JP2015049006A - Refrigeration device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷媒回路に圧縮機を備えた冷凍装置に関し、特に、圧縮機の内部で冷凍機油に冷媒が溶け込む現象により冷凍機油の粘度が下がった場合に、圧縮機の内部の潤滑不良が生じるのを防止する技術に関するものである。 The present invention relates to a refrigeration apparatus having a compressor in a refrigerant circuit, and in particular, when the viscosity of the refrigeration oil decreases due to a phenomenon that the refrigerant dissolves in the refrigeration oil inside the compressor, poor lubrication inside the compressor occurs. The present invention relates to a technique for preventing the above.
従来、冷媒が循環して冷凍サイクルを行う冷媒回路を備え、この冷媒回路の圧縮機が、ケーシングの内部に冷凍機油を貯留する油溜まりを備えた冷凍装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この冷凍装置の圧縮機において、停止時に圧縮機の温度が低下して冷凍機油に冷媒が溶け込む現象（冷媒寝込み）が生じることがある。過剰な冷媒寝込みが生じると、冷凍機油が希釈されて粘度が低下する。冷凍機油の粘度が低い状態で圧縮機を起動すると、その粘度の低い冷凍機油が圧縮機構や軸受に供給され、圧縮機構や軸受が焼き付くなどの潤滑不良が生じるおそれがある。 2. Description of the Related Art Conventionally, a refrigeration apparatus having a refrigerant circuit that circulates refrigerant and performing a refrigeration cycle, and in which a compressor of the refrigerant circuit includes an oil reservoir that stores refrigeration oil inside a casing is known (for example, Patent Documents). 1). In the compressor of this refrigeration apparatus, the phenomenon that the temperature of the compressor is lowered and the refrigerant melts into the refrigeration oil when stopped (refrigerant stagnation) may occur. If excessive refrigerant stagnation occurs, the refrigerating machine oil is diluted and the viscosity decreases. When the compressor is started in a state where the viscosity of the refrigerating machine oil is low, the refrigerating machine oil having a low viscosity is supplied to the compression mechanism and the bearing, and there is a possibility that poor lubrication such as seizure of the compression mechanism and the bearing may occur.
特許文献１の冷凍装置では、圧縮機にクランクケースヒータを設け、圧縮機のケーシングを介して冷凍機油を加熱する構成を採用し、圧縮機構や軸受の潤滑不良を防止できるようにしている。 In the refrigeration apparatus of Patent Document 1, a crankcase heater is provided in the compressor, and a configuration in which the refrigeration oil is heated through the casing of the compressor is employed to prevent poor lubrication of the compression mechanism and the bearing.
しかしながら、圧縮機のケーシングにクランクケースヒータを設けると、冷媒が溶け込んだ冷凍機油だけでなく、圧縮機のケーシングや機械要素も加熱されるため、多くの電力が無駄になってしまう。また、ケーシングの熱容量が大きいので温度上昇に時間がかかり圧縮機を起動できる状態になるまで時間がかかってしまう。これに対して、圧縮機を即時起動できるようにするためにクランクケースヒータに予め通電しておく技術もあるが、その場合は電力の無駄が多くなってしまう。 However, if the crankcase heater is provided in the compressor casing, not only the refrigerating machine oil in which the refrigerant is dissolved, but also the compressor casing and mechanical elements are heated, so that a lot of electric power is wasted. Moreover, since the heat capacity of the casing is large, it takes time to rise in temperature, and it takes time until the compressor can be started. On the other hand, there is a technique in which the crankcase heater is energized in advance so that the compressor can be started immediately, but in this case, power is wasted.
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、圧縮機の内部で冷凍機油に冷媒が溶け込む現象により冷凍機油の粘度が下がった場合に、圧縮機の起動により潤滑不良が生じるのを防止できるようにし、クランクケースヒータを用いる場合のような冷凍機油から冷媒を分離させるための通電時間や消費電力の無駄も抑えることである。 The present invention has been made in view of such problems, and its purpose is to start up the compressor when the viscosity of the refrigeration oil decreases due to the phenomenon that the refrigerant melts into the refrigeration oil inside the compressor. It is possible to prevent the occurrence of poor lubrication, and to suppress waste of energization time and power consumption for separating the refrigerant from the refrigerating machine oil as in the case of using a crankcase heater.
第１の発明は、冷媒が循環して冷凍サイクルを行う冷媒回路（10）を備え、該冷媒回路（10）の圧縮機（11）が、ケーシング（21）の内部に冷凍機油を貯留する油溜まり（26）を備えた冷凍装置を前提としている。 1st invention is provided with the refrigerant circuit (10) which circulates a refrigerant | coolant and performs a refrigerating cycle, and the compressor (11) of this refrigerant circuit (10) stores the refrigeration oil inside a casing (21) A refrigeration system with a reservoir (26) is assumed.
そして、この冷凍装置は、上記圧縮機（11）のケーシング（21）内で冷媒が溶け込んだ油溜まり（26）の冷凍機油に超音波振動を与える超音波加振部（30）を備えていることを特徴としている。 And this refrigeration apparatus is provided with the ultrasonic vibration part (30) which gives an ultrasonic vibration to the refrigeration machine oil of the oil sump (26) in which the refrigerant | coolant melt | dissolved in the casing (21) of the said compressor (11). It is characterized by that.
