(57)【要約】【課題】並列に接続されて運転される一方の圧縮機が吐油量の少ない圧縮機で、他方の圧縮機が吐油量の多い圧縮機である場合に、各圧縮機内の冷凍機油量をほぼ均等化する。【解決手段】室外ユニット１００に並列に接続された第１圧縮機１１０と第２圧縮機１２０の少なくとも２台の圧縮機を備え、各圧縮機１１０，１２０の吐出管にオイルセパレータ１１１，１２１を設け、第１圧縮機側の第１オイルセパレータ１１１を油戻し配管１１４を介して第２圧縮機１２０の吸入管１６４に接続し、第２圧縮機側の第２オイルセパレータ１２１を油戻し配管１２４を介して第１圧縮機１１０の吸入管１６３に接続する冷凍装置において、第１圧縮機１１０にロータリー圧縮機を用い、第２圧縮機１２０にスクロール圧縮機を用い、第１圧縮機１１０の油貯留部１１０ｂを導油管１１８を介して第２圧縮機１２０の吸入管１６４に接続する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
室外ユニットに、並列に接続された第１圧縮機と第２圧縮機の少なくとも２台の圧縮機を備え、上記各圧縮機の吐出管にオイルセパレータが設けられ、上記第１圧縮機側の第１オイルセパレータが第１油戻し配管を介して上記第２圧縮機の吸入管に接続されているとともに、上記第２圧縮機側の第２オイルセパレータが第２油戻し配管を介して上記第１圧縮機の吸入管に接続されている冷凍装置において、
上記第１圧縮機と上記第２圧縮機は吐油量が異なり、上記吐油量の少ない方の第１圧縮機の油貯留部が、減圧手段を含む導油管を介して上記吐油量の多い方の第２圧縮機の吸入管に接続されていることを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
上記第１圧縮機がロータリー圧縮機で、上記第２圧縮機がスクロール圧縮機であることを特徴とする請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項３】
上記第１圧縮機の吸入管と上記第２圧縮機の吸入管は相互に連通されており、上記第２圧縮機の吸入管に対する上記第１油戻し配管および上記導油管の接続位置は、上記第２圧縮機が運転停止状態のとき、上記第１油戻し配管および上記導油管から上記第２圧縮機側に供給される冷凍機油が重力により落下し、上記第１圧縮機に吸い込まれる位置であることを特徴とする請求項１または２に記載の冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、室外ユニットに並列に接続された第１圧縮機と第２圧縮機の少なくとも２台の圧縮機を備え、オフィスビルや共同住宅等の大型建物に好適な冷凍装置に関し、さらに詳しく言えば、各圧縮機内の冷凍機油量をほぼ均等化する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
オフィスビルや共同住宅等の大型建物の空調設備には、１台の室外ユニットから建物内に設置される複数台の室内ユニットに冷媒を供給する、いわゆるマルチエアコンシステムが採用されている。なお、大規模システムでは、室外ユニットが複数台とされることもある。
【０００３】
マルチエアコンシステムにおいては、室内ユニットの運転台数により要求される冷房能力もしくは暖房能力が異なるため、これに対応できるように、室外ユニットには複数台の圧縮機が搭載される。
【０００４】
圧縮機が２台の場合について説明すると、通常、第１圧縮機にはインバータ制御による回転数可変型の圧縮機が用いられ、第２圧縮機には回転数一定の一定速型の圧縮機が用いられる。
【０００５】
所定の能力までは、第２圧縮機を停止状態として、第１圧縮機のみがインバータにより回転数が制御されて運転される。これに対して、所定以上の能力が要求される場合には、第１圧縮機とともに、一定速型の第２圧縮機が運転される。
【０００６】
このように、第１圧縮機のみを運転する場合、第１，第２圧縮機をともに運転する場合のいずれの場合においても、各圧縮機内で冷凍機油の過不足が生じないようにする必要がある。
【０００７】
その対策の一例として、特許文献１に記載された発明では、第１圧縮機の油貯留部と第２圧縮機の吸入管とを油戻し配管を介して接続し、第２圧縮機の油貯留部と第１圧縮機の吸入管とを油戻し配管を介して接続するようにしている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−３２４２３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献１に記載された発明によれば、圧縮機を２台とも運転する場合には、第１圧縮機から第２圧縮機に、また、第２圧縮機から第１圧縮機にそれぞれ余剰の冷凍機油が戻され、圧縮機を１台だけ運転する場合には、余剰の冷凍機油が自機に戻されるため、各圧縮機内に適正量の冷凍機油が保たれる。
