JP4489890B2

JP4489890B2 - マルチ形空気調和機

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Publication number: JP4489890B2
Application number: JP2000013195A
Authority: JP
Inventors: 聖隆上野
Original assignee: Toshiba Carrier Corp
Current assignee: Toshiba Carrier Corp
Priority date: 2000-01-21
Filing date: 2000-01-21
Publication date: 2010-06-23
Anticipated expiration: 2020-01-21
Also published as: JP2001201192A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数台の室外機および複数台の室内機を配管接続して冷凍サイクルを構成したマルチ形空気調和機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気調和機における圧縮機は、ケース内に潤滑用の油を充填している。この潤滑油は、圧縮機が冷媒を吸い込んで吐出するのに伴い、一部が冷媒と共に冷凍サイクル中に流出するため、圧縮機において潤滑油不足を生じることがある。潤滑油が不足すると、ケース内の摺動部が油切れの状態となり、圧縮機の寿命に悪影響を与えてしまう。
【０００３】
そこで、圧縮機から冷媒と共に吐出される潤滑油を圧縮機のケース内に戻す手段として、油分離器（オイルセパレータ）が知られている。例えば特開平4-184048号公報に示されるものでは、圧縮機の冷媒吐出側配管に油分離器を設け、冷媒と一緒に吐出される潤滑油を油分離器で捕捉し、圧縮機が潤滑油不足となった場合に油分離器に溜まった潤滑油を圧縮機の冷媒吸込側配管に戻す構成となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の油分離器の例では、油分離器に溜まった潤滑油が圧縮機に一旦戻された後、次に油分離器に所定量（圧縮機の油面保持に必要な油戻し量）の潤滑油が溜まるまでに長い時間がかかり、このため圧縮機での潤滑油不足を迅速に解消することができず、結局は圧縮機の寿命に悪影響を与えてしまう。
圧縮機の油面保持に必要な十分な油戻し量を確保するために油分離器の容量が大きくなってしまい、装置全体の大形化を招くという問題もある。
【０００５】
この発明は上記の事情を考慮したもので、その目的とするところは、複数台の圧縮機における油不足を相互補完的にしかも迅速に解消することができ、これにより各圧縮機の寿命向上および信頼性向上が格段に図れるとともに、油分離器の容量の縮小化が図れて装置全体の小形化に寄与し得るマルチ形空気調和機を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明のマルチ形空気調和機は、ケース内に潤滑用の油を充填してなる圧縮機が搭載された複数台の室外機を備え、これら室外機および複数台の室内機を配管接続して冷凍サイクルを構成したものであって、前記各圧縮機のケースにそれぞれ連通された保油タンクと、前記各圧縮機から吐出される冷媒の一部を前記各保油タンクから油を流出させるための加圧用として同保油タンクにそれぞれ導く加圧管と、これら加圧管に設けられた第一の弁と、前記各保油タンクの油流出口と前記各圧縮機の冷媒吸込側配管との間にそれぞれ接続された油回収管と、これら油回収管に設けられた第二の弁および第三の弁と、前記各油回収管における前記第二の弁と前記第三の弁との間の位置に相互接続された油バランス管と、を備える。
【０００７】
請求項２に係る発明のマルチ形空気調和機は、請求項１に係る発明の保油タンクについて次のように限定している。保油タンクは、油移動管を介してケースの適正油面位置に連通されるとともに、圧力バランス管を介してケースの適正油面位置より上方の部位に連通されている。
【０００８】
