JP4129921B2

JP4129921B2 - 複数圧縮機の均油方法

Info

Publication number: JP4129921B2
Application number: JP2003429688A
Authority: JP
Inventors: 俊二森脇; 信博中川; 正裕岸野
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2003-12-25
Filing date: 2003-12-25
Publication date: 2008-08-06
Anticipated expiration: 2023-12-25
Also published as: CN1277086C; JP2005188365A; KR100624672B1; KR20050065258A; CN1637360A

Description

本発明は、空気調和機などで用いられる複数の圧縮機において、各圧縮機のオイル量を適正に保つことができる複数圧縮機の均油方法に関するものである。

例えば、空気調和機には、複数の室内機に対処できるよう、１台の室外機に複数の圧縮機を備える、いわゆるマルチ形のものがある。
このような空気調和機において、長時間運転を行うと、各圧縮機によって分留するオイル量が異なることで圧縮機のオイル量に偏りが発生し、オイル量不足で圧縮機が損傷する場合がある。そこで、長時間運転により圧縮機のオイル量に偏りが発生した場合には、均油管を介して各圧縮機の余剰オイルを順次移動させ、オイルを適正量に復帰させる均油システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−２０５８９７号公報（図１）

上記公報に記載された複数圧縮機の均油システムについて簡単に説明すると、図３に示すように、冷媒回路Ｋｂ中には、３台の圧縮機５１、５２、５３が互いに並列となるように、吸入側の冷媒配管である吸入管５４と、吐出側の冷媒配管である吐出管５５とにそれぞれ接続されている。それら圧縮機のシェル５１ａ、５２ａ、５３ａは、均油管５６を介して互いに連通されている。圧縮機５１、５２、５３の吐出管５５は、開閉弁５７が介装されたバイパス管５８によって均油管５６に接続されている。

この均油システムは、通常の冷暖房運転中において、開閉弁５７を開とし、バイパス管５８を介して高圧冷媒ガスを均油管５６に流入させる。これにより、均油管５６を介した各圧縮機のシェル５１ａ、５２ａ、５３ａ間のオイルミストの移動を防止し、高圧側の圧縮機のオイル量不足を回避している。
また、長時間運転により、各圧縮機のシェル５１ａ、５２ａ、５３ａ間のオイル量に偏りが発生した場合には、開閉弁５７を閉とした状態で複数の圧縮機５１、５２、５３のうち１台のみの運転を順次行う、いわゆる均油運転を行い、均油管５６を介して各圧縮機５１、５２、５３の余剰オイルを順次移動させ、各圧縮機のシェル５１ａ、５２ａ、５３ａ内のオイル量を適正値に復帰させるようにしている。
なお、バイパス管５８の径は、均油管５６の径に比べてはるかに小さいため、この小径のバイパス管５８を介して液状のオイルが圧縮機同士の間で移動することはない。

しかしながら、上記従来の均油システムには、以下の問題が残されている。すなわち、複数の圧縮機のうち１台のみの運転を順次行う均油運転するために、例えば図３に示すように、圧縮機５１のみを運転する場合、圧縮機５２のオイルレベルが均油管接続口５２ｂよりも下がっていると、その圧縮機５１に接続される吸入管５４から流入する冷媒ガスが、均油管５６に流出する（図３中白抜き矢印参照）。ここで、冷媒ガスの粘性がオイルの粘性よりも低いので、圧縮機５３から均油管５６に流出したオイルは、圧縮機５１に移動しにくくなる。したがって、均油運転を行っても、オイル量を適正値に復帰させることができない虞がある。

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、均油管への冷媒ガスの流入を防止し、圧縮機のオイル量を適正に復帰できる均油方法を提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明の均油方法は、３台以上の複数の圧縮機と、該複数の圧縮機にオイルを供給し、均油管集合点を介して相互に連結された均油管と、前記複数の圧縮機に接続され、該圧縮機に冷媒ガスを供給する吸入管とを備えた冷媒回路について前記複数の圧縮機の各シェルの均油を行う均油方法において、前記均油管が、前記均油管集合点で分岐して前記複数の圧縮機の均油管接続口それぞれに接続される複数の均油枝管を有し、均油を行う圧縮機以外の圧縮機のシェル内における運転中の圧力と前記均油管集合点の圧力とを等しくすることを特徴とする。

