JPH04225769A - ガス漏れ診断装置付き冷凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気調和を目的とした
冷却装置、生鮮物を長期間に渡り鮮度良く保存すること
を目的とした冷蔵装置又は冷蔵を兼ねる冷凍装置、生鮮
物を輸送する期間これらを鮮度良く保存したり又はその
期間を熟成期間に用いることのできる冷蔵乃至冷凍を兼
ねるコンテナ等を総称する冷却装置としての、蒸気圧縮
式冷却装置に用いられる冷媒のガス漏れ診断装置付き冷
凍装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】空気調和を目的とした冷却装置、生鮮物
を長期間に渡り鮮度良く保存することを目的とした冷蔵
装置又は冷蔵を兼ねる冷凍装置、生鮮物を輸送する期間
これらを鮮度良く保存したり又はその期間を熟成期間に
用いることのできる冷蔵乃至冷凍を兼ねるコンテナ等を
総称する冷却装置として、蒸気圧縮式冷却装置が広く用
いられている。

【０００３】この装置は蒸発潜熱の大きいガスを冷媒に
用い、圧縮機、凝縮器、液化冷媒流量制御弁、蒸発器等
の主要機器で冷媒の閉循環系を構成し、冷媒にランキン
サイクルをなさせ、所与の対象を目的の温度に制御する
と共に、更には加湿、換気等の機能を付加して対象物環
境の湿度及び又は炭酸ガス濃度制御も行われている。

【０００４】そしてこれら制御量の制御には、例えば液
化冷媒流量制御にパルスモータ駆動式流量制御弁を用い
ると共に、圧縮機の吐出する高圧ガス冷媒を蒸発器入り
口にバイパスさせる電動式のガス流量制御弁等の操作機
器と温度及び圧力検出器等を用いこれらの動作量をマイ
クロコンピュータにより演算制御して、極めて精度の高
い温湿度乃至炭酸ガス濃度、更には酸素濃度制御が行わ
れているのは公知の事実である。そして、前記マイクロ
コンピュータはプログラミングによっていくらでも制御
機能を高め得ると言う柔軟性（フレキシビリティ）を利
用して、マイクロコンピュータの自己診断、各種検出器
異常の有無診断、液又はガス流量制御弁、圧縮機駆動用
電動機、凝縮器冷却手段駆動用電動機及び蒸発器の熱除
去手段駆動用電動機その他電気機器の異常の有無診断を
自動で行う自動診断機能を持つ冷却装置も、海上輸送用
コンテナについては知られている。

【０００５】上記については、これまで公開されたいく
つかの発明があり、例えば、「状態制御方法」（特開昭
５９−２２６９０１）、「温度制御方法」（特開昭６０
−１４０７１）、「温度制御方法」（特開昭６０−１４
０７２）、「冷凍装置に置ける圧力センサの故障診断方
法」（特開昭６３−４６３５８）、「冷凍装置の除霜制
御装置」（特開平０２−１７３７７）、「冷凍装置絶縁
抵抗試験装置」（特開平０１−１８４４７５）等がある
。また、これら冷却装置に用いられる圧縮機には、長年
の生産実績によりその信頼性と保守性の高さから専ら往
復動型の圧縮機が用いられた。

【０００６】しかし、近年ではローリングピストン型又
はスクロール型の回転圧縮機が出現し、その信頼性も高
まり、頭初は専ら空気調和に用いられていたが、徐々に
冷凍を目的に含む冷却装置にも用途を拡大しつつある。

【０００７】前記回転圧縮機は共働するピストン部材間
の隙間の調整可能量が小さい構造上の制約から、極端な
冷媒の欠乏（以下ローガスと言う）条件下で運転されピ
ストン部材の温度が異常上昇すると、熱膨脹による寸法
変化の逃げ場がなく、往復動型に比して焼き付き、噛り
等異常磨耗に至り易い点で改善の余地があると共に、保
護の観点からこの状態を自動診断機能により事前に検出
して前記異常を未然に防止することが焦眉の要請である
。

