(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源投入後の初期冷却時に、高温側冷凍回路の運転により、カスケードコンデンサが所定温度まで低下した後に、低温側冷凍回路のコンプレッサを駆動する２元冷凍装置において、この初期冷却時に前記カスケードコンデンサが前記所定温度まで低下した後に、前記高温側冷凍回路のコンプレッサを停止させてから、前記低温側冷凍回路のコンプレッサを一定時間駆動して停止する回数を外気温度に応じて変更することを特徴する２元冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、起動不良対策を施した冷凍装置に関する。特に、超低温フリーザ等の２元冷凍装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超低温フリーザ等の二元冷凍装置において、コンプレッサの起動不良を改善する提案は、従来からなされている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、冷凍装置において、コンプレッサの周囲温度(外気温)が低いときに、このコンプレッサの起動不良が発生し易くなることが知られており、この対策として、コンプレッサの運転時の最初において、インバータ回路から出力する直流電圧の値を高くすることが知られている（特許文献２、３、４参照）。
【０００４】
このように、従来においては、直流電圧を出力するインバータ回路の出力電圧値を高くして、低温時の起動性を改善していた。
【特許文献１】特開２００４−１７７０４５号公報
【特許文献２】特許第２９８９４９０号公報
【特許文献３】特開昭６３−６９４７４号公報
【特許文献４】ＷＯ２００３／０８５２６５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、通常運転時のコンプレッサの起動性を改善するために、通常運転を行う前に、コンプレッサに昇圧した商用電源電圧を印加して駆動運転する運転モード（昇圧プレ駆動）を行う冷凍装置を提案するものである。また、本発明は、昇圧トランスを用いてコンプレッサの起動性を改善した冷凍装置を提案するものである。また、本発明は、過負荷リレーの動作に関連してコンプレッサの起動性を改善する冷凍装置を提案するものである。また、本発明は、二元冷凍装置において、コンプレッサの起動性を改善するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、電源投入後の初期冷却時に、高温側冷凍回路の運転により、カスケードコンデンサが所定温度まで低下した後に、低温側冷凍回路のコンプレッサを駆動する２元冷凍装置において、この初期冷却時に前記カスケードコンデンサが前記所定温度まで低下した後に、前記高温側冷凍回路のコンプレッサを停止させてから、前記低温側冷凍回路のコンプレッサを一定時間駆動して停止する回数を外気温度に応じて変更することを特徴する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明では、電源投入後の初期冷却時に、高温側冷凍回路の運転により、カスケードコンデンサが所定温度まで低下した後に、低温側冷凍回路のコンプレッサを駆動する２元冷凍装置において、この初期冷却時に前記カスケードコンデンサが前記所定温度まで低下した後に、前記高温側冷凍回路のコンプレッサを停止させてから、前記低温側冷凍回路のコンプレッサを一定時間駆動して停止する回数を外気温度に応じて変更するので、低温側コンプレッサ３の電流容量を確保することができる。また、一定時間の駆動を繰り返すうちにコンプレッサ３が暖まり、起動性が改善される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、電源投入後の初期冷却時に、高温側冷凍回路の運転により、カスケードコンデンサが所定温度まで低下した後に、低温側冷凍回路のコンプレッサ３を駆動する２元冷凍装置において、この初期冷却時に前記カスケードコンデンサが前記所定温度まで低下した後に、前記高温側冷凍回路のコンプレッサ２を停止させてから、前記低温側冷凍回路のコンプレッサ３を駆動することを特徴する。
【０００９】
