JP6601719B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明は、空気調和装置に関する。

従来、圧縮機の吐出側に設けられるオイルセパレータと、オイルセパレータと圧縮機の吸込側とを繋ぐオイル戻し管とを備えた空気調和装置において、圧縮機の油面センサによってオイル不足が検出されると、オイル戻し管の弁を開けてオイルセパレータから圧縮機にオイルを戻す空気調和装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−１０３５８４号公報

ところで、上記従来の空気調和装置のようにオイルセパレータから圧縮機にオイルを戻す構成では、オイルセパレータから戻るオイルによって圧縮機のオイルが多くなり過ぎると、圧縮機の効率に影響が出てしまう。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、空気調和装置において、圧縮機へのオイルの戻り量を適正化して、圧縮機の効率を向上できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、圧縮機と、前記圧縮機の冷媒の吐出側に設けられるオイルセパレータと、前記オイルセパレータと前記圧縮機の吸込側とを繋ぐオイル戻し管とを備えた空気調和装置において、前記オイル戻し管は、前記オイルセパレータから定常的に前記吸込側へオイルを戻す第１の戻し管と、前記第１の戻し管に対して並列に設けられる第２の戻し管とを備え、前記第２の戻し管には流路を開閉する弁が設けられ、前記弁は、前記圧縮機による冷媒の循環量が所定の循環量閾値以下になったことに基づいて閉じられ、前記弁は、前記圧縮機の吸込側の冷媒の過熱度が所定の過熱度閾値以上になったことに基づいて閉じられ、前記弁は、前記圧縮機の前記吐出側と前記吸込側との圧力差が所定の圧力差範囲内になったことに基づいて閉じられ、前記循環量閾値以下、前記過熱度閾値以上、及び、前記圧力差範囲内の条件が全て満たされたときに、タイマーのカウントが開始され、前記条件が全て満たされたまま前記タイマーにより所定時間経過したことが判別されると、前記弁が閉じられることを特徴とする。

また、本発明は、前記タイマーのカウント中に、前記条件の少なくとも１つが満たされなくなった場合、タイマーのカウントが停止されることを特徴とする。
また、本発明は、前記弁は、非通電時に開状態となり通電時に閉状態となる開閉弁であることを特徴とする。

本発明の空気調和装置によれば、オイル戻し管は、オイルセパレータから定常的に吸込側へオイルを戻す第１の戻し管と、第１の戻し管に対して並列に設けられる第２の戻し管とを備え、第２の戻し管には流路を開閉する弁が設けられ、弁は、圧縮機による冷媒の循環量が所定の循環量閾値以下になったことに基づいて閉じられる。これにより、冷媒の循環量が所定の循環量閾値以下になった場合に、第２の戻し管の弁が閉じられ、オイルは第１の戻し管を通って圧縮機に戻るが、第２の戻し管を通って圧縮機へ戻るオイルの量は減少する。このため、冷媒の循環量が所定量以下になって、圧縮機が必要とするオイル量が少なくなった場合に、第２の戻し管を通って圧縮機に戻るオイル量を減少させることができ、圧縮機へのオイルの戻り量を適正化して、圧縮機の効率を向上できる。

本発明の実施の形態に係る空気調和装置の構成図である。 オイル戻し管の近傍の冷媒回路を示す図である。 空気調和装置の機能的構成を示すブロック図である。 オイル量の適正化の制御のタイムチャートである。 オイル量を適正化する制御のフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る空気調和装置の構成図である。
空気調和装置１０は、室外ユニット１１と、複数の室内ユニット１２・・・（・・・は複数を示す。以下同じ。）とを有している。室外ユニット１１と室内ユニット１２・・・とは、液管１３ａ及びガス管１３ｂからなるユニット間配管１３で接続され、これによって空調運転を行うための冷凍サイクル回路が構成される。室外ユニット１１には、ガスエンジン１５（エンジン）と、ガスエンジン１５の駆動力により冷媒を圧縮する圧縮機１６とが収容されている。詳細には、圧縮機１６は、並列に設けられる第１の圧縮機１６ｃ及び第２の圧縮機１６ｄを備える。ガスエンジン１５は、燃料調整弁（不図示）を経て供給されるガスなどの燃料と、スロットル弁（不図示）を経て供給される空気との混合気を燃焼させて駆動力を発生する。

