JPS6143630B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、容積型あるいは遠心型の圧縮機を用
いた冷凍装置において、低圧部分の冷媒に混入し
た油を圧縮機に戻す装置に関するものである。

〔従来技術〕

従来、例えば油噴射式スクリユー圧縮機の如く
積極的に作用空間に油を供給する圧縮機において
は、ロータに噴射される油は冷媒ガスと一緒に圧
縮機より吐出され油分離器に入る。油は油分離器
で分離され油冷却器で冷却されて圧縮機に供給さ
れ再循環利用される。しかし前記油分離器に入つ
た油は100％分離は不可能であり、極く一部の油
は分離されないで冷媒に溶解して凝縮器を通り冷
凍装置の低圧部において、冷媒液が貯留される部
分である冷媒液貯留部（一般に満液式蒸発器、低
圧レシーバ）に流入して貯留される。即ち、この
油の混入した冷媒液は、蒸発器が満液式のときに
は蒸発器に貯留され、コイル式のときには蒸発器
を通過して低圧レシーバに貯留される。

一般に、蒸発器内においては、エリミネータな
どを設けて液滴が吸込管の中に随伴するのを防い
でいるので、油が冷媒蒸気に随伴して吸込管に入
ることは妨げられる。また通常低圧レシーバ内に
おいては、冷媒蒸気は油を随伴する程高速にはな
らない。従つてこれら冷媒液貯留部に入つた油は
排出されず残留して蓄積される。

このような油が圧縮機に戻らずに蓄積される
と、圧縮機の油が不足し、また熱交換器の伝熱に
悪影響を及ぼす。従つて冷凍装置の低圧部に混入
して蓄積した油は圧縮機に戻す必要がある。

また、容積型圧縮機でも油噴射を行わずドライ
形式のもの、又は遠心型圧縮機においても、軸受
潤滑用などの油が冷媒促系統中に混入し、やはり
油の不足や熱交換器の伝熱阻害などをひき起こす
ので、油を抽出して再び冷凍系統などへ戻さねば
ならない。

油戻しの手段として、従来は貯留された冷媒液
のうち油を多く含む冷媒液（本明細書にてはこれ
を油冷媒液と称する）を別の熱交換器に導き、市
水又は井水などにより加熱するか、或いは前述の
油分離器で分離された油を導いて加熱し、そこで
蒸発する冷媒ガスの流れに随伴せしめて油分を移
送して圧縮機の吸込管路に導く手段が用いられて
いた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、このような従来のものにおいては、圧
縮機において圧縮されるガスのうち、蒸発器にお
いて蒸発する冷媒ガスは冷凍作用に寄与するが、
上記の別の熱交換器において蒸発する冷媒ガスは
冷凍作用には全く寄与しない。従つて圧縮機にお
いては冷凍作用に寄与しない冷媒ガスまでも無駄
に圧縮して循環せしめることになり、冷凍装置の
効率の低下を招く、という問題点を有するもので
あつた。

本発明は、上記の問題点を解決し、冷凍装置の
効率を損ねることなく油戻しを行うことができ
る。

冷凍装置の油戻し装置を提供することを目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段〕

発明者らは、この目的を達成するために研究を
重ね、エコノマイザを用いた冷凍装置において、
そのエコノマイザの冷媒を利用することに着目し
て本発明がなされた。

本発明は、上記の問題点を解決する手段として
圧縮機、凝縮器、蒸発器及びこれらを接続する冷
媒経路により冷凍サイクルを形成し、前記凝縮器
の出口から前記蒸発器の入口までの冷媒経路の途
中にエコノマイザを設け、該エコノマイザの気相
部を前記圧縮機の中間圧力段に接続した冷凍装置
の油戻し装置において、前記冷凍装置の低圧部に
おける、油冷媒液が貯留される部分である油冷媒
液貯留部の液面より低い位置に熱交換器を備え、
該熱交換器の被加熱側に前記油冷媒液貯留部に貯
留された液のうち油を多く含んだ油冷媒液を導
き、前記エコノマイザから導いた冷媒液と熱交換
せしめ、蒸発した冷媒蒸気と油を前記圧縮機の吸
込側冷媒経路に導くよう構成したことを特徴とす
る冷凍装置の油戻し装置を提供するものである。

