JPWO2018042495A1 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

冷凍サイクル装置は、圧縮機、凝縮器、絞り装置及び蒸発器を備えた冷媒回路と、冷媒回路のうちの蒸発器、圧縮機及び凝縮器までの流路に設けられ、光を照射する発光部と、発光部に併設され、発光部の光を検出する光検出センサーと、光検出センサーの検出結果に基づいて、冷媒回路中の冷凍機油が劣化しているか否か、又は圧縮機が損傷しているか否かを判定する制御装置と、冷媒回路中の冷凍機油が劣化しているか否か、又は圧縮機が損傷しているか否かを報知する報知部と、を備えた。

Description

本発明は、冷凍サイクル装置に関し、特に、圧縮機等の摺動部の摩耗を抑制する冷凍機油が封入される冷凍サイクル装置に関するものである。

冷凍サイクル装置は、例えば、圧縮機、凝縮器、絞り装置及び蒸発器を備えた冷媒回路を備えている。ここで、圧縮機は冷媒を圧縮する圧縮機構を備えているため、冷凍サイクル装置には、この圧縮機構の摺動部の摩耗を抑制する冷凍機油が封入されている。従来、冷凍サイクル装置の配管中にサイトグラスを設け、目視で冷凍機油の劣化状態等を判断できるようにした技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−２２７８４６号公報

目視で冷凍機油の劣化状態等を判断する場合には、サービスマン等が定期的に冷凍機油を目視で監視する必要があり、サービスマンが冷凍サイクル装置を管理する負担が増大する。また、目視で冷凍機油の劣化状態等を判断する場合には、冷凍機油の状態を把握する精度が低下する可能性がある。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、冷凍サイクル装置内の冷凍機油の状態を自動で精度よく検出することができる冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。

本発明に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機、凝縮器、絞り装置及び蒸発器を備えた冷媒回路と、冷媒回路のうちの蒸発器、圧縮機及び凝縮器までの流路に設けられ、光を照射する発光部と、発光部に併設され、発光部の光を検出する光検出センサーと、光検出センサーの検出結果に基づいて、冷媒回路中の冷凍機油が劣化しているか否か、又は圧縮機が損傷しているか否かを判定する制御装置と、冷媒回路中の冷凍機油が劣化しているか否か、又は圧縮機が損傷しているか否かを報知する報知部と、を備えた。

本発明によれば、発光部及び光検出センサーを備え、制御装置が、光検出センサーの検出結果に基づいて、冷媒回路中の冷凍機油が劣化しているか否か、又は圧縮機が損傷しているか否かを判定することができ、冷凍機油の状態を自動で精度よく検出することができる。

本実施の形態に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路の説明図である。 本実施の形態に係る冷凍サイクル装置の油分離器の説明図である。 本実施の形態に係る冷凍サイクル装置の制御装置の説明図である。 冷凍機油が劣化しているときのヒストグラムの説明図である。 圧縮機が損傷しているときのヒストグラムの説明図である。 本実施の形態に係る冷凍サイクル装置のフローチャートの一例である。 本実施の形態に係る冷凍サイクル装置の変形例１のアキュムレータの説明図である。 本実施の形態に係る冷凍サイクル装置の変形例２の冷媒回路の説明図である。 本実施の形態に係る冷凍サイクル装置の変形例２の油貯留部の説明図である。 本実施の形態に係る冷凍サイクル装置の変形例３の説明図である。 本実施の形態に係る冷凍サイクル装置の変形例４の説明図である。

実施の形態．
本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置１００について説明する。
図１は、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置１００の冷媒回路Ｃの説明図である。
図２は、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置１００の油分離器２の説明図である。

［構成説明］
本実施の形態の冷凍サイクル装置１００は、例えば、空気調和装置、冷凍装置及びヒートポンプ給湯機等に適用することができる。なお、図１では図示を省略しているが、冷凍サイクル装置１００は、四方弁を設け、冷房運転及び暖房運転を実行できるようにしてもよい。

図１に示すように、冷凍サイクル装置１００は、冷媒を循環させる冷媒回路Ｃを含む。冷媒回路Ｃは、圧縮機１、油分離器２、凝縮器３、絞り装置４、蒸発器５、アキュムレータ６及び冷媒配管Ｐ１〜Ｐ８を含む。冷凍サイクル装置１００が含む冷媒回路Ｃは、油分離器２で冷媒から分離した冷凍機油を圧縮機１へ戻す油戻し回路Ｃ１を含む。
また、冷凍サイクル装置１００は、凝縮器３に付設される凝縮器ファン３Ａと、蒸発器５に付設される蒸発器ファン５Ａとを含む。
更に、冷凍サイクル装置１００は、油分離器２に備えられた発光部２１と、油分離器２に備えられた光検出センサー２２と、光検出センサー２２の検出結果が出力される制御装置５０と、制御装置５０によって制御される報知部５１とを含む。

圧縮機１は、吸入した低圧冷媒を圧縮し、高圧冷媒として吐出する流体機械である。本実施の形態の圧縮機１は、インバータにより回転数が制御されるようになっている。圧縮機１は高圧冷媒を吐出する冷媒吐出部と冷媒回路Ｃを循環して戻ってきた低圧冷媒を吸入する冷媒吸入部とを備えている。

