特許 6369512 冷凍装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6369512

(24)【登録日】2018年7月20日

(45)【発行日】2018年8月8日

(54)【発明の名称】冷凍装置

(51)【国際特許分類】

   F25B 1/00 20060101AFI20180730BHJP

   F25B 5/02 20060101ALI20180730BHJP

【ＦＩ】

   F25B1/00 361J

   F25B1/00 304W

   F25B5/02 530L

【請求項の数】4

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2016-175487(P2016-175487)

(22)【出願日】2016年9月8日

(65)【公開番号】特開2018-40548(P2018-40548A)

(43)【公開日】2018年3月15日

【審査請求日】2017年9月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002853

【氏名又は名称】ダイキン工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000202

【氏名又は名称】新樹グローバル・アイピー特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】竹上 雅章

(72)【発明者】

【氏名】阪江 覚

(72)【発明者】

【氏名】近藤 東

(72)【発明者】

【氏名】野村 和秀

【審査官】 安島 智也

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００５／１１４０６７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００７／１３９０９３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１４／０５００９９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２５Ｂ １／００

Ｆ２５Ｂ ５／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１圧縮機（２１）及び第２圧縮機（２２）と、
熱源側熱交換器（２４）と、
第１利用側熱交換器（６２）及び第２利用側熱交換器（７２）と、
前記第１圧縮機を前記第１利用側熱交換器に連通させるための第１低圧管（３１）と、
前記第２圧縮機を前記第２利用側熱交換器又は前記熱源側熱交換器に連通させるための第２低圧管（３２）と、
開度調節が可能な調節弁（３４）を有しており、前記第１低圧管と前記第２低圧管とを連通させるための接続低圧管（３３）と、
を備えた、冷凍装置において、
前記第１圧縮機に接続される第１吸入管（２１ｄ）と、
所定の方向に開口する合流側開口部（３５ａ）と、前記合流側開口部とは略反対の方向に開口する２つの分岐側開口部（３５ｂ、３５ｃ）と、を有する分岐管であって、前記第１低圧管が前記合流側開口部に接続され、かつ、前記接続低圧管及び前記第１吸入管が前記２つの分岐側開口部に接続される第１分岐管（３５）と、
前記第２圧縮機に接続される第２吸入管（２２ｄ）と、
所定の方向に開口する合流側開口部（３６ａ）と、前記合流側開口部とは略反対の方向に開口する２つの分岐側開口部（３６ｂ、３６ｃ）と、を有する分岐管であって、前記第２低圧管が前記合流側開口部に接続され、かつ、前記接続低圧管及び前記第２吸入管が前記２つの分岐側開口部に接続される第２分岐管（３６）と、
第３圧縮機（２３）と、
前記第３圧縮機に接続される第３吸入管（２３ｄ）と、
をさらに備えており、
前記第３吸入管は、前記接続低圧管のうち前記調節弁よりも前記第１分岐管側の部分に接続されている、
冷凍装置（１）。

【請求項2】

前記第２分岐管は、前記合流側開口部から流入する冷媒が水平方向に分流されて前記２つの分岐側開口部から流出するように配置されている、
請求項１に記載の冷凍装置。

【請求項3】

前記第１分岐管は、前記合流側開口部から流入する冷媒が水平方向に分流されて前記２つの分岐側開口部から流出するように配置されている、
請求項１又は２に記載の冷凍装置。

【請求項4】

所定の方向に開口する合流側開口部（３７ａ）と、前記合流側開口部とは略反対の方向に開口する２つの分岐側開口部（３７ｂ、３７ｃ）と、を有する分岐管であって、前記第３吸入管が前記合流側開口部に接続される第３分岐管（３７）と、
をさらに備えており、
前記接続低圧管は、前記第１分岐管の前記分岐側開口部と前記第３分岐管の前記２つの分岐側開口部の一方とを接続する第１接続低圧管（３３ａ）と、前記第２分岐管の前記分岐側開口部と前記調節弁とを接続する第２接続低圧管（３３ｂ）と、前記調節弁と前記第３分岐管の前記２つの分岐側開口部の他方とを接続する第３接続低圧管（３３ｃ）と、を有している、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の冷凍装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、冷凍装置、特に、第１及び第２圧縮機と、熱源側熱交換器と、第１及び第２利用側熱交換器と、第１圧縮機を第１利用側熱交換器に連通させるための第１低圧管と、第２圧縮機を第２利用側熱交換器又は熱源側熱交換器に連通させるための第２低圧管と、開度調節が可能な調節弁を有しており第１低圧管と第２低圧管とを連通させるための接続低圧管と、を備えた、冷凍装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、特許文献１（特開２０１４−７０８２２号公報）に示すように、複数種類の利用側熱交換器を有する冷凍装置がある。この冷凍装置では、複数種類の利用側熱交換器として、ショーケース等の庫内を冷却するための冷蔵熱交換器（第１利用側熱交換器）と、室内の冷房や暖房（空調）を行うための室内熱交換器（第２利用側熱交換器）と、が設けられている。この冷凍装置は、複数の圧縮機と、熱源側熱交換器と、を有している。複数の圧縮機として、第１利用側熱交換器において蒸発した冷媒を吸入して圧縮する第１圧縮機と、第２利用側熱交換器又は熱源側熱交換器において蒸発した冷媒を吸入して圧縮する第２圧縮機と、がある。第１圧縮機には、第１圧縮機を第１利用側熱交換器に連通させるための第１低圧管が接続されている。第２圧縮機には、第２圧縮機を第２利用側熱交換器又は熱源側熱交換器に連通させるための第２低圧管が接続されている。第１低圧管と第２低圧管とは、開度調節が可能な調節弁を有する接続低圧管を介して連通している。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

上記特許文献１の冷凍装置では、接続低圧管の調節弁を開状態にすることによって第１低圧管を第２低圧管に連通させることができるため、第２低圧管を流れる冷媒を第２圧縮機に吸入させるとともに第１圧縮機にも吸入させることができる。このため、例えば、第２利用側熱交換器における空調負荷（すなわち、この空調負荷に相当する冷媒の流量）を第２圧縮機だけで処理できない場合に、第２利用側熱交換器における空調負荷の一部（すなわち、この空調負荷の一部に相当する冷媒の流量）を第１圧縮機にも処理させることができるようになっている。このとき、調節弁の開度調節等によって第１圧縮機に吸入させる冷媒の流量をきめ細かく制御することができる。

【0004】

しかし、このような接続低圧管の調節弁を開状態にした運転を行う際には、これらの低圧管を通じて冷媒が圧縮機に戻る際の流れ抵抗を極力小さくすることが望ましい。また、冷凍装置には、圧縮機の潤滑のために冷媒とともに冷凍機油が封入されているため、このような接続低圧管の調節弁を開状態にした運転を行う際には、これらの低圧管を通じて冷媒が圧縮機に戻る際の冷凍機油の偏りを極力小さくすることが望ましい。

【0005】

本発明の課題は、第１圧縮機を第１利用側熱交換器に連通させるための第１低圧管と、第２圧縮機を第２利用側熱交換器又は熱源側熱交換器に連通させるための第２低圧管とが、開度調節が可能な調節弁を有する接続低圧管を介して連通した冷凍装置において、これらの低圧管を通じて冷媒が圧縮機に戻る際の流れ抵抗や冷凍機油の偏りを極力小さくすることにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

第１の観点にかかる冷凍装置は、第１圧縮機及び第２圧縮機と、熱源側熱交換器と、第１利用側熱交換器及び第２利用側熱交換器と、第１低圧管と、第２低圧管と、接続低圧管と、を有している。第１低圧管は、第１圧縮機を第１利用側熱交換器に連通させる。第２低圧管は、第２圧縮機を第２利用側熱交換器又は熱源側熱交換器に連通させる。接続低圧管は、開度調節が可能な調節弁を有しており、第１低圧管と第２低圧管とを連通させる。そして、ここでは、第２圧縮機に接続される第２吸入管と、第２分岐管と、をさらに有している。ここで、第２分岐管は、所定の方向に開口する合流側開口部と、合流側開口部とは略反対の方向に開口する２つの分岐側開口部と、を有する分岐管であって、第２低圧管が合流側開口部に接続され、かつ、接続低圧管及び第２吸入管が２つの分岐側開口部に接続されている。

【0007】

ここでは、第２低圧管、第２圧縮機（第２吸入管）及び接続低圧管間の接続構成において、上記のように、所定の方向に開口する合流側開口部と、合流側開口部とは略反対の方向に開口する２つの分岐側開口部と、を有する第２分岐管を介在させ、合流側開口部に第２低圧管を接続し、２つの分岐側開口部に接続低圧管及び第２吸入管を接続している点を特徴としている。ここで、第２分岐管は、上記のように、分岐側開口部が合流側開口部とは略反対の方向に開口しているため、合流側開口部側から流入する流体を分岐側開口部側にスムーズに流すことができる。このような第２分岐管を用いた第２低圧管、第２圧縮機（第２吸入管）及び接続低圧管間の接続構成では、接続低圧管の調節弁を開状態にした運転を行う際に、第２低圧管を流れる冷媒や冷媒とともに流れる冷凍機油を、第２分岐管を介して、第２吸入管（第２圧縮機側）と接続低圧管（第１圧縮機側）とにスムーズに分流することができる。

