JP2001280259A - 冷媒圧縮機 - Google Patents

冷媒圧縮機

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JP2001280259A
JP2001280259A JP2000092845A JP2000092845A JP2001280259A JP 2001280259 A JP2001280259 A JP 2001280259A JP 2000092845 A JP2000092845 A JP 2000092845A JP 2000092845 A JP2000092845 A JP 2000092845A JP 2001280259 A JP2001280259 A JP 2001280259A
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JP
Japan
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temperature
winding
compressor
thermostat
refrigerant
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JP2000092845A
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Mitsunori Kawakami
光徳 川上
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の冷媒圧縮機は、巻線保護用サーモスタ
ットが1点しか無いため、容量制御運転時に運転状態が
低風量条件、即ち吸込み冷媒ガス量が減少した時、電動
機冷却の不良による電動機温度上昇で巻線保護用サ−モ
スタットが作動して、圧縮機が異常停止し、冷凍機の連
続運転ができないという問題点が有った。 【解決手段】 この発明の冷媒圧縮機は、電動機巻線温
度の異常上昇を検知する巻線保護用サーモスタット等の
巻線温度検出手段を前記電動機部に備えた圧縮機におい
て、前記巻線温度検出手段とは検知温度を異にして電動
機巻線温度の巻線保護設定温度より低く設定した温度を
検知するサーモスタット等の第二の巻線温度検出手段を
設けたものである。

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、半密閉構造及び
密閉構造の冷媒圧縮機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図4は従来のスクリュー式冷凍機の冷媒
回路である。図において、1は巻線温度を検出する巻線
保護用サーモスタット1cを備えた電動機部1aと圧縮
動作をするスクリューロータ部1bとから成るスクリュ
ー式密閉形冷媒圧縮機、2は冷却水管2aと熱交換し凝
縮作用をする水式熱交換器、3は膨張弁、4はブライン
配管5と熱交換し蒸発作用をするブライン熱交換器で、
前記スクリュー式圧縮機1、水式熱交換器2及び膨張弁
3と共に冷媒配管6により連結されて冷媒回路を構成し
ている。7は制御装置で、前記ブライン配管5の入口管
5a温度を検出するブライン入口温度検出装置7aを備
え、更に前記スクリュー式圧縮機1の電動機部1aに設
置された前記巻線保護サ−モスタット1cに接続してい
る。
【0003】次に、動作について説明する。図に示すよ
うに、スクリュー式圧縮機1、水式熱交換器2、膨張弁
3、ブライン熱交換器4及び冷媒配管6により接続して
冷媒回路を構成した冷凍機において、この冷凍機は、巻
線保護サーモスタット1aにより圧縮機1の電動機部1
aの巻線温度、ブライン入口温度検出装置7aにより検
出されるブライン入口温度が、制御装置7に伝えられ、
制御装置7によって、冷凍機の冷媒容量調節を行う。
【0004】この容量調節は、ブライン入口温度信号を
受けた制御装置7により制御する。冷凍機は、ブライン
入口温度に応じ容量制御を行うが、負荷が減少しブライ
ン入口温度が制御目標温度以下となり、サーモ停止設定
温度まで達すると、サーモ停止となり自動的に圧縮機は
