JPH11294874A - マルチタイプ冷凍機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】マルチタイプ冷凍機としての特性を活かすとと
もに、信頼性を向上させたマルチタイプ冷凍機を提供す
る。 【解決手段】マルチタイプ冷凍機において、１台の圧縮
機２および３に対して１台づつ配置された複数台の油冷
却器１８、１９およびストレーナ２５、２６と、油タン
ク１３と油冷却器１８、１９とを接続する各油管１４、
１５および前記各ストレーナ２５、２６の入口側と出口
側に設けられた複数の止め弁２３、２４、２７、２８
と、前記各ストレーナ２５、２６の出口側に設けられた
止め弁２７、２８と前記各圧縮機２、３とを接続する給
油管２０、２１を接続するバイパス配管２９と、該バイ
パス配管２９を開閉する止め弁３０とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数台の圧縮機を
用いたマルチタイプ冷凍機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】複数台の圧縮機を備え、冷凍負荷の変化
に合わせ、圧縮機の運転台数を変化させるようにしたマ
ルチタイプ冷凍機が実用化されている。このマルチタイ
プ冷凍機は、冷凍能力と動力が正比例の関係にあり、運
転制御が容易である。複数台の圧縮機を備えたマルチタ
イプ冷凍機として、たとえば、特開平５−１１８６７５
号公報に開示されたマルチタイプ冷凍機が提案されてい
る。

【０００３】このマルチタイプ冷凍機は、複数台の圧縮
機から吐出されたガス冷媒を導入し、ガス冷媒に含まれ
る油を分離する単一の共用形油分離器と、該共用形油分
離器を通過した冷媒ガスを凝縮する単一の凝縮器と、前
記共用形油分離器で冷媒ガスから分離された油を回収す
る単一の共用形油タンクと、前記油タンクから前記各圧
縮機に送られる油を冷却する単一の油冷却器と、冷却し
た油を濾過するストレーナとを備えている。

【０００４】このようなマルチタイプ冷凍機において
は、油分離器、油タンク、凝縮器、油冷却器などを共用
形とすることにより、構成を簡素化し、冷凍機全体を小
型化することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】たとえば、２台の圧縮
機に対し１台の共用形の油冷却器を使用する場合、油冷
却器として２台分油を所定の温度に冷却することが可能
な冷却能力を持つものが設置される。

【０００６】したがって、冷凍負荷の変動により１台の
圧縮機を停止させると、油冷却器内には１台分の油しか
流れないため、油が必要以上に冷却され油の温度が下が
り、油に溶け込む冷媒の量が増加する。このため、油の
潤滑性能が低下して圧縮機の摺動部の摩耗を助長するだ
けでなく、油に溶け込んだ冷媒が圧縮機内で蒸発して、
圧縮機の体積効率を低下させ、冷凍機の冷却能力を低下
させることになる。

【０００７】また、定期的に行う圧縮機の点検、オーバ
ホール、油冷却器の冷却管の清掃、ストレーナのフィル
タの交換などの保守、サービス作業時、あるいは、圧縮
機や油冷却器の故障時には、すべての圧縮機を停止しな
ければならず修理、交換などの復旧作業時に、運転可能
な圧縮機を継続運転させることができず、マルチタイプ
冷凍機としての特性を活かすことができない。

【０００８】前記の事情に鑑み、本発明の目的は、油の
温度の低下による冷凍機の冷凍能力の低下をなくし、し
かも、保守、サービス作業時や復旧作業時にも、運転可
能な圧縮機の継続運転を行い、マルチタイプ冷凍機とし
ての特性を活かすとともに、信頼性を向上させたマルチ
タイプ冷凍機を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本出願の請求項１に記載の発明においては、複数台
の圧縮機と、各圧縮機に接続された油分離器と、該油分
離器を通過した冷媒ガスを凝縮する単一の凝縮器と、前
記油分離器で冷媒ガスから分離された油を回収する単一
の共用形油タンクと、前記油タンクから前記各圧縮機に
送られる油を冷却する油冷却器と、該油冷却器に付設さ
れ、冷却した油を濾過するストレーナとを備えたマルチ
タイプ冷凍機において、前記圧縮機１台に対して１台づ
つ配置された複数台の油冷却器およびストレーナと、前
記油タンクと油冷却器とを接続する各油管および前記各
ストレーナの入口側と出口側に設けられた複数の止め弁
と、前記各ストレーナの出口側に設けられた止め弁と前
記各圧縮機とを接続する給油管を接続するバイパス配管
と、該バイパス配管を開閉する止め弁とを設けた。