【００１０】
しかしながら、各圧縮機で冷凍機油の吐油量（吐出ガスとともに吐出される冷凍機油の量）が異なると、上記従来技術では対応できない場合がある。
【００１１】
例えば、常に運転されるインバータ制御による第１圧縮機がロータリ圧縮機で、所定以上の能力が要求される場合に運転される一定速型の第２圧縮機がスクロール圧縮機であるとすると、構造的にスクロール圧縮機の方がロータリ圧縮機よりも吐油量が多い。
【００１２】
その理由は、ロータリ圧縮機では、通常、冷媒圧縮部は電動機の下部側に配置され、冷媒圧縮部にて生成された冷媒ガスは、電動機側に存在する通路や隙間を通って吐出管から吐出されるため、冷媒ガスと冷凍機油とが分離されやすい。これに対して、スクロール圧縮機では、通常、冷媒圧縮部は電動機の上部に配置されるため、内部高圧型の場合にしても、冷媒圧縮部にて生成された冷媒ガスは、電動機をほとんど通過することなく、吐出管から吐出されることによる。
【００１３】
このように、各圧縮機で吐油量の差により冷凍機油の量に偏りが生じた場合、上記従来技術ではその差を解消することは困難で、最悪の場合、油面低下により油ぎれとなり焼き付き事故に至るおそれがある。なお、同じロータリ圧縮機の中でも、また、同じスクロールの中でも、吐油量が異なる場合がある。
【００１４】
したがって、本発明の課題は、並列に接続されて運転される一方の圧縮機が吐油量の少ない圧縮機で、他方の圧縮機が相対的に吐油量が多い圧縮機である場合においても、各圧縮機内の冷凍機油量をほぼ均等化することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するため、本発明は、室外ユニットに、並列に接続された第１圧縮機と第２圧縮機の少なくとも２台の圧縮機を備え、上記各圧縮機の吐出管にオイルセパレータが設けられ、上記第１圧縮機側の第１オイルセパレータが第１油戻し配管を介して上記第２圧縮機の吸入管に接続されているとともに、上記第２圧縮機側の第２オイルセパレータが第２油戻し配管を介して上記第１圧縮機の吸入管に接続されている冷凍装置において、上記第１圧縮機と上記第２圧縮機は吐油量が異なり、上記吐油量の少ない方の第１圧縮機の油貯留部が、減圧手段を含む導油管を介して上記吐油量の多い方の第２圧縮機の吸入管に接続されていることを特徴としている。
【００１６】
特に言えば、上記第１圧縮機にはロータリー圧縮機が用いられ、上記第２圧縮機にはスクロール圧縮機が用いられる。
【００１７】
本発明において、上記第１圧縮機の吸入管と上記第２圧縮機の吸入管は相互に連通されており、上記第２圧縮機の吸入管に対する上記第１油戻し配管および上記導油管の接続位置は、上記第２圧縮機が運転停止状態のとき、上記第１油戻し配管および上記導油管から上記第２圧縮機側に供給される冷凍機油が重力により落下し、上記第１圧縮機に吸い込まれる位置であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、室外ユニットに、並列に接続された第１圧縮機と第２圧縮機の少なくとも２台の圧縮機を備え、各圧縮機の吐出管にオイルセパレータが設けられ、第１圧縮機側の第１オイルセパレータが第１油戻し配管を介して第２圧縮機の吸入管に接続されているとともに、第２圧縮機側の第２オイルセパレータが第２油戻し配管を介して第１圧縮機の吸入管に接続されている冷凍装置において、第１圧縮機と第２圧縮機は吐油量が異なり、吐油量の少ない方の第１圧縮機の油貯留部を減圧手段を含む導油管を介して吐油量の多い方の第２圧縮機の吸入管に接続するようにしたことにより、比較的冷凍機油が潤沢に存在する第１圧縮機（例えば、ロータリ圧縮機）から吐油量の多い第２圧縮機（例えば、スクロール圧縮機）に導油管を介して冷凍機油が供給されるため、各圧縮機内の冷凍機油量をほぼ均等化することができる。
【００１９】
また、第１圧縮機の吸入管と第２圧縮機の吸入管が相互に連通されており、第２圧縮機の吸入管に対する第１油戻し配管および導油管の接続位置を、第２圧縮機が運転停止状態のとき、第１油戻し配管および導油管から第２圧縮機側に供給される冷凍機油が重力により落下し、第１圧縮機に吸い込まれる位置とすることにより、第２圧縮機が運転停止状態のときには、第１油戻し配管および導油管から第２圧縮機側に供給される冷凍機油が第１圧縮機に吸い込まれ、第２圧縮機が運転状態のときには、第１油戻し配管および導油管から第２圧縮機側に供給される冷凍機油がそのまま第２圧縮機に吸い込まれることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に、図１および図２により、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。図１は本発明の実施形態に係る冷凍装置の全体的な構成を示す冷媒回路図で、図２は上記冷凍装置に含まれる室外ユニットの圧縮機構部を示す拡大図である。
