WO2018116613A1 - 圧縮機ユニット及びこれを備えた室外機 - Google Patents

Abstract

冷媒を圧縮する圧縮機（１０）と、圧縮機（１０）から冷媒を吐出する吐出配管（２５）と、吐出配管（２５）から導かれた冷媒から潤滑油を分離するオイルセパレータ（２６）と、巻線形状とされたキャピラリ部（２９）を備え、オイルセパレータ（２６）にて分離された潤滑油を圧縮機（１０）に戻す油戻し配管（２７）と、圧縮機（１０）に固定され、油戻し配管（２７）の上下を支持する上ブラケット（５４）及び下ブラケット（５５）とを備え、上ブラケット（５４）及び下ブラケット（５５）との間に、キャピラリ部（２９）が設けられている。

Description

圧縮機ユニット及びこれを備えた室外機

　本発明は、空調機に用いられる圧縮機から発生する振動を抑制する圧縮機ユニット及びこれを備えた室外機に関するものである。

　空調機の室外機には、冷媒を圧縮する圧縮機が設けられている。圧縮機は電動モータによってスクロール部等の圧縮部が駆動され、圧縮冷媒が吐出される。圧縮機から吐出された圧縮冷媒は、圧縮機に接続された吐出配管からオイルセパレータへと導かれる。

　オイルセパレータでは、圧縮冷媒中に含まれるミスト状の潤滑油が分離される。オイルセパレータにて分離された潤滑油は、油戻し配管を介して圧縮機の低圧側に戻される。

　圧縮機は、電動モータが設けられているため、また吐出冷媒の脈動等によって、振動発生源となる。圧縮機にて発生する振動が油戻し配管に伝達されることを抑制するために、特許文献１には、渦巻き形状とされたキャピラリ部の両端を振動可能な遊び部分とすることにより、圧縮機からの振動を吸収することが開示されている。

特開２００８－２０２８９２号公報

　上記特許文献１では、吐出配管とオイルセパレータとの間にフレキシブル管を設けることによって、圧縮機からオイルセパレータへの振動伝達を防いでいる。

　しかし、フレキシブル管による振動減衰が十分でない場合や、吐出配管にフレキシブル管が設けられていない場合には、圧縮機からの振動がオイルセパレータに伝達され、油戻し配管にも振動が伝達される。特に、本発明者等が検討したところ、例えば１３０ｒｐｓを超えて２００ｒｐｓまで到達するような高回転数化した圧縮機では、圧縮機からの振動は無視できないものになることが判明した。

　油戻し配管に振動が伝達されると、油戻し配管に設けられたキャピラリ部も振動する。キャピラリ部は、巻線形状とされており重量が集中しているため振動が大きくなり、キャピラリ部周りの配管の応力が大きくなるという問題がある。

　また、油戻し配管には、油戻し量の制御のため電磁弁が設けられている。電磁弁は、駆動部に電磁石が設けられているため重量物となり、伝達された振動により加振されて大きな振動源となるという問題がある。特に、電磁弁を圧縮機の下面に設けられた底板に対して固定する底板固定用ブラケットを用いた場合には、底板固定用ブラケットを介して振動が底板に伝わり、底板から騒音が発生するおそれがある。

　本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、油戻し部に設けられたキャピラリ部周りの振動を低減する圧縮機ユニット及びこれを備えた室外機を提供することを目的とする。
　また、本発明は、油戻し配管に設けられた電磁弁周りの振動を低減する圧縮機ユニット及びこれを備えた室外機を提供することを目的とする。

　本発明の一態様に係る圧縮機ユニットは、冷媒を圧縮する圧縮機と、該圧縮機から冷媒を吐出する吐出配管と、該吐出配管から導かれた冷媒から潤滑油を分離するオイルセパレータと、巻線形状とされたキャピラリ部を備え、前記オイルセパレータにて分離された潤滑油を前記圧縮機に戻す油戻し配管と、前記圧縮機に固定され、前記油戻し配管の上下を支持する上ブラケット及び下ブラケットとを備え、前記上ブラケット及び前記下ブラケットとの間に、前記キャピラリ部が設けられている。

