| 【発明の名称】 |
空気調和装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】永江 公二
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| 【要約】 |
【課題】複数の圧縮機に保有される冷凍機油の油面を、安価且つ高信頼性の下に良好に平準化できるようにすること。
【解決手段】それぞれに圧縮機２０を備えた複数台の室外機１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃが並列に室内機１２Ａ、１２Ｂに接続されて、一つの冷媒回路に複数の圧縮機を有し、これらの圧縮機が各圧縮機内の余剰油を輸送可能な均油管３０にて相互に連通して構成された空気調和装置１０において、各室外機の圧縮機の吐出配管２９には、吐出バイパス弁３１、３２または３３及びキャピラリチューブ３６を備え、当該圧縮機の圧力容器に接続されるバイパス配管３４Ａ、３４Ｂまたは３４Ｃがそれぞれ分岐して設けられたものである。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 それぞれに圧縮機を備えた複数台の室外機が並列に室内機に接続されて、一つの冷媒回路に複数の圧縮機を有し、これらの圧縮機が各圧縮機内の余剰油を輸送可能な均油管にて相互に連通された空気調和装置において、上記各室外機の圧縮機の冷媒吐出配管には、吐出バイパス弁及び減圧装置を備え、当該圧縮機の低圧部に接続されるバイパス配管が分岐して設けられたことを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】 複数の圧縮機が並列に配置された室外機に室内機が接続されて、一つの冷媒回路に複数の圧縮機を有し、これらの圧縮機が各圧縮機内の余剰油を輸送可能な均油管にて相互に連通された空気調和装置において、上記各圧縮機の冷媒吐出配管には、吐出バイパス弁及び減圧装置を備え、当該圧縮機の低圧部に接続されるバイパス配管が分岐して設けられたことを特徴とする空気調和装置。
【請求項３】 上記圧縮機は、稼働時における圧力容器内部の圧力が、停止時よりも低圧となる内部低圧型圧縮機であることを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和装置。
【請求項４】 上記室外機に配置される圧縮機としては能力可変型のものを含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の空気調和装置。
【請求項５】 上記バイパス配管が接続される圧縮機の低圧部は、当該圧縮機の圧力容器であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の空気調和装置。
【請求項６】 上記バイパス配管が接続される圧縮機の低圧部は、当該圧縮機の冷媒吸込配管であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の空気調和装置。
【請求項７】 上記バイパス配管が接続される圧縮機の冷媒吸込配管には、上記バイパス配管の接続点よりも上流側に逆止弁が配設され、この逆止弁は、上記バイパス配管内の流体が、上記冷媒吸込配管の上記接続点よりも上流側へ流動することを阻止可能に構成されたものであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の空気調和装置。
【請求項８】 上記均油管には、各圧縮機への接続部付近に、当該圧縮機への油の流出入を制御する制御弁が配設されたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の空気調和装置。
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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、複数の圧縮機を備え、各圧縮機が均油管にて接続された空気調和装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】空気調和装置には、一般に、それぞれに圧縮機を備えた複数台の室外機と複数台の室内機とが並列に接続されて、一つの冷媒回路に複数の圧縮機を有するものがある。一つの冷媒回路に複数の圧縮機を有することによって、次の利点がある。
【０００３】第一に、圧縮機の稼働台数を制御可能に構成することによって省エネルギーを実現できる。第二に、一つの冷媒回路の容量を大きくできるので、小さな容量の空気調和装置を多数設置する場合に比べ、室外機と室内機とを接続する冷媒配管などの本数を減少でき、配管施工コストを低減できる。
【０００４】ところで、圧縮機の圧力容器内には、下部に冷凍機油が貯留され、この冷凍機油と冷媒との混合流体が冷媒回路を循環して、圧縮機や膨張弁などが潤滑される。
【０００５】しかし、各圧縮機から吐出された冷凍機油は、同一の圧縮機に全て戻される訳ではなく、各圧縮機の内部圧力の相違などによって冷凍機油が戻りにくい圧縮機が存在し、このような圧縮機では磨耗破損が生ずる恐れがある。
【０００６】そこで、複数の圧縮機に保有される冷凍機油の油面を平準化する手段が各種提案されている。そのうち、油面検出センサ法と重力バランス法を以下に示す。
【０００７】油面検出検査法は、稼働時に圧力容器内が高圧となる内部高圧型圧縮機と、稼働時に圧力容器内が低圧となる内部低圧型圧縮機とが一つの冷媒回路に混在している場合に実施され、各圧縮機の冷媒吐出配管に油分離器を設置し、各圧縮機に油面検出センサを設置して、圧縮機内の冷媒の不足が油面検出センサにて検出されたときに、油分離器に貯留された冷凍機油を、冷凍機油が不足した圧縮機へ供給するものである。
