特開 2024-178416 圧縮機構及び圧縮機構を備えるＨＶＡＣシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024178416

(43)【公開日】2024-12-24

(54)【発明の名称】圧縮機構及び圧縮機構を備えるＨＶＡＣシステム

(51)【国際特許分類】

   F25B 1/00 20060101AFI20241217BHJP

【ＦＩ】

F25B1/00 387L

F25B1/00 361J

F25B1/00 399Y

F25B1/00 387B

【審査請求】有

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024166992

(22)【出願日】2024-09-26

(62)【分割の表示】P 2022567548の分割

【原出願日】2021-04-27

(31)【優先権主張番号】16/869,367

(32)【優先日】2020-05-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】000002853

【氏名又は名称】ダイキン工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000202

【氏名又は名称】弁理士法人新樹グローバル・アイピー

(72)【発明者】

【氏名】石黒 貴也

(57)【要約】      （修正有）

【課題】ＨＶＡＣシステム用の圧縮機構を提供する。
【解決手段】圧縮機構は、第１圧縮機と、第２圧縮機と、を備える。第１圧縮機は、第１分岐と第２分岐とを有する冷媒吸込ラインの第１分岐と流体連通する。第１圧縮機は、第１油排出管とも流体連通する。第２圧縮機は、冷媒吸込ラインの第２分岐と流体連通する。第２圧縮機は、第２油排出管と流体連通する。第２油排出管は、第２圧縮機から冷媒吸込ラインの第１分岐及び第２分岐に油を送るよう構成される。第１油排出管は、第１圧縮機から冷媒吸込ラインの第２分岐にのみ油を送るよう構成される。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＨＶＡＣシステム用の圧縮機構であって、
第１分岐と第２分岐とを有する冷媒吸込ラインの前記第１分岐と流体連通する第１圧縮機であって、第１油排出管とも流体連通する第１圧縮機と、
前記冷媒吸込ラインの前記第２分岐と流体連通し、第２油排出管と流体連通する第２圧縮機と、
を備え、
前記第２油排出管は、前記第２圧縮機から前記冷媒吸込ラインの前記第１分岐及び前記第２分岐に油を送るよう構成され、前記第１油排出管は、前記第１圧縮機から前記冷媒吸込ラインの前記第２分岐にのみ油を送るよう構成される、
圧縮機構。

【請求項2】

前記第１圧縮機がインバータ圧縮機であり、前記第２圧縮機が定速圧縮機である、
請求項１に記載の圧縮機構。

【請求項3】

前記第１圧縮機の油キャリーオーバーは、前記第２圧縮機の油キャリーオーバーより少ない、
請求項１又は２に記載の圧縮機構。

【請求項4】

前記第２油排出管は、前記第２油排出管から前記冷媒吸込ラインの前記第１分岐へと油を送るよう構成された第２油排出管第１分岐と、前記第２油排出管から前記冷媒吸込ラインの前記第２分岐に油を送るよう構成された第２油排出管第２分岐とを備える、
請求項１又は２に記載の圧縮機構。

【請求項5】

前記第２油排出管の前記第２油排出管第１分岐と流体連通する第１キャピラリ管と、前記第１油排出管と流体連通する第２キャピラリ管と、前記第２油排出管の前記第２油排出管第２分岐と流体連通する第３キャピラリ管とをさらに備える、
請求項４に記載の圧縮機構。

【請求項6】

前記第１キャピラリ管および前記第２キャピラリ管が略同様の油流を通過させるよう構成される、
請求項５に記載の圧縮機構。

【請求項7】

前記第３キャピラリ管は、前記第１キャピラリ管または前記第２キャピラリ管と比較して、より多くの油流を通過させるよう構成される、
請求項５に記載の圧縮機構。

【請求項8】

前記第２圧縮機を少なくとも２台含み、
前記少なくとも２台の前記第２圧縮機は、単一の前記第２油排出管と流体連通する、
請求項２に記載の圧縮機構。

【請求項9】

前記第１圧縮機は１台である、
請求項２に記載の圧縮機構。

【請求項10】

ポリアルキレングリコール（ＰＡＧ）、ポリオールエステル（ＰＯＥ）、鉱油、アルキルベンゼン（ＡＢ）、及びポリビニルエーテル（ＰＶＥ）からなる群から選択された圧縮機油をさらに備える、
請求項１に記載の圧縮機構。

