JPH08240363A - 冷凍サイクル - Google Patents

冷凍サイクル

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JPH08240363A
JPH08240363A JP4701795A JP4701795A JPH08240363A JP H08240363 A JPH08240363 A JP H08240363A JP 4701795 A JP4701795 A JP 4701795A JP 4701795 A JP4701795 A JP 4701795A JP H08240363 A JPH08240363 A JP H08240363A
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JP
Japan
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evaporator
compressor
refrigerant
header
pipe
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Pending
Application number
JP4701795A
Other languages
English (en)
Inventor
Akihiro Kino
章宏 城野
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Refrigeration Co
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Filing date
Publication date
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Priority to JP4701795A priority Critical patent/JPH08240363A/ja
Publication of JPH08240363A publication Critical patent/JPH08240363A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2341/00Details of ejectors not being used as compression device; Details of flow restrictors or expansion valves
    • F25B2341/001Ejectors not being used as compression device
    • F25B2341/0016Ejectors for creating an oil recirculation

Landscapes

  • Compressor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、ハイドロフルオロカーボンを主成
分としたHFC134a等の冷媒とこれら冷媒と相互非
溶解性の無いまたは小さい冷凍機油を用いた冷凍サイク
ルの圧縮機の液冷媒吸入防止を目的とする。 【構成】 圧縮機1と、凝縮器2と、膨張機構3と、蒸
発器4と、前記蒸発器4に送風する送風機9と、ハイド
ロフルオロカーボンを主成分とする冷媒と、前記冷媒と
相互溶解性の無い冷凍機油7と、前記蒸発器4と圧縮機
1の間に設置した吸入配管10を下部より挿入し、蒸発
器4からの配管を上部に接続したヘッダー5と、前記ヘ
ッダー5内の吸入配管10の上方の側面に設けた油戻し
孔8と、前記吸入配管10を前記蒸発器4内に配設し
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、冷媒としてハイドロフ
ルオロカーボンを主成分とするものを利用する冷凍空調
装置等に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のハイドロフルオロカーボンである
HFC134aを冷媒として用いた冷凍サイクルとし
て、特開平5−157379号公報に示されるようなも
のが、知られている。
【0003】従来の冷凍サイクルについて図面を参考に
説明する。1は圧縮機、2は前記圧縮機から吐出された
冷媒ガスを凝縮する凝縮器、3は膨張機構であるキャピ
ラリチューブ、4は蒸発器、5は上方側に蒸発器4の出
口側を接続し、下方側に圧縮機1吸入側を接続したヘッ
ダー、6はヘッダー5の下方側からヘッダー5内に挿入
され上方に延びた吸入配管、7は圧縮機内の摺動部を潤
