JPH02230985A - 並列圧縮式冷凍装置 - 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〕 この発明は互いに並列に接続された圧縮機の並列運転時
，或に任意の圧縮機の単独運転時のいずれの場合でも圧
縮機の油面を適正に保つようにした並列圧縮式冷凍装置
に関するものである。

〔従来の技術〕

第２図は従来の並列圧縮式冷凍装置を示すものであり、
（１）　，　（２１　，　（３）は第１、第２、第３の
半密閉形圧縮機、（ｌａ），（２ａ），（３ａ）はこの
圧縮機（１１　，　＋２１　，（３》のクランクケース
で、この中には隔壁（ｌｂ），（２ｂ），（３ｂ）によ
りモータ室（１０　，　（２ｃ），（３ｃ）と圧縮要素
（ｌｄ），（２ｄ），（３ｄ）として区画形成されてい
る。

（　１　ｅ　）　Ｔ　（　２ｅ　）　＋　（　３　ｅ　
）　＊　’　”　ｆ　）　＊　（　２　ｆ　）　＋　（
３　ｆ　）は各々モータ室（　ＩＣ）　，　（２Ｃ）　
，　（３Ｃ）、圧縮要素室（ｘａ），（２ｄ）　，（３
ｄ）に収容されたモータ及び、圧縮要素である。

（Ｉｇ）　，　（２ｇ）　，　（３ｇ）は両要素（　１
　ｅ　）　＋　（２　ｅ　）　＋　（　３ｅ　）　＊（
ｔｒ），（ｚｒ），（：＋ｒ）　　を接続するクランク
軸、（１ｈ），（２ｈ），（３ｈ）は隔壁（ｌｂ）　，
　（２ｂ）　，　（３ｂ）の上部に設けられた均圧用差
圧弁で、起動時のようにモータ室（１（）　，　（２Ｃ
）　，（３Ｃ）の圧力が、圧縮要素室（ｘｄ），（２ｄ
冫，（３ｄ）の圧力よりも著しく低くなるような時、閉
となるものである。（１　ｉ）　，　（２ｉ）　，　（
３ｉ）は隔壁（ｌｂ），（ｚｂ），（３ｂ）の下部に設
けた均油用逆止弁で、モータ室（ｌｃ）　，　（２ｃ）
　，　（３ｃ）底部の油溜（１１），（２ｊ），（Ｊ）
から圧縮要素室（　ｌｄ）　，　（２ｄ）　，　（３ｄ
）底部の油溜（１ｋ）．（２ｋ），（３ｋ）へのみ油の
流入を許容するものである。

（４）　ｌｉ各圧縮機（１）　，　＋２１　，　（３１
の圧縮要素室（　ｌｄ）（２ｄ），（３ｄ）を連通ずる
均圧均油管、（７）は蒸発器（図示せず）に接続された
冷凍サイクルの吸入管，（８》はこの吸入管（７）と第
１の圧縮機（１）のモータ室（１ｃ）とを接続する第１
の圧縮機（１）の吸入分岐管，（９）は吸入管（７》と
第２の圧縮機（２）のモータ室（２ｃ）とを接続する第
２の圧縮機《２》の吸入分岐管、σｑは吸入管（７）と
第３の圧縮機（３》のモータ室（３Ｃ）とを接続する第
３の圧縮機（３）の吸入分岐管で、第１の吸入分岐管（
８）は第２の吸入分岐管《８》は第２の吸入分岐管（９
）より太い径で、第２の吸入分岐管（９）は第３の吸入
分岐管αＱより太い径であり、第１の吸入分岐管（８）
は第２及び第３の吸入分岐管（９）　，　（１０より，
配管長さが短《されている。αυは各圧縮機（１）　，
　＋２１　，《３》の共通吐出管で、凝縮器，膨張弁（
図示せず）を介して蒸発器（図示せず）に接続されてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

