JPH11117884A

JPH11117884A - 冷凍装置

Info

Publication number: JPH11117884A
Application number: JP28024797A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Morimoto; 裕之森本; Tetsuya Yamashita; 哲也山下; Satoru Ishii; 覚石井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1997-10-14
Filing date: 1997-10-14
Publication date: 1999-04-27

Abstract

(57)【要約】【課題】複数台の圧縮機を搭載した冷凍装置におい
て、各圧縮機での油量を均等化し、冷凍装置の信頼性を
確保する。【解決手段】並列に配管で接続された複数台の圧縮機
１ａ，１ｂと、油分離器４，凝縮器５，絞り装置７，蒸
発器８およびアキュムレータ９が、順次、配管にて接続
された冷凍装置において、所定の容量を持ったオイルタ
ンク１４を、上部高さは圧縮機油面計上限以上で、なお
かつ底部は圧縮機油面計下限以下に設置するとともに、
圧縮機油面計下限より低い位置に前記オイルタンク１４
と圧縮機１ａ，１ｂを接続する均油配管３ａ，３ｂを設
け、かつ、圧縮機油面計上限より高い位置に前記オイル
タンクと圧縮機を接続する均圧配管１２ａ，１２ｂを設
けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、冷凍装置の油量
制御に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１１は、従来例の冷凍装置を示す系統
図である。図において、１ａ，１ｂは圧縮機、２ａ，２
ｂは圧縮機の油面計、４は油分離器、５は凝縮器、６は
液だめ、７は絞り装置、８は蒸発器、９はアキュムレー
タ、１０は開閉弁、１１は減圧装置、１３は返油配管
で、これらの構成要素はそれぞれ互いに配管にて接続さ
れ、全体として冷凍装置を形成している。

【０００３】複数台の圧縮機１ａ，圧縮機１ｂで圧縮さ
れ、高温，高圧になったガス冷媒は、油分離器４でガス
冷媒と油が分離される。ガス冷媒は凝縮器５へ流れ込
み、一方、油は返油回路１３に設けられた開閉弁１０，
減圧装置１１を通ってアキュムレータ９の入口側のガス
配管に戻され、アキュムレータ９を通り、圧縮機１ａ，
１ｂに返油される。

【０００４】そして、ガス冷媒は凝縮器５で凝縮され、
液冷媒となり、絞り装置７にて低圧の気液二相冷媒とな
る。この気液二相冷媒は蒸発器８に送り込まれ、そこで
熱を吸収してガス冷媒となり、このガス冷媒はアキュム
レータ９を経て、圧縮機１ａ，１ｂに戻り、冷凍サイク
ルが完結する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のような複数台の
圧縮機１ａ，１ｂを搭載した冷凍装置では、アキュムレ
ータ９から各圧縮機までの圧力損失が異なったり、圧縮
機１ａ，１ｂごとに油の持ちだし量が異なるなど、種々
の要因で圧縮機１ａ，１ｂでの油量が均一にならず、圧
縮機１ａ，１ｂごとに油面の高さが異なる状態が発生
し、油量を確保できない圧縮機が存在することになり、
運転動作が確実でなかった。

【０００６】複数台の圧縮機１ａ，１ｂを搭載する冷凍
装置は運転範囲が広いため、冷媒流量の変化範囲が大き
く、その結果、冷凍装置の運転状態により、配管に存在
する油の量の変動が大きい。このため、配管中での油の
滞留量が増加したときは、圧縮機１ａ，１ｂの油量が確
保されなくなり、最悪の場合は油が枯渇したりする。

【０００７】また、ある運転で、圧縮機の油量が不足し
ていると判断されたため、油が追加充填され、その結
果、配管中での油が滞留する量が少ない運転状態では、
油が圧縮機１ａ，１ｂに戻り、圧縮機油面計２ａ，２ｂ
の上限を超え、最悪の場合は液圧縮を引き起こすなど、
運転動作が確実でなかった。

【０００８】この発明は、かかる問題点を解決するため
になされたものであり、所定の容量を持つオイルタンク
を低圧に設けるとともに、圧縮機油面計下限より低い位
置で均油作用を行わせ、かつ、圧縮機油面計上限より高
い位置で均圧作用を行わせるようにしたので、各圧縮機
の油量を均一にでき、油面計内に油を制御することがで
きるため、信頼性を向上させた安価な冷凍装置を提供し
ようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１の発明の冷凍装置に
おいては、並列に配管で接続された複数台の圧縮機と、
油分離器，凝縮器，絞り装置，蒸発器およびアキュムレ
ータが、順次、配管にて接続された冷凍装置において、
所定の容量を持ったオイルタンクを、上部高さは圧縮機
油面計上限以上で、なおかつ底部は圧縮機油面計下限以
下に設置するとともに、圧縮機油面計下限より低い位置
で前記オイルタンクと圧縮機を接続する均油配管を設
け、かつ、圧縮機油面計上限より高い位置で前記オイル
タンクと圧縮機を接続する均圧配管を設けた。

【００１０】第２の発明の冷凍装置においては、前記オ
イルタンクに圧縮機油面計下限の高さに設けられた油の
加熱手段を設け、前記加熱手段の表面の温度を検知する
温度検知手段と、この温度検知手段により検知された加
熱手段の表面温度が所定温度以上のときは、加熱手段に
よる加熱を停止させる制御手段とを備えた。

