JP3360448B2 - 冷凍装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えばスーパーマー
ケットのショーケース、冷蔵庫、恒温槽等に使用される
冷凍装置につき、特に、圧縮機の運転を制御する圧力開
閉器の故障時のバックアップと、圧縮機における液パッ
ク現象の回避による圧縮機損傷防止に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図１４は、例えばサギノミヤ株式会社発
行の「コントロールズ」（１９９３年１０月発行）に掲
載されている従来の冷凍装置を示す構造図である。図１
４に示すように、従来の冷凍装置は、圧縮機１、凝縮器
２、減圧装置３、および蒸発器４を順次接続してなる冷
媒回路を備えるとともに、冷媒回路の圧縮機１吸入側に
接続された圧力検出部５、外部から入力された吸入側の
目標圧力を設定するための圧力設定部６、および圧力検
出部５で検出された検出圧力と圧力設定部６で設定され
た設定圧力との機械的比較差により開閉される接点７を
有してなる機械式圧力開閉器８を備えており、図１５に
示すように機械式圧力開閉器８の接点７は圧縮機１の運
転・停止を制御する開閉器９に直列に配線接続されてい
る。これがいわゆる低圧側の圧力開閉器である。同様
に、冷媒回路の圧縮機１吐出側に接続された圧力検出部
１５、外部から入力された吐出側の目標圧力を設定する
ための圧力設定部１６、および圧力検出部１５で検出さ
れた検出圧力と圧力設定部１６で設定された設定圧力と
の機械的比較差により開閉される接点１７を有してなる
機械式圧力開閉器１８を備えており、図１５に示すよう
に機械式圧力開閉器１８の接点１７は圧縮機１の運転・
停止を制御する開閉器９に直列に配線接続されている。
これがいわゆる高圧側の圧力開閉器である。

【０００３】次に動作について説明する。機械式圧力開
閉器８では、圧力検出部５により検出された圧縮機１の
吸入側の圧力が圧力設定部６の設定圧力（カットアウト
値＝切電用圧力値）以下になると、圧力検出部５の機械
的な収縮のため圧力設定部６で機械的に配置設定されて
いる接点７が開く。よって開閉器９が非通電となり、圧
縮機１の運転が停止する。その後、圧縮機１の吸入側の
圧力が圧力設定部６の設定圧力（カットイン値＝通電用
圧力値）以上になると、接点７が閉じて、開閉器９が通
電され、圧縮機１が運転を再開する。これは所定の圧力
値以下では冷凍装置の運転を停止し、所定の圧力値以上
で冷凍装置の運転を再開することにより、冷凍装置の低
圧を適正に制御するためであり、また、真空領域での所
定の圧力以下で圧縮機１を運転すると、圧縮機１内の潤
滑油が流動しなくなり、それによって軸焼き付きなどの
損傷を受けることを防止するためである。一方、機械式
圧力開閉器１８では、圧力検出部１５により検出された
圧縮機１の吐出側の圧力が圧力設定部１６での設定圧力
以上になると、圧力検出部１５の機械的な膨張により圧
力設定部１６で機械的に配置設定されている接点１７が
開く。よって開閉器９が非通電となり、圧縮機１が運転
停止する。これは吐出圧（高圧）が所定の圧力値以上に
なったときには、冷凍装置の運転を停止させて、冷凍装
置の安全性を確保するためである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の冷凍装置は以上
のように低圧側、高圧側共に機械的な収縮や膨張により
接点を開閉しているため、各機械式圧力開閉器８，１８
の接点７，１７を開閉させるための圧力検出精度が比較
的悪く、目標とする圧力値で冷凍装置の運転を制御する
ことが困難であった。また、機械式圧力開閉器８あるい
は１８が、故障により作動しなくなれば、冷凍装置の停
止や圧縮機１の損傷、あるいは高圧の異常上昇による安
全上の重大な問題（最悪の場合、装置の爆発等）を引き
起こすおそれがあった。さらに、真空領域での所定の圧
力以下で圧縮機１を停止するだけでは、圧縮機１内の潤
滑油が流動しなくなり、軸焼き付き損傷を防止すること
ができない。これは減圧装置３の調整不良や冷媒回路へ
の冷媒の過充填等により、蒸発器４で蒸発しきれなかっ
た液冷媒がそのまま圧縮機１に液バックし、潤滑油の温
度を低下させるからである。図１６に圧縮機１の潤滑油
が流動しなくなる領域（危険領域）を蒸発器４での冷媒
の蒸発温度（圧縮機１の吸入側圧力から換算できる）と
油温との関係で表しているが、これによると（油温−蒸
発温度）＜１０度では潤滑油は流動しにくくなり、圧縮
機１にとっては危険領域となることがわかる。よって、
潤滑油の温度が低下するほど、設定圧力よりさらに高い
圧力でも圧縮機１が損傷を受けるおそれがあった。

