JPH0557501B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、吸入管によりドーム内に吸入された
冷媒ガスを圧縮して吐出管により吐出させる２基
の可変容量型圧縮機を１系統の冷媒回路に並列に
接続してなる冷凍装置に関し、特に圧縮機間の均
油を図る対策に関する。

（従来の技術） 一般に、このような冷凍装置では、各圧縮機か
ら吐出された冷媒ガスは互いに集合されて油分離
器に送出され、ここで冷媒ガス中に分散している
潤滑油が分離された後、凝縮器へ供給され、一
方、上記油分離器で分離された潤滑油は油戻し管
を介して両圧縮機にほぼ均等に返油されるように
なされている。

ところで、両圧縮機の稼動時間が異なる場合に
は、稼動時間の長い圧縮機側では稼動中に冷媒ガ
ス中に分散される潤滑油の量が稼動時間の短い圧
縮機側よりも多くなる。しかし、この冷媒ガス中
に分散された潤滑油は上述の如く両圧縮機にほぼ
均等に分配して返油されることから、稼動時間の
長い圧縮機内の潤滑油の量が漸減する一方、稼動
時間の短い圧縮機内の潤滑油の量が漸増して、両
圧縮機内に油量のアンバランスが生ずることとな
る。そして、圧縮機内の油量が漸減して油面が運
転油面レベル以下に下がると、潤滑油の潤滑部へ
の供給が絶たれて圧縮機が損傷するおそれがあつ
た。

そこで、従来、上記両圧縮機内における油量の
アンバランスを解消するために、両圧縮機を均油
管でもつて連通させ、油量の多い方から少ない方
へと潤滑油を移動させることにより、両圧縮機内
の油量の均一化を図るようにしたものが、例えば
特公昭40−25038号公報や実公昭53−36600号公報
に開示されている。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、上記の従来のものでは、両圧縮機の
運転容量が異なる場合には、運転容量の大きい側
の圧縮機に対する吸入管の圧力損失が大きくなる
ため、圧縮機のドーム内圧は逆に運転容量の小さ
い側の圧縮機の方が高くなり、その結果、冷媒ガ
スは運転容量の小さい圧縮機から大きい圧縮機へ
均油管を通じて移動するとともに、機内の潤滑油
も同方向に移動する。そして、上記運転容量の小
さい圧縮機内における油の戻り量が吐出量よりも
多いときには、均油管レベル以上の潤滑油は均油
管を介して運転容量の大きい圧縮機内に移動し、
両圧縮機内の油面レベルは均油管位置で等しくな
るが、逆に、油の戻り量が吐出量よりも少ないと
きには、運転容量の小さい圧縮機内の油面レベル
が時間の経過と共に低下し（このとき、運転容量
の大きい圧縮機内の潤滑油は、両圧縮機のドーム
内圧の差により運転容量の小さい圧縮機への移動
が阻止されている）、遂には油面レベルの運転油
面レベル以下への低下により潤滑油の潤滑部への
供給が絶たれて圧縮機の損傷を招くことになる。

そこで、この問題点を解決すべく、両圧縮機内
を連通する均油管を大径のものとすることによ
り、上述の如き油戻り量が吐出量よりも少ないと
きであつても、潤滑油を、ドーム内圧の差により
運転容量の小さい圧縮機から大きい圧縮機へと流
れる冷媒ガスの流動方向とは逆方向すなわち運転
容量の大きい圧縮機から小さい圧縮機へ移動でき
るようになすことが考えられる。

ところが、この大径の均油管を用いる場合に
は、一方の圧縮機に発生する振動が均油管を介し
て他方の圧縮機に伝わり易く、振動モードが複雑
になるとともに、均油管内おけるトラツプの発生
を防止するために複雑な管形状を採用することが
できず、均油管の強度を十分に確保することが困
難になるという問題が生じる。

