JPS6332254A - 並列圧縮式冷凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、第１及び第２の圧縮機を搭載した容量制御
可能な並列圧縮式冷凍装置の改良に関するものである。

〔従来の技術〕

第２図は特開昭５８−７７１８４号に示された従来の並
列圧縮式冷凍装置の配管図であり、図においてｉｌ＋、
（２）は例えば半密閉形の第１及び第２の冷媒圧縮機、
（１０１）は上記第１の冷媒圧縮機Ｉｌ＋のクランクケ
ース、（２０１）は上記第２の冷媒圧縮機（２）のクラ
ンクケース、（ｘｏｇ）　Ｆｉ上記第１の冷媒圧縮機＋
１１　ｉ駆動する駆動モータ、（２０２）は上記第２の
冷媒圧縮機（２１ヲ駆動する駆動モータ、　　（１０８
）は上記第１の冷媒圧縮機Ｉｌ＋の駆動モータ（１０ｊ
ｌ）を収納する吸入室、（２０８）は上記第２の冷媒圧
縮機（２）の駆動モータ（２０２）ｆ収納する吸入室、
（１０４）は第１の冷媒圧縮機（１１のピヌトン等の圧
縮要素、（１０４）は第２の冷媒圧縮機（２）のピスト
ン等の圧縮要素、（１０５）は第１の冷媒圧縮機Ｈ１の
圧縮要素（１０４）’に収納する油溜室、（２０Ｍ）は
第２の冷媒圧縮機（２）の圧縮要素（２Ｇ４）’ｉ収納
する油溜室、（１０Ｂ）は第１の冷媒圧縮機＋１１の吸
入室（１０８）と油溜室（１ｏｓ）とを区画する隔壁、
（２０６）は第２の冷媒圧縮機（２）の吸入室（２ＯＳ
）と油溜室（２０５）とを区画する隔壁、（１０７）は
第１の冷媒圧縮機＋１１の隔壁（１０６）の所定の位置
に設けられた均圧差圧弁、（２０７）は第２の冷媒圧縮
機（２）の隔壁（２０Ｂ）の所定の位置に設けられた均
圧差圧弁であり両差圧弁とも起動時のように吸入室の圧
力が油溜室の圧力よシ著しく低下するときのみ閉となる
。（１０８）は第１の冷媒圧縮機Ｉｌ＋の隔壁（１０８
）の所定の位置に設けられ、第１の冷媒圧縮機Ｉｌ＋の
吸入室（１０８）から油溜室（１０５）へのみ油の流通
を許容する均油逆止弁、（２０８）は第２の冷媒圧縮機
（２）の隔壁（２ｏａ）の所定の位置に設けられ、第２
の冷媒圧縮機（２１の吸入室（１Ｂ）から隣接する油溜
室（２０５’）”−、のみ油の流通を許容する均油逆止
弁、（１０９）は第１の冷媒圧縮機Ｉｌｌの潤滑油の油
面、（２０９）は冷媒圧縮機（２）の潤滑油の油面（３
）は冷凍サイクルの吸入管、（４）は上記冷凍サイクル
の吸入管１３）の管端部から垂直下方に分岐し第１の冷
媒圧縮機１１１の吸入室（１０１３）に連通ずる第１の
ガス吸入管、（６）は上記冷凍サイクルの吸入管１３）
の管端部から垂直上方に分岐し第２の冷媒圧縮機（２）
の吸入室（２ｏａ）に連通〔第１のガス吸入管（４）の
圧力損失〕ならしめるよう配管寸法等設定しである。

（７）は第１の冷媒圧縮機ｉｌ＋のガス吐出管、（８）
は第２の冷媒圧縮機（２）のガス吐出管、（９）は上記
第１の冷媒圧縮機Ｉｌ＋のガス吐出管（７）全通過する
吐出ガスと＠２の冷媒圧縮機（２）のガス吐出管（８）
を通過する吐出ガスとが合流すべく接続された冷凍サイ
クルの高王管、（１０）は第１の冷媒圧縮機Ｉｌｌ。

油溜室（１０５）と第２の冷媒圧縮機（２）の油溜室（
２゜５）とを連通ずる均油管、（１１）はこの均油管に
設けられ第１の冷媒圧縮機ｉｌ＋から第２の冷媒圧縮機
（２）の方向にのみ油の流通を許容する逆止弁である。

