JP2765378B2 - 冷凍装置の油戻し制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧縮機から冷媒と共に
吐出された冷凍機油を油分離器で分離し、油分離器で分
離された冷凍機油を圧縮機の吸入側に戻す冷凍装置の油
戻し制御装置の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば実開昭６３−２０５８
号公報に開示される如く、圧縮機と凝縮器との間に油分
離器を備え、油分離器の底部と圧縮機の吸入配管とを接
続する油戻し配管に電磁弁を介設し、圧縮機の吸入配管
と油戻し配管との接続部前後の吸入配管の温度差が第１
所定値以上の場合、油戻し配管に介設した電磁弁を閉
じ、圧縮機の吸入配管と油戻し配管との接続部前後の吸
入配管の温度差が第１所定値以下の第２所定値以下の場
合、電磁弁を開くことにより適正な油戻しの制御を行う
技術は、公知のものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のよ
うな油戻しの制御では、吸入配管の温度差が第１所定値
以上になり油戻し配管の電磁弁が閉じて油戻し配管から
の冷凍機油及び冷媒の吸入配管への流入がなくなると、
蒸発器から圧縮機へ向かう吸入ガスの流れにより吸入配
管の温度差はすばやく減少して、吸入配管の温度差が第
２所定値以下になり電磁弁が開く。つまり、油戻し配管
の電磁弁が閉じてから開くまでの時間は、蒸発器から圧
縮機に向かう吸入ガスの流量に関係し、油戻しの状態に
は関係せず、非常に短い時間となる。また、吸入配管の
温度差が第２所定値以下になり油戻し配管の電磁弁が開
いて油戻し配管からの冷凍機油や冷媒の吸入配管への流
入が生じると、吸入配管の温度差は増大して、吸入配管
の温度差が第１所定値以上になると電磁弁が閉じる。つ
まり、油戻し配管の電磁弁が開いてから閉じるまでの時
間は、電磁弁が閉じてから開くまでの非常に短い時間に
油分離器で分離され貯留した冷凍機油が油戻し配管に流
れるまでの時間なので、これも短い時間となる。このこ
とにより、上記の技術では油戻し配管の電磁弁の開閉周
期が非常に短いことにより電磁弁の信頼性が悪化するこ
とになる。また、冷凍機油と共に油戻し配管を通り、圧
縮機の吸入配管にバイパスする冷媒量を少なくするため
に吸入配管の温度差の第１所定値を低く設定するとさら
に油戻し配管の電磁弁の開閉周期が短くなってしまうた
め、油戻し配管を通り、圧縮機の吸入配管への冷媒のバ
イパス量を減少させることが困難であるので、冷凍サイ
クルに有効な冷媒循環量の減少による冷凍能力の低下
と、圧縮機の吸入ガス温度の上昇による圧縮機の信頼性
の低下が問題であった。

【０００４】本発明は、上記の問題を解決するためにな
されたものであり、その目的は、油戻し配管を通り圧縮
機の吸入側へバイパスする冷媒の流量を抑えながら油戻
しを行うことにより、冷凍装置の冷凍能力及び信頼性の
向上を図ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明の講じた手段は、図１（波線部分を
含まず）に示すように、圧縮機（１）、凝縮器（３）、
膨張弁（４）及び蒸発器（５）を順次接続した冷媒回路
を備えた冷凍装置において、圧縮機（１）と凝縮器
（３）との間に設けられた油分離器（２）と、油分離器
（２）の底部と圧縮機（１）の吸入側とを接続する油戻
し配管（９），（１０）と、油戻し配管（９），（１
０）の途中に設けられた流量調節弁（８）と、油戻し配
管（９）における流量調節弁（８）の入口側温度（Ｔe
1）を検出する入口側温度センサー（６）と、油戻し配
管（１０）における流量調節弁（８）の出口側温度（Ｔ
e2）を検出する出口側温度センサー（７）と、入口側温
度（Ｔe1）と出口側温度（Ｔe2）との温度差（ΔＴｅ）
を算出する温度差算出手段（５０）と、温度差算出手段
（５０）で算出された温度差（ΔＴｅ）に基づいて流量
調節弁（８）の開度を調節する弁開度調節手段（５１）
とを設ける構成としたものである。