滑する冷凍機油で、ハードアルキルベンゼン油、低温流
動性の優れたソフトアルキルベンゼン油、ポリアルファ
オレフィン、パラフィン系鉱油、ナフテン系鉱油等の冷
凍機油を単独または混合したもので、ハイドロフルオロ
カーボンを主成分としたHFC134a等の冷媒と相互
溶解性の無いまたは少ないものある。8は、ヘッダー5
内に挿入された吸入配管6の上方の側面に設けた油戻し
孔である。
【0004】次に動作について説明する。圧縮機1より
吐出された冷媒は、凝縮器2で凝縮され、キャピラリチ
ューブ3にて減圧膨張し、蒸発器4で蒸発し、この蒸発
器4で蒸発しきれない冷媒は、ヘッダー5に貯留され、
気相分のみが、吸入配管6を経て圧縮機1に吸入され
る。このとき冷凍機油7は、冷媒とともに圧縮機1より
吐出され配管内を流動し、蒸発器4へ至る。
【0005】冷凍機油7は、蒸発気化する冷媒とともに
蒸発器4内を流動し、ヘッダー5にいたり、そこに貯留
される液冷媒とともにヘッダーに貯留される。ここで、
冷凍機油7の比重が液冷媒より軽く、また冷媒との間に
相互溶解性がないため、冷媒と冷凍機油7は、二相分離
し、液冷媒の上に冷凍機油7が浮く形となる。
【0006】この冷凍機油7の液面が、油戻し孔8に達
すると、冷凍機油7は、油戻し孔8より、吸入配管6に
吸入され圧縮機1の吸入される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、蒸発器4での負荷が極めて少ない場合、
ヘッダー5に貯留される液冷媒が過剰となり、冷凍機油
7とともに液冷媒が吸入され、圧縮機1で液圧縮を発生
する危険性があった。
【0008】また、圧縮機1の停止中、冷媒は最も温度
の低い要素内で、凝縮液化するため、停止中に蒸発器4
やヘッダー5に滞留した冷媒が、圧縮機1の起動と同時
に吸入配管6に吸入され、やはり、圧縮機1に吸入され
て液圧縮を起こし、圧縮機の寿命や信頼性の上で大きな
課題であった。
【0009】
【課題を解決するための手段】そこで本発明の冷凍サイ
クルは、圧縮機と、凝縮器と、膨張機構と、蒸発器と、
これらを順次環状に接続してなる冷凍サイクルと、前記
蒸発器に送風する送風機と、ハイドロフルオロカーボン
を主成分とする冷媒と、前記冷媒と相互溶解性の無いま
たは少ない冷凍機油と、前記蒸発器と圧縮機の間に設置
し圧縮機からの配管である吸入配管を下部、蒸発器から
の配管を上部に接続したヘッダーと、前記ヘッダーの下
部より挿入した吸入配管と、前記ヘッダー内の吸入配管
の上方の側面に設けた油戻し孔と、前記吸入配管を前記
蒸発器内に配設した後、前記圧縮機に接続した。
【0010】さらに、圧縮機と、凝縮器と、膨張機構
と、蒸発器と、これらを順次環状に接続してなる冷凍サ
イクルと、前記蒸発器に送風する送風機と、ハイドロフ
ルオロカーボンを主成分とする冷媒と、前記冷媒と相互
溶解性の無いまたは少ない冷凍機油と、前記蒸発器と圧
縮機の間に設置し圧縮機からの配管を上部、蒸発器から
の配管を下部に接続したヘッダーと、前記ヘッダーの下
部より挿入した油戻し管と、前記油戻し管を前記蒸発器
の風上側パスに接続し、前記ヘッダーと圧縮機間の配管
である吸入配管に接続した。
【0011】また、油戻し管が接続する吸入配管部にオ
リフィスを設けた。
【0012】
【作用】上記構成により、本発明の冷凍サイクルは、ヘ
ッダーから冷凍機油とともに吸入配管に流出した液冷媒
を蒸発器内で、再度冷媒分を蒸発させるため、圧縮機へ
冷媒が到達しない。
【0013】また、ヘッダー内の冷媒を下から上への流
れとし、吸入配管へ冷媒蒸気だけを流入させ、ヘッダー
内の液冷媒上部にと二相分離した冷凍機油を油戻し管に
より導出し、さらに油戻し管を蒸発器内に配設して、冷
凍機油とともに流出した液冷媒を蒸発させた後、吸入配
管と合流させることで、冷媒の気液分離と冷凍機油の圧
縮機への変換を両立した。
【0014】さらに、吸入配管の油戻し管接続部に設け
たオリフィスで負の静圧を発生させ、油戻し管からの冷
凍機油流れを促進し、冷凍機油の圧縮機への返還を確実
にした。
【0015】
【実施例】本発明の一実施例について図1を参考に説明
するが、従来と同一構成については、同一の符号を付
し、詳細な説明を省略する。
【0016】9は送風機であり、蒸発器4の近傍に設置
され、蒸発器4で熱交換する空気を蒸発器4に供給す
る。10は吸入配管Aで、蒸発器4を流れる空気の最上
流位置に設けた熱交換部10aを有する。
【0017】次に動作について説明する。ヘッダー5内
には、冷凍機油7が、相互溶解性のないHFC134a
等のハイドロフルオロカーボンを主体とした冷媒と二相
分離し、冷媒の上に滞留している。この冷凍機油7のヘ
