(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列に接続された複数の圧縮機と、四方弁と、室外熱交換器と、膨張弁と、複数の室内熱交換器およびアキュムレータを順次連結し冷媒回路を形成してなる空気調和機において、
前記複数の圧縮機を、第一の圧縮機と第二の圧縮機および第三の圧縮機とから構成し、同第一の圧縮機の吐出管と前記四方弁の間に、直列に第一の開閉弁、第一の油分離器、第七の開閉弁および第二の油分離器を接続し、前記第二の圧縮機と前記第三の圧縮機の吐出管と、前記第二の油分離器との間に、それぞれ第二の開閉弁および第三の開閉弁を介して第三の油分離器および第八の開閉弁を直列に接続するとともに、前記第一の圧縮機と第二の圧縮機および第三の圧縮機を均油管および均圧管により連結し、
前記第一の油分離器の油戻し管を第四の開閉弁を介して前記第一の圧縮機の吸入管に直列接続するとともに、前記第二の油分離器の油戻し管を第六の開閉弁を介して前記第一の圧縮機、第二の圧縮機および第三の圧縮機の吸入管の合流点に直列接続する一方、前記第三の油分離器の油戻し管を第五の開閉弁を介して前記第二の圧縮機と第三の圧縮機の吸入管の合流点に直列接続し、前記均油管と均圧管の間にオイルレベルセンサと絞りを直列接続し、同オイルレベルセンサが検知した油面の高さに応じて、前記第六の開閉弁の開閉を制御してなることを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
前記オイルレベルセンサが前記各圧縮機の油面の上限値および下限値を検出してなることを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
【請求項３】
前記オイルレベルセンサが検知した油面の高さが上限値を越えた場合、前記第六の開閉弁を閉じ、油面の高さが上限値と下限値の間にある場合、前記第六の開閉弁を定期的に開閉を繰り返し、油面の高さが下限値または下限値以下の場合、前記第六の開閉弁を開くよう制御してなることを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
【請求項４】
前記各圧縮機の運転時間に応じて、前記第四の開閉弁および第五の開閉弁を定期的に開閉制御してなることを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
【請求項５】
前記各開閉弁に電磁弁を用いてなることを特徴とする請求項１、３または４に記載の空気調和機。
【請求項６】
前記第一の開閉弁、第二の開閉弁、第三の開閉弁、第七の開閉弁および第八の開閉弁に逆止弁を用いてなることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項７】
前記各圧縮機を定速用異能力圧縮機で構成してなることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項８】
前記各圧縮機を低圧型圧縮機で構成してなることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項９】
前記均油管を前記各圧縮機の低圧側で接続してなることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項１０】
前記アキュムレータの出口管を前記各圧縮機の吸入管に分配管を介して接続してなることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項１１】
前記絞りにキャピラリチューブを用いてなることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項１２】
前記アキュムレータの出口管に複数の孔を設けてなることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、室外機に複数の圧縮機を備え、複数の室内機を設けたマルチ形の空気調和機に係わり、より詳細には、複数の圧縮機の運転および停止状況に応じて各圧縮機の油面を均一にすることができる均油システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の冷媒回路を形成する空気調和機は、例えば図３に示すようなものがある。図において、21a,21b,21c は並列に接続された容量の異なる複数の圧縮機、22は圧縮機21a,21b,21c より吐出される冷媒の流れを冷房運転、暖房運転等に合わせて切り換える四方弁、23は室外熱交換器、24は膨張弁、25a,25b は同時または何れかを任意に運転できる室内熱交換器、26a,26b は電磁弁で、これらを順次連結し冷媒回路を形成した構成となっている。
