JPH0820128B2 - スクリュー冷凍機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、スクリュー圧縮機を備えた冷凍機における
給油保護機構に関する。

（従来の技術） 従来、例えば、実開昭60−70792号公報に開示され、
かつ、第５図に示すように、スクリュー圧縮機（Ｃ）の
吐出側に油回収器（Ｓ）を備え、吸入側に延びる油戻し
管（Ｔ）に油冷却器（Ｅ）を介装して、吐出側と吸入側
との間の高低差圧により回収油を圧縮機（Ｃ）に移送
し、かつ、途中で油冷却を行って、圧縮機（Ｃ）でのシ
ャフトシールに用いるようにしている。

そして、この公報記載のものには、シャフトシール温
度の高低によって圧縮機を停止制御する点はないが、一
般に、こうした給油機構では、シャフトまわりの焼き付
けを未然に防止する必要があるため、供給油温が所定値
以上に上昇したとき、並びに油供給に必要な供給圧力つ
まり前記高低差圧が所定圧力以下となり給油量が不足す
ることになるとき、圧縮機（Ｃ）の運転を停止してその
保護を図るのが通例である。

（発明が解決しようとする課題） ところが、凝縮器等の冷却水温が低い場合等凝縮圧力
つまり吐出側の高圧圧力が低い運転条件下で、その起動
を行う場合等には、高低差圧がつくまで時間がかかり、
油の供給圧力もなかなか上昇しないため、供給圧力の下
限規制により停止指令が出てしまい、起動できなかった
り又は起動しても直ぐに運転停止に至る問題があった。

すなわち、上記従来の一般的なものでは、供給油が所
定の油温上限値を越えるとき、及び、供給油の圧力が所
定の下限値を下回るとき、それぞれ独立に停止制御を行
うものだから、換言すると、温度と圧力という２つのパ
ラメータのうち１つの規制が働くと停止制御を行うもの
だから、高圧の低い条件下でその起動を行う場合等に
は、圧力規制が働いて圧縮器（Ｃ）は運転停止に至るこ
ととなるのである。

本発明では、高圧が低い条件下での起動時を考慮し、
かつ、実際のシャフトシール温度は供給油温と供給圧力
の２つのパラメータによって変化することに着目して、
従来一般的なやり方のように単に油温上限値と圧力下限
値で一律に停止制御を行うのではなく、油温と圧力との
関係で細かな制御を行うことにより、低差圧条件下での
円滑な起動を確保できながら、圧縮機保護を図ることが
できるスクリュー冷凍機を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） そこで、スクリュー圧縮機（１）の吐出側に油回収器
（２）を備え、該油回収器（２）で回収された油を油冷
却器（７）で冷却して前記圧縮機（１）のシャフトシー
ルに用いるようにした構成において、前記油冷却器
（７）を通過した供給油の温度を検出する油温検出器
（８）と、前記供給油の供給圧力を検出する圧力検出器
（９）とを設けると共に、検出油温及び検出圧力の２の
パラメータに基づいて定まるシャフトシール温度が許容
シャフトシール温度（TS）を越える領域では、前記圧縮
機（１）を運転停止範囲とする保護手段（12）を設け
た。

請求項２記載の発明は、保護手段（12）の一層具体的
な構成として、該保護手段（12）は、次のイ，ロ，ハの
条件下で圧縮機（１）に停止指令を与えるものとした。

イ．検出油温が、許容シャフトシール温度（TS）と供給
油の高側圧力下限値（PH）とに基づいて定める油温上限
値（TH）を越えるとき。

ロ．検出油温が、前記油温上限値（TH）より低い温度に
定める低側油温しきい値（TL）を下回り、かつ、検出圧
力が、前記低側油温しきい値（TL）のもとで許容シャフ
トシール温度（TS）を越えることとなる低側圧力下限値
（PL）を下回るとき。

ハ．検出油温が、前記低側油温しきい値（TL）と油温上
限値（TH）との間にあり、かつ、検出圧力が、前記油温
上限値（TH）のもとで許容シャフトシール温度（TS）を
越えることとなる前記高側圧力下限値（PH）を下回ると
き。

