特許 7381850 熱源ユニット及び冷凍装置

(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】

(24)【登録日】2023-11-08

(45)【発行日】2023-11-16

(54)【発明の名称】熱源ユニット及び冷凍装置

(51)【国際特許分類】

   F25B 1/00 20060101AFI20231109BHJP

   F25B 43/02 20060101ALI20231109BHJP

   F25B 1/10 20060101ALI20231109BHJP

   F24F 11/86 20180101ALI20231109BHJP

【ＦＩ】

F25B1/00 387A

F25B43/02 A

F25B1/10 G

F24F11/86

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019177050

(22)【出願日】2019-09-27

(65)【公開番号】P2021055872

(43)【公開日】2021-04-08

【審査請求日】2022-06-21

(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】110001427

【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】田口 秀一

(72)【発明者】

【氏名】竹上 雅章

【審査官】森山 拓哉

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－０７１６１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１４４６４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２５Ｂ １／００

Ｆ２５Ｂ ４３／０２

Ｆ２５Ｂ １／１０

Ｆ２４Ｆ １１／８６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

利用側機器（50,60）に接続され、該利用側機器（50,60）との間で冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う熱源ユニットであって、
低圧冷媒を吸入して圧縮し、圧縮後の高圧冷媒を吐出する圧縮要素（20）と、
上記高圧冷媒から潤滑油を分離する油分離器（45）と、
上記圧縮要素（20）のうち圧力が上記低圧冷媒よりも高くて上記高圧冷媒よりも低い部分である中間圧部（23b,23c）に上記油分離器（45）を接続する第１配管（81）と、
上記第１配管（81）に設けられた第１弁（82b）と、
上記圧縮要素（20）のうち上記低圧冷媒が流れる部分である低圧部（24b,24c）に上記油分離器（45）を接続する第２配管（85,87）と、
上記第２配管（85,87）に設けられた第２弁（86,88）とを備え、
上記圧縮要素（20）は、
上記圧縮要素（20）へ流入した冷媒を吸入して圧縮する低段圧縮機構（26b,26c）と、
上記低段圧縮機構（26b,26c）が圧縮した冷媒を吸入して更に圧縮する高段圧縮機構（26a）とを有し、
上記低段圧縮機構（26b,26c）と上記高段圧縮機構（26a）のそれぞれは、電動機（27a,27b,27c）によって回転駆動される流体機械であり、
上記低段圧縮機構（26b,26c）の回転速度が基準速度よりも高いときに上記第１弁（82b）を開状態にして上記第２弁（86,88）を閉状態にする第１動作と、上記低段圧縮機構（26b,26c）の回転速度が上記基準速度以下のときに上記第２弁（86,88）を開状態にする第２動作とを行う制御器（110）を更に備える
ことを特徴とする熱源ユニット。

【請求項2】

請求項１において、
上記制御器（110）は、上記第２動作において、上記第２弁（86,88）を開状態に保ち、且つ上記低段圧縮機構（26b,26c）へ吸入される冷媒の圧力に基づいて上記第２弁（86,88）の開度を調節する
ことを特徴とする熱源ユニット。

【請求項3】

請求項１又は２において、
上記制御器（110）は、上記第２動作において、上記第１弁（82b）を閉状態に保つ
ことを特徴とする熱源ユニット。

【請求項4】

請求項１乃至３のいずれか一つにおいて、
上記第１配管（81）によって上記油分離器（45）に接続される上記中間圧部（23b,23c）は、上記圧縮要素（20）において上記低段圧縮機構（26b,26c）が圧縮して吐出した冷媒が存在する部分であり、
上記第２配管（85,87）によって上記油分離器（45）に接続される上記低圧部（24b,24c）は、上記圧縮要素（20）において上記低段圧縮機構（26b,26c）へ吸入される冷媒が存在する部分である
ことを特徴とする熱源ユニット。

【請求項5】

請求項４において、
上記圧縮要素（20）は、
上記低段圧縮機構（26b,26c）と該低段圧縮機構（26b,26c）を収容する低段ケーシング（22b,22c）とが設けられた低段圧縮機（21b,21c）と、
上記高段圧縮機構（26a）と該高段圧縮機構（26a）を収容する高段ケーシング（22a）とが設けられた高段圧縮機（21a）とを有し、
上記低段圧縮機（21b,21c）は、上記低段圧縮機構（26b,26c）が圧縮した冷媒を上記低段ケーシング（22b,22c）の内部空間（23b）へ吐出し、
上記第１配管（81）は、上記中間圧部である上記低段ケーシング（22b,22c）の内部空間（23b）に上記油分離器（45）を接続する
ことを特徴とする熱源ユニット。

【請求項6】

請求項１乃至５のいずれか一つの熱源ユニット（10）と、
利用側機器（50,60）と、
上記熱源ユニット（10）と上記利用側機器（50,60）を連絡配管（2,3,4,5）で接続することによって構成された冷媒回路（6）とを備え、
上記冷媒回路（6）において冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う
ことを特徴とする冷凍装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、熱源ユニットと、熱源ユニットを備えた冷凍装置とに関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、圧縮機と油分離器とを備えた冷凍装置が開示されている。圧縮機は、低圧冷媒を吸入して圧縮し、圧縮後の高圧冷媒を吐出する。圧縮機からは、圧縮機を潤滑する潤滑油の一部が、冷媒と共に吐出される。油分離器は、圧縮機から冷媒と共に吐出された潤滑油を、冷媒から分離する。油分離器において冷媒と分離された潤滑油は、圧縮機へ戻される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００７－２３２２３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ここで、油分離器の潤滑油は、圧縮機の中間圧部に戻される場合がある。中間圧部は、圧縮機において、圧力が低圧冷媒よりも高くて高圧冷媒よりも低い冷媒が存在する部分である。この場合において、低圧冷媒と高圧冷媒の圧力差が小さい運転状態になると、油分離器と中間圧部の圧力差が小さくなり、油分離器から圧縮機へ供給される潤滑油の量が少なくなり過ぎるおそれがある。

【0005】

本開示の目的は、油分離器から圧縮機へ供給される潤滑油の量を確保することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の第１の態様は、利用側機器（50,60）に接続され、該利用側機器（50,60）との間で冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う熱源ユニット（10）を対象とする。そして、低圧冷媒を吸入して圧縮し、圧縮後の高圧冷媒を吐出する圧縮要素（20）と、上記高圧冷媒から潤滑油を分離する油分離器（45）と、上記圧縮要素（20）のうち圧力が上記低圧冷媒よりも高くて上記高圧冷媒よりも低い部分である中間圧部（23b,23c）に上記油分離器（45）を接続する第１配管（81）と、上記第１配管（81）に設けられた第１弁（82b）と、上記圧縮要素（20）のうち上記低圧冷媒が流れる部分である低圧部（24b,24c）に上記油分離器（45）を接続する第２配管（85,87）と、上記第２配管（85,87）に設けられた第２弁（86,88）とを備えることを特徴とする。

【0007】

第１の態様の熱源ユニット（10）において、第１弁（82b）を開くと、油分離器（45）の潤滑油が第１配管（81）を通って圧縮要素（20）の中間圧部（23b,23c）へ供給され、第２弁（86,88）を開くと、油分離器（45）の潤滑油が第２配管（85,87）を通って圧縮要素（20）の低圧部（24b,24c）へ供給される。その結果、油分離器（45）から圧縮要素（20）へ供給される潤滑油の量を確保できる。

【0008】

本開示の第２の態様は、上記第１の態様において、上記圧縮要素（20）は、上記圧縮要素（20）へ流入した冷媒を吸入して圧縮する低段圧縮機構（26b,26c）と、上記低段圧縮機構（26b,26c）が圧縮した冷媒を吸入して更に圧縮する高段圧縮機構（26a）とを有することを特徴とする。

【0009】

第２の態様において、圧縮要素（20）へ流入した冷媒は、低段圧縮機構（26b,26c）によって圧縮され、その後に高段圧縮機構（26a）によって更に圧縮される。

【0010】

本開示の第３の態様は、上記第２の態様において、上記低段圧縮機構（26b,26c）と上記高段圧縮機構（26a）のそれぞれは、電動機（27a,27b,27c）によって回転駆動される流体機械であり、上記低段圧縮機構（26b,26c）の回転速度が基準速度よりも高いときに上記第１弁（82b）を開状態にして上記第２弁（86,88）を閉状態にする第１動作と、上記低段圧縮機構（26b,26c）の回転速度が上記基準速度以下のときに上記第２弁（86,88）を開状態にする第２動作とを行う制御器（110）を更に備えることを特徴とする。

【0011】

第３の態様において、制御器（110）は、低段圧縮機構（26b,26c）の回転速度に応じて第１動作と第２動作を切り換えて行う。低段圧縮機構（26b,26c）の回転速度が基準速度よりも高いときは、第１配管（81）を通じて油分離器（45）の潤滑油が圧縮要素（20）の中間圧部（23b,23c）へ供給される。低段圧縮機構（26b,26c）の回転速度が基準速度以下のときは、第２配管（85,87）を通じて油分離器（45）の潤滑油が圧縮要素（20）の低圧部（24b,24c）へ供給される。

【0012】

本開示の第４の態様は、上記第３の態様において、上記制御器（110）は、上記第２動作において、上記第２弁（86,88）を開状態に保ち、且つ上記低段圧縮機構（26b,26c）へ吸入される冷媒の圧力に基づいて上記第２弁（86,88）の開度を調節することを特徴とする。

【0013】

第４の態様において、制御器（110）は、第２動作中に、第２弁（86,88）の開度を調節する。圧縮要素（20）から吐出された冷媒の一部が潤滑油と共に第２配管（85,87）を流れる状態において、第２弁（86,88）の開度が変化すると、第２配管（85,87）を流れる潤滑油および冷媒の流量が変化する。この状態において、第２配管（85,87）を流れる冷媒を流量が変化すると、圧縮要素（20）から吐出されて油分離器（45）の下流へ流れる冷媒の流量が変化する。

【0014】

第４の態様において、制御器（110）は、第２動作中に、第２弁（86,88）を常に開状態に保つ。このため、制御器（110）の第２動作中には、第２配管（85,87）を通じて油分離器（45）から圧縮要素（20）の低圧部（24b,24c）へ潤滑油が供給され続ける。

【0015】

本開示の第５の態様は、上記第３又は第４の態様において、上記制御器（110）は、上記第２動作において、上記第１弁（82b）を閉状態に保つことを特徴とする。

【0016】

第５の態様において、制御器（110）の第２動作中には、第１弁（82b）が閉状態に保たれる。

【0017】

本開示の第６の態様は、上記第２～第５のいずれか一つの態様において、上記第１配管（81）によって上記油分離器（45）に接続される上記中間圧部（23b,23c）は、上記圧縮要素（20）において上記低段圧縮機構（26b,26c）が圧縮して吐出した冷媒が存在する部分であり、上記第２配管（85,87）によって上記油分離器（45）に接続される上記低圧部（24b,24c）は、上記圧縮要素（20）において上記低段圧縮機構（26b,26c）へ吸入される冷媒が存在する部分であることを特徴とする。