【請求項11】

請求項１に記載の圧縮機構と、
前記第１分岐と前記第２分岐とを有する前記冷媒吸込ラインと、
前記第１圧縮機と流体連通し、前記第１圧縮機から前記冷媒吸込ラインの前記第２分岐にのみ油を送るよう構成される前記第１油排出管と、
前記第２圧縮機と流体連通し、前記第２圧縮機から前記冷媒吸込ラインの前記第１分岐及び前記第２分岐に油を送るよう構成される前記第２油排出管と、
を備えるＨＶＡＣシステム。

【請求項12】

建物に冷水を供給するよう構成されたチラーシステムをさらに備える、
請求項１１に記載のＨＶＡＣシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、概して圧縮機の動作および効率に関し、特に、暖房、換気、空調、および冷蔵装置用の複数の圧縮機間の油キャリーオーバーのバランス化に関する。

【背景技術】

【0002】

本項は、本実施形態の様々な態様のより良い理解を容易にするために、本明細書で述べる各実施形態の様々な態様に関連し得る技術の様々な側面を読者に紹介することを意図している。したがって、以下の記述は、このような観点で読まれるものであり、先行技術を認めるものではないと理解されたい。

【0003】

現代の住宅向けおよび産業向け顧客は、室内空間が温度管理されているものと考えている。一般に、暖房、換気、および空調（「ＨＶＡＣ」）システムは、室内空間の空気を低温（冷房用）または高温（暖房用）の供給源に循環させ、これによって室内空間の周囲温度を調整する。ＨＶＡＣシステムは、よく知られた物理的原理である、気体から液体に変化する流体は熱を放出し、液体から気体に変化する流体は熱を吸収するという原理を特に利用して、これらの低温源と高温源を生成している。

【0004】

一般的なシステムでは、圧縮機及び冷媒の流れや圧力を調整する他の流量制御装置を使用して、閉ループの配管を流体冷媒が流通し、これによって冷媒を液相と気相との間で循環させる。このような相変化は通常、ＨＶＡＣの熱交換器内で起こる。熱交換器は閉ループの一部であり、循環する冷媒と流れる外気との間で熱を伝達するよう設計される。これが冷却サイクルの基本である。冷媒が気体から液体に変化する場合、熱交換器は「凝縮器」と呼ばれ、凝縮する流体は周囲環境に熱を放出する。冷媒が液体から気体に変化する場合、熱交換器は「蒸発器」と呼ばれ、蒸発する冷媒は周囲環境から熱を吸収する。

【0005】

圧縮機は、ほとんどのＨＶＡＣ設備の中核をなしている。圧縮機は、冷媒を圧縮して冷却サイクルを開始する役割を果たす。一部のシステムでは、複数の圧縮機を使用して冷媒を圧縮する。これら複数の圧縮機には、定速圧縮機と、可変速圧縮機すなわちインバータ圧縮機との両方を含んでもよい。圧縮機の潤滑に油を使用するシステムもあり、この油は冷媒とともに一部排出されることがある。このようなシステムでは、圧縮された冷媒とこの圧縮された冷媒とともに運ばれる油とが油分離器に送られる。油分離器は、排出された油から圧縮された冷媒を分離する。油分離器を経た後、圧縮された冷媒は凝縮器へと排出され、分離された油は、油戻りラインを通って油分離器から吸込ラインに分流されその後圧縮機に戻される。

【0006】

吸込ラインは通常、冷媒蒸気を蒸発器から圧縮機に運ぶ配管である。複数の圧縮機を使用するシステムでは、吸込ラインが複数の側部または分岐を持ち、複数の圧縮機に冷媒蒸気を供給することができる。

【0007】

複数の圧縮機を備える商用ＨＶＡＣ用途では、単一の冷却回路を使用することでメリットが得られる場合がある。ただし、この場合、複数の圧縮機間の不均衡な油キャリーオーバーにより、非効率的な圧縮機動作となる可能性がある。複数の圧縮機を使用するシステムでは、各圧縮機が、圧縮冷媒とともにそれぞれ異なる量の油を排出する場合がある。構成によっては、これにより、ある圧縮機から別の圧縮機へと流れる油の量が不適切となってしまい、それによって過剰な油のキャリーオーバーおよび／またはバイパス損失が発生する可能性がある。

