JPS61217654A - 冷凍サイクルの制御装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は高圧形密閉冷凍圧縮機を使用したルームエアコ
ン等の冷凍サイクルの制御装置に関するもので、特にそ
の始動立上シ特性の改善をはかったものである。

従来の技術 従来、高圧形の密閉冷凍圧縮機を搭載したルームエアコ
ン、冷蔵庫等は低圧形の密閉冷凍圧縮機を搭載した場合
に比較して、長時間停止した後に始動した場合、吐出圧
力の上昇が遅く、したがって、十分な冷凍能力、冷暖房
能力を発揮するのに時間がかかるという欠点があった。

このことは、特にヒートポンプ暖房機として構成した場
合は温かい風がなかなかでてこない欠点を有していた。

第３図は従来の、高圧形の密閉冷凍圧縮機の断面図およ
び模式的冷凍サイクルを示したものである。

同図において、（−）は圧縮機、缶）は凝縮機、（Ｃ）
は絞り機構、（ｄ）は蒸発器であり、これらは圧縮機の
吐出管（ｅ）からアキュムレータ（ｆ）へと順次管路で
結ばれている。一方、圧縮機（、）は、密閉容器−）の
内部に電動機部（ｈ）および圧縮機構部（ｉ）を配し、
その底部には冷凍機油ｍを貯溜している。圧縮機構部０
）を構成する端板（ｋ）には吐出室（４）が配されてお
シ、この吐出室（ｇ）は吐出管路−を経て、冷凍機油の
貯溜された密閉容器内部空間（ｎ）へと開口している。

冷凍サイクルを長時間停止させておくと、冷凍サイクル
内の冷媒は、冷凍機油に吸着され、密閉容器底部には冷
凍機油と冷媒との混合状態の液体が貯溜されている状態
となる。

今、圧縮機を始動させると、蒸発器（ｄ）およびアキュ
ムレータ（ｆ）内の冷媒は圧縮機構部（ｉ）に吸入、圧
縮され、吐出室（功、吐出管路−を経て、密閉容器内部
空間（ｎ）に吐出される。一方、圧縮機の始動により、
各機構部が運動し、冷凍機油０）内にとけ込んだ冷媒を
蒸発させ、その時、気化熱をうばい、圧縮機構部（ｉ）
を急速に冷却する。また、電動機部（ｈ）および密閉容
器（ｇ）は長時間放置されているため、圧縮機の周囲の
温度と同程度の温度になっている。

このような状態の密閉容器内部空間（ｎ）に冷媒ガスが
吐出されると、吐出されたガスは急速に冷却され、密閉
容器内部において凝縮し、そのほとんどは再度冷凍機油
内に混合し、吐出管（・）を経て凝縮器（ｂ）へ流れ出
る冷媒は非常にわずかになる。このため、凝縮器ら）の
圧力はなかなか上昇しない。

さらに凝縮器（ｂ）の圧力が上昇しないため、凝縮器０
））において冷媒が凝縮せず、絞り機構部（ｃ）前部の
冷媒は気体状態のままであり、このため絞り機構部（ｄ
の抵抗が非常に大きく、凝縮機（ｂ）から蒸発器（ｄ）
へ移動する冷媒の量も少なくなる。一方、圧縮機構部（
ｉ）は冷媒を吸入し続けているため、蒸発器（ｄ）、ア
キュムレータ（１）内の冷媒の圧力は急激に低下する。

このため、圧縮機構部（ｉ）が一回転あたり吸入する冷
媒量も急激に減少し、吐出管路（ｎ）から出る冷媒も少
なくなシ、したがって吐出管（ｅ）から凝縮器にでる冷
媒量もさらに少なくなる。また吐出冷媒による圧縮機ａ
の加熱効果も少なく、なかなか圧縮機１があたたまって
とない。このような悪循環によって、凝縮器の圧力はな
かなか上昇しなりの時間を経過しても、冷凍サイクルと
して、十分な冷凍能力、暖房能力が発揮できず、立上シ
の悪い冷凍機、暖房機となってしまう。

また一方、始動時に各機構部が運動し、冷凍機油ｉ内に
とけ込んだ冷媒をかきまぜ、蒸発させると、冷凍機油は
フォーミングを起こす。このような状態のなかで密閉容
器内部空間に放出された吐出冷媒は、フォーミング状態
の冷凍機油をも一緒に吐出管・より放出してしまうため
、冷凍サイクル内に冷凍機油が多量に循環し、蒸発器ｄ
１凝縮器すの管壁に付着し、その熱交換を悪化させる。

また多量の冷凍機油の冷凍サイクルへの流出は圧縮機１
内部の残油量を少なくし、潤滑部へ十分な給油ができな
くなり、圧縮機に損傷をまねくことがある。

項一ミ四日社 本発明は、このような従来の欠点に鑑み、長時間停止し
た冷凍サイクルにおいて、始動後、比較的短時間で十分
な冷凍能力を発揮できるような空気調和機の制御装置を
提供するものである。

