(57)【要約】【課題】安価な構成で圧縮機の逆回転の検知ができる冷凍サイクル装置を提供すること。【解決手段】圧縮機１、放熱器２、減圧機構３、蒸発器４が環状に接続されて冷媒が循環する冷媒回路８と、圧縮機１の圧縮機制御手段１０を備えた制御装置９と、圧縮機１から吐出する冷媒の温度を検出する吐出温度検出手段７を備え、制御装置９により圧縮機１を所定時間駆動させて、吐出温度検出手段７の検出する吐出温度変化が予め設定した閾値に対し小さい場合に圧縮機１の逆回転（回転方向の異常）と判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも圧縮機、放熱器、減圧機構、蒸発器が環状に接続されて冷媒が循環する冷媒回路と、前記圧縮機の駆動手段を有する制御装置と、前記圧縮機から吐出する冷媒の温度を検出する吐出温度検出手段とを備え、前記制御装置は、前記圧縮機を所定時間駆動させるとともに、前記所定時間内における前記吐出温度検出手段の検出する吐出温度変化が、予め設定した閾値により小さい場合に、前記圧縮機は逆回転していると判断することを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２】
交流電源から入力される電流値を検出する入力電流検出手段を有し、前記入力電流検出手段の検出する電流値が、予め設定した閾値より大きい場合に、前記圧縮機は逆回転していると判断することを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
外気温度を検出する外気温度検出手段を有し、前記外気温度検出手段の検出する外気温度に基づいて、前記所定時間の長さを変更することを特徴とする請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機を備えた冷凍サイクル装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転方向が一方向に定まった圧縮機を備えた冷凍サイクル装置は、圧縮機の回転方向の異常を判定するために、圧縮機起動後の所定時間（５秒間）において、圧縮機の吐出圧力の変化率が正であれば、正常回転、変化率が負であれば逆回転（回転方向の異常）と判定している（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７−２１８０５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の冷凍サイクル装置では、圧縮機の吐出圧力を検出するために吐出圧力検出手段（主に圧力センサー）が必要となる。圧力センサーは、正確に瞬時の圧力値を検出できる反面、一般的に高価であるという課題を有していた。
【０００５】
本発明は上記課題を解決するもので、安価な構成で圧縮機の逆回転の検知が実現できる冷凍サイクル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】
【０００６】
前記従来の課題を解決するために、本発明の冷凍サイクル装置は、少なくとも圧縮機、放熱器、減圧機構、蒸発器が環状に接続されて冷媒が循環する冷媒回路と、前記圧縮機の駆動手段を有する制御装置と、前記圧縮機から吐出する冷媒の温度を検出する吐出温度検出手段とを備え、前記制御装置は、前記圧縮機を所定時間駆動させるとともに、前記所定時間内における前記吐出温度検出手段の検出する吐出温度変化が、予め設定した閾値により小さい場合に、前記圧縮機は逆回転していると判断することを特徴とするものである。
【０００７】
これによって、一般的に安価な吐出温度検出手段（主に温度センサー）を用いて、前記圧縮機の逆回転を検知することが可能となる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、安価な構成で圧縮機の逆回転の検知が実現できる冷凍サイクル装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１における冷凍サイクル装置の構成図
【図２】本発明の実施の形態１における冷凍サイクル装置の圧縮機の動作タイミングを表す図
【図３】本発明の実施の形態１における冷凍サイクル装置の圧縮機の吐出温度変化を表す図
【図４】本発明の実施の形態２における冷凍サイクル装置の構成図
【図５】本発明の実施の形態２における冷凍サイクル装置の圧縮機の動作タイミングを表す図
【図６】本発明の実施の形態２における冷凍サイクル装置の圧縮機の吐出温度変化と入力電流値とを表す図
【図７】本発明の実施の形態３における冷凍サイクル装置の構成図
【図８】本発明の実施の形態４における冷凍サイクル装置の圧縮機の動作タイミングを表す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
第１の発明の冷凍サイクル装置は、少なくとも圧縮機、放熱器、減圧機構、蒸発器が環状に接続されて冷媒が循環する冷媒回路と、前記圧縮機の駆動手段を有する制御装置と、前記圧縮機から吐出する冷媒の温度を検出する吐出温度検出手段とを備え、前記制御装置は、前記圧縮機を所定時間駆動させるとともに、前記所定時間内における前記吐出温度検出手段の検出する吐出温度変化が、予め設定した閾値により小さい場合に、前記圧縮機は逆回転していると判断することを特徴とする冷凍サイクル装置である。
