WO2002073036A1 - Compresseur en coque haute pression et dispositif de refroidissement - Google Patents

Compresseur en coque haute pression et dispositif de refroidissement Download PDF

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WO2002073036A1
WO2002073036A1 PCT/JP2002/002149 JP0202149W WO02073036A1 WO 2002073036 A1 WO2002073036 A1 WO 2002073036A1 JP 0202149 W JP0202149 W JP 0202149W WO 02073036 A1 WO02073036 A1 WO 02073036A1
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compressor
shell
type compressor
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PCT/JP2002/002149
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Tatsuo Ono
Seigo Sakashita
Tomohiko Kasai
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Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
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    • F25B43/02—Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat for separating lubricants from the refrigerant

Definitions

  • the present invention relates to a refrigeration apparatus, and more particularly to a refrigeration apparatus provided with a high-pressure shell type compressor for adjusting the oil level of lubricating oil.
  • a compression part is provided at an upper part in a shell, and a drive part such as a motor for driving the compression part is provided at a lower part, and lubricating oil of the compression part and the drive part is stored at a bottom part.
  • a storage unit There is provided a storage unit.
  • the lower end of the main shaft of the drive unit is immersed in the lubricating oil, and the lubricating oil is pumped up by the pump mechanism formed in the lower end of the main shaft and the oil passage formed in the main shaft. It is supplied to.
  • FIG. 13 is a longitudinal sectional view of the low-pressure shell type compressor.
  • reference numeral 110 denotes a shell of a low-pressure shell type compressor
  • 1101 denotes a suction pipe provided on a side of the shell 110
  • 1102 denotes a shell of the shell 110.
  • the discharge pipe provided at the top 1103 is a compression mechanism represented by a scroll connected to the inner end of the shell of the discharge pipe 110
  • 1104 is the center of the compression mechanism 1103
  • a rotating shaft extending downward from the vicinity 1105 is a compressor motor rotor formed around the rotating shaft 110
  • 1106 is an inner surface of the shell 110
  • a stage provided so as to surround the rotor 1106, 1107 is an oil flow pipe penetrating the rotating shaft 111, and 1108 is oil remaining at the lower part of the shell 110.
  • Reference numeral 1109 denotes an oil pump provided below the rotating shaft 111.
  • a low-pressure gas refrigerant and a small amount of oil are sucked into the shell 110 from the suction pipe 111.
  • the sucked gas refrigerant flows into the compression mechanism 1103, is compressed by the rotation of the rotor 1105, becomes a high-pressure gas refrigerant, and is discharged out of the compressor via the discharge pipe 1102. Since the interior of the shell 110 is filled with low-pressure gas refrigerant, most of the low-pressure space It has become.
  • the oil 111 that has accumulated in the lower part of the shell 110 is sucked up by the oil pump 110 and transferred to the drive part of the compression mechanism 113 through the oil flow pipe 110.
  • Most of the oil that has been supplied to the driving part falls again into the lower part of the shell 110, but a part of the oil enters the compression mechanism 1103, and together with the gas refrigerant, flows out of the discharge pipe 1102. Discharged outside the compressor.
  • the driving section of the compression mechanism 1103 is a low-pressure section
  • the oil retaining section at the lower portion of the shell 110 is the same low-pressure section.
  • the liquid column pressure of the oil from the oil reservoir at the bottom of the shell 110 to the drive of the compression mechanism 1103 must be increased. It is necessary to apply the above pressure to oil. Therefore, as a means for applying pressure to the oil, a mechanism utilizing centrifugal force generated by the rotation of the rotating shaft 1104 or an oil pump 111 constituted by a gear pump is generally used. is there.
  • FIG. 14 is a longitudinal sectional view of a high-pressure shell type compressor.
  • reference numeral 120 denotes a shell of a high-pressure shell type compressor
  • reference numeral 122 denotes a suction pipe provided on a side of the shell 120
  • reference numeral 122 denotes an inner end of the suction pipe shell.
  • a compression mechanism, such as a scroll, connected to the section, 1203 is provided at an upper portion of the compression mechanism 122, and a discharge section for discharging the refrigerant gas compressed into the shell 120, 120
  • Reference numeral 4 denotes a discharge pipe provided on the side of the shell 1200 below the compression mechanism 1203, and reference numeral 125 denotes a downward direction from around the center of the compression mechanism 1202.
  • the rotating shaft that extends, 1206 is the compressor rotor formed around the rotation shaft 1205, and the rotor is 1207, on the inner surface of the shell 110, the rotor is 1206 ,
  • An oil circulation pipe penetrating through the rotating shaft, 125, an oil stagnating in the lower part of the shell, 120 Connects the space above and below the compression mechanism 202 It is a connection hole.
  • the oil 125 that has accumulated in the lower part of the shell 122 rises up the oil flow pipe 122 and is conveyed to the drive portion of the compressor mechanism 122. Most of the oil conveyed to this drive part falls again to the lower part of the shell 1200 and stays there, but some oil enters the interior of the compression mechanism 122, and the suction pipe 1201 It is compressed by merging with a low-pressure gas refrigerant and a small amount of oil which are sucked in.
  • the driving section of the compression mechanism 122 becomes a low pressure section or an intermediate pressure section between high pressure and low pressure, and the oil retaining section below the shell 1200 becomes a high pressure section. Due to this differential pressure, the oil 125 rises up the oil flow pipe 122 without using a mechanism such as an oil pump, and is conveyed to the drive part of the compression mechanism 122.
  • the compressor in the conventional refrigeration system is configured as described above, when the oil level of the lubricating oil in the storage section rises and reaches a state where the rotor of the drive section is immersed in the lubricating oil, the lubricating oil is However, there is a problem in that the resistance to the rotation of the rotor increases, and the power consumption of the drive unit increases.
  • the rate at which the oil sucked into the compressor is discharged from the compressor without staying at the lower part of the shell is the higher the rotation speed of the rotating shaft and the larger the amount of oil sucked. To increase.
  • the amount of oil accumulated in the lower portion of the shell 1209 increases, and when the liquid level of the oil 1209 contacts the rotor 1206, the oil 1209 is wound up.
  • a phenomenon occurs in which the wound oil is discharged from the discharge pipe 122 to the outside of the compressor.
  • the liquid level of the oil comes into contact with the rotor, which causes a load due to the resistance of the oil to the rotation of the rotor, which causes a problem of input loss of the compressor.
  • an oil separator is connected to the discharge pipe of the compressor, and this oil separator separates the oil discharged from the compressor and returns it to the compressor to prevent oil from flowing to the heat exchanger of the refrigeration cycle. This is commonly done.
  • oil has a higher viscosity than refrigerant and requires more energy to circulate in the refrigeration cycle than refrigerant, so the rate at which oil is discharged out of the compressor increases, resulting in compression. There is a problem when the input loss of the machine increases.
  • oil is supplied from the oil stagnation part in the shell to the drive part of the compression mechanism by an oil pump driven in conjunction with the rotation of the rotating shaft, so the rotational speed of the rotating shaft increases.
  • the oil discharge of the low-pressure shell type compressor increases, and if the rotation speed of the rotating shaft decreases, the oil discharge of the low-pressure shell type compressor also decreases. Therefore, in order to keep the oil amount in the low-pressure shell type compressor in an appropriate range, the oil return amount should be set according to the rotation speed of the rotating shaft, that is, according to the refrigerant circulation amount.
  • oil is returned to the low-pressure shell-type compressor using the differential pressure due to the pressure drop that occurs when the refrigerant passes through the piping, and the refrigerant circulation amount is reduced. If the pressure difference increases due to the pressure drop that occurs when the refrigerant passes through the piping and increases, the amount of oil returned will also increase, and the refrigerant circulation amount will decrease and the pressure drop that occurs when the refrigerant passes through the piping will increase. By reducing the differential pressure, the amount of oil returned was also reduced, so that the amount of oil in the low-pressure shell-type compressor was kept in an appropriate range regardless of the refrigerant circulation amount. '
  • the drive unit of the rotating mechanism When the oil is not supplied to the drive unit of the mechanism, the drive unit of the rotating mechanism will have poor lubrication. If the differential pressure between the high pressure section and the low pressure section is small and the refrigerant circulation amount is large, the amount of oil taken out of the compressor will be reduced. Although the amount is small, the amount of oil returned to the compressor is large, so the amount of oil in the compressor becomes excessive and the rate of oil in the refrigeration cycle increases.
  • the shells When multiple compressors are installed and operated in parallel, or when the compressor is a low-pressure shell type, the shells are connected with oil equalizing pipes to reduce the capacity from the compressor with small capacity and high internal pressure. Transfer the lubricating oil to a compressor with a large internal pressure and balance the oil level, causing excess lubricating oil to accumulate in some compressors and reduce the amount of oil in other compressors, causing them to dry out.
  • the present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a compressor and a refrigeration apparatus that can prevent the oil level of lubricating oil from exceeding a predetermined position. .
  • a first object of the present invention is to provide a compressor and a refrigeration cycle that can prevent oil staying in a lower portion in a shell from coming into contact with a rotor. It is a second object of the present invention to provide a refrigeration cycle that can efficiently return the oil flowing from the discharge pipe to the outside of the compressor into the compressor.
  • a third object is to provide a refrigeration apparatus that does not require oil and that can reduce the amount of oil required to prevent withering. Disclosure of the invention
  • a refrigeration apparatus in another aspect of the present invention, includes a gas refrigerant suction unit, a compression unit that compresses the drawn gas refrigerant, a drive unit that drives the compression unit, High-pressure shell-type compressor having a discharge part for discharging the compressed gas refrigerant, a storage part for storing the lubricating oil for the compression part and the drive part, and a refrigeration cycle including a discharge pipe and a suction part connected to the discharge part
  • a refrigerating apparatus provided with a refrigerant circuit comprising: a device for guiding excess oil to a discharge pipe when an oil level in a storage section exceeds a predetermined position.
  • the refrigeration apparatus according to the present invention is preferably configured such that, as a device for guiding excess oil to a discharge pipe, one end is opened at a predetermined position on an oil level of a storage part of the compressor, The other end is provided with an oil drain pipe connected to the discharge pipe via the outside of the compressor.
  • the refrigeration apparatus according to the present invention is preferably configured such that, as a device for guiding excess oil to a discharge pipe, one end is opened at a predetermined position on an oil level of a storage part of the compressor, The other end is provided with an oil drain pipe which opens into the discharge pipe from the inside of the compressor via the discharge section.
  • a motor including a shell, a compression mechanism built in the shell, a rotating shaft for driving the compression mechanism, a rotor, and a stay.
  • An opening at the lower end of an oil flow pipe of a high-pressure shell-type compressor having an oil flow pipe extending from the lower part of the shell toward the built-in compression mechanism and sending oil retained in the lower part of the shell to the compression mechanism.
  • the oil outflow hole provided in the discharge pipe, and the oil outflow hole and the oil inflow hole are connected.
  • an oil bypass pipe is
  • a throttle portion is further provided on the high pressure shell type compressor side of the oil inflow hole of the discharge pipe.
  • the refrigeration apparatus is higher than an opening at a lower end of an oil flow pipe of a high-pressure shell type compressor and lower than a lower end of a mouth arranged around a rotation axis.
  • An oil outflow hole provided in a certain position, an oil inflow hole provided in an oil return pipe, and an oil bypass pipe connecting the oil outflow hole and the oil outflow hole.
  • a throttle portion is further provided on the oil separator side of the oil inlet hole of the oil return pipe.
  • the height position of the oil outflow hole is equal to or higher than the height position of the oil inflow hole.
  • a pump for feeding oil from the oil outflow hole to the oil inflow hole is provided in the oil bypass pipe.
  • a refrigeration apparatus in another aspect of the present invention, includes a gas refrigerant suction unit, a compression unit that compresses the drawn gas refrigerant, a drive unit that drives the compression unit, A refrigeration cycle comprising a high-pressure shell-type compressor having a discharge section for discharging compressed gas refrigerant, a storage section for storing lubricating oil for the compression section and the drive section, and an accumulator and a discharge section connected to the suction section.
  • a refrigerating apparatus having a refrigerant circuit that performs an operation to guide surplus oil to an accumulator when the oil level of a storage section exceeds a predetermined position.
  • the refrigeration apparatus according to the present invention is preferably configured such that one end of the refrigeration apparatus is opened at a predetermined position on an oil level of a storage section of the compressor as a device for guiding excess oil to an accumulator, The other end is provided with an oil drain pipe connected to the accumulator overnight.
  • the refrigeration apparatus according to the present invention is preferably configured such that the predetermined position of the oil level of the storage unit is a position where the rotor of the drive unit does not immerse in the lubricating oil. It is.
  • the first oil return means for sending oil in the accumulator into the U-shaped pipe at the bottom of the U-shaped pipe;
  • a second oil return means for sending the oil in the accumulator into the U-shaped pipe at a high position, and the amount of oil sent from the first oil return means to the U-shaped pipe is discharged from the high-pressure shell type compressor.
  • the amount of oil that is smaller than the amount of oil discharged to the pipe and is sent from both the first oil return means and the second oil return means to the U-shaped pipe is the amount of oil discharged from the high-pressure shell type compressor to the discharge pipe. Larger than the volume.
  • the accumulator further includes a first plate provided with a U-shaped pipe and a second plate provided with a refrigerant gas discharge port by a partition plate provided in a vertical direction.
  • a first plate provided with a U-shaped pipe
  • a second plate provided with a refrigerant gas discharge port by a partition plate provided in a vertical direction.
  • an open end of the oil return pipe is provided at the lower part of the first room, and the refrigerant gas of the first room is sent to the second room at the upper part of the partition plate. This A communication hole that can be used is provided.
  • the refrigeration apparatus according to the present invention is preferably one in which a plurality of compressors are installed and can be operated in parallel.
  • the refrigeration apparatus according to the present invention is preferably arranged such that a device for guiding excess oil to a discharge pipe or an accumulator is a device that comprises: a plurality of compressors; Is provided only in the compressor, which tends to increase.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a refrigeration cycle according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of a refrigeration cycle according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 3 is a configuration diagram of a refrigeration cycle according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 4 is a configuration diagram of a refrigeration cycle according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of a refrigeration cycle according to Embodiment 5 of the present invention.
