JP2020094762A

JP2020094762A - Multi-stage compression system

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Publication number: JP2020094762A
Application number: JP2018233790A
Authority: JP
Inventors: 将彬足立; Masaaki Adachi; 梶原　幹央; Mikio Kajiwara; 幹央梶原; 洋平西出; Yohei Nishide; 直人富岡; Naoto Tomioka; 洋輔大西; Yosuke Onishi; 大輔岡本; Daisuke Okamoto
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2018-12-13
Filing date: 2018-12-13
Publication date: 2020-06-18
Anticipated expiration: 2038-12-13
Also published as: JP6791234B2

Abstract

To solve such the problem that a piston and a cylinder are repeatedly heated and cooled during operation in a compressor of a refrigeration device, the piston thermally deforms greatly because of thermal capacity thereof that is smaller than the cylinder, causing a failure in the fitting between both of them.SOLUTION: A multi-stage compression system (20) includes a low-stage compressor (21), a high-stage compressor (23) and an oil return pipe (31). The low-stage compressor (21) includes a compression part (50) and a motor (40). The compression part (50) includes pistons (56, 66) and cylinders (51, 52). The oil return pipe (31) is connected to a container (30) so as to splash oil flowing through the oil return pipe (31) over the cylinders (56, 66) or members (53, 54, 55, 53a, 58a, 58b) that come into contact with upper and lower of the cylinders.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

冷媒と油を利用する多段圧縮システム。 A multi-stage compression system that uses refrigerant and oil.

冷凍装置において、作動冷媒によっては、複数の圧縮機を用いた多段圧縮機構が推奨され、用いられている。複数の圧縮機を用いた多段圧縮機構においては、冷凍機油を、複数の圧縮機において、適量にコントロールすることが重要である。言い換えると、一つの圧縮機に極度に油が偏在することがないように制御する必要がある。 In a refrigeration system, a multistage compression mechanism using a plurality of compressors is recommended and used depending on the working refrigerant. In a multi-stage compression mechanism using a plurality of compressors, it is important to control the refrigerating machine oil in an appropriate amount in the plurality of compressors. In other words, it is necessary to control so that oil is not excessively unevenly distributed in one compressor.

特許文献１（特開2008-261227号公報）では、低段側および高段側の圧縮機の油面の高さを一定の高さに保つために、高段側の圧縮機で吐出された油を、低段側の圧縮機の冷媒吸入側に戻すことが考えられてきた。 In Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2008-261227), in order to maintain the height of the oil level of the low-stage side and high-stage side compressors at a constant level, the high-stage side compressor discharges the oil. It has been considered to return the oil to the refrigerant suction side of the low-stage compressor.

冷凍装置の圧縮機は運転時、周囲の環境や運転の負荷の変動に伴って、加熱されたり冷却されたりを繰り返している。圧縮機のピストンとシリンダを比較すれば、ピストンの熱容量の方が小さいため、ピストンは容易に加熱されたり冷却されたりし、膨張したり収縮したりする。一方、シリンダは、比較的熱容量が大きいため、温度変化は小さく、変形も少ない。両者の膨張収縮量が違うと、両者の嵌めあいに不具合が生じ、ピストンの動きに障害となる場合がある。 During operation, the compressor of the refrigeration system is repeatedly heated and cooled in accordance with changes in the surrounding environment and operation load. Comparing a piston and a cylinder of a compressor, the piston has a smaller heat capacity, so that the piston is easily heated or cooled, and is expanded or contracted. On the other hand, since the cylinder has a relatively large heat capacity, the temperature change is small and the deformation is small. If the expansion and contraction amounts of the two are different, a problem may occur in the fitting of the two, which may hinder the movement of the piston.

第１観点の多段圧縮システムは、冷媒と油を利用するものである。多段圧縮システムは、低段圧縮機と、高段圧縮機と、油戻し管とを備えている。低段圧縮機は、冷媒を圧縮する。高段圧縮機は、低段圧縮機で圧縮された冷媒をさらに圧縮する。油戻し管は、高段圧縮機で排出された油を、低段圧縮機に戻す。ここで、高段圧縮機で排出された油とは、高段圧縮機から直接排出された油だけでなく、高段圧縮機から、他の機器、たとえば、油分離器に一度排出された油を含む。また、低段圧縮機は、圧縮部と、モータと、容器とを有している。圧縮部は、冷媒を圧縮する。モータは、圧縮部を駆動する。容器は、圧縮部と、モータとを収容する。圧縮部は、ピストンと、シリンダとを有している。ピストンは、モータにより駆動される。シリンダは、ピストンを収容する。油戻し管は、容器に接続されている。油戻し管の容器への接続位置は、油戻し管を流れた油が、シリンダ、またはシリンダの上下に接する部材にかかる位置である。ここで、シリンダの上下に接する部材とは、シリンダに直接接する部材と、シリンダに直接接する部材に接する部材を含む。 The multistage compression system of the first aspect uses a refrigerant and oil. The multi-stage compression system includes a low stage compressor, a high stage compressor, and an oil return pipe. The low-stage compressor compresses the refrigerant. The high-stage compressor further compresses the refrigerant compressed by the low-stage compressor. The oil return pipe returns the oil discharged from the high-stage compressor to the low-stage compressor. Here, the oil discharged from the high-stage compressor is not only the oil discharged directly from the high-stage compressor, but also the oil discharged once from the high-stage compressor to another device such as an oil separator. including. In addition, the low-stage compressor has a compression unit, a motor, and a container. The compression unit compresses the refrigerant. The motor drives the compression unit. The container houses the compression unit and the motor. The compression unit has a piston and a cylinder. The piston is driven by a motor. The cylinder houses the piston. The oil return pipe is connected to the container. The connection position of the oil return pipe to the container is a position where the oil flowing through the oil return pipe is applied to the cylinder or a member in contact with the upper and lower sides of the cylinder. Here, the members in contact with the upper and lower sides of the cylinder include a member in direct contact with the cylinder and a member in contact with the member in direct contact with the cylinder.

第１観点の多段圧縮システムは、油戻し管よりの高温の油を、シリンダまたはシリンダの上下に接する部材にかけることができるので、比較的熱容量の大きいシリンダを加熱することができる。したがって、シリンダとピストンとの温度差を抑制することができる。 In the multistage compression system according to the first aspect, the high-temperature oil from the oil return pipe can be applied to the cylinder or a member in contact with the top and bottom of the cylinder, so that the cylinder having a relatively large heat capacity can be heated. Therefore, the temperature difference between the cylinder and the piston can be suppressed.

第２観点の多段圧縮システムは、第１観点のシステムであって、モータは、圧縮部より上に配置されている。 The multistage compression system according to the second aspect is the system according to the first aspect, wherein the motor is arranged above the compression unit.

第３観点の多段圧縮システムは、第１観点又は第２観点のシステムであって、圧縮部は、さらに、ベーンを有している。ベーンは、ピストンとシリンダの間の空間を仕切る。油戻し管の容器への接続位置は、上面視において、モータの回転の中心から、シリンダの内周におけるベーンを収容するための切り欠きの中央の方向を０°として、モータの回転方向に１２０°までの範囲内にある。 A multistage compression system according to a third aspect is the system according to the first aspect or the second aspect, and the compression unit further has a vane. The vane partitions the space between the piston and the cylinder. The connection position of the oil return pipe to the container is 120 degrees in the rotation direction of the motor, with the direction of the center of the notch for accommodating the vane in the inner circumference of the cylinder being 0° from the rotation center of the motor in a top view. Within the range of up to °.

第３観点の多段圧縮システムは、圧縮室の吸入孔付近のシリンダを加熱できる。したがって、吸入冷媒によって加熱されるピストン付近のシリンダを加熱することが可能となり、両者の温度差を解消しやすい。 The multistage compression system according to the third aspect can heat the cylinder near the suction hole of the compression chamber. Therefore, it becomes possible to heat the cylinder near the piston that is heated by the suctioned refrigerant, and it is easy to eliminate the temperature difference between the two.

第４観点の多段圧縮システムは、第１観点〜第３観点のいずれかのシステムであって、油戻し管を流れた油は、シリンダまたはシリンダの上下に接する部材に、上からかかるように、油戻し管は容器に接続されている。 A multistage compression system according to a fourth aspect is the system according to any one of the first to third aspects, in which the oil flowing through the oil return pipe is applied to the cylinder or a member in contact with the top and bottom of the cylinder from above. The oil return pipe is connected to the container.

第４観点の多段圧縮システムは、広い面積でシリンダを加熱することができる。 The multistage compression system of the fourth aspect can heat the cylinder over a large area.