圧縮機１６は、圧縮機１６の従動軸とガスエンジン１５の出力軸との間に掛け渡される駆動ベルト１７を介して、ガスエンジン１５に駆動される。
圧縮機１６の吐出管１６ａには、オイルセパレータ１８、四方弁１９、及び、室外熱交換器２０，２０が順に接続され、室外熱交換器２０，２０は、液管１３ａを介して、各室内ユニット１２・・・の室内熱交換器２１・・・の一端に接続される。各室内熱交換器２１・・・の一端側には、膨張弁２２・・・が設けられている。室外熱交換器２０，２０の熱交換は、送風機２０ａの送風によって促進される。
各室内熱交換器２１・・・の他端には、ガス管１３ｂを介して四方弁１９が接続され、四方弁１９には、圧縮機１６の吸込管１６ｂが接続されている。吸込管１６ｂにおいて圧縮機１６の近傍には、アキュムレータ２３が設けられる。各室内熱交換器２１・・・は、送風機（不図示）を備える。

液管１３ａには、電動弁２４、逆止弁２５、及び、アキュムレータ２３の流入側に繋がるリキッド管８１が設けられる。
吐出管１６ａにおいて、圧縮機１６とオイルセパレータ１８との間には、圧力スイッチ２８と、吐出管１６ａの冷媒の圧力を検出する高圧側圧力センサ２９とが設けられる。圧力スイッチ２８は、冷媒の高圧異常を検出して圧縮機１６を停止させる機能を有する。
吸込管１６ｂにおいて、圧縮機１６とアキュムレータ２３との間には、吸込管１６ｂの冷媒の圧力を検出する低圧側圧力センサ３０が設けられる。また、吸込管１６ｂには、吸込管１６ｂを液管１３ａ側に接続する冷媒配管８２が接続され、この冷媒配管８２には、電動弁８０が設けられる。冷媒配管８２は、電動弁８０と吸込管１６ｂとの間の部分にプレート型熱交換器３１を備える。

室外ユニット１１は、吐出管１６ａと吸込管１６ｂとを繋ぐバイパス管３５を備える。詳細には、バイパス管３５の一端は、吐出管１６ａにおけるオイルセパレータ１８と四方弁１９との間の部分に接続され、バイパス管３５の他端は、吸込管１６ｂにおけるアキュムレータ２３と四方弁１９との間の部分に接続される。吐出管１６ａの冷媒の一部は、圧力差により、バイパス管３５を通って吸込管１６ｂに流れる。
バイパス管３５には、バイパス管３５の流路の面積を変更するバイパス弁３６が設けられる。バイパス弁３６は、室外ユニット１１の室外側制御部３７（制御部）によって制御される電動弁であり、開状態から閉状態の間で、段階的或は無段階に、流路の面積を任意に調整可能である。

室外ユニット１１は、オイルセパレータ１８と吸込管１６ｂとを繋ぐオイル戻し管７０を備える。オイルセパレータ１８内に貯留される潤滑用のオイルは、吐出管１６ａ側と吸込管１６ｂとの圧力差により、オイル戻し管７０を通って吸込管１６ｂに流れる。

