JPH065141B2

JPH065141B2 - 冷凍装置

Info

Publication number: JPH065141B2
Application number: JP60227519A
Authority: JP
Inventors: 和生米本; 功近藤
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1985-10-11
Filing date: 1985-10-11
Publication date: 1994-01-19
Anticipated expiration: 2009-01-19
Also published as: JPS6287770A

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複数基の可変容量型
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１個の油分離器に送出
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各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、各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
の如く各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、
各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、上記各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、各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、各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、各圧縮機の運転容量
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、各圧縮機内の油面
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、各圧縮機の
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、各圧縮機内を連通す
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、均油管で連結した各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。

さらに、各圧縮機から吐出された冷媒ガス中の潤滑油は
油分離器で常に完全に分離されるとは限らず、ここで分
離されない潤滑油があると、この分離されない潤滑油は
吸入管から吸入冷媒ガスと共に各圧縮機内に吸入され、
これにより時間の経過と共に各圧縮機のドーム内に油量
のアンバランスが生ずるおそれがある。

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、上記した油分離器を各圧縮機に個
別に対応させて設けるとともに、複数基の圧縮機の各々
の運転容量を適切に変化させ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
均油管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、各圧縮
機内における油量の均一化を図るとともに、均油運転の
間隔を延長化することにある。さらには、均油運転時の
運転容量変化を少なくして均油運転による能力変化を少
なくすることにある。

（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（４）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
させる複数基の可変容量型圧縮機（１），（２），
（３）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、上記各圧縮機（１），（２），（３）のドー
ム（４）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（１０），（１０）と、上記吐出管（９）
に各圧縮機（１），（２），（３）毎にそれぞれ個別に
介設され、吐出管（９）により各圧縮機（１），
（２），（３）のドーム（４）外に吐出された冷媒ガス
から潤滑油（Ａ）を分離する複数の油分離器（１１），
（１１），（１１）と、この油分離器（１１），（１
１），（１１）で分離された潤滑油（Ａ）を上記対応す
る各圧縮機（１），（２），（３）のドーム（４）内に
それぞれ戻す油戻し管（１２），（１２），（１２）と
を設ける。さらに、上記各圧縮機（１），（２），
（３）の運転容量を所定の運転モードに基づいて所定時
間毎に少なくとも１基の圧縮機（１），（２），（３）
のドーム（４）内の潤滑油（Ａ）の均油に必要な差圧が
確保される運転容量差に順次変化させるように制御する
コントローラ（１４）を設ける構成とする。

（作用）上記の構成により、本発明では、冷凍装置の通常運転
時、１系統の冷媒回路に並列に接続された複数基の可変
容量型圧縮機（１），（２），（３）の各ドーム（４）
内に吸入管（８）により吸入された冷媒ガスは、各圧縮
機（１），（２），（３）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），（１２），（１２）
を経て上記各圧縮機（１），（２），（３）のドーム
（４）内にそれぞれ戻される。

その際、上記各圧縮機（１），（２），（３）の夫々に
はそれぞれ油分離器（１１）が個別に設けられているの
で、各圧縮機（１），（２），（３）から吐出された潤
滑油（Ａ）は上記対応する各油分離器（１１）で分離さ
れて、吐出元の各圧縮機（１），（２），（３）のドー
ム（４）内に各油戻し管（１２）を介してそれぞれ個別
に戻されるようになり、よって、各圧縮機（１），
（２），（３）内の運転容量の差異に基づく油量のアン
バランスが解消されて、各圧縮機（１），（２），
（３）内の油量が長時間に亘って一定に確保されること
となる。

