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JP4583280B2 - Refrigeration equipment - Google Patents

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JP4583280B2
JP4583280B2 JP2005287124A JP2005287124A JP4583280B2 JP 4583280 B2 JP4583280 B2 JP 4583280B2 JP 2005287124 A JP2005287124 A JP 2005287124A JP 2005287124 A JP2005287124 A JP 2005287124A JP 4583280 B2 JP4583280 B2 JP 4583280B2
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Description

本発明は放熱器から出た冷媒を冷媒分流手段により第1及び第2の冷媒流に分流させる冷凍装置に関するものである。   The present invention relates to a refrigeration apparatus for diverting refrigerant discharged from a radiator into first and second refrigerant flows by refrigerant diverting means.

この種冷凍装置は、圧縮手段、放熱器、絞り手段、蒸発器等から冷凍サイクルが構成され、圧縮手段で圧縮された冷媒が放熱器にて放熱し、絞り手段にて減圧された後、蒸発器にて周囲と熱交換して蒸発する。このとき、冷媒の蒸発により周囲の空気が冷却され、被冷凍空間を冷却するものとされていた。   In this type of refrigeration system, a refrigeration cycle is composed of a compression means, a radiator, a throttling means, an evaporator, etc., and the refrigerant compressed by the compression means dissipates heat in the radiator and is depressurized by the throttling means before evaporating. Evaporate by exchanging heat with the surroundings. At this time, ambient air was cooled by evaporation of the refrigerant, and the space to be frozen was cooled.

近年、この種冷凍装置では、自然環境問題などからフロン系冷媒が使用できなくなり、例えば、自然冷媒である二酸化炭素を使用する試みがなされている。当該二酸化炭素冷媒は臨界圧力が低いため、圧縮により冷媒サイクルの高圧側では超臨界状態となる。この場合、放熱器側の熱源温度が高い等の原因により、放熱器出口の冷媒温度が高くなる条件下では、蒸発器入口冷媒の比エンタルピが大きくなるため、冷凍効果が著しく低減する問題が生じていた。この場合、冷凍能力を確保するためには、高圧圧力を上昇させる必要があり、圧縮動力が増大して、成績係数も低下する不都合が生じていた。   In recent years, in this type of refrigeration apparatus, it has become impossible to use chlorofluorocarbon refrigerants due to natural environmental problems, and for example, attempts have been made to use carbon dioxide, which is a natural refrigerant. Since the carbon dioxide refrigerant has a low critical pressure, it becomes supercritical on the high pressure side of the refrigerant cycle due to compression. In this case, the specific enthalpy of the refrigerant at the inlet of the evaporator increases under the condition that the refrigerant temperature at the radiator outlet becomes high due to the heat source temperature on the radiator side being high. It was. In this case, in order to ensure the refrigerating capacity, it is necessary to increase the high pressure, resulting in an increase in compression power and a decrease in coefficient of performance.

ところで、係る冷凍装置の圧縮手段には摺動部を潤滑するためのオイルが封入されており、圧縮手段の摺動部に当該オイルが供給されて潤滑とシールを行っているが、このオイルが冷媒と共に圧縮され、圧縮手段の外部に吐出されてオイルが不足する不都合が生じていた。更に、吐出されたオイルが冷媒サイクル中に循環すると、冷媒サイクル中の蒸発器等に寝込んで、冷媒の循環に支障を来す問題も発生していた。そのため、圧縮手段の吐出側に冷媒ガス中に混入したオイルを分離して、圧縮手段に戻すためのオイル分離手段を設けた冷凍装置も開発されて来ている(例えば、特許文献1又は特許文献2参照)。
特開2000−274890号公報 特開平6−337171号公報
By the way, the compression means of the refrigeration apparatus is filled with oil for lubricating the sliding portion, and the oil is supplied to the sliding portion of the compression means for lubrication and sealing. Compressed together with the refrigerant and discharged to the outside of the compression means, resulting in a disadvantage that the oil is insufficient. Further, when the discharged oil circulates in the refrigerant cycle, there is a problem that the refrigerant stagnates in an evaporator or the like in the refrigerant cycle and hinders the circulation of the refrigerant. Therefore, a refrigeration apparatus having oil separation means for separating oil mixed in refrigerant gas on the discharge side of the compression means and returning it to the compression means has been developed (for example, Patent Document 1 or Patent Document). 2).
JP 2000-274890 A JP-A-6-337171

この場合、二酸化炭素冷媒のように高圧側が超臨界圧力となる冷媒を使用した冷凍装置では、特許文献1の如く放熱器の後でオイルを分離するものとした場合、放熱器にて冷却された冷媒は擬似臨界状態となり、冷媒とオイルが不安定な溶解状態となるため、条件によっては冷媒からオイルを円滑に分離することができない。このため、前述した圧縮手段のオイル不足や冷凍サイクル内でのオイル溜まりを解消できず、更には、圧力損失の発生を引き起こし、性能の低下を招く不都合が生じていた。   In this case, in a refrigeration apparatus using a refrigerant whose high pressure side is a supercritical pressure, such as carbon dioxide refrigerant, when the oil is separated after the radiator as in Patent Document 1, the refrigerant is cooled by the radiator. Since the refrigerant enters a pseudo-critical state and the refrigerant and oil are in an unstable dissolved state, the oil cannot be smoothly separated from the refrigerant depending on conditions. For this reason, the above-described shortage of oil in the compression means and oil accumulation in the refrigeration cycle cannot be resolved, and further, a pressure loss is generated, resulting in a disadvantage that the performance is deteriorated.

一方、特許文献2の如く圧縮手段の吐出部分でオイルを分離して直接密閉容器に戻すと、高圧でオイルを戻すことになるため、固定式の絞り機構では回転数変動や高圧の変動に起因して生じる差圧の変動に対処できない。また、オイルの温度も高い状態で戻るために圧縮手段の密閉容器やモータ温度が上昇し、効率低下やオイル劣化を引き起こす問題が生じていた。特に、二酸化炭素冷媒を使用して高圧側が高い圧力となる場合に上記問題が著しくなっていた。   On the other hand, if the oil is separated at the discharge part of the compression means and directly returned to the sealed container as in Patent Document 2, the oil is returned at a high pressure, so that the fixed throttle mechanism is caused by fluctuations in rotational speed or high pressure. It is impossible to cope with fluctuations in differential pressure. Further, since the temperature of the oil returns to a high state, the temperature of the closed container of the compression means and the motor temperature rises, causing problems that cause efficiency reduction and oil deterioration. In particular, when the carbon dioxide refrigerant is used and the high-pressure side is at a high pressure, the above problem becomes significant.

本発明は、係る従来技術の課題を解決するために成されたものであり、圧縮手段の圧縮動力を低減して、成績係数の向上を図ると共に、圧縮手段から吐出された冷媒に混入したオイルを効果的に分離して圧縮手段に戻することができる冷凍装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the problems of the related art, and is intended to improve the coefficient of performance by reducing the compression power of the compression means, and to mix the oil mixed in the refrigerant discharged from the compression means It aims at providing the freezing apparatus which can isolate | separate effectively and can return to a compression means.

本発明の冷凍装置は、圧縮手段、放熱器、主絞り手段、蒸発器、補助絞り手段及び内部熱交換器とから冷凍サイクルが構成され、高圧側が超臨界圧力となると共に、放熱器から出た冷媒を冷媒分岐手段により第1及び第2の冷媒流に分岐させ、第1の冷媒流を内部熱交換器の第1の通路に流した後、主絞り手段から蒸発器に流し、第2の冷媒流を補助絞り手段から内部熱交換器の第2の通路に流し、内部熱交換器において第1の冷媒流と第2の冷媒流とを熱交換させ、蒸発器から出た冷媒を圧縮手段の低圧部に吸い込ませ、内部熱交換器の第2の通路から出た冷媒を圧縮手段の中間圧部に吸い込ませるものであって、圧縮手段から吐出されて放熱器に流入する冷媒からオイルを分離するオイル分離手段を設け、このオイル分離手段で分離されたオイルを補助絞り手段の入口側に設けられた合流手段にて当該補助絞り手段に流入する第2の冷媒流に合流させたことを特徴とする。   In the refrigeration apparatus of the present invention, a refrigeration cycle is composed of a compression means, a radiator, a main throttle means, an evaporator, an auxiliary throttle means, and an internal heat exchanger. The refrigerant is branched into the first and second refrigerant flows by the refrigerant branching means, and the first refrigerant flow is caused to flow through the first passage of the internal heat exchanger, and then flows from the main throttle means to the evaporator, The refrigerant flow is flowed from the auxiliary throttle means to the second passage of the internal heat exchanger, the first refrigerant flow and the second refrigerant flow are exchanged in the internal heat exchanger, and the refrigerant discharged from the evaporator is compressed by the compression means. The refrigerant discharged from the second passage of the internal heat exchanger is sucked into the intermediate pressure part of the compression means, and oil is discharged from the refrigerant discharged from the compression means and flowing into the radiator. An oil separation means is provided for separation, and the oil separation means Characterized in that are merged into a second refrigerant flow flowing into the auxiliary throttle means at the confluence means provided on the inlet side of the auxiliary throttle means an oil.

請求項2の発明の冷凍装置は、上記発明においてオイル分離手段で分離されたオイルを冷却するためのオイル用放熱器を設けたことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a refrigeration apparatus including an oil radiator for cooling the oil separated by the oil separation means in the above invention.

請求項3の発明の冷凍装置は、請求項2の発明においてオイル分離手段にてオイルを多く含む冷媒を分離し、このオイルを多く含む冷媒をオイル用放熱器に流入させることを特徴とする。   A refrigeration apparatus according to a third aspect of the invention is characterized in that in the second aspect of the invention, the oil separating means separates the refrigerant containing a large amount of oil, and the refrigerant containing a large amount of oil flows into the oil radiator.

請求項4の発明の冷凍装置は、請求項2又は請求項3の発明においてオイル分離手段、及び/又は、オイル用放熱器を放熱器に一体に構成したことを特徴とする。   A refrigeration apparatus according to a fourth aspect of the invention is characterized in that in the invention of the second or third aspect, the oil separating means and / or the heat radiator for oil are integrally formed with the heat radiator.

請求項5の発明は、請求項2乃至請求項4の何れかに記載の冷凍装置の発明においてオイル用放熱器の出口側に絞り手段を設けたことを特徴とする。   The invention of claim 5 is characterized in that in the invention of the refrigeration apparatus according to any one of claims 2 to 4, a throttle means is provided on the outlet side of the oil radiator.

請求項6の発明の冷凍装置は、上記各発明において冷媒分岐手段と合流手段との間に絞り手段を設けたことを特徴とする。   The refrigeration apparatus according to the invention of claim 6 is characterized in that, in each of the above inventions, a throttle means is provided between the refrigerant branching means and the merging means.

請求項7の発明は、請求項1乃至請求項5の何れかに記載の冷凍装置の発明において冷媒分岐手段と合流手段とを一体に構成したことを特徴とする。   The invention of claim 7 is characterized in that in the invention of the refrigeration apparatus according to any one of claims 1 to 5, the refrigerant branching means and the merging means are integrally formed.

請求項8の発明の冷凍装置は、上記各発明において圧縮手段は、当該圧縮手段を構成する駆動手段と共に密閉容器内に収納された低段側圧縮手段及び高段側圧縮手段とから構成され、低段側圧縮手段は前記蒸発器から出た冷媒を吸い込んで圧縮し、密閉容器内に吐出し、内部熱交換器の第2の通路から出た冷媒及びオイルは密閉容器内に流入すると共に、高段側圧縮手段は、この密閉容器内の中間圧の冷媒を吸い込んで圧縮し、オイル分離手段に吐出することを特徴とする。   In the refrigeration apparatus according to an eighth aspect of the present invention, in each of the above inventions, the compression means is composed of a low-stage compression means and a high-stage compression means housed in a sealed container together with a drive means constituting the compression means, The low-stage compression means sucks and compresses the refrigerant discharged from the evaporator, discharges it into the sealed container, and the refrigerant and oil output from the second passage of the internal heat exchanger flow into the sealed container, The high-stage compression means sucks and compresses the intermediate-pressure refrigerant in the sealed container and discharges it to the oil separation means.

請求項9の発明の冷凍装置は、請求項8の発明において密閉容器内から高段側圧縮手段に吸い込まれる冷媒の温度に基づいて補助絞り手段の開度を制御することを特徴とする。   A refrigeration apparatus according to a ninth aspect of the invention is characterized in that, in the eighth aspect of the invention, the opening degree of the auxiliary throttle means is controlled based on the temperature of the refrigerant sucked into the high-stage compression means from within the sealed container.

請求項10の発明は、請求項1乃至請求項7の何れかに記載の冷凍装置の発明において圧縮手段は、当該圧縮手段を構成する駆動手段と共に密閉容器内に収納された低段側圧縮手段及び高段側圧縮手段とから構成され、低段側圧縮手段は蒸発器から出た冷媒を吸い込んで圧縮し、内部熱交換器の第2の通路から出た冷媒及びオイルと合流させた後、密閉容器内に流入させると共に、高段側圧縮手段は、この密閉容器内の中間圧の冷媒を吸い込んで圧縮し、オイル分離手段に吐出することを特徴とする。   According to a tenth aspect of the present invention, in the refrigeration apparatus invention according to any one of the first to seventh aspects, the compression means is a low-stage compression means housed in a hermetic container together with a drive means constituting the compression means. And the high-stage compression means, the low-stage compression means sucks and compresses the refrigerant that has come out of the evaporator, and combines it with the refrigerant and oil that has come out of the second passage of the internal heat exchanger, While flowing into the sealed container, the high-stage compression means sucks and compresses the intermediate-pressure refrigerant in the sealed container and discharges it to the oil separation means.

請求項11の発明の冷凍装置は、請求項10の発明において密閉容器内に流入する冷媒の温度に基づいて補助絞り手段の開度を制御することを特徴とする。   A refrigeration apparatus according to an eleventh aspect of the invention is characterized in that, in the tenth aspect of the invention, the opening degree of the auxiliary throttle means is controlled based on the temperature of the refrigerant flowing into the sealed container.

請求項12の発明の冷凍装置は、上記各発明において冷媒として二酸化炭素を用いることを特徴とする。   A refrigeration apparatus according to a twelfth aspect of the invention is characterized in that carbon dioxide is used as a refrigerant in each of the above inventions.

本発明によれば、圧縮手段、放熱器、主絞り手段、蒸発器、補助絞り手段及び内部熱交換器とから冷凍サイクルが構成され、高圧側が超臨界圧力となると共に、放熱器から出た冷媒を冷媒分岐手段により第1及び第2の冷媒流に分岐させ、第1の冷媒流を内部熱交換器の第1の通路に流した後、主絞り手段から蒸発器に流し、第2の冷媒流を補助絞り手段から内部熱交換器の第2の通路に流し、内部熱交換器において第1の冷媒流と第2の冷媒流とを熱交換させ、蒸発器から出た冷媒を圧縮手段の低圧部に吸い込ませ、内部熱交換器の第2の通路から出た冷媒を圧縮手段の中間圧部に吸い込ませる冷凍装置において、圧縮手段から吐出されて放熱器に流入する冷媒からオイルを分離するオイル分離手段を設け、このオイル分離手段で分離されたオイルを補助絞り手段の入口側に設けられた合流手段にて当該補助絞り手段に流入する第2の冷媒流に合流させたので、オイルと冷媒の溶解状態が安定している放熱器で冷却される前の吐出温度の領域でオイルを分離することができる。   According to the present invention, the refrigeration cycle is constituted by the compression means, the radiator, the main throttle means, the evaporator, the auxiliary throttle means, and the internal heat exchanger, the high pressure side becomes the supercritical pressure, and the refrigerant discharged from the radiator Is branched into the first and second refrigerant flows by the refrigerant branching means, and the first refrigerant flow is made to flow through the first passage of the internal heat exchanger, and then is sent from the main throttle means to the evaporator to obtain the second refrigerant. Flow from the auxiliary throttle means to the second passage of the internal heat exchanger, heat exchange is performed between the first refrigerant flow and the second refrigerant flow in the internal heat exchanger, and the refrigerant discharged from the evaporator is In a refrigerating apparatus that sucks into a low-pressure section and sucks refrigerant that has exited from the second passage of the internal heat exchanger into an intermediate-pressure section of the compression means, and separates oil from the refrigerant that is discharged from the compression means and flows into the radiator. Oil separation means is provided and separated by this oil separation means Since the oil is joined to the second refrigerant flow flowing into the auxiliary throttle means by the joining means provided on the inlet side of the auxiliary throttle means, the oil and the refrigerant are cooled by a radiator in which the dissolved state is stable. The oil can be separated in the region of the discharge temperature before being discharged.