【0008】

複数の圧縮機を使用する場合、油のキャリーオーバーを効率的に管理し、バイパス損失を低減するようなシステムが必要である。

【発明の概要】

【0009】

本明細書に開示するいくつかの実施形態の特定の態様を以下に記載する。これらの態様は、本発明が取りうる特定の形態についての概要を読者に提供するために示されているにすぎず、これらの態様が本発明の範囲を限定することを意図していないと理解されたい。実際、本発明は、以下に記載されていない様々な態様を包含し得る。

【0010】

本開示の各実施形態は一般に、単一の冷却回路を備えた複数の圧縮機を利用する、暖房、換気、空調または冷蔵（ＨＶＡＣＲ）システムに関する。

【0011】

いくつかの実施形態は、第１油分離器と流体連通する一以上のインバータ圧縮機と、第２油分離器と流体連通する一以上の定速圧縮機とを有する。いくつかの実施形態は、第１側部および第２側部を有する吸込ラインであって、吸込ラインの第１側部は、一以上のインバータ圧縮機に冷媒を供給するよう構成され、吸込ラインの第２側部は、一以上の定速圧縮機に冷媒を供給するよう構成された吸込ラインと、第１油分離器から吸込ラインの第２側部に油を送るよう構成した第１油戻りラインと、第２油戻りラインであって、油を第２油分離器から吸入ラインの第１側部および第２側部の両方に送るように分割されている第２油戻りラインと、を有する。

【0012】

いくつかの実施形態は、第１分岐と第２分岐とを有する冷媒吸込ラインの第１分岐と流体連通する第１圧縮機であって、第１油排出管とも流体連通する第１圧縮機と、冷媒吸込ラインの第２分岐と流体連通し、第２油排出管と流体連通する第２圧縮機と、を有する。第２油排出管は、第２圧縮機から冷媒吸込ラインの第１分岐及び第２分岐に油を送るよう構成され、第１油排出管は、第１圧縮機から冷媒吸込ラインの第２分岐に油を送るよう構成される。

【0013】

いくつかの実施形態は、第１部分および第２部分を有する低圧冷媒ラインであって、低圧冷媒ラインの第１部分および第２部分は、冷媒流入点からそれぞれ異なる方向に延在する低圧冷媒ラインと、第１圧縮機を第１油分離器に流体接続する第１油排出ラインと、第２キャピラリ管を介して第１油分離器を低圧冷媒ラインの第２部分に接続する第１油戻りラインと、第１圧縮機より油キャリーオーバーが大きい第２圧縮機を第２油分離器に流体接続する第２油排出ラインと、第２油分離器を第１キャピラリ管を介して低圧冷媒ラインの第１部分に接続し、第３キャピラリ管を介して第２油分離器を低圧冷媒ラインの第２部分に接続する第２油戻りラインと、を有し、第１キャピラリ管および第２キャピラリ管は、略同量の油が流れるよう構成され、第３キャピラリ管は、第１キャピラリ管または第２キャピラリ管よりも多くの油が流れるよう構成される。

【0014】

本実施形態の様々な態様に関連して、上述した特徴の様々な改良が存在し得る。これら様々な態様には、さらなる特徴を組み込むこともできる。これらの改良および追加される特徴は、個別にまたは任意に組み合わせられて存在してもよい。例えば、一以上の図示した実施形態に関して以下で論じるさまざまな特徴を、本開示の上記の態様のいずれかに単独でまたは任意の組み合わせで組み込んでもよい。繰り返しになるが、上述の概要は、請求項の主題を限定するものではなく、いくつかの実施形態の特定の態様および状況を読者に理解してもらうことのみを意図している。

【図面の簡単な説明】

【0015】

特定の実施形態のこのような及びその他の特徴、態様、および利点は、添付の図面を参照して以下の詳細な説明により、よりよく理解されるであろう。なお、以下の図面において同一の参照符号は同様の構成要素を示す。

【図1】圧縮冷媒を排出し、油分離器と吸込ラインを介して油を循環させる、１台の圧縮機を備えたＨＶＡＣシステムの模式図である。

【図2】本開示に係る第１油分離器及び第２油分離器と第１油戻りライン又は第２油戻りラインとに冷媒及び油を排出する２つの圧縮機を有するＨＶＡＣシステムの模式図である。

