JPH0623624B2 - マルチ冷凍機のオイルレベル制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明はマルチ冷凍機のオイルレベル制御装置の改良に
係り、特に、夫々のクランク室の内部圧力即ち吸入圧力
が異なる複数台の圧縮機を備えているサブクーラシステ
ム、サテライトシステム及び二段圧縮機等のマルチ冷凍
機に関する。

(ロ) 従来技術 従来、クランク室の内部圧力が異なる複数台の圧縮機を
備えているマルチ冷凍機は特開昭５５−４６３１５号等
で提案され第１図に示すような冷媒回路として構成され
ている。

以下説明すると、(1)はクランク室（1a）の内部圧力即
ち吸入圧力が高い側となる補助圧縮機、(2)及び(3)は夫
々のクランク室(2a)(3a)の内部圧力が低い側となる主圧
縮機、(4)はオイルセパレータ、(5)は凝縮機、(6)は受
液器、(7)はサブクーラ、(8)は主膨張弁、(9)は蒸発器
であり、これらは順次配管接続されて主冷媒回路として
構成されている。そして、補助圧縮機(1)及び主圧縮機
(2)(3)から吐出された冷媒ガスは逆止弁(21)を有する共
通の吐出管(10)を介してオイルセパレータ(4)に導入さ
れている。このオイルセパレータでオイル分を分離され
た冷媒ガスは凝縮器(5)で凝縮された後受液器(6)に導入
されて液冷媒として貯溜される。この液冷媒はその後サ
ブクーラ(7)内を通過するが、ここで、前記受液器(6)か
ら導出された液冷媒の一部は分岐管(11)によって途中か
ら分岐され、サブクーラ液電磁弁(22)を通過し補膨張弁
(12)によって減圧された後、サブクーラ(7)内を前記主
冷媒回路の液冷媒と熱交換しながら流れている。これに
より、主冷媒回路の液冷媒は途中から分岐された一部の
液冷媒によって過冷却されるものである。また、途中か
ら分岐された液冷媒はサブクーラ(7)内で蒸発された後
該サブクーラから導出されて補助圧縮機(1)に帰還せし
められている。一方、サブクーラ(7)内で過冷却された
主冷媒回路の液冷媒は主膨張弁(8)及び蒸発器(9)に導入
されて蒸発された後夫々の主圧縮機(2)(3)に帰還されて
いる。

このように構成されたマルチ冷凍機において、そのオイ
ルレベル制御装置は特公昭５５−２１９４５号等で開示
され同じく第１図中に示したように構成されている。以
下説明すると、補助圧縮機(1)及び主圧縮機(2)(3)から
冷媒ガスと一緒に吐出され共通の吐出管(10)を介してオ
イルセパレータ(4)内で分離されて貯溜しているオイル
(13)は、オイル戻し管(14)を介してオイルタンク(15)に
供給されている。これは、オイルタンク(15)内の圧力
が、該オイルタンクと補助圧力機(1)の吸入側とを連結
する均圧管(16)によって低圧に維持されており、これに
より生ずるオイルセパレータ(4)とオイルタンク(15)間
の差圧でオイル(13)が圧送されるためである。このオイ
ルタンク(15)内に貯溜されたオイル(13)はオイル戻り管
(17)、オイルレギュレータ(18)(19)(20)を介して補助圧
縮機(1)及び主圧縮機(2)(3)に供給されている。これは
オイルタンク(15)内の圧力を吸入圧力の高い補助圧縮機
(1)のクランク室（1a）と略同圧に設定すること及び該
オイルタンクと夫々の圧縮機(1)(2)(3)間に落差を持た
せることにより該オイルタンクから夫々のオイルレギュ
レータ(18)(19)(20)にオイル(13)を供給し該オイルレギ
ュレータの均油作用によって夫々の圧縮機(1)(2)(3)の
オイルレベルを均一化させるものである。

