JPH0816557B2 - Compressor abnormality detection device - Google Patents

Compressor abnormality detection device

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JPH0816557B2
JPH0816557B2 JP4394090A JP4394090A JPH0816557B2 JP H0816557 B2 JPH0816557 B2 JP H0816557B2 JP 4394090 A JP4394090 A JP 4394090A JP 4394090 A JP4394090 A JP 4394090A JP H0816557 B2 JPH0816557 B2 JP H0816557B2
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compressor
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、圧縮機の異常検出装置、詳しくは、圧縮過
程部に膨張弁をもつ液インジェクション配管を接続し、
かつ、低容量から全容量運転に容量制御可能とした圧縮
機の異常検出装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial field of application) The present invention relates to an abnormality detection device for a compressor, more specifically, a liquid injection pipe having an expansion valve is connected to a compression process portion,
Further, the present invention relates to a compressor abnormality detection device capable of controlling the capacity from low capacity to full capacity operation.

(従来技術) 従来、圧縮機を組込んだ冷凍サイクルにおいて、吐出
ガス温度を一定以下にするため、圧縮過程部に液冷媒を
インジェクションするようにしたものは、例えば特公昭
63−25255号公報に示されているように知られている。
(Prior Art) Conventionally, in a refrigeration cycle incorporating a compressor, in order to keep the discharge gas temperature below a certain value, a liquid refrigerant is injected into the compression process section, for example, Japanese Patent Publication No.
It is known as shown in Japanese Patent Publication No. 63-25255.

この公報に示されているものは、第4図に示したよう
に、圧縮機(A)、凝縮器(B)、膨張弁(C)及び蒸
発器(D)を備えた冷凍サイクルにおいて、前記凝縮器
(B)と膨張弁(C)との中間部位から、前記圧縮機
(A)の圧縮過程部に、感温膨張弁(E)を備えた液イ
ンジェクション配管(F)を接続して、吐出ガス温度を
もとに前記膨張弁(E)の開度を制御し、前記圧縮過程
部に液冷媒をインジェクションして吐出ガス温度を一定
以下とし、吐出ガス温度が高温になることによって、圧
縮機の潤滑系統に支障を来し、圧縮機の運転が不能にな
るのを防止している。
What is disclosed in this publication is a refrigeration cycle including a compressor (A), a condenser (B), an expansion valve (C) and an evaporator (D) as shown in FIG. A liquid injection pipe (F) equipped with a temperature-sensitive expansion valve (E) is connected to a compression process part of the compressor (A) from an intermediate portion between the condenser (B) and the expansion valve (C), The opening degree of the expansion valve (E) is controlled based on the discharge gas temperature, the liquid refrigerant is injected into the compression process section to keep the discharge gas temperature below a certain level, and the discharge gas temperature becomes high, thereby compressing the compressed gas. This prevents the compressor from becoming inoperable due to an obstacle to the lubrication system of the machine.

(発明が解決しようとする課題) 所が、従来例において、前記膨張弁(E)及びその制
御系に異常があって、液インジェクションが正常に作用
しない場合でも、この異常は検出できないのである。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in the conventional example, even when the expansion valve (E) and its control system have an abnormality and the liquid injection does not normally operate, this abnormality cannot be detected.

即ち、液インジェクションが正常に使用しない場合、
吐出ガスが液インジェクションにより冷却されなくて、
吐出ガス温度が異常上昇することから、この吐出ガス温
度の異常上昇を検出して、圧縮機(A)を異常停止して
いるのであるが、吐出ガス温度の異常上昇だけでは前記
膨張弁(E)及びその制御系に異常があるのかどうかは
判定できないのである。
That is, if the liquid injection is not used normally,
Discharge gas is not cooled by liquid injection,
Since the discharge gas temperature abnormally rises, the compressor (A) is abnormally stopped by detecting the abnormal rise in the discharge gas temperature, but the expansion valve (E ) And its control system cannot be determined.