【図3】本開示に係るＨＶＡＣシステムの特定の実施形態の模式図である。

【図4】本開示に係る、インバータ圧縮機と定速圧縮機とを備えるＨＶＡＣシステムの模式図である。

【図5】本開示に係る、インバータ圧縮機と複数の定速圧縮機とを備えるＨＶＡＣシステムの模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本開示の一以上の具体的な実施形態について説明する。これらの実施形態の説明を簡潔にするために、本明細書では、実際の装置の全ての特徴を説明していない場合がある。あらゆるエンジニアリング又は設計プロジェクトの場合のようにあらゆる実際の装置の開発では、多数の装置固有の決定を行って、様々な装置間で変化する可能性があるシステム関連及びビジネス関連の制約条件への整合のような、開発者の特定の目標を達成しければならないことを理解されたい。さらに、そのような開発努力は、複雑かつ時間がかかる可能性があるが、それにもかかわらず本開示の恩恵を有する当業者にとっては、設計、製作及び製造の日常的な活動であることを理解されたい。

【0017】

様々な実施形態の各要素を紹介する際、「一つ」、「その（ｔｈｅ）」、「前記（ｓａｉｄ）」等の語を使用する場合があるが、これらの語は一以上の要素があることを示すことを意図している。「含む」、「備える」、および「有する」という用語は、包括的であることを意図しており、列挙された要素以外の追加の要素が存在する可能性があることを意味する。

【0018】

いくつかの実施形態において、ＨＶＡＣシステムは、ＨＶＡＣの熱交換器において冷媒と室内空間の空気との間で熱を交換することによって、室内空間の空気を冷却または加熱することができる。別の実施形態では、ＨＶＡＣシステムは、ＨＶＡＣの熱交換器において冷媒と水との間で熱を交換することによって、水を冷却または加熱することができる。ＨＶＡＣの熱交換器において冷却または加熱された水を、空調に使用することができる。たとえば、ＨＶＡＣシステムが、ＨＶＡＣの熱交換器で冷媒によって冷却された冷水を建物に供給する冷却システムを有してもよい。ＨＶＡＣシステムでは、圧縮機は通常、蒸発器から低圧の冷媒を取り除き、この冷媒を高温高圧の蒸気に圧縮して凝縮器に吐出する。圧縮機の可動部分を潤滑するために油が使用される。圧縮機の油としては、ポリアルキレングリコール（ＰＡＧ）、ポリオールエステル（ＰＯＥ）、鉱油、アルキルベンゼン（ＡＢ）、ポリビニルエーテル（ＰＶＥ）、およびＲ－１２３４ｙｆ油からなる群から選択可能である。圧縮機内の油の一部は、高圧の冷媒蒸気とともに圧縮機から排出される。圧縮機内の油量を適正に保つため、冷媒とともに排出された油を圧縮機に戻す。圧縮機から高圧の冷媒とともに排出される油の量を油キャリーオーバーと称する。油キャリーオーバーのバランスがとれていると、圧縮機から排出された油とほぼ同量の油が圧縮機に戻されるので、圧縮機内に所望の油量が維持される。

【0019】

圧縮機の油がなくなると、可動部分が過熱したり、損傷したりする可能性がある。一方圧縮機に戻される油が多すぎると、圧縮機の動作効率が低下する。これは、少なくとも部分的には、圧縮機の構成部品が過剰な油を介して移動することによって生じる液体摩擦抵抗が原因である。

【0020】

油と冷媒の両方が圧縮機を出る際に、高温の冷媒蒸気からこのような油を分離するために、油分離器を使用することができる。油分離器は、圧縮機と凝縮器の間の排出ラインに配置される。油分離器内では高圧冷媒の流れが緩やかになり、油分離器内での油滴の捕捉が可能となる。重い油滴は冷媒蒸気から分離され、油分離器の底へと落下する。油分離器に溜まった油は、油分離器と吸込ラインとを結ぶ油戻りラインを通じて圧縮機に戻される。

【0021】

通常、油分離器の底部には一定量の油が保持される。油分離器の油がなくなると、高圧冷媒蒸気の一部が油分離器を通過し、凝縮器に送られずに圧縮機の吸込ラインに戻ることがある。このような高温高圧の冷媒蒸気の再循環はバイパス損失と呼ばれ、システム全体の効率の低下につながる。