【0008】

これにより、ここでは、第２低圧管や接続低圧管を通じて冷媒が圧縮機に戻る際の流れ抵抗や冷凍機油の偏りを極力小さくすることができる。

【0009】

また、ここでは、第１圧縮機に接続される第１吸入管と、第１分岐管と、をさらに有している。ここで、第１分岐管は、所定の方向に開口する合流側開口部と、合流側開口部とは略反対の方向に開口する２つの分岐側開口部と、を有する分岐管であって、第１低圧管が合流側開口部に接続され、かつ、接続低圧管及び第１吸入管が２つの分岐側開口部に接続されている。

【0010】

ここでは、第１低圧管、第１圧縮機（第１吸入管）及び接続低圧管間の接続構成において、上記のように、所定の方向に開口する合流側開口部と、合流側開口部とは略反対の方向に開口する２つの分岐側開口部と、を有する第１分岐管を介在させ、合流側開口部に第１低圧管を接続し、２つの分岐側開口部に接続低圧管及び第１吸入管を接続している点を特徴としている。ここで、第１分岐管は、上記のように、分岐側開口部が合流側開口部とは略反対の方向に開口しているため、合流側開口部側から流入する流体を分岐側開口部側にスムーズに流すことができる。このような第１分岐管を用いた第１低圧管、第１圧縮機（第１吸入管）及び接続低圧管間の接続構成では、第１低圧管を流れる冷媒を第１圧縮機に吸入させる際に、第１低圧管を流れる冷媒や冷媒とともに流れる冷凍機油を、第１分岐管を介して、第１吸入管にスムーズに流すことができる。

【0011】

これにより、ここでは、第１低圧管を通じて冷媒が圧縮機に戻る際の流れ抵抗や冷凍機油の偏りを極力小さくすることができる。

【0012】

さらに、ここでは、第３圧縮機と、第３圧縮機に接続される第３吸入管と、をさらに有している。ここで、第３吸入管は、接続低圧管のうち調節弁よりも第１分岐管側の部分に接続されている。

【0013】

ここでは、第３圧縮機をさらに設ける点、及び、接続低圧管のうち調節弁よりも第１分岐管側の部分に、第３圧縮機の第３吸入管を接続している点を特徴としている。このような接続低圧管のうち調節弁よりも第１分岐管側の部分に第３圧縮機をさらに接続した構成では、第１低圧管を流れる冷媒を第１圧縮機とともに第３圧縮機に吸入させることができ、この際に、第１低圧管を流れる冷媒や冷媒とともに流れる冷凍機油を、第１分岐管を介して、第１吸入管（第１圧縮機側）と接続低圧管（第３圧縮機側）とにスムーズに分流することができる。しかも、第１分岐管を水平配置にすることによって、第１分岐管における冷媒や冷凍機油の分流を良好なものとすることができる。また、このような構成では、接続低圧管の調節弁を開状態にすることによって第２低圧管を流れる冷媒を第２圧縮機とともに第３圧縮機に吸入させることができ、この際に、第２低圧管を流れる冷媒や冷媒とともに流れる冷凍機油を、第２分岐管を介して、第２吸入管（第２圧縮機側）と接続低圧管（第３圧縮機側）とにスムーズに分流することができる。

【0014】

これにより、ここでは、第１低圧管を流れる冷媒を第１圧縮機とともに第３圧縮機に吸入させたり、第２低圧管を流れる冷媒を第２圧縮機とともに第３圧縮機に吸入させることを可能にするとともに、第１低圧管や第２低圧管、接続低圧管を通じて冷媒が圧縮機に戻る際の流れ抵抗や冷凍機油の偏りを極力小さくすることができる。

【0015】

第２の観点にかかる冷凍装置は、第１の観点にかかる冷凍装置において、第２分岐管が、合流側開口部から流入する冷媒が水平方向に分流されて２つの分岐側開口部から流出するように配置されている。

【0016】

ここでは、上記のような第２分岐管の水平配置によって、第２分岐管における冷媒や冷凍機油の分流を良好なものとすることができる。

【0017】

第３の観点にかかる冷凍装置は、第１又は第２の観点にかかる冷凍装置において、第１分岐管が、合流側開口部から流入する冷媒が水平方向に分流されて２つの分岐側開口部から流出するように配置されている。

【0018】

第４の観点にかかる冷凍装置は、第１〜第３の観点のいずれかにかかる冷凍装置において、第３分岐管をさらに有している。ここで、第３分岐管は、所定の方向に開口する合流側開口部と、合流側開口部とは略反対の方向に開口する２つの分岐側開口部と、を有する分岐管であって、第３吸入管が合流側開口部に接続されている。また、接続低圧管は、第１分岐管の分岐側開口部と第３分岐管の２つの分岐側開口部の一方とを接続する第１接続低圧管と、第２分岐管の分岐側開口部と調節弁とを接続する第２接続低圧管と、調節弁と第３分岐管の２つの分岐側開口部の他方とを接続する第３接続低圧管と、を有している。

【0019】

ここでは、第３圧縮機（第３吸入管）及び接続低圧管（第１及び第３接続低圧管）間の接続構成において、上記のように、所定の方向に開口する合流側開口部と、合流側開口部とは略反対の方向に開口する２つの分岐側開口部と、を有する第３分岐管を介在させ、合流側開口部に第３吸入管を接続し、２つの分岐側開口部に第１接続低圧管及び第３接続低圧管を接続している点を特徴としている。ここで、第３分岐管は、上記のように、分岐側開口部が合流側開口部とは略反対の方向に開口しているため、いずれの分岐側開口部側から流入する流体も合流側開口部側にスムーズに流すことができる。このような第３分岐管を用いた第３吸入管及び第１及び第３接続低圧管間の接続構成では、第１低圧管を流れる冷媒を第３圧縮機に吸入させる際、及び、第２低圧管を流れる冷媒を第３圧縮機に吸入させる際のいずれであっても、第１及び第２低圧管を流れる冷媒や冷媒とともに流れる冷凍機油を、第３分岐管を介して、第３吸入管にスムーズに流すことができる。

【0020】

これにより、ここでは、接続低圧管を通じて冷媒が圧縮機に戻る際の流れ抵抗や冷凍機油の偏りを極力小さくすることができる。

【発明の効果】

【0021】

以上の説明に述べたように、本発明によれば、低圧管を通じて冷媒が圧縮機に戻る際の流れ抵抗や冷凍機油の偏りを極力小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の第１実施形態にかかる冷凍装置の概略構成図である。

【図2】冷却・冷房運転における冷媒の流れを示す図である。

【図3】冷却・暖房運転における冷媒の流れを示す図である。

【図4】低圧管及び吸入管の接続構成を示す図である。

【図5】分岐管の断面図である。

【図6】本発明の第２実施形態にかかる冷凍装置の概略構成図である。

【図7】冷却・冷房運転における冷媒の流れを示す図である。

【図8】冷却・暖房運転における冷媒の流れを示す図である。

【図9】低圧管及び吸入管の接続構成を示す図である。

【図10】第２実施形態の変形例における低圧管及び吸入管の接続構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明にかかる冷凍装置の実施形態について、図面に基づいて説明する。尚、本発明にかかる冷凍装置の実施形態の具体的な構成は、下記の実施形態及びその変形例に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

【0024】

（１）第１実施形態
＜冷凍装置の構成＞
図１は、本発明の第１実施形態にかかる冷凍装置１の概略構成図である。冷凍装置１は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルによって、コンビニエンスストア等の店舗において、ショーケース等の庫内の冷却と店内等の室内の冷房や暖房（空調）とを同時に行うように構成された装置である。冷凍装置１は、主として、熱源ユニット２と、庫内の冷却のための第１利用ユニット６と、室内の空調のための第２利用ユニット７と、熱源ユニット２と第１利用ユニット６とを接続する第１液冷媒連絡管８及び第１ガス冷媒連絡管９と、熱源ユニット２と第２利用ユニット７とを接続する第２液冷媒連絡管１０及び第２ガス冷媒連絡管１１と、冷凍装置１の構成機器を制御する制御部１２と、を有している。そして、冷凍装置１の蒸気圧縮式の冷媒回路１３は、熱源ユニット２と利用ユニット６、７とを、冷媒連絡管８〜１１を介して接続することによって構成されており、冷媒回路１３に封入された冷媒が循環するようになっている。

【0025】

−第１利用ユニット−
第１利用ユニット６は、上記のように、第１液冷媒連絡管８及び第１ガス冷媒連絡管９を介して熱源ユニット２に接続されており、冷媒回路１３の一部を構成している。

