圧縮機の故障診断方法および故障診断装置
【課題】蒸気圧縮式の冷凍装置にコンプレッサ１の故障診断機能を持たせることで、修理作業を効率良くして迅速なユーザー対応を行う。
【解決手段】コンプレッサ１の圧縮容量を可変制御する可変制御弁１５４に与える制御電流値を、複数段階の大きさに可変して供給する電流可変手段としてのステップＳ１２と、段階毎での蒸気圧縮式冷凍サイクル内の低圧側圧力値を検知する低圧圧力検知手段としてのステップＳ１３と、供給した制御電流値と検知された低圧側圧力値との関係が、所定の特性曲線との対比から正常範囲内にあるか否かを判定する正常判定手段としてのステップＳ１４とを有している。そして、ステップＳ１４で正常範囲外であると判定された場合は、コンプレッサ１が故障であると判定するようにしている。
これによれば、蒸気圧縮式冷凍サイクルに組み込まれたコンプレッサ１が故障しているか否かを、簡単に判定することができる。
【解決手段】コンプレッサ１の圧縮容量を可変制御する可変制御弁１５４に与える制御電流値を、複数段階の大きさに可変して供給する電流可変手段としてのステップＳ１２と、段階毎での蒸気圧縮式冷凍サイクル内の低圧側圧力値を検知する低圧圧力検知手段としてのステップＳ１３と、供給した制御電流値と検知された低圧側圧力値との関係が、所定の特性曲線との対比から正常範囲内にあるか否かを判定する正常判定手段としてのステップＳ１４とを有している。そして、ステップＳ１４で正常範囲外であると判定された場合は、コンプレッサ１が故障であると判定するようにしている。
これによれば、蒸気圧縮式冷凍サイクルに組み込まれたコンプレッサ１が故障しているか否かを、簡単に判定することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気圧縮式冷凍サイクルに組み込まれた可変容量圧縮機の故障を診断する圧縮機の故障診断方法および故障診断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、蒸気圧縮式冷凍サイクルを用いた定置式の空調装置において、冷暖房不良が発生した場合、ユーザーはサービスコールにて空調装置の点検および修理を依頼する。この依頼に応じてサービスマンは、空調装置が設置されている現場に出向き、どのような異常で、どこが不良かを現場で診断することとなる。図６は、このような従来の、現場診断の流れの一例を示すフローチャートである。サービスマンは、現場に到着して現場診断を開始すると、まず、装置を作動させてみて、不具合状況を確認する。
【０００３】
このとき、電気的な作動ではなく、冷凍サイクルの機械的な故障が想定される場合、例えば、圧縮機前後の高圧／低圧圧力や吐出／吸入温度、室内機からの吹出温度などのデータ取りを行う（ステップＳ１）。そして、得られた圧力や温度のデータが、それぞれサービスマニュアルなどに示される正常範囲内であるか否かの判定を行う（ステップＳ２）。その結果、上記でデータ取りした圧力や温度が正常であれば、少なくとも圧縮機は正常であると判断して（ステップＳ３）、他の部分での故障を調べることとなる（ステップＳ４）。
【０００４】
しかし、上記データ取りで得られた圧縮機前後の圧力や温度が、正常範囲内ではない場合、圧縮機が何らかの故障で異常であると判断できる（ステップＳ５）。そして、圧縮機の交換が必要となった場合は、交換用の圧縮機を手配し（ステップＳ６）、その交換用の圧縮機が用意できたときに再度設置現場を訪問して交換修理を行うこととなる（ステップＳ７）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した従来の修理方法では、空調装置が復旧するまでに時間が掛かってしまい、迅速なユーザー対応という点において問題であった。