JPH094935A

JPH094935A - 冷凍装置

Info

Publication number: JPH094935A
Application number: JP15043395A
Authority: JP
Inventors: Satoru Ishii; 覚石井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1995-06-16
Filing date: 1995-06-16
Publication date: 1997-01-10

Abstract

(57)【要約】【目的】圧縮機の焼き付きが防止される、信頼性の高
い冷凍装置を提供する。【構成】圧縮機１２の下部とアキュムレータ１の下部
とを連通する連通管７を、圧縮機１２とアキュムレータ
１とに連通した潤滑油６の油面６ａが管内に位置するよ
うに配設した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、冷凍装置に係り、特
にアキュムレータから圧縮機への返油機構を改良した冷
凍装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７は、例えば特開平５−１９６３２７
号公報に示された従来のアキュムレータを示す断面図で
ある。同図において、１は密閉状の本体ケーシングを有
するアキュムレータ、２は略Ｕ字状に形成され後述する
圧縮機に接続される冷媒流出配管、２ａは冷媒流出配管
２の吸入口、３は冷媒回路内の冷媒をアキュムレータ１
に流入させる冷媒流入配管、４は冷媒流出配管２にキリ
穴加工等により形成された返油孔（オイルピックアップ
孔）、６はアキュムレータ１の下部に溜まっている潤滑
油である。

【０００３】また、図８は、冷凍装置の一般的な冷凍サ
イクルを示す説明図であり、同図において、１は上記ア
キュムレータ、１２は密閉状の本体ケーシングの下部に
潤滑油６を保有する圧縮機、１３は凝縮器、１４は減圧
装置、１５は蒸発器である。

【０００４】さらに、図９は、一般的な冷凍サイクルの
モリエル線図であり、同図に示すスーパーヒート（冷媒
過熱度）が、圧縮機１２に吸引される冷媒の状態（気相
もしくは気液二相）を左右する。

【０００５】次に動作について説明する。圧縮機１２か
ら吐出された冷媒（不図示）及び潤滑油６は、凝縮器１
３、減圧装置１４、及び蒸発器１５を経て、冷媒流入配
管３からアキュムレータ１に流入する。この際、上記ス
ーパーヒートが充分にとれている場合は、冷媒流入配管
３からアキュムレータ１に流入するのは、ガス冷媒と潤
滑油６との混合物となる。そして、流入したガス冷媒は
吸入口２ａを経て圧縮機１２に吸入されるため、アキュ
ムレータ１に溜まっている潤滑油６にガス冷媒が混入す
ることはなく、この潤滑油６は返油孔４から冷媒流出配
管２内に入って圧縮機１２に吸入される。

【０００６】ここで、圧縮機１２から冷媒回路内への潤
滑油６の吐出量をｘ、アキュムレータ１の返油孔４を経
た圧縮機１２への潤滑油６の流入量をｙとすれば、圧縮
機１２の潤滑油６の保有量Ｌは、ｄＬ／ｄｔ＝ｙ−ｘに
より変化する。すなわち、ｘ＜ｙであればＬは時間の経
過とともに増加し、ｘ＞ｙであれば減少し、ｘ＝ｙであ
れば一定に保たれることとなる。なお、圧縮機１２への
潤滑油６の流入量ｙは、返油孔４の開口面積により決定
される。

【０００７】また、上記スーパーヒートが充分にとれて
いない場合は、冷媒流入配管３からガス冷媒と液冷媒と
潤滑油６との混合物がアキュムレータ１に流入する。そ
して、流入したガス冷媒は吸入口２ａを経て圧縮機１２
に吸入されるが、液冷媒は流下してアキュムレータ１の
下部に溜まり、この液冷媒は潤滑油６とともに返油孔４
を経て圧縮機１２に吸入される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上のように構成され
た従来の冷凍装置では、冷媒流出配管２が略Ｕ字状に形
成されているため、返油孔４のキリ穴加工時に冷媒流出
配管２の内部に生じたバリが除去できず、このバリのた
めに返油孔４の開口面積が実質的に狭められることがあ
った。

