JPH06249176A - 冷凍機用潤滑油の調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】タンク１内の潤滑油Ｊの圧力、温度と、潤滑油
Ｊへの混入冷媒量との関係データを予め記憶しておく。
潤滑油Ｊの圧力と温度を検出し、これらと上記関係デー
タに基づいて、混入冷媒量を求める。潤滑油Ｊを電気ヒ
ータ４で加熱し、混入冷媒量がしきい値以下になるよう
にする。 【効果】精度良く検出できる温度、圧力等に基づいて混
入冷媒量を求めるので、精度の良い混入冷媒量が得られ
る。潤滑油の粘度を最適に維持できる。圧縮機に潤滑不
良、シール不良等を発生させない。冷凍機の信頼性を向
上できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、空気調和設備等に使
用される冷凍機用潤滑油の調整装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】建物内部の空気調和設備に使用される冷
凍機として、ターボ冷凍機がある。これは、ターボ圧縮
機、駆動電動機、熱交換器（蒸発器、凝縮器）、伝導装
置、抽気回収装置及び潤滑装置等から構成されている。
この中で、潤滑装置は、圧縮機における運動部分の潤滑
と圧縮機項のシール効果を良好にすることを目的として
おり、このためには、潤滑油の粘度が最適に管理してお
く必要がある。

【０００３】ところが、冷凍機の運転に伴って潤滑油に
冷媒が混入、攪拌されて溶け込み、このため、潤滑油の
温度が除々に低下して圧縮機の運転に悪影響を与え、冷
凍機の能力を低下させていた。そして、この状態が進行
すると、保護装置が働いて冷凍機の運転を停止し、空調
が不能に至るといった事態を招いていた。そこで、潤滑
油の粘度を適正に維持するために、タンク内の潤滑油の
重量と、タンク内の潤滑油の液面高さから算出した体積
とに基づいて混入冷媒量を演算し、これが規定値を超え
ている場合に、加熱手段により潤滑油を加熱して所要量
の冷媒を蒸発除去するようにした潤滑油の調整装置が提
供されている（特開平２−４０４６６号公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の調整
装置においては、タンク内への潤滑油の流入やタンクか
らの潤滑油の流出等の動的外乱の影響で、タンク内の潤
滑油の液面は乱れているため、精度良く液面高さを検出
できず、混入冷媒量を精度良く把握できない結果、潤滑
油の粘度を最適に維持できなかった。

【０００５】そこで、この発明の目的は、上述の技術的
課題を解決し、混入冷媒量を精度良く把握することがで
き、潤滑油の粘度を最適に維持することができる冷凍機
用潤滑油の調整装置を実現することができる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの請求項１に係る冷凍機用潤滑油の調整装置は、タン
ク内に貯蔵された圧縮機用の潤滑油の温度を検出する温
度検出手段と、上記潤滑油の圧力を検出する圧力検出手
段と、潤滑油の温度及び圧力と、潤滑油内への混入冷媒
量との関係データを予め記憶しておくデータ記憶部と、
検出された潤滑油の温度及び圧力、並びにデータ記憶手
段に記憶された関係データに基づいて、混入冷媒量を演
算する混入冷媒量演算部と、タンク内の潤滑油を加熱す
る加熱手段と、混入冷媒量演算部により演算された混入
冷媒量と予め設定したしきい値とを比較し、しきい値を
超えている場合に、加熱手段に信号を出力してタンク内
の潤滑油を加熱することにより、混入冷媒量をしきい値
以下にする混入冷媒量調整部とを備えたことを特徴とす
るものである。

【０００７】上記加熱手段は、電気ヒータからなる場合
がある。上記加熱手段は、圧縮機の吐出ガスを熱源とし
ている場合がある。上記目的を達成するため請求項４に
係る冷凍機用潤滑油の調整装置は、タンク内に貯蔵され
た圧縮機用の潤滑油の温度を検出する温度検出手段と、
上記潤滑油の圧力を検出する圧力検出手段と、潤滑油の
温度及び圧力と、潤滑油内への混入冷媒量との関係デー
タを予め記憶しておくデータ記憶部と、検出された潤滑
油の温度及び圧力、並びにデータ記憶手段に記憶された
関係データに基づいて、混入冷媒量を演算する混入冷媒
量演算部と、タンク内の潤滑油（Ｊ）を減圧する減圧手
段と、混入冷媒量演算部により演算された混入冷媒量と
予め設定したしきい値とを比較し、しきい値を超えてい
る場合に、減圧手段に信号を出力してタンク内の潤滑油
を減圧することにより、混入冷媒量をしきい値以下にす
る混入冷媒量調整部とを備えたことを特徴とするもので
ある。

