JPH06147181A - 冷凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スクロール歯部等の圧縮機の摺動部が温度上
昇により熱膨張してロック状態になるような事態を防止
することが可能な冷凍装置を提供すること。 【構成】 圧縮機１０１が吐出冷媒温度の異常温度上昇
で停止した後、パワーセーブ装置を作動させて再起動さ
せるコントローラ１１３を設けたものである。このコン
トローラ１１３に警報器１１５を備え、又、パワーセー
ブ装置としてバイパス配管１１７を介して設けた電磁弁
１１９を用いることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、スクロール圧
縮機を備えた冷凍装置に係り、特に、スクロールコンプ
レッサの歯部の温度上昇による膨張、それによるロック
を未然に防止するように工夫したものに関する。

【０００２】

【従来の技術】パワーセーブ機構を有するスクロールコ
ンプレッサを備えた冷凍装置が提案されている。上記ス
クロールコンプレッサとしては、特開平１−２９４９８
４号公報に示すようなものがあり、その構成を図３に示
す。まず、密閉容器１があり、この密閉容器１内であっ
て上部にはスクロール圧縮機部３が設置されているとと
もに、下部には上記スクロール圧縮機部３を駆動する電
動機部５が設置されている。又、密閉容器１内にはフレ
ーム７が設置されていて、このフレーム７には軸受部９
が設置されていて、この軸受部９により回転軸１１を軸
支するようになっている。

【０００３】上記スクロール圧縮機部３は、固定スクロ
ール１３と、旋回スクロール１５とから構成されてい
る。上記固定スクロール１３は、円板状の鏡板１７と、
この鏡板１７の一方の面周縁に突出された環状壁１９
と、この環状壁１９で囲まれた鏡板１７に立設されたイ
ンボリュート状又はこれに近似した曲線からなる渦巻き
状のラップ２１とから構成されている。固定スクロール
１３の鏡板１７の中央位置には吐出孔２３が形成されて
いる。そして、固定スクロール１３は、環状壁１９及び
ラップ２１の突出方向を下向きとした状態で取付けられ
ていて、環状壁１９がフレーム７の周縁に固定されてい
る。

【０００４】旋回スクロール１５は、円板状の鏡板２５
と、この鏡板２５の一方の面に立設されたインボリュー
ト状又はこれに近似した曲線からなる渦巻き状のラップ
２７と、鏡板２５の他方の面の中央に突出して設けられ
たボス部２９を有する突出部３１とから構成されてい
る。そして、旋回スクロール１５は、ラップ２７の突出
方向を上向きとした状態で取付けられていて、ラップ２
７が固定スクロール１３側のラップ２１に向かい合って
噛合するようになっており、内部に複数個の圧縮空間３
３を形成するようになっている。上記圧縮空間３３は、
外方から内方に向かって螺旋状に回りながらその容積を
徐々に縮小させるようになっている。

【０００５】図中符号３４は、回転軸１１の先端に設け
られ、旋回スクロール１５のボス部２９に嵌入されるピ
ン部であり、このピン部３４の中心は回転軸１１の軸心
に対して偏心した位置に設けられている。又、図中符号
３５はオルダム継手であり、このオルダム継手３５によ
って、固定スクロール１３に対して旋回スクロール１５
が見掛け上自転しないように円軌道上を公転するように
している。又、フレーム７の外周には、スクロール圧縮
機部３に冷媒を導入する吸込通路３７が形成されてい
る。又、図中符号３９は吸込管であり、この吸込管３９
は電動機部５の下方の密閉容器１内に開口している。
又、密閉容器１の上壁には吐出管４１が接続されてい
る。この吐出管４１は吐出空間４３内に開口している。

【０００６】上記固定スクロール１３のラップ２１と旋
回スクロール１５のラップ２７とにより形成された複数
個の圧縮空間３３の内、最外方に位置する一対の圧縮空
間３３には、固定スクロール１３の鏡板１７に設けた２
個のパワーセーブ孔４５ａ、４５ｂがそれぞれ開口して
いる。これらのパワーセーブ孔４５ａ、４５ｂは、固定
スクロール１３と旋回スクロール１５のラップ２１、２
７の巻き終わり端が、他方のラップ２１、２７に接触し
て、最外方の一対の圧縮空間３３を形成した時点に一致
してこの圧縮空間３３に開口し始める位置に設けられて
いる。又、上記パワーセーブ孔４５ａ、４５ｂは、固定
スクロール１３の鏡板１７に取付けられた薄板４７に膨
出されて形成された連絡路４９で連通されている。この
連絡路４９はバイパスパイプ５１を介して吸込管３９に
連絡している。又、上記バイパスパイプ５１にはパワー
セーブ用電磁弁５３が介挿されている。

