JP2006023009A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】予備のオイルを貯蔵したオイルタンク付セパレータを組み込んだ冷凍サイクルを構成することにより、汎用性の高い一般の圧縮機を使いながらオイル希釈率の確保することができる空気調和機を提供すること。
【解決手段】予備のオイルを貯蔵しているオイルタンク付セパレータを設置し、予備のオイル面より上部に開口された第１のオイル戻し管と予備のオイル面より下部に開口された第２のオイル戻し管を設け、配管長が長くなり冷媒を追加補充し、オイル希釈率が確保できない冷凍サイクルの場合には、第２のオイル戻し管よりオイルを供給することにより、汎用性の高い一般の圧縮機を使いながら冷凍サイクルのオイル希釈率を確保することが可能とすること。
【選択図】図１

Description

本発明は複数台の室内機と複数台の室外機とを並列につながれた空気調和機の冷凍サイクルに関するものである。

近年、空気調和機は、生活レベルおよび施工性の向上により、省スペース化が図られ、建物全体の空気調和を可能とする要求が高まり、それに伴い、圧縮機の小型化や複数台の室内機からなる多室型空気調和機などの需要が増えるに従い、圧縮機が保有する冷凍オイルの安定化を図る設計がなされている。

一般に、複数台の室内機と複数台の室外機とを並列につながれた空気調和機は知られている（例えば、特許文献１）。この種のものでは、接続される配管も長くなり、冷媒量不足を補うために冷媒を追加補充している。これによって冷凍サイクル内のオイル量が不足傾向となり、オイル量の比率（以下オイル希釈率という）が低下することにより圧縮機の信頼性にも影響を与えることになる。

図５は従来例の空気調和機を示す系統図である。冷凍サイクルは、圧縮機→凝縮器→絞り装置→蒸発器→アキュームレータ→圧縮機に至る冷媒の循環サイクルで形成され、圧縮機と凝縮器との間にオイルセパレータが介設される。これは、圧縮機の吐出ガス中に流出した潤滑オイルを圧縮機に戻すことにより、圧縮機への潤滑オイルの供給不足などで、焼き付けを生じる危険を回避するとともに、循環する冷媒中にオイルが混入し、冷凍能力が低下することを防止するものである。このオイルセパレータは密閉容器状に形成し、圧縮機の吐出側に接続した入口から吐出ガスを器内に流入し、吐出ガス中のオイルを滴下させて器内部に貯留し、吐出ガスからオイルを除いた冷媒ガスを凝縮器の吸入側に接続した出口から循環する。器内部に貯留したオイルは、器内にフロートを設置して、所定の液位でオイル戻し管に接続した吸引管へオイルを戻す構成としている。
特開平１１−１１７８８４号公報

こういった空気調和機において、従来のオイルセパレータを用いたのでは冷媒から分離したオイルを圧縮機に戻すことはできるが、ユーザー要望により接続する室内機の形式が変化したり台数が増えたり、複数台の室外機を接続したりすると、接続される配管も長くなり、冷媒量不足を補うために冷媒を追加補充している。これによって冷凍サイクル内のオイル量が不足傾向となりオイル希釈率が確保できなくなり、そのためにオイル封入量の多い圧縮機を開発し、乗せ換えなければならないという課題を有していた。

本発明は、従来の課題を解決するもので、所定の容量を持ち予備のオイルを貯蔵できるオイルセパレータ（以下、オイルタンク付セパレータという）を高圧側に設け、これにより複数台の圧縮機を搭載している空気調和機においても、各圧縮機でのオイルレベルを確保することができ、信頼性を向上させることができる。また、オイルタンク付セパレータは所定の容量を持っているため、配管中のオイルの滞留量の増減に対してもオイルタンク付セパレータがバッファの役割も果たす。さらに複数台の室外機を並列に接続してなる冷凍サイクルの場合であっても、オイルタンク付セパレータによりそれぞれの室外機がオイル不足やオイル過多にいたらないようにオイルを配分できるとともに、使用する冷媒およびオイルの特性に影響されない。ゆえに汎用性の高い一般の圧縮機を使いながら冷凍サイクルのオイル希釈率を確保しつつ、確実にオイルを圧縮機に戻すことの出来るオイルタン
ク付セパレータを使用することを目的としている。

