WO2016170576A1

WO2016170576A1 - 冷凍サイクル装置

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Publication number: WO2016170576A1
Application number: PCT/JP2015/062003
Authority: WO
Inventors: 克也前田; 雅章上川; 伊藤　健
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2015-04-20
Filing date: 2015-04-20
Publication date: 2016-10-27
Also published as: JP6456486B2; EP3287714A4; EP3287714A1; EP3287714B1; JPWO2016170576A1

Abstract

本発明は、信頼性が高く、なおかつ高効率な冷凍サイクル装置を提供することを目的としている。本発明の冷凍サイクル装置において、冷却用冷媒流路（９３）は、冷却用冷媒流路（９３）を流れる冷媒の熱がインバータ放熱部（１１１）に伝導する位置を通過するように形成されており、第一油流路（９０）は、第一油流路（９０）を流れる冷凍機油の熱がインバータ放熱部（１１１）に伝導しない位置を通過するように形成されており、第二油流路（９１）は、第二油流路（９１）を流れる冷凍機油の熱がインバータ放熱部（１１１）に伝導する位置を通過するように形成されており、制御装置（７）は、インバータ温度検出装置（１１２）の検出値に基づいて、第二減圧装置および油流量制御手段を制御するものである。

Description

冷凍サイクル装置

　本発明は、インバータ一体型冷媒圧縮機におけるインバータの発熱および結露による損傷を抑制することができる冷凍サイクル装置に関するものである。

　近年、部分負荷効率の向上を目的として、インバータによる圧縮機運転周波数制御を行う冷凍サイクル装置が増加している。インバータにより周波数を変換する際には、各種電気回路および電気部品などで電気損失による発熱が生じる。
　なお、以下では、上記発熱が生じる部分をインバータ放熱部と称す。

　インバータは温度上の制約を有しており、上記発熱によって電気回路および電気部品が過熱されることによる損傷を抑制するため、インバータ放熱部を冷却する必要がある。
　インバータ放熱部における冷却手段として、冷媒を用いる方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
　特許文献１によれば、インバータ放熱部の温度もしくは圧縮機の吸込みガス（冷媒ガス）の過熱度のいずれかに基づいてインバータ冷却用膨張弁を制御し、インバータ放熱部を冷却している。

特開２００３－２１４０６号公報特許第２７６８０９２号公報

　特許文献１では、モータフレーム近傍といった吸込みガス温度の影響を受ける位置にインバータを取り付けている場合などにおいて、吸込みガス温度が低い運転時では、インバータ冷却用膨張弁の開度を最小にしてもインバータ放熱部が過冷却されてしまい、電気回路および電気部品が結露により損傷する懸念があった。

　ここで、結露を抑制する従来技術として、結露を抑制したい部分（端子台）の近傍に、油分離器を通過した高温の冷凍機油（以下、油と称す）を流すものがある（例えば、特許文献２参照）。
　特許文献２によれば、油を差圧で流しており、流量制御はできない。そのため、結露を抑制するために特許文献２で知られる従来技術を、特許文献１のインバータ放熱部に流用すると、インバータ放熱部の温度に関わらず、高温の油をインバータ放熱部近傍に流すことになる。その結果、インバータ放熱部の温度が上昇した際にも高温の油を流すことがあるため、インバータ放熱部を形成する電気部品などが発熱により損傷する懸念があった。

　本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、信頼性が高く、なおかつ高効率な冷凍サイクル装置を提供することを目的としている。

　本発明に係る冷凍サイクル装置は、発熱が生じる部分であるインバータ放熱部を有するインバータが一体となった圧縮機、油分離器、凝縮器、第一減圧装置、および、蒸発器が配管接続され、冷媒が循環する冷凍サイクルと、前記凝縮器と前記第一減圧装置との間の流路から分岐して前記蒸発器と前記圧縮機との間の流路に合流する冷却用冷媒流路と、前記冷却用冷媒流路に設けられた第二減圧装置と、前記油分離器にて分離された冷凍機油が前記圧縮機へ流れる第一油流路および第二油流路と、前記第一油流路を流れる冷凍機油の流量、および前記第二油流路を流れる冷凍機油の流量、を制御する油流量制御手段と、前記インバータ放熱部の温度を検出するインバータ温度検出装置と、制御装置と、を備え、前記冷却用冷媒流路は、前記冷却用冷媒流路を流れる冷媒の熱が前記インバータ放熱部に伝導する位置を通過するように形成されており、前記第一油流路は、前記第一油流路を流れる冷凍機油の熱が前記インバータ放熱部に伝導しない位置を通過するように形成されており、前記第二油流路は、前記第二油流路を流れる冷凍機油の熱が前記インバータ放熱部に伝導する位置を通過するように形成されており、前記制御装置は、前記インバータ温度検出装置の検出値に基づいて、前記第二減圧装置および前記油流量制御手段を制御するものである。

