JPH04283360A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷凍装置に関し、特に
圧縮機から吐出した冷媒ガス中の油を分離し圧縮機へ返
油するようにした冷凍装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、冷凍装置の圧縮機から吐出し
た冷媒ガス中の油を回収するため圧縮機と凝縮器との間
に油分離器を設けて、ここで吐出冷媒ガス中の油を分離
して、圧縮機に返油するものは「新版　　冷凍空調便覧
　　第４版　　基礎編」（社団法人日本冷凍協会　　発
行）の第３６２頁〜に記載されており、公知の技術であ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の油分離器は、冷
媒ガス中の油が微粒かつ微量のため冷媒ガスとの分離効
率が悪かった。本発明はかかる点に鑑みてなされたもの
であり、その目的は圧縮機（１）から吐出した冷媒ガス
中の油を分離し、圧縮機（１）に返油することを効率よ
く行うことにある。

【０００４】

【課題を解決するため手段】前記目的を達成するため本
発明の解決手段は、図１に示すように、圧縮機（１）、
凝縮器（２）、減圧器（３）及び蒸発器（４）を備えた
冷凍装置を前提とする。第１の解決手段は、図１に示す
ように、前記凝縮器（２）を第一凝縮器（２１）と該第
一凝縮器（２１）よりも大容量の第二凝縮器（２２）と
により形成するとともに、第一凝縮器（２１）を前記圧
縮機（１）の吐出側に接続し、第二凝縮器（２２）を前
記減圧器（３）に接続する一方、気液分離器（５）を前
記第一凝縮器（２１）の出口側と第二凝縮器（２２）の
入口側との間に介設するとともに、該気液分離器（５）
の底部を減圧手段（６）及び加熱手段（７）を介して前
記圧縮機（１）の吸入側に接続したものである。

【０００５】第２の解決手段は、図３に示すように、第
１の解決手段に加えて、加熱手段（７）を、第二凝縮器
（２２）の出口側の主高圧液管（３１）と減圧手段（６
）の出口側の低圧液管（３２）とを熱交換させる過冷却
熱交換器（７１）により形成したものである。

【０００６】第３の解決手段は、図４、図５又は図６に
示すように、第１の解決手段に加えて、加熱手段（７）
を、圧縮機（１）の吐出側の高圧ガス管（３３）と気液
分離器（５）の出口側の液管（３２），（３４），（３
５）とを熱交換させる吐出ガス熱交換器（７２）により
形成したものである。

【０００７】第４の解決手段は、図７に示すように、第
１の解決手段に加えて、加熱手段（７）を、第一凝縮器
（２１）の出口側の高圧管（３６）と減圧手段（６）の
出口側の低圧液管（３２）とを熱交換させる凝縮熱交換
器（７３）により形成したものである。

【０００８】第５の解決手段は、図８に示すように、第
１の解決手段に加えて、加熱手段（７）を、減圧手段（
６）の出口側に設けた補助蒸発器（７４）により形成し
たものである。

【０００９】第６の解決手段は、図１、図３、図４、図
５、図６及び図７に示すように、第１、第２、第３又は
第４の解決手段に加えて、圧縮機（１）、第一凝縮器（
２１）、気液分離器（５）、第二凝縮器（２２）、減圧
手段（６）及び加熱手段（７）を備えた室外ユニット（
４１）と、減圧器（３）及び蒸発器（４）を備えた室内
ユニット（４２）と、両ユニット（４１），（４２）を
接続する連絡配管（４３），（４４）とから形成したも
のである。

【００１０】

【作用】以上の解決手段により、請求項１の発明では、
圧縮機（１）の吐出側に設けられた第一凝縮器（２１）
により一部の冷媒ガスが液化するが、圧縮機（１）から
吐出した微粒かつ微量の油はこの冷媒液に吸収され混合
液となり、前記第一凝縮器（２１）の出口側に設けられ
た気液分離器（５）に流れ込む。この混合液は微粒かつ
微量の油と比べて大きな液滴でかつ相当量となるので、
冷媒ガス流に同伴され難く、効率よく混合液と冷媒ガス
とに分離される。分離された混合液中の冷媒は、前記気
液分離器（５）の出口側に設けられた減圧手段（６）及
び加熱手段（７）により減圧加熱されて気化し、ガスと
して圧縮機（１）吸入側に流れると同時に、このガスに
油が同伴して圧縮機（１）に返る。

