JP4807071B2 - Refrigeration equipment - Google Patents
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Description
本発明は、圧縮機から吐出された冷媒に含まれる冷凍機油を圧縮機へ戻すための油分離器を備える冷凍装置に関するものである。 The present invention relates to a refrigeration apparatus including an oil separator for returning refrigeration oil contained in refrigerant discharged from a compressor to the compressor.
従来より、蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路を有する冷凍装置が知られている。この冷凍装置は、食品等を貯蔵する冷蔵庫や冷凍庫等の冷却機を始め、室内を冷暖房する空調機など広く利用されている。この冷凍装置では、冷媒回路において圧縮機から吐出された冷媒が凝縮器、膨張機構、蒸発器の順に循環することにより蒸気圧縮式冷凍サイクルが行われる。 Conventionally, a refrigeration apparatus having a refrigerant circuit for performing a vapor compression refrigeration cycle is known. This refrigeration apparatus is widely used, such as refrigerators for storing foods and the like, refrigerators such as freezers, and air conditioners for heating and cooling the room. In this refrigeration apparatus, the refrigerant discharged from the compressor in the refrigerant circuit circulates in the order of the condenser, the expansion mechanism, and the evaporator, thereby performing a vapor compression refrigeration cycle.
この冷媒回路において、圧縮機から吐出された冷媒には、その圧縮機内の潤滑に用いられた冷凍機油が含まれている。圧縮機の油上がりを防止すべく、圧縮機の吐出側に油分離器を設け、その油分離器で圧縮機の吐出冷媒から冷凍機油を分離して圧縮機へ戻すように構成された冷凍装置が、例えば特許文献1に開示されている。この冷凍装置では、油分離器からの油戻し通路が、圧縮機の吸入側へ接続された低圧ガス管に接続されている。この油戻し通路には、開閉弁として電磁弁が設けられている。この構成において、開閉弁を開状態にすると、油分離器で冷媒から分離された冷凍機油が油戻し通路を経て圧縮機の吸入側へ戻される。
ところで、従来の冷凍装置では、油分離器で分離した冷凍機油を圧縮機へ戻す際に、冷凍機油と共に油分離器内の高圧冷媒も圧縮機へ戻るので、冷凍装置の運転能力が低下するという問題がある。つまり、油分離器内の高圧冷媒が圧縮機の吸入側へ戻ることによって、圧縮機が吸入する低圧冷媒の量が減少するので、冷媒回路における冷媒の循環量が減少していまい、冷凍装置の運転能力が低下する。 By the way, in the conventional refrigeration apparatus, when the refrigeration oil separated by the oil separator is returned to the compressor, the high-pressure refrigerant in the oil separator is also returned to the compressor together with the refrigeration oil, so that the operation capacity of the refrigeration apparatus is reduced. There's a problem. In other words, since the amount of low-pressure refrigerant sucked by the compressor is reduced by returning the high-pressure refrigerant in the oil separator to the suction side of the compressor, the circulation amount of refrigerant in the refrigerant circuit will not be reduced. Driving ability is reduced.
また、圧縮機としてスクロール圧縮機を用いると、圧縮機構の高圧側に冷凍機油が十分に供給されない場合がある。具体的に、スクロール圧縮機は内部に貯留された冷凍機油がスクロールの渦巻きの外側、即ち圧縮機構の低圧側へ送られるように構成されている。そして、油分離器から戻される冷凍機油も圧縮機構の低圧側へ戻されるので、スクロールの渦巻きの中心側に位置する高圧側へは冷凍機油が行き渡りにくくなっている。特に、スクロール圧縮機を低温領域の冷凍装置に適用すると、油分離器から戻される冷凍機油は、より粘度が大きくなって流動性が低下するので、圧縮機構の高圧側へより行き渡りにくくなる。 Further, when a scroll compressor is used as the compressor, the refrigeration oil may not be sufficiently supplied to the high pressure side of the compression mechanism. Specifically, the scroll compressor is configured such that the refrigerating machine oil stored therein is sent to the outside of the scroll spiral, that is, to the low pressure side of the compression mechanism. Since the refrigeration oil returned from the oil separator is also returned to the low pressure side of the compression mechanism, it is difficult for the refrigeration oil to reach the high pressure side located at the center side of the scroll spiral. In particular, when the scroll compressor is applied to a refrigeration apparatus in a low temperature region, the refrigeration oil returned from the oil separator has a higher viscosity and lower fluidity, so that it is more difficult to spread to the high pressure side of the compression mechanism.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、スクロール圧縮機が設けられた冷媒回路を備える冷凍装置において、冷凍装置の運転能力を低下させることなくスクロール圧縮機における圧縮機構の潤滑を向上させることにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a compression mechanism in a scroll compressor without reducing the operating capacity of the refrigerating apparatus in a refrigeration apparatus including a refrigerant circuit provided with a scroll compressor. It is to improve the lubrication.
第1の発明は、スクロール流体機械で構成された圧縮機構(82)を有する圧縮機(14)と、該圧縮機(14)の吐出冷媒から冷凍機油を分離する油分離器(33)と、該油分離器(33)で分離された冷凍機油を上記圧縮機(14)へ戻すための油戻し通路(34)とが設けられた冷媒回路(4)を備える冷凍装置(1)を前提とする。そして、この冷凍装置(1)は、上記油戻し通路(34)は、上記圧縮機構(82)における中間圧の圧縮室(73)のみへ冷凍機油を戻すように該圧縮機構(82)に接続されて、上記油分離器(33)で分離された冷凍機油は、該油戻し通路(34)の一系統のみで上記圧縮機(14)に戻り、上記圧縮機(14)は、内部に上記圧縮機構(82)が収納される密閉容器状のケーシング(70)と、上記ケーシング(70)内に形成されて上記圧縮機構(82)の吐出冷媒が流入する高圧空間とを備えている。 A first invention includes a compressor (14) having a compression mechanism (82) constituted by a scroll fluid machine, an oil separator (33) for separating refrigeration oil from refrigerant discharged from the compressor (14), Assuming a refrigeration apparatus (1) comprising a refrigerant circuit (4) provided with an oil return passage (34) for returning the refrigeration oil separated by the oil separator (33) to the compressor (14). To do. In the refrigeration apparatus (1), the oil return passage (34) is connected to the compression mechanism (82) so that the refrigeration oil is returned only to the intermediate pressure compression chamber (73) in the compression mechanism (82). The refrigerating machine oil separated by the oil separator (33) returns to the compressor (14) in only one system of the oil return passage (34) , and the compressor (14) A sealed container-like casing (70) in which the compression mechanism (82) is accommodated, and a high-pressure space formed in the casing (70) and into which the refrigerant discharged from the compression mechanism (82) flows.
第1の発明では、油分離器(33)で分離された冷凍機油が、油戻し通路(34)を経て圧縮機(14)の圧縮機構(82)における中間圧の圧縮室(73)へ戻されるようにしている。従って、油分離器(33)から冷凍機油と共に高圧冷媒が圧縮機(14)へ戻ってきても、圧縮機(14)が吸入する低圧冷媒の量は変化しない。また、スクロール流体機械で構成された圧縮機構(82)では、中間圧の圧縮室(73)へ流入した冷凍機油が、可動側のスクロールの公転運動に伴って摺動部を潤滑しながら中心側に位置する高圧側へ移動してゆく。中間圧の圧縮室(73)へ流入した冷凍機油は、圧縮機構(82)の低圧側へ戻される場合に比べて温度が高いので粘度が上昇することはない。すなわち、冷凍機油を戻す位置が高圧側に近く、適正な粘度の冷凍機油を直接スクロール内部に噴射しているので、冷凍機油を低圧側へ戻す場合に比べて冷凍機油が高圧側へ行き渡りやすくなっている。 In the first invention, the refrigerating machine oil separated by the oil separator (33) is returned to the intermediate pressure compression chamber (73) in the compression mechanism (82) of the compressor (14) through the oil return passage (34). It is trying to be. Therefore, even if the high-pressure refrigerant returns to the compressor (14) together with the refrigeration oil from the oil separator (33), the amount of the low-pressure refrigerant sucked by the compressor (14) does not change. Further, in the compression mechanism (82) constituted by the scroll fluid machine, the refrigerating machine oil flowing into the compression chamber (73) of intermediate pressure lubricates the sliding part along with the revolving motion of the movable scroll, and the center side Move to the high-pressure side located at The refrigerating machine oil that has flowed into the intermediate pressure compression chamber (73) has a higher temperature than when it is returned to the low pressure side of the compression mechanism (82), so that the viscosity does not increase. In other words, the position where the refrigerating machine oil is returned is close to the high pressure side, and the refrigerating machine oil having an appropriate viscosity is directly injected into the scroll, so that the refrigerating machine oil is more easily distributed to the high pressure side than when the refrigerating machine oil is returned to the low pressure side. ing.
第2の発明は、第1の発明において、上記ケーシング(70)内の高圧空間に貯留された冷凍機油を上記圧縮機構(82)の低圧側へ供給する給油機構(104,105)を備えている。 According to a second invention, in the first invention, an oil supply mechanism (104, 105) is provided for supplying the refrigerating machine oil stored in the high pressure space in the casing (70) to the low pressure side of the compression mechanism (82).
第2の発明では、ケーシング(70)内の高圧空間に貯留された冷凍機油が給油機構(104,105)によって圧縮機構(82)の低圧側へ送られる。また、油分離器(33)からの冷凍機油は、圧縮機構(82)における中間圧の圧縮室へ供給される。つまり、この第2の発明では、圧縮機構(82)において低圧側と中間圧の部分の2箇所の位置から冷凍機油が供給される。 In the second invention, the refrigerating machine oil stored in the high pressure space in the casing (70) is sent to the low pressure side of the compression mechanism (82) by the oil supply mechanism (104, 105). Further, the refrigeration oil from the oil separator (33) is supplied to an intermediate pressure compression chamber in the compression mechanism (82). In other words, in the second aspect of the invention, the refrigerating machine oil is supplied from two positions of the low pressure side and the intermediate pressure portion in the compression mechanism (82).
第3の発明は、第1又は第2の発明において、上記油戻し通路(34)には、上記圧縮機構(82)へ液冷媒を注入するための液インジェクション通路(30)が接続されている。 According to a third invention, in the first or second invention, a liquid injection passage (30) for injecting a liquid refrigerant into the compression mechanism (82) is connected to the oil return passage (34). .
第3の発明では、液インジェクション通路(30)が油戻し通路(34)に接続されており、油分離器(33)からの冷凍機油を液インジェクション通路(30)からの液冷媒と共に圧縮機(14)へ戻すことができるようになっている。これにより、液冷媒よって油分離器(33)からの冷凍機油をより適正な粘度にして圧縮機(14)へ戻すことが可能になる。 In the third invention, the liquid injection passage (30) is connected to the oil return passage (34), and the refrigeration oil from the oil separator (33) is combined with the liquid refrigerant from the liquid injection passage (30) in the compressor ( It is possible to return to 14). This makes it possible to return the refrigeration oil from the oil separator (33) to a more appropriate viscosity by the liquid refrigerant and return it to the compressor (14).
第4の発明は、第3の発明において、上記油分離器(33)から圧縮機構(82)へ冷凍機油を戻す油戻し動作と、上記液インジェクション通路(30)を用いて上記圧縮機構(82)へ液冷媒を注入する液インジェクション動作とを同時に行う。 According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, the compression mechanism (82) uses the oil return operation for returning the refrigeration oil from the oil separator (33) to the compression mechanism (82) and the liquid injection passage (30). The liquid injection operation for injecting the liquid refrigerant into the liquid crystal is performed at the same time.
第4の発明では、油戻し動作と液インジェクション動作とが同時に行われる。従って、油分離器(33)からの冷凍機油は、液インジェクション通路(30)からの液冷媒によってより適正な粘度にされて圧縮機(14)へ戻る。 In the fourth invention, the oil return operation and the liquid injection operation are performed simultaneously. Accordingly, the refrigeration oil from the oil separator (33) is made to have a more appropriate viscosity by the liquid refrigerant from the liquid injection passage (30) and returns to the compressor (14).