【００１０】また、請求項２に記載の発明においては、
前記請求項１に記載の発明において、前記油冷却器は、
所定時間１台で複数台の圧縮機の油を冷却することがで
きる冷却能力を有する。

【００１１】さらに、請求項３に記載の発明において
は、複数台の圧縮機と、各圧縮機に接続された油分離器
と、該油分離器を通過した冷媒ガスを凝縮する単一の凝
縮器と、前記油分離器で冷媒ガスから分離された油を回
収する油タンクと、前記油タンクから前記各圧縮機に送
られる油を冷却する油冷却器と、該油冷却器に付設さ
れ、冷却した油を濾過するストレーナとを備えたマルチ
タイプ冷凍機において、前記圧縮機１台に対して１台づ
つ配置された複数台の油分離器、油タンク、油冷却器お
よびストレーナとを設け、各油タンクと油冷却器を接続
する油管に、油管を開閉する止め弁を設け、前記油タン
クと前記止め弁との間の各油管を接続するバイパス配管
と、このバイパス配管を開閉する止め弁を設け、前記各
ストレーナの入口側と出口側に設けられた複数の止め弁
と、前記各ストレーナの出口側に設けられた止め弁と前
記各圧縮機とを接続する給油管を接続するバイパス配管
と、該バイパス配管を開閉する止め弁とを設けた。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形
態を示すマルチタイプ冷凍機のサイクル系統図である。

【００１３】同図において、１は吸入ストレーナ。２、
３は第１、第２のスクリュー圧縮機で、吸入ストレーナ
１を介してガス冷媒を吸入し圧縮する。４、５は吐出管
で、スクリュー圧縮機２、３から吐出される高温高圧の
ガス冷媒を通過させる。６は共用形の油分離器で、吐出
管４、５が接続されている。７、８は油分離用のエレメ
ントで、油分離器６内に配置されている。９は吐出管
で、油分離器６から吐出される高温高圧のガス冷媒を通
過させる。１０は凝縮器で、吐出管９が接続されてい
る。

【００１４】１１は油（スクリュー圧縮機２、３の潤滑
油）。１２は油管で、油分離器６内の油１１を通過させ
る。１３は油タンクで、油管１２に接続されている。１
４、１５は油管で、油タンク１３内の油を通過させる。
１６、１７は止め弁で、油管１４、１５に配置されてい
る。１８、１９は第１、第２の油冷却器で、油管１４、
１５に接続されている。２０、２１は給油管で、油冷却
器１８、１９の出口と前記スクリュー圧縮機２、３の給
油口２２を接続している。

【００１５】２３、２４は止め弁で、前記給油管２０、
２１の前記油冷却器１８、１９の出口側に配置されてい
る。２５、２６はストレーナで、前記給油管２０、２１
の止め弁２３、２４の出口側に配置されている。２７、
２８は止め弁で、前記給油管２０、２１のストレーナ２
５、２６の出口側に配置されている。２９はバイパス給
油管で、止め弁２７、２８の出口側で給油管２０と給油
管２１を接続している。２４は止め弁で、バイパス給油
管２９に配置されている。３１、３２は電磁給油弁で、
給油管２０、２１のバイパス給油管２９と前記給油口２
２の間に配置されている。

【００１６】前記の構成で、スクリュー圧縮機２、３の
作動により、吸入ストレーナ１を通してスクリュー圧縮
機２、３に吸い込まれたガス冷媒は、スクリュー圧縮機
２、３により圧縮されて高温高圧のガス冷媒となって吐
出され、吐出管４、５を通して油分離器６に吐出され
る。

【００１７】油分離器６内で油分離用のエレメント７、
８を通りガス冷媒中の油が分離される。油が分離された
ガス冷媒は、油分離器６から吐出管９を通り凝縮器１０
に導かれ、凝縮器１０で冷却されて低温高圧の液冷媒と
なり冷凍負荷に供給される。

