JPH0350958B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は空気調和装置の冷凍サイクル及び制
御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来この種の装置として、第２図に示すものが
ある。

冷房運転時、圧縮機１より吐出された高温、高
圧の冷媒と冷凍機油は切換弁２を経て非利用側熱
交換器３に到り、熱交換して高温、高圧の液とな
り、デイストリビユーター４を経て、膨張弁５で
減圧されて、接続配管６を経て利用側熱交換器７
で蒸発し、接続配管８を経て切換え弁２、アキユ
ムレータ９を経て再び圧縮機１に吸入される循環
サイクルを形成している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この発明に係る空気調和装置では、特に圧縮機
１の起動時に、冷凍機油中に寝込んでいた冷媒が
フオーミングを起こし、大量の冷凍機油が吐出さ
れ、又連続運転時もたえず少量の冷凍機油は吐出
され、吐出された冷凍機油は上記循環サイクルに
よつて、圧縮機１の吸入側に戻つて来るが、接続
配管６，８が特に長くなつた場合、吐出された冷
凍油が循環して戻つて来るまでに時間がかかり、
圧縮機１内の冷凍機油が少なくなり、圧縮機の潤
滑不良を起こし摺動部の焼付不良を起こすことに
なる。又、容量制御を行なつたり低負荷運転時冷
媒循環量が低下し、配管内を流れる冷媒スピード
が低下する為、冷凍機油の戻りが悪くなり同様に
圧縮機１の潤滑不良を起こすという欠点を有して
いた。これは暖房時も同様である。

またデフロスト時は、圧縮機１より吐出された
高温、高圧の冷媒は、切換え弁２を経て非利用側
熱交換器３に到り、デフロストを行い熱交換をし
て高温、高圧の液となり、デイストリビユーター
４を経て膨張弁５で減圧され接続配管６を経て、
利用側熱交換器７、接続配管８、切換え弁２、ア
キユムレータ９を経て、再び圧縮機１に吸入され
る循環サイクルを形成して、利用側熱交換器７用
フアン（図示せず）は、運転すると冷風が吹出す
ため停止する様にしている。従つて、膨張弁５で
減圧された低温、低圧の二相流の冷媒は、利用側
熱交換器７で熱交換されないため低圧ガスの圧力
が下がり、かつ、そのままアキユムレータ９に入
り、液冷媒が溜りこんでしまうために冷媒循環量
が減少するため、デフロスト時間が長くなるとい
う欠点を有していた。

また空気調和装置の停止時、接続管８に溜つて
いた冷媒が自重により圧縮機１の吐出側冷媒配管
１７に戻つて来て、圧縮機１の吐出弁口に充満
し、圧縮機起動時に弁（図示せず）破損を起こす
という欠点を有していた。

この発明は上記の如き従来装置における欠点を
除去する為になされたものであり、利用側熱交換
器と非利用側熱交換器との設置距離をきわめて長
くすることが出来、又、容量可変圧縮機などによ
る冷媒吐出量が大巾に低下しても容易に冷凍機油
が圧縮機に戻ることができ、空気調和装置停止
時、冷凍機油が圧縮機の吐出側冷媒配管に進入す
るのを防ぎ、圧縮機起動時の弁破損を防ぐことが
できる装置を得ることを目的とする。

〔問題を解決するための手段〕

この発明に係る空気調和装置は、圧縮機より吐
出された冷媒の流れの向きを切換えることにより
冷房運転、暖房運転或はデフロスト運転を行なう
切換え弁と、上記切換え弁を経由し上記圧縮機よ
り供給される冷媒と被熱交換空気とを熱交換させ
る非利用側熱交換器と、上記切換え弁を経由し上
記圧縮機より供給される冷媒と被熱交換流体とを
熱交換させる利用側熱交換器と、上記切換え弁と
上記圧縮機の吐出側とを接続する吐出側冷媒配管
途中に設けられ、上記圧縮機より吐出される冷媒
と冷凍機油とを分離する油分離器と、この油分離
器と上記圧縮機の吐出側との間に位置するように
上記吐出側冷媒配管途中に設けられた逆止弁と、
上記切換え弁と上記圧縮機の吸入側とを接続する
吸入側冷媒配管途中に設けられたアキユムレータ
と、電磁弁を介して上記油分離器と上記アキユム
レータとを接続する第１のバイパス路と、流量調
節装置を介して上記油分離器と、上記圧縮機の吸
入側或は上記アキユムレータと上記圧縮機の吸入
側とを接続する上記吸入側冷媒配管途中に接続さ
れた第２のバイパス路とを設けることにより空気
調和装置を構成して上記目的を達成するものであ
る。

