CN102124285A

CN102124285A - 制冷循环装置

Info

Publication number: CN102124285A
Application number: CN2009801323587A
Authority: CN
Inventors: 尾形雄司; 高桥康文; 松井大; 和田贤宣; 引地巧
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2008-08-22
Filing date: 2009-08-20
Publication date: 2011-07-13
Anticipated expiration: 2029-08-20
Also published as: WO2010021137A1; EP2320160A1; US20110138831A1; CN102124285B; JPWO2010021137A1

Abstract

制冷循环装置(100A)具备：作为膨胀机一体型压缩机的第一压缩机(101)、第二压缩机(102)以及控制装置(300)。控制装置(300)在第一油积存部(13)的油面S1成为规定水平L以下时转到均油运转，即，使第一电动机(12)的转速下降规定量、第二电动机(12)的转速上升规定量，且通过使第一配管(3a)导入散热器(4)的喷出制冷剂的压力或温度保持为大致一定的方式提高旁通阀(70)的开度，均油运转从开始经过规定时间后，第一电动机(11)和第二电动机(12)的转速以及旁通阀(70)的开度返回至均油运转开始前的状态。

Description

制冷循环装置

技术领域

本发明涉及用于热水器或空调等的搭载膨胀机构和多个压缩机构的制冷循环装置。

背景技术

近年来，作为谋求制冷循环装置更高效化的方式提出过如下的动力回收式的制冷循环装置，该装置使用膨胀机构代替膨胀阀，在制冷剂膨胀过程中利用膨胀机构将其压力能以动力形式回收，从而使压缩机构的驱动所需的电力降低上述回收量。这种制冷循环装置使用电动机、压缩机构以及膨胀机构由轴连结的膨胀机一体型压缩机。

然而，在膨胀机一体型压缩机中，由于压缩机构和膨胀机构通过轴连结，因此，根据运转条件存在压缩机构的按压量不足或膨胀机构的按压量不足的情况。为了能够在如压缩机构的按压量不足的运转条件下也确保回收动力而较高地维持制冷循环装置的COP(Coefficient of Performance性能系数)，提出了除膨胀机一体型压缩机之外，还使用第二压缩机的制冷循环装置的方案(例如，参照专利文献1)。在该制冷循环装置中，使第二压缩机以制冷循环的高压成为规定的目标值的方式运转。

图10是表示专利文献1记载的制冷循环装置的结构图。如图10所示，使用了膨胀机一体型压缩机220及第二压缩机230的制冷循环装置具备制冷剂回路210和作为控制装置的控制器250。制冷剂回路210中，在室内热交换器211和室外热交换器212之间并列配置有膨胀机一体型压缩机220的第一压缩机构221和第二压缩机230的第二压缩机构231。另外，第一压缩机构221经由轴与电动机222及膨胀机构223连结，第二压缩机构231经由轴与电动机232连结。

控制器250以制冷循环的高压成为规定的目标值的方式对第二压缩机230进行控制。具体而言，该控制器250进行如下控制，即，高压Ph的测定值高于目标值时，使电动机232的转速下降而削减第二压缩机构231的喷出量，反之，高压Ph的测定值低于目标值时，使电动机232的转速上升而增大第二压缩机构231的喷出量。

从而，即使仅第一压缩机构221按压量不足的运转条件下，也能够通过驱动第二压缩机构231而补偿按压量的不足量，能够在较高地保持COP的同时继续制冷循环装置的运转。

此外，为了实现制冷循环装置的高输出，存在使用多台压缩机的制冷循环装置。例如，专利文献2公开了一种图11所示的制冷循环装置。该制冷循环装置具备并列配置有两台压缩机320、330的制冷剂回路310。在压缩机320、330的内部积存有用于压缩机构的滑动部分的润滑及密封的油。在这种制冷循环装置中，若两台压缩机320、330的油保持量的均衡受到被破坏，则可靠性及效率方面成为问题。为了解决该问题，在专利文献2中公开了在制冷循环装置使两台压缩机320、330的油保持量均衡的构造。

即，如图11所示，在压缩机320、330的制冷剂喷出侧配管设有油分离器311，从该油分离器311至压缩机320、330的制冷剂吸入侧配管设有油旁通管312。另外，如图12所示，压缩机320、330的下部彼此由均油管350相互连结，压缩机320、330彼此之间的油能干通过均油管350流通。并且，在制冷循环的高压侧配管设有压力传感器315。

另外，压缩机320、330这两台运转时，以如下方式进行均油运转。

一侧的压缩机320的运转频率首先提高一定值，以使压力传感器315的检测压力Pd在直至经过设定时间ta的期间不变化的方式，降低另一侧的压缩机330的运转频率。经过设定时间ta后，使一侧的压缩机320的运转频率降低一定值，相同地，以使压力传感器315的检测压力Pd在直至经过设定时间ta的期间不变化的方式，提高另一侧的压缩机330的运转频率。如此，再次经过设定时间ta后，压缩机320、330的运转频率返回初始值。并且，每次经过设定时间tb，重复上述提高、降低的均油运转。

如此，通过使压缩机320、330彼此由均油管350连结，且两台压缩机320、330运转时压缩机320、330的运转频率交替提高降低，从而使压缩机320、330的油通过均油管350有效流通，保持两台压缩机320、330的油保持量的均衡。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2004-212006号公报

