JPH0810085B2 - 冷凍装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、圧縮機の吐出側に油回収器を備え、該油回
収器で回収した油を油冷却器で冷却して圧縮機に戻すよ
うにした冷凍装置に関し、より具体的には、前記油回収
器における油面の高レベル異常時の対策に関するもので
ある。

（従来の技術） 従来、この種油回収器における高レベル時の対策案と
して、特開平２−183766号公報で開示されたものが知ら
れている。このものは、油回収器で高レベルが検出され
たとき、冷凍装置の膨張機構を構成する電動弁等を所定
時間閉鎖することにより、圧縮機に吸い込ませる吸入ガ
ス量を極端に減らし、該圧縮機でガス欠運転を行って、
吐出ガスの温度を強制的に高め、油中に溶け込む冷媒ガ
ス量を減らして、油回収器に溜る油の体積を減少させ、
その油面を低下させるようにしたものである。このよう
に、高レベル異常を回避させるのは、油回収器の下流側
に介装される凝縮器や蒸発器等に油が滞留するのを防止
し、又、油回収器と圧縮機の吸入側との間に一般的に介
装される均圧管を通して、運転停止時に多量の油が圧縮
機の吸入側に移送され、再起動時に油圧縮を招くのを回
避する等のためである。

（発明が解決しようとする課題） しかし、上記公報記載の対策では、高レベル異常時に
直ちに圧縮機を停止するものに比べて該圧縮機の停止及
び再起動の時間ロスが節約でき、蒸発器で生成する冷水
等の温度変動を少なくできるが、圧縮機に吸い込ませる
吸入ガス量つまりは蒸発器を通過する冷媒量が極端に減
らされることになるため、該蒸発器での冷却能力はほと
んどなくなり、結局、蒸発器で生成される冷水等の温度
が変動してしまう問題が起こる。

本発明の目的は、冷媒の循環量を変えることなく、蒸
発器等の二次側機器における温度分布の乱れを殆ど無く
することができながら、油回収器での高レベル異常を回
避することができる冷凍装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） そこで、本発明では、上記目的を達成するために、圧
縮機（１）の吐出経路に油回収器（２）を備え、該油回
収器（２）の油流出口と前記圧縮機（１）の油注入口と
を結ぶ油戻し経路（３）に油冷却器（４）を介装した冷
凍装置において、前記油戻し経路（３）に、前記油冷却
器（４）における油通路の一部を側路するバイパス通路
（５）を設けると共に、前記バイパス通路（５）を開閉
する開閉手段（６）と、前記油回収器（２）に溜る油の
高レベル限界値を検出する高レベル検出手段（７）と、
この検出手段（７）で高レベルが検出されたとき前記開
閉手段（６）を所定時間にわたり開制御する開閉制御手
段（８）とを設けた。

又、上記構成において、油冷却器（４）における油通
路の一部を側路するバイパス通路（５）に代えて、油冷
却器（４）を側路するバイパス通路（50）を設けた。

更に、上記各構成で、冷凍装置の安全性をも確保する
ため、開閉手段（６）を所定時間にわたり開制御した
後、高レベル検出手段（７）で高レベルが再検出された
とき圧縮機（１）を停止する運転停止手段（９）を設け
た。

（作用） 高レベル検出手段（７）で油回収器（２）の高レベル
が検出されると、開閉制御手段（８）により開閉手段
（６）が開かれてバイパス通路（５）が開かれ、油回収
器（２）から圧縮機（１）に戻る油は、油冷却器（４）
における油通路の一部を側路して流れることになる。こ
れにより、油冷却器（４）での圧力損失が小さくなり、
戻し油の油量が増加し、油回収器（２）での油面の低下
を促進できると共に、油冷却器（４）での冷却面積が減
るため、戻し油の温度が上昇し、油中に溶け込む冷媒ガ
ス量を減少できて、油回収器（２）に溜る油の体積を減
らすことができ、油回収器（２）での油面を低下させる
ことができる。しかも、このとき、圧縮機（１）は停止
しないし、冷媒循環量も殆ど変化しないため、蒸発器等
の二次側機器での温度変動を殆ど無くすることができ
る。

