JP5001730B2 - Refrigeration equipment - Google Patents
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本発明は、並列に接続される複数台の圧縮機が1台ずつ単独で運転される冷凍装置であって、特に冷凍車両等に搭載される輸送用冷凍装置に適用して好適な冷凍装置に関するものである。 The present invention relates to a refrigeration apparatus in which a plurality of compressors connected in parallel are independently operated one by one, and particularly to a refrigeration apparatus suitable for application to a transport refrigeration apparatus mounted on a refrigeration vehicle or the like. Is.
冷凍車両等に架装される輸送用冷凍装置には、大別して、圧縮機を駆動する専用エンジンを搭載したサブエンジン方式と、車両の走行用エンジンにより圧縮機を駆動する直結方式との2方式がある。直結方式の場合、車両が走行中は、走行用エンジンにより圧縮機を駆動して冷却運転できるが、車両を停車した状態で予冷運転や保冷運転を行う場合、走行用エンジンも停止されるため、走行用エンジンで駆動される圧縮機とは別に商用電源により駆動される、いわゆるスタンバイ用のモータ駆動の圧縮機が搭載され、走行用エンジンが停止中でも予冷運転や保冷運転ができるようにされている。 Transportation refrigeration equipment mounted on a refrigerated vehicle can be roughly divided into two types: a sub-engine system equipped with a dedicated engine for driving a compressor, and a direct connection system for driving a compressor by a vehicle running engine. There is. In the case of the direct connection method, while the vehicle is running, the compressor can be driven by the driving engine to perform the cooling operation, but when the pre-cooling operation or the cold insulation operation is performed with the vehicle stopped, the driving engine is also stopped. In addition to the compressor driven by the traveling engine, a so-called standby motor-driven compressor that is driven by a commercial power supply is installed, so that a pre-cooling operation and a cold insulation operation can be performed even when the traveling engine is stopped. .
上記のスタンバイ用モータ駆動の圧縮機を搭載した冷凍装置では、1系統の冷凍サイクル中に圧縮機が複数台並列に接続される。しかし、これら複数台の圧縮機は同時に運転されることはなく、それぞれが単独で運転されることになる。この冷凍サイクルは、低圧ガス配管中に油戻し孔が設けられる冷媒流出管を複数本備えた共通のアキュームレータを設置し、このアキュームレータに複数本の冷媒流出管を介して走行用エンジン駆動の圧縮機とスタンバイ用のモータ駆動の圧縮機とを並列に接続して構成される。このように、共通のアキュームレータを利用して複数台の圧縮機を並列に接続した冷凍装置の一例が特許文献1に示されている。
In the refrigeration apparatus equipped with the standby motor-driven compressor, a plurality of compressors are connected in parallel during one refrigeration cycle. However, the plurality of compressors are not operated at the same time, and each of them is operated alone. In this refrigeration cycle, a common accumulator having a plurality of refrigerant outflow pipes provided with oil return holes in a low-pressure gas pipe is installed, and a driving engine-driven compressor is connected to the accumulator via the plurality of refrigerant outflow pipes. And a standby motor-driven compressor connected in parallel. Thus, an example of a refrigeration apparatus in which a plurality of compressors are connected in parallel using a common accumulator is disclosed in
また、上記の直結式輸送用冷凍装置においては、通常、走行用エンジンにより駆動される圧縮機には、駆動軸がハウジング外部に突出され、電磁クラッチを介して走行用エンジンから動力を得て駆動されるミスト潤滑方式の開放型圧縮機が用いられ、スタンバイ用のモータ駆動の圧縮機には、商用電源からの電力で駆動される電動モータにより駆動されるハウジングに油溜めを備えた強制潤滑方式の電動圧縮機が用いられる。これは、駆動源に適合した圧縮機とするためである。また、異なる潤滑方式の圧縮機を用いるのは、狭いエンジンルーム内に設置される走行用エンジン駆動の圧縮機としては、小型化できるミスト潤滑方式の圧縮機を用い、シャーシ下方等の比較的余裕のあるスペースに設置される圧縮機としては、信頼性の高い油溜めを備えた強制潤滑方式の圧縮機を用いるためである。
しかしながら、潤滑方式の異なる複数台の圧縮機が共通のアキュームレータを介して並列に接続され、それぞれの圧縮機が単独で運転される冷凍装置においては、各圧縮機の潤滑方式が異なることから、それぞれの圧縮機が運転された場合における油循環率[全質量流量(冷媒流量+潤滑油流量)に対する潤滑油の質量流量の比(%)]も異なり、ミスト潤滑方式を採用した圧縮機を運転した時の方が、油循環率が大きく、強制潤滑方式を採用した圧縮機を運転した時の方が、油循環率が小さくなる。 However, in a refrigeration system in which a plurality of compressors with different lubrication methods are connected in parallel via a common accumulator, and each compressor is operated independently, the lubrication method of each compressor is different. The oil circulation rate [ratio of the mass flow rate of lubricating oil to the total mass flow rate (refrigerant flow rate + lubricating oil flow rate) (%)] was also different, and the compressor using the mist lubrication method was operated. The oil circulation rate is larger at the time, and the oil circulation rate is smaller when the compressor employing the forced lubrication method is operated.