【专利文献2】日本特开平1-127865号公报

然而，对于图10所示的专利文献1记载的动力回收式的制冷循环装置，即使将膨胀机一体型压缩机220和第二压缩机230经由均油管相互连结，进行如专利文献2记载的均油运转而谋求油保持量的均衡，由于膨胀机一体型压缩机220和第二压缩机230为非对称的流体机械，因此难以获得充分的均油效果。即，与旋转机械为第二压缩机构231一个的第二压缩机230相比，膨胀机一体型压缩机220除第一压缩机构221之外还具备膨胀机构223，因此，油的利用量多。由此，即使每一定时间交替提高降低运转频率，也存在膨胀机一体型压缩机220内的油保持量减少、油没有充分供给于压缩机构或膨胀机构的滑动部分的可能性。若如此，则可靠性变低。

另外，若膨胀机一体型压缩机220的运转频率变化，则膨胀机构223的转速也变化，因此，存在制冷循环的高压偏离最佳压力，COP降低的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述问题点而提出的，本发明的目的在于，在搭载膨胀机构和多个压缩机构的制冷循环装置中，抑制COP降低的同时提高可靠性。

为了实现上述目的，本发明的发明者们关注于第一压缩机的膨胀机一体型压缩机的油量减少的倾向、第二压缩机的油量增加的倾向，考虑了传感或推定第一压缩机的油量而切换第一压缩机及第二压缩机的转速，从而适当确保双方的油量。另外，还考虑了在制冷循环装置中在绕过膨胀机构的旁通路或在向处于膨胀过程的膨胀机构供给制冷剂的喷射路设置阀，若调整该阀的开度，则如上所述，即使在切换第一压缩机及第二压缩机的转速时也能够将制冷循环的高压维持在最佳高压。本发明是根据上述观点而提出的。

即，本发明提供一种制冷循环装置，其具备：

第一压缩机，其包括：压缩制冷剂的第一压缩机构；从膨胀的制冷剂回收动力的膨胀机构；利用第一轴与所述第一压缩机构及所述膨胀机构连结的第一电动机；收容所述第一压缩机构、所述膨胀机构及所述第一电动机且在底部形成有第一油积存部的第一密闭容器；

第二压缩机，其包括：压缩制冷剂且在制冷剂回路中与所述第一压缩机构并列连接的第二压缩机构；利用第二轴与所述第二压缩机构连结的第二电动机；收容所述第二压缩机构及所述第二电动机且在底部形成有第二油积存部的第二密闭容器；

散热器，其使从所述第一压缩机构及所述第二压缩机构喷出的制冷剂散热；

蒸发器，其使从所述膨胀机构喷出的制冷剂蒸发；

第一配管，其从所述第一压缩机构及所述第二压缩机构向所述散热器引导制冷剂；

第二配管，其从所述散热器向所述膨胀机构引导制冷剂；

第三配管，其从所述膨胀机构向所述蒸发器引导制冷剂；

旁通路，其从所述第二配管绕过所述膨胀机构而到达所述第三配管；

旁通阀，其设于所述旁通路且能够调整开度；

控制装置，其在所述第一油积存部的油面成为规定水平以下时转到均油运转，即，使所述第一电动机的转速下降且提高所述第二电动机的转速，并且以使通过所述第一配管导入到所述散热器的喷出制冷剂的压力或温度保持为大致一定的方式提高所述旁通阀的开度，从所述均油运转开始经过规定时间后，使所述第一电动机与所述第二电动机的转速以及所述旁通阀的开度返回到均油运转开始前的状态。

另外，本发明还提供一种制冷循环装置，其具备：

第二配管，其从所述散热器向所述膨胀机构引导制冷剂；

喷射路，其从所述第二配管分支，向处于膨胀过程的所述膨胀机构进一步供给制冷剂；

喷射阀，其设于所述喷射路且能够调整开度；

控制装置，其在所述第一油积存部的油面成为规定水平以下时，使所述第一电动机的转速下降且提高所述第二电动机的转速，并且以使通过所述第一配管导入到所述散热器的喷出制冷剂的压力或温度保持为大致一定的方式提高所述喷射阀的开度而转到均油运转，从所述均油运转开始经过规定时间后，使所述第一电动机与所述第二电动机的转速以及所述喷射阀的开度返回到均油运转开始前的状态。

发明效果

根据上述结构，能够在需要的时刻自动地降低第一压缩机的第一电动机的转速且提高第二压缩机的第二电动机的转速，由此，能够实现第一压缩机和第二压缩机油量的均衡。并且，此时，通过提高旁通阀或喷射阀的开度，能够将制冷循环的高压维持在最佳高压。从而，根据本发明，能够在稳定确保第一油积存部及第二油积存部的油量的同时将制冷循环的高压维持在最佳高压而进行COP达到最大的运转。

附图说明

图1是表示本发明第一实施方式的制冷循环装置的示意结构图。

图2是第一实施方式的第一压缩机的纵向剖视图。

图3A是沿IIIA-IIIA线的横向剖视图、图3B是沿图2的IIIB-IIIB线的横向剖视图。

图4是第一实施方式的第二压缩机的纵向剖视图。

图5是图1所示的制冷循环装置和控制装置的示意图。

图6是本发明第一实施方式的控制的流程图。

图7是本发明第二实施方式的制冷循环装置和控制装置的示意图。

图8是说明其他方式的控制方法的时间图。

图9是设有电容型传感器的第一压缩机的局部剖视图。

图10是表示现有的制冷循环装置的结构图。

图11是表示现有其他的制冷循环装置的结构图。

图12是表示图11所示的制冷循环装置中的压缩机及均油管的立体图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。

(第一实施方式)

图1示出了本发明的第一实施方式的制冷循环装置100A。该制冷循环装置100A具备制冷剂回路103。制冷剂回路103由第一压缩机(膨胀机一体型压缩机)101、第二压缩机102、散热器4、蒸发器6及连接这些设备的第一～第四配管3a～3d构成。

