JPH01247959A - 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） 本発明は冷凍装置、詳しくは容量制御可能とした圧縮機
と、凝縮器、膨張機構、蒸発器とにより冷凍サイクルを
形成した冷凍装置に関する。

（従　　来　　技　　術　　） 一般にこの種の冷凍装置に使用する回転圧縮機は、例え
ば特開昭８２−３８８８４号公報に示されているごとく
、密閉ケーシング内の上部に、ステータと駆動軸を結合
したロータとから成るモータを配置すると共に、前記ケ
ーシング内における下部には、シリンダ室を備えたシリ
ンダと、該シリンダの上下面に組付けたフロントヘッド
及びリヤヘッドと、前記シリンダ室内に回転可能に介装
した偏心回転部と該偏心回転部に常時接触して偏心回転
部の回転に伴い進退するベーンとから成る圧縮要素を配
置し、前記駆動軸の下端部を前記偏心回転部に挿嵌して
、該駆動軸の回転により前記偏心回転部を前記シリンダ
室内で偏心回転させるようにしている。

（発明が解決しようとする課題） ところで以上の圧縮機では、前記駆動軸に、給油通路を
形成して、該給油通路の下端開口部に、前記密閉ケーシ
ングの底部に設けた油溜に臨むオイルピックアップを設
け、前記駆動軸の回転時、前記オイルピックアップによ
り前記油溜の循環油を汲み上げて、前記給油通路を介し
て前記駆動軸の摺動部位に循環油を供給すると共に、前
記シリンダ室内の摺動部位にも循環油を供給して、該循
環油により前記シリンダ室の内周面と該内周面に、摺設
する前記偏心回転部の外周面との隙間をシールして、圧
縮性能が低下するのを防止するようにしているが、前記
圧縮機が例えばインバータ制御等により低回転数で駆動
され低容量運転とされる時には、該圧縮機が高回転数で
駆動され高容量で運転される時に比べて、各隙間で洩れ
るガス量の全量のけ量に対する割合が大きくなり、その
ため前記圧縮機の低容量運転時には、どうしても圧縮能
力の低下を招く不具合がある。

本発明は以上の実情に鑑みて開発したもので、前記圧縮
機の低容量運転時、シリンダ室のシールをより確実に行
える冷凍装置を提供するにあり、また前記圧縮機の低容
量運転時でも、冷凍装置の起動時には、冷凍能力の低下
を招ねかないようにして、冷凍装置が定常運転となって
、冷凍運転が安定した段階からシリンダ室のシールをよ
り確実に行える冷凍装置を提供するにあり、更により効
果的に前記油溜内の循環油の冷却が行える冷凍装置を提
供するにある。

（課題を解決するための手段） しかして以上の目的を達成するために、本発明は、容量
制御可能とした圧縮機（１）と、凝縮器（２）、膨張機
構（３）及び蒸発器（４）を備え、冷凍サイクルを形成
した冷凍装置において、前記圧縮機（１）の油溜（１５
）に、該圧縮機（１）が低容量運転される時、冷凍サイ
クルに循環している冷媒の一部を流通させる油冷却管（
６）を介装したものである。

また前記圧縮機（１）の油溜（１５）に介装する油冷却
管（６）には、前記圧縮機（１）が低容量運転され且つ
凝縮圧力または凝縮温度が設定値以上になった時、冷凍
サイクルに循環している冷媒の一部を流すようにしても
よく、更に以上の油冷却管（６）は、高圧液管（Ｐ１）
から分岐し、開閉機構（７）と減圧機構（８）とを介し
て油溜（１５）に至り、該油溜（１５）を経て低圧液管
（Ｐ２）に接続するのが好ましい。

（作　　　　用　　） 以上の冷凍装置では、前記圧縮機（１）の低容量運転時
、前記油冷却管（６）を流れる冷媒により、前記油溜の
循環油が冷却されて、粘度の高くなった循環油が前記シ
リンダ室に供給され、この粘度の高くなった循環油によ
り、シリンダ室の隙間をシールするので、シール性能が
向上するのである。