  • FIG. 6 is a configuration diagram of a refrigeration cycle according to Embodiment 6 of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram showing oil levels of an accumulator and a compressor according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a refrigerant circuit diagram showing a configuration of Embodiment 7 of the present invention.
  • FIG. 9 shows a configuration of the eighth embodiment of the present invention, and is a schematic diagram showing only a compressor and an oil drain pipe.
  • FIG. 10 shows a configuration of the ninth embodiment of the present invention, and is a schematic view showing a pipe connection among a compressor, a drain pipe, and an accumulator.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing a configuration of the tenth embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing a configuration of Embodiment 11 of the present invention.
  • FIG. 13 is a configuration diagram of a low-pressure shell type compressor.
  • FIG. 14 is a configuration diagram of a high-pressure shell type compressor. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • Embodiment 1 In order to describe the high-pressure shell type compressor and the refrigeration apparatus of the present invention in more detail, they will be described with reference to the accompanying drawings. Embodiment 1
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a refrigeration cycle according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the refrigeration cycle connects the high-pressure shell type compressor 1, the discharge pipe 2 of the high-pressure shell type compressor 1, the oil separator 3, the four-way valve 4, the outdoor heat exchanger 5, and the outdoor unit to the indoor unit.
  • the expansion device 7 and the indoor heat exchanger 8 are installed in the indoor unit, and the high-pressure shell type compressor 1, oil separator 3, four-way valve 4, outdoor heat exchanger 5, accumulator 10, etc.
  • Reference numeral 14 denotes an oil return pipe having one open end connected to the oil separator 3 and the other open end inserted into the bottom of the accumulator 10.
  • the high-pressure shell type compressor 1 is located below the rotor, which is the rotating portion of the compressor motor, and connects the drive section of the high-pressure shell type compressor to the oil retaining section at the bottom of the shell.
  • An oil outlet port 15 opened above the oil inlet port located on the side and an oil inlet port 16 opened to the discharge pipe 2 are connected by an oil bypass pipe 17.
  • the oil outlet 15 shown in FIG. An oil suction port located at a position lower than 2007 and located at the lower part of the shell of the oil circulation pipe 122 that connects the compression mechanism 122 and the oil stagnant part below the shell 120 It is open at a higher position.
  • the mixed gas of high-temperature and high-pressure gas refrigerant and oil discharged from the high-pressure shell type compressor 1 flows into the oil separator 3 via the discharge pipe 2, and is separated into the gas refrigerant and oil by the oil separator 3.
  • the separated oil flows into the accumulator 10 via the oil return pipe 14, and the separated gas refrigerant flows into the outdoor heat exchanger 5 via the four-way valve 4.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant flowing into the outdoor heat exchanger 5 is condensed in the outdoor heat exchanger 5 to become a medium-temperature and high-pressure liquid refrigerant, flows into the indoor unit via the liquid pipe 6, and is throttled by the expansion device 7.
  • the refrigerant flows into the indoor heat exchanger 8 as a low-temperature, low-pressure two-phase refrigerant.
  • the low-temperature and low-pressure two-phase refrigerant flowing into the indoor heat exchanger 8 evaporates in the indoor heat exchanger 8 and It becomes a low-pressure gas refrigerant and flows into the accumulator 10 from the refrigerant gas discharge port 10a via the gas pipe 9 and the four-way valve 4.
  • the oil flowing into the accumulator 10 through the oil return pipe 14 flows into the U-shaped pipe 11 through the oil return hole 13 and flows into the accumulator 10 through the gas pipe 9 and the four-way valve 4.
  • the low-temperature and low-pressure gas refrigerant flows into the U-tube 11 from the opening at the tip of the U-tube 11, and flows into the high-pressure shell-type compressor 1 through the suction pipe 12.
  • the pressure inside the shell of the high-pressure shell type compressor 1 is highest because it is immediately after the compression mechanism of the compressor, and as it proceeds downstream from the refrigeration cycle, the pressure due to the flow path resistance of the components of the refrigeration cycle The pressure gradually decreases due to the decrease. Therefore, the pressure of the oil inflow hole 16 opened in the discharge pipe 2 becomes lower than the pressure of the oil outflow hole 15 opened on the shell of the high-pressure shell type compressor 1, so that the high-pressure shell type compressor The oil that is going to stay above the height of the oil spill hole 1 5 is bypassed from the oil spill hole 15 to the oil inflow hole 16 via the oil bypass pipe 17.
  • the diameter of the oil bypass pipe 17 is smaller than the diameter of the discharge pipe 2 to prevent the oil bypass pipe 17 from excessively discharging not only oil but also gas refrigerant.
  • Embodiment 2 As described above, the liquid level of the oil stagnating in the lower part of the compressor does not become higher than the oil outflow hole 15, so that the oil level does not come into contact with the roaster, and The rotation can be prevented from being loaded by oil.
  • Embodiment 2 As described above, the liquid level of the oil stagnating in the lower part of the compressor does not become higher than the oil outflow hole 15, so that the oil level does not come into contact with the roaster, and The rotation can be prevented from being loaded by oil.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of a refrigeration cycle according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the oil outflow hole of the compressor and the oil inflow hole of the oil return pipe are connected by an oil bypass pipe. It is a thing.
  • the same components as those in FIG. 1 and corresponding components are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
  • reference numeral 18 denotes an oil inlet hole provided in the oil return pipe 14
  • reference numeral 19 denotes an oil bypass pipe connecting the oil outlet hole 15 and the oil inlet hole 18.
  • the pressure inside the shell of the high-pressure shell-type compressor 1 is highest because it is immediately after the compression mechanism of the compressor.
  • the pressure is gradually decreasing due to the pressure drop due to the flow resistance of the parts. Good. Therefore, the pressure of the oil inflow hole 18 opened on the oil return pipe 14 becomes lower than the pressure of the oil outflow hole 15 opened in the shell of the high-pressure shell type compressor 1.
  • the oil that is going to stay above the height of the oil outflow hole 15 of 1 is bypassed from the oil outflow hole 15 to the oil inflow hole 18 via the oil bypass pipe 19.
  • the diameter of the oil bypass pipe 19 is made smaller than the diameter of the discharge pipe 2 to prevent the oil bypass pipe 19 from excessively discharging not only oil but also gas refrigerant.
  • the liquid level of the oil stagnating in the lower part of the compressor does not become higher than the oil outflow hole 15, so that the oil level does not come into contact with the rotor, and the rotation of the rotor does not occur. Can be prevented from being loaded by oil. Furthermore, the excess oil in the compressor flows directly to the oil return pipe 14 of the oil separator 3 without passing through the oil separator 3, and thus flows into the oil separator 3 from the discharge pipe 2 of the high-pressure shell type compressor 1. Only the oil contained in the refrigerant needs to be separated, and the refrigerant and the oil can be sufficiently separated, so that a large amount of oil can be prevented from circulating in the refrigeration cycle, and the adverse effects associated therewith can be avoided. . Embodiment 3.
  • FIG. 3 is a configuration diagram of a refrigeration cycle according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the oil inlet hole of the discharge pipe 2 is provided at a position lower than the oil outlet hole of the compressor. Things.
  • FIG. 3 the same components as those in FIG. 1 and corresponding components are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
  • reference numeral 20 denotes an oil inflow hole provided in the discharge pipe 2 at a position lower than the oil outflow hole 15 of the high-pressure shell type compressor 15.
  • 21 is an oil bypass pipe connecting the oil outflow hole 15 and the oil inflow hole 20.
  • the oil bypass pipe 21 is a straight pipe, and is therefore arranged so as to be inclined downward from the oil outflow hole 15 to the oil inflow hole 20.
  • the pressure inside the shell of the high-pressure shell-type compressor 1 is highest because it is immediately after the compression mechanism of the compressor.
  • the pressure gradually decreases due to the pressure drop due to the flow path resistance of the parts. Therefore, the pressure of the oil inflow hole 20 is smaller than the pressure of the oil outflow hole 15.
  • the high-pressure shell type compressor 1 is a capacity control compressor, and the amount of refrigerant circulating through the discharge pipe becomes smaller.
  • the oil bypass pipe 21 rises from the oil outflow hole 15 to the oil inflow hole 20. There is no need to consider the effect of oil column pressure due to the oil, and the oil can always be bypassed from the oil outflow hole 15 to the oil inflow hole 20.
  • the oil inflow hole is arranged at a position lower than the oil outflow hole.
  • the oil inflow hole is at the same height position, the oil inflow from the oil outflow hole to the oil inflow hole is caused by rising of the oil bypass pipe.
  • the oil bypass pipe there is no need to consider the effect of the liquid column pressure.
  • the oil return hole may be provided at the same or lower position than the oil inflow hole in the oil return pipe, and the oil outflow hole and the oil inflow hole may be connected by an oil bypass pipe. Even with such a configuration, the oil can be reliably bypassed.
  • FIG. 4 is a configuration diagram of a refrigeration cycle according to a fourth embodiment of the present invention.
  • a discharge pipe is provided with a throttle, and an oil inflow hole is provided downstream of the throttle. It is.
  • FIG. 4 the same components as those in FIG. 1 and corresponding components are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
  • reference numeral 22 denotes a throttle provided in the discharge pipe 2
  • reference numeral 23 denotes an oil inflow hole disposed downstream of the throttle 22 of the discharge pipe 2 with respect to the high-pressure shell type compressor 1
  • Reference numeral 24 denotes an oil bypass pipe connecting the oil outflow hole 15 and the oil inflow hole 23.
  • the pressure in the oil outflow hole 23 can be reduced by the throttle portion 22, so that regardless of the height position of the oil circulation hole 15 and the oil inflow hole 23, the oil Oil can be reliably bypassed from the hole 15 to the oil inlet hole 23.
  • a throttle section may be provided in the oil return pipe, an oil inlet hole may be provided downstream of the throttle section, and the oil inlet hole and the oil outlet hole may be connected by an oil bypass pipe. Even with such a configuration, the oil can be reliably bypassed.
  • Embodiment 5 is a diagrammatic representation of the throttle portion described in the third embodiment. Further, the throttle portion described in the third embodiment may be provided. Embodiment 5
  • FIG. 5 is a configuration diagram of a refrigeration cycle according to Embodiment 5 of the present invention.
  • an oil inflow hole provided in discharge pipe 2 and an oil provided in high-pressure shell type compressor are provided.
  • a pump is provided in an oil bypass pipe connecting the inflow hole.
  • FIG. 5 the same components as those in FIG. 1 and corresponding components are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
  • reference numeral 25 denotes an oil inflow hole opened in the discharge pipe 2
  • 26 denotes an oil bypass pipe connecting the oil outflow hole 15 to the oil inflow hole 25
  • 27 denotes an oil bypass pipe 26.
  • This is a pump for forcibly flowing oil from the oil outflow hole 15 to the oil inflow hole 25.
  • the pump discharge pressure rises from the oil outflow hole 15 of the oil bypass pipe 24 in the direction of the oil inflow hole 25. Must be set to exceed the liquid column pressure of the oil.
  • the pressure at which oil is discharged from the oil outflow hole 255 by the pump 27 reduces the liquid column pressure of the oil caused by rising from the oil outflow hole 15 to the oil inflow hole 25. Since it always exceeds, the oil can be reliably bypassed from the oil outflow hole 15 to the oil inflow hole 25 regardless of the height position of the oil circulation hole 15 and the oil inflow hole 25.
  • Embodiment 6 It is also possible to provide an oil inflow hole in the oil return pipe, connect the oil inflow hole and the oil outflow hole with an oil bypass pipe, and provide a pump in this oil bypass pipe. Even with such a configuration, it is possible to reliably perform oil bypass.
  • Embodiment 6 It is also possible to provide an oil inflow hole in the oil return pipe, connect the oil inflow hole and the oil outflow hole with an oil bypass pipe, and provide a pump in this oil bypass pipe. Even with such a configuration, it is possible to reliably perform oil bypass.
  • FIG. 6 is a configuration diagram of a refrigeration cycle according to Embodiment 6 of the present invention.
  • the refrigeration cycle connects the high-pressure shell type compressor 1, the discharge pipe 2 of the high-pressure shell type compressor 1, the oil separator 3, the four-way valve 4, the outdoor heat exchanger 5, and the outdoor unit and the indoor unit.
  • the expansion device 7 and indoor heat exchanger 8 are installed in the indoor unit, and the high-pressure shell type compressor 1, oil separator 3, four-way valve 4, outdoor heat exchanger 5, accumulator 10, etc. are installed in the outdoor unit. .
  • the accumulator 10 is partitioned by providing a partition plate 28 in the vertical direction, and a main accumulator 29 having a function of storing liquid coolant and a U-shaped tube 11 are located inside to store oil. And a sub-accumulator 30 having Further, the partition plate 28 is provided with a communication hole 31 at an upper portion, so that a gas refrigerant can be circulated between the main accumulator 29 and the sub-accumulator 30. In the lower part of the sub-accumulator 30, the other port of the oil return pipe 14 whose one port is connected to the oil separator 3 is open.
  • first oil return hole 32 which is a first oil return means, is provided at a lowermost portion of the U-shaped pipe 11, and a second oil return means is provided at an upper portion of the first oil return hole 32.
  • a certain second oil return hole 33 is formed.
  • the mixed gas of high-temperature and high-pressure gas refrigerant and oil discharged from the high-pressure shell type compressor 1 flows into the oil separator 3 via the discharge pipe 2, and is separated into the gas refrigerant and oil by the oil separator 3.
  • the separated oil flows into the sub-accumulator 30 via the oil return pipe 14, and the separated gas refrigerant flows into the outdoor heat exchanger 5 via the four-way valve 4.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant flowing into the outdoor heat exchanger 5 condenses in the outdoor heat exchanger 5 to become a medium-temperature and high-pressure liquid refrigerant, flows into the indoor unit via the liquid pipe 6, and is throttled by the expansion device 7.