これにより、オイル分離手段にて円滑にオイルを分離することができるようになり、圧縮手段のオイル不足及び冷凍サイクル内にオイルが寝込む不都合を解消することができる。   As a result, the oil can be smoothly separated by the oil separation means, and the insufficiency of the oil in the compression means and the inconvenience of the oil falling in the refrigeration cycle can be solved.

更に、オイル分離手段で分離されたオイルを補助絞り手段の入口側に設けられた合流器にて当該補助絞り手段に流入する第2の冷媒流に合流させるようにしているので、格別なオイル戻し経路を設けることなく、オイル分離手段で分離されたオイルを第2の冷媒流と共に圧縮手段の中間圧部に戻すことができる。   Further, since the oil separated by the oil separation means is joined to the second refrigerant flow flowing into the auxiliary throttle means by the merger provided on the inlet side of the auxiliary throttle means, a special oil return is achieved. Without providing a path, the oil separated by the oil separation means can be returned to the intermediate pressure portion of the compression means together with the second refrigerant flow.

請求項2の発明の冷凍装置では、上記発明においてオイル分離手段で分離されたオイルを冷却するためのオイル用放熱器を設けたことで、オイル分離手段で分離されたオイルを充分冷却することができる。これにより、圧縮手段の冷却できるようになると共に、オイルの劣化を抑制できる。   In the refrigeration apparatus according to the second aspect of the present invention, by providing an oil radiator for cooling the oil separated by the oil separation means in the above invention, the oil separated by the oil separation means can be sufficiently cooled. it can. Thereby, while being able to cool a compression means, deterioration of oil can be suppressed.

請求項3の発明の冷凍装置では、請求項2の発明においてオイル分離手段にてオイルを多く含む冷媒を分離し、このオイルを多く含む冷媒をオイル用放熱器に流入させることで、内部熱交換器の第2の通路を流れる冷媒量が多くなり、第1の通路を流れる第1の冷媒流をより一層冷却できる。   In the refrigeration apparatus according to a third aspect of the present invention, the internal heat exchange is achieved by separating the refrigerant rich in oil by the oil separation means in the second aspect of the invention and allowing the refrigerant rich in oil to flow into the oil radiator. The amount of refrigerant flowing through the second passage of the vessel is increased, and the first refrigerant flow flowing through the first passage can be further cooled.

請求項4の発明の冷凍装置では、請求項2又は請求項3の発明においてオイル分離手段、及び/又は、オイル用放熱器を放熱器に一体に構成したので、部品点数の削減を図ることができる。また、オイル冷却性能も向上できる。   In the refrigeration apparatus according to the fourth aspect of the present invention, the oil separating means and / or the heat radiator for oil are integrated with the heat radiator in the second or third aspect of the invention, so that the number of parts can be reduced. it can. Also, the oil cooling performance can be improved.

請求項5の発明では、請求項2乃至請求項4の何れかに記載の冷凍装置の発明においてオイル用放熱器の出口側に絞り手段を設けたので、冷媒分岐手段からの第2の冷媒流とオイル用放熱器からのオイルの圧力差を少なくして、オイルが流れ過ぎることより、第2の冷媒流が減少して、内部熱交換器における冷却能力が低下する不都合を解消できる。   In the invention of claim 5, since the throttle means is provided on the outlet side of the oil radiator in the invention of the refrigeration apparatus according to any of claims 2 to 4, the second refrigerant flow from the refrigerant branching means is provided. And the oil pressure from the heat radiator for oil are reduced, and the oil flows too much, whereby the second refrigerant flow is reduced and the disadvantage that the cooling capacity of the internal heat exchanger is reduced can be solved.

請求項6の発明の冷凍装置では、上記各発明において冷媒分岐手段と合流手段との間に絞り手段を設けたので、合流手段の圧力をオイル分離手段に比べて十分下げることが可能となる。これにより、放熱器の圧力損失が小さく、或いは、圧縮手段が低回転状態でオイル分離手段と合流手段との間の圧力差がオイルを合流手段に移動させる程十分でない場合であっても、オイル分離手段にて分離されたオイルを確実に合流手段に導くことが可能となる。   In the refrigeration apparatus according to the sixth aspect of the present invention, since the throttling means is provided between the refrigerant branching means and the merging means in each of the above-described inventions, the pressure of the merging means can be sufficiently reduced as compared with the oil separating means. Even if the pressure loss of the radiator is small or the pressure difference between the oil separating means and the merging means is not sufficient to move the oil to the merging means when the compression means is in a low rotation state, It is possible to reliably guide the oil separated by the separating means to the joining means.

請求項7の発明では、請求項1乃至請求項5の何れかに記載の冷凍装置の発明において冷媒分岐手段と合流手段とを一体に構成したので、部品点数を削減できる。   In the invention of claim 7, since the refrigerant branching means and the merging means are integrally formed in the invention of the refrigeration apparatus according to any one of claims 1 to 5, the number of parts can be reduced.

請求項8の発明では、上記各発明において圧縮手段は、当該圧縮手段を構成する駆動手段と共に密閉容器内に収納された低段側圧縮手段及び高段側圧縮手段とから構成され、低段側圧縮手段は前記蒸発器から出た冷媒を吸い込んで圧縮し、密閉容器内に吐出し、内部熱交換器の第2の通路から出た冷媒及びオイルは密閉容器内に流入すると共に、高段側圧縮手段は、この密閉容器内の中間圧の冷媒を吸い込んで圧縮し、オイル分離手段に吐出する。低段圧縮手段にて圧縮された冷媒は内部熱交換器の第2の通路から出て密閉容器内に流入する冷媒と混合し、冷却される。このとき、内部熱交換器の第2の通路からの冷媒はガス化し、オイルのみが分離される。これにより、当該オイルを密閉容器内のオイル溜まりに戻すことができる。   In the invention of claim 8, in each of the above inventions, the compression means is composed of a low-stage compression means and a high-stage compression means housed in a hermetic container together with a drive means constituting the compression means. The compression means sucks and compresses the refrigerant discharged from the evaporator, discharges the refrigerant into the sealed container, and the refrigerant and oil output from the second passage of the internal heat exchanger flow into the sealed container, The compression means sucks and compresses the intermediate pressure refrigerant in the sealed container and discharges it to the oil separation means. The refrigerant compressed by the low-stage compression means is mixed with the refrigerant flowing out of the second passage of the internal heat exchanger and flowing into the sealed container, and cooled. At this time, the refrigerant from the second passage of the internal heat exchanger is gasified and only the oil is separated. Thereby, the said oil can be returned to the oil sump in an airtight container.

冷却された密閉容器内の冷媒は高段側圧縮手段により圧縮されるが、高段側圧縮手段は係る冷却された冷媒ガスを吸い込むため、当該高圧側圧縮手段での圧縮後の吐出冷媒温度は第2の冷媒流が無い場合に比べて大幅に低下させることが可能となる。これにより、圧縮手段から外部に吐出されるオイル劣化の防止が可能となる。   The refrigerant in the cooled sealed container is compressed by the high-stage compression means, but the high-stage compression means sucks the cooled refrigerant gas, so that the discharge refrigerant temperature after compression by the high-pressure side compression means is It becomes possible to reduce significantly compared with the case where there is no 2nd refrigerant | coolant flow. Thereby, it is possible to prevent deterioration of oil discharged from the compression means to the outside.

請求項9の発明の冷凍装置では、請求項8の発明において密閉容器内から高段側圧縮手段に吸い込まれる冷媒の温度に基づいて補助絞り手段の開度を制御すれば、密閉容器内の駆動手段を冷却して高段側圧縮手段に吸い込まれる中間圧の冷媒温度を、密閉容器内に戻される第2の冷媒流の量によって適切に制御することができる。   In the refrigeration apparatus according to the ninth aspect of the present invention, if the opening degree of the auxiliary throttle means is controlled based on the temperature of the refrigerant sucked into the high stage compression means from the inside of the closed container in the eighth aspect of the invention, the driving in the closed container is performed. The intermediate pressure refrigerant temperature sucked into the high-stage compression means after cooling the means can be appropriately controlled by the amount of the second refrigerant flow returned into the sealed container.

請求項10の発明では、請求項1乃至請求項7の何れかに記載の冷凍装置の発明において圧縮手段は、当該圧縮手段を構成する駆動手段と共に密閉容器内に収納された低段側圧縮手段及び高段側圧縮手段とから構成され、低段側圧縮手段は蒸発器から出た冷媒を吸い込んで圧縮し、内部熱交換器の第2の通路から出た冷媒及びオイルと合流させた後、密閉容器内に流入させると共に、高段側圧縮手段は、この密閉容器内の中間圧の冷媒を吸い込んで圧縮し、オイル分離手段に吐出するようにすれば、第2の通路から出た冷媒は密閉容器に入る前に低段側圧縮手段から吐出された冷媒と合流して蒸発し、その後、密閉容器内に入ってオイルと分離されるようになる。これにより、低段側圧縮手段からの中間圧の吐出冷媒を冷却し、且つ、第2の通路からの冷媒のガス化を図り、オイルも円滑に密閉容器のオイル溜まりに戻されるようになる。   According to a tenth aspect of the present invention, in the refrigeration apparatus invention according to any one of the first to seventh aspects, the compression means is a low-stage compression means housed in a hermetic container together with a drive means constituting the compression means. And the high-stage compression means, the low-stage compression means sucks and compresses the refrigerant that has come out of the evaporator, and combines it with the refrigerant and oil that has come out of the second passage of the internal heat exchanger, If the high pressure side compression means sucks in and compresses the intermediate pressure refrigerant in the closed container and discharges it to the oil separation means, the refrigerant that has flowed out of the second passage is Before entering the sealed container, it merges with the refrigerant discharged from the lower stage compression means and evaporates, and then enters the sealed container and is separated from the oil. As a result, the refrigerant discharged at the intermediate pressure from the low-stage compression means is cooled, and the refrigerant is gasified from the second passage, so that the oil is smoothly returned to the oil reservoir of the sealed container.

請求項11の発明の冷凍装置では、請求項10の発明において密閉容器内に流入する冷媒の温度に基づいて補助絞り手段の開度を制御すれば、密閉容器に流入して駆動手段を冷却する中間圧の冷媒温度を、密閉容器に戻される第2の冷媒流によって適切に制御することができるようになる。   In the refrigeration apparatus according to the eleventh aspect of the present invention, if the opening degree of the auxiliary throttle means is controlled based on the temperature of the refrigerant flowing into the sealed container in the tenth invention, the driving means is cooled by flowing into the sealed container. The intermediate pressure refrigerant temperature can be appropriately controlled by the second refrigerant flow returned to the sealed container.

また、請求項12の如く上記各発明において高圧側が超臨界圧力となる二酸化炭素冷媒を用いた場合であっても、冷媒中からオイルを分離して、圧縮手段に戻すことが可能となる。これにより、二酸化炭素冷媒を用いた冷凍装置の性能及び信頼性の向上を図ることができるようになる。   Further, even when a carbon dioxide refrigerant having a supercritical pressure on the high pressure side is used in each of the inventions as in the twelfth aspect, the oil can be separated from the refrigerant and returned to the compression means. Thereby, the performance and reliability of the refrigeration apparatus using the carbon dioxide refrigerant can be improved.

以下、図面に基づき本発明の冷凍装置の実施形態を詳述する。   Hereinafter, embodiments of the refrigeration apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は本発明の一実施例の冷凍装置の冷凍回路図、図2は図1の冷凍サイクルの一部を構成する圧縮機1の概略図をそれぞれ示している。本発明の冷凍装置は、圧縮機(圧縮手段)1、放熱器2、主膨張弁(主絞り手段)3、蒸発器4、補助膨張弁(補助絞り手段)5及び内部熱交換器6とから冷媒サイクルが構成されている。圧縮機1は、横型の密閉容器16内に駆動手段としての電動要素17と、この電動要素17の回転軸50にて駆動される低段側圧縮手段としての第1の圧縮要素18と、高段側圧縮手段としての第2の圧縮要素19を収納して成る圧縮手段である。そして、電動要素17は回転軸50の一端側に設けられ、第1及び第2の圧縮要素18、19は回転軸50の他端側に設けられている。また、回転軸50の他端にはオイルポンプ52が設けられており、当該オイルポンプ52の吸込口は密閉容器16(密閉容器16のオイルポンプ52側)の底部に形成されたオイル溜めにて開口している。このオイルポンプ52により、オイル溜め内に貯溜されたオイルを吸込口から吸入し、第1及び第2の圧縮要素18、19の摺動部等に供給されている。   FIG. 1 is a refrigeration circuit diagram of a refrigeration apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic view of a compressor 1 constituting a part of the refrigeration cycle of FIG. The refrigeration apparatus of the present invention includes a compressor (compression means) 1, a radiator 2, a main expansion valve (main throttle means) 3, an evaporator 4, an auxiliary expansion valve (auxiliary throttle means) 5, and an internal heat exchanger 6. A refrigerant cycle is configured. The compressor 1 includes an electric element 17 as drive means in a horizontal sealed container 16, a first compression element 18 as low-stage compression means driven by a rotating shaft 50 of the electric element 17, It is a compression means which accommodates the 2nd compression element 19 as a stage side compression means. The electric element 17 is provided on one end side of the rotating shaft 50, and the first and second compression elements 18 and 19 are provided on the other end side of the rotating shaft 50. In addition, an oil pump 52 is provided at the other end of the rotary shaft 50, and the suction port of the oil pump 52 is an oil reservoir formed at the bottom of the sealed container 16 (the oil pump 52 side of the sealed container 16). It is open. The oil stored in the oil sump is sucked from the suction port by the oil pump 52 and supplied to the sliding portions of the first and second compression elements 18 and 19.

前記第1の圧縮要素18の吸込側には、冷媒導入管80の一端が接続されており、ここから低段側となる第1の圧縮要素18内に低温低圧の冷媒ガスが導入される。当該冷媒導入管80の他端は圧縮機1外部の蒸発器4の出口に接続される。また、第1の圧縮要素18の吐出側には、冷媒導入管82の一端が接続される。この冷媒導入管82は密閉容器16の外部に延出し、他端は密閉容器16内(オイルポンプ52側の密閉容器16内)に連通接続される。また、冷媒導入管82の途中部22には後述する冷媒配管90が接続される。   One end of a refrigerant introduction pipe 80 is connected to the suction side of the first compression element 18, and low-temperature and low-pressure refrigerant gas is introduced into the first compression element 18 on the lower stage side. The other end of the refrigerant introduction pipe 80 is connected to the outlet of the evaporator 4 outside the compressor 1. Further, one end of the refrigerant introduction pipe 82 is connected to the discharge side of the first compression element 18. The refrigerant introduction pipe 82 extends to the outside of the sealed container 16, and the other end is connected to the sealed container 16 (in the sealed container 16 on the oil pump 52 side). In addition, a refrigerant pipe 90 described later is connected to the midway portion 22 of the refrigerant introduction pipe 82.

前記第2の圧縮要素19の吐出側には、冷媒吐出管84の一端が接続されており、当該冷媒吐出管84から高段側となる第2の圧縮要素19にて圧縮された高温高圧の冷媒ガスが圧縮機1の外部に吐出される。また、冷媒吐出管84の他端はオイル分離器10の入口103に接続される。即ち、圧縮機1は、第1の圧縮要素18にて蒸発器4から出た冷媒を吸い込んで圧縮し、冷媒導入管82から密閉容器16の一旦外部に吐出して、後述する内部熱交換器6の第2の通路6Bから出た冷媒及びオイルと途中部22にて合流させた後、密閉容器16内に流入させると共に、第2の圧縮要素19にて密閉容器16内の中間圧の冷媒を吸い込んで圧縮し、オイル分離器10に吐出する構成とされている。   One end of a refrigerant discharge pipe 84 is connected to the discharge side of the second compression element 19, and the high temperature and high pressure compressed by the second compression element 19 on the higher stage side from the refrigerant discharge pipe 84. The refrigerant gas is discharged outside the compressor 1. The other end of the refrigerant discharge pipe 84 is connected to the inlet 103 of the oil separator 10. That is, the compressor 1 sucks and compresses the refrigerant discharged from the evaporator 4 by the first compression element 18, discharges the refrigerant from the refrigerant introduction pipe 82 to the outside of the sealed container 16, and an internal heat exchanger described later. 6, the refrigerant and oil that have come out of the second passage 6 </ b> B are merged in the middle portion 22, and then flown into the sealed container 16, and at the second compression element 19, the intermediate-pressure refrigerant in the sealed container 16 Is sucked in, compressed, and discharged to the oil separator 10.