発明にかかる均油方法では、均油を行う対象外の圧縮機のシェル内の圧力と、均油管集合点の圧力とを等しくすることによって、均油を行う対象外の圧縮機から均油管へ冷媒ガスが流出することを阻止し、均油管にはオイルのみが流れるようになる。したがって、確実かつ迅速に各圧縮機のオイル量を適正値に復帰させることができる。

また、本発明にかかる均油方法は、互いに並列に接続された低圧シェル式の第１圧縮機、第２圧縮機及び第３圧縮機と、均油管集合点から分岐して前記各圧縮機の各シェルに接続する均油管と、前記各圧縮機の各シェルに接続する吸入側の冷媒配管とを備え、該吸入側の冷媒配管が、第１吸入管分岐点で分岐して前記第２圧縮機に接続する第１吸入枝管と、前記第１吸入管分岐点で前記第１吸入枝管と分岐する第２吸入枝管とを有し、該第２吸入枝管が、第２吸入管分岐点で分岐して前記第１圧縮機に接続する第３吸入枝管と、前記第２吸入管分岐点で分岐して前記第３圧縮機に接続する第４吸入枝管とを備え、前記第３吸入枝管の配管圧力損失と、前記均油管の前記第３圧縮機と前記均油管集合点との間の配管圧力損失とが等しく、前記第４吸入枝管の配管圧力損失と、前記均油管の前記第１圧縮機と前記均油管集合点との間の配管圧力損失とが等しく、前記第２吸入枝管の配管圧力損失と、前記均油管の前記第２圧縮機と前記均油管集合点との間の配管圧力損失とが等しい冷媒回路について前記第１圧縮機、前記第２圧縮機、前記第３圧縮機の各シェルの均油を行う均油方法において、前記第１圧縮機を停止、前記第２圧縮機及び前記第３圧縮機を運転する第１工程と、前記第１圧縮機及び前記第２圧縮機を停止、前記第３圧縮機を運転する第２工程と、前記第１圧縮機及び前記第２圧縮機を運転、前記第３圧縮機を停止する第３工程と、前記第１圧縮機を運転、前記第２圧縮機及び前記第３圧縮機を停止する第４工程とを備え、前記第１工程、前記第２工程、前記第３工程及び前記第４工程を任意の順番で行うこと特徴とする。

この発明にかかる均油方法では、第１圧縮機を停止、第２圧縮機及び第３圧縮機を運転したときに、第３圧縮機のシェル内の圧力と均油管集合点の圧力とが等しくなることによって、第３圧縮機のオイルレベルが第３圧縮機に接続された均油管の接続口よりも低い場合であっても第３圧縮機から均油管へ冷媒ガスが流出することを阻止できる。したがって、停止状態にある第１圧縮機から運転状態にある第２圧縮機に均油管を介してオイルが移動して均油が行われる。
また、第１圧縮機及び第２圧縮機を停止、第３圧縮機を運転したときに、第１圧縮機のシェル内の圧力と均油管集合点の圧力とが等しくなることによって、上述と同様に、第２圧縮機から第３圧縮機にオイルが移動して均油が行われる。
また、第１圧縮機及び第２圧縮機を運転、第３圧縮機を停止したときに、第１圧縮機のシェル内の圧力と均油管集合点の圧力とが等しくなることによって、上述と同様に、第３圧縮機から第２圧縮機へオイルが移動して均油が行われる。
また、第１圧縮機を運転、第２圧縮機及び第３圧縮機を停止したときに、第３圧縮機のシェル内の圧力と均油管集合点の圧力とが等しくなることによって、上述と同様に、第２圧縮機から第１圧縮機へオイルが移動して均油が行われる。
このように、均油を行う対象外の圧縮機のシェル内の圧力と、均油管集合点の圧力とを等しくすることによって、均油を行う対象外の圧縮機から均油管へ冷媒ガスが流出することを阻止し、均油管にはオイルのみが流れるようなる。したがって、確実かつ迅速に各圧縮機のオイル量を適正値に復帰させることができる。

