(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンで圧縮機を駆動するとともに冷媒回路の電磁弁、電動膨張弁および室外ファンなどの電装品を有するエンジン駆動式空調機において、
前記電装品の主電源が切られた後に給電が再開されて空調運転指令を受信した場合に、オイルセパレータから圧縮機への戻しオイルの検出油温が吐出ラインの検出圧力から定まる飽和蒸気圧温度よりも第一所定値以上、吐出ラインの検出温度が前記飽和蒸気圧温度よりも第二所定値以上、または、エンジン冷却水の検出水温が外気温度よりも第三所定値以上、のうちで何れか１つの条件でも満たした場合は、待機時間を省略して空調運転を開始する制御部を有することを特徴とするエンジン駆動式空調機。
【請求項２】
請求項１記載のエンジン駆動式空調機において、
複数の圧縮機を有し、各圧縮機への戻しオイルの検出油温のいずれか１つの油温、または、各圧縮機の合流部に至るまでの吐出ラインの検出温度のいずれか１つの温度が請求項１記載の条件を満たした場合は、待機時間を省略して空調運転を開始する制御部を有するエンジン駆動式空調機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、停電からの復電時に再起動制御の機能を有するエンジン駆動式空調機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動販売機の冷凍装置として、停電からの復電時に再起動制御の構成を備えたものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１５２９５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来の冷凍装置における再起動制御の構成は、停電発生時刻から予め定めた待機時間Ｔ０を確保する構成であり、復電までの時間がＴ０よりも長い場合は復電後直ちに冷凍装置の運転を再開できるが、復電までの時間がＴ０よりも短くて復電後直ちに冷凍装置の運転を再開できる場合であっても停電発生時刻からＴ０時間だけ待機しなければならない。
【０００５】
そこで、本発明は、復電後直ちに冷凍装置の運転を再開できる条件下では待機時間を置かずに運転を再開することができる空調機の構成を提示する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための本発明のエンジン駆動式空調機は、エンジンで圧縮機を駆動するとともに冷媒回路の電磁弁、電動膨張弁および室外ファンなどの電装品を有するエンジン駆動式空調機において、前記電装品の主電源が切られた後に給電が再開されて空調運転指令を受信した場合に、オイルセパレータから圧縮機への戻しオイルの検出油温が吐出ラインの検出圧力から定まる飽和蒸気圧温度よりも第一所定値以上、吐出ラインの検出温度が前記飽和蒸気圧温度よりも第二所定値以上、または、エンジン冷却水の検出水温が外気温度よりも第三所定値以上、のうちで何れか１つの条件でも満たした場合は、待機時間を省略して空調運転を開始する制御部を有するものである。  また、前記エンジン駆動式空調機において、複数の圧縮機を有し、各圧縮機への戻しオイルの検出油温のいずれか１つの油温、または、各圧縮機の合流部に至るまでの吐出ラインの検出温度のいずれか１つの温度が請求項１記載の条件を満たした場合は、待機時間を省略して空調運転を開始する制御部を有するものである。
【発明の効果】
【０００７】
以上述べたように、本発明によると、運転中に停電が発生して短時間に復電した場合等、主電源ＯＦＦ後に短時間で給電を再開した場合で液バックの恐れがない場合は、待機時間を省略して早期に空調運転を開始できる。
【０００８】
また、複数台の圧縮機を有する空調機においても上記と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係るエンジン駆動式空調機の暖房時の冷媒の流れを説明する冷媒回路図である。
【図２】本発明に係るエンジン駆動式空調機の冷房時の冷媒の流れを説明する冷媒回路図である。