【0026】

次に、第１利用ユニット６の構成について説明する。

【0027】

第１利用ユニット６は、主として、第１利用側膨張弁６１と、第１利用側熱交換器６２と、第１利用側開閉弁６３と、を有している。

【0028】

第１利用側膨張弁６１は、冷凍サイクルにおける高圧の冷媒を減圧する開度制御が可能な感温膨張弁である。第１利用側膨張弁６１の一端は、第１利用側開閉弁６３に接続されており、第１利用側膨張弁６１の他端は、第１利用側熱交換器６２の液側端に接続されている。

【0029】

第１利用側熱交換器６２は、冷凍サイクルにおける低圧（庫内の冷却に適した第１低圧）の冷媒の蒸発器として機能して庫内空気を冷却する熱交換器である。第１利用側熱交換器６２の液側端は、第１利用側膨張弁６１に接続されており、第１利用側熱交換器６２のガス側端は、第１ガス冷媒連絡管９に接続されている。ここで、第１利用ユニット６は、第１利用ユニット６内に庫内空気を吸入して、第１利用側熱交換器６２において冷媒と熱交換させた後に、庫内に供給するための第１利用側ファン６４を有している。第１利用側ファン６４は、第１利用側ファン用モータ６５によって駆動されるようになっている。

【0030】

第１利用側開閉弁６３は、開閉制御が可能な電磁弁である。第１利用側開閉弁６３の一端は、第１液冷媒連絡管８に接続されており、第１利用側開閉弁６３の他端は、第１利用側膨張弁６１に接続されている。

【0031】

−第２利用ユニット−
第２利用ユニット７は、上記のように、第２液冷媒連絡管１０及び第２ガス冷媒連絡管１１を介して熱源ユニット２に接続されており、冷媒回路１３の一部を構成している。

【0032】

次に、第２利用ユニット７の構成について説明する。

【0033】

第２利用ユニット７は、主として、第２利用側膨張弁７１と、第２利用側熱交換器７２と、を有している。

【0034】

第２利用側膨張弁７１は、冷凍サイクルにおける高圧の冷媒を減圧する開度制御が可能な電動膨張弁である。第２利用側膨張弁７１の一端は、第２液冷媒連絡管１０に接続されており、第２利用側膨張弁７１の他端は、第２利用側熱交換器７２の液側端に接続されている。

【0035】

第２利用側熱交換器７２は、冷凍サイクルにおける低圧（第１低圧よりも高い圧力であって室内の冷房に適した第２低圧）の冷媒の蒸発器として機能して室内空気を冷却する、又は、冷凍サイクルにおける高圧の冷媒の放熱器として機能して室内空気を加熱する、熱交換器である。第２利用側熱交換器７２の液側端は、第２利用側膨張弁７１に接続されており、第２利用側熱交換器７２のガス側端は、第２ガス冷媒連絡管１１に接続されている。ここで、第２利用ユニット７は、第２利用ユニット７内に室内空気を吸入して、第２利用側熱交換器７２において冷媒と熱交換させた後に、室内に供給するための第２利用側ファン７３を有している。第２利用側ファン７３は、第２利用側ファン用モータ７４によって駆動されるようになっている。

【0036】

−熱源ユニット−
熱源ユニット２は、上記のように、冷媒連絡管８〜１１を介して利用ユニット６、７に接続されており、冷媒回路１３の一部を構成している。

【0037】

次に、熱源ユニット２の構成について説明する。

【0038】

熱源ユニット２は、主として、第１圧縮機２１と、第２圧縮機２２と、熱源側熱交換器２４と、第１切換機構２５と、第２切換機構２６と、レシーバ２７と、過冷却熱交換器２８と、インジェクション管２９と、を有している。

【0039】

第１圧縮機２１及び第２圧縮機２２は、冷媒を冷凍サイクルにおける高圧になるまで圧縮する圧縮機である。ここでは、第１圧縮機２１及び第２圧縮機２２として、ロータリ式やスクロール式等の容積式の圧縮要素（図示せず）が圧縮機用モータ２１ａ、２２ａによって駆動される密閉式構造の圧縮機が使用されている。また、第１圧縮機２１及び第２圧縮機２２の圧縮要素には、冷凍サイクルにおける中間圧の位置に開口する中間ポート２１ｂ、２２ｂが設けられている。また、圧縮機用モータ２１ａ、２２ａは、インバータにより回転数（運転周波数）の制御が可能であり、これにより、第１圧縮機２１及び第２圧縮機２２の容量制御が可能になっている。

【0040】

第１圧縮機２１の吐出側には、第１吐出管２１ｃが接続されている。第１吐出管２１ｃは、第１切換機構２５の第１ポート２５ａに接続されている。第１圧縮機２１の吸入側には、第１吸入管２１ｄが接続されている。第１吸入管２１ｄは、第１ガス冷媒連絡管９等を介して第１圧縮機２１を第１利用側熱交換器６２に連通させるための第１低圧管３１に連通している。第１低圧管３１には、冷凍サイクルにおける第１低圧の冷媒が流れるようになっており、第１ガス側閉鎖弁４１を介して第１ガス冷媒連絡管９が接続されている。第１ガス側閉鎖弁４１は、熱源ユニット２と第１ガス冷媒連絡管９との接続部分に設けられた手動弁である。

【0041】

第２圧縮機２２の吐出側には、第２吐出管２２ｃが接続されている。第２吐出管２２ｃは、第１切換機構２５の第１ポート２５ａに接続されている。第２圧縮機２２の吸入側には、第２吸入管２２ｄが接続されている。第２吸入管２２ｄは、第１切換機構２５や第２切換機構２６、第２ガス冷媒連絡管１１等を介して第２圧縮機２２を第２利用側熱交換器７２又は熱源側熱交換器２４に連通させるための第２低圧管３２に連通している。第２低圧管３２には、冷凍サイクルにおける第２低圧の冷媒が流れるようになっており、第２切換機構２６の第２ポート２６ｂが接続されている。

【0042】

第１低圧管３１と第２低圧管３２とは、接続低圧管３３を介して連通可能になっている。接続低圧管３３には、開度調節が可能な調節弁３４が設けられている。

【0043】

熱源側熱交換器２４は、冷凍サイクルにおける高圧の冷媒の放熱器として機能する、又は、冷凍サイクルにおける第２低圧の冷媒の蒸発器として機能する、熱交換器である。熱源側熱交換器２４のガス側端は、第１切換機構２５の第３ポート２５ｃに接続されており、熱源側熱交換器２４の液側端は、第１液冷媒管４５を介してレシーバ２５に接続されている。ここで、熱源ユニット２は、熱源ユニット２内に室外空気を吸入して、熱源側熱交換器２４において冷媒と熱交換させた後に、外部に排出するための熱源側ファン４６を有している。熱源側ファン４６は、熱源側ファン用モータ４７によって駆動されるようになっている。

【0044】

第１切換機構２５及び第２切換機構２６は、四路切換弁からなる。第１切換機構２５は、第１及び第２吐出管２１ｃ、２２ｃに接続された第１ポート２５ａと、第２切換機構２６の第４ポート２６ｄに接続された第２ポート２５ｂと、熱源側熱交換器２４のガス側端に接続された第３ポート２５ｃと、熱源ユニット２と第２ガス冷媒連絡管１１との接続部分に設けられた手動弁である第２ガス側閉鎖弁４３に接続された第４ポート２５ｄと、を有している。第２切換機構２６は、第１及び第２吐出管２１ｃ、２２ｃに接続された第１ポート２６ａと、第２低圧管３２に接続された第２ポート２６ｂと、封止された第３ポート２６ｃと、第１切換機構２５の第２ポート２５ｂに接続された第４ポート２６ｄと、を有している。

【0045】

第１切換機構２５及び第２切換機構２６は、それぞれの第１ポートと第３ポートが連通し、かつ、第２ポートと第４ポートとが連通する第１状態（図１の実線で示される状態）と、それぞれの第１ポートと第４ポートが連通し、かつ、第２ポートと第３ポートとが連通する第２状態（図１の破線で示される状態）と、に切り換え可能に構成されている。これにより、第１切換機構２５及び第２切換機構２６は、第２低圧管３２が第２利用側熱交換器７２に連通する状態と第２低圧管３２が熱源側熱交換器２４に連通する状態とを切り換えるための切換機構を構成している。