第５観点の多段圧縮システムは、第１観点〜第３観点のいずれかのシステムであって、油戻し管の容器への接続位置は、シリンダと同じ高さである。 The multistage compression system according to the fifth aspect is the system according to any one of the first aspect to the third aspect, and the connection position of the oil return pipe to the container is at the same height as the cylinder.

第５観点の多段圧縮システムは、シリンダの側面を、油で加熱することができる。シリンダを直接加熱することができ、シリンダの温度の制御が容易になる。 In the multistage compression system according to the fifth aspect, the side surface of the cylinder can be heated with oil. The cylinder can be heated directly, and the temperature of the cylinder can be easily controlled.

第６観点の多段圧縮システムは、第５観点のシステムであって、油戻し管の先端は、容器への接続位置より、シリンダの近くに延びている。 A multistage compression system according to a sixth aspect is the system according to the fifth aspect, wherein the tip of the oil return pipe extends closer to the cylinder than the connection position to the container.

第６観点の多段圧縮システムは、油戻し管の先端が、容器への接続位置より、シリンダの近くに延びているので、より、確実にシリンダを加熱することができる。 In the multistage compression system according to the sixth aspect, since the tip of the oil return pipe extends closer to the cylinder than the connection position to the container, the cylinder can be heated more reliably.

第７観点の多段圧縮システムは、第５観点または第６観点のシステムであって、油戻し管の容器内での油吹出し口は、シリンダまたはシリンダの上下に接する部材に対向して設けられている。 A multistage compression system according to a seventh aspect is the system according to the fifth aspect or the sixth aspect, in which the oil outlet of the oil return pipe in the container is provided so as to face the cylinder or a member that contacts the cylinder in the vertical direction. There is.

第７観点の多段圧縮システムは、油戻し管の容器内での油吹出し口が、シリンダ付近に対向して配置されているために、より確実に、高温の油をシリンダ付近に衝突させることが可能である。 In the multistage compression system according to the seventh aspect, since the oil outlet of the oil return pipe in the container is disposed so as to face the vicinity of the cylinder, it is possible to more reliably cause the high temperature oil to collide near the cylinder. It is possible.

第１実施形態の冷凍装置１の冷媒回路図である。It is a refrigerant circuit diagram of refrigeration equipment 1 of a 1st embodiment. 第１実施形態の低段圧縮機２１の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the low-stage compressor 21 of the first embodiment. 第１実施形態の低段圧縮機２１のＡＡ断面図である。It is an AA sectional view of low-stage compressor 21 of a 1st embodiment. 第１実施形態の低段圧縮機２１のＢＢ断面図である。It is a BB sectional view of low-stage compressor 21 of a 1st embodiment. 第１実施形態の低段圧縮機２１のＣＣ断面図である。It is CC sectional drawing of the low stage compressor 21 of 1st Embodiment. 変形例１Ａの低段圧縮機２１の縦断面図である。It is a longitudinal section of low-stage compressor 21 of modification 1A. 変形例１Ｂの低段圧縮機２１の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the low-stage compressor 21 of modification 1B. 変形例１Ｃの低段圧縮機２１の縦断面図である。It is a longitudinal section of the low stage compressor 21 of modification 1C.

＜第１実施形態＞
（１）冷凍装置１の冷媒回路
（１−１）冷凍装置１の冷媒回路全体
第１実施形態の冷凍装置１の冷媒回路構成を図１に示す。本実施形態の冷凍装置１は、超臨界域で作動する冷媒である二酸化炭素を用い、二段圧縮式の冷凍サイクルを行う装置である。本実施形態の冷凍装置１は、冷暖房を行う空気調和装置、冷房専用の空気調和装置、冷温水器、冷蔵装置、冷凍貯蔵装置などに用いることができる。 <First Embodiment>
(1) Refrigerant circuit of refrigeration apparatus 1 (1-1) Entire refrigerant circuit of refrigeration apparatus 1 The refrigerant circuit configuration of the refrigeration apparatus 1 of the first embodiment is shown in FIG. The refrigeration system 1 of the present embodiment is a device that performs a two-stage compression refrigeration cycle using carbon dioxide, which is a refrigerant that operates in the supercritical range. The refrigerating apparatus 1 of this embodiment can be used for an air conditioning apparatus that performs cooling and heating, an air conditioning apparatus dedicated to cooling, a hot and cold water dispenser, a refrigerating apparatus, a freezing storage apparatus, and the like.

本実施形態の冷凍装置１は、多段圧縮システム２０と、四方切換弁５と、熱源側熱交換器２と、ブリッジ回路３と、膨張機構８、９と、利用側熱交換器４と、エコノマイザ熱交換器７とを有している。 The refrigeration system 1 of the present embodiment includes a multi-stage compression system 20, a four-way switching valve 5, a heat source side heat exchanger 2, a bridge circuit 3, expansion mechanisms 8 and 9, a use side heat exchanger 4, and an economizer. And a heat exchanger 7.

多段圧縮システム２０は、冷媒を圧縮する。ガス冷媒は、四方切換弁５、冷媒配管１３を経由して、低段圧縮機２１の入口の第１アキュムレータ２２に導入される。冷媒は、低段圧縮機２１、高段圧縮機２３により圧縮され、配管１８を経由して、四方切換弁５にいたる。 The multi-stage compression system 20 compresses the refrigerant. The gas refrigerant is introduced into the first accumulator 22 at the inlet of the low-stage compressor 21 via the four-way switching valve 5 and the refrigerant pipe 13. The refrigerant is compressed by the low-stage compressor 21 and the high-stage compressor 23, and reaches the four-way switching valve 5 via the pipe 18.

四方切換弁５は、多段圧縮システム２０よりの冷媒を、熱源側熱交換器２と利用側熱交換器４のいずれの方向に流すかを切り換える。たとえば、冷凍装置１が空気調和装置であり、冷房運転のときは、冷媒は、四方切換弁５から熱源側熱交換器２（凝縮器）に流れる。熱源側熱交換器２（凝縮器）を流れた冷媒は、ブリッジ回路３の逆止弁３ａ、配管１１、逆止弁１１ｅを経由して、レシーバ６に達する。レシーバ６より液冷媒は、引き続き配管１１を流れ、膨張機構９で減圧され、ブリッジ回路３の逆止弁３ｃを経由して、利用側熱交換器４（蒸発器）へ向かう。利用側熱交換器４（蒸発器）で加熱された冷媒は、四方切換弁５を経由して、再び多段圧縮システム２０で圧縮される。一方、暖房運転時は、冷媒は、四方切換弁５から利用側熱交換器４（凝縮器）、ブリッジ回路３の逆止弁３ｂ、配管１１、レシーバ６、膨張機構９、ブリッジ回路３の逆止弁３ｄ、利用側熱交換器４（蒸発器）、四方切換弁５の順に流れる。 The four-way switching valve 5 switches between the heat source side heat exchanger 2 and the use side heat exchanger 4 in which direction the refrigerant from the multi-stage compression system 20 flows. For example, when the refrigeration system 1 is an air conditioner and the cooling operation is performed, the refrigerant flows from the four-way switching valve 5 to the heat source side heat exchanger 2 (condenser). The refrigerant flowing through the heat source side heat exchanger 2 (condenser) reaches the receiver 6 via the check valve 3a of the bridge circuit 3, the pipe 11, and the check valve 11e. The liquid refrigerant from the receiver 6 continues to flow through the pipe 11, is decompressed by the expansion mechanism 9, and goes to the use side heat exchanger 4 (evaporator) via the check valve 3c of the bridge circuit 3. The refrigerant heated by the utilization side heat exchanger 4 (evaporator) is compressed again by the multi-stage compression system 20 via the four-way switching valve 5. On the other hand, during the heating operation, the refrigerant flows from the four-way switching valve 5 to the use side heat exchanger 4 (condenser), the check valve 3b of the bridge circuit 3, the pipe 11, the receiver 6, the expansion mechanism 9, and the reverse of the bridge circuit 3. The stop valve 3d, the use side heat exchanger 4 (evaporator), and the four-way switching valve 5 flow in this order.

