(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内の上部に圧縮機構と圧縮された流体の吐出室とを備えるとともに、その下部に圧縮機構駆動用モータとシャフトを、その下に潤滑油溜めを備え、かつ圧縮される流体を圧縮機構の下側且つ上記モータの上部の空間に導入する吸気管と、圧縮された流体を吐出する吐出管とを備えた密閉圧縮機を複数有する空調装置において、上記複数の密閉圧縮機は、少なくとも回転速度を変え能力を変更することのできる可変速密閉圧縮機と定速で運転される定速密閉圧縮機とからなるものであって、上記吐出管に接続されたオイルセパレータと、同オイルセパレータによって圧縮された流体から分離された潤滑油を上記ハウジング内に戻す返油管と、上記可変速密閉圧縮機の潤滑油溜めと定速密閉圧縮機の潤滑油溜めとを連結する均油管とを有し、上記返油管を、上記可変速密閉圧縮機及び上記定速密閉圧縮機に各々接続させるべく分岐させ、上記可変速密閉圧縮機へ潤滑油を戻す分岐した上記返油管を同可変速密閉圧縮機のハウジングの側面に返油管接続孔を設けて接続し、同返油管接続孔の高さを、同可変速密閉圧縮機に油を封入した時の油面より上で、かつ上記モータのステータの上端より下にしたことを特徴とする空調装置。
【請求項２】
ハウジング内の上部に圧縮機構と圧縮された流体の吐出室とを備えるとともに、その下部に圧縮機構駆動用モータとシャフトを、その下に潤滑油溜めを備え、かつ圧縮される流体を圧縮機構の下側且つ上記モータの上部の空間に導入する吸気管と、圧縮された流体を吐出する吐出管とを備えた密閉圧縮機を複数有する空調装置において、上記複数の密閉圧縮機は、少なくとも回転速度を変え能力を変更することのできる可変速密閉圧縮機と定速で運転される定速密閉圧縮機とからなるものであって、上記吐出管に接続されたオイルセパレータと、同オイルセパレータによって圧縮された流体から分離された潤滑油を上記圧縮機側に戻す返油管と、各圧縮機の内部の油溜めの油保有量を均等に確保するための均油管とを有し、上記返油管を上記均油管に接続するとともに、同均油管を各圧縮機のハウジングの側面に均油管接続孔を設けて接続し、同均油管接続孔の高さを圧縮機に油を封入した時の液面よりやや上で、かつ上記モータ下部の位置とし、かつ上記返油管を上記均油管に接続したことを特徴とする空調装置。  
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外部にオイルセパレータを備えた可変速密閉圧縮機と低速密閉圧縮機とからなる複数の密閉圧縮機を有する空調装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は従来の空調装置の回路図である。本回路は、２台の圧縮機を備えており、１ａはインバータによって回転速度を変え能力を変更することのできる密閉スクロール圧縮機、１ｂは定速で運転される密閉スクロール圧縮機である。この回路において、圧縮機１ａのみ１台の圧縮機が運転されている時、または圧縮機１ａと１ｂとの２台の圧縮機が運転されている時の、密閉ハウジング（後述の図６の符号１２）内の底部の油溜めに確実に油を確保するために、均油管９で両圧縮機の油溜めを連結している。圧縮されたガスは吐出管１０ａ，１０ｂを通り、吐出合流管１０を通ってオイルセパレータ２に入る。オイルセパレータで分離されたガス中の油は返油管８を通って減圧されて、アキュームレータ６の吸入管１１に供給され、吸入ガスとともに圧縮機１ａ及び１ｂに戻される。オイルセパレータで分離された吐出ガスは、四方弁７で冷房又は暖房の選択により流れを変えさせられる。
【０００３】
