JP6255832B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、圧縮機およびこれを備えた空気調和機に関わり、より詳細には、圧縮機の再起動時における冷凍機油不足を解消する圧縮機およびこれを備えた空気調和機に関する。

従来、空気調和機の室外機に備えられる圧縮機として、密閉容器内部に圧縮機構およびこれを駆動するモータ等を収納した密閉型圧縮機が用いられている。密閉型圧縮機としては、例えば、圧縮機構が、シリンダと、シリンダ内部で回転する環状ピストンと、環状ピストン外周に摺動可能に接触するベーンとによって構成されたロータリー圧縮機がある。

上記のようなロータリー圧縮機（以降、言及する必要がある場合を除き、圧縮機と記載する）には、通常、圧縮機の冷媒吸入側に吸入管を介してアキュムレータが接続されている。圧縮機が駆動しているときは、冷媒とともに冷凍機油が圧縮機から吐出され、冷媒回路を循環してアキュムレータに流入する。アキュムレータは、ガス冷媒のみ圧縮機に吸入させ、液冷媒をアキュムレータ下部に滞留させるように働くが、このとき、冷凍機油も液冷媒とともにアキュムレータ下部に滞留する。

従って、空気調和機が長時間運転を継続している場合は、アキュムレータに滞留する冷凍機油量が徐々に増加し、圧縮機内の冷凍機油量が徐々に減少する。そして、圧縮機内部で冷凍機油量が不足すれば、圧縮機の内部機構の円滑な動作に支障をきたすことになる。

以上のような問題を解決するために、空気調和機の運転中にアキュムレータに滞留する冷凍機油を圧縮機に戻すものが提案されている。例えば、特許文献１に記載の空気調和機では、アキュムレータの下部に滞留する液成分（液冷媒や冷凍機油）の液面より低い位置と、アキュムレータと圧縮機の冷媒吸入側とを接続する吸入管とを接続するバイパス管を設け、バイパス管に流量調整機構を備えている。そして、空気調和機の運転中に流量調整機構を制御することによって、アキュムレータに滞留する冷凍機油を、吸入管を流れて圧縮機に吸入されるガス冷媒とともに圧縮機に吸入させる。

以上説明したように、特許文献１に記載の空気調和機では、運転中にアキュムレータに滞留する冷凍機油を圧縮機に戻しているので、圧縮機で冷凍機油が不足して圧縮機の内部機構の円滑な動作に支障をきたすということを防ぐことができる。

特開２００４−３５３９０４号公報

圧縮機の密閉容器内部が高圧となるように、圧縮機構から密閉容器内部の上方へ圧縮された高圧冷媒ガスが吐出される内部高圧型の圧縮機である場合は、圧縮機が運転を停止したときに、圧縮機の圧力がアキュムレータ内部の圧力と比べて高くなり、圧縮機内部に貯留されている冷凍機油が吸入管からアキュムレータへと逆流し、アキュムレータ内部に冷凍機油が滞留することがある。そして、アキュムレータに逆流する冷凍機油が多量である場合は、圧縮機で冷凍機油が不足して、圧縮機の再起動時に圧縮機の内部機構の円滑な動作に支障をきたす虞があった。

特許文献１に記載の空気調和機では、前述したように、空気調和機の運転中は、圧縮機の駆動によって吸入管から圧縮機に吸入される冷媒とともに、アキュムレータから圧縮機に冷凍機油を戻すことができるが、空気調和機が運転を停止したときは圧縮機も停止するので、空気調和機の停止中にアキュムレータから圧縮機に冷凍機油を戻すことができないという問題があった。

本発明は以上述べた問題点を解決するものであって、圧縮機からアキュムレータに逆流してアキュムレータに滞留する冷凍機油を、圧縮機が停止していても圧縮機に戻すことができる圧縮機およびこれを備えた空気調和機を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の圧縮機は、密閉容器内に、圧縮部と圧縮部を駆動するモータとを備えたものであって、密閉容器内に冷凍機油を滞留させる油溜め部を有し、圧縮機の冷媒吸入側には、冷媒配管である吸入管を介してアキュムレータが接続されるものである。そして、アキュムレータと油溜め部とを接続するとともに、開閉弁である油戻し弁を備えた油戻し管を有するものである。

また、本発明の空気調和機は、上述した圧縮機を有する室外機と、圧縮機の駆動制御や油戻し弁の開閉制御を行う制御手段とを有するものであって、制御手段は、圧縮機が駆動しているとき、油戻し弁を閉じて油戻し管に前記冷凍機油が流れないようにし、圧縮機が停止しているとき、圧縮機の冷媒吐出側における冷媒の圧力と冷媒吸入側における冷媒の圧力とが同じとなれば、油戻し弁を開いて油戻し管に冷凍機油が流れるようにして、アキュムレータに滞留する冷凍機油を圧縮機に戻す油戻し制御を実行するものである。

