JPH0225092Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 この考案は、冷凍シヨーケースや自動販売機等
に適用される冷凍機に係り、特に冷凍機に組み込
まれる圧縮機の回転数制御を行なう冷凍機の回転
数制御装置に関する。

〔考案の技術的背景とその問題点〕 一般に、この種の冷凍機は冷凍シヨーケースや
自動販売機として使用され、内部に貯蔵される食
品を冷却したり、冷凍するようになつている。冷
凍機は圧縮機、凝縮器、減圧機構および蒸発器を
順次接続して閉じた冷凍サイクルを構成し、圧縮
機の回転数を制御することにより冷凍能力が調節
されるようになつている。

従来の冷凍機は第１図に示すように構成され、
圧縮機１や凝縮器冷却用フアンモータ２は電磁開
閉器３を介して商用電源４に接続され、電磁開閉
器３が閉じることにより圧縮機１やフアンモータ
２に通電され、これらが駆動されるようになつて
いる。具体的には、圧力スイツチ５のON操作に
より、電磁開閉器３が励磁されて閉じ、圧縮機１
やフアンモータ２が起動される。

しかしながら、商用電源４を電磁開閉器３を介
して冷凍機の圧縮機１に直接入力させる場合に
は、圧縮機１への通電により、圧縮機１は第４図
に破線Ｃで示すように起動され、急速にモータ回
転数が上昇する。このため、冷媒が圧縮機１内で
寝込んだ（混入した）状態で起動されると、圧縮
機１の機内圧力が急激に低下し、液冷媒が蒸発す
る際に、オイルフオーミング現象が生じる。オイ
ルフオーミング現象が生じると潤滑油の油面が上
昇し、液圧縮による弁破損等の不具合が生じやす
い。

ところで、商用電源４を圧縮機１に直接入力す
る代りに、圧縮機１のモータ回転数制御を行なう
ために、第２図に示すように電磁開閉器３と圧縮
機１との間に、周波数制御回路（インバータ）６
を設け、圧縮機１のモータ回転数を制御するよう
にしたものがある。

この場合、周波数制御回路６には、蒸発器内空
気温度センサ７からの蒸発器温度と蒸発器内空気
設定サーモ８から予め設定された設定温度が信号
化されて入力される。周波数制御回路６は、蒸発
器温度を感知し、設定温度との差によつて周波数
を制御し、圧縮機１のモータ回転数を調節制御す
る一般的な制御方法である。

しかしながら、この制御方法による圧縮機３の
モータ回転数の調節制御は、圧縮機１の機内温度
とは無関係に、蒸発器温度を感知して行なわれる
ため、第４図に一点鎖線Ｂで示すようになり、急
速にモータ回転数が上昇する。したがつて第１図
に示すものと同様、圧縮機の起動時にオイルフオ
ーミング現象が生じ、液圧縮による弁破損等の不
具合が生じやすい。また、上記の問題を解決する
ため、例えば、実公昭52−7845号公報に示すよう
に、圧縮機の底部に貯溜した油の温度を検出し、
この油温度が低い場合、圧縮機を低速回転にさせ
る装置が考えられている。しかし、このような、
圧縮機ケース温度のみを検出して起動時の圧縮機
の回転数を制御させる場合、運転開始前の停止状
態における外気温度状態に応じ、圧縮機内の貯溜
油の温度状態は変化するため、その圧縮機内に液
冷媒が寝込んでいるか否かを適確に検知すること
は難しかつた。また、実開昭56−123979号等に示
されるように、圧縮機の起動時一定時間小容量回
転させるようにすることも考えられているが、圧
縮機内に液冷媒が寝込んでいない場合にも起動時
小容量回転させるため、コントロール運転時にお
ける再起動直後の立上がりが遅くなり所定の冷凍
能力が充分得られないといつた欠点があつた。

〔考案の目的〕

この考案は上述した点を考慮し、圧縮機起動時
のオイルフオーミングによる液圧縮を有効的かつ
確実に防止し、弁の破損や折損を有効的に防ぎ、
圧縮機をスムーズにかつ効率的に起動させ得るよ
うにした冷凍機の回転数制御装置を提供すること
を目的とする。

〔考案の概要〕 上述した目的を達成するために、この考案によ
る冷凍機の回転数制御装置は、冷媒圧縮用圧縮機
のモータ回転数を周波数制御回路により調節制御
するものにおいて、圧縮機のケース温度を検出す
る第１温度センサと冷凍機の周囲温度を検出する
第２温度センサとを前記周波数制御回路に接続
し、上記周波数制御回路は両温度センサからの検
出温度差に応じて圧縮機の起動時のモータ回転数
制御を行なうようにしたものである。

