(57)【要約】【課題】密閉型圧縮機を用いた冷凍装置に関し、過負荷保護装置が動作した後の再始動に失敗することなく、正常運転状態に復帰するまでに時間がかかってしまうという欠点の解決を図る。【解決手段】過負荷保護装置１０９を備えた密閉型圧縮機１０１と密閉型圧縮機を空冷する電動送風機１０３は、電源回路１０５とスイッチ１０７に対して並列に接続され、密閉型圧縮機１０１側の電源回路に電流が流れた場合にのみ、電動送風機１０３側の電源回路をＯＮにする機械式リレー１１１を加えることにより、過負荷保護装置１０９の冷却スピードが過剰に早くならず、復帰時間が長くなる。その結果、密閉型圧縮機１０１の吐出側の圧力と吸入側の圧力との圧力差が大きい状態での再始動を防止でき、密閉型圧縮機１０１が正常運転状態に復帰するまでの時間を短縮できるようになる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器の中に電動機と前記電動機によって駆動される圧縮要素を収容するとともに前記密閉容器の外側にバイメタル式の過負荷保護装置を前記電動機と直列に設けた密閉型圧縮機と、前記密閉型圧縮機を空冷する電動送風機とを電源回路に対して並列に接続し、前記電動機の停止に連動して前記電動送風機を停止させるスイッチング回路を設けた冷凍装置。
【請求項２】
スイッチング回路を構成するスイッチは機械式リレーである請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項３】
スイッチング回路を構成するスイッチはフォトトライアックカプラである請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項４】
スイッチング回路を構成するスイッチはハイブリッドリレーである請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項５】
スイッチング回路を構成するスイッチは故障モードがクローズのリレーである請求項１に記載の冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍冷蔵機器や空調機器等に使用される冷凍装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の冷凍装置は、密閉型圧縮機と電動送風機とを、電源回路に対して並列に接続したものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、図面を参照しながら上記従来の冷凍装置を説明する。
【０００４】
図９は、特許文献１に記載された従来の冷凍装置の電気回路図を示すものであり、図１０は密閉型圧縮機の縦断面図を示すものである。
【０００５】
図９および図１０において、過負荷保護装置９を備えた密閉型圧縮機１と密閉型圧縮機を空冷する電動送風機３は、電源回路５とスイッチ７に対して並列に接続されて、冷凍装置を構成している。
【０００６】
過負荷保護装置９は、密閉容器２１の外周に固定され、密閉容器２１の温度および電流によって密閉型圧縮機１の過負荷運転を感知し動作する。
【０００７】
密閉容器２１は、内部下方に設けた圧縮要素２３と、この圧縮要素２３の上方に設けた電動機２５とを収納している。
【０００８】
電動機２５は、積層電磁鋼板よりなる固定子鉄心に巻線を巻装した固定子４７と、積層電磁鋼板よりなる回転子２９とから構成される。クランク軸２７は電動機２５の回転子２９に取付られており、偏芯部３１を備えている。
【０００９】
鉄系材料の鋳物からなるシリンダブロック３３は、クランク軸２７が挿入される軸受部３５と、この軸受部３５とほぼ直角に形成され、圧縮室３７を備えるシリンダ３９とが形成されている。
【００１０】
シリンダ３９内を摺動するピストン４１は、コネクティングロッド４３を介して偏芯部３１と連結されている。偏芯部３１の先端に取付られた給油管４５は、密閉容器２１の底部に貯溜する潤滑油（図示せず）を、圧縮要素２３やクランク軸２７に給油して、摺動部の潤滑をスムーズにさせている。
【００１１】
以上のように構成された冷凍装置について、以下その動作を説明する。
【００１２】
電源回路５のスイッチ７が入ることで、密閉型圧縮機１と電動送風機３に電気が供給され、電動送風機３が動作し、密閉型圧縮機１に風を送り、これを空冷する。
