(57)【要約】【課題】  圧縮機から送り出される冷媒ガスの、冷凍機油による温度上昇を防止することができる冷媒回路を得る。【解決手段】  冷媒ガスを圧縮する圧縮部及び冷凍機油の油溜めを密閉容器内に有し、圧縮部によって圧縮された冷媒ガスを送り出す圧縮機と、この圧縮機によって送り出された冷媒ガス及び冷凍機油をそれぞれ分離する油分離器と、この油分離器で分離された冷媒ガスを凝縮させる凝縮器と、この凝縮器で凝縮された冷媒を膨張させる膨張弁と、この膨張弁で膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器と、一端が油分離器に、他端が圧縮機に接続され、油分離器から圧縮機に至るその一部が蒸発器によって冷却される返油回路とを備える。【選択図】      図１
2005273928.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒ガスを圧縮する圧縮部及び冷凍機油の油溜めを密閉容器内に有し、前記圧縮部によって圧縮された前記冷媒ガスを送り出す圧縮機と、この圧縮機によって送り出された前記冷媒ガス及び前記冷凍機油をそれぞれ分離する油分離器と、この油分離器で分離された前記冷媒ガスを凝縮させる凝縮器と、この凝縮器で凝縮された前記冷媒を膨張させる膨張弁と、この膨張弁で膨張された前記冷媒を蒸発させる蒸発器と、一端が前記油分離器に、他端が前記圧縮機に接続され、前記油分離器から前記圧縮機に至るその一部が前記蒸発器によって冷却される返油回路とを備えたことを特徴とする冷媒回路
【請求項２】
返油回路は、圧縮機の油溜め上方に接続された第一の分岐回路と、前記圧縮機の圧縮部に接続された第二の分岐回路とを備えたことを特徴とする請求項１記載の冷媒回路。
【請求項３】
圧縮機は、その両渦巻間に圧縮室が形成される固定スクロール及び揺動スクロールを有する圧縮部と、この圧縮部下方に設けられた油溜めとを備えたスクロール圧縮機からなることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の冷媒回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、空調装置や冷凍装置に用いられる冷媒回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の冷媒回路に備えられたスクロール圧縮機には、それぞれ渦巻を有してこの渦巻同士が互いに組み合わされることにより両渦巻間に圧縮室を形成する固定スクロール及び揺動スクロールからなる圧縮部と、クランク軸を介して揺動スクロールを駆動させるモータと、圧縮部及びモータを収納する密閉容器と、この密閉容器内を圧縮部及びモータ室に仕切るフレームと、モータ室上部に冷媒ガスを供給する吸入管と、クランク軸に関して吸入管と対称側となる密閉容器内壁面近傍に位置してフレームに設けられ、圧縮部及びモータ室を連通する第１の吸入口とを備え、吸入管を介して供給された冷媒ガスが、モータを冷却した後、第１の吸入口を経由して圧縮室の吸入部に導かれるようにその流通経路が形成されるとともに、クランク軸との距離が第１の吸入口よりも近距離となるように設けられた第２の吸入口を有する仕切板が、モータ室上部空間に位置して第１の吸入口と吸入管の密閉容器内開口部間に配設されたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１５８５６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１記載のスクロール圧縮機では、密閉容器内のモータ室上部空間の第１の吸入口と吸入管の密閉容器内開口部との間に配設された仕切板に、クランク軸との距離が第１の吸入口よりも近距離となるように第２の吸入口が設けられているため、モータ室上部に分布する冷凍機油密度の希薄な部位から冷媒ガスを圧縮室に取り込むことができ、冷凍機油の上りを低減させることが可能となっている。しかし、冷凍機油の上りを完全に防止することはできないため、特許文献１記載のスクロール圧縮機を備えた従来の冷媒回路では、このスクロール圧縮機から送り出される高温高圧の冷媒ガスと、この冷媒ガスと共にスクロール圧縮機から送り出される高温の冷凍機油とは、冷媒配管を通って油分離器に送り込まれ、この油分離器によって高温高圧の冷媒ガスと冷凍機油とにそれぞれ分離されていた。この油分離器によって分離された高温の冷凍機油は、油分離器とスクロール圧縮機とに接続された返油回路によってスクロール圧縮機の密閉容器内の油溜めに戻されるが、密閉容器に戻される際の冷凍機油は高温のままであるため、この高温の冷凍機油によって油溜めの冷凍機油の温度が上昇するとともに、スクロール圧縮機内に吸引された冷媒ガスも加熱されてしまい、スクロール圧縮機の圧縮部から送り出される冷媒ガスの温度が上昇してしまうという問題が生じていた。