JP2001201192A

JP2001201192A - マルチ形空気調和機

Info

Publication number: JP2001201192A
Application number: JP2000013195A
Authority: JP
Inventors: Kiyotaka Ueno; 聖隆上野
Original assignee: Toshiba Carrier Corp
Current assignee: Toshiba Carrier Corp
Priority date: 2000-01-21
Filing date: 2000-01-21
Publication date: 2001-07-27
Anticipated expiration: 2020-01-21
Also published as: JP4489890B2

Abstract

(57)【要約】【課題】複数台の圧縮機における油不足を相互補完的
にしかも迅速に解消することができ、これにより各圧縮
機の寿命向上および信頼性向上が格段に図れるととも
に、油分離器の容量の縮小化が図れて装置全体の小形化
に寄与し得るマルチ形空気調和機を提供する。【解決手段】各圧縮機１０のケース１０ｃにそれぞれ
保油タンク４０を連通し、各ケース１０ｃ内の潤滑油OI
Lの余剰分を各保油タンク４０に移す。各圧縮機１０か
ら吐出される冷媒の一部を各加圧管５２により各保油タ
ンク４０に導くことで各保油タンク４０から潤滑油OIL
を流出させ、流出する潤滑油OILを油回収管４５および
油バランス管５０を介して各圧縮機１０の相互間で流通
させる。

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、複数台の室外機
および複数台の室内機を配管接続して冷凍サイクルを構
成したマルチ形空気調和機に関する。

【０００２】

【従来の技術】空気調和機における圧縮機は、ケース内
に潤滑用の油を充填している。この潤滑油は、圧縮機が
冷媒を吸い込んで吐出するのに伴い、一部が冷媒と共に
冷凍サイクル中に流出するため、圧縮機において潤滑油
不足を生じることがある。潤滑油が不足すると、ケース
内の摺動部が油切れの状態となり、圧縮機の寿命に悪影
響を与えてしまう。

【０００３】そこで、圧縮機から冷媒と共に吐出される
潤滑油を圧縮機のケース内に戻す手段として、油分離器
（オイルセパレータ）が知られている。例えば特開平4-
184048号公報に示されるものでは、圧縮機の冷媒吐出側
配管に油分離器を設け、冷媒と一緒に吐出される潤滑油
を油分離器で捕捉し、圧縮機が潤滑油不足となった場合
に油分離器に溜まった潤滑油を圧縮機の冷媒吸込側配管
に戻す構成となっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の油分離器の例で
は、油分離器に溜まった潤滑油が圧縮機に一旦戻された
後、次に油分離器に所定量（圧縮機の油面保持に必要な
油戻し量）の潤滑油が溜まるまでに長い時間がかかり、
このため圧縮機での潤滑油不足を迅速に解消することが
できず、結局は圧縮機の寿命に悪影響を与えてしまう。
圧縮機の油面保持に必要な十分な油戻し量を確保するた
めに油分離器の容量が大きくなってしまい、装置全体の
大形化を招くという問題もある。

【０００５】この発明は上記の事情を考慮したもので、
その目的とするところは、複数台の圧縮機における油不
足を相互補完的にしかも迅速に解消することができ、こ
れにより各圧縮機の寿命向上および信頼性向上が格段に
図れるとともに、油分離器の容量の縮小化が図れて装置
全体の小形化に寄与し得るマルチ形空気調和機を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明のマ
ルチ形空気調和機は、圧縮機のケースに保油タンクを連
通し、ケース内の油の余剰分を保油タンクに移す。圧縮
機から吐出される冷媒の一部を加圧管により保油タンク
に導くことで保油タンクから油を流出させ、流出する油
を油回収管および油バランス管を介して各圧縮機の相互
間で流通させる。

【０００７】請求項２に係る発明のマルチ形空気調和機
は、請求項１に係る発明の保油タンクについて次のよう
に限定している。保油タンクは、油移動管を介してケー
スの適正油面位置に連通されるとともに、圧力バランス
管を介してケースの適正油面位置より上方の部位に連通
されている。

【０００８】請求項３に係る発明のマルチ形空気調和機
は、請求項１および請求項２のいずれかに係る発明にお
いて、さらに、各圧縮機のケース内の油量が適正か不足
かを検出する検出手段を備えるとともに、制御手段につ
いて次のように限定している。制御手段は、この検出手
段で油量不足が検出された圧縮機に各保油タンク内の油
が流れるよう、各加圧管および前記各油回収管の導通を
制御する。

【０００９】請求項４に係る発明のマルチ形空気調和機
は、請求項１および請求項２のいずれかに係る発明にお
いて、さらに、各室外機の相互間で油量がバランスする
よう各加圧管および各油回収管の導通を制御する制御手
段を備えている。