【００１１】第３の発明の冷凍装置においては、圧縮機
の吐出管から凝縮器入口までの配管の一部を、圧縮機油
面計下限の高さで、前記オイルタンクに熱交換可能に組
み入れた。

【００１２】第４の発明の冷凍装置においては、並列に
配管で接続された複数台の圧縮機と、油分離器，凝縮
器，絞り装置，蒸発器およびアキュムレータが、順次、
配管にて接続された冷凍装置において、所定の容量を持
ったオイルタンクを、上部高さは圧縮機油面計上限以上
で、なおかつ底部は圧縮機油面計下限以下に設置すると
ともに、圧縮機油面計下限より低い位置で前記オイルタ
ンクと圧縮機を接続し、開閉弁を設けた均油配管と、圧
縮機油面計上限より高い位置で前記オイルタンクと圧縮
機を接続する均圧配管と、起動時における一定時間の
間、前記均油配管に設けた開閉弁を閉にする制御手段と
を備え、前記オイルタンクと油分離器を接続する返油配
管には開閉弁と減圧装置を設けた。

【００１３】第５の発明の冷凍装置においては、並列に
配管で接続された複数台の圧縮機と、油分離器，凝縮
器，絞り装置，蒸発器およびアキュムレータが、順次、
配管にて接続された冷凍装置において、所定の容量を持
ち、液面を検知する液面検知手段を設けたオイルタンク
を、上部高さは圧縮機油面計上限以上で、なおかつ底部
は圧縮機油面計下限以下に設置するとともに、圧縮機油
面計下限より低い位置で前記オイルタンクと圧縮機を接
続する均油配管と、圧縮機油面計上限より高い位置で前
記オイルタンクと圧縮機を接続する均圧配管と、前記オ
イルタンクと油分離器を接続する返油配管に設けられた
開閉弁および減圧装置とを備え、前記液面検知手段で液
面の高さが設定値以上を検知したときは、返油配管に備
えられた開閉弁を閉にし、設定値未満のときは前記開閉
弁を開にする制御手段を設けた。

【００１４】第６の発明の冷凍装置においては、並列に
配管で接続された複数台の圧縮機と、油分離器，凝縮
器，絞り装置，蒸発器およびアキュムレータが、順次、
配管にて接続された冷凍装置において、所定の容量を持
ち、液面を検知する液面検知手段を設けたオイルタンク
を、上部高さは圧縮機油面計上限以上で、なおかつ底部
は圧縮機油面計下限以下に設置するとともに、圧縮機油
面計下限より低い位置で前記オイルタンクと圧縮機を接
続する均油配管と、圧縮機油面計上限より高い位置で前
記オイルタンクと圧縮機を接続する均圧配管と、前記油
分離器内の所定位置に入口を有し前記オイルタンクに接
続された第１返油回路と、この第１返油回路に設けられ
た第１開閉弁および第１減圧装置と、前記油分離器内の
所定位置において前記第１返油回路の入口よりも高い位
置に入口を有し前記オイルタンクに接続された第２返油
回路と、この第２返油回路に設けられた第２開閉弁およ
び第２減圧装置とを備え、前記オイルタンクの液面を検
知する液面検知手段で液面の高さが設定値以上を検知し
たときは、第１開閉弁を閉、第２開閉弁を開にし、液面
の高さが設定値未満を検知したときは、第１開閉弁を
開、第２開閉弁を閉にする制御手段を設けた。

【００１５】第７の発明の冷凍装置においては、並列に
配管で接続された複数台の圧縮機と、油分離器，凝縮
器，絞り装置，蒸発器およびアキュムレータが、順次、
配管にて接続された冷凍装置において、所定の容量を持
ったオイルタンクと、オイルタンクの上部高さは圧縮機
油面計上限以上で、なおかつ底部は圧縮機油面計下限以
下に設置するとともに、前記オイルタンクに設けられ圧
縮機油面計上限以上の高さを持つ切り板により仕切られ
たメインオイルタンクおよびサブオイルタンクと、前記
メインオイルタンクに設けられその液面を検知できる液
面検知手段と、圧縮機油面計下限より低い位置で前記オ
イルタンクと圧縮機を接続する均油配管と、圧縮機油面
計上限より高い位置で前記オイルタンクと圧縮機を接続
する均圧配管と、圧縮機油面計下限以下の高さでメイン
オイルタンクとサブオイルタンクを連結する配管に設け
られた開閉弁と、前記サブオイルタンクと油分離器を接
続する返油配管に設けられた開閉弁および減圧装置とを
備え、前記メインオイルタンクに設けた液面検知手段で
液面の高さが設定値を超えていることを検知したとき
は、メインオイルタンクとサブオイルタンクを連結する
配管の開閉弁を閉にし、設定値以下のときは前記返油配
管に設けた開閉弁を開にし、なおかつサブオイルタンク
とメインオイルタンクを連結している配管に備えられた
開閉弁を開にする制御手段を設けた。

【００１６】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１および図２は、この発明の一実施形
態を示す図である。図において、１ａ，１ｂは圧縮機、
２ａ，２ｂは圧縮機の油面計、３ａ，３ｂは均油配管、
４は油分離器、５は凝縮器、６は液だめ、７は絞り装
置、８は蒸発器、９はアキュムレータ、１０は開閉弁、
１１は減圧装置、１２ａ，１２ｂは均圧配管、１３は返
油配管、１４はオイルタンクである。これらの構成要素
はそれぞれ互いに配管にて接続され、全体として冷凍装
置を形成している。