〔考案の実施例〕

以下、この考案の好ましい実施例について添付
図面を参照して説明する。

この考案において、冷凍機は冷凍シヨーケース
や食品自動販売機のように、食品を冷蔵または冷
凍貯蔵する設備に用いられ、圧縮機１０、凝縮
器、減圧機構、蒸発器を順次接続して閉じた冷凍
サイクルが構成される。冷凍機は、第３図に示す
ように50Hzあるいは60Hz用商用電源１１により運
転される。

商用電源１１は電磁開閉器１２を介して凝縮器
冷却フアン用フアンモータ１３等に電気的に接続
され、この電磁開閉器１２を閉じることにより、
各フアンモータ１３に通電されるようになつてい
る。電磁開閉器１２は圧力スイツチ１４のスイツ
チ操作により励磁され、開閉されるようになつて
いる。

一方、電磁開閉器１２は圧縮機１０に周波数制
御回路（インバータ）１６を介して電気的に接続
される。周波数制御回路１６は圧縮機１０のモー
タ回転数を調節制御するものである。この周波数
制御回路１６には蒸発器内空気温度センサ１７か
らの蒸発器温度および蒸発器内空気設定サーモ１
８からの設定温度が信号化されて入力される一
方、圧縮機ケース１０ａに取付けられた圧縮機ケ
ース温度センサ２０および冷凍機周囲温度センサ
２１から検出温度信号が入力される。このうち、
冷凍機周囲温度センサ２１は凝縮器や蒸発器の放
熱吸熱作用の影響を受けない箇所に設置される。

また、周波数制御回路１６には、圧縮機ケース
温度センサ２０および冷凍機周囲温度センサ２１
からの入力温度信号を比較し、演算する比較演算
回路を有し、その温度差信号に基いて圧縮機１０
起動時のモータ回転数を調節制御している。さら
に、周波数制御回路１６内には図示しないタイマ
ー回路が設けられており、上記温度差信号に基い
て圧縮機１０のモータ回転数を運転制御する際、
タイマ回路のタイマ作動により第４図に実線Ａで
示すように一定時間（ａ域）低回転で運転させ、
その後ｂ域で示すように正常のモータ回転数まで
上昇させるようにしたものである。

次に、この考案の作用効果について説明する。
圧力スイツチ１４のON操作により、電磁開閉器
１２を励磁させて閉じ、冷凍機に通電されるよう
になつており、冷凍機の運転が開始される。

まず、冬期等冷凍機周囲温度が低い状態におけ
る運転開始時点では、圧縮機および凝縮器等も冷
凍機周囲温度と同等の低温状態にあり、圧縮機内
には、長期間の停止により徐々に液冷媒が寝込ん
だ状態となつている。この運転開始時点のよう
な、圧縮機ケース温度と冷凍機周囲温度との温度
差が低い場合には、圧縮機１０は、第４図に実線
Ａで示されるようにモータ回転数が周波数制御回
路１６により調節制御される。この調節制御によ
り、圧縮機１０のモータは所定時間低速回転で運
転され、その間に圧縮機内に寝込んだ冷媒がスム
ーズにガス化され、オイルフオーミング現象が防
止される。一定時間経過後、周波数制御回路１６
内に組み込まれたタイマ回路により、圧縮機のモ
ータ回転数は正常回転まで上昇せしめられる。

圧縮機１０のモータ回転数が正常回転に達する
と、その回転域で冷凍機の運転が蒸発器内温度セ
ンサ１７やその空気設定サーモ１８からの信号に
より、調節制御され、冷凍機の庫内は次第に冷却
され、所定の温度に達する。庫内が所定の温度に
達した後は、冷凍機の庫内を所定温度に維持させ
るため、圧縮機１０はON−OFFされ、コントロ
ール運転に入る。圧縮機１０のコントロール運転
時において、圧縮機１０を再起動させる場合に
は、冷凍機周囲温度が低い状態においても、圧縮
機に熱容量が有るため温度低下せず、冷凍機周囲
温度に比べ圧縮機ケース温度が充分に高く、ま
た、圧縮機１０内の冷媒はガス化され、潤滑油か
ら分離されており、いわゆる冷媒の寝込みが生じ
ない。

