JP2001201200A

JP2001201200A - マルチ形空気調和機

Info

Publication number: JP2001201200A
Application number: JP2000013196A
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: JP4499863B2

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】各室外機１，２の少なくとも１つを暖房
モードに設定して残りを冷房モードに設定し、かつ暖房
モードの室外機を運転して冷房モードの室外機を停止す
る。これにより、暖房モードの室外機の圧縮機から吐出
される冷媒がガス側配管２２を通して冷房モードの室外
機における圧縮機１０のケース１０ｃに加圧用として導
かれ、そのケース１０ｃから潤滑油OILが流出する。こ
の流出した潤滑油OILが、油移動管４１、油回収管４
５、および油バランス管５０を通り、暖房モードの室外
機の圧縮機１０に補充される。

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備え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、各室外機の少なくとも１つを暖房
モードに設定して残りを冷房モードに設定し、かつ暖房
モードの室外機を運転して冷房モードの室外機を停止す
る。これにより、暖房モードの室外機の圧縮機から吐出
される冷媒が、ガス側配管を通して且つ加圧用として冷
房モードの室外機における圧縮機のケースに導かれる。
そして、この加圧作用により、冷房モードの室外機にお
ける圧縮機のケースから油が流出し、それが油移動管、
油回収管、および油バランス管を通って暖房モードの室
外機の圧縮機に取り込まれる。

【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
された場合に、その圧縮機を有する室外機を暖房モード
に設定する。

【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の制
御手段について限定している。制御手段は、制御を定期
的に実行する。

【０００９】請求項４に係る発明のマルチ形空気調和機
は、各室外機が暖房モードの場合に、定期的または必要
に応じて、除霜モードに切り換えて各ヒートポンプ式冷
凍サイクルの冷媒流を逆方向に切り換えて各室外熱交換
器に対する除霜運転を実行する。この除霜運転の開始
時、各室外機の少なくとも１つで除霜モードの切換を遅
延する。これにより、遅延対象の室外機の圧縮機から吐
出される冷媒が、ガス側配管を通して且つ加圧用として
他の室外機における圧縮機のケースに導かれる。そし
て、この加圧作用により、除霜モードの運転停止中の圧
縮機における圧縮機のケースから油が流出し、それが油
移動管、油回収管、および油バランス管を通り、遅延対
象の室外機における圧縮機のケースに取り込まれる。

【００１０】請求項５に係る発明のマルチ形空気調和機
は、請求項１、請求項2、請求項3、および請求項４のい
ずれかに係る発明の各油移動管について次のように限定
している。各油移動管は、各ケースの適正油面位置に接
続されている。

【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、請求項2、請求項3、および請求項４のい
ずれかに係る発明において、さらに、各油移動管と各油
回収管との接続間にそれぞれ設けられた保油タンク、を
備えている。

【００１２】

【発明の実施の形態】［１］以下、本発明のマルチ形空
気調和機の第１の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】１５は冷房モードの冷媒流と暖房モードの
冷媒流とを切り換えるための切換弁たとえば四方弁であ
る。この四方弁１５がオフ（図示の状態）のとき、冷房
モードの冷媒流が設定される。すなわち、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１
１、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２５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、暖房モードの
冷媒流が設定される。すなわち、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１
２、高圧側配管１３、油分離器１４、四方弁１５、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２
４、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】こうして、各室外機１，２および各室内機
３において複数のヒートポンプ式冷凍サイクルが構成さ
れ、その各ヒートポンプ式冷凍サイクルの液側配管２０
およびガス側配管２２が共通化されている。

【００２０】さらに、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。

【００２１】このような配管構成の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。

【００２２】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
に接続されている。ケース１０ｃ内の圧力（高圧）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。

【００２３】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。

【００２４】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への冷媒の流入
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４
７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。

【００２５】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
介して上記圧力バランス管５０が接続されている。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】また、この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、
８０は各ターミナル室外機２に搭載された室外制御部、
９０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。

【００３１】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８０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、ＣＰＵ７
１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
１０ｃ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Ｔ
Ｋ１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。

【００３２】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に検
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。

【００３３】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が一定回の転数で動作し、
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。