停止となる。この後、負荷が上昇し、ブライン入口温度
がサーモ復帰温度まで上昇すると、再度圧縮機の運転を
開始する。また、負荷の増加や、圧縮機1に内蔵された
電動機部1aの巻線を冷却する吸込み冷媒ガス量の低下
等により、電動機部1aの巻線温度が上昇して電動機巻
線のサーモ停止設定温度に達した場合は、電動機部1a
の巻線保護のため、制御装置7の制御により圧縮機を停
止する。
【0005】また、図5は、特開平8−291946号
公報に示された従来のスクリュー式冷凍機の冷媒回路図
である。図において、1はスクリュー圧縮機、2は外気
と熱交換させ冷媒を凝縮させる空気熱交換器、4は冷水
管5の冷水と熱交換し冷媒を蒸発させる水熱交換器、7
は制御装置で、前記冷水管5出口温度5b温度を検知す
る冷水温度検知装置7aと、前記空気熱交換器入口管2
aの温度を検知する凝縮温度検知装置2b、前記スクリ
ュー圧縮機1の冷媒吐出管6aの凝縮圧力を検知する第
1凝縮圧力検知装置2cおよび、前記空気熱交換器2の
冷媒出口管6bの凝縮圧力を検知する第2凝縮圧力検知
装置2dを備えている。8は四方弁、9は前記空気熱交
換器2に外気を送りこむファン、10はファン回転数を
制御するインバータ、11は電磁弁である。
【0006】次に、このように構成された第2の従来例
のスクリュー式冷凍機の動作を説明する。2つの電磁弁
11を有するスクリュー圧縮機1、ファン9を有する空
気熱交換器2、水式熱交換器4、及びそれらを冷媒配管
5で接続して回路を形成するスクリュー冷凍機におい
て、制御装置7は、スクリュー圧縮機1の冷媒吐出管6
aの凝縮圧力を検出する第1凝縮圧力検知装置2cおよ
び空気熱交換器2の冷媒出口管6bの凝縮圧力を検知す
る第2凝縮圧力検知装置2dによりそれぞれ凝縮圧力を
検出して凝縮圧力が所定値(これを第一の設定値とす
る)になるように、空気熱交換器用のファン8を制御す
る。
【0007】また、冷水管5出口管5b温度を検出して
冷水温度が所定値になるように、圧縮機1を容量制御
し、かつ第1凝縮圧力検知装置2cおよび第2凝縮圧力
検知装置2dの凝縮圧力に前記第一の設定値より上に第
二の設定値を設け、この第二の設定値によって、圧縮機
1の容量制御を、冷水管5出口管5b温度による制御に
優先して圧縮機1のロード電磁弁10又はアンロード電
磁弁10を制御するものである。
【0008】さらに、圧縮機に内蔵された電動機の保護
の制御仕様としては、例えば、特開平4−60345に
記載されている如く、電動機過熱異常信号が発生したと
き、圧縮機の運転容量を低下させる方法がある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の冷媒
圧縮機は、巻線保護用サーモスタットが1点しか無いた
め、容量制御運転時に運転状態が低風量条件、即ち吸込
み冷媒ガス量が減少した時、電動機冷却の不良による電
動機温度上昇で巻線保護用サ−モスタットが作動して、
圧縮機が異常停止し、冷凍機の連続運転ができないとい
う問題点が有った。また、特開平4−60345にて開
示されている電動機保護方法によると、負荷減少による
入力低減量よりも吸込み冷媒ガス量減少による電動機冷
却効果低減の方が影響が大きくなり、むしろ電動機の温
度上昇を招いて、巻線保護用サ−モスタットの作動によ
り圧縮機が異常停止するという不具合があった。
【0010】この発明は上記のような問題を解消するた
めになされたもので、圧縮機内蔵の電動機の過熱を損傷
が発生する温度より低い温度で検知し、警報を発すると
ともに、警報を受けて圧縮機の運転容量を増大させて、
電動機冷却効果を増大させることによって、連続運転を
可能とする制御が適用できる圧縮機を提供することを目
的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明に係わる冷媒圧
縮機は、電動機部と圧縮動作部から成り、電動機巻線温
度の異常上昇を検知する巻線保護用サーモスタット等の
巻線温度検出手段を前記電動機部に備えた圧縮機におい
て、前記巻線温度検出手段とは検知温度を異にして電動
機巻線温度の巻線保護設定温度より低く設定した温度を