【００１０】請求項５に係る発明のマルチ形空気調和機
は、請求項４に係る発明の制御手段について次のように
限定している。制御手段は、定期的に、運転率の低い側
の室外機に存する油が運転率の高い側の室外機に一旦集
まり、集まった油が運転率の低い側の室外機に戻るよ
う、各加圧管および各油回収管の導通を制御する。

【００１１】請求項6に係る発明のマルチ形空気調和機
は、請求項１および請求項２のいずれかに係る発明にお
いて、さらに、各室外機のうち運転停止の室外機に存す
る油が運転中の室外機に流れるよう各加圧管および各油
回収管の導通を制御する制御手段を備えている。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明のマルチ形空気調和
機の一実施形態について図面を参照して説明する。図１
において、１はセンタ室外機で、低圧型の圧縮機１０を
備えている。圧縮機１０は、密閉形のケース１０ｃを有
する。このケース１０ｃに、可変速度モータM０および
定速度モータM１が収容されるとともに、摺動部の潤滑
用として油（以下、潤滑油と称す）が充填されている。

【００１３】四方弁１５がオフ（図示の状態）のとき、
圧縮機１０から吐出される冷媒（ガス）が、２つの冷媒
吐出側配管１１、逆止弁１２、高圧側配管１３、油分離
器１４、および四方弁１５を介して室外熱交換器１６に
流れる。室外熱交換器１６に流入した冷媒は、室外空気
に熱を放出して液化する。室外熱交換器１６を経た冷媒
（液冷媒）は、膨張弁１７、受液器１８、パックドバル
ブ１９、液側配管２０、および各流量調整弁２１を介し
て各室内機３に流れる。各室内機３に流入した冷媒は、
それぞれ室内空気から熱を奪って気化する。これによ
り、被空調室内が冷房される。各室内機３を経た冷媒
（ガス）は、ガス側配管２２、パックドバルブ２３、上
記四方弁１５、液分離器２４、および冷媒吸込側配管２
５を介して圧縮機１０に吸い込まれる。

【００１４】四方弁１５がオンされると、圧縮機１０か
ら吐出される冷媒（ガス）が、各冷媒吐出側配管１１、
逆止弁１２、高圧側配管１３、油分離器１４、四方弁１
５、パックドバルブ２３、およびガス側配管２２を介し
て各室内機３に流れる。各室内機３に流入した冷媒は、
それぞれ室内空気に熱を放出して液化する。これによ
り、被空調室内が暖房される。各室内機３を経た冷媒
（液冷媒）は、各流量調整弁２１、液側配管２０、パッ
クドバルブ１９、受液器１８、および膨張弁１７を介し
て室外熱交換器１６に流れる。室外熱交換器１６に流入
した冷媒は、室外空気から熱を汲み上げて気化する。室
外熱交換器１６を経た冷媒（ガス）は、四方弁１５、液
分離器２４、および冷媒吸込側配管２５を介して圧縮機
１０に吸い込まれる。

【００１５】油分離器１４と四方弁１５との間の高圧側
配管に、高圧冷媒の圧力Pｄを検知する圧力センサ（高
圧センサ）２６が取り付けられている。室外熱交換器１
６に温度センサ（熱交換器温度センサ）２７が取り付け
られている。室外熱交換器１６の近傍に室外ファン２８
が設けられている。四方弁１５と液分離器２４との間の
低圧側配管に、低圧冷媒の温度を検知する温度センサ２
９が取り付けられている。冷媒吸込側配管２５に、低圧
冷媒の圧力Pｓを検知する圧力センサ（低圧センサ）３
０が取り付けられている。

【００１６】油分離器１４に溜まった潤滑油は、キャピ
ラリチューブ３１を介して冷媒吸込側配管２５に流れ
る。油分離器１４と四方弁１５との間の高圧側配管か
ら、四方弁１５と液分離器２４との間の低圧側配管にか
けて、開閉弁３２を介したレリースバイパスが接続され
ている。膨張弁１７と受液器１８との間の液側配管か
ら、四方弁１５と液分離器２４との間の低圧側配管にか
けて、流量調整弁３３を介したクーリングバイパスが接
続されている。

【００１７】一方、センタ室外機１と並んで複数台のタ
ーミナル室外機２が設置されている。各室外機２は、低
圧型の圧縮機１０を備えている。圧縮機１０は、密閉形
のケース１０ｃを有する。このケース１０ｃに、２台の
定速度モータM１，M２が収容されるとともに、潤滑油が
充填されている。

【００１８】各室外機２は、定速度モータM１，Ｍ２を
有する点、各冷媒吐出側配管１１にそれぞれ逆止弁１２
が設けられている点、各冷媒吐出側配管１１から冷媒吸
込側配管２５にかけて開閉弁３４，３５を介したガスバ
ランスバイパスがそれぞれ接続されている点を除いて、
センタ室外機１と同じ構成である。これら室外機２が、
液側配管２０およびガス側配管２２を介してセンタ室外
機１にそれぞれ並列に接続されている。

