JP2012247105A - Cryogenic refrigerator with scroll compressor - Google Patents

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英孝 佐々木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To overcome defective lubrication by efficiently separating and recovering oil mixed in refrigerant gas ejected from a scroll compressor and detecting that the evaporation temperature is below a predetermined refrigerating temperature to suck the separated and recovered oil to a scroll compression element by the pressure difference, in a cryogenic refrigerator including the scroll compressor.SOLUTION: The cryogenic refrigerator is formed with a refrigerant circulation circuit wherein the refrigerant gas compressed by the scroll compressor flows into an oil separator, a condenser, a receiver tank, an expansion valve and an evaporator and then is compressed in the scroll compressor again. The fluid refrigerant of the receiver tank or part of the fluid refrigerant out of the receiver tank is supplied to the scroll compression element part, while the oil separated by the oil separator is sucked to the low-pressure part or the middle pressure part of the scroll compression element part when the evaporation temperature is reduced below a predetermined temperature, to suppress the temperature increase and the defective lubrication of the scroll compression element part.

Description

本発明は、超低温冷凍装置におけるスクロール圧縮機の良好な潤滑を得る技術に関する。   The present invention relates to a technique for obtaining good lubrication of a scroll compressor in an ultra-low temperature refrigeration apparatus.

スクロール圧縮機は、密閉容器内に電動機構成の電動要素とこの電動要素によって駆動されるスクロール圧縮要素とを収容し、スクロール圧縮要素は、鏡板の表面に渦巻き状のラップが立設された固定スクロールと、固定スクロールに対向配置され鏡板の表面に渦巻き状のラップが立設され電動要素の回転軸の回転に伴って旋回運動する揺動スクロールとを備えている。固定スクロールのラップと揺動スクロールのラップとが互いに偏心して、この偏心方向の線上で相互接触による噛み合わせにて閉じ込められた圧縮空間が形成され、この圧縮空間は、電動要素の回転軸の回転に伴う揺動スクロールの旋回運動により、外側から内側に向かって次第に縮小される。これにより低圧室、中間圧室、及び高圧室を形成し、圧縮空間の外周部に連通した吸入管から低圧室への冷媒ガスの吸込口に吸い込んだ冷媒ガスを順次、低圧室、中間圧室、及び高圧室にて圧縮しつつ、高圧室と連通するように中心部に形成した吐出ポートから吐出する構成である。   The scroll compressor accommodates an electric element of an electric motor configuration and a scroll compression element driven by the electric element in a hermetic container, and the scroll compression element is a fixed scroll in which a spiral wrap is erected on the surface of the end plate And an orbiting scroll that is disposed to face the fixed scroll and has a spiral wrap standing on the surface of the end plate, and orbits as the rotating shaft of the electric element rotates. The fixed scroll wrap and the orbiting scroll wrap are eccentric from each other, and a compression space confined by meshing by mutual contact is formed on this eccentric direction line, and this compression space is the rotation of the rotating shaft of the electric element. Due to the orbiting motion of the orbiting scroll, the size is gradually reduced from the outside toward the inside. As a result, a low pressure chamber, an intermediate pressure chamber, and a high pressure chamber are formed, and the refrigerant gas sucked into the refrigerant gas suction port from the suction pipe communicating with the outer peripheral portion of the compression space to the low pressure chamber is sequentially formed in the low pressure chamber and the intermediate pressure chamber. And it is the structure discharged from the discharge port formed in the center part so that it may communicate with a high pressure chamber, compressing in a high pressure chamber.

このように、スクロール圧縮機によって圧縮され吐出ポートから吐出された冷媒が、凝縮器で凝縮され、膨張弁で減圧膨張された液体冷媒が蒸発器で蒸発し、再びスクロール圧縮機へ帰還する冷媒循環回路を構成した冷凍装置において、内部低圧型スクロール圧縮機を採用して、スクロール圧縮要素の圧縮空間のうち、凝縮器を出た液冷媒の一部を中間圧室へインジェクションすることにより、スクロール圧縮機の吐出ガス温度を制御するものがある(特許文献1参照)。   In this way, the refrigerant compressed by the scroll compressor and discharged from the discharge port is condensed by the condenser, the liquid refrigerant decompressed and expanded by the expansion valve is evaporated by the evaporator, and the refrigerant circulation returns to the scroll compressor again. In the refrigeration system that configures the circuit, the internal low-pressure scroll compressor is employed, and the scroll compression is achieved by injecting a part of the liquid refrigerant that has exited the condenser from the compression space of the scroll compression element into the intermediate pressure chamber. Some control the discharge gas temperature of the machine (see Patent Document 1).

特開2001−047383号公報JP 2001-047383 A

上記のように、スクロール圧縮機で冷媒を圧縮する場合、スクロール圧縮機中の潤滑用オイルの一部がガス冷媒に混入した状態で吐出され、冷凍装置を構成する冷媒循環回路中に入る。特に、スクロール圧縮機を含む冷凍装置において、膨張弁で減圧膨張された冷媒が導入される蒸発器での冷媒蒸発温度を超低温帯である−40℃以下の温度帯、例えば、−40℃〜−60℃程度の超低温の冷凍装置を構成する場合、膨張弁による絞り効果によって、冷凍装置を構成する冷媒循環回路中の冷媒循環量が少なくなる。このため、スクロール圧縮要素の圧縮空間の入り口へ吸入される冷媒ガス量が減少し、これに伴って冷媒ガスと共に圧縮空間の入り口へ吸入される潤滑用オイルの量も減少するため、スクロール圧縮要素部の潤滑不良となる。   As described above, when the refrigerant is compressed by the scroll compressor, a part of the lubricating oil in the scroll compressor is discharged in a state of being mixed in the gas refrigerant and enters the refrigerant circulation circuit constituting the refrigeration apparatus. In particular, in a refrigeration apparatus including a scroll compressor, the refrigerant evaporation temperature in an evaporator into which refrigerant decompressed and expanded by an expansion valve is introduced is a temperature range of −40 ° C. or lower, which is an ultra-low temperature zone, for example, −40 ° C. to − When an ultra-low temperature refrigeration apparatus of about 60 ° C. is configured, the refrigerant circulation amount in the refrigerant circuit constituting the refrigeration apparatus decreases due to the throttling effect of the expansion valve. For this reason, the amount of refrigerant gas sucked into the entrance of the compression space of the scroll compression element is reduced, and accordingly, the amount of lubricating oil sucked into the entrance of the compression space together with the refrigerant gas is also reduced. This results in poor lubrication.

また、上記のように、スクロール圧縮要素へ吸入される冷媒ガス量の減少に伴うオイル量の減少によって、スクロール圧縮要素への潤滑用オイルの供給が不足した場合には、圧縮空間を形成する固定スクロールのラップと揺動スクロールのラップとの相互の摺接による噛み合わせ部のシールに必要なオイルの供給量が不足し、この部分のシールに必要な油膜の形成が困難となり、この部分からの圧縮ガス漏れが増加して冷凍能力の低下を招く。   Further, as described above, when the amount of oil accompanying the decrease in the amount of refrigerant gas sucked into the scroll compression element is insufficient and the supply of lubricating oil to the scroll compression element is insufficient, a fixed space that forms a compression space is formed. The amount of oil required to seal the meshing part due to mutual sliding contact between the scroll wrap and the swing scroll wrap is insufficient, and it becomes difficult to form an oil film necessary for sealing this part. Compressed gas leakage increases, leading to a decrease in refrigeration capacity.

更に、スクロール圧縮要素部の温度上昇を抑制するために、特許文献1のように、液冷媒の一部をスクロール圧縮要素の中間圧部分へ供給するリキッドインジェクション回路を備えた場合、このリキッドインジェクションされる液冷媒によって、圧縮空間のうちの中間圧室のオイルも流され、このスクロール圧縮要素のオイル潤滑が不足することが懸念される。   Further, when a liquid injection circuit for supplying a part of the liquid refrigerant to the intermediate pressure portion of the scroll compression element is provided as in Patent Document 1, in order to suppress the temperature rise of the scroll compression element portion, the liquid injection is performed. Due to the liquid refrigerant, the oil in the intermediate pressure chamber in the compression space is also caused to flow, and there is a concern that the oil lubrication of the scroll compression element is insufficient.

上記のように、−40℃〜−60℃程度の超低温の冷凍装置を構成する場合、スクロール圧縮要素の圧縮空間の入り口へ吸入される冷媒ガス量の減少に伴うオイル吸入量の減少と、更に、リキッドインジェクションされる液冷媒によって生じる中間圧室のオイル不足により、スクロール圧縮要素のオイル潤滑不足が懸念される。   As described above, when an refrigeration apparatus having an ultra-low temperature of about −40 ° C. to −60 ° C. is configured, a decrease in the amount of oil sucked with a decrease in the amount of refrigerant gas sucked into the entrance of the compression space of the scroll compression element; Insufficient oil lubrication of the scroll compression element is a concern due to the lack of oil in the intermediate pressure chamber caused by the liquid refrigerant to be liquid injected.

本発明はこのような点に鑑み、内部低圧型スクロール圧縮機を採用して超低温冷凍装置を構成する場合、スクロール圧縮要素の温度上昇を抑制するために、液冷媒の一部をスクロール圧縮要素の中間圧部分へ供給するリキッドインジェクション回路を備えた場合において、蒸発器での冷媒蒸発温度に対応してスクロール圧縮要素へオイルを補給するシステムを採用することにより、スクロール圧縮要素の潤滑不足を解決する技術を提供するものである。   In view of these points, the present invention adopts an internal low-pressure scroll compressor to form an ultra-low temperature refrigeration apparatus. In order to suppress the temperature rise of the scroll compression element, a part of the liquid refrigerant is used in the scroll compression element. In the case where a liquid injection circuit for supplying to the intermediate pressure portion is provided, the lack of lubrication of the scroll compression element is solved by adopting a system for supplying oil to the scroll compression element in accordance with the refrigerant evaporation temperature in the evaporator. Provide technology.

そのために、本発明は、スクロール圧縮機を含む超低温冷凍装置において、スクロール圧縮機から吐出される冷媒ガス中に混入したオイルを有効に分離回収し、蒸発温度が所定の冷凍温度以下であることを検知することにより、その分離回収したオイルを圧力差によってスクロール圧縮要素へ吸引することにより、上記のような潤滑不良を解消するものである。   For this purpose, the present invention is an ultra-low temperature refrigeration apparatus including a scroll compressor, in which oil mixed in refrigerant gas discharged from the scroll compressor is effectively separated and recovered, and the evaporation temperature is below a predetermined freezing temperature. By detecting this, the separated and recovered oil is sucked into the scroll compression element by the pressure difference, thereby eliminating the above-mentioned poor lubrication.

この一つの手段として、本発明の超低温冷凍装置は、スクロール圧縮機で圧縮した冷媒ガスはその中に含まれたオイルがオイルセパレータにて分離され、オイルが分離された冷媒ガスは凝縮器で凝縮された後、レシーバタンクへ入り、このレシーバタンクを出た液冷媒は膨張弁を通って被冷凍室を超低温に冷凍するための蒸発器に流入して蒸発し、この蒸発器を出た冷媒は再びスクロール圧縮機で圧縮される冷媒循環回路を構成している。この構成において、レシーバタンクに溜まった液冷媒の一部、またはレシーバタンクを出て膨張弁に入るまでの液冷媒の一部をスクロール圧縮要素部へ供給して、このスクロール圧縮要素部の温度上昇を抑制し、一方、オイルセパレータで分離されたオイルは、蒸発温度が所定の冷凍温度以下になれば、スクロール圧縮要素部の低圧部または中間圧部へ吸引させることにより、スクロール圧縮要素部の潤滑不良を防止するものである。   As one means for this, the cryogenic refrigeration apparatus of the present invention is configured such that the refrigerant gas compressed by the scroll compressor is separated from the oil contained therein by the oil separator, and the refrigerant gas from which the oil has been separated is condensed by the condenser. After that, the liquid refrigerant that enters the receiver tank, exits the receiver tank, passes through the expansion valve, flows into the evaporator for freezing the freezing chamber to an ultra-low temperature, evaporates, and the refrigerant that exits the evaporator The refrigerant circulation circuit compressed by the scroll compressor is constituted again. In this configuration, a part of the liquid refrigerant accumulated in the receiver tank or a part of the liquid refrigerant from the receiver tank until it enters the expansion valve is supplied to the scroll compression element part, and the temperature of the scroll compression element part increases. On the other hand, the oil separated by the oil separator is sucked into the low-pressure part or the intermediate-pressure part of the scroll compression element part when the evaporation temperature falls below a predetermined freezing temperature, thereby lubricating the scroll compression element part. This is to prevent defects.

第1発明は、縦型の密閉容器内に、電動要素と、前記電動要素によって駆動されるスクロール圧縮要素が収容され、前記密閉容器内底部にオイル溜めを設け、前記電動要素の回転軸の下部に前記回転軸の回転によって前記オイル溜めのオイルを前記スクロール圧縮要素へ供給するオイルポンプを設け、前記スクロール圧縮要素に連通した吸入管から吸い込んだ冷媒ガスを前記スクロール圧縮要素にて圧縮し、前記密閉容器外に吐出するスクロール圧縮機を備え、前記吐出される冷媒ガスが、オイルセパレータ、凝縮器、液冷媒を溜めるレシーバタンクを経て膨張弁にて減圧膨張された液冷媒を蒸発器で蒸発した後、再び前記吸入管から前記スクロール圧縮要素へ帰還する冷媒循環回路を形成した超低温冷凍装置において、前記オイルセパレータで冷媒から分離されたオイルを前記オイル溜めへ供給するオイルリターン回路と、前記レシーバタンクに溜まった液冷媒の一部または前記レシーバタンクを出た冷媒を過冷却器で過冷却した液冷媒の一部を前記スクロール圧縮要素の低圧部または中間圧部分へ供給するリキッドインジェクション回路と、前記蒸発器の冷媒蒸発温度が所定の冷凍温度以下において前記オイルセパレータで冷媒から分離されたオイルを前記スクロール圧縮要素の低圧部または中間圧部分へ供給するオイルインジェクション回路を備えたことを特徴とするスクロール圧縮機を備えた超低温冷凍装置。   According to a first aspect of the present invention, an electric element and a scroll compression element driven by the electric element are accommodated in a vertical sealed container, an oil sump is provided in the bottom of the sealed container, and a lower part of the rotating shaft of the electric element Provided with an oil pump that supplies oil in the oil reservoir to the scroll compression element by rotation of the rotary shaft, and compresses the refrigerant gas sucked from a suction pipe communicating with the scroll compression element by the scroll compression element, A scroll compressor that discharges to the outside of the hermetic container is provided, and the discharged refrigerant gas evaporates in the evaporator the liquid refrigerant that has been decompressed and expanded by an expansion valve via an oil separator, a condenser, and a receiver tank that stores liquid refrigerant. Thereafter, in the ultra-low temperature refrigeration apparatus in which a refrigerant circulation circuit returning to the scroll compression element from the suction pipe is formed again, the oil separator An oil return circuit for supplying the oil separated from the refrigerant to the oil reservoir, and a liquid refrigerant obtained by supercooling a part of the liquid refrigerant accumulated in the receiver tank or the refrigerant exiting the receiver tank with a subcooler. A liquid injection circuit for supplying a part to a low pressure part or an intermediate pressure part of the scroll compression element, and when the refrigerant evaporation temperature of the evaporator is equal to or lower than a predetermined freezing temperature, oil separated from the refrigerant by the oil separator is supplied to the scroll compression element An ultra-low temperature refrigeration apparatus equipped with a scroll compressor, characterized in that an oil injection circuit for supplying the low pressure part or intermediate pressure part is provided.

第2発明は、第1発明において、前記オイルリターン回路は前記オイル溜めのオイルレベル検知部の検知に基づき前記オイルリターン回路を開閉するオイル用電磁弁を備え、前記リキッドインジェクション回路は前記スクロール圧縮要素にて圧縮された吐出冷媒ガスの温度を検出する温度検知部の検知に基づき前記リキッドインジェクション回路を開閉する冷媒用電磁弁を備え、前記オイルインジェクション回路は、前記蒸発器の冷媒蒸発温度が所定の冷凍温度以下において前記オイルインジェクション回路を開いて前記スクロール圧縮要素の低圧部または中間圧部分へのオイル供給を可能とするオイルインジェクション用電磁弁を備えたことを特徴とするスクロール圧縮機を備えた超低温冷凍装置。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the oil return circuit includes an oil solenoid valve that opens and closes the oil return circuit based on detection by an oil level detection unit of the oil reservoir, and the liquid injection circuit includes the scroll compression element. A refrigerant solenoid valve that opens and closes the liquid injection circuit based on detection by a temperature detection unit that detects the temperature of the discharged refrigerant gas compressed in step, and the oil injection circuit has a predetermined refrigerant evaporation temperature of the evaporator. An ultra-low temperature equipped with a scroll compressor comprising an oil injection solenoid valve that opens the oil injection circuit below the refrigeration temperature and enables oil supply to the low pressure part or intermediate pressure part of the scroll compression element Refrigeration equipment.