【００１７】２台の圧縮機１ａ，１ｂと圧縮機１ａ，１
ｂにそれぞれ油量を確認するための油面計２ａ，２ｂを
備え、油分離器４，凝縮器５，液だめ６，絞り装置７，
蒸発器８，アキュムレータ９などが、順次、配管にて接
続され、所定の容量を持ったオイルタンク１４を設け、
その上部高さ、すなわち、頂部レベルは、圧縮機油面計
２ａ，２ｂの上限以上で、なおかつ、底部は圧縮機油面
計２ａ，２ｂの下限以下に設置されている。

【００１８】各圧縮機１ａ，１ｂの油面高さを同一にす
るために、圧縮機油面計２ａ，２ｂの下限より低い位置
に前記のオイルタンク１４と接続する均油配管３ａ，３
ｂを備え、各圧縮機１ａ，１ｂの油面上部のガス部の圧
力を等しくする目的で、圧縮機油面計２ａ，２ｂの上限
より高い位置にオイルタンク１４と圧縮機１ａ，１ｂを
接続する均圧配管１２ａ，１２ｂを設けている。

【００１９】油分離器４の底部からは、オイルタンク１
４に接続された返油配管１３を設けており、この返油回
路配管１３には開閉弁として例えば電磁弁１０を設け、
減圧装置１１としてたとえばキャピラリチューブ１１を
用いている。返油配管１３内における圧力は返油配管１
３のキャピラリチューブ１１で減圧されるために、オイ
ルタンク１４内の圧力は低圧になる。

【００２０】このため、オイルタンク１４中の油の劣化
の防止につながり、油の交換期間を長くできるため、運
転コストの低減につながるとともに、冷凍装置の信頼性
が向上する。

【００２１】上記のように、オイルタンクを冷凍装置に
設置すると、各圧縮機１ａ，１ｂ、オイルタンク１４の
油面上部の圧力が均圧配管１２ａ，１２ｂで等しくなる
ため、油面高さは、油のヘッド差により、等しくなろう
とする。その結果、従来のように、各圧縮機１ａ，１ｂ
の油面高さが異なる状態は発生しなくなる。

【００２２】次に、オイルタンク１４の容量の算出例に
ついて説明する。オイルタンク１４の底部を圧縮機油面
計２ａ，２ｂの下限と等しく設置した場合の最低容量Ｖ
ｔａｎｋ（ｃｍ3）は、Ｖｔａｎｋ＝Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎ−ｎ・Ｖｃとなる。ここで、Ｖｍａｘ（ｃｍ3）は冷凍装置中での
最大の油の滞留量、Ｖｍｉｎ（ｃｍ3）は冷凍装置での
最低の油の滞留量、ｎは圧縮機の台数、Ｖｃ（ｃｍ3）
は圧縮機油面計２ａ，２ｂの上限と下限の間の容積であ
る。

【００２３】また、上記のような設置条件で、なおか
つ、直方体のような形のオイルタンク１４を用いた場
合、最低必要な底面積Ｓ（ｃｍ2）は、油面計高さをｈ
ｔ（ｃｍ）とすると、Ｓ＝Ｖｔａｎｋ／ｈｔとなる。

【００２４】上記のような容量で、上記のような形状を
したオイルタンク１４を、図２のごとく、その上部高さ
は圧縮機油面計２ａ，２ｂの上限以上に、そして底部は
圧縮機油面計２ａ，２ｂの下限に等しく設置すると、冷
凍装置内での油の滞留量の多い時や、少ない時でも常に
圧縮機油面計内に油面が存在させることができ、特に複
雑な制御を必要とせず、冷凍装置の油量を、各圧縮機ご
とに均一にでき、なおかつ油量も一定範囲内に制御する
ことが可能となるため、冷凍装置の信頼性を向上させる
ことができる。

【００２５】なお、この実施の形態では、２台の圧縮機
の場合について説明したが、３台以上のときも、この発
明を適用することができる。また、複数台の圧縮機は同
一平面上にあるものとしている。

【００２６】この実施の形態では、現在冷凍装置などに
用いられているＲ２２冷媒と、それに溶け合う油を用い
ることを前提に説明したが、ＨＦＣ混合冷媒とそれに溶
け合う油にも適用できる。例えばＲ４０４Ａとエステル
油のような組合せである。特に、混合冷媒系（共沸混合
冷媒は除く）では、冷凍サイクルに充填した組成比と実
際に冷凍サイクル内を循環する組成比とは異なり、たと
え同じ蒸発温度や凝縮温度であっても、アキュムレータ
などに冷媒が溜まったりすることによって、循環する組
成比が変化する。

【００２７】このため、混合冷媒では、単一冷媒のよう
に冷媒と油の溶解度は圧力と温度のみで決定されるので
はなく、循環する冷媒の組成比にも依存する。すなわ
ち、油の粘性は圧力、温度および循環する冷媒の組成比
に依存する。混合冷媒系では、圧力，温度に加え循環す
る組成比の影響も受けるため、油タンクを冷凍サイクル
に設け、その容量を調整することによって、冷凍装置内
の油量の変動を吸収することができる本方式は特に有効
である。

【００２８】実施の形態２．図３は、この発明の他の実
施形態を示す図である。図において、１ａ，１ｂは圧縮
機、２ａ，２ｂは圧縮機の油面計、３ａ，３ｂは均油配
管、４は油分離器、５は凝縮器、６は液だめ、７は絞り
装置、８は蒸発器、９はアキュムレータ、１０は開閉
弁、１１は減圧装置、１２ａ，１２ｂは均圧配管、１３
は返油配管、１４はオイルタンクである。これらの構成
要素はそれぞれ互いに配管にて接続され、全体として冷
凍装置を形成している。３０は温度センサ、３１は制御
手段、３２は電気ヒータである。