前記オイル分離器10は圧縮機1から吐出されて放熱器2に流入する冷媒からオイルを分離するためのオイル分離手段である。当該オイル分離器10は、図3に示すように冷媒から遠心分離によりオイルを分離するための装置である。   The oil separator 10 is oil separating means for separating oil from the refrigerant discharged from the compressor 1 and flowing into the radiator 2. The oil separator 10 is an apparatus for separating oil from a refrigerant by centrifugation as shown in FIG.

ここで、図3を用いてオイル分離器10について説明する。図3において矢印は当該オイル分離器10における冷媒ガス及びオイルの流れを示している。このオイル分離器10は、オイル分離空間102を有する縦長円筒状の本体101にて構成されている。この本体101の側面には、オイル分離空間102と連通する入口103が形成されている。この入口103は、オイル分離空間102の軸心方向の中心からずれた位置で、内壁面に沿って形成されている。そして、この入口103には前記冷媒吐出管84の他端が連通接続される。   Here, the oil separator 10 will be described with reference to FIG. In FIG. 3, arrows indicate the flow of refrigerant gas and oil in the oil separator 10. The oil separator 10 includes a vertically long cylindrical main body 101 having an oil separation space 102. An inlet 103 communicating with the oil separation space 102 is formed on the side surface of the main body 101. The inlet 103 is formed along the inner wall surface at a position shifted from the axial center of the oil separation space 102. The inlet 103 is connected to the other end of the refrigerant discharge pipe 84 in communication.

また、本体101の上面の軸方向の略中心には、オイル分離空間102と連通する冷媒出口104が形成されており、当該冷媒出口104には冷媒配管86が挿入接続される。当該冷媒配管86は、冷媒出口104の径と略同一の大きさで、オイル分離空間102内で下方に向かって開口(開口部86A)している。また、オイル分離空間102の内壁面と当該オイル分離空間102内に挿入された冷媒配管86の外壁面の間には隙間が形成される。本体101の底面には、同様にオイル分離空間102と連通するオイル出口105が形成されている。   A refrigerant outlet 104 communicating with the oil separation space 102 is formed at a substantially axial center of the upper surface of the main body 101, and a refrigerant pipe 86 is inserted and connected to the refrigerant outlet 104. The refrigerant pipe 86 has a size substantially the same as the diameter of the refrigerant outlet 104 and opens downward (opening 86 </ b> A) in the oil separation space 102. A gap is formed between the inner wall surface of the oil separation space 102 and the outer wall surface of the refrigerant pipe 86 inserted into the oil separation space 102. Similarly, an oil outlet 105 communicating with the oil separation space 102 is formed on the bottom surface of the main body 101.

そして、オイル分離器10の入口103から圧縮機1にて圧縮されたオイルを含む高温高圧の冷媒がオイル分離空間102内の内壁面に向かって吐出され、当該オイル分離空間102で遠心分離され、分離された冷媒はオイル分離空間102内の開口部86Aから冷媒配管86に流入し、オイル分離器10外部に吐出される。また、冷媒から分離されたオイルはオイル出口105に連通接続されたオイル配管92から外部に吐出される構成とされている。   Then, the high-temperature and high-pressure refrigerant containing the oil compressed by the compressor 1 is discharged from the inlet 103 of the oil separator 10 toward the inner wall surface in the oil separation space 102, and is centrifuged in the oil separation space 102. The separated refrigerant flows into the refrigerant pipe 86 from the opening 86A in the oil separation space 102 and is discharged to the outside of the oil separator 10. In addition, the oil separated from the refrigerant is discharged from the oil pipe 92 connected to the oil outlet 105 to the outside.

そして、オイル分離器10の冷媒出口104に接続された冷媒配管86は放熱器2の入口に接続される。また、オイル分離器10のオイル出口105に接続されたオイル配管92はオイル用放熱器12の入口に接続される。このオイル用放熱器12はオイル分離器10で分離されたオイルを冷却するための放熱器であり、本実施例のオイル用放熱器12は放熱器2と一体に構成される。   The refrigerant pipe 86 connected to the refrigerant outlet 104 of the oil separator 10 is connected to the inlet of the radiator 2. The oil pipe 92 connected to the oil outlet 105 of the oil separator 10 is connected to the inlet of the oil radiator 12. The oil radiator 12 is a radiator for cooling the oil separated by the oil separator 10, and the oil radiator 12 of this embodiment is configured integrally with the radiator 2.

一方、放熱器2から出た冷媒配管87は分岐器7の入口に接続される。当該分岐器7は放熱器2から出た冷媒を第1及び第2の冷媒流に分岐するための冷媒分岐手段であり、当該分岐器7の一方の出口には第1の冷媒流のための第1の冷媒配管8が接続され、他方の出口には第2の冷媒流のための第2の冷媒配管9が接続される。   On the other hand, the refrigerant pipe 87 exiting from the radiator 2 is connected to the inlet of the branching device 7. The branching device 7 is a refrigerant branching unit for branching the refrigerant discharged from the radiator 2 into the first and second refrigerant flows, and one outlet of the branching unit 7 is used for the first refrigerant flow. A first refrigerant pipe 8 is connected, and a second refrigerant pipe 9 for the second refrigerant flow is connected to the other outlet.

そして、第1の冷媒配管8は内部熱交換器6の第1の通路6Aに接続される。内部熱交換器6は放熱器2から出て分岐器7にて分岐され、第1の冷媒配管8を流れる高温高圧の第1の冷媒流と、同分岐器7にて分岐され、補助膨張弁5にて減圧された第2の冷媒流とを熱交換するためのものであり、当該第1の通路6Aと第2の通路6Bが熱交換可能に配設されている。そして、当該内部熱交換器6の第1の通路6Aを第1の冷媒流が流れ、第2の通路6Bを第2の冷媒流が流れる。また、当該内部熱交換器6一端には第1の通路6Aの入口及び第2の通路6Bの出口がそれぞれ形成され、内部熱交換器6の他端には第2の通路6Bの入口と第1の通路6Aの出口がそれぞれ形成されている。即ち、内部熱交換器6において、第1の通路6Aを流れる第1の冷媒流と第2の通路6Bを流れる第2の冷媒流は対向流となる。   The first refrigerant pipe 8 is connected to the first passage 6 </ b> A of the internal heat exchanger 6. The internal heat exchanger 6 exits from the radiator 2 and is branched by the branching device 7, and is branched by the first high-temperature and high-pressure refrigerant flow flowing through the first refrigerant pipe 8 and the branching device 7. 5 for exchanging heat with the second refrigerant flow reduced in pressure, and the first passage 6A and the second passage 6B are arranged to be able to exchange heat. Then, the first refrigerant flow flows through the first passage 6A of the internal heat exchanger 6 and the second refrigerant flow flows through the second passage 6B. In addition, an inlet of the first passage 6A and an outlet of the second passage 6B are formed at one end of the internal heat exchanger 6, and the inlet of the second passage 6B and the second passage are formed at the other end of the internal heat exchanger 6. Each of the outlets of one passage 6A is formed. That is, in the internal heat exchanger 6, the first refrigerant flow that flows through the first passage 6A and the second refrigerant flow that flows through the second passage 6B are counterflows.

内部熱交換器6の他端に形成された第1の通路6Aの出口は主膨張弁3に接続される。この主膨張弁3は、第1の冷媒流を減圧するための主絞り手段である。そして、主膨張弁3から出た冷媒配管89は蒸発器4の入口に接続され、蒸発器4の出口には前記冷媒導入管80が接続されている。   The outlet of the first passage 6 </ b> A formed at the other end of the internal heat exchanger 6 is connected to the main expansion valve 3. The main expansion valve 3 is a main throttle means for reducing the pressure of the first refrigerant flow. A refrigerant pipe 89 exiting the main expansion valve 3 is connected to the inlet of the evaporator 4, and the refrigerant introduction pipe 80 is connected to the outlet of the evaporator 4.

他方、前記オイル用放熱器12から出た配管は合流器11に接続される。また、前記第2の冷媒配管9も合流器11に接続される。当該合流器11は、オイル用放熱器12にて冷却されたオイルと、分岐器7にて分岐された第2の冷媒流とを合流させるためのものであり、当該合流器11には上記2つの入口(オイル用放熱器12から出た配管が接続される入口と、第2の冷媒配管9が接続される入口)と1つの出口が形成されている。即ち、この合流器11にて、オイル用放熱器12にて冷却されたオイルと分離器7にて分岐された第2の冷媒流とが合流する。そして、合流器11の出口に接続された配管は、補助膨張弁5に接続される。当該補助膨張弁5は合流器11にて合流された第2の冷媒流とオイルとを減圧するための補助絞り手段である。   On the other hand, the piping that exits from the oil radiator 12 is connected to the merger 11. The second refrigerant pipe 9 is also connected to the merger 11. The merger 11 is for joining the oil cooled by the oil radiator 12 and the second refrigerant flow branched by the branching unit 7. Two inlets (an inlet to which a pipe extending from the oil radiator 12 is connected and an inlet to which the second refrigerant pipe 9 is connected) and one outlet are formed. That is, in the merger 11, the oil cooled by the oil radiator 12 and the second refrigerant flow branched by the separator 7 merge. The pipe connected to the outlet of the merger 11 is connected to the auxiliary expansion valve 5. The auxiliary expansion valve 5 is auxiliary throttle means for reducing the pressure of the second refrigerant flow and the oil joined by the merger 11.

そして、補助膨張弁5の出口は内部熱交換器6の他端に形成された第2の通路6Bの入口に接続され、内部熱交換器6の一端に形成された第2の通路6Bの出口に接続された冷媒配管90は、前記冷媒導入管82の途中部22に接続される。   The outlet of the auxiliary expansion valve 5 is connected to the inlet of the second passage 6B formed at the other end of the internal heat exchanger 6, and the outlet of the second passage 6B formed at one end of the internal heat exchanger 6. The refrigerant pipe 90 connected to is connected to the middle part 22 of the refrigerant introduction pipe 82.

また、冷媒導入管82の上記冷媒配管90が接続された途中部22より下流側には当該冷媒導入管82内を通過して、密閉容器16に流入する第2の冷媒流及びオイルの温度を検出するための温度センサ21が設置されている。当該温度センサ21は当該冷凍装置の制御を司る図示しない制御手段に接続される。制御手段は、当該温度センサ21にて検出される冷媒(冷媒及びオイル)温度に基づいて、前記補助膨張弁5の開度を制御している。   Further, the temperature of the second refrigerant flow and the oil flowing through the refrigerant introduction pipe 82 to the downstream side of the intermediate part 22 to which the refrigerant pipe 90 of the refrigerant introduction pipe 82 is connected and flowing into the sealed container 16 are set. A temperature sensor 21 for detection is installed. The temperature sensor 21 is connected to control means (not shown) that controls the refrigeration apparatus. The control means controls the opening degree of the auxiliary expansion valve 5 based on the refrigerant (refrigerant and oil) temperature detected by the temperature sensor 21.

以上の構成で次に図4のp−h線図(モリエル線図)を参照しながら本実施例の冷凍装置の動作を説明する。図示しない制御手段により圧縮機1の電動要素17が駆動されると、冷媒導入管80から第1の圧縮要素18の低圧室側に蒸発器4から出た低温低圧(図4のAの状態)の冷媒が吸い込まれて圧縮される。これにより、当該第1の圧縮要素18で圧縮されて中間圧となった冷媒が高圧室側より冷媒導入管82に吐出される(図4のBの状態)。冷媒導入管82に吐出された中間圧の冷媒ガスは密閉容器16から一旦出て、当該冷媒導入管82の途中部22にて冷媒配管90からの内部熱交換器6の第2の通路6Bから出た第2の冷媒流及びオイルと合流する。このとき、第1の圧縮要素18からの冷媒は冷媒配管90からの第2の冷媒及びオイルにより冷媒の温度が下げられる(図4のCの状態)。   Next, the operation of the refrigerating apparatus of this embodiment will be described with reference to the ph diagram (Mollier diagram) of FIG. When the electric element 17 of the compressor 1 is driven by a control means (not shown), the low-temperature and low-pressure (state A in FIG. 4) exits from the evaporator 4 from the refrigerant introduction pipe 80 to the low-pressure chamber side of the first compression element 18. The refrigerant is sucked and compressed. As a result, the refrigerant compressed to the intermediate pressure by the first compression element 18 is discharged from the high-pressure chamber side to the refrigerant introduction pipe 82 (state B in FIG. 4). The intermediate-pressure refrigerant gas discharged to the refrigerant introduction pipe 82 once exits from the sealed container 16, and passes through the second passage 6 </ b> B of the internal heat exchanger 6 from the refrigerant pipe 90 in the middle portion 22 of the refrigerant introduction pipe 82. Merges with the second refrigerant stream and oil that have exited. At this time, the temperature of the refrigerant from the first compression element 18 is lowered by the second refrigerant and oil from the refrigerant pipe 90 (state C in FIG. 4).

その後、合流した冷媒及びオイルはオイルポンプ52側から密閉容器16内に流入する。これにより、密閉容器16内は中間圧となる。ここで、第1の圧縮要素18で圧縮された中間圧の冷媒ガスを一旦密閉容器16外部に吐出して、内部熱交換器6から出た第2の冷媒流及びオイルと合流させることで、上記の如く冷媒の温度を下げることができる。これにより、当該温度の下がった冷媒を密閉容器16内に戻すことで、運転により過熱した圧縮機1、特に、電動要素17を冷却することができる。   Thereafter, the merged refrigerant and oil flow into the sealed container 16 from the oil pump 52 side. Thereby, the inside of the airtight container 16 becomes an intermediate pressure. Here, the intermediate-pressure refrigerant gas compressed by the first compression element 18 is once discharged to the outside of the sealed container 16 and joined with the second refrigerant flow and the oil that has come out of the internal heat exchanger 6, As described above, the temperature of the refrigerant can be lowered. Thereby, by returning the refrigerant whose temperature has dropped to the hermetic container 16, the compressor 1 that has been overheated by the operation, in particular, the electric element 17 can be cooled.

また、密閉容器16内に吐出された中間圧の冷媒は第2の圧縮要素19の低圧室側に吸い込まれて圧縮され、高温高圧の冷媒ガスとなり、高圧室側から冷媒吐出管84に入り、圧縮機1の外部に吐出される。このとき、冷媒は適切な超臨界圧力まで圧縮されている(図4のDの状態)。   Further, the intermediate pressure refrigerant discharged into the sealed container 16 is sucked into the low pressure chamber side of the second compression element 19 and compressed, becomes a high temperature and high pressure refrigerant gas, enters the refrigerant discharge pipe 84 from the high pressure chamber side, It is discharged to the outside of the compressor 1. At this time, the refrigerant is compressed to an appropriate supercritical pressure (state D in FIG. 4).

また、冷媒吐出管84から吐出された冷媒ガス中には、圧縮機1の第2の圧縮要素19の摺動部に供給されていたオイルが混入されている。そして、当該冷媒ガス及びオイルはオイル分離器10の本体101の一側面に形成された入口103からオイル分離空間102内の内壁面に沿って吐出される。このとき、冷媒ガス及びオイルを入口103からオイル分離空間102内の内壁面に沿って吐出させることで、冷媒ガス及び当該冷媒ガス中に混入したオイルは、吐出時の勢いにより、図3に矢印で示す如く冷媒配管86の外壁面とオイル分離空間102の内壁面との間に形成された隙間を螺旋状に周りながらオイル分離空間102を降下していく。   The refrigerant gas discharged from the refrigerant discharge pipe 84 is mixed with oil that has been supplied to the sliding portion of the second compression element 19 of the compressor 1. The refrigerant gas and oil are discharged along an inner wall surface in the oil separation space 102 from an inlet 103 formed on one side surface of the main body 101 of the oil separator 10. At this time, the refrigerant gas and the oil are discharged from the inlet 103 along the inner wall surface in the oil separation space 102, whereby the refrigerant gas and the oil mixed in the refrigerant gas are shown in FIG. As shown in FIG. 2, the oil separation space 102 is lowered while spirally passing through a gap formed between the outer wall surface of the refrigerant pipe 86 and the inner wall surface of the oil separation space 102.

この過程で、冷媒ガス中に混入したオイルが冷媒ガスから遠心分離され、オイル分離空間102の内壁面及び冷媒配管86の外壁面に付着し、当該壁面を伝わって、オイル分離空間102の底面に形成されたオイル出口105に至り、そこからオイル配管92に入り、オイル分離器10から出て放熱器2と一体に形成されたオイル用放熱器12に流入する。   In this process, the oil mixed in the refrigerant gas is centrifuged from the refrigerant gas, adheres to the inner wall surface of the oil separation space 102 and the outer wall surface of the refrigerant pipe 86, travels along the wall surface, and reaches the bottom surface of the oil separation space 102. The oil outlet 105 is formed, enters the oil pipe 92 from there, flows out of the oil separator 10, and flows into the oil radiator 12 formed integrally with the radiator 2.