【０００８】この発明はこれを実現することを目的とす
る。以下に海上輸送用コンテナを例に、自動診断装置付
きの従来の冷却装置の一例を示し、マイクロコンピュー
タによる自動診断に関わる従来技術のレベルを示すと共
に、前記改善の余地の具体例をスクロール型回転圧縮機
を例に説明する。図７は海上輸送用コンテナの内側斜視
図、図８は上記コンテナの外側斜視図、図９は冷媒の循
環系統図、図１０はシステム制御概要系統図、図１１は
自動診断と制御フロー概要、図１２は運転中の冷媒量診
断の例を夫々示す。

【０００９】図７乃至図１０に於て、符番に対応する各
部位の名称は次の通りである。１０００はコンテナ、２
０００は冷却装置、２１００は内側ユニット、２１１０
は蒸発器、２１１１は蒸発器用ファンモータ、２１２０
は蒸発器用ファン、２１３１は吸い込み空気温度検出器
、２１３２は吹き出し空気温度検出器、２１３３は蒸発
器出口温度検出器、２１３４はヒータ温度検出器、２１
４０は加熱用ヒータ、２１５０は換気孔、２１５１は換
気孔開閉モータ、２１６０は加湿器、２１６２は湿度検
出器、２１７０は空気圧力スイッチ、２１８１は吸い込
み空気、２１８２は吹き出し空気、２２００は外側ユニ
ット、２２１０は圧縮機、２２１１は圧縮機用電動機、
２２２０は潤滑油、２２３１は吐出圧力検出器、２２３
２は吸入圧力検出器、２２３３は油圧圧力検出器、２２
４１は吐出ガス温度検出器、２２４２は大気温度検出器
、２２５０は凝縮器、２２５１は凝縮器用ファンモータ
、２２６１は液冷媒流量制御弁、２２６２はガス冷媒流
量制御弁、２２７１は液ガス熱交換器、２２７２はドラ
イヤ、２２７３はストレーナ、２２７４は電磁弁、２２
８０は冷却空気、３０００はマイクロコンピュータ式コ
ントローラである。

【００１０】次に、全体の構成概要を図７乃至図８を用
いて説明する。直方体の箱状の断熱構造の短辺側の一面
に図示しない出入り口を持つコンテナ１０００の出入口
の対面に冷却装置２０００が取り付けられる。冷却装置
２０００は内側ユニット２１００と外側ユニット２２０
０とマイクロコンピュータ式コントローラ３０００を一
体に組み立てたものである。内側ユニット２１００は、
蒸発器２１１０と熱運搬媒体であるコンテナの内側空気
２１８０駆動手段である蒸発器用ファン２１２０よりな
る冷媒の蒸発手段と、加熱用ヒータ２１４０、加湿器２
１６０、図示しない酸素ガス貯留タンク等の補助機器を
一体に組んだものである。外側ユニット２２００は、冷
媒の圧縮手段である圧縮機２２１０と、凝縮器２２５０
と熱運搬媒体である大気（冷却空気）２２８０を駆動す
る凝縮器用ファンモータ２２５１よりなる凝縮手段と液
冷媒流量制御弁２２６１及びガス冷媒流量制御弁２２６
１等の弁手段と液ガス熱交換機２２７１、ドライヤー２
２７２、ストレーナ２２７３、冷媒の閉循環系を遮断す
る電磁弁２２７４、更には図示しない水熱交換器等の配
管付属機器２２７０が一体に組み立てられている。勿論
これらの機器類は目的に叶う手段で前記冷媒閉循環系が
構成されている。