【０００８】

【作用】上記請求項１に係る発明の構成によれば、タン
ク内の潤滑油の温度と圧力を検出し、検出した温度、圧
力とデータ記憶部に記憶された関係データに基づいて、
混入冷媒量演算部が混入冷媒量を演算する。混入冷媒量
調整部は、演算された混入冷媒量が予め設定したしきい
値を超えている場合に、加熱手段によってタンク内の潤
滑油を加熱することにより、冷媒を蒸発させ、混入冷媒
量をしきい値以下にする。

【０００９】また、加熱手段が電気ヒータからなる場合
には、応答性が良いので、潤滑油を素早く適正粘度にす
ることができる。さらに、加熱手段が圧縮機の吐出ガス
を熱源としている場合には、省エネルギを達成できる。
請求項４に係る発明の構成によれば、混入冷媒量調整部
が、減圧手段によってタンク内を減圧することにより、
冷媒を蒸発させ、混入冷媒量をしきい値以下にする。

【００１０】

【実施例】以下実施例を示す添付図面によって詳細に説
明する。図１はこの発明の一実施例に係る冷凍機用潤滑
油の調整装置の概要構成図であり、同図を参照して、図
示しないターボ圧縮機を潤滑、シールする潤滑油Ｊを収
容したタンク１の下部には、供給ライン２を介してター
ボ圧縮機へ潤滑油を圧送するポンプ３と、潤滑油Ｊを加
熱する加熱手段としての電気ヒータ４とが配設され、ま
た、タンク１の上部には、ターボ圧縮機からの潤滑油Ｊ
の戻りライン５が接続されている。この冷凍機用潤滑油
の調整装置は、タンク１内に配設されタンク１内の圧力
を検出する圧力センサ６と、タンク１内の潤滑油Ｊ内に
配置され、タンク１内の潤滑油Ｊの温度を検出する温度
センサ７と、上記電気ヒータ４と、タンク１の外部に配
置され、検出された潤滑油Ｊの温度、圧力等に基づい
て、電気ヒータ４をオンオフさせ、又警報表示部ＡＬに
警報表示を行わせる制御部Ｃとを備えている。

【００１１】上記制御部Ｃは、潤滑油Ｊの温度Ｔ及び圧
力Ｐと、潤滑油Ｊ内への混入冷媒量Ｒ（％）との関係デ
ータ（図２参照。同図において、実線はＲ２３のデータ
を示し、破線はＲ１１のデータを示している）を予め記
憶しておくデータ記憶部８と、上記圧力センサ６及び温
度センサ７によって検出された潤滑油Ｊの温度Ｔ及び圧
力Ｐ、並びにデータ記憶部８に記憶された関係データに
基づいて、混入冷媒量を演算する混入冷媒量演算部９
と、この混入冷媒量演算部９により演算された混入冷媒
量Ｒに基づいて当該混入冷媒量Ｒがしきい値Ｒ１以下に
なるように調整する混入冷媒量調整部１０と、所定時間
（例えば２〜３分）毎に混入冷媒量演算部９および混入
冷媒量調整部１０を動作させるタイマ１１とを備えてい
る。

【００１２】混入冷媒量調整部１０は、混入冷媒量演算
部９により演算された混入冷媒量Ｒを予め設定したしき
い値Ｒ１又はＲ２（Ｒ１＞Ｒ２）と比較する比較部１０
ａと、混入冷媒量Ｒがしきい値Ｒ１又はＲ２を超えてい
るか否かを判別し、超えている場合に所定の信号を発す
る判別部１０ｂと、この判別部１０ｂからの信号を受け
て、電気ヒータ４にタンク１内の潤滑油Ｊを加熱させる
信号、又は警報表示部ＡＬに“溶け込み過大”の表示を
させて圧縮機を停止させる信号を出力する出力部１０ｃ
とを備えている。

