(57)【要約】【課題】各圧縮機の停止順序や起動順序をローテーションさせるような新たな制御の追加が不要で、シンプルな配管で各圧縮機の冷凍機油量を均一に保つことができ、信頼性を高めることができるようにする。【解決手段】圧縮機１、水冷凝縮器２Ａ、膨張弁３、及び蒸発器４が閉ループ状に接続された冷媒回路内に、複数台の圧縮機１ａ，１ｂを並列に組み込むとともに、複数台の圧縮機１ａ，１ｂのそれぞれのハウジング内に冷媒回路内から回収された冷凍機油の余剰分を水冷凝縮器２Ａを介して冷媒回路内に戻すための余剰油専用配管５ａ，５ｂを設ける。【選択図】        図１
2004324915.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、水冷凝縮器、膨張弁、及び蒸発器が閉ループ状に接続された冷媒回路内に、複数台の圧縮機を並列に組み込んだ冷凍装置において、
前記複数台の圧縮機のそれぞれのハウジング内に前記冷媒回路内から回収された冷凍機油の余剰分を、前記水冷凝縮器を介して前記冷媒回路内に戻すための余剰油専用配管を設けたことを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
各余剰油専用配管の途中に、それぞれ水冷凝縮器に送られる余剰油の戻りを阻止する逆止弁を設けたことを特徴とする請求項１記載の冷凍装置。
【請求項３】
水冷凝縮器を圧縮機よりも下位位置に配置し、余剰油が自重により余剰油専用配管内を自然落下するように設定してなることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の冷凍装置。
【請求項４】
圧縮機、空冷凝縮器、受液器、膨張弁、及び蒸発器が閉ループ状に接続された冷媒回路内に、複数台の圧縮機を並列に組み込んだ冷凍装置において、
前記複数台の圧縮機のそれぞれのハウジング内に前記冷媒回路内から回収された冷凍機油の余剰分を、前記受液器を介して前記冷媒回路内に戻すための余剰油専用配管を設けたことを特徴とする冷凍装置。
【請求項５】
各余剰油専用配管の途中に、それぞれ受液器に送られる余剰油の戻りを阻止する逆止弁を設けたことを特徴とする請求項４記載の冷凍装置。
【請求項６】
受液器を圧縮機よりも下位位置に配置し、余剰油が自重により余剰油専用配管内を自然落下するように設定してなることを特徴とする請求項４又は請求項５記載の冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷媒回路内に複数台の圧縮機を並列に搭載した冷凍装置に係り、より詳しくは運転状況の変化によっても各圧縮機に安定した冷凍機油を供給することの可能な冷凍装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、圧縮機、凝縮器、膨張弁、及び蒸発器が閉ループ状に接続された冷媒回路内に、複数台の圧縮機を並列に組み込んだ冷凍装置は知られている。そして、このようなものにおいて、各圧縮機を均油管を介して相互に接続するとともに、これら圧縮機を同時運転している状態から少なくともその一台を停止する際、または全ての圧縮機が停止している状態から再起動する際、その停止順序や起動順序をローテーション手段により所定の順でローテーションさせることで、これら圧縮機が潤滑不良や焼き付きによって損傷するのを防止するようにしたものも知られている。（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−３０３８９３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の冷凍装置では、圧縮機ローテーションの制御を新たに確立する必要があり、冷凍装置の制御が複雑になってしまう。また、圧縮機ローテーションの制御を確立したとしても、一時的にせよ停止中の（または性能の低い）圧縮機からそれよりも吸引圧が低くなる運転中の（または性能の高い）圧縮機側へ均油管を介して冷凍機油が吸引されて溜り込むという根本的な問題は依然として残されたままであった。
【０００５】
本発明の技術的課題は、各圧縮機の停止順序や起動順序をローテーションさせるような新たな制御の追加が不要で、シンプルな配管で各圧縮機の冷凍機油量を均一に保つことができ、信頼性を高めることができるようにすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る冷凍装置は、下記の構成からなるものである。すなわち、圧縮機、水冷凝縮器、膨張弁、及び蒸発器が閉ループ状に接続された冷媒回路内に、複数台の圧縮機を並列に組み込んだ冷凍装置において、複数台の圧縮機のそれぞれのハウジング内に冷媒回路内から回収された冷凍機油の余剰分を水冷凝縮器を介して冷媒回路内に戻すための余剰油専用配管を設けたものである。
【０００７】
