JP2003240365A

JP2003240365A - 冷凍装置

Info

Publication number: JP2003240365A
Application number: JP2002040313A
Authority: JP
Inventors: Kazufumi Yamaoka; 和史山岡; Satoru Sakae; 覚阪江
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2002-02-18
Filing date: 2002-02-18
Publication date: 2003-08-27
Anticipated expiration: 2022-02-18
Also published as: JP4082040B2

Abstract

(57)【要約】【課題】油分離器（51）の冷凍機油を圧縮機（40）へ
素早く戻すと共に、冷媒通過音の発生を未然に防止す
る。【解決手段】油分離器（51）の油を圧縮機（40）の吸
入側へ供給するための油戻し管（52）と、油戻し管（5
2）に設けられて開閉する電磁弁（53）と、圧縮機（4
0）の駆動電流値を検出する駆動電流センサ（77）と、
電磁弁（53）の開放時に駆動電流センサ（77）により検
出された駆動電流値が小さく変化すると、電磁弁（53）
を閉鎖する開閉機構制御部（91）とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油分離器により吐
出冷媒から分離された冷凍機油を、該油分離器から圧縮
機へ戻すための油戻し管を有する冷凍装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、油分離器と圧縮機の吸入側とを
接続し、油分離器により分離された冷凍機油を圧縮機の
吸入側へ戻すための油戻し管を備えた冷凍装置は、広く
知られている。このものでは、油分離機内の冷凍機油が
全て圧縮機に戻ったときに、油戻し管に吐出冷媒の一部
が流通して、その冷媒通過音が騒音として発生するとい
う問題がある。

【０００３】そこで、従来より、その冷媒通過音の発生
を抑制する目的で、キャピラリ等の減圧機構を油戻し管
に設けて該油戻し管における冷凍機油の流通量を減少さ
せることが広く行われている。すなわち、このもので
は、油分離器からの冷凍機油の排出量を低減して該油分
離器内の冷凍機油が無くならないようにし、油戻し管に
冷凍機油のみが常に流通するように構成されている。こ
のようにして、圧縮機の吐出冷媒を油戻し管に流さない
ようにして、冷媒通過音の発生を防止することが広く知
られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のものでは、油戻し管を流れる冷凍機油の流通量が減
圧機構により規制されて減少するため、充分な量の冷凍
機油を圧縮機へ供給することが困難であり、圧縮機にお
いて冷凍機油不足が生じる虞れがある。

【０００５】さらに、この従来のものでは、圧縮機の吐
出側と吸入側とが常に連通状態にあるため、圧縮機が停
止している間に、吐出側の高圧冷媒が油戻し管を介して
吸入側へ移動し、吸入側が高圧状態となることが避けら
れない。したがって、次回の起動時に圧縮機に大きなス
トレスが加わってしまうという問題もある。

【０００６】本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたもの
であり、その主たる目的とするところは、冷凍機油を油
分離器から圧縮機へ戻すための構成に工夫を凝らすこと
により、冷凍機油を圧縮機へ素早く戻すと共に、冷媒通
過音の発生を未然に防止しようとすることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明では、圧縮機の駆動電流値が変化して小
さくなった際に、油戻し管に設けられた開閉機構を閉鎖
するようにした。

【０００８】具体的に、第１の発明は、冷媒が循環して
蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路（15）を備える
冷凍装置であって、上記冷媒回路（15）の圧縮機（40）
の吐出冷媒から油を分離する油分離器（51）と、上記油
分離器（51）の油を圧縮機（40）の吸入側へ供給するた
めの油戻し管（52）と、上記油戻し管（52）に設けられ
て開閉する開閉機構（53）と、上記圧縮機（40）の駆動
電流値を検出する電流値検出手段（77）と、上記開閉機
構（53）の開放時に上記電流値検出手段（77）により検
出された駆動電流値が小さく変化すると、上記開閉機構
（53）を閉鎖する開閉機構制御部（91）とを備えてい
る。

【０００９】上記の発明によると、油分離器（51）は、
圧縮機（40）の吐出冷媒から冷凍機油を分離する。この
とき、開閉機構（53）が閉鎖されていると、油戻し管
（52）における冷凍機油の流通は遮断される。一方、開
閉機構（53）が開放されていると、分離された油分離器
（51）内の冷凍機油は、油戻し管（52）を通って圧縮機
（40）の吸入側へ流通する。

【００１０】ところで、冷凍機油が圧縮機（40）に吸入
されているときに、該圧縮機（40）の圧縮室内で液体で
ある冷凍機油がガス冷媒と共に圧縮されるため、圧縮機
（40）に多少のストレスが負荷される。そのため、冷凍
機油を吸入している圧縮機（40）の駆動電流値は、ガス
冷媒のみが吸入される場合に比べて大きくなる。