【００１８】一方、油分離器６で分離された油１１は、
油管１２を通り油タンク１３に溜められる。この時、油
１１の温度は、油分離器６内のガス冷媒と同じ高温にな
っている。油タンク１３に溜められた油１１は、油管１
４、１５を通り油冷却器１８、１９に送られて、所定の
温度になるように冷却される。油冷却器１８、１９で冷
却された油１１は、給油管２０、２１を通り給油口２２
から各スクリュー圧縮機２、３に供給され、スクリュー
圧縮機２、３の潤滑を行なう。

【００１９】一方のスクリュー圧縮機２（または３）を
停止する場合には、それに接続されている給油管２０
（または２１）に設けた電磁給油弁３１（または３２）
を閉じて給油を停止する。

【００２０】スクリュー圧縮機２、３を運転している状
態で、油冷却器１８（または１９）の清掃もしくは修理
を行なう場合、あるいはストレーナ２５（または２６）
のフィルタを交換する場合、止め弁１６、２３、２５
（または止め弁１７、２４、２８）を閉じ止め弁３０を
開く。

【００２１】すると、油タンク１３内の油１１は、油管
１５（または１４）から油冷却器１９（または１８）に
送られて冷却され、止め弁２４（または２３）、ストレ
ーナ２６（または２５）、止め弁２８（または２７）を
通過した後、バイパス給油管２９で二分され、それぞれ
電磁給油弁３１、３２、給油管２１、２０を通して給油
口２２から各スクリュー圧縮機２、３に供給される。

【００２２】前記のように、圧縮機１台ごとに１台の油
冷却器を設け、各圧縮機に対する給油管をバイパスさせ
ることにより、複数台の圧縮機を停止させることなく油
冷却器やストレーナの保守や修理を行なうことができ
る。

【００２３】この時、１台の油冷却器で複数台の圧縮機
の油を冷却するため、油の温度が上昇することになる。
したがって、油の温度を管理し、使用限界の上限を越え
ない範囲で複数台の圧縮機の同時運転が可能になる。ま
た、油冷却器に冷却風を送るファン（図示せず）の回転
数を上げ、あるいはダンパ（図示せず）などにより冷却
風の風向きをかえて冷却風の風量を増加させ、油の温度
上昇を押さえるようにすれば、保守や修理のための時間
をより長く確保することができる。

【００２４】また、各スクリュー圧縮機２、３と油分離
器６を接続する吐出管４、５に止め弁を設け、吐出管
４、５を開閉させるように構成することもできる。この
ような構成とすることにより、一方のスクリュー圧縮機
２（または３）を保守、修理する際に、他方のスクリュ
ー圧縮機３（または２）から吐出される圧縮冷媒が油分
離器６を介してスクリュー圧縮機２（または３）に逆流
するのを防止することができ、一方のスクリュー圧縮機
２（または３）を運転している場合の、スクリュー圧縮
機２、３の保守や修理を容易にすることができる。

【００２５】図２は、本発明の第２の実施の形態を示す
マルチタイプ冷凍機のサイクル系統図である。

【００２６】同図において、図１と同じものは同じ符号
をつけて示してある。６ａ、６ｂは油分離器で、それぞ
れ油分離用のエレメント７、８を備え、スクリュー圧縮
機２、３と一体に構成されている。９ａ、９ｂは吐出管
で、油分離器６ａ、６ｂと凝縮器１０を接続している。
１２ａ、１２ｂは油管で、油分離器６ａ、６ｂと油タン
ク１３を接続している。

【００２７】このような構成としても、前記第１の実施
の形態と同様の作用を行なわせることができる。

【００２８】また、吐出管９ａ、９ｂと油管１２ａ、１
２ｂに止め弁を設ける構成とすることにより、凝縮器１
０や油タンク１３を介して圧縮冷媒が停止中のスクリュ
ー圧縮機２（または３）および油分離器６ａ（または６
ｂ）に逆流するのを防止することができ、スクリュー圧
縮機２（または３）および油分離器６ａ、６ｂの保守、
修理を容易に行なうことができる。

