JP2003090634A - 冷凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧縮機の潤滑油を確保を図るようにした冷凍
装置において、広範囲の運転条件変化が有ってもそれに
適切に追従して対応し、圧縮機の油面低下を確実に補う
ようにしたものを提供することを課題とする。 【解決手段】 オイルセパレータには油貯留部で上下方
向に間隔を置いて上方、下方の油取出管を設け、かつ、
圧縮機には油面検知手段を設け、油面検知手段により圧
縮機の現実の油面を知り、同油面検知手段の指令により
下方の油取出管に設けたバルブを制御して必要な油を吸
入管を介して圧縮機に供給可能としたことにより、室内
機と室外機を接続する接続配管が長い場合と短い場合に
限らず、圧縮機の広範囲運転に対応し、実際の油面変化
に追従してオイルセパレータからの給油を確保し、圧縮
機の油面低下を防止する様にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮機の潤滑油を
確保を図るようにした冷凍装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種冷凍装置の概要について、
図３に基づいて説明する。図３は従来の冷凍装置の冷媒
回路図である。

【０００３】分離型空気調和機は、室外機Ａと室内機Ｂ
とで構成されるが、このうち室外機Ａは、圧縮機１０
０、同圧縮機１００を出た冷媒から油分を分離するオイ
ルセパレータ１２０、冷媒の流れ方向を規制する四方弁
１３０、室外熱交換器１０４、同室外熱交換器１０４と
共働する室外ファン１０５、前記室外熱交換器１０４に
連なる逆止弁１０６及び膨張弁１０７等から構成されて
いる。

【０００４】他方、室内機Ｂは、室内熱交換器１１０、
同室内熱交換器１１０と共働する室内ファン１１１、前
記室内熱交換器１１０に連なる膨張弁１０９等を主要部
材として構成され、同室内機Ｂと前記室外機Ａとは接続
配管１０８、１１２で接続されている。

【０００５】そして家屋の構造等により、前記室外機Ａ
と室内機Ｂの据え付け位置が決定され、同室外機Ａと室
内機Ｂの据付け距離が所定距離より長い場合、又は短い
場合には、前記接続配管１０８、１１２を長くしたり、
短くしたりすることで対応している。

【０００６】ここで接続配管１０８、１１２が長くなる
と、これら接続配管１０８、１１２に溜まる冷凍機油が
多くなるため、圧縮機１００内の冷凍機油が不足し最悪
の場合には圧縮機１００の焼き付き事故が起きることが
懸念される。

【０００７】従って従来の装置においては、オイルセパ
レータ１２０の冷凍機油を取り出す油取出口１２０ａ、
１２０ｂを、同オイルセパレータ１２０の油貯留部で上
下方向に間隔を隔てて複数個設け、それぞれ油取出管１
１４、１１５及びキャピラリ１１３を経て圧縮機１００
に戻る様に配管し、前記接続配管１０８、１１２が短い
場合にはオイルセパレータ１２０の上方に位置する油取
出口１２０ａより冷凍機油を取出すことによって余分の
冷凍機油をオイルセパレータ１２０内に貯留する様にし
ている。

【０００８】そして接続配管１０８、１１２が長い場合
には、オイルセパレータ１２０の下方に位置する油取出
口１２０ｂより冷凍機油を取り出すことによって冷媒回
路内を循環する冷凍機油の量を増大している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た従来のものでは、接続配管１０８、１１２の長さを基
本として冷媒回路内の冷凍機油の量を決めてしまうこと
になるため、広範囲の運転、例えば低温条件での連続運
転、圧縮機のＯＮ／ＯＦＦが頻繁に行われるインチング
運転、圧縮機低Ｈｚ低循環量の運転、高負荷過熱運転な
ど、広範囲運転での接続配管、アキュムレータ、熱交換
器に貯留する冷媒量が異なる場合には、必ずしも圧縮機
の油面低下を補うことができないという問題点がある。