（作用） 請求項１記載の発明では、供給油温と供給圧力という
２つのパラメータで変わるシャフトシール温度を基準に
し、該シャフトシール温度が許容シャフトシール温度
（TS）を越える領域では、圧縮機（１）を運転停止範囲
としたことにより、従来、通常一般的になされていたよ
うな、供給油温が単独で基準値を越えると圧縮機を停止
させたり、供給圧力が単独で基準値を下回ると圧縮機を
停止させるといった各パラメータを個別に扱う制御では
なく、これら２つのパラメータの関連で変わってくるシ
ャフトシール温度を基準に圧縮機（１）の停止制御を行
うのであるから、低い圧力条件下での円滑な起動を確保
できながら、実際のシャフトシール温度が許容シャフト
シール温度（TS）を越えるのを回避でき、圧縮機（１）
を焼き付きから保護することができるのである。

請求項２記載の発明では、通常運転時等で高側圧力下
限値（PH）以上の供給圧力が確保される状態では、上記
イの規制により、供給油温が油温上限値（TH）を越える
とき圧縮機（１）は停止され、これにより、実際のシャ
フトシール温度は許容シャフトシール温度（TS）以下に
抑制でき、圧縮機（１）での焼き付け等が未然に回避さ
れる。

又、低差圧条件下での起動時等では、供給油の供給圧
力が低いと同時に、これまでの運転停止状態により供給
油温も低いことから、低側油温しきい値（TL）をこの供
給油温の低い状態の温度に定めることにより、上記ロの
規制により、供給圧力が、通常運転時の高側圧力下限値
（PH）よりも低い低側圧力下限値（PL）以下で始めて圧
縮機（１）は停止されることになる。これにより、供給
圧力が低いという条件により起動不能となる事態を回避
できて円滑な起動が確保できると共に、この供給圧力の
下限値を低くした場合でも、実際のシャフトシール温度
を許容シャフトシール温度（TS）以下に抑制でき、圧縮
機（１）の保護が図れる。

更に、供給油温が低側油温しきい値（TL）と油温上限
値（TH）の中間にある状態では、上記ハの規制により、
最も油温の高い状態つまり油温上限値（TH）にある場合
にも、高側圧力下限値（PH）の規制により、実際のシャ
フトシール温度を許容シャフトシール温度（TS）以下に
抑制できるため、圧縮機（１）の保護が図れる。

（実施例） 第３図に示す冷凍機は、モータ（10）で駆動されるス
クリューロータ（11）をもつスクリュー圧縮機（１）を
備え、その吐出側に、油回収器（２）、凝縮器（３）、
膨張機構（４）、蒸発器（５）及びアキュムレータ
（６）を、順次冷媒配管で接続し、所謂冷凍サイクルを
構成したものである。

油回収器（２）で冷媒から分離回収された油は、供給
管（20）に介装した油冷却器（７）で冷却され、スクリ
ューロータ（11）のシャフトシールに用いるようにして
いる。油冷却器（７）には、凝縮器（３）での熱交換に
用いる冷却水の流通配管（30）から分岐する分岐管（7
0）を配設しており、又、該油冷却器（７）の出口に
は、油フィルタ（71）を介装している。

以上の構成で、油フィルタ（71）の出口に油冷却器
（７）を通過した供給油の温度を検出する油温検出器
（８）を設けると共に、油フィルタ（71）の出口側と圧
縮器（１）の吸入側との間に、これら出口圧力と吸入圧
力との差圧即ち油供給に必要な供給圧力を検出する圧力
検出器（９）を設ける。なお、これら各検出器（８）
（９）は、具体的には、第１図に示す保護手段（12）に
介装する温度感知型の第１及び第２感温スイッチ（26QH
1）（26QH2）、並びに、圧力感知型の第１及び第２感圧
スイッチ（63HL1）（63HL2）の各感知部ということにな
る。