しかも、運転中における吐出ガス温度の異常上昇を検
出して圧縮機(A)を異常停止しているのであるが、こ
の場合の異常検出温度は運転時における正常な吐出ガス
温度の制約を受け、当然のことながら、正常温度以下に
はできないから、たとえ圧縮機(A)を停止させても、
また、場合によっては、圧縮機(A)に焼付けを生じさ
せる問題があった。
Moreover, the compressor (A) is abnormally stopped by detecting an abnormal rise in the discharge gas temperature during operation. However, the abnormality detection temperature in this case is restricted by the normal discharge gas temperature during operation, As a matter of course, since the temperature cannot be lower than the normal temperature, even if the compressor (A) is stopped,
Further, in some cases, there was a problem of causing the compressor (A) to burn.

本発明の目的は、膨張弁及びその制御系の異常を検出
でき、焼付けを未然に、しかも確実に防止できる異常検
出装置を提供する点にある。
An object of the present invention is to provide an abnormality detection device capable of detecting an abnormality in the expansion valve and its control system and capable of reliably preventing seizure.

(課題を解決するための手段) 本発明は、圧縮機を低容量運転(例えば12%ロード運
転)で起動するとき、液冷媒をインジェクションする液
インジェクション配管に介装する膨張弁や、この膨張弁
を制御する制御系に異常があって、正常に液インジェク
ションが作用しないと、吐出ガスが液インジェクション
により冷却されなくて、吐出ガス温度の立上がりが高く
なり、逆に液インジェクションがある場合に比べて吐出
ガス圧力の立上がりが低くなることを究明して発明した
もので、吐出ガス温度検出器(8)と吐出圧力検出器
(9)と、これら各検出器(8)(9)からの出力で吐
出ガス温度の上昇勾配と吐出圧力の上昇勾配とを演算
し、前記圧縮機(1)の起動時、低容量運転を条件とし
て一定時間内における吐出ガス温度の上昇勾配が、予め
設定する基準値を越え、かつ、吐出圧力の上昇勾配が、
予め設定する基準値よりも低いとき、異常信号を出力す
るコントローラ(10)とを備え、膨張弁及びその制御系
の異常検出が行えるようにしたのである。
(Means for Solving the Problem) The present invention relates to an expansion valve installed in a liquid injection pipe for injecting a liquid refrigerant when the compressor is started in a low capacity operation (for example, 12% load operation), and the expansion valve. If there is an abnormality in the control system that controls the liquid injection and the liquid injection does not work normally, the discharge gas is not cooled by the liquid injection, the rise of the discharge gas temperature rises, and conversely compared to when there is liquid injection. It was invented by investigating that the rise of the discharge gas pressure becomes low. It is made by the discharge gas temperature detector (8), the discharge pressure detector (9), and the outputs from these detectors (8) and (9). The rising gradient of the discharge gas temperature and the rising gradient of the discharge pressure are calculated, and when the compressor (1) is started, the rising gradient of the discharge gas temperature within a certain period of time under the condition of low capacity operation is calculated. Exceeds a reference value set in advance, and a rising slope of the discharge pressure,
A controller (10) that outputs an abnormality signal when it is lower than a preset reference value is provided so that abnormality of the expansion valve and its control system can be detected.

即ち、本発明は、圧縮機(1)の起動時、即ち、運転
スイッチによる運転開始及び発停サーモにより停止した
後に再起動を行う場合、低容量運転で起動すると、前記
膨張弁(7)及びその制御系が正常に作動していれば、
第2図のように吐出ガス温度の立上がり(上昇勾配)は
吐出ガス圧力の立上がり(上昇勾配)より緩慢となるの
である。しかし、圧縮機吐出ガスは、過熱度がついたガ
スであるから、吐出ガス温度の上昇勾配が同じであれ
ば、液インジェクションした場合、その液インジェクシ
ョン量だけ液インジェクションがない場合に比べて吐出
ガス量が多くなり、更に、この吐出ガス量が多くなると
き、液インジェクションされなくて吐出ガス量が変わら
ない場合に比べて圧力上昇勾配も大きくなるのである。
逆に云うと、液インジェクションされなくて吐出ガス量
が多くならないとき、圧力上昇勾配は緩慢になるのであ
る。
That is, according to the present invention, when the compressor (1) is started, that is, when restarting is performed after the start of the operation by the operation switch and the stop by the start / stop thermostat, the expansion valve (7) and the expansion valve (7) If the control system is operating normally,
As shown in FIG. 2, the rise of the discharge gas temperature (the rising gradient) is slower than the rise of the discharge gas pressure (the rising gradient). However, since the compressor discharge gas is a gas with superheat, if the rise gradient of the discharge gas temperature is the same, when the liquid injection is performed, the discharge gas is higher than when there is no liquid injection by the liquid injection amount. When the amount increases and the amount of the discharged gas increases, the pressure rise gradient also becomes larger than that in the case where the amount of the discharged gas does not change because liquid injection is not performed.
Conversely, when the liquid injection does not occur and the discharge gas amount does not increase, the pressure increase gradient becomes slow.