請求項３に係る発明のマルチ形空気調和機は、請求項１および請求項２のいずれかに係る発明において、さらに、各圧縮機のケース内の油量が適正か不足かを検出する検出手段を備えるとともに、制御手段について次のように限定している。制御手段は、この検出手段で油量不足が検出された圧縮機に各保油タンク内の油が流れるよう、各加圧管および前記各油回収管の導通を制御する。
【０００９】
請求項４に係る発明のマルチ形空気調和機は、請求項１および請求項２のいずれかに係る発明において、さらに、各室外機の相互間で油量がバランスするよう各加圧管および各油回収管の導通を制御する制御手段を備えている。
【００１０】
請求項５に係る発明のマルチ形空気調和機は、請求項４に係る発明の制御手段について次のように限定している。制御手段は、定期的に、運転率の低い側の室外機に存する油が運転率の高い側の室外機に一旦集まり、集まった油が運転率の低い側の室外機に戻るよう、各加圧管および各油回収管の導通を制御する。
【００１１】
請求項6に係る発明のマルチ形空気調和機は、請求項１および請求項２のいずれかに係る発明において、さらに、各室外機のうち運転停止の室外機に存する油が運転中の室外機に流れるよう各加圧管および各油回収管の導通を制御する制御手段を備えている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のマルチ形空気調和機の一実施形態について図面を参照して説明する。
図１において、１はセンタ室外機で、低圧型の圧縮機１０を備えている。圧縮機１０は、密閉形のケース１０ｃを有する。このケース１０ｃに、可変速度モータM０および定速度モータM１が収容されるとともに、摺動部の潤滑用として油（以下、潤滑油と称す）が充填されている。
【００１３】
四方弁１５がオフ（図示の状態）のとき、圧縮機１０から吐出される冷媒（ガス）が、２つの冷媒吐出側配管１１、逆止弁１２、高圧側配管１３、油分離器１４、および四方弁１５を介して室外熱交換器１６に流れる。室外熱交換器１６に流入した冷媒は、室外空気に熱を放出して液化する。室外熱交換器１６を経た冷媒（液冷媒）は、膨張弁１７、受液器１８、パックドバルブ１９、液側配管２０、および各流量調整弁２１を介して各室内機３に流れる。各室内機３に流入した冷媒は、それぞれ室内空気から熱を奪って気化する。これにより、被空調室内が冷房される。各室内機３を経た冷媒（ガス）は、ガス側配管２２、パックドバルブ２３、上記四方弁１５、液分離器２４、および冷媒吸込側配管２５を介して圧縮機１０に吸い込まれる。
【００１４】
四方弁１５がオンされると、圧縮機１０から吐出される冷媒（ガス）が、各冷媒吐出側配管１１、逆止弁１２、高圧側配管１３、油分離器１４、四方弁１５、パックドバルブ２３、およびガス側配管２２を介して各室内機３に流れる。各室内機３に流入した冷媒は、それぞれ室内空気に熱を放出して液化する。これにより、被空調室内が暖房される。各室内機３を経た冷媒（液冷媒）は、各流量調整弁２１、液側配管２０、パックドバルブ１９、受液器１８、および膨張弁１７を介して室外熱交換器１６に流れる。室外熱交換器１６に流入した冷媒は、室外空気から熱を汲み上げて気化する。室外熱交換器１６を経た冷媒（ガス）は、四方弁１５、液分離器２４、および冷媒吸込側配管２５を介して圧縮機１０に吸い込まれる。
【００１５】
油分離器１４と四方弁１５との間の高圧側配管に、高圧冷媒の圧力Pｄを検知する圧力センサ（高圧センサ）２６が取り付けられている。室外熱交換器１６に温度センサ（熱交換器温度センサ）２７が取り付けられている。室外熱交換器１６の近傍に室外ファン２８が設けられている。四方弁１５と液分離器２４との間の低圧側配管に、低圧冷媒の温度を検知する温度センサ２９が取り付けられている。冷媒吸込側配管２５に、低圧冷媒の圧力Pｓを検知する圧力センサ（低圧センサ）３０が取り付けられている。
【００１６】
油分離器１４に溜まった潤滑油は、キャピラリチューブ３１を介して冷媒吸込側配管２５に流れる。油分離器１４と四方弁１５との間の高圧側配管から、四方弁１５と液分離器２４との間の低圧側配管にかけて、開閉弁３２を介したレリースバイパスが接続されている。膨張弁１７と受液器１８との間の液側配管から、四方弁１５と液分離器２４との間の低圧側配管にかけて、流量調整弁３３を介したクーリングバイパスが接続されている。
【００１７】
