JPH04356665A - 二段圧縮式冷凍装置 - Google Patents

二段圧縮式冷凍装置

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JPH04356665A
JPH04356665A JP17127291A JP17127291A JPH04356665A JP H04356665 A JPH04356665 A JP H04356665A JP 17127291 A JP17127291 A JP 17127291A JP 17127291 A JP17127291 A JP 17127291A JP H04356665 A JPH04356665 A JP H04356665A
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stage compressor
stage
oil
compressor
low
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Eiichi Shimizu
栄一 清水
Yoshio Miyamoto
善至雄 宮本
Kenichi Kagawa
賢一 香川
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    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B31/00—Compressor arrangements
    • F25B31/002—Lubrication
    • F25B31/004—Lubrication oil recirculating arrangements

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】本発明はショーケースや冷蔵庫等
に使用される二段圧縮式冷凍装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、二段圧縮式冷凍装置は、特公昭
６０−５１６１７号公報に開示されている如く一つのケ
ーシングに低段側圧縮機構と高段側圧縮機構を備えたも
のが多い。即ち、低段側圧縮機構と高段側圧縮機構を一
つのケーシングに備えた圧縮機と、油分離器と、凝縮器
と、減圧装置と、蒸発器とを接続して二段圧縮式冷凍装
置を構成している。このため、油分離器にて分離された
オイルを前記圧縮機に戻すことにより圧縮機がオイル不
足となるようなことはなかった。
【０００３】また、このような二段圧縮式冷凍装置にお
いては、より低い蒸発温度を得るために、凝縮器の出口
配管を分岐させ、一方を過冷却器を介して蒸発器に接続
すると共に、他方を電磁弁、過冷却器用膨張弁を介して
過冷却器に接続し更に低段側圧縮機と高段側圧縮機との
接続配管に接続していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の構
成によると、二段圧縮機を別個の圧縮機にて構成した場
合、即ち、一方の圧縮機を低段側圧縮機として他方の圧
縮機を高段側圧縮機として二段圧縮式冷凍装置を構成し
た場合には、当然に従来の方法でオイルを戻すことはで
きず、何らかの対策を講じなければならなかった。
【０００５】本発明は斯る点に鑑みなされたものであり
、各々単独で運転可能な別個の圧縮機を使用してその一
方を低段側圧縮機として他方を高段側圧縮機として構成
した二段圧縮式冷凍装置であっても、各々の圧縮機がオ
イル不足等を生じることのないオイルコントロールを実
現することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、低段側圧縮機
、高段側圧縮機、油分離器、凝縮器、減圧装置、及び蒸
発器を接続してなる二段圧縮式冷凍装置において、前記
低段側圧縮機と高段側圧縮機を、減圧装置及び開閉弁を
有する油配管にて接続すると共に、油分離器にて分離さ
れたオイルを、高段側圧縮機と前記油配管とを順次介し
て低段側圧縮機に戻すよう構成したものである。
【０００７】また、低段側圧縮機、高段側圧縮機、油分
離器、凝縮器、減圧装置、及び蒸発器を接続してなり、