冷房時には、ガスは室外熱交換器３ａ又は３ｂで冷却され、液化する。液はレシーバ５を通り室内熱交換器４ａ又は４ｂで吸熱し、ガス化してアキュームレータ６に戻る。暖房時は室内熱交換器４ａ，４ｂで放熱し、ガスは液化する。液はレシーバ５を通り室外熱交換器３ａ，３ｂで吸熱し、ガス化してアキュームレータ６に戻る。本図では室内熱交換器２台の場合を示したが、多いときは１０台程度まで接続される。インバータ制御の圧縮機は最大１２０Hz程度の高回転で運転し、大能力をだす。
【０００４】
図６は上記の密閉スクロール圧縮機１ａの縦断面図である。密閉ハウジング１２内上部にはスクロール型圧縮機構Ｃが、下部には電動モータＭが配設され、これらは回転シャフト１３によって互いに連動連結されている。スクロール型圧縮機構Ｃは固定スクロール１４、旋回スクロール１５、旋回スクロール１５の公転旋回運動を許容するが、その自転を阻止するオルダムリング等の自転阻止機構１６、回転シャフト１３を軸支する主軸受７１及び副軸受７２、旋回スクロール１５を支持する旋回軸受７３及びスラスト軸受７４等からなる。
【０００５】
固定スクロール１４は端板１７とその内面に立設されたうず巻体１８とを備え、端板１７には吐出ポート１９が設けられている。旋回スクロール１５は端板２０とこの内面に立設されたうず巻体２１とを備え、この端板２０の外面に立設されたボス２２にはドライブブッシュ２３が旋回軸受７３を介して回転自在に嵌装されている。このドライブブッシュ２３に穿設された偏心穴に回転シャフト１３の右端から突出する偏心ピン５３が回転自在に嵌合されている。固定スクロール１４と旋回スクロール１５とを相互に公転旋回半径だけ偏心させるとともに１８０°だけ角度をずらせて噛み合わせることによって、点対称に複数個の密閉空間２４が形成されている。
【０００６】
電動モータＭを駆動することによって回転シャフト１３、偏心ピン５３、ドライブブッシュ２３、旋回軸受７３、ボス２２を介して旋回スクロール１５が駆動され、旋回スクロール１５は自転阻止機構１６によって自転を阻止されながら公転旋回半径の円軌道上を公転旋回運動する。すると、ガスが吸入管１１を経て密閉ハウジング１２内に入り、電動モータＭを冷却したあと、フレーム２５に穿設された図示しない通路を通って密閉空間２４内に吸入される。そして旋回スクロール１５の公転旋回運動により密閉空間２４の容積が減少するのに伴って圧縮されながら中央部に至り、吐出ポート１９より吐出弁２６を押し開いて吐出キャビティ２７に入り、吐出管１０ａから吐出される。
【０００７】
圧縮機の運転時、回転シャフト１３によって、その軸端に設けられた油ポンプ９１が駆動されると、密閉ハウジング１２内底部に貯溜された潤滑油８１はこの油ポンプ９１内に吸い込まれ排送される。そして、回転シャフト１３内に穿設された油路９４を通ってスクロール型圧縮機構Ｃの摺動箇所を潤滑したあと、ハウジング１２の内壁面をつたわり、モータＭとハウジング１２の間に穿設された通路（図示せず）を通ってハウジング１２の底部に貯溜される。また吸入管１１を通って吸入されるガスと油のうち１部の油滴はフレーム２５の表面、モータ上部及びハウジング内壁面に付着し、落下してハウジング底部に貯溜される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来の密閉圧縮機では、高速運転時に、吸入管１１内のガスと油の速度は速く、油滴は圧縮機内部で落下するより密閉空間２４に吸入される量が多く、次式で示されるＯＣ％が高くなる。
ＯＣ％＝（Ｏ／Ｌ）×１００
但し、Ｌ：吐出冷媒量（kg/h）
Ｏ：吐出冷媒中に混入して流出する油量（kg/h）
【０００９】