  • the low-temperature, low-pressure two-phase refrigerant that has flowed into the indoor heat exchanger 8 evaporates in the indoor heat exchanger 8 to become a low-temperature, low-pressure gas refrigerant, and passes through the gas pipe 9 and the four-way valve 4 to reach the refrigerant gas outlet 1 0 a flows into the main accumulator 29, passes through the communication hole 3 1, and opens at the tip of the U-shaped tube 1 1 From the U-tube 11 into the high-pressure shell type compressor 1 through the suction pipe 12.
  • the oil that has flowed into the sub-accumulator 29 via the oil return pipe 14 enters the U-shaped pipe 11 via the first oil return hole 32 or the second oil return hole 33, and the suction pipe From 1 to 2, it flows into the high-pressure shell type compressor 1.
  • reference numeral 34 denotes a liquid level of the oil retained in the shell of the high-pressure shell type compressor 1
  • reference numeral 35 denotes a liquid level of the oil retained in the sub-accumulator 30.
  • the oil discharge amount of the high-pressure shell type compressor 1 varies depending on operating conditions such as the discharge pressure, suction pressure, and operating frequency of the high-pressure shell type compressor 1. However, when oil is returned only from the first oil return hole 32 and the diameter of the first oil return hole 32, the amount of oil returned to the high pressure shell type compressor 1 is reduced regardless of the operating condition. By selecting the oil discharge amount to be lower than that of the machine 1, the oil amount of the high-pressure shell type 1 decreases over time, and the liquid level 34 of the oil remaining in the shell can be reduced. .
  • the amount of oil discharged and retained from the high-pressure shell type compressor 1 exceeds the amount of oil returned to the high-pressure shell type compressor 1, so that the oil amount increases.
  • the liquid level 35 of the oil staying inside can be raised over time.
  • the high-pressure shell type compression By selecting the amount of oil returned to the compressor 1 to be greater than the oil discharge amount of the high-pressure shell type compressor 1, The oil level of the high-pressure shell type 1 increases with the passage of time, and the liquid level 34 of the oil staying in the shell can be raised. On the other hand, the oil that is discharged from the high-pressure shell type compressor 1 and stays in the sub-accumulator 30 Since the amount of oil is less than the amount of oil returned to the high-pressure shell type compressor 1, the oil amount can be reduced, and the liquid level 35 of the oil staying in the sub-accumulator can be reduced.
  • the oil amount of the high-pressure shell type compressor 1 exceeds a predetermined amount, the amount of oil returned from the sub-accumulator 29 decreases, so that the high-pressure shell type compressor
  • the oil volume of the high-pressure shell type compressor 1 decreases below a predetermined level, the oil return from the sub-accumulator 29 increases, and the high-pressure shell type compressor 1 increases.
  • the oil volume of type compressor 1 increases, it stays in the shell of high-pressure shell type compressor 1 regardless of the operating conditions such as the discharge pressure and suction pressure of high-pressure shell type compressor 1 and the operating frequency.
  • the oil from the oil return pipe can be intensively stored only in the sub-accumulator where the U-shaped pipe is located, and it can respond immediately to subtle changes in oil volume compared to when the accumulator is not divided. Can be. This is particularly effective in a refrigeration cycle using a high-pressure Schul type compressor, which has a small margin for a large amount of oil compared to a low-pressure shell type compressor.
  • the amount of oil to be returned to the U-tube is adjusted by two holes, the first oil return hole and the second oil return hole.
  • the present invention is not particularly limited to this.
  • the first oil return mechanism is configured with multiple holes to return the same amount of oil as the first oil return hole, and the second oil return An oil mechanism may be configured to return as much oil as the second oil return hole.
  • Embodiment 7 In the refrigerant cycle shown in FIGS. 1 to 6, one high-pressure shell type compressor was used. However, there may be more than one. Embodiment 7
  • FIG. 8 is a refrigerant circuit diagram showing a configuration of a refrigeration apparatus according to Embodiment 7.
  • reference numeral 101 denotes a high-pressure shell type compressor, which includes a compression unit 111, a drive unit 112 such as a motor for driving the compression unit, a main shaft 113 of the drive unit, and a shell. And a lubricating oil storage section 114 provided at the bottom.
  • Reference numeral 115 denotes a discharge section of the compressor, and 116 denotes a suction section.
  • reference numeral 102 denotes a discharge pipe connected to the discharge portion 115
  • reference numeral 103 denotes an oil drain pipe, one end of which is connected to a position at a height h from the bottom of the shell and opens into the shell. Is connected to the discharge pipe 102 via the outside of the compressor. The height h is set so that the rotor such as the motor constituting the drive unit 112 is not immersed in the lubricant of the storage unit 114.
  • 1 14 is a four-way valve
  • 1 15 is a heat source side heat exchanger
  • 1 16 is a throttling device
  • 1 17 is a use side heat exchanger
  • 1 18 is an accumulator
  • 1 08 a is an accumulator U Oil return hole provided at the bottom of the U-shaped outflow pipe 108b, 109 connects the U-shaped outflow pipe 108b of the accumulator to the suction section 1 16 of the compressor 101 It is a suction pipe.
  • connection pipes 110 are connected as shown by connection pipes 110 to form a refrigerant circuit constituting a well-known refrigeration cycle.
  • the flow of the refrigerant in the refrigeration apparatus will be described.
  • the solid arrow indicates the flow of the refrigerant in the cooling operation
  • the broken arrow indicates the flow of the refrigerant in the heating operation.
  • the compression unit 111 is driven by the drive unit 112 in the compressor 101, and the compressed high-temperature and high-pressure gas refrigerant flows from the discharge unit 115 to the discharge pipe 102 and the four-way valve 104.
  • the heat is exchanged with the heat source device side medium such as air and water to condense and liquefy.
  • the condensed and liquefied refrigerant is decompressed by the expansion device 106 to be in a gas-liquid two-phase state, and heat exchanges with the use side medium such as air in the use side heat exchanger 7 to evaporate and gasify.
  • the evaporated and gasified refrigerant flows into the accumulator 108 through the four-way valve 104, and further returns to the compressor 101 from the suction part 116 through the suction pipe 109.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant compressed by the compressor 101 flows from the discharge part 115 into the use-side heat exchanger 7 through the discharge pipe 102 and the four-way valve 104, where it is used for air and the like. Condensed and liquefied by heat exchange with the side medium.
  • the condensed and liquefied refrigerant is decompressed by the expansion device 106 to become a gas-liquid two-phase state, and heat exchanges with the heat source device side medium such as air and water in the heat source device heat exchanger 105 to evaporate and gasify. .
  • the evaporated and gasified refrigerant returns to the compressor 101 from the suction section 116 via the four-way valve 104, the accumulator 108, and the suction pipe 109.
  • This embodiment is configured as described above. Since there is a pressure difference between the middle of the discharge pipe 102 to which the oil drain pipe 103 is connected and the inside of the compressor, the oil in the storage section 114 is When the amount increases and exceeds the level of the height h from the bottom surface, the excess oil is discharged from the oil drain pipe 103 to the discharge pipe 102 by the pressure difference. The discharged oil returns to the accumulator 108 along the above-described flow of the refrigerant, and the amount of oil in the accumulator 108 can be secured.
  • the length of the oil drain pipe 103 can be shortened, and vibration occurs during the operation of the compressor. Even in this case, since the vibrating compressor, the discharge pipe and the oil drain pipe vibrate almost synchronously, there is no problem such as a pipe crack.
  • Embodiments 1 to 6 correspond as follows. That is, the high-pressure shell type compressor 1 is in the compressor 101, the discharge pipe 2 is in the discharge pipe 102, the four-way valve 4 is in the four-way valve 104, and the outdoor heat exchanger 5 is the heat source side heat exchange.
  • the components of high-pressure shell type compressor 101 shown in Embodiment 7 correspond to the components of high-pressure shell type compressor shown in FIG. 14 as follows. I do. That is, the compression section 1 1 1 is in the compression mechanism 1 202, the drive section 1 1 2 is in the compressor motor 1 2 0 6 and the stay 1 2 0 7 and the drive section main shaft 1 1 3 is the rotating shaft 1 205, the lubricating oil stored in the storage 1 114 is the oil 1 209, the compressor discharge 1 1 5 is the discharge pipe 1 204, and the suction ⁇ 15 1 16 corresponds to the suction pipe 1 201.
  • Embodiment 8 since the correspondence between the respective drawings of the present application is clearly understood, the description thereof will not be repeated.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing the configuration of a refrigeration cycle according to Embodiment 8, showing only a compressor and an oil drain pipe. Other configurations are the same as those in FIG. 8, and illustration and description are omitted.
  • FIG. 9 the same or corresponding parts as those in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • the oil drain pipe 130 is built into the compressor 101, one end (the lower end in Fig. 9) opens at the height of h from the bottom of the compressor 101, and the other end. (The upper end in FIG. 9) is that it opens through the discharge section 110 of the compressor 101 in the discharge pipe 102 near the discharge section.
  • This embodiment utilizes the pressure loss generated in the contraction portion when the high-pressure refrigerant flows from the discharge section 1 15 of the compressor 101 to the discharge pipe 102 to exceed the level of the height h.
  • the connection of a drain pipe is not required, so that the refrigerant circuit can be simplified.
  • the refrigeration cycle of this embodiment is such that two high-pressure shell-type compressors are installed and operated in parallel.
  • the configuration of the compressor, the oil drain pipe, the accumulator, and the pipe connection relationship are shown in FIG.
  • a refrigerant circuit similar to that of FIG. 8 is formed for each compressor, but the accumulator 108 is shared as shown.
  • FIG. 10 in the refrigerant circuit including the compressor 101, the same or corresponding parts as those in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 8, and in the refrigerant circuit including the other compressor 101A.
  • the same or corresponding parts as those in FIG. 8 are denoted by A after the reference numerals in FIG. 8, and the description thereof is omitted.
  • the lubricating oil of the compressor 101 exceeds the height h from the bottom, which is a predetermined position, the surplus oil is discharged to the discharge pipe 102 through the oil drain pipe 103, Since the oil is returned to the accumulator 108 via the refrigerant circuit, the amount of oil in the accumulator 108 does not become insufficient.
  • oil is returned from the accumulator 108 through the oil return hole 108 aA and the suction pipe 109 A, so that the lubricating oil may run out. But not withering The amount of oil required for stopping can also be reduced.
  • Oil drain pipes 103 and 103 A connecting the compressor and the discharge pipe do not need to be attached to all compressors, and are limited to those in which the amount of retained oil in the compressor tends to increase. Even if it is provided, the same effect as above can be expected.
  • An example of the tendency for the amount of retained oil to increase easily is a small capacity compressor when there is a difference in operating capacity among multiple compressors. This is because the diffusion of oil inside the compressor is small due to the small capacity, and it is difficult for the oil to be discharged to the discharge pipe 102. It is fully conceivable that a compressor with a variable capacity would have a lower capacity than the other compressor, so it can be said that an oil drain pipe is required.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing a configuration of a refrigeration cycle according to the tenth embodiment.
  • the same or corresponding parts as in FIG. 10 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • the point different from Fig. 10 is that the oil drain pipe connecting the position at a predetermined height h from the bottom of the compressor shell and the discharge pipe 102 is changed to the position at a predetermined height h from the bottom of the shell and the accumulator. This is the point that 1 and 8 are connected.
  • the other compressor 101 is returned from the accumulator 108 through the oil return hole 8a and the suction pipe 109, so that the lubricating oil does not die, The amount of oil required for prevention can also be reduced.
  • Oil drain pipes 103 and 103 A connecting the compressor and the discharge pipe do not need to be attached to all compressors, and are limited to those in which the amount of retained oil in the compressor tends to increase. Even if it is provided, the same effect as above can be expected.
  • Embodiment 1 1 is a diagrammatic representation of the same effect as described above, but it goes without saying that the same effect as described above can be obtained even when only one compressor is used.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration of a refrigeration cycle according to an embodiment 11.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration of a refrigeration cycle according to an embodiment 11.
  • Fig. 11 The difference from Fig. 11 is that oil separators 120, 120A are installed in the discharge pipes 102, 102A of the compressor, and the oil separators 120, 120A are compressed.
  • Machine 101, 101 A suction pipes 109, 109 A are connected to connection pipes 122, 121 A and separated by oil separators 120, 120 A. The point is that the collected oil is returned to the compressors 101 and 101A via the suction pipes 109 and 109A.
  • the oil discharged together with the gas refrigerant from the compressors 101 and 101A is separated by the oil separators 120 and 12OA, Since the oil is returned to the compressor 101 and 101A via the connecting pipes 121 and 121A, regardless of the amount of oil discharged from the compressor, the oil flows out of the compressor, especially in the evaporator and There is no stagnation in the condenser, and therefore the required oil amount can be reduced.
  • the surplus oil in the compressor is accumulated in the accumulator 108 through the oil drain pipes 103 and 103A, so that the oil deficiency of other compressors can be prevented.
  • each embodiment has been described as a refrigeration apparatus, but this may be another name such as an air conditioner or a refrigeration cycle apparatus.
  • an oil outlet hole is provided at a position higher than the opening at the lower end of the oil flow pipe and lower than the lower end of the rotor, to discharge oil retained in the shell to the outside.
  • a refrigeration apparatus includes a gas refrigerant suction unit, a compression unit that compresses the drawn gas refrigerant, a drive unit that drives the compression unit, a discharge unit that discharges the compressed gas refrigerant, A high-pressure shell-type compressor having a compression section and a storage section for storing lubricating oil for the drive section, and a refrigerating apparatus having a refrigerant circuit including a discharge pipe and a suction section connected to a discharge section and forming a refrigeration cycle.
  • the oil outflow hole provided at a position higher than the opening at the lower end of the oil flow pipe of the high-pressure shell type compressor and lower than the lower end of the rotor arranged around the rotation axis. And an oil inflow hole provided in the discharge pipe, and an oil bypass pipe connecting the oil outflow hole and the oil inflow hole.
  • the oil level does not come into contact with the rotor, and the rotation of the rotor can be prevented from being loaded by the oil.
  • the throttle portion is provided on the high pressure shell type compressor side of the oil inflow hole of the discharge pipe, the oil can be reliably bypassed from the oil outflow hole to the oil inflow hole.