第3発明は、第1発明または第2発明において、前記リキッドインジェクション回路と前記オイルインジェクション回路が並列回路構成であることを特徴とするスクロール圧縮機を備えた超低温冷凍装置。   According to a third aspect of the present invention, there is provided the ultra-low temperature refrigeration apparatus comprising a scroll compressor according to the first or second aspect, wherein the liquid injection circuit and the oil injection circuit have a parallel circuit configuration.

第4発明は、第1発明または第2発明において、前記リキッドインジェクション回路と前記オイルインジェクション回路が並列回路構成であり、前記リキッドインジェクション回路を流れる液冷媒と前記オイルインジェクション回路を流れるオイルが合流して、前記スクロール圧縮要素の低圧部または中間圧部分へ供給されることを特徴とするスクロール圧縮機を備えた超低温冷凍装置。   The fourth invention is the first invention or the second invention, wherein the liquid injection circuit and the oil injection circuit have a parallel circuit configuration, and the liquid refrigerant flowing through the liquid injection circuit and the oil flowing through the oil injection circuit merge. An ultra-low temperature refrigeration apparatus provided with a scroll compressor, wherein the cryocompressor is supplied to a low pressure part or an intermediate pressure part of the scroll compression element.

第5発明は、第2発明において、前記冷媒用電磁弁を備えた前記リキッドインジェクション回路と、前記オイルインジェクション用電磁弁を備えた前記オイルインジェクション回路が並列回路構成であり、且つ前記冷媒用電磁弁を通過した液冷媒と前記オイルインジェクション用電磁弁を通過したオイルとが合流して、前記スクロール圧縮要素の低圧部または中間圧部分へ供給されることを特徴とするスクロール圧縮機を備えた超低温冷凍装置。   According to a fifth invention, in the second invention, the liquid injection circuit including the refrigerant electromagnetic valve and the oil injection circuit including the oil injection electromagnetic valve have a parallel circuit configuration, and the refrigerant electromagnetic valve The cryogenic refrigeration equipped with a scroll compressor is characterized in that the liquid refrigerant that has passed through and the oil that has passed through the oil injection solenoid valve merge and are supplied to the low-pressure part or the intermediate-pressure part of the scroll compression element apparatus.

第6発明は、第1発明乃至第5発明のいずれかにおいて、前記オイルインジェクション回路は、その一部または全部がオイル流量を所定の流量に制限するキャピラリチューブ構成であることを特徴とするスクロール圧縮機を備えた超低温冷凍装置。   A sixth aspect of the invention relates to any one of the first to fifth aspects of the invention, wherein the oil injection circuit has a capillary tube configuration in which part or all of the oil injection circuit limits the oil flow rate to a predetermined flow rate. Ultra low temperature refrigeration equipment equipped with a machine.

第7発明は、第1発明乃至第6発明のいずれかにおいて、前記蒸発器の冷媒蒸発温度が所定の冷凍温度以下になったことの検知は、前記冷媒蒸発温度を検知する温度検知部、または前記蒸発器の出口から前記スクロール圧縮要素の吸い込み部までの低圧を検知する低圧センサの検知に基づくことを特徴とするスクロール圧縮機を備えた超低温冷凍装置。   According to a seventh invention, in any one of the first to sixth inventions, the detection that the refrigerant evaporation temperature of the evaporator is equal to or lower than a predetermined refrigeration temperature is a temperature detection unit that detects the refrigerant evaporation temperature, or An ultra-low temperature refrigeration apparatus provided with a scroll compressor, characterized in that it is based on detection of a low pressure sensor that detects low pressure from an outlet of the evaporator to a suction portion of the scroll compression element.

第1発明では、蒸発器での冷媒蒸発温度を超低温とする場合のスクロール圧縮要素の温度上昇は、リキッドインジェクション回路から供給される液冷媒によって抑制されるが、供給される液冷媒によってスクロール圧縮要素のオイルが洗い流される場合でも、オイルインジェクション回路によって、オイルセパレータのオイルがスクロール圧縮要素へ供給されることにより、スクロール圧縮要素のオイル不足による潤滑不良を解消することができる。また、オイル溜めのオイル不足は、オイルリターン回路からオイルセパレータのオイルが供給されることにより解消する。この場合の液冷媒及びオイルの供給は、冷凍装置の圧力差によって行なわれるため、この供給が円滑に行なえるものとなる。   In the first invention, the temperature increase of the scroll compression element when the refrigerant evaporation temperature in the evaporator is set to an ultra-low temperature is suppressed by the liquid refrigerant supplied from the liquid injection circuit, but the scroll compression element is controlled by the supplied liquid refrigerant. Even when the oil is washed away, the oil in the oil separator is supplied to the scroll compression element by the oil injection circuit, so that the poor lubrication due to the oil shortage of the scroll compression element can be eliminated. Further, the shortage of oil in the oil reservoir is solved by supplying oil from the oil separator from the oil return circuit. In this case, the supply of the liquid refrigerant and the oil is performed by the pressure difference of the refrigeration apparatus, so that the supply can be performed smoothly.

第2発明では、オイル用電磁弁、冷媒用電磁弁、オイルインジェクション用電磁弁のそれぞれによる動作によって、蒸発器での冷媒蒸発温度を超低温とする場合のスクロール圧縮要素の温度上昇は、リキッドインジェクション回路から供給される液冷媒によって抑制され、液冷媒によってスクロール圧縮要素のオイルが洗い流される場合でも、オイルインジェクション回路によって、オイルセパレータのオイルがスクロール圧縮要素へ供給されることにより、スクロール圧縮要素のオイル不足による潤滑不良が解消され、また、オイル溜めのオイル不足は、オイルリターン回路により解消される。この場合の液冷媒及びオイルの供給は、冷凍装置の圧力差によって行なわれるため、この供給が円滑に行なえるものとなる。   According to the second aspect of the present invention, the operation of the oil solenoid valve, the refrigerant solenoid valve, and the oil injection solenoid valve causes the temperature increase of the scroll compression element when the refrigerant evaporation temperature in the evaporator is set to a very low temperature. Even if the scroll compressor element oil is washed away by the liquid refrigerant supplied from the oil refrigerant, the oil of the oil separator is supplied to the scroll compressor element by the oil injection circuit, resulting in insufficient oil in the scroll compressor element. Insufficient lubrication due to the oil is eliminated, and the oil shortage in the oil reservoir is eliminated by the oil return circuit. In this case, the supply of the liquid refrigerant and the oil is performed by the pressure difference of the refrigeration apparatus, so that the supply can be performed smoothly.

第3発明では、リキッドインジェクション回路とオイルインジェクション回路が並列回路構成であることにより、スクロール圧縮要素の温度上昇を抑制するリキッドインジェクション回路の作用と、スクロール圧縮要素のオイル不足を解消するオイルインジェクション回路の作用が、相互に干渉しない状態で行えるため、動作が安定したスクロール圧縮機となる。   In the third invention, since the liquid injection circuit and the oil injection circuit have a parallel circuit configuration, the operation of the liquid injection circuit for suppressing the temperature rise of the scroll compression element and the oil injection circuit for eliminating the shortage of oil in the scroll compression element are provided. Since the action can be performed without interfering with each other, the scroll compressor can be operated stably.

第4発明では、リキッドインジェクション回路から供給される液冷媒とオイルインジェクション回路から供給されるオイルが合流して、スクロール圧縮要素へ供給されるため、スクロール圧縮要素部における液冷媒とオイルの供給場所が共通化され、構造が簡素化されると共に、液冷媒とオイルが同時に同じ場所へ供給されるため、スクロール圧縮要素部における温度上昇の抑制とオイル不足を同時に行えるものとなる。   In the fourth aspect of the invention, the liquid refrigerant supplied from the liquid injection circuit and the oil supplied from the oil injection circuit merge and are supplied to the scroll compression element. Since the structure is simplified and the structure is simplified and the liquid refrigerant and the oil are supplied to the same place at the same time, the temperature increase in the scroll compression element portion can be suppressed and the oil shortage can be performed simultaneously.

第5発明では、オイル用電磁弁、冷媒用電磁弁、オイルインジェクション用電磁弁のそれぞれによる動作によって、スクロール圧縮要素の温度上昇の抑制、スクロール圧縮要素のオイル不足による潤滑不良の解消、及びオイル溜めのオイル不足解消が得られ、且つ、リキッドインジェクション回路から供給される液冷媒とオイルインジェクション回路から供給されるオイルが合流して、スクロール圧縮要素へ供給されるため、スクロール圧縮要素部における液冷媒とオイルの供給場所が共通化され、構造が簡素化されると共に、液冷媒とオイルが同時に同じ場所へ供給されるため、スクロール圧縮要素部における温度上昇の抑制とオイル不足を同時に行えるものとなる。   In the fifth aspect of the invention, the operation of each of the oil solenoid valve, the refrigerant solenoid valve, and the oil injection solenoid valve suppresses the temperature rise of the scroll compression element, eliminates the poor lubrication due to insufficient oil in the scroll compression element, and stores the oil. In addition, the liquid refrigerant supplied from the liquid injection circuit and the oil supplied from the oil injection circuit merge and are supplied to the scroll compression element. Since the oil supply location is shared and the structure is simplified, the liquid refrigerant and the oil are supplied to the same location at the same time, so that the temperature increase in the scroll compression element portion can be suppressed and the oil shortage can be performed simultaneously.

第6発明では、オイルインジェクション回路から供給されるオイル流量を所定の流量に制限することができるため、オイル流量調整弁を設けなくても所定量のオイル供給ができるものとなり、効果的に上記第1発明乃至第5発明と同様の効果を奏することができるものとなる。   In the sixth aspect of the invention, since the oil flow rate supplied from the oil injection circuit can be limited to a predetermined flow rate, a predetermined amount of oil can be supplied without providing an oil flow rate adjusting valve. The same effects as those of the first to fifth inventions can be obtained.

第7発明では、温度検知部または低圧センサの検知に基づき、所定の冷凍温度以下になったとき、オイルインジェクション回路の電磁弁が開くため、−40℃以下のような超低温動作におけるスクロール圧縮要素のオイル不足状況の検知とそれに基づく動作を的確に行うことができ、上記第1発明乃至第6発明と同様の効果を奏することができるものとなる。   In the seventh invention, the solenoid valve of the oil injection circuit is opened when the temperature becomes lower than a predetermined freezing temperature based on the detection of the temperature detection unit or the low pressure sensor. The detection of the oil shortage situation and the operation based thereon can be performed accurately, and the same effects as those of the first to sixth inventions can be obtained.

本発明に係る超低温冷凍装置を示す冷媒配管図である。It is a refrigerant | coolant piping figure which shows the ultra-low temperature freezing apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る内部低圧型のスクロール圧縮機の縦断側面図である。It is a vertical side view of the internal low-pressure type scroll compressor according to the present invention. 本発明に係るスクロール圧縮機を構成する固定スクロールの下面図である。It is a bottom view of the fixed scroll which comprises the scroll compressor which concerns on this invention. 本発明に係るスクロール圧縮機の運転時に公転する揺動スクロールと、固定スクロールに形成したインジェクション孔との位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of the swing scroll revolved at the time of the driving | operation of the scroll compressor which concerns on this invention, and the injection hole formed in the fixed scroll. 本発明に係るスクロール圧縮機の運転時に公転する揺動スクロールと、固定スクロールに形成したインジェクション孔との位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of the swing scroll revolved at the time of the driving | operation of the scroll compressor which concerns on this invention, and the injection hole formed in the fixed scroll. 本発明に係るスクロール圧縮機の運転時に公転する揺動スクロールと、固定スクロールに形成したインジェクション孔との位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of the swing scroll revolved at the time of the driving | operation of the scroll compressor which concerns on this invention, and the injection hole formed in the fixed scroll. 本発明に係る超低温冷凍装置の制御装置を示す図である。It is a figure which shows the control apparatus of the ultra-low temperature freezing apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る超低温冷凍装置の第2実施例を示す冷媒配管図である。It is a refrigerant | coolant piping figure which shows 2nd Example of the ultra-low-temperature freezing apparatus which concerns on this invention.

本発明の超低温冷凍装置は、縦型の密閉容器内に、電動要素と前記電動要素によって駆動されるスクロール圧縮要素が収容され、前記密閉容器内底部にオイル溜めを設け、前記電動要素の回転軸の下部に前記回転軸の回転によって前記オイル溜めのオイルを前記スクロール圧縮要素へ供給するオイルポンプを設け、前記スクロール圧縮要素に連通した吸入管から吸い込んだ冷媒ガスを前記スクロール圧縮要素にて圧縮し、前記密閉容器外に吐出するスクロール圧縮機を備え、前記吐出される冷媒ガスが、オイルセパレータ、凝縮器、液冷媒を溜めるレシーバタンクを経て膨張弁にて減圧膨張された液冷媒を蒸発器で蒸発した後、再び前記吸入管から前記スクロール圧縮要素へ帰還する冷媒循環回路を形成した超低温冷凍装置において、前記オイルセパレータで冷媒から分離されたオイルを前記オイル溜めへ供給するオイルリターン回路と、前記レシーバタンクに溜まった液冷媒の一部または前記レシーバタンクを出た冷媒を過冷却器で過冷却した液冷媒の一部を前記スクロール圧縮要素の低圧部または中間圧部分へ供給するリキッドインジェクション回路と、前記蒸発器の冷媒蒸発温度が所定の冷凍温度以下において前記オイルセパレータで冷媒から分離されたオイルを前記スクロール圧縮要素の低圧部または中間圧部分へ供給するオイルインジェクション回路を備えたことを特徴とするスクロール圧縮機を備えた構成であり、以下にその実施例を図に基づき説明する。   The ultra-low temperature refrigeration apparatus of the present invention contains an electric element and a scroll compression element driven by the electric element in a vertical sealed container, an oil reservoir is provided at the bottom of the sealed container, and the rotating shaft of the electric element An oil pump that supplies oil in the oil reservoir to the scroll compression element by rotation of the rotary shaft, and compresses the refrigerant gas sucked from a suction pipe communicating with the scroll compression element by the scroll compression element. And a scroll compressor that discharges to the outside of the sealed container, and the discharged refrigerant gas is decompressed and expanded by an expansion valve through an oil separator, a condenser, and a receiver tank that stores liquid refrigerant. In the cryogenic refrigeration apparatus in which a refrigerant circulation circuit is formed that returns to the scroll compression element from the suction pipe after being evaporated, An oil return circuit that supplies oil separated from the refrigerant by the oil separator to the oil reservoir, and a liquid refrigerant in which a part of the liquid refrigerant accumulated in the receiver tank or the refrigerant that has exited the receiver tank is supercooled by the subcooler A liquid injection circuit for supplying a part of the refrigerant to a low-pressure part or an intermediate-pressure part of the scroll compression element, and the oil separated from the refrigerant by the oil separator when the refrigerant evaporation temperature of the evaporator is equal to or lower than a predetermined refrigeration temperature. A configuration including a scroll compressor including an oil injection circuit for supplying a low pressure portion or an intermediate pressure portion of a compression element will be described below with reference to the drawings.

本発明に係るスクロール圧縮機100は、図2に示すように、縦型の密閉容器101内が低圧となるように、スクロール圧縮要素102から密閉容器101内上側に限られた空間として形成された吐出圧力空間111(マフラー室)に高圧冷媒ガスが吐出される内部低圧型のスクロール圧縮機である。   As shown in FIG. 2, the scroll compressor 100 according to the present invention is formed as a space limited from the scroll compression element 102 to the upper side in the sealed container 101 so that the inside of the vertical sealed container 101 has a low pressure. This is an internal low-pressure scroll compressor in which high-pressure refrigerant gas is discharged into a discharge pressure space 111 (muffler chamber).