【0046】

レシーバ２７は、その内部に余剰の冷媒を溜める容器である。レシーバ２７には、第１液冷媒管４５と第２液冷媒管４６とが接続されている。第１液冷媒管４５の一端は、熱源側熱交換器２４の液側端に接続されており、第１液冷媒管４５の他端は、レシーバ２７の上部に接続されている。第１液冷媒管４５には、レシーバ２７方向への冷媒の流れを許容し、かつ、その逆方向への冷媒の流れを禁止する第１逆止弁４５ａと、開閉制御が可能な電磁弁からなる第１開閉弁４５ｂと、が設けられている。第２液冷媒管４６の一端は、レシーバ２７の下部に接続されており、第２液冷媒管４６の他端は、過冷却熱交換器２８に接続されている。第２液冷媒管４６の途中部分には、第３液冷媒管４７の一端が接続されている。第３液冷媒管４７の他端は、第２液側閉鎖弁４４を介して第２液冷媒連絡管１０に接続されている。第２液側閉鎖弁４４は、熱源ユニット２と第２液冷媒連絡管１０との接続部分に設けられた手動弁である。第３液冷媒管４７には、第２液側閉鎖弁４４方向への冷媒の流れを許容し、かつ、その逆方向への冷媒の流れを禁止する第３逆止弁４７ａが設けられている。第３液冷媒管４７の第３逆止弁４７ａの下流部分には、第４液冷媒管４８の一端が接続されている。第４液冷媒管４８の他端は、第１液冷媒管４５の第１開閉弁４５ｂの下流部分に接続されている。第４液冷媒管４８には、第１液冷媒管４５方向への冷媒の流れを許容し、かつ、その逆方向への冷媒の流れを禁止する第４逆止弁４８ａが設けられている。

【0047】

過冷却熱交換器２８は、第１利用ユニット６に供給される冷媒を冷却する熱交換器であり、高圧側熱交流路２８ａと、高圧側熱交流路２６ａを流れる冷媒と熱交換を行う中間圧側熱交流路２８ｂと、を有している。高圧側熱交流路２８ａの一端は、第２液冷媒管４６に接続されており、高圧側熱交流路２８ａの他端は、第５液冷媒管４９に接続されている。中間圧側熱交流路２８ｂの両端は、インジェクション管２９を構成する流入側インジェクション管２９ａ及び流出側インジェクション管２９ｂに接続されている。

【0048】

インジェクション管２９は、第５液冷媒管４９から冷凍サイクルにおける高圧の冷媒を分岐して中間圧まで減圧した後に第１圧縮機２１及び第２圧縮機２２の中間ポート２１ｂ、２２ｂにインジェクションする冷媒管である。インジェクション管２９は、流入側インジェクション管２９ａと、流出側インジェクション管２９ｂと、を有している。流入側インジェクション管２９ａの一端は、第５液冷媒管４９に接続されており、流入側インジェクション管２９ａの他端は、中間圧側熱交流路２８ｂの一端に接続されている。流入側インジェクション管２９ａには、冷凍サイクルにおける高圧の冷媒を中間圧まで減圧するための流入側インジェクション膨張弁２９ｃが設けられている。流入側インジェクション膨張弁２９ｃは、開度制御が可能な電動膨張弁である。流出側インジェクション管２９ｂの一端は、中間圧側熱交流路２８ｂの他端に接続されており、流出側インジェクション管２９ｂの他端は、２つに分岐しており、第１圧縮機２１及び第２圧縮機２２の中間ポート２１ｂ、２２ｂに接続されている。流出側インジェクション管２９ｂには、中間ポート２１ｂ、２２ｂにインジェクションされる冷媒の流量を調節するための流出側インジェクション膨張弁３０ａ、３０ｂが設けられている。流出側インジェクション膨張弁３０ａ、３０ｂは、開度制御が可能な電動膨張弁からなる。第５液冷媒管４９の他端は、第１液側閉鎖弁４２を介して第１液冷媒連絡管８に接続されている。第１液側閉鎖弁４２は、熱源ユニット２と第１液冷媒連絡管８との接続部分に設けられた手動弁である。第４液冷媒管４９の途中部分には、第６液冷媒管５０の一端が接続されている。第６液冷媒管５０の他端は、第１液冷媒管４５に接続されている。第６液冷媒管５０には、第１液冷媒管４５方向への冷媒の流れを許容し、かつ、その逆方向への冷媒の流れを禁止する第６逆止弁５０ａと、開度制御が可能な電動膨張弁からなる熱源側膨張弁５０ｂと、が設けられている。第６液冷媒管５０の第６逆止弁５０ａと熱源側膨張弁５０ｂとの間の部分には、第７液冷媒管５１の一端が接続されている。第７液冷媒管５１の他端は、第１液冷媒管４５の第１開閉弁４５ｂの下流部分に接続されている。第７液冷媒管５１には、第１液冷媒管４５方向への冷媒の流れを許容し、かつ、その逆方向への冷媒の流れを禁止する第７逆止弁５１ａが設けられている。

【0049】

＜冷凍装置の動作＞
次に、冷凍装置１の動作について、図２及び図３を用いて説明する。

【0050】

冷凍装置１では、冷却運転と空調運転（冷房運転又は暖房運転）とを組み合わせた運転を行えるようになっている。ここでは、このような運転のうち、冷却・冷房運転及び冷却・暖房運転について説明する。尚、これらの運転は、冷凍装置１の構成機器を制御する制御部１２によって行われる。

【0051】

−冷却・冷房運転−
冷却・冷房運転は、第１利用ユニット６によって庫内を冷却し、かつ、第２利用ユニット７によって室内の冷房を行う運転である。このため、冷却・冷房運転では、熱源側熱交換器２４が冷媒の放熱器として機能し、第１利用側熱交換器６２が冷媒の蒸発器として機能し、第２利用側熱交換器７２が冷媒の蒸発器として機能する。

【0052】

まず、冷却・冷房運転では、第１切換機構２５及び第２切換機構２６が第１状態（図２の実線で示される状態）に設定され、第１開閉弁４５ｂ及び第１利用側開閉弁６３が開状態に設定され、熱源側膨張弁５０ｂが全閉状態に設定され、調節弁３４、流入側インジェクション膨張弁２９ｃ、流出側インジェクション膨張弁３０ａ、３０ｂ、第１利用側膨張弁６１及び第２利用側膨張弁７１が所定開度に調節される。また、冷却・冷房運転では、第１圧縮機２１、第２圧縮機２２、熱源側ファン４６、第１利用側ファン６４及び第２利用側ファン７３が駆動される。

【0053】

すると、図２に示すように、第１圧縮機２１及び第２圧縮機２２で圧縮された冷凍サイクルにおける高圧のガス冷媒は、第１切換機構２５を通じて熱源側熱交換器２４に送られる。熱源側熱交換器２４では、高圧のガス冷媒が室外空気と熱交換を行って放熱（凝縮）する。熱源側熱交換器２４で放熱した高圧の液冷媒は、第１液冷媒管４５、レシーバ２７、第２液冷媒管４６の順に流れる。第２液冷媒管４６を流れる高圧の液冷媒は、一部が過冷却熱交換器２８の高圧側熱交流路２８ａを流れ、残りは第３液冷媒管４７を通じて第２液冷媒連絡管１０に送られる。過冷却熱交換器２８では、高圧側熱交流路２８ａを流れる高圧の液冷媒が中間圧側熱交流路２８ｂを流れる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒と熱交換を行って冷却される。高圧側熱交流路２８ａで冷却された高圧の液冷媒は、第５液冷媒管４９を流れる。第５液冷媒管４９を流れる高圧の液冷媒は、一部がインジェクション管２９の流入側インジェクション管２９ａに分岐され、残りは第１液冷媒連絡管８に送られる。流入側インジェクション管２９ａに分岐された高圧の液冷媒は、流入側インジェクション膨張弁２９ｃで中間圧まで減圧された後に、過冷却熱交換器２８の中間圧側熱交流路２８ｂを流れる。中間圧側熱交流路２８ｂを流れる中間圧の冷媒は、高圧側熱交流路２８ａを流れる高圧の液冷媒と熱交換を行って蒸発する。中間圧側熱交流路２８ｂで蒸発した中間圧の冷媒は、インジェクション管２９の流出側インジェクション管２９ｂを流れる。流出側インジェクション管２９ｂを流れる中間圧の冷媒は、２つに分岐されて、流出側インジェクション膨張弁３０ａ、３０ｂを通じて、第１圧縮機２１及び第２圧縮機２２の中間ポート２１ｂ、２２ｂにインジェクションされる。

【0054】

第１液冷媒連絡管８に送られた高圧の液冷媒は、第１利用側膨張弁６１で冷凍サイクルにおける第１低圧まで減圧された後に、第１利用側熱交換器６２に送られる。第１利用側熱交換器６２では、第１低圧の冷媒が庫内空気と熱交換を行って蒸発する。第１利用側熱交換器６２で蒸発した第１低圧のガス冷媒は、第１ガス冷媒連絡管９を通じて第１低圧管３１に送られる。第１低圧管３１を流れる第１低圧のガス冷媒は、第１吸入管２１ｄを通じて第１圧縮機２１に吸入されて、再び圧縮される。

【0055】

第２液冷媒連絡管１０に送られた高圧の液冷媒は、第２利用側膨張弁７１で冷凍サイクルにおける第２低圧まで減圧された後に、第２利用側熱交換器７２に送られる。第２利用側熱交換器７２では、第２低圧の冷媒が室内空気と熱交換を行って蒸発する。第２利用側熱交換器７２で蒸発した第２低圧のガス冷媒は、第２ガス冷媒連絡管１１、第１及び第２切換機構２５、２６を通じて第２低圧管３２に送られる。第２低圧管３２を流れる第２低圧のガス冷媒は、第２吸入管２２ｄを通じて第２圧縮機２２に吸入されて、再び圧縮される。

