WO2016136305A1 - 冷凍サイクルの油戻し回路および油戻し方法 - Google Patents

Abstract

　吐出ガス温度が高くなるＲ３２冷媒を用いた場合でも、圧縮機内の油温の上昇を抑制し、Ｒ４１０Ａ冷媒対比同等の許容運転範囲ないし条件を確保することができるとともに、油循環率の増大や冷凍サイクルの能力や性能への影響を抑制する。　低圧ハウジングタイプの圧縮機（２）を備え、Ｒ３２冷媒が充填された冷凍サイクル（１）と、圧縮機の吐出回路（１３Ａ）に設けた油分離器（３）と、油分離器で分離された油を圧縮機のハウジング内部の油溜まりに戻す油戻し回路（３１）とを備え、油戻し回路は、油をハウジング内の油溜まりに直接戻す直接回路（３２）と、油冷却器（３７）で冷却して戻す冷却回路（３５）との並列回路とされ、冷媒の吐出温度、圧縮機内の油温度または油粘度の１つを検出し、それが閾値を超えたとき、油戻し回路を直接回路から冷却回路に切換え、油温を所定温度以下に冷却して戻す油温制御部（４２）を備えている。

Description

冷凍サイクルの油戻し回路および油戻し方法

　本発明は、地球温暖化係数（以下、ＧＷＰという。）が低いＲ３２冷媒またはＲ３２冷媒リッチの混合冷媒（以下、単にＲ３２冷媒という。）を用いた冷凍サイクルの油戻し回路および油戻し方法に関するものである。

　Ｒ３２冷媒は、オゾン破壊係数（ＯＤＰ）がゼロであって、かつＧＷＰがＲ４１０Ａ冷媒に比べ、約１／３程度の低いことから、環境負荷の低減に寄与し得るものであり、Ｒ４１０Ａ冷媒の代替冷媒として用いられている。しかし、Ｒ３２冷媒は、Ｒ４１０Ａ冷媒に比べて吐出ガス温度が１０～２０℃程上昇し、吸入圧力と吐出圧力との圧力比が高くなる程吐出ガス温度が上昇する傾向があり、油分離器からの戻し油によって圧縮機内の油温が上昇する。これに伴い油粘度が低下することから、Ｒ４１０Ａ冷媒対比で許容運転範囲ないし条件を制限しなければならなかった。

　特許文献１には、圧縮機の吐出回路に油分離器を設け、冷房時には、圧縮機から吐出された油を含む冷媒を、そのまま油分離器から第１バイパス流路を介して冷却器で冷却した後、圧縮機のハウジング内に戻し、そこで油を分離して冷媒のみを第２バイパス流路を経て凝縮器に循環させることにより、圧縮機内の油温上昇を抑制することが記載されている。
　暖房時には、油分離器により冷媒と油とを分離し、冷媒を凝縮器に循環させて暖房に供するとともに、油を第１バイパス流路、冷却器を経て冷却した後、圧縮機に戻すことによって、油温の上昇と暖房能力の低下を抑制するようにしている。

　一方、Ｒ４１０Ａ冷媒等を用いた冷凍サイクルにおいては、従来から、圧縮機の吐出回路に油分離器を設け、油分離器で冷媒ガス中に含まれる油を分離した後、冷媒を凝縮器に循環させるようにしたものが、特許文献２－５により提供されている。
　これらにおいては、分離した油を油戻し回路により圧縮機または圧縮機の吸入回路に戻すようにしたもの、あるいはその油戻し回路中に油冷却器を設け、必要に応じて油を冷却して圧縮機側に戻すようにしている。

特開２０１４－８５１０４号公報 特開平６－３３７１７１号公報 特開平１１－８３２０４号公報 特開２００５－２１４５１５号公報 特開２００６－１７０５７０号公報

　しかしながら、上記特許文献１のものは、圧縮機のハウジング内を高圧雰囲気とするだけでなく、油分離機能を有するものとしなければならず、ダイレクトサクション、ダイレクトディスチャージ構造の圧縮機としなければならない。しかも、第１バイパス流路および第２バイパス流路をそれぞれ比較的径の大きい高圧ガス配管としなければならず、圧縮機構造やその周りの配管構造が複雑化、高コスト化するとともに、低圧ハウジングタイプの圧縮機を用いた冷凍サイクルには適用できない等の課題があった。

