CN101384863B - 冷冻装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冷冻装置。为了将贮存在回油用压缩机(90a)中的冷冻机油供到高级侧压缩机构(11)，利用回油通路(97)将形成在回油用压缩机(90a)的壳体内的喷出压力空间的贮油处和油分离器(94)下游侧连接起来。在低级侧压缩机构(90)的喷出管(85)中的回油用压缩机(90a)和油分离器(94)之间，设置有将自回油用压缩机(90a)朝着油分离器(94)流动的制冷剂减压的减压部件(93)。

Description

冷冻装置

技术领域

本发明涉及一种冷冻装置，该冷冻装置包括低级侧压缩机构与高级侧压缩机构串联连接而进行双级压缩冷冻循环的制冷剂回路，特别是，涉及一种使该冷冻机油从低级侧压缩机构返回到高级侧压缩机构的机构。

背景技术

到目前为止，冷冻装置一般是通过使制冷剂在制冷剂回路中循环而进行蒸气压缩冷冻循环。而且，到目前为止，已知有：分两级进行制冷剂的压缩的双级压缩冷冻循环。

进行所述两级压缩冷冻循环的冷冻装置包括低级侧压缩机构和高级侧压缩机构。来自蒸发器的低压气体制冷剂被吸入低级侧压缩机构的压缩机中并被压缩到中间压力。来自低级侧压缩机构的喷出制冷剂，被送到高级侧压缩机构的压缩机被进一步压缩。高级侧压缩机构的喷出制冷剂又被送到冷凝器中。

需要考虑在这种冷冻装置中设置油分离器、回油通路等，以避免在高级侧压缩机构的压缩机、低级侧压缩机构的压缩机中出现冷冻机油不足的现象。例如，专利文献1中公开了这样的一种冷冻装置。在该冷冻装置中，设置有将从高级侧压缩机构喷出的制冷剂中的冷冻机油加以分离的油分离器，设置有使冷冻机油自该油分离器返回高级侧压缩机构及低级侧压缩机构的回油通路。在专利文献2中公开了这样的冷冻装置，设置有对从低级侧压缩机构喷出的制冷剂中的冷冻机油加以分离的气液分离器，设置有使冷冻机油自气液分离器返回到低级侧压缩机构的回油通路。《专利文献1》日本公开专利公报特开平7-260263号公报《专利文献2》国际公开第02/46663号小册子 到

发明内容

-发明要解决的技术问题-

然而，现有的冷冻装置中，无法使贮存在低级侧压缩机构的压缩机内的冷冻机油返回高级侧压缩机构。于是，因为冷冻机油容易贮存在低压一侧，所以高级侧压缩机构的压缩机内的冷冻机油渐渐地减少，冷冻机油的减少将导致烧伤，进而出现故障。

本发明正是为解决所述问题而研究开发出来的，其目的在于：在低级侧压缩机构和高级侧压缩机构串联连接而进行双级压缩冷冻循环的冷冻装置中，使冷冻机油遍及高级侧压缩机构的压缩机中，以抑制该高级侧压缩机构中的压缩机出现故障。

-用以解决技术问题的技术方案-

第一方面的发明以下述冷冻装置1)为前提，该冷冻装置1包括制冷剂回路6和油分离器94，在该制冷剂回路6中，由一台或多台压缩机构成的高级侧压缩机构11与由一台或多台压缩机构成的低级侧压缩机构90串联连接，进行双级压缩冷冻循环，该油分离器94设置在所述制冷剂回路6中的低级侧压缩机构90的喷出管85上，从该低级侧压缩机构90的喷出制冷剂中将冷冻机油分离出来。

该冷冻装置1包括为将贮存在构成所述低级侧压缩机构90的一台压缩机90a中的冷冻机油供向所述高级侧压缩机构11，而从该压缩机90a开始延伸出来并连接在所述油分离器94的下游侧的回油通路97。在连接有所述回油通路97的压缩机即回油用压缩机90a中，在壳体内形成有充满压缩后的制冷剂的喷出压力空间，在该喷出压力空间内的贮油处所述回油通路97的口敞开；在所述低级侧压缩机构90的喷出管85上的回油用压缩机90a和油分离器94之间，设置有将从该回油用压缩机90a流向油分离器94的制冷剂减压的减压部件93。

第二方面的发明是这样的，在所述第一方面的发明中，所述低级侧压缩机构90由相互并联连接的多台压缩机90a，90b，90c构成。所述减压部件93，设置在所述低级侧压缩机构90的喷出管85中的连接在所述回油用压缩机90a上的分支管91a上。

第三方面的发明是这样的，在上述第二方面的发明中，所述低级侧压缩机构90中设置有供油通路100，101，将贮存在该回油用压缩机90a以外的通常压缩机90b，90c中的冷冻机油供向所述回油用压缩机90a的吸入侧。