従来の課題を解決するために、本発明の空気調和機は、あらかじめ予備のオイルを貯蔵している貯蔵室と予備のオイル面より上部に開口された第１のオイル戻し管と予備のオイルのオイル面より下部に開口された第２のオイル戻し管を有するオイルタンク付セパレータを冷媒が必ずガス相となる高圧ガス回路に設けることによって、基本機能である圧縮機の吐出ガス中に流出された潤滑オイルを圧縮機に戻すことができ、また汎用性の高い一般の圧縮機を使いながら冷凍サイクルのオイル希釈率を確保することが可能となる。

本発明の空気調和機は、あらかじめ予備のオイルを貯蔵している貯蔵室と予備のオイル面より上部に開口された第１のオイル戻し管と予備のオイルのオイル面より下部に開口された第２のオイル戻し管を有するオイルタンク付セパレータを冷媒が必ずガス相となる高圧ガス回路に設けることによって、基本機能部品である圧縮機の吐出ガス中に流出された潤滑オイルを分離、貯蔵し、圧縮機に戻すことができ、また汎用性の高い一般の圧縮機を使いながら冷凍サイクルのオイル希釈率を確保することが可能となる。

そして、圧縮機は並列につながれている場合、第１のオイル貯蔵室に溜まったオイルは、常に特定の圧縮機に戻される。ここで、圧縮機は並列につながれているので、例えば、ある圧縮機から吐出されたオイルがその圧縮機に戻らずに、他の圧縮機に溜まることがある。この時には、ある圧縮機のオイルが不足するから、第２のオイル貯蔵室に溜まったオイルが、オイルの不足した圧縮機に回されるから、冷凍サイクルにおける汎用性の高い一般の圧縮機を使いながらオイル希釈率を確保することが可能となる。

本発明は、圧縮機の吐出側に接続する冷媒ガスの入口、凝縮器の吸入側に接続する冷媒ガスの出口を設けて圧縮機から吐出されたオイルの混入した冷媒をオイルと冷媒に分離するオイル分離機構を収納し、オイル分離機構で分離されたオイルが導入され、また予備のオイルを貯蔵している貯蔵室を設置し、予備のオイル面より上部に開口された第１のオイル戻し管と予備のオイル面より下部に開口された第２のオイル戻し管を設けたオイルタンク付セパレータを圧縮機と凝縮器との間に介設された冷凍サイクルであって、オイルレベルが確保できない場合には、第２のオイル戻し管よりオイルを供給し、汎用性の高い一般の圧縮機で冷凍サイクルを構成することができる。

以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に記載する実施の形態により本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１において、複数台の室内機Ａ１、Ａ２に液管４１、並びにガス管５１を介して室外機側Ｂ１ａがアキュームレータ６１→圧縮機１１→凝縮器２１→絞り装置３１を冷媒配管で順次接続された冷凍サイクルにおいて、所定の容量を持つオイルタンク付セパレータ７１が圧縮機１１と凝縮器２１との間に介設されている。このオイルタンク付オイルセパレータ７１は上述したように、あらかじめ予備のオイルを貯蔵しておくとともに、冷媒中に含まれるオイルを分離し圧縮機１１に常時オイルを戻すための機能のほかに、オイルの不足した圧縮機１１にオイルを戻すための機能が付加されている。

このオイルタンク付セパレータ７１は、圧縮機１１出口と凝縮器２１入口の間に設置され、その中にオイル分離機構が収納され、ここで冷媒ガスは、吐出ガス中に流出したオイルを分離して滴下する。そして滴下したオイルが導入され、且つ、予備のオイルを貯蔵し
ているオイル貯蔵室を設け、予備のオイル面より上部に第１のオイル戻し管８１、予備のオイル面より下部に第２のオイル戻し管８２を設けたものである。

通常、室内機が１台の場合はオイルタンク付セパレータ７１内で分離されたオイルは第１のオイル戻し管８１から圧縮機１１の入口管に返油される。複数台の室内機Ａ１、Ａ２が接続され冷媒を追加補充しオイル希釈率の低下が懸念される場合、あらかじめ予備のオイルが貯蔵されているのでオイル希釈率は確保され、運転中、圧縮機のオイルレベルが下がる場合、第２のオイル戻し管８２より開閉弁９１を開き、予備のオイルを圧縮機に戻すことによって、圧縮機１１でのオイルレベルを確保することができ、信頼性を向上させることができる。