【０００８】また、上記重力バランス法は、全ての圧縮機が内部低圧型圧縮機である場合に実施され、圧縮機の圧力容器に保有される冷凍機油の油面が基準油面となる位置で、複数の圧縮機が相互に均油管によって接続され、空気調和装置の運転中における一定時間経過毎に、圧縮機を一台ずつのみ運転させるものである（特開平１０−２２０８８３号公報に記載）。圧縮機を一台ずつのみ運転させると、停止した圧縮機内の内部圧力が上昇して、この停止状態の圧縮機内の、基準油面を越えて貯留された冷凍機油が均油管を経て、内部圧力が低い運転状態の圧縮機へ供給されるものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の油面検出センサ法は、各圧縮機に油面検出センサが設置されることなどから、コストが上昇してしまう。
【００１０】また、上記重力バランス法は、空気調和装置の運転中における一定時間経過毎に圧縮機全体の能力を強制的に低下させることになるので、空気調和装置の空調能力が低下すると共に、圧縮機への液バックが発生する恐れがある。この液バックは、圧縮機全体の能力が低下したときに膨張弁の弁開度が同一であると、蒸発器にて蒸発しきれない液冷媒が圧縮機へ流れ込むことによって生ずる。
【００１１】また、上述の重力バランス法は、基本的には、各圧縮機の圧力容器内の冷凍機油を重力の作用によって流動させるものであるため、均油管にトラップが発生すると、均油管内で冷凍機油が流動しにくくなる。このため、それぞれに圧縮機を備えた複数台の室外機を有する空気調和装置の場合には、各室外機間に延びる冷凍機油の施工に厳しい水平度が要求されることになり、均油管の施工コストが上昇してしまう。
【００１２】本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、複数の圧縮機に保有される油の油面を、安価且つ高信頼性の下に良好に平準化できる空気調和装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明は、それぞれに圧縮機を備えた複数台の室外機が並列に室内機に接続されて、一つの冷媒回路に複数の圧縮機を有し、これらの圧縮機が各圧縮機内の余剰油を輸送可能な均油管にて相互に連通された空気調和装置において、上記各室外機の圧縮機の冷媒吐出配管には、吐出バイパス弁及び減圧装置を備え、当該圧縮機の低圧部に接続されるバイパス配管が分岐して設けられたことを特徴とするものである。
【００１４】請求項２に記載の発明は、複数の圧縮機が並列に配置された室外機に室内機が接続されて、一つの冷媒回路に複数の圧縮機を有し、これらの圧縮機が各圧縮機内の余剰油を輸送可能な均油管にて相互に連通された空気調和装置において、上記各圧縮機の冷媒吐出配管には、吐出バイパス弁及び減圧装置を備え、当該圧縮機の低圧部に接続されるバイパス配管が分岐して設けられたことを特徴とするものである。
【００１５】請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、上記圧縮機は、稼働時における圧力容器内部の圧力が、停止時よりも低圧となる内部低圧型圧縮機であることを特徴とするものである。
【００１６】請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、上記室外機に配置される圧縮機としては能力可変型のものを含むことを特徴とするものである。
【００１７】請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、上記バイパス配管が接続される圧縮機の低圧部は、当該圧縮機の圧力容器であることを特徴とするものである。
【００１８】請求項６に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、上記バイパス配管が接続される圧縮機の低圧部は、当該圧縮機の冷媒吸込配管であることを特徴とするものである。
【００１９】請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の発明において、上記バイパス配管が接続される圧縮機の冷媒吸込配管には、上記バイパス配管の接続点よりも上流側に逆止弁が配設され、この逆止弁は、上記バイパス配管内の流体が、上記冷媒吸込配管の上記接続点よりも上流側へ流動することを阻止可能に構成されたものであることを特徴とするものである。
【００２０】請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７のいずれかに記載の発明において、上記均油管には、各圧縮機への接続部付近に、当該圧縮機への油の流出入を制御する制御弁が配設されたことを特徴とするものである。
【００２１】請求項１、３または５に記載の発明には、次の作用がある。
【００２２】空気調和装置の運転中における所定時間経過毎に、一台の一の圧縮機を除く他の圧縮機に対応する吐出バイパス弁を一定時間開操作し、上記一の圧縮機に対応する吐出バイパス弁を一定時間閉操作させることにより、上記他の圧縮機の内部圧力を、当該他の圧縮機からの吐出冷媒の高圧の導入によって上記一の圧縮機の内部圧力よりも上昇させ、この圧力差を利用して均油管を介し、上記他の圧縮機内に保有されて均油管の接続位置よりも上レベルの油を上記一の圧縮機へ供給する。上記一定時間経過後に、上記一の圧縮機を順次変更して複数の吐出バイパス弁の開閉操作を実行することにより、各圧縮機に油面検出センサ等を設置することなく、複数の圧縮機に保有される油の油面を、安価且つ良好に平準化できる。
【００２３】また、上述のごとき、複数の圧縮機に保有される油の油面平準化は、圧縮機の一台を強制的に停止させる必要がなく、全ての圧縮機を稼働状態で実行できるので、空気調和装置の空調能力の低下を招くことがなく、また、圧縮機への液バックも発生しないので、空気調和装置の高信頼性を確保できる。
【００２４】更に、上述のごとき、複数の圧縮機に保有される油の油面平準化に際しては、圧縮機内へ高圧のガス冷媒を導いて、この圧縮機の内部圧力を上昇させることから、各室外機間に延びる均油管にトラップが生じても、この均油管を介して複数の圧縮機内の油を圧送して良好に移動させることができる。このため、均油管を水平に施工する等の制約がなく、均油管施工の自由度を増大でき、この均油管の施工を容易化できる。
