CN110953754A - 制冷空调装置及用于该制冷空调装置的密闭型电动压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供制冷空调装置及用于该制冷空调装置的密闭型电动压缩机，使用全球增温潜势低的微燃性的制冷剂，并且降低封入制冷剂量。制冷空调装置将密闭型电动压缩机、室外侧热交换器、膨胀阀、室内侧热交换器依次利用制冷剂配管连接而构成制冷循环。上述密闭型电动压缩机是密闭容器内为低压氛围的低压腔室型的压缩机，制冷空调装置具备油分离器、回油配管以及降压单元，在制冷循环中循环的制冷剂为微燃性的制冷剂或以之为主成分的制冷剂，密闭型电动压缩机使用的制冷机油为相对于上述制冷剂非相溶的油，制冷空调装置具备将由油分离器分离出的油返回至比储油部的油面低的位置的回油部。

Description

制冷空调装置及用于该制冷空调装置的密闭型电动压缩机

技术领域

本发明涉及制冷空调装置及用于该制冷空调装置的密闭型电动压缩机，适用于空调机、冰箱、冷库、冷藏、冷冻陈列柜等制冷空调装置。

背景技术

作为用于冷冻机、空调机、冰箱等的制冷剂，例如使用HFC-134a、HFC-410A、HFC-407C等。这些制冷剂虽然对臭氧层的影响小，但全球增温潜势(GWP)大。作为与之相对的代替制冷剂，例如提出有HFC-32(二氟甲烷)。与HFC-410A制冷剂相比，HFC-32制冷剂的全球增温潜势约为三分之一左右，因此，被用作HFC-410A的代替制冷剂。

但是，HFC-32制冷剂虽然GWP低为675，但为微燃性，在使用HFC-32制冷剂的情况下，制冷剂泄漏时的安全性成为课题，因此，需要降低制冷剂封入量。

日本特开2016-161138号公报(专利文献1)记载了一种制冷循环，其利用制冷剂配管依次连接低压外壳(腔室)型的压缩机、设置于压缩机的吐出回路中的油分离器、切换制冷剂循环方向的四通切换阀、室外侧热交换器、制热用的电子膨胀阀、储蓄罐、制冷用的电子膨胀阀、室内侧热交换器、以及设置于压缩机的吸入配管的蓄液器。

另外，记载了：在上述制冷循环中填充HFC-32制冷剂；以及具备制冷剂的吐出温度等超过阈值时，将来自上述油分离器的油冷却并返回至压缩机的冷却回路与将来自油分离器的油不冷却而直接返回至压缩机的直接回路的并联回路。还记载了，作为上述制冷机油，使用相对于HFC-32制冷剂具有相溶性的PVE油(聚乙烯醚系油)、POE油(多元醇酯系油)等油。

日本特开2016-161211号公报(专利文献2)记载了一种发明，即，将由油分离器分离出的油降压，并将其利用进行了压缩的制冷剂的热加热，从而混入制冷机油的制冷剂蒸发，并将去除后的制冷机油向压缩机供给。另外，记载了：设置用于分离制冷机油和制冷剂的气液分离部；压缩机为低压穹顶(腔室)型的涡旋压缩机；以及制冷剂使用HFC-410A、HFC-32等HFC系制冷剂等。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-161138号公报

专利文献2：日本特开2016-161211号公报

发明内容

发明所要解决的课题

上述专利文献1所记载的技术中，构成为，在压缩机的吸入配管具备蓄液器，另外，为了将油从油分离器返回至压缩机，具备将油不冷却而返回的直接回路与将油冷却并返回至压缩机的冷却回路的并联回路。因此，制冷循环的内容积变大，必须与该内容积量相应地增加制冷剂量。另外，使用相对于HFC-32制冷剂具有相溶性的PVE、POE等制冷机油，因此，必须加入与溶入制冷机油相应的制冷剂的量来决定制冷剂封入量。因此，封入制冷剂量大幅增加，但对于使用HFC-32等微燃性制冷剂而言，制冷剂泄漏时的安全性成为课题。

专利文献2记载的技术中，设置用于将制冷机油和制冷剂分离的气液分离部，因此，必须增加与其内容积量相应的制冷剂量。因此，在使用HFC-32作为制冷剂的情况下，由于为微燃性制冷剂，因此，与专利文献1一样，制冷剂泄漏时的安全性成为课题。

本发明的目的在于，得到一种制冷空调装置及用于该制冷空调装置的密闭型电动压缩机，能够使用全球增温潜势低的微燃性的制冷剂，并且降低封入制冷剂量。

用于解决课题的方案

为了达成上述目的，本发明提供一种制冷空调装置，将密闭型电动压缩机、室外侧热交换器、膨胀阀、室内侧热交换器依次利用制冷剂配管连接而构成制冷循环，上述密闭型电动压缩机在密闭容器内具有压缩机构部、电动机部以及储油部，上述制冷空调装置的特征在于，上述密闭型电动压缩机是密闭容器内为低压氛围的低压腔室型的压缩机，上述制冷空调装置具备：油分离器，其设置于上述密闭型电动压缩机的吐出侧且从制冷剂分离油；回油配管，其将油从上述油分离器直接返回至上述密闭型电动压缩机的储油部；以及降压单元，其设置于上述回油配管，在上述制冷循环中循环的制冷剂为微燃性的制冷剂或以该微燃性的制冷剂为主成分的制冷剂，上述密闭型电动压缩机使用的制冷机油为相对于上述制冷剂非相溶的油，上述制冷空调装置具备回油部，该回油部将由上述油分离器分离出的油返回至比上述储油部的油面低的位置。

