JPH03213960A - 密閉型ターボ冷凍機の油回収装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は密閉型ターボ冷凍機において、冷媒中に漏洩し
た潤滑油を冷凍負荷が小さいときにも効果的に回収する
密閉型ターボ冷凍機の油回収装置に関するものである。

〔従来技術〕

密閉型ターボ冷凍機の冷凍サイクルを第２図により説明
する。

蒸発器１において、蒸発した冷媒ガスＡは圧縮機２に吸
入される。この吸入ガス量は冷凍負荷に応じて、例えば
サンクショーンベーンなどの吸込容量制御弁３により調
節される。圧縮機２で圧縮された冷媒ガスは、凝縮器４
に吐出され冷却凝縮により冷媒液になる。この冷媒液は
オリフィス等の膨張機構５を経て前記蒸発器１に戻る。

ここで圧縮機２の羽根車６の軸受や増速歯車７等は別系
統の潤滑装置（図示せず）により潤滑される。

密閉型ターボ冷凍機においては、冷媒系統と潤滑系統は
全体として外部とは遮断されており、両者はシール装置
により分離きれているものの、僅かながら両者間に往来
がある。一般には圧縮機２の軸貫通部からＢに示すよう
に、油が冷媒側に漏洩侵入する。この油は冷媒ガスと共
に凝縮器４を経て蒸発器１に至る。該蒸発器１において
は冷媒が油を残して蒸発するため、油はここに溜る。

しかしながら、通常は蒸発器１で蒸発した冷媒ガスに随
伴して、冷媒ミストが圧縮機２に吸入されるため、油は
結果的にこのミストに溶解して蒸発器１かも搬出される
。圧縮機２の吸込側には第３図に示すように、油溜り８
があり、該油溜り８に溜った油はエジェクタ１１等によ
り吸引され油タンク１３へ回収される。

なお、第２図において、９は圧縮機２の主電動機、１４
．１５はそれぞれ蒸発器１の冷水入口。

冷水出口、１６．１７はそれぞれ凝縮器４の冷却水入口
、冷却水出口である。また、１８はオイルクーラ、１９
はパージコンデンサ、２０は冷媒ポンプ、２１はストレ
ーナ、２２は冷媒クーラである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来の密閉型ターボ冷凍機においては、全負荷又は
それに準じる負荷状態においては、冷媒ガスの流速が速
いため所要量の冷媒ミストが随伴され、十分な油の回収
が行なわれる。

しかしながら、部分負荷状態では冷媒ガスに随伴する冷
媒ミスト量が少ないため、油回収量が漏洩量より少なく
なり、冷媒に溶解し蒸発器１に残る油の量が増える。そ
のため潤滑装置の油が減少し、油圧低下トリップが作動
して冷凍機が停止することになる。

このように、冷凍機の運転が中断されることなく、運転
を継続するためには、潤滑装置に油を補給しなければな
らなかった。

次に、負荷が増えて全負荷運転が可能となると、冷媒ガ
ス随伴による油回収機能が回復するので、油タンクの油
面が高くなり、逆に油を油タンクから抜き取る作業が必
要となり運転者にとって大変煩わしいものであった。

また、蒸発器１にとって冷媒液に溶解した油の濃度が高
くなりチューブの汚れが促進し、伝熱が阻害されるとい
う問題があった。

これを防止するため、部分負荷運転時には吸込容量制御
弁３が閉じ勝手になっているので、その前後に差圧が生
じていることを利用して、蒸発器１から油の溶解した冷
媒液を吸込容量制御弁３の下流に引き込み油を回収する
機能を備えたものがある。しかしながら、このような機
能を備えたターボ冷凍機であっても、冷凍負荷が小さく
なり、圧縮機２がＯＮ、ＯＦＦする場合、ＯＦＦ状態で
冷水温度が上昇し、ＯＮになると従来の方法では、当座
は冷水温度が高いため吸込容量制御弁３は全開になる。

ところが、元々負荷が小さいため短時間で冷水温度が低
下して圧縮機２はＯＦＦになる。従って、この発停頻度
が多いと折角吸込容量制御弁３の差圧を利用して、油の
溶解した冷媒液を引き込むことにより油回収機能を奏さ
せようとしても、その作動する時間が十分にとれないと
いう問題があった。

また、潤滑装置は圧縮機２の停止後、一定時間油ポンプ
の残留運転を行なうのが普通であり、その場合油の冷媒
側への漏洩は圧縮機２の停止中にも起こっている。その
ため、蒸発器１に油が溜り、油タンクに回収されないと
いう問題が完全に解決されなかった。

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、上記問題点
を除去し冷媒中に漏洩した潤滑油を冷凍負荷が小さいと
きにも効果的に回収する密閉型ターボ冷凍機の油回収装
置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するため本発明は、圧縮機２が吸込容量
制御弁３を備え、該吸込容量制御弁３の前後差圧を利用
して蒸発器１から油の溶解した冷媒液を該吸込容量制御
弁３の下流に引き込み油を回収する機構を備え、負荷の
大小に応じて圧縮機２を自動発停する制御機構を有する
密閉型ターボ冷凍機において、圧縮機２の自動発停の単
位時間当りの回数が所定の設定回数以上になったとき、
圧縮機２の吸込容量制御弁３の開度を一定値以下に抑え
ることにより、発停頻度を少なくする吸込容量制御弁開
度制御手段を具備することを特徴とする。

