JPH04203286A - 冷凍装置用圧縮機の油潤滑装置 - 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、圧縮機の内部に液インジェクションを行う冷
凍装置用圧縮機のための油潤滑装置に関する。

従来の技術 従来からの圧縮室に液インジェクションを行う冷凍装置
用圧縮機は、たとえは特開昭５’）−２１７４５８号公
報や特開昭６４−６３７５５号公報に開示されている。

このような先行技術では、圧縮機から吐出され、凝縮器
で凝縮された液冷媒の一部を、圧縮機の圧縮室内に戻す
と、戻された液冷媒か再び圧縮機内で蒸発するときに圧
縮機内を冷却する。このような液インジェクションは、
圧縮機から吐出されるガス冷媒の温度が異常に高くなり
、圧縮機内に貯留されている潤滑油が変質して劣化する
ことを防止するために用いられている。

発明が解決しようとする課題 従来からの液インジェクションを用いる冷凍装置用圧縮
機においては、圧縮機の駆動開始と同時に液冷媒による
インジェクションか始まる。圧縮機の駆動開始時には、
圧縮室内の摺動部には充分な潤滑油が供給されていない
。このため摺動部の温度は、摩擦によって」１昇する。

インジェクションされた液冷媒は冷却室内で再び蒸発す
る。ずなわぢ、摩擦による温度上昇に続いて蒸発による
冷却が急激に行われる。この急激な冷却によって、圧縮
室内に熱歪が発生し、摺動部か摩耗し、故障が生しやず
くなるおそれかある。

本発明の目的は、圧縮機の駆動時に液インジェクション
による急激な冷却が行われるのを防止することかできる
冷凍装置用圧縮機の油潤滑装置を提供することである。

課題を解決するための手段 本発明は、圧縮機から吐出され、凝縮器を通過して凝縮
された液冷媒を、吐出圧と圧縮機の圧縮室内の中間圧と
の差圧を利用して液インジェクションバイパス路を経て
圧縮室内に吸引供給する冷凍装置用圧縮機の油潤滑装置
において、前記液インジェクションバイパス路の途中に
設−３−、、、− けられ、潤滑油を貯留する油タンクと、前記油タンクに
前記圧縮機内の潤滑油を供給する油供給管と、 前記油供給管の途中に介在される電磁弁ＳＶと、前記圧
縮機の駆動時には前記電磁弁Ｓ　Ｖを閉じ、圧縮機の停
止時には電磁弁ＳＶを開くように制御する制御手段とを
含むことを特徴とする冷凍装置用圧縮機の油潤滑装置で
ある。

作　　用 本発明に従えば、圧縮機から吐出され、凝縮器を通過し
て凝縮された液冷媒は、液インジェクションバイパス路
を経て圧縮機の圧縮室内に、吐出圧と中間圧との差圧を
利用して吸引供給される。

液インジェクションバイパス路の途中には、圧縮機から
油供給管を介して供給される潤滑油を貯留するための油
タンクが設げられる。油供給管の途中には、電磁弁か設
げられる。電磁弁を制御するための制御手段は、圧縮機
の停止時に電磁弁を開く。このため、圧縮機内の潤滑油
は、油供給管を介して油タンク内に供給され、貯留され
る。

＝４− 電磁弁は、圧縮機の駆動時には閉じられる。このなめ、
圧縮機の駆動を開始すると、液冷媒が液インジェクショ
ンバイパス路を介して油タンク内に供給される。油タン
ク内に貯留されていた潤滑油（ｊ、供給された液冷媒に
よって、圧縮機の圧縮室内に押出される。このようにし
て、圧縮機の駆動時には、圧縮室内に潤滑油が供給され
る。圧縮室内は供給された潤滑油によって充分に潤滑さ
れ、急激な冷却は行われないので、熱歪による摩耗や故
障を防止することかできる。

