JPH07174439A - 冷凍サイクル - Google Patents
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- JPH07174439A JPH07174439A JP5335998A JP33599893A JPH07174439A JP H07174439 A JPH07174439 A JP H07174439A JP 5335998 A JP5335998 A JP 5335998A JP 33599893 A JP33599893 A JP 33599893A JP H07174439 A JPH07174439 A JP H07174439A
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- F25B31/00—Compressor arrangements
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- F25B31/004—Lubrication oil recirculating arrangements
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- F04B39/02—Lubrication
- F04B39/0215—Lubrication characterised by the use of a special lubricant
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- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
- F04C29/02—Lubrication; Lubricant separation
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- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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- F25B31/00—Compressor arrangements
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- F04C2210/26—Refrigerants with particular properties, e.g. HFC-134a
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- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
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- Thermal Sciences (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 ハイドロフルオロカーボンを主成分とする冷
媒を用いる冷凍サイクルにおいて、該冷凍サイクルを構
成する冷媒配管の中の下方から上方に向かう冷媒配管
は、その配管内径を冷媒流速がゼロペネトレーション流
速以上になる内径以下にした。 【効果】 ハイドロフルオロカーボンを主成分とする冷
媒と相互溶解性のない冷媒機油を用いても、圧縮機への
油戻りが良い信頼性の高い冷凍サイクルが得られる。
媒を用いる冷凍サイクルにおいて、該冷凍サイクルを構
成する冷媒配管の中の下方から上方に向かう冷媒配管
は、その配管内径を冷媒流速がゼロペネトレーション流
速以上になる内径以下にした。 【効果】 ハイドロフルオロカーボンを主成分とする冷
媒と相互溶解性のない冷媒機油を用いても、圧縮機への
油戻りが良い信頼性の高い冷凍サイクルが得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、冷媒としてハイドロ
フルオロカーボンを主成分とするものを使用する冷凍サ
イクルに関するものである。
フルオロカーボンを主成分とするものを使用する冷凍サ
イクルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の冷凍装置の一例を図３に示す。従
来例えば、“トライポロジスト”第３５巻第９号（１９
９０年）６２１〜６２６頁に示されるように、ハイドロ
フルオロカーボンであるＨＦＣ１３４ａ冷媒を用いて冷
凍装置を構成する場合、冷媒と冷凍機油との相互溶解性
が重要な特性の一つであり、ＰＡＧ（ポリエーテル）や
エステル系冷凍機油が用いられていた。図５はＨＦＣ１
３４ａ冷媒を用いた冷凍装置を示し、１は冷媒ガスを圧
縮する圧縮機、２は圧縮機１から吐出された高圧冷媒ガ
スを凝縮させる凝縮器、３はキャピラリーチューブ、４
は蒸発器であり、５は冷媒量調整機能を有するヘッダー
であり、６は圧縮機１内に貯留し圧縮機１の摺動部の潤
滑及び圧縮室のシールを行う冷凍機油で、ＰＡＧ６ａま
たはエステル系冷凍機油６ｂを用いる。
来例えば、“トライポロジスト”第３５巻第９号（１９
９０年）６２１〜６２６頁に示されるように、ハイドロ
フルオロカーボンであるＨＦＣ１３４ａ冷媒を用いて冷
凍装置を構成する場合、冷媒と冷凍機油との相互溶解性
が重要な特性の一つであり、ＰＡＧ（ポリエーテル）や
エステル系冷凍機油が用いられていた。図５はＨＦＣ１
３４ａ冷媒を用いた冷凍装置を示し、１は冷媒ガスを圧
縮する圧縮機、２は圧縮機１から吐出された高圧冷媒ガ
スを凝縮させる凝縮器、３はキャピラリーチューブ、４
は蒸発器であり、５は冷媒量調整機能を有するヘッダー
であり、６は圧縮機１内に貯留し圧縮機１の摺動部の潤