本発明の冷凍装置のように、圧縮機のハウジング内に回収された冷凍機油の余剰分を余剰油専用配管により水冷凝縮器を介して冷媒回路内に戻すことにより、冷媒回路中に、他の圧縮機が必要とする量の冷凍機油を確保することができる。このため、例え停止中の圧縮機のハウジング内に十分な冷凍機油量が確保されていない場合でも、これを起動した際に冷媒回路から冷凍機油を回収することができる。その結果、十分な冷凍機油量を常に確保することができて、圧縮機の潤滑不良や焼き付きを確実に防止することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
実施形態１．
図１は本発明の請求項１，２，３に係る冷凍装置を示す冷媒回路の概略系統図である。
【０００９】
本実施形態の冷凍装置は、圧縮機１、水冷凝縮器２Ａ、膨張弁３、及び蒸発器４が閉ループ状に接続された冷媒回路内に、圧縮機が複数台（ここでは２台）１ａ，１ｂ並列に組み込まれているとともに、水冷凝縮器２Ａが各圧縮機１ａ，１ｂよりも下位位置となるように配置され、さらに冷媒回路の配管系以外に、新たに水冷凝縮器２Ａと各圧縮機１ａ，１ｂのハウジング間をそれぞれ独立接続する余剰油専用配管５ａ，５ｂが設けられている。
【００１０】
これを更に詳述すると、余剰油専用配管５ａ，５ｂは、各圧縮機１ａ，１ｂのハウジング内の油溜まり部に冷媒回路内から回収された冷凍機油の余剰分をオーバーフローさせて、余剰油が自重により水冷凝縮器２Ａに自然落下し、この水冷凝縮器２Ａを介して冷媒回路内に戻されるように、各圧縮機１ａ，１ｂのハウジングへの接続位置が設定されている。また余剰油専用配管５ａ，５ｂの途中には、水冷凝縮器２Ａすなわち冷媒回路内に戻されるべき余剰油が、例えば運転中の圧縮機よりもハウジング内圧が低い停止中の圧縮機側へ逆流するのを阻止する逆止弁６ａ，６ｂが設けられている。
【００１１】
以上の構成を有する本実施形態の冷凍装置において、圧縮機１ａ，１ｂを同時に運転すると、これら圧縮機１ａ，１ｂから吐出されたガス冷媒は合流して水冷凝縮器２Ａに入り、ここで凝縮液化した後、膨張弁３で絞られることにより断熱膨張する。次いで、蒸発器４に入り、ここで蒸発気化した後、分岐して圧縮機１ａ，１ｂに吸込まれる。
【００１２】
通常、圧縮機はそのハウジング内の油溜まり部に一定量の冷凍機油を保有しながら運転を行なう。この冷凍機油は、圧縮機の摺動部が潤滑不良や焼き付きによって損傷するのを防止するために使用されるもので、圧縮機１ａ，１ｂのハウジング内から冷媒回路内へ漏洩し、冷媒と共に冷媒回路内を流れることが可能となっており、したがって逆に冷媒回路内から圧縮機のハウジング内へ回収することができる。このため、何らかの原因により油溜まり部の冷凍機油が冷媒回路側へ一時的に多量に流出し、圧縮機の油溜まり部内の冷凍機油が少なくなることがある。余剰油専用配管５ａ，５ｂが無い場合は、この状態で例えば一方の圧縮機１ａが停止し、他方の圧縮機１ｂが運転を継続した場合、運転中の圧縮機１ｂが冷媒回路中に混在する冷凍機油を殆どそのハウジング内の油溜まり部に回収してしまい、冷凍機油がオーバーチャージとなってしまう。そのため、冷凍機油が少ない圧縮機１ａが再び運転を開始しても、冷凍機油が冷媒回路中に殆ど存在しないために回収することができない。
【００１３】
しかし、本実施形態のように余剰油専用配管５ａ，５ｂが存在する場合は、冷凍機油が冷媒回路側へ多量に流出した状態で、例えば一方の圧縮機１ａが停止し、他方の圧縮機１ｂが運転を継続した場合、運転中の圧縮機１ｂが冷媒回路中に混在する冷凍機油をそのハウジング内の油溜まり部に回収するが、冷凍機油が必要量を超えるとオーバーフローし、余剰油専用配管５ｂから水冷凝縮器２Ａへ自重で落下する。その結果、余剰油が冷媒回路中に戻されることとなり、冷凍機油が少ない圧縮機１ａが再び運転を開始した際に、必要量の冷凍機油を冷媒回路内から回収することが可能となる。その結果、各圧縮機１ａ，１ｂに均一に冷凍機油が分配されることとなる。
【００１４】
このように、本実施形態の冷凍装置においては、複数台の圧縮機１ａ，１ｂのそれぞれのハウジング内に回収された冷凍機油の余剰分を余剰油専用配管５ａ，５ｂから水冷凝縮器２Ａを介して冷媒回路内に戻すようにしているので、新たな制御の追加、つまり各圧縮機の停止順序や起動順序をローテーションさせるような制御の追加が不要となり、シンプルな配管で各圧縮機の冷凍機油量を均一に保つことができて、信頼性を高めることができる。
【００１５】
また、余剰油専用配管５ａ，５ｂの経路途中に逆止弁６ａ，６ｂを設けているので、自重で水冷凝縮器２Ａへ落とされた冷凍機油が圧縮機側の圧力変動（圧力低下）等により同じ経路を逆流して圧縮機１ａ，１ｂのハウジング内の油溜まり部へ戻るのを阻止することができる。
【００１６】
また、水冷凝縮器２Ａを各圧縮機１ａ，１ｂよりも下位位置に配置し、余剰油が自重により余剰油専用配管５ａ，５ｂ内を自然落下するように設定しているので、余剰油を輸送するための駆動手段が不要となり、配管構成をよりシンプルなものとすることができる。