油タンク内に貯留されていた潤滑油が圧縮室内に押出さ
れた後では、液冷媒が圧縮室内に供給される。このよう
な液インジェクションによって、圧縮室内が冷却され、
吐出ガスの温度が異常に上昇することが防止される。

実施例 第１図は、本発明の一実施例の冷媒配管系統図である。

圧縮１ｆｉｌから吐出されたカス冷媒は、凝縮器２に導
かれる。凝縮器２を通過しなから、冷媒は凝縮される。

凝縮された液冷媒は、管路３を介して膨張弁４に導かれ
る。膨張弁４において減圧された液冷媒は、蒸発器であ
るクーラ５に導かれる。クーラ５において、液冷媒は蒸
発する。この蒸発の時に周囲から熱を奪い、周囲を冷却
する。

クーラ５からのガス冷媒は、気液分離のためのアキュム
レータ６を介して圧縮機１に注入される。

圧縮機１は、吸入されたカス冷媒を圧縮し、凝縮器２側
に吐出する。このようにして、冷媒回路が形成され、ク
ーラ５による冷凍が行われる。

圧縮＠１は、圧縮機ドーム７によって密閉される高圧室
８内に、冷媒を圧縮するための圧縮室つと、駆動源とな
るモータ］０とが設けられる密閉式圧縮機である。高圧
室８の下部には、潤滑油１１か貯留されている。潤滑油
１］は、高圧室８に連通ずる油供給管１−２を介して油
タンク］３に供給される。油供給管１２グ）途中には、
電磁弁ｓ■が設けられる。

油タンクコ３は、凝縮器２からの液冷媒が膨張弁４に導
かれる管路３がら分岐して、圧縮室９内に液冷媒をイン
ジェクションするための液インシ６一 エクションバイパス路１４の途中にも介在している。ず
なわぢ、管路３から第１キヤピラリ１５を介して液冷媒
の一部が油タンク１３内に導かれる。

油タンク１３内に導かれた液冷媒は、油タンク１Ｂの下
端から第２キヤピラリ］６を介して圧縮室９に設りられ
る内部インジェクションボー１〜１７に供給される。こ
のような、液インジェクションバイパス路１４を介する
液インジェクションが行われるのは、圧縮室９内の中間
圧が、管路３側の吐出圧よりも低く、その差圧によって
液冷媒か液インジェクションバイパス路１４側に流出す
るからである。

油供給管１２には、電磁弁ＳＶが設けられている。電磁
弁ＳＶは、制御手段１８によって、モータ１０の駆動時
には閉しられ、モータ１０の停止時に開けられる。圧縮
機１内の高圧室８の下部に貯留されている潤滑油１１は
、モータ１０の停止時に、高圧室８内に残存している高
圧の冷媒からの圧力によって、油供給管１２を経て油タ
ンク１３に供給される。モータ１０の停止後、高圧室８
内の圧力か徐々に減小していくと、油タンク］３に供給
される潤滑油１１の址も減小する。モータ】０か駆動さ
れると、制御手段１８によって、電磁弁ＳＶが閉しられ
る。これによって、高圧室Ｓ内の冷媒の圧力か高くなっ
ても、潤滑油１１は油タンク１３には供給されなくなる
。油タンク１３には圧縮機１の停止時に供給された潤滑
油１１が貯留されている。この貯留された潤滑油１１は
、液インジェクションバイパス路１４を介して供給され
る液冷媒によって油タンク１３の下端から押出され、第
２キャピラリコ−６を介して内部インジェクションボー
１・１７から圧縮室９内に供給される。このようにして
、圧縮機１の駆動開始時には、油タンク１３に貯留され
ている潤滑油１１が圧縮室９内に供給され、潤滑か行わ
れる。油タンク１３に貯留されていた潤滑油１１か圧縮
室９に供給された後ては、液インジェクションバイパス
路１４を介する液インジェクションが可能となる。