また、図５のように複数の室内熱交換器４ａ，４ｂおよび室外熱交換器３ａ，３ｂを使用したシステムではシステム内容積が大きく、冷媒チャージ量が多くなり、室内熱交換器および室外熱交換器にホールドされる油量が多くなり熱交換器の熱伝達率を悪くする。また圧縮機の油ポンプ９１に吸入される潤滑油８１の油面が下がり、それを確保するため、油チャージ量を増す必要がある。圧縮機停止時、室内熱交換器および室外熱交換器より圧縮機の温度が低い時、システム内の冷媒と追加した油は圧縮機に寝込み、潤滑油８１とそれに寝込んだ冷媒液のために油面は圧縮機構Ｃにとどき、圧縮機起動時に液圧縮のために圧縮空間２４内の圧力は著しく上昇し、異常音を発生させ、場合によっては旋回スクロール１５または固定スクロール１４を破損させる。
【００１０】
これを回避するためオイルセパレータ２を設置し、そこで分離された油を圧縮機に戻すためアキュームレータ６の上流又は下流の圧縮機吸入管１１に返油管８を接続していた。しかし、この方法では高速運転時吸入管１１内のガスと油の流速が速く、圧縮機のＯＣ％は依然として高く、吐出管１０、オイルセパレータ２、返油管８及び吸入管１１にホールドされる油量は依然として多く、油ポンプ９１の油面を確保するには、油チャージ量を多く必要とする。従って圧縮機低速運転時にはＯＣ％が低くなるため潤滑油８１の油面が高くなり、モータＭのロータでの攪拌に要するエネルギーのロスまでは解消できなかった。
【００１１】
本発明は上記従来技術の欠点を解消し、外部にオイルセパレータを備えた可変速密閉圧縮機と定速密閉圧縮機とからなる複数の密閉圧縮機を有する空調装置において、ＯＣ％を低くおさえ、油チャージ量を多くすることなく油ポンプの吸引の油面を確保し、かつモータロータによる油攪拌によるエネルギーロスが起らないようにすることを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決したものであって、ハウジング内の上部に圧縮機構と圧縮された流体の吐出室とを備えるとともに、その下部に圧縮機構駆動用モータとシャフトを、その下に潤滑油溜めを備え、かつ圧縮される流体を圧縮機構の下側且つ上記モータの上部の空間に導入する吸気管と、圧縮された流体を吐出する吐出管とを備えた密閉圧縮機を複数有する空調装置において、次の特徴を有する空調装置に関するものである。
【００１３】
（１）上記複数の密閉圧縮機は、少なくとも回転速度を変え能力を変更することのできる可変速密閉圧縮機と定速で運転される定速密閉圧縮機とからなるものであって、上記吐出管に接続されたオイルセパレータと、同オイルセパレータによって圧縮された流体から分離された潤滑油を上記ハウジング内に戻す返油管と、上記可変速密閉圧縮機の潤滑油溜めと定速密閉圧縮機の潤滑油溜めとを連結する均油管とを有し、上記返油管を、上記可変速密閉圧縮機及び上記定速密閉圧縮機に各々接続させるべく分岐させ、上記可変速密閉圧縮機へ潤滑油を戻す分岐した上記返油管を同可変速密閉圧縮機のハウジングの側面に返油管接続孔を設けて接続し、同返油管接続孔の高さを、同可変速密閉圧縮機に油を封入した時の油面より上で、かつ上記モータのステータの上端より下にした。
【００１４】
（２）上記複数の密閉圧縮機は、少なくとも回転速度を変え能力を変更することのできる可変速密閉圧縮機と定速で運転される定速密閉圧縮機とからなるものであって、上記吐出管に接続されたオイルセパレータと、同オイルセパレータによって圧縮された流体から分離された潤滑油を上記圧縮機側に戻す返油管と、各圧縮機の内部の油溜めの油保有量を均等に確保するための均油管とを有し、上記返油管を上記均油管に接続するとともに、同均油管を各圧縮機のハウジングの側面に均油管接続孔を設けて接続し、同均油管接続孔の高さを圧縮機に油を封入した時の液面よりやや上で、かつ上記モータ下部の位置とし、かつ上記返油管を上記均油管に接続した。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の第１形態に係る空調装置の系統図、図２は同空調装置に使用される密閉スクロール圧縮機１ａの縦断面図である。