CN101427084B - 冷冻装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冷冻装置。制冷剂回路(11)分别具有压缩机(20)和膨胀机(30)。膨胀机壳体(34)连接在压缩机(20)的喷出管(26)上，高压制冷剂通过该膨胀机壳体(34)的内部。由此，压缩机壳体(24)内和膨胀机壳体(34)内实现均压。在将压缩机(20)及膨胀机(30)的贮油部(27、37)连接起来的油流通管(41)上设置有油量调节阀(52)。根据油面传感器(51)的输出信号对油量调节阀(52)进行操作。若打开油量调节阀(52)，则压缩机壳体(24)内的贮油部(27)和膨胀机壳体(34)内的贮油部(37)相互连通，冷冻机油通过油流通管(41)进行移动。

Description

冷冻装置

技术领域

本发明涉及一种冷冻装置，特别是关于一种向压缩机和膨胀机供给润滑油的供给方法。

背景技术

迄今为止，使制冷剂在制冷剂回路中循环而进行制冷循环的冷冻装置已为人所知，该冷冻装置被广泛应用于空调机等领域中。例如，在专利文献1中，公开了一种具有压缩制冷剂的压缩机、和使制冷剂膨胀的动力回收用膨胀机的冷冻装置。具体来说，在专利文献1的图1所示的冷冻装置中，膨胀机通过一根轴与压缩机联结起来，在膨胀机中所获得的动力被用于驱动压缩机。还有，在专利文献1的图6所示的冷冻装置中，压缩机上联结有电动机，膨胀机上联结有发电机。在该冷冻装置中，压缩机由电动机驱动而压缩制冷剂，另一方面，发电机由膨胀机驱动而进行发电。

在例如专利文献2中，公开了一种由一根轴将膨胀机和压缩机联结起来的流体机械。在该专利文献所公开的流体机械中，作为压缩机的压缩机构、作为膨胀机的膨胀机构、和联结两者的轴被收纳在一个壳体内。还有，在该流体机械中，在轴的内部形成有供油通路，贮存在壳体底部的润滑油通过供油通路被供向压缩机构和膨胀机构。

还有，在专利文献3中公开了一种所谓的密闭型压缩机。在该密闭型压缩机中，压缩机构和电动机被收纳在一个壳体内。还有，在该密闭型压缩机中，在压缩机构的驱动轴中形成有供油通路，贮存在壳体底部的润滑油通过供油通路被供向压缩机构。在专利文献1的图6所示的冷冻装置中，也能使用该密闭型压缩机。

专利文献1：日本专利公开2000-241033号公报

专利文献2：日本专利公开2005-299632号公报

专利文献3：日本专利公开2005-002832号公报

(发明所要解决的课题)

如上所述，作为设置在制冷剂回路中的压缩机，具有下记构造的压缩机已为人所知，即：该压缩机的构造是在壳体内收纳有压缩机构并将贮存在壳体内的润滑油供向压缩机构。还有，能够想到可以使膨胀机也具有这样的构造，即：在壳体内收纳有膨胀机构并将贮存在壳体内的润滑油供向膨胀机构。

并且，可以认为：在专利文献1的图6所示的冷冻装置中，将各自分别具有壳体的压缩机和膨胀机设置在制冷剂回路中，在压缩机中利用该壳体内的润滑油润滑压缩机构，在膨胀机中利用该壳体内的润滑油润滑膨胀机构。然而，在上述构造的冷冻装置中，有可能由于润滑油偏多地存在于压缩机和膨胀机这两者之一，从而产生烧粘等不良现象。

关于这一问题来进行说明。在压缩机的运转过程中，供向压缩机构的润滑油的一部分与制冷剂一起从压缩机中喷出。并且，在膨胀机的运转过程中，供向膨胀机构的润滑油的一部分与制冷剂一起从膨胀机中流出。也就是，在既具有压缩机又具有膨胀机的冷冻装置的制冷剂回路中，从压缩机的壳体中流出的润滑油和从膨胀机的壳体中流出的润滑油与制冷剂一起进行循环。并且，若能够将与从压缩机流出的流出量相当的润滑油送回压缩机的壳体内，并将与从膨胀机流出的流出量相当的润滑油送回膨胀机的壳体内，就能够确保压缩机和膨胀机这两者壳体内的润滑油量。

然而，正确地设定在制冷剂回路内循环的润滑油中返回到压缩机中的润滑油和返回到膨胀机中的润滑油的比例是一件极为困难的事情。也就是，使与从压缩机流出的流出量相当的润滑油返回到压缩机内并使与从膨胀机流出的流出量相当的润滑油返回到膨胀机内的情况实际上是不可能实现的。因此，在使冷冻装置运转的期间，润滑油偏多地存在于压缩机和膨胀机中的一方，从而在这两者中的壳体内润滑油量减少的一方有可能产生由于润滑不良而烧粘等不良现象。

发明内容

本发明是为解决上述问题而研究开发的，其目的在于：在将各自分别具有壳体的压缩机和膨胀机设置于制冷剂回路的冷冻装置中，可以防止润滑油的不均匀分布，从而确保装置的可靠性。

(解决课题的方法)

第一方面的发明以下记所述的冷冻装置为前提，即该冷冻装置为：包括具有压缩机20和膨胀机30的进行蒸气压缩式制冷循环的制冷剂回路11；所述压缩机20具有压缩机壳体24、设置在该压缩机壳体24内并将从该压缩机壳体24的外部直接吸入的制冷剂压缩以后朝着该压缩机壳体24内喷出的压缩机构21、和形成在所述压缩机壳体24内并贮存有供向所述压缩机构21的润滑油的贮油部27；所述膨胀机30具有：膨胀机壳体34、设置在该膨胀机壳体34内并使从该膨胀机壳体34的外部直接流入的制冷剂膨胀以后朝着该膨胀机壳体34的外部直接流出的膨胀机构31、和形成在所述膨胀机壳体34内并贮存有供向所述膨胀机构31的润滑油的贮油部37。并且，在本发明中，该冷冻装置具有：连接在所述压缩机壳体24内的贮油部27和所述膨胀机壳体34内的贮油部37之间以使润滑油移动的油流通管41。并且，所述膨胀机壳体34连接在该压缩机20的喷出侧管道的中途，使得所述压缩机20的喷出制冷剂流经该膨胀机壳体34的内部。

在所述发明中，在制冷剂回路11中，制冷剂一边重复地依序进行压缩、冷凝、膨胀、蒸发各个过程，一边进行循环。具体来说，在压缩机20中，从外部流入的制冷剂由压缩机构21直接吸入并压缩，然后朝着压缩机壳体24内喷出。该压缩机壳体24内的制冷剂通过喷出侧管道(喷出管)向压缩机20的外部流出。也就是，本发明所涉及的压缩机20是压缩机壳体24内成为高压的所谓高压拱顶(dome)型压缩机。还有，在压缩机20中，将润滑油从贮油部27供向压缩机构21，该已被供给的润滑油的一部分与在压缩机构21中被压缩的制冷剂一起朝着压缩机壳体24内喷出。该已被喷出的润滑油的一部分与制冷剂一起向压缩机20的外部流出，剩余的润滑油与制冷剂分离后贮存在压缩机壳体24内的贮油部27中。另一方面，在膨胀机30中，制冷剂在膨胀机构31中膨胀，从而产生动力。还有，在膨胀机30中，将润滑油从贮油部37供向膨胀机构31，该已被供给的润滑油的一部分与在膨胀机构31中膨胀了的制冷剂一起从膨胀机30中流出。从压缩机20、膨胀机30流出的润滑油与制冷剂一起在制冷剂回路11内循环，并返回压缩机20或膨胀机30。

此外，从压缩机壳体24内向喷出管流出的制冷剂及润滑油流入膨胀机壳体34内。已流入膨胀机壳体34内的制冷剂与润滑油分离后，朝喷出管流出。也就是，在本发明中，压缩机构21的喷出制冷剂流经膨胀机壳体34内。由此，即使在压缩机20及膨胀机30的运转过程中，压缩机壳体24的内压和膨胀机壳体34的内压也大体相等。即：两壳体24、34内实现均压。另一方面，从膨胀机30的膨胀机构31流出的润滑油与制冷剂一起在制冷剂回路11内流动，在被压缩机20的压缩机构21吸入以后，朝着压缩机壳体24内喷出。