【0056】

ここで、第２利用ユニット７（第２利用側熱交換器７２）における冷房負荷（すなわち、この冷房負荷に相当する第２低圧の冷媒の流量）を第２圧縮機２２だけで処理できる場合は、接続低圧管３３の調節弁３４を全閉状態に設定することによって、上記のように、第１低圧管３１を流れる第１低圧の冷媒を第１圧縮機２１によって処理し、第２低圧管３２を流れる第２低圧の冷媒を第２圧縮機２２によって処理する。

【0057】

但し、第２利用ユニット７（第２利用側熱交換器７２）における冷房負荷（すなわち、この冷房負荷に相当する第２低圧の冷媒の流量）を第２圧縮機２２だけで処理できない場合は、調節弁３４を開状態に設定することによって、第１低圧管３１を第２低圧管３２に連通させて、第２低圧管３２を流れる第２低圧の冷媒を第２圧縮機２２に吸入させるとともに第１圧縮機２１にも吸入させるようにしている（図２の低圧管３３付近に示された冷媒の流れを示す破線の矢印を参照）。すなわち、第２利用ユニット７（第２利用側熱交換器７２）における冷房負荷の一部を第１圧縮機２１にも処理させるようにしている。このとき、調節弁３４は、第２低圧管３２を流れる第２低圧の冷媒の一部（第２圧縮機２２で処理できない第２低圧の冷媒の流量）を第２低圧から第１低圧まで減圧するように開度調節される。

【0058】

−冷却・暖房運転−
冷却・暖房運転は、第１利用ユニット６によって庫内を冷却し、かつ、第２利用ユニット７によって室内の暖房を行う運転である。このため、冷却・暖房運転では、熱源側熱交換器２４が冷媒の蒸発器として機能し、第１利用側熱交換器６２が冷媒の蒸発器として機能し、第２利用側熱交換器７２が冷媒の放熱器として機能する。

【0059】

まず、冷却・暖房運転では、第１切換機構２５が第２状態（図３の破線で示される状態）に設定され、第２切換機構２６が第１状態（図３の実線で示される状態）に設定され、第１利用側開閉弁６３が開状態に設定され、熱源側膨張弁５０ｂが全開状態に設定され、第１開閉弁４５ｂが閉状態に設定され、調節弁３４、流入側インジェクション膨張弁２９ｃ、流出側インジェクション膨張弁３０ａ、３０ｂ、第１利用側膨張弁６１及び第２利用側膨張弁７１が所定開度に調節される。また、冷却・暖房運転では、第１圧縮機２１、第２圧縮機２２、熱源側ファン４６、第１利用側ファン６４及び第２利用側ファン７３が駆動される。

【0060】

すると、図３に示すように、第１圧縮機２１及び第２圧縮機２２で圧縮された冷凍サイクルにおける高圧の冷媒は、第１切換機構２５を通じて第２ガス冷媒連絡管１１に送られる。

【0061】

第２ガス冷媒連絡管１１に送られた高圧のガス冷媒は、第２利用側熱交換器７２に送られる。第２利用側熱交換器７２では、高圧のガス冷媒が室内空気と熱交換を行って放熱（凝縮）する。第２利用側熱交換器７２で放熱した高圧の液冷媒は、第２利用側膨張弁７１を通じて第２液冷媒連絡管１０に送られる。

【0062】

第２液冷媒連絡管１０に送られた高圧の液冷媒は、第３液冷媒管４７、第４液冷媒管４８、第１液冷媒管４５、レシーバ２７、第２液冷媒管４６の順に流れる。第２液冷媒管４６を流れる高圧の液冷媒は、過冷却熱交換器２８の高圧側熱交流路２８ａを流れる。過冷却熱交換器２８では、高圧側熱交流路２８ａを流れる高圧の液冷媒が中間圧側熱交流路２８ｂを流れる冷凍サイクルにおける中間圧の冷媒と熱交換を行って冷却される。高圧側熱交流路２８ａで冷却された高圧の液冷媒は、第５液冷媒管４９を流れる。第５液冷媒管４９を流れる高圧の液冷媒は、一部がインジェクション管２９の流入側インジェクション管２９ａ及び第６液冷媒管５０に分岐され、残りは第１液冷媒連絡管８に送られる。流入側インジェクション管２９ａに分岐された高圧の液冷媒は、流入側インジェクション膨張弁２９ｃで中間圧まで減圧された後に、過冷却熱交換器２８の中間圧側熱交流路２８ｂを流れる。中間圧側熱交流路２８ｂを流れる中間圧の冷媒は、高圧側熱交流路２８ａを流れる高圧の液冷媒と熱交換を行って蒸発する。中間圧側熱交流路２８ｂで蒸発した中間圧の冷媒は、インジェクション管２９の流出側インジェクション管２９ｂを流れる。流出側インジェクション管２９ｂを流れる中間圧の冷媒は、２つに分岐されて、流出側インジェクション膨張弁３０ａ、３０ｂを通じて、第１圧縮機２１及び第２圧縮機２２の中間ポート２１ｂ、２２ｂにインジェクションされる。第６液冷媒管５０に分岐された高圧の液冷媒は、熱源側膨張弁５０ｂで冷凍サイクルにおける第２低圧まで減圧された後に、熱源側熱交換器２４に送られる。熱源側熱交換器２４では、第２低圧の冷媒が室外空気と熱交換を行って蒸発する。熱源側熱交換器２４で蒸発した第２低圧のガス冷媒は、第１及び第２切換機構２５、２６を通じて第２低圧管３２に送られる。第２低圧管３２を流れる第２低圧のガス冷媒は、第２吸入管２２ｄを通じて第２圧縮機２２に吸入されて、再び圧縮される。

【0063】

第１液冷媒連絡管８に送られた高圧の液冷媒は、第１利用側膨張弁６１で冷凍サイクルにおける第１低圧まで減圧された後に、第１利用側熱交換器６２に送られる。第１利用側熱交換器６２では、第１低圧の冷媒が庫内空気と熱交換を行って蒸発する。第１利用側熱交換器６２で蒸発した第１低圧のガス冷媒は、第１ガス冷媒連絡管９を通じて第１低圧管３１に送られる。第１低圧管３１を流れる第１低圧のガス冷媒は、第１吸入管２１ｄを通じて第１圧縮機２１に吸入されて、再び圧縮される。

【0064】

ここで、第２利用ユニット７（第２利用側熱交換器７２）における暖房負荷（すなわち、この暖房負荷に相当する第２低圧の冷媒の流量）を第２圧縮機２２だけで処理できる場合は、接続低圧管３３の調節弁３４を全閉状態に設定することによって、上記のように、第１低圧管３１を流れる第１低圧の冷媒を第１圧縮機２１によって処理し、第２低圧管３２を流れる第２低圧の冷媒を第２圧縮機２２によって処理する。

【0065】

但し、第２利用ユニット７（第２利用側熱交換器７２）における暖房負荷（すなわち、この暖房負荷に相当する第２低圧の冷媒の流量）を第２圧縮機２２だけで処理できない場合は、調節弁３４を開状態に設定することによって、第１低圧管３１を第２低圧管３２に連通させて、第２低圧管３２を流れる第２低圧の冷媒を第２圧縮機２２に吸入させるとともに第１圧縮機２１にも吸入させるようにしている（図３の低圧管３３付近に示された冷媒の流れを示す破線の矢印を参照）。すなわち、第２利用ユニット７（第２利用側熱交換器７２）における暖房負荷の一部を第１圧縮機２１にも処理させるようにしている。このとき、調節弁３４は、第２低圧管３２を流れる第２低圧の冷媒の一部（第２圧縮機２２で処理できない第２低圧の冷媒の流量）を第２低圧から第１低圧まで減圧するように開度調節される。

【0066】

＜低圧管及び吸入管の接続構成＞
上記の冷却・冷房運転や冷却・暖房運転（図２及び図３参照）において接続低圧管３３の調節弁３４を開状態にした運転を行う際には、低圧管３１〜３３を通じて冷媒が第１圧縮機２１及び第２圧縮機２２に戻る際の流れ抵抗を極力小さくすることが望ましい。また、冷凍装置１には、第１圧縮機２１及び第２圧縮機２２の潤滑のために冷媒とともに冷凍機油が封入されているため、このような接続低圧管３３の調節弁３４を開状態にした運転を行う際には、低圧管３１〜３３を通じて冷媒が第１圧縮機２１及び第２圧縮機２２に戻る際の冷凍機油の偏りを極力小さくすることが望ましい。

