JPS6287772A - 冷凍装置 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は、吸入管によりドーム内に吸入された冷媒ガス
を圧縮して吐出管により吐出させる２基の可変容量型圧
縮機を１系統の冷媒回路に並列に接続してなる冷凍装置
に関し、特に圧縮機間の均油を図る対策に関する。

（従来の技術） 一般に、このような冷凍装置では、各圧縮機から吐出さ
れた冷媒ガスは互いに集合されて油分離器に送出され、
ここで冷媒ガス中に分散している潤滑油が分離された後
、凝縮器へ供給され、一方、上記油分離器で分離された
潤滑油は油戻し管を介して陽圧縮機にほぼ均等に返油さ
れるようになされている。

ところで、陽圧縮機の稼動時間が異なる場合には、稼動
時間の長い圧縮機側では稼動中に冷媒ガス中に分散され
る潤滑油の量が稼動時間の短い圧縮機側よりも多くなる
。しかし、この冷媒ガス中に分散された潤滑油は上述の
如く陽圧縮機にほぼ均等に分配して返油されることから
、稼動時間の長い圧縮機内の潤滑油の量が漸減する一方
、稼動時間の短い圧縮機内の潤滑油の市が漸増して、両
Ｂ縮磯内に油Ｍのアンバランスが生ずることとなる。そ
して、圧縮機内の油量が漸減して油面が運転油面レベル
以下に下がると、潤滑油の潤滑部への供給が絶たれて圧
縮機が損傷するおそれがあった。

そこで、従来、上記両圧縮機内における油ｍのアンバラ
ンスを解消するために、陽圧縮機を均油管でもって連通
させ、油量の多い方から少ない方へと潤滑油を移動ざぜ
ることにより、両Ｌ［縮機内の油量の均一化を図るよう
にしたものが、例えば特公昭４０−２５０３８号公報や
実公昭５３−３６６００＠公報に開示されている。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、上記の従来のものでは、両圧縮ｇｌの運転容
量が異なる場合には、運転容量の人さい側の圧縮機に対
する吸入管の圧力屓失が大きくなるため、圧縮機のドー
ム内圧は逆に運転容量の小さい側の圧縮機の方が高くな
り、その結果、冷媒ガスは運転容量の小さい圧縮機から
大きい圧１１？１機へ均油管を通じて移動するとともに
、機内の潤滑油も同方向に移動する。そして、上記運転
容量の小さい圧縮機内における油の戻り」が吐出量より
も多いとぎには、均油管レベル以上の潤滑油は均油管を
介して運転容量の大きい圧縮機内に移動し、両圧縮機内
の油面レベルは均油管位置で等しくなるが、逆に、油の
戻り量が吐出量よりも少ないときには、運転容量の小さ
い圧縮機内の油面レベルが時間の経過と共に低下しくこ
のとき、運転容量の大ぎい圧縮機内の潤滑油は、陽圧縮
機のドーム内圧の差により運転容量の小さい圧縮機への
移動が阻止されている）、遂には油面レベルの運転油面
レベル以下への低下により潤滑油の潤滑部への供給が絶
たれて圧縮機の損傷を招くことになる。

そこで、この問題点を解決すべく、両圧縮機内を連通ず
る均油管を大径のものとすることにより、上述の如き油
戻り量が吐出量よりも少ないときであっても、潤滑油を
、ドーム内圧の差により運転容量の小さい圧縮機から大
ぎい圧縮機へと流れる冷媒ガスの流動方向とは逆方向す
なわち運転容量の大ぎい圧縮機から小さい圧縮機へ移動
できるようになすことが考えられる。

ところが、この大径の均油管を用いる場合には、一方の
圧縮機に発生する振動が均油管を介して他方の圧縮機に
伝わり易く、振動モードが複雑になるとともに、均油管
内おけるトラップの発生を防止するために複雑な管形状
を採用することができず、均油管の強度を十分に確保す
ることが困難になるという問題が生じる。