【０００３】
28は前記各圧縮機21a,21b,21c への吸入分岐部29a,29b より上流側の吸入配管30c と均油管31を連通し、均油管31の圧力を前記各圧縮機21a,21b,21c のシェル内の圧力より高くした連通管である。32は一端が圧縮機21b,21c のシェルに連通し、他端が圧縮機21a の吸入配管30a に連通し、かつ両端の途中に絞りを有するバイパスである。
ここで、圧縮機21a は圧縮機21b,21c よりも低容量であるとする。
【０００４】
上記構成において、冷房運転時、冷媒は実線矢印方向に流れ、暖房運転時は破線矢印方向に流れる。まず、各圧縮機21a,21b,21c の運転中は、連通管28により各圧縮機21a,21b,21c の吸入分岐部29a,29b より上流側の吸入配管30c と連通されている均油管31の圧力は、各圧縮機21a,21b,21c のシェル内の圧力より高くなる。従って、低容量側の圧縮機21a から高容量側の圧縮機21b,21c に油が移動することはない。また、全ての圧縮機21a,21b,21c が停止している場合は、サイクル内が均圧され、均油管31を介した各圧縮機21a,21b,21c 間の油の移動が可能となり、各圧縮機21a,21b,21c の油量は油面高さが等しくなるよう調節される。
【０００５】
また、高容量側の圧縮機21b,21c では吐出油量に対して返油量が少なく、油量が減少していく。この場合バイパス32により、圧力の高い低容量側の圧縮機21a のシェルから、圧力の低い高容量側の吸入配管に油が移動するため、高容量側の油量を防止している。
【０００６】
しかしながら、上記構成において、均油管31により各圧縮機21a,21b,21c の油面を平衡に維持しているが、均油管31の内径がかなり太くない限り油面値にバラツキが生じるためコスト的に不利となる。
また、異能力の圧縮機を用いた場合、シェルの大きさが異なり油面が同等であっても各圧縮機内の必要な油量を満足しない恐れがあるという問題を有していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明においては、上記の問題点に鑑み、複数の圧縮機を同時に運転した場合や個別運転したときに、各圧縮機に必要な適正油量を確保することができる空気調和機を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、並列に接続された複数の圧縮機と、四方弁と、室外熱交換器と、膨張弁と、複数の室内熱交換器およびアキュムレータを順次連結し冷媒回路を形成してなる空気調和機において、
前記複数の圧縮機を、第一の圧縮機と第二の圧縮機および第三の圧縮機とから構成し、同第一の圧縮機の吐出管と前記四方弁の間に、直列に第一の開閉弁、第一の油分離器、第七の開閉弁および第二の油分離器を接続し、前記第二の圧縮機と前記第三の圧縮機の吐出管と、前記第二の油分離器との間に、それぞれ第二の開閉弁および第三の開閉弁を介して第三の油分離器および第八の開閉弁を直列に接続するとともに、前記第一の圧縮機と第二の圧縮機および第三の圧縮機を均油管および均圧管により連結し、
前記第一の油分離器の油戻し管を第四の開閉弁を介して前記第一の圧縮機の吸入管に直列接続するとともに、前記第二の油分離器の油戻し管を第六の開閉弁を介して前記第一の圧縮機、第二の圧縮機および第三の圧縮機の吸入管の合流点に直列接続する一方、前記第三の油分離器の油戻し管を第五の開閉弁を介して前記第二の圧縮機と第三の圧縮機の吸入管の合流点に直列接続し、前記均油管と均圧管の間にオイルレベルセンサと絞りを直列接続し、同オイルレベルセンサが検知した油面の高さに応じて、前記第六の開閉弁の開閉を制御する構成となっている。
【０００９】
また、前記オイルレベルセンサが前記各圧縮機の油面の上限値および下限値を検出する構成となっている。
【００１０】
また、前記オイルレベルセンサが検知した油面の高さが上限値を越えた場合、前記第六の開閉弁を閉じ、油面の高さが上限値と下限値の間にある場合、前記第六の開閉弁を定期的に開閉を繰り返し、油面の高さが下限値または下限値以下の場合、前記第六の開閉弁を開くよう制御する構成となっている。
【００１１】
また、前記各圧縮機の運転時間に応じて、前記第四の開閉弁および第五の開閉弁を定期的に開閉制御する構成となっている。
【００１２】
また、前記各開閉弁に電磁弁を用い構成となっている。
【００１３】
また、前記第一の開閉弁、第二の開閉弁、第三の開閉弁、第七の開閉弁および第八の開閉弁に逆止弁を用いた構成となっている。
【００１４】
また、前記各圧縮機を定速用異能力圧縮機で構成した。
【００１５】
また、前記各圧縮機を低圧型圧縮機で構成した。
【００１６】
また、前記均油管を前記各圧縮機の低圧側で接続した構成となっている。