しかしながら、このように構成されたマルチ冷凍機のオ
イルレベル制御装置は、オイルタンク(15)内の圧力を吸
入圧力の高い補助圧縮機(1)と略同圧に設定している。
このため、該オイルタンクからオイル戻り管(17)を介し
てオイルレギュレータ(19)(20)にかかるオイル(13)の供
給圧力が過剰に大きくなり易く、特に、オイルレギュレ
ータ(19)(20)はその能力を越えて弁を開放し、吸入圧力
の低い主圧縮機(2)(3)へ不必要にオイル(13)を送り込
む。これは、オイルレギュレータ(19)(20)の均油作用を
狂わせるものであり、補助圧縮機(1)と主圧縮機(2)(3)
間におけるオイルレベルを不均一にさせ、主圧縮機(2)
(3)のオイル吐出量の増加等の種々の弊害を招くもので
あり、オイルレベル制御装置としての信頼性を欠くもの
である。尚、この問題は、吸入圧力の高い補助圧縮機
(1)が停止している時にはオイルタンク(15)と主圧縮機
(2)(3)間の差圧が一層大きくなることから、特に顕著と
なる。

(ハ) 発明の目的 本発明は斯る点に鑑みてなされたものであり、その目的
とするところは、クランク室の内部圧力が異なる複数台
の圧縮機を備えているマルチ冷凍機のオイルレベル制御
装置において、オイルタンクから吸入圧力の低い主圧縮
機に装着されたオイルレギュレータに加わるオイルの供
給圧力が過剰に大きくなるのを防ぎ、オイルレギュレー
タの均油作用を良好に維持し、該オイルレベル制御装置
の信頼性を向上させることである。

(ニ) 発明の構成 本発明はクランク室を介して吸入ガスを吸い込む主圧縮
機及び同じく吸入ガスを吸い込む補助圧縮機を備えたマ
ルチ冷凍機において、吸入圧力の高い側を補助圧縮機及
び吸込圧力の低い側を主圧縮機とし、これらの圧縮機か
ら夫々吐出された冷媒を導く共通の吐出管と、この吐出
管に接続されたオイルセパレータと、このオイルセパレ
ータのオイルをオイルタンクに戻す第１のオイル戻り管
と、前記オイルタンクのオイルを主圧縮機及び補助圧縮
機に形成されたオイルレギュレータに戻す第２のオイル
戻り管と、前記オイルタンクと補助圧縮機の吸入側とを
連通する均圧管とで構成し、主圧縮機に接続された第２
のオイル戻り管に差圧弁を設け、かつ、この差圧弁に電
磁弁つきのバイパス管を並列に設け、前記補助圧縮機の
吸入側と主圧縮機の吸入側とに夫々の吸入側の圧力の差
によって前記電磁弁を開閉させる差圧スイッチを設けた
ものであり、前記補助圧縮機と主圧縮機の夫々の吸入側
の圧力差が小さい場合には差圧スイッチにより電磁弁を
開放し、オイルタンクのオイルを第２のオイル戻り管を
介して補助圧縮機に供給すると共に第２のオイル戻り
管、バイパス管を介して主圧縮機に供給する一方、前記
圧力差が大きい場合には電磁弁を閉塞しオイルタンクの
オイルを第２のオイル戻り管を介して補助圧縮機に供給
すると共に第２のオイル戻り管、差圧弁を介して主圧縮
機に供給するようにしたものである。

(ホ) 実施例 以下本発明の実施例を第２図に基づいて説明するが、冷
媒回路の基本構成及びその作用は第１図に示す従来例と
同様であるため同符号を附してその説明を省略し、本実
施例が従来例と異なる点、即ち、オイルレベル制御装置
についてのみ説明する。

