JPH05340616A - 冷凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧縮機用の潤滑油の温度異常上昇を抑えて圧
縮機の異常運転を防止するとともに、デフロスト時の潤
滑油排熱の有効利用を図らせる。 【構成】 圧縮機１の吐出側に接続する吐出冷媒ガスラ
イン２９に油分離装置６を介設する。対空気形熱交換器
の凝縮器３に油冷却用熱交換器２５を付設する。油分離
装置６で分離される潤滑油を油冷却用熱交換器２５に導
き、減圧して吸入冷媒ガスライン３０に戻す油戻し回路
２６が設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、吐出冷媒ガスラインを
流動する吐出冷媒ガス中に含まれる潤滑油を外気によっ
て冷却した後吸入冷媒ガスラインに戻すようにした冷凍
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】圧縮機から吐出される高温高圧の冷媒ガ
スは、圧縮機用の潤滑油を含んで冷凍サイクル中に送ら
れる。この潤滑油は圧縮機に戻す必要があるので、吐出
冷媒ガスライン中に油分離装置を介設して、分離された
油を圧縮機に戻させるようにした冷凍装置は、従来から
公知であり、たとえば実開昭６２−８５８７６号公報に
典型的な技術内容が示される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の冷凍装置は、油
分離装置で分離された油を油戻し管路あるいはキャピラ
リを有する油戻し管路を経て圧縮機に直接戻すようにし
たものであって、吐出ガスと同程度の高温の潤滑油が圧
縮機側に戻される。冷凍装置がたとえば−３０℃の低温
度で冷凍運転を行う冷凍用の場合、蒸発温度が超低温で
吸入圧力が低い運転状態であるので、油分離装置で分離
された高温の潤滑油をそのまま圧縮機に戻したとする
と、吸入ガス温度が上昇して、潤滑油の温度がさらに上
昇し異温となり、同時に圧縮機モータのコイル温度が上
昇することになり、圧縮機が過熱して焼損に至ることが
ある。

【０００４】本発明の目的は、潤滑油の温度上昇を防い
で圧縮機の異常運転を来さないようにするとともに、潤
滑油の排熱の有効利用を図らせる冷凍装置を提供するこ
とである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、低温冷却運転
を行わせる冷凍装置において、圧縮機１の吐出側に接続
する吐出冷媒ガスラインに介設される油分離装置６と、
対空気形熱交換器からなる凝縮器３に付設される油冷却
用熱交換器２５と、油分離装置６で冷媒から分離される
潤滑油を前記油冷却用熱交換器２５に導き、減圧して、
圧縮機１の吸入側に接続する吸入冷媒ガスラインに導入
する油戻し回路２６とを含むことを特徴とする冷凍装置
である。

【０００６】また本発明は、冷房運転とヒートポンプ暖
房運転とを切換えて行わせる冷凍装置において、圧縮機
１の吐出側と四路切換弁２の流入ポートを接続する吐出
冷媒ガスラインに介設される油分離装置６と、対空気形
熱交換器からなる熱源側熱交換器３の下部に外気との熱
交換可能に設けられる油冷却用熱交換器２５と、油分離
装置６で冷媒から分離される潤滑油を前記油分離用熱交
換器２５に導き、減圧して、圧縮機１の吸入側に接続す
る吸入冷媒ガスラインに導入する油戻し回路２６とを含
むことを特徴とする冷凍装置である。

【０００７】

【作用】本発明によれば、低温冷却運転を行わせる冷凍
装置において、油分離装置６で冷媒から分離された潤滑
油は、油戻し回路２６によって油冷却用熱交換器２５に
導かれ、外気によって冷却された後、減圧されて吸入冷
媒ガスラインに戻される。したがって、吸入ガス温度が
異常上昇することがなく、圧縮機１の過熱は防止され、
安定した冷凍運転が可能である。

【０００８】本発明はまた、ヒートポンプ暖房運転を行
わせる冷凍装置において、油分離装置６で冷媒から分離
された潤滑油は、油戻し回路２６によって、熱源側熱交
換器３の下部に設けられる油冷却用熱交換器２５に導か
れ外気によって冷却された後、減圧されて吸入冷媒ガス
ラインに戻される。外気温度が低いときのヒートポンプ
暖房運転中に、蒸発器として作動する熱源側熱交換器３
に着霜が生じるので、デフロストを行う必要があるが、
デフロストによって霜が塊状となって一挙に落下し、融
けないまま底フレームと熱源側熱交換器３との間に霜が
滞留成長して、風が流通しなくなるとともに、円滑に排
水されないことがある。このようなときに、落下してく
る露の塊は、油冷却用熱交換器２５からの潤滑油の放熱
によって融かされて成長（アイスアップ）が解消され、
デフロスト時のドレン水の流れが円滑になるとともに、
外気の流通も支障なく行われる。

