JPH0921569A - 冷凍機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷媒と潤滑油とが圧縮機内で二層分離したと
きに、この二層分離を解消することができる冷凍機を提
供する。 【解決手段】 圧縮機１から延びている吐出用配管５と
圧縮機１の油溜まり部３の底部３Ａとを接続するバイパ
ス配管２と、バイパス配管２に設けられた電磁弁６と、
二層分離したときに電磁弁６を開ける一方、二層分離し
ないときに電磁弁６を閉じる弁開閉手段１０とを備え
た。二層分離したときに電磁弁６を開けて、圧縮機１の
油溜まり部３の底部３Ａに溜まっている冷媒をバイパス
配管２から吐出用配管５に流し、圧縮機内の冷媒量を減
少させて二層分離を解消する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、冷媒との相溶性
が実質的に無くて冷媒よりも比重が小さい油を圧縮機の
潤滑油として使用する冷凍機に関し、詳しくは圧縮機内
での冷媒と油との二層分離を解消することができる冷凍
機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、冷媒に対して相溶性の無い油を冷
凍機に使用する場合、図８(Ａ)に黒い点で示したよう
に、油中に所定の冷媒分率以上の冷媒が溶解すると、油
と冷媒とが二層に別れる二層分離が発生する。そして、
このとき、（冷媒の比重）＞（油の比重）であるなら
ば、下層は油濃度がきわめて低い冷媒リッチ層になる。

【０００３】二層分離が発生する運転モードとしては、
起動(寝込み起動)や発停やデフロスなどと言った過渡的
に液バックが生じるモードがある。そして、冷凍機の圧
縮機の油溜まり部で二層分離が生じると、条件によって
は図８(Ｂ)に示すように、二層分離面Ｄが給油口Ｓを越
える。すると、給油口Ｓからは油が吸い込まれずに、下
層の液冷媒リッチ層Ｒの冷媒が給油口Ｓから吸い込まれ
て圧縮機Ｃの摺動部に供給される。すると、圧縮機Ｃの
潤滑不良が発生して、摺動部摩擦や焼付が生じる問題が
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明の目
的は、冷媒と潤滑油とが圧縮機内で二層分離したとき
に、この二層分離を解消して摺動部摩擦や焼き付きを防
止することができる冷凍機を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、冷媒よりも比重が小さく、か
つ、上記冷媒との相溶性が実質的に無い油を圧縮機１の
潤滑油として用いている冷凍機において、冷媒と潤滑油
とが圧縮機１内で二層に分離していることを検出する二
層分離検出手段８と、圧縮機１に連なる冷媒回路の冷媒
用配管５,１１,１６と上記圧縮機１の油溜まり部３の底
部３Ａとを接続するバイパス配管２と、上記バイパス配
管２に設けられたバイパス弁６と、上記二層分離検出手
段８が上記二層分離を検出したときに上記バイパス弁６
を開ける一方、上記二層分離検出手段８が上記二層分離
を検出しないときに上記バイパス弁６を閉じるバイパス
弁開閉手段１０とを備えたことを特徴としている。

【０００６】請求項１の発明によれば、上記バイパス弁
開閉手段１０は、上記二層分離検出手段８が二層分離を
検出したときに上記バイパス弁６を開ける。すると、上
記圧縮機１の油溜まり部３の底部３Ａに溜まっている冷
媒が上記バイパス配管２を通って冷媒回路の冷媒用配管
５に流れる。従って、圧縮機底部３での二層分離面が低
下する。また、圧縮機１内の冷媒量が減少するから、二
層分離が解消される。したがって、圧縮機１の潤滑不足
や焼付を防止することができる。なお、高圧ドームタイ
プの圧縮機では、冷媒は油溜り部の底部から冷媒用配管
に圧力差により自動的に供給される。低圧ドームタイプ
の圧縮機ではポンプが使用される。

【０００７】また、請求項２の発明は、冷媒よりも比重
が小さく、かつ、上記冷媒との相溶性が実質的に無い油
を圧縮機１の潤滑油として用いている冷凍機において、
冷媒と潤滑油とが圧縮機１内で二層に分離していること
を検出する二層分離検出手段２１と、上記二層分離検出
手段２１の出力に基づき、上記二層分離検出手段２１が
二層分離を検出したときから、上記二層分離検出手段２
１が二層分離を検出しなくなった後まで上記圧縮機１を
連続運転させる圧縮機連続運転手段２３とを備えたこと
を特徴としている。