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、圧縮機から送り出される冷媒ガスの、冷凍機油による温度上昇を防止することができる冷媒回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る冷媒回路は、冷媒ガスを圧縮する圧縮部及び冷凍機油の油溜めを密閉容器内に有し、圧縮部によって圧縮された冷媒ガスを送り出す圧縮機と、この圧縮機によって送り出された冷媒ガス及び冷凍機油をそれぞれ分離する油分離器と、この油分離器で分離された冷媒ガスを凝縮させる凝縮器と、この凝縮器で凝縮された冷媒を膨張させる膨張弁と、この膨張弁で膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器と、一端が油分離器に、他端が圧縮機に接続され、油分離器から圧縮機に至るその一部が蒸発器によって冷却される返油回路とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明は、冷媒ガスを圧縮する圧縮部及び冷凍機油の油溜めを密閉容器内に有し、圧縮部によって圧縮された冷媒ガスを送り出す圧縮機と、この圧縮機によって送り出された冷媒ガス及び冷凍機油をそれぞれ分離する油分離器と、この油分離器で分離された冷媒ガスを凝縮させる凝縮器と、この凝縮器で凝縮された冷媒を膨張させる膨張弁と、この膨張弁で膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器と、一端が油分離器に、他端が圧縮機に接続され、油分離器から圧縮機に至るその一部が蒸発器によって冷却される返油回路とを備える構成としたことで、圧縮機から送り出される冷媒ガスの、冷凍機油による温度上昇を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における冷媒回路を示す図、図２はこの発明の実施の形態１における冷媒回路に使用されるスクロール圧縮機１の断面図である。図において、冷媒回路に使用される圧縮機の一例であるスクロール圧縮機１は、それぞれに形成された渦巻同士が互いに組み合わされることによって両渦巻間に圧縮室１ａが形成される固定スクロール１ｂ及び揺動スクロール１ｃ等を備えた上部の圧縮部と、上記揺動スクロール１ｃに回転自在に結合されたクランク軸１ｄ及びこのクランク軸１ｄに固着支持されたロータ１ｅ、このロータ１ｅに対向するように配置されたステータ１ｆ等を備えた下部の低圧部とから構成され、この圧縮部と低圧部とが密閉容器１ｇ内に収納されている。また、密閉容器１ｇの最下部には冷凍機油の油溜め１ｈが設けられており、この油溜め１ｈの冷凍機油を密閉容器１ｇ内の各摺動部に供給するため、クランク軸１ｄの下端部には、油溜め１ｈから冷凍機油を吸い上げるポンプ１ｊが設けられている。
【０００９】
以上のように構成されたスクロール圧縮機１では、ステータ１ｆが通電されることによってロータ１ｅが回転すると、クランク軸１ｄを介して揺動スクロール１ｃに駆動力が伝達され、揺動スクロール１ｃが旋回を始める。固定スクロール１ｂと揺動スクロール１ｃとによって形成される圧縮室１ａは、揺動スクロール１ｃが旋回することによって渦巻の中心部に向かって体積を減少させながら移動する。即ち、密閉容器１ｇ内の低圧部にある低温低圧の冷媒ガスは、外側から圧縮部内に取り込まれ、徐々に圧縮されながら圧縮部の中心部に移動する。固定スクロール１ｂ及び揺動スクロール１ｃにより圧縮されて高温高圧となった冷媒ガスは、圧縮部の中央部から密閉容器１ｇの最上部に移動し、密閉容器１ｇの上面中央部に設けられた吐出管１ｋを介して密閉容器１ｇ外へ送り出される。一方、ポンプ１ｊによって密閉容器１ｇ内の各摺動部に供給された冷凍機油は、各摺動部から重力によって下方の油溜め１ｈへ移動するが、一部の冷凍機油は、低圧部の冷媒ガスと混合して圧縮室１ａ内に取り込まれ、高温高圧となった冷媒ガスとともに、吐出管１ｋを介して密閉容器１ｇ外へ送り出される。
【００１０】
このスクロール圧縮機１の吐出管１ｋから送り出された高温高圧の冷媒ガスと冷凍機油とは、吐出管１ｋに接続された冷媒配管２ａを通って油分離器３に送り込まれ、この油分離器３によって高温高圧の冷媒ガスと冷凍機油とにそれぞれ分離される。油分離器３によって分離された高温高圧の冷媒ガスは、油分離器３に接続された冷媒配管２ｂを通って凝縮器４に送り込まれ、この凝縮器４で凝縮される。凝縮器４によって凝縮された冷媒は、冷媒配管２ｃを通って膨張弁５に達し、この膨張弁５で膨張された後、冷媒配管２ｄを通って蒸発器６に送り出される。膨張弁５で膨張された冷媒は、蒸発器６において周囲から伝わる熱を吸収して蒸発し、低温低圧の冷媒ガスとなる。その後、この低温低圧の冷媒ガスは冷媒配管２ｅを通り、スクロール圧縮機１の低圧部上部に設けられた吸入管１ｍを介して、スクロール圧縮機１の低圧部内に吸引される。一方、油分離器３によって分離された冷凍機油は、油分離器３に接続された返油回路７に送り出され、スクロール圧縮機１の低圧部に戻される。ここで、油分離器３に一端部が接続されたこの返油回路７は、他端部がスクロール圧縮機１の低圧部の油溜め１ｈよりも僅かに上方に設けられた返油管１ｎに接続されており、油分離器３からスクロール圧縮機１に至るその一部が、蒸発器６内を通るように配置されている。