第四方面的发明是这样的，在上述第一到第三方面中任一方面的发明中，所述减压部件93由开度可调的调节阀93构成；设置有控制单元30，缩小所述调节阀93的开度来增大所述回油用压缩机90a的喷出压力空间与所述油分离器94的下游之间的压力差，而能够执行经由所述回油通路97将贮存在该喷出压力空间的贮油处的冷冻机油送出给高级侧压缩机构11的回油动作。

第五方面的发明是这样的，在上述第四方面的发明中，所述回油用压缩机90a构成为运转容量可变，另一方面，所述控制单元30构成为：当所述回油用压缩机90a的运转容量小于规定值时，便来执行所述回油动作。

-作用-在第一方面的发明中，用以将贮存在回油用压缩机90a中的冷冻机油供向高级侧压缩机构11的回油通路97，将形成在该回油用压缩机90a壳体内的喷出压力空间的贮油处和油分离器94的下游侧连接起来。此处，若减压部件93将自回油用压缩机90a朝着油分离器94流动的制冷剂减压，则回油用压缩机90a壳体内的喷出压力空间与油分离器94下游侧之间的压力差变大。换句话说，回油通路97的高压侧的入口端与低压侧的出口端的压力差变大。因此，喷出压力空间的贮油处的冷冻机油容易通过回油通路97自油分离器94的下游侧流向高级侧压缩机构11。

在第二方面的发明中，在低级侧压缩机构90的喷出管85中连接至回油用压缩机90a的分支管91a上设置有减压部件93。因此，来自回油用压缩机90a以外的低级侧压缩机构90的压缩机90b，90c的喷出制冷剂，不通过减压部件93便流入油分离器94。

在第三方面的发明中，贮存在低级侧压缩机构90中通常压缩机90b，90c里的冷冻机油，通过供油通路100，101被供向回油用压缩机90a的吸入侧。因此，低级侧压缩机构90的各台压缩机90a，90b，90c内的冷冻机油被聚集在回油用压缩机90a中。

在第四方面的发明中，因为若缩小减压部件即调节阀93的开度，则喷出管85的流路阻力增大，所以回油用压缩机90a内的压力上升，同时回油用压缩机90a的喷出制冷剂通过调节阀93之际被减压。回油用压缩机90a壳体内的喷出压力空间与油分离器94的下游侧的压力差增大。在该第四方面发明中，设置有控制该调节阀93的开度的控制单元30。因此，控制调节阀93的开度以调节回油用压缩机90a壳体内的喷出压力空间与油分离器94的下游侧之间的压力差，冷冻机油便被调节得容易自回油用压缩机90a流入高级侧压缩机构11。

在第五方面的发明中，当运转容量可变的回油用压缩机90a的运转容量小于规定值时执行回油动作。因为回油用压缩机90a的运转容量小时，回油用压缩机90a内的喷出压力空间的压力下降，所以该回油用压缩机90a内的喷出压力空间与油分离器94下游侧之间的压力差变小。换句话说，冷冻机油难以自回油用压缩机90a流入高级侧压缩机构11。因此，在该情况下，执行回油动作，使回油用压缩机90a内的喷出压力空间与油分离器94下游侧之间的压力差增大。

发明的效果

在本发明中，通过利用减压部件93将自回油用压缩机90a朝着油分离器94流动的制冷剂减压，来让用以将冷冻机油自该回油用压缩机90a送向高级侧压缩机构11的压力差增大。换句话说，利用减压部件93便能够使易于贮存在低压力的低级侧压缩机构90侧的冷冻机油，很容易地从回油用压缩机90a流向高级侧压缩机构11。因此，因为冷冻机油容易遍及高级侧压缩机构11，所以便能够抑制在该高级侧压缩机构11的压缩机11a，11b中出现冷冻机油缺乏现象、或抑制由于冷冻机油的缺乏所导致的故障的出现。而且，因为能够抑冷冻冻机油过多地贮存在回油用压缩机90a中，所以在该回油用压缩机90a中能够使由于冷冻机油带来的旋转阻力减少，从而能够使运转效率提高。

根据本发明，能够用更少的冷冻机油来对高级侧压缩机构11的压缩机11a，11b和低级侧压缩机构90的压缩机90a，90b，90c进行润滑。在该情况下，因为能够在高级侧压缩机构11的压缩机11a，11b和低级侧压缩机构90的压缩机90a，90b，90c中由于冷冻机油带来的旋转阻力减少，所以能够使冷冻装置1的运转效率提高。

