| 【発明の名称】 |
冷凍装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】間 誠
【氏名】清水 栄一
【氏名】西川 弘
【氏名】西川 剛弘
【氏名】里 和哉
【氏名】坂本 泰生
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| 【要約】 |
【課題】潤滑油の分離を効率的に行えるようにする。
【解決手段】密閉ケース内に圧縮要素と駆動要素とを備えると共に、当該密閉ケース内に潤滑油を貯留し、少なくとも圧縮要素の摺動部を潤滑油で潤滑しながら熱媒体を圧縮する圧縮機１０と、熱媒体を冷却する第１熱交換器３０と、熱媒体を減圧する減圧器５０と、熱媒体を加熱する第２熱交換器４０と、第１熱交換器３０と減圧器５０との間に配設されて、該第１熱交換器３０から吐出された熱媒体に含まれている潤滑油を分離するオイルセパレータ２０と、該オイルセパレータ２０で分離された潤滑油を圧縮機１０に戻すように設けられた戻管２１とにより冷凍装置を構成する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 密閉ケース内に圧縮要素と駆動要素とを備えると共に、当該密閉ケース内に潤滑油を貯留し、少なくとも前記圧縮要素の摺動部を前記潤滑油で潤滑しながら熱媒体を圧縮する圧縮機と、この圧縮機で圧縮された熱媒体が流れる第１熱交換器と、この第１熱交換器からの熱媒体を減圧する減圧器と、この減圧器からの熱媒体が流れる第２熱交換器と、前記第１熱交換器と前記減圧器との間に配設されて、該第１熱交換器から吐出された熱媒体に含まれている潤滑油を分離するオイルセパレータと、該オイルセパレータで分離された前記潤滑油を前記圧縮機に戻すように設けられた戻管とを有することを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】 前記圧縮機がロータリ圧縮機又はレシプロ圧縮機であることを特徴とする請求項１記載の冷凍装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、二酸化炭素を熱媒体として用いた冷凍装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、冷凍装置は種々の技術分野に用いられている。図２は、かかる冷凍装置の回路図である。
【０００３】図２に示す冷凍装置は、熱媒体を圧縮する圧縮機１１０、熱媒体を凝縮させる第１熱交換器１３０、熱媒体を減圧する減圧器１５０、熱媒体を蒸発させる第２熱交換器１４０等を有して、Ｒ−２２等の塩素を含む熱媒体（以下、特定フロンガスと記載する）が用いられている。
【０００４】そして、例えばこのような冷凍装置を空気調和機に用い冷房運転するような場合には、圧縮機１１０で圧縮された熱媒体は、第１熱交換器１３０で外気と熱交換することにより凝縮して液化し、この液状熱媒体が減圧器１５０で減圧される。
【０００５】その後、熱媒体は第２熱交換器１４０に供給されて、ここで室内空気と熱交換することにより加熱されて蒸発する。室内空気は逆に冷却されて、室内の冷房が行われる。
【０００６】なお、圧縮機１１０には、レシプロ圧縮機、ロータリ圧縮機、スクロール圧縮機等種々の構成があり、いずれの構成の圧縮機１１０でも内部に圧縮室を備えた圧縮要素が設けられて、この圧縮室がメカニカルに縮小することにより熱媒体を圧縮している。
【０００７】従って、摺動部の発生は避けられず、この摺動部の摩耗を抑制等するために潤滑油が用いられている。
【０００８】潤滑油は摺動部のみを潤滑すればよいが、現実には圧縮室内にも紛れ込み、この結果として潤滑油が熱媒体中に含まれるようになる。
【０００９】このように熱媒体が潤滑油を含むようになると、熱媒体の特性が劣化して冷凍装置における冷凍効率等を低下させてしまう。
【００１０】そこで、圧縮機１１０から吐出された熱媒体に含まれる潤滑油を除去するために、オイルセパレータ１２０が設けられている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構成の冷凍装置に用いられている熱媒体が特定フロンガスであるため、第１熱交換器１３０の後にオイルセパレータ１２０を用いることができない問題があった。
【００１２】即ち、熱媒体に含まれる潤滑油を分離するには、固溶度の関係から分離対象となる熱媒体の温度が低いことが好ましい。この意味から、温度が低くなると共に、冷凍効率に余り影響を与えない場所にオイルセパレータ１２０を設けることが望まれる。
【００１３】かかる場所としては、第１熱交換器１３０と減圧器１５０との間が考えられるが、特定フロンガスは第１熱交換器１３０で熱交換すると殆ど液化してしまい、この第１熱交換器１３０と減圧器１５０との間にオイルセパレータ１２０を配設して潤滑油の分離を行うことは困難である。
【００１４】このような観点から従来は、圧縮機１１０と第１熱交換器１３０との間にオイルセパレータ１２０を設けて潤滑油の分離を行っている。
【００１５】しかし、圧縮機１１０から吐出された熱媒体の温度が高いため潤滑油の分離効率を高めることができず冷凍効率等を向上させることが困難であった。
【００１６】加えて、上記特定フロンガスがオゾン層を破壊する原因となり規制対象となるにおよび、かかる環境破壊の恐れのない熱媒体が求められている。