本发明的另一特征为上述制冷空调装置使用的密闭型电动压缩机，上述密闭型电动压缩机为在密闭容器内具有压缩制冷剂的压缩机构部、驱动上述压缩机构部的电动机部、以及储油部的低压腔室型的密闭型电动压缩机，贮存于上述储油部的制冷机油为相对于微燃性制冷剂或以该微燃性制冷剂为主成分的制冷剂非相溶的油，上述密闭型电动压缩机具备回油部，该回油部将由设置于制冷循环的油分离器分离出的油返回至比上述储油部的油面低的位置。

发明效果

根据本发明，可得到能够得到能够使用全球增温潜势低的微燃性的制冷剂，并且降低封入制冷剂量的制冷空调装置及用于该制冷空调装置的密闭型电动压缩机的效果。

附图说明

图1是表示作为本发明的制冷空调装置的空调机的一例的制冷循环结构图。

图2是表示图1所示的密闭型电动压缩机的一例的纵剖视图。

图3是图1所示的压缩机和油分离器的部分的概略结构图。

图4是说明本发明的实施例2的图，是说明用作图1所示的油分离器3的离心分离式的油分离器的例子的图。

图5是说明本发明的实施例2的图，是说明用作图1所示的油分离器3的除雾器式的油分离器的例子的图。

图中：

1—空调机(制冷空调装置)，1A—室外机，1B—室内机，2—密闭型电动压缩机(压缩机)，3—油分离器，3a—底部，3b—外筒，3c—内筒，3d—圆周流路，3e—除雾器，3f—下部空间，3g—上部空间，4—四通切换阀(四通阀)，5、10—鼓风机，6—室外侧热交换器，7、9—电子膨胀阀(膨胀阀)，8—储蓄罐，11—室内侧热交换器，12—回油配管，13—吸入侧制冷剂配管(制冷剂配管)，14—吐出侧制冷剂配管(制冷剂配管)，15—降压单元，16—连接制冷剂配管(制冷剂配管)，18—压缩机构部，18a—框架，18b—回旋涡盘，18c—固定涡盘，18d—吸入室，18e—压缩室，19—电动机部，19a—定子，19aa—线圈末端部，19b—转子，20—密闭容器，21—旋转轴，21a—偏心部，21b—偏心纵孔(油通路)，21c、21d—横向供油孔，22—吸入配管，23—吐出配管，24—回油部，25—电源端子，26—储油部，27—油面，28—供油泵，29—欧氏环，30—吐出口，31—主轴承，32—副轴承，33—副轴承外壳，33a—贯通孔，34—油出口部，35—入口部，36—制冷剂出口部，37—制冷剂配管，41—第一芯切割部，42—第二芯切割部，43a—上部空间，43b—吐出室，44—吸入通路，45—吸入槽部，46—回旋轴承，47—欧氏室，48—排油孔，49、50—排油通路单元(49—第一排油通路单元，50—第二排油通路单元)，51—轴上端部室，52—油压室。

具体实施方式

本发明为了得到能够使用全球增温潜势低的微燃性制冷剂并且降低封入制冷剂量的制冷空调装置及用于该制冷空调装置的密闭型电动压缩机，而采用了以下说明的结构。

即，本发明提供一种制冷空调装置，其利用制冷剂配管依次连接密闭型电动压缩机、室外侧热交换器、膨胀阀、室内侧热交换器而构成制冷循环，上述密闭型电动压缩机在密闭容器内具有压缩机构部、电动机部以及储油部，上述制冷空调装置中，上述密闭型电动压缩机为密闭容器内为低压氛围(大致吸入压力的氛围)的低压腔室型的压缩机，上述制冷空调装置具备：油分离器，其设置于上述密闭型电动压缩机的吐出侧且从制冷剂分离油；以及回油配管，其将油从上述油分离器直接返回至上述密闭型电动压缩机的储油部，在上述制冷循环中循环的制冷剂为微燃性的制冷剂或以其为主成分的制冷剂，上述密闭型电动压缩机使用的制冷机油为相对于上述制冷剂非相溶的油，上述制冷空调装置具备回油部，该回油部将由上述油分离器分离出的油返回至比上述储油部的油面低的位置。

作为在上述制冷循环中循环的制冷剂，本实施方式中，单独使用微燃性制冷剂，或使用以微燃性制冷剂为主成分的制冷剂。作为微燃性制冷剂，具有HFC-32(二氟甲烷)、HFO-1234yf(2,3,3,3-四氟丙烯)、HFO-1234ze(1,3,3,3-四氟丙烯)。微燃性制冷剂是由作为高压气体安全法的相关规则的制冷安全规则中规定的特定惰性气体，公开了上述的三种制冷剂(HFC-32，HFO-1234yf，HFO-1234ze)。

本实施方式中，单独使用这些微燃性制冷剂中的一种，或者使用以混合有这些微燃性制冷剂的两种以上的制冷剂为主成分(例如，至少含有70wt％以上的微燃性制冷剂的制冷剂)，并混合了其它的制冷剂(例如HFC系制冷剂)、各种添加剂(例如抗腐蚀剂、抗磨损剂、极压剂)等的混合制冷剂。

上述密闭型电动压缩机使用的制冷机油(以下，也称为油或润滑油)在本实施方式中使用相对于上述微燃性制冷剂非相溶的油。非相溶的油是相对于微燃性制冷剂不混合的制冷机油。作为这种非相溶的制冷机油，可以使用矿物油(例如，环烃系的矿物油)、烷基苯油(AB)、聚亚烷基二醇油(PAG)等。