【０００９】

【実施例】図１は本発明の一実施例の冷凍用冷凍装置に
おける冷凍回路図である。図１図示の冷凍装置は、圧縮
機１、四路切換弁２、凝縮器３、感温膨張弁からなる膨
張機構４、蒸発器５およびアキュムレータ８を備え、さ
らにデフロストキャピラリ７を備えて、正冷凍サイクル
による冷凍運転と逆冷凍サイクルによるデフロスト運転
とが切換わって行われる冷凍回路が形成される。

【００１０】圧縮機１としてスクロール圧縮機が使用さ
れ、該圧縮機１は、吐出口が吐出冷媒ガスラインの一部
である管路２９によって四路切換弁２の流入ポートに接
続され、吸入口が吸入冷媒ガスラインの一部である管路
３０によってアキュムレータ８の出口に接続される。管
路２９には油分離装置６が介設される。この油分離装置
６は、容器に形成される本体の側壁に油取り出し口６Ａ
が設けられていて、圧縮機１から吐出される冷媒ガスに
含まれる潤滑油を本体内部で冷媒ガスと分離して油取り
出し口６Ａから取り出すことができる。前記アキュムレ
ータ８は、入口が管路３１によって四路切換弁２の流出
ポートに接続される。

【００１１】凝縮器３は、冷却運転時入口側となるコイ
ル端部が管路３４によって四路切換弁２の第１切換ポー
トに接続され、冷却運転時出口側となるコイル端部が管
路３５によってデフロストキャピラリ７の一端部に接続
される。

【００１２】前記凝縮器３は、たとえばクロスフィンコ
イル形の対空気形熱交換器によって形成されているとと
もに、同種の対空気形熱交換器からなる油冷却用熱交換
器２５がたとえば風上側に付設される。この油冷却用熱
交換器２５は、入口側となるコイル一端部が、管路２７
によって前記油取り出し口６Ａに接続され、出口側とな
るコイル他端部が、管路３２によって管路３０の途中に
分岐接続される。前記管路３２中には、フィルタ２８と
キャピラリ３３とが直列接続されて設けられていて、管
路２７、油冷却用熱交換器２５、管路３２、フィルタ２
８、キャピラリ３３および管路３２が直列接続されてな
る回路によって、油戻し回路２６が形成される。

【００１３】前記デフロストキャピラリ７は、他端部
が、ドライア１１，フィルタ１２を直列に介して有する
管路３６で実現される冷媒液ラインによって、感温膨張
弁４の入口に接続される。なお、デフロストキャピラリ
７には、逆止弁９とレシーバ１０とを直列に接続して有
する管路が並列に接続される。

【００１４】感温膨張弁４は、出口が管路３７によって
蒸発器５の冷却時入口側となるコイル端部に接続され
る。この膨張弁４に対して逆止弁１３が並列に接続され
る。蒸発器５は、冷却時出口側となるコイル端部が逆止
弁１４を介して有する管路３８によって四路切換弁２の
第２切換ポートに接続される。前記逆止弁１４に対し
て、ドレンパンヒータ１７、庫内ファン用ヒータ１６，
１６、逆止弁１５を直列に介して有するヒータ管路が並
列に接続される。前記冷媒液ライン３６は、途中のデフ
ロストキャピラリ７とドライア１１とを接続する液管に
対して管路３９が分岐接続される。この管路３９に対し
て電磁弁１８の入口が接続される。該電磁弁１８は、出
口に第１キャピラリ２１の流入側端部と第２キャピラリ
２２の流入側端部とが接続される。第１キャピラリ２１
は流出側端部が、スクロール圧縮機１におけるスクロー
ルの中間圧力部に接続される。第２キャピラリ２２は流
出側端部が、冷媒ガス吸入ライン中のたとえば管路３１
のアキュムレータ８入口部寄りに分岐接続される。な
お、キャピラリ２１を備える管路１９は、第１インジェ
クション回路を形成し、キャピラリ２２を備える管路２
０は、第２インジェクション回路を形成する。