このため、複数台の圧縮機が交互に運転を繰り返すと、油循環率の大きい圧縮機の運転中は、冷凍サイクル内に潤滑油が多く循環されるのに対して、油循環率の小さい圧縮機が運転されると、冷凍サイクル内に循環されていた潤滑油が徐々に油循環率の小さい圧縮機内の油溜めに溜め込まれてしまい、後に油循環率の大きい圧縮機を運転した場合、冷凍サイクル内を循環する潤滑油の油量が不足する事態が発生する。
その対策として、油循環率の小さい圧縮機が油溜めにホールドできる油量を追加充填することが考えられるが、サイクル内の油量が過剰となり、余計なコストがかかるのみならず、システム効率の低下を招くという問題がある。また、冷媒量に対し潤滑油量の割合が多くなる小能力機では、圧縮機内の油溜めに溜め込まれた潤滑油中に冷媒が寝込み、循環冷媒量が不足状態となって能力不足に陥る場合がある。
For this reason, when a plurality of compressors are alternately operated, during operation of a compressor with a large oil circulation rate, a large amount of lubricating oil is circulated in the refrigeration cycle, whereas compression with a low oil circulation rate is performed. When the machine is operated, the lubricating oil circulated in the refrigeration cycle is gradually accumulated in the oil sump in the compressor having a low oil circulation rate. A situation occurs where the amount of lubricating oil circulating in the cycle is insufficient.
As a countermeasure, it is conceivable that a compressor with a low oil circulation rate will be filled with an amount of oil that can be held in the sump, but the amount of oil in the cycle will be excessive, which will not only add extra cost, but will also improve system efficiency. There is a problem of causing a decrease. Also, in small-capacity machines where the ratio of the amount of lubricating oil to the amount of refrigerant increases, the refrigerant stagnates in the lubricating oil stored in the oil sump in the compressor, resulting in insufficient capacity due to insufficient circulating refrigerant. There is.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、潤滑方式が異なる複数台の圧縮機が1台ずつ単独で交互運転されても、潤滑油不足に陥ることがなく、各圧縮機を適切に潤滑しながら正常に運転することができる冷凍装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and even when a plurality of compressors having different lubrication methods are alternately operated one by one, each compressor does not fall short of lubricating oil. An object of the present invention is to provide a refrigeration apparatus that can operate normally while properly lubricating the machine.
上記課題を解決するために、本発明の冷凍装置は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる冷凍装置は、冷凍サイクルの低圧ガス配管中に、油戻し孔が設けられる冷媒流出管を複数本備えたアキュームレータが設置され、該アキュームレータに前記冷媒流出管を介して1台ずつ単独で運転される複数台の圧縮機が並列に接続されるとともに、該複数台の圧縮機はそれぞれ潤滑方式が異なる圧縮機とされた冷凍装置であって、前記複数本の冷媒流出管に設けられる油戻し孔は、前記複数台の圧縮機に対応して互いに異なる高さ位置に配設され、油循環率の大きい潤滑方式を採用した前記圧縮機が、前記油戻し孔が低い位置に設けられている前記冷媒流出管側に接続されるとともに、油循環率の小さい潤滑方式を採用した前記圧縮機が、前記油戻し孔が高い位置に設けられている前記冷媒流出管側に接続されていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the refrigeration apparatus of the present invention employs the following means.
That is, in the refrigeration apparatus according to the present invention, an accumulator having a plurality of refrigerant outflow pipes provided with oil return holes is installed in the low-pressure gas pipe of the refrigeration cycle, and one accumulator is connected to the accumulator via the refrigerant outflow pipe. A plurality of compressors that are independently operated are connected in parallel, and the plurality of compressors are compressors having different lubrication methods, and are connected to the refrigerant outlet pipes. The oil return holes provided are arranged at different height positions corresponding to the plurality of compressors, and the compressor adopting a lubrication system having a large oil circulation rate is located at a position where the oil return holes are low. The compressor, which is connected to the provided refrigerant outlet pipe side and employs a lubrication method with a low oil circulation rate, is connected to the refrigerant outlet pipe side provided with the oil return hole at a high position. The Characterized in that that.
本発明によれば、油戻し孔が高い位置に設けられる冷媒流出管に接続される油循環率の小さい潤滑方式を採用した一の圧縮機の運転時、冷媒と共に圧縮機から冷凍サイクルに吐出された潤滑油は、冷凍サイクル内を循環した後、アキュームレータに流入され、少なくとも高い位置に配設された油戻し孔のレベルまでアキュームレータ内に溜め込まれる。このため、冷凍サイクルに循環された潤滑油が一の圧縮機側に移動し、その内部に溜め込まれてしまうことがなくなる。ここで、油循環率(OC%)とは、全質量流量(冷媒流量+潤滑油流量)に対する潤滑油の質量流量の比である。一方、一の圧縮機が停止され、油循環率の大きい潤滑方式を採用した他の圧縮機の運転時には、上記によりアキュームレータ内に溜め込まれていた潤滑油が冷凍サイクルに循環され、この潤滑油の循環により他の圧縮機が潤滑される。これにより、いずれの圧縮機を運転する際にも給油不足に陥ることはなく、潤滑方式が異なる複数台の圧縮機を適切に潤滑しながら正常に運転することができる。また、潤滑油を圧縮機内部への溜まり込みを考慮して過剰に充填する必要がなくなるため、潤滑油の充填量を減少させることができる。従って、潤滑油の過剰充填によるシステム効率の低下を防止することができるとともに、冷媒量に対して潤滑量が比較的多くなる小能力機では、圧縮機内に過剰に溜め込まれた潤滑油中に冷媒が寝込むことにより、循環冷媒量が不足状態になって能力不足に陥る事態を防止することができる。 According to the present invention, when one compressor adopting a lubrication system with a low oil circulation rate connected to a refrigerant outflow pipe provided at a high position of the oil return hole is discharged from the compressor to the refrigeration cycle together with the refrigerant. After the lubricating oil circulates in the refrigeration cycle, it flows into the accumulator and is stored in the accumulator up to the level of the oil return hole disposed at least at a high position. For this reason, the lubricating oil circulated in the refrigeration cycle does not move to one compressor side and is not stored in the inside thereof. Here, the oil circulation rate (OC%) is the ratio of the mass flow rate of the lubricating oil to the total mass flow rate (refrigerant flow rate + lubricating oil flow rate). On the other hand, when one compressor is stopped and another compressor that employs a lubrication system with a high oil circulation rate is operated, the lubricant stored in the accumulator is circulated through the refrigeration cycle as described above. The other compressor is lubricated by the circulation. As a result, when any of the compressors is operated, there is no shortage of refueling, and a plurality of compressors having different lubrication methods can be normally operated while being properly lubricated. Moreover, since it is not necessary to fill the lubricating oil excessively in consideration of the accumulation in the compressor, the filling amount of the lubricating oil can be reduced. Therefore, it is possible to prevent a reduction in system efficiency due to excessive filling of lubricating oil, and in a small capacity machine in which the lubricating amount is relatively large with respect to the refrigerant amount, the refrigerant is contained in the lubricating oil excessively stored in the compressor. As a result of falling asleep, it is possible to prevent a situation where the amount of circulating refrigerant becomes insufficient and the capacity is insufficient.