【００１９】室外機１および各室外機２にそれぞれパッ
クドバルブ５１が設けられ、その各パックドバルブ５１
の相互間に油バランス管５０が接続されている。

【００２０】このような配管構成の冷凍サイクルを有す
るマルチ形空気調和機において、室外機１および各室外
機２にそれぞれ油量検出装置が設けられている。油量検
出装置は、圧縮機１０のケース１０ｃ内の潤滑油量を検
出する。この油量検出装置の具体的な構成を図２に示し
ている。

【００２１】ケース１０ｃ内に潤滑油OILが溜まってい
る。このケース１０ｃに、油移動管４１および圧力バラ
ンス管４３を介して保油タンク４０が連通されている。
油移動管４１はケース１０ｃの適正油面位置に接続（連
通）され、圧力バランス管４３は適正油面位置より上方
の部位に接続（連通）されている。ケース１０ｃ内の圧
力（低圧）と保油タンク４０内の圧力とが圧力バランス
管４３を通じて同じになるので、ケース１０ｃ内の潤滑
油OILの余剰分が油移動管４１を通して保油タンク４０
に迅速かつスムーズに移動する。また、ケース１０ｃの
適正油面位置に油移動管４１が接続されているので、ケ
ース１０ｃ内の油面が適正油面以下になった場合は、ケ
ース１０ｃから保油タンク４０への潤滑油OILの余計な
移動が未然に防止される。

【００２２】油移動管４１には、保油タンク４０からケ
ース１０ｃへの油の逆流を阻止する逆止弁４２が設けら
れている。圧力バランス管４３には、保油タンク４０か
らケース１０ｃへの冷媒の流入を阻止する逆止弁４４が
設けられている。

【００２３】保油タンク４０の油流出口に油回収管４５
の一端が接続され、その油回収管４５の他端が吸込側配
管２５に接続されている。この油回収管４５に、開閉弁
Vａ、ケース１０ｃから保油タンク４０への逆圧（保油
タンク４０に油回収管４５から圧力が加わること）を阻
止する逆止弁４６、およびキャピラリチューブ４７が順
次に設けられている。なお、キャピラリチューブ４７に
対し、開閉弁Vｂおよび開閉弁逆止弁４８がそれぞれ並
列に接続されている。

【００２４】油回収管４５における逆止弁４６とキャピ
ラリチューブ４７との間に、上記パックドバルブ５１を
介して上記油バランス管５０が接続されている。

【００２５】高圧側配管１３と保油タンク４０の冷媒流
入口との間に加圧管５２が接続されている。加圧管５２
は、圧縮機１０から吐出される冷媒の一部を保油タンク
４０から潤滑油OILを流出させるための加圧用として保
油タンク４０に導くためのものである。この加圧管５２
に、開閉弁Ｖｃが設けられている。

【００２６】保油タンク４０の油流出口（油回収管４５
の一端部）に戻し管５３の一端が連通され、その戻し管
５３の他端が上記圧力バランス管４３の一部を介してケ
ース１０ｃに連通されている。戻し管５３は、保油タン
ク４０から流出する潤滑油OILをケース１０ｃに戻すた
めのものである。この戻し管５３に減圧器たとえばキャ
ピラリチューブ５４が設けられている。

【００２７】加圧管５２の中途部（開閉弁Ｖｃの下流
側）から戻し管５３の中途部（キャピラリチューブ５４
の下流側）にかけてバイパス管５５が接続され、そのバ
イパス管５５に減圧器たとえばキャピラリチューブ５６
が設けられている。加圧管５２から保油タンク４０への
冷媒の流れ込み量が減少しても、加圧管５２内の冷媒は
バイパス管５５を経由して常に流れる。このバイパス管
５５に温度センサ（第１温度検知手段）６１が取り付け
られている。温度センサ６１は、加圧用の冷媒（ガス）
の温度ＴＫ1を検知する。

【００２８】戻し管５３の一端部に温度センサ（第２温
度検知手段）６２が取り付けられている。温度センサ６
２は、保油タンク４０から流出する潤滑油OILの温度Ｔ
Ｋ２を検知する。油移動管４１に温度センサ６３が取り
付けられている。温度センサ６３は、ケース１０ｃから
保油タンク４０へ移動する潤滑油OILの温度ＴＫ３を検
知する。なお、油量検出装置の配管構成の具体例を図２
と同一部分に同一符号を付して図３に示している。

