(57)【要約】  複数の圧縮機ユニットを均圧管と均油管とで連結した圧縮機であって、複数の圧縮機ユニットは、負荷によらず運転する第１圧縮機ユニットと、予め設定された負荷を超えた場合に運転する第２圧縮機ユニットとを有する。均圧管は、第１圧縮機ユニットの密閉容器内の圧縮機構部より上部の上部空間と、第２圧縮機ユニットの密閉容器内の圧縮機構部より下部の下部空間とを連通し、均油管は、複数の圧縮機ユニットの油溜り部を連通する。
2019092916.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の圧縮機ユニットを均圧管と均油管とで連結した圧縮機であって、
前記複数の圧縮機ユニットのそれぞれは、
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機構部と、
前記圧縮機構部の下方に配置され、前記圧縮機構部を駆動する電動機部と、
前記圧縮機構部および前記電動機部を収容する密閉容器と、
前記密閉容器の底部に設けられ、冷凍機油を貯留する油溜り部とを備え、
前記複数の圧縮機ユニットは、負荷によらず運転する第１圧縮機ユニットと、予め設定された負荷を超えた場合に運転する第２圧縮機ユニットとを有し、
前記均圧管は、前記第１圧縮機ユニットの前記密閉容器内の前記圧縮機構部より上部の上部空間と、前記第２圧縮機ユニットの前記密閉容器内の前記圧縮機構部より下部の下部空間とを連通し、
前記均油管は、前記複数の圧縮機ユニットの前記油溜り部を連通する圧縮機。
【請求項２】
前記下部空間は、前記圧縮機構部と前記電動機部との間の第１下部空間と、前記電動機部より下部の第２下部空間とに分けられ、前記均圧管の一端は、前記第１圧縮機ユニットの上部空間に連通し、前記均圧管の他端は前記第１下部空間に連通する請求項１記載の圧縮機。
【請求項３】
前記下部空間は、前記圧縮機構部と前記電動機部との間の第１下部空間と、前記電動機部より下部の第２下部空間とに分けられ、前記均圧管の一端は、前記第１圧縮機ユニットの上部空間に連通し、前記均圧管の他端は前記第２下部空間に連通する請求項１記載の圧縮機。
【請求項４】
前記第１圧縮機ユニットは、前記圧縮機構部の吐出口から吐出された冷媒を前記均圧管に導くガイドを備えた請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の圧縮機。
【請求項５】
前記ガイドは、一端側の開口が前記吐出口に対向し、他端側の開口が前記均圧管の開口に対向する流路孔を備えている請求項４記載の圧縮機。
【請求項６】
前記均圧管の前記第１圧縮機ユニット側の開口が、前記第１圧縮機ユニットの前記圧縮機構部の吐出口の直上に位置する請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の圧縮機。
【請求項７】
前記電動機部と前記圧縮機構部とを連結し、前記電動機部の回転力を前記圧縮機構部に伝達する第１軸を備え、
前記均圧管の管内径は、前記第１圧縮機ユニットの、前記密閉容器と前記圧縮機構部との隙間の、前記第１軸に垂直な断面の等価水力直径よりも大きい請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の圧縮機。
【請求項８】
前記圧縮機構部の吐出口は前記上部空間に開放されていて、前記密閉容器内において前記上部空間と前記下部空間とは連通しており、前記密閉容器は、前記圧縮機構部から吐出された吐出圧の冷媒で内部が満たされる高圧容器型である請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の圧縮機。
【請求項９】
前記均油管の内部を通って配置され、一端が前記第１圧縮機ユニットの摺動部に供給する冷凍機油の吸い込み口に接続され、他端が前記第２圧縮機ユニットの前記油溜り部に位置する配管を備えた請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の圧縮機ユニットを並列に接続した圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の圧縮機として、従来より、複数の圧縮機ユニットを均圧管と均油管とで連結し、運転する圧縮機ユニットの台数を変えることで、広い容量制御幅を得ることを可能とした圧縮機がある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１において各圧縮機ユニットは、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機構部と、圧縮機構部の下方に配置され、圧縮機構部を駆動する電動機部とを備え、これらを密閉容器内に収容した構成を有している。各圧縮機ユニットにおいて圧縮機構部で圧縮された冷媒は、密閉容器内の上部空間に吐出されるようになっており、前記均圧管は、各圧縮機ユニットの上部空間同士を連通している。また、前記均油管は、各圧縮機ユニットの油溜り部同士を連通している。【０００３】
