JPH0439576A - 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） 本発明は可変容量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諜ｌ！り 冷凍負荷に応して容量が自動的に変化する可変容量形圧
縮機を搭載した冷凍装置においては、その冷凍負荷が減
少すると、可変容量形圧縮機の容量が低下し、これに伴
って冷媒回路内を循環する冷媒の循環量が低下する。こ
の結果、冷媒回路内を流れる冷媒の流速が低下し、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
、圧縮機内に貯溜された冷凍機油の油面が低下して圧縮
機の潤滑不良又はこれに基づく焼付事故等を惹起すると
いう不具合があった。

（課題を解決しようとする手段） 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、冷凍負荷に応して容量
が自動的に変化する可変容量形圧縮機を搭載した冷凍装
置において、上記圧縮機内に冷凍機油を補給する補給手
段を設けるとともにこの圧縮機内に貯溜された冷凍機油
の油面が下限油面以下に低下したときこの圧縮機を冷凍
負荷が所定値を越えるまで一旦停止させた後所定時間フ
ルロード運転させ、かつ、このフルロード運転後上記油
面が所定油面まで上昇しないときには上記補給手段を作
動させる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、可変容
量形圧縮機内に貯溜された冷凍機油の油面が下限油面以
下に低下したときにはこの圧縮機を冷凍負荷が所定値を
越えるまで一旦停止させた後、所定時間フルロード運転
する。

このフルロード運転後に油面が所定油面まで上昇しない
ときには補給手段を作動させて冷凍機油を圧縮機内に補
給する。

（実施例） 本発明の１実施例が第１図ないし第３図に示されている
。

第１図には冷凍装置の系統図が示され、可変容量形圧縮
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。この液冷媒はキャピラリチューブ、
膨張弁等からなる絞り機構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
冷媒は蒸発器３３に入り、ここで蒸発気化して低温・低
圧の冷媒ガスとなって圧縮機３０に循環する。

圧縮機３０に内臓された後述する容量可変機構の作動室
と圧縮機３０の吸入管３４とを連結するバイパス管３５
には制御弁３６が介装されている。

また、冷凍機油が貯溜されたオイルレシーバ５１は給油
管５２を介して圧縮機３０のクランクケースに連通連結
され、この給油管５２には電磁開閉弁５３が介装されて
いる。そして、このオイルレシーバ５１の気相域は均圧
管５４を介してクランクケースの気相域に連通連結され
、この均圧管５４には電磁開閉弁５５が介装されている
。

吸入管３４にはこの中を流れる冷媒の圧力又は温度、即
ち、冷凍負荷を検知するセンサ３７及び低圧圧力を検知
する低圧圧力センサ３８が取り付けられ、これらセンサ
３７及び３８の出力はコントローラ４０に入力される。

また、圧縮機３０のクランクケース内に貯溜される冷凍
機油の油面を検知するレベルセンサ３９の出力もコント
ローラ４０に入力される。そして、このコントローラ４
０からの指令により制御弁３６の開度が制御され、かつ
、圧縮８１３０の駆動用モータ３叶が起動又は停止され
、また、電磁開閉弁５３．５５が開閉されるようになっ
ている。

第３図には圧縮機３０の容量可変機構が示されている。

第３閏において、１はシリンダ、２はピストン、３は弁
板、４はシリンダヘッド、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、９はアンローダ
シリンダ、１０はアンローダピストン、２３はシールリ
ング、２５はピストンリング、２６は座金である。

アンローダシリンダ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。

このアンローダシリンダ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このアンローダ
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８に
連通している。又、作動室１６は導圧管１５、弁板３に
穿設された通路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
ャビティ５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。

室１９には開口１８を経て圧縮室１２内の冷媒ガスが流
入する。一方、作動室１６には絞り穴２４を経て吐出チ
ャンバ８内の吐出ガスが流入する。そして、作動室１６
内のガスは導圧管１５、通路２１制御井３６、バイパス
管３５を通って９入管３４に流出する。このバイパス管
３５を通るガスの流量を制御弁３６で制御することによ
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に作用
する圧力と室１９に作用する平均筒内圧力との差に応じ
て上下に移動し、この上下位置に応じて室１９及び開口
１８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の容量が連続して無
段階に変化する。