【００１３】
また、密閉型圧縮機１の内部では、回転子２９の回転に伴い、クランク軸２７の偏芯部３１に連結されたコネクティングロッド４３を介してピストン４１が往復動する。そして、圧縮室３７内の冷媒ガスを圧縮して、吐出管（図示せず）を通じて冷凍冷蔵機器や空調機器等のシステムに向けて吐出される。
【特許文献１】特開平１−１８１０６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上記従来の構成では、密閉型圧縮機１に対し直列に設けられた過負荷保護装置９が一旦動作すると、密閉型圧縮機１は圧縮運転を停止する。しかしながらスイッチ７が閉じていると電動送風機３に電気が供給されてしまい、密閉型圧縮機１に風を送り、これを空冷し続ける。
【００１５】
従って、瞬間的な停電や電源の抜き差し等の原因で密閉型圧縮機１が一時的にロックし、そのときの過電流で過負荷保護装置９が動作した状態においても、電動送風機３が動作し続ける。そのため、過負荷保護装置９は電動送風機３により空冷され続けることとなり、過負荷保護装置９の温度が下がるスピードが過剰に早くなり、過負荷保護装置９の復帰時間が短くなってしまう。
【００１６】
その結果、密閉型圧縮機１の吐出側の圧力と吸入側の圧力との圧力差が大きい状態で電動機２５が再始動しようとするため、電動機２５のトルクが密閉型圧縮機１の機械負荷に負けてしまい、密閉型圧縮機１が全く起動しなかったり、数秒の動作の後、ブレイクダウンして、再始動に失敗してしまう。結局これを何回か繰り返した後に再始動に成功するので、正常運転状態に復帰するまでに時間がかかってしまう。こういった現象が生じると、例えば冷凍装置が冷蔵庫に搭載されている場合、庫内温度が上昇してしまうといった課題を有していた。
【００１７】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、再始動性の良い冷凍装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記従来の課題を解決するために、本発明の冷凍装置は、密閉型圧縮機と電動送風機とを電源回路に対して並列に接続し、電動機の停止に連動して電動送風機を停止させるスイッチング回路を設けたもので、過負荷保護装置が動作している間は電動送風機が動作しないため、過負荷保護装置の冷却スピードが過剰に早くならず、密閉型圧縮機の吐出側および吸入側の圧力がバランスした状態で再始動するので、過負荷保護装置の復帰と共に密閉型圧縮機が再始動することができ、密閉型圧縮機の停止時間を短縮することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の冷凍装置は、密閉型圧縮機と電動送風機とを電源回路に対して並列に接続し、電動機の停止に連動して電動送風機を停止させるスイッチング回路を設けたもので、密閉型圧縮機の再始動性の良い冷凍装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
請求項１に記載の発明は、密閉容器の中に電動機と前記電動機によって駆動される圧縮要素を収容するとともに前記密閉容器の外側にバイメタル式の過負荷保護装置を前記電動機と直列に設けた密閉型圧縮機と、前記密閉型圧縮機を空冷する電動送風機とを、電源回路に対して並列に接続し、前記電動機の停止に連動して前記電動送風機を停止させるスイッチング回路を設けたもので、スイッチング回路を設けたことにより、過負荷保護装置が動作している間は電動送風機が動作せず、過負荷保護装置の冷却スピードが過剰に早くならず、吐出側および吸入側の圧力がバランスした状態で再始動するので、過負荷保護装置の復帰と共に密閉型圧縮機が再始動することができ、密閉型圧縮機の停止時間を短縮することができる。
【００２１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明のスイッチング回路を構成するスイッチを機械式リレーとしたもので、請求項１に記載の効果に加えて、機械式リレーはコイルと接点式スイッチのみで構成されているため、スイッチング回路が簡易に構成することができ、またコイルや接点式スイッチの電流容量が大きいため、大電流が流れる電源回路にも適用することができる。