【００１０】本発明は、このような従来の冷凍機におけ
る問題点を解消し、広範囲の運転で条件変化が有っても
それに適切に追従して対応し、圧縮機の油面低下を確実
に補うようにした冷凍機を提供することを課題とするも
のである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は前記した課題を
解決すべくなされたもので、その第１の手段として、圧
縮機を出た冷媒中に含まれる油分を分離するオイルセパ
レータを有し、同オイルセパレータの油貯留部に上下方
向に間隔をおいて上方の油取出管と下方の油取出管を設
け、上方の油取出管はキャピラリを介し、下方の油取出
管はバルブを介してそれぞれ前記圧縮機の吸入管に接続
し、同圧縮機に設けた油面検知手段の指令に応じて前記
バルブを開閉制御する冷凍装置を提供するものである。

【００１２】すなわち同第１の手段によれば、オイルセ
パレータには油貯留部で上下方向に間隔を置いて上方、
下方の油取出管を設け、かつ、圧縮機には油面検知手段
を設け、同油面検知手段により圧縮機の実際の油面を知
り、同油面検知手段の指令により下方の油取出管に設け
たバルブを制御して必要な油を吸入管を介して圧縮機に
供給可能としたので、室内機と室外機を接続する接続配
管が長い場合と短い場合に限らず、圧縮機の広範囲の運
転に対応し、実際の油面変化に追従してオイルセパレー
タからの給油を確保し、圧縮機の油面低下を防止して装
置の安定性、信頼性の向上を図る様にしたものである。

【００１３】また、本発明は第２の手段として、前記第
１の手段において、圧縮機を複数設けると共に各圧縮機
の底部を均油管で接続し、前記オイルセパレータの油貯
留部に設けた下方の油取出管は、前記吸入管に代えて前
記均油管に接続した冷凍装置を提供するものである。

【００１４】すなわち同第２の手段によれば、圧縮機を
複数有し圧力差等により油面低下が不均一となる場合に
おいても、各圧縮機の底部を接続する均油管を利用して
オイルセパレータからの給油で補完し、各圧縮機の油面
低下を防止して、装置の安定性、信頼性の向上を図る様
にしたものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の第１形態について
図１に基づいて説明する。図１は本実施の形態に係る冷
凍機の冷媒回路を示す配管系統図である。

【００１６】すなわち、本実施の形態において、１は圧
縮機、４は同圧縮機１を出た冷媒から油分を分離するオ
イルセパレータ、７は逆止弁６を介して前記オイルセパ
レータ４に接続し冷媒の流れ方向を規制する四方弁、１
６は前記圧縮機１に連なるアキュムレータ、８は室外熱
交換器、１１は逆止弁９又は膨張弁１０を介して前記室
外熱交換器８に接続した過冷却熱交換器、１４は室内熱
交換器である。

【００１７】また、１ａは前記圧縮機１の圧縮部、１ｂ
は同圧縮機１の油面、１ｃは前記アキュムレータ１６か
ら圧縮機１に連なる吸入管、そして１２、１５は操作
弁、１３は膨張弁を示している。

【００１８】ここで、本実施の形態ではオイルセパレー
タ４の油貯留部に、上下方向で間隔をおいて上方の油取
出管２と下方の油取出管３を設け、上方の油取出管２は
油戻しの絞りとなるキャピラリ５を介して圧縮機１の吸
入管１ｃに接続し、また、下方の油取出管３はバルブ１
７を介して同吸入配管１ｃに接続している。

【００１９】また、圧縮機１内に油面検知手段３０を設
け、同油面検知手段３０により圧縮機１内の油面位置を
検知し、所定の油面位置に応じて図示省略の制御装置を
介して前記バルブ１７を開閉制御するように構成されて
いる。

【００２０】前記の様に構成された本実施の形態におい
て、冷房運転時は、圧縮機１で圧縮された高圧の冷媒ガ
スはオイルセパレータ４に入り、ここで潤滑油を分離
し、分離された油は、油取出管２から油もどしのキャピ
ラリ５を通って吸入管１ｃに戻る。