滑及び圧縮室のシールを行う冷凍機油で、ＰＡＧ６ａま
たはエステル系冷凍機油６ｂを用いる。
【０００３】次に動作について説明する。圧縮機１によ
り圧縮された冷媒は、凝縮器２に吐出される。ここで例
えば高圧容器を用いた圧縮機では圧縮室のシール等に用
いられた潤滑油６ａ又は６ｂは圧縮機内で大部分の油６
ａ又は６ｂが分離されるが冷媒との重量比でいうと０．
５〜１．０％程度の油６ａ又は６ｂは冷媒と共に圧縮機
１から吐出される。吐出された油６ａ又は６ｂは冷媒と
相互溶解性があるので、流動性がよく凝縮器２、キャピ
ラリーチューブ３、蒸発器４、ヘッダー５を通り圧縮機
１へ戻ってくる。したがって、潤滑油６が圧縮機１から
なくなることはなく正常な潤滑が可能となる。また、圧
縮機１を長期に停止した時のいわゆる冷媒寝込み状態に
おいて、冷媒が発泡する可能性があった。
り圧縮された冷媒は、凝縮器２に吐出される。ここで例
えば高圧容器を用いた圧縮機では圧縮室のシール等に用
いられた潤滑油６ａ又は６ｂは圧縮機内で大部分の油６
ａ又は６ｂが分離されるが冷媒との重量比でいうと０．
５〜１．０％程度の油６ａ又は６ｂは冷媒と共に圧縮機
１から吐出される。吐出された油６ａ又は６ｂは冷媒と
相互溶解性があるので、流動性がよく凝縮器２、キャピ
ラリーチューブ３、蒸発器４、ヘッダー５を通り圧縮機
１へ戻ってくる。したがって、潤滑油６が圧縮機１から
なくなることはなく正常な潤滑が可能となる。また、圧
縮機１を長期に停止した時のいわゆる冷媒寝込み状態に
おいて、冷媒が発泡する可能性があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の冷媒としてＨＦ
Ｃ１３４ａを用いる冷凍装置は以上のように構成されて
いるが、冷凍機油として用いるポリエーテル６ａは堆積
抵抗率が１０7 〜１０10Ω・ｃｍ、飽和水分量が約２５
０００ｐｐＭであり、又エステル系冷凍機油の特性はそ
れぞれ１０12〜１０14Ω・ｃｍ、約１５００ｐｐＭと改
善はされているが、現行ＣＦＣ１２用冷凍機油の特性１
０15Ω・ｃｍ、約５００ｐｐＭと比べると電気絶縁性及
び吸湿性とでかなり劣る特性を示しており、絶縁性につ
いては圧縮機の長期信頼性にかかわる問題であり、又、
吸湿性は圧縮機の組立用部品の取扱いや完成した圧縮機
の取扱いの上からも、極力飽和水分量を少なく抑えてお
かなければならず、取扱いがやっかいという問題点があ
った。
Ｃ１３４ａを用いる冷凍装置は以上のように構成されて
いるが、冷凍機油として用いるポリエーテル６ａは堆積
抵抗率が１０7 〜１０10Ω・ｃｍ、飽和水分量が約２５
０００ｐｐＭであり、又エステル系冷凍機油の特性はそ
れぞれ１０12〜１０14Ω・ｃｍ、約１５００ｐｐＭと改
善はされているが、現行ＣＦＣ１２用冷凍機油の特性１
０15Ω・ｃｍ、約５００ｐｐＭと比べると電気絶縁性及
び吸湿性とでかなり劣る特性を示しており、絶縁性につ
いては圧縮機の長期信頼性にかかわる問題であり、又、
吸湿性は圧縮機の組立用部品の取扱いや完成した圧縮機
の取扱いの上からも、極力飽和水分量を少なく抑えてお
かなければならず、取扱いがやっかいという問題点があ
った。
【０００５】また冷蔵庫の組立の際も冷凍サイクルが開
放状態の時間を短くするなど生産上取扱いの問題が多
く、また水分量が冷凍サイクル中に多く入るとスラッジ
の発生を加速したり、水分が凍結して毛細管を閉塞して
冷却不良を起こす等の問題点があった。
放状態の時間を短くするなど生産上取扱いの問題が多
く、また水分量が冷凍サイクル中に多く入るとスラッジ
の発生を加速したり、水分が凍結して毛細管を閉塞して
冷却不良を起こす等の問題点があった。
【０００６】又、従来の冷媒としてＨＦＣ１３４ａを用
いる冷凍装置は、吸湿性が高いと、圧縮機部品のさび防
止がむずかしくなり、冷凍空調装置のキャピラリーチュ
ーブ内や膨張弁の氷結による閉塞や、水分によるエステ
ル油の加水分解の促進によるスラッジの生成、モータの
絶縁材として用いているポリエチレンテレフタレートの
加水分解の促進によるスラッジの生成等発生する。これ
を防止するためＣＦＣ１２冷媒を使用した系に比べて製
造プロセス上、油の水分除去及び冷媒回路内の水分除去
を念入りに行う必要があり、また、冷媒回路内に設ける
ドライヤーの水分捕捉能力を増すために従来より大きな
ドライヤーがいるという問題点があった。
いる冷凍装置は、吸湿性が高いと、圧縮機部品のさび防
止がむずかしくなり、冷凍空調装置のキャピラリーチュ
ーブ内や膨張弁の氷結による閉塞や、水分によるエステ
ル油の加水分解の促進によるスラッジの生成、モータの
絶縁材として用いているポリエチレンテレフタレートの
加水分解の促進によるスラッジの生成等発生する。これ
を防止するためＣＦＣ１２冷媒を使用した系に比べて製
造プロセス上、油の水分除去及び冷媒回路内の水分除去
を念入りに行う必要があり、また、冷媒回路内に設ける
ドライヤーの水分捕捉能力を増すために従来より大きな
ドライヤーがいるという問題点があった。
【０００７】また従来の冷凍システムは、圧縮機停止時
に液冷媒が吸入口より圧縮機容器内に戻り、再始動時に
圧縮機内潤滑油が液冷媒と共に、圧縮機から冷凍システ
ム内に持ち出され、持ち出された潤滑油は相溶性の低い
ＨＦＣ１３４ａ冷媒の為、一定流量（＝流速）以上にな
るまで、圧縮機に戻りにくいので、潤滑油ぎれによる圧
縮機トラブルを起こすなどの問題点があった。
に液冷媒が吸入口より圧縮機容器内に戻り、再始動時に
圧縮機内潤滑油が液冷媒と共に、圧縮機から冷凍システ
ム内に持ち出され、持ち出された潤滑油は相溶性の低い
ＨＦＣ１３４ａ冷媒の為、一定流量（＝流速）以上にな
るまで、圧縮機に戻りにくいので、潤滑油ぎれによる圧
縮機トラブルを起こすなどの問題点があった。
