JPH0725564Y2 - 冷凍機の油戻し制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案はスクリュー圧縮機などの容量可変形圧縮機を備
えた冷凍機において、始動時の液吸込みによる油上りを
防止し安定した冷凍機の運転が可能な油戻し制御装置に
関する。

（従来の技術） 圧縮機の吸入口に接続する吸入ラインにアキュムレータ
を配設して圧縮機に液冷媒が直接吸込まれないようにす
ることは周知の技術であり、実開昭52−169150号公報、
実開昭53−92751号公報及び実開昭63−63660号公報によ
って開示される通りである。

（考案が解決しようとする課題） このようにアキュムレータを設けた場合、液冷媒はでき
るだけ吸込まない代わりにアキュムレータ内に溜まって
いる潤滑油は圧縮機側に戻す必要があり、そのために実
開昭52−169150号公報の記載は出口配管の最下部に油戻
し穴を設けると共に、油溜まり量が少ないときは閉じ、
多いときは開くフロート弁を油戻し穴に設けている。

一方、実開昭53−92751号公報の記載は油戻し口（穴）
に低圧ガスが湿り状態になったとき閉じる開閉弁を設け
た構造と成している。

それ等両例は圧縮機が運転中の場合は液冷媒を吸込まさ
ないようにしながらアキュムレータ内に溜まっている潤
滑油を吸上げることができるが、圧縮機が始動する場合
にはアキュムレータ内の液冷媒が多くて各弁が開いた状
態にあるため圧縮機起動と同時に貯溜液冷媒が一挙に吸
込まれることになり、従って吸入ガスが湿りとなって吐
出ガス温度低下による油分離機能の低下が起こり油上が
り現象を生じる問題がある。

しかも前記両例は設計時点で仕様が決められた弁はアキ
ュムレータの器内に収納しているので、外部からは全く
調整が行えなく、使用状態に適応させ難くて万全な油戻
しができない不便もあった。そのため実開昭63−63660
号公報によりアキュムレータと圧縮機吸入管との間に電
磁弁を有するバイパス回路を設け、同電磁弁を圧縮機吸
入管温度に応じて開閉すると共に圧縮機始動時、一定時
間、閉状態に保持することが提案された。

しかし、この装置は起動後、一定時間は弁が完全に閉で
あり、しかも、そ後も温度による制御とは云え、弁の開
（100％）と閉の（０％）の制御であるため速やかな安
定運転が得難い難がなった。

本考案はかかる従来の問題点を解決するために特に外部
からの調整が容易に行えて殊に始動時の液戻りを防止し
ながら潤滑油の戻しは確実に実行し得る装置を提供しよ
うとするものであって、圧縮機の長寿命化による信頼性
の増大を期せしめることを目的とする。

（課題を解決するための手段） しかして本考案は添付図面の実施例に示される通り、ま
ず請求項１の考案については、容量可変形圧縮機
（１）、アキュムレータ（５）の底部と吸入管（７）と
の間を接続する油戻し配管（８）を備えた冷凍機におい
て、前記油戻し配管（８）の途中に流通量を増減し得る
流量制御機構（９）を介設すると共に、前記圧縮機
（１）の始動直後に圧縮機容量が増加するのに応じて前
記流量制御機構（９）を流量制御弁の弁開度を制御し得
る弁開度の増加により又は複数個の弁（12），（13）を
設け開操作をした弁の増加により最少流量から増加せし
める制御手段（10）を設けた構成としたことを特徴とす
る。

また、請求項２の考案については流量制御機構（９）を
略々同機能である２個の電磁弁（12），（13）を並列接
続してなる弁回路に形成し、前記制御手段（10）を容量
可変形圧縮機（１）の運転容量が約50％以下のときは一
方の電磁弁（12）を開弁操作し、約50％を超過するとき
は２個の電磁弁（12），（13）を開弁操作する２段階的
制御方式に形成したことを特徴とする。

（作用） 圧縮機（１）が低容量で始動するに際しては、流量制御
機構（９）が流量を絞っているのでアキュムレータ
（５）内に液冷媒が溜まっていても圧縮機側に急激に吸
込まれることは防止される。

そして圧縮機（１）の運転が安定して急激な吸込圧力の
変化が生じなくなった時点で油戻し配管（８）の絞りを
解除し流量の増加をはからせているので、潤滑油の戻し
は正常に行われる。

請求項２については、流量制御機構（９）を２個の電磁
弁（12），（13）で構成しているので構造は簡単であ
り、制御手段（10）もオン・オフの２段階制御方式であ
るために簡素化されたもので良い。

（実施例） 以下、本考案の実施例を添付図面によって説明する。

第１図は本考案の例に係る装置回路図であり、圧縮機
（１）例えばスクリュー圧縮機、凝縮器（２）、膨張弁
（３）、蒸発器（４）及びアキュムレータ（５）により
周知の冷凍サイクルを形成している。

上記冷凍サイクルにおいて、圧縮機（１）と凝縮器
（２）とを接続する吐出管の途中には油回収器（６）が
設けられ、図示しないが該回収器（６）で分離された油
は該底部に溜められ、冷媒ガスだけが凝縮器（２）に吐
出される。

スクリュー圧縮機（１）は周知の通りスライド弁の開度
を駆動機構（14）例えばモジュトロールモータ（14）で
絞り、また、拡げることによって運転時の圧縮容量を減
少、増加させて、10〜100％の範囲で無段階的に制御し
得るようになっている。

一方、アキュムレータ（５）は、蒸発器（４）の出口側
と低圧ガス管で接続すると共に、圧縮機（１）の吸入口
と吸入管（７）で接続していて蒸発器（４）を経た冷媒
をアキュムレータ（５）器内にいったん拡散させて液分
とガス分とに分割し、潤滑油を含んだ液分は器内底部に
溜め、ガス分は吸入管（７）の送り込ませて、液冷媒が
吸入管（７）に直接吸い込まれることのないように機能
するものである。