上記のように構成した本発明の圧縮機およびこれを備えた空気調和機によれば、圧縮機の停止後にアキュムレータに逆流してアキュムレータに滞留する冷凍機油を、圧縮機が停止していても圧縮機に戻すことができるので、圧縮機の再起動時に、圧縮機で冷凍機油が不足して圧縮機の内部機構の円滑な動作に支障をきたすことがない。

本発明の実施形態における、空気調和機の説明図であり、（Ａ）は冷媒回路図、（Ｂ）は室外機制御手段のブロック図である。 本発明の実施形態における、圧縮機およびアキュムレータの要部断面図である。 本発明の実施形態における、油戻し制御の際の処理を説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。実施形態としては、１台の室外機と１台の室内機とが接続され、内部高圧型のロータリー圧縮機を室外機に備えた空気調和機を例に挙げて説明する。尚、本発明は以下の実施形態に限定されることはなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。

図１（Ａ）に示すように、本実施例における空気調和機１は、屋外に設置される室外機２と、室外機２に液管４およびガス管５で接続された室内機３とを備えている。詳細には、液管４は、一端が室外機２の閉鎖弁２５に、他端が室内機３の液管接続部３４に接続されている。また、ガス管５は、一端が室外機２の閉鎖弁２６に、他端が室内機３のガス管接続部３５に接続されている。以上により、空気調和機１の冷媒回路１０が構成されている。

まずは、室外機２について説明する。室外機２は、圧縮機２０と、四方弁２２と、室外熱交換器２３と、液管４の一端が接続された閉鎖弁２５と、ガス管５の一端が接続された閉鎖弁２６と、アキュムレータ２１と、室外ファン２４とを備えている。そして、室外ファン２４を除くこれら各装置が以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されて、冷媒回路１０の一部をなす室外機冷媒回路１０ａを構成している。

圧縮機２０は、図示しないインバータにより回転数が制御されるモータ２０１（後述）によって駆動されることで、運転容量を可変できる能力可変型圧縮機である。圧縮機２０の冷媒吐出側は、四方弁２２のポートａに吐出管６１で接続されており、また、圧縮機２０の冷媒吸入側は、アキュムレータ２１の冷媒流出側に吸入管６６で接続されている。
尚、圧縮機２０の構造については、後に詳細に説明する。

四方弁２２は、冷媒の流れる方向を切り換えるための弁であり、ａ、ｂ、ｃ、ｄの４つのポートを備えている。ポートａは、上述したように圧縮機２０の冷媒吐出側に吐出管６１で接続されている。ポートｂは、室外熱交換器２３の一方の冷媒出入口と冷媒配管６２で接続されている。ポートｃは、アキュムレータ２１の冷媒流入側と冷媒配管６５で接続されている。そして、ポートｄは、閉鎖弁２６と室外機ガス管６４で接続されている。

室外熱交換器２３は、冷媒と、後述する室外ファン２４の回転により室外機２内部に取り込まれた外気とを熱交換させるものである。室外熱交換器２３の一方の冷媒出入口は、上述したように四方弁２２のポートｂに冷媒配管６２で接続され、他方の冷媒出入口は室外機液管６３で閉鎖弁２５に接続されている。

室外ファン２４は樹脂材で形成されており、室外熱交換器２３の近傍に配置されている。室外ファン２４は、図示しないファンモータによって回転することで図示しない吸込口から室外機２内部へ外気を取り込み、室外熱交換器２３において冷媒と熱交換した外気を図示しない吹出口から室外機２外部へ放出する。

アキュムレータ２１は、上述したように、冷媒流入側が四方弁２２のポートｃと冷媒配管６５で接続され、冷媒流出側が圧縮機２０の冷媒吸入側と吸入管６６で接続されている。また、詳細は後述するが、アキュムレータ２１の底部と圧縮機２０の油溜り部２００ｄとは、油戻し管６７で接続されており、油戻し管６７には、油戻し管６７内部における冷媒や冷凍機油の流れを遮断／流通する油戻し弁２７が設けられている。アキュムレータ２１は、冷媒配管６５からアキュムレータ２１内部に流入した冷媒から冷凍機油を分離するとともに、冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離してガス冷媒のみを圧縮機２０に吸入させる。
尚、アキュムレータ２１の構造については、圧縮機２０の構造と併せて後に詳細に説明する。