【図３】本発明に係るエンジン駆動式空調機の制御ブロック図である。
【図４】本発明に係るエンジン駆動式空調機の制御フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１１】
図１および図２はエンジン駆動式空調機（以下、単に空調機と言う。）１の冷媒回路の概略を示し、図３は同空調機１における停電から復電した時の再起動制御を行う制御部１０の構成を示し、図４は制御フローを示している。
【００１２】
この空調機１は、エンジン（図示省略）で圧縮機１ａ，１ｂを駆動し、電磁弁ＳＶ０,ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＶ３、電動膨張弁ＥＶ１，ＥＶ２，ＥＶ３、室外ファン２０、室内ファン３０などの電装品を有し、圧縮機１ａ，１ｂの吐出ライン１１にオイルセパレータ４を設け、オイルセパレータ４から圧縮機１ａ，１ｂへのオイル戻しライン１２を設けて構成されており、電装品の主電源が切られた後に給電が再開されて空調運転指令を受信した場合に、オイルセパレータ４から圧縮機１ａ，１ｂへのオイル戻しライン１２の戻しオイルの検出油温ＴＯ１，ＴＯ２が吐出ライン１１に設けられたＳ１１の検出圧力ＰＨ１で定まる飽和蒸気圧温度ＳＨＤよりも第一所定値Ｔ１以上、吐出ライン１１の吐出温度ＴＤが飽和蒸気圧温度ＳＨＤよりも第二所定値Ｔ２以上、または、エンジン冷却水の検出水温ＴＥＣが外気温度ＴＥよりも第三所定値Ｔ３以上、のうちで何れか１つの条件でも満たした場合は、待機時間を省略して空調運転を開始するものである。
【００１３】
まず、この空調機１の暖房時および冷房時における冷媒およびオイルの流れについて説明する。
【００１４】
空調機１は、冷房運転時は圧縮機１ａ，１ｂの吐出ライン１１を室外熱交換器２ａ，２ｂに接続するとともに圧縮機１ａ，１ｂの吸入ライン１３を室内熱交換器３に接続し、暖房運転時は圧縮機１ａ，１ｂの吐出ライン１１を室内熱交換器３に接続するとともに圧縮機１ａ，１ｂの吸入ライン１３を室外熱交換器２ａ，２ｂに接続する四方弁５を設け、圧縮機１ａ，１ｂを駆動するエンジン（図示省略）を設け、室外熱交換器２ａ，２ｂと室内熱交換器３を接続する液管ライン１４にレシーバ６を設け、暖房運転時におけるレシーバ６の下流に室外熱交換器２ａ，２ｂと並列にエンジン冷却水によるサブエバポレータ７を設け、サブエバポレータ７の下流ライン１５を四方弁５から圧縮機吸入口に至る吸入ライン１３に接続し、室外熱交換器２ａ，２ｂとレシーバ６の接続ライン１６に第一室外電動膨張弁ＥＶ１を設け、サブエバポレータ７とレシーバ６の接続ライン１７に第二室外電動膨張弁ＥＶ２を設け、サブエバポレータ７の下流ライン１５と四方弁４から圧縮機吸入口に至る吸入ライン１３との接続部下流の冷媒過熱度に基づいて第１室外電動膨張弁ＥＶ１の開度を制御するようになされている。また、空調機１は、圧縮機１ａ、１ｂで圧縮した冷媒を、当該圧縮機１ａ、１ｂからの吐出ライン１１を介してオイルセパレータ４に導入し、冷媒とオイルに分離するようになされている。
【００１５】
このうち、図１に示すように、暖房運転の場合、冷媒は、四方弁５を介して室内熱交換器３で放熱して凝縮液化した後、ブリッジ回路８を経てレシーバ６に貯留される。この液冷媒は、再度ブリッジ回路８を経て電動膨張弁ＥＶ１の開度調整により、室外熱交換器２ａ，２ｂで蒸発気化した後、アキュームレータ９に入る。この際、圧縮機１ａ，１ｂへの吸入ライン１３に設けた圧力センサＳ１の検出圧力ＰＬ１から冷媒の飽和蒸気圧温度を算出し、この算出温度よりもアキュームレータ９に入る手前の温度センサＳ３から測定される実際の冷媒の検出温度ＴＳ２が所定温度以上の過熱度となるように電動膨張弁ＥＶ１の開度が制御されて供給される。
【００１６】