【００１７】そこで、本発明は、オゾン層を破壊しない安全な熱媒体を用い、かつ、潤滑油の分離が効率的に行えるようにして冷凍効率を向上させた冷凍装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため、請求項１にかかる発明は、密閉ケース内に圧縮要素と駆動要素とを備えると共に、当該密閉ケース内に潤滑油を貯留し、少なくとも圧縮要素の摺動部を潤滑油で潤滑しながら熱媒体を圧縮する圧縮機と、この圧縮機で圧縮された熱媒体が流れる第１熱交換器と、この第１熱交換器からの熱媒体を減圧する減圧器と、この減圧器からの熱媒体が流れる第２熱交換器と、第１熱交換器と減圧器との間に配設されて、該第１熱交換器から吐出された熱媒体に含まれている潤滑油を分離するオイルセパレータと、該オイルセパレータで分離された潤滑油を圧縮機に戻すように設けられた戻管とを有することを特徴とする。
【００１９】請求項２にかかる発明は、圧縮機がロータリ圧縮機又はレシプロ圧縮機であることを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図を参照して説明する。図１は空気調和機を例にした冷凍装置の回路図で、熱媒体を圧縮するロータリ圧縮機やレシプロ圧縮機等の圧縮機１０、熱媒体中に含まれる潤滑油を分離するオイルセパレータ２０、熱媒体が外気等と熱交換することにより冷却される第１熱交換器３０、熱媒体を減圧する減圧器５０、熱媒体が室内空気等と熱交換することにより加熱される第２熱交換器４０、一端が圧縮機１０の密閉ケースに固着されてオイルセパレータ２０で分離した潤滑油をこの密閉ケース内に戻す戻管２１等を有して、熱媒体として二酸化炭素が用いられている。
【００２１】なお、二酸化炭素は第１熱交換器３０で冷却されても特定フロンガスのように凝縮することはないが、特定フロンガスを用いる冷凍装置との対応を図るため敢て第１熱交換器３０と記載した。従って、第２熱交換器４０においても二酸化炭素は蒸発することはない。
【００２２】無論、熱媒体が二酸化炭素であるか特定フロンガスであるかを問わず、第１熱交換器３０及び第２熱交換器４０での作用は同じである。
【００２３】なお二酸化炭素は、特定フロンのように塩素を含まないためオゾン層破壊の原因とならず環境破壊する恐れがない。
【００２４】そして、圧縮機１０で圧縮されて高温高圧になった熱媒体は第１熱交換器３０に供給され、この第１熱交換器３０で熱交換して冷却される。
【００２５】このとき空気調和機が冷房運転のときは、第１熱交換器３０で熱媒体が外気等と熱交換して熱を失い冷却される。また、暖房運転のときは、第１熱交換器３０で熱媒体が室内空気と熱交換することにより冷却され、その結果室内空気が加熱されて室内が暖房される。
【００２６】第１熱交換器３０で冷却された熱媒体は、オイルセパレータ２０を介して減圧器５０に供給されて減圧され、第２熱交換器４０に供給される。
【００２７】圧縮機１０は圧縮要素及び駆動要素等を有し、これらが密閉ケース内に収納されている。
【００２８】圧縮要素には圧縮室が設けられて、駆動要素からの動力によりこの圧縮室の空間容積が拡張及び縮小することにより熱媒体が吸気され圧縮されて機外に吐出される。
【００２９】そして密閉ケース内には潤滑油が貯留され、圧縮室における可動部分等の摩耗を抑制しているが、潤滑油の一部は熱媒体に含まれた状態で機外に吐出されるので、この潤滑油をオイルセパレータ２０で分離し、分離された潤滑油は戻管２１により圧縮機１０に戻されるようになっている。
【００３０】上述したように二酸化炭素は凝縮しないので、第１熱交換器３０から吐出された熱媒体の温度は低下するものの気体の状態である。
【００３１】従って、潤滑油の固溶度は小さくなっており、効率的に熱媒体と潤滑油とを分離できるようになり冷凍効率が低下したりする事態を抑制することが可能になる。
【００３２】このようにして潤滑油が除去された熱媒体は、第２熱交換器４０で熱交換して加熱される。
【００３３】このとき空気調和機が冷房運転のときは、第２熱交換器４０で熱媒体は室内空気と熱交換することにより加熱され、この結果室内空気が冷却されて冷房が行われる。また、暖房運転のときは、第２熱交換器４０で熱媒体が外気等と熱交換することにより冷却される。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように請求項１にかかる発明によれば、熱媒体として二酸化炭素を用い、オイルセパレータを第１熱交換器と減圧器との間に配設したので、熱媒体に含まれている潤滑油が効率的に分離できて冷凍効率を向上さることが可能になる。
【００３５】請求項２にかかる発明によれば、圧縮機にロータリ圧縮機又はレシプロ圧縮機を用いたので、簡単な構成で熱媒体に含まれている潤滑油が効率的に分離でき、冷凍効率を向上さることが可能になる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１８８９
【氏名又は名称】三洋電機株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年３月２５日（１９９９．３．２５） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１１１３８３
【弁理士】
【氏名又は名称】芝野 正雅
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| 【公開番号】 |
特開２０００−２７４８４４（Ｐ２０００−２７４８４４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１０月６日（２０００．１０．６） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−８１７７８ |
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