  • the oil outflow hole provided at a position higher than the opening at the lower end of the oil flow pipe of the high-pressure shell type compressor and lower than the lower end of the rotor arranged around the rotation axis. And an oil inflow hole provided in the oil return pipe, and an oil bypass pipe connecting the oil outflow hole and the oil outflow hole, so that a large amount of oil can be prevented from circulating.
  • the throttle portion is provided on the oil separator side of the oil return hole of the oil return pipe, the oil can be reliably bypassed from the oil outlet hole to the oil inlet hole.
  • the height position of the oil outflow hole is set to be equal to or higher than the height position of the oil inflow hole. Disappears.
  • a refrigeration apparatus includes a gas refrigerant suction unit, a compression unit that compresses the drawn gas refrigerant, a drive unit that drives the compression unit, a discharge unit that discharges the compressed gas refrigerant, A high-pressure shell-type compressor having a compression section and a storage section for storing lubricating oil for the drive section, and a refrigerating apparatus having a refrigerant circuit including a discharge pipe and a suction section connected to a discharge section and forming a refrigeration cycle.
  • the first oil return means for sending the oil in the accumulator to the lower part of the U-shaped pipe into the U-shaped pipe, and the oil in the accumulator to a higher position than the first oil return means.
  • a second oil return means for feeding into the U-shaped pipe is provided.
  • the amount of oil discharged is smaller than the amount of oil discharged from the high-pressure shell type compressor to the discharge pipe, and the amount of oil sent from both the first oil return means and the second oil return means to the U-shaped pipe is high pressure. Since the amount of oil discharged from the shell type compressor to the discharge pipe is larger, it is possible to prevent input loss due to the oil level coming into contact with the oil level inside the compressor, and to circulate a large amount of oil. Can be prevented.
  • the accumulator is divided into a first room in which a U-shaped pipe is arranged and a second room in which a refrigerant gas discharge port is provided by a partition plate provided in a vertical direction.
  • An open end of the oil return pipe was provided at the bottom of the first room, and a communication hole was provided at the top of the partition plate to allow the refrigerant gas in the first room to be sent to the second room. It is possible to respond to a subtle change in the amount of oil instantly as compared to a case where the oil is not divided.
  • the plurality of compressors are operated in parallel, and the surplus oil is discharged to the discharge pipe or the accumulator.
  • the lubricating oil is returned to the accumulator and from the discharge pipe to the accumulator via the refrigerant circuit, and a sufficient amount of oil is secured in the accumulator. Deterioration can be prevented. In addition, the amount of oil required to prevent withering can be reduced.

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Description

明 細 書 高圧シヱルタイプ圧縮機及び冷凍装置 技術分野
この発明は冷凍装置、 特に高圧シェルタイプ圧縮機を備え、 その潤滑油の油面調整を 行なうようにした冷凍装置に関するものである。 背景技術
従来の冷凍装置における圧縮機は、 シェル内の上部に圧縮部が設けられ、 その下部に 圧縮部を駆動するモータ等の駆動部が設けられ、 底部に上記圧縮部及び駆動部の潤滑油 を貯留する貯留部が設けられている。
また、 駆動部の主軸の下端部が潤滑油中に浸漬され、 主軸下端部に形成されたポンプ 機構と、 主軸内に形成された油通路とによって潤滑油が汲み上げられ、 圧縮部と駆動部 とに供給されるようになっている。
第 1 3図は、 低圧シェルタイプ圧縮機の縦断面図である。
第 1 3図中、 1 1 0 0は低圧シェルタイプ圧縮機のシェル、 1 1 0 1はシェル 1 1 0 0の側部に設けられた吸入配管、 1 1 0 2はシェル 1 1 0 0の上部に設けられた吐出配 管、 1 1 0 3は吐出配管 1 1 0 2のシェル内端部に接続されるスクロールに代表される 圧縮機構、 1 1 0 4は圧縮機構 1 1 0 3の中心付近から下方向に向かって伸びる回転軸、 1 1 0 5は回転軸 1 1 0 4の回りに形成された圧縮機モータのロータ、 1 1 0 6はシェ ル 1 1 0 0の内側面に、 ロータ 1 1 0 6を囲むように設けられたステ一夕、 1 1 0 7は 回転軸 1 1 0 4を貫通する油流通管、 1 1 0 8はシェル 1 1 0 0の下部に滞留する油、 1 1 0 9は回転軸 1 1 0 4の下部に設けられた油ポンプである。
次に、第 1 3図の低圧シェルタイプ圧縮機での冷媒および油の流れについて説明する。 まず、 吸入配管 1 1 0 1から、 低圧のガス冷媒および少量の油がシェル 1 1 0 0内に ■ 吸入される。 吸入されたガス冷媒は圧縮機構 1 1 0 3に流入し、 ロータ 1 1 0 5の回転 により圧縮されて高圧のガス冷媒となり、 吐出配管 1 1 0 2を介して圧縮機外へ吐出さ れる。 なお、 シェル 1 1 0 0内部は低圧のガス冷媒が充満するため、 大部分が低圧空間 となっている。
—方、 吸入配管 1 1 0 1から吸入された油の大部分は、 吸入された低圧のガス冷媒と ともにシェル 1 1 0 0内に充満していく過程、 あるいは、 圧縮機構 1 1 0 3で圧縮され る過程で大部分が落下し、 シェル 1 1 0 0の下部に滞留する。 また、 油の一部は、 ガス 冷媒と一緒に吐出配管 1 1 0 2から圧縮機外部に吐出される。
シェル 1 1 0 0の下部に滞留した油 1 1 0 8は油ポンプ 1 1 0 9により吸い上げられ、 油流通管 1 1 0 7を通って圧縮機構 1 1 0 3の駆動部分に運ばれる。 なお、 駆動部分に 給油された油の大部分は、 再びシェル 1 1 0 0の下部に落下するが、 一部は圧縮機構 1 1 0 3内部に入り、 ガス冷媒とともに吐出配管 1 1 0 2から圧縮機外部に吐出される。 このような低圧シェルタイプ圧縮機では、圧縮機構 1 1 0 3の駆動部は低圧部となり、 シェル 1 1 0 0の下部の油滞留部も同じ低圧部となるため、 シェル 1 1 0 0下部の油滞 留部から圧縮機構 1 1 0 3の駆動部まで油を上昇させるには、 シェル 1 1 0 0の下部の 油滞留部から圧縮機構 1 1 0 3の駆動部までの油の液柱圧以上の圧力を油に与える必 要がある。 そこで、 圧力を油に与える手段として、 回転軸 1 1 0 4の回転による遠心力 を利用した機構や、 ギア式ポンプの機構などにより構成される油ポンプ 1 1 0 9が用い られるのが一般である。
第 1 4図は、 高圧シェルタイプ圧縮機の縦断面図である。
第 1 4図中、 1 2 0 0は高圧シェルタイプ圧縮機のシェル、 1 2 0 1はシェル 1 2 0 0の側部に設けられた吸入配管、 1 2 0 2は吸入配管のシェル内端部に接続するスクロ ールなどの圧縮機構、 1 2 0 3は圧縮機構 1 2 0 2の上部に設けられ、 シェル 1 2 0 0 内へ圧縮された冷媒ガスを吐出す吐出部、 1 2 0 4は圧縮機構 1 2 0 3の下となる位置 のシェル 1 2 0 0の側部に設けられた吐出配管、 1 2 0 5は圧縮機構 1 2 0 2の中心付 近から下方向に向かって伸びる回転軸、 1 2 0 6は回転軸 1 2 0 5の回りに形成された 圧縮機モー夕のロー夕、 1 2 0 7はシェル 1 1 0 0の内側面に、 ロー夕 1 2 0 6を囲む ように設けられたステ一タ、 1 2 0 8は回転軸 1 2 0 5を貫通する油流通管、 1 2 0 9 はシェル 1 2 0 0の下部に滞留する油、 1 2 1 0は圧縮機構 2 0 2よりも上部の空間と 下部の空間とを連結する連結穴である。
次に、第 1 4図の高圧シェルタイプ圧縮機での冷媒および油の流れについて説明する。 まず、 吸入配管 1 2 0 1から低圧のガス冷媒および少量の油がシェル 1 2 0 0内に吸 入される。 吸入されたガス冷媒は、 直接圧縮機構 1 2 0 2に流入し、 ロー夕 1 2 0 6の 回転により圧縮されて高圧のガス冷媒となり吐出部 1 2 0 3を介してシェル 1 2 0 0 内へ吐出される。 シェル 1 2 0 0内へ吐出された高圧のガス冷媒は、 連通管 1 2 1 0を 通過して下方に移動し、 吐出配管 1 2 0 4から圧縮機外へ吐出される。 なお、 シェル 2 0 0内部には高圧のガス冷媒が充満するので、 大部分が高圧空間となっている。
一方、 吸入配管 1 2 0 1から吸入された油の大部分は、 吸入された低圧のガス冷媒と 共に圧縮機構 2 0 2で圧縮される過程、 およびシェル 1 2 0 0内を充満していく過程で 大部分が落下してシェル 1 2 0 0の下部に滞留する。 また、 油の一部は高圧のガス冷媒 と共に吐出配管 1 2 0 4から圧縮機外部に吐出される。
シェル 1 2 0 0の下部に滞留した油 1 2 0 9は、 油流通管 1 2 0 8を上昇して圧縮機 構 1 2 0 2の駆動部分に運ばれる。 この駆動部分に運ばれた油は、 大部分が再びシェル 1 2 0 0下部に落下して滞留するが、 一部の油は圧縮機構 1 2 0 2内部に入り、 吸入配 管 1 2 0 1より吸入される低圧のガス冷媒および少量の油と合流して圧縮される。
なお、 高圧シェルタイプ圧縮機では、 圧縮機構 1 2 0 2の駆動部が低圧部もしくは高 圧と低圧の間の中間圧部となり、 シェル 1 2 0 0下部の油滞留部が高圧部となるので、 この差圧により、 油 1 2 0 9が油ポンプなどの機構を用いずとも油流通管 1 2 0 8を上 昇し、 圧縮機構 1 2 0 2の駆動部まで運ばれることになる。
従来の冷凍装置における圧縮機は、 以上のように構成されているため、 貯留部の潤滑 油の油面が上昇して駆動部のロータが潤滑油中に浸漬する状態にまで達すると、 潤滑油 がロータの回転に対する抵抗となり、 駆動部の消費電力が増大するという問題点があつ た。
一般に、 圧縮機に吸入された油がシェル下部に滞留せずに、 そのまま圧縮機外に吐出 される割合は、 回転軸の回転速度が速くなるほど、 また、 吸入される油の量が多くなる ほど増加する。
高圧シェルタイプ圧縮機では、 シェル 1 2 0 0の下部に溜まった油量が増加し、 油 1 2 0 9の液面がロータ 1 2 0 6に接触すると、 油 1 2 0 9が巻き上げられ、 この巻き上 げられた油が吐出配管 1 2 0 4から圧縮機外に吐出されるという現象が発生する。 この ように、 油量が多くなると油の液面とロータとが接触し、 これによりロー夕の回転に油 の抵抗による負荷が発生するので圧縮機の入力損失が起こるという問題がある。 また、 圧縮機の吐出配管に油分離器を接続し、 この油分離器が圧縮機から吐出される 油を分離して圧縮機へ戻し、 冷凍サイクルの熱交換器などに油が流れるのを防ぐことが 一般に行われる。 しかし、 圧縮機からの排出油量が過剰だと、 油分離器では十分に分離 できず、 循環する冷媒に対する油の濃度が上昇してしまい、 冷媒の伝熱特性が低下し、 熱交換器の性能が低下するという問題がある。
