JP4402234B2 - 油量検出装置および冷凍装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、圧縮機のケース内の潤滑油量を検出する油量検出装置、およびその油量検出装置が搭載された冷凍装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気調和機等の冷凍装置における圧縮機は、ケース内に潤滑用の油を充填している。この潤滑油は、圧縮機が冷媒を吸い込んで吐出するのに伴い、一部が冷媒と共に冷凍サイクル中に流出するため、圧縮機において潤滑油不足を生じることがある。潤滑油が不足すると、ケース内の摺動部が油切れの状態となり、圧縮機の寿命に悪影響を与えてしまう。
【０００３】
このような不具合に対処する手段として、例えば特開平5-164417号公報に示されるようなフロートスイッチ方式の油面調節器が知られている。この油面調節器は、ケース内の潤滑油を均油管により容器内に取り込み、容器内の油面に浮かぶフロートの上下動によって油面（油量）を検出する構成となっている。
【０００４】
一方、圧縮機から冷媒と共に吐出される潤滑油を圧縮機のケース内に戻す手段として、油分離器（オイルセパレータ）が知られている。例えば特開平4-184048号公報に示されるものでは、圧縮機の冷媒吐出側配管に油分離器を設け、冷媒と一緒に吐出される潤滑油を油分離器で捕捉し、圧縮機が潤滑油不足となった場合に油分離器に溜まった潤滑油を圧縮機の冷媒吸込側配管に戻す構成となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のフロートスイッチ方式の油面調節器のように、油面を機械的なフロートスイッチによって検出するものでは、故障を生じ易い。
また、圧縮機の停止時、冷媒が液化して圧縮機のケース内や冷凍サイクルの配管中に溜まり込む、いわゆる冷媒寝込みを生じることがある。この場合、液冷媒が潤滑油に混入して潤滑油が希釈状態となり、ケース内の油面が実際量より高い位置まで上昇してしまう。このような状況において、上記の油面調節器では、液冷媒を含めた見かけ上の油面を検出することになり、正確な検出が不可能となる。実際には潤滑油不足を生じているのに、そのまま圧縮機の運転が継続し、結局は圧縮機の寿命に悪影響を与えてしまうことがある。
【０００６】
一方、上記の油分離器の例では、油分離器に溜まった潤滑油が圧縮機に一旦戻された後、次に油分離器に所定量（圧縮機の油面保持に必要な油戻し量）の潤滑油が溜まるまでに長い時間がかかり、このため圧縮機での潤滑油不足を迅速に解消することができず、結局は圧縮機の寿命に悪影響を与えてしまう。圧縮機の油面保持に必要な十分な油戻し量を確保するために油分離器の容量が大きくなってしまい、装置全体の大形化を招くという問題もある。
【０００７】
この発明は、上記の事情を考慮したもので、その目的とするところは、圧縮機のケース内の油量を機械的なスイッチを用いることなく高い信頼性をもって的確に検出することができる信頼性にすぐれた油量検出装置を提供することにある。
また、この発明は、圧縮機のケース内の油量を冷媒の混入に影響を受けることなく正確に検出することができ、これにより圧縮機での油不足の解消を可能として圧縮機の寿命向上および信頼性向上に大きく寄与し得る油量検出装置を提供することを目的とする。
【０００８】
さらに、この発明は、油の余剰分を油分離器とは別に常に蓄えておくことができ、その蓄えた油を必要時あるいは定期的に圧縮機に補充することを可能として圧縮機での油不足を迅速に解消することができ、これにより圧縮機の寿命向上および信頼性向上が格段に図れるとともに油分離器の容量の縮小化が図れて装置全体の小形化に寄与できる冷凍装置を提供することを目的とする。
【０００９】
また、この発明は、複数台の圧縮機における油不足を相互補完的にしかも迅速に解消することができ、これにより各圧縮機の寿命向上および信頼性向上が格段に図れる冷凍装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明の油量検出装置は、ケース内に潤滑用の油を充填してなる圧縮機を備えたものにおいて、上記ケースに連通された保油タンクと、上記圧縮機から吐出される冷媒の一部を上記保油タンクから油を流出させるための加圧用として同保油タンクに導く加圧管と、この加圧管に設けられた開閉弁と、上記保油タンクから流出する油を上記ケースに戻す戻し管と、上記加圧管から前記戻し管にかけて接続されたバイパス管と、このバイパス管に設けられた減圧器と、上記バイパス管に導かれる冷媒の温度を検知する第１温度検知手段と、上記戻し管における上記バイパス管の接続部より上流側で上記保油タンクから流出する流体の温度を検知する第２温度検知手段と、上記開閉弁を定期的に開放し、その開放中の上記第１温度検知手段の検知温度と上記第２温度検知手段の検知温度との対比により上記ケース内の油量を検出する検出手段と、を備える。
【００１４】
請求項２に係る発明の油量検出装置は、請求項１に係る発明において、検出手段について次のように限定している。検出手段は、上記開閉弁を定期的に開放し、その開放中の上記第１温度検知手段の検知温度と上記第２温度検知手段との差から上記保油タンク内の油の有無を検知し、その検知結果に基づいて上記ケース内の油量が適正か否かを検出する。
【００１５】
請求項３に係る発明の油量検出装置は、請求項１に係る発明において、検出手段について次のように限定している。検出手段は、上記開閉弁を定期的に開放し、その開放中の上記第１温度検知手段の検知温度と上記第２温度検知手段の検知温度との差の時間的変化に基づいて上記ケース内の油量が適正か否かを検出する。
【００１６】
請求項４に係る発明の油量検出装置は、請求項１に係る発明において、検出手段について次のように限定している。検出手段は、上記開閉弁を定期的に開放し、その開放中の上記第１温度検知手段の検知温度の立ち上がりから上記第２温度検知手段の検知温度の立ち上がりまでの時間を検出し、その検出時間と設定値との比較により前記ケース内の油量が適正か否かを検出する。
【００１７】
請求項５に係る発明の油量検出装置は、請求項１に係る発明において、検出手段について次のように限定している。検出手段は、上記開閉弁を定期的に開放し、その開放中の第１温度検知手段の検知温度ＴＫ1の変化量ΔＴＫ1を逐次に捕らえてその変化量ΔＴＫ1が所定値β以上になったとき、または検知温度ＴＫ1が初期値ＴＫ１(0)より所定値α以上高くなったとき、タイムカウントｔｎを開始し、その後、第２温度検知手段の検知温度ＴＫ２の変化量ΔＴＫ２を逐次に捕らえてその変化量ΔＴＫ２が所定値ΔＴ以上になったとき、あるいはタイムカウントｔｎが設定値ｔｓに達した時点の検知温度ＴＫ1をＴＫ1maxとして記憶して検知温度ＴＫ２の初期値ＴＫ２(0)からの変化量が上記初期値ＴＫ１(0)と上記ＴＫ1maxとの差以上となったとき、そのときのタイムカウントｔｎが設定値ｔｎｓ以上であればケース内の油量が適正と判定し、タイムカウントｔｎが設定値ｔｎｓ未満であればケース内の油量が不足と判定する。
【００１８】
請求項６に係る発明の油量検出装置は、請求項５の発明において、設定値ｔｓ、所定値ΔＴ、および設定値ｔｎｓについて次のように限定している。設定値ｔｓ、所定値ΔＴ、および設定値ｔｎｓは、圧縮機における冷媒の圧縮比あるいは高圧側圧力と低圧側圧力の差をパラメータとして可変設定される。
【００１９】
請求項７に係る発明の冷凍装置は、請求項１ないし請求項６のいずれかに係る発明の油量検出装置を搭載したものであり、次の構成を備えている。保油タンクと圧縮機の冷媒吸込側配管との間に油回収管を接続し、その油回収管の導通制御により保油タンク内の油を上記圧縮機に補充する制御手段を設けている。
【００２０】
請求項８に係る発明の冷凍装置は、ケース内に潤滑用の油を充填してなる複数台の圧縮機を備えたものであって、上記各ケースにそれぞれ連通された保油タンクと、上記各圧縮機から吐出される冷媒の一部を上記各保油タンクから油を流出させるための加圧用として同保油タンクにそれぞれ導く加圧管と、この加圧管に設けられた開閉弁と、上記各保油タンクから流出する油を前記各ケースにそれぞれ戻す戻し管と、上記加圧管から前記戻し管にかけて接続されたバイパス管と、このバイパス管に設けられた減圧器と、上記バイパス管に導かれる冷媒の温度をそれぞれ検知する第１温度検知手段と、上記戻し管における上記バイパス管の接続部より上流側で上記保油タンクから流出する流体の温度を検知する第２温度検知手段と、上記開閉弁を定期的に開放し、その開放中の上記第１温度検知手段の検知温度と上記第２温度検知手段の検知温度との対比により上記ケース内の油量を検出する検出手段と、上記各保油タンクと上記各圧縮機の冷媒吸込側配管との間にそれぞれ接続された油回収管と、この各油回収管の相互間に接続された油バランス管と、上記各油回収管の導通制御により上記各保油タンク内の油を上記各圧縮機に補充する制御手段と、を備える。
【００２１】
【発明の実施の形態】
［１］以下、本発明の冷凍装置に関する第１の実施形態について図面を参照して説明する。
図１において、１はセンタ室外機で、低圧型の圧縮機１０を備えている。圧縮機１０は、密閉形のケース１０ｃを有する。このケース１０ｃに、可変速度モータM０および定速度モータM１が収容されるとともに、摺動部の潤滑用として油（以下、潤滑油と称す）が充填されている。
【００２２】
四方弁１５がオフ（図示の状態）のとき、圧縮機１０から吐出される冷媒（ガス）が、２つの冷媒吐出側配管１１、逆止弁１２、高圧側配管１３、油分離器１４、および四方弁１５を介して室外熱交換器１６に流れる。室外熱交換器１６に流入した冷媒は、室外空気に熱を放出して液化する。室外熱交換器１６を経た冷媒（液冷媒）は、膨張弁１７、受液器１８、パックドバルブ１９、液側配管２０、および各流量調整弁２１を介して各室内機３に流れる。各室内機３に流入した冷媒は、それぞれ室内空気から熱を奪って気化する。これにより、被空調室内が冷房される。各室内機３を経た冷媒（ガス）は、ガス側配管２２、パックドバルブ２３、上記四方弁１５、液分離器２４、および冷媒吸込側配管２５を介して圧縮機１０に吸い込まれる。
【００２３】
四方弁１５がオンされると、圧縮機１０から吐出される冷媒（ガス）が、各冷媒吐出側配管１１、逆止弁１２、高圧側配管１３、油分離器１４、四方弁１５、パックドバルブ２３、およびガス側配管２２を介して各室内機３に流れる。各室内機３に流入した冷媒は、それぞれ室内空気に熱を放出して液化する。これにより、被空調室内が暖房される。各室内機３を経た冷媒（液冷媒）は、各流量調整弁２１、液側配管２０、パックドバルブ１９、受液器１８、および膨張弁１７を介して室外熱交換器１６に流れる。室外熱交換器１６に流入した冷媒は、室外空気から熱を汲み上げて気化する。室外熱交換器１６を経た冷媒（ガス）は、四方弁１５、液分離器２４、および冷媒吸込側配管２５を介して圧縮機１０に吸い込まれる。
【００２４】
油分離器１４と四方弁１５との間の高圧側配管に、高圧冷媒の圧力Pｄを検知する圧力センサ（高圧センサ）２６が取り付けられている。室外熱交換器１６に温度センサ（熱交換器温度センサ）２７が取り付けられている。室外熱交換器１６の近傍に室外ファン２８が設けられている。四方弁１５と液分離器２４との間の低圧側配管に、低圧冷媒の温度を検知する温度センサ２９が取り付けられている。冷媒吸込側配管２５に、低圧冷媒の圧力Pｓを検知する圧力センサ（低圧センサ）３０が取り付けられている。
【００２５】
油分離器１４に溜まった潤滑油は、キャピラリチューブ３１を介して冷媒吸込側配管２５に流れる。油分離器１４と四方弁１５との間の高圧側配管から、四方弁１５と液分離器２４との間の低圧側配管にかけて、開閉弁３２を介したレリースバイパスが接続されている。膨張弁１７と受液器１８との間の液側配管から、四方弁１５と液分離器２４との間の低圧側配管にかけて、流量調整弁３３を介したクーリングバイパスが接続されている。
【００２６】