【0022】

図１に戻り、圧縮機１１０は、高圧冷媒とともに油を圧縮機１１０から油分離器１２０へと排出する。その後、油が高圧冷媒から分離され、油分離器１２０の底部に落下する。いくつかの実施形態では、この油はフィルタ１２５を通過し、次いで油戻りライン１３０へと進み、キャピラリ管１４０等の流量制限装置に到達する。キャピラリ管１４０は、油戻りライン１３０から吸込ライン１５０に戻る油の流れを制限する。キャピラリ管を通過する油の量は、キャピラリ管の大きさによって決まる。キャピラリ管の大きさによって、キャピラリ管を通過する流体の流量と圧力低下とを制御することができる。油は、吸込ライン１５０を通過すると、圧縮機１１０に戻される。

【0023】

油分離器１２０が圧縮機１１０から油を受け取るよりも速く油戻りライン１３０に油を排出すると、油分離器１２０の油が空になってしまう場合がある。この場合、高圧冷媒蒸気の少なくとも一部は、油分離器１２０、油戻りライン１３０、およびキャピラリ管１４０を通過し、低圧吸込ライン１５０に流れ込むことになる。その結果、圧縮機がそれまでに吐出した高圧の冷媒を再び圧縮して凝縮器に吐出し、冷却サイクルに利用する必要があるので、システム全体の効率が低下してしまう。

【0024】

図２は、本開示に係るＨＶＡＣシステムの模式図である。図２において、圧縮機Ａ ２１０は、圧縮機Ｂ ２１５よりも容量が小さく油のキャリーオーバーが少ない。つまり、圧縮機Ａ ２１０が高圧冷媒とともに排出する総油量は、圧縮機Ｂ ２１５に比べて少ない。圧縮機Ｂ ２１５は、圧縮機Ａ ２１０よりも容量が大きく、圧縮機Ａ ２１０に比べてより多くの油を排出する。

【0025】

図２に示す実施形態は、圧縮機Ａ ２１０と第１油分離器２３３とを接続する第１油排出ライン２１１と、圧縮機Ｂ ２１５と第２油分離器２３５とを接続する第２油排出ライン２１６とを有する。この実施形態は、第１側部２２３および第２側部２２５を有する吸込ライン２２０を有する。いくつかの実施形態では、これら第１側部２２３および第２側部２２５は、冷媒流入点２２７で分かれる。第１油戻りライン２４２は、第２キャピラリ管２５４を介して、第１油分離器を吸込ライン２２０の第２側部２２５に接続する。第２油戻りライン２４４は、第１分岐２４６および第２分岐２４８を有する。第１分岐２４６は、第１キャピラリ管２５２を介して、第２油分離器２３５を吸込ライン２２０の第１側部２２３に接続する。第２分岐２４８は、第３キャピラリ管２５６を介して、第２油分離器２３５を吸込ライン２２０の第２側部２２５に接続する。

【0026】

圧縮機Ａ ２１０から排出された油は、第１油分離器２３３に入り、油の一部は、第１油分離器２３３を通過して第１油戻りライン２４２に至る。この油は、第２キャピラリ管２５４を介して計量され、低圧吸込ライン２２０の第２側部２２５に入る。圧縮機Ａ ２１０および圧縮機Ｂ ２１５の両方が作動している場合、吸込ライン２２０の第２側部２２５は、低圧冷媒および油を圧縮機Ｂ ２１５に供給し、吸込ライン２２０の第１側部２２３は、低圧冷媒および油を圧縮機Ａ ２１０に供給する。圧縮機Ａ ２１０のみが作動し圧縮機Ｂ ２１５が停止している場合、吸込ライン２２０の第１側部２２３または第２側部２２５のいずれかに入った油は、圧縮機Ａ ２１０へと引き寄せられる。圧縮機Ａ ２１０と圧縮機Ｂ ２１５の両方が動作している場合、第２キャピラリ管２５４を通過した油は、吸入ライン２２０の第２側部２２５を通過して圧縮機Ｂ ２１５に流入する。