【００１１】これら両ユニットは略一枚の板の夫々内外
面にコンパクトに纏められ、当然のことながら、マイク
ロコンピュータ式コントローラ３０００は外部から操作
されるので外側ユニットに設けられる。ダンパー２１５
０は前記板部に設けた穴を開閉して外気２２８０を出し
入れするものでモータ２１５１で開度制御される。冷却
装置を要求に叶うよう運転するために内側ユニット２１
００には蒸発器出口温度検出器２１３３、吸い込み空気
２１８１の温度検出器２１３１、吹き出し空気２１８２
の温度検出器２１３２、ヒータ付近空気温度検出器２１
３４、が設けられ、一方の熱運搬媒体であり処理操作の
対象でもあるコンテナ１０００の内側空気２１８０の処
理前後の温度は、吸い込み空気温度検出器２１３１及び
吹き出し空気温度検出器２１３２で検出制御される。蒸
発手段により熱交換された冷媒の温度は代表表面の温度
を、蒸発器出口温度検出器２１３３で検出される。内側
空気２１８０の湿度は蒸発手段の熱運搬媒体吸い込み口
付近に設けられた加湿器２１６０付近の吸い込み空気湿
度検出器２１６２で検出される。また用途により炭酸ガ
ス濃度検出器、酸素ガス濃度検出器も設けられる。デフ
ロストに関わる内側空気２１８０の温度はヒータ付近空
気温度検出器２１３４で検出制御される。外側ユニット
２１００には圧縮手段の吐出圧力検出器２２３１、圧縮
手段の吸入圧力検出器２２３２、強制給油方式の圧縮手
段の場合は油圧圧力検出器２２３３、圧縮手段の吐出ガ
ス温度検出器２２４１、凝縮手段の冷却媒体２２８０（
大気）の一次温度検出器２２４２、が装備されていて、
冷却装置の運転状況把握データの一部を測定する。

【００１２】次に、冷媒循環系の構成概要を図９により
説明する。冷媒は圧縮手段２２１０の吐出口、凝縮手段
２２５０、液冷媒流量制御弁２２６１、蒸発手段２１１
０、圧縮手段２２１０の吸い込み口の順に循環するのは
一般の場合と同一であり、説明を要しない。ここでやや
特異な点は既に公知の事実ではあるが、圧縮手段２２１
０の吐出口を出た高温高圧の作動ガスを蒸発手段２１１
０の入口に、ガス冷媒流量制御弁２２６２を介してバイ
パスさせている点である。これは冷却装置の冷却能力調
整又は大気温度が低く加熱が必要な時、液冷媒流量を制
限して、高温のガス状媒媒を蒸発手段に流して此の加熱
能力を加熱用ヒータ２１４０の能力に加算して用いる目
的で行われる。液冷媒流量制御弁２２６１は例えばパル
ス駆動式のステッピング動作をする連続制御型の開閉弁
であり、ガス冷媒流量制御弁２２６２は例えば電磁力に
比例して作動開度変化する連続制御型の開閉弁である。

【００１３】次に、システムとその制御について図１０
のシステム制御概要系統図によって説明する。このシス
テムは電源開閉器４１００、圧縮手段駆動用電動機２２
１１、蒸発手段の蒸発器ファン駆動用電動機２１１１、
凝縮手段の凝縮ファン駆動用電動機２２５１、ヒータ２
１４０等の電力機器、マイクロコンピュータ式コントロ
ーラ３０００、加湿器２１６０、冷却装置の運転データ
記録機器への電磁開閉器４２００よりなる電源４０００
と、マイクロコンピュータ式コントローラ３０００より
なる。

【００１４】マイクロコンピュータ式コントローラ３０
００は電源３１００、コンピュータ本体３２００、設定
表示器３３００よりなり、ユニットスイッチ３１１０を
投入すると通電される。コンピュータ本体３２００には
、温度検出器２１３１〜２１３３、２２４１、２２４２
、圧力検出器２２３１〜２２３３、湿度検出器２１６２
、酸素濃度、炭酸ガス濃度等の濃度検出器等各種の検出
器がセンサーターミナルに接続される。冷媒流量制御弁
２２６１、２２６２、換気口２１５０開閉用モータ２１
５１、電磁弁２２７４等は操作機器ターミナルに接続さ
れ出力が制御される。前記各種電動機及びヒータ類は主
としてＯＮ／ＯＦＦ制御され、これはコンピュータ本体
３２００が制御結果として出力するリレー群３２１０に
より制御される開閉器群４２１０により行われる。

【００１５】次に、自動診断と制御フロー概要を図１１
により説明する。診断機能は大別して初期診断、ファン
クション診断、予行検査（以下ＰＴＩという；ｐｒｅ　
ｔｒｉｐ　ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ）の三項目よりなり、
ＰＴＩは主要項目のみと全項目に分けられ、必要に応じ
て選択可能である。

【００１６】（ａ）　電源投入スイッチ４１００を投入
し、ユニットスイッチ３１１０を投入するとコンピュー
タ本体３２００の演算制御機能が動作を開始し、スター
ト状態になる。