〔作用〕

本発明は、上記の如く構成されているので、圧
縮機における無駄なガスの圧縮による損失につい
ては従来と同様であるが、エコノマイザを出た冷
媒液が熱交換器において過冷却されるので、この
過冷却により冷凍効果が増大し、これにより上記
の損失を補い、そのため効率の低下を防止するこ
とができる。

〔実施例〕

本発明を実施例につき図面を用いて説明する。

第１図はエコノマイザ４６として開放エコノマ
イザを用いた方式を示し、圧縮機１、凝縮器１
５、エコノマイザ４６、蒸発器１７を備えてい
る。蒸発器１７において冷媒液は蒸発器１７の底
部に貯留され、油冷媒液貯留部が形成されてい
る。この蒸発器１７の液面より低い位置に熱交換
器４７が設けられている。

主な油の回収機構としては吐出管３１と３２と
の間に油分離器１１を備え、油管３５、油ポンプ
１２、油冷却器１３、油管３４を経て、給油穴３
に油を戻し、軸受給油あるいは油噴射式の圧縮機
にあつては作用空間への油噴射に供せられる。３
３は出口管で、膨張弁１６を介してエコノマイザ
４６に接続している。エコノマイザ４６の気相部
は、中間吸入管４８によりサイクル効率が最も高
く得られる所の圧縮機１の中間圧力段に接続して
いる。

エコノマイザ４６の液相部は配管４３により熱
交換器４７の加熱側に接続し、さらに配管４４、
フロート弁４９、配管５０を経て蒸発器１７に接
続する。蒸発器１７の気相部は吸入管３０により
圧縮機１の吸込口と接続している。

熱交換器４７は、蒸発器１７の液相部のうち油
を多く含んだ部分の付近と、油戻し管５１により
接続し、油を多く含んだ油冷媒液が被加熱側に導
かれている。熱交換器４７に導かれた油冷媒液は
加熱されて冷媒は蒸発し、冷媒に含まれてきた油
も、蒸発した冷媒ガスに同伴して、油戻し管３７
により吸入管３０に導かれ圧縮機１に戻される。

この蒸発したガスは圧縮機１の吸込口から吸入
されるが、この時配管４３の冷媒液は過冷却され
るので、冷凍機の冷凍能力を低下させることはな
い。本実施例のモリエル線図を第４図に示す。熱
交換器４７がエコノマイザ４６よりも下流側に配
備されているため、エコノマイザサイクルによる
冷凍効果の増大ｈ−ｈを損なうことなく、熱
交換器４７において油を圧縮機１に戻すことがで
きる。しかも、→の過冷却作用により冷凍効
果ｈ−ｈの値を増大せしめるので、熱交換器
４７において、蒸発し、冷凍作用に寄与しない冷
媒ガスを圧縮機１で無駄に圧縮する損失を生じて
も、上記の、過冷却による冷凍効果の増大作用に
よりこの損失を補い、冷凍装置全体の効率の低下
を防ぐことができる。

第２図は別の実施例を示し、エコノマイザ４６
として密閉エコノマイザを用いたものである。凝
縮器１５から出口管３３に導かれた冷媒液は分岐
して、一方は配管５２に入り、高圧冷媒液のまま
エコノマイザ４６の加熱側、配管４３、熱交換器
４７の加熱側、配管４４を経て、膨張弁５３を経
て、低圧冷媒となり配管５０を経て蒸発器１７に
達する。分岐した他方の冷媒液は配管５４を経て
膨張弁１６に達し、減圧してエコノマイザ４６に
入り、加熱されて冷媒蒸気となり、中間吸入管４
８を経てサイクル効率が最も高く得られる所の圧
縮機１の中間圧力段に達する。本実施例のモリエ
ル線図を第５図に示す。第４図のものと同様な効
果を有する。

