TW201627620A - 冷凍裝置 - Google Patents

Abstract

冷凍裝置包括：油冷卻器7，係使在油分離器2所分離之油與熱媒體進行熱交換而冷卻之；作為油溫調整手段之油冷卻器用膨脹閥6，係藉由調整流入油冷卻器7之熱媒體的流量，調整供給至螺桿壓縮機1之油的溫度；以及控制裝置100。控制裝置100係在螺桿壓縮機1所吸入之冷媒氣體的過熱度超過所預設之臨限值的高過熱度運轉時，將油冷卻器用膨脹閥6控制成將溫度比過熱度是臨限值以下之穩態運轉時更低的油供給至螺桿壓縮機1。

Description

冷凍裝置

本發明係有關於一種具備螺桿壓縮機之冷凍裝置。

在以往之冷凍裝置，作成在使從壓縮機所排出之冷媒以油分離器所分離的油回到壓縮機時，以冷媒冷卻油(例如，參照專利文獻1、專利文獻2)。而，在專利文獻1、2之冷凍裝置，作成在穩態運轉時將是冷卻源之冷媒的流量控制成油之溫度成為所預設的溫度。

【先行專利文獻】 【專利文獻】

[專利文獻1]日本特開2002-31420號公報

[專利文獻2]日本專利第5264874號公報

壓縮機所吸入之冷媒的吸入過熱度係在穩態運轉時一般被控制成10℃~20℃，但是在吸入溫度高之下拉時，有因低壓上限的限制而吸入過熱度成為50℃~70℃的情況。

在該專利文獻1、2之冷凍裝置，因吸入過熱度變高，從壓縮部所排出之冷媒的排出溫度亦變高。在此情況，因 為壓縮部之冷卻所需的冷卻熱量增加，所以在將溫度與穩態運轉時相同之油供給至壓縮機的情況，在壓縮部的冷卻發生不足。因此，壓縮部之螺桿轉子發生熱膨脹，螺桿轉子與將螺桿轉子收容於內部之外殼接觸，而具有發生熔執等之不良的課題。

因此，螺桿轉子與外殼之間隙係一般將即使在吸入過熱度高之狀態時亦不接觸設為成基準，因而，在穩態運轉時變成大至超出必要。若該間隙過大，因為一度被壓縮之冷媒從該間隙洩漏，所以具有招來性能降低的課題。尤其，這種課題係在使用在壓縮時溫度易上昇的R410A等的高壓冷媒時易發生。

本發明係鑑於這種問題而開發者，其目的在於得到一種抑制在吸入過熱度高的狀態之螺桿轉子的膨脹，而可提高性能的冷凍裝置。

本發明之冷凍裝置係包括：冷凍循環，係以配管連接螺桿壓縮機、凝結器、降壓裝置以及蒸發器，而冷媒循環；油分離器，係配置於冷凍循環之螺桿壓縮機與凝結器之間，並分離從螺桿壓縮機所排出之冷媒氣體中所含的油；油冷卻器，係使在油分離器所分離之油與熱媒體進行熱交換而冷卻之；油供給迴路，係在油分離器冷卻後，供給至螺桿壓縮機；油溫調整手段，係調整從油供給迴路供給至螺桿壓縮機之油的溫度；過熱度檢測手段，係檢測出螺桿壓縮機所吸入之冷媒氣體的過熱度；以及控制裝置，係根據過熱度來控制油溫調整手段；控 制裝置係在過熱度超過所預設之臨限值的高過熱度運轉時，將油溫調整手段控制成將溫度比過熱度是臨限值以下之穩態運轉時更低的油供給至螺桿壓縮機。

若依據本發明，可得到一種抑制在吸入過熱度高的狀態之螺桿轉子的膨脹，而可提高性能的冷凍裝置。

1‧‧‧螺桿壓縮機

2‧‧‧油分離器

3‧‧‧凝結器

4‧‧‧主膨脹閥

5‧‧‧蒸發器

6‧‧‧油冷卻器用膨脹閥

7‧‧‧油冷卻器

8‧‧‧馬達冷卻用膨脹閥

10‧‧‧主迴路

11‧‧‧低段壓縮部

12‧‧‧中間壓室

13‧‧‧高段壓縮部

14‧‧‧馬達

14a‧‧‧馬達室

61‧‧‧油冷卻器用膨脹閥

62‧‧‧油冷卻器用膨脹閥

63‧‧‧冷卻水量調整閥

63a‧‧‧水溫調整手段

65‧‧‧冷卻水量調整閥

70‧‧‧油冷卻迴路

71‧‧‧油冷卻器

72‧‧‧油冷卻器

73‧‧‧油冷卻器

74‧‧‧油冷卻器

80‧‧‧馬達冷卻迴路

90‧‧‧油供給迴路

91‧‧‧吸入溫度檢測裝置

92‧‧‧供油溫檢測裝置

92a‧‧‧高段側供油溫檢測裝置

92b‧‧‧低段側供油溫檢測裝置

93‧‧‧吸入壓力檢測裝置

94‧‧‧電磁閥

95‧‧‧電磁閥

96a‧‧‧油入口

96b‧‧‧油出口(第2油出口)