また、本発明の冷凍装置は、上記の冷凍装置において、前記複数本の冷媒流出管は、U字管により構成され、各U字管の最下部付近に設けられる前記油戻し孔が互いに異なる高さ位置に配設されることを特徴とする。 In the refrigeration apparatus of the present invention, in the above refrigeration apparatus, the plurality of refrigerant outflow pipes are configured by U-shaped tubes, and the oil return holes provided in the vicinity of the lowermost portion of each U-shaped tube are different from each other. It is characterized by being arranged in the vertical position.
本発明によれば、冷媒流出管がU字管により構成されるアキュームレータにおいて、各U字管の最下部付近に設けられる油戻し孔が異なる高さ位置に配設されるため、油循環率の小さい潤滑方式を採用した一の圧縮機の運転時には、高い位置に配設された油戻し孔のレベルまでアキュームレータ内に潤滑油を溜め込むことができ、この潤滑油を油循環率の大きい潤滑方式を採用した他の圧縮機の運転時に、冷凍サイクルに循環させ、他の圧縮機を潤滑することができる。従って、いずれの圧縮機を運転する場合にも給油不足に陥ることはなく、圧縮機を正常に運転することができる。 According to the present invention, in the accumulator in which the refrigerant outflow pipe is constituted by a U-shaped pipe, the oil return holes provided in the vicinity of the lowermost part of each U-shaped pipe are arranged at different height positions, When operating a single compressor that employs a small lubrication system, the lubricant can be stored in the accumulator up to the level of the oil return hole located at a high position. During operation of the other compressors employed, it can be circulated through the refrigeration cycle to lubricate the other compressors. Therefore, when any compressor is operated, there is no shortage of refueling, and the compressor can be operated normally.
また、本発明の冷凍装置は、上記の冷凍装置において、前記複数本の冷媒流出管は、前記アキュームレータの底部からその内部に挿入される挿入管により構成され、各挿入管の途中に設けられる前記油戻し孔が互いに異なる高さ位置に配設されることを特徴とする。 Further, the refrigeration apparatus of the present invention is the above refrigeration apparatus, wherein the plurality of refrigerant outflow pipes are constituted by insertion pipes inserted into the accumulator from the bottom thereof, and are provided in the middle of the respective insertion pipes. The oil return holes are arranged at different height positions.
本発明によれば、冷媒流出管がアキュームレータの底部からその内部に挿入される挿入管により構成されるアキュームレータにおいて、各挿入管の途中に設けられる油戻し孔が異なる高さ位置に配設されるため、油循環率の小さい潤滑方式を採用した一の圧縮機の運転時には、高い位置に配設された油戻し孔のレベルまでアキュームレータ内に潤滑油を溜め込むことができ、この潤滑油を油循環率の大きい潤滑方式を採用した他の圧縮機の運転時に、冷凍サイクルに循環させ、他の圧縮機を潤滑することができる。従って、いずれの圧縮機を運転する場合にも給油不足に陥ることはなく、圧縮機を正常に運転することができる。 According to the present invention, in the accumulator in which the refrigerant outflow pipe is constituted by the insertion pipe inserted into the accumulator from the bottom, the oil return holes provided in the middle of each insertion pipe are arranged at different height positions. Therefore, when operating one compressor that employs a lubrication system with a low oil circulation rate, it is possible to store the lubricating oil in the accumulator up to the level of the oil return hole arranged at a high position. During operation of another compressor that employs a lubrication method with a high rate, it is possible to circulate through the refrigeration cycle and lubricate the other compressor. Therefore, when any compressor is operated, there is no shortage of refueling, and the compressor can be operated normally.
また、本発明にかかる冷凍装置は、冷凍サイクルの低圧ガス配管中に、油戻し孔が設けられる冷媒流出管を複数本備えたアキュームレータが設置され、該アキュームレータに前記冷媒流出管を介して1台ずつ単独で運転される複数台の圧縮機が並列に接続されるとともに、該複数台の圧縮機はそれぞれ潤滑方式が異なる圧縮機とされた冷凍装置であって、前記複数台の圧縮機中の油循環率の小さい潤滑方式が採用された圧縮機への前記冷媒流出管には、その出口部に冷媒中の潤滑油を分離する油分離器が前記アキュームレータの液溜めと連通されて設けられることを特徴とする。 In the refrigeration apparatus according to the present invention, an accumulator having a plurality of refrigerant outflow pipes provided with oil return holes is installed in a low-pressure gas pipe of a refrigeration cycle, and one accumulator is provided via the refrigerant outflow pipe. A plurality of compressors that are operated independently are connected in parallel, and the plurality of compressors are compressors having different lubrication methods, respectively. The refrigerant outflow pipe to the compressor adopting a lubrication system with a low oil circulation rate is provided with an oil separator that separates the lubricating oil in the refrigerant at the outlet portion thereof in communication with the reservoir of the accumulator. It is characterized by.