第２図にはコントローラ４０の機能ブロック図が示され
ている。

センサ３７によって検知された吸入管３４内を流れる冷
媒ガスの圧力又は温度はコントローラ４０の比較手段４
１に入力され、ここで設定手段４２から入力される設定
値と比較されることにより両者の偏差が算出される。こ
の偏差は開度決定手段４３に入力され、ここで記憶手段
４４から入力される制御ルールに従って制御弁３６の開
度が決定される。なお、記憶手段４４には偏差及びその
変化率に対応して制御弁３６の開度を決定する制御ルー
ル（例えば、Ｐ　Ｉ　Ｄ　１ｌｌｌＪ　ｍ、テーブル対
比制御、ファジー制御等）が記憶されている。決定され
た開度は出力手段４５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。

一方、レベルセンサ３９によって検知された冷凍機油の
レベルはコントローラ４０の比較手段４７に入力されて
ここで設定手段４８に予め設定された下限油面と比較さ
れる。これが下限油面を下回ると、出力手段４９を経て
圧縮機３０の駆動用モータ３０Ｍに運転停止指令が出力
され、圧縮ｌＲ３０は停止する。

圧縮機３０が停止すると、冷媒回路の低圧圧力が徐々に
上昇する。この低圧圧力は低圧圧力センサ３８によって
検知され、この出力は比較手段６１に入力されてここで
設定手段６２から入力された設定値と比較される。低圧
圧力が設定値を上回ると、比較手段６１からの指令を受
けて時間設定手段６３はこれに予め設定された一定時間
中開度決定手段４３及び出力手段４９に出力する。する
と、開度決定手段４３は制御弁３６の開度を零とする旨
を決定し、出力手段４９は圧縮機３０の運転再開指令を
出力する。かくして、圧縮機３０は一定時間フルロード
運転される。

圧縮機３０のフルロード運転によって冷媒回路内を循環
する冷媒の量が増大し、冷媒回路内を流れる冷媒の流速
が上昇するので、冷媒回路内にホールドされていた冷凍
機油は圧縮機３０内に帰還する。

一定時間が経過してフルロード運転が終了すると、開度
決定手段４３は冷凍負荷に応じた開度を決定し、圧縮機
３０は以後容量制御運転となる。

フルロード運転が終了しても、圧縮機３０内の冷凍機油
の油面が設定手段４８に予め設定された所定油面以下で
あれば、出力手段４９は電磁開閉弁５３及び５５に出力
してこれを開とする。かくして、オイルレシーバ５１は
給油管５２、均圧管５４を介して圧縮機３０のクランク
ケースと連通し、オイルレシーバ５１内に貯溜されてい
た冷凍機油が給油管５２、電磁開閉弁５３を経て圧縮機
３０のクランクケース内に補給される。

なお、上記実施例においては、吸入管３４内を流れる冷
媒の圧力又は温度をセンサ３７によって検知しているが
、これに代えて蒸発器３３の温度、冷媒の蒸発温度又は
圧力、被冷却物の温度を検知するセンサを用いても良い
。

（発明の効果） 本発明においては、冷凍負荷の減少により可変容量形圧
縮機の容量が低下し、この圧縮機内に貯溜された冷凍機
油の油面が下限油面以下に低下したとき、この圧縮機を
冷凍負荷が所定値を越えるまで一旦停止させた後、所定
時間フルロード運転させることによって冷媒回路内にホ
ールドされている冷凍機油を圧縮機に帰還させる。この
フルロード運転によっても冷凍機油の油面が所定油面ま
で上昇しないときは補給手段を作動させて冷凍機油を圧
縮機内に補給する。

かくして、圧縮機内の冷凍機油の油面の低下を阻止して
圧縮機の潤滑不良や焼付等を未然に防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の１実施例を示し、第１図
は系統図、第２図はコントローラの機能ブロック図、第
３図は容量可変機構の部分的縦断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 冷凍負荷に応じて容量が自動的に変化する可変容量形圧
   縮機を搭載した冷凍装置において、上記圧縮機内に冷凍
   機油を補給する補給手段を設けるとともにこの圧縮機内
   に貯溜された冷凍機油の油面が下限油面以下に低下した
   ときこの圧縮機を冷凍負荷が所定値を越えるまで一旦停
   止させた後所定時間フルロード運転させ、かつ、このフ
   ルロード運転後上記油面が所定油面まで上昇しないとき
   には上記補給手段を作動させる制御装置を設けたことを
   特徴とする冷凍装置。