【００２９】図３は、本発明の第３の実施の形態を示す
マルチタイプ冷凍機のサイクル系統図である。

【００３０】同図において、図１、図２と同じものは同
じ符号をつけて示してある。６ｃ、６ｄは油分離器で、
それぞれ油分離用のエレメント７、８を備え、スクリュ
ー圧縮機２、３とそれぞれ個別に対応するように配置さ
れている。４ａ、５ａは吐出管で、それぞれスクリュー
圧縮機２と油分離器６ｃ、スクリュー圧縮機３と油分離
器６ｄを接続している。９ａ、９ｂは吐出管で、油分離
器６ｃ、６ｄと凝縮器１０を接続している。１２ａ、１
２ｂは油管で、油分離器６ｃ、６ｄと油タンク１３を接
続している。

【００３１】このような構成としても、前記第１、第２
の実施の形態と同様の作用を行なわせることができる。

【００３２】図４は、本発明の第４の実施の形態を示す
マルチタイプ冷凍機のサイクル系統図である。

【００３３】同図において、図１ないし図３と同じもの
は同じ符号をつけて示してある。６ｅは油タンクを兼用
した油分離器で、油分離用のエレメント７を備えてい
る。３３は混合器で、吐出管４、５に接続され、スクリ
ュー圧縮機２、３から吐出される圧縮冷媒を混合して油
分離器６ｅに送りこむ。３４は分流器で、油分離器６ｅ
から送り出された油を分けて油冷却器１８、１９に分け
て供給する。

【００３４】このような構成としても、前記第１、第
２、第３の実施の形態と同様の作用を行なわせることが
できる。

【００３５】図５は、本発明の第５の実施の形態を示す
マルチタイプ冷凍機のサイクル系統図である。

【００３６】同図において、図１ないし図４と同じもの
は同じ符号をつけて示してある。６ｆは油タンクを兼用
した油分離器で、油分離用のエレメント７を備えてい
る。そして、油分離器６ｅは、吐出管４を介してスクリ
ュー圧縮機２に接続され、油分離器６ｆは、吐出管５を
介してスクリュー圧縮機３に接続されている。

【００３７】３５はバイパス管で、油分離器６ｅと油冷
却器１８を接続する油管１４と、油分離器６ｆと油冷却
器１９を接続する油管１５とを、油分離器６ｅ、６ｆと
止め弁１６、１７の間で接続している。３６は止め弁
で、バイパス管３５に設けられている。

【００３８】このような構成で、油冷却器１８（または
１９）やストレーナ２５（または２６）の保守や修理を
行なう場合、止め弁１６、２３、および２７（または１
７、２４、２８）を閉め止め弁３０、３６を開く。

【００３９】すると、油分離器６ｅ（または６ｆ）に蓄
えられた油１１は、バイパス管３５を通り油管１５に流
入して、油分離器６ｆ（または６ｅ）から流れてくる油
１１と合流して油冷却器１９（または１８）に送りこま
れる。

【００４０】油冷却器１９（または１８）で冷却された
油は、止め弁２４（または２３）からストレーナ２６
（または２５）および止め弁２８（または２７）を通り
給油管２１（または２０）に送りこまれる。そして、油
の一部は電磁給油弁３２（または３１）から給油管２１
（または２０）を通り給油口２２からスクリュー圧縮機
３（または２）に供給される。油の他の一部は、バイパ
ス給油管２９に分岐され、電磁給油弁３１（または３
２）から給油管２０（または２１）を通り給油口２２か
らスクリュー圧縮機２（または３）に供給される。

【００４１】前記のように、各スクリュー圧縮機２、３
に個別の油タンク（図５では、油分離器６ｅ、６ｆ）を
設けている場合でも、バイパス管３５を設けることによ
り単一の油タンクとして使用することができる。

【００４２】したがって、このような構成にしても、前
記の各実施の形態と同様の作用を行なわせることができ
る。

【００４３】

【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、マ
ルチタイプ冷凍機において、複数台の圧縮機に対し、そ
れぞれ１台の油冷却器を配置し、対応する圧縮機と油冷
却器によりそれぞれ独立した給油系統を構成するととも
に、各給油系統を接続可能にしたので、容量制御、圧縮
機の保守、修理などにより一部の圧縮機が停止しても、
他の圧縮機には、それぞれ独立した給油系統から給油す
ることができるので、潤滑油の温度の低下による体積効
率の低下や潤滑性能の低下を防止することができ、マル
チタイプ冷凍機の特性を十分に発揮させることができ
る。