　一方、ハウジング内が低圧雰囲気下とされる低圧ハウジングタイプの圧縮機を用いたものでは、特許文献２－５に示すように、油分離器で分離した油のみを油戻し回路を介して圧縮機側に戻すことができる。この際、油を圧縮機の吸入回路に戻すことにより、低圧冷媒ガスで油を冷却し、油温を下げて圧縮機を戻すことができる。しかし、この場合、油と冷媒ガスが再混合し、圧縮機内で再び分離しなければならず、油の分離効率が低下することにより油上がり、すなわち油循環率が増大してしまう等の課題がある。

　また、油戻し回路中に油冷却器を設け、そこで冷却した油を直接圧縮機ハウジングの油溜まりに戻すようにしたものも提案されているが、この場合、油冷却器により常に油が冷却されるため、油冷却器での冷熱源として冷媒を用いたものでは、冷凍サイクルの能力や性能に影響を及ぼすことになる等の課題がある。

　本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、吐出ガス温度が高くなるＲ３２冷媒を用いた場合でも、圧縮機内の油温の上昇を抑制し、Ｒ４１０Ａ冷媒対比同等の許容運転範囲ないし条件を確保することができるとともに、油循環率の増大や冷凍サイクルの能力や性能への影響を抑制することができる冷凍サイクルの油戻し回路および油戻し方法を提供することを目的とする。

　上記した課題を解決するために、本発明の冷凍サイクルの油戻し回路および油戻し方法は以下の手段を採用する。
　すなわち、本発明にかかる冷凍サイクルの油戻し回路は、油溜まりを有するハウジング内部が低圧雰囲気とされる圧縮機を備え、そのサイクル内にＲ３２冷媒ないしＲ３２リッチの混合冷媒が充填された冷凍サイクルと、前記圧縮機からの吐出回路に設けられた油分離器と、前記油分離器で分離された油を減圧して前記ハウジング内の前記油溜まりに戻す油戻し回路と、を備え、前記油戻し回路は、油を前記油分離器から前記油溜まりに直接戻す直接回路と、油冷却器により冷却して戻す冷却回路との並列回路とされ、前記冷媒の吐出温度、前記圧縮機内の油温度または油粘度の少なくともいずれか１つを検出し、それが予め設定されている閾値を超えたとき、前記油戻し回路を前記直接回路から前記冷却回路に切換え、戻し油の温度を所定温度以下に冷却して戻す油温制御部を備えている。

　本発明によれば、Ｒ３２冷媒ないしＲ３２リッチの混合冷媒を用いることにより吐出ガス温度が上昇することがあっても、冷媒の吐出温度、圧縮機内の油温度または油粘度の少なくともいずれか１つを検出し、それが予め設定されている閾値を超えたとき、油戻し回路を直接回路から冷却回路に切換えて油を油冷却器により冷却し、所定温度以下に冷却して圧縮機のハウジング内の油溜まり戻すことにより、圧縮機内部の油温上昇を規定値以下に制限することができる。従って、圧縮機内の油温の上昇を抑制し、Ｒ４１０Ａ冷媒対比同等の許容運転範囲ないし条件を確保することができる。また、油分離器で分離された油を直接ハウジング内の油溜まりに戻すことができるため、冷媒ガスとの再混合を防止して、油上がりによる油循環率の増大を抑制することができるとともに、必要時のみ油を冷却すればよく、冷凍サイクルの能力や性能への影響を最小化することができる。

　さらに、本発明の冷凍サイクルの油戻し回路は、上記の冷凍サイクルの油戻し回路において、前記圧縮機は、密閉型または開放型のいずれかの低圧ハウジングタイプのスクロール圧縮機とされ、そのハウジング内部の前記油溜まりにＰＶＥ油、ＰＯＥ油、ＰＡＧ油のいずれか、もしくはそれらを主成分とする混合油が充填されている。

　本発明によれば、冷凍サイクル側からの低圧冷媒ガスをハウジング内に吸込み、その冷媒を吸入して圧縮し、吐出チャンバーに吐出する構成とされたＲ４１０Ａ冷媒用の密閉型または開放型の低圧ハウジングタイプのスクロール圧縮機をそのまま適用することができる。
　この場合、その冷媒に適応したＰＶＥ油（ポリビニルエーテル系油）、ＰＯＥ油（ポリオールエステル系油）、ＰＡＧ油（ポリアルキレングリコール系油）またはそれらの混合油を充填することにより、Ｒ３２冷媒ないしＲ３２リッチの混合冷媒を用いた冷凍サイクルを構成し、該冷凍サイクルをＲ４１０Ａ冷媒対比同等の許容運転範囲ないし条件を確保して運転することができる。
　従って、圧縮機内の油温上昇による油粘度の低下に起因する潤滑不良等を確実に解消することができる。また、圧縮機が開放型圧縮機とされている場合においては、メカニカルシールまたはリップシールによるシャフトシール部での摺動部温度の上昇に伴う油のスラッジ化を抑制し、冷媒漏れを防止することができる等の効果を奏する。