密閉容器101は鋼板製であり、上下方向に沿って延びる縦長円筒状の容器本体101Aと、この容器本体101Aの上下両端にそれぞれ溶接固定された椀状のエンドキャップ101B及びボトムキャップ101Cとから構成されている。この密閉容器101内には、下側に駆動手段としての電動要素103が収納され、上側に電動要素103の回転軸105によって駆動されるスクロール圧縮要素102がそれぞれ収納されている。密閉容器101内のスクロール圧縮要素102と電動要素103の間には、上部支持フレーム104(メインフレームという)が収納されており、この上部支持フレーム104には中央に軸受部106とボス収容部122とが形成されている。この軸受部106は回転軸105の先端(上端)側を回転可能に軸支するためのものであり、上部支持フレーム104の一方の面(下側の面)の中央から下方に突出して形成されている。また、ボス収容部122は後述する揺動スクロール115のボス124を収容するためのものであり、上部支持フレーム104の他方の面(上側の面)の中央を下方に凹陥することにより形成されている。   The sealed container 101 is made of a steel plate, and includes a vertically long cylindrical container body 101A extending in the vertical direction, and a bowl-shaped end cap 101B and a bottom cap 101C that are welded and fixed to the upper and lower ends of the container body 101A, respectively. Has been. In the sealed container 101, an electric element 103 as a driving means is accommodated on the lower side, and a scroll compression element 102 driven by a rotating shaft 105 of the electric element 103 is accommodated on the upper side. An upper support frame 104 (referred to as a main frame) is accommodated between the scroll compression element 102 and the electric element 103 in the hermetic container 101. The upper support frame 104 has a bearing portion 106 and a boss accommodating portion 122 in the center. And are formed. This bearing portion 106 is for rotatably supporting the tip (upper end) side of the rotating shaft 105 and is formed to project downward from the center of one surface (lower surface) of the upper support frame 104. ing. The boss accommodating portion 122 is for accommodating a boss 124 of a swing scroll 115 described later, and is formed by recessing the center of the other surface (upper surface) of the upper support frame 104 downward. Yes.

電動要素103下部の密閉容器101内には、下部支持フレーム107(ベアリングプレートという)が収納されており、この下部支持フレーム107の中央には軸受け108が形成されている。この軸受け108は、回転軸105の末端(下端)側を軸支するためのものであり、下部支持フレーム107の一方の面(下側の面)の中央から下方に突出して形成されている。そして、下部支持フレーム107の下側の空間、即ち、密閉容器101内の底部は、スクロール圧縮要素102などを潤滑する潤滑油が貯留されるオイル溜め162とされている。   A lower support frame 107 (referred to as a bearing plate) is accommodated in the sealed container 101 below the electric element 103, and a bearing 108 is formed at the center of the lower support frame 107. The bearing 108 is for pivotally supporting the end (lower end) side of the rotating shaft 105, and is formed to project downward from the center of one surface (lower surface) of the lower support frame 107. A space below the lower support frame 107, that is, a bottom portion in the sealed container 101 is an oil reservoir 162 in which lubricating oil for lubricating the scroll compression element 102 and the like is stored.

回転軸105の先端(上端)には、偏心軸123が形成されている。この偏心軸123は、中心が回転軸105の軸心と偏心して設けられると共に、図示しないスライドブッシュ及び旋回軸受けを介して揺動スクロール115のボス124に、揺動スクロール115を旋回駆動可能に挿入されている。   An eccentric shaft 123 is formed at the tip (upper end) of the rotating shaft 105. The eccentric shaft 123 is provided with the center being eccentric from the axis of the rotary shaft 105, and is inserted into the boss 124 of the orbiting scroll 115 via a slide bush and an orbiting bearing (not shown) so that the orbiting scroll 115 can be driven to rotate. Has been.

スクロール圧縮要素102は、固定スクロール114と揺動スクロール115とで構成されている。固定スクロール114は、円形状の鏡板116と、この鏡板116の一方の面(下側の表面)に立設されたインボリュート状、又は、これに近似した曲線からなる渦巻き状のラップ117と、このラップ117の周囲を取り囲むように立設された周壁118と、この周壁118の周囲(周壁118の他方の面側(上側))に突出して設けられ、外周縁が全周囲で密閉容器101の容器本体101Aの内面に焼き嵌めされたフランジ119とから一体に構成されている。そして、固定スクロール114は、フランジ119が全周囲で容器本体101Aの内面に焼き嵌め固定されると共に、鏡板116の中央部(固定スクロール114の中心)には、スクロール圧縮要素102にて圧縮された冷媒ガスを密閉容器101内上側に形成された吐出圧力空間111(マフラー室)に連通する吐出孔113が形成されている。係る固定スクロール114は、ラップ117の突出方向を下方としている。固定スクロール114のフランジ119が全周囲で容器本体101Aの内面に焼き嵌め固定されることにより、固定スクロール114によって密閉容器101内が、上部の吐出圧力空間111と下部の空間112に区分される。   The scroll compression element 102 includes a fixed scroll 114 and a swing scroll 115. The fixed scroll 114 includes a circular end plate 116, an involute erection erected on one surface (lower surface) of the end plate 116, or a spiral wrap 117 having a curved line approximate thereto, A peripheral wall 118 erected so as to surround the periphery of the wrap 117, and is provided so as to protrude around the peripheral wall 118 (the other surface side (upper side) of the peripheral wall 118). A flange 119 that is shrink-fitted on the inner surface of the main body 101A is integrally formed. The fixed scroll 114 is compressed by the scroll compression element 102 at the center of the end plate 116 (the center of the fixed scroll 114) while the flange 119 is shrink-fitted and fixed to the inner surface of the container main body 101A all around. A discharge hole 113 is formed through which the refrigerant gas communicates with a discharge pressure space 111 (muffler chamber) formed in the upper side of the sealed container 101. The fixed scroll 114 has the wrap 117 protruding downward. When the flange 119 of the fixed scroll 114 is shrink-fitted and fixed to the inner surface of the container main body 101A around the entire periphery, the inside of the sealed container 101 is divided into an upper discharge pressure space 111 and a lower space 112 by the fixed scroll 114.

電動要素103は、密閉容器101に固定された固定子150と、この固定子150の内側に配置され、固定子150内で回転する回転子152とから構成されており、この回転子152の中心に回転軸105が嵌合されている。固定子150は、複数枚の電磁鋼板を積層した積層体から成り、この積層体の歯部に巻装された固定子巻線151を有している。また、回転子152も固定子150と同様に電磁鋼板の積層体で形成されている。   The electric element 103 includes a stator 150 fixed to the hermetic container 101 and a rotor 152 that is disposed inside the stator 150 and rotates within the stator 150. The rotating shaft 105 is fitted to the shaft. The stator 150 is formed of a laminated body in which a plurality of electromagnetic steel plates are laminated, and has a stator winding 151 wound around a tooth portion of the laminated body. The rotor 152 is also formed of a laminate of electromagnetic steel plates, like the stator 150.

また、回転軸105の内部には回転軸105の軸方向に沿って油路105Aが形成されており、この油路105Aは、回転軸105の下端に位置する吸込口161を備え、吸込口161がオイル溜め162に貯留された潤滑油に浸漬されて、潤滑油中に開口している。また、油路105Aには各軸受け106、108に対応する位置に潤滑を給油する給油口(図示せず)が形成されており、係る構成により、回転軸105が回転すると、オイル溜め162に貯留された潤滑油が回転軸105の吸込口161から油路105Aに入り、上方に汲み上げられる。そして、汲み上げられた潤滑油は各給油口等を介して各軸受け106、108やスクロール圧縮要素102の摺動部に供給されることとなる。   Further, an oil passage 105A is formed inside the rotation shaft 105 along the axial direction of the rotation shaft 105. The oil passage 105A includes a suction port 161 located at the lower end of the rotation shaft 105, and the suction port 161. Is immersed in the lubricating oil stored in the oil sump 162 and opened in the lubricating oil. The oil passage 105A is formed with an oil supply port (not shown) for supplying lubrication at a position corresponding to each of the bearings 106 and 108. With this configuration, when the rotary shaft 105 rotates, the oil reservoir 162 stores the oil. The lubricated oil enters the oil passage 105A from the suction port 161 of the rotating shaft 105 and is pumped upward. Then, the pumped lubricating oil is supplied to the sliding portions of the bearings 106 and 108 and the scroll compression element 102 through the respective oil supply ports.

密閉容器101には、密閉容器101内の下側の空間112内に冷媒を導入するための冷媒導入管145と、スクロール圧縮要素102にて圧縮され、前記吐出孔113から後述する吐出マフラー室128を介して密閉容器101内の上側の吐出圧力空間111に吐出された冷媒を外部に吐出するための冷媒吐出管146とが設けられている。尚、本実施例では、冷媒導入管145は密閉容器101の容器本体101Aの側面に溶接固定され、冷媒吐出管146はエンドキャップ101Bの側面に溶接固定されている。   The airtight container 101 is compressed by the refrigerant introduction pipe 145 for introducing the refrigerant into the lower space 112 in the airtight container 101 and the scroll compression element 102, and a discharge muffler chamber 128 described later from the discharge hole 113. And a refrigerant discharge pipe 146 for discharging the refrigerant discharged to the upper discharge pressure space 111 in the sealed container 101 to the outside. In this embodiment, the refrigerant introduction pipe 145 is welded and fixed to the side surface of the container body 101A of the sealed container 101, and the refrigerant discharge pipe 146 is fixed to the side surface of the end cap 101B by welding.

上記のように、密閉容器101内の上側の吐出圧力空間111には、スクロール圧縮機100の外へ冷媒ガスを吐出する冷媒吐出管146が接続され、密閉容器101内の下側の空間112内には、冷媒を導入するための冷媒導入管145が接続されている。これによって、密閉容器101内の上部に高圧の吐出圧力空間111が形成されるが、スクロール圧縮要素102に吸い込まれる低圧冷媒ガスは、密閉容器101内の下側の空間112に流入した状態からスクロール圧縮要素102の吸入部へ吸い込まれる構成であるため、密閉容器101内の下側の空間112は低圧であり、これを以ってスクロール圧縮機100は、密閉容器101内の下側の空間112が低圧となる内部低圧型のスクロール圧縮機を構成する。   As described above, the refrigerant discharge pipe 146 that discharges the refrigerant gas to the outside of the scroll compressor 100 is connected to the upper discharge pressure space 111 in the sealed container 101, and the lower space 112 in the sealed container 101 is inside. Is connected to a refrigerant introduction pipe 145 for introducing the refrigerant. As a result, a high-pressure discharge pressure space 111 is formed in the upper portion of the sealed container 101, but the low-pressure refrigerant gas sucked into the scroll compression element 102 is scrolled from the state where it flows into the lower space 112 in the sealed container 101. Since it is configured to be sucked into the suction portion of the compression element 102, the lower space 112 in the sealed container 101 is at a low pressure, and the scroll compressor 100 thereby uses the lower space 112 in the sealed container 101. Constitutes an internal low-pressure scroll compressor with low pressure.

一方、本実施例の構成では、固定スクロール114の鏡板116の上面130(ラップ117の反対側の面)が密閉容器101内の上側に形成された吐出圧力空間111に臨むように構成されている。固定スクロール114の鏡板116の上面130には、吐出孔113に連なる吐出弁と、この吐出弁に隣接して複数のリリース弁とが設けられている(吐出弁及びリリース弁は共に図示しない)。このリリース弁は、冷媒の過圧縮を防止するために設けられたものであり、図示しないリリースポートを介してスクロール圧縮要素102における圧縮過程の圧縮空間125に連通されている。   On the other hand, in the configuration of the present embodiment, the upper surface 130 (the surface opposite to the wrap 117) of the end plate 116 of the fixed scroll 114 is configured to face the discharge pressure space 111 formed on the upper side in the sealed container 101. . On the upper surface 130 of the end plate 116 of the fixed scroll 114, a discharge valve connected to the discharge hole 113 and a plurality of release valves are provided adjacent to the discharge valve (the discharge valve and the release valve are not shown). This release valve is provided to prevent refrigerant overcompression, and communicates with the compression space 125 in the compression process of the scroll compression element 102 via a release port (not shown).

密閉容器101内上側の吐出圧力空間111内には固定スクロール114にネジ止めされたカバー127が設けられている。このカバー127の下面中央には、固定スクロール114側から吐出圧力空間111方向に凹陥形成され、吐出圧力空間111と共にマフラー室を形成する吐出マフラー室128が形成されている。この吐出マフラー室128が吐出孔113に連通すると共に、図示しないがカバー127と固定スクロール114間に設けられた隙間を介して吐出マフラー室128と密閉容器101内上側の吐出圧力空間111内とが連通している。   A cover 127 screwed to the fixed scroll 114 is provided in the discharge pressure space 111 on the upper side in the sealed container 101. In the center of the lower surface of the cover 127, a discharge muffler chamber 128 that is recessed from the fixed scroll 114 side toward the discharge pressure space 111 and forms a muffler chamber together with the discharge pressure space 111 is formed. The discharge muffler chamber 128 communicates with the discharge hole 113, and although not shown, the discharge muffler chamber 128 and the discharge pressure space 111 in the upper side of the sealed container 101 are connected through a gap provided between the cover 127 and the fixed scroll 114. Communicate.

具体的には、スクロール圧縮要素102における圧縮過程の冷媒圧力が吐出孔113に至る以前に吐出圧力に達すると、前記リリース弁が開放されて、圧縮空間125内の冷媒が前記リリースポートを介して外部に吐出されることとなる。   Specifically, when the refrigerant pressure in the compression process in the scroll compression element 102 reaches the discharge pressure before reaching the discharge hole 113, the release valve is opened, and the refrigerant in the compression space 125 passes through the release port. It will be discharged to the outside.

揺動スクロール115は、上述した如き容器本体101Aの内面に焼き嵌め固定された固定スクロール114に対して旋回するスクロールであり、円板状の鏡板120と、この鏡板120の一方の面(上側の表面)に立設されたインボリュート状、又は、これに近似した曲線からなる渦巻き状のラップ121と、鏡板120の他方の面(下側の面)の中央に突出形成された前述したボス124とで構成されている。そして、揺動スクロール115はラップ121の突出方向を上方として、このラップ121が固定スクロール114のラップ117に180度回し、向かい合って噛み合うように配置され、内部のラップ117、121間に圧縮空間125が形成される。   The orbiting scroll 115 is a scroll that revolves with respect to the fixed scroll 114 that is shrink-fitted and fixed to the inner surface of the container main body 101A as described above. The disk-shaped end plate 120 and one surface (the upper side of the end plate 120) A spiral wrap 121 having an involute shape or a curve approximated to this, and the above-described boss 124 projecting from the other surface (lower surface) of the end plate 120 It consists of The swing scroll 115 is arranged so that the protruding direction of the wrap 121 is upward and the wrap 121 is rotated 180 degrees to the wrap 117 of the fixed scroll 114 so as to face each other, and the compression space 125 is interposed between the wraps 117 and 121 inside. Is formed.

即ち、揺動スクロール115のラップ121は、固定スクロール114のラップ117と対向し、両ラップ121、117の先端面が相手の底面(鏡板116面、及び、鏡板120面)に接するように噛み合い、且つ、揺動スクロール115は回転軸105の軸心から偏心して設けられた偏心軸123が回転可能に嵌合されている。このため、圧縮空間125は、2つの渦巻き状のラップ121、117が互いに偏心して、その偏心方向の線上で接して閉じこめられた複数の空間を作り、この空間の各々が圧縮室(低圧室や中間圧室、及び、高圧室などの複数の圧縮室)となる。   That is, the wrap 121 of the orbiting scroll 115 is opposed to the wrap 117 of the fixed scroll 114 and meshes so that the front end surfaces of both wraps 121 and 117 are in contact with the bottom surfaces (end plate 116 and end plate 120). In addition, the orbiting scroll 115 is fitted with an eccentric shaft 123 provided eccentrically from the axis of the rotary shaft 105 so as to be rotatable. For this reason, the compression space 125 creates a plurality of spaces in which the two spiral wraps 121 and 117 are eccentric to each other and are in contact with each other on the line in the eccentric direction, and each of these spaces is a compression chamber (low pressure chamber or A plurality of compression chambers such as an intermediate pressure chamber and a high pressure chamber).

固定スクロール114は、その周壁118の周囲に設けられたフランジ119が複数のボルト(図示せず)を介して上部支持フレーム104に固定されている。また、揺動スクロール115はオルダムリング148、及び、オルダムキーよりなるオルダム機構149によって上部支持フレーム104に支承されている。これにより、揺動スクロール115は、固定スクロール114に対して、自転せずに旋回運動を行うように構成されている。   In the fixed scroll 114, a flange 119 provided around the peripheral wall 118 is fixed to the upper support frame 104 via a plurality of bolts (not shown). The swing scroll 115 is supported on the upper support frame 104 by an Oldham ring 148 and an Oldham mechanism 149 including an Oldham key. Thus, the orbiting scroll 115 is configured to perform a turning motion without rotating with respect to the fixed scroll 114.

この揺動スクロール115は、固定スクロール114に対して偏心して公転するため、2つの渦巻き状のラップ117、121の偏心方向と接触位置は回転しながら移動し、前記圧縮室は外側から内側の圧縮空間125に向かって移りながら次第に縮小していく。最初に外側の圧縮空間125から入り込んで低圧室に閉じこめられた低圧の冷媒ガスは、断熱圧縮されながら次第に内側に移動して中間圧(中間圧室)を経て、最後に中央部(高圧室)に到達するときには、高温高圧の冷媒ガスとなる。この冷媒ガスは、固定スクロール114の中心に形成された吐出孔113、及び、吐出マフラー室128を介して吐出圧力空間111に送り出される。   Since the orbiting scroll 115 revolves eccentrically with respect to the fixed scroll 114, the eccentric direction and contact position of the two spiral wraps 117 and 121 move while rotating, and the compression chamber is compressed from the outside to the inside. It gradually shrinks while moving toward the space 125. The low-pressure refrigerant gas that first enters the outer compression space 125 and is confined in the low-pressure chamber gradually moves inward while being adiabatically compressed, passes through an intermediate pressure (intermediate pressure chamber), and finally reaches the center (high-pressure chamber). When it reaches, it becomes a high-temperature and high-pressure refrigerant gas. This refrigerant gas is sent out to the discharge pressure space 111 through the discharge hole 113 formed at the center of the fixed scroll 114 and the discharge muffler chamber 128.