前記低段側圧縮機と高段側圧縮機を、開閉弁を有する油
配管にて接続すると共に、油分離器にて分離されたオイ
ルを、高段側圧縮機と前記油配管とを順次介して低段側
圧縮機に戻すよう構成し、かつ、凝縮器の出口配管を分
岐させ、一方を過冷却器を介して蒸発器に接続すると共
に、他方を電磁弁、過冷却器用膨張弁、過冷却器を介し
て低段側圧縮機と高段側圧縮機との間の接続配管に接続
したものにおいて、前記低段側圧縮機を高段側圧縮機よ
り遅延して起動すると共に、高段側圧縮機のみの運転時
には前記開閉弁及び電磁弁を閉成するよう構成したもの
である。
【０００８】更に、並列接続された複数台の低段側圧縮
機、１台の高段側圧縮機、油分離器、凝縮器、減圧装置
、及び蒸発器を接続してなる二段圧縮式冷凍装置におい
て、前記低段側圧縮機と高段側圧縮機を、減圧装置、開
閉弁、及び分配器を有し分配器から各低段圧縮機に分岐
された油配管にて接続すると共に、各低段圧縮機を均油
管にて接続し、油分離器にて分離されたオイルを、高段
側圧縮機と前記油配管とを順次介して各低段側圧縮機に
戻すよう構成したものである。
【０００９】
【作用】本発明の二段圧縮式冷凍装置は上記の構成によ
り、低段側圧縮機と高段側圧縮機とが共に運転している
時、即ち、二段圧縮式冷凍装置の運転時は開閉弁を開放
させておけば、油分離器にて分離されたオイルを、まず
、高段側圧縮機に戻して高段側圧縮機に所定量のオイル
を確保した後、この高段側圧縮機で所定量以上となった
オイル、即ち、オーバーフローしたオイルを減圧装置を
有する油配管によって徐々に低段側圧縮機に戻すことが
できると共に、低段側圧縮機から高段側圧縮機へのオイ
ルの逆流を防止できる。この結果、低段側圧縮機と高段
側圧縮機とが別個の圧縮機で構成され、各々の圧縮機に
圧力差がある装置であっても各々の圧縮機のオイル量を
所定量に保つことができ、オイル不足による圧縮機のロ
ックを防止できる。
【００１０】また、低段側圧縮機を高段側圧縮機より遅
延して起動すると共に、高段側圧縮機のみの運転時には
前記開閉弁及び電磁弁を閉成するよう構成したので、運
転開始時の過大電流の発生を防止できることはもとより
、低段側圧縮機起動前に両圧縮機の接続管へ液冷媒が供
給されるのを防止でき、高段側圧縮機での液圧縮を防止
して保護できる。
【００１１】更に、低段側圧縮機が複数台の場合には油
配管の分配管を介して各圧縮機に接続したので、各圧縮
機へ均等に油を返すことができ、オイルバランスを良好
に維持できる。
【００１２】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。
【００１３】１は二段圧縮式冷凍装置である。この冷凍
装置は、圧縮機構とこれを駆動する電動機を一つのケー
シング内のクランク室２及びモータ室３に収納してなり
、低段側として働く２０馬力の低段側圧縮機４と、同じ
く圧縮機構とこれを駆動する電動機を一つのケーシング
内のクランク室５及びモータ室６に収納してなり、高段
側として働く１０馬力の高段側圧縮機７と、油分離器８
と、凝縮器９と、この凝縮器９の出口配管から分岐され
た双方の配管１０，１１に接続された二重管式の過冷却
器１２と、膨張弁１３と、蒸発器１４と、アキュムレー
タ１５とを図１の如く配管接続することにより構成され
る。
【００１４】１６は前記低段側圧縮機４から吐出された
ガスを高段側圧縮機７へ送るための配管であり、この配
管１６の途中には吐出圧力脈動を防止するためのマフラ
１７及び混合器１８が接続される。
【００１５】凝縮器９から分岐された一方の配管１０に
は電磁弁１９及び過冷却器用膨張弁２０が接続されてお
り、この配管１０は過冷却器１２の内管を経た後、前記
マフラ１７及び混合器１８間の配管１６に接続されてい
る。
【００１６】また、凝縮器９から分岐された他方の配管
１１は過冷却器１２の外管を経た後電磁弁２１、膨張弁
１３を介して蒸発器１４に接続されている。
【００１７】２２は、前記低段側圧縮機４と高段側圧縮
機７とを接続する油配管であり、この配管２２には電磁
弁２３とキャピラリーチューブ２４が接続されている。
【００１８】３０は凝縮器９冷却用のファンモーターで
ある。
【００１９】２５は、低段側圧縮機４の吸入配管及び吐