こうして、温度上昇勾配が所定値よりも大きく、か
つ、圧力上昇勾配が一定値よりも大きいときは、液イン
ジェクションは正常に行われているにも拘らず、液イン
ジェクション以外の原因で温度が急激に上昇しているも
のであり、また、温度上昇勾配が所定値よりも大きく、
かつ、圧力上昇勾配が一定値よりも小さいときは、液イ
ンジェクションがない、即ち、膨張弁及びその制御系が
正常に作動していないために吐出ガス温度が急激に上昇
しているものであると判定できることに着目し、正常時
における上昇勾配を基準値として予め設定し、低容量運
転を条件として一定時間(例えば15秒間)内における吐
出ガス温度の上昇勾配が、予め設定する基準値を越え、
かつ、吐出圧力の上昇勾配が、予め設定する基準値より
も低いとき、異常信号を出力して異常検出を行うように
したことを特徴とするものである。
Thus, when the temperature rise gradient is larger than the predetermined value and the pressure rise gradient is larger than the constant value, the temperature is suddenly increased due to a cause other than the liquid injection, although the liquid injection is normally performed. The temperature rise is larger than a predetermined value,
And, when the pressure rise gradient is smaller than a certain value, it means that there is no liquid injection, that is, the discharge gas temperature is rapidly rising because the expansion valve and its control system are not operating normally. Paying attention to the fact that it can be determined, the rising gradient in normal time is preset as a reference value, and the rising gradient of the discharge gas temperature within a certain time (for example, 15 seconds) under the condition of low capacity operation exceeds a preset reference value,
Moreover, when the rising gradient of the discharge pressure is lower than a preset reference value, an abnormality signal is output to perform abnormality detection.

(作用) 圧縮機(1)の低容量運転を条件とした起動時、一定
時間における吐出ガス温度の上昇勾配が、予め設定する
基準値を越え、かつ、吐出圧力の上昇勾配が、予め設定
する基準値よりも低いときに異常信号を出力するように
しているから、前記膨張弁(7)及びその制御系の異常
を確実に検出できるし、また、この異常検出は、圧縮機
(1)を異常停止させる吐出ガス温度より遥かに低い温
度領域で行えるし、また、起動時の短い時間で行えるか
ら、圧縮機(1)の異常停止を少なくできると共に、焼
付けの問題を確実に解消できるのである。
(Operation) When the compressor (1) is started under the condition of low-capacity operation, the rising gradient of the discharge gas temperature for a certain period of time exceeds a preset reference value, and the rising gradient of the discharge pressure is preset. Since the abnormality signal is output when the value is lower than the reference value, the abnormality of the expansion valve (7) and its control system can be reliably detected, and this abnormality detection is performed by the compressor (1). Since it can be performed in a temperature range much lower than the temperature of the discharge gas to be abnormally stopped and can be performed in a short time at the time of startup, abnormal stop of the compressor (1) can be reduced and the problem of burning can be reliably solved. .

(実施例) 第1図において、(1)は圧縮機、(2)は凝縮器、
(3)は膨張弁、(4)は蒸発器で、これら各機器は、
冷媒配管(5)により直列に接続され、冷凍サイクルを
形成している。
(Example) In FIG. 1, (1) is a compressor, (2) is a condenser,
(3) is an expansion valve and (4) is an evaporator.
The refrigerant pipes (5) are connected in series to form a refrigeration cycle.