【００１１】したがって、この第１の発明によると、開
閉機構（53）の開放時に、電流値検出手段（77）により
検出された駆動電流が比較的大きいときには、開閉機構
制御部（91）は、油戻し管（52）に冷凍機油が流通して
いると判別して開閉機構（53）の開放状態を維持する。
その結果、油分離器（51）の冷凍機油は、減圧されずに
圧縮機（40）へ向かって素早く流通する。

【００１２】一方、開閉機構（53）の開放時に、電流値
検出手段（77）により検出された駆動電流が変化して比
較的小さくなったときには、開閉機構制御部（91）は、
油戻し管（52）に冷凍機油が流通していないと判別して
開閉機構（53）を閉鎖する。その結果、油戻し管（52）
における吐出冷媒の流通を阻止して、冷媒通過音の発生
が未然に防止される。

【００１３】また、油戻し管（52）に開閉機構（53）が
設けられているので、圧縮機（40）の停止時に該開閉機
構（53）を閉鎖することで、その停止中に吐出側高圧冷
媒の吸入側への移動が防止される。したがって、次回の
起動時に圧縮機（40）に大きなストレスが加わることは
ない。

【００１４】第２の発明は、上記第１の発明において、
上記開閉機構制御部（91）は、開閉機構（53）を閉鎖し
てから所定の閉鎖時間の経過後に、該開閉機構（53）を
開放する。

【００１５】この発明によると、開閉機構制御部（91）
は、開閉機構（53）の開放時に、電流値検出手段（77）
により検出される圧縮機（40）の駆動電流が小さく変化
すると、開閉機構（53）を閉鎖する一方、その閉鎖から
所定の閉鎖時間の経過後に、開閉機構（53）を再び開放
する。このようにして、開閉機構（53）の開閉が繰り返
される。

【００１６】第３の発明は、上記第２の発明において、
上記開閉機構制御部（91）による開閉機構（53）の開放
時間と、冷媒回路（15）の凝縮圧力と、冷媒回路（15）
の蒸発圧力と、圧縮機（40）の吸入冷媒温度と、圧縮機
（40）の駆動周波数と、上記開閉機構制御部（91）によ
る開閉機構（53）の閉鎖時間とに基づいて、該開閉機構
（53）の閉鎖時間を補正する閉鎖時間補正部（92）を備
えている。

【００１７】ところで、上記油分離器（51）に冷凍機油
が溜まる速度は、圧縮機（40）における冷媒循環量と、
吸入冷媒温度から導出される吸入冷媒の過熱度と、圧縮
機（40）の駆動周波数との変化に伴って変化する。した
がって、この第３の発明によると、閉鎖時間補正部（9
2）は、これらの凝縮圧力、蒸発圧力、吸入冷媒温度及
び駆動周波数を加味して、上記開閉機構制御部（91）に
よる開閉機構（53）の閉鎖時間を適切に補正する。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。

【００１９】図１に示すように、本実施形態に係る冷凍
装置としての空気調和装置（10）は、室外機（11）と室
内機（12）と１台ずつ備えている。このうち、室内機
（12）は室内側ユニットを構成している。また、上記空
気調和装置（10）は、冷媒が循環して蒸気圧縮式冷凍サ
イクルを行う冷媒回路（15）を備えている。

【００２０】上記冷媒回路（15）は、室外回路（20）、
室内回路（60）、液側連絡管（16）、及びガス側連絡管
（17）により構成されている。室内回路（60）は、液側
連絡管（16）及びガス側連絡管（17）を介して室外回路
（20）に接続されている。

【００２１】上記室外回路（20）は、室外機（11）に収
納されている。室外回路（20）には、圧縮機（40）、四
路切換弁（21）、室外熱交換器（22）、膨張弁（24）、
レシーバ（23）、液側閉鎖弁（25）、及びガス側閉鎖弁
（26）が設けられている。

【００２２】上記圧縮機（40）は、密閉型のスクロール
圧縮機である。つまり、圧縮機（40）は、圧縮機構と該
圧縮機構を駆動する電動機とを、円筒状のハウジングに
収納して構成されている。尚、圧縮機構及び電動機は、
図示を省略する。そして、圧縮機（40）は、電動機の回
転数が段階的に又は連続的に変更されることで、その容
量が可変に構成されている。

【００２３】上記圧縮機（40）には、低圧ガス管である
吸入管（43）と、高圧ガス管である吐出管（44）とがそ
れぞれ接続されている。そして、吸入管（43）は圧縮機
（40）へ吸入される冷媒が流通する一方、吐出管（44）
は、圧縮機（40）から吐出される冷媒が流通するように
構成されている。吸入管（43）は、その入口端が四路切
換弁（21）の第１のポートに接続され、その出口端が圧
縮機（40）の吸入側に接続されている。吐出管（44）
は、その入口端が圧縮機（40）の吐出側に接続され、そ
の出口端が四路切換弁（21）の第２のポートに接続され
ている。