【0027】

圧縮機Ｂ ２１５から排出された油は、第２油分離器２３５に入り、油の一部は、第２油分離器２３５を通過して第２油戻りライン２４４に至る。第２油戻りライン２４４に入った油の一部は、第２油戻りライン２４４の第１分岐２４６を通過し、第２油戻りライン２４４に入った残りの油は、第２の油戻りライン２４４の第２分岐２４８を通過する。第１分岐２４６は、第１キャピラリ管２５２を介して、第２油戻りライン２４４を吸込ライン２２０の第１側部２２３に接続する。第２分岐２４８は、第３キャピラリ管２５６を介して、第２油戻りライン２４４を吸込ライン２２０の第２側部２２５に接続する。

【0028】

あるキャピラリ管を通過する油の量は、このキャピラリ管のサイズによって決まる。キャピラリ管のサイズを変えることによって、このキャピラリ管を通過する流体の流量と圧力低下とを制御することができる。

【0029】

バランスのとれた運転では、圧縮機Ａ ２１０に戻される油の量は、圧縮機Ａ ２１０が排出する油の量と略同じである。第１キャピラリ管２５２は、所望の量の油を第２油分離器２３５から吸込ライン２２０の第１側部２２３に、そして最終的に圧縮機Ａ ２１０に供給するよう選択する。圧縮機の大きさ、流量、構成などの圧縮機の仕様に応じて、所望な油量は決められる。

【0030】

第２キャピラリ管２５４は、第１キャピラリ管２５２と同じまたは略同じ量の油を供給するよう選択される。第２キャピラリ管２５４は、第１油分離器２３３から吸込ライン２２０の第２側部２２５に油を供給する。圧縮機Ｂ ２１５が作動していると、この油は吸込ライン２２０の第２側部２２５を通って圧縮機Ｂ ２１５に至る。圧縮機Ｂ ２１５が作動していない場合、吸込ライン２２０の第２側部２２５から吸込ライン２２０の第１側部２２３へ、さらに圧縮機Ａ ２１０内へと油が引き寄せられる。圧縮機Ｂ ２１５が作動していない場合、圧縮機Ａ ２１０および第１油戻りライン２４２は、圧縮機Ａ ２１０によって排出された油が圧縮機Ａ ２１０に戻るように自己循環経路を形成する。

【0031】

図３は、本開示に係る具体的な実施形態の例を示す図である。図３に示す実施形態では、圧縮機Ａ ３１０は、２０ｋｇ／ｈの割合で油を排出する。この油は、第１油分離器３３３によって高圧冷媒から分離される。第１油分離器３３３は、１８ｋｇ／ｈの油を捕集し、高圧冷媒とともに２ｋｇ／ｈの油を排出する。第１油分離器３３３で捕捉された１８ｋｇ／ｈの油は、第１油戻りライン３４２を通り、第２キャピラリ管２５４を通って、吸込ライン３２０の第２側部３２５に送られる。この特定の実施形態では、圧縮機Ｂ ３１５は、高圧冷媒と共に６０ｋｇ／ｈの油を排出する。第２油分離器３３５は、５４ｋｇ／ｈの油を捕集し、高圧冷媒とともに６ｋｇ／ｈの油を排出する。捕捉された５４ｋｇ／ｈの油は、第２油戻りライン３４４に送られる。第２油戻りラインの第１分岐３４６は、第１キャピラリ管３５２を介して吸込ライン２２０の第１側部２２３に１８ｋｇ／ｈの油を運ぶ。第２油戻りラインの第２分岐３４８は、第３キャピラリ管３５６を介して吸込ライン３２０の第２側部３２５に３６ｋｇ／ｈの油を運ぶ。合計８ｋｇ／ｈの油が２つの油分離器から排出され、高圧冷媒に伴われる油が最終的に吸込ライン３２０を通って各圧縮機に戻されるまで、この油は高圧冷媒と共に循環する。大容量の圧縮機Ｂは、小容量の圧縮機Ａよりも、吸込ラインを介して供給される８ｋｇ／ｈの油のうちより多くの量を吸引することが理解されよう。この割合は、各圧縮機が第１または第２の油分離器から油を失う割合に略等しい。図３に示す実施形態では、吸込ライン３２０から２ｋｇ／ｈの油が吸込ライン３２０の第１側部３２３に流れ、６ｋｇ／ｈの油が吸込ライン３２０の第２側部３２５に流れる。