具体而言，第一压缩机101的第一喷出管19及第二压缩机102的第二喷出管20经由两根分支管成为一根主管的第一配管3a与散热器4连接。散热器4经由第二配管3b与第一压缩机101的膨胀侧吸入管21连接。另外，第一压缩机101的膨胀侧喷出管22经由第三配管3c与蒸发器6连接。蒸发器6经由一根主管分为两根支管的第四配管3d与第一压缩机101的第一吸入管7及第二压缩机102的第二吸入管8连接。

第一压缩机101具有第一密闭容器9，所述第一密闭容器9收容彼此由第一轴23连结的第一压缩机构1、第一电动机11及膨胀机构5。第二压缩机构102具有第二密闭容器10，所述第二密闭容器10收容相互由第二轴24连结的第二压缩机构2及第二电动机12。

被第一压缩机构1压缩的制冷剂一旦从第一压缩机构1向第一密闭容器9内喷出后，通过第一喷出管19向第一密闭容器9外流出。同样，被第二压缩机构2压缩的制冷剂一旦从第二压缩机构2向第二密闭容器10内喷出后，通过第二喷出管20向第二密闭容器10外流出。向第一密闭容器9外流出的制冷剂与向第二密闭容器10外流出的制冷剂在第一配管3a流动的中途合流被向散热器4引导。被引导至散热器4的制冷剂在此散热后，通过第二配管3b导入膨胀机构5，从膨胀侧吸入管21直接吸入膨胀机构5。吸入膨胀机构5的制冷剂在此膨胀。此时，膨胀机构5从膨胀的制冷剂回收动力。膨胀的制冷剂从膨胀机构5通过膨胀侧喷出管22直接向第三配管3c喷出被导入蒸发器6。被导入蒸发器6的制冷剂在此吸热蒸发后，在第四配管3d流动的中途分流，通过第一吸入管7或第二吸入管8被分别直接吸入到第一压缩机构1及第二压缩机构2。即，在制冷剂回路103中并列配置有第一压缩机构1和第二压缩机构2。换言之，在制冷剂回路103中，第一压缩机构1与第二压缩机构2并列连接。

进而，在本实施方式的制冷循环装置100A设有从第二配管3b分支而绕过膨胀机构5与第三配管3c合流的旁通路3e。在旁通路3e上设有用于调整旁通流量的可调整开度的旁通阀70。

另外，制冷循环装置100A具备控制第一电动机11及第二电动机12的各转速以及旁通阀70的开度的控制装置300。

在制冷剂回路103在高压部分(从第一压缩机构1和第二压缩机构2经由散热器4至膨胀机构5的部分)填充有成为超临界状态的制冷剂。在本实施方式中，向制冷剂回路103中填充二氧化碳(CO₂)作为这种制冷剂。其中，对制冷剂的种类没有特别地限定。制冷剂可以为运转时没有成为超临界状态的制冷剂(例如氟利昂系制冷剂等)。

另外，本发明的制冷循环装置具备的制冷剂回路并不限于使制冷剂向一个方向流通的制冷剂回路103，也可以为通过具有能够使制冷剂的流通方向变更的制冷剂回路、例如四通阀等，成为能够进行室内取暖运转及室内制冷运转的切换的制冷剂回路。

<第一压缩机>

其次，参照图2详细说明第一压缩机101。

第一密闭容器9具有闭塞上端部及下端部的沿上下方向延伸的圆筒状的形状。在第一密闭容器9的底部由于油积存而形成有第一油积存部13，第一密闭容器9的比第一油积存部13靠上侧的内部空间被从第一压缩机构1喷出的制冷剂充满。膨胀机构5配置于第一密闭容器9内的下侧位置而浸入第一油积存部13中，第一压缩机构1配置在第一密闭容器9内的上侧位置。并且，第一轴23跨第一压缩机构1和膨胀机构5沿上下方向延伸。另外，在第一密闭容器9内，在第一压缩机构1和膨胀机构5之间，第一电动机11、第一油流动抑制板(抑制部件)17、第一油泵15以及隔热部件37从上向下以此顺序配置。

在第一轴23的内部形成有将来自第一油泵15的油导入第一压缩机构1的第一油供给路23e。更详细而言，第一轴23由上侧轴23a和下侧轴23b构成，这些轴23a、23b在比第一油流动抑制板17稍靠下侧位置由连结部件26相互连结。并且，第一油供给路23e包括：使上侧轴23a沿轴向贯通的上侧油路径23c；从下侧轴23b的上端面向下方延伸而在下侧轴23b的侧面开口的下侧油路径23d。另外，在下侧轴23b的内部形成有从该下侧轴23b的下端面向膨胀机构5的各滑动部分导入油的膨胀机构侧油供给路23f。

第一压缩机构1通过焊接等固定在第一密闭容器9的内周面。在本实施方式中，第一压缩机构1为涡旋式压缩机。其中，对第一压缩机构1的形式等并没有被限定，可以使用例如旋转式压缩机等。

更具体而言，第一压缩机构1包括：固定涡盘51、与固定涡盘51在轴向上对置的可动涡盘52、支承上侧轴23a的上部的轴承部件53。在固定涡盘51及可动涡盘52上形成有相互啮合的涡卷形状(例如内卷形状等)的卷板51a、52a，在这些卷板51a和卷板52a之间区划有涡卷状的压缩室58。在固定涡盘51的中央部设有利用针簧片阀64开闭的喷出孔51b。在可动涡盘52的下侧配置有防止可动涡盘52的旋转的十字环60。在上侧轴23a的上端部形成有偏心部，可动涡盘52嵌合于该偏心部。因此，可动涡盘52以从上侧轴23a的轴心偏心的状态旋转。另外，在可动涡盘52设有将从第一油供给路23e供给的油导向各滑动部分的油分配路52b。