【００１５】この一実施例の冷凍装置は冷凍運転中およ
びデフロスト運転中を通じて、圧縮機１から吐出される
高温高圧の冷媒ガスが、油分離装置６に送り込まれるた
め、冷媒ガス中に含まれる潤滑油は油分離装置６で分離
される。分離された潤滑油は、油取り出し口６Ａから取
り出されて油冷却用熱交換器２５に導かれ、ここで外気
によって常温近くまで冷却され、次いで、キャピラリ３
３で減圧されて吸入冷媒ガスラインの一部である管路３
０に導入されて、吸入冷媒ガスに随伴して圧縮機１内の
油溜まり部に戻される。

【００１６】このように圧縮機１には、充分冷却された
潤滑油が戻されるため、吐出冷媒ガス、潤滑油およびモ
ータコイルの温度上昇は抑制される。

【００１７】この冷凍装置は冷凍運転中において、周期
的に、たとえば１〜２時間の一定時間毎にホットガスの
熱を利用するデフロスト運転が行われる。冷凍運転は、
四路切換弁２を図１に示される実線示弁操作にすること
によって行われる。すなわち、圧縮機１、油分離装置
６、四路切換弁２、凝縮器３、逆止弁９、レシーバ１
０、ドライア１１、フィルタ１３、感温膨張弁４、蒸発
器５、逆止弁１４、四路切換弁２、アキュムレータ８、
圧縮機１の冷凍サイクルが形成されて、庫内ファン２
４，２４の回転に伴って流動する室内空気は蒸発器５の
蒸発潜熱によって低温に冷却され、一方、凝縮器３で
は、高圧冷媒ガスが室外ファン２３の回転に伴って流動
する室外空気との間で凝縮潜熱を熱交換して凝縮液化す
る。

【００１８】一方、蒸発器５のデフロストを行わせる場
合は、四路切換弁２を破線示弁操作に切換えることによ
って、圧縮機１、油分離装置６、四路切換弁２、逆止弁
１５、庫内ファン用ヒータ１６、ドレンパンヒータ１
７、蒸発器５、逆止弁１３、フィルタ１２、ドライア１
１、デフロストキャピラリ７、凝縮器３、四路切換弁
２、アキュムレータ８、圧縮機１のデフロストサイクル
が形成され、蒸発器５側ではホットガスの顕・潜熱によ
るデフロスト行われる。

【００１９】冷凍運転が行われていて、圧縮機１が運転
している間は、電磁弁１８を開放して第１，第２インジ
ェクション回路１９，２０を作動させる。第１インジェ
クション回路１９は、管路３６を流れる冷媒液の一部を
導いて第１キャピラリ２１で中間圧力に減圧して、この
減圧された冷媒液をスクロール圧縮機１のスクロール中
間圧部にインジェクションさせる。この液インジェクシ
ョンによって圧縮機１内の吐出冷媒の温度異常上昇は抑
えられる。

【００２０】一方、第２インジェクション回路２０は、
管路３６を流れる冷媒液の一部を導き、第２キャピラリ
２２で低圧圧力に減圧し、この減圧された冷媒液をアキ
ュムレータ８内にインジェクションさせる。この液イン
ジェクションによる冷却作用によって、管路３２を経て
アキュムレータ８内に送り込まれた潤滑油は温度が低下
する。温度低下した潤滑油は、管路３０を流れる低圧冷
媒ガスに導かれて圧縮機１に送られる。

【００２１】圧縮機１が停止した場合、電磁弁１８は閉
じられる。電磁弁１８の閉弁によって両インジェクショ
ン回路１９，２０のインジェクション作用は行われなく
なる。この場合、直列に接続されている両インジェクシ
ョン回路１９，２０の間には、第１キャピラリ２１の出
口の方が第２キャピラリ２２の出口よりも圧力が高くな
っているため、この圧力差によって圧縮機１側の冷媒は
アキュムレータ８に移動する。

【００２２】このように電磁弁１８は、圧縮機１が運転
している間は開放させるが、吐出ガス温度が低下するほ
ど異常温度である場合は閉弁させるようにすることが望
ましい。

【００２３】なお、第２インジェクション回路２０は、
蒸発器５の出口と圧縮機１の吸入側とを接続する冷媒ガ
ス吸入ライン中の任意の個所に接続すればよいが、液冷
媒を一時的に溜めるアキュムレータ８の流入側に接続す
ることが潤滑油の冷却効果を高める上で好ましい。

