JPH1194374A - 空気調和機及び空気調和機の室外機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空気調和機において、元電源が切られたシー
ズンオフ時においても圧縮機内の液面上昇を防止する。 【解決手段】 吸入した冷媒ガスを圧縮処理して室外熱
交換機２０または室内熱交換機２１へと送る圧縮機１１
と、圧縮機内の液冷媒を加熱するヒータ１２と、圧縮機
とヒータとを駆動する元電源１４と、圧縮機の吸入側に
接続され液冷媒を貯留するアキュムレータ１３とを備え
た空気調和機であって、圧縮機１１と前記アキュムレー
タ１３との間にに、圧縮機内１１の液冷媒をアキュムレ
ータ１３にに排出するポンプ１５が設けられており、ポ
ンプ１５は太陽電池１６により元電源１４がオフ状態で
も起動して液面上昇を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷媒を循環させて
内外気の熱交換を行う空気調和機に関し、特にシーズン
オフ時における圧縮機内の液面上昇への対策に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年、空気調和機において、室内または
室外熱交換機の複数化、運転能力の拡大および配管長の
増大等のため、必要とされる冷媒のチャージ量が大きく
なっているとともに、運転時の負荷に対する必要冷媒量
の変動が大きくなっている。このため、圧縮機にアキュ
ムレータを接続して、該アキュムレータで冷媒の気液分
離を行うとともに、低負荷で運転を行う場合に余剰冷媒
を貯留させる手段が採用されている。

【０００３】しかしながら、このような空気調和機にお
いて、圧縮機の停止時に室外および室内熱交換機から冷
媒がアキュムレータに戻るとともに、さらにアキュムレ
ータから圧縮機内に液冷媒が多く戻り、希釈率〔冷媒量
／（潤滑油量＋冷媒量）〕が大きくなって圧縮機内の潤
滑油（冷凍機油）が希釈されてしまう現象（いわゆる液
バック）が生じてしまっていた。このため、圧縮機が再
び起動した際に、潤滑油による効果が低下して摺動部分
にかじりや焼付けが生じるおそれがあった。また、圧縮
機内の液冷媒量が増加すると、液面が上昇して圧縮機の
起動時に液圧縮によって圧縮機が壊れるおそれもあっ
た。

【０００４】この対策として、例えば、特開平６−３０
０３７０号公報には、アキュムレータ内の液冷媒が圧縮
機に多量に戻ることを防止する技術が提案されている。

【０００５】この種の空気調和機における冷媒回路を図
５に示す。この空気調和機は、圧縮機１の吸入側にアキ
ュムレータ２を接続するとともに、該アキュムレータ２
の底部と圧縮機１とをキャピラリチューブ３ａを有する
油戻し管３で接続し、該油戻し管３の圧縮機１への接続
位置を圧縮機１の冷媒ガス供給管４より下方に配した構
造とされている。

【０００６】これによって、空気調和機の運転時に室内
および室外熱交換機からの液冷媒の戻りが多く、アキュ
ムレータ２内に滞留する液冷媒と潤滑油との混合液冷媒
Ｌが増加した状態であっても、キャピラリチューブ３ａ
を有する油戻し管３によって混合液冷媒Ｌを流量制御し
て、アキュムレータ２から圧縮機１への液冷媒の戻りを
制限し、圧縮機１内の潤滑油が液冷媒によって希釈され
てしまうことを防止しようとするものである。

【０００７】ところで、圧縮機１の圧縮部１ａが停止状
態では、ガス化した冷媒が冷やされて液化するととも
に、圧縮機１内の潤滑油と液冷媒との混合液冷媒Ｌ中に
溶け込む（いわゆる液寝込み）現象が生じ、液面が上昇
してしまう場合がある。これを防ぐために、圧縮機１の
ハウジングの下部にヒータ５が設けられ、圧縮部１ａが
停止状態にある場合には、ヒータ５に通電して圧縮機１
内を加熱して、液寝込みを防ぐ手段が採用されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の空気調和機には、以下のような課題が残されてい
る。すなわち、圧縮部１ａが運転状態にあるとき、また
は圧縮部１ａが停止状態であってもヒータ５が通電状態
にある場合には、圧縮機１内部の温度が上昇しているの
で、液冷媒が気化されているが、シーズンオフ時におい
て、圧縮部１ａおよびヒータ５を駆動する元電源６がオ
フ状態とされている場合には、圧縮機１内部の温度が低
下し、液寝込みが生じて圧縮機１内の液面が上昇してし
まい、再び運転を開始する際に、液圧縮等によって圧縮
機１が損傷するおそれがあった。また、圧縮機１とアキ
ュムレータ２とは接続されており、冷媒が流通可能とさ
れているが、圧縮部１ａ停止時には、上述したようにア
キュムレータ２内は室外または室内熱交換機等から戻っ
た冷媒が多量に貯留されるため、圧縮機１内の増量した
液冷媒をアキュムレータ２に送ることができないという
不都合があった。

