(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
凝縮器と、膨張装置と、蒸発器と、圧縮機とを含む冷凍チラーであって、
冷媒の流れ及び冷媒経路を形成するべく、前記圧縮機、前記凝縮器、前記膨張装置、及び前記蒸発器が直列に連結されており、
前記圧縮機が、ハウジング、少なくとも１つのバッフル、作動室、およびオイルが溜まりやすい前記作動室の上流の位置を含み、
前記少なくとも１つのバッフルが前記ハウジングの前記作動室の上流に配設されており、その位置が前記蒸発器から前記ハウジングを経て前記作動室に至る下流方向への冷媒ガスの流れに逆らって、オイルが前記ハウジングから流出するのを防止する位置であることを特徴とする冷凍チラー。
【請求項２】
前記少なくとも１つのバッフルが、前記圧縮機ハウジングの前記オイルが溜まりやすい位置からのオイルの逆流を遮断し、方向を変える位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の冷凍チラー。
【請求項３】
前記バッフルによって方向が変えられるオイルが、前記オイルが溜まりやすい位置に方向が変えられることを特徴とする請求項１に記載の冷凍チラー。
【請求項４】
前記作動室の概ね上流であって、前記オイルが溜まりやすい位置の上流であって、冷媒ガスが前記蒸発器から前記圧縮機ハウジングに流入する位置の下流の前記圧縮機ハウジングに配設された圧縮機駆動モータを更に含むことを特徴とする請求項３に記載の冷凍チラー。
【請求項５】
前記少なくとも１つのバッフルが前記圧縮機駆動モータの上流に配設されることを特徴とする請求項４に記載の冷凍チラー。
【請求項６】
前記圧縮機ハウジングが、前記圧縮機駆動モータの外側の長さ方向に概ね沿った１或いは複数の吸入ガス経路を画定し、前記圧縮機ハウジング内に流入する吸入ガスの大部分が、前記１或いは複数の吸入ガス経路を経て前記作動室に流れ、前記少なくとも１つのバッフルが、前記少なくとも１つの吸入ガス経路の中の下流に面するように配設された面を有しており、それによってそこを上流方向に流れるオイルが前記面に衝当してそこから下方にオイルが流れるようになっていることを特徴とする請求項５に記載の冷凍チラー。
【請求項７】
前記圧縮機ハウジングが１或いは複数のオイル戻り経路を画定し、前記１或いは複数のオイル戻り経路によって、前記少なくとも１つのバッフルの前記面を下方に流れてオイルが堆積する前記モータの上流位置と、オイルが前記少なくとも１つのオイル戻り経路から出て前記オイルが溜まりやすい位置に流れる前記モータの下流の位置とが連通していることを特徴とする請求項６に記載の冷凍チラー。
【請求項８】
前記圧縮機が２つのバッフルを有しており、前記２つのバッフルの内の第１のバッフルが、前記圧縮機ハウジング内を逆流するオイルを遮断して方向を変えるべく前記モータの上流に配設されており、前記２つのバッフルの内の第２のバッフルが、第一に、前記オイルが溜まりやすい位置からのオイルの逆流を防ぐように配設されていることを特徴とする請求項７に記載の冷凍チラー。
【請求項９】
前記第２のバッフルが前記モータの概ね下流に位置することを特徴とする請求項８に記載の冷凍チラー。
【請求項１０】
第１のスクリューロータと、第２のスクリューロータと、能力調節弁とを更に含み、
前記第１のスクリューロータおよび前記第２のスクリューロータが回転するように前記作動室内に配設されており、前記能力調節弁が前記圧縮機の能力を変えるべく位置調整可能であり、前記圧縮機の能力を低下させるべく前記能力調節弁を位置調整すると、前記圧縮機ハウジングの前記オイルが溜まる位置に前記第１及び前記第２のロータが露出されるようになることを特徴とする請求項９に記載の冷凍チラー。
【請求項１１】
前記第２のバッフルが、前記吸入経路の１つの下流の出口から遠ざけるべく、オイルの流れを遮断して方向を変えるべく配設されていることを特徴とする請求項９に記載の冷凍チラー。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのバッフルが、前記蒸発器から前記圧縮機の前記作動室へのガスの下流への流れに反して、前記オイルが溜まりやすい位置からオイルが逆流するのを実質的に防止するように配設されていることを特徴とする請求項２に記載の冷凍チラー。