従釆の３台の圧縮機による並列圧縮式冷凍装置において
は、各圧縮機間に均圧均油配管が設けられ、これ等の配
管は並列運転を問わず運転中は連通した状態で運転して
いた。この結果吸入室要素と圧縮室要素に区分された半
密閉形冷凍機においては、単独運転中、停止した圧縮機
の吸入管，モータ室、圧縮要素室及び均圧管を通して、
運転中の圧縮機の圧縮要素室に圧力がかかる為運転中の
圧縮機の均油逆止弁が閉となり、せっかく吸入室へ戻っ
た油が圧縮要素室へ戻らず、圧縮室の油面を正常に維持
することは難しく，圧縮機の摺動部への潤滑油の供給不
良等により焼付や運転中の圧縮機の油上り量過大による
冷凍能力の低下、及び油圧縮による弁部分の損傷の恐れ
があった。また、単独運転中吸入室へ戻り溜った油はモ
ータによりかき上げられ吐出され、油上がりが過大にな
るのを防止するため、圧縮機の吐出側に油分離器を取付
け、吐出ガス中に含まれている油を分離して圧縮機へ返
送する方法もめるが，高温の油がクランクケースに戻り
、油温を上昇させること、及び長時間停止後の再始動時
には温度の低い分離器内で凝縮した液冷媒が圧縮機に返
送され、油を泡立たせ潤滑不良を発生すること等の危険
性があった。

また，圧縮機の圧縮要素室に微小な差圧が生じ、運転中
の圧縮機の油面がアンバランスとなり易い傾向があり、
保守に当り油窓からの油面位置の確認が難しく保守業務
がやり難くなり、また第２及び第３の圧縮機がフオーミ
ングを起こすと必要以上の油が第１の圧縮機に流出して
、第２及び第３の圧縮機の油面が低下する等の問題点が
あった。

この発明は上記の様な問題点を解消する為になされたも
ので，互いに並列に接続された圧縮機の並列運転時、或
は任意の圧縮機の単独運転時のいずれの場合でも圧縮機
の油面が適正に維持できる並列圧縮式冷凍装置を得るこ
とを目的とする。

〔課題を解決するための手段ｌ この発明に係る並列圧縮式冷凍装置は、吸入配管途中に
冷媒ガスと油に分離する手段を設け・、分離後の冷媒ガ
スの一部と油を第１の圧縮機に吸引させ、残りの冷媒を
第２の圧縮機並びに第３の圧縮機に吸引させると共に、
上記各圧縮機の油溜を均圧均油管により互いに連通し、
この均圧均油管中に上記第２、第３の圧縮機より第１の
圧縮機側へのガスの流れを塞圧する逆止弁を設けると共
に、第１，第２、第３の圧縮機の均圧均油管の接続口部
にオリフィスを設け、上記冷凍サイクルの吸入管の分岐
点から上記各圧縮機の吸入口までの吸入分岐管の圧力損
失を、（第１の圧縮機の吸入分岐管の圧損）仝（第２の
圧縮機の吸入分岐管の圧損）〜（第３の圧縮機の吸入分
岐管の圧損）にしたものである。

〔作用〕

この発明における均圧均油管は，逆止弁並びにオリフィ
スを介して連結され、ガスの逆流入を塞止すると共に、
オリフィスにより抵抗をつけ、必要以上の油の流入を防
止する。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、＋１）　，　１２＋　，　（３Ｊは第１，
第２，第３の半密閉形圧縮機、ｔ１ａ）　，　Ｈａ）　
，　ｔａａ）はこの圧縮機（１１　，　＋２１　，　（
３）のクランクケースで、この中には隔壁（ｘｂ）　，
　（２ｂ）　，　（３ｂ）により区画されたモータ室（
　ｌｃ）　，　（２ｃ）　．　（３ｃ）と圧縮要素室＋
ｌｄ），（２ｄ），　（３ｄ）が形成されている。（１
６），（２ｅ），（３ｅ），（Ｉｆ），（２ｆ），（３
ｆ）は各々モータ室（Ｉｃ）　，　（２ｃ）　，　（３
ｃ）及び圧縮要素室（ｌｄ）　，　（２ｄ）　，　（３
ｄ）に収容されたモータ及び圧縮要素である。ｔｔｇ）
　，　（ｚｇ）　，　（３ｇ）は両要素（１ｅ），（ｚ
６），（３ｅ）と（Ｉｆ）　，　（２ｆ）　，　（３ｆ
）とを接続するクランク軸、（　ｌｈ）　，　（２ｈ）
　，　（３ｈ）は隔壁（ｌｂ），＋２ｂ），（３ｂ）の
上部に設けられた均圧用差圧弁で、起動時の様にモータ
室（ｌｃ）　，　（２ｃ）　，　（３ｃ）の圧力が圧縮
要素室（ｌｄ）　，　（２ｄ）　，　（３ｄ）の圧力よ
りも著し《低くなる様？時、閉となるものである。

