JP6971951B2 - 冷凍装置 - Google Patents

Description

本発明は、冷凍装置に関する。

特許文献１の全密封形電動機では、耐アンモニア絶縁導体により巻装された固定子巻線が、電動機フレーム内の軸方向の空間で、アンモニア冷媒の液相に浸漬されない気相部分に配置されている。また、この全密封形電動機は、液溜部を有しており、液溜部に溜まった冷媒液を電動機フレームの外部に排出する。

実開平６−１７３５４号公報

しかしながら、特許文献１の全密封型電動機では、気相部分の冷媒が液化することがあり、液化した冷媒が固定子巻線に付着する場合がある。液化した冷媒は、電気伝導性を有するため、液化した冷媒が固定子巻線に付着した状態で電動機を起動すると、電動機が焼損する恐れがある。

本発明は、冷凍装置において、液化した冷媒がモータに付着した状態でモータを起動することを防止することで、モータの焼損の防止を図ることを課題とする。

本発明の一態様は、冷凍サイクルのための冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機のモータケーシングで画定されたモータ室に収容され、前記圧縮機を駆動するモータと、前記モータ室の内部の圧力を測定する圧力測定部と、前記モータの温度状態と関連する温度を測定する温度検出部と、前記モータ室を加熱する加熱部と、前記モータと前記加熱部とを制御する制御装置とを備え、前記温度検出部は、前記モータの固定子コイルの温度と前記モータ室の温度とを測定し、前記制御装置は、前記圧力測定部によって測定された圧力における前記冷媒の飽和温度を算出し、前記圧縮機を起動する際に、前記温度検出部によって検出された代表温度が前記飽和温度以下の場合には、前記加熱部によって前記モータ室を加熱し、前記代表温度が前記飽和温度を超える場合に、前記圧縮機を起動可能にする、冷凍装置を提供する。

この構成によれば、制御装置は、圧縮機を起動する際に、モータの温度がモータ室での冷媒の飽和温度以下の場合に、加熱部によってモータ室を加熱し、モータの温度状態と関連する温度がモータ室での冷媒の飽和温度を超える場合に圧縮機を起動可能にする。これにより、圧縮機を起動する際に、モータ室内に液化した冷媒が存在しないため、モータに液化した冷媒が付着した状態で圧縮機を起動することを防止でき、モータの焼損を抑制できる。

また、前記制御装置は、前記温度検出部によって検出された前記モータの固定子コイルの温度と前記モータ室の温度との大小関係を判断してもよく、前記固定子コイルの温度と前記モータ室の温度とのうち低い方の温度を前記代表温度として設定してもよい。

本発明の他の態様は、冷凍サイクルのための冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機のモータケーシングで画定されたモータ室に収容され、前記圧縮機を駆動するモータと、前記モータ室の内部の圧力を測定する圧力測定部と、前記モータの温度状態と関連する温度を測定する温度検出部と、前記モータ室を加熱する加熱部と、前記モータと前記加熱部とを制御する制御装置とを備え、前記温度検出部は、前記モータを挟んで両側に形成される空間のうち、前記モータに対して反負荷側の空間の前記モータの固定子コイルの温度と前記反負荷側の空間の下部の温度とを検出し、前記制御装置は、前記圧力測定部によって測定された圧力における前記冷媒の飽和温度を算出し、前記圧縮機を起動する際に、前記温度検出部によって検出された前記固定子コイルの温度または前記反負荷側の空間の下部の温度が前記飽和温度以下の場合には、前記加熱部によって前記モータ室を加熱し、前記固定子コイルの温度と前記反負荷側の空間の下部の温度との両方が前記飽和温度を超える場合に、前記圧縮機を起動可能にする、冷凍装置を提供する

この構成によれば、モータケーシングの温度を測定する温度センサをモータ室の外側に取り付けることができるため、気密端子などの機器を設ける必要がない。このため、冷凍装置の温度検出部のために必要な構成を低減でき、冷凍装置の構成を単純化できるので、冷凍装置の製造コストを低減できる。

前記加熱部は、前記モータ室の前記モータケーシングに取り付けられたヒータであってもよい。

前記圧縮機は、前記モータケーシングの外面を取り囲むように構成されたモータケーシングジャケットを備えてもよく、前記加熱部は、前記モータケーシングジャケットと、前記モータ室の温度よりも高い温度を有する温調媒体を前記モータケーシングジャケットに供給する加熱回路とからなるものであってもよい。