【０００９】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
ので、元電源が切られたシーズンオフ時においても圧縮
機内の液面上昇を防止するか、または一旦液面上昇が生
じた場合でも運転開始前に液面を降下できる空気調和機
を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明
の空気調和機は、室外熱交換機及び室内熱交換機と、室
外熱交換機及び室内熱交換機とを連結する液側及びガス
側配管と、吸入した冷媒ガスを圧縮処理して室外熱交換
機または室内熱交換機へと送る圧縮機と、液冷媒を貯留
する液冷媒貯留容器とを備えた空気調和機であって、前
記圧縮機と前記液冷媒貯留容器間に、前記圧縮機内の液
冷媒を前記液冷媒貯留容器に排出するポンプを設けると
いう技術が採用される。

【００１１】本発明において、液冷媒貯留容器として
は、気液分離した冷媒ガスを圧縮機に供給するために設
けられるアキュムレータ、冷房時と暖房時との冷媒量の
差により生ずる余分な冷媒を貯留する機能を有するレシ
ーバ、若しくは室外熱交換機または室内熱交換機を適用
することができる。

【００１２】本発明空気調和機によれば、圧縮機と前記
液冷媒貯留容器間に前記圧縮機内の液冷媒（混合液）を
前記液冷媒貯留容器に輸送するポンプを設けているの
で、元電源がオフ状態からオン状態に切り替わり、圧縮
機が起動する前にこのポンプを起動し液面を危険液面
（液面がこれ以上になると圧縮機の運転に支障を来す位
置、以下同じ）以下とすることができる。液面を危険液
面以下とするためには、元電源がオフ状態の時に定常的
にポンプを運転するか、あるいは、圧縮機が再起動する
直前にポンプを起動すればよい。

【００１３】元電源がオフ状態の時にポンプを定常的に
運転させる場合には、太陽電池を電源として用いること
ができる。この場合、太陽電池が太陽光を受光している
限りポンプを運転させておくこともできるが、ポンプは
常に運転している必要がないので、圧縮機内の液面が危
険液面を超えた状態でのみポンプを運転するように制御
するのがよい。

【００１４】一方、圧縮機が再起動する直前にポンプを
起動させるために、圧縮機の駆動源でもある元電源を活
用することができる。つまり、ポンプを元電源に接続
し、元電源をオン状態にした際に、ポンプの起動を圧縮
機の起動よりも先行して行い、圧縮機内の液面が危険液
面より下がった時に、ポンプの運転を停止するととも
に、圧縮機の運転を開始するように制御する制御手段を
設ければよい。もっとも、ポンプの能力等の条件によっ
ては、ポンプ及び圧縮機の運転を同時に開始しても差し
支えない。なお、本発明に用いるポンプは、その目的を
達成しうるものであれば、種類、能力等は問わない。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る空気調和機の
第１実施形態を図１を参照しながら説明する。この図に
あって、符号１１は圧縮機、１２はヒータ、１３はアキ
ュムレータ、１４は元電源、１５はポンプを示してい
る。

【００１６】第１実施形態の空気調和機は、図１に示す
ように、吸入した冷媒ガスを圧縮処理して室外熱交換機
２０または室内熱交換機２１へと送る圧縮機１１と、該
圧縮機１１内の液冷媒を加熱するヒータ１２と、圧縮機
１１とヒータ１２とを駆動する元電源１４と、圧縮機１
１の吸入側に接続され室外熱交換機２０または室内熱交
換機２１から戻る液冷媒を貯留するアキュムレータ１３
と、圧縮機１１とアキュムレータ１３とを接続する配管
１５ａの中間部分に接続されるポンプ１５とを備えてい
る。