本発明によれば、出口部に油分離器が設けられる冷媒流出管に接続される油循環率の小さい潤滑方式を採用した一の圧縮機の運転時、冷媒と共に圧縮機から冷凍サイクルに吐出された潤滑油は、冷凍サイクル内を循環した後、アキュームレータに流入される。この潤滑油は、冷媒と共に冷媒流出管に設けられている油戻り孔より一定量ずつ圧縮機側へと吸い込まれるが、冷媒流出管の出口部に設けられた油分離器によって分離され、アキュームレータ側の液面レベルと同レベルまで潤滑油が溜め込まれる。このため、冷凍サイクルに循環された潤滑油が一の圧縮機側に移動し、その内部に溜め込まれてしまうことがなくなる。一方、一の圧縮機が停止され、油循環率の大きい潤滑方式を採用した他の圧縮機の運転時には、上記により油分離器およびアキュームレータ内に溜め込まれていた潤滑油が冷凍サイクルに循環され、この潤滑油の循環により他の圧縮機が潤滑される。従って、いずれの圧縮機を運転する際にも給油不足に陥ることはなく、潤滑方式が異なる複数台の圧縮機を適切に潤滑しながら正常に運転することができる。また、潤滑油を圧縮機内部への溜まり込みを考慮して過剰に充填する必要がなくなるため、潤滑油の充填量を減少させることができる。従って、潤滑油の過剰充填によるシステム効率の低下を防止することができるとともに、冷媒量に対して潤滑量が比較的多くなる小能力機では、圧縮機内に過剰に溜め込まれた潤滑油中に冷媒が寝込むことにより、循環冷媒量が不足状態になって能力不足に陥る事態を防止することができる。 According to the present invention, during operation of one compressor adopting a lubrication system having a low oil circulation rate connected to a refrigerant outflow pipe provided with an oil separator at the outlet, the refrigerant is discharged from the compressor to the refrigeration cycle. After the lubricating oil circulates in the refrigeration cycle, it flows into the accumulator. This lubricating oil is sucked into the compressor side by a certain amount from the oil return hole provided in the refrigerant outflow pipe together with the refrigerant, but is separated by the oil separator provided in the outlet portion of the refrigerant outflow pipe, and the accumulator side The lubricating oil is stored up to the same level as the liquid level. For this reason, the lubricating oil circulated in the refrigeration cycle does not move to one compressor side and is not stored in the inside thereof. On the other hand, when one compressor is stopped and another compressor adopting a lubrication method with a high oil circulation rate is operated, the lubricating oil stored in the oil separator and accumulator is circulated to the refrigeration cycle. The other compressors are lubricated by the circulation of the lubricating oil. Therefore, when any of the compressors is operated, there is no shortage of refueling, and a plurality of compressors having different lubrication methods can be normally operated while being properly lubricated. Moreover, since it is not necessary to fill the lubricating oil excessively in consideration of the accumulation in the compressor, the filling amount of the lubricating oil can be reduced. Therefore, it is possible to prevent a reduction in system efficiency due to excessive filling of lubricating oil, and in a small capacity machine in which the lubricating amount is relatively large with respect to the refrigerant amount, the refrigerant is contained in the lubricating oil excessively stored in the compressor. As a result of falling asleep, it is possible to prevent a situation where the amount of circulating refrigerant becomes insufficient and the capacity is insufficient.
さらに、本発明の冷凍装置は、上述のいずれかの冷凍装置において、前記複数台の圧縮機中の少なくとも1台は、冷媒と共に潤滑油を循環させて潤滑する油循環率の大きいミスト潤滑方式の圧縮機とされ、前記油戻し孔が高い位置に配設される冷媒流出管または前記油分離器が設けられる冷媒流出管に対応して接続される他の少なくとも1台は、ハウジングに油溜めを備え、該油溜め内の潤滑油を強制給油して潤滑する油循環率の小さい強制潤滑方式の圧縮機とされることを特徴とする。 Furthermore, in the refrigeration apparatus of the present invention, in any one of the above-described refrigeration apparatuses, at least one of the plurality of compressors is of a mist lubrication system having a high oil circulation rate in which lubricating oil is circulated and lubricated together with the refrigerant. At least one other compressor connected to the refrigerant outlet pipe provided with the oil return hole at a high position or the refrigerant outlet pipe provided with the oil separator has an oil reservoir in the housing. And a forced lubrication type compressor having a low oil circulation rate in which the lubricating oil in the oil sump is forcibly supplied and lubricated.
本発明によれば、油戻し孔が高い位置に配設される冷媒流出管または油分離器が設けられる冷媒流出管に対応して接続される圧縮機が、ハウジングに油溜めを備えた油循環率の小さい強制潤滑方式の一の圧縮機とされる。そして、この一の圧縮機の運転時、冷凍サイクルに循環された潤滑油がアキュームレータおよび/または油分離器内に溜め込まれるため、潤滑油が一の圧縮機側に移動し、そのハウジングの油溜めに溜め込まれてしまうことがなくなる。これにより、一の圧縮機を停止し、ミスト潤滑方式の他の圧縮機を運転する際にも、冷凍サイクル内にミスト潤滑方式の他の圧縮機を潤滑するのに必要かつ充分な量の潤滑油を循環させることができる。従って、いずれの圧縮機を運転する場合も、適切に潤滑しながら正常に運転することができる。 According to the present invention, a compressor connected to a refrigerant outflow pipe provided with a high oil return hole or a refrigerant outflow pipe provided with an oil separator is provided with an oil circulation whose housing has an oil sump. It is considered to be one compressor with a low-force forced lubrication system. During operation of this one compressor, the lubricating oil circulated in the refrigeration cycle is stored in the accumulator and / or oil separator, so that the lubricating oil moves to the one compressor side and the oil reservoir in its housing It will not be stored in. As a result, the amount of lubrication necessary and sufficient to lubricate the other compressor of the mist lubrication system in the refrigeration cycle even when one compressor is stopped and the other compressor of the mist lubrication system is operated. Oil can be circulated. Accordingly, when any compressor is operated, it can be operated normally while being properly lubricated.