油分離器２は、圧縮機１の吐出側に設けられ、冷媒から分離した冷凍機油を貯留する機能を備えている。油分離器２は、冷凍機油を貯留する空間が形成された容器２Ａと、容器２Ａに接続された冷媒流入部２Ｂ１と、容器２Ａに接続された冷媒流出部２Ｂ２と、容器２Ａに接続された油流出部２Ｂ３とを備えている。油分離器２は、容器２Ａに設けられた光透過部材２Ｃと、容器２Ａに設けられ、光透過部材２Ｃの対向位置に配置された光透過部材２Ｄとを備えている。
容器２Ａは、筒状の側面部と、この側面部の下端に接続された底部と、この側面部の上端に接続された天面部（上面部）とを含む。容器２Ａの側面部には、冷媒流入部２Ｂ１が接続されている。圧縮機１から吐出されたガス冷媒が冷媒流入部２Ｂ１から容器２Ａ内に流入する。容器２Ａの天面部は、冷媒流出部２Ｂ２が接続されている。冷媒流出部２Ｂ２の端部から、容器２Ａ内のガス冷媒が流入することで、容器２Ａからガス冷媒が流出する。容器２Ａの底部には、油流出部２Ｂ３が接続されている。容器２Ａ内の冷凍機油が流入する、油流出部２Ｂ３の端部の方が、容器２Ａの底部よりも上側に配置されている。これにより、図２に示すように、容器２Ａに冷凍機油Оｉが一定量溜まってから冷凍機油Оｉが流出することになり、光検出センサー２２で冷凍機油の状態を検出しやすい。冷媒流入部２Ｂ１、冷媒流出部２Ｂ２及び油流出部２Ｂ３は配管で構成することができる。冷媒流入部２Ｂ１は冷媒配管Ｐ１に接続され、冷媒流出部２Ｂ２は冷媒配管Ｐ３に接続され、油流出部２Ｂ３は冷媒配管Ｐ７に接続される。
光透過部材２Ｃ及び光透過部材２Ｄは、容器２Ａの上下方向において、容器２Ａの下側に配置されている。光透過部材２Ｃは、発光部２１の対向位置に配置されており、発光部２１を出た光が容器２Ａ内に入るように構成されている。光透過部材２Ｄは、光検出センサー２２の対向位置に配置されており、発光部２１を出て容器２Ａ内に入った光が光検出センサー２２で受光できるように構成されている。油分離器２には、発光部２１、光透過部材２Ｃ、光透過部材２Ｄ及び光検出センサー２２が、この順番で直線状に配置されている。なお、発光部２１、光透過部材２Ｃ、光透過部材２Ｄ及び光検出センサー２２を結ぶ直線上には、油流出部２Ｂ３が位置しないようにする。油流出部２Ｂ３によって発光部２１の光が遮られてしまい、光検出センサー２２で光を受光できなくなることを回避するためである。例えば、発光部２１、光透過部材２Ｃ、光透過部材２Ｄ及び光検出センサー２２を結ぶ直線上から、水平方向に予め定められた距離をずらした位置に、油流出部２Ｂ３が配置されていればよい。光透過部材２Ｃ及び光透過部材２Ｄは、例えば、透明のガラスで構成することもできるし、透明の樹脂で構成することもできる。

油戻し回路Ｃ１は、一端部が油分離器２に接続され、他端部が圧縮機１の吸入側に接続された回路である。油戻し回路Ｃ１は、冷媒配管Ｐ７と、絞り装置７と、冷媒配管Ｐ８とを含む。なお、絞り装置７は、例えば、キャピラリーチューブで構成することができる。

凝縮器３は、例えば、内部を流通する冷媒と、凝縮器ファン３Ａにより送風される空気との熱交換を行う空冷式熱交換器として構成することができる。空冷式熱源側熱交換器は、例えば、伝熱管と複数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィンアンドチューブ型熱交換器として構成できる。なお、凝縮器は放熱器とも称される。凝縮器ファン３Ａは、凝縮器３に供給する空気の流量を可変に調整できるようになっている。凝縮器ファン３Ａは、例えば、ＤＣファンモータによって駆動されるプロペラファンである。

絞り装置４は、例えば、開度を調節可能な電子膨張弁である。電子膨張弁としては、例えばリニア電子膨張弁が用いられる。なお、絞り装置４はキャピラリーチューブ等の他の減圧手段を用いることもできる。

蒸発器５は、例えば、内部を流通する冷媒と、蒸発器ファン５Ａにより送風される空気との熱交換を行う空冷式熱交換器として構成することができる。蒸発器５は、フィンアンドチューブ型熱交換器として構成できる。蒸発器ファン５Ａは、蒸発器５に供給する空気の流量を可変に調整できるようになっている。蒸発器ファン５Ａは、例えば、ＤＣファンモータによって駆動されるプロペラファンである。

アキュムレータ６は、余剰の冷媒を貯留する冷媒貯留機能と、運転状態が変化する際に一時的に発生する液冷媒を滞留させることにより、圧縮機１に大量の液冷媒が流入するのを防ぐ気液分離機能と、を有している。アキュムレータ６は、冷媒流入部及び冷媒流出部を備えている。アキュムレータ６は、冷媒流入部が蒸発器５に接続されている。また、アキュムレータ６は冷媒流入部が油戻し回路Ｃ１に接続されている。アキュムレータ６は、冷媒流出部が圧縮機１に冷媒吸入側に接続されている。

冷媒配管Ｐ１は、一端が圧縮機１の吸入側に接続され、他端が油分離器２に接続されている。
冷媒配管Ｐ２は、一端が油分離器２に接続され、他端が凝縮器３に接続されている。
冷媒配管Ｐ３は、一端が凝縮器３に接続され、他端が絞り装置４に接続されている。
冷媒配管Ｐ４は、一端が絞り装置４に接続され、他端が蒸発器５に接続されている。
冷媒配管Ｐ５は、一端が蒸発器５に接続され、他端がアキュムレータ６に接続されている。
冷媒配管Ｐ６は、一端がアキュムレータ６に接続され、他端が圧縮機１の吸入側に接続されている。
冷媒配管Ｐ７は、一端が油分離器２に接続され、他端が絞り装置７に接続されている。
冷媒配管Ｐ８は、一端が絞り装置７に接続され、他端が冷媒配管Ｐ５の中間部に接続されている。なお、冷媒配管Ｐ５の中間部は、冷媒配管Ｐ５の一端から他端までの間の部分である。