このように、圧縮機1で圧縮された冷媒ガス中に混入したオイルをオイル分離器10にて遠心分離することで、冷媒ガス中に混入したオイルを分離することができる。   Thus, the oil mixed in the refrigerant gas can be separated by centrifuging the oil mixed in the refrigerant gas compressed by the compressor 1 by the oil separator 10.

一方、オイル分離器10にてオイルと分離した冷媒はオイル分離空間102内に設けられた冷媒配管86の開口部86Aから当該冷媒配管86内に入り、オイル分離器10を出て、放熱器2に流入する。放熱器2に流入した冷媒は当該放熱器2において空冷或いは水冷方式により冷却される(図4のEの状態)。また、当該放熱器2と一体に形成されたオイル用放熱器12に流入したオイルも当該オイル放熱器12を通過する過程で冷媒同様に空冷或いは水冷方式により冷却された後(同じく図4のEの状態)、オイル用放熱器12を出て合流器11に入る。   On the other hand, the refrigerant separated from the oil by the oil separator 10 enters the refrigerant pipe 86 through the opening 86A of the refrigerant pipe 86 provided in the oil separation space 102, exits the oil separator 10, and then the radiator 2 Flow into. The refrigerant flowing into the radiator 2 is cooled in the radiator 2 by air cooling or water cooling (state E in FIG. 4). Also, the oil that has flowed into the oil radiator 12 formed integrally with the radiator 2 is cooled by an air cooling method or a water cooling method in the process of passing through the oil radiator 12 (like E in FIG. 4). In this state, the oil radiator 12 exits and enters the merger 11.

放熱器2にて冷却された冷媒は冷媒配管87を介して分岐器7に吐出され、ここで第1の冷媒流と第2の冷媒流に分岐される。そして、第1の冷媒流は当該分岐器7の一方の出口に接続された第1の冷媒配管8を経て、内部熱交換器6の一端側に形成された第1の通路6Aの入口から当該内部熱交換器6内に入る。そして、高圧側の第1の冷媒流は内部熱交換器6の第1の通路6Aを通過する過程で、当該第1の通路6Aと交熱的に設けられた第2の通路6Bを流れる低圧側の第2の冷媒流(第2の冷媒流及びオイル)に熱を奪われる(図4のFの状態)。これにより、第1の通路6Aを流れる高圧側の第1の冷媒流の冷媒ガスを冷却して、蒸発器4入口における冷媒の比エンタルピを小さくすることができる。これにより、冷凍効果を増大させることができるようになる。   The refrigerant cooled by the radiator 2 is discharged to the branching device 7 through the refrigerant pipe 87, and is branched into a first refrigerant flow and a second refrigerant flow here. Then, the first refrigerant flow passes through the first refrigerant pipe 8 connected to one outlet of the branching device 7 and from the inlet of the first passage 6A formed on one end side of the internal heat exchanger 6. Enters the internal heat exchanger 6. The first refrigerant flow on the high-pressure side passes through the first passage 6A of the internal heat exchanger 6, and the low-pressure flowing through the second passage 6B provided in heat exchange with the first passage 6A. Heat is taken away by the second refrigerant flow (second refrigerant flow and oil) on the side (state F in FIG. 4). Thereby, the refrigerant gas of the first refrigerant flow on the high-pressure side flowing through the first passage 6A can be cooled, and the specific enthalpy of the refrigerant at the inlet of the evaporator 4 can be reduced. Thereby, the freezing effect can be increased.

内部熱交換器6にて冷却された第1の通路6Aの第1の冷媒流は、他端から内部熱交換器6を出て主膨張弁3に至る。尚、当該主膨張弁3の入口では第1の冷媒流はまだ超臨界のままである。そして、主膨張弁3における圧力低下により、ガスと液体の二相混合状態とされ(図4のGの状態)、この状態で蒸発器4に流入する。ここで、第1の冷媒流は周囲の空気と熱交換して蒸発し、このときの吸熱効果により周囲の空気を冷却する。   The first refrigerant flow in the first passage 6 </ b> A cooled by the internal heat exchanger 6 exits the internal heat exchanger 6 from the other end and reaches the main expansion valve 3. Note that the first refrigerant flow is still supercritical at the inlet of the main expansion valve 3. And by the pressure fall in the main expansion valve 3, it will be in the two-phase mixed state of gas and liquid (state G of FIG. 4), and will flow into the evaporator 4 in this state. Here, the first refrigerant flow evaporates by exchanging heat with the surrounding air, and the surrounding air is cooled by the endothermic effect at this time.

また、蒸発器4にて蒸発した第1の冷媒流は(図4のAの状態)、冷媒導入管80から圧縮機1の低段側となる第1の圧縮要素18に吸い込まれるサイクルを繰り返す。   In addition, the first refrigerant flow evaporated in the evaporator 4 (state A in FIG. 4) repeats the cycle of being sucked from the refrigerant introduction pipe 80 into the first compression element 18 on the lower stage side of the compressor 1. .

一方、分岐器7において分岐された第2の冷媒流は当該分岐器7の他方の出口に接続された第2の冷媒配管9を経て合流器11に至る。そして、当該合流器11にて第2の冷媒配管9からの第2の冷媒流とオイル放熱器12にて冷却されたオイルとが合流する。合流した第2の冷媒流とオイルは当該合流器11の出口に接続された配管を介して、補助膨張弁5に至る。尚、補助膨張弁5の入口では第2の冷媒流はまだ超臨界の状態であり、当該補助膨張弁5を通過する過程で圧力低下して、ガス/気体の二相混合状態となる(図4のHの状態)。そして、補助膨張弁5にて圧力低下した第2の冷媒流及びオイルは、内部熱交換器6の他端に形成された第2の通路6Bの入口から当該内部熱交換器6内に流入して、膨張する。このとき、第2の冷媒流は、第1の通路6Aを流れる冷媒から熱を奪って蒸発する。このように、内部熱交換器6にて第1の通路6Aを流れる高圧側の冷媒と熱交換させることで、当該第2の冷媒流を蒸発させることができる。そして、蒸発した低圧側の第2の冷媒流及びオイルは、一端の出口から内部熱交換器6を出て、冷媒配管90を介して、冷媒導入管82の途中部22にて当該冷媒導入管82内を流れる中間圧の冷媒と合流して(図4のCの状態)、密閉容器16内に流入する。密閉容器16内に流入したオイルは冷媒から分離して当該密閉容器16内底部に形成されたオイル溜めに戻る。これにより、オイル分離器10にて分離されたオイルを冷却した後、密閉容器16内に戻すことができるようになる。   On the other hand, the second refrigerant flow branched in the branching device 7 reaches the merger 11 through the second refrigerant pipe 9 connected to the other outlet of the branching device 7. Then, the second refrigerant flow from the second refrigerant pipe 9 and the oil cooled by the oil radiator 12 merge in the merger 11. The merged second refrigerant flow and oil reach the auxiliary expansion valve 5 via a pipe connected to the outlet of the merger 11. Note that the second refrigerant flow is still in a supercritical state at the inlet of the auxiliary expansion valve 5, and the pressure drops in the process of passing through the auxiliary expansion valve 5, resulting in a gas / gas two-phase mixed state (FIG. 4 H state). Then, the second refrigerant flow and oil whose pressure has been reduced by the auxiliary expansion valve 5 flows into the internal heat exchanger 6 from the inlet of the second passage 6B formed at the other end of the internal heat exchanger 6. Expands. At this time, the second refrigerant flow evaporates by taking heat from the refrigerant flowing through the first passage 6A. Thus, the second refrigerant flow can be evaporated by exchanging heat with the high-pressure side refrigerant flowing through the first passage 6A in the internal heat exchanger 6. The evaporated second refrigerant stream and oil on the low-pressure side exits the internal heat exchanger 6 from the outlet at one end, and passes through the refrigerant pipe 90 at the intermediate part 22 of the refrigerant introduction pipe 82. The refrigerant merges with the intermediate-pressure refrigerant flowing in 82 (state C in FIG. 4) and flows into the sealed container 16. The oil that has flowed into the sealed container 16 is separated from the refrigerant and returned to the oil sump formed at the bottom of the sealed container 16. As a result, the oil separated by the oil separator 10 can be cooled and then returned to the sealed container 16.

特に、当該オイル分離器10を放熱器2に入る前に設けることで、冷媒ガス中に混入したオイルを効果的に分離することができる。即ち、本実施例の如く、二酸化炭素冷媒を使用して高圧側が超臨界圧力となる冷凍装置では、放熱器2にて冷却した後でオイルを分離すると、放熱器2にて冷却した冷媒は冷媒とオイルが不安定な溶解状態である疑似臨界状態にあるため、条件によって冷媒からオイルを円滑に分離することができない。このように、冷媒からオイルを分離することが困難であるため、圧縮機1にオイルを戻すことができず、圧縮機1内のオイル量が減少して、オイル不足に陥る恐れがある。   In particular, by providing the oil separator 10 before entering the radiator 2, oil mixed in the refrigerant gas can be effectively separated. That is, in the refrigerating apparatus using the carbon dioxide refrigerant and having a high pressure side at the supercritical pressure as in this embodiment, when the oil is separated after cooling by the radiator 2, the refrigerant cooled by the radiator 2 is the refrigerant. Therefore, the oil cannot be smoothly separated from the refrigerant depending on the conditions. As described above, since it is difficult to separate the oil from the refrigerant, the oil cannot be returned to the compressor 1, and the amount of oil in the compressor 1 may decrease, resulting in a shortage of oil.

加えて、オイルが冷媒サイクル内に循環されることとなり、冷媒サイクル内でオイルが寝込んで、冷媒の良好な流れを阻害したり、圧力損失の発生する問題が生じて、冷凍装置の性能の低下を招く恐れがあった。   In addition, the oil is circulated in the refrigerant cycle, and the oil stagnates in the refrigerant cycle, resulting in problems such as hindering the good flow of the refrigerant and pressure loss, resulting in a decrease in the performance of the refrigeration system. There was a risk of inviting.

他方、圧縮機1の吐出部分でオイルを分離して直接密閉容器に戻すと、高圧でオイルを戻すこととなるため、固定式の絞り機構では回転数変動や高圧の変動に帰因して生じる差圧の変動に対処できない。また、図15に示すようにオイルの温度も高い温度で戻るため、圧縮機1の密閉容器16や電動要素17の温度上昇を招き、効率の低下やオイルの劣化を引き起こす恐れがあった。また、冷媒サイクル全体の温度も高くなって、冷凍能力が著しく低下する問題が生じていた。特に、本実施例のように二酸化炭素などの冷媒を使用して、高圧側が高圧となる場合には上記問題が著しくなっていた。   On the other hand, if the oil is separated at the discharge portion of the compressor 1 and directly returned to the sealed container, the oil is returned at a high pressure. Therefore, the fixed throttle mechanism is caused by fluctuations in the rotational speed or high pressure. Cannot cope with fluctuations in differential pressure. Further, as shown in FIG. 15, since the temperature of the oil also returns to a high temperature, the temperature of the sealed container 16 and the electric element 17 of the compressor 1 is increased, which may cause a decrease in efficiency and deterioration of the oil. In addition, the temperature of the entire refrigerant cycle is increased, resulting in a problem that the refrigerating capacity is significantly reduced. In particular, when a refrigerant such as carbon dioxide is used and the high pressure side becomes a high pressure as in this embodiment, the above problem becomes significant.

しかしながら、本発明では圧縮機1から吐出されて放熱器2に流入するオイルを分離するオイル分離器10を設けたので、放熱器2で冷却される前の吐出温度の領域でオイルを分離することができる。この場合、吐出温度の領域ではオイルと冷媒の溶解状態は安定しているので、オイル中にとけ込んでいる冷媒量は少ないため、遠心分離に適しており、当該オイル分離器10にて円滑にオイルを分離することができる。これにより、複雑なオイル分離器を設けることなく、簡単な構造の遠心分離装置にてオイルを円滑に分離できる。   However, in the present invention, since the oil separator 10 that separates the oil discharged from the compressor 1 and flowing into the radiator 2 is provided, the oil is separated in the region of the discharge temperature before being cooled by the radiator 2. Can do. In this case, since the dissolved state of the oil and the refrigerant is stable in the discharge temperature region, the amount of the refrigerant dissolved in the oil is small, and therefore, it is suitable for centrifugal separation. Can be separated. Thereby, oil can be smoothly separated by a centrifugal separator having a simple structure without providing a complicated oil separator.

また、オイル分離器10にて分離されたオイルを補助膨張弁5の入口側に設けられた合流器11にて補助膨張弁5に流入する第2の冷媒流に合流させることで、オイル分離器10にて分離されたオイルを第2の冷媒流と共に圧縮機1の密閉容器16内に戻すことができる。これにより、格別なオイル戻し用の経路を用いることなく容易にオイルを圧縮機1の密閉容器16内に戻すことができる。   Further, the oil separated by the oil separator 10 is joined to the second refrigerant flow flowing into the auxiliary expansion valve 5 by the merger 11 provided on the inlet side of the auxiliary expansion valve 5, whereby the oil separator The oil separated at 10 can be returned into the sealed container 16 of the compressor 1 together with the second refrigerant flow. Accordingly, the oil can be easily returned into the sealed container 16 of the compressor 1 without using a special oil return path.

更に、この場合、オイルは第2の冷媒流と共に補助膨張弁5にて圧力低下された状態で圧縮機1に戻るので、従来のような圧力差の問題も解消できると共に、オイルはオイル用放熱器12での冷却効果に加えて、第2の冷媒流により温度低下されるため、オイル戻しにより圧縮機1の温度上昇して電動要素17や各圧縮要素18、19に損傷を来す不都合やオイル劣化などの問題も解消できる。更に、本発明により従来のような圧力差による格別なオイルの流量調整絞り機構を設けることなく、オイルを容易に圧縮機1に戻すことが可能となる。   Further, in this case, since the oil returns to the compressor 1 in a state where the pressure is reduced by the auxiliary expansion valve 5 together with the second refrigerant flow, the problem of the pressure difference as in the prior art can be solved, and the oil can dissipate heat for the oil. Since the temperature is lowered by the second refrigerant flow in addition to the cooling effect in the cooler 12, the temperature of the compressor 1 rises due to the oil return, and the electric element 17 and the compression elements 18 and 19 are damaged. Problems such as oil deterioration can be solved. Furthermore, according to the present invention, it is possible to easily return the oil to the compressor 1 without providing a special oil flow adjustment throttle mechanism due to a pressure difference as in the prior art.

また、分岐された第2の冷媒流を圧縮機1の中間圧部である密閉容器16内に戻すことで、密閉容器16内の冷媒温度が低下し、第2の圧縮要素19から吸い込まれる冷媒の比エンタルピを減少することができる。その結果、冷凍装置の効率を向上させることが可能となる。   Moreover, the refrigerant | coolant temperature in the airtight container 16 falls by returning the branched 2nd refrigerant | coolant flow in the airtight container 16 which is an intermediate pressure part of the compressor 1, and the refrigerant | coolant sucked in from the 2nd compression element 19 The specific enthalpy of can be reduced. As a result, it is possible to improve the efficiency of the refrigeration apparatus.

更に、オイル用放熱器12を設けることで、分離したオイルを充分冷却した後に、合流器11にて第2の冷媒流と合流させることで、第2の冷媒流の膨張による冷却作用に悪影響を及ぼす不都合も回避できる。更にまた、オイル用放熱器12を放熱器2と一体に構成することで、部品点数の削減を図ることができ、且つ、放熱面積の大きい放熱器2と一体形成することにより、設置スペースの拡大する不都合が生じることなく、オイル冷却性能を向上させることができる。   Further, by providing the oil radiator 12, the separated oil is sufficiently cooled and then merged with the second refrigerant flow in the merger 11, thereby adversely affecting the cooling effect due to the expansion of the second refrigerant flow. The inconvenience can be avoided. Furthermore, the oil radiator 12 can be integrated with the radiator 2 to reduce the number of components and can be integrated with the radiator 2 having a large radiation area to increase the installation space. The oil cooling performance can be improved without inconvenience.