本発明の均油方法及び均油システムによれば、均油を行う対象外の圧縮機のシェル内の圧力と、均油管集合点の圧力とを等しくすることによって、その圧縮機のオイルレベルが均油管接続口よりも低い場合であっても、この圧縮機から均油管へ冷媒ガスが流出することを阻止する。したがって、均油を行う圧縮機間の均油管をオイルのみが流れ、確実かつ迅速に各圧縮機のオイル量を適正値に復帰させることができる。

以下、本発明にかかる均油システムの一実施形態を、図１を参照しながら説明する。
本実施形態による均油システムは、例えば空気調和機のような冷媒回路に用いられるものである。
この冷媒回路Ｋａは、図１に示すように、第１圧縮機１１、第２圧縮機１２及び第３圧縮機１３が互いに並列となるよう、吸入側の冷媒配管である吸入管１４と、吐出側の冷媒配管である吐出管１５とにそれぞれ接続されている。これら第１圧縮機１１、第２圧縮機１２及び第３圧縮機１３のシェル１１ａ、１２ａ、１３ａ同士は均油管１６を介して互いに連通されている。なお、ここで用いられている第１圧縮機１１、第２圧縮機１２及び第３圧縮機１３は、低圧シェル式圧縮機である。

吸入管１４は、第１から第３圧縮機１１、１２、１３に共通するメイン吸入管２１と、第１吸入管分岐点Ｐ１で分岐してメイン吸入管２１と第２圧縮機とを接続する第１吸入枝管２２と、第１吸入管分岐点Ｐ１で第１吸入枝管２２と分岐した第２吸入枝管２３とを備えている。また、第２吸入枝管２３は、第２吸入管分岐点Ｐ２で分岐して第１圧縮機１１に接続する第３吸入枝管２４と、第３圧縮機１３に接続する第４吸入枝管２５とを備えている。

均油管１６は、均油管集合点Ｐ３と第１圧縮機１１の均油管接続口１１ｂとを接続する第１均油枝管３１と、均油管集合点Ｐ３と第２圧縮機１２の均油管接続口１２ｂとを接続する第２均油枝管３２と、均油管集合点Ｐ３と第３圧縮機１３の均油管接続口１３ｂとを接続する第３均油枝管３３とを備えている。

ここで、第３吸入枝管２４及び第３均油枝管３３は、第３吸入枝管２４の配管圧力損失であるΔＰ_２４と、第３均油枝管３３の配管圧力損失であるΔＰ_３３とが等しくなるような形状をそれぞれ有しており、第４吸入枝管２５及び第１均油枝管３１は、第４吸入枝管２５の配管圧力損失であるΔＰ_２５と、第１均油枝管３１の配管圧力損失であるΔＰ_３１とが等しくなるような形状をそれぞれ有しており、第２吸入枝管２３及び第２均油枝管３２は、第２吸入枝管２３の配管圧力損失であるΔＰ_２３と、第２均油枝管３２の配管圧力損失であるΔＰ_３２とが等しくなるような形状をそれぞれ有している。

次に、このように構成された冷媒回路Ｋａの均油方法について図２を用いて説明する。
まず、第１圧縮機１１のみを停止し、第２圧縮機１２及び第３圧縮機１３を運転状態とする（ステップＳＴ１）。ここで、第１圧縮機１１が停止していることで、第３吸入枝管２４で配管圧力損失が発生しないので、第２吸入管分岐点Ｐ２における圧力と第１圧縮機１１のシェル１１ａ内の圧力とが等しくなる。さらに、第４吸入枝管２５の配管圧力損失であるΔＰ_２５と、第１均油枝管３１の配管圧力損失であるΔＰ_３１とが等しくなるような構成となっているので、均油管集合点Ｐ３における圧力と、第３圧縮機１３のシェル１３ａ内の圧力とが等しくなる。したがって、均油の対象外である第３圧縮機１３のオイルレベルが均油管接続口１３ｂよりも低い場合であっても、第３圧縮機１３から均油管１６へ冷媒ガスが流入することを阻止し、第１圧縮機１１から第２圧縮機１２との間で均油が行われる。

