JP4169620B2

JP4169620B2 - Refrigerant cycle equipment

Info

Publication number: JP4169620B2
Application number: JP2003088001A
Authority: JP
Inventors: 大松浦; 裕之松森; 孝佐藤; 俊行江原; 隆泰斎藤; 有智吉田; 茂夫高草木
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2003-03-27
Filing date: 2003-03-27
Publication date: 2008-10-22
Anticipated expiration: 2023-03-27
Also published as: JP2004293450A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロータリコンプレッサから吐出された冷媒中のオイルを分離して密閉容器内に戻すためのオイル分離器を備えた冷媒サイクル装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年地球環境問題に対応するためにカーエアコンなどの空調機器の冷媒サイクル装置に冷媒として二酸化炭素（ＣＯ₂）が用いられてきている（特許文献１参照）。そして、係る冷媒サイクル装置では例えば内部中間圧型多段（二段）圧縮式のロータリコンプレッサが使用される。このロータリコンプレッサは、密閉容器内に駆動要素と回転圧縮機構部を備え、この回転圧縮機構部を構成する第１の回転圧縮要素の吸込ポートからガス冷媒がシリンダの低圧室側に吸入され、ローラとベーンの動作により圧縮されて中間圧となり、シリンダの高圧室側より吐出ポート、吐出消音室を経て密閉容器内に吐出される。
【０００３】
そして、この密閉容器内の中間圧のガス冷媒は第２の回転圧縮要素の吸込ポートからシリンダの低圧室側に吸入され、ローラとベーンの動作により２段目の圧縮が行われて高温高圧のガス冷媒となり、高圧室側より吐出ポート、吐出消音室を経て冷媒吐出管より外部に吐出されるものであった。
【０００４】
このロータリコンプレッサから吐出されたガス冷媒は冷媒回路のガスクーラに流入して放熱した後、膨張弁で絞られて蒸発器（エバポレータ）で蒸発し、ロータリコンプレッサの第１の回転圧縮要素に吸入される冷媒サイクルを繰り返す。
【０００５】
【特許文献１】
特開平２−２９４５８７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、このようなロータリコンプレッサを備えた冷媒サイクル装置では第２の回転圧縮要素から吐出されたガス冷媒はそのまま外部の熱交換器に吐出されるため、冷媒回路へのオイルの流出が多くなる。係るオイル吐出量が多くなると、冷媒回路の冷媒循環に支障を来すと共に、ロータリコンプレッサ内のオイルレベルも低下し、摺動性能やシール性が低下してしまう問題がある。また、この問題は係る内部中間圧型のロータリコンプレッサに限らず、密閉容器内に吸い込んだ冷媒を回転圧縮要素で圧縮し、外部に吐出する内部低圧型のロータリコンプレッサでも同様に生じる。
【０００７】
そこで、従来よりロータリコンプレッサから出た冷媒吐出管にオイル分離器を接続して吐出ガス冷媒からオイルを分離し、オイル戻し管を介して密閉容器内に戻す工夫が成されているが、オイル分離器内は高圧となるため、それより低い中間圧或いは低圧の密閉容器内にオイルを戻すために圧力調整が必要となる。そのため、従来ではオイル戻し管に通常キャピラリチューブを設けていたが、駆動要素の回転数が低くなってオイル吐出量が少なくなると、オイル戻し管内にオイルが無くなり、このオイル戻し管を介して冷媒サイクル装置の高圧側と中間圧側（低圧側）とが連通され、バイパスされてしまう。これによって著しい効率の低下が発生する。
【０００８】
一方、駆動要素の回転数が高くなってオイル吐出量が多くなると、今度はオイル戻り量が不足してオイルレベルが低下し、オイル枯渇が生じて摺動性能やシール性の低下が生じる問題があった。
【０００９】
本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、ロータリコンプレッサへのオイル戻しを的確に行うことができる冷媒サイクル装置を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明では、密閉容器内に駆動要素と該駆動要素にて駆動される回転圧縮機構部とを備えたロータリコンプレッサと、該ロータリコンプレッサから吐出された冷媒中のオイルを分離し、オイル戻し管を介して密閉容器内に戻すためのオイル分離器とを備えた冷媒サイクル装置において、オイル戻し管に設けられた電動膨張弁と、この電動膨張弁の開度を制御する制御装置を備え、制御装置は、電動膨張弁の開度を駆動要素の回転数の二乗に比例して制御すると共に、回転数が低くなると、オイル戻し管から密閉容器内に帰還するオイル量を少なくし、回転数が高くなると、オイル戻し管から密閉容器内に帰還するオイル量を多くするので、駆動要素の回転数が高い状態における密閉容器内のオイル枯渇を防止できるようになる。
【００１１】
請求項２の発明では、密閉容器内に駆動要素と該駆動要素にて駆動される回転圧縮機構部とを備えたロータリコンプレッサと、該ロータリコンプレッサから吐出された冷媒中のオイルを分離し、オイル戻し管を介して密閉容器内に戻すためのオイル分離器とを備えた冷媒サイクル装置において、オイル戻し管に設けられた電磁弁と、この電磁弁の開時間若しくは開回数を制御する制御装置を備え、制御装置は、電磁弁の開時間若しくは開回数を駆動要素の回転数の二乗に比例して制御すると共に、回転数が低くなると、オイル戻し管から密閉容器内に帰還するオイル量を少なくし、回転数が高くなると、オイル戻し管から前記密閉容器内に帰還するオイル量を多くするので、駆動要素の回転数が高い状態における密閉容器内のオイル枯渇を防止できるようになる。
【００１２】
これらにより、常時最適なオイル戻しを実現できるようになり、ロータリコンプレッサの信頼性の向上と性能及び効率の著しい改善を図ることが可能となるものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図１は本発明を適用した冷媒サイクル装置１に使用されるロータリコンプレッサの実施例としての内部中間圧型多段（二段）圧縮式のロータリコンプレッサ１０の縦断面図、図２は本発明の冷媒サイクル装置１の冷媒回路図をそれぞれ示している。尚、実施例の冷媒サイクル装置１は高圧側が超臨界となる遷臨界冷媒サイクルである。