　本発明に係る冷凍サイクル装置によれば、インバータ放熱部の温度を検出するインバータ温度検出装置の検出値に基づいて、第二減圧装置および油流量制御手段を制御することで、インバータ放熱部を適切な温度にすることができる。そのため、インバータ放熱部の過熱を抑制し、電気回路および電気部品の損傷を抑制することができるとともに、インバータ放熱部の過冷却を抑制し、結露の発生を抑制することができる。

　また、インバータ放熱部の過冷却を抑制する際に、インバータ放熱部を加熱するとともに、油を冷却することとなるが、冷却された粘性の高い油を圧縮機室へ戻すことで、スクリューとケーシングとの隙間からの漏れを抑制することができるとともに、吐出温度の上昇を抑制し、入力を減少させることができる。
　すなわち、信頼性が高く、なおかつ高効率な冷凍サイクル装置を提供することができる。

本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の構成を示す図である。本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の制御例を説明するフローチャートである。本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の構成を示す図である。本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の制御例を説明するフローチャートである。本発明の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の構成を示す図である。本発明の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の制御例を説明するフローチャートである。本発明の実施の形態４に係る冷凍サイクル装置の構成を示す図である。本発明の実施の形態４に係る冷凍サイクル装置の制御例を説明するフローチャートである。

　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下で説明する図面において、同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものであり、以下に記載する実施の形態の全文において共通することとする。そして、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、明細書に記載された形態に限定するものではない。

　実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の構成を示す図である。
　本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置は、図１に示すように、スクリュー圧縮機１、油分離器２、凝縮器３、主膨張弁４、蒸発器５、が冷媒配管によって順次接続されて冷媒循環流路９２が形成され、冷媒循環流路９２を冷媒が循環する冷凍サイクルが構成されている。また、凝縮器３と主膨張弁４との間の流路（冷媒循環流路９２）から分岐して、後述するインバータ１１０のインバータ放熱部１１１近傍を通過して蒸発器５とスクリュー圧縮機１との間の流路（冷媒循環流路９２）に合流する冷却用冷媒流路９３が形成されている。冷却用冷媒流路９３の、インバータ放熱部１１１よりも上流側には、インバータ冷却用膨張弁９が設けられている。

　また、油分離器２にて分離された冷凍機油（以下、油と称す）がスクリュー圧縮機１に向かって流れる油の流路（以下、油流路と称す）上に三方弁６が設けられている。また、三方弁６とスクリュー圧縮機１との間には、油分離器２にて分離された油が、インバータ放熱部１１１近傍を通過せずに直接圧縮室１０１ａへ流れる第一油流路９０と、後述するインバータ放熱部１１１近傍を通過してからスクリュー圧縮機１へ流れる第二油流路９１と、が形成されている。つまり、油流路は、三方弁６によって第一油流路９０と第二油流路９１との二つの流路に分岐しており、油分離器２にて分離された油の流路は、三方弁６によって第一油流路９０と第二油流路９１とに切り替えられる。

　ここで、上記のインバータ放熱部１１１近傍とは、冷却用冷媒流路９３を流れる冷媒の熱、または油流路を流れる油の熱を、インバータ放熱部１１１に伝導することができる位置であるものとし、以下同様である。

　なお、図１では、油分離器２をスクリュー圧縮機１と別置きとしたが、油分離器２をスクリュー圧縮機１へ内蔵してもよい。
　また、三方弁６は、本発明の「油流量制御手段」に相当する。

　スクリュー圧縮機１は、圧縮機機械部１０１とインバータ１１０とを一体とした構成であり、インバータ１１０の外郭を構成する容器と圧縮機機械部１０１との接合部が、インバータ放熱部１１１として機能するよう、整流回路、平滑コンデンサ、インバータ回路などの発熱物をインバータ１１０の内部に配置する。
　なお、本実施の形態１では、スクリュー圧縮機１を用いたが、それに限定されず、インバータ一体型であれば、他の種類の圧縮機（例えば、レシプロ圧縮機、ターボ圧縮機など）を用いてもよい。

　つまり、インバータ１１０は、その内部に上記発熱物が格納されたインバータ放熱部１１１を備えている。また、インバータ１１０の内部には、インバータ放熱部１１１の温度を検出するインバータ温度検出装置１１２が設けられている。さらに、スクリュー圧縮機１は、圧縮室１０１ａと、圧縮室１０１ａが有する後述するスクリューロータを回転駆動するモータ１０１ｂとが直列に接続され、冷媒を圧縮して吐出する。

　圧縮室１０１ａは、スクリューロータ（図示せず）と、スクリューロータに設けられたスクリュー溝に噛み合うゲートロータ（図示せず）とを有し、スクリュー溝（図示せず）と、ゲートロータおよびスクリューロータを内部に収容するケーシングとで構成された圧縮室１０１ａで、冷媒を圧縮するように構成されている。
　ここで、本実施の形態１では、シングルスクリュー圧縮機を例に挙げたが、雄雌一対となったスクリューロータで構成されるツインスクリュー圧縮機を用いてもよい。