発光部２１は、白色光を照射することができるように構成されている。発光部２１は、例えば、白色光を照射する白色ＬＥＤで構成することができる。発光部２１は、容器２Ａの外側に配置され、光透過部材２Ｃを介して容器２Ａ内の空間に臨んでいる。
光検出センサー２２は、受光した光の赤色波長、緑色波長及び青色波長をそれぞれ検出するＲＧＢセンサーで構成されている。光検出センサー２２は、発光部２１に併設されている。具体的には、光検出センサー２２は、発光部２１の光照射方向に配置されており、発光部２１の対向位置に設けられている。光検出センサー２２は、容器２Ａの外側に配置され、光透過部材２Ｄを介して容器２Ａ内の空間に臨んでいる。光検出センサー２２は、例えば、分光器と複数のＣＣＤ素子を備えたもので構成することができる。分光器は、例えば赤色の光、緑色の光及び青色の光に分解可能なプリズム等で構成することができる。

制御装置５０は、例えば、ＣＰＵ及び記憶部等を含むマイコンを備えている。制御装置５０は、圧縮機１の回転数、絞り装置４の開度、凝縮器ファン３Ａの回転数、蒸発器ファン５Ａの回転数、報知部５１及び発光部２１を統括制御する。
冷凍機油は酸化等して劣化すると圧縮機１の摺動部の摩耗を抑制する本来的な機能が損なわれる場合がある。ここで、冷凍機油は劣化すると茶色に変色する（第１の状態）。また、冷凍機油によって圧縮機１の摺動部が適切に潤滑できないと、摺動部が削れて冷凍機油が黒色に変色する（第２の状態）。そこで、制御装置５０は、光検出センサー２２の検出結果に基づいて、冷凍機油の色に関する判定を行う。この判定により、制御装置５０は、冷媒回路Ｃ中の冷凍機油が劣化しているか否か、又は圧縮機１が損傷しているか否かを判定する。

報知部５１は、冷凍機油の劣化に関する報知、又は圧縮機１の損傷に関する報知を行う。報知部５１は、リモコン等のディスプレイで表示することで報知する構成であってもよいし、ＬＥＤ等の点灯装置で表示することで報知する構成であってもよいし、音声で報知する構成であってもよいし、これらを組み合わせてもよい。このように、報知部５１は、例えば、ディスプレイ表示部、点灯装置及びスピーカー等で構成することができる。

［制御装置５０について］
図３は、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置１００の制御装置の説明図である。
図４Ａは、冷凍機油が劣化しているときのヒストグラムの説明図である。
図４Ｂは、圧縮機１が損傷しているときのヒストグラムの説明図である。
制御装置５０は、ヒストグラム作成部５０Ａと、判定部５０Ｂと、報知制御部５０Ｃと、アクチュエータ制御部５０Ｄと、階調範囲設定部５０Ｅと、明るさ設定部５０Ｆとを備えている。

ヒストグラム作成部５０Ａは、光検出センサー２２が検出した赤色の光、緑色の光及び青色の光のそれぞれに関するヒストグラムを作成する（図４Ａ及び図４Ｂ参照）。ここで、これらのヒストグラムは、例えば、横軸が輝度の階調を表し、縦軸が画素頻度を表す。なお、本実施の形態では、輝度の階調は、２５６階調である。

判定部５０Ｂは、光検出センサー２２の検出結果に基づいて、冷媒回路Ｃ中の冷凍機油が劣化しているか否かを判定する機能を備えている。なお、この冷凍機油の劣化判定を第３の判定とも称する。次の（１）から（３）の条件を全て満たすときに、判定部５０Ｂは、冷凍機油の色が茶色に変色し、劣化したものと判定する。
（１）ヒストグラム作成部５０Ａが作成した赤色の光の第１のヒストグラムに関し、判定部５０Ｂは、画素頻度のピークが第１の階調範囲に入っている。
（２）ヒストグラム作成部５０Ａが作成した緑色の光の第２のヒストグラムに関し、判定部５０Ｂは、画素頻度のピークが第２の階調範囲に入っている。
（３）ヒストグラム作成部５０Ａが作成した青色の光の第３のヒストグラムに関し、判定部５０Ｂは、画素頻度のピークが第３の階調範囲に入っている。

図４Ａに示すように、典型的には、冷凍機油の色が茶色のときにおける第１のヒストグラムの階調値は、１２８であり、第２のヒストグラムの階調値は、０であり、第３のヒストグラムの階調値は、０である。しかし、これらの階調値を満たすときだけに冷凍機油が劣化したと判定すると、実際には冷凍機油が劣化していると判定するべきなのに、判定しないということも想定される。そこで、制御装置５０には、劣化の判定に広がりをもたせるため、第１の階調範囲、第２の階調範囲、及び第３の階調範囲が設定されている。

なお、第１の階調範囲は、例えば、階調値１２８を中心として、プラスマイナス１０程度の範囲に設定することができる。つまり、第１の階調範囲は、１０８から１３８の範囲に設定することができる。
また、第２の階調範囲は、例えば、０から１０の範囲に設定することができる。
更に、第３の階調範囲は、例えば、０から１０の範囲に設定することができる。
第１の階調範囲、第２の階調範囲及び第３の階調範囲にどの程度広がりを持たせるかについては、適宜、設定することができる。

第１の階調範囲、第２の階調範囲及び第３の階調範囲は、例えば、予め定められていてもよいし、サービスマン等が設の開度設定できるようにしてもよい。本実施の形態では、第１の階調範囲、第２の階調範囲及び第３の階調範囲を設定することができる構成となっている。