【0018】

第６の態様の圧縮要素（20）では、冷媒の流通経路における低段圧縮機構（26b,26c）と高段圧縮機構（26a）の間の部分が中間圧部（23b,23c）となり、冷媒の流通経路における低段圧縮機構（26b,26c）の上流側の部分が低圧部（24b,24c）となる。

【0019】

本開示の第７の態様は、上記第６の態様において、上記圧縮要素（20）は、上記低段圧縮機構（26b,26c）と該低段圧縮機構（26b,26c）を収容する低段ケーシング（22b,22c）とが設けられた低段圧縮機（21b,21c）と、上記高段圧縮機構（26a）と該高段圧縮機構（26a）を収容する高段ケーシング（22a）とが設けられた高段圧縮機（21a）とを有し、上記低段圧縮機（21b,21c）は、上記低段圧縮機構（26b,26c）が圧縮した冷媒を上記低段ケーシング（22b,22c）の内部空間（23b）へ吐出し、上記第１配管（81）は、上記中間圧部である上記低段ケーシング（22b,22c）の内部空間（23b）に上記油分離器（45）を接続することを特徴とする。

【0020】

第７の態様では、圧縮要素（20）が低段圧縮機（21b,21c）と高段圧縮機（21a）とを備える。圧縮要素（20）では、低段圧縮機（21b,21c）の低段ケーシング（22b,22c）の内部空間（23b）が、中間圧部となる。第１弁（82b）が開状態であるときは、潤滑油が第１配管（81）を通って油分離器（45）から低段ケーシング（22b,22c）の内部空間（23b）へ供給される。

【0021】

本開示の第８の態様は、冷凍装置（1）を対象とし、上記第１～第７のいずれか一つの態様の熱源ユニット（10）と、利用側機器（50,60）と、上記熱源ユニット（10）と上記利用側機器（50,60）を連絡配管（2,3,4,5）で接続することによって構成された冷媒回路（6）とを備え、上記冷媒回路（6）において冷媒を循環させて冷凍サイクルを行うことを特徴とする。

【0022】

第８の態様の冷凍装置（1）の冷媒回路（6）では、熱源ユニット（10）と利用側機器（50,60）の間を冷媒が循環することによって、冷凍サイクルが行われる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】図１は、実施形態１の冷凍装置の配管系統図である。

【図2】図２は、実施形態１の冷凍装置に設けられた圧縮要素と油分離回路の構成を示す配管系統図である。

【図3】図３は、実施形態１の冷凍装置における伝送経路を示すブロック図である。

【図4】図４は、冷設運転の冷媒の流れを示した図１相当図である。

【図5】図５は、冷房運転の冷媒の流れを示した図１相当図である。

【図6】図６は、暖房運転の冷媒の流れを示した図１相当図である。

【図7】図７は、実施形態１の冷凍装置の室外制御器が行う制御動作を示す状態遷移図である。

【図8】図８は、実施形態２の冷凍装置に設けられた圧縮要素と油分離回路の構成を示す配管系統図である。

【図9】図９は、実施形態２の冷凍装置の室外制御器が行う制御動作を示す状態遷移図である。

【図10】図１０は、その他の実施形態の第１変形例の冷凍装置に設けられた圧縮要素と油分離回路の構成を示す配管系統図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

《実施形態１》
実施形態１について図面を参照しながら説明する。

【0025】

本実施形態の冷凍装置（1）は、冷却対象の冷却と、室内の空調とを同時に行えるように構成される。ここでいう冷却対象は、冷蔵庫、冷凍庫、ショーケースなどの設備内の空気を含む。以下では、このような設備を冷設と称する。

【0026】

－冷凍装置の全体構成－
図１に示すように、冷凍装置（1）は、室外に設置される室外ユニット（10）と、庫内の空気を冷却する冷設ユニット（50）と、室内の空調を行う室内ユニット（60）とを備える。本実施形態の冷凍装置（1）は、一台の室外ユニット（10）と、複数台の冷設ユニット（50）と、複数台の室内ユニット（60）とを備える。なお、冷凍装置（1）が備える冷設ユニット（50）又は室内ユニット（60）の台数は、一台であってもよい。

【0027】

冷凍装置（1）では、室外ユニット（10）と冷設ユニット（50）と室内ユニット（60）とが４本の連絡配管（2,3,4,5）によって接続されることで、冷媒回路（6）が構成される。

【0028】

４本の連絡配管（2,3,4,5）は、第１液連絡配管（2）、第１ガス連絡配管（3）、第２液連絡配管（4）、及び第２ガス連絡配管（5）で構成される。第１液連絡配管（2）及び第１ガス連絡配管（3）は、冷設ユニット（50）に対応する。第２液連絡配管（4）及び第２ガス連絡配管（5）は、室内ユニット（60）に対応する。冷媒回路（6）では、複数台の冷設ユニット（50）が互いに並列に接続され、複数台の室内ユニット（60）が互いに並列に接続される。

【0029】

冷媒回路（6）では、冷媒が循環することで冷凍サイクルが行われる。本実施形態の冷媒回路（6）の冷媒は、二酸化炭素である。冷媒回路（6）は、冷媒が臨界圧力以上となる冷凍サイクルを行うように構成される。

【0030】

－室外ユニット－
室外ユニット（10）は、屋外に設置される熱源ユニットである。室外ユニット（10）は、室外ファン（12）と、室外回路（11）とを有する。室外回路（11）は、圧縮要素（20）、切換ユニット（30）、室外熱交換器（13）、室外膨張弁（14）、レシーバ（15）、冷却熱交換器（16）、及び中間冷却器（17）を有する。また、室外ユニット（10）は、室外制御器（110）を備える。

【0031】

〈圧縮要素〉
圧縮要素（20）は、冷媒を圧縮する。圧縮要素（20）は、第１圧縮機（21a）、第２圧縮機（21b）、及び第３圧縮機（21c）を有する。圧縮要素（20）は、二段圧縮式に構成される。第２圧縮機（21b）及び第３圧縮機（21c）は、低段側圧縮機を構成する。第２圧縮機（21b）及び第３圧縮機（21c）は、互いに並列に接続される。第１圧縮機（21a）は、高段側圧縮機を構成する。第１圧縮機（21a）及び第２圧縮機（21b）は、直列に接続される。第１圧縮機（21a）及び第３圧縮機（21c）は、直列に接続される。

【0032】

詳しくは後述するが、第１圧縮機（21a）、第２圧縮機（21b）、及び第３圧縮機（21c）のそれぞれは、密閉型圧縮機である。各圧縮機（21a,21b,21c）は、冷媒を吸入して圧縮する流体機械である圧縮機構（26a,26b,26c）と、圧縮機構（26a,26b,26c）を回転駆動する電動機（27a,27b,27c）とを備える。また、各圧縮機（21a,21b,21c）は、吸入管（24a,24b,24c）と吐出管（25a,25b,25c）とを備える。各圧縮機（21a,21b,21c）は、吸入管（24a,24b,24c）から吸入した冷媒を圧縮し、圧縮した冷媒を吐出管（25a,25b,25c）から吐出する。

【0033】

各圧縮機（21a,21b,21c）は、その運転容量が可変である。具体的に、圧縮機（21a,21b,21c）の電動機（27a,27b,27c）には、図外のインバータから交流が供給される。圧縮機（21a,21b,21c）にインバータから供給される交流の周波数（圧縮機の運転周波数）を変更すると、電動機（27a,27b,27c）によって駆動される圧縮機構（26a,26b,26c）の回転速度が変化し、その結果、圧縮機（21a,21b,21c）の運転容量が変化する。また、圧縮機（21a,21b,21c）の運転容量が変化すると、圧縮要素（20）の運転容量が変化する。

【0034】

第１圧縮機（21a）の第１吐出管（25a）には、第１高圧配管（71）の一端が接続される。第１圧縮機（21a）の第１吐出管（25a）は、第１高圧配管（71）を介して、後述する油分離器（45）に接続される。

【0035】

第１圧縮機（21a）の第１吸入管（24a）には、中間圧配管（73）の一端が接続される。中間圧配管（73）の他端寄りの部分は、第１分岐配管（73a）と第２分岐配管（73b）とに分岐する。第１分岐配管（73a）は、第２圧縮機（21b）の第２吐出管（25b）に接続される。第２分岐配管（73b）は、第３圧縮機（21c）の第３吐出管（25c）に接続される。中間圧配管（73）は、第２圧縮機（21b）の第２吐出管（25b）と、第３圧縮機（21c）の第３吐出管（25c）とを、第１圧縮機（21a）の第１吸入管（24a）に接続する。

【0036】

第２圧縮機（21b）の第２吸入管（24b）には、第１低圧配管（74）の一端が接続される。第１低圧配管（74）の他端は、第１ガス連絡配管（3）を介して冷設ユニット（50）に接続される。第２圧縮機（21b）は、冷設ユニット（50）に対応する冷設側圧縮機である。

【0037】

第３圧縮機（21c）の第３吸入管（24c）には、第２低圧配管（75）の一端が接続される。第２低圧配管（75）の他端は、後述する切換ユニット（30）に接続される。第３圧縮機（21c）は、室内ユニット（60）に対応する室内側圧縮機である。

【0038】

〈切換ユニット〉
切換ユニット（30）は、冷媒回路（6）における冷媒の流通経路を切り換える。切換ユニット（30）は、第１接続管（31）、第２接続管（32）、第３接続管（33）、第４接続管（34）、第１三方弁（TV1）、及び第２三方弁（TV2）を有する。

【0039】

第１接続管（31）の流入端と、第２接続管（32）の流入端とは、第２高圧配管（72）の一端に接続される。第２高圧配管（72）の他端は、後述する油分離器（45）に接続される。第１接続管（31）及び第２接続管（32）は、圧縮要素（20）の吐出圧が作用する配管である。

【0040】

第３接続管（33）の流出端と、第４接続管（34）の流出端とは、第２低圧配管（75）の他端に接続される。上述したように、第２低圧配管（75）の一端は、第３圧縮機（21c）の第３吸入管（24c）に接続する。第３接続管（33）及び第４接続管（34）は、圧縮要素（20）の吸入圧が作用する配管である。

【0041】

第１三方弁（TV1）は、第１ポート（P1）、第２ポート（P2）、及び第３ポート（P3）を有する。第１三方弁（TV1）の第１ポート（P1）は、高圧流路である第１接続管（31）の流出端に接続する。第１三方弁（TV1）の第２ポート（P2）は、低圧流路である第３接続管（33）の流入端に接続する。第１三方弁（TV1）の第３ポート（P3）は、室内ガス側流路（35）に接続する。