【０００５】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたものであって、冷媒回路の検出圧力お
よび設定圧力をそれぞれ電気信号に変換しこれらの比較
結果により接点を開閉させる電気式圧力開閉器を用いる
ことにより、接点を開閉させる圧力値の精度が優れ、目
標とする圧力値で冷凍装置の運転を制御することが可能
であり、かつ、圧力開閉器が故障等により作動しなくな
った場合にも、冷凍装置の停止や圧縮機の損傷あるいは
冷凍装置の爆発などの事故を未然に防止し、さらに、圧
縮機内の潤滑油の温度と吸入側の検出圧力から換算され
る蒸発温度との差（潤滑油温度の過熱度）により圧縮機
の運転を制御することにより、圧縮機内の潤滑油が流動
しなくなって軸焼き付き損傷を受けることを広い範囲で
防止できる冷凍装置の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係る冷凍装置
は、圧縮機、凝縮器、減圧装置、および蒸発器を順次接
続してなる冷媒回路と、前記冷媒回路に接続され前記冷
媒回路の圧力を検出する第１圧力検出部、外部から入力
された目標圧力を設定するための第１圧力設定部、第１
接点、および前記第１圧力検出部で検出された検出圧力
に係る電気信号と前記第１圧力設定部で設定された設定
圧力に係る電気信号との比較結果に基づいて前記第１接
点を開閉させる接点制御部を有してなる第１電気式圧力
開閉器と、前記冷媒回路に接続され前記冷媒回路の圧力
を検出する第２圧力検出部、外部から入力された目標圧
力を機械的に設定するための第２圧力設定部、および前
記第２圧力検出部で検出された検出圧力と前記第２圧力
設定部で設定された設定圧力との機械的比較差により開
閉される第２接点を有してなる機械式圧力開閉器と、前
記第１接点または前記第２接点の断続により前記圧縮機
を運転・停止させる圧縮機制御手段とを備え、前記第１
電気式圧力開閉器と前記機械式圧力開閉器とを前記冷媒
回路の圧縮機吸入側、または圧縮機吐出側に接続配置す
るとともに、前記第１接点と前記第２接点と前記圧縮機
制御手段とを直列に配線接続したものである。

【０００７】また、請求項１に記載の冷凍装置の構成に
おいて、第１電気式圧力開閉器と機械式圧力開閉器とを
冷媒回路の圧縮機吸入側に接続配置した場合には、前記
機械式圧力開閉器の設定圧力を前記第１電気式圧力開閉
器の設定圧力よりも低く設定し、前記第１電気式圧力開
閉器と前記機械式圧力開閉器とを前記冷媒回路の圧縮機
吐出側に接続配置した場合には、前記機械式圧力開閉器
の設定圧力を前記第１電気式圧力開閉器の設定圧力より
も高く設定して、通常は前記第１電気式圧力開閉器によ
り圧力検知制御を行うものである。

【０００８】また、請求項１又は２に記載の冷凍装置の
構成において、第１電気式圧力開閉器と機械式圧力開閉
器とを冷媒回路の圧縮機吸入側に接続配置した場合に、
第２電気式圧力開閉器を冷媒回路の圧縮機吸入側に接続
配置するとともに、検出圧力出力部からの出力が第一の
所定値以上若しくは前記第一の所定値よりも小さな第二
の所定値以下となる時間が所定時間経過したときに警報
を出力する警報出力部を設けたものである。

【０００９】また、請求項１〜請求項３のいずれかに記
載の冷凍装置の構成において、第１接点と並列に短絡ス
イッチを配線接続したものである。

【００１０】また、請求項３に記載の冷凍装置の構成に
おいて、第１電気式圧力開閉器と機械式圧力開閉器とを
冷媒回路の圧縮機吸入側に接続配置した場合に、第２電
気式圧力開閉器を冷媒回路の圧縮機吸入側に接続配置す
るとともに、検出圧力出力部からの出力が第一の所定値
以上若しくは前記第一の所定値よりも小さな第二の所定
値以下となる時間が所定時間経過したときに警報を出力
する警報出力部と、前記第２電気式圧力開閉器の第１接
点と並列に配線接続された短絡スイッチと、前記警報出
力部からの警報信号を受けて前記短絡スイッチを自動的
に閉じるスイッチ開閉手段とを設けたものである。

【００１１】

【作用】この発明においては、第１電気式圧力開閉器と
機械式圧力開閉器との双方が、冷媒回路の「圧縮機吸入
側」に接続配置されている。従って、いずれかの圧力開
閉器が故障等によりその接点が閉じたままとなっても、
他方の圧力開閉器が作動して自己の接点を開く。そこ
で、圧縮機の軸焼き付き損傷防止のため、圧縮機制御手
段は圧縮機を停止させる。

【００１２】また、「圧縮機吸入側」にいずれも接続配
置されている第１電気式圧力開閉器と機械式圧力開閉器
のうち、通常時は主として第１電気式圧力開閉器によ
り、目標とする圧力値（圧縮機吸入側）で精度良く冷凍
装置を運転する。一方、第１電気式圧力開閉器が故障し
た場合には、機械式圧力開閉器が作動し、圧縮機の軸焼
き付き損傷防止のため、圧縮機制御手段が圧縮機を停止
させる。

【００１３】更に、「圧縮機吸入側」に第２電気式圧力
開閉器を備えるとともに、警報出力部を設けたので、警
報出力部は、第１圧力検出部、接点制御部、あるいは第
１圧力設定部等に異常があったとき、警報を出力する。
これにより、かかる異常、設定圧力の不良設定、或いは
断線等が外部に報知される。

【００１４】そして、第１または第２電気式圧力開閉器
に故障あるいは異常が発生したとき、その第１接点が開
いたままになる場合がある。かかる場合に、例えば外部
から短絡スイッチが閉に設定される。これにより、圧縮
機制御手段への通電がなされて、圧縮機が運転を再開す
る。

【００１５】また、警報出力部とスイッチ開閉手段とを
連動させた構成の場合、警報出力部が警報信号を出力す
ると、この警報信号を受けてスイッチ開閉手段が短絡ス
イッチを閉じる。従って、警報信号が出力されるうえ、
そのまま自動的に応急運転される。

【００１６】そして、第１電気式圧力開閉器と機械式圧
力開閉器との双方が、冷媒回路の「圧縮機吐出側」に接
続配置されている場合、いずれかの圧力開閉器が故障等
によりその接点が閉じたままとなっても、他方の圧力開
閉器が作動して自己の接点を開く。これにより、圧縮機
吐出側の圧力の異常上昇防止のため、圧縮機制御手段は
圧縮機を停止させる。