在上述第二方面的发明中，来自回油用压缩机90a以外的低级侧压缩机90的压缩机90b，90c的喷出制冷剂，不通过减压部件93，便流入油分离器94中。换句话说，因为来自回油用压缩机90a以外的低级侧压缩机90的压缩机90b，90c的喷出制冷剂，不接受由于减压部件93导致的压力损失，所以与在低级侧压缩机构90的喷出管85中各个分支管91a，91b，91c合流后的位置上设置减压部件93的情况相比，能够使低级侧压缩机构90中的制冷剂的压力损失减少。因此，能够抑制由于设置减压部件93所造成的低级侧压缩机构90的运转效率的下降。

在上述第三方面的发明中，通过设置供油通路100，101，便能够将低级侧压缩机构90的各台压缩机90a，90b，90c内的冷冻机油集中到回油用压缩机90a中。于是，因为能够将更多的冷冻机油送向高级侧压缩机构11，所以能够抑制在该高级侧压缩机构11的压缩机11a，11b中出现冷冻机油缺乏现象、或抑制发生由于冷冻机油的缺乏所导致的故障。而且，因为能够抑冷冻冻机油过多地贮存在通常的压缩机90b，90c中，所以在通常压缩机90b，90c中能够使由于冷冻机油带来的旋转阻力减少，从而能够使运转效率提高。

在上述第四方面的发明中，设置通过调节调节阀93来执行回油动作的控制单元30，来调节自回油用压缩机90a朝着高级侧压缩机构11流去的冷冻机油的流动容易度。因此，利用控制单元30的控制，能够调节低级侧压缩机构90的冷冻机油量与高级侧压缩机构11的冷冻机油量的平衡，所以能够使冷冻机油适当地遍及低级侧压缩机构90的压缩机90a，90b，90c与高级侧压缩机构11的压缩机11a，11b。

在上述第五方面的发明中，在回油用压缩机90a的运转容量变小，冷冻机油难以自回油用压缩机90a流向高级侧压缩机构11的时候，控制单30执行回油动作。换句话说，无论回油用压缩机90a的运转容量如何，都能够自回油用压缩机90a将冷冻机油稳定地供向高级侧压缩机构11。因此，能够进一步抑制高级侧压缩机构11中缺乏冷冻机油，同时能够抑冷冻冻机油过多地贮存在回油用压缩机90a中。

附图的简单说明

图1是本发明的实施方式所涉及的制冷剂装置的概略构成图。图2是本发明的其它实施方式所涉及的制冷剂装置的概略构成图。

符号的说明

1  冷冻装置6        制冷剂回路11       高级侧压缩机构30       控制器(控制单元)85       喷出管90       低级侧压缩机构90a      第一低级侧压缩机构(回油用压缩机)90b      第二低级侧压缩机构(通常压缩机)90c  第三低级侧压缩机构(通常压缩机)91a  第一分支管(分支管)93   调节阀(减压部件)94   油分离器97   回油管(回油通路)100  供油管(供油通路)101  供油管(供油通路)

具体实施方式

以下，参考附图说明本发明的实施方式。

(冷冻装置的整体结构)本实施方式所涉及的冷冻装置1，是对室内的空气进行调节、对饮料、食物进行冷藏、冷冻的冷冻装置，例如被设置在便利店。如图1所示，该冷冻装置1，包括高级侧压缩机构11和低级侧压缩机构90串联连接而进行双级压缩冷冻循环的制冷剂回路6。该制冷剂回路6中设置有：室外机组2的室外回路2a、室内机组3的室内回路3a、冷藏机组4的冷藏回路4a以及冷冻机组5的冷冻回路5a。

在室外回路2a的端部设置有第一闭锁阀7、第二闭锁阀8以及第三闭锁阀9。第一气体侧连接管道39的一端连接在第一闭锁阀7上，第一气体侧连接管道39的另一端连接在室内回路3a的气体一侧端部。第二气体侧连接管道38的一端连接在第二闭锁阀8上，第二气体侧连接管道38的另一端分支为二，分别连接在冷藏回路4a及冷冻回路5a的气体侧端部。液体侧连接管道35的一端连接在第三闭锁阀9上；液体侧连接管道35的另一端，分支为三，分别连接在室内回路3a、冷藏回路4a以及冷冻回路5a的液侧端部。

-室外机组-室外回路2a中，设置有高级侧压缩机构11、室外热交换器13、贮液器14以及油分离器16。高级侧压缩机构11由容量可变的第一高级侧压缩机11a和容量固定的第二高级侧压缩机11b构成。第一高级侧压缩机11a和第二高级侧压缩机11b相互并列连接。第一高级侧压缩机11a构成为：运转容量可变，经由变频器供电。改变变频器的输出频率来改变驱动马达的旋转速度，这样该第一高级侧压缩机11a的容量便被改变。另一方面，第二高级侧压缩机11b的运转容量固定不变，驱动马达总因此一定的旋转速度进行运转。