前記冷凍サイクルにおいて前記圧縮機の上流側に設けられた吸込逆止弁と、前記冷凍サイクルにいて前記吸込逆止弁よりも上流側の第１流路と前記モータ室とを流体的に接続するバイパス配管と、前記バイパス配管に設けられたバイパス弁とを備えてもよい。

また、前記制御装置は、前記代表温度が前記飽和温度以下で、前記第１流路の圧力が前記モータ室の圧力より低い場合に前記バイパス弁を開くことが望ましい。

この構成によれば、バイパス弁を開くことで、バイパス配管を通じてモータ室の圧力を第１流路の圧力と均衡させることができる。これにより、モータ室を減圧できるため、モータ室での冷媒の飽和温度を低下できるので、モータの焼損を効率的に抑制できる。

本発明によれば、モータの焼損を抑制できる。

本発明の第１実施形態に係る冷凍装置の概略構成図。 第１実施形態に係る圧縮機の拡大図。 第１実施形態に係る制御装置の制御を示すフローチャート。 第２実施形態に係る圧縮機の拡大図。 第３実施形態に係る圧縮機の拡大図。 第３実施形態に係る冷凍装置の概略構成図。 第４実施形態に係る冷凍装置の概略構成図。 第４実施形態に係る圧縮機の拡大図。

（第１実施形態）
図１を参照すると、本実施形態に係る冷凍装置１は、圧縮機１０と、圧縮機１０を駆動するモータ２０と、オイルセパレータ３０と、凝縮器３１と、冷媒タンク３２と、膨張弁３３と、蒸発器３４と、制御装置４０とを備える。冷凍装置１では、圧縮機１０と、オイルセパレータ３０と、凝縮器３１と、冷媒タンク３２と、膨張弁３３と、蒸発器３４とが配管２ａ〜２ｅによって流体的に接続されている。これにより、冷凍装置１では、圧縮機１０と、オイルセパレータ３０と、凝縮器３１と、冷媒タンク３２と、膨張弁３３と、蒸発器３４とを有する冷凍サイクルの循環流路が構成されている。

圧縮機１０は、冷媒を圧縮するものである。本実施形態の冷凍サイクルのための冷媒は、アンモニア等の自然冷媒やフロン類のような人工冷媒であって、液体時に電気伝導性を有する冷媒である。

本実施形態の圧縮機１０は、２段型スクリュ圧縮機である。図２を参照すると、圧縮機１０は、圧縮機ケーシング１１と、モータケーシング１２と、圧縮機ケーシング１１に収容された１段目圧縮機本体１３と、圧縮機ケーシング１１に収容された２段目圧縮機本体１４とを備える。圧縮機ケーシング１１とモータケーシング１２とは、密閉式に一体に結合されている。言い換えると、本実施形態の圧縮機１０は、半密閉型の圧縮機である。

圧縮機ケーシング１１は、１段目圧縮機本体１３の後述する一対のスクリュロータ１３ａを収容するためのロータ室１１ａと、２段目圧縮機本体１４の後述する一対のスクリュロータ１４ａを収容するためのロータ室１１ｂとを画定している。また、圧縮機ケーシング１１には、圧縮機１０の吸気口として１段目圧縮機本体１３のためのロータ室１１ａに冷媒を吸い込むための吸気口１１ｃと、圧縮機１０の吐出口として２段目圧縮機本体１４のためのロータ室１１ｂから冷媒を吐出するための吐出口１１ｄとが形成されている。

モータケーシング１２は、モータ２０を収容するためのモータ室１２ａを画定している。また、モータケーシング１２は、圧縮機ケーシング１１とともに接続空間１５を画定している。モータケーシング１２には、モータ室１２ａと接続空間１５とを連通させる連通路１２ｂ，１２ｃが形成されている。これにより、冷媒は、連通路１２ｂ，１２ｃを通じて接続空間１５とモータ室１２ａとの間を行き来できる。また、モータケーシング１２の外面には、モータ室１２ａを加熱するための電気ヒータ５０（加熱部）が設けられている。電気ヒータ５０は、少なくともモータ室１２ａの下部を加熱することができるように、少なくともモータケーシング１２の底部に設けられている。

