JP2019039620A - Refrigeration cycle device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、冷凍サイクル装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a refrigeration cycle apparatus.
従来、特に蒸発温度の低い低温用の冷凍サイクル装置等の運転時においては、冷凍サイクルの圧縮比が高くなることで圧縮機の温度が過度に上昇し、冷凍サイクル装置の信頼性が低下する場合があることが知られている。このような問題を解決する方法として、凝縮器によって凝縮された液冷媒の一部を圧縮機の圧縮室に戻す液インジェクション冷却方式が知られている。一方で、冷凍サイクル装置には、圧縮機の焼き付きや摺動部の摩耗等を抑制するために冷媒に潤滑油を注入することが行われる場合もある。従来の液インジェクション方式では、冷媒に注入される潤滑油の量を好適に調節できない場合があった。 Conventionally, especially during operation of a low-temperature refrigeration cycle apparatus with a low evaporation temperature, when the compression ratio of the refrigeration cycle increases, the compressor temperature excessively increases and the reliability of the refrigeration cycle apparatus decreases. It is known that there is. As a method for solving such a problem, a liquid injection cooling method is known in which a part of the liquid refrigerant condensed by the condenser is returned to the compression chamber of the compressor. On the other hand, in some cases, the refrigeration cycle apparatus is injected with lubricating oil into the refrigerant in order to suppress the seizure of the compressor and the wear of the sliding portion. In the conventional liquid injection method, the amount of lubricating oil injected into the refrigerant may not be suitably adjusted.
本発明が解決しようとする課題は、液インジェクション冷却方式を採用した冷凍サイクル装置であって、圧縮機に供給される潤滑油の量をより好適に調節することができる冷凍サイクル装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a refrigeration cycle apparatus that employs a liquid injection cooling system and that can more suitably adjust the amount of lubricating oil supplied to the compressor. It is.
実施形態の冷凍サイクル装置は、圧縮室を有する圧縮機と、放熱器と、絞り機構と、吸熱器と、を備えた冷凍サイクル装置であり、第一供給部と、第二供給部と、制御部と、を持つ。第一供給部は、前記圧縮機に潤滑油を供給する。第二供給部は、前記放熱器の下流側の冷媒の一部を前記圧縮機の圧縮室に供給する。制御部は、前記第一供給部による前記潤滑油の供給を、前記第二供給部による前記冷媒の供給状況に基づいて制御する。 The refrigeration cycle apparatus of the embodiment is a refrigeration cycle apparatus including a compressor having a compression chamber, a radiator, a throttle mechanism, and a heat absorber, and includes a first supply unit, a second supply unit, and a control And have a department. The first supply unit supplies lubricating oil to the compressor. The second supply unit supplies a part of the refrigerant on the downstream side of the radiator to the compression chamber of the compressor. The control unit controls the supply of the lubricating oil by the first supply unit based on the supply status of the refrigerant by the second supply unit.
以下、実施形態の冷凍サイクル装置を、図面を参照して説明する。 Hereinafter, the refrigeration cycle apparatus of the embodiment will be described with reference to the drawings.
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の冷凍サイクル装置１００の構成の具体例を示す図である。図１において太い実線矢印は冷媒の流れを示し、細い実線矢印は液インジェクション冷媒及び潤滑油の流路及びその流れを示す。また、破線矢印は各機能部間の通信を表す。なお、ここでいう液インジェクション冷媒とは、冷凍サイクル内を循環する冷媒の一部を液インジェクション冷却方式のために分取された冷媒を意味する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a specific example of the configuration of the
冷凍サイクル装置１００は、圧縮機１、オイルセパレータ２、放熱器である凝縮器３、膨張弁４、吸熱器である蒸発器５、アキュムレータ６、油量調整弁７−１、液量調整弁７−２及び制御部８を備える。圧縮機１は、蒸発器５から送られてくる低圧の気体冷媒を圧縮する。この圧縮により、低圧の気体冷媒は高温かつ高圧の気体冷媒となる。圧縮機１によって圧縮された冷媒はオイルセパレータ２に送られる。なお、圧縮機１には、焼き付きや摺動部の摩耗等を抑制するための潤滑油が封入されている。
The
オイルセパレータ２は、圧縮機１から送られてきた冷媒から、冷媒中に含まれる潤滑油を分離する。冷媒から分離された潤滑油は圧縮機１に供給され、潤滑油が分離された冷媒は凝縮器３に送られる。なお、圧縮機１に供給される潤滑油の量は油量調整弁７−１によって調整される。 The oil separator 2 separates the lubricating oil contained in the refrigerant from the refrigerant sent from the compressor 1. The lubricating oil separated from the refrigerant is supplied to the compressor 1, and the refrigerant separated from the lubricating oil is sent to the condenser 3. The amount of lubricating oil supplied to the compressor 1 is adjusted by the oil amount adjusting valve 7-1.