【００４４】また、油冷却器やストレーナの保守や修理
の際には、各給油系統を接続することにより、保守や修
理を行なっている給油系統に他の給油系統から油を供給
することができるので、圧縮機の運転を止めることなく
保守や修理作業を行なうことができ、マルチタイプ冷凍
機の信頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示すマルチタイプ
冷凍機のサイクル系統図。

【図２】本発明の第２の実施の形態を示すマルチタイプ
冷凍機のサイクル系統図。

【図３】本発明の第３の実施の形態を示すマルチタイプ
冷凍機のサイクル系統図。

【図４】本発明の第４の実施の形態を示すマルチタイプ
冷凍機のサイクル系統図。

【図５】本発明の第５の実施の形態を示すマルチタイプ
冷凍機のサイクル系統図。

【符号の説明】

２、３…スクリュー圧縮機、６、６ａ、６ｂ、６ｃ、６
ｄ、６ｅ、６ｆ…油分離器、１０…凝縮器、１１…油、
１３…油タンク、１４、１５…油管、１６、１７…止め
弁、１８、１９…油冷却器、２０、２１…給油管、２
３、２４、２７、２８…止め弁、２５、２６…ストレー
ナ、２９…バイパス給油管、３０…止め弁、３５…バイ
パス管、３６…止め弁。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤田 誠 静岡県清水市村松390番地 株式会社日立 製作所空調システム事業部内 (72)発明者 渡辺 洋介 静岡県清水市村松390番地 株式会社日立 製作所空調システム事業部内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数台の圧縮機と、各圧縮機に接続された
   油分離器と、該油分離器を通過した冷媒ガスを凝縮する
   単一の凝縮器と、前記油分離器で冷媒ガスから分離され
   た油を回収する単一の共用形油タンクと、前記油タンク
   から前記各圧縮機に送られる油を冷却する油冷却器と、
   該油冷却器に付設され、冷却した油を濾過するストレー
   ナとを備えたマルチタイプ冷凍機において、前記圧縮機
   １台に対して１台づつ配置された複数台の油冷却器およ
   びストレーナと、前記油タンクと油冷却器とを接続する
   各油管および前記各ストレーナの入口側と出口側に設け
   られた複数の止め弁と、前記各ストレーナの出口側に設
   けられた止め弁と前記各圧縮機とを接続する給油管を接
   続するバイパス配管と、該バイパス配管を開閉する止め
   弁とを設けたことを特徴とするマルチタイプ冷凍機。
2. 【請求項２】前記油冷却器は、所定時間１台で複数台の
   圧縮機の油を冷却することができる冷却能力を有するこ
   とを特徴とする請求項１に記載のマルチタイプ冷凍機。
3. 【請求項３】複数台の圧縮機と、各圧縮機に接続された
   油分離器と、該油分離器を通過した冷媒ガスを凝縮する
   単一の凝縮器と、前記油分離器で冷媒ガスから分離され
   た油を回収する油タンクと、前記油タンクから前記各圧
   縮機に送られる油を冷却する油冷却器と、該油冷却器に
   付設され、冷却した油を濾過するストレーナとを備えた
   マルチタイプ冷凍機において、前記圧縮機１台に対して
   １台づつ配置された複数台の油分離器、油タンク、油冷
   却器およびストレーナとを設け、各油タンクと油冷却器
   を接続する油管に、油管を開閉する止め弁を設け、前記
   油タンクと前記止め弁との間の各油管を接続するバイパ
   ス配管と、このバイパス配管を開閉する止め弁を設け、
   前記各ストレーナの入口側と出口側に設けられた複数の
   止め弁と、前記各ストレーナの出口側に設けられた止め
   弁と前記各圧縮機とを接続する給油管を接続するバイパ
   ス配管と、該バイパス配管を開閉する止め弁とを設けた
   ことを特徴とするマルチタイプ冷凍機。