第３図は別の実施例を示し、第１図のものにお
いて蒸発器１７を液循環コイル式とし、低圧レシ
ーバ１８、冷媒ポンプ１９を備えたものである。

エコノマイザ４６の液相部は配管４３により、
熱交換器４７の加熱側に接続し、さらに配管４
４、フロート弁４９、配管５０を経て低圧レシー
バ１８に接続する。低圧レシーバ１８の気相部は
吸入管３０により圧縮機１の吸込口と接続してい
る。

低圧レシーバ１８の液相部は配管５５、冷媒ポ
ンプ１９、配管５６、蒸発器１７、配管５７を経
て再び低圧レシーバ１８に接続している。低圧レ
シーバ１８においては、冷媒液は底部に貯留さ
れ、冷媒液貯留部が形成されている。熱交換器４
７は、低圧レシーバ１８の液相部のうち油を多く
含んだ部分の付近と、油戻し管５１により接続
し、油冷媒液が被加熱側に導かれるようになつて
いる。

第１図のものと同様な効果を有する。

なおエコノマイザ４６として、第２図同様密閉
エコノマイザを用いてもよい。

低圧部の油冷媒液貯留部としては、蒸発器１
７、低圧レシーバ１８の他の場所でも、低圧部で
あり、かつ油冷媒液が貯留されるような部分を選
ぶことができる。

なお圧縮機としては、ロータリベーン式、ロー
タリピストン式、スクリユー式、ルーツ式などの
回転容積型のほか往復容積型、遠心型などの方式
のものも用いられる。また、油噴射式のものでも
ドライ方式のものでもよい。

〔発明の効果〕

本発明により、エコノマイザサイクルにおける
冷凍効果の増大を損なうことなく、過冷却による
冷凍効果の増大をはかつて、蒸発器以外の場所に
おける冷媒ガス発生による損失を補い、冷凍装置
の効率の低下を防ぎながら、低圧部に流入する油
を圧縮機に戻すことができる冷凍装置の油戻し装
置を提供することができ、実用上極めて大なる効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図及び第３図は本発明のそれぞ
れ異なる実施例を示し、第４図は第１図及び第３
図における実施例のモリエル線図、第５図は第２
図における実施例のモリエル線図を示す。 １……圧縮機、３……給油穴、１１……油分離
器、１２……油ポンプ、１３……油冷却器、１５
……凝縮器、１６……膨張弁、１７……蒸発器、
１８……低圧レシーバ、１９……冷媒ポンプ、３
０……吸入管、３１，３２……吐出管、３３……
出口管、３４，３５……油管、３７……油戻し
管、４３，４４……配管、４６……エコノマイ
ザ、４７……熱交換器、４８……中間吸入管、４
９……フロート弁、５０……配管、５１……油戻
し管、５２……配管、５３……膨張弁、５４……
配管、５５，５６，５７……配管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 圧縮機、凝縮器、蒸発器及びこれらを接続す
   る冷媒経路により冷凍サイクルを形成し、前記凝
   縮器の出口から前記蒸発器の入口までの冷媒経路
   の途中にエコノマイザを設け、該エコノマイザの
   気相部を前記圧縮機の中間圧力段に接続した冷凍
   装置の油戻し装置において、前記冷凍装置の低圧
   部における、油冷媒液が貯留される部分である油
   冷媒液貯留部の液面より低い位置に熱交換器を備
   え、該熱交換器の被加熱側に前記油冷媒液貯留部
   に貯留された液のうち油を多く含んだ油冷媒液を
   導き、前記エコノマイザから導いた冷媒液と熱交
   換せしめ、蒸発した冷媒蒸気と油を前記圧縮機の
   吸込側冷媒経路に導くよう構成したことを特徴と
   する冷凍装置の油戻し装置。 ２ 前記エコノマイザが、密閉エコノマイザであ
   る特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３ 前記エコノマイザが、開放エコノマイザであ
   る特許請求の範囲第１項記載の装置。 ４ 前記貯留部が蒸発器である特許請求の範囲第
   １項記載の装置。 ５ 前記貯留部が低圧レシーバである特許請求の
   範囲第１項記載の装置。