JPH0875274A - 冷凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡易な構成で液圧縮による圧縮機の損傷を確
実に防止できる冷凍装置を提供する。 【構成】 アキュムレータ１７内の液冷媒が所定液量以
上溜まった場合に、圧縮機１５を間欠運転する。この間
欠運転により、圧縮機１５が事実上運転されて、圧縮機
１５内のコイル温度が上昇し、圧縮機１５内のオイルの
潤滑性が増すとともに冷媒がガス化されるので液圧縮が
防止できる。また、圧縮機１５の間欠運転をすることに
より、圧縮機１５には液冷媒が多量に取り込まれること
なく、少量ずつ圧縮機１５に取り込まれるので、事実上
の液圧縮が生じることなく、アキュムレータ１７の冷媒
液位を下げることができる。従って、本発明によれば、
アキュムレータの容量を増加させず、しかも冷媒回路を
複雑にせずに、簡易な構成で液圧縮による圧縮機の損傷
を確実に防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アキュムレータ及び圧
縮機を介して冷媒回路に冷媒を循環させてなる冷凍装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、冷凍装置の一つである空気調和
機の冷媒回路は、アキュムレータ、圧縮機、室外熱交換
器、減圧器、室内熱交換器により構成されているが、こ
のうちアキュムレータでは冷媒を気液分離して、圧縮機
に液冷媒が取り込まれるのを防止している。これは液圧
縮による圧縮機の損傷を防止するためである。

【０００３】しかし、アキュムレータに多量の液冷媒が
溜まることがあり、このような場合にも圧縮機への液冷
媒の供給を防止するために、従来、種々の提案がなされ
ている。

【０００４】例えば、実公昭５８ー４３７３５号公報に
開示の技術では、アキュムレータでオーバーフローした
液冷媒を圧縮機の吐出側に導びくバイパス回路を設け、
液冷媒が圧縮機に取り込まれるのを防止している。

【０００５】また、特開昭６２ー１５８９５５号公報に
開示の技術では、アキュムレータ内の液冷媒が所定量以
上になると冷媒回路の膨脹弁の開度を調節して、循環液
量を制御している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前者の冷媒回
路にあっては、圧縮機が液冷媒を取り込むのを防止する
ために、特別のバイパス回路を必要とするために、部品
点数が増加すると共に構成が複雑になるという問題点が
ある。

【０００７】後者の場合には、アキュムレータの状態に
よって膨脹弁の開度を変化させると、冷凍装置の能力に
直接影響してしまうという問題点がある。

【０００８】特に、室内熱交換器を有する室内ユニット
と、室外熱交換器を有する室外ユニットとが分離した分
離型の空気調和機において室内ユニットと室外ユニット
とが遠く離れているために長配管となる場合には、循環
される冷媒量が多いために、アキュムレータに液冷媒が
溜まりやすくなるが、アキュムレータの容量を大きくす
ることなく圧縮機の液圧縮を確実に防止する技術が望ま
れている。

【０００９】そこで、本発明の目的は、簡易な構成で液
圧縮による圧縮機の損傷を確実に防止できる冷凍装置を
提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、第１の発明は、アキュムレータ及び圧縮機を介して
冷媒回路に冷媒を循環させてなる冷凍装置において、前
記アキュムレータ内の液冷媒が所定液量以上溜まった場
合に、圧縮機を間欠運転するものである。

【００１１】第２の発明は、アキュムレータ及び圧縮機
を介して冷媒回路に冷媒を循環させてなる冷凍装置にお
いて、前記アキュムレータ内の液冷媒が所定液量以上溜
まった場合に、圧縮機の運転能力を通常の運転能力より
低い低運転能力で運転するものである。

【００１２】第３の発明はアキュムレータ及び圧縮機を
介して冷媒回路に冷媒を循環させてなる冷凍装置におい
て、前記アキュムレータ内の液冷媒が所定液量以上溜ま
った場合に、前記アキュムレータへの冷媒流入量を制御
する制御機構を有するものである。

【００１３】

【作用】第１の発明の冷凍装置では、アキュムレータ内
に液冷媒が所定量以上溜まった場合に、圧縮機を間欠運
転するが、この間欠運転により、圧縮機が事実上運転さ
れるから圧縮機内のコイル温度が上昇して、圧縮機内の
オイルの潤滑性が増すとともに冷媒がガス化されるので
液圧縮が防止される。

【００１４】一方、間欠運転により、圧縮機に多量の液
冷媒が取り込まれることなく、少量のみが序々に圧縮機
に取り込まれるので、液圧縮を防止しつつアキュムレー
タ内の液冷媒を徐々に減らせることができる。