ッダー5内油面が、油戻し孔8の位置に達すると、油戻
し孔8より、吸入配管A10内に流入する。
【0018】このとき、蒸発器4の負荷が減少したり、
また、停止中の温度最低点集中して、ヘッダー5内の冷
媒液面が上昇すると、油戻し孔8位置は、冷凍機油7の
層を通り過ぎ、冷媒層となるため、油戻し孔8からは、
液冷媒が吸入配管A10内に流入する。
【0019】このヘッダー5から油戻し孔8を通じて流
出した液冷媒は、吸入配管の一部である熱交換部10a
を通過する。
【0020】このとき、熱交換部10aでは、蒸発器4
の送風機9から供給される空気の入口である最上流部に
設置されているので、最も温度の高い空気と熱交換する
ことになる。このため、液冷媒、あるいは冷凍機油7と
混合されて流入した液冷媒は、熱交換により、液冷媒が
蒸発気化することとなる。
【0021】このため、吸入配管A10内は、気化した
冷媒蒸気と、冷凍機油7のみとなり、圧縮機1へ吸入さ
れる。
【0022】次に第2の実施例について図2を参考に説
明する。11はヘッダー、12は吸入配管B、13は油
戻し管、13aは油戻し管13の一部で蒸発器4の空気
流れの最上流位置に配設される。14は、前記吸入配管
B12と油戻し管13の合流部である。15は蒸発器4
とヘッダー11を接続する蒸発器出口管である。
【0023】吸入配管B12は、ヘッダー11の上部に
接続される。また、蒸発器出口管15は、ヘッダー11
の下部より、ヘッダー11内に挿入される。蒸発器出口
管15は、ヘッダー11上部まで挿入されている。油戻
し管13は、蒸発器出口管15と同様にヘッダー11内
に挿入されているが、その先端位置は、蒸発器出口管1
5先端より下方に位置している。
【0024】次に動作について説明する。ヘッダー11
は、流れが、下から上に向かうよう構成しているので、
冷媒の気相分のみがヘッダー11上部に取り付けた吸入
配管B12に流れ、蒸発器4で蒸発できなかった液冷媒
がヘッダー11内に滞留する。同時に圧縮機1から吐出
され、冷媒とともに循環している冷凍機油7も同時にヘ
ッダー11内に滞留する。冷凍機油7は、冷媒と相互溶
解性が無いか、または小さいため、二相分離し、結果と
して冷凍機油7は、液冷媒の上に層を成して滞留する。
【0025】この冷凍機油7の層が、油戻し管13の先
端に到達すると、冷凍機油7は油戻し管13より、ヘッ
ダー11外に流出する。さらに、冷媒が滞留し、冷凍機
油7と冷媒の境界層が油戻し管13の先端に達すると、
冷媒と冷凍機油7の混合体が、またさらに冷媒が滞留す
ると液冷媒のみが、油戻し管13から流出する。
【0026】この油戻し管13から流出した液冷媒は、
蒸発器4に設けた油戻し管13の熱交換部13aに到達
する。熱交換部13aは、蒸発器4の空気側の入口部に
設けているので、最も温度の高い空気と熱交換をするこ
とになり、液冷媒はすべて蒸発気化し、気相のみとな
る。この後、合流部14で油戻し管13は、吸入配管B
12と合流し、圧縮機1へ、冷媒蒸気と冷凍機油7が返
る。
【0027】次に第3の実施例について説明する。16
は、吸入配管B12と油戻し管13の合流部14に設け
たオリフィスである。
【0028】次に動作について説明する。ヘッダー11
の出口である吸入配管B12と油戻し管13は、並列な
配管である。通常、吸入配管B12は圧力損失による効
率低下を防止するため、できるだけ大きな内径の管が使
用される。
【0029】また、油戻し管12は本来、冷媒に比べ循
環量の極めて少ない冷凍機油7のみを通過させればよい
ので、細い管が使用できる。
【0030】このため、当然、油戻し管7の流量は少な
く、流速も遅いため、油戻し管13内に油が滞留する可
能性がある。このとき、両者の合流部14に設けたオリ
フィスにより、吸入配管B12内の冷媒流の速度を上げ
ると、ベルヌーイの法則により、オリフィス中央に開口
する油戻し管13に負の静圧が発生する。
【0031】これにより、油戻し管13内の冷凍機油7
の流れが促進され、油戻し管13を流れる冷凍機油7
は、オリフィス16で霧化し、冷媒蒸気とともに圧縮機
1へ吸入される。
【0032】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明の
冷凍サイクルは、圧縮機と、凝縮器と、膨張機構と、蒸
発器と、これらを順次環状に接続してなる冷凍サイクル
と、前記蒸発器に送風する送風機と、ハイドロフルオロ
カーボンを主成分とする冷媒と、前記冷媒と相互溶解性
の無いまたは少ない冷凍機油と、前記蒸発器と圧縮機の
間に設置し圧縮機からの配管である吸入配管を下部、蒸
発器からの配管を上部に接続したヘッダーと、前記ヘッ