【００１３】次に、この制御部Ｃの動作について図３の
フローチャートに基づいて説明する。ターボ圧縮機の起
動に伴って、タイマ１が起動され（ステップｓ１）、所
定時間ｔ１の経過が待たれる（ステップｓ２）。これ
は、各状態量が安定するのを待つ趣旨である。所定時間
ｔ１の経過後、温度センサ７及び圧力センサ６によって
検出された、タンク１内の潤滑油Ｊの温度Ｔ及び圧力Ｐ
が入力され（ステップｓ３）、これら温度Ｔ，圧力Ｐ及
びデータ記憶部８に記憶されている関係データに基づい
て、混入冷媒量演算部９が、混入冷媒量Ｒを演算する
（ステップｓ４）。そして、混入冷媒量Ｒと予め設定し
たしきい値Ｒ１とを比較し（ステップｓ５）、混入冷媒
量Ｒがしきい値Ｒ１以上の場合には、“溶け込み過大”
の警報表示を行った（ステップｓ６）後、ターボ圧縮機
を停止させる（ステップｓ７）。また、混入冷媒量Ｒが
しきい値Ｒ１を超えていない場合には、混入冷媒量Ｒと
予め設定したしきい値Ｒ２とを比較する（ステップｓ
８）。混入冷媒量Ｒがしきい値Ｒ２を超えていない場合
には、電気ヒータ４をＯＦＦした（ステップｓ９）後、
ステップｓ１に戻り、超えている場合には、電気ヒータ
４をＯＮして潤滑油を加熱し（ステップｓ１０）、起動
からの経過時間がｔ２になるまで待った（ステップｓ１
１）後、ステップｓ１に戻る。

【００１４】この実施例によれば、精度良く検出するこ
とのできる、潤滑油Ｊの温度Ｔ、圧力Ｐ等に基づいて、
混入冷媒量Ｒを求めるので、精度の良い混入冷媒量Ｒが
得られる。そして、混入冷媒量Ｒを精度良く把握しなが
ら、これがしきい値Ｒ２以下になるように調整するの
で、潤滑油Ｊの粘度を最適に維持することができる。し
たがって、圧縮機に潤滑不良、シール不良等を発生させ
ることがなく、冷凍機の能力低下等もなくなるので、冷
凍機の信頼性を向上させることができる。

【００１５】また、加熱手段として、電気ヒータ４を用
いたので、応答性良く潤滑油Ｊ内の冷媒を加熱蒸発させ
ることができ、素早く、潤滑油Ｊの粘度を調整すること
ができる。図４はこの発明の他の実施例を示す概略図で
あり、同図を参照して、この実施例が図１の実施例と異
なるのは、インペラＩの吐出側ＩＯを、タンク１内を経
由した状態で凝縮器１３と接続させる、加熱手段として
の吐出ガス管路１２を、設け、吐出ガスＥＧの熱を用い
てタンク１内の潤滑油Ｊを加熱蒸発させるようにしたこ
とである。吐出ガス管路１２は、タンク１内において、
熱交換部分１２ａを有している。また、タンク１外にお
いて吐出ガス管路１２の途中部には、当該管路１２を開
閉する電磁弁１４が介装されている。混入冷媒量Ｒがし
きい値Ｒ２を超える場合には、電磁弁１４を開放して吐
出ガスＥＧによって潤滑油Ｊを加熱し、超えていない場
合には、電磁弁１４を閉じ加熱を行わない。一般に、タ
ンク１内の潤滑油Ｊの温度が４０〜６０°Ｃであるのに
対して、吐出ガスＥＧの温度は１００°Ｃ程度であり、
吐出ガスＥＧによって充分加熱可能である。

【００１６】この実施例によれば、図１の実施例と同様
の作用効果を奏することに加えて、外部入熱がないた
め、冷凍機効率の低下がなく、したがって、省エネルギ
を達成することができる。また、吐出ガスＥＧにより加
熱するので、凝縮器１３の負荷を減少させることができ
る。なお、この発明は、上記各実施例に限定されるもの
ではなく、加熱手段に代えて、タンク１内を減圧する減
圧手段としての減圧管路１５を用いることができる（図
５参照）。この減圧管路１５は、タンク１内とインペラ
Ｉの吸い込み側ＩＳとを連通している。また、この減圧
管路１５の途中部には、当該減圧管路１５を開閉する電
磁弁１６が介装されている。この場合、混入冷媒量調整
部１０は、混入冷媒量演算部９により演算された混入冷
媒量Ｒと予め設定したしきい値Ｒ２とを比較し、しきい
値Ｒ２を超えている場合に、電磁弁１６を開放してタン
ク１内の潤滑油Ｊを減圧することにより、冷媒を蒸発さ
せ、混入冷媒量Ｒをしきい値Ｒ１以下にする。この実施
例においても、図１の実施例と同様の作用効果を奏す
る。