また、上述の如くして各圧縮機（１），（２），（３）
内の油量バランスを保つようにしても、上記各油分離器
（１１）で一部分離されない潤滑油（Ａ）により各圧縮
機（１），（２），（３）内の油量バランスが崩れるお
それがあるが、上記各圧縮機（１），（２），（３）の
運転容量はコントローラ（１４）により予め設定された
所定の運転モードに基づいて所定時間毎に少なくとも１
基の圧縮機（１），（２），（３）のドーム（４）内の
潤滑油（Ａ）の均油に必要な差圧が確保される運転容量
差に順次変化するように制御されるので、圧縮機
（１），（２），（３）の運転容量の変化に基づくドー
ム内圧の差により、潤滑油（Ａ）が各圧縮機（１），
（２），（３）のドーム（４）内を均油管（１０），
（１０）を介して移動せしめられることになり、これに
より、均油運転時の運転容量変化が少なくなって均油運
転による能力変化が少なくなり、各圧縮機（１），
（２），（３）内における油量の均一化がより一層確実
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），（３）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，第２および第３
圧縮機であって、該各圧縮機（１），（２），（３）は
密閉ドーム（４）内に電動モータ（５）および電動モー
タ（５）の駆動軸（６）に連結された圧縮機本体（７）
を備えてなり、各ドーム（４）内底部には圧縮機本体
（７）の潤滑部に供給される潤滑油（Ａ）が貯留されて
いる。

また、上記第１，第２圧縮機（１），（２）のドーム
（４），（４）間および第２，第３圧縮機（２），
（３）のドーム（４），（４）間はそれぞれその内部を
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（１０），（１０）で連結されており、潤滑油
（Ａ）が均油管（１０），（１０）を介して各圧縮機
（１），（２），（３）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），（３）
のドーム（４）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、メイン配管部（８ａ）
と、該メイン配管部（８ａ）に分岐接続された３本のサ
ブ配管部（８ｂ），（８ｂ），（８ｂ）とからなり、各
サブ配管部（８ｂ）の下流端はそれぞれ圧縮機（１），
（２），（３）のドーム（４）内上部に開口されてい
る。また、（９）は上記各圧縮機（１），（２），
（３）の圧縮機本体（７）で圧縮された冷媒ガスを各ド
ーム（４）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），（３）の圧縮機
本体（７）に接続されたサブ配管部（９ｂ），（９ｂ）
（９ｂ）と、該サブ配管部（９ｂ），（９ｂ），（９
ｂ）の下流端に接続されたメイン配管部（９ａ）とから
なる。よって、各圧縮機（１），（２），（３）では吸
入管（８）によりドーム（４）内に吸入された冷媒ガス
を圧縮機本体（７）で圧縮した後、吐出管（９）を介し
てドーム（４）外に吐出するように構成されている。

また、上記吐出管（９）の各サブ配管部（９ｂ）には、
サブ配管部（９ｂ）によりドーム（４）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）
が各圧縮機（１），（２），（３）毎にそれぞれ個別に
介設され、該各油分離器（１１）はそれぞれ油戻し管
（１２）を介して上記吸入管（８）の対応する各サブ配
管部（８ｂ）に接続されており、各油分離器（１１）で
分離された潤滑油（Ａ）を油戻し管（１２）および吸入
管（８）を介して上記対応する各圧縮機（１），
（２），（３）へそれぞれ戻すようになされている。ま
た、上記各油戻し管（１２）にはキャピラリ（１３）が
それぞれ介設されており、このキャピラリ（１３）でも
って上記各圧縮機（１），（２），（３）のドーム
（４）内への返油量がコントロールされる。

さらに、上記各圧縮機（１），（２），（３）は、均油
運転時、コントローラ（１４）によりその運転容量が予
め設定され運転モードに基づいて所定時間毎に少なくと
も１基の圧縮機（１），（２），（３）のドーム（４）
内の潤滑油（Ａ）の均油に必要な差圧が確保される運転
容量差に順次変化するように制御される。その制御の具
体例を第２図により説明するに、均油運転前において、
例えば第１および第３圧縮機（１），（３）のドーム
（４），（４）内の油面が均油管（１０）の位置よりも
下側にあり、その分、第２圧縮機（２）側の油面が均油
管（１０）の位置よりも上側にある場合、すなわち、第
２圧縮機（２）側に油量が片寄った場合を想定すると、
先ず、各圧縮機（１），（２），（３）の運転容量が共
に１００％である均油運転前の状態から均油運転開始に
よる第１のステップＳ_１に移行させ、第１圧縮機（１）
の運転容量を５０％に低下させるが、第２および第３圧
縮機（２），（３）の運転容量は以前と変わらずに１０
０％に維持する。

