DE60127320T2

DE60127320T2 - Kühlvorrichtung

Info

Publication number: DE60127320T2
Application number: DE2001627320
Authority: DE
Inventors: Yasunori c/o Sanyo Electric Co. Kiyokawa; Yoshinori c/o Sanyo Electric Co. Noboru; Kazuyoshi c/o Sanyo Electric Co. Sugimoto; Takashi c/o Sanyo Electric Co. Sato; Jyunichi c/o Sanyo Electric Co. Suzuki
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2000-07-07
Filing date: 2001-07-06
Publication date: 2007-11-29
Anticipated expiration: 2021-07-07
Also published as: DE60127320D1; JP2002022294A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kühleinheit (einschließlich Klimaanlage), die aus einer Anzahl von Verdichtern gebildet ist, um das Kühlmittel parallel zu verdichten.
2. Detaillierte Beschreibung des Standes der Technik
Allgemein wird das Schmiermittelöl (das nachfolgend einfach als Öl bezeichnet wird), das der Verdichter enthält, aus dem Verdichter mit dem verdichteten Kühlmittel ausgeströmt, wodurch der Ölpegel in dem Verdichter sinkt und Schmierung unzureichend wird. Daher befindet sich ein Ölabscheider in der Kühlmittelausströmleitung, um das Öl zurückzubringen, das von dem Kühlmittel durch den Ölabscheider getrennt wurde.
Andererseits wird der Ölmengenausgleich bei einer Kühleinheit, die parallel mit einer Anzahl von Verdichtern verbunden ist, die einen Ölreservoirabschnitt aufweisen, durch Verbindung der entsprechenden Ölreservoirabschnitte mit einer Ölausgleichsleitung aufrechterhalten.
Wenn allerdings bei einer Kühleinheit, bei der der Ölmengenausgleich durch Verbindung der entsprechenden Ölreservoirabschnitte mit einer Ölausgleichsleitung aufrechterhalten wird, mindestens einer der Verdichter ein Verdichter mit steuerbarer Kapazität ist, oder wenn eine Anzahl von Verdichtern mit verschiedenen Verdichtungskapazitäten zur Vergrößerung des Maßstabes parallel verbunden sind, steigt das Öl in dem Verdichter mit hoher Ausgabe, fehlt das Öl in dem Verdichter mit niedriger Ausgabe, schreitet der Abrieb bei den beweglichen Teilen des Kompressors fort, dem Öl fehlt, und die Laufzeit der Vorrichtung wird verringert, oder andere Probleme treten auf. Weil der Druckunterschied in dem Verdichtungsgefäß erzeugt wird, wird das Öl durch den Verdichter mit hoher Ausgabe angesogen oder aus anderen Gründen.
Um das Ungleichgewicht der Ölmengen auszugleichen, ist es notwendig, eine Ölausgleichsleitung mit einem großen Durchmesser an einen Verdichter mit hoher Ausgabe zu verbinden. Allerdings wird die Ölausgleichsleitung kompliziert und es erhöhen sich die Kosten, weil eine Belastung an die Ölausgleichsleitung angelegt wird, wenn der Verdichter startet.
Auch sind bei einer Kühleinheit, die eine Anzahl von Verdichtern einer Gefäßstruktur aufweist, die einen Niederdruckbereich und einen Hochdruckbereich haben, die durch eine Ausströmöffnung einer Verdichtungspumpe getrennt sind, Verdichter mit internem hohen Druck parallel angeordnet, ist ein Ölsensor zur Erfassung der Oberfläche des Ölpegels in den entsprechenden Verdichtern angeordnet und wird der Ölmengenausgleich der entsprechenden Verdichter aufrechterhalten, indem die Ölrückführmenge von dem Ölabscheider basierend auf dem Zustand des Ölpegels gesteuert wird.
Allerdings ist der Ölsensor kompliziert im Aufbau und teuer. Zusätzlich wird die Ölrückführsteuerschaltung auch kompliziert und teuer.
[Mittel zum Lösen der Aufgabe]
Daher ist es notwendig, das Fehlen des Öls in einigen Verdichtern durch einen einfachen Aufbau ohne Anstieg der Kosten zu vermeiden, selbst wenn die Kühlmittelverdichtungskapazitäten sich unterscheiden oder der Durchleitwiderstand der Kühlmittelausströmleitung von einem Verdichter zu dem anderen Verdichter sich unterscheidet, und dies ist das Problem, das zu lösen ist.
