JP6242235B2 - Heat source unit and refrigeration cycle apparatus - Google Patents
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本発明は、熱源ユニット等に関するものである。特に熱源ユニットが有する並列接続した複数台の圧縮機間の冷凍機油量の分配に関するものである。 The present invention relates to a heat source unit and the like. In particular, the present invention relates to the distribution of the amount of refrigeration oil among a plurality of parallel-connected compressors of the heat source unit.
例えば、1台の圧縮機での能力不足を補うため、複数の圧縮機を並列に接続して冷媒回路を構成する冷凍サイクル装置がある。ここで、複数の圧縮機を配管接続して冷媒を循環させると、各圧縮機内の冷凍機油量が不均一になってくることが多い。冷凍機油量が不均一になると、ある特定の圧縮機の冷凍機油が過多となる一方で、別の圧縮機の冷凍機油が不足する。冷凍機油が不足した圧縮機では、圧縮機内部の圧縮機構が潤滑不足となる。このため、圧縮機構の摺動部が金属接触を起こしてしまい、圧縮機が故障することがある。 For example, there is a refrigeration cycle apparatus in which a refrigerant circuit is configured by connecting a plurality of compressors in parallel in order to compensate for a lack of capacity in one compressor. Here, when a plurality of compressors are connected by piping to circulate the refrigerant, the amount of refrigeration oil in each compressor often becomes non-uniform. If the amount of the refrigerating machine oil becomes uneven, the refrigerating machine oil of a specific compressor becomes excessive, while the refrigerating machine oil of another compressor becomes insufficient. In a compressor in which refrigeration oil is insufficient, the compression mechanism inside the compressor is insufficiently lubricated. For this reason, the sliding part of a compression mechanism raise | generates a metal contact, and a compressor may break down.
そこで、圧縮機間の冷凍機油が不均一にならないように、様々な方策が提案されている。例えば、密閉型圧縮機の密閉容器外郭に具備された均油管を低圧側気液分離器に接続した上で、毛細管によって減圧して、圧縮機へ冷凍機油を戻す均油装置がある(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, various measures have been proposed so that the refrigerating machine oil between the compressors does not become non-uniform. For example, there is an oil leveling device in which an oil leveling pipe provided in a sealed container of a hermetic compressor is connected to a low-pressure side gas-liquid separator and then decompressed by a capillary tube to return refrigeration oil to the compressor (for example, Patent Document 1).
また、密閉型圧縮機に均油管を接続せず、密閉型圧縮機より高圧側配管へ吐出された冷凍機油を高圧側に設けられた油分離器に滞留させ、油分離器と低圧側配管との間に毛細管等の減圧機構を有する配管を接続することで、圧縮機へ冷凍機油を戻す冷凍装置等がある(例えば、特許文献2、3参照)。これらの装置では、圧縮機近傍の高圧側配管に逆止弁を設けていないために、ローリングピストン(ロータリー)型圧縮機に適用すると、圧縮機内部に圧力差が残存し、冷凍機油が逆流する現象が起こっていた。
Also, without connecting the oil equalizing pipe to the hermetic compressor, the refrigerating machine oil discharged from the hermetic compressor to the high-pressure side pipe is retained in the oil separator provided on the high-pressure side, and the oil separator and the low-pressure side pipe There is a refrigerating apparatus or the like that returns a refrigerating machine oil to a compressor by connecting a pipe having a pressure reducing mechanism such as a capillary between them (for example, see
ここで、例えば、複数台の圧縮機が異なる駆動周波数で駆動すると、高い駆動周波数で駆動している圧縮機では、冷媒と共に圧縮機外に持ち出される冷凍機油の量が多くなる。一方、低い駆動周波数で駆動している圧縮機では、圧縮機外に持ち出される冷凍機油の量が少ない。このため、複数の圧縮機間において、冷凍機油の量を均一にするためには、持ち出される冷凍機油の量が多い圧縮機には多くの冷凍機油を戻し、持ち出される冷凍機油の量が少ない圧縮機には少ない冷凍機油を戻す必要がある。また、圧縮機の駆動周波数は時々刻々と変化している。そこで、複数の圧縮機間にて冷凍機油の量の不均一が発生した場合には、迅速にその不均一を解消する必要がある。 Here, for example, when a plurality of compressors are driven at different driving frequencies, the amount of refrigerating machine oil taken out of the compressor together with the refrigerant increases in a compressor driven at a high driving frequency. On the other hand, in a compressor driven at a low drive frequency, the amount of refrigeration oil taken out of the compressor is small. For this reason, in order to make the amount of refrigerating machine oil uniform among a plurality of compressors, return a large amount of refrigerating machine oil to a compressor with a large amount of refrigerating machine oil being taken out, and compression with a small amount of refrigerating machine oil taken out. It is necessary to return a small amount of refrigeration oil to the machine. Moreover, the drive frequency of the compressor is changing every moment. Therefore, when a non-uniform amount of refrigeration oil occurs between a plurality of compressors, it is necessary to quickly eliminate the non-uniformity.
