(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷房運転時は圧縮機の吐出ラインを室外熱交換器に接続すると共に圧縮機の吸入ラインを室内熱交換器に接続し、暖房運転時は圧縮機の吐出ラインを室内熱交換器に接続すると共に圧縮機の吸入ラインを室外熱交換器に接続する四方弁を設け、圧縮機を駆動するエンジンを設け、室外熱交換器と室内熱交換器を接続する液管ラインにレシーバを設け、暖房運転時におけるレシーバ下流に室外熱交換器と並列にエンジン冷却水によるサブエバポレータを設け、サブエバポレータの下流ラインを四方弁から圧縮機吸入口に至る吸入ラインに接続し、室外熱交換器とレシーバの接続ラインに第１室外電動膨張弁を設け、サブエバポレータとレシーバの接続ラインに第２室外電動膨張弁を設け、サブエバポレータの下流ラインと四方弁から圧縮機吸入口に至る吸入ラインの接続部下流の冷媒過熱度に基づいて第１室外電動膨張弁の開度を制御するエンジン駆動式空調機において、
暖房運転の所定累積時間毎に暖房運転状態を維持して第１室外電動膨張弁を前記冷媒過熱度に基づいて定まる通常開度以上に開いて所定時間運転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、
前記圧縮機と前記四方弁の接続ラインに吐出温度センサおよびオイルセパレータを設け、
前記オイルセパレータの油面検知位置と前記四方弁から圧縮機吸入口に至る吸入ラインを接続する油面検知ラインを設け、
前記油面検知ラインにオイル温度センサを設け、
前記吐出温度センサと前記オイル温度センサの各検出温度の差分値が所定値以下の場合も第１室外電動膨張弁を前記冷媒過熱度に基づいて定まる通常開度以上に開いて所定時間運転することを特徴とするエンジン駆動式空調機。
【請求項３】
請求項１または２記載のエンジン駆動式空調機において、
前記冷媒過熱度が所定値以下であることを所定時間継続して検知した場合、第１室外電動膨張弁を前記冷媒過熱度に基づいて定まる通常の開度制御に復帰することを特徴と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、圧縮機オイルを回収する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、冷房運転時に室内電動膨張弁を強制的に開くことで室内熱交換器に滞留した圧縮機オイルを回収する空調機の構成が開示されている（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】特公平７−３５９３２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、上記従来の空調機は、室内熱交換器に滞留した圧縮オイルを回収する構成であって、室外熱交換器に滞留した圧縮機オイルを回収する構成については開示されていない。
【０００５】
そこで、本発明は、室外熱交換器に滞留した圧縮機オイルを回収する構成を提示する。
【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、冷房運転時は圧縮機の吐出ラインを室外熱交換器に接続すると共に圧縮機の吸入ラインを室内熱交換器に接続し、暖房運転時は圧縮機の吐出ラインを室内熱交換器に接続すると共に圧縮機の吸入ラインを室外熱交換器に接続する四方弁を設け、圧縮機を駆動するエンジンを設け、室外熱交換器と室内熱交換器を接続する液管ラインにレシーバを設け、暖房運転時におけるレシーバ下流に室外熱交換器と並列にエンジン冷却水によるサブエバポレータを設け、サブエバポレータの下流ラインを四方弁から圧縮機吸入口に至る吸入ラインに接続し、室外熱交換器とレシーバの接続ラインに第１室外電動膨張弁を設け、サブエバポレータとレシーバの接続ラインに第２室外電動膨張弁を設け、サブエバポレータの下流ラインと四方弁から圧縮機吸入口に至る吸入ラインの接続部下流の冷媒過熱度に基づいて第１室外電動膨張弁の開度を制御するエンジン駆動式空調機において、暖房運転の所定累積時間毎に暖房運転状態を維持して第１室外電動膨張弁を前記冷媒過熱度に基づいて定まる通常開度以上に開いて所定時間運転するものである。
【０００７】
また、前記エンジン駆動式空調機において、前記圧縮機と前記四方弁の接続ラインに吐出温度センサおよびオイルセパレータを設け、前記オイルセパレータの油面検知位置と前記四方弁から圧縮機吸入口に至る吸入ラインを接続する油面検知ラインを設け、前記油面検知ラインにオイル温度センサを設け、前記吐出温度センサと前記オイル温度センサの各検出温度の差分値が所定値以下の場合も第１室外電動膨張弁を前記冷媒過熱度に基づいて定まる通常開度以上に開いて所定時間運転するものである。
【０００８】
さらに、前記エンジン駆動式空調機において、前記冷媒過熱度が所定値以下であることを所定時間継続して検知した場合、第１室外電動膨張弁を前記冷媒過熱度に基づいて定まる通常の開度制御に復帰するものである。
【発明の効果】
【０００９】
以上述べたように、請求項１記載の本発明によると、暖房運転時に定期的に室外熱交換器に滞留する圧縮機オイルを回収できる。
【００１０】
請求項２記載の本発明によると、暖房運転の所定累積時間を待たずに圧縮機のオイル切れの発生都度、室外熱交換器に滞留する圧縮機オイルを回収できる。
【００１１】
請求項３記載の本発明によると、暖房時のオイル回収運転時の液バックを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る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。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１４】