一方、センタ室外機１と並んで複数台のターミナル室外機２が設置されている。各室外機２は、低圧型の圧縮機１０を備えている。圧縮機１０は、密閉形のケース１０ｃを有する。このケース１０ｃに、２台の定速度モータM１，M２が収容されるとともに、潤滑油が充填されている。
【００２７】
各室外機２は、定速度モータM１，Ｍ２を有する点、各冷媒吐出側配管１１にそれぞれ逆止弁１２が設けられている点、各冷媒吐出側配管１１から冷媒吸込側配管２５にかけて開閉弁３４，３５を介したガスバランスバイパスがそれぞれ接続されている点を除いて、センタ室外機１と同じ構成である。これら室外機２が、液側配管２０およびガス側配管２２を介してセンタ室外機１にそれぞれ並列に接続されている。
【００２８】
室外機１および各室外機２にそれぞれパックドバルブ５１が設けられ、その各パックドバルブ５１の相互間に油バランス管５０が接続されている。
【００２９】
このような構成のマルチタイプの空気調和機において、室外機１および各室外機２にそれぞれ油量検出装置が設けられている。油量検出装置は、圧縮機１０のケース１０ｃ内の潤滑油量を検出する。この油量検出装置の具体的な構成を図２に示している。
【００３０】
ケース１０ｃ内に潤滑油OILが溜まっている。このケース１０ｃに、油移動管４１および圧力バランス管４３を介して保油タンク４０が連通されている。油移動管４１はケース１０ｃの適正油面位置に接続され、圧力バランス管４３は適正油面位置より上方の部位に接続されている。
ケース１０ｃ内の圧力（低圧）と保油タンク４０内の圧力とが圧力バランス管４３を通じて同じになるので、ケース１０ｃ内の潤滑油OILの余剰分が油移動管４１を通して保油タンク４０に迅速かつスムーズに移動する。また、ケース１０ｃの適正油面位置に油移動管４１が接続されているので、ケース１０ｃ内の油面が適正油面以下になった場合は、ケース１０ｃから保油タンク４０への潤滑油OILの余計な移動が未然に防止される。
【００３１】
油移動管４１には、保油タンク４０からケース１０ｃへの油の逆流を阻止する逆止弁４２が設けられている。圧力バランス管４３には、保油タンク４０からケース１０ｃへの冷媒の流入を阻止する逆止弁４４が設けられている。
【００３２】
保油タンク４０の油流出口に油回収管４５の一端が接続され、その油回収管４５の他端が吸込側配管２５に接続されている。この油回収管４５に、開閉弁Vａ、ケース１０ｃから保油タンク４０への逆圧（保油タンク４０に油回収管４５側から圧力が加わること）を阻止する逆止弁４６、およびキャピラリチューブ４７が順次に設けられている。なお、キャピラリチューブ４７に対し、開閉弁Vｂおよび逆止弁４８がそれぞれ並列に接続されている。
【００３３】
油回収管４５における逆止弁４６とキャピラリチューブ４７との間に、上記パックドバルブ５１を介して上記油バランス管５０が接続されている。
【００３４】
高圧側配管１３と保油タンク４０の冷媒流入口との間に加圧管５２が接続されている。加圧管５２は、圧縮機１０から吐出される冷媒の一部を保油タンク４０から潤滑油OILを流出させるための加圧用として保油タンク４０に導くためのものである。この加圧管５２に、開閉弁Ｖｃが設けられている。
【００３５】
保油タンク４０の油流出口（油回収管４５の一端部）に戻し管５３の一端が連通され、その戻し管５３の他端が上記圧力バランス管４３の一部を介してケース１０ｃに連通されている。戻し管５３は、保油タンク４０から流出する潤滑油OILをケース１０ｃに戻すためのものである。この戻し管５３に減圧器たとえばキャピラリチューブ５４が設けられている。
【００３６】
加圧管５２の中途部（開閉弁Ｖｃの下流側）から戻し管５３の中途部（キャピラリチューブ５４の下流側）にかけてバイパス管５５が接続され、そのバイパス管５５に減圧器たとえばキャピラリチューブ５６が設けられている。加圧管５２から保油タンク４０への冷媒の流れ込み量が減少しても、加圧管５２内の冷媒はバイパス管５５を経由して常に流れる。このバイパス管５５に温度センサ（第１温度検知手段）６１が取り付けられている。温度センサ６１は、加圧用の冷媒（ガス）の温度ＴＫ1を検知する。
【００３７】
戻し管５３の一端部に温度センサ（第２温度検知手段）６２が取り付けられている。温度センサ６２は、保油タンク４０から流出する潤滑油OILの温度ＴＫ２を検知する。油移動管４１に温度センサ６３が取り付けられている。温度センサ６３は、ケース１０ｃから保油タンク４０へ移動する潤滑油OILの温度ＴＫ３を検知する。
なお、油量検出装置の配管構成の具体例を図２と同一部分に同一符号を付して図３に示している。
【００３８】
また、油量検出装置を含む空気調和機全体の制御回路を図４に示している。
図４において、７０はセンタ室外機１に搭載された室外制御部、８０は各ターミナル室外機２に搭載された室外制御部、９０は各室内機３に搭載された室内制御部である。これら室外制御部７０，８０および室内制御部９０がデータ伝送用のバスライン６６を介して相互接続されている。
【００３９】
室外制御部７０は、各室内制御部９０からの指令に応じて当該センタ室外機１および各ターミナル室外機２を統括的に制御するもので、ＣＰＵ７１、制御プログラム及びデータを記憶するメモリ７２、時間カウント用のタイマ７３などを備える。
とくに、ＣＰＵ７１は、油量検出に関する主要な機能として、圧縮機１０の運転中に油回収管４５の開閉弁Ｖａを閉じた状態で、加圧管５２の開閉弁Ｖｃを定期的に開放し、その開放中の温度センサ６１の検知温度ＴＫ１と温度センサ６２の検知温度ＴＫ２との対比によりケース１０ｃの潤滑油OILの量を検出する検出手段を備える。具体的には、温度センサ６１の検知温度ＴＫ１と温度センサ６２の検知温度ＴＫ２との差から保油タンク４０内の潤滑油OILの有無を検知し、その検知結果に基づいてケース１０ｃ内の潤滑油OILの量が適正か否かを検出する。
【００４０】
この室外制御部７０に、インバータ７４、開閉接点７５、開閉弁Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ、温度センサ６１，６２，６３が接続されている。インバータ７４は、商用交流電源６５の電圧を直流電圧に変換し、その直流電圧をスイッチングにより室外制御部７０からの指令に応じた所定周波数およびレベルの交流電圧に変換し、出力する。この出力が可変速度モータＭｏに駆動電力として供給される。インバータ７４の出力周波数が変化するのに伴い、可変速度モータＭｏの回転数が変化する。開閉接点７５は、商用交流電源６５と定速度モータＭ１との間の通電路に挿接されている。この開閉接点７５がオンされると定速度モータＭ１が一定の回転数で動作し、開閉接点７５がオフされると定速度モータＭ１の動作が停止する。すなわち、可変速度モータＭｏの回転数変化、および定速度モータＭ１の運転オン・オフにより、センタ室外機１における圧縮機１０の容量が変化する。
【００４１】
各室外制御部８０は、センタ室外機１からの指令に応じて当該ターミナル室外機２を制御するもので、ＣＰＵ８１、制御プログラム及びデータを記憶するメモリ８２などを備える。
とくに、ＣＰＵ８１は、油量検出に関する主要な機能として、圧縮機１０の運転中に油回収管４５の開閉弁Ｖａを閉じた状態で、加圧管５２の開閉弁Ｖｃを定期的に開放し、その開放中の温度センサ６１の検知温度ＴＫ１と温度センサ６２の検知温度ＴＫ２との対比によりケース１０ｃ内の潤滑油量を検出する検出手段を備える。具体的には、加圧管５２の開閉弁Ｖｃを定期的に開放し、その開放中の温度センサ６１の検知温度ＴＫ１と温度センサ６２の検知温度ＴＫ２との差から保油タンク４０内の潤滑油OILの有無を検知し、その検知結果に基づいてケース１０ｃ内の潤滑油OILの量が適正か否かを検出する。
【００４２】
この室外制御部８０に、開閉接点８４，８５、開閉弁Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ、温度センサ６１，６２，６３が接続されている。開閉接点８４は、商用交流電源６５と定速度モータＭ１との間の通電路に挿接されている。この開閉接点８４がオンされると定速度モータＭ１が一定の回転数で動作し、開閉接点８４がオフされると定速度モータＭ１の動作が停止する。開閉接点８５は、商用交流電源６５と定速度モータＭ２との間の通電路に挿接されている。この開閉接点８５がオンされると定速度モータＭ２が一定の回転数で動作し、開閉接点８５がオフされると定速度モータＭ２の動作が停止する。すなわち、定速度モータＭ１，Ｍ２の運転オン・オフにより、ターミナル室外機２における圧縮機１０の容量が変化する。
【００４３】
各室内制御部９０は、当該室内機３を制御するもので、ＣＰＵ９１、制御プログラム及びデータを記憶するメモリ９２などを有する。この室内制御部９０に、被空調室内の温度Ｔａを検知する室内温度センサ９３、上記流量調整弁２１、および受光部９４が接続されている。受光部９４は、リモートコントロール式の操作器（以下、リモコンと略称する）９５から発せられる運転条件設定用の赤外線光を受け、その受光データを室内制御部９０に入力する。リモコン９５は、運転のオン・オフ、運転モード（冷房・除湿・暖房・送風等）および室内温度設定値Ｔｓなどの各種運転条件を設定するための赤外線光を使用者の操作に応じて発する。
【００４４】
以下、空気調和機の全体的な動作について図５を参照しながら説明する。
各室内機３は、リモコン９５で設定される室内温度設定値Ｔｓと室内温度センサ９３で検知される室内温度Ｔａとの差を要求能力（空調負荷とも称す）として求め、その要求能力に応じて流量調整弁２１の開度を制御するとともに、要求能力および運転モードをセンタ室外機１に知らせる。
【００４５】
センタ室外機１は、各室内機３から知らされる運転モードに応じて当該センタ室外機１および各ターミナル室外機２におけるそれぞれ四方弁１５を制御するとともに、各室内機３から知らされる要求能力の総和を求め、その総和に応じて当該センタ室外機１および各ターミナル室外機２の運転容量（各圧縮機１０の容量）の総和を制御する。すなわち、センタ室外機１の圧縮機１０における可変速度モータＭｏの回転数制御が基礎として実行され、その上で、各圧縮機１０における定速度モータＭ１，Ｍ２の運転オン・オフ（運転台数）が制御される。たとえば、要求能力の総和が増えると、室外機１，２の運転容量（各圧縮機１０の容量）の総和が増大される。要求能力の総和が減ると、室外機１，２の運転容量（各圧縮機１０の容量）の総和が減少される。
【００４６】
次に、油量検出装置の動作について図６のフローチャートを参照しながら説明する。
圧縮機１のケース１０ｃ内の油面が移動管４１の接続位置より高ければ、その接続位置より高い分の余剰潤滑油OILが移動管４１を通って保油タンク４０に移動する。
【００４７】
各室外制御部７０，８０のタイマ７３，８３の計時に基づく定期的な油量検出タイミングにおいて、温度センサ６１の検知温度ＴＫ１が初期値ＴＫ１(0)として記憶される（ステップ１０１）。温度センサ６２の検知温度ＴＫ２が温度センサ６３の検知温度ＴＫ３以上の状態にあれば（ステップ１０２のＹＥＳ）、そのときの検知温度ＴＫ２が初期値ＴＫ２(0)として記憶される（ステップ１０３）。検知温度ＴＫ２が検知温度ＴＫ３より低ければ（ステップ１０２のＮＯ）、そのときの検知温度ＴＫ３が検知温度ＴＫ２に代わり初期値ＴＫ２(0)として記憶される（ステップ１０４）。
【００４８】
続いて、油回収管４５の開閉弁Ｖａが開放され（ステップ１０５）、同時にタイムカウントｔ１が開始される（ステップ１０６）。開閉弁Ｖａが開くと、保油タンク４０の油流出口が油回収管４５を通して冷媒吸込側配管２５に連通される。
【００４９】
タイムカウントｔ１が３秒に達すると（ステップ１０７のＹＥＳ）、加圧管５２の開閉弁Ｖｃが開放され（ステップ１０８）、同時にタイムカウントｔ２が開始される（ステップ１０９）。そして、タイムカウントｔ２が１秒に達したとき（ステップ１１０のＹＥＳ）、開閉弁Ｖａが閉成される（ステップ１１１）。なお、ここでの開閉弁Ｖａの開放、３秒後の開閉弁Ｖｃの開放、１秒後の開閉弁Ｖａの閉成は、タンク加圧時の逆止弁４２，４４への衝撃波防止のための遅延動作である。