また、前記カバー127内(カバー127の板厚内部)には、後述のようにレシーバタンク(受液器)42内の液冷媒を、冷媒回路を構成する後述のリキッドインジェクション回路50Aを介してスクロール圧縮要素102の中間圧部に戻し、蒸発させることによって圧縮ガスの冷却を行うためのリキッドインジェクション通路144(後述のリキッドインジェクション回路50Aの一部)が形成されている(図2に図示)。このリキッドインジェクション通路144は、カバー127内で分岐して後述するインジェクション孔141、142に接続される。また、リキッドインジェクション通路144には、内部が中空のチューブにて構成された配管140が接続されており、この配管140の一端はカバー127のリキッドインジェクション通路144内に圧入され、他端はスリーブ139を介してエンドキャップ101Bに溶接固定されている。   In the cover 127 (inside the thickness of the cover 127), the liquid refrigerant in the receiver tank (liquid receiver) 42 is scrolled through a liquid injection circuit 50A, which will be described later, constituting the refrigerant circuit, as will be described later. A liquid injection passage 144 (a part of a liquid injection circuit 50A described later) for cooling the compressed gas by returning to the intermediate pressure portion of the compression element 102 and evaporating it is formed (shown in FIG. 2). The liquid injection passage 144 branches in the cover 127 and is connected to injection holes 141 and 142 described later. The liquid injection passage 144 is connected to a pipe 140 formed of a hollow tube. One end of the pipe 140 is press-fitted into the liquid injection passage 144 of the cover 127 and the other end is a sleeve 139. Is fixed to the end cap 101B by welding.

また、固定スクロール114の鏡板116には、リキッドインジェクション通路144に連通するインジェクション孔141、142が上下方向に貫通形成されている。両インジェクション孔141、142の下側(揺動スクロール115側)は、ラップ117、121側に開口すると共に、スクロール圧縮要素102の中間圧部分(固定スクロール114の中心に形成された吐出孔113と同一の圧縮室になる直前、若しくは、その近傍の中間圧の位置)に連通している。係る、エンドキャップ101Bとカバー127間に渡って配管140が取り付けられると共に、配管140に接続された接続管147に、後述のように、レシーバタンク(受液器)42からのリキッドインジェクション回路50Aを構成する配管が接続されて、リキッドインジェクション通路144が形成されている。   In addition, the end plate 116 of the fixed scroll 114 is formed with injection holes 141 and 142 communicating with the liquid injection passage 144 in the vertical direction. The lower side of both the injection holes 141 and 142 (the swinging scroll 115 side) opens to the wrap 117 and 121 side, and the intermediate pressure portion of the scroll compression element 102 (the discharge hole 113 formed at the center of the fixed scroll 114). The intermediate pressure is communicated immediately before or after the same compression chamber. The pipe 140 is attached between the end cap 101B and the cover 127, and the liquid injection circuit 50A from the receiver tank (liquid receiver) 42 is connected to the connecting pipe 147 connected to the pipe 140 as described later. The piping which comprises is connected and the liquid injection channel | path 144 is formed.

一方のインジェクション孔141は、図3に示すように固定スクロール114の中心を基準にして、他方のインジェクション孔142と180度ずれた位置に形成されている。そして、一方のインジェクション孔141は、固定スクロール114に立設されたラップ117の外側(揺動スクロール115のラップ121の内側に形成される高圧縮室側)に形成され、他方のインジェクション孔142は、固定スクロール114に立設されたラップ117の内側(揺動スクロール115のラップ121の外側に形成される高圧縮室側)に形成されている。   One injection hole 141 is formed at a position shifted by 180 degrees from the other injection hole 142 with respect to the center of the fixed scroll 114 as shown in FIG. One injection hole 141 is formed on the outside of the wrap 117 erected on the fixed scroll 114 (on the side of the high compression chamber formed on the inside of the wrap 121 of the swing scroll 115), and the other injection hole 142 is , Formed inside the wrap 117 standing on the fixed scroll 114 (on the side of the high compression chamber formed outside the wrap 121 of the swing scroll 115).

両インジェクション孔141、142は、後述のリキッドインジェクション回路50Aを介してスクロール圧縮要素102の中間圧部に連通するように形成される。図4に示すように、吐出孔113から高圧ガスの吐出が開始される以前に揺動スクロール115に立設されたラップ121にて閉塞される位置(中間圧縮室の高圧縮室近傍(圧縮室))に形成されており、スクロール圧縮要素102が冷媒を圧縮する工程において、後述のリキッドインジェクション回路50Aに連通した両インジェクション孔141、142が中間圧縮室に連通する。   Both injection holes 141 and 142 are formed so as to communicate with the intermediate pressure portion of the scroll compression element 102 via a liquid injection circuit 50A described later. As shown in FIG. 4, before the discharge of the high-pressure gas from the discharge hole 113 is started, the position (close to the high compression chamber in the intermediate compression chamber (the compression chamber) )), And in the step where the scroll compression element 102 compresses the refrigerant, both injection holes 141 and 142 communicated with a liquid injection circuit 50A described later communicate with the intermediate compression chamber.

なお、リキッドインジェクション回路50Aを介してスクロール圧縮要素102の圧縮空間125の低圧室へ液冷媒を供給するように、両インジェクション孔141、142をスクロール圧縮要素102の圧縮空間125の低圧室に連通するように形成することもできるが、以下の説明では、両インジェクション孔141、142をスクロール圧縮要素102の圧縮空間125の中間圧部である中間圧縮室に連通するように形成した構成において説明する。   Both injection holes 141 and 142 are communicated with the low pressure chamber of the compression space 125 of the scroll compression element 102 so that the liquid refrigerant is supplied to the low pressure chamber of the compression space 125 of the scroll compression element 102 via the liquid injection circuit 50A. However, in the following description, the two injection holes 141 and 142 will be described so as to communicate with the intermediate compression chamber that is the intermediate pressure portion of the compression space 125 of the scroll compression element 102.

次に、図4〜図6を参照して、圧縮ガスの冷却説明を行う。この冷却は、後述のように、レシーバタンク42内の液冷媒の一部、またはレシーバタンク42を出て後述の膨張弁43に入るまでの液冷媒の一部が、後述のリキッドインジェクション回路50Aを介してスクロール圧縮要素102の中間圧部に戻り蒸発して圧縮ガスの冷却が行われ、揺動スクロール115は最終圧縮行程近傍に位置しているものとする。   Next, cooling of the compressed gas will be described with reference to FIGS. As will be described later, a part of the liquid refrigerant in the receiver tank 42 or a part of the liquid refrigerant that leaves the receiver tank 42 and enters the expansion valve 43 described later passes through the liquid injection circuit 50A described later. It is assumed that the compressed gas is cooled by returning to the intermediate pressure portion of the scroll compression element 102 and cooling rock 115 is positioned in the vicinity of the final compression stroke.

図4に示す状態から揺動スクロール115が公転していくにしたがって、図5に示すように揺動スクロール115のラップ121にて閉塞されていた両インジェクション孔141、142は、中間圧縮部(圧縮空間125)へ開口する直前に位置する。このときは、高圧室(圧縮空間125)から吐出孔113への高温高圧の冷媒ガスの吐出が終了、若しくは、終了直前状態である。   As the orbiting scroll 115 revolves from the state shown in FIG. 4, the injection holes 141 and 142 closed by the wrap 121 of the orbiting scroll 115 as shown in FIG. It is located immediately before opening to the space 125). At this time, the discharge of the high-temperature and high-pressure refrigerant gas from the high-pressure chamber (compression space 125) to the discharge hole 113 is completed or is in a state immediately before the end.

更に揺動スクロール115が公転していくと、図6に示すように、両インジェクション孔141、142から揺動スクロール115のラップ121が離間し、両インジェクション孔141、142は、中間圧室(圧縮空間125)に開口する。このときは、後述のレシーバタンク42内の液冷媒が後述のリキッドインジェクション回路50Aを介してスクロール圧縮要素102の中間圧部に戻り蒸発して圧縮ガスの冷却が行われる状態である。そして、更に揺動スクロール115が公転していくと、上記同様の動作を繰り返す。これによって、スクロール圧縮機100の圧縮ガスの冷却が行われる。   When the orbiting scroll 115 further revolves, as shown in FIG. 6, the wrap 121 of the orbiting scroll 115 is separated from both the injection holes 141 and 142, and the both injection holes 141 and 142 are in the intermediate pressure chamber (compression). Open to space 125). At this time, the liquid refrigerant in the receiver tank 42, which will be described later, returns to the intermediate pressure portion of the scroll compression element 102 via the liquid injection circuit 50A, which will be described later, and evaporates to cool the compressed gas. When the swing scroll 115 further revolves, the same operation as described above is repeated. Thereby, cooling of the compressed gas of the scroll compressor 100 is performed.

本発明に係る超低温冷凍回路1を示す冷媒配管図の一つの実施例を図1に示している。図1のものは内部低圧型スクロール圧縮機を2台並列接続した構成であり、スクロール圧縮機100とスクロール圧縮機100Aの2台のスクロール圧縮機を並列接続した構成の超低温冷凍装置の構成を示している。スクロール圧縮機100Aはスクロール圧縮機100と同じ構成のものであり、冷媒吐出管146に対応するものが冷媒吐出管146Aであり、冷媒導入管145に対応するものが冷媒導入管145Aであり、スクロール圧縮機100及び100Aの内部構成は同じであるため、同じ部分は同じ符号で示すこととする。   One embodiment of a refrigerant piping diagram showing an ultra-low temperature refrigeration circuit 1 according to the present invention is shown in FIG. 1 is a configuration in which two internal low-pressure scroll compressors are connected in parallel, and shows a configuration of an ultra-low temperature refrigeration system in which two scroll compressors, a scroll compressor 100 and a scroll compressor 100A, are connected in parallel. ing. The scroll compressor 100A has the same configuration as the scroll compressor 100, the refrigerant discharge pipe 146 corresponding to the refrigerant discharge pipe 146 is the refrigerant discharge pipe 145, the refrigerant corresponding to the refrigerant introduction pipe 145 is the refrigerant introduction pipe 145A, and the scroll Since the internal configurations of the compressors 100 and 100A are the same, the same parts are denoted by the same reference numerals.

本発明に係る超低温冷凍装置は、所定の超低温が得られれば、スクロール圧縮機100又は100Aのいずれか1台で構成される場合でもよいが、以下に示す実施例は、図1に基づいてスクロール圧縮機100及び100Aの2台構成の場合について説明する。実施例における冷媒は、フロン404Aの使用にて超低温を得ている。   The ultra-low temperature refrigeration apparatus according to the present invention may be configured by either one of the scroll compressor 100 or 100A as long as a predetermined ultra-low temperature is obtained, but the embodiment shown below is based on FIG. A case of two compressors 100 and 100A will be described. The refrigerant | coolant in an Example has obtained ultra-low temperature by use of Freon 404A.

図1において、スクロール圧縮機100及び100Aにて圧縮され、それぞれの吐出孔113から吐出マフラー室128及び吐出圧力空間111を経て冷媒吐出管146、146Aから吐出された高温高圧の冷媒ガス中にはオイルが混合されている。図1に示すように、この冷媒ガス中のオイルは、オイルセパレータ40で冷媒ガスとオイルに分離され、そのオイルが分離された冷媒ガスは、凝縮器41で凝縮され、凝縮された液冷媒(一部にガス冷媒が混入している場合も含む)がレシーバタンク42へその上部から入り、レシーバタンク42の底部から出た液冷媒が膨張弁43にて減圧膨張された後、蒸発器44で蒸発することによってスーパーショーケースや冷凍庫等の所定の超低温冷凍領域を超低温に冷却した後、蒸発した冷媒ガスは、アキュムレータ45を経由して、再び冷媒導入管145、145Aより密閉容器101内の下側の空間112に流入し、この下側の空間112から密閉容器101と上部支持フレーム104との間の通路を通って、スクロール圧縮要素102の吸入部へ吸い込まれ、スクロール圧縮機100及び100Aのスクロール圧縮要素102にて圧縮され、再び冷媒吐出管146から吐出されて上記循環を繰り返すように動作する。   In FIG. 1, in the high-temperature and high-pressure refrigerant gas compressed by the scroll compressors 100 and 100A and discharged from the refrigerant discharge pipes 146 and 146A from the discharge holes 113 through the discharge muffler chamber 128 and the discharge pressure space 111, respectively. Oil is mixed. As shown in FIG. 1, oil in the refrigerant gas is separated into refrigerant gas and oil by an oil separator 40, and the refrigerant gas from which the oil is separated is condensed by a condenser 41 and condensed liquid refrigerant ( Gas refrigerant is mixed in part) into the receiver tank 42 from above, and after the liquid refrigerant exiting from the bottom of the receiver tank 42 is decompressed and expanded by the expansion valve 43, the evaporator 44 After evaporating and cooling a predetermined ultra-low temperature freezing area such as a super showcase or a freezer to an ultra-low temperature, the evaporated refrigerant gas passes through the accumulator 45 and again passes through the refrigerant introduction pipes 145 and 145A to the bottom of the sealed container 101. Flows into the space 112 on the side, passes through the passage between the sealed container 101 and the upper support frame 104 from the space 112 on the lower side, and absorbs the scroll compression element 102. Sucked into parts, it is compressed by the scroll compressor 100 and 100A scroll compression element 102 of the operative to be discharged from the refrigerant discharge tube 146 again and repeats the above circulation.

アキュムレータ45は、スクロール圧縮機100及び100Aへ吸い込まれる冷媒中に液冷媒が含まれれば、その液冷媒を溜めて液冷媒が帰還しないようにしてスクロール圧縮機100及び100Aへはガス冷媒が帰還するように気液を分離するものである。蒸発器44は一つで示しているが、スーパーショーケースや冷凍庫等の食品貯蔵領域である所定の超低温冷凍領域が複数の場合は、それに応じて蒸発器44が複数並列接続され、蒸発器44ごとに膨張弁43が接続される構成となる。凝縮器41は、空冷式または水冷式があり、空冷式の場合は凝縮用電動ファン41Aによって放熱される。また蒸発器44で冷却された空気は、冷却用電動ファン44Aによってスーパーショーケースや冷凍庫等の所定の超低温冷凍領域を超低温に冷却する空気循環が行われる。なお、46は逆止弁、47は循環する冷媒中のごみを取り除くフィルタと水分を吸着する乾燥剤を含むフィルタドライヤ、48はストレーナ、49は冷媒の流れを外部から目視するためのサイトグラスである。   If the refrigerant sucked into the scroll compressors 100 and 100A contains liquid refrigerant, the accumulator 45 stores the liquid refrigerant and prevents the liquid refrigerant from returning to the scroll compressors 100 and 100A. Thus, the gas-liquid is separated. Although a single evaporator 44 is shown, when there are a plurality of predetermined ultra-low temperature freezing areas that are food storage areas such as a super showcase and a freezer, a plurality of evaporators 44 are connected in parallel accordingly, and the evaporator 44 The expansion valve 43 is connected every time. The condenser 41 has an air cooling type or a water cooling type, and in the case of the air cooling type, the heat is radiated by the electric fan 41A for condensation. The air cooled by the evaporator 44 is circulated by an electric cooling fan 44A to cool a predetermined ultra-low temperature freezing region such as a super showcase or a freezer to an ultra-low temperature. In addition, 46 is a check valve, 47 is a filter for removing dust in the circulating refrigerant and a filter dryer containing a desiccant that adsorbs moisture, 48 is a strainer, and 49 is a sight glass for visually checking the refrigerant flow from the outside. is there.