又、油冷却器（４）の油通路の一部を側路するバイパ
ス通路（５）に代えて、油冷却器（４）を側路するバイ
パス通路（50）を設ける場合は、油回収器（２）での高
レベル時に、バイパス通路（50）と油冷却器（４）との
２つの経路から油が戻るため、戻し油の油量を増加で
き、油回収器（２）での油面の低下を促進できると共
に、油冷却器（４）を通過しない油が圧縮機（１）に戻
るため、戻し油の温度が上昇し、油中に溶け込む冷媒ガ
ス量を減少できて、油回収器（２）に溜る油の体積を減
らすことができ、油回収器（２）での油面を低下させる
ことができる。

更に、運転停止手段（９）による圧縮機（１）の運転
停止制御により、バイパス制御は是正できない高レベル
異常の発生時、装置の安全を図ることができる。

（実施例） 第１図に示す冷凍装置は、モータ（10）で駆動される
スクリュー式等の圧縮機（１）を備え、該圧縮機（１）
の吐出側から、デミスタ（20）をもつ油分離部（21）と
油タンク（22）とを直結した油回収器（２）、冷却水配
管（31）を配管した水冷凝縮器（30）、電動弁や感温膨
張弁等で構成する膨張機構（35）及び冷水取出管（51）
を配管した蒸発器（52）を順次接続している。又、油回
収器（２）の油流出口（23）と圧縮機（１）の油注入口
（11）とを結ぶ油戻し経路（３）には油冷却器（４）を
介装し、圧縮機（１）での潤滑やシールが良好に行える
ようにしている。更に、油回収器（２）の上部と圧縮機
（１）の吸入側との間には、圧縮機の運転停止時開く開
閉弁（12）のもつ均圧管（13）を介装している。

前記油冷却器（４）は、ジャケット（40）内に多数の
仕切体（41）を互い違いに配設して、油導入口（42）と
油取出口（43）との間に蛇行状の油通路（44）を形成し
ていると共に、水配管（45）が接続される第１ヘッダー
（46）と他側の第２ヘッダー（47）との間に、前記油通
路（44）を流れる油を冷やす冷却管（48）を介装してい
る。

尚、（14）（15）は逆止弁である。

以上の構成で、前記油冷却器（４）に前記油通路（4
4）を流れる油を途中で取出す中間取出口（49）を設け
て、該中間取出口（49）と前記油戻し経路（３）との間
に、前記油通路（44）の後半部分を側路するバイパス通
路（５）を設けると共に、前記バイパス通路（５）に、
該バイパス通路（５）を開閉する電磁弁（SV1）から成
る開閉手段（６）を介装する。

又、前記油回収器（２）に、該油回収器（２）に溜る
油の高レベル限界値を検出する高レベル検出手段（７）
と、低レベル限界値を検出する低レベル検出手段（70）
とを設ける。

更に、前記高さレベル検出手段（７）で高レベルが検
出されたとき前記開閉手段（６）を約数十秒間程度の所
定時間にわたり開制御する開閉制御手段（８）を設ける
と共に、該開閉制御手段（８）で開閉手段（６）を所定
時間にわたり開制御した後、前記高レベル検出手段
（７）で高レベルが再検出されたとき前記圧縮機（１）
を停止する運転停止手段（９）を設ける。尚、低レベル
検出手段（70）では低レベルが検出されたときには直ち
に圧縮機（１）を停止させるようにしている。

前記開閉制御手段（８）及び前記運転停止手段（９）
は、第２図に示す電気回路で構成するものであり、以下
その動作及び作用を、第３図に示したフローチャートを
併用して説明する。

通常運転時は、主電源接点（27）がオンしていると共
に、前記冷水取出管（51）に配設した冷水サーモ（23W
E）並びに、この冷水取出管（51）及び前記冷却水配管
（31）の水循環ポンプのインターロック接点（AXP）が
全てオンされており、圧縮機（１）のモータ（10）を発
停するリレー（CM）が励磁され、そのメイク接点（CM−
a1）（CM−a2）がオンされている。又、電磁弁（SV1）
は非励磁とされ、該弁は閉じられている（第３図ステッ
プ）。