【０００８】請求項２の発明によれば、上記圧縮機連続
運転手段２３は、上記二層分離検出手段２１が二層分離
を検出したときに上記二層分離検出手段２１が二層分離
を検出しなくなる後まで上記圧縮機１を連続運転させ
る。圧縮機１を発停させずに連続運転させることによっ
て、圧縮機１から冷媒を吐出させて圧縮機１内の冷媒量
を減少させることができる。従って、圧縮機１内の二層
分離を解消し、圧縮機１の底に冷媒が溜まることを防止
できるから、圧縮機１の潤滑不足や焼き付きを防止でき
る。

【０００９】また、請求項３の発明は、冷媒よりも比重
が小さく、かつ、上記冷媒との相溶性が実質的に無い油
を圧縮機１の潤滑油として用いている冷凍機において、
外気温度を検出する外気温センサ３１と、上記外気温セ
ンサ３１から上記外気温度を表す信号を受けて、上記外
気温度が低いほど、圧縮機１の起動時に上記圧縮機１を
長く連続運転させる圧縮機連続運転手段３３とを備えて
いることを特徴としている。

【００１０】請求項３の発明によれば、上記圧縮機連続
運転手段３３は、外気温センサ３１から外気温度を表す
信号を受けて、上記外気温度が低いほど、圧縮機１の起
動時に圧縮機１を長く連続運転させる。この連続運転に
よって、圧縮機１内の冷媒量を減少させて、二層分離を
解消することができる。また、外気温度が低いほど冷媒
温度が低くて二層分離し易くなるので、外気温度が低い
ほど連続運転時間を長くすることによって、二層分離の
解消を十分に行うことができる。

【００１１】また、請求項４の発明は、冷媒よりも比重
が小さく、かつ、上記冷媒との相溶性が実質的に無い油
を圧縮機１の潤滑油として用いている冷凍機において、
外気温度を検出する外気温センサ４２と、上記外気温セ
ンサ４２から上記外気温度を表す信号を受けて、上記外
気温度が低いほど、発停運転時での膨張弁１５の開度を
非発停運転時での膨張弁１５の開度に比べて小さくする
膨張弁制御手段４５とを備えたことを特徴としている。

【００１２】請求項４の発明によれば、上記膨張弁制御
手段４５は、上記外気温センサ４２から外気温度を表す
信号を受けて、上記外気温度が低いほど、発停運転時で
の膨張弁１５の開度を非発停運転時での膨張弁１５の開
度に比べて小さくする。膨張弁１５を絞ることによっ
て、過熱度が高くなって、冷媒温度が高くなり、冷媒に
潤滑油が溶けやすくなる。また、膨張弁１５を絞ること
によって、圧縮機１に帰ってくる液冷媒の量も減る。し
たがって、圧縮機１内での二層分離を解消でき、圧縮機
１の潤滑不足を防ぐことができる。

【００１３】また、請求項５の発明は、冷媒よりも比重
が小さく、かつ、上記冷媒との相溶性が実質的に無い油
を圧縮機１の潤滑油として用いている冷凍機において、
冷媒と潤滑油とが圧縮機１内で二層に分離していること
を検出する二層分離検出手段５１と、上記二層分離検出
手段５１の出力に基づき、上記二層分離検出手段５１が
二層分離を検出したときに、圧縮機１を駆動する電源の
駆動周波数を二層分離を検出しなかったときの駆動周波
数よりも上昇させて、上記二層分離検出手段５１が上記
二層分離を検出しなくなるまで、上記上昇させた駆動周
波数で圧縮機１を連続運転する圧縮機制御手段５５とを
備えていることを特徴としている。

【００１４】請求項５の発明によれば、上記圧縮機制御
手段５５は、上記二層分離検出手段５１が上記二層分離
を検出したときに、二層分離を検出しないときよりも、
圧縮機１を駆動する電源の駆動周波数を上昇させて、上
記上昇させた駆動周波数で圧縮機１を連続運転させる。
この上昇させた駆動周波数での圧縮機１の連続運転によ
って、圧縮機１内の冷媒を早く排出することができる。
従って、圧縮機１内の二層分離を早く解消することがで
きる。したがって、圧縮機１に冷媒のみが供給されるこ
とを防いで、圧縮機１の潤滑不足や焼き付きを防ぐこと
ができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明を図示の形態例に
より詳細に説明する。

【００１６】〔第１例〕図１（Ａ)に、この発明の冷凍
機の第１例の制御系の基本構成を示す。また、図２(Ａ)
に、この第１例の圧縮機１回りの構成を示す。この第１
例の冷凍機は、圧縮機１の潤滑油として、冷媒よりも比
重が小さく、かつ、上記冷媒との相溶性が実質的に無い
油を圧縮機１の潤滑油として使用している。なお、上記
圧縮機１は、モータＭとこのモータＭによって駆動され
る駆動部Ａと、この駆動部Ａに油を供給するための給油
口１Ａとを有している。