本発明の実施例では、スクロール圧縮機100とスクロール圧縮機100Aのそれぞれに対して、スクロール圧縮要素102の温度上昇を抑制するために、レシーバタンク42の底部に溜まった液冷媒の一部をスクロール圧縮要素102の中間圧部(または低圧部)へ導入するリキッドインジェクション回路50Aと50Bをそれぞれ備えると共に、オイルセパレータ40の底部に溜まったオイルの一部をスクロール圧縮要素102の中間圧部(または低圧部)へ供給するオイルインジェクション回路51Aと51Bをそれぞれ備える。図1には、リキッドインジェクション回路50Aから供給される液冷媒と、オイルインジェクション回路51Aから供給されるオイルが合流してスクロール圧縮機100の共通の配管140を流れるように、リキッドインジェクション回路50Aとオイルインジェクション回路51Aが並列回路となるように接続管147に接続される。また、リキッドインジェクション回路50Bから供給される液冷媒と、オイルインジェクション回路51Bから供給されるオイルが合流してスクロール圧縮機100Aの共通の配管140を流れるように、リキッドインジェクション回路50Bとオイルインジェクション回路51Bが並列回路となるように接続管147に接続される。   In the embodiment of the present invention, a part of the liquid refrigerant accumulated at the bottom of the receiver tank 42 is scrolled to suppress the temperature rise of the scroll compression element 102 with respect to each of the scroll compressor 100 and the scroll compressor 100A. Liquid injection circuits 50 </ b> A and 50 </ b> B are respectively introduced to the intermediate pressure portion (or low pressure portion) of the compression element 102, and a part of the oil accumulated at the bottom of the oil separator 40 is removed from the intermediate pressure portion (or low pressure) of the scroll compression element 102. Oil injection circuits 51A and 51B to be supplied to the In FIG. 1, the liquid injection circuit 50 </ b> A and the oil are supplied so that the liquid refrigerant supplied from the liquid injection circuit 50 </ b> A and the oil supplied from the oil injection circuit 51 </ b> A merge and flow through the common pipe 140 of the scroll compressor 100. The injection circuit 51A is connected to the connecting pipe 147 so as to be a parallel circuit. Further, the liquid injection circuit 50B and the oil injection circuit 51B are arranged so that the liquid refrigerant supplied from the liquid injection circuit 50B and the oil supplied from the oil injection circuit 51B merge and flow through the common pipe 140 of the scroll compressor 100A. Are connected to the connecting pipe 147 so as to form a parallel circuit.

更に図1に示すように、スクロール圧縮機100とスクロール圧縮機100Aのそれぞれに対して、オイルセパレータ40の底部に溜まったオイルをスクロール圧縮機100とスクロール圧縮機100Aのそれぞれの底部のオイル溜め162へ戻すためのオイルリターン回路52Aと52Bを備えている。   Further, as shown in FIG. 1, for each of the scroll compressor 100 and the scroll compressor 100A, the oil accumulated at the bottom of the oil separator 40 is stored in the oil sump 162 at the bottom of each of the scroll compressor 100 and the scroll compressor 100A. Oil return circuits 52A and 52B are provided for returning to the normal position.

オイルインジェクション回路51Aと51B、及びオイルリターン回路52Aと52Bは、オイルセパレータ40の底部に溜まったオイルを導出するオイル出口管53を流れるオイルが、オイル管53から分岐して流れる配管構成である。オイルインジェクション回路51Aと51Bの配管は、全体をキャピラリチューブ構成とする場合と、図1に示すように一部分をキャピラリチューブ68A、68Bとする構成である。   The oil injection circuits 51 </ b> A and 51 </ b> B and the oil return circuits 52 </ b> A and 52 </ b> B have a piping configuration in which the oil flowing through the oil outlet pipe 53 for leading the oil accumulated at the bottom of the oil separator 40 flows from the oil pipe 53. The pipes of the oil injection circuits 51A and 51B are configured to have a capillary tube configuration as a whole and, as shown in FIG. 1, are partially configured to have capillary tubes 68A and 68B.

リキッドインジェクション回路50Aは、そこを流れる液冷媒の流量を所定値に調整する電動式流量調整弁54Aと、スクロール圧縮機100の吐出冷媒ガスの温度を検出する温度検知部60が所定の高温を検知したことに基づき、リキッドインジェクション回路50Aを開く冷媒用電磁弁55Aが直列接続されている。また、リキッドインジェクション回路50Bは、そこを流れる液冷媒の流量を所定値に調整する電動式流量調整弁54Bと、スクロール圧縮機100Aの吐出冷媒ガスの温度を検出する温度検知部60の検知に基づき、リキッドインジェクション回路50Bを開く冷媒用電磁弁55Bが直列接続されている。   In the liquid injection circuit 50A, an electric flow rate adjusting valve 54A that adjusts the flow rate of the liquid refrigerant flowing therethrough to a predetermined value and a temperature detection unit 60 that detects the temperature of the refrigerant gas discharged from the scroll compressor 100 detect a predetermined high temperature. Based on this, the refrigerant solenoid valve 55A for opening the liquid injection circuit 50A is connected in series. Further, the liquid injection circuit 50B is based on detection by an electric flow rate adjusting valve 54B that adjusts the flow rate of the liquid refrigerant flowing therethrough to a predetermined value and a temperature detection unit 60 that detects the temperature of the refrigerant gas discharged from the scroll compressor 100A. A refrigerant solenoid valve 55B that opens the liquid injection circuit 50B is connected in series.

オイルインジェクション回路51Aは、オイルインジェクション回路51Aを開閉するオイルインジェクション用電磁弁56Aを備える。また、オイルインジェクション回路51Bは、オイルインジェクション回路51Bを開閉するオイルインジェクション用電磁弁56Bを備える。   The oil injection circuit 51A includes an oil injection solenoid valve 56A that opens and closes the oil injection circuit 51A. The oil injection circuit 51B includes an oil injection solenoid valve 56B that opens and closes the oil injection circuit 51B.

オイルリターン回路52Aは、スクロール圧縮機100の底部のオイル溜め162のオイルレベルを検知するオイルレベル検知部61Aの検知に基づき、オイルリターン回路52Aを開閉するオイル用電磁弁57Aを備える。キャピラリチューブ58Aは、オイルリターン回路52Aを流れるオイルの流量を所定値に調整する流路抵抗を有する。また、オイルリターン回路52Bは、スクロール圧縮機100Aの底部のオイル溜め162のオイルレベルを検知するオイルレベル検知部61Bの検知に基づき、オイルリターン回路52Bを開閉するオイル用電磁弁57Bを備える。キャピラリチューブ58Bは、オイルリターン回路52Bを流れるオイルの流量を所定値に調整する流路抵抗を有する。59A、59B、59Cは、それぞれストレーナを示す。SV1及びSV2は、修理・点検・メンテナンス等のときに手動でリキッドインジェクション回路50A、50Bを閉じることができるサービス用バルブであり、通常はリキッドインジェクション回路50A、50Bを開いている。また、SV3は、修理・点検・メンテナンス等のときに手動でオイル管53を閉じることができるサービス用バルブであり、通常はリキッドインジェクション回路50A、50Bを開いている。   The oil return circuit 52A includes an oil solenoid valve 57A that opens and closes the oil return circuit 52A based on detection by the oil level detection unit 61A that detects the oil level of the oil reservoir 162 at the bottom of the scroll compressor 100. The capillary tube 58A has a flow path resistance that adjusts the flow rate of oil flowing through the oil return circuit 52A to a predetermined value. The oil return circuit 52B includes an oil electromagnetic valve 57B that opens and closes the oil return circuit 52B based on detection by an oil level detection unit 61B that detects the oil level of the oil reservoir 162 at the bottom of the scroll compressor 100A. The capillary tube 58B has a flow path resistance that adjusts the flow rate of oil flowing through the oil return circuit 52B to a predetermined value. Reference numerals 59A, 59B, and 59C denote strainers, respectively. SV1 and SV2 are service valves that can manually close the liquid injection circuits 50A and 50B at the time of repair, inspection, maintenance, etc., and normally open the liquid injection circuits 50A and 50B. SV3 is a service valve that can manually close the oil pipe 53 during repair, inspection, maintenance, etc., and normally opens the liquid injection circuits 50A and 50B.

スクロール圧縮機100の高温高圧の吐出冷媒ガスの温度を検出する温度検知部60は、吐出孔113から凝縮器41へ導入されるまでの冷媒ガス温度を検知すればよく、その間のいずれかの箇所での冷媒の温度を検知する取り付けであればよい。図2には、温度検知部60は、密閉容器101及びカバー127の上壁を貫通するパイプ136の先端部(下端部)に収容されており、吐出孔113から上方へ吐出される冷媒ガスの温度を検知する構成を示している。   The temperature detector 60 that detects the temperature of the high-temperature and high-pressure discharged refrigerant gas of the scroll compressor 100 only needs to detect the refrigerant gas temperature from the discharge hole 113 until it is introduced into the condenser 41, and any location therebetween Any attachment that detects the temperature of the refrigerant in the tank may be used. In FIG. 2, the temperature detection unit 60 is accommodated in the distal end portion (lower end portion) of the pipe 136 that passes through the upper wall of the sealed container 101 and the cover 127, and the refrigerant gas discharged upward from the discharge hole 113 is stored. The structure which detects temperature is shown.

図7には、本発明に係る超低温冷凍装置の制御装置を示している。マイクロコンピュータ方式の制御部62を備え、制御部62の入力信号源として、温度検知部60、オイルレベル検知部61A及び61B、蒸発器44の出・入口温度をそれぞれ検出する二つの温度センサ63、スーパーショーケースや冷凍庫等の食品貯蔵領域である所定の超低温冷凍領域の温度または蒸発器44の温度を検出する温度センサ70、超低温冷凍装置の高圧部の圧力を検知するようにオイルセパレータ40から凝縮器41へ向かう冷媒路の圧力を検知する高圧センサ64、超低温冷凍装置の低圧部の圧力を検知するように蒸発器44の出口側の冷媒路の圧力を検知する低圧センサ65、スクロール圧縮機100の高圧部の圧力を検出するように吐出孔113、マフラー室128または吐出圧力空間111の吐出冷媒ガスの圧力を検知する高圧圧力スイッチ66A、及び、スクロール圧縮機100Aの高圧部の圧力を検出するように吐出孔113、マフラー室128または吐出圧力空間111の吐出冷媒ガスの圧力を検知する高圧圧力スイッチ66B等が接続されている。   FIG. 7 shows a control device for the cryogenic refrigeration apparatus according to the present invention. A microcomputer-type control unit 62; as an input signal source of the control unit 62, a temperature detection unit 60, oil level detection units 61A and 61B, two temperature sensors 63 for detecting the outlet / inlet temperature of the evaporator 44, respectively; The temperature sensor 70 detects the temperature of a predetermined ultra-low temperature freezing area or the temperature of the evaporator 44 that is a food storage area such as a super showcase or a freezer, and the oil separator 40 condenses so as to detect the pressure of the high-pressure part of the ultra-low temperature freezing apparatus. A high pressure sensor 64 for detecting the pressure in the refrigerant path toward the evaporator 41, a low pressure sensor 65 for detecting the pressure in the refrigerant path on the outlet side of the evaporator 44 so as to detect the pressure in the low pressure portion of the ultra-low temperature refrigeration apparatus, and the scroll compressor 100 The pressure of the refrigerant gas discharged from the discharge hole 113, the muffler chamber 128 or the discharge pressure space 111 so as to detect the pressure of the high pressure portion A high pressure switch 66A for detecting, a high pressure switch 66B for detecting the pressure of the refrigerant gas discharged from the discharge hole 113, the muffler chamber 128 or the discharge pressure space 111 so as to detect the pressure of the high pressure portion of the scroll compressor 100A, and the like. It is connected.

高圧センサ64は、スクロール圧縮機100及びスクロール圧縮機100Aの吐出圧力が異常高圧になったとき、スクロール圧縮機100及びスクロール圧縮機100Aの運転を停止するためのものであり、スクロール圧縮機100及びスクロール圧縮機100Aの吐出圧力の所定の高圧を検知したとき制御部62の動作によって、スクロール圧縮機100及びスクロール圧縮機100Aの運転を停止する。このため、高圧センサ64は、スクロール圧縮機100及びスクロール圧縮機100Aから吐出され凝縮器41へ導入されるまでの冷媒ガス圧力を検知すればよく、その間の配管のいずれの圧力を検知する取り付けであればよい。また、低圧センサ65は、蒸発器44の出口からスクロール圧縮機100及びスクロール圧縮機100Aのスクロール圧縮要素102の吸入部までの低圧冷媒ガス圧力を検知する取り付けであればよく、例えば、図1に点線Yで示すように、アキュムレータ45の出口側の配管の圧力を検知する接続でもよく、また、スクロール圧縮機100またはスクロール圧縮機100Aの密閉容器101内の下側の空間112の圧力を検知する取り付けでもよい。   The high pressure sensor 64 is for stopping the operation of the scroll compressor 100 and the scroll compressor 100A when the discharge pressure of the scroll compressor 100 and the scroll compressor 100A becomes an abnormally high pressure. When the predetermined high pressure of the discharge pressure of the scroll compressor 100A is detected, the operation of the control unit 62 stops the operation of the scroll compressor 100 and the scroll compressor 100A. For this reason, the high-pressure sensor 64 only needs to detect the refrigerant gas pressure until it is discharged from the scroll compressor 100 and the scroll compressor 100A and introduced into the condenser 41, and is attached to detect any pressure in the piping therebetween. I just need it. Further, the low-pressure sensor 65 may be an attachment that detects the low-pressure refrigerant gas pressure from the outlet of the evaporator 44 to the suction portion of the scroll compressor 100 and the scroll compression element 102 of the scroll compressor 100A. As indicated by a dotted line Y, a connection for detecting the pressure of the piping on the outlet side of the accumulator 45 may be used, and the pressure in the lower space 112 in the sealed container 101 of the scroll compressor 100 or the scroll compressor 100A is detected. It may be attached.

また、制御部62の出力側には、温度センサ70の検出に基づきスクロール圧縮機100及び100Aの回転数制御を行うインバータ回路67、電動式流量調整弁54A及び54B、冷媒用電磁弁55A及び55B、オイルインジェクション用電磁弁56A及び56B、オイル用電磁弁57A及び57B、 膨張弁43、凝縮用電動ファン41A、冷却用電動ファン44A等が接続されている。なお、スクロール圧縮機100及び100Aが定速度回転式であれば、スーパーショーケースや冷凍庫等の所定の超低温冷凍領域または蒸発器44の温度が下限設定温度に低下したことを温度センサ70が検出すれば、制御部62によってスクロール圧縮機100及び100Aの運転を停止し、超低温冷凍領域または蒸発器44の温度が上限設定温度に上昇したことを温度センサ70が検出すれば、制御部62によってスクロール圧縮機100及び100Aの運転を再開する制御となる。   Further, on the output side of the control unit 62, an inverter circuit 67 that controls the rotation speed of the scroll compressors 100 and 100A based on the detection of the temperature sensor 70, electric flow rate adjusting valves 54A and 54B, and refrigerant solenoid valves 55A and 55B. The oil injection solenoid valves 56A and 56B, the oil solenoid valves 57A and 57B, the expansion valve 43, the condensing electric fan 41A, the cooling electric fan 44A, and the like are connected. If the scroll compressors 100 and 100A are of a constant speed rotary type, the temperature sensor 70 detects that the temperature of a predetermined ultra-low temperature freezing region such as a super showcase or a freezer or the temperature of the evaporator 44 has decreased to the lower limit set temperature. For example, if the control unit 62 stops the operation of the scroll compressors 100 and 100A and the temperature sensor 70 detects that the temperature of the ultra-low temperature freezing region or the evaporator 44 has risen to the upper limit set temperature, the control unit 62 performs scroll compression. It becomes control which restarts the driving | operation of the machine 100 and 100A.

上記の構成において、スクロール圧縮機100及び100Aが運転されることによって、電動要素103の回転に伴って回転軸105が回転し、オイル溜め162にあるオイルがスクロール圧縮要素102へ供給され、このオイルによってスクロール圧縮要素102が潤滑される。また、回転軸105の回転によって揺動スクロール115が公転し、固定スクロール114のラップ117と揺動スクロール115のラップ121間に形成された圧縮空間125の外周部(吸入部)へ、空間112の冷媒ガスが吸い込まれ、吸い込まれた冷媒ガスは、圧縮空間125を外方から内方へ向かって次第に圧縮されて高温高圧ガスとなり、吐出孔113からマフラー室128を通って吐出圧力空間111に吐出される。吐出圧力空間111に吐出された高温高圧の冷媒ガスは、冷媒吐出管146及び146Aよりスクロール圧縮機100及び100Aの外(密閉容器1の外)へ吐出され、その中に含まれオイルも同時に吐出される。   In the above configuration, when the scroll compressors 100 and 100A are operated, the rotating shaft 105 rotates with the rotation of the electric element 103, and the oil in the oil reservoir 162 is supplied to the scroll compression element 102. Thus, the scroll compression element 102 is lubricated. Further, the rotation of the rotary shaft 105 causes the orbiting scroll 115 to revolve, and the space 112 enters the outer peripheral portion (suction portion) of the compression space 125 formed between the wrap 117 of the fixed scroll 114 and the wrap 121 of the orbiting scroll 115. The refrigerant gas is sucked, and the sucked refrigerant gas is gradually compressed from the outside to the inside through the compression space 125 to become a high-temperature and high-pressure gas, and is discharged from the discharge hole 113 to the discharge pressure space 111 through the muffler chamber 128. Is done. The high-temperature and high-pressure refrigerant gas discharged into the discharge pressure space 111 is discharged from the refrigerant discharge pipes 146 and 146A to the outside of the scroll compressors 100 and 100A (outside the sealed container 1), and the oil contained therein is also discharged simultaneously. Is done.