第２図は、圧縮機］の構造を説明するための概略的な縦
断面図である。圧縮機ドーム７は、ケース１９によって
密封されて支持されている。圧縮機ｌ・−ム７およびケ
ース１９の内部に形成される高圧室８には、モータ１０
が設けられている。モータ１０は、上下に延ひる軸２０
を有し、軸２０に対して大略的に同心状のｆＭ造を有す
る。ずなわち、軸２０にはロータ２１が固定され、ロー
タ２１の周囲にはステータ２２か設けられている。ステ
ータ２２の上下には巻線２３か設けられ、巻線２３の内
側には軸２０に対する軸受２４か形成されている。この
ような誘導形のモータ１０の巻線２３を電力付勢すると
、ロータ２１を介して軸２０が回転駆動される。

軸２０の回転駆動力は、モータ１０の下方に設けられる
ロータリ圧縮部２５に伝達される。ロークリ圧縮部２５
は、円筒状のシリンダ２６と、シリンダ２６の上下に設
けられる上仕切板２７および下仕切板２８とによって、
高圧室８から密閉された空間として、圧縮室９を形成す
る。シリンダ２６、上仕切板２７および下仕切板２８は
、ホルｌ〜２９によって固定されている。

シリンダ２６の内周（則には、シリンダ２６の内径より
も小さい外径を有するローラ３０が当接している。ロー
ラ３０を駆動するためのクランク軸３１は、軸２０に対
して偏心して取付けられている。このようにして、回転
ビス１〜ン式ロータリ圧縮機か構成される。

シリンダ２６の内側に形成される圧縮室９には、シリン
ダに設けられる吸入口３２を介して、アキュｌ＼レータ
６からの冷媒か吸入される。」１仕切板２７には、吐出
孔３３が設けられる。吸入口３２と吐出孔３３とは、後
述するベーン３９によって隔てられる。吐出孔３３は、
上仕切板２７の高圧室８側に設けられる吐出弁３４によ
って開閉される。吐出弁３４は、圧縮室９内の圧力が吐
出圧未満のとき、吐出孔３３を閉している。圧縮室９内
の圧力が吐出圧以上になると、吐出弁３４は吐出孔３３
を開き、圧縮された冷媒は、矢符３５に示すように圧縮
室９から高圧室８内に導かれる。高圧室８内の冷媒は、
圧縮機１〜−ム７の上部に設けられる吐出口３６から、
凝縮器２へ導かれる。

−１，Ｌ− 高圧室８の下部には、圧縮機１のための潤滑油１１が貯
留されている。潤滑油１１の液面は、吐出弁３４よりも
北部に達することもあり得る。しかしなから、吐出弁３
４が開くのは、圧縮室９内の圧力が高圧室８内の圧力以
十になったときてあり、高圧室８内の圧力が圧縮室９内
の圧力を越えているときは、吐出弁３４は閉している。

したかつて、潤滑油１１か吐出孔３３を介して圧縮室９
内に流入することはない。

圧縮室９には、工作切板２８に設けられる細孔である内
部インジェクションボー１〜１７も開口する。内部イン
ジェクションボー１・１７は、圧縮室９内の圧力が吐出
圧よりも低く、液インジェクションを行うのに適当な中
間圧であるとき、圧縮室９と連通ずるような位置に設け
られる。

軸２０の下端には、軸２０の回転を利用して潤滑油１１
−を汲」―（するためのポンプ３７が設けられている。

ポンプ３７によ−）て汲」二げられる潤滑油１１は、軸
２０内に設けられる細孔３８を介してモータ１０の軸受
２４に供給される。ケース１９の下部には、油供給管１
２が接続されている。

圧縮室９内の潤滑は、吸入口３２から吸入されるガス冷
媒中に霧状に含まれる潤滑油によって行われる。ガス冷
媒か高圧室Ｓ内を通過するとき、下方の潤滑油１コの一
部か霧状の油滴となって、冷媒と混合される。このよう
にして、潤滑油１１を含んたガス冷媒が吐出口３６から
冷媒回路を通り、吸入［］３２から圧縮室９内に循環す
る。