【0042】

第２三方弁（TV2）は、第１ポート（P1）、第２ポート（P2）、及び第３ポート（P3）を有する。第２三方弁（TV2）の第１ポート（P1）は、高圧流路である第２接続管（32）の流出端に接続する。第２三方弁（TV2）の第２ポート（P2）は、低圧流路である第４接続管（34）の流入端に接続する。第２三方弁（TV2）の第３ポート（P3）は、室外ガス側流路（36）に接続する。

【0043】

第１三方弁（TV1）及び第２三方弁（TV2）は、電動式の三方弁である。各三方弁（TV1,TV2）は、第１状態（図１の実線で示す状態）と第２状態（図１の破線で示す状態）とにそれぞれ切り換わる。第１状態の各三方弁（TV1,TV2）では、第１ポート（P1）と第３ポート（P3）とが連通し、且つ第２ポート（P2）が閉鎖される。第２状態の各三方弁（TV1,TV2）では、第２ポート（P2）と第３ポート（P3）とが連通し、第１ポート（P1）が閉鎖される。

【0044】

〈室外熱交換器〉
室外熱交換器（13）は、熱源側熱交換器である。室外熱交換器（13）は、フィン・アンド・チューブ型の空気熱交換器である。室外ファン（12）は、室外熱交換器（13）の近傍に配置される。室外ファン（12）は、室外空気を搬送する。室外熱交換器は、その内部を流れる冷媒と、室外ファン（12）が搬送する室外空気とを熱交換させる。

【0045】

室外熱交換器（13）のガス端には、室外ガス側流路（36）が接続される。室外熱交換器（13）の液端には、室外流路（O）が接続される。

【0046】

〈室外流路〉
室外流路（O）は、室外第１管（o1）、室外第２管（o2）、室外第３管（o3）、室外第４管（o4）、室外第５管（o5）、室外第６管（o6）、及び室外第７管（o7）を含む。

【0047】

室外第１管（o1）の一端は、室外熱交換器（13）の液端に接続される。室外第１管（o1）の他端には、室外第２管（o2）の一端、及び室外第３管（o3）の一端がそれぞれ接続される。室外第２管（o2）の他端は、レシーバ（15）の頂部に接続される。

【0048】

室外第４管（o4）の一端は、レシーバ（15）の底部に接続される。室外第４管（o4）の他端には、室外第５管（o5）の一端、及び室外第３管（o3）の他端がそれぞれ接続される。室外第５管（o5）の他端は、第１液連絡配管（2）に接続する。

【0049】

室外第６管（o6）の一端は、室外第５管（o5）の途中に接続する。室外第６管（o6）の他端は、第２液連絡配管（4）に接続する。室外第７管（o7）の一端は、室外第６管（o6）の途中に接続する。室外第7管（o7）の他端は、室外第２管（o2）の途中に接続する。

【0050】

〈室外膨張弁〉
室外膨張弁（14）は、室外第１管（o1）に接続される。室外膨張弁（14）は、熱源側膨張弁である。室外膨張弁（14）は、開度が可変な電子膨張弁である。

【0051】

〈レシーバ〉
レシーバ（15）は、冷媒を貯留する容器を構成している。レシーバ（15）では、冷媒がガス冷媒と液冷媒とに分離される。レシーバ（15）の頂部には、室外第２管（o2）の他端と、ガス抜き管（37）の一端が接続される。ガス抜き管（37）の他端は、インジェクション管（38）の途中に接続される。ガス抜き管（37）には、ガス抜き弁（39）が接続される。ガス抜き弁（39）は、開度が可変な電子膨張弁である。

【0052】

〈冷却熱交換器〉
冷却熱交換器（16）は、レシーバ（15）で分離された冷媒（主として液冷媒）を冷却する。冷却熱交換器（16）は、第１冷媒流路（16a）と、第２冷媒流路（16b）とを有する。第１冷媒流路（16a）は、室外第４管（o4）の途中に接続される。第２冷媒流路（16b）は、インジェクション管（38）の途中に接続される。

【0053】

インジェクション管（38）の一端は、室外第５管（o5）の途中に接続される。インジェクション管（38）の他端は、第１圧縮機（21a）の第１吸入管（24a）に接続される。換言すると、インジェクション管（38）の他端は、圧縮要素（20）の中間圧力部分に接続される。インジェクション管（38）には、第２冷媒流路（16b）よりも上流側に減圧弁（40）が設けられる。減圧弁（40）は、開度が可変な膨張弁である。

【0054】

冷却熱交換器（16）では、第１冷媒流路（16a）を流れる冷媒と、第２冷媒流路（16b）を流れる冷媒とが熱交換する。第２冷媒流路（16b）は、減圧弁（40）で減圧された冷媒が流れる。従って、冷却熱交換器（16）では、第１冷媒流路（16a）を流れる冷媒が冷却される。

【0055】

〈中間冷却器〉
中間冷却器（17）は、中間圧配管（73）の途中に設けられる。中間冷却器（17）の一端は、中間圧配管（73）を介して、第２圧縮機（21b）の第２吐出管（25b）と、第３圧縮機（21c）の第３吐出管（25c）とに接続される。中間冷却器（17）の他端は、中間圧配管（73）を介して、第１圧縮機（21a）の第１吸入管（24a）に接続される。

【0056】

中間冷却器（17）は、中間圧配管（73）を流れる冷媒を冷却するための熱交換器である。この中間冷却器（17）は、フィン・アンド・チューブ型の空気熱交換器である。中間冷却器（17）の近傍には、冷却ファン（17a）が配置される。中間冷却器（17）は、その内部を流れる冷媒と、冷却ファン（17a）が搬送する室外空気とを熱交換させる。

【0057】

〈油分離回路〉
室外回路（11）は、油分離回路（80）を含む。油分離回路（80）は、油分離器（45）と、主油戻し管（81）と、第１副油戻し管（85）とを有する。油分離回路（80）は、圧縮要素（20）から冷媒と共に吐出された潤滑油を、圧縮要素（20）へ戻すための回路である。また、詳しくは後述するが、第１副油戻し管（85）は、圧縮要素の運転容量を調節するためのガス配管を兼ねる。

【0058】

〈逆止弁〉
室外回路（11）は、第１逆止弁（CV1）、第２逆止弁（CV2）、第３逆止弁（CV3）、第４逆止弁（CV4）、第５逆止弁（CV5）、第６逆止弁（CV6）、及び第７逆止弁（CV7）を有する。これらの逆止弁（CV1～CV7）は、図１に示す矢印方向の冷媒の流れを許容し、この矢印と反対方向の冷媒の流れを禁止する。

【0059】

第１逆止弁（CV1）は、第２高圧配管（72）に設けられる。第２逆止弁（CV2）は、中間圧配管（73）の第１分岐配管（73a）に設けられる。第３逆止弁（CV3）は、中間圧配管（73）の第２分岐配管（73b）に設けられる。第４逆止弁（CV4）は、室外第２管（o2）に設けられる。第５逆止弁（CV5）は、室外第３管（o3）に設けられる。第６逆止弁（CV6）は、室外第６管（o6）に設けられる。第７逆止弁（CV7）は、室外第７管（o7）に設けられる。

【0060】

〈センサ〉
室外回路（11）には、吐出圧センサ（90）と、第１吸入圧センサ（91）と、第２吸入圧センサ（92）と、中間圧センサ（93）とが設けられる。また、図示しないが、室外回路（11）には、複数の温度センサが設けられる。

【0061】

吐出圧センサ（90）は、第２高圧配管（72）に設けられ、第１圧縮機（21a）から吐出された冷媒の圧力を計測する。第１吸入圧センサ（91）は、第１低圧配管（74）に設けられ、第２圧縮機（21b）へ吸入される冷媒の圧力を計測する。第２吸入圧センサ（92）は、第２低圧配管（75）に設けられ、第３圧縮機（21c）へ吸入される冷媒の圧力を計測する。中間圧センサ（93）は、中間圧配管（73）における中間冷却器（17）と第１圧縮機（21a）の間に設けられ、第１圧縮機（21a）へ吸入される冷媒の圧力を計測する。

【0062】

〈室外制御器〉
室外制御器（110）は、演算処理を行う中央演算処理装置／ＣＰＵ（111）と、プログラム及びデータ等を記憶するメモリ（112）とを備える。室外制御器（110）は、ＣＰＵ（111）がメモリ（112）に記録されたプログラムを実行することによって、室外ユニット（10）に設けられた機器の動作を制御する制御動作を行う。

【0063】

室外制御器（110）には、室外ユニット（10）に設けられたセンサ（具体的には、吐出圧センサ（90）、第１吸入圧センサ（91）、第２吸入圧センサ（92）、及び中間圧センサ（93）など）が、通信線を介して接続される。また、室外制御器（110）には、冷媒回路（6）に設けれた構成機器（具体的には、圧縮機（21a,21b,21c）へ電力を供給するインバータ、油分離回路（80）の弁（82b,82c,84,86）、切換ユニット（30）の三方弁（TV1,TV2）、室外膨張弁（14）など）が、通信線を介して接続される。

【0064】

図３に示すように、室外制御器（110）には、吐出圧センサ（90）、第１吸入圧センサ（91）、第２吸入圧センサ（92）、及び中間圧センサ（93）の計測値が入力される。室外制御器（110）は、入力された圧力センサ（90～93）の計測値に基づいて、各圧縮機（21a,21b,21c）の運転周波数を調節する。また、室外制御器（110）は、圧力センサ（90～93）の計測値と、圧縮機（21a,21b,21c）の運転周波数とを用いて、後述する油分離回路（80）の調節弁（62a,66）の開度を調節する。この室外制御器（110）は、油分離回路（80）の調節弁（62a,66）の開度を調節する制御器である。

【0065】

－圧縮要素－
上述したように、圧縮要素（20）は、第１圧縮機（21a）、第２圧縮機（21b）、及び第３圧縮機（21c）を有する。本実施形態の圧縮要素（20）を構成する各圧縮機（21a,21b,21c）は、全密閉型のスクロール圧縮機である。また、各圧縮機（21a,21b,21c）は、いわゆる高圧ドーム型の圧縮機である。

【0066】

図２に示すように、各圧縮機（21a,21b,21c）は、ケーシング（22a,22b,22c）と、圧縮機構（26a,26b,26c）と、電動機（27a,27b,27c）と、駆動軸（28a,28b,28c）とを備える。ケーシング（22a,22b,22c）は、両端が閉塞された円筒状の密閉容器である。ケーシング（22a,22b,22c）には、圧縮機構（26a,26b,26c）と、電動機（27a,27b,27c）と、駆動軸（28a,28b,28c）とが収容される。圧縮機構（26a,26b,26c）は、冷媒を吸入して圧縮するスクロール型流体機械である。圧縮機構（26a,26b,26c）は、圧縮した冷媒をケーシング（22a,22b,22c）の内部空間（23a,23b,23c）に吐出する。電動機（27a,27b,27c）は、圧縮機構（26a,26b,26c）の下方に配置される。電動機（27a,27b,27c）は、駆動軸（28a,28b,28c）を介して圧縮機構（26a,26b,26c）に連結され、圧縮機構（26a,26b,26c）を回転駆動する。

