JPH08313077A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 負荷変動時や再起動時、寝込み起動時にも圧
縮機内の潤滑油量を確保できること。 【構成】 圧縮機１、室外熱交換器３、膨張弁５、室外
ファン４等からなる室外機７と、室内熱交換器８、室内
ファン９等からなる室内機１０を配管接続し、圧縮機１
の吐出側に油分離器６を設け、油分離器６の底部と圧縮
機１とを絞り機構１２を介して配管接続し、絞り機構１
２を介して圧縮機１に接続される配管は圧縮機１内の最
大油面高さよりも上部に接続する。また絞り機構１２を
流量可変絞り機構として、圧縮機停止時に膨張弁５を全
閉とした後に、流量可変絞り機構１２の流量を増大させ
る圧縮機停止時制御器１３を設け、さらにまた絞り機構
１２を流量可変絞り機構として、圧縮機起動時に流量可
変絞り機構１２の流量を増大させる圧縮機起動時制御器
１４を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、油分離器を有する空気
調和機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、空気調和機として図２に示す
ようなものがある。図２において、１は圧縮機、２は冷
房運転、暖房運転の切換を行う四方弁、３は室外熱交換
器、４は室外ファン、５は膨張弁、６は油分離器であ
り、室外機７を構成している。また８は室内熱交換器、
９は室内ファンであり、室内機１０を構成している。ま
た圧縮機１、油分離器６、四方弁２、室外熱交換器３、
膨張弁５、室内熱交換器８などは配管接続されて、内部
には冷媒が封入されている。また圧縮機１内には圧縮機
メカ部（図示せず）の潤滑や冷却および圧縮機内のモー
ター（図示せず）の冷却のための潤滑油が封入されてい
る。

【０００３】室内機１０で冷房を行う場合には、四方弁
２を図２中の実線のように切り換えて室外熱交換器３を
凝縮器として、室内熱交換器８を蒸発器として作用させ
る。また室内機１０で暖房を行う場合には、四方弁２を
図２中の破線のように切り換えて室外熱交換器３を蒸発
器として、室内熱交換器８を凝縮器として作用させる。

【０００４】ここで、油分離器６は圧縮機１の吐出側に
設けられ、かつ油分離器６の底部と圧縮機１底部とを絞
り機構１１を介して配管接続している。したがって圧縮
機１から冷媒とともに吐出された潤滑油は、一部は油分
離器６によって冷媒と分離されて絞り機構１１を経て圧
縮機１底部に戻されるが、他は冷媒とともに四方弁２を
経て凝縮器となる熱交換器（冷房時には室外熱交換器
３、暖房時には室内熱交換器８）へ導入され、さらに膨
張弁５、蒸発器となる熱交換器（冷房時には室内熱交換
器８、暖房時には室外熱交換器３）、四方弁２を経て再
び圧縮機１に吸入される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例においては、油分離器６で完全に冷媒と潤滑油とを分
離できるものではなく、潤滑油とともに一部の冷媒は絞
り機構１１を経て圧縮機１の底部に戻される。このとき
圧縮機１の底部に滞留した潤滑油内に冷媒が吹き込まれ
ることとなり、潤滑油中への冷媒溶解が促進される。そ
の後、空調負荷の変動などにより圧縮機１内の圧力が低
下したときなどには潤滑油中の冷媒が発泡するために、
冷媒とともに多量の潤滑油が圧縮機１から吐出され、圧
縮機１内では潤滑油不足となり、メカ部の異常磨耗や焼
き付きなどの不具合を生じる問題があった。

【０００６】また、圧力差（吐出圧力と吸入圧力の差）
がある状態で圧縮機１を起動すると圧縮機１内のモータ
ー（図示せず）に過大な電流が流れてモーター焼失が発
生する恐れがあるため、従来から圧縮機１を停止した際
には膨張弁５を開方向に操作して圧力差をなくすように
していた。しかし膨張弁５を開方向に操作して圧力差が
なくなると、油分離器６内の潤滑油は圧縮機１に戻ら
ず、圧縮機１を再起動するときに潤滑油不足となってメ
カ部の異常磨耗や焼き付きなどの不具合を生じる問題が
あった。

【０００７】さらに圧縮機１の起動時には、圧縮機１内
では急激に圧力が低下するために、停止中に潤滑油中に
溶解した冷媒が発泡して冷媒とともに多量の潤滑油が圧
縮機１から吐出され、圧縮機１内では潤滑油不足とな
り、メカ部の異常磨耗や焼き付きなどの不具合を生じる
問題があった。