【０００９】そして、その結果、所定の流入量ｙが確保
できずに圧縮機１２の潤滑油６の保有量Ｌが減少し、油
面が下限レベルよりも低くなって、圧縮機１２（の摺動
部分：不図示）が潤滑油６の枯渇により焼き付くことが
あったために、冷凍装置の信頼性が低くなっていた。

【００１０】また、冷凍装置が１台のアキュムレータ１
に複数の圧縮機１２を接続したものである場合には、ア
キュムレータ１からの潤滑油６の流入量ｙが圧縮機１２
によって異なるために、圧縮機１２に保有される潤滑油
６の油面の高さにアンバランスが生じ、一部の圧縮機１
２の油面が下限レベルよりも低くなって、焼き付きを起
こす危険性があった。

【００１１】さらに、上記スーパーヒートの不足により
一時的に多量の液冷媒がアキュムレータ１に流入してき
た場合には、アキュムレータ１に潤滑油６とともに多量
の液冷媒が溜まることになり、かつ、この潤滑油６と液
冷媒とは、比重の差によって潤滑油６が上方へ液冷媒が
下方へと分離するため、返油孔４からは液冷媒が優先的
に吸入されることになり、この結果、圧縮機１２に保有
される潤滑油６が液冷媒により希釈されて、潤滑不良に
より圧縮機１２が焼き付く危険性もあった。

【００１２】この発明は以上のような問題点を解消する
ためになされたものであって、圧縮機の焼き付きが防止
される、信頼性の高い冷凍装置を提供することを目的と
するものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明は、冷媒回路内の冷媒を吸引・圧縮する圧
縮機と、この圧縮機の冷媒流れ方向上流側に冷媒流出配
管を介して接続されたアキュムレータとを備えた冷凍装
置において、圧縮機の下部とアキュムレータの下部とを
連通する連通管を、圧縮機とアキュムレータとに連通し
た潤滑油の油面が管内に位置するように配設したもので
ある。

【００１４】また、冷媒回路内の冷媒を吸引・圧縮する
複数の圧縮機と、これらの圧縮機の冷媒流れ方向上流側
に冷媒流出配管を介して接続されたアキュムレータとを
備えた冷凍装置において、各圧縮機の下部とアキュムレ
ータの下部とをそれぞれ連通する複数の連通管を、圧縮
機とアキュムレータとに連通した潤滑油の油面が管内に
位置するように配設したものである。

【００１５】また、連通管を、平面視においてアキュム
レータの中心から略等角度で配設したものである。

【００１６】また、アキュムレータの内部を気液分離室
とこの気液分離室下方の油溜め室とに区画する仕切板を
設け、この仕切板にオリフィスを設けるとともに、気液
分離室に溜まった液冷媒により浮動するフロート機構
と、フロート機構に連動してオリフィスを開閉する弁と
を備えたものである。

【００１７】また、アキュムレータに、気液分離室と油
溜め室とを連通し、かつ、上端開口が仕切板から所定の
高さに設定される均圧管を設けたものである。

【００１８】

【作用】この発明に係る冷凍装置にあっては、圧縮機の
下部とアキュムレータの下部とを連通する連通管を、圧
縮機とアキュムレータとに連通した潤滑油の油面が管内
に位置するように配設したので、圧縮機から潤滑油が吐
出されると、直ちに連通管を通じてアキュムレータから
圧縮機に潤滑油が供給され、アキュムレータ内の潤滑油
と圧縮機内の潤滑油との油面の高さは常に等しくなる。

【００１９】また、複数の圧縮機の下部とアキュムレー
タの下部とをそれぞれ連通する複数の連通管を、圧縮機
とアキュムレータとに連通した潤滑油の油面が管内に位
置するように配設したので、各圧縮機内の潤滑油とアキ
ュムレータ内の潤滑油との油面の高さは常に等しくな
る。