【００１７】さらに、室外熱交換機２０と室内熱交換機
２１は、液側配管１９、および四方弁１８を介してガス
側配管２２により連結されている。液側配管１９は、放
熱凝縮された液冷媒を流通させるもので、メイン液ライ
ンと呼ばれ、また、ガス側配管２２は、冷媒ガスを流通
させるもので、メインガスラインと呼ばれている。

【００１８】なお、室外熱交換機２０および室内熱交換
機２１は、暖房運転時にそれぞれ蒸発器および凝縮器と
して機能し、冷房運転時にそれぞれ凝縮器および蒸発器
として機能する。

【００１９】前記圧縮機１１は、ハウジング１１ａと、
該ハウジング１１ａの内部上方に設置されるとともに元
電源１４に電気的接続され冷媒ガスを圧縮する圧縮部１
１ｂとを備えている。なお、該圧縮部１１ｂで圧縮処理
された冷媒ガスは、上部配管１７を介して室外熱交換機
２０または室内熱交換機２１へのガス側配管２２に選択
的に冷媒ガスを送出する四方弁１８へと送られる。圧縮
部１１ｂの下方、すなわちハウジング１１ａの内部下方
には、潤滑油と液冷媒との混合液冷媒Ｌが貯留状態とさ
れている。

【００２０】前記ヒータ１２は、ハウジング１１ａの下
部外周に沿って環状に設置され、圧縮部１１ｂが停止状
態にある場合、液寝込みを防止するため圧縮機１１内を
加熱して液冷媒を気化させ、冷媒の液化を防ぐものであ
る。前記アキュムレータ１３の上部には、冷媒ガス供給
管２３の一端が接続され、その他端がハウジング１１ａ
に接続されており、アキュムレータ１３内で気液分離し
た冷媒ガスがアキュムレータ１３から圧縮機１１へ供給
されるように配されている。さらに、アキュムレータ１
３の上部には、室外熱交換機２０（暖房運転時）または
室内熱交換機２１（冷房運転時）からの冷媒を四方弁１
８を介してアキュムレータ１３に流入させる流入管２４
が接続されている。

【００２１】また、アキュムレータ１３の底部には、油
戻し管２５の一端が接続され、その他端がハウジング１
１ａに接続されている。油戻し管２５は、その途中に所
定の流量抵抗を有するキャピラリチューブ２５ａを備
え、アキュムレータ１３内で分離した液冷媒（潤滑油を
含む）を流量制御しながら圧縮機１１内に戻すように配
されている。なお、油戻し管２５の他端は、冷媒ガス供
給管２３の他端位置より下方に配されている。

【００２２】ポンプ１５は、ポンプ配管１５ａの途中に
接続されており、このポンプ配管１５ａの一端はアキュ
ムレータ１３の上部に、また、他端は圧縮機１１のハウ
ジング１１ａに接続されている。なお、ポンプ配管１５
ａのハウジング１１ａとの接続位置は、圧縮機１１内の
混合液冷媒Ｌの危険液面の位置と一致させている。ま
た、ポンプ１５には駆動源として太陽電池１６が接続さ
れている。太陽電池１６は、室外機の外壁等太陽光を受
光する位置に取り付ける。

【００２３】以上の空気調和機では、元電源１４がオフ
状態となるシーズンオフ時において、液寝込みによって
圧縮機１１内の混合液量が増えて液面が上昇しようとし
ても、ポンプ１５を運転することにより混合液冷媒Ｌが
ポンプ配管１５ａを介してアキュムレータ１３へと排出
され、圧縮機１１内の液面上昇を防止する。また、ポン
プ配管１５ａの接続位置が危険液面と一致しているの
で、必要以上に混合液冷媒Ｌを圧縮機からアキュムレー
タ１３へ排出することがない。さらに、ポンプ１５の駆
動電源を太陽電池としているので、ポンプ１５の起動の
ために電源をオン状態とする操作を行う必要がない。な
お、混合液冷媒Ｌの液面が危険液面に一致した場合に、
これを検知してポンプ１５の運転を停止するよう制御す
ることができる。