本発明では、圧縮機(14)が吸入する低圧冷媒の量を変化させることなく、さらに油分離器(33)からの冷凍機油が圧縮機構(82)の高圧側へ行き渡りやすくなるように、油分離器(33)で分離した冷凍機油を圧縮機構(82)における中間圧の圧縮室(73)へ戻している。従って、冷媒回路(4)における冷媒の循環量は変化しないので、油分離器(33)からの冷凍機油を圧縮機構(82)の低圧側へ戻す場合とは異なり冷凍装置(1)の運転能力が低下しない。また、冷凍機油が圧縮機構(82)の高圧側へ行き渡りやすくなるので、圧縮機構(82)の高圧側において冷凍機油が不足することを抑制できる。よって、冷凍装置(1)の運転能力を低下させることなくスクロール圧縮機(14)における圧縮機構(82)の潤滑を向上させることができる。 In the present invention, the oil of the refrigerating machine from the oil separator (33) is more easily distributed to the high pressure side of the compression mechanism (82) without changing the amount of the low pressure refrigerant sucked by the compressor (14). The refrigerating machine oil separated by the separator (33) is returned to the intermediate pressure compression chamber (73) in the compression mechanism (82). Therefore, since the amount of refrigerant circulating in the refrigerant circuit (4) does not change, the operating capacity of the refrigeration system (1) is different from returning the refrigeration oil from the oil separator (33) to the low pressure side of the compression mechanism (82). Does not drop. Moreover, since it becomes easy for refrigeration oil to spread to the high pressure side of the compression mechanism (82), it can suppress that refrigeration oil runs short on the high pressure side of the compression mechanism (82). Therefore, the lubrication of the compression mechanism (82) in the scroll compressor (14) can be improved without reducing the operating capacity of the refrigeration apparatus (1).
また、上記第2の発明では、圧縮機構(82)において低圧側と中間圧の部分との2箇所の位置から冷凍機油が供給されるように、給油機構(104,105)によってケーシング(70)内の高圧空間に貯留された冷凍機油を圧縮機構(82)の低圧側へ送るようにしている。すなわち、可動側のスクロールの公転運動に伴って、低圧側からの冷凍機油は摺動部を潤滑しながら中間圧の部分を経て高圧側へ移動してゆき、中間圧の部分からの冷凍機油は摺動部を潤滑しながら高圧側へ移動してゆく。従って、圧縮機構(82)において満遍なく摺動部の潤滑を行うことができる。 In the second aspect of the invention, the refrigerating machine oil is supplied from the two positions of the low pressure side and the intermediate pressure portion in the compression mechanism (82) by the oil supply mechanism (104, 105) in the casing (70). The refrigeration oil stored in the high pressure space is sent to the low pressure side of the compression mechanism (82). That is, with the revolving motion of the movable side scroll, the refrigerating machine oil from the low pressure side moves to the high pressure side through the intermediate pressure part while lubricating the sliding part, and the refrigerating machine oil from the intermediate pressure part is It moves to the high pressure side while lubricating the sliding part. Therefore, the sliding portion can be evenly lubricated in the compression mechanism (82).
また、上記第3の発明では、冷媒を混合することによって油分離器(33)からの冷凍機油をより適正な粘度にして圧縮機(14)へ戻すことができるように、油戻し通路(34)に液インジェクション通路(30)が接続されている。従って、油分離器(33)からの冷凍機油の流動性が高くなって、圧縮機構(82)の高圧側の摺動部に冷凍機油がより行き渡りやすくなるので、圧縮機(14)における圧縮機構(82)の潤滑を向上させることができる。 In the third aspect of the invention, the oil return passage (34) is provided so that the refrigeration oil from the oil separator (33) can be returned to the compressor (14) with a more appropriate viscosity by mixing the refrigerant. ) Is connected to the liquid injection passage (30). Accordingly, the fluidity of the refrigerating machine oil from the oil separator (33) is increased, and the refrigerating machine oil is more easily distributed to the sliding part on the high pressure side of the compression mechanism (82), so that the compression mechanism in the compressor (14) The lubrication of (82) can be improved.
また、上記第4の発明では、油分離器(33)からの冷凍機油がより適正な粘度にされて圧縮機(14)へ戻るように、油戻し動作と液インジェクション動作とを同時に行うようにしている。従って、上記第3の発明と同様に、圧縮機(14)における圧縮機構(82)の潤滑を向上させることができる。 In the fourth aspect of the invention, the oil return operation and the liquid injection operation are performed simultaneously so that the refrigeration oil from the oil separator (33) has a more appropriate viscosity and returns to the compressor (14). ing. Therefore, as in the third aspect, lubrication of the compression mechanism (82) in the compressor (14) can be improved.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
〈冷凍装置の全体構成〉
図1は、この実施形態に係る冷凍装置(1)の冷媒回路図である。この冷凍装置(1)は、1台の庫外ユニット(10)と2台並列設置の庫内ユニット(60)とが液側連絡配管(2)とガス側連絡配管(3)で接続されたいわゆるセパレートタイプの冷凍装置(1)であり、冷蔵倉庫内を冷却するように構成されている。
<Overall configuration of refrigeration equipment>
FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram of a refrigeration apparatus (1) according to this embodiment. In this refrigeration system (1), one external unit (10) and two internal units (60) installed in parallel were connected by a liquid side communication pipe (2) and a gas side communication pipe (3). This is a so-called separate type refrigeration apparatus (1), and is configured to cool the inside of a refrigerated warehouse.
庫外ユニット(10)には庫外回路(11)が、各庫内ユニット(60)には庫内回路(61)がそれぞれ設けられている。この冷凍装置(1)では、庫外回路(11)に対して各庫内回路(61)を液側連絡配管(2)及びガス側連絡配管(3)で並列に接続することによって、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷媒回路(4)が構成されている。 The external unit (10) is provided with an external circuit (11), and each internal unit (60) is provided with an internal circuit (61). In this refrigeration system (1), each internal circuit (61) is connected to the external circuit (11) in parallel by the liquid side connecting pipe (2) and the gas side connecting pipe (3), thereby compressing the vapor. A refrigerant circuit (4) that performs a refrigeration cycle of the type is configured.
庫外回路(11)の端部には第1閉鎖弁(12)及び第2閉鎖弁(13)がそれぞれ設けられている。第1閉鎖弁(12)には、液側連絡配管(2)の一端が接続されている。この液側連絡配管(2)の他端は2つに分岐しており、それぞれが庫内回路(61)の液側端に接続されている。第2閉鎖弁(13)には、ガス側連絡配管(3)の一端が接続されている。このガス側連絡配管(3)の他端は2つに分岐しており、それぞれが庫内回路(61)のガス側端に接続されている。 A first closing valve (12) and a second closing valve (13) are provided at the end of the external circuit (11), respectively. One end of the liquid side communication pipe (2) is connected to the first closing valve (12). The other end of the liquid side connection pipe (2) is branched into two, and each is connected to the liquid side end of the internal circuit (61). One end of the gas side communication pipe (3) is connected to the second closing valve (13). The other end of the gas side communication pipe (3) is branched into two, and each is connected to the gas side end of the internal circuit (61).
《庫外ユニット》
庫外ユニット(10)の庫外回路(11)には、3台の圧縮機(14a,14b,14c)、庫外熱交換器(15)、レシーバ(16)、過冷却熱交換器(17)、第1庫外膨張弁(18)、第2庫外膨張弁(19)、四路切換弁(20)、及び油分離器(33)が設けられている。3台の圧縮機(14a,14b,14c)は、可変容量圧縮機(14a)、第1固定容量圧縮機(14b)、及び第2固定容量圧縮機(14c)で構成され、互いに並列に接続されている。
《Outside unit》
The external circuit (11) of the external unit (10) includes three compressors (14a, 14b, 14c), an external heat exchanger (15), a receiver (16), a supercooling heat exchanger (17 ), A first external expansion valve (18), a second external expansion valve (19), a four-way switching valve (20), and an oil separator (33). The three compressors (14a, 14b, 14c) are composed of a variable capacity compressor (14a), a first fixed capacity compressor (14b), and a second fixed capacity compressor (14c), which are connected in parallel to each other. Has been.
可変容量圧縮機(14a)、第1固定容量圧縮機(14b)、及び第2固定容量圧縮機(14c)は何れも、全密閉の高圧ドーム型で、スクロール流体機械で構成された圧縮機構(82)を有するスクロール圧縮機として構成されている。可変容量圧縮機(14a)には、インバータを介して電力が供給される。この可変容量圧縮機(14a)は、インバータの出力周波数を変化させて電動機(85)の回転速度を変更することによって、その容量が変更可能となっている。一方、第1固定容量圧縮機(14b)及び第2固定容量圧縮機(14c)は、電動機(85)が常に一定の回転速度で運転されるものであって、その容量が変更不能となっている。圧縮機(14a,14b,14c)についての詳細は後述する。 The variable capacity compressor (14a), the first fixed capacity compressor (14b), and the second fixed capacity compressor (14c) are all hermetic high-pressure dome type compression mechanisms composed of scroll fluid machines ( 82) is configured as a scroll compressor. Electric power is supplied to the variable capacity compressor (14a) via an inverter. The capacity of the variable capacity compressor (14a) can be changed by changing the output frequency of the inverter to change the rotational speed of the electric motor (85). On the other hand, in the first fixed capacity compressor (14b) and the second fixed capacity compressor (14c), the electric motor (85) is always operated at a constant rotational speed, and the capacities thereof cannot be changed. Yes. Details of the compressors (14a, 14b, 14c) will be described later.
可変容量圧縮機(14a)の吐出側には第1吐出管(21a)の一端が、第1固定容量圧縮機(14b)の吐出側には第2吐出管(21b)の一端が、第2固定容量圧縮機(14c)の吐出側には第3吐出管(21c)の一端がそれぞれ接続されている。第1吐出管(21a)には逆止弁(CV1)が、第2吐出管(21b)には逆止弁(CV2)が、第3吐出管(21c)には逆止弁(CV3)がそれぞれ設けられている。これらの吐出管(21a,21b,21c)の他端は、吐出合流管(21)を介して四路切換弁(20)に接続されている。これらの逆止弁(CV1,CV2,CV3)は、各圧縮機(14a,14b,14c)から吐出合流管(21)へ向かう冷媒の流れのみを許容する弁である。 One end of the first discharge pipe (21a) is on the discharge side of the variable capacity compressor (14a), and one end of the second discharge pipe (21b) is on the discharge side of the first fixed capacity compressor (14b). One end of a third discharge pipe (21c) is connected to the discharge side of the fixed capacity compressor (14c). The first discharge pipe (21a) has a check valve (CV1), the second discharge pipe (21b) has a check valve (CV2), and the third discharge pipe (21c) has a check valve (CV3). Each is provided. The other ends of these discharge pipes (21a, 21b, 21c) are connected to the four-way switching valve (20) via the discharge junction pipe (21). These check valves (CV1, CV2, CV3) are valves that allow only the flow of refrigerant from the compressors (14a, 14b, 14c) toward the discharge junction pipe (21).
可変容量圧縮機(14a)の吸入側には第1吸入管(22a)の一端が、第1固定容量圧縮機(14b)の吸入側には第2吸入管(22b)の一端が、第2固定容量圧縮機(14c)の吸入側には第3吸入管(22c)の一端がそれぞれ接続されている。これらの吸入管(22a,22b,22c)の他端は、吸入合流管(22)を介して四路切換弁(20)に接続されている。 One end of the first suction pipe (22a) is on the suction side of the variable capacity compressor (14a), and one end of the second suction pipe (22b) is on the suction side of the first fixed capacity compressor (14b). One end of a third suction pipe (22c) is connected to the suction side of the fixed capacity compressor (14c). The other ends of these suction pipes (22a, 22b, 22c) are connected to the four-way switching valve (20) via the suction junction pipe (22).