この第１の発明では、圧縮機（11）の内部の油溜まり（26）で冷凍機油に冷媒が溶け込む状態になると、超音波加振部（30）から冷凍機油に超音波振動が与えられる。冷媒が溶け込んだ冷凍機油に振動が与えられると、冷媒が発泡して気化することで冷凍機油から分離する。その結果、冷凍機油の粘度が、冷媒が溶け込んで希釈された状態から上がっていく。 In the first aspect of the invention, when the refrigerant is dissolved in the refrigerating machine oil in the oil reservoir (26) inside the compressor (11), the ultrasonic vibration is applied to the refrigerating machine oil from the ultrasonic vibration unit (30). When vibration is given to the refrigeration oil in which the refrigerant is dissolved, the refrigerant is foamed and vaporized to be separated from the refrigeration oil. As a result, the viscosity of the refrigerating machine oil rises from a state in which the refrigerant is dissolved and diluted.
第２の発明は、第１の発明において、上記超音波加振部（30）が、上記圧縮機（11）のケーシング（21）内に設けられている圧縮機構（22）を駆動する電動機（24）と、該電動機（24）を制御するコントローラ（31）とを含み、該コントローラ（31）が、圧縮機構（22）に高周波信号を入力する加振回路（33）を含んでいることを特徴としている。 According to a second invention, in the first invention, the ultrasonic vibration unit (30) drives an electric motor (22) that drives a compression mechanism (22) provided in a casing (21) of the compressor (11). 24) and a controller (31) for controlling the electric motor (24), and the controller (31) includes an excitation circuit (33) for inputting a high-frequency signal to the compression mechanism (22). It is a feature.
この第２の発明では、加振回路（33）から電動機（24）に高周波信号を入力して該電動機（24）を振動させることにより、その振動が油溜まり（26）の冷凍機油に与えられて冷媒が発泡する。 In this second aspect of the invention, a high frequency signal is inputted from the vibration circuit (33) to the electric motor (24) to vibrate the electric motor (24), and the vibration is given to the refrigerating machine oil in the oil reservoir (26). As a result, the refrigerant foams.
第３の発明は、第２の発明において、上記コントローラ（31）が、上記圧縮機構（22）を可変周波数で駆動するインバータ駆動回路（32）を有することを特徴としている。 According to a third aspect, in the second aspect, the controller (31) includes an inverter drive circuit (32) that drives the compression mechanism (22) at a variable frequency.
この第３の発明では、インバータ駆動回路（32）と加振回路（33）とを有するコントローラ（31）により電動機（24）を制御して、圧縮機（11）の通常の運転制御と、冷媒寝込み時の加振制御とが行われる。 In the third aspect of the invention, the motor (24) is controlled by the controller (31) having the inverter drive circuit (32) and the vibration circuit (33), so that the normal operation control of the compressor (11), the refrigerant Excitation control during sleep is performed.
第４の発明は、第３の発明において、上記加振回路（33）の周波数が、６kHz以上２０kHz以下の範囲で可変であることを特徴としている。 According to a fourth invention, in the third invention, the frequency of the excitation circuit (33) is variable in a range of 6 kHz or more and 20 kHz or less.
この第４の発明では、上記の範囲から最適な周波数の高周波信号を選択して冷媒寝込み時に電動機（24）を振動させることができる。 In the fourth aspect of the invention, the high frequency signal having the optimum frequency can be selected from the above range, and the electric motor (24) can be vibrated when the refrigerant stagnates.
第５の発明は、第１の発明において、上記超音波加振部（30）が、超音波振動子（35）と、該超音波振動子（35）を駆動する加振回路（33）とを含み、該超音波振動子（35）が、上記圧縮機（11）のケーシング（21）内に設けられていることを特徴としている。 According to a fifth invention, in the first invention, the ultrasonic vibration unit (30) includes an ultrasonic vibrator (35) and a vibration circuit (33) for driving the ultrasonic vibrator (35). The ultrasonic transducer (35) is provided in the casing (21) of the compressor (11).
第６の発明は、第５の発明において、上記超音波振動子（35）が、上記油溜まり（26）の内部または近傍に設けられていることを特徴としている。 According to a sixth aspect, in the fifth aspect, the ultrasonic transducer (35) is provided in or near the oil sump (26).
第７の発明は、第１の発明において、上記超音波加振部（30）が、超音波振動子（35）と、該超音波振動子（35）を駆動する加振回路（33）とを含み、該超音波振動子（35）が、上記圧縮機（11）のケーシング（21）の外面に設けられていることを特徴としている。 In a seventh aspect based on the first aspect, the ultrasonic vibration section (30) includes an ultrasonic vibrator (35), and a vibration circuit (33) for driving the ultrasonic vibrator (35). The ultrasonic transducer (35) is provided on the outer surface of the casing (21) of the compressor (11).
上記第５から第７の発明では、超音波振動子（35）の超音波振動を利用して冷媒を発泡させることにより、冷凍機油の粘度が低下した状態を解消することができる。 In the fifth to seventh inventions, the state in which the viscosity of the refrigerating machine oil is reduced can be eliminated by foaming the refrigerant using the ultrasonic vibration of the ultrasonic vibrator (35).