一方、センタ室外機１と並んで複数台のターミナル室外機２が設置されている。各室外機２は、低圧型の圧縮機１０を備えている。圧縮機１０は、密閉形のケース１０ｃを有する。このケース１０ｃに、２台の定速度モータM１，M２が収容されるとともに、潤滑油が充填されている。
【００１８】
各室外機２は、定速度モータM１，Ｍ２を有する点、各冷媒吐出側配管１１にそれぞれ逆止弁１２が設けられている点、各冷媒吐出側配管１１から冷媒吸込側配管２５にかけて開閉弁３４，３５を介したガスバランスバイパスがそれぞれ接続されている点を除いて、センタ室外機１と同じ構成である。これら室外機２が、液側配管２０およびガス側配管２２を介してセンタ室外機１にそれぞれ並列に接続されている。
【００１９】
室外機１および各室外機２にそれぞれパックドバルブ５１が設けられ、その各パックドバルブ５１の相互間に油バランス管５０が接続されている。
【００２０】
このような配管構成の冷凍サイクルを有するマルチ形空気調和機において、室外機１および各室外機２にそれぞれ油量検出装置が設けられている。油量検出装置は、圧縮機１０のケース１０ｃ内の潤滑油量を検出する。この油量検出装置の具体的な構成を図２に示している。
【００２１】
ケース１０ｃ内に潤滑油OILが溜まっている。このケース１０ｃに、油移動管４１および圧力バランス管４３を介して保油タンク４０が連通されている。油移動管４１はケース１０ｃの適正油面位置に接続（連通）され、圧力バランス管４３は適正油面位置より上方の部位に接続（連通）されている。
ケース１０ｃ内の圧力（低圧）と保油タンク４０内の圧力とが圧力バランス管４３を通じて同じになるので、ケース１０ｃ内の潤滑油OILの余剰分が油移動管４１を通して保油タンク４０に迅速かつスムーズに移動する。また、ケース１０ｃの適正油面位置に油移動管４１が接続されているので、ケース１０ｃ内の油面が適正油面以下になった場合は、ケース１０ｃから保油タンク４０への潤滑油OILの余計な移動が未然に防止される。
【００２２】
油移動管４１には、保油タンク４０からケース１０ｃへの油の逆流を阻止する逆止弁４２が設けられている。圧力バランス管４３には、保油タンク４０からケース１０ｃへの冷媒の流入を阻止する逆止弁４４が設けられている。
【００２３】
保油タンク４０の油流出口に油回収管４５の一端が接続され、その油回収管４５の他端が吸込側配管２５に接続されている。この油回収管４５に、開閉弁Vａ、ケース１０ｃから保油タンク４０への逆圧（保油タンク４０に油回収管４５から圧力が加わること）を阻止する逆止弁４６、およびキャピラリチューブ４７が順次に設けられている。なお、キャピラリチューブ４７に対し、開閉弁Vｂおよび開閉弁逆止弁４８がそれぞれ並列に接続されている。
【００２４】
油回収管４５における逆止弁４６とキャピラリチューブ４７との間に、上記パックドバルブ５１を介して上記油バランス管５０が接続されている。
【００２５】
高圧側配管１３と保油タンク４０の冷媒流入口との間に加圧管５２が接続されている。加圧管５２は、圧縮機１０から吐出される冷媒の一部を保油タンク４０から潤滑油OILを流出させるための加圧用として保油タンク４０に導くためのものである。この加圧管５２に、開閉弁Ｖｃが設けられている。
【００２６】
保油タンク４０の油流出口（油回収管４５の一端部）に戻し管５３の一端が連通され、その戻し管５３の他端が上記圧力バランス管４３の一部を介してケース１０ｃに連通されている。戻し管５３は、保油タンク４０から流出する潤滑油OILをケース１０ｃに戻すためのものである。この戻し管５３に減圧器たとえばキャピラリチューブ５４が設けられている。
【００２７】
加圧管５２の中途部（開閉弁Ｖｃの下流側）から戻し管５３の中途部（キャピラリチューブ５４の下流側）にかけてバイパス管５５が接続され、そのバイパス管５５に減圧器たとえばキャピラリチューブ５６が設けられている。加圧管５２から保油タンク４０への冷媒の流れ込み量が減少しても、加圧管５２内の冷媒はバイパス管５５を経由して常に流れる。このバイパス管５５に温度センサ（第１温度検知手段）６１が取り付けられている。温度センサ６１は、加圧用の冷媒（ガス）の温度ＴＫ1を検知する。
【００２８】
戻し管５３の一端部に温度センサ（第２温度検知手段）６２が取り付けられている。温度センサ６２は、保油タンク４０から流出する潤滑油OILの温度ＴＫ２を検知する。油移動管４１に温度センサ６３が取り付けられている。温度センサ６３は、ケース１０ｃから保油タンク４０へ移動する潤滑油OILの温度ＴＫ３を検知する。