【００２９】オイルタンク１４に貯えられている油の粘
度は水などの比べて大きいため、均油配管３ａ，３ｂで
の抵抗が大きくなり、均油に時間を要する。そこで、油
の粘性は温度上昇とともに低下する性質を利用し、均油
に要する時間の低減を図る。例えば、ある油では、２０
℃から４０℃に温度を上昇することにより、油純粋の粘
度は約１／３に低下する。この粘度低下により、均油流
量は同一ヘッド差で約３倍に増加し、最終的には均油に
要する時間を１／３に短縮させることができ、冷凍装置
の信頼性をさらに向上させることができる。

【００３０】次に、具体的なオイルタンク内の加熱方法
について説明する。図３の冷凍装置では、加熱手段とし
て、例えば電気ヒータ３２を使い、その電気ヒータ３２
の表面に、その温度が上昇し過ぎないように、電気ヒー
タ３２の表面温度を検知する温度検知手段として、温度
センサ３０を備えている。この温度センサ３０によっ
て、電気ヒータ３２の表面温度が所定温度以上を検知し
たとき、制御手段３１によってこの電気ヒータ３２の電
源を遮断する。

【００３１】これにより、オイルタンク１４に油が存在
しない時や、温度が上昇し過ぎることを防止でき、運転
動作を確実に行うことができる。なお、電気ヒータ３２
のオイルタンクに設置する位置は、圧縮機油面計２ａ，
２ｂの下限の位置にできるだけ近く、常に電気ヒータ３
２が油に浸るように設置する必要がある。

【００３２】実施の形態３．図４は、この発明の更に他
の実施形態を示す図である。図において、１ａ，１ｂは
圧縮機、２ａ，２ｂは圧縮機の油面計、３ａ，３ｂは均
油配管、４は油分離器、５は凝縮器、６は液だめ、７は
絞り装置、８は蒸発器、９はアキュムレータ、１０は開
閉弁、１１は減圧装置、１２ａ，１２ｂは均圧配管、１
３は返油配管、１４はオイルタンクである。これらの構
成要素はそれぞれ互いに配管にて接続され、全体として
冷凍装置を形成している。

【００３３】図４に示す冷凍装置は、上記実施の形態２
における加熱手段１５として、圧縮機１ａ，１ｂから吐
出された高温の冷媒ガスの熱を利用して、オイルタンク
１４の油を加熱することを目的としている冷凍装置であ
る。高温のガス冷媒が存在するのは、圧縮機１ａ，１ｂ
の吐出管から凝縮器５の入口付近までであり、この範囲
内にある配管の一部をオイルタンク１４内に通し、油と
冷媒を熱交換させ、油の粘度を低下させる。

【００３４】圧縮機１ａ，１ｂの吐出管から油分離器４
までの配管をオイルタンク１４に通すと、冷媒ガスの一
部が凝縮する可能性がある。もし、凝縮が発生すると、
凝縮した冷媒液が油分離器４，電磁弁１０，キュピラリ
チューブ１１を通って、オイルタンク１４に戻る。その
結果、液バックと同じ現象となるため、冷凍装置の信頼
性上好ましくない。

【００３５】そこで、このような状態にならないように
するため、オイルタンク１４で熱交換させる配管は、油
分離器４から凝縮器入口までの配管の方が、もし凝縮が
発生しても凝縮器に流れ込むため、冷凍サイクルの信頼
性上好ましい。

【００３６】この熱交換させる配管のオイルタンク１４
内での位置は、圧縮機油面計２ａ，２ｂの下限にできる
だけ近い位置に設置し、常に油と熱交換できる位置に設
置する。このように油を加熱することで、冷媒が油に溶
け込む量を低減できるため、冷凍装置を起動させる際な
どに発生するフォーミング防止効果もある。

【００３７】実施の形態４．図５は、この発明の他の実
施形態を示す図である。図において、１ａ，１ｂは圧縮
機、２ａ，２ｂは圧縮機の油面計、３ａ，３ｂは均油配
管、４は油分離器、５は凝縮器、６は液だめ、７は絞り
装置、８は蒸発器、９はアキュムレータ、１０は開閉
弁、１１は減圧装置、１２ａ，１２ｂは均圧配管、１３
は返油配管、１４はオイルタンクである。これらの構成
要素はそれぞれ互いに配管にて接続され、全体として冷
凍装置を形成している。１５ａ，１５ｂは電磁弁からな
る開閉弁、１６は制御手段である。

【００３８】この実施の形態では、均油配管３ａ，３ｂ
に開閉弁１５ａ，１５ｂを備え、ここでは、電磁弁１５
ａ，１５ｂを用いている。この電磁弁１５ａ，１５ｂ
は、起動時に発生するフォーミングにより、オイルタン
ク１４内の油量低下の防止を目的としたものである。

【００３９】起動後の所定時間の間は、均油配管３ａ，
３ｂの電磁弁１５ａ，１５ｂは閉にし、所定時間を越え
ると電磁弁１５ａ，１５ｂを開にする制御を制御手段１
６によって行う。この制御を行うことで、オイルタンク
１４内の油が起動時のフォーミングによって圧縮機側に
引き込まれる現象を防止でき、オイルタンク内の油量を
確保できる。