その不均一さの解消のために、密閉型圧縮機より高圧側配管へ吐出された冷凍機油を高圧側合流点より反圧縮機側に具備された油分離器に滞留させ、毛細管等の減圧機構を途中に設けて油分離器より低圧側配管へ接続する返油管を設けていた。このとき、返油管を低圧側分岐点より圧縮機側に接続していると、複数台の圧縮機の流量の差によらず均等な量で冷凍機油が分配されることになる。例えば、複数台の圧縮機が異なる運転周波数で駆動しているときに、圧縮機外に持ち出される冷凍機油の量が多い高い周波数で駆動している圧縮機に対して十分に返油することができず圧縮機間の冷凍機油の量の不均一さの解消はできていなかった。 In order to eliminate the non-uniformity, the refrigerating machine oil discharged from the hermetic compressor to the high-pressure side piping is retained in the oil separator provided on the anti-compressor side from the high-pressure side confluence, and a pressure reducing mechanism such as a capillary tube Is provided in the middle of the oil return pipe connected to the low pressure side pipe from the oil separator. At this time, if the oil return pipe is connected to the compressor side from the low-pressure side branch point, the refrigerating machine oil is distributed in an equal amount regardless of the flow rate difference between the plurality of compressors. For example, when a plurality of compressors are driven at different operating frequencies, the amount of refrigerating machine oil taken out of the compressor can be sufficiently returned to a compressor that is driven at a high frequency. It was not possible to resolve the unevenness in the amount of refrigeration oil between the compressors.
その解決方法として、低圧側分岐点より反圧縮機側(冷媒の流れにおいて上流側)に返油管を接続する方法がある。この方法であれば、低圧側分岐点にて複数の圧縮機の流量に応じて冷凍機油を分配できる。複数台の圧縮機が異なる運転周波数で駆動されていても、圧縮機外に持ち出される冷凍機油の量が多い、高い駆動周波数で駆動している圧縮機に対して多くの冷凍機油を返すことができるため、複数の圧縮機間にて冷凍機油の量の不均一さの解消に役立っていた。 As a solution, there is a method of connecting an oil return pipe from the low-pressure side branch point to the anti-compressor side (upstream side in the refrigerant flow). With this method, the refrigeration oil can be distributed according to the flow rates of the plurality of compressors at the low-pressure branch point. Even when multiple compressors are driven at different operating frequencies, a large amount of refrigeration oil is taken out of the compressor, and a large amount of refrigeration oil can be returned to a compressor driven at a high driving frequency. As a result, it was helpful in eliminating non-uniformity in the amount of refrigerating machine oil between multiple compressors.
しかし、圧縮機間の冷凍機油の量の不均一さを解消する効果は圧縮機より吐出される冷凍機油の量に依存する。特に特定の圧縮機に多くの冷凍機油が滞留している場合には冷凍機油が圧縮機外に十分吐出されるまでに時間がかかるため、圧縮機間の冷凍機油の量の不均一さを解消するまでに時間を要する等していた。 However, the effect of eliminating the non-uniformity in the amount of refrigeration oil between the compressors depends on the amount of refrigeration oil discharged from the compressor. In particular, when a large amount of refrigerating machine oil stays in a specific compressor, it takes time for the refrigerating machine oil to be sufficiently discharged outside the compressor, eliminating the unevenness in the amount of refrigerating machine oil between the compressors. It took time to do so.
さらに、その解決方法として、密閉型圧縮機の密閉容器外郭に具備された均油管を低圧側気液分離器に接続したうえで毛細管によって減圧後に低圧側配管へ接続し圧縮機へ冷凍機油を戻す形態とすることで、圧縮機間の冷凍機油の量の不均一さの解消までの時間を短縮する技術も提案されているが、気液分離器、毛細管の設置が新たに必要となる。また、毛細管を具備することで圧力損失が増大して冷凍機油の流出量が限られてしまい、圧縮機間の冷凍機油の量の不均一さが解消されるまでの時間を十分に短縮するには至らなかった。 Furthermore, as a solution, the oil equalizing pipe provided in the outer casing of the hermetic compressor is connected to the low-pressure side gas-liquid separator, and after being decompressed by the capillary, connected to the low-pressure side pipe and the refrigerating machine oil is returned to the compressor. A technique for shortening the time until the non-uniformity in the amount of refrigerating machine oil between the compressors has been proposed by adopting a form, but it is necessary to newly install a gas-liquid separator and a capillary tube. In addition, by providing a capillary tube, pressure loss increases and the outflow amount of the refrigerating machine oil is limited, so that the time until the non-uniformity of the refrigerating machine oil amount between the compressors can be sufficiently shortened. Did not come.