　凝縮器３を出た冷媒液は、冷媒循環流路９２と冷却用冷媒流路９３とへ分岐される。冷媒循環流路９２へ分岐した冷媒は、主膨張弁４で減圧された後、蒸発器５に流入する。
　一方、冷却用冷媒流路９３へ分岐した冷媒はインバータ冷却用膨張弁９で減圧され、減圧された冷媒はインバータ放熱部１１１近傍を通過し、蒸発器５の出口ガスと合流する。すなわち、インバータ冷却用膨張弁９の開度を制御することで、冷媒液を減圧し、減圧した冷媒を用いてインバータ放熱部１１１を冷却する。また、インバータ冷却用膨張弁９の開度を制御することで、冷却用冷媒流路９３を流れる冷媒の流量を調整している。

　主膨張弁４およびインバータ冷却用膨張弁９は、冷媒を減圧して膨張させる減圧装置であり、開度が可変に制御可能な、例えば電子式膨張弁などで構成される。
　なお、主膨張弁４は本発明の「第一減圧装置」に相当し、インバータ冷却用膨張弁９は本発明の「第二減圧装置」に相当する。

　インバータ温度検出装置１１２での検出値は、制御装置７へ出力され、制御装置７はその検出情報（インバータ温度検出装置１１２の検出値）に基づいて三方弁６を制御し、油分離器２にて分離された油を圧縮室１０１ａへ戻すための経路を決定する。

　制御装置７は、その機能を実現する回路デバイスのようなハードウェアで構成することもできるし、マイコンまたはＣＰＵのような演算装置と、その上で実行されるソフトウェアとにより構成することもできる。

　ここで、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置における油流路の構成について説明する。
　圧縮室１０１ａより吐出された冷媒ガスに含まれる高温の油は、油分離器２で回収される。そして、三方弁６が第一油流路９０へ開いている場合は、油分離器２を通過した油が第一油流路９０を通過して直接圧縮室１０１ａへ流れる。また、三方弁６が第二油流路９１へ開いている場合は、油分離器２を通過した油が第二油流路９１へ流れ、インバータ放熱部１１１近傍を通過し、インバータ放熱部１１１と熱交換できる構成となっている。

　つまり、インバータ放熱部１１１が冷媒ガスによって過冷却となっている場合は、油によってインバータ放熱部１１１を加温することで、外気との温度差を小さくし、結露を抑制できる。

　次に、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の動作について、図１を用いて順に説明する。
　スクリュー圧縮機１の圧縮機機械部１０１で圧縮された冷媒は、スクリュー圧縮機１より吐出され、油分離器２にて冷媒ガスと油とに分離され、油は三方弁６を介して第一油流路９０または第二油流路９１を通過して圧縮室１０１ａへ戻り、冷媒ガスは凝縮器３に流入する。凝縮器３に流入した冷媒ガスは、凝縮して冷媒液となり、冷媒循環流路９２と冷却用冷媒流路９３とへ分岐する。

　冷媒循環流路９２へ流れる冷媒液は、主膨張弁４にて減圧された後、蒸発器５に送られる。そして、蒸発器５に送られた冷媒はそこで熱交換し、冷媒ガスとなりスクリュー圧縮機１に流入する。
　一方、冷却用冷媒流路９３へ流れる冷媒液は、インバータ冷却用膨張弁９で減圧された後、インバータ放熱部１１１近傍を通過し、蒸発器５の出口配管と合流する。

　インバータ温度検出装置１１２の検出値が予め設定された目標温度下限（例えば、３５℃）以上となった場合は、三方弁６を第一油流路９０へ開き、インバータ温度検出装置１１２の検出値が予め設定された目標温度上限（例えば、４５℃）以上となった場合は、インバータ冷却用膨張弁９の開度を調整し、インバータ放熱部１１１を冷却する。

　一方、インバータ温度検出装置１１２の検出値が予め設定された目標温度下限未満の状況、つまり、インバータ放熱部１１１に結露が発生しうる場合は、三方弁６を第二油流路９１へ開き、高温の油をインバータ放熱部１１１近傍に流し、インバータ放熱部１１１を加熱し、インバータ温度検出装置１１２の検出値が予め設定された閾値（例えば、４０℃）以上となるように、インバータ冷却用膨張弁９の開度を調整する。油は、インバータ放熱部１１１で熱交換した後、圧縮室１０１ａの圧縮途中の中間圧空間に注入される。なお、目標温度下限≦閾値≦目標温度上限とする。

　図２は、本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の制御例を説明するフローチャートである。
　次に、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の制御フローについて、図２を用いて説明する。なお、図２のフローチャートに示す処理は、任意に設定された制御時間間隔毎に実施される。

（ステップＳ１１）
　制御装置７は、前述したようにインバータ放熱部１１１に設けられたインバータ温度検出装置１１２の検出情報に基づいて三方弁６を制御する。具体的には、インバータ温度検出装置１１２にて検出されたインバータ放熱部１１１の温度が、予め設定された目標温度下限以上の場合は定常運転時であると判断し、予め設定された目標温度下限未満の場合は過渡運転時であると判断する。
　以下、定常運転時と判断した場合の処理について説明し、その後、過渡運転時と判断した場合の処理について説明する。