96c‧‧‧油出口(第1油出口)

97a‧‧‧油配管

97b‧‧‧油配管

98‧‧‧油配管

100‧‧‧控制裝置

第1圖係表示本發明之第1實施形態的冷凍裝置之示意構成之一例的圖。

第2圖係說明本發明之第1實施形態的冷凍裝置之控制例的流程圖。

第3圖係本發明之第2實施形態之冷凍裝置的冷媒迴路圖。

第4圖係本發明之第3實施形態之冷凍裝置的冷媒迴路圖。

第5圖係本發明之第4實施形態之冷凍裝置的冷媒迴路圖。

第6圖係本發明之第4實施形態之冷凍裝置的控制流程圖。

第7圖係用以說明在本發明之第4實施形態的冷凍裝置中之油冷卻器之其他的油溫調整手段的冷媒迴路圖。

第8圖係本發明之第5實施形態之冷凍裝置的冷媒迴路圖。

第9圖係表示在本發明之第5實施形態的冷凍裝置之高過熱度運轉時之冷媒、油、冷卻水之流動的圖。

第1實施形態

第1圖係表示本發明之第1實施形態的冷凍裝置之示意構成之一例的圖。在此，包含第1圖，在以下之圖面，對附加相同之符號者係相當於相同或與其相當者，在以下所記載之實施形態的全文共通。而且，在專利說明書全文所表示之構成元件的形態完全是舉例表示，不是限定為專利說明書所記載之形態。

如第1圖所示，冷凍裝置包括二段式螺桿壓縮機(以下僅稱為螺桿壓縮機)1、油分離器2、凝結器3、主膨脹閥4、蒸發器5、係流量調整閥之油冷卻器用膨脹閥6、油冷卻器7以及馬達冷卻用膨脹閥8，藉冷媒配管連接這些構件而構成冷媒所循環之冷凍循環。在冷媒，使用例如R410A、R32等。而且，由螺桿壓縮機1、油分離器2、凝結器3、主膨脹閥4以及蒸發器5構成冷凍循環的主迴路10。

又，冷凍裝置具備油冷卻迴路70，該油冷卻迴路70係從凝結器3與主膨脹閥4之間分支後，經由油冷卻器用膨脹閥6及油冷卻器7與螺桿壓縮機1連接。冷凍裝置更具備馬達冷卻迴路80，該馬達冷卻迴路80係從凝結器3與主膨脹閥4之間分支後，經由馬達冷卻用膨脹閥8與螺桿壓縮機1之馬達室14a連接。又，冷凍裝置具備油供給迴路90。

螺桿壓縮機1係將低段壓縮部11、高段壓縮部13 以及對這些壓縮部11、13進行轉動驅動的馬達14串列地連接，並將冷媒壓縮後排出。中間壓室12形成於低段壓縮部11與高段壓縮部13之間。各個低段壓縮部11及高段壓縮部13具有螺桿轉子(未圖示)與和設置於螺桿轉子之螺桿槽嚙合的閘轉子(未圖示)，並構成為在由螺桿槽(未圖示)、閘轉子以及將螺桿轉子收容於內部之外殼所構成的壓縮室壓縮冷媒。又，馬達14亦可是定速馬達，亦可是變頻馬達。

主膨脹閥4、油冷卻器用膨脹閥6以及馬達冷卻用膨脹閥8係使冷媒降壓並膨脹的降壓裝置，由可變地控制開口大小之例如電子式膨脹閥等所構成。此外，油冷卻器用膨脹閥6構成本發明之油溫調整手段。

油冷卻迴路70係將在主迴路10從凝結器3往油冷卻器用膨脹閥6之冷媒的一部分分支並在油冷卻器用膨脹閥6降壓後，流入油冷卻器7的冷媒流路側，與離開油分離器2並流入油冷卻器7之油流路側的油進行熱交換，冷卻油後，供給至中間壓室12的迴路。

油供給迴路90係使在油分離器2所分離之油流入油冷卻器7之油流路側，藉與通過油冷卻器7之冷媒流路側之冷媒的熱交換冷卻，再將已冷卻之油供給至螺桿壓縮機1之低段壓縮部11及高段壓縮部13的迴路。

又，馬達冷卻迴路80係在馬達冷卻用膨脹閥8使從凝結器3往主膨脹閥4之冷媒的一部分降壓，再將已降壓之冷媒供給至馬達室14a，藉此，冷卻馬達14的迴路。

冷凍裝置更包括吸入溫度檢測裝置91、供油溫檢 測裝置92、吸入壓力檢測裝置93以及控制裝置100等。吸入溫度檢測裝置91檢測出螺桿壓縮機1所吸入之冷媒氣體的溫度。供油溫檢測裝置92檢測出在油冷卻器7冷卻後之油的溫度。吸入壓力檢測裝置93檢測出螺桿壓縮機1所吸入之冷媒氣體的壓力。以這些檢測裝置所檢測出之檢測值被輸出至控制裝置100。

