WO2019146181A1 - 空気調和装置 - Google Patents
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- F25B43/02—Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat for separating lubricants from the refrigerant
Definitions
- Embodiments of the present invention relate to an air conditioner.
- an accumulator is provided to store the liquid refrigerant before the refrigerant enters the compressor.
- the accumulator is connected to an oil return pipe for returning refrigeration oil contained in the refrigerant to a suction pipe connected to a suction port of the compressor.
- the solenoid valve provided in the oil return pipe is opened during operation of the compressor and closed when the compressor is stopped.
- An object of the present invention is to provide an air conditioner that can be prevented.
- An air conditioner includes an accumulator, a compressor having a compression unit for compressing a refrigerant, a suction pipe for guiding at least a refrigerant from the accumulator to the compressor, and at least a refrigerator oil at a bottom of the accumulator.
- a liquid reservoir having the
- the specific volume is larger than the volume of the portion of the suction pipe below the height of the liquid surface of the maximum storage amount of the accumulator.
- An air conditioner includes a motor for operating the compression unit, a compressor case in which the compression unit and the motor are accommodated, and the liquid reservoir provided outside the compressor case. And a liquid storage tank having a part.
- An air conditioning apparatus includes a motor for operating the compression unit, and a compressor case that houses the compression unit and the motor and has the liquid storage unit.
- symbol 1 of FIG. 1 is an air conditioning apparatus.
- the air conditioner 1 includes an outdoor unit 2 installed outdoors and an indoor unit 3 installed indoors.
- the outdoor unit 2 and the indoor unit 3 are connected via a liquid side pipe 4 mainly introducing a liquid refrigerant and a gas side pipe 5 mainly guiding a gaseous refrigerant.
- a refrigerant cycle is configured by circulating the refrigerant between the outdoor unit 2 and the indoor unit 3.
- the indoor unit 3 includes an indoor heat exchanger 6 which exchanges heat between the refrigerant and the indoor air, an indoor fan 7 for blowing air from the indoor heat exchanger 6 and blowing it out to a room to be air conditioned, and the refrigerant. And an electric expansion valve 8 to be expanded.
- the liquid side piping 4 is connected to one end of the indoor heat exchanger 6 via the electric expansion valve 8, and the gas side piping 5 is connected to the other end.
- the outdoor unit 2 includes an outdoor heat exchanger 9 which exchanges heat between the refrigerant and the outdoor air, an outdoor fan 10 for sending a wind to the outdoor heat exchanger 9, and a cooling operation and a heating operation. It has a four-way valve 11 that switches the flow direction, an accumulator 12 that stores liquid refrigerant, a compressor 13 that compresses a gaseous refrigerant, and a liquid storage tank 14 provided on the refrigerant suction side of the compressor 13.
- the outdoor unit 2 includes a first refrigerant pipe 15 connecting the outdoor heat exchanger 9 and the four-way valve 11, a second refrigerant pipe 16 connecting the four-way valve 11 and the accumulator 12, a compressor 13 and the four-way valve 11. And a third refrigerant pipe 17 connecting the two.
- the liquid side pipe 4 is connected to one end of the outdoor heat exchanger 9 and the first refrigerant pipe 15 is connected to the other end.
- the outdoor unit 2 is provided with a suction pipe 18 for guiding the gaseous refrigerant from the top of the accumulator 12 to the compressor 13 and an oil return pipe for guiding the refrigeration oil used for lubricating the compressor 13 from the bottom of the accumulator 12 to the suction pipe 18 And 19, a solenoid valve 20 provided in the oil return pipe 19, and a connection pipe 21 connecting the liquid storage tank 14 and the compressor 13.
- solid arrows indicate the flow of the refrigerant in the outdoor unit 2 during the cooling operation and the heating operation.
- the dotted arrows indicate the flow of the refrigerant during the cooling operation.
- the arrow of a dashed dotted line shows the flow of the refrigerant at the time of heating operation.
- the flow of the refrigerant according to the operating state is switched by the four-way valve 11.
- the flow of refrigerant from the four-way valve 11 through the accumulator 12 to the compressor 13 is always in the same direction regardless of the operating state.
- the refrigerant that has passed through the four-way valve 11 is led to the accumulator 12 through the second refrigerant pipe 16.
- the refrigerant that has passed through the accumulator 12 is led to the liquid storage tank 14 by the suction pipe 18.
- the refrigerant having passed through the liquid storage tank 14 is led to the compressor 13 by the connection pipe 21.
- the refrigerant that has passed through the compressor 13 is led to the four-way valve 11 by the third refrigerant pipe 17.
- the refrigerant is discharged in the form of high-temperature and high-pressure gas from the compressor 13 of the outdoor unit 2 and flows to the outdoor heat exchanger 9.
- the refrigerant exchanges heat with outdoor air in the outdoor heat exchanger 9 and is condensed to become liquid and flows to the liquid side pipe 4.