第一喷出管12a的一端连接在第一高级侧压缩机11a的喷出侧，第二喷出管12b的一端连接在第二高级侧压缩机11b的喷出侧。这些喷出管12a，12b的另一端，经由喷出侧主管12连接在四通换向阀15的第一阀口上。第二喷出管12b上设置有只允许制冷剂自第二高级侧压缩机11b朝着喷出侧主管12流通的逆止阀(CV)。

第一吸入管22a的一端连接在第一高级侧压缩机11a的吸入侧，第二吸入管22b的一端连接在第二高级侧压缩机11b的吸入侧。这些吸入管22a，22b是吸入侧主管22的一端分支而得到的。吸入侧主管22的另一端分支为二，一个连接在四通换向阀15的第三阀口上，另一个连接在第二闭锁阀8上。第一闭锁阀7连接在四通换向阀15的第四阀口上。

喷出侧主管12上设置有油分离器16。该油分离器16，自各个高级侧压缩机11a，11b的喷出制冷剂中将冷冻机油分离出来。回油管18的一端连接在油分离器16上，回油管18的另一端连接在第二吸入管22b。回油管18上设置有回油电磁阀19。若将该回油电磁阀19打开，油分离器16内的冷冻机油便返向高级侧压缩机构11。

在第二高级侧压缩机11b上连接有一端连接在第一吸入管22a上的均油管20，均油管20上设置有均油电磁阀21。若该均油电磁阀21打开，第二高级侧压缩机11b内的冷冻机油便被送向第一高级侧压缩机11a。

室外热交换器13是横向肋片式肋片管型热交换器，构成热源侧热交换器。在室外热交换器13附近设置有室外风扇23。在该室外热交换器13中，在流通的制冷剂与通过室外风扇23送来的室外空气之间进行热交换。室外热交换器13的一端连接在四通换向阀15的第二阀口上。

室外热交换器13的另一端，经由第一液管24连接在贮液器14的顶部。第一液管24上设置有仅允许制冷剂朝着贮液器14方向流动的逆止阀(CV)。贮液器14经由第二液管25连接在第三闭锁阀9上。第二液管25上设置有仅允许制冷剂朝着第三闭锁阀9流动的逆止阀(CV)。

在第一液管24与第二液管25之间设置有将贮液器14旁通的第一旁通管28和第二旁通管29。第一旁通管28的一端连接在第一液管24的室外热交换器13与逆止阀(CV)之间，另一端连接在第二液管25的贮液器14与逆止阀(CV)之间。第一旁通管28上设置有电子膨胀阀27。第二旁通管29的一端连接在第一液管24的逆止阀(CV)和贮液器14之间，另一端连接在第二液管25上的逆止阀(CV)和第三闭锁阀9之间。第二旁通管29上设置有仅允许制冷剂朝着贮液器14流动的逆止阀(CV)。

四通换向阀15，能够在第一状态与第二状态之间进行切换。第一状态下，第一阀口与第二阀口相通，第三阀口与第四阀口相通(图1中实线所示的状态)；第二状态下，第一阀口与第三阀口相通，第二阀口与第四阀口相通(图1中虚线所示的状态)。

在室外机组2中设置有各种传感器、压力开关。具体而言，在第一喷出管12a上设置有高压压力开关40。该高压压力开关40，检测高级侧压缩机构11的喷出压力，作为保护装置在异常高压时使冷冻装置1紧急停止。在第一喷出管12a和第二喷出管12b合流处(喷出侧主管12的上游端)设置有压力传感器82。在喷出侧主管12上设置有温度传感器81。第一吸入管22a与第二吸入管22b的合流处(吸入侧主管22的下游端)设置有压力传感器83，在吸入侧主管22上设置有温度传感器37。而且，在室外风扇23附近设置有检测室外空气的温度的温度传感器50。

-室内机组-室内机组3对室内的空气进行调节。在该室内机组3的室内回路3a中，依照自该液体侧一端到气体侧一端的顺序设置有室内膨胀阀43与室内热交换器42。室内膨胀阀43由开度能够调节的电子膨胀阀构成。室内热交换器42由横向肋片式肋片管型热交换器构成。在该室内热交换器42附近设置有室内风扇44。在该室内热交换器42中，在流通的制冷剂与通过室内风扇44送来的室内空气之间进行热交换。

在室内热交换器42中设置有温度传感器45。在室内回路3a的气体侧一端与室内热交换器42之间设置有温度传感器46。而且，在室内风扇44附近设置有对室内空气的温度进行检测的温度传感器51。

