均衡させることができるため、必要に応じて第２流路Ｃ２の圧力を低下させることができる。なお、２段型スクリュ圧縮機１０の上流側には吸込逆止弁５ｂが設けられているため、バイパス弁４ａを開く前にポンプダウン運転を実行することにより、吸込逆止弁５ｂの上流側の第１流路Ｃ１内を減圧でき、第２流路Ｃ２に対して第１流路Ｃ１を負圧にできる。よって、ポンプダウン運転後にバイパス弁４ａを開くことによって、第２流路Ｃ２の圧力を低下させることができる。従って、外気温が低下してもモータ室１３Ａにて冷媒が液化することを抑制できる。これにより、モータ１３の巻線等の内部部品が液に浸漬し、電気絶縁性が悪化し、モータ１３が焼損することを抑制できる。

（２）２段型スクリュ圧縮機１０が停止した際、第１流路Ｃ１が第２流路Ｃ２に対して必要十分に負圧であるか否かを第２圧力センサ６ｂによって判定し、第１流路Ｃ１が第２流路Ｃ２に対して必要十分に負圧であるときには、バイパス弁４ａを開くだけで第２流路Ｃ２の圧力を外気温が低下してもモータ室１３Ａにて冷媒が液化しない圧力に低下させることができる。また、第１流路Ｃ１が第２流路Ｃ２に対して必要十分に負圧でないときにはポンプダウン運転を行うことで第１流路Ｃ１が第２流路Ｃ２に対して必要十分に負圧となるようにした上でバイパス弁４ａを開き第２流路Ｃ２を所望の圧力に低下させることができる。

（３）モータ室１３Ａにおいて連通路１７ａ，１７ｂから遠い部分の圧力を、バイパス配管４を通じて積極的に低下させることができる。モータ室１３Ａでは、連通路１７ａ，１７ｂから遠い部分において冷媒が滞留しやすいため、当該部分の冷媒の圧力を積極的に低下することで、冷媒の液化を一層防止できる。

以上より、本発明の具体的な実施形態およびその変形例について説明したが、本発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。

例えば、図４の制御フローにおいて、ステップＳ２の閉弁処理とステップＳ３の判定処理は必ずしもこの順に実行されなくてもよい。即ち、当該判定処理の後に当該閉弁処理が実行されてもよい。また、ステップＳ３の判定処理は省略されてもよく、その場合ステップＳ２の閉弁処理後にステップＳ４～ステップＳ７の処理が実行される。また、例えば、上記実施形態では、バイパス配管４を接続するバイパス孔１７ｃは、モータ１３の回転軸方向において連通路１７ａ，１７ｂとは反対側に設けられているが、第２流路Ｃ２に接続される部分であれば他の部分に設けられてもよい。

１冷凍装置
２ａ～２ｅ配管
３ａ～３ｃ配管
４バイパス配管
４ａバイパス弁
５ａ吐出逆止弁
５ｂ吸込逆止弁
５ｃポンプダウン弁
６ａ圧力センサ（第１圧力センサ）
６ｂ圧力センサ（第２圧力センサ）
１０２段型スクリュ圧縮機（２段型圧縮機）
１１１段目圧縮機本体
１１Ａロータ室
１１ａ吸気口
１１ｂスクリュロータ
１１ｃロータ軸
１２２段目圧縮機本体
１２Ａロータ室
１２ａ吐出口
１２ｂスクリュロータ
１２ｃロータ軸
１３モータ
１３Ａモータ室
１３ａ出力軸
１３ｂ回転子
１３ｃ固定子
１４共通ケーシング
１４Ａ接続空間（中間流路）
１４ａ吸込口部分
１４ｂ中央部分
１４ｃ吐出口部分
１４ｄ，１４ｅ給油口
１５ａ～１５ｆ軸受
１６ギア
１７モータケーシング
１７ａ，１７ｂ連通路
１７ｃバイパス孔
１７ｄ給油口
２０オイルセパレータ
２１フィルタ
２２オイルタンク
３０凝縮器
３１冷媒タンク
４０膨張弁
５０蒸発器
６０制御装置
６１ポンプダウン制御部
６２第１判定部
６３第２判定部
６４バイパス弁制御部
Ｃ１第１流路
Ｃ２第２流路