このように構成された圧縮機において、一方の圧縮機ユニットが運転、他方の圧縮機ユニットが停止している場合、運転している圧縮機ユニットの圧縮機構部から吐出された冷媒は、停止している圧縮機ユニットに均圧管を通じて流入する。これにより、停止している圧縮機ユニットの密閉容器内を、運転している圧縮機ユニットと同様の高圧雰囲気下にして圧力の均等化を図っている。このように圧力の均等化を図ることで、運転している圧縮機ユニットの冷凍機油が、停止している圧縮機ユニットに流出して、運転している圧縮機ユニットにて給油不良が生じることを避けるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−３５０４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、各圧縮機ユニットの上部空間同士を均圧管で連通することで、運転している圧縮機ユニットと停止している圧縮機ユニットとの圧力の均等化を図っている。しかしながら、均圧管を用いても、運転している圧縮機ユニットから吐出された冷媒が、停止している圧縮機ユニットの油溜り部に接する空間に到達するまでの間に、圧力損失が生じ、圧力が低下する。このため、油溜り部に接する空間の圧力を各圧縮機ユニット同士で比較すると、停止している圧縮機ユニットの方が、運転している圧縮機ユニットよりも低くなる。その結果、運転している圧縮機ユニットの冷凍機油が、均油管を通じて、停止している圧縮機に流出し、運転している圧縮機ユニットにおいて潤滑に必要な冷凍機油量が不足する恐れがあった。【０００６】
本発明はこのような点を鑑みなされたもので、複数の圧縮機ユニットを均圧管と均油管とで連結した圧縮機において、運転中の圧縮機ユニットにおける冷凍機油の不足を防止することが可能な圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る圧縮機は、複数の圧縮機ユニットを均圧管と均油管とで連結した圧縮機であって、複数の圧縮機ユニットのそれぞれは、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機構部と、圧縮機構部の下方に配置され、圧縮機構部を駆動する電動機部と、圧縮機構部および電動機部を収容する密閉容器と、密閉容器の底部に設けられ、冷凍機油を貯留する油溜り部とを備え、複数の圧縮機ユニットは、負荷によらず運転する第１圧縮機ユニットと、予め設定された負荷を超えた場合に運転する第２圧縮機ユニットとを有し、均圧管は、第１圧縮機ユニットの密閉容器内の圧縮機構部より上部の上部空間と、第２圧縮機ユニットの密閉容器内の圧縮機構部より下部の下部空間とを連通し、均油管は、複数の圧縮機ユニットの油溜り部を連通するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、第１圧縮機ユニットの上部空間と、第２圧縮機ユニットの下部空間とを均圧管で連通する構成としたので、第１圧縮機ユニットが運転、第２圧縮機ユニットが停止している場合において、油溜り部に接する第２下部空間同士の圧力を比較すると、停止している第２圧縮機ユニットの方が、運転している第１圧縮機ユニットよりも高くなる。この圧力差によって、冷凍機油は、停止している第２圧縮機ユニットから運転している第１圧縮機ユニットに移動するため、運転中の第１圧縮機ユニットにおける冷凍機油の不足を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る圧縮機の概略縦断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る圧縮機を構成する各圧縮機ユニットの概略縦断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る圧縮機を構成する各圧縮機ユニットの運転範囲の説明図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る圧縮機の概略縦断面図である。
【図５】本発明の実施の形態３に係る圧縮機の第１圧縮機ユニットの要部の拡大概略断面図である。
【図６】本発明の実施の形態４に係る圧縮機の概略縦断面図である。
【図７】本発明の実施の形態５に係る圧縮機の概略縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施の形態により本発明が限定されるものではない。以下では、複数の圧縮機ユニットを並列に接続した圧縮機として、２台の圧縮機ユニットを並列に接続した密閉型圧縮機について説明する。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る圧縮機の概略縦断面図である。
圧縮機は、圧縮機ユニット１００ａと圧縮機ユニット１００ｂとを備え、圧縮機ユニット１００ａと圧縮機ユニット１００ｂとが均圧管７０と均油管７１とで連結されている。圧縮機ユニット１００ａと圧縮機ユニット１００ｂとは、均圧管７０と均油管７１との接続位置が異なる以外、同一の構成であり、その構成について図２を参照して説明する。
【００１２】
図２は、本発明の実施の形態１に係る圧縮機の圧縮機ユニットの概略縦断面図である。なお、上記の図１では圧縮機ユニット１００ａと圧縮機ユニット１００ｂとにおいて同一の構成部分について、圧縮機ユニット１００ａ側に添え字ａ、圧縮機ユニット１００ｂ側に添え字ｂを付しているが、図２ではその添え字を省略している。以下において、圧縮機ユニット１００ａと圧縮機ユニット１００ｂとを区別しない場合は、添え字を省略するものとする。また、図２において均圧管７０の図示は省略している。