【００１１】請求項２の発明では、前記請求項１の発明
に加えて、加熱手段（７）を過冷却熱交換器（７１）に
より形成することにより、前記主高圧液管（３１）の冷
媒液の熱を前記加熱手段（７）の加熱源に用いるととも
に主高圧液管（３１）の冷媒液を過冷却するので、配管
圧力損失によるフラッシュが生じない。

【００１２】請求項３の発明では、前記請求項１の発明
に加えて、加熱手段（７）を吐出ガス熱交換器（７２）
により形成することにより、前記高圧ガス管（３３）の
冷媒ガスの高温熱を前記加熱手段（７）の熱源として用
いるので、吐出ガス熱交換器（７２）が小型となる。

【００１３】請求項４の発明では、前記請求項１の発明
に加えて、加熱手段（７）を凝縮熱交換器（７３）によ
り形成することにより、前記高圧管（３６）の冷媒の熱
を前記加熱手段（７）の熱源に用い、かつ高圧管（３６
）の冷媒ガスを冷却するので、第一凝縮器（２１）が小
型となる。

【００１４】請求項５の発明では、前記請求項１の発明
に加えて、加熱手段（７）を補助蒸発器（７４）により
形成することにより、該補助蒸発器（７４）が冷凍装置
の蒸発機能の一部を行う。

【００１５】請求項６の発明では、前記請求項１、請求
項２、請求項３又は請求項４の発明に加えて、室外ユニ
ット（４１）と室内ユニット（４２）とからなる分離型
冷凍装置の室外ユニット（４１）で油回収を行う。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例について図１以下の図
面に基づいて説明する。請求項１の発明に係る実施例を
図１に基づいて説明する。冷却装置は、図１の右側の二
点鎖線で区分してなる室外ユニット（４１）と、左側の
二点鎖線で区分してなる室内ユニット（４２）と、両ユ
ニット（４１），（４２）に接続される連絡配管（４３
），（４４）とから構成されている。そして、前記室外
ユニット（４１）は、圧縮機（１）、第一凝縮器（２１
）と第二凝縮器（２２）とから形成される凝縮器（２）
、受液器（８）及びアキュームレーター（９）を備え、
さらに気液分離器（５）、減圧手段（６）及び加熱手段
（７）を備えている。また、前記室内ユニット（４２）
は、減圧器（３）例えば電動膨張弁等及び蒸発器（４）
を備えている。上記各機器は下記のように冷媒配管によ
り接続されている。圧縮機（１）と第一凝縮器（２１）
とは高圧ガス管（３３）で接続され、第一凝縮器（２１
）と第二凝縮器（２２）とは気液分離器（５）を介して
高圧液管（３６）で接続され、第二凝縮器（２２）と減
圧器（３）とは受液器（８）を介して主高圧液管（３１
）で接続されている。そして、減圧器（３）と蒸発器（
４）とは主低圧液管（３８）で接続され、蒸発器（４）
と圧縮機（１）とはアキュームレーター（９）を介して
低圧ガス管（３７）で接続されている。さらに、前記気
液分離器（５）の底部と前記低圧ガス管（３７）とを、
減圧手段（６）であるキャピラリーチューブ及び加熱手
段（７）である電気ヒーター（７５）を介して、該キャ
ピラリーチューブ（６）の上流側の高圧液管（３５）及
び下流側の低圧液管（３２）で接続されている。前記主
高圧液管（３１）路における室外ユニット（４１）と室
内ユニット（４２）との間は前記連絡配管（４３）で形
成されている。同様に、前記低圧ガス管（３７）路も室
外ユニット（４１）と室内ユニット（４２）との間は前
記連絡配管（４４）で形成されている。