１段目圧縮機本体１３は、前述したように、圧縮機ケーシング１１のロータ室１１ａに収容された雌雄一対のスクリュロータ１３ａを備える。なお、図２では、雌雄一対のスクリュロータ１３ａのうち雄ロータのみが示されている。スクリュロータ１３ａは、ロータ軸１３ｂを有しており、ロータ軸１３ｂの両端は、圧縮機ケーシング１１に設けられた軸受１１ｅ，１１ｆによって回転可能に支持されている。また、スクリュロータ１３ａのロータ軸１３ｂの接続空間１５側の端部は、接続空間１５に配置されたギア１６ａに機械的に接続されている。

２段目圧縮機本体１４は、前述したように、圧縮機ケーシング１１のロータ室１１ｂに収容された雌雄一対のスクリュロータ１４ａを備える。なお、図２では、雌雄一対のスクリュロータ１４ａのうち雄ロータのみが示されている。スクリュロータ１４ａは、ロータ軸１４ｂを有しており、ロータ軸１４ｂの両端は、圧縮機ケーシング１１に設けられた軸受１１ｇ，１１ｈによって回転可能に支持されている。また、スクリュロータ１４ａのロータ軸１４ｂの接続空間１５側の端部は、接続空間１５に配置されたギア１６ｂに機械的に接続されている。

本実施形態では、１段目圧縮機本体１３と２段目圧縮機本体１４は、相対的に上下に位置するように設けられ、互いに吸込と吐出の方向が反対向きになるように配置されている。特に、本実施形態では、スクリュロータ１３ａのサイズが相対的に大型の１段目圧縮機本体１３が上側に配置され、換言すれば、スクリュロータ１４ａのサイズが相対的に小型の２段目圧縮機本体１４が下側に配置されている。代替的には、上下配置する構造以外に代えて、１段目圧縮機本体１３と２段目圧縮機本体１４とを水平配置する構造が採用されてもよいし、その他の配置が採用されてもよい。

本実施形態のモータ２０は、インナーロータ型のモータであり、モータケーシング１２のモータ室１２ａに収容されている。モータ２０は、出力軸２１と、出力軸２１に連結された回転子２２と、回転子２２を取り囲むように配置された固定子２３とを備える。固定子２３には、固定子コイル２３ａが巻回されている。出力軸２１は、回転子２２の両側において、モータケーシング１２に設けられた軸受１２ｄ，１２ｅに回転可能に支持されている。また、出力軸２１の接続空間１５側の端部は、ギア１６a、１６ｂに機械的に接続されている。すなわち、出力軸２１は、ギア１６a、１６ｂと噛み合うギア１６ｃを介して、１段目圧縮機本体１３のスクリュロータ１３ａのロータ軸１３ｂと、２段目圧縮機本体１４のスクリュロータ１４ａのロータ軸１４ｂとに機械的に接続されている。

また、図１併せて参照すると、冷凍装置１は、モータ２０の温度状態と関連する温度を検出する温度検出部６０と、モータ室１２ａの内部の圧力Ｐを検出する圧力測定部７０とを備える。具体的には、本実施形態の温度検出部６０は、図２に示すように、固定子コイル２３ａの表面に設けられ、モータ２０の固定子コイル２３ａの温度Ｔ１を測定する温度センサ６１と、モータ室１２ａに設けられ、モータ室１２ａの温度Ｔ２を測定する温度センサ６２とを備える。また、圧力測定部７０は、モータ室１２ａに設けられ、モータ室１２ａの圧力Ｐを測定する圧力センサ７１を備える。

本実施形態の圧力センサ７１は、モータ室１２ａにおいてモータ２０を挟んで両側に形成される空間の内、接続空間１５に対して遠い空間の圧力を検出するように設けられている。また、本実施形態の温度センサ６１は、モータ２０の両端に形成される固定子コイル２３ａの内、接続空間１５に対して遠い方の温度を検出するように設けられている。また、本実施形態の温度センサ６２は、モータ室１２ａにおいてモータ２０を挟んで両側に形成される空間の内、接続空間１５に対して遠い空間の温度を検出するように設けられている。詳しくは、温度センサ６２は、その空間の下部（モータケーシング１２の底部近傍）の温度を検出するように設けられている。すなわち、本実施形態の圧力センサ７１、温度センサ６１及び温度センサ６２は、構造的に冷媒が溜まり易いモータ２０に関して反負荷側に設けられている。