本発明は、この従来の問題に鑑みて成されたものであり、その目的は、蒸気圧縮式の冷凍装置に圧縮機の故障診断機能を持たせることで、修理作業を効率良くして迅速なユーザー対応を行うことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記目的を達成するために、下記の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、蒸気圧縮式冷凍サイクルに組み込まれた可変容量圧縮機（１）の故障を診断する圧縮機の故障診断方法であり、可変容量圧縮機（１）の圧縮容量を可変制御する可変制御弁（１５４）に与える制御電流値を、複数段階の大きさに可変して供給する電流可変スイップ（Ｓ１２）と、段階毎での蒸気圧縮式冷凍サイクル内の低圧側圧力値を検知する低圧圧力検知ステップ（Ｓ１３）と、供給した制御電流値と検知された低圧側圧力値との関係が、所定の特性曲線との対比から正常範囲内にあるか否かを判定する正常判定ステップ（Ｓ１４）とを有し、正常判定ステップ（Ｓ１４）で正常範囲外であると判定された場合は、可変容量圧縮機（１）が故障であると判定することを特徴としている。
【０００７】
この請求項１に記載の発明によれば、蒸気圧縮式冷凍サイクルに組み込まれた可変容量圧縮機（１）が故障しているか否かを、簡単に判定することができる。なお、以上のような圧縮機の故障診断方法は、下記の如く、圧縮機の故障診断装置に適用することができる。
【０００８】
すなわち、請求項２に記載の発明では、蒸気圧縮式冷凍サイクルに組み込まれた可変容量圧縮機（１）の故障を診断する圧縮機の故障診断装置であり、可変容量圧縮機（１）の圧縮容量を可変制御する可変制御弁（１５４）に与える制御電流値を、複数段階の大きさに可変して供給する電流可変手段（Ｓ１２）と、段階毎での蒸気圧縮式冷凍サイクル内の低圧側圧力値を検知する低圧圧力検知手段（７、Ｓ１３）と、供給した制御電流値と検知された低圧側圧力値との関係が、所定の特性曲線との対比から正常範囲内にあるか否かを判定する正常判定手段（Ｓ１４）とを有し、正常判定手段（Ｓ１４）で正常範囲外であると判定された場合は、可変容量圧縮機（１）が故障であると判定することを特徴としている。
【０００９】
この請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様、蒸気圧縮式冷凍サイクルに組み込まれた可変容量圧縮機（１）が故障しているか否かを、簡単に判定することができる。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の圧縮機の故障診断装置において、自己診断実行手段（９ａ）を備え、ユーザーが自己診断実行手段（９ａ）を操作することで、各手段（Ｓ１１、７、Ｓ１３、Ｓ１４）による可変容量圧縮機（１）が故障であるか否かの自己診断が実施されることを特徴としている。
【００１１】
この請求項３に記載の発明によれば、可変容量圧縮機（１）が組み込まれた蒸気圧縮式冷凍装置において不具合が発生した場合、サービスマンに設置現場まで来てもらって現場診断をしてもらうまで待たなくとも、ユーザーが自己診断実行手段（９ａ）を操作することによって自己診断が実施され、可変容量圧縮機（１）が故障であるか否かの判定結果を得ることができる。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明では、請求項２または３に記載の圧縮機の故障診断装置において、表示手段（９ｂ）もしくは報知手段のいずれか、もしくはその両方を備え、各手段（Ｓ１１、７、Ｓ１３、Ｓ１４）による可変容量圧縮機（１）が故障であるか否かの自己診断の結果を、ユーザーに表示もしくは報知のいずれか、もしくはその両方をすることを特徴としている。この請求項４に記載の発明によれば、可変容量圧縮機（１）が故障であるか否かの自己診断を行った結果を、ユーザーに知らせることができる。
【００１３】