第８の発明は、第１から第７の発明の何れか１つにおいて、上記圧縮機（11）に、上記油溜まり（26）を加熱するクランクケースヒータ（40）が設けられていることを特徴としている。 According to an eighth invention, in any one of the first to seventh inventions, the compressor (11) is provided with a crankcase heater (40) for heating the oil sump (26). It is a feature.
この第８の発明では、超音波加振部（30）による振動とクランクケースヒータ（40）による加熱とを併用して、冷凍機油に冷媒が溶け込む状態を解消できる。 In the eighth aspect of the invention, the state in which the refrigerant is dissolved in the refrigerating machine oil can be eliminated by using the vibration by the ultrasonic vibration unit (30) and the heating by the crankcase heater (40) in combination.
第９の発明は、第１から第８の発明の何れか１つにおいて、冷媒回路（10）の冷媒がＲ３２であることを特徴としている。 According to a ninth aspect, in any one of the first to eighth aspects, the refrigerant in the refrigerant circuit (10) is R32.
冷媒がＲ３２である場合、温度条件や圧力条件によっては運転中に冷凍機油と液冷媒が２層分離する場合があり、そのような場合、粘度が極端に低い液冷媒が圧縮機構（22）や軸受に供給されることになると、圧縮機構（22）や軸受が焼き付いてしまうおそれがあるのに対して、この第９の発明では液冷媒を気化させることにより、圧縮機構（22）や軸受の焼き付きなどの潤滑不良を防止できる。 When the refrigerant is R32, depending on the temperature condition and pressure condition, the refrigeration oil and the liquid refrigerant may be separated into two layers during operation. In such a case, the liquid refrigerant having an extremely low viscosity is compressed by the compression mechanism (22) or When supplied to the bearing, the compression mechanism (22) and the bearing may be burned out. In the ninth aspect of the invention, the liquid refrigerant is vaporized, whereby the compression mechanism (22) and the bearing are Lubrication failure such as seizure can be prevented.
本発明によれば、圧縮機（11）の内部で冷凍機油に冷媒が溶け込む状態になると、超音波加振部（30）から油溜まり（26）の冷凍機油に超音波振動を与えることにより、冷媒が発泡して気化することで冷凍機油から分離するので、冷凍機油の粘度がそれまでの希釈された状態から上がっていく。したがって、圧縮機（11）を運転したときに、圧縮機（11）の内部の圧縮機構（22）や軸受の潤滑不良を防止できる。また、超音波振動により冷媒を発泡させる時間は短くてよいので、通電時間が短くなり、消費電力も少なくできる。 According to the present invention, when the refrigerant is dissolved in the refrigerating machine oil inside the compressor (11), by applying ultrasonic vibration to the refrigerating machine oil in the oil reservoir (26) from the ultrasonic vibration unit (30), Since the refrigerant is separated from the refrigerating machine oil by evaporating and evaporating, the viscosity of the refrigerating machine oil rises from the previously diluted state. Therefore, when the compressor (11) is operated, poor lubrication of the compression mechanism (22) and the bearing inside the compressor (11) can be prevented. Further, since the time for foaming the refrigerant by ultrasonic vibration may be short, the energization time is shortened and the power consumption can be reduced.
上記第２の発明によれば、冷媒が溶け込んだ冷凍機油に、電動機（24）を利用して超音波振動を与えることにより、粘度の低下した状態を解消できるので、潤滑不良や消費電力の無駄を防止できるとともに、装置構成が複雑になるのも防止できる。 According to the second invention, the refrigeration oil in which the refrigerant is melted is subjected to ultrasonic vibration using the electric motor (24), so that the reduced viscosity state can be eliminated. It is possible to prevent the apparatus configuration from becoming complicated.
上記第３の発明によれば、インバータ駆動回路（32）と加振回路（33）を有する１つのコントローラ（31）で通常の運転制御と冷媒寝込み時の加振制御とを行えるので、構成の複雑化を確実に防止できる。特に、インバータ駆動回路（32）と加振回路（33）を１つの回路で構成すると回路や制御も簡素化することが可能になる。 According to the third aspect of the present invention, the normal operation control and the vibration control when the refrigerant stagnate can be performed by one controller (31) having the inverter drive circuit (32) and the vibration circuit (33). Complexity can be reliably prevented. In particular, if the inverter drive circuit (32) and the vibration circuit (33) are configured as one circuit, the circuit and control can be simplified.
上記第４の発明によれば、加振回路（33）の可変周波数から最適な周波数の高周波信号を選択して電動機（24）を振動させることができるので、冷媒の発泡速度などを最適値に制御して、発泡の状態を調整できる。 According to the fourth aspect of the invention, since the electric motor (24) can be vibrated by selecting a high frequency signal having an optimum frequency from the variable frequency of the vibration circuit (33), the foaming speed of the refrigerant is set to an optimum value. Control and adjust the state of foaming.
上記第５から第７の発明によれば、超音波振動子（35）を用いるだけで圧縮機（11）の内部で冷媒が溶け込んだ冷凍機油から冷媒を分離させて、冷凍機油の粘度を高められるので、圧縮機（11）の内部の潤滑不良を防止できる。また、上記第１の発明と同様、通電時間が短くてよいので消費電力も抑えられる。 According to the fifth to seventh inventions, the viscosity of the refrigeration oil is increased by separating the refrigerant from the refrigeration oil in which the refrigerant has melted inside the compressor (11) only by using the ultrasonic vibrator (35). Therefore, poor lubrication inside the compressor (11) can be prevented. Further, similarly to the first aspect of the invention, since the energization time may be short, power consumption can be suppressed.