【００１７】また、「圧縮機吐出側」にいずれも接続配
置されている第１電気式圧力開閉器と機械式圧力開閉器
のうち、通常時は主として第１電気式圧力開閉器によ
り、目標とする圧力値（圧縮機吐出側）で精度良く冷凍
装置を運転する。一方、第１電気式圧力開閉器が故障し
た場合には、機械式圧力開閉器が作動し、圧縮機吐出側
の圧力の異常上昇防止のため、圧縮機制御手段が圧縮機
を停止させる。

【００１８】

【実施例】実施例１． 図１は実施例１に係る冷凍装置の構成図である。同図に
おいて、冷凍装置は、圧縮機１、凝縮器２、減圧装置
３、および蒸発器４を順次接続してなる冷媒回路を備え
るとともに、この冷媒回路の圧縮機１吸入側に接続配置
された第１圧力検出部５ａ、外部から入力された目標圧
力を設定するための第１圧力設定部６ａ、後述する第１
接点７ａ、および第１圧力検出部５ａで検出された検出
圧力と第１圧力設定部６ａで設定された設定圧力とをそ
れぞれ電気信号に変換しこれらの比較結果に基づいて第
１接点７ａを開閉させる接点制御部１０を有してなる第
１電気式圧力開閉器８ａと、上記冷媒回路の圧縮機１吸
入側に接続配置された第２圧力検出部５ｂ、外部から入
力された目標圧力を機械的に設定するための第２圧力設
定部６ｂ、後述する第２接点７ｂ、および第２圧力検出
部５ｂで検出された検出圧力と第２圧力設定部６ｂで設
定された設定圧力との機械的比較差により開閉される第
２接点７ｂを有してなる機械式圧力開閉器８ｂとを備え
ており、図２に示すように、第１電気式圧力開閉器８ａ
の第１接点７ａと機械式圧力開閉器８ｂの第２接点７ｂ
とを直列に配線接続し、かつ圧縮機１の運転・停止を制
御する圧縮機制御手段としての開閉器９に直列に配線接
続してなっている。

【００１９】次に、動作について説明する。第１電気式
圧力開閉器８ａでは、図３に示すように、第１圧力検出
部５ａが圧縮機１の吸入側の圧力を機械的な変位（収
縮、膨張）として検出し、接点制御部１０がこれを電気
信号に変換するとともに、第１圧力設定部６ａで設定し
た設定圧力を電気信号に変換し（ステップＳ１１）、双
方を比較する（ステップＳ１２）。そして、検出圧力が
設定圧力（カットアウト値）以下になるとき（ステップ
Ｓ１２，Ｙｅｓ）、接点制御部１０は第１接点７ａを開
く。よって開閉器９が非通電となり、圧縮機１は運転を
停止する。その後、圧縮機１の吸入側の検出圧力が設定
圧力（カットイン値）以下になると（ステップＳ１３，
Ｙｅｓ）、接点制御部１０は第１接点７ａを閉じる。一
方、機械式圧力開閉器８ｂでは、第２圧力検出部５ｂに
より検出された圧縮機１の吸入側の圧力が第２圧力設定
部６ｂの設定圧力（カットアウト値）以下になると、第
２圧力検出部５ｂの機械的な変位（収縮）のため、第２
圧力設定部６ｂにより機械的に配置された第２接点７ｂ
が開く。よって、開閉器９が非通電となり、圧縮機１の
運転が停止する。その後、圧縮機１の吸入側の圧力が第
２圧力設定部６ｂの設定圧力（カットイン値）を超える
と、第２接点７ｂが閉じる。よって、第１電気式圧力開
閉器８ａの第１接点７ａと機械式圧力開閉器８ｂの第２
接点７ｂが共に閉じれば、開閉器９が通電され圧縮機１
は再び運転開始する。

【００２０】以上のように実施例１に係る発明によれ
ば、第１電気式圧力開閉器と機械式圧力開閉器の設定圧
力（カットアウト値とカットイン値からなる）を各々同
じ値に設定しておけば、どちらか一方が故障により第１
接点あるいは第２接点が開かなくなった場合でも、他方
が作動し自己の接点を開くので、従来例のごとく圧力開
閉器が圧縮機吸入側に１個のみの場合と比べて、圧力開
閉器の故障による圧縮機の軸焼き付き損傷を防止するこ
とができる。つまり、電気式および機械式という二つの
異なった圧力開閉器を設けておけば、同じ故障形態で不
具合になる可能性は極めて低いという理由から、第１電
気式圧力開閉器と機械式圧力開閉器を設けたものであ
る。

【００２１】また、第１電気式圧力開閉器８ａは、機械
式圧力開閉器と比べて機構上の誤差が少ないことから、
精度良く圧力を検出でき、圧力の設定もできる。そこ
で、機械式圧力開閉器８ｂの設定圧力（カットアウト
値）を第１電気式圧力開閉器８ａの設定圧力（カットア
ウト値）よりも低く設定するようにしておくことによ
り、圧縮機１は、通常、第１電気式圧力開閉器８ａのみ
の設定圧力（カットアウト値）により精度良く運転を停
止し、第１電気式圧力開閉器８ａのみの設定圧力（カッ
トイン値）により精度良く運転を再開できる。一方、第
１電気式圧力開閉器８ａが電気的なノイズ等による誤作
動や故障により圧縮機１の運転を停止できなくなった場
合でも、圧縮機１の吸入側の圧力がより低くなり、機械
式圧力開閉器８ｂの設定圧力（カットアウト値）以下に
なれば、第２接点７ｂが開き圧縮機１を確実に停止でき
る。