以上説明した構成の他に、室外機２には各種のセンサが設けられている。図１（Ａ）に示すように、吐出管６１には、圧縮機２０から吐出される冷媒の圧力（吐出圧力）を検出する吐出圧力検出手段である高圧センサ７１と、圧縮機２０から吐出される冷媒の温度を検出する吐出温度センサ７３が設けられている。冷媒配管６５には、圧縮機２０に吸入される冷媒の圧力（吸入圧力）を検出する吸入圧力検出手段である低圧センサ７２と、圧縮機２０に吸入される冷媒の温度を検出する吸入温度センサ７４とが設けられている。

室外熱交換器２３には、室外熱交換器２３から流出、または、室外熱交換器２３に流入する冷媒の温度を検知するための熱交温度センサ７５が設けられている。そして、室外機２の図示しない吸込口付近には、室外機２内に流入する外気の温度、すなわち外気温度を検出する外気温度センサ７６が備えられている。

また、室外機２には、室外機制御手段１００が備えられている。室外機制御手段１００は、室外機２の図示しない電装品箱に格納されている制御基板に搭載されている。図１（Ｂ）に示すように、室外機制御手段１００は、ＣＰＵ１１０と、記憶部１２０と、通信部１３０と、センサ入力部１４０と、油戻し弁開閉部１５０とを備えている。

記憶部１２０は、ＲＯＭやＲＡＭで構成されており、室外機２の制御プログラムや各種センサからの検出信号に対応した検出値、圧縮機２０や室外ファン２４の制御状態等を記憶している。通信部１３０は、室内機３との通信を行うためのインターフェイスである。センサ入力部１４０は、室外機２の各種センサでの検出結果を取り込んでＣＰＵ１１０に出力する。油戻し弁開閉部１５０は、後述する油戻し弁２７の開閉制御を行う。

ＣＰＵ１１０は、前述した室外機２の各センサでの検出結果をセンサ入力部１４０を介して取り込む。また、ＣＰＵ１１０は、室内機３から送信される制御信号を通信部１３０を介して取り込む。また、ＣＰＵ１１０は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、圧縮機２０や室外ファン２４の駆動制御を行う。さらには、ＣＰＵ１１０は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、四方弁２２の切り換え制御を行う。

次に、図１（Ａ）を用いて、室内機３について説明する。室内機３は、室内熱交換器３１と、室内膨張弁３２と、液管４の他端が接続された液管接続部３４と、ガス管５の他端が接続されたガス管接続部３５と、室内ファン３３とを備えている。そして、室内ファン３３を除くこれら各装置が以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されて、冷媒回路１０の一部をなす室内機冷媒回路１０ｂを構成している。

室内熱交換器３１は、冷媒と後述する室内ファン３３により図示しない吸込口から室内機３内部に取り込まれた室内空気とを熱交換させるものであり、一方の冷媒出入口が液管接続部３４に室内機液管６８で接続され、他方の冷媒出入口がガス管接続部３５に室内機ガス管６９で接続されている。室内熱交換器３１は、室内機３が冷房運転を行う場合は蒸発器として機能し、室内機３が暖房運転を行う場合は凝縮器として機能する。
尚、液管接続部３４やガス管接続部３５では、各冷媒配管が溶接やフレアナット等により接続されている。

室内膨張弁３２は、室内機液管６８に設けられている。室内膨張弁３２は電子膨張弁であり、室内熱交換器３１が蒸発器として機能する場合は、その開度が要求される冷房能力に応じて調整され、室内熱交換器３１が凝縮器として機能する場合は、その開度が要求される暖房能力に応じて調整される。

室内ファン３３は樹脂材で形成されており、室内熱交換器３１の近傍に配置されている。室内ファン３１は、図示しないファンモータによって回転することで、図示しない吸込口から室内機３内に室内空気を取り込み、室内熱交換器３１において冷媒と熱交換した室内空気を図示しない吹出口から室内へ吹き出す。

以上説明した構成の他に、室内機３には各種のセンサが設けられている。室内機液管６８における室内熱交換器３１と室内膨張弁３２との間には、室内熱交換器３１に流入あるいは室内熱交換器３１から流出する冷媒の温度を検出する液側温度センサ７７が設けられている。室内機ガス管６９には、室内熱交換器３１から流出あるいは室内熱交換器３１に流入する冷媒の温度を検出するガス側温度センサ７８が設けられている。そして、室内機３の図示しない吸込口付近には、室内機３内に流入する室内空気の温度、すなわち室内温度を検出する室内温度センサ７９が備えられている。

次に、本実施形態における空気調和機１の空調運転時の冷媒回路１０における冷媒の流れや各部の動作について、図１（Ａ）を用いて説明する。尚、以下の説明では、室内機３が冷房運転を行う場合について説明し、暖房運転を行う場合については詳細な説明を省略する。また、図１（Ａ）における矢印は冷房運転時の冷媒の流れを示している。