また、請求項５に記載の発明では、蒸気圧縮式冷凍装置において、請求項２ないし４に記載の圧縮機の故障診断装置を備えることを特徴としている。この請求項５に記載の発明によれば、可変容量圧縮機（１）が組み込まれた蒸気圧縮式冷凍装置において、例えば可変制御弁故障などによる不具合が発生した場合、ユーザーは、故障診断装置を作動させて可変容量圧縮機（１）が故障であるか否かを知ることができる。
【００１４】
また、サービスマンは、サービルコールの際に、可変容量圧縮機（１）が故障であるか否かをユーザーに問い合わせることができる。その結果、可変容量圧縮機（１）が故障である場合、サービスマンは初動時に交換用の圧縮機を持参して設置現場に出向くことができ、現場での迅速な点検および修理が可能となる。なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態における蒸気圧縮式冷凍装置の構成模式図である。尚、本実施形態では、本発明の圧縮機の故障診断方法および故障診断装置を、定置式の空調（冷房）装置に適用した例として説明する。
【００１６】
図１に示すように、空調装置の冷凍サイクルは、コンプレッサ（可変容量圧縮機）１、コンデンサ（凝縮器）２、レシ−バ（気液分離器）３、膨張弁５、エバポレータ（蒸発器）６を、冷媒配管４で環状に接続して成っている。以下、これらの冷凍機器について、順に説明する。
【００１７】
冷媒を吸入し圧縮して吐出するコンプレッサ１は、本実施形態では、図示しない駆動用エンジンとベルト接続されており、このエンジンから動力を得て稼動する。また、本実施形態では、圧縮容量を負荷に応じて可変することのできる可変容量式のコンプレッサ１を用いている。
【００１８】
図２は図１の蒸気圧縮式冷凍装置における可変容量式のコンプレッサ１の構造例を示す断面図であり、最少容量運転時の状態を示している。アルミニウム合金製のリヤハウジング１３０には、内部に複数のシリンダ１３１が形成されている。本実施形態においてシリンダ１３１は、同心円上に６ヶ所、等間隔に離れて配置されている。このシリンダ１３１内には、ピストン１３２が摺動自在に配置されている。ピストン１３２は、シリンダ１３１との間で良好な摺動が生じるよう、表面処理が施されている。
【００１９】
リヤハウジング１３０に対して、図示しないＯリングを介して気密配置されるフロントハウジング１３３も、アルミニウム合金より形成されており、内部に斜板１０１を保持する制御圧力室１３４を形成している。シャフト１００は、このフロントハウジング１３３およびリヤハウジング１３０に、それぞれベアリング１３５および１３６を介して回転自在に保持されている。
【００２０】
シャフト１００の一端は、フロントハウジング１３３のボス部１３７より外方に露出しており、この露出部にはプーリ１３８のハブ１３９が、ボルト１４０により固定されている。プーリ１３８は、上述したフロントハウジング１３３のボス部１３７の外面に、ベアリング１４１を介して回転自在に配置されている。このプーリ１３８は、図示しないＶベルトを介して駆動用エンジンの回転力を受けるようになっている。従って、フロントハウジング１３３およびリヤハウジング１３０は、駆動用エンジンの側面に取り付けられている。
【００２１】
制御圧力室１３４内において、鉄製のシャフト１００に対して鉄製のラグプレート１１０が圧入固定されている。よってラグプレート１１０は、シャフト１００と一体となってフロントハウジング１３３の制御圧力室１３４内で回転するようになっている。このラグプレート１１０は、スラストベアリング１４２によって支持されており、このスラストベアリング１４２を介して軸方向の荷重をフロントハウジング１３３で受けつつ、制御圧力室１３４内で回転することとなる。
【００２２】
斜板１０１は、シャフト１００の外周に、その傾斜角度θ（図３参照）を可変することができる様に取り付けられている。具体的には、斜板１０１の駆動ピン１０２が、ラグプレート１１０の駆動孔１１１の内面に接触して、ラグプレート１１０の回転を斜板１０１に伝達するようになっている。そして、斜板１０１とシャフト１００との間には、所定のクリアランスが形成されており、このクリアランスを利用してシャフト１００の外面に沿って斜板１０１が移動できるようになっている。