【００２０】また、連通管を、平面視においてアキュム
レータの中心から略等角度で配設したので、アキュムレ
ータから連通管を通じて各圧縮機に供給される潤滑油の
量が平均化される。

【００２１】また、アキュムレータの内部を気液分離室
とこの気液分離室下方の油溜め室とに区画する仕切板を
設け、この仕切板にオリフィスを設けるとともに、気液
分離室に溜まった液冷媒により浮動するフロート機構
と、フロート機構に連動してオリフィスを開閉する弁と
を備えたので、一時的に多量の液冷媒がアキュムレータ
内に流入してきた場合には、気液分離室内の液面が上昇
してフロート機構が浮き上がり、弁によりオリフィスが
閉ざされて、液冷媒は気液分離室に貯留される。

【００２２】また、アキュムレータに、気液分離室と油
溜め室とを連通し、かつ、上端開口が仕切板から所定の
高さに設定される均圧管を設けたので、気液分離室と油
溜め室との均圧化が図れ、また、一時的に多量の液冷媒
がアキュムレータに流入してきて、気液分離室に潤滑油
とともに多量の液冷媒が溜まり、かつ、比重の差により
液冷媒の上方に分離する潤滑油の油面が均圧管の上端開
口の高さに達した場合には、潤滑油が上端開口から均圧
管内に入り、均圧管を通じて油溜め室に戻される。

【００２３】

【実施例】

実施例１．図１はこの発明の実施例１に係る冷凍装置に
おけるアキュムレータ及び圧縮機の断面図であり、図７
と同一もしくは相当する構成要素には同一符号を付して
その説明を省略する。また、冷凍装置の全体は図８と同
様であるので、その図示を省略する。

【００２４】７は圧縮機１２の下部とアキュムレータ１
の下部とを連通する連通管である。連通管７は、この連
通管７により連通させられるアキュムレータ１内の潤滑
油６と圧縮機１２内の潤滑油６との油面６ａが、その管
内に位置するように配設されている。なお、連通管７の
直径は、油面６ａの上限レベルと下限レベルとを、とも
に管内に位置させることが可能な太さとなっている。

【００２５】このように構成されているので、圧縮機１
２から潤滑油６が吐出されると、直ちに連通管７を通じ
てアキュムレータ１から圧縮機１２に潤滑油６が供給さ
れ、アキュムレータ１内の潤滑油６と圧縮機１２内の潤
滑油６との油面の高さは常に等しくなる。したがって、
圧縮機１２には実質的に圧縮機１２自体の保有量Ｌに、
アキュムレータ１に溜まっている量Ｍを加えた量の潤滑
油６が保有されているのと同じことになって、その保有
量は、ｄ（Ｌ＋Ｍ）／ｄｔ＝ｙ−ｘにより変化する。

【００２６】すなわち、従来例に比べて、量Ｍが加わっ
た分だけ圧縮機１２からの潤滑油６の吐出に伴う油面の
変動幅が小さくなるため、潤滑油６の枯渇により圧縮機
１２が焼き付く危険性が小さくなって、冷凍装置の信頼
性が向上する。

【００２７】実施例２．図２はこの発明の実施例２に係
る冷凍装置におけるアキュムレータ及び圧縮機の断面図
であり、図１と同一もしくは相当する構成要素には同一
符号を付してその説明を省略する。また、１２ｂは実施
例１の構成に追加された圧縮機を示す。

【００２８】このように、１台のアキュムレータ１に２
台の圧縮機１２，１２ｂが接続されており、圧縮機１
２，１２ｂの下部とアキュムレータ１の下部とは、それ
ぞれ実施例１の場合と同様に連通管７により連通してい
る。