【００１５】従って、アキュムレータの容量を大きくし
たり冷媒回路を複雑にすることなく簡易な構成で、液圧
縮による圧縮機の損傷を確実に防止できる。

【００１６】第２の発明の冷凍装置では、アキュムレー
タ内に液冷媒が所定量以上溜まった場合に、圧縮機の能
力を低くして運転するから、第１の発明と同様に、圧縮
機内のコイル温度が上昇して、圧縮機内のオイルの潤滑
性が増すとともに冷媒がガス化されるので液圧縮が防止
される。

【００１７】更に、アキュムレータ内の液冷媒は少しづ
つ圧縮機に取り込まれて排出されるので、液圧縮を生じ
ることがなく、アキュムレータ内の液冷媒を徐々に少な
くする。

【００１８】第３の発明の冷凍装置では、アキュムレー
タ内に液冷媒が所定量以上溜まった場合に、アキュムレ
ータへの冷媒流入量を少なくし、液冷媒のオーバーフロ
ーを防止しているので液冷媒がそのまま圧縮機に取り込
まれるのを防止する。

【００１９】従って、アキュムレータの容量を大きくし
たり冷媒回路を複雑にすることなく簡易な構成で、液圧
縮による圧縮機の損傷を確実に防止できる。

【００２０】

【実施例】以下に、添付図面を参照して本発明の実施例
を詳細に説明するが、まず、第１の実施例について説明
する。

【００２１】図１は、第１の実施例による分離型の空気
調和機（冷凍装置）１の冷媒回路を示したもであり、空
気調和機１は、室外ユニット３と室内ユニット５とから
構成されている。室内ユニット５には送風機６と室内熱
交換器７とが配置されており、冷媒により熱交換された
風を室内に送風するようになっている。

【００２２】室外ユニット３には、室外熱交換器１１
と、この室外熱交換器１１に風を送風するファン１３と
が配置されており、室外ユニット３を外気と熱交換する
ようになっている。更に、室外ユニット３には、冷媒回
路を形成する圧縮機１５、アキュムレータ１７、四方弁
１９、膨脹御弁２０とが設けられている。

【００２３】室内ユニット５と室外ユニット３とは、そ
れぞれ、開閉弁２１、２２に接続管２４を接続して連結
されている。開閉弁２１、２２には室内ユニット５の冷
媒管の端部に設けられたニップル２６が連結されるよう
になっている。

【００２４】室内ユニット５と室外ユニット３とを結ぶ
接続管２４は、室内ユニット５と室外ユニット３とが離
れて位置するために、例えば、１階と３階や同階の隅か
ら隅に亘って位置するために、長い距離を有し、いわゆ
る長配管の構成となっている。このように、配管が長配
管になると、冷媒回路を循環する冷媒の量もそれだけ多
く必要とされるためアキュムレータ１７の容量も大きい
ものが要求されるが、本実施例では長配管であってもア
キュムレータ１７の容量を特に大きくせずに、装置の小
型化と簡易化が図られている。

【００２５】圧縮機１５は、制御装置２７によりその駆
動が制御されている。この制御装置２７は、アキュムレ
ータ１７に設けられた検知機構２９（後述する）に連結
されており、アキュームレータ１７内の液冷媒量が所定
量以上になると、圧縮機の間欠運転をおこなうように圧
縮機の運転を制御している。

【００２６】ここで、圧縮機の間欠運転について説明す
る。

【００２７】圧縮機の間欠運転とは、寸動運転を繰り返
すもので、所定時間である数秒間Ａだけ運転した後、次
の所定時間である数秒間Ｂの間運転を停止させるもの
で、この運転時間Ａと停止時間Ｂとを繰り返しておこな
うものである。

【００２８】運転時間Ａ秒は、好ましくは３乃至７秒で
あり、停止時間Ｂ秒は、好ましくはＡ秒より多く、５乃
至９秒である。

【００２９】間欠運転は、数秒Ａ間運転した後、数秒Ｂ
間運転を停止する動作を複数回、好ましくは、５乃至１
０回繰り返しておこなう。

【００３０】このような間欠運転の時間は、圧縮機の容
量、アキュムレータの容量等の条件により適当にその時
間が決定される。

【００３１】アキュムレータ１７は、図２に示すよう
に、ケース３０の上部に冷媒入口３１が形成されてお
り、ここからスクリーン３３を介して冷媒が導入され、
導出管３５からガス冷媒が圧縮機１５へ導出されるよう
になっている。

【００３２】このアキュムレータ１７には、ケース３０
の下方に溜められた液冷媒のレベルを検知する検知機構
２９が設けられており、この検知機構２９の検知信号は
上述の制御装置２７に送られるようになっている。この
検知機構２９は、図２に示すように、下端の液レベルを
検知する第１検知器３７ａと、上端の液レベルを検知す
る第２検知器３７ｂとから構成されており、第２検知器
３７ｂが液レベルを検知して制御装置２７に検知信号を
発すると、制御装置２７は圧縮機１５の間欠運転をおこ
なうものである。