さらに、例えばある圧縮機を停止させた場合には、他の圧縮機から冷媒が流入し、停止した圧縮機内部に圧力差が生じる。このため、特に密閉用器内が高圧となる高圧シェルタイプのロータリー圧縮機を用いている場合には、圧縮機構内部の給油穴を通して低圧となる圧縮機に冷凍機油が流出していってしまう。 Further, for example, when a certain compressor is stopped, refrigerant flows in from another compressor, and a pressure difference is generated inside the stopped compressor. For this reason, particularly when a high-pressure shell type rotary compressor in which the inside of the sealing device has a high pressure is used, the refrigerating machine oil flows out to the compressor having a low pressure through the oil supply hole inside the compression mechanism.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、並列に接続した各圧縮機に対し、より適正な配分で冷凍機油を戻すことができる熱源ユニット等を得ることを目的とする。 This invention was made in order to solve the above problems, and it aims at obtaining the heat source unit etc. which can return refrigerator oil by more appropriate distribution with respect to each compressor connected in parallel. To do.
本発明に係る熱源ユニットは、並列接続された複数の圧縮機を有する熱源ユニットであって、圧縮機の吐出側と各圧縮機が吐出した冷媒が合流する合流点との間の配管である吐出側分岐配管と、圧縮機の側壁とを、それぞれ配管接続する複数の均油管と、各吐出側分岐配管において、均油管と吐出側分岐配管との接続部分と、合流点との間にそれぞれ設けられた複数の逆止弁と、圧縮機と熱交換により冷媒を凝縮させる凝縮器との間にあって、圧縮機から吐出した油を分離する油分離器と、毛細管を有し、各圧縮機に分岐する冷媒の分岐点よりも冷媒の流れにおいて上流側の冷媒配管と油分離器とを配管接続する返油管とを備え、返油管は、冷媒配管との接続部分において冷媒配管内部まで挿入され、挿入された先端は閉塞されており、挿入された管側面には1又は複数の小孔を有し、小孔は、返油管の肉厚の0.5倍以上、2.0倍以下の直径とし、冷媒配管における冷媒の流れ方向に対向する方向を基準として±80°の範囲内に形成されるものである。 The heat source unit according to the present invention is a heat source unit having a plurality of compressors connected in parallel, and is a discharge pipe that is a pipe between a discharge side of the compressor and a junction where refrigerant discharged from each compressor joins. Side branch pipes and compressor side walls are provided between a plurality of oil leveling pipes that connect the pipes and between the junctions of the oil leveling pipes and the discharge side branch pipes at the junctions. Between the plurality of check valves and the condenser that condenses the refrigerant by heat exchange with the compressor, and has an oil separator that separates the oil discharged from the compressor and a capillary tube, and branches to each compressor An oil return pipe connecting the upstream side refrigerant pipe and the oil separator in the refrigerant flow from the refrigerant branch point, and the oil return pipe is inserted into the refrigerant pipe at the connection with the refrigerant pipe. The inserted tip is occluded and inserted The side surface of the pipe has one or a plurality of small holes, and the small holes have a diameter not less than 0.5 times and not more than 2.0 times the wall thickness of the oil return pipe, and face the refrigerant flow direction in the refrigerant pipe. It is formed within a range of ± 80 ° with respect to the direction to be performed .
本発明によれば、並列に接続した各圧縮機に適正な配分で冷凍機油を戻すことで各圧縮機における冷凍機油不足を防止することができるので、圧縮機内部の圧縮機構が潤滑不足となり摺動部が金属接触を起こして圧縮機が故障することを防止することができる。 According to the present invention, the refrigerating machine oil can be prevented from being insufficient in each compressor by returning the refrigerating machine oil to each of the compressors connected in parallel with an appropriate distribution. It can prevent that a moving part raise | generates a metal contact and a compressor fails.
以下、本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置等について図面等を参照しながら説明する。以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものであり、以下に記載する実施の形態の全文において共通することとする。そして、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、明細書に記載された形態に限定するものではない。また、添字で区別等している複数の同種の機器等について、特に区別したり、特定したりする必要がない場合には、添字を省略して記載する場合がある。そして、図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。 Hereinafter, a refrigeration cycle apparatus and the like according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same reference numerals denote the same or corresponding parts, and are common to all the embodiments described below. And the form of the component represented by the whole specification is an illustration to the last, Comprising: It does not limit to the form described in the specification. In addition, when there is no need to particularly distinguish or identify a plurality of similar devices that are distinguished by subscripts, the subscripts may be omitted. In the drawings, the relationship between the sizes of the constituent members may be different from the actual one.
実施の形態1.