α匂は第１　のガス吸入管（４）の垂直または斜めなる
真直部から第２のガス吸入管（５）が水平に分岐する分
岐部である。０騰ハ吸入圧力を検出する圧力センサーで
ある。

第８図は上記分岐部０匂を拡大して示す詳細断面図であ
り、（４０１）　ｄ第１のガス吸入管の内壁面、（５０
１）は上記第２のガス吸入管（５）の開口端、（５０２
）は第２のガス吸入管（６）の開口端（５０１）がベル
マクス状内壁面（１２０ｇ）より突出した突出部、（１
１１）は上記第１のガス吸入管（４）の垂直部に設けた
外向きベルマクス挿入口、（１２０ｇ）は上記外向キペ
ルマクス挿入口のベルマクス状内壁面、（１２０８）は
上記ベルマクス状内壁面（１１０１りと第２のガス吸入
管（５）の円筒表面とが交わる円形状に連なる細隙部で
ある。

上記のように構成された並列圧縮式冷凍装置においては
、第１及び第２の冷媒圧縮機…（２）が商用電源にて並
列運転をする場合、及び第１の冷媒圧縮機（２）が単独
運転する場合に冷凍サイクルの吸入管（３）の内壁部を
冷媒圧縮機側に帰還する潤滑油が、第１のガス吸入管（
４１の内壁面（４０１）に達すると垂直下方に働く重力
と、冷媒ガス流と上記内壁面上の潤滑油との間に生じる
摩擦による誘引力が潤滑油の挙動を支配することになり
、第１のガス吸入管の垂直部に設けた外向きベルマクス
状挿入口（１１１０１）部において、・藤２のガス吸入
管（５）の開口端（５０１）を、＠１のガス吸入管１４
）の内壁面（４０１）より内側に突出させて、第２のガ
ス吸入管（５）を水平に分岐接続しているため、第２の
ガス吸入管（５）には潤滑油が流入しない。

したがって、冷凍サイクルの吸入管（３１を帰還する潤
滑油の殆んど全てが第１のガス吸入管（４）全通過し、
第１の冷媒圧縮機１！１の吸入室（１０１３）に流入す
る。

つ筐り、第２のガス吸入管（６）シたがって第２の冷媒
圧動機＋２１の吸入室（２０Ｂ）Ｉｃは潤滑油は殆んど
流入しない。

前述の如く〔第２のガス吸入管＋５１の圧力損失〕）〔
第１のガス吸入管（４１の圧力損失〕なる様配管寸法等
を定めているので、第１．第２の冷媒圧縮機ｆｉｌ　ｆ
ｉｌｌが商用電源で並列運転をする場合は第２の冷媒圧
縮機１２）の吸入室（１１１０８）の圧力、したがって
、均圧差圧弁（１７）ｋ通し油溜室（２０５）の圧力は
、第１の冷媒圧縮機（１１の吸入室（１０８）の圧力よ
シ低下するため、第１のガス吸入管１４）を通過し、上
記吸入室（１０Ｂ）に返油された潤滑油は均油逆止弁（
１０８）ｉ通じ、第１の冷媒圧縮機＋１１の油溜室（１
０５）に返油され、さらに均油管［＋０１　、逆止弁（
１１）を経日して、第２の冷媒圧縮機（２）の油溜室（
２０５）に返油される。

冷媒圧縮機の吐出ガスと共に送出された潤滑油に、必ら
ず運転している冷媒圧縮機の油溜室に返油されない限り
、摺動部への給油不足を来すに至るが、従来の実施例の
潤滑油の帰Ｒ経路は、第１及び第２の冷媒圧縮機１１１
　＋２１が商用電源にて並列運転を行う場合、及び第１
の冷媒圧縮機（２）が、単独運転を行う場合は、帰還す
る潤滑油の殆んどが、第１のガス吸入管（４）全流下し
て第１の冷媒圧縮機＋１１の吸入室（１０８）に流入し
、第１の冷媒圧縮機ｉｌ＋の均油逆止弁（１０８）５−
通じ隣接する油溜室（１０５）に返油され、さらに均油
管（１０）及び逆止弁（川を紅白して第２の冷媒圧縮機
１２）の油溜室（２０５）に返油される。