【００１７】
実施形態２．
図２は本発明の請求項４，５，６に係る冷凍装置を示す冷媒回路の概略系統図であり、図中、前述の第１実施形態のものと同一機能部分には同一符号を付してある。
【００１８】
本実施形態の冷凍装置は、圧縮機１、空冷凝縮器２Ｂ、受液器７、膨張弁３、及び蒸発器４が閉ループ状に接続された冷媒回路内に、圧縮機が複数台（ここでも２台）１ａ，１ｂ並列に組み込まれているとともに、受液器７が各圧縮機１ａ，１ｂよりも下位位置となるように配置され、さらに冷媒回路の配管系以外に、新たに受液器７と各圧縮機１ａ，１ｂのハウジング間をそれぞれ独立接続する余剰油専用配管５ａ，５ｂが設けられている。
【００１９】
これを更に詳述すると、余剰油専用配管５ａ，５ｂは、各圧縮機１ａ，１ｂのハウジング内の油溜まり部に冷媒回路内から回収された冷凍機油の余剰分をオーバーフローさせて、余剰油が自重により受液器７に自然落下し、この受液器７を介して冷媒回路内に戻されるように、各圧縮機１ａ，１ｂのハウジングへの接続位置が設定されている。また余剰油専用配管５ａ，５ｂの途中には、受液器７すなわち冷媒回路内に戻されるべき余剰油が、例えば運転中の圧縮機よりもハウジング内圧が低い停止中の圧縮機側へ逆流するのを阻止する逆止弁６ａ，６ｂが設けられている。
【００２０】
以上の構成を有する本実施形態の冷凍装置において、圧縮機１ａ，１ｂを同時に運転すると、これら圧縮機１ａ，１ｂから吐出されたガス冷媒は合流して空冷凝縮器２Ｂに入り、凝縮されながら受液器７に入り、ここで液化した後、膨張弁３で絞られることにより断熱膨張する。次いで、蒸発器４に入り、ここで蒸発気化した後、分岐して圧縮機１ａ，１ｂのハウジング内に吸込まれる。
【００２１】
また、冷凍機油が多量に流出した状態でたとえば圧縮機１ａが停止し、他の圧縮機１ｂが運転を継続した場合、運転中の圧縮機１ｂが冷媒回路中に存在する冷凍機油をそのハウジング内の油溜まり部に回収するが、冷凍機油が必要量を超えるとオーバーフローし、余剰油専用配管５ｂから受液器７へ自重で落下する。その結果、余剰油が冷媒回路中に戻されることとなり、冷凍機油が少ない圧縮機１ａが再び運転を開始した際に、必要量の冷凍機油を冷媒回路内から回収することが可能となる。その結果、各圧縮機１ａ，１ｂに均一に冷凍機油が分配されることとなる。
【００２２】
このように、本実施形態の冷凍装置においては、複数台の圧縮機１ａ，１ｂのそれぞれのハウジング内に回収された冷凍機油の余剰分を余剰油専用配管５ａ，５ｂから受液器７を介して冷媒回路内に戻すようにしているので、新たな制御の追加、つまり各圧縮機の停止順序や起動順序をローテーションさせるような制御の追加が不要となり、シンプルな配管で各圧縮機の冷凍機油量を均一に保つことができて、信頼性を高めることができる。
【００２３】
また、余剰油専用配管５ａ，５ｂの経路途中に逆止弁６ａ，６ｂを設けているので、自重で受液器７へ落とされた冷凍機油が圧縮機側の圧力変動（圧力低下）等により同じ経路を逆流して圧縮機１ａ，１ｂのハウジング内の油溜まり部へ戻るのを阻止することができる。
【００２４】
また、受液器７を各圧縮機１ａ，１ｂよりも下位位置に配置し、余剰油が自重により余剰油専用配管５ａ，５ｂ内を自然落下するように設定しているので、余剰油を輸送するための駆動手段が不要となり、配管構成をよりシンプルなものとすることができる。
【００２５】
なお、前述の各実施形態では、冷媒回路内に並列に組み込まれる圧縮機の台数を２台としたものを例に挙げて説明したが、それ以上の台数のものにも本発明を適用できることは言うまでもなく、その場合にも、前述の各実施形態のものと同様の作用、効果を奏する。
【００２６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、複数台の圧縮機のそれぞれのハウジング内に冷媒回路内から回収された冷凍機油の余剰分を冷媒回路内に戻すための余剰油専用配管を設けたので、各圧縮機の停止順序や起動順序をローテーションさせるような新たな制御の追加が不要となり、シンプルな配管で各圧縮機の冷凍機油量を均一に保つことができて、信頼性を高めることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る冷凍装置を示す冷媒回路の概略系統図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る冷凍装置を示す冷媒回路の概略系統図である。
【符号の説明】
１，１ａ，１ｂ  圧縮機、２Ａ  水冷凝縮器、２Ｂ  空冷凝縮器、３  膨張弁、４  蒸発器、５ａ，５ｂ  余剰油専用配管、６ａ，６ｂ  逆止弁、７  受液器。
【図１】
2004324915.tif 000003
【図２】
2004324915.tif 000004