エコノマイザ熱交換器７は、冷媒配管１１の途中、レシーバ６と、膨張機構９の間に配置されている。配管１１の分岐１１ａにて、一部の冷媒は分岐して、膨張機構８にて中間圧に減圧される。中間圧の冷媒は、エコノマイザ熱交換器７において、配管１１を流れる高圧冷媒によって加熱され、中間インジェクション配管１２を経由して、多段圧縮システム２０の中間圧の合流部分１５ｂにインジェクションされる。また、レシーバ６より冷媒のガス成分が配管１９を経由して、中間インジェクション配管１２に合流する。 The economizer heat exchanger 7 is arranged in the middle of the refrigerant pipe 11 between the receiver 6 and the expansion mechanism 9. A part of the refrigerant is branched at a branch 11a of the pipe 11 and is reduced to an intermediate pressure by the expansion mechanism 8. The intermediate-pressure refrigerant is heated by the high-pressure refrigerant flowing through the pipe 11 in the economizer heat exchanger 7, and is injected into the intermediate-pressure merging portion 15b of the multistage compression system 20 via the intermediate injection pipe 12. Further, the gas component of the refrigerant from the receiver 6 merges with the intermediate injection pipe 12 via the pipe 19.

（１−２）多段圧縮システム２０における冷媒および油の流れ
本実施形態の多段圧縮システム２０は、図１に示すように、第１アキュムレータ２２と、低段圧縮機２１と、インタークーラ２６と、第２アキュムレータ２４と、高段圧縮機２３と、油分離器２５と、減圧器３１ａとを備えている。 (1-2) Flow of Refrigerant and Oil in Multistage Compression System 20 The multistage compression system 20 of the present embodiment, as shown in FIG. 1, includes a first accumulator 22, a low stage compressor 21, an intercooler 26, and The second accumulator 24, the high-stage compressor 23, the oil separator 25, and the pressure reducer 31a are provided.

本実施形態においては、低段圧縮機２１で圧縮された冷媒を、さらに、高段圧縮機２３で圧縮する。圧縮機２１、２３は、それぞれ、アキュムレータ２２、２４を備えている。アキュムレータ２２、２４は、圧縮機に入る前の冷媒を一度蓄えて、液冷媒が圧縮機に吸入されないようにする役割を担う。 In the present embodiment, the refrigerant compressed by the low-stage compressor 21 is further compressed by the high-stage compressor 23. The compressors 21 and 23 include accumulators 22 and 24, respectively. The accumulators 22 and 24 play a role of temporarily storing the refrigerant before entering the compressor and preventing the liquid refrigerant from being sucked into the compressor.

次に、本実施形態の多段圧縮システム２０における冷媒、油の流れを、図１を利用して説明する。 Next, the flow of refrigerant and oil in the multi-stage compression system 20 of the present embodiment will be described with reference to FIG.

本実施形態においては、蒸発器（利用側熱交換器４または熱源側熱交換器２）で加熱された低圧のガス冷媒は、冷媒配管１３を経由して、第１アキュムレータ２２に流れる。第１アキュムレータ２２のガス冷媒は、吸入管１４を経由して、低段圧縮機２１へと流れる。低段圧縮機２１で圧縮された冷媒は、吐出管１５ａより吐出され、中間圧冷媒配管１５を流れ、第２アキュムレータ２４に達する。 In the present embodiment, the low-pressure gas refrigerant heated by the evaporator (use-side heat exchanger 4 or heat-source-side heat exchanger 2) flows into the first accumulator 22 via the refrigerant pipe 13. The gas refrigerant in the first accumulator 22 flows to the low-stage compressor 21 via the suction pipe 14. The refrigerant compressed by the low-stage compressor 21 is discharged from the discharge pipe 15a, flows through the intermediate pressure refrigerant pipe 15, and reaches the second accumulator 24.

インタークーラ２６は、中間圧冷媒配管１５の途中に配置されている。インタークーラ２６は、中間圧の冷媒を、たとえば、室外の空気で冷却する熱交換器である。インタークーラ２６は、熱源側熱交換器２と隣接して配置して、共通のファンで空気と熱交換しても良い。インタークーラ２６は、中間圧の冷媒を冷却することにより、冷凍装置１の効率を高める。 The intercooler 26 is arranged in the middle of the intermediate pressure refrigerant pipe 15. The intercooler 26 is a heat exchanger that cools the intermediate-pressure refrigerant with, for example, outdoor air. The intercooler 26 may be disposed adjacent to the heat source side heat exchanger 2 and may exchange heat with air by a common fan. The intercooler 26 enhances the efficiency of the refrigeration system 1 by cooling the intermediate pressure refrigerant.

また、中間圧冷媒配管１５の合流部分１５ｂには、中間インジェクション配管１２より、中間圧の冷媒がインジェクションされる。本実施形態においては、中間インジェクション配管１２の配管１５への合流部分１５ｂは、インタークーラ２６の下流側に配置される。中間インジェクションでインジェクションされる冷媒は、配管１５を流れる冷媒よりも温度が低い。したがって、中間インジェクションは、配管１５を流れる冷媒の温度を低下させ、冷凍装置１の効率を向上させる。 Further, the intermediate pressure refrigerant is injected into the merging portion 15b of the intermediate pressure refrigerant pipe 15 from the intermediate injection pipe 12. In the present embodiment, the joining portion 15b of the intermediate injection pipe 12 to the pipe 15 is arranged on the downstream side of the intercooler 26. The temperature of the refrigerant injected by the intermediate injection is lower than that of the refrigerant flowing through the pipe 15. Therefore, the intermediate injection reduces the temperature of the refrigerant flowing through the pipe 15 and improves the efficiency of the refrigeration system 1.

本実施形態の多段圧縮システム２０は、さらに、低段圧縮機の過剰の油を排出する油排出管３２を備えている。油排出管３２は、低段圧縮機２１と、中間圧の配管１５を接続する。油排出管３２は、低段圧縮機の油溜まり３０ａに溜まった過剰の油のみならず油溜まり３０ａに溜まった過剰の冷媒も排出する。油排出管３２の中間圧冷媒配管１５との接続部分は、インタークーラ２６、および、中間インジェクションの合流部分１５ｂよりも下流部分である。 The multi-stage compression system 20 of the present embodiment further includes an oil discharge pipe 32 that discharges excess oil of the low-stage compressor. The oil discharge pipe 32 connects the low-stage compressor 21 and the intermediate pressure pipe 15. The oil discharge pipe 32 discharges not only the excess oil accumulated in the oil sump 30a of the low-stage compressor but also the excess refrigerant accumulated in the oil sump 30a. The connecting portion of the oil discharge pipe 32 with the intermediate pressure refrigerant pipe 15 is a portion downstream of the intercooler 26 and the joining portion 15b of the intermediate injection.

配管１５により第２アキュムレータ２４に送られた冷媒は、吸入管１６より、高段圧縮機２３に導入される。冷媒は、高段圧縮機２３において、圧縮されて、高圧となり、吐出管１７に吐出される。 The refrigerant sent to the second accumulator 24 through the pipe 15 is introduced into the high-stage compressor 23 through the suction pipe 16. The refrigerant is compressed in the high-stage compressor 23, becomes a high pressure, and is discharged to the discharge pipe 17.

吐出管１７に吐出された冷媒は、油分離器２５に流れる。油分離器２５は、冷媒と油を分離する。分離された油は、油戻し管３１を経由して、低段圧縮機２１に戻される。 The refrigerant discharged to the discharge pipe 17 flows to the oil separator 25. The oil separator 25 separates the refrigerant and the oil. The separated oil is returned to the low-stage compressor 21 via the oil return pipe 31.

本実施形態の多段圧縮システム２０は、さらに、高段圧縮機の過剰の油を排出する油排出管３３を備えている。油排出管３３は、高段圧縮機２３と、高段圧縮機２３の吐出管１７とを接続する。 The multi-stage compression system 20 of the present embodiment further includes an oil discharge pipe 33 that discharges excess oil of the high-stage compressor. The oil discharge pipe 33 connects the high-stage compressor 23 and the discharge pipe 17 of the high-stage compressor 23.

油戻し管３１の途中には、減圧器３１ａが配置されている。減圧器３１ａは、油分離器２５より排出された高圧の油の減圧をするためのものである。減圧器３１ａは、具体的には、たとえば、キャピラリーチューブが用いられる。 A pressure reducer 31 a is arranged in the middle of the oil return pipe 31. The decompressor 31a is for decompressing the high-pressure oil discharged from the oil separator 25. As the decompressor 31a, specifically, for example, a capillary tube is used.

