JP2005325733A - 密閉型圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】温度差に基づいて油面を検出する場合、検出対象を正確に判定し得るようにして潤滑油の不足を判定し得るようにする。
【解決手段】空気調和装置は、圧縮機１１を備え、冷凍サイクルを行う。圧縮機１１は、ケーシング３０内に潤滑油が貯留される一方、冷媒を吸い込み、圧縮して吐出する。そして、圧縮機１１は、冷媒ガス及び潤滑油の温度を検出するための温度センサ４０ａ，４０ｂが設けられている。第１の温度センサ４０ａは圧縮機１１の頂部に設けた密閉端子４１と一体になっており、冷媒ガスの温度を常に検出する。第２の温度センサ４０ｂは圧縮機１１の内部に滞留している潤滑油の下限位置に設けられており、２つの温度センサ４０ａ，４０ｂの検出温度から潤滑油量を判定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、冷媒の圧縮を行う密閉型圧縮機の潤滑油面位置検出に関する。

従来、この種の圧縮機としては圧縮機構と電動機とを溶接構造のケーシングに密閉して形成される密閉型圧縮機が知られている（例えば、特許文献１参照）。この密閉型圧縮機は、冷媒が漏洩せず、水分の侵入等のおそれも無いことから高い信頼性を有し、空調機や冷蔵庫に広く用いられている。

上記密閉型圧縮機では、ケーシング内の電動機に電力を供給する必要がある。このため、耐圧性と気密性に優れたいわゆる密封端子をケーシングに溶接し、この密封端子を介して電動機へ電力を供給している。

また、上記密閉型圧縮機では、ケーシング内に貯留する潤滑油を圧縮機構や軸受等に供給して潤滑を行うようにしている。ところが、ケーシング内の潤滑油は、圧縮されたガス冷媒と共に圧縮機から吐出される。通常、潤滑油は冷媒回路を循環して再び圧縮機に戻るため、ケーシングにおける潤滑油の貯留量は確保される。

しかしながら、運転状態によっては潤滑油の貯留量が変動し、潤滑油の貯留量が不足して潤滑不良に至る危険がある。

上述の問題に対し、ケーシング内における油面の位置を温度検出手段で検出し、潤滑油の貯留量不足を検知して圧縮機を保護するという提案がなされている。つまり、油面の低下を検出すると、圧縮機を停止したり、冷媒回路から冷凍機油を回収する運転を行う等の保護動作を行い、圧縮機の破損を回避するというものである（例えば、特許文献２参照）。

しかしながら、これでは、２つの測定点に温度差が無い場合、検出温度が潤滑油の温度であるか、冷媒ガスの温度であるかを判定することができないという問題があった。つまり、潤滑油が充足しているのか、不足しているのかを判定することができなかった。

上述の問題に対し、冷媒ガスの温度が常に検出できる位置に温度検出手段を設ける提案がなされている（例えば、特許文献３参照）。
特開平６−１５９２７４号公報 特開２００１−１２３５１号公報 特開２００１−３２７７２号公報

上述したように、空気調和装置において、圧縮機の潤滑油を制御するために潤滑油の油面を検出することが提案されている。

この油面を検出する方法には、圧縮機のケーシング内における測定点の温度差に基づいて油面を検出するものである。

しかしながら、ケーシング内における油面の位置を検出しようとすると、ケーシング内に温度検出手段等を複数設置し、更に温度検出手段等の信号をケーシングの外に取り出す
必要がある。これに対し、従来は、ケーシング内に温度検出手段等を複数取付固定した上で、更にケーシングに密閉端子等を別途複数設けて検出手段等を結線し、その信号を取り出すようにしていた。或いは一つの密閉端子等に複数の温度検出手段等を結線していた。

このため、構成が複雑化する共に、端子の増設によってケーシングの気密不良を招くという課題を有していた。

また油温検出部がケーシング内で暴露されて設置されているために、実際の油面が油温検出部の下方に存在するのにも拘わらず、潤滑油の飛沫が油温検出部にかかり、油面を誤判断するという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、圧縮機の構成を簡素に維持しつつケーシング内における油面の位置を確実に検出し、併せて、該圧縮機を用いた冷凍装置の信頼性の向上を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の圧縮機は潤滑油の温度を検出するためにケーシング内に設けた油温検出手段と、上記冷媒ガスの温度を検出し、検出信号をケーシング外部に取り出す密封端子と一体に形成した冷媒ガス温検出手段を備えている。