作为上述制冷机油，优选使用40℃下的动粘度为30～100mm²/s的制冷机油。动粘度基于ISO(International Organization for Standardization，国际标准化机构)3104、ASTM(American Society for Testing and Materials，美国材料试验协会)D445、D7042等的标准测定。制冷剂与制冷机油的低温侧临界溶解温度优选为+10℃以下。

以下，以作为制冷空调装置的空调机为例，基于附图说明本发明的具体的实施例。各图中，标注相同符号的部分是相同或相当的部分。

实施例1

使用图1～图3说明本发明的制冷空调装置的实施例1。

图1是作为制冷空调装置的一例的空调机的制冷循环结构图。

如图1所示，作为制冷空调装置的空调机1具备室外机1A和室内机1B。在室外机1A中，密闭型电动压缩机(以下，简称为压缩机)2、设置于来自该压缩机2的吐出侧制冷剂配管(制冷剂配管)14的油分离器(油分离器)3、切换由油分离器3分离出的制冷剂的循环方向的四通切换阀(以下，也称为四通阀)4、附设有鼓风机5的室外侧热交换器6、制热用的电子膨胀阀(膨胀阀)7、储蓄罐8依次通过上述制冷剂配管连接。另外，上述压缩机2的吸入侧和上述四通阀4通过吸入侧制冷剂配管13连接。

另外，在上述室外机1A还具备：回油配管12，其用于将储存于上述油分离器3的油(以下，也称为制冷机油或润滑油)直接返回至上述压缩机2的设置于密闭容器内下部的储油部26(参照图2、图3)；以及降压单元15，其设置于该回油配管12的中途。作为上述降压单元15，在本实施例中使用电子膨胀阀，但也能够使用成为固定节流的毛细管。如果采用电子膨胀阀，则根据压缩机2的高压侧与低压侧的压力差，调节电子膨胀阀的开度(节流量)，从而能够适当调节从油分离器3返回至压缩机2的储油部的油量。

在室内机1B，附设有鼓风机10的室内侧热交换器11和制冷用的电子膨胀阀(膨胀阀)9通过制冷剂配管连接。上述室外机1A侧和上述室内机1B侧通过连接制冷剂配管(制冷剂配管)16连接，由此构成了闭循环的制冷循环。

上述密闭型电动压缩机2利用压缩机构部压缩作为制冷循环的工作介质的制冷剂，且在内部封入有用于润滑压缩机构部的制冷机油。作为上述压缩机2，利用图2后面进行叙述，但使用了密闭容器内大致为吸入压力的氛围的低压腔室型的密闭型电动压缩机。

此外，作为在制冷循环中循环的制冷剂，本实施例中，单独使用作为微燃性制冷剂的HFC-32，或者使用含有70wt％以上的HFC-32且含有其它制冷剂、添加剂的制冷剂。作为上述制冷机油，使用作为相对于上述制冷剂非相溶的油的矿物油、烷基苯油(AB)或者聚亚烷基二醇油(PAG)。另外，本实施例中，上述制冷机油使用ISO粘度等级编号VG68(40℃下的动粘度范围为61.2～74.8mm²/s)的油。

上述油分离器3将从压缩机2吐出的制冷剂含有的制冷机油分离，并经由降压单元15直接返回至上述压缩机2，由此保持压缩机2内的润滑油为适量，防止滑动部的烧熔事故，并且提高压缩机构部的压缩室的密封效果。另外，防止因油向热交换器侧释放而附着于热交换器的制冷剂配管内表面，形成油膜所引起的热交换器的热交换效率的降低。

上述油分离器3的油分离方式具有：利用气体制冷剂与油的质量的差分离油的离心分离式、碰撞分离式、设置障碍板(挡板)而分离油的障碍板式(挡板式)、使用金属网等金属纤维分离油的除雾器式等。

在使空调机1进行制冷运转的情况下，从压缩机2吐出的高温、高压的气体状制冷剂与油的混合物由油分离器3分离成制冷剂和油。分离出的油通过降压单元15后，直接返回至压缩机2内底部的储油部。分离出的制冷剂通过四通阀4在室外侧热交换器6向外部空气散热，从而冷凝，成为高压的液状制冷剂。液状制冷剂通过储蓄罐8后，通过连接制冷剂配管16向室内机1B侧流动，受制冷用的电子膨胀阀9的作用而降压，成为低温低压的气液二相状态，在室内侧热交换器11吸收室内空气的热，从而蒸发。在室内侧热交换器11蒸发的制冷剂通过连接制冷剂配管16返回至室外机1A，通过四通阀4后被吸入压缩机2，被该压缩机2再次压缩。

接着，对空调进行制热运转的情况进行说明。在制热运转的情况下，制冷剂流路被四通阀4从制冷运转的情况切换。在制热运转的情况下，从压缩机2吐出的高温、高压的气体状制冷剂与油的混合物由油分离器3分离成制冷剂和油。分离出的油通过降压单元15后，直接返回至压缩机2内底部的储油部。分离出的制冷剂通过四通阀4及连接制冷剂配管16向室内机1B侧流动。进入室内机1B的制冷剂在室内侧交换器11向室内空气散热，从而冷凝，成为高压的液状制冷剂。高压的液状制冷剂通过连接制冷剂配管16向室外机1A侧流动。进入室外机1A的高压的液状制冷剂在制热用的电子膨胀阀7被降压，成为低温低压的气液二相状态，且向室外侧热交换器6流动，吸收室外空气的热，从而蒸发，成为气体状制冷剂。在室外侧热交换器6成为气体状的制冷剂通过四通阀4后被压缩机2吸入，并被压缩机2再次压缩。