而且，压缩机壳体24内的贮油部27和膨胀机壳体34内的贮油部37通过油流通管41而彼此连通。由此，当例如返回压缩机20的润滑油的返回量偏多而使得压缩机壳体24中的润滑油的贮存量过剩时，压缩机壳体24内过多的润滑油就通过油流通管41流入膨胀机壳体34内。也就是，因为压缩机壳体24内和膨胀机壳体34内成为均压状态，所以润滑油从润滑油过剩的贮油部27、37移向润滑油不足的贮油部27、37。

第二方面的发明是在所述第一方面的发明的基础上的发明，所述制冷剂回路11具有分油器60和回油管61，该分油器60设置在所述压缩机20的喷出侧管道上的与膨胀机壳体34相比更靠上游的位置，使制冷剂和润滑油分离，该回油管61用以将润滑油从该分油器60供向所述膨胀机壳体34内。

在所述发明中，与制冷剂一起从压缩机壳体24朝喷出管流出的润滑油，在分油器60中与制冷剂分离。在该分油器60中分离出来的润滑油通过回油管61被送往膨胀机壳体34内。在此，在分油器60中没与制冷剂分离的润滑油与制冷剂一起从分油器60流出以后，流入膨胀机壳体34内，并与制冷剂分离。也就是，从压缩机20中流出的润滑油确实返回到膨胀机壳体34内。并且，润滑油通过油流通管41从压缩机20的贮油部27及膨胀机30的贮油部37中的润滑油过剩的一方向润滑油不足的另一方移动。

第三方面的发明是在所述第一方面的发明的基础上的发明，所述制冷剂回路11具有分油器60和回油管62，该分油器60设置在所述压缩机20的喷出侧管道上的与膨胀机壳体34相比更靠上游的位置，使制冷剂和润滑油分离，该回油管62用以将润滑油从该分油器60供向所述压缩机壳体24内。

在所述发明中，与制冷剂一起从压缩机壳体24朝喷出管流出的润滑油，在分油器60中与制冷剂分离。在该分油器60中分离出来的润滑油通过回油管62被送往压缩机壳体24内。在此，在分油器60中没与制冷剂分离的润滑油与制冷剂一起从分油器60流出以后，流入膨胀机壳体34内，并与制冷剂分离。也就是，从压缩机20中流出的润滑油的大部分返回压缩机壳体24内。并且，润滑油通过油流通管41从压缩机20的贮油部27及膨胀机30的贮油部37中的润滑油过剩的一方向润滑油不足的另一方移动。

第四方面的发明是在所述第一方面的发明的基础上的发明，所述制冷剂回路11具有分油器70和回油管71，该分油器70设置在所述压缩机20的喷出侧管道上的与膨胀机壳体34相比更靠下游的位置，使制冷剂和润滑油分离，该回油管71用以将润滑油从该分油器70供向所述膨胀机壳体34内。

在所述发明中，与制冷剂一起从压缩机壳体24朝喷出管流出的润滑油，流入膨胀机壳体34内，并与制冷剂分离。在此，没与制冷剂分离的润滑油与制冷剂一起从膨胀机壳体34流出后，在分油器70中与制冷剂分离开。在该分油器70中分离出来的润滑油通过回油管71被送往膨胀机壳体34内。也就是，从压缩机20中流出的润滑油确实返回到膨胀机壳体34内。并且，润滑油通过油流通管41从压缩机20的贮油部27及膨胀机30的贮油部37中的润滑油过剩的一方向润滑油不足的另一方移动。

第五方面的发明是在所述第一方面的发明的基础上的发明，所述制冷剂回路11具有分油器70和回油管72，该分油器70设置在所述压缩机20的喷出侧管道上的与膨胀机壳体34相比更靠下游的位置，使制冷剂和润滑油分离，该回油管72用以将润滑油从该分油器70供向所述压缩机壳体24内。

在所述发明中，与制冷剂一起从压缩机壳体24朝喷出管流出的润滑油，流入膨胀机壳体34内，并与制冷剂分离。在此，没与制冷剂分离的润滑油与制冷剂一起从膨胀机壳体34流出后，在分油器70中与制冷剂分离开。在该分油器70中分离出来的润滑油通过回油管72被送往压缩机壳体24内。也就是，从压缩机20中流出的润滑油的大部分返回膨胀机壳体34内。并且，润滑油通过油流通管41从压缩机20的贮油部27及膨胀机30的贮油部37中的润滑油过剩的一方向润滑油不足的另一方移动。

第六方面的发明是在所述第一方面的发明的基础上的发明，所述制冷剂回路11具有分油器75和回油管76，该分油器75设置在所述膨胀机30的流出侧管道上，使制冷剂和润滑油分离，该回油管76用以将润滑油从该分油器75供向所述压缩机20的吸入侧管道。

在所述发明中，与制冷剂一起从膨胀机构31流出的润滑油在分油器75中与制冷剂分离。在该分油器75中分离出来的润滑油通过回油管76流向压缩机20的吸入管，并与制冷剂一起被压缩机构21吸入。已被压缩机构21吸入的润滑油与压缩后的制冷剂一起朝着压缩机壳体24内喷出，一部分润滑油与制冷剂分离后贮存在贮油部27。也就是，在制冷剂回路11中，大体上是从压缩机20流出的润滑油返回膨胀机壳体34内，而从膨胀机30流出的润滑油返回压缩机壳体24内。并且，润滑油通过油流通管41从压缩机20的贮油部27及膨胀机30的贮油部37中的润滑油过剩的一方向润滑油不足的另一方移动。

第七方面的发明是在所述第一方面的发明的基础上的发明，该冷冻装置具有用以对所述油流通管41中的润滑油的流通状态进行调节的调节机构50。

在所述发明中，在油流通管41中流动的润滑油的流通状态由调节机构50进行调节。也就是，通过油流通管41在压缩机壳体24与膨胀机壳体34之间移动的润滑油的流通状态由调节机构50进行调节。

第八方面的发明是在所述第七方面的发明的基础上的发明，所述调节机构50具有油面检测器51和控制阀52，该油面检测器51对所述压缩机壳体24内的贮油部27或所述膨胀机壳体34内的贮油部37的油面位置进行检测，该控制阀52设置在所述油流通管41上，并且根据所述油面检测器51的输出信号控制该控制阀52的开度。

在所述发明中，调节机构50包括油面检测器51和控制阀52。压缩机壳体24中的润滑油的贮存量与压缩机壳体24内的贮油部27的油面高度相关。还有，膨胀机壳体34中的润滑油的贮存量与膨胀机壳体34内的贮油部37的油面高度相关。并且，若能够获得压缩机壳体24内的贮油部27和膨胀机壳体34内的贮油部37中的任一方的油面位置信息，就能够根据该信息对在压缩机20和膨胀机30中是否出现了润滑油过不足的现象进行判断。于是，在该发明中，利用油面检测器51检测出压缩机壳体24内的贮油部27和膨胀机壳体34内的贮油部37中的任一方的油面位置，然后根据油面检测器51的输出信号对控制阀52的开度进行控制，由此来控制油流通管41中的润滑油的流量。

(发明的效果)

根据本发明，将膨胀机壳体34设置在压缩机20的喷出管的中途，从而使压缩机20的喷出制冷剂通过膨胀机壳体34内。由此，能够在膨胀机壳体34内使从压缩机20流出的润滑油与制冷剂分离后汇集起来，并且能够使压缩机壳体24内及膨胀机壳体34内充满高压制冷剂而得以实现均压。而且，还设置了将压缩机壳体24的贮油部27和膨胀机壳体34的贮油部37连接起来的油流通管41。因此，即使由于润滑油偏多地存在于压缩机20及膨胀机30中的一方而出现过剩状态时，也能够通过油流通管41将润滑油从该过剩的一方供向润滑油不足的另一方。其结果是在压缩机20及膨胀机30中都能确保润滑油的贮存量，从而能够防止由于压缩机构21和膨胀机构31的润滑不良而引起的损伤。由此，能够确保冷冻装置10的可靠性。