［定常運転時］
（ステップＳ１２）
　制御装置７は、ステップＳ１１において定常運転時と判断した場合、三方弁６を第一油流路９０へ開く。
（ステップＳ１３～ステップＳ１４）
　インバータ温度検出装置１１２の検出値が予め設定された目標温度上限以上の場合は、インバータ冷却用膨張弁９の開度を大きく（アップ）し、冷却用冷媒流路９３を流れ、インバータ放熱部１１１を冷却する冷媒量を増加させる。

　以上、ステップＳ１３の処理～ステップＳ１４の処理が、制御時間間隔毎に実施される。これによれば、定常運転時、すなわちインバータ温度検出装置１１２の検出値が予め設定された目標温度下限以上である間、インバータ冷却用膨張弁９の開度を調整することで、インバータ温度検出装置１１２が予め設定された目標温度上限以下となるように、適切に冷却することができる。

［過度運転時］
（ステップＳ２１）
　制御装置７は、ステップＳ１１において過渡運転時と判断した場合、三方弁６を第二油流路９１へ開き、高温の油をインバータ放熱部１１１近傍に流し、インバータ放熱部１１１を加熱した後に、圧縮室１０１ａの圧縮途中の中間圧空間に注入させる。

（ステップＳ２２～ステップＳ２４）
　制御装置７は、インバータ冷却用膨張弁９の開度が最小になるか、インバータ温度検出装置１１２の検出値が予め設定された閾値以上になるまで、インバータ冷却用膨張弁９の開度を小さく（ダウン）し、冷却用冷媒流路９３を流れ、インバータ放熱部１１１を冷却する冷媒量を少なくする。

　以上、ステップＳ２２の処理～ステップＳ２４の処理が、制御時間間隔毎に実施される。これによれば、過渡運転時、すなわちインバータ放熱部１１１の温度が予め設定された目標温度下限未満の場合、油分離器２を通過した高温の油を用いてインバータ放熱部１１１を加熱することで、インバータ放熱部１１１の温度を予め設定された目標温度下限以上にできる。よって、インバータ放熱部１１１の過度な冷却を抑制し、インバータ放熱部１１１と外気との温度差を小さくすることができる。

［実施の形態１の効果］
　以上説明したように、本実施の形態１では、定常運転時は、インバータ冷却用膨張弁９の開度を調整し、インバータ放熱部１１１が予め設定された目標温度上限以下となるように適切に冷却することで、インバータ放熱部１１１の過熱を抑制し、電気回路および電気部品の損傷を抑制することができる。
　また、吸込みガス（冷媒ガス）温度が低く、モータフレーム近傍を通過して、インバータ放熱部１１１が過冷却されるような過渡運転時は、油分離器２を通過した後の高温の油を用いて、インバータ放熱部１１１を加熱することで、外気とインバータ放熱部１１１との温度差を小さくし、インバータ放熱部１１１の過冷却を抑制し、結露の発生を抑制することができる。

　また、インバータ放熱部１１１の過冷却を抑制する際に、インバータ放熱部１１１を加熱するとともに、油を冷却することとなるが、冷却された粘性の高い油を圧縮機室へ戻すことで、スクリューとケーシングの隙間からの漏れを抑制することができるとともに、吐出温度の上昇を抑制し、入力を減少させることができる。
　すなわち、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置によれば、信頼性が高く、なおかつ高効率である。

　実施の形態２．
　以下、本発明の実施の形態２について説明するが、実施の形態１と重複するものについては（一部の）説明を省略し、実施の形態１と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
　本実施の形態２に係る冷凍サイクル装置は、実施の形態１では備えていた冷却用冷媒流路９３およびインバータ冷却用膨張弁９を廃止し、冷却用冷媒流路９３を流れる冷媒ではなく、吸込みガス（冷媒ガス）を用いてインバータ放熱部１１１を冷却する点が異なる構成である。
　以下、実施の形態２が実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。

　上記実施の形態１では、インバータ放熱部１１１を冷却するための専用の冷却用冷媒流路９３およびインバータ冷却用膨張弁９を備え、インバータ放熱部１１１が過冷却された際に、油分離器２を通過した高温の油によってインバータ放熱部１１１を加熱する構成となっていた。

　図３は、本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の構成を示す図である。
　一方、本実施の形態２では、図３に示すように、インバータ放熱部１１１を冷却するための専用の冷却用冷媒流路９３およびインバータ冷却用膨張弁９を備えておらず、冷媒循環流路９２を流れる冷媒が、蒸発器５で熱交換し、冷媒ガスとなった後、スクリュー圧縮機１に流入する前に、インバータ放熱部１１１近傍を通過する構成となっている。つまり、吸込みガス（冷媒ガス）を使用してインバータ放熱部１１１を冷却する構成となっている。なお、それ以外の冷媒回路の構成などは実施の形態１と同様である。