図２は、オイル戻し管７０の近傍の冷媒回路を示す図である。図２では、冷媒及びオイルの流れが矢印で示されている。
オイルセパレータ１８は、筒状であって内部に流入する冷媒からオイルを遠心力によって分離する遠心分離式である。オイルセパレータ１８は、上端及び下端が塞がれた円筒状の本体部１８ａを備える。オイルセパレータ１８の冷媒流入口１８ｂは、本体部１８ａの上部の筒状の内壁に沿って設けられ、冷媒は、冷媒流入口１８ｂに接続された吐出管１６ａから本体部１８ａ内に流入する。
オイルセパレータ１８のオイル流出口１８ｃは、本体部１８ａの底部に設けられる。オイルセパレータ１８の冷媒流出口１８ｄは、本体部１８ａにおける上部に設けられ、吐出管１６ａは、冷媒流出口１８ｄから四方弁１９へ延びる。
冷媒流入口１８ｂから本体部１８ａに流入した冷媒は、本体部１８ａの筒状の内周面に沿って図２に示すように旋回しながら下方に流れ、この際の遠心力によってオイルが冷媒から分離される。分離されたオイルは、本体部１８ａの下部に貯留され、ガス状態の冷媒は、冷媒流出口１８ｄから流出する。

オイル戻し管７０は、オイルセパレータ１８のオイル流出口１８ｃと吸込管１６ｂとを繋ぐ第１の戻し管７１と、第１の戻し管７１に対して並列に設けられる第２の戻し管７２とを備える。
第１の戻し管７１の一端は、オイル流出口１８ｃに接続され、第１の戻し管７１の他端は、吸込管１６ｂにおけるアキュムレータ２３の下流の部分に接続される。第１の戻し管７１は、キャピラリーチューブにより構成される減圧部７１ａを備える。

第２の戻し管７２は、減圧部７１ａをバイパスするように第１の戻し管７１に接続されており、第２の戻し管７２の一端は、第１の戻し管７１における減圧部７１ａの上流側に接続され、第２の戻し管７２の他端は、第１の戻し管７１における減圧部７１ａの下流側に接続される。
第２の戻し管７２は、キャピラリーチューブにより構成される減圧部７２ａと、減圧部７２ａの下流に設けられるオイル戻し弁７２ｂ（弁）とを備える。オイル戻し弁７２ｂは、非通電時に開状態となり通電時に閉状態となる電磁弁（開閉弁）であり、室外側制御部３７によって開閉を制御される。

四方弁１９が暖房運転用に切り替えられている場合、図１に破線の矢印で示すように、圧縮機１６から吐出管１６ａに吐出された冷媒は、オイルセパレータ１８、四方弁１９、ガス管１３ｂ、室内熱交換器２１・・・、液管１３ａ、室外熱交換器２０，２０、四方弁１９、プレート型熱交換器３１、アキュムレータ２３、及び、圧縮機１６の順に循環し、室内熱交換器２１・・・での冷媒の凝縮熱により室内が暖房される。
四方弁１９が冷房運転用に切り替えられている場合、図１に実線の矢印で示すように、圧縮機１６から吐出管１６ａに吐出された冷媒は、オイルセパレータ１８、四方弁１９、室外熱交換器２０，２０、液管１３ａ、室内熱交換器２１・・・、ガス管１３ｂ、四方弁１９、プレート型熱交換器３１、アキュムレータ２３、及び、圧縮機１６の順に循環し、室内熱交換器２１・・・での冷媒の蒸発熱により室内が冷房される。
各室内熱交換器２１・・・は並列接続されるため、室内熱交換器２１・・・へ個別に冷媒を供給することができ、室内熱交換器２１・・・を各々独立して運転することが可能である。

ガスエンジン１５は、冷却水回路４０を備える。
冷却水回路４０は、ガスエンジン１５から冷却水配管を介して順に接続される冷却水三方弁４１と、ラジエータ４３，４３と、冷却水ポンプ４４と、ガスエンジン１５の排気ガス熱交換器４５とを備え、冷却水ポンプ４４は、この回路内に冷却水を循環させる。冷却水回路の配管は、図１に太線で示されるとともに、冷却水の流れは、実線の矢印で示される。
ラジエータ４３，４３は、室外熱交換器２０，２０の内側に並列に配置されている。ラジエータ４３では、外気と冷却水との熱交換が行われる。
また、プレート型熱交換器３１では、電動弁８０の動作で、圧縮機１６に戻る冷媒が冷却水回路４０内を流れる冷却水によって加熱される。これにより、冷媒の低圧圧力が上昇し、暖房効率が向上する。
排気ガス熱交換器４５には、排気マフラー４６と、排気を排出する排気トップ４７とが順に接続されている。

