JPH03217762A - 二段圧縮式冷凍装置 - 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、二段圧縮式冷凍装置に関し、特に二段圧縮
式冷媒圧縮機の潤滑油の温度上昇の防止に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

第５図は従来の二段圧縮式冷凍装置の冷媒回路図であり
、同図において、１は二段圧縮式冷媒圧縮機で、冷媒を
圧縮する低段側圧縮部２、この低段側圧縮部２で圧縮さ
れた冷媒を更に圧縮する高段側圧縮部３、電動要素室４
、この電動要素室４内に収納され、低段側及び高段側圧
縮部２，３を作動させる電動要素５、この電動要素５の
動力を伝達する駆動軸６、底部に溜っている潤滑油７等
から構成されている。高段側圧縮部３の吐出口は凝縮器
８の冷媒入口側に配管で接続されている。

９は温度式膨張弁、１０は蒸発器であり、二段圧縮式冷
媒圧縮機ｌや凝縮器８と共に主冷媒回路を構成している
。

１１は中間冷却器であって、冷却部の一端は温度式の中
間膨張弁１２と中間電磁弁１３の直列接続体を介して凝
縮機８の冷媒出口側配管１４に、他端は低段側圧縮部２
の低段吐出配管１５にそれぞれ接続されている。また、
中間冷却器ｌ１の被冷却部の一端は凝縮器８の冷媒出口
側配管１４に、他端は主冷媒回路の主液電磁弁１６を介
して膨張弁９に接続されている。膨張弁９の冷媒出口側
は蒸発器１０を介して低段側圧縮部２の吸入口に接続さ
れている。

１７は電動要素室４の入口側と、中間冷却器１１の入口
側の中間膨張弁ｌ２と中間電磁弁１３との間とを接続し
て中間膨張弁ｌ２と中間冷却器１１とから構成される中
間冷却回路を側路するバイパス管であり、キャビラリー
チューブ１８を有している。また、低段吐出配管１５は
電動要素室４の入口側に接続され、電動要素室４は高段
側圧縮部３に弁を介して連通している。

次に動作について説明する。電動要素５の作動により駆
動軸６を介して動力を伝達される低段側圧縮部２と高段
側圧縮部３は交互に冷媒を圧縮する。低段側圧縮部２に
て圧縮された冷媒は、低段吐出配管１５を通って電動要
素室４へ吸入される．この時、吸入ガス冷媒温度を下げ
る為、インジェクション側の冷媒温度に応じて冷媒流量
を制御する中間膨張弁１２より中間冷却器１１を通って
冷却された気液混合冷媒がインジェクションされると共
にバイパス管１７を通過した液冷媒がインジェクション
され、電動要素室４内の電動要素５等を冷却する。

上記のように電動要素室４内に供給された冷媒は、高段
側圧縮部３で圧縮され、凝縮器８で放熱して液化する。

凝縮器８を通った冷媒は、冷媒出口側配管１４を通り、
主に中間冷却器１１と主液電磁弁１６を通過して膨張弁
９に供給され、残りが中間電磁弁１３を通過してバイパ
ス管１７や中間膨張弁１２に導入される。膨張弁９に導
入された冷媒は、蒸発器１０の冷媒出口側の温度に応じ
てその流量を制御される共に低圧の気液混合冷媒にされ
、更に蒸発器１０で吸熱して気化する。このガス化した
冷媒は二段圧縮式冷媒圧縮機ｌの低段側圧縮部２に吸入
されて上記動作を繰返す。

一般的に二段圧縮式冷凍装置は、冷媒の蒸発温度が−６
５゜Ｃ〜−４０゜Ｃの低温用に設計されているため中間
膨張弁の流量制御設定も低温域をベースに設定される。

しかし、使用蒸発温度範囲の広いユニットにおいて、高
温域では、その感温筒が飽和状態となり温度弐の膨張弁
によるスーパーヒートコントロールができなくなる。こ
のように高温域では、温度式の膨張弁の特性上から過熱
度が大きくなり、二段圧縮式冷媒圧縮機における吸入ガ
ス冷媒や吐出ガス冷媒の温度上昇の原因となる。