　さらに、本発明にかかる冷凍サイクルの油戻し方法は、低圧ハウジングタイプの圧縮機を備え、そのサイクル内にＲ３２冷媒ないしＲ３２リッチの混合冷媒が充填された冷凍サイクルの前記圧縮機の吐出回路に油分離器を設け、その油分離器で分離された油を油戻し回路を介して前記圧縮機のハウジング内の油溜まりに戻す冷凍サイクルの油戻し方法において、前記冷媒の吐出温度、前記圧縮機内の油温度または油粘度の少なくともいずれか１つを検出し、その検出値が予め設定されている閾値を超えたとき、前記油戻し回路に設けられている油冷却器で戻し油の温度を所定温度以下に冷却して戻すことにより、前記圧縮機内部の油温上昇を規定値以下に制限する。

　本発明によれば、Ｒ３２冷媒ないしＲ３２リッチの混合冷媒を用いることにより吐出ガス温度が上昇することがあっても、冷媒の吐出温度、圧縮機内の油温度または油粘度の少なくともいずれか１つを検出し、その検出値が予め設定されている閾値を超えたとき、油戻し回路に設けられている油冷却器で戻し油の温度を所定温度以下に冷却して圧縮機のハウジング内の油溜まり戻すことにより、圧縮機内部の油温上昇を規定値以下に制限することができる。
　従って、圧縮機内の油温の上昇を抑制し、Ｒ４１０Ａ冷媒対比同等の許容運転範囲ないし条件を確保することができる。また、油分離器で分離された油を直接ハウジング内の油溜まりに戻すことができるため、冷媒ガスとの再混合を防止し、油上がりによる油循環率の増大を抑制することができるとともに、必要時のみ油を冷却すればよく、冷凍サイクルの能力や性能への影響を最小化することができる。

　さらに、本発明の冷凍サイクルの油戻し方法は、上記の冷凍サイクルの油戻し方法において、前記油戻し回路が、油を前記油分離器から前記油溜まりに直接戻す直接回路と、油冷却器により冷却して戻す冷却回路との並列回路とされており、前記冷媒の吐出温度、前記圧縮機内の油温度もしくは油粘度の少なくともいずれか１つの検出値が前記閾値を超えたとき、前記油戻し回路を前記直接回路から前記冷却回路に切換え、前記油冷却器により戻し油の温度を所定温度以下に冷却して戻す。

　本発明によれば、冷媒の吐出温度、圧縮機内の油温度または油粘度のいずれか１つの検出値が閾値以下のときは、直接回路を介して油分離器から直接油溜まりに油を戻し、上記検出値が閾値を超えたときは、冷却回路の油冷却器で油を所定温度以下に冷却して油溜まりに戻すことができる。従って、圧縮機内部の油温上昇を確実に規定値以下に制限することができるとともに、必要時のみ油冷却器で油を冷却すればよく、冷凍サイクルの能力や性能への影響を最小化することができる。

　本発明の冷凍サイクルの油戻し回路および油戻し方法によると、Ｒ３２冷媒ないしＲ３２リッチの混合冷媒を用いることにより吐出ガス温度が上昇することがあっても、冷媒の吐出温度、圧縮機内の油温度または油粘度の少なくともいずれか１つを検出し、それが予め設定されている閾値を超えたとき、油戻し回路を直接回路から冷却回路に切換えて油を油冷却器により冷却し、所定温度以下に冷却して圧縮機のハウジング内の油溜まり戻すことによって、圧縮機内部の油温上昇を規定値以下に制限することができる。
　このため、圧縮機内の油温上昇を抑制し、Ｒ４１０Ａ冷媒対比同等の許容運転範囲ないし条件を確保することができる。また、油分離器で分離された油を直接圧縮機内部の油溜まりに戻すことができるため、冷媒ガスとの再混合を防止し、油上がりによる油循環率の増大を抑制することができるとともに、必要時のみ油を冷却すればよく、冷凍サイクルの能力や性能への影響を最小化することができる。