凝縮器３は、オイルセパレータ２から送られてきた冷媒を凝縮する。この凝縮により、高温かつ高圧の気体冷媒は高圧の液体冷媒となる。この過程において、冷媒が有する熱が放出される。例えば、ここで放出された熱で空気の温度を上昇させることにより加温が実現される。凝縮器３によって凝縮された凝縮器３の下流側の冷媒は膨張弁４に送られる一方で、その一部は液インジェクション冷媒として圧縮機１の圧縮室に供給される。なお、圧縮機１の圧縮室に供給される液インジェクション冷媒の量は液量調整弁７−２によって調整される。
The condenser 3 condenses the refrigerant sent from the oil separator 2. Due to this condensation, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant becomes a high-pressure liquid refrigerant. In this process, the heat of the refrigerant is released. For example, heating is realized by raising the temperature of the air with the heat released here. While the refrigerant on the downstream side of the condenser 3 condensed by the condenser 3 is sent to the
膨張弁４（絞り機構の一例）は、凝縮器３から送られてきた冷媒を膨張させる。この膨張によって、高圧の液体冷媒は低温かつ低圧の液体冷媒となる。膨張弁４によって膨張した冷媒は蒸発器５に送られる。
The expansion valve 4 (an example of a throttle mechanism) expands the refrigerant sent from the condenser 3. By this expansion, the high-pressure liquid refrigerant becomes a low-temperature and low-pressure liquid refrigerant. The refrigerant expanded by the
蒸発器５は、膨張弁４から送られてきた冷媒を蒸発させる。この蒸発によって、低温かつ低圧の液体冷媒は低圧の気体冷媒となる。この過程において、冷媒は熱を吸収する。例えば、この過程において冷媒が空気の熱を吸収することにより冷却が実現される。蒸発器５によって蒸発した冷媒は圧縮機１に送られる。より具体的には、蒸発器５によって蒸発した冷媒は、アキュムレータ６を介して圧縮機１に送られる。アキュムレータ６は、いわゆる気液分離器であり、蒸発器５で気化した気体冷媒を圧縮機１に供給する。
The
油量調整弁７−１及び液量調整弁７−２は、例えばＰＭＶ（Pulse motor valve）を含んで構成される。油量調整弁７−１は、圧縮機１に供給される潤滑油の量を調整する。液量調整弁７−２は、圧縮機１に供給される液インジェクション冷媒の量を調整する。具体的には、油量調整弁７−１及び液量調整弁７−２は、制御部８の制御に基づいて各流量を調整する。 The oil amount adjusting valve 7-1 and the liquid amount adjusting valve 7-2 are configured to include, for example, a PMV (Pulse motor valve). The oil amount adjusting valve 7-1 adjusts the amount of lubricating oil supplied to the compressor 1. The liquid amount adjusting valve 7-2 adjusts the amount of liquid injection refrigerant supplied to the compressor 1. Specifically, the oil amount adjusting valve 7-1 and the liquid amount adjusting valve 7-2 adjust each flow rate based on the control of the control unit 8.
制御部８は、油量調整弁７−１及び液量調整弁７−２を制御することにより、圧縮機１に対する液インジェクション冷媒及び潤滑油の供給量を制御する。具体的には、制御部８は、液インジェクション冷媒の供給状況に基づいて潤滑油の供給量を制御する。なお、液インジェクション冷媒の供給量は、従来の液インジェクション冷却方式に基づくどのような方法で制御されてもよい。 The control unit 8 controls the supply amount of the liquid injection refrigerant and the lubricating oil to the compressor 1 by controlling the oil amount adjusting valve 7-1 and the liquid amount adjusting valve 7-2. Specifically, the control unit 8 controls the supply amount of the lubricating oil based on the supply state of the liquid injection refrigerant. The supply amount of the liquid injection refrigerant may be controlled by any method based on the conventional liquid injection cooling method.