吐出合流管(21)には、油分離器(33)が設けられている。この油分離器(33)は、各圧縮機(14a,14b,14c)の吐出冷媒から冷凍機油を分離するためのものである。油分離器(33)には油戻し通路である油戻し管(34)の一端が接続されている。油戻し管(34)は、他端が第1油戻し管(34a)と第2油戻し管(34b)と第3油戻し管(34c)とに分岐している。各油戻し管(34a,34b,34c)は、各圧縮機(14a,14b,14c)の圧縮機構(82)における中間圧の圧縮室(73)に接続されている。各油戻し管(34a,34b,34c)には、電磁弁(SV1,SV2,SV3)がそれぞれ設けられている。この実施形態では、油分離器(33)からの冷凍機油は、吸入管(22a,22b,22c)ではなく中間圧の圧縮室(73)へ戻されるので、低圧冷媒によって冷却されて粘度が上昇するようなことはない。 The discharge junction pipe (21) is provided with an oil separator (33). The oil separator (33) is for separating the refrigerating machine oil from the refrigerant discharged from each compressor (14a, 14b, 14c). One end of an oil return pipe (34) that is an oil return passage is connected to the oil separator (33). The other end of the oil return pipe (34) is branched into a first oil return pipe (34a), a second oil return pipe (34b), and a third oil return pipe (34c). Each oil return pipe (34a, 34b, 34c) is connected to a compression chamber (73) of intermediate pressure in the compression mechanism (82) of each compressor (14a, 14b, 14c). Each oil return pipe (34a, 34b, 34c) is provided with a solenoid valve (SV1, SV2, SV3), respectively. In this embodiment, the refrigeration oil from the oil separator (33) is returned not to the suction pipe (22a, 22b, 22c) but to the intermediate pressure compression chamber (73), so that it is cooled by the low-pressure refrigerant and the viscosity increases. There is nothing to do.
庫外熱交換器(15)は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であって、熱源側熱交換器を構成している。庫外熱交換器(15)の近傍には、庫外ファン(23)が設けられている。庫外熱交換器(15)は、図示していないが、伝熱管が複数パスに配列されており、冷媒配管が分岐して各パスの伝熱管に接続されている。そして、この庫外熱交換器(15)では、庫外ファン(23)によって送られる庫外空気と伝熱管を流れる冷媒との間で熱交換が行われる。庫外熱交換器(15)の一端は四路切換弁(20)に接続されている。庫外熱交換器(15)の他端は、第1液管(24)を介してレシーバ(16)の頂部に接続されている。第1液管(24)には、レシーバ(16)へ向かう方向への冷媒の流れのみを許容する逆止弁(CV4)が設けられている。 The external heat exchanger (15) is a cross-fin type fin-and-tube heat exchanger, and constitutes a heat source side heat exchanger. An external fan (23) is provided in the vicinity of the external heat exchanger (15). Although the external heat exchanger (15) is not illustrated, the heat transfer tubes are arranged in a plurality of paths, and the refrigerant pipes are branched and connected to the heat transfer tubes of the respective paths. And in this outside heat exchanger (15), heat exchange is performed between the outside air sent by the outside fan (23) and the refrigerant flowing through the heat transfer tube. One end of the external heat exchanger (15) is connected to the four-way switching valve (20). The other end of the external heat exchanger (15) is connected to the top of the receiver (16) via the first liquid pipe (24). The first liquid pipe (24) is provided with a check valve (CV4) that allows only the flow of the refrigerant in the direction toward the receiver (16).
過冷却熱交換器(17)は、高圧側流路(17a)と低圧側流路(17b)とを備え、各流路(17a,17b)を流れる冷媒同士を熱交換させるものである。この過冷却熱交換器(17)は、例えばプレート熱交換器により構成されている。 The supercooling heat exchanger (17) includes a high-pressure channel (17a) and a low-pressure channel (17b), and exchanges heat between the refrigerants flowing through the channels (17a, 17b). This supercooling heat exchanger (17) is constituted by, for example, a plate heat exchanger.
高圧側流路(17a)の流入端は、冷媒配管を介してレシーバ(16)の底部に接続されている。また、高圧側流路(17a)の流出端は、第2液管(25)を介して第1閉鎖弁(12)に接続されている。第2液管(25)には、液側連絡配管(2)へ向かう冷媒の流れのみを許容する逆止弁(CV5)が設けられている。 The inflow end of the high-pressure channel (17a) is connected to the bottom of the receiver (16) via a refrigerant pipe. The outflow end of the high-pressure channel (17a) is connected to the first closing valve (12) via the second liquid pipe (25). The second liquid pipe (25) is provided with a check valve (CV5) that allows only the flow of refrigerant toward the liquid side communication pipe (2).
一方、低圧側流路(17b)の流入端には、逆止弁(CV5)の上流側で第2液管(25)から分岐した第1分岐管(26)が接続されている。第1分岐管(26)には、第1庫外膨張弁(18)が設けられている。この第1庫外膨張弁(18)は、開度を調節可能な電子膨張弁により構成されている。また、低圧側流路(17b)の流出端には、各圧縮機(14a,14b,14c)の圧縮機構(82)へ液冷媒を注入するための液インジェクション通路である液インジェクション管(30)の一端が接続されている。 On the other hand, the first branch pipe (26) branched from the second liquid pipe (25) on the upstream side of the check valve (CV5) is connected to the inflow end of the low pressure side flow path (17b). The first branch pipe (26) is provided with a first external expansion valve (18). The first outside expansion valve (18) is an electronic expansion valve whose opening degree can be adjusted. Further, at the outflow end of the low-pressure channel (17b), a liquid injection pipe (30) which is a liquid injection passage for injecting liquid refrigerant into the compression mechanism (82) of each compressor (14a, 14b, 14c) Are connected at one end.
液インジェクション管(30)は、他端が第1液インジェクション管(30a)と第2液インジェクション管(30b)と第3液インジェクション管(30c)とに分岐している。各液インジェクション管(30a,30b,30c)は、各油戻し管(34a,34b,34c)において電磁弁(SV1,SV2,SV3)と圧縮機(14a,14b,14c)との間に接続されている。各液インジェクション管(30a,30b,30c)には、電磁弁(SV4,SV5,SV6)がそれぞれ設けられている。 The other end of the liquid injection pipe (30) branches into a first liquid injection pipe (30a), a second liquid injection pipe (30b), and a third liquid injection pipe (30c). Each liquid injection pipe (30a, 30b, 30c) is connected between the solenoid valve (SV1, SV2, SV3) and the compressor (14a, 14b, 14c) in each oil return pipe (34a, 34b, 34c). ing. Each liquid injection pipe (30a, 30b, 30c) is provided with a solenoid valve (SV4, SV5, SV6).
レシーバ(16)は、上述したように庫外熱交換器(15)と過冷却熱交換器(17)との間に配置され、庫外熱交換器(15)で凝縮した高圧冷媒を一時的に貯留できるようになっている。レシーバ(16)の頂部には、ガス抜き配管(27)の一端が接続されている。ガス抜き配管(27)は、逆止弁(CV7)が設けられ、他端が第1吐出管(21a)に接続されている。この逆止弁(CV7)は、レシーバ(16)から吐出合流管(21)への冷媒の流れのみを許容する弁である。 As described above, the receiver (16) is arranged between the external heat exchanger (15) and the supercooling heat exchanger (17), and temporarily stores the high-pressure refrigerant condensed in the external heat exchanger (15). Can be stored. One end of a gas vent pipe (27) is connected to the top of the receiver (16). The gas vent pipe (27) is provided with a check valve (CV7), and the other end is connected to the first discharge pipe (21a). This check valve (CV7) is a valve that allows only the flow of refrigerant from the receiver (16) to the discharge junction pipe (21).
第2液管(25)における逆止弁(CV5)と第1閉鎖弁(12)との間には、第2分岐管(28)の一端が接続されている。第2分岐管(28)の他端は、第1液管(24)における逆止弁(CV4)とレシーバ(16)との間に接続されている。第2分岐管(28)には、レシーバ(16)へ向かう冷媒の流れのみを許容する逆止弁(CV6)が設けられている。 One end of the second branch pipe (28) is connected between the check valve (CV5) and the first closing valve (12) in the second liquid pipe (25). The other end of the second branch pipe (28) is connected between the check valve (CV4) and the receiver (16) in the first liquid pipe (24). The second branch pipe (28) is provided with a check valve (CV6) that allows only the flow of refrigerant toward the receiver (16).
第1液管(24)と第2液管(25)との間には、レシーバ(16)及び過冷却熱交換器(17)をバイパスする第3分岐管(29)が接続されている。第3分岐管(29)は、第1液管(24)においては庫外熱交換器(15)と逆止弁(CV4)との間に接続され、第2液管(25)においては過冷却熱交換器(17)と第1分岐管(26)との接続部との間に接続されている。この第3分岐管(29)には、第2庫外膨張弁(19)が設けられている。第2庫外膨張弁(19)は、開度が調節可能な電子膨張弁であって、熱源側膨張弁を構成している。 A third branch pipe (29) that bypasses the receiver (16) and the supercooling heat exchanger (17) is connected between the first liquid pipe (24) and the second liquid pipe (25). The third branch pipe (29) is connected between the external heat exchanger (15) and the check valve (CV4) in the first liquid pipe (24) and excessive in the second liquid pipe (25). It connects between the connection part of a cooling heat exchanger (17) and a 1st branch pipe (26). The third branch pipe (29) is provided with a second external expansion valve (19). The second external expansion valve (19) is an electronic expansion valve whose opening degree can be adjusted, and constitutes a heat source side expansion valve.
第1分岐管(26)と液インジェクション管(30)との間には、過冷却熱交換器(17)をバイパスする第4分岐管(31)が接続されている。第4分岐管(31)は、第1分岐管(26)においては第1庫外膨張弁(18)の下流側に接続され、液インジェクション管(30)においては各圧縮機(14a,14b,14c)への分岐点の上流側に接続されている。第4分岐管(31)には、電磁弁(SV7)が設けられている。 A fourth branch pipe (31) that bypasses the supercooling heat exchanger (17) is connected between the first branch pipe (26) and the liquid injection pipe (30). The fourth branch pipe (31) is connected to the downstream side of the first external expansion valve (18) in the first branch pipe (26), and the compressors (14a, 14b, It is connected upstream of the branch point to 14c). The fourth branch pipe (31) is provided with a solenoid valve (SV7).
四路切換弁(20)は、第1ポート(P1)が吐出合流管(21)に、第2ポート(P2)が吸入合流管(22)に、第3ポート(P3)が庫外熱交換器(15)に、第4ポート(P4)が第2閉鎖弁(13)にそれぞれ接続されている。この四路切換弁(20)は、第1ポート(P1)と第3ポート(P3)が互いに連通して第2ポート(P2)と第4ポート(P4)が互いに連通する第1状態(図1に実線で示す状態)と、第1ポート(P1)と第4ポート(P4)が互いに連通して第2ポート(P2)と第3ポート(P3)が互いに連通する第2状態(図1に破線で示す状態)とに切り換え可能となっている。 The four-way selector valve (20) has the first port (P1) for the discharge junction pipe (21), the second port (P2) for the suction junction pipe (22), and the third port (P3) for external heat exchange. The container (15) has a fourth port (P4) connected to the second closing valve (13). The four-way selector valve (20) is in a first state in which the first port (P1) and the third port (P3) communicate with each other and the second port (P2) and the fourth port (P4) communicate with each other (see FIG. 1 and a second state (FIG. 1) in which the first port (P1) and the fourth port (P4) communicate with each other and the second port (P2) and the third port (P3) communicate with each other. In a state indicated by a broken line in FIG.
庫外回路(11)には、各種のセンサや圧力スイッチも設けられている。具体的に、吸入合流管(22)には吸入温度センサ(35)と吸入圧力センサ(36)が設けられている。各吐出管(21a,21b,21c)には、高圧圧力スイッチ(37a,37b,37c)と吐出ガス温度センサ(38a,38b,38c)が設けられている。各高圧圧力スイッチ(37a,37b,37c)は、吐出圧力を検出し、異常高圧時に保護装置として冷凍装置(1)を緊急停止させるものである。第1吐出管(21a)と第2吐出管(21b)と第3吐出管(21c)と合流箇所(吐出合流管(21)の上流端)には、吐出圧力センサ(43)が設けられている。また、庫外熱交換器(15)の第2液管(25)には、液温度センサ(45)が設けられている。 The external circuit (11) is also provided with various sensors and pressure switches. Specifically, the suction junction pipe (22) is provided with a suction temperature sensor (35) and a suction pressure sensor (36). Each discharge pipe (21a, 21b, 21c) is provided with a high pressure switch (37a, 37b, 37c) and a discharge gas temperature sensor (38a, 38b, 38c). Each high pressure switch (37a, 37b, 37c) detects the discharge pressure, and urgently stops the refrigeration apparatus (1) as a protection device when the pressure is abnormally high. The first discharge pipe (21a), the second discharge pipe (21b), the third discharge pipe (21c), and the junction (the upstream end of the discharge junction pipe (21)) are provided with a discharge pressure sensor (43). Yes. Moreover, the liquid temperature sensor (45) is provided in the 2nd liquid pipe (25) of the external heat exchanger (15).