在固定涡盘51的上侧设有罩62。在固定涡盘51及轴承部件53上，在罩62所覆盖的位置形成有上下贯通它们的喷出路61。另外，在固定涡盘51及轴承53上，在罩62外侧的位置形成有上下贯通它们的流通路63。利用这种结构，被压缩室58压缩的制冷剂一旦从喷出孔51b向罩62内的空间喷出后，通过喷出路61向第一压缩机构1的下方喷出。并且，第一压缩机构1的下方的制冷剂通过流通路63导入第一压缩机构1的上方。

第一吸入管7贯通第一密闭容器9的侧部与固定涡盘51连接。由此，第一吸入管7与第一压缩机构1的吸入侧连接。第一喷出管19贯通第一密闭容器9的上部，第一喷出管19的下端在第一密闭容器9内的第一压缩机构1的上方空间开口。

第一电动机11由固定于上侧轴23a的中途部的转子11a和配置于转子11a外周侧的定子11b构成。定子11b固定在第一密闭容器9的内周面。定子11b经由电动机配线65与端子66连接。通过该第一电动机11使上侧轴23a旋转，从而驱动第一压缩机构1。

第一油流动抑制板17在比第一油积存部13稍靠上侧位置(运转停止时)配置成将第一密闭容器9内的空间分隔为上下、即分隔为上侧空间9a和下侧空间9b。在本实施方式中，第一油流动抑制板17在具有与第一密闭容器9的内径大致相同直径的上下方向上具有扁平的圆盘状的形状，周缘部通过焊接等固定在第一密闭容器9的内周面。并且，通过第一油流动抑制板17，抑制第一油积存部13的油伴随第一密闭容器9内的制冷剂的流动而流动。具体而言，充满上侧空间9a的制冷剂通过第一电动机11的转子11a的旋转而形成回旋流，但该回旋流在直至到达第一油积存部13的油面S1之前由第一油流动抑制板17遮盖。

在本实施方式中，油泵15、隔热部件37及膨胀机构5等经由第一油流动抑制板17固定在第一密闭容器9内。其中，例如，可以将隔热部件37或膨胀机构5的后述的上轴承部件29固定于第一密闭容器9，并经由此将油泵15及第一油流动抑制板17固定在第一密闭容器9内。在这种情况下，第一油流动抑制板17成为具有比第一密闭容器9的内径稍小的直径的圆盘状，以下说明的回油路可以通过由第一油流动抑制板17的周缘部和第一密闭容器9的内周面之间的间隙构成。

在第一油流动抑制板17的周缘部设有多个贯通孔17a，通过这些贯通孔17a构成油从上侧空间9a向下侧空间9b流下的回油路。需要说明的是，贯通孔17a的数量及形状能够适当选定。另外，在第一油流动抑制板17的中心形成有贯通孔17b。并且，在第一油流动抑制板17的下面以嵌入贯通孔17b的方式安装有支承上侧轴23a的下部的轴承部件42。

在轴承部件42内设有收容连结部件26的收容室43。并且，在轴承部件42的下侧配置有以规定的剖面形状在上下方向上延伸且下侧轴23b贯通其中心的中间部件41，通过该中间部件41闭塞收容室43。

第一油泵15被中间部件41和隔热部件37夹持。在本实施方式中，第一油泵15为旋转式油泵。但是，对第一油泵15的形式等没有任何限定，也可以使用例如摆线型的齿轮式泵等。

具体而言，第一油泵15具有：嵌合于在下侧轴23b形成的偏心部而进行偏心运动的活塞40、收容该活塞40的缸体(工作缸)39。在活塞40和缸体39之间形成有月牙形的工作室15b，该工作室15b从上方被中间部件41闭塞，从下方被隔热部件37闭塞。在缸体39设有将工作室15b向第一油积存部13开放的吸入路15c，该吸入路15c的入口构成第一油吸入口15a。另外，在中间部件41的下面形成有将从油泵15喷出的油导入第一油供给路23e的入口的引导路41a。因此，若第一轴23旋转，则第一油积存部13的油通过第一油泵15从第一油吸入口15a被吸入后向引导路41a喷出，通过引导路41a及第一油供给路23e而供给于第一压缩机构1。

隔热部件37将第一油积存部13分隔为上层部13a和下层部13b且限制上层部13a和下层部13b之间的油的流通。在本实施方式中，隔热部件37呈具有比第一密闭容器9的内径稍小的直径的上下方向扁平的圆盘状，通过在隔热部件37与第一密闭容器9的内周面之间形成的间隙而稍微允许油流通。并且，使下侧轴23b贯通隔热部件37的中心。

膨胀机构5隔着间隔件38设置在隔热部件37的下侧。该间隔件38在隔热部件37与膨胀机构5之间形成被下层部13b的油充满的空间。充满由间隔件38所确保的空间的油其自身作为隔热件而发挥作用，在轴向上形成温差层(temperature stratification)。

在本实施方式中，膨胀机构5为二级旋转式机构。但是，对膨胀机构5的形式等并没有任何限定，可以使用例如单级的旋转柱塞型或滑动叶片型(sliding vane)的旋转膨胀机、涡旋型膨胀机等其他形式的膨胀机。

更详细而言，膨胀机构5具备闭塞部件36、下轴承部件27、第一膨胀部28a、中板30、第二膨胀部28b及上轴承部件29，这些部件从下向上以此顺序配置。第二膨胀部28b比第一膨胀部28a的高度高。在本实施方式中，膨胀侧吸入管21及膨胀侧喷出管22贯通第一密闭容器9的侧部而与上轴承部件29连接。