【００１３】
圧縮機ユニット１００は、密閉容器１の内部に、圧縮機構部１０と、圧縮機構部１０を駆動する電動機部２０とを収容しており、両者は第１軸３０で連結されている。第１軸３０は、電動機部２０の回転力を圧縮機構部１０に伝達するものである。密閉容器１の底部は、冷凍機油を貯蓄する油溜り部６０となっている。油溜り部６０に貯留された冷凍機油は、第１軸３０の下端に設けられた給油機構６１によって吸い上げられ、各摺動部に供給される。
【００１４】
密閉容器１には、外部の冷媒を密閉容器１内に吸入する吸入管５１が貫通して設けられ、吸入管５１の密閉容器１内の端部は、圧縮機構部１０の後述の固定スクロール１１に圧入されている。また、密閉容器１には、圧縮された冷媒を密閉容器１外に吐出する吐出管５２が接続されている。
【００１５】
圧縮機構部１０は、固定スクロール１１と揺動スクロール１２とを備えており、互いの対向面にはそれぞれ渦巻歯および渦巻歯が設けられている。この渦巻歯および渦巻歯が互いに摺動可能に噛み合わされて、冷媒を圧縮する圧縮室１５を構成している。
【００１６】
固定スクロール１１の中央部には、圧縮された冷媒が吐出される吐出口１３が形成されている。吐出口１３は後述の上部空間１６に開放されていて、吐出口１３から吐出された冷媒が上部空間１６に流入するようになっている。固定スクロール１１は、密閉容器１内に固定支持されているガイドフレーム２にボルト等によって締結されている。
【００１７】
揺動スクロール１２は、揺動軸受１４を備え、第１軸３０の上端の揺動軸部３１を回転自在に支持している。また、揺動スクロール１２には、往復摺動自在にオルダム機構４０が係合されている。揺動スクロール１２は、オルダム機構４０によって固定スクロール１１に対して自転することなく、偏心旋回運動が可能となっている。
【００１８】
電動機部２０は、回転子２１と固定子２２とを有しており、圧縮機構部１０の下方に配置されている。回転子２１は、第１軸３０に対して焼き嵌め等により固定されている。回転子２１は、固定子２２に通電されることにより回転駆動し、第１軸３０を回転させる。そして、第１軸３０の回転により、圧縮機構部１０が駆動される。
【００１９】
密閉容器１内は、圧縮機構部１０より上部の上部空間１６と、圧縮機構部１０より下部の下部空間１７とを有している。下部空間１７は、電動機部２０より上部の第１下部空間１８と、電動機部２０より下部であって油溜り部６０と接する空間である第２下部空間１９とを有している。第１下部空間１８には、密閉容器１を貫通して接続された吐出管５２が連通しており、吐出管５２によって第１下部空間１８内の冷媒が冷凍サイクル（図示せず）へと吐出されるようになっている。
【００２０】
密閉容器１内において、圧縮機構部１０で圧縮された冷媒が吐出される上部空間１６と下部空間１７とは、密閉容器１と圧縮機構部１０との隙間および電動機部２０の構成要素同士の隙間等を介して連通している。故に、密閉容器１は、圧縮機構部１０から吐出された吐出圧の冷媒で密閉容器１の内部が満たされる、いわゆる高圧容器型である。
【００２１】
図３は、本発明の実施の形態１に係る圧縮機を構成する各圧縮機ユニットの運転範囲の説明図である。図３において横軸は負荷［Ｗ／ｍ２］、縦軸は能力［ｋＷ］を示している。
図３においてドットで示した領域が圧縮機ユニット１００ａの運転範囲を示し、ハッチングで示した領域が圧縮機ユニット１００ｂの運転範囲を示している。圧縮機ユニット１００ａは、最大でＹ３−Ｙ２の能力を出す圧縮機であり、圧縮機ユニット１００ｂは最大でＹ２の能力を出す圧縮機である。さらに詳しくは、圧縮機ユニット１００ａは、インバータ駆動で運転周波数を可変させることが可能な可変速圧縮機であり、圧縮機ユニット１００ｂは、運転周波数が一定の一定速圧縮機である。そして、この圧縮機は、０からＸ以下の負荷では、圧縮機ユニット１００ａのみが、負荷に応じて能力を変化させながら運転してＹ１までの能力を出す。Ｘ超の負荷では、圧縮機ユニット１００ａおよび圧縮機ユニット１００ｂの両方が運転することで、Ｙ３までの能力を出すことができる。
【００２２】
このように、圧縮機は、圧縮機ユニットの運転台数を変えることで、広い容量制御幅を持つことが可能となっている。なお、ここでは、圧縮機ユニット１００ａを可変速圧縮機とし、圧縮機ユニット１００ｂを一定速圧縮機としたが、これに限られたものではない。たとえば、圧縮機ユニット１００ａと圧縮機ユニット１００ｂの両方を可変速圧縮機で構成してもよい。
【００２３】
なお、圧縮機ユニット１００ａは、負荷によらず常時運転することから、以下では、圧縮機ユニット１００ａを、第１圧縮機ユニット１００ａという。また、圧縮機ユニット１００ｂは、予め設定された負荷Ｘ以下では運転せず、負荷Ｘを超えた高負荷時のみで運転することから、以下では、圧縮機ユニット１００ｂを、第２圧縮機ユニット１００ｂという。ここで、第１圧縮機ユニット１００ａは、本発明の第１圧縮機ユニットに相当し、第２圧縮機ユニット１００ｂは本発明の第２圧縮機ユニットに相当する。