図１（Ａ）に示すように、室内機３が冷房運転を行う場合、室外機制御手段１００は、四方弁２２を実線で示す状態、すなわち、四方弁２２のポートａとポートｂとが連通するよう、また、ポートｃとポートｄとが連通するよう、切り換える。これにより、室外熱交換器２３が凝縮器として機能するとともに、室内熱交換器３１が蒸発器として機能する。

圧縮機２０から吐出された高圧の冷媒は、吐出管６１を流れて四方弁２２に流入し、四方弁２２から冷媒配管６２を流れて室外熱交換器２３に流入する。室外熱交換器２３に流入した冷媒は、室外ファン２４の回転により室外機２内部に取り込まれた外気と熱交換を行って凝縮する。室外熱交換器２３から流出した冷媒は室外機液管６３を流れ、閉鎖弁２５を介して液管４に流入する。

液管４を流れて室内機３に流入した冷媒は、室内機液管６８を流れ、室内膨張弁３２を通過するときに減圧されて低圧の冷媒となる。室内機液管６８から室内熱交換器３１に流入した冷媒は、室内ファン３３の回転により室内機３内部に取り込まれた室内空気と熱交換を行って蒸発する。このように、室内熱交換器３１が蒸発器として機能し、室内熱交換器３１で冷媒と熱交換を行った室内空気が図示しない吹出口から室内に吹き出されることによって、室内機３が設置された室内の冷房が行われる。

室内熱交換器３１から流出した冷媒は室内機ガス管６９を流れガス管５に流入する。ガス管５を流れ閉鎖弁２６を介して室外機２に流入した冷媒は、順に室外機ガス管６４、四方弁２２、冷媒配管６５、アキュムレータ２１、吸入管６６を流れ、圧縮機２０に吸入されて再び圧縮される。
以上説明したように冷媒回路１０を冷媒が循環することで、空気調和機１の冷房運転が行われる。

尚、室内機３が暖房運転を行う場合、室外機制御手段１００は、四方弁２２が破線で示す状態、すなわち、四方弁２２のポートａとポートｄとが連通するよう、また、ポートｂとポートｃとが連通するよう、切り換える。これにより、室外熱交換器２３が蒸発器として機能するとともに、室内熱交換器３１が凝縮器として機能する。

次に、図２を用いて、圧縮機２０およびアキュムレータ２１の構造について詳細に説明する。

まず、圧縮機２０について説明する。前述したように、本実施形態における圧縮機２０は内部高圧型のロータリー圧縮機であり、図２に示すように、密閉された縦置き円筒形状に形成され、筒状部２００ａと、筒状部２００ａの上端部に接合する上部鏡板２００ｂと、筒状部２００ａの下端部に接合する下部鏡板２００ｃとからなる圧縮機筐体２００を有する。圧縮機筐体２００の下部は、冷凍機油を滞留させる油溜め部２００ｄとされている。

圧縮機筐体２００の内部には、圧縮部２０３と、モータ２０１とが備えられている。圧縮部２０３は、圧縮機筐体２００内の下部に配置されている。モータ２０１は、圧縮機筐体２００内の上部に配置され、シャフト２０２を介して圧縮部２０３を駆動する。

モータ２０１は、ステータ２０１ａとロータ２０１ｂとを有している。ステータ２０１ａは円筒状に形成され、圧縮機筐体２００の筒状部２００ａの内周面に焼ばめされて固定されている。ロータ２０１ｂは円筒状に形成され、ステータ２０１ａの内部に回転自在に配置され、シャフト２０２に焼きばめされている。

圧縮部２０３は、第１圧縮部２０３ａと、第１圧縮部２０３ａと第１圧縮部２０３ａの下方に配置された第２圧縮部２０３ｂとを有している。第１圧縮部２０３ａは、第１シリンダ２０３ａｃと第１環状ピストン２０３ａｂとを有している。第１シリンダ２０３ａｃは、第１吸入孔２０３ａｄと図示しないベーンを収めるベーン溝とを設けている。第１環状ピストンには、後述するシャフト２０２の第１偏心部２０２ｄが回転自在に嵌合している。第２圧縮部２０３ｂは、第２シリンダ２０３ｂｃと第２環状ピストン２０３ｂｂとを有している。第２シリンダ２０３ｂｃは、第２吸入孔２０３ｂｄと図示しないベーンを収めるベーン溝とを設けている。第２環状ピストンには、後述するシャフト２０２の第２偏心部２０２ｅが回転自在に嵌合している。