【００２２】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明のスイッチング回路を構成するスイッチを半導体リレーとしたもので、請求項１に記載の効果に加えて、さらにスイッチング回路を小型にすることができ、また半導体リレーは機械式リレーのような機械的可動部をもたず、電子回路の働きでスイッチのＯＮ／ＯＦＦを行うため、信頼性が向上する。
【００２３】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明のスイッチング回路を構成するスイッチを、機械式リレーと半導体リレーとを組み合わせたハイブリッドリレーとしたもので、請求項１に記載の効果に加えて、接点式スイッチを利用しているため、大電流が流れる電源回路にも適用することができる。
【００２４】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明のスイッチング回路を構成するスイッチの故障モードがクローズのリレーとしたもので、請求項１に記載の効果に加えて、さらにリレーが故障した場合においても、密閉型圧縮機を冷却することができ、圧縮中の過酷運転を避けることができるので、信頼性が向上する。
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。
【００２６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における冷凍装置の電気回路図、図２は、同実施の形態における密閉型圧縮機の縦断面図である。
【００２７】
図１および図２において、過負荷保護装置１０９を備えた密閉型圧縮機１０１と密閉型圧縮機を空冷する電動送風機１０３は、電源回路１０５とスイッチ１０７に対して並列に接続された冷凍装置の電源回路であって、密閉型圧縮機１０１側の電源回路に電流が流れた場合にのみ、電動送風機１０３側の電源回路をＯＮにするスイッッチング回路を構成するスイッチとして、機械式リレー１１１を備えた電源回路を構成している。
【００２８】
過負荷保護装置１０９は、密閉容器１２１の外周に固定され、密閉容器１２１の温度および電流によって密閉型圧縮機１０１の過負荷運転を感知し動作する。
【００２９】
機械式リレー１１１は、コイル１１１ａとプランジャー１１１ｂと接点式スイッチ１１１ｃとから構成されている
密閉容器１２１は、内部下方に設けた圧縮要素１２３と、この圧縮要素１２３の上方に設けた電動機１２５とを収納している。クランク軸１２７は電動機１２５の回転子１２９に取付られており、偏芯部１３１を備えている。
【００３０】
鉄系材料の鋳物からなるシリンダブロック１３３は、クランク軸１２７が挿入される軸受部１３５と、この軸受部１３５とほぼ直角に形成された圧縮室１３７を備えるシリンダ１３９とが形成されている。
【００３１】
シリンダ１３９内を摺動するピストン１４１は、コネクティングロッド１４３を介して偏芯部１３１と連結されている。偏芯部１３１の先端に取り付けられた給油管１４５は、密閉容器１２１の底部に貯溜する潤滑油（図示せず）を圧縮要素１２３やクランク軸１２７に給油して、摺動部の潤滑をスムーにさせている。
【００３２】
電動機１２５は、積層電磁鋼板よりなる固定子鉄心に巻線を巻装した固定子１４７と、積層電磁鋼板よりなる回転子１２９とから構成される。
【００３３】
以上のように構成された冷凍装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００３４】
図１において、電源回路１０５のスイッチ１０７が入ることで密閉型圧縮機１０１に電気が供給され、密閉型圧縮機１０１が動作する。これにより、機械式リレー１１１のコイル１１１ａに電流が流れ、電磁石の原理によりコイル１１１ａが励磁されてプランジャー１１１ｂを稼動させる。これにより、通常ＯＦＦになっている接点式スイッチ１１１ｃがＯＮになり、電動送風機１０３が動作し、密閉型圧縮機１０１に風を送り、これを空冷する。
【００３５】
図２において、回転子１２９の回転に伴い、クランク軸１２７の偏芯部１３１に連結されたコネクティングロッド１４３を介してピストン１４１が往復動し、圧縮室１３７内の冷媒ガスを圧縮して、吐出管（図示せず）を通じて冷凍冷蔵機器や空調機器等のシステムに向けて吐出される。