【００２４】
ここで、図１の説明に戻る。
圧縮機は、第１圧縮機ユニット１００ａの上部空間１６ａと第２圧縮機ユニット１００ｂの第１下部空間１８ｂとを連通する均圧管７０を備えている。均圧管７０の管内径は、均圧管７０を通過する際の圧力損失を低減するため、密閉容器１ａと圧縮機構部１０ａとの隙間の、第１軸３０に垂直な断面積の等価水力直径よりも大きくすることが望ましい。
【００２５】
また、圧縮機は、第１圧縮機ユニット１００ａの油溜り部６０ａと第２圧縮機ユニット１００ｂの油溜り部６０ｂとを連通する均油管７１を備えている。均油管７１は、給油機構６１の下端の吸い込み口６２の高さよりも上側に設置することが望ましい。その理由は後述する。
【００２６】
以上のように構成された圧縮機の動作を、各圧縮機ユニットの運転状況ごとに説明する。
【００２７】
＜第１圧縮機ユニット１００ａが運転、第２圧縮機ユニット１００ｂが停止している場合＞
第１圧縮機ユニット１００ａは、低温低圧の冷媒を吸入管５１ａから圧縮機構部１０ａの圧縮室１５ａに取り込み、揺動スクロール１２ａが第１軸３０ａの回転に伴って偏心回転することで、冷媒を圧縮する。このとき、圧縮機構部１０ａには、圧縮機下部の油溜り部６０ａから吸い上げられた冷凍機油が導かれる。
【００２８】
圧縮機構部１０ａで圧縮された冷媒は、吐出口１３ａから上部空間１６ａに吐出される。上部空間１６ａに吐出された冷媒は、上部空間１６ａ内を、圧縮機中心から密閉容器１ａの側面方向に広がり、密閉容器１ａと圧縮機構部１０ａとの隙間を通過して第１下部空間１８ａに到達する。そして、第１下部空間１８ａに到達した冷媒は、電動機部２０ａと密閉容器１ａとの隙間を通過し、第２下部空間１９ａに到達する。第２下部空間１９ａに到達した冷媒は、回転子２１ａの風穴（図示せず）を通過して、再び第１下部空間１８ａに戻る。そして、第１下部空間１８ａの冷媒は、吐出管５２ａから吐出され、冷凍サイクル（図示せず）を循環する。
【００２９】
また、吐出口１３ａから上部空間１６ａに吐出されて圧縮機中心から密閉容器１ａの側面方向に広がった冷媒の一部は、均圧管７０に流れ込み、停止している第２圧縮機ユニット１００ｂの第１下部空間１８ｂに導かれる。
【００３０】
圧縮機構部１０ｂの第１下部空間１８ｂに導かれた冷媒は、第１圧縮機ユニット１００ａの吐出口１３ａから吐出されて直接導かれた冷媒である。つまり、圧縮機構部１０ｂの第１下部空間１８ｂに導かれた冷媒は、第１圧縮機ユニット１００ａの第１下部空間１８ａ内の冷媒のように、密閉容器１ａと圧縮機構部１０ａとの隙間を通過した冷媒ではない。このため、停止している第２圧縮機ユニット１００ｂの第１下部空間１８ｂに導かれた冷媒の圧力損失は、運転している第１圧縮機ユニット１００ａの第１下部空間１８ａの冷媒の圧力損失よりも小さい。よって、停止している第２圧縮機ユニット１００ｂの第１下部空間１８ｂの圧力は、運転している第１圧縮機ユニット１００ａの第１下部空間１８ａの圧力よりも高い。このため、第１下部空間１８ｂと連通する第２下部空間１９ｂについても同様に、運転している第１圧縮機ユニット１００ａの第２下部空間１９ａよりも圧力が高くなる。
【００３１】
このように第２下部空間１９ａと第２下部空間１９ｂとの間には圧力差があり、この圧力差によって、停止している第２圧縮機ユニット１００ｂから、運転している第１圧縮機ユニット１００ａに、均油管７１を介して冷凍機油が移動する。これにより、運転している第１圧縮機ユニット１００ａにおいて、潤滑に必要な冷凍機油の貯油量を確保できる。そして、このように均油管７１を介して冷凍機油が移動するに際には、当然、停止している第２圧縮機ユニット１００ｂの油面高さが、均油管７１の設置高さ以上となっている。このため、均油管７１の設置高さを、給油機構６１ｂの吸い込み口６２ｂよりも高い位置に設定すると、給油機構６１ｂの吸い込み口６２ｂを常に冷凍機油に浸漬した状態にできる。その結果、第２圧縮機ユニット１００ｂが、負荷Ｘ超で起動し始めた場合においても、第２圧縮機ユニット１００ｂで冷凍機油が枯渇する恐れがない。
【００３２】
＜第１圧縮機ユニット１００ａおよび第２圧縮機ユニット１００ｂの両方が運転している場合＞
第１圧縮機ユニット１００ａおよび第２圧縮機ユニット１００ｂは、それぞれ吸入管５１から低温低圧の冷媒を圧縮室１５に取り込み、冷媒を圧縮し、吐出口１３から上部空間１６に吐出する。
【００３３】
第２圧縮機ユニット１００ｂの圧縮機構部１０ｂから吐出された冷媒は、上部空間１６ｂに吐出された後、第１下部空間１８ｂに流れ込む。一方、第１圧縮機ユニット１００ａの圧縮機構部１０ａから吐出された冷媒は、上部空間１６ａに吐出された後、均圧管７０を介して第２圧縮機ユニット１００ｂの第１下部空間１８ｂに流入する。均圧管７０から第１下部空間１８ｂに流入する冷媒の流れは、第２圧縮機ユニット１００ｂ内において上部空間１６ｂから下部空間１７ｂに流れ込む冷媒によって阻害され、均圧管７０内の冷媒の流れは減少する。
【００３４】
したがって、第１圧縮機ユニット１００ａおよび第２圧縮機ユニット１００ｂの各々の油溜り部６０に接する第２下部空間１９の圧力は、各々の圧縮機構部１０から吐出された冷媒によって昇圧して均一になる。よって、各々の油溜り部６０の油面高さが均一化される。その結果、圧縮機構部１０ａおよび圧縮機構部１０ｂのそれぞれに安定して冷凍機油が導かれ、良好な潤滑状態を得ることができる。