図1は本発明の実施の形態1に係る冷凍サイクル装置の構成を示す図である。図1では熱源ユニットを有する冷凍サイクル装置の例として空気調和装置1について説明する。図1では、主に冷媒が流れる配管を太線で示しており、主に冷凍機油が流れる配管を細線で示している。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a refrigeration cycle apparatus according to
図1に示すように、空気調和装置1は、主に、2台の圧縮機10a及び10b、四方弁40、室外熱交換器50、膨張装置60及び室内熱交換器70が冷媒配管によって順次環状に接続され、冷媒回路を構成している。
As shown in FIG. 1, the
また、空気調和装置1は、熱源ユニットとなる室外機100と負荷側ユニットとなる室内機200とを有している。室外機100は、上記の圧縮機10a、圧縮機10b、四方弁40、室外熱交換器50、膨張装置60及びアキュムレータ80を有している。また、室外熱交換器50に外気を送風する室外機用ファン51を有している。一方、室内機200は、上記の室内熱交換器70を有している。また、室内熱交換器70に室内空気(空調対象空間の空気)を送風する室内機用ファン71を有している。ここで、本実施の形態では室外機100が膨張装置60を有しているが、膨張装置60は室内機200が有するようにしてもよい。また、図1では1台の室内機200のみを示しているが、空気調和装置1は、複数台の室内機200を有していてもよい。室内機200を複数台有する場合、各室内機200が有する室内熱交換器70は冷媒回路において互いに並列に接続される。
Moreover, the
圧縮機10(圧縮機10a及び圧縮機10b)は、低温低圧のガス冷媒を吸入して圧縮し、高温高圧の冷媒にして吐出する流体機械である。本実施の形態では、2台の圧縮機10a及び圧縮機10bが冷媒回路において並列に接続されている。圧縮機10の詳細については後述する。
The compressor 10 (the
四方弁40は、運転に応じて冷媒流路を切り替える。冷房運転の場合(図1では、冷房運転の場合を示している)、四方弁40は、圧縮機10から吐出された高温高圧の冷媒が室外熱交換器50に流入し、かつ室内熱交換器70から流出した低温低圧のガス冷媒が圧縮機10に吸入されるように冷媒流路を切り替える。一方、暖房運転の場合、四方弁40は、圧縮機10a、圧縮機10bから吐出された高温高圧の冷媒が室内熱交換器70に流入し、かつ室外熱交換器50から流出した低温低圧のガス冷媒が圧縮機10に吸入されるように冷媒流路を切り替える。
The four-
室外機用ファン51は、モータによる回転動作によって、室外熱交換器50に外気を送風するものである。
The
室外熱交換器50は、その内部を流れる冷媒と、室外機用ファン51により送風される外気との熱交換を行うものである。室外熱交換器50は、冷房運転の場合には冷媒を凝縮させる凝縮器として機能し、暖房運転の場合には冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する。
The outdoor heat exchanger 50 performs heat exchange between the refrigerant flowing through the outdoor heat exchanger 50 and the outside air blown by the
膨張装置60は、流入した冷媒を膨張させて減圧し、低温低圧の気液二相冷媒として流出させるものである。膨張装置60としては、例えば膨張弁、毛細管(キャピラリチューブ)等が用いられる。また、アキュムレータ80は、ガス冷媒と液冷媒とを分離して余剰冷媒を溜める。
The
室内機用ファン71は、モータによる回転動作によって、室内熱交換器70に室内空気を送風するものである。
The indoor unit fan 71 blows indoor air to the
室内熱交換器70は、その内部を流れる冷媒と、室内機用ファン71により送風される室内空気との熱交換を行うものである。室内熱交換器70は、冷房運転の場合には冷媒を蒸発させる蒸発器として機能し、暖房運転の場合には冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する。
The
図2は本発明の実施の形態1に係る空気調和装置1において、蒸発器から圧縮機10(圧縮機10a、圧縮機10b)を経て凝縮器までの冷媒回路における構成を示す図である。図2では、圧縮機10については内部構成を説明するために縦断面図で示しており、圧縮機10a、圧縮機10b以外の構成要素についてはシンボル又はブロックで示している。ここで、図2では四方弁40の図示を省略している。図2中の「蒸発器」は、冷房運転の場合には室内熱交換器70であり、暖房運転の場合には室外熱交換器50である。また、図2中の「凝縮器」は、冷房運転の場合には室外熱交換器50であり、暖房運転の場合には室内熱交換器70である。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration in a refrigerant circuit from the evaporator through the compressor 10 (
図2及び既に示した図1に示すように、2台の圧縮機10aと圧縮機10bとは冷媒回路に並列に接続されている。冷媒回路において蒸発器(四方弁40)と圧縮機10の吸入側との間を接続する冷媒配管は、四方弁40よりも下流側(圧縮機10側)の低圧側分岐点43で圧縮機10の台数と同数(本実施の形態では2つ)に分岐する吸入側分岐配管41(吸入側分岐配管41a、吸入側分岐配管41b)を有している。各吸入側分岐配管41は圧縮機10の吸入側に接続されている。
As shown in FIG. 2 and FIG. 1 already shown, the two
また、凝縮器(四方弁40)と各圧縮機10の吐出側との間を接続する冷媒配管は、各圧縮機10に対応した吐出側分岐配管44(吐出側分岐配管44a、吐出側分岐配管44b)を有している。そして、各吐出側分岐配管44には、例えば駆動周波数が異なる等の場合に、他の圧縮機10の吐出側への冷媒逆流を阻止する逆止弁45(逆止弁45a、逆止弁45b)が設けられている。各吐出側分岐配管44は、四方弁40よりも上流側(圧縮機10側)の高圧側合流点46で合流している。
The refrigerant pipe connecting the condenser (four-way valve 40) and the discharge side of each compressor 10 is a discharge side branch pipe 44 (discharge
