JPH062957A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は起動時には冷凍機油を希釈する液冷
媒が圧縮機に戻らず、かつ、定常運転時には運転容量に
応じて過不足なく圧縮機に液冷媒が戻る空気調和機を提
供することを目的とする。 【構成】 本発明は圧縮機の吸入側にアキュムレータを
設けてなる空気調和機において、複数台のアキュムレー
タを流路に対し直列にかつ後流側のアキュムレータを前
流側のアキュムレータより高い位置に位置させて配設す
ると共に、後流側アキュムレータの底部と前流側アキュ
ムレータとを逆止弁を有する回路を介して接続したこと
を特徴とする空気調和機を構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は空気調和機に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は従来の空気調和機の冷媒回路であ
る。図において、圧縮機１ａ，１ｂ、四方弁２、室内熱
交換器３、膨張機構４、室外熱交換器５、アキュムレー
タ６、入口管６ａ、油戻し穴６ｂ、Ｕ字管６ｃである。
冷房運転の場合は圧縮機１ａ，１ｂから吐出され冷凍機
油を含んだ高温高圧の冷媒ガスは四方弁２を通り室外熱
交換器５に流れ、ここで放熱凝縮して冷媒液となり、膨
張機構４で減圧され低圧の冷媒となって室内熱交換器３
に入る。ここで吸熱蒸発して、四方弁２を介してアキュ
ムレータ６に入る。アキュムレータ６では冷凍機油を含
んだ低温低圧の冷媒はアキュムレータ入口管６ａより入
り、冷凍機油を含んだ未蒸発冷媒を分離し、ガス冷媒は
アキュムレータＵ字管６ｃより圧縮機１ａ，１ｂに吸込
まれ圧縮される。一方、冷凍機油を含んだ液冷媒はアキ
ュムレータ６の底部に溜まり、油戻し穴６ｂより小量ず
つアキュムレータＵ字管６ｃ内に流出し、ガス冷媒とと
もに圧縮機１ａ，１ｂに吸込まれる。

【０００３】圧縮機１ａ，１ｂ内の冷凍機油はアキュム
レータ６の油戻し穴６ｂより戻る油の量によって確保さ
れている。また、暖房運転の場合は、圧縮機１ａ，１ｂ
から吐出された冷凍機油を含んだ高温高圧の冷媒ガスは
四方弁２を通り室内熱交換器３に流れ、ここで放熱凝縮
して冷媒液となり膨張機構４で減圧され低圧の冷媒とな
って室外熱交換器５に入る。ここで吸熱蒸発して四方弁
２を通りアキュムレータ６に入る。以降は冷房運転の場
合と同一である。圧縮機１ａ，１ｂはインバータ機であ
り１台低Ｈｚ運転から２台高Ｈｚ運転まで圧縮機の能力
を巾広く制御できる。

【０００４】図４も別の従来の空気調和機の冷媒回路図
で、図３の例との相違は、図３の場合は圧縮機が１ａ，
１ｂと２台装備されているのに対し、図４では圧縮機１
が１台装備されているのみであることで、その他の構成
は図３、図４共、同様である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の空気調和機
には、解決すべき次の課題があった。

【０００６】即ち、図３の従来の空気調和機では圧縮機
１ａ，１ｂに戻る冷凍機油の量はアキュムレータ６の油
戻し穴６ｂの大きさによって決まる。又、油戻し穴６ｂ
からはアキュムレータ６の底部に溜っている液冷媒も冷
凍機油とともに圧縮機１ａ，１ｂに戻る。

【０００７】従来のアキュムレータ６の油戻し穴６ｂは
大きさが一定のため、圧縮機１ａ，１ｂへの液戻り量の
変化は少い。このため、圧縮機１ａの１台低Ｈｚ運転で
は液戻り量が相対的に過多となり、圧縮機１ａの内部の
油温が下がりすぎ、故障となる欠点がある。又、圧縮機
１ａ，１ｂの２台高Ｈｚ運転では液戻り量が相対的に不
足して、圧縮機１ａ，１ｂの内部温度が上昇しすぎ、油
量不足となる欠点がある。

【０００８】一方、圧縮機１ａ，１ｂが停止中はアキュ
ムレータ６内下方にある油戻し穴６ｂからアキュムレー
タ６内の液冷媒がアキュムレータＵ字管６ｃに入り込む
ため、圧縮機１ａ，１ｂの起動時、アキュムレータＵ字
管６ｃ内に溜った液冷媒が圧縮機１ａ，１ｂに吸込ま
れ、液圧縮による故障や、圧縮機１ａ，１ｂ内の冷凍機
油が希釈され焼き付きを生じる欠点がある。