【００１４】
図中１０は二酸化炭素（ＣＯ₂）を冷媒として使用する内部中間圧型多段（二段）圧縮式のロータリコンプレッサで、このロータリコンプレッサ１０は鋼板からなる円筒状の密閉容器１２と、この密閉容器１２の内部空間の上側に配置収納された駆動要素１４及びこの駆動要素１４の下側に配置され、駆動要素１４の回転軸１６により駆動される第１の回転圧縮要素３２（１段目）及び第２の回転圧縮要素３４（２段目）からなる回転圧縮機構部１８にて構成されている。
【００１５】
密閉容器１２は、底部をオイル溜めＴとし、駆動要素１４と回転圧縮機構部１８を収納する容器本体１２Ａと、この容器本体１２Ａの上部開口を閉塞する略椀状のエンドキャップ（蓋体）１２Ｂとで構成されている。このエンドキャップ１２Ｂの上面中心には円形の取付孔１２Ｄが形成されており、この取付孔１２Ｄには駆動要素１４に電力を供給するためのターミナル（配線を省略）２０が取り付けられている。
【００１６】
エンドキャップ１２Ｂのターミナル２０周囲には、座押成形によって所定曲率の段差部１２Ｃが環状に形成されている。また、ターミナル２０は端子１３９、１３９が貫通して取り付けられた円形のガラス部２０Ａと、このガラス部２０Ａの周囲に形成され、斜め外下方に鍔状に張り出した金属製の取付部２０Ｂとから構成されている。そして、ターミナル２０は、そのガラス部２０Ａを下側から取付孔１２Ｄに挿入して上側に臨ませ、取付部２０Ｂを取付孔１２Ｄの周縁に当接させた状態でエンドキャップ１２Ｂの取付孔１２Ｄ周縁に取付部２０Ｂを溶接することで、エンドキャップ１２Ｂに固定されている。
【００１７】
駆動要素１４は、密閉容器１２の上部空間の内周面に沿って環状に取り付けられたステータ２２と、このステータ２２の内側に若干の間隙を設けて挿入配置されたロータ２４とから構成されている。このロータ２４は中心を通り鉛直方向に延びる回転軸１６に固定されている。
【００１８】
ステータ２２は、ドーナッツ状の電磁鋼板を積層した積層体２６と、この積層体２６に形成された図示しない歯部に直巻き（集中巻き）方式により巻装されたステータコイル２８を有している。また、ロータ２４もステータ２２と同様に電磁鋼板の積層体３０で形成され、この積層体３０内に永久磁石ＭＧを挿入して構成されている。
【００１９】
前記第１の回転圧縮要素３２と第２の回転圧縮要素３４との間には中間仕切板３６が挟持されている。即ち、第２の回転圧縮要素３４と第１の回転圧縮要素３４は、中間仕切板３６と、この中間仕切板３６の上下に配置されたシリンダ３８、シリンダ４０と、この上下シリンダ３８、４０内を１８０度の位相差を有して回転軸１６に設けられた上下偏心部４２、４４に嵌合されて偏心回転する上下ローラ４６、４８と、この上下ローラ４６、４８に当接して上下シリンダ３８、４０内をそれぞれ低圧室側と高圧室側に区画する後述する上下ベーン（図示せず）と、上シリンダ３８の上側（駆動要素１４側）の開口面及び下シリンダ４０の下側（駆動要素１４とは反対側）の開口面を閉塞して回転軸１６の軸受けを兼用する支持部材としての上部支持部材５４及び下部支持部材５６にて構成される。
【００２０】
上部支持部材５４および下部支持部材５６には、吸込ポート１６１、１６２にて上下シリンダ３８、４０の内部とそれぞれ連通する吸込通路５８、６０と、凹陥した吐出消音室６２、６４が形成されると共に、これら両吐出消音室６２、６４の開口部はそれぞれカバーにより閉塞される。即ち、吐出消音室６２はカバーとしての上部カバー６６、吐出消音室６４はカバーとしての下部カバー６８にて閉塞される。
【００２１】
この場合、上部支持部材５４の中央には駆動要素１４方向に突出する長軸受けとなる軸受け５４Ａが起立形成されており、この軸受け５４Ａ内面には筒状のブッシュ１２２が装着されている。このブッシュ１２２は、回転軸１６と軸受け５４Ａ間に介在し、当該ブッシュ１２２の内面が回転軸１６に摺動自在に接触している。ブッシュ１２２は給油が不十分な状況でも良好な摺動性を保持できる耐摩耗性の高いカーボン材料にて構成されている。
【００２２】
また、下部支持部材５６の中央には軸受け５４Ａと比較して短軸受けとなる軸受け５６Ａが貫通形成されており、この軸受け５６Ａ内面にもブッシュ１２２同様のブッシュ１２４が装着されている。このブッシュ１２４も、回転軸１６と軸受け５６Ａ間に介在し、当該ブッシュ１２４の内面が回転軸１６に摺動自在に接触している。これにより、回転軸１６は、回転圧縮機構部１８の駆動要素１４側（上側）ではブッシュ１２２を介して上部支持部材５４の軸受け５４Ａに保持され、駆動要素１４と反対側（下側）はブッシュ１２４を介して下部支持部材５６の軸受け５６Ａに保持される。
【００２３】
下部カバー６８は、ドーナッツ状の円形鋼板から構成されており、周辺部の４カ所を主ボルト１２９・・・によって下から下部支持部材５６に固定され、第１の回転圧縮要素３２の下シリンダ４０内部と連通する吐出消音室６４の下面開口部を閉塞する。この主ボルト１２９・・・の先端は上部支持部材５４に螺合する。
【００２４】
尚、吐出消音室６４と密閉容器１２内における上部カバー６６の駆動要素１４側は、上下シリンダ３８、４０や中間仕切板３６を貫通する孔である図示しない連通路にて連通されている。この連通路の上端には中間吐出管１２１が立設されており、この中間吐出管１２１は上方の駆動要素１４のステータ２２に巻装された相隣接するステータコイル２８、２８間の隙間に指向している。
【００２５】
また、上部カバー６６は第２の回転圧縮要素３４の上シリンダ３８内部と連通する吐出消音室６２の上面開口部を閉塞し、密閉容器１２内を吐出消音室６２と駆動要素１４側とに仕切る。この上部カバー６６は周辺部が４本の主ボルト７８・・・により、上から上部支持部材５４に固定されている。この主ボルト７８・・・の先端は下部支持部材５６に螺合する。
【００２６】
次に、上シリンダ３８の下側の開口面及び下シリンダ４０の上側の開口面を閉塞する中間仕切板３６内には、上シリンダ３８内の吸込側に対応する位置に、外周面から内周面に至り、外周面と内周面とを連通して給油路を構成する貫通孔１３１が穿設されており、この貫通孔１３１の外周面側に封止材１３２を圧入して外周面側の開口を封止している。また、この貫通孔１３１の中途部には上側に延在する連通孔１３３が穿設されている。
【００２７】
