JP3485579B2 - 冷凍機の制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電動機要素と圧縮要素と
を単一の密閉容器に収納して成る圧縮機を用いて冷凍サ
イクルを構成し、電動機要素の回転数を変えて冷凍サイ
クルの能力を変えるように構成した冷凍機における圧縮
機の潤滑油不足に対する保護に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来の技術としては特開昭５８−１５２
１８７号公報に記載されたようなものがあった。この公
報に記載されたものは「可変速電動機により駆動される
圧縮機と冷媒を膨張および凝縮することにより吸熱およ
び放熱する熱交換器とからなる空気調和機において、運
転開始後、回転数を徐々に上げ、ある回転数で一定時間
運転し、その後さらに回転数を上げる様に圧縮機を制御
する」ものであった。 【０００３】このように構成された従来の技術では、運
転開始時のフォーミングによる潤滑油の排出を抑制した
ものであった。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】このような従来の技術
では、圧縮機の始動時に圧縮機の潤滑油内に溶け込んで
いる冷媒がフォーミングを起した際の潤滑油不足を防止
しているが、圧縮機内の潤滑油が圧縮冷媒と共に圧縮機
から吐出して潤滑油が不足するのは主に圧縮機（電動機
要素）の回転数によるところが大きい。 【０００５】一般に冷凍機は圧縮機を運転して冷凍サイ
クル中に冷媒を循環させている。この時冷媒と共に潤滑
油も冷凍サイクル中を循環するので潤滑油を多量に使用
する問題点があった。このため冷凍サイクルの配管長が
長くなる場合や圧縮機の能力（冷媒及び潤滑油の冷凍サ
イクルへの供給量）が大きい場合はオイルセパレータを
冷凍サイクル中に設けて潤滑油の回収を行ない冷凍サイ
クル中に滞る潤滑油の量を減らしていた。 【０００６】しかし実際にはオイルセパレータでは全て
の潤滑油を回収することができず一部の潤滑油は冷凍サ
イクル中に溜るものであった。この潤滑油は圧縮機を運
転することによって順次圧縮機に戻るものであった。 【０００７】従って、冷凍サイクルから圧縮機に戻る潤
滑油の量が圧縮機から吐出される潤滑油の量を下回る
と、又はオイルセパレータから冷凍サイクルに流れる潤
滑油の量を下回ると圧縮機内の潤滑油が不足するもので
あった。 【０００８】すなわち、圧縮機内の潤滑油が不足するの
は、圧縮機や冷凍サイクルが冷えている際の運転開始に
よるフォーミング時のみならず、例えば電動機要素の回
転数を急激に高くした時などである。 【０００９】以上の点を考慮すると、従来の技術では圧
縮機の運転開始時しか潤滑油の不足を防止できない。ま
た圧縮機の運転開始時には常に一定時間電動機要素の回
転数が低く押えられ冷凍サイクルの能力が上昇しない。
さらに、圧縮機や冷凍サイクルの温度が高くフォーミン
グが起きないような条件の時にも冷凍サイクルの能力が
低く規制される等の問題点を有していた。 【００１０】このような問題点に対して本発明は、圧縮
機内の潤滑油が不足した時にのみ潤滑油の回収動作を行
ない、圧縮機の能力低下を最小にした冷凍機の制御装置
を提供するものである。 【００１１】 【００１２】【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は、電動機要素と圧縮要素とを単一の密閉容
器に収納した圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を用い
て冷凍サイクルを構成し、この冷凍サイクルの負荷に基
づいて前記電動機要素の回転数を所定の範囲内で増減さ
せる制御装置を有する冷凍機において、 前記制御装置に
は圧縮機内に溜る潤滑油をその量に応じて複数段の油量
値に分け、それぞれの油量値に対応して前記電動機要素
の回転数における前記所定の範囲の上限を変える制御部
を備えたものである。 【００１３】 【作用】このように構成された本発明の制御装置を用い
ると圧縮機内に溜っている潤滑油の量が減った際にの
み、圧縮機の電動機要素の回転数を規制し、圧縮機から
の潤滑油吐出量を減らして潤滑油の不足を防止できるも
のである。 【００１４】 【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図１は冷凍サイクルを示す冷媒回路図である。この
図において１は密閉型の圧縮機であり、内部に電動機要
素とこの電動機要素で駆動される圧縮要素とを有してい
る。２はマフラーであり、圧縮機１から吐出される冷媒
から出る音を小さくする。３は四方弁であり、冷房運転