- the liquid refrigerant flows from the liquid side pipe 4 into the indoor heat exchanger 6 via the electric expansion valve 8.
- the liquid refrigerant in the indoor heat exchanger 6 exchanges heat with the air in the room to be air-conditioned to evaporate and gasify.
- the gaseous refrigerant discharged from the indoor heat exchanger 6 of the indoor unit 3 flows to the gas side pipe 5. Then, the low-temperature low-pressure gaseous refrigerant is compressed by the compressor 13 of the outdoor unit 2 into a high-temperature high-pressure gaseous state, and is discharged from the compressor 13 again.
- the refrigerant is discharged in the form of high-temperature high-pressure gas from the compressor 13 of the outdoor unit 2 and flows to the gas side pipe 5. Then, in the indoor unit 3, the gaseous refrigerant flows into the indoor heat exchanger 6. The gaseous refrigerant is condensed by heat exchange with the air of the room to be air-conditioned by the indoor heat exchanger 6 and is liquefied.
- the liquid refrigerant discharged from the indoor heat exchanger 6 of the indoor unit 3 flows to the liquid side pipe 4 via the electric expansion valve 8. Then, in the outdoor unit 2, the liquid refrigerant flows from the liquid side pipe 4 into the outdoor heat exchanger 9. In the outdoor heat exchanger 9, the liquid refrigerant is heat-exchanged with the outdoor air to be evaporated and gasified.
- the low-temperature low-pressure gaseous refrigerant is compressed by the compressor 13 into a high-temperature high-pressure gas, and is discharged from the compressor 13 again.
- the accumulator 12 stores liquid refrigerant.
- the liquid refrigerant may not evaporate completely.
- the refrigerant in a state in which the gaseous refrigerant and the liquid refrigerant are mixed may be circulated.
- the accumulator 12 separates the gaseous refrigerant from the liquid refrigerant and stores the liquid refrigerant.
- the accumulator 12 is a cylindrical tank whose central axis extends in the vertical direction.
- the accumulator 12 is installed upright from the reference surface 23 using the legs 22.
- the second refrigerant pipe 16 and the suction pipe 18 are connected to an upper portion of the accumulator 12.
- the gaseous refrigerant flows out from the suction pipe 18.
- the liquid refrigerant falls by gravity, it is stored in the lower part of the accumulator 12.
- the accumulator 12 stores a predetermined amount of liquid refrigerant. At the time of designing the accumulator 12, the height H1 of the liquid level of the maximum storage amount is set. Since this maximum storage amount is set with a margin, it is rare that liquid refrigerant accumulates up to the height H1 of the liquid surface of the maximum storage amount of the accumulator 12 during operation.
- the compressor 13 includes a compression unit 24 for compressing a gaseous refrigerant, a motor 25 for operating the compression unit 24, and a compressor case 26 in which the compression unit 24 and the motor 25 are accommodated.
- the compressor case 26 is a cylindrical container whose central axis extends in the vertical direction. The compressor case 26 is installed upright from the reference surface 23 using the legs 27.
- a rotary compressor 13 is illustrated in the first embodiment.
- a compression unit 24 is provided at the lower portion, and a motor 25 is provided at the upper portion.
- the compression unit 24 and the motor 25 are connected via a drive shaft 28.
- the gaseous refrigerant is compressed in the compressor 24 by the driving force of the motor 25 to be in the form of high-temperature and high-pressure gas, and is discharged from the third refrigerant pipe 17 connected to the discharge port of the compressor case 26.
- a liquid storage tank 14 is attached to the side of the compressor case 26.
- the liquid storage tank 14 is provided outside the compressor case 26.
- the liquid storage tank 14 is a cylindrical tank having a central axis extending in the vertical direction.
- a suction pipe 18 is connected to an upper portion of the liquid storage tank 14.
- connection pipe 21 extending in the vertical direction along the central axis is disposed inside the liquid storage tank 14.
- the connection pipe 21 penetrates the bottom of the liquid storage tank 14 and is led to the outside, and is connected to the lower side of the side portion of the compressor case 26. That is, the suction port of the compressor 13 is connected to the suction pipe 18 via the liquid storage tank 14.
- a cover portion 29 is provided above the connection pipe 21 disposed inside the liquid storage tank 14 to prevent the liquid refrigerant flowing from the suction pipe 18 from flowing into the connection pipe 21 at a stroke.
- the liquid refrigerant flowing from the suction pipe 18 is stored in the liquid storage tank 14. That is, the liquid storage tank 14 has the liquid storage unit 30.
- the liquid storage portion 30 is a space inside the liquid storage tank 14. In the first embodiment, the volume from the bottom of the liquid storage tank 14 to the height H 2 of the upper end of the connection pipe 21 is a liquid storage unit 30. In the flow of the refrigerant, the liquid storage unit 30 is provided upstream of the compression unit 24.