Claims

１段目圧縮機本体、２段目圧縮機本体、および、作動流体の流れにおいて前記１段目圧縮機本体と前記２段目圧縮機本体との間の中間流路にモータ室が流体的に接続されるように配置され、前記１段目圧縮機本体および前記２段目圧縮機本体を駆動するモータを有する２段型圧縮機と、
前記２段型圧縮機の上流側に設けられた吸込逆止弁と、
前記作動流体の流れにおける前記吸込逆止弁の上流側の第１流路と、前記中間流路および前記モータ室を含む第２流路とを流体的に接続するバイパス配管と、
前記バイパス配管に設けられたバイパス弁と、
前記２段型圧縮機が停止した際、前記第１流路が前記第２流路よりも負圧であるときに前記バイパス弁を開く制御装置と
を備える、冷凍装置。
１段目圧縮機本体、２段目圧縮機本体、および、作動流体の流れにおいて前記１段目圧縮機本体と前記２段目圧縮機本体との間の中間流路にモータ室が流体的に接続されるように配置され、前記１段目圧縮機本体および前記２段目圧縮機本体を駆動するモータを有する２段型圧縮機と、
前記２段型圧縮機の上流側に設けられた吸込逆止弁と、
前記作動流体の流れにおける前記吸込逆止弁の上流側の第１流路と、前記中間流路および前記モータ室を含む第２流路とを流体的に接続するバイパス配管と、
前記バイパス配管に設けられたバイパス弁と、
前記２段型圧縮機の下流側に設けられた吐出逆止弁と、
前記吐出逆止弁の下流側に設けられた凝縮器と、
前記凝縮器に流体的に接続された液貯蔵部と、
前記吸込逆止弁の上流側に設けられた蒸発器と、
前記作動流体の流れにおいて前記凝縮器と前記蒸発器との間に設けられた膨張弁と、
前記作動流体の流れにおいて前記凝縮器と前記蒸発器との間に設けられたポンプダウン弁と、
前記吸込逆止弁と前記２段型圧縮機との間の前記作動流体の圧力を検出する第１圧力センサと、
前記２段型圧縮機が停止した際、前記ポンプダウン弁を閉じて前記２段型圧縮機を駆動することで前記作動流体を前記液貯蔵部に集めるポンプダウン運転を行い、前記第１圧力センサで検出した圧力値が所定値以下となったときに前記ポンプダウン運転を停止し、前記バイパス弁を開く制御装置と
を備える、冷凍装置。
１段目圧縮機本体、２段目圧縮機本体、および、作動流体の流れにおいて前記１段目圧縮機本体と前記２段目圧縮機本体との間の中間流路にモータ室が流体的に接続されるように配置され、前記１段目圧縮機本体および前記２段目圧縮機本体を駆動するモータを有する２段型圧縮機と、
前記２段型圧縮機の上流側に設けられた吸込逆止弁と、
前記作動流体の流れにおける前記吸込逆止弁の上流側の第１流路と、前記中間流路および前記モータ室を含む第２流路とを流体的に接続するバイパス配管と、
前記バイパス配管に設けられたバイパス弁と、
前記２段型圧縮機の下流側に設けられた吐出逆止弁と、
前記吐出逆止弁の下流側に設けられた凝縮器と、
前記凝縮器に流体的に接続された液貯蔵部と、
前記吸込逆止弁の上流側に設けられた蒸発器と、
前記作動流体の流れにおいて前記凝縮器と前記蒸発器との間に設けられた膨張弁と、
前記蒸発器と前記吸込逆止弁との間の前記作動流体の圧力を検出する第２圧力センサと、
前記２段型圧縮機が停止した際、前記第２圧力センサで測定した圧力値が所定値以下であれば前記バイパス弁を開く制御装置と
を備える、冷凍装置。
１段目圧縮機本体、２段目圧縮機本体、および、作動流体の流れにおいて前記１段目圧縮機本体と前記２段目圧縮機本体との間の中間流路にモータ室が流体的に接続されるように配置され、前記１段目圧縮機本体および前記２段目圧縮機本体を駆動するモータを有する２段型圧縮機と、
前記２段型圧縮機の上流側に設けられた吸込逆止弁と、
前記作動流体の流れにおける前記吸込逆止弁の上流側の第１流路と、前記中間流路および前記モータ室を含む第２流路とを流体的に接続するバイパス配管と、
前記バイパス配管に設けられたバイパス弁と、
前記２段型圧縮機の下流側に設けられた吐出逆止弁と、
前記吐出逆止弁の下流側に設けられた凝縮器と、
前記凝縮器に流体的に接続された液貯蔵部と、
前記吸込逆止弁の上流側に設けられた蒸発器と、
前記作動流体の流れにおいて前記凝縮器と前記蒸発器との間に設けられた膨張弁と、
前記作動流体の流れにおいて前記凝縮器と前記蒸発器との間に設けられたポンプダウン弁と、
前記吸込逆止弁と前記２段型圧縮機との間の前記作動流体の圧力を検出する第１圧力センサと、
前記蒸発器と前記吸込逆止弁との間の前記作動流体の圧力を検出する第２圧力センサと、
前記２段型圧縮機が停止した際、前記第２圧力センサで測定した圧力値の所定値に対する大小判定および前記ポンプダウン弁の閉弁を行い、前記第２圧力センサで測定した圧力値が前記所定値以下であれば前記バイパス弁を開き、前記第２圧力センサで測定した圧力値が前記所定値より大きければ前記２段型圧縮機を駆動することで前記作動流体を前記液貯蔵部に集めるポンプダウン運転を行い、前記第１圧力センサで検出した圧力値が前記所定値以下となったときに前記ポンプダウン運転を停止し、前記バイパス弁を開く制御装置と
を備える、冷凍装置。
前記モータの回転軸方向において前記モータの一端側で前記中間流路に前記モータ室が流体的に接続され、
前記バイパス配管は、前記モータの他端側において前記モータ室と流体的に接続されている、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の冷凍装置。