JPH04241797A - 圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】［発明の目的］

【０００２】

【産業上の利用分野】この発明は圧縮機に係り、特に寝
込みの状態を検知できるようにした圧縮機に関する。

【０００３】

【従来の技術】一般に、ヒートポンプ装置は、液化しや
すいガス（冷媒ガス）を圧縮機で圧縮せしめて高圧高温
状態にした後に、凝縮器で放熱して液化させ、この冷媒
液を膨張器で膨張させ、蒸発器で周囲の被冷却媒体より
熱を奪って気化させ、再び圧縮機に吸入する冷凍サイク
ルを実現している。

【０００４】図８は、このようなヒートポンプ装置に用
いられる圧縮機の従来例を示している。同図中、１は密
閉容器であり、その下方側部には、冷媒ガスの吸入管２
が取付けられ、上部中央には吐出管３が取付けられてい
る。吸入管２が上述の蒸発器に接続され、吐出管３が凝
縮器に接続されている。密閉容器１内には、底部側にロ
ータリコンプレッサ機構等からなる圧縮機構部４が装備
され、その上部には、これを駆動するための電動機５が
装備されている。６はその回転軸、７はロータ、８はス
テータ、９はステータ巻線、１０はリード線、１１は外
部端子である。また、１２は潤滑油であり、密閉容器１
の底部に貯留されている。１２ａは潤滑油液面である。 潤滑油１２は、圧縮機の運転中に、上方に汲上げられ、
密閉容器１内を循環することにより電動機５を含む回転
部及び摺動部を潤滑するようになっている。

【０００５】ところで、ヒートポンプ装置では、特に冬
期等において、装置が停止している期間で装置周囲の温
度が下がった場合、サイクル中の冷媒ガスが液化して圧
縮機内へ液状で戻る、いわゆる寝込み現象が確認されて
いる。ａ矢印は、この冷媒の液戻り方向を示している。 圧縮機が寝込みの状態になると、元来圧縮機内に入って
いる潤滑油１２が希釈され、この状態で圧縮機が起動さ
れると潤滑油１２の粘性が下がっているために圧縮機内
の回転部及び摺動部のロック事故や摩耗故障が発生する
おそれがある。

【０００６】これらの事故を未然に防ぐため、現ヒート
ポンプ装置においては運転を行う前、つまり圧縮機が起
動する前に圧縮機をヒータにより一定時間ヒートアップ
し、圧縮機内に溶け込んでいる冷媒を気化させてから運
転を行うようにしている。図８の密閉容器１を取り囲む
ように巻かれているヒータ巻線１３はこのためのもので
ある。

【０００７】図９は、上述のヒートポンプ装置の運転シ
ーケンスを示している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の圧縮機では、起
動前に必らずヒータにより一定時間ヒートアップする運
転シーケンスがとられていた。このような運転シーケン
スは圧縮機内で寝込みが既に起っていると仮定して行う
もので、寝込み量にかかわらずヒートアップが行われて
いた。つまり、実際には冷媒が寝込んでいないときや、
寝込み量が少ないときにでも一定時間のヒートアップを
行っている場合も十分考えられる。このことはヒートア
ップのために費やされる電力面で省電力とならないし、
また、暖房時の立上り時間を遅らせるという問題があっ
た。

【０００９】また、安型のヒートポンプ装置においては
ヒータを装備していない装置もあり、この種の装置では
寝込みの状態にかかわらずヒートポンプ装置の運転時に
直ぐに圧縮機を起動させており、その動作を何度か繰返
している間に圧縮機内の回転部及び摺動部のロック事故
や摩耗故障が発生していた。

【００１０】そこで、この発明は、信頼性が高く低消費
電力で且つ暖房時の立上り時間の速いヒートポンプ装置
を構成することのできる圧縮機を提供することを目的と
する。