【００４０】所定時間が経過すると、制御手段１６によ
り、電磁弁１５ａ，１５ｂを開にし、オイルタンク１４
内の油量を均油配管３ａ，３ｂを介して、ヘッド差によ
り各圧縮機１ａ，１ｂの油量を均一にでき、冷凍装置の
信頼性が向上する。

【００４１】実施の形態５．図６は、この発明の他の実
施形態を示す図である。図において、１ａ，１ｂは圧縮
機、２ａ，２ｂは圧縮機の油面計、３ａ，３ｂは均油配
管、４は油分離器、５は凝縮器、６は液だめ、７は絞り
装置、８は蒸発器、９はアキュムレータ、１０は開閉
弁、１１は減圧装置、１２ａ，１２ｂは均圧配管、１３
は返油配管、１４はオイルタンクである。これらの構成
要素はそれぞれ互いに配管にて接続され、全体として冷
凍装置を形成している。１７は制御手段、１８は液面セ
ンサからなる液面検知手段である。

【００４２】まず、油分離器４にあらかじめ油を保持さ
せておく。すなわち、通常の油封入量より、油分離器４
に保持させている油量分だけ、この実施の形態における
冷凍装置では多いことになる。オイルタンク１４内の液
面を検知する手段１８として、例えば液面センサ１８
と、液面センサ１８から検知された情報で、返油配管１
３の電磁弁１０を開閉させる制御手段１７を備えてい
る。

【００４３】液面センサ１８で検知されたオイルタンク
１４内の液面高さが、設定値より低いとき、すなわち設
定値未満のときは、制御手段１７によって電磁弁１０を
開状態にし、常に油分離器４から油を戻すようにする。
反対に、液面センサ１８によって検知されたオイルタン
ク１４内の液面高さが設定値より高い場合、すなわち設
定値以上のときは、制御手段１７によって電磁弁１０を
閉にする。

【００４４】これにより、圧縮機１ａ，１ｂでの油量制
御を細やかに制御できるとともに、油量の安定化を図る
ことができる。

【００４５】また、オイルタンク内の油量が急激に減っ
た時でも、油分離器４に保持されている油を戻すことで
オイルタンク１４の油量を早急に回復させることができ
るため、冷凍装置の信頼性を向上させることができる。

【００４６】そして、常時返油配管１３の電磁弁１０が
開の状態で運転している冷凍装置より、オイルタンクの
油量により電磁弁１０を開閉するため、無駄なバイパス
量を低減できるため、性能向上も同時に図れる。

【００４７】実施の形態６．図７および図８は、この発
明の実施の形態の他の例を示す図である。図において、
１ａ，１ｂは圧縮機、２ａ，２ｂは圧縮機の油面計、３
ａ，３ｂは均油配管、４は油分離器、５は凝縮器、６は
液だめ、７は絞り装置、８は蒸発器、９はアキュムレー
タ、１０は開閉弁、１１は減圧装置、１２ａ，１２ｂは
均圧配管、１３は返油配管、１４はオイルタンクであ
る。これらの構成要素はそれぞれ互いに配管にて接続さ
れ、全体として冷凍装置を形成している。１８は液面セ
ンサからなる液面検知手段、１９は第２電磁弁からなる
第２開閉弁、２０は第１電磁弁からなる第１開閉弁、２
１は第２キャピラリーチューブからなる第２減圧装置、
２２は第１キャピラリーチューブからなる第１減圧装
置、２３は第２返油配管、２４は第１返油配管、２５は
制御手段である。

【００４８】この実施の形態における冷凍装置は、返油
配管を二つ持っており、第１返油配管２４には、第１開
閉弁として例えば第１電磁弁２０を備えるとともに、第
１減圧装置として例えば第１キャピラリ２２を備えてお
り、第２返油配管２３にも同じく第２開閉弁として例え
ば第２電磁弁１９を設けるとともに、第２減圧装置とし
て例えば第２キャピラリチューブ２１を設けている。

【００４９】油分離器４では、図８に示すように第２返
油配管２３の入口は、第１返油配管２４の入口よりも高
い位置になっている。液面センサ１８から得られた液面
高さの情報により、第１電磁弁２０，第２電磁弁１９の
開閉を行う制御手段２５を備えている。油分離器４に
は、あらかじめ第２返油配管２３の入口の位置まで油を
封入しておく。すなわち、通常の油封入量より油分離器
４に保持させている油量分だけ、この実施の形態におけ
る冷凍装置では多いことになる。

【００５０】制御方法としては、液面センサ１８で設定
値より液面高さが高いことを検知したとき、すなわち液
面高さが設定値以上を検知したときは、第１電磁弁２０
は閉とし、第２電磁弁１９は開にするように、制御手段
２５によって制御する。反対に、液面センサ１８で設定
値より液面高さが低いことを検知したとき、すなわち液
面高さが設定値未満を検知したときは、第１電磁弁２０
は開とし、第２電磁弁１９は閉にする制御を制御手段２
５によって行う。

【００５１】このような制御を行うことによって、油量
が設定値以上では、第２返油配管２３からオーバフロー
させた油をオイルタンクに戻し、油量の安定化を図ると
ともに、急激に油がオイルタンクから減った時などは油
分離器４に保持させている油をオイルタンクに戻させる
ことで油不足を回避する。このため、油量を安定させる
ことができ、急激に油量が減った時などに対しても、油
量回復させる時間を低減させ、冷凍装置の信頼性が向上
する。

