| 【発明の名称】 |
冷凍装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】吉良 誠也
【氏名】辨野 岳志
【氏名】井上 世紀
【氏名】望月 克己
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| 【要約】 |
【課題】油分離器において分離された冷凍機油を圧縮機の油溜部に確実に戻すことにより、圧縮機の信頼性の向上を図る。
【解決手段】低圧ドーム型の圧縮機１Ａ、熱源側熱交換器３、減圧機構６および利用側熱交換器７を冷媒配管を介して順次接続してなる冷媒回路Ａを備え、前記圧縮機１Ａの吐出側に油分離器１７を設けた冷凍装置において、前記油分離器１７で吐出冷媒から分離された冷凍機油を前記圧縮機１Ａの油溜部に戻す油戻し通路１８を設けて、油分離器１７で冷媒から分離された冷凍機油を、吸入配管を介することなく油戻し通路１８を通して圧縮機１Ａの油溜部に直接戻すようにしている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 低圧ドーム型の圧縮機（１Ａ）、熱源側熱交換器（３）、減圧機構（６）および利用側熱交換器（７）を冷媒配管を介して順次接続してなる冷媒回路（Ａ）を備え、前記圧縮機（１Ａ）の吐出側に油分離器（１７）を設けた冷凍装置であって、前記油分離器（１７）で吐出冷媒から分離された冷凍機油を前記圧縮機（１Ａ）の油溜部に戻す油戻し通路（１８）を設けたことを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】 互いに並列に接続された複数の低圧ドーム型の圧縮機（１Ａ），（１Ｂ）・・、熱源側熱交換器（３）、減圧機構（６）および利用側熱交換器（７）を冷媒配管を介して順次接続してなる冷媒回路（Ａ）を備え、前記圧縮機（１Ａ），（１Ｂ）・・の油溜部を均油管（９）を介して互いに連通させるとともに、前記圧縮機（１Ａ），（１Ｂ）・・の吐出側に油分離器（１７）を設けてなる冷凍装置であって、前記油分離器（１７）で吐出冷媒から分離された冷凍機油を前記圧縮機（１Ａ），（１Ｂ）・・のうちの一つの油溜部に戻す油戻し通路（１８）を設けたことを特徴とする冷凍装置。
【請求項３】 前記油戻し通路（１８）を、前記圧縮機（１Ａ），（１Ｂ）・・のうちで内圧が相対的に低くなるものに接続したことを特徴とする前記請求項２記載の冷凍装置。
【請求項４】 互いに並列に接続された低圧ドーム型のインバータ圧縮機（１Ａ）および低圧ドーム型の非インバータ圧縮機（１Ｂ）、熱源側熱交換器（３）、減圧機構（６）および利用側熱交換器（７）を冷媒配管を介して順次接続してなる冷媒回路（Ａ）を備え、前記インバータ圧縮機（１Ａ）と非インバータ圧縮機（１Ｂ）との油溜部を均油管（９）を介して互いに連通させるとともに、前記インバータ圧縮機（１Ａ）および非インバータ圧縮機（１Ｂ）の吐出側に油分離器（１７）を設けてなる冷凍装置であって、前記油分離器（１７）で吐出冷媒から分離された冷凍機油を前記インバータ圧縮機（１Ａ）の油溜部に戻す油戻し通路（１８）を設けたことを特徴とする冷凍装置。
【請求項５】 前記油戻し通路（１８）には、油戻しが必要な時に所定時間だけ開作動される電磁弁（１９）を介設したことを特徴とする前記請求項１，２，３および４のいずれか一項記載の冷凍装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本願発明は、冷凍装置における圧縮機への油戻し構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、低圧ドーム型の圧縮機を備えた冷凍装置においては、圧縮機の底部に摺動部分を潤滑するための冷凍機油を溜めおき、この冷凍機油をオイルポンプにより圧縮機の摺動部分に供給するようになっている。そして、摺動部分を潤滑した後の冷凍機油の一部は、冷媒とともに冷媒回路を循環した後、圧縮機に戻ることとなっているが、冷媒とともに循環する冷凍機油が凝縮器や蒸発器における伝熱管内壁に付着するため、冷凍機油不足を招くおそれがある。
