JPH01193090A - 冷凍装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は例えば冷凍装置、特にそのスクロール形圧縮
機の損傷防止に関するものである。

〔従来の技術〕

第５図は従来の冷凍装置を示すブロック図、第６図は第
５図に示すスクロール形圧縮機の内部構造を示す断面図
、第７図は第６図に示すスクロール形圧縮機の■−■断
面図であり、圧縮行程の位置を示している。

第５図に於いて、（１）はスクロール形圧縮機、（２）
は凝縮器、（３）は絞り装置、（４）は蒸発器、（５）
はアキュムレータであり、（１）　〜（５）は冷媒配管
（６ａ）　、　（６ｂ）　。

（６ｃ）　＝　（６ｄ）　ｔ　（６６）で順次接続され
、冷凍サイクルヲ構成している。次に第６図に於いて、
（７）は冷媒吸入口、（８）は固定スクロール、（９）
は揺動スクロール、αＱは固定スクロール（８）と揺動
スクロール（９）とによって形成される圧縮室、（ロ）
は揺動スクロールを揺動させる為のモータ、（６）は冷
媒吐出口、（至）は冷凍機油、α→は容器である。また
第７図に於いて、（８）〜α０．（６）は第６図に示す
ものと同一であり、　（１０ａ）は低圧側圧縮部、（１
０ｂ）は中間圧縮部、（１０ｃ）は冷媒吐出口（６）と
連通する高圧側圧縮部である。

従来の冷凍装置は上記の様に構成されているが、次に動
作について説明する。まず第５図に於いて、冷媒はスク
ロール形圧縮機（１）により圧縮され高温高圧ガス状と
なり凝縮器（２）へ送られる。凝縮機（２）に於いて高
温高圧ガス状の冷媒は冷却流体（例えば外気）に熱を放
出することにより凝縮し高圧液冷媒となり、次に絞り装
置（３）によって減圧され低温低圧液冷媒となり、蒸発
器（４）へ送られる。蒸発器（４）に於いて低温低圧液
冷媒は熱源流体（例えば室内空気）より熱を吸収するこ
とにより蒸発し、低温低圧ガス状の冷媒となる。このと
き一部、未蒸発の液冷媒が残った場合（こは、アキュム
レータ（５）によって液冷媒を分離しガス冷媒のみがス
クロール形圧縮機（１）へ送られる。

次に第６図を用いて、スクロール形圧縮機（１）内部に
於ける冷媒の流れについて説明する。低温低圧ガス状の
冷媒は冷媒吸入口（７）より容器αΦ内へ入り、モータ
αυを冷却した後、固定スクロール（８）と揺動スクロ
ール（９）とによって形成される圧縮室００へ入る。揺
動スクロール（９）が揺動して圧縮室（１０の内容積が
減少するに従い、冷媒は徐々に断熱圧縮され高温高圧ガ
ス状となり、高圧側圧縮部（ＩＯＣ）と連通した冷媒吐
出口（６）より吐出される。また、冷凍機油α罎はスク
ロール形圧縮機（１）内部の軸受（図示せず）などの摺
動部の潤滑の為に容器α４内に充填されている。

第７図は第６図の■−■断面図であり、固定スクロール
（８）と揺動スクロール（９）とによって低圧側圧縮部
（１０ａ）、中間圧縮部（１０ｂ）及び高圧側圧縮部（
ＩＯＣ）の３段階の圧縮室（ＬＯを同時に構成している
ことを示している。

以上の様に構成された冷凍装置は、上記のサイクルを繰
り返すことによって熱を熱源流体から冷却流体へ移動さ
せることが出来る。負荷側流体として熱源流体と冷却流
体とのうち、どちらを選ぶかによって冷却用途にも加熱
用途にも使用することが出来る。またスクロール形圧縮
機（１）は、負荷側流体温度を所定の温度に保つ為に温
度調節器（図示せず）により制御され、運転と停止とを
繰り返す。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の様な従来の冷凍装置では、スクロール形圧縮機（
１）の運転中、冷凍サイクル内の冷媒の大部分は凝縮機
（２）、蒸発器（４）、及び凝縮器（２）と絞り装置（
３）とを接続する冷媒配管（６ａ）内に存在している。