高圧側合流点46と四方弁40との間(高圧側合流点46よりも反圧縮機10側)には、冷媒と冷凍機油とを分離する油分離器47が設けられている。油分離器47が分離して回収した冷凍機油は、返油管48を通り、毛細管(キャピラリチューブ)49で減圧される。そして、圧縮機10の吸入側の冷媒配管に流れて圧縮機10に戻される。ここで、本実施の形態においては、返油管48は、四方弁40よりも下流側で低圧側分岐点43よりも上流側(反圧縮機10側)において冷媒配管と接続されている。
An
図3は本発明の実施の形態1に係る返油管48と冷媒配管との接続部分の詳細を説明する図である。接続部分は、冷媒配管よりも小径な返油管48が冷媒配管内部まで挿入された形になっている。返油管48の先端は閉塞されていて、冷媒配管内部に面している部分に、冷媒配管内の冷媒の流れに対向する方向に、返油管48内と冷媒配管内とを連通し、冷凍機油を冷媒配管に流す小孔48aが1又は複数設けられている。小孔48aは、返油管48の肉厚の0.5倍から2.0倍の直径とする。また、冷媒配管内において冷媒が流れる方向に対向する方向を0°としたとき、±80°の範囲内に設けられている。
FIG. 3 is a diagram illustrating details of a connection portion between the
返油管48と冷媒配管とを単純に接続すると、返油管48から流出した冷凍機油の油滴が冷媒配管壁面に付着する等することで、冷媒配管の冷媒に対して不均一な濃度になってしまうことがある。冷媒配管を流れる冷媒に対する濃度が不均一であると、圧縮機10に流入する冷凍機油の量が冷媒の流量と相関しなくなる。このため、各圧縮機10に冷媒の流量に応じた冷凍機油量を流入させることが実現できない場合がある。
When the
ここで、前述した特許文献3では返油管から冷媒配管へ流入する部分に返油管からの冷凍機油の流れと冷媒配管の冷媒の流れを対向させて、返油管からの冷凍機油の流れ方向に邪魔板を具備した分岐継手を設けていた。そして、冷凍機油を邪魔板に衝突させることで霧状にさせて冷媒に攪拌されやすくすることで冷媒に対する濃度を均一化しようとする提案がなされている。ただ、この方法では新たに分岐継手が必要となり、工作性の悪化や材料費の上昇を招いてしまう。
Here, in
そこで、本実施の形態では、新たな分岐継手を必要とせず、冷凍機油を戻す側の冷媒配管と接続する返油管48の先端に加工を加えるだけで、返油管48から流出する冷凍機油を霧状にし、冷媒配管内を流れる冷媒に攪拌されやすくすることで、冷媒に対する冷凍機油の濃度を均一化することができるようにする。
Therefore, in the present embodiment, a new branch joint is not required, and the refrigerating machine oil flowing out from the
このため、低圧側分岐点43において、冷凍機油は各吸入側分岐配管41に分配されることになる。圧縮機10が吸入する冷媒量は駆動周波数に比例することから、冷媒とともに流れる冷凍機油量も駆動周波数に応じて分配されることとなる。したがって、冷媒の流量に応じて適切な量の冷凍機油を各圧縮機10に分配することができ、圧縮機10内の油面レベルの均一化への効果を高めることができる。
Therefore, the refrigerating machine oil is distributed to each intake side branch pipe 41 at the low pressure
次に、圧縮機10の構成について簡単に説明する。本実施の形態の圧縮機10は、2つのシリンダを備えた2シリンダロータリー圧縮機である。圧縮機10は、圧縮機構部11、圧縮機構部11を駆動する電動機部12並びに圧縮機構部11及び電動機部12を収容する密閉容器13を有している。本実施の形態の圧縮機10は、密閉容器13内の空間が圧縮行程後の吐出ガス(高圧の冷媒雰囲気)で満たされる高圧容器(高圧シェル)タイプの圧縮機である。ここで、ロータリー圧縮機は、圧縮機構部11と冷凍機油が貯留される空間との位置が近い。
Next, the configuration of the compressor 10 will be briefly described. The compressor 10 of the present embodiment is a two-cylinder rotary compressor that includes two cylinders. The compressor 10 includes a
電動機部12は、固定子14と回転子15とを有している。固定子14は、密閉容器13に対して固定されている。回転子15には、クランク軸16が嵌入されている。クランク軸16は、固定子14に電力が供給されることにより回転子15と共に回転駆動される。固定子14に電力を供給する電源として、本実施の形態では、冷媒循環量を可変とするためにクランク軸16の回転数(駆動周波数)を変化させることができるインバータ電源(DCインバータ)を用いる。ここで、固定子14に電力を供給する電源としては、周波数50Hz又は60Hzの一般商用電源を用いることもできる。クランク軸16には、互いに反対向きに(180度位相をずらせて)偏心した上下2つの偏心部(上偏心部16a及び下偏心部16b)が形成されている。
The electric motor unit 12 includes a
圧縮機構部11は、電動機部12よりも下方に配置されている。圧縮機構部11は、上シリンダ17と、下シリンダ18と、上シリンダ17と下シリンダ18との間を仕切る仕切り板19と、上シリンダ17、下シリンダ18及び仕切り板19を積み重ねたものの上下両端に配置され、側壁を兼ねた主軸受20及び副軸受21と、上偏心部16aに嵌入された上ローリングピストン22と、下偏心部16bに嵌入された下ローリングピストン23と、上シリンダ17の内側を圧縮室と吸入室に仕切る上ベーン(図示せず)と、下シリンダ18の内側を圧縮室と吸入室に仕切る下ベーン(図示せず)と、を有している。
The
密閉容器13の側壁には、接続口13aが開口して形成されている。接続口13aには、後述する均油管55(55a,55b)を接続するための接続管24が取り付けられている。接続口13aは、圧縮機構部11の摺動部(例えば、圧縮機構部11の全ての摺動部)よりも上方(本例では、上シリンダ17の上端面よりも上方)に設けられている。接続管24は、密閉容器13から水平に引き出された後に上向きに曲げられ、そのまま上方向に延伸した形状を有している。本例では、接続管24の先端24aは、密閉容器13の天井部の高さに近い高さに位置している。
A connection port 13 a is formed in the side wall of the sealed
密閉容器13の底部には、冷凍機油(潤滑油)が貯留されている。図2では、圧縮機10における冷凍機油の油面レベルOLがいずれも、概ね上シリンダ17の下端部よりも上方でかつ接続口13aよりも下方の位置にある良好な状態を示している。仮に、油面レベルOLが上シリンダ17の下端部よりも下方に位置していると、上シリンダ17内の摺動部で冷凍機油の不足が生じ得る。
