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発明の名称 空気調和機
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平11−248268
公開日 平成11年(1999)9月14日
出願番号 特願平10−329940
出願日 平成10年(1998)11月19日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】志賀 正武 (外1名)
発明者 呉 性濟
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 冷媒を高温高圧の気体状態に圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された冷媒を低温高圧の液体に変化させる凝縮器と、前記凝縮器から出てきた冷媒の圧力を降下させる圧力降下装置と、前記圧力降下装置を通過した冷媒を蒸発させて周囲の空気の温度を下げる蒸発器と、前記圧縮機と凝縮器との間に設けられ、圧縮機から吐出された冷媒に含まれているオイルを分離して圧縮機に送り返すオイル分離器と、前記オイル分離器と並列に設けられて前記圧縮機から吐出された冷媒の一部を直ちに凝縮器へ移送するバイパス管とを含むことを特徴とする空気調和機。
【請求項2】 前記オイル分離器で分離されるオイルは圧縮機に直接回収されることを特徴とする請求項1に記載の空気調和機。
【請求項3】 前記オイル分離器で分離されるオイルを前記圧縮機の入口側に回収させるオイル回収ラインをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の空気調和機。
【請求項4】 前記蒸発器と前記圧縮機との間に設けられるアキュムレータをさらに備え、前記オイル回収ラインはオイルを前記アキュムレータに供給することを特徴とする請求項3に記載の空気調和機。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は圧縮機の出口(downstream)の冷媒からオイルを分離するオイル分離器を有する空気調和機に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、空気調和機は室内の空気を快適な状態に維持するための装置である。このような空気調和機は一定な空間の内部、すなわち室内の空気を人間が活動することに相応しい温度、湿度、気流分布に調節し、かつ空気中に含まれているほこりなどの異物を取り除く役割を遂行する。この中でも空気調和機の最も主な作用は室内を相応しい温度に維持させることである。
【0003】このような空気調和機は、図3に示したように大別して圧縮機1と、凝縮器2、毛細管3、及び蒸発器4で構成されており、この圧縮機1と、凝縮器2、毛細管3、及び蒸発器4を循環する冷媒の熱交換作用により室内の温度を調節するようになる。
【0004】このような冷媒の循環過程を簡略に説明すれば次の通りである。冷媒は圧縮機1において高温高圧の気体状態に圧縮された後に凝縮器2に送られ、この凝縮器2で室外の空気または冷却水との熱交換により常温状態の高圧液体に変化される。凝縮器2で高圧液体になった冷媒は毛細管3を通過しながら蒸発しやすい低圧状態に減圧される。そして、この低温低圧の液体状態の冷媒が蒸発器4を通過する過程で周囲の空気から熱を奪って気体に蒸発される。蒸発器4を通過した気体状態の冷媒は再び圧縮機1に送られて前記のような過程で続けて循環される。
【0005】参考に、図面で符号5と6は各々蒸発器4と凝縮器2の熱交換効率を増大させるためのプロペラファン及び送風ファンである。そして、符号1aは蒸発器4から蒸発された冷媒中気化があまりされなかった液体状態の冷媒が圧縮機1に供給されることを遮断し、圧縮機1の入口(upstream)に設けられるアキュムレータである。また、符号9はそれぞれの装置間に冷媒を移送させる冷媒移送管である。
【0006】一方、このような空気調和機において、圧縮機1の潤滑と冷却のためにオイルは冷媒と混合されて圧縮機1の内部に冷媒と一緒に流入される。したがって、圧縮機1から圧縮された冷媒が吐出される時、少量のオイルも冷媒と一緒に吐出されて凝縮器2と毛細管3及び蒸発器4を経て循環される。
【0007】ところが、冷媒と一緒に循環されるオイルの量が多くなれば相対的に冷媒の量が少なくなるので空気調和機の性能が低下され、また、吐出されたオイルが圧縮機1に回収されなかったりその回収時間が遅れる場合圧縮機1の内部のオイル量が不足して圧縮機1の作動に問題が発生する恐れが高かった。
【0008】これを解決するために、図4に示したように、圧縮機1と凝縮器2との間にオイル分離器7を設けることによって、圧縮機1から吐出された冷媒からオイルを分離して圧縮機1に送り返すことによって圧縮機が常に適切に潤滑される方式が提案された。