なお、油戻し管３１の途中に、オイルクーラ（図示せず）が配置されていてもよい。オイルクーラは、油戻し管３１を流れる油を、たとえば、室外の空気で冷却する熱交換器である。オイルクーラは、油分離器２５より排出された高温の油を冷却するためのものである。本実施形態においても、油の温度が高すぎる場合、運転中にシリンダが十分に加熱され、低温の油を戻した方がよい場合などに利用できる。オイルクーラは、たとえば、熱源側熱交換器２の近傍に配置し、共通のファンで空気と熱交換しても良い。オイルクーラは、たとえば、熱源側熱交換器２の下に配置してもよい。 An oil cooler (not shown) may be arranged in the middle of the oil return pipe 31. The oil cooler is a heat exchanger that cools the oil flowing through the oil return pipe 31 with, for example, outdoor air. The oil cooler is for cooling the high temperature oil discharged from the oil separator 25. This embodiment can also be used when the temperature of oil is too high, when the cylinder is sufficiently heated during operation, and it is better to return low-temperature oil. The oil cooler may be arranged, for example, in the vicinity of the heat source side heat exchanger 2 and exchange heat with air by a common fan. The oil cooler may be arranged, for example, below the heat source side heat exchanger 2.

なお、本実施形態の油（冷凍機油）は、ＣＯ_２冷媒で用いられる冷凍機油であれば、特に限定されないが、ＣＯ２冷媒と非相溶の油が特に適している。冷凍機油の例としては、ＰＡＧ（ポリアルキレングリコール類）、ＰＯＥ（ポリオールエステル類）などがある。 The oil (refrigerating machine oil) of the present embodiment is not particularly limited as long as it is a refrigerating machine oil used as a CO ₂ refrigerant, but an oil incompatible with the CO 2 refrigerant is particularly suitable. Examples of refrigerating machine oil include PAG (polyalkylene glycols) and POE (polyol esters).

なお、本実施形態の冷凍装置１は２台の圧縮機で二段の圧縮を行っている。３台以上の圧縮機を用いて、二段以上の圧縮を行ってもよい。また、三段以上の圧縮を行っても良い。 The refrigeration system 1 of this embodiment performs two-stage compression with two compressors. Two or more stages of compression may be performed using three or more compressors. Moreover, you may perform compression of three steps or more.

（２）圧縮機と圧縮機に接続される配管、装置の構成
本実施形態の低段圧縮機２１、高段圧縮機２３は、ともに、２シリンダタイプ、かつ、揺動式のロータリー圧縮機である。圧縮機２１、２３はほとんど同一の構成なので、ここでは、低段圧縮機２１を用いて、詳細に説明する。 (2) Configuration of compressor, piping connected to the compressor, and device The low-stage compressor 21 and the high-stage compressor 23 of the present embodiment are both 2-cylinder type and swing type rotary compressors. is there. Since the compressors 21 and 23 have almost the same configuration, the low-stage compressor 21 will be used for the detailed description.

図２は、低段圧縮機２１の縦断面図、図３〜５は、図２のそれぞれＡＡ〜ＣＣの位置での水平断面図である。ただし、図４のＢＢ断面図において、モータ４０の部分は記載されていない。 2 is a vertical sectional view of the low-stage compressor 21, and FIGS. 3 to 5 are horizontal sectional views at positions AA to CC in FIG. 2, respectively. However, in the BB sectional view of FIG. 4, the portion of the motor 40 is not shown.

低段圧縮機２１は、容器３０と、圧縮部５０と、モータ４０と、クランクシャフト６０と、ターミナル３５と、を有している。 The low-stage compressor 21 includes a container 30, a compression unit 50, a motor 40, a crankshaft 60, and a terminal 35.

（２−１）容器３０
容器３０は、モータ４０の回転軸ＲＡを中心軸として、略円筒状の形状である。容器の内部は機密性が保たれており、運転時に、低段圧縮機２１においては中間圧、高段圧縮機２３においては高圧の圧力が保持される。容器３０の内部の下部は、油（潤滑油）を貯留するための油溜まり３０ａとなっている。なお、図２では、油溜まり３０ａの液面を仮に記載しているが、油溜まり３０ａの液面の高さは一定ではなく、圧縮機の運転中、増減する。 (2-1) Container 30
The container 30 has a substantially cylindrical shape with the rotation axis RA of the motor 40 as a central axis. The inside of the container is kept airtight, and the intermediate pressure is maintained in the low-stage compressor 21 and the high pressure is maintained in the high-stage compressor 23 during operation. The lower part inside the container 30 is an oil reservoir 30a for storing oil (lubricating oil). Although the liquid surface of the oil sump 30a is tentatively shown in FIG. 2, the height of the liquid surface of the oil sump 30a is not constant and increases or decreases during the operation of the compressor.

容器３０は、内部に、モータ４０と、クランクシャフト６０と、圧縮部５０とを収容している。容器３０の上部には、ターミナル３５が配置されている。また、容器３０には、冷媒の吸入管１４ａ、１４ｂおよび吐出管１５ａと、油戻し管３１と、油排出管３２とが接続されている。 The container 30 accommodates the motor 40, the crankshaft 60, and the compression unit 50 inside. A terminal 35 is arranged on the top of the container 30. Further, the container 30 is connected with refrigerant suction pipes 14 a and 14 b and a discharge pipe 15 a, an oil return pipe 31, and an oil discharge pipe 32.

（２−２）モータ４０
モータ４０は、ブラシレスＤＣモータである。モータ４０は、クランクシャフト６０を、回転軸ＲＡを中心に回転する動力を発生する。モータ４０は、容器３０の内部の空間内で、上部の空間の下、圧縮部５０の上に配置されている。モータ４０は、ステータ４１およびロータ４２を有する。ステータ４１は、容器３０の内壁に固定されている。ロータ４２は、ステータ４１と磁気的な相互作用をすることによって回転する。 (2-2) Motor 40
The motor 40 is a brushless DC motor. The motor 40 generates power for rotating the crankshaft 60 around the rotation axis RA. The motor 40 is arranged in the space inside the container 30, below the upper space, and above the compression section 50. The motor 40 has a stator 41 and a rotor 42. The stator 41 is fixed to the inner wall of the container 30. The rotor 42 rotates by magnetically interacting with the stator 41.

ステータ４１は、ステータコア４６と、インシュレータ４７とを有する。ステータコア４６は、鋼製である。インシュレータ４７は、樹脂製である。インシュレータ４７は、ステータコア４６の上下に配置され、巻線が巻かれている。 The stator 41 has a stator core 46 and an insulator 47. The stator core 46 is made of steel. The insulator 47 is made of resin. The insulator 47 is arranged above and below the stator core 46, and has a winding wound around it.

（２−３）クランクシャフト６０
クランクシャフト６０は、モータ４０の動力を圧縮部５０に伝達する。クランクシャフト６０は、主軸部６１、第１偏心部６２ａ、第２偏心部６２ｂを有する。 (2-3) Crankshaft 60
The crankshaft 60 transmits the power of the motor 40 to the compression unit 50. The crankshaft 60 has a main shaft portion 61, a first eccentric portion 62a, and a second eccentric portion 62b.

主軸部６１は、回転軸ＲＡと同心である部位である。主軸部６１は、ロータ４２に固定されている。 The main shaft portion 61 is a portion that is concentric with the rotation axis RA. The main shaft portion 61 is fixed to the rotor 42.

第１偏心部６２ａおよび第２偏心部６２ｂは、回転軸ＲＡに対して偏心している。第１偏心部６２ａの形状および第２偏心部６２ｂの形状は、回転軸ＲＡを基準として互いに対称である。 The first eccentric portion 62a and the second eccentric portion 62b are eccentric with respect to the rotation axis RA. The shape of the first eccentric portion 62a and the shape of the second eccentric portion 62b are symmetric with respect to the rotation axis RA.

クランクシャフト６０の下端には、オイルチューブ６９が設けられている。オイルチューブ６９は、油溜まり３０ａから油（潤滑油）をくみ上げる。くみ上げられた潤滑油は、クランクシャフト６０の内部の油通路を上昇し、圧縮部５０の摺動箇所に供給される。 An oil tube 69 is provided at the lower end of the crankshaft 60. The oil tube 69 draws up oil (lubricating oil) from the oil sump 30a. The pumped lubricating oil rises in the oil passage inside the crankshaft 60 and is supplied to the sliding portion of the compression unit 50.

（２−４）圧縮部５０
圧縮部５０は、２シリンダ型の圧縮機構である。圧縮部５０は、第１シリンダ５１、第１ピストン５６、第２シリンダ５２、第２ピストン６６、フロントヘッド５３、ミドルプレート５４、リアヘッド５５、フロントマフラ５８ａ、５８ｂ、環状部材５３ａを有する。 (2-4) Compressor 50
The compression unit 50 is a two-cylinder type compression mechanism. The compression unit 50 includes a first cylinder 51, a first piston 56, a second cylinder 52, a second piston 66, a front head 53, a middle plate 54, a rear head 55, front mufflers 58a and 58b, and an annular member 53a.