　次に、本実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の動作について、図３を用いて順に説明する。
　スクリュー圧縮機１の圧縮機機械部１０１で圧縮された冷媒は、スクリュー圧縮機１より吐出され、油分離器２にて冷媒ガスと油とに分離され、油は三方弁６を介して第一油流路９０または第二油流路９１を通過して圧縮室１０１ａへ戻り、冷媒ガスは凝縮器３に流入する。凝縮器３に流入した冷媒ガスは、凝縮して冷媒液となり、主膨張弁４にて減圧された後、蒸発器５に送られる。蒸発器５に送られた冷媒はそこで熱交換し、冷媒ガスとなりスクリュー圧縮機１に流入する。

　インバータ温度検出装置１１２の検出値が予め設定された目標温度下限（例えば、３５℃）以上となった場合は、三方弁６を第一油流路９０へ開き、インバータ温度検出装置１１２の検出値が予め設定された目標温度上限（例えば４５℃）以上となった場合は、主膨張弁４の開度を調整し、インバータ放熱部１１１を冷却する。

　一方、インバータ温度検出装置１１２の検出値が予め設定された目標温度下限未満の状況、つまりインバータ放熱部１１１に結露が発生しうる場合は、三方弁６を第二油流路９１へ開き、高温の油をインバータ放熱部１１１近傍に流し、インバータ放熱部１１１を加熱し、インバータ温度検出装置１１２の検出値が予め設定された閾値（例えば、４０℃）以上となるように、主膨張弁４の開度を調整する。油はインバータ放熱部１１１で熱交換した後、圧縮室１０１ａの圧縮途中の中間圧空間に注入される。なお、目標温度下限≦閾値≦目標温度上限とする。

　図４は、本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の制御例を説明するフローチャートである。
　次に、本実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の制御フローについて、図４を用いて説明する。なお、図４のフローチャートに示す処理は、任意に設定された制御時間間隔毎に実施される。

［定常運転時］
（ステップＳ１２）
　制御装置７は、ステップＳ１１において定常運転時と判断した場合、三方弁６を第一油流路９０へ開く。
（ステップＳ１３～ステップＳ１４）
　インバータ温度検出装置１１２の検出値が予め設定された目標温度上限以上の場合は、主膨張弁４の開度を大きく（アップ）し、インバータ放熱部１１１を冷却する。

　以上、ステップＳ１３の処理～ステップＳ１４の処理が、制御時間間隔毎に実施される。これによれば、定常運転時、すなわちインバータ温度検出装置１１２の検出値が予め設定された目標温度下限以上である間、主膨張弁４の開度を調整することで、インバータ温度検出装置１１２が予め設定された目標温度上限以下となるように、適切に冷却することができる。

［過度運転時］
（ステップＳ３１）
　制御装置７は、ステップＳ１１において過渡運転時と判断した場合、三方弁６を第二油流路９１へ開き、高温の油をインバータ放熱部１１１近傍に流し、インバータ放熱部１１１を加熱した後に、圧縮室１０１ａの圧縮途中の中間圧空間に注入させる。

（ステップＳ３２～ステップＳ３４）
　制御装置７は、主膨張弁４の開度が最小になるか、インバータ温度検出装置１１２の検出値が予め設定された閾値以上になるまで、主膨張弁４の開度を小さく（ダウン）し、冷却用冷媒流路９３を流れ、インバータ放熱部１１１を冷却する冷媒量を少なくする。

　以上、ステップＳ３２の処理～ステップＳ３４の処理が、制御時間間隔毎に実施される。これによれば、過渡運転時、すなわちインバータ放熱部１１１の温度が予め設定された目標温度下限未満の場合、油分離器２を通過した高温の油を用いてインバータ放熱部１１１を加熱することで、インバータ放熱部１１１の温度を予め設定された目標温度下限以上にできる。よって、インバータ放熱部１１１の過度な冷却を抑制し、インバータ放熱部１１１と外気との温度差を小さくすることができる。

［実施の形態２の効果］
　以上説明したように、本実施の形態２では、実施の形態１と同じ効果を得ることができるが、冷却用冷媒流路９３およびインバータ冷却用膨張弁９が不要となるため、冷凍サイクル装置の構成を簡素化でき、コストダウンを図ることができる。

　実施の形態３．
　以下、本発明の実施の形態３について説明するが、実施の形態１および２と重複するものについては（一部の）説明を省略し、実施の形態１および２と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
　本実施の形態３に係る冷凍サイクル装置は、実施の形態１および２では備えていた三方弁６を廃止し、第一油流路９０に第一流量制御弁６１を、第二油流路９１に第二流量制御弁６２を、それぞれ備える点が異なる構成である。
　以下、実施の形態３が実施の形態１および２と異なる部分を中心に説明する。

　上記実施の形態１および２では、油分離器２を通過した後の油を圧縮室１０１ａへ戻すための流路である、第一油流路９０と第二油流路９１とを三方弁６にて切り替えていた。すなわち、油は必ず第一油流路９０および第二油流路９１のいずれか一方を介して圧縮室１０１ａへ戻していた。