【００２５】また、上述のごとき、複数の圧縮機に保有される油の油面平準化に際しては、圧縮機内へ高圧ガス冷媒を導いて、この圧縮機の内部圧力を上昇させて油を圧送することから、均油管を細径化できる。この結果、複数の圧縮機に保有される油を少量化でき、しかも、この均油管に制御弁が配設される場合には、この制御弁も小型化できるので、コストを低減できる。
【００２６】また、各バイパス配管には、圧縮機から吐出されるガス冷媒が流れ、液冷媒が流れることがないので、吐出バイパス弁が、コイルの励磁によりスプリングの反発力に抗してプランジャを移動させる電磁弁の場合には、非圧縮性流体の液冷媒が吐出バイパス弁の内部に貯溜してプランジャの動作を阻害するプランジャロック現象を生じさせることがない。
【００２７】請求項２、３または５に記載の発明には、次の作用がある。
【００２８】空気調和装置の運転中における所定時間経過毎に、一台の一の圧縮機を除く他の圧縮機に対応する吐出バイパス弁を一定時間開操作し、上記一の圧縮機に対応する吐出バイパス弁を一定時間閉操作させることにより、上記他の圧縮機の内部圧力を、当該他の圧縮機からの吐出冷媒の高圧の導入によって上記一の圧縮機の内部圧力よりも上昇させ、この圧力差を利用して均油管を介し、上記他の圧縮機内に保有されて均油管の接続位置よりも上レベルの油を上記一の圧縮機へ供給する。上記一定時間経過後に、上記一の圧縮機を順次変更して複数の吐出バイパス弁の開閉操作を実行することにより、各圧縮機に油面検出センサ等を設置することなく、複数の圧縮機に保有される油の油面を、安価且つ良好に平準化できる。
【００２９】また、上述のごとき、複数の圧縮機に保有される油の油面平準化は、圧縮機の一台を強制的に停止させる必要がなく、全ての圧縮機を稼働状態で実行できるので、空気調和装置の空調能力の低下を招くことがなく、また、圧縮機への液バックも発生しないので、空気調和装置の高信頼性を確保できる。
【００３０】更に、上述のごとき、複数の圧縮機に保有される油の油面平準化に際しては、圧縮機内へ高圧のガス冷媒を導いて、この圧縮機の内部圧力を上昇させて油を圧送することから、均油管を細径化できる。この結果、複数の圧縮機に保有される油を少量化でき、しかも、この均油管に制御弁が配設される場合には、この制御弁も小型化できるので、コストを低減できる。
【００３１】また、各バイパス配管には、圧縮機から吐出されるガス冷媒が流れ、液冷媒が流れることがないので、吐出バイパス弁が、コイルの励磁によりスプリングの反発力に抗してプランジャを移動させる電磁弁の場合には、非圧縮性流体の液冷媒が吐出バイパス弁の内部に貯溜してプランジャの動作を阻害するプランジャロック現象を生じさせることがない。
【００３２】請求項４に記載の発明には、次の作用がある。
【００３３】能力可変型の圧縮機や能力一定型の圧縮機を任意に組み合わせて、空調負荷に見合った空気調和装置を形成することができる。
【００３４】請求項６に記載の発明には、次の作用がある。
【００３５】バイパス配管が接続される圧縮機の低圧部が当該圧縮機の冷媒吸込配管であることから、圧縮機の圧力容器にバイパス配管接続用の穴を開設する必要がなく、コストを低減できる。
【００３６】請求項７に記載の発明には、次の作用がある。
【００３７】バイパス配管が接続される圧縮機の冷媒吸込配管には、バイパス配管の接続点よりも上流側に逆止弁が配設され、この逆止弁は、上記バイパス配管内の流体が、上記冷媒吸込配管の上記接続点よりも上流側へ流動することを阻止可能に構成されたものであることから、当該圧縮機から吐出されたガス冷媒の高圧を他の圧縮機へ作用させず、当該圧縮機へのみ確実に作用させることができる。
【００３８】請求項８に記載の発明には、次の作用がある。
【００３９】均油管には、各圧縮機への接続部付近に、当該圧縮機への油の流出入を制御する制御弁が配設されたことから、この制御弁の開閉操作と吐出バイパス弁の開閉操作とによって、均油管による圧縮機への油の流出入を確実に実施でき、複数の圧縮機に保有される油の油面を良好に平準化できる。
【００４０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
【００４１】［Ａ］第一の実施の形態（図１〜図４）
図１は、本発明に係る空気調和装置の第一の実施の形態を示す系統図である。図２は、図１の室外機を示す冷媒回路図である。
【００４２】この図１に示す空気調和装置１０は、ガス管１３及び液管１４からなる主冷媒配管１５に対して、複数台の室外機１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃが並列に接続され、同じく主冷媒配管１５に対して複数台の室内機１２Ａ、１２Ｂが並列に接続されて、一つの冷媒回路が構成されている。これらの室外機１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃと室内機１２Ａ、１２Ｂの設置台数は、空調負荷の量、例えば空気調和装置１０が装備される建物の大きさなどによって設定される。
【００４３】上記室内機１２Ａ、１２Ｂは、室内冷媒配管１６に室内膨張弁及び室内熱交換器１８が配設されて構成され、室内冷媒配管１６の一端がガス管１３に、他端が液管１４にそれぞれ接続される。また、室内膨張弁１７は、その弁開度が空調負荷に応じて調整される。
【００４４】上記室外機１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ（図２では省略）は、図２に示すように、室外冷媒配管１９に圧縮機２０が配設され、この圧縮機２０の吸込側にアキュムレータ２１が配設され、吐出側に油分離器２２、四方弁２３が順次配設され、更に、油分離器２２側の室外冷媒配管１９に室外熱交換器２４、室外膨張弁２５が順次配設されて構成される。室外冷媒配管１９の室外膨張弁２５側端部が、主冷媒配管１５の液管１４に接続される。また、室外冷媒配管１９のアキュムレータ２１側端部は、四方弁２３を介して主冷媒配管１５のガス管１３に接続される。
【００４５】上記室外膨張弁２５は、その弁開度が空調負荷に応じて調整される。また、室外熱交換器２４付近に、この室外熱交換器２４へ送風する室外ファン２７が設置されている。