／暖房運転で冷媒の流れる方向を変える。４は熱源側熱
交換器、５はキャピラリーチューブ（減圧装置）、６は
スクリーンフィルター、７は利用側熱交換器、８はマフ
ラー、９はアキュムレーター、１０は電磁弁である。 【００１５】四方弁３の状態、電磁弁１０の開閉状態に
よって圧縮機１から吐出される冷媒の流れが実線矢印
（冷房運転）、点線矢印（暖房運転）、ドット付実線矢
印（除霜運転）の３モードに分けられる。冷房運転の際
は熱源側熱交換器４が凝縮器として作用し、利用側熱交
換器７が蒸発器として作用する。暖房運転の際は利用側
熱交換器７が凝縮器として作用し、熱源側熱交換器４が
蒸発器として作用する。除霜運転の際は暖房運転の冷媒
の流れの内圧縮機から吐出される冷媒の一部を熱源側熱
交換器４へ直接供給し、熱源側熱交換器の温度を上昇さ
せて熱源側熱交換器の除霜を行なう。 【００１６】図２は図１に示した圧縮機の要部断面図で
ある。図２において、１１は電動機要素、１２は圧縮要
素であり圧縮要素１２は電動機要素１１で駆動されるも
のである。１３は潤滑油面検出器であり、連通管１４，
１５を介して圧縮機１の底部とつながっている。潤滑油
面検出器１３は内部に油面の高さに応じて上下するフロ
ートを有しフロートの高さに応じて開閉するスイッチを
有している。２つのスイッチを用いて油面の高さを３段
階に分けて検出することができる。 【００１７】図３は潤滑油面検出器１３内のスイッチ１
７，１８の結線を示す電気回路図である。１７，１８は
マグネットスイッチ（ＯＮ／ＯＦＦにディファレンシャ
ルを有する）であり、フロートが高い位置以上（潤滑油
が多い時）にある時に回路を閉じるスイッチ１７とフロ
ートが低い位置以下（潤滑油が少ない時）にある時に回
路を閉じるスイッチ１８である。フロートが中間にある
ときはスイッチ１７，１８は両方とも回路を開いてい
る。１９〜２１は抵抗であり電源電圧＋ＶCCとアース電
位間に接続されている。Ｓは制御装置の信号入力端を表
わしスイッチ１７，１８のいずれが閉じているかによっ
てＳ端子へ与えられる電圧が変化する。 【００１８】制御装置はこの電圧の変化から潤滑油面検
出器１３内の油面、すなわち圧縮機１内の潤滑油の量を
検出することができる。 【００１９】尚、圧縮機１内の潤滑油の量を検出する手
段としてはフロートを用いたスイッチに限るものではな
く、複数のサーミスタの温度差から油面の高さを検出す
るものなどを用いてもよい。 【００２０】図４、図５は本発明の制御装置の概略電気
回路図であり、端子板２２，２３を介して電気的に接続
されている。図４は利用側熱交換器７を搭載した室内ユ
ニットの概略電気回路図であり、図中２４は電力線、２
５は通信線である。 【００２１】この電気回路図はプラグ２６から供給され
る交流１００Ｖを整流する整流回路２７と、室内へ冷温
風を送風するＤＣファンモータ（ブラシレスモータ）
（Ｍ1）３０に印加する直流電力の電圧をマイコン３１
からの信号に応じて１０〜３６（Ｖ）に変えるモータ用
電源回路２８と、マイコン３１用の５Ｖの直流電力を発
生する制御用電源回路２９と、マイコン３１がＤＣファ
ンモータの回転位置情報を基に演算して求めた信号に応
答してＤＣファンモータ３０の固定子巻線への通電タイ
ミングを制御するモータ駆動回路３２と、ＯＮ／ＯＦＦ
スイッチ、試運転スイッチなどが設けられたスイッチ基
板３３と、ワイヤレスリモコン３４からの遠隔操作信号
（ＯＮ／ＯＦＦ信号、冷暖房の切換信号、室温設定値信
号など）を受信する受信部３５と、空気調和機の運転状
態を表示する表示板３６と、冷温風の吹出し方向を可変
するためにフラップを動かすフラップモータ（Ｍ2）３
７が設けられている。 【００２２】さらに、室温を検出する室温センサ３８
と、利用側熱交換器７の温度を検出する熱交換器温度セ
ンサ３９と、室内の照度を検出する照度センサ４０とが
設けられ、これらのセンサの検出値はマイコン３１がＡ
／Ｄ変換して取込む。一方、マイコン３１から室外ユニ
ットへの制御信号はシリアル回路４１，４２および端子
板２２の３を介して伝送される。尚、４３は種々のデー
タを格納した補助ＲＯＭである。 【００２３】このように構成された周辺回路を有するマ
イコン３１は、室温を検出しワイヤレスリモコン３４で
設定された空調状態が得られるのに必要な空調能力を算
出する。この空調能力は搭載する圧縮機に対応する周波
数の値に変換されて図５に示す室外ユニットへ送信され
る。 【００２４】図５は図１に示した圧縮機１、四方弁３、
熱源側熱交換器４、減圧装置５、電磁弁１０等を搭載す
る室外ユニットの概略電気回路図である。この電気回路
図において、２３は端子板であり室内ユニットの端子板
２２の端子１〜３とそれぞれ結線される端子１〜３が設