また、均油管で連結した両圧縮機内の油量を均
一にする他の解決手段として、油分離器から各圧
縮機内に戻る潤滑油の油量を、例えばフロート式
レギユレータを使用して調整する方法や、各圧縮
機内の油面を検知する油面センサからの信号によ
り電磁弁を開閉して制御する方法などが考えられ
るが、その分、制御部品が増加することから、装
置のコストアツプ化を招くとともに、制御面にお
いても信頼性に欠けるきらいがある。

本発明はかかる諸点に鑑みてなされたものであ
り、その目的とするところは、油分離器で分離さ
れた潤滑油の両圧縮機に対する返油を両圧縮機の
ドーム内圧の変化に応じて制御する手段を講じる
ことにより、大径の均油管を用いることによる圧
縮機への振動増大や均油管の強度低下を防止し、
しかも制御部品の増加によるコストアツプ化や信
頼性の低下を防止しつつ、両圧縮機内における油
量の均一化を図ることにある。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本発明の解決手段
は、第１図に示すように、吸入管８によりドーム
３内に吸入された冷媒ガスを圧縮して吐出管９に
より吐出させる２基の可変容量型圧縮機１，２を
１系統の冷媒回路に並列に接続してなる冷凍装置
に対し、上記両圧縮機１，２のドーム３，３内を
潤滑油Ａの運転油面レベル位置にて連通する均油
管７と、上記吐出管９によりドーム３外に吐出さ
れた冷媒ガスから潤滑油Ａを分離する油分離器１
１と、この油分離器１１で分離された潤滑油Ａを
上記各圧縮機１，２のドーム３，３内にそれぞれ
戻す油戻し管１２，１３と、この各油戻し管１
２，１３を開閉する電磁弁１４，１５とを設け
る。さらに、上記２基の圧縮機１，２の運転中に
おけるドーム内圧の高低を検出する検出手段１０
と、該検出手段１０の検出信号を受け、上記両圧
縮機１，２のドーム内圧が異なる場合にはドーム
内圧の高い側の圧縮機１又は２に対応する電磁弁
１４又は１５のみを開く一方、両圧縮機１，２の
ドーム内圧が等しい場合には少なくとも一方の電
磁弁１４又は１５を開くように制御するコントロ
ーラ１６を設ける構成とする。

（作用） 上記の構成により、本発明では、１系統の冷媒
回路に並列に接続された２基の可変容量型圧縮機
１，２の各ドーム３内に吸入管８により吸入され
た冷媒ガスは、両圧縮機１，２により圧縮された
後、吐出管９を介して吐出されて油分離器１１で
潤滑油Ａが分離され、この油分離器１１で分離さ
れた潤滑油Ａは油戻し管１２，１３を経て上記各
圧縮機１，２のドーム３，３内にそれぞれ戻され
る。

その際、上記油戻し管１２，１３を開閉する電
磁弁１４，１５は上記両圧縮機１，２の運転中に
おけるドーム内圧の高低を検出する検出手段１０
の検出信号に基づいてコントローラ１６により作
動制御され、両圧縮機１，２のドーム内圧が異な
る場合には、ドーム内圧の高い側の圧縮機１又は
２に対応する電磁弁１４又は１５のみが開かれ
て、その圧縮機１又は２に返油が行われる。この
ため、両圧縮機１，２における潤滑油Ａが均油管
７を介してドーム内圧の高い方から低い方へと移
動してドーム内圧の高い圧縮機１又は２の油量が
減少しても、この減少した油量が上記開かれた電
磁弁１４又は１５を通しての返油によつて捕わ
れ、両圧縮機１，２内の油面の均一化が図られる
こととなる。

一方、両圧縮機１，２のドーム内圧が等しい場
合には、コントローラ１６により少なくとも一方
の電磁弁１４又は１５が開かれて、圧縮機１又は
２に返油が行われる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図は本発明の実施例に係る冷凍装置の概略
構成を示し、１，２は１系統の冷媒回路に互いに
並列に接続された可変容量型の第１および第２圧
縮機であつて、該各圧縮機１，２は密閉ドーム３
内に電動モータ４および電動モータ４の駆動軸５
に連結された圧縮機本体６を備えてなり、各ドー
ム３内底部には圧縮機本体６の潤滑部に供給され
る潤滑油Ａが貯留されている。なお、可変容量型
圧縮機としては、気筒をアンロードするもの、イ
ンバータ駆動のもの、極数変換モータを使用する
ものなどいずれでもよい。