【０００３】上記した冷凍機油不足を解消するために、圧縮機の吐出側に油分離器を設け、該油分離器において冷媒から分離された冷凍機油を油戻し通路を介して圧縮機の吸入配管に戻す方法が従来から行われていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記したように、油分離器からの冷凍機油を圧縮機の吸入配管に戻す構造とした場合、吸入配管から戻る冷凍機油は、全部が圧縮機底部に戻らず、一部が圧縮機における吸入部に吸い込まれて再度吐出部から冷媒回路へ出ていってしまうこととなり、圧縮機の冷凍機油不足を招くおそれがある。
【０００５】本願発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、油分離器において分離された冷凍機油を圧縮機の油溜部に確実に戻すことにより、圧縮機の信頼性の向上を図ることを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、上記課題を解決するための手段として、低圧ドーム型の圧縮機１Ａ、熱源側熱交換器３、減圧機構６および利用側熱交換器７を冷媒配管を介して順次接続してなる冷媒回路Ａを備え、前記圧縮機１Ａの吐出側に油分離器１７を設けた冷凍装置において、前記油分離器１７で吐出冷媒から分離された冷凍機油を前記圧縮機１Ａの油溜部に戻す油戻し通路１８を設けている。
【０００７】上記のように構成したことにより、油分離器１７で冷媒から分離された冷凍機油が、吸入配管を介することなく油戻し通路１８を通って圧縮機１Ａの油溜部に直接戻されることとなる。従って、従来のように冷凍機油の一部が吐出ガス冷媒とともに吐出されるということがなくなり、圧縮機１Ａに必要十分な冷凍機油を確保することができる。
【０００８】請求項２の発明では、上記課題を解決するための手段として、互いに並列に接続された複数の低圧ドーム型の圧縮機１Ａ，１Ｂ・・、熱源側熱交換器３、減圧機構６および利用側熱交換器７を冷媒配管を介して順次接続してなる冷媒回路Ａを備え、前記圧縮機１Ａ，１Ｂ・・の油溜部を均油管９を介して互いに連通させるとともに、前記圧縮機１Ａ，１Ｂ・・の吐出側に油分離器１７を設けてなる冷凍装置において、前記油分離器１７で吐出冷媒から分離された冷凍機油を前記圧縮機１Ａ，１Ｂ・・のうちの一つの油溜部に戻す油戻し通路１８を設けている。
【０００９】上記のように構成したことにより、油分離器１７で冷媒から分離された冷凍機油が、吸入配管を介することなく油戻し通路１８を通って圧縮機１Ａ，１Ｂ・・のうちの一つの油溜部に直接戻されることとなる。従って、従来のように冷凍機油の一部が吐出ガス冷媒とともに吐出されるということがなくなる。しかも、油戻し通路１８を介して冷凍機油とともに吐出ガス冷媒も圧縮機に戻されることとなるため、当該圧縮機の内圧が上昇し、当該圧縮機内に戻された冷凍機油が他の圧縮機に均油管９を介して分配されることとなり、各圧縮機１Ａ，１Ｂ・・に必要十分な冷凍機油を確保することができる。
【００１０】請求項３の発明におけるように、請求項２記載の冷凍装置において、前記油戻し通路を、前記圧縮機１Ａ，１Ｂ・・のうちで内圧が相対的に低くなるものに接続した場合、内圧が相対的に高くなっている圧縮機内の冷凍機油が減り加減となるが、内圧が低くなって冷凍機油が相対的に多く溜まるようになっている圧縮機に油分離器１７から冷凍機油と吐出ガス冷媒とが戻されることとなるため、当該圧縮機の内圧が上昇し、当該圧縮機内に戻された冷凍機油が他の圧縮機に均油管９を介して分配されることとなり、各圧縮機１Ａ，１Ｂ・・に必要十分な冷凍機油を確保することができる。
【００１１】請求項４の発明では、上記課題を解決するための手段として、互いに並列に接続された低圧ドーム型のインバータ圧縮機１Ａおよび低圧ドーム型の非インバータ圧縮機１Ｂ、熱源側熱交換器３、減圧機構６および利用側熱交換器７を冷媒配管を介して順次接続してなる冷媒回路Ａを備え、前記インバータ圧縮機１Ａと非インバータ圧縮機１Ｂとの油溜部を均油管９を介して互いに連通させるとともに、前記インバータ圧縮機１Ａおよび非インバータ圧縮機１Ｂの吐出側に油分離器１７を設けてなる冷凍装置において、前記油分離器１７で吐出冷媒から分離された冷凍機油を前記インバータ圧縮機１Ａの油溜部に戻す油戻し通路１８を設けている。