したがって、この第１のステップＳ_１では、運転容量の
低下した第１圧縮機（１）のドーム内圧が第２および第
３圧縮機（２），（３）よりも高くなるが、第１圧縮機
（１）側では油面が均油管（１０）の高さ位置に達して
いないことから、潤滑油（Ａ）の第１圧縮機（１）側か
ら第２圧縮機（２）側への移動が行われず、各圧縮機
（１），（２），（３）の油量は均油運転前の状態と変
わらない。

次に、この第１のステップＳ_１から第２のステップＳ_２
に移行すると、上記第１圧縮機（１）の運転容量を第１
のステップＳ_１の５０％に、第３圧縮機（３）を依然と
して１００％にそれぞれ維持するが、第２圧縮機（２）
の運転容量は５０％に低下させる。したがって、今度は
第２圧縮機（２）のドーム内圧が第１圧縮機（１）と同
等に高くなり、第２圧縮機（２）側の潤滑油（Ａ）が第
３圧縮機（３）側に移動するが、潤滑油（Ａ）の第１圧
縮機（１）側への移動は行われない。

さらに、第２のステップＳ_２から第３のステップＳ_３に
移行すると、今度は第１および第２圧縮機（１），
（２）の運転容量を共に１００％に復帰させるが、第３
圧縮機（３）の運転容量は５０％に低下させる。したが
って、第１および第２圧縮機（１），（２）の夫々のド
ーム内圧が低くなる一方、第３圧縮機（３）のドーム内
圧が高くなり、第３圧縮機（３）側の潤滑油（Ａ）が第
２圧縮機（２）側に移動する（この際、潤滑油（Ａ）の
第２圧縮機（２）側から第１圧縮機（１）側への移動は
双方のドーム内圧が等しいことから行われない）。

次いで、第３のステップＳ_３から第４のステップＳ_４に
移行すると、第１圧縮機（１）の運転容量を第４のステ
ップＳ_４の１００％に、また第３圧縮機（３）を第４の
ステップＳ_４の５０％にそれぞれ維持するが、第２圧縮
機（２）の運転容量は再び５０％に低下させる。したが
って、第２圧縮機（２）のドーム内圧が第３圧縮機
（３）と同等に高くなり、第２圧縮機（２）側の潤滑油
（Ａ）が第１圧縮機（１）側に移動する（この際、潤滑
油（Ａ）の第２圧縮機（２）側から第３圧縮機（３）側
への移動は双方のドーム内圧が等しいことから行われな
い。この段階では各圧縮機（１），（２），（３）の油
面がほぼ等しく均油管（１０）の位置に達している。そ
して、以上をもって均油運転を終了し、この後は再び均
油運転前の各運転容量に復帰させる。

したがって、上記実施例においては、冷凍装置の通常運
転時に、各圧縮機（１），（２），（３）に油戻し量と
油吐出量との不一致による油量のアンバランスが生じた
としても、均油運転時には、各圧縮機（１），（２），
（３）の運転容量がコントローラ（１４）により第２図
に示す如く所定の運転モードに基づいて所定時間毎に少
なくとも１基の圧縮機（１），（２），（３）のドーム
（４）内の潤滑油（Ａ）の均油に必要な差圧が確保され
る運転容量差に順次変化するように制御されていること
から、上記油量のアンバランスが上記所定の運転モード
に基づく潤滑油（Ａ）の移動によって解消され、これに
より、均油運転時の運転容量変化が少なくなって均油運
転による能力変化が少なくなり、各圧縮機（１），
（２），（３）のドーム（４）内における油量の均一化
を確実に図ることができる。