【００２４】上記四路切換弁（21）は、その第３のポー
トがガス側閉鎖弁（26）と配管接続され、その第４のポ
ートが室外熱交換器（22）の上端部と配管接続されてい
る。四路切換弁（21）は、第１のポートと第３のポート
が連通し且つ第２のポートと第４のポートが連通する状
態（図１に実線で示す状態）と、第１のポートと第４の
ポートが連通し且つ第２のポートと第３のポートが連通
する状態（図１に破線で示す状態）とに切り換わる。こ
の四路切換弁（21）の切換動作によって、冷媒回路（1
5）における冷媒の循環方向が反転する。

【００２５】上記室外熱交換器（22）は、室外側熱交換
器を構成している。室外熱交換器（22）は、クロスフィ
ン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器により構成
されている。この室外熱交換器（22）では、冷媒回路
（15）を循環する冷媒と室外空気とが熱交換を行うよう
に構成されている。

【００２６】上記室外熱交換器（22）の下端は、ブリッ
ジ回路（30）を介して液側連絡管（16）と配管接続され
ている。ブリッジ回路（30）は、第１管路（31）、第２
管路（32）、第３管路（33）、及び第４管路（34）をブ
リッジ状に接続して構成されている。このブリッジ回路
（30）において、第１管路（31）の出口端が第２管路
（32）の出口端と接続し、第２管路（32）の入口端が第
３管路（33）の出口端と接続し、第３管路（33）の入口
端が第４管路（34）の入口端と接続し、第４管路（34）
の出口端が第１管路（31）の入口端と接続している。そ
して、ブリッジ回路（30）は、第１管路（31）の入口端
及び第４管路（34）の出口端が室外熱交換器（22）側と
なり、第２管路（32）の入口端及び第３管路（33）の出
口端が液側連絡管（16）側となるように配置されてい
る。

【００２７】第１〜第４の各管路（31〜34）には、逆止
弁が１つずつ設けられている。第１管路（31）には、そ
の入口端から出口端に向かう冷媒の流通のみを許容する
逆止弁（CV-1）が設けられている。第２管路（32）に
は、その入口端から出口端に向かう冷媒の流通のみを許
容する逆止弁（CV-2）が設けられている。第３管路（3
3）には、その入口端から出口端に向かう冷媒の流通の
みを許容する逆止弁（CV-3）が設けられている。第４管
路（34）には、その入口端から出口端に向かう冷媒の流
通のみを許容する逆止弁（CV-4）が設けられている。

【００２８】上記レシーバ（23）は、円筒状の容器であ
って、冷媒を貯留するためのものである。レシーバ（2
3）の上端部は、ブリッジ回路（30）における第１管路
（31）の出口端及び第２管路（32）の出口端と配管接続
されている。レシーバ（23）の下端部は、ブリッジ回路
（30）における第３管路（33）の入口端及び第４管路
（34）の入口端と配管接続されている。また、このレシ
ーバ（23）の下端部とブリッジ回路（30）を繋ぐ配管に
は、膨張弁（24）が設けられている。この膨張弁（24）
は、いわゆる電動膨張弁である。

【００２９】上記室外回路（20）には、ガス抜き管（3
5）及び均圧管（37）も設けられている。ガス抜き管（3
5）は、その一端がレシーバ（23）の上端部に接続さ
れ、その他端が吸入管（43）に接続されている。このガ
ス抜き管（35）は、レシーバ（23）のガス冷媒を各圧縮
機（40）の吸入側へ導入してレシーバ（23）を減圧する
ために設けられている。また、ガス抜き管（35）には、
ガス抜き電磁弁（36）が設けられている。

【００３０】上記均圧管（37）は、その一端がガス抜き
管（35）におけるガス抜き電磁弁（36）とレシーバ（2
3）の間に接続され、その他端が吐出管（44）に接続さ
れている。また、均圧管（37）には、その一端から他端
に向かう冷媒の流通のみを許容する均圧用逆止弁（38）
が設けられている。この均圧管（37）は、空気調和装置
（10）の停止中に外気温が異常に上昇してレシーバ（2
3）の圧力が高くなりすぎた場合に、ガス冷媒を逃がす
ことでレシーバ（23）の破裂を防止するためのものであ
る。従って、空気調和装置（10）の運転中において、均
圧管（37）を冷媒が流れることは無い。

【００３１】そして、本実施形態に係る空気調和装置
（10）には、圧縮機（40）の吐出冷媒から冷凍機油を分
離するための油分離器（51）が、圧縮機（40）の吐出管
（44）に設けられている。さらに、油戻し管（52）が、
油分離器（51）と圧縮機（40）の吸入管（43）とを接続
して設けられており、油分離器（51）の冷凍機油を圧縮
機（40）の吸入側へ供給するようにしている。油戻し管
（52）には、開閉することにより油分離器（51）と圧縮
機（40）の吸入側とを連通状態又は連通遮断状態にする
開閉機構としての電磁弁（53）が設けられている。そし
て、電磁弁（53）が開放されたときに、油分離器（51）
内の冷凍機油を圧縮機へ供給するようにしている。