【００１１】
この発明の実施の形態１によれば、油分離器３で高温高圧の冷媒ガスから分離された冷凍機油は、蒸発器６内を通過する際に冷却されて、スクロール圧縮機１の低圧部の油溜め１ｈに戻される。このため、油溜め１ｈ内の冷凍機油の温度上昇及び蒸発器６からスクロール圧縮機１内に吸引される低温低圧の冷媒ガスの加熱を防止することができ、吐出管１ｋから送り出される冷媒ガスの温度上昇を抑制することが可能となる。なお、実施の形態１では冷媒回路の圧縮機としてスクロール圧縮機１を例にして説明したが、他の圧縮機を使用した場合でも、実施の形態１と同様の効果が得られるのは言うまでもない。
【００１２】
実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２における冷媒回路を示す図、図４はこの発明の実施の形態２における冷媒回路に使用されるスクロール圧縮機の断面図である。図において、油分離器３に接続された返油回路７は、その一部が蒸発器６内を通るように配置されており、蒸発器６からスクロール圧縮機１に至る途中で、分岐回路７ａ及び７ｂに分岐されている。返油回路７から分岐された一方の分岐回路７ａは、実施の形態１と同様に、スクロール圧縮機１の低圧部の油溜め１ｈよりも僅かに上方に設けられた返油管１ｎに接続されている。また、他方の分岐回路７ｂは、スクロール圧縮機１上部の圧縮部に設けられ、その上部が密閉容器１ｇの上面から突出している油インジェクション管１ｐに接続されている。この油インジェクション管１ｐは、その下部が固定スクロール１ｂを貫通して、固定スクロール１ｂと揺動スクロール１ｃとで形成される圧縮室１ａに連通されている。なお、請求項内の第一及び第二の分岐回路はそれぞれ分岐回路７ａ及び７ｂとから構成されており、その他は実施の形態１と同様の構成を有している。
【００１３】
以上のように構成された冷媒回路では、スクロール圧縮機１の吐出管１ｋから送り出された高温高圧の冷媒ガスと冷凍機油とは、油分離器３に送り込まれて高温高圧の冷媒ガスと冷凍機油とにそれぞれ分離される。油分離器３によって分離された高温高圧の冷媒ガスは、実施の形態１と同様に、凝縮器４及び膨張弁５、蒸発器６を通って低温低圧の冷媒ガスとなり、スクロール圧縮機１の低圧部に吸引される。一方、油分離器３によって分離された冷凍機油は、油分離器３に接続された返油回路７に送り出され、蒸発器６内を通過する際に冷却される。冷却された冷凍機油は、その一部が分岐回路７ａを通って、実施の形態１と同様に、スクロール圧縮機１の最下部に設けられた油溜め１ｈに戻される。また、冷凍機油の他部は、分岐回路７ｂを通って、スクロール圧縮機１の圧縮室１ａに送り込まれる。
【００１４】
この発明の実施の形態２によれば、油分離器３で高温高圧の冷媒ガスから分離された冷凍機油は、蒸発器６内を通過する際に冷却されて、分岐回路７ａを介してスクロール圧縮機１の油溜め１ｈに戻される。このため、実施の形態１と同様に、吐出管１ｋから送り出される冷媒ガスの温度上昇を抑制することが可能となる。また、蒸発器６内を通過する際に冷却された冷凍機油は、その一部が分岐回路７ｂを介してスクロール圧縮機１の圧縮部にも送り込まれるため、圧縮部の温度上昇を防止して、吐出管１ｋから送り出される冷媒ガスの温度上昇を抑制することができるとともに、圧縮部の気密性を向上させることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の実施の形態１における冷媒回路を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１における冷媒回路に使用されるスクロール圧縮機の断面図である。
【図３】この発明の実施の形態２における冷媒回路を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態２における冷媒回路に使用されるスクロール圧縮機の断面図である。
【符号の説明】
【００１６】
１  スクロール圧縮機
１ａ  圧縮室
１ｂ  固定スクロール
１ｃ  揺動スクロール
１ｄ  クランク軸
１ｅ  ロータ
１ｆ  ステータ
１ｇ  密閉容器
１ｈ  油溜め
１ｊ  ポンプ
１ｋ  吐出管
１ｍ  吸入管
１ｎ  返油管
１ｐ  油インジェクション管
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ  冷媒配管
３  油分離器
４  凝縮器
５  膨張弁
６  蒸発器
７  返油回路
７ａ、７ｂ  分岐回路
【図１】
2005273928.tif 000003
【図２】
2005273928.tif 000004
【図３】
2005273928.tif 000005
【図４】
2005273928.tif 000006