【請求項１３】
前記作動室の上流の前記ハウジングに配設された圧縮機駆動モータを更に含み、
前記圧縮機ハウジングが少なくとも１つの吸入ガス経路を画定し、前記経路が、前記モータの外側の長さ方向に沿って概ね延在し、前記オイルが溜まる位置の上流であってその位置にあるオイルの上方の位置において前記圧縮機ハウジング内に向いて開いており、前記少なくとも１つのバッフルが、前記オイルが溜まりやすい位置から前記少なくとも１つの吸入ガス経路が開いている前記位置へのオイルの流れを防止するように配置されていることを特徴とする請求項１２に記載の冷凍チラー。
【請求項１４】
前記モータの上流に配設されたバッフルを更に含み、
前記少なくとも１つの吸入ガス経路を介して上流に吹き飛ばされるオイルの方向を変えて前記オイルが溜まりやすい位置に戻すように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の冷凍チラー。
【請求項１５】
ハウジングと、第１のスクリューロータと、第２のスクリューロータと、バッフルとを含むスクリュー圧縮機であって、
前記ハウジングが、作動室、オイルが溜まりやすい吸入領域、及び前記ハウジングに吸入ガスが流入する位置を画定し、
前記第１のスクリューロータと前記第２のスクリューロータとが前記作動室において互いに噛合するように配設されており、前記吸入領域が、前記作動室と、吸入ガスが前記ハウジングに流入する前記位置との間に画定されており、オイルが溜まりやすい位置であり、
前記バッフルが、前記作動室の上流であるが、吸入ガスが前記ハウジングに流入する前記位置の下流である前記ハウジング内に設けられ、前記吸入領域から前記吸入ガスが前記圧縮機ハウジングに流入する前記位置を通ってオイルが逆流するのを防止するように配置されていることを特徴とするスクリュー圧縮機。
【請求項１６】
前記第１及び前記第２のロータの少なくとも１つに連結されているモータを更に含み、前記モータが、前記吸入領域の概ね上流であって吸入ガスが前記圧縮機ハウジングに流入する前記位置の下流に配設されていることを特徴とする請求項１５に記載のスクリュー圧縮機。
【請求項１７】
前記圧縮機ハウジングが、前記吸入領域と前記吸入ガスが前記ハウジングに流入する前記位置との間を連通する吸入ガス経路を画定し、所定の圧縮機運転条件下で、前記吸入ガス経路を通って下流に流れる吸入ガスに逆らって、オイルが前記吸入領域から前記吸入ガス経路内ヘ吹き飛ばされる傾向にあることを特徴とする請求項１６に記載のスクリュー圧縮機。
【請求項１８】
前記バッフルが前記モータの上流であって、吸入ガスが前記圧縮機ハウジングに流入する前記位置の下流に配設されることを特徴とする請求項１６に記載のスクリュー圧縮機。
【請求項１９】
前記バッフルが、前記吸入ガス経路内を逆方向に吹き飛ばされたオイルを遮断して、オイルが溜まりやすい前記吸入領域の前記位置に向かうようにその方向を変えるべく配設されていることを特徴とする請求項１８に記載のスクリュー圧縮機。
【請求項２０】
前記バッフルが前記モータの下流であって概ね前記吸入領域に配設されていることを特徴とする請求項１７に記載のスクリュー圧縮機。
【請求項２１】
前記バッフルが前記吸入ガス経路の概ね出口に配設されており、前記経路から離れた前記経路の出口付近に到達するオイルを遮断してその方向を変えるように配置されており、従って前記バッフルによって吸入経路を介して逆方向に吹き飛ばされ易い前記吸入領域の或る位置にオイルが流入するのが少なくとも部分的に防止されることを特徴とする請求項２０に記載のスクリュー圧縮機。
【請求項２２】
前記バッフルが、前記モータの上流であって吸入ガスが前記圧縮機ハウジングに流入する前記位置の下流に配設されており、前記モータの下流であって概ね前記吸入領域に配設された第２のバッフルを更に含むことを特徴とする請求項１７に記載のスクリュー圧縮機。
【請求項２３】
