JP3213425B2 - 油分離器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷媒中の油を分離する
ための油分離器の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、複数台の室内機と複数台の室外
機とを並列につないだ空気調和機は知られている。この
種のものでは、夫々の室外機において、油分離器を備え
ており、この油分離器を用いて圧縮機から吐出される冷
媒中の油を分離して、その油を圧縮機に戻すしくみにな
っている。

【０００３】ところで、上述した空気調和機では、能力
の異なる複数台の室外機が並列につながれているので、
この能力差によってある室外機の圧縮機から吐出された
冷媒がその圧縮機に必ず戻るとは限らず、他の室外機の
圧縮機に回ってしまうことがある。即ち能力の小さな室
外機における冷媒循環量が少なくなり、従ってその室外
機の圧縮機の油量が不足してしまうという問題がある。

【０００４】この現象を、上述の他の室外機（能力の大
きな室外機）で考えると、そこでは冷媒循環量は多くな
り、従って油量が必要以上に多くなってしまうという問
題がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】こういった空気調和機
において、従来の油分離器を用いたのでは、冷媒から分
離した油は常に自己の圧縮機に戻されてしまうので、油
不足の生じた圧縮機にはほとんど油が回らなくなってし
まうという問題がある。

【０００６】そこで、本発明の目的は、従来の技術が有
する問題点を解消し、冷媒中の分離した油を特定の圧縮
機に戻しつゝ、不特定の圧縮機にも、その油を回すこと
のできる油分離器を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、並列につながれた複数の圧縮機につなが
れる油分離器において、特定の圧縮機に戻される油を溜
める第１の油溜り部と、不特定の圧縮機に戻される油を
溜める第２の油溜り部とを備えたことを特徴とするもの
である。

【０００８】また、油分離器の容器内に容器内を上下に
仕切る仕切部材を設け、この仕切部材の上方に第１の油
溜り部を設け、その下方に第２の油溜り部を設けるよう
にしてもよい。

【０００９】さらには、油分離器の容器内に容器内を縦
方向に仕切る仕切部材を設け、この仕切部材の一方の側
に第１の油溜り部を設け、その他方の側に第２の油溜り
部を設けるようにしてもよい。

【００１０】

【作用】本発明によれば、第１の油溜り部に溜った油
は、常に、特定の圧縮機に戻される。ここで、圧縮機は
並列につながれているので、例えば、ある圧縮機から吐
出された油がその圧縮機には戻らずに、ほかの圧縮機に
溜まることがある。この時には、ある圧縮機の油が不足
するから、第２の油溜り部に溜った油が、油の不足した
圧縮機に回される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明による油分離器の一実施例を図
面を参照して説明する。

【００１２】図５において、室内機Ｄにはガス管１、並
びに液管３を介して３台の室外機Ａ，Ｂ，Ｃが並列につ
ながれている。また、各室外機Ａ，Ｂ，Ｃ同志はバラン
ス管５でつながれている。

【００１３】室外機Ａには、図６に示すように、５馬力
のインバータ式圧縮機１０と、５馬力の定格式圧縮機１
１と、油分離器１２と、四方弁１３と、アキュムレータ
１４と、膨脹弁１５と、室外熱交換器１６とが内蔵され
ている。

【００１４】室外機Ｂには、図７に示すように、６馬力
のインバータ式圧縮機２１と、油分離器２２と、四方弁
２３と、アキュムレータ２４と、膨脹弁２５と、室外熱
交換器２６とが内蔵されている。

【００１５】更に、室外機Ｃには、図８に示すように、
１０馬力の定格式圧縮機３１と、油分離器３２と、四方
弁３３と、アキュムレータ３４と、膨脹弁３５と、室外
熱交換器３６とが内蔵されている。

【００１６】ここで上述した室内機Ｄは、図５におい
て、１台しか示していないが、実際はこのような室内機
Ｄも室外機と同様に複数台並列につながれており、空調
負荷の増減に応じてこれら室内機の運転台数が制御され
る。この空調負荷の増減に伴って、この空気調和機で
は、これらの室外機Ａ〜Ｃにおいて、何馬力の圧縮機を
作動させたらよいかを判断し、その馬力に対応するよう
に、運転する室外機Ａ〜Ｃの組み合わせを設定する。

【００１７】ところで、夫々の室外機Ａ〜Ｃには、上述
したように、冷媒中に含まれる油を分離するための油分
離器１２，２２，３２が設けられ、これらの油分離器１
２，２２，３２には、圧縮機に常時油を戻すための機能
のほかに、緊急時に油の不足した圧縮機に油を戻すため
の機能が付加される。