还有，根据本发明，压缩机20的喷出制冷剂在膨胀机壳体34中与润滑油分离。也就是，在压缩机20的喷出侧将润滑油聚集起来。因此，能够削减向在压缩机20的喷出侧和膨胀机30的流入侧之间所设置的放热用热交换器中流入的润滑油的流入量。所以，能够对润滑油阻碍放热用热交换器中的制冷剂放热的现象加以抑制，从而能够使该热交换器的性能充分发挥出来。

还有，根据第二方面或第三方面的发明，因为在压缩机壳体24和膨胀机壳体34之间的喷出管上设有分油器60，所以从压缩机20流出的润滑油确实在分油器60和膨胀机壳体34中聚集起来。因此，能够大幅度削减流入放热用热交换器的润滑油的流入量。由于能够显著地对润滑油阻碍放热用热交换器中的制冷剂放热的现象加以抑制，因而能够使该热交换器的性能充分发挥出来。

还有，根据第四方面或第五方面的发明，因为在压缩机20的喷出管上的膨胀机壳体34的下游设有分油器70，所以从压缩机20流出的润滑油确实在分油器70和膨胀机壳体34中聚集起来。因此，能够大幅度削减流入放热用热交换器的润滑油的流入量。由于能够显著地对润滑油阻碍放热用热交换器中的制冷剂放热的现象加以抑制，因而能够使该热交换器的性能充分发挥出来。

还有，根据第六方面的发明，因为用在膨胀机30的流出侧所设置的分油器75将润滑油聚集起来，所以能够削减向在分油器75和压缩机20的吸入侧之间所设置的吸热用热交换器中流入的润滑油的流入量。因此，能够对润滑油阻碍吸热用热交换器中的制冷剂吸热的现象加以抑制，从而能够使该热交换器的性能充分发挥出来。

还有，根据第七方面或第八方面的发明，因为在油流通管41上设置了用以对润滑油的流通状态进行调节的调节机构50，所以能够进一步正确控制压缩机壳体24和膨胀机壳体34的各个壳体中的润滑油的贮存量。其结果是能够进一步提高冷冻装置10的可靠性。

附图说明

图1是表示实施方式一的制冷剂回路的构成和制冷运转过程中制冷剂流动情况的制冷剂回路图。

图2是表示实施方式一的制冷剂回路的构成和供暖运转过程中制冷剂流动情况的制冷剂回路图。

图3是实施方式一的制冷剂回路的主要部分的放大图。

图4是表示实施方式二的制冷剂回路构成的制冷剂回路图。

图5是表示实施方式二的变形例的制冷剂回路构成的制冷剂回路图。

图6是表示实施方式三的制冷剂回路构成的制冷剂回路图。

图7是表示实施方式三的变形例的制冷剂回路构成的制冷剂回路图。

图8是表示实施方式四的制冷剂回路构成的制冷剂回路图。

图9是表示其它实施方式的第一变形例的制冷剂回路构成的制冷剂回路图。

图10是表示其它实施方式的第二变形例的制冷剂回路构成的制冷剂回路图。

图11是表示其它实施方式的第三变形例的制冷剂回路构成的制冷剂回路图。

图12是表示其它实施方式的第四变形例的制冷剂回路构成的制冷剂回路图。

(符号说明)

 10  空调机(冷冻装置)

       11  制冷剂回路

       20  压缩机

       21  压缩机构

       24  压缩机壳体

       27  贮油部

       28  第一高压管(喷出管)

       29  第二高压管(喷出管)

       30  膨胀机

       31  膨胀机构

       34  膨胀机壳体

       37  贮油部

       41  油流通管

50            调节机构

51            油面传感器(油面检测器)

52            油量调节阀(控制阀)

60            分油器

61、62        回油管

70            分油器

71、72        回油管

75            分油器

76            回油管

具体实施方式

下面，参考附图详细说明本发明的实施方式。

《发明的实施方式一》

本实施方式一是由本发明所涉及的冷冻装置构成的空调机10。

如图1和图2所示，本实施方式的空调机10具备制冷剂回路11。在该制冷剂回路11中，压缩机20、膨胀机30、室外热交换器14、室内热交换器15、第1四通换向阀12以及第2四通换向阀13连接起来。作为制冷剂，在制冷剂回路11中充填有二氧化碳(CO2)。还有，压缩机20和膨胀机30设置在大致相同的高度。

对所述制冷剂回路11的构成进行说明。压缩机20的喷出管26连接在第1四通换向阀12的第一通口上，吸入管25连接在第1四通换向阀12的第二通口上。膨胀机30的流出管36连接在第2四通换向阀13的第一通口上，流入管35连接在第2四通换向阀13的第二通口上。室外热交换器14的一端连接在第1四通换向阀12的第三通口上，另一端连接在第2四通换向阀13的第四通口上。室内热交换器15的一端连接在第2四通换向阀13的第三通口上，另一端连接在第1四通换向阀12的第四通口上。此外，在下文中对压缩机20的吸入管25及喷出管26、以及膨胀机30的流入管35及流出管36进行了详细说明。

所述室外热交换器14是让制冷剂与室外空气进行热交换的空气热交换器。室内热交换器15是让制冷剂与室内空气进行热交换的空气热交换器。第1四通换向阀12和第2四通换向阀13各自构成为：可以在第一通口与第三通口连通且第二通口与第四通口连通的状态(图1中实线所示的状态)、和第一通口与第四通口连通且第二通口与第三通口连通的状态(图2中实线所示的状态)之间进行切换。

亦如图3所示，压缩机20是所谓的高压拱顶式全密闭型压缩机。该压缩机20具有形成为纵长圆筒形的压缩机壳体24。压缩机构21、电动机23以及驱动轴22装在压缩机壳体24的内部。压缩机构21构成所谓的旋转式容积型流体机械。在压缩机壳体24内，电动机23布置在压缩机构21的上方。驱动轴22沿上下方向延伸，并将压缩机构21和电动机23联结在一起。

作为润滑油的冷冻机油贮存在所述压缩机壳体24的底部。也就是，在压缩机壳体24内形成了贮油部27。

所述驱动轴22构成将冷冻机油从贮油部27供向压缩机构21的供油机构。在驱动轴22的内部形成有沿轴向延伸的供油通路，但该供油通路并没有在附图中表示出来。该供油通路朝着驱动轴22的下端开口，并且构成所谓的离心泵。驱动轴22的下端成为浸渍在贮油部27中的状态。当驱动轴22一旋转，冷冻机油就会在离心泵的作用下从贮油部27被吸入供油通路。吸入供油通路的冷冻机油被供向压缩机构21，而用来润滑压缩机构21。

所述膨胀机30具有形成为纵长圆筒形的膨胀机壳体34。膨胀机构31、发电机33以及输出轴32装在膨胀机壳体34的内部。膨胀机构31构成所谓的旋转式容积型流体机械。在膨胀机壳体34内，发电机33布置在膨胀机构31的下方。输出轴32沿上下方向延伸，并将膨胀机构31和发电机33联结在一起。

作为润滑油的冷冻机油贮存在所述膨胀机壳体34的底部。也就是，在膨胀机壳体34内形成了贮油部37。

所述输出轴32构成将冷冻机油从贮油部37供向膨胀机构31的供油机构。在输出轴32的内部形成有沿轴向延伸的供油通路，但该供油通路并没有在附图中表示出来。该供油通路朝着输出轴32的下端开口，并且构成所谓的离心泵。输出轴32的下端成为浸渍在贮油部37中的状态。当输出轴32一旋转，冷冻机油就会在离心泵的作用下从贮油部37被吸入供油通路。吸入供油通路的冷冻机油被供向膨胀机构31，而用来润滑膨胀机构31。