この冷媒の温度上昇は二段圧縮式冷媒圧縮機の潤滑油を
温度上昇させる。潤滑油の温度上昇が続くと、潤滑油の
劣化による二段圧縮式冷媒圧縮機の寿命の低下、さらに
潤滑油の温度上昇により油膜厚の低下に帰因する機械摩
擦部の焼付等の不具合が発生する。

なお、高温域においても凝縮温度が低い場合には、各部
の温度上昇も比較的に小さいために上記不具合の発生も
少ない。しかし、特に問題となるのは、蒸発温度及び凝
縮温度とも高い領域が上記不具合の発生率が高い。

そこで、従来装置では、高温域でも安定して電動要素５
等の冷却ができるようにキャピラリーチューブ１８を有
するバイパス管１７を設けて冷媒のインジエクションを
電動要素室４内に対して行って冷却していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の二段圧縮式冷凍装置は以上のように構成されてい
るので、冷凍装置の運転条件に関係なく液冷媒を一定量
ハイパス管Ｉ７を通して電動要素室４内にインジェクシ
ョンしている。このため中間膨張弁ｌ２を通過する冷媒
だけのインジエクションで冷却できる低温域でもバイパ
ス管１７を通して液冷媒を余計に供給するために液バッ
ク状態になったり、不必要なインジエクションで仕事量
が増加し成績係数が悪くなるなどの課題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされた
もので、二段圧縮式冷媒圧縮機に対して冷媒のインジェ
クシジンを余計に行うことなく潤滑油等の温度上昇を防
止することのできる二段圧縮式冷凍装置を帰ることを目
的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明の二段圧縮式冷凍装置は、主冷媒回路と、中間
膨張弁を設けた中間冷却回路と、この中間冷却回路を側
路するバイパス管とを備えた装置において、主冷媒回路
の高圧側の圧力により開閉する高圧スイッチと、同じく
低圧側の圧力により開閉する低圧スイッチと、バイパス
管に設けられた電動弁とを備え、電動弁と電源との間に
、高圧及び低圧スインチを直列状に設けたものである。

又、上記構成において、高圧及び低圧スインチに代えて
二段圧縮式冷媒圧縮機の潤滑油の温度又はこれに関連す
る温度によって開閉する温度検出スイッチを設けたもの
である。

〔作　用〕

この発明における二段圧縮式冷凍装置は、冷媒の蒸発温
度と凝縮温度の少なくとも一方が低い圧力条件ならば低
圧及び高圧スイッチの少なくとも一方が開で電動弁が通
電されず、バイパス管から二段圧縮式冷媒圧縮機への液
冷媒の余計なインジエクションが行なわれず、それ以外
の圧力条件ではそのインジエクションを行なって圧縮機
の電動要素等を冷却する。

又、潤滑油の温度又はこれに関連する温度が所定レベル
以下の場合には、温度検出スイッチが開で電動弁が通電
されず、液冷媒の余計のインジェクションが行なわれず
、それ以外では温度検出スイッチが閉とならて電動弁が
通電され、バイパス管から液冷媒のインジェクションを
行なって冷却する， （実施例） 以下、この発明の実施例を図について説明する。

第１図はこの発明の第１の実施例に係る二段圧縮式冷凍
装置の冷媒回路図であり、同図において、従来例と同一
部分には第５図と同じ符号１〜１８を付し、その説明を
省略する。１９はキャビラリーチューブ１８を存するバ
イパス管１７に設けられたハイパス電磁弁、２０は二段
圧縮式冷媒圧縮ｉｔの高段側圧縮部３の冷媒吐出口側に
設けられた高圧スイッチ、２１は二段圧縮式冷媒圧ｍａ
１の低段側圧縮部２の冷媒吸入口側に設けられた低圧ス
イッチである。

ハイバス電磁弁１９と高圧スイッチ２０と低圧スイッチ
２１の接続関係を第２回に示す。第２図において、１９
ａは上記バイパス電磁弁１９の電磁コイルであり、低圧
スイッチ２１、高圧スイッチ２０と共に直列的に接続さ
れ、この直列接続体は電源（図示せず）に接続されてい
る。