なお、油量検出装置の配管構成の具体例を図２と同一部分に同一符号を付して図３に示している。
【００２９】
また、油量検出装置を含むマルチ形空気調和機全体の制御回路を図４に示している。
図４において、７０はセンタ室外機１に搭載された室外制御部、８０は各ターミナル室外機２に搭載された室外制御部、９０は各室内機３に搭載された室内制御部である。これら室外制御部７０，８０および室内制御部９０がデータ伝送用のバスライン６６を介して相互接続されている。
【００３０】
室外制御部７０は、各室内制御部９０からの指令に応じて当該センタ室外機１および各ターミナル室外機２を統括的に制御するもので、ＣＰＵ７１、制御プログラム及びデータを記憶するメモリ７２、時間カウント用のタイマ７３などを備える。
とくに、ＣＰＵ７１は、油量検出に関する主要な機能として、圧縮機１０の運転中に油回収管４５の開閉弁Ｖａを閉じた状態で、加圧管５２の開閉弁Ｖｃを定期的に開放し、その開放中の温度センサ６１の検知温度ＴＫ１と温度センサ６２の検知温度ＴＫ２との対比により保油タンク４０内の潤滑油OILの有無を検知し、その検知結果に基づいてケース１０ｃの潤滑油OILの量が適正か否かを検出する検出手段を備える。具体的には、温度センサ６１の検知温度ＴＫ１と温度センサ６２の検知温度ＴＫ２との差の時間的変化に基づいて保油タンク４０内の潤滑油OILの実質的な量を液冷媒の混入にかかわらず検知し、その検知結果に基づいてケース１０ｃ内の潤滑油OILの量が適正か否かを検出する。要するに、検知温度ＴＫ１の立ち上がりから検知温度ＴＫ２の立ち上がりまでの時間ｔｎを検出し、その検出時間ｔｎと設定値ｔｎｓとの比較により保油タンク４０内の潤滑油OILの実質的な量を液冷媒の混入にかかわらず検知し、その検知結果に基づいてケース１０ｃ内の潤滑油OILの量が適正か否かを検出するようにしている。
【００３１】
保油タンク４０内に潤滑油OILが有れば、図５に示すように、検知温度ＴＫ１，ＴＫ２の両者に温度差が生じる。この温度差がなくなるまでの時間は、保油タンク４０内の油量に比例する。この特性を利用して保油タンク４０内に潤滑油OILが有ること、あるいは実質的な潤滑油OILの量を液冷媒の混入にかかわらず検知して、ケース１０ｃ内に適正油面以上の潤滑油OILが有ると判断する。
【００３２】
この室外制御部７０に、インバータ７４、開閉接点７５、開閉弁Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ、温度センサ６１，６２，６３が接続されている。インバータ７４は、商用交流電源６５の電圧を直流電圧に変換し、その直流電圧をスイッチングにより室外制御部７０からの指令に応じた所定周波数およびレベルの交流電圧に変換し、出力する。この出力が可変速度モータＭｏに駆動電力として供給される。インバータ７４の出力周波数が変化するのに伴い、可変速度モータＭｏの回転数が変化する。開閉接点７５は、商用交流電源６５と定速度モータＭ１との間の通電路に挿接されている。この開閉接点７５がオンされると定速度モータＭ１が一定の回転数で動作し、開閉接点７５がオフされると定速度モータＭ１の動作が停止する。すなわち、可変速度モータＭｏの回転数変化、および定速度モータＭ１の運転オン・オフにより、センタ室外機１における圧縮機１０の容量が変化する。
【００３３】
各室外制御部８０は、センタ室外機１からの指令に応じて当該ターミナル室外機２を制御するもので、ＣＰＵ８１、制御プログラム及びデータを記憶するメモリ８２などを備える。
とくに、ＣＰＵ８１は、油量検出に関する主要な機能として、圧縮機１０の運転中に油回収管４５の開閉弁Ｖａを閉じた状態で、加圧管５２の開閉弁Ｖｃを定期的に開放し、その開放中の温度センサ６１の検知温度ＴＫ１と温度センサ６２の検知温度ＴＫ２との対比により保油タンク４０内の潤滑油OILの有無を検知し、その検知結果に基づいてケース１０ｃ内の潤滑油OILの量が適正か否かを検出する検出手段を備える。具体的には、温度センサ６１の検知温度ＴＫ１と温度センサ６２の検知温度ＴＫ２との差の時間的変化に基づいて保油タンク４０内の潤滑油OILの実質的な量を液冷媒の混入にかかわらず検知し、その検知結果に基づいてケース１０ｃ内の潤滑油OILの量が適正か否かを検出する。要するに、検知温度ＴＫ１の立ち上がりから検知温度ＴＫ２の立ち上がりまでの時間ｔｎを検出し、その検出時間ｔｎと設定値ｔｎｓとの比較により保油タンク４０内の潤滑油OILの実質的な量を液冷媒の混入にかかわらず検知し、その検知結果に基づいてケース１０ｃ内の潤滑油OILの量が適正か否かを検出するようにしている。