EP-A-0 715 133 offenbart eine Kühleinheit, die einen Kühlmittelkreis aufweist, bei dem eine Anzahl an Rollverdichtern der Art Wölbung, die einen Niedrigdruckbereich und einen Hochdruckbereich aufweisen, die über eine Ausströmöffnung einer Ausströmpumpe geteilt ist, parallel angeordnet wird. Ölabscheider sind auf der Ausströmseite der Verdichter vorgesehen, und Ölrückleitungen sind an einem Ende davon mit den Ölabscheidern des entsprechenden Verdichters verbunden und an der anderen Seite davon mit der Ansaugseite des anderen Kompressors verbunden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung löst die Probleme des oben erwähnten Standes der Technik, indem sie eine Kühleinheit nach Anspruch 1 bereitstellt. Die abhängigen Ansprüche behandeln vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Darstellung, die ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
2 ist eine Darstellung, die wesentliche Teile des ersten Ausführungsbeispieles zeigt.
3 ist eine Darstellung, die ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Erstes Ausführungsbeispiel
Nun wird ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im Detail unter Bezug auf 1 und 2 beschrieben.
In diesen Darstellungen, die das erste Ausführungsbeispiel zeigen, sind die Teile, die die gleiche Funktion wie die in den Zeichnungen gezeigten Kühleinheiten aufweisen, durch die gleichen Symbole gekennzeichnet, um das Verständnis zu erleichtern.
Die Verdichter 1 und 2 in diesem Ausführungsbeispiel sind Verdichter der Niedrigdruckrollart, die eine Gefäßstruktur aufweisen, wobei der Niedrigdruckbereich L und der Hochdruckbereich H über einen Ausströmbereich P1 der Verdichtungspunkte P getrennt werden. Weiterhin wird Öl 25 auf den Boden des Niedrigdruckbereiches L zur Schmierung gespeichert.
Eine Kühlmittelansaugleitung 4, die von einer Kühlmittelansaugleitung 3 abzweigt, ist mit dem Niedrigdruckbereich L des Verdichters 1 verbunden, und die andere Kühlmittelansaugleitung 5, die von einer Kühlmittelansaugleitung 3 abzweigt, ist mit dem Niedrigdruckbereich L des Verdichters 2 verbunden.
Zusätzlich ist eine Kühlmittelausströmleitung 6 mit dem Hochdruckbereich H des Verdichters 1 verbunden und ist eine Kühlmittelausströmleitung 7 mit dem Hochdruckbereich H des Verdichters 2 verbunden, und eine Kühlmittelausströmverbindungsleitung 8 ist so angebracht, dass die Kühlmittel hohen Druckes, die in die Kühlmittelausströmleitungen 6 und 7 ausströmen, aufeinander treffen und einem nicht gezeigten Verflüssiger, Verdampfer oder anderen durch Zirkulation zugeführt werden. Darüber hinaus ist ein Druckspeicher 17 in der Kühlmittelansaugleitung 3 angebracht, und die entsprechenden Kühlmittelausströmleitungen 6 und 7 weisen ein Rückschlagventil auf.
Weiterhin ist von dem Hochdruckbereich H des Verdichters 1 zur Kühlmittelansaugleitung 5 eine Ölausgleichsleitung 18 eingebracht, und eine Kapillarröhre 19 ist als Druckverringerungsritzel in der Mittel der Ölausgleichsleitung 18 eingebracht. Zusätzlich ist von dem Hochdruckbereich H des Verdichters 2 zur Kühlmittelansaugleitung 4 eine Ölausgleichsleitung 20 eingebracht, und ist eine Kapillarröhre 21 als Druckverringerungsmittel in der Mitte der Ölausgleichsleitung 20 eingebracht.
Hier sind, wie in 2 gezeigt, die Kühlmittelausströmleitungen 6 und 7 horizontal mit den Verdichtern 1 und 2 verbunden, und ein Ende der Ölausgleichsleitungen 18 und 20 ist darunter verbunden. Dabei sind die Kühlmittelausströmleitung 6 und die Ölausgleichsleitung 18 oder die Kühlmittelausströmleitung 7 und die Ölausgleichsleitung 20 beide an einer Position verbunden, bei der der zentrale Winkel θ gleich oder weniger als 45 Grad wird.