- a small hole 31 is formed in the lower portion of the connection pipe 21 inside the liquid storage tank 14.
- the liquid refrigerant stored in the liquid storage tank 14 gradually flows into the connection pipe 21 through the small holes 31 and is sucked into the compressor 13. Even if a small amount of liquid refrigerant is gradually introduced into the compressor 13, it does not cause a failure.
- Refrigerant oil used to lubricate the compressor 24 or the motor 25 is stored inside the compressor case 26. A portion of the refrigeration oil circulates in the refrigeration cycle together with the refrigerant. When liquid refrigerant is stored in the accumulator 12, refrigeration oil is stored at the bottom thereof. Therefore, during the operation of the compressor 13, the solenoid valve 20 provided in the oil return pipe 19 is opened to guide the refrigeration oil from the bottom of the accumulator 12 to the suction pipe 18 and return it to the compressor 13.
- the inner diameter of the oil return pipe 19 is smaller than the inner diameter of the suction pipe 18. Although the liquid refrigerant stored in the accumulator 12 may flow toward the compressor 13 by the oil return pipe 19, the flow rate thereof is such that the operation of the compressor 13 is not affected.
- a so-called ON failure may occur in which the electromagnetic valve 20 is in a state of being kept open. Since the solenoid valve 20 is opened during operation of the compressor 13, no problem occurs when the solenoid valve 20 is kept open during operation. On the other hand, when the solenoid valve 20 is in the open state while the compressor 13 is stopped, that is, while the air conditioner 1 is stopped, the liquid refrigerant stored in the accumulator 12 is suctioned through the oil return pipe 19 It flows into the pipe 18. Then, the liquid refrigerant is accumulated in the suction pipe 18.
- the air conditioning apparatus 1 when the air conditioning apparatus 1 is started up with the liquid refrigerant accumulated in the suction pipe 18, the liquid refrigerant is temporarily stored in the liquid storage portion 30 of the liquid storage tank 14. There is. Therefore, the liquid refrigerant accumulated in the suction pipe 18 does not flow into the compressor 13 at once. In this way, even if the solenoid valve 20 of the oil return pipe 19 breaks down and liquid refrigerant accumulates in the suction pipe 18, a failure of the compression section 24 can be prevented.
- the suction pipe 18 extending from the upper portion of the accumulator 12 is bent in a U-shape and extends downward after extending upward. Then, the suction pipe 18 extends below the height H 1 of the liquid surface of the maximum storage amount of the accumulator 12. Furthermore, the suction pipe 18 extends horizontally along the reference surface 23 and extends upward again near the compressor 13. Furthermore, the suction pipe 18 is bent upward in a U-shape and extends downward after it extends above the liquid surface height H1 of the maximum storage amount of the accumulator 12. Then, the suction pipe 18 is connected to the liquid storage tank 14.
- the suction pipe 18 has a portion disposed above the liquid level H1 of the maximum storage amount of the accumulator 12. Because this portion is present, even if the liquid refrigerant is stored up to the liquid surface height H1 of the maximum storage amount, this refrigerant does not flow toward the compressor 13.
- the liquid storage portion 30 of the liquid storage tank 14 has a specific volume larger than the maximum volume of the liquid refrigerant stored in the suction pipe 18. This specific volume is set to be larger than the volume of the portion (in the halftone dot portion in FIG. 2) of suction pipe 18 below height H1 of the liquid surface of the maximum storage amount of accumulator 12.
- the specific volume of the liquid reservoir 30 may include the volume of the portion of the suction pipe 18 where the liquid refrigerant is stored and the volume of the oil return pipe 19.
- the liquid refrigerant can be stored in the liquid reservoir 30. Therefore, it is possible to prevent the liquid refrigerant from flowing into the compression unit 24 when the air conditioning apparatus 1 is started.
- the liquid storage section 30 is independent of the size of the compressor case 26 of the compressor 13.
- the volume of can be set appropriately.
- FIGS. 3 to 4 An air conditioner 1A according to a second embodiment will be described using FIGS. 3 to 4.
- the same reference numerals are given to the same components as the components shown in the above-described embodiment, and the redundant description will be omitted.
- the liquid storage tank 14 of the first embodiment described above is not provided.
- the suction pipe 18 is directly connected to the lower side of the side of the compressor case 26A.
- a compressor 24A for compressing a gaseous refrigerant As shown in FIG. 4, in the compressor 13A of the second embodiment, a compressor 24A for compressing a gaseous refrigerant, a motor 25A for operating the compressor 24A, a compressor 24A and a motor 25A are accommodated. And a compressor case 26A.
- the scroll compressor 13A is illustrated.
- the compression section 24A is provided at the upper portion, and the motor 25A is provided at the lower portion.
- the compression unit 24A and the motor 25A are connected via a drive shaft 28A.