　圧縮機の振動は、吐出配管を介してオイルセパレータへと伝達され、オイルセパレータも振動する。このオイルセパレータの振動が油戻し配管に伝達され、キャピラリ部も振動する。キャピラリ部は、巻線形状とされており重量が集中しているため、キャピラリ部周りの配管に振動による応力が生じる。
　圧縮機に固定された上ブラケット及び下ブラケットにより、キャピラリ部を間に挟んで油戻し配管を支持することとした。これにより、キャピラリ部の振動を抑制し、キャピラリ部周りの配管に生じる応力を低減することができる。

　さらに、本発明の一態様に係る圧縮機ユニットは、前記油戻し配管に設けられた電磁弁を備え、該電磁弁は、前記上ブラケットに固定されている。

　電磁弁は、駆動部となる本体部に電磁石等を有しているため重量物となる。重量物となる電磁弁を上ブラケットに固定することにより、電磁弁の振動を抑え、電磁弁周りの配管に生じる応力を低減することができる。

　また、本発明の一態様に係る圧縮機ユニットは、冷媒を圧縮する圧縮機と、該圧縮機から冷媒を吐出する吐出配管と、該吐出配管から導かれた冷媒から潤滑油を分離するオイルセパレータと、該オイルセパレータにて分離された潤滑油を前記圧縮機に戻す油戻し配管と、前記圧縮機に固定され、前記油戻し配管の上下を支持する上ブラケットと、前記油戻し配管に設けられた電磁弁とを備え、前記上ブラケットは、前記オイルセパレータに固定されたオイルセパレータ側ブラケットを有し、前記電磁弁は、前記上ブラケット及び前記オイルセパレータ側ブラケットに固定されている。

　上ブラケットは、オイルセパレータ側ブラケットを有しているので、圧縮機だけでなくオイルセパレータにも固定されている。これにより、別々の振動を行う圧縮機とオイルセパレータを互いに固定することができ、振動を低減することができる。
　さらに、上ブラケットに対して重量物となる電磁弁を固定することにより、電磁弁の振動を抑え、電磁弁周りの配管に生じる応力を低減することができる。
　また、電磁弁を、上ブラケットを介して、圧縮機及びオイルセパレータに対して直接固定することができるので、重量物である電磁弁を圧縮機の下面に設けられた底板に対して固定する底板固定用ブラケットを用いる必要がない。これにより、底板固定用ブラケットを介して振動が底板に伝わることが回避でき、底板の騒音を抑えることができる。

　また、本発明の一態様に係る室外機は、上記のいずれかに記載の圧縮機ユニットと、該圧縮機ユニットを収容する筐体とを備えている。

　圧縮機に固定された上ブラケット及び下ブラケットにより、キャピラリ部を間に挟んで油戻し配管を支持することとしたので、キャピラリ部の振動を抑制し、キャピラリ部周りの配管に生じる応力を低減することができる。
　重量物となる電磁弁を上ブラケットに固定することとしたので、電磁弁の振動を抑え、電磁弁周りの配管に生じる応力を低減することができる。

本発明の一実施形態に係る空調機の冷媒回路を示した図である。 一実施形態に係る圧縮機ユニットの斜視図である。 図２の圧縮機ユニットを側部下方から見た斜視図である。 図２の圧縮機ユニットを側部上方から見た斜視図である。 図２の圧縮機ユニットを斜め上方から見た斜視図である。 下ブラケットを外した状態を示した図２の圧縮機の下部を示した側面図である。

　以下に、本発明にかかる一実施形態について、図面を参照して説明する。
　図１には、１台の室外機に対して複数台の室内機が接続されるマルチ形空調システムの冷媒回路図が示されている。なお、室外機は複数台であっても良い。

　同図に示すように、マルチ形空調システム１は、１台の室外機２に、複数台の室内機３Ａ，３Ｂが並列に接続されたものである。複数台の室内機３Ａ，３Ｂは、室外機２に接続されているガス側配管４と液側配管５との間に分岐器６を介して互いに並列に接続されている。