それでも、このアキュームレータ９に入る手前の温度センサＳ３から測定される冷媒の検出温度ＴＳ２が低くて実際の冷媒の過熱度が小さすぎる場合は、電動膨張弁ＥＶ１の開度を絞る。また、外気温度が低く、室外熱交換器４ａ、４ｂで冷媒を十分に蒸発できない場合は、電動膨張弁ＥＶ２の開度制御によりサブエバポレータ７へと冷媒を流し、当該サブエバポレータ７においてエンジン（図示省略）の廃熱によって充分に過熱されたガス冷媒としてからアキュームレータ９に供給される。この際、サブエバポレータ７を経て供給される冷媒の検出温度ＴＳ３は温度センサＳ４によって測定される。
【００１７】
ここで、冷媒を室外熱交換器４ａ、４ｂとサブエバポレータ８の両方を使用する場合は、電動膨張弁ＥＶ２の開度制御は、温度センサＳ４から測定される冷媒の検出温度ＴＳ３が温度センサＳ３から測定される冷媒の検出温度ＴＳ２よりも所定温度以上となるように行われる。こうすることで、電動膨張弁ＥＶ１の開度を保ちながら、即ち、室外熱交換器２ａ、２ｂへの冷媒流量を確保してサブエバポレータ７での圧損を抑えながら、合流後の冷媒の過熱度を所定温度に維持できる。
【００１８】
その後、冷媒は、アキュームレータ９から冷媒の吸入ライン１３を通って再度圧縮機１ａ、１ｂへと吸引される。
【００１９】
一方、オイルは、オイルセパレータ４の底部からのオイル戻しライン１２に設けられたキャピラリＣＴ０または開閉弁ＳＶ０を経た後、開閉弁ＳＶ１，ＳＶ２、キャピラリＣＴ１，ＣＴ２、オイル温度センサＳ５，Ｓ６を経て圧縮機１ａ、１ｂへと返送される。また、オイルセパレータ４内の油面付近のオイルは、オイル戻しライン１８から開閉弁ＳＶ３、キャピラリＣＴ３、オイル温度センサＳ７を経て冷媒の吸入ライン１３から圧縮機１ａ，１ｂへと返送される。
【００２０】
冷房運転の場合、図２に示すように、冷媒は、四方弁５を介して室外熱交換器２ａ，２ｂで放熱して凝縮液化した後、レシーバ６に貯留される。この液冷媒は、ブリッジ回路８を経て電動膨張弁ＥＶ３の開度調整により、室内熱交換器３で蒸発気化した後、アキュームレータ９に入る。このアキュームレータ９に入ったガス冷媒の過熱度が小さすぎる場合は、電動膨張弁ＥＶ２の開度制御によりサブエバポレータ７へと冷媒を流し、当該サブエバポレータ７においてエンジン（図示省略）の廃熱によって充分に過熱されたガス冷媒としてからアキュームレータ９に供給される。
【００２１】
この場合もオイルは、オイル戻しライン１２に設けられたキャピラリＣＴ０または開閉弁ＳＶ０を経た後、開閉弁ＳＶ１，ＳＶ２、キャピラリＣＴ１，ＣＴ２、オイル温度センサＳ５，Ｓ６を経て圧縮機１ａ、１ｂへと返送される。また、オイルセパレータ４内の油面付近のオイルは、オイル戻しライン１８から開閉弁ＳＶ３、キャピラリＣＴ３、オイル温度センサＳ７を経て冷媒の吸入ライン１３から圧縮機１ａ，１ｂへと返送される。
【００２２】
なお、圧縮機１ａ，１ｂは、一台のみで運転する場合もあれば、二台ともに運転する場合もある。一台のみの運転の場合は、開閉弁ＳＶ２が閉じられて圧縮機１ｂへのオイルの供給が停止され、圧縮機１ａのみの運転となる。この場合、圧縮機１ａから吐出された冷媒は、圧縮機１ｂの吐出口下流に設けられた逆止弁ＣＶ１によって圧縮機１ｂへの逆流が防止される。開閉弁ＳＶ１，ＳＶ２の開閉は、それぞれ、圧縮機１ａ，１ｂの発停に連動するようになされている。
【００２３】
また、それぞれの圧縮機１ａ，１ｂから吐出される冷媒の吐出温度ＴＤ１，ＴＤ２は、圧縮機１ａ，１ｂから吐出されて吐出ライン１１に合流する手前のそれぞれの位置に設けられた温度センサＳ８，Ｓ９によって測定される。合流後の吐出ライン１１に温度センサＳ１０を設けて冷媒の吐出温度ＴＤを測定するものであってもよい。圧縮機１ａ，１ｂからの吐出された冷媒の吐出圧力ＰＨ１は、吐出ライン１１に設けられた圧力センサＳ１１によって測定される。この空調機１の室外機Ａが配置される場所の外気温度ＴＥは、当該室外機Ａの筐体内に設けられた温度センサＳ１２によって測定され、エンジン冷却水温度ＴＥＣは、サブエバポレータ７において熱交換した後のエンジン冷却水経路７１の位置に設けた温度センサＳ１３によって測定される。
【００２４】
さらに、上記図１および図２において、空調機１は、一台の室外機Ａに対して一台の室内機Ｂしか接続されていないが、閉鎖弁ＢＶ１とＢＶ２との間に複数台の室内機Ｂが接続可能となされている。また、圧縮機１ａ，１ｂは、これら接続された室内機Ｂの運転状況に応じて１台または２台以上が運転される。