【００２３】
フロントハウジング１３３と斜板１０１との間には、フロント側スプリング１５０が配設されており、このフロント側スプリング１５０が斜板１０１の傾斜角度θを小さくする方向、換言すれば斜板１０１が立ち上がってピストン１３２の往復ストロークが小さくなる方向に加重を掛けている。
【００２４】
逆に、リヤハウジング１３０と斜板１０１との間には、リヤ側スプリング１５１が配設されている。このリヤ側スプリング１５１は、斜板１０１の傾斜角度θを大きくする方向、換言すれば斜板１０１がシャフト１００に対して傾斜してピストン１３２の往復ストロークが大きくなる方向に加重を掛けている。
【００２５】
リヤハウジング１３０の後方に配置されたエンドハウジング１５２は、内部に吸入通路１５３が形成されている。また、このエンドハウジング１５２内には、制御圧力室１３４内の圧力Ｐｃを切替制御する制御弁１５４が配置されている。すなわち、制御圧力室１３４と制御弁１５４との間には、図示しない制御圧通路が形成されており、この制御圧通路を介して制御圧力室１３４へ供給される圧力を、吸入通路１５３側の吸入圧Ｐｓと、吐出室１５５側の吐出圧Ｐｄとの間で切り替えるようになっている。
【００２６】
上述した斜板１０１とピストン１３２との間は、球面シュー１６０、１６１により動力伝達が行われる。球面シュー１６０、１６１は、斜板１０１の両面を鋏持し、この両面に配置された状態で両シュー１６０、１６１の外形が球になるようになっている。従って、斜板１０１とピストン１３２との間の傾斜角度θが可変しても、斜板１０１の往復ストロークは、球面シュー１６０、１６１を介して確実にピストン１３２に伝わるようになっている。
【００２７】
また、球面シュー１６０、１６１の斜板１０１側の面には、テーパー部１６２、１６３が形成されており、球面シュー１６０、１６１と斜板１０１との間に潤滑油が良好に供給されるようになっている。また、シャフト１００の内部には、通路穴１７０が形成されており、この通路穴１７０は、フロント側ベアリング１３５近傍に開口した連通孔１７１を介して、制御圧力室１３４とつながっている。
【００２８】
また、通路穴１７０の端面は、吸入圧室１７２に開口している。従って、制御圧力室１３４内の冷媒は、この通路穴１７０を介して吸入圧室１７２側に吸引される。但し、この冷媒吸引が過大とならないように、制御圧力室１３４と連通孔１７１との間は通路が絞られている。
【００２９】
リヤ側スプリング１５１と斜板１０１との間には、スプリングの荷重が部分的に斜板１０１に当たるように、偏当り部材１８０が配置されている。この偏当り部材１８０は、リヤ側スプリング１５１端面のうち一部分のみが、偏当り部材１８０を介して斜板１０１に当接できるようになっている。
【００３０】
次に、上記構成より成る可変容量式のコンプレッサ１の作動を説明する。図示しない駆動用エンジンが回転すると、その駆動力を図示しないＶベルトを介してプーリ１３８が受ける。このプーリ１３８の回転は、ハブ１３９を介してシャフト１００に伝達され、シャフト１００は、ハウジング１３３、１３０内でベアリング１３５および１３６に支持されて回転する。
【００３１】
この回転は、シャフト１００に圧入されたラグプレート１１０に伝達され、ラグプレート１１０も制御圧力室１３４内で回転することになる。このラグプレート１１０の回転が、駆動孔１１１および駆動ピン１０２を介して斜板１０１に伝達され、斜板１０１も制御圧力室１３４内で回転する。
【００３２】
この斜板１０１の回転は、球面シュー１６０、１６１を介してピストン１３２に伝達される。斜板１０１の周方向の動きは、球面シュー１６０、１６１が斜板外周を滑動することにより逃がされ、斜板１０１がシャフト１００に対して傾斜して生じる往復ストロークのみがピストン１３２に伝達される。この結果、ピストン１３２は、斜板１０１の傾斜角度θに応じた往復ストロークでシリンダ１３１内を往復運動することになる。