このように冷媒吐出管146及び146Aよりスクロール圧縮機100及び100Aの外(密閉容器101の外)へ吐出される冷媒ガスは、オイルセパレータ40へ導入される。オイルの質量は冷媒ガスの質量よりも大なるため、オイルセパレータ40に導入された冷媒ガスとそれに含まれるオイルが分離され、オイルはオイルセパレータ40の底部に溜まり、冷媒ガスはオイルセパレータ40の上部から逆止弁46を経て凝縮器41へ流入して凝縮される。凝縮器41で凝縮された液冷媒(一部にガス冷媒が混入している場合も含む)はレシーバタンク42へその上部から入り、レシーバタンク42の底部から出た液冷媒が膨張弁43にて減圧膨張された後、蒸発器44で蒸発することによってスーパーショーケースや冷凍庫等の所定の超低温冷凍領域を超低温に冷却する。蒸発器44で蒸発した冷媒は、アキュムレータ45を経由して、再び冷媒導入管145及び145Aより密閉容器101内の下側の空間112に流入し、この下側の空間112から密閉容器101と上部支持フレーム104との間の通路を通って、スクロール圧縮要素102の吸入部へ吸い込まれ、スクロール圧縮機100及び100Aのスクロール圧縮要素102にて圧縮され、再び冷媒吐出管146及び146Aから吐出されて上記循環を繰り返すように動作する。なお、膨張弁43は、蒸発器44の出・入口温度を検出する温度センサ63及び制御部62によって過熱度制御される。即ち、過熱度が大きいときは、膨張弁43の弁開度を大きくし、一方、過熱度が小さいときは、膨張弁43の弁開度を小さくするよう制御部62が制御する。   Thus, the refrigerant gas discharged from the refrigerant discharge pipes 146 and 146A to the outside of the scroll compressors 100 and 100A (outside the sealed container 101) is introduced into the oil separator 40. Since the mass of the oil is larger than the mass of the refrigerant gas, the refrigerant gas introduced into the oil separator 40 and the oil contained therein are separated, the oil is collected at the bottom of the oil separator 40, and the refrigerant gas is the upper part of the oil separator 40. To the condenser 41 through the check valve 46 and condensed. The liquid refrigerant condensed in the condenser 41 (including the case where gas refrigerant is mixed in part) enters the receiver tank 42 from the upper part thereof, and the liquid refrigerant discharged from the bottom part of the receiver tank 42 passes through the expansion valve 43. After being expanded under reduced pressure, the evaporator 44 evaporates to cool a predetermined ultra-low temperature freezing region such as a super showcase or a freezer to an ultra-low temperature. The refrigerant evaporated in the evaporator 44 flows again into the lower space 112 in the sealed container 101 through the refrigerant introduction pipes 145 and 145A via the accumulator 45, and from the lower space 112 to the upper part of the sealed container 101 and the upper part. The air is sucked into the suction portion of the scroll compression element 102 through the passage between the support frame 104, compressed by the scroll compression element 102 of the scroll compressors 100 and 100A, and discharged again from the refrigerant discharge pipes 146 and 146A. It operates to repeat the above circulation. Note that the degree of superheat of the expansion valve 43 is controlled by a temperature sensor 63 and a control unit 62 that detect the inlet / outlet temperature of the evaporator 44. That is, when the degree of superheat is large, the control unit 62 controls to increase the valve opening degree of the expansion valve 43, while when the degree of superheat is small, the control unit 62 controls the valve opening degree of the expansion valve 43 to be small.

本発明に係る超低温冷凍装置は、−40℃以下の超低温、例えば−50℃や−60℃等に設定した設定温度で運転されるものであり、このような冷媒循環によって蒸発器44の蒸発温度は低下し、冷却用電動ファン44Aの運転によって冷気循環が行なわれて、スーパーショーケースや冷凍庫等の所定の超低温冷凍領域の温度が低下し、−40℃以下の設定した所定の超低温に冷却される。この冷却によって超低温冷凍領域の温度または蒸発器44の温度が設定した所定の下限温度に低下すると、この温度を温度センサ70が検出することによって、制御部62の動作に基づき一定速度回転のスクロール圧縮機100及び100Aの場合は、その運転を停止し、且つ凝縮用電動ファン41A及び冷却用電動ファン44Aの運転を停止する。また、スクロール圧縮機100及び100Aがインバータ制御方式の場合は、超低温冷凍領域の温度または蒸発器44の温度が低下する従ってスクロール圧縮機100及び100Aの回転数が低下し、所定の下限温度に低下した状態で、この温度を維持するようにスクロール圧縮機100及び100Aは低速回転数で運転される。この動作と共に、膨張弁43の開度も制御部62によって制御されると共に、凝縮用電動ファン41A及び冷却用電動ファン44Aの運転が制御される。   The ultra-low temperature refrigeration apparatus according to the present invention is operated at a set temperature set to an ultra-low temperature of −40 ° C. or lower, for example, −50 ° C. or −60 ° C., and the evaporation temperature of the evaporator 44 by such refrigerant circulation. Cooling air circulation is performed by the operation of the cooling electric fan 44A, the temperature of a predetermined ultra-low temperature freezing region such as a super showcase or a freezer is decreased, and is cooled to a predetermined ultra-low temperature set to -40 ° C or lower. The When the temperature of the ultra-low temperature freezing region or the temperature of the evaporator 44 decreases to a predetermined lower limit temperature due to this cooling, the temperature sensor 70 detects this temperature, and based on the operation of the control unit 62, scroll compression with constant speed rotation is performed. In the case of the machines 100 and 100A, the operation is stopped, and the operation of the condensing electric fan 41A and the cooling electric fan 44A is stopped. Further, when the scroll compressors 100 and 100A are of the inverter control system, the temperature of the ultra-low temperature refrigeration region or the temperature of the evaporator 44 is lowered, so that the rotation speed of the scroll compressors 100 and 100A is lowered and the temperature is lowered to a predetermined lower limit temperature. In this state, the scroll compressors 100 and 100A are operated at a low speed so as to maintain this temperature. Along with this operation, the opening degree of the expansion valve 43 is also controlled by the controller 62, and the operation of the condensing electric fan 41A and the cooling electric fan 44A is controlled.

本発明に係る超低温冷凍装置は、上記のように、リキッドインジェクション回路50A、50Bを備えている。これによって、スクロール圧縮機100においては、温度検知部60が所定の高温度を検知することにより、制御部62の動作に基づいて冷媒用電磁弁55Aが開き、レシーバタンク42の底部の液冷媒の一部がリキッドインジェクション回路50Aによって、インジェクション孔141、142からスクロール圧縮要素102の低圧部または中間圧部分へ供給され、スクロール圧縮要素102の温度上昇を抑制する。この場合、温度検知部60の検知温度に応じた制御部62の動作に基づいて、設定温度を超える温度差が大きい場合は液冷媒の流量が多く、設定温度を超える温度差が小さい場合は液冷媒の流量が少なくなるように、電動式流量調整弁54Aによる液冷媒の流量が所定値に調整される。このようなスクロール圧縮要素102の低圧部または中間圧部分への液冷媒の供給は、スクロール圧縮要素102の低圧部または中間圧部分よりもレシーバタンク42内の圧力が高圧であることによる圧力差によって行なわれる。これによって、スクロール圧縮要素102の温度上昇が抑制される。   The ultra-low temperature refrigeration apparatus according to the present invention includes the liquid injection circuits 50A and 50B as described above. Accordingly, in the scroll compressor 100, when the temperature detection unit 60 detects a predetermined high temperature, the refrigerant solenoid valve 55A is opened based on the operation of the control unit 62, and the liquid refrigerant at the bottom of the receiver tank 42 is Part of the liquid is supplied from the injection holes 141 and 142 to the low pressure part or the intermediate pressure part of the scroll compression element 102 by the liquid injection circuit 50A, and the temperature rise of the scroll compression element 102 is suppressed. In this case, based on the operation of the control unit 62 according to the temperature detected by the temperature detection unit 60, the flow rate of the liquid refrigerant is large when the temperature difference exceeding the set temperature is large, and the liquid flow when the temperature difference exceeding the set temperature is small. The flow rate of the liquid refrigerant by the electric flow rate adjustment valve 54A is adjusted to a predetermined value so that the flow rate of the refrigerant decreases. The supply of the liquid refrigerant to the low pressure part or the intermediate pressure part of the scroll compression element 102 is caused by a pressure difference due to the pressure in the receiver tank 42 being higher than the low pressure part or the intermediate pressure part of the scroll compression element 102. Done. Thereby, the temperature rise of the scroll compression element 102 is suppressed.

また、スクロール圧縮機100Aにおいては、温度検知部60が所定の高温度に上昇したことを検知することにより、制御部62の動作に基づいて冷媒用電磁弁55Bが開き、レシーバタンク42の底部の液冷媒の一部がリキッドインジェクション回路50Bによって、インジェクション孔141、142からスクロール圧縮要素102の低圧部または中間圧部分へ供給され、スクロール圧縮要素102の温度上昇を抑制する。この場合、温度検知部60の検知温度に応じた制御部62の動作に基づいて、設定温度を超える温度差が大きい場合は液冷媒の流量が多く、設定温度を超える温度差が小さい場合は液冷媒の流量が少なくなるように、電動式流量調整弁54Bによる液冷媒の流量が所定値に調整される。このようなスクロール圧縮要素102の低圧部または中間圧部分への液冷媒の供給は、スクロール圧縮要素102の低圧部または中間圧部分よりもレシーバタンク42内の圧力が高圧であることによる圧力差によって行なわれる。これによって、スクロール圧縮要素102の温度上昇が抑制される。なお、温度検知部60は、吐出管30から吐出されるホットガス冷媒の温度を検知するように、吐出管30に取り付けた場合も、同様の制御動作を得ることができる。   In the scroll compressor 100A, when the temperature detector 60 detects that the temperature has risen to a predetermined high temperature, the refrigerant solenoid valve 55B is opened based on the operation of the controller 62, and the bottom of the receiver tank 42 is A part of the liquid refrigerant is supplied from the injection holes 141 and 142 to the low pressure part or the intermediate pressure part of the scroll compression element 102 by the liquid injection circuit 50B, and the temperature rise of the scroll compression element 102 is suppressed. In this case, based on the operation of the control unit 62 according to the temperature detected by the temperature detection unit 60, the flow rate of the liquid refrigerant is large when the temperature difference exceeding the set temperature is large, and the liquid flow when the temperature difference exceeding the set temperature is small. The flow rate of the liquid refrigerant by the electric flow rate adjustment valve 54B is adjusted to a predetermined value so that the flow rate of the refrigerant decreases. The supply of the liquid refrigerant to the low pressure part or the intermediate pressure part of the scroll compression element 102 is caused by a pressure difference due to the pressure in the receiver tank 42 being higher than the low pressure part or the intermediate pressure part of the scroll compression element 102. Done. Thereby, the temperature rise of the scroll compression element 102 is suppressed. Note that the temperature detection unit 60 can obtain the same control operation even when attached to the discharge pipe 30 so as to detect the temperature of the hot gas refrigerant discharged from the discharge pipe 30.

また、本発明に係る超低温冷凍装置は、上記のように、オイルリターン回路52A、52Bを備えている。これによって、スクロール圧縮機100においては、スクロール圧縮機100の底部のオイル溜め162のオイルレベルを検知するオイルレベル検知部61Aが下限レベルを検知したことにより、制御部62の動作に基づいてオイル用電磁弁57Aが開き、オイルセパレータ40の底部に溜まったオイルがオイル管53を通り、キャピラリチューブ58Aにより所定流量に制限された状態で、オイルリターン回路52Aから密閉容器1内底部のオイル溜め162に供給され、オイル溜め162のオイル不足を解消する。このようなオイル溜め162へのオイルの供給は、密閉容器101内底部のオイル溜め162の圧力よりもオイルセパレータ40内の圧力が高圧であることによる圧力差によって行なわれる。   Moreover, the ultra-low temperature refrigeration apparatus according to the present invention includes the oil return circuits 52A and 52B as described above. As a result, in the scroll compressor 100, the oil level detection unit 61A that detects the oil level of the oil sump 162 at the bottom of the scroll compressor 100 detects the lower limit level. The solenoid valve 57A is opened, and the oil accumulated at the bottom of the oil separator 40 passes through the oil pipe 53 and is restricted to a predetermined flow rate by the capillary tube 58A, from the oil return circuit 52A to the oil sump 162 at the bottom inside the sealed container 1. The shortage of oil in the oil sump 162 is resolved. The supply of oil to the oil reservoir 162 is performed by a pressure difference due to the pressure in the oil separator 40 being higher than the pressure of the oil reservoir 162 at the bottom of the sealed container 101.

また、スクロール圧縮機100Aにおいては、スクロール圧縮機100Aの底部のオイル溜め162のオイルレベルを検知するオイルレベル検知部61Bが下限レベルを検知したことにより、制御部62の動作に基づいてオイル用電磁弁57Bが開き、オイルセパレータ40の底部に溜まったオイルがオイル管53を通り、キャピラリチューブ58Bにより所定流量に制限された状態で、オイルリターン回路52Bから密閉容器101内の底部のオイル溜め162に供給され、オイル溜め162のオイル不足を解消する。このようなオイル溜め162へのオイルの供給は、密閉容器101内底部のオイル溜め162の圧力よりもオイルセパレータ40内の圧力が高圧であることによる圧力差によって行なわれる。   In the scroll compressor 100A, the oil level detection unit 61B that detects the oil level of the oil reservoir 162 at the bottom of the scroll compressor 100A detects the lower limit level. The valve 57B is opened, and the oil accumulated at the bottom of the oil separator 40 passes through the oil pipe 53 and is restricted to a predetermined flow rate by the capillary tube 58B, and then from the oil return circuit 52B to the oil sump 162 at the bottom in the sealed container 101. The shortage of oil in the oil sump 162 is resolved. The supply of oil to the oil reservoir 162 is performed by a pressure difference due to the pressure in the oil separator 40 being higher than the pressure of the oil reservoir 162 at the bottom of the sealed container 101.

また、本発明に係る超低温冷凍装置は、−40℃以下の超低温、例えば−50℃や−60℃等に設定した設定温度で運転されるものであり、上記のように、オイルインジェクション回路51A、51Bを備えている。これによって、スクロール圧縮機100においては、蒸発器44の冷媒蒸発温度が所定の冷凍温度以下になったことを後述の蒸発温度検出部PPで検出することにより、オイルインジェクション用電磁弁56Aが開き、オイルセパレータ40の底部に溜まったオイルがオイル管53を通り、オイルインジェクション回路51Aから共通の配管140を流れ、インジェクション孔141、142を経てスクロール圧縮要素2の中間圧部分(中間圧室)へ供給され、スクロール圧縮要素2の潤滑を維持する。この場合、冷媒蒸発温度が所定の冷凍温度以下になる運転においては、吐出孔113からの吐出冷媒ガス温度は高温となるため、上記のように冷媒用電磁弁55Aが開くことにより、オイルインジェクション回路51Aからのオイルが、共通の配管140を流れ、リキッドインジェクション回路50Aからの液冷媒に合流し、インジェクション孔141、142を経てスクロール圧縮要素102の中間圧部(中間圧室)へ供給される。前記蒸発温度検出部PPで検出する所定の冷凍温度は、−40℃以下の所定の超低温であるが、実施例では−40℃または−45℃に設定している。これによって、超低温運転状態におけるスクロール圧縮要素2の温度上昇が抑制されると共に、スクロール圧縮要素2のオイル不足を解消して良好な潤滑を維持する。   Further, the ultra-low temperature refrigeration apparatus according to the present invention is operated at an ultra-low temperature of −40 ° C. or lower, for example, a set temperature set at −50 ° C. or −60 ° C., and as described above, the oil injection circuit 51A, 51B is provided. As a result, in the scroll compressor 100, the oil injection solenoid valve 56A is opened by detecting that the refrigerant evaporation temperature of the evaporator 44 has become equal to or lower than a predetermined refrigeration temperature by an evaporation temperature detection unit PP described later, Oil accumulated at the bottom of the oil separator 40 passes through the oil pipe 53, flows through the common pipe 140 from the oil injection circuit 51A, and is supplied to the intermediate pressure portion (intermediate pressure chamber) of the scroll compression element 2 through the injection holes 141 and 142. Thus, the lubrication of the scroll compression element 2 is maintained. In this case, in the operation in which the refrigerant evaporation temperature is equal to or lower than the predetermined refrigeration temperature, the temperature of the refrigerant gas discharged from the discharge hole 113 becomes high, so that the oil injection valve 55A is opened as described above, thereby the oil injection circuit. The oil from 51A flows through the common pipe 140, joins the liquid refrigerant from the liquid injection circuit 50A, and is supplied to the intermediate pressure portion (intermediate pressure chamber) of the scroll compression element 102 through the injection holes 141 and 142. The predetermined freezing temperature detected by the evaporating temperature detection unit PP is a predetermined ultra-low temperature of −40 ° C. or lower, but is set to −40 ° C. or −45 ° C. in the embodiment. As a result, the temperature increase of the scroll compression element 2 in the ultra-low temperature operation state is suppressed, and the lack of oil in the scroll compression element 2 is eliminated, and good lubrication is maintained.