- the gaseous refrigerant is compressed in the compression section 24A by the driving force of the motor 25A, becomes a high-temperature, high-pressure gaseous form, and is discharged from the third refrigerant pipe 17 connected to the discharge port of the compression section 24A.
- the compressor case 26A has a liquid storage portion 30A.
- the liquid storage portion 30A is a space inside the compressor case 26A.
- the volume from the bottom of the compressor 13A to the predetermined height H3 is a liquid reservoir 30A.
- the height H3 is set to a position lower than the suction port 32 of the compression section 24A.
- the liquid storage portion 30A is provided upstream of the compression portion 24A.
- the liquid storage portion 30A of the compressor case 26A has a specific volume larger than the maximum volume of the liquid refrigerant stored in the suction pipe 18.
- the specific volume is set to be larger than the volume of the portion (in the halftone dot portion in FIG. 4) of suction pipe 18 below height H1 of the liquid surface of the maximum storage amount of accumulator 12.
- the specific volume of the liquid storage portion 30A may include the volume of the portion of the suction pipe 18 where the liquid refrigerant is stored and the volume of the oil return pipe 19.
- the liquid refrigerant when the air conditioning apparatus 1A is started up with the liquid refrigerant stored in the suction pipe 18, the liquid refrigerant is temporarily stored in the liquid storage portion 30A of the compressor case 26A. There is. Therefore, the liquid refrigerant accumulated in the suction pipe 18 does not flow into the compression section 24A at a stretch. In this way, even if the solenoid valve 20 of the oil return pipe 19 breaks down and liquid refrigerant accumulates in the suction pipe 18, a failure of the compression section 24A can be prevented.
- the compact compressor 13A in which the liquid storage portion 30A is built in the compressor case 26A can be formed.
- the air conditioner according to the present embodiment has been described based on the first to second embodiments, but the configuration applied in any one of the embodiments may be applied to the other embodiments, or The configurations applied in the embodiments may be combined.