【０００６】請求項２の発明の講じた手段は、図２に示
すように（波線部分を含まず）、圧縮機（１）、凝縮器
（３）、膨張弁（４）及び蒸発器（５）を順次接続した
冷媒回路を備えた冷凍装置において、圧縮機（１）と凝
縮器（３）との間に設けられた油分離器（２）と、油分
離器（２）の底部と圧縮機（１）の吸入側とを接続する
油戻し配管（９），（１０）と、油戻し配管（９），
（１０）の途中に設けられた流量調節弁（８）と、油戻
し配管（９）における流量調節弁（８）の入口側温度
（Ｔe1）を検出する入口側温度センサー（６）と、油戻
し配管（１０）における流量調節弁（８）の出口側温度
（Ｔe2）を検出する出口側温度センサー（７）と、入口
側温度（Ｔe1）と出口側温度（Ｔe2）との温度差（ΔＴ
ｅ）を算出する温度差算出手段（５０）と、温度差算出
手段（５０）で算出された温度差（ΔＴｅ）と設定値
（ΔＴex）とを比較する温度差比較手段（５２）と、前
記温度差（ΔＴｅ）が設定値（ΔＴex）以下の場合、こ
の温度差（ΔＴｅ）を記憶する温度差記憶手段（５３）
と、温度差記憶手段（５３）が温度差（ΔＴｅ）を記憶
したときから第１所定時間（Ｔi1）をカウントする第１
タイマー手段（５４）と、温度差記憶手段（５３）に記
憶されている温度差（ΔＴｅ）と第１タイマー手段（５
４）がカウントアップしたときの温度差算出手段（５
０）で算出された温度差（ΔＴｅ′）との温度差変化値
（ΔＴec＝ΔＴｅ−ΔＴｅ′）を算出する温度差変化値
算出手段（５５）と、温度差変化値算出手段（５５）で
算出された温度差変化値（ΔＴec＝ΔＴｅ−ΔＴｅ′）
に基づいて流量調節弁（８）の開度を調節する弁開度調
節手段（５１）とを設ける構成としたものである。

【０００７】請求項３の発明の講じた手段は、上記請求
項２に記載の冷凍装置の油戻し制御装置に加えて、温度
差変化値（ΔＴec＝ΔＴｅ−ΔＴｅ′）が０℃の場合、
流量調節弁（８）の開度を大きくする弁開度調節手段
（５１）を設ける構成としたものである。

【０００８】請求項４の発明の講じた手段は、上記請求
項２又は３に記載の冷凍装置の油戻し制御装置に加え
て、温度差変化値（ΔＴec＝ΔＴｅ−ΔＴｅ′）が０℃
より大きい場合、流量調節弁（８）の開度をそのままに
する弁開度調節手段（５１）を設ける構成としたもので
ある。

【０００９】請求項５の発明の講じた手段は、上記請求
項２，３又は４に記載の冷凍装置の油戻し制御装置に加
えて、温度差変化値（ΔＴec＝ΔＴｅ−ΔＴｅ′）が０
℃より小さい場合、流量調節弁（８）の開度を絞る弁開
度調節手段（５１）を設ける構成としたものである。

【００１０】請求項６の発明の講じた手段は、上記請求
項１，２，３，４又は５に記載の冷凍装置の油戻し制御
装置に加えて、図１又は２の波線部分に示すように、圧
縮機（１）が起動したときから第２所定時間（Ｔi2）を
カウントする第２タイマー手段（５６）と、第２タイマ
ー手段（５６）がカウントアップするまで流量調節弁
（８）を所定の開度に保持する弁開度調節手段（５１）
とを設ける構成としたものである。

【００１１】

【作用】図３は、流量調節弁（８）の開度に対する油戻
し配管（９）における流量調節弁（８）の入口側温度
（Ｔe1）と油戻し配管（１０）における流量調節弁
（８）の出口側温度（Ｔe2）との温度差（ΔＴｅ）を示
している。入口側温度（Ｔe1）と出口側温度（Ｔe2）と
の間に温度差（ΔＴｅ）が生じるのは、ガス冷媒が油戻
し配管（９），（１０）に流れ、流量調節弁（８）を通
過すると、流量調節弁（８）の減圧作用により温度低下
を起こすためである。それに対して、冷凍機油が油戻し
配管（９），（１０）に流れ、流量調節弁（８）を通過
しても温度は変化しない。流量調節弁（８）の開度が小
さいときには、冷媒が油戻し配管（９），（１０）に流
れず、圧縮機（１）の吸入側へバイパスしないので、温
度差（ΔＴｅ）は、ほぼ０℃である（領域Ａ〜Ｃ）。こ
こで、流量調節弁（８）の開度が小さすぎると油戻しが
不充分となる（領域Ａ〜Ｂ）。また、流量調節弁（８）
の開度がある大きさ以上になると、冷媒が油戻し配管
（９），（１０）に流れ、流量調節弁（８）を通過し、
温度低下を起こすため、温度差（ΔＴｅ）が生じる（領
域Ｃ〜Ｅ）。このとき、流量調節弁（８）の開度が大き
いほど、油戻し配管（９），（１０）中を流れ、流量調
節弁（８）を通過する冷凍機油の流量に対する冷媒の流
量が増加するため、流量調節弁（８）通過後の温度低下
が大きくなり、温度差（ΔＴｅ）が増加する。ここで、
油戻し配管（９），（１０）中の冷凍機油の流量に対す
る冷媒の流量が許容できる限界値のときの入口側温度と
出口側温度との温度差を設定値（ΔＴex）とする。上記
のことより、図３において流量調節弁（８）の開度によ
って油戻しが不充分となる領域（Ａ〜Ｂ），適正な油戻
しが行われる領域（Ｂ〜Ｄ）及び冷媒のバイパスが許容
量を越える領域（Ｄ〜Ｅ）に分けることができる。