前記第１のバッフルが、前記吸入ガス経路を介して逆方向に吹き飛ばされるオイルを遮断して、オイルが溜まりやすい前記吸入領域の前記位置にオイルが戻るように方向を変えるべく配設されており、前記第２のバッフルが、第１に前記吸入ガス経路を介してオイルが逆流し易い前記吸入領域の或る位置にオイルが流れるのを防止するように形成されていることを特徴とする請求項２２に記載のスクリュー圧縮機。
【請求項２４】
前記モータハウジングによって少なくとも１つのオイル戻り経路が画定され、前記第１のバッフルによって遮断され方向が変えられたオイルが前記オイル戻り経路を通って前記吸入領域の中に送られることを特徴とする請求項２３に記載のスクリュー圧縮機。
【請求項２５】
請求項１乃至１４のいずれかに記載の冷凍チラーにおいて、冷凍チラーの圧縮機から蒸発器へのオイルの逆流を防止する方法であって、
前記作動室の上流に配設された少なくとも１つのバッフルにより、オイルが溜まりやすい前記位置からオイルが冷媒に対して逆流するのを防止するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項２６】
請求項１乃至１４のいずれかに記載の冷凍チラーにおいて、冷凍チラーの圧縮機で用いられる駆動モータの冷却方法であって、
冷媒ガスを前記蒸発器から前記圧縮機に下流方向に送るステップを含み、
該ステップにより、前記オイルが溜まりやすい位置及び前記作動室の上流に配設された前記駆動モータの周りに冷媒ガスを流して、前記ガスが前記作動室に入る前に前記モータを冷却することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の背景
本発明はスクリュー圧縮機に関する。特に、本発明は冷凍チラーに用いられるスクリュー圧縮機に関する。より詳細には、本発明は冷凍チラーにおけるスクリュー圧縮機からのオイルの逆流の防止し、その結果生じるシステムの蒸発器へのオイルの低下を防止することに関する。
【０００２】
スクリュー圧縮機は、２個以上のスクリューロータが作動室内に噛合するように配設されている圧縮機である。スクリューロータが互いに逆回転するによって、ガスが初めの比較的低い圧力で作動室内に流入し、作動室内でこのガスが圧縮され、そこから吐出し圧力とよばれる高い圧力でそのガスが吐出される。
【０００３】
冷凍チラーへの適用を含む多くのスクリュー圧縮機の適用例では、冷却及びシーリングするためにオイルを圧縮機の作動室内に直接注入することが可能である。更に、オイルは圧縮機の軸受けを潤滑するために用いられる。冷凍チラーにおいて軸受け用の潤滑油として用いられるオイルは、通常は冷媒ガスの圧力が比較的低い圧縮機内の位置に送られる。従って、このようなオイルは最終的に圧縮機の作動室内に至り、作動室内を流れる冷媒ガスによって連行される。このようなオイルは圧縮機の作動室内に直接注入される他のオイルと共に、圧縮機から吐出されるガスの流れに連行されて圧縮機から導出される。
【０００４】
冷凍チラーのスクリュー圧縮機から吐出される冷媒ガスの流れは比較的多くのオイルを含でおり、上述した目的のためにこのオイルを圧縮機に戻されなければならないため、オイルセパレーターを圧縮機内或いは圧縮機の直近の下流に配設して、吐出ガスの流れからオイルを分離して収集し圧縮機に戻している。多くのチラーシステムでは、オイルセパレーターの吐出圧力を利用して分離したオイルをオイルセパレーターから圧縮機に送る。
【０００５】
このようなシステムに用いられるオイルセパレーターは、一般に冷媒ガスがシステムの凝縮器に送られる前に９９％或いはそれ以上の高い効率で分離器を通過する冷媒ガスからオイルを分離するが、最終的には圧縮機のオイルが枯渇してしまうことは理解されよう。一般に、システムのオイルセパレーターを通過するオイルはシステムの凝縮器を経てシステムの蒸発器に送られ、その蒸発器の底部に存在する液体冷媒の上或いはその中に溜まる。通常はこのような比較的少量のオイルをシステムの蒸発器からシステムの圧縮機に定期的に戻す手段が設けられる。全てのタイプの冷凍チラーにおいて、このようなオイルの輸送は一般的であり、このようなオイルの量はチラーに供給されるオイルの割合としては極めて少量であるのが普通である。