冷却水回路４０は、ガスエンジン１５、冷却水三方弁４１、ラジエータ４３，４３、冷却水ポンプ４４、排気ガス熱交換器４５、及び、ガスエンジン１５の順に冷却水が流れる第１経路を形成可能である。
また、冷却水回路４０は、冷却水を、ガスエンジン１５、冷却水三方弁４１、及び、プレート型熱交換器３１、冷却水ポンプ４４、排気ガス熱交換器４５、及び、ガスエンジン１５の順に冷却水が流れる第２経路を形成可能である。
さらに、この冷却水回路４０には、冷却水を補充するリザーバタンク８３が接続されている。

図３は、空気調和装置１０の機能的構成を示すブロック図である。
室外ユニット１１の室外側制御部３７には、冷却水回路４０の各部を含むガスエンジン１５、圧縮機１６、四方弁１９、バイパス弁３６、及び、オイル戻し弁７２ｂが接続されている。また、室外側制御部３７には、高圧側圧力センサ２９、低圧側圧力センサ３０、圧力スイッチ２８、外気の温度を検出する外気温センサ４８、ガスエンジン１５のエンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段７３、及び、室外ユニット１１への運転の指示等が入力されるコントロールパネル４９等が接続されている。
室外側制御部３７には、室内ユニット１２・・・の制御を行う室内側制御部５０が接続されており、室外側制御部３７と室内側制御部５０とは相互に通信を行う。室内側制御部５０には、膨張弁２２・・・、室温を検出する室温センサ５１、及び、室内ユニット１２・・・への運転の指示が入力されるリモートコントローラ５２等が接続されている。
室外側制御部３７及び室内側制御部５０は、ＣＰＵ、記憶手段としてのＲＯＭ、ＲＡＭ及びＥＥＰＲＯＭ等を備える。

室外側制御部３７は、圧縮機１６が必要とするオイル量が少なくなったと判断される場合に、オイル戻し弁７２ｂを閉じて、オイルセパレータ１８から圧縮機１６に戻るオイル量を適正化する制御を行う。
図４は、オイル量の適正化の制御のタイムチャートである。
図４では、横軸に時間が示され、縦軸に、ガスエンジン１５のエンジン回転数、圧縮機１６の吸入側の過熱度、及び、オイル戻し弁７２ｂの開閉状態が示されている。

ガスエンジン１５のエンジン回転数は、空気調和装置１０の冷媒回路内の冷媒の循環量と相関があり、エンジン回転数が高くなる程、圧縮機１６の回転数が高くなり、冷媒の循環量が大きくなる。このため、エンジン回転数を検出することで、冷媒の循環量を推定することができる。
空気調和装置１０では、圧縮機１６が必要とするオイル量が少なくなったか否かを判別する指標の一つとして、冷媒の循環量における所定の循環量閾値Ｔｈｃが設定されている。上述のように、冷媒の循環量はエンジン回転数から推定できるため、本実施の形態では、循環量閾値Ｔｈｃは、冷媒の所定の循環量に対応する所定のエンジン回転数である。
循環量閾値Ｔｈｃは、圧縮機１６からの吐出による冷媒の循環量が比較的少なく、圧縮機１６が必要とするオイル量が少なくなったと見なすことができる値に設定されており、実験や計算により求められる。すなわち、エンジン回転数が循環量閾値Ｔｈｃ以下である場合、圧縮機１６が必要とするオイル量が少なくなったと判断することができる。