【0067】

各圧縮機（21a,21b,21c）は、吸入管（24a,24b,24c）と吐出管（25a,25b,25c）とを備える。吸入管（24a,24b,24c）は、ケーシング（22a,22b,22c）を貫通して圧縮機構（26a,26b,26c）に接続する。圧縮機（21a,21b,21c）へ吸入される冷媒は、吸入管（24a,24b,24c）を通って圧縮機構（26a,26b,26c）へ直接に流入する。吐出管（25a,25b,25c）は、ケーシング（22a,22b,22c）を貫通し、ケーシング（22a,22b,22c）の内部空間（23a,23b,23c）における圧縮機構（26a,26b,26c）と電動機（27a,27b,27c）の間に開口する。圧縮機構（26a,26b,26c）からケーシング（22a,22b,22c）の内部空間（23a,23b,23c）へ吐出された冷媒は、吐出管（25a,25b,25c）を通って圧縮機（21a,21b,21c）から導出される。

【0068】

各圧縮機（21a,21b,21c）では、ケーシング（22a,22b,22c）の底部に潤滑油が貯留される。各圧縮機（21a,21b,21c）において、潤滑油は、駆動軸（28a,28b,28c）に形成された給油通路を通って圧縮機構（26a,26b,26c）へ供給され、圧縮機構（26a,26b,26c）の潤滑に利用される。圧縮機構（26a,26b,26c）へ供給された潤滑油の一部は、圧縮室へ流入し、圧縮された冷媒と共に圧縮機構（26a,26b,26c）から吐出され、吐出管（25a,25b,25c）を通って圧縮機（21a,21b,21c）から流出する。

【0069】

圧縮要素（20）は、低圧冷媒を吸入し、圧縮された冷媒である高圧冷媒を吐出する。圧縮要素（20）へ吸入される低圧冷媒は、第２圧縮機（21b）又は第３圧縮機（21c）へ吸入されて圧縮されて中間圧冷媒となり、続いて第１圧縮機（21a）へ吸入されて圧縮されて高圧冷媒となり、その後に圧縮要素（20）から吐出される。

【0070】

圧縮要素（20）において、第２圧縮機（21b）の第２吸入管（24b）は、低圧冷媒が流れる低圧部であり、第２圧縮機（21b）の第２ケーシング（22b）の内部空間（23b）は、中間圧冷媒が流れる中間圧部である。また、圧縮要素（20）において、第３圧縮機（21c）の第３吸入管（24c）は、低圧冷媒が流れる低圧部であり、第３圧縮機（21c）の第３ケーシングの内部空間（23c）は、中間圧冷媒が流れる中間圧部である。

【0071】

圧縮要素（20）において、低圧冷媒を吸入して圧縮する第２圧縮機（21b）及び第３圧縮機（21c）は、低段圧縮機である。第２圧縮機（21b）の第２圧縮機構（26b）は低段圧縮機構であり、第２圧縮機（21b）の第２ケーシング（22b）は低段ケーシングである。第３圧縮機（21c）の第３圧縮機構（26c）は低段圧縮機構であり、第３圧縮機（21c）の第３ケーシング（22c）は低段ケーシングである。

【0072】

圧縮要素（20）において、中間圧冷媒を吸入して圧縮する第１圧縮機（21a）は高段圧縮機である。また、第１圧縮機（21a）の第１圧縮機構（26a）は高段圧縮機構であり、第１圧縮機（21a）の第１ケーシング（22a）は高段ケーシングである。

【0073】

－油分離回路－
上述したように、油分離回路（80）は、油分離器（45）と、主油戻し管（81）と、第１副油戻し管（85）とを有する。

【0074】

〈油分離器〉
図２に示すように、油分離器（45）は、本体容器（46）と、入口管（47）と、第１出口管（48）と、第２出口管（49）とを備える。この油分離器（45）は、いわゆるサイクロン型の油分離器であり、旋回流を利用して潤滑油を冷媒から分離する。

【0075】

本体容器（46）は、両端が閉塞された円筒状の密閉容器である。入口管（47）は、本体容器（46）の接線方向へ流体を導入して旋回流を生起させるための管であって、本体容器（46）の側部を貫通する。第１出口管（48）は、本体容器（46）の頂部を貫通する管である。第１出口管（48）は、主にガス冷媒を本体容器（46）の内部空間から導出するための管であって、本体容器（46）と概ね同軸に配置される。第２出口管（49）は、本体容器（46）の底部を貫通する管である。第２出口管（49）は、主に潤滑油を本体容器（46）の内部空間から導出する管であって、その上端が本体容器（46）の底面付近に開口する。

【0076】

油分離器（45）の入口管（47）には、第１高圧配管（71）が接続される。この入口管（47）は、第１高圧配管（71）を介して第１圧縮機（21a）の第１吐出管（25a）に接続される。

【0077】

油分離器（45）の第１出口管（48）には、第２高圧配管（72）が接続される。この第１出口管（48）は、第２高圧配管（72）を介して切換ユニット（30）に接続される。油分離器（45）の第２出口管（49）には、主油戻し管（81）が接続される。

【0078】

〈主油戻し管〉
主油戻し管（81）は、油分離器（45）の潤滑油を圧縮要素（20）の中間圧部へ導入するための配管である。主油戻し管（81）は、幹管（81a）と、第１分岐管（81b）と、第２分岐管（81c）とを備える。幹管（81a）は、その一端が油分離器（45）の第２出口管（49）に接続される。第１分岐管（81b）及び第２分岐管（81c）の一端は、幹管（81a）の他端に接続する。

【0079】

主油戻し管（81）の第１分岐管（81b）の他端は、第２圧縮機（21b）の第２ケーシング（22b）に接続される。第１分岐管（81b）は、第２ケーシング（22b）の内部空間（23b）のうち第２電動機（27b）よりも下方の部分に開口する。第１分岐管（81b）には、第１主調節弁（82b）が設けられる。第１主調節弁（82b）は、開度可変の流量調節弁である。

【0080】

主油戻し管（81）の第２分岐管（81c）の他端は、第３圧縮機（21c）の第３ケーシング（22c）に接続される。第２分岐管（81c）は、第３ケーシング（22c）の内部空間（23c）のうち第３電動機（27c）よりも下方の部分に開口する。第２分岐管（81c）には、第２主調節弁（82c）が設けられる。第２主調節弁（82c）は、開度可変の流量調節弁である。

【0081】

主油戻し管（81）は、第２圧縮機（21b）の第２ケーシング（22b）の内部空間（23b）に油分離器（45）を接続する第１配管である。第２圧縮機（21b）の第２ケーシング（22b）の内部空間（23b）は、圧縮要素（20）の中間圧部である。また、主油戻し管（81）の第１分岐管（81b）に設けられた第１主調節弁（82b）は、第１分岐管（81b）を流れる流体の流量を調節する第１弁である。

【0082】

〈第１副油戻し管〉
第１副油戻し管（85）は、油分離器（45）の潤滑油を圧縮要素（20）の低圧部へ導入するための配管である。また、後述するように、第１副油戻し管（85）は、圧縮要素（20）の運転容量を調節するためのガス配管を兼ねる。

【0083】

第１副油戻し管（85）は、一端が主油戻し管（81）の幹管（81a）に接続し、他端が第１低圧配管（74）に接続する。第１副油戻し管（85）は、主油戻し管（81）の幹管（81a）を介して、油分離器（45）の第２出口管（49）に接続される。第１副油戻し管（85）には、第１副調節弁（86）が設けられる。第１副調節弁（86）は、開度可変の流量調節弁である。

【0084】

第１副油戻し管（85）は、油分離器（45）を、第１低圧配管（74）を介して第２圧縮機（21b）の第２吸入管（24b）に接続する。第２圧縮機（21b）の第２吸入管（24b）は、圧縮要素（20）の低圧部である。第１副油戻し管（85）は、油分離器（45）を第２圧縮機（21b）の第２吸入管（24b）に接続する第２配管である。また、第１副油戻し管（85）に設けられた第１副調節弁（86）は、第１副油戻し管（85）を流れる流体の流量を調節する第２弁である。

【0085】

－冷設ユニット－
冷設ユニット（50）は、例えばコンビニエンスストア等の店内に設置された冷蔵ショーケースである。この冷設ユニット（50）は、利用側機器である。各冷設ユニット（50）は、庫内ファン（52）と冷設回路（51）とを有する。各冷設回路（51）の液端には、第１液連絡配管（2）が接続される。各冷設回路（51）のガス端には、第１ガス連絡配管（3）が接続される。

【0086】

各冷設回路（51）は、冷設膨張弁（53）と冷設熱交換器（54）とを有する。冷設膨張弁（53）と冷設熱交換器（54）とは、冷設回路（51）の液端からガス端に向かって順に配置される。冷設膨張弁（53）は、第１の利用膨張弁である。冷設膨張弁（53）は、開度が可変な電子膨張弁で構成される。

【0087】

冷設熱交換器（54）は、冷却用熱交換器である。冷設熱交換器（54）は、フィン・アンド・チューブ型の空気熱交換器である。庫内ファン（52）は、冷設熱交換器（54）の近傍に配置される。庫内ファン（52）は、庫内空気を搬送する。冷設熱交換器（54）は、その内部を流れる冷媒と、庫内ファン（52）が搬送する庫内空気とを熱交換させる。

【0088】

－室内ユニット－
室内ユニット（60）は、利用側機器であって、屋内に設置される。室内ユニット（60）は、室内空間を対象空間とし、室内空間の空気調和を行う。各室内ユニット（60）は、室内ファン（62）と室内回路（61）とを有する。室内回路（61）の液端には、第２液連絡配管（4）が接続される。室内回路（61）のガス端には、第２ガス連絡配管（5）が接続される。

【0089】

各室内回路（61）は、室内膨張弁（63）と室内熱交換器（64）とを一つずつを有する。室内膨張弁（63）と室内熱交換器（64）とは、室内回路（61）の液端からガス端に向かって順に配置される。室内膨張弁（63）は、第２の利用膨張弁である。室内膨張弁（63）は、開度が可変な電子膨張弁である。

【0090】

室内熱交換器（64）は、利用側熱交換器である。室内熱交換器（64）は、フィン・アンド・チューブ型の空気熱交換器である。室内ファン（62）は、室内熱交換器（64）の近傍に配置される。室内ファン（62）は、室内空気を搬送する。室内熱交換器（64）は、その内部を流れる冷媒と、室内ファン（62）が搬送する室内空気とを熱交換させる。