〔作用〕

この発明においては、圧縮機の吐出側と切換え
弁との間に逆止弁、油分離器の順に各々設け、そ
の油分離器より電磁弁を介して、アキユムレータ
に到る第１のバイパス路と、上記油分離器より毛
細管等の流量調節装置を介して、上記冷媒圧縮機
の吸入側或は上記アキユームレーターと上記圧縮
機の吸入側とを接続する吸入側冷媒配管に接続さ
れた第２のバイパス路とを備え、冷凍機油を電磁
弁を介しては比較的多量にアキユレーターに戻
し、毛細管を介しては比較的少量を吸入配管或は
圧縮機に戻すことにより冷凍機油不足による圧縮
機の故障を防ぐことができると共に空気調和装置
停止時において、吐出側冷媒配管系内に溜つてい
た冷媒及び冷凍機油が自重及び圧力により圧縮機
の吐出側に戻つて来ても、油分離器に溜められ、
かつ逆止弁により圧縮機の吐出側内部に入り込む
ことを防ぎ、圧縮機起動時の圧縮機の弁破損を防
ぐことができる空気調和装置を提供することを目
的としている。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を第１図を参照して
説明する。１〜９，１２，１７は第２図に示す従
来装置と全く同一または相当部分を示す。第１図
において１０は油分離器、１１は第１のバイパス
路、１２は電磁弁、１３は逆止弁、１４は第２の
バイパス路、１５は毛細管、１６は上記アキユム
レータ９と上記冷媒圧縮機１の吸入側とを接続す
る吸入側冷媒配管である。即ち、第１図に図示す
るように、圧縮機１の吐出側と切換え弁２との間
に、逆止弁１３、油分離器１０の順に各々配置
し、該油分離器１０より電磁弁１２を介してアキ
ユムレーター９に到る第１のバイパス路１１を、
また該油分離器１０より、電磁弁１２に並列に毛
細管１５等の流量調節装置を介して油分離器１０
と、上記アキユムレータ９と上記圧縮機１の吸入
側とを接続する吸入側冷媒配１６の途中に接続さ
れた第２のバイパス路１４を設けると共に、圧縮
機１の吐出側と上記油分離器１０とを接続する吐
出側冷媒配管１７の途中に逆止弁１３を設け、こ
の逆止弁１３の前後の圧力が同じときは閉塞する
ように動作する。

上記の構成において、この発明の動作を説明す
る。

第１図において実線の矢印は冷房、デフロスト
運転時の冷媒の流れであり、破線の矢印は暖房運
転時における冷媒の流れを示し、又一点鎖線はバ
イパス路中の冷媒、冷凍機油の流れを表わすもの
である。

冷房運転時、圧縮機１より吐出された高温、高
圧の冷媒と冷凍機油は逆止弁１３を経て、油分離
器１０の上部より入り冷凍機油は分離され、油分
離器１０の底部に溜まつている。冷凍機油と分離
したガス状冷媒は油分離器１０の上部より出て切
換え弁２、非利用側熱交換器３に到り熱交換して
高温、高圧の液となり、デイストリビユーター４
を経て膨張弁５で減圧され接続配管６を経て、利
用側熱交換器７で蒸発し、接続配管８を経て切換
え弁２、アキユームレーター９を経て再び圧縮機
１に帰る。なおこの運転中、第２のバイパス路１
４の途中にある毛細管１５等の流量調節装置よ
り、絶えず圧縮機１より吐出される冷凍機油の吐
出量に見合う冷凍機油が流れ、第２のバイパス路
１４を経由して絶えず吸入側冷媒配管１６から圧
縮機１に返され、又、第１のバイパス路１１の途
中にある電磁弁１２は閉じられているが、第２の
バイパス路１４を経由して流れる冷凍機油よりも
多量の冷凍機油が圧縮機１より吐出されることに
より多量の冷凍機油が油分離器１０に溜まると、
信号により電磁弁１２が開けられ、バイパス路１
１を経由して電磁弁１２を介して、アキユムレー
ター９に返され、油分離器１０の下部に溜まつた
冷凍機油は、利用側熱交換器７より帰つてきた低
温、低圧のガスと共に、圧縮機１に帰ることにな
り冷凍機油の循環回路は大巾に短縮される。又、
第１のバイパス路を経由する多量の冷凍機油は、
直接、圧縮機１に戻ることなく、アキユムレータ
ー９に入つてから圧縮機１に戻る為、圧縮機１が
オイルハンマーを起こし、弁部等が破損すること
がない。暖房時も同様である。