これによって、検出手段等と密閉端子との結線を簡略し、ケーシングの気密不良を招くおそれのある密閉端子を最少に構成することが可能となる。

また、本発明の圧縮機は、潤滑油の温度を検出するためにケーシング内に設けた油温検出手段を潤滑油面の下限に対応する位置に設けたものである。

これによって、油温検出手段の検知温度と冷媒ガス温検出手段の検知温度とが一致する場合、油温検出手段の検出温度は冷媒ガスの温度となる。この結果、判定手段は、油面が油温検出手段よりも下方に存在していると判定することができる。

また、本発明の圧縮機は、密閉端子と一体になった冷媒ガス温検出手段が、常に冷媒ガスが存する位置に設けたものである。

これによって、油温検出手段の検知温度と冷媒ガス温検出手段の検知温度に温度差が無い場合、検出温度が潤滑油の温度であるか、冷媒ガスの温度であるかを判定することができないという問題を回避できる。

本発明によれば、冷媒ガス温検出手段が信号取り出し用の密閉端子と一体に形成されているため、従来のように検出手段等と信号取り出し用の端子とを別々に設けるのに比べて密閉型圧縮機の構成が簡素化され、その製造工程の簡略化が図られ、気密不良を招くおそれのある密閉端子を最少に構成することができる。

また冷媒ガスの温度を常に検知するようにしたために、油温検出手段の検出温度と冷媒ガス温検出手段の検出温度との温度差によって潤滑油面を正確に判定することができる。

また、複数の圧縮機を用いて並列接続、或いは多段圧縮式冷凍サイクルで冷凍装置を構成する場合、少なくとも潤滑油の不足を生じやすい圧縮機に油温検出手段及び冷媒ガス温検出手段を設けるようにすると、該圧縮機における油面の低下を確実に検出することができる。このため、該圧縮機の潤滑不良による焼き付き等のトラブルを未然に回避すること
ができる。この結果、上記圧縮機の信頼性、ひいては冷凍装置の信頼性を向上させることができる。

第１の発明は、ケーシング内に潤滑油が貯留される一方、冷媒ガスを吸い込み、圧縮して吐出する圧縮機において、ケーシング内に上記潤滑油の温度を検出するための油温検出手段と、上記冷媒ガスの温度を検出するための冷媒ガス温検出手段を設ける際に、上記油温検出手段と上記冷媒ガス温検出手段の検出信号をケーシング外部に取り出す密封端子と上記冷媒ガス温検出手段を一体に形成することにより、ケーシング内での検出手段等と密閉端子との結線を簡略にし、ケーシングの気密不良を招くおそれのある密閉端子を最少に構成することができる。

第２の発明は、特に第１の発明の圧縮機に備えられた油温検出手段をケーシング内での油面の下限に対応する位置に設けることにより、油面が下限を下回ると、前記記油温検知手段で検出した温度と上記冷媒ガス温検知手段で検出した温度を等しくすることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１に示すように、本実施形態の冷凍装置は冷媒回路１０を備え、空気調和を行う空気調和装置に構成されている。上記冷媒回路１０は、冷媒循環方向が可逆に構成され、冷凍サイクル動作とヒートポンプサイクル動作とに切り換わる。

冷媒回路１０には、圧縮機１１が設けられている。圧縮機１１の吐出側は、冷媒配管２１を介して四路切換弁１３の第１ポート１３ａに接続されている。四路切換弁１３の第２ポート１３ｂは、冷媒配管２２を介して室外熱交換器１４の一端に接続されている。室外熱交換器１４の他端は、冷媒配管２３を介して膨張弁１５が設けられている。

膨張弁１５は、冷媒配管２４を介して室内熱交換器１８の一端に接続されている。

室内熱交換器１８の他端は、冷媒配管２５を介して四路切換弁１３の第４ポート１３ｄに接続されている。四路切換弁１３の第３ポート１３ｃは、冷媒配管２６を介して圧縮機１１の吸入側に接続されている。

四路切換弁１３は、第１ポート１３ａと第２ポート１３ｂとが連通し且つ第３ポート１３ｃと第４ポート１３ｄとが連通する状態（図１に実線で示す状態）と、第１ポート１３ａと第４ポート１３ｄとが連通し且つ第２ポート１３ｂと第３ポート１３ｃとが連通する状態（図１に破線で示す状態）とに切り換わるように構成されている。

圧縮機１１は、全密閉型圧縮機に構成されている。以下、圧縮機１１の構成について説明する。

図２に示すように、圧縮機１１は、円筒容器状のケーシング３０に圧縮機部３１と電動機部３２とを収納して形成され、いわゆる高圧ドーム型に構成されている。上記ケーシング３０の上端部には、圧縮した冷媒ガスを送り出す冷媒配管２１である吐出管３４が設けられている。