また前記圧縮機の低容量運転時でも、冷凍装置が定常運
転となった時にのみ前記油冷却管（６）に冷媒を流して
、冷凍装置の起動時、前記油冷却管（６）を冷媒が流れ
ないようにすることで、冷凍装置の起動時には、前記圧
縮機から吐出される冷媒が全量冷凍運転に用いられ、冷
凍能力が低下することがなく、また前記油冷却管（６）
が高圧液管（Ｐ１）から分岐して途中に開閉機構（７）
及び減圧機構（８）を設けることにより、前記油１１Ｆ
（１５）の循環油は低温となった液冷媒により確実に冷
却されるのである。

（実　　施　　例　　） 以下本発明にかかる冷凍装置の実施例を図面に従って説
明する。

図に示す冷凍装置は、容量制御可能とした圧縮機（１）
と、凝縮器（２）、膨張機構（３）、蒸発器（４）及び
アキュムレータ（５）とを図に示すごとく接続して、冷
凍サイクルを形成した既知構造のものである。

また前記圧縮機（１）は、供給電源の周波数の変化によ
り低容量運転から高容量運転に制御可能としたいわゆる
インバータタイプのものであって、密閉ケーシング（１
１）内の上部位置に、中空のステータ（１２ａ）と駆動
軸（１３）を結合したロータ（１２ｂ）とから成るモー
タ（１２）を配置する一方、前記ケーシング（１１）内
における下部位置には、シリンダ（１４ａ）と、該シリ
ンダ（１４ａ）の上下面に組付けたフロントヘッド（１
４ｂ）及びリヤヘッド（１４ｃ）と、前記シリンダ（１
４ａ）のシリンダ室内に回転可能に介装したローラから
成る偏心回転部（図示せず）とこの偏心回転部の外周面
に常時接触して該偏心回転部の回転に伴い進退するベー
ン（図示せず）とから成る圧縮要素（１４）を配置し、
前記駆動軸（１３）の下端部を前記偏心回転部に挿嵌し
て、前記モータ（１２）の駆動に伴う前記駆動軸（１３
）の回転により前記偏心回転部を前記シリンダ室内で偏
心回転させて、前記シリンダ室に吸入したガス冷媒を圧
縮するようにしている。

また前記駆動軸（１３）には、軸方向に延びる給油通路
（図示せず）を形成して、該給油通路の下端開口部に、
前記密閉ケーシング（１１）の底部に設けた油溜（１５
）に臨むオイルピックアップ（１６）を設け、前記駆動
軸（１３）の回転時、前記オイルピックアップ（１６）
により前記油溜（１５）内の循環油を汲み上げて、前記
駆動軸（１３）の軸受摺動部位に循環油を供給すると共
に、前記シリンダ室内の摺動部位にも循環油を供給する
ようにしている。

しかして以上の冷凍装置において、前記圧縮機（１）の
油溜（１５）に、該圧縮機（１）が低容量運転される時
、前記冷凍サイクルを循環している冷媒の一部を流す油
冷却管（６）を介装して、該冷却管（６）を流れる冷媒
により前記油溜（１５）内の循環油を冷却するようにし
たのである。

即ち図に示す実施例では、前記冷凍サイクルにおいて、
前記凝縮器（２）と膨張機構（３）とを結ぶ高圧液管（
Ｐ１）の途中から前記油冷却管（６）を分岐し、該油冷
却管（６）の途中に、該油冷却管（６）を開閉する電磁
開閉弁から成る開閉機構（７）と、キャピラリチューブ
から成る減圧機構（８）とを介装すると共に、前記減圧
機構（８）よりも下流側の前記油冷却管（６）を前記油
溜（１５）内に通して、前記オイルピックアップ（１Ｂ
）の周囲を渦巻き状に巻回した上で、その遊端を、前記
膨張機構（３）と蒸発器（４）とを結ぶ低圧液管（Ｐ２
）の途中に接続している。