１段目圧縮機本体１３は、モータ２０により駆動されると、吸気口１１ｃより冷媒を吸い込み、圧縮して接続空間１５に吐出する。２段目圧縮機本体１４は、モータ２０により駆動されると、１段目圧縮機本体１３により圧縮されて接続空間１５に吐出された冷媒をさらに圧縮して、吐出口１１ｄに吐出する。言い換えると、１段目圧縮機本体１３が吐出した冷媒は、圧縮機ケーシング１１とモータケーシング１２とによって画定された接続空間１５を介して、２段目圧縮機本体１４に吸い込まれる。すなわち、接続空間１５は、１段目圧縮機本体１３の吐出口と２段目圧縮機本体１４の吸気口とを接続する流体の流路（中間流路）である。

図１に示すように、オイルセパレータ３０は、配管２ａを通じて圧縮機１０の吐出口１１ｄと流体的に接続されている。オイルセパレータ３０は、圧縮機１０の吐出口１１ｄから吐出された冷媒と油の混合流体から油を分離して回収するものである。オイルセパレータ３０は、フィルタ３０ａと、オイルタンク３０ｂとを備える。フィルタ３０ａは、気相の冷媒の流れに随伴する油を捕集して冷媒と分離するものである。分離された油は、オイルタンク３０ｂに溜められる。すなわち、油はオイルタンク３０ｂに回収される。オイルタンク３０ｂに溜められた油は、図示しない油流路を介して圧縮機１０に供給される。

凝縮器３１は、オイルセパレータ３０と配管２ｂを通じて流体的に接続されており、オイルセパレータ３０にて油を分離した気相の冷媒は、配管２ｂを通じてオイルセパレータ３０から凝縮器３１に供給される。凝縮器３１では、冷媒が冷却されて凝縮される。凝縮器３１には冷媒タンク３２が併設されており、凝縮器３１にて凝縮された液相の冷媒は冷媒タンク３２に溜められる。また、配管２ｂには、吐出逆止弁３ａが介設されており、冷媒が逆流しないようにされている。

膨張弁３３は、凝縮器３１及び冷媒タンク３２と配管２ｃを通じて流体的に接続されており、凝縮器３１及び冷媒タンク３２を通過した冷媒は、配管２ｃを通じて膨張弁３３に供給される。膨張弁３３は、高圧の冷媒を減圧する機能を有している。

蒸発器３４は、膨張弁３３と配管２ｄを通じて流体的に接続されており、膨張弁３３にて減圧された冷媒は、配管２ｄを通じて蒸発器３４に供給される。蒸発器３４は、冷媒を加熱して蒸発させる部分である。蒸発器３４は、配管２ｅを通じて圧縮機１０の吸気口１１ｃに流体的に接続されており、蒸発器３４にて蒸発した気相の冷媒は、配管２ｅを通じて圧縮機１０の吸気口１１ｃに供給される。また、配管２ｅには吸込逆止弁３ｂが介設されており、冷媒が逆流しないようにされている。

制御装置４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）のような記憶装置を含むハードウェアと、それに実装されたソフトウェアにより構築されている。本実施形態の制御装置４０は、温度検出部６０からのモータ２０の温度状態に関連する温度に対応する信号と、圧力測定部７０からのモータ室１２ａ（図２に示す）の圧力に対応する信号とに基づいて、モータ２０の起動と、電気ヒータ５０の作動とを制御する。

以下、図３を参照して、本実施形態に係る制御装置４０の制御について説明する。制御装置４０は、圧縮機１０の起動信号を受信すると、図３の制御を開始する（ステップＳ１）。

まず、制御装置４０は、温度センサ６１，６２からの信号に基づいて代表温度Ｔを設定する（ステップＳ２）。具体的には、本実施形態の制御装置４０は、温度センサ６１によって測定された固定子コイル２３ａの温度Ｔ１と、温度センサ６２によって測定されたモータ室１２ａの温度Ｔ２との大小関係を判断し、小さい方の温度を代表温度Ｔとして設定する。

次に、制御装置４０は、圧力センサ７１によって検出された圧力Ｐでの冷媒の飽和温度Ｔｓを算出する（ステップＳ３）。飽和温度Ｔｓは、冷媒のｐ−ｈ線図（モリエル線図）から求められる。