尚、前記補助膨張弁5は、冷媒導入管82に設けられた温度センサ21にて検出される第2の冷媒流の温度に基づいて、制御手段によって開度が制御されている。即ち、温度センサ21にて検出される冷媒の温度が予め設定された所定の温度より高い場合には、補助膨張弁5の開度が増大(絞りが縮小)される。これにより、第2の冷媒流の流量が増大する。即ち、冷媒導入管82の途中部22にて第1の圧縮要素18にて圧縮された冷媒と合流する第2の冷媒流の量が多くなるため、密閉容器16内に流入する冷媒温度をより下げることができる。   The opening of the auxiliary expansion valve 5 is controlled by the control means based on the temperature of the second refrigerant flow detected by the temperature sensor 21 provided in the refrigerant introduction pipe 82. That is, when the temperature of the refrigerant detected by the temperature sensor 21 is higher than a predetermined temperature set in advance, the opening of the auxiliary expansion valve 5 is increased (throttle is reduced). This increases the flow rate of the second refrigerant flow. That is, since the amount of the second refrigerant flow that merges with the refrigerant compressed by the first compression element 18 in the middle portion 22 of the refrigerant introduction pipe 82 increases, the temperature of the refrigerant flowing into the sealed container 16 is further increased. Can be lowered.

他方、温度センサ21にて検出される冷媒の温度が予め設定された所定の温度より低い場合には、補助膨張弁5の開度が減少(絞りが拡大)される。これにより、第2の冷媒流の流量が減少する。即ち、冷媒導入管82の途中部22にて第1の圧縮要素18にて圧縮された冷媒と合流する第2の冷媒流の量が減少するため、密閉容器16内に流入する冷媒温度を上げることができる。このように、温度センサ21にて検出される冷媒温度に基づき、補助膨張弁5の絞りを制御することで、密閉容器16内に戻される第2の冷媒流の量により、密閉容器16に流入して電動要素17を冷却する中間圧の冷媒の温度を適切に制御することができる。   On the other hand, when the temperature of the refrigerant detected by the temperature sensor 21 is lower than a predetermined temperature set in advance, the opening of the auxiliary expansion valve 5 is decreased (throttle is expanded). This reduces the flow rate of the second refrigerant flow. That is, since the amount of the second refrigerant flow that merges with the refrigerant compressed by the first compression element 18 at the midway portion 22 of the refrigerant introduction pipe 82 decreases, the temperature of the refrigerant flowing into the sealed container 16 is raised. be able to. In this way, by controlling the throttle of the auxiliary expansion valve 5 based on the refrigerant temperature detected by the temperature sensor 21, the flow into the sealed container 16 is caused by the amount of the second refrigerant flow returned to the sealed container 16. Thus, the temperature of the intermediate-pressure refrigerant that cools the electric element 17 can be appropriately controlled.

以上詳述する如く、本発明の冷凍装置により、圧縮機1の圧縮動力を低減して、成績係数の向上を図ると共に、圧縮機1から吐出された冷媒に混入したオイルを効果的に分離することができる。これにより、冷凍装置の性能の向上と信頼性の回復、特に、二酸化炭素冷媒を用いた冷凍装置の性能及び信頼性の向上を図ることができる。   As described in detail above, the refrigeration apparatus of the present invention reduces the compression power of the compressor 1 to improve the coefficient of performance, and effectively separates the oil mixed in the refrigerant discharged from the compressor 1. be able to. As a result, it is possible to improve the performance and reliability of the refrigeration apparatus, in particular, improve the performance and reliability of the refrigeration apparatus using the carbon dioxide refrigerant.

尚、本発明の冷凍装置に使用するオイル分離手段は、上記実施例1に示すオイル分離器10に限定されるものでなく、オイル分離可能なものであればどのようなものであっても構わない。この場合、図5に示すようなオイル分離器110を用いることも可能である。図5は、他の実施例のオイル分離手段としてのオイル分離器110を示す図である。図5において、当該オイル分離器110も上記実施例と同様に遠心分離により冷媒とオイルを分離するための装置である。尚、図5に示す矢印は、冷媒及びオイルの流れを示している。当該オイル分離器110は、横長円筒状を呈する本体111内にオイル分離空間112が構成され、当該本体111の一端にはオイル分離空間112と連通する横長円筒状の入口部113が形成され、当該入口部113の先端開口113Aには前記冷媒吐出管84の他端が連通接続される。   The oil separation means used in the refrigeration apparatus of the present invention is not limited to the oil separator 10 shown in the first embodiment, and any oil separation means can be used as long as it can perform oil separation. Absent. In this case, an oil separator 110 as shown in FIG. 5 can be used. FIG. 5 is a view showing an oil separator 110 as oil separation means of another embodiment. In FIG. 5, the oil separator 110 is also a device for separating the refrigerant and the oil by centrifugation as in the above embodiment. In addition, the arrow shown in FIG. 5 has shown the flow of the refrigerant | coolant and oil. In the oil separator 110, an oil separation space 112 is configured in a main body 111 having a horizontally long cylindrical shape, and a horizontally long cylindrical inlet portion 113 communicating with the oil separation space 112 is formed at one end of the main body 111. The other end of the refrigerant discharge pipe 84 is connected to the tip opening 113A of the inlet 113.

また、入口部113の内壁面には螺旋状のパドルが形成され、冷媒吐出管84から当該入口部113に入る冷媒及び当該冷媒に混入したオイルが、当該パドルにより旋回流を作るように構成されている。また、本体111の他端にはオイル分離空間112と連通する冷媒出口114が形成され、本体111の底面には、同様にオイル分離空間112と連通するオイル出口115が形成される。   In addition, a spiral paddle is formed on the inner wall surface of the inlet 113, and the refrigerant entering the inlet 113 from the refrigerant discharge pipe 84 and the oil mixed in the refrigerant create a swirling flow by the paddle. ing. In addition, a refrigerant outlet 114 communicating with the oil separation space 112 is formed at the other end of the main body 111, and an oil outlet 115 communicating similarly with the oil separation space 112 is formed at the bottom surface of the main body 111.

そして、オイル分離器110の冷媒出口114に接続された冷媒配管86は放熱器2の入口に接続される。また、オイル出口115に接続されたオイル配管92は前記実施例と同様にオイル用放熱器12の入口に接続される。   The refrigerant pipe 86 connected to the refrigerant outlet 114 of the oil separator 110 is connected to the inlet of the radiator 2. Further, the oil pipe 92 connected to the oil outlet 115 is connected to the inlet of the oil radiator 12 as in the above embodiment.

ここで、オイル分離器110における冷媒及びオイルの流れを説明をする。尚、本実施例において、前記実施例と同様の符号が付されているものは同様、或いは、類似の効果を奏するものであり、説明を省略する。先ず、第2の圧縮要素19にて圧縮され高温高圧となった超臨界状態の冷媒は、冷媒吐出管84から当該入口部113の先端開口113Aからオイル分離器110に流入する。冷媒ガス及び当該冷媒ガス中に混入したオイルは当該入口部113のパドルにより旋回流とされ、この状態で、本体111内に流入する。このとき、オイル分離空間112内に吐出された旋回流の冷媒及びオイルは、当該オイル分離空間112内を螺旋状に旋回しながら、冷媒出口114側へと進む。   Here, the flow of the refrigerant and oil in the oil separator 110 will be described. In the present embodiment, the same reference numerals as those in the previous embodiment have the same or similar effects and will not be described. First, the supercritical refrigerant that has been compressed by the second compression element 19 to a high temperature and high pressure flows from the refrigerant discharge pipe 84 into the oil separator 110 through the tip opening 113A of the inlet 113. The refrigerant gas and the oil mixed in the refrigerant gas are swirled by the paddle of the inlet portion 113 and flow into the main body 111 in this state. At this time, the swirling refrigerant and oil discharged into the oil separation space 112 advances toward the refrigerant outlet 114 while spirally swirling within the oil separation space 112.

この過程で、冷媒ガス中に混入したオイルが冷媒ガスから遠心分離され、オイル分離空間102の壁面に付着し、この壁面を伝わって、底面に形成されたオイル出口115に至り、そこから前記実施例と同様にオイル配管92に入る。   In this process, the oil mixed in the refrigerant gas is centrifuged from the refrigerant gas, adheres to the wall surface of the oil separation space 102, travels along this wall surface, reaches the oil outlet 115 formed on the bottom surface, and from there As in the example, the oil pipe 92 is entered.

他方、オイルが分離された冷媒ガスは、冷媒出口114から冷媒配管86に入り、オイル分離器110から吐出される。このように、本実施例のオイル分離器110を用いても上記実施例と同様に冷媒ガス中のオイルを効果的に分離することができる。   On the other hand, the refrigerant gas from which the oil has been separated enters the refrigerant pipe 86 from the refrigerant outlet 114 and is discharged from the oil separator 110. As described above, even when the oil separator 110 of this embodiment is used, the oil in the refrigerant gas can be effectively separated as in the above embodiment.

尚、上記実施例1では、放熱器2の構造については具体的に説明しなかったが、実施例1の放熱器2は、放熱器2とオイル用放熱器12とが一体に形成されたものであれば、どのようなものであっても構わない。また、上記実施例の構造に限らず、オイル分離手段(オイル分離器)及びオイル用放熱器を放熱器と一体に形成しても良い。この場合の放熱器を図6及び図7を用いて説明する。図6は、本実施例の放熱器を示す外観図、図7は図6の放熱器の内部構成図をそれぞれ示している。   In the first embodiment, the structure of the radiator 2 was not specifically described. However, the radiator 2 of the first embodiment has the radiator 2 and the oil radiator 12 integrally formed. Anything can be used. In addition to the structure of the above embodiment, the oil separating means (oil separator) and the oil radiator may be formed integrally with the radiator. The heat radiator in this case will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is an external view showing the radiator of this embodiment, and FIG. 7 is an internal configuration diagram of the radiator of FIG.

本実施例の放熱器120は、ヘッダー(入口ヘッダー121及び出口ヘッダー122)と図示しない複数のマイクロチューブから構成されるマイクロチューブ型の熱交換器である。また、当該放熱器120にはオイル分離手段としてのオイル分離器130が一体に形成されている。   The radiator 120 of the present embodiment is a microtube type heat exchanger composed of a header (an inlet header 121 and an outlet header 122) and a plurality of microtubes (not shown). The radiator 120 is integrally formed with an oil separator 130 as oil separating means.

即ち、放熱器120は、図示しない複数のフィンに取り付けられた複数のマイクロチューブと、これらマイクロチューブの一端に形成され、各マイクロチューブに冷媒を分流する入口ヘッダー121と、各マイクロチューブを通過した冷媒を合流させるための出口ヘッダー122と、この入口ヘッダー121のマイクロチューブとは反対側に設置されたオイル分離器130と、マイクロチューブの下側に設けられたオイル用分離器140とから構成される。このオイル用放熱器140は、放熱器120のマイクロチューブに取り付けられた複数のフィンと当接して配設されたオイル用の通路141から構成されている。尚、図6及び図7において、上記各実施例と同一の符号が付されたものは同一、或いは類似の効果を奏するものとして説明を省略する。   That is, the radiator 120 passes through each microtube, a plurality of microtubes attached to a plurality of fins (not shown), an inlet header 121 that is formed at one end of these microtubes and distributes the refrigerant to each microtube. An outlet header 122 for joining the refrigerant, an oil separator 130 installed on the opposite side of the inlet header 121 from the microtube, and an oil separator 140 provided below the microtube. The The oil radiator 140 includes an oil passage 141 disposed in contact with a plurality of fins attached to the microtube of the radiator 120. In FIGS. 6 and 7, the same reference numerals as those in the above-described embodiments are used, and the description thereof is omitted because they have the same or similar effects.

次に、図6及び図7を用いて本実施例の放熱器120における冷媒及びオイルの流れについて説明する。先ず、圧縮機1にて圧縮され高温高圧となった冷媒が、冷媒吐出管84から吐出され、放熱器120と一体に形成されたオイル分離器130の本体101の一側面に形成された入口103からオイル分離空間102内の壁面に向かって吐出される。このとき、オイル分離空間102内に吐出された冷媒及び当該冷媒ガス中に混入したオイルは、吐出時の勢いにより、図7に矢印で示す如く冷媒配管86の外壁面とオイル分離空間102の内壁面との間に形成された隙間を螺旋状に周りながらオイル分離空間102を降下していく。   Next, the flow of the refrigerant and oil in the radiator 120 of this embodiment will be described with reference to FIGS. 6 and 7. First, the refrigerant compressed in the compressor 1 and having a high temperature and high pressure is discharged from the refrigerant discharge pipe 84, and the inlet 103 formed on one side surface of the main body 101 of the oil separator 130 formed integrally with the radiator 120. To the wall surface in the oil separation space 102. At this time, the refrigerant discharged into the oil separation space 102 and the oil mixed in the refrigerant gas are discharged from the outer wall surface of the refrigerant pipe 86 and the inside of the oil separation space 102 as indicated by arrows in FIG. The oil separation space 102 is lowered while spiraling around the gap formed between the wall surface.

この過程で、冷媒ガス中に混入したオイルが冷媒ガスから遠心分離され、オイル分離空間102の内壁面及び冷媒配管86の外壁面に付着し、これら壁面を伝わって、オイル分離空間102の底面に形成されたオイル用放熱器140に流入する。一方、オイルが分離された冷媒はオイル分離空間102内に設けられた冷媒配管86の開口部86Aから当該冷媒配管86内に入り、オイル分離器130を出て上端側から入口ヘッダー121に流入する。   In this process, the oil mixed in the refrigerant gas is centrifuged from the refrigerant gas, adheres to the inner wall surface of the oil separation space 102 and the outer wall surface of the refrigerant pipe 86, and travels along these wall surfaces to the bottom surface of the oil separation space 102. It flows into the oil radiator 140 formed. On the other hand, the refrigerant from which the oil has been separated enters the refrigerant pipe 86 through the opening 86A of the refrigerant pipe 86 provided in the oil separation space 102, exits the oil separator 130, and flows into the inlet header 121 from the upper end side. .

入口ヘッダー121に流入した冷媒ガスは、分流されて図示しない各マイクロチューブ内にそれぞれ入り、当該マイクロチューブ内を通過する過程で、空冷、或いは、水冷方式により冷却される。また、オイル用放熱器140に流入したオイルも同様に当該放熱器120のフィンと当接して設けられた配管141を通過する過程で、冷却される。その後、他端に接続されたオイル用配管92から当該オイル用放熱器140を出て上記各実施例同様に合流器11に入る。   The refrigerant gas that has flowed into the inlet header 121 is diverted and enters each microtube (not shown), and is cooled by air cooling or water cooling in the process of passing through the microtube. Similarly, the oil flowing into the oil radiator 140 is cooled in the process of passing through the piping 141 provided in contact with the fins of the radiator 120. Thereafter, the oil radiator 140 is extracted from the oil pipe 92 connected to the other end, and enters the merger 11 as in the above embodiments.

また、各マイクロチューブを通過して冷却された冷媒は出口ヘッダー122にて各マイクロチューブを流れた冷媒と合流した後、当該出口ヘッダー122に接続された冷媒配管87から放熱器120の外部に吐出される。   In addition, the refrigerant cooled after passing through each microtube is merged with the refrigerant that has flowed through each microtube at the outlet header 122, and then discharged from the refrigerant pipe 87 connected to the outlet header 122 to the outside of the radiator 120. Is done.

このように、オイル分離器130及びオイル用放熱器140を放熱器120と一体に構成することで、部品点数の削減をより一層図ることができる。   In this way, by configuring the oil separator 130 and the oil radiator 140 integrally with the radiator 120, the number of components can be further reduced.

尚、上記各実施例では、オイル分離手段(オイル分離器)にて冷媒ガスと、当該冷媒ガス中に混入したオイルとを分離するものとしたが、このようにオイルのみを分離するものに限らず、例えば、オイル分離器にて放熱器へ流入する冷媒からオイルを多く含んだ冷媒を分離して、当該オイルを多く含んだ冷媒をオイル用放熱器にて冷却して、前記第2の冷媒流と合流器にて合流させるものとしても構わない。図8は本実施例における放熱器150の一実施例の内部構成図である。尚、図8において、上記各実施例と同一の符号が付されているものは同一、或いは、類似の効果を奏するものとして説明を省略する。   In each of the above embodiments, the refrigerant gas and the oil mixed in the refrigerant gas are separated by the oil separation means (oil separator). However, the invention is not limited to the one that separates only the oil. First, for example, a refrigerant containing a large amount of oil is separated from a refrigerant flowing into the radiator by an oil separator, and the refrigerant containing a large amount of oil is cooled by a radiator for oil. It may be combined with a flow and a combiner. FIG. 8 is an internal configuration diagram of an embodiment of the radiator 150 in the present embodiment. In FIG. 8, the same reference numerals as those in the above-described embodiments are used, and the description thereof is omitted because they have the same or similar effects.