【０００８】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、電気絶縁性や吸湿性に優れ、ま
た冷凍機油は冷凍システム内に滞溜することなく確実に
圧縮機に戻る信頼性の高い冷凍サイクルを得ることを目
的とする。
ためになされたもので、電気絶縁性や吸湿性に優れ、ま
た冷凍機油は冷凍システム内に滞溜することなく確実に
圧縮機に戻る信頼性の高い冷凍サイクルを得ることを目
的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明の冷凍サイクル
は、ハイドロフルオロカーボンを主成分とする冷媒を用
いる冷凍サイクルにおいて、該冷凍サイクルを構成する
冷媒配管の中の下方から上方に向かう冷媒配管は、その
配管内径を冷媒が上昇する際配管内壁に付着した油を上
昇させる、又は冷媒流速がゼロペネトレーション流速以
上になる、内径以下にしたものである。
は、ハイドロフルオロカーボンを主成分とする冷媒を用
いる冷凍サイクルにおいて、該冷凍サイクルを構成する
冷媒配管の中の下方から上方に向かう冷媒配管は、その
配管内径を冷媒が上昇する際配管内壁に付着した油を上
昇させる、又は冷媒流速がゼロペネトレーション流速以
上になる、内径以下にしたものである。
【００１０】この発明の冷凍サイクルは、ハイドロフル
オロカーボンを主成分とする冷媒を用いる冷凍サイクル
において、冷媒流通がゼロペネトレーション流速以下と
なる前記冷凍サイクル構成要素は、該構成要素内の冷媒
の流れが水平または下向きとしたものである。
オロカーボンを主成分とする冷媒を用いる冷凍サイクル
において、冷媒流通がゼロペネトレーション流速以下と
なる前記冷凍サイクル構成要素は、該構成要素内の冷媒
の流れが水平または下向きとしたものである。
【００１１】この発明の冷凍サイクルは、蒸発器出口に
設けられたヘッダーは、冷媒の流れを下向きとし、該ヘ
ッダー出口下方側吸入配管をヘッダー内部に挿入したも
のである。
設けられたヘッダーは、冷媒の流れを下向きとし、該ヘ
ッダー出口下方側吸入配管をヘッダー内部に挿入したも
のである。
【００１２】この発明の冷凍サイクルは、ヘッダー内部
に挿入した吸入配管の上端面までの該ヘッダー内容積
は、そこに溜る冷凍機油量が増加しても圧縮機の運転に
支障ないものとした。
に挿入した吸入配管の上端面までの該ヘッダー内容積
は、そこに溜る冷凍機油量が増加しても圧縮機の運転に
支障ないものとした。
【００１３】この発明の冷凍サイクルは、冷媒配管のト
ラップ部にたまる液を最小にしたものである。
ラップ部にたまる液を最小にしたものである。
【００１４】この発明の冷凍サイクルは、圧縮機吸入側
に設けられたマフラーは、冷媒の流れを下向きとし、出
口下方側配管を該マフラー内部に挿入し、挿入された部
分の配管の下方部に小孔を設けたものである。
に設けられたマフラーは、冷媒の流れを下向きとし、出
口下方側配管を該マフラー内部に挿入し、挿入された部
分の配管の下方部に小孔を設けたものである。
【００１５】
【作用】この発明の冷凍サイクルは、ハイドロフルオロ
カーボンを主成分とする冷媒と相互溶解性のない冷凍機
油を用いても、圧縮機への油戻りが良い信頼性の高い冷
凍サイクルが得られる。
カーボンを主成分とする冷媒と相互溶解性のない冷凍機
油を用いても、圧縮機への油戻りが良い信頼性の高い冷
凍サイクルが得られる。
【００１６】この発明の冷凍サイクルは、ハイドロフル
オロカーボンを主成分とする冷媒と相互溶解性のない冷
凍機油を用いても、配管に油がとどまることなく圧縮機
への油戻りが良い冷凍サイクルが得られる。
オロカーボンを主成分とする冷媒と相互溶解性のない冷
凍機油を用いても、配管に油がとどまることなく圧縮機
への油戻りが良い冷凍サイクルが得られる。
【００１７】この発明の冷凍サイクルは、ハイドロフル
オロカーボンを主成分とする冷媒よりも比重の軽い冷凍
機油は、ヘッダーの上部に溜るので、運転と同時にヘッ
ダーに滞留することなく圧縮機に戻る。
オロカーボンを主成分とする冷媒よりも比重の軽い冷凍
機油は、ヘッダーの上部に溜るので、運転と同時にヘッ
ダーに滞留することなく圧縮機に戻る。
【００１８】この発明の冷凍サイクルは、ヘッダーに挿
入した吸入配管の上端面までに冷凍機油が溜っても、圧
縮機の運転に支障ない。
入した吸入配管の上端面までに冷凍機油が溜っても、圧
縮機の運転に支障ない。
【００１９】この発明の冷凍サイクルは、トラップ部に
冷凍機油が滞留するのを防止する。
冷凍機油が滞留するのを防止する。
【００２０】この発明の冷凍サイクルは、マフラーに冷
媒と冷凍機油が満杯になっても、比重の重い冷媒が下方
に、冷凍機油が上方に溜り、再起動時に小孔より冷媒が
圧縮機に先に戻るので、圧縮機への油の吸い込みによる
負荷を低減する。
媒と冷凍機油が満杯になっても、比重の重い冷媒が下方
に、冷凍機油が上方に溜り、再起動時に小孔より冷媒が
圧縮機に先に戻るので、圧縮機への油の吸い込みによる
負荷を低減する。
【００２１】
実施例１．以下この発明の実施例１を図１について説明
する。図において、１は冷媒ガスを圧縮する圧縮機、２
は圧縮機１から吐出された高圧冷媒ガスを凝縮させる凝
縮器、３は減圧手段である毛細管、４は低圧の液化冷媒
を蒸発させる蒸発器である。６は圧縮機１内に貯留し、
圧縮機１の摺動部の潤滑及び圧縮室のシールを行う冷凍
機油であり、冷媒ＨＦＣ１３４ａと冷凍サイクル内の液
部分において冷媒と油が二相分離状態となり相互溶解性
がないハードアルキルベンゼン油や、ポリアルファオレ
フィン油を用いている。さらに本発明の冷凍サイクル中
の冷媒配管、時に冷媒の流れが下方から上方に向かう上
昇管において、配管内壁に付着した冷凍機油が自重に逆
らって上昇するように冷媒流速がある速度（ゼロペネト
レーション流速）以上になるような配管内径以下として