しかしスクロール形圧縮機（１）が停止すると、凝縮器
（２）及び冷媒配管（６ａ）など高圧側冷凍サイクル内
の冷媒が、運転中に生じていた圧力差がなくなり、蒸発
器（４）、アキュムレータ（５）、及びスクロール形圧
縮機（１）などの低圧側冷凍サイクルの方へと移動する
。さらに通常、凝縮器（２）の周囲温度すなわち冷却流
体の温度は蒸発器（４）の周囲温度すなわち熱源流体の
温度よりも高い為、冷凍サイクル内の高圧側と低圧側の
圧力が均一化した後も温度差による微差圧によって、凝
縮器（２）内の冷媒は徐々に蒸発器（４）へと移動する
。従ってスクロール形圧縮機（１）の停止中、冷凍サイ
クル内の冷媒の大部分が蒸発器（４）へ移動するが、蒸
発器（４）が液冷媒で満液となった場合、及び蒸発器（
４）が液冷媒を溜められない構造の場合には、液冷媒は
アキュムレータ（５）及びスクロール形圧縮機（１）に
溜まることになる。またアキュムレータ（５）及びスク
ロール形圧縮機（１）が、例えば蒸発器（４）と同じ雰
囲気（熱源流体）中にあり温度が低い場合には、冷凍サ
イクルの構造に係わらず、アキュムレータ（５）及びス
クロール形圧縮機（１）に液冷媒が溜まる。さらに冷媒
配管（６ａ）が長く冷凍サイクル内の全冷媒の量が多い
場合には、スクロール形圧縮機（１）に溜まる液冷媒の
量も多くなる。液冷媒がスクロール形圧縮機（１）の圧
縮室αＱまで溜まった状態でスクロール形圧縮機（１）
を起動すると液圧縮を生じ、中間圧縮部（１０ｂ）に於
いては冷媒の逃げ場が無い為、２００　（ｋｇ／ｍ）以
上の高圧を生じ、スクロール形圧縮機（１）の軸受部な
どが過大な力を受は損傷することがある。

従来の冷凍装置ではアキュムレータ（５）を大形化し液
冷媒の多くをアキュムレータ（５）に溜め、スクロール
形圧縮機（１）に溜まる冷媒の量を少なくすることによ
って上記の様なスクロール形圧縮機（１）の損傷を低減
している。しかしアキュムレータ（５）を大形化するこ
とは冷凍装置の構造上、限度がある場合が多く、スクロ
ール形圧縮機（１）への過大な冷媒溜まりを完全に防止
することは出来なかった。

またアキュムレータ（５）の内容積が十分に大きく液冷
媒の大部分をアキュムレータ（５）に溜めることが出来
ても、アキュムレータ（５）及びスクロール形圧縮機（
１）の周囲温度が徐々に上昇した場合、アキュムレータ
（５）はスクロール形圧縮機（１）よりも熱容量が小さ
いため温度上昇が速く、従ってアキュムレータ（５）と
スクロール形圧縮機（１）と（こ温度差が生じ微差圧に
よってアキュムレータ（５）内の冷媒が徐々にスクロー
ル形圧縮機（１）へ移動し、スクロール形圧縮機（１）
内が液冷媒で満杯になることがあった。

上記の様に従来の冷凍装置では、スクロール形圧縮機（
１）の起動時に、中間圧縮部（１０ｂ）内の液冷媒の液
圧縮によってスクロール形圧縮機（１）を損傷させる可
能性があるという課題があった。

この発明は、かかる課題を解決するためになされたもの
で、スクロール形圧縮機（１）の起動時、中間圧縮部（
１０ｂ）内の液冷媒の液圧縮によってスクロール形圧縮
機（１）が損傷することを、有効に防止することが出来
る冷凍装置を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る冷凍装置は、スクロール形圧縮機に、中
間圧縮部内の冷媒を中間圧縮部の外へ排出する圧力低下
装置を備えたものである。

〔作用〕

この発明に於いては、中間圧縮部が所定以上の圧力とな
った場合、圧力低下装置が作動して中間圧縮部内の冷媒
を中間圧縮部の外へ排出し、中間圧縮部の圧力を下げる
。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示す冷凍装置のブロック
図、第２図は第１図に示す冷凍装置のスクロール形圧縮
機の要部を示す断面図、第３図は第２図の１４断面図で
あり、圧縮行程の位置を示す断面図である。

第１図ないし第３図に於いて、（１ト（６ｅ）　ｓ　（
８）〜α０．（２）は上記従来装置と同一のものである
為、説明を省略する。αＱは圧力低下装置であり、この
実施例に於いて圧力低下装置（至）は中間圧縮部（１０
ｂ）の固定スクロール（８）側に設けられており、以下
の構成となっている。α・は中間圧縮部（１０ｂ）と連
通ずる開口部、αηは開口部αゆに設けられた常閉弁、
（ト）は冷媒吐出口（２）と開口部とを接続する冷媒排
出路である。なお、この実施例に於いて常閉弁αηは、
弁部（１７ａ）が弁押さえ（１７ｂ）によって２〔ｋｇ
／ｃｄｔ〕の力で押さえられ、また通常運転時、高圧側
圧縮部（１０ｃ）の圧力（２０Ｃｋｇ／Ｃ！／１〕）が
中間圧縮部（１０ｂ）の圧力（１ｏ　（＃／ｃｒ／１〕
）よりも高い為、通常は常閉弁αηは閉状態となってい
る。