【００５０】
開閉弁Ｖｃの開放により、圧縮機１０から吐出される冷媒の一部が保油タンク４０に注入される。保油タンク４０内に潤滑油OILが溜まっていれば、その潤滑油OILが冷媒の注入に基づく加圧作用を受けて保油タンク４０の油流出口から流出する。保油タンク４０内に潤滑油OILが溜まっていなければ、注入された冷媒がそのまま保油タンク４０の油流出口から流出する。流出する潤滑油OIL（または冷媒）は、油回収管４５、戻し管５３、および油バランス管４３を通ってケース１０ｃに流れる。
【００５１】
このとき、保油タンク４０に注入される冷媒（ガス）の温度ＴＫ１が温度センサ６１で検知され、保油タンク４０から流出する流体（潤滑油OILまたは冷媒）の温度ＴＫ２が温度センサ６２で検知される。そして、両検知温度ＴＫ１，ＴＫ２の差ΔＴＫが求められる（ステップ１１２）。
保油タンク４０に潤滑油OILが溜まっている場合、検知温度ＴＫ１の立ち上がりに対し、検知温度ＴＫ２の立ち上がりが遅れる。温度差ΔＴＫが設定値ΔＴＫｓ以上であれば（ステップ１１３のＹＥＳ）、保油タンク４０内に潤滑油OILが有ると判定され（ステップ１１４）、これに基づき、ケース１０ｃ内の潤滑油OILの量が適正であると判定される(ステップ１１５)。
【００５２】
保油タンク４０に潤滑油OILが溜まっていない場合、検知温度ＴＫ１の立ち上がりに対し、検知温度ＴＫ２がすぐに追従して立ち上がる。温度差ΔＴＫは設定値ΔＴＫｓ未満であり（ステップ１１３のＮＯ）、保油タンク４０内に潤滑油OILが無いと判定され（ステップ１１６）、これに基づき、ケース１０ｃ内の潤滑油OILの量が不足であると判定される(ステップ１１７)。
【００５３】
油量が適正か不足かの判定結果が得られたとき、あるいは圧縮機１０の運転が停止したとき、あるいはターミナル室外機２の場合はセンタ室外機１から均油制御開始指令を受けたとき、検出終了動作が実行される。
【００５４】
すなわち、検出終了動作では、開閉弁Ｖｃが開放状態のまま開閉弁Ｖａが開放される。この開閉弁Ｖａの開放により、保油タンク４０内の圧力が油回収管４５を介して冷媒吸込側配管２５にパージされる。そして、開閉弁Ｖａの開放から５秒後、開閉弁Ｖｃが閉成される。この３０秒後、開閉弁Ｖａが閉成される。
【００５５】
油量が不足しているとの判定結果がセンタ室外機１で得られた場合、センタ室外機１から各ターミナル室外機２の全てに均油制御開始が指令される。均油制御開始指令を受けた各ターミナル室外機２では、開閉弁Ｖａが開放される。この各開閉弁Ｖａの開放により、各油回収管４５が導通し、各ターミナル室外機２の保油タンク４０に溜まっている潤滑油OIL（＝余剰分）が油バランス管５０に流れる。
【００５６】
センタ室外機１では、開閉弁Ｖｂが開放されており、各ターミナル室外機２から油バランス管５０に流れた潤滑油OILが油回収管４５および開閉弁Ｖｂを通って冷媒吸込側配管２５に取り込まれる。これにより、センタ室外機１における圧縮機１０の潤滑油不足が解消される。
油量が不足しているとの判定結果が各ターミナル室外機２のいずれかで得られた場合は、そのターミナル室外機２からセンタ室外機１に油不足が報知される。この報知に基づき、油量不足の生じたターミナル室外機２を除く他のターミナル室外機２の全てにセンタ室外機１から均油制御開始が指令される。センタ室外機１および均油制御開始指令を受けた各ターミナル室外機２では、開閉弁Ｖａが開放される。この各開閉弁Ｖａの開放により、各油回収管４５が導通し、センタ室外機１および同各ターミナル室外機２の保油タンク４０に溜まっている潤滑油OIL（＝余剰分）が油バランス管５０に流れる。
【００５７】
油量不足の生じたターミナル室外機２では、開閉弁Ｖｂが開放されており、センタ室外機１および他のターミナル室外機２から油バランス管５０に流れた潤滑油OILが油回収管４５および開閉弁Ｖｂを通って冷媒吸込側配管２５に取り込まれる。これにより、ターミナル室外機２における圧縮機１０の潤滑油不足が解消される。
【００５８】
以上のように、圧縮機１０のケース１０ｃに保油タンク４０を連通し、圧縮機１０から吐出される冷媒の一部を加圧管５２により保油タンク４０に導くことで保油タンク４０に溜まった潤滑油OILを流出させ、流出する潤滑油OILを戻し管５３によりケース１０ｃに戻しながら、保油タンク４０に導かれる冷媒の温度ＴＫ１を温度センサ６１で検知し、かつ保油タンク４０から流出する潤滑油OILの温度ＴＫ２を温度センサ６２で検知し、両検知温度ＴＫ１，ＴＫ２の対比を行うことにより、従来のフロートスイッチ方式の油面調節器のような機械的なフロートスイッチを用いることなく、よって故障の心配なく、しかも保油タンク４０の容量および形状に何ら影響を受けることなく、ケース１０内の油量を高い信頼性をもって的確に検出することができる。
検出中は保油タンク４０から流出する潤滑油OILが戻し管５３を通ってケース１０ｃに戻るので、油量検出が何度繰り返されても問題はない。
【００５９】
保油タンク４０とケース１０ｃとを移動管４１および圧力バランス管４３の２本で連通しているので、ケース１０ｃ内の潤滑油OILを余剰分として保油タンク４０に迅速かつスムーズに移動させることができる。そして、各保油タンク４０に蓄えた潤滑油OILの余剰分を、潤滑油不足が検出された圧縮機１０に必要時あるいは定期的に補充することができる。すなわち、各圧縮機１０での潤滑油不足を相互補完的にしかも迅速に解消することができて、圧縮機１０の寿命向上および信頼性向上に大きく寄与することができる。
【００６０】
潤滑油OILの余剰分を油分離器１４とは別の保油タンク４０に常に蓄えておく形となるので、油分離器１４の容量の縮小化が図れ、ひいては冷凍装置全体の小形化に寄与することができる。
【００６１】
［２］第２の実施形態について説明する。
室外制御部７０のＣＰＵ７１は、油量検出に関する主要な機能として、圧縮機１０の運転中に油回収管４５の開閉弁Ｖａを閉じた状態で、加圧管５２の開閉弁Ｖｃを定期的に開放し、その開放中の温度センサ６１の検知温度ＴＫ１と温度センサ６２の検知温度ＴＫ２との対比によりケース１０ｃの潤滑油OILの量を検出する検出手段を備える。具体的には、温度センサ６１の検知温度ＴＫ１と温度センサ６２の検知温度ＴＫ２との差の時間的変化に基づいて保油タンク４０内の潤滑油OILの実質的な量を液冷媒の混入にかかわらず検知し、その検知結果に基づき、ケース１０ｃ内の潤滑油OILの量が適正か否かを検出する。要するに、検知温度ＴＫ１の立ち上がりから検知温度ＴＫ２の立ち上がりまでの時間ｔｎを検出し、その検出時間ｔｎと設定値ｔｎｓとの比較により保油タンク４０内の潤滑油OILの実質的な量を液冷媒の混入にかかわらず検知し、その検知結果に基づき、ケース１０ｃ内の潤滑油OILの量が適正か否かを検出するようにしている。
【００６２】
各室外制御部８０のＣＰＵ８１は、油量検出に関する主要な機能として、圧縮機１０の運転中に油回収管４５の開閉弁Ｖａを閉じた状態で、加圧管５２の開閉弁Ｖｃを定期的に開放し、その開放中の温度センサ６１の検知温度ＴＫ１と温度センサ６２の検知温度ＴＫ２との対比によりケース１０ｃ内の潤滑油量を検出する検出手段を備える。具体的には、加圧管５２の開閉弁Ｖｃを定期的に開放し、その開放中の温度センサ６１の検知温度ＴＫ１と温度センサ６２の検知温度ＴＫ２との差の時間的変化に基づいて保油タンク４０内の潤滑油OILの実質的な量を液冷媒の混入にかかわらず検知し、その検知結果に基づき、ケース１０ｃ内の潤滑油OILの量が適正か否かを検出する。要するに、検知温度ＴＫ１の立ち上がりから検知温度ＴＫ２の立ち上がりまでの時間ｔｎを検出し、その検出時間ｔｎと設定値ｔｎｓとの比較により保油タンク４０内の潤滑油OILの実質的な量を液冷媒の混入にかかわらず検知し、その検知結果に基づき、ケース１０ｃ内の潤滑油OILの量が適正か否かを検出するようにしている。
他の構成は第１の実施形態と同じであり、その説明は省略する。
【００６３】
油量検出装置の動作について図７のフローチャートおよび図８を参照しながら説明する。
定期的な油量検出タイミングにおいて、温度センサ６１の検知温度ＴＫ１が初期値ＴＫ１(0)として記憶される（ステップ２０１）。温度センサ６２の検知温度ＴＫ２が温度センサ６３の検知温度ＴＫ３以上の状態にあれば（ステップ２０２のＹＥＳ）、そのときの検知温度ＴＫ２が初期値ＴＫ２(0)として記憶される（ステップ２０３）。検知温度ＴＫ２が検知温度ＴＫ３より低ければ（ステップ２０２のＮＯ）、そのときの検知温度ＴＫ３が検知温度ＴＫ２に代わり初期値ＴＫ２(0)として記憶される（ステップ２０４）。
【００６４】
続いて、油回収管４５の開閉弁Ｖａが開放され（ステップ２０５）、同時にタイムカウントｔ１が開始される（ステップ２０６）。開閉弁Ｖａが開くと、保油タンク４０の油流出口が油回収管４５を通して冷媒吸込側配管２５に連通される。
【００６５】
タイムカウントｔ１が３秒に達すると（ステップ２０７のＹＥＳ）、加圧管５２の開閉弁Ｖｃが開放され（ステップ２０８）、同時にタイムカウントｔ２が開始される（ステップ２０９）。そして、タイムカウントｔ２が１秒に達したとき（ステップ２１０のＹＥＳ）、開閉弁Ｖａが閉成される（ステップ２１１）。なお、ここでの開閉弁Ｖａの開放、３秒後の開閉弁Ｖｃの開放、１秒後の開閉弁Ｖａの閉成は、タンク加圧時の逆止弁４２，４４への衝撃波防止のための遅延動作である。
【００６６】
開閉弁Ｖｃの開放により、圧縮機１０から吐出される冷媒の一部が保油タンク４０に注入される。保油タンク４０内に潤滑油OILが溜まっていれば、その潤滑油OILが冷媒の注入に基づく加圧作用を受けて保油タンク４０の油流出口から流出する。保油タンク４０内に潤滑油OILが溜まっていなければ、注入された冷媒がそのまま保油タンク４０の油流出口から流出する。流出する潤滑油OIL（または冷媒）は、油回収管４５、戻し管５３、および油バランス管４３を通ってケース１０ｃに流れる。
【００６７】
このとき、保油タンク４０に注入される冷媒（ガス）の温度ＴＫ１が温度センサ６１で検知され、保油タンク４０から流出する流体（潤滑油OILまたは冷媒）の温度ＴＫ２が温度センサ６２で検知される。
保油タンク４０に潤滑油OILが溜まっていた場合には、図８に示すように、先ずは検知温度ＴＫ１が立ち上がり上昇し、その検知温度ＴＫ１が安定するころ、今度は検知温度ＴＫ２が立ち上がり上昇し、やがて検知温度ＴＫ２も安定する。つまり、検知温度ＴＫ１と検知温度ＴＫ２との差は、一旦は増大方向に変化し、やがて徐々に減少していく形となる。
ここで、検知温度ＴＫ１が立ち上がってから検知温度ＴＫ２が立ち上がるまでの時間は、保油タンク４０内の潤滑油OILに液冷媒が混じっているかどうかにかかわらず、保油タンク４０内の潤滑油OILの実質的な量に対応する。
【００６８】
上記ステップ２１２における開閉弁Ｖａの閉成後、タイムカウントｔ３が開始される（ステップ２１２）。このタイムカウントｔ３が１秒進むと、そのときの検知温度ＴＫ１，ＴＫ２がＴＫ１(1) ，ＴＫ２(1)としてそれぞれ記憶される。タイムカウントｔ３がさらに１秒進むと、そのときの検知温度ＴＫ１，ＴＫ２がＴＫ１(2) ，ＴＫ２(2)としてそれぞれ記憶される。こうして、タイムカウントｔ３が１秒進むごとに、検知温度ＴＫ１がＴＫ１(1)，ＴＫ１(2)，…ＴＫ１(n)として順次に記憶され、かつ検知温度ＴＫ２がＴＫ２(1)，ＴＫ２(2)，…ＴＫ２(n)として順次に記憶されていく(ステップ２１３)。なお、検知温度ＴＫ２が初期値ＴＫ２(0)より低い場合は、初期値ＴＫ２(0)が検知温度ＴＫ２として採用される。
【００６９】
タイムカウントｔ３が１０秒に達したとき（ステップ２１４のＹＥＳ）、それまでの１０秒間の検知温度ＴＫ1の変化量ΔＴＫ1［＝ＴＫ１(10)−ＴＫ１(0)］が求められ(ステップ２１５)、同じく１０秒間の検知温度ＴＫ２の変化量ΔＴＫ２［＝ＴＫ２(10)−ＴＫ２(0)］が求められる(ステップ２１６)。
【００７０】