【００２９】したがって、アキュムレータ１内の潤滑油
６と圧縮機１２，１２ｂ内の潤滑油６との油面の高さは
常に等しくなり、各圧縮機間の油面のアンバランスが解
消される。また、個々の圧縮機（例えば圧縮機１２）か
ら見ると、圧縮機１２には実質的に圧縮機１２自体の保
有量Ｌに、アキュムレータ１に溜まっている量Ｍと圧縮
機１２ｂの保有量Ｎとを加えた量の潤滑油６が保有され
ているのと同じことになって、その保有量は、ｄ（Ｌ＋
Ｍ＋Ｎ）／ｄｔ＝ｙ−ｘにより変化する。

【００３０】すなわち、実施例１に比べて、量Ｎが加わ
った分だけ圧縮機１２からの潤滑油６の吐出に伴う油面
の変動幅が小さくなるため、潤滑油６の枯渇により圧縮
機１２が焼き付く危険性は、より一層小さくなる。な
お、１台のアキュムレータに３台以上の圧縮機を接続し
た場合も同様である。

【００３１】実施例３．図３及び図４は、この発明の実
施例３に係る冷凍装置におけるアキュムレータ及び圧縮
機の平面図であり、図１と同一もしくは相当する構成要
素には同一符号を付してその説明を省略する。

【００３２】このように、アキュムレータ１と複数の圧
縮機１２とを連通する連通管７を、平面視においてアキ
ュムレータ１の中心Ｃから略等角度で配設すれば、アキ
ュムレータ１から連通管７を通じて各圧縮機１２に供給
される潤滑油の量が平均化され、各圧縮機１２間の油面
のアンバランスがより一層解消される。

【００３３】実施例４．図５はこの発明の実施例４に係
る冷凍装置におけるアキュムレータ及び圧縮機の断面図
であり、図１と同一もしくは相当する構成要素には同一
符号を付してその説明を省略する。また、２１はアキュ
ムレータ１の内部を気液分離室１ａとその下方の油溜め
室１ｂとに区画する仕切板、２２は仕切板２１に設けら
れたオリフィス、２３は気液分離室１ａに溜まった液冷
媒により浮動するフロート機構、２４はフロート機構２
３に連動してオリフィス２２を開閉する弁である。

【００３４】このように構成されているので、冷媒流入
配管３からガス冷媒と潤滑油６との混合物が流入してき
た場合には、ガス冷媒は冷媒流出配管２を経て圧縮機１
２に吸入され、潤滑油６は気液分離室１ａからオリフィ
ス２２を経て油溜め室１ｂに流下する。また、冷媒流入
配管３から一時的に多量の液冷媒が流入してきた場合に
は、オリフィス２２により油溜め室１ｂへの流量が制限
されるので気液分離室１ａ内の液面が上昇してフロート
機構２３が浮き上がり、弁２４によりオリフィス２２が
閉ざされて、液冷媒は気液分離室１ａに貯留される。

【００３５】したがって、多量の液冷媒が油溜め室１ｂ
から連通管７を経て圧縮機１２に至り、これにより圧縮
機１２に保有される潤滑油６が希釈されて、潤滑不良に
より圧縮機１２が焼き付く、といったことが防止され
る。なお、気液分離室１ａに貯留された液冷媒は、その
後、ガス冷媒となって冷媒流出配管２を経て圧縮機１２
に吸入されるので、気液分離室１ａ内の液面は次第に降
下してゆき、最終的には弁２４が開いて元の状態に戻
る。

【００３６】実施例５．図６はこの発明の実施例５に係
る冷凍装置におけるアキュムレータ及び圧縮機の断面図
であり、図５と同一もしくは相当する構成要素には同一
符号を付してその説明を省略する。また、２５は、気液
分離室１ａと油溜め室１ｂとを連通し、かつ、その上端
開口が仕切板２１から所定の高さに設定される均圧管で
ある。