（ｉｉ）　，　（ｚｉ），　（３ｉ）は隔壁（ｌｂ）　
，　（２ｂ）　，　（３ｂ）の下部に設けた均油用逆止
弁で，モータ窒１１ｃ）　，　（２Ｃ），（３ｃ）底部
の油溜（ｌｊ）　，　（２ｊ）　，　（３ｊ）から圧縮
要素室（ｌｄ）　，　（２ｄ）　，　（３ｄ）底部の油
溜（ｌｋ）　，　（２ｋ）　，　（３ｋ）へのみ油の流
入を許容するものである。

（４）は各圧縮機（１）　，　＋２１　，　（３）の圧
縮要素室（ｌｄ），（２ｄ），（３ｄ）を連通ずる均圧
均油管、（５）はこの均圧均油管（４》に設けられ、第
２の圧縮機《２》の圧縮要素室（２ｄ）より第１の圧縮
機（１）の圧縮要素室（１ｄ）及び第３の圧縮機（３》
の圧縮要素室（３ｄ）より第１の圧縮機（１）の圧縮要
素室（ｌｄ）へのガスの流れを塞止する逆比弁で、（６
》は上記均圧均油管（４》と各圧縮機（１）　，　＋２
１　，　＋３１の接続口部に設けられたオリフィスであ
る。（７》は蒸発器（図示せず）に接続された冷凍サイ
クルの吸入管、（９）はこの吸入管の途中より第２の圧
縮機（２）のモータ室（２ｃ）とを接続する第２の圧縮
機（２》の吸入分岐管．　Ｃｌ■は吸入管（７）の途中
より第３の圧縮機（３》のモータ室（３ｃ）とを接続す
る第３の圧縮機（３）の吸入分岐管で、第２の吸入分岐
管（９》は第３の吸入分岐管ＣＩＧより太い径となって
いる。ａ優は各圧縮機（ｔ）　，　（２１　，　（３）
の共通吐出管で、凝縮器、膨張弁（図示せず）を介して
蒸発器（図示せず）に接続されている。

次に動作について説明する。各圧縮機＋１）　，　＋２
１　，（３》が運転されている時は、通常、冷媒循環量
の０．５％程度含まれた油は冷媒サイクルの吸入管（７
）内を蒸発した冷媒ガスと共に圧縮機（１）　，　（２
１　，　（３）側へ戻って《る。この時、この油の大部
分は重力の影響で第１の圧縮機《１》の吸入管（７）へ
流入し、第１の圧縮機（１）のモータ室《１ｃ）均油逆
止弁（ｌｉ）を通り、圧縮要素室（１ｄ）へ供給される
。第２、第３の吸入分岐管（９）　，　ＱＱは吸入管（
７》より細い径となっている為，吸入管（７）及び吸入
分岐管（’ｌ）　，　（１０における冷媒の圧力損失は
第２及び第３の吸入分岐管（９）　，　ＱＧの方が大き
くな・る。従って各モータ室（ＩＣ）　，　＋２Ｃ）　
，　（３Ｃ）と各圧縮要素室（ｌｄ）　，　（２ｄ）　
，　（３ｄ）の圧力の関係は、第３の圧縮機（３》の圧
縮要素室（３ｄ）の圧力句第２の圧縮機《２》の圧縮要
素室（２ｄ）の圧力〈第１の圧縮機（１）の圧縮要素室
（１ｄ）の圧力≦第１の圧縮機（１）のモータ室（１ｃ
）の圧力となり、油は第１の圧縮機（１）の圧縮要素室
（１ｄ）から均圧均油管（４）及び、逆圧弁（５）を通
り第２の圧縮機（２）の圧縮要素室（２ｄ）並びに第３
の圧縮機（３》の圧縮要素室（３ｄ）へ供給され正常に
潤滑機能を果たすことができる。