上記第８の発明によれば、超音波加振部（30）による振動とクランクケースヒータ（40）による加熱とを併用することにより、冷凍機油への冷媒の寝込み状態をより確実に解消することが可能になる。 According to the eighth aspect of the invention, the combined use of the vibration by the ultrasonic vibration unit (30) and the heating by the crankcase heater (40) can more reliably eliminate the refrigerant stagnation state in the refrigerating machine oil. Is possible.
上記第９の発明によれば、冷媒がＲ３２である場合に、運転中に生じ得る潤滑不良を防止することができるので、圧縮機（11）の信頼性を高めることが可能になる。 According to the ninth aspect, when the refrigerant is R32, it is possible to prevent poor lubrication that may occur during operation, and thus it is possible to improve the reliability of the compressor (11).
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
《発明の実施形態１》
本発明の実施形態１について説明する。この実施形態１は、空気調和装置（冷凍装置）（1）に関するものである。この空気調和装置は、図１に示すように、圧縮機（11）と四路切換弁（12）と室外熱交換器（熱源側熱交換器）（13）と膨張弁（14）と室内熱交換器（利用側熱交換器）（15）とを順に接続した冷媒回路を備えている。この冷媒回路（10）には、冷媒としてＲ３２（ＣＨ２Ｆ２：ジフルオロメタン）が充填されている。
Embodiment 1 of the Invention
A first embodiment of the present invention will be described. This Embodiment 1 is related with an air conditioning apparatus (refrigeration apparatus) (1). As shown in FIG. 1, this air conditioner includes a compressor (11), a four-way switching valve (12), an outdoor heat exchanger (heat source side heat exchanger) (13), an expansion valve (14), and indoor heat. A refrigerant circuit in which an exchanger (use side heat exchanger) (15) is connected in order is provided. The refrigerant circuit (10) is filled with R32 (CH 2 F 2 : difluoromethane) as a refrigerant.
上記冷媒回路（10）において、圧縮機（11）の吐出側は四路切換弁（12）の第１ポート（P1）に接続され、圧縮機の吸入側は四路切換弁の第３ポート（P3）に接続されている。四路切換弁の第２ポート（P2）は室外熱交換器のガス側端に接続され、室外熱交換器の液側端は膨張弁を介して室内熱交換器の液側端に接続されている。また、室内.熱交換器のガス側端は四路切換弁の第４ポート（P4）に接続されている。 In the refrigerant circuit (10), the discharge side of the compressor (11) is connected to the first port (P1) of the four-way switching valve (12), and the suction side of the compressor is connected to the third port of the four-way switching valve ( Connected to P3). The second port (P2) of the four-way selector valve is connected to the gas side end of the outdoor heat exchanger, and the liquid side end of the outdoor heat exchanger is connected to the liquid side end of the indoor heat exchanger via an expansion valve. Yes. The gas side end of the indoor heat exchanger is connected to the fourth port (P4) of the four-way switching valve.
四路切換弁は、第１ポート（P1）と第２ポート（P2）が連通して第３ポート（P3）と第４ポート（P4）が連通する冷房運転時の第１位置(図１の実線の位置)と、第１ポート（P1）と第４ポート（P4）が連通して第２ポート（P2）と第３ポート（P3）が連通する暖房運転時の第２位置(図１の破線の位置)とに切り換え可能に構成されている。 The four-way selector valve is in the first position during the cooling operation in which the first port (P1) and the second port (P2) communicate with each other and the third port (P3) and the fourth port (P4) communicate with each other (in FIG. 1). (The position of the solid line) and the second position during heating operation in which the first port (P1) and the fourth port (P4) communicate with each other and the second port (P2) and the third port (P3) communicate with each other (in FIG. 1) The position can be switched to the position of the broken line).
上記圧縮機（11）は、ケーシング（21）と、ケーシング（21）の内部に収納された圧縮機構（22）及び駆動機構（23）を備えている。駆動機構（23）は、電動機（24）と駆動軸（25）とを備え、駆動軸（25）が圧縮機構（22）に接続されている。圧縮機構（22）は、例えば揺動ピストン型の圧縮機構やスクロール型の圧縮機構のような回転式の圧縮機構である。上記ケーシング（21）の内部には、冷凍機油を貯留する油溜まり（26）が設けられている。 The compressor (11) includes a casing (21), a compression mechanism (22) and a drive mechanism (23) housed in the casing (21). The drive mechanism (23) includes an electric motor (24) and a drive shaft (25), and the drive shaft (25) is connected to the compression mechanism (22). The compression mechanism (22) is a rotary compression mechanism such as a swing piston type compression mechanism or a scroll type compression mechanism. An oil reservoir (26) for storing refrigeration oil is provided inside the casing (21).