判定部５０Ｂは、光検出センサー２２の検出結果に基づいて、圧縮機１が損傷しているか否かを判定する機能を備えている。なお、この圧縮機１の損傷判定を第２の判定とも称する。判定手段は、上述と同様の要領である。図４Ａに示すように、典型的には、冷凍機油の色が黒色のときにおける第１のヒストグラムの階調値は、０であり、第２のヒストグラムの階調値は、０であり、第３のヒストグラムの階調値は、０である。
なお、第１の階調範囲は、例えば、０から１０の範囲に設定することができる。
また、第２の階調範囲は、例えば、０から１０の範囲に設定することができる。
更に、第３の階調範囲は、例えば、０から１０の範囲に設定することができる。
黒色の色判定の場合においても、どの程度、第１の階調範囲、第２の階調範囲及び第３の階調範囲に広がりを持たせるかは、適宜、設定することができる。

判定部５０Ｂは、光検出センサー２２の検出結果に基づいて、発光部２１側及び光検出センサー２２側のうちの少なくとも一方が汚れているか否かを判定する機能も備えている。なお、この汚れ判定を、第１の判定とも称する。冷凍サイクル装置１００を使用していると、経年劣化等によって、発光部２１の発光部分、光検出センサー２２の受光部分、光透過部材２Ｃ及び光透過部材２Ｄに汚れが付着すること場合がある。汚れがこれらに付着すると、上述の冷凍機油の劣化判定等の精度が低下してしまうので、精度低下を回避するために、制御装置５０は、汚れ判定を行う。
まず、アクチュエータ制御部５０Ｄは、冷媒回路Ｃ中の冷凍機油が劣化しているか否か、又は圧縮機１が損傷しているか否かを判定するときよりも、発光部２１の明るさを大きくする。例えば、アクチュエータ制御部５０Ｄは、発光部２１を最大の明るさとしてもよい。ここで、典型的には、白色光における第１のヒストグラム、第２のヒストグラム及び第３のヒストグラムの階調値は、全て２５５である。汚れがない場合には、発光部２１から出た白色光が、光検出センサー２２に届く。したがって、ヒストグラム作成部５０Ａで作成されるヒストグラムの階調は、赤色、緑色、青色、ともに２５５である。一方、汚れがある場合には、発光部２１から出た白色光が、光検出センサー２２に届きにくくなる。したがって、ヒストグラム作成部５０Ａで作成されるヒストグラムの階調は、赤色、緑色、青色、ともに２５５よりもかなり小さくなることが想定される。
そこで、アクチュエータ制御部５０Ｄが発光部２１の明るさを大きくした後に、判定部５０Ｂは、光検出センサー２２の検出結果に基づいて、赤色のヒストグラムのピークが第１の階調範囲に入り、緑色のヒストグラムのピークが第２の階調範囲に入り、青色のヒストグラムのピークが第３の階調範囲に入るか否かを判定する。
なお、第１の階調範囲は、例えば、０から２４５の範囲に設定することができる。
また、第２の階調範囲は、例えば、０から２４５の範囲に設定することができる。
更に、第３の階調範囲は、例えば、０から２４５の範囲に設定することができる。

報知制御部５０Ｃは、判定部５０Ｂが、冷媒回路Ｃ中の冷凍機油が劣化していると判定した場合、及び、判定部５０Ｂが、圧縮機１が損傷していると判定した場合、報知部５１にその旨を報知させる機能を有する。すなわち、冷媒回路Ｃ中の冷凍機油が劣化していると判定した場合には、報知制御部５０Ｃは、報知部５１にその旨の報知を行わせる（第２の報知）。圧縮機１が損傷していると判定した場合には、報知制御部５０Ｃは、報知部５１にその旨の報知を行わせる（第１の報知）。第２の報知は、冷凍機油が劣化したことを示す報知であり、第１の報知は、圧縮機１が損傷していることを示す報知である。

アクチュエータ制御部５０Ｄは、各種のデータに基づいて、圧縮機１の回転数、絞り装置４の開度、凝縮器ファン３Ａの回転数、蒸発器ファン５Ａの回転数、発光部２１の明るさを制御する。アクチュエータ制御部５０Ｄは、判定部５０Ｂが、圧縮機１が損傷していると判定したときには、圧縮機１の運転を停止する機能を備えている。

階調範囲設定部５０Ｅは、冷凍機油の劣化の判定に用いる、第１の階調範囲、第２の階調範囲及び第３の階調範囲の設定を行う機能を備えている。また、階調範囲設定部５０Ｅは、圧縮機１の損傷の判定に用いる、第１の階調範囲、第２の階調範囲及び第３の階調範囲の設定を行う機能を備えている。階調範囲設定部５０Ｅは、例えば、リモコン等に設けられたボタン又はタッチパネル等の入力手段を含む。

明るさ設定部５０Ｆは、上述した、第１の判定、第２の判定、及び第３の判定のそれぞれにおける、発光部２１の明るさを設定する。明るさ設定部５０Ｆは、第１の判定のときの発光部２１の明るさを第１の明るさとし、第２の判定及び第３の判定のときの発光部２１の明るさを第２の明るさとしたとき、第１の明るさの方が、第２の明るさよりも大きくなるように設定する。

図５は、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置１００のフローチャートの一例である。

制御装置５０は、発光部２１の明るさを第１の明るさに設定する（ステップＳ１）。
次に、制御装置５０の判定部５０Ｂは、第１の判定を行う（ステップＳ２）。光透過部材２Ｃ等が汚れていないと判定した場合には、発光部２１の明るさを第２の明るさに設定する（ステップＳ３）。なお、制御装置５０は、光透過部材２Ｃ等が汚れていると判定した場合には、その旨を報知する（ステップＳ２−１）。その後、制御装置５０は、第２の判定及び第３の判定の精度が低下するので、第２の判定及び第３の判定をせずに、フローを終了する（ステップＳ６）。
また、制御装置５０の判定部５０Ｂは、ステップＳ３の次に、第２の判定を行う（ステップＳ４）。圧縮機１が損傷していると判定した場合には、第１の報知を行い、圧縮機１の損傷を報知する（ステップＳ４−１）。なお、圧縮機１の損傷を報知した場合には、冷凍機油の色が黒色であるため、冷凍機油の劣化判定が難しい。このため、圧縮機１の損傷を報知した後には、ステップＳ５の冷凍機油の劣化判定をせずに、フローを終了する（ステップＳ６）。
また、圧縮機１が損傷していないと判定した場合には、引き続き、第３の判定を行う（ステップＳ５）。冷凍機油が劣化していると判定した場合には、第２の報知を行い、冷凍機油の劣化を報知する（ステップＳ５−１）。冷凍機油が劣化していないと判定した場合には、フローを終了する（ステップＳ６）。