けられている。４３は端子板２３の端子１と２に並列に
接続されたバリスタ、４４はノイズフィルタ、４５はリ
アクタ、４６は倍電圧回路、４７はノイズフィルタ、４
８は倍電圧回路４６により発生された倍電圧を平滑する
平滑コンデンサであり、１００（Ｖ）の交流から約２８
０Ｖの直流電圧を得ている。 【００２５】４９は端子板２３の端子３から入力される
室内ユニットからの制御信号（周波数値）をマイコン５
０に伝達するために信号変換をするシリアル回路、５１
は室外ユニットに供給される電流を変流器（ＣＴ）５２
で検出し直流電圧に平滑した後マイコン５０に供給する
電流検出回路、５３はマイコン５０用の電源電圧及びＤ
Ｃファンモータ５４用の電源電圧を発生するスイッチン
グ電源回路である。５５はマイコン５０からの制御信号
に基づいて後述するコンプレッサ１への通電をＰＷＭ制
御するモータ駆動回路であり、６個のパワートランジス
タが三相ブリッジ状に接続されて、いわゆるインバータ
装置を構成している。５６はコンプレッサ吐出側の冷媒
温度を検出する吐出温度センサ、５７は図３に示した潤
滑油面検出器であり、圧縮機１内の潤滑油の量に応じた
電圧信号をマイコンに出力する。 【００２６】５８はＤＣファンモータ５４に印加する直
流の電圧をコントロールする電圧コントローラであり、
マイコン５０からの信号に応じてＤＣファンモータ５４
に印加する電圧を変える。５９は電圧コントローラ５８
から与えられた直流電圧をＤＣファンモータ５４の固定
子巻線に順番に通電させる通電制御回路であり、ＤＣフ
ァンモータ５４の回転角度を回転角センサ６０が検出
し、この回転角度に基づいてマイコン５０から出力され
る通電切換信号に応じて固定子巻線の通電切換えを行な
う。 【００２７】従って、電圧コントローラ５８に与える信
号を変えることによってＤＣファンモータ５４の回転数
を変えることができる。尚、このＤＣファンモータ５４
は熱源側熱交換器４へ送風を行なうものである。 【００２８】６１，６２は電子スイッチ（トライアック
等）であり、夫々マイコン５０からの信号に応じて四方
弁３及び電磁弁４への通電を制御する。 【００２９】さらに、室外ユニットには吸気口近傍に外
気温を検出するための外気センサ６３が設けられ、さら
に熱源側熱交換器４の温度を検出するための熱交換器温
度センサ６４が設けられていて、これらのセンサ６３，
６４の検出値はマイコン５０がＡ／Ｄ変換して取り込
む。 【００３０】６５は室内ユニットにおける外付けＲＯＭ
４３と同じ機能を有する外付けＲＯＭで、これには外付
けＲＯＭ４３について説明したと同じような室外ユニッ
トに対する固有データが記憶されている。 【００３１】以上のように構成された室外ユニットは主
に室内ユニットから得られる周波数値の三相交流を圧縮
機１に供給するように動作する。所定の周波数値の三相
交流を得る方法としては一般に用いられているＰＷＭ
（パルス幅変調）方式を用いることができるので詳細は
省略する。 【００３２】また圧縮機１の温度（吐出温度センサ５６
の検出する温度）が高くなった際、圧縮機１に流れる電
流（変流器５２の検出する電流）が大きくなった際、圧
縮機１の潤滑油の油量（潤滑油面検出器５７の検出する
油面の高さ）が低くなった際には、圧縮機１に供給する
三相交流の周波数を下げ圧縮機の保護動作を行なってい
る。さらにＤＣファンモータ５４の回転数はセンサ６
３，６４の検出した外気温度や熱交換器温度に応じて熱
源側熱交換器４の温度が所定の温度範囲内に収まるよう
に制御している。 【００３３】図６はマイコン５０の主な動作を示すフロ
ーチャートである。このフローチャートにおいてまずス
テップＳ１でマイコン５０が室内ユニットから信号を受
信していれば、受信した周波数値をＦに設定する。次に
ステップＳ２、ステップＳ３の判断を行なって圧縮機１
内の潤滑油の量が正常（Ｈ）、減少ぎみ（Ｍ）、不足
（Ｌ）の３段階のいずれにあるかの判断を行なう。この
判断は図３に示したスイッチ１７，１８のいずれが閉じ
ているかによって判断することができる。スイッチ１８
がＯＮの時は油量はＬ、スイッチ１７，１８がＯＦＦの
時は油量はＭ、スイッチ１７がＯＮの時は油量はＨであ
る。 【００３４】油量がＨの時（ステップＳ２の条件を満す
時）は周波数ｆの上限の規制が解除された後ステップＳ
６へ進み、油量がＭの時（ステップＳ３の条件を満す
時）はステップＳ４で周波数ｆの上限ｆmaxをｆmax＝７
０に規制した後ステップＳ６へ進む。油量がＬの時（ス
テップＳ２又はステップＳ３のいずれの条件も満さない
時）はステップＳ５でｆmax＝０に規制（実質的には圧
縮機１の停止）した後ステップＳ６へ進む。 【００３５】ステップＳ６では圧縮機１の温度上昇及び