【００２９】また、油量検出装置を含むマルチ形空気調
和機全体の制御回路を図４に示している。図４におい
て、７０はセンタ室外機１に搭載された室外制御部、８
０は各ターミナル室外機２に搭載された室外制御部、９
０は各室内機３に搭載された室内制御部である。これら
室外制御部７０，８０および室内制御部９０がデータ伝
送用のバスライン６６を介して相互接続されている。

【００３０】室外制御部７０は、各室内制御部９０から
の指令に応じて当該センタ室外機１および各ターミナル
室外機２を統括的に制御するもので、ＣＰＵ７１、制御
プログラム及びデータを記憶するメモリ７２、時間カウ
ント用のタイマ７３などを備える。とくに、ＣＰＵ７１
は、油量検出に関する主要な機能として、圧縮機１０の
運転中に油回収管４５の開閉弁Ｖａを閉じた状態で、加
圧管５２の開閉弁Ｖｃを定期的に開放し、その開放中の
温度センサ６１の検知温度ＴＫ１と温度センサ６２の検
知温度ＴＫ２との対比により保油タンク４０内の潤滑油
OILの有無を検知し、その検知結果に基づいてケース１
０ｃの潤滑油OILの量が適正か否かを検出する検出手段
を備える。具体的には、温度センサ６１の検知温度ＴＫ
１と温度センサ６２の検知温度ＴＫ２との差の時間的変
化に基づいて保油タンク４０内の潤滑油OILの実質的な
量を液冷媒の混入にかかわらず検知し、その検知結果に
基づいてケース１０ｃ内の潤滑油OILの量が適正か否か
を検出する。要するに、検知温度ＴＫ１の立ち上がりか
ら検知温度ＴＫ２の立ち上がりまでの時間ｔｎを検出
し、その検出時間ｔｎと設定値ｔｎｓとの比較により保
油タンク４０内の潤滑油OILの実質的な量を液冷媒の混
入にかかわらず検知し、その検知結果に基づいてケース
１０ｃ内の潤滑油OILの量が適正か否かを検出するよう
にしている。

【００３１】保油タンク４０内に潤滑油OILが有れば、
図５に示すように、検知温度ＴＫ１，ＴＫ２の両者に温
度差が生じる。この温度差がなくなるまでの時間は、保
油タンク４０内の油量に比例する。この特性を利用して
保油タンク４０内に潤滑油OILが有ること、あるいは実
質的な潤滑油OILの量を液冷媒の混入にかかわらず検知
して、ケース１０ｃ内に適正油面以上の潤滑油OILが有
ると判断する。

【００３２】この室外制御部７０に、インバータ７４、
開閉接点７５、開閉弁Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ、温度センサ６
１，６２，６３が接続されている。インバータ７４は、
商用交流電源６５の電圧を直流電圧に変換し、その直流
電圧をスイッチングにより室外制御部７０からの指令に
応じた所定周波数およびレベルの交流電圧に変換し、出
力する。この出力が可変速度モータＭｏに駆動電力とし
て供給される。インバータ７４の出力周波数が変化する
のに伴い、可変速度モータＭｏの回転数が変化する。開
閉接点７５は、商用交流電源６５と定速度モータＭ１と
の間の通電路に挿接されている。この開閉接点７５がオ
ンされると定速度モータＭ１が一定の回転数で動作し、
開閉接点７５がオフされると定速度モータＭ１の動作が
停止する。すなわち、可変速度モータＭｏの回転数変
化、および定速度モータＭ１の運転オン・オフにより、
センタ室外機１における圧縮機１０の容量が変化する。

【００３３】各室外制御部８０は、センタ室外機１から
の指令に応じて当該ターミナル室外機２を制御するもの
で、ＣＰＵ８１、制御プログラム及びデータを記憶する
メモリ８２などを備える。とくに、ＣＰＵ８１は、油量
検出に関する主要な機能として、圧縮機１０の運転中に
油回収管４５の開閉弁Ｖａを閉じた状態で、加圧管５２
の開閉弁Ｖｃを定期的に開放し、その開放中の温度セン
サ６１の検知温度ＴＫ１と温度センサ６２の検知温度Ｔ
Ｋ２との対比により保油タンク４０内の潤滑油OILの有
無を検知し、その検知結果に基づいてケース１０ｃ内の
潤滑油OILの量が適正か否かを検出する検出手段を備え
る。具体的には、温度センサ６１の検知温度ＴＫ１と温
度センサ６２の検知温度ＴＫ２との差の時間的変化に基
づいて保油タンク４０内の潤滑油OILの実質的な量を液
冷媒の混入にかかわらず検知し、その検知結果に基づい
てケース１０ｃ内の潤滑油OILの量が適正か否かを検出
する。要するに、検知温度ＴＫ１の立ち上がりから検知
温度ＴＫ２の立ち上がりまでの時間ｔｎを検出し、その
検出時間ｔｎと設定値ｔｎｓとの比較により保油タンク
４０内の潤滑油OILの実質的な量を液冷媒の混入にかか
わらず検知し、その検知結果に基づいてケース１０ｃ内
の潤滑油OILの量が適正か否かを検出するようにしてい
る。