【００３６】
例えば、瞬間的な停電や電源の抜き差し等の原因で密閉型圧縮機１が一時的にロックし、そのときの過電流で過負荷保護装置９が動作することがある。その際、電源回路１０５のスイッチ１０７がＯＮしても、過負荷保護装置１０９が動作している場合、すなわち開回路になっている場合は、密閉型圧縮機１０１側の電源回路に電流が流れないため、機械式リレー１１１のコイル１１１ａにも電流が流れない。よって、通常ＯＦＦになっている接点式スイッチ１１１ｃはＯＦＦのままであり、過負荷保護装置１０９が動作している間は電動送風機１０３は動作せず、過負荷保護装置１０９の冷却スピードが過剰に早くならなくなる。
【００３７】
その結果、密閉型圧縮機１０１は吐出側および吸入側の圧力がバランスした状態で再始動するので、過負荷保護装置の復帰と共に密閉型圧縮機１０１が再始動することができ、密閉型圧縮機１０１の停止時間を短縮できるという効果を得ることができる。
【００３８】
さらに、機械式リレー１１１はコイル１１１ａとプランジャー１１１ｂと接点式スイッチ１１１ｃのみで構成されているため、スイッチング回路を簡易に構成することができる。またコイルや接点式スイッチの電流容量が大きいため、大電流が流れる電源回路にも適用することができ、幅広い製品に採用することができる。
【００３９】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態３における冷凍装置の電気回路図であり、図４は、同実施の形態における密閉型圧縮機の縦断面図である。
【００４０】
以下、図３および図４に基づいて本実施の形態について説明する。なお，実施の形態１と同一構成については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４１】
図３および図４において、過負荷保護装置１０９を備えた密閉型圧縮機１０１と前記密閉型圧縮機を空冷する電動送風機１０３は、電源回路１０５とスイッチ１０７に対して並列に接続された冷凍装置の電源回路であって、密閉型圧縮機１０１側の電源回路に電流が流れた場合にのみ、電動送風機１０３側の電源回路をＯＮにするスイッチング回路を構成するスイッチとして、フォトトライアックカプラ２１１に代表される半導体リレーを備えた電源回路を構成している。
【００４２】
フォトトライアックカプラ２１１は、発光ダイオード２１１ａとフォトトライアック２１１ｂとから構成されている。
【００４３】
以上のように構成された冷凍装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００４４】
図３において、電源回路１０５のスイッチ１０７が入ることで密閉型圧縮機１０１に電気が供給され、密閉型圧縮機１０１が動作する。これにより、フォトトライアックカプラ２１１の発光ダイオード２１１ａに電流が流れ、発光ダイオード２１１ａが光信号を発生し、この光信号をフォトトライアック２１１ｂが受けて電圧に変換する。この電圧により、通常ＯＦＦになっているフォトトライアック２１１ｂがＯＮになり、電動送風機１０３が動作し、密閉型圧縮機１０１に風を送り、これを空冷する。
【００４５】
しかしながら、電源回路１０５のスイッチ１０７がＯＮしても、過負荷保護装置１０９が動作している場合、すなわち開回路になっている場合は、密閉型圧縮機１０１側の電源回路に電流が流れないため、フォトトライアックカプラ２１１の発光ダイオード２１１ａにも電流が流れない。よって、通常ＯＦＦになっているフォトトライアック２１１ｂはＯＦＦのままであり、過負荷保護装置１０９が動作している間は電動送風機１０３が動作せず、過負荷保護装置１０９の冷却スピードが過剰に早くならなくなる。
【００４６】
その結果、密閉型圧縮機１０１は吐出側および吸入側の圧力がバランスした状態で再始動するので、過負荷保護装置の復帰と共に密閉型圧縮機１０１が再始動することができ、密閉型圧縮機１０１の停止時間を短縮できるという効果を得ることができる。
【００４７】
さらに、フォトトライアックカプラ２１１はスイッチング回路を小型にすることができる。またフォトトライアックカプラ２１１は機械式リレーのような機械的可動部をもたず、電子回路の働きでスイッチのＯＮ／ＯＦＦを行うため、接点摩耗がなく、信頼性やメンテナンスの面で有利である。