また、上記両圧縮機１，２のドーム３，３はそ
の内部を潤滑油Ａの運転油面レベル位置にて連通
するよう均油管７で連結されており、潤滑油Ａが
均油管７を介して両圧縮機１，２間を移動可能な
ようになされている。また、均油管７の上方には
上記両圧縮機１，２のドーム３，３を連通する連
通管１７が設けられ、この連通管１７に上記両圧
縮機１，２の運転中におけるドーム内圧の高低を
検出する検出手段としての差圧センサ１０が設け
られている。

さらに、８は上記各圧縮機１，２のドーム３内
部に冷媒ガスを吸入するための吸入管であつて、
該吸入管８は、集合管部８ａと、該集合管部８ａ
の下流端に分岐接続された分岐管部８ｂ，８ｂと
からなり、各分岐管部８ｂ，８ｂの下流端はそれ
ぞれ圧縮機１，２のドーム３，３内上部に開口さ
れている。また、９は上記各圧縮機１，２の圧縮
機本体６で圧縮された冷媒ガスを各ドーム３外に
吐出するための吐出管であつて、該吐出管９は、
各圧縮機１，２の圧縮機本体６，６に接続された
分岐管部９ｂ，９ｂと、該分岐管部９ｂ，９ｂの
下流端に接続された集合管部９ａとからなる。よ
つて、各圧縮機１，２では吸入管８によりドーム
３内に吸入された冷媒ガスを圧縮機本体６で圧縮
した後、吐出管９を介してドーム３外に吐出する
ように構成されている。

また、上記吐出管９には、吐出管９によりドー
ム３，３外に吐出された冷媒ガスから潤滑油Ａを
分離する油分離器１１が介設され、該油分離器１
１は第１油戻し管１２を介して上記第１圧縮機１
のドーム３下部に接続されているとともに、該第
１油戻し管１２の途中には第２油戻し管１３の一
端が分岐接続され、該第２油戻し管１３の他端は
上記第２圧縮機２のドーム３下部に接続されてお
り、油分離器１１で分離された潤滑油Ａを第１お
よび第２油戻し管１２，１３を介して上記各圧縮
機１，２へそれぞれ戻すようになされている。

さらに、上記第１油戻し管１２の下流端側には
第１油戻し管１２を開閉する第１電磁弁１４が、
また上記第２油戻し管１３には第２油戻し管１３
を開閉する第２電磁弁１５がそれぞれ介設されて
おり、これら第１および第２電磁弁１４，１５を
開閉することにより、油分離器１１から各第１お
よび第２圧縮機１，２への返油またはその停止が
行われる。

これら第１および第２電磁弁１４，１５の開閉
制御はコントローラ１６により行われる。該コン
トローラ１６には上記連通管１７に設けた差圧セ
ンサ１０の検出信号が入力されており、このコン
トローラ１６により、両圧縮機１，２のドーム内
圧が異なる場合にはドーム内圧の高い側の圧縮機
１又は２に対応する電磁弁１４又は１５のみを開
く一方、両圧縮機１，２のドーム内圧が等しい場
合には双方の電磁弁１４，１５を共に開くように
構成されている。

したがつて、上記実施例においては、冷凍装置
の作動時、その圧縮機１，２のドーム内圧の高低
が差圧センサ１０によつて検出され、この検出信
号を受けたコントローラ１６によりドーム内圧の
高低に応じて各電磁弁１４，１５に制御信号が出
力される。そして、上記両圧縮機１，２のドーム
内圧が異なる場合、例えば第１圧縮機１のドーム
内圧が第２圧縮機２よりも高い場合を想定して説
明すると、上記コントローラ１６はドーム内圧の
高い側の第１圧縮機１に対する第１電磁弁１４を
開作動させる制御信号を出力する一方、ドーム内
圧の低い側の第２圧縮機２に対する第２電磁弁１
５を閉作動させる制御信号を出力し、これによ
り、上記油分離器１１で分離された潤滑油Ａが第
１油戻し管１２を介して第１圧縮機１のドーム３
内に戻されるが、第２圧縮機２には返油されな
い。その結果、上記第２圧縮機２よりも第１圧縮
機１のドーム内圧が高くなることによつて均油管
７を介して第２圧縮機２のドーム３内に移動した
第１圧縮機１内の潤滑油Ａの減少分が上記返油さ
れた油の量により補われることになり、よつて両
圧縮機１，２内の油面の均一化を図ることができ
る。