控制裝置100係根據以吸入溫度檢測裝置91、供油溫檢測裝置92以及吸入壓力檢測裝置93所檢測出之檢測值來控制馬達14、主膨脹閥4、油冷卻器用膨脹閥6以及馬達冷卻用膨脹閥8。

控制裝置100係根據螺桿壓縮機1所吸入之冷媒氣體的過熱度，適當地設定從油供給迴路90供給至螺桿壓縮機1之油的目標油溫，並將油冷卻器用膨脹閥6之開口大小控制成成為所設定之目標油溫。此過熱度係根據從以吸入溫度檢測裝置91所檢測出之吸入溫度與以吸入壓力檢測裝置93所檢測出之吸入壓力所換算的飽和溫度求得。依此方式，由吸入溫度檢測裝置91與吸入壓力檢測裝置93構成過熱度檢測手段。此外，過熱度檢測手段係只要可檢測出過熱度即可，亦可將以吸入溫度檢測裝置91所檢測出之吸入溫度、與以檢測出蒸發器5之入口的冷媒溫度之溫度檢測裝置所檢測出之溫度的差用作過熱度。關於根據目標油溫之油冷卻器用膨脹閥6的控制，將另外詳述。

控制裝置100係亦可由實現其功能之如電路組件的硬體構成，亦可由如微電腦或CPU之運算裝置與在其上所 執行之軟體構成。

本第1實施形態之冷凍裝置係在作為目標油溫，根據螺桿壓縮機1之穩態運轉時與後述之高過熱度運轉時設定相異的溫度上具有特徵，並將高過熱度運轉時之目標油溫設定成比穩態運轉時之目標油溫更低。具體而言，穩態運轉時之目標油溫例如是40℃~50℃，高過熱度運轉時之目標油溫例如是20℃~30℃。高過熱度運轉時意指螺桿壓縮機1剛起動後及至穩態運轉等之吸入過熱度超過所預設之臨限值的運轉時。依此方式，在高過熱度運轉時，藉由將目標油溫設定成比穩態運轉時更低的溫度，比以往之控制更抑制螺桿轉子的熱膨脹。

此外，本第1實施形態之螺桿壓縮機1係二段式壓縮機，藉由抑制在2個壓縮部11、13中，尤其從低段壓縮部11所排出之排出冷媒之排出溫度的上昇，結果，抑制在低段壓縮部11及高段壓縮部13之雙方之螺桿轉子的熱膨脹。

以下，使用圖，依序說明冷凍裝置的動作。

在螺桿壓縮機1之低段壓縮部11所壓縮的冷媒係更在高段壓縮部13壓縮後，從高段壓縮部13排出。從高段壓縮部13所排出之冷媒係在油分離器2被分離成冷媒氣體與油後，冷媒氣體流入凝結器3。流入凝結器3之冷媒氣體係凝結而成為冷媒液體，在主膨脹閥4降壓後，被送至蒸發器5。被送至蒸發器5之冷媒係與空氣進行熱交換，成為冷媒氣體後，流入螺桿壓縮機1。

又，在凝結器3所凝結之冷媒液體的一部分係流入油冷卻迴路70，並在油冷卻器用膨脹閥6降壓後，在油冷卻 器7與油進行熱交換，成為冷媒氣體後，向螺桿壓縮機1之中間壓室12流入。又，在凝結器3所凝結之冷媒液體之其他的一部分係流入馬達冷卻迴路80，並在馬達冷卻用膨脹閥8降壓後，被供給至馬達室14a，冷卻馬達14。

另一方面，在油分離器2與冷媒被分離之高溫的油係在油冷卻器7與油冷卻迴路70之冷媒進行熱交換並被冷卻後，被供給至螺桿壓縮機1的低段壓縮部11、高段壓縮部13。在油冷卻迴路70，由控制裝置100控制油冷卻器用膨脹閥6之開口大小，藉由調整流入油冷卻器7之冷媒量，控制被供給至螺桿壓縮機1之油的溫度。

其次，使用第2圖，說明控制裝置100之控制流程。

第2圖係說明本發明之第1實施形態的冷凍裝置之控制例的流程圖。第2圖之流程圖所示的處理係每隔控制時間間隔被實施。

(步驟S11)

控制裝置100係根據以吸入溫度檢測裝置91所檢測出之吸入溫度與以吸入壓力檢測裝置93所檢測出之吸入壓力，算出吸入過熱度。控制裝置100係在所算出之吸入過熱度為所預設之臨限值(例如40℃)以下的情況(S11)，判斷是穩態運轉時，而在超過臨限值的情況，判斷是高過熱度運轉時。以下，說明判斷穩態運轉時之情況的處理，然後，說明判斷高過熱度運轉時之情況的處理。

<穩態運轉時>

(步驟S12)