　図５は、本発明の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の構成を示す図である。
　一方、本実施の形態３では、図５に示すように、三方弁６の代わりに、第一油流路９０に第一流量制御弁６１を、第二油流路９１に第二流量制御弁６２を、それぞれ備える。なお、それ以外の冷媒回路の構成などは実施の形態１と同様である。
　また、第一流量制御弁６１および第二流量制御弁６２は、本発明の「油流量制御手段」に相当する。

　次に、本実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の動作について、図５を用いて順に説明する。
　スクリュー圧縮機１の圧縮機機械部１０１で圧縮された冷媒は、スクリュー圧縮機１より吐出され、油分離器２にて冷媒ガスと油とに分離され、油は第一油流路９０に設けられた第一流量制御弁６１、および第二油流路９１に設けられた第二流量制御弁６２のどちらか一方、または、両方を通過して圧縮室１０１ａへ戻り、冷媒ガスは凝縮器３に流入する。
　なお、第一流量制御弁６１および第二流量制御弁６２の開度を調整することで、第一油流路９０および第二油流路９１から圧縮室１０１ａへ戻す油の割合が制御できる。

　凝縮器３に流入した冷媒ガスは、凝縮して冷媒液となり、冷媒循環流路９２と冷却用冷媒流路９３とへ分岐される。
　冷媒循環流路９２へ流れる冷媒液は、主膨張弁４にて減圧された後、蒸発器５に送られる。そして、蒸発器５に送られた冷媒はそこで熱交換し、冷媒ガスとなりスクリュー圧縮機１に流入する。
　一方、冷却用冷媒流路９３へ流れる冷媒液は、インバータ冷却用膨張弁９で減圧された後、インバータ放熱部１１１近傍を通過し、蒸発器５の出口配管と合流する。

　ここで、インバータ温度検出装置１１２の検出値が予め設定された閾値（例えば、４０℃）未満となるように、第一流量制御弁６１および第二流量制御弁６２の開度を制御し、第一流量制御弁６１および第二流量制御弁６２の開度を変更しても、圧縮室１０１ａへ戻る油の流量が一定となるようにする。

　具体的には、インバータ温度検出装置１１２の検出値が予め設定された閾値以上となるように、第二流量制御弁６２の開度を大きく（アップ）することに合わせて第一流量制御弁６１の開度を小さく（ダウン）し、油分離器２を通過した後の高温の油をインバータ放熱部１１１近傍へ流して加熱する。

　その後、インバータ温度検出装置１１２の検出値が予め設定された閾値以上予め設定された目標温度上限（例えば、４５℃）以下となるように、インバータ冷却用膨張弁９の開度を調整する。インバータ冷却用膨張弁９の開度を最大開度とした場合においても、インバータ温度検出装置１１２の検出値が予め設定された目標温度上限より大きい場合は、第一流量制御弁６１の開度を大きくすることに合わせて第二流量制御弁６２の開度を小さく（ダウン）し、インバータ放熱部１１１の過熱を抑制する。

　図６は、本発明の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の制御例を説明するフローチャートである。
　次に、本実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の制御フローについて、図６を用いて説明する。なお、図６のフローチャートに示す処理は、任意に設定された制御時間間隔毎に実施される。

（ステップＳ４１～ステップＳ４３）
　制御装置７は、前述したようにインバータ放熱部１１１に設けられたインバータ温度検出装置１１２の検出値に基づいて、第一流量制御弁６１および第二流量制御弁６２を制御する。インバータ温度検出装置１１２の検出値が予め設定された閾値以上か、第一流量制御弁６１の開度が最小開度、もしくは第二流量制御弁６２の開度が最大開度となる条件まで、第一流量制御弁６１の開度を下げ、第二流量制御弁６２の開度を上げる。

（ステップＳ５１～ステップＳ５４）
　インバータ温度検出装置１１２の検出値が、予め設定された閾値以上予め設定された目標温度上限以下となるように、インバータ冷却用膨張弁９の開度を調整する。

（ステップＳ５５～ステップＳ５８）
　インバータ温度検出装置１１２の検出値が予め設定された目標温度上限より大きく、なおかつインバータ冷却用膨張弁９の開度が全開の場合は、インバータ温度検出装置１１２の検出値が予め設定された目標温度上限以下となるように、第一流量制御弁６１の開度を上げ、第二流量制御弁６２の開度を下げる。これにより、インバータ放熱部１１１近傍へ流れる油を減少させ、インバータ放熱部１１１の過熱を抑制する。

　以上、ステップＳ４１の処理～ステップＳ５８の処理が、制御時間間隔毎に実施される。これによれば、インバータ放熱部１１１近傍に流す油の量を第一流量制御弁６１および第二流量制御弁６２で調整し、インバータ放熱部１１１に設けられたインバータ温度検出装置１１２の検出値を調整することができる。合わせて、インバータ温度検出装置１１２の検出値が予め設定された閾値以上予め設定された目標温度上限以下となるように、インバータ冷却用膨張弁９の開度を調整する。