（実施の形態２）
図２において、複数台の室内機Ａ１、Ａ２に液管４１、並びにガス管５１を介して室外機側Ｂ２ａがアキュームレータ６１→複数台の圧縮機１１、１２→凝縮器２１→絞り装置３１を冷媒配管で順次接続された冷凍サイクルにおいて、オイルタンク付オイルセパレータ７１が複数台の圧縮機１１、１２と凝縮器２１との間に介設されている。

このオイルタンク付セパレータ７１は、圧縮機１１出口、圧縮機１２出口からの合流部と凝縮器２１入口の間に設置され、その中にオイル分離機構が収納され、ここで冷媒ガスは、吐出ガス中に流出したオイルを分離して滴下する。そして滴下したオイルが導入され、且つ、予備のオイルを封入しているオイル貯蔵室を設け、予備のオイル面より上部に第１のオイル戻し管８１、予備のオイル面より下部に第２のオイル戻し管８２ａ、８２ｂを設けたものである。

通常、室内機が１台の場合はオイルタンク付セパレータ７１内で分離されたオイルは第１のオイル戻し管８１から複数台の圧縮機１１、１２の入口管に返油される。複数台の室内機Ａ１、Ａ２が接続され冷媒を追加補充しオイル希釈率の低下が懸念される場合、あらかじめ予備のオイルが貯蔵されているのでオイル希釈率は確保され、運転中、圧縮機のオイルレベルが下がる場合、第２のオイル戻し管８２ａ、８２ｂの開閉弁９１を開き、予備のオイルを圧縮機に戻すことによって、複数台の圧縮機１１、１２でのオイルレベルを確保することができ、信頼性を向上させることができる。

（実施の形態３）
図３において、複数台の室内機Ａ１、Ａ２に液管４１、並びにガス管５１を介して複数台の室外機側Ｂ１ａ、Ｂ１ｂがアキュームレータ６１→圧縮機１１→凝縮器２１→絞り装置３１を冷媒配管で順次接続された冷凍サイクルにおいて、オイルタンク付オイルセパレータ６１が圧縮機１１と凝縮器２１との間に介設されている。

このオイルタンク付セパレータ７１は、圧縮機１１出口と凝縮器２１入口の間に設置され、その中にオイル分離機構が収納され、ここで冷媒ガスは、吐出ガス中に流出したオイルを分離して滴下する。そして滴下したオイルが導入され、且つ、予備のオイルを貯蔵しているオイル貯蔵室を設け、予備のオイル面より上部に第１のオイル戻し管８１、予備のオイル面より下部に第２のオイル戻し管８２を設けたものである。

複数台の室内機Ａ１、Ａ２が接続され、複数台の室外機Ｂ１ａ、Ｂ１ｂを接続され、配管長さが長くなり冷媒を追加補充しオイル希釈率の低下が懸念される場合、あらかじめ予備のオイルが貯蔵されているのでオイル希釈率は確保され、運転中、圧縮機のオイルレベルが下がる場合、室外機Ｂ１ａのオイルタンク付セパレータ７１の第２のオイル戻し管８１より開閉弁９１を開き、予備のオイルを圧縮機に戻すことによって、圧縮機１１でのオイルレベルを確保することができ、信頼性を向上させることができる。

また、室外機Ｂ１ａのオイルタンク付セパレータ７１の予備のオイルのみでは、まだ、オイル希釈率の低下が懸念される場合、室外機Ｂ１ｂのオイルタンク付セパレータ７１の第２のオイル戻し管８１より開閉弁９１を開き、予備のオイルを圧縮機に戻すことによって、オイル希釈率の低下を回避することができるとともに圧縮機でのオイルレベルを確保することができ、信頼性を向上させることができる。

（実施の形態４）
図４において、複数台の室内機Ａ１、Ａ２に液管４１、並びにガス管５１を介して複数台の室外機側Ｂ２ａ、Ｂ２ｂがアキュームレータ６１→複数台の圧縮機１１、１２→凝縮器２１→絞り装置３１を冷媒配管で順次接続された冷凍サイクルにおいて、オイルタンク付オイルセパレータ７１が複数台の圧縮機１１、１２と凝縮器２１との間に介設されている。