【００３５】
このように実施の形態１によれば、第１圧縮機ユニット１００ａの上部空間１６ａと第２圧縮機ユニット１００ｂの第１下部空間１８ｂとを均圧管７０で連通する構成としたので、以下の効果が得られる。すなわち、第１圧縮機ユニット１００ａが運転、第２圧縮機ユニット１００ｂが停止している場合に、第１圧縮機ユニット１００ａの上部空間１６ａに吐出された冷媒を、圧力損失を増大させることなく、第２圧縮機ユニット１００ｂの下部空間１７ｂに導くことができる。このため、圧縮機ユニット１００同士で油溜り部６０に接する第２下部空間１９の圧力を比較すると、停止している第２圧縮機ユニット１００ｂの方が、運転している第１圧縮機ユニット１００ａよりも高くなる。よって、停止している第２圧縮機ユニット１００ｂから、運転している第１圧縮機ユニット１００ａへ冷凍機油が移動し、第１圧縮機ユニット１００ａにおいて潤滑に必要な冷凍機油量を確保でき、冷凍機油の不足を防止できる。
【００３６】
また、均圧管７０の管内径は、密閉容器１ａと圧縮機構部１０ａとの隙間の、第１軸３０に垂直な断面積の等価水力直径よりも大きい。このため、冷媒が均圧管７０を通過する際の圧力損失を、冷媒が密閉容器１ａと圧縮機構部１０ａとの隙間を通過する際の圧力損失よりも小さくすることができる。その結果、圧縮機構部１０ｂの第２下部空間１９ｂの圧力を、圧縮機構部１０ａの第２下部空間１９ｂの圧力よりも効果的に高めることができる。
【００３７】
本実施の形態１では、均圧管７０を用いて第１圧縮機ユニット１００ａの上部空間１６ａと第２圧縮機ユニット１００ｂの下部空間１７ｂとを連通したことによって、第２圧縮機ユニット１００ｂから第１圧縮機ユニット１００ａへの冷凍機油の移動を十分に行える。一方、均圧管７０の第２圧縮機ユニット１００ｂ側の先端を２方向に分岐させ、一方を下部空間１７ａに接続し、他方を下部空間１７ｂに接続する構成も考えられる。つまり、第１圧縮機ユニット１００ａの上部空間１６ａを、下部空間１７ａと下部空間１７ｂとの両方に連通する構成も考えられる。
【００３８】
そのような構成では、第１圧縮機ユニット１００ａおよび第２圧縮機ユニット１００ｂの両方が運転している場合には、本発明と同様の効果が得られる。しかし、第２圧縮機ユニット１００ｂが停止している場合、第１圧縮機ユニット１００ａの上部空間１６ａから均圧管７０に流入した冷媒は、下部空間１７ａと下部空間１７ｂとに分かれて流入する。このため、下部空間１７ｂのみに冷媒を流入させる構成に比べて第１圧縮機ユニット１００ａから第２圧縮機ユニット１００ｂへの冷媒流量が減少する。したがって、第２圧縮機ユニット１００ｂの下部空間１７ｂの圧力が上昇しにくくなり、第２圧縮機ユニット１００ｂから第１圧縮機ユニット１００ａへの冷凍機油の移動が不十分となる可能性がある。よって、均圧管７０の先端を分岐させる構成とせずに、均圧管７０の先端を下部空間１７ｂのみに接続する構成とすることが望ましい。
【００３９】
実施の形態２．
実施の形態２は、第２圧縮機ユニット１００ｂへの均圧管７０の接続位置が実施の形態１と異なる。以下、実施の形態１との差異点を中心に説明するものとし、本実施の形態２で説明されていない構成は実施の形態１と同様である。
【００４０】
図４は、本発明の実施の形態２に係る圧縮機の概略縦断面図である。
実施の形態２の圧縮機は、均圧管７０の一端が第１圧縮機ユニット１００ａの上部空間１６ａに連通する点は実施の形態１と同じであるが、均圧管７０の他端を第２圧縮機ユニット１００ｂの第２下部空間１９ｂに連通させるようにした点が実施の形態１と異なる。
【００４１】
このように構成したことにより、第１圧縮機ユニット１００ａが運転し、第２圧縮機ユニット１００ｂが停止している場合、第１圧縮機ユニット１００ａの上部空間１６ａに吐出された冷媒は、均圧管７０を通過し、停止している第２圧縮機ユニット１００ｂの第２下部空間１９ｂ、つまり油溜り部６０ｂに接する第２下部空間１９ｂに導かれる。
【００４２】
第２下部空間１９ｂに導かれた冷媒は、停止している第２圧縮機ユニット１００ｂの圧縮機構部１０ｂと密閉容器１ｂとの隙間および電動機部２０ｂの隙間を通過せずに直接、上部空間１６ａから導かれた冷媒であり、圧力損失が小さい。したがって、実施の形態２の構成は、実施の形態１の構成よりも第２下部空間１９ｂの圧力を高めることができる。よって、冷凍機油を、運転している第１圧縮機ユニット１００ａに効果的に移動させることができ、運転している第１圧縮機ユニット１００ａの潤滑に必要な冷凍機油の貯油量を安定して確保できる。
【００４３】
また、第１圧縮機ユニット１００ａおよび第２圧縮機ユニット１００ｂの両方が運転している場合は、実施の形態１の場合と同様に、均圧管７０から第２下部空間１９ｂに流入する冷媒の流れが減少する。このため、第１圧縮機ユニット１００ａおよび第２圧縮機ユニット１００ｂの各々の油溜り部６０に接する第２下部空間１９の圧力は、各々の圧縮機構部１０から吐出された冷媒によって昇圧して均一になる。よって、各々の油溜り部６０の油面高さが均一化される。その結果、圧縮機構部１０ａおよび圧縮機構部１０ｂのそれぞれに安定して冷凍機油が導かれ、良好な潤滑状態を得ることができる。