【００５２】実施の形態７．図９および図１０は、この
発明の実施の形態の他の例を示す図である。図におい
て、１ａ，１ｂは圧縮機、２ａ，２ｂは圧縮機の油面
計、３ａ，３ｂは均油配管、４は油分離器、５は凝縮
器、６は液だめ、７は絞り装置、８は蒸発器、９はアキ
ュムレータ、１０は開閉弁、１１は減圧装置、１２ａ，
１２ｂは均圧配管、１３は返油配管、１４はオイルタン
クである。これらの構成要素はそれぞれ互いに配管にて
接続され、全体として冷凍装置を形成している。１８は
液面センサからなる液面検知手段、２７は電磁弁からな
る開閉弁、２８は制御手段、２９は仕切り板、３３はメ
インオイルタンク、３４はサブオイルタンクである。

【００５３】図１０に示すように、オイルタンク１４
は、圧縮機油面計２ａ，２ｂの上限の高さと等しい仕切
り板２９でメインオイルタンク３３，サブオイルタンク
３４の二つの部屋に仕切られており、オイルタンク１４
の上面部と仕切り板２９の上縁部には隙間を確保してお
く。

【００５４】また、メインオイルタンク３３には液面を
検知する手段１８として、例えば液面センサ１８を設
け、メインオイルタンク３３とサブオイルタンク３４を
圧縮機油面計２ａ，２ｂの下限より低い位置で接続して
いる配管を設け、その配管には開閉弁２７として、例え
ば電磁弁２７を備えている。

【００５５】メインオイルタンク３３とサブオイルタン
ク３４を接続している配管の電磁弁２７を、液面センサ
１８で検知された液面高さにより、開閉する制御手段２
８を設けている。サブオイルタンク３４にはあらかじめ
仕切り板の上部程度まで油を保持させておく。返油配管
１３はサブオイルタンク３４に接続されている。

【００５６】液面センサ１８で検知された液面高さが、
設定下限値に到達したとき、すなわち液面高さが設定値
以下のときは電磁弁２７を開にし、サブオイルタンク３
４に貯えられている油をメインオイルタンク３３に液ヘ
ッド差で戻し、液面が基準値に到達したら、すなわち設
定値を超えているときは、制御手段２８によって電磁弁
２８を閉にする。

【００５７】定常運転すなわち液面高さが設定値以上を
保って運転している場合、油分離器から戻される油はサ
ブオイルタンク３４に貯える。何らかの原因によって急
激にメインオイルタンク３３から油がなくなった場合で
も、サブオイルタンク３４に保持している油でカバーで
き、圧縮機１ａ，１ｂの油量を確保できるため、冷凍装
置の信頼性が向上する。

【００５８】

【発明の効果】第１の発明に係る冷凍装置によれば、上
部高さが圧縮機油面計上限以上で、なおかつ底部は圧縮
機油面計下限以下に設置されたオイルタンクと複数台の
圧縮機とにおいて、圧縮機油面計下限より低い位置で均
油作用を行わせ、かつ、圧縮機油面計上限より高い位置
で均圧作用を行わせるようにしたので、各圧縮機の油量
を均一にでき、油面計内に油を制御することができるた
め、信頼性を向上させた安価な冷凍装置を提供すること
ができる。

【００５９】第２の発明に係る冷凍装置によれば、上部
高さが圧縮機油面計上限以上で、なおかつ底部は圧縮機
油面計下限以下に設置されたオイルタンクと複数台の圧
縮機とにおいて、圧縮機油面計下限より低い位置で均油
作用を行わせ、かつ、圧縮機油面計上限より高い位置で
均圧作用を行わせるようにするとともに、オイルタンク
に圧縮機油面計下限の高さに設けられた油の加熱手段を
設け、加熱手段の表面温度が所定温度以上のときは、加
熱手段による加熱を停止させるようにしたので、均油お
よび油量制御ができるとともに、油の粘性を低下させる
ことにより、均油速度を大きくすることができ、また、
適切に油を加熱するので油に溶ける冷媒量も低減でき、
起動時の際などに発生するフォーミングを防止できるた
め信頼性を向上させた冷凍装置を提供することができ
る。

【００６０】第３の発明に係る冷凍装置によれば、上部
高さが圧縮機油面計上限以上で、なおかつ底部は圧縮機
油面計下限以下に設置されたオイルタンクと複数台の圧
縮機とにおいて、圧縮機油面計下限より低い位置で均油
作用を行わせ、かつ、圧縮機油面計上限より高い位置で
均圧作用を行わせるようにするとともに、圧縮機の吐出
配管から凝縮器入口までの配管の一部で、その内部を流
通する冷媒により、前記オイルタンクの油を加熱するよ
うにしたので、均油および油量制御ができるとともに、
油の粘性を低下させることにより、均油速度を大きくす
ることができ、また、油を加熱するので油に溶ける冷媒
量も低減でき、起動時の際などに発生するフォーミング
を防止できるため信頼性を向上を図ることができ、さら
に冷媒自身の熱で加熱しているため、新たな部品も必要
なく、運転動作が確実で安価な冷凍装置を提供すること
ができる。