【００４６】上記油分離器２２は、圧縮機２０から吐出されたガス冷媒中の冷凍機油を分離するものであり、室外冷媒配管１９におけるアキュムレータ２１から圧縮機２０へ至る管路（冷媒の吸込配管２８）に油戻し管２６を介して接続される。この油戻し管２６にストレーナ３７及びキャピラリチューブ３８が配設される。従って、油分離器２２にて分離された冷凍機油は、油戻し管２６を経て室外冷媒配管１９における上記吸込配管２８、つまり圧縮機２０に適宜戻される。
【００４７】上記四方弁２３の切換により空気調和装置１０が冷房運転又は暖房運転に設定される。
【００４８】つまり、四方弁２３が冷房側に切り替えられると、冷媒が実線矢印Ａの如く流れ、各室外機１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの圧縮機２０から吐出された冷媒は、油分離器２２及び四方弁２３を経て室外熱交換器２４に至り、この室外熱交換器２４で凝縮され、室外膨張弁２５を経て液管１４で合流し、各室内機１２Ａ、１２Ｂに分流され、これらの室内機１２Ａ、１２Ｂの室内膨張弁１７を経て減圧された後、室内熱交換器１８で蒸発されて室内を冷房する。各室内機１２Ａ、１２Ｂの室内熱交換器１８からの冷媒は、ガス管１３で合流し、各室外機１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃに分流され、これらの各室外機１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの四方弁２３及びアキュムレータ２１を経て圧縮機２０に戻される。
【００４９】また、四方弁２３が暖房側に切り替えられると、冷媒が破線矢印Ｂの如く流れ、各室外機１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの圧縮機２０から吐出された冷媒は、油分離器２２及び四方弁２３を経てガス管１３で合流し、室内機１２Ａ、１２Ｂで分流して、これら各室内機１２Ａ、１２Ｂの室内熱交換器１８にて凝縮して室内を暖房する。室内熱交換器１８にて凝縮された冷媒は室内膨張弁１７にて減圧され、液管１４にて合流され、各室外機１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃにて分流されて、これら各室外機１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの室外膨張弁２５で再び減圧され、室外熱交換器２４で蒸発された後、四方弁２３及びアキュムレータ２１を経て圧縮機２０に戻される。
【００５０】上述のように、空気調和装置１０は、室外機１１Ａ、１１Ｂ及び１１Ｃ並びに室内機１２Ａ及び１２Ｂにて構成される一つの冷凍サイクルに、圧縮機２０を複数配置して構成され、各圧縮機２０の稼働台数の制御による省エネルギーの実現と、室外機１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃと室内機１２Ａ、１２Ｂ間の各種配管の本数低減が図られている。
【００５１】室外機１１Ａ、１１Ｂ及び１１Ｃの全ての圧縮機２０は、稼働時における圧力容器の内部圧力が、停止時よりも低圧となる内部低圧型圧縮機であり、内部に冷凍機油が貯留して保有されている。この冷凍機油は、冷媒と共に各圧縮機２０から吐出されて、室外膨張弁２５、室内膨張弁１７及び圧縮機２０を潤滑する。
【００５２】また、室外機１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの各圧縮機２０は、図３にも示すように均油管３０により連通され、各均油管３０の一端は、圧縮機２０内に貯留された余剰の冷凍機油を供給可能とする位置、つまり圧縮機２０内における冷凍機油の基準油面位置に接続される。従って、この均油管３０により、各圧縮機２０内の余剰の冷凍機油が、冷凍機油が不足した圧縮機２０へ輸送可能に構成される。ここで、符号３５は、この均油管３０に配設されたストレーナである。
【００５３】更に、室外機１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの各室外冷媒配管１９において、それぞれの圧縮機２０からの冷媒の吐出配管２９には、第一バイパス配管３４Ａ、第二バイパス配管３４Ｂ、第三バイパス配管３４Ｃがそれぞれ分岐して設けられる。第一バイパス配管３４Ａにストレーナ３５、第一吐出バイパス弁３１及び減圧装置としてのキャピラリチューブ３６が、また、第二バイパス配管３４Ｂにストレーナ３５、第二吐出バイパス弁３２及びキャピラリチューブ３６が、更に、第三バイパス配管３４Ｃにストレーナ３５、第三吐出バイパス弁３３及びキャピラリチューブ３６が、それぞれ分岐点Ｘの側から順次配設されている。
【００５４】そして、これらのバイパス配管３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃは、それぞれ室外機１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの各圧縮機２０における低圧部、つまり各圧縮機２０の圧力容器に接続される。上記第一吐出バイパス弁３１、第二吐出バイパス弁３２及び第三吐出バイパス弁３３は、例えば電磁弁にて構成される。
【００５５】室外機１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの圧縮機２０の稼働中に、第一吐出バイパス弁３１がＯＮ動作されて開操作されることにより、室外機１１Ａの圧縮機２０から吐出されたガス冷媒の高圧が当該室外機１１Ａの圧縮機２０へ作用し、この室外機１１Ａの圧縮機２０の内部圧力を、室外機１１Ｂ及び１１Ｃの圧縮機２０の内部圧力よりも上昇させる。同様に、室外機１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの圧縮機２０の運転中に、第二吐出バイパス弁３２がＯＮ操作されて開操作されることにより、室外機１１Ｂの圧縮機２０から吐出されたガス冷媒の高圧が当該室外機１１Ｂの圧縮機２０へ作用し、この室外機１１Ｂの圧縮機２０の内部圧力を、室外機１１Ａ及び１１Ｃの圧縮機２０の内部圧力よりも上昇させる。また、室外機１１Ａ、１１Ｂ及び１１Ｃの圧縮機２０の稼働中に、第三吐出バイパス弁３３がＯＮ操作されて開操作されることにより、室外機１１Ｃの圧縮機２０から吐出されたガス冷媒の高圧が当該室外機１１Ｃの圧縮機２０へ作用し、この室外機１１Ｃの圧縮機２０の内部圧力を、室外機１１Ａ及び室外機１１Ｂの圧縮機２０の内部圧力よりも上昇させる。