求められた変化量ΔＴＫ1が所定値β（例えば３℃）以上になったか否かが判定される(ステップ２１７)。この判定は、検知温度ＴＫ１の立ち上がりを検出するためのものである。また、検知温度ＴＫ1が初期値ＴＫ１(0)より所定値α（例えば１０℃）以上高くなったか否か（別の言い方をすれば、検知温度ＴＫ1の初期値ＴＫ１(0)からの変化量が所定値α以上になったか否か）が判定される(ステップ２１８)。この判定も、検知温度ＴＫ１の立ち上がりを検出するためのものである。
【００７１】
ステップ２１７，２１８の判定が共に否定（ＮＯ）の場合、タイムカウントｔ３の１秒アップに合わせて、現時点までの新たな１０秒間における最新の変化量ΔＴＫ1を求める処理が実行される。すなわち、タイムカウントｔ３の１秒アップに合わせて、上記記憶されたＴＫ１(1)，ＴＫ１(2)，…ＴＫ１(10)がＴＫ１(0)，ＴＫ１(1)，…ＴＫ１(9)として更新記憶され、現時点の検知温度ＴＫ１がＴＫ１(10)として更新記憶される（ステップ２１９）。そして、ここで更新されたＴＫ１(0)，ＴＫ１(2)，…ＴＫ１(10)に基づき、現時点までの新たな１０秒間における検知温度ＴＫ1の変化量ΔＴＫ1［＝ＴＫ１(10)−ＴＫ１(0)］が求められる(ステップ２２０)。
これは、１０秒間の変化量ΔＴＫ1を１秒毎に更新する処理であり、ステップ２１７，２１８の判定が共に否定（ＮＯ）の場合に繰り返し実行される。
【００７２】
ステップ２１７，２１８の判定のいずれか一方が肯定（ＹＥＳ）の場合（検知温度ＴＫ１の立ち上がり検出タイミング）、タイムカウントｔｎが開始される(ステップ２２１)。
【００７３】
続いて、上記求められた変化量ΔＴＫ２が所定値ΔＴ以上になったか否かが判定される(ステップ２２２)。この判定は、検知温度ＴＫ２の立ち上がりを検出するためのものである。
【００７４】
このステップ２２２の判定が否定（ＮＯ）の場合に、タイムカウントｔｎが設定値ｔｓに達すると(ステップ２２３のＹＥＳ)、そのときの検知温度ＴＫ1がＴＫ1maxとして記憶される(ステップ２２４)。
【００７５】
タイムカウントｔｎが設定値ｔｓに達しないうちは(ステップ２２３のＮＯ)、ＴＫ1maxがまだ記憶されていないとの判定の下に(ステップ２２５のＮＯ)、タイムカウントｔ３の１秒アップに合わせて、現時点までの新たな１０秒間における最新の変化量ΔＴＫ２を求める処理が実行される。すなわち、タイムカウントｔ３の１秒アップに合わせて、上記記憶されたＴＫ２(1)，ＴＫ２(2)，…ＴＫ２(10)がＴＫ２(0)，ＴＫ２(1)，…ＴＫ２(9)として更新記憶され、現時点の検知温度ＴＫ２がＴＫ２(10)として更新記憶される（ステップ２２７）。そして、ここで更新されたＴＫ２(0)，ＴＫ２(2)，…ＴＫ２(10)に基づき、現時点までの新たな１０秒間における検知温度ＴＫ２の変化量ΔＴＫ２［＝ＴＫ２(10)−ＴＫ２(0)］が求められる(ステップ２２８)。
これは、１０秒間の変化量ΔＴＫ２を１秒毎に更新する処理であり、ステップ２２２の判定が否定（ＮＯ）の場合に繰り返し実行される。
【００７６】
タイムカウントｔｎが設定値ｔｓを超えた後は(ステップ２２３のＮＯ)、ＴＫ1maxがすでに記憶済みであるため（ステップ２２５のＹＥＳ）、検知温度ＴＫ２の初期値ＴＫ２(0)からの変化量［＝ＴＫ２−ＴＫ２(0)］が検知温度ＴＫ1の初期値ＴＫ１(0)と上記ＴＫ1maxとの差［＝ＴＫ1−ＴＫ１(0)］以上となったか否かが判定される(ステップ２２６)。この判定も、検知温度ＴＫ２の立ち上がりを検出するためのものである。
このステップ２２６の判定が否定（ＮＯ）の場合、上記ステップ２２７，２２８の処理（１０秒間の変化量ΔＴＫ２を１秒毎に更新する処理）が繰り返し実行される。
【００７７】
検知温度ＴＫ２の立ち上がりを検出するためのステップ２２２，２２６の判定のいずれか一方が肯定（ＹＥＳ）の場合（検知温度ＴＫ２の立ち上がり検出タイミング）、タイムカウントｔｎが終了される(ステップ２２９)。これまでのタイムカウントｔｎは、すなわち、検知温度ＴＫ１が立ち上がってから検知温度ＴＫ２が立ち上がるまでの時間であり、保油タンク４０内の実質的な潤滑油ＯＩＬの量に比例する。このタイムカウントｔｎと設定値ｔｎｓとが比較される(ステップ２３０)。
【００７８】
タイムカウントｔｎが設定値ｔｎｓ以上であれば(ステップ２３０のＹＥＳ)、ケース１０ｃ内の潤滑油OILの量が適正であると判定される(ステップ２３１)。タイムカウントｔｎが設定値ｔｎｓ未満であれば(ステップ２３０のＮＯ)、ケース１０ｃ内の潤滑油OILの量が不足であると判定される(ステップ２３２)。
【００７９】
なお、設定値ｔｓ、所定値ΔＴ、および設定値ｔｎｓについては、圧縮機１０における冷媒の圧縮比Ｐｘ（＝高圧側圧力Ｐｄ／低圧側圧力Ｐｓ）あるいは高圧側圧力Ｐｄと低圧側圧力Ｐｓの差をパラメータとして、かつ運転モードの違い（冷房運転か暖房運転か）をパラメータとして、可変設定される。この可変設定用のテーブルが各室外制御部７０，８０のメモリ７３，８３にそれぞれ格納されている。たとえば、所定値ΔＴについては、圧縮比Ｐｘが大きいほど、あるいは高圧側圧力Ｐｄと低圧側圧力Ｐｓの差が大きいほど、高い値が設定されている。
【００８０】
油量が適正か不足かの判定結果が得られた後の処理は第１の実施形態と同じであり、その説明は省略する。
以上のように、圧縮機１０のケース１０ｃに保油タンク４０を連通し、圧縮機１０から吐出される冷媒の一部を加圧管５２により保油タンク４０に導くことで保油タンク４０に溜まった潤滑油OILを流出させ、流出する潤滑油OILを戻し管５３によりケース１０ｃに戻しながら、保油タンク４０に導かれる冷媒の温度ＴＫ１を温度センサ６１で検知し、かつ保油タンク４０から流出する潤滑油OILの温度ＴＫ２を温度センサ６２で検知し、両検知温度ＴＫ１，ＴＫ２の対比を行うことにより、従来のフロートスイッチ方式の油面調節器のような機械的なフロートスイッチを用いることなく、よって故障の心配なく、しかもタイムカウントｔｎに対する設定値ｔｎｓを適宜に定めることにより保油タンク４０の容量および形状に何ら影響を受けることなく、ケース１０内の油量を高い信頼性をもって的確に検出することができる。とくに、ケース１０ｃ内の潤滑油OILに液冷媒が混入していても、その液冷媒の混入に影響を受けることなく、ケース１０ｃ内の潤滑油OILの実質的な量を正確に検出することができる。
【００８１】
検出中は保油タンク４０から流出する潤滑油OILが戻し管５３を通ってケース１０ｃに戻るので、油量検出が何度繰り返されても問題はない。
【００８２】
保油タンク４０とケース１０ｃとを移動管４１および圧力バランス管４３の２本で連通しているので、ケース１０ｃ内の潤滑油OILを余剰分として保油タンク４０に迅速かつスムーズに移動させることが可能である。こうして、各保油タンク４０に蓄えた潤滑油OILの余剰分を、潤滑油不足が検出された圧縮機１０に必要時あるいは定期的に補充することができる。すなわち、各圧縮機１０での潤滑油不足を相互補完的にしかも迅速に解消することができて、圧縮機１０の寿命向上および信頼性向上に大きく寄与することができる。
【００８３】
潤滑油OILの余剰分を油分離器１４とは別の保油タンク４０に常に蓄えておく形となるので、油分離器１４の容量の縮小化が図れ、ひいては冷凍装置全体の小形化に寄与することができる。
【００８４】
なお、上記各実施形態では、空気調和機への適用について説明したが、他の冷凍装置にも同様に適用可能である。その他、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、要旨を変えない範囲で種々変形実施可能である。
【００８５】
【発明の効果】
以上述べたようにこの発明によれば、
圧縮機のケース内の油量を機械的なスイッチを用いることなく高い信頼性をもって的確に検出することができる信頼性にすぐれた油量検出装置を提供できる。
また、圧縮機のケース内の油量を冷媒の混入に影響を受けることなく正確に検出することができ、これにより圧縮機での油不足の解消を可能として圧縮機の寿命向上および信頼性向上に大きく寄与し得る油量検出装置を提供できる。
【００８６】
さらに、油の余剰分を油分離器とは別に常に蓄えておくことができ、その蓄えた油を必要時あるいは定期的に圧縮機に補充することを可能として圧縮機での油不足を迅速に解消することができ、これにより圧縮機の寿命向上および信頼性向上が格段に図れるとともに油分離器の容量の縮小化が図れて装置全体の小形化に寄与できる冷凍装置を提供できる。
【００８７】
また、複数台の圧縮機における油不足を相互補完的にしかも迅速に解消することができ、これにより各圧縮機の寿命向上および信頼性向上が格段に図れる冷凍装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】各実施形態の全体的な構成を示す図。
【図２】各実施形態における油量検出装置の構成を示す図。
【図３】各実施形態における油量検出装置の配管構成の具体例を示す図。
【図４】各実施形態の制御回路のブロック図。
【図５】各実施形態における各室内機の要求能力と各室外機の運転容量との関係を示す図。
【図６】第１の実施形態における油量検出制御を説明するためのフローチャート。
【図７】第２の実施形態における油量検出制御を説明するためのフローチャート。
【図８】第２の実施形態における検知温度ＴＫ１，ＴＫ２の変化の例を示す図。
【符号の説明】
１…センタ室外機
２…ターミナル室外機
３…室内機
１０…圧縮機
１０ｃ…ケース
４０…保油タンク
４１…移動管
４３…圧力バランス管
４５…油回収管
５２…加圧管
５３…戻し管
５５…バイパス管
６１，６２，６３…温度センサ
７０，８０…室外制御部
９０…室内制御部
【発明の属する技術分野】
この発明は、圧縮機のケース内の潤滑油量を検出する油量検出装置、およびその油量検出装置が搭載された冷凍装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気調和機等の冷凍装置における圧縮機は、ケース内に潤滑用の油を充填している。この潤滑油は、圧縮機が冷媒を吸い込んで吐出するのに伴い、一部が冷媒と共に冷凍サイクル中に流出するため、圧縮機において潤滑油不足を生じることがある。潤滑油が不足すると、ケース内の摺動部が油切れの状態となり、圧縮機の寿命に悪影響を与えてしまう。
【０００３】
このような不具合に対処する手段として、例えば特開平5-164417号公報に示されるようなフロートスイッチ方式の油面調節器が知られている。この油面調節器は、ケース内の潤滑油を均油管により容器内に取り込み、容器内の油面に浮かぶフロートの上下動によって油面（油量）を検出する構成となっている。
【０００４】
一方、圧縮機から冷媒と共に吐出される潤滑油を圧縮機のケース内に戻す手段として、油分離器（オイルセパレータ）が知られている。例えば特開平4-184048号公報に示されるものでは、圧縮機の冷媒吐出側配管に油分離器を設け、冷媒と一緒に吐出される潤滑油を油分離器で捕捉し、圧縮機が潤滑油不足となった場合に油分離器に溜まった潤滑油を圧縮機の冷媒吸込側配管に戻す構成となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のフロートスイッチ方式の油面調節器のように、油面を機械的なフロートスイッチによって検出するものでは、故障を生じ易い。
また、圧縮機の停止時、冷媒が液化して圧縮機のケース内や冷凍サイクルの配管中に溜まり込む、いわゆる冷媒寝込みを生じることがある。この場合、液冷媒が潤滑油に混入して潤滑油が希釈状態となり、ケース内の油面が実際量より高い位置まで上昇してしまう。このような状況において、上記の油面調節器では、液冷媒を含めた見かけ上の油面を検出することになり、正確な検出が不可能となる。実際には潤滑油不足を生じているのに、そのまま圧縮機の運転が継続し、結局は圧縮機の寿命に悪影響を与えてしまうことがある。
【０００６】
