JPH065140B2 - 冷凍装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、吸入管によりドーム内に吸入された冷媒ガス
を圧縮して吐出管により吐出させる２基の可変容量型圧
縮機を１系統の冷媒回路に並列に接続してなる冷凍装置
に関し、特に圧縮機間の均油を図る対策に関する。

（従来の技術） 一般に、このような冷凍装置では、各圧縮機から吐出さ
れた冷媒ガスは互いに集合されて油分離器に送出され、
ここで冷媒ガス中に分散している潤滑油が分離された
後、凝縮器へ供給され、一方、上記油分離器で分離され
た潤滑油は油戻し管を介して両圧縮機にほぼ均等に返油
されるようになされている。

ところで、両圧縮機の稼動時間が異なる場合には、稼動
時間の長い圧縮機側では稼動中に冷媒ガス中に分散され
る潤滑油の量が稼動時間の短い圧縮機側よりも多くな
る。しかし、この冷媒ガス中に分散された潤滑油は上述
の如く両圧縮機にほぼ均等に分配して返油されることか
ら、稼動時間の長い圧縮機内の潤滑油の量が漸減する一
方、稼動時間の短い圧縮機内の潤滑油の量が漸増して、
両圧縮機内に油量のアンバランスが生ずることとなる。
そして、圧縮機内の油量が漸減して油面が運転油面レベ
ル以下に下がると、潤滑油の潤滑部への供給が絶たれて
圧縮機が損傷するおそれがあった。

そこで、従来、上記両圧縮機内における油量のアンバラ
ンスを解消するために、両圧縮機を均油管でもって連通
させ、油量の多い方から少ない方へと潤滑油を移動させ
ることにより、両圧縮機内の油量の均一化を図るように
したものが、例えば特公昭４０−２５０３８号公報や実
公昭５３−３６６００号公報に開示されている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記の従来のものでは、両圧縮機の運転容量
が異なる場合には、運転容量の大きい側の圧縮機に対す
る吸入管の圧力損失が大きくなるため、圧縮機のドーム
内圧は逆に運転容量の小さい側の圧縮機の方が高くな
り、その結果、冷媒ガスは運転容量の小さい圧縮機から
大きい圧縮機へ均油管を通じて移動するとともに、機内
の潤滑油も同方向に移動する。そして、上記運転容量の
小さい圧縮機内における油の戻り量が吐出量よりも多い
ときには、均油管レベル以上の潤滑油は均油管を介して
運転容量の大きい圧縮機内に移動し、両圧縮機内の油面
レベルは均油管位置で等しくなるが、逆に、油の戻り量
が吐出量よりも少ないときには、運転容量の小さい圧縮
機内の油面レベルが時間の経過と共に低下し（このと
き、運転容量の大きい圧縮機内の潤滑油は、両圧縮機の
ドーム内圧の差により運転容量の小さい圧縮機への移動
が阻止されている）、遂には油面レベルの運転油面レベ
ル以下への低下により潤滑油の潤滑部への供給が絶たれ
て圧縮機の損傷を招くことになる。

そこで、この問題点を解決すべく、両圧縮機内を連通す
る均油管を大径のものとすることにより、上述の如き油
戻り量が吐出量よりも少ないときであっても、潤滑油
を、ドーム内圧の差により運転容量の小さい圧縮機から
大きい圧縮機へと流れる冷媒ガスの流動方向とは逆方向
すなわち運転容量の大きい圧縮機から小さい圧縮機へ移
動できるようになすことが考えられる。

ところが、この大径の均油管を用いる場合には、一方の
圧縮機に発生する振動が均油管を介して他方の圧縮機に
伝わり易く、振動モードが複雑になるとともに、均油管
内おけるトラップの発生を防止するために複雑な管形状
を採用することができず、均油管の強度を十分に確保す
ることが困難になるという問題が生じる。

また、均油管で連結した両圧縮機内の油量を均一にする
他の解決手段として、油分離器から各圧縮機内に戻る潤
滑油の油量を、例えばフロート式レギュレータを使用し
て調整する方法や、各圧縮機内の油面を検知する油面セ
ンサからの信号により電磁弁を開閉して制御する方法な
どが考えられるが、その分、制御部品が増加することか
ら、装置のコストアップ化を招くとともに、制御面にお
いても信頼性に欠けるきらいがある。

