JPH01150751A - 冷凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、スクロール圧縮機を用いた冷凍装置に関す
るものである。

〔従来の技術〕

従来のこの種、冷凍装置として第４図に示すものがあっ
た。図において、１はスクロール圧縮機、２は凝縮器、
３は絞り装置、４は蒸発器、５はアキュムレータであっ
て、これらは上記した順序で冷媒配管６で接続され、冷
凍サイクルを構成している。

第５図はスクロール圧ｍｅａｔの構成図を示し、７は冷
媒吐出口、８は冷媒吸入口、９はモータ、１０は固定ス
クロール、１１は揺動スクロール、１２は両スクロール
１０．１１とで形成される圧縮室、１３はシェル１４の
底部の冷凍機油である。

第６図は第５図の■−■線断面を示し、１２ａは低圧側
圧縮室、１２ｂは中間圧縮室、１２ｃは高圧側圧縮室で
ある。

次に上記した各図に基づいて動作について説明する。第
４図において、冷媒はスクロール圧縮機１で圧縮され、
高温高圧ガスとなって凝縮器２へ入る。ここで冷媒は例
えば外気などの冷却流体に熱を放出することにより凝縮
し高温液冷媒となり、さらに絞り装置３で減圧されて低
温低圧液冷媒となったのち、蒸発器４へ送られる。ここ
で、冷媒は例えば室内空気などの熱源流体より熱を吸収
することにより蒸発し低温低圧ガスとなる。このとき、
一部未蒸発液冷媒が残った場合にはアキュムレータ５で
液冷媒を分離し、ガス冷媒のみスクロール圧縮機１へ戻
る。

次にスクロール圧縮機１での冷媒の流れを第５図につい
て説明する。まず、冷媒は低温低圧状態で冷媒吸入口８
からシェル１４内へ入り、モータ９を冷却したのち、固
定スクロール１０と揺動スクロール１１とで形成される
圧縮室１２へ入る。

そして揺動スクロール１１が揺動し、圧縮室１２がスク
ロールの周囲から中心に移動するに従って圧縮室１２の
内容積が減少し、これにより冷媒は徐々に圧縮され高温
高圧ガスの状態となり、ついに冷媒吐出ロアから吐出さ
れる。また、シェル１４の底部の冷凍機油１３はスクロ
ール圧縮機１内部の軸受などの摺動部の潤滑のためシェ
ル１４底部に貯溜されている。

上記のように構成された冷凍装置は、上記したサイクル
をくり返すことにより熱を熱源流体から冷却流体に移動
することができる。また、負荷側流体として熱源流体と
冷却流体のいずれかを選ぶかによって冷却用途にも加熱
用途にも使用できる。

この場合、スクロール圧縮機１は負荷側流体温度を所定
温度に保つべく温度調節器（図示せず）により制御され
、運転と停止をくり返す。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記した従来の冷凍装置においては、スクロール圧縮機
１の運転中、冷凍サイクル内の冷媒量の大部分は凝縮器
２、蒸発器４および凝縮器２と絞り装置４を接続する冷
媒配管内に分布している。