次に、第１圧縮機１１及び第２圧縮機１２を停止し、第３圧縮機１３のみを運転する（ステップＳＴ２）。ここで、第１圧縮機１１が停止していることで、上述と同様の理由により、第２吸入管分岐点Ｐ２における圧力と第１圧縮機１１のシェル１１ａ内の圧力とが等しくなる。また、第１吸入管分岐点Ｐ１における圧力と第２圧縮機１２のシェル１２ａ内の圧力とが等しくなる。さらに、第２吸入枝管２３の配管圧力損失であるΔＰ_２３と、第２均油枝管３２の配管圧力損失であるΔＰ_３２とが等しくなるように構成されているので、均油管集合点Ｐ３における圧力と、第１圧縮機１１のシェル１１ａ内の圧力とが等しくなる。したがって、上述と同様に、第１圧縮機１１から均油管１６へ冷媒ガスが流入することを阻止し、第２圧縮機１２と第３圧縮機１３との間で均油が行われる。

そして、第１圧縮機１１及び第２圧縮機１２を運転し、第３圧縮機１３のみを停止する（ステップＳＴ３）。ここで、第３圧縮機１３が停止していることで、上述と同様の理由により、第２吸入管分岐点Ｐ２における圧力と第３圧縮機１３のシェル１３ａ内の圧力とが等しくなる。さらに、第３吸入枝管２４の配管圧力損失であるΔＰ_２４と、第３均油枝管３３の配管圧力損失であるΔＰ_３３とが等しくなるように構成されているので、均油管集合点Ｐ３における圧力と、第１圧縮機１１のシェル１１ａ内の圧力とが等しくなる。したがって、上述と同様に、第１圧縮機１１から均油管１６へ冷媒ガスが流入することを阻止し、第３圧縮機１３と第２圧縮機１２との間で均油が行われる。

最後に、第１圧縮機１１のみを運転し、第２圧縮機１２及び第３圧縮機１３を停止する（ステップＳＴ４）。ここで、上述と同様の理由により、第２吸入管分岐点Ｐ２における圧力と第３圧縮機１３のシェル１３ａ内の圧力とが等しくなる。また、第１吸入管分岐点Ｐ１における圧力と第２圧縮機１２のシェル１２ａ内の圧力とが等しくなる。さらに、第２吸入枝管２３の配管圧力損失であるΔＰ_２３と、第２均油枝管３２の配管圧力損失であるΔＰ_３２とが等しくなるように構成されているので、均油管集合点Ｐ３における圧力と、第３圧縮機１３のシェル１３ａ内の圧力とが等しくなる。したがって、上述と同様に、第３圧縮機１３から均油管１６へ冷媒ガスが流入することを阻止し、第２圧縮機１２と第１圧縮機１１との間で均油が行われる。
以上のようにして、第１圧縮機１１、第２圧縮機１２及び第３圧縮機１３における各シェル１１ａ、１２ａ、１３ａ内の均油を行う。

このように構成された均油システム及び均油方法によれば、均油管１６及び吸入管１４が、第３吸入枝管２４の配管圧力損失であるΔＰ_２４と、第３均油枝管３３の配管圧力損失であるΔＰ_３３とが等しく、第４吸入枝管２５の配管圧力損失であるΔＰ_２５と、第１均油枝管３１の配管圧力損失であるΔＰ_３１とが等しく、第２吸入枝管２３の配管圧力損失であるΔＰ_２３と、第２均油枝管３２の配管圧力損失であるΔＰ_３２とが等しくなるような形状を有しているので、各工程において、均油の対象外の圧縮機の圧力と均油管集合点Ｐ３の圧力とが等しくなる。これにより、均油の対象外の圧縮機から均油管１６へオイルが流出することが防止され、均油管１６にはオイルのみが移動する。したがって、確実かつ迅速に各圧縮機のオイル量を適正値に復帰させることができる。