上記アキュムレータ（５）は、底部から油戻し配管
（８）を引出させてその端部を吸入管（７）に分岐接続
しており、この油戻し配管（８）の途中にアキュムレー
タ（５）側からフイルタ（11）及び流量制御機構（９）
を介設している。

流量制御機構（９）は電動弁等無段階に弁開度を制御し
得る流量制御弁でも良いが、図示例は略々同機能の２個
の電磁弁（12），（13）を並列に接続してなる弁回路が
用いられ、これは請求項２に係る考案の例であって、両
電磁弁（12），（13）はコイル励磁によって全開するよ
うになっている。

上記流量制御機構（９）を制御するための制御手段（1
0）は、前記圧縮機（１）の運転容量、すなわちスライ
ド弁の開度に応じて出力を発するものであり、図示例は
前記モジュトロールモータ（14）の回転変位を検出し圧
縮機能力が最小となるときに相当するスライド弁開度位
置を検出する第１リミットスイッチ（15）と、同じく50
％程度のときに相当するスライド弁開度位置を検出する
第２リミットスイッチ（16）とからの信号を受けて前記
両電磁弁（12），（13）に開閉弁出力を発するようにな
っている。

なお、流量制御機構（９）が無段階に弁開度調節し得る
制御弁を有する構造のときは、制御手段（10）がスライ
ド弁開度に比例した電気信号を受けて、スライド弁開度
に対応した弁開度になるよう制御弁に出力を与える如き
構造にすれば良い。

次いでこの油戻し装置の作動を説明すると、前記圧縮機
（１）が停止中は電磁弁（12），（13）を何れも閉弁さ
せておくものであって、制御手段（10）は出力を発して
いない。

圧縮機（１）に対して始動指令が出され運転を開始する
と、圧縮機（１）は最小能力から始まるために第１リミ
ットスイッチ（15）の信号により一方の電磁弁（12）だ
けを開かせる出力が制御手段（10）から発せられる。

かくして、油戻し配管（８）は流量制御機構（９）によ
って絞られた状態となり、一方、圧縮機（１）は吸込空
気量が回転増加とともに増し、吸込圧力も能力増加とと
もに低下してくるので、アキュムレータ（５）内の油含
有冷媒は徐々に増量しながら吸入管（７）に吸込まれる
ことになり、湿り圧縮の問題は生じない。

圧縮機（１）の始動が進行し、かつ、能力増加制御が行
われて50％程度に達すると、第２リミットスイッチ（1
6）が検出作動することにより、制御手段（10）は電磁
弁（13）に対し全開させる出力を発する。

かくして油戻し配管（８）は絞りが解消されて全開の状
態となり、油含有冷媒の戻り量は当初設計通りの値とな
って所定の能力で運転する圧縮機（１）に対し湿りの状
態をもたらさなく、吐出ガス温度は規定通りに上昇する
ため油回収器（６）の油分離効率の低下がなく、油上り
現象は解消される。

以上説明した圧縮機始動時における圧縮機能力と油戻し
量との関係は第２図に示す通りであり、圧縮機（１）へ
の吸込風量（Ｑ）と油戻し量（ｑ）との関係は、ΔＰ∞
Q²から の関係式にもとづいて略々比例することが明らかであ
る。なお、ΔＰはアキュムレータ（５）内圧力と吸入管
（７）内圧力との差圧を示している。

（考案の効果） 本考案は以上説明したように圧縮機（１）始動時の能力
増加運転の際は流量制御機構（９）と制御手段（10）の
組合わせにより、圧縮機（１）の吸込空気量に略々比例
的に油戻し量を増加させることが可能であって、始動に
際してアキュムレータ（５）内の油含有冷媒を大量に戻
すことによって湿り圧縮が生じる問題を解決することが
できる。

かくして吐出ガス温度が低いことによる油上り現象も解
決されて安定した運転が行われる。

また、請求項２においては汎用形の電磁弁（12），（1
3）を２個使用した簡易構造であって、制御手段（10）
も２段階オンオフ方式の制御回路で済むので装置は簡素
化されながら所期通りの流量制御機構を発揮することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例に係る装置回路図、第２図は同
じく制御の態様を説明する特性線図である。 （１）……容量可変形圧縮機、（５）……アキュムレー
タ、（７）……吸入管、（８）……油戻し配管、（９）
……流量制御機構、（10）……制御手段、（12），（1
3）……電磁弁。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】容量可変形圧縮機（１）、アキュムレータ
   （５）の底部と吸入管（７）との間を接続する油戻し配
   管（８）を備えた冷凍機において、前記油戻し配管
   （８）の途中に流通量を増減し得る流量制御機構（９）
   を介設すると共に、前記圧縮機（１）の指導直後に圧縮
   機容量が増加するのに応じて前記流量制御機構（９）を
   流量制御弁の弁開度を制御し得る弁開度の増加により、
   又は複数個の弁（12），（13）を設け、開操作をした弁
   の増加により最少流量から増加せしめる制御手段（10）
   を設けたことを特徴とする冷凍機の油戻し制御装置。
2. 【請求項２】前記流量制御機構（９）が略々同機能であ
   る２個の電磁弁（12），（13）を並列接続してなる弁回
   路であり、前記制御手段（10）が容量可変形圧縮機
   （１）の運転容量が約50％以下のときは一方の電磁弁
   （12）を開弁操作し、約50％を超過するときは２個の電
   磁弁（12），（13）を開弁操作する２段階的制御方式に
   形成されてなる請求項１記載の冷凍機の油戻し制御装
   置。