この状態で、高レベル検出手段（７）で高レベルが検
出されると（ステップ）、高レベル接点（330H）がオ
ンしてリレー（330HX）が励磁され、そのメイク接点（3
30HX−a1）（330HX−a2）がオンされ、第１及び第２タ
イマ（T1）（T2）が励磁される。ここに、第１タイマ
（T1）の時限は例えば５秒に、第２タイマ（T2）の時限
はそれより長い例えば35秒に設定している。

こうして、高レベル接点（330H）がオンされてから前
記第１タイマ（T1）の励磁が５秒間継続されると（ステ
ップ）、その限時メイク接点（T1−ａ）がオンされ
て、電磁弁（SV1）が励磁され、前記パイバス通路
（５）が開かれる（ステップ）。又、高レベル接点
（330H）がオンされてから前記第２タイマ（T2）の励磁
が35秒間継続されると（ステップ）、その限時ブレー
ク接点（T2−ｂ）がオフされて、電磁弁（SV1）が非励
磁とされ、前記バイパス通路（５）が閉じられる（ステ
ップ）。尚、第１タイマ（T1）が励磁されてから５秒
以内に高レベル接点（330H）がオフした場合には、電磁
弁（SV1）は励磁されず、該弁は開かれない。極一時的
に油面が上昇する場合をバイパス制御の対象から除外す
ると共に、確実な高レベル検出を行うためである。又、
一旦、第１タイマ（T1）により電磁弁（SV1）が励磁さ
れ該弁が開かれても、高レベル接点（330H）が35秒以内
にオフした場合は、ステップからに戻って電磁弁
（SV1）はその時点で非励磁となり、閉じられる。油面
が高レベル限界値を下回り、バイパス制御の必要性が無
くなるためである。

以上により、高レベルが検出されると、バイパス通路
（５）は最大限30秒間開かれることになり、このバイパ
ス制御により、油冷却器（４）を通過する戻し油の大部
分は、油通路（44）の後半部分を通過せずに中間流出口
（49）から抜かれて圧縮機（１）に戻されることにな
る。このため、油冷却器（４）での圧力損失が小さくな
り、戻し油の油量が増加し、油回収器（２）での油面の
低下を促進できると共に、油冷却器（４）での冷却面積
が減るため、戻し油の温度が上昇し、油中に溶け込む冷
媒ガス量を減少できて、油回収器（２）に溜る油の体積
を減らすことができ、全体として油回収器（２）での油
面を迅速に低下させることができるのである。しかも、
このとき、圧縮機（１）は停止しないし、又、蒸発器
（52）を流通する冷媒循環量も殆ど変化しないため、該
蒸発器（52）で生成する冷水温度の変動を殆ど無くする
ことができるのである。

一方、高レベル接点（330H）がオンされてから第２タ
イマ（T2）の励磁が35秒間継続されて最大30秒間のバイ
パス制御を行ったにも拘らず、高レベルが解消しない場
合（ステップ）には、前記第２タイマ（T2）の限時メ
イク接点（T2−ａ）がオン動作されて、更に、例えば５
秒の時限をもつ第３タイマ（T3）が励磁され、その励磁
が５秒間継続されると（ステップ）、その限時切換接
点（T3−ｃ）が切換えられ、タイマリレー（5T）が非励
磁にされてそのブレーク接点（5T−ｂ）がオフの状態か
ら復帰させられてオンの状態に戻され、リレー（5X）が
励磁されて、そのブレーク接点（5X−ｂ）がオフされ、
圧縮機（１）のモータ（10）を発停するリレー（CM）が
非励磁にされて、圧縮機（１）の運転が停止されるので
ある（ステップ）。

又、同時に、前記第３タイマ（T3）の限時切換接点
（T3−ｃ）の切換えにより、自己保持用のリレー（330H
Z）が励磁されてそのメイク接点（330HZ−ａ）がオンさ
れ、警報用ランプ（OL1）が点灯されて、油面の高レベ
ル異常が警報されるのである。尚（3R）はランプを消灯
させるリセットスイッチである。