Das andere Ende der Ölausgleichsleitungen 18 und 20 ist mit dem ansteigenden Neigungsbereich der Kühlmittelansaugleitungen 4 und 5 verbunden, die von der Kühlmittelansaugleitung 3 abzweigen.
Bei der Kühleinheit dieses Aufbaus wird in beiden Verdichtern 1 und 2 das Öl 25, das die beweglichen Teile der Verdichtungspumpe P geschmiert hat, in dem Hochdruckbereich H mit dem verdichteten Kühlmittel ausgeströmt, und wenn sich etwas Raum in dem Hochdruckbereich H befindet, wird das Öl 25 dort von dem Kühlmittel abgeschieden und an dem Boden des Hochdruckbereiches H angesammelt.
Das Kühlmittel hohen Druckes, das von der Verdichtungspumpe P verdichtet und an den Hochdruckbereich H von dem Ausströmabschnitt P1 zugeführt wird, strömt in die Ausströmleitungen 6 und 7. Daher fließt es stark von dem Ausströmbereich P1 zu dem Verbindungsteil der Kühlmittelausströmleitungen 6 und 7 und das Öl 25, das von dem Kühlmittel abgetrennt wurde, sammelt sich mehr auf dem Boden der Leitung.
Ein Ende der Ölausgleichsleitungen 18 und 20 ist mit diesem Bereich verbunden. Das Öl 25, das in dem Hochdruckbereich H des Verdichters 1 angesammelt wurde, wird in den Niedrigdruckbereich L des Verdichters 2 mit dem Kühlmittelgas über die Ölausgleichsleitung 18 und die Kühlmittelansaugleitung 5 angesogen, das Öl 25, das in dem Hochdruckbereich H des Verdichters 2 angesammelt wurde, wird in den Niedrigdruckbereich L des Verdichters 1 mit dem Kühlmittelgas über die Ölausgleichsleitung 20 und die Kühlmittelansaugleitungen 4 und 5 angesogen und dem Öl 25 zugeführt, das sich an den entsprechenden Böden angesammelt hat.
Dabei wird nur das Öl 25, das die beweglichen Teile der entsprechenden Verdichtungspumpe P geschmiert hat und in deren Hochdruckbereich H ausgeströmt ist, von dem Verdichter 1 dem Verdichter 2 und von dem Verdichter 2 dem Verdichter 1 zugeführt, und das Öl 25, das sich in dem Niedrigdruckbereich L angesammelt hat, wird nicht herausgenommen. Selbst wenn das Kühlmittelverdichtungsvermögen für die Verdichter 1 und 2 verschieden ist, wird daher verhindert, dass das Öl 25 sich in einem der Verdichter 1 und 2 übermäßig ansammelt und in dem anderen Verdichter nicht ausreicht.
Wenn ein Verdichter, z. B. der Verdichter 1, betrieben wird und der andere Verdichter 2 angehalten ist, wobei Kühlmittelgas nicht zu dem Verdichter 2 über die Kühlmittelansaugleitung 5 fließt, wird das Öl 25, das die beweglichen Teile der Verdichtungspumpe P geschmiert hat und in dem Hochdruckbereich H des Verdichters 1 ausgeströmt wurde und in dessen Boden angesammelt wurde, in den Verdichter 1 mit Kühlmittelgas über die Ölausgleichsleitung 18, einen Teil der Kühlmittelansaugleitung 5 und die Kühlmittelansaugleitung 4 angesogen. Daher wird verhindert, dass der Verdichter 1 einen Ölmangel aufweist.
Weil die Kühlmittelansaugleitung 6 und die Ölausgleichsleitung und die Kühlmittelansaugleitung 7 und die Ölausgleichsleitung 20 auf den Verdichtern 1 und 2 in einem geschlossenen Zustand so angebracht sind, dass jeweils der zentrale Winkel θ gleich oder weniger als 45 Grad ist, wird darüber hinaus jeweils das Öl 25, das in dem Hochdruckbereich H des Verdichters 1 abgeschieden wurde, effektiv dem Niedrigdruckbereich L des Verdichters 2 zugeführt, und das Öl 25, das in dem Hochdruckbereich H des Verdichters 2 abgeschieden wurde, wird effektiv dem Niedrigdruckbereich L des Verdichters 1 zugeführt.