【００３２】上記室内回路（60）は、室内機（12）に設
けられている。この室内回路（60）には、室内側熱交換
器（61）が設けられている。室内熱交換器（61）は、ク
ロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器に
より構成されている。この室内熱交換器（61）では、冷
媒回路（15）を循環する冷媒と室内空気とが熱交換を行
うように構成されている。

【００３３】上記液側連絡管（16）は、その一端が液側
閉鎖弁（25）に接続され、他端が室内回路（60）におけ
る室内熱交換器（61）下端に接続されている。上記ガス
側連絡管（17）は、その一端がガス側閉鎖弁（26）に接
続され、他端が室内熱交換器（61）の上端に接続されて
いる。

【００３４】上記室外機（11）には、室外ファン（70）
が設けられている。この室外ファン（70）は、室外熱交
換器（22）へ室外空気を送るためのものである。一方、
上記室内機（12）には、室内ファン（80）が設けられて
いる。この室内ファン（80）は、室内熱交換器（61）へ
室内空気を送るためのものである。

【００３５】上記室外機（11）には、各種のセンサが設
けられている。具体的に、室外機（11）には、室外空気
の温度を検出するための外気温センサ（71）が設けられ
ている。また、室外機（11）において、室外熱交換器
（22）の下部には、その伝熱管温度を検出するための室
外熱交換器温度センサ（72）が設けられている。さら
に、室外熱交換器（22）には、その内部の冷媒圧力を検
出するための室外熱交換器圧力センサ（76）が設けられ
ている。室外熱交換器圧力センサ（76）は、後述の冷房
運転時に凝縮圧力を検出する一方、暖房運転時に蒸発圧
力を検出するように構成されている。

【００３６】また、吸入管（43）には、圧縮機（40）の
吸入冷媒温度を検出するための吸入管温度センサ（73）
が設けられている。吐出管（44）には、圧縮機（40）の
吐出冷媒温度を検出するための吐出管温度センサ（75）
とがそれぞれ設けられている。さらに、圧縮機（40）に
は、該圧縮機（40）の駆動電流値を検出する電流値検出
手段である駆動電流センサ（77）と、圧縮機（40）の駆
動周波数を検出する周波数センサ（78）とがそれぞれ設
けられている。

【００３７】上記室内機（12）には、温度や湿度のセン
サが設けられている。具体的に、この室内機（12）に
は、吸込風温センサ（81）及び吹出風温センサ（82）が
設けられている。吸込風温センサ（81）は、室内機（1
2）へ吸い込まれる室内空気の温度、即ち室内機（12）
の吸込風温を検出する。吹出風温センサ（82）は、室内
機（12）から吹き出される空気の温度、即ち室内機（1
2）の吹出風温を検出する。更に、上記室内機（12）に
おいて、室内熱交換器（61）の下部には、その伝熱管温
度を検出するための室内熱交換器温度センサ（84）が設
けられている。さらに、室内熱交換器（61）には、その
内部の冷媒圧力を検出するための室内熱交換器圧力セン
サ（85）が設けられている。室内熱交換器圧力センサ
（85）は、後述の冷房運転時に蒸発圧力を検出する一
方、暖房運転時に凝縮圧力を検出するように構成されて
いる。

【００３８】また、室外機（11）には、コントローラ
（90）が設けられている。コントローラ（90）は、上記
のセンサ類からの信号やリモコン等からの指令信号を受
けて空気調和装置（10）の運転制御を行う制御手段を構
成している。具体的に、コントローラ（90）は、膨張弁
（24）の開度調節や、四路切換弁（21）の切り換え、更
にはガス抜き電磁弁（36）の開閉操作を行う。また、コ
ントローラ（90）は、圧縮機（40）の容量制御や、室外
ファン（70）及び室内ファン（80）の送風量制御を行
う。

【００３９】そして、本発明の特徴として、コントロー
ラ（90）は、電磁弁（53）の開放時に駆動電流センサ
（77）により検出された駆動電流値が小さく変化する
と、電磁弁（53）を閉鎖する開閉機構制御部（91）を備
えている。また、開閉機構制御部（91）による制御初期
段階において、この開閉機構制御部（91）は、電磁弁
（53）を閉鎖してから所定の閉鎖時間の経過後に、電磁
弁（53）を開放するように構成されている。

【００４０】さらに、コントローラ（90）は、その閉鎖
時間を補正するための閉鎖時間補正部（92）を備えてい
る。すなわち、閉鎖時間補正部（92）は、開閉機構制御
部（91）による電磁弁（53）の開放時間と、冷媒回路
（15）の凝縮圧力と、冷媒回路（15）の蒸発圧力と、圧
縮機（40）の吸入冷媒温度と、圧縮機（40）の駆動周波
数と、開閉機構制御部（91）による開閉機構の閉鎖時間
とに基づいて、その開閉機構の閉鎖時間を補正するよう
に構成されている。