一方、上記の油分離器の例では、油分離器に溜まった潤滑油が圧縮機に一旦戻された後、次に油分離器に所定量（圧縮機の油面保持に必要な油戻し量）の潤滑油が溜まるまでに長い時間がかかり、このため圧縮機での潤滑油不足を迅速に解消することができず、結局は圧縮機の寿命に悪影響を与えてしまう。圧縮機の油面保持に必要な十分な油戻し量を確保するために油分離器の容量が大きくなってしまい、装置全体の大形化を招くという問題もある。
【０００７】
この発明は、上記の事情を考慮したもので、その目的とするところは、圧縮機のケース内の油量を機械的なスイッチを用いることなく高い信頼性をもって的確に検出することができる信頼性にすぐれた油量検出装置を提供することにある。
また、この発明は、圧縮機のケース内の油量を冷媒の混入に影響を受けることなく正確に検出することができ、これにより圧縮機での油不足の解消を可能として圧縮機の寿命向上および信頼性向上に大きく寄与し得る油量検出装置を提供することを目的とする。
【０００８】
さらに、この発明は、油の余剰分を油分離器とは別に常に蓄えておくことができ、その蓄えた油を必要時あるいは定期的に圧縮機に補充することを可能として圧縮機での油不足を迅速に解消することができ、これにより圧縮機の寿命向上および信頼性向上が格段に図れるとともに油分離器の容量の縮小化が図れて装置全体の小形化に寄与できる冷凍装置を提供することを目的とする。
【０００９】
また、この発明は、複数台の圧縮機における油不足を相互補完的にしかも迅速に解消することができ、これにより各圧縮機の寿命向上および信頼性向上が格段に図れる冷凍装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明の油量検出装置は、ケース内に潤滑用の油を充填してなる圧縮機を備えたものにおいて、上記ケースに連通された保油タンクと、上記圧縮機から吐出される冷媒の一部を上記保油タンクから油を流出させるための加圧用として同保油タンクに導く加圧管と、この加圧管に設けられた開閉弁と、上記保油タンクから流出する油を上記ケースに戻す戻し管と、上記加圧管から前記戻し管にかけて接続されたバイパス管と、このバイパス管に設けられた減圧器と、上記バイパス管に導かれる冷媒の温度を検知する第１温度検知手段と、上記戻し管における上記バイパス管の接続部より上流側で上記保油タンクから流出する流体の温度を検知する第２温度検知手段と、上記開閉弁を定期的に開放し、その開放中の上記第１温度検知手段の検知温度と上記第２温度検知手段の検知温度との対比により上記ケース内の油量を検出する検出手段と、を備える。
【００１４】
請求項２に係る発明の油量検出装置は、請求項１に係る発明において、検出手段について次のように限定している。検出手段は、上記開閉弁を定期的に開放し、その開放中の上記第１温度検知手段の検知温度と上記第２温度検知手段との差から上記保油タンク内の油の有無を検知し、その検知結果に基づいて上記ケース内の油量が適正か否かを検出する。
【００１５】
請求項３に係る発明の油量検出装置は、請求項１に係る発明において、検出手段について次のように限定している。検出手段は、上記開閉弁を定期的に開放し、その開放中の上記第１温度検知手段の検知温度と上記第２温度検知手段の検知温度との差の時間的変化に基づいて上記ケース内の油量が適正か否かを検出する。
【００１６】
請求項４に係る発明の油量検出装置は、請求項１に係る発明において、検出手段について次のように限定している。検出手段は、上記開閉弁を定期的に開放し、その開放中の上記第１温度検知手段の検知温度の立ち上がりから上記第２温度検知手段の検知温度の立ち上がりまでの時間を検出し、その検出時間と設定値との比較により前記ケース内の油量が適正か否かを検出する。
【００１７】
請求項５に係る発明の油量検出装置は、請求項１に係る発明において、検出手段について次のように限定している。検出手段は、上記開閉弁を定期的に開放し、その開放中の第１温度検知手段の検知温度ＴＫ1の変化量ΔＴＫ1を逐次に捕らえてその変化量ΔＴＫ1が所定値β以上になったとき、または検知温度ＴＫ1が初期値ＴＫ１(0)より所定値α以上高くなったとき、タイムカウントｔｎを開始し、その後、第２温度検知手段の検知温度ＴＫ２の変化量ΔＴＫ２を逐次に捕らえてその変化量ΔＴＫ２が所定値ΔＴ以上になったとき、あるいはタイムカウントｔｎが設定値ｔｓに達した時点の検知温度ＴＫ1をＴＫ1maxとして記憶して検知温度ＴＫ２の初期値ＴＫ２(0)からの変化量が上記初期値ＴＫ１(0)と上記ＴＫ1maxとの差以上となったとき、そのときのタイムカウントｔｎが設定値ｔｎｓ以上であればケース内の油量が適正と判定し、タイムカウントｔｎが設定値ｔｎｓ未満であればケース内の油量が不足と判定する。
【００１８】
請求項６に係る発明の油量検出装置は、請求項５の発明において、設定値ｔｓ、所定値ΔＴ、および設定値ｔｎｓについて次のように限定している。設定値ｔｓ、所定値ΔＴ、および設定値ｔｎｓは、圧縮機における冷媒の圧縮比あるいは高圧側圧力と低圧側圧力の差をパラメータとして可変設定される。
【００１９】
請求項７に係る発明の冷凍装置は、請求項１ないし請求項６のいずれかに係る発明の油量検出装置を搭載したものであり、次の構成を備えている。保油タンクと圧縮機の冷媒吸込側配管との間に油回収管を接続し、その油回収管の導通制御により保油タンク内の油を上記圧縮機に補充する制御手段を設けている。
【００２０】
請求項８に係る発明の冷凍装置は、ケース内に潤滑用の油を充填してなる複数台の圧縮機を備えたものであって、上記各ケースにそれぞれ連通された保油タンクと、上記各圧縮機から吐出される冷媒の一部を上記各保油タンクから油を流出させるための加圧用として同保油タンクにそれぞれ導く加圧管と、この加圧管に設けられた開閉弁と、上記各保油タンクから流出する油を前記各ケースにそれぞれ戻す戻し管と、上記加圧管から前記戻し管にかけて接続されたバイパス管と、このバイパス管に設けられた減圧器と、上記バイパス管に導かれる冷媒の温度をそれぞれ検知する第１温度検知手段と、上記戻し管における上記バイパス管の接続部より上流側で上記保油タンクから流出する流体の温度を検知する第２温度検知手段と、上記開閉弁を定期的に開放し、その開放中の上記第１温度検知手段の検知温度と上記第２温度検知手段の検知温度との対比により上記ケース内の油量を検出する検出手段と、上記各保油タンクと上記各圧縮機の冷媒吸込側配管との間にそれぞれ接続された油回収管と、この各油回収管の相互間に接続された油バランス管と、上記各油回収管の導通制御により上記各保油タンク内の油を上記各圧縮機に補充する制御手段と、を備える。
【００２１】
【発明の実施の形態】
［１］以下、本発明の冷凍装置に関する第１の実施形態について図面を参照して説明する。
図１において、１はセンタ室外機で、低圧型の圧縮機１０を備えている。圧縮機１０は、密閉形のケース１０ｃを有する。このケース１０ｃに、可変速度モータM０および定速度モータM１が収容されるとともに、摺動部の潤滑用として油（以下、潤滑油と称す）が充填されている。
【００２２】
四方弁１５がオフ（図示の状態）のとき、圧縮機１０から吐出される冷媒（ガス）が、２つの冷媒吐出側配管１１、逆止弁１２、高圧側配管１３、油分離器１４、および四方弁１５を介して室外熱交換器１６に流れる。室外熱交換器１６に流入した冷媒は、室外空気に熱を放出して液化する。室外熱交換器１６を経た冷媒（液冷媒）は、膨張弁１７、受液器１８、パックドバルブ１９、液側配管２０、および各流量調整弁２１を介して各室内機３に流れる。各室内機３に流入した冷媒は、それぞれ室内空気から熱を奪って気化する。これにより、被空調室内が冷房される。各室内機３を経た冷媒（ガス）は、ガス側配管２２、パックドバルブ２３、上記四方弁１５、液分離器２４、および冷媒吸込側配管２５を介して圧縮機１０に吸い込まれる。
【００２３】
四方弁１５がオンされると、圧縮機１０から吐出される冷媒（ガス）が、各冷媒吐出側配管１１、逆止弁１２、高圧側配管１３、油分離器１４、四方弁１５、パックドバルブ２３、およびガス側配管２２を介して各室内機３に流れる。各室内機３に流入した冷媒は、それぞれ室内空気に熱を放出して液化する。これにより、被空調室内が暖房される。各室内機３を経た冷媒（液冷媒）は、各流量調整弁２１、液側配管２０、パックドバルブ１９、受液器１８、および膨張弁１７を介して室外熱交換器１６に流れる。室外熱交換器１６に流入した冷媒は、室外空気から熱を汲み上げて気化する。室外熱交換器１６を経た冷媒（ガス）は、四方弁１５、液分離器２４、および冷媒吸込側配管２５を介して圧縮機１０に吸い込まれる。
【００２４】
油分離器１４と四方弁１５との間の高圧側配管に、高圧冷媒の圧力Pｄを検知する圧力センサ（高圧センサ）２６が取り付けられている。室外熱交換器１６に温度センサ（熱交換器温度センサ）２７が取り付けられている。室外熱交換器１６の近傍に室外ファン２８が設けられている。四方弁１５と液分離器２４との間の低圧側配管に、低圧冷媒の温度を検知する温度センサ２９が取り付けられている。冷媒吸込側配管２５に、低圧冷媒の圧力Pｓを検知する圧力センサ（低圧センサ）３０が取り付けられている。
【００２５】
油分離器１４に溜まった潤滑油は、キャピラリチューブ３１を介して冷媒吸込側配管２５に流れる。油分離器１４と四方弁１５との間の高圧側配管から、四方弁１５と液分離器２４との間の低圧側配管にかけて、開閉弁３２を介したレリースバイパスが接続されている。膨張弁１７と受液器１８との間の液側配管から、四方弁１５と液分離器２４との間の低圧側配管にかけて、流量調整弁３３を介したクーリングバイパスが接続されている。
【００２６】
一方、センタ室外機１と並んで複数台のターミナル室外機２が設置されている。各室外機２は、低圧型の圧縮機１０を備えている。圧縮機１０は、密閉形のケース１０ｃを有する。このケース１０ｃに、２台の定速度モータM１，M２が収容されるとともに、潤滑油が充填されている。
【００２７】
各室外機２は、定速度モータM１，Ｍ２を有する点、各冷媒吐出側配管１１にそれぞれ逆止弁１２が設けられている点、各冷媒吐出側配管１１から冷媒吸込側配管２５にかけて開閉弁３４，３５を介したガスバランスバイパスがそれぞれ接続されている点を除いて、センタ室外機１と同じ構成である。これら室外機２が、液側配管２０およびガス側配管２２を介してセンタ室外機１にそれぞれ並列に接続されている。
【００２８】
室外機１および各室外機２にそれぞれパックドバルブ５１が設けられ、その各パックドバルブ５１の相互間に油バランス管５０が接続されている。
【００２９】
このような構成のマルチタイプの空気調和機において、室外機１および各室外機２にそれぞれ油量検出装置が設けられている。油量検出装置は、圧縮機１０のケース１０ｃ内の潤滑油量を検出する。この油量検出装置の具体的な構成を図２に示している。
【００３０】
ケース１０ｃ内に潤滑油OILが溜まっている。このケース１０ｃに、油移動管４１および圧力バランス管４３を介して保油タンク４０が連通されている。油移動管４１はケース１０ｃの適正油面位置に接続され、圧力バランス管４３は適正油面位置より上方の部位に接続されている。
ケース１０ｃ内の圧力（低圧）と保油タンク４０内の圧力とが圧力バランス管４３を通じて同じになるので、ケース１０ｃ内の潤滑油OILの余剰分が油移動管４１を通して保油タンク４０に迅速かつスムーズに移動する。また、ケース１０ｃの適正油面位置に油移動管４１が接続されているので、ケース１０ｃ内の油面が適正油面以下になった場合は、ケース１０ｃから保油タンク４０への潤滑油OILの余計な移動が未然に防止される。
【００３１】
油移動管４１には、保油タンク４０からケース１０ｃへの油の逆流を阻止する逆止弁４２が設けられている。圧力バランス管４３には、保油タンク４０からケース１０ｃへの冷媒の流入を阻止する逆止弁４４が設けられている。
【００３２】
保油タンク４０の油流出口に油回収管４５の一端が接続され、その油回収管４５の他端が吸込側配管２５に接続されている。この油回収管４５に、開閉弁Vａ、ケース１０ｃから保油タンク４０への逆圧（保油タンク４０に油回収管４５側から圧力が加わること）を阻止する逆止弁４６、およびキャピラリチューブ４７が順次に設けられている。なお、キャピラリチューブ４７に対し、開閉弁Vｂおよび逆止弁４８がそれぞれ並列に接続されている。