【００２２】従って、この構成の場合も、従来例のよう
に機械式圧力開閉器が圧縮機吸入側に１個のみの場合と
比べ、第１電気式圧力開閉器を圧縮機吸入側に並設して
いるので目標とする圧力値で精度良く冷凍装置を運転制
御できる。また、第１電気式圧力開閉器が故障しても、
機械式圧力開閉器がバックアップして圧縮機を停止する
ので、圧縮機の軸焼き付き損傷を防止できる。

【００２３】実施例２． 図４は実施例２に係る冷凍装置の構成図である。同図に
おいて、冷凍装置は、圧縮機１、凝縮器２、減圧装置
３、および蒸発器４を順次接続してなる冷媒回路を備え
るとともに、この冷媒回路の圧縮機１吸入側に接続配置
された第１圧力検出部５ａ、第１圧力設定部６ａ、第１
接点７ａ、第１圧力検出部５ａで検出した検出圧力と第
１圧力設定部６ａで設定した設定圧力とをそれぞれ電気
信号に変換しこれらの比較結果に基づいて第１接点７ａ
を開閉させる接点制御部１０、および接点制御部１０に
より変換された検出圧力の電気信号を出力する検出圧力
出力部１１を有してなる第２電気式圧力開閉器８ｃと、
検出圧力出力部１１からの出力が図６に示すように第一
の所定値以上若しくは第一の所定値よりも小さな第二の
所定値以下となる時間が所定時間経過したときに警報を
出力する警報出力部１２とを備えており、図５に示すよ
うに第１接点７ａは圧縮機１の運転・停止を制御する開
閉器９に直列に配線接続されている。

【００２４】次に動作について説明する。接点制御部１
０による第１接点７ａの開・閉に応じて圧縮機１が停止
・運転する動作は実施例１と同じである。例として図６
に動作フローチャートを示す。第１圧力検出部５ａで検
出された検出圧力は、接点制御部１０で電気信号に変換
され、更に検出圧力出力部１１から警報出力部１２へ出
力される（ステップＳ２１）。ここで、第一の所定値
は、検出圧力出力部１１から出力される電圧の最大値か
あるいはそれに近い値とする。圧縮機１が運転開始する
と、吸入側の圧力はしだいに低下し、検出圧力出力部１
１から出力される電圧も低下する。運転開始から所定時
間経過しても検出圧力出力部１１から出力される電圧が
第一の所定値以上である場合（ステップＳ２２，Ｙｅ
ｓ、およびステップＳ２３，Ｙｅｓ）、これを第１圧力
検出部５ａあるいは接点制御部１０あるいは検出圧力出
力部１１の異常と判断し、警報出力部１２としては警報
信号を出力する。

【００２５】一方、上記の異常がなく、圧縮機１の運転
開始から所定時間経過後、検出圧力出力部１１から出力
される電圧が第一の所定値よりも低下し（ステップＳ２
２，Ｎｏ）、さらに設定圧力（カットアウト値）以下に
なると、接点制御部１０が第１接点７ａを開き、開閉器
９を非通電とし、圧縮機１を停止させる。しかし、設定
圧力を第二の所定値よりも低く不良に設定していたこ
と、接点制御部１０が誤作動して第１接点７ａを開動作
させなかったこと等の異常を生じると、圧縮機１の吸入
側圧力がさらに低下する。そして、第１圧力検出部５ａ
の検出圧力が第二の所定値以下となる時間が所定時間経
過したとき（ステップＳ２４，Ｙｅｓ、およびステップ
Ｓ２５，Ｙｅｓ）、警報出力部１２はこれを異常と判断
し、警報信号を出力する。尚、検出圧力出力部１１と警
報出力部１２との間が断線している場合にも、検出圧力
出力部１１からの電圧が０Ｖとなるので、警報出力部１
２は警報信号を出力できる。また、第二の所定値以下の
圧力で圧縮機１を運転すると、軸焼き付き損傷等の問題
を生じるおそれがあるので、その場合には警報信号の出
力とともに圧縮機１を停止させてもよい。

【００２６】以上のように、実施例２に係る発明によれ
ば、圧縮機吸入側に接続配置の、第１圧力検出部、接点
制御部、あるいは第１圧力設定部の異常を判断できる
他、設定圧力の設定不良や断線等を判断でき、警報信号
を出力できるので、圧縮機に不具合が起こる前に運転を
停止させることによって圧縮機の損傷を未然に防止でき
る。

【００２７】実施例３． また、実施例１で説明した第１電気式圧力開閉器８ａあ
るいは実施例２で説明した第２電気式圧力開閉器８ｃ
は、それぞれの第１接点７ａを開いたままで故障する場
合があり、このとき、圧縮機１は停止したままになる。
そこで、かかる不具合を解消するために、実施例３に係
る冷凍装置は、図７に示すように、実施例１あるいは実
施例２に係る第１あるいは第２電気式圧力開閉器８ａ，
８ｃの各第１接点７ａと並列に配線接続された短絡スイ
ッチ１３を備えている。

【００２８】以上のように構成された実施例３に係る発
明によれば、第１あるいは第２電気式圧力開閉器が故障
あるいは異常等により、第１接点が開いたままとなって
いても、例えば外部から短絡スイッチを閉じさせること
により、圧縮機１を運転再開させることができ、冷凍装
置を応急運転することができる。

【００２９】他方、実施例２における冷凍装置について
上記の短絡スイッチ１３を第２電気式圧力開閉器８ｃに
設けるとともに、警報出力部１２からの警報信号を受け
て、警報信号有りで短絡スイッチ１３を閉、警報信号無
しで短絡スイッチ１３を開とするスイッチ開閉手段１４
を設けておくことにより、警報信号の出力によって外部
に異常等を報知するとともに、冷凍装置を停止させるこ
となく自動的に応急運転できるのである。