図２は、圧縮機１の内部構成の概略を示す図である。圧縮機１は、底部に潤滑油が封入された密閉ケース１ａ内に、第１シリンダ１１−１、第２シリンダ１１−２、仕切り板１２、クランクシャフト１３、第１軸受１４−１、第２軸受１４−２、第１ローラ１５−１及び第２ローラ１５−２を備えることにより、第１作動室及び第２作動室の２つの作動室を有する圧縮機として機能する。具体的には、第１シリンダ１１−１、仕切り板１２の上面及び第１軸受１４−１によって第１作動室が形成され、第２シリンダ１１−２、仕切り板１２の下面及び第２軸受１４−２によって第２作動室が形成される。なお、各作動室は、後述するベーンによって吸入室と圧縮室とに仕切られる。吸入室は、気体冷媒が吸入される領域であり、圧縮室は吸入された気体冷媒が圧縮される領域である。
FIG. 2 is a diagram illustrating an outline of the internal configuration of the compressor 1. The compressor 1 includes a first cylinder 11-1, a second cylinder 11-2, a
また、圧縮機１は、とサクションパイプ６２−１及び６２−２とを介してアキュムレータ６に接続される。サクションパイプ６２−１は第１作動室に連通され、サクションパイプ６２−２は第２作動室に連通される。アキュムレータ６の気体冷媒は、サクションパイプ６２−１及び６２−２の各流路に分配される。アキュムレータ６から送られてくる気体冷媒は、サクションパイプ６２−１を介して第１作動室の吸入室に供給され、サクションパイプ６２−２を介して第２作動室の吸入室に供給される。
The compressor 1 is connected to the
また、圧縮機１は、液インジェクション冷媒の注入機構２０を有する。注入機構２０は、仕切り板１２に設けられた注入孔２１と、注入孔２１に液インジェクション冷媒を供給する液インジェクションパイプ２２とを備える。
Further, the compressor 1 includes a liquid injection
図３は、液インジェクション冷媒の注入機構２０の詳細な具体例を示す図である。注入孔２１は、第１作動室及び第２作動室に連通する。第１作動室に通じる注入孔２１の一方の開口部Ｐ１は、偏心回転する第１ローラ１５−１によって閉塞又は開放される。同様に、第２作動室に通じる注入孔２１の他方の開口部Ｐ２は、第１ローラ１５−１と異なる位相で回転する第２ローラ１５−２によって閉塞又は開放される。液インジェクション冷媒は、開口部Ｐ１が開放されているときに第１作動室の圧縮室に供給され、開口部Ｐ２が開放されているときに第２作動室の圧縮室に供給される。
FIG. 3 is a diagram showing a detailed specific example of the liquid injection
なお、液インジェクションパイプ２２には、作動室に供給される液インジェクション冷媒に潤滑油を注入するための油インジェクションパイプ２３が接続される。さらに、液インジェクションパイプ２２には作動室に供給される液インジェクション冷媒の量を調整するための液量調整弁７−２が備えられ、油インジェクションパイプ２３には液インジェクション冷媒に注入される潤滑油の量を調整するための油量調整弁７−１が備えられる。液量調整弁７−２及び油量調整弁７−１は、例えばＰＭＶ（Pulse motor valve）等により構成される。制御部８は、液量調整弁７−２及び油量調整弁７−１の開度を調整することにより、作動室に供給される液インジェクション冷媒の量、及び液インジェクション冷媒に注入される潤滑油の量を制御する。
The
図４は、注入孔２１の各開口部が閉塞又は開放される様子の具体例を示す図である。図４は、図２に示す圧縮機１を上部から見た（図２の紙面上から下に向かう方向）概略図である。図４において、ＳＰは気体冷媒の吸入部（吸込み孔）を表し、ＤＰは気体冷媒の吐出部を表す。また、各作動室は吸入部ＳＰに連通し、吸入部ＳＰから各作動室に気体冷媒が供給される。
FIG. 4 is a diagram showing a specific example of how each opening of the
また、各作動室にはベーンＶＮが設けられている。具体的には、紙面垂直方向の手前側に第１作動室のベーンが存在し、奥側に第２作動室のベーンが存在する。すなわち、圧縮機１の上方から見た場合、各作動室のベーンの位置は重複して見える。そのため、図４では便宜上、手前側に位置する第１作動室のベーンＶＮのみ図示している。ベーンＶＮは、シリンダに設けられたベーン溝ＶＮａにスライド移動可能に挿入されている。ベーンＶＮは、図示しない付勢手段によってシリンダの径方向内側に向けて付勢され、その先端部が各作動室内でローラの外周面に当接している。これにより、ベーンＶＮは、シリンダの周方向において、作動室を吸込室と圧縮室とに仕切る。このため、各シリンダ内でローラが偏心回転すると、ローラの偏心回転及びそれに伴うベーンＶＮの進退動作によって圧縮室が縮小され、気体冷媒が圧縮される。このようにして圧縮された気体冷媒は、吐出部ＤＰを通じて密閉ケース１ａ内に吐出され、さらに圧縮機１の外部の凝縮器３に吐出される。
Each working chamber is provided with a vane VN. Specifically, the vanes of the first working chamber exist on the near side in the direction perpendicular to the paper surface, and the vanes of the second working chamber exist on the far side. That is, when viewed from above the compressor 1, the vane positions of the working chambers appear to overlap. Therefore, in FIG. 4, only the vane VN of the first working chamber located on the near side is shown for convenience. The vane VN is slidably inserted into a vane groove VNa provided in the cylinder. The vane VN is urged inward in the radial direction of the cylinder by an urging means (not shown), and a tip portion thereof is in