【００３４】
この室外制御部８０に、開閉接点８４，８５、開閉弁Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ、温度センサ６１，６２，６３が接続されている。開閉接点８４は、商用交流電源６５と定速度モータＭ１との間の通電路に挿接されている。この開閉接点８４がオンされると定速度モータＭ１が一定の回転数で動作し、開閉接点８４がオフされると定速度モータＭ１の動作が停止する。開閉接点８５は、商用交流電源６５と定速度モータＭ２との間の通電路に挿接されている。この開閉接点８５がオンされると定速度モータＭ２が一定の回転数で動作し、開閉接点８５がオフされると定速度モータＭ２の動作が停止する。すなわち、定速度モータＭ１，Ｍ２の運転オン・オフにより、ターミナル室外機２における圧縮機１０の容量が変化する。
【００３５】
各室内制御部９０は、当該室内機３を制御するもので、ＣＰＵ９１、制御プログラム及びデータを記憶するメモリ９２などを有する。この室内制御部９０に、被空調室内の温度Ｔａを検知する室内温度センサ９３、上記流量調整弁２１、および受光部９４が接続されている。受光部９４は、リモートコントロール式の操作器（以下、リモコンと略称する）９５から発せられる運転条件設定用の赤外線光を受け、その受光データを室内制御部９０に入力する。リモコン９５は、運転のオン・オフ、運転モード（冷房・除湿・暖房・送風等）および室内温度設定値Ｔｓなどの各種運転条件を設定するための赤外線光を使用者の操作に応じて発する。
【００３６】
以下、マルチ形空気調和機の全体的な動作について図６を参照しながら説明する。
各室内機３は、リモコン９５で設定される室内温度設定値Ｔｓと室内温度センサ９３で検知される室内温度Ｔａとの差を要求能力（空調負荷とも称す）として求め、その要求能力に応じて流量調整弁２１の開度を制御するとともに、要求能力および運転モードをセンタ室外機１に知らせる。
【００３７】
センタ室外機１は、各室内機３から知らされる運転モードに応じて当該センタ室外機１および各ターミナル室外機２におけるそれぞれ四方弁１５を制御するとともに、各室内機３から知らされる要求能力の総和を求め、その総和に応じて当該センタ室外機１および各ターミナル室外機２の運転容量（各圧縮機１０の容量）の総和を制御する。すなわち、センタ室外機１の圧縮機１０における可変速度モータＭｏの回転数制御が基礎として実行され、その上で、各圧縮機１０における定速度モータＭ１，Ｍ２の運転オン・オフ（運転台数）が制御される。たとえば、要求能力の総和が増えると、室外機１，２の運転容量（各圧縮機１０の容量）の総和が増大される。要求能力の総和が減ると、室外機１，２の運転容量（各圧縮機１０の容量）の総和が減少される。
【００３８】
次に、各室外機１，２の動作について図７のフローチャートを参照しながら説明する。
圧縮機１のケース１０ｃ内の油面が移動管４１の接続位置より高ければ、その接続位置より高い分の潤滑油OILが移動管４１を通って保油タンク４０に移動する。
【００３９】
各室外機１，２のいずれかの運転が停止すると(ステップ１０１のＹＥＳ)、その停止室外機において、レリースバイパスの開閉弁３２が開放されるとともに(ステップ１０２)、開閉弁Ｖｃ，Ｖａが開放される(ステップ１０３)。開閉弁Ｖｂは閉成されたままである(ステップ１０４)。
【００４０】
開閉弁３２が開放すると、レリースバイパスを通して、高圧側配管と低圧側配管との圧力バランスが進行する。この圧力バランスが完了するまでの間、高圧側圧力が開閉弁Ｖｃを通して保油タンク４０に加わり、保油タンク４０内の潤滑油OILが油回収管４５に流出する。流出した潤滑油OILは開閉弁Ｖａを通り、油バランス管５０に流れる。
【００４１】
