JP2014202469A - ヒートポンプユニットおよびヒートポンプユニットの運転方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ヒートポンプユニット200は、熱媒体が循環する循環路210と、圧縮機230と、凝縮器240と、膨張弁260と、蒸発器220と、圧縮機の駆動量および膨張弁の開度を制御して、循環路における熱媒体の循環量を制御する制御部280と、を備え、制御部は、圧縮機による熱媒体の圧縮動作を停止する旨の指示を受け付けると、収容空間に収容された潤滑油の液面の高さが、圧縮機に予め設定されている閾値未満とならないように、膨張弁の開度を小さくし、膨張弁を全閉して膨張弁を通じた圧縮機への熱媒体の流入を遮断した後、圧縮機による熱媒体の圧縮動作を停止させる。
【選択図】図1
Description
図1は、真空洗浄装置100を説明するための概念図である。図1中、炭化水素系洗浄剤の流れを実線の矢印で、熱媒体の流れを破線の矢印で、信号の流れを一点鎖線の矢印で示す。図1に示すように、真空洗浄装置100は、内部に洗浄室102が設けられた真空容器104を備えている。この真空容器104には、不図示の開口が形成されており、不図示の開閉扉によって開口が開閉可能となっている。したがって、ワークWを洗浄する際には、開閉扉を開放して開口から洗浄室102内にワークWを搬入して載置部108にワークWを載置するとともに、開閉扉を閉じてワークWを洗浄した後、再び開閉扉を開放して、開口からワークWを搬出することとなる。
ヒートポンプユニット200は、循環路210(図1中、210a〜210fで示す)と、蒸発器220と、圧縮機230と、凝縮器240と、中間熱交換器250と、膨張弁260と、圧力測定部270と、制御部280とを含んで構成される。ヒートポンプユニット200において、熱媒体は、図1中破線の矢印で示すように、循環路210を循環しており、循環路210に設けられた蒸発器220、中間熱交換器250、圧縮機230、凝縮器240、中間熱交換器250、膨張弁260を介して、蒸発器220に再び導入される。なお、この熱媒体の種類は特に限定されないが、常温大気圧下において液体であり、蒸発器220において熱媒体の潜熱を利用することができる、フロン系の熱媒体(例えば、R−245fa(1,1,1,3,3-ペンタフルオロプロパン))を使用するとよい。ここで、常温は、例えば25℃である。
制御部280は、ヒートポンプユニット200を停止する旨の指示、すなわち、圧縮機230による熱媒体の圧縮動作を停止する旨の指示を受け付けると、圧縮機230の収容空間Rに収容された潤滑油の液面LHの高さが、圧縮機230に予め設定されている閾値未満とならないように、膨張弁260の開度を小さくしていく。ここで、圧縮機230に予め設定されている閾値は、ピストン232と駆動軸234の連接部分や、ピストン232の外周面と圧縮室236の内周面の間の潤滑に要する潤滑油の液面の高さの下限値である。
制御部280は、膨張弁260の開度の変化速度が予め定められた第1の値に維持されるように、膨張弁260の開度を小さくすることで、収容空間Rに収容された潤滑油の液面LHの高さが閾値未満とならないようにする。ここで、膨張弁260が全開である場合の開度を100%とした場合、第1の値は、例えば、3%/分である。
制御部280は、圧力測定部270によって測定された収容空間Rの圧力の低下速度が予め定められた第2の値に維持されるように、膨張弁260の開度を小さくすることで、収容空間Rに収容された潤滑油の液面LHの高さが閾値未満とならないようにする。ここで、第2の値は、例えば、(圧縮機230の通常運転時の圧力の10%)/分以下の低下速度である。したがって、圧縮機230の通常運転時の圧力が、例えば500kPaである場合、第2の値は50kPa/分となる。
圧縮機230に液位計を備えておき、制御部280は、圧縮機230の収容空間Rに収容された潤滑油の液面LHの高さが、圧縮機230に予め設定されている閾値未満とならないように、膨張弁260の開度を小さくする。液位計は、例えば、光学センサ、画像処理装置等の既存の技術を利用することができる。