本発明は、電源投入後の初期冷却時に、高温側冷凍回路の運転により、カスケードコンデンサが所定温度まで低下した後に、低温側冷凍回路のコンプレッサ３を商用電源電圧で通常運転駆動する２元冷凍装置において、商用電源電圧の値が所定規格値より低く且つ低外気温時には、前記低温側冷凍回路のコンプレッサ３を通常運転駆動する前に、昇圧トランス４で昇圧した商用電源電圧をコンプレッサ３に印加して、このコンプレッサ３を駆動する昇圧プレ駆動を行うことを特徴とする。
【００１０】
本発明は、前記昇圧プレ駆動を複数回繰り返すと共に、この繰り返す回数は、外気温度に応じて選択設定することを特徴とする。
【００１１】
また、前記昇圧プレ駆動を行った後に、前記通常運転を行ったが前記コンプレッサ３の起動がうまくいかずにコンプレッサ３の過負荷リレー１６が動作した場合は、前記昇圧プレ駆動を更に行うことを特徴とする。
【実施例１】
【００１２】
本発明の実施例１を図１〜図３を参照しつつ説明する。図１は概略回路図、図２は動作タイミングチャート図、図３は概念的な動作フロー図である。この実施例１は、前述した特許文献１にも記載されたような二元冷凍装置であり、高温側冷凍回路と低温側冷凍回路を備えている。この実施例１では、低温側冷凍回路のコンプレッサの起動性が悪いので、低温側コンプレッサにおいて起動性の改善を行っている。
【００１３】
図１において、１は商用電源である。２は高温側冷凍回路のコンプレッサである。３は低温側冷凍回路のコンプレッサである。４は昇圧トランスである。この昇圧トランス４は、入力電圧を２０％昇圧した１２０％昇圧出力と、入力電圧を３３％昇圧した１３３％昇圧出力の２つの値を出力する。
【００１４】
５はこの二元冷凍装置の制御基板（制御部）である。６は商用電源電圧の値を制御部５で検知するための電圧検知部である。７は制御部の電源電圧を作成するスイッチング電源回路である。
【００１５】
８は高温側冷凍回路と低温側冷凍回路で熱交換をするカスケードコンデンサの温度を測定するためのカスケードセンサである。９は外気温を測定する外気温センサである。
【００１６】
１０，１１は始動リレーである。１２は高温側コンプレッサリレーである。１３、１４、１５は低温側コンプレッサリレーであり、１４、１５は通常運転駆動前の一定期間だけ利用する低温側コンプレッサリレーであり、ここでは、昇圧リレーと称する。
【００１７】
この２元冷凍装置の制御部５により制御を説明する。電源投入されて３分後に制御部５は、高温側冷凍回路を始動する。つまり、高温側コンプレッサリレー１２等をＯＮとして、高温側冷凍回路を駆動させる。
【００１８】
高温側冷凍回路が動作すると、カスケードコンデンサの温度が下降する。制御部５は、カスケードセンサ８で、マイナス３４℃を検出すると、低温側冷凍回路を通常運転駆動する。
【００１９】
このとき、制御部５は、外気温を外気温センサ９で検出して、外気温が２５℃未満の場合には、低温側冷凍回路の通常運転駆動を直ぐに行わずに、起動性を改善するための制御を行う。外気温が２５℃以上の場合は、従来と同様であり、低温側冷凍回路の通常運転駆動を直ぐに行い、低温側コンプレッサリレー１３（温調リレー１３）をＯＮとして低温側冷凍回路を駆動する。これにより、２元冷凍装置（超低温フリーザ）の庫内が所定温度まで冷却されて維持される。
【００２０】
外気温が２５℃未満の場合の制御を説明する。制御部５は、電圧検知部６で電源電圧の値も検知しているので、外気温が２５℃未満で且つ商用電源電圧の値が９８ボルト未満の場合は、高温側冷凍回路のコンプレッサ２をＯＦＦとする。このＯＦＦの１０秒後に、昇圧リレー１４をＯＮとして１３３％電源電圧を選択し、３３％アップした電源電圧を低温側冷凍回路のコンプレッサ３に２分間印加する。この２分間の間、低温側冷凍回路のコンプレッサ３を駆動される。これにより、低温側冷凍回路のコンプレッサ３は、暖まり起動性は改善される。
【００２１】
また、制御部５は、外気温が２５℃未満で且つ商用電源電圧の値が９８ボルト以上１１５ボルト以下の場合も、高温側冷凍回路のコンプレッサ２をＯＦＦとするが、昇圧リレーは昇圧リレー１５側をＯＮとして１２０％電源電圧を選択し、２０％アップした電源電圧
を低温側冷凍回路のコンプレッサ３に２分間印加して、この２分間の間、低温側冷凍回路のコンプレッサ３を駆動する。これにより、前述と同様に、低温側冷凍回路のコンプレッサ３は、暖まり起動性は改善される。このように、昇圧した電源電圧により、通常運転駆動前に、コンプレッサ３を駆動することを、以下、ここでは、昇圧プレ駆動と称する。
【００２２】
また、制御部５は、外気温が２５℃未満で且つ商用電源電圧の値が上１１５ボルト以上の場合は、通常運転駆動の制御に戻り、温調リレー１３をＯＮとして低温側冷凍回路を駆動させる。これにより、２元冷凍回路（超低温フリーザ）の庫内が所定温度まで冷却されて維持される。