【００３３】
油回収管４５における逆止弁４６とキャピラリチューブ４７との間に、上記パックドバルブ５１を介して上記油バランス管５０が接続されている。
【００３４】
高圧側配管１３と保油タンク４０の冷媒流入口との間に加圧管５２が接続されている。加圧管５２は、圧縮機１０から吐出される冷媒の一部を保油タンク４０から潤滑油OILを流出させるための加圧用として保油タンク４０に導くためのものである。この加圧管５２に、開閉弁Ｖｃが設けられている。
【００３５】
保油タンク４０の油流出口（油回収管４５の一端部）に戻し管５３の一端が連通され、その戻し管５３の他端が上記圧力バランス管４３の一部を介してケース１０ｃに連通されている。戻し管５３は、保油タンク４０から流出する潤滑油OILをケース１０ｃに戻すためのものである。この戻し管５３に減圧器たとえばキャピラリチューブ５４が設けられている。
【００３６】
加圧管５２の中途部（開閉弁Ｖｃの下流側）から戻し管５３の中途部（キャピラリチューブ５４の下流側）にかけてバイパス管５５が接続され、そのバイパス管５５に減圧器たとえばキャピラリチューブ５６が設けられている。加圧管５２から保油タンク４０への冷媒の流れ込み量が減少しても、加圧管５２内の冷媒はバイパス管５５を経由して常に流れる。このバイパス管５５に温度センサ（第１温度検知手段）６１が取り付けられている。温度センサ６１は、加圧用の冷媒（ガス）の温度ＴＫ1を検知する。
【００３７】
戻し管５３の一端部に温度センサ（第２温度検知手段）６２が取り付けられている。温度センサ６２は、保油タンク４０から流出する潤滑油OILの温度ＴＫ２を検知する。油移動管４１に温度センサ６３が取り付けられている。温度センサ６３は、ケース１０ｃから保油タンク４０へ移動する潤滑油OILの温度ＴＫ３を検知する。
なお、油量検出装置の配管構成の具体例を図２と同一部分に同一符号を付して図３に示している。
【００３８】
また、油量検出装置を含む空気調和機全体の制御回路を図４に示している。
図４において、７０はセンタ室外機１に搭載された室外制御部、８０は各ターミナル室外機２に搭載された室外制御部、９０は各室内機３に搭載された室内制御部である。これら室外制御部７０，８０および室内制御部９０がデータ伝送用のバスライン６６を介して相互接続されている。
【００３９】
室外制御部７０は、各室内制御部９０からの指令に応じて当該センタ室外機１および各ターミナル室外機２を統括的に制御するもので、ＣＰＵ７１、制御プログラム及びデータを記憶するメモリ７２、時間カウント用のタイマ７３などを備える。
とくに、ＣＰＵ７１は、油量検出に関する主要な機能として、圧縮機１０の運転中に油回収管４５の開閉弁Ｖａを閉じた状態で、加圧管５２の開閉弁Ｖｃを定期的に開放し、その開放中の温度センサ６１の検知温度ＴＫ１と温度センサ６２の検知温度ＴＫ２との対比によりケース１０ｃの潤滑油OILの量を検出する検出手段を備える。具体的には、温度センサ６１の検知温度ＴＫ１と温度センサ６２の検知温度ＴＫ２との差から保油タンク４０内の潤滑油OILの有無を検知し、その検知結果に基づいてケース１０ｃ内の潤滑油OILの量が適正か否かを検出する。
【００４０】
この室外制御部７０に、インバータ７４、開閉接点７５、開閉弁Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ、温度センサ６１，６２，６３が接続されている。インバータ７４は、商用交流電源６５の電圧を直流電圧に変換し、その直流電圧をスイッチングにより室外制御部７０からの指令に応じた所定周波数およびレベルの交流電圧に変換し、出力する。この出力が可変速度モータＭｏに駆動電力として供給される。インバータ７４の出力周波数が変化するのに伴い、可変速度モータＭｏの回転数が変化する。開閉接点７５は、商用交流電源６５と定速度モータＭ１との間の通電路に挿接されている。この開閉接点７５がオンされると定速度モータＭ１が一定の回転数で動作し、開閉接点７５がオフされると定速度モータＭ１の動作が停止する。すなわち、可変速度モータＭｏの回転数変化、および定速度モータＭ１の運転オン・オフにより、センタ室外機１における圧縮機１０の容量が変化する。
【００４１】
各室外制御部８０は、センタ室外機１からの指令に応じて当該ターミナル室外機２を制御するもので、ＣＰＵ８１、制御プログラム及びデータを記憶するメモリ８２などを備える。
とくに、ＣＰＵ８１は、油量検出に関する主要な機能として、圧縮機１０の運転中に油回収管４５の開閉弁Ｖａを閉じた状態で、加圧管５２の開閉弁Ｖｃを定期的に開放し、その開放中の温度センサ６１の検知温度ＴＫ１と温度センサ６２の検知温度ＴＫ２との対比によりケース１０ｃ内の潤滑油量を検出する検出手段を備える。具体的には、加圧管５２の開閉弁Ｖｃを定期的に開放し、その開放中の温度センサ６１の検知温度ＴＫ１と温度センサ６２の検知温度ＴＫ２との差から保油タンク４０内の潤滑油OILの有無を検知し、その検知結果に基づいてケース１０ｃ内の潤滑油OILの量が適正か否かを検出する。
【００４２】
この室外制御部８０に、開閉接点８４，８５、開閉弁Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ、温度センサ６１，６２，６３が接続されている。開閉接点８４は、商用交流電源６５と定速度モータＭ１との間の通電路に挿接されている。この開閉接点８４がオンされると定速度モータＭ１が一定の回転数で動作し、開閉接点８４がオフされると定速度モータＭ１の動作が停止する。開閉接点８５は、商用交流電源６５と定速度モータＭ２との間の通電路に挿接されている。この開閉接点８５がオンされると定速度モータＭ２が一定の回転数で動作し、開閉接点８５がオフされると定速度モータＭ２の動作が停止する。すなわち、定速度モータＭ１，Ｍ２の運転オン・オフにより、ターミナル室外機２における圧縮機１０の容量が変化する。
【００４３】
各室内制御部９０は、当該室内機３を制御するもので、ＣＰＵ９１、制御プログラム及びデータを記憶するメモリ９２などを有する。この室内制御部９０に、被空調室内の温度Ｔａを検知する室内温度センサ９３、上記流量調整弁２１、および受光部９４が接続されている。受光部９４は、リモートコントロール式の操作器（以下、リモコンと略称する）９５から発せられる運転条件設定用の赤外線光を受け、その受光データを室内制御部９０に入力する。リモコン９５は、運転のオン・オフ、運転モード（冷房・除湿・暖房・送風等）および室内温度設定値Ｔｓなどの各種運転条件を設定するための赤外線光を使用者の操作に応じて発する。
【００４４】
以下、空気調和機の全体的な動作について図５を参照しながら説明する。
各室内機３は、リモコン９５で設定される室内温度設定値Ｔｓと室内温度センサ９３で検知される室内温度Ｔａとの差を要求能力（空調負荷とも称す）として求め、その要求能力に応じて流量調整弁２１の開度を制御するとともに、要求能力および運転モードをセンタ室外機１に知らせる。
【００４５】
センタ室外機１は、各室内機３から知らされる運転モードに応じて当該センタ室外機１および各ターミナル室外機２におけるそれぞれ四方弁１５を制御するとともに、各室内機３から知らされる要求能力の総和を求め、その総和に応じて当該センタ室外機１および各ターミナル室外機２の運転容量（各圧縮機１０の容量）の総和を制御する。すなわち、センタ室外機１の圧縮機１０における可変速度モータＭｏの回転数制御が基礎として実行され、その上で、各圧縮機１０における定速度モータＭ１，Ｍ２の運転オン・オフ（運転台数）が制御される。たとえば、要求能力の総和が増えると、室外機１，２の運転容量（各圧縮機１０の容量）の総和が増大される。要求能力の総和が減ると、室外機１，２の運転容量（各圧縮機１０の容量）の総和が減少される。
【００４６】
次に、油量検出装置の動作について図６のフローチャートを参照しながら説明する。
圧縮機１のケース１０ｃ内の油面が移動管４１の接続位置より高ければ、その接続位置より高い分の余剰潤滑油OILが移動管４１を通って保油タンク４０に移動する。
【００４７】
各室外制御部７０，８０のタイマ７３，８３の計時に基づく定期的な油量検出タイミングにおいて、温度センサ６１の検知温度ＴＫ１が初期値ＴＫ１(0)として記憶される（ステップ１０１）。温度センサ６２の検知温度ＴＫ２が温度センサ６３の検知温度ＴＫ３以上の状態にあれば（ステップ１０２のＹＥＳ）、そのときの検知温度ＴＫ２が初期値ＴＫ２(0)として記憶される（ステップ１０３）。検知温度ＴＫ２が検知温度ＴＫ３より低ければ（ステップ１０２のＮＯ）、そのときの検知温度ＴＫ３が検知温度ＴＫ２に代わり初期値ＴＫ２(0)として記憶される（ステップ１０４）。
【００４８】
続いて、油回収管４５の開閉弁Ｖａが開放され（ステップ１０５）、同時にタイムカウントｔ１が開始される（ステップ１０６）。開閉弁Ｖａが開くと、保油タンク４０の油流出口が油回収管４５を通して冷媒吸込側配管２５に連通される。
【００４９】
タイムカウントｔ１が３秒に達すると（ステップ１０７のＹＥＳ）、加圧管５２の開閉弁Ｖｃが開放され（ステップ１０８）、同時にタイムカウントｔ２が開始される（ステップ１０９）。そして、タイムカウントｔ２が１秒に達したとき（ステップ１１０のＹＥＳ）、開閉弁Ｖａが閉成される（ステップ１１１）。なお、ここでの開閉弁Ｖａの開放、３秒後の開閉弁Ｖｃの開放、１秒後の開閉弁Ｖａの閉成は、タンク加圧時の逆止弁４２，４４への衝撃波防止のための遅延動作である。
【００５０】
開閉弁Ｖｃの開放により、圧縮機１０から吐出される冷媒の一部が保油タンク４０に注入される。保油タンク４０内に潤滑油OILが溜まっていれば、その潤滑油OILが冷媒の注入に基づく加圧作用を受けて保油タンク４０の油流出口から流出する。保油タンク４０内に潤滑油OILが溜まっていなければ、注入された冷媒がそのまま保油タンク４０の油流出口から流出する。流出する潤滑油OIL（または冷媒）は、油回収管４５、戻し管５３、および油バランス管４３を通ってケース１０ｃに流れる。
【００５１】
このとき、保油タンク４０に注入される冷媒（ガス）の温度ＴＫ１が温度センサ６１で検知され、保油タンク４０から流出する流体（潤滑油OILまたは冷媒）の温度ＴＫ２が温度センサ６２で検知される。そして、両検知温度ＴＫ１，ＴＫ２の差ΔＴＫが求められる（ステップ１１２）。
保油タンク４０に潤滑油OILが溜まっている場合、検知温度ＴＫ１の立ち上がりに対し、検知温度ＴＫ２の立ち上がりが遅れる。温度差ΔＴＫが設定値ΔＴＫｓ以上であれば（ステップ１１３のＹＥＳ）、保油タンク４０内に潤滑油OILが有ると判定され（ステップ１１４）、これに基づき、ケース１０ｃ内の潤滑油OILの量が適正であると判定される(ステップ１１５)。
【００５２】
保油タンク４０に潤滑油OILが溜まっていない場合、検知温度ＴＫ１の立ち上がりに対し、検知温度ＴＫ２がすぐに追従して立ち上がる。温度差ΔＴＫは設定値ΔＴＫｓ未満であり（ステップ１１３のＮＯ）、保油タンク４０内に潤滑油OILが無いと判定され（ステップ１１６）、これに基づき、ケース１０ｃ内の潤滑油OILの量が不足であると判定される(ステップ１１７)。
【００５３】
油量が適正か不足かの判定結果が得られたとき、あるいは圧縮機１０の運転が停止したとき、あるいはターミナル室外機２の場合はセンタ室外機１から均油制御開始指令を受けたとき、検出終了動作が実行される。
【００５４】
すなわち、検出終了動作では、開閉弁Ｖｃが開放状態のまま開閉弁Ｖａが開放される。この開閉弁Ｖａの開放により、保油タンク４０内の圧力が油回収管４５を介して冷媒吸込側配管２５にパージされる。そして、開閉弁Ｖａの開放から５秒後、開閉弁Ｖｃが閉成される。この３０秒後、開閉弁Ｖａが閉成される。
【００５５】
油量が不足しているとの判定結果がセンタ室外機１で得られた場合、センタ室外機１から各ターミナル室外機２の全てに均油制御開始が指令される。均油制御開始指令を受けた各ターミナル室外機２では、開閉弁Ｖａが開放される。この各開閉弁Ｖａの開放により、各油回収管４５が導通し、各ターミナル室外機２の保油タンク４０に溜まっている潤滑油OIL（＝余剰分）が油バランス管５０に流れる。