【００３４】この室外制御部８０に、開閉接点８４，８
５、開閉弁Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ、温度センサ６１，６２，
６３が接続されている。開閉接点８４は、商用交流電源
６５と定速度モータＭ１との間の通電路に挿接されてい
る。この開閉接点８４がオンされると定速度モータＭ１
が一定の回転数で動作し、開閉接点８４がオフされると
定速度モータＭ１の動作が停止する。開閉接点８５は、
商用交流電源６５と定速度モータＭ２との間の通電路に
挿接されている。この開閉接点８５がオンされると定速
度モータＭ２が一定の回転数で動作し、開閉接点８５が
オフされると定速度モータＭ２の動作が停止する。すな
わち、定速度モータＭ１，Ｍ２の運転オン・オフによ
り、ターミナル室外機２における圧縮機１０の容量が変
化する。

【００３５】各室内制御部９０は、当該室内機３を制御
するもので、ＣＰＵ９１、制御プログラム及びデータを
記憶するメモリ９２などを有する。この室内制御部９０
に、被空調室内の温度Ｔａを検知する室内温度センサ９
３、上記流量調整弁２１、および受光部９４が接続され
ている。受光部９４は、リモートコントロール式の操作
器（以下、リモコンと略称する）９５から発せられる運
転条件設定用の赤外線光を受け、その受光データを室内
制御部９０に入力する。リモコン９５は、運転のオン・
オフ、運転モード（冷房・除湿・暖房・送風等）および
室内温度設定値Ｔｓなどの各種運転条件を設定するため
の赤外線光を使用者の操作に応じて発する。

【００３６】以下、マルチ形空気調和機の全体的な動作
について図６を参照しながら説明する。各室内機３は、
リモコン９５で設定される室内温度設定値Ｔｓと室内温
度センサ９３で検知される室内温度Ｔａとの差を要求能
力（空調負荷とも称す）として求め、その要求能力に応
じて流量調整弁２１の開度を制御するとともに、要求能
力および運転モードをセンタ室外機１に知らせる。

【００３７】センタ室外機１は、各室内機３から知らさ
れる運転モードに応じて当該センタ室外機１および各タ
ーミナル室外機２におけるそれぞれ四方弁１５を制御す
るとともに、各室内機３から知らされる要求能力の総和
を求め、その総和に応じて当該センタ室外機１および各
ターミナル室外機２の運転容量（各圧縮機１０の容量）
の総和を制御する。すなわち、センタ室外機１の圧縮機
１０における可変速度モータＭｏの回転数制御が基礎と
して実行され、その上で、各圧縮機１０における定速度
モータＭ１，Ｍ２の運転オン・オフ（運転台数）が制御
される。たとえば、要求能力の総和が増えると、室外機
１，２の運転容量（各圧縮機１０の容量）の総和が増大
される。要求能力の総和が減ると、室外機１，２の運転
容量（各圧縮機１０の容量）の総和が減少される。

【００３８】次に、各室外機１，２の動作について図７
のフローチャートを参照しながら説明する。圧縮機１の
ケース１０ｃ内の油面が移動管４１の接続位置より高け
れば、その接続位置より高い分の潤滑油OILが移動管４
１を通って保油タンク４０に移動する。

【００３９】各室外機１，２のいずれかの運転が停止す
ると(ステップ１０１のＹＥＳ)、その停止室外機におい
て、レリースバイパスの開閉弁３２が開放されるととも
に(ステップ１０２)、開閉弁Ｖｃ，Ｖａが開放される
(ステップ１０３)。開閉弁Ｖｂは閉成されたままである
(ステップ１０４)。

【００４０】開閉弁３２が開放すると、レリースバイパ
スを通して、高圧側配管と低圧側配管との圧力バランス
が進行する。この圧力バランスが完了するまでの間、高
圧側圧力が開閉弁Ｖｃを通して保油タンク４０に加わ
り、保油タンク４０内の潤滑油OILが油回収管４５に流
出する。流出した潤滑油OILは開閉弁Ｖａを通り、油バ
ランス管５０に流れる。

【００４１】油バランス管５０には、運転中の室外機に
おける圧縮機１０の吸い込み圧力が冷媒吸込側配管２５
および油回収管４５を通して加わっている。よって、油
バランス管５０に流れた潤滑油OILは、運転中の室外機
における油回収管４５に流入し、キャピラリチューブ４
７および冷媒吸込側配管２５を通って圧縮機１０に吸い
込まれる。センタ室外機１が運転中、各ターミナル室外
機２のいずれかが運転停止、残りのターミナル室外機２
が運転中の場合に、停止したターミナル室外機２から運
転中のセンタ室外機１およびターミナル室外機２に潤滑
油OILが流れる様子を図１に矢印で示している。図１の
例では、右側から３台目のターミナル室外機２が運転停
止、他の室外機１，２が運転中である。