contact with the outer peripheral surface of the roller in each working chamber. Thereby, the vane VN partitions the working chamber into the suction chamber and the compression chamber in the circumferential direction of the cylinder. For this reason, when the roller rotates eccentrically in each cylinder, the compression chamber is reduced by the eccentric rotation of the roller and the accompanying advance / retreat operation of the vane VN, and the gaseous refrigerant is compressed. The gas refrigerant compressed in this way is discharged into the sealed
また、図４において、実線の円は第１ローラ１５−１を表し、破線の円は第１ローラ１５−１の下側に配置された第２ローラ１５−２を表す。ここでは、簡単のため、第１ローラ１５−１と第２ローラ１５−２との間の仕切り板１２を図示せず、仕切り板１２を貫通し、第１作動室と第２作動室とを上下方向（紙面に垂直方向）に連通する注入孔２１の開口部Ｐ１及びＰ２を図示している。
In FIG. 4, a solid circle represents the first roller 15-1, and a broken circle represents the second roller 15-2 disposed below the first roller 15-1. Here, for the sake of simplicity, the
図４（Ａ）は、第１ローラ１５−１が注入孔２１の開口部Ｐ１を閉塞し、かつ第２ローラ１５−２も注入孔２１の開口部Ｐ２を閉塞している状態（以下「ポート閉塞状態」という。）を表す。すなわち、ポート閉塞状態は、各ローラとシリンダ内周との接点と、シリンダの中心点とを結ぶ各直線のなす角度がθ１である状態である。すなわち、各ローラとシリンダ内周との接点が、ベーン溝ＶＮａの位置を基準（０度）として、時計方向に０°〜約２３°及び、約２１８°〜３６０°にあるときに注入孔２１の開口部Ｐ１及びＰ２は、完全に閉じられる。このようなポート閉塞状態では、注入孔２１と各圧縮室とが連通しないため、液インジェクション冷媒はいずれの圧縮室にも供給されない。
4A shows a state in which the first roller 15-1 closes the opening P1 of the
一方、図４（Ｂ）は、第１ローラ１５−１が注入孔２１の開口部Ｐ１を開放し、かつ第２ローラ１５−２も注入孔２１の開口部Ｐ２を開放している状態（以下「ポート開放状態」という。）を表す。すなわち、ポート開放状態は、各ローラとシリンダ内周との接点と、シリンダの中心点とを結ぶ各直線のなす角度がθ２である状態である。すなわち、各ローラとシリンダ内周との接点が、ベーン溝ＶＮａの位置を基準（０度）として、時計方向に約３７°〜約２０３°にあるときに注入孔２１の開口部Ｐ１及びＰ２は、完全に解放される。このようなポート開放状態では、注入孔２１と各圧縮室とが連通するため、液インジェクション冷媒が第１作動室及び第２作動室の両方の圧縮室に供給される。
On the other hand, FIG. 4B shows a state in which the first roller 15-1 opens the opening P1 of the
制御部８は、このような原理で各圧縮室に供給される液インジェクション冷媒に関して、液インジェクション冷媒に注入される潤滑油の量を制御する。 The control unit 8 controls the amount of lubricating oil injected into the liquid injection refrigerant with respect to the liquid injection refrigerant supplied to each compression chamber based on such a principle.
図５は、実施形態の圧縮機１において、制御部８が液インジェクション冷媒の供給を制御する処理の流れの具体例を示すフローチャートである。ここでは、図示する処理の開始時点において、圧縮機１が、所定の運転条件で運転中であり、かつ液量調整弁７−２及び油量調整弁７−１の両方が閉塞されている状況を想定する。まず、制御部８は、圧縮機１の温度が所定の閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。圧縮機１の温度は、圧縮機の吐出管の温度等で検出する。例えば閾値は“１００℃”である。 FIG. 5 is a flowchart illustrating a specific example of a process flow in which the control unit 8 controls the supply of the liquid injection refrigerant in the compressor 1 of the embodiment. Here, at the start of the illustrated process, the compressor 1 is operating under predetermined operating conditions, and both the liquid amount adjusting valve 7-2 and the oil amount adjusting valve 7-1 are closed. Is assumed. First, the control unit 8 determines whether or not the temperature of the compressor 1 is equal to or higher than a predetermined threshold (step S101). The temperature of the compressor 1 is detected by the temperature of the discharge pipe of the compressor. For example, the threshold is “100 ° C.”.