本实施例中，作为在制冷循环中流动的制冷剂，使用了作为微燃性制冷剂的HFC-32，因此，全球增温潜势(GWP)小为675，另外，能够得到与现有的制冷剂HCFC-22大致同程度的能耗效率(COP：Coefficient Of Performance)，能够确保制冷能力。

另外，上述密闭型电动压缩机使用的制冷机油使用了相对于上述制冷剂非相溶的油，因此，能够减少溶入制冷机油的制冷剂的量，因此，也能够相应地降低制冷剂封入量。即，能够不加入溶入制冷机油的量的制冷剂量地设定制冷剂封入量，因此，能够降低封入制冷剂量。另外，也能够抑制制冷机油的粘度降低，因此，也可实现压缩机2的可靠性提高。

进一步地，由于构成为具备设置于上述压缩机的吐出侧的油分离用的油分离器3和将油从该油分离器3经由降压单元15降压后直接返回至压缩机2内底部的储油部的回油配管12，因此，能够由油分离器3容易地分离相对于上述制冷剂非相溶的油，并将该分离出的油直接返回至储存于压缩机2的储油部的油中。另外，不是将由油分离器3分离出的油返回至压缩机2的吸入侧，因此，也能够降低与吸入制冷剂混合并从压缩机放出的油的量。

因此，能够降低从压缩机向制冷循环放出的油的量，即油率，能够抑制向室外侧热交换器6、室内侧热交换器11等热交换器侧的油流出。由此，能够防止油附着于热交换器的配管内表面等，因此，能够增加上述热交换器的传热效率。

另外，由于能够提高热交换器的传热效率，因此，也能够相应地将热交换器小型化，由此，能够缩小热交换器容积，也能够相应地降低所需的封入制冷剂量。

另外，能够降低油率，由此，对于制冷机油，能够以更少的封入量确保压缩机内的油量。能够降低制冷机油的量，由此，也减少被油吸取的制冷剂量，因此，由此也具有能够降低封入制冷剂量的效果。

这样，根据本实施例，可获得如下效果：能够提高作为制冷空调装置(空调机等)的节能性，并且也能够降低封入制冷剂量。

接着，使用图2具体地说明图1所示的空调机(制冷空调装置)1使用的密闭型电动压缩机2的一例。图2是表示图1所示的密闭型电动压缩机的一例的纵剖视图。

本实施例中，图2所示的密闭型电动压缩机(压缩机)2为低压腔室型的密闭型涡旋压缩机，压缩机构部18及电动机部19收纳于大致圆筒形的密闭容器20内。上述压缩机构部18具备框架18a、回旋涡盘18b以及固定涡盘18c。上述电动机部19具备定子19a及转子19b。上述压缩机2构成为电动机部19的旋转通过旋转轴21传递至压缩机构部18。

密闭容器20具备吸入配管22、吐出配管23、回油部24以及电源端子(未图示)，由此构成为能够对外部进行流体及电能的出入。上述吸入配管22为使制冷剂流入密闭容器20的内部的入口，连接于图1所示的吸入侧制冷剂配管13。吐出配管23为吐出制冷剂与微量的油的混合物的出口，连接于图1所示的吐出侧制冷剂配管14。上述回油部24为将利用图1所示的油分离器3从上述混合物分离出的油返回至密闭容器20的内部的入口，连接于图1所示的回油配管12。电源端子是用于向电动机部19供给电能的端子，虽然在图2中未图示，但设置于密闭容器20的背面侧或正面侧。

密闭容器20在内部封入有制冷机油，该制冷机油贮存于形成于密闭容器20下部的储油部26。图2中，储存于储油部26的制冷机油的油面用符号27表示，该储油部26的制冷机油被设置于上述旋转轴21的下端的供油泵28吸取。上述回油部24的高度方向的位置设置于比供油泵28的油的吸入口的高度方向的位置高且比上述油面27低的位置，以使从制冷剂与油的混合物分离并返回至密闭容器20的内部的油被上述供油泵28吸取。

另外，本实施例中，具备在上述电动机部19的上方支撑上述旋转轴21的主轴承31、在上述电动机部19的下方支撑上述旋转轴21的副轴承32、以及支撑该副轴承32且配置于比形成于上述储油部26的油面27靠上方的副轴承外壳33。副轴承外壳33设置为位于比图1所示的油分离器3的底部3a(参照图3)靠下方。

当电动机部19工作时，其旋转通过旋转轴21传递至压缩机构部18，利用设置于旋转轴21的上部的偏心部21a和设置于回旋涡盘18b的背面侧的作为防自转部件的欧氏环29，使回旋涡盘18b回旋运动。通过回旋涡盘18b和固定涡盘18c相对地运动，制冷剂从吸入配管22被吸入密闭容器20内。本实施例中，上述吸入配管22设置于上述电动机部19与上述副轴承外壳33之间的密闭容器20，因此，从上述吸入配管22吸入的制冷剂流入上述电动机部19与上述副轴承外壳33之间，并与定子19a的线圈末端部19aa等碰撞。由此，在制冷剂气体中含有液制冷剂、微量的油的情况下，液制冷剂、油从制冷剂气体分离。分离出的液制冷剂、油向下方流动，并从形成于副轴承外壳33的贯通孔33a流入储油部26。