【００１１】
これによって、吐出圧力検出手段（主に圧力センサー）を用いて吐出冷媒の圧力を直接検出しなくても、前記圧縮機が正常に動作しているか否かを判定できるため、従来に比べて安価な構成で逆回転の検知が可能となる。
【００１２】
第２の発明の冷凍サイクル装置は、交流電源から入力される電流値を検出する入力電流検出手段を有し、前記入力電流検出手段の検出する電流値が、予め設定した閾値より大きい場合に、前記圧縮機は逆回転していると判断することを特徴とするものである。
【００１３】
これによって、冷凍サイクル装置内の冷媒が規定量より減少し、前記圧縮機が正常回転であっても前記吐出温度検出手段の検出する吐出温度変化が小さくなった場合に、前記入力電流検出手段の検出する入力電流値により、前記圧縮機の逆回転と判別することが可能となる。
【００１４】
第３の発明の冷凍サイクル装置は、外気温度を検出する外気温度検出手段を有し、前記外気温度検出手段の検出する外気温度に基づいて、前記所定時間の長さを変更するものである。
【００１５】
これによって、低外気温度下で前記圧縮機を駆動させた時、前記圧縮機が正常回転であっても前記圧縮機の駆動直後における前記吐出温度検出手段の検出する吐出温度変化が小さい場合に、前記所定時間を高外気温時に対して長く設定することにより、前記圧縮機の吐出温度変化を確実に検知することができ、前記圧縮機の逆回転と判別することが可能となる。
【００１６】
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本発明が限定されるものではない。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における冷凍サイクル装置の構成図である（例としてＣＯ２給湯機のヒートポンプユニットの構成図を示す）。図１において、１は圧縮機、２は放熱器、３は減圧機構、４は蒸発器、５は入水配管、６は出湯配管、７は吐出温度検出手段である。
【００１８】
冷媒回路８は図１に示すように圧縮機１、放熱器２、減圧機構３および蒸発器４が環状に接続されて構成され、冷媒として二酸化炭素が循環する。吐出温度検出手段７は圧縮機１から放熱器２へと冷媒を導入する配管の表面上に設けられる。
【００１９】
９は制御部であり、圧縮機１を駆動、停止させる圧縮機制御手段１０を有するとともに
、吐出温度検出手段７から送られた吐出温度に基づいて圧縮機１の逆回転（回転方向の異常）を検知する逆回転検知手段１１を有する。
【００２０】
以上のように構成された冷凍サイクル装置について、以下にその動作および作用を説明する。
【００２１】
図２は、各動作タイミングを示したものである。図２において、まず圧縮機１が駆動する直前に吐出温度検出手段７から送られた吐出温度（Ｔ１）を制御装置９に記憶する。次に制御装置９は圧縮機制御手段１０により圧縮機１を駆動させ、所定時間（ｔ）後、吐出温度検出手段７から送られた吐出温度（Ｔ２）を制御装置９に記憶する。逆回転検知手段１１は、吐出温度変化（Ｔ２−Ｔ１）が予め制御装置９に記憶されている閾値（Ｔ０）に対し大きければ、正常回転、小さければ、逆回転（回転方向の異常）と判定する。
【００２２】
図３は、正常回転および逆回転時における吐出温度変化を示したものである。図３において、圧縮機１が正常回転時、圧縮機１から吐出される冷媒の温度は、圧縮機１の駆動開始から数分後に目標温度（約８０℃〜１００℃）なるよう上昇する。
【００２３】
一方、圧縮機１が逆回転時、圧縮機１は正常に冷媒の圧縮動作を行うことができない状態であるが、吐出温度検出手段７の設けられている配管は圧縮機１の吸入側になるために、圧縮機１の駆動開始後、吐出温度検出手段７の検出する温度は一旦低下し、その後、緩やかに上昇していく傾向にある。
【００２４】
このように正常回転時と逆回転時で吐出温度変化の挙動が異なるため、逆回転の判定は、この吐出温度変化の挙動の違いを利用している。そのため、逆回転の判定時、圧縮機１を駆動させる所定時間（ｔ）は、吐出温度変化の挙動が判別できる時間以上の長さを必要とする。しかし、長時間に渡り圧縮機１を逆回転させると圧縮機１は、内部が磨耗、損傷し、故障に至る可能性があるため、圧縮機１を駆動させる所定時間（ｔ）は、吐出温度変化の挙動が判別できる最短時間（３０秒程度）に設定するのが望ましい。
【００２５】
以上により、本発明の冷凍サイクル装置は、圧縮機１の吐出温度を検出して、検出した吐出温度変化を用いて圧縮機１の逆回転（回転方向の異常）を検知することによって、従来に比べて安価な構成で逆回転の検知が可能となる。
【００２６】
（実施の形態２）
図４は、本発明の第２の実施の形態における冷凍サイクル装置の構成図である。図４において、１〜８については図１と同一の構成であり、９は制御部、１２は交流電源から入力される電流値を検出する入力電流検出手段である。
【００２７】