上記の各センサ(35,36,38,43,44,45)やスイッチ(37)は、この冷凍装置(1)の動作を制御するコントローラ(50)に接続されている。このコントローラ(50)は、各センサ(35,36,38,43,44,45)やスイッチ(37)の出力に応じて、各圧縮機(14a,14b,14c)、四路切換弁(20)、電子膨張弁(18,19)、及び電磁弁(SV1〜SV7)などの制御を行う。そして、コントローラ(50)は、これらの弁のうち電磁弁(SV1〜SV3)を制御することで油分離器(33)から各圧縮機(14a,14b,14c)の圧縮機構(82)へ冷凍機油を戻す油戻し動作と、第1庫外膨張弁(18)及び電磁弁(SV4〜SV7)を制御することで液インジェクション管(30)を用いて各圧縮機(14a,14b,14c)の圧縮機構(82)へ液冷媒を注入する液インジェクション動作とを制御するように構成されている。油戻し動作と液インジェクション動作との詳細については後述する。 Each of the sensors (35, 36, 38, 43, 44, 45) and the switch (37) are connected to a controller (50) that controls the operation of the refrigeration apparatus (1). This controller (50) is provided with each compressor (14a, 14b, 14c) and four-way switching valve (20) according to the output of each sensor (35, 36, 38, 43, 44, 45) and switch (37). ), Electronic expansion valves (18, 19), and solenoid valves (SV1 to SV7). The controller (50) controls the solenoid valves (SV1 to SV3) among these valves to refrigerate from the oil separator (33) to the compression mechanism (82) of each compressor (14a, 14b, 14c). The oil return operation to return the machine oil, the first external expansion valve (18) and the solenoid valve (SV4 to SV7) are controlled to use the liquid injection pipe (30) for each compressor (14a, 14b, 14c). The liquid injection operation for injecting the liquid refrigerant into the compression mechanism (82) is controlled. Details of the oil return operation and the liquid injection operation will be described later.
《庫内ユニット》
2つの庫内ユニット(60)は同様に構成されている。各庫内ユニット(60)の庫内回路(61)では、その液側端からガス側端へ向かって順に、ドレンパン加熱用配管(62)、庫内膨張弁(63)、及び庫内熱交換器(64)が設けられている。
<Inside unit>
The two internal units (60) are similarly configured. In the internal circuit (61) of each internal unit (60), the drain pan heating pipe (62), the internal expansion valve (63), and the internal heat exchange in that order from the liquid side end to the gas side end A vessel (64) is provided.
庫内膨張弁(63)は、開度が調節可能な電子膨張弁であって、利用側膨張弁を構成している。また、庫内熱交換器(64)は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であって、利用側熱交換器を構成している。この庫内熱交換器(64)の近傍には、庫内ファン(65)が設けられている。庫内熱交換器(64)は、図示していないが、伝熱管が複数パスに配列されており、冷媒配管が分岐して各パスの伝熱管に接続されている。そして、この庫内熱交換器(64)では、庫内ファン(65)によって送られる庫内空気と伝熱管を流れる冷媒との間で熱交換が行われる。 The internal expansion valve (63) is an electronic expansion valve whose opening degree can be adjusted, and constitutes a use side expansion valve. The internal heat exchanger (64) is a cross fin type fin-and-tube heat exchanger, and constitutes a use side heat exchanger. An internal fan (65) is provided in the vicinity of the internal heat exchanger (64). Although the internal heat exchanger (64) is not shown, the heat transfer tubes are arranged in a plurality of paths, and the refrigerant pipes are branched and connected to the heat transfer tubes of the respective paths. In the internal heat exchanger (64), heat is exchanged between the internal air sent by the internal fan (65) and the refrigerant flowing through the heat transfer tubes.
また、庫内熱交換器(64)の下方には、ドレンパン加熱用配管(62)が配設されたドレンパン(66)が設けられている。このドレンパン(66)は、庫内熱交換器(64)の表面から落下する霜や結露水を回収するものである。ドレンパン(66)では、回収した霜や結露水が凍結して生成される氷塊をドレンパン加熱用配管(62)を流通する冷媒の熱を利用して融解する。 A drain pan (66) provided with a drain pan heating pipe (62) is provided below the internal heat exchanger (64). This drain pan (66) collects frost and condensed water falling from the surface of the internal heat exchanger (64). In the drain pan (66), the ice mass generated by freezing the collected frost and dew condensation water is melted using the heat of the refrigerant flowing through the drain pan heating pipe (62).
また、庫内回路(61)には、3つの温度センサが設けられている。具体的に、庫内熱交換器(64)の伝熱管には、蒸発温度センサ(67)が設けられている。庫内回路(61)におけるガス側端の近傍には、ガス温度センサ(68)が設けられている。庫内ファン(65)の近傍には、庫内温度センサ(69)が設けられている。 The internal circuit (61) is provided with three temperature sensors. Specifically, an evaporation temperature sensor (67) is provided in the heat transfer tube of the internal heat exchanger (64). A gas temperature sensor (68) is provided in the vicinity of the gas side end of the internal circuit (61). In the vicinity of the internal fan (65), an internal temperature sensor (69) is provided.
〈圧縮機の構成〉
各圧縮機(14a,14b,14c)の構成を図2及び図3に従って説明する。なお、各圧縮機(14a,14b,14c)は同様に構成されているため、ここでは可変容量圧縮機(14a)の構成について説明する。
<Compressor configuration>
The structure of each compressor (14a, 14b, 14c) is demonstrated according to FIG.2 and FIG.3. In addition, since each compressor (14a, 14b, 14c) is comprised similarly, the structure of a variable capacity compressor (14a) is demonstrated here.
可変容量圧縮機(14a)は、いわゆる全密閉型に構成されている。この可変容量圧縮機(14a)は、縦長で密閉容器状のケーシング(70)を備えている。このケーシング(70)は、縦長の円筒状に形成された1つの胴部材(71)と、それぞれ椀状に形成されて胴部材(71)の上端と下端に1つずつ取り付けられた鏡板部材(72a,72b)とによって構成されている。ケーシング(70)の底部には冷凍機油が貯留される油溜まりが形成されている。 The variable capacity compressor (14a) is configured as a so-called hermetic type. The variable capacity compressor (14a) includes a casing (70) that is vertically long and sealed. The casing (70) includes one barrel member (71) formed in a vertically long cylindrical shape, and end plate members (one each formed in a bowl shape and attached to the upper end and the lower end of the barrel member (71)). 72a, 72b). An oil sump for storing refrigerating machine oil is formed at the bottom of the casing (70).
ケーシング(70)の内部には、下から上へ向かって順に、下部軸受部材(81)と、電動機(85)と、圧縮機構(82)とが配置されている。また、ケーシング(70)の内部には、上下に延びるクランク軸(90)が設けられている。 In the casing (70), a lower bearing member (81), an electric motor (85), and a compression mechanism (82) are arranged in order from the bottom to the top. A crankshaft (90) extending vertically is provided inside the casing (70).
ケーシング(70)は、上側の鏡板部材(72a)を第1吸入管(22a)及び第1油戻し管(34a)が上下方向に貫通し、胴部材(71)を第1吐出管(21a)が水平方向に貫通している。第1吸入管(22a)及び第1油戻し管(34a)は圧縮機構(82)に接続され、第1吐出管(21a)はその入口が圧縮機構(82)と電動機(85)との間の空間に開口している。 In the casing (70), the first suction pipe (22a) and the first oil return pipe (34a) penetrate the upper end plate member (72a) in the vertical direction, and the body member (71) passes through the first discharge pipe (21a). Penetrates horizontally. The first suction pipe (22a) and the first oil return pipe (34a) are connected to the compression mechanism (82), and the first discharge pipe (21a) has an inlet between the compression mechanism (82) and the electric motor (85). Open to the space.
クランク軸(90)は、主軸部(91)と偏心部(92)とを備えている。主軸部(91)は、その上端部がやや大径に形成されている。偏心部(92)は、主軸部(91)よりも小径の円柱状に形成され、主軸部(91)の上端面に立設されている。この偏心部(92)は、その軸心が主軸部(91)の軸心に対して偏心している。 The crankshaft (90) includes a main shaft portion (91) and an eccentric portion (92). The upper end portion of the main shaft portion (91) has a slightly larger diameter. The eccentric part (92) is formed in a columnar shape having a smaller diameter than the main shaft part (91), and is erected on the upper end surface of the main shaft part (91). The eccentric portion (92) has an axis that is eccentric with respect to the axis of the main shaft portion (91).
下部軸受部材(81)は、ケーシング(70)の胴部材(71)の下端付近に固定されている。下部軸受部材(81)の中心部には滑り軸受けが形成されており、この滑り軸受けは主軸部(91)の下端部を回転自在に支持している。 The lower bearing member (81) is fixed near the lower end of the body member (71) of the casing (70). A slide bearing is formed at the center of the lower bearing member (81), and this slide bearing rotatably supports the lower end portion of the main shaft portion (91).
電動機(85)は、ステータ(83)とロータ(84)とを備えている。ステータ(83)は、ケーシング(70)の胴部材(71)に固定されている。このステータ(83)は、ケーシング(70)の胴部材(71)に取り付けられた給電端子と電気的に接続されている。一方、ロータ(84)は、ステータ(83)の内側に配置され、クランク軸(90)の主軸部(91)に固定されている。 The electric motor (85) includes a stator (83) and a rotor (84). The stator (83) is fixed to the body member (71) of the casing (70). The stator (83) is electrically connected to a power supply terminal attached to the body member (71) of the casing (70). On the other hand, the rotor (84) is disposed inside the stator (83) and is fixed to the main shaft portion (91) of the crankshaft (90).
ステータ(83)とロータ(84)との間には、微小な隙間(エアギャップ)が上下方向に延びるように形成されている(図示省略)。ステータ(83)の外周面には、ステータ(83)の上端面から下端面に延びるコアカットが切欠形成されている(図示省略)。コアカットは、ステータ(83)の周方向に所定間隔で複数形成されている。 A minute gap (air gap) is formed between the stator (83) and the rotor (84) so as to extend in the vertical direction (not shown). A core cut extending from the upper end surface of the stator (83) to the lower end surface is formed in the outer peripheral surface of the stator (83) (not shown). A plurality of core cuts are formed at predetermined intervals in the circumferential direction of the stator (83).
圧縮機構(82)は、ハウジング(77)と、そのハウジング(77)の上面に密着して配置される固定スクロール(75)と、その固定スクロール(75)に噛合する可動スクロール(76)とを備えている。固定スクロール(75)は、ボルトによってハウジング(77)の上面に固定されている。 The compression mechanism (82) includes a housing (77), a fixed scroll (75) disposed in close contact with the upper surface of the housing (77), and a movable scroll (76) meshing with the fixed scroll (75). I have. The fixed scroll (75) is fixed to the upper surface of the housing (77) by bolts.
ハウジング(77)は、その中央部が窪んだ比較的厚肉の円板状に形成されている。ハウジング(77)は、その外周面において周方向の全体に亘ってケーシング(70)に圧入固定されている。つまり、ケーシング(70)とハウジング(77)とは全周に亘って気密状に密着されている。そして、ケーシング(70)内がハウジング(77)の下方の高圧空間(100)とハウジング(77)の上方の低圧空間(101)とに区画されている。また、ハウジング(77)の中央部には、クランク軸(90)の主軸部(91)が挿通されている。そして、このハウジング(77)は、クランク軸(90)の主軸部(91)を回転自在に支持する軸受けを構成している。 The housing (77) is formed in a relatively thick disk shape with a recessed central portion. The housing (77) is press-fitted and fixed to the casing (70) over the entire circumferential direction on the outer peripheral surface thereof. That is, the casing (70) and the housing (77) are in tight contact with each other over the entire circumference. The casing (70) is partitioned into a high-pressure space (100) below the housing (77) and a low-pressure space (101) above the housing (77). The main shaft portion (91) of the crankshaft (90) is inserted through the center portion of the housing (77). The housing (77) constitutes a bearing that rotatably supports the main shaft portion (91) of the crankshaft (90).