【００２３】
前記昇圧プレ駆動は、２分間続けられる、そして、制御部５は２分後に、この昇圧プレ駆動を終了して、再度、高温側冷凍回路のコンプレッサ２を駆動する。そして、再び、カスケードセンサ８で、マイナス３４℃を検出すると、制御部５は、前述と同様に、高温側冷凍回路のコンプレッサ２を、ＯＦＦとし、昇圧リレー１４をＯＮとして１３３％電源電圧（又は、昇圧リレー１５をＯＮとして１２０％電源電圧）を選択し、低温側冷凍回路のコンプレッサ３を２分間の間、昇圧プレ駆動する。２分後には、昇圧プレ駆動を終了して、再度、高温側冷凍回路のコンプレッサ２を駆動する。
【００２４】
このように、同じ動作を繰り返す。
【００２５】
そして、三度目においては、カスケードセンサ８で、マイナス３４℃を検出すると、制御部５は、外気温が５℃以上か否かも判定する。５℃以上であれば、従来からの通常運転駆動の制御に戻り、温調リレー１３をＯＮとして低温側冷凍回路を駆動させる。これにより、２元冷凍回路（超低温フリーザ）の庫内が所定温度まで冷却されて維持される。つまり、今までの２回の昇圧プレ駆動により、低温側冷凍回路のコンプレッサ３の起動性は改善されているので、外気温が５℃以上であれば、問題なく起動する筈である。
【００２６】
外気温が５℃未満であれば、昇圧プレ駆動を１０回繰り返してから、通常運転駆動を行うようにしている。
【００２７】
このように、実施例１では、外気温に応じて昇圧プレ駆動を２回または１０回行って起動性を改善してから、通常運転駆動により低温側冷凍回路のコンプレッサ３を運転している。なお、この制御のために、通常運転駆動の前に昇圧プレ駆動を何回行ったかを知るために、この実施例１では、昇圧プレ駆動の回数（ここでは、昇圧回数と称する）をカウントしている。
【００２８】
また、実施例１では、低外気温で且つ商用電源電圧値が低いときは、その外気温度と電圧値に応じて、低温側冷凍回路のコンプレッサ３を何度か昇圧プレ駆動して、起動性を改善しているので、通常運転駆動時に低温側冷凍回路のコンプレッサ３が起動不良をおこなさない。
【００２９】
なお、通常運転駆動時に低温側冷凍回路のコンプレッサ３を駆動しても、起動がうまく行かず、過負荷リレー１６等が動作した場合は、制御部５は、外気温・昇圧回数に関係なく、昇圧プレ駆動を行う。このように、実施例１では、低外気温時に、冷凍回路のコンプレッサ３を通常駆動する前に、昇圧トランス４を用いて昇圧した商用電源電圧により、コンプレッサ３を一定時間駆動して、このコンプレッサ３の起動性を改善してから、コンプレッサ３を通常運転駆動するようにしている。
【００３０】
また、実施例１では、商用電源電圧値が規格値より低い時に、冷凍回路のコンプレッサ３を通常運転駆動する前に、昇圧トランス４を用いて昇圧した商用電源電圧により、コン
プレッサ３を一定時間駆動して、このコンプレッサ３の起動性を改善してから、コンプレッサ３を通常運転駆動するようにしている。また、この商用電源電圧の値に応じて、昇圧トランス４で昇圧する値を最適な値に設定している。
【００３１】
また、実施例１では、外気温に応じて、昇圧プレ駆動を繰り返す回数（昇圧回数）を変更して、最適な値としている。
【００３２】
また、実施例１では、通常運転駆動において、起動がうまく行かず過負荷リレー１６が働いた場合は、外気温に関係なく、昇圧プレ駆動を行って、コンプレッサ３の起動性を改善している。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明を２元冷凍装置に適用した実施例１の回路図である。
【図２】実施例１の動作を示すフロー図である。
【図３】実施例１のタイミングチャート図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  商用電源電圧
２  高温側冷凍回路のコンプレッサ、
３  低温側冷凍回路のコンプレッサ（コンプレッサ）、
４  昇圧トランス、
５  制御部
８  カスケードセンサ（２元冷凍装置のカスケードコンデンサの温度を測るセンサ）
９  外気温センサ（周囲空間の温度を測るセンサ）
１６  コンプレッサ３の過負荷リレー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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