一方、上シリンダ３８の吸込ポート１６１（吸込側）には中間仕切板３６の連通孔１３３に連通する連通孔１３４が穿設されている。また、回転軸１６内には軸中心に鉛直方向に設けられたオイル孔（図示せず）と、このオイル孔に連通する横方向の給油孔８２、８４が形成されており（図示しないが回転軸１６の上下偏心部４２、４４にも給油孔が形成されている）、中間仕切板３６の貫通孔１３１の内周面側の開口は、これらの給油孔８２、８４を介して前記オイル孔に連通している。
【００２８】
そして、密閉容器１２内は後述する如く中間圧となるため、２段目で高圧となる上シリンダ３８内にはオイルの供給が困難となるが、中間仕切板３６を係る構成としたことにより、密閉容器１２内底部のオイル溜めＴから汲み上げられたオイルは、前記オイル孔を上昇して給油孔８２、８４から出て中間仕切板３６の貫通孔１３１に入り、連通孔１３３、１３４から上シリンダ３８の吸込側（吸込ポート１６１）に供給される。
【００２９】
ところで、回転軸１６と一体に１８０度の位相差を持って形成される上下偏心部４２、４４の相互間を連結する連結部９０は、その断面形状を回転軸１６の円形断面より断面積を大きくして剛性を持たせるために非円形状の例えばラグビーボール状とされている。即ち、回転軸１６に設けた上下偏心部４２、４４を連結する連結部９０の断面形状は上下偏心部４２、４４の偏心方向に直交する方向でその肉厚を大きくしている。
【００３０】
これにより、回転軸１６に一体に設けられた上下偏心部４２、４４を連結する連結部９０の断面積を大きくし、断面２次モーメントを増加させて強度（剛性）を増し、耐久性と信頼性を向上させている。特に、使用圧力の高い冷媒を２段圧縮する場合、高低圧の圧力差が大きくなるために回転軸１６にかかる荷重も大きくなるが、連結部９０の断面積を大きくしてその強度（剛性）を増しているので、回転軸１６が弾性変形してしまうのを防止できる。
【００３１】
そして、このロータリコンプレッサ１０には冷媒としては地球環境にやさしく、可燃性および毒性等を考慮して自然冷媒である前記二酸化炭素（ＣＯ₂）を使用し、潤滑油としてのオイルは、例えば鉱物油（ミネラルオイル）、アルキルベンゼン油、エーテル油、エステル油等既存のオイルが使用される。
【００３２】
密閉容器１２の側面（容器本体１２Ａの側面）には、上部支持部材５４と下部支持部材５６の吸込通路５８、６０、吐出消音室６２及び上部カバー６６の上側（駆動要素１４の下端に略対応する位置）に対応する位置に、スリーブ１４１、１４２、１４３及び１４４がそれぞれ溶接固定されている。スリーブ１４１と１４２は上下に隣接すると共に、スリーブ１４３はスリーブ１４１の略対角線上にある。また、スリーブ１４４はスリーブ１４１と略９０度ずれた位置にある。
【００３３】
そして、スリーブ１４１内には上シリンダ３８にガス冷媒を導入するための冷媒導入管９２の一端が挿入接続され、この冷媒導入管９２の一端は上シリンダ３８の吸込通路５８に連通される。この冷媒導入管９２は密閉容器１２の外側を通過してスリーブ１４４に至り、他端はスリーブ１４４内に挿入接続されて密閉容器１２内に連通する。
【００３４】
また、スリーブ１４２内には下シリンダ４０にガス冷媒を導入するための冷媒導入管９４の一端が挿入接続され、この冷媒導入管９４の一端は下シリンダ４０の吸込通路６０に連通される。また、スリーブ１４３内には冷媒吐出管９６が挿入接続され、この冷媒吐出管９６の一端は吐出消音室６２に連通される。容器本体１２Ａの側面となる冷媒吐出管９６と駆動要素１４との間には後述するオイル戻し管１９０の一端が溶接固定されて密閉容器１２内に開口し、他端は後述するオイル冷却通路１８４出口に溶接固定され、連通している。
【００３５】
また、スリーブ１４１、１４３、１４４の外面周囲には配管接続用のカプラが係合可能な鍔部１５１（スリーブ１４４の鍔部は図示せず）が形成されており、スリーブ１４２の外面には配管接続用のネジ溝１５２が形成されている。これにより、スリーブ１４１、１４３、１４４にはロータリコンプレッサ１０の製造工程における完成検査で気密試験を行う場合に試験用配管の図示しないカプラを鍔部１５１に容易に接続できるようになると共に、スリーブ１４２にはネジ溝１５２を使用して試験用配管を容易にネジ止めできるようになる。特に、上下で隣接するスリーブ１４１と１４２は、一方のスリーブ１４１に鍔部１５１が、他方のスリーブ１４２にネジ溝１５２が形成されていることで、狭い空間で試験用配管を各スリーブ１４１、１４２に接続可能となる。
【００３６】
そして、上記ロータリコンプレッサ１０は、例えば図２に示すような冷蔵庫、ルームエアコン、カーエアコン、パッケージエアコンなどの冷媒サイクル装置１の冷媒回路の一部を構成する。即ち、ロータリコンプレッサ１０の冷媒吐出管９６はオイル分離器１７０に接続され、このオイル分離器１７０の冷媒出口はガスクーラ１５４の入口に接続される。このガスクーラ１５４の出口側の配管１５３は減圧装置としての膨張弁１５６を経て蒸発器（エバポレータ）１５７の入口に至り、蒸発器１５７の出口は冷媒導入管９４に接続される。
【００３７】
オイル分離器１７０のオイル出口にはオイル戻し管１９０の一端が接続されている。このオイル戻し管１９０には流路制御装置としての電動膨張弁１７２が接続されており、オイル戻し管１９０の他端は密閉容器１２内に連通接続されている。また、１７１は制御装置としてインバータを有するコントローラであり、このコントローラ１７１はインバータを用いてロータリコンプレッサ１０の駆動要素１４の回転数（運転周波数）を制御する。また、コントローラ１７１はこの駆動要素１４の回転数（運転周波数）を用いて後述する如く電動膨張弁１７２の弁開度を制御する。
【００３８】
以上の構成で、次に冷媒サイクル装置１の動作を説明する。コントローラ１７１によりロータリコンプレッサ２の駆動要素１４に通電され、それによって第１及び第２の回転圧縮要素５２、５３が駆動されると、ロータリコンプレッサ１０からは前述した如く二段圧縮され、超臨界圧力となったガス冷媒（ＣＯ₂）が冷媒吐出管９６内に吐出される。吐出されたガス冷媒は冷媒吐出管９６からオイル分離器１７０に入り、そこで冷媒中に混入したオイルが分離され、オイル分離器１７０内底部に溜まる。
【００３９】
このオイル分離器１７０でオイルが分離された高温高圧のガス冷媒は、ガスクーラ１５４に流入して空冷される（ここで加熱作用を発揮）がこの時点では冷媒は依然超臨界域にあり、凝縮しない。ガスクーラ１５４内で所定の温度に冷却された冷媒は、配管１５３から膨張弁１５６に入り、そこで減圧される過程で凝縮する。液化した冷媒はその後蒸発器１５７に入り、そこで蒸発して冷却作用を発揮する。蒸発器１５７を出た冷媒はその後、ロータリコンプレッサ１０の第１の回転圧縮要素３２に吸入されるサイクルを繰り返す。