【００３３】次に、本実施例の作用について説明する。

【００３４】冷房運転の場合には、図１中に実線矢印で
示すように、冷媒が圧縮機１５から四方弁１９、室外熱
交換器１１、膨脹弁２０、室内ユニット５の室内熱交換
器７、四方弁１９及びアキュムレータ１７を経て圧縮機
１５に戻される。

【００３５】一方、暖房運転の場合には、破線矢印で示
すように、冷媒は圧縮機１５、四方弁１９、室内ユニッ
ト５内の室内熱交換器７、膨脹弁２０、室外ユニット３
の熱交換器１１、四方弁１９、アキュムレータ１７を経
て圧縮機１５に戻される。アキュムレータ１７では、冷
媒入口３１から導入された冷媒が気液分離され、気体冷
媒（ガス冷媒）のみを導出管３５を介して圧縮機１５に
導出して、圧縮機１５で液圧縮が生じるのを防止してい
る。

【００３６】ところで、接続管２４が長く冷媒量が多い
長配管等では、必要な冷媒量も多くなり、アキュムレー
タの液レベルがオーバーフローの液位まで達しやすくな
るが、冷媒液量が第２検知器３７ｂにまで達すると、第
２検知器３７ｂが検知信号を制御装置２７に発信し、制
御装置２７ではこの検知信号を受けて、圧縮機１５を間
欠運転させる。

【００３７】即ち、図３に示すように、制御装置２７で
は、ステップＳ１でアキュムレータ１７における第２検
知機３７ｂの液面スイッチがＯＮ（オン）されたか否か
が判断される。液面スイッチがＯＮされると、ステップ
Ｓ２で圧縮機１５を間欠運転する。一方、第２検知機３
７ｂの液面スッチがＯＮされていない場合には、ステッ
プＳ３で通常運転をおこなう。

【００３８】このような間欠運動をおこなうことによっ
て、圧縮機１５内のコイルが励磁されるのでその温度が
上昇して、圧縮機１５内のオイルの潤滑性が増すととも
にコイル温度の上昇により冷媒がガス化されるので、ア
キュムレータ１７内の液量が減り、冷媒のオーバフロー
による液圧縮が防止される。

【００３９】また、圧縮機１５の間欠駆動により、アキ
ュムレータ１７内の液冷媒は、多量に取り込まれること
なく、液圧縮を生じない程度に少量ずつが圧縮機１５に
取り込まれるから、液圧縮による圧縮機１５の損傷が生
じることなく、アキュムレータ内の液冷媒を序々に少な
くできる。

【００４０】間欠運転の結果、アキュムレータ１７内の
液量が減るので、第２検知器３７ｂが液面を検知しなく
なり、圧縮機１５を通常運転にする。

【００４１】次に、本発明の第２及び第３の実施例につ
いて説明する。

【００４２】第２の実施例では、上述した第１の実施例
の、制御装置２７が行う制御方法が異なり、アキュムレ
ータ内の液冷媒が所定液量以上になった場合に本実施例
では、圧縮機の運転能力を通常の運転能力より低い低運
転能力で運転する。低運転能力では、通常の運転能力の
１０％乃至５０％で運転するのが好ましく、例えば、通
常の運転周波数を６０Ｈz とすれば、２０Ｈz で運転す
る。このように圧縮機１５を低運転能力で運転すること
によって、その能力は低いものの運転されているから、
第１の実施例と同様に、圧縮機１５内のコイル温度が上
昇して、圧縮機内のオイルの潤滑性が増すとともに冷媒
がガス化されるので液圧縮を防止できる。

【００４３】更に、アキュムレータ１７内の液冷媒は少
量ずつ圧縮機１５に取り込まれので、液圧縮による圧縮
機の損傷を生じることがなく、アキュムレータ内の液冷
媒を徐々に少なくすることができる。

【００４４】従って、この第２実施例においても第１の
実施例と同様に、冷媒回路を複雑にすることなく簡易な
構成で液圧縮による圧縮機の損傷を確実に防止できる。

【００４５】第３の実施例では、図５に示すように、ア
キュムレータ１７と四方弁１９との間に、開閉弁４３を
設け、この開閉弁４３と並列に冷媒流量を絞る絞り４４
を設けている。制御装置２７はアキュムレータ１７から
の液面検知信号を受けると、開閉弁４３を閉じて、冷媒
を絞り４４に流してアキュムレータ１７に流入する流量
を絞る構成となっている。

【００４６】即ち、この第３の実施例ではアキュムレー
タ１７内に液冷媒が所定量以上溜まった場合に、アキュ
ムレータ１７への冷媒流入量を制御し、アキュムレータ
１７内の液冷媒の増加を防止する。これにより、アキュ
ムレータ１７から液冷媒がオーバーフローしてそのまま
圧縮機に取り込まれるのを防止できる。