【０００７】上記構成において、電動機部５を回転させ
ると、旋回スクロール１５が固定スクロール１３に対し
て、見掛け上自転しないような状態で公転し、圧縮空間
３３を外方から内方に向かって次第に縮小させていく。
それによって、吸込管３９より流入した冷媒を圧縮して
吐出管４１を介して流出させる。又、軽負荷運転時に
は、いわゆるパワーセーブ運転に入る。すなわち、パワ
ーセーブ用電磁弁５３を開弁して、最外方に位置する一
対の圧縮空間３３内の冷媒の一部をパワーセーブ孔４５
ａ、４５ｂ、連絡路４９、バイパスパイプ５１を介し
て、吸込管３９側に戻して、冷凍能力を低下させた状態
の運転に移行させるものである。

【０００８】ところで、上記構成をなすスクロールコン
プレッサを使用した冷凍装置において、例えば、吐出管
４１内に図示しない温度センサを挿入して、温度センサ
が感知する温度が１３０℃に達するとスクロールコンプ
レッサを停止させ、温度センサが感知する温度が１００
℃になった場合には、フルパワー運転状態に自動復帰さ
せるような運転方法が採用されている。これを図４に示
す。図４は、横軸に運転時間をとり、縦軸に温度をとっ
て、スクロールコンプレッサの運転状態を示した図であ
る。図に示すように、運転を開始した後温度が１３０℃
になると運転を停止する。その後、温度が１００℃にな
ると再度運転を再開する。それを繰り返していくことに
なる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成による
と次のような問題があった。一般に、冷凍装置の場合に
は、冷媒回路における冷媒のリークやスクロールコンプ
レッサのスクロール歯部（ラップ２１、２７）を冷却す
るリキッドインジェクション装置等の不具合によって、
スクロール歯部（ラップ２１、２７）の冷却効果が低下
してしまうことがある。この場合、上記したように１３
０℃で運転を停止して、１００℃で運転を再開するとい
うサイクルで運転を継続させると、スクロール歯部（ラ
ップ２１、２７）中心部の温度が上昇してしまって、温
度上昇による熱膨張によりロック状態になってしまっ
て、正常な運転が損なわれてしまうという問題があっ
た。このような事態はスクロール圧縮機以外の圧縮機に
対してもシリンダとピストンとの摺動面が焼き付くとい
う形で現れて問題となっていた。

【００１０】本発明はこのような点に基づいてなされた
ものでその目的とするところは、スクロール歯部等が温
度上昇により熱膨張してロック状態になるような事態を
未然に防止することが可能な冷凍装置を提供することに
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するべく
本願発明による冷凍装置は、圧縮機、凝縮器、減圧装置
及び蒸発器等が配管接続され、凝縮器の出口側配管と圧
縮機との間には液冷媒を供給するリキッドインジェクシ
ョン管が接続され、かつ、前記圧縮機には吸込管に圧縮
冷媒を逃がすパワーセーブ装置が接続されている冷凍装
置において、前記圧縮機が吐出冷媒温度の異常温度上昇
で停止した後、前記パワーセーブ装置を作動させて再起
動させるコントローラを設けたことを特徴とするもので
ある。その際、上記パワーセーブ装置の作動を、上記圧
縮機と冷媒配管との間にバイパス配管を介して設けたパ
ワーセーブ用電磁弁を上記コントローラによる異常温度
の検出に基づいて開くことにより行うようにすることが
考えられる。又、上記コントローラに警報器を備え、こ
のコントローラの異常温度の検出により警報を出すよう
にすることが考えられる。

【００１２】

【作用】本願発明の場合には、圧縮機が吐出冷媒温度の
異常温度上昇で停止した後、これを再起動させる場合
に、コントローラによってパワーセーブ装置を作動させ
て再起動させるようにしたものであり、それによって、
温度の上昇を抑制するものである。この場合、パワーセ
ーブ装置として圧縮機と冷媒配管との間にバイパス配管
を介して設けたパワーセーブ用電磁弁を用い、コントロ
ーラの異常温度の検出によりこの電磁弁を開くようにす
れば圧縮機の圧縮室内の冷媒の一部が吸込側に戻され、
パワーセーブ運転に円滑に移行できる。又、上記コント
ローラによる異常温度検出に基づき警報を出すようにす
れば、保守係員に異常事態がいち早く報知され、正常な
運転への復帰作業を迅速、的確に行うことができる。し
たがって、従来の場合のように、圧縮機の故障により冷
凍装置が完全に機能停止に到る事態を防止できる。

【００１３】

【実施例】以下、図１及び図２を参照して本発明の一実
施例を説明する。本実施例による冷凍装置は、図１に示
すような構成になっている。まず、スクロールコンプレ
ッサ１０１があり、このスクロールコンプレッサ１０１
と、凝縮器１０３と、膨張弁１０５と、蒸発器１０７
が、冷媒配管１０９を介して接続されている。上記スク
ロールコンプレッサ１０１は、例えば、従来例の説明で
使用した図３に示す構成と同様の構成をなしている。