【００１７】
また、前記アキュムレータの出口管を前記各圧縮機の吸入管に分配管を介して接続した構成となっている。
【００１８】
また、前記絞りにキャピラリチューブを用いた構成となっている。
【００１９】
また、前記アキュムレータの出口管に複数の孔を設けた構成となっている。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明における実施の形態を実施例に基づいて詳細に説明する。
図１において、1a,1ｂ,1c は並列に接続された複数の圧縮機、２は各圧縮機1a,1ｂ,1c より吐出される冷媒の流れを冷房運転、暖房運転等に合わせて切り換える四方弁、３は室外熱交換器、４は膨張弁、5a,5b は同時または何れかを任意に運転できる室内熱交換器、6a,6b は電磁弁、７はアキュムレータで、これらを順次連結し冷媒回路を形成した構成となっている。
本実施例においては、前記複数の圧縮機は定速用の低圧型異能力の圧縮機で、大型の第一の圧縮機1aと中型の第二の圧縮機1b、および小型の第三の圧縮機1cとから構成されている。
【００２１】
前記第一の圧縮機1aの吐出管1a1 と前記四方弁２との間に、直列に第一の開閉弁9a、第一の油分離器8a、第七の開閉弁9gおよび第二の油分離器8bを接続し、第二の圧縮機1bの吐出管1b1 と前記第三の圧縮機1bの吐出管1c1 を、それぞれ第二の開閉弁9bおよび第三の開閉弁9cを介して並列接続し、この接続点と前記第二の油分離器8bとの間に第三の油分離器8cをおよび第八の開閉弁9hを直列に接続するとともに、前記第一の圧縮機1aと第二の圧縮機1bおよび第三の圧縮機1cを均油管12a,12b および均圧管13a,13b により連結されている。
【００２２】
前記第一の油分離器8aの油戻し管8a1 を第四の開閉弁9dを介して、前記第一の圧縮機1aの吸入管1a2 に直列接続し、前記第三の油分離器8cの油戻し管8c1 を第五の開閉弁9eを介して、前記第二の圧縮機1bの吸入管1b2 と前記第三の圧縮機1cの吸入管1c2 の合流点1bc に直列接続し、第二の油分離器8bの油戻し管8b1 を第六の開閉弁9fを介して前記各圧縮機1a,1b,1cの各吸入管1a2,1b2,1c2 の合流点1abc直列接続されている。
【００２３】
前記均油管12a と前記均圧管13a の間に、前記各圧縮機1a,1b,1cの油面の高さを検知するオイルレベルセンサ11と絞り11a を直列接続し、同オイルレベルセンサ11が検知した前記各圧縮機1a,1b,1cの油面高さに応じて、前記第四の開閉弁9d、第五の開閉弁9eおよび第六の開閉弁9fの開閉を制御部11により制御する構成となっている。
前記各圧縮機1a,1b,1cの油量にバラツキが生じた場合、均油管12a,12b を通じて平衡値が保たれ、また圧力のバラツキが生じた場合、均圧管13a,13b を通じて平衡値が保たれる。
【００２４】
前記オイルレベルセンサ11は、センサ本体の一端を前記均油管12a に取付け、他端を絞り11a を介して前記均圧管13a に接続され、差圧の影響を受けることなく、前記各圧縮機1a,1b,1cの油面の上限値および下限値を精度よく検出する構成となっている。
【００２５】
上記構成において、冷房運転時、冷媒は実線矢印方向に流れ、暖房運転時は破線矢印方向に流れる。前記各圧縮機1a,1ｂ,1c が運転されると、第一の圧縮機1aから吐出された油を含んだ吐出冷媒は前記第一の分離器8aで、第二の圧縮機1bおよび第三の圧縮機1cからの吐出冷媒は第三の分離器8cでそれぞれ分離され、分離仕切れなかった冷媒は、前記第二の分離器8bで再分離される。
前記第一の分離器8aで分離された油は、油戻し管8a1 より前記第四の開閉弁9dを経由して、第一の圧縮機1aの吸入管1a2 に戻され、第三の分離器8cで分離された油は、油戻し管8c1 より前記第五の開閉弁9e経由して第二の圧縮機1bの吸入管1b2 および第三の圧縮機1cの吸入管1c2 に戻される。
【００２６】
また、前記第二の分離器8bで再分離された油は、前記各圧縮機1a,1ｂ,1c の吸入管の合流管1abcより各吸入管1a2,1b2,1c2 にそれぞれ戻される。
また、前記各圧縮機1a,1ｂ,1c 個別運転された場合、前記第二の分離器8bおよび前記第三の分離器8cに冷媒の逆流を防止するため、前記第二の分離器8bに第七の開閉弁9gが、前記第三の分離器8cに第八の開閉弁9hがそれぞれ設けられている。
【００２７】
前記オイルレベルセンサ11が検知した油面の高さが上限値を越えた場合、前記第六の開閉弁9fを閉じ、油面の高さが上限値と下限値の間にある場合、前記第六の開閉弁9fを定期的に開閉を繰り返し、油面の高さが下限値または下限値以下の場合、前記第六の開閉弁9fを常時開くよう制御し、また前記各圧縮機1a,1b,1cの運転時間に応じて、前記第四の開閉弁9dおよび第五の開閉弁9eを定期的に開閉制御する構成とすることにより、各圧縮機1a,1b,1cの油戻り量を均一に保つことができ、かつ油不足による信頼性の問題を生じさせない空気調和機となる。