従つて、利用側熱交換ユニツトと、圧縮機１、
切換弁２等が装着された非利用側熱交換ユニツト
の距離が大巾に離れている時、すなわち接続配管
６，８が長い時でも冷凍機油の循環回路は短いバ
イパス回路のため、圧縮機１の冷凍機油不足を起
こすことなく、運転状態により多量の冷凍機油
が、吐出された場合においても、電磁弁１２を介
した短い第１のバイパス路１４によりすみやかに
冷凍機油が圧縮機１に戻される為、圧縮機１の冷
凍機油不足を起こすことがない。

また、圧縮機１が容量制御型の時、圧縮機１か
ら吐出される冷媒の循環量が大巾に減少し、少量
となる時すなわち冷媒の配管内を動く冷媒速度が
小さくなつても、冷凍機油の循環する回路の距離
は変らず、短かい為に冷凍機油の戻り不足を起こ
すことがない。

更に、圧縮機１の起動時には上記電磁弁１２を
開としておき、起動後一定時間（例えば１分間）
開としておくことにより停止時に冷凍機油中に寝
込んでいる冷媒が圧縮機の起動によりフオーミン
グを起こし通常の連続運転に比べ大量の冷凍機油
が、圧縮機１より吐出されるが、油分離器１０に
より冷凍機油だけ分離され、上記冷媒回路を循環
することなく、流量の少ない第２のバイパス路１
４だけではなく更に、流量の多い第１のバイパス
路１１を経由して、開となつている電磁弁１２を
も介して、アキユムレーター９に返り低圧ガスと
共に圧縮機１にもどり、冷凍機油不足を短時間で
補なうことが可能となる。

更に、暖房運転からデフロスト運転になると、
切換弁２が切り換わり圧縮機１で圧縮された高
温、高圧の冷媒ガスは逆止弁１３、油分離器１０
を経て、切換弁２より非利用側熱交換器３でデフ
ロストを行ない、デイストリビユーター４を経て
膨張弁５で減圧され、接続配管６、利用側熱交換
器７、接続配管８及び切換え弁２を経てアキユー
ムレータ９に返される。同時に圧縮機１を出た高
温、高圧ガスは油分離器１０の下部よりバイパス
路１１を経由してアキユームレーター９内に返さ
れる。アキユームレーター９では利用側熱交換器
７を通つてきた低温、低圧の冷媒ガスに、バイパ
ス路１１を通つてきた高温、高圧の冷媒ガスとが
混合される為に低圧ガスの圧力が上昇され、圧縮
機１に返える。その結果、比容積の小さい、循環
量の多い運転状態となり非利用側交換器３に着霜
した霜は短時間でデフロストすることが可能とな
る。

又、低外気温時における暖房運転時、霜がすぐ
に付くおそれがある為に、再び電磁弁１２を開と
してバイパス路１１を開き、高温の吐出ガスの一
部をアキユームレーター９にバイパスさせて混入
し、これにより低温時の暖房能力を増加させるこ
とが可能となる。

更に容量可変圧縮機を使用している場合、上記
デフロスト運転、或は低外気温時における暖房運
転において、電磁弁１２を開とする時に圧縮機１
の能力が最大となる運転とすることにより、デフ
ロストと能力或は暖房能力は一層の効果が得られ
る。

更に、冷房、暖房運転時において、圧縮機１の
起動後一定の連続運転時間後（例えば60分間）に
電磁弁１２を開とすることにより、油分離器１０
より絶ず毛細管１５等の流量調節装置を介して、
第２のバイパス路１４より、吸入側冷媒配管１６
に戻している量よりも多量の冷凍機油が圧縮機１
より吐出され、分離して油分離器１０内に溜る冷
凍機油をバイパス路１１を開き、電磁弁１２を介
してアキユームレーター９内に返し、利用側熱交
換器７より返つてきた低温、低圧ガスと共に圧縮
機１に帰えし圧縮機１内の冷凍機油が不足するの
を防止することができる。

またこの様に構成した為、空気調和装置の停止
時、接続管８に溜つていた冷媒が自重により圧縮
機１の吐出側冷媒配管１７に戻つて来ても、油分
離器１０に溜められる。さらに油分離器１０と圧
縮機１の吐出側の間にある逆止弁１３が閉じるこ
とにより冷媒及び冷凍機油が圧縮機１の吐出側内
部に進入することを防ぐことができ、圧縮機起動
時の弁破損を防ぐ効果も有している。逆止弁１３
の取付は、逆止弁１３前後の圧力がバランスした
時には逆止弁１３が閉となるように取付けておけ
ば効果はさらに向上する。

