JPH10148405A - 冷凍・空気調和機 - Google Patents

冷凍・空気調和機

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JPH10148405A
JPH10148405A JP30940996A JP30940996A JPH10148405A JP H10148405 A JPH10148405 A JP H10148405A JP 30940996 A JP30940996 A JP 30940996A JP 30940996 A JP30940996 A JP 30940996A JP H10148405 A JPH10148405 A JP H10148405A
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JP
Japan
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compressor
temperature
discharge gas
temperature sensor
refrigeration
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JP30940996A
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English (en)
Inventor
Kensaku Maeda
前田憲作
Yuji Tsujita
辻田雄二
Kenji Togusa
戸草健治
Toshiharu Sasaki
俊治 佐々木
Kunio Sato
佐藤邦夫
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷凍・空気調和機の冷凍サイクルに用いられ
る圧縮機の潤滑油中に冷媒が混入して、潤滑油の濃度が
低下するのを防止すること。 【解決手段】 圧縮機、非利用側熱交換器、減圧装置及
び利用側熱交換器を順次接続された冷凍サイクルを有す
る冷凍・空気調和機において、前記圧縮機に設けられ該
圧縮機を加熱するヒータ12と、該圧縮機の温度を検知
する温度センサ11と、該圧縮機からの吐出ガスの凝縮
温度を検知する吐出ガス凝縮温度センサ28と、該温度
センサ及び吐出ガス凝縮温度センサの検知温度に基づき
制御手段30により前記ヒータを制御し、圧縮機内にお
ける起動後の潤滑油の温度を吐出ガス凝縮温度より高い
温度に維持して、圧縮機中の潤滑油に冷媒が混入するの
を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮機、非利用側
熱交換器、減圧装置及び利用側熱交換器を順次接続され
た冷凍サイクルを有する冷凍・空気調和機に関し、特に
圧縮機の潤滑油の温度を吐出ガスの凝縮温度より高く維
持するようにした冷凍・空気調和機に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の技術の一例は、特開平5−539
53号公報に記載のように、密閉形圧縮機であって、密
閉容器内の低圧の吸入圧となっている構造において、ス
クロールに発生するスラスト力を処理するとともに旋回
スクロールの軸受部に給油するのに好適な構造のもので
あるが、このような従来例では、圧縮機起動後の圧縮機
内の潤滑油の温度、粘度等による、潤滑性に対しての考
慮がなされていなかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、圧縮機の起
動開始後の吐出ガスの凝縮温度より、圧縮機の潤滑を要
する内部機構へ供給する潤滑油温度が低くなる場合は、
吐出ガスの冷媒が潤滑油に溶け込み、潤滑油の粘度を低
下させ、ひいては圧縮機内部機構の潤滑性を低下させ、
内部機構の過熱や、摩耗の原因となる。
【0004】本発明は、上記のような問題点を解決し、
圧縮機の起動開始後のTc(吐出ガス凝縮温度を意味
し、以下、Tcと略すことがある)より、圧縮機の内部
機構や油溜り内の潤滑油温度が低下することのないよう
にし、潤滑性を確保し、信頼性を向上させる冷凍・空気
調和機を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本出願の第1の発明は、圧縮機、非利用側熱交換
器、減圧装置及び利用側熱交換器を順次接続された冷凍
サイクルを有する冷凍・空気調和機において、前記圧縮
機に設けられ該圧縮機を加熱するヒータと、該圧縮機の
温度を検知する温度センサと、該圧縮機からの吐出ガス
の凝縮温度を検知する吐出ガス凝縮温度センサと、該温
度センサ及び吐出ガス凝縮温度センサの検知温度に基づ
き、圧縮機内における起動後の潤滑油の温度を吐出ガス
凝縮温度より高い温度に維持するように前記ヒータを制
御する制御手段とを有することを特徴とする。
【0006】本出願の第2の発明は、圧縮機、非利用側
熱交換器、減圧装置及び利用側熱交換器を順次接続され
た冷凍サイクルを有する冷凍・空気調和機において、前
記圧縮機に設けられ該圧縮機を加熱するヒータと、該圧
縮機の温度を検知する温度センサと、該圧縮機からの吐
出ガスの凝縮温度を検知する吐出ガス凝縮温度センサ