【００４０】
一方、オイル分離器１７０で分離されたオイルはオイル戻し管１９０に入り、電動膨張弁１７２を経て密閉容器１２内に帰還する。ここで、コントローラ１７１による電動膨張弁１７２の弁開度制御を図３に基づいて説明する。
【００４１】
コントローラ１７１は前記蒸発器１５７にて要求される冷却能力或いはガスクーラ１５４にて要求される加熱能力などに基づいてロータリコンプレッサ１０の駆動要素１４の回転数（運転周波数）を制御している。そして、コントローラ１７１はこの駆動要素１４の回転数（運転周波数）の二乗に比例して電動膨張弁１７２の弁開度を制御する。図３において横軸Ｘは駆動要素１４の運転周波数（回転数）、縦軸Ｙは電動膨張弁１７２の弁開度を示しており、制御に用いる関数はＹ＝Ｆ（Ｘ²）で表される。
【００４２】
これにより、オイル分離器１７０からオイル戻し管１９０を介して密閉容器１２内に帰還するオイル量は駆動要素１４の回転数（運転周波数）の二乗に比例して変化することになる。即ち、駆動要素１４の回転数が２倍となると電動膨張弁１７２の弁開度は２の二乗に比例して拡大され、それによってオイル戻し管１９０から帰還するオイル量は増量される。また、駆動要素１４の回転数が１／２となると電動膨張弁１７２の弁開度は１／２の二乗に比例して狭められ、それによって帰還オイル量は減少される。
【００４３】
ここで、第２の回転圧縮要素３４から冷媒吐出管９６に吐出されるオイル量は駆動要素１４の回転数の二乗に比例して増大することが分かっているが、本発明によれば、駆動要素１４の回転数が高いときに多量のオイルを密閉容器１２に帰還させることができるので、オイル枯渇が生じなくなる。これにより、係る高回転時における回転圧縮機構部１８におけるシール性や摺動性が低下する不都合も回避される。
【００４４】
また、駆動要素１４の回転数が低くなると第２の回転圧縮要素３４からのオイル吐出量もその二乗に比例して少なくなるので、オイル分離器１７０内に溜まるオイル量も減る。従って、オイル分離器１７０からオイル戻し管１９０に入るオイル量も減少する。そして、オイル戻し管１９０内にオイルが存在しなくなると、オイル分離器１７０内と密閉容器１２内とが連通され、冷媒回路の高圧側と中間圧側とがバイパスされてしまうが、本発明ではコントローラ１７１が電動膨張弁１７２の弁開度を狭めて係るバイパス現象の発生を回避する。これにより、冷媒サイクル装置１の効率悪化を防止する。
【００４５】
尚、実施例では電動膨張弁１７２をオイル戻し管１９０の流路制御装置として用いたが、それに限らず、通常の電磁弁を用いてもよい。その場合には、単位時間当たりに電磁弁が開いている時間や、単位時間当たりに開く回数（一回の開時間は固定）を駆動要素１４の回転数の二乗に比例してコントローラ１７１により制御することになる。
【００４６】
また、実施例では内部中間圧型の２段圧縮式ロータリコンプレッサを例にとって説明したが、それに限らず、蒸発器１５７からの冷媒を密閉容器内に吸い込み、この密閉容器内の低圧冷媒を回転圧縮要素で圧縮して外部に吐出する所謂内部低圧型のロータリコンプレッサにも本発明は有効である。係る内部低圧型のロータリコンプレッサも回転圧縮要素からのオイル吐出が多くなるので、ロータリコンプレッサのオイル枯渇を確実に防止できると共に、高圧となるオイル分離器１７０内と低圧の密閉容器内とのバイパスを防止して効率の改善も実現できるようになる。
【００４７】
【発明の効果】
以上詳述した如く請求項１の発明によれば、密閉容器内に駆動要素と該駆動要素にて駆動される回転圧縮機構部とを備えたロータリコンプレッサと、該ロータリコンプレッサから吐出された冷媒中のオイルを分離し、オイル戻し管を介して密閉容器内に戻すためのオイル分離器とを備えた冷媒サイクル装置において、オイル戻し管に設けられた電動膨張弁と、この電動膨張弁の開度を制御する制御装置を備え、制御装置は、電動膨張弁の開度を駆動要素の回転数の二乗に比例して制御すると共に、回転数が低くなると、オイル戻し管から密閉容器内に帰還するオイル量を少なくし、回転数が高くなると、オイル戻し管から密閉容器内に帰還するオイル量を多くするので、駆動要素の回転数が高い状態における密閉容器内のオイル枯渇を防止できるようになる。
【００４８】
請求項２の発明によれば、密閉容器内に駆動要素と該駆動要素にて駆動される回転圧縮機構部とを備えたロータリコンプレッサと、該ロータリコンプレッサから吐出された冷媒中のオイルを分離し、オイル戻し管を介して密閉容器内に戻すためのオイル分離器とを備えた冷媒サイクル装置において、オイル戻し管に設けられた電磁弁と、この電磁弁の開時間若しくは開回数を制御する制御装置を備え、制御装置は、電磁弁の開時間若しくは開回数を駆動要素の回転数の二乗に比例して制御すると共に、回転数が低くなると、オイル戻し管から密閉容器内に帰還するオイル量を少なくし、回転数が高くなると、オイル戻し管から前記密閉容器内に帰還するオイル量を多くするので、駆動要素の回転数が高い状態における密閉容器内のオイル枯渇を防止できるようになる。
【００４９】
これらにより、常時最適なオイル戻しを実現できるようになり、ロータリコンプレッサの信頼性の向上と性能及び効率の著しい改善を図ることが可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した冷媒サイクル装置の一実施例の冷媒回路に使用される内部中間圧型多段（二段）圧縮式のロータリコンプレッサの縦断面図である。
【図２】本発明の冷媒サイクル装置の一実施例の冷媒回路図である。
【図３】図２の電動膨張弁の弁開度制御を説明する図である。
【符号の説明】
１冷媒サイクル装置
１０ロータリコンプレッサ
１２密閉容器
１４駆動要素
１８回転圧縮機構部
３２第１の回転圧縮要素
３４第２の回転圧縮要素
３６中間仕切板
９６冷媒吐出管
１５４ガスクーラ
１５６膨張弁
１５７蒸発器
１７０オイル分離器
１７１コントローラ（制御装置）
１７２電動膨張弁
１９０オイル戻し管[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a refrigerant cycle apparatus including an oil separator for separating oil in refrigerant discharged from a rotary compressor and returning the oil into a sealed container.