【００１７】図２(Ａ)に示すように、この第１例は、バ
イパス配管２Ａを備えている。このバイパス配管２Ａ
は、圧縮機１の油溜まり部３の底部３Ａと圧縮機１から
延びている吐出配管５とを接続している。また、このバ
イパス配管２Ａには、バイパス弁としての電磁弁６が設
けられている。また、この電磁弁６の下流側には流量調
節用キャピラリ７が設けられている。なお、１１は吸入
配管であり、１２はアキュムレータである。また、Ｌ１
は油リッチ層であり、Ｌ２は液冷媒リッチ層である。

【００１８】また、図１(Ａ)に示すように、この第１例
は、制御系として二層分離検出部８とバイパス回路電磁
弁制御回路１０とを備えている。上記二層分離検出部８
は、圧縮機１内の二層分離を検出するものである。そし
て、上記バイパス回路電磁弁制御回路１０は、上記二層
分離検出部８が二層分離を検出すると上記電磁弁６を開
ける一方、二層分離検出部８が二層分離を検出しないと
きに電磁弁６を閉じる。

【００１９】上記構成の冷凍機は、図３下段左に一点鎖
線で示すように、起動時に圧縮機１の給油口１Ａでの油
濃度が低下して二層分離が発生すると、上記二層分離検
出部８が二層分離を検出する。すると、上記電磁弁制御
回路１０が電磁弁６を開けて、上記バイパス配管２を連
通させる。すると、このバイパス配管２を通って、圧縮
機１の油溜まり部３の底部３Ａから吐出配管５に冷媒が
流れる。すると、上記油溜まり部３での冷媒が少なくな
り、図３下段左に一点鎖線で示すように、給油口１Ａで
の油の濃度が急速に上昇して、冷媒の溶解域に達して二
層分離が解消される。上記一点鎖線で示したこの例での
油濃度推移と、図３下段左に破線で示した従来例の油濃
度推移とを比較すれば分かるように、この例によれば、
二層分離が発生してから解消させるまでの時間を従来例
に比べて５分の１以下にすることができる。したがっ
て、この例によれば、起動時の二層分離を速やかに解消
することができる。従って、給油口１Ａから冷媒が吸い
込まれることを防止でき、圧縮機１の摺動部の摩耗や焼
き付きを防止することができる。

【００２０】図３上段は、上記起動時の圧縮機内の油温
の推移を示している。一点鎖線はこの例での油温の推移
を示しており、破線は従来例での油温の推移を示してい
る。また、図３上段の実線は、圧縮機１の高圧ドーム内
の圧力によって決まる冷媒の飽和温度の推移を示してい
る。図３上段を参照しても分かるように、一点鎖線で示
したこの例の油温は、起動後２分以下で冷媒飽和温度を
越えるのに対して、破線で示した従来例の油温は起動後
１０分経過しないと冷媒飽和温度を越えることができな
かった。

【００２１】この例によれば、圧縮機１の油溜り部３に
溜まった液冷媒を物理的に冷媒循環系内に排出するか
ら、単に二層分離を回避できるのみならず、起動時の冷
媒循環系内の冷媒不足を解消でき、圧縮機１のウォーム
アップを促進できる。したがって、速暖性を向上させる
ことができる利点がある。

【００２２】なお、この例では、圧縮機１として高圧ド
ームタイプを使用したので、油溜まり部３の底部から配
管５に圧力差によって自動的に冷媒を供給できたが、圧
縮機１を低圧ドームタイプにした場合にはポンプが使用
される。また、この第１例では、図２(Ａ)に示すよう
に、バイパス配管２を吐出配管５に接続したが、図２
(Ｂ)に示すように、バイパス配管２‐Ｂを熱交換器１３
と膨張弁１５とを接続している液ライン１６に接続して
もよい。さらには、図２(Ｃ)に示すように、アキュムレ
ータ１２に接続されている吸入配管１１にバイパス配管
２‐Ｃを接続してもよい。

【００２３】〔第２例〕次に、図１（Ｂ)にこの発明の
冷凍機の第２例の制御系の構成を示す。尚、この第２例
の圧縮機および圧縮機回りの配管の構成は、図２(Ａ)に
示したバイパス配管２を備えていない点だけが第１例と
異なっている。したがって、この第２例は、制御系の構
成について重点的に説明する。