- the oil return is provided by providing the liquid storage portion having a specific volume larger than the maximum volume of the liquid refrigerant provided on the upstream side of the compression portion and stored in the suction pipe. Even when the solenoid valve of the pipe breaks down and liquid refrigerant accumulates in the suction pipe, it is possible to prevent the failure of the compressor.
- SYMBOLS 1 (1A) ... Air conditioning apparatus, 2 ... Outdoor unit, 3 ... Indoor unit, 4 ... Liquid side piping, 5 ... Gas side piping, 6 ... Indoor heat exchanger, 7 ... Indoor fan, 8 ... Electric expansion valve, 9 ... outdoor heat exchanger, 10 ... outdoor fan, 11 ... four-way valve, 12 ... accumulator, 13 (13 A) ... compressor, 14 ... liquid storage tank, 15 ... first refrigerant piping, 16 ... second refrigerant piping, 17 ... Third refrigerant piping, 18 ... suction piping, 19 ... oil return piping, 20 ... solenoid valve, 21 ... connection piping, 22 ... legs, 23 ...
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Abstract
空気調和装置(1)は、アキュムレータ(12)と、冷媒を圧縮する圧縮部(24)を有する圧縮機(13)と、冷媒をアキュムレータ(12)から圧縮機(13)まで導く吸込配管(18)と、冷凍機油をアキュムレータ(12)の底部から吸込配管(18)まで導く油戻し配管(19)と、油戻し配管(19)に設けられる電磁弁(20)と、圧縮部(24)の上流側に設けられて吸込配管(18)に貯留される液状の冷媒の最大容積よりも大きな特定容積を有する液貯め部(30)とを備える。
Description
本発明の実施形態は、空気調和装置に関する。
空気調和装置において、熱交換器で蒸発し切れなかった液状の冷媒が圧縮機に吸入されると、圧縮機の故障の原因となってしまう。そこで、冷媒が圧縮機に入る前に、液状の冷媒を貯めるアキュムレータが設けられている。このアキュムレータには、冷媒に含まれる冷凍機油を、圧縮機の吸込口に繋がる吸込配管に戻すための油戻し配管が接続されている。この油戻し配管に設けられる電磁弁は、圧縮機の運転中に開かれ、圧縮機の停止中に閉じられる。
空気調和装置では、アキュムレータから吸込配管まで繋がる油戻し配管の電磁弁が開いた状態で故障してしまうと、空気調和装置の停止中に、アキュムレータから液状の冷媒が油戻し配管を介して流出してしまい、吸込配管に溜まってしまう。この状態で空気調和装置を起動させると、吸込配管に溜まった液状の冷媒が一気に圧縮機に流入してしまい、圧縮機が故障してしまうおそれがあるという課題がある。
本発明の実施形態は、このような事情を考慮してなされたもので、油戻し配管の電磁弁が故障して吸込配管に液状の冷媒が溜まった場合であっても、圧縮機の故障を防止することができる空気調和装置を提供することを目的とする。
本発明の実施形態に係る空気調和装置は、アキュムレータと、冷媒を圧縮する圧縮部を有する圧縮機と、少なくとも冷媒を前記アキュムレータから前記圧縮機まで導く吸込配管と、少なくとも冷凍機油を前記アキュムレータの底部から前記吸込配管まで導く油戻し配管と、前記油戻し配管に設けられる電磁弁と、前記圧縮部の上流側に設けられて前記吸込配管に貯留される液状の冷媒の最大容積よりも大きな特定容積を有する液貯め部と、を備える。
本発明の実施形態に係る空気調和装置において、前記特定容積が、前記アキュムレータの最大貯留量の液面の高さより下方の前記吸込配管の部分の容積よりも大きい。
本発明の実施形態に係る空気調和装置は、前記圧縮部を動作させるモータと、前記圧縮部と前記モータとが収容される圧縮機ケースと、前記圧縮機ケースの外部に設けられて前記液貯め部を有する液貯めタンクと、を備える。
本発明の実施形態に係る空気調和装置は、前記圧縮部を動作させるモータと、前記圧縮部と前記モータとが収容されるとともに前記液貯め部を有する圧縮機ケースと、を備える。
(第1実施形態)
以下、本実施形態を添付図面に基づいて説明する。まず、第1実施形態の空気調和装置について図1から図2を用いて説明する。図1の符号1は、空気調和装置である。この空気調和装置1は、屋外に設置される室外ユニット2と、屋内に設置される室内ユニット3とを備える。
以下、本実施形態を添付図面に基づいて説明する。まず、第1実施形態の空気調和装置について図1から図2を用いて説明する。図1の符号1は、空気調和装置である。この空気調和装置1は、屋外に設置される室外ユニット2と、屋内に設置される室内ユニット3とを備える。
室外ユニット2と室内ユニット3とが、主として液状の冷媒を導く液側配管4および主としてガス状の冷媒を導くガス側配管5を介して接続されている。そして、室外ユニット2と室内ユニット3との間で冷媒を循環させることで冷凍サイクルが構成される。