Zweites Ausführungsbeispiel
Nun wird ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail unter Bezug auf 3 beschrieben.
In diesen Darstellungen, die das zweite Ausführungsbeispiel zeigen, sind auch die Teile, die dieselben Funktionen wie die in den Zeichnungen gezeigte Kühleinheit haben, durch dieselben Symbole bezeichnet, um das Verständnis zu erleichtern.
Die in 3 gezeigte Kühleinheit ist eine Kühleinheit, bei der ein Verdichter 1 der Niedrigdruckrolleinheit derselben Struktur, wie die in 1 gezeigten Verdichter 1 und 2, und ein Verdichter 2 der internen Hochdruckart parallel zu der Kühlmittelleitung angeordnet sind.
Bei dieser Kühleinheit sind der Hochdruckbereich H des Verdichters 1 und die Kühlmittelansaugleitung 5 durch eine Ölausgleichsleitung 18 verbunden, die eine Kapillarröhre 19 aufweist, und die Umgebung der regulären Ölpegeloberfläche des Verdichters 2 und die Kühlmittelansaugleitung 4 sind durch eine Ölausgleichsleitung 22 verbunden, die eine Kapillarröhre 23 aufweist.
Bei der Kühleinheit dieses Aufbaus wird auch das Öl 25, das die beweglichen Teile der Verdichtungspumpe P geschmiert hat, in den Hochdruckbereich H mit dem verdichteten Kühlmittel ausgeströmt, und es wird an dem Boden des Hochdruckbereiches H angesammelt. Dann wird das Öl 25, das in dem Hochdruckbereich H des Verdichters 1 angesammelt wurde, in den Niedrigdruckbereich L des Verdichters 2 mit dem Kühlmittelgas über die Ölausgleichsleitung 18 und die Kühlmittelansaugleitung 5 eingesogen, und ein Teil des Öles 25, das mit dem Verdichtungsgas vermischt ist, wird in die Kühlmittelausströmleitung 7 mit dem Kühlmittelgas ausgeströmt, aber das Öl 25, das in dem Hochdruckbereich H abgeschieden wurde, sammelt sich an dessen Boden und wird den entsprechenden beweglichen Teilen zugeführt.
Andererseits wird das Öl 25, das in dem Hochdruckbereich H des Verdichters 2 angesammelt wurde, in den Niedrigdruckbereich L des Verdichters 1 mit dem Kühlmittelgas über die Ölausgleichsleitung 22 und die Kühlmittelansaugleitung 4 eingesogen, und das Öl 25, das an dem Boden angesammelt wurde, wird den entsprechenden beweglichen Teile zugeführt.
Da bei der Kühleinheit der in 3 gezeigten Struktur der Hochdruckbereich H des Verdichters 1 der Niedrigdruckrollart über die Ölausgleichsleitung 18 verbunden ist, wird nur das Öl 25, das von dem Kühlmittel abgeschieden ist, von dem Verdichter 1 dem Verdichter 2 zugeführt, und eine Menge des Öls 25, das in dem Niedrigdruckbereich L angesammelt wurde, wird selbst dann nicht angesogen, wenn die Kapazität des Verdichters 2 groß ist. Daher wird verhindert, dass dem Verdichter 1 Öl 25 fehlt.
Ähnlich wird für das Öl 25, das in dem Hochdruckbereich H des Verdichters 2 angesammelt wurde, das Öl 25 von der Position, die niedriger als die reguläre Ölpegeloberfläche ist, nicht von dem Verdichter 1 über die Ölausgleichsleitung 22 eingesaugt, da die Ölausgleichsleitung 22 mit der Umgebung der regulären Ölpegeloberfläche verbunden ist. Daher wird auch verhindert, dass dem Verdichter 2 Öl 25 fehlt.
Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten und hier beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Dementsprechend können verschiedene Modifikationen durchgeführt werden, ohne vom Umfang abzuweichen, wie er durch die beigefügten Ansprüche bestimmt ist.