【０００９】また、図４の空気調和機においても上記焼
き付きや液圧縮等と同様の不具合があった。即ち、圧縮
機１が停止中はアキュムレータ６の下方にある油戻し穴
６ｂからアキュムレータ６内の液冷媒がアキュムレータ
Ｕ字管６ｃに入り込むため、圧縮機１の起動時、アキュ
ムレータＵ字管６ｃ内に溜った液冷媒が圧縮機１に吸込
まれ、液圧縮による故障や、圧縮機１内の冷凍機油が希
釈され焼き付きを生じる欠点がある。

【００１０】本発明は上記不具合を解決するため、圧縮
機起動時には液冷媒が圧縮機に戻らず、かつ、圧縮機の
運転容量に応じて過不足なく液冷媒が戻る空気調和機を
提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題解決の
ため、次の（１），（２）項に記載の空気調和機を提供
しようとするものである。 （１）．圧縮機の吸入側にアキュムレータを設けてなる
空気調和機において、複数台のアキュムレータを流路に
対し直列にかつ後流側のアキュムレータを前流側のアキ
ュムレータより高い位置に位置させて配設すると共に、
後流側アキュムレータの底部と前流側アキュムレータと
を逆止弁を有する回路を介して接続したことを特徴とす
る空気調和機。 （２）．後流側アキュムレータと前流側アキュムレータ
の底部とを圧縮機の運転容量に応じて開閉される弁及び
流量調整管を有する回路を介して接続すると共に後流側
のアキュムレータのＵ字管に上下方向に沿って複数の油
戻し穴を設けたことを特徴とする上記（１）記載の空気
調和機。

【００１２】

【作用】本発明は上記のように構成されるので次の作用
を有する。 （１）．上記（１）の構成にあっては、流路に直列に、
かつ、後流側のアキュムレータの位置を高く、複数台の
アキュムレータを配設し、かつ、後流側の底部と前流側
アキュムレータとを逆止弁を有する回路で接続するの
で、圧縮機が停止している時は、後流側のアキュムレー
タ内にある液冷媒はアキュムレータ底部より落差で逆止
弁を介して、下方にある前流側のアキュムレータ内に流
れ出る。これにより後流側のアキュムレータ内には液冷
媒が無くなる。一方、圧縮機の起動時は、停止中に前流
側のアキュムレータＵ字管内に溜った液冷媒が、後流側
アキュムレータに流れ込む。ここで、液冷媒は分離さ
れ、ガス冷媒のみ圧縮機に吸込まれる。即ち、圧縮機の
起動時に、後流側のアキュムレータに液冷媒が溜まって
いないので、それが圧縮機に吸込まれて、液圧縮を生じ
たり、冷凍機油希釈を生じて焼付きを生じたりすること
がない。 （２）．上記（２）の構成にあっては、上記（１）の構
成に加え、後流側アキュムレータと前流側アキュムレー
タの底部を圧縮機の運転量に応じて開閉する弁及び流量
調整管を有する回路で接続し、かつ、後流側アキュムレ
ータ内のＵ字管に上下方向に沿って複数の油戻し穴を設
けるので、たとえば複数の圧縮機の内の１台を低い周波
数で運転する時は運転容量が小さいので開閉弁は閉ない
しは閉に近くなる。前流側アキュムレータの油戻し穴か
らの液冷媒は後流側のアキュムレータで分離され底部に
溜る。後流側のアキュムレータの油戻し穴から液冷媒は
小量、圧縮機に戻る。一方、２台の圧縮機を高い周波数
で運転する時は運転容量が大きいので開閉弁は大きく開
く。前流側のアキュムレータ内に溜った液冷媒は流量調
整管、開閉弁を通って、後流側のアキュムレータ内に流
れ込む。これにより、後流側のアキュムレータ内の液面
が上昇し、Ｕ字管上に設けられた複数の油戻し穴から液
冷媒が多量、吸込まれ、２台の圧縮機に戻る。

【００１３】一方、２台の圧縮機が停止中は高い位置に
ある後流側のアキュムレータ内の液冷媒は逆止弁を通
り、前流側のアキュムレータ内に流れ出る。これにより
後流側のアキュムレータ内の液冷媒は無くなり、起動時
に液冷媒が２台の圧縮機に吸込まれるのを防止できる。

【００１４】即ち、上記（１）の作用に加え、圧縮機側
の運転容量に応じて液冷媒が（従って油も）圧縮機側へ
流れるので、油温が下りすぎたり、油不足を生じたりす
ることがない。