いる。このゼロペネトレーション流速は、配管内径や気
液の冷媒の状態値から算出される。ゼロペネトレーショ
ン流速Ｕｇ* は数１に示すＷａｌｌｉｓの実験式を用い
て算出する。
する。図において、１は冷媒ガスを圧縮する圧縮機、２
は圧縮機１から吐出された高圧冷媒ガスを凝縮させる凝
縮器、３は減圧手段である毛細管、４は低圧の液化冷媒
を蒸発させる蒸発器である。６は圧縮機１内に貯留し、
圧縮機１の摺動部の潤滑及び圧縮室のシールを行う冷凍
機油であり、冷媒ＨＦＣ１３４ａと冷凍サイクル内の液
部分において冷媒と油が二相分離状態となり相互溶解性
がないハードアルキルベンゼン油や、ポリアルファオレ
フィン油を用いている。さらに本発明の冷凍サイクル中
の冷媒配管、時に冷媒の流れが下方から上方に向かう上
昇管において、配管内壁に付着した冷凍機油が自重に逆
らって上昇するように冷媒流速がある速度（ゼロペネト
レーション流速）以上になるような配管内径以下として
いる。このゼロペネトレーション流速は、配管内径や気
液の冷媒の状態値から算出される。ゼロペネトレーショ
ン流速Ｕｇ* は数１に示すＷａｌｌｉｓの実験式を用い
て算出する。
【００２２】
【数１】
【００２３】なお数１で状態Ｘとは運転の状態を示す。
配管内の流れる冷媒流速Ｕｇは数２の式で算出される。
なお油は配管内壁に摩擦力で付着しており自重で落下し
ようとする力が働く。冷媒が上へ流れる上昇力がこの付
着力をせん断する力と落下力との合力より大の場合には
油は冷媒より力を受けて上昇することになる。配管が垂
直な条件が最もきびしく、たとえば斜めの上下関係では
これより楽になる。
配管内の流れる冷媒流速Ｕｇは数２の式で算出される。
なお油は配管内壁に摩擦力で付着しており自重で落下し
ようとする力が働く。冷媒が上へ流れる上昇力がこの付
着力をせん断する力と落下力との合力より大の場合には
油は冷媒より力を受けて上昇することになる。配管が垂
直な条件が最もきびしく、たとえば斜めの上下関係では
これより楽になる。
【００２４】
【数２】
【００２５】以上のように算出された冷媒流速Ｕｇがゼ
ロペネトレーションＵｇ* よりも、大きければ上昇管に
おいても配管内壁に付着した冷凍機油が自重に逆らって
上昇し、配管内には油が滞留しない。したがってＵｇ＞
Ｕｇ* となるように配管内径ｄｘをある径以下とする必
要がある。一例として圧縮機のストロークボリューム５
（ｃｃ）のものにおいて配管内径は４．５ｍｍ以下とな
る。また圧縮機のストロークボリューム１０（ｃｃ）の
ものにおいて配管内径は１０ｍｍ以下となる。これは垂
直上昇管の例であり最も条件が厳しく斜めに上昇する場
合には油戻りの条件は良くなる。さらに圧縮機運転の安
定条件で過渡的な起動時等は時間も短く問題がない。な
お圧縮機のストロークボリュームとは例えばロータリー
圧縮機ではシリンダー１６の容積となる。レシプロやス
クロールタイプの圧縮機においても同様である。
ロペネトレーションＵｇ* よりも、大きければ上昇管に
おいても配管内壁に付着した冷凍機油が自重に逆らって
上昇し、配管内には油が滞留しない。したがってＵｇ＞
Ｕｇ* となるように配管内径ｄｘをある径以下とする必
要がある。一例として圧縮機のストロークボリューム５
（ｃｃ）のものにおいて配管内径は４．５ｍｍ以下とな
る。また圧縮機のストロークボリューム１０（ｃｃ）の
ものにおいて配管内径は１０ｍｍ以下となる。これは垂
直上昇管の例であり最も条件が厳しく斜めに上昇する場
合には油戻りの条件は良くなる。さらに圧縮機運転の安
定条件で過渡的な起動時等は時間も短く問題がない。な
お圧縮機のストロークボリュームとは例えばロータリー
圧縮機ではシリンダー１６の容積となる。レシプロやス
クロールタイプの圧縮機においても同様である。
【００２６】Ｕｇ＝Ｕｇ* となるような配管内径ｄｘ
は、数１、数２の式より数３の式となる。
は、数１、数２の式より数３の式となる。
【００２７】
【数３】
【００２８】ここで温度条件として凝縮温度４０℃、蒸
発温度−３０℃、吸入温度３０℃とするとＶｓ＝０．２
８６５２、Ｖｘ＝０．０２００３となりｄｘは数４の如
くＳＶによる関数となる。
発温度−３０℃、吸入温度３０℃とするとＶｓ＝０．２
８６５２、Ｖｘ＝０．０２００３となりｄｘは数４の如
くＳＶによる関数となる。
【００２９】
【数４】
【００３０】又、蒸発温度を−４０℃とするとＶｓ＝
０．２８６５２で、ｄｘは数５の如くなる。
０．２８６５２で、ｄｘは数５の如くなる。
【００３１】
【数５】
【００３２】なおＶｓは吸入ガス比容積であり、Ｖｘは
凝縮器入口ガス比容積である。数４、数５によって求め
た、ストロークボリューム毎に管内流速がゼロペネトレ
ーション流速以下になる限界の管内径を下表に示す。
凝縮器入口ガス比容積である。数４、数５によって求め
た、ストロークボリューム毎に管内流速がゼロペネトレ
ーション流速以下になる限界の管内径を下表に示す。
【００３３】
【表１】
【００３４】この計算は配管を垂直な条件で計算してお
り、しかも、これは各ケ所で計算を行った結果最も条件
の厳しかった凝縮器入口におけるものである。
り、しかも、これは各ケ所で計算を行った結果最も条件
の厳しかった凝縮器入口におけるものである。
【００３５】実施例２．以下この発明の実施例２を図１
について説明する。図において、５は蒸発器４出口に位
置する外気や庫内負荷等の状態の変動により生ずる冷媒
循環量の過不足を調整するヘッダー（冷媒の過不足量を
調整する冷媒液だめ部で一定の内容積が必要）、７は冷
凍サイクル内の水分を吸着するドライヤー（乾燥剤を封
入するために一定の内容積が必要）、８は消音を目的と
した圧縮機吸入側に設けられ、例えば一部分を広い径と
したマフラー（消音効果をもたせるために一定の内容積
が必要）である。このように実施例１で示した配管径よ
り大になる冷凍サイクルの構成要素は水平または下降流