過電流保護が行なわれたか否かの判断を行ない、周波数
ｆの値が補正された場合はステップＳ１１へ進む。圧縮
機１の温度上昇に対する保護は例えば、温度が所定値以
上になった時に周波数ｆを負の方向へ補正し、過電流に
対する保護も同様に過電流が流れた時に周波数を負の方
向へ補正するものである。 【００３６】次にステップＳ７，Ｓ８で周波数ｆと室内
ユニットから送られて来た周波数値Ｆとの大小を比べ、
ｆ＞Ｆの時（ステップＳ７を満す時）はステップＳ９へ
進みｆ＝ｆ−１として周波数ｆの値を１Ｈｚ下げる。ｆ
＜Ｆの時（ステップＳ８を満す時）はステップＳ１０へ
進みｆ＝ｆ＋１として周波数ｆの値を１Ｈｚ上げる。 【００３７】ステップＳ１１では周波数ｆがｆ＞ｆmax
か否かの判断を行ない、ステップＳ１１の条件を満す時
はステップＳ１２でｆ＝ｆ−１０と周波数ｆを１０Ｈｚ
下げた後ステップＳ１３へ進む。 【００３８】ステップＳ１３では周波数ｆの三相交流を
圧縮機へ出力させる。この後ステップＳ１へ再び戻るも
のである。 【００３９】このような動作をするマイコンを用いる
と、圧縮機１に供給される三相交流の周波数が潤滑油の
量に応じて補正される。例えば圧縮機１の運転開始時に
潤滑油にフォーミングが生じ潤滑油の量が正常値より減
ると、周波数ｆの上限が７０Ｈｚに規制される。 【００４０】従って、圧縮機１の潤滑油の量が正常な量
に戻るまで周波数ｆは７０Ｈｚ以下に規制されるので、
周波数値Ｆが７０Ｈｚ以上の値であっても圧縮機１は７
０Ｈｚで運転され潤滑油の回収が行なわれる。潤滑油の
量が正常な量になった後再び周波数ｆが上昇する。 【００４１】尚、潤滑油にフォーミングが生じなく、か
つ潤滑油の量が正常の時は、そのまま周波数の上昇が行
なわれるので運転開始時の立上り時間を短くすることが
できるものである。 【００４２】また、通常運転状態から周波数値Ｆが急激
に増加した場合は、圧縮機から冷媒と共に吐出する潤滑
油の量が冷凍サイクルから回収する潤滑油の量を上回り
圧縮機に潤滑油不足が生じた場合も前記と同様に周波数
ｆの値が規制されるものである。 【００４３】 【発明の効果】本発明の冷凍機の制御装置は圧縮機内の
潤滑油の量が減った時に、圧縮機に供給する交流の周波
数の上限を規制するので、圧縮機が高速回転する際の潤
滑油不足を防止できるものである。また、潤滑油の量が
正常にある際は周波数の上限の規制が行なわれず圧縮機
が速やかに高速回転に至り冷凍機の運転立上りを早くす
ることができるものである。
を単一の密閉容器に収納して成る圧縮機を用いて冷凍サ
イクルを構成し、電動機要素の回転数を変えて冷凍サイ
クルの能力を変えるように構成した冷凍機における圧縮
機の潤滑油不足に対する保護に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来の技術としては特開昭５８−１５２
１８７号公報に記載されたようなものがあった。この公
報に記載されたものは「可変速電動機により駆動される
圧縮機と冷媒を膨張および凝縮することにより吸熱およ
び放熱する熱交換器とからなる空気調和機において、運
転開始後、回転数を徐々に上げ、ある回転数で一定時間
運転し、その後さらに回転数を上げる様に圧縮機を制御
する」ものであった。 【０００３】このように構成された従来の技術では、運
転開始時のフォーミングによる潤滑油の排出を抑制した
ものであった。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】このような従来の技術
では、圧縮機の始動時に圧縮機の潤滑油内に溶け込んで
いる冷媒がフォーミングを起した際の潤滑油不足を防止
しているが、圧縮機内の潤滑油が圧縮冷媒と共に圧縮機
から吐出して潤滑油が不足するのは主に圧縮機（電動機
要素）の回転数によるところが大きい。 【０００５】一般に冷凍機は圧縮機を運転して冷凍サイ
クル中に冷媒を循環させている。この時冷媒と共に潤滑
油も冷凍サイクル中を循環するので潤滑油を多量に使用
する問題点があった。このため冷凍サイクルの配管長が
長くなる場合や圧縮機の能力（冷媒及び潤滑油の冷凍サ
イクルへの供給量）が大きい場合はオイルセパレータを
冷凍サイクル中に設けて潤滑油の回収を行ない冷凍サイ
クル中に滞る潤滑油の量を減らしていた。 【０００６】しかし実際にはオイルセパレータでは全て
の潤滑油を回収することができず一部の潤滑油は冷凍サ
イクル中に溜るものであった。この潤滑油は圧縮機を運
転することによって順次圧縮機に戻るものであった。 【０００７】従って、冷凍サイクルから圧縮機に戻る潤
滑油の量が圧縮機から吐出される潤滑油の量を下回る
と、又はオイルセパレータから冷凍サイクルに流れる潤