　室外機２は、冷媒を圧縮するインバータ駆動の圧縮機１０と、冷媒の循環方向を切換える四方切換弁１２と、冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器１３と、室外熱交換器１３と一体的に構成されている過冷却コイル１４と、室外膨張弁（ＥＥＶＨ）１５と、液冷媒を貯留するレシーバ１６と、液冷媒に過冷却を与える過冷却熱交換器１７と、過冷却熱交換器１７に分流される冷媒量を制御する過冷却用膨張弁（ＥＥＶＳＣ）１８と、圧縮機１０に吸入される冷媒ガスから液分を分離し、ガス分のみを圧縮機１０側に吸入させるアキュームレータ１９と、ガス側操作弁２０と、液側操作弁２１とを備えている。

　圧縮機１０は、１３０ｒｐｓを超えて２００ｒｐｓまで回転可能となっている。圧縮機１０の吐出側には、吐出配管２５を介してオイルセパレータ２６が接続されている。オイルセパレータ２６では、圧縮冷媒中のミスト状の潤滑油（オイル）が冷媒から分離される。オイルセパレータ２６でミスト状潤滑油が分離された冷媒は、四方切換弁１２へと導かれる。オイルセパレータ２６で分離されオイルセパレータ２６内に貯留された潤滑油は、油戻し配管２７を介して圧縮機１０の低圧側に戻される。

　油戻し配管２７には、電磁弁２８とキャピラリ部２９が設けられている。電磁弁２８は、図示しない制御部によって弁の開閉が制御され、油戻し配管２７内を流れる油量が調整される。キャピラリ部２９は、固定絞りとして用いられ、通過する潤滑油の圧力を減少させる。

　室外機２側の上記各機器は、冷媒配管２２を介して順次接続され、公知の室外側冷媒回路２３を構成している。また、室外機２には、室外熱交換器１３に対して外気を送風する室外ファン２４が設けられている。

　ガス側配管４及び液側配管５は、室外機２のガス側操作弁２０及び液側操作弁２１に接続される冷媒配管であり、現場での据え付け施工時に、室外機２とそれに接続される複数台の室内機３Ａ，３Ｂとの間の距離に応じて、その配管長が適宜設定されるようになっている。ガス側配管４及び液側配管５の途中には、複数の分岐器６が設けられ、該分岐器６を介して適宜台数の室内機３Ａ，３Ｂが接続されている。これによって、密閉された１系統の冷凍サイクル（冷媒回路）７が構成されている。

　室内機３Ａ，３Ｂは、室内空気を冷媒と熱交換させて冷却又は加熱し、室内の空調に供する室内熱交換器３０と、室内膨張弁（ＥＥＶＣ）３１と、室内熱交換器３０を介して室内空気を循環させる室内ファン３２と、室内コントローラ３３とを備えており、室内側の分岐ガス側配管４Ａ，４Ｂ及び分岐液側配管５Ａ，５Ｂを介して分岐器６に接続されている。

　上記のマルチ形空調システム１において、冷房運転は、以下のように行われる。
　圧縮機１０で圧縮され、吐出された高温高圧の冷媒ガスは、四方切換弁１２により室外熱交換器１３側に循環され、室外熱交換器１３で室外ファン２４により送風される外気と熱交換されて凝縮液化される。この液冷媒は、過冷却コイル１４で更に冷却された後、室外膨張弁１５を通過し、レシーバ１６内にいったん貯留される。

　レシーバ１６で循環量が調整された液冷媒は、過冷却熱交換器１７を経て液冷媒配管側を流通される過程で、液冷媒配管から一部分流され、過冷却用膨張弁１８で断熱膨張された冷媒と熱交換されて過冷却度が付与される。この液冷媒は、液側操作弁２１を経て室外機２から液側配管５へと導かれ、分岐器６を介して各室内機３Ａ，３Ｂの分岐液側配管５Ａ，５Ｂへと分流される。