【００１７】なお、この発明は、上記各実施例に限定さ
れるものではなく、この発明の要旨を変更しない範囲で
種々の変更を施すことが可能である。

【００１８】

【発明の効果】以上のように、請求項１に係る発明によ
れば、検出精度の良い潤滑油の温度、圧力等に基づい
て、混入冷媒量を求めるので、精度の良い混入冷媒量が
得られる。そして、混入冷媒量を精度良く把握しなが
ら、これがしきい値以下になるように調整するので、潤
滑油の粘度を最適に維持することができる。したがっ
て、圧縮機に潤滑不良、シール不良等を発生させること
がなく、冷凍機の能力低下等もなくなるので、冷凍機の
信頼性を向上させることができる。

【００１９】また、加熱手段が電気ヒータからなる場合
には、応答性が良いので、潤滑油を素早く最適な粘度に
することができる。さらに、加熱手段が圧縮機の吐出ガ
スを熱源としている場合には、省エネルギを達成でき
る。請求項４に係る発明によれば、減圧手段によってタ
ンク内を減圧することにより、冷媒を蒸発させて混入冷
媒量をしきい値以下にし、請求項１に係る発明と同様の
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例としての冷凍機用潤滑油の
調整装置の概略構成図。

【図２】潤滑油の温度、圧力と潤滑油への混入冷媒量と
の関係を示す図である。

【図３】制御の流れを示すフローチャートである。

【図４】この発明の他の実施例としての冷凍機用潤滑油
の調整装置の概略図である。

【図５】この発明のさらに他の実施例としての冷凍機用
潤滑油の調整装置の概略図である。

【符号の説明】

１ タンク Ｊ 潤滑油 ４ 電気ヒータ（加熱手段） ６ 圧力センサ（圧力検出手段） ７ 温度センサ（温度検出手段） ８ データ記憶部 ９ 混入冷媒量演算部 １０ 混入冷媒量調整部 １２ 吐出ガス管路（加熱手段） １５ 減圧管路（減圧手段）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】タンク（１）内に貯蔵された圧縮機用の潤
   滑油（Ｊ）の温度を検出する温度検出手段（７）と、 上記潤滑油（Ｊ）の圧力を検出する圧力検出手段（６）
   と、 潤滑油（Ｊ）の温度及び圧力と、潤滑油（Ｊ）内への混
   入冷媒量（Ｒ）との関係データを予め記憶しておくデー
   タ記憶部（８）と、 検出された潤滑油（Ｊ）の温度及び圧力、並びにデータ
   記憶手段に記憶された関係データに基づいて、混入冷媒
   量（Ｒ）を演算する混入冷媒量演算部（９）と、 タンク（１）内の潤滑油（Ｊ）を加熱する加熱手段
   （４）と、 混入冷媒量演算部（９）により演算された混入冷媒量
   （Ｒ）と予め設定したしきい値（Ｒ１）とを比較し、し
   きい値（Ｒ１）を超えている場合に、加熱手段（４）に
   信号を出力してタンク（１）内の潤滑油（Ｊ）を加熱す
   ることにより、混入冷媒量（Ｒ）をしきい値（Ｒ１）以
   下にする混入冷媒量調整部（１０）とを備えたことを特
   徴とする冷凍機用潤滑油の調整装置。
2. 【請求項２】上記加熱手段は、電気ヒータ（４）からな
   ることを特徴とする請求項１記載の冷凍機用潤滑油の調
   整装置。
3. 【請求項３】上記加熱手段は、圧縮機の吐出ガス（Ｅ
   Ｇ）を熱源としていることを特徴とする請求項１記載の
   冷凍機用潤滑油の調整装置。
4. 【請求項４】タンク（１）内に貯蔵された圧縮機用の潤
   滑油（Ｊ）の温度を検出する温度検出手段（７）と、 上記潤滑油（Ｊ）の圧力を検出する圧力検出手段（６）
   と、 潤滑油（Ｊ）の温度及び圧力と、潤滑油（Ｊ）内への混
   入冷媒量（Ｒ）との関係データを予め記憶しておくデー
   タ記憶部（８）と、 検出された潤滑油（Ｊ）の温度及び圧力、並びにデータ
   記憶手段に記憶された関係データに基づいて、混入冷媒
   量（Ｒ）を演算する混入冷媒量演算部（９）と、 タンク（１）内の潤滑油（Ｊ）を減圧する減圧手段（１
   ５）と、 混入冷媒量演算部（９）により演算された混入冷媒量
   （Ｒ）と予め設定したしきい値（Ｒ１）とを比較し、し
   きい値（Ｒ１）を超えている場合に、減圧手段（１５）
   に信号を出力してタンク（１）内の潤滑油（Ｊ）を減圧
   することにより、混入冷媒量（Ｒ）をしきい値（Ｒ１）
   以下にする混入冷媒量調整部（１０）とを備えたことを
   特徴とする冷凍機用潤滑油の調整装置。