【００１５】

【実施例】本発明の第１、第２実施例を図１、図２によ
り説明する。なお、従来例と同様の構成部材には同符号
を付し、必要ある場合を除き説明を省略する。

【００１６】（第１実施例）請求項１の発明に係る第１
実施例を図１により説明する。

【００１７】図１は本実施例の冷媒回路図で、図におい
て、７は、流路に対して前流側となる従来同様のアキュ
ムレータ６に対し、直列に、かつ後流側の高い位置に設
けられたアキュムレータ、７ａはアキュムレータ７の入
口管、７ｂは、Ｕ字管７ｃに設けられた油戻し穴、８は
アキュムレータ７の底部と前流側のアキュムレータ６と
を連通する流路に介装された逆止弁である。その他の構
成は図４の従来例と同様である。

【００１８】次に上記構成の作用について説明する。

【００１９】図１において、圧縮機１が停止中は落差に
より、アキュムレータ７内の底部にある液冷媒は逆止弁
８を通してアキュムレータ６内に流れ落ちる。圧縮機１
が運転時は逆止弁８により液冷媒がアキュムレータ６か
ら７へバイパスするのを防止している。

【００２０】これを回路全体の作用でみると、冷凍機油
を含んだ低温低圧の冷媒はアキュムレータ入口管６ａよ
りアキュムレータ６に入り、冷凍機油を含んだ液冷媒を
分離し、油戻し穴６ｂから入った冷凍機油を含んだガス
冷媒はアキュムレータ７の入口管７ａに流れる。分離さ
れた冷凍機油を含んだ液冷媒はアキュムレータ６の底部
に溜る。溜まった液冷媒は油戻し穴６ｂから少量、Ｕ字
管６ｃに流れ込み、アキュムレータ７の入口管７ａに至
る。入口管７ａからアキュムレータ７に入った液冷媒は
分離され、ガス冷媒はＵ字管７ｃから圧縮機１に吸込ま
れる。一方、分離された冷凍機油を含む液冷媒は油戻し
穴７ｂから少量、Ｕ字管７ｃに流れ込み圧縮機１に吸込
まれる。

【００２１】圧縮機１が停止時は上述の通り、アキュム
レータ７底部にある液冷媒はアキュムレータ７の底部か
ら逆止弁８を通して、下方にあるアキュムレータ６内に
流れ出る。これによりアキュムレータ７内には液冷媒が
無くなる。Ｕ字管７ｃ内にも液冷媒は無くなる。一方、
圧縮機１の起動時は、停止中にアキュムレータＵ字管６
ｃ内に溜った液冷媒がアキュムレータ７の入口管７ａか
ら入り、液冷媒を分離し底部に溜まる。

【００２２】ガス冷媒はＵ字管７ｃを通り圧縮機１に吸
込まれる。油戻し穴７ｂからはアキュムレータ７の底部
に溜った冷凍機油を含んだ液冷媒が適量Ｕ字管７ｃ内に
流入し、圧縮機１に吸込まれる。このため圧縮機１に
は、アキュムレータＵ字管６ｃ内に溜った液冷媒は直接
戻ることはない。従って、起動時に戻る液冷媒のため
に、液圧縮が生じたり、冷凍機油が希釈され、焼付きを
生じたりすることがない。

【００２３】（第２実施例）請求項２の発明に係る第２
実施例を図２により説明する。

【００２４】図２は本実施例の冷媒回路図で、図におい
て、アキュムレータ７のＵ字管７ｃには油戻し穴７ｂと
は別に、Ｕ字管７ｃの曲りに沿った上方に油戻し穴７ｄ
が設けられ、かつ、逆止弁８に並列する形で、圧縮機１
ａ，１ｂの運転容量に応じて開閉される開閉弁１０及び
所定の流量抵抗を備えた流量調整管９がアキュムレータ
７の底部からアキュムレータ６に流路によって連通され
ている。なお、圧縮機は従来例の図３と同様、１ａ，１
ｂの２台が設けられている。その他の構成は第１実施例
と同様である。