【００１２】請求項１の発明では、入口側温度（Ｔe1）
と出口側温度（Ｔe2）との温度差（ΔＴｅ）を温度差算
出手段（５０）で算出し、この温度差（ΔＴｅ）が小さ
い状態で油戻しが行われるように弁開度調節手段（５
１）で流量調節弁（８）の開度を調節することによっ
て、油戻し配管（９），（１０）を通り圧縮機（１）の
吸入側へバイパスする冷媒の流量を抑えながら、油戻し
を行うことが可能であり、冷凍装置の冷凍能力及び信頼
性が向上する。

【００１３】請求項２の発明では、入口側温度（Ｔe1）
と出口側温度（Ｔe2）との温度差（ΔＴｅ）を温度差算
出手段（５０）で算出し、この温度差（ΔＴｅ）と設定
値（ΔＴex）とを温度差比較手段（５２）で比較し、温
度差（ΔＴｅ）が設定値（ΔＴex）以下で、油戻し配管
（９），（１０）中の冷凍機油の流量に対する冷媒の流
量が許容量を越えない場合は、この温度差（ΔＴｅ）を
温度差記憶手段（５３）で記憶し、第１タイマー手段
（５４）で温度差記憶手段（５３）が温度差（ΔＴｅ）
を記憶したときから第１所定時間（Ｔi1）をカウント
し、第１タイマー手段（５４）がカウントアップすれ
ば、再度入口側温度（Ｔe1′）と出口側温度（Ｔe2′）
を検出し、温度差算出手段（５０）で温度差（ΔＴ
ｅ′）を算出する。次に、温度差記憶手段（５３）で記
憶した温度差（ΔＴｅ）に対する新たに温度差算出手段
（５０）で算出した温度差（ΔＴｅ′）の温度差変化値
（ΔＴec＝ΔＴｅ−ΔＴｅ′）を温度差変化値算出手段
（５５）で算出する。この温度差変化値（ΔＴec＝ΔＴ
ｅ−ΔＴｅ′）は、油戻し配管（９），（１０）中の冷
凍機油の流量に対する冷媒の流量の変化に関係している
ので、温度差変化値（ΔＴec＝ΔＴｅ−ΔＴｅ′）に基
づいて運転状況の変化により油戻し配管（９），（１
０）中の冷凍機油の流量に対する冷媒の流量が増加して
いないか、油戻しが不充分でないかをチェックし、適正
な油戻しが行われるように弁開度調節手段（５１）で流
量調節弁（８）の開度を調節することによって、油戻し
配管（９），（１０）を通り圧縮機（１）の吸入側へバ
イパスする冷媒の流量を抑えながら、適正な油戻しを行
うことが可能であり、冷凍装置の冷凍能力及び信頼性が
向上する。

【００１４】請求項３の発明では、請求項２の発明に加
えて、温度差変化値（ΔＴec＝ΔＴｅ−ΔＴｅ′）が０
℃の場合は、弁開度調節手段（５１）で流量調節弁
（８）の開度を大きくすることによって冷凍装置の信頼
性が向上する。ここで、温度差変化値（ΔＴec＝ΔＴｅ
−ΔＴｅ′）が０℃の場合には、図４の○に示すように
適正な油戻しが行われ第１タイマー手段（５４）のカウ
ント開始時の温度差（ΔＴｅ）とカウントアップ時の温
度差（ΔＴｅ′）とが同じである場合と、図５の○に示
すように流量調節弁（８）の開度が小さく油戻しが不充
分である場合とがある。前者の場合は、流量調節弁
（８）の開度をそのままにすれば、適正な油戻しが行わ
れるが、後者の場合は、圧縮機（１）が油切れを起こす
可能性がある。本請求項の発明では上記２つの場合の区
別が付かないので、温度差変化値（ΔＴec＝ΔＴｅ−Δ
Ｔｅ′）が０℃の場合には、弁開度調節手段（５１）で
流量調節弁（８）の開度を大きくし、油戻し量を多くす
ることにより圧縮機（１）の油切れを防ぎ、冷凍装置の
信頼性が向上する。

【００１５】請求項４の発明では、請求項２又は３の発
明に加えて、温度差変化値（ΔＴec＝ΔＴｅ−ΔＴ
ｅ′）が０℃より大きい場合は、図６又は７の○に示す
ように第１タイマー手段（５４）のカウント開始時の温
度差（ΔＴｅ）よりもカウントアップ時の温度差（ΔＴ
ｅ′）の方が小さく、油戻し配管（９），（１０）中の
冷凍機油の流量に対する冷媒の流量が減少したことにな
り、また図７に示す場合でも第１所定時間（Ｔi1）を適
正に決めることにより、第１タイマー手段（５４）のカ
ウントアップ時の油戻しが不充分な状態には至らないの
で、弁開度調節手段（５１）で流量調節弁（８）の開度
をそのままにすることによって、油戻し配管（９）,
（１０）を通り圧縮機（１）の吸入側へバイパスする冷
媒の流量を抑えながら適正な油戻しを行うことが可能で
あり、冷凍装置の冷凍能力及び信頼性が向上する。