次に、第１の圧縮機（１）だけが運転する場合、吸入管
（７）より冷媒ガスは第１の圧縮機《１）のモータ室《
１ｃ）へ流入する。この間の配管の圧力損失により，圧
力低下する。また、圧縮要素室（１ｄ）の圧力も均圧差
圧弁（１ｈ）の作用で低下する。一方，油もガスと同様
にして第１の圧縮機（１）の圧縮要素室（ｌｄ）へ流入
する。このとき各モータ室（ｌｃ）　，　（２ｃ）　，
　（３ｃ）と各圧縮要素室（ｌｄ），　（２ｄ）　，　
（３ｄ）の圧力の関係は、第１の圧縮機《１）の圧縮要
素室（１ｄ）の圧力≦第１の圧縮機（１）のモータ室（
１ｃ）の圧力く第３の圧縮機（３）の圧縮要素室（３ｄ
）の圧力勺第２の圧縮機（２）の圧縮要素室（２ｄ）の
圧力となる。この時均圧均油管（４）に逆圧弁（５冫が
無い場合、上記圧力差により停止中の第２の圧縮機（２
）と第３の圧縮機（３》に溜った油が均圧均油管（４》
を介して第１の圧縮機（１）の圧縮要素室ｕｄ）へ供給
され、油上り量過大による能力低下等の問題が発生する
可能性があったが、この発明では低い圧力で作用する逆
止弁（５》を均圧均油管《４｝に設けている為、第２、
第３の圧縮機＋２１　，　（３）から第１の圧縮機（１
）へのガスの流入が阻止され、正常運転を行うことが可
能となる。

次に，第２の圧縮機（２》の１台運転及び第１の圧縮機
（１）と第２の圧縮機《２》の２台運転を行う場合、各
モータ室（ｌｃ）　，　（２ｃ）　，　（３ｃ）と各圧
縮要素室（ｌｄ），（２ｄ），（３ｄ）の圧力の関係は
、第２の圧縮機（２）の圧縮要素室（２ｄ）の圧力〈第
１の圧縮機（１）の圧縮要素室（１ｄ）の圧力≦第１の
圧縮機（１）のモータ室（１ｃ）の圧力≦第３の圧縮機
《３》の圧縮要素室（３ｄ）の圧力となり、第１の圧縮
機＋１１のモータ室（ＩＣ）へ戻った油は圧力差により
第１の圧縮機（１）の圧縮要素室（１ｄ）を介し、均圧
均油管（４》、逆止弁（５》を通り第２の圧縮機《２》
の圧縮要素室（２ｄ）へ供給される。又、第３の圧縮機
１３１に溜った油の第１の圧縮機（１）への流入は均圧
均油管（４》に設けられた逆止弁（５月とよって阻止さ
れるので、正常な油而維持及び、運転を行うことができ
る。

次に，第３の圧縮機（３）の１台運転及び第１の圧縮機
《１》と第３の圧縮機（３》の２台運転の場合，各モー
タ室（ｌｃ）　，　＋２ｃ）　，　（３ｃ）と各圧縮要
素室ｔｔａ），（ｚｄ），（３ｄ）の圧力の関係は，第
３の圧縮機（３）の圧縮要素室（３ｄ）の圧力〈第１の
圧縮機＋１）の圧縮要素室（ｌｄ）の圧力≦第１の圧縮
機（１）のモータ室（１ｃ）の圧力≦第２の圧縮機《２
》の圧縮要素室（２ｄ）の圧力となり、第１の圧縮機＋
１）のモータ室（１ｃ）へ戻った油は圧力差により第１
の圧縮機（１）の圧縮要素室（１ｄ）を介し、均圧均油
管（４）．逆止弁（５）を通り第３の圧縮機（３》の圧
縮要素室（３ｄ）へ供給される。又，停止中の第２の圧
縮機（２》に溜った油は均圧均油管（４）に設けられた
逆止弁（５）の作用により、第１の圧縮機（１）への流
通は阻止されるので正常な油面維持及び、運転を行うこ
とができる。

又、第２の圧縮機｛２｝と第３の圧縮機（３）の２台運
転を行う場合、各モータ室（ＩＣ）　，　ｔｚｃ）　，
　（３Ｃ）と各圧縮要素室（ｘｄ）　，　（ｚｄ）　．
　（３ｄ）の圧力の関係は、第１の圧縮機（１）と第２
の圧縮機《２》と第３の圧縮機（３》の３台運転の場合
と同じ関係となるので正常運転が行える。

又、各圧縮機＋１１　，　＋２１　，　（３１が運転さ
れている場合、例えば第１の圧縮機（１）がフオーミン
グを起こした場合、必要以上の油が第２の圧縮機《２》
もし《は第３の圧縮機（３）へ流出してしまっていたが
、各圧縮機（１１　，　＋２１　，　＋３）の均圧均油
管取付口に設けられたオリフィス（６》により流出する
油に抵抗をつけ、第２の圧縮機《２》もし《は第３の圧
縮機（３冫への必要以上の油の流入を阻止する。よって
、常に油面を正常に維持して、安定した運転を行うこと
ができ層。