【００２４】次に、本発明に係る空気調和機の第２実施
形態を図２を参照しながら説明する。なお、図２におい
て図１と同一部品には図１と同一の符号を付してある。

【００２５】第２実施形態と第１実施形態との異なる点
は、第１実施形態の空気調和機ではポンプ１５の電源を
太陽電池１６としていたのに対し、第２実施形態の空気
調和機では元電源１４を利用した点である。すなわち、
ポンプ１５は、元電源１４がオン状態としたときに圧縮
機１１の圧縮部１１ａの起動よりもポンプ１５の起動が
先行してなされるように制御する制御手段１４ａを介し
て元電源１４に接続されている。この制御手段１４ａ
は、混合液冷媒Ｌの液面が危険液面まで下がったことを
検知し、それによりポンプの起動を停止するととも、圧
縮部１１ｂを起動する機能をも有している。

【００２６】以上の空気調和機では、元電源１４がオフ
状態となるシーズンオフ時には液寝込みによって圧縮機
１１内の混合液量が増えて液面が上昇するが、元電源１
４をオン状態とすると、先ずポンプ１５が作動し、圧縮
機１１内の混合液の液面が危険液面まで下がるまでアキ
ュムレータ１３へ排出し、排出終了後に圧縮部１１ｂが
起動するようにしているので、液圧縮等の問題を回避す
ることができる。また、ポンプ１５の駆動電源として、
元電源１４を利用しているので、第１実施形態のよう
に、新たな電源を設置する必要がないという利点があ
る。

【００２７】次に、本発明に係る空気調和機の第３実施
形態を図３を参照しながら説明する。なお、図３におい
て図１と同一部品には図１と同一の符号を付してある。

【００２８】第３実施形態と第１実施形態との異なる点
は、第１実施形態の空気調和機では、圧縮機１１内の混
合液冷媒Ｌをポンプ１５によりアキュムレータ１３へ排
出したのに対し、第３実施形態の空気調和機では、図３
に示すように、レシーバ２６に排出するようにした点で
ある。

【００２９】すなわち、室外熱交換機２０および室内熱
交換機２１を連通する液側配管１９に配置されたレシー
バ２６にポンプ配管１５ａの一端を接続し、圧縮機１１
内の混合液冷媒Ｌをレシーバー２６に排出するようにし
たものである。なお、レシーバ２６は、比較的規模の大
きな空気調和機において冷房時と暖房時との冷媒量の差
により生ずる余分な冷媒を貯留する機能を有するもので
あるが、本実施の形態では、圧縮機１１内の混合液冷媒
Ｌの排出先としての機能が付加されたことになる。

【００３０】以上の空気調和機でも、元電源１４がオフ
状態となるシーズンオフ時において、液寝込みによって
圧縮機１１内の混合液量が増えて液面が上昇しようとし
ても、ポンプ１５を運転することにより混合液冷媒Ｌが
ポンプ配管１５ａを介してレシーバ２６へと流れ、圧縮
機１１内の液面上昇が緩和される。なお、第３実施形態
ではポンプ１５の電源として太陽電池１６を用いたが、
第２実施形態のように元電源１４、制御手段１４ａを用
いることもできる。

【００３１】次に、本発明に係る空気調和機の第４実施
形態を図４を参照しながら説明する。なお、図４におい
て図１と同一部品には図１と同一の符号を付してある。

【００３２】第４実施形態と第１実施形態との異なる点
は、第１実施形態の空気調和機では、圧縮機１１内の混
合液冷媒Ｌをポンプ１５によりアキュムレータ１３へ排
出したのに対し、第３実施形態の空気調和機では、図４
に示すように、室外熱交換機２０に排出するようにした
点である。すなわち、室外熱交換機２０にポンプ配管１
５ａの一端を接続し、圧縮機１１内の混合液冷媒Ｌをレ
シーバー２６に排出するようにしたものである。

【００３３】以上の空気調和機でも、元電源１４がオフ
状態となるシーズンオフ時において、液寝込みによって
圧縮機１１内の混合液量が増えて液面が上昇しようとし
ても、ポンプ１５が運転することにより混合液冷媒Ｌが
ポンプ配管１５ａを介して室外熱交換機２０へと流れ、
圧縮機１１内の液面上昇が防止される。なお、第４実施
形態ではポンプ１５の電源として太陽電池１６を用いた
が、第２実施形態のように元電源１４、制御手段１４ａ
を用いることもできる。また、室外熱交換機２０の変わ
りに室内熱交換機２１を用いることも可能であるが、室
外熱交換機２０の方が室内熱交換機２１よりも液冷媒の
収容容積が大であるとともに、配管長が短くて済むの
で、室外熱交換機２０を利用することが望ましい。