図１において、従来の系統（図５）では、オイルセパレータ２からの返油管８はアキュームレータの吸入管１１に接続されていたが、本実施形態においては、上記返油管の接続は廃止され、オイルセパレータ２からの返油管８は、途中で８ａ，８ｂに分岐して各圧縮機１ａ，１ｂのハウジング内へ開口するよう接続されている。開口部はモータの上端部でその上部の空間と仕切られている。上記以外の部分の構成は従来の系統（図５）と同じである。図２において、８ａは密閉スクロール圧縮機１ａのハウジング１２の電動モータＭ付近に接続されている返油管であり、同ハウジング内に開口している。上記以外の部分の構成は従来の密閉スクロール圧縮機（図６）と同じである。
【００１６】
図１において、各圧縮機の吐出管１０ａと１０ｂは吐出合流管１０に集合し、オイルセパレータ２に接続される。ここで分離された吐出ガスは、冷房時には四方弁７により切り換えて室外熱交換器３ａ，３ｂを経て、レシーバ５、室内熱交換器４ａ，４ｂを経て、アキュームレータ６を通過し、吸入管１１を経て圧縮機に戻る。オイルセパレータで分離された油は返油管８ａ，８ｂにより各圧縮機のハウジング内に戻される。暖房時には四方弁７により切り換えられて、吐出ガスは室内熱交換器４ａ，４ｂを経て、レシーバ５を経て室外熱交換器３ａ，３ｂを経てアキュームレータ６、吸入管１１を経て圧縮機１ａ，１ｂに戻る。
【００１７】
図２の圧縮機内部では、吸入管１１から戻った吸入ガスは圧縮機構Ｃで圧縮される。オイルセパレータからの返油管８ａはモータ上面より下の吸入ガスの流れから隔離された空間に、ハウジング横から接続される。油はハウジング内を落下し、油溜めに貯溜される。返油管のハウジング接続位置は、圧縮機封入油の油面より高いので、圧縮機をシステムに組み込む時、圧縮機内の油は外部に流出することはない。
【００１８】
本実施形態においてはオイルセパレータからの返油管は、圧縮機ハウジング内をモータによって仕切られ、モータ上部にある吸入管および圧縮機構とは隔離され吸入ガスの流速をうけないモータ上端より下に接続されるため圧縮機のＯＣ％は少なく、高速時〜低速時の油面変動は少なく、モータの油攪拌ロスを少くすることができる。
【００１９】
図３は本発明の実施の第２形態に係る空調装置の系統図、図４は同空調装置に使用される密閉スクロール圧縮機１ａの縦断面図である。図３においては、オイルセパレータ２からの返油管８は、従来の接続を廃し、圧縮機１ａ，１ｂをつなぐ均油管９に接続されている。図４は返油管８が均油管９に接続されている状態を示している。均油管９は、ハウジング下部の、吸入ガスとはモータで隔離されたモータ下の空間に接続されており、圧縮機のＯＣ％は少い。また圧縮機内封入油の油面より高い位置にあるので、圧縮機組込み時に油が外部に流出することはない。上記以外の部分の構成は従来技術と同じである。
【００２０】
本実施形態の効果も第１実施形態と同じで、圧縮機均油管は吸入ガスの流速の影響をうけないモータ下部にあり、圧縮機のＯＣ％は少く、圧縮機の高速時〜低速時にわたり油溜めの油面変動は少なく、モータのロータが油を攪拌するロスを少くすることができる。本発明ではハウジングに油戻し管を接続させる穴を加工する必要がなく、配管工事のみで完成させることが可能である。
【００２１】
【発明の効果】