【００４４】
このように実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果が得られると共に、第２圧縮機ユニット１００ｂへの均圧管７０の接続位置を、第２下部空間１９ｂに連通する位置としたので、以下の効果が得られる。すなわち、第１圧縮機ユニット１００ａが運転、第２圧縮機ユニット１００ｂが停止している場合の第２下部空間１９ｂの圧力を、実施の形態１に比べて高くすることができる。その結果、実施の形態２は、実施の形態１に比べて、運転している第１圧縮機ユニット１００ａにおける冷凍機油の貯油量を、より安定して確保できる。
【００４５】
実施の形態３．
実施の形態３は、第１圧縮機ユニット１００ａの構成が実施の形態１と異なる。以下、実施の形態１との差異点を中心に説明するものとし、本実施の形態３で説明されていない構成は実施の形態１と同様である。
【００４６】
図５は、本発明の実施の形態３に係る圧縮機の第１圧縮機ユニットの要部の拡大概略断面図である。
実施の形態３の圧縮機は、実施の形態１の圧縮機の第１圧縮機ユニット１００ａにさらに、吐出口１３ａから吐出された冷媒を均圧管７０に導くガイド８０を備えた構成を有する。ガイド８０は、固定スクロール１１ａの上面に設置され、一端側の開口８１ａが吐出口１３ａに対向し、他端側の開口８１ｂが均圧管７０の開口に対向する流路孔８０ａを備え、中空状に構成されている。
【００４７】
実施の形態３によれば、実施の形態１と同様の効果が得られると共に、ガイド８０を設けたことにより、さらに以下の効果が得られる。すなわち、吐出口１３ａから吐出された冷媒が、ガイド８０に導かれて均圧管７０に流れ込みやすく、均圧管７０へ流入する際の冷媒の圧力損失を小さくすることができる。よって、停止している第２圧縮機ユニット１００ｂの第２下部空間１９ｂの圧力を、運転している第１圧縮機ユニット１００ａの第２下部空間１９ｂの圧力よりも高めることができる。このため、冷凍機油を、停止している第２圧縮機ユニット１００ｂから、運転している第１圧縮機ユニット１００ａに、均油管７１を介してより安定して移動させることができる。その結果、実施の形態３は、実施の形態１に比べて、運転している第１圧縮機ユニット１００ａにおける冷凍機油の貯油量を、より安定して確保できる。
【００４８】
実施の形態４．
実施の形態４は、第１圧縮機ユニット１００ａへの均圧管７０の接続位置が実施の形態１と異なる。以下、実施の形態１との差異点を中心に説明するものとし、本実施の形態４で説明されていない構成は実施の形態１と同様である。
【００４９】
図６は、本発明の実施の形態４に係る圧縮機の概略縦断面図である。
実施の形態４の圧縮機は、第１圧縮機ユニット１００ａへの均圧管７０の接続位置を、実施の形態１では上部空間１６ａに連通する位置であって、密閉容器１ａの側面としていたのに対し、密閉容器１ａの上面とした点が実施の形態１と異なる。また、均圧管７０の密閉容器１ａの上面への接続位置を、圧縮機構部１０ａの吐出口１３ａの直上としている。さらに言えば、均圧管７０の開口７０ａの中心が、吐出口１３ａの中心軸上に位置する構成としている。
【００５０】
吐出口１３ａから吐出された冷媒は、吐出口１３ａの中心軸方向に流速方向を持つため、中心軸上に位置する、均圧管７０の開口７０ａに直接的に流れ込む。よって、吐出口１３ａから吐出された冷媒が均圧管７０へ流入する際の圧力損失を小さくすることができる。このため、停止している第２圧縮機ユニット１００ｂの第２下部空間１９ｂの圧力を、運転している第１圧縮機ユニット１００ａの第２下部空間１９ａの圧力よりも高めることができる。その結果、冷凍機油を、停止している第２圧縮機ユニット１００ｂから、運転している第１圧縮機ユニット１００ａに移動させることができ、運転している第１圧縮機ユニット１００ａの潤滑に必要な冷凍機油の貯油量を確保できる。
【００５１】
このように実施の形態４によれば、実施の形態１と同様の効果が得られると共に、第１圧縮機ユニット１００ａへの均圧管７０の接続位置を、密閉容器１ａの上面であって、圧縮機構部１０ａの吐出口１３ａの直上としたことで、さらに以下の効果が得られる。すなわち、実施の形態１に比べて吐出口１３ａから吐出された冷媒が均圧管７０へ流入するときの圧力損失を小さくできる。よって、停止している第２圧縮機ユニット１００ｂの第２下部空間１９ｂの圧力を、運転している第１圧縮機ユニット１００ａの第２下部空間１９ｂの圧力よりも高めることができる。このため、冷凍機油を、停止している第２圧縮機ユニット１００ｂから、運転している第１圧縮機ユニット１００ａに、均油管７１を介してより安定して移動させることができる。その結果、実施の形態３は、実施の形態１に比べて、運転している第１圧縮機ユニット１００ａにおける冷凍機油の貯油量を、より安定して確保できる。
【００５２】
実施の形態５．
実施の形態５は、冷媒が冷凍機油に溶け込むいわゆる冷媒寝込みを改善する技術に関する。以下、実施の形態１との差異点を中心に説明するものとし、本実施の形態５で説明されていない構成は実施の形態１と同様である。
【００５３】