【００３４】なお、上記第１〜第４実施形態では、圧縮
機１１と四方弁１８とを上部配管１７で直接に接続して
いるが、上部配管１７に潤滑油と冷媒とを分離させるオ
イルセパレータを設け、分離した潤滑油を圧縮機に戻す
ような冷媒回路に設定しても構わない。また、上記各実
施形態では、一つの圧縮機１１を設置した例について説
明したが、本発明は複数の圧縮機を設けたものにも適用
できる。さらに、第４実施形態では、一つの室外熱交換
機２０を設置した例について説明したが、複数の室外熱
交換機２０を設けたものでも構わない。また、室内熱交
換機についても、複数設けても構わない。

【００３５】

【発明の効果】本発明の空気調和機によれば、圧縮機と
アキュムレータ、レシーバ等の液冷媒貯留容器とをポン
プを介して接続したので、元電源がオフ状態のとき、ま
たは圧縮機の起動前にポンプを起動することによりに圧
縮機から液冷媒貯留容器へ液冷媒を排出できる。したが
って、圧縮機内の液面上昇の防止、または、一旦液面が
上昇してもそれを下げることができるので、元電源オフ
後の再起動時に、圧縮機内の液面が上昇して生じる液圧
縮等による損傷を防止することができる。

【００３６】ポンプの駆動電源として太陽電池を用いる
と、ポンプの運転のために電源をオン状態とする操作を
行う必要がない。さらに、ポンプ（配管）の圧縮機への
接続位置を危険液面以下の位置にすれば、液圧縮等によ
る損傷をより確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る空気調和機の第１実施形態を示
す要部の冷媒回路図である。

【図２】 本発明に係る空気調和機の第２実施形態を示
す要部の冷媒回路図である。

【図３】 本発明に係る空気調和機の第３実施形態を示
す要部の冷媒回路図である。

【図４】 本発明に係る空気調和機の第４実施形態を示
す要部の冷媒回路図である。

【図５】 本発明に係る空気調和機の従来例を示す要部
の冷媒回路図である。

【符号の説明】

１１ 圧縮機 １２ ヒータ １３ アキュムレータ １４ 元電源 １５ ポンプ １６ 太陽電池 ２０ 室外熱交換機 ２１ 室内熱交換機 ２６ レシーバ Ｌ 混合液冷媒

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 室外熱交換機及び室内熱交換機と、 室外熱交換機及び室内熱交換機とを連結する液側及びガ
   ス側配管と、 吸入した冷媒ガスを圧縮処理して室外熱交換機または室
   内熱交換機へと送る圧縮機と、 液冷媒を貯留する液冷媒貯留容器とを備えた空気調和機
   であって、 前記圧縮機と前記液冷媒貯留容器間に、前記圧縮機内の
   液冷媒を前記液冷媒貯留容器に排出するポンプを設けた
   ことを特徴とする空気調和機。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の空気調和機において、 前記液冷媒貯留容器がアキュムレータ、レシーバ、室外
   熱交換機、室内熱交換機の何れかであることを特徴とす
   る空気調和機。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の空気調和機に
   おいて、 前記ポンプの駆動電源が太陽電池であることを特徴とす
   る空気調和機。
4. 【請求項４】 請求項１〜３の何れかに記載の空気調和
   機において、 前記ポンプは前記圧縮機の危険液面以下の位置に接続さ
   れていることを特徴とする空気調和機。
5. 【請求項５】 吸入した冷媒ガスを圧縮処理して室外熱
   交換機または室内熱交換機へと送る圧縮機と、 該圧縮機内の液冷媒を加熱するヒータと、 前記圧縮機と前記ヒータとを駆動する元電源と、 前記液冷媒を貯留する液冷媒貯留容器とを備えた空気調
   和機であって、 前記圧縮機と前記液冷媒貯留容器間に、前記圧縮機内の
   液冷媒を前記液冷媒貯留容器に排出するポンプを設けた
   ことを特徴とする空気調和機の室外機。