第１シリンダ２０３ａｃと第２シリンダ２０３ｂｃとの間には、中間仕切板２０３ｃが配置され、第１シリンダ２０３ａｃの作動室と第２シリンダ２０３ｂｃの作動室とを区画、閉塞している。また、第１シリンダ２０３ａｃの上端部には、上端板２０６が配置され、第１シリンダ２０３ａｃの作動室を閉鎖している。また、第２シリンダ２０３ｂｃの下端部には、下端板２０７が配置され、第２シリンダ２０３ｂｃの作動室を閉鎖している。尚、作動室とは、第１シリンダ２０３ａｃの内壁面と第１環状ピストン２０３ａｂの外側面とで形成される空間、および、第２シリンダ２０３ｂｃの内壁面と第２環状ピストン２０３ｂｂの外側面とで形成される空間、であり、吸入された冷媒を圧縮して吐出する空間のことである。

上端板２０６には主軸受部２０４が形成されており、また、下端板２０７には副軸受部２０５が形成されている。これら主軸受部２０４と副軸受部２０５とに、シャフト２０２が回転自在に支持されている。

シャフト２０２は、給油通路２０２ａと、給油孔２０２ｂと、給油部２０２ｃと、第１偏心部２０２ｄと、第２偏心部２０２ｅとを有している。給油通路２０２ａは、シャフト２０２に設けられ、シャフト２０２の上端部と、シャフト２０２の下端部に設けられている給油部２０２ｃとを連通するように形成されている。給油部２０２ｃは、内部に図示しない羽根を備え、シャフト２０２の回転に伴ってこの羽根が回転することで、油溜め部２００ｄに滞留する冷凍機油を汲み上げて給油通路２０２ａに供給する。給油孔２０２ｂは、シャフト２０２の側面と給油通路２０２ａとを連通する連通孔であり、第１圧縮部２０３ａの上方と主軸受部２０４の上方の２か所に形成されている。給油部２０２ｃから給油通路２０２ａに供給された冷凍機油の一部は、給油孔２０２ｂから圧縮部２０３の摺動部や主軸受部２０４とシャフト２０２との間に供給される。

第１偏心部２０２ｄと第２偏心部２０２ｅとは、互いに位置を１８０°ずらして偏心させた配置となっている。第１偏心部２０２ｄは、第１圧縮部２０３ａの第１環状ピストン２０３ａｄに回転自在に嵌合し、第２偏心部２０２ｅは、第２圧縮部２０３ｂの第２環状ピストン２０３ｂｂに回転自在に嵌合している。シャフト２０２が回転すると、第１環状ピストン２０３ａｄが第１シリンダ２０３ａｃの内壁に沿って第１シリンダ２０３ａｃ内部を公転する。また、第２環状ピストン２０３ｂｄが第２シリンダ２０３ｂｃの内壁に沿って第２シリンダ２０３ｂｃ内部を公転する。これにより、第１圧縮部２０３ａと第２圧縮部２０３ｂの各作動室の容積が連続的に変化して、圧縮部２０３は連続的に冷媒を吸入し、圧縮して吐出する。

上端板２０６の上側には、上マフラーカバー２０８が配置されている。また、下端板２０７の下側には、下マフラーカバー２０９が配置されている。そして、上マフラーカバー２０８、上端板２０６、第１シリンダ２０３ａｃ、中間仕切板２０３ｃ、第２シリンダ２０３ｂｃ、下端板２０７および下マフラーカバー２０９が、図示しない複数の通しボルトにより一体に締結され、上端板２０６の外周部が圧縮機筐体２００の筒状部２００ａ内面にスポット溶接により固定される。

圧縮機筐体２００の上部鏡板２００ｂの中央部には、吐出管６１が接続されている。また、圧縮機筐体２００の筒状部２００ａには、２本の吸入管６６を通すための２つの貫通孔が設けられており、この貫通孔の離間寸法は、圧縮部２０３の第１吸入孔２０３ａｄと第２吸入孔２０３ｂｄとの離間寸法に対応した寸法とされている。２本の吸入管６６の一端はこの貫通孔を通り、各々第１吸入孔２０３ａｄと第２吸入孔２０３ｂｄとに接続される。また、上述した２本の吸入管６６を通す貫通孔より下方であって下部鏡板２００ｃの側面に、油戻し管６７の一端が接続されている。