【００３０】実施例４． 図８は実施例４に係る冷凍装置の構成図である。同図に
おいて、冷凍装置は、圧縮機１、凝縮器２、減圧装置
３、および蒸発器４を順次接続してなる冷媒回路を備え
るとともに、この冷媒回路の圧縮機１吸入側に接続配置
された第３圧力検出部５ｃ、第３圧力検出部５ｃで検出
された検出圧力を電気信号に変換する接点制御部１０
と、その電気信号を出力する検出圧力出力部１１と、圧
縮機１のシェル内の油温度を検出する油温検出部２１
と、検出圧力出力部１１および油温検出部２１からのそ
れぞれの出力に基づき油温過熱度を演算する油温過熱度
演算部２２と、算出された油温過熱度が所定の油温過熱
度以下となる時間が所定時間経過したときに圧縮機１の
運転を停止させるための信号を出力する圧縮機停止信号
出力部２３とを備えている。

【００３１】次に動作について説明する。図９に実施例
４に係る冷凍装置の動作フローチャートを示す。図にお
いて、第３圧力検出部５ｃで検出された検出圧力は、接
点制御部１０により電気信号に変換され検出圧力出力部
１１により油温過熱度演算部２２へ出力される（ステッ
プＳ４１）。油温検出部２１は、圧縮機１のシェル内の
潤滑油の温度を検出し油温過熱度演算部２２へ出力する
（ステップＳ４３）。油温過熱度演算部２２は、検出圧
力出力部１１からの電気信号を冷媒の蒸発温度に換算し
た後（ステップＳ４２）、油温過熱度を、油温過熱度＝
油温度−蒸発温度として演算する（ステップＳ４４）。
そして、油温過熱度＜１０度となる時間が所定時間（数
秒〜数分程度）経過したとき（ステップＳ４５，Ｙｅ
ｓ、およびステップＳ４６，Ｙｅｓ）、圧縮機停止信号
出力部２３が圧縮機停止信号を出力し、圧縮機１を停止
させる。

【００３２】例として、冷凍装置の一つの運転状態（冷
媒としてフロン２２を用いた）を説明する。圧縮機１が
運転を開始したとき、油温度＝４０℃、圧縮機１の吸入
側圧力＝２．５８Ｋｇ／ｃｍ² Ｇ（蒸発温度−１０℃）
となっている場合を考える。このとき油温過熱度は５０
度となり、更に圧縮機１は運転を続けている。その後、
減圧装置３の調整不良や冷媒回路への冷媒の過充填に起
因して、蒸発器４で蒸発しきれなかった液冷媒が圧縮機
１に液バックし、圧縮機１のシェル内で蒸発して潤滑油
の温度を低下させる。油温が低下して、油温＜０℃、か
つ、吸入側圧力＝２．５８Ｋｇ／ｃｍ² Ｇ（蒸発温度−
１０℃）になると、油温過熱度は、油温過熱度＜１０度
となる。この運転状態を続けると、圧縮機１の潤滑油が
流動しなくなり、延いては軸焼き付き損傷につながるの
で、所定時間経過後に、この運転状態を液バック異常と
判断し、圧縮機停止信号出力部２３は圧縮機停止信号を
出力し、圧縮機１を停止させる。

【００３３】以上のように、実施例４に係る発明によれ
ば、圧縮機内の潤滑油の油温と吸入側の検出圧力から換
算される蒸発温度との差である油温過熱度により、圧縮
機の運転を制御するようにしたので、液バックにより潤
滑油が流動しなくなったことによる軸焼き付き損傷が生
じることを今までよりも一層広い範囲で防止することが
できる。

【００３４】実施例５． 図１０は実施例５に係る冷凍装置の構成図である。同図
において、冷凍装置は、圧縮機１、凝縮器２、減圧装置
３、および蒸発器４を順次接続してなる冷媒回路を備え
るとともに、この冷媒回路の圧縮機１吐出側に接続配置
された第１圧力検出部５ａ、第１圧力設定部６ａ、第１
接点７ａ、および第１圧力検出部５ａで検出された検出
圧力と第１圧力設定部６ａで設定された設定圧力とをそ
れぞれ電気信号に変換しこれらの比較結果に基づいて第
１接点７ａを開閉させる接点制御部１０を有してなる第
１電気式圧力開閉器８ａと、上記冷媒回路の圧縮機１吐
出側に接続配置された第２圧力検出部５ｂ、第２圧力設
定部６ｂ、第２接点７ｂ、および第２圧力検出部５ｂで
検出された検出圧力と第２圧力設定部６ｂで設定された
設定圧力との機械的比較差により開閉される第２接点７
ｂを有してなる機械式圧力開閉器８ｂとを備えており、
図２と同様に第１電気式圧力開閉器８ａの第１接点７ａ
と機械式圧力開閉器８ｂの第２接点７ｂとを直列に配線
接続し、かつ圧縮機１の運転・停止を制御する開閉器９
に直列に配線接続してなっている。

【００３５】次に、動作について説明する。第１電気式
圧力開閉器８ａでは、図１１に示すように第１圧力検出
部５ａが圧縮機１の吐出側の圧力を機械的な変位（収
縮、膨張）として検出し、接点制御部１０がこれを電気
信号に変換するとともに、第１圧力設定部６ａで設定し
た設定圧力を電気信号に変換し（ステップＳ５１）、こ
れらを比較する（ステップＳ５２）。そして、検出圧力
が設定圧力（カットアウト値）以下になると（ステップ
Ｓ５２，Ｙｅｓ）、接点制御部１０は第１接点７ａを開
く。よって、開閉器９が非通電となり、圧縮機１は運転
停止する。その後、圧縮機１の吐出側の検出圧力が設定
圧力（カットイン値）以下になると（ステップＳ５３，
Ｙｅｓ）、接点制御部１０は第１接点７ａを閉じる。