【０００６】
チラーの蒸発器からチラーの圧縮機部分（そこから吸入ガスが圧縮機へ導出される）への直接流路が設けられているため、ある条件下では、圧縮機内のオイルが圧縮機から逆方向に流れ蒸発器内にさえ至る可能性がある。このような条件はどちらかと言えば、スクリュー圧縮機を用いる冷凍チラーに固有でありその程度が大きい。これは、このような圧縮機内で様々な目的に用いられるオイルの量のため、またシステムの蒸発器がシステムの圧縮機の下側に位置しており、一般にその圧縮機の吸入領域と連通しているためである。圧縮機からシステムの蒸発器への直接のオイルの流れが、一般的ではないが時には蒸発器に関連するオイル戻し装置の処理能力を超え、それによって正しい位置におけるオイルの量が不足し、運転中に圧縮機に連続的に十分なオイルが供給されなくなりチラーは緊急停止する。
【０００７】
冷凍チラーの圧縮機から逆流したオイルを受け取って保持し、そのオイルを圧縮機に戻す従来の構造の例が米国特許第5,086,621号及び5,396,784号に記載されている。米国特許第5,086,621号では、蒸発器から圧縮機に吸入ガスが導出される配管の下側にある蒸発器内にトレイを配置してこのオイルの逆流の問題に対処している。このトレイはあらゆる逆流オイルを受け取ってそこに蓄積する。次に、エダクタ装置を用いてこのオイルをシステムの圧縮機に連続的に戻す。
【０００８】
同様に米国特許第5,396,784号では、冷凍チラーの蒸発器の出口の下側に逆流オイルを受け止めて戻すトレイを設けている。しかしながら、この米国特許第5,396,784号の方法では、トレイにおけるオイルのレベルが十分に高くなると、蒸発器から圧縮機へのガスの流れが制限され、それによってガスの流速が上昇する。蒸発器から圧縮機に流れるガスの流速が上昇すると、トレイにあるオイルが、蒸発器から圧縮機に戻るガスの流れに連行される。
【０００９】
どちらの構造の場合も、オイルの逆流の問題を対処するためにシステムの蒸発器の中に組み込む部品/組み立て部品を製造及び取り付ける必要があることを理解されたい。このような部品/組み立て部品、それらの製造及び取り付けにはコストがかかり、それらを動作することによって全チラーシステムが消費する電力が増大する。
【００１０】
圧縮機またはチラーシステムの追加コストが低く、チラーの効率を低下させない冷凍チラーシステムにおいてスクリュー圧縮機から蒸発器へのオイルの逆流を防止する装置の要求が引き続きある。
【００１１】
本発明の要約
本発明の目的は、冷凍チラーの圧縮機から冷凍チラーの蒸発器へのオイルの逆流を制限および／または防止することである。
【００１２】
本発明の別の目的は、冷凍チラーシステムにおいて、圧縮機内を逆流するオイルが圧縮機から流出してしまう前にその逆流するオイルを遮断し、その方向を変えることによって圧縮機から凝縮器へのオイルの逆流を防止することである。
【００１３】
本発明の更なる目的は、冷凍チラーシステムにおいて、圧縮機から凝縮器への実質的に全てのオイルの逆流を防止することである。その方法は受動的であって、チラーの製造コスト、オイルの逆流の防止目的に用いる部品／組み立て部品のコスト、チラーの運転効率における影響によるコストなどの追加コストが相対的に極めて低く抑えられている。
【００１４】
本発明の上記した目的及びその他の目的は、添付の図面および後述の好適な実施例から明らかになるであろう。好適な実施例および添付の図面にはスクリュー圧縮機を用いた冷凍チラーシステムが示されている。このスクリュー圧縮機には、第１に、圧縮機ハウジングからオイルを逃さず、逆流するオイルを遮断しその方向を変えて圧縮機に戻すべく、この圧縮機の作動室の上流および／または吸入領域の上流に１或いは複数のオイル逆流防止バッフルが計画的に配置されている。好適な実施例では、このようなバッフルは、圧縮機の駆動モータが配置されている圧縮機ハウジング部分に配設されている。好適な実施例では、駆動モータはシステムの蒸発器から圧縮機の作動室に至る冷媒ガスの流れを利用して冷却される。バッフルを配置しなければ圧縮機から蒸発器へのオイルの逆流が起こりうる比較的生じにくいチラーの運転条件下で、バッフルは、圧縮機で使用するべく圧縮機ハウジングからのオイルの逆流を遮断し、その方向を上流方向に変える。