この実施形態には、圧縮機（11）を制御するコントローラ（31）が設けられている。コントローラ（31）は、電動機（24）の回転速度を制御して圧縮機（11）を駆動するインバータ駆動回路（32）と、電動機（24）に高周波信号を入力する加振回路（33）とを有している。そして、上記電動機（24）と加振回路（33）により、圧縮機（11）のケーシング（21）内で油溜まり（26）の冷凍機油に冷媒が溶け込んだ状態になるとその冷凍機油に超音波振動を与える超音波加振部（30）が構成されている。 In this embodiment, a controller (31) for controlling the compressor (11) is provided. The controller (31) includes an inverter drive circuit (32) that drives the compressor (11) by controlling the rotational speed of the electric motor (24), and an excitation circuit (33) that inputs a high-frequency signal to the electric motor (24). have. When the refrigerant is dissolved in the refrigerating machine oil in the oil sump (26) in the casing (21) of the compressor (11) by the motor (24) and the vibration circuit (33), the refrigerating machine oil is subjected to ultrasonic waves. An ultrasonic vibration unit (30) for applying vibration is configured.
加振回路（33）は、電動機（24）に高周波信号を与えることにより、該電動機（24）のステータを振動させる回路である。加振回路（33）は、上記高周波信号の周波数を例えば６kHz以上２０kHz以下の範囲で可変に設定できるように構成されている。 The vibration circuit (33) is a circuit that vibrates the stator of the electric motor (24) by giving a high frequency signal to the electric motor (24). The vibration circuit (33) is configured so that the frequency of the high-frequency signal can be variably set within a range of, for example, 6 kHz to 20 kHz.
図ではインバータ駆動回路（32）と加振回路（33）は別々の回路として示しているが、これらの回路は１つの回路で構成することができる。 In the figure, the inverter drive circuit (32) and the vibration circuit (33) are shown as separate circuits, but these circuits can be constituted by one circuit.
−運転動作−
次に、この空気調和装置（1）の運転動作について説明する。
-Driving action-
Next, the operation of the air conditioner (1) will be described.
圧縮機（11）の電動機（24）を起動すると圧縮機構（22）が回転を始め、蒸発器（室内熱交換器（15）または室外熱交換器（13））から低圧の冷媒が吸入される。圧縮機構（22）に吸入された冷媒は、圧縮機構（22）で圧縮されて高圧冷媒になり、圧縮機（11）から吐出される。この高圧冷媒は、四路切換弁（12）が第１位置に設定される冷房運転時には、室外熱交換器（13）へ流入して凝縮する。室外熱交換器（13）から流出した冷媒は膨張弁（14）で減圧されてから室内熱交換器（15）へ流入し、室内熱交換器（15）において室内空気と熱交換する。このとき、室内空気が冷却され、冷媒は蒸発する。蒸発した冷媒は四路切換弁（12）を介して圧縮機（11）へ吸入される。 When the electric motor (24) of the compressor (11) is started, the compression mechanism (22) starts rotating, and low-pressure refrigerant is drawn from the evaporator (indoor heat exchanger (15) or outdoor heat exchanger (13)). . The refrigerant sucked into the compression mechanism (22) is compressed by the compression mechanism (22) to become a high-pressure refrigerant, and is discharged from the compressor (11). This high-pressure refrigerant flows into the outdoor heat exchanger (13) and condenses during the cooling operation in which the four-way switching valve (12) is set to the first position. The refrigerant flowing out of the outdoor heat exchanger (13) is decompressed by the expansion valve (14) and then flows into the indoor heat exchanger (15), and exchanges heat with indoor air in the indoor heat exchanger (15). At this time, the room air is cooled and the refrigerant evaporates. The evaporated refrigerant is sucked into the compressor (11) through the four-way switching valve (12).
四路切換弁（12）が第２位置に切り換えられる暖房運転時には、圧縮機（11）から吐出された冷媒が室内熱交換器（15）で放熱して室内空気を加熱した後、膨張弁（14）で減圧され、室外熱交換器（13）で蒸発して圧縮機（11）に吸入される。 During the heating operation in which the four-way selector valve (12) is switched to the second position, the refrigerant discharged from the compressor (11) dissipates heat in the indoor heat exchanger (15) to heat the indoor air, The pressure is reduced in 14), evaporated in the outdoor heat exchanger (13), and sucked into the compressor (11).
ここで、例えば圧縮機（11）の運転を停止したときに外気温度が低くなると、圧縮機（11）の温度が低下して冷媒が液化し、油溜まり（26）の冷凍機油に冷媒が溶け込む現象(冷媒寝込み)が生じることがある。その場合、冷凍機油が希釈されて粘度が下がることになる。そして、冷凍機油の粘度が下がった状態で圧縮機（11）を再起動すると、圧縮機構（22）の摺動部や駆動軸（25）の軸受部に粘度の低い冷凍機油が供給されることになり、圧縮機（11）の潤滑不良が生じてしまう。 Here, for example, when the outside air temperature becomes low when the operation of the compressor (11) is stopped, the temperature of the compressor (11) decreases, the refrigerant liquefies, and the refrigerant dissolves in the refrigeration oil in the oil sump (26). A phenomenon (refrigerant stagnation) may occur. In that case, the refrigerating machine oil is diluted to lower the viscosity. And when the compressor (11) is restarted in a state where the viscosity of the refrigerating machine oil is lowered, the refrigerating machine oil having a low viscosity is supplied to the sliding part of the compression mechanism (22) and the bearing part of the drive shaft (25). This results in poor lubrication of the compressor (11).