如图3A所示，第一膨胀部28a具备：嵌合于在下侧轴23b形成的偏心部的圆筒状的活塞32a、收容该活塞32a的大致圆筒状的工作缸31a。在工作缸31a的内周面和活塞32a的外周面之间区划第一流体室33a。另外，在工作缸31a形成有朝向径向外侧延伸的叶片槽34c，叶片34a可滑动地插入该叶片槽34c。另外，在工作缸31a的叶片34a的背面侧(径向外侧)形成有与叶片槽34c连通且朝向径向外侧延伸的背面室34h。在背面室34h内设有将叶片34a朝向活塞32a施力的弹簧35a。叶片34a将第一流体室33a分隔为高压侧流体室VH1和低压侧流体室VL1。

如图3B所示，第二膨胀部28b具有与第一膨胀部28a大致相同的结构。即，第二膨胀部28b具备：嵌合于在下侧轴23b形成的偏心部的圆筒状的活塞32b、收容该活塞32b的大致圆筒状的工作缸31b。在工作缸31b的内周面和活塞32b的外周面之间区划有第二流体室33b。在工作缸31b上也形成有向径向外侧延伸的叶片槽34d，叶片34b能够滑动地插入该叶片槽34d。另外，在工作缸31b的叶片34b的背面侧形成有与叶片槽34d连通且朝向径向外侧延伸的背面室34i。在背面室34i内设有将叶片34b朝向活塞32b施力的弹簧35b。叶片34b将第二流体室33b区划为高压侧流体室VH2和低压侧流体室VL2。

下轴承部件27支承下侧轴23b且从下方闭塞第一流体室33a。在该下轴承部件27内设有通过导入路31c与膨胀侧吸入管21连通的膨胀前流体室27b，该膨胀前流体室27b被闭塞部件36闭塞。另外，在下轴承部件27上设有使制冷剂从膨胀前流体室27b流入第一膨胀部28a的高压侧流体室VH1的吸入口27a。

中板30从上方闭塞第一流体室33a，从下方闭塞第二流体室33b。另外，在中板30内形成有连通路30a，该连通路30a连通第一膨胀部28a的低压侧流体室VL1与第二膨胀部28b的高压侧流体室VH2。

上轴承部件29支承下侧轴23b且从上方闭塞第二流体室33b。另外，在上轴承部件29上设有喷出口29a，该喷出口29a用于使制冷剂从第二膨胀部28b的低压侧流体室VL2向膨胀侧喷出管22导出。

进而，在本实施方式中，在第一压缩机101设有超声波型传感器80，作为用于检测第一油积存部13的油面S1成为规定水平L以下的油面传感器。具体而言，超声波型传感器80安装在第一密闭容器9的外周面的第一油流动抑制板17与隔热部件37之间的区域。并且，超声波型传感器80朝向中继部件41发送超声波，通过接收该反射音，根据发送到接收的时间检测安装有传感器80的水平处是否有油。更详细而言，超声波型传感器80配置在比油泵15稍靠上侧，规定水平L设定在比第一油吸入口15a靠上侧。

其次，针对第一压缩机101内的油循环进行说明。

第一油积存部13的上层部13a的油被第一油泵15通过第一油供给路23e向第一压缩机构1供给。在其中途，在上侧轴23a和下侧轴23b的连结部分，存在油从连结部件26与上侧轴23a及下侧轴23b之间的微小间隙漏出的可能性。但是，收容连结部件26的收容室43被轴承部件42和中间部件41闭塞，因此，能够稳定地向第一压缩机构1供给油。进而，将向第一压缩机构1供给的油用于部件间的密封及润滑后，一部分与制冷剂一起通过喷出路61喷出，而剩余的一边润滑轴承部件53及上侧轴23a一边流向转子11a的上端。然后，在第一压缩机构1的下方被排出的油与制冷剂一起向第一电动机11的下方移动。在此，利用重力及离心力从制冷剂分离的油通过第一油流动抑制板17的贯通孔17a再次返回第一油积存部13。另外，没有被从制冷剂分离的油与制冷剂一起通过流通路63等被导向第一压缩机构1的上方，从第一喷出管19向第一配管3a喷出。

另外，向膨胀机构5的油供给是通过设于下侧轴23b内的膨胀机构侧油供给路23f从第一油积存部13的下层部13b汲取油来进行的。供给于膨胀机构5的油用于部件间的密封及润滑。此时，油的一部分通过活塞32a、32b及叶片34a、34b的周围的间隙而流入第一流体室33a及第二流体室33b内。流入的油从膨胀侧喷出管22向第三配管3c喷出。

<第二压缩机>

其次，参照图4详细说明第二压缩机102。

第二密闭容器10具有上端部及下端部被闭塞的沿上下方向延伸的圆筒状的形状。在本实施方式中，第二密闭容器10的内径与第一密闭容器9的内径相同。在第一密闭容器10的底部由于油积存而形成有第二油积存部14，第二密闭容器10的比第二油积存部14靠上侧的内部空间被从第二压缩机构2喷出的制冷剂充满。在第二密闭容器10内，第二压缩机构2、第二电动机12、第二油流动抑制板18及第二油泵16从上向下以此顺序配置。并且，第二轴24跨第二压缩机构2和第二油泵16沿上下方向延伸。

在第二轴24的内部形成有将该第二轴24沿轴向贯通且将来自第二油泵16的油导入第二压缩机构2的第二油供给路24a。

在本实施方式中，作为第二压缩机构2，使用与第一压缩机构1相同的涡旋式的压缩机构。另外，第二电动机12也与第一电动机11相同。因此，关于第二压缩机构2及第二电动机12的结构，对于与第一压缩机构1及第一电动机11相同的部件标注相同的符号，并省略对其的说明。