また、均油管で連結した両圧縮機内の油量を均一にする
他の解決手段として、油分Ｍ器から各圧縮纒内に戻る潤
滑油の油量を、例えばフロート式レギュレータを使用し
て調整する方法や、各圧縮機内の油面を検知する油面レ
ンサがらの信号により電磁弁を開閉して制御する方法な
どが考えられるが、その分、制御部品が増加することが
ら、装置のコス（へアップ化を招くとともに、制御部に
おいても信頼性に欠けるきらいがある。

本発明はかかる諸点に鑑みてなされたものであり、その
目的とづるところは、油分離器で分離されたＩＡＷ＋油
の陽圧縮機に対する返油を陽圧縮機のドーム内圧の変化
に応じて制御２Ｉｌ″！Ｉ−る手段を講じることにより
、大径の均油管を用いることによる圧縮機への振動増大
や均油管の強度低下を防１１シ、しかち制御部品の増加
ににるロス１−アップ化や信頼性の低下を防止しつつ、
両圧縮機内に、１３りる油量の均一化を図ることにある
。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本発明の解決手段は、第１
図に示すように、吸入管（８）によりドーム（３）内に
吸入された冷媒ガスを圧縮して吐出管〈９）により吐出
させる２基の可変容量型圧縮１’（１）、（２）を１系
統の冷媒回路に並列に接続してなる冷凍装置に対し、上
記両圧縮ｇＭ　（１）、（２）のドーム（３）、（３）
内を潤滑油（Ａ＞の運転油面レベル位置にて連通する均
油＠（ア）と、上記吐出管（９）によりドーム（３）外
に吐出された冷媒ガスから潤滑油（Ａ＞を分離する油分
離器（１１）と、この油分ｌ１ＩＩｉ器（１１）で分離
された潤滑油（Ａ）を上記各圧縮機（１）、（２）のド
ーム（３）、（３）内にそれぞれ戻す油戻し管（１２）
、（１３）と、この各油戻し管（１２）、（１３）を開
閉する電磁弁（１４）、（１５）とを設ける。さらに、
上記２基の圧縮機（１）。

く２）の運転中におけるドーム内圧の高低を検出する検
出手段（１ｏ）と、該検出手段（１０）の検出信号を受
け、上記円圧縮機（１）、（２＞のドーム内圧が異なる
場合にはドーム内圧の高い側の圧縮機（１）又は（２）
に対応する電磁弁（１４）又は（１５）のみを聞く一方
、円圧縮機（１）、〈２〉のドーム内圧が等しい場合に
は少なくとも一方の電磁弁（１４）又は（１５）を聞く
ように制御するコントローラ（１６）を股（プる構成と
する。

（作用） 上記の構成により、本発明では、１系統の冷媒回路に並
列に接続された２基の可変容置型圧縮機（１）、（２＞
の各ドームく３）内に吸入管く８）により吸入された冷
媒ガスは、両圧縮機１１ｆｆ（１）。

（２）により圧縮された後、吐出管（９）を介して吐出
されて油分離器（１１）で潤滑油（Δ）が分離され、こ
の油分離器（１１）で分離された潤滑油（Ａ）は油戻し
管（１２）、（１３）を経て上記各圧縮ｌｌ１（１）、
（２＞のドーム（３）。

〈３）内にそれぞれ戻される。

その際、上記油戻し管（１２）、（１３）を開閉する電
磁弁（１４）、（１５）は上記円圧縮機（１）、（２＞
の運転中におけるドーム内圧の高低を検出する検出手段
（１０）の検出信号に基づいてコントローラ（１６）に
より作動制御され、両圧縮Ｍｌ（１）、（２＞のドーム
内圧が異なる場合には、ドーム内圧の高い側の圧縮機（
１）又は（２）に対応する電磁弁（１４）又は（１５）
のみが聞かれて、その圧縮機〈１）又は（２）に返油が
行われる。このため、両圧縮機１（１）、（２＞におけ
る潤滑油（Ａ＞が均油管〈７）を介してドーム内圧の高
い方から低い方へと移動してドーム内圧の高い圧縮機く
１）又は（２）の油量が減少しても、この減少した油量
が上記間かれた電磁弁（１４）又は〈１５）を通しての
返油によって補われ、円圧縮機（１）、（２）内の油面
の均一化が図られることとなる。