また、 油は冷媒と比較して粘性が大きく、 冷凍サイクル内を循環させるのに冷媒より も多くのエネルギーを必要とするため、 油が圧縮機外に吐出される割合が増加すること により、 圧縮機の入力損失が増加するといつた問題がある。
なお、 圧縮機のシェル下部に滞留する油とロータとが接触することで油が巻き上げら れるという現象は低圧シェルタイプ圧縮機の場合でも発生するが、 低圧シェルタイプ圧 縮機では、 油とロータの接触部よりも下流側に圧縮機構があるために、 圧縮機構により 油が分離し下に落ちるので、 油とロー夕の接触部の上流側に圧縮機構がある高圧シェル タイプ圧縮機に比較して、 吐出される油の量は少なくてすむ。
また、 低圧シェルタイプ圧縮機では、 シェル内の油滞留部分から圧縮機構の駆動部分 への給油は、 回転軸の回転に連動して駆動する油ポンプにより行われるため、 回転軸の 回転数が増加すれば低圧シェルタイプ圧縮機の油吐出量も増加し、 回転軸の回転数が減 少すれば低圧シェルタイプ圧縮機の油吐出量も減少する。 従って、 低圧シェルタイプ圧 縮機内の油量を適正な範囲に保つには、 回転軸の回転数に応じた、 すなわち冷媒循環量 に応じた返油量にすればよい。
そこで、 低圧シェルタイプ圧縮機を使用した従来の冷凍サイクルでは、 冷媒が配管を 通過する際に生じる圧力低下による差圧を利用して低圧シェルタイプ圧縮機への返油 を行い、 冷媒循環量が増加して冷媒が配管を通過する際に生じる圧力低下による差圧が 大きくなれば返油量も増加し、 また冷媒循環量が減少して冷媒が配管を通過する際に生 じる圧力低下による差圧が小さくなれば返油量も減少するというようにして、 冷媒循環 量にかかわらず低圧シェルタイプ圧縮機内の油量が適正な範囲に保たれるようにして いた。 '
しかし、 高圧シェルタイプ圧縮機では、 シェル内の油滞留部分から圧縮機構の駆動部 分への給油は、 油滞留部分と圧縮機構の駆動部分の差圧を利用して行うため、 圧縮機内 の高圧部と低圧部の差圧が大きくなれば圧縮機の油吐出量は増加し、 圧縮機内の高圧部 と低圧部の差圧が小さくなれば圧縮機の油吐出量は減少することになり、 従来の低圧シ エルタイプの返油方式で高圧シェルタイプ圧縮機を動作させると、 高圧部と低圧部の差 圧が大きくて冷媒循環量が少ない場合には、 圧縮機の油持ち出し量が大きいにもかかわ らず圧縮機への返油量が小さいため圧縮機内の油量が過少となり、 圧縮機の回転機構の 駆動部へ給油が行われなくなるため回転機構の駆動部が潤滑不良となり、 また高圧部と 低庄部の差圧が小さくて冷媒循環量が大きい場合には、 圧縮機の油持ち出し量が少ない にもかかわらず圧縮機への返油量が大きいため圧縮機内の油量が過多となり、 冷凍サイ クル内の油の率が高くなつてしまう。
また、 複数台の圧縮機を設置して並列運転する場合、 圧縮機が低圧シェルタイプであ る場合には、 シェル同士を均油管で結合することにより、 容量が小さく内圧の高い圧縮 機から容量が大きく内圧の低い圧縮機へ潤滑油を移動させ、 油面をバランスさせること で、 一部の圧縮機に潤滑油が過剰に溜まり、 その他の圧縮機の油量が減少して潤滑油が 枯渴することを防止していたが、 高圧シェルタイプの圧縮機では、 容量の大きい圧縮機 の内圧が高くなりやすいため、 低圧シェルタイプのようにシェル同士を均油管で結合し ても、 結果として容量の大きい圧縮機から容量の小さい圧縮機へ潤滑油が移動すること になり、 一部の圧縮機への潤滑油の過剰溜まりとその他の圧縮機での潤滑油の枯渴を防 止できないという問題点があつた。
この発明は上述のような問題点を解消するためになされたもので、 潤滑油の油面が所 定位置を超えないようにすることができる圧縮機及び冷凍装置を提供することを目的 とする。
換言すれば、 この発明は、 シェル内の下部に滞留する油がロータと接触することは防 ぐことができる圧縮機、 及び冷凍サイクルを提供することを第 1の目的としている。 さらに、 吐出配管から圧縮機外に流れる油を効率よく圧縮機内に戻すことができる冷 凍サイクルを提供することを第 2の目的としている。
さらに、 圧縮機を複数台設置して並列運転を行なう場合にも、 圧縮機の潤滑油の油面 が所定位置を超えないようにすることができ、 圧縮機間の過剰な偏油状態が発生せず、 かつ枯渴防止に必要な油量を低減することができる冷凍装置を提供することを第 3の 目的とする。 発明の開示
この発明の一側面において、 この発明における高圧シュルタイプ圧縮機では、 油流通 管の下端の開口部より高く、 ロータの下端よりも低くなる位置に、 シェル内に滞留する 油を外部に排出する油流出穴を設けた。
また、 この発明の他の一側面において、 この発明に係る冷凍装置は、 ガス冷媒の吸入 部と、 吸入されたガス冷媒を圧縮する圧縮部と、 この圧縮部を駆動する駆動部と、 圧縮 されたガス冷媒を吐出する吐出部と、 圧縮部及び駆動部に対する潤滑油を貯留する貯留 部とを有する高圧シェルタイプ圧縮機、 及び吐出部に接続された吐出管と吸入部とを含 み冷凍サイクルを構成する冷媒回路を備えた冷凍装置において、 貯留部の油面が所定位 置を超えた時、 余剰油を吐出管に導く装置を備えたものである。
この発明の他の一側面において、 この発明に係る冷凍装置は、 好ましくは、 また、 余 剰油を吐出管に導く装置として、 一端が圧縮機の貯留部の油面の所定位置に開口し、 他 端が圧縮機の外部を経て吐出管に接続された排油管を設けたものである。
この発明の他の一側面において、 この発明に係る冷凍装置は、 好ましくは、 また、 余 剰油を吐出管に導く装置として、 一端が圧縮機の貯留部の油面の所定位置に開口し、 他 端が圧縮機の内部から吐出部を経て吐出管内に開口する排油管を設けたものである。 また、 この発明の他の一側面において、 この発明における冷凍装置では、 シェルと、 このシェルに内蔵された圧縮機構と、 この圧縮機構を駆動するための回転軸とロータと ステ一夕と含むモータと、 シェル下部から内蔵された圧縮機構に向かって伸び、 前記シ エル下部に滞留した油を前記圧縮機構に送る油流通管とを有する高圧シェルタイプ圧 縮機の油流通管の下端の開口部よりも高く、 回転軸の回りに配置したロータの下端より も低くなる位置に設けられた油流出穴と、 吐出配管に設けられた油流入穴と、 油流出穴 と油流入穴とを接続させる油バイパス管とを備えた。
この発明の他の一側面において、 好ましくは、 さらに、 吐出配管の油流入穴よりも高 圧シェルタイプ圧縮機側に絞り部を設けた。
この発明の他の一側面において、 この発明における冷凍装置では、 高圧シェルタイプ 圧縮機の油流通管の下端の開口部よりも高く、 回転軸の回りに配置した口一夕の下端よ りも低くなる位置に設けられた油流出穴と、 返油配管に設けられた油流入穴と、 油流出 穴と油流出穴とを接続させる油バイパス管とを備えた。 この発明の他の一側面において、 好ましくは、 さらに、 返油配管の油流入穴よりも油 分離器側に絞り部を設けた。
この発明の他の一側面において、 好ましくは、 さらに、 油流出穴の高さ位置は、 油流 入穴の高さ位置以上とした。
この発明の他の一側面において、 好ましくは、 さらに、 油バイパス管に油流出穴から 油流入穴に油を送るためのポンプを設けた。
また、 この発明の他の一側面において、 この発明に係る冷凍装置は、 ガス冷媒の吸入 部と、 吸入されたガス冷媒を圧縮する圧縮部と、 この圧縮部を駆動する駆動部と、 圧縮 されたガス冷媒を吐出する吐出部と、 圧縮部及び駆動部に対する潤滑油を貯留する貯留 部とを有する高圧シェルタイプ圧縮機、 及び吸入部に接続されたアキュムレータと吐出 部とを含み冷凍サイクルを構成する冷媒回路を備えた冷凍装置において、 貯留部の油面 が所定位置を超えた時、 余剰油をアキュムレータに導く装置を備えたものである。
この発明の他の一側面において、 この発明に係る冷凍装置は、 好ましくは、 また、 余 剰油をアキュムレータに導く装置として、 一端が圧縮機の貯留部の油面の所定位置に開 口し、 他端がアキュムレ一夕に接続された排油管を設けたものである。
この発明の他の一側面において、 この発明に係る冷凍装置は、 好ましくは、 また、 貯 留部の油面の所定位置を、 駆動部のロー夕が潤滑油中に浸潰しない位置としたものであ る。
また、 この発明の他の一側面において、 この発明における冷凍装置では、 U字管の最 下部にアキュムレータ内の油を U字管内に送る第 1の返油手段と、 第 1の返油手段より も高い位置にアキュムレータ内の油を U字管内に送る第 2の返油手段とを設け、 さらに、 第 1の返油手段から U字管に送られる油量は、 高圧シェルタイプ圧縮機から吐出配管に 吐出される油量よりも小さく、 第 1の返油手段と第 2の返油手段の両方から U字管に送 られる油量は、 高圧シェルタイプ圧縮機から吐出配管に吐出される油量よりも大きくし た。
この発明の他の一側面において、 好ましくは、 さらに、 アキュムレータは、 縦方向に 設けられた仕切り板により、 U字管が配置された第 1の部屋と、 冷媒ガス吐出口が設け られた第 2の部屋とに区分けされており、 さらに、 第 1の部屋の下部に返油配管の開口 した端部が設けられ、 仕切り板の上部には第 1の部屋の冷媒ガスを第 2の部屋に送るこ とができる連通穴を設けた。
この発明の他の一側面において、 この発明に係る冷凍装置は、 好ましくは、 また、 圧 縮機が複数台設置され、 並列運転し得るようにされたものである。
この発明の他の一側面において、 この発明に係る冷凍装置は、 好ましくは、 また、 余 剰油を吐出管またはアキュムレータに導く装置は、 複数台の圧縮機のうち、 貯油部での 滞留油量が増加しやすい圧縮機にのみ設けるようにしたものである。 図面の簡単な説明
第 1図は、 この発明の実施の形態 1における冷凍サイクルの構成図である。
第 2図は、 この発明の実施の形態 2における冷凍サイクルの構成図である。
第 3図は、 この発明の実施の形態 3における冷凍サイクルの構成図である。
第 4図は、 この発明の実施の形態 4における冷凍サイクルの構成図である。
第 5図は、 この発明の実施の形態 5における冷凍サイクルの構成図である。
第 6図は、 この発明の実施の形態 6における冷凍サイクルの構成図である。
第 7図は、 この発明の実施の形態 6における、 アキュムレータと圧縮機との油の液面 を示す図である。
第 8図は、 この発明の実施の形態 7の構成を示す冷媒回路図である。
第 9図は、 この発明の実施の形態 8の構成を示すもので、 圧縮機と排油管のみを示す 概略図である。
第 1 0図は、 この発明の実施の形態 9の構成を示すもので、 圧縮機と排油管とアキュ ムレー夕との配管接続を示す概略図である。
第 1 1図は、 この発明の実施の形態 1 0の構成を示す概略図である。
第 1 2図は、 この発明の実施の形態 1 1の構成を示す概略図である。
第 1 3図は、 低圧シェルタイプ圧縮機の構成図である。
第 1 4図は、 高圧シェルタイプ圧縮機の構成図である。 発明の実施するための最良の形態
本発明の高圧シェルタイプ圧縮機および冷凍装置をより詳細に説述するために、 添付 の図面に従ってこれを説明する。 実施の形態 1 .
第 1図は、 この発明の実施の形態 1における冷凍サイクルの構成図である。
第 1図中、 冷凍サイクルは、 高圧シェルタイプ圧縮機 1、 高圧シェルタイプ圧縮機 1 の吐出配管 2、 油分離器 3、 四方弁 4、 室外熱交換器 5、 室外機と室内機を接続する液 配管 6、 室内機の絞り装置 7、 室内熱交換器 8、 室内機と室外機を接続するガス配管 9、 アキュムレータ 1 0、 アキュムレータ 1 0内に設けられた U字管 1 1、 高圧シェルタイ プ圧縮機 1の吸入配管 1 2を順次接続することで主に構成されている。 高圧シェルタイ プ圧縮機 1としては、 第 1 4図で説明したようなものが適用される。 なお、 絞り装置 7 および室内熱交換器 8は室内機に、 高圧シェルタイプ圧縮機 1、 油分離機 3、 四方弁 4、 室外熱交換器 5、 アキュムレータ 1 0等は冷凍装置である室外機に設置されている。 ま た、 U字管 1 1の最下部部分には返油穴 1 3が形成されている。 1 4は、 一方の開口端 が油分離器 3に接続し、 他方の開口端がアキュムレータ 1 0内の底部に挿入されている 返油管である。
さらに、 高圧シェルタイプ圧縮機 1は、 圧縮機モータの回転部分であるロー夕より下 で、 かつ高圧シェルタイプ圧縮機の駆動部とシェル下部の油滞留部とを接続する油流通 管のシェル下部側に位置する油吸込み口より上の位置に開口された油流出口 1 5と、 吐 出配管 2に開口された油流入口 1 6とを油バイパス管 1 7で接続している。
このことを第 1 4図の高圧シェルタイプ圧縮機を参照して説明すると、 第 1図の油流 出口 1 5は、 第 1 4図では、 圧縮機モー夕の回転部分である口一夕 1 2 0 7より下の位 置で、 かつ圧縮機構 1 2 0 2とシェル 1 2 0 0の下部の油滞留部とを接続する油流通管 1 2 0 8のシェル下部側に位置する油吸込み口より上の位置に開口されている。
次に、 第 1図の冷凍サイクルでの冷房運転時の動作について説明する。
高圧シェルタイプ圧縮機 1より吐出された高温高圧のガス冷媒と油の混合ガスは吐出 配管 2を介して油分離器 3に流入し、 油分離器 3でガス冷媒と油に分離される。 分離さ れた油は返油管 1 4を介してアキュムレータ 1 0内に流入し、 分離されたガス冷媒は四 方弁 4を介して室外熱交換器 5に流入する。 室外熱交換器 5に流入した高温高圧のガス 冷媒は、 室外熱交換器 5で凝縮して中温高圧の液冷媒となって液配管 6を介して室内機 に流入し、 絞り装置 7で絞られて低温低圧の二相冷媒となって室内熱交換器 8に流入す る。 室内熱交換器 8に流入した低温低圧の二相冷媒は、 室内熱交換器 8で蒸発して低温 低圧のガス冷媒となって、 ガス配管 9および四方弁 4を介し、 冷媒ガス吐出口 1 0 aか らアキュムレータ 1 0に流入する。
なお、 返油管 1 4を通ってアキュムレータ 1 0に流入した油は返油穴 1 3を通って U 字管 1 1内部に流れ、 ガス配管 9および四方弁 4を介してアキュムレータ 1 0に流入し た低温低圧のガス冷媒は U字管 1 1の先端にある開口部から U字管 1 1内部に流れ、 吸 入配管 1 2を介して高圧シェルタイプ圧縮機 1に流入する。
また、 高圧シェルタイプ圧縮機 1のシェル内が、 圧縮機の圧縮機構の直後であるため 最も圧力が高く、 そこから冷凍サイクルの下流側に進むにつれて、 冷凍サイクルの構成 部品の流路抵抗による圧力低下により圧力は徐々に低下していく。 従って、 吐出配管 2に開口された油流入穴 1 6の圧力は、 高圧シェルタイプ圧縮機 1のシェル上に開口さ れた油流出穴 1 5の圧力よりも低くなるため、 高圧シェルタイプ圧縮機 1の油流出穴 1 5の高さ以上に滞留しょうとする油は、 油バイパス管 1 7を介して油流出穴 1 5から油 流入穴 1 6へとパイパスされる。 なお、 油バイパス管 1 7の径は吐出配管 2の径よりも 細くして、 油バイパス管 1 7から油だけでなくガス冷媒が過剰に排出されるのを防止し ている。
このように、 圧縮機内の下部に滞留する油の液面高さは油流出穴 1 5よりも高くなる ことはないので、 油の液面とロー夕とが接触することはなく、 ロー夕の回転が油により 負荷を受けることを防止できる。 実施の形態 2 .