【００２４】図１(Ｂ)に示すように、この第２例は、制
御系の構成として、二層分離検出部２１と通常制御回路
２２と二層分離対策制御回路２３とを備えている。この
二層分離対策制御回路２３が圧縮機連続運転手段を構成
している。

【００２５】上記二層分離検出部２１は、冷媒と潤滑油
とが圧縮機１内で二層に分離していることを検出する。
また、上記二層分離対策制御回路２３は、二層分離検出
部２１からの出力に基づいて、二層分離検出部２１が上
記二層分離を検出したときに、圧縮機１を連続運転さ
せ、この連続運転を上記二層分離検出部２１が二層分離
を検出しなくなった時刻ｔ₁からさらにΔｔ時間だけ経
過した時刻まで続ける。

【００２６】上記構成の冷凍機は、図４下段左に示すよ
うに、起動時に、給油口１Ａでの油の濃度が低下して二
層分離が発生すると、二層分離検出部２１が上記二層分
離を検出する。すると、上記二層分離対策制御回路２３
は、上記二層分離検出部２１から上記二層分離が発生し
たことを表す信号を受けて、圧縮機１を連続運転する。
この連続運転の継続時間は二層分離が解消される時刻ｔ
₁からさらにΔｔ時間だけ経過した時刻(起動開始時刻か
ら１０分目)まで続けられる。

【００２７】このように、この例によれば、起動時に二
層分離が発生すると圧縮機１を発停運転させずに圧縮機
１を強制的に連続運転させる。このことによって、圧縮
機１内から冷媒を速やかに排出することができる。した
がって、圧縮機１内の冷媒濃度を速やかに減少させて二
層分離を解消することができ、給油口１Ａでの油の濃度
を上昇させることができる。したがって、圧縮機１の潤
滑不足を未然に防止できる。

【００２８】また、この連続運転は、圧縮機１の駆動周
波数を６０Ｈｚに設定している。この６０Ｈｚの駆動周
波数は、図４上段に破線で示したように、この圧縮機１
の標準の駆動周波数４０Ｈｚに比べて２０Ｈｚだけ高い
周波数である。このように、圧縮機１を標準よりも高い
周波数で駆動することによって、圧縮機１から冷媒をよ
り速やかに排出することができる。したがって、より速
やかに二層分離を解消することができる。

【００２９】また、この例によれば、従来例の冷媒配管
系統を複雑化させることなく、制御系統の変更だけで、
二層分離を回避することができるから、コストアップを
招くことなく圧縮機の信頼性を向上させることができ
る。

【００３０】なお、図４上段に一点鎖線で示したのは圧
縮機１内での油温であり、実線で示したのはドーム内圧
力で決まる冷媒の飽和温度である。時刻ｔ１において、
油温が飽和温度に達している。

【００３１】〔第３例〕次に、図１(Ｃ)にこの発明の冷
凍機の第３例の制御系の構成を示す。この第３例の圧縮
機および圧縮機回りの配管の構成は、図２(Ａ)に示した
バイパス配管２を備えていない点だけが第１例と異なっ
ている。したがって、この第３例は、制御系の構成につ
いて重点的に説明する。

【００３２】図１(Ｃ)に示すように、この第３例は、制
御系の構成として、外気温センサ３１と運転モード検出
部３２と連続運転時間算出部３３と二層分離対策制御回
路３４と通常制御回路３５を備えている。上記外気温セ
ンサ３１は外気温度を検出して、この外気温度を表す信
号を連続運転時間算出部３３に出力する。また、上記運
転モード検出部３２は、この冷凍機が冷房運転および暖
房運転のいずれを行っているのかを検出して、この検出
を表す運転検出信号を連続運転時間算出部３３に出力す
る。そして、上記連続運転時間算出部３３は、上記外気
温センサ３１からの信号と上記運転検出信号とを受け
て、上記圧縮機１を連続運転させる時間Ｔを算出する。
この算出において、上記外気温度が低いほど連続運転時
間Ｔを長く設定し、また、冷房運転時よりも暖房運転時
に上記連続運転時間Ｔを長く設定する。そして、この算
出部３３は、算出した連続運転時間Ｔを表す信号を二層
分離対策制御回路３４に出力する。すると、対策制御回
路３４は、上記連続運転時間Ｔだけ圧縮機１を連続運転
して、圧縮機１内で発生した二層分離を無くすることが
できるようにする。たとえば、上記連続運転時間Ｔを外
気温度に応じて図６に示すように設定し、この設定した
運転時間を冷房運転時であるのか暖房運転時であるのか
に応じて修正を加えるようにしてもよい。