【００１７】（ｂ）　次に初期診断を始める。初期診断
は主として、ＲＯＭ，ＲＡＭ，ＰＲＯＧＲＡＭ等ＣＰＵ
（ＣＯＭＰＩＵＴＩＮＧ　ＵＮＩＴ）の診断、Ａ／Ｄコ
ンバータの診断、センサーの診断、その他を行う。Ａ／
Ｄコンバータの診断は対応するセンサーの入力電圧を印
加した時所定のデジタル符号系列が出力されるかどうか
を符号判定すれば解る。センサーの診断は断線又は短絡
かを先ず診断する。 その後例えばシステムが停止していれば当然互いに等値
を示す物理量に着目して、これを比較することによりな
される。例えば冷却装置が停止していれば、内側ユニッ
ト２１００の吸い込み空気温度は吹き出し空気温度、ヒ
ータ付近空気温度、蒸発器出口温度とほぼ等しく、圧縮
手段の吐出圧力は吸入圧力、油圧圧力とほぼ等しくなる
筈であるから誤差範囲を越えて等号条件が満たされなけ
れば異常と診断する。その他の診断は、例えば各種電動
機の断線の有無、絶縁低下の有無が診断項目の一部であ
る。絶縁低下の有無診断は本願発明者等がなした前掲の
先の出願特開平０１−１８４４７５に詳しく記載されて
いる。このように、初期診断は非通電状態での各種電力
機器の異常の有無を診断対象にする基本的な診断である
。

【００１８】（ｃ）　電力機器への通電を開始する。初
期診断に合格すればコンピュータ本体３２００はリレー
群３２１０に対応するリレーを介して開閉器４２１０に
動作指令を出力するので、これに基づき電力機器への一
次側に通電される。

【００１９】（ｄ）　割り込み有無を判定する。コンピ
ュータの動作プログラムは割り込みがあれば対応する作
業ができるよう仕組まれているので、これがあるか否か
判定する。対応する作業の一例は設定値変更、ファンク
ション診断、ＰＴＩ診断である。設定値変更は制御変数
の設定値、例えば内側ユニット２１００の吸い込み空気
温度、デフロスト（除霜）開始設定時間等を変更するも
のである。ファンクション診断では、各種電力機器を通
電しなければ判断不可能な項目を診断する。例えば、各
種電力機器の開閉器４２１０の接点の動作、圧縮機駆動
用電動機の動力配線の相回転方向（但しこの場合は同電
動機用開閉器は勿論非動作とする）等で有る。ＰＴＩ診
断では、冷却装置を実際に運転して、高価な積荷を収容
して輸送しうる機能を全て満たすか否かを、荷物を入れ
るに先立って診断する。ここでは例えば、各種電力機器
の欠相の有無、冷媒漏れの有無が実運転条件で診断され
る。

【００２０】この一例を図１２に基づき説明する。図１
２はＰＴＩの標準的な運転パターンを示しており、ＰＴ
ＩはＭＩＮＩ．ＰＴＩとＭＡＸ．ＰＴＩに区分され、前
者は主として機器単独の作動診断を行い、後者は冷却装
置としての全ての機能を診断し、前者は後者に先行して
行われる。ＭＩＮＩ．ＰＴＩが全項目異常無し、即ち正
常に終了すると、冷却装置の運転が始まり、ＭＡＸ．Ｐ
ＴＩに移行する。初めに室内側ユニットの吹き出し空気
温度ｔａ　Ｄ　の設定値を０℃に設定して冷却運転する
。吹き出し空気温度ｔａ　Ｄ　が目標温度に到達したら
、その時の圧縮手段２２１０の吐出圧力ＨＰを、ｔａ　
Ｄ　＝０℃に対する大気温度ｔａ　をパラメータとする
冷却装置の高い圧力ＨＰの、実験等で予め求められた特
性即ちＨＰの大気温度特性に基づき、所定の圧力範囲に
有るか否か診断し、冷媒量の診断を行う。この条件で能
力制御運転を継続し制御の安定性を診断する。次に吹き
出し空気温度ｔａ　Ｄ　の設定温度を冷凍条件の、例え
ば−１５℃まで下げて運転し低温条件で再度冷媒量診断
と制御の安定性診断を行い、次に前記設定温度を更に下
げ、最低到達温度を確認する。その後冷却運転を停止し
て、加熱ヒータ２１４０を通電してデフロスト機能を診
断する。即ち、所定位置例えば蒸発器出口温度が所定時
間内に所定温度まで上昇するか診断する。