控制裝置100係在步驟S11判斷穩態運轉時的情況，將油溫之目標油溫設定成係起始值之穩態時用目標範圍(例如40℃~50℃)(S12)。

(步驟S13~步驟S17)

控制裝置100係根據以供油溫檢測裝置92所檢測出之油溫，控制油冷卻器用膨脹閥6的開口大小(S13~S17)。具體而言，控制裝置100係將油冷卻器用膨脹閥6之開口大小控制成以供油溫檢測裝置92所檢測出之油溫位於穩態時用目標範圍內。

即，控制裝置100判斷油溫是否是目標油溫下限值(穩態時用目標範圍的下限值)以上(S13)。控制裝置100係在判斷油溫未滿目標油溫下限值的情況，因為油溫過低，所以使油冷卻器用膨脹閥6之開口大小變小(S14)。因此，因為流至油冷卻器7之冷媒的流量減少，所以冷卻油的冷卻能力降低，而油溫上昇。另一方面，若油溫是目標油溫下限值以上，接著，控制裝置100判斷油溫是否是目標油溫上限值(穩態時用目標範圍的上限值)以下(S15)。在判斷油溫超過目標油溫上限值的情況，因為油溫過高，所以控制裝置100係使油冷卻器用膨脹閥6之開口大小變大(S16)。因此，因為流至油冷卻器7之冷媒的流量增加，所以冷卻油的冷卻能力上昇，而油溫降低。

控制裝置100係在步驟S15判斷油溫是目標油溫上限值以下的情況，因為油溫位於穩態時用目標範圍內，所以維持油冷卻器用膨脹閥6之現在的開口大小(S17)。此外，此 穩態時用目標範圍係被預先設定於控制裝置100。

以上，每隔控制時間間隔實施步驟S11~步驟S17。藉此，在穩態運轉時，即吸入過熱度是臨限值以下之間，可使油溫位於穩態時用目標範圍內。

<高過熱度運轉時>

(步驟S21)

控制裝置100係在步驟S11判斷高過熱度運轉時的情況，將油溫之目標油溫變更成比穩態時用目標範圍(例如40℃~50℃)更低的高過熱度時用目標範圍(例如20℃~30℃)(S21)。此高過熱度時用目標範圍亦與穩態時用目標範圍一樣地被預先設定於控制裝置100。

(步驟S22~步驟S26)

控制裝置100判斷以供油溫檢測裝置92所檢測出之油溫是否是高過熱度時用目標範圍之上限值以下(S22)。控制裝置100係在判斷油溫超過目標油溫上限值(高過熱度時用目標範圍的上限值)的情況，因為油係處於冷卻不足之狀態，所以使油冷卻器用膨脹閥6之開口大小變大(S23)。另一方面，在判斷油溫是目標油溫上限值以下的情況，控制裝置100係接著判斷油溫是否是目標油溫下限值(高過熱度時用目標範圍的下限值)以上(S24)。

控制裝置100係在判斷油溫未滿目標油溫下限值的情況，因為過度冷卻油，所以使油冷卻器用膨脹閥6之開口大小變小(S25)。另一方面，在判斷油溫是目標油溫下限值以上的情況，因為油溫位於高過熱度時用目標範圍內，所以維持 油冷卻器用膨脹閥6之現在的開口大小(S26)。

以上，每隔控制時間間隔實施步驟S21之處理~步驟S26之處理。藉此，在高過熱度運轉時，即吸入過熱度超過臨限值的情況，可使被供給至螺桿壓縮機1之油的溫度位於比穩態時用目標範圍更低的高過熱度時用目標範圍內。因此，即使是吸入過熱度超過臨限值，而低段壓縮部11之螺桿轉子(以下稱為低段螺桿轉子)易膨脹的狀況，亦可充分地冷卻低段螺桿轉子。因此，可將在高過熱度運轉時之低段螺桿轉子的膨脹程度抑制為小。因此，在高過熱度運轉時，與將與穩態運轉時一樣之油溫的油供給螺桿壓縮機1的情況相比，可將低段螺桿轉子與外殼之間的間隙設定成窄。

-第1實施形態之效果-

如以上之說明所示，在本第1實施形態，作成在高過熱度運轉時，將溫度比穩態運轉時更低的油供給至低段壓縮部11。因此，抑制在高過熱度運轉時之低段壓縮部11的溫升，而可抑制冷卻不足所造成之低段壓縮部11之螺桿轉子的熱膨脹。藉此，即使不將低段螺桿轉子與外殼之間隙確保大，亦可抑制在高過熱度運轉時之低段螺桿轉子與外殼的接觸。結果，可將低段螺桿轉子與外殼之間隙設定成比在穩態運轉時與高過熱度運轉時不變更供給至低段壓縮部11之油的溫度之習知技術更窄，而可提高性能。又，因為在高過熱度運轉時係將低溫的油供給至高段壓縮部13，所以與低段一樣，高段螺桿轉子與外殼之間隙亦可設定成窄，而可提高性能。

