(57)【要約】【課題】冷凍能力を損なわず、保有冷媒は少なく、制御も簡便で、液バックをしないで圧縮機への油戻しを簡単に行なう冷凍装置を提供することである。【解決手段】圧縮機１から吐出される高温高圧の冷媒を、凝縮器２で液化し、減圧装置３で低温低圧化し、蒸発器４で蒸発させて周囲を冷却もしくは冷凍し、アキュムレータ６にて液と蒸気の冷媒を分離して、蒸気の冷媒を吸込み配管７で圧縮機１に戻す冷媒回路を有する冷凍装置であり、圧縮機１から吐出された高温高圧の冷媒の一部をエジェクタ１２を介して吸入み配管７に戻し、アキュムレータ６の下部とエジェクタ１２を油戻し管１４で接続し、エジェクタ１２を流れる高速の冷媒でアキュムレータ６の下部に溜まる液冷媒と潤滑油を吸い出して吸込み配管７を流れる冷媒の蒸気中に合流するようにした。【選択図】  図１
2005024163.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機から吐出される高温高圧の冷媒を、凝縮器で液化し、減圧装置で低温低圧化し、蒸発器で蒸発させて周囲を冷却もしくは冷凍し、アキュムレータにて液と蒸気の冷媒を分離して、蒸気の冷媒を吸込み配管で圧縮機に戻す冷媒回路を有する冷凍装置において、
該圧縮機から吐出された高温高圧の冷媒の一部をエジェクタを介して該吸入み配管に戻し、該アキュムレータの下部と該エジェクタを油戻し管で接続し、該エジェクタを流れる高速の冷媒で該アキュムレータの下部に溜まる液冷媒と潤滑油を吸い出して、該吸込み配管を流れる冷媒の蒸気中に合流するようにしたことを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
前記請求項１において、蒸発器とアキュムレータの間に油トラップがあり、該油トラップの下部を該油戻し管に油戻し管で接続していることを特徴とする冷凍装置。
【請求項３】
前記請求項１において、該圧縮機から吐出された高温高圧の冷媒の一部を該エジェクタを介して該吸入み配管に戻すホットガス配管に制御弁を設けてあることを特徴とする冷凍装置。
【請求項４】
前記請求項１において、該アキュムレータの下部と該エジェクタを接続する油戻し管は該エジェクタののど部に連通していることを特徴とする冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は冷凍装置に係わり、特に蒸発器と圧縮機の間に設けられるアキュムレータに溜まる液冷媒と潤滑油の圧縮機への油戻し構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の冷凍装置は図２に示すように、圧縮機１において冷媒を圧縮し高温高圧ガスとしてから凝縮器２において冷して飽和液とする。液化した冷媒は膨張機構を有した減圧装置３で低温低圧のガスと液体の混合流体とし、蒸発器４において低温度で蒸発し、蒸発潜熱によって蒸発器４周囲の冷却または冷凍作用を行なう。
【０００３】
そして、蒸発器４から出た冷媒ガスは、アキュムレータ６から吸込み配管７を介して再び圧縮機１に吸い込まれる。
【０００４】
このように、冷媒が圧縮機１を出て圧縮機１に戻る冷媒回路を循環することによって冷却や冷凍作用を行なっており、冷媒は一般に冷媒と相溶性のある潤滑油とともに冷媒回路を循環している。
【０００５】
アキュムレータ６では冷媒に液滴が混入しているときにこれを分離し、蒸気だけを圧縮機１に吸い込ませて液圧縮を防ぎ圧縮機１を保護するようにしている。
【０００６】
冷凍装置を容量制御している場合、低容量運転時は油トラップ５に潤滑油が溜まり、冷媒は油トラップ５の細管５ａを経てアキュムレータ６に到る。油トラップ５に溜まった潤滑油は、冷媒のガス流速が高い中〜高容量運転時に細管５ａと主管５ｂを通る冷媒によりアキュムレータ６に送られて蓄積される。