【００２１】以上がＰＴＩの概要で有り、診断の途中で
異常を発見すれば、異常内容を表示して直ちに運転を停
止する。また解除操作を行えば、診断を中断すると共に
それまで行った診断結果を表示する。ＰＴＩ診断が合格
すると、荷積ＯＫのサインが出てコンピュータ本体はこ
れを記憶し電源再投入時此を表示器３３００に表示する
ので、特別の指示をしなければこのときは割り込み無し
の処理がなされる。

【００２２】（ｅ）　荷積み運転する。ここでは先に設
定した制御変数の設定値に基づき、夫々の冷媒流量制御
弁２２６０の弁開度をＰＩＤ演算結果応じて、中間開度
から全閉又は全開に渡り制御し、ヒータ２１４０の通電
有無、凝縮手段のファン運転数等自動制御運転がなされ
る。

【００２３】（ｆ）　装置を停止する。ユニット停止ス
イッチ３１１０が開かれると冷却装置は運転を停止する
。

【００２４】

【発明が解決すべき課題】以上に詳しく述べたように、
特に海上輸送コンテナの如く高価な生鮮物を積み荷とし
て、世界中を輸送の範囲にするのみならず、果物の一部
については輸送期間を積み荷の熟成に利用する等、冷却
装置に要求される機能は多様であり、又、冷却装置の故
障による積み荷の損傷は単に賠償保険が解決する訳でも
なく、冷却装置には極めて高い信頼性が要求され、この
ための手段として診断機能は極めて重要で有る。

【００２５】そしてこれ等の内でも圧縮機に要求される
信頼性は格段に高い。然しながら従来用いられていたレ
シプロ型圧縮機に対しローリングピストン型又はスクロ
ール型回転圧縮機は性能の非常に優れた圧縮機ではある
が、ローガス運転にはレシプロ型圧縮機より今のところ
比較的弱い。そのためローガス状態で運転することは極
力避けた方が良い。このことは冷媒漏れ診断は初期診断
直後に、即ち診断を要する状態量検出手段の診断を行っ
た後、圧縮機を運転することなく行うことの必要性と有
用性を示唆している。

【００２６】本発明は、上記の課題を解決しようとする
ものである。

【００２７】

【課題を解決するための手段】本発明のガス漏れ診断装
置付き冷凍装置は、蒸発潜熱の大きい作動物質を冷媒に
用い、前記冷媒を閉循環系内に循環させて冷却又は加熱
を行う蒸気圧縮式冷凍装置に於て、閉循環系内の圧力検
出手段と、閉循環系内及び／又は外の温度検出手段と、
前記閉循環系内の圧力記憶手段と、同記憶手段と前記温
度検出手段の検出温度とから同温度での平衡圧力を算出
する手段と、同算出手段により算出された圧力と前記圧
力検出手段により検出された圧力とを比較して冷媒漏れ
有無を判定する異常漏れ有無判定手段とを備えたことを
特徴としている。

【００２８】

【作用】上記において、平衡圧力算出手段は、閉循環系
内に封入された冷媒と潤滑油の組成比と温度と圧力の関
係を記憶する圧力記憶手段よりデータを入力し、温度検
出手段より検出された温度を入力して、所定の組成比に
おける平衡圧力を算出する。上記算出された圧力は圧力
検出手段が検出した圧力とともに異常漏れ有無判定手段
により比較され、同判定手段は検出圧力が算出された圧
力より低ければ異常漏れありと判定する。

【００２９】密閉容器内に潤滑油の如き溶解性液体と共
存する冷媒の圧力は、混合物の組成比（例えば重量百分
率）が既知であれば、温度が決まれば一義的に決まる。 組成比を、運転可能な最小冷媒封入量の冷媒循環系内に
封入された溶解性液体に対して取れば、温度を知れば運
転可能な圧力を知ることになる。即ち、温度と圧力を知
れば最小冷媒封入量が確保されているか判断できる。上
記冷媒の重量ＧＲ　潤滑油の重量ＧＯ　の組成比Φは次
式で示される。