圧縮機部３１は、いわゆるローリングピストン型に構成され、ケーシング３０に固定さ
れている。圧縮機部３１には、冷媒ガスを吸い込む冷媒配管２６である吸入管３３がアキュムレータ３６を介して接続されている。また、圧縮機部３１は、駆動軸３５によって電動機部３２に連結され、電動機部３２によって回転駆動される。

駆動軸３５は、図示しないが、遠心ポンプと給油路とを備え、圧縮機部３１を貫通して設けられている。遠心ポンプは駆動軸３５の下端部に設けられ、駆動軸３５の回転に伴ってケーシング３０の底部に貯留する潤滑油を汲み上げるように構成されている。一方、上記給油路は、駆動軸３５の内部にその軸方向に沿って形成され、遠心ポンプが汲み上げた潤滑油を各摺動部分へ供給するよう構成されている。

次に、圧縮機１１に特有の構成について説明する。

図２及び図３に示すように、圧縮機１１のケーシング３０には、冷媒ガス温検出手段であるである第１温度検出手段４０ａと潤滑油の温度を検出する油温検出手段である第２温度検出手段４０ｂが設けられている。

第１温度検出手段４０ａは、ケーシング３０の頂部に設けられた密閉端子４１のケーシング３０の内部に対応する位置に設けられている。 第２温度検出手段４０ｂは、ケーシング３０の下部で且つケーシング３０内における油面位置の下限に対応する位置に設けられている。

そして、第１温度検出手段４０ａは密封端子４１と一体に取り付けられている。

尚、図３は、第１油温検出手段４０ａのみを示している。

密封端子４１は、ケーシング３０に溶接によって取り付けられた円板状のベース４２と、ベース４２を貫通する２本の電極ピン４３とを備えている。各電極ピン４３は、ガラス製の絶縁体４４を介してベース４２に固定され、ベース４２と絶縁されている。

各電極ピン４３の一端には第１油温検出手段４０ａ及び第２油温検出手段４０ｂが接続され、他端には信号線が接続されている。そして、上記各電極ピン４３の他端がコントローラ５０に接続されている。

コントローラ５０には、潤滑油量を判定する判定手段５１が設けられている。判定手段５１は、第１温度検出手段４０ａ及び第２温度検出手段４０ｂの検知信号によって潤滑油量の過不足を判定している。具体的に、上記第１温度検出手段４０ａの検知温度と、上記第２温度検出手段４０ｂの検知温度とが一致するときは、判定手段５１が潤滑油の不足を判定する。

つまり、上記第１温度検出手段４０ａは圧縮機１１内部の上部空間に設けられているので、通常は冷媒ガスの温度を検出している。

一方、第２温度検出手段４０ｂは油面位置の下限位置に設けられているので、通常は潤滑油の温度を検出している。したがって、第２温度検出手段４０ｂの検知温度と第１温度検出手段４０ａの検知温度とが一致するときは、第２温度検出手段４０ｂが冷媒ガスの温度を検出している。このことから、判定手段５１が潤滑油の不足を判定する。

以上の様に本発明にかかる密閉型圧縮機は、油温検出手段の検出温度と冷媒ガス温検出手段の検出温度との温度差によって潤滑油面を正確に判定することが可能となるので、空
気調和装置等の用途に適用できる。

本発明の実施形態に係る冷媒回路を示す図 圧縮機の概略構成図 図２における要部の拡大図

符号の説明

１０ 冷媒回路
１１ 圧縮機
１３ 四路切替弁
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ ポート
１４ 室外熱交換器
１５ 膨張弁
１８ 室内熱交換器
２１，２２，２３，２４，２５，２６ 冷媒配管
３０ ケーシング
３１ 圧縮機部
３２ 電動機部
３３ 吸入管
３４ 吐出管
３５ 駆動軸
３７ 油面
４０ａ，４０ｂ 温度検出手段
５０ コントローラ
５１ 判定手段

Claims (3)

1. 潤滑油が貯留されたケーシング内に、上下方向に配置された複数の温度検出手段を配置し、前記温度検出手段が検出する冷媒ガスと潤滑油の温度差を利用して潤滑油面位置を検知する密閉型冷媒圧縮機であって、前記温度検出手段は潤滑油に浸漬されることがない位置に配置されたガス温検出手段と、運転状態により潤滑油に浸漬または露出する位置に配置された油温検出手段とからなることを特徴とする密閉型圧縮機。
2. 温度検出手段の少なくとも１つが検出信号をケーシング外部に取り出す密封端子に直接取付けられてなることを特徴とする請求項１記載の密閉型圧縮機。
3. ガス温検出手段が密封端子に直接取付けられたなる請求項２記載の密閉型圧縮機。