【００４７】この第３の実施例では、制御装置２７は圧
縮機１５の運転を制御することなく、単に、アキュムレ
ータ１７から液面検知信号を受けた場合に、開閉弁４３
を開閉するという簡単な構成で、圧縮機の液圧縮を防止
する。

【００４８】尚、アキュムレータ１７への冷媒流量を制
御する方法としては、図６に示すように、アキュムレー
タ１７内のフロート３９が冷媒入口３１に係合して冷媒
入口の開口面積を制御する絞り部材４１を備えるもので
あってもよい。この場合には、冷媒液面の上昇に伴って
冷媒入口３１から流入される冷媒量を減らすので、制御
装置２７や検知機構２９を必要としないため、更に簡易
な構成で液圧縮機による圧縮機の損傷を確実に防止でき
る。

【００４９】本発明は、上述した実施例に限定されず、
本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。

【００５０】例えば、アキュムレータ１７における液冷
媒のレベル検知は、図４に示すように、フロート３７に
より所定の液レベルを検知するものであっても同様な効
果をえることができる。

【００５１】

【発明の効果】第１の発明の冷凍装置では、アキュムレ
ータ内に液冷媒が所定量以上溜まった場合に、圧縮機を
間欠運転する構成であるから、この間欠運転により、圧
縮機内のコイル温度が上昇し、オイルの潤滑性が増すと
ともに冷媒がガス化され液圧縮が防止できる。

【００５２】また、圧縮機の間欠運転をすることによ
り、液冷媒が少量ずつ圧縮機に取り込まれるので、液圧
縮が生じることなくアキュムレータ内の冷媒液位を下げ
ることができる。

【００５３】従って、第１の発明によれば、アキュムレ
ータの容量を増加させず、しかも冷媒回路を複雑にせず
に、簡易な構成で液圧縮による圧縮機の損傷を確実に防
止できる。

【００５４】第２の発明の冷凍装置では、アキュムレー
タ内に液冷媒が所定量以上溜まった場合に、圧縮機はそ
の能力を低くして運転されるから、第１の発明と同様
に、圧縮機内のコイル温度が上昇して、圧縮機内のオイ
ルの潤滑性が増すとともに冷媒がガス化されるので液圧
縮が防止できる。

【００５５】更に、アキュムレータ内の液冷媒は少しづ
つ圧縮機に取り込まれるので、液圧縮による圧縮機の損
傷を生じることがなく、アキュムレータ内の冷媒液位を
下げることができる。

【００５６】従って、第２の発明によれば、アキュムレ
ータの容量を増加させず、しかも冷媒回路を複雑にせず
に、簡易な構成で液圧縮による圧縮機の損傷を確実に防
止できる。

【００５７】第３の発明の冷凍装置では、アキュムレー
タ内に液冷媒が所定量以上溜まった場合に、アキュムレ
ータへの冷媒流入量を制御しているから、アキュムレー
タ内の液冷媒の増加を防止することによって、アキュム
レータから液冷媒がオーバーフローしてそのまま圧縮機
に取り込まれることがない。

【００５８】従って、第３の発明によれば、アキュムレ
ータの容量を増加させず、しかも冷媒回路を複雑にせず
に、簡易な構成で液圧縮による圧縮機の損傷を確実に防
止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による空気調和機の冷媒回路図
である。

【図２】図１に示すアキュムレータの断面図である。

【図３】図１に示す制御装置の制御フローを示すフロー
チャートである。

【図４】アキュムレータの変形例を示す断面図である。

【図５】本発明の他の実施例による空気調和機の冷媒回
路図である。

【図６】他の実施例にかかるアキュムレータの断面図で
ある。

【符号の説明】

１ 空気調和機 １５ 圧縮機 １７ アキュムレータ ２７、４５ 制御装置 ２９ 検知機構 ４３ 開閉弁 ４４ 絞り

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アキュムレータ及び圧縮機を介して冷媒
   回路に冷媒を循環させてなる冷凍装置において、前記ア
   キュムレータ内の液冷媒が所定液量以上溜まった場合
   に、圧縮機を間欠運転することを特徴とする冷凍装置。
2. 【請求項２】 アキュムレータ及び圧縮機を介して冷媒
   回路に冷媒を循環させてなる冷凍装置において、前記ア
   キュムレータ内の液冷媒が所定液量以上溜まった場合
   に、圧縮機の運転能力を通常の運転能力より低い低運転
   能力で運転することを特徴とする冷凍装置。
3. 【請求項３】 アキュムレータ及び圧縮機を介して冷媒
   回路に冷媒を循環させてなる冷凍装置において、前記ア
   キュムレータ内の液冷媒が所定液量以上溜まった場合
   に、前記アキュムレータへの冷媒流入量を制御する制御
   機構を有することを特徴とする冷凍装置。