【００３０】Φ＝ＧＲ　／（ＧＲ　＋ＧＯ　）組成比Φ
が決まると、温度ｔ℃に対する混合物の気液平衡圧力Ｐ
Φは、 ＰΦ＝ｐ（Φ，ｔ） として一義的に決まり組成比Φが小になると気液平衡圧
力ＰΦも小になる。組成比Φを所望の値に決めて、対応
する気液平衡圧力ＰΦを判断基準に選択すれば、圧力と
温度を測定することにより任意の温度に置ける冷媒の量
が下限以下か否か判断できる。冷凍装置は運転停止後所
定時間経過すると、温度は周囲温度に、圧力はその時の
飽和圧力を示し、もし冷媒の異常漏れがあれば、その時
の圧力は圧力ＰΦより小さくなる筈である。温度検出手
段の検出した温度ｔに対応して、示すべき圧力ＰΦを上
式より予測し、この予測値と圧力検出手段が測定した圧
力ｐを比較すれば異常漏れの有無を診断することができ
る。

【００３１】上記により、冷媒の異常漏れ状態で圧縮機
を運転することを未然に防止することができるため、レ
シプロ圧縮機より比較的弱い回転圧縮機の異常温度上昇
に基づく損傷の機会を無くし得ると共に、冷媒漏れを早
期に発見でき全ての冷凍装置に適用可能な装置を実現す
る。

【００３２】

【実施例】本発明の一実施例を図１及び図２に示す。本
実施例は、従来の装置における図７乃至図１１に示すコ
ントローラ３０００に冷媒漏れ診断手段を付加したもの
であり、その他は従来の装置と変らないため説明を省略
する。

【００３３】図１及び図２に示す本実施例は、蒸発潜熱
の大きい作動物質を冷媒に用い、前記冷媒を閉循環系内
に循環させて冷却又は加熱を行う蒸発圧縮式冷凍装置に
おいて、閉循環系内の圧力検出手段２２３１又は２２３
２と、閉循環系内及び／又は外の温度検出手段２２４１
と、前記閉循環系内の圧力記憶手段３４００と、同記憶
手段３４００と前記温度検出手段２２４１の検出温度と
から同温度での平衡圧力を算出する手段３５００と、同
算出手段３５００により算出された圧力と前記圧力検出
手段２２３１又は２２３２により検出された圧力とを比
較する比較手段３６００と、同比較手段３６００より比
較結果を入力して冷媒漏れ有無を判定する異常漏れ有無
判定手段３７００と、同判定手段３７００の判定結果を
表示する異常漏れ表示手段３８００を備えている。

【００３４】上記において、平衡圧力算出手段３５００
は、温度検出手段２２４１が検出した温度と、閉循環系
内に封入された冷媒と潤滑油の組成比と温度により決ま
る圧力記憶手段３４００に記憶された圧力より、上記温
度における平衡圧力を算出する。上記算出された圧力は
圧力検出手段２２３１又は２２３２が検出した圧力とと
もに比較手段３６００に入力し、同比較手段３６００は
両者を比較してその結果を異常漏れ有無判定手段３７０
０に入力し、同判定手段３７００は検出圧力が算出され
た圧力より低ければ異常漏れ有りと判定する。この判定
結果は異常漏れ表示手段３８００に入力され表示される
。

【００３５】密閉容器内に潤滑油の如き溶解性液体と共
存する冷媒の圧力は、混合物の組成比（例えば重量百分
率）が既知であれば、温度が決まれば一義的に決まる。 組成比を、運転可能な最小冷媒封入量の冷媒循環系内に
封入された溶解性液体に対して取れば、温度を知れば運
転可能な圧力を知ることになる。即ち、温度と圧力を知
れば最小冷媒封入量が確保されているか判断できる。例
えばナフテン系潤滑油に対するＲ１２，Ｒ２２の気液平
衡特性は参考文献１（「フロン系冷媒と冷凍機油との間
の溶解度に関する研究」蒔田薫、田中嘉之、「ヒートポ
ンプ調査研究報告」日本冷凍協会（Ｓ６２．１０．２４
））、参考文献２（「Ｒ２２熱物性値表」日本冷凍協会
（Ｓ５０．１１．１９））によると図３及び図４の如く
与えられる。これより冷媒の重量ＧＲ　、潤滑油の重量
ＧＯ　の組成比Φは次式で示される。