さらに、本発明の冷凍装置は、上記の冷凍装置において、前記ミスト潤滑方式の圧縮機は、ハウジング外部に突出される駆動軸を備え、冷凍車両の走行用エンジンから動力を得て駆動される開放型圧縮機とされ、前記強制潤滑方式の圧縮機は、ハウジングに油溜め備え、商用電源からの電力を駆動源とする電動モータにより駆動される電動圧縮機とされることを特徴とする。 Furthermore, the refrigeration apparatus of the present invention is the above-described refrigeration apparatus, wherein the mist lubrication type compressor includes a drive shaft that protrudes to the outside of the housing, and is opened by obtaining power from a traveling engine of the refrigeration vehicle. The forced lubrication type compressor is an electric compressor that is provided with an oil reservoir in a housing and is driven by an electric motor that uses electric power from a commercial power source as a drive source.
本発明によれば、ミスト潤滑方式の圧縮機が、走行用エンジンにより駆動される開放型圧縮機とされ、強制潤滑方式の圧縮機が、ハウジングに油溜めを備え、商用電源からの電力を駆動源とする電動モータにより駆動される電動圧縮機とされるので、それぞれ複数の駆動源である走行用エンジンおよび商用電源により駆動されるのに適した型式の圧縮機とすることができる。つまり、狭いエンジンルーム内に設置される圧縮機を、小型化できるミスト潤滑方式の開放型圧縮機として設置を容易化し、車両のシャーシ下方等の比較的余裕のあるスペースに設置される圧縮機を、油溜めを備えた強制潤滑方式の圧縮機として潤滑の信頼性を確保することができる。
なお、上記の電動圧縮機は、ハウジング内に電動モータを一体に内蔵した密閉型電動圧縮機、半密閉型電動圧縮機、あるいは別体とされた電動モータにより駆動される圧縮機のいずれであってもよい。
According to the present invention, the mist lubrication type compressor is an open type compressor driven by a traveling engine, and the forced lubrication type compressor has an oil sump in the housing and drives electric power from a commercial power source. Since the electric compressor is driven by an electric motor as a source, a compressor of a type suitable for being driven by a traveling engine and a commercial power source, which are a plurality of driving sources, respectively. In other words, a compressor installed in a narrow engine room can be easily installed as a mist-lubricated open-type compressor that can be reduced in size, and a compressor installed in a relatively roomy space such as under the chassis of a vehicle. The reliability of lubrication can be ensured as a forced lubrication type compressor equipped with an oil sump.
The above electric compressor is either a hermetic electric compressor with a built-in electric motor in a housing, a semi-hermetic electric compressor, or a compressor driven by a separate electric motor. May be.
本発明の冷凍装置によると、油循環率の小さい圧縮機の運転時、冷媒と共に圧縮機から冷凍サイクル側に吐出された潤滑油をアキュームレータおよび/または油分離器内に溜め込むことができ、この潤滑油を油循環率の大きい圧縮機の運転時に冷凍サイクルに循環させ、油循環率の大きい圧縮機を潤滑することができるため、いずれの圧縮機を運転する場合にも給油不足に陥ることはなく、潤滑方式が異なる複数台の圧縮機を適切に潤滑しながら正常に運転することができる。また、潤滑油を圧縮機内部への溜まり込みを考慮して過剰に充填する必要がなく、潤滑油の充填量を減少させることができるため、潤滑油の過剰充填によるシステム効率の低下を防止することができるとともに、冷媒量に対し潤滑量が比較的多くなる小能力機では、圧縮機内に過剰に溜め込まれた潤滑油中に冷媒が寝込むことにより、循環冷媒量が不足状態になって能力不足に陥る事態を防止することができる。 According to the refrigeration apparatus of the present invention, when the compressor having a low oil circulation rate is operated, the lubricating oil discharged from the compressor to the refrigeration cycle side together with the refrigerant can be stored in the accumulator and / or the oil separator. Oil can be circulated through the refrigeration cycle when operating a compressor with a high oil circulation rate, and the compressor with a high oil circulation rate can be lubricated, so there will be no shortage of oil supply when any compressor is operated. A plurality of compressors having different lubrication methods can be operated normally while being properly lubricated. In