【0067】

そこで、ここでは、図４に示すように、第２低圧管３２、第２圧縮機２２（第２吸入管２２ｄ）及び接続低圧管３３間の接続構成において、第２分岐管３６を介在させている点を特徴としている。ここで、第２分岐管３６は、図５に示すように、所定の方向（図５においては紙面左方向）に開口する合流側開口部３６ａと、合流側開口部３６ａとは略反対の方向（図５においては紙面右方向）に開口する２つの分岐側開口部３６ｂ、３６ｃと、を有する分岐管であり、全体として略Ｙ字形状をなしている。この第２分岐管３６では、分岐側開口部３６ｂ、３６ｃが合流側開口部３６ａとは略反対の方向に開口しているため、合流側開口部３６ａ側から流入する流体（冷媒や冷凍機油）を分岐側開口部３６ｂ、３６ｃ側にスムーズに流すことができるようになっている。そして、ここでは、第２分岐管３６の合流側開口部３６ａに第２低圧管３２を接続し、２つの分岐側開口部３６ｂ、３６ｃに接続低圧管３３及び第２吸入管２２ｄを接続している点を特徴としている。

【0068】

このような第２分岐管３６を用いた第２低圧管３２、第２圧縮機２２（第２吸入管２２ｄ）及び接続低圧管３３間の接続構成では、接続低圧管３３の調節弁３４を開状態にした運転を行う際に、第２低圧管３２を流れる冷媒や冷媒とともに流れる冷凍機油を、第２分岐管３６を介して、第２吸入管２２ｄ（第２圧縮機２２側）と接続低圧管３３（第１圧縮機２１側）とにスムーズに分流することができる。

【0069】

これにより、ここでは、第２低圧管３２や接続低圧管３３を通じて冷媒が第１圧縮機２１及び第２圧縮機２２に戻る際の流れ抵抗や冷凍機油の偏りを極力小さくすることができる。

【0070】

しかも、ここでは、図４に示すように、第２分岐管３６が、合流側開口部３６ａから流入する冷媒が水平方向に分流されて２つの分岐側開口部３６ｂ、３６ｃから流出するように配置されている。すなわち、第２分岐管３６の合流側開口部３６ａが横方向を向き、分岐側開口部３６ｂ、３６ｃが合流側開口部３６ａとは略反対の横方向を向いており、分岐側開口部３６ｂ、３６ｃが同じ高さ位置に開口するように配置されている（以下、この配置を「水平配置」とする）。

【0071】

ここでは、このような第２分岐管３６の水平配置によって、第２分岐管３６における冷媒や冷凍機油の分流を良好なものとすることができる。

【0072】

また、図４に示すように、第１低圧管３１、第１圧縮機２１（第１吸入管２１ｄ）及び接続低圧管３３間の接続構成において、第１分岐管３５を介在させている点を特徴としている。ここで、第１分岐管３５は、図５に示すように、所定の方向（図５においては紙面左方向）に開口する合流側開口部３５ａと、合流側開口部３５ａとは略反対の方向（図５においては紙面右方向）に開口する２つの分岐側開口部３５ｂ、３５ｃと、を有する分岐管であり、全体として略Ｙ字形状をなしている。この第１分岐管３５では、分岐側開口部３５ｂ、３５ｃが合流側開口部３５ａとは略反対の方向に開口しているため、合流側開口部３５ａ側から流入する流体（冷媒や冷凍機油）を分岐側開口部３５ｂ、３５ｃ側にスムーズに流すことができるようになっている。そして、ここでは、第１分岐管３５の合流側開口部３５ａに第１低圧管３１を接続し、２つの分岐側開口部３５ｂ、３５ｃに接続低圧管３３及び第１吸入管２１ｄを接続している点を特徴としている。また、第１分岐管３５についても、第２分岐管３６と同様に、水平配置にしている。すなわち、第１分岐管３５の合流側開口部３５ａが横方向を向き、分岐側開口部３５ｂ、３５ｃが合流側開口部５６ａとは略反対の横方向を向いており、分岐側開口部３５ｂ、３５ｃが同じ高さ位置に開口するように配置されている。

【0073】

このような第１分岐管３５を用いた第１低圧管３１、第１圧縮機２１（第１吸入管２１ｄ）及び接続低圧管３３間の接続構成では、第１低圧管３１を流れる冷媒を第１圧縮機２１に吸入させる際に、第１低圧管３１を流れる冷媒や冷媒とともに流れる冷凍機油を、第１分岐管３５を介して、第１吸入管２１ｄにスムーズに流すことができる。

【0074】

これにより、ここでは、第１低圧管２１ｄを通じて冷媒が第１圧縮機２１に戻る際の流れ抵抗や冷凍機油の偏りを極力小さくすることができる。

【0075】

（２）第２実施形態
＜冷凍装置の構成＞
第１実施形態（図１〜図３参照）では、第１低圧の冷媒を圧縮する第１圧縮機２１と、第２低圧の冷媒を圧縮する第２圧縮機２２と、を有するとともに、第１低圧の冷媒が流れる第１低圧管３１と、第２低圧の冷媒が流れる第２低圧管３２とが、開度調節が可能な調節弁３４を有する接続低圧管３３を介して連通した構成が採用されている。そして、第２利用側熱交換器７２における空調負荷を第２圧縮機２２だけで処理できない場合は、調節弁３４を開状態に設定することによって、第１低圧管３１を第２低圧管３２に連通させて、第２低圧管３２を流れる第２低圧の冷媒を第２圧縮機２２に吸入させるとともに第１圧縮機２１にも吸入させるようにしている。

【0076】

しかし、このような構成は、第１及び第２圧縮機２１、２２という２台の圧縮機によるものに限定されるものではなく、第３圧縮機２３をさらに加えたものであってもよい。

【0077】

図６は、本発明の第２実施形態にかかる冷凍装置１の概略構成図である。ここでは、第１実施形態の構成において、第３圧縮機２３及び第３圧縮機２３に接続される第３吸入管２３ｄをさらに設けている。

【0078】

第３圧縮機２３は、冷媒を冷凍サイクルにおける高圧になるまで圧縮する圧縮機である。ここでは、第３圧縮機２３として、第１圧縮機２１及び第２圧縮機２２と同様に、ロータリ式やスクロール式等の容積式の圧縮要素（図示せず）が圧縮機用モータ２３ａによって駆動される密閉式構造の圧縮機が使用されている。また、第３圧縮機２３の圧縮要素には、第１圧縮機２１及び第２圧縮機２２と同様に、冷凍サイクルにおける中間圧の位置に開口する中間ポート２３ｂが設けられている。また、圧縮機用モータ２３ａは、第１圧縮機２１及び第２圧縮機２２とは異なり、回転数が一定のものが使用されている。そして、第３圧縮機２３の吐出側には、第３吐出管２３ｃが接続されている。第３吐出管２３ｃは、第１圧縮機２１及び第２圧縮機２２と同様に、第１切換機構２５の第１ポート２５ａに接続されている。第３吸入管２３ｄは、第１分岐管３５及び接続低圧管３３を通じて第１低圧管３１に連通している。中間ポート２３ｂには、第１圧縮機２１及び第２圧縮機２２と同様に、インジェクション管２９を構成する流出側インジェクション管２９ｂの分岐部分が接続されている。すなわち、流出側インジェクション管２９ｂの他端は、３つに分岐しており、第１圧縮機２１、第２圧縮機２２及び第３圧縮機２３の中間ポート２１ｂ、２２ｂ、２３ｄに接続されている。そして、流出側インジェクション管２９ｂには、流出側インジェクション膨張弁３０ａ、３０ｂに加えて、中間ポート２３ｂにインジェクションされる冷媒の流量を調節するための流出側インジェクション膨張弁３０ｃも設けられている。流出側インジェクション膨張弁３０ｃは、流出側インジェクション膨張弁３０ａ、３０ｂと同様に、開度制御が可能な電動膨張弁からなる。

【0079】

尚、本実施形態の冷凍装置１の構成は、上記の第３圧縮機２３及びその周辺構成（後述の低圧管及び吸入管の接続構成を含む）を除き、第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

【0080】

＜冷凍装置の動作＞
次に、本実施形態の冷凍装置１の動作について、図７及び図８を用いて説明する。

【0081】

冷凍装置１では、第１実施形態と同様に、冷却運転と空調運転（冷房運転又は暖房運転）とを組み合わせた冷却・冷房運転及び冷却・暖房運転を行えるようになっている。ここでは、冷却・冷房運転及び冷却・暖房運転について、主として、第１実施形態と異なる部分を説明する。尚、これらの運転は、第１実施形態と同様に、冷凍装置１の構成機器を制御する制御部１２によって行われる。

【0082】

本実施形態の冷却・冷房運転及び冷却・暖房運転では、第１実施形態の冷却・冷房運転及び冷却・暖房運転と同様の機器の動作・設定がなされるとともに、流出側インジェクション膨張弁３０ｃが所定開度に調節され、第３圧縮機２３が駆動される。