[0002]
[Prior art]
In recent years, carbon dioxide (CO ₂ ) has been used as a refrigerant in a refrigerant cycle device of an air conditioner such as a car air conditioner in order to cope with global environmental problems (see Patent Document 1). In such a refrigerant cycle device, for example, an internal intermediate pressure type multi-stage (two-stage) compression rotary compressor is used. The rotary compressor includes a driving element and a rotary compression mechanism in a sealed container, and a gas refrigerant is sucked into the low pressure chamber side of the cylinder from the suction port of the first rotary compression element constituting the rotary compression mechanism. Compressed by the operation of the vane and becomes an intermediate pressure, and is discharged from the high pressure chamber side of the cylinder into the sealed container through the discharge port and the discharge silencer chamber.
[0003]
The intermediate-pressure gas refrigerant in the sealed container is sucked into the low-pressure chamber side of the cylinder from the suction port of the second rotary compression element, and the second-stage compression is performed by the operation of the roller and the vane, so It became a gas refrigerant, and was discharged from the refrigerant discharge pipe to the outside through the discharge port and the discharge silencer chamber from the high pressure chamber side.
[0004]
The gas refrigerant discharged from the rotary compressor flows into the gas cooler of the refrigerant circuit, dissipates heat, is throttled by an expansion valve, evaporated by an evaporator, and sucked into the first rotary compression element of the rotary compressor. Repeat the refrigerant cycle.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2-294857
[Problems to be solved by the invention]
Here, in the refrigerant cycle device provided with such a rotary compressor, the gas refrigerant discharged from the second rotary compression element is discharged as it is to the external heat exchanger, so that oil flows out to the refrigerant circuit increases. . When the oil discharge amount increases, there is a problem in that the refrigerant circulation in the refrigerant circuit is hindered, the oil level in the rotary compressor is lowered, and the sliding performance and the sealing performance are lowered. This problem occurs not only in the internal intermediate pressure type rotary compressor but also in an internal low pressure type rotary compressor in which the refrigerant sucked into the hermetic container is compressed by the rotary compression element and discharged to the outside.
[0007]
Therefore, conventionally, an oil separator is connected to the refrigerant discharge pipe coming out of the rotary compressor to separate the oil from the discharged gas refrigerant and return to the sealed container through the oil return pipe. Since the inside of the vessel is at a high pressure, pressure adjustment is required to return the oil to a lower intermediate pressure or low pressure sealed container. For this reason, a conventional capillary tube is usually provided in the oil return pipe. However, if the rotational speed of the drive element is lowered and the oil discharge amount is reduced, the oil is not contained in the oil return pipe, and the refrigerant cycle is passed through the oil return pipe. The high pressure side and the intermediate pressure side (low pressure side) of the apparatus are communicated and bypassed. This causes a significant reduction in efficiency.
[0008]
On the other hand, when the rotational speed of the drive element increases and the oil discharge rate increases, the oil return amount is insufficient and the oil level decreases, resulting in the problem of oil exhaustion and sliding performance and sealing performance. there were.
[0009]
The present invention has been made in order to solve the conventional technical problems, and provides a refrigerant cycle device capable of accurately returning oil to a rotary compressor.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, a rotary compressor having a driving element and a rotary compression mechanism driven by the driving element in a sealed container, and oil in the refrigerant discharged from the rotary compressor are separated, In a refrigerant cycle device including an oil separator for returning to an airtight container through a return pipe, an electric expansion valve provided in the oil return pipe and a control device for controlling the opening degree of the electric expansion valve are provided. The control device controls the opening degree of the electric expansion valve in proportion to the square of the rotational speed of the drive element, and when the rotational speed becomes low, the amount of oil returning from the oil return pipe into the sealed container is reduced, and the rotational speed When the number is increased, the amount of oil returning from the oil return pipe into the sealed container is increased, so that it is possible to prevent oil depletion in the sealed container when the rotational speed of the drive element is high.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, a rotary compressor having a driving element and a rotary compression mechanism driven by the driving element in an airtight container is separated from the oil in the refrigerant discharged from the rotary compressor, In a refrigerant cycle device including an oil separator for returning to an airtight container through a return pipe, an electromagnetic valve provided in the oil return pipe and a control device for controlling the opening time or the number of times of opening of the electromagnetic valve The control device controls the opening time or the number of times of opening of the solenoid valve in proportion to the square of the rotational speed of the drive element, and reduces the amount of oil returned from the oil return pipe to the sealed container when the rotational speed becomes low. However, when the rotational speed increases, the amount of oil returning from the oil return pipe to the sealed container increases, so that the oil in the sealed container is prevented from being exhausted when the rotational speed of the drive element is high. It becomes possible way.
[0012]
As a result, the optimum oil return can be realized at all times, and the reliability of the rotary compressor can be improved and the performance and efficiency can be significantly improved.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an internal intermediate pressure multi-stage (two-stage) compression rotary compressor 10 as an embodiment of a rotary compressor used in a refrigerant cycle apparatus 1 to which the present invention is applied, and FIG. 2 is a refrigerant cycle of the present invention. The refrigerant circuit figure of the apparatus 1 is shown, respectively. The refrigerant cycle device 1 of the embodiment is a transcritical refrigerant cycle in which the high pressure side is supercritical.
[0014]
Internal intermediate pressure type multistage (two-stage) compression type rotary compressor in the drawing 10 is to use carbon dioxide (CO ₂₎ as refrigerant, the rotary compressor 10 is a cylindrical sealed container 12 made of steel sheet, the sealed container 12 The drive element 14 arranged and housed above the internal space of the first and second rotary compression elements 32 (first stage) and the first rotary compression element 32 arranged below the drive element 14 and driven by the rotary shaft 16 of the drive element 14. The rotary compression mechanism section 18 is composed of two rotary compression elements 34 (second stage).
[0015]
The sealed container 12 has an oil sump T at the bottom, a container main body 12A that houses the drive element 14 and the rotary compression mechanism 18, and a generally bowl-shaped end cap (lid) 12B that closes the upper opening of the container main body 12A. It consists of and. A circular attachment hole 12D is formed at the center of the upper surface of the end cap 12B, and a terminal (wiring is omitted) 20 for supplying power to the drive element 14 is attached to the attachment hole 12D.
[0016]
Around the terminal 20 of the end cap 12B, a stepped portion 12C having a predetermined curvature is formed in an annular shape by press-fitting. Further, the terminal 20 includes a circular glass portion 20A to which the terminals 139 and 139 are attached and a metal attachment portion 20B formed around the glass portion 20A and projecting obliquely outward and downward in a bowl shape. It is configured. And the terminal 20 inserts the glass part 20A into the mounting hole 12D from the lower side and faces the upper side, and attaches the mounting part 20B to the peripheral edge of the mounting hole 12D, and the peripheral edge of the mounting hole 12D of the end cap 12B. The attachment portion 20B is welded to the end cap 12B.