此外，根據吸入過熱度之臨限值(40℃)，判斷是穩 態運轉或是高過熱度運轉，但是亦可使該臨限值具有範圍。

又，在第1圖表示螺桿壓縮機1為二段式螺桿壓縮機的例子，但是本發明之冷凍裝置的螺桿壓縮機1係未限定為二段式螺桿壓縮機，亦可是三段以上之多段式螺桿壓縮機，又亦可是單段式螺桿壓縮機。在使用三段以上之多段式螺桿壓縮機的情況，只要使供給吸入側之最下段的壓縮部之油的溫度在高過熱度運轉時變成比穩態運轉時更低溫即可。

第2實施形態

在該第1實施形態，在油供給迴路90，油冷卻器7係一個，並係將溫度相同的油供給至各個低段壓縮部11及高段壓縮部13的構成。在第2實施形態，採用油供給迴路90具有2個油冷卻器，以二階段控制油溫，而可將溫度相異的油供給至各個低段壓縮部11及高段壓縮部13的構成。除此以外之冷媒迴路的構成、動作等係與第1實施形態一樣。以下，主要說明第2實施形態與第1實施形態相異的部分。此外，對與第1實施形態一樣之構成部分所應用的變形例係亦一樣地應用於本第2實施形態。這一點係在後述的實施形態亦相同。

第3圖係本發明之第2實施形態之冷凍裝置的冷媒迴路圖。

第2實施形態之冷凍裝置的油供給迴路90係包括2個油冷卻器71及油冷卻器72，替代第1實施形態之油冷卻器7。而且，在油供給迴路90將油冷卻器71及油冷卻器72設置成彼此串列。又，第1圖所示之該第1實施形態的油冷卻迴路70係從凝結器3與主膨脹閥4之間在一處分支後與中間壓室12 連接的流路構成。相對地，第2實施形態的油冷卻迴路70具備從凝結器3與主膨脹閥4之間在兩處分支後與中間壓室12連接之彼此並列的冷媒流路，並具有將油冷卻器用膨脹閥61及油冷卻器71設置於一方的冷媒流路，將油冷卻器用膨脹閥62及油冷卻器72設置於另一方之冷媒流路的構成。此外，油冷卻器用膨脹閥61及油冷卻器用膨脹閥62係流量調整閥，並構成本發明之油溫調整手段。

又，在油冷卻迴路70中之各冷媒流路，設置檢測出被供給至高段壓縮部13之油的溫度之高段側供油溫檢測裝置92a與檢測出被供給至低段壓縮部11之油的溫度之低段側供油溫檢測裝置92b。高段側供油溫檢測裝置92a及低段側供油溫檢測裝置92b之檢測值被輸出至控制裝置100。

在依此方式所構成之第2實施形態的冷凍裝置，凝結器3與主膨脹閥4之間的冷媒分支並流至油冷卻迴路70的兩條冷媒流路，各分支冷媒係在油冷卻器用膨脹閥61、62降壓後，在油冷卻器71、72與油進行熱交換，而冷卻油後匯流，再被供給至中間壓室12。

另一方面，在油分離器2所分離之油係在油供給迴路90首先被油冷卻器71冷卻後，一部分被供給至高段壓縮部13，其他的係流入油冷卻器72，進一步被冷卻後，被供給至低段壓縮部11。依此方式，溫度比被供給至高段壓縮部13之油更低的油被供給至低段壓縮部11。

而且，控制裝置100係與該第1實施形態一樣，在吸入過熱度超過臨限值之高過熱度運轉時，將供給至低段壓 縮部11側之油的目標油溫變更成比穩態運轉時更低的溫度。而且，控制裝置100係將油冷卻器用膨脹閥61及油冷卻器用膨脹閥62控制成以低段側供油溫檢測裝置92b所檢測出之供給至低段壓縮部11側的油溫成為變更後的目標油溫。

此外，供給至高段壓縮部13側之油的目標油溫係無特別限定。因為在冷凍裝置之本來的冷凍動作係在主迴路10進行，所以具有流至主迴路10之冷媒量係不太想減少的情況。因此，若將供給至高段壓縮部13側之油的目標油溫設定成低，則需要確保大量之流入油冷卻器71的冷媒量，而流至主迴路10之冷媒量減少，導至性能降低。因此，只要根據這一點，決定供給至高段壓縮部13側之油的目標油溫即可。

-第2實施形態之效果-

本第2實施形態係可得到與第1實施形態一樣之效果，而且更得到以下之效果。即，在第2實施形態，作成使用2個油冷卻器71、72，僅被供給至低段壓縮部11的油成為比穩態運轉時更低的目標油溫。因此，與使用一個油冷卻器7將油溫降低至目標油溫的第1實施形態相比，可使流入油冷卻器71、72的冷媒量變少。結果，第2實施形態的構成係可比第1實施形態更提高冷凍裝置的性能。

第3實施形態

在該第2實施形態，係在油供給迴路90串列地配置油冷卻器71、72，但是第3實施形態係作成並列地配置油冷卻器71、72。除此以外的冷媒迴路的構成、動作等係與第2實施形態一樣。以下，主要說明第3實施形態與第2實施形態 相異的部分。