このオイルタンク付セパレータ７１は、圧縮機１１出口、圧縮機１２出口からの合流部と凝縮器２１入口の間に設置され、その中にオイル分離機構が収納され、ここで冷媒ガスは、吐出ガス中に流出したオイルを分離して滴下する。そして滴下したオイルが導入され、且つ、予備のオイルを貯蔵しているオイル貯蔵室を設け、予備のオイル面より上部に第１のオイル戻し管８１、予備のオイル面より下部に第２のオイル戻し管８２ａ、８２ｂを設けたものである。

複数台の室内機Ａ１、Ａ２が接続され、複数台の室外機Ｂ２ａ、Ｂ２ｂを接続され、配管長さが長くなり冷媒を追加補充しオイル希釈率の低下が懸念される場合、あらかじめ予備のオイルが貯蔵されているのでオイル希釈率は確保され、運転中、圧縮機のオイルレベルが下がる場合、室外機Ｂ２ａのオイルタンク付セパレータ７１の第２のオイル戻し管８２ａ、８２ｂより開閉弁９１を開き、予備のオイルを圧縮機に戻すことによって、複数台の圧縮機１１、１２でのオイルレベルを確保することができ、信頼性を向上させることができる。

また、室外機Ｂ２ａのオイルタンク付セパレータ７１の予備のオイルのみでは、まだ、オイル希釈率の低下が懸念される場合、室外機Ｂ２ｂのオイルタンク付セパレータ７１の第２のオイル戻し管８２ａ、８２ｂより開閉弁９１を開き、予備のオイルを圧縮機に戻すことによって、オイル希釈率の低下を回避することができるとともに圧縮機でのオイルレベルを確保することができ、信頼性を向上させることができる。

なお、前記実施の形態においては、圧縮機は２台の例を示したが３台以上でもよい。また、圧縮機の能力が異なっている場合でも同様である。

この実施の形態は、現在空気調和機などの用いられている冷媒Ｒ２２と、それに溶け合うオイルを用いることを前提に説明したが、ＨＦＣ混合冷媒と、それに溶け合うオイルにも適用できる。

以上のように、本発明にかかる空気調和機は、オイルタンク付セパレータを圧縮機出口と凝縮器入口の間に介設することにより、室内機の形式及び室内機の台数の変化や室外機の台数の変化での冷媒の追加補充にも、冷凍サイクルにおける汎用性の高い一般の圧縮機を使いながらオイル希釈率を確保しつつ、確実にオイルを圧縮機に戻すことが可能となる。

本発明の実施の形態１を示す空気調和機を示す系統図 本発明の実施の形態２を示す空気調和機を示す系統図 本発明の実施の形態３を示す空気調和機を示す系統図 本発明の実施の形態４を示す空気調和機を示す系統図 従来の空気調和機を示す系統図

符号の説明

Ａ、Ａ１、Ａ２ 室内機
Ｂ、Ｂ１ａ、Ｂ１ｂ、Ｂ２ａ、Ｂ２ｂ 室外機
１、１１、１２ 圧縮機
２、２１ 凝縮器
３、３１ 絞り装置
４、４１ 液管
５、５１ ガス管
６、６１ アキュームレータ
７ オイルセパレータ
７１ オイルタンク付セパレータ
８、８１、８２、８２ａ、８２ｂ オイル戻し管
９１ 開閉弁

Claims (4)

1. 圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器を順次、配管に接続された冷凍サイクルを有し、前記構成部品を室内ユニットと室外ユニットに分配し、複数台接続可能な室内ユニットと室外ユニットを配管で結んだセパレートエアコンにおいて、オイルセパレータ機能を具備し、オイル貯蔵部の上部と下部にそれぞれオイル戻し口を有するオイル溜め容器を圧縮機と凝縮器を接続する管路に設けることを特徴とした空気調和機。
2. 室外機に複数台の汎用性の高い一般の圧縮機を並列に接続し、前記下部のオイル戻し口からそれぞれの圧縮機の吸入管に回路を設けたことを特徴とした請求項１記載の空気調和機。
3. 請求項１記載の室外機を複数台、並列に接続されたことを特徴とした空気調和機。
4. 請求項２記載の室外機を複数台、並列に接続されたことを特徴とした空気調和機。