この場合、オイル分離器130にて冷媒ガスと、オイルを多く含んだ冷媒とに分離されることとなるが、オイルを多く含んだ冷媒は、前記各実施例のようにオイルのみより量が多いため、オイル用放熱器140の容量を大きくする必要がある。従って、オイル用放熱器140のオイル用配管141の面積を大きくして、当該オイル用放熱器140を流れるオイルを多く含んだ冷媒がより放熱できるように構成する。一方、放熱器120に流れる冷媒量はその分少なくなるので、上記実施例のものより容量を小さくしても冷媒を充分に放熱できる。従って、本実施例では、図8に示すように、上記実施例よりも放熱器120の放熱面積を小さくし、オイル用放熱器140の放熱面積を大きくする。   In this case, the oil separator 130 separates the refrigerant gas and the oil-rich refrigerant, but the oil-rich refrigerant has a larger amount than the oil alone as in the above embodiments. Therefore, it is necessary to increase the capacity of the oil radiator 140. Therefore, the area of the oil pipe 141 of the oil radiator 140 is increased so that the refrigerant containing a large amount of oil flowing through the oil radiator 140 can dissipate more heat. On the other hand, since the amount of refrigerant flowing through the radiator 120 is reduced by that amount, the refrigerant can be sufficiently dissipated even if the capacity is made smaller than that of the above embodiment. Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 8, the heat dissipating area of the radiator 120 is made smaller than that of the above embodiment, and the heat dissipating area of the oil radiator 140 is made larger.

これにより、オイル用放熱器140を流れるオイルを多く含む冷媒を効果的に冷却できる。この場合、オイル用放熱器140にて冷却されたオイルを多く含む冷媒は合流器11にて第2の冷媒流と合流後、補助膨張弁5で絞られた後、内部熱交換器6を経由し、密閉容器16内に流入する。このように、オイル分離器130により、厳密にオイルを冷媒と分離する必要がないことから、オイル分離器130の簡素化、低コスト化が可能となる。また、第2の通路6Bに流入する冷媒量が多くなるため、当該第2の通路6Bと交熱的に設けられた第1の通路6Aを流れる第1の冷媒流をより一層冷却できる。また、圧縮機1の密閉容器16内に戻される冷媒もより一層冷却できる。従って、本実施例により第1の冷媒流の冷却により一層寄与できると共に、圧縮機1に戻された後の圧縮機1の冷却にも寄与できるようになる。   Thereby, the refrigerant | coolant containing many oils which flows through the heat radiator 140 for oil can be cooled effectively. In this case, the refrigerant containing a large amount of oil cooled by the oil radiator 140 joins the second refrigerant flow in the merger 11, and is then throttled by the auxiliary expansion valve 5, and then passes through the internal heat exchanger 6. And flows into the sealed container 16. As described above, since it is not necessary to strictly separate the oil from the refrigerant by the oil separator 130, the oil separator 130 can be simplified and reduced in cost. Further, since the amount of the refrigerant flowing into the second passage 6B increases, the first refrigerant flow flowing through the first passage 6A provided in heat exchange with the second passage 6B can be further cooled. Further, the refrigerant returned to the hermetic container 16 of the compressor 1 can be further cooled. Therefore, according to the present embodiment, the cooling of the first refrigerant flow can further contribute to the cooling of the compressor 1 after being returned to the compressor 1.

次に、本発明の冷凍装置の他の実施例について図9及び図10を用いて説明する。図9は本発明の他の実施例の冷凍装置の冷媒回路図、図10は図9の冷凍装置の圧縮機の内部構成図をそれぞれ示している。尚、図9及び図10において、上記各図1乃至図8吐同一の符号が付されているものは同一、或いは、類似の効果を奏するものとして説明を省略する。   Next, another embodiment of the refrigeration apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is a refrigerant circuit diagram of a refrigerating apparatus according to another embodiment of the present invention, and FIG. 10 is an internal configuration diagram of the compressor of the refrigerating apparatus of FIG. In FIGS. 9 and 10, the same reference numerals as those shown in FIGS. 1 to 8 are used, and the description thereof is omitted because they have the same or similar effects.

図9において、14は分岐器7と合流器11との間に設けられた絞り手段であり、この絞り手段としては、キャピラリチューブ等が使用される。当該キャピラリチューブ14は合流器11の圧力を下げて、オイル分離器10にて分離されたオイルを合流器11に導くために設けられた絞り手段である。即ち、放熱器2の圧力損失が小さく、或いは、圧縮機200が低回転にて運転され、オイル分離器10と合流器11との間の圧力差がオイルを合流手段に移動させる程十分でない場合、オイルが円滑に合流器11に流れない恐れがある。このため、本実施例の如く、分岐器7と合流器11との間にキャピラリチューブ14を設けて、合流器11に入る第2の冷媒流の圧力を下げることで、オイル分離器10と合流器11との間にオイル分離器10が高く、合流器11が低い圧力差を構成することができるようになり、オイル分離器10にて分離されたオイルを確実に合流器11に導くことが可能となる。   In FIG. 9, reference numeral 14 denotes a throttle means provided between the branching device 7 and the merger 11, and a capillary tube or the like is used as the throttle means. The capillary tube 14 is a throttle means provided to lower the pressure of the merger 11 and guide the oil separated by the oil separator 10 to the merger 11. That is, when the pressure loss of the radiator 2 is small or the compressor 200 is operated at a low speed and the pressure difference between the oil separator 10 and the merger 11 is not sufficient to move the oil to the merger. The oil may not flow smoothly into the merger 11. For this reason, as in this embodiment, a capillary tube 14 is provided between the branching device 7 and the merger 11, and the pressure of the second refrigerant flow entering the merger 11 is lowered, so that the oil separator 10 and the merger are merged. The oil separator 10 is high between the separator 11 and the merger 11 can constitute a low pressure difference, and the oil separated by the oil separator 10 can be reliably guided to the merger 11. It becomes possible.

ここで、前述した圧縮機200は図10に示すように、横型の密閉容器16内に駆動手段としての電動要素17と、この電動要素17の回転軸50にて駆動される低段側圧縮手段としての第1の圧縮要素18と、高段側圧縮手段としての第2の圧縮要素19を収納して成る圧縮手段である。そして、電動要素17は回転軸50の一端側に設けられ、第1及び第2の圧縮要素18、19は回転軸50の他端側に設けられている。また、回転軸50の他端にはオイルポンプ52が設けられており、当該オイルポンプ52の吸込口は密閉容器16の底部に形成されたオイル溜めにて開口している。このオイルポンプ52により、オイル溜め内に貯溜されたオイルを吸込口から吸入し、第1及び第2の圧縮要素18、19の摺動部等に供給できる。   Here, as shown in FIG. 10, the compressor 200 described above includes an electric element 17 as a driving means in a horizontal sealed container 16 and a low-stage compression means driven by a rotating shaft 50 of the electric element 17. And a second compression element 19 serving as a high-stage side compression means. The electric element 17 is provided on one end side of the rotating shaft 50, and the first and second compression elements 18 and 19 are provided on the other end side of the rotating shaft 50. An oil pump 52 is provided at the other end of the rotating shaft 50, and the suction port of the oil pump 52 is opened by an oil reservoir formed at the bottom of the sealed container 16. With the oil pump 52, the oil stored in the oil sump can be sucked from the suction port and supplied to the sliding portions of the first and second compression elements 18, 19.

第1の圧縮要素18の吸込側には、冷媒導入管80の一端が接続されており、ここから低段側となる第1の圧縮要素18内に低温低圧の冷媒ガスが導入される。当該冷媒導入管80の他端は圧縮機1外部の蒸発器4の出口に接続される。また、第1の圧縮要素18の吐出側と密閉容器16内の電動要素17とは反対側のオイルポンプ52側とは連通されている。即ち、第1の圧縮要素18で圧縮された中間圧の冷媒は当該密閉容器16内の電動要素17とは反対側のオイルポンプ52が設けられた側に吐出される。   One end of a refrigerant introduction pipe 80 is connected to the suction side of the first compression element 18, and a low-temperature and low-pressure refrigerant gas is introduced into the first compression element 18 on the lower stage side from here. The other end of the refrigerant introduction pipe 80 is connected to the outlet of the evaporator 4 outside the compressor 1. The discharge side of the first compression element 18 and the oil pump 52 side opposite to the electric element 17 in the sealed container 16 are communicated with each other. That is, the intermediate-pressure refrigerant compressed by the first compression element 18 is discharged to the side where the oil pump 52 opposite to the electric element 17 in the sealed container 16 is provided.

また、当該密閉容器16内のオイルポンプ52側と電動要素17側とは第1及び第2の圧縮要素18を貫通する孔201にて連通されている。そして、第2の圧縮要素19の吸込側には冷媒導入管82の一端が接続される。この冷媒導入管82は当該第2の圧縮要素19の吸込側に接続された一端から密閉容器16の外部を通過して、他端は電動要素17付近にて当該密閉容器16内と連通する。また、冷媒導入管82の途中部には密閉容器16から高段側である第2の圧縮要素19に吸い込まれる中間圧の冷媒温度を検出するための温度センサ121が設けられている。当該温度センサ121は冷凍装置の制御を司る図示しない制御手段に接続される。制御手段は、当該温度センサ121にて検出される冷媒温度に基づいて、前記補助膨張弁5の開度を制御する。   In addition, the oil pump 52 side and the electric element 17 side in the sealed container 16 are communicated with each other through a hole 201 penetrating the first and second compression elements 18. Then, one end of the refrigerant introduction pipe 82 is connected to the suction side of the second compression element 19. The refrigerant introduction pipe 82 passes through the outside of the sealed container 16 from one end connected to the suction side of the second compression element 19, and the other end communicates with the inside of the sealed container 16 near the electric element 17. In addition, a temperature sensor 121 for detecting an intermediate pressure refrigerant temperature sucked into the second compression element 19 on the higher stage side from the sealed container 16 is provided in the middle of the refrigerant introduction pipe 82. The temperature sensor 121 is connected to a control means (not shown) that controls the refrigeration apparatus. The control means controls the opening of the auxiliary expansion valve 5 based on the refrigerant temperature detected by the temperature sensor 121.

また、90は一端が内部熱交換器6の第2の通路6Bの出口に接続された冷媒配管であり、当該冷媒配管90の他端は図10に示すように密閉容器16内のオイルポンプ52側に連通している。そして、当該冷媒配管90から内部熱交換器6の第2の通路6Bにて蒸発した第2の冷媒流及びオイルが圧縮機1の中間圧部である密閉容器16内に流入される。   Reference numeral 90 is a refrigerant pipe having one end connected to the outlet of the second passage 6B of the internal heat exchanger 6, and the other end of the refrigerant pipe 90 is an oil pump 52 in the hermetic container 16 as shown in FIG. It communicates with the side. And the 2nd refrigerant | coolant flow and oil which evaporated in the 2nd channel | path 6B of the internal heat exchanger 6 from the said refrigerant | coolant piping 90 flow in into the airtight container 16 which is an intermediate pressure part of the compressor 1. FIG.

以上の構成で本実施例の冷凍装置の動作を説明する。図示しない制御手段により圧縮機200の電動要素17が駆動されると、冷媒導入管80から第1の圧縮要素18の低圧室側に蒸発器4から出た低温低圧の冷媒が吸い込まれて圧縮される。これにより、当該第1の圧縮要素18で圧縮されて中間圧となった冷媒が高圧室側より密閉容器16内のオイルポンプ52側(電動要素17とは反対側)に吐出される。そして、吐出された冷媒は第1及び第2の圧縮要素18、19を貫通する孔201を通って、密閉容器16内の電動要素17側に吐出される。これにより、密閉容器16内は全て中間圧となる。密閉容器16内の電動要素17側に吐出された中間圧の冷媒ガスは、当該電動要素17側の密閉容器16内に接続された冷媒導入管82の他端から、密閉容器16外部を経て第2の圧縮要素19の低圧室側に吸い込まれて圧縮され、高温高圧の冷媒ガスとなり、高圧室側から冷媒吐出管84に入り、圧縮機1の外部に吐出される。このとき、冷媒は適切な超臨界圧力まで圧縮されている。   The operation of the refrigeration apparatus of the present embodiment will be described with the above configuration. When the electric element 17 of the compressor 200 is driven by a control means (not shown), the low-temperature and low-pressure refrigerant discharged from the evaporator 4 is sucked from the refrigerant introduction pipe 80 into the low-pressure chamber side of the first compression element 18 and compressed. The As a result, the refrigerant compressed to the intermediate pressure by the first compression element 18 is discharged from the high pressure chamber side to the oil pump 52 side (the side opposite to the electric element 17) in the sealed container 16. Then, the discharged refrigerant passes through the hole 201 penetrating the first and second compression elements 18 and 19 and is discharged to the electric element 17 side in the sealed container 16. Thereby, the inside of the airtight container 16 becomes an intermediate pressure. The intermediate-pressure refrigerant gas discharged to the electric element 17 side in the sealed container 16 passes through the outside of the sealed container 16 from the other end of the refrigerant introduction pipe 82 connected to the sealed container 16 on the electric element 17 side. 2 is sucked into the low-pressure chamber side of the compression element 19 and compressed to become high-temperature and high-pressure refrigerant gas, enters the refrigerant discharge pipe 84 from the high-pressure chamber side, and is discharged to the outside of the compressor 1. At this time, the refrigerant is compressed to an appropriate supercritical pressure.

冷媒吐出管84から吐出された冷媒ガス中には、圧縮機1の第2の圧縮要素19の摺動部に供給されていたオイルが混入されている。そして、当該冷媒ガス及びオイルはオイル分離器10の本体101の一側面に形成された入口103からオイル分離空間102内の壁面に向かって吐出される。このとき、オイル分離空間102内に吐出された冷媒ガス及び当該冷媒ガス中に混入したオイルは、吐出時の勢いにより、冷媒配管86の外壁面とオイル分離空間102の内壁面との間に形成された隙間を螺旋状に周りながらオイル分離空間102を降下していく。   In the refrigerant gas discharged from the refrigerant discharge pipe 84, the oil supplied to the sliding portion of the second compression element 19 of the compressor 1 is mixed. The refrigerant gas and oil are discharged from an inlet 103 formed on one side surface of the main body 101 of the oil separator 10 toward a wall surface in the oil separation space 102. At this time, the refrigerant gas discharged into the oil separation space 102 and the oil mixed in the refrigerant gas are formed between the outer wall surface of the refrigerant pipe 86 and the inner wall surface of the oil separation space 102 due to the momentum at the time of discharge. The oil separation space 102 is lowered while spiraling around the gap.

この過程で、冷媒ガス中に混入したオイルが冷媒ガスから遠心分離され、オイル分離空間102の内壁面及び冷媒配管86の外壁面に付着し、これら壁面を伝わって、オイル分離空間102の底面に形成されたオイル出口105に至り、そこからオイル配管92に入り、オイル分離器10から出て放熱器2と一体に形成されたオイル放熱器12に流入する。   In this process, the oil mixed in the refrigerant gas is centrifuged from the refrigerant gas, adheres to the inner wall surface of the oil separation space 102 and the outer wall surface of the refrigerant pipe 86, and travels along these wall surfaces to the bottom surface of the oil separation space 102. The oil outlet 105 is formed, enters the oil pipe 92 from there, flows out of the oil separator 10, and flows into the oil radiator 12 formed integrally with the radiator 2.

このように、圧縮機1で圧縮された冷媒ガス中に混入したオイルをオイル分離器10にて遠心分離することで、冷媒ガス中に混入したオイルを分離することができる。   Thus, the oil mixed in the refrigerant gas can be separated by centrifuging the oil mixed in the refrigerant gas compressed by the compressor 1 by the oil separator 10.

一方、オイル分離器10にてオイルと分離した冷媒はオイル分離空間102内に設けられた冷媒配管86の開口部86Aから当該冷媒配管86内に入り、オイル分離器10を出て、放熱器2に流入する。放熱器2に流入した冷媒は当該放熱器2において空冷或いは水冷方式により冷却される。また、当該放熱器2と一体に形成されたオイル用放熱器12に流入したオイルも当該オイル用放熱器12を通過する過程で上記冷媒と同様に空冷或いは水冷方式により冷却された後、オイル用放熱器12を出て合流器11に入る。このとき、オイル分離器10にて分離されたオイルは前述したキャピラリチューブ14によるオイル分離器10が高く、合流器11が低い圧力差により、円滑にオイル用放熱器12に流れ、そこで冷却された後、合流器11に移動する。   On the other hand, the refrigerant separated from the oil by the oil separator 10 enters the refrigerant pipe 86 through the opening 86A of the refrigerant pipe 86 provided in the oil separation space 102, exits the oil separator 10, and then the radiator 2 Flow into. The refrigerant flowing into the radiator 2 is cooled in the radiator 2 by air cooling or water cooling. In addition, the oil that has flowed into the oil radiator 12 formed integrally with the radiator 2 is cooled by air or water cooling in the process of passing through the oil radiator 12 in the same manner as the refrigerant. Exit the radiator 12 and enter the merger 11. At this time, the oil separated by the oil separator 10 is smoothly flown to the oil radiator 12 due to the pressure difference between the oil separator 10 using the capillary tube 14 and the low pressure difference, and cooled there. Then, it moves to the merger 11.