室内ユニット3は、冷媒と室内の空気との間で熱交換を行う室内熱交換器6と、室内熱交換器6から風を送り空調対象の部屋へ吹き出させるための室内ファン7と、冷媒を膨張させる電動膨張弁8とを備える。なお、室内熱交換器6の一端には、電動膨張弁8を介して液側配管4が接続され、他端には、ガス側配管5が接続される。
室外ユニット2は、冷媒と室外の空気との間で熱交換を行う室外熱交換器9と、室外熱交換器9に風を送るための室外ファン10と、冷房運転と暖房運転とで冷媒の流れの向きを切り替える四方弁11と、液状の冷媒を貯めるアキュムレータ12と、ガス状の冷媒を圧縮する圧縮機13と、圧縮機13の冷媒の吸込側に設けられる液貯めタンク14とを備える。
また、室外ユニット2は、室外熱交換器9と四方弁11とを繋ぐ第1冷媒配管15と、四方弁11とアキュムレータ12とを繋ぐ第2冷媒配管16と、圧縮機13と四方弁11とを繋ぐ第3冷媒配管17とを備える。なお、室外熱交換器9の一端には、液側配管4が接続され、他端には、第1冷媒配管15が接続される。
さらに、室外ユニット2は、ガス状の冷媒をアキュムレータ12の上部から圧縮機13まで導く吸込配管18と、圧縮機13の潤滑に用いる冷凍機油をアキュムレータ12の底部から吸込配管18まで導く油戻し配管19と、油戻し配管19に設けられる電磁弁20と、液貯めタンク14と圧縮機13とを繋ぐ接続配管21とを備える。
図1において、実線の矢印は、冷房運転時および暖房運転時の室外ユニット2における冷媒の流れを示す。点線の矢印は、冷房運転時の冷媒の流れを示す。一点鎖線の矢印は、暖房運転時の冷媒の流れを示す。なお、運転状態に応じた冷媒の流れは、四方弁11により切り替えられる。
四方弁11からアキュムレータ12を通過し、圧縮機13に至るまでの冷媒の流れは、運転状態に関わらず常に同じ方向となる。例えば、四方弁11を通過した冷媒は、第2冷媒配管16によりアキュムレータ12に導かれる。このアキュムレータ12を通過した冷媒は、吸込配管18により液貯めタンク14に導かれる。この液貯めタンク14を通過した冷媒は、接続配管21により圧縮機13に導かれる。この圧縮機13を通過した冷媒は、第3冷媒配管17により四方弁11に導かれる。
冷房運転時において、冷媒は、室外ユニット2の圧縮機13から高温高圧のガス状となって吐出され、室外熱交換器9に流れる。この冷媒は、室外熱交換器9で室外の空気と熱交換されて凝縮され、液状となって液側配管4に流れる。そして、室内ユニット3において、液状の冷媒が液側配管4から電動膨張弁8を介して室内熱交換器6に流れ込む。この室内熱交換器6で液状の冷媒が空調対象の部屋の空気と熱交換されることで蒸発してガス化される。
また、室内ユニット3の室内熱交換器6から排出されたガス状の冷媒は、ガス側配管5に流れる。そして、この低温低圧のガス状の冷媒は、室外ユニット2の圧縮機13により圧縮されて高温高圧のガス状になり、再び圧縮機13から吐出される。
暖房運転時において、冷媒は、室外ユニット2の圧縮機13から高温高圧のガス状となって吐出され、ガス側配管5に流れる。そして、室内ユニット3において、ガス状の冷媒が室内熱交換器6に流れ込む。この室内熱交換器6でガス状の冷媒が空調対象の部屋の空気と熱交換されることで凝縮して液化される。
また、室内ユニット3の室内熱交換器6から排出された液状の冷媒は、電動膨張弁8を介して液側配管4に流れる。そして、室外ユニット2において、液状の冷媒が液側配管4から室外熱交換器9に流れ込む。この室外熱交換器9で液状の冷媒が室外の空気と熱交換されることで蒸発されてガス化される。この低温低圧のガス状の冷媒は、圧縮機13により圧縮されて高温高圧のガス状になり、再び圧縮機13から吐出される。
アキュムレータ12には、液状の冷媒が貯められる。例えば、蒸発器として機能する室内熱交換器6または室外熱交換器9において、液状の冷媒が蒸発し切れない場合がある。この場合に、ガス状の冷媒と液状の冷媒が混じった状態の冷媒が循環されることがある。大量の液状の冷媒が圧縮機13に吸い込まれると、圧縮機13の故障の原因となる。そこで、冷媒が圧縮機13に吸い込まれる前に、アキュムレータ12にてガス状の冷媒と液状の冷媒とを分離し、液状の冷媒を貯めるようにしている。
図2に示すように、アキュムレータ12は、中心軸が鉛直方向に延びる円筒形状を成すタンクである。このアキュムレータ12は、脚部22を用いて基準面23から立てた状態で設置されている。また、アキュムレータ12の上部には、第2冷媒配管16と吸込配管18とが接続される。アキュムレータ12の内部空間において、第2冷媒配管16から冷媒が流入されると、ガス状の冷媒が吸込配管18から流出される。一方、液状の冷媒は、重力により落ちるので、アキュムレータ12の下部に貯まるようになる。
アキュムレータ12には、所定量の液状の冷媒が貯留される。なお、アキュムレータ12の設計時に最大貯留量の液面の高さH1が設定される。この最大貯留量は、余裕をもって設定されているので、運転時に、アキュムレータ12の最大貯留量の液面の高さH1まで液状の冷媒が溜まることは稀である。
圧縮機13は、ガス状の冷媒を圧縮する圧縮部24と、この圧縮部24を動作させるモータ25と、圧縮部24とモータ25とが収容される圧縮機ケース26とを備える。圧縮機ケース26は、中心軸が鉛直方向に延びる円筒形状を成す容器である。この圧縮機ケース26は、脚部27を用いて基準面23から立てた状態で設置されている。