圧縮部５０には、第１圧縮室７１、第２圧縮室７２が形成されている。第１、第２圧縮室は、冷媒が供給され、圧縮される空間である。 A first compression chamber 71 and a second compression chamber 72 are formed in the compression section 50. The first and second compression chambers are spaces in which the refrigerant is supplied and compressed.

（２−４−１）第１圧縮室７１と、第１圧縮室７１で圧縮される冷媒の流れ
第１圧縮室７１は、図２または５に示すように、第１シリンダ５１と、第１ピストン５６と、フロントヘッド５３と、ミドルプレート５４とによって囲まれた空間である。 (2-4-1) First Compression Chamber 71 and Flow of Refrigerant Compressed in First Compression Chamber 71 The first compression chamber 71 includes a first cylinder 51 and a first cylinder 51, as shown in FIG. It is a space surrounded by the piston 56, the front head 53, and the middle plate 54.

第１シリンダ５１には、図５に示すように、吸入孔１４ｅ、吐出凹部５９、ブッシュ収容穴５７ａ、ブレード移動穴５７ｂが設けられている。第１シリンダ５１は、クランクシャフト６０の主軸６１および第１偏心部６２ａと、第１ピストン５６とを収容する。吸入孔１４ｅは、第１圧縮室７１と吸入管１４ａの内部とを連通させる。ブッシュ収容穴５７ａには、１対のブッシュ５６ｃが収容される。 As shown in FIG. 5, the first cylinder 51 is provided with a suction hole 14e, a discharge recess 59, a bush accommodating hole 57a, and a blade moving hole 57b. The first cylinder 51 accommodates the main shaft 61 of the crankshaft 60, the first eccentric portion 62 a, and the first piston 56. The suction hole 14e connects the first compression chamber 71 and the inside of the suction pipe 14a. A pair of bushes 56c are housed in the bush housing holes 57a.

第１ピストン５６は、円環部５６ａとブレード５６ｂを有する。第１ピストン５６は、揺動ピストンである。円環部５６ａにはクランクシャフト６０の第１偏心部６２ａが嵌め込まれる。ブレード５６ｂは、１対のブッシュ５６ｃに挟まれている。第１ピストン５６は、第１圧縮室７１を２つに分割する。１つは、吸入孔１４ｅに連通する低圧室７１ａである。もう１つは、吐出凹部５９に連通する高圧室７１ｂである。図５において、円環部５６ａは時計回りに公転し、高圧室７１ｂの容積は小さくなり、高圧室７１ｂの冷媒は圧縮される。円環部５６ａの公転に際し、ブレード５６ｂの先端は、ブレード移動穴５７ｂの側とブッシュ収容穴５７ａの側を往復する。 The first piston 56 has an annular portion 56a and a blade 56b. The first piston 56 is a swing piston. The first eccentric portion 62a of the crankshaft 60 is fitted into the annular portion 56a. The blade 56b is sandwiched by a pair of bushes 56c. The first piston 56 divides the first compression chamber 71 into two. One is a low pressure chamber 71a communicating with the suction hole 14e. The other is a high-pressure chamber 71b communicating with the discharge recess 59. In FIG. 5, the annular portion 56a revolves clockwise, the volume of the high pressure chamber 71b becomes small, and the refrigerant in the high pressure chamber 71b is compressed. When the annular portion 56a revolves, the tip of the blade 56b reciprocates between the blade moving hole 57b side and the bush accommodating hole 57a side.

フロントヘッド５３は、図２に示すように、環状部材５３ａによって、容器３０の内側に固定されている。 As shown in FIG. 2, the front head 53 is fixed inside the container 30 by an annular member 53a.

フロントヘッド５３には、フロントマフラ５８ａ、５８ｂが固定されている。フロントマフラは、冷媒が吐出される際の騒音を低減する。 Front mufflers 58a and 58b are fixed to the front head 53. The front muffler reduces noise when the refrigerant is discharged.

第１圧縮室７１で圧縮された冷媒は、吐出凹部５９を経由して、フロントマフラ５８ａとフロントヘッド５３との間の第１フロントマフラ空間５８ｅに吐き出される。冷媒は、さらに、２つのフロントマフラ５８ａ、５８ｂの間の第２フロントマフラ空間５８ｆに移動した後で、フロントマフラ５８ｂに設けられた吐出穴５８ｃ、５８ｄ（図４参照）より、モータ４０の下の空間に吹出される。 The refrigerant compressed in the first compression chamber 71 is discharged to the first front muffler space 58e between the front muffler 58a and the front head 53 via the discharge recess 59. After the refrigerant further moves to the second front muffler space 58f between the two front mufflers 58a and 58b, the refrigerant is discharged below the motor 40 from the discharge holes 58c and 58d (see FIG. 4) provided in the front muffler 58b. Is blown out into the space.

圧縮され、フロントマフラ５８ａの吐出穴５８ｃ、５８ｄより吹出された冷媒は、モータ４０の隙間より、容器３０の上部空間に移動し、吐出管１５ａより吹出され、高段圧縮機２３へと向かう。 The refrigerant that has been compressed and blown from the discharge holes 58c and 58d of the front muffler 58a moves to the upper space of the container 30 through the gap of the motor 40, is blown from the discharge pipe 15a, and goes to the high-stage compressor 23.

なお、第１実施形態の多段圧縮システム２０においては、圧縮機２１、２３はともに２シリンダタイプの圧縮機である。両方ともあるいは一方の圧縮機は、１シリンダタイプの圧縮機であってもよい。 In the multi-stage compression system 20 of the first embodiment, the compressors 21 and 23 are both 2-cylinder type compressors. Both or one compressor may be a one cylinder type compressor.

（２−４−２）第２圧縮室７２と、第２圧縮室７２で圧縮される冷媒の流れ
第２圧縮室７２は、第２シリンダ５２と、第２ピストン６６と、リアヘッド５５と、ミドルプレート５４とによって囲まれた空間である。 (2-4-2) Second Compression Chamber 72 and Flow of Refrigerant Compressed in Second Compression Chamber 72 The second compression chamber 72 includes the second cylinder 52, the second piston 66, the rear head 55, and the middle. It is a space surrounded by the plate 54.

第２圧縮室７２にて圧縮される冷媒の流れも、ほぼ第１圧縮室７１にて圧縮される冷媒の流れと同様なので、詳細な説明は省略する。ただし、第２圧縮室７２で圧縮された冷媒の場合は、いったん、リアヘッド５５に設けられたリアマフラ空間５５ａに送られた後で、さらに、フロントマフラ５８ａ、５８ｂによるフロントマフラ空間５８ｅ、５８ｆに送られるところが、異なる。 Since the flow of the refrigerant compressed in the second compression chamber 72 is almost the same as the flow of the refrigerant compressed in the first compression chamber 71, detailed description will be omitted. However, in the case of the refrigerant compressed in the second compression chamber 72, it is first sent to the rear muffler space 55a provided in the rear head 55 and then sent to the front muffler spaces 58e and 58f by the front mufflers 58a and 58b. However, it is different.

（２−５）低段圧縮機２１と、油戻し管３１と油排出管３２の接続位置について
本実施形態の多段圧縮システム２０においては、図２に示すように、油戻し管３１は、容器３０の、モータ４０より下で、かつ、圧縮部５０より上の空間に接続される。 (2-5) Connection Position of Low-Stage Compressor 21, Oil Return Pipe 31, and Oil Discharge Pipe 32 In the multi-stage compression system 20 of the present embodiment, as shown in FIG. 2, the oil return pipe 31 is a container. 30 is connected to a space below the motor 40 and above the compression unit 50.

油戻し管３１から、容器３０の内部に吹出された油は、モータ４０のインシュレータ４７に衝突した後で、圧縮部５０の上部の部材の上に落ち、さらに、容器３０内部下部の油溜まり３０ａに合流する。ここで、圧縮部の上部の部材とは、シリンダ５１の上にあって、シリンダ５１に直接または間接に接する部材である。具体的には、フロントヘッド５３、フロントマフラ５８ａ、５８ｂ、環状部材５３ａである。 The oil blown out from the oil return pipe 31 into the container 30 collides with the insulator 47 of the motor 40, and then falls onto the member above the compression unit 50, and further, the oil sump 30a below the inside of the container 30. To join. Here, the member on the upper side of the compression section is a member on the cylinder 51 and in direct or indirect contact with the cylinder 51. Specifically, the front head 53, the front mufflers 58a and 58b, and the annular member 53a.