【００１７】前記第一凝縮器（２１）は、圧縮機（１）
から吐出した冷媒ガスの１％〜１０％を凝縮させる程度
の能力とし、第二凝縮器（２２）は残りの冷媒ガスを凝
縮させる程度の能力としている。これにより、圧縮機（
１）から吐出した油は微粒であり、その量も冷媒ガスに
比べて微量であるものが、第一凝縮器（２１）で凝縮し
た冷媒液に溶け込むことにより、この混合液は微粒かつ
微量の油と比べて大きな液滴でかつ相当量となるので、
冷媒ガス流に同伴され難くなり、気液分離器（５）で効
率よく混合液と冷媒ガスとに分離可能となる。さらに、
この混合液中の冷媒は減圧手段（６）による減圧と加熱
手段（７）による加熱により気化し、圧縮機（１）の吸
入側へ流れ、これに同伴して、油も圧縮機（１）へ返る
。従って、圧縮機（１）から吐出した油を効率よく分離
し返すことができる。

【００１８】本発明に用いる気液分離器（５）の実施例
を図２に基づいて説明する。気液分離器（５）は上部に
ガス入口（５１）、ガス出口（５２）及び底部に液出口
（５３）を備えただけの簡単なものでもよいし、一般的
に知られている邪魔板等を有するものでもよい。

【００１９】なお、請求項１の発明において、減圧手段
（６）はキャピラリーチューブに限るものではなく、膨
張弁等の一般に考えられる減圧手段によってもよい。ま
た、加熱手段（７）は電気ヒーター（７５）に限るもの
ではなく、熱交換器等の一般に考えられる加熱手段によ
ってもよい。さらに、減圧手段（６）と加熱手段（７）
はどちらが上流、下流になってもよい。

【００２０】次に請求項２の発明に係る実施例を図３に
基づいて説明する。前記請求項１の発明に係る実施例に
おいて加熱手段（７）を変更したものである。加熱手段
（７）は、第二凝縮器（２２）の出口側の主高圧液管（
３１）と減圧手段（６）の出口側の低圧液管（３２）と
を熱交換させる過冷却熱交換器（７１）により形成され
ている。従って、冷凍装置の熱を有効に利用すると同時
に、第二凝縮器（２２）から出た冷媒液を過冷却するこ
とにより、減圧器（３）までの配管圧力損失によるフラ
ッシュが防止できる。

【００２１】次に請求項３の発明に係る実施例を図４、
図５及び図６に基づいて説明する。前記請求項１の発明
の実施例において加熱手段（７）を変更したものである
。図４に示す実施例は、圧縮機（１）の吐出側の高圧ガ
ス管（３３）と気液分離器（５）の出口側の低圧液管（
３２）とを熱交換させる吐出ガス熱交換器（７２）によ
り加熱手段（７）が形成されている。図５に示す実施例
は、気液分離器（５）の底部から延長し低圧ガス管（３
７）に接続される液管（３４）全体をキャピラリーチュ
ーブからなる減圧手段（６）とし、圧縮機（１）の吐出
側の高圧ガス管（３３）と該液管（３４）とを熱交換さ
せる吐出ガス熱交換器（７２）により加熱手段（７）が
形成されている。図６に示す実施例は、圧縮機（１）の
吐出側の高圧ガス管（３３）と気液分離器（５）の底部
から延長した高圧液管（３５）とを熱交換させる吐出ガ
ス熱交換器（７２）により加熱手段（７）が形成されて
いる。これら請求項３の発明に係る実施例は、吐出ガス
熱交換器（７２）を小型にでき、かつ高圧ガス管（３３
）の冷媒ガスを冷却できるので、冷凍装置内の熱を有効
に利用することができる。