圧縮機筐体２００の筒状部２００ａには、独立した円筒形状の密閉容器であるアキュム筐体２１０からなるアキュムレータ２１が、アキュムホルダ２１１により保持されている。アキュムレータ２１の天部中央には、冷媒配管６５が接続されている。また、アキュムレータ２１の底部には、２本の吸入管６６を通すための２つの貫通孔が設けられており、この貫通孔を通った２本の吸入管６６の他端は、アキュムレータ２１の内部上方まで延伸されている。さらには、アキュムレータ２１の底部には、油戻し管６７の他端が接続されている。図２に示すように、油戻し管６７のアキュムレータ２１側の接続部は、油戻し管６７の圧縮機２０側の接続部より高い位置とされている。

尚、２本の吸入管６６には、２本の吸入管６６のアキュムレータ２１内部に配置される部分におけるアキュムレータ２１の下部に近い箇所に、油戻し孔６６ａが設けられている。油戻し孔６６ａは、圧縮機２０の停止時にアキュムレータ２１の底部に滞留する液冷媒が多量に流れないよう、かつ、圧縮機２０の駆動時に吸入管６６を流れて圧縮機２０に吸入されるガス冷媒とともに冷凍機油が吸入されるような直径寸法の孔とされている。

次に、図１乃至図３を用いて、本実施形態の空気調和機１で圧縮機２０停止時に実行される油戻し制御や、その効果について説明する。図３は、油戻し制御を実行する場合の、室外機制御部１００のＣＰＵ１１０が行う処理の流れを示すものである。図３において、ＳＴは処理のステップを表し、これに続く数字はステップ番号を表している。尚、図３では、本発明に関わる処理を中心に説明しており、これ以外の処理、例えば、使用者の指示した設定温度や風量等の運転条件に対応した冷媒回路１０の制御、といった、空気調和機１の一般的な処理については説明を省略する。

圧縮機２０が駆動して空気調和機１が空調運転を行っているときは、圧縮機２０の油溜め部２００ｄに滞留する冷凍機油の一部は、冷媒とともに吐出されて冷媒回路１０を循環する。冷媒回路１０を循環する冷凍機油は、冷媒配管６５からアキュムレータ２１に流入し、アキュムレータ２１内部で冷媒と分離されてアキュムレータ２１の下部に滞留する。

圧縮機２０が駆動し続けると、圧縮機２０から吐出されてアキュムレータ２１内部に滞留する冷凍機油量が増えるが、前述したように、アキュムレータ２１内部に配置される吸入管６６には、油戻し孔６６ａが設けられているので、圧縮機２０の駆動中は、アキュムレータ２１の下部に滞留する冷凍機油が油戻し孔６６ａから吸引され、ガス冷媒とともに圧縮機２０に吸入される。このため、圧縮機２０が駆動しているときは、圧縮機２０で冷凍機油が不足することがない。

しかし、本実施形態のような内部高圧型の圧縮機２０では、圧縮機２０の停止直後の圧縮部２０３の圧力が、アキュムレータ２１内部の圧力と比べて高くなり、圧縮部２０３とアキュムレータ２１内部との圧力差によって油溜り部２００ｄに滞留する冷凍機油が、第１吸入孔２０３ａｄや第２吸入孔２０３ｂｄから吸入管６６を流れてアキュムレータ２１に逆流する虞がある。

圧縮機２０が停止してから時間が経過するにつれて、冷媒回路１０の高圧側（圧縮機２０の冷媒吐出側）圧力と低圧側（圧縮機２０の冷媒吸入側）圧力との差がなくなって、冷媒回路１０は均圧状態となる。冷媒回路１０が均圧状態となれば、圧縮部２０３とアキュムレータ２１内部との圧力差もなくなる。上述したように、吸入管６６の油戻し孔６６ａが小さいために、圧縮機２０が停止して冷媒回路１０が均圧した後は、アキュムレータ２１に逆流してアキュムレータ２１下部に滞留している冷凍機油は圧縮機２０に戻らない。従って、圧縮機２０の停止中に圧縮機２０で冷凍機油が不足している虞がある。

以上説明したような状態で圧縮機２０を再起動すると、冷凍機油が不足した状態で、モータ２０１や圧縮部２０３が駆動することとなり、冷凍機油不足に起因するモータ２０１の焼損や、圧縮部２０３の焼き付き等といった不具合が発生する虞があった。

そこで、本発明では、アキュムレータ２１のアキュム筐体２１０底部と圧縮機２０の下部とを、油戻し弁２７を備えた油戻し管６７で接続し、圧縮機２０の停止時に油戻し弁２７を適宜開閉制御することで、圧縮機２０からアキュムレータ２１に逆流して滞留している冷凍機油を圧縮機２０に戻す油戻し制御を実行する。以下に、図３を用いて、室外機制御手段１００のＣＰＵ１１０が油戻し制御を実行する際の処理の流れを詳細に説明する。