(1)はクランク室(1a)の内部圧力即ち吸入圧力が高い側
の補助圧縮機である。(2)及び(3)は夫々のクランク室(2
a)(3a)の内部圧力が低い側の主圧縮機である。(14)は補
助圧縮機(1)及び主圧縮機(2)(3)から共通の冷媒吐出管
(10)を介して吐出された後オイルセパレータ(4)に貯溜
されているオイル(13)をオイルタンク(15)に供給する第
１のオイル戻り管である。これは、オイルタンク(15)と
補助圧縮機(1)の冷媒吸入配管(23)とを連結する均圧管
(24)によって該オイルタンクが低圧に維持されているた
めに、その圧力差でオイルセパレータ(4)内のオイル(1
3)がオイルタンク(15)へ圧送されるからである。(25)は
オイルタンク(15)のオイル(13)を、補助圧縮機(1)及び
主圧縮機(2)(3)に装着されたオイルレギュレータ(18)(1
9)(20)を介して夫々の圧縮機(1)(2)(3)に供給する第２
のオイル戻り管である。(26)は第２のオイル戻り管(25)
の補助圧縮機(1)と主圧縮機(2)(3)との間に設けられた
差圧弁である。この差圧弁(26)は該弁と主圧縮機(2)(3)
の冷媒吸入配管(27)とを連通する配管(28)により伝わる
主圧縮機(2)(3)のクランク室(2a)(3a)内の圧力と、オイ
ルタンク(15)から第２のオイル戻り管(25)を介して伝わ
るオイル供給圧力との差圧を感知してその開度を調整す
るものであり、この差圧が大きい場合はその開度を絞っ
てオイルレギュレータ(19)(20)に加わるオイル供給圧力
を低下させる一方、差圧が小さい場合は全開し、オイル
タンク(15)内のオイル(13)の適量をその供給圧力及び落
差によって第２のオイル戻り管(25)、オイルレギュレー
タ(19)(20)を介して主圧縮機(2)(3)へ供給せしめるもの
である。

尚、オイルタンク(15)内のオイル(13)は第２のオイル戻
り管(25)、オイルレギュレータ(18)を介して最初に補助
圧縮機(1)へ供給されているが、これは先に説明したよ
うにオイルタンク(15)の内圧は補助圧縮機(1)のクラン
ク室（1a）と同圧に設定されていること及びオイルタン
ク(15)が補助圧縮機(1)より上方位置に設けられている
ことにより、該タンクからその供給圧力及び落差で補助
圧縮機(1)にオイル(13)を供給できるためである。(29)
は均圧管(24)の途中から分岐して吸入圧力の低い主圧縮
機(2)(3)の冷媒吸入配管(27)に連結されたバイパス管で
ある。(30)はこのバイパス管(29)に設けられた電磁弁で
ある。この電磁弁(30)は、吸入圧力の高い補助圧縮機
(1)が停止した時に限って開放するように設定されてい
る。これは、補助圧縮機(1)が停止して該圧縮機の内圧
が上昇すると均圧管(24)によってオイルタンク(15)の内
圧も上昇し、オイルタンク(15)から第２のオイル戻り管
(25)を介して夫々のオイルレギュレータ(19)(20)に伝わ
るオイル供給圧力が過剰に高くなりオイルレギュレータ
(18)(19)(20)の均圧作用を狂わせるという問題を解消す
るためのものであり、補助圧縮機(1)が停止した場合に
電磁弁(30)を開放し、均圧管(24)を冷媒吸入配管(27)に
連通させることにより、オイルタンク(15)内に主圧縮機
(2)(3)に低圧側圧力を作用させ、該タンクの内圧をより
低く維持させ、オイルタンク(15)のオイル(13)が第２の
オイル戻り管(25)、差圧弁(26)、オイルレギュレータ(1
8)(19)(20)を介してその落差も加わり良好に夫々の圧縮
機(1)(2)(3)へ供給されるようにしたものである。尚、
このとき差圧弁(26)は第２のオイル戻り管(25)と配管(2
8)との差圧が殆んどなくなるため全開となっており、第
２のオイル戻り管(25)を介して行なわれるオイル供給は
妨げられない。