【００２２】次に請求項４の発明に係る実施例を図７に
基づいて説明する。前記請求項１の発明の実施例におい
て加熱手段（７）を変更したものである。加熱手段（７
）は、第一凝縮器（２１）の出口側の高圧管（３６）と
減圧手段（６）の出口側の低圧液管（３２）とを熱交換
させる凝縮熱交換器（７３）により形成されている。従
って、前記高圧管（３６）の冷媒の熱を前記加熱手段（
７）の熱源に用い、かつ高圧管（３６）の冷媒ガスを冷
却できるので、第一凝縮器（２１）を小型にできる。

【００２３】次に請求項５の発明に係る実施例を図８に
基づいて説明する。前記請求項１の発明の実施例におい
て加熱手段（７）を変更したものである。加熱手段（７
）は、減圧手段（６）の出口側の低圧液管（３２）に設
けた補助蒸発器（７４）により形成され、蒸発器（４）
の一部として配置される。従って、該補助蒸発器（７４
）に冷凍装置の蒸発機能の一部を行わせ、冷凍装置内の
熱を有効に利用する。

【００２４】次に請求項６の発明に係る実施例を図１、
図３、図４、図５、図６及び図７に基づき説明する。図
１に係る実施例で説明したように、上記各図において２
点鎖線で区分してなる右側が機械室又は戸外に設置され
る室外ユニット（４１）であり、左側が需要箇所に設置
される室内ユニット（４２）である。さらに、両ユニッ
ト（４１），（４２）は設置箇所に応じた連絡配管（４
３）で接続されるている。従って、請求項１、請求項２
、請求項３又は請求項４の発明の効果に加え、室外ユニ
ット（４１）と室内ユニット（４２）とからなる分離型
冷凍装置の室外ユニット（４１）で油回収ができる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、圧縮機（１）から吐出した微粒かつ微量の油は
第一凝縮器（２１）により凝縮した冷媒液に吸収され混
合液となる。この混合液は前記微粒かつ微量の油に比べ
て大きな液滴でかつ相当量となるので、効率よく冷媒ガ
スと分離できる。さらに分離された混合液中の冷媒は、
減圧手段（６）及び加熱手段（７）により減圧加熱され
て気化し、ガスとして圧縮機（１）の吸入側に流れる。 このガスに油が同伴して圧縮機（１）に返るので、効率
よく油を回収できる。

【００２６】請求項２の発明によれば、請求項１の発明
の効果に加えて、過冷却熱交換器（７１）を用いて、主
高圧液管（３１）の冷媒液の熱を加熱手段（７）の加熱
源に用いるとともに、主高圧液管（３１）の冷媒液を過
冷却できるので、冷凍装置内の熱を有効に利用すること
ができる。また、主高圧液管（３１）の配管圧力損失に
よるフラッシュを防止できる

【００２７】請求項３の発明によれば、請求項１の発明
の効果に加えて、吐出ガス熱交換器（７２）を用いて、
高圧ガス管（３３）の冷媒ガスの高温熱により加熱手段
（７）の加熱源として用いるので、吐出ガス熱交換器（
７２）が小型にできかつ高圧ガス管（３３）の冷媒ガス
を冷却できるので、冷凍装置内の熱を有効に利用するこ
とができる。

【００２８】請求項４の発明によれば、請求項１の発明
の効果に加えて、凝縮熱交換器（７３）を用いて、高圧
管（３６）の冷媒の熱を前記加熱手段（７）の熱源に用
い、かつ高圧管（３６）の冷媒ガスを冷却できるので、
第一凝縮器（２１）を小型にできる。

【００２９】請求項５の発明によれば、請求項１の発明
の効果に加えて、補助蒸発器（７４）を用いて、冷凍装
置の蒸発機能の一部を負担させうるので、冷凍装置内の
熱を有効に利用することができる。

【００３０】請求項６の発明では、請求項１、請求項２
、請求項３又は請求項４の発明に加えて、室外ユニット
（４１）と室内ユニット（４２）とからなる分離型冷凍
装置の室外ユニット（４１）で油回収ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１及び請求項６の発明の実施例を示す冷
媒配管系統図である。