次に第１図及び第２図を参照して第１の実施例の動作に
ついて説明するが、従来例の動作と重複する部分の説明
は省略する。中間膨張弁１２を通過する液冷媒のインジ
ェクションだけで電動要素５等を冷却できる冷媒の蒸発
温度の低い低温域では、低圧側の圧力が低いためにこの
圧力により開閉する低圧スイッチ２１ば接点を開にして
いる。

これによりバイパス電磁弁ｌ９の電磁コイル１９ａは通
電されず、バイパス電磁弁１９はバイパス管ｌ７の管路
を閉じている。このためにバイパス管１７を通じての液
冷媒のインジェクションは行なわれない。また、冷媒の
蒸発温度が高くて低圧側の圧力が比較的に高くなってい
るために低圧スイッチ２ｌが接点を閉にしている場合、
冷媒の凝縮温度が低ければ高圧スイッチ２０が接点を開
にしているので、上記と同様にしてバイパス管１７を通
じての冷媒のインジェクションは行なわれない。

ハイパス管１７を通じての冷媒のインジェクションが行
なわれな《ても中間膨張弁１２を通過した冷媒のインジ
ェクションが行なわれるために電動要素５等は十分冷却
され、潤滑油７は温度上昇しない。また、余分に液冷媒
をインジェクションとないために液バンク状態になった
り、成績係数ズ悪くなったりしない。

また、ａ縮温度及び蒸発温度が高いために高Ｂ側及び低
圧側の圧力が冷媒のインジェクションづもつと必要とす
るある一定のそれぞれの圧力設η値を超えると、高圧ス
イ・ンチ２ｏ及び低圧スイ・シチ２１の接点のいずれも
が閉となる。これにより電磁コイル１９ａが通電してバ
イパス電磁弁１９が開状態となってバイパス管１７の管
路を開く。

よって、バイパス管１７にも冷媒が流通し、ヰ十ピラリ
ーチューブ．１　８を通って電動要素室４内Ｃごインジ
エクションされる。このバイパス回路を遣じた冷媒のイ
ンジェクションにより電動要素５等が冷却されると共に
潤滑油７の温度が低下させられる。

なお、高圧スイッチ２ｏの取付け箇所は、凝縮温度に関
係して圧力が変化する位置、即ち主冷媒回路の高圧側な
らばどの位置でもよく、また、低圧スイノチ２１の取付
け箇所は、蒸発温度に関係して圧力が変化する位置、即
ち主冷媒回路の低圧側ならばどの位置でもよい。

第３図はこの発明の第２の実施例に係る二段圧縮式冷凍
装置の冷媒回路図であり、同図において、従来例と同一
部分には第５図と同じ符号１〜ｌ８を付し、その説明を
省略する。１９はバイパス管１７に設けられたバイパス
電磁弁、２２ば二段圧縮式冷媒圧縮機ｌの潤滑油７に浸
漬されてその油温に応じて開閉する油温検出スイッチで
ある。この油温検出スイッチ２２とバイパス電磁弁Ｉ９
との接続関係を第４図に示す。

第４図において、油温検出スイッチ２２とバイパス電磁
弁ｌ９の電磁コイル１９ａとが直列的に接続され、この
直列接続体が電ｆｌ（図示せず）に接続されている。

次に第３図及び第４図を参照して第２の実施例の動作に
ついて説明するが、従来例の動作と重複する部分の説明
は省略する。中間膨張弁１２を通過する冷媒のインジェ
クションのみで電動要素５等を冷却できる運転状態の時
には、潤滑油７の温度が設定値より低いので油温検出ス
イッチ２２は接点を開にしている。これによりバイパス
電磁弁ｌ９の電磁コイル１９ａは通電されず、バイパス
’！！＃１９はハイパス管１７の管路を閉じているので
、バイパス管１７を通じての冷媒のインジェクションは
行なわれない。