放熱器2にて冷却された冷媒は冷媒配管87を介して分岐器7に吐出され、ここで第1の冷媒流と第2の冷媒流に分岐される。そして、第1の冷媒流は当該分岐器7の一方の出口に接続された第1の冷媒配管8を経て、内部熱交換器6の一端側に形成された第1の通路6Aの入口から当該内部熱交換器6内に入る。高圧側の第1の冷媒流は、内部熱交換器6の第1の通路6Aを通過する過程で、当該第1の通路6Aと交熱的に設けられた第2の通路6Bを流れる低圧側の第2の冷媒流(第2の冷媒流及びオイル)と熱交換して、熱を奪われる。これにより、第1の通路6Aを流れる高圧側の第1の冷媒流の冷媒を冷却して、蒸発器4入口における冷媒の比エンタルピを小さくすることができる。これにより、冷凍効果を増大させることができるようになる。   The refrigerant cooled by the radiator 2 is discharged to the branching device 7 through the refrigerant pipe 87, and is branched into a first refrigerant flow and a second refrigerant flow here. Then, the first refrigerant flow passes through the first refrigerant pipe 8 connected to one outlet of the branching device 7 and from the inlet of the first passage 6A formed on one end side of the internal heat exchanger 6. Enters the internal heat exchanger 6. The first refrigerant flow on the high pressure side flows through the second passage 6B provided in heat exchange with the first passage 6A in the process of passing through the first passage 6A of the internal heat exchanger 6. Heat exchange with the second refrigerant stream (second refrigerant stream and oil). Thereby, the refrigerant | coolant of the 1st refrigerant | coolant flow of the high voltage | pressure side which flows through 6 A of 1st passages can be cooled, and the specific enthalpy of the refrigerant | coolant in the evaporator 4 inlet_port | entrance can be made small. Thereby, the freezing effect can be increased.

内部熱交換器6にて冷却された第1の通路6Aの第1の冷媒流は、他端から内部熱交換器6を出て主膨張弁3に至る。尚、当該主膨張弁3の入口では第1の冷媒流はまだ超臨界のままである。そして、主膨張弁3における圧力低下により、ガスと液体の二相混合状態とされ、この状態で蒸発器4に流入する。ここで、第1の冷媒流は周囲の空気と熱交換して蒸発し、このときの吸熱効果により周囲の空気を冷却する。   The first refrigerant flow in the first passage 6 </ b> A cooled by the internal heat exchanger 6 exits the internal heat exchanger 6 from the other end and reaches the main expansion valve 3. Note that the first refrigerant flow is still supercritical at the inlet of the main expansion valve 3. And by the pressure drop in the main expansion valve 3, it will be in the two-phase mixed state of gas and liquid, and will flow into the evaporator 4 in this state. Here, the first refrigerant flow evaporates by exchanging heat with the surrounding air, and the surrounding air is cooled by the endothermic effect at this time.

また、蒸発器4にて蒸発した第1の冷媒流は、冷媒導入管80から圧縮機1の低段側となる第1の圧縮要素18に吸い込まれるサイクルを繰り返す。   In addition, the first refrigerant flow evaporated in the evaporator 4 repeats a cycle of being sucked into the first compression element 18 on the lower stage side of the compressor 1 from the refrigerant introduction pipe 80.

他方、第2の冷媒流は分岐器7の他方の出口に接続された第2の冷媒配管9に入り、キャピラリチューブ14にて減圧される。このように、第2の冷媒流をキャピラリチューブ14にて減圧することで、合流器11に入る第2の冷媒流の圧力を下げることができる。即ち、当該第2の冷媒流により合流器11内の圧力を下げることができる。これにより、上述の如くオイル分離器10にて分離されたオイルを確実に合流器11に導くことができる。   On the other hand, the second refrigerant flow enters the second refrigerant pipe 9 connected to the other outlet of the branching device 7 and is depressurized by the capillary tube 14. In this way, the pressure of the second refrigerant flow entering the merger 11 can be reduced by reducing the pressure of the second refrigerant flow in the capillary tube 14. That is, the pressure in the merger 11 can be lowered by the second refrigerant flow. As a result, the oil separated by the oil separator 10 as described above can be reliably guided to the merger 11.

そして、キャピラリチューブ14にて減圧された冷媒は、合流器11にてとオイル用放熱器12にて冷却されたオイルと合流する。そして、合流した第2の冷媒流とオイルは当該合流器11の出口に接続された配管を介して、補助膨張弁5に至り、当該補助膨張弁5を通過する過程で圧力低下する。そして、補助膨張弁5にて圧力低下した第2の冷媒流及びオイルは、内部熱交換器6の他端に形成された第2の通路6Bの入口から当該内部熱交換器6内に流入し、当該第2の通路6Bを流れる過程で膨張して、第1の通路6Aを流れる冷媒から熱を奪って蒸発する。このように、内部熱交換器6にて第1の通路6Aを流れる高圧側の冷媒と熱交換させることで、当該第2の冷媒流を蒸発させることができるようになる。   The refrigerant depressurized by the capillary tube 14 merges with the oil cooled by the merger 11 and the oil radiator 12. Then, the merged second refrigerant flow and oil reach the auxiliary expansion valve 5 via a pipe connected to the outlet of the merger 11 and drop in pressure in the process of passing through the auxiliary expansion valve 5. Then, the second refrigerant flow and oil whose pressure has been reduced by the auxiliary expansion valve 5 flows into the internal heat exchanger 6 from the inlet of the second passage 6B formed at the other end of the internal heat exchanger 6. The refrigerant expands in the process of flowing through the second passage 6B, and evaporates by taking heat from the refrigerant flowing through the first passage 6A. Thus, the second refrigerant flow can be evaporated by exchanging heat with the high-pressure refrigerant flowing through the first passage 6A in the internal heat exchanger 6.

そして、蒸発した低圧側の第2の冷媒流及びオイルは、一端の出口から内部熱交換器6を出て、冷媒配管90を介して、密閉容器16内のオイルポンプ52側に流入し、第1の圧縮要素18にて圧縮された冷媒と混合され、第1の圧縮要素18にて圧縮された冷媒を冷却する。このとき、第2の冷媒流はガス化し、オイルのみが分離され、密閉容器16内のオイルポンプ52側の底部に形成されたオイル溜めに戻すことができる。これにより、オイル分離器10にて分離されたオイルを冷却した後、密閉容器16内のオイルポンプ52側に戻すことが可能となる。このように、冷媒配管90を密閉容器16のオイルポンプ52側と連通させることで、オイルを効果的にオイルポンプ52付近に戻すことができるようになる。   The vaporized second refrigerant flow and oil on the low pressure side exits the internal heat exchanger 6 from the outlet at one end, flows into the oil pump 52 side in the sealed container 16 via the refrigerant pipe 90, The refrigerant compressed with the first compression element 18 and mixed with the refrigerant compressed with the first compression element 18 is cooled. At this time, the second refrigerant flow is gasified, only the oil is separated, and can be returned to the oil reservoir formed at the bottom of the closed casing 16 on the oil pump 52 side. Thereby, after the oil separated in the oil separator 10 is cooled, it can be returned to the oil pump 52 side in the sealed container 16. As described above, the refrigerant can be effectively returned to the vicinity of the oil pump 52 by connecting the refrigerant pipe 90 to the oil pump 52 side of the sealed container 16.

ここで、内部熱交換器6から出た第2の冷媒流及びオイルを密閉容器16内に戻すことで、運転により過熱された圧縮機1を冷却することができる。そして、密閉容器16内のオイルポンプ52側に流入した第2の冷媒流は第1の圧縮要素18にて圧縮され、当該密閉容器16内のオイルポンプ52側に吐出された中間圧の冷媒ガスと合流した後、孔201を通って、密閉容器16内の電動要素17側に吐出される。これにより、第2の冷媒流により電動要素17を冷却することができる。また、電動要素17側の冷媒は冷媒導入管82を経由して第2の圧縮要素19に吸い込まれて圧縮されるが、上述の第2の冷媒流による冷却効果により、第2の圧縮要素19での圧縮後の吐出冷媒温度は第2の冷媒流がない場合に比べて大幅に低下される。   Here, by returning the second refrigerant flow and oil that have come out of the internal heat exchanger 6 into the sealed container 16, the compressor 1 that has been overheated by operation can be cooled. Then, the second refrigerant flow that has flowed into the oil pump 52 in the sealed container 16 is compressed by the first compression element 18, and the intermediate-pressure refrigerant gas discharged to the oil pump 52 in the sealed container 16. And then discharged through the hole 201 to the electric element 17 side in the sealed container 16. Thereby, the electric element 17 can be cooled by the second refrigerant flow. In addition, the refrigerant on the electric element 17 side is sucked into the second compression element 19 through the refrigerant introduction pipe 82 and compressed, but the second compression element 19 is cooled by the cooling effect of the second refrigerant flow described above. The compressed refrigerant temperature after compression at is greatly reduced compared to the case where there is no second refrigerant flow.

従って、圧縮機1から吐出される冷媒及びオイルの吐出温度の上昇が抑えられ、圧縮機1から吐出されるオイルの劣化も防止することが可能となる。   Therefore, an increase in the discharge temperature of the refrigerant and oil discharged from the compressor 1 can be suppressed, and deterioration of the oil discharged from the compressor 1 can be prevented.

尚、前記補助膨張弁5は、冷媒導入管82に設けられた温度センサ121にて検出される冷媒温度に基づいて、制御手段によって開度が制御されている。即ち、温度センサ121にて検出される冷媒の温度が予め設定された所定の温度より高い場合には、補助膨張弁5の開度が増大(絞りが縮小)される。これにより、第2の冷媒流の流量が増大する。即ち、密閉容器16内の戻る第2の冷媒流が多くなるため、密閉容器16内に流入する冷媒温度をより下げることができる。   The opening of the auxiliary expansion valve 5 is controlled by the control means based on the refrigerant temperature detected by the temperature sensor 121 provided in the refrigerant introduction pipe 82. That is, when the temperature of the refrigerant detected by the temperature sensor 121 is higher than a predetermined temperature set in advance, the opening of the auxiliary expansion valve 5 is increased (throttle is reduced). This increases the flow rate of the second refrigerant flow. That is, since the second refrigerant flow returning in the sealed container 16 increases, the temperature of the refrigerant flowing into the sealed container 16 can be further lowered.

他方、温度センサ121にて検出される冷媒の温度が予め設定された所定の温度より低い場合には、補助膨張弁5の開度が減少(絞りが拡大)される。これにより、第2の冷媒流の流量が減少する。即ち、密閉容器16内の戻る第2の冷媒流の量が減少するため、密閉容器16内に流入する冷媒温度を上げることができる。このように、温度センサ121にて検出される冷媒温度に基づき、補助膨張弁5の絞りを制御することで、密閉容器16内に戻される第2の冷媒流の量によって第2の圧縮要素19に吸い込まれる中間圧の冷媒の温度を適切に制御することができるようになる。   On the other hand, when the temperature of the refrigerant detected by the temperature sensor 121 is lower than a predetermined temperature set in advance, the opening of the auxiliary expansion valve 5 is decreased (throttle is expanded). This reduces the flow rate of the second refrigerant flow. That is, since the amount of the second refrigerant flow that returns in the sealed container 16 decreases, the temperature of the refrigerant flowing into the sealed container 16 can be increased. Thus, by controlling the throttle of the auxiliary expansion valve 5 based on the refrigerant temperature detected by the temperature sensor 121, the second compression element 19 is controlled by the amount of the second refrigerant flow returned to the sealed container 16. It becomes possible to appropriately control the temperature of the intermediate-pressure refrigerant sucked into the refrigerant.

以上詳述する如く、本実施例の冷凍装置においても、上記各実施例と同様に圧縮機200の圧縮動力を低減して、成績係数の向上を図ると共に、圧縮機200から吐出された冷媒に混入したオイルを効果的に分離することができる。これにより、冷凍装置の性能の向上と信頼性の回復、特に、二酸化炭素冷媒を用いた冷凍装置の性能及び信頼性の向上を図ることができるようになる。   As described in detail above, also in the refrigeration apparatus of the present embodiment, the compression power of the compressor 200 is reduced to improve the coefficient of performance and the refrigerant discharged from the compressor 200 is reduced as in the above embodiments. The mixed oil can be effectively separated. As a result, it is possible to improve the performance and reliability of the refrigeration apparatus, in particular, improve the performance and reliability of the refrigeration apparatus using the carbon dioxide refrigerant.

尚、上記実施例5では、絞り手段としてのキャピラリチューブ14を分岐器7と合流器11の間に設けるものとしたが、図11に示すように絞り手段をオイル用放熱器12の出口側に設けるものとしても良い。この場合、絞り手段としてのキャピラリチューブ13にてオイル用放熱器12にて冷却されたオイルを絞ることで分岐器7からの第2の冷媒流とオイル用放熱器12からのオイルの差圧を少なくすることができ、オイル分離器10にて分離されたオイルが第2の冷媒流と合流する量を所定の量に調整することができる。   In the fifth embodiment, the capillary tube 14 as the throttle means is provided between the branching device 7 and the merger 11, but the throttle means is provided on the outlet side of the oil radiator 12 as shown in FIG. It may be provided. In this case, the pressure of the second refrigerant flow from the branching device 7 and the oil pressure from the oil radiator 12 is reduced by squeezing the oil cooled by the oil radiator 12 with the capillary tube 13 as a throttle means. The amount of the oil separated by the oil separator 10 and the second refrigerant flow can be adjusted to a predetermined amount.

これにより、第2の冷媒流と合流するオイル量が多すぎて、第2の冷媒流が減少し、内部熱交換器6における第1の冷媒流を冷却する能力が低下する不都合を確実に解消できるようになる。   This reliably eliminates the disadvantage that the amount of oil that merges with the second refrigerant flow is too large, the second refrigerant flow decreases, and the ability to cool the first refrigerant flow in the internal heat exchanger 6 decreases. become able to.

更に、上記各実施例では冷媒分岐手段としての分岐器7と冷媒合流手段としての合流器11とを別部材にて構成するものとしたが、冷媒分岐手段と冷媒合流手段とを一体に構成しても構わない。図12及び図13はこの場合の一例を示す図である。図12及び図13において、15は冷媒分岐手段と冷媒合流手段とが一体に構成された分岐合流器である。尚、図12及び図13において図1乃至図11と同一の符号を付されたものは、同一或いは類似の効果を奏するものとして説明を省略する。   Further, in each of the above embodiments, the branching device 7 as the refrigerant branching unit and the junction unit 11 as the refrigerant merging unit are configured as separate members. However, the refrigerant branching unit and the refrigerant merging unit are configured integrally. It doesn't matter. 12 and 13 show an example of this case. 12 and 13, reference numeral 15 denotes a branching / merging device in which the refrigerant branching means and the refrigerant joining means are integrally formed. In FIGS. 12 and 13, the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 11 denote the same or similar effects, and the description thereof is omitted.

当該分岐合流器15は、容器本体15A内を上側空間と下側空間との上下に分離する仕切部材15Bが設けられ、当該仕切部材15Bには上下空間を連通する孔15Cが形成されており、孔15Cが冷媒分岐手段の一方の出口としての機能を奏している。また、容器本体15Aの一側面には上側空間と連通する入口15Dが形成され、当該入口15Dから放熱器2にて放熱された冷媒が流入する。当該入口15Dと略対称の位置には冷媒分岐手段の他方の出口15Eが形成されている。また、入口15Dの下側には下側空間と連通する入口15Fが形成されると共に、容器本体15Aの底部には出口15Gが形成される。   The branching / merging device 15 is provided with a partition member 15B that vertically separates the inside of the container body 15A into an upper space and a lower space, and the partition member 15B is formed with a hole 15C that communicates the upper and lower spaces. The hole 15C functions as one outlet of the refrigerant branching means. Further, an inlet 15D communicating with the upper space is formed on one side surface of the container main body 15A, and the refrigerant radiated by the radiator 2 flows from the inlet 15D. The other outlet 15E of the refrigerant branching means is formed at a position substantially symmetrical to the inlet 15D. An inlet 15F communicating with the lower space is formed below the inlet 15D, and an outlet 15G is formed at the bottom of the container body 15A.