本発明の空調装置は、ハウジング内の上部に圧縮機構と圧縮された流体の吐出室とを備えるとともに、その下部に圧縮機構駆動用モータとシャフトを、その下に潤滑油溜めを備え、かつ圧縮される流体を圧縮機構の下側且つ上記モータの上部の空間に導入する吸気管と、圧縮された流体を吐出する吐出管とを備えた密閉圧縮機を複数有する空調装置において、（１）上記複数の密閉圧縮機は、少なくとも回転速度を変え能力を変更することのできる可変速密閉圧縮機と定速で運転される定速密閉圧縮機とからなるものであって、上記吐出管に接続されたオイルセパレータと、同オイルセパレータによって圧縮された流体から分離された潤滑油を上記ハウジング内に戻す返油管と、上記可変速密閉圧縮機の潤滑油溜めと定速密閉圧縮機の潤滑油溜めとを連結する均油管とを有し、上記返油管を、上記可変速密閉圧縮機及び上記定速密閉圧縮機に各々接続させるべく分岐させ、上記可変速密閉圧縮機へ潤滑油を戻す分岐した上記返油管を同可変速密閉圧縮機のハウジングの側面に返油管接続孔を設けて接続し、同返油管接続孔の高さを、同可変速密閉圧縮機に油を封入した時の油面より上で、かつ上記モータのステータの上端より下にした。（２）または、上記複数の密閉圧縮機は、少なくとも回転速度を変え能力を変更することのできる可変速密閉圧縮機と定速で運転される定速密閉圧縮機とからなるものであって、上記吐出管に接続されたオイルセパレータと、同オイルセパレータによって圧縮された流体から分離された潤滑油を上記圧縮機側に戻す返油管と、各圧縮機の内部の油溜めの油保有量を均等に確保するための均油管とを有し、上記返油管を上記均油管に接続するとともに、同均油管を各圧縮機のハウジングの側面に均油管接続孔を設けて接続し、同均油管接続孔の高さを圧縮機に油を封入した時の液面よりやや上で、かつ上記モータ下部の位置とし、かつ上記返油管を上記均油管に接続した。したがって、本発明においては、外部にオイルセパレータを備えた可変速密閉圧縮機と低速密閉圧縮機とからなる複数の密閉圧縮機を有する空調装置においても、ＯＣ％を低くおさえ、油チャージ量を多くすることなく油ポンプの吸引の油面を確保し、かつモータロータによる油攪拌によるエネルギーロスが起らないようにすることができる。すなわち、請求項１の発明によれば、オイルセパレータからの返油管は、圧縮機ハウジング内をモータによって仕切られ、モータ上部にある吸入管および圧縮機構とは隔離され吸入ガスの流速をうけないモータ上端より下に接続されるため圧縮機のＯＣ％は少なく、高速時〜低速時の油面変動は少なく、モータの油攪拌ロスを少くすることができる。また、請求項２の発明によれば、圧縮機均油管は吸入ガスの流速の影響をうけないモータ下部にあり、請求項１の発明と同様に、圧縮機のＯＣ％は少く、圧縮機の高速時〜低速時の油溜めの油面変動は少なく、モータのロータが油を攪拌するロスを少くすることができ、ハウジングに油戻し管を接続させる穴を加工する必要がなく、配管工事のみで完成させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の第１形態に係る空調装置の系統図。
【図２】  同空調装置に使用される密閉スクロール圧縮機の縦断面図。
【図３】  本発明の実施の第２形態に係る空調装置の系統図。
【図４】  同空調装置に使用される密閉スクロール圧縮機の縦断面図。
【図５】  従来の空調装置の系統図。
【図６】  同空調装置に使用される密閉スクロール圧縮機の縦断面図。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ              密閉スクロール圧縮機
２                      オイルセパレータ
８，８ａ，８ｂ          返油管
９                      均油管
１０，１０ａ，１０ｂ    吐出管
１１                    吸入管
１２                    密閉ハウジング
【図１】
0003716020.tif 000002
【図２】
0003716020.tif 000003
【図３】
0003716020.tif 000004
【図４】
0003716020.tif 000005
【図５】
0003716020.tif 000006
【図６】
0003716020.tif 000007