油バランス管５０には、運転中の室外機における圧縮機１０の吸い込み圧力が冷媒吸込側配管２５および油回収管４５を通して加わっている。よって、油バランス管５０に流れた潤滑油OILは、運転中の室外機における油回収管４５に流入し、キャピラリチューブ４７および冷媒吸込側配管２５を通って圧縮機１０に吸い込まれる。
センタ室外機１が運転中、各ターミナル室外機２のいずれかが運転停止、残りのターミナル室外機２が運転中の場合に、停止したターミナル室外機２から運転中のセンタ室外機１およびターミナル室外機２に潤滑油OILが流れる様子を図１に矢印で示している。図１の例では、右側から３台目のターミナル室外機２が運転停止、他の室外機１，２が運転中である。
【００４２】
こうして、停止室外機に存する潤滑油OILの余剰分が運転室外機に流れるよう、各加圧管５２および各油回収管４５の導通が制御されることにより、運転室外機における潤滑油不足が防止される。
【００４３】
一方、各室外機１，２における圧縮機１０の油量が各油量検出装置によって次のように検出されている。
定期的な油量検出タイミングにおいて、油回収管４５の開閉弁Ｖａが閉成された状態で加圧管５２の開閉弁Ｖｃが開放される。この開閉弁Ｖｃの開放により、圧縮機１０から吐出される冷媒の一部が保油タンク４０に注入される。保油タンク４０内に潤滑油OILが溜まっていれば、その潤滑油OILが冷媒の注入に基づく加圧作用を受けて保油タンク４０の油流出口から流出する。保油タンク４０内に潤滑油OILが溜まっていなければ、注入された冷媒がそのまま保油タンク４０の油流出口から流出する。流出する潤滑油OIL（または冷媒）は、油回収管４５、戻し管５３、および油バランス管４３を通ってケース１０ｃに流れる。
【００４４】
このとき、保油タンク４０に注入される冷媒（ガス）の温度ＴＫ１が温度センサ６１で検知され、保油タンク４０から流出する流体（潤滑油OILまたは冷媒）の温度ＴＫ２が温度センサ６２で検知される。
【００４５】
保油タンク４０に潤滑油OILが溜まっていた場合には、図５に示したように、先ずは検知温度ＴＫ１が立ち上がり上昇し、その検知温度ＴＫ１が安定するころ、今度は検知温度ＴＫ２が立ち上がり上昇し、やがて検知温度ＴＫ２も安定する。つまり、検知温度ＴＫ１と検知温度ＴＫ２との差は、一旦は増大方向に変化し、やがて徐々に減少していく形となる。検知温度ＴＫ１が立ち上がってから検知温度ＴＫ２が立ち上がるまでの時間は、保油タンク４０内の潤滑油OILに液冷媒が混じっているかどうかにかかわらず、保油タンク４０内の潤滑油OILの実質的な量に対応する。
【００４６】
１０秒間の検知温度ＴＫ1の変化量ΔＴＫ1が逐次に求められ、同じく１０秒間の検知温度ＴＫ２の変化量ΔＴＫ２が逐次に求められる。そして、求められた変化量ΔＴＫ1が所定値β（例えば３℃）以上になったか否かが判定される。この判定は、検知温度ＴＫ１の立ち上がりを検出するためのものである。また、検知温度ＴＫ1が検出開始時の初期値ＴＫ１(0)より所定値α（例えば１０℃）以上高くなったか否か（別の言い方をすれば、検知温度ＴＫ1の初期値ＴＫ１(0)からの変化量が所定値α以上になったか否か）が判定される。この判定も、検知温度ＴＫ１の立ち上がりを検出するためのものである。
【００４７】
両判定のいずれか一方が肯定の場合（検知温度ＴＫ１の立ち上がり検出タイミング）、タイムカウントｔｎが開始されるとともに、上記求められた変化量ΔＴＫ２が所定値ΔＴ以上になったか否かが判定される。この判定は、検知温度ＴＫ２の立ち上がりを検出するためのものである。
【００４８】
タイムカウントｔｎが設定値ｔｓに達すると、そのときの検知温度ＴＫ1がＴＫ1maxとして記憶される。これ以降、検知温度ＴＫ２の初期値ＴＫ２(0)からの変化量［＝ＴＫ２−ＴＫ２(0)］が検知温度ＴＫ1の初期値ＴＫ１(0)と上記ＴＫ1maxとの差［＝ＴＫ1−ＴＫ１(0)］以上となったか否かが判定される。この判定も、検知温度ＴＫ２の立ち上がりを検出するためのものである。
検知温度ＴＫ２の立ち上がりを検出するための両判定のいずれか一方が肯定の場合（検知温度ＴＫ２の立ち上がり検出タイミング）、タイムカウントｔｎが終了される。これまでのタイムカウントｔｎは、すなわち、検知温度ＴＫ１が立ち上がってから検知温度ＴＫ２が立ち上がるまでの時間であり、保油タンク４０内の実質的な潤滑油ＯＩＬの量に比例する。
【００４９】