圧縮機１の温度が閾値未満である場合（ステップＳ１０１−ＮＯ）、制御部８は圧縮機１の温度が閾値以上となるまでステップＳ１０１の判定を繰り返し実行する。一方、圧縮機１の温度が閾値以上である場合（ステップＳ１０１−ＹＥＳ）、制御部８は液量調整弁７−２を開き、作動室に対する液インジェクション冷媒の供給を開始する（ステップＳ１０２）。この後、制御部８は必要に応じて液インジェクション冷媒の供給量を増加又は減少させる。例えば、制御部８は、圧縮機１の温度の変動に応じて液インジェクション冷媒の供給量を増加又は減少させてもよい。 When the temperature of the compressor 1 is less than the threshold (step S101—NO), the control unit 8 repeatedly executes the determination of step S101 until the temperature of the compressor 1 becomes equal to or higher than the threshold. On the other hand, when the temperature of the compressor 1 is equal to or higher than the threshold (step S101—YES), the control unit 8 opens the liquid amount adjusting valve 7-2 and starts supplying the liquid injection refrigerant to the working chamber (step S102). Thereafter, the control unit 8 increases or decreases the supply amount of the liquid injection refrigerant as necessary. For example, the control unit 8 may increase or decrease the supply amount of the liquid injection refrigerant in accordance with a change in the temperature of the compressor 1.
続いて、制御部８は液インジェクション冷媒の供給量が所定の閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。液インジェクション冷媒の供給量が閾値未満である場合（ステップＳ１０３−ＮＯ）、制御部８はステップＳ１０３の判定を繰り返す。一方、液インジェクション冷媒の供給量が閾値以上である場合（ステップＳ１０３−ＹＥＳ）、制御部８は油量調整弁７−１を開き、液インジェクション冷媒に対する潤滑油の注入を開始する（ステップＳ１０４）。この後、制御部８は、液インジェクション冷媒の供給量を示す情報を継続的に取得し、取得した情報に基づいて潤滑油の注入量を増加又は減少させる。なお、液インジェクション冷媒の供給量は、液インジェクションパイプ２２に流量センサを備えることによって測定されてもよいし、液量調整弁７−２から取得される弁の開度を示す情報に基づいて推定されてもよい。
Subsequently, the control unit 8 determines whether or not the supply amount of the liquid injection refrigerant is equal to or greater than a predetermined threshold (step S103). When the supply amount of the liquid injection refrigerant is less than the threshold value (step S103—NO), the control unit 8 repeats the determination of step S103. On the other hand, when the supply amount of the liquid injection refrigerant is equal to or greater than the threshold (step S103-YES), the control unit 8 opens the oil amount adjustment valve 7-1 and starts injecting lubricating oil into the liquid injection refrigerant (step S104). . Thereafter, the control unit 8 continuously acquires information indicating the supply amount of the liquid injection refrigerant, and increases or decreases the injection amount of the lubricating oil based on the acquired information. Note that the supply amount of the liquid injection refrigerant may be measured by providing the
図６は、制御部８による潤滑油の注入量の制御例を示す図である。例えば図６（Ａ）に示すように、制御部８は、液インジェクション冷媒の供給量が所定の閾値に達した場合に、その供給量に応じた潤滑油の注入量Ｌ１を決定し、潤滑油の注入量が、決定した注入量Ｌ１となるように油量調整弁７−１の開度を変更してもよい。 FIG. 6 is a diagram illustrating an example of control of the injection amount of the lubricating oil by the control unit 8. For example, as shown in FIG. 6A, when the supply amount of the liquid injection refrigerant reaches a predetermined threshold, the control unit 8 determines the injection amount L1 of the lubricating oil according to the supply amount, and the lubricating oil The opening amount of the oil amount adjusting valve 7-1 may be changed so that the injection amount becomes the determined injection amount L1.
また、例えば図６（Ｂ）及び図６（Ｃ）に示すように、制御部８は、液インジェクション冷媒の供給量が所定の閾値に達した場合、図６（Ａ）のように潤滑油の注入量を即座に変更するのではなく、決定した注入量を目標値Ｌ２として、潤滑油の注入量が目標値Ｌ２まで段階的に増加又は減少するように油量調整弁７−１の開度を段階的に変更してもよい。 Further, for example, as shown in FIGS. 6B and 6C, when the supply amount of the liquid injection refrigerant reaches a predetermined threshold value, the control unit 8 determines the amount of lubricating oil as shown in FIG. Rather than immediately changing the injection amount, the determined injection amount is set as the target value L2, and the opening amount of the oil amount adjusting valve 7-1 is set so that the injection amount of the lubricating oil increases or decreases stepwise up to the target value L2. May be changed in stages.