言い換えると、油分離器２５で分離された高温の油によって、シリンダ５１、５２を間接的に加熱することができる。 In other words, the high temperature oil separated by the oil separator 25 can indirectly heat the cylinders 51, 52.

次に、図５を用いて、上面視における、油戻し管３１の容器への接続位置を説明する。 Next, the connection position of the oil return pipe 31 to the container in a top view will be described with reference to FIG.

まず、軸ＲＡを中心とする。そして、軸ＲＡとブッシュ収容穴５７ａの中心を通る直線を基準の０°とする。言い換えると、シリンダ５１の内周におけるベーン（ブレード５６ｂ）を収容するための切り欠きの中央の方向を０°とする。この基準の方向から、上面視で油戻し管３１が接続されている部分の中心までの角度をαとする。本実施形態では、αは、０°以上１２０°以下である。より好ましくは、３０°以上９０°以下である。 First, the axis RA is the center. Then, a straight line passing through the center of the axis RA and the bush accommodating hole 57a is set to 0° as a reference. In other words, the direction of the center of the notch for accommodating the vane (blade 56b) on the inner circumference of the cylinder 51 is 0°. The angle from the reference direction to the center of the portion to which the oil return pipe 31 is connected in a top view is α. In the present embodiment, α is 0° or more and 120° or less. More preferably, it is 30° or more and 90° or less.

本実施形態の油戻し管３１は、αが０°以上１２０°以下となるように容器３０に接続されているので、油戻し管３１からの油が圧縮機５０上部のこの角度範囲にかかるように導入される。したがって、シリンダ５１の吸入孔１４ｅ付近を加熱する事ができる。 The oil return pipe 31 of the present embodiment is connected to the container 30 so that α is 0° or more and 120° or less, so that the oil from the oil return pipe 31 is applied to this angular range above the compressor 50. Will be introduced to. Therefore, the vicinity of the suction hole 14e of the cylinder 51 can be heated.

また、油戻し管３１の内径は、たとえば、１０ｍｍ以上１２ｍｍ以下である。 The inner diameter of the oil return pipe 31 is, for example, 10 mm or more and 12 mm or less.

次に、油排出管３２は、図２に示すように、モータ４０の下で、圧縮部５０の上の空間に、内部流路が連通するように、容器３０に接続されている。 Next, as shown in FIG. 2, the oil discharge pipe 32 is connected to the container 30 so that the internal flow path communicates with the space above the compression unit 50 under the motor 40.

また、本実施形態では、図２に示すように、油排出管３２の容器３０への取り付け高さ位置は、油戻し管３１の容器３０への取り付け高さ位置と同等である。これによって、油溜まり３０ａの油面の高さ調整が容易になる。 Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, the mounting height position of the oil discharge pipe 32 to the container 30 is the same as the mounting height position of the oil return pipe 31 to the container 30. This facilitates the height adjustment of the oil surface of the oil sump 30a.

油排出管３２の内径は、油戻し管３１の内径と同等である。吐出管１５ａの内径よりも細いものを用いる。より具体的には、油排出管３２の内径は、たとえば、１０ｍｍ以上１２ｍｍ以下である。 The inner diameter of the oil discharge pipe 32 is equal to the inner diameter of the oil return pipe 31. A pipe having a diameter smaller than the inner diameter of the discharge pipe 15a is used. More specifically, the inner diameter of the oil discharge pipe 32 is, for example, 10 mm or more and 12 mm or less.

また、図５に示すように、油排出管３２と油戻し管３１の平面的な位置関係を見れば、油排出管３２の容器３０への接続位置は、油戻し管３１の容器３０への接続位置から、モータ４０の回転方向（図５の矢印の方向）に９０°以上離れた位置である。好ましくは、１８０°以上はなれた位置である。 Further, as shown in FIG. 5, when the planar positional relationship between the oil discharge pipe 32 and the oil return pipe 31 is seen, the connection position of the oil discharge pipe 32 to the container 30 is the position of the oil return pipe 31 to the container 30. It is a position away from the connection position by 90° or more in the rotation direction of the motor 40 (direction of arrow in FIG. 5). Preferably, the position is 180° or more.

本実施形態では、油排出管３２と油戻し管３１の位置が十分離されているため、油戻し管３１で低段圧縮機２１の容器３０内に導入した油がそのまま油排出管３２により、容器３０外に排出されるのを低減し、低段圧縮機２１の均油を容易に実現することができる。 In the present embodiment, since the positions of the oil discharge pipe 32 and the oil return pipe 31 are sufficiently separated, the oil introduced into the container 30 of the low-stage compressor 21 by the oil return pipe 31 is directly transferred to the oil discharge pipe 32. It is possible to reduce discharge to the outside of the container 30 and easily realize oil equalization of the low-stage compressor 21.

なお、第１実施形態の多段圧縮システム２０においては、油戻し管３１の容器３０への接続位置の高さは、油排出管３２の容器３０への接続位置の高さと同等であった。油戻し管３１の容器３０への接続位置の高さは、油排出管３２の容器３０への接続位置の高さよりも高くてもよい。 In the multi-stage compression system 20 of the first embodiment, the height of the connection position of the oil return pipe 31 to the container 30 was equal to the height of the connection position of the oil discharge pipe 32 to the container 30. The height of the connection position of the oil return pipe 31 to the container 30 may be higher than the height of the connection position of the oil discharge pipe 32 to the container 30.

（２−６）アキュムレータ２２
本実施形態の多段圧縮システム２０においては、低段圧縮機２１の上流に第１アキュムレータ２２が、高段圧縮機２３の上流に第２アキュムレータ２４が配置されている。アキュムレータ２２、２４は、流れてきた冷媒を一度蓄えて、液冷媒が圧縮機に流れるのを防止し、圧縮機の液圧縮を防止する。第１アキュムレータ２２と第２アキュムレータ２４の構成はほとんど同じなので、第１アキュムレータ２２について、図２を用いて説明する。 (2-6) Accumulator 22
In the multistage compression system 20 of the present embodiment, the first accumulator 22 is arranged upstream of the low stage compressor 21, and the second accumulator 24 is arranged upstream of the high stage compressor 23. The accumulators 22 and 24 temporarily store the flowing refrigerant, prevent the liquid refrigerant from flowing into the compressor, and prevent the liquid compression of the compressor. Since the first accumulator 22 and the second accumulator 24 have almost the same configuration, the first accumulator 22 will be described with reference to FIG.

蒸発器で加熱された低圧のガス冷媒が、四方切換弁５を経由して、冷媒配管１３を流れ、アキュムレータ２２に導入される。ガス冷媒は、圧縮機２１の吸入管１４ａ、１４ｂより、第１、第２圧縮室７１、７２に導入される。アキュムレータの内部下方には、液冷媒、油が溜まる。吸入管１４ａ、１４ｂには、アキュムレータ内部の下方において、小さな穴１４ｃ、１４ｄが形成されている。穴１４ｃ、１４ｄの径は、たとえば、１ｍｍ〜２ｍｍである。油は、液冷媒とともに、少量ずつ穴１４ｃ、１４ｄを経由して、ガス冷媒に合流して、圧縮室へ送られる。 The low-pressure gas refrigerant heated by the evaporator flows through the refrigerant pipe 13 via the four-way switching valve 5 and is introduced into the accumulator 22. The gas refrigerant is introduced into the first and second compression chambers 71 and 72 from the suction pipes 14a and 14b of the compressor 21. Liquid refrigerant and oil are accumulated below the inside of the accumulator. Small holes 14c and 14d are formed in the suction pipes 14a and 14b below the inside of the accumulator. The diameter of the holes 14c and 14d is, for example, 1 mm to 2 mm. The oil, together with the liquid refrigerant, joins the gas refrigerant through the holes 14c and 14d little by little, and is sent to the compression chamber.

（３）特徴
（３−１）
本実施形態の多段圧縮システム２０は、低段圧縮機２１と、高段圧縮機２３と、油戻し管３１とを有する。油戻し管３１は、高段圧縮機で排出された油を、低段圧縮機２１に戻す。低段圧縮機２１は、圧縮部５０と、モータ４０と、容器３０と、を有している。容器は、圧縮部５０と、モータ４０と、を収容している。圧縮部５０は、ピストンとシリンダとを有している。シリンダは、ピストンを収容する。 (3) Features (3-1)
The multi-stage compression system 20 of this embodiment includes a low-stage compressor 21, a high-stage compressor 23, and an oil return pipe 31. The oil return pipe 31 returns the oil discharged from the high-stage compressor to the low-stage compressor 21. The low-stage compressor 21 includes a compression unit 50, a motor 40, and a container 30. The container accommodates the compression unit 50 and the motor 40. The compression unit 50 has a piston and a cylinder. The cylinder houses the piston.