Refrigerating machine oil (lubricating oil) is stored at the bottom of the sealed
圧縮機10の吸入側には、吸入した低圧冷媒を気液分離する吸入アキュムレータが設けられている。圧縮機10には、吸入アキュムレータ内のガス冷媒のみが吸入されるようになっている。また、吐出側分岐配管44の逆止弁45よりも上流側(圧縮機側)と、圧縮機10が有する接続管24との間を均油管55で接続している。
A suction accumulator that separates the sucked low-pressure refrigerant into a gas and liquid is provided on the suction side of the compressor 10. Only the gas refrigerant in the suction accumulator is sucked into the compressor 10. An oil leveling pipe 55 connects the upstream side (compressor side) of the discharge side branch pipe 44 with respect to the
本実施の形態の圧縮機10a及び圧縮機10bは、不図示の制御装置により、運転、停止及び運転中の駆動周波数(回転数)が互いに独立して制御される。
In the
ここで、図2では、圧縮機10bの油面レベルOLが下シリンダ18の高さにあり、上シリンダ17で冷凍機油の不足が生じ得る状態を示している。このため、油量過少となった圧縮機10bを次に起動するときに、冷凍機油の不足による不具合が生じるおそれがある。
Here, FIG. 2 shows a state in which the oil level OL of the
ここで、本実施の形態に係る冷房運転時の空気調和装置1の動作について冷媒の流れに基づいて説明する。圧縮機10によって圧縮され吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方弁40を経由して、室外熱交換器50に流入する。室外熱交換器50に流入したガス冷媒は、室外機用ファン51により送風される外気との熱交換により凝縮し、低温の冷媒となって、室外熱交換器50から流出する。室外熱交換器50から流出した冷媒は、膨張装置60によって膨張及び減圧され、低温低圧の気液二相冷媒となる。この気液二相冷媒は、室内機200の室内熱交換器70に流入し、室内機用ファン71により送風される室内空気との熱交換により蒸発し、低温低圧のガス冷媒となって室内熱交換器70から流出する。このとき、冷媒に吸熱されて冷却された室内空気は、空調空気(冷風)となって、室内機200の吹出口から室内(空調対象空間)に吹き出される。室内熱交換器70から流出したガス冷媒は、四方弁40を経由して圧縮機10に吸入され、再び圧縮される。以上の動作が繰り返される。以上の動作において、圧縮機10が吐出する冷媒には冷凍機油も含まれる。
Here, operation | movement of the
さらに、本実施の形態に係る暖房運転時の空気調和装置1の動作について冷媒の流れに基づいて説明する。圧縮機10によって圧縮され吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方弁40を経由して、室内機200の室内熱交換器70に流入する。室内熱交換器70に流入したガス冷媒は、室内機用ファン71により送風される室内空気との熱交換により凝縮し、低温の冷媒となって、室内熱交換器70から流出する。このとき、冷媒から吸熱して加熱された室内空気は、空調空気(温風)となって、室内機200の吹出口から室内に吹き出される。室内熱交換器70から流出した冷媒は、膨張装置60によって膨張及び減圧され、低温低圧の気液二相冷媒となる。この気液二相冷媒は、室外熱交換器50に流入し、室外機用ファン51により送風される外気との熱交換により蒸発し、低温低圧のガス冷媒となって室外熱交換器50から流出する。室外熱交換器50から流出したガス冷媒は、四方弁40を経由して圧縮機10に吸入され、再び圧縮される。以上の動作が繰り返される。以上の動作においても、圧縮機10が吐出する冷媒には冷凍機油も含まれる。
Furthermore, operation | movement of the
ここで、例えば、図2に示すように、圧縮機10内の油面レベルOLは、圧力及び温度条件、圧縮機10へ流入する冷凍機油量及び圧縮機10から流出する冷凍機油量によって決まる。冷媒回路において複数の圧縮機10を並列に接続している場合、圧力及び温度条件は基本的に各圧縮機10で同じである。このため、油面レベルは自然に同じになっていく。ただ、油面レベルが自然に同じになるまでには時間がかかるため、早急に均一化をはかるためには、圧縮機10へ流入する冷凍機油量及び圧縮機10から流出する冷凍機油量を制御する必要がある。 Here, for example, as shown in FIG. 2, the oil level OL in the compressor 10 is determined by pressure and temperature conditions, the amount of refrigeration oil flowing into the compressor 10, and the amount of refrigeration oil flowing out from the compressor 10. When a plurality of compressors 10 are connected in parallel in the refrigerant circuit, the pressure and temperature conditions are basically the same for each compressor 10. For this reason, the oil level is naturally the same. However, since it takes time until the oil level becomes the same naturally, the amount of refrigeration oil flowing into the compressor 10 and the amount of refrigeration oil flowing out of the compressor 10 are controlled in order to achieve uniformization as soon as possible. There is a need to.