ダーの下部より挿入した吸入配管と、前記ヘッダー内の
吸入配管の上方の側面に設けた油戻し孔と、前記吸入配
管を前記蒸発器内に配設した後、前記圧縮機に接続した
ので、ヘッダーで貯留できなくなり吸入配管に流出した
液冷媒を再度熱交換することで蒸発気化するので、圧縮
機への液冷媒吸入が無くなり、信頼性上大きな問題とな
る液圧縮を未然に防止することができる。
【0033】さらに、圧縮機と、凝縮器と、膨張機構
と、蒸発器と、これらを順次環状に接続してなる冷凍サ
イクルと、前記蒸発器に送風する送風機と、ハイドロフ
ルオロカーボンを主成分とする冷媒と、前記冷媒と相互
溶解性の無いまたは少ない冷凍機油と、前記蒸発器と圧
縮機の間に設置し圧縮機からの配管を上部、蒸発器から
の配管を下部に接続したヘッダーと、前記ヘッダーの下
部より挿入した油戻し管と、前記油戻し管を前記蒸発器
の風上側パスに接続し、前記ヘッダーと圧縮機間の配管
である吸入配管に接続した。
【0034】このため、ヘッダーから冷媒蒸気と液冷媒
を分離し、冷媒蒸気のみを吸入配管に流すこととなり、
また、二相分離した冷凍機油は、油戻し管より、ヘッダ
ー外へ流出し、さらに、混合されて流出した液冷媒も蒸
発器に設けた熱交換部で蒸発気化した後で吸入配管と合
流させるので、冷媒蒸気のみが圧縮機へ吸入され、信頼
性上大きな問題となる液圧縮を未然に防止することがで
きる。
【0035】また、油戻し管が接続する吸入配管部にオ
リフィスを設けたので、油戻し管内に、滞留しがちにな
る冷凍機油をオリフィス部で発生させた負の静圧により
吸入配管内へ吸引するので油戻り不足による、圧縮機内
の摺動部潤滑不足による摩耗等が発生せず、信頼性の上
で多大な効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の冷凍サイクル図
【図2】本発明の第2の実施例の冷凍サイクル図
【図3】本発明の第3の実施例の合流部の断面図
【図4】従来の冷凍サイクル図
【符号の説明】
1 圧縮機 2 凝縮器 3 キャピラリチューブ 4 蒸発器 5 ヘッダー 7 冷凍機油 9 送風機 10 吸入配管A 11 ヘッダー 12 吸入配管B 13 油戻し管 16 オリフィス

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧縮機と、凝縮器と、膨張機構と、蒸発
    器と、これらを順次環状に接続してなる冷凍サイクル
    と、前記蒸発器に送風する送風機と、ハイドロフルオロ
    カーボンを主成分とする冷媒と、前記冷媒と相互溶解性
    の無いまたは少ない冷凍機油と、前記蒸発器と圧縮機の
    間に設置し圧縮機からの配管である吸入配管を下部、蒸
    発器からの配管を上部に接続したヘッダーと、前記ヘッ
    ダーの下部より挿入した吸入配管と、前記ヘッダー内の
    吸入配管の上方の側面に設けた油戻し孔と、前記吸入配
    管を前記蒸発器内に配設した後、前記圧縮機に接続した
    冷凍サイクル。
  2. 【請求項2】 圧縮機と、凝縮器と、膨張機構と、蒸発
    器と、これらを順次環状に接続してなる冷凍サイクル
    と、前記蒸発器に送風する送風機と、ハイドロフルオロ
    カーボンを主成分とする冷媒と、前記冷媒と相互溶解性
    の無いまたは少ない冷凍機油と、前記蒸発器と圧縮機の
    間に設置し圧縮機からの配管を上部、蒸発器からの配管
    を下部に接続したヘッダーと、前記ヘッダーの下部より
    挿入した油戻し管と、前記油戻し管を前記蒸発器の中に
    配設し、前記ヘッダーと圧縮機間の配管である吸入配管
    に接続した冷凍サイクル。
  3. 【請求項3】油戻し管を接続する吸入配管部にオリフィ
    スを設けた請求項2記載の冷凍サイクル。
JP4701795A 1995-03-07 1995-03-07 冷凍サイクル Pending JPH08240363A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002349978A (ja) * 2000-08-04 2002-12-04 Denso Corp エジェクタサイクル
JP2010249444A (ja) * 2009-04-17 2010-11-04 Sharp Corp 冷凍冷蔵庫
CN109373657A (zh) * 2018-11-19 2019-02-22 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 空调系统及其控制方法

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