【００５６】これら室外機１１Ａ、１１Ｂまたは１１Ｃの圧縮機２０の内部圧力が上昇することによって、圧力上昇した圧縮機２０の余剰の冷凍機油が均油管３０を経て、内部圧力の低い圧縮機２０内へ圧送される。
【００５７】上記キャピラリチューブ３６は、第一吐出バイパス弁３１、第二吐出バイパス弁３２または第三吐出バイパス弁３３の開操作によっても、室外機１１Ａ、１１Ｂまたは１１Ｃのそれぞれの圧縮機２０の内部圧力を例えば０．５ｋｇ／ｃｍ2程度、対応する吐出バイパス弁３１、３２、３３が開操作されていない他の圧縮機２０よりも上昇させるものである。これにより、例えば、室外機１１Ａ及び１１Ｂが設置されたグランドレベルＧＬ１と、室外機１１Ｃが設置されたグランドレベルＧＬ２とに約５メートルの高低差（グランドレベルＧＬ２がグランドレベルＧＬ１よりも高い）が存在している場合にも、室外機１１Ａまたは１１Ｂの圧縮機２０内に保有された余剰の冷凍機油を、室外機１１Ｃの圧縮機２０へ圧送可能に構成される。
【００５８】上述の第一吐出バイパス弁３１、第二吐出バイパス弁３２、第三吐出バイパス弁３３は、図示しない制御装置によってそれらの開閉操作が制御される。制御装置は、空気調和装置１０の運転中に、第一吐出バイパス弁３１、第二吐出バイパス弁３２及び第三吐出バイパス弁３３を後述の如く開閉操作して、油面平準化制御を所定時間Ｔ０（例えば２０〜３０分間）実行し、この油面平準化制御を空気調和装置１０の運転中において所定時間Ｔ１経過毎に実行させる。
【００５９】つまり、この油面平準化制御は、まず、制御装置が図４に示すように、例えば稼働中の圧縮機２０（例えば室外機１１Ａ、１１Ｂ及び１１Ｃの全ての圧縮機２０が稼動）のうち、室外機１１Ａ及び１１Ｂの圧縮機２０に対応する第一吐出バイパス弁３１及び第二吐出バイパス弁３２を一定時間（例えば１〜２分）開操作し、室外機１１Ｃの圧縮機２０に対応する第三吐出バイパス弁３３を同様の一定時間ＯＦＦ操作して閉操作することから開始される。これにより、室外機１１Ａ及び１１Ｂの圧縮機２０の内部圧力を室外機１１Ｃの圧縮機２０の内部圧力よりも上昇させて、室外機１１Ａ及び１１Ｂの圧縮機２０内に貯留された基準油面を越える冷凍機油を室外機１１Ｃの圧縮機２０へ圧送する。
【００６０】次に、制御装置は、上記一定時間経過後に、室外機１１Ａ及び１１Ｃの圧縮機２０に対応する第一吐出バイパス弁３１及び第三吐出バイパス弁３３を上記一定時間開操作し、室外機１１Ｂの圧縮機２０に対応する第二吐出バイパス弁３２を上記一定時間ＯＦＦ操作して閉操作する。これにより、室外機１１Ａ及び１１Ｃの圧縮機２０の内部圧力を室外機１１Ｂの圧縮機２０の内部圧力よりも上昇させて、室外機１１Ａ及び１１Ｃの圧縮機２０内に貯留された基準油面を越える冷凍機油を室外機１１Ｂの圧縮機２０へ圧送する。
【００６１】次に、制御装置は、更に上記一定時間経過後、室外機１１Ｂ及び１１Ｃの圧縮機２０に対応する第二吐出バイパス弁３２及び第三吐出バイパス弁３３を上記一定時間開操作し、室外機１１Ａの圧縮機２０に対応する第一吐出バイパス弁３１を上記一定時間ＯＦＦ操作して閉操作する。これにより、室外機１１Ｂ及び１１Ｃの圧縮機２０の内部圧力を室外機１１Ａの圧縮機２０の内部圧力よりも上昇させて、室外機１１Ｂ及び１１Ｃの圧縮機２０内に貯留された基準油面を越える冷凍機油を室外機１１Ａの圧縮機２０へ圧送する。
【００６２】制御装置は、引き続き、上記一定時間経過の度に、第一吐出バイパス弁３１及び第二吐出バイパス弁３２の開操作並びに第三吐出バイパス弁３３の閉操作と、第一吐出バイパス弁３１及び第三吐出バイパス弁３３の開操作並びに第二吐出バイパス弁３２の閉操作と、第二吐出バイパス弁３２及び第三吐出バイパス弁３３の開操作並びに第一吐出バイパス弁３１の閉操作とを順次繰り返す。これにより、室外機１１Ａ、１１Ｂ及び１１Ｃの各圧縮機２０に貯留された冷凍機油の油面がほぼ基準油面に平準化される。
【００６３】従って、上記実施の形態によれば、次の効果（１）〜（５）を奏する。
【００６４】（１）空気調和装置１０の運転中における所定時間Ｔ１経過毎に、一台の一の圧縮機（例えば室外機１１Ｃの圧縮機２０）を除く他の圧縮機（例えば室外機１１Ａ及び１１Ｂの圧縮機２０）に対応する第一吐出バイパス弁３１及び第二吐出バイパス弁３２を一定時間開操作し、上記一の圧縮機（室外機１１Ｃの圧縮機２０）に対応する第三吐出バイパス弁３３を一定時間閉操作させることにより、他の圧縮機（室外機１１Ａ及び１１Ｂの圧縮機２０）の内部圧力を当該他の圧縮機（室外機１１Ａ及び１１Ｂの圧縮機２０）からの吐出冷媒の高圧の導入によって一の圧縮機（室外機１１Ｃの圧縮機２０）の内部圧力よりも上昇させ、この圧力差を利用して均油管３０を介し、上記他の圧縮機（室外機１１Ａ及び１１Ｂの圧縮機２０）内に保有されて均油管３０の接続位置よりも上レベルの余剰の冷凍機油を一の圧縮機（室外機１１Ｃの圧縮機２０）へ供給する。上記一定時間経過後に、上記一の圧縮機を順次変更して複数の第一吐出バイパス弁３１、第二吐出バイパス弁３２、第三吐出バイパス弁３３の開閉操作を実行することにより、各圧縮機２０に油面検出センサなどを設置することなく、複数の圧縮機２０に保有される冷凍機油の油面を安価且つ良好に平準化できる。
【００６５】（２）上述のごとき、室外機１１Ａ、１１Ｂ及び１１Ｃの各圧縮機２０に保有される冷凍機油の油面平準化制御は、圧縮機２０の一台を強制的に停止させる必要はなく全ての圧縮機２０を稼働状態で実行できるので、空気調和装置１０の空調能力の低下を招くことがなく、また、油面平準化制御中に室内膨張弁１７の弁開度を減少させなくても圧縮機２０への液バックが発生しないので、空気調和装置１０の高信頼性を確保できる。