その後、制御装置４０は、代表温度Ｔが飽和温度Ｔｓを超える（Ｔ＞Ｔｓ）か否かを判定する（ステップＳ４）。

ステップＳ４の処理において、代表温度Ｔが飽和温度Ｔｓ以下の場合、制御装置４０は、電気ヒータ５０がモータ室１２ａを加熱するように、電気ヒータ５０を制御する（ステップＳ５）。その後、ステップＳ４の処理において、代表温度Ｔが飽和温度Ｔｓを超えると判定されるまで、ステップＳ２〜ステップＳ５の処理を繰り返す。

ステップＳ４の処理において、代表温度Ｔが飽和温度Ｔｓを超えると判定された場合、制御装置４０は、圧縮機１０を起動する（ステップＳ６）。そして、ステップＳ６の処理を完了した後、制御装置４０は、本制御を終了する（ステップＳ７）。

本実実施形態の冷凍装置１によれば、制御装置４０は、圧縮機１０を起動する際に、代表温度Ｔがモータ室１２ａでの冷媒の飽和温度Ｔｓ以下の場合に、電気ヒータ５０がモータ室１２ａを加熱するように電気ヒータ５０を制御する。また、制御装置４０は、モータ２０の固定子コイル２３ａの温度Ｔ１とモータ室１２ａの温度Ｔ２との両方がモータ室１２ａでの冷媒の飽和温度Ｔｓを超える場合に圧縮機１０を起動する。これにより、圧縮機１０を起動する際に、モータ室１２ａ内に液化した冷媒が存在しないため、モータ２０の固定子コイル２３ａに液化した冷媒が付着した状態で圧縮機１０を起動することを防止でき、モータ２０の焼損を抑制できる。

ステップＳ２の処理とステップＳ３の処理とは、同時に行われてもよい。ステップＳ３の処理は、ステップＳ２の処理よりも先に実行されてもよい。

また、温度検出部６０は、モータ室１２ａの温度を測定する温度センサ６２を備えていなくてもよい。この場合、制御装置４０は、ステップＳ２（図３に示す）の処理において、温度センサ６１によって測定されたモータ２０の固定子コイル２３ａの温度Ｔ１を代表温度Ｔとして設定する。

（第２実施形態）
図４を参照すると、本実施形態の温度検出部６０は、温度センサ６１，６２（図２に示す）の代わりに、モータケーシング１２の温度Ｔ３を測定する温度センサ６３を備える。すなわち、本実施形態の温度検出部６０は、モータ２０の固定子コイル２３ａの温度Ｔ１及びモータ室１２ａの温度Ｔ２（図２に示す）を測定する代わりに、モータケーシング１２の温度Ｔ３を測定する。

本実施形態の温度センサ６３は、モータケーシング１２においてモータ２０を挟んで接続空間１５とは反対側（モータの反負荷側）に位置する部分の温度を検出するように設けられている。詳しくは、温度センサ６３は、構造的に冷媒が溜まり易いモータに関して反負荷側に位置するモータケーシング１２底部の温度を検出するように設けられている。

本実施形態では、制御装置４０の制御フローは、ステップＳ２の処理を除いて第１実施形態と同様であり、図３を援用する。本実施形態の制御装置４０は、ステップＳ２の処理において、温度センサ６３によって測定されたモータケーシング１２の温度Ｔ３から、モータ２０の固定子コイル２３ａの温度を推定し、その推定値を代表温度Ｔとして設定する。なお、温度センサ６３によって測定されたモータケーシング１２の温度Ｔ３から、モータ室１２ａの温度を推定し、その推定値を代表温度Ｔとして設定してもよい。

本実施形態によれば、モータケーシング１２の温度Ｔ３を測定する温度センサ６３をモータ室１２ａの外側に取り付けることができるため、気密端子などの機器を設ける必要がない。このため、冷凍装置１の温度検出部６０のために必要な構成を低減でき、冷凍装置１の構成を単純化できるので、冷凍装置１の製造コストを低減できる。

（第３実施形態）
図５を参照すると、本実施形態のモータケーシング１２の外面には、モータケーシング１２の周囲を取り囲むようにモータケーシングジャケット８０が設けられている。モータケーシングジャケット８０には、モータ室１２ａを加熱又は冷却するように、温調媒体（例えば、水）が供給される。モータケーシングジャケット８０には、温調媒体が流入する入口８０ａと、温調媒体が流出する出口８０ｂとが形成されている。本実施形態では、モータケーシングジャケット８０と、後述する加熱回路とで加熱部を構成している。