しかし、スクロール圧縮機１が停止すると、凝縮器２お
よび凝縮器と絞り装置３を接続する冷媒配管の高圧側冷
媒回路内の冷媒が運転中の圧力差により蒸発器４、アキ
ュムレータ５、スクロール圧縮機１のシェル１４等の低
圧側冷媒回路へと移動する。また、通常、凝縮器２の周
囲（冷却流体）温度は蒸発器４の周囲（熱源流体）温度
よりも高いため、冷媒回路内の高低圧圧力がバランスし
たあとも温度差による微差圧により凝縮器２内の冷媒は
徐々に蒸発器４へと移動する。したがって、装置の停止
中、冷媒回路内の冷媒量の大部分が蒸発器４へ移動する
が、蒸発器４が液冷媒で満たされた場合、および蒸発器
４が液を溜められない構造の場合には、液冷媒はアキュ
ムレータ５およびスクロール圧縮機１へ溜ることになる
。また、アキュムレータ５およびスクロール圧縮機１が
例えば蒸発器４と同じ雰囲気（熱源流体）中にあり、温
度が低い場合には冷媒回路の構造にかかわらず、アキュ
ムレータ５やスクロール圧縮機ｌに液冷媒が溜る。さら
に、凝縮器２と絞り装置３を接続する冷媒配管が長く、
冷媒回路内の全冷媒量が多い場合にはスクロール圧縮機
１へ溜る液冷媒量も多くなる。液冷媒がスクロール圧縮
機１の圧縮室１２まで溜った状態で、圧縮機１を起動す
ると液圧縮を起こし、中間圧縮室１２ｂでは液冷媒の逃
げ路がないため超高圧（２００ｋｇ／ｃｆｆ１以上）を
生じ、スクロール圧縮機の軸受等が過大な力を受は損傷
することがある。

従来の冷凍装置ではアキュムレータ５を大形化し液冷媒
の多くをアキュムレータ５に溜め、圧縮機１へ溜る冷媒
量を少なくすることにより上記のような損傷を低減して
いる。しかしながら、アキュムレータ５を大形化するこ
とは冷凍装置の構造上限度がある場合も多く、スクロー
ル圧縮機１への過大な冷媒溜りを完全に防止することは
できなかった。また、アキュムレータ５の内容積が十分
大きく液冷媒量の大部分をアキュムレータに溜ることが
できても、アキュムレータ５やスクロール圧縮機１の周
囲温度が徐々に上昇した場合、アキュムレータ５はスク
ロール圧縮機１よりも熱容量が小さいため温度上昇が早
く、したがってアキュムレータ５とスクロール圧縮機１
に温度差が生じ、微差圧によりアキュムレータ５内の冷
媒が徐々にスクロール圧縮機へ移動し、圧縮機１内が液
冷媒で満杯になることがあった。このように従来の冷凍
装置ではスクロール圧縮機１の起動時の液圧縮による損
傷を完全には防止できなかった。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、スクロール圧縮機の起動時の液圧縮に対し
十分な耐性を有し長期間に亘って安定して使用できる冷
凍装置を得ることを目的とする。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 この発明に係る冷凍装置は、スクロール圧縮機の固定ス
クロール側中間圧縮室に形成した開口部に常閉弁を設け
、この開口部を常閉弁を介して絞り装置と蒸発器の間の
冷媒配管に接続したものである。

〔作　用〕

この発明においては、スクロール圧縮機の圧縮室に液冷
媒が溜った状態でスクロール圧縮機が起動した場合、固
定スクロール側中間圧縮室に設けられた常閉弁を、この
中間圧縮室の内部圧力により開き、液冷媒を蒸発器上流
の冷媒配管に逃すことにより、スクロール圧縮機の起動
時の液圧縮による損傷を防止できる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明による冷凍装置の冷媒回路図を示すもので
、符号１〜６は第４図に示した従来例の冷媒回路図と同
一であるａ、　６　ａは絞り装置３と芸発器４とを接続
している冷媒配管、１５はスクロール圧縮機Ｉの中間圧
縮室！２ｂに設けられた開口部、１６はこの開口部１５
に取付けられた常閉弁、１７は上記絞り装置３と蒸発器
４とを接続した冷媒配管６ａと開口部１５とを常閉弁１
６を介して接続した冷媒配管である。

第２図はスクロール圧縮機ｌの内部構成図を示し、第３
図（ａ）、（ロ）はスクロール圧縮機ｌの圧縮部の詳細
な断面図と（ａ）図のｍ−■線断面図を示す。

図において、１２ａはスクロール圧縮機の圧縮室１２の
低圧側圧縮室、１２ｂは同じく中間圧縮室、１２ｃは高
圧側圧縮室を示し、１６ａは常閉弁１６の弁部、１６ｂ
は同じく介挿えばねであり、その他の符号は第２図と同
一である。