在所述膨胀机壳体34上设置有所述流入管35和流出管36。流入管35和流出管36都穿过膨胀机壳体34的躯干部的上端附近。流入管35的终端直接连接在膨胀机构31上。流出管36的始端直接连接在膨胀机构31上。膨胀机构31使通过流入管35流入的制冷剂膨胀，并将膨胀后的制冷剂通过流出管36直接送到膨胀机壳体34外。也就是，在膨胀机30中，流经流入管35的制冷剂仅通过膨胀机构31，而并没有流入膨胀机壳体34的内部空间。

在所述压缩机壳体24上设置有所述吸入管25和喷出管26。吸入管25穿过压缩机壳体24的躯干部的下端附近，其终端直接连接在压缩机构21上。另一方面，本实施方式的喷出管26由第一高压管28和第二高压管29构成。

所述第一高压管28连接在压缩机壳体24和膨胀机壳体34之间。具体来说，第一高压管28的一端穿过压缩机壳体24的躯干部的上端附近，其始端朝压缩机壳体24内的电动机23的上侧空间开口。第一高压管28的另一端朝膨胀机壳体34的内部空间中的膨胀机构31和发电机33之间的空间开口。第二高压管29连接在第1四通换向阀12和膨胀机壳体34之间。具体来说，第二高压管29的一端穿过膨胀机壳体34的躯干部，其始端朝膨胀机壳体34内的膨胀机构31和发电机33之间的空间开口。第二高压管29的另一端连接在第1四通换向阀12的第一通口上。也就是，膨胀机壳体34连接在压缩机20的喷出侧管道(即：喷出管26)的中途。

在所述压缩机20中，从吸入管25直接吸入到压缩机构21的制冷剂被压缩后，向压缩机壳体24内喷出。也就是，压缩机壳体24内成为高压空间。并且，压缩机壳体24内的喷出制冷剂依次通过第一高压管28、膨胀机壳体34内以及第二高压管29后，流向室外热交换器14或室内热交换器15。

这样一来，在本实施方式的制冷剂回路11中构成为：压缩机20的全部喷出制冷剂在通过膨胀机壳体34的内部空间后，流入作为放热器发挥作用的热交换器14、15。由此，压缩机壳体24及膨胀机壳体34的内部充满高压制冷剂，从而两者的内压变得大致相等。也就是，在本实施方式中，第一高压管28及第二高压管29构成了压缩机20的制冷剂喷出通路，并且还构成了在高压下使压缩机壳体24内和膨胀机壳体34内实现均压的均压通路。

油流通管41设在所述压缩机壳体24和膨胀机壳体34之间。该油流通管41构成油流通路径。油流通管41的一端连接在压缩机壳体24的侧面的下部。并且，该油流通管41的一端在比驱动轴22的下端高出规定值的位置朝压缩机壳体24的内部空间开口。在正常的运转状态下，压缩机壳体24内的贮油部27的油面位于油流通管41的一端之上。另一方面，油流通管41的另一端连接在膨胀机壳体34的侧面的下部。并且，该油流通管41的另一端在比输出轴32的下端高出规定值的位置朝膨胀机壳体34的内部空间开口。在正常的运转状态下，膨胀机壳体34内的贮油部37的油面位于油流通管41的另一端之上。

油量调节阀52设置在所述油流通管41上。该油量调节阀52是按照来自外部的信号进行开、关的电磁阀。油面传感器51装在膨胀机壳体34的内部。该油面传感器51对膨胀机壳体34内的贮油部37的油面高度进行检测，从而构成油面检测器。在空调机10中设置有控制器53。该控制器53构成根据油面传感器51的输出信号来控制油量调节阀52的控制机构。

在本实施方式中，用以调节冷冻机油在油流通管41中的流通状态的调节机构50由油量调节阀52、油面传感器51及控制器53构成。还有，油量调节阀52构成控制阀，并且根据油面传感器51的输出，对该控制阀进行操作。

—运转动作—

下面，一边参照图1及图2，一边对上述空调机10的动作进行说明。在此，先对空调机10在制冷运转时和供暖运转时的动作进行说明，继而再对调节压缩机20和膨胀机30的油量的动作进行说明。

(制冷运转)

在制冷运转时，第1四通换向阀12和第2四通换向阀13被设定为图1中实线所示的状态，在制冷剂回路11中使制冷剂循环而进行蒸气压缩制冷循环。在该制冷剂回路11中所进行的制冷循环的高压被设定成比制冷剂即二氧化碳的临界压力高的值。

在所述压缩机20中，压缩机构21由电动机23驱动旋转。压缩机构21对从吸入管25吸入的制冷剂进行压缩后，喷向压缩机壳体24内。该压缩机壳体24内的高压制冷剂向第一高压管28流出。向第一高压管28流出的制冷剂流入膨胀机壳体34内，然后向第二高压管29流出。也就是，压缩机20的喷出制冷剂通过膨胀机壳体34内。由此，膨胀机壳体34的内压与压缩机壳体24的内压大致相等，两壳体24、34内成为均压状态。已向第二高压管29流出的制冷剂被送往室外热交换器14，并朝室外空气放热。已在室外热交换器14中放热的高压制冷剂流入膨胀机30。

在所述膨胀机30中，已通过流入管35流入到膨胀机构31的高压制冷剂膨胀，由此发电机33被驱动旋转。发电机33所产生的电力被供向压缩机20的电动机23。已在膨胀机构31中膨胀的制冷剂通过流出管36从膨胀机30中被送出。从膨胀机30送出来的制冷剂被送往室内热交换器15。在室内热交换器15中，已流入的制冷剂从室内空气吸热而蒸发，室内空气被冷却。已在室内热交换器15中蒸发的低压制冷剂流入压缩机20的吸入管25，而再次被压缩机构21压缩。

(供暖运转)

在供暖运转时，第1四通换向阀12和第2四通换向阀13被设定为图2中实线所示的状态，在制冷剂回路11中使制冷剂循环而进行蒸气压缩制冷循环。与制冷运转时相同，在该制冷剂回路11中所进行的冷冻循环的高压被设定成比制冷剂即二氧化碳的临界压力高的值。

在所述压缩机20中，压缩机构21由电动机23驱动旋转。压缩机构21对从吸入管25吸入的制冷剂进行压缩后，喷向压缩机壳体24内。该压缩机壳体24内的高压制冷剂向第一高压管28流出。已向第一高压管28流出的制冷剂流入膨胀机壳体34内，然后向第二高压管29流出。也就是，压缩机20的喷出制冷剂通过膨胀机壳体34内。由此，膨胀机壳体34的内压与压缩机壳体24的内压大致相等，两壳体24、34内成为均压状态。已向第二高压管29流出的制冷剂被送往室内热交换器15。在室内热交换器15中，已流入的制冷剂朝室内空气放热，室内空气被加热。已在室内热交换器15中放热的高压制冷剂流入膨胀机30。

在所述膨胀机30中，已通过流入管35流入到膨胀机构31的高压制冷剂膨胀，由此发电机33被驱动旋转。发电机33所产生的电力被供向压缩机20的电动机23。已在膨胀机构31中膨胀的制冷剂通过流出管36从膨胀机30中被送出。从膨胀机30送出来的制冷剂被送往室外热交换器14。在室外热交换器14中，已流入的制冷剂从室外空气吸热而蒸发。已在室外热交换器14中蒸发的低压制冷剂流向压缩机20的吸入管25，而再次被压缩机构21压缩。

<油量调节动作>

首先，在所述压缩机20的运转过程中，冷冻机油从压缩机壳体24内的贮油部27被供向压缩机构21。已供向压缩机构21的冷冻机油被用于润滑压缩机构21，该冷冻机油的一部分与压缩后的制冷剂一起喷向压缩机壳体24的内部空间。与制冷剂一起从压缩机构21喷出的冷冻机油在通过形成在电动机23的转子和定子之间的间隙、和形成在定子和压缩机壳体24之间的间隙等时，该冷冻机油的一部分与制冷剂分离。在压缩机壳体24内与制冷剂分离的冷冻机油朝贮油部27流下来。另一方面，没有与制冷剂分离开的冷冻机油与制冷剂一起朝着第一高压管28流出。