図６を参照すると、冷凍装置１は、モータケーシングジャケット８０に供給する温調媒体（本実施形態では水）を冷却するための冷却装置（本実施形態ではクーリングタワー）８１を備える。モータケーシングジャケット８０と冷却装置８１とは、配管４ａ，４ｂを介して流体的に接続されている。これにより、本実施形態の冷凍装置１には、モータケーシングジャケット８０と、冷却装置８１とを有する冷却回路が構成されている。冷却回路では、温調媒体がポンプ（図示せず）によって循環されており、冷却装置８１で冷却された温調媒体が、モータケーシングジャケット８０に供給される。

配管４ａは、モータケーシングジャケット８０の出口８０ｂと、冷却装置８１とを流体的に接続している。配管４ａには、配管４ａ内の温調媒体の流動を許容又は遮断する開閉弁５ａが設けられている。開閉弁５ａは、電磁弁であり、制御装置４０によって開閉制御される。

配管４ｂは、モータケーシングジャケット８０の入口８０ａと、冷却装置８１とを流体的に接続している。配管４ｂには、配管４ｂ内の温調媒体の流動を許容又は遮断する開閉弁５ｂが設けられている。開閉弁５ｂは、電磁弁であり、制御装置４０によって開閉制御される。

制御装置４０は、冷凍装置１の通常運転中には、開閉弁５ａ，５ｂを開放し、モータケーシングジャケット８０に冷却装置８１で冷却された温調媒体を供給することで、モータ２０を冷却する。

また、本実施形態の冷凍装置１は、モータケーシングジャケット８０に供給する温調媒体を加熱するための熱交換器８２を備える。モータケーシングジャケット８０と熱交換器８２とは、配管４ａ〜４ｄを介して流体的に接続されている。これにより、本実施形態の冷凍装置１には、モータケーシングジャケット８０と、熱交換器８２とを有する加熱回路が構成されている。加熱回路では、温調媒体がポンプ（図示せず）によって循環されており、熱交換器８２で加熱された温調媒体が、モータケーシングジャケット８０に供給される。前述したように、本実施形態では、モータケーシングジャケット８０と、加熱回路とで加熱部を構成している。

熱交換器８２は、熱源ボイラのような図示しない外部熱源と、加熱回路を流れる温調媒体との間で熱交換を行わせる。これにより。熱交換器８２は、モータケーシングジャケット８０にモータ室１２ａの冷媒の飽和温度Ｔｓよりも高い温度を有する温調媒体（本実施形態では高温水）を供給するように、加熱回路を流れる温調媒体を加熱する。

配管４ｃは、配管４ａの開閉弁５ａよりも上流側の分岐部４ｅにおいて配管４ａから分岐しており、配管４ａと、熱交換器８２とを流体的に接続している。配管４ｃには、配管４ｃ内の温調媒体の流動を許容又は遮断する開閉弁５ｃが設けられている。開閉弁５ｃは、電磁弁であり、制御装置４０によって開閉制御される。

配管４ｄは、配管４ｂの開閉弁５ｂよりも下流側の合流部４ｆにおいて配管４ｂに合流しており、配管４ｂと、熱交換器８２とを流体的に接続している。配管４ｄには、配管４ｄ内の温調媒体の流動を許容又は遮断する開閉弁５ｄが設けられている。開閉弁５ｄは、電磁弁であり、制御装置４０によって開閉制御される。

実施形態の制御装置４０は、温度検出部６０からのモータ２０の温度状態に関連する温度に対応する信号と、圧力測定部７０からのモータ室１２ａ（図５に示す）の圧力に対応する信号とに基づいて、モータ２０の起動と、開閉弁５ａ〜５ｄの作動とを制御する。

本実施形態では、制御装置４０の制御フローは、ステップＳ５の処理を除いて第１実施形態と同様であり、図３を援用する。本実施形態では、ステップＳ５の処理において、制御装置４０は、開閉弁５ｃ，５ｄを開放するとともに、開閉弁５ａ，５ｂを閉鎖するように、開閉弁５ａ〜５ｄの作動を制御する。また、制御装置４０は、ポンプ（図示せず）を起動して、加熱回路で温調媒体を循環させる。これにより、加熱回路を介して、モータケーシングジャケット８０にモータ室１２ａでの冷媒の飽和温度Ｔｓを超える温度を有する温調媒体（高温水）が供給され、モータ室１２ａが加熱される。