次に動作について説明する。第３図において、常閉弁１
６は弁部１６ａが介挿えばね１６ｂにより例えば５０ｋ
ｇ／ｄの力で押えられ通常は閉じている。かくして、冷
凍装置の通常運転時、中間圧縮室１２ｂの圧力（例えば
１５ｋｇ／ｄ）が介挿えばね１６ｂのばね力（５０ｋｇ
／Ｃ１１）よりも小さく常閉弁１６が閉じているため従
来例と同じ動作をし、熱源流体から冷却流体へと熱を移
動することができる。また、スクロール圧縮機ｌの停止
時も従来例と同様に蒸発器４、アキュムレータ５、スク
ロール圧縮機１のシェル１４に多量の液冷媒が溜る場合
がある。

次にスクロール圧縮機１の圧縮室１２まで液冷媒が溜っ
た状態でスクロール圧縮機１が起動する場合の動作につ
いて説明する。圧縮室１２に液冷媒が溜った状態でスク
ロール圧縮機１が起動した場合、冷媒が液圧縮され、密
閉構造となっている中間圧縮室１２ｂが異常高圧となる
。やがて中間圧縮室１２ｂの圧力が介挿えばね１６ｂの
弁部１６ａを押える力（５０ｋｇ／ｃａ）と冷媒配管１
７内の圧力（１０ｋｇ／ｃＪ）と合わせた圧力（６０ｋ
ｇ／　ｃＩＩＴ）よりも大きくなると常閉弁１６が開く
、そして中間圧縮室１２ｂの液冷媒は、圧力差のため開
口部１５より冷媒配管１７を通り、絞り装置３と蒸発器
４を接続する冷媒配管６ａと合流し蒸発器４へ流れる。

これにより、中間圧縮室１２ｂが限界圧力（例えば２０
０ｋｇ／ｃｄ）以上になることがなく、したがって、ス
クロール圧縮機１の軸受などに過大な力が加わることも
ないため、スクロール圧縮機は損傷することもなく円滑
に起動する。

このように、起動後、短時間でスクロール圧縮機１内の
液冷媒は該圧縮機外へ送り出され、やがて、中間圧縮室
１２ｂの圧力も低下し常閉弁１６を閉じて以後は正常な
運転となる。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明によれば、スクロール圧縮
機の中間圧縮室に設けた開口部に常閉弁を備え、この開
口部を常閉弁を介して絞り装置と蒸発器の間の冷媒配管
に接続したので、スクロール圧縮機の起動時の液圧縮に
よる損傷事故を防止し、冷凍装置の信頼性を高め、長寿
命化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による冷凍装置の冷媒回路
図、第２図はスクロール圧縮機の内部構成図、第３図（
ａ）、（ロ）はスクロール圧縮機の圧縮室の断面図と（
ａ）図の■−■線断面図、第４図は従来の冷凍装置の冷
媒回路図、第５図は従来のスクロール圧縮機の内部構成
図、第６図は第５図の■−■線拡大断面図である。 １・・・スクロール圧縮機、２・・・凝縮器、３・・・
絞り装置、４・・・蒸発器、６，６ａ・・・冷媒配管、
１０・・・固定スクロール、１１・・・揺動スクロール
、１２・・・圧縮室、１２ｂ・・・中間圧縮室、１５・
・・開口部、１６・・・常閉弁、１７・・・冷媒配管。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　スクロール圧縮機、凝縮器、絞り装置および蒸発器を
   順次に冷媒配管で接続し、上記スクロール圧縮機の固定
   スクロール側中間圧縮部に開口部を有し、この開口部に
   常閉弁を設け、上記絞り装置と蒸発器を接続する冷媒配
   管と上記開口部を常閉弁を介して冷媒配管で接続したこ
   とを特徴とする冷凍装置。