【００１８】後者の機能が付加される理由は以下の通り
である。

【００１９】上述した空気調和機によると、図５に示す
ように、夫々の圧縮機から吐出される冷媒は、ガス管１
及び液管３を通じて、全ての室外機Ａ〜Ｃ及び室内機Ｄ
を循環する。従って、ある圧縮機から吐出された冷媒が
その圧縮機に必ず戻るとは限らず、ほかの圧縮機に回る
ことが起こり得る。例えば、室外機Ｂ，Ｃについてみる
と、能力は室外機Ｃ（１０馬力）＞室外機Ｂ（最大６馬
力）となっているため、圧縮機３１に流れ込む冷媒循環
量が圧縮機２１に流れ込む冷媒循環量よりも多くなる。
そして、圧縮機３１に貯留される油量が所定量以上とな
り、圧縮機２１に貯留される油量が所定量以下となると
いうように、いずれかの室外機Ａ〜Ｃの圧縮機に油が偏
って貯留されることが起こり得る。

【００２０】これを防止するために、このようなシステ
ムによる油分離器には、緊急時に油不足の生じた圧縮機
に油を戻すための機能が付加される。

【００２１】図１は、本実施例に従う油分離器１２を示
す。なお、油分離器２２，３２については同じ構成であ
るので説明を割愛する。

【００２２】この油分離器１２は、円筒状の容器４１を
備え、この容器４１の中程には、容器４１内を上下に仕
切るための仕切り部材４３が設けられる。この仕切り部
材４３は、図２に示すように、外周に段部４３ａを備
え、この段部４３ａと容器４１との間には、図１に示す
ように、環状の貯留部４５が形成される。この貯留部４
５には後述するように油が一時的に貯留され、この油の
一部は、戻し管４７を通じて運転中の圧縮機に常時戻さ
れる。

【００２３】また、仕切り部材４３には、図３に示すよ
うに、２つの油導入孔４９があけられている。この油導
入孔４９は段部４３ａに設けられ、そのあけられる位置
は、上述の常時戻し管４７との関係において決まってお
り、常時戻し管４７から周方向に９０°と１８０°の位
置に夫々設けられている。

【００２４】この油導入孔４９は、上述の貯留部４５に
一時的に貯留される油の一部を、図１に示すように、仕
切り部材４３の下側の空間５１内へ導くものであり、こ
の空間５１に導かれた油は、そこにストックされて、緊
急時に緊急時戻し管５３を通じて油の不足した圧縮機に
回される。

【００２５】更に、容器４１の上端は圧縮機の吐出管５
５がつながれ、この吐出管５５から油を含んだ冷媒が導
入される。ここに導入された冷媒は、図４に示すプレー
ト５７を通じて、矢印で示すように周方向に旋回する流
れとなって、激しく旋回しながら、仕切り部材４３に向
けて降下する。

【００２６】そして、冷媒は旋回し、油は冷媒よりも重
いため遠心力で外周へ飛ばされて、ついには上述のよう
に貯留部４５に貯留され、冷媒は、冷媒管５９を通じて
四方弁１３に流入する。このようにして油と冷媒は分離
される。

【００２７】要するに、この実施例によれば、仕切り部
材４３の貯留部４５に貯留される油のうちの一部は、常
時戻し管４７を通じて圧縮機に常時戻され、残りは油導
入孔４９を通じて容器４１の下部空間５１に貯留され
る。

【００２８】即ち、図３を参照して、冷媒が矢印の方向
に旋回するとすると、貯留部４５に貯留される油のうち
の、ａ点からｂ点までの間に貯留される油は、最初の油
導入孔４９を通じて下部空間５１に導かれ、ｂ点からｃ
点までの間に貯留される油は、２番目の油導入孔４９を
通じて下部空間５１に導かれ、ｃ点からｄ点までの間に
貯留される油は、仕切り部材４３の上部に貯留されて常
時戻し管４７に導かれる。

【００２９】これによれば、ａ点からｃ点までの間に溜
る油量と、ｃ点からｄ点までの間に溜る油量とはほぼ同
じ量になるので、貯留部４５に貯留される油のうちのほ
ぼ半分が緊急時のために容器４１内にストックされる。

【００３０】図６を参照して、常時戻し管４７を通じて
戻される油は圧縮機１１に常時戻され、緊急時戻し管５
３を通じて戻される油は上述のバランス管５を通じて、
緊急時にのみ、油の不足した他の室外機Ｂ，Ｃの圧縮機
２１，３１に戻される。例えば、図７、図８の室外機
Ｂ，Ｃも同様である。