【００１２】上記のように構成したことにより、油分離器１７で冷媒から分離された冷凍機油が、吸入配管を介することなく油戻し通路１８を通ってインバータ圧縮機１Ａの油溜部に直接戻されることとなる。従って、従来のように冷凍機油の一部が吐出ガス冷媒とともに吐出されるということがなくなる。しかも、油戻し通路１８を介して冷凍機油とともに吐出ガス冷媒もインバータ圧縮機１Ａに戻されることとなるため、当該インバータ圧縮機１Ａの内圧が上昇し、当該インバータ圧縮機１Ａ内に戻された冷凍機油が非インバータ圧縮機１Ｂに均油管９を介して分配されることとなり、両圧縮機１Ａ，１Ｂに必要十分な冷凍機油を確保することができる。
【００１３】請求項５の発明におけるように、請求項１，２，３および４のいずれか一項記載の冷凍装置において、前記油戻し通路１８に、油戻しが必要な時に所定時間だけ開作動される電磁弁１９を介設した場合、油戻し通路１８を介しての冷凍機油の戻しが必要な時だけ行われることとなり、吐出ガス冷媒が圧縮機へバイパスされることにより生ずる能力ダウンを最小限に抑えることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して、本願発明の好適な実施の形態について詳述する。
【００１５】この冷凍装置は、図１に示すように、互いに並列に接続されたインバータ圧縮機１Ａおよび非インバータ圧縮機１Ｂ、四路切換弁２、冷房運転時に凝縮器として作用し、暖房運転時に蒸発器として作用する熱源側熱交換器３、冷房運転時と暖房運転時とで流路を切り換える流路切換機構４、液冷媒を溜め込むレシーバ５、減圧機構６、冷房運転時に蒸発器として作用し、暖房運転時に凝縮器として作用する利用側熱交換器７を冷媒配管を介して順次接続した冷媒回路Ａを備えており、前記四路切換弁２の切換作動により冷媒を可逆流通させて冷房運転あるいは暖房運転が可能とされている。
【００１６】前記インバータ圧縮機１Ａ、非インバータ圧縮機１Ｂ、四路切換弁２、熱源側熱交換器３、流路切換機構４、レシーバ５および減圧機構６は、室外ユニットＸを構成し、前記利用側熱交換器７は室内ユニットＹを構成することとなっている。 前記インバータ圧縮機１Ａは、例えば低圧ドームを有する密閉型圧縮機とされており、周波数制御機構８による周波数制御により容量制御されることとなっている。前記非インバータ圧縮機１Ｂは、低圧ドームを有する密閉型圧縮機とされており、定速運転されることとなっている。そして、前記非インバータ圧縮機１Ｂは、前記インバータ圧縮機１Ａの起動した後、負荷が増大してインバータ圧縮機１Ａの周波数が上限に達した後周波数が下げられ、最低周波数になった時点で起動されることとなっている。なお、前記インバータ圧縮機１Ａと非インバータ圧縮機１Ｂとのドーム底部に形成された油溜部は、均油管９を介して連通されており、該油溜部に溜められる冷凍機油が均油管９を介して移動可能となっている。符号１０はインバータ圧縮機１Ａの運転時に非インバータ圧縮機１Ｂへ吐出冷媒が逆流するのを防止する逆止弁、１１は高圧圧力スイッチ、１２は低圧圧力スイッチである。
【００１７】前記流路切換機構４は、４個の逆止弁１３，１４，１５，１６からなっており、冷房運転時には熱源側熱交換器３からの液冷媒が逆止弁１３、レシーバ５、減圧機構６および逆止弁１４を介して利用側熱交換器７へ流通し、暖房運転時には利用側熱交換器７からの液冷媒が逆止弁１５、レシーバ５、減圧機構６および逆止弁１６を介して熱源側熱交換器３へ流通することとなっている。
【００１８】前記インバータ圧縮機１Ａおよび非インバータ圧縮機１Ｂの吐出側には、吐出ガス冷媒から冷凍機油を分離する油分離器１７が設けられており、該油分離器１７と前記インバータ圧縮機１Ａの油溜部とは、後に詳述するように、油戻しが必要な時に所定時間だけ開作動される電磁弁１９を備えた油戻し通路１８により連通されている。つまり、油分離器１７で吐出ガス冷媒から分離された冷凍機油は、吸入配管を介することなく油戻し通路１８を通ってインバータ圧縮機１Ａの油溜部に直接戻されることとなっているのである。従って、従来のように冷凍機油の一部が吐出ガス冷媒とともに吐出されるということがなくなる。符号２０は減圧用のキャピラリチューブである。
【００１９】前記レシーバ５の気相部とインバータ圧縮機１Ａおよび非インバータ圧縮機１Ｂの吐出側とは、液封防止通路２１を介して接続されており、該液封防止通路２１には、レシーバ５からインバータ圧縮機１Ａおよび非インバータ圧縮機１Ｂの吐出側へのみ冷媒の流通を許容する逆止弁２２が介設されている。該液封防止通路２１は、圧縮機停止時に逆止弁１３，１５と減圧機構６との間に封じ込まれた液冷媒が高圧になるのを防ぐために必要である。