可動スクロール(76)は、可動側鏡板(76b)と、可動側ラップ(76a)と、突出部(76c)とを備えている。可動側鏡板(76b)は略円板状に形成されている。可動側ラップ(76a)は、可動側鏡板(76b)の上面に立設された高さが一定の渦巻き壁状に形成されている。突出部(76c)は、円筒状に形成されて、可動側鏡板(76b)の下面から突出している。可動側鏡板(76b)と可動側ラップ(76a)と突出部(76c)とは一体形成されている。この可動スクロール(76)は、オルダムリング(79)を介してハウジング(77)に支持されると共に突出部(76c)にクランク軸(90)の偏心部(92)が挿入され、このクランク軸(90)の回転により自転することなくハウジング(77)内を公転するようになっている。 The movable scroll (76) includes a movable side end plate (76b), a movable side wrap (76a), and a protrusion (76c). The movable side end plate (76b) is formed in a substantially disc shape. The movable side wrap (76a) is formed in a spiral wall shape with a fixed height standing on the upper surface of the movable side end plate (76b). The protruding portion (76c) is formed in a cylindrical shape and protrudes from the lower surface of the movable side end plate (76b). The movable side end plate (76b), the movable side wrap (76a), and the protrusion (76c) are integrally formed. The movable scroll (76) is supported by the housing (77) via the Oldham ring (79) and the eccentric part (92) of the crankshaft (90) is inserted into the protrusion (76c). The inside of the housing (77) is revolved without rotating by the rotation of 90).
固定スクロール(75)は、比較的厚肉の円板状に形成されており、固定側鏡板(75b)と固定側ラップ(75a)とを備えている。固定側鏡板(75b)は略円板状に形成されている。固定側ラップ(75a)は、固定側鏡板(75b)の下面に立設された高さが一定の渦巻き壁状に形成されている。この固定側ラップ(75a)は、固定スクロール(75)を下面側から彫り込むことによって形成されている。 The fixed scroll (75) is formed in a relatively thick disk shape, and includes a fixed side end plate (75b) and a fixed side wrap (75a). The fixed side end plate (75b) is formed in a substantially disc shape. The fixed-side wrap (75a) is formed in a spiral wall shape with a fixed height standing on the lower surface of the fixed-side end plate (75b). The fixed side wrap (75a) is formed by carving the fixed scroll (75) from the lower surface side.
圧縮機構(82)では、固定スクロール(75)の固定側ラップ(75a)と、可動スクロール(76)の可動側ラップ(76a)とが噛み合わされている。そして、固定側ラップ(75a)と可動側ラップ(76a)とが互いに噛み合うことによって、両ラップ(75a,76a)の接触部の間に複数の圧縮室(73)が形成される。この圧縮室(73)は、可動スクロール(76)の公転に伴い、両ラップ(75a,76a)間の容積が中心に向かって収縮することで冷媒を圧縮するように構成されている。 In the compression mechanism (82), the fixed side wrap (75a) of the fixed scroll (75) and the movable side wrap (76a) of the movable scroll (76) are meshed with each other. The fixed wrap (75a) and the movable wrap (76a) mesh with each other, thereby forming a plurality of compression chambers (73) between the contact portions of both wraps (75a, 76a). The compression chamber (73) is configured to compress the refrigerant by the volume between the wraps (75a, 76a) contracting toward the center as the movable scroll (76) revolves.
なお、本実施形態の各圧縮機(14a,14b,14c)では、いわゆる非対称渦巻き構造が採用されており、固定側ラップ(75a)と可動側ラップ(76a)とで巻き数(渦巻きの長さ)が相違している。上記複数の圧縮室(73)は、固定側ラップ(75a)の内周面と可動側ラップ(76a)の外周面との間に構成される第1圧縮室(73a)と、固定側ラップ(75a)の外周面と可動側ラップ(76a)の内周面との間に構成される第2圧縮室(73b)とから構成される。 In addition, in each compressor (14a, 14b, 14c) of this embodiment, what is called an asymmetrical spiral structure is employ | adopted, and the number of windings (length of a spiral) with a fixed side wrap (75a) and a movable side wrap (76a). ) Is different. The plurality of compression chambers (73) includes a first compression chamber (73a) configured between an inner peripheral surface of the fixed side wrap (75a) and an outer peripheral surface of the movable side wrap (76a), and a fixed side wrap ( 75a) and a second compression chamber (73b) configured between the outer peripheral surface of the movable side wrap (76a).
固定側ラップ(75a)の外側端部と可動側ラップ(76a)の外側端部とは、第1吸入管(22a)が挿入される吸入ポート(98)に位置している。この吸入ポート(98)は、可動スクロール(76)の公転運動に伴って、第1圧縮室(73a)と第2圧縮室(73b)のそれぞれに間欠的に連通する。この吸入ポート(98)には、圧縮室(73a,73b)への冷媒の吸入のみを許容し、逆向きの冷媒の流れを禁止する逆止弁が設けられている(図示省略)。また、吸入ポート(98)と低圧空間(101)とを連通させる連通ポートが、吸入ポート(98)に隣接して形成されている。 The outer end portion of the fixed wrap (75a) and the outer end portion of the movable wrap (76a) are positioned at the suction port (98) into which the first suction pipe (22a) is inserted. The suction port (98) intermittently communicates with each of the first compression chamber (73a) and the second compression chamber (73b) as the movable scroll (76) revolves. The suction port (98) is provided with a check valve (not shown) that allows only the refrigerant to be sucked into the compression chambers (73a, 73b) and prohibits the reverse flow of the refrigerant. Further, a communication port for communicating the suction port (98) and the low pressure space (101) is formed adjacent to the suction port (98).
固定スクロール(75)の固定側鏡板(75b)には、圧縮室(73)に連通する吐出通路(93)と、その吐出通路(93)に連続する拡大凹部(94)とが形成されている。吐出通路(93)は、固定側鏡板(75b)の中央に形成されている。この吐出通路(93)は、可動スクロール(76)の公転運動に伴って第1圧縮室(73a)と第2圧縮室(73b)のそれぞれに間欠的に連通する。拡大凹部(94)は、固定側鏡板(75b)の中央部から後述する連絡通路(103)側に延びる凹状に形成されている。固定スクロール(75)の上面には、この拡大凹部(94)を塞ぐように蓋体(95)が固定されている。そして、拡大凹部(94)に蓋体(95)が覆い被せられることで圧縮機構(82)の運転音を消音させるマフラー空間(96)が形成されている。 The fixed end plate (75b) of the fixed scroll (75) has a discharge passage (93) communicating with the compression chamber (73) and an enlarged recess (94) continuous with the discharge passage (93). . The discharge passage (93) is formed in the center of the fixed side end plate (75b). The discharge passage (93) intermittently communicates with each of the first compression chamber (73a) and the second compression chamber (73b) as the movable scroll (76) revolves. The enlarged concave portion (94) is formed in a concave shape extending from the central portion of the fixed side end plate (75b) toward the communication passage (103) described later. A lid (95) is fixed on the upper surface of the fixed scroll (75) so as to close the enlarged recess (94). And the muffler space (96) which silences the driving | running | working sound of a compression mechanism (82) is formed by covering a cover (95) to an expansion recessed part (94).
また、固定スクロール(75)の固定側鏡板(75b)には、第1油戻し管(34a)を挿入するための油戻しポート(99)が形成されている。油戻しポート(99)は、拡大凹部(94)が形成されていない部分において固定側鏡板(75b)を貫通している。油戻しポート(99)の出口端は、各ラップ(75a,76a)の外側端部と内側端部との間の位置において固定側ラップ(75a)を跨ぐように開口している。つまり、第1油戻し管(34a)は、運転中に低圧の吸入冷媒と高圧の吐出冷媒との中間圧になる第1圧縮室(73a)及び第2圧縮室(73b)の両方に連通している。 An oil return port (99) for inserting the first oil return pipe (34a) is formed in the fixed side end plate (75b) of the fixed scroll (75). The oil return port (99) passes through the fixed side end plate (75b) at a portion where the enlarged recess (94) is not formed. The outlet end of the oil return port (99) opens so as to straddle the fixed side wrap (75a) at a position between the outer end and the inner end of each wrap (75a, 76a). That is, the first oil return pipe (34a) communicates with both the first compression chamber (73a) and the second compression chamber (73b), which are intermediate pressures between the low-pressure intake refrigerant and the high-pressure discharge refrigerant during operation. ing.
この実施形態では、油分離器(33)からの冷凍機油を吸入管(22a,22b,22c)ではなく中間圧の圧縮室(73)に戻すので、油分離器(33)から冷凍機油と共に高圧冷媒が圧縮機(14)へ戻ってきても、圧縮機(14)が吸入する低圧冷媒の量は変化しない。また、冷凍機油を戻す位置が圧縮機構(82)の高圧側に近く、適正な粘度の冷凍機油を直接スクロール内部に噴射しているので、冷凍機油を低圧側へ戻す場合に比べて冷凍機油が高圧側へ行き渡りやすくなっている。なお、スクロール圧縮機では、不足圧縮の状態の時に吐出通路(93)から吐出された冷媒が逆流することでスクロールの中心側へ冷凍機油が行き渡りにくくなるが、ある程度の量の冷凍機油を中間圧の圧縮室(73)に直接噴射して供給するので、不足圧縮の状態の時のスクロールの中心側の潤滑も改善される。 In this embodiment, since the refrigerating machine oil from the oil separator (33) is returned to the compression chamber (73) of the intermediate pressure instead of the suction pipe (22a, 22b, 22c), the oil pressure from the oil separator (33) is increased together with the refrigerating machine oil. Even if the refrigerant returns to the compressor (14), the amount of low-pressure refrigerant sucked by the compressor (14) does not change. In addition, the position where the refrigerating machine oil is returned is close to the high pressure side of the compression mechanism (82), and the refrigerating machine oil with the appropriate viscosity is directly injected into the scroll, so that the refrigerating machine oil is less than when the refrigerating machine oil is returned to the low pressure side. It is easy to reach the high-pressure side. In the scroll compressor, the refrigerant discharged from the discharge passage (93) flows backward in the undercompressed state, making it difficult for the refrigerating machine oil to reach the center of the scroll. Since this is directly injected into the compression chamber (73) and supplied, the lubrication on the center side of the scroll when undercompressed is also improved.
圧縮機構(82)には、固定スクロール(75)とハウジング(77)とに亘り、連絡通路(103)が形成されている。この連絡通路(103)は、固定スクロール(75)に切欠形成されたスクロール側通路(103a)と、ハウジング(77)に切欠形成されたハウジング側通路(103b)とが連通されて構成されている。そして、スクロール側通路(103a)の上端は拡大凹部(94)に開口し、ハウジング側通路(103b)の下端はハウジング(77)の下端面で開口している。つまり、連絡通路(103)は、マフラー空間(96)と、圧縮機構(82)と電動機(85)との間の空間とを連通している。 A communication passage (103) is formed in the compression mechanism (82) across the fixed scroll (75) and the housing (77). The communication passage (103) is formed by communicating a scroll-side passage (103a) formed in the fixed scroll (75) with a notch and a housing-side passage (103b) formed in the housing (77). . The upper end of the scroll side passage (103a) opens into the enlarged recess (94), and the lower end of the housing side passage (103b) opens at the lower end surface of the housing (77). That is, the communication path (103) communicates the muffler space (96) and the space between the compression mechanism (82) and the electric motor (85).