このタイムカウントｔｎと設定値ｔｎｓとが比較される。タイムカウントｔｎが設定値ｔｎｓ以上であれば、ケース１０ｃ内の潤滑油OILの量が適正であると判定される。タイムカウントｔｎが設定値ｔｎｓ未満であれば、ケース１０ｃ内の潤滑油OILの量が不足であると判定される。
【００５０】
各圧縮機１，２のいずれかで潤滑油不足が検出されると(ステップ１０５のＹＥＳ)、その潤滑油不足を生じた室外機において、開閉弁Ｖｂが開放される(ステップ１０６)。開閉弁Ｖｃ，Ｖａは閉成されたままである(ステップ１０７)。
【００５１】
この潤滑油不足の発生は、センタ室外機１に知らされるとともに、センタ室外機１から他のターミナル室外機２に知らされる。
【００５２】
他の室外機での潤滑油不足が知らされた室外機では(ステップ１０８のＹＥＳ)、開閉弁Ｖｃ，Ｖａが開放される(ステップ１０９)。開閉弁Ｖｂは閉成されたままである(ステップ１１０)。こうして、開閉弁Ｖｃ，Ｖａが開放することにより、保油タンク４０内の潤滑油OILが油回収管４５に流出する。流出した潤滑油OILは開閉弁Ｖａを通り、油バランス管５０に流れる。
【００５３】
油バランス管５０には、潤滑油不足の室外機における圧縮機１０の吸い込み圧力が冷媒吸込側配管２５および油回収管４５を通して加わっている。よって、油バランス管５０に流れた潤滑油OILは、潤滑油不足の室外機における油回収管４５に流入し、開閉弁Ｖｂおよび冷媒吸込側配管２５を通って圧縮機１０に吸い込まれる。
【００５４】
各ターミナル室外機２の１台に潤滑油不足が生じた場合の潤滑油OILの流れを図８に矢印で示している。右端のターミナル室外機２が潤滑油不足で、そこに、他のターミナル室外機２およびセンタ室外機１から潤滑油OILの余剰分が補充されている。
このように、潤滑油不足が検出された圧縮機１０に各保油タンク４０内の潤滑油OILが流れるよう、各加圧管５２および各油回収管４５の導通が制御されることにより、潤滑油不足が迅速に解消される。
【００５５】
また、各室外制御部７０のタイマ７３の計時に基づく定期的な均油タイミングにおいて(ステップ１１１のＹＥＳ)、各室外機１，２の相互間で油量が適正でバランス状態が継続する場合、具体的には、運転率の低い側の各ターミナル室外機２に存する油が運転率の高い側のセンタ室外機１に一旦集まり、集まった油が各ターミナル室外機２に戻るよう、各加圧管５２および各油回収管４５の導通が制御される。センタ室外機１は、圧縮機１０が常にインバータ駆動されるタイプであるので、運転率がターミナル室外機２よりも高い。
【００５６】
すなわち、センタ室外機１では、一定時間だけ、開閉弁Ｖｂが開放され、開閉弁Ｖｃ，Ｖａが閉成される(ステップ１１３)。その後、開閉弁Ｖｂが閉成され、開閉弁Ｖｃ，Ｖａが開放される(ステップ１１４)。各ターミナル室外機２では、一定時間だけ、開閉弁Ｖｂが閉成され、開閉弁Ｖｃ，Ｖａが開放される(ステップ１１５)。その後、開閉弁Ｖｂが開放され、開閉弁Ｖｃ，Ｖａが閉成される(ステップ１１６)。
【００５７】
各ターミナル室外機２の開閉弁Ｖｃ，Ｖａが開放している一定時間において、各ターミナル室外機２の保油タンク４０から潤滑油OILが流出し、それが油バランス管５０に流れる。このとき、センタ室外機１の開閉弁Ｖｂが開放し、センタ室外機１における圧縮機１０の吸い込み圧力が油バランス管５０に加わるので、油バランス管５０の潤滑油OILが圧縮機１０に吸い込まれる。
【００５８】
一定時間の経過後、センタ室外機１の開閉弁Ｖｃ，Ｖａが開放することにより、センタ室外機１の保油タンク４０から潤滑油OILが流出し、それが油バランス管５０に流れる。このとき、ターミナル室外機２の開閉弁Ｖｂが開放し、ターミナル室外機２における圧縮機１０の吸い込み圧力が油バランス管５０に加わるので、油バランス管５０の潤滑油OILがターミナル室外機２の圧縮機１０に吸い込まれる。
【００５９】
こうして、潤滑油OILの余剰分を各室外機１，２の相互間で交互に移動させる油量バランスの制御が実行されることにより、運転の進行に伴い発生する潤滑油戻りの偏りを補正することができる。
【００６０】
上記ステップ１０１，１０５，１０８，１１１の判定が共に否定（ＮＯ）のとき、通常運転が実行されるとともに(ステップ１１７)、潤滑油が適正か不足かを検出するための油量検出が定期的に実行される（ステップ１１８）。
【００６１】