【００１１】［発明の構成］

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を解
決するために、容器内に電動機部及び該電動機部で駆動
される圧縮機構部とこれらを潤滑する潤滑油とが収容さ
れ、当該容器内に吸入した冷媒を圧縮して吐出する圧縮
機において、前記容器内の潤滑油中に少なくとも一対の
電極を有し、該電極間の交流抵抗の変化を検出すること
により当該冷媒の液戻り量を検出する検出手段を具備し
てなることを要旨とする。

【００１３】

【作用】上記構成において、検出手段により圧縮機内の
寝込み量の危険限界が検出されたときのみ圧縮機起動前
のヒートアップを行い、また、その寝込み量の検出結果
に基づいて圧縮機起動前のヒートアップ時間の制御を行
うことが可能となる。したがって、圧縮機内の回転部及
び摺動部のロック事故や摩耗故障が低減して高信頼性で
且つ低消費電力の圧縮機が実現される。また、この圧縮
機を用いて暖房時の立上り時間の速いヒートポンプ装置
を構成することが可能となる。

【００１４】

【実施例】以下、この発明の実施例を図１ないし図７に
基づいて説明する。

【００１５】なお、図１において、前記図８における部
材及び部位等と同一ないし均等のものは、前記と同一符
号を以って示し、重複した説明を省略する。

【００１６】圧縮機内に冷媒が戻っていない状態の液面
は、前記図８に示したような潤滑油液面であるが、寝込
みの状態になると吐出管３から冷媒が液状で圧縮機内へ
戻り冷媒・潤滑油混合液１４の液面１４ａは図１に示す
ようになる。この状態でヒートポンプ装置が運転状態に
入り圧縮機が起動されると、圧縮機内の回転部及び摺動
部のロック事故や摩耗故障の原因となる。

【００１７】そこで、この実施例では、図１に示すよう
に、密閉容器１内の潤滑油で満たされた底部に、少なく
とも一対の電極１５を有し、この電極１５間の交流抵抗
値から冷媒の液戻り量を検出する寝込み検出装置１６が
装備されている。１７は電極１５間の交流抵抗値を密閉
容器１内から外部の寝込み検出装置１６へ導く端子であ
り、１８はこの寝込み検出装置１６の出力端子である。 上述の電極１５及び寝込み検出装置１６等により、冷媒
の液戻り量を検出する検出手段が構成されている。

【００１８】次に、上述のように構成された電極１５及
び寝込み検出装置１６を有する圧縮機の動作を説明する
。

【００１９】ここで、以下の交流抵抗値は周波数２０Ｋ
Ｈｚで測定した場合の値である。まず、冷媒の液戻りが
起っていない場合の電極１５間の交流抵抗値は非常に小
さく、約５０〜７０Ω程度である。次に、冷媒の液戻り
により寝込みが起り始めると、図２に示すように冷媒の
寝込み量に応じて交流抵抗値は増大する特性を示す。そ
こで、これ以上寝込みが進行すると圧縮機起動時に回転
部及び摺動部のロック事故や摩耗故障が発生する可能性
があるという「寝込み危険限界」の冷媒の寝込み量に対
応する交流抵抗値で寝込み検出装置１６の出力がＯＮ−
ＯＦＦするように予め設定することにより、寝込みが開
始されて寝込み量が危険限界に達すると、寝込み検出装
置１６の出力端子１８から危険限界信号であるＯＮ信号
出力がなされる。図３は、この時の寝込み検出装置１６
の出力端子１８より得られる出力を示している。