【００２５】次に上記構成の作用について説明する。

【００２６】図２において、圧縮機１ａが１台、低い周
波数で運転時は開閉弁１０を閉じ、冷凍機油を含んだ低
温低圧の冷媒はアキュムレータ入口管６ａよりアキュム
レータ６に入り、冷凍機油を含んだ液冷媒を分離し、Ｕ
字管６ｃを介して、後流側のアキュムレータ７でさらに
冷媒は入口管７ａに入り、冷凍機油を含んだガス冷媒は
Ｕ字管７ｃを通り、圧縮機１ａに吸込まれる。アキュム
レータ７内の液冷媒は油戻し穴７ｂから小量、Ｕ字管７
ｃを通り圧縮機１ａに戻る。一方、圧縮機１ａ，１ｂの
２台、高い周波数で運転時は開閉弁１０を開とする。ア
キュムレータ６内に溜った冷凍機油を含む液冷媒は流量
調整管９、開閉弁１０を通りアキュムレータ７内に流れ
込む。アキュムレータ７内の液面が上昇し、Ｕ字管７ｃ
上に設けられた油戻し穴７ｄ，７ｂから液冷媒がＵ字管
７ｃ内に流出し、圧縮機１ａ，１ｂに吸込まれ、内部温
度の上昇を防止し、油量を確保する。

【００２７】圧縮機１ａ，１ｂが停止中は、アキュムレ
ータ７内の液冷媒は逆止弁８を通りアキュムレータ６内
に流れ出る。これによりアキュムレータ７内の液冷媒は
無くなり、起動時にはアキュムレータ７のＵ字管７ｃ内
にも液冷媒が無く、アキュムレータ６のＵ字管６ｃ内の
液冷媒はアキュムレータ７で分離されるため、圧縮機１
ａ，１ｂに一気に戻ることがない。

【００２８】以上の通り、第２実施例では第１実施例の
作用、効果に加え、圧縮機１ａ，１ｂの運転容量に応じ
て開閉弁１０が開閉し、かつ、アキュムレータ７のＵ字
管７ｃに設けられた油戻し穴７ｂ，７ｄが、運転容量大
なる場合には両穴とも液冷媒の戻りに参加するので、常
に適正量の液冷媒の戻りが保証され、従来のように運転
容量に比して多く戻りすぎ、圧縮機の油温を過度に下げ
たり、逆に戻り量が少なすぎて油量の不足を生じたりす
ることがなくなるという利点がある。

【００２９】なお、本第２実施例では２台の圧縮機１
ａ，１ｂを有する空気調和機の例で説明したが、圧縮機
は２台に限定されるものではなく、１台でも３台以上で
もよい。

【００３０】

【発明の効果】本発明は上記のように構成されるので次
の効果を有する。

【００３１】即ち、請求項１の発明にあっては圧縮機の
停止中に、圧縮機に近かく、かつ高位置に設けられた後
流側のアキュムレータ内の液冷媒を、直列接続された前
流側のアキュムレータ内へ流出させるため、Ｕ字管内の
液冷媒もなくなり、圧縮機を起動時にＵ字管内の液冷媒
を吸い込むことが無い。これにより液圧縮による故障や
圧縮機内の冷凍機油が希釈され、焼付きを生じるという
事故がなくなる。

【００３２】また、請求項２の発明にあっては、上記効
果に加え、前流側のアキュムレータ内の液冷媒を開閉弁
を用いて、後流側のアキュムレータに導き、液面高さを
変えることにより、圧縮機の容量変化に対応した液冷媒
を圧縮機に戻すことができる。これにより圧縮機の内部
温度が適正化され、かつ、油量が確保される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る空気調和機の冷媒回
路図、

【図２】本発明の第２実施例に係る空気調和機の冷媒回
路図、

【図３】従来例の冷媒回路図、

【図４】別の従来例の冷媒回路図である。

【符号の説明】

１，１ａ，１ｂ 圧縮機 ６ アキュムレータ（前流側） ７ アキュムレータ（後流側） ７ａ 入口管 ７ｂ 油戻し穴 ７ｃ Ｕ字管 ７ｄ 油戻し穴 ８ 逆止弁 ９ 流量調整管 １０ 開閉弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々倉 正彦 愛知県西春日井郡西枇杷島町字旭町３丁目 １番地 三菱重工業株式会社エアコン製作 所内 (72)発明者 小川 孝 愛知県名古屋市中村区岩塚町字九反所60番 地の１ 中菱エンジニアリング株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機の吸入側にアキュムレータを設け
   てなる空気調和機において、複数台のアキュムレータを
   流路に対し直列にかつ後流側のアキュムレータを前流側
   のアキュムレータより高い位置に位置させて配設すると
   共に、後流側アキュムレータの底部と前流側アキュムレ
   ータとを逆止弁を有する回路を介して接続したことを特
   徴とする空気調和機。
2. 【請求項２】 後流側アキュムレータと前流側アキュム
   レータの底部とを圧縮機の運転容量に応じて開閉される
   弁及び流量調整管を有する回路を介して接続すると共に
   後流側のアキュムレータのＵ字管に上下方向に沿って複
   数の油戻し穴を設けたことを特徴とする請求項１記載の
   空気調和機。