なお、液インジェクション冷媒に対する閾値は必ずしも１つである必要はなく、複数の閾値が設けられても良い。この場合、制御部８は、複数の閾値に応じて潤滑油の注入量の目標値を決定してもよい。 Note that the threshold for the liquid injection refrigerant is not necessarily one, and a plurality of thresholds may be provided. In this case, the control unit 8 may determine a target value for the injection amount of the lubricating oil according to a plurality of threshold values.
図５の説明に戻る。続いて、制御部８は、液インジェクション冷媒の供給量が所定の閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。液インジェクション冷媒の供給量が閾値以上の場合（ステップＳ１０５−ＮＯ）、制御部８は、液インジェクション冷媒の供給量が閾値未満となるまでステップＳ１０５の判定を繰り返し実行する。一方、液インジェクション冷媒の供給量が閾値未満である場合（ステップＳ１０５−ＹＥＳ）、制御部８は油量調整弁７−１を閉じ、液インジェクション冷媒に対する潤滑油の注入を停止する（ステップＳ１０６）。これにより、冷媒に対して潤滑油が過度に多く注入されることを抑制することができる。 Returning to the description of FIG. Subsequently, the control unit 8 determines whether or not the supply amount of the liquid injection refrigerant is less than a predetermined threshold (step S105). When the supply amount of the liquid injection refrigerant is greater than or equal to the threshold (step S105—NO), the control unit 8 repeatedly executes the determination in step S105 until the supply amount of the liquid injection refrigerant becomes less than the threshold. On the other hand, when the supply amount of the liquid injection refrigerant is less than the threshold (step S105—YES), the control unit 8 closes the oil amount adjustment valve 7-1 and stops the injection of the lubricating oil into the liquid injection refrigerant (step S106). . Thereby, it can suppress that lubricating oil is inject | poured too much with respect to a refrigerant | coolant.
続いて、制御部８は、圧縮機１の温度が閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ１０７）。圧縮機１の温度が閾値以上である場合（ステップＳ１０７−ＮＯ）、制御部８はステップＳ１０３に処理を戻し、必要に応じて液インジェクション冷媒に潤滑油を注入する。一方、圧縮機１の温度が閾値未満である場合（ステップＳ１０７−ＹＥＳ）、制御部８は作動室に対する液インジェクション冷媒の供給を停止し（ステップＳ１０８）、処理をステップＳ１０１に戻す。これにより、冷媒の温度が過度に低下することを抑制することができる。 Subsequently, the control unit 8 determines whether or not the temperature of the compressor 1 is less than a threshold value (step S107). When the temperature of the compressor 1 is equal to or higher than the threshold (step S107—NO), the control unit 8 returns the process to step S103 and injects lubricating oil into the liquid injection refrigerant as necessary. On the other hand, when the temperature of the compressor 1 is less than the threshold value (step S107—YES), the control unit 8 stops the supply of the liquid injection refrigerant to the working chamber (step S108), and returns the process to step S101. Thereby, it can suppress that the temperature of a refrigerant | coolant falls excessively.
このように構成された第１の実施形態の冷凍サイクル装置１００は、液インジェクション冷媒に注入する潤滑油の供給を、液インジェクション冷媒の供給状況に基づいて制御することにより、液インジェクション冷媒に注入される潤滑油の量をより好適に調節することができる。具体的には以下の効果が得られる。
The
一般に、圧縮機に対する潤滑油の供給は、圧縮機内部の各部のクリアランスを通じて各部間の差圧によって行われる。しかしながら、圧縮機の冷却のために圧縮機内部に液インジェクション冷媒を供給する場合、上記のクリアランスを通じて圧縮機に供給された潤滑油が液インジェクション冷媒によって希釈され、潤滑油の粘度が低下する。その結果、圧縮機内部において、潤滑油による潤滑効果が十分に得られなくなり、焼き付きや摺動部の摩耗が促進される可能性がある。これに対して、本実施形態の冷凍サイクル装置１００は、圧縮機に対する液インジェクション冷媒の供給状況に基づいて、液インジェクション冷媒に潤滑油を注入するため、圧縮機内部の焼き付きや摺動部の摩耗等を抑制しつつ、圧縮機を冷却することが可能となる。