？１！ｉ！、ｔＩ＆１ｊ　２．＃）／）−ｔ＆この目的
を達成するために、本発明は圧縮機構部から吐出された
冷媒を、冷凍機油を貯溜した密閉容器内部空間を経由し
て密閉容器外へ出る第１吐出経路と、冷凍機油を貯溜し
た密閉容器内部空間を経由せず密閉容器外部へ出る第２
吐出経路とを具備した圧縮機と、これら吐出経路の切換
装置と、凝縮器、絞り機構、蒸発器より冷凍サイクルを
構成し、前記圧縮機の温度を検出し、前記吐出圧縮機の
温度が一定値に達するまで、前記第２の吐出経路を使用
することにより、吐出された冷媒を密閉容器内部に凝縮
させることなく、直接凝縮器に冷媒を送シ出し、冷凍サ
イクルの立上シを早め、圧縮機の温度が一定値に達した
場合は、吐出冷媒の経路を前記第２の吐出経路から、密
閉容器内を経由する第１の吐出経路に切換え、圧縮機電
動機を吐出冷媒にて冷却するものである。

実施例 以下本発明の一実施例を添付図面に従い説明する。

第１図は本発明の一実施例を示した、高圧形の密閉圧縮
機の断面図および模式的冷凍サイクル図である。

この図において、１は圧縮機、２は凝縮器、３は絞り機
構、４は蒸発器である。圧縮機１は２ケ所の吐出管５．
６を持ち、電磁弁７．８を介して凝縮器２に管路にてつ
ながり、以後順次、絞り機構３、蒸発熱４を経て、圧縮
機１の７キユムレータ９へと管路につながり冷凍サイク
ルをＷ４成している。一方、圧縮機１は、密閉容器１０
の内部に電動機部１１および圧縮機構部１２を配し、そ
の底部には冷凍機油１３を貯溜している。圧縮機構部１
２を構成する端板１４には吐出弁１５、吐出室１６が配
されている。この吐出室１６からつながる吐出管路１７
は途中で冷凍機油３１゛ａを貯溜している密閉容器下部
空間１８へと開口している。

第１の吐出管路１９と、密閉容器下部空間１８を経由せ
ず、直接密閉容器１０の外にでる。第２の吐出管６とつ
ながる第２の吐出管路２ｏに分岐する。密閉容器内部は
電動機部１１により、上部空間２１と下部空間１８に分
割され、両者は電動機部１１と密閉容器１０との間の切
欠通路２２等でつながっておシ、上部空間２１は密閉容
器１ｏの外へでる第１の吐出管５とつながっている。一
方前記密閉容器上部には温度センサ２４を設けている。

次に第２図により上記冷凍サイクルの制御回路について
説明する。

同図において２６は電源、３１は運転スイッチで、これ
らは直列に接続され、第１図にて示した温度センサ２４
で切換られる切換スイッチ２７に接続されている。２８
は第２の吐出管路を開閉する通電時開型電磁弁７を駆動
するコイルであり、切換スイッチの片方の端子２９と接
続されている。

またａＯは第１の吐出管路を開閉する通電時開型電磁弁
を駆動するコイルであり、凝縮器用のファンモータ２３
と並列に接続され、前記切換スイッチのもう一方の端子
３２に接続されている。２５は蒸発器用ファンモータ、
１１は圧縮機電動機であシ、これらと並列に接続されて
いる。

上記構成において、冷凍サイクルを長時間停止させてお
くと、従来例でのべたように冷凍サイクル中の冷媒は圧
縮機１中の冷凍機油１３に吸着され、密閉容器底部には
冷凍機油と冷媒との混合状態の液体が貯溜されている状
態となる。この状態の中、圧縮機外殻は周囲温度と同程
度の温度であシ、したがって外殻に設けられた温度セン
サ２４は低温状態となシ、切換スイッチ２７は２９接点
側に接続された状態となシ、コイ／Ｌ／２８に導通され
るため、第２の吐出経路を開閉する電磁弁８が開放とな
シ、第１の吐出経路を開閉する電磁弁７は閉となる。

この状態で圧縮機電動機部１１に通電され、圧縮機は始
動される。この時、蒸発器ファンモータ２６は運転され
るが、凝縮器ファンモータ２３は停止している。蒸発器
４およびアキュムレータ９内の冷媒は圧縮機構部１２で
吸入、圧縮され、吐出弁１５、吐出室１６に吐出される
。今、第１の吐出管５につながる電磁弁７が閉止され、
第２の吐出管６につながる電磁弁８が開いているので、
この吐出された圧縮冷媒は、冷凍機油１３を貯溜してい
る密閉容器下部空間２２を経ることなく、第２の吐出管
路２０を経て、第２の吐出管６を経由し、凝縮器２へ送
りだされる。

したがって、この吐出冷媒は、密閉容器内部で冷却凝縮
されることがないため、高温、高圧のまま凝縮器２へ送
シだされることになる。

このため、凝縮器圧力および温度上昇も早くなシ、した
がって凝縮器２での冷媒の凝縮もすみやかに進行し、絞
り機構３直前の冷媒の状態も液状態となる。よって絞り
機構３の抵抗があまり大きくならないため、蒸発圧力が
急激に下がり、圧縮機１の吐出冷媒量が激減することも
なくなる。このような作用により、冷凍サイクルのすみ
やかな立上シがえられる。