【００４８】
（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態４における冷凍装置の電気回路図であり、図６は、同実施の形態における密閉型圧縮機の縦断面図である。
【００４９】
以下、図５および図６に基づいて本実施の形態について説明する。なお，実施の形態１と同一構成については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００５０】
図５および図６において、過負荷保護装置１０９を備えた密閉型圧縮機１０１と前記密閉型圧縮機を空冷する電動送風機１０３は、電源回路１０５とスイッチ１０７に対して並列に接続された冷凍装置の電源回路であって、密閉型圧縮機１０１側の電源回路に電流が流れた場合にのみ、電動送風機１０３側の電源回路をＯＮにするスイッチング回路を構成するスイッチとして、ハイブリッドリレー３１１を備えた電源回路を構成している。
【００５１】
ハイブリッドリレー３１１は、機械式リレーと半導体リレーが合わさったものであり、発光ダイオード３１１ａ、フォトトライアック３１１ｂ、コイル３１１ｃ、プランジャー３１１ｄ、接点式スイッチ３１１ｅ、そして抵抗３１１ｆとから構成されている。
【００５２】
以上のように構成された冷凍装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００５３】
図５において、電源回路１０５のスイッチ１０７が入ることで密閉型圧縮機１０１に電気が供給され、密閉型圧縮機１０１が動作する。これにより、ハイブリッドリレー３１１の発光ダイオード３１１ａとコイル３１１ｃに電流が流れ、まず発光ダイオード３１１ａが光信号を発生し、この光信号をフォトトライアック３１１ｂが受けて電圧に変換する。この電圧により、通常ＯＦＦになっているフォトトライアック３１１ｂがＯＮされる。これに遅れてコイル３１１ｃに電流が流れることで、電磁石の原理により、コイル３１１ｃが励磁されてプランジャー３１１ｄを稼動させる。これにより、通常ＯＦＦになっている接点式スイッチ３１１ｅがＯＮされ、電動送風機１０３が動作し、密閉型圧縮機１０１に風を送り、これを空冷する。
【００５４】
しかしながら、電源回路１０５のスイッチ１０７がＯＮしても、過負荷保護装置１０９が動作している場合、すなわち開回路になっている場合は密閉型圧縮機１０１側の電源回路に電流が流れないため、ハイブリッドリレー３１１の発光ダイオード３１１ａとコイル３１１ｃに電流が流れない。よって、通常ＯＦＦになっているフォトトライアック３１１ｂと接点式スイッチ３１１ｅはＯＦＦのままであり、過負荷保護装置１０９が動作している間は電動送風機１０３が動作せず、過負荷保護装置１０９の冷却スピードが過剰に早くならなくなる。その結果、過負荷保護装置１０９の冷却スピードが過剰に早くならなくなる。その結果、密閉型圧縮機１０１は吐出側および吸入側の圧力がバランスした状態で再始動するので、過負荷保護装置の復帰と共に密閉型圧縮機１０１が再始動することができ、密閉型圧縮機１０１の停止時間を短縮できるという効果を得ることができる。
【００５５】
さらに、ハイブリッドリレー３１１は電動送風機１０３側の回路をまずフォトトライアック３１１ｂで通電させてから、接点式スイッチ３１１ｅで通電させるため、接点式スイッチ３１１ｅの溶着を防止することができる。また、定常時は接点式スイッチ３１１ｅで通電させるため、大電流が流れる電源回路にも適用することができ、幅広い製品に採用することができる。
【００５６】
（実施の形態４）
図７は、本発明の実施の形態５における冷凍装置の電気回路図であり、図８は、同実施の形態における密閉型圧縮機の縦断面図である。
【００５７】
以下、図７および図８に基づいて本実施の形態について説明する。なお，実施の形態１と同一構成については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００５８】
図７および図８において、過負荷保護装置１０９を備えた密閉型圧縮機１０１と前記密閉型圧縮機を空冷する電動送風機１０３は、電源回路１０５とスイッチ１０７に対して並列に接続された冷凍装置の電源回路であって、密閉型圧縮機１０１側の電源回路に電流が流れた場合にのみ、電動送風機１０３側の電源回路をＯＮにするスイッチング回路のスイッチとして、故障モードがクローズのリレー４１１を備えた電源回路を構成している。