モータ１０としては、前述のように、誘導電動機か用い
られ、その回転速度である単位時間当たりの回転数はイ
ンバータによって制御される。モータ１０の駆動開始時
には、回転数か小さく、時間とともに徐々に回転数か増
加するように制御される。したがって、モータ］、　Ｑ
　（７１回転駆動の開始時には、吸入口３２を介して圧
縮室９に吸入されるガス冷媒の量も少なく、ガス冷媒に
含まれている潤滑油１１の量も少ない。本実施例におい
ては、内部インジェクションボート１７を介して潤滑油
】１を圧縮室９内に供給することによって、圧縮室９内
を充分に潤滑することができる。

なお第２図では、図解の便宜のため、内部インジェクシ
ョンボー１〜１７、吸入口３２および吐出孔３３の相対
的な位置を変えて示している。

第３図は、第２図の切断面線■−■から見たロータリ圧
縮部２５の断面図である。ローラ３０は、シリンタ２６
の内周面に１点て当接しなから軸２０によって回転駆動
される。ローラ３０には、シリンタ２６の直径方向に移
動可能なＩ＼−ン３９め先端が当接している。ヘーン３
９は、ばね４０によって、先端かローラ３０に当接する
ようにイ」勢されている。圧縮室っけ、ヘーン３９によ
って、ローラ３０の回転に伴って体積が変化する２つの
空間に分離される。ローラ３０か矢符４１の方向に回転
されると、吸入口３２に臨む空間の体積が大きくなり、
吐出孔３３に臨む空間の体積は小さくなる。このように
して、吸入口３２に臨む空間においては冷媒の吸入が行
われ、吐出孔３３に臨む空間においては冷媒の圧縮か行
われる。内部インジェクションボー１・】７は、ローラ
３０か回転され、ローラ３０か内部インジェクションボ
ート１７を塞くような位置にくると、圧縮室９とは連通
しなくなる。ローラ３０がさらに回転駆動され、減小す
る圧縮室９内の圧力か吐出圧以」二になると、吐出弁３
４か開き、吐出孔３３から冷媒が高圧室８内に流出する
。すなわち、内部インジェクションボー１−１７か圧縮
室９に開口しているのは、圧縮室９内の圧力が吐出圧よ
りも低い中間圧である期間である。この期間に、吐出圧
と中間圧との差圧によって、内部インジェクションボー
１〜〕７を介する液インジェクションか行われる。

第４図は、制御手段１８によるモータ］０および電磁弁
ＳＶの制御状態を説明するための図である。第４図く１
）は、モータの駆動を開始するときの回転数の変化を示
す。モータ１０の回転数は、大略的に直線的に増加され
、途中の値ｎ１を経て目標回転数ｎ２に至る。０１はた
とえは、毎分約２０００回転であり、ｎ２は、たとえば
毎分３０００〜６０００回転である。第４図（２）は、
電磁弁８■の制御状態を示す。モータ１０の駆動が開始
される１、１以前の時刻においては開いており、時刻ｔ
１て閉しるように制御される。時刻ｔｌｌＪ前の電磁弁
ＳＶか開いている状態て、油タンク１３には潤滑油１１
が圧縮機１から油供給管１２を介して供給される。

第４図（３）は、圧縮室９内に供給される潤滑油１１の
量の変化を示す。時刻ｔ１から潤滑油１１の供給が開始
され、油タンク１３に貯留されていた潤滑油１１か全部
供給される時刻ｔ２において終了する。この時刻ｔ２か
、第４図（１）に示ずモータ１０の回転数かｎ　］に達
する時刻ｔ３よりも早くなるように、油タンク］３の容
積か調整される。本件発明者による実験によれは、油タ
ンク１３の容積は、圧縮（代１のピストン押のけ量の約
５０％であることか好ましい。このようにして、モータ
〕０の駆動か開始され、低速度で回転しているときに潤
滑油１］か供給される。時刻ｔ２以降ては、液インジェ
クションバイパス路１４を介する液インジェクションか
可能となる。