【００３６】一方、機械式圧力開閉器８ｂでは、第２圧
力検出部５ｂにより検出された圧縮機１の吐出側の圧力
が第２圧力設定部６ｂの設定圧力（カットアウト値）以
上になると、第２圧力検出部５ｂの機械的な変位（膨
張）のため、第２圧力設定部６ｂにより機械的に配置さ
れた第２接点７ｂが開く。よって、開閉器９が非通電と
なり、圧縮機１の運転が停止する。その後、圧縮機１の
吐出側の圧力が第２圧力設定部６ｂの設定圧力（カット
イン値）以下になると、第２接点７ｂが閉じる。よっ
て、第１電気式圧力開閉器８ａの第１接点７ａと機械式
圧力開閉器８ｂの第２接点７ｂが共に閉じれば、開閉器
９が通電され、圧縮機１は再び運転を開始する。

【００３７】以上のように実施例５に係る発明によれ
ば、第１電気式圧力開閉器と機械式圧力開閉器の設定圧
力（カットアウト値とカットイン値からなる）を各々同
じ値に設定しておけば、どちらか一方が故障により第１
接点あるいは第２接点が開かなくなっても、他方が作動
し自己の接点を開くので、従来例のごとく機械式圧力開
閉器が圧縮機吐出側に１個のみの場合に比べ、吐出側圧
力の異常上昇に対する安全性の確保を二重に図ることが
できる。つまり、二つの方式の異なる開閉器により、故
障を未然に防ぐことができる。

【００３８】また、第１電気式圧力開閉器８ａは、機械
式圧力開閉器８ｂに比べ、精度よく圧力を検出でき、圧
力を設定できるので、（電気式圧力開閉器は機構上の誤
差が少ない）機械式圧力開閉器８ｂの設定圧力（カット
アウト値）を第１電気式圧力開閉器８ａの設定圧力（カ
ットアウト値）よりも高く設定しておくことにより、圧
縮機１は通常は主として、第１電気式圧力開閉器８ａの
みの設定圧力（カットアウト値）により精度良く運転を
停止し、第１電気式圧力開閉器８ａのみの設定圧力（カ
ットイン値）により精度良く運転を再開できる。

【００３９】一方、第１電気式圧力開閉器８Aが電気的
なノイズ等による誤作動や故障により、圧縮機１を運転
停止できなくなった場合でも、圧縮機１吐出側の圧力が
より高くなって、機械式圧力開閉器８ｂの設定圧力（カ
ットアウト値）以上になれば、第２接点７ｂを開いて、
圧縮機１を停止させることができる。よって、従来例の
ように、機械式圧力開閉器が圧縮機吐出側に１個のみの
場合に比べ、電気式のものを用いているので、目標とす
る圧力値で精度良く冷凍装置の運転を制御できる。ま
た、第１電気式圧力開閉器が故障しても、機械式圧力開
閉器が圧縮機を停止できるので、吐出側圧力の異常上昇
に対する安全性の確保を二重に図ることができる。

【００４０】実施例６． 図１２は実施例６に係る冷凍装置の構成図である。同図
において、冷凍装置は、圧縮機１、凝縮器２、減圧装置
３、および蒸発器４を順次接続してなる冷媒回路を備え
るとともに、冷媒回路の圧縮機１吐出側に接続配置され
た第１圧力検出部５ａ、第１圧力設定部６ａ、第１接点
７ａ、第１圧力検出部５ａで検出された検出圧力と第１
圧力設定部６ａで設定された設定圧力とをそれぞれ電気
信号に変換しこれらの比較結果に基づいて第１接点７ａ
を開閉させる接点制御部１０、および接点制御部１０に
より変換された検出圧力の電気信号を出力する検出圧力
出力部１１を有してなる第２電気式圧力開閉器８ｃと、
検出圧力出力部１１からの出力が図１３に示すように第
一の所定値以下若しくは第一の所定値よりも大きな第二
の所定値以上となる時間が所定時間経過したときに警報
を出力する警報出力部１２とを備えており、図５と同様
に、第１接点７ａは圧縮機１の運転・停止を制御する開
閉器９に直列に配線接続されている。

【００４１】次に動作について説明する。接点制御部１
０による第１接点７ａの開・閉に応じて圧縮機１が停止
・運転する動作は実施例５と同じである。図１３に実施
例６に係る冷凍装置の動作フローチャートを示す。第１
圧力検出部５ａで検出された検出圧力は、接点制御部１
０で電気信号に変換され、検出圧力出力部１１から警報
出力部１２へ出力される（ステップＳ６１）。ここで、
第一の所定値は検出圧力出力部１１から出力される電圧
の最小値かあるいはそれに近い値とする。圧縮機１が運
転開始すると、吐出側の圧力はしだいに上昇し、検出圧
力出力部１１から出力される電圧も上昇する。運転開始
から所定時間経過しても検出圧力出力部１１から出力さ
れる電圧が第一の所定値以下である場合（ステップＳ６
２，Ｙｅｓ、およびステップＳ６３，Ｙｅｓ）、これを
第１圧力検出部５ａあるいは接点制御部１０あるいは検
出圧力出力部１１の異常と判断し、警報出力部１２は警
報信号を出力して外部に報知する。