【００３３】
この往復運動に伴い、空調装置のエバポレータ６側より吸入された低温低圧の冷媒が、吸入通路１５３から吸入圧室１７２を経て、シリンダ１３１内に吸入される。そして、ピストン１３２の往復ストロークに伴ってシリンダ１３１内の冷媒が圧縮され、冷媒圧力が吐出室１５５側の圧力Ｐｄよりも高くなると、図示しない吐出弁を開いて冷媒が吐出室１５５側に吐出される。
【００３４】
ここで、斜板１０１の傾斜角度θは、もっぱら制御圧力室１３４内の圧力Ｐｃによってコントロールされることになる。制御圧力室１３４内の圧力Ｐｃが高くなると、圧力バランスよりピストン１３２が制御圧力室１３４側へ移動しづらくなる。すなわち、制御圧力室１３４内の圧力Ｐｃが高くなれば、ピストン１３２の往復ストロークは小さくなり、逆に制御圧力室１３４内の圧力Ｐｃが低くなればピストン１３２の往復ストロークが大きくなり、斜板１０１の傾斜角度θは大きくなる。
【００３５】
このように、制御圧力室１３４内の圧力Ｐｃを制御することで、斜板１０１の傾斜角度θ、ひいてはピストン１３２の往復ストロークが制御できる。制御圧力室１３４内の圧力制御は、制御弁１５４によって行われる。この制御弁１５４には、ノーマルオープンタイプの電磁弁を用いており、制御弁１５４が励磁しない状態では、吐出室１５５側の高圧が制御圧力室１３４内に供給されることになる。
【００３６】
すなわち、制御弁１５４を励磁しない状態では、制御圧力室１３４内の圧力Ｐｃが高まり、斜板１０１の傾斜角度θが小さくなってピストン１３２は最小容量運転を行う。また逆に、制御弁１５４を励磁することにより、吸入圧室１７２と制御圧力室１３４とが連通する。これにより制御圧力室１３４内の圧力Ｐｃを低下させ、斜板１０１の傾斜角度θを大きくしてピストン１３２の往復ストロークを大きくし、コンプレッサ１の容量を増大させる。図３は、制御圧力室１３４内の圧力Ｐｃを低下させることにより、斜板１０１の傾斜角度θを大きくし、コンプレッサ１の吐出容量を最大とした状態を示している。
【００３７】
次に、図１に示すように、コンプレッサ１から吐出された高圧冷媒は、コンデンサ（高圧側熱交換器）２で外気と熱交換して冷却され、凝縮される。コンデンサ２に外気を供給する送風機２ａは、コンプレッサ１と同様に、駆動用エンジンから動力を得て回転するようになっている。なお、本実施形態では、高圧冷媒の圧力を冷媒の臨界圧力未満としているので、コンデンサ２にて冷媒は、気相冷媒から液相冷媒に相変化しながら、そのエンタルピを低下させる。
【００３８】
コンデンサ２から流出した冷媒は、レシ−バ３内で気相冷媒と液相冷媒とに分離され、余剰冷媒は液相冷媒として蓄えられる。レシ−バ３から導出された液相冷媒は、減圧手段としての膨張弁５で減圧される。なお、本実施形態では、エバポレータ６の出口側の冷媒過熱度に基づいて絞り開度を調節する可変絞り部５ａと、冷媒過熱度を検出する感温部５ｂとが一体化された温度式の膨張弁５を採用している。
【００３９】
膨張弁５で減圧された冷媒は、エバポレータ（低圧側熱交換器）６で送風機６ａから供給される空調用空気と熱交換する。本実施形態では、室内に吹き出す空調（冷房）用空気から吸熱して冷媒を蒸発させることにより、空調用空気は冷やされ、吹き出された室内を冷房している。なお、本実施形態では、エバポレータ６で吸熱した熱をコンデンサ２で室外に放熱しているが、これとは逆に外気から吸熱して、その吸熱した熱を室内に吹き出す空気中に放熱することにより、室内を暖房するようにしても良い。
【００４０】
本実施形態では、エバポレータ６からコンプレッサ１に吸入される冷媒配管４の途中には、冷凍サイクル内の低圧側圧力（＝コンプレッサ１の吸入圧Ｐｓ）値を検知する低圧圧力センサ（低圧圧力検知手段）７が設けられている。この低圧圧力センサ７の検知信号は、制御装置８に入力される。