In general, supply of lubricating oil to the compressor is performed by differential pressure between the respective parts through clearances of the respective parts inside the compressor. However, when supplying the liquid injection refrigerant into the compressor for cooling the compressor, the lubricating oil supplied to the compressor through the clearance is diluted by the liquid injection refrigerant, and the viscosity of the lubricating oil is lowered. As a result, in the compressor, the lubricating effect by the lubricating oil cannot be sufficiently obtained, and there is a possibility that seizure and wear of the sliding portion are promoted. On the other hand, the
なお、上記の実施形態では、冷凍サイクル装置１００が、オイルセパレータ２によって冷媒から分離された潤滑油を液インジェクション冷媒に混合させて圧縮機１の作動室に供給する例について説明したが、潤滑油は、必ずしも液インジェクション冷媒に注入されることによって供給される必要はない。また、圧縮機１に供給される潤滑油は、必ずしもオイルセパレータ２が冷媒から分離したものである必要はない。以下の実施形態では、第１の実施形態と異なる態様で、潤滑油を供給する冷凍サイクル装置１００の変形例について説明する。
In the above embodiment, an example has been described in which the
（第２の実施形態）
図７は、第２の実施形態の冷凍サイクル装置１００ａの構成の具体例を示す図である。冷凍サイクル装置１００ａは、オイルセパレータ２によって冷媒から分離された潤滑油が、圧縮機１に冷媒を供給するサクションパイプ６２−１及び６２−２から注入される点で第１の実施形態の冷凍サイクル装置１００と異なる。冷凍サイクル装置１００ａのその他の構成は、第１の実施形態の冷凍サイクル装置１００と同様である。
(Second Embodiment)
FIG. 7 is a diagram illustrating a specific example of the configuration of the
このように構成された第２の実施形態の冷凍サイクル装置１００ａは、第１の実施形態と同様に、圧縮機１に供給される潤滑油の量をより好適に調節することができる。さらに、第２の実施形態の冷凍サイクル装置１００ａでは、液インジェクション冷媒を介さず、冷凍サイクル内を循環する冷媒に直接的に潤滑油が注入される。そのため、第２の実施形態の冷凍サイクル装置１００ａによれば、より短時間で圧縮機１に潤滑油を供給することができるため、より適切なタイミングで潤滑油を供給することが可能となる。
The
（第３の実施形態）
図８は、第３の実施形態の冷凍サイクル装置１００ｂの構成の具体例を示す図である。第３の実施形態の冷凍サイクル装置１００ｂは、オイルセパレータ２を備えない点、圧縮機１に代えて圧縮機１ｂを備える点で第１の実施形態の冷凍サイクル装置１００と異なる。圧縮機１ｂは、油貯め１６をさらに備える点で、第１の実施形態における圧縮機１と異なる。冷凍サイクル装置１００ｂのその他の構成は、第１の実施形態の冷凍サイクル装置１００と同様である。
(Third embodiment)
FIG. 8 is a diagram illustrating a specific example of the configuration of the
密閉ケース１ａの底部の油貯め１６は、圧縮機１ｂの内部に供給する潤滑油を蓄える。この潤滑油は、上述したように圧縮機内部の各部のクリアランスを通じて各部間の差圧によって行われる。その一方で、油貯め１６は、注入パイプＬを介して液インジェクションパイプ２２に接続され、液インジェクション冷媒に潤滑油を注入する。この場合、油量調整弁７−１は注入パイプＬに設けられ、油量調整弁７−１によって液インジェクションパイプ２２に対する潤滑油の注入量が調整される。
The
このように構成された第３の実施形態の冷凍サイクル装置１００ｂは、第１の実施形態と同様に、圧縮機１ｂに供給される潤滑油の量をより好適に調節することができる。さらに、第３の実施形態の冷凍サイクル装置１００ｂでは、圧縮機１ｂの油貯め１６に蓄えられている潤滑油が液インジェクション冷媒に注入される。すなわち、冷凍サイクル装置１００ｂでは、潤滑油の供給源から供給先の圧縮機１ｂまでの距離が第１の実施形態の冷凍サイクル装置１００に比べて短くなる。そのため、第３の実施形態の冷凍サイクル装置１００ｂによれば、より短時間で圧縮機１ｂに潤滑油を供給することができるため、より適切なタイミングで潤滑油を供給することが可能となる。
The
（第４の実施形態）
図９は、第４の実施形態の冷凍サイクル装置１００ｃの構成の具体例を示す図である。冷凍サイクル装置１００ｃは、油貯め１６が蓄える潤滑油が、圧縮機１ｂに冷媒を供給するサクションパイプ６２−１及び６２−２から注入される点で第３の実施形態の冷凍サイクル装置１００ｂと異なる。冷凍サイクル装置１００ｃのその他の構成は、第３の実施形態の冷凍サイクル装置１００ｂと同様である。
(Fourth embodiment)
FIG. 9 is a diagram illustrating a specific example of the configuration of the
このように構成された第４の実施形態の冷凍サイクル装置１００ｃは、第３の実施形態と同様に、圧縮機１ｂに供給される潤滑油の量をより好適に調節することができる。さらに、第４の実施形態の冷凍サイクル装置１００ｃでは、液インジェクション冷媒を介さず、冷凍サイクル内を循環する冷媒に直接的に潤滑油が注入される。そのため、第４の実施形態の冷凍サイクル装置１００ｃによれば、より短時間で圧縮機１ｂに潤滑油を供給することができるため、より適切なタイミングで潤滑油を供給することが可能となる。
The
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、圧縮機に潤滑油を供給する油量調整弁（第一供給部の一例）と、凝縮器によって圧縮された冷媒の一部を圧縮室に供給する液量調整弁（第二供給部の一例）と、油量調整弁による潤滑油の供給を、液量調整弁による冷媒の供給状況に基づいて制御する制御部と、を備えることにより、圧縮機に供給される潤滑油の量をより好適に調節することができる。 According to at least one embodiment described above, an oil amount adjusting valve (an example of a first supply unit) that supplies lubricating oil to the compressor and a part of the refrigerant compressed by the condenser are supplied to the compression chamber. A compressor comprising: a liquid amount adjusting valve (an example of a second supply unit) and a control unit that controls the supply of lubricating oil by the oil amount adjusting valve based on the supply status of the refrigerant by the liquid amount adjusting valve. The amount of lubricating oil supplied to can be adjusted more suitably.