【００４２】こうして、停止室外機に存する潤滑油OIL
の余剰分が運転室外機に流れるよう、各加圧管５２およ
び各油回収管４５の導通が制御されることにより、運転
室外機における潤滑油不足が防止される。

【００４３】一方、各室外機１，２における圧縮機１０
の油量が各油量検出装置によって次のように検出されて
いる。定期的な油量検出タイミングにおいて、油回収管
４５の開閉弁Ｖａが閉成された状態で加圧管５２の開閉
弁Ｖｃが開放される。この開閉弁Ｖｃの開放により、圧
縮機１０から吐出される冷媒の一部が保油タンク４０に
注入される。保油タンク４０内に潤滑油OILが溜まって
いれば、その潤滑油OILが冷媒の注入に基づく加圧作用
を受けて保油タンク４０の油流出口から流出する。保油
タンク４０内に潤滑油OILが溜まっていなければ、注入
された冷媒がそのまま保油タンク４０の油流出口から流
出する。流出する潤滑油OIL（または冷媒）は、油回収
管４５、戻し管５３、および油バランス管４３を通って
ケース１０ｃに流れる。

【００４４】このとき、保油タンク４０に注入される冷
媒（ガス）の温度ＴＫ１が温度センサ６１で検知され、
保油タンク４０から流出する流体（潤滑油OILまたは冷
媒）の温度ＴＫ２が温度センサ６２で検知される。

【００４５】保油タンク４０に潤滑油OILが溜まってい
た場合には、図５に示したように、先ずは検知温度ＴＫ
１が立ち上がり上昇し、その検知温度ＴＫ１が安定する
ころ、今度は検知温度ＴＫ２が立ち上がり上昇し、やが
て検知温度ＴＫ２も安定する。つまり、検知温度ＴＫ１
と検知温度ＴＫ２との差は、一旦は増大方向に変化し、
やがて徐々に減少していく形となる。検知温度ＴＫ１が
立ち上がってから検知温度ＴＫ２が立ち上がるまでの時
間は、保油タンク４０内の潤滑油OILに液冷媒が混じっ
ているかどうかにかかわらず、保油タンク４０内の潤滑
油OILの実質的な量に対応する。

【００４６】１０秒間の検知温度ＴＫ1の変化量ΔＴＫ1
が逐次に求められ、同じく１０秒間の検知温度ＴＫ２の
変化量ΔＴＫ２が逐次に求められる。そして、求められ
た変化量ΔＴＫ1が所定値β（例えば３℃）以上になっ
たか否かが判定される。この判定は、検知温度ＴＫ１の
立ち上がりを検出するためのものである。また、検知温
度ＴＫ1が検出開始時の初期値ＴＫ１(0)より所定値α
（例えば１０℃）以上高くなったか否か（別の言い方を
すれば、検知温度ＴＫ1の初期値ＴＫ１(0)からの変化量
が所定値α以上になったか否か）が判定される。この判
定も、検知温度ＴＫ１の立ち上がりを検出するためのも
のである。

【００４７】両判定のいずれか一方が肯定の場合（検知
温度ＴＫ１の立ち上がり検出タイミング）、タイムカウ
ントｔｎが開始されるとともに、上記求められた変化量
ΔＴＫ２が所定値ΔＴ以上になったか否かが判定され
る。この判定は、検知温度ＴＫ２の立ち上がりを検出す
るためのものである。

【００４８】タイムカウントｔｎが設定値ｔｓに達する
と、そのときの検知温度ＴＫ1がＴＫ1maxとして記憶さ
れる。これ以降、検知温度ＴＫ２の初期値ＴＫ２(0)か
らの変化量［＝ＴＫ２−ＴＫ２(0)］が検知温度ＴＫ1の
初期値ＴＫ１(0)と上記ＴＫ1maxとの差［＝ＴＫ1−ＴＫ
１(0)］以上となったか否かが判定される。この判定
も、検知温度ＴＫ２の立ち上がりを検出するためのもの
である。検知温度ＴＫ２の立ち上がりを検出するための
両判定のいずれか一方が肯定の場合（検知温度ＴＫ２の
立ち上がり検出タイミング）、タイムカウントｔｎが終
了される。これまでのタイムカウントｔｎは、すなわ
ち、検知温度ＴＫ１が立ち上がってから検知温度ＴＫ２
が立ち上がるまでの時間であり、保油タンク４０内の実
質的な潤滑油ＯＩＬの量に比例する。