　分岐液側配管５Ａ，５Ｂに分流された液冷媒は、各室内機３Ａ，３Ｂに流入し、室内膨張弁３１で断熱膨張され、気液二相流となって室内熱交換器３０に流入される。室内熱交換器３０では、室内ファン３２により循環される室内空気と冷媒とが熱交換され、室内空気は冷却されて室内の冷房に供される。一方、冷媒はガス化され、分岐ガス側配管４Ａ，４Ｂを経て分岐器６に至り、他の室内機からの冷媒ガスとガス側配管４で合流される。

　ガス側配管４で合流された冷媒ガスは、再び室外機２に戻り、ガス側操作弁２０、四方切換弁１２を経て、過冷却熱交換器１７からの冷媒ガスと合流された後、アキュームレータ１９に導入される。アキュームレータ１９では、冷媒ガス中に含まれている液分が分離され、ガス分のみが圧縮機１０に吸入される。この冷媒は、圧縮機１０において再び圧縮され、以上のサイクルを繰り返すことによって冷房運転が行われる。

　一方、暖房運転は、以下のように行われる。
　圧縮機１０により圧縮され、吐出された高温高圧の冷媒ガスは、四方切換弁１２を介してガス側操作弁２０側に循環される。この高圧ガス冷媒は、ガス側操作弁２０、ガス側配管４を経て室外機２から導出され、分岐器６、室内側の分岐ガス側配管４Ａ，４Ｂを経て複数台の室内機３Ａ，３Ｂに導入される。

　室内機３Ａ，３Ｂに導入された高温高圧の冷媒ガスは、室内熱交換器３０で室内ファン３２を介して循環される室内空気と熱交換され、これにより加熱された室内空気は室内に吹出されて暖房に供される。一方、室内熱交換器３０で凝縮液化された冷媒は、室内膨張弁３１、分岐液側配管５Ａ，５Ｂを経て分岐器６に至り、他の室内機からの冷媒と合流され、液側配管５を経て室外機２に戻る。なお、暖房時、室内機３Ａ，３Ｂでは、凝縮器として機能する室内熱交換器３０の冷媒出口温度又は冷媒過冷却度が制御目標値となるように、室内膨張弁３１の開度が室内コントローラ３３を介して制御される。

　室外機２に戻った冷媒は、液側操作弁２１を経て過冷却熱交換器１７に至り、冷房時の場合と同様に過冷却が付与された後、レシーバ１６に流入され、いったん貯留されることにより循環量が調整される。この液冷媒は、室外膨張弁１５に供給されて断熱膨張された後、過冷却コイル１４を経て室外熱交換器１３に流入される。

　室外熱交換器１３では、室外ファン２４から送風される外気と冷媒とが熱交換され、冷媒は外気から吸熱して蒸発ガス化される。この冷媒は、室外熱交換器１３から四方切換弁１２を経て、過冷却熱交換器１７からの冷媒ガスと合流された後、アキュームレータ１９に導入される。アキュームレータ１９では、冷媒ガス中に含まれている液分が分離されてガス分のみが圧縮機１０に吸入され、圧縮機１０において再び圧縮される。以上のサイクルを繰り返すことによって暖房運転が行われる。

＜圧縮機ユニットの構造＞
　図２には、圧縮機１０やオイルセパレータ２６等を備えた圧縮機ユニットの構造が示されている。同図では、圧縮機１０と、オイルセパレータ２６と、これらに関連する構造が示されており、他の機器については図示が省略されている。

　圧縮機１０は、室外機２の筐体内で、底板５０上に固定されている。圧縮機１０は、鉛直方向に延在する軸線を有する略円筒形状とされている。圧縮機１０の下部には電動モータ（図示せず）が収容され、上部にはスクロール部等の圧縮機構（図示せず）が収納されている。圧縮機１０の底部には脚部１０ａが設けられ、防振ゴム４８を介してスタッドボルト４９によって底板５０に対して固定されている。
　圧縮機１０の頂部には、吐出配管２５の上流端が接続されている。