【０００７】
アキュムレータ６に蓄積した潤滑油は、アキュムレータ６下部と吸入み配管７の間に接続された油戻し管８にて、吸込み配管７内の冷媒ガススピードによって生じた差圧で圧縮機１に潤滑油を戻している。
【０００８】
また、アキュムレータ６はメタリングオリフィス６ａを設けたＵ字管６ａを内部に配し、溜まった液冷媒をメタリングオリフィス６ａから少量ずつ吸込み，圧縮機１に戻すようにしている。
【０００９】
なお上記従来技術を示すものとして、下記の文献がある。
【００１０】
【非特許文献１】
『冷凍空調技術』
（（社）日本冷凍協会  平成８年９月１３日  第２刷発行のＰＰ１２５〜  １２６における９．１．６  液分離器（アキュムレータ）とＰＰ１３８〜１４２における９．５．２  吸込配管に関する記事）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術においては、アキュムレータ６の内部にメタリングオリフィス６ａを設けたＵ字管６ｂを用い、圧縮機１吸込み口付近のガススピードによって生じた差圧で油戻しを行なっているため、圧縮機１はこの差圧分だけ低圧で冷媒ガスを吸入していることになり、体積効率が減少し冷凍能力を損なうだけでなく、冷媒循環量が下がりガススピードが下がる、また低温運転時冷媒の比容積が増大し、冷媒循環量が減少し、ガススピードが下がることによって油の戻り量が減少してしまう。
【００１２】
また、油戻し管８は圧縮機１の吸込み口付近に返油しているため、負荷変動時に液バックしやすく、潤滑油は低温となると粘性が増してくるので、油の戻り量が減少するという問題があった。そこで圧縮機１が吐出した高温高圧ガスの一部は制御弁９を介しアキュムレータ６に戻し、アキュムレータ６の温度を高め、潤滑油の粘度が高くならないようにしている。
【００１３】
さらに、油トラップ５では、ある程度冷媒液や潤滑油が主管５ｂ下部に溜まり主管５ｂを閉塞するようにしないと、細管５ａを通って潤滑油が戻らないことや、アキュムレータ６にはメタリングオリフィス６ａの位置以下の液冷媒は圧縮機１に戻らないことから、冷媒保有量が増大する問題もあった。
【００１４】
それゆえ本発明の目的は、冷凍能力を損なわず、保有冷媒は少なく、制御も簡便で、液バックをしないで圧縮機への油戻しを簡単に行なう冷凍装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決させるための手段】
上記目的を達成する本発明の特徴とするところは、圧縮機から吐出された高温高圧ガスの一部をエジェクタを介してアキュムレータと圧縮機の間の吸入み配管に戻し、アキュムレータの下部とエジェクタを油戻し管で接続し、エジェクタを流れる高速の高温高圧ガスでアキュムレータの下部に溜まる液冷媒と潤滑油を吸い出して、吸込み配管を流れる冷媒の蒸気中に合流するようにしたことにある。
【００１６】
さらに、油トラップの下部をアキュムレータの下部とエジェクタを結ぶ油戻し管に接続し、油トラップの下部に溜まる潤滑油をアキュムレータの下部に溜まる液冷媒や潤滑油などとともに吸い出して、吸込み配管を流れる冷媒の蒸気中に合流するようにしたことにある。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図１に従って説明する。
【００１８】
図１において、図２に示したものと同一物・相当物には図２と同一符号を付けてあり、１１と１２は圧縮機１から吐出された高温高圧ガスの一部をアキュムレータ６と圧縮機１の間の吸入み配管７に戻すホットガス配管１３に設けた制御弁とエジェクタである。
【００１９】
また、１４はアキュムレータ６の下部とエジェクタ１２を接続する油戻し管であり、１５は油トラップ５の下部をアキュムレータ６とエジェクタ１２を結ぶ油戻し管１３に接続した油戻し管である。