クランク軸(90)の内部には、第1給油通路(104)が形成されている。第1給油通路(104)は、クランク軸(90)の下端面から偏心部(92)の上端面まで延びる主通路と、主通路から各軸受面に延びる枝通路とから構成されている。また、可動スクロール(76)の可動側鏡板(76b)には、可動スクロール(76)の外周側における固定スクロール(75)との摺接面に冷凍機油を供給するための第2給油通路(105)が形成されている。第2給油通路(105)は、可動側鏡板(76b)の上記摺接面に形成された環状の油溝(105a)と、突出部(76c)の基端部付近から外側へ向かって径方向に延びる内部通路(105b)とから構成されている。内部通路(105b)は、突出部(76c)の内側に入口端が開口して、出口端が油溝(105a)に開口している。内部通路(105b)は、可動側鏡板(76b)の外周面に開口する円形孔にネジ部材が挿入されることによりスパイラル状に形成されている。第1給油通路(104)及び第2給油通路(105)は、給油機構を構成している。 A first oil supply passage (104) is formed in the crankshaft (90). The first oil supply passage (104) includes a main passage extending from the lower end surface of the crankshaft (90) to the upper end surface of the eccentric portion (92), and a branch passage extending from the main passage to each bearing surface. The movable end plate (76b) of the movable scroll (76) has a second oil supply passage (105 for supplying refrigeration oil to the sliding contact surface with the fixed scroll (75) on the outer peripheral side of the movable scroll (76). ) Is formed. The second oil supply passage (105) is formed in the radial direction from the annular oil groove (105a) formed on the sliding contact surface of the movable side end plate (76b) to the outside from the vicinity of the base end of the protrusion (76c). And an internal passage (105b) extending in the direction. The internal passage (105b) has an inlet end opened inside the protrusion (76c) and an outlet end opened in the oil groove (105a). The internal passage (105b) is formed in a spiral shape by inserting a screw member into a circular hole opened in the outer peripheral surface of the movable side end plate (76b). The first oil supply passage (104) and the second oil supply passage (105) constitute an oil supply mechanism.
−冷凍装置の運転動作−
以下に、本実施形態の冷凍装置(1)の運転動作について説明する。この冷凍装置(1)の冷却運転では、3台の圧縮機(14a,14b,14c)のうち少なくとも1台が運転されて、各庫内ユニット(60)で庫内の冷却が行われる。
-Operation of refrigeration equipment-
Below, the operation | movement operation | movement of the freezing apparatus (1) of this embodiment is demonstrated. In the cooling operation of the refrigeration apparatus (1), at least one of the three compressors (14a, 14b, 14c) is operated, and the internal unit (60) cools the interior.
<冷却運転>
冷却運転時には、四路切換弁(20)が第1状態に設定される。また、第1庫外膨張弁(18)の開度が適宜調節される一方、第2庫外膨張弁(19)が全閉状態となる。庫内回路(61)では、庫内膨張弁(63)の開度が適宜調節される。各電磁弁(SV1〜SV7)は、運転状態に応じて開閉される。そして、この状態で圧縮機(14a,14b,14c)を運転すると、冷媒回路(4)では庫外熱交換器(15)が凝縮器となって各庫内熱交換器(64)が蒸発器となる蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。冷媒回路(4)では、図1に示す実線の矢印の方向に冷媒が流れる。
<Cooling operation>
During the cooling operation, the four-way selector valve (20) is set to the first state. Further, the opening degree of the first external expansion valve (18) is adjusted as appropriate, while the second external expansion valve (19) is fully closed. In the internal circuit (61), the opening degree of the internal expansion valve (63) is appropriately adjusted. Each solenoid valve (SV1 to SV7) is opened and closed according to the operating state. When the compressors (14a, 14b, 14c) are operated in this state, the external heat exchanger (15) becomes a condenser in the refrigerant circuit (4), and each internal heat exchanger (64) is an evaporator. A vapor compression refrigeration cycle is performed. In the refrigerant circuit (4), the refrigerant flows in the direction of the solid arrow shown in FIG.
具体的に、圧縮機(14a,14b,14c)が運転されると、圧縮機(14a,14b,14c)は低圧圧力のガス冷媒を吸入し、所定の圧力に圧縮して吐出する。圧縮機(14a,14b,14c)から吐出された高圧圧力のガス冷媒は、各吐出管(21a,21b,21c)を経て吐出合流管(21)の油分離器(33)に流入する。油分離器(33)では、流入した冷媒から冷凍機油が分離される。分離された冷凍機油は、油分離器(33)の底部に貯留される。この油分離器(33)の底部の冷凍機油は、油戻し動作によって油戻し管(34)を経て圧縮機(14a,14b,14c)の圧縮機構(82)の中間圧の圧縮室(73)へ戻される。 Specifically, when the compressor (14a, 14b, 14c) is operated, the compressor (14a, 14b, 14c) sucks the low-pressure gas refrigerant, compresses it to a predetermined pressure, and discharges it. The high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor (14a, 14b, 14c) flows into the oil separator (33) of the discharge merging pipe (21) through the discharge pipes (21a, 21b, 21c). In the oil separator (33), the refrigeration oil is separated from the flowing refrigerant. The separated refrigerating machine oil is stored at the bottom of the oil separator (33). The refrigerating machine oil at the bottom of the oil separator (33) passes through the oil return pipe (34) by the oil return operation, and the intermediate pressure compression chamber (73) of the compression mechanism (82) of the compressor (14a, 14b, 14c) Returned to
油分離器(33)から流出した冷媒は、四路切換弁(20)を経て庫外熱交換器(15)へ流入する。庫外熱交換器(15)では、流入した冷媒が庫外空気と熱交換して凝縮する。そして、凝縮した冷媒は、第1液管(24)を通ってレシーバ(16)に流入する。レシーバ(16)では、流入した液冷媒が一時的に貯留される。 The refrigerant flowing out from the oil separator (33) flows into the external heat exchanger (15) through the four-way switching valve (20). In the external heat exchanger (15), the refrigerant flowing in is condensed by exchanging heat with external air. Then, the condensed refrigerant flows into the receiver (16) through the first liquid pipe (24). In the receiver (16), the flowing liquid refrigerant is temporarily stored.
レシーバ(16)から流出した冷媒は、過冷却熱交換器(17)の高圧側流路(17a)を通過し、第2液管(25)へ流入する。第2液管(25)では、冷媒の一部が第1分岐管(26)へ流入して第1庫外膨張弁(18)で減圧される。残りの冷媒は、液側連絡配管(2)へ流入する。 The refrigerant that has flowed out of the receiver (16) passes through the high-pressure channel (17a) of the supercooling heat exchanger (17) and flows into the second liquid pipe (25). In the second liquid pipe (25), a part of the refrigerant flows into the first branch pipe (26) and is decompressed by the first external expansion valve (18). The remaining refrigerant flows into the liquid side connecting pipe (2).
第1庫外膨張弁(18)で減圧された冷媒は、各圧縮機(14a,14b,14c)へのガスインジェクション又は液インジェクションに用いられる。第4分岐管(31)の電磁弁(SV7)が閉状態の場合は過冷却熱交換器(17)で液冷媒を過冷却するためのガスインジェクションが行われ、開状態の場合は圧縮機(14a,14b,14c)の吐出冷媒の温度を下げるための液インジェクションが行われる。 The refrigerant decompressed by the first external expansion valve (18) is used for gas injection or liquid injection into each compressor (14a, 14b, 14c). When the solenoid valve (SV7) of the fourth branch pipe (31) is closed, the supercooling heat exchanger (17) performs gas injection for supercooling the liquid refrigerant, and when it is open, the compressor ( Liquid injection for lowering the temperature of the discharged refrigerant 14a, 14b, 14c) is performed.
具体的に、第4分岐管(31)の電磁弁(SV7)が閉状態の場合は、第1庫外膨張弁(18)で減圧された冷媒が過冷却熱交換器(17)の低圧側流路(17b)を流通する。その際、過冷却熱交換器(17)では、高圧側流路(17a)を流れる高圧冷媒と低圧側流路(17b)を流れる低圧冷媒との間で熱交換が行われる。その結果、高圧側流路(17a)を流れる冷媒が過冷却される一方、低圧側流路(17b)を流れる冷媒が蒸発する。低圧側流路(17b)で蒸発したガス冷媒は、液インジェクション管(30)から各吸入管(22a,22b,22c)を経て圧縮機(14a,14b,14c)の圧縮機構(82)における中間圧の圧縮室(73)へ流入する。 Specifically, when the solenoid valve (SV7) of the fourth branch pipe (31) is closed, the refrigerant depressurized by the first external expansion valve (18) is the low pressure side of the supercooling heat exchanger (17). It circulates through the flow path (17b). At that time, in the supercooling heat exchanger (17), heat exchange is performed between the high-pressure refrigerant flowing in the high-pressure side passage (17a) and the low-pressure refrigerant flowing in the low-pressure side passage (17b). As a result, the refrigerant flowing through the high-pressure channel (17a) is supercooled, while the refrigerant flowing through the low-pressure channel (17b) evaporates. The gas refrigerant evaporated in the low-pressure channel (17b) passes through the suction pipes (22a, 22b, 22c) from the liquid injection pipe (30) and is intermediate in the compression mechanism (82) of the compressor (14a, 14b, 14c). Flows into the pressure compression chamber (73).
一方、電磁弁(SV7)が開状態の場合は、第1庫外膨張弁(18)で減圧された液冷媒(厳密には気液二相の冷媒)が、低圧側流路(17b)より圧力損失の少ない第4分岐管(31)へ多く流れ込む。そして、液インジェクション管(30)から各吸入管(22a,22b,22c)を経て圧縮機(14a,14b,14c)の圧縮機構(82)における中間圧の圧縮室(73)へ流入する。なお、液インジェクション管(30)を流通して圧縮機(14)へ送られるガス冷媒又は液冷媒の量、すなわちインジェクション量は第1庫外膨張弁(18)の開度によって自由に調整される。 On the other hand, when the solenoid valve (SV7) is in the open state, the liquid refrigerant (strictly gas-liquid two-phase refrigerant) depressurized by the first external expansion valve (18) is transferred from the low pressure side flow path (17b). A large amount flows into the fourth branch pipe (31) with little pressure loss. And it flows into the compression chamber (73) of the intermediate pressure in the compression mechanism (82) of a compressor (14a, 14b, 14c) through each suction pipe (22a, 22b, 22c) from a liquid injection pipe (30). Note that the amount of gas refrigerant or liquid refrigerant flowing through the liquid injection pipe (30) and sent to the compressor (14), that is, the injection amount, is freely adjusted by the opening of the first external expansion valve (18). .
液側連絡配管(2)へ流入した冷媒は、各庫内回路(61)に分配される。庫内回路(61)へ流入した冷媒は、ドレンパン加熱用配管(62)を流通する。ドレンパン(66)では、ドレンパン加熱用配管(62)を流れる冷媒によって庫内熱交換器(64)の表面から落ちた霜や結露水が凍結して生成される氷塊が融解される。その際に、ドレンパン加熱用配管(62)を流れる冷媒は、その霜や氷塊によって冷却されてされに過冷却される。 The refrigerant flowing into the liquid side communication pipe (2) is distributed to each internal circuit (61). The refrigerant flowing into the internal circuit (61) flows through the drain pan heating pipe (62). In the drain pan (66), the ice mass produced by freezing frost and condensed water that has fallen from the surface of the internal heat exchanger (64) by the refrigerant flowing through the drain pan heating pipe (62) is melted. At that time, the refrigerant flowing through the drain pan heating pipe (62) is cooled by the frost and ice blocks and is supercooled.
ドレンパン加熱用配管(62)を流出した冷媒は、庫内膨張弁(63)を通過して減圧されてから、庫内熱交換器(64)へ流入する。庫内熱交換器(64)では、流入した冷媒が庫内空気と熱交換して蒸発する。その結果、冷蔵倉庫の庫内空気が冷却される。 The refrigerant that has flowed out of the drain pan heating pipe (62) passes through the internal expansion valve (63) and is decompressed, and then flows into the internal heat exchanger (64). In the internal heat exchanger (64), the refrigerant flowing in exchanges heat with the internal air and evaporates. As a result, the air in the refrigerator warehouse is cooled.
各庫内熱交換器(64)で蒸発した冷媒はガス側連絡配管(3)に流入して、庫外回路(11)へ流入する。庫外回路(11)へ流入した冷媒は、四路切換弁(20)を経て吸入合流管(22)へ流入し、可変容量圧縮機(14a)や第1固定容量圧縮機(14b)や第2固定容量圧縮機(14c)に吸入される。 The refrigerant evaporated in each internal heat exchanger (64) flows into the gas side connecting pipe (3) and then flows into the external circuit (11). The refrigerant flowing into the external circuit (11) flows into the suction junction pipe (22) through the four-way switching valve (20), and is connected to the variable capacity compressor (14a), the first fixed capacity compressor (14b), 2 Sucked into the fixed capacity compressor (14c).
<デフロスト運転>
この冷凍装置(1)では、冷凍運転中に庫内熱交換器(64)が着霜した場合に、霜を除去するためにデフロスト運転を行なう。デフロスト運転時は、各庫内熱交換器(64)の除霜が同時に行われる。
<Defrost operation>
In this refrigeration apparatus (1), when the internal heat exchanger (64) forms frost during the refrigeration operation, the defrost operation is performed to remove the frost. During the defrosting operation, the internal heat exchangers (64) are defrosted simultaneously.