【００４９】このタイムカウントｔｎと設定値ｔｎｓと
が比較される。タイムカウントｔｎが設定値ｔｎｓ以上
であれば、ケース１０ｃ内の潤滑油OILの量が適正であ
ると判定される。タイムカウントｔｎが設定値ｔｎｓ未
満であれば、ケース１０ｃ内の潤滑油OILの量が不足で
あると判定される。

【００５０】各圧縮機１，２のいずれかで潤滑油不足が
検出されると(ステップ１０５のＹＥＳ)、その潤滑油不
足を生じた室外機において、開閉弁Ｖｂが開放される
(ステップ１０６)。開閉弁Ｖｃ，Ｖａは閉成されたまま
である(ステップ１０７)。

【００５１】この潤滑油不足の発生は、センタ室外機１
に知らされるとともに、センタ室外機１から他のターミ
ナル室外機２に知らされる。

【００５２】他の室外機での潤滑油不足が知らされた室
外機では(ステップ１０８のＹＥＳ)、開閉弁Ｖｃ，Ｖａ
が開放される(ステップ１０９)。開閉弁Ｖｂは閉成され
たままである(ステップ１１０)。こうして、開閉弁Ｖ
ｃ，Ｖａが開放することにより、保油タンク４０内の潤
滑油OILが油回収管４５に流出する。流出した潤滑油OIL
は開閉弁Ｖａを通り、油バランス管５０に流れる。

【００５３】油バランス管５０には、潤滑油不足の室外
機における圧縮機１０の吸い込み圧力が冷媒吸込側配管
２５および油回収管４５を通して加わっている。よっ
て、油バランス管５０に流れた潤滑油OILは、潤滑油不
足の室外機における油回収管４５に流入し、開閉弁Ｖｂ
および冷媒吸込側配管２５を通って圧縮機１０に吸い込
まれる。

【００５４】各ターミナル室外機２の１台に潤滑油不足
が生じた場合の潤滑油OILの流れを図８に矢印で示して
いる。右端のターミナル室外機２が潤滑油不足で、そこ
に、他のターミナル室外機２およびセンタ室外機１から
潤滑油OILの余剰分が補充されている。このように、潤
滑油不足が検出された圧縮機１０に各保油タンク４０内
の潤滑油OILが流れるよう、各加圧管５２および各油回
収管４５の導通が制御されることにより、潤滑油不足が
迅速に解消される。

【００５５】また、各室外制御部７０のタイマ７３の計
時に基づく定期的な均油タイミングにおいて(ステップ
１１１のＹＥＳ)、各室外機１，２の相互間で油量が適
正でバランス状態が継続する場合、具体的には、運転率
の低い側の各ターミナル室外機２に存する油が運転率の
高い側のセンタ室外機１に一旦集まり、集まった油が各
ターミナル室外機２に戻るよう、各加圧管５２および各
油回収管４５の導通が制御される。センタ室外機１は、
圧縮機１０が常にインバータ駆動されるタイプであるの
で、運転率がターミナル室外機２よりも高い。

【００５６】すなわち、センタ室外機１では、一定時間
だけ、開閉弁Ｖｂが開放され、開閉弁Ｖｃ，Ｖａが閉成
される(ステップ１１３)。その後、開閉弁Ｖｂが閉成さ
れ、開閉弁Ｖｃ，Ｖａが開放される(ステップ１１４)。
各ターミナル室外機２では、一定時間だけ、開閉弁Ｖｂ
が閉成され、開閉弁Ｖｃ，Ｖａが開放される(ステップ
１１５)。その後、開閉弁Ｖｂが開放され、開閉弁Ｖ
ｃ，Ｖａが閉成される(ステップ１１６)。

【００５７】各ターミナル室外機２の開閉弁Ｖｃ，Ｖａ
が開放している一定時間において、各ターミナル室外機
２の保油タンク４０から潤滑油OILが流出し、それが油
バランス管５０に流れる。このとき、センタ室外機１の
開閉弁Ｖｂが開放し、センタ室外機１における圧縮機１
０の吸い込み圧力が油バランス管５０に加わるので、油
バランス管５０の潤滑油OILが圧縮機１０に吸い込まれ
る。

【００５８】一定時間の経過後、センタ室外機１の開閉
弁Ｖｃ，Ｖａが開放することにより、センタ室外機１の
保油タンク４０から潤滑油OILが流出し、それが油バラ
ンス管５０に流れる。このとき、ターミナル室外機２の
開閉弁Ｖｂが開放し、ターミナル室外機２における圧縮
機１０の吸い込み圧力が油バランス管５０に加わるの
で、油バランス管５０の潤滑油OILがターミナル室外機
２の圧縮機１０に吸い込まれる。

