JP3495434B2 - 冷凍装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、冷凍装置に関し、特に
圧縮機の駆動制御に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来の冷凍装置においては、圧縮機と、
凝縮器と、減圧装置と、蒸発器とを用いた冷凍サイクル
を有し、この冷凍サイクルにより庫内を冷却するように
しているが、庫内が広く大きな冷凍能力が必要な場合に
は複数の、通常は２つの圧縮機を用いるようにしてい
る。そして、このような２つの圧縮機を備えた冷凍装置
では、例えば庫内温度がそれほど高くない場合には圧縮
機を１つだけ駆動し、庫内温度が高い場合には２つの圧
縮機を同時に駆動するようにしている。 【０００３】ところで、このように庫内温度に応じて各
圧縮機の運転を制御することができるよう冷凍サイクル
中の低圧圧力を検出できる位置に設けられた圧力検知器
である圧力スイッチと、この圧力スイッチの検出出力に
基づいて複数の圧縮機毎に圧縮機の駆動／停止を制御す
る駆動制御部とを設けるようにしているものがあり、こ
のような従来の冷凍装置としては例えば特公平５−３４
５８１号公報に示されるものがある。 【０００４】一方、このような圧力スイッチの種類とし
ては機械式圧力スイッチと、例えばピエゾ素子を用いた
電子式圧力スイッチとがあり、細かな制御が必要な場合
には電子式圧力スイッチが使用されるようになってい
る。 【０００５】ところで、このような電子式圧力スイッチ
においては、圧縮機を駆動する動作圧力（以下駆動圧力
という）及び圧縮機を停止する動作圧力（以下停止圧力
という）を複数組設定することができるものがあり、こ
のような電子式圧力スイッチを用いた場合には、図６に
示すように２つの圧縮機１ａ，１ｂを備えた冷凍サイク
ルにおいても使用する電子式圧力スイッチ２は一つで済
むようになっている。なお、同図において、３は凝縮
器、４はレシーバタンク、５は蒸発器、６はアキューム
レータ、７は電磁弁である。 【０００６】そして、このような電子式圧力スイッチ２
にて２つの圧縮機１ａ，１ｂの運転を制御する場合は、
圧縮機１ａ，１ｂ毎に駆動圧力及び停止圧力をそれぞれ
設定するようにし、庫内が暖かくなって低圧圧力が上昇
して図７に示すように一方の圧縮機（以下第１圧縮機と
いう）１ａが駆動される第１駆動圧力Ｐ１となった場合
に電子式圧力スイッチ２は第１圧縮機１ａに駆動信号を
出力するようになっており、これにより第１圧縮機１ａ
は駆動され、冷却運転が開始される。 【０００７】また、第１圧縮機１ａが駆動されても低圧
圧力がさらに上昇し、他方の圧縮機（以下第２圧縮機と
いう）１ｂが駆動される第２駆動圧力Ｐ２となった場合
に電子式圧力スイッチ２は第２圧縮機１ｂに駆動信号を
出力するようになっており、これにより第２圧縮機１ｂ
も駆動されるようになり、２つの圧縮機１ａ，１ｂによ
る冷却運転が開始される。 【０００８】一方、このような２つの圧縮機１ａ，１ｂ
による冷却運転により庫内が冷えて低圧圧力が下降し、
やがて第２圧縮機１ｂを停止する第１停止圧力Ｐ３とな
った場合には、電子式圧力スイッチ２は第２圧縮機１ｂ
に停止信号を出力して第２圧縮機１ｂの駆動を停止する
ようにしている。これにより、冷却運転は第１圧縮機１
ａのみで行なわれ、庫内が冷え過ぎないようにしてい
る。 【０００９】なお、第２圧縮機１ｂを停止しても低圧圧
力が下降して低圧圧力が第１圧縮機１ａを停止する第２