第二油流动抑制板18在比第二油积存部14稍靠上侧位置(运转停止时)将第二密闭容器10内的空间分隔为上下、即分隔为上侧空间10a和下侧空间10b。在本实施方式中，第二油流动抑制板18呈具有与第二密闭容器10的内径大致相同的直径的上下方向扁平的圆盘状的形状，周缘部通过焊接等固定在第二密闭容器10的内周面。并且，通过第二油流动抑制板18抑制第二油积存部14的油伴随第二密闭容器10内的制冷剂的流动而流动。具体而言，充满上侧空间10a的制冷剂通过第二电动机12的转子11a的旋转而形成回旋流，但该回旋流在到达第二油积存部14的油面S2之前被第二油流动抑制板18遮挡。

在第二油流动抑制板18的周缘部设有多个贯通孔18a，通过这些贯通孔18a构成油从上侧空间10a向下侧空间10b流下的回油路。需要说明的是，贯通孔18a的数量及形状可以适当选定。另外，在第二油流动抑制板18的中心设有贯通孔18b。并且，在第二油流动抑制板18的下面以嵌入贯通孔18b的方式安装有支承第二轴24的下部的轴承部件44。

本实施方式的第二油泵16由油齿轮泵45和油路径板46构成。油齿轮泵45配置在设于轴承部件44的下面的凹部44a内而安装在第二轴24的下端部。油路径板46安装成将凹部44a阻塞在轴承部件44。在油路径板46上形成有：贯通该油路径板46将油导入油齿轮泵45的工作室的吸入路46a、将油从油齿轮泵45的工作室导入第二油供给路24a的喷出路46b。

另外，在本实施方式中，在油路径板46的下侧配置有回旋状的滤油器47，由滤油器47的入口构成第二油吸入口16a。需要说明的是，滤油器47可以省略。在这种情况下，油路径板46的吸入路46a的下端构成第二油吸入口16a。另外，对第二油泵16的形式等没有任何限定，可以使用例如与第一油泵15同样的旋转式泵等。

其次，对第二压缩机102内的油的循环进行说明。

若第二轴24旋转，则第二油积存部14的油通过第二油泵16从第二油吸入口16a吸入后向第二油供给路24a喷出，通过第二油供给路24a供给于第二压缩机构2。其后的油流动状况与第一压缩机101的压缩机构1相关的油流动状况相同。

<第一压缩机与第二压缩机的关系>

其次，对第一压缩机101和第二压缩机102的关系进行说明。

第一密闭容器9与第二密闭容器10通过均油管25相互连结，第一油积存部13与第二油积存部14通过均油管25连通。在均油管25设有均油管阀25a，通过该均油管阀25a的开闭能够限制或完全禁止第一油积存部13与第二油积存部14之间的油的流通。并且，当运转停止时，均油管阀25a打开，则第一油积存部13的油面S1与第二油积存部14的油面S2保持在同一水平面上。

<由控制装置进行的控制>

其次，对控制装置300进行的控制加以说明。

控制装置300首先进行启动运转，将第一电动机11的转速及第二电动机12的转速设为特定转速f1、f2，且调整旁通阀70的开度X。其次，控制装置300进行通常运转。在进行该通常运转时，控制装置300根据来自超声波型传感器80的信号等进行用于利用第一压缩机101和第二压缩机102实现油量的均衡的控制即均油运转。参照图5及图6对此进行说明。需要说明的是，在图5中，为了作图方便，横向绘出了第一压缩机101和第二压缩机102，但它们实际上为如图2及图4的纵向配置的设备。

控制装置300保持原样地维持第一电动机11及第二电动机12的转速f1、f2以及旁通阀70的开度X直至第一油积存部13的油面S1(参照图1)成为规定水平L以下(步骤S1为“否”)。当超声波型传感器80检测出第一油积存部13的油面S1成为规定水平L以下时(步骤S1为“是”)，控制装置300使第一电动机11的转速f1下降aHz、使第二电动机12的转速f2提高bHz而开始均油运转(步骤S2)。

在此，第一电动机11的转速下降幅度aHz与第二电动机12的转速上升幅度bHz为使第一油积存部13的油面S1转为上升的程度即可，变更后的第一电动机11的转速f1’(＝f1-a)和变更后的第二电动机的转速f2’(＝f2+b)的大小关系不需要成为f1’＜f2’。这种下降幅度aHz及上升幅度bHz的临界点可以预先通过实验等求出，所以在控制装置300将预先根据转速差等确定的下降幅度aHz及上升幅度bHz作为图表存储即可。需要说明的是，在本实施方式中，由于第一压缩机构1的排量与第二压缩机构2的排量相同，因此，优选第一电动机11的转速提高幅度aHz与第二电动机12的转速的下降幅度bHz相同。

然后，控制装置300通过设于第一配管3a的主管部分的温度传感器75检测通过第一配管3a导入散热器4的喷出制冷剂的温度Tc，以将该温度Tc保持为大致一定的方式调整旁通阀70的开度X。具体而言，控制装置300通过提高旁通阀70的开度X而将喷出制冷剂的温度Tc调整为目标值(步骤S3)。

需要说明的是，也可以将aHz及bHz分成小值(例如5Hz或10Hz)，多次重复步骤S2及步骤S3。

当喷出制冷剂的温度Tc调整为目标值后，控制装置300从均油运转开始即开始步骤S2的处理后直至经过规定时间保持原样地维持第一电动机11及第二电动机12的转速f1’、f2’以及旁通阀70的开度X(步骤S4)。该规定时间为超声波型传感器80检测出第一油积存部13的油面S1超过规定水平L(参照图1)之后经过一定时间T的时间(比T稍长的时间)。在此，一定时间T是指为了充分确保第一油积存部13的油(例如油面S1到达第一油流动抑制板17)的时间，例如根据第一电动机的转速f1’和第二电动机的转速f2’的差而预先设定即可。