【図２】本発明の実施例を示す気液分離器の要部断面図
である。

【図３】請求項２及び請求項６の発明の実施例を示す冷
媒配管系統図である。

【図４】請求項３及び請求項６の発明の実施例を示す冷
媒配管系統図である。

【図５】請求項３及び請求項６の発明の実施例を示す冷
媒配管系統図である。

【図６】請求項３及び請求項６の発明の実施例を示す冷
媒配管系統図である。

【図７】請求項４及び請求項６の発明の実施例を示す冷
媒配管系統図である。

【図８】請求項５の発明の実施例を示す冷媒配管系統図
である。

【符号の説明】

１　　　　　　　　圧縮機 ２　　　　　　　　凝縮器 ３　　　　　　　　減圧器 ４　　　　　　　　蒸発器 ５　　　　　　　　気液分離器 ６　　　　　　　　減圧手段 ７　　　　　　　　加熱手段 ２１　　　　　　第一凝縮器 ２２　　　　　　第二凝縮器 ３１　　　　　　主高圧液管 ３２　　　　　　液管（低圧液管） ３３　　　　　　高圧ガス管 ３４　　　　　　液管 ３５　　　　　　液管（高圧液管） ３６　　　　　　高圧管 ４１　　　　　　室外ユニット ４２　　　　　　室内ユニット ４３　　　　　　連絡配管 ４４　　　　　　連絡配管 ７１　　　　　　過冷却熱交換器 ７２　　　　　　吐出ガス熱交換器 ７３　　　　　　凝縮熱交換器 ７４　　　　　　補助蒸発器

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　圧縮機（１）、凝縮器（２）、減圧器
   （３）及び蒸発器（４）を備えた冷凍装置において、前
   記凝縮器（２）を第一凝縮器（２１）と該第一凝縮器（
   ２１）よりも大容量の第二凝縮器（２２）とにより形成
   するとともに、第一凝縮器（２１）を前記圧縮機（１）
   の吐出側に接続し、第二凝縮器（２２）を前記減圧器（
   ３）に接続する一方、気液分離器（５）を前記第一凝縮
   器（２１）の出口側と第二凝縮器（２２）の入口側との
   間に介設するとともに、該気液分離器（５）の底部を減
   圧手段（６）及び加熱手段（７）を介して前記圧縮機（
   １）の吸入側に接続したことを特徴とする冷凍装置。
2. 【請求項２】　　加熱手段（７）を、第二凝縮器（２２
   ）の出口側の主高圧液管（３１）と減圧手段（６）の出
   口側の低圧液管（３２）とを熱交換させる過冷却熱交換
   器（７１）により形成したことを特徴とする請求項１記
   載の冷凍装置。
3. 【請求項３】　　加熱手段（７）を、圧縮機（１）の吐
   出側の高圧ガス管（３３）と気液分離器（５）の出口側
   の液管（３２），（３４），（３５）とを熱交換させる
   吐出ガス熱交換器（７２）により形成したことを特徴と
   する請求項１記載の冷凍装置。
4. 【請求項４】　　加熱手段（７）を、第一凝縮器（２１
   ）の出口側の高圧管（３６）と減圧手段（６）の出口側
   の低圧液管（３２）とを熱交換させる凝縮熱交換器（７
   ３）により形成したことを特徴とする請求項１記載の冷
   凍装置。
5. 【請求項５】　　加熱手段（７）を、減圧手段（６）の
   出口側に設けた補助蒸発器（７４）により形成したこと
   を特徴とする請求項１記載の冷凍装置。
6. 【請求項６】　　圧縮機（１）、第一凝縮器（２１）、
   気液分離器（５）、第二凝縮器（２２）、減圧手段（６
   ）及び加熱手段（７）を備えた室外ユニット（４１）と
   、減圧器（３）及び蒸発器（４）を備えた室内ユニット
   （４２）と、両ユニット（４１），（４２）を接続する
   連絡配管（４３），（４４）とから形成したことを特徴
   とする請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４記載
   の冷凍装置。