本発明はかかる諸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、油分離器で分離された潤滑油の両
圧縮機に対する返油先を特定した上で、そのことに関連
付けて両圧縮機のドーム内圧を調整するようにすること
により、大径の均油管を用いることによる圧縮機への振
動増大や均油感の強度低下を防止し、しかも制御部品の
増加によるコストアップ化や信頼性の低下を防止しつ
つ、両圧縮機内における油量の均一化を図り、さらに
は、冷媒回路および制御回路等装置の簡素化をも図るこ
とにある。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本発明の解決手段は、第１
図に示すように、吸入管（８）によりドーム（３）内に
吸入された冷媒ガスを圧縮して吐出管（９）により吐出
させる２基の可変容量型圧縮機（１），（２）を１系統
の冷媒回路に並列に接続してなる冷凍装置に対し、上記
両圧縮機（１），（２）のドーム（３），（３）内を潤
滑油（Ａ）の運転油面レベル位置にて連通する均油管
（７）と、上記吐出管（９）によりドーム（３）外に吐
出された冷媒ガスから潤滑油（Ａ）を分離する油分離器
（１１）と、この油分離器（１１）で分離された潤滑油
（Ａ）を上記両圧縮機（１），（２）のうち一方の圧縮
機（２）のドーム（３）内にのみ戻す油戻し管（１２）
とを設ける。さらに、上記潤滑油（Ａ）が戻される一方
の圧縮機（２）のドーム内圧が常に他方の圧縮機（１）
よりも高くなるように両圧縮機（１），（２）の運転容
量を制御する運転容量制御手段（１６）を設ける構成と
する。

（作用） 上記の構成により、本発明では、１系統の冷媒回路に並
列に接続された２基の可変容量型圧縮機（１），（２）
の各ドーム（３）内に吸入管（８）により吸入された冷
媒ガスは、両圧縮機（１），（２）により圧縮された
後、吐出管（９）を介して吐出されて油分離器（１１）
で潤滑油（Ａ）が分離され、この油分離器（１１）で分
離された潤滑油（Ａ）は油戻し管（１２）を経て上記両
圧縮機（１），（２）のうち一方の圧縮機（２）のドー
ム（３）内にのみ戻される。

その際、運転容量制御手段（１６）により、上記潤滑油
（Ａ）が戻される一方の圧縮機（２）のドーム内圧が常
に他方の圧縮機（１）よりも高くなるように両圧縮機
（１），（２）の運転容量が制御される。このため、両
圧縮機（１），（２）におけるドーム内圧の差により潤
滑油（Ａ）が均油管（７）を介してドーム内圧の高い圧
縮機（２）側から低い圧縮機（１）側へと移動してドー
ム内圧の高い圧縮機（２）の油量が減少すると同時に、
この減少した油量が上記油戻し管（１２）を通しての返
油によって補われ、よって両圧縮機（１），（２）内の
油面の均一化が確実に図られることとなる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の実施例に係る冷凍装置の概略構成を示
し、（１），（２）は１系統の冷媒回路に互いに並列に
接続された可変容量型の第１および第２圧縮機であっ
て、該各圧縮機（１），（２）は密閉ドーム（３）内に
電動モータ（４）および電動モータ（４）の駆動軸
（５）に連結された圧縮機本体（６）を備えてなり、各
ドーム（３）内底部には圧縮機本体（６）の潤滑部に供
給される潤滑油（Ａ）が貯留されている。なお、可変容
量型圧縮機としては、気筒をアンロードするもの、イン
バータ駆動のもの、極数変換モータを使用するものなど
いずれでもよい。

また、上記両圧縮機（１），（２）のドーム（３），
（３）はその内部を潤滑油（Ａ）の運転油面レベル位置
にて連通するよう均油管（７）で連結されており、潤滑
油（Ａ）が均油管（７）を介して両圧縮機（１），
（２）間を移動可能なようになされている。

さらに、（８）は上記各圧縮機（１），（２）のドーム
（３）内部に冷媒ガスを吸入するための吸入管であっ
て、該吸入管（８）は、集合管部（８ａ）と、該集合管
部（８ａ）の下流端に分岐接続された分岐管部（８
ｂ），（８ｂ）とからなり、各分岐管部（８ｂ），（８
ｂ）の下流端はそれぞれ圧縮機（１），（２）のドーム
（３），（３）内上部に開口されている。また、（９）
は上記各圧縮機（１），（２）の圧縮機本体（６）で圧
縮された冷媒ガスを各ドーム（３）外に吐出するための
吐出管であって、該吐出管（９）は、各圧縮機（１），
（２）の圧縮機本体（６），（６）に接続された分岐管
部（９ｂ），（９ｂ）と、該分岐管部（９ｂ），（９
ｂ）の下流端に接続された集合管部（９ａ）とからな
る。よって、各圧縮機（１），（２）では吸入管（８）
によりドーム（３）内に吸入された冷媒ガスを圧縮機本
体（６）で圧縮した後、吐出管（９）を介してドーム
（３）外に吐出するように構成されている。

また、上記吐出管（９）には、吐出管（９）によりドー
ム（３），（３）外に吐出された冷媒ガスから潤滑油
（Ａ）を分離する油分離器（１１）が介設され、該油分
離器（１１）は油戻し管（１２）を介して上記第２圧縮
機（２）のドーム（３）下部に接続されており、油分離
器（１１）で分離された潤滑油（Ａ）を油戻し管（１
２）を介して上記両圧縮機（１），（２）のうち第２圧
縮機（２）のドーム（３）内にのみ戻すようになされて
いる。また、上記油戻し管（１２）にはキャピラリ（１
０）が介設されており、このキャピラリ（１０）でもっ
て上記第２圧縮機（２）のドーム（３）内への返油量が
コントロールされている。