また、空気調和装置１０では、圧縮機１６が必要とするオイル量が少なくなったか否かを判別する指標の一つとして、圧縮機１６の吸入側の過熱度における所定の過熱度閾値Ｔｈｓが設定されている。ここで、過熱度は、圧縮機１６の吸入側の圧力及び温度に基づいて求めることができ、室外側制御部３７によって算出される。
圧縮機１６の吸入側の過熱度が高い場合、オイルと冷媒とが適正に分離されて冷媒回路を循環していると判断することができる。また、圧縮機１６の吸入側の過熱度が低い場合、冷媒とオイルとが混在した状態で圧縮機１６に戻っていると判断することができ、この場合、圧縮機１６に戻った冷媒は蒸発し、実質的に圧縮機１６に戻るオイル量は、オイルが適正に分離されている場合に比して小さくなる。
過熱度閾値Ｔｈｓは、オイルと冷媒とが適正に分離されて循環されており、第２の戻し管７２から戻すオイルを減らすことができると判断される値に設定されている。すなわち、過熱度が過熱度閾値Ｔｈｓ以上である場合、第２の戻し管７２から戻すオイルを減らすことができると判断することができる。過熱度閾値Ｔｈｓは、実験や計算により求められる。

さらに、空気調和装置１０では、圧縮機１６が必要とするオイル量が少なくなったか否かを判別する指標の一つとして、吐出管１６ａと吸込管１６ｂとの圧力差が所定の圧力差範囲（不図示）内にあるか否かという条件が設定されている。ここで、圧力差は、高圧側圧力センサ２９の検出値と低圧側圧力センサ３０の検出値との差である。
この圧力差が小さく、所定の圧力差範囲内にある場合、圧縮機１６の運転や冷媒の循環が安定しており、圧縮機１６が必要とするオイル量が少なくなったと判断することができる。

図４に示すように、時刻ｔ１では、ガスエンジン１５のエンジン回転数は上昇の過渡状態にあり、エンジン回転数は循環量閾値Ｔｈｃ以下であり、過熱度は過熱度閾値Ｔｈｓより小さく、吐出側と吸入側との圧力差（不図示）は大きく、上記所定の圧力差範囲外にある。このため、時刻ｔ１では、圧縮機１６が必要とするオイル量は、通常の量であると判断され、オイル戻し弁７２ｂの通電はオフ（弁は開状態）とされ、オイルセパレータ１８のオイルは、第１の戻し管７１及び第２の戻し管７２の両方を通って圧縮機１６に戻る。ここで、圧縮機１６のオイルの通常の量は、圧縮機の負荷の変動等に対応できるように、余裕を見て、多めに設定されている。

時刻ｔ２では、エンジン回転数は循環量閾値Ｔｈｃ以下であり、過熱度は過熱度閾値Ｔｈｓ以上であり、圧力差（不図示）は上記所定の圧力差範囲内にある。このため、時刻ｔ２では、圧縮機１６の運転は安定状態にあり、圧縮機１６が必要とするオイル量は、通常の量よりも少なくて良いと判断される。時刻ｔ２では、オイル戻し弁７２ｂの通電はオフのままである。

時刻ｔ２から所定時間ｈだけ経過した時刻ｔ３では、エンジン回転数は循環量閾値Ｔｈｃ以下であり、過熱度は過熱度閾値Ｔｈｓ以上であり、圧力差（不図示）は上記所定の圧力差範囲内にあり、圧縮機１６の運転の安定状態が時刻ｔ２から所定時間ｈだけ継続している。時刻ｔ３では、オイル戻し弁７２ｂの通電がオン（弁は閉じ状態）とされ、オイルセパレータ１８のオイルは、第１の戻し管７１を通って圧縮機１６に戻る。

時刻ｔ４では、エンジン回転数は循環量閾値Ｔｈｃより高く、過熱度は過熱度閾値Ｔｈｓ以上であり、圧力差（不図示）は上記所定の圧力差範囲内にある。時刻ｔ４では、エンジン回転数が高く、圧縮機１６の回転数も高くなるため、圧縮機１６のオイルは、通常の量が必要とされる。このため、時刻ｔ４では、オイル戻し弁７２ｂの通電がオフとされ、オイル戻し弁７２ｂが開かれる。従って、時刻ｔ４では、オイルセパレータ１８のオイルは、第１の戻し管７１及び第２の戻し管７２の両方を通って圧縮機１６に戻る。