【００３１】また、上述の実施例では、図２に示すよう
に、仕切り部材４３の中央部に大きなガス抜き孔４３ｂ
が設けられ、このガス抜き孔４３ｂの真中には、上述の
冷媒管５９が通される。この冷媒管５９の上端の開口５
９ａは、仕切り部材４３の上部空間内に位置している。
このガス抜き孔４３ｂは、仕切り部材４３の下部空間５
１に入った冷媒ガスを仕切り部材４３の上方に浮上させ
て、冷媒管５９中に導くために必要である。

【００３２】ただし、この冷媒管５９は、図９に示すよ
うに、仕切り部材４３の下方に位置させることが可能で
ある。この場合には、仕切り部材４３の中央に大きなガ
ス抜き孔を設ける必要はなく、そこは閉塞しておいて、
例えば、仕切り部材４３の略水平面４４に複数の小さな
ガス抜き孔を設ければよい。

【００３３】図１０、及び図１１は油分離器の他の実施
例を示す。

【００３４】この油分離器は、容器４１の内部のほぼ下
半部が仕切り部材６３によって、縦方向に仕切られてい
る。すなわち、この仕切り部材６３は、図１１に示すよ
うに、冷媒管５９の外周に止着されており、これにより
容器４１のほぼ下半部は、２つの空間６３ａ，６３ｂに
仕切られている。また容器４１の上半部は、冷媒と油と
を分離するための分離空間６５になっている。

【００３５】これによれば、容器４１の上半部における
分離空間６５内で、遠心効果により分離された油は、容
器４１の下半部において、仕切り部材６３で仕切られた
一方の空間６３ａと、他方の空間６３ｂとに分けて貯留
される。分けられる油の量は、上記の実施例と同様に、
ほぼ半分、半分になる。

【００３６】ここで一方の空間６３ａの油は、常時戻し
管７１を通じて、常時圧縮機に戻され、他方の空間６３
ｂの油は、緊急時戻し管７３を通じて、緊急時に油の不
足した他の圧縮機に戻される。

【００３７】このようにした場合には、容器４１の底部
に、常時戻し管７１と緊急時戻し管７３とをつなぐこと
ができるので、図１のものと異なり、容器４１の胴部に
孔あけ加工する必要がない。 以上、一実施例に基づい
て本発明を説明したが、本発明は、これに限定されるも
のでないことは明らかである。

【００３８】例えば、圧縮機の吐出管５５を、図１２に
示すように、容器４１の頭部に斜めにつないで、冷媒と
油との混合体を、容器４１の内周の接線方向に流入させ
るようにしてもよい。

【００３９】これによれば、容器４１の内部には必然的
に旋回流が形成されるので、図１、図９、或いは図１０
などのように、プレート５７を設ける必要がなくなり、
構造を簡素化することができる。

【００４０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、特定の圧縮機に戻される油を溜める第１の油
溜り部と、不特定の圧縮機に戻される油を溜める第２の
油溜り部とを備えているので、冷媒中の分離した油を特
定の圧縮機に戻しつゝ、いずれかの圧縮機に油不足が生
じた時には、その圧縮機にも油を回すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による油分離器の一実施例を示す縦断面
図である。

【図２】仕切り部材を示す断面図である。

【図３】仕切り部材を示す平面図である。

【図４】旋回流を発生させるためのプレートを示す断面
図である。

【図５】本発明の適用される空気調和装置の系統図であ
る。

【図６】室外機Ａの回路図である。

【図７】室外機Ｂの回路図である。

【図８】室外機Ｃの回路図である。

【図９】他の実施例を示す縦断面図である。

【図１０】更に他の実施例を示す縦断面図である。

【図１１】図１０のXI−XI断面図である。

【図１２】別の実施例を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１２，２２，３２ 油分離器 ４１ 容器 ４３，６３ 仕切り部材 ４５ 貯留部 ４７，７１ 常時戻し管 ４９ 油導入孔 ５３，７３ 緊急時戻し管 ５５ 吐出管 ５７ プレート ５９ 冷媒管

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−275087（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−191394（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−62387（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭52−115971（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭35−5263（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F04C 23/00 F04C 29/02

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 並列につながれた圧縮機につながれる油
   分離器において、特定の圧縮機に戻される油を溜める第
   １の油溜り部と、不特定の圧縮機に戻される油を溜める
   第２の油溜り部とを備えたことを特徴とする油分離器。
2. 【請求項２】 油分離器の容器内に容器内を上下に仕切
   る仕切部材を設け、この仕切部材の上方に前記第１の油
   溜り部を設け、その下方に前記第２の油溜り部を設けた
   ことを特徴とする請求項１記載の油分離器。
3. 【請求項３】 油分離器の容器内に容器内を縦方向に仕
   切る仕切部材を設け、この仕切部材の一方の側に前記第
   １の油溜り部を設け、その他方の側に前記第２の油溜り
   部を設けたことを特徴とする請求項１記載の油分離器。