【００１６】請求項５の発明では、請求項２，３又は４
の発明に加えて、温度差変化値（ΔＴec＝ΔＴｅ−ΔＴ
ｅ′）が０℃より小さい場合は、図８又は９の○に示す
ように第１タイマー手段（５４）のカウント開始時の温
度差（ΔＴｅ）よりもカウントアップ時の温度差（ΔＴ
ｅ′）の方が大きく、油戻し配管（９），（１０）中の
冷凍機油の流量に対する冷媒の流量が増加したことにな
り、図８に示す場合では第１タイマー手段（５４）のカ
ウントアップ時の温度差（ΔＴｅ′）が設定値（ΔＴe
x）を越え、油戻し配管（９），（１０）中の冷凍機油
の流量に対する冷媒の流量が許容量を越えているので弁
開度調節手段（５１）で流量調節弁（８）の開度を絞る
ことによって、油戻し配管（９），（１０）を通り圧縮
機（１）の吸入側へバイパスする冷媒の流量を少なく
し、また、図９に示す場合では第１タイマー手段（５
４）のカウントアップ時の温度差（ΔＴｅ′）は設定値
（ΔＴex）以下であるが油戻し配管（９），（１０）中
の冷凍機油の流量に対する冷媒の流量が少ない方がより
適正な油戻しを行うことが出来るので流量調節弁（８）
の開度を絞ることによって、油戻し配管（９），（１
０）を通り圧縮機（１）の吸入側へバイパスする冷媒の
流量を抑えながら適正な油戻しを行うことが可能であ
り、冷凍装置の冷凍能力及び信頼性が向上する。

【００１７】請求項６の発明では、請求項１，２，３，
４又は５の発明に加えて、圧縮機（１）の起動直後は、
圧縮機（１）の油上がり量が多いので、第２タイマー手
段（５６）が圧縮機（１）の起動時から第２所定時間
（Ｔi2）をカウントするまで、弁開度調節手段（５１）
で流量調節弁（８）を所定の開度に保持することによっ
て、圧縮機（１）の油切れを防ぎ、冷凍装置の信頼性が
向上する。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面に基づ
き説明する。

【００１９】図１は本発明の実施例における冷凍装置の
冷媒配管系統図を示し、（１）は圧縮機、（２）は油分
離器、（３）は凝縮器、（４）は膨張弁、（５）は蒸発
器で、これらを順次接続して冷媒回路を構成している。
圧縮機（１）から冷媒と共に吐出され油分離器（２）で
分離された冷凍機油は、油分離機（２）の底部に接続さ
れた油戻し配管（９），（１０）を通り、圧縮機（１）
の吸入配管（１１）で吸入ガスと合流し、圧縮機（１）
に戻される。油戻し配管（９），（１０）の途中には油
戻しを制御するために流量調節弁（８）を設け、油戻し
配管（９）における流量調節弁（８）の入口側に入口側
温度センサー（６）と油戻し配管（１０）における流量
調節弁（８）の出口側に出口側温度センサー（７）とを
設けている。

【００２０】ここで、上記冷凍装置の油戻しを制御する
ための流量調節弁（８）の開度の調節について図１０の
フローチャートに基づき説明する。

【００２１】まず、ステップＳ１で圧縮機（１）が起動
し、ステップＳ２では、圧縮機（１）の起動直後は圧縮
機（１）の油上がり量が多いので圧縮機（１）の油切れ
を防ぐため流量調節弁（８）を所定の開度に開いて油戻
しを行うと共に第２タイマー手段（５６）で圧縮機
（１）の起動時からカウントを開始し、ステップＳ３に
進む。ステップＳ３において、第２タイマー手段（５
６）が第２所定時間（Ｔi2）をカウントアップすれば圧
縮機（１）が定常運転となり、ステップＳ４で流量調節
弁（８）の入口側温度（Ｔe1）を入口側温度センサー
（６）で検出し、出口側温度（Ｔe2）を出口側温度セン
サー（７）で検出する。続いてステップＳ５で入口側温
度（Ｔe1）と出口側温度（Ｔe2）との温度差（ΔＴｅ）
を温度差算出手段（５０）で算出し、ステップＳ６に進
む。