【００１５】
好適な実施例の説明
まず図１を参照すると、最も基本的な形態である冷凍チラー１０は、圧縮機１２、凝縮器１４、膨張装置１６、及び蒸発器１８を含み、冷媒回路を形成するべくその全てが連通している。一般に、冷媒ガスは圧縮機１２で圧縮され、比較的高圧高温でその圧縮機から吐出される。このガスは凝縮器１４に送られ、そこでチューブバンドル２０内を流れる水などの比較的冷たい冷媒と熱交換して冷却され凝縮する。
【００１６】
凝縮した冷媒がコンデンサ１４から膨張装置１６に流れ、その膨張装置１６を通過することによって冷媒の圧力及び温度が低下する。膨張装置１６を通過する液体冷媒の一部が膨張プロセスで気化する。二相になった冷媒が膨張装置１６から蒸発器１８に流れ、そこでチューブバンドル２２内を流れる媒体と接触して熱交換する。
【００１７】
蒸発器１８内のチューブバンドル２２を流れる媒体は熱負荷からの熱を保有している。その熱を保有する媒体を冷却するのがこのチラー１０の目的である。この熱は媒体から蒸発器１８に流入する比較的低温低圧の冷媒に与えられ、それによって冷媒の液相の大部分が気化する。チューブバンドル２２内を流れる冷却された媒体は熱負荷を冷却するべく熱負荷に戻される。それと同時に、蒸発器１８で気化した冷媒はそこから圧縮機１２に戻り、そこで圧縮されて凝縮器に送られプロセスが続く。
【００１８】
本発明のチラーシステムの好適な実施例では、圧縮機１２はスクリュー型の圧縮機である。圧縮機１２は、一般にロータハウジング２６及びモータハウジング２８を含むハウジング２４を有する。ロータハウジング２６は、相互に噛み合って互いに逆回転する第１のスクリューロータ３２と第２のスクリューロータ３４が配設されている作動室３０を画定する。圧縮機駆動モータ３６はモータハウジング２８内に配設され、ロータ３２及び３４の一方に連結されており、それを駆動する。
【００１９】
好適な実施例のチラーでは、吸入ガスは、圧縮機ハウジング２４のモータハウジング部分２８に向いて開いている吸入ライン３８を介して蒸発器１８から導出される。吸入ガスはモータハウジング２８を介して、モータ３６の周りを流れそのプロセスでそのモータ３６を冷却する。次に吸入ガスは、作動室３０内に吸入され、モータ駆動スクリューロータの相互の逆回転によって圧縮され、上記したように吐出ライン４０から吐出されオイルセパレーター４２を経て凝縮器１４に至る。
【００２０】
ほとんどの圧縮機と同様に、好適な実施例のスクリュー圧縮機１２では、圧縮機要素の１個或いは複数個が回転部品であり、通常は軸受けに取り付けられる。また、一般にこのような軸受けは潤滑油が必要である。好適な実施例のチラーシステムでは、回転するためにスクリューロータ３２及び３４は軸受けに取り付けられており、このような軸受け４４及び４６には潤滑油が必要である。圧縮機１２はスクリュー圧縮機であるため、別の目的でオイルが必要である。これらの別の目的には、圧縮された冷媒ガスの冷却及び/または作動室内のスクリューロータの冷却、回転しているスクリューロータ間のシーリング、及び作動室３０のロータと壁部とのシーリングが含まれる。
【００２１】
上記したことに注意して図２を参照すると、チラー１０は、例えば供給ライン４８及び５０を介して軸受け４６及び４４に送られるオイルが多量に必要である。またオイルは、供給ライン５２を介して圧縮機１２の作動室３０内に注入される。この供給ライン５２は、作動室３０内の圧縮中の冷媒ガスの圧力が吐出圧力より低い部分に向いて開いている。
【００２２】
このオイルはオイルセパレーター４２にかかっている吐出圧力によって、そのオイル溜まり５４からライン５６を介して供給ライン４８、５０、及び５２に送られる。このオイルの圧力は、オイルが使用される部分の圧力、及び/または圧縮機で所定の目的のために使用された後にオイルが誘導/放出/排出される部分の圧力より高い。オイルセパレーター４２の効率が高いため、圧縮機１２から吐出された相対的に極めて少量のオイルが吐出冷媒ガスに連行され、冷媒ガスと共にオイルセパレーターを経て蒸発器２２に送られる。相対的に少量のこのようなオイルは圧縮機で使用するために、図１の波線で示されている装置２００によってライン２０２を介して戻される。