　圧縮機１０の側方には、オイルセパレータ２６が設けられている。オイルセパレータ２６の軸線は、圧縮機１０の軸線に対して略平行に設けられている。オイルセパレータ２６の上部側面には吐出配管２５が接続されており、圧縮機１０から圧縮冷媒が導かれるようになっている。

　オイルセパレータ２６は、オイルセパレータ固定ブラケット５２を介して、圧縮機１０に固定されている。オイルセパレータ固定ブラケット５２は、所定の形状に成形された板金とされており、オイルセパレータ２６の高さ方向における略中間位置と圧縮機１０の高さ方向における略中間位置とを接続するように設けられている。
　オイルセパレータ２６の頂部には吐出部が設けられており、この吐出部からミスト状潤滑油が除去された後の冷媒が下流側の四方切換弁１２（図１参照）へ向けて吐出される。

　オイルセパレータ２６にて圧縮冷媒から分離された潤滑油は、オイルセパレータ２６の下部に貯留され、オイルセパレータ２６の底部に接続された油戻し配管２７から取り出される。

　油戻し配管２７は、図３に示されているように、オイルセパレータ２６の底部から下方へ延在した後に折り返して上方に立上り、２つの流路に分岐した後に、それぞれの流路が電磁弁２８に導かれる。
　電磁石等が収容された電磁弁２８の本体部２８ａは、上ブラケット５４に対して固定されている。したがって、油戻し配管２７は、電磁弁２８を介して上ブラケット５４によって固定されている。

　上ブラケット５４は、図５に示すように、所定の形状に成形された板金とされており、一端が圧縮機１０に固定された圧縮機側上ブラケット５４ａと、一端がオイルセパレータ２６に固定されたオイルセパレータ側上ブラケット（オイルセパレータ側ブラケット）５４ｂと、圧縮機側上ブラケット５４ａの他端とオイルセパレータ側上ブラケット５４ｂの他端を接続する接続用上ブラケット５４ｃとを備えている。接続用上ブラケット５４ｃに対して、電磁弁２８の本体部２８ａが固定されている。

　図３に示すように、油戻し配管２７は、各電磁弁２８の下流側から下方に、キャピラリ部２９を備えている。キャピラリ部２９は、油戻し配管２７の他の配管径よりも小さい流路断面積を有する細管を複数回巻回された渦巻き形状とされている。キャピラリ部２９は、結束バンド５７によって束ねられている。

　図４に示すように、キャピラリ部２９の下流側で、油戻し配管２７は折り返して上方に立上がる。この立上り部で、油戻し配管２７は、下ブラケット５５に対して固定されている。

　下ブラケット５５は、図４に示すように、所定の形状に成形された板金とされており、一端が圧縮機１０に対して固定されている。下ブラケット５５の高さ位置は、キャピラリ部２９の高さと同等とされている。なお、下ブラケット５５は、圧縮機１０に対してのみ固定されており、オイルセパレータ２６に対しては固定されていない。

　油戻し配管２７は、図６に示すように、下ブラケット５５の上方側で折り返した後に、接続位置２７ａにて圧縮機１０の側部に接続されている。なお、図６は、理解の容易のために下ブラケット５５を外して示したものであり、実際には図４等に示したように下ブラケット５５が存在する。

　本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
　圧縮機１０の振動は、吐出配管２５を介してオイルセパレータ２６へと伝達され、オイルセパレータ２６も振動する。このオイルセパレータ２６の振動が油戻し配管２７に伝達され、キャピラリ部２９も振動する。キャピラリ部２９は、巻線形状とされており重量が集中しているため、キャピラリ部２９周りの配管に振動による応力が生じるおそれがある。これに対して、本実施形態では、圧縮機１０に固定された上ブラケット５４及び下ブラケット５５により、キャピラリ部２９を間に挟んで油戻し配管２７を支持することとした。これにより、キャピラリ部２９の振動を抑制し、キャピラリ部２９周りの油戻し配管２７に生じる応力を低減することができる。