【００６６】（３）更に、上述のごとき、室外機１１Ａ、１１Ｂ及び１１Ｃの各圧縮機２０に保有される冷凍機油の油面平準化に際しては、圧縮機２０内へ高圧の冷媒ガスを導いてこの圧縮機２０の内部圧力を上昇させることから、各室外機１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃに延びる均油管３０にトラップが生じても、この均油管３０を介して複数の圧縮機２０内の冷凍機油を圧送して良好に移動させることができる。このため、均油管３０を厳密に水平に施工するなどの制約がなく、均油管３０施工の自由度を増大でき、この均油管３０の施工を容易化できる。
【００６７】（４）上述のごとき、室外機１１Ａ、１１Ｂ及び１１Ｃの各圧縮機２０に保有される冷凍機油の油面平準化に際しては、圧縮機２０内へ高圧の冷媒ガスを導いてこの圧縮機２０の内部圧力を上昇させて冷凍機油を圧送することから、均油管３０を細径化できる。この結果、複数の圧縮機２０に保有される冷凍機油を少量化でき、しかも、この均油管３０に第一制御弁３９Ａ、第二制御弁３９Ｂ、第三制御弁３９Ｃが後述の如く配設される場合には、これらの第一制御弁３９Ａ、第二制御弁３９Ｂ、第三制御弁３９Ｃも小型化できるので、コストを低減できる。
【００６８】（５）各バイパス配管３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃには、圧縮機２０から吐出されるガス冷媒が流れ、液冷媒が流れることがないので、第一吐出バイパス弁３１、第二吐出バイパス弁３２、第三吐出バイパス弁３３が図示しないコイルの励磁によりスプリングの反発力に抗してプランジャを移動させる電磁弁の場合には、非圧縮性流体の液冷媒が第一吐出バイパス弁３１、第二吐出バイパス弁３２、第三吐出バイパス弁３３の内部に貯留してプランジャの動作を阻害するプランジャロックを生じさせることがない。
【００６９】この空気調和装置１０の変形例として、均油管３０における室外機１１Ａの圧縮機２０、室外機１１Ｂの圧縮機２０、室外機１１Ｃの圧縮機２０との接続点付近に第一制御弁３９Ａ、第二制御弁３９Ｂ、第三制御弁３９Ｃを図３の破線の如くそれぞれ配設しても良い。これらの第一制御弁３９Ａ、第二制御弁３９Ｂ、第三制御弁３９Ｃは電磁弁にて構成される。
【００７０】第一制御弁３９ＡのＯＮ操作時には、室外機１１Ａの圧縮機２０から冷凍機油の流出のみが可能とされ、この圧縮機２０への冷凍機油の流入が阻止される。また、第一制御弁３９ＡのＯＦＦ操作時には、室外機１１Ａの圧縮機２０への冷凍機油の流入のみが可能とされる。第二制御弁３９Ｂ、第三制御弁３９ＣのＯＮ、ＯＦＦ操作時にも、第一制御弁３９Ａと同様に冷凍機油の流出入が制御される。
【００７１】第一制御弁３９Ａは第一吐出バイパス弁３１と同期して、第二制御弁３９Ｂは第二吐出バイパス弁３２と同期して、第三制御弁３９Ｃは第三吐出バイパス弁３３と同期してそれぞれＯＮ、ＯＦＦ操作される。例えば、第一制御弁３９Ａは第一吐出バイパス弁３１のＯＮ（開）操作時にＯＮ操作され、第一吐出バイパス弁３１のＯＦＦ（閉）操作時にＯＦＦ操作される。
【００７２】このため、例えば室外機１１Ａ及び１１Ｂが設置されたグランドレベルＧＬ１よりも、室外機１１Ｃが設置されたグランドレベルＧＬ２が高い位置にあっても、第三吐出バイパス弁３３が閉（ＯＦＦ）操作し、且つ第三制御弁３９ＣがＯＦＦ操作されるときには、室外機１１Ａ及び１１Ｂの圧縮機２０内の余剰の冷凍機油を室外機１１Ｃの圧縮機２０内へのみ流入させることが確実に可能となる。
【００７３】従って、この変形例においては、前記空気調和装置１０の効果（１）〜（５）に加え、次の効果（６）を奏する。
【００７４】（６）均油管３０には、室外機１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの各圧縮機２０への接続部付近に、当該圧縮機２０への冷凍機油の流出入を制御する第一制御弁３９Ａ、第二制御弁３９Ｂ、第三制御弁３９Ｃがそれぞれ配設されたことから、これらの第一制御弁３９Ａ、第二制御弁３９Ｂ、第三制御弁３９Ｃの開閉操作と第一吐出バイパス弁３１、第二吐出バイパス弁３２、第三吐出バイパス弁３３の開閉操作とによって、均油管３０による圧縮機２０への冷凍機油の流出入を確実に実施でき、室外機１１Ａ、１１Ｂ及び１１Ｃの各圧縮機２０に保有される冷凍機油の油面を良好に平準化できる。
【００７５】［Ｂ］第二の実施の形態（図５）
図５は、本発明に係る空気調和装置の第二の実施の形態の室外機を示す冷媒回路図である。この第二の実施の形態において、前記第一の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００７６】この第二の実施の形態の空気調和装置４０では、室外機４１Ａの吐出配管２９から分岐された第一バイパス配管３４Ａは、室外機４１Ａにおける圧縮機２０の低圧部としての吸込配管２８に接続され、また、室外機４１Ｂの吐出配管２９から分岐された第二バイパス配管３４Ｂは、室外機４１Ｂにおける圧縮機２０の低圧部としての吸込配管２８に接続され、更に、室外機４１Ｃの吐出配管２９から分岐された第三バイパス配管３４Ｃは、室外機４１Ｃにおける圧縮機２０の低圧部としての吸込配管２８に接続される。
【００７７】そして、各室外機４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃのそれぞれの吸込配管２８には、バイパス配管３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃとの接続点Ｙよりも上流側に逆止弁４２が配設される。室外機４１Ａの逆止弁４２は、第一バイパス配管３４Ａからのガス冷媒などの流体が、室外機４１Ａの吸込配管２８における接続点Ｙよりも上流側へ流動することを阻止するよう配置される。また、室外機４１Ｂの逆止弁４２は、第二バイパス配管３４Ｂからのガス冷媒などの流体が、室外機４１Ｂの吸込配管２８における接続点Ｙよりも上流側へ流動することを阻止するよう配置される。更に、室外機４１Ｃの逆止弁４２は、第三バイパス配管３４Ｃからのガス冷媒などの流体が、室外機４１Ｃの吸込配管２８における接続点Ｙよりも上流側へ流動することを阻止するよう配置される。