【００２５】
通常、このようにして構成される空調機１は、圧縮機１ａ，１ｂが液冷媒を吸引して液圧縮を起こさないように、アキュームレータ９に設けられたヒータ９１によって、当該アキュームレータ９内の液冷媒を加熱する。これによって空調機１が待機中等にアキュームレータ９内に液冷媒が寝込むことを防止する。圧縮機１ａ，１ｂの運転が開始されてから以降は、室内温度が目標温度に到達すると圧縮機１ａ，１ｂが運転停止し、また目標温度よりも低下すると、再度圧縮機１ａ，１ｂが運転開始することによって温度調節が行われる。この圧縮機１ａ，１ｂの運転停止および運転開始は、制御部１０において制御されているため、通常は、液圧縮の恐れは無いが、停電を生じた場合のように、空調機１全体が、主電源から停止してしまったような場合、制御部１０の管理が遮断されてしまう。
【００２６】
そこで、次に、この空調機１における停電から復電した時の再起動制御について説明する。
【００２７】
まず、空調機１の制御部１０は、主電源が復電されると、通常の運転状態から正規に停止された状態であったか否かを確認する（ステップ１）。この確認は、制御部１０において、空調機１の制御システムが適切に終了したか、終了せずに電源が切られたかを確認することで簡単に判断できる。
【００２８】
正規に停止された状態であったことが確認された場合は、主電源が復電されても、空調機１の始動スイッチ（図示省略）を入れない限り、空調機１は停止された状態のままで、起動運転されない（ステップ２）。
【００２９】
正規に停止された状態ではなく、通常の運転状態から給電停止されて停止した状態である場合は、空調機１の運転中に停電し、その後、復電したということになるので、復電後、制御部１０は、すぐに各センサＳ１〜Ｓ１３から温度情報や圧力情報を収集して現在の状態を把握する（ステップ３）。
【００３０】
そして、まず、オイルセパレータ４から圧縮機１ａ，１ｂへの戻しオイルの温度センサＳ５、Ｓ６の検出油温ＴＯ１，ＴＯ２が、吐出ライン１１に設けられた圧力センサＳ１１の検出圧力ＰＨ１で定まる飽和蒸気圧温度ＳＨＤよりも第一所定値Ｔ１以上高いか否かを確認する（ステップ４）。
【００３１】
この際、戻しオイルの検出油温ＴＯ１，ＴＯ２は、通常運転中であれば、飽和蒸気圧温度ＳＨＤと、ある一定の関係にある。しかし、停電して時間が経過すると、オイルの検出油温ＴＯ１，ＴＯ２が低下してくる。したがって、この検出油温ＴＯ１，ＴＯ２が、飽和蒸気圧温度ＳＨＤよりも第一所定値Ｔ１以上の高温か否かを確認することで、停電からどの程度の時間が経過しているのかを判断する目安にできる。
【００３２】
そこで、検出油温ＴＯ１,ＴＯ２のいずれか一つでも第一所定値Ｔ１以上の高温の場合は、停電からあまり時間が経過していないと判断し、再起動運転を省略し、空調運転を開始する（ステップ７）。
【００３３】
第一所定値Ｔ１未満の場合は、吐出ライン１１に設けられた温度センサＳ１０の検出温度ＴＤが、飽和蒸気圧温度ＳＨＤよりも第二所定値Ｔ２以上の高温か否かを確認する（ステップ５）。
【００３４】
なお、Ｓ１０の検出温度ＴＤに替えて、Ｓ８の検出温度ＴＤ１，Ｓ９の検出温度ＴＤ２で判断するものであってもよい。ただし、圧縮機１ａのみの運転で圧縮機１ｂが停止していた場合、Ｓ９の検出温度ＴＤ２は温度が上がっていないことが考えられるので、この場合は、Ｓ１０の検出温度ＴＤまはたＳ８の検出温度ＴＤ１で判断する。
【００３５】
この際、冷媒の吐出ライン１１の検出温度ＴＤ，ＴＤ１，ＴＤ２は、通常運転中であれば、飽和蒸気圧温度ＳＨＤと、ある一定の関係にある。しかし、停電して時間が経過すると、冷媒の吐出ライン１１の検出温度ＴＤ，ＴＤ１，ＴＤ２が低下してくる。したがって、この吐出ライン１１の検出温度ＴＤ，ＴＤ１，ＴＤ２が、飽和蒸気圧温度ＳＨＤよりも第二所定値Ｔ２以上の高温か否かを確認することで、停電からどの程度の時間が経過しているのかを判断する目安にできる。
【００３６】