また、前記凝縮器(2)と膨張弁(3)との中間部位
には、前記圧縮機(1)の圧縮過程部に開口する液イン
ジェクション配管(6)を接続しており、この液インジ
ェクション配管(6)の途中には、電動膨張弁(7)を
介装している。
Further, a liquid injection pipe (6) opening to a compression process portion of the compressor (1) is connected to an intermediate portion between the condenser (2) and the expansion valve (3). An electric expansion valve (7) is provided in the middle of (6).

前記圧縮機(1)は、スクリュー圧縮機やスクロール
圧縮機で、潤滑油を供給し、ロータの接触部を潤滑する
と共に、例えばインバータ制御により低容量運転(12%
ロード運転)から全容量運転に容量制御可能としてい
る。
The compressor (1) is a screw compressor or a scroll compressor, which supplies lubricating oil to lubricate the contact portion of the rotor, and operates at a low capacity (12% by inverter control, for example).
The capacity can be controlled from load operation) to full capacity operation.

そして、前記圧縮機(1)の吐出側には、吐出ガス温
度を検出する吐出ガス温度検出器(8)と、吐出ガス圧
力を検出する吐出圧力検出器(9)とを設けると共に、
これら各検出器(8)(9)からの検出結果により前記
電動膨張弁(7)の開度を制御し、吐出ガス温度を一定
値以下に制御する過熱度制御のコントローラ(10)を設
けるのである。
A discharge gas temperature detector (8) for detecting the discharge gas temperature and a discharge pressure detector (9) for detecting the discharge gas pressure are provided on the discharge side of the compressor (1).
Since a controller (10) for superheat control is provided, which controls the opening of the electric expansion valve (7) according to the detection results from these detectors (8) and (9), and controls the discharge gas temperature to a certain value or less. is there.

このコントローラ(10)は、前記各検出器(8)
(9)からの出力で吐出ガス温度の上昇勾配と吐出圧力
の上昇勾配を演算する演算部(11)を備えると共に、前
記圧縮機(1)が低容量運転で起動されたがどうかを判
定し、低容量運転での起動を条件として、一定時間(例
えば15秒間)内における吐出ガス温度の上昇勾配が、予
め設定する基準値を越え、かつ、吐出圧力の上昇勾配
が、予め設定する基準値よりも低いとき、異常信号を出
力する異常信号出力部(12)を備え、この出力部(12)
からの出力により前記圧縮機(1)を停止させる停止回
路(13)を作動させると共に、ランプ又はブザー等の異
常表示体(14)を作動させるようにするのである。
This controller (10) corresponds to each of the detectors (8)
The calculation unit (11) for calculating the rising gradient of the discharge gas temperature and the rising gradient of the discharge pressure based on the output from (9) is provided, and it is determined whether the compressor (1) is started in a low capacity operation. , If the start-up in low-capacity operation is the condition, the rising gradient of the discharge gas temperature within a fixed time (for example, 15 seconds) exceeds a preset reference value, and the rising gradient of the discharge pressure is a preset reference value. An abnormal signal output section (12) that outputs an abnormal signal when the output is lower than
The stop circuit (13) for stopping the compressor (1) is actuated by the output from the device, and the abnormality indicator (14) such as a lamp or a buzzer is actuated.

しかして、前記基準値は、運転スイッチにより運転開
始する起動時及び発停サーモにより停止した後の再起動
時、低容量運転で起動すると、前記膨張弁(7)及びそ
の制御系が正常に作動していれば、吐出ガスは液インジ
ェクションにより冷却されて、第2図のように吐出ガス
温度の上昇勾配は、吐出圧力の上昇勾配より緩慢となる
のであるが、異常の場合、吐出ガスは液インジェクショ
ンにより冷却されないため、吐出ガス温度の上昇勾配は
第3図のように急激になるのに対し、吐出圧力は緩慢に
なることを基に予め設定し、正常時における起動後一定
時間内の吐出ガス温度及び吐出圧力の上昇勾配の基準値
を比較データとして前記コントローラ(10)に入力させ
ておくのであって、異常信号出力の判定は、低容量運転
(12%ロード運転)を条件とし、一定時間(15秒)にお
ける吐出ガス温度の温度差が例えば10℃を越え、吐出圧
力の圧力差が例えば1.0kg/cm2より低いことを条件とし
て出力するように成すのである。
Therefore, when the reference value is started by the operation switch and restarted after stopped by the start / stop thermostat and started by the low capacity operation, the expansion valve (7) and its control system operate normally. If so, the discharge gas is cooled by the liquid injection, and the rising gradient of the discharge gas temperature becomes slower than the rising gradient of the discharge pressure as shown in FIG. Since it is not cooled by injection, the rising gradient of the discharge gas temperature becomes steep as shown in Fig. 3, whereas the discharge pressure becomes slower. Since the reference values of the rising gradient of the gas temperature and the discharge pressure are input to the controller (10) as comparison data, the abnormal signal output is judged by the low capacity operation (12% load operation). As a condition, the output is performed under the condition that the temperature difference of the discharge gas temperature in a certain time (15 seconds) exceeds, for example, 10 ° C., and the pressure difference of the discharge pressure is lower than, for example, 1.0 kg / cm 2 .