このような圧縮機ケース温度が高く、冷凍機周
辺温度との温度差が一定以上のときは、圧縮機１
０は起動後、直ちにｂ域の運転に入るように周波
数制御回路１６により運転制御される。

この場合、周波数制御回路１６に組み込まれる
タイマ回路は作動されず、第２図に示される冷凍
機の運転制御の場合と同じように、圧縮機１０の
モータ回転数が第４図と一点鎖線Ｂで示されるよ
うに調整される。したがつて、圧縮機１０は再起
動後、短時間で所定の冷凍能力が得られる。この
ように、圧縮機は圧縮機ケース温度センサ２０と
冷凍機周囲温度センサ２１の検出温度差に応じ
て、その起動時にモータ回転数の立ち上がりが選
択される。

すなわち、圧縮器ケース温度と冷凍機周囲温度
との温度差を検出することで、この温度差が低い
状態のときは、圧縮機に液冷媒が寝込んでいる運
転開始状態と判定し、その温度差が大きいとき
は、圧縮機に液冷媒が寝込んでいないコントロー
ル運転中における再起動時と判断させることで、
圧縮機の起動時における回転数制御を行なうもの
である。

これにより、圧縮器ケース温度のみを検出して
起動時の圧縮機の回転数を制御させるものに比
べ、再起動時における圧縮機１０のモータ回転数
の調整が、適確に行えるものである。

［考案の効果］ 以上に述べたようにこの考案に係る冷凍機の回
転数制御装置は、圧縮機のケース温度を検出する
第１温度センサと冷凍機の周囲温度を検出する第
２温度センサとを周波数制御回路に接続してな
り、この周波数制御回路は両温度センサからの検
出温度差に応じて圧縮機起動時のモータ回転数制
御を行なうようにしたから、圧縮機内の冷媒寝込
み時に起動させた場合には、圧縮機のモータを低
速で回転させることにより、圧縮機内のオイルフ
オーミング現象を未然にかつ有効的に防止し、オ
イルフオーミングによる液圧縮運転を防ぐことが
でき、弁の折損や破損を生じさせることなく、圧
縮機をスムーズに起動させることができる。

また、冷凍機のコントロール運転時には、両温
度センサからの検出温度差が大きく、この大きな
温度差に応じた圧縮機の再起動が可能となる。こ
の場合には、圧縮機のモータ回転数を急速に上昇
させるように運転制御できるので、圧縮機再起動
直後に所定の冷凍能力が得られ、冷凍機を高効率
的に運転させることができ、冷凍機を高効率運転
させても圧縮機に液圧縮等による過負荷が加わる
ことがなく、しかも、圧縮機ケース温度のみを検
出して起動時の圧縮機の回転数を制御させるもの
に比べ、再起動時における圧縮機のモータ回転数
の調整が、適確に行える等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は冷凍機を駆動させる従来の電気的配線
を示す配線図、第２図は周波数制御回路を有する
冷凍機の回転数制御装置を示す配線図、第３図は
この考案に係る冷凍機の回転数制御装置の一実施
例を示す配線図、第４図は圧縮機の起動時におけ
るモータ回転数の時間変位を示すグラフである。 １０……圧縮機、１０ａ……圧縮機ケース、１
１……電源、１２……電磁開閉器、１３……フア
ンモータ、１４……圧力スイツチ、１６……周波
数制御回路、１７……蒸発器内空気温度センサ、
２０……圧縮機ケース温度センサ（第１温度セン
サ）、２１……冷凍機周囲温度センサ（第２温度
センサ）。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 冷媒圧縮用圧縮機のモータ回転数を周波数制
   御回路により調節制御する冷凍機の回転数制御
   装置において、圧縮機のケース温度を検出する
   第１温度センサと冷凍機の周囲温度を検出する
   第２温度センサとを前記周波数制御回路に接続
   し、上記周波数制御回路は両温度センサからの
   検出温度差に応じて圧縮機起動時のモータ回転
   数制御を行なうようにしたことを特徴とする冷
   凍機の回転数制御装置。 ２ 周波数制御回路は第１および第２温度センサ
   からの検出信号を比較演算する比較演算回路を
   有し、両温度センサからの温度差が所定値以下
   のとき、圧縮機を一定時間低速回転させるよう
   にした実用新案登録請求の範囲第１項に記載の
   冷凍機の回転数制御装置。 ３ 第２温度センサは冷凍機の凝縮器および蒸発
   器の放熱作用や吸熱作用を受けない箇所に設置
   された実用新案登録請求の範囲第１項に記載の
   冷凍機の回転数制御装置。