また、油分離器（１１）を各圧縮機（１），（２），
（３）毎にそれぞれ個別に設けたことから、各圧縮機
（１），（２），（３）から吐出された潤滑油（Ａ）の
大部分は吐出元の各圧縮機（１），（２），（３）にそ
れぞれ個別に戻されることとなり、各圧縮機（１），
（２），（３）のドーム（４）における潤滑油（Ａ）の
片寄り発生までの時間を長くすることができて各圧縮機
（１），（２），（３）の油面の均一状態を長時間に亘
って維持することができ、均油運転までの間隔を長く保
って実用性を大きくすることができる。さらに、各圧縮
機（１），（２），（３）毎に独立して油の吐出、返油
を繰り返し行うので、返油先を選択するための切換弁等
が不要となって実施例の如くキャピラリ（１３）で代用
でき、装置の簡素化を図ることができる。

尚、上記の各具体例に限らず、他のあらゆるケースにお
いても上記運転モードによって油面の均一化が可能とさ
れる。

（発明の効果）以上説明したように、本発明によれば、複数基の可変容
量型圧縮機（１），（２），（３）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、油分離器（１
１）を上記各圧縮機（１），（２），（３）毎にそれぞ
れ個別に設けるとともに、各圧縮機（１），（２），
（３）の運転容量を所定の運転モードに基づいて所定時
間毎に少なくとも１基の圧縮機（１），（２），（３）
のドーム（４）内の潤滑油（Ａ）の均油に必要な差圧が
確保される運転容量差に順次変化させるようにしたの
で、各圧縮機（１），（２），（３）ではそれぞれ独立
して油の吐出、返油が行われて長時間に亘って油面の均
一状態を維持することができ、しかも、各圧縮機
（１），（２），（３）に油量のアンバランスが生じた
場合においても各圧縮機（１），（２），（３）内にお
ける油量を確実に均一にすることができるとともに、均
油運転による能力変化を少なくすることができる。

また、このように各圧縮機（１），（２），（３）間の
均油を確実に行い得ることから、小径の均油管（１０）
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各圧縮機
（１），（２），（３）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。

【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、
第２図はコントローラにより制御される圧縮機の運転モ
ードを示す図である。（１）…第１圧縮機、（２）…第２圧縮機、（３）…第
３圧縮機、（４）…ドーム、（８）…吸入管、（９）…
吐出管、（１０）…均油管、（１１）…油分離器、（１
２）…油戻し管、（１４）…コントローラ、（Ａ）…潤
滑油。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸入管（８）によりドーム（４）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
る複数基の可変容量型圧縮機（１），（２），（３）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、上記各圧縮機（１），（２），（３）のドーム
（４）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（１０），（１０）と、上記吐出管（９）に
各圧縮機（１），（２），（３）毎にそれぞれ個別に介
設され、吐出管（９）により各圧縮機（１），（２），
（３）のドーム（４）外に吐出された冷媒ガスから潤滑
油（Ａ）を分離する複数の油分離器（１１），（１
１），（１１）と、この油分離器（１１），（１１），
（１１）で分離された潤滑油（Ａ）を上記対応する各圧
縮機（１），（２），（３）のドーム（４）内にそれぞ
れ戻す油戻し管（１２），（１２），（１２）と、上記
各圧縮機（１），（２），（３）の運転容量を所定の運
転モードに基づいて所定時間毎に少なくとも１基の圧縮
機（１），（２），（３）のドーム（４）内の潤滑油
（Ａ）の均油に必要な差圧が確保される運転容量差に順
次変化させるように制御するコントローラ（１４）とを
備えたことを特徴とする冷凍装置。