【００３３】そして、この対策制御回路３４は、上記連
続運転が終了したときに、連続運転が終了したことを表
す信号を通常制御回路３５に出力する。すると、この通
常制御回路３５は、圧縮機１の発停を含んだ通常の圧縮
機制御を実行する。

【００３４】この例によれば、連続運転時間算出部３３
は、外気温度と冷暖運転モードに対応して、二層分離を
解消できるような圧縮機連続運転時間Ｔを設定するか
ら、圧縮機１の潤滑不足を解消して摩耗や焼付を防止す
ることができる。

【００３５】また、この例によれば、従来例の冷媒配管
系統を複雑化させることなく、制御系統の変更だけで、
二層分離を回避することができるから、コストアップを
招くことなく圧縮機の信頼性を向上させることができ
る。

【００３６】〔第４例〕次に、この発明の第４例の制御
系の構成を図１（Ｄ)に示す。この第４例は、発停モー
ド判断部４１と外気温度センサ４２と通常膨張弁制御回
路４３と発停時膨張弁制御回路４５を備えている。ま
た、この第４例の冷媒循環系は、第２例と同じ圧縮機１
および圧縮機１回りの冷媒配管を備えている。さらに、
この例の冷媒循環系は、図２(Ｂ)に示すように圧縮機１
に接続されている熱交換器１３と、この熱交換器１３に
接続されている電動膨張弁１５を備えている。

【００３７】上記構成の冷凍機は、まず、上記発停モー
ド判断部４１が冷凍機が発停モードであるか否かを判断
する。そして、この発停モード判断部４１が、冷凍機が
発停モードでなくて通常運転モードであると判断したと
きには、発停モード判断部４１は、上記通常膨張弁制御
回路４３に通常運転モード信号を出力する。すると、上
記通常膨張弁制御回路４３は、電動膨張弁１５にパルス
信号を出力して電動膨張弁１５の開度を通常運転におい
て定められている膨張弁開度にする。

【００３８】一方、上記発停モード判断部４１が、冷凍
機が発停モードであると判断したときは、発停モード判
断部４１は上記発停時膨張弁制御回路４５に発停モード
信号を出力する。すると、発停時膨張弁制御回路４５
は、上記電動膨張弁１５にパルス信号を出力して電動膨
張弁１５の開度を通常運転時での膨張弁１５の開度に比
べて小さくする。具体的には、図５に示すように、通常
運転時での電動膨張弁開度は、電動膨張弁１５に１２０
パルスを出力しているときの電動膨張弁開度である。そ
して、この１２０パルスでの電動膨張弁開度において二
層分離が発生したときには、発停時膨張弁制御回路４５
は、電動膨張弁１５の開度が１００パルスでの電動膨張
弁開度になるように電動膨張弁１５を絞る。電動膨張弁
１５を絞ると、過熱度が大きくなって冷媒温度が高くな
るから、冷媒の溶解度を向上させることができる上に、
圧縮機１に戻ってくる液冷媒量も少なくなる。したがっ
て、二層分離を解消することができる。したがって、給
油口１Ａでの油濃度を上げることができ、圧縮機１の潤
滑不足や焼き付きを防止することができる。

【００３９】また、この例では、上記発停時膨張弁制御
回路４５は、上記外気温センサ４２からの外気温度を表
す信号に応じて、上記膨張弁１５の開度を小さくする量
を修正する。つまり、上記発停時膨張弁制御回路４５は
外気温度が高いほど上記膨張弁１５の開度を小さくする
量を少なめにシフトする。その理由は、外気温度が高い
ほど、同じ電動膨張弁開度であっても冷媒の温度が高く
なるからである。この外気温度の高低に応じた電動膨張
弁開度絞り量の調節によって、電動膨張弁１５の絞り過
ぎおよび開き過ぎを防止することができる。

【００４０】また、この例によれば、従来例の冷媒配管
系統を複雑化させることなく、制御系統の変更だけで、
二層分離を回避することができるから、コストアップを
招くことなく圧縮機の信頼性を向上させることができ
る。

【００４１】〔第５例〕次に、図１(Ｅ)にこの発明の冷
凍機の第５例の制御系の構成を示す。この第５例は、二
層分離検出部５１と外気温センサ５２と通常制御回路５
３と二層分離対策制御回路５５とを備えている。上記二
層分離対策制御回路５５は、圧縮機周波数‐オン時間算
出部５６と対策運転部５７とを有している。また、この
第５例は、上記第２例と同様の圧縮機１および圧縮機回
りの冷媒回路を有している。