そこで、本実施の形態では、均油管55を介して圧縮機10内の冷凍機油を流出させることで、圧縮機10から流出する冷凍機油量の制御をはかる。また、返油管48により適切な量の冷凍機油を分配することで圧縮機10へ流入する冷凍機油量の制御をはかる。
Therefore, in the present embodiment, the amount of refrigerating machine oil flowing out from the compressor 10 is controlled by causing the refrigerating machine oil in the compressor 10 to flow out through the oil equalizing pipe 55. Further, by distributing an appropriate amount of refrigeration oil through the
次に、圧縮機10内部における冷凍機油の流れ等について説明する。圧縮機10内部の下部に冷凍機油が貯留される。圧縮機10が駆動すると、クランク軸16の回転による遠心力が作用して負圧が発生し、クランク軸16が有する孔に冷凍機油が吸われる。偏心部に形成された径方向の孔に吸われた冷凍機油は、ローリングピストン等の表面に給油され、圧縮された冷媒とともに流出する。また、主軸根元及び副軸根元に形成された径方向の孔に吸われた冷凍機油は、軸と軸受との間に給油され、軸と軸受との間の隙間上方を介して流出する。流出した冷凍機油は油滴となって、圧縮機10内のモータ下部の空間に飛散する。飛散した冷凍機油の一部は、モータに空けられた穴を通過して、冷媒の吐出とともに圧縮機10から流出する。また、接続管24がモータ下部の空間と連通している。このため、本実施の形態では、モータ下部の空間に飛散した冷凍機油は、さらに接続管24と接続した均油管55を介して圧縮機10外部(冷媒回路)に流出する。
Next, the flow of refrigeration oil in the compressor 10 will be described. Refrigerating machine oil is stored in the lower part inside the compressor 10. When the compressor 10 is driven, a centrifugal force due to the rotation of the
このため、本実施の形態では、冷媒の吐出とともに冷凍機油を流出するだけでなく、均油管55を介して圧縮機10外部に流出させる。したがって、圧縮機10内の冷凍機油が過多であっても流出量が多くなる。そして、返油管48を介して各圧縮機10に適切な量の冷凍機油を分配させることで、圧縮機10間の冷凍機油量の不均一を解消する時間を短縮する。
For this reason, in the present embodiment, not only the refrigerating machine oil flows out together with the discharge of the refrigerant, but also flows out of the compressor 10 through the oil equalizing pipe 55. Therefore, the amount of outflow increases even if the compressor oil in the compressor 10 is excessive. Then, by distributing an appropriate amount of the refrigerating machine oil to each compressor 10 via the
以上のように、本実施の形態の空気調和装置1によれば、油分離器47と四方弁40よりも下流側で低圧側分岐点43よりも上流側(反圧縮機10側)の冷媒配管と接続し、毛細管49を有する返油管48を備えるようにしたので、油分離器47の分離回収に係る冷凍機油を、低圧側分岐点43において、各圧縮機10の駆動周波数に基づく量で、対応する吸入側分岐配管41に分岐することができる。このため、例えば複数の圧縮機10が異なる駆動周波数で駆動している等において、圧縮機10外に持ち出される冷凍機油の量が多い圧縮機10に対しては多くの冷凍機油を返すことができるため、圧縮機10間の冷凍機油量が不均一になることを解消することができる。
As described above, according to the
また、密閉容器13の側壁の接続口13aと高圧側合流点46よりも圧縮機10側の冷媒配管とを接続する、毛細管等の減圧機構をもたない均油管55を備えることで、圧力損失を抑制して冷凍機油の流出量を十分に確保し、圧縮機10間の冷凍機油量の不均一さが解消されるまでの時間を短縮可能とすることができる。
Moreover, pressure loss is provided by providing the oil equalizing pipe 55 which does not have pressure reduction mechanisms, such as a capillary tube, which connects the connection port 13a on the side wall of the sealed
さらに、高圧側合流点46と、均油管55と冷媒配管との接続部分との間に逆止弁45を備え、他の圧縮機10による冷媒及び冷媒と共に流れる冷凍機油の逆流を防止するようにしたので、停止等している圧縮機10に冷凍機油が偏って貯留されることを防止することができる。特に圧縮機構部11と冷凍機油の貯留部分が近くなるロータリー圧縮機を用いている場合に効果が大きい。
Further, a
以上より、複数の圧縮機10を並列接続して冷媒を循環させる空気調和装置1の室外機(熱源ユニット)100において、各圧縮機10における冷凍機油量の不足を防止することができ、潤滑不足によって、圧縮機構の摺動部における金属接触による故障等を防止することができる。
As described above, in the outdoor unit (heat source unit) 100 of the
実施の形態2.