Wenn überdies n (n > = 3) Verdichter insgesamt in der Kühleinheit des ersten in 1 gezeigten Ausführungsbeispiels angebracht sind, wird eine Ölausgleichsleitung angebracht, die Druckverringerungsmittel in der Leitung aufweist und die an die Kühlmittelansaugleitung des zweiten Verdichters von dem Hochdruckbereich des ersten Verdichters führt, wird eine Ölausgleichsleitung angebracht, die Druckverringerungsmittel in der Leitung aufweist und die an die Kühlmittelansaugleitung des dritten Verdichters von dem Hochdruckbereich des zweiten Verdichters führt, wird ähnlich und nacheinander eine Ölausgleichsleitung angebracht, die Druckverringerungsmittel in der Leitung aufweist und die an die Kühlmittelansaugleitung des n-ten Verdichters von dem Hochdruckbereich des (n – 1)-ten Verdichters führt, und wird weiterhin eine Ölausgleichsleitung angebracht, die Druckverringerungsmittel in der Leitung aufweist und die an die Kühlmittelansaugleitung des ersten Verdichters von dem Hochdruckbereich des n-ten Verdichters führt.
Zusätzlich kann bei den in 1 gezeigten Verdichtern 1 und 2 und dem in 5 gezeigten Verdichter eine Ölabscheideplatte in dem Hochdruckbereich H angebracht sein, und die Kühlmittelansaugleitung und die Ölausgleichsleitung können an einer Position angebracht sein, bei der der zentrale Winkel θ gleich oder kleiner als 45 Grad wird.
Es ist auch möglich, den in 1 gezeigten Leitungsaufbau und den in 3 gezeigten Leitungsaufbau zu kombinieren.
Da, wie oben beschrieben, kein Verdichter aus einer Anzahl von Verdichtern, die in Reihe angeordnet sind, einen Ölmangel bewirkt, treten keine Fälle auf, bei denen ein bestimmter Verdichter einen Schmiermittelmangel zeigt und ein bewegliches Teil sich abnutzt, wodurch sich die Lebensdauer einer Einheit verkürzt.
Zusätzlich kann unabhängig von dem angehaltenen Verdichter das Öl zwischen den in Betrieb befindlichen Verdichtern empfangen oder zugeführt werden, da ein Ende der Ölausgleichsleitung mit dem Eintrittsbereich verbunden ist, der auf dem ansteigenden Neigungsbereich der Kühlmittelansaugleitung angebracht ist.
Weiterhin wird das Öl, das nahe dem Verbindungsteil der Kühlmittelausströmleitung angesammelt wurde, effektiv dem anderen Verdichter über die Ölausgleichsleitung zugeführt, weil die Kühlmittelansaugleitung und die Ölausgleichsleitung sich so annähern, dass der zentrale Winkel θ gleich oder weniger als 45 Grad wird und die Ölausgleichsleitung mit der Unterseite der Kühlmittelausströmleitung verbunden ist.

Claims

Gefriereinheit mit einem Kühlkreis, in dem eine Anzahl von n Kompressoren (1, 2) mit einer Gehäusestruktur mit einem Niederdruckteil (L) und einem Hochdruckteil (H), die durch einen Auslass (P1) einer Kompressorpumpe (P) geteilt sind, parallel installiert sind, wobei: n ≥ 2; eine Ölausgleichsleitung (18), die mit einem Druckreduktionsmittel (19) versehen ist, von dem Hochdruckteil eines i-ten Kompressors (1) zu einer Kühlmittelansaugleitung eines (i + 1)-ten Kompressors (2) führt, installiert ist, und wobei 1 ≤ i ≤ n – 1, und wobei eine Kühlmittelauslassleitung (6) horizontal mit dem i-ten Kompressor (1) verbunden ist und ein Ende der Ölausgleichsleitung (18) mit einer Position an der Unterseite dieses Kühlmittelausgleichsleitungsverbindungsteils verbunden ist, in der ein Mittenwinkel θ eines Bogens zwischen der Ölauslassleitung (6) und der Ölausgleichsleitung (18) gleich oder größer als 45 Grad wird..
Gefriereinheit nach Anspruch 1, wobei: ein Ende der Ölausgleichsleitung (18) mit dem Teil steigender Neigung einer verzweigten Kühlmittelansaugleitung verbunden ist.
Gefriereinheit nach Anspruch 1, wobei eine Ölausgleichsleitung (22), die mit einem Druckreduktionsmittel (23) versehen ist und zu einer Kühlmittelansaugleitung (4) des i-ten Kompressors von der Nähe der normalen Ölpegelfläche des (i + 1)-ten Kompressors führt, installiert ist.