【００５６】
センタ室外機１では、開閉弁Ｖｂが開放されており、各ターミナル室外機２から油バランス管５０に流れた潤滑油OILが油回収管４５および開閉弁Ｖｂを通って冷媒吸込側配管２５に取り込まれる。これにより、センタ室外機１における圧縮機１０の潤滑油不足が解消される。
油量が不足しているとの判定結果が各ターミナル室外機２のいずれかで得られた場合は、そのターミナル室外機２からセンタ室外機１に油不足が報知される。この報知に基づき、油量不足の生じたターミナル室外機２を除く他のターミナル室外機２の全てにセンタ室外機１から均油制御開始が指令される。センタ室外機１および均油制御開始指令を受けた各ターミナル室外機２では、開閉弁Ｖａが開放される。この各開閉弁Ｖａの開放により、各油回収管４５が導通し、センタ室外機１および同各ターミナル室外機２の保油タンク４０に溜まっている潤滑油OIL（＝余剰分）が油バランス管５０に流れる。
【００５７】
油量不足の生じたターミナル室外機２では、開閉弁Ｖｂが開放されており、センタ室外機１および他のターミナル室外機２から油バランス管５０に流れた潤滑油OILが油回収管４５および開閉弁Ｖｂを通って冷媒吸込側配管２５に取り込まれる。これにより、ターミナル室外機２における圧縮機１０の潤滑油不足が解消される。
【００５８】
以上のように、圧縮機１０のケース１０ｃに保油タンク４０を連通し、圧縮機１０から吐出される冷媒の一部を加圧管５２により保油タンク４０に導くことで保油タンク４０に溜まった潤滑油OILを流出させ、流出する潤滑油OILを戻し管５３によりケース１０ｃに戻しながら、保油タンク４０に導かれる冷媒の温度ＴＫ１を温度センサ６１で検知し、かつ保油タンク４０から流出する潤滑油OILの温度ＴＫ２を温度センサ６２で検知し、両検知温度ＴＫ１，ＴＫ２の対比を行うことにより、従来のフロートスイッチ方式の油面調節器のような機械的なフロートスイッチを用いることなく、よって故障の心配なく、しかも保油タンク４０の容量および形状に何ら影響を受けることなく、ケース１０内の油量を高い信頼性をもって的確に検出することができる。
検出中は保油タンク４０から流出する潤滑油OILが戻し管５３を通ってケース１０ｃに戻るので、油量検出が何度繰り返されても問題はない。
【００５９】
保油タンク４０とケース１０ｃとを移動管４１および圧力バランス管４３の２本で連通しているので、ケース１０ｃ内の潤滑油OILを余剰分として保油タンク４０に迅速かつスムーズに移動させることができる。そして、各保油タンク４０に蓄えた潤滑油OILの余剰分を、潤滑油不足が検出された圧縮機１０に必要時あるいは定期的に補充することができる。すなわち、各圧縮機１０での潤滑油不足を相互補完的にしかも迅速に解消することができて、圧縮機１０の寿命向上および信頼性向上に大きく寄与することができる。
【００６０】
潤滑油OILの余剰分を油分離器１４とは別の保油タンク４０に常に蓄えておく形となるので、油分離器１４の容量の縮小化が図れ、ひいては冷凍装置全体の小形化に寄与することができる。
【００６１】
［２］第２の実施形態について説明する。
室外制御部７０のＣＰＵ７１は、油量検出に関する主要な機能として、圧縮機１０の運転中に油回収管４５の開閉弁Ｖａを閉じた状態で、加圧管５２の開閉弁Ｖｃを定期的に開放し、その開放中の温度センサ６１の検知温度ＴＫ１と温度センサ６２の検知温度ＴＫ２との対比によりケース１０ｃの潤滑油OILの量を検出する検出手段を備える。具体的には、温度センサ６１の検知温度ＴＫ１と温度センサ６２の検知温度ＴＫ２との差の時間的変化に基づいて保油タンク４０内の潤滑油OILの実質的な量を液冷媒の混入にかかわらず検知し、その検知結果に基づき、ケース１０ｃ内の潤滑油OILの量が適正か否かを検出する。要するに、検知温度ＴＫ１の立ち上がりから検知温度ＴＫ２の立ち上がりまでの時間ｔｎを検出し、その検出時間ｔｎと設定値ｔｎｓとの比較により保油タンク４０内の潤滑油OILの実質的な量を液冷媒の混入にかかわらず検知し、その検知結果に基づき、ケース１０ｃ内の潤滑油OILの量が適正か否かを検出するようにしている。
【００６２】
各室外制御部８０のＣＰＵ８１は、油量検出に関する主要な機能として、圧縮機１０の運転中に油回収管４５の開閉弁Ｖａを閉じた状態で、加圧管５２の開閉弁Ｖｃを定期的に開放し、その開放中の温度センサ６１の検知温度ＴＫ１と温度センサ６２の検知温度ＴＫ２との対比によりケース１０ｃ内の潤滑油量を検出する検出手段を備える。具体的には、加圧管５２の開閉弁Ｖｃを定期的に開放し、その開放中の温度センサ６１の検知温度ＴＫ１と温度センサ６２の検知温度ＴＫ２との差の時間的変化に基づいて保油タンク４０内の潤滑油OILの実質的な量を液冷媒の混入にかかわらず検知し、その検知結果に基づき、ケース１０ｃ内の潤滑油OILの量が適正か否かを検出する。要するに、検知温度ＴＫ１の立ち上がりから検知温度ＴＫ２の立ち上がりまでの時間ｔｎを検出し、その検出時間ｔｎと設定値ｔｎｓとの比較により保油タンク４０内の潤滑油OILの実質的な量を液冷媒の混入にかかわらず検知し、その検知結果に基づき、ケース１０ｃ内の潤滑油OILの量が適正か否かを検出するようにしている。
他の構成は第１の実施形態と同じであり、その説明は省略する。
【００６３】
油量検出装置の動作について図７のフローチャートおよび図８を参照しながら説明する。
定期的な油量検出タイミングにおいて、温度センサ６１の検知温度ＴＫ１が初期値ＴＫ１(0)として記憶される（ステップ２０１）。温度センサ６２の検知温度ＴＫ２が温度センサ６３の検知温度ＴＫ３以上の状態にあれば（ステップ２０２のＹＥＳ）、そのときの検知温度ＴＫ２が初期値ＴＫ２(0)として記憶される（ステップ２０３）。検知温度ＴＫ２が検知温度ＴＫ３より低ければ（ステップ２０２のＮＯ）、そのときの検知温度ＴＫ３が検知温度ＴＫ２に代わり初期値ＴＫ２(0)として記憶される（ステップ２０４）。
【００６４】
続いて、油回収管４５の開閉弁Ｖａが開放され（ステップ２０５）、同時にタイムカウントｔ１が開始される（ステップ２０６）。開閉弁Ｖａが開くと、保油タンク４０の油流出口が油回収管４５を通して冷媒吸込側配管２５に連通される。
【００６５】
タイムカウントｔ１が３秒に達すると（ステップ２０７のＹＥＳ）、加圧管５２の開閉弁Ｖｃが開放され（ステップ２０８）、同時にタイムカウントｔ２が開始される（ステップ２０９）。そして、タイムカウントｔ２が１秒に達したとき（ステップ２１０のＹＥＳ）、開閉弁Ｖａが閉成される（ステップ２１１）。なお、ここでの開閉弁Ｖａの開放、３秒後の開閉弁Ｖｃの開放、１秒後の開閉弁Ｖａの閉成は、タンク加圧時の逆止弁４２，４４への衝撃波防止のための遅延動作である。
【００６６】
開閉弁Ｖｃの開放により、圧縮機１０から吐出される冷媒の一部が保油タンク４０に注入される。保油タンク４０内に潤滑油OILが溜まっていれば、その潤滑油OILが冷媒の注入に基づく加圧作用を受けて保油タンク４０の油流出口から流出する。保油タンク４０内に潤滑油OILが溜まっていなければ、注入された冷媒がそのまま保油タンク４０の油流出口から流出する。流出する潤滑油OIL（または冷媒）は、油回収管４５、戻し管５３、および油バランス管４３を通ってケース１０ｃに流れる。
【００６７】
このとき、保油タンク４０に注入される冷媒（ガス）の温度ＴＫ１が温度センサ６１で検知され、保油タンク４０から流出する流体（潤滑油OILまたは冷媒）の温度ＴＫ２が温度センサ６２で検知される。
保油タンク４０に潤滑油OILが溜まっていた場合には、図８に示すように、先ずは検知温度ＴＫ１が立ち上がり上昇し、その検知温度ＴＫ１が安定するころ、今度は検知温度ＴＫ２が立ち上がり上昇し、やがて検知温度ＴＫ２も安定する。つまり、検知温度ＴＫ１と検知温度ＴＫ２との差は、一旦は増大方向に変化し、やがて徐々に減少していく形となる。
ここで、検知温度ＴＫ１が立ち上がってから検知温度ＴＫ２が立ち上がるまでの時間は、保油タンク４０内の潤滑油OILに液冷媒が混じっているかどうかにかかわらず、保油タンク４０内の潤滑油OILの実質的な量に対応する。
【００６８】
上記ステップ２１２における開閉弁Ｖａの閉成後、タイムカウントｔ３が開始される（ステップ２１２）。このタイムカウントｔ３が１秒進むと、そのときの検知温度ＴＫ１，ＴＫ２がＴＫ１(1) ，ＴＫ２(1)としてそれぞれ記憶される。タイムカウントｔ３がさらに１秒進むと、そのときの検知温度ＴＫ１，ＴＫ２がＴＫ１(2) ，ＴＫ２(2)としてそれぞれ記憶される。こうして、タイムカウントｔ３が１秒進むごとに、検知温度ＴＫ１がＴＫ１(1)，ＴＫ１(2)，…ＴＫ１(n)として順次に記憶され、かつ検知温度ＴＫ２がＴＫ２(1)，ＴＫ２(2)，…ＴＫ２(n)として順次に記憶されていく(ステップ２１３)。なお、検知温度ＴＫ２が初期値ＴＫ２(0)より低い場合は、初期値ＴＫ２(0)が検知温度ＴＫ２として採用される。
【００６９】
タイムカウントｔ３が１０秒に達したとき（ステップ２１４のＹＥＳ）、それまでの１０秒間の検知温度ＴＫ1の変化量ΔＴＫ1［＝ＴＫ１(10)−ＴＫ１(0)］が求められ(ステップ２１５)、同じく１０秒間の検知温度ＴＫ２の変化量ΔＴＫ２［＝ＴＫ２(10)−ＴＫ２(0)］が求められる(ステップ２１６)。
【００７０】
求められた変化量ΔＴＫ1が所定値β（例えば３℃）以上になったか否かが判定される(ステップ２１７)。この判定は、検知温度ＴＫ１の立ち上がりを検出するためのものである。また、検知温度ＴＫ1が初期値ＴＫ１(0)より所定値α（例えば１０℃）以上高くなったか否か（別の言い方をすれば、検知温度ＴＫ1の初期値ＴＫ１(0)からの変化量が所定値α以上になったか否か）が判定される(ステップ２１８)。この判定も、検知温度ＴＫ１の立ち上がりを検出するためのものである。
【００７１】
ステップ２１７，２１８の判定が共に否定（ＮＯ）の場合、タイムカウントｔ３の１秒アップに合わせて、現時点までの新たな１０秒間における最新の変化量ΔＴＫ1を求める処理が実行される。すなわち、タイムカウントｔ３の１秒アップに合わせて、上記記憶されたＴＫ１(1)，ＴＫ１(2)，…ＴＫ１(10)がＴＫ１(0)，ＴＫ１(1)，…ＴＫ１(9)として更新記憶され、現時点の検知温度ＴＫ１がＴＫ１(10)として更新記憶される（ステップ２１９）。そして、ここで更新されたＴＫ１(0)，ＴＫ１(2)，…ＴＫ１(10)に基づき、現時点までの新たな１０秒間における検知温度ＴＫ1の変化量ΔＴＫ1［＝ＴＫ１(10)−ＴＫ１(0)］が求められる(ステップ２２０)。
これは、１０秒間の変化量ΔＴＫ1を１秒毎に更新する処理であり、ステップ２１７，２１８の判定が共に否定（ＮＯ）の場合に繰り返し実行される。
【００７２】
ステップ２１７，２１８の判定のいずれか一方が肯定（ＹＥＳ）の場合（検知温度ＴＫ１の立ち上がり検出タイミング）、タイムカウントｔｎが開始される(ステップ２２１)。
【００７３】
続いて、上記求められた変化量ΔＴＫ２が所定値ΔＴ以上になったか否かが判定される(ステップ２２２)。この判定は、検知温度ＴＫ２の立ち上がりを検出するためのものである。
【００７４】
このステップ２２２の判定が否定（ＮＯ）の場合に、タイムカウントｔｎが設定値ｔｓに達すると(ステップ２２３のＹＥＳ)、そのときの検知温度ＴＫ1がＴＫ1maxとして記憶される(ステップ２２４)。
【００７５】
タイムカウントｔｎが設定値ｔｓに達しないうちは(ステップ２２３のＮＯ)、ＴＫ1maxがまだ記憶されていないとの判定の下に(ステップ２２５のＮＯ)、タイムカウントｔ３の１秒アップに合わせて、現時点までの新たな１０秒間における最新の変化量ΔＴＫ２を求める処理が実行される。すなわち、タイムカウントｔ３の１秒アップに合わせて、上記記憶されたＴＫ２(1)，ＴＫ２(2)，…ＴＫ２(10)がＴＫ２(0)，ＴＫ２(1)，…ＴＫ２(9)として更新記憶され、現時点の検知温度ＴＫ２がＴＫ２(10)として更新記憶される（ステップ２２７）。そして、ここで更新されたＴＫ２(0)，ＴＫ２(2)，…ＴＫ２(10)に基づき、現時点までの新たな１０秒間における検知温度ＴＫ２の変化量ΔＴＫ２［＝ＴＫ２(10)−ＴＫ２(0)］が求められる(ステップ２２８)。