従ってこの方式によれば合計７段階の容量制御が可能と
なり、負可変動の多い食品店舗のオーブンショーケース
等の冷却用冷凍機として使用した場合、負荷変動に対応
して冷凍機の能力をコントロールし、常に設計条件に近
い蒸発温度で運転可能となりエネルギー利用効率が大幅
に改善される。

〔考案の効果〕

この考案は、クランクケース内をモータ室側と圧縮要素
室側とに区画する隔壁の所定位置に、均圧用差圧弁及び
上記モータ室側から、圧縮要素室側へのみ油の流通を許
容する均油逆上弁を有する第１、第２、第３のそれぞれ
容量の異なる圧縮機を互いに並列Ｃこ配管接続したもの
Ｃこおいて、吸入配管途中に冷媒ガスと油ｆこ分離する
手段を設け、分離後の冷媒ガスの一部と油を第１の圧縮
機に吸引させ、残りの冷媒ガスを第２及び第３の圧縮機
に吸引させると共に、上記各圧縮機の油溜を均圧均油管
により互いに連通し、この均圧均油管中に上記第２、第
３の両圧縮機より第１の圧縮機側へのガスの流れを塞止
する逆止弁を設け，かつ第１、第２、第３の各圧縮機の
均圧均油管接続口に、それぞれオリフィスを設け、上記
冷凍サイクルの吸入管の分岐点から上記各圧縮機の吸入
口までの吸入分岐管の圧力損失が、（第１の圧縮機の吸
入分岐管の圧損）≦（第２の圧縮機の吸入分岐管の圧損
）Ｌｒ（第３の圧縮機の吸入分岐管の圧損）となるよう
に構成したことにより、一つの圧縮機に対して積極的に
冷凍サイクル中の油を戻しながら、各圧縮機による全運
転、及び何れかの圧縮機による部分運転と全ての運転条
件において各圧縮機の油面を適正に維持することが可能
であり、従来のように摺動部の焼付、油上り量過大によ
る冷凍能力の低下、弁部分損傷を防止することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す並列圧縮式冷凍装置
の構成図、第２図は従来の並列圧縮式冷凍装置を示す構
成図である。 図において、＋１１　，　＋２１　，　（３）は第１１
第２、第３の半密閉形圧縮機、［ＩＣ）　，　（２Ｃ）
　，　（３Ｃ）はモータ室、＋１ａ）　，　＋２ｄ）　
，　《３ｄ）は圧縮要素室、（ｌｈ），（２ｈ），（３
ｈ）は均圧用差圧弁、（ｌｉ），（２ｉ），（３ｉ）は
均油用逆止弁、（４）は均圧均油管、（５）は逆止弁、
（６》はオリフィス、（７）は吸入管、（９）　，　Ｑ
Ｏは第２％第３の吸入分岐管である。 な８、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. クランクケース内をモータ室側と圧縮要素室側とに区画
   する隔壁の所定位置に、均圧用差圧弁及び上記モータ室
   側から、圧縮要素室側へのみ油の流通を許容する均油逆
   上弁を有する第１、第２、第３のそれぞれ容量の異なる
   圧縮機を互いに並列に配管接続したものにおいて、吸入
   配管途中に冷媒ガスと油に分離する手段を設け、分離後
   の冷媒ガスの一部と油を第１の圧縮機に吸引させ、残り
   の冷媒ガスを第２及び第３の圧縮機に吸引させると共に
   、上記各圧縮機の油溜を均圧油管により互いに連通し、
   この均圧均油管中に上記第２、第３の両圧縮機より第１
   の圧縮機側へのガスの流れを塞止する均止弁を設け、か
   つ第１、第２、第３の各圧縮機の均圧均油管接続口に、
   それぞれオリフィスを設け、上記冷凍サイクルの吸入管
   の分岐点から上記各圧縮機の吸入口までの吸入分岐管の
   圧力損失を、（第１の圧縮機の吸入吸入分岐管の圧損）
   ≦（第２の圧縮機の吸入分岐管の圧損）≒（第３の圧縮
   機の吸入分岐管の圧損）にしたことを特徴とする並列圧
   縮式冷凍装置。