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ…冷凍サイクル装置、１，１ｂ…圧縮機、１ａ…密閉ケース、２…オイルセパレータ、３…凝縮器、４…膨張弁、５…蒸発器、６…アキュムレータ、７−１…油量調整弁、７−２…液量調整弁、８…制御部、１１−１…第１シリンダ、１１−２…第２シリンダ、１２…仕切り板、１３…クランクシャフト、１４−１…第１軸受、１４−２…第２軸受、１５−１…第１ローラ、１５−２…第２ローラ、１６…油貯め、２０…注入機構、２１…注入孔、２２…液インジェクションパイプ、２３…油インジェクションパイプ、６２−１，６２−２…サクションパイプ、ＳＰ…吸入部、ＤＰ…吐出部、Ｐ１，Ｐ２…開口部、ＶＮ…ベーン、ＶＮａ…ベーン溝、Ｌ…注入パイプ DESCRIPTION OF SYMBOLS 100,100a, 100b, 100c ... Refrigeration cycle apparatus, 1,1b ... Compressor, 1a ... Sealing case, 2 ... Oil separator, 3 ... Condenser, 4 ... Expansion valve, 5 ... Evaporator, 6 ... Accumulator, 7- DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Oil quantity adjustment valve, 7-2 ... Liquid quantity adjustment valve, 8 ... Control part, 11-1 ... 1st cylinder, 11-2 ... 2nd cylinder, 12 ... Partition plate, 13 ... Crankshaft, 14-1 ... 1st bearing, 14-2 ... 2nd bearing, 15-1 ... 1st roller, 15-2 ... 2nd roller, 16 ... Oil reservoir, 20 ... Injection mechanism, 21 ... Injection hole, 22 ... Liquid injection pipe, 23 ... Oil injection pipe, 62-1, 62-2 ... Suction pipe, SP ... Suction part, DP ... Discharge part, P1, P2 ... Opening part, VN ... Vane, VNa ... Vane groove, L ... Injection pipe
Claims (4)
前記圧縮機に潤滑油を供給する第一供給部と、
前記放熱器の下流側の冷媒の一部を前記圧縮機の圧縮室に供給する第二供給部と、
前記第一供給部による前記潤滑油の供給を、前記第二供給部による前記冷媒の供給状況に基づいて制御する制御部と、
を備える冷凍サイクル装置。 A refrigeration cycle apparatus comprising a compressor having a compression chamber, a radiator, a throttle mechanism, and a heat absorber,
A first supply section for supplying lubricating oil to the compressor;
A second supply section for supplying a part of the refrigerant on the downstream side of the radiator to the compression chamber of the compressor;
A control unit for controlling the supply of the lubricating oil by the first supply unit based on the supply status of the refrigerant by the second supply unit;
A refrigeration cycle apparatus comprising:
請求項１に記載の冷凍サイクル装置。 The control unit starts supplying the lubricating oil when the supply amount of the refrigerant becomes a threshold value or more.
The refrigeration cycle apparatus according to claim 1.
請求項２に記載の冷凍サイクル装置。 The control unit increases the supply amount of the lubricant according to the supply amount of the refrigerant after the start of the supply of the lubricant.
The refrigeration cycle apparatus according to claim 2.
前記制御部は、前記弁の開度に基づいて前記冷媒の供給量を推定する、
請求項１から３のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。 The second supply unit includes a valve for adjusting the supply amount of the refrigerant,
The control unit estimates a supply amount of the refrigerant based on an opening of the valve;
The refrigeration cycle apparatus according to any one of claims 1 to 3.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2017
- 2017-08-25 JP JP2017162836A patent/JP2019039620A/en active Pending
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| JP7292428B2 (en) | 2020-01-07 | 2023-06-16 | 三菱電機株式会社 | refrigeration cycle equipment |
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