また逆に、中間膨張弁Ｉ２を通過する冷媒のインジェク
ションだけでは電動要素５等を冷却できない場合、潤滑
油７の温度が上昇して設定値以上になる。これにより油
温検出スイッチ２２は接点を閉にしてバイパス電磁弁ｌ
９の電磁コイル１９ａに通電させる。するとバイパス電
磁弁１９はバイパス管１７の管路を開き、バイパス管１
７に冷媒を流通させる。この冷媒は、キャピラリーチュ
ーブ１８を通って電動要素室４内にインジヱクションさ
れ、電動要素５等の冷却を行ない潤滑油７の温度を低下
させる。

なお、上記実施例において潤滑油の温度を直接検出して
バイパス電磁弁の入・切を行なったが、潤滑油の温度に
関連する温度例えば電動要素の巻線温度又は吐出ガス冷
媒の温度を検出してバイパス電磁弁の入・切を行なって
も上記実施例と同様の効果を奏する。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば蒸発温度と凝縮温度の
少なくとも一方が低い圧力条件の場合には、バイパス管
から二段圧縮式冷媒圧縮機への液冷媒の不必要なインジ
ェクションを行なわず、それ以外の場合にそのインジェ
クションを行なうように構成するか、又は、二段圧縮式
冷媒圧縮機の潤滑油の温度又はこれに関連する温度が低
い場合には、バイパス管から圧縮機への液冷媒の不必要
なインジェクションを行なわず、その温度が高い場合に
そのインジェクションを行なって冷却するように構成し
たので、液バック現象を防止できると共に不必要なイン
ジェクションで成績係数を低下させることのない効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例に係る二段圧縮式冷凍
装置の冷媒回路図、第２図は第１の実施例によるバイパ
ス電磁弁と圧力スイッチとの接続状態を示す結線図、第
３図はこの発明の第２の実施例に係る二段圧縮式冷凍装
置の冷媒回路図、第４図は第２の実施例によるバイパス
電磁弁と油温検出スイッチとの接続状態を示す結線図、
第５図は従来の二段圧縮式冷凍装置の冷媒回路図である
。 図中、ｌ・・・二段圧縮式冷媒圧縮機、２・・・低段側
圧縮部、３・・・高段側圧縮部、７・・・潤滑油、８・
・・凝縮器、９・・・膨張弁、１０・・・蒸発器、１１
・・・中間冷却器、１２・・・中間膨張弁、ｌ４・・・
冷媒出口側配管、ｌ５・・・低段吐出配管、１７・・・
バイパス管、１９・・・ハイバス電磁弁、１９ａ・・・
電磁コイル、２０・・・高圧スイッチ、２１・・・低圧
スイッチ、２２・・・油温検出スイッチ。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）低段側圧縮部及び高段側圧縮部を有する二段圧縮
   式冷媒圧縮機、凝縮器、膨張弁、及び蒸発器が冷凍サイ
   クルを形成するように配管接続された主冷媒回路と、途
   中に中間膨張弁が設けられ、上記凝縮器の冷媒出口側配
   管と上記低段側圧縮部の吐出側配管とを連通する中間冷
   却回路と、この中間冷却回路を側路するバイパス管とを
   備えた二段圧縮式冷凍装置において、上記主冷媒回路の
   高圧側の圧力により開閉する高圧スイッチと、上記主冷
   媒回路の低圧側の圧力により開閉する低圧スイッチと、
   上記バイパス管に設けられた電動弁とを備え、上記電動
   弁と電源との間に上記高圧スイッチと上記低圧スイッチ
   とを直列状に設けたことを特徴とする二段圧縮式冷凍装
   置。
2. （２）低段側圧縮部及び高段側圧縮部を有する二段圧縮
   式冷媒圧縮機及び凝縮器を有し冷凍サイクルを構成する
   主冷媒回路と、途中に中間膨張弁が設けられ、上記凝縮
   器の冷媒出口側配管と上記低段側圧縮部の吐出側配管と
   を連通する中間冷却回路と、この中間冷却回路を側路す
   るバイパス管とを備えた二段圧縮式冷凍装置において、
   上記バイパス管に設けられた電動弁と、この電動弁と電
   源との間に直列状に接続され、上記二段圧縮式冷媒圧縮
   機の潤滑油の温度又はこれに関連する温度によって開閉
   する温度検出スイッチとを備えたことを特徴とする二段
   圧縮式冷凍装置。