【００２１】前記潤滑油を分離してオイルセパレータ４
を出たガス冷媒は、逆止弁６を通り、四方弁７から室外
熱交換器８にはいり、ここで放熱凝縮して液冷媒にな
り、逆止弁９から過冷却熱交換器１１にはいり更に放熱
しで過冷却が付く。

【００２２】次いで操作弁１２に至り、同操作弁１２を
通った液冷媒は膨張弁１３で減圧膨張して低圧冷媒とな
り室内熱交換器１４に入って室内に所定の冷気を供給
し、冷房装置として機能する。

【００２３】この様にして室内熱交換器１４で吸熱蒸発
した冷媒は、操作弁１５から四方弁７を介して、アキュ
ムレータ１６にはいり、ここで未蒸発の液冷媒を分離
し、ガス冷媒は吸入管１ｃから圧縮機１に入り、圧縮部
１ａへ吸い込まれ圧縮されることになる。

【００２４】他方、暖房運転時は、圧縮機１で圧縮され
た高圧の冷媒ガスはオイルセパレータ４に入り、ここで
潤滑油を分離し、分離された油は油取出管２から油もど
しのキャピラリ５を通り吸入管１ｃに戻る。

【００２５】前記潤滑油を分離してオイルセパレータ４
を出たガス冷媒は逆止弁６を通り、四方弁７から操作弁
１５を通って室内熱交換器１４にはいり、ここで放熱凝
縮して室内に所定の暖気を供給し、暖房装置として機能
する。

【００２６】この様にして室内熱交換器１４で放熱凝縮
した液冷媒は、膨張弁１３で減圧され中間圧となり、操
作弁１２を通り過冷却熱交換器１１に入り、ここで放熱
して過冷却が付く。

【００２７】次いで膨張弁１０で減圧して低圧の冷媒と
なり室外熱交換器８に入り、吸熱蒸発して四方弁７から
アキュムレータ１６に入り、ここで未蒸発の液冷媒を分
離しガス冷媒は吸入管１ｃから圧縮機１に戻る。

【００２８】前記の冷房運転、及び暖房運転に際し、オ
イルセパレータ４に接続した下方の油取出管３に設けら
れているバルブ１７は、通常閉としているので、この運
転の間オイルセパレータ４には油取出管２の取り出し位
置より下方に冷凍機油が貯留される。

【００２９】しかし、圧縮機１内の油面検知手段３０に
より、圧縮機１の油面１ｂが所定の位置より低下してい
ることを検知したら、図示省略の制御装置によりバルブ
１７を開け、オイルセパレータ４に溜まっている冷凍機
油を下方の油取出管３からバルブ１７を介して圧縮機１
の吸入配管１ｃに給油し、圧縮機１の液面１ｂを上昇さ
せる。

【００３０】この様に本実施の形態によれば、室内機と
室外機を接続する接続配管が長い場合と短い場合の他、
低温条件での連続運転、圧縮機１のＯＮ／ＯＦＦが頻繁
となるインチング運転、圧縮機１の低Ｈｚ低循環量の運
転、高負荷過熱運転など、広範囲の運転での油面低下に
対し、オイルセパレータ４からの給油を確保し、圧縮機
１の油面低下を防止して、装置の安定性、信頼性を高め
ることができる。

【００３１】次に本発明の実施の第２形態について、図
２に基づいて説明する。図２は本実施の形態に係る冷凍
機の冷媒回路の要部を示す配管系統図である。なお、説
明が冗長とならない様に、前記した実施の第１形態と共
通の部位については、図中に同一の符号を付して示すこ
とにより前記の説明を援用し、重複する説明は極力省略
して本実施の形態に特有の点を重点的に説明する。

