JPH02254261A - 冷凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は容量可変形圧縮機を搭載した冷凍装置に関する
。

（従来の技術及びその！１題） 通常、冷凍装置の冷媒配管径は、最大負荷時の冷媒ガス
流速が適当な値になるように選定している。従って、容
量可変形圧ｉＩＩ！ｌを搭載した冷凍装置においては、
その負荷に応じて冷媒ガス流速が変化し、低負荷運転時
は、冷媒ガス流速が遅くなり、冷媒回路中にホールドさ
れる冷凍機油の油量が増加するので、油戻り量の不足に
より圧縮機の焼付事故等を惹起するおそれがある。

冷凍装置の負荷が把握できれば、油戻り量の制御は比較
的容易であるが、負荷に応じて容量が自動的に変化する
容量可変形圧縮機を搭載した冷凍装置においては、負荷
の把握が困難であり、負荷の判別手段及び油戻り量を確
保するための手段が望まれていた。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記課題を解決するために発明されたものであ
って、その要旨とするところは、負荷に応じて容量が自
動的に変化する容量可変形圧縮機、凝縮器、絞り装置及
び蒸発器を直列に接続してなる冷凍装置において、上記
容量可変形圧縮機を所定時間その能力制御を行わずフル
ロード運転させる手段と、このフルロード運転中に低負
荷運転か否かを判断し低負荷運転であれば上記容量可変
形圧縮機を停止する手段とを備えた制御装置を設けたこ
とを特徴とする冷凍装置にある。

（作用） 本発明においては、上記構成を具えているため、容量可
変形圧縮機を所定時間フルロード運転し、このフルロー
ド運転時における負荷が所定値以上であれば、この圧縮
機を容量制御運転し、所定値以下であれば、この圧１１
ｍを停止する。

（実施例） 本発明の１実施例が第１図及び第２図！こ示さｎ７てい
る。

第１図には冷凍装置の系統図が示され、容量可変形圧縮
機３０から吐出された高温・高圧の冷媒ガスは矢印で示
すように凝縮器３１に入り、ここで凝縮液化して高圧の
液冷媒となる。この液冷媒は膨張弁等からなる絞り装置
３２に入り、ここで絞られることにより断熱膨張して気
液二相となる。次いで、この冷媒は渾発器３３に入り、
ここで蒸発気化して低温・低圧のガス冷媒となって圧縮
機３０に循環する。

圧縮機３０の容量−１′４ｎ機構が第２図に示されてい
第２図において、】はシリンダ、２はピストン、３は弁
板、４はＣＩリンダヘッド、５は吸入キャビティ、６は
吸入弁、７は吐出弁、８は吐出チャンバー、９はアンロ
ーダシリンダ、ＩＯはアンローダピストンである。

アンロ−ダシリンダ９の下端は弁板３に固定され、その
、上端はカバー２０によって掩蓋されている。

このアンローダシ１ノニ／ダ９内にアンローダピストン
１０を封密摺動自在に嵌装することによってマンローダ
ピストン１０の上方に作動室１６が、下方に室１９がそ
れぞれ限界されている。そして、この室１９は開口１８
を介してガス圧縮室１２に連通し、作動室１６はカバー
２０に穿設された絞り穴２４を介して吐出チャンバー８
に連通している。また、作動室１６は導圧管１５、弁板
３に穿設されに一通路２１を介してバイパス管３５に連
通している。

しかして、ピストン２が復動すると、冷媒ガスが吸入キ
ヤビテｘ５から弁板３に穿設された吸入通路１１を通り
、吸入弁６を押し開いてガス圧縮室１２内に吸入される
。

ピストン２が往動すると、ガス圧縮室１２内の冷媒ガス
が圧縮されて吐出弁７を押し開き、通路１３を通って吐
出チャンバー８内に入り、ここから図示しない吐出管を
経て吐出される。

一方、室１９には開口１８を介してガス圧縮室１２内の
平均圧力が作用し、作動室１６には絞り穴２４を経て吐
出チャンバー８内の吐出ガスが流入するとともにアンロ
ーダシリンダ９とアンローダピストンＩＯとの隙間を経
て高圧ガスが流入する。そして、作動室１６内のガスは
導圧管１５、通路２１、制御弁３６゜バイパス管３５を
通って圧縮機の吸入側配管に涼出する。このガスの流量
を制御弁３６によって制御することによって作動室１６
内の圧力を任意の圧力に設定できる。

かくして、アンローダピストン１０は作動室１６内の圧
力と室１９に作用するガス圧縮室ｌｚ内の平均圧力との
差に応じて上下に移動し、室１９と開口１８及びガス圧
縮室１２とによって構成されるトップクリアランスボリ
ュームが変化し、、これに伴って圧縮機３０の能力が無
段階に、しかも、連続的に変化する。

なお４．２３はアンローダピストン】Ｏの上端に巻装さ
れたシールリング、２５はピストン２に巻装されたピス
トンリング、２６はアンローダシリンダ９の下端に固着
された座金である。

制御弁３６は、第１図に示すように、コントローラ３７
からの指令によってその開度が制御される。

吸入側配管３４にはこの中を流れる冷媒の圧力又は温度
を検知するセンサ３８が取り付けられ、このセンサ３８
からの信号はコントローラ３７の比較手段３９に入力さ
れ、ここで設定手段４０に設定された設定値と比較され
て両者の偏差が算出される。この偏差は開度決定手段４
１に入力され、ここで記憶手段４２から入力された演算
手順に従って′ｕＩ御井３６の開度が決定される。なお
、記憶手段４２には偏差及びその変化率に対応して開度
の変化量を決定する演算手順（例えば、ＰＩＤ制御、テ
ーブル対比ｔｉｌＩａｌ、ファジィ制御など）が記憶さ
れている。決定された開度は出力手段４３を経て制御弁
３６に出力され、制御弁３６はこの決定された開度とな
る。