【0032】

図３に示すように、第１キャピラリ管３５２を通過して吸込ライン３２０の第１側部３２３に至る油量と、第２キャピラリ管３５４を通過して吸込ライン３２０の第２側部３２５に至る油量とは、略同じである。第３キャピラリ管３５６は、第２油戻りラインの第２分岐３４８から、吸込ライン３２０の第２側部３２５へと、３６ｋｇ／ｈの油を通過させるよう構成される。すなわち、第３キャピラリ管３５６は、第１キャピラリ管３５２または第２キャピラリ管３５４と比較して、より多くの油の流れを通過させるよう構成される。

【0033】

圧縮機ＡおよびＢの両方が作動している場合、この構成によれば、第２の油分離器３３５から圧縮機Ａ ３１０に１８ｋｇ／ｈの油を供給する。この構成は、第１油分離器３３３から１８ｋｇ／ｈの油および第２油分離器３３５から３６ｋｇ／ｈの油を圧縮機Ｂ ３１５に供給する。

【0034】

圧縮機Ｂが停止すると、第２油分離器３３５への油の排出が停止する。この状況では、第１油分離器３３３から吸込ライン３２０の第２側部３２５に排出される１８ｋｇ／ｈの油は、吸込ライン３２０の第１側部３２３を通って圧縮機Ａ ３１０に引き戻される。圧縮機Ｂ ３１５が作動しているかどうかにかかわらず、本開示の構成は、バランスのとれた１８ｋｇ／ｈの油を圧縮機Ａ ３１０に供給する。圧縮機Ｂ ３１５の起動中および／または停止中に、システムが再平衡化するまで、油の流れが一時的に中断する可能性があることを理解されたい。

【0035】

図４は、本開示による一実施形態を示す模式図である。図４に示すように、いくつかの実施形態において、圧縮機Ａ ４１０は、可変速インバータ圧縮機であってもよく、一方、圧縮機Ｂ ４１５は、定速圧縮機である。圧縮機Ａ ４１０と圧縮機Ｂ ４１５の大きさを特定の方法で設定すれば、１台の可変速圧縮機と同様の大きさの定速圧縮機との組み合わせにより、インバータ圧縮機のみを用いて可能な最低流量から、可変圧縮機と定速圧縮機とを組み合わせることによる合計最大出力までの実質的に任意の流量を作成することが可能である。

【0036】

図５は、圧縮機Ｂが複数の定速圧縮機５１５、５１７、５１９を有する実施形態を示す模式図である。いくつかの実施形態において、システム全体で所望の冷媒流を生成するために、各定速圧縮機を作動させたり停止したりすることができる。いくつかの実施形態では、各定速圧縮機５１５、５１７、５１９は、高圧冷媒および任意のこれに伴う油を、第２油分離器５３５に排出する。すなわち、いくつかの実施形態では、ＨＶＡＣは、単一の第２油分離器５３５と流体連通する少なくとも２つの定速圧縮機を有する。各定速圧縮機５１５、５１７、５１９は、さらに、吸込ライン５２５の第２側部に接続されてもよい。したがって、本明細書で説明するバランスの取れた油キャリーオーバーをもたらす動作原理は、単一の定速圧縮機を使用する実施形態および複数の定速圧縮機を使用する実施形態に等しく適用することができる。他の実施形態では、圧縮機Ａが複数のインバータ圧縮機を有してもよい。

【0037】

定速圧縮機とインバータ圧縮機のサイズに応じて、このような構成を使用して広範囲の流量を生成可能である。状況に応じて、インバータ圧縮機のみで生成する最小流量から、インバータ圧縮機とすべての定速圧縮機との組み合わせによって生成する最大流量まで取り得る。

【0038】

開示した圧縮機の油戻りシステムの一般的な概念について、いくつかの特定の実施形態に関連して述べてきたが、多くの変形が考慮されることを理解されるであろう。

【0039】

本開示の態様は、様々な変形および代替形態を受け入れることができるが、特定の実施形態を例として図面に示し、本明細書で詳細に説明してきた。ただし、本発明は、開示された特定の形態に限定されることを意図していないことを理解されたい。むしろ、本発明は、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の精神および範囲内にあるすべての修正、等価物、および代替物を対象とする。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】