また前記開閉機構（７）は、前記凝縮器（２）に設けた
凝縮温度の温度検出器（２０）で検出する凝縮温度と前
記モータ（１２）への供給電源周波数とに基づいて、前
記電源周波数が所定周波数よりも低くて前記圧縮機（１
）が低容量運転され、しかも凝縮温度が所定温度よりも
高くなって冷凍装置が定常運転に移行している時にのみ
開動作させ、前記圧縮機（１）が高容量運転されている
場合、及び前記圧縮機（１）が低容量運転されていても
冷凍装置の起動時の非定常運転状態情は閉動作させるよ
うにしている。

以上の構成において、前記冷凍装置の駆動時、前記圧縮
機（１）が低容量運転となっており、しかも前記凝縮器
（２）の凝縮温度が所定温度よりも高（なって、冷凍装
置が定常運転に移行すると、前記開閉機構（７）が開動
作し、該開閉機構（７）の開動作により、前記高圧液管
（Ｐ１）を流れる高圧の液冷媒の一部が前記減圧機構（
８）で減圧されて、低温でかつ低圧の液冷媒となるので
ある。そしてこの低温で低圧の液冷媒が、該減圧機構（
８）よりも下流側における前記油冷却管（６）に流れて
、前記油溜（１５）内の特に前記オイルピックアップ（
１６）周りの循環油を冷却した上で、前記低圧液管（Ｐ
２）に戻されるのである。

しかして冷却により粘度の高くなった循環油は、前記オ
イルピックアップ（１６）を介して前記シリンダ室内に
供給され、シリンダ（１４ａ）におけるシリンダ室の内
周面と偏心回転部の外周面との隙間や、偏心回転部の外
周面と該外周面に接触するベーンとの隙間などに油膜を
張って、該隙間をシールするのであるが、高容量運転時
よりもよりシール性能が要求される低容量運転時には、
前述のごとく循環油の粘度が高くなるので、前記油膜が
厚（なって、シールがより確実に行われるのである。

また低容量運転時、低容量運転に伴う余剰冷媒の一部が
前記熱冷却管による循環油の冷却に利用されて、前記冷
凍サイクルの冷媒循環量がそれだけ増えるので、低容量
運転時の余剰冷媒を溜める前記アキュムレータ（５）も
容量の小さな小型のものにすることが出来るのである。

一方低容量運転時においても冷凍装置の起動時には、油
溜の循環油の温度は今だ低くて粘度が高いので前記循環
油を冷却する必要がないのであり、斯くして前記実施例
では、低容量運転時においても、前記凝縮機の凝縮温度
が所定値以下で、冷凍ＪＩＥｆが今だ定常運転になって
いない場合には、前記開閉機構（７）が閉じたままで、
そのため前記圧縮機（１）から吐出する冷媒の全量が前
記冷凍サイクルを流れて冷凍運転に寄与するので、定常
運転への移行に遅れが生じることはない。

また低容量運転時に比べてシール性能があまり要求され
ない圧縮機（１）の高容量運転時にも、前記開閉機構（
７）は閉じたままであるので、前記圧縮機（１）から吐
出する冷媒の全量が前記冷凍サイクルを流れて冷凍運転
に寄与し、従って冷凍能力の不必要な低下を招くことは
ない。

以上の実施例では、前記凝縮器（２）に凝縮温度の温度
検出器（２０）を設けて、該温度検出器（２０）で検出
した凝縮温度により、冷凍装置が定常運転となっている
か否かを検知するようにしたが、前記凝縮器（２）に凝
縮圧力を検出する圧力検出器を設けて、該圧力検出器で
検出した凝縮圧力より、冷凍装置が定常運転となってい
るか否かを検知するようにしてもよい。

また以上の実施例では、前記凝縮器（２）に設けた凝縮
温度の温度検出器（２０）で検出する凝縮温度と前記モ
ータ（１２）への供給電源周波数とに基づいて、前記電
源周波数が所定周波数よりも低くて前記圧縮機（１）が
低容量運転され、しかも凝縮温度が所定温度よりも高く
なって冷凍装置が定常運転に移行している時にのみ、前
記開閉機構（７）を開動作させて、前記油溜（１５）の
循環油を冷却するようにしたが、前記冷凍装置の運転状
態とは関係なく、前記圧縮機（１）の低容量運転に伴い
、前記開閉機構（７）を開動作させて、前記油溜（１５
）の循環油を冷却するようにしてもよい。