-冷藏机组-冷藏机组4对饮料、食品进行冷藏。在该冷藏机组4的冷藏回路4a中，依照自该液体侧一端到气体侧一端的顺序，设置有冷藏用膨胀阀48与冷藏用热交换器47。冷藏用膨胀阀48由开度能够调节的电子膨胀阀构成。冷藏用热交换器47由横向肋片式肋片管型热交换器构成。在该冷藏用热交换器47附近设置有冷藏用风扇49。在该冷藏用热交换器47中，在流通的制冷剂和通过冷藏用风扇49供来的库内空气之间进行热交换。

在冷藏用热交换器47中设置有温度传感器53。在冷藏回路4a的气体侧一端与冷藏用热交换器47之间设置有温度传感器54。而且，在冷藏用风扇49附近设置有对库内空气的温度进行检测的温度传感器52。

-冷冻机组-冷冻机组5，对饮料、食物进行冷冻。在该冷冻机组5的冷冻回路5a中，依照自液体侧一端到气体侧一端的顺序，设置有冷冻用膨胀阀57、冷冻用热交换器56、低级侧压缩机构90以及油分离器94。冷冻用膨胀阀57由开度能够调节的电子膨胀阀构成。冷冻用热交换器56由横向肋片式肋片管型热交换器构成。在该冷冻用热交换器56附近设置有冷冻用风扇58。在该冷冻用热交换器56中，在流通的制冷剂与由冷冻用风扇58送来的库内空气之间进行热交换。

在冷冻用热交换器56中设置有温度传感器61。在冷冻回路5a的气体侧一端与冷冻用热交换器56之间设置有温度传感器62。而且，在冷冻用风扇58附近设置有对库内空气的温度进行检测的温度传感器63。

低级侧压缩机构90，由是回油用压缩机的第一低级侧压缩机90a、是通常压缩机的第二低级侧压缩机90b以及第三低级侧压缩机90c构成。第一低级侧压缩机90a构成为运转容量可变，经由变频器供电。改变变频器的输出频率来改变驱动马达的旋转速度，这样，该第一低级侧压缩机90a的容量便被改变。另一方面，第二低级侧压缩机90b与第三低级侧压缩机90c的运转容量固定不变，驱动马达总因此一定的旋转速度进行运转。

第一低级侧压缩机90a、第二低级侧压缩机90b以及第三低级侧压缩机90c，都构成为高压拱顶型压缩机，各自的壳体内形成有充满了压缩后的制冷剂的喷出压空间。而且，在这些压缩机90a，90b，90c的壳体内的底部形成有冷冻机油贮存起来的贮油空间。

喷出管85连接在低级侧压缩机构90的各台压缩机90a，90b，90c上。喷出管85包括喷出侧主管77、第一分支管91a、第二分支管91b以及第三分支管91c。第一分支管91a的一端连接在第一低级侧压缩机90a的喷出侧；第二分支管91b的一端连接在第二低级侧压缩机90b的喷出侧；第三分支管91c的一端连接在第三低级侧压缩机90c的喷出侧。这些分支管91a，91b，91c的另一端经由喷出侧主管77连接在第二气体侧连接管道38上。

在第一分支管91a上设置有使通过的制冷剂减压的减压部件即调节阀93。调节阀93由开度能够调节的电子膨胀阀构成。另外，减压部件93只要是制冷剂流通时能够成为阻力的机构即可。除了调节阀以外，还可使用毛细管、油分离器、过滤器、消音器、长的管道等作减压部件93。

第一吸入管92a的一端连接在第一低级侧压缩机90a的吸入侧；第二吸入管92b的一端连接在第二低级侧压缩机90b的吸入侧；第三吸入管92c的一端连接在第三低级侧压缩机90c上。这些吸入管92a，92b，92c，是由一端连接在冷冻用热交换器56的吸入侧主管84的另一端分支后而得到的。具体而言，吸入侧主管84，在上游侧第一分支点84a分支为第一吸入管92a，在上游侧第二分支点84b分支为第二吸入管92b以及第三吸入管92c。

在喷出侧主管77上设置有油分离器94。该油分离器94，从来自各个低级侧压缩机90a，90b，90c的喷出制冷剂中将冷冻机油分离出来。回油管95的一端连接在油分离器94上，回油管95的另一端连接在吸入侧主管84上的第一分支点84a与第二分支点84b之间。

在回油管95上设置有回油电磁阀96。若打开该回油电磁阀96，则在油分离器94中从喷出制冷剂中分离出来的冷冻机油流入吸入侧主管84中。已流入吸入侧主管84中的冷冻机油，在第二低级侧压缩机90b和第三低级侧压缩机90c处于停止状态的过程中被吸入第一低级侧压缩机90a中；在第二低级侧压缩机90b或者第三低级侧压缩机90c正在运转的过程中，已流入吸入侧主管84的冷冻机油被吸入第二低级侧压缩机90b或者第三低级侧压缩机90c中。