滑油の量を下回ると圧縮機内の潤滑油が不足するもので
あった。 【０００８】すなわち、圧縮機内の潤滑油が不足するの
は、圧縮機や冷凍サイクルが冷えている際の運転開始に
よるフォーミング時のみならず、例えば電動機要素の回
転数を急激に高くした時などである。 【０００９】以上の点を考慮すると、従来の技術では圧
縮機の運転開始時しか潤滑油の不足を防止できない。ま
た圧縮機の運転開始時には常に一定時間電動機要素の回
転数が低く押えられ冷凍サイクルの能力が上昇しない。
さらに、圧縮機や冷凍サイクルの温度が高くフォーミン
グが起きないような条件の時にも冷凍サイクルの能力が
低く規制される等の問題点を有していた。 【００１０】このような問題点に対して本発明は、圧縮
機内の潤滑油が不足した時にのみ潤滑油の回収動作を行
ない、圧縮機の能力低下を最小にした冷凍機の制御装置
を提供するものである。 【００１１】 【００１２】【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は、電動機要素と圧縮要素とを単一の密閉容
器に収納した圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を用い
て冷凍サイクルを構成し、この冷凍サイクルの負荷に基
づいて前記電動機要素の回転数を所定の範囲内で増減さ
せる制御装置を有する冷凍機において、 前記制御装置に
は圧縮機内に溜る潤滑油をその量に応じて複数段の油量
値に分け、それぞれの油量値に対応して前記電動機要素
の回転数における前記所定の範囲の上限を変える制御部
を備えたものである。 【００１３】 【作用】このように構成された本発明の制御装置を用い
ると圧縮機内に溜っている潤滑油の量が減った際にの
み、圧縮機の電動機要素の回転数を規制し、圧縮機から
の潤滑油吐出量を減らして潤滑油の不足を防止できるも
のである。 【００１４】 【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図１は冷凍サイクルを示す冷媒回路図である。この
図において１は密閉型の圧縮機であり、内部に電動機要
素とこの電動機要素で駆動される圧縮要素とを有してい
る。２はマフラーであり、圧縮機１から吐出される冷媒
から出る音を小さくする。３は四方弁であり、冷房運転
／暖房運転で冷媒の流れる方向を変える。４は熱源側熱
交換器、５はキャピラリーチューブ（減圧装置）、６は
スクリーンフィルター、７は利用側熱交換器、８はマフ
ラー、９はアキュムレーター、１０は電磁弁である。 【００１５】四方弁３の状態、電磁弁１０の開閉状態に
よって圧縮機１から吐出される冷媒の流れが実線矢印
（冷房運転）、点線矢印（暖房運転）、ドット付実線矢
印（除霜運転）の３モードに分けられる。冷房運転の際
は熱源側熱交換器４が凝縮器として作用し、利用側熱交
換器７が蒸発器として作用する。暖房運転の際は利用側
熱交換器７が凝縮器として作用し、熱源側熱交換器４が
蒸発器として作用する。除霜運転の際は暖房運転の冷媒
の流れの内圧縮機から吐出される冷媒の一部を熱源側熱
交換器４へ直接供給し、熱源側熱交換器の温度を上昇さ
せて熱源側熱交換器の除霜を行なう。 【００１６】図２は図１に示した圧縮機の要部断面図で
ある。図２において、１１は電動機要素、１２は圧縮要
素であり圧縮要素１２は電動機要素１１で駆動されるも
のである。１３は潤滑油面検出器であり、連通管１４，
１５を介して圧縮機１の底部とつながっている。潤滑油
面検出器１３は内部に油面の高さに応じて上下するフロ
ートを有しフロートの高さに応じて開閉するスイッチを
有している。２つのスイッチを用いて油面の高さを３段
階に分けて検出することができる。 【００１７】図３は潤滑油面検出器１３内のスイッチ１
７，１８の結線を示す電気回路図である。１７，１８は
マグネットスイッチ（ＯＮ／ＯＦＦにディファレンシャ
ルを有する）であり、フロートが高い位置以上（潤滑油
が多い時）にある時に回路を閉じるスイッチ１７とフロ
ートが低い位置以下（潤滑油が少ない時）にある時に回
路を閉じるスイッチ１８である。フロートが中間にある
ときはスイッチ１７，１８は両方とも回路を開いてい
る。１９〜２１は抵抗であり電源電圧＋ＶCCとアース電
位間に接続されている。Ｓは制御装置の信号入力端を表
わしスイッチ１７，１８のいずれが閉じているかによっ
てＳ端子へ与えられる電圧が変化する。 【００１８】制御装置はこの電圧の変化から潤滑油面検
出器１３内の油面、すなわち圧縮機１内の潤滑油の量を
検出することができる。 【００１９】尚、圧縮機１内の潤滑油の量を検出する手
段としてはフロートを用いたスイッチに限るものではな