【００４１】
制御装置８は、本空調装置の作動を制御する制御手段であり、操作パネル９や各部のセンサ類、その他の機器からの信号が入力され、送風機２ａ／６ａ、可変制御弁１５４などに制御信号を出力する。また、操作パネル９には、ユーザーが後述する自己診断機能を実行させるときに操作する自己診断開始スイッチ（自己診断実行手段）９ａと、自己診断の実施中、およびその結果を表示する表示装置（表示手段）９ｂとを備えている。
【００４２】
次に、上記空調装置の作動の概要を説明する。まず、コンプレッサ１で冷媒を吸入し、圧縮して吐出する。吐出された高温高圧の冷媒は、コンデンサ２を流通して送風機２ａで通風される外気と熱交換し、冷却されて凝縮する。コンデンサ２から流出した冷媒は、レシ−バ３内で気相冷媒と液相冷媒とに分離されて、余剰冷媒は液相冷媒としてレシ−バ３内に蓄えられる。
【００４３】
レシ−バ３から導出された液相冷媒は、膨張弁５で減圧されたのちエバポレータ６に流入する。そして、送風機６ａで通風される空調用空気と熱交換し、空調用空気を冷却して冷媒は蒸発する。そして、空調用空気は室内に吹き出されて冷房を行うとともに、蒸発したガス冷媒は、コンプレッサ１に再び吸入されて循環する。
【００４４】
次に、本実施形態での自己診断機能について説明する。図４は、自己診断機能と、それを用いた修理依頼の流れを示すフローチャートである。まず、空調装置の作動で不具合を生じた場合、ユーザーは操作パネル９に設けられている自己診断開始スイッチ９ａを入れる（ステップＳ１１）。
【００４５】
これに対応して制御装置８は、以下のステップＳ１２〜１６における「自己診断」を自動機的に開始する。まず、可変制御弁１５４に与える制御電流の値を、複数段階の大きさ（本実施形態では、「高」、「中」、「低」の３段階）に可変して供給する（ステップＳ１２、電流可変ステップ、電流可変手段）。
【００４６】
そして、制御電流値が「高」、「中」、「低」の各段階において、低圧圧力センサ７で検知される低圧側圧力値を記憶する（ステップＳ１３、低圧圧力検知ステップ、低圧圧力検知手段）。次に、ステップＳ１２で供給した制御電流値と、ステップＳ１３で検知された低圧側圧力値との関係が、図５に示すような、所定の特性曲線との対比から正常範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ１４、正常判定ステップ、正常判定手段）。なお、図５は、可変制御弁１５４に流す制御電流と低圧側圧力との関係を示すグラフである。
【００４７】
そして、制御電流と低圧側圧力との関係が正常でステップＳ１４での判定結果がＹＥＳとなった場合は、操作パネル９の表示装置９ｂに「圧縮機：正常」と表示し（ステップＳ１５）、制御電流と低圧側圧力との関係が異常でステップＳ１４での判定結果がＮＯとなった場合は、操作パネル９の表示装置９ｂに「圧縮機：異常」と表示して（ステップＳ１６）自己診断を終了する。
【００４８】
ユーザーは、空調装置の自己診断が終了して、圧縮機が正常か否かの結果を見てからサービスコールを行う（ステップＳ１７）。サービスコールを受けたサービスマンは、点検、修理を行うために、空調装置の設置現場に出向くが、自己診断の結果で「圧縮機：異常」と出ていた場合には、交換用のコンプレッサ１を持参して出向くようにするものである（ステップＳ１８）。これにより、現場での迅速な点検および修理が可能となる。
【００４９】
次に、本実施形態の特徴と、その効果について述べる。まず、コンプレッサ１の圧縮容量を可変制御する可変制御弁１５４に与える制御電流値を、複数段階の大きさに可変して供給する電流可変手段としてのステップＳ１２と、段階毎での蒸気圧縮式冷凍サイクル内の低圧側圧力値を検知する低圧圧力検知手段としてのステップＳ１３と、供給した制御電流値と検知された低圧側圧力値との関係が、所定の特性曲線との対比から正常範囲内にあるか否かを判定する正常判定手段としてのステップＳ１４とを有している。