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ている。
【００１５】
この空調機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１２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１２を室外熱交換器２ａ，２ｂに接続する四方弁４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１３にレシーバ５を設け、暖房運転時におけるレシーバ５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６を設け、サブエバポレータ６の下流ライン１４を四方弁４から圧縮機吸入口に至る吸入ライン１２に接続し、室外熱交換器２ａ，２ｂとレシーバ５の接続ライン１５に第１室外電動膨張弁ＥＶ１を設け、サブエバポレータ６とレシーバ５の接続ライン１６に第２室外電動膨張弁ＥＶ２を設け、サブエバポレータ６の下流ライン１４と四方弁４から圧縮機吸入口に至る吸入ライン１２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の開度を制御する空調機１において、暖房運転の所定累積時間毎に第１室外電動膨張弁ＥＶ１を前記冷媒過熱度に基づいて定まる通常開度以上に開いて所定時間運転するものである。
【００１６】
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。
【００１７】
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７に導入し、冷媒とオイルに分離するようになされている。
【００１８】
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４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１７を経てレシーバ５に貯留される。この液冷媒は、再度ブリッジ回路１７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８に入る。この際、冷媒は、圧縮機１ａ，１ｂへの吸入ライン１２に設けた圧力センサＰＬ１と温度センサＴＳ１と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８に入る手前の温度センサＴＳ２から測定される実際の冷媒の温度が所定温度以上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。
【００１９】
それでも、このアキュームレータ８に入る手前の温度センサＴＳ２から測定される実際の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６へと冷媒を流し、当該サブエバポレータ６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８に供給される。この際、サブエバポレータ６を経て供給される冷媒の温度は温度センサＴＳ３によって測定される。
【００２０】
ここで、電動膨張弁ＥＶ２の開度制御は、温度センサＴＳ３から測定される実際の冷媒の温度が温度センサＴＳ２から測定される実際の冷媒温度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６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。
【００２１】
その後、冷媒は、アキュームレータ８から冷媒の吸入ライン１２を通って再度圧縮機１ａ、１ｂへと吸引される。
【００２２】
一方、オイルは、オイルセパレータ７の底部からのオイル戻しライン１８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ＴＯ１，ＴＯ２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７内の油面付近のオイルは、オイル戻しライン１９から開閉弁ＳＶ３、キャピラリＣＴ３、オイル温度センサＴＯ３を経て冷媒の吸入ライン１２から圧縮機１ａ，１ｂへと返送される。このオイル戻しライン１９は、オイルセパレータ７内の油面にフロートし、当該油面の冷媒が混合されたオイルを吸引するようになされている。
【００２３】
冷房運転の場合、図２に示すように、冷媒は、四方弁４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５に貯留される。この液冷媒は、ブリッジ回路１７を経て電動膨張弁３１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８に入る。このアキュームレータ８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６へと冷媒を流し、当該サブエバポレータ６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８に供給される。
【００２４】
この場合もオイルは、オイル戻しライン１８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ＴＯ１，ＴＯ２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７内の油面付近のオイルは、オイル戻しライン１９から開閉弁ＳＶ３、キャピラリＣＴ３、オイル温度センサＴＯ３を経て冷媒の吸入ライン１２から圧縮機１ａ，１ｂへと返送される。