く、複数のサーミスタの温度差から油面の高さを検出す
るものなどを用いてもよい。 【００２０】図４、図５は本発明の制御装置の概略電気
回路図であり、端子板２２，２３を介して電気的に接続
されている。図４は利用側熱交換器７を搭載した室内ユ
ニットの概略電気回路図であり、図中２４は電力線、２
５は通信線である。 【００２１】この電気回路図はプラグ２６から供給され
る交流１００Ｖを整流する整流回路２７と、室内へ冷温
風を送風するＤＣファンモータ（ブラシレスモータ）
（Ｍ1）３０に印加する直流電力の電圧をマイコン３１
からの信号に応じて１０〜３６（Ｖ）に変えるモータ用
電源回路２８と、マイコン３１用の５Ｖの直流電力を発
生する制御用電源回路２９と、マイコン３１がＤＣファ
ンモータの回転位置情報を基に演算して求めた信号に応
答してＤＣファンモータ３０の固定子巻線への通電タイ
ミングを制御するモータ駆動回路３２と、ＯＮ／ＯＦＦ
スイッチ、試運転スイッチなどが設けられたスイッチ基
板３３と、ワイヤレスリモコン３４からの遠隔操作信号
（ＯＮ／ＯＦＦ信号、冷暖房の切換信号、室温設定値信
号など）を受信する受信部３５と、空気調和機の運転状
態を表示する表示板３６と、冷温風の吹出し方向を可変
するためにフラップを動かすフラップモータ（Ｍ2）３
７が設けられている。 【００２２】さらに、室温を検出する室温センサ３８
と、利用側熱交換器７の温度を検出する熱交換器温度セ
ンサ３９と、室内の照度を検出する照度センサ４０とが
設けられ、これらのセンサの検出値はマイコン３１がＡ
／Ｄ変換して取込む。一方、マイコン３１から室外ユニ
ットへの制御信号はシリアル回路４１，４２および端子
板２２の３を介して伝送される。尚、４３は種々のデー
タを格納した補助ＲＯＭである。 【００２３】このように構成された周辺回路を有するマ
イコン３１は、室温を検出しワイヤレスリモコン３４で
設定された空調状態が得られるのに必要な空調能力を算
出する。この空調能力は搭載する圧縮機に対応する周波
数の値に変換されて図５に示す室外ユニットへ送信され
る。 【００２４】図５は図１に示した圧縮機１、四方弁３、
熱源側熱交換器４、減圧装置５、電磁弁１０等を搭載す
る室外ユニットの概略電気回路図である。この電気回路
図において、２３は端子板であり室内ユニットの端子板
２２の端子１〜３とそれぞれ結線される端子１〜３が設
けられている。４３は端子板２３の端子１と２に並列に
接続されたバリスタ、４４はノイズフィルタ、４５はリ
アクタ、４６は倍電圧回路、４７はノイズフィルタ、４
８は倍電圧回路４６により発生された倍電圧を平滑する
平滑コンデンサであり、１００（Ｖ）の交流から約２８
０Ｖの直流電圧を得ている。 【００２５】４９は端子板２３の端子３から入力される
室内ユニットからの制御信号（周波数値）をマイコン５
０に伝達するために信号変換をするシリアル回路、５１
は室外ユニットに供給される電流を変流器（ＣＴ）５２
で検出し直流電圧に平滑した後マイコン５０に供給する
電流検出回路、５３はマイコン５０用の電源電圧及びＤ
Ｃファンモータ５４用の電源電圧を発生するスイッチン
グ電源回路である。５５はマイコン５０からの制御信号
に基づいて後述するコンプレッサ１への通電をＰＷＭ制
御するモータ駆動回路であり、６個のパワートランジス
タが三相ブリッジ状に接続されて、いわゆるインバータ
装置を構成している。５６はコンプレッサ吐出側の冷媒
温度を検出する吐出温度センサ、５７は図３に示した潤
滑油面検出器であり、圧縮機１内の潤滑油の量に応じた
電圧信号をマイコンに出力する。 【００２６】５８はＤＣファンモータ５４に印加する直
流の電圧をコントロールする電圧コントローラであり、
マイコン５０からの信号に応じてＤＣファンモータ５４
に印加する電圧を変える。５９は電圧コントローラ５８
から与えられた直流電圧をＤＣファンモータ５４の固定
子巻線に順番に通電させる通電制御回路であり、ＤＣフ
ァンモータ５４の回転角度を回転角センサ６０が検出
し、この回転角度に基づいてマイコン５０から出力され
る通電切換信号に応じて固定子巻線の通電切換えを行な
う。 【００２７】従って、電圧コントローラ５８に与える信
号を変えることによってＤＣファンモータ５４の回転数
を変えることができる。尚、このＤＣファンモータ５４
は熱源側熱交換器４へ送風を行なうものである。 【００２８】６１，６２は電子スイッチ（トライアック
等）であり、夫々マイコン５０からの信号に応じて四方
弁３及び電磁弁４への通電を制御する。 【００２９】さらに、室外ユニットには吸気口近傍に外
気温を検出するための外気センサ６３が設けられ、さら
に熱源側熱交換器４の温度を検出するための熱交換器温
度センサ６４が設けられていて、これらのセンサ６３，