時刻ｔ５では、エンジン回転数は循環量閾値Ｔｈｃ以下であり、過熱度は過熱度閾値Ｔｈｓ以上であり、圧力差（不図示）は上記所定の圧力差範囲内にある。このため、時刻ｔ５では、圧縮機１６の運転は安定状態にあり、圧縮機１６が必要とするオイル量は、通常の量よりも少なくて良いと判断される。時刻ｔ５では、オイル戻し弁７２ｂの通電はオフのままである。

時刻ｔ５から所定時間ｈだけ経過した時刻ｔ６では、エンジン回転数は循環量閾値Ｔｈｃ以下であり、過熱度は過熱度閾値Ｔｈｓ以上であり、圧力差（不図示）は上記所定の圧力差範囲内にあり、圧縮機１６の運転の安定状態が時刻ｔ５から所定時間ｈだけ継続している。時刻ｔ６では、オイル戻し弁７２ｂの通電がオン（弁は閉じ状態）とされ、オイルセパレータ１８のオイルは、第１の戻し管７１を通って圧縮機１６に戻る。

図５は、オイル量を適正化する制御のフローチャートである。図５の処理は、所定の時間間隔で繰り返し実行される。
まず、室外側制御部３７は、空気調和装置１０の運転中に、エンジン回転数検出手段７３の出力値に基づいて、ガスエンジン１５のエンジン回転数が、循環量閾値Ｔｈｃ以下であるか否かを判別する（ステップＳ１）。
エンジン回転数が循環量閾値Ｔｈｃ以下である場合（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、室外側制御部３７は、過熱度が過熱度閾値Ｔｈｓ以上であるか否かを判別する（ステップＳ２）。
過熱度が過熱度閾値Ｔｈｓ以上である場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、室外側制御部３７は、上記圧力差が上記所定の圧力差範囲内であるか否かを判別する（ステップＳ３）。

圧力差が所定の圧力差範囲内である場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、室外側制御部３７は、タイマーのカウント（加算）を開始し（ステップＳ４）、次いで、タイマーが所定値に達した（タイムアップした）か否かを判別する（ステップＳ５）。ステップＳ３でＹｅｓとなる状態は、図４の時刻ｔ２及び時刻ｔ５に対応する。
タイマーが所定値に達していない場合（ステップＳ５：Ｎо）、室外側制御部３７は、オイル戻し弁７２ｂを非通電状態として開状態とし（ステップＳ６）、次いで処理を終了し、ステップＳ１に移行する。ステップＳ５でＮоとなった状態は、時刻ｔ２と時刻ｔ３との間の状態、及び、時刻ｔ５と時刻ｔ６との間の状態に対応し、オイルセパレータ１８のオイルは、第１の戻し管７１及び第２の戻し管７２の両方を通って圧縮機１６に戻る。

エンジン回転数が循環量閾値Ｔｈｃより高い場合（ステップＳ１：Ｎо）、室外側制御部３７は、ステップＳ４でカウントするタイマーのカウントをリセット（終了）し（ステップＳ７）、ステップＳ６に移行してオイル戻し弁７２ｂを開状態にする。
エンジン回転数が循環量閾値Ｔｈｃ以下であるが、過熱度が過熱度閾値Ｔｈｓより小さい場合（ステップＳ２：Ｎо）、室外側制御部３７は、タイマーのカウントをリセット（終了）し（ステップＳ７）、ステップＳ６に移行してオイル戻し弁７２ｂを開状態にする。この状態は、時刻ｔ１に対応する。
エンジン回転数が循環量閾値Ｔｈｃ以下であるとともに過熱度が過熱度閾値Ｔｈｓ以上であるが、圧力差が所定の圧力差範囲内でない場合（ステップＳ３：Ｎо）、室外側制御部３７は、タイマーのカウントをリセット（終了）し（ステップＳ７）、ステップＳ６に移行してオイル戻し弁７２ｂを開状態にする。
すなわち、循環量閾値Ｔｈｃ、過熱度閾値Ｔｈｓ及び所定の圧力差範囲内の条件のうち、いずれか一つでも満たされなくなれば、タイマーのカウントを開始した後であっても、タイマーはリセットされる。