【００７８】これらの逆止弁４２の設置により、第一バイパス配管３４Ａからのガス冷媒の高圧は、室外機４１Ａの圧縮機２０へのみ作用し、また、第二バイパス配管３４Ｂからのガス冷媒の高圧は室外機４１Ｂの圧縮機２０へのみ作用し、更に、第三バイパス配管３４Ｃからのガス冷媒の高圧は室外機４１Ｃの圧縮機２０へのみ作用する。
【００７９】この空気調和装置４０においても、図示しない制御装置が、空気調和装置４０の運転中における所定時間Ｔ１経過毎に、第一吐出バイパス弁３１、第二吐出バイパス弁３２及び第三吐出バイパス弁３３を開閉操作して油面平準化制御を実行し、室外機４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃの各圧縮機２０に貯留された冷凍機油の油面をほぼ基準油面に平準化する。
【００８０】従って、この空気調和装置４０によれば、前記実施の形態の空気調和装置１０における効果（１）〜（５）を奏するほか、次の効果（７）及び（８）を奏する。
【００８１】（７）各バイパス配管３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃは、それぞれ接続される圧縮機２０の低圧部が、当該圧縮機２０の吸込配管２８であることから、圧縮機２０の圧力容器に各バイパス配管３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ接続用の穴を開設する必要がなく、コストを低減できる。
【００８２】（８）各バイパス配管３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃがそれぞれ接続される圧縮機２０の吸込配管２８には、各バイパス配管３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃの接続点Ｙよりも上流側に逆止弁４２が配設され、この逆止弁４２は、各バイパス配管３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ内のガス冷媒が吸込配管２８の接続点Ｙよりも上流側へ流動することを阻止可能に構成されたことから、例えば、室外機１１Ａの圧縮機２０から吐出されたガス冷媒の高圧を、例えば室外機１１Ｂ及び１１Ｃの圧縮機２０へ作用させず、当該室外機１１Ａの圧縮機２０のみへ確実に作用させることができる。
【００８３】［Ｃ］第三の実施の形態（図６）
図６は、本発明に係る空気調和装置の第三の実施の形態の室外機を示す冷媒回路図である。この第三の実施の形態において、前記第一の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００８４】この第三の実施の形態の空気調和装置５０では、一台の室外機５１が室内機１２Ａ、１２Ｂに接続され、この室外機５１が複数の圧縮機５２Ａ、５２Ｂ及び５２Ｃを備えたものである。圧縮機５２Ａは、室外冷媒配管１９から分岐された分岐吸込配管５４Ａ及び分岐吐出配管５５Ａに接続され、圧縮機５２Ｂは、室外冷媒配管１９から分岐された分岐吸込配管５４Ｂ及び分岐吐出配管５５Ｂに接続され、圧縮機５２Ｃは、室外冷媒配管１９から分岐された分岐吸込配管５４Ｃ及び分岐吐出配管５５Ｃに接続される。
【００８５】また第一バイパス配管３４Ａは、分岐吐出配管５５Ａから分岐して、圧縮機５２Ａの圧力容器または分岐吸込配管５４Ａに接続される。また、第二バイパス配管３４Ｂは分岐吐出配管５５Ｂから分岐して、圧縮機５２Ｂの圧力容器または分岐吸込配管５４Ｂに接続される。更に、第三バイパス配管３４Ｃは、分岐吐出配管５５Ｃから分岐して、圧縮機５２Ｃの圧力容器または分岐吸込配管５４Ｃに接続される。
【００８６】この空気調和装置５０においても、図示しない制御装置が、空気調和装置５０の運転中における所定時間Ｔ１経過毎に、第一吐出バイパス弁３１、第二吐出バイパス弁３２、第三吐出バイパス弁３３を開操作して油面平準化制御を実施し、圧縮機５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃに貯留された冷凍機油の油面をほぼ基準油面に平準化する。
【００８７】従って、上記空気調和装置５０によれば、次の効果（９）〜（１４）を奏する。
【００８８】（９）空気調和装置５０の運転中における所定時間Ｔ１経過毎に、一台の一の圧縮機（例えば圧縮機５２Ｃ）を除く他の圧縮機（例えば圧縮機５２Ａ及び５２Ｂ）に対応する第一吐出バイパス弁３１及び第二吐出バイパス弁３２を一定時間開操作し、一の圧縮機（圧縮機５２Ｃ）に対応する第三吐出バイパス弁３３を一定時間閉操作させることにより、他の圧縮機（圧縮機５２Ａ及び５２Ｂ）の内部圧力を、当該他の圧縮機（圧縮機５２Ａ及び５２Ｂ）からの吐出冷媒の高圧の導入によって一の圧縮機５２Ｃの内部圧力よりも上昇させ、この圧力差を利用して均油管３０を介し、他の圧縮機（圧縮機５２Ａ及び５２Ｂ）内に保有されて均油管３０の接続位置よりも上レベルの余剰の冷凍機油を一の圧縮機（圧縮機５２Ｃ）へ供給する。上記一定時間の経過後に、一の圧縮機を圧縮機５２Ｂ、５２Ａ、５２Ｃ・・・と順次変更して、複数の第一吐出バイパス弁３１、第二吐出バイパス弁３２及び第三吐出バイパス弁３３の開閉操作を実行することにより、圧縮機５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃに油面検出センサなどを設置することなく、圧縮機５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃに保有される冷凍機油の油面を、安価且つ良好に平準化できる。