【0091】

－冷凍装置の運転動作－
冷凍装置（1）の運転動作について説明する。冷凍装置（1）は、冷設運転と、冷房運転と、暖房運転とを選択的に行う。

【0092】

〈冷設運転〉
図４に示すように、冷設運転では、冷設ユニット（50）が作動し、室内ユニット（60）が停止する。

【0093】

冷設運転では、第１三方弁（TV1）が第２状態となり、第２三方弁（TV2）が第１状態となる。室外膨張弁（14）が所定開度で開放され、冷設膨張弁（53）の開度が過熱度制御により調節され、室内膨張弁（63）が全閉状態となり、減圧弁（40）の開度が適宜調節される。各冷設ユニット（50）において、冷設膨張弁（53）の開度は、冷設熱交換器（54）から流出する冷媒の過熱度が所定の目標値となるように調節される。また、冷設運転では、室外ファン（12）及び庫内ファン（52）が作動し、室内ファン（62）が停止し、第１圧縮機（21a）及び第２圧縮機（21b）が作動し、第３圧縮機（21c）が停止する。

【0094】

冷設運転において、冷媒回路（6）では冷凍サイクルが行われ、室外熱交換器（13）が放熱器として機能し、冷設熱交換器（54）が蒸発器として機能する。

【0095】

第２圧縮機（21b）で圧縮された冷媒は、中間冷却器（17）で冷却された後、第１圧縮機（21a）に吸入される。第１圧縮機（21a）で圧縮された冷媒は、室外熱交換器（13）で放熱し、室外膨張弁（14）を通過するときに減圧されて気液二相状態になり、レシーバ（15）へ流入する。レシーバ（15）から流出した冷媒は、冷却熱交換器（16）で冷却される。冷却熱交換器（16）で冷却された冷媒は、冷設膨張弁（53）で減圧された後、冷設熱交換器（54）で蒸発する。この結果、庫内空気が冷却される。冷却熱交換器（16）で蒸発した冷媒は、第２圧縮機（21b）に吸入され、再び圧縮される。

【0096】

〈冷房運転〉
図５に示すように、冷房運転では、室内ユニット（60）が冷房を行う。なお、図５は、室内ユニット（60）と冷設ユニット（50）の両方が作動する状態を示す。この冷房運転では、冷設ユニット（50）が停止する場合がある。この場合は、冷設ユニット（50）に対応する第２圧縮機（21b）が停止する。

【0097】

図５に示す冷房運転では、第１三方弁（TV1）が第２状態となり、第２三方弁（TV2）が第１状態となる。室外膨張弁（14）が所定開度で開放され、冷設膨張弁（53）及び室内膨張弁（63）の各開度が過熱度制御により調節され、減圧弁（40）の開度が適宜調節される。各冷設ユニット（50）において、冷設膨張弁（53）の開度は、冷設熱交換器（54）から流出する冷媒の過熱度が所定の目標値となるように調節される。各室内ユニット（60）において、室内膨張弁（63）の開度は、室内熱交換器（64）から流出する冷媒の過熱度が所定の目標値となるように調節される。また、冷房運転では、室外ファン（12）、庫内ファン（52）、及び室内ファン（62）が作動し、第１圧縮機（21a）、第２圧縮機（21b）、及び第３圧縮機（21c）が作動する。

【0098】

図５に示す冷房運転において、冷媒回路（6）では冷凍サイクルが行われ、室外熱交換器（13）が放熱器として機能し、冷設熱交換器（54）及び室内熱交換器（64）が蒸発器として機能する。

【0099】

第２圧縮機（21b）及び第３圧縮機（21c）でそれぞれ圧縮された冷媒は、中間冷却器（17）で冷却された後、第１圧縮機（21a）に吸入される。第１圧縮機（21a）で圧縮された冷媒は、室外熱交換器（13）で放熱し、室外膨張弁（14）を通過するときに減圧されて気液二相状態になり、レシーバ（15）へ流入する。レシーバ（15）から流出した冷媒は、冷却熱交換器（16）で冷却される。冷却熱交換器（16）で冷却された冷媒は、冷設ユニット（50）と室内ユニット（60）とに分流する。

【0100】

冷設膨張弁（53）で減圧された冷媒は、冷設熱交換器（54）で蒸発する。この結果、庫内空気が冷却される。冷設熱交換器（54）で蒸発した冷媒は、第２圧縮機（21b）に吸入され、再び圧縮される。一方、室内膨張弁（63）で減圧された冷媒は、室内熱交換器（64）で蒸発する。この結果、室内空気が冷却される。室内熱交換器（64）で蒸発した冷媒は、第３圧縮機（21c）に吸入され、再び圧縮される。

【0101】

〈暖房運転〉
図６に示すように、暖房運転では、室内ユニット（60）が暖房を行う。なお、図６は、室内ユニット（60）と冷設ユニット（50）の両方が作動すると同時に、室外熱交換器（13）が休止する状態を示す。

【0102】

図６に示す暖房運転は、第１三方弁（TV1）が第１状態となり、第２三方弁（TV2）が第２状態となる。室内膨張弁（63）の開度が適宜調節され、室外膨張弁（14）が全閉状態となり、冷設膨張弁（53）の開度が過熱度制御により調節され、減圧弁（40）の開度が適宜調節される。各冷設ユニット（50）において、冷設膨張弁（53）の開度は、冷設熱交換器（54）から流出する冷媒の過熱度が所定の目標値となるように調節される。また、暖房運転では、室内ファン（62）及び庫内ファン（52）が運転され、室外ファン（12）が停止し、第１圧縮機（21a）及び第２圧縮機（21b）が運転され、第３圧縮機（21c）は停止する。

【0103】

図６に示す暖房運転において、冷媒回路（6）では冷凍サイクルが行われ、室内熱交換器（64）が放熱器として機能し、冷設熱交換器（54）が蒸発器として機能する。図６に示す暖房運転において、室外熱交換器（13）は、実質的に休止する。

【0104】

第２圧縮機（21b）で圧縮された冷媒は、第１圧縮機（21a）に吸入される。第１圧縮機（21a）で圧縮された冷媒は、室内熱交換器（64）で放熱する。この結果、室内空気が加熱される。室内熱交換器（64）で放熱した冷媒は、室外膨張弁（14）を通過するときに減圧されて気液二相状態になり、レシーバ（15）へ流入する。レシーバ（15）から流出した冷媒は、冷却熱交換器（16）で冷却される。冷却熱交換器（16）で冷却された冷媒は、冷設膨張弁（53）で減圧された後、冷設熱交換器（54）で蒸発する。この結果、庫内空気が冷却される。冷設熱交換器（54）で蒸発した冷媒は、第２圧縮機（21b）に吸入され、再び圧縮される。

【0105】

この暖房運転では、冷設ユニット（50）が停止する場合がある。この場合は、冷設ユニット（50）に対応する第２圧縮機（21b）が停止し、第３圧縮機（21c）が作動し、室外熱交換器（13）が蒸発器として機能する。そして、冷却熱交換器（16）で冷却された冷媒は、室外第３管（o3）を流れ、室外膨張弁（14）を通過する際に減圧されてから室外熱交換器（13）へ流入し、室外熱交換器（13）において蒸発した後に第３圧縮機（21c）へ吸入される。

【0106】

また、この暖房運転では、室外熱交換器（13）が放熱器として機能する場合がある。この場合は、第２三方弁（TV2）が第１状態に設定され、第１圧縮機（21a）から吐出された冷媒の一部が室外熱交換器（13）へ送られて室外空気へ放熱する。

【0107】

また、この暖房運転では、室外熱交換器（13）が蒸発器として機能する場合がある。この場合は、第２三方弁（TV2）が第２状態に設定され、第３圧縮機（21c）が作動する。冷却熱交換器（16）で冷却された冷媒の一部は、室外第３管（o3）を流れ、室外膨張弁（14）を通過する際に減圧されてから室外熱交換器（13）へ流入し、室外熱交換器（13）において蒸発した後に第３圧縮機（21c）へ吸入される。

【0108】

－油分離回路の動作－
油分離回路（80）は、圧縮要素（20）から冷媒と共に吐出された潤滑油を、圧縮要素（20）へ戻すための動作を行う。また、油分離回路（80）は、圧縮要素（20）の運転容量を調節するための動作も行う。

【0109】

〈潤滑油を圧縮要素へ戻す動作〉
油分離器（45）の本体容器（46）には、第１圧縮機（21a）から吐出された冷媒が、入口管（47）を通って流入する。この冷媒には、油滴状の潤滑油が含まれている。冷媒に含まれる潤滑油は、本体容器（46）の内部において冷媒から分離され、本体容器（46）の底部に溜まる。本体容器（46）の底部に溜まった潤滑油は、第２出口管（49）を通って主油戻し管（81）の幹管（81a）へ流入する。一方、本体容器（46）の内部において潤滑油を除去された冷媒は、第１出口管（48）を通って第２高圧配管（72）へ流入する。

【0110】

通常の運転状態において、油分離回路（80）では、第１主調節弁（82b）及び第２主調節弁（82c）が開状態となり、第１副調節弁（86）が閉状態となる。油分離器（45）から主油戻し管（81）の幹管（81a）へ流入した潤滑油は、その一部が第１分岐管（81b）を通って第２圧縮機（21b）の第２ケーシング（22b）の内部空間（23b）へ流入し、残りが第２分岐管（81c）を通って第３圧縮機（21c）の第３ケーシング（22c）の内部空間（23c）へ流入する。

【0111】

〈圧縮要素の運転容量を調節する動作〉
上述したように、油分離回路（80）の第１副油戻し管（85）は、圧縮要素（20）の運転容量を調節するためのガス配管を兼ねる。油分離回路（80）は、第１副油戻し管（85）を用いて、圧縮要素（20）の運転容量を調節するための動作を行う。

【0112】

油分離器（45）の本体容器（46）に溜まった潤滑油の量が少ない状態になると、本体容器（46）内のガス冷媒の一部は、潤滑油と共に第２出口管（49）へ流入する。この状態において第１副調節弁（86）が開状態になると、第２出口管（49）へ流入した冷媒は、第１副油戻し管（85）を通って第１低圧配管（74）へ流入する。その後、冷媒は、冷設ユニット（50）において蒸発した冷媒と共に第２圧縮機（21b）の第２吸入管（24b）へ流入し、第２圧縮機構（26b）へ吸入されて圧縮される。

【0113】

このように、第１副調節弁（86）が開状態になると、第１圧縮機（21a）から油分離器（45）へ流入した冷媒は、その一部が第１副油戻し管（85）を通って第２圧縮機（21b）へ吸入される。第１副調節弁（86）の開度を調節すると、第１副油戻し管（85）を流れる冷媒の流量が変化し、それに伴って油分離器（45）の第１出口管（48）から第１高圧配管（71）へ流入する冷媒の流量（言い換えると、圧縮要素（20）から吐出されて切換ユニット（30）へ向かう冷媒の流量）が変化する。このように、第１副油戻し管（85）を流れる冷媒の流量を調節することによって、圧縮要素（20）の運転容量が調節される。