と、該温度センサ及び吐出ガス凝縮温度センサの検知温
度に基づき、圧縮機内における起動後の潤滑油の温度を
吐出ガス凝縮温度より高い温度に維持するように該圧縮
機の能力を制御する制御手段とを有することを特徴とす
る。
【0007】本出願の第3の発明は、第1の発明におけ
る冷凍・空気調和機において、前記温度センサ及び吐出
ガス凝縮温度センサの検知温度に基づき、圧縮機内にお
ける起動後の潤滑油の温度を吐出ガス凝縮温度より高い
温度に維持するように該圧縮機の能力を制御する制御手
段を有することを特徴とする。
【0008】本出願の第4の発明は、第1乃至3のいず
れかにおける前記圧縮機の周囲に、該圧縮機を保温する
保温材が設けられていることを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態をスク
ロール圧縮機を用いた空気調和機の例により、図1〜図
3を参照して説明する。
【0010】図において、圧縮機1は、ケーシング2を
有し、該ケーシング内には、スクロール圧縮機構部5、
モータ9、該モータの駆動力を圧縮機構部5に伝達する
ための、コロ軸受6、下軸受7により回転自在に支持さ
れたクランクシャフト8等が内蔵され、ケーシングの下
部には潤滑油溜り10が形成されている。また、ケーシ
ング2には、吸入管3及び吐出管4が固定され、ケーシ
ング2の上部に圧縮機の温度センサ11が設けられ、ケ
ーシング外周の上部及び下部にヒータ12が巻装されて
いる。
【0011】次に上記のような圧縮機1を搭載する空気
調和機の例について説明する。圧縮機1の起動後、冷媒
は、吸入管3より圧縮機構部5の圧縮室に入り圧縮さ
れ、ケーシング2内壁、モータ9のステータ外周の間隙
を通って潤滑油溜り10と接し、その潤滑油と熱交換し
た後、モータのロータ、ステータ間を通り、吐出管4よ
り吐出される。
【0012】吐出管4から吐出された冷媒は、四方弁2
0、室外の非利用側熱交換器21を通り、モータ26で
駆動されるファン27により空気で冷却され、減圧装置
である膨張弁22、室内の利用側熱交換器23へ送ら
れ、そこでモータ24で駆動される室内ファン25によ
り送風される室内空気と熱交換される。その後冷媒は、
四方弁20を通って圧縮機の吸入管3へ戻る。
【0013】次に、Tc(吐出ガス凝縮温度)と、潤滑
油溜り10の油温(油温1、油温2)の経過時間による
変化を図2に示す。特に油温の温度制御等をしない通常
の場合、圧縮機1の起動直前の時間t0では、油溜り1
0の油温は、Tcより高温であるが、ある時間t1(例
えば約20分)まで、油温は下降し、その後上昇し、時
間t3で安定する傾向にある。他方、Tc(吐出ガス凝
縮温度)は起動直後は急上昇しその後温度上昇が緩やか
になり時間t2で安定する傾向にある。
【0014】即ち起動直後からTcが安定するまでの
間、圧縮機1内の吐出ガス温度は、ケーシング2内壁、
モータ9、クランクシャフト8、油溜り10等の温度よ
り低いため、吐出ガスは圧縮室5から、吐出管4を出る
までの間、熱を奪うことになり、油温は上記のような下
降傾向を示す。もし油溜り10内の起動直前までの保温
が不十分の場合は、油温1の如く、油温がTc(吐出ガ
スの凝縮温度)より低温になり、吐出ガスである冷媒が
凝縮し、その冷媒が潤滑油と混ざり合い、油の粘度を低
下させることになり、圧縮機1内の圧縮室5、コロ軸受
6、下軸受7、クランクシャフト8等の潤滑を低下さ
せ、摺動部過熱や摩耗の原因となる。
【0015】本発明では上記のような潤滑低下を防止す
るために油温制御がなされる。本実施形態では制御部3
0により潤滑油をヒータ12により加熱制御し、図2の
油温2の如く変化させ、油温をTcより高い温度に維持
する。そのための制御の一例は次のようになされる。温
度センサ11は圧縮機に設けられ、また、吐出管4に圧
力センサ28が設けられ、該圧力センサ28による検知
吐出圧力から凝縮温度が換算される。起動直後t0から
一定時間間隔でセンサ11、28により油温及び吐出ガ
ス圧力が検知され、その検知信号は制御部30の比較回
路31に入力される。その場合吐出圧から換算された吐
出ガス凝縮温度に相当する信号が比較回路に入力され
る。比較回路31では油温とTcの比較が行われ、その
差が各時間における所定値より小さい場合は、制御部3
0からヒータ12ONの信号が出されて、ヒータによる
加熱が行われる。また逆に前記差が所定値より大なる場
合は、ヒータOFFの信号が出力されヒータによる加熱
は行われない。このような制御は、油温の最低予想時間
t1まで行われるが、その後の制御を続けてもよい。以
上のように本実施形態によれば、油温及び吐出ガス凝縮
温度を検知し、その検知結果に基づき油温を加熱制御す
るので、常に油温を吐出ガス凝縮温度以上に維持し、冷
媒が潤滑油内に混入することを防止することができる。
【0016】(実施形態2)次に本発明の第2の実施形
態について図3、4、5を参照して説明する。本実施形
態では、圧縮機1の周囲に保温材13が巻装されてお
り、前記実施形態同様、一定の短時間間隔でセンサ11
及び28により、油温及び吐出圧凝縮温度Tc1が検知
され、両温度は、比較回路31により比較される。そし