【００３７】実施例４の構成では、弁２４によりオリフ
ィス２２が閉ざされている間、冷媒流入配管３から流入
してきた潤滑油６は気液分離室１ａに留められるため、
オリフィス２２が長時間閉ざされた場合は、油溜め室１
ｂ及び圧縮機１２の潤滑油６の油面６ａが次第に低下
し、ついには圧縮機１２の焼き付きを招くことが考えら
れる。また、一般的に油溜め室１ｂのほうが気液分離室
１ａよりも高圧となるため、この圧力差により弁２４が
オリフィス２２に押し付けられて、その動作がスムーズ
にいかないことも考えられる。

【００３８】これに対し、この実施例では、一時的に多
量の液冷媒がアキュムレータ１に流入してきて、気液分
離室１ａに潤滑油６とともに多量の液冷媒が溜まり、か
つ、比重の差により液冷媒の上方に分離する潤滑油６の
油面が均圧管２５の上端開口の高さに達した場合には、
潤滑油６が上端開口から均圧管２５内に入り、均圧管２
５を通じて油溜め室１ｂに戻される。したがって、オリ
フィス２２が長時間閉ざされたことが原因となって圧縮
機１２が焼き付くことがない。また、均圧管２５により
気液分離室１ａと油溜め室１ｂとが均圧化されるので、
弁２４の動作がスムーズに行われる。

【００３９】

【発明の効果】この発明に係る冷凍装置にあっては、圧
縮機の下部とアキュムレータの下部とを連通する連通管
を、圧縮機とアキュムレータとに連通した潤滑油の油面
が管内に位置するように配設したので、圧縮機から潤滑
油が吐出されると、直ちに連通管を通じてアキュムレー
タから圧縮機に潤滑油が供給され、アキュムレータ内の
潤滑油と圧縮機内の潤滑油との油面の高さは常に等しく
なる。したがって、圧縮機には実質的に、圧縮機自体の
保有量にアキュムレータに溜まっている量を加えた量の
潤滑油が保有されているのと同じことになって、圧縮機
からの潤滑油の吐出に伴う油面の変動幅が小さくなるた
め、潤滑油の枯渇による圧縮機の焼き付きが防止され
て、冷凍装置の信頼性が向上する。

【００４０】また、複数の圧縮機の下部とアキュムレー
タの下部とをそれぞれ連通する複数の連通管を、圧縮機
とアキュムレータとに連通した潤滑油の油面が管内に位
置するように配設したので、各圧縮機内の潤滑油とアキ
ュムレータ内の潤滑油との油面の高さは常に等しくな
る。したがって、各圧縮機間の油面のアンバランスが解
消されるとともに、各圧縮機には実質的に、その圧縮機
自体の保有量にアキュムレータに溜まっている量と他の
圧縮機の保有量とを加えた量の潤滑油が保有されている
のと同じことになって、圧縮機からの潤滑油の吐出に伴
う油面の変動幅が小さくなるため、潤滑油の枯渇による
圧縮機の焼き付きが防止されて、冷凍装置の信頼性が向
上する。

【００４１】また、連通管を、平面視においてアキュム
レータの中心から略等角度で配設したので、アキュムレ
ータから連通管を通じて各圧縮機に供給される潤滑油の
量が平均化され、各圧縮機間の油面のアンバランスがよ
り一層解消される。

【００４２】また、アキュムレータの内部を気液分離室
とこの気液分離室下方の油溜め室とに区画する仕切板を
設け、この仕切板にオリフィスを設けるとともに、気液
分離室に溜まった液冷媒により浮動するフロート機構
と、フロート機構に連動してオリフィスを開閉する弁と
を備えたので、一時的に多量の液冷媒がアキュムレータ
内に流入してきた場合には、気液分離室内の液面が上昇
してフロート機構が浮き上がり、弁によりオリフィスが
閉ざされて、液冷媒は気液分離室に貯留される。したが
って、液冷媒が圧縮機に供給されることが防止されるの
で、液冷媒により潤滑油が希釈されることに起因する圧
縮機の焼き付きが防止されて、冷凍装置の信頼性が向上
する。