図７は、本発明の実施の形態５に係る圧縮機の概略縦断面図である。
実施の形態５の圧縮機は、実施の形態１の圧縮機にさらに、一端が第１圧縮機ユニット１００ａの給油機構６１ａの吸い込み口６２ａに接続され、他端が第２圧縮機ユニット１００ｂの油溜り部６０ｂに位置する配管６３を備えた構成を有する。そして、配管６３は均油管７１の内部を通って配置されている。
【００５４】
第１圧縮機ユニット１００ａが運転し、第２圧縮機ユニット１００ｂが停止している場合、上述したように第１圧縮機ユニット１００ａの上部空間１６ａ内の冷媒が均圧管７０を介して第２圧縮機ユニット１００ｂの下部空間１７ｂに流入する。このため、下部空間１７ｂ内の冷媒の圧力は増加するが、第２圧縮機ユニット１００ｂは停止しているため密閉容器１ｂ内の温度は上昇しにくく、冷媒が冷凍機油に溶け込みやすい。よって、何か対策を施さないと、第１圧縮機ユニット１００ａが運転し、第２圧縮機ユニット１００ｂが停止しているという運転状況下では常時、第２圧縮機ユニット１００ｂ側で冷媒寝込み状態となる可能性がある。冷媒寝込み状態では冷凍機油の粘度が低下することから、第２圧縮機ユニット１００ｂ運転開始時に第２圧縮機ユニット１００ｂの摺動部において油膜切れが生じ、焼き付きが生じる可能性がある。
【００５５】
そこで、実施の形態５では配管６３を備えている。配管６３を備えたことによって、第１圧縮機ユニット１００ａの運転中、第２圧縮機ユニット１００ｂの油溜り部６０ｂの冷凍機油が、配管６３を通じて給油機構６１ａによって吸い上げられる。吸い上げられた冷凍機油は、第１圧縮機ユニット１００ａ内の摺動部を潤滑した後、油溜り部６０ａに戻る。冷凍機油は摺動部を潤滑して油溜り部６０ａに戻るまでの過程で温められる。
【００５６】
そして、第２圧縮機ユニット１００ｂの油溜り部６０ｂの油量は、第１圧縮機ユニット１００ａの給油機構６１ａによる吸い上げによって第１圧縮機ユニット１００ａの油溜り部６０ａの油量より低減する。このため、油溜り部６０ａ内の温められた冷凍機油が、油量の高さヘッド差によって均油管７１内を通って第２圧縮機ユニット１００ｂの油溜り部６０ｂへ移動する。これにより、油溜り部６０ｂの冷凍機油の温度が上昇し、冷媒が冷凍機油に溶け込みにくくなり、冷凍機油の油粘度低下を防ぐことができる。
【００５７】
このように実施の形態５によれば、実施の形態１と同様の効果が得られると共に、配管６３を設けたことで冷凍機油が圧縮機ユニット間で循環して温められ、冷凍機油の油粘度低下を防ぐことができる。
【００５８】
なお、上記各実施の形態１〜５においてそれぞれ別の実施の形態として説明したが、各実施の形態の特徴的な構成を適宜組み合わせて圧縮機を構成してもよい。たとえば、実施の形態２と実施の形態３とを組み合わせ、図４に示した実施の形態２の圧縮機に、実施の形態３のガイド８０を設けた構成としてもよい。また、実施の形態２と実施の形態４とを組み合わせてもよい。つまり、図４に示した実施の形態２の圧縮機における、第１圧縮機ユニット１００ａへの均圧管７０の接続位置を、実施の形態４のように密閉容器１の上面であって、吐出口１３ａの中心軸上とした構成としてもよい。また、図５に示した実施の形態３の圧縮機に、実施の形態５の配管６３を設けた構成としてもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１  密閉容器、１ａ  密閉容器、１ｂ  密閉容器、２  ガイドフレーム、１０  圧縮機構部、１０ａ  圧縮機構部、１０ｂ  圧縮機構部、１１  固定スクロール、１１ａ  固定スクロール、１２  揺動スクロール、１２ａ  揺動スクロール、１３  吐出口、１３ａ  吐出口、１４  揺動軸受、１５  圧縮室、１５ａ  圧縮室、１６  上部空間、１６ａ  上部空間、１６ｂ  上部空間、１７  下部空間、１７ａ  下部空間、１７ｂ  下部空間、１８  第１下部空間、１８ａ  第１下部空間、１８ｂ  第１下部空間、１９  第２下部空間、１９ａ  第２下部空間、１９ｂ  第２下部空間、２０  電動機部、２０ａ  電動機部、２０ｂ  電動機部、２１  回転子、２１ａ  回転子、２２  固定子、３０  第１軸、３０ａ  第１軸、３１  揺動軸部、４０  オルダム機構、５１  吸入管、５１ａ  吸入管、５２  吐出管、５２ａ  吐出管、６０  油溜り部、６０ａ  油溜り部、６０ｂ  油溜り部、６１  給油機構、６１ａ  給油機構、６１ｂ  給油機構、６２  吸い込み口、６２ａ  吸い込み口、６２ｂ  吸い込み口、６３  配管、７０  均圧管、７０ａ  開口、７１  均油管、８０  ガイド、８０ａ  流路孔、８１ａ  開口、８１ｂ  開口、１００  圧縮機ユニット、１００ａ  圧縮機ユニット、１００ｂ  圧縮機ユニット。
【図１】