【００４１】−運転動作− 上記空気調和装置（10）の運転時には、冷媒回路（15）
において冷媒が相変化しつつ循環して蒸気圧縮式の冷凍
サイクルが行われる。この空気調和装置（10）は、冷房
運転と暖房運転とを行う。

【００４２】《冷房運転》冷房運転時には、室内熱交換
器（61）が蒸発器として機能し、冷却動作が行われる。
この冷房運転時において、四路切換弁（21）は、図１に
実線で示す状態となる。膨張弁（24）は、所定の開度に
調節される。ガス抜き電磁弁（36）は適宜開閉される。
これら各弁（24,36）の制御は、コントローラ（90）に
より行われる。

【００４３】圧縮機（40）を運転すると、この圧縮機
（40）で圧縮された冷媒が吐出管（44）へ吐出される。
この吐出冷媒は、四路切換弁（21）を通って室外熱交換
器（22）へ流入する。室外熱交換器（22）では、冷媒が
室外空気へ放熱して凝縮する。室外熱交換器（22）で凝
縮した冷媒は、ブリッジ回路（30）の第１管路（31）へ
流入し、逆止弁（CV-1）を通過してレシーバ（23）へ流
入する。

【００４４】レシーバ（23）からは、液冷媒だけが膨張
弁（24）へ向かって流出する。レシーバ（23）から流出
した冷媒は、膨張弁（24）で減圧された後に、ブリッジ
回路（30）の第３管路（33）へ流通する。その後、冷媒
は、逆止弁（CV-3）と流出逆止弁（34）を通過し、液側
連絡管（16）を通じて室内回路（60）へ送られる。

【００４５】室内回路（60）へ流入した冷媒は、室内熱
交換器（61）へ導入される。室内熱交換器（61）では、
冷媒が室内空気から吸熱して蒸発する。つまり、室内回
路（60）へ導入された冷媒は、室内熱交換器（61）で蒸
発し、その結果、室内空気が冷却される。

【００４６】室内熱交換器（61）で蒸発した冷媒は、ガ
ス側連絡管（17）を通って室外回路（20）へ流入する。
その後、冷媒は、四路切換弁（21）を通過し、吸入管
（43）を通って圧縮機（40）に吸入される。圧縮機（4
0）は、吸入した吸入冷媒を圧縮して再び吐出する。冷
媒回路（15）では、このような冷媒の循環が繰り返され
る。

【００４７】上述のように、コントローラ（90）は、膨
張弁（24）の開度調節を行う。その際、コントローラ
（90）は、室内熱交換器（61）から流出するガス冷媒の
過熱度が一定となるように、膨張弁（24）の開度を調節
する。具体的には、吸入管温度センサ（73）の検出温度
と室内熱交換器温度センサ（84）の検出温度の差が所定
値に保たれるように、膨張弁（24）の開度が適宜変更さ
れる。

【００４８】一方、油分離器（51）は、圧縮機（40）の
吐出冷媒から冷凍機油を分離する。このとき、電磁弁
（53）が閉鎖されていると、油戻し管（52）における冷
凍機油の流通は遮断される。一方、電磁弁（53）が開放
されていると、分離された油分離器（51）内の冷凍機油
は、油戻し管（52）を通って圧縮機（40）の吸入側へ流
通する。この電磁弁（53）の開閉は、後述するように、
コントローラ（90）により行われる。

【００４９】《暖房運転》暖房運転時には、室内熱交換
器（61）が凝縮器として機能し、加熱動作が行われる。
この暖房運転時において、四路切換弁（21）は、図１に
破線で示す状態となる。そして、膨張弁（24）は所定の
開度に調節される。ガス抜き電磁弁（36）、電磁弁（5
3）及び第２電磁弁（58）は適宜開閉される。これら各
弁（24,36）の操作は、コントローラ（90）により行わ
れる。

【００５０】圧縮機（40）を運転すると、この圧縮機
（40）で圧縮された冷媒が吐出管（44）へ吐出される。
この冷媒は、四路切換弁（21）からガス側閉鎖弁（26）
に向かって流れ、ガス側連絡管（17）を通って室内回路
（60）に流入する。

【００５１】室内回路（60）へ流入した冷媒は、室内熱
交換器（61）へ導入される。室内熱交換器（61）では、
冷媒が室内空気へ放熱して凝縮する。つまり、室内回路
（60）へ導入された冷媒は、室内熱交換器（61）で凝縮
し、その結果、室内空気が加熱される。