本発明の一実施形態に係る冷凍サイクルの油戻し回路を含む冷媒回路図である。 上記冷凍サイクルに適用する低圧ハウジングタイプの圧縮機の縦断面図である。

　以下、本発明の一実施形態について、図１および図２を用いて説明する。
　図１には、本発明の一実施形態に係る冷凍サイクルの油戻し回路を含む冷媒回路図が示され、図２には、その冷凍サイクルに適用する低圧ハウジングタイプの圧縮機の縦断面図が示されている。
　ここでの冷凍サイクル１は、冷媒としてＲ３２冷媒ないしＲ３２リッチの混合冷媒（以下、単にＲ３２冷媒という。）が充填されたものであり、四方切換弁４を備え、冷媒循環方向を切換えることにより冷暖房が可能なヒートポンプサイクルとされているが、冷凍またはヒートポンプの単独サイクルとしたものであってもよい。

　冷凍サイクル１は、低圧ハウジングタイプの圧縮機２と、圧縮機２の吐出回路１３Ａ中に設けられている油分離器３と、冷媒循環方向を切換える四方切換弁４と、送風機５が付設されている室外側熱交換器６と、暖房用の電子膨張弁７と、レシーバ８と、冷房用の電子膨張弁９と、送風機１０が付設されている室内側熱交換器１１と、圧縮機２の吸入回路１３Ｂ中に設けられたアキュームレータ１２と、を冷媒配管１３により順次接続した閉サイクルの冷媒回路により構成されている。

　圧縮機２は、図２に示されるように、密閉型電動スクロール圧縮機２とされている。この密閉型電動スクロール圧縮機２は、外殻を構成する密閉構造とされた縦長円筒形状のハウジング１４を備え、そのハウジング１４内部の上方部に、スクロール圧縮機構１５が組み込まれた圧縮機とされている。スクロール圧縮機構１５は、公知の如く、一対の固定スクロール１６および旋回スクロール１７を備え、ハウジング１４内に固定設置された軸受部材１８を介して組み込まれている。このスクロール圧縮機構１５で圧縮された高圧冷媒ガスは、吐出チャンバー１９内に吐出され、吐出管２０を介して冷凍サイクル１側の吐出回路１３Ａに送出される構成とされている。

　ハウジング１４内には、スクロール圧縮機構１５の下部に、固定子２２および回転子２３からなるモータ２１が固定設置されている。モータ２１の回転子２３には、駆動軸２４が一体に結合され、その駆動軸２４の上端に設けられているクランクピンが、スクロール圧縮機構１５の旋回スクロール１７の背面に対してドライブブッシュ、旋回軸受を介して連結されることにより、スクロール圧縮機構１５が駆動可能とされている。

　駆動軸２４の上端側は、軸受部材１８により支持され、下端部は、ハウジング１４内の下方部に設置された軸受部材２５により支持されている。この駆動軸２４の下端部と軸受部材２５との間に給油ポンプ２６が設けられ、ハウジング１４の内底部の油溜まり２７に充填されている潤滑油（油）を駆動軸２４内に設けられている給油孔２８を介してスクロール圧縮機構１５の摺動部に給油可能な構成とされている。かかる給油機構を備えた密閉型電動スクロール圧縮機２は、よく知られたものである。

　なお、圧縮機２は、上記の如く密閉型電動スクロール圧縮機２である必要はなく、ハウジング内部に油溜まりを有する開放型のスクロール圧縮機であってもよく、あるいはスクロール圧縮機以外の他型式の圧縮機であってもよい。
　ハウジング１４内の油溜まり２７に充填される潤滑油（油）は、Ｒ３２冷媒に対して適応性を有するＰＶＥ油（ポリビニルエーテル系油）、ＰＯＥ油（ポリオールエステル系油）、ＰＡＧ油（ポリアルキレングリコール系油）もしくはそれらを主成分とする混合油とされ、４０℃での粘度が２０～１５０ｃＰ程度の油が用いられる。

　本実施形態においては、モータ２１とスクロール圧縮機構１５との間の空間部に開口するように吸入管２９がハウジング１４の外周部に設けられており、この吸入管２９を介して冷凍サイクル１側の吸入回路１３Ｂと接続されるようになっている。これによって、上記密閉型電動スクロール圧縮機２は、ハウジング１４内が低圧雰囲気となる低圧ハウジング型の圧縮機２とされている。