［実施の形態３の効果］
　以上説明したように、本実施の形態３では、実施の形態１よりも、インバータ放熱部１１１の温度制御が繊細に実現でき、圧縮室１０１ａへ戻す油の温度変化を安定させることができる。そのため、スクリューとケーシングとの隙間距離が温度変化で異常に小さくなることによる焼付きなどを防止できるため、信頼性が向上する。

　実施の形態４．
　以下、本発明の実施の形態４について説明するが、実施の形態１～３と重複するものについては（一部の）説明を省略し、実施の形態１～３と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
　本実施の形態４に係る冷凍サイクル装置は、実施の形態３では備えていた冷却用冷媒流路９３およびインバータ冷却用膨張弁９を廃止し、冷却用冷媒流路９３を流れる冷媒ではなく、吸込みガス（冷媒ガス）を用いてインバータ放熱部１１１を冷却する点が異なる構成である。
　以下、実施の形態４が実施の形態３と異なる部分を中心に説明する。

　上記実施の形態３では、インバータ放熱部１１１を冷却するための専用の冷却用冷媒流路９３およびインバータ冷却用膨張弁９を備え、インバータ放熱部１１１が過冷却された際に、油分離器２を通過した高温の油によってインバータ放熱部１１１を加熱する構成となっていた。

　図７は、本発明の実施の形態４に係る冷凍サイクル装置の構成を示す図である。
　一方、本実施の形態４では、図７に示すように、インバータ放熱部１１１を冷却するための専用の冷却用冷媒流路９３およびインバータ冷却用膨張弁９を備えておらず、冷媒循環流路９２を流れる冷媒が、蒸発器５で熱交換し、冷媒ガスとなった後、スクリュー圧縮機１に流入する前に、インバータ放熱部１１１近傍を通過する構成となっている。つまり、吸込みガスを使用してインバータ放熱部１１１を冷却する構成となっている。なお、それ以外の冷媒回路の構成などは実施の形態３と同様である。

　次に、本実施の形態４に係る冷凍サイクル装置の動作について、図７を用いて順に説明する。
　スクリュー圧縮機１の圧縮機機械部１０１で圧縮された冷媒は、スクリュー圧縮機１より吐出され、油分離器２にて冷媒ガスと油とに分離され、油は第一油流路９０に設けられた第一流量制御弁６１、および第二油流路９１に設けられた第二流量制御弁６２のどちらか一方、または、両方を通過して圧縮室１０１ａへ戻り、冷媒ガスは凝縮器３に流入する。
　なお、第一流量制御弁６１および第二流量制御弁６２の開度を調整することで、第一油流路９０および第二油流路９１から圧縮室１０１ａへ戻す油の割合が制御できる。

　凝縮器３に流入した冷媒ガスは、凝縮して冷媒液となり、主膨張弁４にて減圧された後、蒸発器５に送られる。蒸発器５に送られた冷媒はそこで熱交換し、冷媒ガスとなりスクリュー圧縮機１に流入する。

　具体的には、インバータ温度検出装置１１２の検出値が閾値以上となるように、第二流量制御弁６２の開度を大きく（アップ）することに合わせて第一流量制御弁６１の開度を小さくし、油分離器２を通過した後の高温の油をインバータ放熱部１１１近傍へ流して加熱する。

　その後、インバータ温度検出装置１１２の検出値が予め設定された閾値以上予め設定された目標温度上限（例えば、４５℃）以下となるように、主膨張弁４の開度を調整する。主膨張弁４の開度を最大開度とした場合においても、インバータ温度検出装置１１２の検出値が予め設定された目標温度上限より大きい場合は、第一流量制御弁６１の開度を大きくすることに合わせて第二流量制御弁６２の開度を小さく（ダウン）し、インバータ放熱部１１１の過熱を抑制する。

　図８は、本発明の実施の形態４に係る冷凍サイクル装置の制御例を説明するフローチャートである。
　次に、本実施の形態４に係る冷凍サイクル装置の制御フローについて、図８を用いて説明する。なお、図８のフローチャートに示す処理は、任意に設定された制御時間間隔毎に実施される。

（ステップＳ６１～ステップＳ６４）
　インバータ温度検出装置１１２の検出値が、予め設定された閾値以上予め設定された目標温度上限以下となるように、主膨張弁４の開度を調整する。

（ステップＳ６５～ステップＳ６８）
　インバータ温度検出装置１１２の検出値が予め設定された目標温度上限より大きく、なおかつ主膨張弁４の開度が全開の場合は、インバータ温度検出装置１１２の検出値が予め設定された目標温度上限以下となるように、第一流量制御弁６１の開度を上げ、第二流量制御弁６２の開度を下げる。これにより、インバータ放熱部１１１近傍へ流れる油を減少させ、インバータ放熱部１１１の過熱を抑制する。

　以上、ステップＳ４１の処理～ステップＳ６８の処理が、制御時間間隔毎に実施される。これによれば、インバータ放熱部１１１近傍に流す油の量を第一流量制御弁６１および第二流量制御弁６２で調整し、インバータ放熱部１１１に設けられたインバータ温度検出装置１１２の検出値を調整することができる。合わせて、インバータ温度検出装置１１２の検出値が予め設定された閾値以上予め設定された目標温度上限以下となるように、主膨張弁４の開度を調整する。