[0017]
The drive element 14 includes a stator 22 that is annularly attached along the inner peripheral surface of the upper space of the sealed container 12, and a rotor 24 that is inserted and arranged with a slight gap inside the stator 22. Yes. The rotor 24 is fixed to a rotating shaft 16 that passes through the center and extends in the vertical direction.
[0018]
The stator 22 includes a laminated body 26 in which donut-shaped electromagnetic steel plates are laminated, and a stator coil 28 wound around a tooth portion (not shown) formed in the laminated body 26 by a direct winding (concentrated winding) method. . Similarly to the stator 22, the rotor 24 is also formed by a laminated body 30 of electromagnetic steel plates, and a permanent magnet MG is inserted into the laminated body 30.
[0019]
An intermediate partition plate 36 is sandwiched between the first rotary compression element 32 and the second rotary compression element 34. That is, the second rotary compression element 34 and the first rotary compression element 34 include an intermediate partition plate 36, cylinders 38 and cylinders 40 disposed above and below the intermediate partition plate 36, and the upper and lower cylinders 38 and 40. The upper and lower rollers 46 and 48 that are fitted to the upper and lower eccentric portions 42 and 44 provided on the rotary shaft 16 with a phase difference of 180 degrees and rotate eccentrically, and the upper and lower cylinders in contact with the upper and lower rollers 46 and 48. 38 and 40 are divided into a low pressure chamber side and a high pressure chamber side, which will be described later, upper and lower vanes (not shown), an upper surface of the upper cylinder 38 (drive element 14 side), and a lower side of the lower cylinder 40 (drive). The upper support member 54 and the lower support member 56 are configured as support members that close the opening surface on the side opposite to the element 14 and also serve as a bearing for the rotary shaft 16.
[0020]
The upper support member 54 and the lower support member 56 are formed with suction passages 58 and 60 that communicate with the inside of the upper and lower cylinders 38 and 40 through suction ports 161 and 162, and recessed discharge silencer chambers 62 and 64, respectively. The openings of both the discharge silencing chambers 62 and 64 are respectively closed by covers. That is, the discharge silence chamber 62 is closed by an upper cover 66 as a cover, and the discharge silence chamber 64 is closed by a lower cover 68 as a cover.
[0021]
In this case, a bearing 54A that is a long bearing protruding in the direction of the drive element 14 is formed upright at the center of the upper support member 54, and a cylindrical bush 122 is mounted on the inner surface of the bearing 54A. The bush 122 is interposed between the rotating shaft 16 and the bearing 54A, and the inner surface of the bush 122 is in slidable contact with the rotating shaft 16. The bush 122 is made of a highly wear-resistant carbon material that can maintain good slidability even in a situation where lubrication is insufficient.
[0022]
A bearing 56A, which is a short bearing compared to the bearing 54A, is formed through the center of the lower support member 56, and a bush 124 similar to the bush 122 is mounted on the inner surface of the bearing 56A. The bush 124 is also interposed between the rotary shaft 16 and the bearing 56A, and the inner surface of the bush 124 is slidably in contact with the rotary shaft 16. Thus, the rotary shaft 16 is held on the bearing 54A of the upper support member 54 via the bush 122 on the drive element 14 side (upper side) of the rotary compression mechanism portion 18, and the opposite side (lower side) of the drive element 14 on the bush side. It is held by a bearing 56 </ b> A of the lower support member 56 via 124.
[0023]
The lower cover 68 is formed of a donut-shaped circular steel plate, and is fixed to the lower support member 56 from below by main bolts 129... At the four peripheral portions, and the lower cylinder 40 of the first rotary compression element 32. The lower surface opening of the discharge silencing chamber 64 communicating with the inside is closed. The front ends of the main bolts 129 are screwed into the upper support member 54.
[0024]
The discharge silencer chamber 64 and the drive element 14 side of the upper cover 66 in the sealed container 12 are communicated with each other through a communication path (not shown) that is a hole penetrating the upper and lower cylinders 38 and 40 and the intermediate partition plate 36. An intermediate discharge pipe 121 is erected at the upper end of the communication path, and the intermediate discharge pipe 121 is directed to a gap between adjacent stator coils 28 and 28 wound around the stator 22 of the upper drive element 14. is doing.
[0025]
The upper cover 66 closes the upper opening of the discharge silencer chamber 62 communicating with the inside of the upper cylinder 38 of the second rotary compression element 34, and partitions the inside of the sealed container 12 into the discharge silencer chamber 62 and the drive element 14 side. . The upper cover 66 is fixed to the upper support member 54 from above by four main bolts 78. The front ends of the main bolts 78 are screwed into the lower support member 56.
[0026]
Next, in the intermediate partition plate 36 that closes the lower opening surface of the upper cylinder 38 and the upper opening surface of the lower cylinder 40, the inner periphery from the outer peripheral surface is located at a position corresponding to the suction side in the upper cylinder 38. A through-hole 131 is formed in which the outer peripheral surface and the inner peripheral surface communicate with each other to form an oil supply passage. The sealing material 132 is press-fitted into the outer peripheral surface side of the through-hole 131 and the outer peripheral surface side The opening is sealed. A communication hole 133 extending upward is formed in the middle of the through hole 131.
[0027]
On the other hand, a communication hole 134 communicating with the communication hole 133 of the intermediate partition plate 36 is formed in the suction port 161 (suction side) of the upper cylinder 38. In addition, an oil hole (not shown) provided in the vertical direction around the shaft center and lateral oil supply holes 82 and 84 communicating with the oil hole are formed in the rotary shaft 16 (not shown). The oil supply holes are also formed in the upper and lower eccentric portions 42 and 44 of the shaft 16), and the opening on the inner peripheral surface side of the through hole 131 of the intermediate partition plate 36 is connected to the oil hole via these oil supply holes 82 and 84. Communicating with
[0028]
And since the inside of the sealed container 12 has an intermediate pressure as will be described later, it is difficult to supply oil into the upper cylinder 38, which has a high pressure in the second stage. The oil pumped up from the oil reservoir T at the bottom of the inside of the sealed container 12 rises from the oil hole, exits from the oil supply holes 82 and 84, enters the through hole 131 of the intermediate partition plate 36, and passes from the communication holes 133 and 134 to the upper cylinder. 38 is supplied to the suction side (suction port 161).
[0029]
By the way, the connecting portion 90 that connects the upper and lower eccentric portions 42 and 44 formed integrally with the rotating shaft 16 with a phase difference of 180 degrees has a cross-sectional shape that is larger than the circular cross section of the rotating shaft 16. In order to enlarge and give rigidity, it is made into a non-circular shape such as a rugby ball. That is, the cross-sectional shape of the connecting portion 90 that connects the upper and lower eccentric portions 42 and 44 provided on the rotating shaft 16 is increased in thickness in a direction perpendicular to the eccentric direction of the upper and lower eccentric portions 42 and 44.