而して、(31)は、第２のオイル戻り管(25)の途中から分
岐して差圧弁(26)をバイパスした後再び第２のオイル戻
り管(25)に連通するバイパス管である。(32)はバイパス
管(31)に設けられた電磁弁であり、後に説明する差圧ス
イッチ(33)によって開閉動作するものである。(33)は補
助圧縮機(1)と主圧縮機(2)(3)の夫々の吸入冷媒配管(2
3)、(27)の圧力を感知してその差圧によりＯＮ−ＯＦＦ
作動し、この作動によって電磁弁(32)を開閉させる差圧
スイッチである。

このように構成されたものにおいて、吸入圧力の高い補
助圧縮機(1)と吸入圧力の低い主圧縮機(2)(3)の夫々の
吸入冷媒の圧力差が小さい場合には差圧スイッチ(33)に
より電磁弁(32)は開放される。このためオイルタンク(1
5)のオイル(13)は第２のオイル戻り管(25)、オイルレギ
ュレータ(18)を介して補助圧縮機(1)に供給されると共
に第２のオイル戻り管(25)、バイパス管(31)、オイルレ
ギュレータ(19)(20)を介して主圧縮機(2)(3)に夫々供給
される。これは、補助圧縮機(1)と主圧縮機(2)(3)間に
あまり圧力差がなくオイルタンク(15)の内圧もそれ程高
くないので、該オイルタンクから夫々の圧縮機(1)(2)
(3)にその供給圧力及び落差によってスムーズにオイル
(13)が供給できるためである。しかし、ここで本発明の
最も大きな特徴としてあげられることは、差圧弁(26)の
口径が充分でないものであっても、第２の戻り管(25)を
介して主圧縮機(2)(3)に伝わるオイル供給圧力が確保で
きるということである。即ち、差圧弁(26)の特徴として
該弁に作用する差圧が大きい場合にはその開閉動作がス
ムーズに行えるが、差圧が小さい場合には開閉動作が確
実に行えないということができる。言いかえれば、差圧
弁(26)の口径を小さく設計すれば少ない差圧でも確実に
動作するが、口径を大きくするとその開閉部分でのリー
クが大きく開閉動作が確実に行えない。このことから、
差圧弁(26)はその口径に制限を受けており、実際に使わ
れる場合には第２のオイル戻り管(25)の管径よりだいぶ
小さな口径のものの適用を強いられていた。本実施例は
このような補助圧縮機(1)と主圧縮機(2)(3)の夫々の吸
入冷媒の圧力差が小さい場合には差圧弁(26)をバイパス
させ、第２のオイル戻り管(25)、バイパス管(31)を介し
てオイルタンク(15)のオイル供給圧力を主圧縮機(2)(3)
へ導くこと及びバイパス管(31)の管径を確保することに
より、上記問題を解消している。また、補助圧縮機(1)
と主圧縮機(2)(3)の夫々の吸入冷媒の圧力差が大きい場
合には差圧スイッチ(33)により電磁弁(33)は閉塞され
る。このため、オイルタンク(15)のオイル(13)は第２の
オイル戻り管(25)、オイルレギュレータ(18)を介して補
助圧縮機(1)に供給されると共に第２のオイル戻り管(2
5)、差圧弁(26)、オイルレギュレータ(19)(20)を介して
主圧縮機(2)(3)に夫々供給される。これは、先に説明し
た差圧弁(26)の作用によるものであるが、このとき差圧
弁(26)にかかる差圧は大きいため該弁は確実に動作でき
る。