として、圧縮機への油戻りを良くしている。又マフラー
はアキュムレータとして設ける場合もある。なお冷凍シ
ステムにおいて、例えば冷蔵庫ではヘッダーやマフラー
を、空調機ではマフラーを使う例もあるが、空調機では
マフラー、アキュムレータを全く使用しない場合もあ
る。
について説明する。図において、５は蒸発器４出口に位
置する外気や庫内負荷等の状態の変動により生ずる冷媒
循環量の過不足を調整するヘッダー（冷媒の過不足量を
調整する冷媒液だめ部で一定の内容積が必要）、７は冷
凍サイクル内の水分を吸着するドライヤー（乾燥剤を封
入するために一定の内容積が必要）、８は消音を目的と
した圧縮機吸入側に設けられ、例えば一部分を広い径と
したマフラー（消音効果をもたせるために一定の内容積
が必要）である。このように実施例１で示した配管径よ
り大になる冷凍サイクルの構成要素は水平または下降流
として、圧縮機への油戻りを良くしている。又マフラー
はアキュムレータとして設ける場合もある。なお冷凍シ
ステムにおいて、例えば冷蔵庫ではヘッダーやマフラー
を、空調機ではマフラーを使う例もあるが、空調機では
マフラー、アキュムレータを全く使用しない場合もあ
る。
【００３６】マフラーの消音効果を次の数６に記載した
理論式にて示す。この式によって示される音の減衰量Ｔ
Ｌ（ｄＢ）は、面積比によって決められる。
理論式にて示す。この式によって示される音の減衰量Ｔ
Ｌ（ｄＢ）は、面積比によって決められる。
【００３７】
【数６】
【００３８】実施例３．前記ヘッダー５の上方側に蒸発
器４出口側を接続し、下方側に圧縮機１の吸入側を接続
し、その吸入配管９は前記ヘッダー５内に挿入され上方
に延びており、ヘッダー５内での冷媒流れを上側から下
側とする。従来のようなヘッダー５のように蒸発器４出
口側にヘッダー５下方側を接続し、上方側を圧縮機１吸
入側に接続し、ヘッダー５内に下方側から上方へ挿入さ
れた配管で冷媒液溜め部を形成していると冷媒ＨＦＣ１
３４ａと相溶性のない油、例えばハードアルキルベンゼ
ン油が滞留し、圧縮機１内の油量が減少し、摺動部材の
潤滑やシールに支障をきたすが、ヘッダー５の流れを上
下逆転させることにより冷媒よりも比重の軽い冷凍機油
はヘッダー５内の比較的上方に溜まり運転と同時に冷凍
機油は確実にヘッダー５内へ滞留することなく圧縮機１
へ戻る。
器４出口側を接続し、下方側に圧縮機１の吸入側を接続
し、その吸入配管９は前記ヘッダー５内に挿入され上方
に延びており、ヘッダー５内での冷媒流れを上側から下
側とする。従来のようなヘッダー５のように蒸発器４出
口側にヘッダー５下方側を接続し、上方側を圧縮機１吸
入側に接続し、ヘッダー５内に下方側から上方へ挿入さ
れた配管で冷媒液溜め部を形成していると冷媒ＨＦＣ１
３４ａと相溶性のない油、例えばハードアルキルベンゼ
ン油が滞留し、圧縮機１内の油量が減少し、摺動部材の
潤滑やシールに支障をきたすが、ヘッダー５の流れを上
下逆転させることにより冷媒よりも比重の軽い冷凍機油
はヘッダー５内の比較的上方に溜まり運転と同時に冷凍
機油は確実にヘッダー５内へ滞留することなく圧縮機１
へ戻る。
【００３９】実施例４．前記挿入した吸入配管９の上端
部までのヘッダー５内の容積全てが冷凍機油で満たされ
ても圧縮機内の油面高さを確保、例えば給油機構部や摺
動部材より上に油面があるように吸入配管上端部までの
容積以下としている（一例として吸入配管上端部までの
ヘッダーの容積を４０ｃｃとしている。）この例を図３
に示す。図３においては、横軸に据え付けられた圧縮機
内の冷凍機油２２が、ベーン２０の下端部がつかるよう
に貯えられている。これよりベーン２０とローリングピ
ストン１９とが接触する摺動部に油を供給することがで
きる。
部までのヘッダー５内の容積全てが冷凍機油で満たされ
ても圧縮機内の油面高さを確保、例えば給油機構部や摺
動部材より上に油面があるように吸入配管上端部までの
容積以下としている（一例として吸入配管上端部までの
ヘッダーの容積を４０ｃｃとしている。）この例を図３
に示す。図３においては、横軸に据え付けられた圧縮機
内の冷凍機油２２が、ベーン２０の下端部がつかるよう
に貯えられている。これよりベーン２０とローリングピ
ストン１９とが接触する摺動部に油を供給することがで
きる。
【００４０】実施例５．前記凝縮器２や、蒸発器４の冷
凍流れは、図６に示す従来の縦流れでなく、図２に示す
ような横流れとしてトラップ部を最少限に、冷凍機油が
滞留することを防止する。
凍流れは、図６に示す従来の縦流れでなく、図２に示す
ような横流れとしてトラップ部を最少限に、冷凍機油が
滞留することを防止する。
【００４１】なおトラップ部とは銅、鉄、アルミ等の材
質の配管をＵ字状に曲げたタイプの熱交換器や直線配管
の途中でＵ字状に曲げて油だまりを設けるもので、特に
熱交換器等でＵ字部を下向きの縦方向に設けた場合図６
に示すように各Ｕ字部状の部分は油や冷媒などの液がた
まる部分となり、この発明ではこのトラップ部における
冷媒の流れを上から下、もしくは横向きや上向きとする
ことによりこの部分の液だまりにたまる液を最少に抑え
ることができる。この一例を冷凍サイクルを冷蔵庫に適
用した図面図４にて説明する。
質の配管をＵ字状に曲げたタイプの熱交換器や直線配管
の途中でＵ字状に曲げて油だまりを設けるもので、特に
熱交換器等でＵ字部を下向きの縦方向に設けた場合図６
に示すように各Ｕ字部状の部分は油や冷媒などの液がた
まる部分となり、この発明ではこのトラップ部における
冷媒の流れを上から下、もしくは横向きや上向きとする
ことによりこの部分の液だまりにたまる液を最少に抑え
ることができる。この一例を冷凍サイクルを冷蔵庫に適
用した図面図４にて説明する。
【００４２】図４において圧縮機１で圧縮された冷媒は
油と一緒に蒸発板２４、冷蔵庫天井、側面のキャビネッ