この返油量は冷凍サイクルの吸入管（３１を帰還する潤
滑油量に略々等しｈため、第１の冷媒圧縮機１１）の油
溜室（１０５）及び第２の冷媒圧縮機（２）の油溜室（
２０５）の油量は確保され、給油不足による冷媒圧縮機
内の摺動部の異常摩耗或は焼付き等の故障は発生しない
。

ところで、この従来の冷凍装置の電気回路は第４図の如
く構成されている。第４図において、＋２０１は電源、
ｔ、！１１はモータ（１０２）へ電力を供給する電路で
途中にインバータ（至）と開閉器・ムが設けられている
。閾はモータ（２０２）へ電力を供給する電路で途中に
開閉器（２５１か設けられている。屑はコントローラで
高負荷時は開閉器内１２５Ｉ　Ｑ閉路して、肉圧縮磯Ｉ
ｌｌ　ｆ２＋　’ｉ駆動させる。そして予め設定された
所定圧力（以下設定置）と圧力センサ７．０ａ）から入
力される値とを比較し、入力値が設定値を下まわるとイ
ンバータ（至）の出力周波数をＢＯＨｚからＩ　Ｈｚづ
つ減少させ、８０ＨｚＩＣ４で達すると開閉器ｉ？Ｊｌ
開き、圧縮機（２）を停止させ、インバーターの出力周
波数を６０Ｈｚに戻す。そして、更に減少した時は、イ
ンバータ（至）の出力周波数’１ｌＨｚづつ減少させ８
０Ｈｚにまで低下させる。負荷が大きい時はこのように
１運転容量を負荷変動に追従させることで、効率の良い
運転が行なえる。負荷が大きい時は圧縮機（２１を駆動
しφ為つインバータ固の出力周波、数ｉｆｌ、０．Ｈｚ
より大きくシ、圧縮機Ｉｌｌを増速し、運転容量を増大
させる。従って１、負荷増大時も充分に冷却が行なえる
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、従来の装置では圧縮機（２）ヲ商用電源にて駆
動しているときに圧縮機（１）をインバータ制御するの
で、次の問題があった。即ち圧縮機Ｉｌｌへの出力周波
数が増大してくると回転数が増大し、％ｌのガス吸入管
（４）を通過する冷媒量が増加する。従って、第１のガ
ス吸入管（４）での圧力損失が大きくなり、（第２のガ
ス吸入管（５）の圧力損失）第１のガス吸入管１４１の
圧力損失〕の関係が成Ｍしなくなる。この結果、油溜室
（１ｏ５）の圧力が油溜室（＋１！０５）の圧力よシ低
くなり、潤滑油が均油管＋１０１　ｋ流れなくなる。こ
の状態がつづけば油溜室（２０５）の油は枯渇し、つい
には第２の圧−機（２）の潤滑不良に至ると云う問題が
あった。こ♀対策として第２のガス吸入管（４）の径を
よセ細く選秤しておく事が考えられるが、この場合、圧
縮機（２）が常に低い吸入圧力で運転することＫなり、
効率低をまねく。また別の対策として第２の圧縮轡（２
１をインバータ制御すると、今度は出力周波数が低下し
た時に、第２のガス吸入−管１５）内での手刀損失が減
少し、やはり〔第２のガス吸入管（５）の圧力損失≧第
１のガス吸入管１４）の圧力損失〕の関係が成立せず、
同様に第２の圧縮機（２１の潤滑油が枯渇する。

この発明は、上記のような問題を解決するためになされ
たもので、一方の圧縮機をインパ−夕制御することで、
運転容量の制御幅を広くすると共に、常に面圧縮機の潤
滑油を確保することができる並列圧縮式冷凍装置を得ん
とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、一方の圧縮機に電力を供給する電路にイン
バータを設け、かつ負荷に応じて切換えられる切換スイ
ッチ？設けたものである。

〔作用〕

負荷が大きい時は、第１の圧縮機を商用電源で運転し、
これに第２の圧縮機の商用電源による駆動と停止を組合
せ、負荷が小さい時は、第１の圧縮機を停止し、第２の
圧縮機をインバータ制御して駆動する。