【００２４】図２は、本発明の他の実施例の冷暖房装置
における冷凍回路図である。この実施例は、図１に示さ
れる前述の実施例に類似し、対応する部分には同一の参
照符を付す。注目すべきはこの実施例では、四路切換弁
２を実線示弁操作に切換えることによって、冷房運転お
よび暖房時期のデフロスト運転が行われて、また、破線
示弁操作に切換えることによって、ヒートポンプサイク
ルの暖房運転が行われる。また、暖房用膨張弁４０が、
図１に示される冷凍装置のデフロストキャピラリ７に代
えて設けられるとともに、第１インジェクション回路１
９および第２インジェクション回路２０が省略されてい
る。また、前記実施例の凝縮器３および蒸発器５に対応
する熱交換器として、室外には、熱源側熱交換器３が、
室内には利用側熱交換器５が設けられる。熱源側熱交換
器３は、冷房時は凝縮器、暖房時は蒸発器として作動
し、利用側熱交換器５は、冷房時は蒸発器、暖房時は凝
縮器として作動する。

【００２５】図３は図２の実施例における熱源側熱交換
器３部の概要構造が正面示され、図４には図３における
底フレーム４１の底面図が示される。油冷却用熱交換器
２５は、熱源側熱交換器３の下部で、ドレンパンを兼ね
る底フレーム４１の直上部位置に設けられ、室外ファン
２３による外気流の通路中に介設される。この油冷却用
熱交換器２５は、たとえば油分離装置６から取り出され
る潤滑油を導く配管を熱源側熱交換器３の縦フィンに交
差させるように、該熱交換器３に対してフィンを共用さ
せるように配設する一体構造の熱交換器に形成すること
が可能である。熱源側熱交換器３の下部に設けられる油
冷却用熱交換器２５は、潤滑油を冷却するとともに、低
外気温度下の暖房運転時においてアイスアップを防止す
ることが可能である。すなわち、デフロスト運転を行う
ことによって塊状で落下する霜が油冷却用熱交換器２５
に接触して潤滑油からの放熱によって融かされるため、
低フレーム４１上で滞留成長することが防止される。そ
の結果、油の冷却と併せて、融霜によるドレン水をドレ
ン排出孔４２，４２から円滑に排出させるドレン処理が
成されて、暖房運転の安定維持が図れる。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、油分離装
置６で分離した高温の潤滑油は、油冷却用熱交換器２５
によって外気で冷却された後、吸入冷媒ガスラインに戻
されるため、低温冷凍用冷凍装置の場合、吸入圧力が低
いときに吐出ガス温度、圧縮機モータのコイル温度、潤
滑油温度が異常に上昇するのを抑制して安定した冷凍運
転を保持できる。

【００２７】また冷凍装置がヒートポンプ式冷暖房装置
の場合、油冷却用熱交換器２５を熱源側熱交換器３の下
部に設けることによって、デフロスト運転時に取り除い
た霜の塊が滞留成長しないように融かすことができて、
熱源側熱交換器３の暖房時熱交換能力を確保するととも
に、ドレンの排出を円滑に行わせる一石二鳥の効果が図
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の冷凍用冷凍装置における冷
凍回路図である。

【図２】本発明の他の実施例の冷暖房用冷凍装置におけ
る冷凍回路図である。

【図３】図２に示される熱源側熱交換器３の下部の概要
構造を示す正面図である。

【図４】図３に示される底フレーム４１の底面図であ
る。

【符号の説明】

１ 圧縮機 ２ 四路切換弁 ３ 熱源側熱交換器（凝縮器） ６ 油分離装置 ２５ 油冷却用熱交換器 ２６ 油戻し回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 低温冷却運転を行わせる冷凍装置におい
   て、 圧縮機１の吐出側に接続する吐出冷媒ガスラインに介設
   される油分離装置６と、 対空気形熱交換器からなる凝縮器３に付設される油冷却
   用熱交換器２５と、 油分離装置６で冷媒から分離される潤滑油を前記油冷却
   用熱交換器２５に導き、減圧して、圧縮機１の吸入側に
   接続する吸入冷媒ガスラインに導入する油戻し回路２６
   とを含むことを特徴とする冷凍装置。
2. 【請求項２】 冷房運転とヒートポンプ暖房運転とを切
   換えて行わせる冷凍装置において、 圧縮機１の吐出側と四路切換弁２の流入ポートを接続す
   る吐出冷媒ガスラインに介設される油分離装置６と、 対空気形熱交換器からなる熱源側熱交換器３の下部に外
   気との熱交換可能に設けられる油冷却用熱交換器２５
   と、 油分離装置６で冷媒から分離される潤滑油を前記油分離
   用熱交換器２５に導き、減圧して、圧縮機１の吸入側に
   接続する吸入冷媒ガスラインに導入する油戻し回路２６
   とを含むことを特徴とする冷凍装置。