６４の検出値はマイコン５０がＡ／Ｄ変換して取り込
む。 【００３０】６５は室内ユニットにおける外付けＲＯＭ
４３と同じ機能を有する外付けＲＯＭで、これには外付
けＲＯＭ４３について説明したと同じような室外ユニッ
トに対する固有データが記憶されている。 【００３１】以上のように構成された室外ユニットは主
に室内ユニットから得られる周波数値の三相交流を圧縮
機１に供給するように動作する。所定の周波数値の三相
交流を得る方法としては一般に用いられているＰＷＭ
（パルス幅変調）方式を用いることができるので詳細は
省略する。 【００３２】また圧縮機１の温度（吐出温度センサ５６
の検出する温度）が高くなった際、圧縮機１に流れる電
流（変流器５２の検出する電流）が大きくなった際、圧
縮機１の潤滑油の油量（潤滑油面検出器５７の検出する
油面の高さ）が低くなった際には、圧縮機１に供給する
三相交流の周波数を下げ圧縮機の保護動作を行なってい
る。さらにＤＣファンモータ５４の回転数はセンサ６
３，６４の検出した外気温度や熱交換器温度に応じて熱
源側熱交換器４の温度が所定の温度範囲内に収まるよう
に制御している。 【００３３】図６はマイコン５０の主な動作を示すフロ
ーチャートである。このフローチャートにおいてまずス
テップＳ１でマイコン５０が室内ユニットから信号を受
信していれば、受信した周波数値をＦに設定する。次に
ステップＳ２、ステップＳ３の判断を行なって圧縮機１
内の潤滑油の量が正常（Ｈ）、減少ぎみ（Ｍ）、不足
（Ｌ）の３段階のいずれにあるかの判断を行なう。この
判断は図３に示したスイッチ１７，１８のいずれが閉じ
ているかによって判断することができる。スイッチ１８
がＯＮの時は油量はＬ、スイッチ１７，１８がＯＦＦの
時は油量はＭ、スイッチ１７がＯＮの時は油量はＨであ
る。 【００３４】油量がＨの時（ステップＳ２の条件を満す
時）は周波数ｆの上限の規制が解除された後ステップＳ
６へ進み、油量がＭの時（ステップＳ３の条件を満す
時）はステップＳ４で周波数ｆの上限ｆmaxをｆmax＝７
０に規制した後ステップＳ６へ進む。油量がＬの時（ス
テップＳ２又はステップＳ３のいずれの条件も満さない
時）はステップＳ５でｆmax＝０に規制（実質的には圧
縮機１の停止）した後ステップＳ６へ進む。 【００３５】ステップＳ６では圧縮機１の温度上昇及び
過電流保護が行なわれたか否かの判断を行ない、周波数
ｆの値が補正された場合はステップＳ１１へ進む。圧縮
機１の温度上昇に対する保護は例えば、温度が所定値以
上になった時に周波数ｆを負の方向へ補正し、過電流に
対する保護も同様に過電流が流れた時に周波数を負の方
向へ補正するものである。 【００３６】次にステップＳ７，Ｓ８で周波数ｆと室内
ユニットから送られて来た周波数値Ｆとの大小を比べ、
ｆ＞Ｆの時（ステップＳ７を満す時）はステップＳ９へ
進みｆ＝ｆ−１として周波数ｆの値を１Ｈｚ下げる。ｆ
＜Ｆの時（ステップＳ８を満す時）はステップＳ１０へ
進みｆ＝ｆ＋１として周波数ｆの値を１Ｈｚ上げる。 【００３７】ステップＳ１１では周波数ｆがｆ＞ｆmax
か否かの判断を行ない、ステップＳ１１の条件を満す時
はステップＳ１２でｆ＝ｆ−１０と周波数ｆを１０Ｈｚ
下げた後ステップＳ１３へ進む。 【００３８】ステップＳ１３では周波数ｆの三相交流を
圧縮機へ出力させる。この後ステップＳ１へ再び戻るも
のである。 【００３９】このような動作をするマイコンを用いる
と、圧縮機１に供給される三相交流の周波数が潤滑油の
量に応じて補正される。例えば圧縮機１の運転開始時に
潤滑油にフォーミングが生じ潤滑油の量が正常値より減
ると、周波数ｆの上限が７０Ｈｚに規制される。 【００４０】従って、圧縮機１の潤滑油の量が正常な量
に戻るまで周波数ｆは７０Ｈｚ以下に規制されるので、
周波数値Ｆが７０Ｈｚ以上の値であっても圧縮機１は７
０Ｈｚで運転され潤滑油の回収が行なわれる。潤滑油の
量が正常な量になった後再び周波数ｆが上昇する。 【００４１】尚、潤滑油にフォーミングが生じなく、か
つ潤滑油の量が正常の時は、そのまま周波数の上昇が行
なわれるので運転開始時の立上り時間を短くすることが
できるものである。 【００４２】また、通常運転状態から周波数値Ｆが急激
に増加した場合は、圧縮機から冷媒と共に吐出する潤滑
油の量が冷凍サイクルから回収する潤滑油の量を上回り
圧縮機に潤滑油不足が生じた場合も前記と同様に周波数
ｆの値が規制されるものである。 【００４３】 【発明の効果】本発明の冷凍機の制御装置は圧縮機内の
潤滑油の量が減った時に、圧縮機に供給する交流の周波
数の上限を規制するので、圧縮機が高速回転する際の潤
滑油不足を防止できるものである。また、潤滑油の量が