トに貼付けた凝縮器２、キャビネットパイプ２８に流れ
るが、この部分のトラップ部２１には上から下へ、もし
くは水平に流れるためたまることはない。次いで圧縮機
やマフラーとともに機械室に設けられたドライヤ７か
ら、冷蔵庫背部に設けられたキャピラリーチューブ２
３、を経て冷却器４に送られる。冷却器におけるトラッ
プ部２１にも液だまりがなく、ヘッダー５、マフラー８
を介して圧縮機１へ冷媒と一緒に油も戻ることになる。
油と一緒に蒸発板２４、冷蔵庫天井、側面のキャビネッ
トに貼付けた凝縮器２、キャビネットパイプ２８に流れ
るが、この部分のトラップ部２１には上から下へ、もし
くは水平に流れるためたまることはない。次いで圧縮機
やマフラーとともに機械室に設けられたドライヤ７か
ら、冷蔵庫背部に設けられたキャピラリーチューブ２
３、を経て冷却器４に送られる。冷却器におけるトラッ
プ部２１にも液だまりがなく、ヘッダー５、マフラー８
を介して圧縮機１へ冷媒と一緒に油も戻ることになる。
【００４３】すなわち冷蔵庫の例ではトラップ部には凝
縮器、蒸発器の熱交換器や、機械室内配管にあり、又空
調機の側では室外、室内の熱交換器、室外機内の冷媒配
管に存在する。
縮器、蒸発器の熱交換器や、機械室内配管にあり、又空
調機の側では室外、室内の熱交換器、室外機内の冷媒配
管に存在する。
【００４４】なお上述の説明ではトラップ部内の流れの
方向を液だまりをなくす方向に設けたが、これは据付け
状態でなくす方向であれば良いことは当然である。さら
にこのトラップ部そのもの、すなわちＵ字状の曲げ部分
が少々下から上へあがる傾きであったとしても、この数
を減らすことによっても液だまりを最少に持っていくこ
とができる
方向を液だまりをなくす方向に設けたが、これは据付け
状態でなくす方向であれば良いことは当然である。さら
にこのトラップ部そのもの、すなわちＵ字状の曲げ部分
が少々下から上へあがる傾きであったとしても、この数
を減らすことによっても液だまりを最少に持っていくこ
とができる
【００４５】実施例６．前記マフラー８は圧縮機１近傍
の吸入配管１０に位置し上側から下側の冷媒流れとし下
側配管の端部をマフラー８内に挿入しその配管の下方で
圧縮機内にφ１〜φ２の小孔１８を有している。圧縮機
１が停止し、マフラー８内に冷媒と冷凍機油で満杯にな
っても比重の重い冷媒が下方に、冷凍機油が上方にたま
り、再起動時に前記小孔１８より冷媒が圧縮機１に先に
戻り圧縮機への油の吸込みによる負荷を低減している。
の吸入配管１０に位置し上側から下側の冷媒流れとし下
側配管の端部をマフラー８内に挿入しその配管の下方で
圧縮機内にφ１〜φ２の小孔１８を有している。圧縮機
１が停止し、マフラー８内に冷媒と冷凍機油で満杯にな
っても比重の重い冷媒が下方に、冷凍機油が上方にたま
り、再起動時に前記小孔１８より冷媒が圧縮機１に先に
戻り圧縮機への油の吸込みによる負荷を低減している。
【００４６】
【発明の効果】この発明の冷凍サイクルは、ハイドロフ
ルオロカーボンを主成分とする冷媒を用いる冷凍サイク
ルにおいて、該冷凍サイクルを構成する冷媒配管の中の
下方から上方に向かう冷媒配管は、その配管内径を冷媒
が上昇する際配管内壁に付着した油を上昇させる、又は
冷媒流速がゼロペネトレーション流速以上になる、内径
以下にした構成にしたので、ハイドロフルオロカーボン
を主成分とする冷媒と相互溶解性のない冷凍機油を用い
ても、圧縮機への油戻りが良い信頼性の高い冷凍サイク
ルが得られる。
ルオロカーボンを主成分とする冷媒を用いる冷凍サイク
ルにおいて、該冷凍サイクルを構成する冷媒配管の中の
下方から上方に向かう冷媒配管は、その配管内径を冷媒
が上昇する際配管内壁に付着した油を上昇させる、又は
冷媒流速がゼロペネトレーション流速以上になる、内径
以下にした構成にしたので、ハイドロフルオロカーボン
を主成分とする冷媒と相互溶解性のない冷凍機油を用い
ても、圧縮機への油戻りが良い信頼性の高い冷凍サイク
ルが得られる。
【００４７】この発明の冷凍サイクルは、ハイドロフル
オロカーボンを主成分とする冷媒を用いる冷凍サイクル
において、冷媒流速がゼロペネトレーション流速以下と
なる前記冷凍サイクル構成要素は、該構成要素内の冷媒
の流れが水平または下向きとした構成にしたので、ハイ
ドロフルオロカーボンを主成分とする冷媒と相互溶解性
のない冷凍機油を用いても、配管に油がとどまることな
く圧縮機への油戻りが良い冷凍サイクルが得られる。
オロカーボンを主成分とする冷媒を用いる冷凍サイクル
において、冷媒流速がゼロペネトレーション流速以下と
なる前記冷凍サイクル構成要素は、該構成要素内の冷媒
の流れが水平または下向きとした構成にしたので、ハイ
ドロフルオロカーボンを主成分とする冷媒と相互溶解性
のない冷凍機油を用いても、配管に油がとどまることな
く圧縮機への油戻りが良い冷凍サイクルが得られる。
【００４８】この発明の冷凍サイクルは、蒸発器出口に
設けられたヘッダーは、冷媒の流れを下向きとし、該ヘ
ッダー出口下方側吸入配管をヘッダー内部に挿入した構
成にしたので、ハイドロフルオロカーボンを主成分とす
る冷媒よりも比重の軽い冷凍機油は、ヘッダーの上部に
溜るので、運転と同時にヘッダーに滞留することなく圧
縮機に戻る。
設けられたヘッダーは、冷媒の流れを下向きとし、該ヘ
ッダー出口下方側吸入配管をヘッダー内部に挿入した構
成にしたので、ハイドロフルオロカーボンを主成分とす
る冷媒よりも比重の軽い冷凍機油は、ヘッダーの上部に
溜るので、運転と同時にヘッダーに滞留することなく圧
縮機に戻る。
【００４９】この発明の冷凍サイクルは、ヘッダー内部
に挿入した吸入配管の上端面までの該ヘッダー内容積
は、そこに溜る冷凍機油量が増加しても圧縮機の運転に
支障ないものとしたので、ヘッダーに挿入した吸入配管