出配管に設けた低圧圧力検知器２６及び高圧圧力検知器
２７と、高段側圧縮機７の吸入配管及び吐出配管に設け
た低圧圧力検知器２８及び高圧圧力検知器２９からの信
号により、低段側圧縮機４及び高段側圧縮機７のＯＮ，
ＯＦＦ、ファンモーター３０のＯＮ，ＯＦＦ、電磁弁１
９，２１，２３の開閉を制御する制御装置である。
【００２０】この制御装置２５は以下のような制御をす
る。
【００２１】二段圧縮式冷凍装置１の起動時には、高段
側圧縮機７がＯＮした一定時間後に低段側圧縮機４がＯ
Ｎするよう制御される。
【００２２】低段側圧縮機４或るいは高段側圧縮機７の
いずれか一方が停止したら他方の圧縮機も即停止させる
。
【００２３】各圧縮機４，７は、それぞれに設けた低圧
圧力検知器２６，２８及び高圧圧力検知器２７，２９か
らの信号により、設定圧力値内でＯＮ，設定圧力値外で
ＯＦＦするようＯＮ，ＯＦＦ制御される。
【００２４】起動時、高段側圧縮機７のみの運転状態で
は、油配管２２の電磁弁２３、分岐配管１０の電磁弁１
９、及び膨張弁１３手前の電磁弁２１を閉成させておく
。即ち、これらの弁２３，１９，２１は低段側圧縮機４
がＯＮしている時のみ閉成される。
【００２５】電磁弁２３，１９は圧縮機４，７の停止と
同時に閉成する。
【００２６】高段側圧縮機７のＯＮと同時にファンモー
ター３０をＯＮする。
【００２７】このように構成された二段圧縮式冷凍装置
において、蒸発器１４にて被冷却流体と熱交換して気化
したガスは吸入配管を通って低段側圧縮機４に吸入され
る。低段側圧縮機４にて中間圧力まで加圧されて配管１
６に吐出された冷媒ガスは、マフラ１７を出た所で過冷
却器１２より送られてくる低温の液冷媒と混合し、所定
の温度まで冷却された後、高段側圧縮機７に吸入される
。
【００２８】高段側圧縮機７にて吐出圧力まで加圧され
た高温、高圧の冷媒ガスは、油分離器８にてガス中のオ
イルを分離した後、凝縮器９に入り凝縮器する。
【００２９】凝縮された液冷媒は配管１０と１１とに分
岐して流され、一方の配管１０へ流入した液冷媒は、電
磁弁１９を通り過冷却器用膨張弁２０にて中間圧力まで
減圧されてから過冷却器１２の熱源冷媒用である外管へ
供給され、他方の配管１１へ流入した液冷媒は、そのま
ま被冷却冷媒用である過冷却器１２の内管を通って前述
したように配管１６に流入する。
【００３０】即ち、配管１０，１１によって分岐された
双方の液冷媒は過冷却器１２にて熱交換し、過冷却器１
２の内管を通った液冷媒は十分に冷却されて膨張弁１３
へ流入する。
【００３１】そして、膨張弁１３に流入した液冷媒はこ
こで減圧された後、蒸発器１４に入って蒸発する。
【００３２】而して、二段圧縮式冷凍装置１の運転時、
即ち、低段側圧縮機４と高段側圧縮機７とが共に運転し
ている時は、制御装置２５によって電磁弁２３は開放さ
れており、油分離器８にて分離されたオイルは、まず、
高段側圧縮機７のクランク室５へ戻される。高段側圧縮
機７のクランク室へ戻されるオイルが所定量を越えると
、このクランク室からオーバーフローしたオイルは油配
管２２へ流入する。
【００３３】油配管２２に流入したオイルは、キャピラ
リチューブ２４で絞られるので少量づつ徐々に低段側圧
縮機４のクランク室へ供給される。
【００３４】従って、低段側圧縮機４と高段側圧縮機７
とが別個の圧縮機で構成され、各々の圧縮機に圧力差が
ある装置であっても各々の圧縮機４，７のオイル量を所
定量確保することができ、オイル不足による圧縮機のロ
ックを防止できる。
【００３５】また、制御装置２５により、低段側圧縮機
４と高段側圧縮機７とは、いづれか一方が停止した場合
には、他方も停止するよう同期して制御されており、加
えて、電磁弁１９，２３は圧縮機４，７の停止時には閉
じるよう制御されている。このため、常に二段圧縮式冷
凍装置としての正常運転を維持できると共に、例えば、
圧縮機４，７の停止時に、凝縮器９に残留した液冷媒が
高段側圧縮機７へ流入して再起同時の液圧縮を引き起こ
すようなことは防止でき、更に、低段側圧縮機４の圧力
上昇を防止して再起同時にショートサイクルとなるのを
防止できる。
【００３６】また、所謂ポンプダウン方式によって圧縮
機４，７を停止することも制御装置２５によって可能と