また、スクロール圧縮機100Aにおいては、スクロール圧縮機100における場合と同様の動作をさせるために、蒸発器44の冷媒蒸発温度が所定の冷凍温度以下になったことを後述の蒸発温度検出部PPで検出することにより、オイルインジェクション用電磁弁56Bが開き、オイルセパレータ40の底部に溜まったオイルがオイル管53を通り、オイルインジェクション回路51Bから共通の配管140を流れ、インジェクション孔141、142を経てスクロール圧縮要素102の中間圧部分(中間圧室)へ供給され、スクロール圧縮要素102の潤滑を維持する。この場合、冷媒蒸発温度が所定の冷凍温度以下になる運転においては、吐出孔113からの吐出冷媒ガス温度は高温となるため、上記のように冷媒用電磁弁55Bが開くことにより、オイルインジェクション回路51Bからのオイルが、共通の配管140を流れ、リキッドインジェクション回路50Bからの液冷媒に合流し、インジェクション孔141、142を経てスクロール圧縮要素102の中間圧部(中間圧室)へ供給される。前記蒸発温度検出部PPで検出する所定の冷凍温度は、−40℃以下の所定の超低温であるが、実施例では−40℃または−45℃に設定している。これによって、超低温運転状態におけるスクロール圧縮要素2の温度上昇が抑制されると共に、スクロール圧縮要素2のオイル不足を解消して良好な潤滑を維持する。   Further, in the scroll compressor 100A, in order to perform the same operation as that in the scroll compressor 100, an evaporating temperature detecting unit PP described later indicates that the refrigerant evaporating temperature of the evaporator 44 has become equal to or lower than a predetermined refrigeration temperature. By detecting, the oil injection solenoid valve 56B is opened, the oil accumulated at the bottom of the oil separator 40 passes through the oil pipe 53, flows through the common pipe 140 from the oil injection circuit 51B, and scrolls through the injection holes 141 and 142. Supplyed to the intermediate pressure portion (intermediate pressure chamber) of the compression element 102, the lubrication of the scroll compression element 102 is maintained. In this case, in the operation in which the refrigerant evaporation temperature is equal to or lower than the predetermined refrigeration temperature, the temperature of the refrigerant gas discharged from the discharge hole 113 is high, and therefore the oil injection circuit is opened by opening the refrigerant solenoid valve 55B as described above. The oil from 51B flows through the common pipe 140, merges with the liquid refrigerant from the liquid injection circuit 50B, and is supplied to the intermediate pressure portion (intermediate pressure chamber) of the scroll compression element 102 through the injection holes 141 and 142. The predetermined freezing temperature detected by the evaporating temperature detection unit PP is a predetermined ultra-low temperature of −40 ° C. or lower, but is set to −40 ° C. or −45 ° C. in the embodiment. As a result, the temperature increase of the scroll compression element 2 in the ultra-low temperature operation state is suppressed, and the lack of oil in the scroll compression element 2 is eliminated, and good lubrication is maintained.

オイルインジェクション回路51A、51Bに関する前記蒸発温度検出部PPは、蒸発器44の出口側(蒸発器44からスクロール圧縮機100又は100Aのスクロール圧縮要素102の吸入部までの冷媒路)の冷媒ガスの温度を検出する温度センサでもよいが、実施例では、低圧センサ65の検知に基づき制御部62で蒸発器44の冷媒蒸発温度が演算される構成であり、その場合の前記蒸発温度検出部PPは、低圧センサ65が相当する。   The evaporating temperature detection unit PP related to the oil injection circuits 51A and 51B is the temperature of the refrigerant gas on the outlet side of the evaporator 44 (the refrigerant path from the evaporator 44 to the suction part of the scroll compressor 100 or the scroll compression element 102 of the 100A). However, in the embodiment, the control unit 62 calculates the refrigerant evaporation temperature of the evaporator 44 based on the detection of the low pressure sensor 65. In this case, the evaporation temperature detection unit PP is This corresponds to the low-pressure sensor 65.

図8には、本発明に係る超低温冷凍装置の第2実施例の冷媒配管図である。この場合も実施例1と同様に、本発明に係る超低温冷凍装置は、所定の超低温が得られれば、スクロール圧縮機100又は100Aのいずれか1台で構成される場合でもよい。上記実施例1と同様部分には同一符号付しており、その構成及び作用は実施例1と同様である。この図8の構成が図1の構成と異なるところは、リキッドインジェクション回路50A及び50Bへの液冷媒の入り口が、過冷却器411の出口側配管に接続された構成である。このため、実施例1と同様に、オイルセパレータ40へ流入してオイルが分離された冷媒ガスは、オイルセパレータ40の上部から凝縮器41へ流入して放熱され凝縮される。この放熱によって温度低下した(例えば略50℃に低下)液冷媒(一部にガス冷媒が混入している場合も含む)は、レシーバタンク42へその上部から入り、レシーバタンク42の底部に溜まった液冷媒がレシーバタンク42の底部から出て過冷器411にて過冷却されて温度が低下し(例えば、略4〜5℃に低下)、その過冷却された液冷媒は、膨張弁43に流入して減圧膨張された後、蒸発器44へ流入して蒸発器44で蒸発することにより、スーパーショーケースや冷凍庫等の所定の超低温冷凍領域を−40℃以下の所定の超低温に冷却する。そして、蒸発器44を出た冷媒は、アキュムレータ45を経由して再び冷媒導入管145及び145Aよりスクロール圧縮要素102の吸込部へ吸い込まれて圧縮され、再び冷媒吐出管146及び146Aら吐出されて上記循環を繰り返すように動作する。   FIG. 8 is a refrigerant piping diagram of the second embodiment of the cryogenic refrigeration apparatus according to the present invention. Also in this case, as in the first embodiment, the ultra-low temperature refrigeration apparatus according to the present invention may be configured by any one of the scroll compressor 100 or 100A as long as a predetermined ultra-low temperature is obtained. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the configuration and operation thereof are the same as those in the first embodiment. The configuration of FIG. 8 is different from the configuration of FIG. 1 in that the inlet of the liquid refrigerant to the liquid injection circuits 50A and 50B is connected to the outlet side pipe of the supercooler 411. For this reason, as in the first embodiment, the refrigerant gas from which the oil is separated by flowing into the oil separator 40 flows into the condenser 41 from the upper part of the oil separator 40 and is radiated and condensed. The liquid refrigerant (including a case where gas refrigerant is mixed in part) whose temperature has been reduced by this heat radiation enters the receiver tank 42 from the top and accumulates at the bottom of the receiver tank 42. The liquid refrigerant exits from the bottom of the receiver tank 42 and is supercooled by the supercooler 411 to lower the temperature (for example, approximately 4 to 5 ° C.), and the supercooled liquid refrigerant is supplied to the expansion valve 43. After flowing in and decompressed and expanded, it flows into the evaporator 44 and evaporates in the evaporator 44, thereby cooling a predetermined ultra-low temperature freezing region such as a super showcase or a freezer to a predetermined ultra-low temperature of -40 ° C or lower. Then, the refrigerant exiting the evaporator 44 is again sucked into the suction portion of the scroll compression element 102 through the refrigerant introduction pipes 145 and 145A via the accumulator 45 and compressed, and again discharged from the refrigerant discharge pipes 146 and 146A. It operates to repeat the above circulation.

実施例2では、レシーバタンク42の底部に溜まった液冷媒を導入して、この液冷媒を過冷却するための過冷却器411が凝縮器41に併設されて、凝縮用電動ファン41Aにて放熱される構成である。この過冷器411にて過冷却された液冷媒は、膨張弁43に流入して減圧膨張されて蒸発器44へ流入し、上記実施例1同様の動作をするものである。   In the second embodiment, a liquid refrigerant accumulated at the bottom of the receiver tank 42 is introduced, and a supercooler 411 for supercooling the liquid refrigerant is provided along with the condenser 41, and heat is radiated by the condenser electric fan 41A. It is the composition which is done. The liquid refrigerant supercooled by the supercooler 411 flows into the expansion valve 43, is decompressed and expanded, flows into the evaporator 44, and operates in the same manner as in the first embodiment.

この実施例2の構成において、スクロール圧縮機100においては、温度検知部60が所定の高温度に上昇したことを検知することにより、制御部62の動作に基づいて冷媒用電磁弁55Aが開き、過冷器411にて過冷却された液冷媒の一部がリキッドインジェクション回路50Aによって、スクロール圧縮要素102の中間圧部分(中間圧室)へ供給され、スクロール圧縮要素102の温度上昇を抑制する。この場合、温度検知部60の検知温度に応じた制御部62の動作に基づいて、設定温度を超える温度差が大きい場合は液冷媒の流量が多く、設定温度を超える温度差が小さい場合は液冷媒の流量が少なくなるように、電動式流量調整弁54Aによる液冷媒の流量が所定値に調整される。このようなスクロール圧縮要素102の中間圧部分(中間圧室)への液冷媒の供給は、スクロール圧縮要素102の中間圧部分(中間圧室)よりもレシーバタンク42内の圧力が高圧であることによる圧力差によって行なわれる。これによって、スクロール圧縮要素102の温度上昇が抑制される。なお、温度検知部60は、冷媒吐出管146または146Aから吐出されるホットガス冷媒の温度を検知するように、冷媒吐出管146または146Aに取り付けた場合も、同様の制御動作を得ることができる。   In the configuration of the second embodiment, in the scroll compressor 100, the refrigerant solenoid valve 55A is opened based on the operation of the control unit 62 by detecting that the temperature detection unit 60 has risen to a predetermined high temperature. A part of the liquid refrigerant supercooled by the supercooler 411 is supplied to the intermediate pressure portion (intermediate pressure chamber) of the scroll compression element 102 by the liquid injection circuit 50A, and the temperature increase of the scroll compression element 102 is suppressed. In this case, based on the operation of the control unit 62 according to the temperature detected by the temperature detection unit 60, the flow rate of the liquid refrigerant is large when the temperature difference exceeding the set temperature is large, and the liquid flow when the temperature difference exceeding the set temperature is small. The flow rate of the liquid refrigerant by the electric flow rate adjustment valve 54A is adjusted to a predetermined value so that the flow rate of the refrigerant decreases. The supply of the liquid refrigerant to the intermediate pressure portion (intermediate pressure chamber) of the scroll compression element 102 is such that the pressure in the receiver tank 42 is higher than that of the intermediate pressure portion (intermediate pressure chamber) of the scroll compression element 102. This is done by the pressure difference due to Thereby, the temperature rise of the scroll compression element 102 is suppressed. The temperature detector 60 can obtain the same control operation even when attached to the refrigerant discharge pipe 146 or 146A so as to detect the temperature of the hot gas refrigerant discharged from the refrigerant discharge pipe 146 or 146A. .

また、スクロール圧縮機100Aにおいては、温度検知部60が所定の高温度に上昇したことを検知することにより、制御部62の動作に基づいて冷媒用電磁弁55Bが開き、過冷器411にて過冷却された液冷媒の一部がリキッドインジェクション回路50Bによって、スクロール圧縮要素102の中間圧部分(中間圧室)へ供給され、スクロール圧縮要素102の温度上昇を抑制する。この場合、温度検知部60の検知温度に応じた制御部62の動作に基づいて、設定温度を超える温度差が大きい場合は液冷媒の流量が多く、設定温度を超える温度差が小さい場合は液冷媒の流量が少なくなるように、電動式流量調整弁54Bによる液冷媒の流量が所定値に調整される。このようなスクロール圧縮要素102の中間圧部分(中間圧室)への液冷媒の供給は、スクロール圧縮要素102の中間圧部分(中間圧室)よりもレシーバタンク42内の圧力が高圧であることによる圧力差によって行なわれる。これによって、スクロール圧縮要素102の温度上昇が抑制される。なお、温度検知部60は、冷媒吐出管146または146Aから吐出されるホットガス冷媒の温度を検知するように、冷媒吐出管146または146Aに取り付けた場合も、同様の制御動作を得ることができる。   In the scroll compressor 100A, the refrigerant solenoid valve 55B is opened based on the operation of the control unit 62 by detecting that the temperature detection unit 60 has risen to a predetermined high temperature. Part of the supercooled liquid refrigerant is supplied to the intermediate pressure portion (intermediate pressure chamber) of the scroll compression element 102 by the liquid injection circuit 50B, and the temperature rise of the scroll compression element 102 is suppressed. In this case, based on the operation of the control unit 62 according to the temperature detected by the temperature detection unit 60, the flow rate of the liquid refrigerant is large when the temperature difference exceeding the set temperature is large, and the liquid flow when the temperature difference exceeding the set temperature is small. The flow rate of the liquid refrigerant by the electric flow rate adjustment valve 54B is adjusted to a predetermined value so that the flow rate of the refrigerant decreases. The supply of the liquid refrigerant to the intermediate pressure portion (intermediate pressure chamber) of the scroll compression element 102 is such that the pressure in the receiver tank 42 is higher than that of the intermediate pressure portion (intermediate pressure chamber) of the scroll compression element 102. This is done by the pressure difference due to Thereby, the temperature rise of the scroll compression element 102 is suppressed. The temperature detector 60 can obtain the same control operation even when attached to the refrigerant discharge pipe 146 or 146A so as to detect the temperature of the hot gas refrigerant discharged from the refrigerant discharge pipe 146 or 146A. .

また、オイルリターン回路52A、52Bからそれぞれスクロール圧縮機100及び100Aのオイル溜め16へのオイル供給は、上記実施例1と同様に行なわれる。   The oil supply from the oil return circuits 52A and 52B to the oil reservoirs 16 of the scroll compressors 100 and 100A is performed in the same manner as in the first embodiment.

また、オイルインジェクション回路51A、51Bの動作についても、スクロール圧縮機100においては、蒸発器44の冷媒蒸発温度が所定の冷凍温度以下になったことを前記蒸発温度検出部PPで検出したことにより、オイルインジェクション用電磁弁56Aが開き、オイルセパレータ40の底部に溜まったオイルが、オイルインジェクション回路51Aからスクロール圧縮要素2の中間圧部分(中間圧室)へ供給され、スクロール圧縮要素2の潤滑を維持する。この場合、冷媒蒸発温度が所定の冷凍温度以下になる運転においては、吐出ポート10からの吐出冷媒ガス温度は高温となるため、上記のように冷媒用電磁弁55Aが開くことにより、オイルインジェクション回路51Aからのオイルが、共通の配管S1にてリキッドインジェクション回路50Aからの液冷媒に合流し、共通の配管140からスクロール圧縮要素2の中間圧部(中間圧室)へ供給される。前記蒸発温度検出部PPで検出する所定の冷凍温度は、−40℃以下の所定の超低温であるが、実施例では−40℃または−45℃に設定している。これによって、超低温運転状態におけるスクロール圧縮要素2の温度上昇が抑制されると共に、スクロール圧縮要素2のオイル不足を解消して良好な潤滑を維持する。   Further, regarding the operation of the oil injection circuits 51A and 51B, in the scroll compressor 100, the evaporation temperature detection unit PP detects that the refrigerant evaporation temperature of the evaporator 44 has become equal to or lower than a predetermined refrigeration temperature. The oil injection solenoid valve 56A is opened, and the oil accumulated at the bottom of the oil separator 40 is supplied from the oil injection circuit 51A to the intermediate pressure portion (intermediate pressure chamber) of the scroll compression element 2 to maintain the lubrication of the scroll compression element 2. To do. In this case, in the operation in which the refrigerant evaporation temperature is equal to or lower than the predetermined refrigerating temperature, the temperature of the refrigerant gas discharged from the discharge port 10 is high, so that the oil injection valve 55A is opened as described above, so that the oil injection circuit The oil from 51A merges with the liquid refrigerant from the liquid injection circuit 50A through the common pipe S1, and is supplied from the common pipe 140 to the intermediate pressure portion (intermediate pressure chamber) of the scroll compression element 2. The predetermined freezing temperature detected by the evaporating temperature detection unit PP is a predetermined ultra-low temperature of −40 ° C. or lower, but is set to −40 ° C. or −45 ° C. in the embodiment. As a result, the temperature increase of the scroll compression element 2 in the ultra-low temperature operation state is suppressed, and the lack of oil in the scroll compression element 2 is eliminated, and good lubrication is maintained.