还有，在所述膨胀机30的运转过程中，冷冻机油从膨胀机壳体34内的贮油部37被供向膨胀机构31。已供向膨胀机构31的冷冻机油被用于润滑膨胀机构31，该冷冻机油的一部分与膨胀后的制冷剂一起通过流出管36朝膨胀机30的外部流出。

这样一来，在空调机10的运转过程中，冷冻机油从压缩机20和膨胀机30中流出。从压缩机20和膨胀机30中流出的冷冻机油与制冷剂一起在制冷剂回路11内循环，并再次返回压缩机20、膨胀机30。

在所述压缩机20中，在制冷剂回路11内流动的冷冻机油与制冷剂一起通过吸入管25被吸入压缩机构21。从吸入管25被吸入压缩机构21的冷冻机油与压缩后的制冷剂一起喷向压缩机壳体24的内部空间。如上所述，与制冷剂一起从压缩机构21喷出的冷冻机油的一部分在流经压缩机壳体24的内部空间时与制冷剂分离后，返回贮油部27。也就是，在压缩机20的运转过程中，压缩机壳体24内的冷冻机油从喷出管26流出去，同时从吸入管25被吸入压缩机构21的冷冻机油返回到压缩机壳体24内的贮油部27。

另一方面，在所述膨胀机30中，在制冷剂回路11内流动的冷冻机油也与制冷剂一起通过流入管35流入膨胀机构31。不过，因为在膨胀机构31中已膨胀的制冷剂通过流出管36直接被送往膨胀机壳体34的外部，所以冷冻机油也被送往膨胀机壳体34的外部。也就是，在膨胀机30中，虽然在制冷剂回路11内流动的冷冻机油流入膨胀机构31，不过该冷冻机油并没有返回到膨胀机壳体34的贮油部37，而是直接从膨胀机30被送出去。因此，在该状态下，膨胀机壳体34内的冷冻机油的贮存量逐渐减少。

不过，在本实施方式中，与制冷剂一起从压缩机壳体24内向第一高压管28流出的冷冻机油则暂时流入膨胀机壳体34内。已向膨胀机壳体34内流入的冷冻机油在通过膨胀机构31和发电机33附近时与制冷剂分离，朝贮油部37流下来。与冷冻机油分离的制冷剂从第二高压管29流出。也就是，在膨胀机30中，冷冻机油从流出管36流出的同时，从第一高压管28又有冷冻机油返回膨胀机壳体34内的贮油部37。

这样一来，在本实施方式中，大体上是从压缩机20流出的冷冻机油返回膨胀机30，而从膨胀机30流出的冷冻机油返回压缩机20。不过，在压缩机20及膨胀机30中，冷冻机油的流出量和返回量不一定总保持平衡。于是，控制器53根据油面传感器51的输出信号对油量调节阀52进行了操作。

具体来说，在所述膨胀机30中，一旦冷冻机油的返回量少于其流出量时，则膨胀机壳体34内的冷冻机油的贮存量逐渐减少，贮油部37的油面下降。即：此时，冷冻机油偏多地存在于压缩机20中。并且，当控制器53根据油面传感器51的输出信号判断出膨胀机壳体34内的贮油部37的油面高度已在规定的下限值以下时，就将油量调节阀52打开。一旦油量调节阀52打开，则压缩机壳体24内的贮油部27和膨胀机壳体34内的贮油部37彼此连通。在该状态下，膨胀机壳体34内的贮油部37的油面高度将低于压缩机壳体24内的贮油部27的油面高度。于是，由于压缩机壳体24及膨胀机壳体34的内压大致相等，所以冷冻机油从压缩机壳体24内的贮油部27通过油流通管41流向膨胀机壳体34内的贮油部37。并且，当控制器53根据油面传感器51的输出信号判断出贮油部37的油面位置已上升到规定的基准值时，就将油量调节阀52关闭。由此，在压缩机20及膨胀机30中都能确保冷冻机油的贮存量。

还有，在所述膨胀机30中，一旦冷冻机油的返回量比其流出量多时，则膨胀机壳体34内的冷冻机油的贮存量逐渐增加，贮油部37的油面上升。即：此时，冷冻机油偏多地存在于膨胀机30中。并且，当控制器53根据油面传感器51的输出信号判断出膨胀机壳体34内的贮油部37的油面高度已在规定的上限值以上时，就将油量调节阀52打开。在该状态下，膨胀机壳体34内的贮油部37的油面高度将高于压缩机壳体24内的贮油部27的油面高度。因此，由于压缩机壳体24及膨胀机壳体34的内压大致相等，所以冷冻机油从膨胀机壳体34内的贮油部37通过油流通管41流向压缩机壳体24内的贮油部27。并且，当控制器53根据油面传感器51的输出信号判断出贮油部37的油面位置已下降到规定的基准值时，就将油量调节阀52关闭。由此，在压缩机20及膨胀机30中都能确保冷冻机油的贮存量。

这样一来，由于控制器53对油量调节阀52进行操作，因而能够将冷冻机油从冷冻机油过剩的一方的贮油部27、37供向冷冻机油不足的另一方的贮油部27、37。

—实施方式一的效果—

根据本实施方式，将膨胀机壳体34连接在压缩机20的喷出管26的中途，同时设置了将压缩机壳体24的贮油部27和膨胀机壳体34的贮油部37连通起来的油流通管41。由此，能够使流出到制冷剂回路11内的冷冻机油返回压缩机20及膨胀机30，同时能够使压缩机壳体24内和膨胀机壳体34内实现均压。因此，即使在冷冻机油偏多地存在于压缩机20及膨胀机30中的一方而出现过剩的状态时，也能够通过油流通管41将冷冻机油从冷冻机油过剩的一方供向冷冻机油不足的另一方。其结果是因为能够充分确保压缩机20和膨胀机30中冷冻机油的贮存量，所以能够防止压缩机构21、膨胀机构31由于润滑不良而被损伤的现象出现，因而能够确保空调机10的可靠性。

还有，根据本实施方式，与制冷剂一起从压缩机20喷出的冷冻机油在膨胀机壳体34中聚集起来。也就是，在本实施方式的制冷剂回路11中，膨胀机30兼作分油器。在此，从膨胀机壳体34向第二高压管29流出的制冷剂在制冷运转时流向室外热交换器14，而在供暖运转时流向室内热交换器15。因此，能够削减流入室外热交换器14和室内热交换器15中的起气体冷却器(gas cooler)作用的一方的冷冻机油量。其结果是根据本实施方式，在作为气体冷却器发挥作用的热交换器14、15中，能够对制冷剂与空气的热交换受冷冻机油妨碍的现象加以抑制，从而能够使该热交换器14、15的性能充分发挥出来。

《发明的实施方式二》

本实施方式二的空调机10是在上述实施方式一的制冷剂回路11的基础上增加了分油器60和回油管61而构成的。在此，仅对本实施方式的空调机10与上述实施方式一的不同之处进行说明。

如图4所示，所述分油器60设置在压缩机20喷出侧的第一高压管28的中途。即：该分油器60设置在压缩机20的喷出侧管道上的与膨胀机壳体34相比更靠近上游的位置。该分油器60用来使被吸入压缩机20的制冷剂与冷冻机油分离。具体而言，分油器60包括形成为纵长圆筒形密闭容器状的主体部件65。在该主体部件65上设置有入口管66和出口管67。入口管66从主体部件65朝横向突出，并穿过主体部件65的侧壁部的上部。出口管67从主体部件65朝上方突出，并穿过主体部件65的顶部。分油器60的入口管66连接在从压缩机壳体24延伸出来的第一高压管28上，出口管67连接在从膨胀机壳体34延伸出来的第一高压管28上。

所述回油管61连接在分油器60和膨胀机壳体34之间。回油管61的一端连接在分油器60的主体部件65的底部。回油管61的另一端连接在膨胀机壳体34的底部。也就是，分油器60的主体部件65的内部空间通过回油管61与膨胀机壳体34内的贮油部37连通。该回油管61构成了用来将冷冻机油从分油器60的主体部件65导入膨胀机壳体34内的贮油部37的回油通路。