の上端面までに冷凍機油が溜っても、圧縮機の運転に支
障のないものが得られる。
に挿入した吸入配管の上端面までの該ヘッダー内容積
は、そこに溜る冷凍機油量が増加しても圧縮機の運転に
支障ないものとしたので、ヘッダーに挿入した吸入配管
の上端面までに冷凍機油が溜っても、圧縮機の運転に支
障のないものが得られる。
【００５０】この発明の冷凍サイクルは、トラップ部に
冷凍機油が滞留することのない冷凍サイクルが得られ
る。
冷凍機油が滞留することのない冷凍サイクルが得られ
る。
【００５１】この発明の冷凍サイクルは、圧縮機吸入側
に設けられたマフラーは、冷媒の流れを下向きとし、出
口下方側配管を該マフラー内部に挿入し、挿入された部
分の配管の下方部に小孔を設けたので、マフラーに冷媒
と冷凍機油が満杯になっても、比重の重い冷媒が下方
に、冷凍機油が上方に溜り、再起動時に小孔より冷媒が
圧縮機に先に戻るので、圧縮機への油の吸い込みによる
負荷を低減することができる。
に設けられたマフラーは、冷媒の流れを下向きとし、出
口下方側配管を該マフラー内部に挿入し、挿入された部
分の配管の下方部に小孔を設けたので、マフラーに冷媒
と冷凍機油が満杯になっても、比重の重い冷媒が下方
に、冷凍機油が上方に溜り、再起動時に小孔より冷媒が
圧縮機に先に戻るので、圧縮機への油の吸い込みによる
負荷を低減することができる。
【図１】この発明の実施例１〜６による冷媒圧縮機を用
いた冷凍装置の構成図である。
いた冷凍装置の構成図である。
【図２】この発明の実施例５による冷媒回路の部分詳細
図である。
図である。
【図３】この発明の圧縮機のシリンダ部の断面を示す図
である。
である。
【図４】この発明の冷凍サイクルを冷蔵庫に適用した説
明図である。
明図である。
【図５】従来の冷媒圧縮機を用いた冷凍装置の構成図で
ある。
ある。
【図６】従来の冷凍サイクルの凝縮器や蒸発器における
冷媒の流れを示す図である。
冷媒の流れを示す図である。
１ 圧縮機 ２ 凝縮器 ３ キャピラリーチューブ ４ 蒸発器 ５ ヘッダー ６ 潤滑油 ７ ドライヤー ８ マフラー ９ 吸入配管 １０ 吸入配管 １８ 小孔 ２１ トラップ部
フロントページの続き (72)発明者 隅田 嘉裕 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機 株式会社中央研究所内
Claims (7)
- 【請求項１】 ハイドロフルオロカーボンを主成分とす
る冷媒を用いる冷凍サイクルにおいて、該冷凍サイクル
を構成する冷媒配管の中の下方から上方に向かう冷媒配
管は、その配管内径を冷媒が上昇する際配管内壁に付着
した油を上昇させる内径以下にしたことを特徴とする冷
凍サイクル。 - 【請求項２】 配管内径を冷媒流速がゼロペネトレーシ
ョン流速以上になる内径以下としたことを特徴とする請
求項１記載の冷凍サイクル。 - 【請求項３】 ハイドロフルオロカーボンを主成分とす
る冷媒を用いる冷凍サイクルにおいて、冷媒流速がゼロ
ペネトレーション流速以下となる前記冷凍サイクル構成
要素は、該構成要素内の冷媒の流れが水平または下向き
としたことを特徴とする冷凍サイクル。 - 【請求項４】 蒸発器出口に設けられたヘッダーは、冷
媒の流れを下向きとし、該ヘッダー出口下方側吸入配管
をヘッダー内部に挿入したことを特徴とする請求項３記
載の冷凍サイクル。 - 【請求項５】 ヘッダー内部に挿入した吸入配管の上端
面までの該ヘッダー内容積は、そこに溜る冷凍機油量が
増加しても圧縮機の運転に支障ないものとしたことを特
徴とする請求項４記載の冷凍サイクル。 - 【請求項６】 冷媒配管のトラップ部のＵ字部状にたま
る液を最小にしたことを特徴とする請求項１、又は３記
載の冷凍サイクル。 - 【請求項７】 圧縮機吸入側に設けられたマフラーは、
冷媒の流れを下向きとし、出口下方側配管を該マフラー
内部に挿入し、挿入された部分の配管の下方部に小孔を
設けたことを特徴とする請求項３記載の冷凍サイクル。
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|---|---|---|---|
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| MYPI94001673A MY122553A (en) | 1993-09-30 | 1994-06-28 | Refrigerating cycle |
| US08/267,906 US5517824A (en) | 1993-09-30 | 1994-07-06 | Refrigerating cycle |
| SG1996004419A SG55064A1 (en) | 1993-09-30 | 1994-08-01 | Refrigerating circuit |
| SG9903468A SG85657A1 (en) | 1993-09-30 | 1994-08-01 | Refrigerating circuit |
| GB9415524A GB2282438B (en) | 1993-09-30 | 1994-08-01 | Refrigerating circuit |
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| DE4434717A DE4434717C2 (de) | 1993-09-30 | 1994-09-28 | Kältemittelkreislauf |
| US08/582,932 US5732568A (en) | 1993-09-30 | 1996-01-04 | Refrigerating cycle |
| HK98109118A HK1008437A1 (en) | 1993-09-30 | 1998-07-14 | Refrigerating circuit |