【００２０】
圧縮機１を起動し、冷凍装置を運転する。圧縮機１起動後、ある一定時間をもってホットガス配管１３中にある制御弁（電磁弁）１１を開き、圧縮機１から吐出される高温高圧の冷媒ガス（ホットガス）の一部を流す。このホットガスはエジェクタ１２を経て圧縮機１への吸込み配管７に流れる。
【００２１】
エジェクタ１２は内部にはホットガスを高圧側から低圧側へ十分増速するレデューサ（デイフーザ）を有し、レデューサにおけるのど部に接続・連通してある油戻し管１４にはレデューサにおける流速によって発生する誘引圧が作用し、アキュムレータ６の下部から油戻し管１４を介し低温低圧の冷媒液と油の混合液を誘引する。誘引された低温低圧の冷媒液と油の混合液は、ホットガスによって冷媒液は完全に蒸発し、また、油は十分加温された状態となって吸込み配管７に吸入される。
【００２２】
油トラップ５の下部は油戻し管１５で油戻し管１４に連接することにより、ホットガスの増速により生じる誘引圧にて油トラップ５に溜まる潤滑油の油戻しも行えるため、ガススピードにより油戻しする二重立上り管構成の油トラップを使用する必要はなく、その分、設置スペースの省力化を図ることができる。また、油トラップ５にも常時液がたまらない状態となり、冷媒保有量を低減できる。
【００２３】
アキュムレータ６においても液を溜めておく必要がなくなり、冷媒保有量を低減できる。また、液バックを防止しながら少量ずつ液を戻すためのメタリングオリフィスを備えたＵ字管をアキュムレータ６内に設ける必要は無く、アキュムレータ５の構造が簡素化され、Ｕ字管分の圧力損失を低減することができる。
【００２４】
また、吸込み配管７におけるガス流速は油戻しのために早くする必要がないことから、吸込み配管７での配管圧力損失は減り、体積効率は向上し、冷凍能力を損なわないようにすることができる。
【００２５】
また、設備の稼働率、運転状態によってアキュムレータ６に対する油及び液のたまり具合を把握できれば周期的に電磁弁１１の開閉制御をしてもよい。
【００２６】
また、エジェクタ１２では圧縮機１における吐出側の高圧と吸込み側の低圧との圧力差を利用しており、吸込みガス流速、流量を利用していないので容量制御時でも返油量に変動はない。
【００２７】
冷媒液、潤滑油はエジェクタ１２において高温高圧のホットガスに混合されるので、冷媒液は十分に蒸発され、液バックを十分に防止することができるだけでなく、潤滑油は十分に加温され、圧縮機１に戻りやすくなる。
【００２８】
特に、低容量運転時であっても、エジェクタ１２では充分な圧力差があって、油戻し管１４から油トラップ５やアキュムレータ６に溜まる液冷媒や潤滑油を吸い込むことができる。
【００２９】
なお、上記実施形態では、凝縮器から高温高圧の冷媒ガスの一部を抜き出すように示しているが、圧縮機１と凝縮器２を結ぶ配管を分技させて圧縮機１から吐出される高温高圧の冷媒ガスの一部をエジェクタ１２に送るようにしてもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように本発明に係る冷凍装置によれば、冷凍能力を損なわず、保有冷媒は少なく、制御も簡便で、液バックをしないで圧縮機への油戻しを簡単に行なう冷凍装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態になる冷凍装置における冷媒回路を示す図である。
【図２】従来の冷凍装置における冷媒回路を示す図である。
【符号の説明】
１‥圧縮機
２‥凝縮器
３‥減圧装置
４‥蒸発器
５‥油トラップ
６‥アキュムレータ
７‥吸込み配管
１１‥制御弁
１２‥エジェクタ
１３‥ホットガス配管
１４，１５‥油戻し管
【図１】
2005024163.tif 000003
【図２】
2005024163.tif 000004