また、第１工程及び第３工程において第１圧縮機１１、第２圧縮機１２及び第３圧縮機１３のうち、２つの圧縮機を運転させるので、均油運転を行っている時に冷房能力の劣化量が抑制される。

また、均油を行う対象外の圧縮機から均油管１６に冷媒ガスが流出しないように、第１圧縮機１１、第２圧縮機１２及び第３圧縮機１３と均油管集合点Ｐ３との間にそれぞれ開閉弁を設ける必要がないので、均油運転を行う時間を短縮できると共に、開閉弁の故障や、開閉弁にゴミなどの不要物が詰まることによる圧縮機の故障を防止し、均油システムの信頼性が向上できる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態において、均油方法は、第１工程から第４工程を任意の順番で行ってもよい。
また、上記実施形態では、３台の圧縮機の均油方法であったが、これに限らず、均油の対象外である圧縮機を運転したときに圧縮機のシェル内の圧力と均油管分岐点の圧力とが等しいのであれば、４台以上であってもよい。

本発明にかかる一実施形態における複数圧縮機の均油システムを示す概略側断面図である。本発明にかかる一実施形態における均油方法を示すフローチャートである。従来の複数圧縮機の均油システムを示す概略側断面図である。

符号の説明

１１第１圧縮機
１２第２圧縮機
１３第３圧縮機
１１ａ、１２ａ、１３ａシェル
１６均油管
１４吸入管
２１第１吸入枝管
２３第２吸入枝管
２４第３吸入枝管
２５第４吸入枝管
Ｋａ冷媒回路
Ｐ１第１吸入管分岐点
Ｐ２第２吸入管分岐点
Ｐ３均油管集合点

Claims

互いに並列に接続された低圧シェル式の第１圧縮機、第２圧縮機及び第３圧縮機と、
均油管集合点から分岐して前記各圧縮機の各シェルに接続する均油管と、
前記各圧縮機の各シェルに接続する吸入側の冷媒配管とを備え、
該吸入側の冷媒配管が、第１吸入管分岐点で分岐して前記第２圧縮機に接続する第１吸入枝管と、前記第１吸入管分岐点で前記第１吸入枝管と分岐する第２吸入枝管とを有し、
該第２吸入枝管が、第２吸入管分岐点で分岐して前記第１圧縮機に接続する第３吸入枝管と、前記第２吸入管分岐点で分岐して前記第３圧縮機に接続する第４吸入枝管とを備え、
前記第３吸入枝管の配管圧力損失と、前記均油管の前記第３圧縮機と前記均油管集合点との間の配管圧力損失とが等しく、
前記第４吸入枝管の配管圧力損失と、前記均油管の前記第１圧縮機と前記均油管集合点との間の配管圧力損失とが等しく、
前記第２吸入枝管の配管圧力損失と、前記均油管の前記第２圧縮機と前記均油管集合点との間の配管圧力損失とが等しい冷媒回路について前記第１圧縮機、前記第２圧縮機、前記第３圧縮機の各シェルの均油を行う均油方法において、
前記第１圧縮機を停止、前記第２圧縮機及び前記第３圧縮機を運転する第１工程と、
前記第１圧縮機及び前記第２圧縮機を停止、前記第３圧縮機を運転する第２工程と、
前記第１圧縮機及び前記第２圧縮機を運転、前記第３圧縮機を停止する第３工程と、
前記第１圧縮機を運転、前記第２圧縮機及び前記第３圧縮機を停止する第４工程とを備え、
前記第１工程、前記第２工程、前記第３工程及び前記第４工程を任意の順番で行うこと特徴とする均油方法。