〔実施例〕

冷媒回路は従来の第２図と全く同一である。

電気回路が第１図の如くになっている。第４図と同一符
号は同一部分を示す。（ハ）は切換スイッチで、コント
ローラ（ロ）にて制御される。

負荷が大きい時は、切換スイッチ■は（イ）側に閉じて
おり、開閉器１２３１（至）が閉じている。従って、面
圧縮機Ｉｌ＋　＋２１は商用電源−にて駆動される。負
荷が減少し、圧力センサーα樽の入力値を下まわるとコ
ントローラーは開閉器（２［９’ｔ−開く。この圧縮機
＋１１の単独運転でも負荷の方が小さく、圧力センサ（
１３）の入力値が設定値を下着わる時は、開閉器−を開
き、開閉器＠を閉じると同時に切換スイッチ（ハ）を（
ロ）側に切換える。そして、更に負荷が減少した時は、
インバータ（至）の出力周波数を減少させる。

以上のように運転させるので、運転状態としては、まず
面圧縮機＋１１　＋２１の商用電源による同時運転があ
るが、これは、従来と同様であり、問題ない。

次に、圧縮機＋１１の商用電源による単独運転があるが
、この時は、第１の圧縮機（１１から出た潤滑油が第１
の圧縮機＋１１へ戻るので、これも問題ない。そして、
第２の圧縮機（２１のインバータ制御運転であるが、こ
の時、第１圧縮機１１１が停止しているので、第１のガ
ス吸入管（４）での圧力損失はＯである。従って、第２
のガス吸入管（５）を通過するガス量が減少し、圧力損
失が減少しても、〔＠２のガス吸入管（５）の圧力損失
≧第１のガス吸入管（４）の圧力損失〕の関係は常に成
立する。

よって、常に油溜室（１０５）から油溜室（１１０５）
への潤滑油の流れは保たれ第２の圧縮機（２）から出た
潤滑油は第２の圧縮機（りに戻る。

伺、第１図において、モータ（ｌｏｇ）と（ｇｏｓ）を
入れ換えて、軽負荷時は第１の圧縮機＋１１のみをイン
バータ制御しても、同様ＶＣ常に油面は適正ｔｉｃ保た
れる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、負荷の大発停を組合
わせ、負荷の小さい時は、いずれか一方の圧縮機を停止
させると共に、他方の圧縮機全インバータ制御するよう
にしたので、運転容量の制御幅が大きくかつ、商用電源
による並列運転及び単独運転、さらにインバータ制御運
転のいずれにおいても、常に面圧縮機の油量を確保する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示す冷凍装置の電気回
路図、第２図は並列圧縮式冷凍装置の配管図、第８図は
第２図において鎖線丸印部で示す第２のガス吸入管の分
岐部の拡大図、第４図は従来の装置の電気回路図である
。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。 １１１は第１圧縮機、ｌｌｉ！ｌ　／Ｉ′ｉ第２圧縮機
、固はインバータ、２７１Ｉｒｉコントローラである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第１及び第２の冷媒圧縮機、上記第１の冷媒圧縮機と上
   記第２の冷媒圧縮機とを連通し、上記第１の冷媒圧縮機
   から第２の冷媒圧縮機へのみ油の流通を許容する逆止弁
   を有した均油管、上記第１の冷媒圧縮機へのガスが通る
   第１のガス吸入管、及び第１のガス吸入管から分岐する
   と共にこの分岐部における開口端が上記第１のガス吸入
   管の内壁面より内側に突出し、上記第１のガス吸入管と
   上記第２の冷媒圧縮機とを連通する第２のガス吸入管を
   備えたものにおいて、負荷の大きい運転領域では、上記
   第１、第２の内、いずれかの冷媒圧縮機の商用電源によ
   る運転に、他方の冷媒圧縮機の商用電源による駆動と停
   止を組合せると共に、負荷の小さい運転領域では、上記
   第１、第２の内いずれかの冷媒圧縮機を停止させ、他方
   の冷媒圧縮機をインバータ制御するようにしたことを特
   徴とする並列圧縮式冷凍装置。