停止圧力Ｐ４となった場合には、電子式圧力スイッチ２
は第１圧縮機１ａに停止信号を出力して第１圧縮機１ａ
の駆動を停止するようにしており、これにより冷却運転
は停止され、庫内はそれ以上冷えないようになる。 【００１０】 【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の冷凍装置において、第１圧縮機の第１駆動圧力Ｐ
１と第２停止圧力Ｐ４との圧力差と、第２圧縮機の第２
駆動圧力Ｐ２と第１停止圧力Ｐ３との圧力差とが異なる
場合、圧力差が小さい方、同図においては第２圧縮機の
方が駆動と停止が短期間で繰り返されるようになるので
第２圧縮機の寿命が短くなるという不具合があった。 【００１１】そこで、従来は、所定の間隔で電子式圧力
スイッチの動作圧力を変更して第１圧縮機の方の圧力差
を小さくすると共に、この動作圧力の変更を繰り返し行
うことにより、２つの圧縮機の寿命の均等化を図るよう
にしていた。しかし、扉の開放等の理由により庫内の温
度が急激に変化した場合、例えば図８に示すように圧縮
機の駆動と停止が短期間で繰り返される所謂ショートサ
イクル運転が行なわれるようになり、このようにショー
トサイクル運転が数多く行われると圧縮機の寿命が短く
なるという問題点があった。 【００１２】そこで、本発明はこのような問題点を解決
するためになされたものであり、圧縮機の寿命を長くす
ることができる冷凍装置を提供することを目的とするも
のである。 【００１３】 【課題を解決するための手段】複数の圧縮機と、凝縮器
と、減圧装置と、蒸発器とを用いた冷凍サイクルを有す
る冷凍装置において、前記冷凍サイクル中の低圧圧力を
検出できる位置に設ける単一の圧力検出器と、この圧力
検出器の検出出力に基づいて前記複数の圧縮機毎に圧縮
機の駆動／停止を制御する駆動制御部とを設けると共
に、前記駆動制御部には前記圧力検出器の検出する圧力
値に対してそれぞれの圧縮機の駆動／停止を制御する動
作圧力を重ならないよう複数種類設定できる圧力設定部
と、前記圧力検出器の検出する圧力値が前記動作圧力に
達したときから所定時間の遅延の後に前記動作圧力に対
応する前記圧縮機の駆動を開始させる遅延制御部と、前
記圧縮機の所定運転時間が経過する毎に前記圧力設定部
により設定された一の種類の動作圧力から他の種類の動
作圧力に切り換えるためのタイマとを備えたことを特徴
とする。 【００１４】 【作用】本発明では、複数の圧縮機と、凝縮器と、減圧
装置と、蒸発器とを用いた冷凍サイクル中の低圧圧力を
圧力検出器にて検出すると共に、この圧力検出器の検出
出力に基づいて駆動制御部により複数の圧縮機毎に圧縮
機の駆動／停止を制御するようにする。また、駆動制御
部に備えられた圧力設定部により、圧力検出器の検出す
る圧力値に対してそれぞれの圧縮機の駆動／停止を制御
する動作圧力を重ならないよう複数種類設定するように
する。さらに、駆動制御部に備えられた遅延制御部によ
り、圧力検出器の検出する圧力値が動作圧力に達したと
きから所定時間後に動作圧力に対応する圧縮機の駆動を
開始させるようにする。また、圧縮機の所定運転時間が
経過する毎に駆動制御部に備えられたタイマにより前記
圧力設定部により設定された一の種類の動作圧力から他
の種類の動作圧力に切り換える。 【００１５】 【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。 【００１６】図１は、本発明の一実施例に係る冷凍装置
の圧縮機駆動制御回路の回路図である。同図において、