保護手段（12）は、前記各スイッチの作動により圧縮
器（１）のモータ（10）に停止指令を与えるものであ
り、前記各スイッチと、励磁によりモータ（10）への通
電を遮断する３つの第１〜第３リレー（63HL1X,63HL2
X）（26QHX）を備えるものである。尚、図中、（88Q−
ｂ）は、起動開始から例えば３分間程度の一定時間経過
するとオフするブレーク接点、（88Q−ａ）は、同一定
時間経過するとオンするメイク接点であり、いずれも、
起動初期に前記各スイッチによる各リレー制御を強制的
に無効とする時限接点である。

ここで、第１リレー（63HL1X）は、第１感温スイッチ
（26QH1）及び第１感圧リレー（63HL1）の各低側接点を
直列に介して接続され、第２リレー（63HL2X）は、第１
感温スイッチ（26QH1）の高側接点と第２感圧リレー（6
3HL2）の低側接点を直列に介して接続される。又、第３
リレー（26QHX）は、前記各感圧スイッチ（63HL1,2）の
高側接点の和と第２感温スイッチ（26QH2）の高側接点
とを直列に介して接続される。

こうして、第２感温スイッチ（26QH2）を作動させる
ためのしきい値を、第２図において、許容シャフトシー
ル温度（TS）と供給油の高側圧力下限値（PH）とに基づ
いて定める油温上限値（TH）に定める。これにより、通
常運転時等、前記高側圧力下限値（PH）以上の供給圧力
が確保されている状態では、供給油温が前記油温上限値
（TH）を越えることになるとき、第３リレー（26QHX）
が励磁されてモータ（10）を停止でき、実際のシャフト
シール温度を許容シャフトシール温度（TS）以下に抑え
ることができる。

又、前記油温上限値（TH）より低い温度に低側油温し
きい値（TL）を定めて、この値を第１感温スイッチ（26
QH1）を作動させるしきい値とし、かつ、該低側油温し
きい値（TL）のもとで許容シャフトシール温度（TS）を
越えることとなる低側圧力下限値（PL）を、第１感圧ス
イッチ（63HL1）を作動させるしきい値に定める。これ
により、低差圧条件下での起動時等には、供給油の圧力
が低いと同時に、これまでの運転停止状態により、又、
この低差圧条件をつくりだす凝縮器（３）での冷却水温
ひいては油冷却器（７）での冷却水温が低いことによ
り、供給油温も低いことから、通常運転時の高側圧力下
限値（PH）よりも低い低側圧力下限値（PL）以下で始め
て第１リレー（63HL1X）を励磁して停止を行うようにし
ても、実際のシャフトシール温度を許容シャフトシール
温度（TS）以下に抑制でき、円滑な起動を確保しながら
その保護が図れるのである。

更に、第２感圧スイッチ（63HL2）を作動させるしき
い値を、前記油温上限値（TH）のもとで許容シャフトシ
ール温度（TS）を越えることとなる値つまり前記高側圧
力下限値（PH）に定める。これにより、第１及び第２感
温スイッチ（26QH1,2）が作動せず、供給油温が、低側
油温しきい値（TL）と油温上限値（TH）の中間にある状
態では、最も油温の高い状態つまり油温上限値（TH）に
ある場合にも、高側圧力下限値（PH）の規制により、許
容シャフトシール温度（TS）以下に抑制できるのであ
る。

すなわち、以上の３つ停止制御を組合わせると、第２
図の斜線で示した範囲が圧縮器（１）の停止範囲とな
り、実際のシャフトシール温度は許容シャフトシール温
度（TS）以下に保持されて圧縮器（１）の保護が図れな
がら、高低差圧が低い条件下での起動時等には、低い方
の低側圧力下限値（PL）を下回るまでは停止制御は行わ
ないから円滑な起動が確保できるのである。又、高圧の
低い低差圧下でも起動できるため、効率改善にも寄与し
得るのである。

ところで、以上の保護手段（12）は、３つのリレーと
４つのスイッチを用いて構成し、油温及び圧力に対しそ
れぞれ２つのしきい値を設けて合計４つのしきい値で制
御したが、実際のシャフトシール温度は、供給油の温度
と圧力との２つのパラメータにより変化し、かつ、これ
ら２つのパラメータにより特定されることから、油温検
出器（８）及び圧力検出器（９）での検出結果により特
定されるシャフトシール温度と許容シャフトシール温度
（TS）とを比較することにより、無段階的な圧縮機
（１）の保護を図ることが可能となる。