回油通路即回油管97的一端连接在第一低级侧压缩机90a上，回油管97的一端口朝着第一低级侧压缩机90a的壳体内的贮油处开，另一端连接在喷出侧主管77的油分离器94的下游侧。第一低级侧压缩机90a的壳体内的回油管97的端口所在的位置设在润滑该压缩机90a所需要的最低量的冷冻机油所贮存的状态的液面高度上。回油管97上设置有回油电磁阀98。若在打开该回油电磁阀98的状态下对调节阀93的开度进行调节，则能够执行回油动作。有关该回油动作的详细情况后述。

供油通路即供油管100，101的一端口分别朝着第二低级侧压缩机90b和第三低级侧压缩机90c的壳体内的储存处开。这些供油管100，101的另一端合流并连接在第一吸入管92a上。在第二低级侧压缩机90b和第三低级侧压缩机90c各自的壳体内，供油管100，101的端口所在的位置设在润滑各台压缩机90b，90c所需要的最低量的冷冻机油所贮存的状态的液面高度上。

各个供油管100，101上分别设置有供油电磁阀102，103。因为若在第二低级侧压缩机90b、第三低级侧压缩机90c内的贮油处的液面比供油管100，101的端口所在的位置高的状态下打开该供油电磁阀102，103，则因为第二低级侧压缩机90b、第三低级侧压缩机90c内的压力比第一吸入管92a内的压力高，所以贮油处的冷冻机油通过供油管100，101被吸入第一低级侧压缩机90a。因此，低级侧压缩机构90的冷冻机油便聚集到第一低级侧压缩机90a中。

-冷冻装置的运转动作-以下，对该冷冻装置1的运转动作进行说明。

冷冻装置1包括控制单元30，该控制单元30能够对制冷、制暖进行切换，对制冷制暖能力进行控制，同时还能够执行后述的回油动作。以下，对制冷运转时的冷冻装置1的运转动作加以说明。另外，省略对制暖运转时的运转动作的说明。

进行制冷运转时，控制单元30将四通换向阀15设定为第一阀口与第二阀口连通、第三阀口与第四阀口连通的状态(第一状态)。将室外机组2的电子膨胀阀27设定为全关状态。于是，若控制单元30让高级侧压缩机构11和低级侧压缩机构90运转，则制冷剂在制冷剂回路6中按图1中箭头所示的方向循环。

具体而言，自高级侧压缩机构11喷出的制冷剂，在室外热交换器13中冷凝后，流入贮液器14。贮液器14内的制冷剂，自室外机组2流出后，分流流入室内机组3、冷藏机组4以及冷冻机组5中。已经流入室内机组3的制冷剂，由室内膨胀阀43减压后，在室内热交换器42中蒸发而将室内空气冷却。已经流入冷藏机组4的制冷剂，由冷藏用膨胀阀48减压到第一规定压力PL1后，在冷藏用热交换器47中蒸发而将库内空气冷却。

另一方面，已经流入冷冻机组5的制冷剂，由冷冻用膨胀阀57减压到比所述第一规定压力PL1还低的第二规定压力PL2。被减压的制冷剂，在冷冻用热交换器56中蒸发而将库内空气冷却。已自冷冻用热交换器56流出的制冷剂，由低级侧压缩机构90升压到所述第一规定压力PL1，与已自冷藏用热交换器47流出的制冷剂合流，流入室外机组2中。已流入室外机组2中的制冷剂，与自室内机组3返回到室外机组2中的制冷剂合流，被吸入高级侧压缩机构11中。被吸入高级侧压缩机构11的制冷剂由该高级侧压缩机构11压缩，再次重复上述循环动作。

另外，在该冷冻装置1中，控制单元30是根据所需要的运转容量控制高级侧压缩机构11、低级侧压缩机构90的运转。具体而言，在低级侧压缩机构90中，当所需要的运转容量比第一低级侧压缩机90a的最大运转容量小的时候，仅使第一低级侧压缩机90a运转。然后，随着使运转容量增大，依次启动第二低级侧压缩机90b和第三低级侧压缩机90c。启动第二低级侧压缩机90b和第三低级侧压缩机90c时，因为第二低级侧压缩机90b和第三低级侧压缩机90c的运转容量固定不变，所以根据需要让第一低级侧压缩机90a的运转容量下降。在高级侧压缩机构11中也是一样的。