【００６１】第４の発明に係る冷凍装置によれば、上部
高さが圧縮機油面計上限以上で、なおかつ底部は圧縮機
油面計下限以下に設置されたオイルタンクと複数台の圧
縮機とにおいて、圧縮機油面計下限より低い位置で均油
作用を行わせ、かつ、圧縮機油面計上限より高い位置で
均圧作用を行わせるようにするとともに、起動時に一定
時間の間、均油作用を行わせないようにしたので、均油
および油量制御を適切に行えるとともに、起動時のフォ
ーミングによるオイルタンク内の油量低下を防止するこ
ともできるため、信頼性を向上させた冷凍装置を提供す
る。

【００６２】第５の発明に係る冷凍装置によれば、上部
高さが圧縮機油面計上限以上で、なおかつ底部は圧縮機
油面計下限以下に設置されたオイルタンクと複数台の圧
縮機とにおいて、圧縮機油面計下限より低い位置で均油
作用を行わせ、かつ、圧縮機油面計上限より高い位置で
均圧作用を行わせるようにするとともに、オイルタンク
の液面の高さが設定値以上のときは返油配管による返油
作用を中止し、設定値未満のときは返油作用を実行する
ようにしたので、均油制御を適切に行わせるとともに、
油量制御を細やかに制御でき、オイルタンク内の油量が
急激に減った時でも、油分離器に保持している油を戻す
ことによって、すばやく油量を回復させることができる
ため、信頼性を向上させた冷凍装置を提供することがで
き、しかも、返油配管での無駄なバイパス量を低減させ
ることもできるので、性能を向上させた冷凍装置も提供
することができる。

【００６３】第６の発明に係る冷凍装置によれば、上部
高さが圧縮機油面計上限以上で、なおかつ底部は圧縮機
油面計下限以下に設置されたオイルタンクと複数台の圧
縮機とにおいて、圧縮機油面計下限より低い位置で均油
作用を行わせ、かつ、圧縮機油面計上限より高い位置で
均圧作用を行わせるようにするとともに、オイルタンク
の液面の高さが設定値以上のときは、油分離器内での入
り口の位置が高い方の返油回路で油をオイルタンクに送
り、液面高さが設定値未満のときは、油分離器内での入
り口位置の低い方の返油回路で油を油分離器からオイル
タンクに戻すようにしたので、均油および油量制御がで
きるとともに、油量を安定させることができ、急激に油
量が減った時に対しても、油分離器に保持している油を
用いることで、油量を回復させる時間を低減することが
できるため、信頼性を向上させた冷凍装置を提供するこ
とができる。

【００６４】第７の発明に係る冷凍装置によれば、上部
高さが圧縮機油面計上限以上で、なおかつ底部は圧縮機
油面計下限以下に設置されたオイルタンクと複数台の圧
縮機とにおいて、圧縮機油面計下限より低い位置で均油
作用を行わせ、かつ、圧縮機油面計上限より高い位置で
均圧作用を行わせるようにするとともに、メインオイル
タンクの液面の高さが上限設定値以上のときは、メイン
オイルタンクとサブオイルタンクとの連通を閉止し、液
面の高さが設定値以下のときは、返油配管による返油作
用を行い、かつ、メインオイルタンクとサブオイルタン
クとを連通させるようにしたので、均油および油量制御
ができるとともに、サブオイルタンクに油を保持させて
いるため、メインオイルタンクの油が急激になくなる事
態が発生しても、サブオイルタンクの油で回避でき、な
おかつ、油量を回復させる時間を短くすることができる
ため、信頼性を向上させた冷凍装置を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１を示す冷凍装置の構
成図。