—运转动作—

本实施方式的空调机10在制冷运转时和供暖运转时的动作与上述实施方式一的空调机10所进行的动作相同。在此，对在本实施方式的空调机10中进行的油量调节动作进行说明。

与制冷剂一起从所述压缩机壳体24向第一高压管28喷出的冷冻机油流入分油器60的主体部件65，在与制冷剂分离后，贮存在底部。在分油器60中已与冷冻机油分离的制冷剂从出口管67向第一高压管28流出，然后流入膨胀机壳体34内。在此，在分油器60中不一定总是全部的冷冻机油都与制冷剂分离开，其中没有分离出来的冷冻机油则与制冷剂一起流入膨胀机壳体34内，然后在与制冷剂分离开以后，被贮存于贮油部37中。

在所述分油器60的主体部件65中贮存的冷冻机油通过回油管61被供向膨胀机壳体34内的贮油部37。也就是，在本实施方式中，从压缩机20流出来的冷冻机油的全部或几乎全部都通过分油器60返回膨胀机壳体34内，而在分油器60中没有分离出来的冷冻机油则直接返回膨胀机壳体34内。此外，在本实施方式中，由于压缩机20的喷出制冷剂经由分油器60后通过膨胀机壳体34内，所以也使得压缩机壳体24内和膨胀机壳体34内实现均压。

另一方面，与所述实施方式一相同，与制冷剂一起从膨胀机30的膨胀机构31流出的冷冻机油流经制冷剂回路11，并被压缩机20的压缩机构21吸入。已被该压缩机构21吸入的冷冻机油与压缩后的制冷剂一起喷向压缩机壳体24的内部空间，其中的一部分贮存在压缩机壳体24内的贮油部27中。

在本实施方式中，控制器53也根据油面传感器51的输出信号，对油量调节阀52进行操作。也就是，当控制器53判断出膨胀机壳体34内的贮油部37的油面高度已在规定的上限值以上时，就将油量调节阀52打开，然后当判断出膨胀机壳体34内的贮油部37的油面位置已下降到规定的基准值时，就将油量调节阀52关闭。还有，当控制器53判断出膨胀机壳体34内的贮油部37的油面高度已在规定的下限值以下时，就将油量调节阀52打开，然后当判断出膨胀机壳体34内的贮油部37的油面位置已上升到规定的基准值时，就将油量调节阀52关闭。如上所示，由于控制器53对油量调节阀52进行操作，因而在压缩机20及膨胀机30各自的壳体中都能确保冷冻机油的贮存量。

—实施方式二的效果—

根据本实施方式，因为在压缩机20的喷出侧的第一高压管28上设置有分油器60，所以能够使从压缩机20流出的冷冻机油在分油器60和膨胀机壳体34中确实地聚集起来。因此，能够削减流入作为气体冷却器起作用的室外热交换器14或室内热交换器15中的冷冻机油的量。其结果是在作为气体冷却器发挥作用的热交换器14、15中，能够确实地对制冷剂与空气的热交换受冷冻机油妨碍的现象加以抑制，从而能够使该热交换器14、15的性能充分发挥出来。

还有，根据本实施方式，因为从压缩机20流出来的冷冻机油的几乎全部都在分油器60中聚集起来，所以流入膨胀机壳体34内的冷冻机油的流入量减少。于是，在膨胀机壳体34内，虽然与制冷剂分离的冷冻机油在落入贮油部37的过程中，该冷冻机油的一部分附着在发电机33上，不过能够减少该冷冻机油的附着量。因此，在发电机33中，能够使由于所附着的油滴引起的风阻损失降低。其结果是能够增加由发电机33所回收的回收动力。

—实施方式二的变形例—

本变形例是在所述实施方式二的制冷剂回路11的基础上，将分油器60连接在压缩机壳体24上而非连接在膨胀机壳体34上的示例。

如图5所示，在本变形例的制冷剂回路11中，分油器60的主体部件65和压缩机壳体24之间由回油管62连接起来。该回油管62的一端连接在分油器60的主体部件65的底部，另一端连接在压缩机壳体24的底部。也就是，分油器60的主体部件65的内部空间通过回油管62与压缩机壳体24内的贮油部27连通。该回油管62构成用来将冷冻机油从分油器60的主体部件65导入压缩机壳体24内的贮油部27的回油通路。

在本变形例的制冷剂回路11中，与制冷剂一起从压缩机20喷出的冷冻机油流入分油器60的主体部件65，在与制冷剂分离后贮存在底部。贮存在该主体部件65中的冷冻机油通过回油管62被供向压缩机壳体24内的贮油部27。在分油器60中没有分离出来的冷冻机油返回膨胀机壳体34内。也就是，在本变形例中，从压缩机20流出来的冷冻机油的全部或几乎全部都返回压缩机20。

这样一来，在本变形例中，大体上是从压缩机20流出的冷冻机油和从膨胀机30流出的冷冻机油都暂时返回压缩机壳体24内的贮油部27。因此，在膨胀机30中，由于冷冻机油的返回量比其流出量少，所以膨胀机壳体34内的冷冻机油的贮存量逐渐减少而产生不足。于是，控制器53根据油面传感器51的输出信号，对油量调节阀52进行了操作。

也就是，当所述控制器53判断出膨胀机壳体34内的贮油部37的油面高度在规定的下限值以下时，就将油量调节阀52打开，然后当判断出膨胀机壳体34内的贮油部37的油面位置上升到规定的基准值时，就将油量调节阀52关闭。由此，能够将过多的冷冻机油从压缩机20供向膨胀机30。这样一来，由于控制器53对油量调节阀52进行操作，因而暂时在压缩机壳体24内的贮油部27聚集起来的冷冻机油便被分配给膨胀机壳体34内的贮油部37。

《发明的实施方式三》

本实施方式三的空调机10是在上述实施方式一的制冷剂回路11的基础上增加了分油器70和回油管71而构成的。在此，仅对本实施方式的空调机10与上述实施方式一的不同之处进行说明。

如图6所示，所述分油器70设置在第二高压管29的中途。即：该分油器70设置在压缩机20的喷出侧管道上的与膨胀机壳体34相比更靠近下游的位置。该分油器70本身的构成与所述实施方式二的分油器60相同。也就是，该分油器70包括主体部件65、入口管66及出口管67。分油器70的入口管66连接在从膨胀机壳体34延伸出来的第二高压管29上，出口管67连接在从第1四通换向阀12延伸出来的第二高压管29上。

所述回油管71连接在分油器70和膨胀机壳体34之间。回油管71的一端连接在分油器70的主体部件65的底部。回油管71的另一端连接在膨胀机壳体34的底部。也就是，与所述实施方式二相同，该回油管71构成了用来将冷冻机油从分油器70的主体部件65导入膨胀机壳体34内的贮油部37的回油通路。

—运转动作—

本实施方式的空调机10在制冷运转过程中和供暖运转过程中的动作与上述实施方式一的空调机10所进行的动作相同。在此，对在本实施方式的空调机10中所进行的油量调节动作进行说明。

与制冷剂一起从所述压缩机壳体24向第一高压管28喷出的冷冻机油流入膨胀机壳体34内，在与制冷剂分离后，贮存在贮油部37中。在膨胀机壳体34内已与冷冻机油分离的制冷剂通过第二高压管29流入分油器70的主体部件65。在此，在膨胀机壳体34内并不一定总是全部的冷冻机油都与制冷剂分离开，其中没有分离出来的冷冻机油则与制冷剂一起流入分油器70的主体部件65，并在与制冷剂分离后贮存在底部。在该主体部件65中贮存的冷冻机油通过回油管71被供向膨胀机壳体34内的贮油部37。在分油器70中与冷冻机油分离出来的制冷剂从出口管67向第二高压管29流出。也就是，在本实施方式中，从压缩机20流出来的冷冻机油确实返回到膨胀机壳体34内。此外，在本实施方式中，由于压缩机20的喷出制冷剂通过膨胀机壳体34内，所以也使得压缩机壳体24内和膨胀机壳体34内实现均压。