本実施形態において、開閉弁５ａ，５ｃを設ける代わりに、分岐部４ｅに三方弁を設けてもよい。同様に、開閉弁５ｂ，５ｄを設ける代わりに、合流部４ｆに三方弁を設けてもよい。

（第４実施形態）
図７を参照すると、本実施形態の冷凍装置１は、配管２ｅにおける吸込逆止弁３ｂの上流に側の部分（第１流路Ｃ１）とモータ室１２ａ（図８に示す）とを流体的に接続するバイパス配管６を備える。バイパス配管６には、バイパス配管６内の冷媒の流動を許容又は遮断するバイパス弁７が設けられている。バイパス弁７は、電磁弁であり、冷凍装置１の通常運転状態では閉じられている。

図８を参照すると、本実施形態のモータケーシング１２には、バイパス配管６（図７に示す）に接続されたバイパス孔１２ｆが形成されている。これにより、図７を併せて参照すると、モータ室１２ａと、第１流路Ｃ１とは、バイパス配管６によって流体的に接続されている。詳しくは、バイパス孔１２ｆは、モータケーシング１２においてモータ２０を挟んで接続空間１５とは反対側に設けられている。すなわちバイパス孔１２ｆは、モータケーシング１２のモータ２０に関して反負荷側に設けられている。

また、本実施形態の配管２ｅにおける、第１流路Ｃ１には、第１流路Ｃ１を流れる冷媒の圧力Ｐ１を検出する圧力センサ９０が設けられている。

本実施形態の制御装置４０は、温度検出部６０からのモータ２０の温度状態に関連する温度に対応する信号と、圧力測定部７０からのモータ室１２ａ（図８に示す）の圧力に対応する信号とに基づいて、モータ２０の起動と、電気ヒータ５０の作動と、バイパス弁７の作動とを制御する。

本実施形態では、制御装置４０の制御フローは、ステップＳ５の処理を除いて第１実施形態と同様であり、図３を援用する。本実施形態の制御装置４０は、ステップＳ５の処理において、電気ヒータ５０によってモータ室１２ａを加熱する際に、圧力センサ９０によって測定された第１流路の圧力Ｐ１がモータ室１２ａの圧力Ｐより低い場合に、バイパス弁７を開放する。すなわち、本実施形態では、代表温度Ｔが飽和温度Ｔｓ以下で、第１流路の圧力Ｐ１がモータ室１２ａの圧力Ｐより低い場合に、バイパス弁７が開かれる。なお、制御装置４０によってモータ２０を起動する前にバイパス弁７を閉じることができる。

この構成によれば、バイパス弁７を開くことで、バイパス配管６を通じてモータ室１２ａの圧力Ｐを第１流路の圧力Ｐ１と均衡させることができる。これにより、モータ室１２ａを減圧できるため、モータ室１２ａでの冷媒の飽和温度Ｔｓを低下できる。このため、電気ヒータ５０によるモータ室１２ａの加熱と、バイパス配管６によるモータ室１２ａの減圧とを併用することで、モータ２０の焼損を効率的に抑制できる。

以上より、本発明の具体的な実施形態及びその変形例について説明したが、本発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。

例えば、圧縮機１０は、スクリュ式の圧縮機に限定されず、往復式又は遠心式のような他の種類の圧縮機であってもよい。

また、圧縮機１０は、２段型圧縮機に限定されず、１段圧縮機であってもよい。

また、圧縮機１０は、半密閉型の圧縮機に限定されず、モータケーシング内に冷媒が存在し得るものであれば全密封型の圧縮機であってもよい。すなわち、圧縮機ケーシング１１とモータケーシング１２とは、一体に形成されてもよい。