另一方面，制冷剂气体通过以在轴向上贯通定子19a的外周的方式设置的第一芯切割部41、定子19a与转子19b之间的间隙，冷却电动机部19，并且进入电动机部19的上部空间43a。该上部空间43a的制冷剂气体经由形成于框架18a的外周的吸入通路44及设置于固定涡盘18c的外周侧的吸入槽部45，进入压缩机构部18的吸入室18d。流入吸入室18d的制冷剂气体在压缩室18e被压缩之后，从吐出口30向密闭容器20上部的吐出室43b吐出，然后，从吐出配管23向图1所示的油分离器(oil separator)3侧流出。

此外，在上述回旋涡盘18b的背面中央的凸台部内设置有回旋轴承46，接受上述旋转轴21的偏心部21a。另外，在形成于上述框架18a的欧氏室47的外周侧形成有连通于电动机部19的上部空间43a的排油孔48。另外，在上述排油孔48的下方设置有第一排油通路单元49，该第一排油通路单元49接受从排油孔48流下的油，并引导至在定子19a外周部沿轴向形成的第二芯切割部42。另外，还设置有将从上述第二芯切割部42流下的油向储油部26引导的第二排油通路单元50。

对压缩机2内部的润滑油的流动进行说明。供油泵28的下端浸渍于储油部26内。当旋转轴21旋转时，通过由供油泵28及旋转轴21内的沿轴向偏心地形成的偏心纵孔(供油路)21b带来的离心泵作用，储油部26的润滑油从上述供油泵28被吸取，在上述偏心纵孔21b内上升。

上述主轴承31及上述回旋轴承46的周围为低压的吸入压力Ps的氛围。在偏心纵孔21b内上升的油经由横向供油孔21c向主轴承31供油。另一方面，在偏心纵孔21b中流动而到达偏心部21a的上端的油从轴上端部室51向回旋轴承46供油。供给至主轴承31及回旋轴承46的油排出至回旋涡盘18b的凸台部外周的油压室52之后，向欧氏室47流动，润滑欧氏环29的滑动部。流动至欧氏室47的外周侧的油的大部分通过排油孔48向下流，通过将入口部形成得较宽广的第一排油通路单元49与密闭容器20的内壁面之间，然后，经由第二芯切割部42及第二排油通路单元50返回至储油部26。流至上述欧氏室47的油中的一小部分的油从回旋涡盘18b与固定涡盘18c的滑动面泄漏而流向吸入室18d，且润滑回旋涡盘18b与固定涡盘18c的滑动部。

此外，从上述偏心纵孔21b的下部侧分支而设置有横向供油孔21d，使在偏心纵孔21b流动的油的一部分从上述横向供油孔21d分支并流出至旋转轴21的外周面，向副轴承32供油而进行润滑。润滑副轴承32后的油向下方流动，返回至储油部26。

如上述地，本实施例中，设置有将润滑压缩机构部18的各滑动部(主轴承31、回旋轴承46以及欧氏环29等)后的油与制冷剂气体的流隔离并返回至储油部26的排油通路单元(第一、第二排油通路单元49、50)。由此，能够防止从轴承部等排出的油直接混入制冷剂气体中。因此，能够使向从压缩机2的吐出配管23吐出的制冷剂混入的油成为最小限。另外，设置有用于将混合至从上述吐出配管23吐出的制冷剂气体中的油分离的油分离器3，因此，在该油分离器3中，能够将制冷剂气体中含有的微量的非相溶性的油的大部分分离。因此，能够大幅降低从压缩机2向制冷循环放出的油的量即油率。

接着，使用图3说明图1所示的空调机1使用的压缩机2和油分离器3的部分的结构。图3是图1所示的压缩机和油分离器的部分的概略结构图。

使用该图3说明压缩机2与油分离器3的连接及配置关系。此外，图3中，为了便于说明，省略压缩机2的内部构造而描述，但压缩机2的详情如使用图2说明的那样。

油分离器3形成大致圆筒形的形状，将从压缩机2吐出的制冷剂与油的混合物利用例如作用于流体的离心力分离成制冷剂和油。本实施例中，使用这种离心分离式、或使含有油的制冷剂与油分离器的容器壁面碰撞而分离的碰撞分离式的油分离器3，但也可以使用上述的其它形式的油分离器、例如使油雾附着于金属的网等而进行分离的除雾器式的油分离器等。在构成油分离器3的容器内能够储存分离出的油。

压缩机2的密闭容器20和油分离器3通过吐出侧制冷剂配管14及回油配管12相互连接。回油配管12连接设置于油分离器3的底部的油出口部34和密闭容器20的回油部24。在该回油配管12的中途设置有降压单元15。

从压缩机2的吐出配管23吐出的制冷剂与油的混合物经由吐出侧制冷剂配管14，从油分离器3的入口部35流入油分离器3的内部，并被分离成制冷剂(制冷剂气体)和油。

由油分离器3分离出的制冷剂从设置于油分离器3的上部的制冷剂出口部36流出。在制冷剂出口部36连接供从该制冷剂出口部36流出的制冷剂流动的制冷剂配管37，制冷剂向图1所示的四通阀4侧流动。

由油分离器3分离出的油从油分离器3的油出口部34流入回油配管12，在被降压单元15降压后，通过回油部24直接流入密闭容器20的储油部26而储存。本实施例中，上述回油部24设置于比油面27低的位置，因此，由油分离器3分离出的油直接流入储油部26的油中。