まず、ＣＰＵ１１０は、使用者によるリモコン操作等によって空気調和機１の運転停止指示があったか否かを判断する（ＳＴ１）。尚、運転停止指示は通常、室内機３で受信され、これを受けた室内機３が室外機２に運転停止信号を送信する。そして、室外機２のＣＰＵ１１０は、通信部１３０を介してこの運転停止信号を受信する。運転停止指示がない場合は（ＳＴ１−Ｎｏ）、ＣＰＵ１１０は、圧縮機２０を継続駆動して（ＳＴ１０）空調運転を継続し、ＳＴ１に処理を戻す。

運転停止指示があった場合は（ＳＴ１−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１１０は、圧縮機２０を停止する（ＳＴ２）。次に、ＣＰＵ１１０は、油逆流発生条件が成立しているか否かを判断する（ＳＴ３）。ここで、油逆流発生条件とは、冷凍機油が圧縮機２０からアキュムレータ２１に逆流しているか否かを判断する条件であり、アキュムレータ２１の温度を検出する（冷凍機油がアキュムレータ２１に逆流していればアキュムレータ２１の温度が上昇する）ことによって判断可能である。

油逆流発生条件が成立していなければ（ＳＴ３−Ｎｏ）、ＣＰＵ１１０は、ＳＴ８に処理を進める。油逆流発生条件が成立していれば（ＳＴ３−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１１０は、均圧条件が成立しているか否かを判断する（ＳＴ４）。ここで、均圧条件とは、冷媒回路１０が均圧したか否かを判断する条件であり、例えば、ＣＰＵ１１０が、高圧センサ７１で検出した圧力と低圧センサ７２で検出した圧力とをセンサ入力部１４０を介して取込み、両圧力が同じ値（両圧力の差が、冷媒回路１０が均圧したとみなせる所定の範囲以内である場合を含む）となれば冷媒回路１０が均圧したと判断する方法や、圧縮機２０が停止してから所定時間が経過すれば、冷媒回路１０が均圧したと判断する方法、等がある。

冷媒回路１０が均圧していない状態、つまり、圧縮機２０停止時に、圧縮部２０３における圧力がアキュムレータ２１内部における圧力より高い可能性がある状態で、アキュムレータ２１に滞留する冷凍機油を圧縮機２０に戻すために油戻し弁２７を開としても、上述した圧力差によって冷凍機油がアキュムレータ２１から圧縮機２０に油戻し管６７を流れて戻らない虞がある。従って、本実施形態では、均圧条件が成立しているか否かを判断して冷媒回路１０が均圧したか否かを確認している。

均圧条件が成立していなければ（ＳＴ４−Ｎｏ）、ＣＰＵ１１０は、ＳＴ４に処理を戻す。均圧条件が成立していれば（ＳＴ４−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１１０は、油戻し弁開閉部１５０を介して油戻し弁２７を開とし（ＳＴ５）、油戻し制御を開始する。油戻し弁２７を開とすると、図２に示すように、油戻し管６７のアキュムレータ２１側の接続部が油戻し管６７の圧縮機２０側の接続部より高い位置にあるため、重力によりアキュムレータ２１に滞留している冷凍機油が油戻し管６７を流れて圧縮機２０の油溜め部２００ｄに流入する。

次に、ＣＰＵ１１０は、油滞留解消条件が成立したか否かを判断する（ＳＴ６）。ここで、油滞留解消条件とは、アキュムレータ２１に滞留する冷凍機油がアキュムレータ２１から流出したか否か、つまり、アキュムレータ２１に滞留する冷凍機油が圧縮機２０の油溜め部２００ｄに戻ったか否かを判断する条件であり、例えば、ＳＴ５で油戻し弁２７を開として油戻し制御を開始してから所定時間が経過したか否かで判断する。尚、この所定時間は、予め試験などによって求められて記憶部１２０に記憶されているものであり、冷媒回路１０の均圧後に、アキュムレータ２１に滞留する冷凍機油が油戻し管６７を流れて全て圧縮機２０に戻ったと考えられる時間である。

油滞留解消条件が成立していなければ（ＳＴ６−Ｎｏ）、ＣＰＵ１１０は、ＳＴ６に処理を戻す。油滞留解消条件が成立していれば（ＳＴ６−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１１０は、油戻し弁開閉部１５０を介して油戻し弁２７を閉とし（ＳＴ７）、油戻し制御を終了する。

次に、ＣＰＵ１１０は、使用者によるリモコン操作等によって空気調和機１の運転開始指示があったか否かを判断する（ＳＴ８）。尚、運転開始指示は通常、室内機３で受信され、これを受けた室内機３が室外機２に運転開始信号を送信する。そして、室外機２のＣＰＵ１１０は、通信部１３０を介してこの運転開始信号を受信する。運転開始指示がない場合は（ＳＴ８−Ｎｏ）、ＣＰＵ１１０は、ＳＴ８に処理を戻す。