以上、各圧縮機１０での潤滑油不足を相互補完的にしかも迅速に解消することができて、圧縮機１０の寿命向上および信頼性向上に大きく寄与することができる。
【００６２】
潤滑油OILの余剰分を油分離器１４とは別の保油タンク４０に常に蓄えておく形となるので、油分離器１４の容量の縮小化が図れ、ひいては冷凍装置全体の小形化に寄与することができる。
【００６３】
なお、上記実施形態では、保油タンク４０を構成要素とする油量検出装置を用いて各圧縮機１０の油量を検出したが、フロートスイッチ方式の油量検出器など他の機器を用いてもよい。その他、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、要旨を変えない範囲で種々変形実施可能である。
【００６４】
【発明の効果】
以上述べたようにこの発明によれば、複数台の圧縮機における油不足を相互補完的にしかも迅速に解消することができ、これにより各圧縮機の寿命向上および信頼性向上が格段に図れるとともに、油分離器の容量の縮小化が図れて装置全体の小形化に寄与し得るマルチ形空気調和機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態の全体的な構成を示す図。
【図２】一実施形態における油量検出装置の構成を示す図。
【図３】一実施形態における油量検出装置の配管構成の具体例を示す図。
【図４】一実施形態の制御回路のブロック図。
【図５】一実施形態における検知温度ＴＫ１，ＴＫ２の変化の例を示す図。
【図６】一実施形態における各室内機の要求能力と各室外機の運転容量との関係を示す図。
【図７】一実施形態における各室外機の動作を説明するためのフローチャート。
【図８】一実施形態における潤滑油不足が生じた場合の潤滑油の流れを示す図。
【符号の説明】
１…センタ室外機
２…ターミナル室外機
３…室内機
１０…圧縮機
１０ｃ…ケース
４０…保油タンク
４１…移動管
４３…圧力バランス管
４５…油回収管
５０…油バランス管
５２…加圧管
７０，８０…室外制御部

Claims

ケース内に潤滑用の油を充填してなる圧縮機が搭載された複数台の室外機を備え、これら室外機および複数台の室内機を配管接続して冷凍サイクルを構成したマルチ形空気調和機において、
前記各圧縮機のケースにそれぞれ連通された保油タンクと、
前記各圧縮機から吐出される冷媒の一部を前記各保油タンクから油を流出させるための加圧用として同保油タンクにそれぞれ導く加圧管と、
これら加圧管に設けられた第一の弁と、
前記各保油タンクの油流出口と前記各圧縮機の冷媒吸込側配管との間にそれぞれ接続された油回収管と、
これら油回収管に設けられた第二の弁および第三の弁と、
前記各油回収管における前記第二の弁と前記第三の弁との間の位置に相互接続された油バランス管と、
を具備したことを特徴とするマルチ形空気調和機。
請求項１に記載のマルチ形空気調和機において、
前記保油タンクは、油移動管を介して前記ケースの適正油面位置に連通されているとともに、圧力バランス管を介してケースの適正油面位置より上方の部位に連通されていることを特徴とするマルチ形空気調和機。
請求項１および請求項２のいずれかに記載のマルチ形空気調和機において、
前記各圧縮機のケース内の油量が適正か不足かを検出する検出手段と、
この検出手段で油量不足が検出された圧縮機に前記各保油タンク内の油が流れるよう、前記各加圧管および前記各油回収管の導通を制御する制御手段と、
をさらに備えたことを特徴とするマルチ形空気調和機。
請求項１および請求項２のいずれかに記載のマルチ形空気調和機において、
前記各室外機の相互間で油量がバランスするよう前記各加圧管および前記各油回収管の導通を制御する制御手段、をさらに備えたことを特徴とするマルチ形空気調和機。
請求項４に記載のマルチ形空気調和機において、
前記制御手段は、定期的に、運転率の低い側の室外機に存する油が運転率の高い側の室外機に一旦集まり、集まった油が運転率の低い側の室外機に戻るよう、前記各加圧管および前記各油回収管の導通を制御することを特徴とするマルチ形空気調和機。
請求項１および請求項２のいずれかに記載のマルチ形空気調和機において、
前記各室外機のうち運転停止の室外機に存する油が運転中の室外機に流れるよう前記各加圧管および前記各油回収管の導通を制御する制御手段、をさらに備えたことを特徴とするマルチ形空気調和機。