另一方面，与所述实施方式一相同，与制冷剂一起从膨胀机30的膨胀机构31流出的冷冻机油流经制冷剂回路11，并被压缩机20的压缩机构21吸入。已被该压缩机构21吸入的冷冻机油与压缩后的制冷剂一起喷向压缩机壳体24的内部空间，并且其中的一部分冷冻机油贮存在压缩机壳体24内的贮油部27中。

当所述控制器53判断出膨胀机壳体34内的贮油部37的油面高度已在规定的上限值以上时，就将油量调节阀52打开，然后当判断出膨胀机壳体34内的贮油部37的油面位置已下降到规定的基准值时，就将油量调节阀52关闭。还有，当控制器53判断出膨胀机壳体34内的贮油部37的油面高度已在规定的下限值以下时，就将油量调节阀52打开，然后当判断出膨胀机壳体34内的贮油部37的油面位置已上升到规定的基准值时，就将油量调节阀52关闭。

—实施方式三的效果—

根据本实施方式，因为在压缩机20的喷出侧的第二高压管29上设置有分油器70，所以能够使从压缩机20流出的冷冻机油在膨胀机壳体34和分油器70中确实地聚集起来。因此，能够削减流入作为气体冷却器起作用的室外热交换器14或室内热交换器15中的冷冻机油的量。其结果是在作为气体冷却器发挥作用的热交换器14、15中，能够确实地对制冷剂与空气的热交换受冷冻机油妨碍的现象加以抑制，从而能够使该热交换器14、15的性能充分发挥出来。

—实施方式三的变形例—

本变形例是在所述实施方式三的制冷剂回路11的基础上，将分油器70连接在压缩机壳体24上而非连接在膨胀机壳体34上的示例。

如图7所示，在本变形例的制冷剂回路11中，分油器70的主体部件65和压缩机壳体24之间由回油管72连接起来。该回油管72的一端连接在分油器70的主体部件65的底部，另一端连接在压缩机壳体24的底部。该回油管72构成了用来将分油器70的主体部件65和压缩机壳体24内的贮油部27彼此连通起来的回油通路。

在本变形例的制冷剂回路11中，与制冷剂一起从压缩机20喷出的冷冻机油流入膨胀机壳体34内，在与制冷剂分离后贮存在贮油部37。在膨胀机壳体34中没有分离出来的冷冻机油则流入分油器70的主体部件65，并在与制冷剂分离后贮存在底部。贮存在该主体部件65中的冷冻机油通过回油管72被供到压缩机壳体24内的贮油部27。也就是，在本变形例中，从压缩机20流出来的冷冻机油的几乎全部都返回膨胀机30，不过有一部分则返回到压缩机20。

在本变形例中，由于在压缩机20及膨胀机30中冷冻机油的流出量和返回量之间不一定保持平衡，所以与所述实施方式三相同，也用控制器53对油量调节阀52进行了操作。

《发明的实施方式四》

本实施方式四的空调机10是在上述实施方式一的制冷剂回路11的基础上增加了分油器75和回油管76而构成的。在此，仅对本实施方式的空调机10与上述实施方式一的不同之处进行说明。

如图8所示，分油器75设置在膨胀机30的流出侧。该分油器75本身的构成与所述实施方式二的分油器60相同。也就是，该分油器75包括主体部件65、入口管66及出口管67。分油器75的入口管66连接在膨胀机30的流出管36上，出口管67连接在第2四通换向阀13的第一通口上。

所述回油管76的一端连接在分油器75的主体部件65的底部。回油管76的另一端连接在压缩机20的吸入管25的中途。也就是，回油管76构成了用以将冷冻机油从分油器75的主体部件65供向压缩机20的吸入侧管道的回油通路。

—运转动作—

本实施方式的空调机10在制冷运转过程中和供暖运转过程中的动作与上述实施方式一的空调机10所进行的动作相同。在此，对在本实施方式的空调机10中所进行的油量调节动作进行说明。

与制冷剂一起从所述压缩机壳体24向第一高压管28喷出的冷冻机油流入膨胀机壳体34内，在与制冷剂分离后贮存在贮油部37。已与冷冻机油分离的制冷剂从第二高压管29流出，在流经制冷剂回路11后从流入管35流入膨胀机构31。已流入膨胀机构31的制冷剂与从膨胀机壳体34内的贮油部37被供向膨胀机构31的冷冻机油一起，通过流出管36从膨胀机30中流出。

从所述膨胀机30流出来的冷冻机油与膨胀后的气液两相状态的制冷剂一起流入分油器75的主体部件65内。在该主体部件65的内部，液态制冷剂和冷冻机油的混合物贮存在下部，而气态制冷剂贮存在上部。还有，在本实施方式中，冷冻机油的比重比液态制冷剂的比重大。由此，在主体部件65内的贮液部中，越靠近其底层，冷冻机油的比例越大，而越靠近其上层，液态制冷剂的比例越大。

所述分油器75的出口管67的下端部成为浸渍在主体部件65内的贮液部中的状态。存在于该贮液部上层的液态制冷剂通过出口管67从主体部件65流出，在制冷运转时流向室内热交换器15，而在供暖运转时流向室外热交换器14。

贮存在所述分油器75的主体部件65内的冷冻机油通过回油管76流向压缩机20的吸入管25，并与制冷剂一起被吸入压缩机构21。已被吸入压缩机构21的冷冻机油与压缩后的制冷剂一起喷向压缩机壳体24的内部空间，其中的一部分冷冻机油贮存在压缩机壳体24内的贮油部27中。也就是，在本实施方式中，从压缩机20及膨胀机30流出来的冷冻机油也返回到压缩机壳体24内和膨胀机壳体34内。此外，在本实施方式中，由于压缩机20的喷出制冷剂通过膨胀机壳体34内，所以也使得压缩机壳体24内和膨胀机壳体34内实现均压。

在本实施方式中，控制器53也根据油面传感器51的输出信号，对油量调节阀52进行操作。也就是，当控制器53判断出膨胀机壳体34内的贮油部37的油面高度已在规定的上限值以上时，就将油量调节阀52打开，然后当判断出膨胀机壳体34内的贮油部37的油面位置已下降到规定的基准值时，就将油量调节阀52关闭。还有，当控制器53判断出膨胀机壳体34内的贮油部37的油面高度已在规定的下限值以下时，就将油量调节阀52打开，然后当判断出膨胀机壳体34内的贮油部37的油面位置已上升到规定的基准值时，就将油量调节阀52关闭。

—实施方式四的效果—

在本实施方式中，用设置在膨胀机30的流出侧的分油器75将润滑油聚集起来。在此，从膨胀机30被送出后刚通过了分油器75的制冷剂在制冷运转时流向室内热交换器15，而在供暖运转时流向室外热交换器14。因此，能够削减流入室外热交换器14和室内热交换器15中的起蒸发器作用的一方的冷冻机油的量。其结果是根据本实施方式，在作为蒸发器起作用的热交换器14、15中，能够对制冷剂与空气的热交换受冷冻机油妨碍的现象加以抑制，从而能够使该热交换器14、15的性能充分发挥出来。

《其它的实施方式》

在上述实施方式中，还可以采用以下所示的构成。

—第一变形例—

如图9所示，在上述各个实施方式中，可以在油流通管41的中途设置作为调整机构的毛细管54。此外，图9所示的制冷剂回路11是将本变形例应用到上述实施方式一中而实现的。

若在所述油流通管41上设置毛细管54，则在油流通管41中流动的冷冻机油的流速就会被抑制在某一程度以下。因此，即使在压缩机壳体24的内压与膨胀机壳体34的内压暂不相同的状态下，也能防止冷冻机油从压缩机20及膨胀机30中的一方通过油流通管41向另一方移动，从而在压缩机20和膨胀机30中都能够确保冷冻机油的贮存量。