図６と同一符号は同一又は相当部分を示している。 【００１７】同図において、８は低圧圧力が圧縮機１
ａ，１ｂを停止する動作圧力Ｐ３，Ｐ４となり、電子式
圧力スイッチ２の検出圧力に基づいて圧縮機１ａ，１ｂ
が停止させ、また、低圧圧力が圧縮機１ａ，１ｂを駆動
させる動作圧力Ｐ１，Ｐ２となり、電子式圧力スイッチ
２の検出圧力に基づいて圧縮機１ａ，１ｂを駆動させる
駆動信号を、所定時間遅延させた場合にのみ駆動信号を
圧縮機１ａ，１ｂに出力させる遅延制御部である遅延回
路である。 【００１８】なお、同図において、Ｓ１は電源スイッチ
であり、８Ａは遅延回路８と、電子式圧力スイッチ２の
検出する圧力値に対してそれぞれの圧縮機１ａ，１ｂの
駆動／停止を制御する動作圧力Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４
を重ならないよう設定する圧力設定部２Ａとを備えた運
転制御部である。ここで、この圧力設定部２Ａは電子式
圧力スイッチ２（単一の圧力検出器）の検出圧力に基づ
いて、即ち低圧圧力が動作圧力Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４
となったときにスイッチ動作するスイッチＳ２，Ｓ３を
有するものである。 【００１９】そして、このような遅延回路８と圧力設定
部２Ａとを備えることにより、運転制御部８Ａは、電子
式圧力スイッチ２の検出する圧力値が圧縮機１ａ，１ｂ
を駆動する動作圧力Ｐ１，Ｐ２に達したときから所定時
間が経過した場合にのみ駆動信号を圧縮機１ａ，１ｂに
出力するようになる。これにより、圧縮機１ａ，１ｂが
短時間で停止と駆動を繰り返すことがないようにするこ
とができ、圧縮機１ａ，１ｂの寿命を延ばすことができ
るようにしている。 【００２０】なお、本実施例において、この遅延回路８
は電子式圧力スイッチ２の検出圧力に基づいて作動し、
所定時間が経過するまでは駆動信号を圧縮機１ａ，１ｂ
に出力させないように動作する図示しないタイマ部を備
えたものである。そして、このようなタイマ部を備える
ことにより、遅延回路８は所定時間が経過した場合にの
み次の駆動信号を圧縮機１ａ，１ｂに出力させることが
できるようになっている。 【００２１】ここで、この遅延回路８により圧縮機１
ａ，１ｂの駆動開始が所定時間だけ遅れると、圧縮機１
ａ，１ｂは庫内温度が駆動開始温度よりも僅かに上昇し
た後に駆動するようになるので、図２に示すように駆動
時間、即ちＯＮとＯＦＦの間隔が長くなり、これにより
圧縮機１ａ，１ｂの寿命を延ばすことができるようにな
っている。なお、同図に示す遅延回路８の遅延時間Ｔｓ
は、商品等の冷却に問題のない時間、本実施例において
は１〜３分程度としている。 【００２２】次に、このように構成された冷凍装置にお
ける圧縮機駆動制御動作について図３に示すフローチャ
ートを用いて説明する。なお、このフローチャートは第
１圧縮機１ａの制御に関するものであるが、この制御動
作は第２圧縮機１ｂにおいても同様である。 【００２３】電源スイッチＳ１がＯＮとなると、電子式
圧力スイッチ２は所定の間隔で低圧圧力の検出を行なう
ようになっており（処理５０）、検出された低圧圧力が
駆動圧力Ｐ１となると（判断５１のＹ）、運転制御部８
Ａは駆動信号を遅延回路８を介して第１圧縮機１ａに出
力する。 【００２４】そして、この駆動信号が出力されてから所
定時間が経過した後、駆動信号は、直ちに遅延回路８を
経て第１圧縮機１ａに出力され、これにより第１圧縮機
１ａは駆動されるようになる（処理５３）。 【００２５】また、このように第１圧縮機１ａが駆動さ