【００２０】前記液封防止通路２１と前記減圧機構６の下流側（具体的には、減圧機構６と流路切換機構４との間）は、ガス抜きバイパス通路２３を介して接続されており、該ガス抜きバイパス通路２３には、非インバータ圧縮機１Ｂの起動前に所定時間だけ開作動されるガス抜き電磁弁２４が介設されている。符号２５，２６は分流器である。
【００２１】前記周波数制御機構８からの情報は、図２に示すように、コントローラ２７に入力され、該コントローラ２７からの制御信号により電磁弁２４が開閉制御されることとなっている。
【００２２】ついで、図３に示すフローチャートを参照して、本実施の形態にかかる冷凍装置における油戻し制御について詳述する。
【００２３】ステップＳ１においてインバータ圧縮機１Ａの周波数ステップＮが７以上か否か（即ち、インバータ圧縮機１Ａが高周波数で運転させているか否か）の判定がなされる。ここで、インバータ圧縮機１Ａの運転周波数はＮ＝１〜９の９ステップに分けられ、Ｎ＝１に相当する周波数を下限周波数とし、Ｎ＝９に相当する周波数を上限周波数とするようにしている。
【００２４】ステップＳ１においてＮ≧７と判定された場合には、ステップＳ３において所定時間ｔａ（例えば、１時間）が経過したか否かの判定がなされ、ここで肯定判定されると、ステップＳ３において電磁弁１９が開作動される。つまり、油分離器１７からインバータ圧縮機１Ａの油溜部への冷凍機油の戻しが開始される。そして、ステップＳ４において所定時間ｔｂ（例えば、５分）が経過したか否かの判定がなされ、ここで肯定判定されると、ステップＳ５において電磁弁１９が閉作動される。つまり、電磁弁１９は所定時間ｔｂ（例えば、５分）が経過するまで開弁状態を保持される（即ち、油分離器１７からの冷凍機油戻しが継続される）のである。
【００２５】ところで、インバータ圧縮機１Ａが高周波数で所定時間ｔａ（例えば、１時間）運転されると、インバータ圧縮機１Ａの内圧が非インバータ圧縮機１Ｂの内圧より低くなり、非インバータ圧縮機１Ｂからインバータ圧縮機１Ａへ均油管９を介して冷凍機油が移動し、非インバータ圧縮機１Ｂにおける冷凍機油が減りぎみとなって、冷凍機油の戻しが必要となる。そこで、電磁弁１９を所定時間ｔｂ（例えば、５分）だけ開弁すると、油分離器１７から吸入配管を介することなく油戻し通路１８を通って冷凍機油がインバータ圧縮機１Ａの油溜部に直接戻される。この時、冷凍機油とともに吐出ガス冷媒の一部もインバータ圧縮機１Ａの底部に戻されることとなるため、インバータ圧縮機１Ａの内圧が上昇して非インバータ圧縮機１Ｂの内圧より高くなる。従って、インバータ圧縮機１Ａ内に戻された冷凍機油が非インバータ圧縮機１Ｂに均油管９を介して分配されることとなり、両圧縮機１Ａ，１Ｂに必要十分な冷凍機油を確保することができる。
【００２６】ところで、上記実施の形態においては、互いに並列に接続されたインバータ圧縮機と非インバータ圧縮機とを備えた冷凍装置について説明したが、本願発明は、１台のインバータあるいは非インバータ圧縮機、複数台のインバータ圧縮機あるいは非インバータ圧縮機を備えた冷凍装置にも適用可能なことは勿論である。
【００２７】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、低圧ドーム型の圧縮機１Ａ、熱源側熱交換器３、減圧機構６および利用側熱交換器７を冷媒配管を介して順次接続してなる冷媒回路Ａを備え、前記圧縮機１Ａの吐出側に油分離器１７を設けた冷凍装置において、前記油分離器１７で吐出冷媒から分離された冷凍機油を前記圧縮機１Ａの油溜部に戻す油戻し通路１８を設けて、油分離器１７で冷媒から分離された冷凍機油を、吸入配管を介することなく油戻し通路１８を通して圧縮機１Ａの油溜部に直接戻すようにしたので、従来のように冷凍機油の一部が吐出ガス冷媒とともに吐出されるということがなくなり、圧縮機１Ａに必要十分な冷凍機油を確保することができ、圧縮機１Ａの信頼性が向上するという効果がある。