【００２２】ステップＳ６では、温度差算出手段（５
０）で算出した温度差（ΔＴｅ）と設定値（ΔＴex）と
の大小関係を温度差比較手段（５２）で比較する。ここ
で設定値（ΔＴex）は、油戻し配管（９），（１０）中
の冷凍機油の流量に対する冷媒の流量が許容できる限界
値であるときの入口側温度と出口側温度との温度差であ
り、例えば２℃とする。ステップＳ６において温度差
（ΔＴｅ）が設定値（ΔＴex）より大きい場合は、油戻
し配管（９），（１０）中の冷凍機油の流量に対する冷
媒の流量が許容量を越えていることになるので、ステッ
プＳ１６に進み、弁開度調節手段（５１）で流量調節弁
（８）の開度を絞った後、ステップＳ４に戻る。また、
ステップＳ６で温度差（ΔＴｅ）が設定値（ΔＴex）以
下である場合は、ステップＳ７に進み、温度差（ΔＴ
ｅ）を温度差記憶手段（５３）で記憶すると共に第１タ
イマー手段（５４）で温度差記憶手段（５３）が温度差
（ΔＴｅ）を記憶したときからカウントを開始し、ステ
ップＳ８に進む。ステップＳ８で、第１タイマー手段
（５４）が第１所定時間（Ｔi1）をカウントアップすれ
ば、ステップＳ９で再度流量調節弁（８）の入口側温度
（Ｔe1′）を入口側温度センサー（６）で検出し、出口
側温度（Ｔe2′）を出口側温度センサー（７）で検出す
る。続いてステップＳ１０で入口側温度（Ｔe1′）と出
口側温度（Ｔe2′）との温度差（ΔＴｅ′）を温度差算
出手段（５０）で算出し、ステップＳ１１に進む。ステ
ップＳ１１では、温度差記憶手段（５３）で記憶した温
度差（ΔＴｅ）に対する温度差算出手段（５０）で新た
に算出した温度差（ΔＴｅ′）の温度差変化値（ΔＴec
＝ΔＴｅ−ΔＴｅ′）を温度差変化値算出手段（５５）
で算出し、ステップＳ１２に進む。

【００２３】ステップＳ１２及びＳ１３では、温度差変
化値（ΔＴec＝ΔＴｅ−ΔＴｅ′）と０℃との大小関係
を比較し、温度差変化値（ΔＴec＝ΔＴｅ−ΔＴｅ′）
が０℃の場合はステップＳ１４に、温度差変化値（ΔＴ
ec＝ΔＴｅ−ΔＴｅ′）が０℃より大きい場合はステッ
プＳ１５に、温度差変化値（ΔＴec＝ΔＴｅ−ΔＴ
ｅ′）が０℃より小さい場合はステップＳ１６に進む。

【００２４】ステップＳ１４は、温度差変化値（ΔＴec
＝ΔＴｅ−ΔＴｅ′）が０℃の場合で、図４の○に示す
ように適正な油戻しが行われ第１タイマー手段（５４）
のカウント開始時の温度差（ΔＴｅ）とカウントアップ
時の温度差（ΔＴｅ′）とが同じであった場合と、図５
の○に示すように流量調節弁（８）の開度が小さく油戻
しが不充分な場合とがある。前者の場合は、流量調節弁
（８）の開度をそのままにすれば、適正な油戻しが行わ
れるが、後者の場合は、圧縮機（１）が油切れを起こす
可能性がある。本発明では上記２つの場合の区別が付か
ないので、信頼性を確保するため弁開度調節手段（５
１）で流量調節弁（８）の開度を大きし、油戻し量を多
くして、圧縮機（１）の油切れを防ぎ、ステップＳ４に
戻る。

【００２５】ステップＳ１５では、温度差変化値（ΔＴ
ec＝ΔＴｅ−ΔＴｅ′）が０℃より大きい場合で、図６
又は７の○に示すように、第１タイマー手段（５４）の
カウント開始時の温度差（ΔＴｅ）よりもカウントアッ
プ時の温度差（ΔＴｅ′）の方が小さく、油戻し配管
（９），（１０）中の冷凍機油の流量に対する冷媒の流
量が減少したことになり、また図７に示す場合でも第１
所定時間（Ｔi1）を例えば３０秒と適正に決めれば第１
タイマー手段（５４）のカウントアップ時の油戻しが不
充分な状態には至らず、適正な油戻しが行われるので、
弁開度調節手段（５１）で流量調節弁（８）の開度をそ
のままにし、ステップＳ４に戻る。

【００２６】ステップＳ１６では、温度差変化値（ΔＴ
ec＝ΔＴｅ−ΔＴｅ′）が０℃より小さい場合で、図８
又は９の○に示すように、第１タイマー手段（５４）の
カウント開始時の温度差（ΔＴｅ）よりもカウントアッ
プ時の温度差（ΔＴｅ′）の方が大きく、油戻し配管
（９），（１０）中の冷凍機油の流量に対する冷媒の流
量が増加したことになり、図８に示す場合では第１タイ
マー手段（５４）のカウントアップ時の温度差（ΔＴ
ｅ′）が設定値（ΔＴex）を越え、油戻し配管（９），
（１０）中の冷凍機油の流量に対する冷媒の流量が許容
量を越えているので弁開度調節手段（５１）で流量調節
弁（８）の開度を絞ることによって、油戻し配管
（９），（１０）を通り圧縮機（１）の吸入側へバイパ
スする冷媒の流量を少なくし、また、図９に示す場合で
は第１タイマー手段（５４）のカウントアップ時の温度
差（ΔＴｅ′）が設定値（ΔＴex）以下であるが油戻し
配管（９），（１０）中の冷凍機油の流量に対する冷媒
の流量が少ない方がより適正な油戻しを行うことが出来
るので、流量調節弁（８）の開度を絞ることによって、
油戻し配管（９），（１０）を通り圧縮機（１）の吸入
側へバイパスする冷媒の流量を抑え、ステップＳ４に戻
る。