另外，以使储油部26的油面27的高度方向的位置比油分离器3的底部3a的高度方向的位置低，且比密闭容器20的回油部24的高度方向的位置高的方式调整油的量，并封入密闭容器20内。回油部24相对于密闭容器20的侧面水平地连接。即，回油配管12具有用于与密闭容器20的侧面水平地连接的水平部，该水平部被油充满。

另外，本实施例中，密闭容器20及油分离器3构成为大致圆筒形，油分离器3的内径构成为比密闭容器20的储油部26的内径。优选的是，使上述油分离器3的内径成为上述密闭容器20的储油部26的内径的“1/(1.5～2.5)”的关系，进一步优选的是，使油分离器3的内径成为密闭容器20的储油部26的内径的约1/2。

本实施例中，压缩机2的运转中，密闭容器20内的压力为低压氛围，即大致吸入压力的氛围，储油部26的压力也成为低压氛围。另一方面，来自压缩机2的吐出制冷剂气体流入油分离器3，因此，油分离器3内为大致吐出压力的氛围。因此，压缩机2的运转中，能够利用该压力差使储存于油分离器3内的油返回至密闭容器20底部的储油部26。

但是，油分离器3内的压力与密闭容器20内的压力的压力差非常大，因此，调整由电子膨胀阀等构成的降压单元15的节流量，以仅使储存于油分离器3内的油返回至密闭容器20内，而油分离器3内的制冷剂气体不会流入密闭容器20内。即，以使油分离器3内的油面高度维持在非常低的位置的方式利用上述降压单元15调节从回油管12返回至密闭容器20内的油量，防止或尽可能抑制油分离器3内的制冷剂气体从回油管12流入密闭容器20内。

为此，优选探测压缩机2的吐出侧和吸入侧的压力，根据它们的压力差调整上述降压单元15的节流量。此外，压缩机2的吐出侧和吸入侧的压力的探测只要设置压力传感器直接探测压力即可。但是，压力传感器的价格高，因此，也可以使用温度传感器，探测吐出侧(高压侧)的温度和吸入侧(低压侧)的温度，并以此为基础，间接地探测吐出侧(高压侧)和吸入侧(低压侧)的压力。

另外，优选将降压单元15由电子膨胀阀等构成，且基于上述探测出的压力差，即制冷循环的高压侧与低压侧的压力差，调整上述降压单元15的节流量，但也可以使用作为固定节流的毛细管构成上述降压单元。在该情况下，可以预先通过实验等决定成为合适的节流量的毛细管的尺寸。

本实施例中，构成为，回油配管12的与密闭容器20的连接部(回油部24)的高度方向的位置比油面27的高度方向的位置低。由此，能够将从压缩机2吐出的制冷剂与油的混合物利用油分离器3分离成制冷剂和油，并将分离出的油直接返回至压缩机2的密闭容器20内底部的储油部26的油中。从而，抑制向储油部26返回的油和密闭容器内的制冷剂气体混合，而制冷剂溶入油、油吸取制冷剂，因此，能够相应地降低封入制冷循环的制冷剂量。

另外，构成为，油分离器3的底部3a的高度方向的位置比储存于压缩机2的储油部26的油的油面27的高度方向的位置高，因此，即使在压缩机2停止，压缩机2的吐出侧与吸入侧的压力差消失的情况下，储存于油分离器3内的油也能够通过储油部26的油面与油分离器3内的油面的水头差流入密闭容器20内底部的储油部26。

如以上所说明地，根据本实施例，构成为，作为制冷剂，使用作为微燃性制冷剂的HFC-32，并且采用低压腔室型的密闭型电动压缩机，用于压缩机的制冷机油使用相对于上述制冷剂非相溶的油，且具备设置于压缩机的吐出侧且从制冷剂分离油的油分离器，还具备将由油分离器分离出的油返回至比上述储油部的油面低的位置的回油部，因此，可得到以下的效果。

(1)能够使用全球增温潜势低的微燃性制冷剂，并且确保制冷能力。即，能够降低油率，因此，能够抑制向室外侧热交换器6、室内侧热交换器11等热交换器侧的油流出，防止油附着于热交换器的配管内表面等。从而，能够增加热交换器的传热效率，因此，能够提高制冷能力。

(2)用于压缩机2的制冷机油使用相对于上述制冷剂非相溶的油，因此，能够减少溶入制冷机油的制冷剂的量，由此，能够降低制冷剂封入量。另外，也能够抑制制冷机油的粘度降低，因此，也可实现压缩机2的可靠性提高。

(3)使用了相对于上述制冷剂非相溶的油，因此，能够提高油分离器3的油的分离效率，另外，将由上述油分离器3分离出的油直接返回至压缩机2的储油部26，因此，能够保持压缩机2的密闭容器20内的油量适当。进一步地，将由油分离器3分离出的油返回至比储油部的油面低的位置，因此，能够抑制向储油部26返回的油和密闭容器内的制冷剂气体混合而制冷剂溶入油或油吸收制冷剂。因此，能够相应地降低封入制冷循环的制冷剂量。

(4)能够降低从压缩机向制冷循环放出的油的量即油率，因此，能够降低制冷机油的封入油量，该结果，能够降低被油吸取的制冷剂量，因此，从该点来看，也能够降低封入制冷剂量。