以」−の実施例においては、回転ピストン式のロータリ
圧縮機を用いているけれとも、ロータリ弁穴であっても
よく、またスクリュウ式なとの他の形式び）圧縮機てあ
っても、圧縮室内に中間圧を利用して液インジェクショ
ンが可能な圧縮機であれは、用いることかてきることは
勿論である。

また本実施例では、液インジェクションバイパス路１４
には、第１および第２キヤピラリ１５゜１６が設（うら
れ、これらを介して液冷媒か圧縮室９内に供給されるよ
うにしているりれども、液インジェクションバイパス路
１４には電磁弁なとか設置ｉられ、圧縮機１の駆動開始
時および吐出温度の異常」−昼時に開くように制御する
ようにしてもよいことは勿論である。

発明の効果 以上のように本発明によれは、圧縮機の駆動開始時には
、液インジェクションバイパス路を経て圧縮室内に潤滑
油を供給することかでき、液インジェクションは行われ
ていない。これによって圧縮機の駆動開始時における圧
縮室内の潤滑を充分に行うことかでき、熱歪による摩耗
や故障を防止することかできる。

また油タンクには、圧縮機の停止時に開く電磁弁を介し
て、油供給管から圧縮機内の潤滑油か供給される。電磁
弁は制御手段によって、圧縮機の駆動時には閉しられる
。したかつて、圧縮機の駆動開始時に圧縮室内に供給さ
れる潤滑油は、圧縮機の駆動開始時に油タンクに貯留さ
れていた潤滑油な（Ｊである。この潤滑油が圧縮室内に
供給された後は、液インジェクション路を介する液イン
ジェクションを１ｊうことかてきる。これによ−）て冷
媒の吐出温度が異常に高くなることを防止することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の冷媒配管系統図、第２図は
第１図示の実施例における圧縮機コの大略的な縦断面図
、第３図は第２図の切断面線■−■から見たロータリ圧
縮部２５の断面図、第１１図は制御手段１８および電磁
弁ＳＶの制御状態を示ず図である。 １・・圧縮機、２・凝縮器、３・・管路、４　・膨張弁
、５・クーラ、０　・アキュムレータ、７　圧縮機ドー
ム、８・高圧室、９・圧縮室、］０・・モータ、１］・
・・潤滑油、１２・−油供給管、１３　油タンク、１４
・・・液インジェクションバイパス路、１７・内部イン
ジェクションボーＩ・、１８　制御手段、１９　ケース
、２０・軸、２５　・１コ一タリ圧縮部、２６　シリン
タ　３０・ローラ、３２・吸入Ｌ」、３３・吐出孔、３
４　吐出弁、３６・吐出［］、３９・ベーン、ＳＶ　　
電磁弁 代理人　　弁理士　画数　圭一部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧縮機１から吐出され、凝縮器２を通過して凝縮
   された液冷媒を、吐出圧と圧縮機１の圧縮室９内の中間
   圧との差圧を利用して液インジェクションバイパス路１
   ４を経て圧縮室９内に吸引供給する冷凍装置用圧縮機の
   油潤滑装置において、前記液インジェクションバイパス
   路１４の途中に設けられ、潤滑油１１を貯留する油タン
   ク１３と、 前記油タンク１３に前記圧縮機１内の潤滑油１１を供給
   する油供給管１２と、 前記油供給管１２の途中に介在される電磁弁ＳＶと、 前記圧縮機１の駆動時には前記電磁弁ＳＶを閉じ、圧縮
   機１の停止時には電磁弁ＳＶを開くように制御する制御
   手段１８とを含むことを特徴とする冷凍装置用圧縮機の
   油潤滑装置。