【００２７】上記実施例において、請求項１の発明にい
う弁開度調節手段（５１）は、ステップＳ５の温度差
（ΔＴｅ）に基づいて、この温度差（ΔＴｅ）が設定値
（ΔＴex）より大きいかどうかによって流量調節弁
（８）の開度を調節するものである。

【００２８】請求項２の発明にいう弁開度調節手段（５
１）は、ステップＳ１１の温度差変化値（ΔＴec＝ΔＴ
ｅ−ΔＴｅ′）に基づいて、この温度差変化値（ΔＴec
＝ΔＴｅ−ΔＴｅ′）が０℃か、０℃より大きいか、０
℃より小さいかによって流量調節弁（８）の開度を調節
するものである。

【００２９】請求項３の発明にいう弁開度調節手段（５
１）は、ステップＳ１２において温度差変化値（ΔＴec
＝ΔＴｅ−ΔＴｅ′）が０℃の場合、流量調節弁（８）
の開度を大きくするものである。

【００３０】請求項４の発明にいう弁開度調節手段（５
１）は、ステップＳ１３において温度差変化値（ΔＴec
＝ΔＴｅ−ΔＴｅ′）が０℃より大きい場合、流量調節
弁（８）の開度をそのままにするものである。

【００３１】請求項５の発明にいう弁開度調節手段（５
１）は、ステップＳ１２及びＳ１３において温度差変化
値（ΔＴec＝ΔＴｅ−ΔＴｅ′）が０℃より小さい場
合、流量調節弁（８）の開度を絞るものである。

【００３２】請求項６の発明にいう弁開度調節手段（５
１）は、ステップＳ２において流量調節弁（８）の開度
を所定開度に開き、ステップＳ３において第２タイマー
手段（５６）がカウントアップするまで流量調節弁
（８）の開度を所定開度に保持するものである。

【００３３】なお、上記実施例では、吐出配管（１２）
から油戻し配管（９）への熱伝導や、油戻し配管（１
０）から吸入配管（１１）への熱伝導を無視して説明し
たが、実際には流量調節弁（８）が閉じ油戻しが行われ
ない状態でも流量調節弁（８）の入口側温度と出口側温
度との温度差は配管の熱伝導があるため０℃にはならな
ず、例えば４℃となる。配管の熱伝導によるこの４℃の
温度差は油戻しが行われている状態でも存在するので、
流量調節弁（８）の減圧作用による流量調節弁（８）の
入口側温度と出口側温度との温度差は、温度センサーで
検出される温度から算出した温度差から配管の熱伝導に
よる４℃の温度差を引いた温度差で考える必要がある。
また、冷媒にＲ２２を用いた冷凍サイクルにおいて、圧
縮機（１）から吐出される冷媒及び冷凍機油の温度を１
００℃、流量調節弁（８）を通過し、減圧されたときの
冷媒温度を８１．５℃とすると、油戻し配管（９），
（１０）中の冷凍機油の流量に対する冷媒の流量が重量
比で１２％のとき、流量調節弁（８）の減圧作用による
流量調節弁（８）の入口側温度と出口側温度との温度差
は２℃になる。圧縮機（１）からの冷媒吐出量の２％の
冷凍機油が冷媒と共に吐出され、吐出された冷凍機油の
９０％が油分離器（２）で分離され油戻し配管（９），
（１０）を通って圧縮機（１）の吸入側にバイパスする
とすると、油戻し配管（９），（１０）の熱伝導による
流量調節弁（８）の入口側温度と出口側温度との温度差
の４℃を考慮し、温度センサーで検出される流量調節弁
（８）の入口側温度と出口側温度との温度差を６℃以下
にし、流量調節弁（８）の減圧作用による流量調節弁
（８）の入口側温度と出口側温度との温度差が２℃以下
になるように流量調節弁（８）の開度を調節すると、圧
縮機（１）からの冷媒吐出量に対する油戻し配管
（９），（１０）を通り圧縮機（１）の吸入側へバイパ
スする冷媒量の割合は０．２％以下に抑えることがで
き、冷凍装置の冷凍能力の低下は非常に小さくなり、信
頼性も向上する。

【００３４】

【発明の効果】以上に説明したように、請求項１の発明
によれば、油分離器の底部と圧縮機の吸入側とを接続す
る油戻し配管に流量調節弁を介設し、油戻し配管におけ
る流量調節弁の入口側温度と出口側温度との温度差に基
づいて流量調節弁の開度を調節することにより油戻し配
管を通り圧縮機の吸入側へバイパスする冷媒の流量を抑
えながら油戻しを行うことが可能であり、冷凍装置の冷
凍能力及び信頼性を向上させることができる。