【００３６】Φ＝ＧＲ　／（ＧＲ　＋ＧＯ　）　　　　
（１）　組成比Φが決まると、温度ｔ℃に対する混合物
の気液平衡圧力ＰΦは、 ＰΦ＝ｐ（Φ、ｔ）　　　　（２）　 として一義的に決まり組成比Φが小になるとＰΦも小に
なる。組成比Φを所望の値に決めて、対応するＰΦを判
断基準に選択すれば、圧力と温度を測定することにより
任意の温度に置ける冷媒の量が下限以下か否か判断でき
る。

【００３７】冷凍装置は運転停止後所定時間経過すると
、温度は周囲温度に、圧力はその時の飽和圧力を示し、
もし冷媒の異常漏れがあれば、その時の圧力は前記（２
）　式の圧力ＰΦより小さくなる筈である。温度検出手
段２２４１の検出した温度に対応して、示すべき圧力Ｐ
Φを（２）　式より予測し、此の予測値と圧力検出手段
２２３１又は２２３２が測定した圧力ｐを比較すれば異
常漏れの有無を診断することができる。

【００３８】関係式（２）　で求められる冷媒量は許容
し得る下限でありやや危険を伴うので、安全を見て判断
基準となる圧力を補正しても良い。この補正量をΔｐと
し、補正後の圧力をＰΦ´とすると、 ＰΦ´＝ＰΦ＋Δｐ　　　　（３）　 であり安全側に補正するのであるから、ΔＰ＞０　　　
　（４）　 に選択するのは当然である。閉循環系の温度のバランス
はもと概略取れているので、開弁による圧力の強制バラ
ンスに起因する温度平衡の崩れは実用上無視し得る。無
視し得ない場合でも平衡に達する所要時間は実用域であ
る。このようにして圧縮手段の運転可否が診断できる。 上記圧力ＰΦ、ＰΦ´について、組成比Φ一定とした場
合の冷媒の飽和圧力Ｐｓ　との関係は図５に示す通りで
ある。

【００３９】上記により、冷媒の異常漏れ状態で圧縮機
を運転することを未然に防止することができるため、レ
シプロ圧縮機より比較的弱い回転圧縮機の異常温度上昇
に基づく損傷の機会を無くし得ると共に、冷媒漏れを早
期に発見でき全ての冷凍装置に適用可能な装置を実現す
る。

【００４０】なお、スクロール型圧縮機の一例を旋回半
径固定型につき図６により以下説明する。問題となり得
るスクロール中心部の熱膨張の逃げに関しては、旋回半
径可変のものと本質的相違はない。

【００４１】図６において、密閉ハウジング８内上部に
はスクロール型圧縮機構Ｃが、下部には電動モータ４が
配設され、これらは回転シャフト５によって互いに連動
連結されている。スクロール型圧縮機構Ｃは固定スクロ
ール１、旋回スクロール２、旋回スクロール２の公転を
許容するが、その自転を阻止するオルダムリンク等の自
転阻止機構３、固定スクロール１及び電動モータ４が係
止されるフレーム６、回転シャフト５を軸支する上部軸
受７１及び下部軸受７２、旋回スクロール２を支持する
旋回軸受７３及びスラスト軸受７４を具えている。

【００４２】固定スクロール１は端板１１とうず巻体１
２よりなり、端板１１には吐出ポート１３とこれを開閉
する吐出弁１７が設けられている。旋回スクロール２は
端板２１とうず巻体２２とボス２３よりなり、このボス
２３内にはドライブブッシュ５４が旋回軸受７３を介し
て軸支されている。そして、このドライブブッシュ５４
には回転シャフト５の上端に突設された偏心ピン５３が
回転自在に軸支されている。ハウジング８内底部に貯溜
された潤滑油８１は回転シャフト５の回転による遠心力
によって入口孔５１から吸い上げられ、給油孔５２を通
って下部軸受７２、偏心ピン５３、上部軸受７１、自転
阻止機構３、旋回軸受７３、スラスト軸受７４等を潤滑
した後、室６１、排油孔６２を経てハウジング８の底部
に排出される。