【００２３】
圧縮機内で使用された後にオイルが送られる部分には、圧縮機の吸入領域５８も含まれる。通常の運転条件下では、圧縮機１２に送られそこを通過するガスの流れは圧力が十分に高く、吸入領域５８の内部及び近傍のオイルは、流体ガスに連行されて圧縮機の作動室内に吸入され、そこを経てオイルセパレーター４２に送られる。蒸発器から圧縮機に流入するガスの量が著しく減少した負荷条件の場合、圧縮機ハウジング内の駆動モータ及びスクリューロータの回転の力学、並びにこのような条件下で発生する圧力の脈動によって、圧縮機の吸入領域５８からオイルが吹き出し、蒸発器から圧縮機への相対的に弱いガスの流れに逆らって、モータハウジングを経てシステムの蒸発器に戻される。所定の条件下では、このようなオイルの逆流の力が十分に強く持続するため、圧縮機に供給される相対的に多量のオイルが圧縮機からシステムの蒸発器に逆流する。一般にこの逆流して戻るオイルの量は、オイル戻し装置２００が適時圧縮機にオイルを戻す量を超えており、このような状態に対処できなければ圧縮機が緊急停止し、かつ/またはオイルの不足による損傷が起こり得る。
【００２４】
更に図３及び図４を参照すると、蒸発器１８からライン３８を通る吸入ガスの流れは、好適な実施例では、矢印１００で示されているようにモータハウジング２８に至る。モータハウジングに到達するとモータ３６の上部及び周りを通過し、そのプロセスでモータが冷却される。吸入ガスの流れの一部がモータの比較的小さなロータステータギャップ（図示せず）を通り、好適な実施例では、モータハウジングの内側の壁部に形成された吸入ガス経路６０Ａ、６０Ｂ、及び６０Ｃを通ってより多くの流体がモータ３６の周り及び上側を通過する。駆動モータを通過すると、吸入ガスは圧縮機ハウジング２４のロータハウジングとモータハウジング部分との概ね境界面の位置に画定された吸入領域５８に至る。そこから吸入ガスが圧縮機の作動室内に吸入される。
【００２５】
圧縮機１２が最大負荷の時、図２に例示されているように、スライド弁６２がスライドストッパー６４に当接し、それによって吸入領域５８に流入する全ての吸入ガスが配向され吸入サブエリア５８Ａの中に流入する。吸入サブエリア５８Ａは圧縮機の吸入ポートに位置する。この吸入ポートは、ガスが圧縮機の吸入領域を出て、作動室内に吸入される位置である。吸入ポートを通って圧縮機の作動室に流入する吸入ガスは、その作動室で圧縮され、圧縮機から吐出ライン１４０を通ってオイルセパレーター４２に供給される。最大負荷の条件下では、一般に吸入ガスの流量が多く流速が大きく、以下に詳述するように、オイル溜まり６６のオイルなどのオイルがガスに連行されて吸入領域５８のサブエリア５８Ｂに送られる。
【００２６】
チラー１０が最大負荷より低負荷で運転している時は、スライド弁６２はチラーの負荷に対応する距離スライドストッパー６４から離れて収縮し、それによって作動室３０の一部およびその中のスクリューロータが吸入領域５８Ａに露出し、それによって作動室内を流れる冷媒ガスの一部が効果的に近道するようになる。スライド弁が収縮すると、スクリューロータの有効長さが短くなり、それによって圧縮機の能力が低下する。圧縮機１２の場合、スライド弁６２が収縮すると、相互に噛み合って互いに逆回転するスクリューロータが圧縮機の吸入領域５８のサブエリア５８Ｂに露出される。吸入サブエリア５８Ｂは、通常は吸入サブエリア５８Ａの反対側の圧縮機の底部に位置し、図示されているように圧縮機で様々な目的のために利用された後オイルが集められる部分である。
【００２７】