当第一油积存部13的油面S1超过规定水平L后而经过一定时间T时，控制装置300将第一电动机11的转速提高aHz而从f1’返回f1，且使第二电动机12的转速下降bHz而从f2’返回f2(步骤S5)。进而，控制装置300使旁通阀70的开度X下降而返回变更前的开度，将喷出制冷剂的温度Tc调整为目标值(步骤S6)。即，控制装置300使第一电动机11及第二电动机12的转速以及旁通阀70的开度X返回均油运转开始前的状态而结束均油运转。

如此，在本实施方式的制冷循环装置100A中，能够在必要的时刻，自动地使第一压缩机1的第一电动机11的转速下降且使第二压缩机2的第二电动机12的转速提高。由此，能够利用第一压缩机101和第二压缩机102实现油量的均衡。并且，此时，通过提高旁通阀70的开度X，能够将制冷循环的高压维持在最佳高压。从而，在制冷循环装置100A中，能够在稳定确保第一油积存部13及第二油积存部14中的油量的同时，将制冷循环的高压维持在最佳高压而进行使COP成为最大的运转。

另外，在本实施方式中，不仅将超声波型传感器80设于第一压缩机101，也可以利用少的传感器更廉价地防止油积存部的偏向。

进而，由于超声波型传感器80判定油的有无的规定水平L设定在比第一油吸入口15a靠上侧，因此，第一油积存部13的油被可靠地吸入第一油泵15。

另外，在本实施方式的制冷循环装置100A中设有连通第一油积存部13和第二油积存部14的均油管25，因此，若在运转时打开均油管阀25a，则能够缓和运转时油积存部的偏向，从而能够更稳定确保第一油积存部13及第二油积存部14。

<变形例>

需要说明的是，在本实施方式中，将第一电动机11及第二电动机12的转速返回初始状态的时刻设为第一油积存部13的油面S1超过规定水平L后经过一定时间T的时刻，但例如也可以如下实施。即，在第一压缩机构101上设置用于检测第一油积存部13的油面S1的上限的第二油面传感器，在步骤S3后，当该第二油面传感器检测出油面S1到达上限时可以转到步骤S5。或者，在第二压缩机102设置用于检测第二油积存部14的油面S2的下限的第二油面传感器，在步骤S3后，可以在该第二油面传感器检测出油面S2到达下限时转到步骤S5。即，维持降低第一电动机11的转速且提高第二电动机12的转速这种状态的规定时间可以为开始及结束均由油面传感器规定的时间。

另外，在本实施方式中，采用超声波型传感器80作为油面传感器，作为油面传感器可以采用例如图9所示的检测部配置于第一密闭容器10内的电容型传感器81。在该电容型传感器81中，检测部由彼此对置向上下方向延伸的一对电极81a构成，这些电极81a与配置于第一密闭容器9外的测定部81b连接。需要说明的是，测定部81b可以装入控制装置300。并且，在测定部81b中，通过测定电极81a间的电压，能够检测油面S1位于哪个位置。在使用这种电容型传感器81的情况下，由于能够测定油面S1的高度，因此，可以代替图6所示的流程图的步骤S4，在使第一油积存部13的油面S1到达比规定水平L充分高的第二规定水平L’时进入步骤S5。

或者，作为油面传感器，可以代替如超声波型传感器80或电容型传感器81的无触点传感器，使用如浮子式传感器的有触点传感器。

进而，在本实施方式中，当控制装置300调整旁通阀70的开度X时，利用喷出制冷剂的温度Tc，但也可以代替其而利用喷出制冷剂的压力。通过如此设置，能够根据压缩机构1、2的喷出压力确定制冷循环装置的COP成为最高的开度X。

(第二实施方式)

图7示出了本发明第二实施方式的制冷循环装置100B。第二实施方式的制冷循环装置100B除代替旁通路3e而设有喷射路3f以外与第一实施方式的制冷循环装置100A相同，因此，对于与第一实施方式相同的结构部分标注相同的符号，并省略对其的说明。需要说明的是，在图7中，与图5同样，将第一压缩机101和第二压缩机102描绘为横向，但这些与第一实施方式相同实际上是如图2及图4所示的纵向配置类型的设备。

喷射路3f从第二配管3b分支，在膨胀过程向膨胀机构5进一步供给制冷剂。在喷射路3f设有用于调整喷射流量的可调整开度的喷射阀71。

另外，在第二实施方式的控制装置300的控制方法(启动运转及通常运转)中，仅将第一实施方式说明的控制方法中的“旁通阀70”替换为“喷射阀71”。即，控制装置300首先使第一电动机11及第二电动机12的转速分别设为f1、f2，且调制喷射阀71的开度X。于是，控制装置300在超声波型传感器80检测出第一油积存部13的油面S1成为规定水平L以下时(步骤S1为“是”)转到均油运转。即，控制装置300使第一电动机11的转速f1仅下降aHz且使第二电动机12的转速f2仅上升bHz(步骤S2)，其后，以将喷出制冷剂的温度Tc保持为大致一定的方式调整喷射阀71的开度X。然后，从均油运转开始经过规定时间后，控制装置300使第一电动机11及第二电动机12的转速以及喷射阀71的开度X返回初始状态而结束均油运转。

通过这种结构，能够在使在膨胀机构5流动的流量可变的同时，还通过膨胀机构5从在喷射路3f流动的制冷剂回收动力，因此，能够提高来自制冷剂的能量回收效率，能够使COP更高。需要说明的是，除喷射路3f以外，第二实施方式的结构和第一实施方式的结构相同，因此，第二实施方式与第一实施方式得到相同的效果(油保持量的均衡等)。