実施の形態1では2シリンダロータリー圧縮機を例に挙げたが、本発明は、1つ又は3つ以上のシリンダを備えたロータリー圧縮機にも適用できる。
Although the two-cylinder rotary compressor has been described as an example in
また、上述の実施の形態では、冷凍サイクル装置の例として空気調和装置1について説明したが、これに限定するものではない。例えば冷蔵装置、冷凍装置等、他の冷凍サイクル装置にも適用することができる。
Moreover, in the above-mentioned embodiment, although the
1 空気調和装置、10,10a,10b 圧縮機、11 圧縮機構部、12 電動機部、13 密閉容器、13a 接続口、14 固定子、15 回転子、16 クランク軸、16a 上偏心部、16b 下偏心部、17 上シリンダ、18 下シリンダ、19 仕切り板、20 主軸受、21 副軸受、22 上ローリングピストン、23 下ローリングピストン、24 接続管、24a 先端、40 四方弁、41,41a,41b 吸入側分岐配管、43 低圧側分岐点、44,44a,44b 吐出側分岐配管、45,45a,45b 逆止弁、46 高圧側合流点、47 油分離器、48 返油管、48a 小孔、49 毛細管、50 室外熱交換器、51 室外機用ファン、55,55a,55b 均油管、60 膨張装置、70 室内熱交換器、71 室内機用ファン、80 アキュムレータ、100 室外機、200 室内機。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記圧縮機の吐出側と各圧縮機が吐出した冷媒が合流する合流点との間の配管である吐出側分岐配管と、前記圧縮機の側壁とを、それぞれ配管接続する複数の均油管と、
各吐出側分岐配管において、前記均油管と吐出側分岐配管との接続部分と、前記合流点との間にそれぞれ設けられた複数の逆止弁と、
前記圧縮機と熱交換により前記冷媒を凝縮させる凝縮器との間にあって、前記圧縮機から吐出した油を分離する油分離器と、
毛細管を有し、各圧縮機に分岐する冷媒の分岐点よりも冷媒の流れにおいて上流側の冷媒配管と前記油分離器とを配管接続する返油管とを備え、
前記返油管は、前記冷媒配管との接続部分において前記冷媒配管内部まで挿入され、挿入された先端は閉塞されており、挿入された管側面には1又は複数の小孔を有し、
前記小孔は、返油管の肉厚の0.5倍以上、2.0倍以下の直径とし、前記冷媒配管における冷媒の流れ方向に対向する方向を基準として±80°の範囲内に形成されることを特徴とする熱源ユニット。 A heat source unit having a plurality of compressors connected in parallel,
A plurality of oil equalizing pipes each connecting a discharge side branch pipe that is a pipe between a discharge side of the compressor and a junction where refrigerant discharged from each compressor joins, and a side wall of the compressor;
In each discharge side branch pipe, a plurality of check valves respectively provided between the connecting portion of the oil equalizing pipe and the discharge side branch pipe, and the junction point ;
An oil separator that is between the compressor and a condenser that condenses the refrigerant by heat exchange and separates oil discharged from the compressor;
An oil return pipe that pipe-connects the upstream refrigerant pipe and the oil separator in the refrigerant flow with respect to the refrigerant branch point that has a capillary tube and branches to each compressor;
The oil return pipe is inserted to the inside of the refrigerant pipe at the connection portion with the refrigerant pipe, the inserted tip is closed, and the inserted pipe side surface has one or a plurality of small holes,
The small hole has a diameter not less than 0.5 times and not more than 2.0 times the wall thickness of the oil return pipe, and is formed within a range of ± 80 ° with respect to a direction facing the refrigerant flow direction in the refrigerant pipe. a heat source unit, characterized in that that.
少なくとも負荷熱交換器を有する負荷側ユニットと
を配管接続して冷媒回路を構成することを特徴とする冷凍サイクル装置。 The heat source unit according to any one of claims 1 to 4 ,
A refrigeration cycle apparatus comprising a refrigerant circuit by pipe-connecting at least a load side unit having a load heat exchanger.
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