【００５９】
故障モードがクローズのリレー４１１は、コイル４１１ａ、プランジャー４１１ｂ、接点式スイッチ４１１ｃ、そしてバイメタル４１１ｄとから構成されている。
【００６０】
以上のように構成された冷凍装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００６１】
図７において、電源回路１０５のスイッチ１０７が入ることで密閉型圧縮機１０１に電気が供給され、密閉型圧縮機１０１が動作する。これにより、これにより、リレー４１１のコイル４１１ａに電流が流れ、電磁石の原理によりコイル４１１ａが励磁されてプランジャー４１１ｂを稼動させる。これにより、通常ＯＦＦになっている接点式スイッチ４１１ｃがＯＮになり、電動送風機１０３が動作し、密閉型圧縮機１０１に風を送り、これを空冷する。
【００６２】
しかしながら、電源回路１０５のスイッチ１０７がＯＮしても、過負荷保護装置１０９が動作している場合、すなわち開回路になっている場合は密閉型圧縮機１０１側の電源回路に電流が流れないため、リレー４１１のコイル４１１ａにも電流が流れない。よって、通常ＯＦＦになっている接点式スイッチ４１１ｃはＯＦＦのままであり、過負荷保護装置１０９が動作している間は電動送風機１０３が動作せず、過負荷保護装置１０９の冷却スピードが過剰に早くならなくなる。その結果、密閉型圧縮機１０１は吐出側および吸入側の圧力がバランスした状態で再始動するので、過負荷保護装置の復帰と共に密閉型圧縮機１０１が再始動することができ、密閉型圧縮機１０１の停止時間を短縮できるという効果を得ることができる。
【００６３】
さらにリレー４１１は故障モードがクローズであるため、リレー４１１のプランジャー４１１ｂや接点式スイッチ４１１ｃが故障した場合においても、バイメタル４１１ｄが密閉型圧縮機１０１の温度を感知し、一定以上の温度となると閉状態となる。そのため、密閉型圧縮機１０１を冷却することができ、圧縮中の過酷運転を避けることができるので、信頼性が向上する。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
以上のように、本発明にかかる冷凍装置は、庫内温度の上昇を防ぐことが可能となるので、ショーケース、ウォータクーラ、除湿機等の冷凍サイクルを用いた装置への用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施の形態１における冷凍装置の電気回路図
【図２】同実施の形態における密閉型圧縮機の横断面図
【図３】本発明の実施の形態２における冷凍装置の電気回路図
【図４】同実施の形態における密閉型圧縮機の横断面図
【図５】本発明の実施の形態３における冷凍装置の電気回路図
【図６】同実施の形態における密閉型圧縮機の横断面図
【図７】本発明の実施の形態４における冷凍装置の電気回路図
【図８】同実施の形態における密閉型圧縮機の横断面図
【図９】従来の冷凍装置の電気回路図
【図１０】従来の密閉型圧縮機の縦断面図
【符号の説明】
【００６６】
１０１    密閉型圧縮機
１０３    電動送風機
１０５    電源回路
１０９    過負荷保護装置
１１１    機械式リレー
１２１    密閉容器
１２３    圧縮要素
１２５    電動要素
２１１    フォトトライアックカプラ
３１１    ハイブリッドリレー
４１１    故障モードがクローズのリレー
【図１】
2005221145.tif 000003
【図２】
2005221145.tif 000004
【図３】
2005221145.tif 000005
【図４】
2005221145.tif 000006
【図５】
2005221145.tif 000007
【図６】
2005221145.tif 000008
【図７】
2005221145.tif 000009
【図８】
2005221145.tif 000010
【図９】
2005221145.tif 000011
【図１０】
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