【0083】

そして、本実施形態の冷却・冷房運転及び冷却・暖房運転では、図７及び図８に示すような冷媒の流れが得られる。図７及び図８に示された冷媒の流れは、インジェクション管２９を通じて第３圧縮機２３の中間ポート２３ｂにインジェクションを行いつつ、第３圧縮機２３が冷凍サイクルにおける低圧の冷媒を吸入して圧縮する点を除き、第１実施形態の冷却・冷房運転と同様であるため、ここでは説明を省略する。

【0084】

ここで、第２利用ユニット７（第２利用側熱交換器７２）における空調負荷（すなわち、この空調負荷に相当する第２低圧の冷媒の流量）を第２圧縮機２２だけで処理できる場合は、接続低圧管３３の調節弁３４を全閉状態に設定することによって、上記のように、第１低圧管３１を流れる第１低圧の冷媒を第１圧縮機２１及び第３圧縮機２３によって処理し、第２低圧管３２を流れる第２低圧の冷媒を第２圧縮機２２によって処理する。

【0085】

但し、第２利用ユニット７（第２利用側熱交換器７２）における空調負荷（すなわち、この空調負荷に相当する第２低圧の冷媒の流量）を第２圧縮機２２だけで処理できない場合は、調節弁３４を開状態に設定することによって、第１低圧管３１を第２低圧管３２に連通させて、第２低圧管３２を流れる第２低圧の冷媒を第２圧縮機２２に吸入させるとともに第３圧縮機２３にも吸入させるようにしている（図７及び図８の低圧管３３付近に示された冷媒の流れを示す破線の矢印を参照）。すなわち、第２利用ユニット７（第２利用側熱交換器７２）における空調負荷の一部を第３圧縮機２３にも処理させるようにしている。このとき、調節弁３４は、第２低圧管３２を流れる第２低圧の冷媒の一部（第２圧縮機２２で処理できない第２低圧の冷媒の流量）を第２低圧から第１低圧まで減圧するように開度調節される。

【0086】

＜低圧管及び吸入管の接続構成＞
上記の冷却・冷房運転や冷却・暖房運転（図７及び図８参照）においても、接続低圧管３３の調節弁３４を開状態にした運転を行う際には、低圧管３１〜３３を通じて冷媒が第１圧縮機２１、第２圧縮機２２及び第３圧縮機２３に戻る際の流れ抵抗を極力小さくすることが望ましい。また、冷凍装置１には、第１圧縮機２１、第２圧縮機２２及び第３圧縮機２３の潤滑のために冷媒とともに冷凍機油が封入されているため、このような接続低圧管３３の調節弁３４を開状態にした運転を行う際には、低圧管３１〜３３を通じて冷媒が第１圧縮機２１、第２圧縮機２２及び第３圧縮機２３に戻る際の冷凍機油の偏りを極力小さくすることが望ましい。

【0087】

そこで、ここでは、図９に示すように、第２低圧管３２、第２圧縮機２２（第２吸入管２２ｄ）及び接続低圧管３３間の接続構成において、第１実施形態と同様に、第２分岐管３６を介在させ、第２分岐管３６の合流側開口部３６ａに第２低圧管３２を接続し、２つの分岐側開口部３６ｂ、３６ｃに接続低圧管３３及び第２吸入管２２ｄを接続している点を特徴としている。

【0088】

このような第２分岐管３６を用いた第２低圧管３２、第２圧縮機２２（第２吸入管２２ｄ）及び接続低圧管３３間の接続構成では、接続低圧管３３の調節弁３４を開状態にした運転を行う際に、第２低圧管３２を流れる冷媒や冷媒とともに流れる冷凍機油を、第２分岐管３６を介して、第２吸入管２２ｄ（第２圧縮機２２側）と接続低圧管３３（第３圧縮機２３側）とにスムーズに分流することができる。

【0089】

これにより、ここでは、第２低圧管３２や接続低圧管３３を通じて冷媒が第２圧縮機２２及び第３圧縮機２３に戻る際の流れ抵抗や冷凍機油の偏りを極力小さくすることができる。また、ここでは、第１実施形態と同様に、第２分岐管３６の水平配置によって、第２分岐管３６における冷媒や冷凍機油の分流を良好なものとすることができる。

【0090】

また、ここでは、図９に示すように、第１低圧管３１、第１圧縮機２１（第１吸入管２１ｄ）及び接続低圧管３３間の接続構成において、第１実施形態と同様に、第１分岐管３５を介在させ、第１分岐管３５の合流側開口部３５ａに第１低圧管３１を接続し、２つの分岐側開口部３５ｂ、３５ｃに接続低圧管３３及び第１吸入管２１ｄを接続している点を特徴としている。また、第１分岐管３５についても、第１実施形態と同様に、水平配置にしている。また、ここでは、接続低圧管３３のうち調節弁３４よりも第１分岐管３５側の部分に、第３圧縮機２３の第３吸入管２３ｄを接続している点を特徴としている。

【0091】

このような接続低圧管３３のうち調節弁３４よりも第１分岐管３５側の部分に第３圧縮機２３をさらに接続した構成では、第１低圧管３１を流れる冷媒を第１圧縮機２１とともに第３圧縮機２３に吸入させることができ、この際に、第１低圧管３１を流れる冷媒や冷媒とともに流れる冷凍機油を、第１分岐管３５を介して、第１吸入管２１ｄ（第１圧縮機２１側）と接続低圧管３３（第３圧縮機２３側）とにスムーズに分流することができる。しかも、第１分岐管３５を水平配置にすることによって、第１分岐管３５における冷媒や冷凍機油の分流を良好なものとすることができる。また、このような構成では、接続低圧管３３の調節弁３４を開状態にすることによって第２低圧管３２を流れる冷媒を第２圧縮機２２とともに第３圧縮機２３に吸入させることができ、この際に、第２低圧管３２を流れる冷媒や冷媒とともに流れる冷凍機油を、第２分岐管３６を介して、第２吸入管２２ｄ（第２圧縮機２２側）と接続低圧管３３（第３圧縮機２３側）とにスムーズに分流することができる。

【0092】

これにより、ここでは、第１低圧管３１を流れる冷媒を第１圧縮機２１とともに第３圧縮機２３に吸入させたり、第２低圧管３２を流れる冷媒を第２圧縮機２２とともに第３圧縮機２３に吸入させることを可能にするとともに、第１低圧管３１や第２低圧管３２、接続低圧管３３を通じて冷媒が第１圧縮機２１、第２圧縮機２２及び第３圧縮機２３に戻る際の流れ抵抗や冷凍機油の偏りを極力小さくすることができる。

【0093】

また、ここでは、図９に示すように、第３圧縮機２３（第３吸入管２３ｄ）及び接続低圧管３３（第１及び第３接続低圧管３３ａ、３３ｃ）間の接続構成において、第３分岐管３７を介在させている点を特徴としている。ここで、第３分岐管３７は、図５に示すように、所定の方向（図５においては紙面左方向）に開口する合流側開口部３７ａと、合流側開口部３７ａとは略反対の方向（図５においては紙面右方向）に開口する２つの分岐側開口部３７ｂ、３７ｃと、を有する分岐管であり、全体として略Ｙ字形状をなしている。この第３分岐管３７では、分岐側開口部３７ｂ、３７ｃが合流側開口部３７ａとは略反対の方向に開口しているため、いずれの分岐側開口部３７ｂ、３７ｃ側から流入する流体（冷媒や冷凍機油）も合流側開口部３７ａ側にスムーズに流すことができるようになっている。そして、ここでは、第３分岐管３７の合流側開口部３７ａに第３吸入管２３ｄを接続し、２つの分岐側開口部３７ｂ、３７ｃに第１接続低圧管３３ａ及び第３接続低圧管３３ｃを接続している点を特徴としている。ここで、第１接続低圧管３３ａは、接続低圧管３３のうち第１分岐管３５の分岐側開口部３５ｂと第３分岐管３７の２つの分岐側開口部３７ａ、３７ｂの一方（ここでは、分岐側開口部３７ｂ）とを接続する部分である。第２接続低圧管３３ｂは、接続低圧管３３のうち第２分岐管３６の分岐側開口部３６ｂと調節弁３４とを接続する部分である。第３接続低圧管３３ｃは、調節弁３４と第３分岐管３７の２つの分岐側開口部３７ｂ、３７ｃの他方（ここでは、分岐側開口部３７ｃ）とを接続する部分である。また、第３分岐管３７についても、第１及び第２分岐管３５、３６と同様に、水平配置にしている。

【0094】

このような第３分岐管３７を用いた第３吸入管２３ｄ及び第１及び第３接続低圧管３３ａ、３３ｃ間の接続構成では、第１低圧管３１を流れる冷媒を第３圧縮機２３に吸入させる際、及び、第２低圧管３２を流れる冷媒を第３圧縮機２３に吸入させる際のいずれであっても、第１及び第２低圧管３１、３２を流れる冷媒や冷媒とともに流れる冷凍機油を、第３分岐管３７を介して、第３吸入管２３ｄにスムーズに流すことができる。