【００４２】上記構成の冷凍機の動作を、図７を参照し
ながら説明する。まず、起動時には、圧縮機１の給油口
１Ａでの油の濃度は約８０wt％であり、冷媒の溶解域に
あるから二層分離は発生していない。したがって、上記
二層分離検出部５１は二層分離を検出しない。したがっ
て、二層分離検出部５１は通常制御回路５３に二層分離
が発生していないことを表す信号を出力する。そして、
通常制御回路５３は圧縮機１を通常運転する。つまり、
制御回路５３は圧縮機１を通常の周波数で運転し、か
つ、図７の下段左に示すように、圧縮機１をオンオフさ
せる通常の発停制御を実行する。

【００４３】次に、給油口１Ａでの油の濃度が低下して
約３０％になると、二層分離検出部５１は圧縮機１内で
冷媒と油とが二層に分離する二層分離を検出し、二層分
離が発生したことを表す信号を上記二層分離対策制御回
路５５に出力する。また、この対策制御回路５５には、
外気温センサ５２から外気温度を表す温度信号が入力さ
れる。すると、この対策制御回路５５の算出部５６は、
上記温度信号が表す外気温度に応じて、図６に示すよう
に、圧縮機１の対策運転時間つまり連続運転時間を決定
する。さらに、上記算出部５６は、上記二層分離検出部
５１からの出力信号に基づいて、圧縮機１の駆動周波数
を通常運転時の駆動周波数に比べて所定の割合だけ上昇
させる。たとえば、通常運転時の駆動周波数が４０Ｈｚ
であれば上記対策運転時の駆動周波数を６０Ｈｚにす
る。

【００４４】このように、圧縮機１の駆動周波数を上昇
させた上で圧縮機１を外気温度で決まっている連続運転
時間だけ連続運転することによって、圧縮機１から排出
させる冷媒量を増大させる。これにより、図７の中程に
示すように、給油口１Ａでの油の濃度を速やかに増大さ
せることができ、二層分離面を上昇させて、ついには油
濃度を冷媒の溶解域に到達させるから、二層分離を解消
することができる。したがって、圧縮機１の給油口１Ａ
から冷媒が吸い込まれることを防いで圧縮機１の摩耗や
焼付を防止できる。

【００４５】そして、上記二層分離が解消されると、上
記二層分離検出部５１は二層分離を検出しなくなるか
ら、通常制御回路５３に二層分離が発生していないこと
を表す信号を出力する。すると、通常制御回路５３は圧
縮機１を通常の駆動周波数で運転するとともに強制連続
運転を解除してオンとオフとを含んだ通常運転に復帰さ
せる。

【００４６】この例によれば、従来例の冷媒配管系統を
複雑化させることなく、制御系統の変更だけで、二層分
離を回避することができるから、コストアップを招くこ
となく圧縮機の信頼性を向上させることができる。

【００４７】

【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１の発
明の冷凍機は、冷媒と潤滑油とが圧縮機内で二層に分離
していることを検出する二層分離検出手段と、圧縮機に
連なる冷媒回路の冷媒用配管と上記圧縮機の油溜まり部
の底部とを接続するバイパス配管と、上記バイパス配管
に設けられたバイパス弁と、上記二層分離検出手段が上
記二層分離を検出したときに上記バイパス弁を開ける一
方、上記二層分離検出手段が上記二層分離を検出しない
ときに上記バイパス弁を閉じるバイパス弁開閉手段とを
備えている。

【００４８】したがって、請求項１の発明によれば、上
記バイパス弁開閉手段は、上記二層分離検出手段が二層
分離を検出したときに上記バイパス弁を開ける。する
と、上記圧縮機の油溜まり部の底部に溜まっている冷媒
が上記バイパス配管を通って冷媒回路の冷媒用配管に流
れる。したがって、圧縮機底部での二層分離面が低下す
る。また、圧縮機内の冷媒量が減少するから、二層分離
が解消される。したがって、圧縮機の潤滑不足や焼付を
防止することができる。

【００４９】また、請求項２の発明は、冷媒と潤滑油と
が圧縮機内で二層に分離していることを検出する二層分
離検出手段と、上記二層分離検出手段が二層分離を検出
したときに、少なくとも上記二層分離検出手段が二層分
離を検出しなくなる後まで上記圧縮機を連続運転させる
圧縮機連続運転手段とを備えている。