【０００８】本発明は、従来のこのような課題を考慮
し、圧縮機内の潤滑油を常に確保して信頼性を確保でき
る空気調和機を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、圧縮機、室外熱交換器、膨張弁、室外ファン
等からなる室外機と、室内熱交換器、室内ファン等から
なる室内機を配管接続し、圧縮機の吐出側に油分離器を
設け、油分離器の底部と圧縮機とを絞り機構を介して配
管接続し、絞り機構を介して圧縮機に接続される配管は
圧縮機内の最大油面高さよりも上部に接続することを特
徴とするものである。

【００１０】また、絞り機構を流量可変絞り機構とし
て、圧縮機停止時に室内膨張弁を全閉とした後に、流量
可変絞り機構の流量を増大させる圧縮機停止時制御器を
設けることを特徴とするものである。

【００１１】さらに、絞り機構を流量可変絞り機構とし
て、圧縮機起動時に流量可変絞り機構の流量を増大させ
る圧縮機起動時制御器を設けることを特徴とするもので
ある。

【００１２】

【作用】上記構成の空気調和機では、油分離器の底部と
圧縮機とを絞り機構を介して配管接続し、絞り機構を介
して圧縮機に接続される配管は圧縮機内の最大油面高さ
よりも上部に接続することにより、油分離器で分離され
た潤滑油とともに絞り機構を経て圧縮機の底部に戻され
る冷媒は、圧縮機底部に滞留した潤滑油内に冷媒が吹き
込まれることがなく、潤滑油中への冷媒溶解が促進され
ないため、空調負荷の変動などにより圧縮機内の圧力が
低下したときなどの潤滑油中の冷媒発泡が抑えられ、冷
媒とともに多量の潤滑油が圧縮機から吐出されることな
く、空調負荷の変動などによる圧縮機内圧力低下時に圧
縮機内では潤滑油不足によるメカ部の異常磨耗や焼き付
きなどの不具合を回避できるものである。

【００１３】また、圧縮機停止時に膨張弁を全閉とした
後に、流量可変絞り機構の流量を増大させる圧縮機停止
時制御器を設けることにより、圧縮機を停止した際に圧
力差をなくすとともに油分離器内の潤滑油は圧縮機に確
実に戻されるために、圧縮機を再起動するときに潤滑油
が確保されてメカ部の異常磨耗や焼き付きなどの不具合
を回避できるものである。

【００１４】さらに、圧縮機起動時に流量可変絞り機構
の流量を増大させる圧縮機起動時制御器を設けることに
より、起動時に圧縮機内で急激に圧力が低下するのを抑
えて、潤滑油中に溶解していた冷媒が急激に発泡して冷
媒とともに圧縮機から吐出される潤滑油の量を低減する
とともに、吐出された潤滑油が油分離器で分離されて流
量可変絞り機構を経て圧縮機内に戻ることを促進でき、
圧縮機内で潤滑油が確保され、長時間圧縮機が停止して
いて多量の冷媒が潤滑油に溶け込んでしまった寝込み起
動時などにも、メカ部の異常磨耗や焼き付きなどの不具
合を生じる問題を回避できるものである。

【００１５】

【実施例】以下に本発明をその実施例を示す図面に基づ
いて説明する。

【００１６】図１は、本発明にかかる一実施例の空気調
和機の構成図であり、従来例を示した図２と同一の構成
要素については同一の番号を付している。

【００１７】図１において、１は圧縮機、２は冷房運
転、暖房運転の切換を行う四方弁、３は室外熱交換器、
４は室外ファン、５は膨張弁、６は油分離器であり、室
外機７を構成している。また８は室内熱交換器、９は室
内ファンであり、室内機１０を構成している。また圧縮
機１、油分離器６、四方弁２、室外熱交換器３、膨張弁
５、室内熱交換器８などは配管接続されて、内部には冷
媒が封入されている。また圧縮機１内には圧縮機メカ部
（図示せず）の潤滑や冷却および圧縮機内のモーター
（図示せず）の冷却のための潤滑油が封入されている。

【００１８】また、油分離器６は圧縮機１の吐出側に設
けられ、かつ油分離器６の底部と圧縮機１底部とを流量
可変絞り機構１２を介して配管接続している。したがっ
て圧縮機１から冷媒とともに吐出された潤滑油は、一部
は油分離器６によって冷媒と分離されて流量可変絞り機
構１２を経て圧縮機１底部に戻されるが、他は冷媒とと
もに四方弁２を経て凝縮器となる熱交換器（冷房時には
室外熱交換器３、暖房時には室内熱交換器８）へ導入さ
れ、さらに膨張弁５、蒸発器となる熱交換器（冷房時に
は室内熱交換器８、暖房時には室外熱交換器３）、四方
弁２を経て再び圧縮機１に吸入される。なお、流量可変
絞り機構１２を介して圧縮機１に接続される配管は、圧
縮機内最大油面高さよりも上部に接続されている。