【００３４】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、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１０ｃ内の潤滑油量を検
出する検出手段を備える。具体的には、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６
１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ケース１０ｃ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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】室外機１，２が暖房モードの場合、蒸発器
として機能する各室外熱交換器１６の表面に徐々に霜が
付着し、そのままでは各室外熱交換器１６の熱交換量が
減少して暖房効率が低下してしまう。このような不具合
を防ぐため、各室外熱交換器１６に対する除霜運転いわ
ゆる逆サイクル除霜が、定期的に、あるいは熱交換器温
度の検知に基づく必要時に、実行される。

【００４０】すなわち、除霜運転では、各ヒートポンプ
式冷凍サイクルの冷媒流が四方弁１５により逆方向に切
り換えられ、この除霜モード（冷房モードの冷媒流）の
形成により、各圧縮機１０から吐出される高温のガス冷
媒が各四方弁１５を介して各室外熱交換器１６に直接的
に供給される。各室外熱交換器１６の表面に付着した霜
は、高温冷媒の熱を受けて解ける。

【００４１】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。

【００４２】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(ステ
ップ１０２)。そして、開閉弁Ｖｃ，Ｖａが開放され(ス
テップ１０３)、開閉弁Ｖｂが閉成される(ステップ１０
４)。

【００４３】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。

【００４４】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。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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】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。

【００５２】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、暖房モード（四方弁１５オ
ン）が設定され、その暖房モードでの運転が継続される
（ステップ１０６）。さらに、圧力センサ２６で検知さ
れる高圧冷媒の圧力Ｐｄが設定値（低圧仕様であるケー
ス１０ｃの許容設計圧力値）以上とならないよう、圧縮
機１０の容量が制御される（ステップ１０７）。そし
て、開閉弁Ｖｂが開放され(ステップ１０８)、開閉弁Ｖ
ｃ，Ｖａが閉成される(ステップ１０９)。

【００５３】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。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１１０のＹＥＳ）、冷房
モード（四方弁１５オフ）が設定され、かつ運転が停止
される（ステップ１１１）。そして、開閉弁Ｖａが開放
され(ステップ１１２)、開閉弁Ｖｃ，Ｖｂが閉成される
(ステップ１１３)。

【００５４】たとえば、図８において、右端のターミナ
ル室外機２で潤滑油不足が生じると、その右端の室外機
２において暖房モードが設定され、圧縮機１０の吐出冷
媒（高圧冷媒）が破線矢印で示すように四方弁１５を介
してガス側配管２２に流れる。ガス側配管２２に流れた
高圧冷媒は、冷房モードが設定されている室外機１，２
に流入し、それぞれ四方弁１５を介して各圧縮機１０の
ケース１０ｃに導かれる。こうして、各ケース１０ｃ内
が加圧されることにより、各ケース１０ｃ内の潤滑油OI
Lの余剰分が保油タンク４０に移動する。保油タンク４
０に移動した潤滑油OILは、開閉弁Ｖａが開放している
ことにより、その開閉弁Ｖａおよび油回収管４５を通っ
て油バランス管５０に流れる。

【００５５】油バランス管５０には、暖房モードの室外
機２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、暖房モー
ドの室外機２における油回収管４５に流入し、開閉弁Ｖ
ｂ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。

【００５６】このように、潤滑油不足が検出された室外
機の圧縮機１０に、他の室外機から潤滑油OILの余剰分
を供給することにより、潤滑油不足が迅速に解消され
る。

【００５７】また、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１
１４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、次の制御が実行され
る。暖房モードが指定された室外機において（ステップ
１１５のＹＥＳ）、暖房モード（四方弁１５オン）が設
定され、その暖房モードでの運転が継続される（ステッ
プ１１６）。さらに、圧力センサ２６で検知される高圧
冷媒の圧力Ｐｄが設定値（低圧仕様であるケース１０ｃ
の許容設計圧力値）以上とならないよう、圧縮機１０の
容量が制御される（ステップ１１７）。そして、開閉弁
Ｖｂが開放され(ステップ１１８)、開閉弁Ｖｃ，Ｖａが
閉成される(ステップ１１９)。

【００５８】暖房モードの指定は、センタ室外機１が管
理しており、そのセンタ室外機１および各ターミナル室
外機２の少なくとも１つに、均油タイミングごとに順に
実施される。