【0114】

－圧縮要素における潤滑油の流れ－
第２圧縮機（21b）と第３圧縮機（21c）のそれぞれにおいて、ケーシング（22b,22c）に貯留された潤滑油は、圧縮機構（26b,26c）へ供給されて圧縮機構（26b,26c）の潤滑に利用される。圧縮機構（26b,26c）へ供給された潤滑油の一部は、冷媒と共に圧縮機構（26b,26c）からケーシング（22b,22c）の内部空間（23b,23c）へ吐出される。内部空間（23b,23c）内を冷媒と共に流れる潤滑油は、吐出管（25b,25c）から中間圧配管（73）へ流入し、冷媒と共に第１圧縮機（21a）へ吸入される。

【0115】

第１圧縮機（21a）において、第１ケーシング（22a）に貯留された潤滑油は、第１圧縮機構（26a）へ供給されて第１圧縮機構（26a）の潤滑に利用される。第１圧縮機構（26a）の潤滑に利用された潤滑油の一部と、冷媒と共に第１圧縮機構（26a）へ吸入された潤滑油とは、冷媒と共に第１圧縮機構（26a）から第１ケーシング（22a）の内部空間（23a）へ吐出される。内部空間（23a）内を冷媒と共に流れる潤滑油は、第１吐出管（25a）から第１高圧配管（71）へ流入し、その後に油分離器（45）へ流入する。

【0116】

－室外制御器の制御動作－
室外制御器（110）が行う制御動作について説明する。ここでは、室外制御器（110）が行う第１動作および第２動作について、説明する。

【0117】

なお、室外制御器（110）は、これらの動作の他に、室外ユニット（10）に設けられた機器を制御する動作を行う。例えば、室外制御器（110）は、室外ファン（12）の回転速度を調節する動作や、減圧弁（40）の開度を調節する動作などを行う。

【0118】

〈第１動作〉
第１動作において、室外制御器（110）は、各圧縮機（21a,21b,21c）の運転周波数を調節する。室外制御器（110）は、中間圧センサ（93）の計測値に基づいて第１圧縮機（21a）の運転周波数を調節し、第１吸入圧センサ（91）の計測値に基づいて第２圧縮機（21b）の運転周波数を調節し、第２吸入圧センサ（92）の計測値に基づいて第３圧縮機（21c）の運転周波数を調節する。

【0119】

具体的に、室外制御器（110）は、中間圧センサ（93）の計測値MPが目標値MP_tgを上回ると第１圧縮機（21a）の運転周波数を引き上げ、中間圧センサ（93）の計測値MPが目標値MP_tgを下回ると第１圧縮機（21a）の運転周波数を引き下げる。また、室外制御器（110）は、第１吸入圧センサ（91）の計測値LP1が目標値LP1_tgを上回ると第２圧縮機（21b）の運転周波数を引き上げ、第１吸入圧センサ（91）の計測値LP1が目標値LP1_tgを下回ると第２圧縮機（21b）の運転周波数を引き下げる。また、室外制御器（110）は、第２吸入圧センサ（92）の計測値LP2が目標値LP2_tgを上回ると第３圧縮機（21c）の運転周波数を引き上げ、第２吸入圧センサ（92）の計測値LP2が目標値LP2_tgを下回ると第３圧縮機（21c）の運転周波数を引き下げる。

【0120】

また、この第１動作において、室外制御器（110）は、第１主調節弁（82b）及び第２主調節弁（82c）を開状態に保ち、第１副調節弁（86）を閉状態に保つ。油分離器（45）に存在する潤滑油は、主油戻し管（81）を通って第２圧縮機（21b）と第３圧縮機（21c）のそれぞれに供給される。

【0121】

第１動作中に第２圧縮機（21b）の運転周波数が下限周波数になると、室外制御器（110）は、第１動作を終了して第２動作を開始する。本実施形態では、第２圧縮機（21b）の運転周波数が下限周波数であるときの第２圧縮機構（26b）の回転速度が、基準速度である。

【0122】

〈第２動作〉
第２動作において、室外制御器（110）は、第１副調節弁（86）の開度を調節する。この第２動作において、室外制御器（110）は、図７に示すステップＳＴ１からステップＳＴ５の処理を行う。

【0123】

室外制御器（110）は、第２動作を開始すると、最初にステップＳＴ１の処理を行う。このステップＳＴ１の処理において、室外制御器（110）は、第１主調節弁（82b）および第２主調節弁（82c）を閉状態とし、第１副調節弁（86）を開状態にする。その結果、油分離回路（80）は、油分離器（45）の潤滑油が主油戻し管（81）の第１分岐管（81b）を通って第２圧縮機（21b）へ供給される状態から、油分離器（45）の潤滑油が第１副油戻し管（85）を通って第２圧縮機（21b）へ供給される状態に切り換わる。

【0124】

また、ステップＳＴ１の処理において、室外制御器（110）は、第１副調節弁（86）の開度を所定の下限開度に設定し、所定時間（本実施形態では、３０秒間）に亘って、第１副調節弁（86）の開度を下限開度に保持する。

【0125】

なお、第２動作中において、第１副調節弁（86）の開度は、常に下限開度以上に保たれる。その結果、第２動作中には、第２圧縮機（21b）へ常に油分離器（45）から潤滑油が供給される。この下限開度は、油分離器（45）から第２圧縮機（21b）へ供給される潤滑油の流量を確保できるような開度に設定される。

【0126】

次に、室外制御器（110）は、ステップＳＴ２の処理を行う。このステップＳＴ２の処理において、室外制御器（110）は、第１吸入圧センサ（91）の計測値LP1を、所定の目標低圧LP1_tgと比較する。そして、室外制御器（110）は、第１吸入圧センサ（91）の計測値LP1が目標低圧LP1_tgを下回るという条件（LP1＜LP1_tg）が成立した場合はステップＳＴ３の処理を行う一方、この条件が成立しない場合はステップＳＴ４の処理を行う。

【0127】

ステップＳＴ３の処理において、室外制御器（110）は、第１副調節弁（86）の開度を所定値だけ拡大し、その後に第１副調節弁（86）の開度を所定時間（本実施形態では、３０秒間）に亘って保持する。ステップＳＴ３の処理が終了すると、室外制御器（110）は、ステップＳＴ２の処理を再び行う。

【0128】

第１吸入圧センサ（91）の計測値LP1が目標低圧LP1_tgを下回る場合は、第２圧縮機（21b）の運転周波数が下限周波数になっているにも拘わらず、圧縮要素（20）の運転容量が冷設ユニット（50）の冷却負荷に対して過大になっている。そこで、この場合、室外制御器（110）は、第１副調節弁（86）の開度を拡大し、第１副油戻し管（85）を通って第２圧縮機（21b）へ吸入される冷媒の流量を増やすことによって、圧縮要素（20）の運転容量を引き下げる。

【0129】

ステップＳＴ４の処理において、室外制御器（110）は、第１吸入圧センサ（91）の計測値LP1を、所定の目標低圧LP1_tgと比較する。そして、室外制御器（110）は、第１吸入圧センサ（91）の計測値LP1が目標低圧LP1_tgを上回るという条件（LP1＞LP1_tg）が成立した場合はステップＳＴ５の処理を行う一方、この条件が成立しない場合はステップＳＴ２の処理を再び行う。

【0130】

ステップＳＴ５の処理において、室外制御器（110）は、第１副調節弁（86）の開度を所定値だけ縮小し、その後に第１副調節弁（86）の開度を所定時間（本実施形態では、３０秒間）に亘って保持する。ステップＳＴ５の処理が終了すると、室外制御器（110）は、ステップＳＴ２の処理を再び行う。

【0131】

第１吸入圧センサ（91）の計測値LP1が目標低圧LP1_tgを上回る場合は、圧縮要素（20）の運転容量が冷設ユニット（50）の冷却負荷に対して過小になっている。そこで、この場合、室外制御器（110）は、第１副調節弁（86）の開度を縮小し、第１副油戻し管（85）を通って第２圧縮機（21b）へ吸入される冷媒の流量を減らすことによって、圧縮要素（20）の運転容量を引き上げる。

【0132】

第２動作中に第１吸入圧センサ（91）の計測値LP1が目標低圧LP1_tgを上回り（LP1＞LP1_tg）、且つ第１副調節弁（86）の開度が下限開度になった場合、室外制御器（110）は、第２動作を終了して第１動作を開始する。この場合は、第１副調節弁（86）の開度を下限開度に設定しても、圧縮要素（20）の運転容量が冷設ユニット（50）の冷却負荷に対して過小となっている。そこで、この場合、室外制御器（110）は、第１副油戻し管（85）を通じて第２圧縮機（21b）へ冷媒を供給する動作を終了し、各圧縮機構（26a,26b,26c）の運転周波数を調節することによって圧縮要素（20）の運転容量を制御する。

【0133】

ここで、ステップＳＴ５の処理において、室外制御器（110）が第１副調節弁（86）の開度を縮小した結果、第１副調節弁（86）の開度が下限開度になった場合は、その時点で、第２動作から第１動作への切り換え条件が成立する。従って、この場合、室外制御器（110）は、所定時間（本実施形態では、３０秒間）に亘って第１副調節弁（86）の開度を下限開度に保持する動作を省略し、直ちに第２動作を終了して第１動作を開始してもよい。

【0134】

－実施形態１の特徴（１）－
本実施形態の室外ユニット（10）は、冷設ユニット（50）に接続され、該冷設ユニット（50）との間で冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う。室外ユニット（10）は、圧縮要素（20）と、油分離器（45）と、主油戻し管（81）と、第１主調節弁（82b）と、第１副油戻し管（85）と、第１副調節弁（86）とを備える。圧縮要素（20）は、低圧冷媒を吸入して圧縮し、圧縮後の高圧冷媒を吐出する。油分離器（45）は、高圧冷媒から潤滑油を分離する。主油戻し管（81）は、圧縮要素（20）のうち圧力が低圧冷媒よりも高くて高圧冷媒よりも低い部分である中間圧部（23b）に、油分離器（45）を接続する。第１主調節弁（82b）は、主油戻し管（81）に設けられる。第１副油戻し管（85）は、圧縮要素（20）のうち低圧冷媒が流れる部分である低圧部（24b）に、油分離器（45）を接続する。第１副調節弁（86）は、第１副油戻し管（85）に設けられる。

【0135】

本実施形態の室外ユニット（10）において、主油戻し管（81）は、第２圧縮機（21b）の第２ケーシング（22b）の内部空間（23b）に、直接に接続される。第２圧縮機（21b）の第２ケーシング（22b）の内部空間（23b）は、圧縮要素（20）の中間圧部である。一方、第１副油戻し管（85）は、第２圧縮機（21b）の第２吸入管（24b）に、第１低圧配管（74）を介して接続される。第２圧縮機（21b）の第２吸入管（24b）は、圧縮要素（20）の低圧部である。