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|---|---|---|---|
| JP24504093 | 1993-09-30 | ||
| JP5-245040 | 1993-09-30 | ||
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|---|---|
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ID=26537020
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| DE (1) | DE4434717C2 (ja) |
| GB (1) | GB2282438B (ja) |
| HK (1) | HK1008437A1 (ja) |
| MY (2) | MY122553A (ja) |
| SG (2) | SG85657A1 (ja) |
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| WO2014203353A1 (ja) * | 2013-06-19 | 2014-12-24 | 三菱電機株式会社 | 空気調和機 |
| WO2016125239A1 (ja) * | 2015-02-02 | 2016-08-11 | 三菱電機株式会社 | 冷凍空調装置 |
| WO2019138594A1 (ja) * | 2018-01-15 | 2019-07-18 | 三菱電機株式会社 | 空気調和装置 |
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| JPWO2020157806A1 (ja) * | 2019-01-28 | 2021-09-09 | 三菱電機株式会社 | 冷蔵庫 |
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| TW568254U (en) * | 1997-01-06 | 2003-12-21 | Mitsubishi Electric Corp | Refrigerant circulating apparatus |
| JP3327197B2 (ja) * | 1997-08-19 | 2002-09-24 | 三菱電機株式会社 | 冷凍空調装置 |
| KR100511325B1 (ko) * | 2002-12-20 | 2005-08-31 | 엘지전자 주식회사 | 왕복동식 압축기를 구비한 냉동장치 |
| KR100504910B1 (ko) * | 2002-12-20 | 2005-07-29 | 엘지전자 주식회사 | 냉동 기기용 왕복동식 압축기 |
| JP6562025B2 (ja) * | 2016-04-08 | 2019-08-21 | 株式会社デンソー | 熱交換器 |
| CN112714853B (zh) * | 2018-09-28 | 2022-11-29 | 三菱电机株式会社 | 制冷循环装置的室外机、制冷循环装置以及空调装置 |
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|---|---|---|---|---|
| GB1084279A (ja) * | ||||
| US525224A (en) * | 1894-08-28 | Process of lubricating refrigerating-machines | ||
| SE309426B (ja) * | 1965-09-14 | 1969-03-24 | Stal Refrigeration Ab | |
| US3512374A (en) * | 1968-05-03 | 1970-05-19 | Parker Hannifin Corp | Suction accumulator for refrigeration systems |
| US3636723A (en) * | 1969-09-17 | 1972-01-25 | Kramer Trenton Co | Refrigeration system with suction line accumulator |
| SE7414299L (sv) * | 1974-11-14 | 1976-05-17 | Electrolux Ab | Anordning vid en kompressordriven kylapparat |
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| JPH0686969B2 (ja) * | 1984-12-07 | 1994-11-02 | 株式会社日立製作所 | 空冷ヒ−トポンプ式冷凍サイクル |
| JPH01318866A (ja) * | 1988-06-17 | 1989-12-25 | Matsushita Seiko Co Ltd | 圧縮機のアキュームレータ |
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| KR100318295B1 (ko) * | 1989-07-05 | 2002-11-16 | 가부시키가이샤 저펜에너지 | 냉각윤활제 |
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| JP3008765B2 (ja) * | 1993-09-30 | 2000-02-14 | 三菱電機株式会社 | 冷凍サイクル |
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