另外，在第二实施方式中也能够适用第一实施方式所示的变形例。

(其他方式)

需要说明的是，在所述各实施方式中，在油面传感器检测出第一油积存部13的油面S1成为规定水平L以下时，使第一电动机11暂时下降且使第二电动机12的转速暂时上升，控制装置300可以在每隔预先设定的间隔判定出第一油积存部13的油面S1成为规定水平以下后转为均油运转。即，可以在设定时间进行第一电动机11及第二电动机12的转速切换。需要说明的是，间隔优选为规定水平成为比第一油吸入口15a靠上侧的程度的时间。

如图8所示，控制装置300在启动运转结束后，首先，直至经过第一设定时间T1，将第一电动机11的转速维持为f1、将第二电动机12的转速维持为f2。然后，经过了第一设定时间T1时，控制装置300使第一电动机11的转速f1下降aHz，使第二电动机12的转速f2上升bHz。并且，从此直至经过比第一设定时间T1充分长的第二设定时间T2，控制装置30将第一电动机11的转速维持为f1’、将第二电动机12的转速维持为f2’，当经过了第二设定时间T2时，使第一电动机11及第二电动机12的转速返回初始状态。通过如此设置，控制装置300连续重复由第一设定时间T1和第二设定时间T2构成的周期S。即，前述的间隔为第一设定时间T1和第二设定时间T2的和。需要说明的是，每次变更第一电动机11及第二电动机12的转速，都与所述各实施方式同样地以喷出制冷剂的温度Tc或压力保持为大致一定的方式调整旁通阀70或喷射阀71的开度X。

即使如此设置，能够在将制冷循环的高压控制为COP成为最大的同时稳定地确保第一油积存部13及第二油积存部14。

另外，在该结构中，控制为第一压缩机101成为高速旋转的运转时间比第二压缩机102成为高速旋转的运转时间短。在此，第一压缩机101具有第一压缩机构1和膨胀机构5的两个流体机械，因此，与第二压缩机102相比其消耗油量多。因此，对第一压缩机101与第二压缩机102以相同时间交替提高降低转速，则消耗油量多的第一压缩机101的第一油积存部13存在枯竭的危险。然而，在本结构中，使第一压缩机101成为高速旋转的运转时间变短，因此能够抑制第一油积存部13的枯竭。

【产业上的可利用性】

本发明的制冷循环装置作为将制冷循环的制冷剂的膨胀能回收而进行动力回收的机构是有用的。

Claims

1.一种制冷循环装置，其具备：

蒸发器，其使从所述膨胀机构喷出的制冷剂蒸发；

第二配管，其从所述散热器向所述膨胀机构引导制冷剂；

第三配管，其从所述膨胀机构向所述蒸发器引导制冷剂；

旁通阀，其设于所述旁通路且能够调整开度；

2.一种制冷循环装置，其具备：

第二配管，其从所述散热器向所述膨胀机构引导制冷剂；

喷射阀，其设于所述喷射路且能够调整开度；

控制装置，其在所述第一油积存部的油面成为规定水平以下时，使所述第一电动机的转速下降且提高所述第二电动机的转速，并且以使通过所述第一配管导入所述散热器的喷出制冷剂的压力或温度保持为大致一定的方式提高所述喷射阀的开度而转到均油运转，从所述均油运转开始经过规定时间后，使所述第一电动机与所述第二电动机的转速以及所述喷射阀的开度返回到均油运转开始前的状态。

3.根据权利要求1或2所述的制冷循环装置，其中，

所述制冷循环装置还具备用于检测所述第一油积存部的油面已成为规定水平以下的油面传感器，

当所述油面传感器检测出所述第一油积存部的油面已成为规定水平以下时，所述控制装置控制成转到所述均油运转。

4.根据权利要求1或2所述的制冷循环装置，其中，

所述控制装置每隔预先设定的间隔地判定出所述第一油积存部的油面成为规定水平以下而转到所述均油运转。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的制冷循环装置，其中，

所述制冷循环装置还具备连结所述第一密闭容器和所述第二密闭容器且连通所述第一油积存部和所述第二油积存部的均油管。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的制冷循环装置，其中，

所述膨胀机构浸入所述第一油积存部中，所述第一压缩机构位于所述膨胀机构的上侧。

7.根据权利要求3所述的制冷循环装置，其中，

所述第一压缩机还包括油泵，该油泵配置在所述膨胀机构与所述第一压缩机构之间，从油吸入口吸入所述第一油积存部的油且使其通过设于所述第一轴的油供给路而向所述第一压缩机构供给，

所述规定水平设定成比所述油吸入口靠上侧。

8.根据权利要求7所述的制冷循环装置，其中，

所述第一电动机配置在所述第一压缩机构与所述油泵之间。

9.根据权利要求8所述的制冷循环装置，其中，

所述第一密闭容器的比所述第一油积存部靠上侧的内部空间被从所述第一压缩机构喷出的制冷剂充满，

在所述第一电动机与所述油泵之间配置有流动抑制部件，该流动抑制部件以将所述第一密闭容器内的空间上下分隔的方式抑制所述第一油积存部的油伴随所述第一密闭容器内的制冷剂的流动而流动，

所述油面传感器配置于比所述流动抑制部件靠下侧。

10.根据权利要求4所述的制冷循环装置，其中，

所述第一压缩机还包括油泵，所述油泵配置在所述膨胀机构与所述第一压缩机构之间，从油吸入口吸入所述第一油积存部的油且使其通过设于所述第一轴的油供给路而向所述第一压缩机构供给，

所述规定水平设定成比所述油吸入口靠上侧。

11.根据权利要求10所述的制冷循环装置，其中，

所述第一电动机配置在所述第一压缩机构与所述油泵之间。