在该实施方式中，能够通过打开回油管97的回油电磁阀98，使第一低级侧压缩机90a内的冷冻机油通过回油管97供向高级侧压缩机构11，以保证高级侧压缩机构11的各台压缩机11a，11b中不缺少冷冻机油。具体而言，即使调节阀93完全打开，自第一低级侧压缩机90a喷出的制冷剂，也会由于压力损失在到达喷出管85的油分离器94的下游侧以前压力有所下降。换句话说，回油管97的一端口所朝向的第一低级侧压缩机90a中的贮油处的压力，比回油管97的另一端连接在其上的油分离器94下游侧的压力稍微高一些。因此，若在第一低级侧压缩机90a内的贮油处的液面比回油管97的一端口所在的位置还高的状态下打开回油电磁阀98，第一低级侧压缩机90a的贮油处的冷冻机油便通过回油管97送到喷出侧主管77上的油分离器94的下游侧。被送至油分离器94下游侧的冷冻机油，与制冷剂一起被吸入高级侧压缩机构11中。

但是，在第一低级侧压缩机90a的运转容量很小的情况下，因为第一低级侧压缩机90a的贮油处和油分离器94下游侧的压力差很小，所以第一低级侧压缩机90a的冷冻机油很难流过回油管97。第一低级侧压缩机90a的运转容量很小的情况，是伴随着第二低级侧压缩机90b、第三低级侧压缩机90c的启动，使第一低级侧压缩机90a的运转容量下降的时候。若第一低级侧压缩机90a的运转容量比规定值小，控制单元30便调节调节阀93的开度来执行回油动作。

在回油动作中，将调节阀93比完全打开时稍微调小一点。于是，使调节阀93的开度小一点以后，第一低级侧压缩机90a的壳体内的压力就上升，同时，第一低级侧压缩机90a的喷出制冷剂通过调节阀93时的压力损失增大。因此，因为第一低级侧压缩机90a的贮油处和油分离器94下游侧的压力差变大，所以第一低级侧压缩机90a内的冷冻机油通过回油管97被供向高级侧压缩机构11中。控制单元30，通过调节调节阀93的开度，而能够自由地调节自第一低级侧压缩机90a流向高级侧压缩机构11的冷冻机油的流动容易度。

-实施方式的效果-在该实施方式中，通过利用调节阀93将自第一低级侧压缩机90a朝着油分离器94流动的制冷剂减压，来增大用以将冷冻机油自该第一低级侧压缩机90a送到高级侧压缩机构11的压力差。换句话说，通过使调节阀93的开度小一些，便能够使具有贮存到低压力的低级侧压缩机构90侧之倾向的冷冻机油很容易地自第一低级侧压缩机90a流向高级侧压缩机构11。于是，因为冷冻机油容易遍及高级侧压缩机构11中，所以能够抑制在该高级侧压缩机构11的压缩机11a，11b中出现缺乏冷冻机油的现象或者抑制由于冷冻机油之缺乏出现的故障。而且，因为能够抑制冷冻冻机油过多地贮存在第一低级侧压缩机90a中，所以在该第一低级侧压缩机90a中能够使冷冻机油带来的旋转阻力减少，从而使运转效率提高。

另外，根据该实施方式，能够用更少的冷冻机油来对高级侧压缩机构11的压缩机11a，11b和低级侧压缩机构90的压缩机90a，90b，90c进行润滑。在该情况下，因为在高级侧压缩机构11的压缩机11a，11b和低级侧压缩机构90的压缩机90a，90b，90c中的冷冻机油带来的旋转阻力减少，所以能够使冷冻装置1的运转效率提高。

另外，在该实施方式中，来自第一低级侧压缩机90a以外的第二低级侧压缩机90b和第三低级侧压缩机90c的喷出制冷剂，不通过调节阀93，便流入油分离器94中。换句话说，因为来自第二低级侧压缩机90b和第三低级侧压缩机90c的喷出制冷剂不接受由于调节阀93导致的压力损失，所以与将调节阀93设在低级侧压缩机构90的喷出管85中各个分支管91a，91b，91c合流后的位置上的情况相比，能够使低级侧压缩机构90中的制冷剂的压力损失减小。因此，能够抑制由于设置调节阀93所导致的低级侧压缩机构90的运转效率的下降。

在该实施方式中，通过设置供油管100，101，便能够将低级侧压缩机构90中的各台压缩机90a，90b，90c内的冷冻机油集中到第一低级侧压缩机90a中。于是，因为能够将更多的冷冻机油送到高级侧压缩机构11中，所以能够抑制在该高级侧压缩机构11的压缩机11a，11b中出现冷冻机油缺乏现象，或者抑制出现由于冷冻机油之缺乏所导致的故障。而且，因为能够抑冷冻冻机油过多地贮存在第二低级侧压缩机90b和第三低级侧压缩机90c中，所以在第二低级侧压缩机90b和第三低级侧压缩机90c中，能够使由于冷冻机油导致的旋转阻力减少，从而使运转效率提高。