一方、円圧縮機（１）、（２）のドーム内圧が等しい場
合には、コントローラ（１６）により少なくとも一方の
電磁弁（１４）又は（１５）が開かれて、圧縮機（１）
又は（２）に返油が行われる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の実施例に係る冷凍装置の概略構成を示
し、（１）、（２）は１系統の冷媒回路に互いに並列に
接続された可変容量型の第１および第２圧縮機であって
、該各圧縮Ｉｎ（１）、（２＞は密閉ドーム（３）内に
電動モータ（４）および電動モータ（４）の駆動軸（５
）に連結された圧縮機本体（６）を備えてなり、各ドー
ム（３）内底部には圧縮機本体〈６）の潤滑部に供給さ
れる潤滑油（Ａ＞が貯留されている。なお、可変音吊型
圧縮機としては、気筒をアンロードするもの１、インバ
ータ駆動のもの、極数変換モータを使用するものなどい
ずれでもよい。

また、上記両圧縮機ｊｌｌ（１）、（２＞のドーム（３
）、（３）はその内部を潤滑油（Ａ）の運転曲面レベル
位首にて連通ずるよう均油管（７）で連結されており、
潤滑油＜Ａ＞が均油＠（ア）を介して円圧縮機（１）、
（２）間を移動可能なようになされている。また、均油
管（７）の上方には上記両圧縮機（１（１）、（２＞の
ドーム（３）。

（３）を連通ずる連通管く１７）が設けられ、この連通
管（１７）に上記内圧１１機（１）、（２）の運転中に
おけるドーム内圧の高低を検出する検出手段としての差
圧センサ（１０）が設けられている。

さらに、（８）は上記各圧縮機（１）、（２＞のドーム
（３）内部に冷媒ガスを吸入するための吸入管であって
、該吸入管（８）は、集合管部〈８ａ）と、該集合管部
（８ａ）の下流端に分岐接続された分岐管部（８ｂ）、
（８ｂ）とからなり、各分岐管部＜８ｂ　）　、　　（
８ｂ　）の下流端はそれぞれ圧縮１１（１）、（２＞の
ドーム（３）。

く３）向上部に開口されている。また、〈９）は上記各
圧縮機（１）、（２）の圧縮機本体（６）で圧縮された
冷媒ガスを各ドーム（３）外に吐出するための吐出管で
あって、該吐出管（９）は、各圧縮機（１）、（２）の
圧縮機本体（６）。

（６）に接続された分岐管部（９ｂ）、（９ｂ）と、該
分岐管部（９ｂ）、（９ｂ）の下流端に接続された集合
管部（９ａ）とからなる。よって、各圧縮機（１）、（
２＞では吸入管（８〉によりドーム（３）内に吸入され
た冷媒ガスを圧縮機本体（６）で圧縮した後、吐出管（
９）を介してドーム〈３）外に吐出するように構成され
ている。

また、上記吐出管（９〉には、吐出管（９）によりドー
ム（３）、（３〉外に吐出された冷媒ガスから潤滑油＜
Ａ）を分離する油分離器（１コ）が介設さ−れ、該油分
離器〈１１）は第１油戻し管く１２）を介して上記第１
圧縮機（１）のドーム（３）下部に接続されているとと
もに、該第１油戻し管（１２）の途中には第２油戻し管
（１３）の一端が分岐接続され、該第２油戻し管（１３
）の他端は上記第２圧縮機（２）のドーム（３）下部に
接続されており、油分離器（１１）で分離された潤滑油
（Ａ＞を第１および第２油戻し管（１２）、（１３）を
介して上記各圧縮機（１）。