【００４２】一方、上記の異常がなく、圧縮機１の運転
開始から所定時間経過後、検出圧力出力部１１から出力
される電圧が第一の所定値より上昇し、さらに設定圧力
（カットアウト値）以上になると、接点制御部１０が第
１接点７ａを開き、開閉器９を非通電とし、圧縮機１を
停止させる。しかし、設定圧力を第二の所定値よりも高
く（すなわち不良に）設定していたこと、接点制御部１
０が誤作動して第１接点７ａを開動作させなかったこと
等の異常が生じると、圧縮機１の吐出側圧力がさらに上
昇する。そこで、第１圧力検出部５ａの検出圧力が第二
の所定値以上となる時間が所定時間経過したとき（ステ
ップＳ６４，Ｙｅｓ、およびステップＳ６５，Ｙｅ
ｓ）、警報出力部１２はこれを異常と判断し、警報信号
を出力する。尚、検出圧力出力部１１と警報出力部１２
間が断線している場合にも、検出圧力出力部１１からの
電圧が０Ｖになるので、警報信号が警報出力部１２によ
り出力される。また、第二の所定値以上の圧力で圧縮機
１を運転すると、吐出圧力の異常上昇により安全上の問
題（最悪の場合、爆発等）を生じるので、警報信号とと
もに圧縮機１を停止させることもできる。

【００４３】以上のように、実施例６に係る発明によれ
ば、第１圧力検出部、接点制御部、あるいは検出圧力設
定部の異常を判断できる他、設定圧力の設定不良や断線
を判断でき、警報信号を出力できるので、圧縮機に不具
合が起こる前に運転を停止させることによって冷凍装置
の安全性の確保が図れる。

【００４４】実施例７． また、実施例５で説明した第１電気式圧力開閉器８ａあ
るいは実施例６で説明した第２電気式圧力開閉器８ｃ
は、それぞれの第１接点７ａを開いたまま故障する場合
があり、このとき、圧縮機１は停止したままになる。そ
こで、図７と同様に、実施例７に係る冷凍装置は、本実
施例５あるいは実施例６における第１あるいは第２電気
式圧力開閉器８ａ，８ｃの各第１接点７ａに並列に配線
接続された短絡スイッチ１３を備えている。

【００４５】以上のように構成すれば、第１電気式圧力
開閉器８ａあるいは第２電気式圧力開閉器８ｃが故障あ
るいは異常等により、それぞれの第１接点７ａが開いた
ままとなっても、例えば外部より短絡スイッチ１３を閉
じることによって圧縮機１を任意に運転開始させられる
ので、冷凍装置の応急運転ができる。

【００４６】また、実施例６における冷凍装置におい
て、警報出力部１２による警報信号に基づいて、警報信
号有りで短絡スイッチ１３を閉、警報信号なしで短絡ス
イッチ１３を開とするように連動させておけば、警報信
号を出力するとともに、冷凍装置を停止させることなく
自動的に応急運転を行うことができる。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、第１電気式圧力開閉器と機械式圧力開閉器との双方
を、冷媒回路の圧縮機吸入側に接続配置したので、どち
らか一方が故障してその接点が開かなくなっても、他方
が作動して自己の接点を開くため、圧力開閉器の故障に
よる圧縮機の軸焼き付き損傷を防止できて、装置信頼性
の向上化を図ることができる。

【００４８】また、第１電気式圧力開閉器を主として用
いて、目標とする圧力値（圧縮機吸入側）で精度良く冷
凍装置の運転を行うことができる。そのうえ、第１電気
式圧力開閉器が故障したとしても、機械式圧力開閉器の
作動により圧縮機を停止できるので、圧縮機の軸焼き付
き損傷を防止できる。

【００４９】また、警報出力部を設けたので、第１圧力
検出部、接点制御部、あるいは第１圧力設定部の異常を
判断できる他、設定圧力の不良設定や、断線等を判断
し、その際に警報信号を出力するので、第２電気式圧力
開閉器の異常を外部へ確実に報知でき、圧縮機の損傷を
未然に防止できる。

【００５０】また、第１または第２電気式圧力開閉器の
故障あるいは異常により、第１接点が開いたままとなっ
た場合でも、例えば外部から短絡スイッチを閉に設定す
ることにより圧縮機を運転開始させることができ、冷凍
装置の応急運転を行うことができる。

【００５１】また、警報出力部からの警報信号を受け
て、スイッチ開閉手段が、例えば警報信号有りで短絡ス
イッチを閉、警報信号無しで短絡スイッチを開とするよ
うにしたので、警報信号が出力されるのは無論のこと、
冷凍装置を停止させることなく、そのまま自動的に応急
運転を行うことができる。

【００５２】また、第１電気式圧力開閉器と機械式圧力
開閉器との双方を、冷媒回路の圧縮機吐出側に接続配置
したので、どちらか一方が故障によりその接点が開かな
くなったとしても、他方が作動し自己の接点を開いて圧
縮機を停止させるため、吐出圧力の異常上昇に対する安
全性の確保を二重に図ることができる。

【００５３】また、第１電気式圧力開閉器を主として用
いて、目標とする圧力値（圧縮機吐出側）で精度良く冷
凍装置の運転を行うことができる。そのうえ、第１電気
式圧力開閉器が故障したとしても、機械式圧力開閉器の
作動により圧縮機を停止できるので、吐出圧力の異常上
昇に対する安全性の確保を二重に図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施例１に係る冷凍装置の構成図
である。