そこで、本実施形態では、冷媒が寝込んだ状態で圧縮機（11）を起動するときには、コントローラ（31）の加振回路（33）により電動機（24）に高周波信号を与えるようにしている。電動機（24）に高周波信号を与えると、電動機（24）のステータが振動し、その振動が油溜まり（26）に伝達される。油溜まり（24）に振動が伝達されると、冷凍機油に溶け込んでいる冷媒が発泡して気化する。このことにより、冷媒が冷凍機油から分離され、冷凍機油の粘度が、それまでの低下した状態から上がっていく。 Therefore, in the present embodiment, when the compressor (11) is started in a state where the refrigerant is stagnation, a high frequency signal is given to the electric motor (24) by the vibration circuit (33) of the controller (31). When a high frequency signal is applied to the electric motor (24), the stator of the electric motor (24) vibrates, and the vibration is transmitted to the oil reservoir (26). When vibration is transmitted to the oil sump (24), the refrigerant dissolved in the refrigeration oil foams and vaporizes. As a result, the refrigerant is separated from the refrigerating machine oil, and the viscosity of the refrigerating machine oil increases from the previously reduced state.
その後、電動機（24）をコントローラ（31）のインバータ駆動回路（32）により駆動すると、圧縮機構（22）が回転するとともに、粘度の低下した状態が解消された冷凍機油が圧縮機構（22）の摺動部や駆動軸（25）の軸受部に供給される。このことにより、圧縮機（11）の所期の潤滑性能を得ることができるようになる。 Thereafter, when the electric motor (24) is driven by the inverter drive circuit (32) of the controller (31), the compression mechanism (22) rotates and the refrigeration oil whose viscosity has been reduced is removed from the compression mechanism (22). Supplied to the sliding part and the bearing part of the drive shaft (25). As a result, the desired lubrication performance of the compressor (11) can be obtained.
なお、冷媒の寝込み状態を検出するためには、例えば、圧縮機（11）の停止中に外気温度や圧縮機（11）の内部温度を検出することができる。そして、温度が所定値よりも低下すると冷媒の寝込みが生じていると判断して、加振回路（33）により制御を行うようにするとよい。 In order to detect the stagnation state of the refrigerant, for example, the outside air temperature or the internal temperature of the compressor (11) can be detected while the compressor (11) is stopped. Then, when the temperature falls below a predetermined value, it is determined that the refrigerant has stagnated, and control is preferably performed by the vibration circuit (33).
−実施形態１の効果−
本実施形態によれば、油溜まり（26）の冷凍機油に冷媒が溶け込む現象(冷媒寝込み)が生じたときに、電動機（24）に高周波信号を与えて電動機（24）を振動させることにより、冷媒の寝込み状態を解消することができるので、圧縮機（11）の起動による潤滑不良が生じるのを防止することができる。また、電動機（24）に高周波信号を与えると冷媒がすぐに発泡するので、本実施形態では冷媒の粘度が低下した状態を解消するのに要する時間が短くて済み、しかも通電時間が短いので消費電力も少なくすることができる。
-Effect of Embodiment 1-
According to the present embodiment, when a phenomenon that the refrigerant is dissolved in the refrigeration machine oil in the oil reservoir (26) (refrigerant stagnation) occurs, a high frequency signal is given to the electric motor (24) to vibrate the electric motor (24), Since the stagnation state of the refrigerant can be eliminated, it is possible to prevent the occurrence of poor lubrication due to the start of the compressor (11). In addition, when a high frequency signal is applied to the electric motor (24), the refrigerant immediately foams, so in this embodiment, it takes only a short time to eliminate the state in which the viscosity of the refrigerant is reduced, and it is consumed because the energization time is short. Electric power can also be reduced.
また、Ｒ３２を用いた冷媒回路（10）では、運転中でも温度条件や圧力条件によっては冷凍機油と液冷媒が２層分離する場合があり、そのような場合、その液冷媒が軸受部に供給されると潤滑不良が生じることになるが、本実施形態ではそのような場合でも冷媒を発泡させることにより潤滑不良を解消できる。 In the refrigerant circuit (10) using R32, the refrigeration oil and the liquid refrigerant may be separated into two layers depending on the temperature condition and the pressure condition even during operation. In such a case, the liquid refrigerant is supplied to the bearing portion. In such a case, poor lubrication occurs, but in such a case, the poor lubrication can be eliminated by foaming the refrigerant.
《発明の実施形態２》
本発明の実施形態２について説明する。
<< Embodiment 2 of the Invention >>
A second embodiment of the present invention will be described.
図２に示すように、実施形態２は超音波振動子（35）を用いた例である。この実施形態２では、電動機（24）を振動させる構成を採用する代わりに、圧縮機（11）のケーシング（21）内に超音波振動子（35）が設けられている。この超音波振動子（35）は、圧縮機の油溜まり（26）の内部に設けられている。なお、超音波振動子（35）は、仮想線で示すように、油溜まりの近傍に設けてもよい。 As shown in FIG. 2, Embodiment 2 is an example using an ultrasonic transducer (35). In the second embodiment, an ultrasonic transducer (35) is provided in the casing (21) of the compressor (11) instead of adopting a configuration for vibrating the electric motor (24). The ultrasonic transducer (35) is provided inside the oil sump (26) of the compressor. The ultrasonic transducer (35) may be provided in the vicinity of the oil sump, as indicated by the phantom line.