タイマーが所定値に達した場合（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、すなわち図４において所定時間ｈだけ経過した場合、室外側制御部３７は、オイル戻し弁７２ｂを通電状態として閉状態とし（ステップＳ８）、処理を終了してステップＳ１に移行する。この状態は、時刻ｔ３及び時刻ｔ６に対応する。
このように、循環量閾値Ｔｈｃ、過熱度閾値Ｔｈｓ及び上記所定の圧力差範囲内の条件に基づいて、圧縮機１６が必要とするオイル量が通常の量よりも少なくて良いと判断される場合に、オイル戻し弁７２ｂを全閉とし、第２の戻し管７２から戻るオイル量を減らすことで、圧縮機１６に戻るオイル量を適正化できる。このため、オイルによる抵抗を低減でき、圧縮機１６の効率を向上できる。

ステップＳ８でオイル戻し弁７２ｂを通電状態として閉状態とした後、ステップＳ１〜Ｓ３のいずれかでＮоとなった場合、室外側制御部３７は、ステップＳ７を経てステップＳ６に移行し、オイル戻し弁７２ｂを開状態にする。これにより、オイルセパレータ１８のオイルは、第１の戻し管７１及び第２の戻し管７２の両方を通って圧縮機１６に戻るようになる。この状態は、図４の時刻ｔ４に対応する。

以上説明したように、本発明を適用した実施の形態によれば、空気調和装置１０は、圧縮機１６と、圧縮機１６の冷媒の吐出側に設けられるオイルセパレータ１８と、オイルセパレータ１８と圧縮機１６の吸込側とを繋ぐオイル戻し管７０とを備え、オイル戻し管７０は、オイルセパレータ１８から定常的に吸込側へオイルを戻す第１の戻し管７１と、第１の戻し管７１に対して並列に設けられる第２の戻し管７２とを備え、第２の戻し管７２には流路を開閉するオイル戻し弁７２ｂが設けられ、オイル戻し弁７２ｂは、圧縮機１６による冷媒の循環量が所定の循環量閾値Ｔｈｃ以下になったことに基づいて閉じられる。これにより、冷媒の循環量が循環量閾値Ｔｈｃ以下になった場合に、第２の戻し管７２のオイル戻し弁７２ｂが閉じられ、オイルは第１の戻し管７１を通って圧縮機１６に戻るが、第２の戻し管７２を通って圧縮機１６へ戻るオイルの量は減少する。このため、冷媒の循環量が循環量閾値Ｔｈｃ以下になって、圧縮機１６が必要とするオイル量が少なくなった場合に、第２の戻し管７２を通って圧縮機に戻るオイル量を減少させることができ、圧縮機１６へのオイルの戻り量を適正化して、圧縮機１６の効率を向上できる。
また、オイル戻し弁７２ｂは、圧縮機１６の吸込側の冷媒の過熱度が所定の過熱度閾値Ｔｈｓ以上になったことに基づいて閉じられる。これにより、圧縮機１６の吸込側の冷媒の過熱度が高く、オイルと冷媒とが適正に分離されて循環されていると判断される場合に、第２の戻し管７２を通って圧縮機１６に戻るオイル量を減少させることができる。このため、圧縮機１６へのオイルの戻り量を適正化して、圧縮機１６の効率を向上できる。