【図２】 この発明の実施例１に係る圧力開閉器の接点
の接続を表した電気配線図である。

【図３】 この発明の実施例１に係る電気式圧力開閉器
の動作フローチャートである。

【図４】 この発明の実施例２に係る冷凍装置の構成図
である。

【図５】 この発明の実施例２に係る圧力開閉器の接点
の接続を表した電気配線図である。

【図６】 この発明の実施例２による警報信号出力に係
る動作フローチャートである。

【図７】 この発明の実施例３に係る冷凍装置の圧力開
閉器の接点および短絡スイッチの接続を表した電気配線
図である。

【図８】 この発明の実施例４に係る冷凍装置の構成図
である。

【図９】 この発明の実施例４に係る圧縮機停止信号出
力に係る動作フローチャートである。

【図１０】 この発明の実施例５に係る冷凍装置の構成
図である。

【図１１】 この発明の実施例５に係る電気式圧力開閉
器の動作フローチャートである。

【図１２】 この発明の実施例６に係る冷凍装置の構成
図である。

【図１３】 この発明の実施例６による警報信号出力に
係る動作フローチャートである。

【図１４】 従来例に係る冷凍装置の構成図である。

【図１５】 従来例に係る圧力開閉器の接点の接続を表
した電気配線図である。

【図１６】 圧縮機の潤滑油が流動しなくなる危険領域
を表した図である。

【符号の説明】

１ 圧縮機、２ 凝縮器、３ 減圧装置、４ 蒸発器、
５ａ 第１圧力検出部、５ｂ 第２圧力検出部、５ｃ
第３圧力検出部、６ａ 第１圧力設定部、６ｂ第２圧力
設定部、７ａ 第１接点、７ｂ 第２接点、８ａ 第１
電気式圧力開閉器、８ｂ 機械式圧力開閉器、８ｃ 第
２電気式圧力開閉器、９ 開閉器、１０接点制御部、１
１ 検出圧力出力部、１２ 警報出力部、１３ 短絡ス
イッチ、１４ スイッチ開閉手段、２１ 油温検出部、
２２ 油温過熱度演算部、２３圧縮機停止信号出力部。

フロントページの続き (72)発明者 阪上 功 和歌山市手平６丁目５番66号 三菱電機 エンジニアリング株式会社 伊丹事業所 和歌山支所内 (56)参考文献 特開 昭62−119367（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−278593（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−123529（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−128481（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭52−22521（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−125754（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F25B 49/02

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機、凝縮器、減圧装置、および蒸発
   器を順次接続してなる冷媒回路と、前記冷媒回路に接続
   され前記冷媒回路の圧力を検出する第１圧力検出部、外
   部から入力された目標圧力を設定するための第１圧力設
   定部、第１接点、および前記第１圧力検出部で検出され
   た検出圧力に係る電気信号と前記第１圧力設定部で設定
   された設定圧力に係る電気信号との比較結果に基づいて
   前記第１接点を開閉させる接点制御部を有してなる第１
   電気式圧力開閉器と、前記冷媒回路に接続され前記冷媒
   回路の圧力を検出する第２圧力検出部、外部から入力さ
   れた目標圧力を機械的に設定するための第２圧力設定
   部、および前記第２圧力検出部で検出された検出圧力と
   前記第２圧力設定部で設定された設定圧力との機械的比
   較差により開閉される第２接点を有してなる機械式圧力
   開閉器と、前記第１接点または前記第２接点の断続によ
   り前記圧縮機を運転・停止させる圧縮機制御手段とを備
   え、前記第１電気式圧力開閉器と前記機械式圧力開閉器
   とを前記冷媒回路の圧縮機吸入側、または圧縮機吐出側
   に接続配置するとともに、前記第１接点と前記第２接点
   と前記圧縮機制御手段とを直列に配線接続したことを特
   徴とする冷凍装置。
2. 【請求項２】 第１電気式圧力開閉器と機械式圧力開閉
   器とを冷媒回路の圧縮機吸入側に接続配置した場合に
   は、前記機械式圧力開閉器の設定圧力を前記第１電気式
   圧力開閉器の設定圧力よりも低く設定し、前記第１電気
   式圧力開閉器と前記機械式圧力開閉器とを前記冷媒回路
   の圧縮機吐出側に接続配置した場合には、前記機械式圧
   力開閉器の設定圧力を前記第１電気式圧力開閉器の設定
   圧力よりも高く設定して、通常は前記第１電気式圧力開
   閉器により圧力検知制御を行うことを特徴とする請求項
   １に記載の冷凍装置。
3. 【請求項３】 第１電気式圧力開閉器と機械式圧力開閉
   器とを冷媒回路の圧縮機吸入側に接続配置した場合に、
   第２電気式圧力開閉器を冷媒回路の圧縮機吸入側に接続
   配置するとともに、検出圧力出力部からの出力が第一の
   所定値以上若しくは前記第一の所定値よりも小さな第二
   の所定値以下となる時間が所定時間経過したときに警報
   を出力する警報出力部を設けたことを特徴とする請求項
   １又は２に記載の冷凍装置。
4. 【請求項４】 第１接点と並列に短絡スイッチを配線接
   続したことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか
   に記載の冷凍装置。
5. 【請求項５】 第１電気式圧力開閉器と機械式圧力開閉
   器とを冷媒回路の圧縮機吸入側に接続配置した場合に、
   第２電気式圧力開閉器を冷媒回路の圧縮機吸入側に接続
   配置するとともに、検出圧力出力部からの出力が第一の
   所定値以上若しくは前記第一の所定値よりも小さな第二
   の所定値以下となる時間が所定時間経過したときに警報
   を出力する警報出力部と、前記第２電気式圧力開閉器の
   第１接点と並列に配線接続された短絡スイッチと、前記
   警報出力部からの警報信号を受けて前記短絡スイッチを
   自動的に閉じるスイッチ開閉手段とを設けたことを特徴
   とする請求項３に記載の冷凍装置。