圧縮機１が損傷判定に用いる黒色は、冷凍機油の劣化判定に用いる茶色よりも濃いため、圧縮機１が損傷しているときに、冷凍機油の劣化を判定することは難しい。したがって、ステップＳ４とステップＳ５の判定の順番が逆になっていると、圧縮機１が損傷して黒色となっているのに、判定できない冷凍機油の劣化をも行ってしまう。こういったことを回避するため、先に、圧縮機１の損傷判定を行い（第２の判定）、次に、冷凍機油の劣化判定（第３の判定）を行うようにするとよい。

また、圧縮機１の損傷の頻度よりも、冷凍機油の劣化の頻度が高ければ、ステップＳ４とステップＳ５の順番を入れ替えてもよい。

また、黒色のときにおける第１の階調範囲と、茶色のときにおける第１の階調範囲とは、重複しないようにするとよい。これにより、第２の判定で冷凍機油の劣化を判定してしまったり、第３の判定で圧縮機１の損傷を判定してしまったりすることを回避することができる。

本実施の形態に係る冷凍サイクル装置１００では、冷媒回路Ｃ中の冷凍機油が劣化しているか否かの判定、及び、圧縮機１が損傷しているか否かの判定を、各ヒストグラムの各ピークが、各階調範囲に収まるか否かに基づいて行っていた。しかし、この手段に限定されるものではない。
例えば、制御装置５０は、冷凍機油に関する色の初期値を記憶しておいてもよい。ここで、初期値とは、各ヒストグラムの各ピークの初期値である。例えば、第１のヒストグラムの階調値の初期値が２５０、第２のヒストグラムの階調値の初期値が２４０、第３のヒストグラムの階調値の初期値が２３０であったとする。制御装置５０の記憶部は、これらの初期値を記憶しておく。そして、判定部５０Ｂは、この初期値からのずれ量に基づいて、冷媒回路Ｃ中の冷凍機油が劣化している、又は、圧縮機１が損傷していると判定してもよい。なお、赤色のピークのずれ量は、冷媒回路Ｃ中の冷凍機油が劣化している場合よりも、圧縮機１が損傷している場合の方が大きく設定するとよい。なお、緑色のピークのずれ量及び青色のピークのずれ量は、冷媒回路Ｃ中の冷凍機油が劣化している場合と圧縮機１が損傷している場合とは同じ設定でよい。

また、その他に、制御装置５０は、光検出センサー２２で検出する光量の減少により、冷媒回路Ｃ中の冷凍機油が劣化しているか否かの判定、及び、圧縮機１が損傷しているか否かの判定を行ってもよい。この場合には、発光部２１は、白色光を照射する構成に限られず、また、光検出センサー２２もＲＧＢセンサーに限られない。光量の減少量に基づいて判定をするためである。

［変形例１］
図６は、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置の変形例１のアキュムレータの説明図である。

図６に示すように、変形例１では、アキュムレータ６に、発光部２１及び光検出センサー２２を設けるとともに、光透過部材６Ｃ及び光透過部材６Ｄを設けている。アキュムレータ６は、ガス冷媒Ｇ、液冷媒Ｌ及び冷凍機油Ｏｉを貯留する空間が形成された容器６Ａと、容器６Ａに接続された冷媒流入部６Ｂ１と、容器６Ａに接続された冷媒流出部６Ｂ２と、光透過部材６Ｃと、光透過部材６Ｃの対向位置に配置された光透過部材６Ｄと、を備えている。
容器６Ａは、筒状の側面部と、この側面部の下端に接続された底部と、この側面部の上端に接続された天面部（上面部）とを含む。冷媒流入部６Ｂ１及び冷媒流出部６Ｂ２は、容器６Ａの天面部に接続されている。
光透過部材６Ｃ及び光透過部材６Ｄは、容器６Ａの上下方向において、容器６Ａの下側に配置されている。本実施の形態では、液冷媒よりも冷凍機油が重いため、液冷媒の下に冷凍機油が貯留されるためである。なお、冷凍機油が液冷媒よりも軽ければ、光透過部材６Ｃ及び光透過部材６Ｄの位置を上側に変更すればよい。光透過部材６Ｃ及び光透過部材６Ｄの構成は、光透過部材２Ｃ及び光透過部材２Ｄと同様である。発光部２１、光透過部材６Ｃ、光透過部材６Ｄ及び光検出センサー２２は、この順番で直線状に配置されている。

［変形例２］
図７Ａは、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置１０２の変形例２の冷媒回路の説明図である。
図７Ｂは、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置１０２の変形例２の油貯留部の説明図である。

図７Ｂに示すように、変形例２では、油貯留部８に、発光部２１及び光検出センサー２２を設けるとともに、光透過部材８Ｃ及び光透過部材８Ｄを設けている。変形例２に係る冷凍サイクル装置１０２は、油戻し回路Ｃ１に接続された分岐回路Ｃ２を備えている。分岐回路Ｃ２は、第１の配管Ｐ９と、第２の配管Ｐ１０と、油貯留部８とを含む。
第１の配管Ｐ９は、一端が油戻し回路Ｃ１のうち絞り装置７（キャピラリーチューブ）よりも下流側の第１の部分Ｐｏ１に接続されている。第２の配管Ｐ１０は、一端が油戻し回路Ｃ１のうち第１の部分Ｐｏ１よりも下流側の第２の部分Ｐｏ２に接続されている。第１の配管Ｐ９の他端は、容器８Ａ内に配置され、冷凍機油を容器８Ａ内へ供給する開口部が形成されている。第２の配管Ｐ１０の他端は、容器８Ａ内に配置され、冷凍機油を容器８Ａ外へ排出する開口部が形成されている。