第4圖係本發明之第3實施形態之冷凍裝置的冷媒迴路圖。

第3實施形態之冷凍裝置係在油供給迴路90並列地配置油冷卻器71、72。而且，在油供給迴路90，在油分離器2被分離後分支成二的各油分別流入油冷卻器71、72並被冷卻後，被供給至低段壓縮部11及高段壓縮部13。因此，供給至高段壓縮部13的油係在油冷卻器71被冷卻，而供給至低段壓縮部11的油係在油冷卻器72被冷卻。根據此構成，供給至高段壓縮部13之油的溫度、供給至低段壓縮部11之油的溫度係被完全獨立並分別地控制。此外，油冷卻器用膨脹閥62構成本發明之油溫調整手段。

而且，控制裝置100係與該第2實施形態一樣，在吸入過熱度超過臨限值之高過熱度運轉時，將供給至低段壓縮部11側之油的目標油溫變更成比穩態運轉時更低的溫度。而且，控制裝置100係將油冷卻器用膨脹閥62控制成以低段側供油溫檢測裝置92b所檢測出之油溫成為變更後的目標油溫。此外，供給至高段壓縮部13側之油的溫度係與第2實施形態一樣，無特別限定。

-第3實施形態之效果-

第3實施形態係可得到與第2實施形態一樣之效果。又，第3實施形態係因為在油供給迴路90並列地配置油冷卻器71、72，所以僅藉油冷卻器用膨脹閥61就可控制供給至低段壓縮部11側之油的溫度。因此，在控制供給至低段壓 縮部11側之油的溫度時，可比需要油冷卻器用膨脹閥61及油冷卻器用膨脹閥62之雙方之開口大小控制的第2實施形態簡化控制。

此外，供給至高段壓縮部13側之油的溫度係如上述所示，無特別限定，而嚴密之溫度控制係不需要。因此，亦可該第2實施形態及第3實施形態之油冷卻器71係由例如與外氣進行熱交換而冷卻油之氣冷式的油冷卻器構成。

第4實施形態

在上述之第1~第3實施形態，油冷卻器7係使用冷媒來冷卻油的方式，但是在第4實施形態，係採用使用水(冷卻水)來冷卻油的方式。除此以外之冷媒迴路的構成、動作等係與第1實施形態一樣。以下，主要說明第4實施形態與第1實施形態相異的部分。

第5圖係本發明之第4實施形態之冷凍裝置的冷媒迴路圖。

第4實施形態之冷凍裝置係包括：油冷卻器73，係對在油分離器2所分離之油與從外部所供給之冷卻水進行熱交換；及冷卻水量調整閥63，係調整供給至油冷卻器73之冷卻水的流量；替代第1圖所示之第1實施形態的油冷卻器7。又，第4實施形態之冷凍裝置係從第1圖所示之第1實施形態的冷凍裝置除去油冷卻迴路70。此外，冷卻水量調整閥63構成本發明之油溫調整手段。

第6圖係本發明之第4實施形態之冷凍裝置的控制流程圖。

第6圖所示之第4實施形態的控制流程圖係與該第2圖所示之第1實施形態的控制流程圖相比，在將油冷卻器用膨脹閥6替換成冷卻水量調整閥65上相異，除此以外係與第2圖之控制流程圖一樣。即，在穩態運轉時及高過熱度時用目標範圍之任一種的情況，都在想降低油之溫度的情況，係使冷卻水量調整閥65的開口大小變大(S16a、S23a)，而使通過油冷卻器73之冷卻水的水量增加，提高冷卻能力。

另一方面，在想提高油之溫度的情況，係使冷卻水量調整閥65的開口大小變小(S14a、S25a)，而使通過油冷卻器73之冷卻水的水量減少，降低冷卻能力。又，在想維持油之溫度的情況，係將冷卻水量調整閥65的開口大小保持原封不動(S17a、S26a)。

-第4實施形態之效果-

若依據第4實施形態，可得到與第1實施形態一樣之效果，而且更得到以下之效果。即，作為冷卻油之冷卻媒體，因為作成使用冷卻水來替代冷媒，所以可在油冷卻不使用在主迴路10流動的冷媒。因此，不會降低冷凍裝置之本來的冷凍能力，而可抑制低段螺桿轉子之膨脹。

此外，在第4實施形態，作成藉由控制流入油冷卻器73之冷卻水的流量，控制供給至螺桿壓縮機1之油的溫度，但是亦可作成如以下所示。

第7圖係用以說明在本發明之第4實施形態的冷凍裝置中之油冷卻器之其他的油溫調整手段的冷媒迴路圖。

在第7圖，設置控制冷卻水之溫度的水溫調整手段63a， 替代第5圖的冷卻水量調整閥63。水溫調整手段63a係亦可藉例如熱交換器與調整在熱交換器可與冷卻水進行熱交換之熱媒體之流量的流量調整閥構成，亦可藉加熱器構成。在第4實施形態，流入油冷卻器73之冷卻水的流量係一直固定，藉由以水溫調整手段63a控制冷卻水的溫度，調整在油冷卻器73之油的冷卻能力，控制油溫。此外，水溫調整手段63a相當於本發明之油溫調整手段。