【0136】

本実施形態の室外ユニット（10）において、第１主調節弁（82b）を開くと、油分離器（45）の潤滑油が主油戻し管（81）を通って圧縮要素（20）の中間圧部（23b）へ供給され、第１副調節弁（86）を開くと、油分離器（45）の潤滑油が第１副油戻し管（85）を通って圧縮要素（20）の低圧部（24b）へ供給される。

【0137】

本実施形態の室外ユニット（10）において、油分離器（45）の内圧は、圧縮要素（20）から吐出された高圧冷媒の圧力と実質的に等しく、油分離器（45）と低圧部（24b）の圧力差は、油分離器（45）と中間圧部（23b）の圧力差よりも大きい。このため、油分離器（45）と中間圧部（23b）の圧力差が小さく、油分離器（45）から圧縮要素（20）へ供給される潤滑油の量が少なくなり過ぎるときには、第１副調節弁（86）を開いて油分離器（45）から低圧部（24b）へ潤滑油を供給することによって、油分離器（45）から圧縮要素（20）へ供給される潤滑油の量を増加させることができる。その結果、油分離器（45）から圧縮要素（20）へ供給される潤滑油の量を確保できる。

【0138】

－実施形態１の特徴（２）－
本実施形態の圧縮要素（20）は、第１圧縮機構（26a）と、第２圧縮機構（26b）とを有する。第２圧縮機構（26b）は、圧縮要素（20）へ流入した冷媒を吸入して圧縮する。第１圧縮機構（26a）は、第２圧縮機構（26b）が圧縮した冷媒を吸入して更に圧縮する。

【0139】

本実施形態の圧縮要素（20）へ流入した冷媒は、第２圧縮機構（26b）によって圧縮され、その後に第１圧縮機構（26a）によって更に圧縮される。

【0140】

－実施形態１の特徴（３）－
本実施形態の圧縮要素（20）において、第２圧縮機構（26b）と第１圧縮機構（26a）のそれぞれは、電動機（27a,27b）によって回転駆動される流体機械である。本実施形態の室外ユニット（10）は、室外制御器（110）を更に備える。室外制御器（110）は、第１動作と第２動作とを行う。第１動作は、第２圧縮機構（26b）の回転速度が基準速度よりも高いときに、第１主調節弁（82b）を開状態にして第１副調節弁（86）を閉状態にする動作である。第２動作は、第２圧縮機構（26b）の回転速度が基準速度以下のときに、第１副調節弁（86）を開状態にする動作である。本実施形態において、基準速度は、第２圧縮機（21b）の運転周波数が下限周波数であるときの第２圧縮機構（26b）の回転速度である。

【0141】

本実施形態の室外ユニット（10）において、室外制御器（110）は、第２圧縮機構（26b）の回転速度に応じて第１動作と第２動作を切り換えて行う。第２圧縮機構（26b）の回転速度が基準速度よりも高いときは、主油戻し管（81）を通じて油分離器（45）の潤滑油が圧縮要素（20）の中間圧部（23b）へ供給される。第２圧縮機構（26b）の回転速度が基準速度以下のときは、第１副油戻し管（85）を通じて油分離器（45）の潤滑油が圧縮要素（20）の低圧部（24b）へ供給される。

【0142】

第１副調節弁（86）が開状態になると、第１圧縮機（21a）から吐出されて油分離器（45）へ流入した冷媒の一部が、第１副油戻し管（85）を通って第２圧縮機（21b）の第２吸入管（24b）へ送られる。このため、第１副調節弁（86）を開状態にすると、圧縮要素（20）の運転容量を引き下げることができる。従って、本実施形態によれば、第１副調節弁（86）を制御することによって、圧縮要素（20）の運転容量の調節範囲を拡大できる。その結果、第２圧縮機（21b）の発停回数を削減でき、第２圧縮機（21b）の信頼性を向上させることができる。

【0143】

－実施形態１の特徴（４）－
本実施形態の室外制御器（110）は、第２動作において、第１副調節弁（86）を開状態に保ち、且つ第２圧縮機構（26b）へ吸入される冷媒の圧力に基づいて第１副調節弁（86）の開度を調節する。

【0144】

本実施形態の室外制御器（110）は、第２動作中に、第１副調節弁（86）の開度を調節する。圧縮要素（20）から吐出された冷媒の一部が潤滑油と共に第１副油戻し管（85）を流れる状態において、第１副調節弁（86）の開度が変化すると、第１副油戻し管（85）を流れる潤滑油および冷媒の流量が変化する。この状態において、第１副油戻し管（85）を流れる冷媒を流量が変化すると、圧縮要素（20）から吐出されて油分離器（45）の下流へ流れる冷媒の流量が変化する。従って、本実施形態によれば、第１副調節弁（86）の開度を調節することによって、圧縮要素（20）の運転容量を調節できる。

【0145】

また、本実施形態の室外制御器（110）は、第２動作中に、第１副調節弁（86）を常に開状態に保つ。このため、室外制御器（110）の第２動作中には、第１副油戻し管（85）を通じて油分離器（45）から圧縮要素（20）の低圧部（24b）へ潤滑油が供給され続ける。従って、本実施形態によれば、油分離器（45）から圧縮要素（20）へ送り返される潤滑油の量を確保しつつ、第１副調節弁（86）の開度を調節することによって、圧縮要素（20）の運転容量を調節できる。

【0146】

－実施形態１の特徴（５）－
本実施形態の室外制御器（110）は、第２動作において、第１主調節弁（82b）を閉状態に保つ。従って、第２動作中には、第１主調節弁（82b）が閉状態になり、第１副調節弁（86）が開状態になる。

【0147】

－実施形態１の特徴（６）－
本実施形態の圧縮要素（20）において、主油戻し管（81）によって油分離器（45）に接続される中間圧部（23b）は、圧縮要素（20）において第２圧縮機構（26b）が圧縮して吐出した冷媒が存在する部分である。また、この圧縮要素（20）において、第１副油戻し管（85）によって油分離器（45）に接続される低圧部（24b）は、圧縮要素（20）において第２圧縮機構（26b）へ吸入される冷媒が存在する部分である。

【0148】

本実施形態の圧縮要素（20）では、冷媒の流通経路における第２圧縮機構（26b）と第１圧縮機構（26a）の間の部分が中間圧部（23b）となり、冷媒の流通経路における第２圧縮機構（26b）の上流側の部分が低圧部（24b）となる。

【0149】

－実施形態１の特徴（７）－
本実施形態の圧縮要素（20）は、第１圧縮機（21a）と第２圧縮機（21b）とを有する。第２圧縮機（21b）には、第２圧縮機構（26b）と、第２圧縮機構（26b）を収容する第２ケーシング（22b）とが設けられる。第１圧縮機（21a）には、第１圧縮機構（26a）と、第１圧縮機構（26a）を収容する第１ケーシング（22a）とが設けられる。第２圧縮機（21b）において、第２圧縮機構（26b）は、圧縮した冷媒を第２ケーシング（22b）の内部空間（23b）へ吐出する。主油戻し管（81）は、中間圧部である第２ケーシング（22b）の内部空間（23b）に、油分離器（45）を接続する。

【0150】

本実施形態の圧縮要素（20）は、第２圧縮機（21b）と第１圧縮機（21a）とを備える。圧縮要素（20）では、第２圧縮機（21b）の第２ケーシング（22b）の内部空間（23b）が、中間圧部となる。第１主調節弁（82b）が開状態であるときは、潤滑油が主油戻し管（81）を通って油分離器（45）から第２ケーシング（22b）の内部空間（23b）へ供給される。

【0151】

－実施形態１の特徴（８）－
本実施形態の冷凍装置（1）は、室外ユニット（10）と、冷設ユニット（50）と、室外ユニット（10）と冷設ユニット（50）を連絡配管（2,3,4,5）で接続することによって構成された冷媒回路（6）とを備える。この冷凍装置（1）は、冷媒回路（6）において冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う。

【0152】

《実施形態２》
実施形態２について説明する。本実施形態の冷凍装置（1）は、実施形態１の冷凍装置（1）において、油分離回路（80）と室外制御器（110）とを変更したものである。ここでは、本実施形態の冷凍装置（1）について、実施形態１の冷凍装置（1）と異なる点を説明する。

【0153】

－油分離回路の構成－
図８に示すように、本実施形態の油分離回路（80）には、第２副油戻し管（87）が追加されている。

【0154】

第２副油戻し管（87）は、油分離器（45）の潤滑油を圧縮要素（20）の低圧部へ導入するための配管である。また、後述するように、第２副油戻し管（87）は、圧縮要素（20）の運転容量を調節するためのガス配管を兼ねる。

【0155】

第２副油戻し管（87）は、一端が主油戻し管（81）の幹管（81a）に接続し、他端が第２低圧配管（75）に接続する。第２副油戻し管（87）は、主油戻し管（81）の幹管（81a）を介して、油分離器（45）の第２出口管（49）に接続される。第２副油戻し管（87）には、第２副調節弁（88）が設けられる。第２副調節弁（88）は、開度可変の流量調節弁である。

【0156】

第２副油戻し管（87）は、油分離器（45）を、第２低圧配管（75）を介して第３圧縮機（21c）の第３吸入管（24c）に接続する。第３圧縮機（21c）の第３吸入管（24c）は、圧縮要素（20）の低圧部である。第２副油戻し管（87）は、油分離器（45）を第３圧縮機（21c）の第３吸入管（24c）に接続する第２配管である。また、第２副油戻し管（87）に設けられた第２副調節弁（88）は、第２副油戻し管（87）を流れる流体の流量を調節する第２弁である。

【0157】

－油分離回路の動作－
本実施形態の油分離回路（80）は、上述した第１副油戻し管（85）を用いて圧縮要素（20）の運転容量を調節する動作に加えて、第２副油戻し管（87）を用いて圧縮要素（20）の運転容量を調節する動作を行う。

【0158】

油分離器（45）の本体容器（46）に溜まった潤滑油の量が少ない状態になると、本体容器（46）内のガス冷媒の一部は、潤滑油と共に第２出口管（49）へ流入する。この状態において第２副調節弁（88）が開状態になると、第２出口管（49）へ流入した冷媒は、第２副油戻し管（87）を通って第２低圧配管（75）へ流入する。その後、冷媒は、室内熱交換器（64）又は室外熱交換器（13）において蒸発した冷媒と共に第３圧縮機（21c）の第３吸入管（24c）へ流入し、第３圧縮機構（26c）へ吸入されて圧縮される。

【0159】

このように、第２副調節弁（88）が開状態になると、第１圧縮機（21a）から油分離器（45）へ流入した冷媒は、その一部が第２副油戻し管（87）を通って第３圧縮機（21c）へ吸入される。第２副調節弁（88）の開度を調節すると、第２副油戻し管（87）を流れる冷媒の流量が変化し、それに伴って油分離器（45）の第１出口管（48）から第１高圧配管（71）へ流入する冷媒の流量（言い換えると、圧縮要素（20）から吐出されて切換ユニット（30）へ向かう冷媒の流量）が変化する。このように、第２副油戻し管（87）を流れる冷媒の流量を調節することによって、圧縮要素（20）の運転容量が調節される。