なお上記実施例では圧縮機１が室外側にあるス
プリツト型について説明したが、圧縮機１が室内
側にあるリモート型においてもよく、また絞り装
置として、膨張弁を用いたが、毛細管でも電気式
膨張弁でも、オリフイスでもよく、取り付位置
も、室内側熱交換器と室外側熱交換器のどの位置
に取りつけてもよい。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、圧縮機より吐
出された冷媒の流れの向きを切換えることにより
冷房運転、暖房運転或はデフロスト運転を行なう
切換え弁と、上記切換え弁を経由し上記圧縮機よ
り供給される冷媒と被熱交換空気とを熱交換させ
る非利用側熱交換器と、上記切換え弁を経由し上
記圧縮機より供給される冷媒と被熱交換流体とを
熱交換させる利用側熱交換器と、上記切換え弁と
上記圧縮機の吐出側とを接続する吐出側冷媒配管
途中に設けられ、上記圧縮機より吐出される冷媒
と冷凍機油とを分離する油分離器と、この油分離
器と上記圧縮機の吐出側との間に位置するように
上記吐出側冷媒配管途中に設けられた逆止弁と、
上記切換え弁と上記圧縮機の吸入側とを接続する
吸入側冷媒配管途中に設けられたアキユムレータ
と、電磁弁を介して上記油分離器と上記アキユム
レータとを接続する第１のバイパス路と、流量調
節装置を介して上記油分離器と、上記圧縮機の吸
入側或は上記アキユムレータと上記圧縮機の吸入
側とを接続する上記吸入側冷媒配管途中に接続さ
れた第２のバイパス路とを設けたことにより空気
調和装置を構成したので、接続配管６，８の長
さ、したがつて利用側熱交換器と非利用側熱交換
器等との距離をきわめて長くすることが簡単に出
来、また、容量可変圧縮機などによる冷媒吐出量
が大巾に低下しても、容易に冷凍機油が圧縮機に
戻ることができ、冷凍機油の吐出量が増大しても
電磁弁１２を開とし、第１のバイパス路１１によ
り、アキユムレーター９を経てすみやかに圧縮機
１に戻すことができるので、毛細管等の流量調節
装置を介して常時開となつている第２のバイパス
路の流量を少とすることができ、能力の低下が防
止でき、冷凍機油も絶えず直接的に圧縮機に戻す
こともできる。又、一度に多量の冷凍機油が圧縮
機に戻り圧縮機１を破損することもない。又、圧
縮機１の吐出側と、上記油分離器１０の間に逆止
弁１３を逆止弁前後の圧力がバランスした時に閉
とする様に取り付けた為、空気調和装置停止時接
続配管８等に溜つていた冷媒及び冷凍機油が自重
により圧縮機の吐出側冷媒配管１７に戻つてきて
も油分離器１０に溜められ、かつ逆止弁１３が閉
じられているため圧縮機１の吐出側に進入するこ
とを防ぐことができ、圧縮機１の起動時の弁破損
を防ぐことができることにより、接続配管８等を
長くしても信頼性が損われないところの装置が極
めて簡単に安価に出来、精度の高いものが得られ
るなど種々優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す空気調和装置
の冷媒回路図、第２図は従来の空気調和装置の冷
媒回路である。これらの図において１は圧縮機、
２は切換え弁、３は非利用側熱交換器、７は利用
側熱交換器、１７は吐出側冷媒配管、９はアキユ
ームレーター、１０は油分離器、１１は第１のバ
イパス路、１２は電磁弁、１３は逆止弁、１４は
第２のバイパス路、１５は流量調節装置、１６は
吸入側冷媒配管である。なお、図中同一符号は同
一又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧縮機より吐出された冷媒の流れの向きを切
   換えることにより冷房運転、暖房運転或はデフロ
   スト運転を行なう切換え弁、上記切換え弁を経由
   し上記圧縮機より供給される冷媒と被熱交換空気
   とを熱交換させる非利用側熱交換器、上記切換え
   弁を経由し上記圧縮機より供給される冷媒と被熱
   交換流体とを熱交換させる利用側熱交換器、上記
   切換え弁と上記圧縮機の吐出側とを接続する吐出
   側冷媒配管途中に設けられ、上記圧縮機より吐出
   される冷媒と冷凍機油とを分離する油分離器、こ
   の油分離器と上記圧縮機の吐出側との間に位置す
   るように上記吐出側冷媒配管途中に設けられた逆
   止弁、上記切換え弁と上記圧縮機の吸入側とを接
   続する吸入側冷媒配管途中に設けられたアキユム
   レータ、電磁弁を介して上記油分離器と上記アキ
   ユムレータとを接続する第１のバイパス路、及び
   流量調節装置を介して上記油分離器と、上記圧縮
   機の吸入側或は上記アキユムレータと上記圧縮機
   の吸入側とを接続する上記吸入側冷媒配管途中に
   接続された第２のバイパス路を備えた空気調和装
   置。