【００２１】
まず、図１を参照して、この冷凍装置は、室外ユニット１００と室内ユニット２００とを備える。室外ユニット１００には、圧縮機構部１０１と、四方弁（流路切替弁）１３０と、室外ファン１４１を有する室外熱交換器１４０と、室外膨張弁１５０と、アキュムレータ１６０とが含まれている。
【００２２】
室内ユニット２００には、それぞれ室内膨張弁２１１を有する複数台（この例では作図上３台）の室内熱交換器２１０が液側配管１１とガス側配管１２との間に並列に接続されている。各室内熱交換器２１０には室内ファンが付設されるが、その図示は省略されている。
【００２３】
次に、図２を参照して、この実施形態によると、圧縮機構部１０１には、吐出側ガス配管１３に対して並列に接続される第１，第２の２台の圧縮機１１０，１２０が設けられている。
【００２４】
この実施形態において、第１圧縮機１１０には、インバータ制御による回転数可変型のロータリー圧縮機が用いられ、第２圧縮機１２０には、回転数一定の一定速型のスクロール圧縮機が用いられる。ロータリ圧縮機は、シングルロータ，通常のツインロータやインジェクション方式のツインロータ等であってよい。
【００２５】
第１圧縮機１１０の冷媒吐出管１１０ａは、オイルセパレータ１１１および逆止弁１１２を介して吐出側ガス配管１３に接続され、また、第２圧縮機１２０の冷媒吐出管１２０ａは、オイルセパレータ１２１および逆止弁１２２を介して吐出側ガス配管１３に接続される。
【００２６】
オイルセパレータ１１１，１２１は、それぞれ高圧吐出ガス冷媒に含まれている冷凍機油を分離し、逆止弁１１２，１２２は、それぞれ他機からの高圧吐出ガス冷媒が自機に入り込むのを阻止する。
【００２７】
アキュムレータ１６０は、各圧縮機１１０，１２０の冷媒の吸い込み側に設けられ、仕事を終えた冷媒が戻される。アキュムレータ１６０から低圧冷媒ガスの主吸込管１６１が引き出され、その端部に分岐管１６２が設けられている。
【００２８】
分岐管１６２は二股であって、その一方に第１圧縮機１１０の吸入管１６３が接続され、その他方に第２圧縮機１２０の吸入管１６４が接続される。なお、この実施形態において、第１圧縮機１１０は液バック量がより少ないことが要求されるロータリー圧縮機であるため、第１圧縮機１１０の吸い込み側には、サブアキュムレータ１１３が設けられている。
【００２９】
第１圧縮機１０側のオイルセパレータ１１１は、減圧手段としてのキャピラリーチューブ１１５を有する油戻し配管１１４を介して第２圧縮機１２０の吸入管１６４に接続される。
【００３０】
同様に、第２圧縮機１２０側のオイルセパレータ１２１は、減圧手段としてのキャピラリーチューブ１２５を有する油戻し配管１２４を介して第１圧縮機１２０の吸入管１６３に接続される。
【００３１】
これ以外に、本発明では、第１圧縮機（ロータリ圧縮機）１１０の油貯留部１１０ｂが減圧手段としてのキャピラリーチューブ１１７を含む導油管１１６を介して第２圧縮機（スクロール圧縮機）１２０の吸入管１６４に接続される。
【００３２】
吸入管１６４に対する油戻し配管１１４および導油管１１６の接続位置は、油戻し配管１１４および導油管１１６から第２圧縮機１２０側に供給される冷凍機油が重力により落下し得る位置とされる。例えば、吸入管１６４に分岐管１６２側に向けて下り勾配となる傾斜部がある場合、その傾斜部に油戻し配管１１４および導油管１１６を接続する。
【００３３】
これによれば、吸入管１６３と吸入管１６４は、分岐管１６２の部分で相互に連通しているため、第２圧縮機１２０が運転停止状態のときには、油戻し配管１１４および導油管１１６から第２圧縮機側に供給される冷凍機油が第１圧縮機１１０に吸い込まれ、第２圧縮機１２０が運転状態のときには、油戻し配管１１４および導油管１１６から第２圧縮機１２０側に供給される冷凍機油がそのまま第２圧縮機１２０に吸い込まれる。
【００３４】
次に、この冷凍装置の運転動作について説明する。所定の能力までは、第２圧縮機１２０を停止状態として、第１圧縮機１１０のみがインバータにより回転数が制御されて運転される。これに対して、所定以上の能力が要求される場合には、第１圧縮機１１０とともに、一定速型の第２圧縮機１２０が運転される。