一方、上記両圧縮機１，２のドーム内圧が等し
い場合には、差圧センサ１０の検出信号を受けた
コントローラ１６により両電磁弁１４，１５を共
に開作動させる制御信号が出力される。これによ
り、上記油分離器１１で分離された潤滑油Ａがそ
れぞれの油戻し管１２，１３を介して両圧縮機
１，２のドーム３，３内に返油される。その結
果、両圧縮機１，２のドーム内圧が略同じ割合で
あることにより略同じ割合で減少した油量が上記
返油により補われるので、この場合においても、
上記同様に両圧縮機１，２内の油面の均一化を図
ることができる。

尚、両圧縮機１，２のドーム内圧が同じである
場合には、上記両電磁弁１４，１５をともに開け
る場合の他、いずれか一方の電磁弁１４又は１５
のみを開けるようにしてもよい。

また、上記両圧縮機１，２のドーム内圧が等し
い場合には、上述の如く、双方の電磁弁１４，１
５を共に開いて、両圧縮機１，２に返油すること
により、その内部の油面の均一化を図るのである
が、両圧縮機１，２における油吐出量、油戻り量
あるいは吸入圧損の量には微妙な差が生じるもの
と考えられる。したがつて、この状態が長時間続
くと、運転条件によつては両圧縮機１，２の油面
レベルの差が増加し、一方の圧縮機１又は２の油
量が運転油面レベル以下に下がつて、潤滑油Ａを
その潤滑部に供給することができず、潤滑不足が
生ずるおそれがある。このことを防止するため
に、両圧縮機１，２のドーム内圧の等しい状態が
所定時間続く場合には、両圧縮機１，２の運転容
量を一定時間毎に交互に変化させて両圧縮機１，
２のドーム内圧に差を生じさせることにより、油
面レベルの差が増大しないようにしてもよい。例
えば、両圧縮機１，２の運転容量がともに100％
である場合には、まず一方の圧縮機１の運転容量
を100％、他方の圧縮機２の運転容量を50％とし
て一定時間運転し、次に一方の圧縮機１の運転容
量を50％、他方の圧縮機２の運転容量を100％と
して同じく一定時間運転し、その後通常の運転
（サーモ制御による運転）に復帰させればよい。

さらに、上記両圧縮機１，２のうち一方を停止
させて運転を行う場合には、停止側のドーム内圧
は運転側よりも高くなるために停止側の圧縮機１
又は２に返油が行われ、両ドーム３，３内の油面
の高低差およびドーム内圧差によつて潤滑油Ａは
停止側の圧縮機１又は２から運転側に移動して両
圧縮機１，２内の油面の均一化が図られる。しか
し、この場合には、停止側の圧縮機１又は２の油
吐出量は零であることから、運転側に直接返油し
ても潤滑油Ａが一方の圧縮機１又は２に片寄るこ
となく、よつて運転側の圧縮機１又は２にのみ直
接返油するようになすことも採用可能である。

また、上記実施例では、両圧縮機１，２で圧縮
した冷媒ガスを１個の油分離器１１に導出してそ
の油分離器１１でまとめて潤滑油Ａを分離するよ
うにしたが、第２図に示すように、各圧縮機１，
２の吐出管９の分岐管部９ｂ，９ｂにそれぞれ油
分離器１１′，１１″を個別に介設するようになす
ことも採用可能である。また、上記実施例では、
各油戻し管１２，１３をそれぞれ各圧縮機１，２
のドーム３に接続したが、第３図に示すように、
油戻し管１２，１３を吸入管８の分岐管部８ｂ，
８ｂにそれぞれ接続するようになすことも採用可
能である。さらには、吸入管８の分岐管部８ｂ，
８ｂにそれぞれアキユムレータを付設し、このア
キユムレータを介して各圧縮機１，２に返油する
ようになすことも採用可能である。