スライドストッパー６４から離れる方向へのスライド弁６２の収縮は一般的でありよく起こるが、それによって圧縮機の吸入領域内の吸入ガスの流れのパターンが変る。更に、スライドストッパー６４から離れる方向へスライド弁６２が収縮すると、高速で回転しているスクリューロータが、吸入サブエリア５８Ｂに溜まるオイルの溜まり６６に露出される。このオイルの量はかなりの量であるが運転条件によって異なる。たいていの運転条件下では、吸入ガスの流れによってオイル溜まり６６にオイルが連続的に流入し且つ流出しており、スライド弁が収縮した状態であってもガスの流れと共に作動室を経てシステムのオイルセパレーターに送られる。
【００２８】
しかしながら、上記したようにチラーのある運転条件下、特にスライド弁６２が完全に或いはほぼ完全に収縮すると、オイル溜まり６６のオイルを含む吸入エリア５８にあるオイルが、吸入ガスの流れに逆らって圧縮機１２からシステムの蒸発器に逆流しうる。従来の構造は、システムの蒸発器におけるこのようなオイルの受け取りおよび/または収集によって、或いはこのようなオイルをシステムの蒸発器から圧縮機に戻すように設計された装置を用いて対処しているが、本発明の好適な実施例のチラーは、第一に圧縮機ハウジングからオイルが逆流するのを防止する方法を提供する。
【００２９】
従って、１或いは複数のバッフルを圧縮機ハウジング２４の作動室３０の上流に計画的に配置する。その位置は、そこに逆流するあらゆるオイルの大部分の逆流を防止し、かつ/または物理的に阻害し、かつ/またはその向きを変える位置である。しかしながら、このようなバッフルは、圧縮機の作動室へのガスの正常な流れに全く影響を与えない、すなわち流れを阻害しない。好適な実施例では、第１のバッフル６８は、吸入ライン３８に最も近いモータハウジング２８の概ね端部に配置される。第１のバッフル６８は、吸入ガス経路６０Ａの中へのガスの下流への流れに面した概ね平面の壁部７０を含む。壁部７０は、圧縮機ハウジング２４を正常に下流に流れる吸入ガスは壁部７０に衝当しないし、その他の方法でも妨害されないが、壁部７０は、経路６０Ａを吸入ライン３８に対して逆流する全てのオイルの流れの衝突面として作用する。
【００３０】
バッフル６８を逃れて圧縮機から蒸発器に上流方向に流れるオイルもあるが、たいていの場合その量は処理できる範囲である。更に、比較的少量のオイルは、装置２００によって通常の運転条件下で圧縮機に戻すことが可能である。この装置２００の主な目的は、チラーの通常の運転で下流方向に流れて蒸発器に流入する比較的少量のオイルを戻すことである。
【００３１】
バッフル６８の壁部７０に衝当したオイルは重力によって傾斜した壁部７２を流れ、位置７４などのモータハウジングの底部に至る。壁部７２が概ね露出していないのと同様に壁部３０も、モータハウジングに流入して吸入領域５８に至るガスの正常な下流への流れによって影響されないし、影響を与えもしない。位置７４に到達したオイルは、モータハウジングの底部に形成されたオイル戻り流路７６及び７８に流入する。これらの流路７６及び７８によって、このオイルが圧縮機のハウジングの吸入サブエリア５８Ｂのオイル溜まり６６に送られる。チラーの運転条件が正常化すると、オイル溜まり６６からオイルが圧縮機の作動室内に吸引される。
【００３２】
好適な実施例では、第２のバッフル８０が、吸入ガス経路６０Ａを出た吸入ガスが下流方向に吸入領域５８に流れる部位と潤滑油溜まり６６との間の圧縮機ハウジング２４内に配設されている。好適な実施例の圧縮機の物理的な構造では、圧縮機の作動室内でのスクリューロータの相互の逆回転、モータハウジング内における吸入ガス経路の相対的な配置、および圧縮機の駆動モータと回転モータの回転方向８２の相対的な配置が全て協働して、オイル溜まり６６の潤滑油がモータハウジング２８の表面８４に沿って経路６０Ａの出口に向かって上方に運搬されるようになる。
【００３３】
通常の運転条件下でバッフル８０が配設されていない場合、表面８４に沿って上方に移動する潤滑油は、吸入ガス経路６０Ａに存在する吸入ガスによって連行されて吸入ガスと共に圧縮機の作動室内に供給される。運転開始時の低い負荷/極端な周囲温度の条件下では、経路６０Ａを流れるガスは比較的量が少なく、かつ/または流速が遅いため、バッフル８０が配設されていない場合、表面８４に沿って上方に移動するオイルが、吸入ガス経路６０Ａを下流方向に流れる弱い吸入ガスの流れに反してその経路６０Ａを逆流し得る。