また、スクロール圧縮機100Aにおいては、スクロール圧縮機100における場合と同様の動作をさせるために、蒸発器44の冷媒蒸発温度が所定の冷凍温度以下になったことを前記蒸発温度検出部PPで検出したことにより、オイルインジェクション用電磁弁56Bが開き、オイルセパレータ40の底部に溜まったオイルが、オイルインジェクション回路51Bからスクロール圧縮要素102の中間圧部分(中間圧室)へ供給され、スクロール圧縮要素102の潤滑を維持する。この場合、冷媒蒸発温度が所定の冷凍温度以下になる運転においては、吐出孔113からの吐出冷媒ガス温度は高温となるため、上記のように冷媒用電磁弁55Bが開くことにより、オイルインジェクション回路51Bからのオイルが、共通の配管S2にてリキッドインジェクション回路50Bからの液冷媒に合流し、共通の配管140からスクロール圧縮要素102の中間圧部(中間圧室)へ供給される。前記蒸発温度検出部PPで検出する所定の冷凍温度は、−40℃以下の所定の超低温であるが、実施例では−40℃または−45℃に設定している。これによって、超低温運転状態におけるスクロール圧縮要素2の温度上昇が抑制されると共に、スクロール圧縮要素2のオイル不足を解消して良好な潤滑を維持する。   Further, in the scroll compressor 100A, in order to perform the same operation as in the scroll compressor 100, the evaporating temperature detecting unit PP detects that the refrigerant evaporating temperature of the evaporator 44 has become equal to or lower than a predetermined freezing temperature. As a result, the oil injection solenoid valve 56B is opened, and the oil accumulated at the bottom of the oil separator 40 is supplied from the oil injection circuit 51B to the intermediate pressure portion (intermediate pressure chamber) of the scroll compression element 102. Maintain the lubrication. In this case, in the operation in which the refrigerant evaporation temperature is equal to or lower than the predetermined refrigeration temperature, the temperature of the refrigerant gas discharged from the discharge hole 113 is high, and therefore the oil injection circuit is opened by opening the refrigerant solenoid valve 55B as described above. The oil from 51B merges with the liquid refrigerant from the liquid injection circuit 50B through the common pipe S2, and is supplied from the common pipe 140 to the intermediate pressure portion (intermediate pressure chamber) of the scroll compression element 102. The predetermined freezing temperature detected by the evaporating temperature detection unit PP is a predetermined ultra-low temperature of −40 ° C. or lower, but is set to −40 ° C. or −45 ° C. in the embodiment. As a result, the temperature increase of the scroll compression element 2 in the ultra-low temperature operation state is suppressed, and the lack of oil in the scroll compression element 2 is eliminated, and good lubrication is maintained.

この実施例2の構成によって、レシーバタンク42を出た液冷媒は、過冷却器411に導かれて過冷却されることにより実施例1よりも液冷媒の温度が低下する。このため、乾き度ゼロの液冷媒を過冷却器411に導くことができ、過冷却器411における熱伝導率を向上でき、過冷却を取り難いR404A等のHFC系擬似共沸混合冷媒を採用した冷凍装置において十分な過冷却ができ、スクロール圧縮機100及び100Aの安定した運転、冷凍能力の増加、及びスクロール圧縮機100及び100Aの運転による消費電力の低減を図ることができるものとなり、実施例1の改良効果が期待できる。   With the configuration of the second embodiment, the liquid refrigerant that has exited the receiver tank 42 is guided to the subcooler 411 and is supercooled, so that the temperature of the liquid refrigerant is lower than that of the first embodiment. For this reason, the liquid refrigerant of zero dryness can be led to the supercooler 411, the heat conductivity in the supercooler 411 can be improved, and the HFC pseudo azeotrope refrigerant such as R404A which is difficult to take supercooling is adopted. Sufficient supercooling can be achieved in the refrigeration apparatus, stable operation of the scroll compressors 100 and 100A, increase in refrigeration capacity, and reduction in power consumption due to operation of the scroll compressors 100 and 100A. 1 improvement effect can be expected.

図1及び図8に示す超低温冷凍装置では、スクロール圧縮機100又は100Aの2台を備えているが、いずれか1台で構成される場合、例えば、スクロール圧縮機100にて構成される場合は、スクロール圧縮機100Aに関係するリキッドインジェクション回路50B、オイルインジェクション回路51B、及びオイルリターン回路52Bに係る電磁弁等を含む配管、及びそれに係る制御が省略された構成となる。   The ultra-low temperature refrigeration apparatus shown in FIGS. 1 and 8 includes two units of the scroll compressor 100 or 100A. However, in the case of being configured by any one unit, for example, in the case of being configured by the scroll compressor 100 The liquid injection circuit 50B related to the scroll compressor 100A, the oil injection circuit 51B, the piping including the solenoid valve related to the oil return circuit 52B, and the control related thereto are omitted.

本発明に係るスクロール圧縮機は、上記実施例に示した構成に限定されず、内部低圧型の種々の形態のものに適用できるものであり、本発明の技術範囲において種々の形態の超低温冷凍装置を包含するものである。
なお、内部高圧型のスクロール圧縮機を採用して、図1または図8と同様の超低温冷凍装置を構成することにより、上記同様の作用及び効果が達成できれば、それも本発明の技術範囲の一つの実施形態として含まれるものとなる。
The scroll compressor according to the present invention is not limited to the configuration shown in the above embodiment, but can be applied to various types of internal low-pressure types, and various forms of ultra-low temperature refrigeration apparatuses within the technical scope of the present invention. Is included.
It should be noted that if the same operation and effect as described above can be achieved by adopting an internal high-pressure type scroll compressor and configuring an ultra-low temperature refrigeration apparatus similar to FIG. 1 or FIG. It will be included as one embodiment.

40・・・・オイルセパレータ
41・・・・凝縮器
411・・・過冷却器
41A・・・凝縮用電動ファン
42・・・・レシーバタンク
43・・・・膨張弁
44・・・・蒸発器
44A・・・冷却用電動ファン
50A・・・リキッドインジェクション回路
50B・・・リキッドインジェクション回路
51A・・・オイルインジェクション回路
51B・・・オイルインジェクション回路
52A・・・オイルリターン回路
52B・・・オイルリターン回路
54A・・・電動式流量調整弁
54B・・・電動式流量調整弁
55A・・・冷媒用電磁弁
55B・・・冷媒用電磁弁
56A・・・オイルインジェクション用電磁弁
56B・・・オイルインジェクション用電磁弁
57A・・・オイル用電磁弁
57B・・・オイル用電磁弁
58A・・・キャピラリチューブ
58B・・・キャピラリチューブ
60・・・・温度検知部
61A・・・オイルレベル検知部
61B・・・オイルレベル検知部
62・・・・制御部
63・・・・蒸発器44の出・入口温度を検出する温度センサ
64・・・・高圧センサ
65・・・・低圧センサ
66A・・・高圧圧力スイッチ
66B・・・高圧圧力スイッチ
67・・・・インバータ回路
70・・・・超低温冷凍領域または蒸発器44の温度を検出する温度センサ
100・・・スクロール圧縮機
100A・・スクロール圧縮機
101・・・密閉容器
102・・・スクロール圧縮要素
103・・・電動要素
105・・・回転軸
104・・・上支持フレーム(メインフレーム)
111・・・吐出圧力空間
113・・・吐出孔
114・・・固定スクロール
116・・・固定スクロールの鏡板
117・・・固定スクロールのラップ
115・・・揺動スクロール
120・・・揺動スクロールの鏡板
121・・・揺動スクロールのラップ
125・・・圧縮空間
127・・・カバー
128・・・吐出マフラー室
141・・・インジェクション孔
142・・・インジェクション孔
144・・・リキッドインジェクション通路
162・・・オイル溜め
PP・・・・蒸発温度検出部
40 ... Oil separator 41 ... Condenser 411 ... Supercooler 41A ... Electric fan for condensation 42 ... Receiver tank 43 ... Expansion valve 44 ... Evaporator 44A ... Electric fan for cooling 50A ... Liquid injection circuit 50B ... Liquid injection circuit 51A ... Oil injection circuit 51B ... Oil injection circuit 52A ... Oil return circuit 52B ... Oil return circuit 54A: Electric flow rate adjustment valve 54B ... Electric flow rate adjustment valve 55A ... Solenoid solenoid valve 55B ... Refrigerant solenoid valve 56A ... Oil injection solenoid valve 56B ... Oil injection Solenoid valve 57A ... Solenoid valve for oil 57B ... Solenoid valve for oil 58A ... Capillary tube 58B ... Capillary tube 60 ... Temperature detector 61A ... Oil level detector 61B ... Oil level detector 62 ... Controller 63 ... Temperature sensor for detecting inlet temperature 64 ··· High pressure sensor 65 ··· Low pressure sensor 66A · · · High pressure switch 66B · · · High pressure switch 67 · · · Inverter circuit 70 · · · Ultra-low temperature freezing region Alternatively, a temperature sensor 100 detects the temperature of the evaporator 44... Scroll compressor 100 A... Scroll compressor 101 ... Sealed container 102 ... Scroll compression element 103 ... Electric element 105 ... Rotating shaft 104 ... Upper support frame (main frame)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 111 ... Discharge pressure space 113 ... Discharge hole 114 ... Fixed scroll 116 ... End plate of fixed scroll 117 ... Wrap of fixed scroll 115 ... Swing scroll 120 ... Swing scroll End plate 121 ... Wrap of rocking scroll 125 ... Compression space 127 ... Cover 128 ... Discharge muffler chamber 141 ... Injection hole 142 ... Injection hole 144 ... Liquid injection passage 162 ...・ Oil sump PP ... Evaporation temperature detector

Claims (7)

縦型の密閉容器内に、電動要素と、前記電動要素によって駆動されるスクロール圧縮要素が収容され、前記密閉容器内底部にオイル溜めを設け、前記電動要素の回転軸の下部に前記回転軸の回転によって前記オイル溜めのオイルを前記スクロール圧縮要素へ供給するオイルポンプを設け、前記スクロール圧縮要素に連通した吸入管から吸い込んだ冷媒ガスを前記スクロール圧縮要素にて圧縮し、前記密閉容器外に吐出するスクロール圧縮機を備え、前記吐出される冷媒ガスが、オイルセパレータ、凝縮器、液冷媒を溜めるレシーバタンクを経て膨張弁にて減圧膨張された液冷媒を蒸発器で蒸発した後、再び前記吸入管から前記スクロール圧縮要素へ帰還する冷媒循環回路を形成した超低温冷凍装置において、前記オイルセパレータで冷媒から分離されたオイルを前記オイル溜めへ供給するオイルリターン回路と、前記レシーバタンクに溜まった液冷媒の一部または前記レシーバタンクを出た冷媒を過冷却器で過冷却した液冷媒の一部を前記スクロール圧縮要素の低圧部または中間圧部分へ供給するリキッドインジェクション回路と、前記蒸発器の冷媒蒸発温度が所定の冷凍温度以下において前記オイルセパレータで冷媒から分離されたオイルを前記スクロール圧縮要素の低圧部または中間圧部分へ供給するオイルインジェクション回路を備えたことを特徴とするスクロール圧縮機を備えた超低温冷凍装置。   An electric element and a scroll compression element driven by the electric element are accommodated in a vertical airtight container, an oil sump is provided at the bottom of the airtight container, and the rotating shaft is disposed below the rotating shaft of the electric element. An oil pump that supplies oil in the oil reservoir to the scroll compression element by rotation is provided, and refrigerant gas sucked from a suction pipe communicating with the scroll compression element is compressed by the scroll compression element and discharged out of the sealed container The refrigerant gas discharged is evaporated by the evaporator after the liquid refrigerant decompressed and expanded by the expansion valve through the oil separator, the condenser, and the receiver tank for storing the liquid refrigerant, and then sucked again. In an ultra-low temperature refrigeration apparatus in which a refrigerant circulation circuit returning from a pipe to the scroll compression element is formed, the oil separator An oil return circuit for supplying the separated oil to the oil reservoir; and a part of the liquid refrigerant accumulated in the receiver tank or a part of the liquid refrigerant obtained by supercooling the refrigerant exiting the receiver tank with a supercooler. A liquid injection circuit for supplying a low-pressure part or an intermediate-pressure part of the scroll compression element; and a low-pressure part of the scroll compression element for separating oil separated from the refrigerant by the oil separator when the refrigerant evaporation temperature of the evaporator is equal to or lower than a predetermined refrigeration temperature. Alternatively, an ultra-low temperature refrigeration apparatus provided with a scroll compressor, characterized in that an oil injection circuit for supplying to an intermediate pressure portion is provided. 前記オイルリターン回路は前記オイル溜めのオイルレベル検知部の検知に基づき前記オイルリターン回路を開閉するオイル用電磁弁を備え、前記リキッドインジェクション回路は前記スクロール圧縮要素にて圧縮された吐出冷媒ガスの温度を検出する温度検知部の検知に基づき前記リキッドインジェクション回路を開閉する冷媒用電磁弁を備え、前記オイルインジェクション回路は、前記蒸発器の冷媒蒸発温度が所定の冷凍温度以下において前記オイルインジェクション回路を開いて前記スクロール圧縮要素の低圧部または中間圧部分へのオイル供給を可能とするオイルインジェクション用電磁弁を備えたことを特徴とする請求項1に記載のスクロール圧縮機を備えた超低温冷凍装置。   The oil return circuit includes an oil solenoid valve that opens and closes the oil return circuit based on detection of an oil level detection unit of the oil reservoir, and the liquid injection circuit has a temperature of discharged refrigerant gas compressed by the scroll compression element. A refrigerant solenoid valve that opens and closes the liquid injection circuit based on detection by a temperature detection unit for detecting the oil, and the oil injection circuit opens the oil injection circuit when a refrigerant evaporation temperature of the evaporator is equal to or lower than a predetermined freezing temperature. 2. An ultra-low temperature refrigeration apparatus comprising a scroll compressor according to claim 1, further comprising an oil injection solenoid valve that enables oil supply to a low pressure part or an intermediate pressure part of the scroll compression element. 前記リキッドインジェクション回路と前記オイルインジェクション回路が並列回路構成であることを特徴とする請求項1または2に記載のスクロール圧縮機を備えた超低温冷凍装置。   The ultra-low temperature refrigeration apparatus having a scroll compressor according to claim 1 or 2, wherein the liquid injection circuit and the oil injection circuit have a parallel circuit configuration. 前記リキッドインジェクション回路と前記オイルインジェクション回路が並列回路構成であり、前記リキッドインジェクション回路を流れる液冷媒と前記オイルインジェクション回路を流れるオイルが合流して、前記スクロール圧縮要素の低圧部または中間圧部分へ供給されることを特徴とする請求項1または2に記載のスクロール圧縮機を備えた超低温冷凍装置。   The liquid injection circuit and the oil injection circuit have a parallel circuit configuration, and the liquid refrigerant flowing through the liquid injection circuit and the oil flowing through the oil injection circuit merge to supply to the low pressure part or the intermediate pressure part of the scroll compression element. An ultra-low temperature refrigeration apparatus comprising the scroll compressor according to claim 1 or 2. 前記冷媒用電磁弁を備えた前記リキッドインジェクション回路と、前記オイルインジェクション用電磁弁を備えた前記オイルインジェクション回路が並列回路構成であり、且つ前記冷媒用電磁弁を通過した液冷媒と前記オイルインジェクション用電磁弁を通過したオイルとが合流して、前記スクロール圧縮要素の低圧部または中間圧部分へ供給されることを特徴とする請求項2に記載のスクロール圧縮機を備えた超低温冷凍装置。   The liquid injection circuit having the refrigerant solenoid valve and the oil injection circuit having the oil injection solenoid valve have a parallel circuit configuration, and the liquid refrigerant passing through the refrigerant solenoid valve and the oil injection circuit The ultra-low temperature refrigeration apparatus having a scroll compressor according to claim 2, wherein the oil that has passed through the electromagnetic valve merges and is supplied to the low-pressure part or the intermediate-pressure part of the scroll compression element. 前記オイルインジェクション回路は、その一部または全部がオイル流量を所定の流量に制限するキャピラリチューブ構成であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のスクロール圧縮機を備えた超低温冷凍装置。   The ultra-low temperature refrigeration provided with a scroll compressor according to any one of claims 1 to 5, wherein a part or all of the oil injection circuit has a capillary tube configuration that limits an oil flow rate to a predetermined flow rate. apparatus. 前記蒸発器の冷媒蒸発温度が所定の冷凍温度以下になったことの検知は、前記冷媒蒸発温度を検知する温度検知部、または前記蒸発器の出口から前記スクロール圧縮要素の吸い込み部までの低圧を検知する低圧センサの検知に基づくことを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載のスクロール圧縮機を備えた超低温冷凍装置。   The detection that the refrigerant evaporating temperature of the evaporator has become equal to or lower than a predetermined refrigeration temperature is made by detecting a low pressure from the outlet of the evaporator to the suction part of the scroll compression element. The ultra-low temperature refrigeration apparatus provided with the scroll compressor according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it is based on detection by a low-pressure sensor to be detected.
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