【００５２】室内熱交換器（61）で凝縮した冷媒は、液
側連絡管（16）を通って室外回路（20）へ流入する。そ
の後、冷媒は、ブリッジ回路（30）の第２管路（32）を
通ってレシーバ（23）へ一旦流入する。レシーバ（23）
から流出した液冷媒は、膨張弁（24）で減圧された後
に、ブリッジ回路（30）の第４管路（34）を通って室外
熱交換器（22）へ導入される。

【００５３】室外熱交換器（22）では、冷媒が室外空気
から吸熱して蒸発する。室外熱交換器（22）で蒸発した
冷媒は、四路切換弁（21）を通過し、吸入管（43）を通
って圧縮機（40）に吸入される。圧縮機（40）は、吸入
した冷媒を圧縮して再び吐出する。冷媒回路（15）で
は、このような冷媒の循環が繰り返される。

【００５４】上述のように、コントローラ（90）は、膨
張弁（24）の開度調節を行う。その際、コントローラ
（90）は、室外熱交換器（22）から流出するガス冷媒の
過熱度が一定となるように、膨張弁（24）の開度を調節
する。具体的には、吸入管温度センサ（73）の検出温度
と室外熱交換器温度センサ（72）の検出温度の差が所定
値に保たれるように、膨張弁（24）の開度が適宜変更さ
れる。

【００５５】また、上記冷房運転の場合と同様に、油分
離器（51）は、圧縮機（40）の吐出冷媒から冷凍機油を
分離する。そして、電磁弁（53）の閉鎖時に、油戻し管
（52）における冷凍機油の流通は遮断される。一方、電
磁弁（53）の開放時に、分離された油分離器（51）内の
冷凍機油は、油戻し管（52）を通って圧縮機（40）の吸
入側へ供給される。

【００５６】−油戻し制御− 次に、図２及び図３のフローチャートを参照して、油分
離器（51）の冷凍機油を圧縮機（40）へ戻す油戻し制御
について説明する。油戻し制御は、開閉機構制御部（9
1）及び閉鎖時間補正部（92）により電磁弁（53）を開
閉制御することによって行われる。

【００５７】まず、開閉機構制御部（91）による電磁弁
（53）の開閉制御について説明する。図２に示すよう
に、ステップ（S1）において、電磁弁（53）の所定の閉
鎖時間が経過したか否かが判断される。その結果、閉鎖
時間が未だ経過しておらずＮＯと判断された場合には、
リターンする。一方、閉鎖時間が経過しており、ＹＥＳ
と判断された場合には、ステップ（S2）へ進む。尚、こ
の閉鎖時間は、後述するように、閉鎖時間補正部（92）
によって補正される。

【００５８】ステップ（S2）では、電磁弁（53）に通電
して開放させる。このことにより、油分離機（51）内の
冷凍機油は、油戻し管（52）を通って圧縮機（40）の吸
入管（43）へ供給される。そして、冷凍機油は、吸入冷
媒と共に圧縮機（40）内へ吸入される。その後、ステッ
プ（S3）へ移る。ステップ（S3）では、所定の電流しき
い値（I₀）を初期化して、例えば零とする。続いて、ス
テップ（S4）へ進む。

【００５９】ステップ（S4）では、駆動電流センサ（7
7）により検出された現在の圧縮機（40）の駆動電流値
を駆動電流値（I）と設定する。その後、ステップ（S
5）へ移行する。ステップ（S5）では、現在の駆動電流
値（I）が上記電流しきい値（I₀）未満であるか否かが
判断される。その結果、現在の駆動電流値（I）が電流
しきい値以上であってＮＯと判断された場合には、ステ
ップ（S7）へ進む。

【００６０】ステップ（S7）では、電流しきい値（I₀）
を更新する。すなわち、現在の駆動電流値（I）を新し
い電流しきい値（I₀）に設定する。その後、上記ステッ
プ（S4）へ進む。そして、現在の駆動電流値（I）が電
流しきい値（I₀）未満となるまで、ステップ（S4）、ス
テップ（S5）及びステップ（S7）の各処理は、繰り返さ
れる。

【００６１】そして、現在の駆動電流値（I）が変化し
て電流しきい値（I₀）よりも小さくなった場合には、ス
テップ（S5）において、ＹＥＳと判断して、ステップ
（S6）へ移行する。そして、このステップ（S6）におい
て、電磁弁（53）が非通電状態とされて閉鎖される。そ
の後、以上のステップが繰り返されて、電磁弁（53）
は、閉鎖時間が経過するまで閉鎖される一方、閉鎖時間
が経過したときに開放される。このようにして、開閉機
構制御部（91）により油戻し制御が行われる。