て本実施形態では、比較された温度差が所定値より小さ
い場合は、制御部30により例えばインバータ回路を介
して圧縮機の回転数を変化させて、圧縮機の能力即ち吐
出量を低下させる。その結果、吐出ガス凝縮温度を図4
のTc1のように変化させ、油温を吐出ガス凝縮温度以
上に維持し、冷媒の油中への混入を防止することができ
る。
【0017】(実施形態3)本実施形態では、図5の如
く、圧縮機1をヒータ12で加温し、保温材13にて保
温し、前記実施形態1、2におけるヒータによる加熱制
御、及び圧縮機の能力制御を組合せることにより、冷媒
の油中への混入を防止するものである。なお、本実施形
態の場合、保温材を省略してもよい。
【0018】以上の各実施形態では、ヒータ12はケー
シング外周の上部及び下部に設けられ、温度センサ11
はケーシングの上部に設けられるが、これらヒータ及び
温度センサは油溜り10の内部やその近傍に設けても良
く、また、吐出ガス凝縮温度は、吐出圧力センサに代え
て、吐出ガス凝縮温度を検知するセンサを利用側熱交換
器に設けて直接検知するようにしてもよい。また、本発
明は、空気調和機のみではなく、冷凍機としても実施す
ることができ、圧縮機としては、スクロール圧縮機以外
のロータリ圧縮機を用いることができる。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
圧縮機内の油温の加熱制御又は圧縮機の能力制御を行う
ことにより、常に油温を吐出ガス温度以上に維持し、冷
媒の油中への混入を防止し、圧縮機内部での潤滑不良に
よる、異常過熱、異常摩耗等を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る一実施形態の圧縮機部の構造を示
す図
【図2】圧縮機運転時の時間経過と吐出ガス凝縮温度及
び潤滑油温度の関係を示す図
【図3】本発明に係る本発明に係る一実施形態の空気調
和機の概略図
【図4】本発明に係る第2の実施形態の圧縮機運転時の
時間経過と吐出ガス凝縮温度及び潤滑油温度の関係を示
す図
【図5】本発明に係る第2の実施形態の圧縮機部の構造
を示す図
【図6】本発明に係る第3の実施形態の圧縮機部の構造
を示す図
【符号の説明】
1…圧縮機 2…ケーシング 3…吸入管 4…吐出管 5…圧縮室 6…コロ軸受 7…下軸受 8…クランクシャフ
ト 9…モータ 10…油溜り 11…圧縮機温度センサー 12…ヒータ 13…保温材 28…吐出圧センサ 30…制御部 31…比較回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 俊治 静岡県清水市村松390番地 株式会社日立 製作所空調システム事業部内 (72)発明者 佐藤邦夫 静岡県清水市村松390番地 株式会社日立 製作所空調システム事業部内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧縮機、非利用側熱交換器、減圧装置及
    び利用側熱交換器を順次接続された冷凍サイクルを有す
    る冷凍・空気調和機において、前記圧縮機に設けられ該
    圧縮機を加熱するヒータと、該圧縮機の温度を検知する
    温度センサと、該圧縮機からの吐出ガスの凝縮温度を検
    知する吐出ガス凝縮温度センサと、該温度センサ及び吐
    出ガス凝縮温度センサの検知温度に基づき、圧縮機内に
    おける起動後の潤滑油の温度を吐出ガス凝縮温度より高
    い温度に維持するように前記ヒータを制御する制御手段
    とを有することを特徴とする冷凍・空気調和機。
  2. 【請求項2】 圧縮機、非利用側熱交換器、減圧装置及
    び利用側熱交換器を順次接続された冷凍サイクルを有す
    る冷凍・空気調和機において、前記圧縮機に設けられ該
    圧縮機を加熱するヒータと、該圧縮機の温度を検知する
    温度センサと、該圧縮機からの吐出ガスの凝縮温度を検
    知する吐出ガス凝縮温度センサと、該温度センサ及び吐
    出ガス凝縮温度センサの検知温度に基づき、圧縮機内に
    おける起動後の潤滑油の温度を吐出ガス凝縮温度より高
    い温度に維持するように該圧縮機の能力を制御する制御
    手段とを有することを特徴とする冷凍・空気調和機。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の冷凍・空気調和機におい
    て、前記温度センサ及び吐出ガス凝縮温度センサの検知
    温度に基づき、圧縮機内における起動後の潤滑油の温度
    を吐出ガス凝縮温度より高い温度に維持するように該圧
    縮機の能力を制御する制御手段を有することを特徴とす
    る冷凍・空気調和機。
  4. 【請求項4】 前記圧縮機の周囲に、該圧縮機を保温す
    る保温材が設けられていることを特徴とする請求項1乃
    至3のいずれかに記載の冷凍・空気調和機。
JP30940996A 1996-11-20 1996-11-20 冷凍・空気調和機 Pending JPH10148405A (ja)

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