第1実施形態では、ロータリ型の圧縮機13を例示している。圧縮機ケース26の内部空間において、下部に圧縮部24が設けられ、上部にモータ25が設けられている。圧縮部24とモータ25とは、駆動軸28を介して連結されている。モータ25の駆動力により圧縮部24でガス状の冷媒が圧縮され、高温高圧のガス状となって、圧縮機ケース26の吐出口に接続された第3冷媒配管17から吐出される。
圧縮機ケース26の側部には、液貯めタンク14が取り付けられている。第1実施形態では、液貯めタンク14が圧縮機ケース26の外部に設けられている。液貯めタンク14は、中心軸が鉛直方向に延びる円筒形状を成すタンクである。この液貯めタンク14の上部には、吸込配管18が接続される。
また、液貯めタンク14の内部には、中心軸に沿って鉛直方向に延びる接続配管21が配置される。この接続配管21は、液貯めタンク14の底部を貫通して外部に導出され、圧縮機ケース26の側部の下方側に接続される。つまり、圧縮機13の吸込口は、液貯めタンク14を介して吸込配管18に接続されている。
液貯めタンク14の内部に配置される接続配管21の上方には、吸込配管18から流入される液状の冷媒が一気に接続配管21に流入されることを防ぐ、カバー部29が設けられている。吸込配管18から流入された液状の冷媒は、液貯めタンク14の内部に貯められる。つまり、液貯めタンク14は、液貯め部30を有する。この液貯め部30は、液貯めタンク14の内部の空間である。第1実施形態では、液貯めタンク14の底部から接続配管21の上端の高さH2までの容積を液貯め部30としている。冷媒の流れにおいて、液貯め部30は、圧縮部24よりも上流側に設けられている。
なお、吸込配管18から液貯めタンク14に流入されたガス状の冷媒は、接続配管21の上端とカバー部29との間から、接続配管21の内部に流れ込み、圧縮機13に吸い込まれる。
液貯めタンク14の内部において、接続配管21の下部に小孔31が形成されている。液貯めタンク14の内部に貯まった液状の冷媒は、この小孔31を介して徐々に接続配管21の内部に流れ込み、圧縮機13に吸い込まれる。なお、少量の液状の冷媒が徐々に圧縮機13に流入されても故障の原因とならない。
圧縮機ケース26の内部には、圧縮部24またはモータ25の潤滑に用いる冷凍機油が貯められる。この冷凍機油の一部は、冷媒とともに冷凍サイクルを循環する。アキュムレータ12に液状の冷媒が貯められると、その底部に冷凍機油が貯まるようになる。そこで、圧縮機13の運転中に、油戻し配管19に設けられる電磁弁20を開放して、冷凍機油をアキュムレータ12の底部から吸込配管18まで導き、圧縮機13に戻すようにしている。
油戻し配管19の内径は、吸込配管18の内径よりも小さくなっている。この油戻し配管19により、アキュムレータ12に貯められた液状の冷媒が圧縮機13に向かって流れることがあるが、その流量は、圧縮機13の動作に影響がない程度のものとなっている。
なお、電磁弁20が開きっぱなしの状態で故障する、所謂ON故障が生じる場合がある。電磁弁20は、圧縮機13が運転中に開くものであるので、運転中に電磁弁20が開きっぱなしの状態で問題は生じない。一方、圧縮機13が停止中、つまり、空気調和装置1が停止中に、電磁弁20が開きっぱなしの状態になると、アキュムレータ12に貯められた液状の冷媒が油戻し配管19を介して吸込配管18に流入される。そして、この吸込配管18に液状の冷媒が貯まってしまう。
第1実施形態では、吸込配管18に液状の冷媒が貯まった状態で空気調和装置1を起動させたときに、液貯めタンク14の液貯め部30に液状の冷媒を一時的に貯めるようにしている。そのため、吸込配管18に溜まった液状の冷媒が一気に圧縮機13に流入してしまうことがない。このようにすれば、油戻し配管19の電磁弁20が故障して吸込配管18に液状の冷媒が溜まった場合であっても、圧縮部24の故障を防止することができる。
アキュムレータ12の上部から延びる吸込配管18は、上方に延びた後に、U字に屈曲されて下方に延びる。そして、吸込配管18は、アキュムレータ12の最大貯留量の液面の高さH1よりも下方に延びる。さらに、吸込配管18は、基準面23に沿って水平方向に延びて圧縮機13の近傍で再び上方に延びる。さらに、吸込配管18は、アキュムレータ12の最大貯留量の液面の高さH1よりも上方に延びた後に、U字に屈曲されて下方に延びる。そして、吸込配管18が液貯めタンク14に接続される。
吸込配管18には、アキュムレータ12の最大貯留量の液面の高さH1よりも上方に配置される部分がある。この部分があるので、最大貯留量の液面の高さH1まで液状の冷媒が貯まっても、この冷媒が圧縮機13に向かって流れ込むことがない。
一方、吸込配管18において、アキュムレータ12の最大貯留量の液面の高さH1よりも下方に配置される部分に液状の冷媒が溜まるおそれがある。液貯めタンク14の液貯め部30は、吸込配管18に貯留される液状の冷媒の最大容積よりも大きな特定容積を有する。この特定容積は、アキュムレータ12の最大貯留量の液面の高さH1より下方の吸込配管18の部分(図2中の網点部分)の容積よりも大きくなるように設定される。
なお、液貯め部30の特定容積を、吸込配管18の液状の冷媒が貯まる部分の容積と、油戻し配管19の容積とを含めたものとしても良い。
このようにすれば、液状の冷媒が吸込配管18に溜まる最大量よりも、液貯め部30の特定容積が大きくなるので、液状の冷媒を液貯め部30に貯留させることができる。そのため、空気調和装置1の起動時に、圧縮部24に液状の冷媒が流入されることを防止することができる。