以上の圧縮機（１）の運転停止制御により、バイパス
制御では是正できない高レベル異常の発生時、冷凍装置
の安全が図れるのである。

ところで、第１図に示した実施例では、前記バイパス
通路（５）を油冷却器（４）の一部を側路するように設
けたが、第４図に示すように、油冷却器（４）の全体を
側路するようなバイパス通路（50）を設けてもよい。こ
の場合、バイパス通路（50）は細管等で構成し、戻し油
の一部は油冷却器（４）にも通るようにし、戻し油の温
度が異常に上昇しないようにするのが好ましい。

この場合にも、油回収器（２）での高レベル時に、第
２図及び第３図に示した制御を行うのであり、バイパス
通路（50）と油冷却器（４）との２つの経路から油が戻
るため、戻し油の油量を増加でき、油回収器（２）での
油面の低下を促進できると共に、油冷却器（４）を通過
しない油が圧縮機（１）に戻るため、戻し油の温度が上
昇し、油中に溶け込む冷媒ガス量を減少できて、油回収
器（２）に溜る油の体積を減らすことができ、油回収器
（２）での油面を迅速に低下させることができるのであ
り、又、このバイパス通路（50）によるバイパス制御で
は是正できない油面上昇がある場合には圧縮機（１）を
停止し、装置の安全性が図れるのである。

（発明の効果） 以上、本発明では、油回収器（２）での高レベル時、
バイパス通路（５又は50）による戻し油のバイパス制御
により、蒸発器等の二次側機器における温度分布の乱れ
を殆ど無くすることができながら、油回収器（２）での
高レベル異常を回避することができる。

又、運転停止手段（９）を設け、バイパス制御では是
正できない高レベル異常時、圧縮機（１）を停止するこ
とにより、装置の安全性をも確保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る冷凍装置の第１実施例を示す配管
系統図、第２図は制御部の電気回路図、第３図はその動
作を示すフローチャート、第４図は第２実施例を示す配
管系統図である。 （１）……圧縮機 （２）……油回収器 （３）……油戻し経路 （４）……油冷却器 （５）……バイパス通路 （６）……開閉手段 （７）……高レベル検出手段 （８）……開閉制御手段 （９）……運転停止手段 （50）……バイパス通路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮機（１）の吐出経路に油回収器（２）
   を備え、該油回収器（２）の油流出口と前記圧縮機
   （１）の油注入口とを結ぶ油戻し経路（３）に油冷却器
   （４）を介装した冷凍装置において、前記油戻し経路
   （３）に、前記油冷却器（４）における油通路の一部を
   側路するバイパス通路（５）を設けると共に、前記バイ
   パス通路（５）を開閉する開閉手段（６）と、前記油回
   収器（２）に溜る油の高レベル限界値を検出する高レベ
   ル検出手段（７）と、この検出手段（７）で高レベルが
   検出されたとき前記開閉手段（６）を所定時間にわたり
   開制御する開閉制御手段（８）とを設けたことを特徴と
   する冷凍装置。
2. 【請求項２】圧縮機（１）の吐出経路に油回収器（２）
   を備え、該油回収器（２）の油流出口と前記圧縮機
   （１）の油注入口とを結ぶ油戻し経路（３）に油冷却器
   （４）を介装した冷凍装置において、前記油戻し経路
   （３）に、前記油冷却器（４）を側路するバイパス通路
   （50）を設けると共に、前記バイパス通路（50）を開閉
   する開閉手段（６）と、前記油回収器（２）に溜る油の
   高レベル限界値を検出する高レベル検出手段（７）と、
   この検出手段（７）で高レベルが検出されたとき前記開
   閉手段（６）を所定時間にわたり開制御する開閉制御手
   段（８）とを設けたことを特徴とする冷凍装置。
3. 【請求項３】開閉手段（６）を所定時間にわたり開制御
   した後、高レベル検出手段（７）で高レベルが再検出さ
   れたとき圧縮機（１）を停止する運転停止手段（９）を
   備える請求項１又は請求項２記載の冷凍装置。