第 2図は、 この発明の実施の形態 2における冷凍サイクルの構成図であり、 第 1図の 冷凍サイクルにおいて、 圧縮機の油流出穴と返油管の油流入穴とを油バイパス管で接続 させたものである。 なお、 第 2図中、 第 1図と同一の構成、 および相当する構成には同 一符号を付し、 説明を省略する。
第 2図中、 1 8は返油管 1 4に設けられた油流入穴、 1 9は油流出穴 1 5と油流入穴 1 8を接続する油パイパス管である。
この構成の冷凍サイクルでは、 高圧シェルタイプ圧縮機 1のシェル内が、 圧縮機の圧 縮機構の直後であるため最も圧力が高く、 そこから冷凍サイクルの下流側に進むにつれ て、 冷凍サイクルの構成部品の流路抵抗による圧力低下により圧力は徐々に低下してい く。 従って、 返油管 1 4上に開口された油流入穴 1 8の圧力は、 高圧シェルタイプ圧縮 機 1のシェルに開口された油流出穴 1 5の圧力よりも低くなるため、 高圧シェルタイプ 圧縮機 1の油流出穴 1 5の高さ以上に滞留しょうとする油は、 油バイパス管 1 9を介し て油流出穴 1 5から油流入穴 1 8へとバイパスされる。 なお、 油バイパス管 1 9の径は 吐出配管 2の径よりも細くして、 油バイパス管 1 9から油だけでなくガス冷媒が過剰に 排出されるのを防止している。
このように、 圧縮機内の下部に滞留する油の液面高さは油流出穴 1 5よりも高くなる ことはないので、 油の液面とロータとが接触することはなく、 ロー夕の回転が油により 負荷を受けることを防止できる。 さらに、 圧縮機内の余分な油は、 油分離器 3の返油管 1 4に油分離器 3を介さずに直接流れるので、 油分離器 3では高圧シェルタイプ圧縮機 1の吐出配管 2から流入する冷媒中に含まれる油のみを分離すればよく、 冷媒と油とを 十分に分離することができるので冷凍サイクル内に多量の油が循環するのを防止でき、 それに伴う弊害を回避することができる。 実施の形態 3 .
第 3図は、 この発明の実施の形態 3における冷凍サイクルの構成図であり、 第 1図の 冷凍サイクルにおいて、 吐出配管 2の油流入穴を圧縮機の油流出穴よりも低い位置に設 けたものである。 なお、 第 3図中、 第 1図と同一の構成、 および相当する構成には同一 符号を付し、 説明を省略する。
第 3図中、 2 0は吐出配管 2に、 高圧シェルタイプ圧縮機 1 5の油流出穴 1 5よりも 低い位置となるように設けられた油流入穴である。 2 1は、 油流出穴 1 5と油流入穴 2 0とを接続する油パイパス管である。 なお、 油バイパス管 2 1は直管であり、 従って、 油流出穴 1 5から油流入穴 2 0に向かって、 下方向に傾斜するように配置されることに なる。
この構成の冷凍サイクルでは、 高圧シェルタイプ圧縮機 1のシェル内が、 圧縮機の圧 縮機構の直後であるため最も圧力が高く、 そこから冷凍サイクルの下流側に進むにつれ て、 冷凍サイクルの構成部品の流路抵钪による圧力低下により圧力は徐々に低下してい く。 従って、 油流出穴 1 5の圧力よりも油流入穴 2 0の圧力の方が小さい。
しかし、 油流入穴が油流出穴よりも高い位置にある場合に油流出穴から油流入穴へ油 をバイパスさせるには、 シェルから油流入穴までの冷凍サイクルの構成部品の流路抵抗 による圧力低下、 すなはち、 油流出穴での圧力と油流入穴での圧力の圧力差が、 油流出 穴から油流入穴方向への油バイパス管の立ち上がりによる油の液柱圧を上回る必要が あるが、 高圧シェルタイプ圧縮機 1が容量制御圧縮機で、 吐出配管を通過する冷媒循環 量が小さくなりうる場合には、 流路抵抗による圧力低下も小さくなり、 油バイパス管の 立ち上がりによる油の液柱圧を下回って、 油が油バイパス管の途中まで上昇した状態で ノ ランスし、 油流出穴から油流入穴への油のバイパスが不可能となるという現象が発生 する場合がある。
しかし、 この実施の形態では、 油流出穴 1 5よりも低い位置に油流入穴 2 0を配置し たので、 油流出穴 1 5から油流入穴 2 0方向への油バイパス管 2 1の立ち上がりによる 油の液柱圧の影響を考慮する必要は無く、 常に、 油流出穴 1 5から油流入穴 2 0に油を バイパスすることができる。
なお、 この実施の形態では、 油流出穴よりも低い位置に油流入穴を配置したが、 同じ 高さ位置であつても、 油流出穴から油流入穴方向への油バイパス管の立ち上がりによる 油の液柱圧の影響を考慮する必要は当然に無い。
また、 返油管に油流出穴を、 油流入穴よりも同じ、 あるいは低い位置となるように設 け、 油流出穴と油流入穴とを油バイパス管で接続させるようにしても当然によい。 この ような構成でも、 油のバイパスを確実に行なうことができる。 実施の形態 4.
第 4図は、 この発明の実施の形態 4における冷凍サイクルの構成図であり、 第 1図の 冷凍サイクルにおいて、 吐出配管に絞り部を設け、 絞り部の下流側に油流入穴を設けた ものである。 なお、 第 4図中、 第 1図と同一の構成、 および相当する構成には同一符号 を付し、 説明を省略する。
第 4図中、 2 2は吐出配管 2に設けられた絞り部、 2 3は吐出配管 2の絞り部 2 2よ りも高圧シェルタイプ圧縮機 1からみて下流側に配置された油流入穴、 2 4は油流出穴 1 5と油流入穴 2 3とを接続する油パイパス管である。 なお、 油流入穴 1 5が油流出穴 2 3よりも高い位置にある場合、 絞り部 2 2での絞り量は、 絞り部 2 2を通過する際に 発生する圧力低下が油バイパス管 2 4の油流出穴 1 5から油流入穴 2 3方向への立ち 上がりによる油の液柱圧を上回るように設定しておく必要がある。
このように、 この実施の形態では、 絞り部 2 2により油流出穴 2 3での圧力を低くで きるので、 油流通穴 1 5と油流入穴 2 3の高さ位置に関係なく、 油流出穴 1 5から油流 入穴 2 3への油のバイパスを確実に行うことができる。
なお、 返油管に絞り部を設け、 この絞り部の下流側に油流入穴を設け、 油流入穴と油 流出穴とを油バイパス管で接続しても当然によい。 このような構成でも、 油のバイパス を確実に行なうことができる。
さらに、 実施の形態 3に記載の絞り部を設けても当然によい。 実施の形態 5 .
第 5図は、 この発明の実施の形態 5における冷凍サイクルの構成図であり、 第 1図の 冷凍サイクルにおいて、 吐出配管 2に設けられた油流入穴と高圧シェルタイプ圧縮機に 設けられた油流入穴とを接続する油バイパス管にポンプを設けたものである。 なお、 第 5図中、 第 1図と同一の構成、 および相当する構成には同一符号を付し、 説明を省略す る。
第 5図中、 2 5は吐出配管 2に開口された油流入穴、 2 6は油流出穴 1 5と油流入穴 2 5を接続する油バイパス管、 2 7は油バイパス管 2 6に設けられ、 油流出穴 1 5から 油流入穴 2 5まで油を強制的に流すためのポンプである。 なお、 このポンプの排出圧力 は、 油流入穴 1 5が油流出穴 2 5よりも高い位置にある場合、 油バイパス管 2 4の油流 出穴 1 5から油流入穴 2 5方向への立ち上がりによる油の液柱圧を上回るように設定 しておく必要がある。
このように、 この実施の形態では、 ポンプ 2 7により、 油流出穴 2 5 5から油を吐出 す圧力が油流出穴 1 5から油流入穴 2 5方向への立ち上がりによる油の液柱圧を常に 上回るので、 油流通穴 1 5と油流入穴 2 5の高さ位置に関係なく、 油流出穴 1 5から油 流入穴 2 5への油のバイパスを確実に行なうことができる。
なお、 返油管に油流入穴を設け、 油流入穴と油流出穴とを油バイパス管で接続し、 こ の油バイパス管にポンプを設けても当然によい。 このような構成でも、 油のバイパスを 確実に行なうことができる。 実施の形態 6 .
第 6図はこの発明の実施の形態 6における冷凍サイクルの構成図である。
第 6図中、 冷凍サイクルは、 高圧シェルタイプ圧縮機 1、 高圧シェルタイプ圧縮機 1 の吐出配管 2、 油分離器 3、 四方弁 4、 室外熱交換器 5、 室外機と室内機を接続する液 配管 6、 室内機の絞り装置 7、 室内熱交換器 8、 室内機と室外機を接続するガス配管 9、 アキュムレータ 1 0、 アキュムレータ 1 0内に設けられた U字管 1 1、 高圧シェルタイ プ圧縮機 1の吸入配管 1 2を順次接続することで主に構成されている。 なお、 絞り装置 7および室内熱交換器 8は室内機に、 高圧シェルタイプ圧縮機 1、 油分離機 3、 四方弁 4、 室外熱交換器 5、 アキュムレータ 1 0等は室外機に設置されている。
また、 アキュムレータ 1 0は、 仕切り板 2 8を縦方向に設けることで仕切られ、 液冷 媒を溜める機能を有するメインアキュムレータ 2 9と、 U字管 1 1が内部に位置し、 油 を溜める機能を有するサブアキュムレータ 3 0とに区分けされている。 さらに、 仕切り 板 2 8には、 上方に連通穴 3 1が設けられており、 メインアキュムレータ 2 9とサブァ キュムレ一夕 3 0との間でガス冷媒を流通させることが可能となっている。 なお、 サブ アキュムレータ 3 0の下部には、 一方の口が油分離器 3に接続された返油管 1 4の他方 の口が開口している。
さらに、 U字管 1 1の最下部部分には第 1の返油手段である第 1の返油穴 3 2が、 第 1の返油穴 3 2の上部には第 2の返油手段である第 2の返油穴 3 3が形成されている。 次に、 第 6図の冷凍サイクルでの冷房運転時の動作について説明する。
高圧シェルタイプ圧縮機 1より吐出された高温高圧のガス冷媒と油の混合ガスは吐出 配管 2を介して油分離器 3に流入し、 油分離器 3でガス冷媒と油に分離される。 分離さ れた油は返油管 1 4を介してサブアキュムレータ 3 0内に流入し、 分離されたガス冷媒 は四方弁 4を介して室外熱交換器 5に流入する。 室外熱交換器 5に流入した高温高圧の ガス冷媒は室外熱交換器 5で凝縮して中温高圧の液冷媒となって液配管 6を介して室 内機に流入し、 絞り装置 7で絞られて低温低圧の二相冷媒となって室内熱交換器 8に流 入する。
室内熱交換器 8に流入した低温低圧の二相冷媒は、 室内熱交換器 8で蒸発して低温低 圧のガス冷媒となって、 ガス配管 9および四方弁 4を介して冷媒ガス吐出口 1 0 aから メインアキュムレータ 2 9に流入し、 連通穴 3 1を通過し、 U字管 1 1の先端の開口部 から U字管 1 1内部に入り、 吸入配管 1 2を介して高圧シェルタイプ圧縮機 1に流入す る。 また、 返油管 1 4を介してサブアキュムレータ 2 9に流入した油は第 1の返油穴 3 2もしくは第 2の返油穴 3 3を介して、 U字管 1 1内に入り、 吸入配管 1 2より高圧シ エルタイプ圧縮機 1に流入する。
次に、 第 6図におけるサブアキュムレータ 3 0内の油量と、 高圧シェルタイプ圧縮機 1のシェル内の油量の推移の詳細を、 第 7図を用いて説明する。
第 7図中、 3 4は高圧シェルタイプ圧縮機 1のシェル内に滞留している油の液面、 3 5はサブアキュムレータ 3 0内に滞留している油の液面を表す。
第 7図 （a ) の状態では、 シェル内に滞留している油が多く、 サブアキュムレータ 3 0に滞留している油は少ないため、 サブアキュムレータ内に滞留する油の液面 3 5は、 第 1の返油穴 3 2よりは高いが、 第 2の返油穴 3 3よりは低い。 従って、 この状態では、 高圧シェルタイプ圧縮機 1への返油は第 1の返油穴 3 2力、らのみ行われる。
高圧シェルタイプ圧縮機 1の油吐出量は、 高圧シェルタイプ圧縮機 1の吐出圧力、 吸 入圧力および運転周波数の大小といった運転状態により変化する。 しかし、 第 1の返油 穴 3 2の径を、 第 1の返油穴 3 2からのみ返油を行うと運転状態にかかわらず高圧シェ ルタイプ圧縮機 1への返油量が高圧シェルタイプ圧縮機 1の油吐出量を下回るように 選定することで、 時間の経過とともに高圧シェルタイプ 1の油量は減少していき、 シェ ル内に滞留する油の液面 3 4を低下させることができる。
一方、 サブアキュムレータ 3 0では、 高圧シェルタイプ圧縮機 1から吐出されて滞留 する油の量が高圧シェルタイプ圧縮機 1へ返油する油の量を上回るため油量は増加し ていき、 サブアキュムレータ内に滞留している油の液面 3 5を時間の経過とともに上昇 させることができる。
そして、 ある時間が経過すると、 第 7図 （a) の状態から、 ついには、 第 7図 （b ) に示すように、 サブアキュムレータ内に滞留している油の液面 3 5が、 第 2の返油穴 3 3よりも高い状態になり、 高圧シェルタイプ圧縮機 1への返油は第 1の返油穴 3 2と第 2の返油穴 3 3の両方から行われるようになる。
この状態では、 第 2の返油穴 3 3の径を、 第 1の返油穴 3 2および第 2の返油穴 3 3 の両方から返油を行うと運転状態にかかわらず高圧シェルタイプ圧縮機 1への返油量 が高圧シェルタイプ圧縮機 1の油吐出量を上回るように選定することにより、 時間の経 過とともに高圧シェルタイプ 1の油量は増加させ、 シェル内に滞留する油の液面 3 4を 高くすることができ、 一方サブアキュムレータ 3 0では高圧シェルタイプ圧縮機 1から 吐出されて滞留する油の量が高圧シェルタイプ圧縮機 1へ返油する油の量を下回るた め油量は減少させ、 サブアキュムレータ内に滞留する油の液面 3 5を低下させることが できる。
そして、 時間が経過するにつれて第 7図 （b ) の状態から第 7図 （a ) の状態に変化 し、 サブアキュムレータ内に滞留する油の液面 3 5が、 第 2の返油穴 3 3よりも低くな る。
このように、 この実施の形態では、 高圧シェルタイプ圧縮機 1の油量が所定の量より 増加した場合には、 サブアキュムレータ 2 9からの返油量が減少することにより高圧シ エルタイプ圧縮機 1の油量が減少していき、 逆に高圧シェルタイプ圧縮機 1の油量が所 定の量より減少した場合には、 サブアキュムレータ 2 9からの返油量が増加することに より高圧シェルタイプ圧縮機 1の油量が増加していくので、 高圧シェルタイプ圧縮機 1 の吐出圧力および吸入圧力および運転周波数の大小といった運転状態にかかわらずに、 高圧シェルタイプ圧縮機 1のシェル内に滞留する油量が過多にも過少にもならないよ うに制御することができ、 圧縮機内で油の液面とロー夕とが接触することによる入力損 失を防止でき、 さらに、 冷凍サイクル内に多量の油が循環するのを防止でき、 それに伴 う弊害を回避することができる。
さらにまた、 U字管が位置するサブアキュムレータにのみ返油管からの油を集中的に 溜めることができ、 アキュムレータを分けない場合に比較して油量の微妙な変化にも即 座に対応することができる。 これは、 低圧シェルタイプ圧縮機に比較して油量多可に対 する裕度が小さい高圧シュルタイプ圧縮機を使用した冷凍サイクルでは特に有効であ る。
なお、 この実施の形態では、 第 1の返油穴と第 2の返油穴の 2つの穴で U字管に返す 油量を調整するが、 特にこれには限定されず、 例えば、 第 1の返油穴の代わりに複数の 穴で第 1の返油機構を構成して第 1の返油穴と同じだけの油を返油し、 その上部に配置 させる複数の穴で第 2の返油機構を構成して第 2の返油穴と同じだけの油を返油する ようにしてもよい。
さらに、 第 1図から第 6図の冷媒サイクルでは高圧シェルタイプ圧縮機を一台とした が、 複数あっても当然によい。 実施の形態 7 .