【００３５】
冷房運転時には、四方弁１３０が図１の実線状態に切り替えられる。これにより、圧縮機構部１０１から吐出されたガス冷媒は四方弁１３０から室外熱交換器１４０に至り、外気と熱交換して凝縮する（冷房運転時、室外熱交換器１４０は凝縮器として作用する）。
【００３６】
室外熱交換器１４０で凝縮された液冷媒は、室外膨張弁１５０に対して並列に接続されている逆止弁１５１を通り、室内ユニット２００に供給される。
【００３７】
室内ユニット２００側において、液冷媒は各室内膨張弁２１１で所定の圧力に減圧されたのち、室内熱交換器２１０で室内空気と熱交換して蒸発し、これにより、室内空気が冷却される（冷房運転時、室熱交換器２１０は蒸発器として作用する）。
【００３８】
室内熱交換器２１０で蒸発されたガス冷媒は、四方弁１３０を介してアキュムレータ１６０に入り、液冷媒が分離されたのち、圧縮機構部１０１に戻される。
【００３９】
暖房運転時には、四方弁１３０が図１の鎖線状態に切り替えられる。これにより、圧縮機構部１０１から吐出されたガス冷媒は四方弁１３０から室内熱交換器２１０に至り、室内空気と熱交換して凝縮し、これにより、室内空気が暖められる（暖房運転時、室内熱交換器２１０は凝縮器として作用する）。
【００４０】
室内熱交換器２１０で凝縮された液冷媒は、暖房能力に応じて弁開度が制御される室内膨張弁２１１を通り、室外ユニット１００に供給される。
【００４１】
室外ユニット１００側において、液冷媒は室外膨張弁１５０で所定の圧力に減圧されたのち、室外熱交換器１４０で外気と熱交換して蒸発する（暖房運転時、室外交換器１４０は蒸発器として作用する）。
【００４２】
室外熱交換器１４０で蒸発されたガス冷媒は、四方弁１３０を介してアキュムレータ１６０に入り、液冷媒が分離されたのち、圧縮機構部１０１に戻される。
【００４３】
第１，第２圧縮機１１０，１２０がともに運転しているときには、第１圧縮機１１０側のオイルセパレータ１１１にて分離された冷凍機油が油戻し配管１１４を介して、また、第１圧縮機１１０の油貯留部１１０ｂ内の冷凍機油が導油管１１６を介して第２圧縮機１２０の吸入管１６４に供給されるとともに、第２圧縮機１２０側のオイルセパレータ１２１にて分離された冷凍機油が油戻し配管１２４を介して第１圧縮機１２０の吸入管１６３に供給され、これにより、各圧縮機１１０，１２０内の冷凍機油量がほぼ均等化される。
【００４４】
第１圧縮機１１０のロータリ圧縮機と、第２圧縮機１２０のスクロール圧縮機とでは、上記した理由により、構造的にスクロール圧縮機の方がロータリ圧縮機よりも高圧ガスとともに吐出される冷凍機油の量も多いが、本発明によれば、その分、第１圧縮機１１０のロータリ圧縮機側から導油管１１６を介して余剰の冷凍機油が第２圧縮機１２０のスクロール圧縮機側に供給されるため、各圧縮機１１０，１２０で吐油量の差による冷凍機油の量に偏りを解消することができる。
【００４５】
また、第１圧縮機１１０のみが運転され、第２圧縮機１２０が停止している場合には、油戻し配管１１４および導油管１１６から第２圧縮機１２０側に供給される冷凍機油が第１圧縮機１１０に吸い込まれる。
【００４６】
上記実施形態では、第１圧縮機（インバータ制御によるロータリ圧縮機）１台と、第２圧縮機（一定速型スクロール圧縮機）１台の組み合わせとしているが、第１，第２圧縮機がともに複数台の場合でも、本発明は適用可能である。
【００４７】
また、吐油量が異なることを前提として、２台ともに同一圧縮形式の圧縮機（例えば、ロータリ圧縮機もしくはスクロール圧縮機）であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施形態に係る冷凍装置の全体的な構成を示す冷媒回路図。
【図２】上記冷凍装置に含まれる室外ユニットの圧縮機構部を示す拡大図。
【符号の説明】
【００４９】
１００  室外ユニット
１０１  圧縮機構部
１１０  第１圧縮機
１２０  第２圧縮機
１１１，１２１  オイルセパレータ
１１２，１２２  逆止弁
１１４，１２４  油戻し管
１１５，１１７，１２５  キャピラリーチューブ
１１６  導油管
１３０  四方弁
１４０  室外熱交換器
１５０  室外膨張弁
１６０  アキュムレータ
１６３，１６４  吸入管
２００  室内ユニット
２１０  室内熱交換器
２１１  室内膨張弁
【図１】
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【図２】
2010139155.tif 000004