【００２５】
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の下流側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、圧縮機１ａ，１ｂの発停に連動するようになされている。
【００２６】
次に、この空調機１による運転制御について説明する。
【００２７】
上記した暖房運転時において、圧縮機１ａ，１ｂで圧縮された冷媒中に含まれるオイルは、オイルセパレータ７で回収するようになされているが、全てがこのオイルセパレータ７で回収されるわけではなく、一部は冷媒とともに冷媒回路内に流れてしまう。このうち、圧縮機１ａ，１ｂから四方弁４を経て室内熱交換器３で放熱して凝縮液化した後、ブリッジ回路１７を経てレシーバ５に貯留され、再度ブリッジ回路１７を経るまでの経路は、冷媒が液化または湿り状態で流れるため、冷媒に混じったオイルも、冷媒とともに冷媒回路を流れることとなる。
【００２８】
しかし、電動膨張弁ＥＶ１の開度調整により、冷媒は、室外熱交換器２ａ，２ｂで蒸発気化してしまうので、冷媒に混じってこの電動膨張弁ＥＶ１の位置まで流れてきたオイルは、この電動膨張弁ＥＶ１以降の室外熱交換器２ａ，２ｂに溜まってしまうこととなる。      
【００２９】
そこで、暖房運転の所定累積時間毎に、この電動膨張弁ＥＶ１を、冷媒過熱度に基づいて定まる通常開度以上に開いて所定時間運転するオイル回収運転を行う。電動膨張弁ＥＶ１の開閉はステップモータ（図示省略）を用いて所定ステップ分ずつ開閉を行う。この際、通常開度以上とは、室外熱交換器２ａ，２ｂを通過するガス冷媒が少なくとも湿り状態で通過して当該室外熱交換器２ａ，２ｂ内に溜まったオイルを洗い流すことができる程度の開度である。したがって、使用する冷媒やオイル、空調機１の設置環境、冷媒の回路構成などに応じて設定される。
【００３０】
これにより、室外熱交換器２ａ，２ｂ内には、湿り状態の冷媒が流れることとなり、この室外熱交換器２ａ，２ｂ内に溜まったオイルを、この湿り状態の冷媒によって洗い流すことができることとなる。
【００３１】
この場合、暖房運転の所定累積時間毎の間隔、すなわち、オイル回収運転を行う間隔については、空調機１の規模や構成、設置場所などの条件によって異なるため、各空調機１毎に適宜設定される。また、オイル回収運転を行う時間の長さについても、各冷媒毎に異なるため、冷媒毎に適宜決定される。
【００３２】
このうち、オイル回収運転を行う間隔については、オイルセパレータ７内に充分なオイルがあれば、わざわざ行う必要は無いし、逆にオイルセパレータ７内のオイルが少なくなっていれば、早急にオイル回収運転を行う必要がある。したがって、オイルセパレータ７内のオイル残量をチェックしてオイル回収運転を行うようにしてもよい。例えば、圧縮機１ａ，１ｂからの吐出ライン１１に設けられた冷媒温度センサＴＳ４の検知冷媒温度と、オイル戻しライン１９に設けられたオイル温度センサＴＯ３の検知オイル温度とを比較した場合、検知冷媒温度は、検知オイル温度よりも高いはずである。しかし、オイルセパレータ７内のオイルが無くなって来ると、オイル戻しライン１９に冷媒が流れることとなるので、検知オイル温度は、検知冷媒温度に近づいて来ることとなる。したがって、この検知冷媒温度と検知オイル温度との差分値が所定値以下になった場合に、オイルセパレータ７内に充分なオイル無くなったと判断してオイル回収運転を行ってもよい。
【００３３】
このようにすることで、暖房運転の所定累積時間を待たずに、圧縮機１ａ，１ｂのオイル切れのタイミングにあわせてオイルを回収することができる。
【００３４】
また、オイル回収運転を行う時間については、長時間行い過ぎると、液化した冷媒が圧縮機１ａ，１ｂに戻る、いわゆる液バックを生じることとなる。したがって、吸入ライン１２に設けた温度センサＴＳ２によって冷媒の過熱度をチェックしてオイル回収運転を行うようにしてもよい。例えば、電動膨張弁ＥＶ１を、冷媒過熱度に基づいて定まる通常開度以上に開いて所定時間運転するオイル回収運転を行っていると、次第に冷媒過熱度が低下して来る。そこで、この冷媒過熱度が３．５℃以下であることを所定時間継続して検知した場合には、電動膨張弁ＥＶ１を、温度センサＴＳ２の検知結果によって定まる冷媒の過熱度から設定される通常の開度制御に戻す。なお、３．５℃はあくまでも例示であって、使用するオイルや冷媒、空調機１の設置環境、冷媒回路の構成などによって異なるため、特にこのような温度に限定されるものではない。
【００３５】
このようにすることで、暖房運転時のオイル回収運転において、液バックを防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明に係る空調機は、圧縮機オイルを回収する機能を有する各種のエンジン駆動式空調機に用いられる。
【符号の説明】
【００３７】
１  エンジン駆動式空調機
１ａ、１ｂ  圧縮機
１１  吐出ライン
１２  吸入ライン
１３  液管ライン
１４  下流ライン
１５  接続ライン
１６  接続ライン
２ａ，２ｂ  室外熱交換器
３  室内熱交換器
４  四方弁
５  レシーバ
６  サブエバポレータ
７  オイルセパレータ
ＥＶ１  電動膨張弁（第一室外電動膨張弁）
ＥＶ２  電動膨張弁（第二室外電動膨張弁）
ＴＳ２  温度センサ
１９  オイル戻しライン（油面検知ライン）
【図１】
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【図２】
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