【００５０】したがって、請求項２の発明によれば、上
記圧縮機連続運転手段は、上記二層分離検出手段が二層
分離を検出したときに上記二層分離検出手段が二層分離
を検出しなくなるまで上記圧縮機を連続運転させる。圧
縮機を発停させずに連続運転させることによって、圧縮
機から冷媒を吐出させて圧縮機内の冷媒量を減少させる
ことができる。したがって、圧縮機内の二層分離を解消
し、圧縮機の底に冷媒が溜まることを防止できるから、
圧縮機の潤滑不足や焼き付きを防止できる。

【００５１】また、請求項３の発明は、外気温度を検出
する外気温センサと、上記外気温センサから上記外気温
度を表す信号を受けて、上記外気温度が低いほど、圧縮
機の起動時に上記圧縮機を長く連続運転させる圧縮機連
続運転手段とを備えている。したがって、請求項３の発
明によれば、上記圧縮機連続運転手段は、外気温センサ
から外気温度を表す信号を受けて、上記外気温度が低い
ほど、圧縮機の起動時に圧縮機を長く連続運転させる。
この連続運転によって、圧縮機内の冷媒量を減少させ
て、二層分離を解消することができる。また、外気温度
が低いほど冷媒温度が低くて二層分離し易くなるので、
外気温度が低いほど連続運転時間を長くすることによっ
て、二層分離の解消を確実に行うことができる。

【００５２】また、請求項４の発明は、外気温度を検出
する外気温センサと、上記外気温センサから上記外気温
度を表す信号を受けて、上記外気温度が低いほど、発停
運転時での膨張弁の開度を非発停運転時での膨張弁の開
度に比べて小さくする膨張弁制御手段とを備えている。

【００５３】したがって、請求項４の発明によれば、上
記膨張弁制御手段は、上記外気温センサから外気温度を
表す信号を受けて、上記外気温度が低いほど、発停運転
時での膨張弁の開度を非発停運転時での膨張弁の開度に
比べて小さくする。膨張弁を絞ることによって、過熱度
が高くなって、冷媒温度が高くなり、冷媒に潤滑油が溶
けやすくなる。また、膨張弁を絞ることによって、圧縮
機に帰ってくる液冷媒の量も減る。したがって、圧縮機
内での二層分離を解消でき、圧縮機の潤滑不足を防ぐこ
とができる。

【００５４】また、請求項５の発明は、冷媒と潤滑油と
が圧縮機内で二層に分離していることを検出する二層分
離検出手段と、上記二層分離検出手段が上記二層分離を
検出したときに、圧縮機を駆動する電源の駆動周波数を
上昇させて、上記二層分離検出手段が上記二層分離を検
出しなくなるまで、上記上昇させた駆動周波数で圧縮機
を連続運転する圧縮機制御手段とを備えている。

【００５５】したがって、請求項５の発明によれば、上
記圧縮機制御手段は、上記二層分離検出手段が上記二層
分離を検出したときに、上記二層分離検出手段からの出
力に基づいて圧縮機を駆動する電源の駆動周波数を二層
分離を検出しなかったときの駆動周波数よりも上昇させ
て、上記上昇させた駆動周波数で圧縮機を連続運転させ
る。この上昇させた駆動周波数での圧縮機の連続運転に
よって、圧縮機内の冷媒を早く排出することができる。
したがって、圧縮機内の二層分離を早く解消することが
できる。したがって、圧縮機に冷媒のみが供給されるこ
とを防いで、圧縮機の潤滑不足や焼き付きを防ぐことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１(Ａ)はこの発明の冷凍機の第１例の構成
を示すブロック図であり、図１(Ｂ)は第２例の構成を示
すブロック図であり、図１(Ｃ)は第３例の構成を示すブ
ロック図であり、図１(Ｄ)は第４例の構成を示すブロッ
ク図であり、図１(Ｅ)は第５例の構成を示すブロック図
である。