【００３５】請求項２の発明によれば、油分離器の底部
と圧縮機の吸入側とを接続する油戻し配管に流量調節弁
を介設し、油戻し配管における流量調節弁の入口側温度
と出口側温度との温度差の変化に基づいて、運転状況の
変化により油戻し配管中の冷凍機油の流量に対する冷媒
の流量が増加していないか、油戻しが不充分でないかを
チェックし、適正な油戻しが行われるように流量調節弁
の開度を調節することにより油戻し配管を通り圧縮機の
吸入側へバイパスする冷媒の流量を抑えながら油戻しを
行うことが可能であり、冷凍装置の冷凍能力及び信頼性
を向上させることができる。

【００３６】請求項３の発明によれば、上記請求項２の
発明において、温度差変化値（ΔＴec＝ΔＴｅ−ΔＴ
ｅ′）が０℃の場合、流量調節弁の開度を大きくし、油
戻し量を多くすることにより、圧縮機の油切れを防ぎ、
冷凍装置の信頼性を向上させることができる。

【００３７】請求項４の発明によれば、上記請求項２又
は３の発明において、温度差変化値（ΔＴec＝ΔＴｅ−
ΔＴｅ′）が０℃より大きい場合、流量調節弁の開度を
そのままにすることにより、油戻し配管を通り圧縮機の
吸入側へバイパスする冷媒の流量を抑えながら油戻しを
行うことが可能であり、冷凍装置の冷凍能力及び信頼性
を向上させることができる。

【００３８】請求項５の発明によれば、上記請求項２，
３又は４の発明において、温度差変化値（ΔＴec＝ΔＴ
ｅ−ΔＴｅ′）が０℃より小さい場合、流量調節弁の開
度を絞ることにより、油戻し配管を通り圧縮機の吸入側
へバイパスする冷媒の流量を抑えながら油戻しを行うこ
とが可能であり、冷凍装置の冷凍能力及び信頼性を向上
させることができる。

【００３９】請求項６の発明によれば、上記請求項１，
２，３，４又は５の発明において、圧縮機が起動したと
きから、第２所定時間が経過するまでは流量調節弁を所
定の開度に保持することにより、圧縮機の起動直後の圧
縮機の油上がり量が多い状態での圧縮機の油切れを防
ぎ、冷凍装置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】請求項１及び６の発明の構成を示すブロック図
及び実施例に係る冷凍装置の冷媒配管系統図である。

【図２】請求項２，３，４，５及び６の発明の構成を示
すブロック図及び実施例に係る冷凍装置の冷媒配管系統
図である。

【図３】流量調節弁の開度に対する入口側温度と出口側
温度との温度差を示す特性図である。

【図４】流量調節弁の開度に対する入口側温度と出口側
温度との温度差を示す特性図における温度差変化値が０
℃で、適正な油戻しが行われ第１タイマー手段のカウン
ト開始時の温度差とカウントアップ時の温度差とが同じ
であった場合の図である。

【図５】流量調節弁の開度に対する入口側温度と出口側
温度との温度差を示す特性図における温度差変化値が０
℃で、流量調節弁の開度が小さく油戻しが不充分な場合
の図である。

【図６】流量調節弁の開度に対する入口側温度と出口側
温度との温度差を示す特性図における温度差変化値が０
℃より大きく、第１タイマー手段のカウントアップ時の
温度差が０℃でない場合の図である。

【図７】流量調節弁の開度に対する入口側温度と出口側
温度との温度差を示す特性図における温度差変化値が０
℃より大きく、第１タイマー手段のカウントアップ時の
温度差が０℃になる場合の図である。

【図８】流量調節弁の開度に対する入口側温度と出口側
温度との温度差を示す特性図における温度差変化値が０
℃より小さく、第１タイマー手段のカウントアップ時の
温度差が設定値を越える場合の図である。

【図９】流量調節弁の開度に対する入口側温度と出口側
温度との温度差を示す特性図における温度差変化値が０
℃より小さく、第１タイマー手段のカウントアップ時の
温度差が設定値以下である場合の図である。

【図１０】実施例における流量調節弁の開度調節の内容
を示すフローチャート図である。

【符号の説明】

１ 圧縮機 ２ 油分離器 ３ 凝縮器 ４ 膨張弁 ５ 蒸発器 ６ 入口側温度センサー ７ 出口側温度センサー ８ 流量調節弁 ９ 油戻し配管（流量調節弁入口側） １０ 油戻し配管（流量調節弁出口側） １１ 吸入配管 １２ 吐出配管 ５０ 温度差算出手段 ５１ 弁開度調節手段 ５２ 温度差比較手段 ５３ 温度差記憶手段 ５４ 第１タイマー手段 ５５ 温度差変化値算出手段 ５６ 第２タイマー手段 Ｔe1 入口側温度 Ｔe2 出口側温度 ΔＴｅ 温度差 ΔＴex 設定値 ΔＴec＝ΔＴｅ−ΔＴｅ′ 温度差変化値 Ｔi1 第１所定時間 Ｔi2 第２所定時間