addition, it is not necessary to fill the lubricating oil excessively in consideration of accumulation in the compressor, and the amount of lubricating oil can be reduced, thereby preventing a decrease in system efficiency due to excessive filling of the lubricating oil. In a small capacity machine with a relatively large amount of lubrication relative to the amount of refrigerant, the refrigerant stagnates in the lubricating oil excessively stored in the compressor, resulting in a shortage of circulating refrigerant and insufficient capacity. Can be prevented from falling into
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態について、図1ないし図4を用いて説明する。
図1には、本発明の第1実施形態にかかる冷凍装置の冷凍サイクル図が示されている。この冷凍装置1は、冷凍車両に搭載される直結方式の輸送用冷凍装置であり、冷媒を圧縮する2台の圧縮機2,3と、圧縮された高温高圧冷媒を凝縮液化する凝縮器4と、液化された高圧冷媒を減圧して低圧の気液二相冷媒とする膨張弁5と、気液二相冷媒を蒸発させる蒸発器6と、蒸発した低圧ガス冷媒中の液分を分離し、ガス冷媒のみを圧縮機に吸い込ませるアキュームレータ7とを冷媒配管8により接続して構成される冷凍サイクル9を有している。
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
FIG. 1 shows a refrigeration cycle diagram of the refrigeration apparatus according to the first embodiment of the present invention. This
アキュームレータ7には、2本の冷媒流出管10,11が設けられており、この2本の冷媒流出管10,11に対して、それぞれ2台の圧縮機2,3の吸入配管8A,8Bが接続され、2台の圧縮機2,3は、冷凍サイクル9に共通のアキュームレータ7を介して互いに並列に接続される。2台の圧縮機2,3の吐出配管8C,8Dには、それぞれ逆止弁12,13が設けられる。この2台の圧縮機2,3は、同時に運転されることはなく、それぞれ1台ずつ単独で運転されるようになっている。
The
圧縮機2は、冷凍車両のエンジンルーム内に設置され、車両走行用エンジン14により電磁クラッチ15を介して駆動される。この圧縮機2には、圧縮機構が収容されるハウジング内に油溜めや駆動源を持たず、小型軽量化が可能な開放型圧縮機2が用いられる。開放型圧縮機2は、公知の如くハウジングから駆動軸が外部に突出されて構成され、駆動軸に設けられる電磁クラッチ15の断続によって走行用エンジン14から動力を得て駆動される。また、開放型圧縮機2の潤滑方式には、潤滑油を冷媒中に溶け込ませて冷媒と共に冷凍サイクル9に循環させ、吸入ガス冷媒中に含まれるミスト状の潤滑油により圧縮機の所要箇所を潤滑する公知のミスト潤滑方式が採用される。
The
圧縮機3は、車両のシャーシ下方等のスペースに設置され、走行用エンジン14が停止される予冷運転時や保冷運転時に運転されるスタンバイ用の圧縮機であり、このスタンバイ用圧縮機3には、商用電源から電源ケーブル16を介して得られる電力を駆動源とする電動モータ駆動の電動圧縮機3が用いられる。このスタンバイ用電動圧縮機3には、公知のハウジング内に電動モータを一体に内蔵して構成される密閉型電動圧縮機または半密閉型電動圧縮機、あるいは別体とされた電動モータにより駆動される電動圧縮機のいずれ1つを用いることができる。また、スタンバイ用電動圧縮機3の潤滑方式には、図示省略の圧縮機ハウジング内に油溜めを設け、この油溜めに充填された潤滑油をポンプ等により所要箇所に強制給油して潤滑する公知の強制潤滑方式が採用される。
The
なお、潤滑油を冷媒と共に冷凍サイクル側に循環させて圧縮機を潤滑するミスト潤滑方式を採用した圧縮機2の油循環率[全質量流量(冷媒流量+潤滑油流量)に対する潤滑油の質量流量の比(OC%)]は、圧縮機内部で潤滑油を回して潤滑する強制潤滑方式を採用した圧縮機3の油循環率よりも大きく、ミスト潤滑方式のOC%>強制潤滑方式のOC%の関係にある。
Note that the oil circulation rate of the
凝縮器4は、冷凍車両に搭載される冷却庫の外部適所に設置され、車両の走行風および図示省略の送風ファンから送風される空気と冷媒とを熱交換させ、冷媒を冷却して凝縮液化させる機能を担うものである。また、蒸発器4は、冷却庫の内部または冷却庫内に面して設置され、図示省略の送風ファンにより循環される庫内空気と冷媒とを熱交換させ、庫内空気を冷却する機能を担うものである。
The
アキュームレータ7は、上記のとおり2本の冷媒流出管10,11を備え、2台の圧縮機2,3により共用されるように構成されている。図2に示されるように、2本の冷媒流出管10,11は、U字管17,18によって構成されており、それぞれU字管17,18の最下部付近には油戻し孔19,20が設けられる。この油戻し孔19,20は、異なる高さ位置に配設される。つまり、油循環率(OC%)の小さい強制潤滑方式の圧縮機3に対応するU字管18に設けられる油戻し孔20の方が、油循環率(OC%)の大きいミスト潤滑方式の圧縮機2に対応するU字管17に設けられる油戻し孔19よりもH寸法だけ高い位置に配設されている。このH寸法は、圧縮機2を運転した場合に、その系内で必要とする潤滑油量と、スタンバイ用の圧縮機3を運転した場合に、その系内で必要とする潤滑油量との差分をホールドできる容積相当の高さとされる。
As described above, the
次に、以上に説明の構成を有する冷凍装置の動作について説明する。
図1は、走行用エンジン14により圧縮機2が駆動され、冷却運転が行われている状態を示している。圧縮機2で圧縮され、吐出配管8C、逆止弁12を経て冷凍サイクル9側に吐出された高温高圧の冷媒ガスは、凝縮器4で冷却されて凝縮液化された後、膨張弁5より減圧されて低圧の気液二相冷媒となり、蒸発器6に至る。この冷媒は、蒸発器6で冷却庫内の空気から吸熱して蒸発され、庫内空気の冷却に供される。蒸発器6で蒸発されたガス冷媒は、アキュームレータ7に流入され、冷媒中に含まれる液分が分離された後、ガス冷媒のみがU字管17により構成される冷媒流出管10および吸入配管8Aを介して圧縮機2に吸い込まれ、再び圧縮される。この繰り返しによって冷却庫内が冷却される。
Next, the operation of the refrigeration apparatus having the above-described configuration will be described.