[0030]
As a result, the cross-sectional area of the connecting portion 90 that connects the upper and lower eccentric portions 42 and 44 provided integrally with the rotating shaft 16 is increased, the secondary moment is increased, the strength (rigidity) is increased, and durability and reliability are increased. Improves sex. In particular, when a refrigerant having a high operating pressure is compressed in two stages, the load applied to the rotary shaft 16 increases because the pressure difference between high and low pressures increases. However, the strength (rigidity) of the connecting portion 90 is increased by increasing the cross-sectional area. Therefore, it is possible to prevent the rotary shaft 16 from being elastically deformed.
[0031]
The rotary compressor 10 uses the carbon dioxide (CO ₂ ), which is a natural refrigerant in consideration of flammability and toxicity, as a refrigerant. The oil as the lubricating oil is, for example, mineral oil. Existing oils such as (mineral oil), alkylbenzene oil, ether oil and ester oil are used.
[0032]
The side surface of the sealed container 12 (the side surface of the container main body 12A) substantially corresponds to the suction passages 58 and 60 of the upper support member 54 and the lower support member 56, the discharge silencer chamber 62, and the upper cover 66 (the lower end of the drive element 14). The sleeves 141, 142, 143, and 144 are fixed by welding at positions corresponding to the positions of The sleeves 141 and 142 are adjacent to each other vertically, and the sleeve 143 is substantially diagonal to the sleeve 141. Further, the sleeve 144 is located at a position shifted by approximately 90 degrees from the sleeve 141.
[0033]
One end of a refrigerant introduction pipe 92 for introducing a gas refrigerant into the upper cylinder 38 is inserted into and connected to the sleeve 141, and one end of the refrigerant introduction pipe 92 communicates with a suction passage 58 of the upper cylinder 38. The refrigerant introduction pipe 92 passes through the outside of the sealed container 12 to reach the sleeve 144, and the other end is inserted and connected into the sleeve 144 to communicate with the sealed container 12.
[0034]
Further, one end of a refrigerant introduction pipe 94 for introducing a gas refrigerant into the lower cylinder 40 is inserted and connected into the sleeve 142, and one end of the refrigerant introduction pipe 94 is communicated with the suction passage 60 of the lower cylinder 40. A refrigerant discharge pipe 96 is inserted and connected into the sleeve 143, and one end of the refrigerant discharge pipe 96 is communicated with the discharge silencer chamber 62. One end of an oil return pipe 190, which will be described later, is welded and fixed between the refrigerant discharge pipe 96 on the side surface of the container body 12A and the driving element 14, and the other end opens into the sealed container 12, and the other end is an oil cooling passage 184, which will be described later. It is welded and fixed to the outlet.
[0035]
Further, a flange portion 151 (the flange portion of the sleeve 144 is not shown) is formed around the outer surface of the sleeves 141, 143, and 144 so that a coupler for pipe connection can be engaged. A connecting screw groove 152 is formed. As a result, the sleeves 141, 143, and 144 can easily connect a coupler (not shown) of the test pipe to the flange 151 when performing a hermetic test in the completion inspection in the manufacturing process of the rotary compressor 10, and the sleeve 142. In this case, the test pipe can be easily screwed by using the screw groove 152. In particular, the sleeves 141 and 142 that are adjacent in the vertical direction are formed with a flange 151 on one sleeve 141 and a thread groove 152 on the other sleeve 142, so that the test pipes can be connected to the sleeves 141 and 142 in a narrow space. Can be connected.
[0036]
The rotary compressor 10 constitutes a part of the refrigerant circuit of the refrigerant cycle device 1 such as a refrigerator, a room air conditioner, a car air conditioner, and a packaged air conditioner as shown in FIG. That is, the refrigerant discharge pipe 96 of the rotary compressor 10 is connected to the oil separator 170, and the refrigerant outlet of the oil separator 170 is connected to the inlet of the gas cooler 154. A pipe 153 on the outlet side of the gas cooler 154 reaches an inlet of an evaporator (evaporator) 157 via an expansion valve 156 as a pressure reducing device, and the outlet of the evaporator 157 is connected to a refrigerant introduction pipe 94.
[0037]
One end of an oil return pipe 190 is connected to the oil outlet of the oil separator 170. An electric expansion valve 172 as a flow path control device is connected to the oil return pipe 190, and the other end of the oil return pipe 190 is connected in communication with the sealed container 12. Reference numeral 171 denotes a controller having an inverter as a control device, and the controller 171 controls the rotational speed (operating frequency) of the drive element 14 of the rotary compressor 10 using the inverter. Further, the controller 171 controls the valve opening degree of the electric expansion valve 172 as will be described later using the rotation speed (operation frequency) of the drive element 14.
[0038]
Next, the operation of the refrigerant cycle device 1 with the above configuration will be described. When the drive element 14 of the rotary compressor 2 is energized by the controller 171 and thereby the first and second rotary compression elements 52 and 53 are driven, the rotary compressor 10 performs two-stage compression as described above, and the supercritical pressure The resulting gas refrigerant (CO ₂ ) is discharged into the refrigerant discharge pipe 96. The discharged gas refrigerant enters the oil separator 170 from the refrigerant discharge pipe 96, where oil mixed in the refrigerant is separated and collected at the bottom of the oil separator 170.
[0039]
The high-temperature and high-pressure gas refrigerant from which the oil has been separated by the oil separator 170 flows into the gas cooler 154 and is air-cooled (where the heating action is exhibited), but at this point, the refrigerant is still in the supercritical region and does not condense. . The refrigerant cooled to a predetermined temperature in the gas cooler 154 enters the expansion valve 156 from the pipe 153 and condenses in the process of being depressurized there. The liquefied refrigerant then enters the evaporator 157 where it evaporates and exhibits a cooling action. Thereafter, the refrigerant exiting the evaporator 157 repeats the cycle of being sucked into the first rotary compression element 32 of the rotary compressor 10.
[0040]
On the other hand, the oil separated by the oil separator 170 enters the oil return pipe 190 and returns to the sealed container 12 through the electric expansion valve 172. Here, the valve opening degree control of the electric expansion valve 172 by the controller 171 will be described with reference to FIG.