超音波振動子（35）には、上記加振回路（33）が接続されている。この加振回路（33）により、超音波振動子（35）に高周波信号が与えられるようになっていて、超音波振動子（35）と加振回路（33）により超音波加振部（30）が構成されている。 The excitation circuit (33) is connected to the ultrasonic transducer (35). A high frequency signal is given to the ultrasonic transducer (35) by the vibration circuit (33), and the ultrasonic vibration unit (30) is formed by the ultrasonic transducer (35) and the vibration circuit (33). ) Is configured.
この実施形態２の空気調和装置（1）のその他の構成は、実施形態１と同じである。 Other configurations of the air conditioner (1) of the second embodiment are the same as those of the first embodiment.
このように構成しても、油溜まり（26）の冷凍機油に冷媒が溶け込む現象(冷媒寝込み)が生じたときに、超音波振動子（35）に高周波信号を与えて振動させることにより冷媒を発泡させ、冷媒の寝込み状態を解消することができる。したがって、圧縮機（11）の運転時に潤滑不良が生じるのを防止することができる。また、超音波振動子（35）に高周波信号を与えると冷媒がすぐに発泡するので、本実施形態においても冷媒を発泡させるのに要する時間が短くて済み、しかも通電時間が短いので消費電力も少なくできる。 Even with this configuration, when the phenomenon of refrigerant melting (refrigerant stagnation) occurs in the refrigerating machine oil in the oil reservoir (26), a high-frequency signal is given to the ultrasonic vibrator (35) to vibrate the refrigerant. By bubbling, the stagnation state of the refrigerant can be eliminated. Therefore, it is possible to prevent poor lubrication from occurring during operation of the compressor (11). In addition, since the refrigerant immediately foams when a high frequency signal is given to the ultrasonic vibrator (35), the time required for foaming the refrigerant is short in this embodiment, and the power consumption is short because the energization time is short. Less.
−実施形態２の変形例−
実施形態２の変形例は、図３に示すように、超音波振動子（35）を、圧縮機（11）のケーシング（21）の外面に設けた例である。この変形例は、超音波振動子（35）を圧縮機（11）のケーシング（21）の外面に設けた点を除いては、図２の実施形態２と同様に構成されている。
-Modification of Embodiment 2-
The modification of Embodiment 2 is an example in which the ultrasonic transducer (35) is provided on the outer surface of the casing (21) of the compressor (11) as shown in FIG. This modification has the same configuration as that of the second embodiment in FIG. 2 except that an ultrasonic transducer (35) is provided on the outer surface of the casing (21) of the compressor (11).
このように構成しても、油溜まり（26）の冷凍機油に冷媒が溶け込む現象(冷媒寝込み)が生じたときに、超音波振動子（35）に高周波信号を与えて振動させると、その振動がケーシングを介して油溜まり（26）に伝達されるので、冷媒を発泡させ、冷媒の寝込み状態を解消することができる。したがって、圧縮機（11）の起動による潤滑不良が生じるのを防止することができる。また、超音波振動子（35）に高周波信号を与えると冷媒がすぐに発泡するので、本実施形態においても冷媒を発泡させるのに要する時間が短くて済み、しかも通電時間が短いので消費電力も少なくできる。 Even with this configuration, when a phenomenon occurs in which the refrigerant dissolves in the refrigeration machine oil in the oil reservoir (26) (refrigerant stagnation), if the ultrasonic vibrator (35) is vibrated by applying a high frequency signal, the vibration Is transmitted to the oil sump (26) through the casing, so that the refrigerant is foamed and the stagnation state of the refrigerant can be eliminated. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of poor lubrication due to the start of the compressor (11). In addition, since the refrigerant immediately foams when a high frequency signal is given to the ultrasonic vibrator (35), the time required for foaming the refrigerant is short in this embodiment, and the power consumption is short because the energization time is short. Less.
《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
<< Other Embodiments >>
About the said embodiment, it is good also as the following structures.
例えば、上記実施形態では、図１に仮想線で示すように、油溜まりを加熱するクランクケースヒータ（40）を併用するようにしてもよい。 For example, in the above embodiment, as indicated by the phantom line in FIG. 1, a crankcase heater (40) for heating the oil sump may be used in combination.
また、上記実施形態では、冷媒にＲ３２を用いるようにしているが、冷媒はＲ３２に限定されるものではない。 Moreover, in the said embodiment, although R32 is used for a refrigerant | coolant, a refrigerant | coolant is not limited to R32.
また、本発明は、空気調和装置に限らず、冷蔵庫や冷凍庫の庫内を冷却する冷凍装置に適用してもよい。その場合でも、本発明は、外気温度が下がって圧縮機の冷凍機油に冷媒が溶け込む状態において、冷媒の寝込みを解消するのに効果的である。 Moreover, you may apply this invention not only to an air conditioning apparatus but to the freezing apparatus which cools the inside of a refrigerator or a freezer. Even in such a case, the present invention is effective in eliminating the stagnation of the refrigerant in a state where the outside air temperature is lowered and the refrigerant is dissolved in the refrigeration oil of the compressor.