また、オイル戻し弁７２ｂは、圧縮機１６の吐出側と吸込側との圧力差が所定の圧力差範囲内になったことに基づいて閉じられる。これにより、吐出側と吸込側との圧力差が所定の圧力差範囲内にあり、圧縮機１６の運転が安定して圧縮機１６が必要とするオイル量が少なくなった場合に、第２の戻し管７２を通って圧縮機１６に戻るオイル量を減少させることができる。このため、圧縮機１６へのオイルの戻り量を適正化して、圧縮機の効率を向上できる。
さらに、循環量閾値Ｔｈｃ以下、過熱度閾値Ｔｈｓ以上、及び、圧力差範囲内の条件が全て満たされたときに、タイマーのカウントが開始され、条件が全て満たされたままタイマーにより所定時間ｈが経過したことが判別されると、オイル戻し弁７２ｂが閉じられる。これにより、圧縮機１６の運転が所定時間ｈに亘り安定した状態にある場合にオイル戻し弁７２ｂが閉じられてオイルの戻り量が減らされるため、圧縮機１６の運転が不安定な場合にオイル戻し弁７２ｂが閉じられてオイルの戻り量が減少してしまうことを防止できる。

また、タイマーのカウント中に、上記条件の少なくとも１つが満たされなくなった場合、タイマーのカウントが停止されるため、圧縮機１６の運転が不安定な場合にオイル戻し弁７２ｂが閉じられることを防止できる。
また、オイル戻し弁７２ｂは、非通電時に開状態となり通電時に閉状態となる開閉弁であるため、故障等によりオイル戻し弁７２ｂの通電がされなくなった場合には、オイル戻し弁７２ｂは開状態となる。このため、オイル戻し弁７２ｂの通電がされなくなった場合であっても、第２の戻し管７２からオイルを圧縮機１６に戻すことができ、オイル不足となるリスクを低減できる。

なお、上記実施の形態は本発明を適用した一態様を示すものであって、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。
上記実施の形態では、循環量閾値Ｔｈｃは、冷媒の所定の循環量に対応する所定のエンジン回転数であるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。冷媒の循環量は圧縮機１６の回転数からも推定できるため、循環量閾値Ｔｈｃは、冷媒の所定の循環量に対応する所定の圧縮機１６の回転数としても良い。
また、上記実施の形態では、オイル戻し弁７２ｂは、電磁弁（開閉弁）であるものとして説明したが、これに限らず、開状態から閉状態の間で段階的或は無段階に開度が調整可能な電動弁であっても良い。この場合、所定時間ｈが経過した際に、オイル戻し弁を全閉状態とせずに、開度を小さくしても良い。

１０ 空気調和装置
１６ 圧縮機
１８ オイルセパレータ
７０ オイル戻し管
７１ 第１の戻し管
７２ 第２の戻し管
７２ｂ オイル戻し弁（弁）
Ｔｈｃ 循環量閾値
Ｔｈｓ 過熱度閾値

Claims (3)

1. 圧縮機と、前記圧縮機の冷媒の吐出側に設けられるオイルセパレータと、前記オイルセパレータと前記圧縮機の吸込側とを繋ぐオイル戻し管とを備えた空気調和装置において、
   前記オイル戻し管は、前記オイルセパレータから定常的に前記吸込側へオイルを戻す第１の戻し管と、前記第１の戻し管に対して並列に設けられる第２の戻し管とを備え、前記第２の戻し管には流路を開閉する弁が設けられ、
   前記弁は、前記圧縮機による冷媒の循環量が所定の循環量閾値以下になったことに基づいて閉じられ、
   前記弁は、前記圧縮機の吸込側の冷媒の過熱度が所定の過熱度閾値以上になったことに基づいて閉じられ、
   前記弁は、前記圧縮機の前記吐出側と前記吸込側との圧力差が所定の圧力差範囲内になったことに基づいて閉じられ、
   前記循環量閾値以下、前記過熱度閾値以上、及び、前記圧力差範囲内の条件が全て満たされたときに、タイマーのカウントが開始され、前記条件が全て満たされたまま前記タイマーにより所定時間経過したことが判別されると、前記弁が閉じられることを特徴とする空気調和装置。
2. 前記タイマーのカウント中に、前記条件の少なくとも１つが満たされなくなった場合、タイマーのカウントが停止されることを特徴とする請求項１記載の空気調和装置。
3. 前記弁は、非通電時に開状態となり通電時に閉状態となる開閉弁であることを特徴とする請求項１または２記載の空気調和装置。

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