（２）へそれぞれ戻すようになされている。

さらに、上記第１油戻し管（１２）の下流端側には第１
油戻し管く１２）を開閉する第１電磁弁（１４）が、ま
た上記第２油戻し？Ｊ（１３＞には第２油戻し管（１３
）を開閉する第２電磁弁（１５）がそれぞれ介設されて
おり、これら第１および第２電磁弁（１４）、（１５）
を開閉することにより、油分離器（１１）から各第１お
よび第２圧縮機（１）、（２＞への返油またはその停止
が行われる。

これら第１および第２電磁弁（１４）、（１，５＞の開
閉制御はコントローラ（１６）により行われる。該コン
トローラ（１６）には上記連通管（１７）に設けた差圧
センサ（１ｏ）の検出信号が入力されており、このコン
トローラ（１６）により、両圧縮ｆｆ！（１）、（２）
のドーム内圧が異なる場合にはドーム内圧の高い側の圧
縮１（１）又は（２）に対応する電磁弁（１４）又は（
１５）のみを聞く一方、両圧縮機（１）、（２＞のドー
ム内圧が等しい場合には双方の゛電磁弁（１４）。

（１５）を共に聞くように構成されている。

したがって、上記実施例においては、冷凍装置の作動時
、その圧縮機（１）、（２）のドーム内圧の高低が差圧
センサ（１０〉によって検出され、この検出信号を受け
たコン［〜ローラ（１６）によりドーム内圧の高低に応
じて各電磁弁（１４）。

（１５）に制■信号が出力される。そして、上記両圧縮
機（１）、（２）のドーム内圧が異なる場合、例えば第
１圧縮機（１）のドーム内圧が第２圧縮Ｒ（２）よりも
高い場合を想定して説明すると、Ｌ記コントローラ（１
６）はドーム内圧の高い側の第１圧縮槻く１）に対する
第１電磁弁（１４）を（ｍ作動させる制御信号を出力す
る一方、ドーム内圧の低い側の第２圧縮機（２）に対す
る第２電磁弁（１５）’を１■作動させる制御信号を出
力し、これにより、上記油分離！（１１）で分離された
潤滑油（Ａ＞が第１油戻し管（１２）を介して第１圧縮
１１（１）のドーム（３）内に戻されるが、第２圧縮機
〈２）には返油されない。その結果、上記第２圧縮機（
２）よりも第１圧縮機（１）のドーム内圧が高くなるこ
とによって均油管〈７）を介して第２１ｔｔｉ？ｌ幾（
２）のドーム（３〉内に移動した第１圧縮機（１）内の
潤滑油（Ａ）の減少分が上記返油された油の優により補
われることになり、よって両圧縮［（１）、（２）内の
曲面の均一化を図ることができる。

一方、上記両圧縮機！（１）、（２＞のドーム内圧が等
しい場合には、差圧センサ〈１０）の検出信号を受けた
コントローラ（１６）により両電磁弁（１４）、（１５
）を共に開作動させる制御信号が出力される。これによ
り、上記油分離器（１１）で分離された潤滑油（Ａ）が
それぞれの油戻し管（１２）、（１３）を介して側圧縮
機（１）。

（２）のドーム（３）、（３）内に返油される。

その結果、側圧縮機（１）、（２）のドーム内圧が略同
じであることにより略同じ割合で減少した油量が上記返
油により補われるので、この場合においても、上記同様
に側圧縮機（１）、（２）内の油面の均一化を図ること
ができる。

尚、側圧縮機（１）、（２）のドーム内圧が同じである
場合には、上記両電磁弁（１４）、（１５）をともに開
ける場合の他、いずれか一方の電磁弁（１４）又は（１
５）のみを開けるようにしてもよい。