【００６２】次に、閉鎖時間補正部（92）による電磁弁
（53）の閉鎖時間の補正制御について説明する。図３に
示すように、ステップ（S11）では、開放機構制御部（9
1）による電磁弁（53）の開放時間（T_ON）が算出され
る。すなわち、閉鎖時間補正部（92）は、図２のステッ
プ（S2）における電磁弁（53）の開放開始から、同図の
ステップ（S6）における電磁弁（53）の開放終了（つま
り、閉鎖）までの時間を開放時間（T_ON）として設定す
る。言い換えれば、この開放時間（T_ON）は、電磁弁（5
3）が開放されてから、圧縮機（40）の駆動電流値（I）
が小さく変化するまでの時間である。

【００６３】その後、ステップ（S12）へ進む。ステッ
プ（S12）では、閉鎖時間（T_OFF）を算出する。この油
戻し制御が始まって初回には、所定値として設定された
時間が閉鎖時間（T_OFF）として設定される。続いて、ス
テップ（S13）へ進む。

【００６４】ステップ（S13）では、上記ステップ（S1
3）で設定された閉鎖時間（T_OFF）を、電磁弁（53）の
閉鎖時に油分離器（51）内に冷凍機油が溜まる速度に影
響する各パラメータの基づいて補正する。すなわち、閉
鎖時間補正部（92）は、閉鎖時間（T_OFF）を、開放時間
（T_ON）と、室外熱交換器圧力センサ（76）及び室内熱
交換器圧力センサ（85）によりそれぞれ検出された冷媒
回路（15）の凝縮圧力及び蒸発圧力（つまり、高圧側冷
媒圧力（HP）及び低圧側冷媒圧力（LP））と、駆動電流
センサ（77）により検出された圧縮機（40）の吸入冷媒
温度（T1）と、周波数センサ（78）により検出された圧
縮機（40）の駆動周波数（F）と、上記ステップ（S12）
で設定された閉鎖時間（T_OFF）とのそれぞれに基づいて
補正する。

【００６５】このようにして、図２のステップ（S1）に
おいて判断の基準となる閉鎖時間（T_OFF）が設定され
る。すなわち、上記開閉機構制御部（91）は、この補正
された閉鎖時間（T_OFF）に基づいて、電磁弁（53）を開
閉制御する。

【００６６】−実施形態の効果− ところで、冷凍機油が圧縮機（40）に吸入されていると
きには、圧縮機（40）の圧縮室内で液体である冷凍機油
がガス冷媒と共に圧縮されるため、圧縮機（40）に多少
のストレスが負荷される。そのため、冷凍機油を吸入し
ている圧縮機（40）の駆動電流値（I）は、ガス冷媒の
みが吸入される場合に比べて大きくなる。

【００６７】したがって、この実施形態によると、電磁
弁（53）の開放時に、駆動電流センサ（77）により検出
された駆動電流値（I）が比較的大きいときには、開閉
機構制御部（91）は、油戻し管（52）に冷凍機油が流通
していると判別して電磁弁（53）の開放状態を維持す
る。その結果、キャピラリ等の減圧手段を設けないた
め、油分離器（51）の冷凍機油を、減圧することなく圧
縮機（40）へ向かって素早く且つ充分に流通させること
ができる。すなわち、圧縮機（40）における冷凍機油不
足を防止して、圧縮機（40）の信頼性を向上させること
ができる。

【００６８】一方、電磁弁（53）の開放時に、駆動電流
センサ（77）により検出された駆動電流値（I）が変化
して比較的小さくなったときには、開閉機構制御部（9
1）は、油戻し管（52）に冷凍機油が流通していないと
判別して電磁弁（53）を閉鎖する。その結果、油戻し管
（52）における吐出冷媒の流通を阻止して、冷媒通過音
の発生を未然に防止することができる。

【００６９】さらに、油戻し管（52）に電磁弁（53）が
設けられているので、圧縮機（40）の停止時に電磁弁
（53）を閉鎖することで、その停止中において、吐出側
高圧冷媒の吸入側への移動を防止することが可能とな
る。したがって、次回の起動時に圧縮機（40）に大きな
ストレスが加わらないようにすることができる。

【００７０】また、上記油分離器（51）に冷凍機油が溜
まる速度は、圧縮機（40）における冷媒の循環量と、吸
入冷媒温度（T1）から導出される吸入冷媒の過熱度と、
圧縮機（40）の駆動周波数（F）との変化に伴って変化
する。

【００７１】したがって、この実施形態によると、閉鎖
時間補正部（92）は、これらの高圧側冷媒圧力（HP）、
低圧側冷媒圧力（LP）、吸入冷媒温度（T1）及び駆動周
波数（F）を加味して、上記開閉機構制御部（91）によ
る開閉機構（53）の閉鎖時間（T_OFF）を適切に補正する
ことができる。

【００７２】ところで、電磁弁（53）の閉鎖時間
（T_OFF）が適正時間を超えて長い場合には、油分離器
（51）に多量の冷凍機油が溜まることとなるため、油分
離器（51）における油分離効率が低下する虞れがある。

