JPS5818061A

JPS5818061A - 冷凍機

Info

Publication number: JPS5818061A
Application number: JP11680181A
Authority: JP
Inventors: 憲一平尾
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd; Fuji Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1981-07-25
Filing date: 1981-07-25
Publication date: 1983-02-02

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】この発明は空気調和機などに用いる空冷式の冷凍機の改
良に関する。

頭記空気調和機は、最近ではロータリコンプレッサの採
用などにより、旧来のレシプロコンプレッサ機と較べて
その性能向上ζζは著しいものがある。反面ロータリコ
ンプレッサの性能を十分に生かすには、特に凝縮器での
凝縮温度を下げてその特性向上を図るため番ζ空冷式凝
縮器が大形になる傾向があり、またロータリコンプレッ
サはその構造からレシプロコンプレッサに較べて高温高
圧の冷媒ガスとともにコンプレッサから吐出される潤滑
および冷却用の冷凍機油の量が多いことから、このまま
では利用側の熱交換器である蒸発器に多量の冷凍機油が
送り込まれ、蒸発器の冷媒側の熱伝達率の低下を招き、
冷凍能力の向上の障害となる７、などの問題が新たに派
生して来る。

この発明は上記の点にかんがみなされたものであり、そ
の目的は僅かな部品を追加するのみで、凝縮器の大形化
を要さずに凝縮液冷媒の過冷却度を高め、併せてコンプ
レッサから吐出された冷凍機油を蒸発器よりも手前で良
好に回収できるようにしたより性能の高い冷凍機を得る
ことにある。

かかる目的はこの発明により、冷媒回路の減圧素子を直
角２段の素子に分割、かつその第１段減圧素子と第２段
減圧素子の中間に中間圧気液分離器を介挿設置するとと
もに、該気液分離器の本体シェルを貫通して冷媒回路の
戻りラインに接続された熱交換パイプを配管し、しかも
熱交換パイプには気液分離器のシェルａｍ近傍に油戻し
用小孔をニーして構成したことにより達成される。

次にこの発明の実施例を１藺に基づき記述する。

８１図に右いて、１はコンプレッサ、２は凝縮器、３．
４はこの発明により直列２段に分割された第１Ｒ右よび
第２段の減圧素子としてのキャピラリチューブ、５は同
じくこの発明により新たに前記キャピラリチューブ３と
４との中間に介挿設置された中間圧気液分離器、６は蒸
発器、７はアキヱムレータであり、これ等を順次接続し
て冷媒回路８を構成している。なｔｉ５９．１０はファ
ンである。また、前記の気液分離器５は本体シェル５１
の上下に冷厳入口バイブ５２＃出ロバイブ５３が開口さ
れている。更に前記入口、出口バイブとは別に冷媒回路
８の戻りライン８１に接続された熱交換パイプ５４が本
体シェル５１を上下方向に貫通して配管されており、か
つ熱交換パイプ５４には本体シェル内の底部近傍にて油
戻し用小孔５５が開口されている。なお特に出口バイブ
５３の本体シェル内の開口位置は前記油戻し用小孔５５
よりも上方に開口している。図中の矢印は運転時の冷媒
の流れを示している。すなわち、コンプレツナ１で圧縮
された高温高圧の冷媒ガスは凝縮ｔｓ２で凝縮液化され
、適当な過冷却度まで過冷却された後に、第１段のキャ
ピラリチューブ３で減圧されて中間の湿りガスとなって
入口バイブ５２より中間圧気液分離器５の本体シェル５
１４Ｃ流入スル。

この場合化定常運転時では、本体シェル５１の内部は冷
媒の湿り度に応じて、上層部の飽和ガス層Ｇ、下層部の
冷凍機油が混入した冷媒、液層りの二層に分かれて滞留
することｋなる。ここで出口バイブ５３の上部開口高さ
を適正に選定しておくことｋより、出口バイブは液層Ｌ
［開口し、この出口バイブ５３を通じて液冷媒が流出す
る。その後液冷媒は更に第２段のキャピラリチューブ４
で減圧され、蝋圧の湿り冷媒となって蒸発器６へ供給さ
れ、とこて蒸発気化して冷凍作用を行う。蒸発器６から
吐出された低圧冷媒ガスは戻りライン８１を通じ、気液
分離器５の熱交換パイプ５４を経由してコンプレツナｌ
へ吸込まれる。この冷媒循環過程で、気液分離器５の底
部に滞留している冷媒まじりの冷凍機油が油戻し用小孔
５５を通じて熱交換バイブロ４の中へ減圧噴射され、ζ
ζから戻りラインを経てコンプレツｔ１へ吸込まれる。