　電磁弁２８は、駆動部となる本体部２８ａに電磁石等を有しているため重量物となる。重量物となる電磁弁２８の本体部２８ａを上ブラケット５４に固定することにより、電磁弁２８の振動を抑え、電磁弁２８周りの油戻し配管２７に生じる応力を低減することができる。

　上ブラケット５４は、圧縮機側上ブラケット５４ａだけでなくオイルセパレータ側上ブラケット５４ｂを有しているので、圧縮機１０だけでなくオイルセパレータ２６にも固定されている。これにより、別々の振動を行う圧縮機１０とオイルセパレータ２６を互いに固定することができ、振動を低減することができる。
　また、電磁弁２８を、上ブラケット５４を介して、圧縮機１０及びオイルセパレータ２６に対して直接固定することができるので、重量物である電磁弁２８を圧縮機１０の下面に設けられた底板５０に対して固定する底板固定用ブラケット（図示せず）を用いる必要がない。これにより、底板固定用ブラケットを介して振動が底板５０に伝わることが回避でき、底板５０の騒音を抑えることができる。

　なお、上述した実施形態では、１３０ｒｐｓを超えて２００ｒｐｓまで回転可能な圧縮機１０として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、１３０ｒｐｓ以下の圧縮機回転数であってもよく、また２００ｒｐｓを超える圧縮機回転数であっても良い。

　また、図６に示したように、下ブラケット５５を省略しても良い。このような構成でも、電磁弁２８を、上ブラケット５４を介して、圧縮機１０及びオイルセパレータ２６に対して直接固定することによる上述の作用効果を奏することができる。

１　マルチ形空調システム
２　室外機
３Ａ，３Ｂ　室内機
１０　圧縮機
１０ａ　脚部
１３　室外熱交換器
２５　吐出配管
２６　オイルセパレータ
２７　油戻し配管
２７ａ　接続位置
２８　電磁弁
２９　キャピラリ部
４８　防振ゴム
４９　スタッドボルト
５２　オイルセパレータ固定ブラケット
５４　上ブラケット
５４ａ　圧縮機側上ブラケット
５４ｂ　オイルセパレータ側上ブラケット（オイルセパレータ側ブラケット）
５４ｃ　接続用上ブラケット
５５　下ブラケット
５７　結束バンド

Claims (4)

1. 　冷媒を圧縮する圧縮機と、
   　該圧縮機から冷媒を吐出する吐出配管と、
   　該吐出配管から導かれた冷媒から潤滑油を分離するオイルセパレータと、
   　巻線形状とされたキャピラリ部を備え、前記オイルセパレータにて分離された潤滑油を前記圧縮機に戻す油戻し配管と、
   　前記圧縮機に固定され、前記油戻し配管の上下を支持する上ブラケット及び下ブラケットと、
   を備え、
   　前記上ブラケット及び前記下ブラケットとの間に、前記キャピラリ部が設けられている圧縮機ユニット。
2. 　前記油戻し配管に設けられた電磁弁を備え、
   　該電磁弁は、前記上ブラケットに固定されている請求項１に記載の圧縮機ユニット。
3. 　冷媒を圧縮する圧縮機と、
   　該圧縮機から冷媒を吐出する吐出配管と、
   　該吐出配管から導かれた冷媒から潤滑油を分離するオイルセパレータと、
   　該オイルセパレータにて分離された潤滑油を前記圧縮機に戻す油戻し配管と、
   　前記圧縮機に固定され、前記油戻し配管の上下を支持する上ブラケットと、
   　前記油戻し配管に設けられた電磁弁と、
   を備え、
   　前記上ブラケットは、前記オイルセパレータに固定されたオイルセパレータ側ブラケットを有し、
   　前記電磁弁は、前記上ブラケット及び前記オイルセパレータ側ブラケットに固定されている圧縮機ユニット。
4. 　請求項１から３のいずれかに記載の圧縮機ユニットと、
   　該圧縮機ユニットを収容する筐体と、
   を備えている室外機。

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