さらに、上記両圧縮機（１），（２）は運転容量制御手
段としてのコントローラ（１６）により、第２圧縮機
（２）の運転容量を第１圧縮機（１）の運転容量よりも
小さくするよう制御されて上記油分離器（１１）からの
潤滑油（Ａ）が戻される第２圧縮機（２）のドーム内圧
が常に第１圧縮機（１）よりも高くなるように運転モー
ドが制御されている。

したがって、上記実施例においては、冷凍装置の作動
時、圧縮機（１），（２）から冷媒ガスが吐出される
と、冷媒ガス中の潤滑油（Ａ）が油分離器（１１）で分
離され、その潤滑油（Ａ）は油戻し管（１２）を介して
第２圧縮機（２）のドーム（３）内に戻される。

この際、上記両圧縮機（１），（２）の運転モードはコ
ントローラ（１６）により第２圧縮機（２）のドーム内
圧が常に第１圧縮機（１）よりも高くなるように制御さ
れていることから、両圧縮機（１），（２）のドーム
（３），（３）内の潤滑油（Ａ）は常に第２圧縮機
（２）側から第１圧縮機（１）側へと均油管（７）を介
して移動する一方、その第１圧縮機（１）のドーム
（３）内に移動した第２圧縮機（２）内の潤滑油（Ａ）
の減少分は、上記油戻し管（１２）を介して第２圧縮機
（２）のドーム（３）内に返油された油の量によって補
われることになり、よって両圧縮機（１），（２）内の
油面の均一化を確実に図ることができる。

また、油分離器（１１）により分離された潤滑油（Ａ）
の返油先が第２圧縮機（２）に特定されているので、第
１圧縮機（１）側に油戻し管（１２）を接続する必要が
なくなり、よって冷媒回路および制御回路等装置の簡素
化を図ることができる。しかも、上述の如く返油先が特
定されると、返油量をコントロールするためのキャピラ
リ（１０）を設けるだけで済み、返油先を圧縮機（１）
又は（２）へ選択するための切換弁等が不要となって、
さらに装置の簡素化を図ることができる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、２基の可変容量
型圧縮機（１），（２）を１系統の冷媒回路に並列に接
続してなる冷凍装置において、上記一方の圧縮機（１）
又は（２）のドーム内圧が常に他方の圧縮機（２）又は
（１）よりも高くなるように両圧縮機（１），（２）の
運転容量を制御するとともに、上記ドーム内圧が高くな
る一方の圧縮機（１）又は（２）のドーム（３）内にの
み油分離器（１１）からの潤滑油（Ａ）を戻すようにし
たので、両圧縮機（１），（２）における潤滑油（Ａ）
が均油管（７）を介してドーム内圧の高い方から低い方
へと移動するとともに、この移動によりドーム内圧の高
い圧縮機（１）又は（２）の油量が減少しても、この減
少した油量が返油によって補われ、よって両圧縮機
（１），（２）内における油量を確実に均一にすること
ができる。

また、このように両圧縮機（１），（２）間の均油を確
実に行い得ることから、小径の均油管（７）を用いるこ
とが可能で、大径の均油管を用いることによる両圧縮機
への振動増大や均油管の強度低下の防止を図ることがで
きる。さらに、フロート式レギュレータや油面センサ等
の制御部品を要することなく両圧縮機（１），（２）の
均油を行い得ることから、コストの低減化および制御面
における信頼性の向上をも図ることができる。

加えて、上述の如く、油戻し管（１２）を一方の圧縮機
（１）又は（２）にのみ接続すればよいので、冷媒回路
および制御回路等装置の簡素化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る冷凍装置の概略構成図で
ある。 （１）…第１圧縮機、（２）…第２圧縮機、（３）…ド
ーム、（７）…均油管、（８）…吸入管、（９）…吐出
管、（１１）…油分離器、（１２）…油戻し管、（１
６）…コントローラ（運転容量制御手段）、（Ａ）…潤
滑油。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸入管（８）によりドーム（３）内に吸入
   された冷媒ガスを圧縮して吐出管（９）により吐出させ
   る２基の可変容量型圧縮機（１），（２）を１系統の冷
   媒回路に並列に接続してなる冷凍装置において、上記両
   圧縮機（１），（２）のドーム（３），（３）内を潤滑
   油（Ａ）の運転油面レベル位置にて連通する均油管
   （７）と、上記吐出管（９）によりドーム（３）外に吐
   出された冷媒ガスから潤滑油（Ａ）を分離する油分離器
   （１１）と、この油分離器（１１）で分離された潤滑油
   （Ａ）を上記両圧縮機（１），（２）のうち一方の圧縮
   機（１又は２）のドーム（３）内にのみ戻す油戻し管
   （１２）と、上記潤滑油（Ａ）が戻される一方の圧縮機
   （１又は２）のドーム内圧が常に他方の圧縮機（２又は
   １）よりも高くなるように両圧縮機（１），（２）の運
   転容量を制御する運転容量制御手段（１６）とを備えた
   ことを特徴とする冷凍装置。