圧縮機230に気泡量を測定する装置を備えておき、制御部280は、圧縮機230の収容空間Rで生じた気泡が、予め定められた量以上とならないように、膨張弁260の開度を小さくする。ここで、予め定められた量は、ピストン232と駆動軸234の連接部分や、ピストン232の外周面と圧縮室236の内周面の間の潤滑を行うことのできる気泡量の上限値である。気泡量を測定する装置は、例えば、ボイド率計、光学センサ、画像処理装置等の既存の技術を利用することができる。
続いて、ヒートポンプユニット200の運転方法、特に、停止方法について説明する。図3は、ヒートポンプユニット200の運転方法の処理の流れを説明するためのフローチャートである。なお、ヒートポンプユニット200の停止制御は、ヒートポンプユニット200が運転中である場合に行われる処理である。
210 循環路
220 蒸発器
230 圧縮機
232 ピストン(圧縮機構)
234 駆動軸(圧縮機構)
240 凝縮器
260 膨張弁
270 圧力測定部
280 制御部
Claims (5)
- 熱媒体が循環する循環路と、
圧縮機構と、該圧縮機構に供給される潤滑油を収容する収容空間とを有し、前記循環路を循環する前記熱媒体を断熱圧縮して加熱する圧縮機と、
前記循環路における前記圧縮機の下流に設けられ、該圧縮機によって加熱された熱媒体を冷却することで該熱媒体を凝縮させる凝縮器と、
前記循環路における前記凝縮器の下流に設けられ、該凝縮器によって凝縮された熱媒体を減圧膨張させて冷却する膨張弁と、
前記循環路における前記膨張弁の下流に設けられ、該膨張弁によって冷却された熱媒体を加熱することで該熱媒体を気化させる蒸発器と、
前記圧縮機の駆動量および前記膨張弁の開度を制御して、前記循環路における前記熱媒体の循環量を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記圧縮機による前記熱媒体の圧縮動作を停止する旨の指示を受け付けると、
前記収容空間に収容された潤滑油の液面の高さが、前記圧縮機に予め設定されている閾値未満とならないように、前記膨張弁の開度を小さくし、
前記膨張弁を全閉して該膨張弁を通じた前記圧縮機への熱媒体の流入を遮断した後、該圧縮機による該熱媒体の圧縮動作を停止させることを特徴とするヒートポンプユニット。 - 前記制御部は、前記膨張弁の開度の変化速度が予め定められた第1の値に維持されるように該膨張弁の開度を小さくすることで、前記収容空間に収容された潤滑油の液面の高さが前記閾値未満とならないようにすることを特徴とする請求項1に記載のヒートポンプユニット。
- 前記制御部は、前記収容空間の圧力の低下速度が予め定められた第2の値に維持されるように前記膨張弁の開度を小さくすることで、前記収容空間に収容された潤滑油の液面の高さが前記閾値未満とならないようにすることを特徴とする請求項1に記載のヒートポンプユニット。
- 前記制御部は、前記膨張弁を全閉した後、
前記収容空間の圧力が、前記潤滑油中に含まれる前記熱媒体の予め定められた濃度に相当する圧力未満になるまで、前記圧縮機による該熱媒体の圧縮動作を維持し、
前記潤滑油中に含まれる前記熱媒体の予め定められた濃度に相当する圧力未満になると、前記圧縮機による該熱媒体の圧縮動作を停止することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のヒートポンプユニット。 - 熱媒体が循環する循環路と、
圧縮機構と、該圧縮機構に供給される潤滑油を収容する収容空間とを有し、前記循環路を循環する前記熱媒体を断熱圧縮して加熱する圧縮機と、
前記循環路における前記圧縮機の下流に設けられ、該圧縮機によって加熱された熱媒体を冷却することで該熱媒体を凝縮させる凝縮器と、
前記循環路における前記凝縮器の下流に設けられ、該凝縮器によって凝縮された熱媒体を減圧膨張させて冷却する膨張弁と、
前記循環路における前記膨張弁の下流に設けられ、該膨張弁によって冷却された熱媒体を加熱することで該熱媒体を気化させる蒸発器と、
を備えたヒートポンプユニットの運転方法であって、
前記圧縮機による前記熱媒体の圧縮動作を停止する旨の指示を受け付けると、
前記収容空間に収容された潤滑油の液面の高さが、前記圧縮機に予め設定されている閾値未満とならないように、前記膨張弁の開度を小さくし、
前記膨張弁を全閉して該膨張弁を通じた前記圧縮機への熱媒体の流入を遮断した後、該圧縮機による該熱媒体の圧縮動作を停止させることを特徴とするヒートポンプユニットの運転方法。
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