本実施形態においては、油戻し管３１を流れた油は、シリンダ５１、５２またはシリンダの上下に接する部材にかかるように、油戻し管３１は容器３０に接続されている。ここで、シリンダ５１、５２の上下に接する部材とは、シリンダ５１、５２に直接接する部材と、シリンダ５１、５２に直接接する部材に接する部材を含む。具体的には、フロントヘッド５３、ミドルプレート５４、リアヘッド５５、フロントマフラ５８ａ、５８ｂ、環状部材５３ａである。また、ここで、油がかかるとは、油戻し管３１から噴出された油が、直接、これらの部材に衝突する場合だけでなく、一度別の物にぶつかってから、これらの部材に衝突する場合を含む。別のものとは、本実施形態では、インシュレータ４７である。 In the present embodiment, the oil return pipe 31 is connected to the container 30 so that the oil flowing through the oil return pipe 31 is applied to the cylinders 51, 52 or members contacting the upper and lower sides of the cylinders. Here, the members that come into contact with the cylinders 51 and 52 in the vertical direction include a member that comes into direct contact with the cylinders 51 and 52 and a member that comes into contact with a member that comes into direct contact with the cylinders 51 and 52. Specifically, the front head 53, the middle plate 54, the rear head 55, the front mufflers 58a and 58b, and the annular member 53a. In addition, the term “sprayed with oil” means not only the case where the oil ejected from the oil return pipe 31 directly collides with these members, but also the case where the oil once collides with another member and then collides with these members. Including cases. Another one is the insulator 47 in the present embodiment.

本実施形態の多段圧縮システム２０は、油戻し管３１よりの高温の油を、シリンダ５１、５２またはシリンダの上下に接する部材にかけることができるので、比較的熱容量の大きなシリンダ５１、５２を加熱することができる。結果的に、ピストン５６、６６とシリンダ５１、５２の温度差を抑制することができる。 In the multi-stage compression system 20 of the present embodiment, the high temperature oil from the oil return pipe 31 can be applied to the cylinders 51, 52 or members in contact with the upper and lower sides of the cylinders, so that the cylinders 51, 52 having a relatively large heat capacity are heated. can do. As a result, the temperature difference between the pistons 56, 66 and the cylinders 51, 52 can be suppressed.

（３−２）
本実施形態の多段圧縮システム２０において、上面視における油戻し管３１の容器３０への取り付け位置の特徴は、次の通りである。油戻し管３１の容器３０への接続位置は、モータの回転の中心から、シリンダの内周におけるベーンを収容するための切り欠きの中央の方向を０°として、モータの回転方向に１２０°までの範囲内にある。 (3-2)
In the multi-stage compression system 20 of the present embodiment, the features of the mounting position of the oil return pipe 31 to the container 30 in a top view are as follows. The connection position of the oil return pipe 31 to the container 30 is up to 120° in the rotation direction of the motor, with the direction of the center of the notch for accommodating the vanes in the inner circumference of the cylinder being 0° from the rotation center of the motor. Is within the range.

本実施形態の多段圧縮システム２０は、圧縮室の吸入孔１４ｅ付近のシリンダを加熱できる。したがって、吸入冷媒によって加熱されるピストン付近のシリンダを加熱することが可能となり、両者の温度差を解消しやすい。 The multi-stage compression system 20 of the present embodiment can heat the cylinder near the suction hole 14e of the compression chamber. Therefore, it becomes possible to heat the cylinder near the piston that is heated by the suctioned refrigerant, and it is easy to eliminate the temperature difference between the two.

（３−３）
本実施形態の多段圧縮システム２０は、油戻し管３１を流れた油は、シリンダ５１、５２またはシリンダの上に接する部材に、上からかかるように、油戻し管３１は容器３０に接続されている。ここで、シリンダの上に接する部材とは、フロントヘッド５３、フロントマフラ５８ａ、５８ｂ、環状部材５３ａである。 (3-3)
In the multi-stage compression system 20 of the present embodiment, the oil returning pipe 31 is connected to the container 30 so that the oil flowing through the oil returning pipe 31 is applied to the cylinders 51, 52 or a member in contact with the top of the cylinder from above. There is. Here, the members contacting the top of the cylinder are the front head 53, the front mufflers 58a and 58b, and the annular member 53a.

本実施形態の多段圧縮システム２０は、広い面積でシリンダを加熱することができる。 The multi-stage compression system 20 of this embodiment can heat a cylinder in a large area.

（４）変形例
（４−１）変形例１Ａ
第１実施形態では、図２に示すように、油戻し管３１は低段圧縮機２１の容器３０に接続され、容器３０内部に導入された油は、容器内部の空間で、シリンダ５１の上の部材であるフロントヘッド５３、フロントマフラ５８ａ、５８ｂ、環状部材５３ａの上に落ちていた。変形例１Ａでは、図６に示すように、低段圧縮機２１は、容器３０の内部において、油の向きを制御する、配管３１ｐを有する。配管３１ｐは、油戻し管３１と一体に形成されていても良いし、油流路が繋がるように、別体の配管３１ｐを油戻し管３１に接続しても良い。変形例１Ａの他の構成は、第１実施形態と同様である。 (4) Modified Example (4-1) Modified Example 1A
In the first embodiment, as shown in FIG. 2, the oil return pipe 31 is connected to the container 30 of the low-stage compressor 21, and the oil introduced into the container 30 is above the cylinder 51 in the space inside the container. , The front head 53, the front mufflers 58a and 58b, and the annular member 53a. In Modification 1A, as shown in FIG. 6, the low-stage compressor 21 has a pipe 31p that controls the direction of oil inside the container 30. The pipe 31p may be formed integrally with the oil return pipe 31, or the separate pipe 31p may be connected to the oil return pipe 31 so that the oil flow path is connected. Other configurations of the modification 1A are similar to those of the first embodiment.

変形例１Ａの多段圧縮システムは、配管３１ｐで油の流れを制御するので、より確実に、油戻し管３１よりの高温の油を、シリンダの上に接する部材にかけることができるので、シリンダを効率よく加熱することができる。 In the multi-stage compression system of Modification 1A, since the oil flow is controlled by the pipe 31p, the high-temperature oil from the oil return pipe 31 can be applied to the member in contact with the cylinder more reliably. It can be heated efficiently.

（４−２）変形例１Ｂ
変形例１Ｂの多段圧縮システムについて、図面を用いて説明する。なお、図７において、油戻し管３１および油排出管３２は、別々の２本の配管であるが、重複して、一つの配管のように描かれている。また、油戻し管３１は、図７の容器３０の右側の側面に描かれるべきであるが、紙面の都合上、左側の側面に描かれている。 (4-2) Modification 1B
A multistage compression system of Modification 1B will be described with reference to the drawings. Note that, in FIG. 7, the oil return pipe 31 and the oil discharge pipe 32 are two separate pipes, but they are overlapped and drawn as one pipe. Further, the oil return pipe 31 should be drawn on the right side surface of the container 30 in FIG. 7, but is drawn on the left side surface for the sake of space.

第１実施形態および変形例１Ａの多段圧縮システムにおいては、油戻し管３１よりの高温の油を、シリンダの上に接する部材に、上からかかるように、油戻し管３１は容器３０に接続されていた。言い換えると、油戻し管３１の接続位置は、シリンダの上に接す部材よりも上であった。これに対して、変形例１Ｂにおいては、図７に示すように、油戻し管３１の容器３０への接続位置は、シリンダ５１と同じ高さである。その他の構成は、第１実施形態と同様である。 In the multistage compression system of the first embodiment and the modified example 1A, the oil return pipe 31 is connected to the container 30 so that the high temperature oil from the oil return pipe 31 is applied to the member in contact with the top of the cylinder from above. Was there. In other words, the connection position of the oil return pipe 31 was above the member in contact with the top of the cylinder. On the other hand, in the modified example 1B, as shown in FIG. 7, the connection position of the oil return pipe 31 to the container 30 is at the same height as the cylinder 51. Other configurations are similar to those of the first embodiment.

変形例１Ｂの多段圧縮システム２０は、シリンダ５１の側面を、油で加熱することができる。シリンダ５１を直接加熱することができ、シリンダ５１の温度の制御が容易になる。 The multi-stage compression system 20 of Modification 1B can heat the side surface of the cylinder 51 with oil. The cylinder 51 can be directly heated, and the temperature of the cylinder 51 can be easily controlled.