【００２８】
図２は本実施例の制御方法を示すフローチャートである。第一の圧縮機1a、第二の圧縮機1bおよび第三の圧縮機1cが同時に、または個別に運転開始されるとステップST１でオイルレベルセンサ11により均油管12a の油面の高さが検知され、ステップST２で油面の高さが上限値以上かどうか判断される。上限値以上であればステップST３で第六の開閉弁9fが閉じられ、第二の油分離器8bから各圧縮機1a,1b,1cへの油の供給が停止される。もし、油面の高さが上限値以上でなければ、ステップST４で、油面の高さが上限値と下限値の間かどうか判断される。上限と下限の間であれば、ステップST５で、第六の開閉弁9fが定期的に開閉を繰り返す。もし、油面の高さが上限値と下限値の間でなければ、ステップST６で、油面の高さが下限値またはそれ以下かどうか判断される。下限値またはそれ以下であればステップST７で第六の開閉弁9fが常時開かれ、各圧縮機1a,1b,1cの油が均一となるよう油が供給される。もし、下限値またはそれ以下でなければステップST１に戻され、操作が繰り返される。
【００２９】
また、前記アキュムレータ７の出口管7aの冷媒は分配管14により、前記各吸入管1a2,1b2,1c2 に分配され、それぞれ各圧縮機1a,1ｂ,1c に戻される。
また、前記絞り11a にキャピラリチューブを用いることにより、圧縮機と油分離器間の差圧による影響を無くすようになされている。
また、アキュムレータ７の出口管7aに等間隔で複数の孔7bを設け、アキュムレータ７の内部に油が溜まらないようになされている。
【００３０】
以上に説明したように、前記各圧縮機1a,1ｂ,1c が運転されると、各圧縮機1a,1ｂ,1c から吐出された油を含んだ吐出冷媒は前記第一の分離器8aおよび第三の分離器8cで油が分離され、前記第一の分離器8aで分離された油は、油戻し管8a1 より前記第四の開閉弁9dを経由して、第一の圧縮機1aの吸入管1a2 に戻され、第三の分離器8cで分離された油は、油戻し管8c1 より前記第五の開閉弁9e経由して第二の圧縮機1bの吸入管1b2 および第三の圧縮機1cの吸入管1c2 に戻される。
分離仕切れなかった冷媒は前記第二の油分離器8bにて完全に分離され、分離された油は前記第四の開閉弁9dおよび第５の開閉弁9eを経由して各吸入管1a2,1b2,1c2 を通して、オイルレベルセンサa,b が検知した油面高さに応じて各圧縮機1a,1ｂ,1c に振り分けられ戻される。
この結果、吐出冷媒は分離効率がよく、各圧縮機1a,1ｂ,1c の運転状況に応じて必要な油量が確保され、油不足による信頼性の問題を生じさせない空気調和機となる。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、各圧縮機が運転されると、各圧縮機から吐出された油を含んだ吐出冷媒は各油分離器でそれぞれ分離され、それぞれ対応する開閉弁が開き、分離仕切れなかった冷媒は、第二の油分離器にて完全に分離され、分離された油は第六の開閉弁を経由し、各吸入管を通して各圧縮機の油面高さに応じて戻される。このため吐出冷媒は分離効率がよく、各圧縮機の運転状況に応じて必要な油量が確保され、各圧縮機の油不足による信頼性の問題を生じさせない空気調和機となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による空気調和機の冷媒回路図である。
【図２】本発明の制御方法によるフローチャートである。
【図３】従来例による空気調和機の冷媒回路図である。
【符号の説明】
1a  第一の圧縮機
1b  第二の圧縮機
1c  第三の圧縮機
1a1,1b1,1c1   吐出管
1a2,1b2,1c2   吸入管
２  四方弁
３  室外熱交換器
４  膨張弁
5a,5b   室内熱交換器
７  アキュムレータ
7a  出口管
8a  第一の油分離器
8b  第二の油分離器
8c  第三の油分離器
8a1,8b1,8c1   油戻し管
9a  第一開閉弁
9b  第二開閉弁
9c  第三開閉弁
9d  第四開閉弁
9e  第五開閉弁
9f  第六開閉弁
9g  第七開閉弁
9h  第八開閉弁
10  制御部
11  オイルレベルセンサ
11a   絞り
12a,12b   均油管
13a,13b   均圧管
14  分配管
【図１】
0004333044.tif 000002
【図２】
0004333044.tif 000003
【図３】
0004333044.tif 000004