2019092916.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年12月12日(2019.12.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明に係る圧縮機は、複数の圧縮機ユニットを均圧管と均油管とで連結した圧縮機であって、複数の圧縮機ユニットのそれぞれは、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機構部と、圧縮機構部の下方に配置され、圧縮機構部を駆動する電動機部と、圧縮機構部および電動機部を収容する密閉容器と、密閉容器の底部に設けられ、冷凍機油を貯留する油溜り部とを備え、複数の圧縮機ユニットは、負荷によらず運転する第１圧縮機ユニットと、予め設定された負荷を超えた場合に運転する第２圧縮機ユニットとを有し、均圧管は、第１圧縮機ユニットの密閉容器内の圧縮機構部より上部の上部空間と、第２圧縮機ユニットの密閉容器内の圧縮機構部より下部の下部空間とを連通し、均油管は、複数の圧縮機ユニットの油溜り部を連通し、第１圧縮機ユニットは、圧縮機構部の吐出口から吐出された冷媒を均圧管に導くガイドを備え、ガイドは、一端側の開口が吐出口に対向し、他端側の開口が均圧管の開口に対向する流路孔を備えているものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の圧縮機ユニットを均圧管と均油管とで連結した圧縮機であって、
前記複数の圧縮機ユニットのそれぞれは、
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機構部と、
前記圧縮機構部の下方に配置され、前記圧縮機構部を駆動する電動機部と、
前記圧縮機構部および前記電動機部を収容する密閉容器と、
前記密閉容器の底部に設けられ、冷凍機油を貯留する油溜り部とを備え、
前記複数の圧縮機ユニットは、負荷によらず運転する第１圧縮機ユニットと、予め設定された負荷を超えた場合に運転する第２圧縮機ユニットとを有し、
前記均圧管は、前記第１圧縮機ユニットの前記密閉容器内の前記圧縮機構部より上部の上部空間と、前記第２圧縮機ユニットの前記密閉容器内の前記圧縮機構部より下部の下部空間とを連通し、
前記均油管は、前記複数の圧縮機ユニットの前記油溜り部を連通し、
前記第１圧縮機ユニットは、前記圧縮機構部の吐出口から吐出された冷媒を前記均圧管に導くガイドを備え、前記ガイドは、一端側の開口が前記吐出口に対向し、他端側の開口が前記均圧管の開口に対向する流路孔を備えている圧縮機。
【請求項２】
複数の圧縮機ユニットを均圧管と均油管とで連結した圧縮機であって、
前記複数の圧縮機ユニットのそれぞれは、
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機構部と、
前記圧縮機構部の下方に配置され、前記圧縮機構部を駆動する電動機部と、
前記圧縮機構部および前記電動機部を収容する密閉容器と、
前記密閉容器の底部に設けられ、冷凍機油を貯留する油溜り部とを備え、
前記複数の圧縮機ユニットは、負荷によらず運転する第１圧縮機ユニットと、予め設定された負荷を超えた場合に運転する第２圧縮機ユニットとを有し、
前記均圧管は、前記第１圧縮機ユニットの前記密閉容器内の前記圧縮機構部より上部の上部空間と、前記第２圧縮機ユニットの前記密閉容器内の前記圧縮機構部より下部の下部空間とを連通し、
前記均油管は、前記複数の圧縮機ユニットの前記油溜り部を連通し、
前記均油管の内部を通って配置され、一端が前記第１圧縮機ユニットの摺動部に供給する冷凍機油の吸い込み口に接続され、他端が前記第２圧縮機ユニットの前記油溜り部に位置する配管を備えた圧縮機。
【請求項３】
前記下部空間は、前記圧縮機構部と前記電動機部との間の第１下部空間と、前記電動機部より下部の第２下部空間とに分けられ、前記均圧管の一端は、前記第１圧縮機ユニットの上部空間に連通し、前記均圧管の他端は前記第１下部空間に連通する請求項１又は請求項２記載の圧縮機。
【請求項４】
前記下部空間は、前記圧縮機構部と前記電動機部との間の第１下部空間と、前記電動機部より下部の第２下部空間とに分けられ、前記均圧管の一端は、前記第１圧縮機ユニットの上部空間に連通し、前記均圧管の他端は前記第２下部空間に連通する請求項１又は請求項２記載の圧縮機。
【請求項５】
前記均圧管の前記第１圧縮機ユニット側の開口が、前記第１圧縮機ユニットの前記圧縮機構部の吐出口の直上に位置する請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の圧縮機。
【請求項６】
前記電動機部と前記圧縮機構部とを連結し、前記電動機部の回転力を前記圧縮機構部に伝達する第１軸を備え、
前記均圧管の管内径は、前記第１圧縮機ユニットの、前記密閉容器と前記圧縮機構部との隙間の、前記第１軸に垂直な断面の等価水力直径よりも大きい請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の圧縮機。
【請求項７】
前記圧縮機構部の吐出口は前記上部空間に開放されていて、前記密閉容器内において前記上部空間と前記下部空間とは連通しており、前記密閉容器は、前記圧縮機構部から吐出された吐出圧の冷媒で内部が満たされる高圧容器型である請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の圧縮機。
【国際調査報告】
2019092916.tif 000010
2019092916.tif 000011
2019092916.tif 000012
2019092916.tif 000013