【００１４】スクロールコンプレッサ１０１には、温度
センサ１１１が設置されていて、この温度センサ１１１
の検出信号はコントローラ１１３に入力される。コント
ローラ１１３はこの検出信号に基づいて、警報器１１５
を適宜動作させるとともに、スクロールコンプレッサ１
０１と冷媒配管１０９との間に配設されたバイパス配管
１１７に介挿されたパワーセーブ用電磁弁１１９を開閉
させる。又、凝縮器１０３の吐出側とスクロールコンプ
レッサ１０１との間には、リキッドインジェクション管
１２１が接続されていて、このリキッドインジェクショ
ン管１２１を介して供給される冷媒により、スクロール
コンプレッサ１０１の図示しない歯部（固定スクロール
と旋回スクロールのラップ）を冷却する。

【００１５】以上の構成を基にその作用を説明する。
尚、スクロールコンプレッサ１０１の作用、パワーセー
ブ運転の作用については、従来と同じであるのでその説
明は省略する。まず、図２に示すように、運転を開始し
て、温度が１３０℃になると運転が停止される。尚、温
度は温度センサ１１１によって常時監視されていて、コ
ントローラ１１３は温度センサ１１１からの信号に基づ
いて、スクロールコンプレッサ１０１の運転を停止させ
る。運転を停止したことにより温度は徐々に低下してい
き、１００℃になったところで、再起動することにな
る。その際、従来のようにフルパワー運転を行うのでは
なくて、パワーセーブ運転を行う。すなわち、コントロ
ーラ１１３によって、パワーセーブ用電磁弁１１９を開
弁する。それによって、スクロールコンプレッサ１０１
内の圧縮室の冷媒の一部が吸込側に戻されるパワーセー
ブ運転に移行する。それと同時に、警報器１１５より警
報を出力させるものである。

【００１６】上記パワーセーブ運転を行った場合には、
図２に示すように、温度が上昇するようなことはなく、
略１１０℃程度の状態で推移することになる。したがっ
て、冷媒回路における冷媒のリークやスクロールコンプ
レッサ１０１のスクロール歯部を冷却するリキッドイン
ジェクション管１２１等の不具合によって、スクロール
歯部の冷却効果が低下してしまっても、スクロール歯部
の温度が異常に上昇するようなことはなく、ロック状態
が生じるようなこともなくなる。尚、本発明は１０１が
スクロールコンプレッサ以外のコンプレッサであっても
同様に適用できるものである。

【００１７】

【発明の効果】以上詳述したように本発明による冷凍装
置によると、圧縮機が吐出冷媒温度の異常温度上昇で停
止した後、コントローラによってパワーセーブ装置を作
動させて再起動させるように構成したので、冷媒回路に
おける冷媒のリークやスクロール歯部を冷却するリキッ
ドインジェクション装置等の不具合によって、スクロー
ル歯部の冷却効果が低下してしまっても、スクロール歯
部の温度が異常に上昇するようなことはなく、ロック状
態が生じるようなこともなくなる。又、パワーセーブ装
置として圧縮機と冷媒配管との間にバイパス配管を介し
て設けたパワーセーブ用電磁弁を用い、コントローラの
異常温度の検出によりこの電磁弁を開くようにすれば圧
縮機の圧縮室内の冷媒の一部が吸込側に戻され、パワー
セーブ運転に円滑に移行できる。又、上記コントローラ
による異常温度検出に基づき警報を出すようにすれば、
保守係員に異常事態がいち早く報知され、正常な運転へ
の復帰作業を迅速、的確に行うことができる。したがっ
て、従来の場合のように、圧縮機の故障により冷凍装置
が完全に機能停止に到る事態を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す図で冷凍装置の構成を
示す図である。

【図２】本発明の一実施例を示す図でスクロールコンプ
レッサの運転状態を示す特性図である。

【図３】従来例の説明に使用した図でスクロールコンプ
レッサの構成を示す断面図である。

【図４】従来例を示す図でスクロールコンプレッサの運
転状態を示す特性図である。

【符号の説明】

１０１：スクロールコンプレッサ（圧縮機） １０３：凝縮器 １０５：膨張弁（減圧装置） １０７：蒸発器 １０９：冷媒配管 １１１：温度センサ １１３：コントローラ １１５：警報器 １１９：パワーセーブ用電磁弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 萩原 三男 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三洋 電機株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機、凝縮器、減圧装置及び蒸発器等
   が配管接続され、凝縮器の出口側配管と圧縮機との間に
   は液冷媒を供給するリキッドインジェクション管が接続
   され、かつ、前記圧縮機には吸込管に圧縮冷媒を逃がす
   パワーセーブ装置が接続されている冷凍装置において、
   前記圧縮機が吐出冷媒温度の異常温度上昇で停止した
   後、前記パワーセーブ装置を作動させて再起動させるコ
   ントローラを設けたことを特徴とする冷凍装置。
2. 【請求項２】 上記パワーセーブ装置の作動は、上記圧
   縮機と冷媒配管との間にバイパス配管を介して設けたパ
   ワーセーブ用電磁弁を上記コントローラによる異常温度
   の検出に基づいて開くことにより行うようにした請求項
   １記載の冷凍装置。
3. 【請求項３】 上記コントローラに警報器を備え、この
   コントローラの異常温度の検出により警報を出すように
   した請求項１又は２の何れかに記載の冷凍装置。