【0009】しかし、このような方式はオイル分離器7で冷媒とオイルを分離する過程において相当な流動(flow)抵抗が発生されるので、消費電力が大幅に増える問題点があった。したがって、オイル分離器7が設けられた空気調和機は、図2に示したように、オイル分離器7が設けられない場合に比べてその性能が向上される長所はあるものの、消費電力の増大によりその効率はむしろ低下される短所があった。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明は冷媒からオイルを分離する過程で発生される流動抵抗を低減させることによって、その性能及び効率を同時に向上させることができる空気調和機を提供することにその目的がある。
【0011】
【課題を解決するための手段】前記のような目的は、冷媒を高温高圧の気体状態に圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された冷媒を低温高圧の液体に変化させる凝縮器と、前記凝縮器から出てきた冷媒の圧力を降下させる毛細管と、前記毛細管を通過した冷媒を蒸発させ周囲の空気の温度を下げる蒸発器と、前記圧縮機と凝縮器との間に設けられ、圧縮機から吐出された冷媒に含まれているオイルを分離して圧縮機に送り返すオイル分離器と、前記オイル分離器と並列に設けられて前記圧縮機から吐出された冷媒の一部を直ちに凝縮器へ移送するバイパス管とを含むことを特徴とする本発明に係る空気調和機により達成される。ここで、オイル分離器で分離されたオイルは圧縮機に直接回収される事もでき、圧縮機の入口側に設けられるアキュムレータを通じて圧縮機に回収される事も出来る。
【0012】本発明によれば、圧縮機から吐出される冷媒は一部がオイル分離器に供給され、残りはバイパス管を通じて凝縮器に直ちに供給される。したがって、オイル分離器を通じてオイルを圧縮機に回収するようになるので空気調和機の性能が低下されない。のみならず、バイパス管によりオイル分離器に掛かる抵抗が減る。したがって、消費電力も大幅に省かれるので空気調和機の効率も大幅に向上される。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る空気調和機の構成が概略的に示されている図1を参照して本発明の望ましい一実施の形態をより詳細に説明する。図1に示したように、本発明に係る空気調和機は圧縮機1、凝縮器2、毛細管3、蒸発器4、そして、オイル分離器7とバイパス管8で構成される。
【0014】圧縮機1は蒸発器4から出てきた冷媒を高温高圧の気体に圧縮する。凝縮器2は高温高圧の冷媒を常温の高圧液体に変化させる。凝縮器2から出てきた冷媒は毛細管3を通過して、その圧力が降下されて蒸発しやすい状態の液体となる。この低温液体状態の冷媒は蒸発器4を通過する過程で周囲の空気から熱を奪って気体に蒸発される。このように蒸発された冷媒は圧縮機1で再び高温高圧の気体に圧縮される。
【0015】一方、圧縮機1と凝縮器2との間にはオイル分離器7とバイパス管8が設けられて冷媒はオイル分離器7をバイパスする。オイル分離器7は圧縮機1の出口(downstream)の冷媒移送管9の中間の一側に設けられ、オイル回収管7aを通じて圧縮機1の入口側に設けられるアキュムレータ1aと連結される。そして、バイパス管8は本発明の特徴部であって、冷媒がオイル分離器7を経ず凝縮器2へ移送されるようにオイル分離器7に対して並列に設けられる。
【0016】このように構成され、圧縮機1で高温高圧に圧縮された冷媒は少量のオイルを含有した状態で圧縮機1から吐出される。このように吐出された冷媒はその一部はオイル分離器7に供給され、残りはバイパス管8を通じて直ちに凝縮器2に供給される。
【0017】オイル分離器7で冷媒と分離されたオイルはオイル回収管7aとアキュムレータ1aを通じて再び圧縮機1に回収される。そして、冷媒は冷媒移送管9を通じて凝縮器2に供給される。本実施の形態ではオイル回収管7aがアキュムレータ1aと連結されたことを示しているが、圧縮機1の入口側に直接連結しても差し支えない。
【0018】このような本発明によれば、圧縮機1から吐出された冷媒の一部がオイル分離器7を経ず直ちに凝縮器2に供給されるのでオイル分離器7で発生される流動抵抗が大幅に低減される。したがって、図2に示したように、バイパス8を有しない場合に比べて消費電力が低減されるようになる。
【0019】また、実際の実験の結果、バイパス管8を通じて凝縮器2に供給された冷媒に含まれたオイルによる空気調和機の性能低下は非常に少ないことがわかった。したがって、オイル分離器7のみ設けられた従来技術に比べて、図1の場合は性能は大差がなくて消費電力は大幅に低減されるので、その効率が大幅に向上される。
【0020】
【発明の効果】前記のような本発明は、バイパス管によってオイル分離器に掛かる流動抵抗が大幅に減る。したがって、性能の低下なく消費電力が大幅に省かれ、その効率が大幅に向上される長所がある。
【0021】以上では本発明の特定の望ましい実施の形態に対して図示かつ説明したが、本発明は前記した実施の形態に限らず、特許請求の範囲で請求する本発明の要旨を外れることなく該発明が属する分野で通常の知識を有する者ならば誰でも多様な変形実施が可能なことであろう。




 

 


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