したがってｔずコンプレツナ１から冷媒ガスとともに吐
出された冷凍機油は一旦中間勇気液分離器５に溜まり、
ここから油戻し用小孔５５を通じて大半がコンプレツナ
１へ返油されることになる。更に、油とともに油戻し用
小孔５５を通じて熱交換パイプ５４の中へ噴射される冷
媒液は蒸発情熱を有しているのて、その潜熱で気液分離
器内に滞留している冷媒液を熱交換により過冷却するこ
とができる。かかる冷凍サイクルをモリエル線図上に表
わすと第２図のごとくである。すなわち図中人はコンプ
レッサ１の吐出端の状態点、Ｂは凝縮器２の出口での状
態点、Ｃは第１段減圧キャピラリチェーア３の出口の状
態点、Ｄは第２段減圧キャピラリチューブ４の入口の状
態点、Ｅは同出口の状態点、ｒはコンプレツナ１の吸込
直前の状態点である。この図から明られなように、中間
圧気液分離器６からの抽出冷媒による前記熱交換作用化
より点Ｃ−Ｄに相応する一過冷却度を得て冷凍効果がΔ
這だけ増大する。つまり中間圧気液分離器５を設けずに
凝縮器で凝縮された飽和液をそのまま減圧素子で点Ｂか
ら′Ｂｌ　　まで減圧させた場合の冷凍効果１１　　に
較べて冷凍効果をｉ＝ｉ’＋Δｉへ増大できることにな
る。また熱交換パイプ５４より出た冷凍機油まじり品低
圧冷媒ガスは、冷媒液の残りの潜熱で戻り冷媒の過熱を
抑えながらアキ瓢ムレータフを通ってコンプレッサ１に
導かれ、コンプレッサ１に対する冷却作用も果す。なお
油戻し用小孔５５を通じて熱交換パイプ５４へ噴射され
る液の量の調整はキャピラリチューブ３と４の選択によ
る中間圧の適宜設定、および油戻し用小孔５５の孔径の
設定によりなされる。

上記し戸°この発明の構成により、まず中間圧気液分離
器５より冷凍機油の大半がコンプレッサｌへ返油される
ので、蒸発器６へ流入する冷凍機油は微量に止どまり、
蒸発器での熱伝達率を高めて特性の向上が図れる。また
同時に気液分離器内で得られる戻り冷媒の熱交換作用に
より、中間圧の冷媒の過冷却度を増し、冷凍効果の増大
がはかれるし、併せて噴射冷媒の残りの潜熱でコンプレ
ッサも冷却できる。＊に高圧ケーシングを有するロータ
リコンプレッサはケーシングが一種の凝縮器としての機
能をもっていることから、コンプレッサの積極的な冷却
は凝縮器の大形化に匹敵する効果を与える等の優れた効
果を奏することができる。

なお冷凍機の冷凍能力は冷凍効果１ｋｃａｌ／ｋｇと冷
媒循環量Ｇｋｇ／ｈの積で表わされのに対し、前述のよ
うに中間圧気液分離器の油戻し用小孔を通じて冷媒を抽
出してコンプレッサへ還流させるとその分だけ冷媒循環
量が減少するが、油戻し小孔の孔径は小さく油まじりの
冷媒抽出量も微量であるし、むしろ過冷却度の増加によ
る冷凍効果の増大の効果が大きく、実験結果からも冷凍
機全体としては冷凍機の入力と冷凍能力の比であるエネ
ルギ消費効率が従来のものと較べて改善できて高効率な
冷凍機が得られることが確められている。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例の冷媒回路図、第２図は第１
図の回路による冷凍サイクルをモリエル線図上に表わし
た状態線図である。１・・・コンプレッサ、２山凝縮器、３・・・第１段減
圧素子としてのキャビラリチェープ、４・・・第２段減
圧素子としてのキャピラリチ二−プ、５・・・中間圧気
液分離器、５１・・・本体シェル、５２・・入口バイブ
、５３・・・出口バイブ、５４・・・熱交換パイプ、５
５・・・油戻し用小孔、６・・・蒸発器、８１・・・冷
媒回路の戻りライン。

Claims

【特許請求の範囲】１）コンプレッサ、凝縮器、減圧素子怠よび蒸発器を順
次接続して冷媒回路を構成した冷凍機において、減圧素
子を直列２段の素子に分割し、かつその第１段減圧素子
と第２段減圧素子の中間に中間圧気液分離器を介挿設置
するとともに、該気液分離器の本体シェルを貫通して検
線回路の戻りラインに接続された熱交換パイプを配・督
し、しかも熱交換パイプには気液分離器内のシェル底部
近傍に油戻し用／Ｉ一孔を開口した仁とを特徴とする冷
凍＠０２、特許請求の範８第１項に記載の冷凍機において、中
間圧気液分離器の出口バイブが気液分離器内における熱
交換パイプの油戻し用小孔の開口位置より上方に開口さ
れている冷凍機。