(5)能够降低油率，由此，能够提高热交换器的效率，因此，能够相应地缩小热交换器容积，从该点来看，也能够降低随之所需的制冷剂封入量。

(6)能够利用设置于压缩机的吐出侧的油分离器提高油的分离效率，并且作为密闭型电动压缩机，采用了低压腔室型的压缩机，因此，吸入到密闭容器内的制冷剂能够在容积较大的密闭容器内从吸入制冷剂分离油及液制冷剂。因此，能够废除专利文献1记载那样的蓄液器，能够相应地缩小制冷循环的内容积，因此，能够大幅降低向制冷循环封入的制冷剂量。

这样，根据本实施例，可得到能够使用全球增温潜势低的微燃性制冷剂，并且降低封入制冷剂量的效果。

实施例2

使用图4、图5说明作为本发明的制冷空调装置的实施例2的空调机。本实施例2的空调机的基本的结构与在实施例1所说明的空调机相同，图1所示的制冷循环的结构、图2所示的密闭型电动压缩机的结构与实施例1相同。以下的说明中，以与实施例1不同的部分为中心进行说明。

图4、图5分别是说明在图1中所以说明的油分离器3的另一例的图，表示作为油分离器3的更优选的例。

图4表示更优选的离心分离式的油分离器3的例子，该油分离器3具备纵长的外筒3b和以与上述外筒3b成同心的方式安装于该外筒3b的内侧上部的内筒3c，在上述外筒3b与上述内筒3c之间形成有圆周流路3d。

在上述圆周流路3d设置有使含有油的制冷剂气体沿着外筒3b的内表面吐出的入口部35，在该入口部35连接有引导从压缩机2吐出的制冷剂的吐出侧制冷剂配管14。

在上述内筒3c的内表面上部设置有在内筒3c的内部开口的制冷剂出口部36，在该制冷剂出口部36连接有向四通阀4(参照图1)侧流动制冷剂的制冷剂配管37。另外，在上述外筒3b内的底部3a的中央设置有成为分离出的油的出口的油出口部34，在该油出口部34连接有将分离出的油直接返回至上述压缩机2的储油部26的回油配管12。

使从压缩机2吐出的含有油的制冷剂气体从油分离器3的入口部35向上述圆周流路3d吐出，从而油与制冷剂的混合物一边沿着上述圆周流路3d回旋一边下降，通过此时的离心力，油从制冷剂气体分离而沿着外筒3b内表面向下流，储存于油分离器3的底部3a。储存于油分离器3的底部3a的油经由回油配管12直接返回至上述压缩机2的储油部26。另一方面，将油分离出的制冷剂气体流入上述内筒3c内，并由此向上述制冷剂配管37流出。

作为油分离器3，使用这种结构的离心分离式的油分离器3，由此产生回旋流，利用离心力能够分离油，因此，能够进一步提高油分离效率。因此，能够防止与制冷剂非相溶的油流动而滞留于室外侧热交换器6、室内侧热交换器11，使上述各热交换器的传热作用被油阻碍。

此外，图4所示的离心分离式的油分离器3中，成为具有内筒3c的结构，适合作为大容量的油分离器，但在更小容量且外筒3b的外径小的油分离器中，也可以如下构成。即，也可以构成为，将上述制冷剂出口部36或上述制冷剂配管37插入至上述外筒3b的比上述入口部35靠下方的位置，并省略上述内筒3c。即使这样构成，通过使含有油的制冷剂气体从上述入口部35沿着外筒3b的内表面吐出，也能够在上述制冷剂出口部36或上述制冷剂配管37的周围产生回旋流而将油分离。

图5表示作为图1所示的油分离器3的更优选的油分离器3的除雾器式的油分离器3。图5中，标注有与图4相同符号的部分是相同或相当的部分，以与图4的例子不同的部分的结构为中心进行说明。

除雾器式的油分离器3是在油分离器3内通过嵌合等固定地设有以金属网等丝状构成的网眼状的除雾器3e。在该除雾器3e的下部空间3f的上侧设置有引导含有油的制冷剂气体的入口部35，在该入口部35连接有引导从压缩机2吐出的制冷剂的吐出侧制冷剂配管14。

在上述除雾器3e的上部空间3g设置有制冷剂出口部36，在该制冷剂出口部36连接有上述制冷剂配管37。另外，在油分离器3内的底部3a的中央设置有成为分离出的油的出口的油出口部34，在该油出口部34连接有上述回油配管12。此外，为了防止含有油的制冷剂气体从构成油分离器3的容器与上述除雾器3e的外周部分之间泄漏而流动，也可以在该部分设置挡板。

当使从压缩机2吐出的含有油的制冷剂气体从油分离器3的入口部35向油分离器3内的下部空间3f吐出时，含有油的制冷剂气体通过除雾器3e向上部空间3g侧流动。此时，制冷剂气体中的油(油滴)被上述除雾器3e的线条捕集而分离，并储存于油分离器3的底部3a。储存于油分离器3的底部3a的油经由回油配管12直接返回至上述压缩机2的储油部26。另一方面，将油分离出的制冷剂气体从上部空间3g向制冷剂配管37流出。