在该实施方式中，通过设置调节调节阀93来执行回油动作的控制单元30，来调节自第一低级侧压缩机90a朝着高级侧压缩机构11流去的冷冻机油的流动容易度。于是，因为通过控制单元30的控制，能够调节低级侧压缩机构90的冷冻机油的量与高级侧压缩机构11的冷冻机油的量之间的平衡，所以能够使冷冻机油适当地遍及到低级侧压缩机构90的压缩机90a，90b，90c与高级侧压缩机构11的压缩机11a，11b中。

在该实施方式中，在第一低级侧压缩机90a的运转容量变小，冷冻机油难以自第一低级侧压缩机90a流向高级侧压缩机构11的时候，控制单元30执行回油动作。换句话说，无论第一低级侧压缩机90a的运转容量如何，都能够稳定地自第一低级侧压缩机90a将冷冻机油供向高级侧压缩机构11中。因此，能够进一步地抑制在高级侧压缩机构11中缺乏冷冻机油，同时能够抑制冷冻冻机油过多地贮存在第一低级侧压缩机90a中。

(其他实施方式)还可以使本发明的上述实施方式为以下的结构。

在该实施方式中，如图2所示，可以将减压部件93设置在喷出侧主管77上的油分离器94的上游侧。

在该实施方式中，第一低级侧压缩机90a的运转容量可以是固定不变的。

在该实施方式中，低级侧压缩机构90中第一低级侧90a以外的压缩机90b，90c可以是运转容量可变的压缩机。

在该实施方式中，可以不设置回油管100，101。在该情况下，使油分离器94内的冷冻机油有选择地返回到第一低级侧压缩机90a、第二低级侧压缩机90b以及第三低级侧压缩机90c中之任一台压缩机中为好。

补充说明，所述实施方式是本质上最佳的示例。本发明并不意味着限制其适用物、或者是其用途范围。

-工业实用性-

综上所述，本发明，对设置在便利店、超市等里、具备低级侧压缩机构90与高级侧压缩机构11串联连接而进行双级压缩冷冻循环的制冷剂回路的冷冻装置很有用。

Claims (5)

1.一种冷冻装置，包括制冷剂回路(6)和油分离器(94)，在该制冷剂回路(6)中，由一台或多台压缩机构成的高级侧压缩机构(11)与由相互并联连接的多台压缩机(90a，90b，90c)构成的低级侧压缩机构(90)串联连接，进行双级压缩冷冻循环，

该油分离器(94)设置在所述制冷剂回路(6)中的低级侧压缩机构(90)的喷出管(85)上，从该低级侧压缩机构(90)的喷出制冷剂中将冷冻机油分离出来，其中：

包括为将贮存在构成所述低级侧压缩机构(90)的一台压缩机(90a)中的冷冻机油供向所述高级侧压缩机构(11)，而从该压缩机(90a)开始延伸出来并连接在所述油分离器(94)的下游侧的回油通路(97)；

在连接有所述回油通路(97)的压缩机即回油用压缩机(90a)中，在壳体内形成有充满压缩后的制冷剂的喷出压力空间，在该喷出压力空间内的贮油处所述回油通路(97)的口敞开；

所述低级侧压缩机构(90)中设置有供油通路(100，101)，将贮存在该回油用压缩机(90a)以外的通常压缩机(90b，90c)中的冷冻机油供向所述回油用压缩机(90a)的吸入侧，

在所述低级侧压缩机构(90)的喷出管(85)上，仅在与所述回油用压缩机(90a)连接的分支管(91a)上设置有将从该回油用压缩机(90a)流向油分离器(94)的制冷剂减压的减压部件(93)。

2.根据权利要求1所述的冷冻装置，其中：

所述低级侧压缩机构(90)的回油用压缩机(90a)构成为运转容量可变的压缩机。

3.根据权利要求2所述的冷冻装置，其中：

所述低级侧压缩机构(90)的通常压缩机(90b，90c)构成为运转容量固定不变的压缩机，

通过调节所述回油用压缩机(90a)的运转容量来调节所述低级侧压缩机构(90)的整体运转容量。

4.根据权利要求1所述的冷冻装置，其中：

所述减压部件(93)由开度可调的调节阀(93)构成；

设置有控制单元(30)，缩小所述调节阀(93)的开度来增大所述回油用压缩机(90a)的喷出压力空间与所述油分离器(94)的下游侧之间的压力差，而能够执行经由所述回油通路(97)将贮存在该喷出压力空间的贮油处的冷冻机油送出给高级侧压缩机构(11)的回油动作。

5.根据权利要求4所述的冷冻装置，其中：

所述回油用压缩机(90a)构成为运转容量可变；

所述控制单元(30)构成为：当所述回油用压缩机(90a)的运转容量小于规定值时，便来执行所述回油动作。

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