—第二变形例—

如图10所示，在上述各个实施方式中，可以去掉调整机构。此外，图10所示的制冷剂回路11是将本变形例应用到上述实施方式一中而实现的。

在本变形例中，压缩机壳体24内的贮油部27和膨胀机壳体34内的贮油部37借助油流通管41而成为总是彼此连通起来的状态。在油流通管41中，冷冻机油从压缩机壳体24内的贮油部27和膨胀机壳体34内的贮油部37中的油面位置高的一方流向油面位置低的一方。并且，一旦压缩机壳体24内的贮油部27和膨胀机壳体34内的贮油部37的油面高度相同时，则冷冻机油在油流通管41内的流动就停止下来。

这样一来，在本变形例中，不进行任何控制，就能够使压缩机壳体24和膨胀机壳体34内的冷冻机油的贮存量得以实现平均化。因此，根据本变形例，能够确保压缩机20、膨胀机30的可靠性，还能够尽可能地抑制制冷剂回路11的复杂化。

—第三变形例—

如图11所示，在上述各个实施方式中，可以不将油面传感器51设在膨胀机壳体34内，而将其设在压缩机壳体24内。此外，图11所示的制冷剂回路11是将本变形例应用到上述实施方式一中而实现的。

本变形例的控制器53当判断出压缩机壳体24内的贮油部27的油面高度在规定的下限值以下时，便将油量调节阀52打开。在该状态下，压缩机壳体24内的贮油部27的油面高度将低于膨胀机壳体34内的贮油部37的油面高度。因此，膨胀机壳体34内的冷冻机油通过油流通管41流入压缩机壳体24内。并且，当控制器53判断出压缩机壳体24内的贮油部27的油面高度已上升到规定的基准值时，就将油量调节阀52关闭。

还有，当控制器53判断出压缩机壳体24内的贮油部27的油面高度达到规定的上限值以上时，就将油量调节阀52打开。在该状态下，压缩机壳体24内的贮油部27的油面高度将高于膨胀机壳体34内的贮油部37的油面高度。因此，压缩机壳体24内的冷冻机油通过油流通管41流入膨胀机壳体34内。并且，当控制器53判断出压缩机壳体24内的贮油部27的油面位置下降到规定的基准值时，就将油量调节阀52关闭。

—第四变形例—

如图12所示，在上述各个实施方式中，可以用隔热材38将膨胀机壳体34内的膨胀机构31围起来。此外，在图12中，省略了第一高压管28及第二高压管29的图示。

在上述各个实施方式中，因为压缩机20是高压拱顶型压缩机，所以该喷出制冷剂所通过的膨胀机壳体34内的温度升高。这样一来，当热从外部侵入到通过膨胀机30的膨胀机构31的制冷剂中时，则在起蒸发器作用的热交换器中的制冷剂的吸热量将会减少，所减少的量与该侵入的热量相当。因此，如本变形例所示，若用隔热材38将膨胀机构31围起来，就能够削减侵入到通过膨胀机构31的制冷剂中的热量。由此，因为能够使膨胀后的制冷剂的焓值(enthalpy)降低，所以能够使起蒸发器作用的热交换器的性能充分发挥出来。

—第五变形例—

在上述各个实施方式中，压缩机构21和膨胀机构31分别由旋转式流体机械构成，不过构成压缩机构21和膨胀机构31的流体机械的式样并不仅限于此。例如，压缩机构21和膨胀机构31也可以分别由涡旋式流体机械构成。而且，压缩机构21和膨胀机构31还可以由式样互不相同的流体机械构成。

—第六变形例—

在上述各个实施方式中，由形成在压缩机20的驱动轴22、膨胀机30的输出轴32中的供油通路构成了离心泵，不过也可以在驱动轴22、输出轴32的下端连接上机械泵(例如齿轮泵、次摆线泵)，利用驱动轴22、输出轴32驱动机械泵，来向压缩机构21、膨胀机构31供油。

此外，以上的实施方式仅为本质上理想的示例，并没有意图对本发明、其适用物或其用途范围加以限制。

(产业上的利用可能性)

综上所述，本发明对于将各自分别具有壳体的压缩机和膨胀机设置在制冷剂回路中的冷冻装置来说是有用的。

Claims (8)

1.一种冷冻装置，包括具有压缩机(20)和膨胀机(30)的进行蒸气压缩式制冷循环的制冷剂回路(11)，

所述压缩机(20)具有：压缩机壳体(24)、设置在该压缩机壳体(24)内并与贯通该压缩机壳体(24)的吸入管(25)连接且将通过该吸入管(25)吸入的制冷剂压缩以后朝着该压缩机壳体(24)内喷出的压缩机构(21)、和形成在所述压缩机壳体(24)内并贮存有供向所述压缩机构(21)的润滑油的贮油部(27)，

所述膨胀机(30)具有：膨胀机壳体(34)、设置在该膨胀机壳体(34)内并分别与贯通该膨胀机壳体(34)的流入管(35)以及流出管(36)连接且使通过该流入管(35)流入的制冷剂膨胀以后从所述流出管(36)流出的膨胀机构(31)、和形成在所述膨胀机壳体(34)内并贮存有供向所述膨胀机构(31)的润滑油的贮油部(37)，其特征在于：

该冷冻装置具有：连接在所述压缩机壳体(24)内的贮油部(27)和所述膨胀机壳体(34)内的贮油部(37)之间以使润滑油移动的油流通管(41)，

在所述压缩机壳体(24)上连接着第一高压管(28)，该第一高压管(28)的一端向该压缩机壳体(24)的内部空间开口，以使从所述压缩机构(21)向所述压缩机壳体(24)内喷出的喷出制冷剂朝该压缩机壳体(24)的外部流出，

所述第一高压管(28)的另一端向所述膨胀机壳体(34)的内部空间开口，所述膨胀机壳体(34)连接着第二高压管(29)，该第二高压管(29)向所述膨胀机壳体(34)的内部空间开口，以使从所述第一高压管(28)朝所述膨胀机壳体(34)的内部空间流入的所述压缩机构(21)的喷出制冷剂朝所述膨胀机壳体(34)的外部流出。

2.根据权利要求1所述的冷冻装置，其特征在于：

所述制冷剂回路(11)具有分油器(60)和回油管(61)，该分油器(60)设置在所述第一高压管(28)的中途，使制冷剂和润滑油分离，该回油管(61)用以将润滑油从该分油器(60)供向所述膨胀机壳体(34)内。

3.根据权利要求1所述的冷冻装置，其特征在于：

所述制冷剂回路(11)具有分油器(60)和回油管(62)，该分油器(60)设置在所述第一高压管(28)的中途，使制冷剂和润滑油分离，该回油管(62)用以将润滑油从该分油器(60)供向所述压缩机壳体(24)内。

4.根据权利要求1所述的冷冻装置，其特征在于：

所述制冷剂回路(11)具有分油器(70)和回油管(71)，该分油器(70)设置在所述第二高压管(29)的中途，使制冷剂和润滑油分离，该回油管(71)用以将润滑油从该分油器(70)供向所述膨胀机壳体(34)内。

5.根据权利要求1所述的冷冻装置，其特征在于：

所述制冷剂回路(11)具有分油器(70)和回油管(72)，该分油器(70)设置在所述第二高压管(29)的中途，使制冷剂和润滑油分离，该回油管(72)用以将润滑油从该分油器(70)供向所述压缩机壳体(24)内。

6.根据权利要求1所述的冷冻装置，其特征在于：

所述制冷剂回路(11)具有分油器(75)和回油管(76)，该分油器(75)设置在所述流出管(36)的中途，使制冷剂和润滑油分离，该回油管(76)用以将润滑油从该分油器(75)供向所述吸入管(25)。

7.根据权利要求1所述的冷冻装置，其特征在于：

该冷冻装置具有：用以对所述油流通管(41)中的润滑油的流通状态进行调节的调节机构(50)。

8.根据权利要求7所述的冷冻装置，其特征在于：

所述调节机构(50)具有油面检测器(51)和控制阀(52)，该油面检测器(51)对所述压缩机壳体(24)内的贮油部(27)或所述膨胀机壳体(34)内的贮油部(37)的油面位置进行检测，该控制阀(52)设置在所述油流通管(41)上，并且根据所述油面检测器(51)的输出信号控制该控制阀(52)的开度。

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