第5實施形態

第5實施形態係與第4實施形態一樣，係使用冷卻水來冷卻油的方式。在該第4實施形態，作成藉由控制供給至油冷卻器7之冷卻水的流量，控制供給至低段壓縮部11之油溫。在第5實施形態，不控制供給至油冷卻器7之冷卻水的流量，而作成藉由切換在油冷卻器7之油流路長度，控制供給至低段壓縮部11之油溫。以下，主要說明第5實施形態與第4實施形態相異的部分。

第8圖係本發明之第5實施形態之冷凍裝置的冷媒迴路圖。

第5實施形態之冷凍裝置係具備油冷卻器74，替代第4實施形態的油冷卻器73。油冷卻器74具有設置於自油入口96a之油流路長度相異的位置並流出溫度相異之油的2個油出口96b、96c。油出口96b係設置於比油出口96b更上游側，並以油配管97a與高段壓縮部13連接。又，油出口96c係設置於通過油冷卻器74內之油之流動的終端，並以油配管97b與低段壓縮部11連接。而且，將電磁閥94設置於油配管97a。又， 將電磁閥95設置於連接油配管97a之電磁閥94的下游與油配管97b之油配管98。藉該電磁閥94、95的切換，變更油的路徑，而變更供給至高段壓縮部13之油與供給至低段壓縮部11之油和冷媒之熱交換的百分比。

依此方式所構成之第4實施形態的冷凍裝置係可藉電磁閥94與電磁閥95之切換來切換供給至低段壓縮部11之油的溫度。此外，電磁閥94及電磁閥95構成本發明之油溫調整手段。

在該第8圖，表示穩態運轉時之冷媒、油、冷卻水的流動。第9圖係表示在本發明之第5實施形態的冷凍裝置之高過熱度運轉時之冷媒、油、冷卻水之流動的圖。以下，使用第8圖、第9圖以及如下之第1表，說明第4實施形態之冷凍裝置的動作。

第1表係表示電磁閥94、95之開閉狀態的表。

穩態運轉時係如第8圖及第1表所示，控制裝置100係將電磁閥94設為「閉」，並將電磁閥95設為「開」。藉此，在油分離器2所分離之油係在油冷卻器74與冷卻水進行熱交換而被冷卻後，從油出口96c流出，然後，分支成二，分別被供給至低段壓縮部11及高段壓縮部13。在此，被供給 至低段壓縮部11及高段壓縮部13之油溫係相同的溫度。

另一方面，高過熱度運轉時係如第9圖及第1表所示，控制裝置100係將電磁閥94設為「開」，並將電磁閥95設為「閉」。藉此，在油冷卻器74冷卻中之油的一部分從至油出口96c之前的油出口96b流出後，被供給至高段壓縮部13。另一方面，剩下的油係在油冷卻器74內的油流路更前進，藉冷卻水更被冷卻後，從油出口96b流出，被供給至低段壓縮部11。即，高過熱度運轉時係在油冷卻器74冷卻中之油被取出一部分，被供給至高段壓縮部13，另一方面，剩下的油係更被冷卻後，被供給至低段壓縮部11。

在此，比較在穩態運轉時被供給至低段壓縮部11之油的溫度、與在高過熱度運轉時被供給至低段壓縮部11之油的溫度。在高過熱度運轉時，將在油冷卻器74冷卻中之油被取出一部分而流量減少之剩下的油在從油出口96b至油出口96c的油流路更冷卻。因此，在高過熱度運轉時從油出口96c所流出之油的溫度係比在穩態運轉時從油出口96c所流出之油的溫度低。即，在高過熱度運轉時可將溫度比穩態運轉時低的油供給至低段壓縮部11。

另一方面，在高過熱度運轉時從油出口96b所流出之油係因為是在冷卻途中被取出的油，所以溫度比在穩態運轉時從油出口96b所流出之油高。

-第5實施形態之效果-

若依據第5實施形態，可得到與第4實施形態一樣之效果，而且更得到以下之效果。即，在油冷卻器74，可在 不變更冷卻水量、冷卻水入口溫度下，在高過熱度運轉時可將溫度比穩態運轉時更低的油供給至低段壓縮部11。