【００１９】ここで、油分離器６では完全に冷媒と潤滑
油とを分離できるものではなく、潤滑油とともに一部の
冷媒は流量可変絞り機構１２を経て圧縮機１の底部に戻
される。しかし流量可変絞り機構１２を介して圧縮機１
に接続される配管は、圧縮機内最大油面高さよりも上部
に接続されているので、流量可変絞り機構１２を経た冷
媒は圧縮機底部に滞留した潤滑油内に吹き込まれること
がなく、潤滑油中への冷媒溶解が促進されないため、空
調負荷変動などにより圧縮機内の圧力が低下したときに
も潤滑油中の冷媒発泡が抑えられ、冷媒とともに多量の
潤滑油が圧縮機１から吐出されることがなくなる。すな
わち空調負荷の変動などによる圧縮機内圧力低下時にも
圧縮機内での潤滑油不足によるメカ部分の異常磨耗や焼
き付きなどの不具合を回避できる。

【００２０】次に、圧縮機１停止時に膨張弁５を全閉と
した後に流量可変絞り機構１２の流量を増大させる圧縮
機停止時制御器１３の動作を説明する。

【００２１】圧縮機停止時制御器１３は、圧縮機１停止
時にまず膨張弁５を閉方向に操作して全閉とする。この
ため圧縮機１吐出部から油分離器６、凝縮器（冷房時に
は室外熱交換器３、暖房時には室内熱交換器８）、膨張
弁５に至る部分は高圧力状態、また膨張弁５から蒸発器
（冷房時には室内熱交換器８、暖房時には室外熱交換器
３）、圧縮機１吸入部および圧縮機１内部は低圧力状態
が維持される。またこの状態で一定時間待機することに
よって、油分離器６内の壁面などの潤滑油は重力によっ
て油分離器６底部に滞留する。すなわち油分離器６内で
冷媒と潤滑油の分離が確実に行われ、潤滑油は油分離器
６の底部に、冷媒はその上方に存在することとなる。そ
こで圧縮機停止時制御器１３が一定時間待機後に流量可
変絞り機構１２の流量を増大させるように操作すること
により、油分離器６内部の圧力（高圧力）と圧縮機１内
部の圧力（低圧力）の差によって油分離器６底部に分離
された潤滑油が確実に圧縮機１内部に戻されるととも
に、吐出部と吸入部の圧力差もなくなる。すなわち圧縮
機１再起動時には、圧縮機１内の潤滑油が確保されてメ
カ部の異常磨耗や焼き付きを防止できるとともに、吐出
部と吸入部の圧力差がない状態で再起動できるのでモー
ター焼失も防止できる。

【００２２】次に、圧縮機起動時に流量可変絞り機構１
２の流量を増大させる圧縮機起動時制御器１４の動作を
説明する。

【００２３】圧縮機起動時制御器１４は、圧縮機１起動
時にまず流量可変絞り機構１２の流量を増大させるよう
に操作する。すると圧縮機１から吐出された冷媒と潤滑
油は、油分離器６頂部から四方弁２を経て凝縮器（冷房
時には室外熱交換器３、暖房時には室内熱交換器８）へ
導入される冷媒および一部の潤滑油と、油分離器６底部
から流量可変絞り機構１２を経て再び圧縮機１に戻され
る一部の冷媒と潤滑油とに分かれる。ここで流量可変絞
り機構１２の流量が増大するように圧縮機起動時制御器
１４が動作しているので、流量可変絞り機構１２を経て
圧縮機１に戻される冷媒および潤滑油が増大するので、
圧縮機１内では急激な圧力低下が抑えられて、潤滑油に
溶解していた冷媒が激しく発泡して冷媒とともに圧縮機
１から吐出される潤滑油の量を低減できるとともに、吐
出された潤滑油が油分離器６で分離されて流量可変絞り
機構１２を経て圧縮機１内に戻ることを促進できる。

【００２４】また圧縮機メカ部で圧縮されると冷媒は高
温高圧となるが、その高温となった冷媒の一部を潤滑油
とともに流量可変絞り機構１２を経て圧縮機１内部に戻
すことによって、圧縮機１内部の潤滑油の温度を徐々に
上昇させて潤滑油中に溶け込んでいた冷媒を少しづつ追
い出すことができる。したがって圧縮機１起動から一定
時間後あるいは圧縮機１温度や潤滑油温度の上昇に応じ
て圧縮機起動時制御器１４が流量可変絞り機構１２の流
量を減少（すなわち四方弁２から凝縮器へと導入される
冷媒流量を増大させて暖房あるいは冷房に寄与する冷媒
を増大）させるように操作して、圧縮機１内の圧力を低
下させても急激な発泡現象が抑制されて圧縮機１から吐
出される潤滑油の量を低減できる。以上のように圧縮機
１の停止時間が長く、潤滑油中に多量の冷媒が溶解した
状態で起動させるときにも圧縮機起動時制御器１４によ
って圧縮機内の潤滑油量を常に確保できて、メカ部の異
常磨耗や焼き付きなどの不具合を回避できる。