制御装置９は圧縮機１を駆動、停止させる圧縮機制御手段１０を有するとともに、吐出温度検出手段７から送られた吐出温度、および入力電流検出手段１２から送られた入力電流値に基づいて圧縮機１の逆回転（回転方向の異常）を検知する逆回転検知手段１１を有する。
【００２８】
以上のように構成された冷凍サイクル装置について、以下にその動作および作用を説明する。
【００２９】
図５は、各動作タイミングを示したものである。図５において、まず圧縮機１が駆動する直前に吐出温度検出手段７から送られた吐出温度（Ｔ１）を制御装置９に記憶する。制御装置９は圧縮機制御手段１０により圧縮機１を駆動させ、所定時間（ｔ）後、吐出温度検出手段７から送られた吐出温度（Ｔ２）、および入力電流検出手段１２の検出する入力
電流値（Ｉ１）を制御装置９に記憶する。逆回転検知手段１１は、吐出温度変化（Ｔ２−Ｔ１）が予め制御装置９に記憶されている閾値（Ｔ０）に対し小さく、かつ入力電流値（Ｉ１）が予め制御装置９に記憶されている閾値（Ｉ０）に対し大きければ、逆回転（回転方向の異常）と判定する。
【００３０】
図６は、正常回転および逆回転時における吐出温度変化と交流電源から入力される電流値を示したものである。図６において、圧縮機１が正常回転時、冷凍サイクル装置内の冷媒が規定量より少ない場合、冷媒への熱交換が不十分になるため、吐出温度変化は、冷媒が規定量通りの場合に対し小さくなる傾向にある。
【００３１】
また、交流電源から入力される電流値は、冷凍サイクル負荷が軽くなるため、冷媒が規定量通りの場合に対し小さくなる傾向にある。一方、圧縮機１が逆回転時、実施の形態１で記述したように吐出温度変化は、小さくなる。
【００３２】
また、交流電源から入力される電流値は、圧縮機１に大きな機械的負荷が掛かるため、非常に大きくなる傾向にある。このように正常回転で冷媒量が減少している時と逆回転時で、吐出温度変化は似通った挙動を示すが、交流電源から入力される電流値は明確に異なった挙動を示すため、逆回転の判定は、実施の形態１に記載の吐出温度変化に加えて、交流電源から入力される電流値を利用している。
【００３３】
以上により、本発明の冷凍サイクル装置は、冷凍サイクル装置内の冷媒が規定量より減少し、圧縮機１が正常回転であっても吐出温度検出手段７の検出する吐出温度変化が小さくなった場合に、入力電流検出手段１２の検出する入力電流値により、圧縮機１の逆回転と判別することが可能となる。
【００３４】
（実施の形態３）
図７は、本発明の第３の実施の形態における冷凍サイクル装置の構成図である。図７において、１〜８については図１と同一の構成であり、９は制御部、１３は外気温度検出手段である。制御装置９は圧縮機１を駆動、停止させる圧縮機制御手段１０を有するとともに、吐出温度検出手段７から送られた吐出温度、および外気温度検出手段１３から送られた外気温度に基づいて圧縮機１の逆回転（回転方向の異常）を検知する逆回転検知手段１１を有する。
【００３５】
以上のように構成された冷凍サイクル装置について、以下にその動作および作用を説明する。
【００３６】
各動作タイミングは、実施の形態１に記載の図２に準ずるため、省略する。ここで本実施の形態では、圧縮機制御手段１０により圧縮機１を駆動させる所定時間（ｔ）の時間を外気温度検出手段１３の検出する外気温度が高いほど短く、外気温度が低くなるほど長く設定する（例えば、所定時間ｔ＝外気温度を変数として増加する１次関数）。これにより、制御装置９は圧縮機１の吐出温度変化を確実に検知することができる。
【００３７】
以上により、本発明の冷凍サイクル装置は、低外気温度下で圧縮機１を駆動させた時、圧縮機１が正常回転であっても圧縮機１の駆動直後における吐出温度検出手段７の検出する吐出温度変化が小さい場合に、所定時間（ｔ）を高外気温時に対して長く設定することにより、圧縮機１の逆回転と判別することが可能となる。
【００３８】
（実施の形態４）
冷凍サイクル装置の構成は、実施の形態１に記載の図１に準ずるため、省略する。
【００３９】
図８は、各動作タイミングを示したものである。ここで本実施の形態では、制御装置９が逆回転検知手段１１により圧縮機１の逆回転を検知した場合、圧縮機制御手段１０により圧縮機１の駆動を停止させる。
【００４０】
以上により、本発明の冷凍サイクル装置は、圧縮機１内部の磨耗、損傷による圧縮機１の故障を防止することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
以上のように、本発明にかかる冷凍サイクル装置は、回転方向が一方向に定まった圧縮機の逆方向回転を検知するものであり、同様の圧縮機を搭載したヒートポンプ給湯機、空気調和機に有用である。
【符号の説明】
【００４２】
１  圧縮機
２  放熱器
３  減圧機構
４  蒸発器
５  入水配管
６  出湯配管
７  吐出温度検出手段
８  冷媒回路
９  制御装置
１０  圧縮機制御手段
１１  逆回転検知手段
１２  入力電流検出手段
１３  外気温度検出手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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