デフロスト運転時の庫外回路(11)では、四路切換弁(20)が第2状態に設定される。また、第1庫外膨張弁(18)が全閉状態となる一方、第2庫外膨張弁(19)の開度が適宜調節される。庫内回路(61)では、庫内膨張弁(63)が全開状態となる。そして、この状態で圧縮機(14a,14b,14c)を運転すると、冷媒回路(4)では庫外熱交換器(15)が蒸発器となって各庫内熱交換器(64)が凝縮器となる蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。冷媒回路(4)では、図1に示す波線の矢印の方向に冷媒が流れる。 In the external circuit (11) during the defrost operation, the four-way selector valve (20) is set to the second state. Moreover, while the 1st external expansion valve (18) will be in a fully closed state, the opening degree of a 2nd external expansion valve (19) is adjusted suitably. In the internal circuit (61), the internal expansion valve (63) is fully opened. When the compressors (14a, 14b, 14c) are operated in this state, the external heat exchanger (15) becomes an evaporator in the refrigerant circuit (4), and each internal heat exchanger (64) is a condenser. A vapor compression refrigeration cycle is performed. In the refrigerant circuit (4), the refrigerant flows in the direction of the wavy arrow shown in FIG.
<圧縮機の動作>
電動機(85)を駆動してクランク軸(90)が回転すると、可動スクロール(76)が固定スクロール(75)に対して自転せずに公転のみ行う。これにより、吸入管(22)からの低圧の冷媒は、吸入ポート(99)から周縁側の圧縮室(73)に吸引されて圧縮機構(82)の中心側へ徐々に近づいてゆき、その際の圧縮室(73)の容積変化によって圧縮される。そして、この圧縮された冷媒は、高圧となって圧縮室(73)の中心側の吐出通路(93)を通ってマフラー空間(96)へと吐出される。この冷媒は、マフラー空間(96)から連絡通路(103)を経て圧縮機構(82)と電動機(85)との間の空間へ流入し、吐出管(21)から吐出される。
<Compressor operation>
When the electric motor (85) is driven to rotate the crankshaft (90), the movable scroll (76) does not rotate with respect to the fixed scroll (75) and only revolves. As a result, the low-pressure refrigerant from the suction pipe (22) is sucked into the compression chamber (73) on the peripheral side from the suction port (99) and gradually approaches the center side of the compression mechanism (82). It is compressed by the volume change of the compression chamber (73). Then, the compressed refrigerant becomes high pressure and is discharged into the muffler space (96) through the discharge passage (93) on the center side of the compression chamber (73). The refrigerant flows into the space between the compression mechanism (82) and the electric motor (85) from the muffler space (96) through the communication passage (103), and is discharged from the discharge pipe (21).
圧縮室(73)内における冷凍機油の流れについて説明する。油溜まりの冷凍機油は、高圧冷媒によって加圧されて第1給油通路(104)の主通路へ流入し、クランク軸(90)の上端へ向かって上方へ流通する。その際、一部の冷凍機油は枝通路から各軸受面へ供給される。残りの冷凍機油は、クランク軸(90)の偏心部(92)の上端から流出し、その一部が第2給油通路(105)へ流入する。第2給油通路(105)へ流入した冷凍機油は、油溝(105a)から低圧側の圧縮室(73)へ供給される。なお、その際、油溝(105a)から冷凍機油によって可動スクロール(76)の外周側における固定スクロール(75)との摺接面に作用するスラスト荷重が緩和される。 The flow of refrigeration oil in the compression chamber (73) will be described. The refrigerating machine oil in the oil reservoir is pressurized by the high-pressure refrigerant, flows into the main passage of the first oil supply passage (104), and flows upward toward the upper end of the crankshaft (90). At that time, a part of the refrigerating machine oil is supplied from the branch passage to each bearing surface. The remaining refrigerating machine oil flows out from the upper end of the eccentric part (92) of the crankshaft (90), and a part thereof flows into the second oil supply passage (105). The refrigeration oil flowing into the second oil supply passage (105) is supplied from the oil groove (105a) to the compression chamber (73) on the low pressure side. At this time, the thrust load acting on the sliding contact surface with the fixed scroll (75) on the outer peripheral side of the movable scroll (76) is relieved by the refrigerating machine oil from the oil groove (105a).
低圧側の圧縮室(73)へ供給された冷凍機油は、可動スクロール(76)の公転に伴って摺動部の潤滑を行いながら徐々に圧縮機構(82)の中心側へ向かってゆく。また、油戻し動作によって油分離器(33)からの冷凍機油が、油戻し管(34)の出口端から噴射されて中間圧の圧縮室(73)へ供給される。この冷凍機油も、可動スクロール(76)の公転に伴って摺動部の潤滑を行いながら徐々に圧縮機構(82)の中心側へ向かってゆく。そして、これらの冷凍機油は、冷媒と共に吐出通路(93)から吐出される。吐出通路(93)から吐出された冷凍機油は、一部がケーシング(70)の内壁等によって冷媒から分離され、エアギャップやコアカットを通ってケーシング(70)の底部の油溜まりに流入し、再び第1給油通路(104)から圧縮機構(82)へ供給される。冷媒から分離されなかった冷凍機油は、吐出管(21)から冷媒回路(4)へ吐出される。 The refrigerating machine oil supplied to the compression chamber (73) on the low pressure side gradually moves toward the center of the compression mechanism (82) while lubricating the sliding portion as the movable scroll (76) revolves. Further, the refrigeration oil from the oil separator (33) is injected from the outlet end of the oil return pipe (34) by the oil return operation and supplied to the compression chamber (73) of intermediate pressure. This refrigerating machine oil also gradually moves toward the center of the compression mechanism (82) while lubricating the sliding portion as the movable scroll (76) revolves. These refrigeration oils are discharged from the discharge passage (93) together with the refrigerant. The refrigeration oil discharged from the discharge passage (93) is partly separated from the refrigerant by the inner wall of the casing (70), etc., flows into the oil sump at the bottom of the casing (70) through the air gap and core cut, The fuel is again supplied from the first oil supply passage (104) to the compression mechanism (82). The refrigeration oil that has not been separated from the refrigerant is discharged from the discharge pipe (21) to the refrigerant circuit (4).
<コントローラの動作>
この実施形態では、冷却運転において、コントローラ(50)が、圧縮機(14a,14b,14c)の運転容量の制御や庫内膨張弁(63)の開度の調節による冷却能力の制御と共に、油戻し動作と液インジェクション動作との制御を行う。
<Operation of controller>
In this embodiment, in the cooling operation, the controller (50) controls the operating capacity of the compressors (14a, 14b, 14c) and the cooling capacity by adjusting the opening of the internal expansion valve (63). The return operation and liquid injection operation are controlled.
まず油戻し動作の制御について説明する。コントローラ(50)は、各圧縮機(14a,14b,14c)の運転率や油上り率に基づいて各圧縮機(14a,14b,14c)内に残留する冷凍機油の量を推測して油戻し動作の制御を行うように構成されている。ここで、運転率とは、圧縮機(14a,14b,14c)の吐出冷媒量に比例するように計算された数値である。可変容量圧縮機(14a)の運転率は、運転時間及びインバータの出力周波数から計算される。第1固定容量圧縮機(14b)及び第2固定容量圧縮機(14c)の運転率は、運転時間から計算される。また、油上り率とは、一定時間における冷凍機油の減少度合いを示す数値である。可変容量圧縮機(14a)の油上り率は、インバータの出力周波数に比例した値となる。第1固定容量圧縮機(14b)及び第2固定容量圧縮機(14c)の油上がり率は一定値となる。 First, control of the oil return operation will be described. The controller (50) estimates the amount of refrigerating machine oil remaining in each compressor (14a, 14b, 14c) based on the operating rate and oil rise rate of each compressor (14a, 14b, 14c) and returns the oil. It is configured to control the operation. Here, the operating rate is a numerical value calculated so as to be proportional to the amount of refrigerant discharged from the compressor (14a, 14b, 14c). The operation rate of the variable capacity compressor (14a) is calculated from the operation time and the output frequency of the inverter. The operating rates of the first fixed capacity compressor (14b) and the second fixed capacity compressor (14c) are calculated from the operating time. The oil climb rate is a numerical value indicating the degree of decrease in the refrigeration oil during a certain time. The oil climb rate of the variable capacity compressor (14a) is a value proportional to the output frequency of the inverter. The oil rising rate of the first fixed capacity compressor (14b) and the second fixed capacity compressor (14c) is a constant value.
コントローラ(50)は、圧縮機(14a,14b,14c)内に残留する冷凍機油の量が所定値以下になると、その圧縮機(14a,14b,14c)に対応する電磁弁(SV1,SV2,SV3)を開状態にして油戻し動作を実行する。コントローラ(50)は、吸入圧力センサ(36)の計測値と吐出圧力センサ(43)の計測値との差である高低圧差に基づいて油戻し管(34)から圧縮機(14a,14b,14c)へ戻る冷凍機油の量を推測し、油戻し動作の時間を決定する。 When the amount of refrigerating machine oil remaining in the compressor (14a, 14b, 14c) falls below a predetermined value, the controller (50) controls the solenoid valves (SV1, SV2, SV2) corresponding to the compressor (14a, 14b, 14c). Execute oil return operation with SV3) open. The controller (50) sends the compressor (14a, 14b, 14c) from the oil return pipe (34) based on the high / low pressure difference that is the difference between the measured value of the suction pressure sensor (36) and the measured value of the discharge pressure sensor (43). Estimate the amount of refrigerating machine oil returning to), and determine the time for the oil return operation.
次に液インジェクション動作の制御について説明する。コントローラ(50)は、吐出ガス温度センサ(38,40,42)の計測値と吸入圧力センサ(36)の計測値とに基づいて液インジェクション動作の制御を行うように構成されている。具体的に、コントローラ(50)は、吸入圧力センサ(36)の計測値から冷媒の循環量を推測する。そして、その冷媒の循環量から吐出管(22a,22b,22c)の温度と圧縮機構(82)の出口の温度との差を推測し、圧縮機構(82)の出口の温度を推測する。コントローラ(50)は、推測した圧縮機構(82)の出口の温度が所定値以上になると、その圧縮機(14a,14b,14c)に対応する電磁弁(SV4,SV5,SV6)と電磁弁(SV7)とを開状態にして液インジェクション動作を実行する。 Next, the control of the liquid injection operation will be described. The controller (50) is configured to control the liquid injection operation based on the measured value of the discharge gas temperature sensor (38, 40, 42) and the measured value of the suction pressure sensor (36). Specifically, the controller (50) estimates the circulation amount of the refrigerant from the measured value of the suction pressure sensor (36). Then, a difference between the temperature of the discharge pipe (22a, 22b, 22c) and the temperature of the outlet of the compression mechanism (82) is estimated from the circulation amount of the refrigerant, and the temperature of the outlet of the compression mechanism (82) is estimated. When the estimated temperature at the outlet of the compression mechanism (82) exceeds a predetermined value, the controller (50) will detect the solenoid valves (SV4, SV5, SV6) and solenoid valves (SV4, SV5, SV6) corresponding to the compressors (14a, 14b, 14c) SV7) is opened and the liquid injection operation is executed.
また、コントローラ(50)は、油戻し動作を行う際は液インジェクション動作も同時に行うように構成されている。すなわち、コントローラ(50)は、圧縮機(14a,14b,14c)の圧縮機構(82)の出口の温度が所定値未満であっても油戻し動作が実行されている圧縮機(14a,14b,14c)に対して液インジェクション動作を実行する。油戻し動作と液インジェクション動作とを同時に行うのは、油分離器(33)から圧縮機(14a,14b,14c)へ戻される冷凍機油を適正な粘度にするためである。なお、油戻し動作とガスインジェクションとを同時に行うと、油戻し管(34)からのガス冷媒と液インジェクション管(30)からのガス冷媒とが混ざり合うときに異音が発生するが、この実施形態ではこの異音が発生しないようにもしている。 The controller (50) is also configured to simultaneously perform a liquid injection operation when performing the oil return operation. That is, the controller (50) includes the compressor (14a, 14b, Perform liquid injection operation for 14c). The reason why the oil return operation and the liquid injection operation are performed simultaneously is to make the refrigerating machine oil returned to the compressor (14a, 14b, 14c) from the oil separator (33) have an appropriate viscosity. If the oil return operation and gas injection are performed simultaneously, abnormal noise is generated when the gas refrigerant from the oil return pipe (34) and the gas refrigerant from the liquid injection pipe (30) mix. In the form, this noise is not generated.