【００４３】また、アキュムレータに、気液分離室と油
溜め室とを連通し、かつ、上端開口が仕切板から所定の
高さに設定される均圧管を設けたので、気液分離室と油
溜め室との均圧化が図れ、気液分離室と油溜め室との圧
力差に起因する弁の動作不良が防止できる。また、一時
的に多量の液冷媒がアキュムレータに流入してきて、気
液分離室に潤滑油とともに多量の液冷媒が溜まり、か
つ、比重の差により液冷媒の上方に分離する潤滑油の油
面が均圧管の上端開口の高さに達した場合には、潤滑油
が上端開口から均圧管内に入り、均圧管を通じて油溜め
室に戻される。したがって、オリフィスが長時間閉ざさ
れた場合の圧縮機の潤滑油枯渇が防止されて、冷凍装置
の信頼性がより一層向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１に係る冷凍装置における
アキュムレータ及び圧縮機の断面図である。

【図２】この発明の実施例２に係る冷凍装置における
アキュムレータ及び圧縮機の断面図である。

【図３】この発明の実施例３に係る冷凍装置における
アキュムレータ及び圧縮機の平面図である。

【図４】この発明の実施例３に係る別の冷凍装置にお
けるアキュムレータ及び圧縮機の平面図である。

【図５】この発明の実施例４に係る冷凍装置における
アキュムレータ及び圧縮機の断面図である。

【図６】この発明の実施例５に係る冷凍装置における
アキュムレータ及び圧縮機の断面図である。

【図７】従来のアキュムレータの断面図である。

【図８】冷凍装置の一般的な冷凍サイクルを示す説明
図である。

【図９】一般的な冷凍サイクルのモリエル線図であ
る。

【符号の説明】

１アキュムレータ、１ａ気液分離室、１ｂ油溜め
室、２冷媒流出配管、３冷媒流入配管、６潤滑
油、６ａ油面、７連通管、１２，１２ｂ圧縮機、
１３凝縮器、１４減圧装置、１５蒸発器、２１
仕切板、２２オリフィス、２３フロート機構、２４
弁、２５均圧管。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】冷媒回路内の冷媒を吸引・圧縮する圧縮
機と、この圧縮機の冷媒流れ方向上流側に冷媒流出配管
を介して接続されたアキュムレータとを備えた冷凍装置
において、上記圧縮機の下部と上記アキュムレータの下部とを連通
する連通管を、上記圧縮機と上記アキュムレータとに連
通した潤滑油の油面が管内に位置するように配設したこ
とを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】冷媒回路内の冷媒を吸引・圧縮する複数
の圧縮機と、これらの圧縮機の冷媒流れ方向上流側に冷
媒流出配管を介して接続されたアキュムレータとを備え
た冷凍装置において、上記各圧縮機の下部と上記アキュムレータの下部とをそ
れぞれ連通する複数の連通管を、上記圧縮機と上記アキ
ュムレータとに連通した潤滑油の油面が管内に位置する
ように配設したことを特徴とする冷凍装置。
【請求項３】連通管を、平面視においてアキュムレー
タの中心から略等角度で配設した請求項第２項に記載の
冷凍装置。
【請求項４】アキュムレータの内部を気液分離室とこ
の気液分離室下方の油溜め室とに区画する仕切板を設
け、この仕切板にオリフィスを設けるとともに、上記気
液分離室に溜まった液冷媒により浮動するフロート機構
と、上記フロート機構に連動して上記オリフィスを開閉
する弁とを備えた請求項第１項、第２項、又は第３項に
記載の冷凍装置。
【請求項５】アキュムレータに、気液分離室と油溜め
室とを連通し、かつ、上端開口が仕切板から所定の高さ
に設定される均圧管を設けた請求項第４項に記載の冷凍
装置。