这样，作为油分离器3，使用除雾器式的油分离器3，由此能够进一步提高油分离效率，能够得到与图4所示的例子大致相同的效果。

本实施例2中，对离心分离式和除雾器式的油分离器进行了说明，但作为上述油分离器3，也可以使用设置障碍板(挡板)来分离油的障碍板式(挡板式)等。

此外，本发明不限定于上述的实施例，包含各种变形例。

例如，上述的实施例中，对作为制冷空调装置使用的密闭型电动压缩机，采用了密闭型涡旋压缩机的例子进行了说明，但只要是高压腔室方式的压缩机，可以使用任意的压缩机，例如密闭型的旋转式压缩机、摆动型或往复型的压缩机。另外，对立式的密闭型电动压缩机进行了说明，但也能够适用于卧式的密闭型电动压缩机。另外，不限于单级(一级)的密闭型电动压缩机，同样能够适用于使用多级压缩的密闭型电动压缩机的制冷空调装置。另外，上述的实施例中，说明了作为微燃性制冷剂使用HFC-32的例子，但也可以使用HFO-1234yf、HFO-1234ze等其它的微燃性制冷剂，或者使用以微燃性制冷剂为主成分且混合了其它的制冷剂的混合制冷剂。

另外，上述的实施例是为了容易理解地说明本发明而详细说明的实施例，并非限定于必须具备所说明的全部的结构。

Claims (11)

1.一种制冷空调装置，将密闭型电动压缩机、室外侧热交换器、膨胀阀、室内侧热交换器依次利用制冷剂配管连接而构成制冷循环，上述密闭型电动压缩机在密闭容器内具有压缩机构部、电动机部以及储油部，上述制冷空调装置的特征在于，

上述密闭型电动压缩机是密闭容器内为低压氛围的低压腔室型的压缩机，

上述制冷空调装置具备：

油分离器，其设置于上述密闭型电动压缩机的吐出侧且从制冷剂分离油；

回油配管，其将油从上述油分离器直接返回至上述密闭型电动压缩机的储油部；以及

降压单元，其设置于上述回油配管，

在上述制冷循环中循环的制冷剂为微燃性的制冷剂或以该微燃性的制冷剂为主成分的制冷剂，

上述密闭型电动压缩机使用的制冷机油为相对于上述制冷剂非相溶的油，

上述制冷空调装置具备回油部，该回油部将由上述油分离器分离出的油返回至比上述储油部的油面低的位置。

2.根据权利要求1所述的制冷空调装置，其特征在于，

在上述制冷循环中循环的微燃性的制冷剂为含有70％以上的选自HFC-32，HFO-1234yf、HFO-1234ze的组的一种以上的制冷剂的制冷剂，其中，上述HFC-32为二氟甲烷，上述HFO-1234yf为2,3,3,3-四氟丙烯，上述HFO-1234ze为1,3,3,3-四氟丙烯。

3.根据权利要求1所述的制冷空调装置，其特征在于，

相对于上述制冷剂非相溶的油为矿物油、烷基苯油、聚亚烷基二醇油中的任一种，其中，上述烷基苯油为AB油，上述聚亚烷基二醇油为PAG油。

4.根据权利要求1所述的制冷空调装置，其特征在于，

上述油分离器具有供从上述密闭型电动压缩机吐出的制冷剂与油的混合物流入的入口部、供分离出的油流出的油出口部、以及供上述制冷剂流出的制冷剂出口部，

上述油分离器的上述油出口部形成于油分离器的底部，在该油出口部连接有上述回油配管，该回油配管在上述密闭型电动压缩机的比形成于上述储油部的油面低的位置连接于上述密闭型电动压缩机，而且，

上述油分离器的上述底部构成为位于比形成于储油部的油面靠上方。

5.根据权利要求4所述的制冷空调装置，其特征在于，

上述油分离器是利用离心力分离制冷剂和油的离心分离式或利用除雾器从制冷剂分离油的除雾器式。

6.根据权利要求1所述的制冷空调装置，其特征在于，

设置于上述回油配管的降压单元由电子膨胀阀构成，且基于上述制冷循环的高压侧与低压侧的压力差来调整上述降压单元的节流量。

7.一种密闭型电动压缩机，其用于权利要求1～6中任一项所述的制冷空调装置，上述密闭型电动压缩机的特征在于，

上述密闭型电动压缩机为在密闭容器内具有压缩制冷剂的压缩机构部、驱动上述压缩机构部的电动机部、以及储油部的低压腔室型的密闭型电动压缩机，

贮存于上述储油部的制冷机油为相对于微燃性制冷剂或以该微燃性制冷剂为主成分的制冷剂非相溶的油，

上述密闭型电动压缩机具备回油部，该回油部将由设置于制冷循环的油分离器分离出的油返回至比上述储油部的油面低的位置。

8.根据权利要求7所述的密闭型电动压缩机，其特征在于，

具备：

旋转轴，其将上述电动机部的旋转传递至上述压缩机构部；

主轴承，其在上述电动机部的上方支撑上述旋转轴；

副轴承，其在上述电动机部的下方支撑上述旋转轴；以及

副轴承外壳，其支撑上述副轴承，且配置于比形成于上述储油部的油面靠上方。

9.根据权利要求8所述的密闭型电动压缩机，其特征在于，

在上述旋转轴的下端设置有用于吸入上述储油部的油的供油泵，

在比上述供油泵的吸入口高且比上述油面低的位置设置有上述回油部。

10.根据权利要求8所述的密闭型电动压缩机，其特征在于，

在上述密闭容器设置有用于将制冷剂吸入密闭容器内的吸入配管，上述吸入配管设置于使上述制冷剂流入上述电动机部与上述副轴承外壳之间的位置，

构成为，从上述吸入配管流入到密闭容器内的制冷剂在对上述电动机部进行冷却后，被吸入上述压缩机构部。

11.根据权利要求10所述的密闭型电动压缩机，其特征在于，

设置有排油通路单元，该排油通路单元将对上述压缩机构部的各滑动部进行润滑后的油与制冷剂气体的流通隔离地返回至储油部。

Images