検知するサーモスタット等の第二の巻線温度検出手段を
設けたものである。
【0012】また、この発明に係わる冷媒圧縮機は、電
動機巻線温度の異常上昇を検知する巻線温度検出手段
と、前記巻線温度検出手段とは検知温度を異にして電動
機巻線温度の巻線保護設定温度より低く設定した温度を
検知する第二の巻線温度検出手段とを備えた前記の圧縮
機に、運転容量を制御する手段を設けたものである。
【0013】
【発明の実施の形態】実施の形態1.以下、この発明の
実施の形態について説明する。図1はこの発明の実施の
形態1によるスクリュー式冷凍機を示す冷媒回路図であ
る。図1において、1は電動機部1aと圧縮動作をする
スクリューロータ部1bとから成るスクリュー式圧縮
機、2は冷却水管2aと熱交換する水式熱交換器、3は
膨張弁、4はブライン配管5と熱交換するブライン熱交
換器で、前記スクリュー圧縮機1、水式熱交換器2及び
膨張弁3等と共に冷媒配管6により連結されて冷媒回路
を構成している。
【0014】7は制御装置で、前記ブライン配管の出口
管5b温度を検出し、圧縮機運転容量を連続的に低下さ
せるブライン出口温度検出装置7a、及び前記スクリュ
ー式圧縮機1の電動機部1aに設置され、巻線温度を検
出し保護する巻線保護手段である、例えば105℃で巻
線保護動作するよう設定された巻線保護用サーモスタッ
ト1c及びこの巻線保護手段の設定温度より低く、かつ
スクリュー式圧縮機を連続運転させる設定温度、例えば
70℃から90℃の範囲内の温度で連続運転を継続させ
る圧縮機連続運転手段である圧縮機連続運転用サーモス
タット1dを備えている。
【0015】次に、動作について説明する。冷凍機負荷
側の要求能力が低下するにしたがって、ブラインの出入
口温度差が減少する。ブライン出口温度検出装置7cに
よりブライン出口温度を検知し、この検出信号により制
御装置7が、圧縮機運転容量を絞り込み、圧縮機1の運
転容量を連続的に低下させる。この制御により冷凍機の
冷媒循環量が低下する。この圧縮機1を駆動する電動機
部1aは冷凍機を循環する冷媒ガスにより冷却されてい
る。そのため、冷媒循環量が低下すると、必然的に電動
機部1aの冷却効果が低下し電動機の温度を上昇させる
こととなる。
【0016】この時、電動機1aの巻線温度上昇限界の
巻線保護温度を、例えば105℃に設定しておき、ま
た、この巻線温度上昇温度より余裕を持たせた圧縮機連
続運転設定温度である、例えば70℃から90℃の範囲
の設定温度で作動するスクリュー式圧縮機連続運転用サ
ーモスタット1dが作動し、この信号を受けて圧縮機1
を連続運転させて圧縮機1の運転容量を上昇させる。
【0017】次に図2に示すスクリュー式冷凍機の制御
フローチャートを説明する。図において、始めに、ステ
ップ101において、冷凍機の運転を開始する。運転開
始後ステップ102に進む。ステップ102では、ブラ
イン配管のブライン出口検出温度TAがブライン出口設
定温度TBと同じか小さい場合は、ステップ103に進
み、圧縮機の運転容量を減少させる。また、ステップ1
02で、ブライン配管のブライン出口検出温度TAがブ
ライン出口設定温度TBより大きい場合は、ステップ1
05に進み、圧縮機の運転容量を増大させる。ステップ
103で運転容量を減少させ冷凍機の冷媒循環量を低下
させると、必然的に電動機巻線の冷却効果が低下し、電
動機巻線温度は上昇する。
【0018】ステップ104で、圧縮機用電動機の巻線
温度Tが低温度側巻線サーモスタット設定温度TLと等
しいか、又は圧縮機用電動機の巻線温度Tが低温度側巻
線サーモスタット設定温度TLより大な場合は、ステッ
プ105に進み、圧縮機の運転容量を増大させる。ステ
ップ105で圧縮機の運転容量を増大させ冷媒循環量を
上昇させた後、ステップ106で圧縮機用電動機の巻線
温度Tが低温度側巻線サーモスタット設定温度TLより
小なる場合は、ステップ101に戻って当初の冷凍機容
量での運転を始める。また、ステップ106で圧縮機用
電動機の巻線温度Tが低温度側巻線サーモスタット設定
温度TLより小でない場合は、ステップ107で圧縮機
用電動機の巻線温度Tが高温度側巻線サーモスタット設
定温度THと等しいか、又は圧縮機用電動機の巻線温度