第1実施形態では、液貯め部30を有する液貯めタンク14が、圧縮機ケース26の外部に設けられているので、圧縮機13の圧縮機ケース26の大きさとは無関係に、液貯め部30の容積を適宜設定することができる。
(第2実施形態)
次に、第2実施形態の空気調和装置1Aについて図3から図4を用いて説明する。なお、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。
次に、第2実施形態の空気調和装置1Aについて図3から図4を用いて説明する。なお、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。
図3に示すように、第2実施形態では、前述の第1実施形態の液貯めタンク14が設けられていない。第2実施形態では、吸込配管18が圧縮機ケース26Aの側部の下方側に直接的に接続される。
図4に示すように、第2実施形態の圧縮機13Aは、ガス状の冷媒を圧縮する圧縮部24Aと、この圧縮部24Aを動作させるモータ25Aと、圧縮部24Aとモータ25Aとが収容される圧縮機ケース26Aとを備える。
第2実施形態では、スクロール型の圧縮機13Aを例示している。圧縮機ケース26Aの内部空間において、上部に圧縮部24Aが設けられ、下部にモータ25Aが設けられている。圧縮部24Aとモータ25Aとは、駆動軸28Aを介して連結されている。モータ25Aの駆動力により圧縮部24Aでガス状の冷媒が圧縮され、高温高圧のガス状となって、圧縮部24Aの吐出口に接続された第3冷媒配管17から吐出される。
また、圧縮機ケース26Aは、液貯め部30Aを有する。この液貯め部30Aは、圧縮機ケース26Aの内部の空間である。第2実施形態では、圧縮機13Aの底部から所定の高さH3までの容積を液貯め部30Aとしている。この高さH3は、圧縮部24Aの吸込口32よりも低い位置に設定される。冷媒の流れにおいて、液貯め部30Aは、圧縮部24Aよりも上流側に設けられている。
圧縮機ケース26Aの液貯め部30Aは、吸込配管18に貯留される液状の冷媒の最大容積よりも大きな特定容積を有する。この特定容積は、アキュムレータ12の最大貯留量の液面の高さH1より下方の吸込配管18の部分(図4中の網点部分)の容積よりも大きくなるように設定される。
なお、液貯め部30Aの特定容積を、吸込配管18の液状の冷媒が貯まる部分の容積と、油戻し配管19の容積とを含めたものとしても良い。
第2実施形態では、吸込配管18に液状の冷媒が貯まった状態で空気調和装置1Aを起動させたときに、圧縮機ケース26Aの液貯め部30Aに液状の冷媒を一時的に貯めるようにしている。そのため、吸込配管18に溜まった液状の冷媒が一気に圧縮部24Aに流入してしまうことがない。このようにすれば、油戻し配管19の電磁弁20が故障して吸込配管18に液状の冷媒が溜まった場合であっても、圧縮部24Aの故障を防止することができる。
第2実施形態では、圧縮機ケース26Aが液貯め部30Aを有することで、液貯め部30Aを圧縮機ケース26Aに内蔵したコンパクトな圧縮機13Aを形成することができる。
本実施形態に係る空気調和装置を第1実施形態から第2実施形態に基づいて説明したが、いずれか1の実施形態において適用された構成を他の実施形態に適用しても良いし、各実施形態において適用された構成を組み合わせても良い。
以上説明した少なくとも1つの実施形態によれば、圧縮部の上流側に設けられて吸込配管に貯留される液状の冷媒の最大容積よりも大きな特定容積を有する液貯め部を備えることにより、油戻し配管の電磁弁が故障して吸込配管に液状の冷媒が溜まった場合であっても、圧縮機の故障を防止することができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
1(1A)…空気調和装置、2…室外ユニット、3…室内ユニット、4…液側配管、5…ガス側配管、6…室内熱交換器、7…室内ファン、8…電動膨張弁、9…室外熱交換器、10…室外ファン、11…四方弁、12…アキュムレータ、13(13A)…圧縮機、14…液貯めタンク、15…第1冷媒配管、16…第2冷媒配管、17…第3冷媒配管、18…吸込配管、19…油戻し配管、20…電磁弁、21…接続配管、22…脚部、23…基準面、24(24A)…圧縮部、25(25A)…モータ、26(26A)…圧縮機ケース、27…脚部、28(28A)…駆動軸、29…カバー部、30(30A)…液貯め部、31…小孔、32…吸込口、H1,H2,H3…高さ。
Claims (4)
- アキュムレータと、
冷媒を圧縮する圧縮部を有する圧縮機と、
少なくとも冷媒を前記アキュムレータから前記圧縮機まで導く吸込配管と、
少なくとも冷凍機油を前記アキュムレータの底部から前記吸込配管まで導く油戻し配管と、
前記油戻し配管に設けられる電磁弁と、
前記圧縮部の上流側に設けられて前記吸込配管に貯留される液状の冷媒の最大容積よりも大きな特定容積を有する液貯め部と、
を備える空気調和装置。 - 前記特定容積が、前記アキュムレータの最大貯留量の液面の高さより下方の前記吸込配管の部分の容積よりも大きい請求項1に記載の空気調和装置。
- 前記圧縮部を動作させるモータと、
前記圧縮部と前記モータとが収容される圧縮機ケースと、
前記圧縮機ケースの外部に設けられて前記液貯め部を有する液貯めタンクと、
を備える請求項1に記載の空気調和装置。 - 前記圧縮部を動作させるモータと、
前記圧縮部と前記モータとが収容されるとともに前記液貯め部を有する圧縮機ケースと、
を備える請求項1に記載の空気調和装置。
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