また、前記吸込容量制御弁開度制御手段が圧縮機２の主
モータ９の電流の電流制限機構により、該主モータ９の
電流値が一定値を越えないように制御して、吸込容量制
御弁３の開度を一定値以下に抑えること、又は冷凍機の
冷水コントロール温度を上げることにより、吸込容量制
御弁３の開度を抑えることにより発停頻度を少なくする
手段であることを特徴とする。

〔作用〕

ターボ冷凍機では、冷凍負荷の減少に対しサクションベ
ーン等の吸込容量制御弁３の制御機構のみでは調節が不
十分となるので、冷水入口１４に設置した自動発停サー
モスタット等により圧縮機２がＯＮ、ＯＦＦされる。冷
凍負荷が少ないと、冷水は冷却されやすく、また低いま
ま戻るため、短時間の圧縮機２の運転で冷水入口温度も
下がる。そのため圧縮機２のＯＮ、ＯＦＦ頻度が高くな
る。

本発明によれば一定時間におけるＯＮ、ＯＦＦ回数を検
知し、これが設定値以上になると、圧縮機２の吸込容量
制御弁３０開度を一定開度以下に抑えている。その開度
の値は蒸発器１から冷媒液を吸引するに十分な容量弁部
後の差圧が得られるものとするが、その値は試運転によ
り決定することが可能である。このため、吸込容量制御
弁３の前後差圧が冷媒液を吸引するに十分な値で、且つ
運転時間が長くなるため、蒸発器１に溜った油が十分回
収される。

また、圧縮機２の駆動用の主電動機９には、般に電動機
保護のために電流制限機構が備えられている。この主電
動機９の電流値が一定値を越えないように制御すること
により、容易に吸込容量制御弁３０開度を抑えることが
できる。

また、冷水コントロール温度を一時的に上げることによ
っても吸込容量制御弁３の開度を抑えることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の密閉型ターボ冷凍機の油回収装置の動
作を示すフローチャートである。なお、本実施例の油回
収装置の密閉型ターボ冷凍機の構成は第２図と同一であ
る。

第１図において、先ず、密閉型ターボ冷凍機を運転し、
圧縮機２の運転回数ｎ、即ち自動運転中の圧縮＠２の単
位時間当りのＯＮＮ回数色カウントする（ステップ１０
１）。次に、単位時間当りのＯＮＮ回数色基準となる圧
縮機２の単位時間当りのＯＮＮ回数色比較しくステップ
１０２）、続いてｎ＞Ｎであるか否かを判断しくステッ
プ１０３）、ＹＥＳであったら、吸込容量制御弁３を一
定価でとめる（ステップ１０４）。この状態を一経過し
たか否かを判断しくステップ１０６）、ＹＥＳであった
ら前記ステップ１０４の制限を解除し、前記ステップ１
０１に戻る。なお、前記ステップ１０３でＮＯ１即ちｎ
＞Ｎでなかったならばステップ１０１に戻る。

また、前記ステップ１０３でＹＥＳであった場合、主電
動機９の電流値を一定に抑え（ステップ１０８）る方法
又は冷水コントロール温度を上昇させる（ステップ１０
９）方法もある。

上記動作は例えばマイクロコンピュータを用いた制御手
段で実現することも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば下記のような優れた
効果が得られる。

（１）油回収量の少ない部分負荷運転が続いても、油不
足による油圧低下トリップを起こすことなく、密閉型タ
ーボ冷凍機の連続運転が可能となる。

（２）運転継続のために、油を補給し、また油を抜き出
すという煩わしい操作を要しない。

（３）蒸発器の冷媒液中に溶解している油の濃度が高く
なるのを抑制できるので、伝熱チューブの汚れを防ぎ良
好な伝熱を維持でき、省エネルギーとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の密閉型ターボ冷凍機の油回収装置の動
作を示すフローチャート、第２図は密閉型ターボ冷凍機
の構成を示す図、第３図は圧縮機の油回収装置の構成を
示す図である。 図中、１・・・・蒸発器、２・・・・圧縮機、３・・・
・吸込容量制御弁、４・・・・凝縮器、５・・・・膨張
機構、６・・・・羽根車、７・・・・増速歯車、８・・
・・油溜り、９・・・・主電動機。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧縮機が吸込容量制御弁を備え、該吸込容量制御
   弁の前後差圧を利用して蒸発器から油の溶解した冷媒液
   を該吸込容量制御の下流に引き込み油を回収する機構を
   備え、負荷の大小に応じて圧縮機を自動発停する制御機
   構を有する密閉型ターボ冷凍機において、 前記圧縮機の自動発停の単位時間当りの回数が所定の設
   定回数以上になったとき、前記圧縮機の吸込容量制御弁
   の開度を一定値以下に抑える吸込容量制御弁開度制御手
   段を具備することを特徴とする密閉型ターボ冷凍機の油
   回収装置。
2. （２）前記吸込容量制御弁開度制御手段が前記圧縮機の
   主モータ電流の電流制限機構により、該主モータ電流値
   が一定値を越えないように制御することにより、吸込容
   量制御弁の開度を一定値以下に抑える手段であることを
   特徴とする請求項（１）記載の密閉型ターボ冷凍機の油
   回収装置。
3. （３）前記吸込容量制御弁開度制御手段が冷凍機の冷水
   コントロール温度を上げることにより、吸込容量制御弁
   の開度を抑える手段であることを特徴とする請求項（１
   ）記載の密閉型ターボ冷凍機の油回収装置。