【００３２】すなわち、本実施の形態は圧縮機１の他
に、これに加えて第２の圧縮機５１を設け、圧縮機を複
数台並列に配置したものである。

【００３３】従って本実施の形態では、第１の圧縮機１
と第２の圧縮機５１を並列的に配置し、それぞれのハウ
ジングの底部で油貯留部間を均油管３２で接続し、第１
の圧縮機１のオイルセパレータ４の油貯留部に、上下方
向で間隔をおいて上方の油取出管２と下方の油取出管３
を設け、上方の油取出管２は油戻しの絞りとなるキャピ
ラリ５を介して圧縮機１の吸入管１ｃに接続し、また、
下方の油取出管３はバルブ１７を介して前記均油管３２
に接続している。

【００３４】圧縮機５１内には、前記圧縮機１の油面検
知手段３０に対応して油面検知手段３１を設け、圧縮機
５１内の油面５１ｂを検知可能とする。なお、図２中に
おいて、５４は前記第２の圧縮機５１を出た冷媒から油
分を分離するオイルセパレータ、５７は同オイルセパレ
ータ５４に設けた油取出管、５５は油取出管５７に接続
したキャピラリ、５６は逆止弁、そして５１ａは圧縮機
５１内部の圧縮部、５１ｃはアキュムレータ１６から圧
縮機５１に至る吸入管を示している。

【００３５】前記の様に構成された本実施の形態におい
て、圧縮機運転時は各圧縮機１、５１のハウジング内の
圧力が低い方へ油は移動する。ただしハウジングの圧力
の高い側の圧縮機の油面は、均油管３２の取り付け位置
の下端まで低下する。

【００３６】通常運転時はバルブ１７を閉とし、オイル
セパレータ４に接続した上方の油取出管２に相当する位
置より下方に潤滑油を溜める。油面検知手段３０、３１
で油面１ｂ、５１ｂの低下を検知したら、油面が低下し
た側の圧縮機のハウジングの圧力（低圧）を他の圧縮機
より下げるために他の圧縮機を低Ｈｚ運転又はＯＦＦ
し、バルブ１７を開として、均油管３２を介して油面が
低下した側の圧縮機に給油する。

【００３７】例えば、圧縮機１、５１のうち、第１の圧
縮機１の油面１ｂが低下した場合は、油面検知手段３０
で油面低下を検知する。ここで第１の圧縮機１をＯＮ、
第２の圧縮機５１をＯＦＦ又は低Ｈｚ運転として圧縮機
１内の圧力を下げ、オイルセパレータ４の下方の油取出
管３のバルブ１７を開とし、均油管３２を介して圧縮機
１に給油する。そして油面検知手段３０で所定の油面上
昇を確認したら、バルブ１７を閉とする。

【００３８】他方、第２圧縮機５１の油面５１ｂが低下
した場合は、油面検知手段３１で油面低下を検知する。
ここで第１の圧縮機１をＯＦＦ又は低Ｈｚ運転とし、第
２の圧縮機５１をＯＮとし圧縮機５１内の圧力を下げ、
オイルセパレータ４の下方の油取出管３のバルブ１７を
開とし、均油管３２を介して圧縮機５１に給油する。そ
して油面検知手段３１で所定の油面上昇を確認したら、
バルブ１７を閉とする。

【００３９】以上により本実施の形態においても前記実
施の第１形態と同様に、室内機と室外機を接続する接続
配管が長い場合と短い場合の他、低温条件での連続運
転、圧縮機１、５１のＯＮ／ＯＦＦが頻繁となるインチ
ング運転、圧縮機１、５１の低Ｈｚ低循環量の運転、高
負荷過熱運転など、広範囲運転での油面低下に対し、オ
イルセパレータ４からの給油を確保し、圧縮機１、５１
の油面低下を防止して、装置の安定性、信頼性を高める
ことができる。

【００４０】以上、本発明を図示の実施の形態について
説明したが、本発明はかかる実施の形態に限定されず、
本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えて
よいことはいうまでもない。