また、変形例１Ｂの多段圧縮システム２０では、油戻し管３１の容器３０内での油吹出し口は、シリンダ５１に対向して設けられている。 In the multi-stage compression system 20 of Modification 1B, the oil return port of the oil return pipe 31 in the container 30 is provided so as to face the cylinder 51.

変形例１Ｂの多段圧縮システム２０は、油戻し管３１の容器３０内での油吹出し口が、シリンダ付近に対向して配置されているために、より確実に、高温の油をシリンダ付近に衝突させることが可能である。 In the multi-stage compression system 20 of Modification Example 1B, the oil outlet of the oil return pipe 31 inside the container 30 is arranged so as to face the vicinity of the cylinder, so that the high temperature oil is more reliably collided near the cylinder. It is possible to

（４−３）変形例１Ｃ
変形例１Ｃの多段圧縮システムについて、図面を用いて説明する。なお、図８において、油戻し管３１および油排出管３２は、別々の２本の配管であるが、重複して、一つの配管のように描かれている。また、油戻し管３１とその延長された配管３１ｑは、図８の容器３０の右側の側面に描かれるべきであるが、紙面の都合上、左側の側面に描かれている。 (4-3) Modification 1C
A multistage compression system of Modification 1C will be described with reference to the drawings. Note that, in FIG. 8, the oil return pipe 31 and the oil discharge pipe 32 are two separate pipes, but they are overlapped and drawn as one pipe. Further, the oil return pipe 31 and the extended pipe 31q should be drawn on the right side surface of the container 30 in FIG. 8, but are drawn on the left side surface for the sake of space.

変形例１Ｂにおいては、図７に示すように、油戻し管３１の容器３０への接続位置は、シリンダ５１と同じ高さであった。そして、油戻し管３１より導入された油は、容器３０の内部においては、空間に放出されていた。変形例１Ｃの低段圧縮機２１は、図８に示すように、油戻し管３１に接続され、油の流れを容器３０の内部においてガイドする配管３１ｑを有している。配管３１ｑは、油戻し管３１と一体に形成されていても良いし、油流路が繋がるように、別体の配管３１ｑを油戻し管３１に接続しても良い。 In the modification 1B, as shown in FIG. 7, the connection position of the oil return pipe 31 to the container 30 was at the same height as the cylinder 51. Then, the oil introduced from the oil return pipe 31 was discharged into the space inside the container 30. As shown in FIG. 8, the low-stage compressor 21 of Modification 1C has a pipe 31q that is connected to the oil return pipe 31 and guides the flow of oil inside the container 30. The pipe 31q may be formed integrally with the oil return pipe 31, or the separate pipe 31q may be connected to the oil return pipe 31 so that the oil flow path is connected.

変形例１Ｃの多段圧縮システム２０は、油戻し管の容器内での油吹出し口が、シリンダ付近に対向して配置されているために、より確実に、高温の油をシリンダ５１に衝突させることが可能である。 In the multi-stage compression system 20 of Modification 1C, the oil outlets in the container of the oil return pipe are arranged so as to face each other in the vicinity of the cylinder, so that the high-temperature oil can more reliably collide with the cylinder 51. Is possible.

（４−４）変形例１Ｄ
第１実施形態においては、油戻し管３１は、油分離器２５からの油を低段圧縮機２１に戻している。変形例１Ｄにおいては、油戻し管３１は、高段圧縮機２３から排出された油を直接低段圧縮機２１に戻している。その他の構成は、第１実施形態と同様である。 (4-4) Modification 1D
In the first embodiment, the oil return pipe 31 returns the oil from the oil separator 25 to the low-stage compressor 21. In the modified example 1D, the oil return pipe 31 returns the oil discharged from the high-stage compressor 23 directly to the low-stage compressor 21. Other configurations are similar to those of the first embodiment.

変形例１Ｄの多段圧縮システム２０も、第１実施形態の多段圧縮システム２０と同様の特徴（３−１）〜（３−３）を有する。ただし、変形例１Ｄの場合、高段圧縮機２３から排出された過剰の冷媒と油が混じるので、第１実施形態の油分離器２５を経由する場合に比べて、油戻し管３１を流れる油に混じる冷媒の量が増えることになる。 The multistage compression system 20 of Modification 1D also has the same features (3-1) to (3-3) as the multistage compression system 20 of the first embodiment. However, in the case of the modified example 1D, since the excess refrigerant discharged from the high-stage compressor 23 and the oil are mixed, the oil flowing through the oil return pipe 31 is larger than that in the case of passing through the oil separator 25 of the first embodiment. The amount of the refrigerant mixed with is increased.

また、高段圧縮機２３から排出された油に、油分離器２５より分離された油を加えて、低段圧縮機２１の容器３０に戻しても良い。 Further, the oil separated from the oil separator 25 may be added to the oil discharged from the high-stage compressor 23 and returned to the container 30 of the low-stage compressor 21.

以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。 While the embodiments of the present disclosure have been described above, it will be understood that various changes in form and details can be made without departing from the spirit and scope of the present disclosure described in the claims. ..

１冷凍装置
２熱源側熱交換器
３ブリッジ回路
４利用側熱交換器
５四方切換弁
６レシーバ
７エコノマイザ熱交換器
８、９膨張機構
２０多段圧縮システム
２１低段圧縮機
２２第１アキュムレータ
２３高段圧縮機
２４第２アキュムレータ
２５油分離器
２６インタークーラ
３０容器
３１油戻し管
３１ａ減圧器
３１ｐ、３１ｑ油戻し管の延長部分の配管
３２油排出管
４０モータ
４７インシュレータ
５０圧縮部
５１第１シリンダ
５２第２シリンダ
５３フロントヘッド
５４ミドルプレート
５５リアヘッド
５６第１ピストン
５６ｂブレード（ベーン）
５８ａ、５８ｂフロントマフラ
６６第２ピストン 1 Refrigerator 2 Heat source side heat exchanger 3 Bridge circuit 4 Utilization side heat exchanger 5 Four-way switching valve 6 Receiver 7 Economizer heat exchanger 8, 9 Expansion mechanism 20 Multi-stage compression system 21 Low-stage compressor 22 First accumulator 23 High stage Compressor 24 Second accumulator 25 Oil separator 26 Intercooler 30 Container 31 Oil return pipe 31a Pressure reducers 31p, 31q Pipes of extension of oil return pipe 32 Oil discharge pipe 40 Motor 47 Insulator 50 Compressor 51 First cylinder 52th 2 cylinder 53 front head 54 middle plate 55 rear head 56 first piston 56b blade (vane)
58a, 58b Front muffler 66 Second piston

特開2008-261227号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2008-261227

Claims

A multi-stage compression system (20) utilizing refrigerant and oil,
A low-stage compressor (21) for compressing the refrigerant,
A high-stage compressor (23) for further compressing the refrigerant compressed by the low-stage compressor,
An oil return pipe (31) for returning the oil discharged from the high-stage compressor to the low-stage compressor,
And the low-stage compressor is
A compression unit (50) for compressing the refrigerant,
A motor (40) for driving the compression unit,
A container (30) for accommodating the compression unit and the motor;
Have
The compression unit is
A piston (56, 66) driven by the motor,
A cylinder (51, 52) accommodating the piston,
Have
The oil return pipe is connected to the container so that the oil flowing through the oil return pipe is applied to the cylinder or members (53, 54, 55, 53a, 58a, 58b) contacting the upper and lower sides of the cylinder. ,
Multi-stage compression system.

The motor is arranged above the compression unit,
The multi-stage compression system according to claim 1.

The compression unit further includes
A vane (56b) for partitioning a space between the piston and the cylinder,
Have
The connection position of the oil return pipe to the container is 0° from the center of rotation of the motor in the top view, with the direction of the center of the notch for accommodating the vane in the inner periphery of the cylinder being 0°. Within 120° in the direction of motor rotation,
The multi-stage compression system according to claim 1.

The oil that has flowed through the oil return pipe is connected to the container such that the oil is applied to the cylinder or a member that is in contact with the cylinder from above and below, so that the oil return pipe is connected to the container.
The multi-stage compression system according to claim 1.

The connection position of the oil return pipe to the container is at the same height as the cylinder,
The multi-stage compression system according to claim 1.

The tip of the oil return pipe extends from the connection position to the container near the cylinder,
The multi-stage compression system according to claim 5.

An oil outlet in the container of the oil return pipe is provided so as to face the cylinder or a member in contact with the cylinder vertically.
The multi-stage compression system according to claim 5.