すなわち、第４図に示すように、保護手段（12）をマ
イクロコンピュータ（13）を用いて構成し、そのメモリ
ー（14）に、予め前記第２図に示したような供給油温及
び供給圧力と、シャフトシール温度との関係を記憶して
おき、油温検出器（８）及び圧力検出器（９）からの入
力値により求められる実際のシャフトシール温度が許容
シャフトシール温度（TS）を越えることとなるとき、圧
縮機（１）のモータ（10）に停止指令を与えるようにす
るのである。

この場合には、４つのしきい値による段階的制御に対
し無段階の制御となし得、実際のシャフトシール温度が
許容シール温度（TS）を越えるときに停止制御が行える
から、より現実に対応した保護が図れるのである。

（発明の効果） 請求項１記載の発明によれば、供給油温と供給圧力と
いう２つのパラメータの関連で変わってくるシャフトシ
ール温度を基準に圧縮機（１）の停止制御を行うのであ
るから、低い圧力条件下での円滑な起動を確保できなが
ら、実際のシャフトシール温度が許容シャフトシール温
度（TS）を越えるのを回避でき、圧縮機（１）を焼き付
きから保護することができるのである。

請求項２記載の発明によれば、油温上限値（TH）、低
側油温しきい値（TL）、高側圧力下限値（PH）、低側圧
力下限値（PL）の４つのしきい値を用いて、前記イ，
ロ，ハの３条件下で圧縮機（１）を停止制御するから、
保護手段（12）を簡易に構築することができ、それでい
て、所期の目的を達成することができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明冷凍機の要部電気回路図、第２図は供給
油温をパラメータとした供給圧力とシャフトシール温度
との関係図、第３図は冷凍機の配管図、第４図は他の実
施例を示す要部ブロック図、第５図は従来例の配管図で
ある。 （１）……スクリュー圧縮機 （２）……油回収機 （７）……油冷却器 （８）……油温検出器 （９）……圧力検出器 （12）……保護手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 増田 潔 大阪府摂津市西一津屋１番１号 ダイキン 工業株式会社淀川製作所内 (56)参考文献 実開 昭60−70792（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スクリュー圧縮機（１）の吐出側に油回収
   器（２）を備え、該油回収器（２）で回収された油を油
   冷却器（７）で冷却して前記圧縮機（１）のシャフトシ
   ールに用いるようにしたスクリュー冷凍機において、前
   記油冷却器（７）を通過した供給油の温度を検出する油
   温検出器（８）と、前記供給油の供給圧力を検出する圧
   力検出器（９）とを設けると共に、検出油温及び検出圧
   力の２のパラメータに基づいて定まるシャフトシール温
   度が許容シャフトシール温度（TS）を越える領域では、
   前記圧縮機（１）を運転停止範囲とする保護手段（12）
   を設けたことを特長とするスクリュー冷凍機。
2. 【請求項２】保護手段（12）は、次のイ，ロ，ハの条件
   下で圧縮機（１）に停止指令を与えるものである請求項
   １記載のスクリュー冷凍機。 イ．検出油温が、許容シャフトシール温度（TS）と供給
   油の高側圧力下限値（PH）とに基づいて定める油温上限
   値（TH）を越えるとき。 ロ．検出油温が、前記油温上限値（TH）より低い温度に
   定める低側油温しきい値（TL）を下回り、かつ、検出出
   力が、前記低側油温しきい値（TL）のもとで許容シャフ
   トシール温度（TS）を越えることとなる低側圧力下限値
   （PL）を下回るとき。 ハ．検出油温が、前記低側油温しきい値（TL）と油温上
   限値（TH）との間にあり、かつ、検出圧力が、前記油温
   上限値（TH）のもとで許容シャフトシール温度（TS）を
   越えることとなる前記高側圧力下限値（PH）を下回ると
   き。