この圧縮機３０の容量制御運転が時間設定手段４４に予
め設定された時間だけ継続すると、出力手段４３より圧
縮機３０に運転停止指令が出され、圧縮機３０は時間設
定手段４４に予め設定された一定時間だけ停止する。一
定時間経過すると、圧縮機３０の運転が再開され、再開
後、時間設定手段４４に設定された時間は制御弁３６を
閉止して圧縮機３０をフルロード運転させる。

このフルロード運転によって、冷媒ガス流速を増大して
冷媒回路内にホールドされている冷凍機油を圧１１１１
３０に帰還させる。このフルロード運転中冷媒回路の低
圧圧力が低圧圧カスインチ４６のカフドアウド値よりも
高い場合は、低圧圧力スイッチ４６からの入力に基いて
判別手段４５が所定値以上の負荷であると判断し、この
判別手段４５からの指令により開度決定手段４１で決定
された開度が出力手段４３を経て制御弁３６に出力され
、以後、圧縮機３０は容量制御運転をｍ槙する。低圧圧
力が低圧圧力スイッチ４６のカントアウト値以下の場合
は、判別手段４５が低負荷運転と判断し、判別手段４５
からの指令により出力手段４３から圧１１Ｑ！３０を所
定時間停止とする旨の信号が出力される。なお、センサ
３８に代えて蒸発器３３により冷却される被冷却物の温
度を検知するセンサを用いても良い。

第３図には本発明の第２の実施例が示されている。

可変容量膨圧縮機３０とその吸入側配管３４とを連結す
るバイパス管３５には、定圧弁４７及びｔ磁弁４８が介
装され、この電磁弁４８はコントローラ３７Ａからの指
令によって開閉される。定圧弁４７は吸入側配管３４内
を流れる冷媒ガスの圧力、即ち、圧縮機３０の吸入圧力
が低下すると、その出口の圧力を一定に保つために開度
が大きくなる。そして、開度が大きくなると、作動室１
６内のガスが定圧弁４７を経て吸入側配管３４に多量に
流れて作動室１６内の圧力が低下する。この結果、作動
室１６内の圧力が室＋９内に導入される筒内平均圧力よ
り小さくなって、アンローダピストン１０が上昇し、ト
ップクリアランスボリュームが増大するので、容量可変
形圧縮機３０の能力が減少する。そして、容量可変形圧
縮機３０の能力が減少すると、その吸入圧力が上昇し、
かくして、吸入圧力即ち、定圧弁４７の出口の圧力が一
定に保たれる。

逆に、容量可変形圧縮機３０の吸入圧力が上昇すると、
定圧弁４７の関度が小さくなって、作動室１６内の圧力
が上昇する。この結果、アンローダピストン１０が下降
してトップクリアランスボリュームが減少するので圧縮
機３０の能力が増大する。

しかして、圧８１機３０の容量制御運転が時間設定手段
４４＾に予め設定された時間だけ継続すると、出力手段
４３Ａより圧縮機３０に運転停止指令が出され、圧縮機
３０は時間設定手段４４Ａに予め設定された一定時間だ
け停止する。一定時間経過すると、圧縮機３０の運転が
再開され、再開後、時間設定手段４４に設定された時間
は出力手段４３Ａからの指令により電磁弁４８を閉止し
て圧縮機３０をフルロード運転し、冷媒回路内にホール
ドされている冷凍機油を圧ｍｍ５ｏに帰還させる。以降
は第１の実施例と同様に判別手段４５Ａからの指令によ
り圧縮機３０の運転が選択される。

上記第１及び第２の実施例においては圧縮８１３０を一
定時間停止後フルロード運転しているが、定時間停止さ
せずに、所定時間運転後フルロード運転しても良い。

また、上記第１及び第２の実施例においては、トップク
リアランスポリニームを変化させることにより圧ｍｅｓ
ｉの容量を制御しているが、容量制御機構は負荷に応じ
て圧縮機の容量を自動的に変化させることができれば、
冷媒バイパス方式その他の方式であっても良い。

（発明の効果） 本発明においては、冷凍装置をその負荷を知り得ない状
況下で運転中容量可変形圧縮機を所定時間その能力制御
を行わずにフルロード運転させることにより冷媒回路内
にホールドされている冷凍機油を圧縮機に帰還させるの
で、低負蒲時の油戻り不良を解消して圧縮機の焼付きを
未然に防げる。

又、フルロード運転中に低負荷運転か否かを判別し、低
負荷運転であれば圧縮機を停止するので、動力の無駄な
消費を回避できる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の第１の実施例を示し、第１
図は系統図、第２図は圧ｗｉ機の容量制御ｎ機構を示す
縦断面図である。第３図は本発明の第２の実施例を示す
系統図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　負荷に応じて容量が自動的に変化する容量可変形圧縮
   機、凝縮器、絞り装置及び蒸発器を直列に接続してなる
   冷凍装置において、上記容量可変形圧縮機を所定時間そ
   の能力制御を行わずフルロード運転させる手段と、この
   フルロード運転中に低負荷運転か否かを判断し低負荷運
   転であれば上記容量可変形圧縮機を停止する手段とを備
   えた制御装置を設けたことを特徴とする冷凍装置。