油貯留部８は、冷凍機油Ｏｉを貯留する空間が形成された容器８Ａと、容器８Ａに接続された油流入部８Ｂ１と、容器８Ａに接続された油流出部８Ｂ２と、光透過部材８Ｃと、光透過部材８Ｃの対向位置に配置された光透過部材８Ｅと、を備えている。
容器８Ａは、筒状の側面部と、この側面部の下端に接続された底部と、この側面部の上端に接続された天面部（上面部）とを含む。油流入部８Ｂ１は、容器８Ａの天面部に接続され、油流出部８Ｂ２は、容器８Ａの底部に接続されている。
油流出部８Ｂ２の上端（他端）には、冷凍機油を流出口となる開口部が形成されている。冷凍機油Ｏｉが容器８Ａに溜まりやすいように、油貯留部８は、油流出部８Ｂ２の上端が、容器６Ａの底部から予め定められた距離Ｌ１をあけて配置されている。光透過部材８Ｃ及び光透過部材８Ｄは、容器８Ａの上下方向において油流出部８Ｂ２の上端よりも下側に配置されている。これにより、冷凍機油Ｏｉが貯留されている部分に光が通すことになり、冷凍機油Ｏｉの劣化等の判定精度を向上させることができる。

光透過部材８Ｃ及び光透過部材８Ｄの構成は、光透過部材２Ｃ及び光透過部材２Ｄと同様である。発光部２１、光透過部材８Ｃ、光透過部材８Ｄ及び光検出センサー２２は、この順番で直線状に配置されている。

［変形例３］
図８は、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置の変形例３の説明図である。

図７Ｂに示すように、変形例３では、冷媒配管Ｐ５に、発光部２１及び光検出センサー２２を設けるとともに、光透過部材ＰＣ及び光透過部材ＰＤを設けている。
冷媒配管Ｐ５は、蒸発器５と圧縮機１とをアキュムレータ６及び冷媒配管Ｐ６を介して接続する配管である。
本実施の形態において、冷凍機油は冷媒より重いため、冷媒配管Ｐ５の下部に滞留しやすい。そこで、発光部２１は、冷媒配管Ｐ５のうちの一部の上部及び下部のうちの一方に配置され、光検出センサー２２は、発光部２１に対向するように、冷媒配管Ｐ５のうちの一部の上部及び下部のうちの他方に配置されている。ここで、冷媒配管Ｐ５の一部とは、冷媒配管Ｐ５の一端と他端との間の部分を指す。変形例３では、発光部２１が冷媒配管Ｐ５のうちの一部の上部に配置され、光検出センサー２２が冷媒配管Ｐ５のうちの一部の下部に配置された態様を一例として示している。変形例３の構成により、冷媒配管Ｐ５に滞留する冷凍機油の色に関する判定を精度よく行うことができる。

光透過部材ＰＣ及び光透過部材ＰＤの構成は、光透過部材２Ｃ及び光透過部材２Ｄと同様である。発光部２１、光透過部材ＰＣ、光透過部材ＰＤ及び光検出センサー２２は、この順番で直線状に配置されている。

なお、制御装置５０の判定部５０Ｂは、圧縮機１が停止しているときの光検出センサー２２の検出結果に基づいて、冷媒配管Ｐ５（冷媒回路Ｃ）の冷凍機油が劣化しているか否か、又は圧縮機１が損傷しているか否かを判定してもよい。圧縮機１が運転しているときは、冷凍機油が冷媒に流され、冷媒配管Ｐ５の下部に滞留しない場合も想定されるためである。つまり、この構成を採用することで、圧縮機１が停止し、重力の作用によって冷媒配管Ｐ５の下部に流れ落ちてきた冷凍機油を光検出センサー２２で検出することができ、冷媒配管Ｐ５に滞留する冷凍機油の色に関する判定を精度よく行うことができる。

なお、本変形例３では、冷媒配管Ｐ５に発光部２１及び光検出センサー２２を設けるとともに、光透過部材ＰＣ及び光透過部材ＰＤを設けたが、それに限定されるものではない。発光部２１、光検出センサー２２、光透過部材ＰＣ及び光透過部材ＰＤは、冷媒配管Ｐ６に設けられていてもよい。

また、発光部２１及び光検出センサー２２は、油戻し回路Ｃ１のうち絞り装置７（キャピラリーチューブ）よりも下流側の部分に設けられていてもよい。つまり、発光部２１、光検出センサー２２、光透過部材ＰＣ及び光透過部材ＰＤは、冷媒配管Ｐ８に設けられていてもよい。

［変形例４］
図９は、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置の変形例４の説明図である。
図９に示すように、変形例４では、圧縮機１に、発光部２１及び光検出センサー２２を設けるとともに、光透過部材１Ｃ及び光透過部材１Ｄを設けている。ここで、圧縮機１がスクロール圧縮機である場合を例に説明する。

圧縮機１は、外郭を構成する密閉容器１Ａと、密閉容器１Ａに冷媒を導く吸入管１Ｂ１及び圧縮された冷媒を吐出する吐出管１Ｂ２と、密閉容器１Ａ内の空間を区画するサブフレーム１Ｆと、冷凍機油Ｏｉが貯留される底部油溜１Ｌと、冷媒を圧縮するための渦巻体が形成された固定スクロール１Ｇとを有している。
また、圧縮機１は、冷媒を圧縮するのに利用される渦巻体が形成された揺動スクロール１Ｈと、揺動スクロール１Ｈを収容するフレーム１Ｊと、揺動スクロール１Ｈを回転させる軸ＳＦと、軸ＳＦを回転させる電動機１Ｅと、揺動スクロール１Ｈを揺動運動させるオルダムリング１Ｉとを含む。