【００４３】電動モータ４を回転駆動すると、この回転
は回転シャフト５、偏心ピン５３、ドライブブッシュ５
４、旋回軸受７３を介して旋回スクロール２に伝達され
、旋回スクロール２は自転阻止機構３によって自転を阻
止されながら公転旋回運動する。するとガスが吸入管８
２を経てハウジング８内に入り、電動モータ４を冷却し
た後、固定スクロール１に設けられた吸入通路１５から
吸入室１６を経て固定スクロール１と旋回スクロール２
を噛み合せることによって限界された複数の密閉空間２
４内に吸入される。そして、旋回スクロール２の公転旋
回運動により密閉空間２４の容積が減少するのに伴って
圧縮されながら中央部に至り、吐出ポート１３から吐出
弁１７を押し上げて第１の吐出キャビティ１４に吐出さ
れ、次いで、仕切壁３１に穿設された穴１８を経て第２
の吐出キャビティ１９に入り、ここから吐出管８３を経
て外部に吐出される。なお、８４はドライブブッシュ５
４に取り付けられたバランスウエイトである。

【００４４】ローリングピストンとシリンダ、固定スク
ロールと旋回スクロールを共働するピストン部材とする
ローリングピストン型又はスクロール型回転圧縮機では
、往復動型圧縮機に於けるピストンとシリンダの如く、
ピストンリング相当の部材を持たない、あるいは旋回ス
クロールにチップシールを持つものでもスクロール中央
部では、ローガス条件で運転され冷媒による摺動部の冷
却が不十分の時、該部の熱膨張の逃げ場がなくなる危険
度が高い。（２）　又は（３）　式から求めた冷媒量が
あれば運転可能であることは、実験的に確認された量で
、作用の完全な説明は困難であるものの、冷媒による最
低限度の冷却作用と、冷媒流動に伴う潤滑油の流動によ
る冷却と潤滑の相互作用が働いているものと推察する。

【００４５】

【発明の効果】本発明のガス漏れ診断装置付き冷凍装置
は、平衡圧力算出手段が圧力記憶手段よりデータを入力
し温度検出手段より検出温度を入力して平衡圧力を算出
し、異常漏れ有無判定手段が平衡圧力算出手段により算
出された平衡圧力を入力し圧力検出手段より検出圧力を
入力して冷媒漏れの有無を判定するものとすることによ
って、冷媒の異常漏れ状態で圧縮機を運転することを未
然に防止することができるため、レシプロ圧縮機より比
較的弱い回転圧縮機の異常温度上昇に基づく損傷の機会
を無くし得ると共に、冷媒漏れを早期に発見でき全ての
冷却装置に適用可能な装置を実現する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の説明図である。

【図２】上記一実施例に係る診断のフロー図である。

【図３】冷媒Ｒ１２の気液平衡特性線図である。

【図４】冷媒Ｒ２２の気液平衡特性線図である。

【図５】潤滑油と共存する冷媒の温度−圧力特性図であ
る。

【図６】スクロール型圧縮機の説明図である。

【図７】海上輸送用コンテナの内側斜視図である。

【図８】海上輸送用コンテナの外側斜視図である。

【図９】冷凍装置の冷媒の循環系統図である。

【図１０】冷凍装置のシステム制御概要系統図である。

【図１１】従来の冷凍装置の診断フロー図である。

【図１２】従来の冷凍装置の診断の説明図である。

【符号の説明】

２２３１，２２３２　　圧力検出手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　蒸発潜熱の大きい作動物質を冷媒に用
   い、前記冷媒を閉循環系内に循環させて冷却又は加熱を
   行う蒸気圧縮式冷凍装置に於て、閉循環系内の圧力検出
   手段と閉循環系内及び／又は外の温度検出手段と、前記
   閉循環系内に封入した冷媒と潤滑油の組成比と温度に依
   存して決まる前記閉循環系内の圧力記憶手段と、同記憶
   手段と前記温度検出手段の検出温度とから同温度での平
   衡圧力を算出する手段と同算出手段により算出された圧
   力と前記圧力検出手段により検出された圧力とを比較し
   て冷媒漏れ有無を判定する異常漏れ有無判定手段とを備
   えたことを特徴とするガス漏れ診断装置付き冷凍装置。