【0095】

これにより、ここでは、接続低圧管３３を通じて冷媒が第３圧縮機２３に戻る際の流れ抵抗や冷凍機油の偏りを極力小さくすることができる。

【0096】

＜変形例＞
第１圧縮機２１、第２圧縮機２２及び第３圧縮機２３を有する構成（図６〜図８参照）に適用される低圧管及び吸入管の接続構成は、図９に示す構成に限定されるものではなく、図１０に示すような構成であってもよい。

【0097】

まず、ここでは、図１０に示すように、第２低圧管３２、第２圧縮機２２（第２吸入管２２ｄ）及び接続低圧管３３間の接続構成において、図９の構成と同様に、第２分岐管３６を介在させ、第２分岐管３６の合流側開口部３６ａに第２低圧管３２を接続し、２つの分岐側開口部３６ｂ、３６ｃに接続低圧管３３及び第２吸入管２２ｄを接続している点を特徴としている。

【0098】

このような第２分岐管３６を用いた第２低圧管３２、第２圧縮機２２（第２吸入管２２ｄ）及び接続低圧管３３間の接続構成では、接続低圧管３３の調節弁３４を開状態にした運転を行う際に、第２低圧管３２を流れる冷媒や冷媒とともに流れる冷凍機油を、第２分岐管３６を介して、第２吸入管２２ｄ（第２圧縮機２２側）と接続低圧管３３（第３圧縮機２３側）とにスムーズに分流することができる。

【0099】

これにより、ここでは、第２低圧管３２や接続低圧管３３を通じて冷媒が第２圧縮機２２及び第３圧縮機２３に戻る際の流れ抵抗や冷凍機油の偏りを極力小さくすることができる。また、ここでは、図９の構成と同様に、第２分岐管３６の水平配置によって、第２分岐管３６における冷媒や冷凍機油の分流を良好なものとすることができる。

【0100】

また、ここでは、図１０に示すように、第１低圧管３１、第１圧縮機２１（第１吸入管２１ｄ）、第３圧縮機２１（第３吸入管２３ｄ）及び接続低圧管３３間の接続構成において、第１低圧管３１及び接続低圧管３３に合流低圧管４０を接続し、第１低圧管３１及び接続低圧管３３に接続された合流低圧管４０に、第１圧縮機２１の第１吸入管２１ｄ及び第３圧縮機２３の第３吸入管２３ｄを接続している点を特徴としている。

【0101】

このような合流低圧管４０に第１及び第３圧縮機２１、２３を接続した構成では、第１低圧管３１を流れる冷媒を、合流低圧管４０を通じて、第１圧縮機２１とともに第３圧縮機２３に吸入させることができる。また、このような構成では、接続低圧管３３の調節弁３４を開状態にすることによって、第２低圧管３２を流れる冷媒を第２圧縮機２２に吸入させるとともに、接続低圧管３３及び合流低圧管４０を通じて第３圧縮機２３に吸入させることができ、この際に、第２低圧管３２を流れる冷媒や冷媒とともに流れる冷凍機油を、第２分岐管３６を介して、第２吸入管２２ｄ（第２圧縮機２２側）と接続低圧管３３及び合流低圧管４０（第３圧縮機２３側）とにスムーズに分流することができる。

【0102】

しかも、ここでは、図１０に示すように、合流低圧管４０、第１圧縮機２１（第１吸入管２１ｄ）及び第３圧縮機２３（第３吸入管２３ｄ）間の接続構成において、第４分岐管３８を介在させている点を特徴としている。ここで、第４分岐管３８は、図５に示すように、所定の方向（図５においては紙面左方向）に開口する合流側開口部３８ａと、合流側開口部３８ａとは略反対の方向（図５においては紙面右方向）に開口する２つの分岐側開口部３８ｂ、３８ｃと、を有する分岐管であり、全体として略Ｙ字形状をなしている。この第４分岐管３８では、分岐側開口部３８ｂ、３８ｃが合流側開口部３８ａとは略反対の方向に開口しているため、合流側開口部３８ａ側から流入する流体（冷媒や冷凍機油）を分岐側開口部３８ｂ、３８ｃ側にスムーズに流すことができるようになっている。そして、ここでは、第４分岐管３８の合流側開口部３８ａに合流低圧管４０を接続し、２つの分岐側開口部３８ｂ、３８ｃに第１吸入管２１ｄ及び第３吸入管２３ｄを接続している点を特徴としている。

【0103】

このような第４分岐管３８を用いた合流低圧管４０、第１吸入管２１ｄ及び第３吸入管２３ｄ間の接続構成では、第１低圧管３１や第２低圧管３２を流れる冷媒や冷媒とともに流れる冷凍機油を、合流低圧管４０及び第４分岐管３８を介して、第１吸入管２１ｄ（第１圧縮機２１側）と第３吸入管２３ｄ（第３圧縮機２３側）とにスムーズに分流することができる。

【0104】

これにより、ここでは、第１低圧管３１を流れる冷媒を第１圧縮機２１とともに第３圧縮機２３に吸入させたり、第２低圧管３２を流れる冷媒を第２圧縮機２２とともに第３圧縮機２３に吸入させることを可能にするとともに、第１低圧管３１や第２低圧管３２、接続低圧管３３、合流低圧管４０、第４分岐管３８を通じて冷媒が第１圧縮機２１、第２圧縮機２２及び第３圧縮機２３に戻る際の流れ抵抗や冷凍機油の偏りを極力小さくすることができる。

【0105】

しかも、ここでは、図１０に示すように、第４分岐管３８が水平配置されているため、第４分岐管３８における冷媒や冷凍機油の分流を良好なものとすることができる。

【0106】

また、ここでは、図１０に示すように、第１低圧管３１、第１及び第３圧縮機２１、２３（合流低圧管４０）及び接続低圧管３３間の接続構成において、第５分岐管３９を介在させている点を特徴としている。ここで、第５分岐管３９は、図５に示すように、所定の方向（図５においては紙面左方向）に開口する合流側開口部３９ａと、合流側開口部３９ａとは略反対の方向（図５においては紙面右方向）に開口する２つの分岐側開口部３９ｂ、３９ｃと、を有する分岐管であり、全体として略Ｙ字形状をなしている。この第４分岐管３９では、分岐側開口部３９ｂ、３９ｃが合流側開口部３９ａとは略反対の方向に開口しているため、いずれの分岐側開口部３９ｂ、３９ｃ側から流入する流体（冷媒や冷凍機油）も合流側開口部３９ａ側にスムーズに流すことができるようになっている。そして、ここでは、第５分岐管３９の合流側開口部３９ａに合流低圧管４０を接続し、２つの分岐側開口部３９ｂ、３９ｃに第１低圧管３１及び接続低圧管３３を接続している点を特徴としている。また、第５分岐管３９についても、第２分岐管３６や第４分岐管３８と同様に、水平配置にしている。

【0107】

このような第５分岐管３９を用いた第１低圧管３１、合流低圧管４０及び接続低圧管３３間の接続構成では、第１低圧管３１を流れる冷媒を第３圧縮機２３に吸入させる際、及び、接続低圧管３３を流れる冷媒を第３圧縮機２３に吸入させる際のいずれであっても、第１低圧管３１及び接続低圧管３３を流れる冷媒や冷媒とともに流れる冷凍機油を、第５分岐管３９を介して、合流低圧管４０にスムーズに流すことができる。

【0108】

これにより、ここでは、合流低圧管４０を通じて冷媒が第１圧縮機３１及び第３圧縮機２３に戻る際の流れ抵抗や冷凍機油の偏りを極力小さくすることができる。

【産業上の利用可能性】

【0109】

本発明は、第１及び第２圧縮機と、熱源側熱交換器と、第１及び第２利用側熱交換器と、第１圧縮機を第１利用側熱交換器に連通させるための第１低圧管と、第２圧縮機を第２利用側熱交換器又は熱源側熱交換器に連通させるための第２低圧管と、開度調節が可能な調節弁を有しており第１低圧管と第２低圧管とを連通させるための接続低圧管と、を備えた、冷凍装置に対して、広く適用可能である。

【符号の説明】

【0110】

１ 冷凍装置
２１ 第１圧縮機
２１ｄ 第１吸入管
２２ 第２圧縮機
２２ｄ 第２吸入管
２３ 第３圧縮機
２３ｄ 第３吸入管
２４ 熱源側熱交換器
３１ 第１低圧管
３２ 第２低圧管
３３ 接続低圧管
３３ａ〜３３ｃ 第１〜第３接続低圧管
３４ 調節弁
３５〜３９ 第１〜第５分岐管
３５ａ〜３９ａ 合流側開口部
３５ｂ〜３９ｂ 分岐側開口部
３５ｃ〜３９ｃ 分岐側開口部
４０ 合流低圧管
６２ 第１利用側熱交換器
７２ 第２利用側熱交換器

【先行技術文献】

【特許文献】

【0111】

【特許文献1】特開２０１４−７０８２２号公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】