また、上記両圧縮Ｑ、１ｌ（１）、（２）のドーム内圧
が等しい場合には、上述の如く、双方の電磁弁（１４）
、＜１５）を共に問いて、側圧縮機（１）、（２）に返
油することにより、その内部の曲面の均一化を図るので
あるが、側圧縮機（１）。

（２）におりる油吐出量、油戻り量あるいは吸入圧損の
」には微妙な差が生じるものと考えられる。

したがって、この状態が長ｖｆ間続くと、運転条件によ
っては側圧縮機（１）、（２＞の油面レベルの差が増加
し、一方の圧ｔｆ６１ｆｌ（１）又は（２）の油量が運
転油面レベル以下に下がって、潤滑油（Ａ＞をその潤滑
部に供給することができず、潤滑不足が生ずるおそれが
ある。このことを防止するために、両圧縮！ｆｆ１（１
）、（２）のドーム内圧の等しい状態が所定時間続く場
合には、側圧縮機（１）、（２＞の運転容積を一定時間
毎に交互に変化させて側圧縮機（１）、（２）のドーム
内圧に差を生じさせることにより、油面レベルの差が増
大しないようにしてもよい。例えば、側圧縮機（１）、
＜２＞の運転容量がともに１００％である場合には、ま
ず一方の圧縮＊（１）の運転容量を１００％、他方の圧
縮機〈２〉の運転容積を５０％として一定時間運転し、
次に一方の圧縮機（１）の運転容積を５０％、他方の圧
縮機〈２）の運転容量を１００％として同じく一定時間
運転し、その後通常の運転（サーモ制御による運転）に
復帰させればよい。

さらに、上記側圧縮機（１）、（２）のうち一方を停止
させて運転を行う場合には、停止側のドーム内圧は運転
側よりも高くなるために停止側の圧ｍＵ１（１）又は（
２）に返油が行われ、両ドーム（３）、（３）内の油面
の高低差およびドーム内圧差によって潤滑油（Ａ＞は停
止側の圧縮機（１）又は（２）から運転側に移動して側
圧縮機（１）、（２＞内の油面の均一化が図られる。し
かし、この場合には、停止側の圧縮機（１）又は（２）
の油吐出Ｍは零であることから、運転側に直接返油して
も潤滑油（△）が一方の圧縮機（１）又は（２）に片寄
ることなく、よって運転側の圧縮機（１）又は（２）に
のみ直接返油するようになすことも採用可能である。

また、上記実施例では、両圧縮機１（１）、（２＞で圧
縮した冷媒ガスを１個の油分離器（１１）に導出してそ
の油分離器〈１１）でまとめて潤滑油＜Ａ）を分離する
ようにしたが、第２図に示すように、各圧縮機（１）、
（２＞の吐出管（９）の分岐管部（９ｂ）、（９ｂ）に
それぞれ油分離器（１１’　　）、（１１″）を個別に
介設するようになすことも採用可能である。また、上記
実施例では、各油戻し管（１２）、（１３＞をそれぞれ
各圧縮機（１）、（２）のドーム（３）に接続したが、
第３図に示すように、油戻し管（１２＞。

（１３）を吸入管〈８）の分岐管部（８ｂ）。

（８ｂ）にそれぞれ接続するようになすことも採用可能
である。さらには、吸入管（８）の分岐管部（８ｂ）、
（８ｂ）にそれぞれアキュムレータを付設し、このアキ
ュムレータを介して各圧縮機（１）、＜２＞に返油する
ようになすことも採用可能である。

さらに、上記各油戻し管（１２）、（１３）に電磁弁（
１４）、＜１５）をバイパスするキャピラリを設けるこ
とにより、各゛電磁弁（１４）。

（１５）が故障しても各圧縮機＜１）、（２）に返油可
能どして各圧縮機（１）、（２）の１０傷を防止するよ
うになすことも採用可能である。なお、この場合にＪ３
いては、両電磁弁（１４）、（１５）が閉じているとき
でも円圧縮機（１）、（２）には常時返油されることと
なるが、キャピラリのサイズをドーム内圧の高い側の圧
縮）幾（１）又は（２）への油戻り聞が油吐出量を僅か
に上回るように設定すればよい。また、電磁弁＜１４）
。