　密閉型電動スクロール圧縮機２のハウジング１４には、図１に示されるように、冷凍サイクル１側の吐出回路１３Ａ中に設けられている油分離器３で分離された油を圧縮機２側の油溜まり２７に戻すための油戻し回路３１が接続されている。この油戻し回路３１は、油分離器３で分離された油を電磁弁３３、減圧および流量調整用のキュピラリチューブ３４を介して直接油溜まり２７に戻す直接回路３２と、その直接回路３２と並列に接続され、油分離器３からの油を電磁弁３６、油冷却器３７、減圧および流量調整用のキュピラリチューブ３８を介して油溜まり２７に戻す冷却回路３５との並列回路により構成されている。

　上記油冷却器３７により油を冷却する冷熱源としては、冷凍サイクル１の冷媒回路内を循環されている高圧液冷媒、膨張弁により減圧された気液２相冷媒、低圧ガス冷媒等の一部を利用し、冷媒との熱交換により冷却する冷媒冷却方式あるいは室外側熱交換器６に付設されている送風機５を利用して空冷により冷却する空冷方式等を採用することが可能である。

　油戻し回路３１は、圧縮機２のハウジング１４内部での油温上昇を規定値以下に制限するため、冷媒の吐出温度、圧縮機２内の油温度または油粘度の少なくともいずれか１つを検出し、それが予め設定されている閾値を超えたとき、油戻し回路３１を直接回路３２から冷却回路３５に切換え、戻し油の温度を所定温度以下に冷却して油溜まり２７に戻すことができる構成とされている。

　つまり、油戻し回路３１は、冷凍サイクル１の吐出回路１３Ａに設けられている吐出温度センサ３９の検出値、圧縮機２のハウジング底部に設けられている油温センサ４０の検出値、あるいは冷凍サイクル１の吸入回路１３Ｂに設けられた低圧圧力センサ４１と油温センサ４０との検出値に基づいて算出される油粘度等の少なくともいずれか１つが、予め設定されている閾値を超えたとき、電磁弁３３，３６を開閉制御し、油戻し回路３１を直接回路３２から冷却回路３５に切換える油温制御部４２を備え、油分離器３からの戻し油を油冷却器３７により所定温度以下に冷却して戻す構成とされている。

　以上に説明の構成により、本実施形態によると、以下の作用効果を奏する。
　上記冷凍サイクル１においては、圧縮機２から吐出された高温高圧の冷媒ガスを四方切換弁４により室外側熱交換器６側に循環させ、室外側熱交換器６を凝縮器、室内側熱交換器１１を蒸発器として機能させることにより冷房運転を行い、高温高圧の冷媒ガスを四方切換弁４により室内側熱交換器１１側に循環させ、室内側熱交換器１１を凝縮器、室外側熱交換器６を蒸発器として機能させることにより、暖房運転を行うことができる。

　この間、圧縮機２からの吐出冷媒ガス中に含まれる油は、吐出回路１３Ａ中に設けられている油分離器３により分離され、油戻し回路３１を介して低圧ハウジングタイプとされた密閉型電動スクロール圧縮機２の油溜まり２７に戻される。
　油戻し回路３１は、油を直接油溜まり２７に戻す直接回路３２と、油冷却器３７により冷却して油溜まり２７に戻す冷却回路３５の並列回路とされている。このため、圧縮機２から吐出される冷媒の吐出温度が上昇し、圧縮機２内部の油温が予め設定されている閾値を超える可能性がある場合、それを検出して油戻し回路３１を直接回路３２から冷却回路３５に切換え、戻し油を油冷却器３７により所定温度以下に冷却して油溜まり２７に戻すことができる。

　つまり、圧縮機２から吐出される冷媒の吐出温度、圧縮機２内の油温あるいは油粘度の少なくともいずれか１つを油温制御部４２が吐出温度センサ３９、油温センサ４０および低圧圧力センサ４１の検出値に基づいて検出し、それらが予め設定されている閾値を超えたとき、電磁弁３３を開から閉、電磁弁３６を閉から開とし、油戻し回路３１を直接回路３２から冷却回路３５に切換え、戻し油の温度を所定温度以下に冷却して油溜まり２７に戻すことによって、圧縮機２内部の油温上昇を規定値以下に制限するように機能する。