また以上の実施例では、前記熱冷却管（６）を前記凝縮
器（２）と膨張機構（３）とを結ぶ高圧液管（Ｐ１）か
ら分岐したが、前記冷凍サイクルのいずれから分岐して
もよい。

（発明の効果　） 以上のごとく本発明は、次に記載する効果を奏する。

即ち、圧縮機（１）の油溜（１５）に、該圧縮機（１）
が低容量運転される時、冷凍サイクルに循環している冷
媒の一部を流通させる油冷却管（６）を介装することに
より、 高容量運転時よりも高いシール性能が要求される前記圧
縮機（１）の低容量運転時には、前記油冷却管（６）を
流れる冷媒により、前記油溜（１５）の循環油が冷却さ
れて、粘度の高くなった循環油が前記シリンダ室に供給
され、この粘度の高くなった循環油により、シリンダ室
の隙間を確実にシールすることが出来る。

また前記圧縮機（１）の油溜（１５）に介装する油冷却
管（６）には、前記圧縮機（１）が低容量運転され且つ
凝縮圧力または凝縮温度が設定値以上になった時、冷凍
サイクルに循環している冷媒の一部を流すようにするこ
とで、前記圧縮機の低容量運転時であっても、循環油の
温度が上昇していない冷凍装置の起動時には、該循環油
の冷却を行わず、前記圧縮機から吐出する冷媒を全量冷
凍運転に用いて、定常運転への移行に遅れが生じるのを
確実に防止することが出来るのである。

そして前記油冷却管（６）を、冷凍サイクルにおける高
圧液管（Ｐ１）から分岐し、開閉機構（７）と減圧機構
（８）とを介して油溜（１５）に至り、該油溜（１５）
を経て低圧液管（Ｐ２）に接続すると、前記油冷却管（
６）には低温の液冷媒が流れて、前記循環油の冷却性能
が向上するし、また低容量運転時、低容量運転に伴う余
剰冷媒の一部が前記熱冷却管（６）による循環油の冷却
に利用されて、前記冷凍サイクルの冷媒循環量がそれだ
け増えて、低容量運転時の余剰冷媒を溜める前記アキュ
ムレータで溜める低容量運転時の余剰冷媒量が減るので
、該アキュムレータを容量の小さな小型のものとするこ
とが出来るのである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明にかかる冷凍装置の一実施例を示す説明図
である。 （１）・・・・・・圧縮機 （２）・・・・・・凝縮器 （３）・・・・・・膨張機構 （４）・・・・・・蒸発器 （６）・・・・・・油冷却管 （７）・・・・・・開閉機構 （８）・・・・・・減圧機構 （Ｐ１）・・・・高圧液管 （Ｐ２）・・・・低圧液管

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）容量制御可能とした圧縮機（１）と、凝縮器（２）
   、膨張機構（３）及び蒸発器（４）を備え、冷凍サイク
   ルを形成した冷凍装置において、前記圧縮機（１）の油
   溜（１５）に、該圧縮機（１）が低容量運転される時、
   冷凍サイクルに循環している冷媒の一部を流通させる油
   冷却管（６）を介装したことを特徴とする冷凍装置。 ２）容量制御可能とした圧縮機（１）と、凝縮器（２）
   、膨張機構（３）及び蒸発器（４）を備え、冷凍サイク
   ルを形成した冷凍装置において、前記圧縮機（１）の油
   溜（１５）に、該圧縮機（１）が低容量運転され、且つ
   凝縮圧力または凝縮温度が設定値以上になった時、冷凍
   サイクルに循環している冷媒の一部を流通させる油冷却
   管（６）を介装したことを特徴とする冷凍装置。 ３）油冷却管（６）が、高圧液管（Ｐ１）から分岐して
   、開閉機構（７）と減圧機構（８）とを介して油溜（１
   ５）に至り、該油溜（１５）を経て低圧液管（Ｐ２）に
   接続している請求項１又は３記載の冷凍装置。