従って、前記圧縮機(1)の起動時、低容量運転(12
%ロード運転)で15秒間運転したときの吐出ガス温度の
温座差が10℃を越え、吐出圧力の圧力差が1.0kg/cm2
り低いときに異常信号が出力することになるのであっ
て、この異常信号の出力で、前記膨張弁(7)及びその
制御系の異常を確実に検出できるのである。しかも、こ
の異常検出は、たとえ起動時の吐出ガス温度が高い場合
でも、焼付けが生ずる温度より遥かに低い温度で異常検
出が行えることになるから、焼付けは未然に、しかも確
実に防止できるし、その上、起動後15秒間の短い時間で
検出でき、また、従来例のように前記膨張弁及びその制
御系の異常により定常運転中に吐出ガス温度が異常上昇
することも未然に回避できるから、圧縮機(1)の異常
停止も少なくできるのである。
Therefore, when the compressor (1) is started, low capacity operation (12
When the temperature difference of discharge gas temperature exceeds 10 ℃ and the discharge pressure difference is lower than 1.0kg / cm 2 , the abnormal signal is output when the load gas is operated for 15 seconds. The output of this abnormality signal can reliably detect the abnormality of the expansion valve (7) and its control system. Moreover, even if the discharge gas temperature at the time of startup is high, this abnormality detection can be performed at a temperature much lower than the temperature at which baking occurs, so that baking can be prevented in advance and reliably. Moreover, it can be detected in a short time of 15 seconds after starting, and it is also possible to prevent the discharge gas temperature from abnormally rising during steady operation due to the abnormality of the expansion valve and its control system as in the conventional example. The abnormal stoppage of the compressor (1) can be reduced.

尚、前記コントローラ(10)は、前記検出器(8)
(9)による検出結果をもとに前記膨張弁(7)の開度
を制御し、吐出ガス温度の過熱度を制御するものであっ
て、吐出ガス温度の異常上昇時、前記圧縮機(1)を異
常停止させる作動を行うことは云うまでもない。従っ
て、前記膨張弁(7)及びその制御系が正常で、他の原
因で吐出ガス温度が異常上昇する場合には、前記圧縮機
(1)は異常停止するのである。
The controller (10) is the detector (8).
The opening degree of the expansion valve (7) is controlled based on the detection result of (9) to control the superheat degree of the discharge gas temperature, and when the discharge gas temperature abnormally rises, the compressor (1 Needless to say, the operation for abnormally stopping) is performed. Therefore, when the expansion valve (7) and its control system are normal and the discharge gas temperature abnormally rises due to other causes, the compressor (1) abnormally stops.

また、以上説明した実施例では、前記膨張弁(7)と
して電動膨張弁を用いたが、その他感温式膨張弁を用
い、その感温部を吐出ガス配管に付設して吐出ガスの過
熱度を制御するようにしてもよい。
Further, in the embodiment described above, the electric expansion valve is used as the expansion valve (7), but other temperature sensitive expansion valve is used, and the temperature sensing part is attached to the discharge gas pipe to superheat the discharge gas. May be controlled.