【００７３】一方、電磁弁（53）の閉鎖時間（T_OFF）が
適正時間に未たずに短い場合には、電磁弁（53）の開閉
作動が頻繁に行われるため、電磁弁（53）の信頼性が低
下する虞れがある。また、油戻し管（52）から非定常的
な騒音が発生する問題が生じる。さらに、冷媒回路（1
5）における冷媒の循環等のシステム上の安定性が低下
するという問題が生じる。

【００７４】これに対して、この実施形態では、閉鎖時
間補正部（92）によって、電磁弁（53）の閉鎖時間が適
切に補正されるため、上記各問題点をそれぞれ解決する
ことができる。すなわち、油分離器（51）の冷凍機油を
適切に排出することで、油分離器（51）における油分離
効率の低下を抑制することが可能となる。さらに、電磁
弁（53）の開閉動作が頻繁に行われないため、電磁弁
（53）の信頼性を向上させることができると共に、電磁
弁（53）からの非定常的な騒音の発生を抑制することが
可能となる。そのことに加えて、電磁弁（53）の開放時
間が長くならないため、冷媒回路（15）における冷媒循
環等のシステム上の安定性を維持することができる。

【００７５】尚、上記実施形態では、閉鎖時間補正部
（92）によって閉鎖時間を補正するようにしたが、その
ような閉鎖時間補正部（92）を設けないで、電磁弁（5
3）を閉鎖してから所定の閉鎖時間の経過後に、電磁弁
（53）を開放するように構成するようにしてもよい。

【００７６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
油分離器の油を圧縮機の吸入側へ供給するための油戻し
管に設けられて開閉する開閉機構と、圧縮機の駆動電流
値を検出する電流値検出手段と、開閉機構の開放時に電
流値検出手段により検出された駆動電流値が小さく変化
すると、開閉機構を閉鎖する開閉機構制御部とを備える
ことにより、開閉機構が電流値検出手段により検出され
る駆動電流に基づいて適切に開閉されるため、油分離器
の冷凍機油を圧縮機へ向かって素早く流通させる一方、
油戻し管における吐出冷媒の流通を阻止して冷媒通過音
の発生を防止することができる。

【００７７】第３の発明によると、開閉機構制御部によ
る開閉機構の開放時間と、冷媒回路の凝縮圧力と、冷媒
回路の蒸発圧力と、圧縮機の吸入冷媒温度と、圧縮機の
駆動周波数と、開閉機構制御部による開閉機構の閉鎖時
間とに基づいて、その開閉機構の閉鎖時間を補正する閉
鎖時間補正部を備えることにより、開閉機構の閉鎖時間
を適切に補正することができる。その結果、油分離器の
冷凍機油が圧縮機へ適切に戻されるため、油分離器の油
分離効率や圧縮機の信頼性の向上を図ることができる。
また、電磁弁の開閉頻度が減少するため、開閉機構から
の騒音の発生を抑制すると共に、冷媒循環等のシステム
全体の信頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示す空気調和装置の概略構
成を示す冷媒回路図である。

【図２】開閉機構制御部による電磁弁の開閉制御を示す
フローチャート図である。

【図３】閉鎖時間補正部による閉鎖時間の補正制御を示
すフローチャート図である。

【符号の説明】

（10）空気調和装置（冷凍装置）（51）油分離器（52）油戻し管（53）電磁弁（開閉機構）（76）室外熱交換器圧力センサ（77）駆動電流センサ（電流値検出手段）（91）開閉機構制御部（92）閉鎖時間補正部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】冷媒が循環して蒸気圧縮式冷凍サイクル
を行う冷媒回路（15）を備える冷凍装置であって、上記冷媒回路（15）の圧縮機（40）の吐出冷媒から油を
分離する油分離器（51）と、上記油分離器（51）の油を圧縮機（40）の吸入側へ供給
するための油戻し管（52）と、上記油戻し管（52）に設けられて開閉する開閉機構（5
3）と、上記圧縮機（40）の駆動電流値を検出する電流値検出手
段（77）と、上記開閉機構（53）の開放時に上記電流値検出手段（7
7）により検出された駆動電流値が小さく変化すると、
上記開閉機構（53）を閉鎖する開閉機構制御部（91）と
を備えていることを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】請求項１において、上記開閉機構制御部（91）は、開閉機構（53）を閉鎖し
てから所定の閉鎖時間の経過後に、該開閉機構（53）を
開放することを特徴とする冷凍装置。
【請求項３】請求項２において、上記開閉機構制御部（91）による開閉機構（53）の開放
時間と、冷媒回路（15）の凝縮圧力と、冷媒回路（15）
の蒸発圧力と、圧縮機（40）の吸入冷媒温度と、圧縮機
（40）の駆動周波数と、上記開閉機構制御部（91）によ
る開閉機構（53）の閉鎖時間とに基づいて、該開閉機構
（53）の閉鎖時間を補正する閉鎖時間補正部（92）を備
えていることを特徴とする冷凍装置。