密閉容器１Ａ内には、固定スクロール１Ｇ、揺動スクロール１Ｈ、フレーム１Ｊ、軸ＳＦ、電動機１Ｅ、及びオルダムリング１Ｉ等が設けられている。また、密閉容器１Ａの側面には密閉容器１Ａ内と連通する吸入管１Ｂ１が接続されている。更に、密閉容器１Ａの上部には、固定スクロール１Ｇと揺動スクロール１Ｈとによって圧縮された冷媒が吐出される吐出管１Ｂ２が接続されている。吸入管１Ｂ１は、圧縮機１に流入する冷媒を、密閉容器１Ａ内に導くための配管であり、冷媒配管Ｐ６に接続されている。吸入管１Ｂ１は、密閉容器１Ａの側面に設けられている。吐出管１Ｂ２は、圧縮機１で圧縮された冷媒を吐出させるための配管であり、冷媒配管Ｐ１に接続されている。

サブフレーム１Ｆは、密閉容器１Ａ内の空間を区画するように設けられ、軸ＳＦの下端側を回転自在に支持する副軸受１Ｆ１が設けられている。サブフレーム１Ｆの下側には、底部油溜１Ｌが設けられており、サブフレーム１Ｆの上側には、電動機１Ｅが設けられている。底部油溜１Ｌは、冷凍機油Ｏｉを貯留するものである。この底部油溜１Ｌは、サブフレーム１Ｆの下側に設けられているものである。なお、底部油溜１Ｌに貯留されている冷凍機油Ｏｉは、軸ＳＦの下側端部に設けられたオイルポンプによって、揺動スクロール１Ｈ側に引き上げられる。

固定スクロール１Ｇは、揺動スクロール１Ｈとともに冷媒を圧縮する。固定スクロール１Ｇは、揺動スクロール１Ｈに対して対向配置されている。固定スクロール１Ｇの上端面には、固定スクロール１Ｇ及び揺動スクロール１Ｈによって圧縮された冷媒の圧力が高まると、固定スクロール１Ｇ及び揺動スクロール１Ｈによって形成される圧縮室の圧力を開放する吐出弁１Ｋが設けられている。フレーム１Ｊは、揺動スクロール１Ｈが摺動自在に、揺動スクロール１Ｈを収容する。軸ＳＦは、揺動スクロール１Ｈに駆動力を伝える。

電動機１Ｅは、軸ＳＦを回転させるものである。この電動機１Ｅは、密閉容器１Ａに固着支持されたステータ１Ｅ１と、ステータ１Ｅ１と組み合わされることでトルクを発生するロータ１Ｅ２とから構成されている。電動機１Ｅは、揺動スクロール１Ｈ、及び固定スクロール１Ｇなどが設けられる上部空間と、底部油溜１Ｌが設けられる下部空間とを区画するように設けられている。

ステータ１Ｅ１は、たとえば、積層鉄心に複数相の巻線を装着して構成されている。
ロータ１Ｅ２は、たとえば、内部に図示省略の永久磁石を有し、ステータ１Ｅ１の内周面との間に、予め設定された空隙が形成されるように軸ＳＦに支持されている。そして、ロータ１Ｅ２は、ステータ１Ｅ１への通電がなされると回転駆動し、軸ＳＦを回転させる。オルダムリング１Ｉは、揺動スクロール１Ｈの揺動運動中における自転運動を阻止するのに利用されるものである。

密閉容器１Ａのうちの底部油溜１Ｌの形成位置には、光透過部材１Ｃ及び光透過部材１Ｄが設けられている。光透過部材１Ｃ及び光透過部材１Ｄの構成は、光透過部材２Ｃ及び光透過部材２Ｄと同様である。なお、発光部２１、光透過部材１Ｃ、光透過部材１Ｄ及び光検出センサー２２を結ぶ直線上には、軸ＳＦ（オイルポンプ）が位置しないようにする。軸ＳＦによって発光部２１の光が遮られてしまい、光検出センサー２２で光を受光できなくなることを回避するためである。例えば、発光部２１、光透過部材１Ｃ、光透過部材１Ｄ及び光検出センサー２２を結ぶ直線上から、水平方向に予め定められた距離をずらした位置に、軸ＳＦが配置されていればよい。

１ 圧縮機、１Ａ 密閉容器、１Ｂ１ 吸入管、１Ｂ２ 吐出管、１Ｃ 光透過部材、１Ｄ 光透過部材、１Ｅ 電動機、１Ｅ１ ステータ、１Ｅ２ ロータ、１Ｆ サブフレーム、１Ｆ１ 副軸受、１Ｇ 固定スクロール、１Ｈ 揺動スクロール、１Ｉ オルダムリング、１Ｊ フレーム、１Ｋ 吐出弁、１Ｌ 底部油溜、２ 油分離器、２Ａ 容器、２Ｂ１ 冷媒流入部、２Ｂ２ 冷媒流出部、２Ｂ３ 油流出部、２Ｃ 光透過部材、２Ｄ 光透過部材、３ 凝縮器、３Ａ 凝縮器ファン、４ 絞り装置、５ 蒸発器、５Ａ 蒸発器ファン、６ アキュムレータ、６Ａ 容器、６Ｂ１ 冷媒流入部、６Ｂ２ 冷媒流出部、６Ｃ 光透過部材、６Ｄ 光透過部材、７ 絞り装置、８ 油貯留部、８Ａ 容器、８Ｂ１ 油流入部、８Ｂ２ 油流出部、８Ｃ 光透過部材、８Ｄ 光透過部材、８Ｅ 光透過部材、２１ 発光部、２２ 光検出センサー、５０ 制御装置、５０Ａ ヒストグラム作成部、５０Ｂ 判定部、５０Ｃ 報知制御部、５０Ｄ アクチュエータ制御部、５０Ｅ 階調範囲設定部、５０Ｆ 明るさ設定部、５１ 報知部、１００ 冷凍サイクル装置、１０２ 冷凍サイクル装置、Ｃ 冷媒回路、Ｃ１ 油戻し回路、Ｃ２ 分岐回路、Ｐ１ 冷媒配管、Ｐ１０ 第２の配管、Ｐ２ 冷媒配管、Ｐ３ 冷媒配管、Ｐ４ 冷媒配管、Ｐ５ 冷媒配管、Ｐ６ 冷媒配管、Ｐ７ 冷媒配管、Ｐ８ 冷媒配管、Ｐ９ 第１の配管、ＰＣ 光透過部材、ＰＤ 光透過部材、Ｐｏ１ 第１の部分、Ｐｏ２ 第２の部分、ＳＦ 軸。