（１５）の代わりに三方弁を用いるようにしてもよい。

〈発明の効采〉 以上現用したように、本発明によれば、２！３の可変容
醋型圧縮機（１）、（２＞を１系統の冷媒回路に並列に
接続してなる冷ｍ装置において、油分離器（１１）で分
離された圧縮機用潤滑油（△）を油戻し管（１２）、（
１３）を介して圧縮機＜１）、＜２）へ戻す際にその戻
し量を圧縮機（１）、（２）のドーム内圧に応じて可変
ｉ１１徨［１１１、円圧縮機＜１）、（２）のドーム内
圧が異なる場合にはドーム内１モの高い側の圧縮機〈１
）又は（２）のみに戻す一方、円圧縮機＜１）、（２）
のドーム内圧が等しい場合には少なくとも一方の圧縮間
（１）又は（２）に戻りようにしたので、両Ｊ工縮ｅＪ
＜１）、（２）のドーム内圧が等し、い場合は勿論のこ
と、異なる場合に＋１３いても円圧縮機＜１）、＜２）
丙における油量を確実に均一にすることができる。

また、このように円圧縮機（１）、（２）間の均油を確
実に行い得ることから、小径の均油管（７）を用いるこ
とが可能で、大径の均油管を用いることによる円圧縮機
への振動増大昏均油管の強度低下の防止を図ることがで
きる。さらに、フロート式レギュレータや油面センサ等
の制御部品を要することなく円圧縮機（１）、（２＞の
均油を行い得ることから、コス１〜の低減化および制御
面における信頼性の向上をも図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実廠例に係る冷凍装置の概略構成図、
第２図および第３図はそれぞれ別の実施例を示す第１図
相当図である。 （１）・・・第１圧Ｓ機、（２）・・・第２圧縮機、（
３〉・・・ドーム、（７）・・・均油管、（８）・・・
吸入管、くっ）・・・吐出管、（１０）・・・差圧セン
サ、（１１〉・・・油分離器、（１２）・・・第１油戻
し管、（１３）・・・第２油戻し管、（１４）・・・第
１電磁弁、（１５）・・・第２電磁弁、（１６）・・・
コントローラ、（Ａ＞・・・潤滑油。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸入管（８）によりドーム（３）内に吸入された
   冷媒ガスを圧縮して吐出管（９）により吐出させる２基
   の可変容量型圧縮機（１）、（２）を１系統の冷媒回路
   に並列に接続してなる冷凍装置において、上記両圧縮機
   （１）、（２）のドーム（３）、（３）内を潤滑油（Ａ
   ）の運転油面レベル位置にて連通する均油管（７）と、
   上記吐出管（９）によりドーム（３）外に吐出された冷
   媒ガスから潤滑油（Ａ）を分離する油分離器（１１）と
   、この油分離器（１１）で分離された潤滑油（Ａ）を上
   記各圧縮機（１）、（２）のドーム（３）、（３）内に
   それぞれ戻す油戻し管（１２）、（１３）と、この各油
   戻し管（１２）、（１３）を開閉する電磁弁（１４）、
   （１５）と、上記両圧縮機（１）、（２）の運転中にお
   けるドーム内圧の高低を検出する検出手段（１０）と、
   該検出手段（１０）の検出信号を受け、上記両圧縮機（
   １）、（２）のドーム内圧が異なる場合にはドーム内圧
   の高い側の圧縮機（１又は２）に対応する電磁弁（１４
   又は１５）のみを開く一方、両圧縮機（１）、（２）の
   ドーム内圧が等しい場合には少なくとも一方の電磁弁（
   １４又は１５）を開くように制御するコントローラ（１
   ６）とを備えたことを特徴とする冷凍装置。