れると、低圧圧力が下がり、やがて検出された低圧圧力
が第１圧縮機１ａの停止圧力Ｐ４となると（判断５４の
Ｙ）、運転制御部８Ａは停止信号を遅延回路８を介して
第１圧縮機１ａに出力し、第１圧縮機１ａは停止するよ
うになる（処理５６）。 【００２６】一方、このように第１圧縮機１ａを停止し
た後、扉の開放等の理由により庫内の温度が急激に変化
すると、短時間で低圧圧力が駆動圧力Ｐ１となることが
ある。このとき、前の停止信号が出力されてから所定時
間経過していない場合には、まだ遅延回路８のタイマが
作動しており（判断５２のＹ）、これにより駆動信号は
第１圧縮機１ａに出力されず第１圧縮機１ａは停止した
ままである。そして、この後、所定時間経過してタイマ
が作動しなくなると（判断５２のＮ）、第１圧縮機１ａ
が駆動されるようになる（処理５３）。 【００２７】このように、圧力検出器の検出する圧力値
が動作圧力に達したときから所定時間の遅延の後に動作
圧力に対応する圧縮機（第１圧縮機１ａ）の駆動を開始
させることにより、第１圧縮機１ａの駆動停止の間隔を
長くするようにすることができる。 【００２８】なお、これまでの説明において、遅延回路
８はタイマにより駆動信号を遅延させるものとして述べ
てきたが、本発明はこれに限らず、通常のコンデンサに
て構成される遅延回路を用いてもよい。また、この遅延
回路８に所定時間を変えるための時間調整部を設けるよ
うにしてもよく、このように時間調整部を設けて所定時
間を変えることにより、冷凍サイクルや冷凍装置自体の
特性に応じた遅延時間を設定することができる。 【００２９】ところで、本実施例においては、図１に示
すように運転制御部８Ａにカウンタ９を設け、このカウ
ンタ９により圧縮機１ａ，１ｂの起動回数及び停止回数
を計数する一方、このカウンタ９の値を冷却運転全体を
制御する図示しない制御部に入力するようにしている。
そして、この制御部は、カウンタ９の値を不揮発性のメ
モリ部に記憶すると共にＬＥＤ又はＬＣＤ等で構成され
る表示部に表示するようにしており、このように圧縮機
１ａ，１ｂの起動回数及び停止回数を表示部に表示する
ことにより適当な時期に圧縮機本体の交換等を行うこと
ができるようにしている。 【００３０】また、これまでの説明において、遅延回路
８により圧縮機１ａ，１ｂの駆動停止の間隔を長くする
ことにより圧縮機１ａ，１ｂの寿命を延ばすようにした
ものについて述べてきたが、本発明はこれに限らず、例
えば図４に示すように切換スイッチ１０を設けると共
に、この切換スイッチ１０にて圧縮機１ａ，１ｂの運転
時間を計数するタイマ１１からの信号に基づいて動作圧
力の切換動作を行うことにより２つの圧縮機１ａ，１ｂ
の寿命の均等化を図るようにようにしてもよい。 【００３１】なお、本実施例においては、この切換スイ
ッチ１０は図４に示すように２つのスイッチ部Ｓ４，Ｓ
５を備え、このスイッチ部Ｓ４，Ｓ５をタイマ１１から
の切換信号に基づいてＡ状態、即ち低圧圧力が第１駆動
圧力Ｐ１となると第１圧縮機１ａを駆動し、第２駆動圧
力Ｐ２となると第２圧縮機１ｂを駆動する一方、第１停
止圧力Ｐ３となると第２圧縮機１ｂを停止し、第２停止
圧力Ｐ４となると第１圧縮機１ａを停止する状態と、低
圧圧力が第１駆動圧力Ｐ１となると第２圧縮機１ｂを駆
動し、第２駆動圧力Ｐ２となると第１圧縮機１ａを駆動
する一方、第１停止圧力Ｐ３となると第１圧縮機１ａを
停止し、第２停止圧力Ｐ４となると第２圧縮機１ｂを停
止するＢ状態とに切換えるようにし、この切換えにより