運転開始指示があった場合は（ＳＴ８−Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１１０は、圧縮機２０を所定の回転数で起動し（ＳＴ９）、ＳＴ１に処理を戻す。圧縮機２０の起動時回転数は、使用者の要求する設定温度や特定の運転モード（例えば、除霜運転）に応じた回転数とされる。

尚、図３に図示はしていないが、ＳＴ５で油戻し弁２７を開いて油戻し制御を開始した後、ＳＴ６の油滞留解消条件が成立するまでの間に空気調和機１の運転開始指示があった場合は、ＣＰＵ１１０は、すぐに圧縮機２０を起動するのではなく、油戻し弁開閉部１５０を介して油戻し弁２７を閉じて油戻し制御を終了した後に圧縮機２０を起動する。油戻し弁２７を開いたままで圧縮機２０を起動すると、圧縮部２０３で圧縮された高圧の冷媒が油戻し管６７を流れてアキュムレータ２１に逆流するので、これを防ぐために、油戻し制御の実行中に運転開始指示があった場合は上記のような処理を行う。

以上説明したように、本発明の圧縮機およびこれを備えた空気調和機は、圧縮機の停止後にアキュムレータに逆流してアキュムレータに滞留する冷凍機油を、圧縮機が停止していても圧縮機に戻すことができるので、圧縮機の再起動時に、圧縮機で冷凍機油が不足して圧縮機の内部機構の円滑な動作に支障をきたすことがない。

１ 空気調和機
２ 室外機
３ 室内機
１０ 冷媒回路
２０ 圧縮機
２１ アキュムレータ
２７ 油戻し弁
６１ 吐出管
６６ 吸入管
６６ａ 油戻し孔
６７ 油戻し管
７１ 高圧センサ
７２ 低圧センサ
１００ 室外機制御部
１１０ ＣＰＵ
１５０ 油戻し弁開閉部
２００ 圧縮機筐体
２００ａ 筒状部
２００ｂ 上部鏡板
２００ｃ 下部鏡板
２００ｄ 油溜め部
２０２ シャフト
２０２ａ 給油通路
２０２ｂ 給油孔
２０２ｃ 給油部
２０２ｄ 第１偏心部
２０２ｅ 第２偏心部
２０３ 圧縮部
２０３ａ 第１圧縮部
２０３ａｂ 第１環状ピストン
２０３ａｃ 第１シリンダ
２０３ａｄ 第１吸入孔
２０３ｂ 第２圧縮部
２０３ｂｂ 第２環状ピストン
２０３ｂｃ 第２シリンダ
２０３ｂｄ 第２吸入孔
２１０ アキュム筐体
２１１ アキュムホルダ

Claims (1)

1. 密閉容器内に、圧縮部と同圧縮部を駆動するモータとを備えた圧縮機であって、
   前記密閉容器内に、冷凍機油を滞留させる油溜め部を有し、
   前記圧縮機の冷媒吸入側には、冷媒配管である吸入管を介してアキュムレータが接続され、
   前記アキュムレータと前記油溜め部とを接続するとともに、開閉弁である油戻し弁を備えた油戻し管を有する圧縮機を有する室外機と、前記圧縮機の駆動制御や前記油戻し弁の開閉制御を行う制御手段とを有し、
   前記制御手段は、
   前記圧縮機が駆動しているとき、前記油戻し弁を閉じ、
   前記圧縮機が停止しているとき、同圧縮機の冷媒吐出側における冷媒の圧力と冷媒吸入側における冷媒の圧力とが同じとなれば、前記油戻し弁を開いて前記油戻し管に前記冷凍機油が流れるようにして、前記アキュムレータに滞留する冷凍機油を前記圧縮機に戻す油戻し制御を実行する空気調和機であって、
   前記圧縮機から吐出される冷媒の圧力である吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段と、前記圧縮機に吸入される冷媒の圧力である吸入圧力を検出する吸入圧力検出手段とをさらに有し、
   前記制御手段は、
   前記圧縮機が停止しているときに、同圧縮機から前記アキュムレータへ前記冷凍機油が逆流したことを示す油逆流発生条件が成立すれば、前記吐出圧力検出手段から取り込んだ前記吐出圧力と前記吸入圧力検出手段から取り込んだ前記吸入圧力とを比較し、
   取り込んだ前記吐出圧力と前記吸入圧力とが同じ値となれば、前記油戻し制御を実行する、
   ことを特徴とする空気調和機。

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