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。 In addition, the above embodiment is an essentially preferable illustration, Comprising: It does not intend restrict | limiting the range of this invention, its application thing, or its use.
以上説明したように、本発明は、冷凍装置の圧縮機の内部で冷凍機油に冷媒が溶け込むことによる潤滑不良が生じるのを防止する技術について有用である。 As described above, the present invention is useful for a technique for preventing the occurrence of poor lubrication due to the refrigerant melting into the refrigeration oil inside the compressor of the refrigeration apparatus.
1 冷凍装置
10 冷媒回路
11 圧縮機
21 ケーシング
22 圧縮機構
24 電動機
26 油溜まり
30 超音波加振部
31 コントローラ
32 インバータ駆動回路
33 加振回路
35 超音波振動子
40 クランクケースヒータ
1 Refrigeration equipment
10 Refrigerant circuit
11 Compressor
21 Casing
22 Compression mechanism
24 electric motor
26 Oil sump
30 Ultrasonic vibrator
31 Controller
32 Inverter drive circuit
33 Excitation circuit
35 Ultrasonic transducer
40 Crankcase heater
Claims (9)
上記圧縮機（11）のケーシング（21）内で冷媒が溶け込んだ油溜まり（26）の冷凍機油に超音波振動を与える超音波加振部（30）を備えていることを特徴とする冷凍装置。 A refrigerant circuit (10) that circulates refrigerant to perform a refrigeration cycle is provided, and a compressor (11) of the refrigerant circuit (10) includes an oil sump (26) that stores refrigeration oil inside the casing (21). Refrigeration equipment,
A refrigeration apparatus comprising an ultrasonic vibration unit (30) for applying ultrasonic vibration to the refrigeration machine oil in the oil sump (26) in which the refrigerant is dissolved in the casing (21) of the compressor (11). .
上記超音波加振部（30）は、上記圧縮機（11）のケーシング（21）内に設けられている圧縮機構（22）を駆動する電動機（24）と、該電動機（24）を制御するコントローラ（31）とを含み、該コントローラ（31）が、圧縮機構（22）に高周波信号を入力する加振回路（33）を含んでいることを特徴とする冷凍装置。 In claim 1,
The ultrasonic vibration unit (30) controls an electric motor (24) that drives a compression mechanism (22) provided in a casing (21) of the compressor (11), and the electric motor (24). And a controller (31), the controller (31) including a vibration circuit (33) for inputting a high-frequency signal to the compression mechanism (22).
上記コントローラ（31）は、上記圧縮機構（22）を可変周波数で駆動するインバータ駆動回路（32）を有することを特徴とする冷凍装置。 In claim 2,
The controller (31) has an inverter drive circuit (32) for driving the compression mechanism (22) at a variable frequency.
上記加振回路（33）の周波数は、６kHz以上２０kHz以下の範囲で可変であることを特徴とする冷凍装置。 In claim 3,
The refrigeration apparatus characterized in that the frequency of the excitation circuit (33) is variable in a range of 6 kHz to 20 kHz.
上記超音波加振部（30）は、超音波振動子（35）と、該超音波振動子（35）を駆動する加振回路（33）とを含み、該超音波振動子（35）が、上記圧縮機（11）のケーシング（21）内に設けられていることを特徴とする冷凍装置。 In claim 1,
The ultrasonic vibration unit (30) includes an ultrasonic vibrator (35) and a vibration circuit (33) for driving the ultrasonic vibrator (35), and the ultrasonic vibrator (35) A refrigeration apparatus provided in a casing (21) of the compressor (11).
上記超音波振動子（35）が、上記油溜まり（26）の内部または近傍に設けられていることを特徴とする冷凍装置。 In claim 5,
The refrigeration apparatus characterized in that the ultrasonic transducer (35) is provided in or near the oil reservoir (26).
上記超音波加振部（30）は、超音波振動子（35）と、該超音波振動子（35）を駆動する加振回路（33）とを含み、該超音波振動子（35）が、上記圧縮機（11）のケーシング（21）の外面に設けられていることを特徴とする冷凍装置。 In claim 1,
The ultrasonic vibration unit (30) includes an ultrasonic vibrator (35) and a vibration circuit (33) for driving the ultrasonic vibrator (35), and the ultrasonic vibrator (35) A refrigeration apparatus provided on an outer surface of a casing (21) of the compressor (11).
上記圧縮機（11）に、上記油溜まり（26）を加熱するクランクケースヒータ（40）が設けられていることを特徴とする冷凍装置。 In any one of Claims 1-7,
A refrigerating apparatus, wherein the compressor (11) is provided with a crankcase heater (40) for heating the oil reservoir (26).
上記冷媒回路（10）の冷媒がＲ３２であることを特徴とする冷凍装置。
In any one of claims 1 to 8,
The refrigerant of the refrigerant circuit (10) is R32.
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| JP (1) | JP2015049006A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018105243A (en) * | 2016-12-27 | 2018-07-05 | 日立ジョンソンコントロールズ空調株式会社 | Hermetic rotary compressor and refrigeration air conditioner |
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2013
- 2013-09-03 JP JP2013182052A patent/JP2015049006A/en active Pending
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