なっており、この場合には、蒸発器１４の周辺温度の低
下を検知する温度センサー等からの信号により電磁弁１
９，２１が閉じられる。
【００３７】このため、凝縮器９から過冷却器１２、及
び蒸発器１４への冷媒供給は停止されるが、圧縮機４，
７の運転は続行するので吸入側圧力が低下し、低圧圧力
検知器２６の信号により、圧縮機４，７が停止し、冷媒
を凝縮器９に集めた状態とする。
【００３８】これにより、圧縮機４，７の冷媒の寝込み
を防ぎ、二段圧縮式冷凍装置１の再起同時に液バックを
防ぎ、起動性を向上できる。
【００３９】更に、二段圧縮式冷凍装置１の起動時には
、高段側圧縮機７がＯＮした一定時間後に低段側圧縮機
４がＯＮするよう制御装置２５によって制御されている
ため、中間圧力の異常上昇を防止して高段側圧縮機７を
無負荷に近い状態で運転でき、運転効率を向上できる。
【００４０】また、低段側圧縮機４或るいは高段側圧縮
機７のいずれか一方が停止したら他方の圧縮機も即停止
されると共に、各圧縮機４，７は、それぞれに設けた低
圧圧力検知器２６，２８及び高圧圧力検知器２７，２９
からの信号により、設定圧力値内でＯＮ，設定圧力値外
でＯＦＦするようＯＮ，ＯＦＦ制御されるため、異常圧
力での圧縮機４，７の運転を確実に防止し、圧縮機を保
護することができる。
【００４１】また、起動時、高段側圧縮機７のみの運転
状態では、油配管２２の電磁弁２３、分岐配管１０の電
磁弁１９、及び膨張弁１３手前の電磁弁２１を閉成させ
ておくようにしたので、低段側圧縮機４の起動前に、過
冷却用配管１０から両圧縮機の接続管１６へ液冷媒が供
給されるのを防止でき、高段側圧縮機７での液圧縮を防
止して保護できる。
【００４２】即ち、高段側圧縮機７のみの運転状態では
配管１６にはまだ高温ガスが流れていないため配管１６
は冷えており、この状態で配管１６に液冷媒が供給され
ると液冷媒はそのままの状態で高段側圧縮機７へ吸入さ
れてしまうのである。しかも、このように配管１６がま
だ冷えている状態では液冷媒供給による冷却は不要であ
る。
【００４３】また、電磁弁２３，１９は圧縮機４，７の
停止と同時に閉成するため、装置の停止時にも各圧縮機
４，７のオイルバランスが崩れるようなことはなく、配
管１６や各圧縮機４，７に液冷媒が寝込むようなことは
ない。
【００４４】更に、高段側圧縮機７のＯＮと同時にファ
ンモーター３０をＯＮするようにしたので、装置の実運
転（両圧縮機４，７の運転）の前に凝縮器９を冷却して
おくことができ、プルダウン時の高圧圧力上昇を抑えて
起動性を向上することができる。
【００４５】また、図２は低段側圧縮機を複数台使用し
た場合の他の実施例であり、並列接続された２台の低段
側圧縮機３１，３２（各１５馬力）、１台の高段側圧縮
機３３（１５馬力）、油分離器３４、凝縮器３５、膨張
弁３６、及び蒸発器３７を接続し、かつ、凝縮器３５の
出口配管を分岐させ、一方の配管３８を過冷却器３９、
電磁弁４０を介して蒸発器３７に接続すると共に、他方
の配管４１を電磁弁４２、過冷却器用膨張弁４３、過冷
却器３９を介して低段側圧縮機３１，３２と高段側圧縮
機３３との接続配管４４に接続し、前記低段側圧縮機３
１，３２と高段側圧縮機３３を、電磁弁４５、キャピラ
リチューブ４６、及び分配器４７を有し分配器４７から
各低段側圧縮機３１，３２に分岐された油配管４８にて
接続すると共に、各低段側圧縮機３１，３２のクランク
室同士を均油管４９にて接続し、油分離器３４にて分離
されたオイルを、高段側圧縮機３３と前記油配管４８と
を順次介して各低段側圧縮機３１，３２に戻すよう構成
したものである。
【００４６】このような構成により、高段側圧縮機７で
オーバーフローしたオイルを各低段側圧縮機３１，３２
へ均等に返すことができ、しかも各低段側圧縮機３１，
３２に返油されたオイルは均油管４９で同等のレベルに
保たれるため、すべての圧縮機３１，３２，３３のオイ
ルバランスを良好に維持できる。
【００４７】尚、上記構成において、分配器４７から各
低段側圧縮機３１，３２へ至る各油配管４８を、同径で
等しい長さに設定することにより、オイルバランスをよ
り良好に保つことができる。尚、各圧縮機３１，３２，
３３や電磁弁４２，４５等の制御は図１と同様である。