このような状態で運転をつづけると、圧縮機電動機は吐
出冷媒による冷却がないため、自己発熱によりしだいに
温度が上昇してくる。この電動機の温度上昇は上部に伝
えられ、温度センサ２４がこれを感知し、設定温度以上
になると、電動機の焼損を防ぐために切換スイッチ２７
の接点を２９側から３２側へ変更する。この切換により
、第１の吐出経路の電磁弁７が開かれ、第２の吐出経路
の電磁弁８が閉じられる。

今、圧縮機始動後一定時間を経過しているので、密閉容
器内部空間のフォーミングもおさまり、電動機部１１の
発熱により、圧縮機１も適度に温度上昇している。また
、凝縮器２での凝縮も進行し絞り機構３直前の冷媒の状
態も液状態となっている。この状態から圧縮機１内部で
の吐出冷媒の流路は、吐出管路１７を経て、第１の吐出
管路１９から密閉容器下部空間１Ｂ、切欠通路２２、密
閉容器上部空間２１、第１の吐出管５という経路となる
。この時点で、既に冷凍サイクルの立上りを悪くする要
素の圧縮機内部のフォーミング、冷却、絞り機構３前の
冷媒のガス化による抵抗の増加等が取シ除かれているた
め、凝縮圧力を低下させることはない。この後負荷が上
昇しても、電動機周囲を冷媒が流れるため十分に電動機
の冷却をすることができる。

以上の制御は、圧縮機の外殻上部に温度センサ２４を設
けて、吐出経路の切換を行ったが、圧縮機内部の電動機
コイルの温度を直接検出して、切換制御を行うことも可
能であり、また圧縮機電動機部コイルに流れる電流を検
知し、切換制御を行うことも可能である。

発明の効果 以上の説明からも明らかなように本発明は、空気調和機
において、圧縮機構部から吐出された冷媒を、冷凍機油
を貯溜した密閉容器内部空間を経由して密閉容器外部へ
出る吐出経路と、冷凍機油を貯溜した密閉容器内部空間
を経由せず、密閉容器外部へ出る吐出経路との、２つの
吐出経路を具備した圧縮機を使用し、これら吐出経路の
切換を凝縮器の送風機の大切と連動させた制御装置を備
えたもので、長時間、冷凍サイクルを停止した後圧縮機
を始動する場合、凝縮器の送風器を停止したｉま、圧縮
機の運転を開始し、吐出される高温高圧の冷媒を、圧縮
機密閉容器内部空間を経ることなく、凝縮器に送りだす
ことができ、したがってと−トポンプ暖房機等に使用し
た場合、冷凍サイクルの立上りを早め、すみやかに温風
が出、しかも立上シ時に圧縮機における電動機の過熱に
よる焼損を防ぐことができるという種々の効果が得られ
るものである。　　　′

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における密閉圧縮機の縦断構
造および冷凍サイクμを示す概略構成図、第２図は本発
明め冷凍サイクルを具備した空気調和機の制御回路図、
第３図は従来例を示す第１図相当図である。 ７．８・・・・・・電磁弁、１０・・・・・・密閉容器
、１１・・・・・・電動機部、１２・・・・・・圧縮機
構部、１３・・・・・・冷凍機油、１８・・・・・・密
閉容器内部空間、１９　、２０・・・・・・吐出管路、
２３・・・・・・凝縮器用送風機、２７・・・・・・切
換スイッチ、２８　、３０・・・・・・電磁弁用コイｐ
０代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第
１図　　　　　　　・？ 第２図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）密閉容器内に、電動機部と圧縮機構部を内蔵し、
   前記密閉容器底部に冷凍機油を貯溜し、前記圧縮機構部
   から吐出された冷媒を、冷凍機油を貯溜した密閉容器内
   部空間を経由して密閉容器外部へ出す吐出経路と、冷凍
   機油を貯溜した密閉容器内部空間を経由せず、密閉容器
   外部へ出す吐出経路とを有する高圧形密閉圧縮機と、前
   記２つの吐出経路を切換える装置と、凝縮器、絞り機構
   、蒸発器より冷凍サイクルを構成し、圧縮機の温度を検
   出し、前記吐出経路の切換えを行う冷凍サイクルの制御
   装置。
2. （２）圧縮機密閉容器温度を検出し、吐出経路の切換え
   を行う特許請求の範囲第１項に記載の冷凍サイクルの制
   御装置。
3. （３）圧縮機電動機部コイルの温度を検出し、吐出経路
   の切換えを行う特許請求の範囲第１項に記載の冷凍サイ
   クルの制御装置。
4. （４）圧縮機電動機部コイルに流れる電流を検出し、吐
   出経路の切換えを行う特許請求の範囲第１項に記載の冷
   凍サイクルの制御装置。