これは、１０秒間の変化量ΔＴＫ２を１秒毎に更新する処理であり、ステップ２２２の判定が否定（ＮＯ）の場合に繰り返し実行される。
【００７６】
タイムカウントｔｎが設定値ｔｓを超えた後は(ステップ２２３のＮＯ)、ＴＫ1maxがすでに記憶済みであるため（ステップ２２５のＹＥＳ）、検知温度ＴＫ２の初期値ＴＫ２(0)からの変化量［＝ＴＫ２−ＴＫ２(0)］が検知温度ＴＫ1の初期値ＴＫ１(0)と上記ＴＫ1maxとの差［＝ＴＫ1−ＴＫ１(0)］以上となったか否かが判定される(ステップ２２６)。この判定も、検知温度ＴＫ２の立ち上がりを検出するためのものである。
このステップ２２６の判定が否定（ＮＯ）の場合、上記ステップ２２７，２２８の処理（１０秒間の変化量ΔＴＫ２を１秒毎に更新する処理）が繰り返し実行される。
【００７７】
検知温度ＴＫ２の立ち上がりを検出するためのステップ２２２，２２６の判定のいずれか一方が肯定（ＹＥＳ）の場合（検知温度ＴＫ２の立ち上がり検出タイミング）、タイムカウントｔｎが終了される(ステップ２２９)。これまでのタイムカウントｔｎは、すなわち、検知温度ＴＫ１が立ち上がってから検知温度ＴＫ２が立ち上がるまでの時間であり、保油タンク４０内の実質的な潤滑油ＯＩＬの量に比例する。このタイムカウントｔｎと設定値ｔｎｓとが比較される(ステップ２３０)。
【００７８】
タイムカウントｔｎが設定値ｔｎｓ以上であれば(ステップ２３０のＹＥＳ)、ケース１０ｃ内の潤滑油OILの量が適正であると判定される(ステップ２３１)。タイムカウントｔｎが設定値ｔｎｓ未満であれば(ステップ２３０のＮＯ)、ケース１０ｃ内の潤滑油OILの量が不足であると判定される(ステップ２３２)。
【００７９】
なお、設定値ｔｓ、所定値ΔＴ、および設定値ｔｎｓについては、圧縮機１０における冷媒の圧縮比Ｐｘ（＝高圧側圧力Ｐｄ／低圧側圧力Ｐｓ）あるいは高圧側圧力Ｐｄと低圧側圧力Ｐｓの差をパラメータとして、かつ運転モードの違い（冷房運転か暖房運転か）をパラメータとして、可変設定される。この可変設定用のテーブルが各室外制御部７０，８０のメモリ７３，８３にそれぞれ格納されている。たとえば、所定値ΔＴについては、圧縮比Ｐｘが大きいほど、あるいは高圧側圧力Ｐｄと低圧側圧力Ｐｓの差が大きいほど、高い値が設定されている。
【００８０】
油量が適正か不足かの判定結果が得られた後の処理は第１の実施形態と同じであり、その説明は省略する。
以上のように、圧縮機１０のケース１０ｃに保油タンク４０を連通し、圧縮機１０から吐出される冷媒の一部を加圧管５２により保油タンク４０に導くことで保油タンク４０に溜まった潤滑油OILを流出させ、流出する潤滑油OILを戻し管５３によりケース１０ｃに戻しながら、保油タンク４０に導かれる冷媒の温度ＴＫ１を温度センサ６１で検知し、かつ保油タンク４０から流出する潤滑油OILの温度ＴＫ２を温度センサ６２で検知し、両検知温度ＴＫ１，ＴＫ２の対比を行うことにより、従来のフロートスイッチ方式の油面調節器のような機械的なフロートスイッチを用いることなく、よって故障の心配なく、しかもタイムカウントｔｎに対する設定値ｔｎｓを適宜に定めることにより保油タンク４０の容量および形状に何ら影響を受けることなく、ケース１０内の油量を高い信頼性をもって的確に検出することができる。とくに、ケース１０ｃ内の潤滑油OILに液冷媒が混入していても、その液冷媒の混入に影響を受けることなく、ケース１０ｃ内の潤滑油OILの実質的な量を正確に検出することができる。
【００８１】
検出中は保油タンク４０から流出する潤滑油OILが戻し管５３を通ってケース１０ｃに戻るので、油量検出が何度繰り返されても問題はない。
【００８２】
保油タンク４０とケース１０ｃとを移動管４１および圧力バランス管４３の２本で連通しているので、ケース１０ｃ内の潤滑油OILを余剰分として保油タンク４０に迅速かつスムーズに移動させることが可能である。こうして、各保油タンク４０に蓄えた潤滑油OILの余剰分を、潤滑油不足が検出された圧縮機１０に必要時あるいは定期的に補充することができる。すなわち、各圧縮機１０での潤滑油不足を相互補完的にしかも迅速に解消することができて、圧縮機１０の寿命向上および信頼性向上に大きく寄与することができる。
【００８３】
潤滑油OILの余剰分を油分離器１４とは別の保油タンク４０に常に蓄えておく形となるので、油分離器１４の容量の縮小化が図れ、ひいては冷凍装置全体の小形化に寄与することができる。
【００８４】
なお、上記各実施形態では、空気調和機への適用について説明したが、他の冷凍装置にも同様に適用可能である。その他、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、要旨を変えない範囲で種々変形実施可能である。
【００８５】
【発明の効果】
以上述べたようにこの発明によれば、
圧縮機のケース内の油量を機械的なスイッチを用いることなく高い信頼性をもって的確に検出することができる信頼性にすぐれた油量検出装置を提供できる。
また、圧縮機のケース内の油量を冷媒の混入に影響を受けることなく正確に検出することができ、これにより圧縮機での油不足の解消を可能として圧縮機の寿命向上および信頼性向上に大きく寄与し得る油量検出装置を提供できる。
【００８６】
さらに、油の余剰分を油分離器とは別に常に蓄えておくことができ、その蓄えた油を必要時あるいは定期的に圧縮機に補充することを可能として圧縮機での油不足を迅速に解消することができ、これにより圧縮機の寿命向上および信頼性向上が格段に図れるとともに油分離器の容量の縮小化が図れて装置全体の小形化に寄与できる冷凍装置を提供できる。
【００８７】
また、複数台の圧縮機における油不足を相互補完的にしかも迅速に解消することができ、これにより各圧縮機の寿命向上および信頼性向上が格段に図れる冷凍装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】各実施形態の全体的な構成を示す図。
【図２】各実施形態における油量検出装置の構成を示す図。
【図３】各実施形態における油量検出装置の配管構成の具体例を示す図。
【図４】各実施形態の制御回路のブロック図。
【図５】各実施形態における各室内機の要求能力と各室外機の運転容量との関係を示す図。
【図６】第１の実施形態における油量検出制御を説明するためのフローチャート。
【図７】第２の実施形態における油量検出制御を説明するためのフローチャート。
【図８】第２の実施形態における検知温度ＴＫ１，ＴＫ２の変化の例を示す図。
【符号の説明】
１…センタ室外機
２…ターミナル室外機
３…室内機
１０…圧縮機
１０ｃ…ケース
４０…保油タンク
４１…移動管
４３…圧力バランス管
４５…油回収管
５２…加圧管
５３…戻し管
５５…バイパス管
６１，６２，６３…温度センサ
７０，８０…室外制御部
９０…室内制御部
Claims (8)
- ケース内に潤滑用の油を充填してなる圧縮機を備えたものにおいて、
前記ケースに連通された保油タンクと、
前記圧縮機から吐出される冷媒の一部を前記保油タンクから油を流出させるための加圧用として同保油タンクに導く加圧管と、
この加圧管に設けられた開閉弁と、
前記保油タンクから流出する油を前記ケースに戻す戻し管と、
前記加圧管から前記戻し管にかけて接続されたバイパス管と、
このバイパス管に設けられた減圧器と、
前記バイパス管に導かれる冷媒の温度を検知する第１温度検知手段と、
前記戻し管における前記バイパス管の接続部より上流側で前記保油タンクから流出する流体の温度を検知する第２温度検知手段と、
前記開閉弁を定期的に開放し、その開放中の前記第１温度検知手段の検知温度と前記第２温度検知手段の検知温度との対比により前記ケース内の油量を検出する検出手段と、
を具備したことを特徴とする油量検出装置。 - 請求項１に記載の油量検出装置において、
前記検出手段は、前記開閉弁を定期的に開放し、その開放中の前記第１温度検知手段の検知温度と前記第２温度検知手段の検知温度との差から前記保油タンク内の油の有無を検知し、その検知結果に基づいて前記ケース内の油量が適正か否かを検出する、
ことを特徴とする油量検出装置。 - 請求項１に記載の油量検出装置において、
前記検出手段は、前記開閉弁を定期的に開放し、その開放中の前記第１温度検知手段の検知温度と前記第２温度検知手段の検知温度との差の時間的変化に基づいて前記ケース内の油量が適正か否かを検出する、
ことを特徴とする油量検出装置。 - 請求項１に記載の油量検出装置において、
前記検出手段は、前記開閉弁を定期的に開放し、その開放中の前記第１温度検知手段の検知温度の立ち上がりから前記第２温度検知手段の検知温度の立ち上がりまでの時間を検出し、その検出時間と設定値との比較により前記ケース内の油量が適正か否かを検出する、
ことを特徴とする油量検出装置。 - 請求項１に記載の油量検出装置において、
前記検出手段は、前記開閉弁を定期的に開放し、その開放中の前記第１温度検知手段の検知温度ＴＫ1の変化量ΔＴＫ1を逐次に捕らえてその変化量ΔＴＫ1が所定値β以上になったとき、または検知温度ＴＫ1が初期値ＴＫ１(0)より所定値α以上高くなったとき、タイムカウントｔｎを開始し、その後、前記第２温度検知手段の検知温度ＴＫ２の変化量ΔＴＫ２を逐次に捕らえてその変化量ΔＴＫ２が所定値ΔＴ以上になったとき、あるいはタイムカウントｔｎが設定値ｔｓに達した時点の検知温度ＴＫ1をＴＫ1maxとして記憶して検知温度ＴＫ２の初期値ＴＫ２(0)からの変化量が前記初期値ＴＫ１(0)と前記ＴＫ1maxとの差以上となったとき、そのときのタイムカウントｔｎが設定値ｔｎｓ以上であれば前記ケース内の油量が適正と判定し、タイムカウントｔｎが設定値ｔｎｓ未満であればケース内の油量が不足と判定する、
ことを特徴とする油量検出装置。 - 請求項５に記載の油量検出装置において、
設定値ｔｓ、所定値ΔＴ、および設定値ｔｎｓは、前記圧縮機における冷媒の圧縮比あるいは高圧側圧力と低圧側圧力の差をパラメータとして可変設定されることを特徴とする油量検出装置。 - 請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の油量検出装置を搭載した冷凍装置において、
前記保油タンクと前記圧縮機の冷媒吸込側配管との間に接続された油回収管と、
この油回収管の導通制御により前記保油タンク内の油を前記圧縮機に補充する制御手段と、
を具備したことを特徴とする冷凍装置。 - ケース内に潤滑用の油を充填してなる複数台の圧縮機を備えた冷凍装置において、
前記各ケースにそれぞれ連通された保油タンクと、
前記各圧縮機から吐出される冷媒の一部を前記各保油タンクから油を流出させるための加圧用として同保油タンクにそれぞれ導く加圧管と、
この加圧管に設けられた開閉弁と、
前記各保油タンクから流出する油を前記各ケースにそれぞれ戻す戻し管と、
前記加圧管から前記戻し管にかけて接続されたバイパス管と、
このバイパス管に設けられた減圧器と、
前記バイパス管に導かれる冷媒の温度をそれぞれ検知する第１温度検知手段と、
前記戻し管における前記バイパス管の接続部より上流側で前記保油タンクから流出する流体の温度を検知する第２温度検知手段と、
前記開閉弁を定期的に開放し、その開放中の前記第１温度検知手段の検知温度と前記第２温度検知手段の検知温度との対比により前記ケース内の油量を検出する検出手段と、
前記各保油タンクと前記各圧縮機の冷媒吸込側配管との間にそれぞれ接続された油回収管と、
この各油回収管の相互間に接続された油バランス管と、
前記各油回収管の導通制御により前記各保油タンク内の油を前記各圧縮機に補充する制御手段と、
を具備したことを特徴とする冷凍装置。
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