(ヘ) 発明の効果 以上のように本発明によれば、クランク室を介して吸入
ガスを吸い込む主圧縮機及び同じく吸入ガスを吸い込む
補助圧縮機を備えたマルチ冷凍機において、吸入圧力の
高い側を補助圧縮機及び吸入圧力の低い側を主圧縮機と
し、これらの圧縮機から夫々吐出された冷媒を導く共通
の吐出管と、この吐出管に接続されたオイルセパレータ
と、このオイルセパレータのオイルをオイルタンクに戻
す第１のオイル戻り管と、前記オイルタンクのオイルを
主圧縮機及び補助圧縮機に形成されたオイルレギュレー
タに戻す第２のオイル戻り管と、前記オイルタンクと補
助圧縮機の吸入側とを連通する均圧管とで構成し、主圧
縮機に接続された第２のオイル戻り管に差圧弁を設け、
かつ、この差圧弁に電磁弁つきのバイパス管を並列に設
け、前記補助圧縮機の吸入側と主圧縮機の吸入側とに夫
々の吸入側の圧力の差によって前記電磁弁を開閉させる
差圧スイッチを設けたのであるから、前記補助圧縮機と
主圧縮機の夫々の吸入側の圧力差が小さい場合に差圧ス
イッチにより電磁弁を開放し、オイルタンクのオイルを
第２のオイル戻り管を介して補助圧縮機に供給すると共
に第２のオイル戻り管、バイパス管を介して主圧縮機に
供給する一方、前記圧力差が大きい場合には差圧スイッ
チにより電磁弁を閉塞し、オイルタンクのオイルを第２
のオイル戻り管を介して補助圧縮機に供給すると共に第
２のオイル戻り管、差圧弁を介して主圧縮機に供給する
ようにしたものであるから、前記圧力差が小さいときは
差圧弁をバイパスさせて第２のオイル戻り管から主圧縮
機に伝わるオイル供給圧力を確保する一方、圧力差が大
きいときは差圧弁によって第２のオイル戻り管から主圧
縮機に伝わるオイル供給圧力を適正に調整することがで
きる。これにより、差圧弁にはその口径が小さくても信
頼性のあるものが適用でき、この差圧弁とバイパス管の
構成でオイルタンクから主圧縮機に装着されたオイルレ
ギュレータに加わるオイルの供給圧力が過剰に大きくな
るのを防ぐと共に前記圧力差が小さくオイル供給圧力が
少ないときでも差圧弁を介すことなくこの供給圧力を夫
々のオイルレギュレータに良好に伝え、オイルレギュレ
ータの均油作用を良好に維持し、オイルレベル装置の信
頼性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示すマルチ冷凍機の冷媒及びオイルの
回路図、第２図は本発明の一実施例を示すマルチ冷凍機
の冷媒及びオイルの回路図である。 (1)……補助圧縮機、(2)(3)……主圧縮機、(4)……オイ
ルセパレータ、(14)……第１のオイル戻り管、(15)……
オイルタンク、(18)(19)(20)……オイルレギュレータ、
(24)……均圧管、(25)……第２のオイル戻り管、(26)…
…差圧弁、(31)……バイパス管、(32)……電磁弁、(33)
……差圧スイッチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】クランク室を介して吸入ガスを吸い込む主
   圧縮機及び同じく吸入ガスを吸い込む補助圧縮機を備え
   たマルチ冷凍機において、吸入圧力の高い側を補助圧縮
   機及び吸入圧力の低い側を主圧縮機とし、これらの圧縮
   機から夫々吐出された冷媒を導く共通の吐出管と、この
   吐出管に接続されたオイルセパレータと、このオイルセ
   パレータのオイルをオイルタンクに戻す第１のオイル戻
   り管と、前記オイルタンクのオイルを主圧縮機及び補助
   圧縮機に形成されたオイルレギュレータに戻す第２のオ
   イル戻り管と、前記オイルタンクと補助圧縮機の吸入側
   とを連通する均圧管とで構成し、主圧縮機に接続された
   第２のオイル戻り管には差圧弁が設けられ、かつ、この
   差圧弁には電磁弁つきのバイパス管が並列に設けられ、
   前記補助圧縮機の吸入側と主圧縮機の吸入側とには夫々
   の吸入側の圧力の差によって前記電磁弁を開閉させる差
   圧スイッチが設けられていることを特徴とするマルチ冷
   凍機のオイルレベル制御装置。