Claims (13)

1. 圧縮機、凝縮器、絞り装置及び蒸発器を備えた冷媒回路と、
   前記冷媒回路のうちの前記蒸発器、前記圧縮機及び前記凝縮器までの流路に設けられ、光を照射する発光部と、
   前記発光部に併設され、前記発光部の光を検出する光検出センサーと、
   前記光検出センサーの検出結果に基づいて、前記冷媒回路中の冷凍機油が劣化しているか否か、又は前記圧縮機が損傷しているか否かを判定する制御装置と、
   前記冷媒回路中の冷凍機油が劣化しているか否か、又は前記圧縮機が損傷しているか否かを報知する報知部と、
   を備えた
   冷凍サイクル装置。
2. 前記圧縮機の吐出側に設けられ、冷媒から分離した前記冷凍機油を貯留する油分離器と、
   一端部が前記油分離器に接続され、他端部が前記圧縮機の吸入側に接続された油戻し回路とをさらに備え、
   前記発光部及び前記光検出センサーは、
   前記油分離器に設けられている
   請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
3. 前記圧縮機の吐出側に設けられ、冷媒から分離した前記冷凍機油を貯留する油分離器と、
   一端部が前記油分離器に接続され、他端部が前記圧縮機の吸入側に接続された油戻し回路と、
   前記油戻し回路に設けられたキャピラリーチューブと、
   前記油戻し回路に接続された分岐回路とをさらに備え、
   前記分岐回路は、
   一端が前記油戻し回路のうち前記キャピラリーチューブよりも下流側の第１の部分に接続された第１の配管と、
   一端が前記油戻し回路のうち前記第１の部分よりも下流側の第２の部分に接続された第２の配管と、
   前記第１の配管及び前記第２の配管の他端側が接続され、油を貯留する容器とを含み、
   前記第２の配管の他端は、
   前記容器内に配置され、前記冷凍機油が流れる開口部が形成され、
   前記発光部及び前記光検出センサーは、
   前記容器に設けられ、前記第２の配管の他端よりも下側に配置されている
   請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
4. 前記圧縮機の吐出側に設けられ、冷媒から分離した前記冷凍機油を貯留する油分離器と、
   一端部が前記油分離器に接続され、他端部が前記圧縮機の吸入側に接続された油戻し回路と、
   前記油戻し回路に設けられたキャピラリーチューブとをさらに備え、
   前記発光部及び前記光検出センサーは、
   前記油戻し回路のうち前記キャピラリーチューブよりも下流側の部分に設けられている
   請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
5. 前記圧縮機の吸入側に設けられたアキュムレータをさらに備え、
   前記発光部及び前記光検出センサーは、
   前記アキュムレータに配置されている
   請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
6. 前記発光部及び前記光検出センサーは、
   前記圧縮機に配置されている
   請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
7. 前記冷媒回路は、
   前記蒸発器と前記圧縮機とを接続する冷媒配管を含み、
   前記発光部は、
   前記冷媒配管のうちの一部の上部及び下部のうちの一方に配置され、
   前記光検出センサーは、
   前記発光部に対向するように、前記冷媒配管のうちの前記一部の上部及び下部のうちの他方に配置されている
   請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
8. 前記制御装置は、
   前記圧縮機が停止しているときの前記光検出センサーの検出結果に基づいて、前記冷媒回路中の冷凍機油が劣化しているか否か、又は前記圧縮機が損傷しているか否かを判定する
   請求項７に記載の冷凍サイクル装置。
9. 前記報知部は、
   前記冷凍機油の色が茶色である第１の状態となっている場合には、前記冷媒回路中の前記冷凍機油が劣化していることを報知し、
   前記報知部は、
   前記冷凍機油の色が黒色である第２の状態となっている場合には、前記圧縮機が損傷していることを報知する
   請求項１〜８のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
10. 前記発光部は、
    白色光を照射するように構成され、
    前記光検出センサーは、
    赤色、緑色及び青色の波長をそれぞれ検出するＲＧＢセンサーで構成されている
    請求項１〜９のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
11. 前記制御装置は、
    前記冷媒回路中の冷凍機油が劣化しているか否か、又は前記圧縮機が損傷しているか否かを判定するときよりも、前記発光部の明るさを大きくし、前記発光部側及び前記光検出センサー側のうちの少なくとも一方が汚れているか否かを判定する
    請求項１〜１０のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
12. 前記発光部と前記光検出センサーとは、
    対向位置に配置され、
    前記発光部及び前記光検出センサーは、
    光を透過する光透過部材を介して前記冷媒回路に臨んでいる
    請求項１〜１１のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
13. 前記制御装置は、
    前記冷媒回路中の冷凍機油が劣化しているか否かの判定及び前記圧縮機が損傷しているか否かを判定の両方を行うものにおいて、
    前記圧縮機が損傷しているか否かを判定してから、前記冷媒回路中の冷凍機油が劣化しているか否かを判定する
    請求項１〜１２のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。

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