【００５９】暖房モードが指定されていない室外機では
（ステップ１１５のＮＯ）、冷房モード（四方弁１５オ
フ）が設定され、かつ運転が停止される（ステップ１２
０）。そして、開閉弁Ｖａが開放され(ステップ１２
１)、開閉弁Ｖｃ，Ｖｂが閉成される(ステップ１２
２)。

【００６０】たとえば、図８において、右端のターミナ
ル室外機２が暖房指定された場合、その右端の室外機２
において暖房モードが設定され、圧縮機１０の吐出冷媒
（高圧冷媒）が破線矢印で示すように四方弁１５を介し
てガス側配管２２に流れる。ガス側配管２２に流れた高
圧冷媒は、冷房モードが設定されている室外機１，２に
流入し、それぞれ四方弁１５を介して各圧縮機１０のケ
ース１０ｃに導かれる。こうして、各ケース１０ｃ内が
加圧されることにより、各ケース１０ｃ内の潤滑油OIL
の余剰分が保油タンク４０に移動する。保油タンク４０
に移動した潤滑油OILは、開閉弁Ｖａが開放しているこ
とにより、その開閉弁Ｖａおよび油回収管４５を通って
油バランス管５０に流れる。

【００６１】油バランス管５０には、暖房モードの室外
機２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、暖房モー
ドの室外機２における油回収管４５に流入し、開閉弁Ｖ
ｂ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。

【００６２】このように、各室外機１，２のいずれかを
定期的に指定し、その指定した室外機の圧縮機１０に、
他の室外機から潤滑油OILの余剰分を供給することによ
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。

【００６３】上記ステップ１０１，１０５，１１０，１
１４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１２３)、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１２４）。

【００６４】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。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。

【００６５】［２］第２の実施形態について説明する。
第１の実施形態のステップ１１４〜１２２の処理に代え
て、図９のフローチャートにおいて二点鎖線で囲んで示
すように、ステップ２０１〜２０８の処理が採用され
る。

【００６６】すなわち、各圧縮機１，２が暖房モードで
運転している場合の定期的な除霜タイミングで(ステッ
プ２０１のＹＥＳ)、センタ室外機１から遅延指令を受
けている室外機において（ステップ２０２のＹＥＳ）、
暖房モード（四方弁１５オン）での運転が継続されると
ともに（ステップ２０３）、開閉弁Ｖｂが開放される
(ステップ２０４)。開閉弁Ｖｃ，Ｖａは閉成されている
(ステップ２０５)。遅延指令は、センタ室外機１が管理
しており、そのセンタ室外機１および各ターミナル室外
機２の少なくとも１つに、除霜タイミングごとに順に送
られる。

【００６７】遅延指令を受けていない室外機では（ステ
ップ２０２のＮＯ）、冷房モード（四方弁１５オフ）つ
まり除霜モードで運転が実行される（ステップ２０
６）。そして、開閉弁Ｖａが開放され(ステップ２０
７)、開閉弁Ｖｃ，Ｖｂが閉成される(ステップ２０
８)。

【００６８】たとえば、図８において、右端のターミナ
ル室外機２が遅延指令を受けた場合、その右端の室外機
２において暖房モードの運転が継続され、圧縮機１０の
吐出冷媒（高圧冷媒）が破線矢印で示すように四方弁１
５を介してガス側配管２２に流れる。ガス側配管２２に
流れた高圧冷媒は、除霜モードで運転している室外機
１，２に流入し、それぞれ四方弁１５を介して各圧縮機
１０のケース１０ｃに導かれる。こうして、各ケース１
０ｃ内が加圧されることにより、各ケース１０ｃ内の潤
滑油OILの余剰分が保油タンク４０に移動する。保油タ
ンク４０に移動した潤滑油OILは、開閉弁Ｖａが開放し
ていることにより、その開閉弁Ｖａおよび油回収管４５
を通って油バランス管５０に流れる。

【００６９】油バランス管５０には、暖房モードの室外
機２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、暖房モー
ドの室外機２における油回収管４５に流入し、開閉弁Ｖ
ｂ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。

【００７０】遅延指令は、一定時間後に解除される。こ
れにより、暖房モードの運転を継続していた室外機が除
霜モードに切り換わり、全ての室外機１，２が除霜運転
に入る。