動作圧力の切換動作が行われるようになっている。 【００３２】また、タイマ１１は、所定運転時間が経過
する毎に切換スイッチ１０に切換信号を出力するように
なっており、この切換信号により切換スイッチ１０はス
イッチ部Ｓ４，Ｓ５をＡ状態及びＢ状態に交互に切り換
えることができるようになっている。 【００３３】次に、このように構成された切換スイッチ
１０を有する冷凍装置の圧縮機駆動制御動作について説
明する。 【００３４】今、切換スイッチ１０がＡ状態に切り換わ
っているとすると、電子式圧力スイッチ２にて検出され
た低圧圧力が第１駆動圧力Ｐ１となった場合には（判断
６０のＹ）、切換スイッチ１０がＡ状態であることから
（判断６１のＹ）、運転制御部８Ａは駆動信号を第１圧
縮機１ａに出力して第１圧縮機１ａを駆動する（処理６
２）。なお、このときタイマ１１は各圧縮機１ａ，１ｂ
の運転時間を計数している。 【００３５】また、このように第１圧縮機１ａを駆動し
ても低圧圧力が上昇し、低圧圧力が第２駆動圧力Ｐ２と
なった場合には（判断６３のＹ）、切換スイッチ１０が
Ａ状態であることから（判断６４のＹ）、運転制御部８
Ａは駆動信号を第２圧縮機１ｂに出力して第２圧縮機１
ｂを駆動する（処理６５）。 【００３６】一方、このように２つの圧縮機１ａ，１ｂ
を駆動すると、低圧圧力が下がり、やがて検出された低
圧圧力が第１停止圧力Ｐ３となった場合には（判断６６
のＹ）、切換スイッチ１０がＡ状態であることから（判
断６７のＹ）、運転制御部８Ａは停止信号を第２圧縮機
１ｂに出力して第２圧縮機１ｂを停止する（処理６
８）。 【００３７】また、このように第２圧縮機１ｂを停止し
ても低圧圧力が下がり、やがて低圧圧力が第２停止圧力
Ｐ４となった場合には（判断６９のＹ）、切換スイッチ
１０がＡ状態であることから（判断７０のＹ）、運転制
御部８Ａは停止信号を第１圧縮機１ａに出力して第１圧
縮機１ａを停止する（処理７１）。これにより、冷却運
転が停止され、庫内が冷えすぎることはない。そして、
このようなＡ状態における圧縮機１ａ，１ｂの駆動制御
は所定運転時間が経過するまで（判断７２のＮ）行われ
る。 【００３８】ところで、このようなＡ状態における圧縮
機１ａ，１ｂの駆動制御が行われて所定運転時間が経過
すると（判断７２のＹ）、タイマ１１からの信号が切換
スイッチ１０に入力され、これにより切換スイッチ１０
のスイッチ部Ｓ４，Ｓ５の状態が、この場合はＡ状態か
らＢ状態に切り換わる（処理７３）一方、タイマ１１は
リセットされると共に再スタートするようになる（処理
７４）。 【００３９】そして、このようにして切換スイッチ１０
がＢ状態に切り換わると低圧圧力が第１駆動圧力Ｐ１と
なった場合には（判断６０のＹ）、切換スイッチ１０が
Ｂ状態であることから（判断６１のＮ）、運転制御部８
Ａは駆動信号を第２圧縮機１ｂに出力して第２圧縮機１
ｂを駆動する（処理６５）。 【００４０】また、このように第２圧縮機１ｂを駆動し
ても低圧圧力が上昇し、低圧圧力が第２駆動圧力Ｐ２と
なった場合には（判断６３のＹ）、切換スイッチ１０が
Ｂ状態であることから（判断６４のＮ）、運転制御部８
Ａは駆動信号を第１圧縮機１ａに出力して第１圧縮機１
ａを駆動する（処理６２）。 【００４１】一方、このように２つの圧縮機１ａ，１ｂ
を駆動すると、低圧圧力が下がり、やがて検出された低
圧圧力が第１停止圧力Ｐ３となった場合には（判断６６
のＹ）、切換スイッチ１０がＢ状態であることから（判
断６７のＮ）、運転制御部８Ａは停止信号を第１圧縮機