【００２０】この寝込み検出装置１６の内部構成例を次
に述べる。潤滑油に対する冷媒量が増加（寝込みが進行
）すると、電極１５間のインピーダンスＺの抵抗成分Ｒ
が増大することから、このインピーダンスＺの位相角θ
も変化する。図４はそれらの様子を示している。つまり
、インピーダンスＺの位相角θを検出することで寝込み
量が検知できることになる。これに基づいた寝込み検出
装置１６の回路を図５に示す。同図において、１９は方
形波信号を発生する交流波形発生器、２０は位相検出用
抵抗、２１は電極１５部分の等価回路、２２は排他的論
理和ゲート、２３は積分回路である。図６には、図５の
回路中における（イ）〜（ニ）の各点の電圧波形を示す
。交流波形発生器１９から、ある周波数の方形波を回路
の（イ）点に与えることにより、（ロ）点ではその波形
が図４に示す位相角θだけずれて出力されるので、排他
的論理和ゲート２２により、これら（イ）点、（ロ）点
の出力波形の排他的論理和をとり、その結果である（ハ
）点の出力を積分回路２３で積分することにより、位相
角θの変化を直流電圧出力のレベル変化に変換して（ニ
）点の出力端子１８から出力させることができる。

【００２１】そして、これらの構成においてヒートポン
プ装置が運転を開始した時にこの寝込み検出装置１６の
出力がＯＮしている場合は、密閉容器１の外周部に設け
られているヒータ巻線１３に通電して液冷媒を気化させ
、寝込み検出装置１６の出力がＯＦＦした段階で圧縮機
を起動させるようにする。また、ヒートポンプ装置が運
転を開始した時に、この寝込み検出装置１６の出力がＯ
ＦＦである場合は、寝込みは起っていないか、もしくは
寝込み量が危険限界以下であると判断し、ヒートポンプ
装置の運転開始時と同時に圧縮機を起動させれば良い。

【００２２】図７は、上述のヒートポンプ装置の運転シ
ーケンスを示している。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
、容器内の潤滑油中に少なくとも一対の電極を有し、こ
の電極間の交流抵抗の変化を検出することにより冷媒の
液戻り量を検出する検出手段を具備させたため、この検
出手段により圧縮機内の寝込み量の危険限界が検出され
たときのみ圧縮機起動前のヒートアップを行い、また、
その寝込み量の検出結果に基づいて圧縮機起動前のヒー
トアップ時間の制御を行うことが可能となって、圧縮機
内の回転部及び摺動部のロック事故や摩耗故障が低減し
て高信頼性で且つ低消費電力の圧縮機を実現することが
でき、また、この圧縮機を用いて暖房時の立上り時間の
速いヒートポンプ装置を構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る圧縮機の実施例を断面で示す構
成図である。

【図２】図１の圧縮機において冷媒の寝込み量と電極間
の交流抵抗値の関係の一例を示す特性図である。

【図３】図１の圧縮機において冷媒の寝込み量と寝込み
検出装置の出力の関係を示す特性図である。

【図４】図１の圧縮機において冷媒の寝込み量と電極間
インピーダンスの位相角の関係を示す図である。

【図５】図１の圧縮機における寝込み検出装置の構成例
を示す回路図である。

【図６】図５の寝込み検出装置の回路内各点の電圧波形
を示すタイミングチャートである。

【図７】図１の圧縮機を用いたヒートポンプ装置の運転
シーケンスを示す特性図である。

【図８】従来の圧縮機を断面で示す構成図である。

【図９】図８の圧縮機を用いたヒートポンプ装置の運転
シーケンスを示す特性図である。

【符号の説明】 １　　密閉容器 ２　　吸入管 ３　　吐出管 ４　　圧縮機構部 ５　　電動機 １２　　潤滑油 １３　　ヒータ巻線 １４　　冷媒・潤滑油混合液 １５　　電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　容器内に電動機部及び該電動機部で駆
   動される圧縮機構部とこれらを潤滑する潤滑油とが収容
   され、当該容器内に吸入した冷媒を圧縮して吐出する圧
   縮機において、前記容器内の潤滑油中に少なくとも一対
   の電極を有し、該電極間の交流抵抗の変化を検出するこ
   とにより当該冷媒の液戻り量を検出する検出手段を具備
   してなることを特徴とする圧縮機。