また、コントローラ(50)は、油戻し動作を圧縮機(14a,14b,14c)の起動時に行うようにしてもよい。圧縮機(14a,14b,14c)の起動時は、ケーシング(70)の底部に貯留された冷凍機油の粘度が高いので、圧縮機構(82)の潤滑性が低下する。このため、油分離器(33)からの冷凍機油を中間圧の圧縮室(73)へ供給することによって圧縮機構(82)の潤滑性を改善することが可能である。なお、運転中と同様に、油戻し動作と同時に液インジェクション動作も実行する。 The controller (50) may perform the oil return operation when the compressors (14a, 14b, 14c) are started. When the compressor (14a, 14b, 14c) is started, the viscosity of the refrigerating machine oil stored in the bottom of the casing (70) is high, so that the lubricity of the compression mechanism (82) is lowered. For this reason, it is possible to improve the lubricity of the compression mechanism (82) by supplying the refrigeration oil from the oil separator (33) to the compression chamber (73) of intermediate pressure. Note that the liquid injection operation is performed simultaneously with the oil return operation, as in the operation.
−実施形態の効果−
本実施形態では、各圧縮機(14a,14b,14c)が吸入する低圧冷媒の量を変化させることなく、さらに油分離器(33)からの冷凍機油が圧縮機構(82)の高圧側へ行き渡りやすくなるように、油分離器(33)で分離した冷凍機油を圧縮機構(82)における中間圧の圧縮室(73)へ戻している。従って、冷媒回路(4)における冷媒の循環量は変化しないので、油分離器(33)からの冷凍機油を圧縮機構(82)の低圧側へ戻す場合とは異なり冷凍装置(1)の運転能力が低下しない。また、冷凍機油が圧縮機構(82)の高圧側へ行き渡りやすくなるので、圧縮機構(82)の高圧側において冷凍機油が不足することを抑制できる。よって、冷凍装置(1)の運転能力を低下させることなく各圧縮機(14a,14b,14c)における圧縮機構(82)の潤滑を向上させることができる。
-Effect of the embodiment-
In this embodiment, the refrigeration oil from the oil separator (33) further reaches the high pressure side of the compression mechanism (82) without changing the amount of low-pressure refrigerant sucked by each compressor (14a, 14b, 14c). In order to facilitate the operation, the refrigerating machine oil separated by the oil separator (33) is returned to the intermediate pressure compression chamber (73) in the compression mechanism (82). Therefore, since the amount of refrigerant circulating in the refrigerant circuit (4) does not change, the operating capacity of the refrigeration system (1) is different from returning the refrigeration oil from the oil separator (33) to the low pressure side of the compression mechanism (82) Does not drop. Further, since the refrigeration oil can easily reach the high pressure side of the compression mechanism (82), it is possible to suppress the shortage of the refrigeration oil on the high pressure side of the compression mechanism (82). Therefore, the lubrication of the compression mechanism (82) in each compressor (14a, 14b, 14c) can be improved without reducing the operating capacity of the refrigeration apparatus (1).
なお、スクロール圧縮機には、可動スクロール(76)の公転運動の際に、可動側ラップ(76a)と固定側ラップ(75a)とが接触するタイプものと、可動側ラップ(76a)と固定側ラップ(75a)とが接触せずにこれらのラップ(75a,76a)の間に隙間が形成されるタイプものとがある。そして、後者のスクロール圧縮機の場合は、冷凍機油が不足すると隙間のシール性が低下するので、冷媒漏れによる損失が増加して圧縮効率が低下するという問題がある。後者のスクロール圧縮機を本実施形態に適用すると、圧縮機構(82)での冷媒不足が抑制されるので、冷媒漏れによる損失が低減され圧縮効率を向上させることができる。 The scroll compressor includes a type in which the movable side wrap (76a) and the fixed side wrap (75a) come into contact with each other during the revolving motion of the movable scroll (76), and the movable side wrap (76a) and the fixed side. There is a type in which a gap is formed between these wraps (75a, 76a) without contact with the wraps (75a). In the case of the latter scroll compressor, if the refrigerating machine oil is insufficient, the sealing performance of the gap is lowered, so that there is a problem that loss due to refrigerant leakage increases and compression efficiency is lowered. When the latter scroll compressor is applied to the present embodiment, refrigerant shortage in the compression mechanism (82) is suppressed, so that loss due to refrigerant leakage can be reduced and compression efficiency can be improved.
また、本実施形態では、圧縮機構(82)において低圧側と中間圧の部分との2箇所の位置から冷凍機油が供給されるように、第1給油通路(104)及び第2給油通路(105)によってケーシング(70)内の底部に貯留された冷凍機油を圧縮機構(82)の低圧側へ送るようにしている。すなわち、可動側のスクロールの公転運動に伴って、低圧側からの冷凍機油は摺動部を潤滑しながら中間圧の部分を経て高圧側へ移動してゆき、中間圧の部分からの冷凍機油は摺動部を潤滑しながら高圧側へ移動してゆく。従って、圧縮機構(82)において満遍なく摺動部の潤滑を行うことができる。 Further, in the present embodiment, the first oil supply passage (104) and the second oil supply passage (105) are supplied so that the refrigerating machine oil is supplied from two positions of the low pressure side and the intermediate pressure portion in the compression mechanism (82). ), The refrigerating machine oil stored at the bottom of the casing (70) is sent to the low pressure side of the compression mechanism (82). That is, with the revolving motion of the movable side scroll, the refrigerating machine oil from the low pressure side moves to the high pressure side through the intermediate pressure part while lubricating the sliding part, and the refrigerating machine oil from the intermediate pressure part is It moves to the high pressure side while lubricating the sliding part. Therefore, the sliding portion can be evenly lubricated in the compression mechanism (82).
また、本実施形態では、冷媒を混合することによって油分離器(33)からの冷凍機油をより適正な粘度にして各圧縮機(14a,14b,14c)へ戻すことができるように、油戻し管(34)に液インジェクション管(30)が接続されて油戻し動作と液インジェクション動作とを同時に行うようにしている。従って、油分離器(33)からの冷凍機油の流動性が高くなって、圧縮機構(82)の高圧側の摺動部に冷凍機油がより行き渡りやすくなるので、各圧縮機(14a,14b,14c)における圧縮機構(82)の潤滑を向上させることができる。 Further, in the present embodiment, the oil return is performed so that the refrigerant oil from the oil separator (33) can be made to have a more appropriate viscosity and returned to the compressors (14a, 14b, 14c) by mixing the refrigerant. The liquid injection pipe (30) is connected to the pipe (34) to perform the oil return operation and the liquid injection operation simultaneously. Accordingly, the fluidity of the refrigerating machine oil from the oil separator (33) is increased, and the refrigerating machine oil is more easily distributed to the sliding portion on the high-pressure side of the compression mechanism (82), so that each compressor (14a, 14b, The lubrication of the compression mechanism (82) in 14c) can be improved.
《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
<< Other Embodiments >>
About the said embodiment, it is good also as the following structures.
上記実施形態では、液インジェクション管(30)が油戻し管(34)に接続されていたが、各吸入管(22a,22b,22c)に接続するようにしてもよい。 In the above embodiment, the liquid injection pipe (30) is connected to the oil return pipe (34), but may be connected to each suction pipe (22a, 22b, 22c).
また、上記実施形態では、庫外ユニット(10)に3台の圧縮機(11A,11B,11C)を設けていたが、圧縮機の台数も適宜変更可能である。 Moreover, in the said embodiment, although the three compressors (11A, 11B, 11C) were provided in the external unit (10), the number of compressors can also be changed suitably.
また、上記実施形態では、圧縮機(14a,14b,14c)が非対称渦巻き構造を採用していたが、対称渦巻き構造を採用してもよい。この場合、中間圧ポート(99)は、吐出通路(93)を挟む位置に2箇所形成される。 Moreover, in the said embodiment, although the compressor (14a, 14b, 14c) employ | adopted the asymmetrical spiral structure, you may employ | adopt a symmetrical spiral structure. In this case, two intermediate pressure ports (99) are formed at positions sandwiching the discharge passage (93).
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。 In addition, the above embodiment is an essentially preferable illustration, Comprising: It does not intend restrict | limiting the range of this invention, its application thing, or its use.
以上説明したように、本発明は、圧縮機から吐出された冷媒に含まれる冷凍機油を圧縮機へ戻すための油分離器を備える冷凍装置について有用である。 As described above, the present invention is useful for a refrigeration apparatus including an oil separator for returning refrigeration oil contained in refrigerant discharged from a compressor to the compressor.
1 冷凍装置
4 冷媒回路
14 圧縮機
30 液インジェクション管(液インジェクション通路)
33 油分離器
34 油戻し管(油戻し通路)
70 ケーシング
73 圧縮室
82 圧縮機構
104 第1給油通路(給油機構)
105 第2給油通路(給油機構)
1 Refrigeration equipment
4 Refrigerant circuit
14 Compressor
30 Liquid injection pipe (Liquid injection passage)
33 Oil separator
34 Oil return pipe (oil return passage)
70 casing
73 Compression chamber
82 Compression mechanism
104 1st oil supply passage (oil supply mechanism)
105 Second oil supply passage (oil supply mechanism)
Claims (4)
上記油戻し通路(34)は、上記圧縮機構(82)における中間圧の圧縮室(73)のみへ冷凍機油を戻すように該圧縮機構(82)に接続されて、上記油分離器(33)で分離された冷凍機油は、該油戻し通路(34)の一系統のみで上記圧縮機(14)に戻り、
上記圧縮機(14)は、内部に上記圧縮機構(82)が収納される密閉容器状のケーシング(70)と、上記ケーシング(70)内に形成されて上記圧縮機構(82)の吐出冷媒が流入する高圧空間とを備えていることを特徴とする冷凍装置。 A compressor (14) having a compression mechanism (82) constituted by a scroll fluid machine, an oil separator (33) for separating refrigeration oil from refrigerant discharged from the compressor (14), and the oil separator (33 A refrigerating apparatus comprising a refrigerant circuit (4) provided with an oil return passage (34) for returning the refrigeration oil separated in (1) to the compressor (14),
The oil return passage (34) is connected to the compression mechanism (82) so as to return the refrigerating machine oil only to the intermediate pressure compression chamber (73) in the compression mechanism (82), and the oil separator (33) The refrigerating machine oil separated in step 1 returns to the compressor (14) through only one system of the oil return passage (34),
The compressor (14) includes an airtight container-like casing (70) in which the compression mechanism (82) is housed, and a discharge refrigerant of the compression mechanism (82) formed in the casing (70). A refrigeration apparatus comprising an inflowing high-pressure space.
上記ケーシング(70)内の高圧空間に貯留された冷凍機油を上記圧縮機構(82)の低圧側へ供給する給油機構(104,105)を備えていることを特徴とする冷凍装置。 In claim 1,
A refrigerating apparatus comprising an oil supply mechanism (104, 105) for supplying refrigerating machine oil stored in a high pressure space in the casing (70) to a low pressure side of the compression mechanism (82).
上記油戻し通路(34)には、上記圧縮機構(82)へ液冷媒を注入するための液インジェクション通路(30)が接続されていることを特徴とする冷凍装置。 In claim 1 or 2,
A refrigeration apparatus, wherein a liquid injection passage (30) for injecting a liquid refrigerant to the compression mechanism (82) is connected to the oil return passage (34).
上記油分離器(33)から圧縮機構(82)へ冷凍機油を戻す油戻し動作と、上記液インジェクション通路(30)を用いて上記圧縮機構(82)へ液冷媒を注入する液インジェクション動作とを同時に行うことを特徴とする冷凍装置。 In claim 3,
An oil return operation for returning the refrigeration oil from the oil separator (33) to the compression mechanism (82), and a liquid injection operation for injecting a liquid refrigerant into the compression mechanism (82) using the liquid injection passage (30). A refrigeration apparatus characterized by being performed simultaneously.
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