そして、入口15Dには放熱器2と当該分岐合流器15の上側空間とを連通する冷媒配管87が接続される。また、出口15Eには第1の冷媒流のための第1の冷媒配管8が接続され、入口15Fにはオイル用放熱器12と容器本体15Aの下側空間とを連通する当該分岐合流器15の下側空間とを連通する配管95が接続される。更にまた、底部の出口15Gには第2の冷媒流のための第2の冷媒配管9が接続される。   A refrigerant pipe 87 that connects the radiator 2 and the upper space of the branching / merging device 15 is connected to the inlet 15D. The outlet 15E is connected to the first refrigerant pipe 8 for the first refrigerant flow, and the inlet 15F is connected to the branching / merging device 15 that communicates the oil radiator 12 and the lower space of the container body 15A. A pipe 95 communicating with the lower space is connected. Furthermore, a second refrigerant pipe 9 for the second refrigerant flow is connected to the bottom outlet 15G.

ここで、本分岐合流器15における冷媒及びオイルの動作について説明する。即ち、放熱器2にて放熱した冷媒ガスは冷媒配管87を介して入口15Dから分岐合流器15の容器本体15Aの上側空間内に入り、当該空間内で冷媒ガスが2分岐され、分岐された一方の第1の冷媒流が出口15Eに接続された第1の冷媒配管9に流入して、分岐合流器15から出る。   Here, the operation of the refrigerant and oil in the branching / merging device 15 will be described. That is, the refrigerant gas radiated by the radiator 2 enters the upper space of the container main body 15A of the branch merging device 15 from the inlet 15D through the refrigerant pipe 87, and the refrigerant gas is branched into two branches in the space. One first refrigerant flow flows into the first refrigerant pipe 9 connected to the outlet 15 </ b> E and exits from the branching / merging device 15.

他方、分岐合流器15の容器本体15Aの上側空間内で分岐された他方の第2の冷媒流は孔15Cから容器本体15Aの下側空間に入る。また、オイル用放熱器12にて放熱したオイルは配管95を介して入口15Fから分岐合流器15の容器本体15Aの下側空間に入る。これにより、分岐合流器15の容器本体15Aの上側空間内で分岐された第2の冷媒流とオイル用放熱器12にて放熱したオイルとが容器本体15Aの下側空間にて合流し、合流した第2の冷媒流とオイルは出口15Gに接続された第2の冷媒配管9に入り、当該分岐合流器15から出る。   On the other hand, the other second refrigerant flow branched in the upper space of the container main body 15A of the branching / merging device 15 enters the lower space of the container main body 15A through the hole 15C. The oil radiated by the oil radiator 12 enters the lower space of the container main body 15A of the branching / merging device 15 from the inlet 15F through the pipe 95. As a result, the second refrigerant flow branched in the upper space of the container main body 15A of the branching / merging device 15 and the oil radiated by the oil radiator 12 merge in the lower space of the container main body 15A. The second refrigerant flow and oil thus entered enter the second refrigerant pipe 9 connected to the outlet 15G and exit from the branching / merging device 15.

このように、本実施例の分岐合流器15により冷媒分岐手段と冷媒合流手段とを一体に構成することが可能となり、部品点数の削減を図ることができる。   As described above, the branching / merging device 15 of the present embodiment makes it possible to integrally form the refrigerant branching means and the refrigerant joining means, thereby reducing the number of parts.

図14は、更にもうひとつの冷凍装置の冷媒回路図である。図14に示す冷媒サイクルには、前記各実施例で説明した内部熱交換器6以外にもう一つの内部熱交換器160が設けられている。この内部熱交換器160は、内部熱交換器6の第1の通路6Aから出た高圧側の第1の冷媒流と、蒸発器4から出た低圧側の第1の冷媒流とを熱交換するためのものであり、高圧側の冷媒配管160Aと低圧側の冷媒配管160Bとが交熱的に設置されている。   FIG. 14 is a refrigerant circuit diagram of still another refrigeration apparatus. The refrigerant cycle shown in FIG. 14 is provided with another internal heat exchanger 160 in addition to the internal heat exchanger 6 described in the above embodiments. The internal heat exchanger 160 exchanges heat between the high-pressure side first refrigerant flow exiting from the first passage 6A of the internal heat exchanger 6 and the low-pressure side first refrigerant flow exiting from the evaporator 4. The refrigerant pipe 160A on the high-pressure side and the refrigerant pipe 160B on the low-pressure side are installed in a heat exchange manner.

当該内部熱交換器160により、内部熱交換器6にて冷却された高圧側の第1の冷媒流を更に冷却することができ、蒸発器4入口における冷媒の比エンタルピを小さくすることができる。これにより、冷凍効果をより一層増大させることができるようになる。更にまた、蒸発器4にて蒸発した低圧側の冷媒には、完全にガス状ではなく液体が残る場合があるが、当該内部熱交換器160を通過する過程で、高圧側の第1の冷媒流と熱交換することにより、完全にガスの状態にすることができる。これにより、蒸発器4の出口側に気液分離器190を設置しない場合であっても、圧縮機1に液冷媒が吸い込まれる液圧縮の発生を未然に解消して性能及び信頼性をより一層改善することができる。   The internal heat exchanger 160 can further cool the high-pressure side first refrigerant flow cooled by the internal heat exchanger 6, and can reduce the specific enthalpy of the refrigerant at the inlet of the evaporator 4. Thereby, the freezing effect can be further increased. Furthermore, the refrigerant on the low pressure side evaporated in the evaporator 4 may not be completely in the form of gas but liquid may remain, but the first refrigerant on the high pressure side in the process of passing through the internal heat exchanger 160. By exchanging heat with the flow, it can be completely gasified. As a result, even when the gas-liquid separator 190 is not installed on the outlet side of the evaporator 4, the occurrence of liquid compression in which the liquid refrigerant is sucked into the compressor 1 is eliminated and the performance and reliability are further improved. Can be improved.

本発明の一実施例の冷凍装置の冷媒回路図である。(実施例1)It is a refrigerant circuit figure of the refrigerating device of one example of the present invention. Example 1 図1の冷凍装置の圧縮機の内部構成図である。It is an internal block diagram of the compressor of the freezing apparatus of FIG. 図1の冷凍装置のオイル分離器を示す図である。It is a figure which shows the oil separator of the freezing apparatus of FIG. 図1の冷凍装置のモリエル線図である。FIG. 2 is a Mollier diagram of the refrigeration apparatus of FIG. 1. 他の実施例のオイル分離器を示す図である。(実施例2)It is a figure which shows the oil separator of another Example. (Example 2) 他の実施例の放熱器の外観図である。(実施例3)It is an external view of the heat radiator of another Example. Example 3 図7の放熱器の内部構成図である。It is an internal block diagram of the heat radiator of FIG. もう一つの実施例の放熱器の内部構成図である。(実施例4)It is an internal block diagram of the heat radiator of another Example. Example 4 他の実施例の冷凍装置の冷媒回路図である。(実施例5)It is a refrigerant circuit diagram of the refrigerating apparatus of another Example. (Example 5) 図9の冷凍装置の圧縮機の内部構成図である。It is an internal block diagram of the compressor of the freezing apparatus of FIG. もう一つの実施例の冷凍装置の冷媒回路図である。(実施例6)It is a refrigerant circuit diagram of the freezing apparatus of another Example. (Example 6) もう一つの他の実施例の冷凍装置の冷媒回路図である。(実施例7)It is a refrigerant circuit figure of the refrigerating apparatus of another another Example. (Example 7) 図12の冷凍装置の分岐合流器の拡大図である。It is an enlarged view of the branch merger of the freezing apparatus of FIG. 更にもう一つの他の実施例の冷凍装置の冷媒回路図である。(実施例8)It is a refrigerant circuit figure of the refrigerating device of another another Example. (Example 8) 従来の冷凍装置のモリエル線図である。It is the Mollier diagram of the conventional freezing apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 圧縮機
2、120、150 放熱器
3 主膨張弁
4 蒸発器
5 補助膨張弁
6 内部熱交換器
6A 第1の通路
6B 第2の通路
7 分岐器
8 第1の冷媒配管
9 第2の冷媒配管
10、110、130 オイル分離器
11 合流器
12、140 オイル用放熱器
13、14 キャピラリチューブ
15 分岐合流器
16 密閉容器
17 電動要素
18 第1の圧縮要素
19 第2の圧縮要素
21、121 温度センサ
22 途中部
50 回転軸
52 オイルポンプ
80、82 冷媒導入管
84 冷媒吐出管
86 冷媒配管
90 冷媒配管
92 オイル配管
101、111 本体
102、112 オイル分離空間
103 入口
104、105、114、115 出口
113 入口部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Compressor 2,120,150 Radiator 3 Main expansion valve 4 Evaporator 5 Auxiliary expansion valve 6 Internal heat exchanger 6A 1st channel | path 6B 2nd channel | path 7 Branch device 8 1st refrigerant | coolant piping 9 2nd refrigerant | coolant Piping 10, 110, 130 Oil separator 11 Merger 12, 140 Oil radiator 13, 14 Capillary tube 15 Branch merger 16 Sealed container 17 Electric element 18 First compression element 19 Second compression element 21, 121 Temperature Sensor 22 Middle part 50 Rotating shaft 52 Oil pump 80, 82 Refrigerant introduction pipe 84 Refrigerant discharge pipe 86 Refrigerant pipe 90 Refrigerant pipe 92 Oil pipe 101, 111 Main body 102, 112 Oil separation space 103 Inlet 104, 105, 114, 115 Outlet 113 Entrance

Claims (12)

圧縮手段、放熱器、主絞り手段、蒸発器、補助絞り手段及び内部熱交換器とから冷凍サイクルが構成され、高圧側が超臨界圧力となると共に、前記放熱器から出た冷媒を冷媒分岐手段により第1及び第2の冷媒流に分岐させ、前記第1の冷媒流を前記内部熱交換器の第1の通路に流した後、前記主絞り手段から前記蒸発器に流し、前記第2の冷媒流を前記補助絞り手段から前記内部熱交換器の第2の通路に流し、前記内部熱交換器において前記第1の冷媒流と第2の冷媒流とを熱交換させ、前記蒸発器から出た冷媒を前記圧縮手段の低圧部に吸い込ませ、前記内部熱交換器の第2の通路から出た冷媒を前記圧縮手段の中間圧部に吸い込ませる冷凍装置において、
前記圧縮手段から吐出されて前記放熱器に流入する冷媒からオイルを分離するオイル分離手段を設け、該オイル分離手段で分離されたオイルを前記補助絞り手段の入口側に設けられた合流手段にて当該補助絞り手段に流入する前記第2の冷媒流に合流させたことを特徴とする冷凍装置。
The refrigeration cycle is composed of the compression means, the radiator, the main throttle means, the evaporator, the auxiliary throttle means, and the internal heat exchanger, the high pressure side becomes the supercritical pressure, and the refrigerant discharged from the radiator is cooled by the refrigerant branching means. The first refrigerant flow is branched into first and second refrigerant flows, and the first refrigerant flow is caused to flow through the first passage of the internal heat exchanger, and then is caused to flow from the main throttle means to the evaporator, and the second refrigerant flow. Flow from the auxiliary throttle means to the second passage of the internal heat exchanger, causing the first refrigerant flow and the second refrigerant flow to exchange heat in the internal heat exchanger and exiting the evaporator In the refrigeration apparatus, the refrigerant is sucked into the low pressure part of the compression means, and the refrigerant discharged from the second passage of the internal heat exchanger is sucked into the intermediate pressure part of the compression means,
Oil separation means for separating oil from the refrigerant discharged from the compression means and flowing into the radiator is provided, and the oil separated by the oil separation means is joined by a joining means provided on the inlet side of the auxiliary throttle means A refrigeration apparatus characterized in that it is joined to the second refrigerant flow flowing into the auxiliary throttle means.
前記オイル分離手段で分離されたオイルを冷却するためのオイル用放熱器を設けたことを特徴とする請求項1に記載の冷凍装置。   The refrigeration apparatus according to claim 1, further comprising an oil radiator for cooling the oil separated by the oil separation means. 前記オイル分離手段にてオイルを多く含む冷媒を分離し、該オイルを多く含む冷媒を前記オイル用放熱器に流入させることを特徴とする請求項2に記載の冷凍装置。   The refrigeration apparatus according to claim 2, wherein the oil separation means separates a refrigerant containing a large amount of oil, and causes the refrigerant containing a large amount of oil to flow into the oil radiator. 前記オイル分離手段、及び/又は、前記オイル用放熱器を前記放熱器に一体に構成したことを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の冷凍装置。   4. The refrigeration apparatus according to claim 2, wherein the oil separation unit and / or the oil radiator is integrated with the radiator. 5. 前記オイル用放熱器の出口側に絞り手段を設けたことを特徴とする請求項2乃至請求項4の何れかに記載の冷凍装置。   The refrigerating apparatus according to any one of claims 2 to 4, wherein a throttle means is provided on an outlet side of the oil radiator. 前記冷媒分岐手段と合流手段との間に絞り手段を設けたことを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れかに記載の冷凍装置。   The refrigerating apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein a throttle means is provided between the refrigerant branching means and the merging means. 前記冷媒分岐手段と合流手段とを一体に構成したことを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れかに記載の冷凍装置。   The refrigerating apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the refrigerant branching unit and the merging unit are integrally formed. 前記圧縮手段は、当該圧縮手段を構成する駆動手段と共に密閉容器内に収納された低段側圧縮手段及び高段側圧縮手段とから構成され、前記低段側圧縮手段は前記蒸発器から出た冷媒を吸い込んで圧縮し、前記密閉容器内に吐出し、前記内部熱交換器の第2の通路から出た冷媒及びオイルは前記密閉容器内に流入すると共に、前記高段側圧縮手段は、該密閉容器内の中間圧の冷媒を吸い込んで圧縮し、前記オイル分離手段に吐出することを特徴とする請求項1乃至請求項7の何れかに記載の冷凍装置。   The compression means is composed of a low-stage compression means and a high-stage compression means housed in a hermetic container together with a drive means constituting the compression means, and the low-stage compression means comes out of the evaporator. Refrigerant is sucked and compressed, discharged into the sealed container, and the refrigerant and oil exiting from the second passage of the internal heat exchanger flow into the sealed container, and the high-stage compression means includes the The refrigeration apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the refrigerant having an intermediate pressure in the sealed container is sucked in and compressed and discharged to the oil separation means. 前記密閉容器内から前記高段側圧縮手段に吸い込まれる冷媒の温度に基づいて前記補助絞り手段の開度を制御することを特徴とする請求項8に記載の冷凍装置。   9. The refrigeration apparatus according to claim 8, wherein the opening degree of the auxiliary throttle means is controlled based on the temperature of the refrigerant sucked into the high-stage compression means from within the sealed container. 前記圧縮手段は、当該圧縮手段を構成する駆動手段と共に密閉容器内に収納された低段側圧縮手段及び高段側圧縮手段とから構成され、前記低段側圧縮手段は前記蒸発器から出た冷媒を吸い込んで圧縮し、前記内部熱交換器の第2の通路から出た冷媒及びオイルと合流させた後、前記密閉容器内に流入させると共に、前記高段側圧縮手段は、該密閉容器内の中間圧の冷媒を吸い込んで圧縮し、前記オイル分離手段に吐出することを特徴とする請求項1乃至請求項7の何れかに記載の冷凍装置。   The compression means is composed of a low-stage compression means and a high-stage compression means housed in a hermetic container together with a drive means constituting the compression means, and the low-stage compression means comes out of the evaporator. The refrigerant is sucked in and compressed, merged with the refrigerant and oil that have come out of the second passage of the internal heat exchanger, and then flowed into the sealed container. The refrigerant | coolant of any one of Claim 1 thru | or 7 which sucks and compresses the refrigerant | coolant of the intermediate pressure of this, and discharges it to the said oil separation means. 前記密閉容器内に流入する冷媒の温度に基づいて前記補助絞り手段の開度を制御することを特徴とする請求項10に記載の冷凍装置。   The refrigerating apparatus according to claim 10, wherein the opening degree of the auxiliary throttle means is controlled based on the temperature of the refrigerant flowing into the sealed container. 前記冷媒として二酸化炭素を用いることを特徴とする請求項1乃至請求項11の何れかに記載の冷凍装置。   The refrigeration apparatus according to any one of claims 1 to 11, wherein carbon dioxide is used as the refrigerant.
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