上記の様に構成された冷凍装置に於いて、熱を熱源流体
から冷却流体へ移動する為の通常運転時の動作は、上記
従来装置と同様である。

次に、スクロール形圧縮機（１）の圧縮室ＱＯに液冷媒
が溜まった状態でスクロール形圧縮機（１）を起動する
場合の動作について説明する。圧縮室α０に液冷媒が溜
まった状態でスクロール形圧縮機（１）を起動すると、
液冷媒が液圧縮され圧縮室ａＱ内に過大な圧力が発生す
る。このとき、中間圧縮部（１０ｂ）の圧力は、常閉弁
αηが閉じており密閉構造となっているため、冷媒吐出
口（６）と連通して開放状態となっている高圧側圧縮部
（ＩＯＣ）の圧力よりも高くなる。さらに中間圧縮部（
１０ｂ）の圧力が高圧側圧縮部（ＩＯＣ）の圧力よりも
、弁押さえ（１７ｂ）の押さえる力（２（＃Ａ’１ｄ）
）以上高くなると、常閉弁αηが開状態となる。常閉弁
α力が開くことによって、中間圧縮部（１０ｂ）内の冷
媒は圧力差の為に開口部αＱより冷媒排出路（ト）を通
って冷媒吐出口（６）へ流出し、中間圧縮部（１０ｂ）
の圧力は低下する。このため、中間圧縮部（１０ｂ）の
圧力が限界圧力（２００（：　＃／ｉ））以上となるこ
とはない。中間圧縮部（１０ｂ）より冷媒吐出口（２）
へ流出した冷媒は、高圧側圧縮部（１０ｃ）より流出し
た冷媒と合流して冷媒配管（６ｅ）を通り凝縮器（２）
へと送られる。

上記の様な圧力低下装置（至）の作用により、スクロー
ル形圧縮機（１）の起動時、中間圧縮部（１０ｂ）内の
液冷媒が液圧縮を生じて中間圧縮部（１０ｂ）が所定以
上の圧力となっても、中間圧縮部（１０ｂ）内の冷媒が
冷媒吐出口（６）へ排出され、極めて短かい時間で中間
圧縮部にＯｂ）の圧力を低下することが出来る。

なお、上記実施例の第２図に於いては、冷媒排出路（ト
）を、開口部αＱと同様に固定スクロール（８）の内部
に孔を開けて形成し、冷媒吐出口（６）と冷媒排出路（
ト）とを固定スクロール（８）内部に於いて連通させた
構造について図示しているが、第４図に示す様に、冷媒
吐出口（６）と開口部αＱとを固定スクロール（８）の
外部で接続する形の冷媒排出路（至）を形成することも
可能であり、同様の効果を得られる。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、スクロール形圧縮機に
、中間圧縮部内の冷媒を中間圧縮部の外へ排出する圧力
低下装置を設けたことにより、中間圧縮部が所定以上の
圧力となった場合、圧力低下装置が作動して中間圧縮部
内の冷媒を中間圧縮部の外へ排出し、中間圧縮部の圧力
を下げることによって、冷媒による過大な圧力を受ける
ことによって生じるスクロール形圧縮機の損傷を防止す
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による冷凍装置のブロック
図、第２図及び第４図は第１図に示すスクロール形圧縮
機の要部を示す断面図、第３図は第２図及び第４図に示
すスクロール形圧縮機の量−１断面図、第５図は従来の
冷凍装置を示すブロック図、第６図は第５図に示すスク
ロール形圧縮機の断面図、第７図は第６図に示すスクロ
ール形圧縮機の■−■断面図である。 図に於いて、（１）はスクロール形圧縮機、（２）は凝
縮器、（３）は絞り装置、（４）は蒸発器、００は圧縮
室、（１０ａ）は低圧側圧縮部、（１０ｂ）は中間圧縮
部、（ＩＯＣ）は高圧側圧縮部、（２）は冷媒吐出口、
α鴎は圧力低下装置である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　高温高圧ガス状の冷媒を凝縮して高圧液冷媒に変える
   凝縮器、上記高圧液冷媒を減圧して低温低圧液冷媒に変
   える絞り装置、上記低温低圧液冷媒を蒸発させ低温低圧
   ガス状の冷媒に変える蒸発器、固定スクロールとモータ
   により揺動する揺動スクロールとによつて形成される低
   圧側圧縮部及び中間圧縮部及び高圧側圧縮部の各圧縮室
   を備え上記低圧側圧縮部に吸入した上記低温低圧ガス状
   の冷媒を上記各圧縮室により圧縮して上記高温高圧ガス
   状の冷媒に変え、これを上記高圧側圧縮部と連通した冷
   媒吐出口より吐出して上記凝縮器へ供給するスクロール
   形圧縮機を備えた冷凍装置に於いて、上記スクロール形
   圧縮機に設けられ上記中間圧縮部が所定以上の圧力とな
   つた場合に上記中間圧縮部内の上記冷媒を上記中間圧縮
   部の外へ排出する圧力低下装置を備えたことを特徴とす
   る冷凍装置。