【００４８】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、二段圧縮
式冷凍装置の運転時は開閉弁を開放させておけば、油分
離器にて分離されたオイルを、まず、高段側圧縮機に戻
して高段側圧縮機に所定量のオイルを確保した後、この
高段側圧縮機で所定量以上となってオーバーフローした
オイルを、減圧装置を有する油配管によって徐々に低段
側圧縮機に戻すことができると共に、低段側圧縮機から
高段側圧縮機へのオイルの逆流を防止できる。この結果
、低段側圧縮機と高段側圧縮機とが別個の圧縮機で構成
され、各々の圧縮機に圧力差がある装置であっても各々
の圧縮機のオイル量を所定量に保つことができ、オイル
不足による圧縮機のロックを防止できる。
【００４９】また、低段側圧縮機を高段側圧縮機より遅
延して起動すると共に、高段側圧縮機のみの運転時には
前記開閉弁及び電磁弁を閉成するよう構成したので、運
転開始時の過大電流の発生を防止できることはもとより
、低段側圧縮機起動前に両圧縮機の接続管へ液冷媒が供
給されるのを防止でき、高段側圧縮機での液圧縮を防止
して保護できる。
【００５０】更に、低段側圧縮機が複数台の場合には油
配管の分配器を介して各圧縮機に接続したので、各圧縮
機へ均等に油を返すことができ、オイルバランスを良好
に維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】二段圧縮式冷凍装置の冷媒回路図である。
【図２】他の実施例を示す二段圧縮式冷凍装置の冷媒回
路図である。
【符号の説明】
１　　　　　　　　　　二段圧縮式冷凍装置４　　　　
　　　　　　低段側圧縮機 ７　　　　　　　　　　高段側圧縮機 ８　　　　　　　　　　油分離器 ９　　　　　　　　　　凝縮器 １２　　　　　　　　過冷却器 １３　　　　　　　　膨張弁 １４　　　　　　　　蒸発器

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　低段側圧縮機、高段側圧縮機、油分離
    器、凝縮器、減圧装置、及び蒸発器を接続してなる二段
    圧縮式冷凍装置において、前記低段側圧縮機と高段側圧
    縮機を、減圧装置及び開閉弁を有する油配管にて接続す
    ると共に、油分離器にて分離されたオイルを、高段側圧
    縮機と前記油配管とを順次介して低段側圧縮機に戻すよ
    う構成したことを特徴とする二段圧縮式冷凍装置。
  2. 【請求項２】　　低段側圧縮機、高段側圧縮機、油分離
    器、凝縮器、減圧装置、及び蒸発器を接続してなり、前
    記低段側圧縮機と高段側圧縮機を、開閉弁を有する油配
    管にて接続すると共に、油分離器にて分離されたオイル
    を、高段側圧縮機と前記油配管とを順次介して低段側圧
    縮機に戻すよう構成し、かつ、凝縮器の出口配管を分岐
    させ、一方を過冷却器を介して蒸発器に接続すると共に
    、他方を電磁弁、過冷却器用膨張弁、過冷却器を介して
    低段側圧縮機と高段側圧縮機との間の接続配管に接続し
    たものにおいて、前記低段側圧縮機を高段側圧縮機より
    遅延して起動すると共に、高段側圧縮機のみの運転時に
    は前記開閉弁及び電磁弁を閉成するよう構成したことを
    特徴とする二段圧縮式冷凍装置。
  3. 【請求項３】　　並列接続された複数台の低段側圧縮機
    、一台の高段側圧縮機、油分離器、凝縮器、減圧装置、
    及び蒸発器を接続してなる二段圧縮式冷凍装置において
    、前記低段側圧縮機と高段側圧縮機を、減圧装置、開閉
    弁、及び分配器を有し分配器から各低段圧縮機に分岐さ
    れた油配管にて接続すると共に、各低段圧縮機を均油管
    にて接続し、油分離器にて分離されたオイルを、高段側
    圧縮機と前記油配管とを順次介して各低段側圧縮機に戻
    すよう構成したことを特徴とする二段圧縮式冷凍装置。
JP17127291A 1991-03-22 1991-07-11 二段圧縮式冷凍装置 Expired - Fee Related JP3152454B2 (ja)

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