１ 冷凍装置
２ａ〜２ｅ 配管
３ａ 吐出逆止弁
３ｂ 吸込逆止弁
４ａ〜４ｄ 配管
４ｅ 分岐部
４ｆ 合流部
５ａ〜５ｄ 開閉弁
６ バイパス配管
７ バイパス弁
１０ 圧縮機
１１ 圧縮機ケーシング
１１ａ ロータ室
１１ｂ ロータ室
１１ｃ 吸気口
１１ｄ 吐出口
１１ｅ〜１１ｈ 軸受
１２ モータケーシング
１２ａ モータ室
１２ｂ，１２ｃ 連通路
１２ｄ，１２ｅ 軸受
１３ １段目圧縮機本体
１３ａ スクリュロータ
１４ ２段目圧縮機本体
１５ 接続空間
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ ギア
２０ モータ
２１ 出力軸
２２回転子
２３ 固定子
２３ａ 固定子コイル
３０ オイルセパレータ
３１ 凝縮器
３２ 冷媒タンク
３３ 膨張弁
３４ 蒸発器
４０ 制御装置
５０ 電気ヒータ（加熱部）
６０ 温度検出部
６１，６２，６３ 温度センサ
７０ 圧力測定部
７１ 圧力センサ
８０ モータケーシングジャケット
８１ 冷却装置
８２ 熱交換器
９０ 圧力センサ

Claims (7)

1. 冷凍サイクルのための冷媒を圧縮する圧縮機と、
   前記圧縮機のモータケーシングで画定されたモータ室に収容され、前記圧縮機を駆動するモータと、
   前記モータ室の内部の圧力を測定する圧力測定部と、
   前記モータの温度状態と関連する温度を測定する温度検出部と、
   前記モータ室を加熱する加熱部と、
   前記モータと前記加熱部とを制御する制御装置と
   を備え、
   前記温度検出部は、前記モータの固定子コイルの温度と前記モータ室の温度とを測定し、
   前記制御装置は、
   前記圧力測定部によって測定された圧力における前記冷媒の飽和温度を算出し、
   前記圧縮機を起動する際に、前記温度検出部によって検出された代表温度が前記飽和温度以下の場合には、前記加熱部によって前記モータ室を加熱し、
   前記代表温度が前記飽和温度を超える場合に、前記圧縮機を起動可能にする、冷凍装置。
2. 前記制御装置は、
   前記温度検出部によって検出された前記固定子コイルの温度と前記モータ室の温度との大小関係を判断し、
   前記固定子コイルの温度と前記モータ室の温度とのうち低い方の温度を前記代表温度として設定する、請求項１に記載の冷凍装置。
3. 冷凍サイクルのための冷媒を圧縮する圧縮機と、
   前記圧縮機のモータケーシングで画定されたモータ室に収容され、前記圧縮機を駆動するモータと、
   前記モータ室の内部の圧力を測定する圧力測定部と、
   前記モータの温度状態と関連する温度を測定する温度検出部と、
   前記モータ室を加熱する加熱部と、
   前記モータと前記加熱部とを制御する制御装置と
   を備え、
   前記温度検出部は、前記モータを挟んで両側に形成される空間のうち、前記モータに対して反負荷側の空間の前記モータの固定子コイルの温度と前記反負荷側の空間の下部の温度とを検出し、
   前記制御装置は、
   前記圧力測定部によって測定された圧力における前記冷媒の飽和温度を算出し、
   前記圧縮機を起動する際に、前記温度検出部によって検出された前記固定子コイルの温度または前記反負荷側の空間の下部の温度が前記飽和温度以下の場合には、前記加熱部によって前記モータ室を加熱し、
   前記固定子コイルの温度と前記反負荷側の空間の下部の温度との両方が前記飽和温度を超える場合に、前記圧縮機を起動可能にする、冷凍装置。
4. 前記加熱部は、前記モータケーシングに取り付けられたヒータである、請求項１から３のいずれか１項に記載の冷凍装置。
5. 前記圧縮機は、前記モータケーシングの外面を取り囲むように構成されたモータケーシングジャケットを備え、
   前記加熱部は、前記モータケーシングジャケットと、前記モータ室の温度よりも高い温度を有する温調媒体を前記モータケーシングジャケットに供給する加熱回路とからなる、請求項１から３のいずれか１項に記載の冷凍装置。
6. 前記冷凍サイクルにおいて前記圧縮機の上流側に設けられた吸込逆止弁と、
   前記冷凍サイクルにいて前記吸込逆止弁よりも上流側の第１流路と前記モータ室とを流体的に接続するバイパス配管と、
   前記バイパス配管に設けられたバイパス弁と
   を備える、請求項１から５のいずれか１項に記載の冷凍装置。
7. 前記制御装置は、前記代表温度が前記飽和温度以下で、前記第１流路の圧力が前記モータ室の圧力より低い場合に前記バイパス弁を開く、請求項６に記載の冷凍装置。

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