[0041]
The controller 171 controls the rotational speed (operating frequency) of the drive element 14 of the rotary compressor 10 based on the cooling capacity required by the evaporator 157 or the heating capacity required by the gas cooler 154. The controller 171 controls the valve opening degree of the electric expansion valve 172 in proportion to the square of the rotational speed (operating frequency) of the drive element 14. In FIG. 3, the horizontal axis X represents the operating frequency (rotation speed) of the drive element 14, the vertical axis Y represents the valve opening of the electric expansion valve 172, and the function used for control is represented by Y = F (X ² ). The
[0042]
As a result, the amount of oil returning from the oil separator 170 through the oil return pipe 190 into the sealed container 12 changes in proportion to the square of the rotational speed (operating frequency) of the drive element 14. That is, when the rotational speed of the drive element 14 is doubled, the valve opening degree of the electric expansion valve 172 is increased in proportion to the square of 2, thereby increasing the amount of oil returned from the oil return pipe 190. When the rotational speed of the drive element 14 is halved, the valve opening of the electric expansion valve 172 is narrowed in proportion to the square of ½, thereby reducing the amount of feedback oil.
[0043]
Here, it is known that the amount of oil discharged from the second rotary compression element 34 to the refrigerant discharge pipe 96 increases in proportion to the square of the rotational speed of the drive element 14. Since a large amount of oil can be returned to the sealed container 12 when the rotational speed of the element 14 is high, oil depletion does not occur. Thereby, the problem that the sealing performance and slidability in the rotary compression mechanism 18 at the time of high rotation are reduced is also avoided.
[0044]
Further, when the rotational speed of the drive element 14 is lowered, the oil discharge amount from the second rotary compression element 34 is also reduced in proportion to the square thereof, so that the amount of oil accumulated in the oil separator 170 is also reduced. Accordingly, the amount of oil entering the oil return pipe 190 from the oil separator 170 is also reduced. When oil is no longer present in the oil return pipe 190, the oil separator 170 and the sealed container 12 are communicated with each other, and the high pressure side and the intermediate pressure side of the refrigerant circuit are bypassed. 171 narrows the valve opening degree of the electric expansion valve 172 to avoid the occurrence of the bypass phenomenon. Thereby, the efficiency deterioration of the refrigerant cycle apparatus 1 is prevented.
[0045]
In the embodiment, the electric expansion valve 172 is used as the flow path control device for the oil return pipe 190. However, the present invention is not limited to this, and a normal electromagnetic valve may be used. In that case, the controller 171 controls the time that the solenoid valve is open per unit time and the number of times that the solenoid valve is opened per unit time (one open time is fixed) in proportion to the square of the rotational speed of the drive element 14. Will do.
[0046]
In the embodiment, the internal intermediate pressure type two-stage compression rotary compressor has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the refrigerant from the evaporator 157 is sucked into the sealed container, and the low-pressure refrigerant in the sealed container is used as the rotary compression element. The present invention is also effective for a so-called internal low-pressure type rotary compressor that compresses and discharges outside. Such an internal low pressure type rotary compressor also increases oil discharge from the rotary compression element, so that it is possible to reliably prevent oil exhaustion of the rotary compressor and to bypass the high pressure oil separator 170 and the low pressure sealed container. To improve efficiency.
[0047]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the first aspect of the present invention, the rotary compressor including the driving element and the rotary compression mechanism portion driven by the driving element in the hermetic container, and the refrigerant discharged from the rotary compressor In the refrigerant cycle device having an oil separator for separating the oil of the oil and returning it to the sealed container via the oil return pipe, an electric expansion valve provided in the oil return pipe, and an opening degree of the electric expansion valve The control device controls the opening degree of the electric expansion valve in proportion to the square of the rotational speed of the drive element, and when the rotational speed becomes low, it returns to the sealed container from the oil return pipe. to reduce the amount of oil, the rotational speed increases, so increasing the amount of oil fed back into the sealed container from the oil return pipe, in preventing oil depletion in the closed container in the rotational speed is high drive element It becomes so that.
[0048]
According to the invention of claim 2, the rotary compressor provided with the driving element and the rotary compression mechanism portion driven by the driving element in the hermetic container, and the oil in the refrigerant discharged from the rotary compressor are separated. In the refrigerant cycle device having an oil separator for returning to the sealed container via the oil return pipe, a solenoid valve provided in the oil return pipe and control for controlling the opening time or the number of times of opening of the solenoid valve The control device controls the opening time or the number of times of opening of the solenoid valve in proportion to the square of the rotational speed of the drive element, and when the rotational speed becomes low, the amount of oil returning from the oil return pipe into the sealed container When the rotational speed is increased, the amount of oil returning from the oil return pipe to the sealed container is increased, so that the oil depletion in the sealed container is high when the rotational speed of the drive element is high. It will be able to prevent.
[0049]
As a result, the optimum oil return can be realized at all times, and the reliability of the rotary compressor can be improved and the performance and efficiency can be significantly improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an internal intermediate pressure type multi-stage (two-stage) rotary compressor used in a refrigerant circuit of an embodiment of a refrigerant cycle apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a refrigerant circuit diagram of an embodiment of the refrigerant cycle device of the present invention.
3 is a diagram for explaining valve opening control of the electric expansion valve in FIG. 2; FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Refrigerant-cycle apparatus 10 Rotary compressor 12 Sealed container 14 Drive element 18 Rotation compression mechanism part 32 1st rotation compression element 34 2nd rotation compression element 36 Intermediate | middle partition plate 96 Refrigerant discharge pipe 154 Gas cooler 156 Expansion valve 157 Evaporator 170 Oil Separator 171 Controller (control device)
172 Electric expansion valve 190 Oil return pipe

Claims

A rotary compressor having a driving element and a rotary compression mechanism driven by the driving element in a hermetic container, and oil in the refrigerant discharged from the rotary compressor are separated, and the hermetic seal is provided via an oil return pipe. In the refrigerant cycle device provided with an oil separator for returning into the container,
An electric expansion valve provided in the oil return pipe , and a control device for controlling the opening degree of the electric expansion valve;
The control device controls the opening degree of the electric expansion valve in proportion to the square of the rotational speed of the drive element,
When the rotational speed is low, the amount of oil returning from the oil return pipe to the sealed container is reduced, and when the rotational speed is high, the amount of oil returning from the oil return pipe to the sealed container is increased. A refrigerant cycle device.

A rotary compressor having a driving element and a rotary compression mechanism section driven by the driving element in a sealed container, and oil in the refrigerant discharged from the rotary compressor are separated, and the hermetic seal is provided via an oil return pipe. In the refrigerant cycle device provided with an oil separator for returning into the container,
A solenoid valve provided in the oil return pipe, and a control device for controlling the opening time or the number of times of opening of the solenoid valve;
The control device controls the opening time or number of opening of the solenoid valve in proportion to the square of the rotational speed of the driving element,
When the rotational speed is low, the amount of oil returning from the oil return pipe into the sealed container is reduced, and when the rotational speed is high, the amount of oil returning from the oil return pipe to the sealed container is increased. A refrigerant cycle device.