【００２８】請求項２の発明によれば、互いに並列に接続された複数の低圧ドーム型の圧縮機１Ａ，１Ｂ・・、熱源側熱交換器３、減圧機構６および利用側熱交換器７を冷媒配管を介して順次接続してなる冷媒回路Ａを備え、前記圧縮機１Ａ，１Ｂ・・の油溜部を均油管９を介して互いに連通させるとともに、前記圧縮機１Ａ，１Ｂ・・の吐出側に油分離器１７を設けてなる冷凍装置において、前記油分離器１７で吐出冷媒から分離された冷凍機油を前記圧縮機１Ａ，１Ｂ・・のうちの一つの油溜部に戻す油戻し通路１８を設けて、油分離器１７で冷媒から分離された冷凍機油を、吸入配管を介することなく油戻し通路１８を通して圧縮機１Ａ，１Ｂ・・のうちの一つの油溜部に直接戻すようにしたので、従来のように冷凍機油の一部が吐出ガス冷媒とともに吐出されるということがなくなるとともに、油戻し通路１８を介して冷凍機油とともに吐出ガス冷媒も圧縮機に戻されることとなって、当該圧縮機の内圧が上昇し、当該圧縮機内に戻された冷凍機油が他の圧縮機に均油管９を介して分配されることとなり、各圧縮機１Ａ，１Ｂ・・に必要十分な冷凍機油を確保することができ、圧縮機１Ａ，１Ｂ・・の信頼性が向上するという効果がある。
【００２９】請求項３の発明におけるように、請求項２記載の冷凍装置において、前記油戻し通路を、前記圧縮機１Ａ，１Ｂ・・のうちで内圧が相対的に低くなるものに接続した場合、内圧が相対的に高くなっている圧縮機内の冷凍機油が減り加減となるが、内圧が低くなって冷凍機油が相対的に多く溜まるようになっている圧縮機に油分離器１７から冷凍機油と吐出ガス冷媒とが戻されることとなるため、当該圧縮機の内圧が上昇し、当該圧縮機内に戻された冷凍機油が他の圧縮機に均油管９を介して分配されることとなり、各圧縮機１Ａ，１Ｂ・・に必要十分な冷凍機油を確保することができる。
【００３０】請求項４の発明によれば、互いに並列に接続された低圧ドーム型のインバータ圧縮機１Ａおよび低圧ドーム型の非インバータ圧縮機１Ｂ、熱源側熱交換器３、減圧機構６および利用側熱交換器７を冷媒配管を介して順次接続してなる冷媒回路Ａを備え、前記インバータ圧縮機１Ａと非インバータ圧縮機１Ｂとの油溜部を均油管９を介して互いに連通させるとともに、前記インバータ圧縮機１Ａおよび非インバータ圧縮機１Ｂの吐出側に油分離器１７を設けてなる冷凍装置において、前記油分離器１７で吐出冷媒から分離された冷凍機油を前記インバータ圧縮機１Ａの油溜部に戻す油戻し通路１８を設けて、油分離器１７で冷媒から分離された冷凍機油を、吸入配管を介することなく油戻し通路１８を通してインバータ圧縮機１Ａの底部に直接戻すようにしたので、従来のように冷凍機油の一部が吐出ガス冷媒とともに吐出されるということがなくなるとともに、油戻し通路１８を介して冷凍機油とともに吐出ガス冷媒もインバータ圧縮機１Ａに戻されることとなって、当該インバータ圧縮機１Ａの内圧が上昇し、当該インバータ圧縮機１Ａ内に戻された冷凍機油が非インバータ圧縮機１Ｂに均油管９を介して分配されることとなり、両圧縮機１Ａ，１Ｂに必要十分な冷凍機油を確保することができるという効果がある。
【００３１】請求項５の発明におけるように、請求項１，２，３および４のいずれか一項記載の冷凍装置において、前記油戻し通路１８に、油戻しが必要な時に所定時間だけ開作動される電磁弁１９を介設した場合、油戻し通路１８を介しての冷凍機油の戻しが必要な時だけ行われることとなり、吐出ガス冷媒が圧縮機へバイパスされることにより生ずる能力ダウンを最小限に抑えることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００２８５３
【氏名又は名称】ダイキン工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年３月３１日（１９９９．３．３１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７５７３１
【弁理士】
【氏名又は名称】大浜 博
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| 【公開番号】 |
特開２０００−２８３５７２（Ｐ２０００−２８３５７２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１０月１３日（２０００．１０．１３） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−９１５８６ |
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