さらに、上記各油戻し管１２，１３に電磁弁１
４，１５をバイパスするキヤピラリを設けること
により、各電磁弁１４，１５が故障しても各圧縮
機１，２に返油可能として各圧縮機１，２の損傷
を防止するようになすことも採用可能である。な
お、この場合においては、両電磁弁１４，１５が
閉じているときでも両圧縮機１，２には常時返油
されることとなるが、キヤピラリのサイズをドー
ム内圧の高い側の圧縮機１又は２への油戻り量が
油吐出量を僅かに上回るように設定すればよい。
また、電磁弁１４，１５の代わりに三方弁を用い
るようにしてもよい。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、２基の
可変容量型圧縮機１，２を１系統の冷媒回路に並
列に接続してなる冷凍装置において、油分離器１
１で分離された圧縮機用潤滑油Ａを油戻し管１
２，１３を介して圧縮機１，２へ戻す際にその戻
し量を圧縮機１，２のドーム内圧に応じて可変制
御し、両圧縮機１，２のドーム内圧が異なる場合
にはドーム内圧の高い側の圧縮機１又は２のみに
戻す一方、両圧縮機１，２のドーム内圧が等しい
場合には少なくとも一方の圧縮機１又は２に戻す
ようにしたので、両圧縮機１，２のドーム内圧が
等しい場合は勿論のこと、異なる場合においても
両圧縮機１，２内における油量を確実に均一にす
ることができる。

また、このように両圧縮機１，２間の均油を確
実に行い得ることから、小径の均油管７を用いる
ことが可能で、大径の均油管を用いることによる
両圧縮機への振動増大や均油管の強度低下の防止
を図ることができる。さらに、フロート式レギユ
レータや油面センサ等の制御部品を要することな
く両圧縮機１，２の均油を行い得ることから、コ
ストの低減化および制御面における信頼性の向上
をも図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る冷凍装置の概略
構成図、第２図および第３図はそれぞれ別の実施
例を示す第１図相当図である。 １……第１圧縮機、２……第２圧縮機、３……
ドーム、７……均油管、８……吸入管、９……吐
出管、１０……差圧センサ、１１……油分離器、
１２……第１油戻し管、１３……第２油戻し管、
１４……第１電磁弁、１５……第２電磁弁、１６
……コントローラ、Ａ……潤滑油。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 吸入管８によりドーム３内に吸入された冷媒
   ガスを圧縮して吐出管９により吐出させる２基の
   可変容量型圧縮機１，２を１系統の冷媒回路に並
   列に接続してなる冷凍装置において、上記両圧縮
   機１，２のドーム３，３内を潤滑油Ａの運転油面
   レベル位置にて連通する均油管７と、上記吐出管
   ９によりドーム３外に吐出された冷媒ガスから潤
   滑油Ａを分離する油分離器１１と、この油分離器
   １１で分離された潤滑油Ａを上記各圧縮機１，２
   のドーム３，３内にそれぞれ戻す油戻し管１２，
   １３と、この各油戻し管１２，１３を開閉する電
   磁弁１４，１５と、上記両圧縮機１，２の運転中
   におけるドーム内圧の高低を検出する検出手段１
   ０と、該検出手段１０の検出信号を受け、上記両
   圧縮機１，２のドーム内圧が異なる場合にはドー
   ム内圧の高い側の圧縮機１又は２に対応する電磁
   弁１４又は１５のみを開く一方、両圧縮機１，２
   のドーム内圧が等しい場合には少なくとも一方の
   電磁弁１４又は１５を開くように制御するコント
   ーラ１６とを備えたことを特徴とする冷凍装置。