［実施の形態４の効果］
　以上説明したように、本実施の形態４では、実施の形態３と同じ効果を得ることができるが、冷却用冷媒流路９３およびインバータ冷却用膨張弁９が不要となるため、冷凍サイクル装置の構成を簡素化でき、コストダウンを図ることができる。

　１　スクリュー圧縮機、２　油分離器、３　凝縮器、４　主膨張弁、５　蒸発器、６　三方弁、７　制御装置、９　インバータ冷却用膨張弁、６１　第一流量制御弁、６２　第二流量制御弁、９０　第一油流路、９１　第二油流路、９２　冷媒循環流路、９３　冷却用冷媒流路、１０１　圧縮機機械部、１０１ａ　圧縮室、１０１ｂ　モータ、１１０　インバータ、１１１　インバータ放熱部、１１２　インバータ温度検出装置。

Claims

　発熱が生じる部分であるインバータ放熱部を有するインバータが一体となった圧縮機、油分離器、凝縮器、第一減圧装置、および、蒸発器が配管接続され、冷媒が循環する冷凍サイクルと、
　前記凝縮器と前記第一減圧装置との間の流路から分岐して前記蒸発器と前記圧縮機との間の流路に合流する冷却用冷媒流路と、
　前記冷却用冷媒流路に設けられた第二減圧装置と、
　前記油分離器にて分離された冷凍機油が前記圧縮機へ流れる第一油流路および第二油流路と、
　前記第一油流路を流れる冷凍機油の流量、および前記第二油流路を流れる冷凍機油の流量、を制御する油流量制御手段と、
　前記インバータ放熱部の温度を検出するインバータ温度検出装置と、
　制御装置と、を備え、
　前記冷却用冷媒流路は、前記冷却用冷媒流路を流れる冷媒の熱が前記インバータ放熱部に伝導する位置を通過するように形成されており、
　前記第一油流路は、前記第一油流路を流れる冷凍機油の熱が前記インバータ放熱部に伝導しない位置を通過するように形成されており、
　前記第二油流路は、前記第二油流路を流れる冷凍機油の熱が前記インバータ放熱部に伝導する位置を通過するように形成されており、
　前記制御装置は、
　前記インバータ温度検出装置の検出値に基づいて、前記第二減圧装置および前記油流量制御手段を制御するものである
　冷凍サイクル装置。
　発熱が生じる部分であるインバータ放熱部を有するインバータが一体となった圧縮機、油分離器、凝縮器、第一減圧装置、および、蒸発器が配管接続され、冷媒が循環する冷凍サイクルと、
　前記油分離器にて分離された冷凍機油が前記圧縮機へ流れる第一油流路および第二油流路と、
　前記第一油流路を流れる冷凍機油の流量、および前記第二油流路を流れる冷凍機油の流量、を制御する油流量制御手段と、
　前記インバータ放熱部の温度を検出するインバータ温度検出装置と、
　制御装置と、を備え、
　前記インバータ放熱部は、前記圧縮機に吸入される冷媒ガスの熱が伝導する位置に配置されており、
　前記冷凍サイクルは、前記圧縮機に吸入される冷媒ガスの熱が前記インバータ放熱部に伝導するように形成されており、
　前記第一油流路は、前記第一油流路を流れる冷凍機油の熱が前記インバータ放熱部に伝導しない位置を通過するように形成されており、
　前記第二油流路は、前記第二油流路を流れる冷凍機油の熱が前記インバータ放熱部に伝導する位置を通過するように形成されており、
　前記制御装置は、
　前記インバータ温度検出装置からの検出値に基づいて、前記第一減圧装置および前記油流量制御手段を制御するものである
　冷凍サイクル装置。
　前記制御装置は、
　前記インバータ温度検出装置の検出値が、
　予め設定された目標温度下限未満である場合は、予め設定された閾値以上となるように前記油流量制御手段を制御し、
　予め設定された目標温度上限以上である場合は、前記目標温度上限未満となるように前記第二減圧装置を制御するものであり、
　前記閾値は、目標温度下限以上、目標温度上限以下である
　請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
　前記制御装置は、
　前記インバータ温度検出装置の検出値が、
　予め設定された目標温度下限未満である場合は、予め設定された閾値以上となるように前記油流量制御手段を制御し、
　予め設定された目標温度上限以上である場合は、前記目標温度上限未満となるように前記第一減圧装置を制御するものであり、
　前記閾値は、目標温度下限以上、目標温度上限以下である
　請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
　前記油流量制御手段は、
　前記油分離器にて分離された冷凍機油の流路を前記第一油流路と前記第二油流路とに切り替える三方弁である
　請求項１～４のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
　前記油流量制御手段は、
　前記第一油流路の流量を制御する第一流量制御弁、および前記第二油流路の流量を制御する第二流量制御弁である
　請求項１～４のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。