正常にある際は周波数の上限の規制が行なわれず圧縮機
が速やかに高速回転に至り冷凍機の運転立上りを早くす
ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の冷凍サイクルを示す冷媒回路図であ
る。 【図２】図１に示した圧縮機の要部断面図である。 【図３】潤滑油面検出器内のスイッチの結線を示す電気
回路図である。 【図４】本発明の制御装置の概略電気回路図である。 【図５】本発明の制御装置の概略電気回路図である。 【図６】図５に示したマイコンの主な動作を示すフロー
チャートである。 【符号の説明】 １ 圧縮機 １３ 潤滑油面検出器 １７，１８ スイッチ
る。 【図２】図１に示した圧縮機の要部断面図である。 【図３】潤滑油面検出器内のスイッチの結線を示す電気
回路図である。 【図４】本発明の制御装置の概略電気回路図である。 【図５】本発明の制御装置の概略電気回路図である。 【図６】図５に示したマイコンの主な動作を示すフロー
チャートである。 【符号の説明】 １ 圧縮機 １３ 潤滑油面検出器 １７，１８ スイッチ
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フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F25B 1/00 371
F25B 1/00 387
ＢＥＩＬＳＴＥＩＮ（ＳＴＮ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 電動機要素と圧縮要素とを単一の密閉容
器に収納した圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を用い
て冷凍サイクルを構成し、この冷凍サイクルの負荷に基
づいて前記電動機要素の回転数を所定の範囲内で増減さ
せる制御装置を有する冷凍機において、前記制御装置に
は圧縮機内に溜る潤滑油をその量に応じて複数段の油量
値に分け、それぞれの油量値に対応して前記電動機要素
の回転数における前記所定の範囲の上限を変える制御部
を備えたことを特徴とする冷凍機の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01014192A JP3485579B2 (ja) | 1992-01-23 | 1992-01-23 | 冷凍機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01014192A JP3485579B2 (ja) | 1992-01-23 | 1992-01-23 | 冷凍機の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05203269A JPH05203269A (ja) | 1993-08-10 |
| JP3485579B2 true JP3485579B2 (ja) | 2004-01-13 |
Family
ID=11742009
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01014192A Expired - Fee Related JP3485579B2 (ja) | 1992-01-23 | 1992-01-23 | 冷凍機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3485579B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009156524A (ja) * | 2007-12-27 | 2009-07-16 | Sanyo Electric Co Ltd | 冷凍サイクル装置 |
| JP5064546B2 (ja) * | 2010-08-27 | 2012-10-31 | 三洋電機株式会社 | 冷凍サイクル装置 |
| CN107429949B (zh) * | 2015-03-27 | 2020-01-17 | 三菱电机株式会社 | 制冷循环装置 |
| WO2017221300A1 (ja) * | 2016-06-20 | 2017-12-28 | 三菱電機株式会社 | 空気調和装置 |
-
1992
- 1992-01-23 JP JP01014192A patent/JP3485579B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH05203269A (ja) | 1993-08-10 |
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