【００２５】なお、本実施例では油分離器６底部と圧縮
機１を流量可変絞り機構１２を介して配管接続する構成
としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例
えば油分離器６底部と圧縮機１を複数のキャピラリーと
電磁弁を並列に配管接続することにより、流量可変絞り
機構１２を代用できるのは明らかであり、本発明に含ま
れるものとする。

【００２６】

【発明の効果】以上述べたことから明らかなように本発
明は、油分離器の底部と圧縮機とを絞り機構を介して配
管接続し、絞り機構を介して圧縮機に接続される配管は
圧縮機内の最大油面高さよりも上部に接続することによ
り、油分離器で分離された潤滑油とともに絞り機構を経
て圧縮機の底部に戻される冷媒は、圧縮機底部に滞留し
た潤滑油内に冷媒が吹き込まれることがなく、潤滑油中
への冷媒溶解が促進されないため、空調負荷の変動など
により圧縮機内の圧力が低下したときなどの潤滑油中の
冷媒発泡が抑えられ、冷媒とともに多量の潤滑油が圧縮
機から吐出されることなく、空調負荷の変動などによる
圧縮機内圧力低下時に圧縮機内では潤滑油不足によるメ
カ部の異常磨耗や焼き付きなどの不具合を回避できるも
のである。

【００２７】また本発明は、圧縮機停止時に膨張弁を全
閉とした後に、流量可変絞り機構の流量を増大させる圧
縮機停止時制御器を設けることにより、圧縮機を停止し
た際に圧力差をなくすとともに油分離器内の潤滑油を圧
縮機に確実に戻すために、圧縮機を再起動するときに潤
滑油が確保されてメカ部の異常磨耗や焼き付きなどの不
具合を回避できるものである。

【００２８】さらに本発明は、圧縮機起動時に流量可変
絞り機構の流量を増大させる圧縮機起動時制御器を設け
ることにより、起動時に圧縮機内で急激に圧力が低下す
るのを抑えて、潤滑油中に溶解していた冷媒が急激に発
泡して冷媒とともに圧縮機から吐出される潤滑油の量を
低減するとともに、吐出された潤滑油が油分離器で分離
されて流量可変絞り機構を経て圧縮機内に戻ることを促
進でき、圧縮機内で潤滑油が確保され、長時間圧縮機が
停止していて多量の冷媒が潤滑油に溶け込んでしまった
寝込み起動時などにも、メカ部の異常磨耗や焼き付きな
どの不具合を生じる問題を回避できるものである。

【００２９】本発明は、このようにして圧縮機の信頼性
を確保した空気調和機を実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる一実施例の空気調和機の構成
図。

【図２】従来の空気調和機の構成図。

【符号の説明】

１ 圧縮機 ２ 四方弁 ３ 室外熱交換器 ４ 室外ファン ５ 膨張弁 ６ 油分離器 ７ 室外機 ８ 室内熱交換器 ９ 室内ファン １０ 室内機 １１ 絞り機構 １２ 流量可変絞り機構 １３ 圧縮機停止時制御器 １４ 圧縮機起動時制御器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中間 啓人 大阪府東大阪市高井田本通４丁目２番５号 松下冷機株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも圧縮機、室外熱交換器、膨張
   弁を有する室外機と、少なくとも室内熱交換器を有する
   室内機とを配管接続し、前記圧縮機の吐出側に油分離器
   を設け、前記油分離器の底部と前記圧縮機とを絞り機構
   を介して配管接続し、前記絞り機構を介して前記圧縮機
   に接続される配管は前記圧縮機内の最大油面高さよりも
   上部に接続することを特徴とする空気調和機。
2. 【請求項２】 絞り機構を流量可変絞り機構として、前
   記圧縮機停止時に前記膨張弁を全閉とした後に、前記流
   量可変絞り機構の流量を増大させる圧縮機停止時制御器
   を設けることを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
3. 【請求項３】 絞り機構を流量可変絞り機構として、前
   記圧縮機起動時に前記流量可変絞り機構の流量を増大さ
   せる圧縮機起動時制御器を設けることを特徴とする請求
   項１記載の空気調和機。