以下、 この発明の実施の形態 7を図にもとづいて説明する。
第 8図は、 実施の形態 7の冷凍装置の構成を示す冷媒回路図である。 この図において、 1 0 1は高圧シェルタイプの圧縮機で、 圧縮部 1 1 1と、 この圧縮部を駆動するモータ 等の駆動部 1 1 2と、 駆動部の主軸 1 1 3と、 シェルの底部に設けられた潤滑油の貯留 部 1 1 4とを有する。
また、 1 1 5は圧縮機の吐出部、 1 1 6は吸入部である。 更に、 1 0 2は吐出部 1 1 5に結合された吐出管、 1 0 3は排油管で、 一端がシェルの底部から高さ hの位置に結 合されてシェル内に開口し、 他端が圧縮機の外部を経て吐出管 1 0 2に接続されている。 なお、 高さ hは駆動部 1 1 2を構成するモータ等のロータが貯留部 1 1 4の潤滑油に 浸漬しない位置となるように設定されている。 1 1 4は四方弁、 1 1 5は熱源機側熱交 換器、 1 1 6は絞り装置、 1 1 7は利用側熱交換器、 1 1 8はアキュムレータ、 1 0 8 aはアキュムレータの U字管状の流出配管 1 0 8 bの下部に設けられた返油穴、 1 0 9 はアキュムレータの U字管状の流出配管 1 0 8 bと圧縮機 1 0 1の吸入部 1 1 6とを 接続する吸入管である。
なお、 上述した各機器は接続配管 1 1 0によって図示のように接続され、 周知の冷凍 サイクルを構成する冷媒回路を形成している。
次に、 この冷凍装置の冷媒の流れについて説明する。 図中、 実線矢印は冷房運転の冷 媒の流れを、 破線矢印は暖房運転の冷媒の流れを示す。
先ず、冷房運転について説明する。 圧縮機 1 0 1内で駆動部 1 1 2によって圧縮部 1 1 1が駆動され、 圧縮された高温高圧のガス冷媒が、 吐出部 1 1 5から吐出管 1 0 2、 四方弁 1 0 4を経て熱源機側熱交換器 1 0 5に流入し、 ここで空気 ·水など熱源機側媒 体と熱交換して凝縮液化する。 凝縮液化した冷媒は絞り装置 1 0 6で減圧されて気液二 相状態となり、 利用側熱交換器 7で空気などの利用側媒体と熱交換して蒸発 ·ガス化す る。
蒸発 ·ガス化した冷媒は四方弁 1 0 4を経てアキュムレータ 1 0 8に流入し、 更に、 吸入管 1 0 9を経て吸入部 1 1 6から圧縮機 1 0 1に戻る。 次に、 暖房運転について説明する。 圧縮機 1 0 1で圧縮された高温高圧のガス冷媒が、 吐出部 1 1 5から吐出管 1 0 2、 四方弁 1 0 4を経て利用側熱交換器 7に流入し、 ここ で空気など利用側媒体と熱交換して凝縮液化する。 凝縮液化した冷媒は絞り装置 1 0 6 で減圧されて気液二相状態となり、 熱源機側熱交換器 1 0 5で空気 ·水などの熱源機側 媒体と熱交換して蒸発 ·ガス化する。 蒸発 ·ガス化した冷媒は四方弁 1 0 4、 アキュム レー夕 1 0 8、 吸入管 1 0 9を経て吸入部 1 1 6から圧縮機 1 0 1に戻る。
この実施の形態は以上のように構成され、 排油管 1 0 3が接続された吐出管 1 0 2の 途中の部分と圧縮機内とでは圧力差が生じているため、 貯留部 1 1 4の油量が増して底 面から高さ hのレベルを超えると、 超えた分の油は上記圧力差によって排油管 1 0 3か ら吐出管 1 0 2に排出される。 排出された油は上述した冷媒の流れに沿ってアキュムレ 一夕 1 0 8に戻り、 アキュムレータ 1 0 8内の油量確保が可能となる。
また、 圧縮機 1 0 1の本体と吐出管 1 0 2とは距離が近いため、 排油管 1 0 3の長さ を短くすることが可能であり、 更に、 圧縮機の運転時に振動が発生した場合でも、 振動 する圧縮機、 吐出管と排油管とはほぼ同期して振動するため、 配管亀裂等の問題も発生 しない。
なお、 実施の形態 1〜6 (第 1図〜第 7図） に示した各構成要素と、 本実施の形態 7 (第 8図） 及び後述する実施の形態 8〜1 1 (第 9図〜第 1 2図） に示した各構成要素 とは次のように対応する。すなわち、 高圧シェルタイプ圧縮機 1は圧縮機 1 0 1に、 吐 出配管 2は吐出管 1 0 2に、 四方弁 4は四方弁 1 0 4に、 室外熱交換器 5は熱源機側熱 交換器 1 0 5に、 液配管 6とガス配管 9はそれぞれ接続配管 1 1 0に、 絞り装置 7は絞 り装置 1 0 6に、 室内熱交換器 8は利用側熱交換器 1 0 7に、 アキュムレータ 1 0はァ キュムレー夕 1 0 8に、 吸入配管 1 2は吸入管 1 0 9に、 返油穴 1 3は返油穴 1 0 8 a に、 油バイパス管 1 7は排油管 1 0 3に、 それぞれ対応するものである。
また、 実施の形態 7 (第 8図） に示した高圧シェルタイプ圧縮機 1 0 1の各構成要素 と第 1 4図に示した高圧シェルタイプ圧縮機の各構成要素とは次のように対応する。 す なわち、 圧縮部 1 1 1は圧縮機構 1 2 0 2に、 駆動部 1 1 2は圧縮機モータのロー夕 1 2 0 6とステ一夕 1 2 0 7に、 駆動部の主軸 1 1 3は回転軸 1 2 0 5に、 貯留部 1 1 4 に溜められた潤滑油は油 1 2 0 9に、 圧縮機の吐出部 1 1 5は吐出配管 1 2 0 4に、 吸 入咅 15 1 1 6は吸入配管 1 2 0 1に対応する。 その他、 本願の各図の対応は明瞭に理解されるのでいちいち説明することは省略する。 実施の形態 8 .
次に、 この発明の実施の形態 8を図にもとづいて説明する。 第 9図は、 実施の形態 8 の冷凍サイクルの構成を示す概略図で、 圧縮機と排油管のみを示している。 その他の構 成は第 8図と同様であるため図示及び説明を省略する。
また、 第 9図において、 第 8図と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省 略する。 第 8図と異なる点は、 排油管 1 3 0が圧縮機 1 0 1に内蔵され、 一端 （第 9図 の下端） が圧縮機 1 0 1の底面から hの高さで開口し、 他端 （第 9図の上端） が圧縮機 1 0 1の吐出部 1 1 5を経て吐出部付近の吐出管 1 0 2内で開口するようにされてい る点である。 この実施の形態は、 圧縮機 1 0 1の吐出部 1 1 5から吐出管 1 0 2に高圧 冷媒が流れ込む時の縮流部分で発生する圧力損失を利用して、 高さ hのレベルを超えた 油を排出しょうとするもので、 排油管の接続が不要となるため、 冷媒回路を簡略化する ことができる。 実施の形態 9 .
次に、 この発明の実施の形態 9を図にもとづいて説明する。
この実施の形態の冷凍サイクルは、 高圧シェルタイプ圧縮機を 2台設置して並列運転 するようにしたもので、 圧縮機と排油管とアキュムレータの構成及び配管接続関係を第 1 0図に示す。 冷媒回路は各圧縮機について第 8図と同様な冷媒回路が形成されるが、 アキュムレータ 1 0 8は図示のように共通化されている。
第 1 0図において、 圧縮機 1 0 1を含む冷媒回路で、 第 8図と同一または相当部分に は第 8図と同一符号を付し、 他の圧縮機 1 0 1 Aを含む冷媒回路で、 第 8図と同一また は相当部分には第 8図の符号の後に Aを付し、 それぞれ説明を省略する。
この実施の形態において、 圧縮機 1 0 1の潤滑油が所定位置である底部から hの高さ を超えた時は、 余剰油は排油管 1 0 3を経て吐出管 1 0 2に排出され、 冷媒回路を経て アキュムレータ 1 0 8に戻されるため、 アキュムレータ 1 0 8の油量が不足することは ない。 また、 他方の圧縮機 1 0 1 Aに対しては、 アキュムレータ 1 0 8から返油穴 1 0 8 a A、 吸入管 1 0 9 Aを経て返油されるため、 潤滑油が枯渴することはなく、 枯渴防 止に必要な油量も低減することができる。
なお、 圧縮機と吐出管とを接続する排油管 1 0 3、 1 0 3 Aは全ての圧縮機に取り付 ける必要はなく、 圧縮機内の滞留油量が増加しやすい圧縮機に限定して設けても上記と 同様な効果を期待することができる。 溜留油量が増加し易い例として、 複数の圧縮機で その運転容量に差がある場合の、 小さい容量の圧縮機が挙げられる。 これは容量が小さ いことから圧縮機内部の油の拡散が小さく、 吐出管 1 0 2に排出されにくいからである。 容量制限可変な圧縮機でも、 他方の圧縮機より低容量となることは十分に考えられるた め、 排油管を必要とする例と言える。 実施の形態 1 0 .