　ここで、上記閾値の設定例について説明する。
　冷媒と冷凍機油の組み合わせを、Ｒ４１０Ａ／ＰＶＥ油Ａ、Ｒ３２／ＰＶＥ油Ｂとした場合、例えばＨＰ／ＬＰ＝３．８／１．８[ＭＰａ]、ＳＨ＝１０[ｄｅｇ]のとき、
（１）冷媒の吐出温度は、Ｒ４１０Ａでは８５℃、Ｒ３２では１００℃となるので、閾値を例えば９０℃に設定する。
（２）圧縮機内油温は、Ｒ４１０Ａでは７０℃、Ｒ３２では８５℃となるので、閾値を例えば７５℃に設定する。
（３）油粘度は、Ｒ４１０Ａ／ＰＶＥ油Ａでは８ｍｍ^２／ｓ、Ｒ３２／ＰＶＥ油Ｂでは６ｍｍ^２／ｓとなるので、閾値を例えば７．５ｍｍ^２／ｓに設定する。

　上記の如く、冷媒の吐出温度、圧縮機内油温、油粘度の閾値を設定し、油温制御部４２を介してそれぞれの検出値が閾値を超えたとき、油戻し回路３１を直接回路３２から冷却回路３５に切換え、戻し油を油冷却器３７で冷却し、温度を１５ｄｅｇ程度低下させて油溜まり２７に戻すように制御することによって、油温をＲ４１０Ａ冷媒の場合と同等温度まで低減し、油粘度をＲ４１０Ａ冷媒対比で同等程度にすることができ、Ｒ４１０Ａ冷媒対比同等の許容運転範囲ないし条件を確保することができる。

　油の粘度は、圧力および温度によって決まる冷媒に対する溶解度に依存することが知られており、上記の如く油温センサ４０および低圧圧力センサ４１により温度および圧力を計測し、その温度をパラメータとした圧力／溶解度特性図等から溶解度を求めることによって把握することができる。

　以上のように、Ｒ４１０Ａ冷媒に代えてＲ３２冷媒を用いることにより、圧縮機２から吐出される冷媒の吐出ガス温度が上昇することがあっても、冷媒の吐出温度、圧縮機２内の油温度または油粘度の少なくともいずれか１つを検出し、それが予め設定されている閾値を超えたとき、油戻し回路３１を油分離器３から圧縮機２の油溜まり２７に直接油を戻す直接回路３２から、油冷却器３７により油を冷却して油溜まり２７に戻す冷却回路３６側に切換えて油を油冷却器３７により冷却し、所定温度以下に冷却して圧縮機２のハウジング１４内の油溜まり２７戻すことによって、圧縮機２内の油温上昇を規定値以下に制限することができる。

　従って、圧縮機２内の油温の上昇を抑制し、Ｒ４１０Ａ冷媒対比同等の許容運転範囲ないし条件を確保することができる。また、油分離器３で分離された油を直接圧縮機２のハウジング１４内の油溜まり２７に戻すことができるため、冷媒ガスとの再混合を防止し、油上がりによる油循環率の増大を抑制することができるとともに、必要時のみ油を冷却すればよく、冷凍サイクル１の能力や性能への影響を最小化することができる。

　圧縮機２が密閉型または開放型のいずれかの低圧ハウジングタイプのスクロール圧縮機２とされ、そのハウジング１４内の油溜まり２７にＰＶＥ油、ＰＯＥ油、ＰＡＧ油のいずれかの油もしくはそれらを主成分とする混合油を充填したものとされている。このため、冷凍サイクル１側からの低圧冷媒ガスをハウジング１４内に吸込み、その冷媒を吸入して圧縮し、吐出チャンバー１９に吐出する構成のＲ４１０Ａ冷媒用の密閉型または開放型の低圧ハウジングタイプのスクロール圧縮機２をそのまま適用し、その冷媒に適応したＰＶＥ油、ＰＯＥ油、ＰＡＧ油またはそれらの混合油を充填することにより、Ｒ３２冷媒を用いた冷凍サイクル１を構成し、その冷凍サイクル１をＲ４１０Ａ冷媒対比同等の許容運転範囲ないし条件を確保して運転することができる。

　これによって、圧縮機２内の油温上昇による油粘度の低下に起因する潤滑不良等の懸念を確実に解消することができる。特に、圧縮機２が開放型圧縮機とされている場合においては、メカニカルシールまたはリップシールによるシャフトシール部での摺動部温度の上昇に伴う油のスラッジ化を抑制し、冷媒漏れを防止することができる等の効果をも期待することができる。