此外，在上述之第4、第5實施形態，在油冷卻器74與油進行熱交換的熱媒體係採用水，但是亦可是水本身，亦可使用由水與防蝕效果高之添加劑所混合的混合液等。

1‧‧‧螺桿壓縮機

2‧‧‧油分離器

3‧‧‧凝結器

4‧‧‧主膨脹閥

5‧‧‧蒸發器

6‧‧‧油冷卻器用膨脹閥

7‧‧‧油冷卻器

8‧‧‧馬達冷卻用膨脹閥

10‧‧‧主迴路

11‧‧‧低段壓縮部

12‧‧‧中間壓室

13‧‧‧高段壓縮部

14‧‧‧馬達

14a‧‧‧馬達室

70‧‧‧油冷卻迴路

80‧‧‧馬達冷卻迴路

90‧‧‧油供給迴路

91‧‧‧吸入溫度檢測裝置

92‧‧‧供油溫檢測裝置

93‧‧‧吸入壓力檢測裝置

100‧‧‧控制裝置

Claims (12)

1. 一種冷凍裝置，包括：冷凍循環，係以配管連接螺桿壓縮機、凝結器、降壓裝置以及蒸發器，而冷媒循環；油分離器，係配置於該冷凍循環之該螺桿壓縮機與該凝結器之間，並分離從該螺桿壓縮機所排出之冷媒氣體中所含的油；油冷卻器，係使在該油分離器所分離之油與熱媒體進行熱交換而冷卻之；油供給迴路，係以該油分離器冷卻在該油分離器所分離之油後，供給至該螺桿壓縮機；油溫調整手段，係調整從該油供給迴路供給至該螺桿壓縮機之該油的溫度；過熱度檢測手段，係檢測出該螺桿壓縮機所吸入之冷媒氣體的過熱度；以及控制裝置，係根據該過熱度來控制該油溫調整手段；該控制裝置係在該過熱度超過所預設之臨限值的高過熱度運轉時，將該油溫調整手段控制成將溫度比該過熱度是該臨限值以下之穩態運轉時更低的油供給至該螺桿壓縮機。
2. 如申請專利範圍第1項之冷凍裝置，其中該油溫調整手段係調整流入該油冷卻器之該熱媒體的流量；具備油冷卻迴路，該油冷卻迴路係從該凝結器與該降壓裝置之間分支後，經由該流量調整閥及該油冷卻器與該螺桿壓縮機連接； 在該油冷卻器與該油進行熱交換之該熱媒體係該冷媒。
3. 如申請專利範圍第2項之冷凍裝置，其中該控制裝置係在該高過熱度運轉時，使該流量調整閥之開口大小變大成流入該油冷卻器之該熱媒體的流量比該穩態運轉時更增加。
4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之冷凍裝置，其中該螺桿壓縮機係具備複數個壓縮部之多段式螺桿壓縮機；該油供給迴路係將油供給至該複數個壓縮部之各個的迴路；在該高過熱度運轉時，將溫度比該穩態運轉時更低之油供給至該複數個壓縮部中最低段的低段壓縮部。
5. 如申請專利範圍第4項之冷凍裝置，其中該油供給迴路係具備彼此串列地排列的複數個該油冷卻器，並其有將從該複數個油冷卻器中位於最下游側的該油冷卻器所流出之油供給至該低段壓縮部的構成。
6. 如申請專利範圍第4項之冷凍裝置，其中該油供給迴路係具備彼此並列地排列的複數個該油冷卻器，並具有使在該油分離器被分離後分支成複數個之各油分別流入該複數個油冷卻器並冷卻後，分別供給至該複數個壓縮部的構成。
7. 如申請專利範圍第1項之冷凍裝置，其中該熱媒體係水；該油溫調整手段係調整流入該油冷卻器之該水之流量的流量調整閥。
8. 如申請專利範圍第7項之冷凍裝置，其中該控制裝置係在該高過熱度運轉時，控制該流量調整閥，使流入該油冷卻器之水的流量比該穩態運轉時更增加。
9. 如申請專利範圍第1項之冷凍裝置，其中該熱媒體係水；該油溫調整手段係調整流入該油冷卻器之水之溫度的水溫調整手段。
10. 如申請專利範圍第9項之冷凍裝置，其中該控制裝置係在該高過熱度運轉時，控制該水溫調整手段，使溫度比該穩態運轉時更低的水流入該油冷卻器。
11. 如申請專利範圍第7至10項中任一項之冷凍裝置，其中該螺桿壓縮機係具備複數個壓縮部之多段式螺桿壓縮機；在該高過熱度運轉時，將溫度比該穩態運轉時更低之油供給至該複數個壓縮部中最低段的低段壓縮部。
12. 如申請專利範圍第11項之冷凍裝置，其中該熱媒體係水；又，該螺桿壓縮機係具備複數個壓縮部之多段式螺桿壓縮機；該油冷卻器係具有：第1油出口，係冷卻途中之油的一部分被取出；及第2油出口，係在剩下之油至該油冷卻器內之油流路的終端通過後被取出；該穩態運轉時係將從該第2油出口所取出之油分別供給至該複數個壓縮部；該高過熱度運轉時係具有在冷卻途中從該第1油出口取出流入該油冷卻器之該油的一部分，供給至該複數個壓縮部中最低段的低段壓縮部之外的壓縮部，另一方面，使剩下之油至該油流路的終端通過，更與該熱媒體進行熱交換後，從該第2油出口取出並供給至該低段壓縮部的構成。