(発明の効果) 本発明は以上のように、吐出ガス温度検出器(8)と
吐出圧力検出器(9)と、これら各検出器(8)(9)
からの出力で吐出ガス温度の上昇勾配と吐出圧力の上昇
勾配とを演算し、前記圧縮機(1)の起動時、低容量運
転を条件として一定時間内における吐出ガス温度の上昇
勾配が、予め設定する基準値を越え、かつ、吐出圧力の
上昇勾配が、予め設定する基準値よりも低いとき、異常
信号を出力するコントローラ(10)とを備えていること
を特徴とするものであるから、前記膨張弁(7)及びそ
の制御系の異常を確実に検出できるし、また、この異常
検出は、起動時の一定時間における吐出ガス温度及び圧
力の上昇勾配をもとに行うのであるから、焼付けを未然
に、しかも、確実に検出できるのである。
(Effects of the Invention) As described above, the present invention has the discharge gas temperature detector (8), the discharge pressure detector (9), and the detectors (8) and (9).
From the output, the rising gradient of the discharge gas temperature and the rising gradient of the discharge pressure are calculated, and when the compressor (1) is started, the rising gradient of the discharge gas temperature within a certain period of time is set in advance under the condition of low capacity operation. When the reference value to be set is exceeded and the rising gradient of the discharge pressure is lower than the preset reference value, the controller is provided with a controller (10) that outputs an abnormal signal. Since the abnormality of the expansion valve (7) and its control system can be reliably detected, and the abnormality detection is performed based on the rising gradient of the discharge gas temperature and the pressure during a certain time at the time of startup, the baking Can be detected in advance and surely.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の一実施例を適用した冷凍サイクルの系
統説明図、第2図は、正常時における吐出ガス温度及び
吐出圧力の上昇勾配を示す特性図、第3図は異常時にお
ける吐出ガス温度及び吐出圧力の上昇勾配を示す特性
図、第4図は従来例を示す冷凍サイクルの系統説明図で
ある。 (1)……圧縮機 (6)……液インジェクション配管 (7)……膨張弁 (8)……吐出ガス温度検出器 (9)……吐出圧力検出器 (10)……コントローラ
FIG. 1 is a system explanatory view of a refrigeration cycle to which an embodiment of the present invention is applied, FIG. 2 is a characteristic diagram showing a rising gradient of discharge gas temperature and discharge pressure under normal conditions, and FIG. 3 is discharge during abnormal conditions. FIG. 4 is a characteristic diagram showing the rising gradient of gas temperature and discharge pressure, and FIG. 4 is a system explanatory diagram of a refrigeration cycle showing a conventional example. (1) ...... Compressor (6) ...... Liquid injection piping (7) ...... Expansion valve (8) ...... Discharge gas temperature detector (9) ...... Discharge pressure detector (10) ...... Controller

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】圧縮過程部に、膨張弁(7)をもつ液イン
ジェクション配管(6)を接続し、かつ、低容量から全
容量運転に容量制御可能とした圧縮機(1)の異常検出
装置であって、吐出ガス温度検出器(8)と吐出圧力検
出器(9)と、これら各検出器(8)(9)からの出力
で吐出ガス温度の上昇勾配と吐出圧力の上昇勾配とを演
算し、前記圧縮機(1)の起動時、低容量運転を条件と
して一定時間内における吐出ガス温度の上昇勾配が、予
め設定する基準値を越え、かつ、吐出圧力の上昇勾配
が、予め設定する基準値よりも低いとき、異常信号を出
力するコントローラ(10)とを備えていることを特徴と
する圧縮機の異常検出装置。
1. An abnormality detecting device for a compressor (1), wherein a liquid injection pipe (6) having an expansion valve (7) is connected to a compression process section, and the capacity can be controlled from low capacity to full capacity operation. That is, the discharge gas temperature detector (8) and the discharge pressure detector (9) and the outputs of these detectors (8) and (9) are used to determine the rise gradient of the discharge gas temperature and the rise gradient of the discharge pressure. When the compressor (1) is started, the rising gradient of the discharge gas temperature within a certain period of time when the compressor (1) is started exceeds a preset reference value, and the rising gradient of the discharge pressure is preset. And a controller (10) that outputs an abnormal signal when the value is lower than the reference value.
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