FIG. 1 shows a state where the
上記の冷却運転の間、圧縮機2は、冷凍サイクル9内を冷媒と共に循環されるミスト状の潤滑油によって潤滑される。ミスト潤滑方式を採用している圧縮機2の運転中は、油循環率(OC%)が大きいため、冷凍サイクル9には多くの潤滑油が循環される。この様子が凝縮器4および蒸発器6内に潤滑油Oが多めに滞留している状態として、図1に示されている。この冷凍サイクル9内を循環する潤滑油は、アキュームレータ7内でいったん分離された後、U字管17の最下部に設けられている油戻し孔19から一定量ずつ圧縮機2に吸い込まれ、圧縮機2の潤滑に供される。
During the above cooling operation, the
一方、スタンバイ状態において、予冷運転や保冷運転を行う場合には、走行用エンジン14が停止されるため、商用電源を駆動源とする電動モータによりスタンバイ用の電動圧縮機3を駆動することによって冷却運転が行われる。この冷却運転の状態が図3に示されている。この場合、油循環率(OC%)の小さい強制潤滑方式を採用した圧縮機3を用いた運転となるため、冷凍サイクル9に循環される潤滑油の量も当然少なくなる(図3に示された凝縮器4および蒸発器6における潤滑油Oの滞留状態を参照)。また、圧縮機3が接続される冷媒流出管11を構成するU字管18に設けられている油戻し孔20は、U字管17に設けられている油戻し孔19よりもH寸法だけ高い位置に配設されているため、冷凍サイクル9内を循環してアキュームレータ7に流入された潤滑油Oは、少なくとも油戻し孔20のレベルに達するまでアキュームレータ7に溜め込まれる。
On the other hand, when the pre-cooling operation or the cold insulation operation is performed in the standby state, the traveling
これにより、圧縮機2と圧縮機3との油循環率(OC%)の差分に相当する量の潤滑油が、圧縮機3側に移動してハウジングに設けられる油溜めに溜め込まれるのを防止し、その潤滑油Oをアキュームレータ7内にホールドすることができる(図3参照)。そして、予冷運転または保冷運転が終了し、走行用エンジン14により圧縮機2を駆動する冷却運転に切り替えられると、図4に示されるように、アキュームレータ7内にホールドされていた潤滑油は再び冷凍サイクル9内に循環される。このため、冷凍サイクル9内にミスト潤滑方式の圧縮機2を潤滑するのに必要かつ充分な量の潤滑油を循環させることができる。
This prevents the amount of lubricating oil corresponding to the difference in the oil circulation rate (OC%) between the
しかして、本実施形態によると、以下の作用効果を奏する。
油循環率の小さい強制潤滑方式のスタンバイ用圧縮機3の運転時、冷媒と共に圧縮機3から吐出されて冷凍サイクル9内を循環する潤滑油の一定量をアキュームレータ7に溜め込むことによって、潤滑油が圧縮機3側に移動し、その内部に溜め込まれてしまうのを防止することができる。そして、このアキュームレータ7内に溜め込まれた潤滑油を油循環率の大きいミスト潤滑方式の圧縮機2の運転時に再び冷凍サイクル9に循環させ、油循環率の大きい圧縮機2の潤滑に供することができるため、いずれの圧縮機2,3を運転する場合にも給油不足に陥ることはなく、潤滑方式が異なる複数台の圧縮機2,3を正常に運転することができる。
Thus, according to the present embodiment, the following operational effects are obtained.
When the forced lubrication
また、潤滑油が強制潤滑方式のスタンバイ用圧縮機3の内部に溜め込まれることを考慮して予め潤滑油を過剰に充填する必要がなくなる。このため、潤滑油の充填量を減少させることができる。従って、潤滑油の過剰充填によるシステム効率の低下を防止することができるとともに、冷媒量に対し潤滑量が比較的多くなる小能力機では、スタンバイ用圧縮機3内に過剰に溜め込まれた潤滑油中に冷媒が溶解して寝込むことにより、冷凍サイクル9内を循環する冷媒量が不足状態になって能力不足に陥る事態を回避することができる。
Moreover, it is not necessary to preliminarily fill the lubricating oil in consideration of the fact that the lubricating oil is accumulated in the forced-
さらに、狭いエンジンルーム内に設置される走行用エンジン駆動の圧縮機2に、小型に構成できるミスト潤滑方式の開放型圧縮機2を用いているため、狭いスペースでの設置を容易化することができるとともに、シャーシ下方等の比較的余裕のあるスペースに設置される圧縮機3に、電動モータにより駆動される油溜めを備えた強制潤滑方式の電動圧縮機3を用いているため、潤滑性能の信頼性を確保することができる。
Furthermore, since the
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について、図5を用いて説明する。
本実施形態は、上記第1実施形態に対して、アキュームレータ7に設けられる2本の冷媒流出管30の構成および油分離器31の構成が異なる。その他の点については、第1実施形態と同様であるので、説明は省略する。
本実施形態では、アキュームレータ7を構成する2本の冷媒流出管30は、同レベル位置に油戻し孔(図示省略)が設けられる同一構成のU字管(図2に示す油戻し孔19を有するU字管17と同じ構成)によって構成される。そして、スタンバイ用の圧縮機3が接続される冷媒流出管30の出口部には、圧縮機3側に吸い込まれる冷媒に含まれる潤滑油を分離する油分離器31が設けられ、この油分離器31は、アキュームレータ7の液溜めと連通管32によって連通される。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The present embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the two
In this embodiment, the two
上記の構成により、スタンバイ用の圧縮機3を駆動する予冷運転または保冷運転時、アキュームレータ7で分離された潤滑油は、冷媒流出管30の油戻し孔(図示省略)より一定量ずつ吸い込まれるが、この潤滑油は、油分離器31において分離される。油分離器31は、アキュームレータ7の液溜めと連通管32を介して連通されているため、分離された潤滑油は、アキュームレータ7側に移動し、同一レベルまで溜め込まれる。これによって、油循環率(OC%)の差分に相当する量の潤滑油をアキュームレータ7および油分離器31内に溜め込むことができ、圧縮機3のハウジングに設けられる油溜め内に溜め込まれてしまうのを防止することができる。
With the above configuration, the lubricating oil separated by the
このため、油循環率(OC%)の大きいミスト潤滑方式の圧縮機2を駆動する冷却運転時に、冷凍サイクル9内に十分な量の潤滑油を循環させることができ、この潤滑油によって圧縮機2をミスト潤滑することができる。従って、いずれの圧縮機2,3を運転する際にも給油不足に陥ることはなく、潤滑方式が異なる複数台の圧縮機2,3を適切に潤滑しながら正常に運転することができる、という第1実施形態と同様の作用効果が奏される。
Therefore, a sufficient amount of lubricating oil can be circulated in the
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態について、図6を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第1実施形態に対して、アキュームレータ40の構成が異なっている。その他の点については、第1実施形態と同様であるので、説明は省略する。
本実施形態のアキュームレータ40は、比較的細い2本の筒状体41,42を上下2箇所で互いに連通するように結合して容器本体とし、この2本の筒状体41,42の底部からその内部に油戻し孔45,46を設けた2本の挿入管43,44を所定高さ位置まで挿入することによってアキュームレータ40を構成している。油戻し孔45,46は、第1実施形態と同様、互いに異なる高さ位置に配設される。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The present embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the