【００５９】こうして、潤滑油OILの余剰分を各室外機
１，２の相互間で交互に移動させる油量バランスの制御
が実行されることにより、運転の進行に伴い発生する潤
滑油戻りの偏りを補正することができる。

【００６０】上記ステップ１０１，１０５，１０８，１
１１の判定が共に否定（ＮＯ）のとき、通常運転が実行
されるとともに(ステップ１１７)、潤滑油が適正か不足
かを検出するための油量検出が定期的に実行される（ス
テップ１１８）。

【００６１】以上、各圧縮機１０での潤滑油不足を相互
補完的にしかも迅速に解消することができて、圧縮機１
０の寿命向上および信頼性向上に大きく寄与することが
できる。

【００６２】潤滑油OILの余剰分を油分離器１４とは別
の保油タンク４０に常に蓄えておく形となるので、油分
離器１４の容量の縮小化が図れ、ひいては冷凍装置全体
の小形化に寄与することができる。

【００６３】なお、上記実施形態では、保油タンク４０
を構成要素とする油量検出装置を用いて各圧縮機１０の
油量を検出したが、フロートスイッチ方式の油量検出器
など他の機器を用いてもよい。その他、この発明は上記
実施形態に限定されるものではなく、要旨を変えない範
囲で種々変形実施可能である。

【００６４】

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、複
数台の圧縮機における油不足を相互補完的にしかも迅速
に解消することができ、これにより各圧縮機の寿命向上
および信頼性向上が格段に図れるとともに、油分離器の
容量の縮小化が図れて装置全体の小形化に寄与し得るマ
ルチ形空気調和機を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態の全体的な構成を示す図。

【図２】一実施形態における油量検出装置の構成を示す
図。

【図３】一実施形態における油量検出装置の配管構成の
具体例を示す図。

【図４】一実施形態の制御回路のブロック図。

【図５】一実施形態における検知温度ＴＫ１，ＴＫ２の
変化の例を示す図。

【図６】一実施形態における各室内機の要求能力と各室
外機の運転容量との関係を示す図。

【図７】一実施形態における各室外機の動作を説明する
ためのフローチャート。

【図８】一実施形態における潤滑油不足が生じた場合の
潤滑油の流れを示す図。

【符号の説明】

１…センタ室外機２…ターミナル室外機３…室内機１０…圧縮機１０ｃ…ケース４０…保油タンク４１…移動管４３…圧力バランス管４５…油回収管５０…油バランス管５２…加圧管７０，８０…室外制御部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ケース内に潤滑用の油を充填してなる圧
縮機が搭載された複数台の室外機を備え、これら室外機
および複数台の室内機を配管接続して冷凍サイクルを構
成したマルチ形空気調和機において、前記各圧縮機のケースにそれぞれ連通された保油タンク
と、前記各圧縮機から吐出される冷媒の一部を前記各保油タ
ンクから油を流出させるための加圧用として同保油タン
クにそれぞれ導く加圧管と、前記各保油タンクの油流出口と前記各圧縮機の冷媒吸込
側配管との間にそれぞれ接続された油回収管と、この各油回収管の相互間に接続された油バランス管と、を具備したことを特徴とするマルチ形空気調和機。
【請求項２】請求項１に記載のマルチ形空気調和機に
おいて、前記保油タンクは、油移動管を介して前記ケースの適正
油面位置に連通されているとともに、圧力バランス管を
介してケースの適正油面位置より上方の部位に連通され
ていることを特徴とするマルチ形空気調和機。
【請求項３】請求項１および請求項２のいずれかに記
載のマルチ形空気調和機において、前記各圧縮機のケース内の油量が適正か不足かを検出す
る検出手段と、この検出手段で油量不足が検出された圧縮機に前記各保
油タンク内の油が流れるよう、前記各加圧管および前記
各油回収管の導通を制御する制御手段と、をさらに備えたことを特徴とするマルチ形空気調和機。
【請求項４】請求項１および請求項２のいずれかに記
載のマルチ形空気調和機において、前記各室外機の相互間で油量がバランスするよう前記各
加圧管および前記各油回収管の導通を制御する制御手
段、をさらに備えたことを特徴とするマルチ形空気調和
機。
【請求項５】請求項４に記載のマルチ形空気調和機に
おいて、前記制御手段は、定期的に、運転率の低い側の室外機に
存する油が運転率の高い側の室外機に一旦集まり、集ま
った油が運転率の低い側の室外機に戻るよう、前記各加
圧管および前記各油回収管の導通を制御することを特徴
とするマルチ形空気調和機。
【請求項６】請求項１および請求項２のいずれかに記
載のマルチ形空気調和機において、前記各室外機のうち運転停止の室外機に存する油が運転
中の室外機に流れるよう前記各加圧管および前記各油回
収管の導通を制御する制御手段、をさらに備えたことを
特徴とするマルチ形空気調和機。