１ａに出力して第１圧縮機１ａを停止する（処理７
１）。 【００４２】また、このように第１圧縮機１ａを停止し
ても低圧圧力が下がり、やがて低圧圧力が第２停止圧力
Ｐ４となった場合には（判断６９のＹ）、切換スイッチ
１０がＢ状態であることから（判断７０のＮ）、運転制
御部８Ａは停止信号を第２圧縮機１ｂに出力して第２圧
縮機１ｂを停止する（処理６８）。これにより、冷却運
転が停止され、庫内が冷えすぎることはない。そして、
このようなＢ状態における圧縮機１ａ，１ｂの駆動制御
は所定運転時間が経過するまで（判断７２のＮ）行われ
る。 【００４３】このように、タイマ１１により複数の圧縮
機１ａ，１ｂの運転時間を計数すると共に、タイマ１１
からの信号に基づいて切換スイッチ１０がＡ状態又はＢ
状態に切り換わるようにすることにより、圧縮機１ａ，
１ｂ毎に設定された電子式圧力スイッチ２の動作圧力を
切り換えることができる。 【００４４】 【発明の効果】以上のように本発明によれば、圧力検出
器の検出する圧力値が動作圧力に達したときから所定時
間後に圧縮機の駆動を開始させるようにして圧縮機の駆
動／停止の間隔を長くすることにより、圧縮機の寿命を
長くすることができることに加え、圧縮機の所定運転時
間が経過する毎に駆動制御部に備えられたタイマにより
圧力設定部により設定された一の種類の動作圧力から他
の種類の動作圧力に切り換えることにより、複数の圧縮
機の寿命の均等化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の一実施例に係る冷凍装置の圧縮機駆動
制御回路の回路図。 【図２】上記圧縮機駆動制御回路に設けられた遅延回路
により駆動信号が遅延される様子を示す図。 【図３】上記駆動信号の遅延動作を示すフローチャー
ト。 【図４】本発明の他の実施例に係る冷凍装置の圧縮機駆
動制御回路の回路図。 【図５】上記の圧縮機駆動制御回路の動作圧力の変更動
作を示すフローチャート。 【図６】従来の冷凍装置の圧縮機駆動制御回路の回路
図。 【図７】圧縮機の駆動圧力及び停止圧力を示す図。 【図８】従来の冷凍装置のショートサイクル運転の様子
を示す図。 【符号の説明】 １ａ，１ｂ 圧縮機 ２ 電子式圧力スイッチ ２Ａ 圧力設定部 ８ 遅延回路 ８Ａ 運転制御部 ９ カウンタ １０ 切換スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F25B 1/00 361

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 複数の圧縮機と、凝縮器と、減圧装置
   と、蒸発器とを用いた冷凍サイクルを有する冷凍装置に
   おいて、 前記冷凍サイクル中の低圧圧力を検出できる位置に設け
   る単一の圧力検出器と、この圧力検出器の検出出力に基
   づいて前記複数の圧縮機毎に圧縮機の駆動／停止を制御
   する駆動制御部とを設けると共に、前記駆動制御部には
   前記圧力検出器の検出する圧力値に対してそれぞれの圧
   縮機の駆動／停止を制御する動作圧力を重ならないよう
   複数種類設定できる圧力設定部と、前記圧力検出器の検
   出する圧力値が前記動作圧力に達したときから所定時間
   の遅延の後に前記動作圧力に対応する前記圧縮機の駆動
   を開始させる遅延制御部と、前記圧縮機の所定運転時間
   が経過する毎に前記圧力設定部により設定された一の種
   類の動作圧力から他の種類の動作圧力に切り換えるため
   のタイマとを備えたことを特徴とする冷凍装置。