【００４１】

【発明の効果】以上、本出願の請求項１に記載の発明に
よれば、圧縮機を出た冷媒中に含まれる油分を分離する
オイルセパレータを有し、同オイルセパレータの油貯留
部に上下方向に間隔をおいて上方の油取出管と下方の油
取出管を設け、上方の油取出管はキャピラリを介し、下
方の油取出管はバルブを介してそれぞれ前記圧縮機の吸
入管に接続し、同圧縮機に設けた油面検知手段の指令に
応じて前記バルブを開閉制御する様にして冷凍装置を構
成したので、油面検知手段により圧縮機の実際の油面を
知り、同油面検知手段の指令により下方の油取出管に設
けたバルブを制御して必要な油を吸入管を介して圧縮機
に供給可能としたことにより、室内機と室外機を接続す
る接続配管が長い場合と短い場合に限らず、圧縮機の広
範囲の運転に対応し、実際の油面変化に追従してオイル
セパレータからの給油を確保し、圧縮機の油面低下を防
止して装置の安定性、信頼性の向上を達成した好適な冷
凍装置を得ることが出来たものである。

【００４２】また、請求項２に記載の発明によれば、前
記請求項１に記載の発明において、圧縮機を複数設ける
と共に各圧縮機の底部を均油管で接続し、前記オイルセ
パレータの油貯留部に設けた下方の油取出管は、前記吸
入管に代えて前記均油管に接続して冷凍装置を構成して
いるので、圧縮機を複数有し圧力差等により各圧縮機間
で油面低下が不均一となる場合においても、各圧縮機の
底部を接続する均油管を利用してオイルセパレータから
の給油で補完し、各圧縮機の油面低下を防止して、装置
の安定性、信頼性の向上を達成した好適な冷凍装置を得
ることが出来たものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１形態に係る冷凍機の冷媒回
路を示す配管系統図である。

【図２】本発明の実施の第２形態に係る冷凍機の冷媒回
路の要部を示す配管系統図である。

【図３】従来の冷凍装置の概要を示す冷媒回路図であ
る。

【符号の説明】

１、５１ 圧縮機 １ａ、５１ａ 圧縮部 １ｂ、５１ｂ 油面 １ｃ、５１ｃ 吸入管 ２、３、５７ 油取出管 ４、５４ オイルセパレータ ５、５５ キャピラリ ６、５６ 逆止弁 ７ 四方弁 ８ 室外熱交換器 ９ 逆止弁 １０ 膨張弁 １２ 操作弁 １３ 膨張弁 １４ 室内熱交換器 １５ 操作弁 １６ アキュムレータ １７ バルブ ３０、３１ 油面検知手段 ３２ 均油管 １００ 圧縮機 １０４ 室外熱交換器 １０５ 室外ファン １０６ 逆止弁 １０７、１０９ 膨張弁 １０８、１１２ 接続配管 １１０ 室内熱交換器 １１１ 室内ファン １１３ キャピラリ １１４、１１５ 油取出管 １２０ オイルセパレータ １２０ａ 油取出口 １２０ｂ 油取出口 １３０ 四方弁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機を出た冷媒中に含まれる油分を分
   離するオイルセパレータを有し、同オイルセパレータの
   油貯留部に上下方向に間隔をおいて上方の油取出管と下
   方の油取出管を設け、上方の油取出管はキャピラリを介
   し、下方の油取出管はバルブを介してそれぞれ前記圧縮
   機の吸入管に接続し、同圧縮機に設けた油面検知手段の
   指令に応じて前記バルブを開閉制御することを特徴とす
   る冷凍装置。
2. 【請求項２】 圧縮機を複数設けると共に各圧縮機の底
   部を均油管で接続し、前記オイルセパレータの油貯留部
   に設けた下方の油取出管は、前記吸入管に代えて前記均
   油管に接続したことを特徴とする請求項１に記載の冷凍
   装置。