The
上記構成のアキュームレータ40を用い、挿入管43側に油循環率(OC%)の大きいミスト潤滑方式を採用した圧縮機2を接続し、挿入管44側に油循環率(OC%)の小さい強制潤滑方式を採用した圧縮機3を接続することによっても、上記第1実施形態と同様の作用効果が奏される。また、このアキュームレータ40は、本体の径を小さくして薄形に構成できるため、冷凍車両等では、アキュームレータ40を冷却庫とキャビンとの間の狭いスペースを利用して冷却庫の前壁面に設置することが可能となる。
Using the
なお、本発明は、上記した実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。例えば、上記実施形態では、アキュームレータの設置位置について、一例として、冷却庫とキャビンとの間のスペースを例に挙げたが、シャーシの下方等、他の位置に設置できることはもちろんである。また、各圧縮機2,3は、レシプロ、ロータリ、スクロール、スクリュー等々、如何なる構成の圧縮機構を用いたものであってもよい。
The present invention is not limited to the invention according to the above-described embodiment, and can be appropriately modified without departing from the gist thereof. For example, in the above-described embodiment, as an example of the installation position of the accumulator, the space between the refrigerator and the cabin is taken as an example, but it is needless to say that the accumulator can be installed at other positions such as below the chassis. Further, each of the
1 冷凍装置
2 圧縮機(開放型圧縮機)
3 圧縮機(電動圧縮機)
7,40 アキュームレータ
8A,8B 吸入配管
9 冷凍サイクル
10,11,30 冷媒流出管
14 走行用エンジン
15 電磁クラッチ
16 電源ケーブル
17,18 U字管
19,20 油戻し孔
31 油分離器
32 連通管
43,44 挿入管
45,46 油戻し孔
O 潤滑油
1
3 Compressor (electric compressor)
7, 40
Claims (6)
前記複数本の冷媒流出管に設けられる油戻し孔は、前記複数台の圧縮機に対応して互いに異なる高さ位置に配設され、
油循環率の大きい潤滑方式を採用した前記圧縮機が、前記油戻し孔が低い位置に設けられている前記冷媒流出管側に接続されるとともに、油循環率の小さい潤滑方式を採用した前記圧縮機が、前記油戻し孔が高い位置に設けられている前記冷媒流出管側に接続されていることを特徴とする冷凍装置。 An accumulator having a plurality of refrigerant outflow pipes provided with oil return holes is installed in the low-pressure gas piping of the refrigeration cycle, and a plurality of compression units are operated individually by the accumulator via the refrigerant outflow pipes. The compressors are connected in parallel, and the plurality of compressors are refrigeration apparatuses each having a different lubrication method,
The oil return holes provided in the plurality of refrigerant outflow pipes are disposed at different height positions corresponding to the plurality of compressors ,
The compressor adopting a lubrication method with a high oil circulation rate is connected to the refrigerant outlet pipe side where the oil return hole is provided at a low position, and adopts a lubrication method with a low oil circulation rate. A refrigerator is connected to the refrigerant outlet pipe side where the oil return hole is provided at a high position .
前記複数台の圧縮機中の油循環率の小さい潤滑方式が採用された圧縮機への前記冷媒流出管には、その出口部に冷媒中の潤滑油を分離する油分離器が前記アキュームレータの液溜めと連通されて設けられることを特徴とする冷凍装置。 An accumulator having a plurality of refrigerant outflow pipes provided with oil return holes is installed in the low-pressure gas piping of the refrigeration cycle, and a plurality of compression units are operated individually by the accumulator via the refrigerant outflow pipes. The compressors are connected in parallel, and the plurality of compressors are refrigeration apparatuses each having a different lubrication method,
In the refrigerant outflow pipe to the compressor adopting a lubrication system having a low oil circulation rate in the plurality of compressors, an oil separator that separates the lubricating oil in the refrigerant is provided at the outlet of the refrigerant outflow pipe. A refrigeration apparatus provided in communication with a reservoir.
The mist lubrication type compressor has a drive shaft that protrudes outside the housing, is an open type compressor that is driven by obtaining power from a traveling engine of a refrigerated vehicle, and the forced lubrication type compressor is: 6. The refrigeration apparatus according to claim 5, wherein the refrigeration apparatus includes an oil sump in the housing and is driven by an electric motor using electric power from a commercial power source as a drive source.
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