次に、 この発明の実施の形態 1 0を図にもとづいて説明する。 第 1 1図は、 実施の形 態 1 0の冷凍サイクルの構成を示す概略図である。 この図において、 第 1 0図と同一ま たは相当部分には同一符号を付して説明を省略する。 第 1 0図と異なる点は、 圧縮機シ エルの底面から所定高さ hの位置と吐出管 1 0 2とを接続していた排油管を、 シェルの 底面から所定高さ hの位置とアキュムレータ 1 0 8とを接続するようにした点である。 この実施の形態において、 圧縮機 1 0 1 Aの潤滑油が所定位置である底部から hの高 さを超えた時は、 余剰油は排油管 1 0 3 Aを経てアキュムレータ 1 0 8に戻される。 このため、 アキュムレータ 1 0 8内部の油量が不足することはない。
また、 他方の圧縮機 1 0 1に対しては、 アキュムレータ 1 0 8から返油穴 8 a、 吸入 管 1 0 9を経て返油されるため、 潤滑油が枯渴することはなく、 枯渴防止に必要な油量 も低減することができる。
なお、 圧縮機と吐出管とを接続する排油管 1 0 3、 1 0 3 Aは全ての圧縮機に取り付 ける必要はなく、 圧縮機内の滞留油量が増加しやすい圧縮機に限定して設けても上記と 同様な効果を期待することができる。
また、 この実施の形態では 2台の圧縮機を設置して並列運転するものであるが、 圧縮 機が 1台だけの場合でも上記と同様な効果を奏することは云うまでもない。 実施の形態 1 1 ·
次に、 この発明の実施の形態 1 1を図にもとづいて説明する。 第 1 2図は、 実施の形 態 1 1の冷凍サイクルの構成を示す概略図である。 この図において、 第 1 1図と同一ま たは相当部分には同一符号を付して説明を省略する。
第 1 1図と異なる点は、 圧縮機の吐出管 1 0 2、 1 0 2 Aに油分離機 1 2 0、 1 2 0 Aを設けると共に、 油分離機 1 2 0、 1 2 O Aと圧縮機 1 0 1、 1 0 1 Aの吸入管 1 0 9、 1 0 9 Aとを接続管 1 2 1、 1 2 1 Aで接続し、 油分離機 1 2 0、 1 2 0 Aで分離 された油を吸入管 1 0 9、 1 0 9 Aを経て圧縮機 1 0 1、 1 0 1 Aに戻すようにした点 である。
この実施の形態は以上のように構成されているため、 圧縮機 1 0 1、 1 0 1 Aからガ ス冷媒と共に排出された油は、 油分離機 1 2 0、 1 2 O Aで分離され、 接続管 1 2 1、 1 2 1 Aを経て圧縮機 1 0 1 , 1 0 1 Aに戻されるため、 圧縮機からの排出油量にかか わらず、 油が圧縮機外、 特に蒸発器や凝縮器に滞留することがなく、 従って、 必要油量 を低減することができる。
また、 圧縮機内の余剰油は排油管 1 0 3、 1 0 3 Aを経てアキュムレ一夕 1 0 8に溜 められるため、 他の圧縮機の油枯渴も防止することができる。
なお、 本明細書においては、 各実施の形態を冷凍装置として説明したが、 これは空気 調和装置あるいは冷凍サイクル装置など他の呼称であってもよい。 産業上の利用可能性
この発明における高圧シュルタイプ圧縮機では、 油流通管の下端の開口部より高く、 ロー夕の下端よりも低くなる位置に、 シェル内に滞留する油を外部に排出する油流出穴 を設けた。 これにより、 潤滑油の油面が所定位置を超えないようにすることができる高 圧シュルタイプ圧縮機を得ることができる。
この発明に係る冷凍装置は、 ガス冷媒の吸入部と、 吸入されたガス冷媒を圧縮する圧 縮部と、 この圧縮部を駆動する駆動部と、 圧縮されたガス冷媒を吐出する吐出部と、 圧 縮部及び駆動部に対する潤滑油を貯留する貯留部とを有する高圧シェルタイプ圧縮機、 及び吐出部に接続された吐出管と吸入部とを含み冷凍サイクルを構成する冷媒回路を 備えた冷凍装置において、 貯留部の油面が所定位置を超えた時、 余剰油を吐出管に導く 装置を備えたものであり、 圧縮機内に所定レベル以上の油が滞留しないため、 必要油量 を低減することができる。 また、 この発明における冷凍装置では、 高圧シェルタイプ圧縮機の油流通管の下端の 開口部よりも高く、 回転軸の回りに配置したロータの下端よりも低くなる位置に設けら れた油流出穴と、 吐出配管に設けられた油流入穴と、 油流出穴と油流入穴とを接続させ る油バイパス管とを備えた。
これにより、 油の液面とロータとが接触することはなく、 ロー夕の回転が油により負 荷を受けることを防止できる。
さらに、吐出配管の油流入穴よりも高圧シェルタイプ圧縮機側に絞り部を設けたので、 油流出穴から油流入穴への油のバイパスを確実に行なうことができる。
また、 この発明における冷凍装置では、 高圧シェルタイプ圧縮機の油流通管の下端の 開口部よりも高く、 回転軸の回りに配置したロータの下端よりも低くなる位置に設けら れた油流出穴と、 返油配管に設けられた油流入穴と、 油流出穴と油流出穴とを接続させ る油バイパス管とを備えたので、 多量の油が循環することを防止できる。
さらに、 返油配管の油流入穴よりも油分離器側に絞り部を設けたので、 油流出穴から 油流入穴への油のバイパスを確実に行なうことができる。
さらに、 油流出穴の高さ位置は、 油流入穴の高さ位置以上としたので、 油流出穴から 油流入穴方向への油バイパス管の立ち上がりによる油の液柱圧の影響を考慮する必要 が無くなる。
さらに、油バイパス管に油流出穴から油流入穴に油を送るためのポンプを設けたので、 油流出穴から油流入穴への油のバイパスを確実に行なうことができる。
この発明に係る冷凍装置は、 ガス冷媒の吸入部と、 吸入されたガス冷媒を圧縮する圧 縮部と、 この圧縮部を駆動する駆動部と、 圧縮されたガス冷媒を吐出する吐出部と、 圧 縮部及び駆動部に対する潤滑油を貯留する貯留部とを有する高圧シェルタイプ圧縮機、 及び吐出部に接続された吐出管と吸入部とを含み冷凍サイクルを構成する冷媒回路を 備えた冷凍装置において、 貯留部の油面が所定位置を超えた時、 余剰油をアキュムレー 夕に導く装置を備えたものであり、 圧縮機内に所定レベル以上の油が滞留しないため、 必要油量を低減することができる。
また、 この発明における冷凍装置では、 U字管の最下部にアキュムレータ内の油を U 字管内に送る第 1の返油手段と、 第 1の返油手段よりも高い位置にアキュムレータ内の 油を U字管内に送る第 2の返油手段とを設け、 さらに、 第 1の返油手段から U字管に送 られる油量は、 高圧シェルタイプ圧縮機から吐出配管に吐出される油量よりも小さく、 第 1の返油手段と第 2の返油手段の両方から U字管に送られる油量は、 高圧シェルタイ プ圧縮機から吐出配管に吐出される油量よりも大きくしたので、 圧縮機内で油の液面と ロー夕とが接触することによる入力損失を防止でき、 さらに、 多量の油が循環すること を防止できる。
さらに、 アキュムレータは、 縦方向に設けられた仕切り板により、 U字管が配置され た第 1の部屋と、 冷媒ガス吐出口が設けられた第 2の部屋とに区分けされており、 さら に、 第 1の部屋の下部に返油配管の開口した端部が設けられ、 仕切り板の上部には第 1 の部屋の冷媒ガスを第 2の部屋に送ることができる連通穴を設けたので、 アキュムレー タを分けない場合に比較して油量の微妙な変化にも即座に対応することができる。 この発明に係る冷凍装置は、 また、 複数台の圧縮機を並列運転すると共に、 余剰油を 吐出管またはアキュムレータに排出するようにしたため、 潤滑油が所定レベルを超えた 圧縮機の余剰油が直接アキュムレータに、 また吐出管から冷媒回路を経てアキュムレー 夕に戻され、 十分な量の油がアキュムレータに確保されるため、 他の圧縮機に対しては アキュムレータから返油されることにより、 潤滑油の枯渴を防止することができる。 また、 枯渴防止に必要な油量も低減することができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . シェルと、 前記シェル内に配置される圧縮機構と、 前記圧縮機構の下方に設けら れロ一夕とステ一夕とを有するモータと、 前記ロータとともに回転する回転軸と、 前記 シェル下部から前記圧縮機構に向かって伸び、 前記シェル下部に滞留した油を前記圧縮 機構に送る油流通管と、 を備えた高圧シェルタイプ圧縮機であって、 前記シェルに、 前 記油流通管の下端の開口部より高く、 前記ロー夕の下端よりも低くなる位置に、 前記シ エル内に滞留する油を外部に排出する油流出穴を設けたことを特徴とする高圧シェル タイプ圧縮機。
2 . ガス冷媒の吸入部と、 吸入されたガス冷媒を圧縮する圧縮部と、 この圧縮部を駆 動する駆動部と、 圧縮されたガス冷媒を吐出する吐出部と、 上記圧縮部及び駆動部に対 する潤滑油を貯留する貯留部とを有する高圧シェルタイプ圧縮機、 及び上記吐出部に接 続された吐出管と上記吸入部とを含み冷凍サイクルを構成する冷媒回路を備えた冷凍 装置において、 上記貯留部の油面が所定位置を超えた時、 余剰油を上記吐出管に導く装 置を備えたことを特徴とする冷凍装置。
3 . 余剰油を吐出管に導く装置として、 一端が圧縮機の貯留部の油面の所定位置に開 口し、 他端が上記圧縮機の外部を経て吐出管に接続された排油管を設けたことを特徴と する請求項 2記載の冷凍装置。
4. 余剰油を吐出管に導く装置として、 一端が圧縮機の貯留部の油面の所定位置に開 口し、 他端が上記圧縮機の内部から吐出部を経て吐出管内に開口する排油管を設けたこ とを特徴とする請求項 2記載の冷凍装置。
5 . 貯留部の油面の所定位置は、 駆動部のロー夕が潤滑油中に浸漬しない位置とされ ることを特徴とする請求項 2〜 4のいずれかに記載の冷凍装置。
6 . シェルと、 このシェルに内蔵された圧縮機構と、 この圧縮機構を駆動するための 回転軸とロータとステ一夕と含むモータと、 シェル下部から内蔵された圧縮機構に向か つて伸び、 前記シェル下部に滞留した油を前記圧縮機構に送る油流通管とを有する高圧 シェルタイプ圧縮機と、 前記高圧シェルタイプ圧縮機に接続された吐出配管とを備えた 冷凍装置であって、
前記油流通管の下端の開口部よりも高く、 前記回転軸の回りに配置した前記ロータの 下端よりも低くなる位置に設けられた油流出穴と、 前記吐出配管に設けられた油流入穴 と、 前記油流出穴と前記油流入穴とを接続させる油バイパス管とを備えたことを特徴と する冷凍装置。
7 . 吐出配管の油流入穴よりも高圧シェルタイプ圧縮機側に絞り部を設けたことを特 徴とする請求項 6に記載の冷凍装置。
8 . シェルと、 このシェルに内蔵された圧縮機構と、 この圧縮機構を駆動するための 回転軸と口一夕とステ一夕と含むモー夕と、 シェル下部から内蔵された圧縮機構に向か つて伸び、 前記シェル下部に滞留した油を前記圧縮機構に送る油流通管とを有する高圧 シェルタイプ圧縮機と、 前記高圧シェルタイプ圧縮機に接続された吐出配管と、 前記吐 出配管に接続され、 冷媒ガスと油とを分離するとともに分離された前記冷媒ガスを熱交 換器に、 前記油を返油配管を経由してアキュムレータに送る油分離器とを備えた冷凍装 置であって、 前記高圧シェルタイプ圧縮機の前記油流通管の下端の開口部よりも高く、 回転軸の回りに配置した前記ロータの下端よりも低くなる位置に設けられた油流出穴 と、 前記返油配管に設けられた油流入穴と、 前記油流出穴と前記油流出穴とを接続させ る油バイパス管とを備えたことを特徴とする冷凍装置。
9 . 返油配管の油流入穴よりも油分離器側に絞り部を設けたことを特徴とする請求項 8 に記載の冷凍装置。
1 0 . 油流出穴の高さ位置は、 油流入穴の高さ位置以上であることを特徴とする請求 項 6〜 9のいずれかに記載の冷凍装置。
1 1 . 油バイパス管に油流出穴から油流入穴に油を送るためのポンプを設けたことを 特徴とする請求項 6〜1 0のいずれかに記載の冷凍装置。
1 2 . ガス冷媒の吸入部と、 吸入されたガス冷媒を圧縮する圧縮部と、 この圧縮部を 駆動する駆動部と、 圧縮されたガス冷媒を吐出する吐出部と、 上記圧縮部及び駆動部に 対する潤滑油を貯留する貯留部とを有する高圧シェルタイプ圧縮機、 及び上記吸入部に 接続されたアキュムレータと上記吐出部とを含み冷凍サイクルを構成する冷媒回路を 備えた冷凍装置において、 上記貯留部の油面が所定位置を超えた時、 余剰油を上記アキ ュムレ一夕に導く装置を備えたことを特徴とする冷凍装置。
1 3 . 余剰油をアキュムレータに導く装置として、 一端が圧縮機の貯留部の油面の所 定位置に開口し、 他端がアキュムレータに接続された排油管を設けたことを特徴とする 請求項 1 2記載の冷凍装置。
1 4 . 貯留部の油面の所定位置は、 駆動部のロータが潤滑油中に浸漬しない位置とさ れることを特徴とする請求項 1 2又は 1 3に記載の冷凍装置。
1 5 . 高圧シェルタイプ圧縮機と、 前記高圧シェルタイプ圧縮機に接続された吐出配 管と、 前記吐出配管に接続され、 冷媒ガスと油とを分離するとともに前記冷媒ガスを熱 交換器に、 前記油を返油配管を経由してアキュムレータに送る油分離器と、 前記アキュ ムレ一夕内に設けられた U字管と、 前記 U字管と前記高圧シェルタイプ圧縮機とに接続 され、 前記アキュムレータ内の冷媒ガスと油とを前記高圧シェルタイプ圧縮機に送る吸 入配管とを備えた冷凍装置であって、 前記 U字管の最下部に前記アキュムレータ内の油 を前記 U字管内に送る第 1の返油手段と、 前記第 1の返油手段よりも高い位置に前記ァ キュムレータ内の油を前記 U字管内に送る第 2の返油手段とを設け、 さらに、 前記第 1 の返油手段から前記 U字管に送られる油量は、 前記高圧シェルタイプ圧縮機から前記吐 出配管に吐出される油量よりも小さく、 前記第 1の返油手段と前記第 2の返油手段の両 方から前記 U字管に送られる油量は、 前記高圧シェルタイプ圧縮機から前記吐出配管に 吐出される油量よりも大きいことを特徴とする冷凍装置。
1 6 . アキュムレータは、 縦方向に設けられた仕切り板により、 U字管が配置された 第 1の部屋と、 冷媒ガス吐出口が設けられた第 2の部屋とに区分けされており、 さらに、 前記第 1の部屋の下部に返油配管の開口した端部が設けられ、 仕切り板の上部には第 1 の部屋の冷媒ガスを第 2の部屋に送ることができる連通穴が設けられていることを特 徴とする請求項 1 5に記載の冷凍装置。
1 7 . 圧縮機は複数台設置され、 並列運転し得るようにされたことを特徴とする請求 項 2〜 1 6のいずれかに記載の冷凍装置。
1 8 . 余剰油を吐出管またはアキュムレータに導く装置は、 複数台の圧縮機のうち、 貯油部での滞留油量が増加しやすい圧縮機にのみ設けるようにしたことを特徴とする 請求項 1 7記載の冷凍装置。
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