【００７１】このように、除霜運転の開始時、各室外機
１，２の少なくとも１つで冷媒流の切換を遅延すること
により、その遅延対象の室外機の圧縮機１０に、他の室
外機から潤滑油OILの余剰分を供給することができる。
これにより、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。他の構成および作用・効果
は第１の実施形態と同じである。

【００７２】［３］第３の実施形態について説明する。
図１０に示すように、各圧縮機１０のケース１０ｃ内の
油量を検出する検出手段として、保油タンク４０を構成
要素とする油量検出装置に代わり、フロートスイッチ方
式の油量検出器５５が設けられている。これに伴い、ケ
ース１０ｃと油回収管４５とが、保油タンク４０を介さ
ずに、油移動管４１により直接的に接続されている。そ
して、油移動管４１に開閉弁Ｖａが設けられている。他
の構成は第１および第２の実施形態と同じであり、第１
および第２の実施形態と同様の作用・効果が得られる。
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。

【００７３】

【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】第１および第２の実施形態の全体的な構成を示
す図。

【図２】第１および第２の実施形態における油量検出装
置の構成を示す図。

【図３】各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】各実施形態の制御回路のブロック図。

【図５】各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】各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】第１の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】第１および第２の実施形態における潤滑油の流
れの一例を示す図。

【図９】第２の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１０】第３の実施形態の全体的な構成および潤滑油
の流れの一例を示す図。

【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９０…室内制御部

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、冷房モードの冷媒流と暖房モードの冷媒流とを切
り換えるための切換弁、および室外熱交換器を有する複
数台の室外機と、室内熱交換器を有する複数台の室内機と、前記各圧縮機、前記各切換弁、前記各室外熱交換器、お
よび前記各室内熱交換器を配管接続して構成され、かつ
各室外機と各室内機との間の液側配管およびガス側配管
が共通化された複数のヒートポンプ式冷凍サイクルと、前記各圧縮機のケースにそれぞれ接続された油移動管
と、この各油移動管から前記各圧縮機の冷媒吸込側配管にか
けて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、前記各室外機の少なくとも１つを暖房モードに設定して
残りを冷房モードに設定し、かつ暖房モードの室外機を
運転して冷房モードの室外機を停止する制御手段と、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、をさらに備え、前記制御手段は、前記検出手段で油量不足が検出された
場合にその油量不足の圧縮機を有する室外機を暖房モー
ドに設定する、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、前記制御手段は、制御を定期的に実行することを特徴と
するマルチ形空気調和機。
【請求項４】ケース内に潤滑用の油を充填してなる圧
縮機、冷房モードの冷媒流，暖房モードの冷媒流，およ
び除霜モードの冷媒流を切り換えるための切換弁、およ
び室外熱交換器を有する複数台の室外機と、室内熱交換器を有する複数台の室内機と、前記各圧縮機、前記各切換弁、前記各室外熱交換器、お
よび前記各室内熱交換器を配管接続して構成され、かつ
各室外機と各室内機との間の液側配管およびガス側配管
が共通化された複数のヒートポンプ式冷凍サイクルと、前記各圧縮機のケースにそれぞれ接続された油移動管
と、この各油移動管から前記各圧縮機の冷媒吸込側配管にか
けて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、前記各室外機が暖房モードの場合に、定期的または必要
に応じて、除霜モードに切り換えて前記各ヒートポンプ
式冷凍サイクルの冷媒流を逆方向に切り換えて前記各室
外熱交換器に対する除霜運転を実行する制御手段と、前記除霜運転の開始時、前記各室外機の少なくとも１つ
で除霜モードの切換を遅延し、かつ除霜モードの切換を
遅延する室外機を運転して除霜モードの室外機を停止す
る制御手段と、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５】請求項1、請求項2、請求項3、および請
求項４のいずれかに記載のマルチ形空気調和機におい
て、前記各油移動管は、各ケースの適正油面位置に接続され
ていることを特徴とするマルチ形空気調和機。
【請求項６】請求項1、請求項2、請求項3、および請
求項４のいずれかに記載のマルチ形空気調和機におい
て、前記各油移動管と前記各油回収管との接続間にそれぞれ
設けられた保油タンク、をさらに備えたことを特徴とす
るマルチ形空気調和機。