【0160】

－室外制御器の制御動作－
本実施形態の室外制御器（110）は、第１動作と、上述した第１副調節弁（86）を対象とする第２動作とに加えて、第２副調節弁（88）を対象とする第２動作を行う。

【0161】

〈第１動作〉
図９に示すように、本実施形態の室外制御器（110）は、第１動作において、第１副調節弁（86）だけでなく第２副調節弁（88）も閉状態に保つ。それ以外の点において、本実施形態の室外制御器（110）が行う第１動作は、実施形態１の室外制御器（110）が行う第１動作と同じである。

【0162】

第１動作中に第３圧縮機（21c）の運転周波数が下限周波数になると、室外制御器（110）は、第１動作を終了し、第２副調節弁（88）を対象とする第２動作を開始する。本実施形態の室外制御器（110）が第２副調節弁（88）を対象とする第２動作を開始するか否かを判断する際に用いる基準速度は、第３圧縮機（21c）の運転周波数が下限周波数であるときの第３圧縮機（21c）の回転速度である。

【0163】

〈第２動作〉
第２副調節弁（88）を対象とする第２動作において、室外制御器（110）は、第２副調節弁（88）の開度を調節する。この第２動作において、室外制御器（110）は、図９に示すステップＳＴ１１からステップＳＴ１５の処理を行う。

【0164】

室外制御器（110）は、図９に示す第２動作を開始すると、最初にステップＳＴ１１の処理を行う。このステップＳＴ１１の処理において、室外制御器（110）は、第１主調節弁（82b）および第２主調節弁（82c）を閉状態とし、第２副調節弁（88）を開状態にする。その結果、油分離回路（80）は、油分離器（45）の潤滑油が主油戻し管（81）の第２分岐管（81c）を通って第３圧縮機（21c）へ供給される状態から、油分離器（45）の潤滑油が第２副油戻し管（87）を通って第３圧縮機（21c）へ供給される状態に切り換わる。

【0165】

また、ステップＳＴ１１の処理において、室外制御器（110）は、第２副調節弁（88）の開度を所定の下限開度に設定し、所定時間（本実施形態では、３０秒間）に亘って、第２副調節弁（88）の開度を下限開度に保持する。

【0166】

なお、第２動作中において、第２副調節弁（88）の開度は、常に下限開度以上に保たれる。その結果、第２動作中には、第３液連絡配管（2）から第３圧縮機（21c）へ常に油分離器（45）から潤滑油が供給される。この下限開度は、油分離器（45）から第３圧縮機（21c）へ供給される潤滑油の流量を確保できるような開度に設定される。

【0167】

次に、室外制御器（110）は、ステップＳＴ１２の処理を行う。このステップＳＴ１２の処理において、室外制御器（110）は、第２吸入圧センサ（92）の計測値LP2を、所定の目標低圧LP2_tgと比較する。そして、室外制御器（110）は、第２吸入圧センサ（92）の計測値LP2が目標低圧LP2_tgを下回るという条件（LP2＜LP2_tg）が成立した場合はステップＳＴ１３の処理を行う一方、この条件が成立しない場合はステップＳＴ１４の処理を行う。

【0168】

ステップＳＴ１３の処理において、室外制御器（110）は、第２副調節弁（88）の開度を所定値だけ拡大し、その後に第２副調節弁（88）の開度を所定時間（本実施形態では、３０秒間）に亘って保持する。ステップＳＴ１３の処理が終了すると、室外制御器（110）は、ステップＳＴ１２の処理を再び行う。

【0169】

第２吸入圧センサ（92）の計測値LP2が目標低圧LP2_tgを下回る場合は、第３圧縮機（21c）の運転周波数が下限周波数になっているにも拘わらず、圧縮要素（20）の運転容量が室内ユニット（60）の空調負荷に対して過大になっている。そこで、この場合、室外制御器（110）は、第２副調節弁（88）の開度を拡大し、第２副油戻し管（87）を通って第３圧縮機（21c）へ吸入される冷媒の流量を増やすことによって、圧縮要素（20）の運転容量を引き下げる。

【0170】

ステップＳＴ１４の処理において、室外制御器（110）は、第２吸入圧センサ（92）の計測値LP2を、所定の目標低圧LP2_tgと比較する。そして、室外制御器（110）は、第２吸入圧センサ（92）の計測値LP2が目標低圧LP2_tgを上回るという条件（LP2＞LP2_tg）が成立した場合はステップＳＴ１５の処理を行う一方、この条件が成立しない場合はステップＳＴ１２の処理を再び行う。

【0171】

ステップＳＴ１５の処理において、室外制御器（110）は、第２副調節弁（88）の開度を所定値だけ縮小し、その後に第２副調節弁（88）の開度を所定時間（本実施形態では、３０秒間）に亘って保持する。ステップＳＴ１５の処理が終了すると、室外制御器（110）は、ステップＳＴ１２の処理を再び行う。

【0172】

第２吸入圧センサ（92）の計測値LP2が目標低圧LP2_tgを上回る場合は、圧縮要素（20）の運転容量が室内ユニット（60）の空調負荷に対して過小になっている。そこで、この場合、室外制御器（110）は、第２副調節弁（88）の開度を縮小し、第２副油戻し管（87）を通って第３圧縮機（21c）へ吸入される冷媒の流量を減らすことによって、圧縮要素（20）の運転容量を引き上げる。

【0173】

第２動作中に第２吸入圧センサ（92）の計測値LP2が目標低圧LP2_tgを上回り（LP2＞LP2_tg）、且つ第２副調節弁（88）の開度が下限開度になった場合、室外制御器（110）は、第２副調節弁（88）を対象とする第２動作を終了して第１動作を開始する。この場合は、第２副調節弁（88）の開度を下限開度に設定しても、圧縮要素（20）の運転容量が室内ユニット（60）の空調負荷に対して過小となっている。そこで、この場合、室外制御器（110）は、第２副油戻し管（87）を通じて第３圧縮機（21c）へ冷媒を供給する動作を終了し、各圧縮機構（26a,26b,26c）の運転周波数を調節することによって圧縮要素（20）の運転容量を制御する。

【0174】

ここで、ステップＳＴ１５の処理において、室外制御器（110）が第２副調節弁（88）の開度を縮小した結果、第２副調節弁（88）の開度が下限開度になった場合は、その時点で、第２動作から第１動作への切り換え条件が成立する。従って、この場合、室外制御器（110）は、所定時間（本実施形態では、３０秒間）に亘って第２副調節弁（88）の開度を下限開度に保持する動作を省略し、直ちに第２動作を終了して第１動作を開始してもよい。

【0175】

《その他の実施形態》
実施形態１及び２の冷凍装置（1）については、次のような変形例を適用してもよい。なお、以下の変形例は、冷凍装置（1）の機能を損なわない限り、適宜組み合わせたり、置換したりしてもよい。

【0176】

－第１変形例－
図１０に示すように、実施形態１及び２の冷凍装置（1）では、油分離回路（80）に第３副油戻し管（83）が設けられていてもよい。なお、図１０は、実施形態１の油分離回路（80）に第３副油戻し管（83）を追加したものを示す。

【0177】

第３副油戻し管（83）は、一端が主油戻し管（81）の幹管（81a）に接続し、他端が中間圧配管（73）における中間冷却器（17）の上流側の部分に接続する。第３副油戻し管（83）は、主油戻し管（81）の幹管（81a）を介して、油分離器（45）の第２出口管（49）に接続される。第３副油戻し管（83）には、第３副調節弁（84）が設けられる。第３副調節弁（84）は、開度可変の流量調節弁である。

【0178】

－第２変形例－
実施形態１及び２の冷凍装置（1）は、室外ユニット（10）と冷設ユニット（50）とを備える一方、室内ユニット（60）が省略されていてもよい。この変形例の冷凍装置（1）は、専ら庫内の冷却を行う。また、この変形例の冷凍装置（1）を構成する室外ユニット（10）では、第３圧縮機（21c）が省略される。

【0179】

また、本変形例の圧縮要素（20）において、第１圧縮機構（26a）と第２圧縮機構（26b）とは、一つのケーシングに収容され、一つの電動機によって回転駆動されてもよい。

【0180】

－第３変形例－
実施形態１及び２の冷凍装置（1）が備える利用側ユニットは、室内の空気調和を行う室内ユニット（60）に限定されない。本実施形態の冷凍装置（1）において、利用側ユニットは、冷媒によって水を加熱し又は冷却するように構成されていてもよい。本変形例の利用側ユニットには、冷媒と水を熱交換させる熱交換器が、利用側熱交換器として設けられる。

【0181】

－第４変形例－
実施形態１及び２の冷凍装置（1）は、利用側ユニットとして、温蔵庫の庫内空気を加熱する加熱ユニットを備えていてもよい。この加熱ユニットは、温蔵庫の庫内空間を対象空間とし、庫内空間の温度（具体的には、庫内空間の気温）が設定温度となるように、その利用側熱交換器において加熱した空気を庫内空間へ吹き出す。

【0182】

以上、実施形態および変形例を説明したが、特許請求の範囲の趣旨および範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。また、以上の実施形態および変形例は、本開示の対象の機能を損なわない限り、適宜組み合わせたり、置換したりしてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0183】

以上説明したように、本開示は、熱源ユニットおよび冷凍装置について有用である。

【符号の説明】

【0184】

1 冷凍装置
2 第１液連絡配管 （連絡配管）
3 第１ガス連絡配管（連絡配管）
4 第２液連絡配管 （連絡配管）
5 第２ガス連絡配管（連絡配管）
6 冷媒回路
10 熱源ユニット（室外ユニット）
20 圧縮要素
21a 第１圧縮機（高段圧縮機）
21b 第２圧縮機（低段圧縮機）
21c 第３圧縮機（低段圧縮機）
22a 第１ケーシング（高段ケーシング）
22b 第２ケーシング（低段ケーシング）
22c 第３ケーシング（低段ケーシング）
23b 内部空間（中間圧部）
23c 内部空間（中間圧部）
24b 第２吸入管（低圧部）
24c 第３吸入管（低圧部）
26a 第１圧縮機構（高段圧縮機構）
26b 第２圧縮機構（低段圧縮機構）
26c 第３圧縮機構（低段圧縮機構）
27a 第１電動機（電動機）
27b 第２電動機（電動機）
27c 第３電動機（電動機）
43 油分離器
50 冷設ユニット（利用側機器）
60 室内ユニット（利用側機器）
81 主油戻し管（第１配管）
82b 第１主調節弁（第１弁）
85 第１副油戻し管（第２配管）
86 第１副調節弁（第２弁）
110 制御器（制御器）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】