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機（１）、凝縮器（３）、膨張弁
   （４）及び蒸発器（５）を順次接続した冷媒回路を備え
   た冷凍装置において、圧縮機（１）と凝縮器（３）との
   間に設けられた油分離器（２）と、油分離器（２）の底
   部と圧縮機（１）の吸入側とを接続する油戻し配管
   （９），（１０）と、油戻し配管（９），（１０）の途
   中に設けられた流量調節弁（８）と、油戻し配管（９）
   における流量調節弁（８）の入口側温度（Ｔe1）を検出
   する入口側温度センサー（６）と、油戻し配管（１０）
   における流量調節弁（８）の出口側温度（Ｔe2）を検出
   する出口側温度センサー（７）と、入口側温度（Ｔe1）
   と出口側温度（Ｔe2）との温度差（ΔＴｅ）を算出する
   温度差算出手段（５０）と、温度差算出手段（５０）で
   算出された温度差（ΔＴｅ）に基づいて流量調節弁
   （８）の開度を調節する弁開度調節手段（５１）とを備
   えたことを特徴とする冷凍装置の油戻し制御装置。
2. 【請求項２】 圧縮機（１）、凝縮器（３）、膨張弁
   （４）及び蒸発器（５）を順次接続した冷媒回路を備え
   た冷凍装置において、圧縮機（１）と凝縮器（３）との
   間に設けられた油分離器（２）と、油分離器（２）の底
   部と圧縮機（１）の吸入側とを接続する油戻し配管
   （９），（１０）と、油戻し配管（９），（１０）の途
   中に設けられた流量調節弁（８）と、油戻し配管（９）
   における流量調節弁（８）の入口側温度（Ｔe1）を検出
   する入口側温度センサー（６）と、油戻し配管（１０）
   における流量調節弁（８）の出口側温度（Ｔe2）を検出
   する出口側温度センサー（７）と、入口側温度（Ｔe1）
   と出口側温度（Ｔe2）との温度差（ΔＴｅ）を算出する
   温度差算出手段（５０）と、温度差算出手段（５０）で
   算出された温度差（ΔＴｅ）と設定値（ΔＴex）とを比
   較する温度差比較手段（５２）と、前記温度差（ΔＴ
   ｅ）が設定値（ΔＴex）以下の場合、この温度差（ΔＴ
   ｅ）を記憶する温度差記憶手段（５３）と、温度差記憶
   手段（５３）が温度差（ΔＴｅ）を記憶したときから第
   １所定時間（Ｔi1）をカウントする第１タイマー手段
   （５４）と、温度差記憶手段（５３）に記憶されている
   温度差（ΔＴｅ）と第１タイマー手段（５４）がカウン
   トアップしたときの温度差算出手段（５０）で算出され
   た温度差（ΔＴｅ′）との温度差変化値（ΔＴec＝ΔＴ
   ｅ−ΔＴｅ′）を算出する温度差変化値算出手段（５
   ５）と、温度差変化値算出手段（５５）で算出された温
   度差変化値（ΔＴec＝ΔＴｅ−ΔＴｅ′）に基づいて流
   量調節弁（８）の開度を調節する弁開度調節手段（５
   １）とを備えたことを特徴とする冷凍装置の油戻し制御
   装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の冷凍装置の油戻し制御
   装置において、温度差変化値（ΔＴec＝ΔＴｅ−ΔＴ
   ｅ′）が０℃の場合、流量調節弁（８）の開度を大きく
   する弁開度調節手段（５１）を備えたことを特徴とする
   冷凍装置の油戻し制御装置。
4. 【請求項４】 請求項２又は３に記載の冷凍装置の油戻
   し制御装置において、温度差変化値（ΔＴec＝ΔＴｅ−
   ΔＴｅ′）が０℃より大きい場合、流量調節弁（８）の
   開度をそのままにする弁開度調節手段（５１）を備えた
   ことを特徴とする冷凍装置の油戻し制御装置。
5. 【請求項５】 請求項２，３又は４に記載の冷凍装置の
   油戻し制御装置において、温度差変化値（ΔＴec＝ΔＴ
   ｅ−ΔＴｅ′）が０℃より小さい場合、流量調節弁
   （８）の開度を絞る弁開度調節手段（５１）を備えたこ
   とを特徴とする冷凍装置の油戻し制御装置。
6. 【請求項６】 請求項１，２，３，４又は５に記載の冷
   凍装置の油戻し制御装置において、圧縮機（１）が起動
   したときから第２所定時間（Ｔi2）をカウントする第２
   タイマー手段（５６）と、第２タイマー手段（５６）が
   カウントアップするまで流量調節弁（８）を所定の開度
   に保持する弁開度調節手段（５１）とを備えたことを特
   徴とする冷凍装置の油戻し制御装置。