【００３４】
第２のバッフル８０をモータハウジングの経路６０Ａの出口の真下に配設することによって、オイル溜まり６６から表面８４に沿って上方に流れるオイルの大部分が、図４の矢印８６によって示されているように、バッフル８０によって遮断され、そらされて方向が変えられ、経路６０Ａの出口付近へのオイルの流れが効果的に遮断される。従って第１に、第２のバッフル８０によって、オイル溜まり６６のオイルの大部分がオイルが容易に圧縮機ハウジングから吹き飛ばされやすい吸入領域５８の或る位置に送られるのが効果的に防止される。一方のバッフル６８は、実際に吸入ガス経路６０Ａを通って逆流するオイルを遮断する位置に配設され、モータハウジングの上流端でこのような潤滑油が下方に流れ、オイル溜まり６６に戻す経路の中に流入するように形成されている。
【００３５】
上記したように、本発明のチラーにおける圧縮機は、２つのバッフルが配設されたスクリュー圧縮機であって、圧縮機の作動室内に入る前に駆動モータの周囲を吸入ガスが流れその駆動モータを冷却するようになっていることを理解されたい。本発明は、圧縮機駆動モータが圧縮機の上流にあり、吸入ガスによってその駆動モータを冷却するスクリュー圧縮機に適用できるだけではなく、冷却目的などのために駆動モータと相互作用することなく、吸入ガスが直接吸入領域を介して圧縮機の作動室内に吸引される圧縮機にも適用できることを理解されたい。
【００３６】
更に、本発明のチラーの圧縮機では、吸入領域５８に存在するオイルは、ガスの流体力学及びロータの回転方向によって吸入領域５８内の或る位置に送られる傾向にある。その位置では、低負荷/極端な周囲温度の運転条件の場合、モータハウジングに形成された別の吸入ガス経路とは対照的に、オイルが圧縮機ハウジングから吸入ガス経路６０Ａを逆流する可能性がある。すなわち、本発明のチラーの圧縮機では、低負荷/極端な周囲温度の条件下であっても、オイルが吸入ガス経路６０Ｂまたは６０Ｃから逆流し易い位置にオイルが溜まりにくい。従って、バッフル６８及び８０は、好適な実施例の圧縮機の構造及びオイルの逆流の傾向を考慮して、吸入ガス経路６０Ａに対して設計され配置される。別の圧縮機では、オイルの逆流を遮断し、かつ/または防止するために好適な実施例のバッフルより多い或いは１個少ないバッフルが必要となり得る。また、このようなバッフルの位置は好適な実施例のチラーの圧縮機の位置とは異なり得る。このような構造もまた、本発明の範囲内であることを理解されたい。
【００３７】
更に、ある圧縮機の構造では、オイル戻り経路７６及び７８を排除することも可能であることを理解されたい。例えば、図３を参照すると、他の部材と共に吸入ガス経路６０Ｃを画定するモータハウジング２８の表面３００の高さを、波線３０２で示されているように、吸入ガスがモータハウジング２８に流入する開口３０４の最下端部或いはそれ以下の高さにすると、モータハウジングの上流の端にあるオイルを、経路７６及び７８を必要とすることなく経路６０Ｃを介して吸入領域５８に戻すことができる。経路６０Ｃは、圧縮機からオイルが逆流し易い経路ではないことを思い出していただきたい。従って、オイル戻り経路７６及び７８はある場合には不可欠であるが、別の場合及び圧縮機の構造が異なる場合は必要とならないこともある。
【００３８】
本発明は好適な実施例に従って説明してきたが、その他の改変、追加、変形等は当業者には明らかであろう。従って、本発明の範囲は上述の好適な実施例の構造に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の冷凍チラーの模式図である。
【図２】  図１の冷凍チラーの圧縮機部分の断面図である。
【図３】  線３−３に沿った図２に例示した圧縮機のモータハウジングの端面図である。
【図４】  線４−４に沿った図３のモータハウジングの透視断面図である。
【図１】
0004762469.tif 000002
【図２】
0004762469.tif 000003
【図３】
0004762469.tif 000004
【図４】
0004762469.tif 000005