【００８９】（１０）上述のごとき、圧縮機５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃに保有される冷凍機油の油面平準化制御は、圧縮機５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃの一台を強制的に低下させる必要がなく、全ての圧縮機５２Ａ、５２Ｂ及び５２Ｃを稼働状態で実行できるので、空気調和装置５０の空調能力の低下を招くことがなく、また、室内機１２Ａ、１２Ｂの室内膨張弁１７の弁開度を油面平準化制御中に減少させなくても圧縮機５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃへの液バックが発生しないので、空気調和装置５０の高信頼性を確保できる。
【００９０】（１１）上述のごとき、圧縮機５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃに保有される冷凍機油の油面平準化に際しては、圧縮機５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃ内へ高圧の冷媒ガスを導いて、これらの圧縮機５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃの内部圧力を上昇させて冷凍機油を圧送することから、均油管３０を細径化できる。この結果、圧縮機５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃに保有される冷凍機油を少量化でき、しかも、この均油管３０に第一制御弁３９Ａ、第二制御弁３９Ｂ、第三制御弁３９Ｃが配設される場合には、この第一制御弁３９Ａ、第二制御弁３９Ｂ、第三制御弁３９Ｃも小型化できるので、コストを低減できる。
【００９１】（１２）各バイパス配管３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃには、圧縮機５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃから吐出されるガス冷媒が流れ、液冷媒が流れることがないので、各吐出バイパス弁３１、３２、３３が、図示しないコイルの励磁によりスプリングの反発力に抗してプランジャを移動させる電磁弁の場合には、非圧縮性流体の液冷媒が各吐出バイパス弁３１、３２、３３内に貯留してプランジャの動作を阻害するプランジャロック現象を生じさせることがない。
【００９２】（１３）各バイパス配管３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃがそれぞれ接続される圧縮機５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃの低圧部が、当該圧縮機５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃの吸込配管２８である場合には、圧縮機５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃの圧力容器に各バイパス配管３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ用の穴を開設する必要がなく、コストを低減できる。
【００９３】（１４）各バイパス配管３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃがそれぞれ接続される圧縮機５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃの吸込配管２８には、各バイパス配管３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃの接続点Ｙよりも上流側に逆止弁４２が配設され、この逆止弁４２は、各バイパス配管３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ内のガス冷媒が吸込配管２８の接続点Ｙよりも上流側へ流動することを阻止可能に構成されたことから、例えば圧縮機５２Ａから吐出されたガス冷媒の高圧を圧縮機５２Ｂ及び５２Ｃへ作用させず、当該圧縮機５２Ａのみへ確実に作用させることができる。
【００９４】以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００９５】例えば、第一の実施の形態の変形例における第一制御弁３９Ａ、第二制御弁３９Ｂ、第三制御弁３９Ｃを、第二または第三の実施の形態の均油管３０にそれぞれ配設しても良い。また、上述したこれらの圧縮機については、いわゆる能力可変型圧縮機（インバータ圧縮機、極数変換型圧縮機、パワーセーブボート付きの圧縮機）と能力一定型の圧縮機との並列使用も可能であり、これらの型の圧縮機を空調負荷に応じて任意に選択して運転制御することにより空調負荷の変動に追従した空調能力を発揮することができる。
【００９６】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る空気調和装置によれば、各圧縮機の冷媒吐出配管には、吐出バイパス弁及び減圧装置を備え、当該圧縮機の低圧部に接続されるバイパス配管が分岐して設けられたことから、複数の圧縮機に保有される油の油面を、安価且つ高信頼性の下に良好に平準化できる。
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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５月２４日（１９９９．５．２４） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９１８２３
【弁理士】
【氏名又は名称】櫛渕 昌之 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２０００−３３７７２６（Ｐ２０００−３３７７２６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１２月８日（２０００．１２．８） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−１４３６８７ |
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