　さらに、油戻し回路３１を、油分離器３で分離した油を油分離器３から油溜まり２７に直接戻す直接回路３２と、油冷却器３７により冷却して戻す冷却回路３５との並列回路としており、冷媒の吐出温度、圧縮機２内の油温度もしくは油粘度の少なくともいずれか１つの検出値が閾値を超えたとき、油戻し回路３１を直接回路３２から冷却回路３５に切換える。
　これによって、油冷却器３７により戻し油の温度を所定温度以下に冷却して戻すようにしているため、圧縮機２内部の油温上昇を確実に規定値以下に制限することができるとともに、必要時のみ油冷却器３７で油を冷却すればよく、冷凍サイクル１の能力や性能への影響を最小化することができる。

　なお、本発明は、上記実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。例えば、上記実施形態では、吐出温度センサ３９、油温センサ４０、低圧圧力センサ４１を設け、冷媒の吐出温度、圧縮機２内の油温度または油粘度を検出するようにしているが、これらのセンサは、冷凍サイクル１の運転制御用に設けられるセンサ類を流用し、その検出値を利用して電磁弁３３，３６を制御するようにすればよく、新たにセンサを設置する必要はない。

１　冷凍サイクル
２　圧縮機（密閉型電動スクロール圧縮機）
３　油分離器
１３Ａ　吐出回路
１４　ハウジング
２７　油溜まり
３１　油戻し回路
３２　直接回路
３３，３６　電磁弁
３４，３８　キャピラリチューブ
３５　冷却回路
３７　油冷却器
３９　吐出温度センサ
４０　油温センサ
４１　低圧圧力センサ
４２　油温制御部

Claims (4)

1. 　油溜まりを有するハウジング内部が低圧雰囲気とされる圧縮機を備え、そのサイクル内にＲ３２冷媒ないしＲ３２リッチの混合冷媒が充填された冷凍サイクルと、
   　前記圧縮機からの吐出回路に設けられた油分離器と、
   　前記油分離器で分離された油を減圧して前記ハウジング内の前記油溜まりに戻す油戻し回路と、を備え、
   　前記油戻し回路は、油を前記油分離器から前記油溜まりに直接戻す直接回路と、油冷却器により冷却して戻す冷却回路との並列回路とされ、
   　前記冷媒の吐出温度、前記圧縮機内の油温度または油粘度の少なくともいずれか１つを検出し、それが予め設定されている閾値を超えたとき、前記油戻し回路を前記直接回路から前記冷却回路に切換え、戻し油の温度を所定温度以下に冷却して戻す油温制御部を備えている冷凍サイクルの油戻し回路。
2. 　前記圧縮機は、密閉型または開放型のいずれかの低圧ハウジングタイプのスクロール圧縮機とされ、そのハウジング内部の前記油溜まりにＰＶＥ油、ＰＯＥ油、ＰＡＧ油のいずれか、もしくはそれらを主成分とする混合油が充填されている請求項１に記載の冷凍サイクルの油戻し回路。
3. 　低圧ハウジングタイプの圧縮機を備え、そのサイクル内にＲ３２冷媒ないしＲ３２リッチの混合冷媒が充填された冷凍サイクルの前記圧縮機の吐出回路に油分離器を設け、その油分離器で分離された油を油戻し回路を介して前記圧縮機のハウジング内の油溜まりに戻す冷凍サイクルの油戻し方法において、
   　前記冷媒の吐出温度、前記圧縮機内の油温度または油粘度の少なくともいずれか１つを検出し、
   　その検出値が予め設定されている閾値を超えたとき、前記油戻し回路に設けられている油冷却器で戻し油の温度を所定温度以下に冷却して戻すことにより、
   　前記圧縮機内部の油温上昇を規定値以下に制限する冷凍サイクルの油戻し方法。
4. 　前記油戻し回路が、油を前記油分離器から前記油溜まりに直接戻す直接回路と、油冷却器により冷却して戻す冷却回路との並列回路とされており、
   　前記冷媒の吐出温度、前記圧縮機内の油温度もしくは油粘度の少なくともいずれか１つの検出値が前記閾値を超えたとき、前記油戻し回路を前記直接回路から前記冷却回路に切換え、前記油冷却器により戻し油の温度を所定温度以下に冷却して戻す請求項３に記載の冷凍サイクルの油戻し方法。

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