そこで、第二所定値Ｔ２以上の高温の場合は、停電からあまり時間が経過していないと判断し、再起動運転を省略し、空調運転を開始する（ステップ７）。
【００３７】
第二所定値Ｔ２未満の場合は、エンジン冷却水の検出温度ＴＥＣが、外気温度ＴＥよりも第三所定値Ｔ３以上高いか否か確認する（ステップ６）。
【００３８】
この際、エンジン冷却水の検出温度ＴＥＣは、外気温度ＴＥと、ある一定の関係にある。しかし、停電して時間が経過すると、エンジン冷却水の検出温度ＴＥＣが低下してくる。したがって、この検出温度ＴＥＣが、外気温度ＴＥよりも第三所定値Ｔ３以上高いか否かを確認することで、停電からどの程度時間が経過しているのかを判断する目安にできる。
【００３９】
そこで、第三所定値Ｔ３以上の場合は、停電からあまり時間が経過していないと判断し、再起動運転を省略し、空調運転を開始する（ステップ７）。
【００４０】
第三所定値Ｔ３未満の場合は、冷媒の過熱度が不足すると判断されることとなり、再起動運転を開始し、その完了後、空調運転が開始される（ステップ８）。
【００４１】
再起動運転では、アキュームレータ９に設けられたヒータ９１によって、当該アキュームレータ９内の液冷媒を加熱する運転が行われる。
【００４２】
空調運転では、エンジンの起動、制御システムの起動後、圧縮機１ａ，１ｂによって冷媒を循環させる通常の運転に入る。
【００４３】
なお、上記したステップ４〜ステップ６は、順番が入れ替わっても、並列処理でも良い。
【００４４】
第一所定値Ｔ１，第二所定値Ｔ２，第三所定値Ｔ３は、それぞれ使用する冷媒や、空調機１の設計等によって適宜決定する。
【００４５】
このようにして構成される空調機１によると、空調機１の運転中に停電が発生して短時間で復電した場合等、主電源の遮断後に短時間で給電が再開された場合に、冷媒回路内の冷媒が十分に過熱度を有した状態で維持されており、そのまま圧縮機１ａ，１ｂを運転再開しても液バックを生じないと判断される場合は、再起動運転に要する時間を省略して早期に空調運転を再開することができる。
【００４６】
なお、本実施の形態において、制御部１０は、他に各種制御を行っているが、本発明においては、再起動に関する制御内容についてのみ開示している。
【００４７】
また、上記制御部１０は、その制御プログラムを、既設の空調機１の制御部１０にインストールすることで、当該既設の空調機１であっても、上記と同様に空調機１の再起動制御を行うことができる。ただし、制御プログラムの実行には、戻しオイルの検出油温ＴＯ１，ＴＯ２、吐出経路１１の検出温度ＴＤ１，ＴＤ２，ＴＤ、吐出経路１１の吐出圧力ＰＨ１からの飽和蒸気圧温度ＳＨＤの算出、エンジン冷却水の検出水温ＴＥＣ、外気温度ＴＥの測定が必要となるため、既設の空調機１にこれらの測定を行うセンサＳ５，Ｓ６，Ｓ８，Ｓ９，Ｓ１０，Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３が無い場合は、これらのセンサの取り付けが必要となる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明に係る空調機は、エンジン駆動式空調機に用いられる。
【符号の説明】
【００４９】
１  エンジン駆動式空調機
１ａ、１ｂ  圧縮機
１０  制御部
１１  吐出ライン
１１ａ  吐出ライン
１１ｂ  吐出ライン
２０  室外ファン（電装品）
３０  室内ファン（電装品）
４  オイルセパレータ
ＳＶ１  電磁弁（電装品）
ＳＶ２  電磁弁（電装品）
ＳＶ３  電磁弁（電装品）
ＥＶ１  電動膨張弁（電装品）
ＥＶ２  電動膨張弁（電装品）
ＥＶ３  電動膨張弁（電装品）
ＴＯ１  検出油温
ＴＯ２  検出湯温
ＴＤ１  検出温度
ＴＤ２  検出温度
ＳＨＤ  理論吐出温度
ＴＥＣ  検出水温
ＴＥ  外気温度
【図１】
0005577276.tif 000002
【図２】
0005577276.tif 000003
【図３】
0005577276.tif 000004
【図４】
0005577276.tif 000005