【図２】この発明の実施の形態１におけるオイルタン
クの設置位置を示す説明図。

【図３】この発明の実施の形態２を示す冷凍装置の構
成図。

【図４】この発明の実施の形態３を示す冷凍装置の構
成図。

【図５】この発明の実施の形態４を示す冷凍装置の構
成図。

【図６】この発明の実施の形態５を示す冷凍装置の構
成図。

【図７】この発明の実施の形態６を示す冷凍装置の構
成図。

【図８】この発明の実施の形態６における油分離器の
断面図。

【図９】この発明の実施の形態７を示す冷凍装置の構
成図。

【図１０】この発明の実施の形態７におけるオイルタ
ンクの断面図。

【図１１】従来の冷凍装置を示す構成図。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ圧縮機、２ａ，２ｂ圧縮機油面計、３
ａ，３ｂ均油配管、４油分離器、５凝縮器、６液
だめ、７絞り装置、８蒸発器、９アキュムレー
タ、１０開閉弁、１１減圧装置、１２ａ，１２ｂ
均圧配管、１３返油配管、１４オイルタンク、１５
ａ、１５ｂ開閉弁、１６制御手段、１７制御手
段、１８液面検知手段、１９第２開閉弁、２０第
１開閉弁、２１第２減圧装置、２２第１減圧装置、
２３第２返油配管、２４第１返油配管、２５制御
手段、２６メインオイルタンクとサブオイルタンクと
を連結する配管、２７開閉弁、２９仕切り板、３０
温度検知手段、３１制御手段、３２加熱手段、３
３メインオイルタンク、３３サブオイルタンク。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】並列に配管で接続された複数台の圧縮機
と、油分離器，凝縮器，絞り装置，蒸発器およびアキュ
ムレータが、順次、配管にて接続された冷凍装置におい
て、所定の容量を持ったオイルタンクを、上部高さは圧
縮機油面計上限以上で、なおかつ底部は圧縮機油面計下
限以下に設置するとともに、圧縮機油面計下限より低い
位置で前記オイルタンクと前記圧縮機を接続する均油配
管を設け、かつ、圧縮機油面計上限より高い位置で前記
オイルタンクと前記圧縮機を接続する均圧配管を設けた
ことを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】前記オイルタンクに圧縮機油面計下限の
高さに設けられた油の加熱手段を設け、前記加熱手段の
表面の温度を検知する温度検知手段と、この温度検知手
段により検知された前記加熱手段の表面温度が所定温度
以上のときは、前記加熱手段による加熱を停止させる制
御手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の冷
凍装置。
【請求項３】圧縮機の吐出管から凝縮器入口までの配
管の一部を、圧縮機油面計下限の高さで、前記オイルタ
ンクに熱交換可能に組み入れたことを特徴とする請求項
１に記載の冷凍装置。
【請求項４】並列に配管で接続された複数台の圧縮機
と、油分離器，凝縮器，絞り装置，蒸発器およびアキュ
ムレータが、順次、配管にて接続された冷凍装置におい
て、所定の容量を持ったオイルタンクを、上部高さは圧
縮機油面計上限以上で、なおかつ底部は圧縮機油面計下
限以下に設置するとともに、圧縮機油面計下限より低い
位置で前記オイルタンクと前記圧縮機を接続し、開閉弁
を設けた均油配管と、圧縮機油面計上限より高い位置で
前記オイルタンクと圧縮機を接続する均圧配管と、起動
時における一定時間の間、前記均油配管に設けた開閉弁
を閉にする制御手段とを備え、前記オイルタンクと前記
油分離器を接続する返油配管には開閉弁および減圧装置
を設けたことを特徴とする冷凍装置。
【請求項５】並列に配管で接続された複数台の圧縮機
と、油分離器，凝縮器，絞り装置，蒸発器およびアキュ
ムレータが、順次、配管にて接続された冷凍装置におい
て、所定の容量を持ち、液面を検知する液面検知手段を
設けたオイルタンクを、上部高さは圧縮機油面計上限以
上で、なおかつ底部は圧縮機油面計下限以下に設置する
とともに、圧縮機油面計下限より低い位置で前記オイル
タンクと圧縮機を接続する均油配管と、圧縮機油面計上
限より高い位置で前記オイルタンクと圧縮機を接続する
均圧配管と、前記オイルタンクと油分離器を接続する返
油配管に設けられた開閉弁および減圧装置とを備え、前
記液面検知手段で液面の高さが設定値以上を検知したと
きは、返油配管に備えられた開閉弁を閉にし、設定値未
満のときは前記開閉弁を開にする制御手段を設けたこと
を特徴とする冷凍装置。
【請求項６】並列に配管で接続された複数台の圧縮機
と、油分離器，凝縮器，絞り装置，蒸発器およびアキュ
ムレータが、順次、配管にて接続された冷凍装置におい
て、所定の容量を持ち、液面を検知する液面検知手段を
設けたオイルタンクを、上部高さは圧縮機油面計上限以
上で、なおかつ底部は圧縮機油面計下限以下に設置する
とともに、圧縮機油面計下限より低い位置で前記オイル
タンクと圧縮機を接続する均油配管と、圧縮機油面計上
限より高い位置で前記オイルタンクと圧縮機を接続する
均圧配管と、前記油分離器内の所定位置に入口を有し前
記オイルタンクに接続された第１返油回路と、この第１
返油回路に設けられた第１開閉弁および第１減圧装置
と、前記油分離器内の所定位置において前記第１返油回
路の入口よりも高い位置に入口を有し前記オイルタンク
に接続された第２返油回路と、この第２返油回路に設け
られた第２開閉弁および第２減圧装置とを備え、前記オ
イルタンクの液面を検知する液面検知手段で液面の高さ
が設定値以上を検知したときは、第１開閉弁を閉、第２
開閉弁を開にし、液面の高さが設定値未満を検知したと
きは、第１開閉弁を開、第２開閉弁を閉にする制御手段
を設けたことを特徴とする冷凍装置。
【請求項７】並列に配管で接続された複数台の圧縮機
と、油分離器，凝縮器，絞り装置，蒸発器およびアキュ
ムレータが、順次、配管にて接続された冷凍装置におい
て、所定の容量を持ったオイルタンクを、上部高さは圧
縮機油面計上限以上で、なおかつ底部は圧縮機油面計下
限以下に設置するとともに、前記オイルタンクに設けら
れ圧縮機油面計上限以上の高さを持つ仕切り板により仕
切られたメインオイルタンクおよびサブオイルタンク
と、前記メインオイルタンクに設けられその液面を検知
できる液面検知手段と、圧縮機油面計下限より低い位置
で前記オイルタンクと前記圧縮機を接続する均油配管
と、圧縮機油面計上限より高い位置で前記オイルタンク
と前記圧縮機を接続する均圧配管と、圧縮機油面計下限
以下の高さで前記メインオイルタンクと前記サブオイル
タンクを連結する配管に設けられた開閉弁と、前記サブ
オイルタンクと前記油分離器を接続する返油配管に設け
られた開閉弁および減圧装置とを備え、前記メインオイ
ルタンクに設けた前記液面検知手段で液面の高さが設定
値を超えていることを検知したときは、前記メインオイ
ルタンクと前記サブオイルタンクを連結する配管の前記
開閉弁を閉にし、設定値以下のときは前記返油配管に設
けた前記開閉弁を開にし、なおかつ前記サブオイルタン
クと前記メインオイルタンクを連結している配管に備え
られた前記開閉弁を開にする制御手段を設けたことを特
徴とする冷凍装置。