【図２】 図２（Ａ)は第１例の要部構造を示す冷媒配
管図であり、図２(Ｂ)は第１例の変形例の配管図であ
り、図２(Ｃ)はもう１つの変形例の配管図である。

【図３】 上記第１例および従来例によって起動時に時
間の経過にしたがって二層分離が解消される様子を示す
図である。

【図４】 上記第２例によって、起動時の二層分離が時
間の経過とともに解消される様子を示す図である。

【図５】 上記第４例において、電動弁の開度を絞れば
絞るほど圧縮機内の給油口での油の濃度を高くすること
ができることを示す図である。

【図６】 上記第５例において、外気温度が低いほど圧
縮機の連続運転時間を長くする様子を示す図である。

【図７】 上記第５例の運転タイムチャートである。

【図８】 図８(Ａ)は温度と冷媒分率に対する二層分離
域を示す二層分離線図であり、図８(Ｂ)は圧縮機内での
二層分離状態を示す模式図である。

【符号の説明】

１…圧縮機、Ｍ…モータ、Ａ…駆動部、１Ａ…給油口、
２…バイパス配管、３…油溜まり部、３Ａ…底部、５…
吐出配管、６…電磁弁、７…キャピラリ、８，２１，５
１…二層分離検出部、１０…バイパス回路電磁弁制御回
路、１１…吸入配管、１２…アキュムレータ、１３…熱
交換器、１５…電動膨張弁、１６…液ライン、２２…対
策制御回路、２３,５５…二層分離対策制御回路、３１,
４２,５２…外気温センサ、３２…運転モード検出部、
３３…連続運転時間算出部、３４…二層分離対策制御回
路、３５,５３…通常制御回路、４１…発停モード判断
部、４３…通常膨張弁制御回路、４５…発停時膨張弁制
御回路、５６…圧縮機周波数‐オン時間算出部、５７…
対策運転部。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷媒よりも比重が小さく、かつ、上記冷
   媒との相溶性が実質的に無い油を圧縮機(１)の潤滑油と
   して用いている冷凍機において、 冷媒と潤滑油とが圧縮機(１)内で二層に分離しているこ
   とを検出する二層分離検出手段(８)と、 圧縮機(１)に連なる冷媒回路の冷媒用配管(５,１１,１
   ６)と上記圧縮機(１)の油溜まり部(３)の底部(３Ａ)と
   を接続するバイパス配管(２)と、 上記バイパス配管(２)に設けられたバイパス弁(６)と、 上記二層分離検出手段(８)が上記二層分離を検出したと
   きに上記バイパス弁(６)を開ける一方、上記二層分離検
   出手段(８)が上記二層分離を検出しないときに上記バイ
   パス弁(６)を閉じるバイパス弁開閉手段(１０)とを備え
   たことを特徴とする冷凍機。
2. 【請求項２】 冷媒よりも比重が小さく、かつ、上記冷
   媒との相溶性が実質的に無い油を圧縮機(１)の潤滑油と
   して用いている冷凍機において、 冷媒と潤滑油とが圧縮機(１)内で二層に分離しているこ
   とを検出する二層分離検出手段(２１)と、 上記二層分離検出手段(２１)の出力に基づき、上記二層
   分離検出手段(２１)が二層分離を検出したときから、上
   記二層分離検出手段(２１)が二層分離を検出しなくなっ
   た後まで上記圧縮機(１)を連続運転させる圧縮機連続運
   転手段(２３)とを備えたことを特徴とする冷凍機。
3. 【請求項３】 冷媒よりも比重が小さく、かつ、上記冷
   媒との相溶性が実質的に無い油を圧縮機(１)の潤滑油と
   して用いている冷凍機において、 外気温度を検出する外気温センサ(３１)と、 上記外気温センサ(３１)から上記外気温度を表す信号を
   受けて、上記外気温度が低いほど、圧縮機(１)の起動時
   に上記圧縮機(１)を長く連続運転させる圧縮機連続運転
   手段(３３)とを備えていることを特徴とする冷凍機。
4. 【請求項４】 冷媒よりも比重が小さく、かつ、上記冷
   媒との相溶性が実質的に無い油を圧縮機(１)の潤滑油と
   して用いている冷凍機において、 外気温度を検出する外気温センサ(４２)と、 上記外気温センサ(４２)から上記外気温度を表す信号を
   受けて、上記外気温度が低いほど、発停運転時での膨張
   弁(１５)の開度を非発停運転時での膨張弁(１５)の開度
   に比べて小さくする膨張弁制御手段(４５)とを備えたこ
   とを特徴とする冷凍機。
5. 【請求項５】 冷媒よりも比重が小さく、かつ、上記冷
   媒との相溶性が実質的に無い油を圧縮機(１)の潤滑油と
   して用いている冷凍機において、 冷媒と潤滑油とが圧縮機(１)内で二層に分離しているこ
   とを検出する二層分離検出手段(５１)と、 上記二層分離検出手段(５１)の出力に基づき、上記二層
   分離検出手段(５１)が二層分離を検出したときに、圧縮
   機(１)を駆動する電源の駆動周波数を二層分離を検出し
   なかったときの駆動周波数よりも上昇させて、上記二層
   分離検出手段(５１)が上記二層分離を検出しなくなるま
   で、上記上昇させた駆動周波数で圧縮機(１)を連続運転
   する圧縮機制御手段(５５)とを備えていることを特徴と
   する冷凍機。