Tが高温度側巻線サーモスタット設定温度THより大な
る場合は、ステップ108に進み冷凍機の運転を停止す
る。また、ステップ107で圧縮機用電動機の巻線温度
Tが高温度側巻線サーモスタット設定温度THより小な
る場合は、ステップ105に戻り圧縮機の運転容量を増
大させる運転をする。
【0019】次に、図3に示す圧縮機容量制御特性図に
より圧縮機の運転容量と冷媒循環量との関係を説明す
る。この場合の運転条件は、凝縮温度/蒸発温度は一定
とする。図において、圧縮機運転容量を低下させた場
合、冷媒循環量の低下率は電気入力の低下率より大き
い。逆に、圧縮機運転容量を低下させた場合、冷媒循環
量の増大率は電気入力の増大率より大きい。そのため、
容量制御運転時に電動機温度が上昇した場合、圧縮機の
運転容量を増大させることで、電動機の冷却効果を増大
させることができる。即ち、冷媒循環量と電気入力との
交点P以上では電動機の冷却が良好に促進されるが、交
点P以下では冷却不足となり冷却効果は期待できない。
【0020】
【発明の効果】以上に述べたように、この発明によれば
次のような効果を奏する。この発明に係わる冷媒圧縮機
は、電動機部と圧縮動作部から成り、電動機巻線温度の
異常上昇を検知する巻線保護用サーモスタット等の巻線
温度検出手段を前記電動機部に備えた圧縮機において、
前記巻線温度検出手段とは検知温度を異にして電動機巻
線温度の巻線保護設定温度より低く設定した温度を検知
するサーモスタット等の第二の巻線温度検出手段を設け
たから、圧縮機が電動機巻線温度の異常上昇により停止
する前に、連続運転を続行する手段を講ずることができ
る。
【0021】また、この発明に係わる冷媒圧縮機は、電
動機巻線温度の異常上昇を検知する巻線温度検出手段
と、前記巻線温度検出手段とは検知温度を異にして電動
機巻線温度の巻線保護設定温度より低く設定した温度を
検知する第二の巻線温度検出手段と、圧縮機の運転容量
を制御する手段とを設けたから、電動機巻線温度が巻線
保護設定温度に達する前の前記第二の巻線温度検出手段
が作動した段階で、圧縮機の運転容量を制御し、運転条
件によらず、連続運転を続行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態による冷媒圧縮機を用
いたスクリュー式冷凍機を示す冷媒回路図
【図2】 この発明の実施の形態による冷媒圧縮機を用
いたスクリュー式冷凍機の制御フローチャート
【図3】 この発明の実施の形態による冷媒圧縮機の容
量制御特性
【図4】 従来の冷媒圧縮機を用いたスクリュー式冷凍
機を示す冷媒回路図
【図5】 第2の従来例のスクリュー式冷凍機を示す冷
媒回路図
【符号の説明】
1 密閉形冷媒圧縮機、1a 電動機、1b スクリュ
ーロータ、1c 巻線保護用サーモスタット、1d 圧
縮機連続運転用サーモスタット,2 水式熱交換器、3
膨張弁、4 ブライン熱交換器、5 ブライン配管、
6 冷媒配管、7 制御装置、7a ブライン出口温度
検出装置。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電動機部と圧縮動作部から成り、電動機
    巻線温度の異常上昇を検知する巻線保護用サーモスタッ
    ト等の巻線温度検出手段を前記電動機部に備えた圧縮機
    において、前記巻線温度検出手段とは検知温度を異にし
    て電動機巻線温度の巻線保護設定温度より低く設定した
    温度を検知するサーモスタット等の第二の巻線温度検出
    手段を設けたことを特徴とする冷媒圧縮機。
  2. 【請求項2】 前記請求項1記載の冷媒圧縮機におい
    て、運転容量制御手段を設けたことを特徴とする冷媒圧
    縮機。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN100416101C (zh) * 2005-04-27 2008-09-03 株式会社丰田自动织机 电动压缩机中的电机控制器
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Effective date: 20040722