【００５０】
そして、正常判定手段としてのステップＳ１４で正常範囲外であると判定された場合は、コンプレッサ１が故障であると判定するようにしている。これによれば、蒸気圧縮式冷凍サイクルに組み込まれたコンプレッサ１が故障しているか否かを、簡単に判定することができる。
【００５１】
また、自己診断開始スイッチ９ａを備え、ユーザーが自己診断開始スイッチ９ａを操作することで、上記各手段としてのステップＳ１１、Ｓ１３、Ｓ１４によるコンプレッサ１が故障であるか否かの自己診断が実施されるようにしている。これによれば、コンプレッサ１が組み込まれた蒸気圧縮式の空調装置において不具合が発生した場合、サービスマンに設置現場まで来てもらって現場診断をしてもらうまで待たなくとも、ユーザーが自己診断開始スイッチ９ａを操作することによって自己診断が実施され、コンプレッサ１が故障であるか否かの判定結果を得ることができる。
【００５２】
また、表示装置９ｂを備え、上記各手段としてのステップＳ１１、Ｓ１３、Ｓ１４によるコンプレッサ１が故障であるか否かの自己診断の結果を、ユーザーに表示するようにしている。これによれば、コンプレッサ１が故障であるか否かの自己診断を行った結果を、ユーザーに知らせることができる。
【００５３】
また、蒸気圧縮式の空調装置において、上記の圧縮機の故障診断装置を備えている。これによれば、コンプレッサ１が組み込まれた蒸気圧縮式の空調装置において、例えば可変制御弁故障などによる不具合が発生した場合、ユーザーは、故障診断装置を作動させてコンプレッサ１が故障であるか否かを知ることができる。
【００５４】
また、サービスマンは、サービルコールの際に、コンプレッサ１が故障であるか否かをユーザーに問い合わせることができる。その結果、コンプレッサ１が故障である場合、サービスマンは初動時に交換用のコンプレッサ１を持参して設置現場に出向くことができ、現場での迅速な点検および修理が可能となる。
【００５５】
（その他の実施形態）
本発明は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。例えば、上述の実施形態では、蒸気圧縮式の空調装置に圧縮機の故障診断装置を備えているが、可変容量式のコンプレッサを用いた蒸気圧縮式の冷凍装置であれば空調装置に限らず、例えば、冷凍／冷蔵／温蔵庫や冷／温水機などに適用することができる。
【００５６】
また、上述の実施形態では、斜板式のコンプレッサ１において、ストローク可変による容量可変方式としているが、必要な能力に合わせて容量を可変させる機構を持ったコンプレッサであれば形式を限定するものではなく、ワッブル式のコンプレッサであっても良いし、気筒数可変の容量可変方式であっても良い。さらに、ベーン式やスクロール式などの回転式のコンプレッサを吸入ガスバイパス方式で容量可変式としたものであっても良い。
【００５７】
また、冷凍サイクルは、上述の実施形態では、レシーバサイクルとしているが、アキュムレータサイクルであっても良い。また、コンデンサは、レシ−バから供給される液相冷媒を更に冷却して冷媒の過冷却度を高めるための過冷却器（サブク−ラ）を備えたコンデンサであっても良いし、凝縮器を成すコンデンサにレシ−バ部分とサブク−ラ部分とを一体に形成したサブクールコンデンサ（過冷却放熱器）であっても良く、形式を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の一実施形態における蒸気圧縮式冷凍装置の構成模式図である。
【図２】図１の蒸気圧縮式冷凍装置における可変容量式のコンプレッサ１の構造例を示す断面図であり、最少容量運転時の状態を示す。
【図３】図２の可変容量式のコンプレッサ１での最大容量運転時の状態を示す断面図である。
【図４】本発明の自己診断機能と、それを用いた修理依頼の流れを示すフローチャートである。
【図５】可変制御弁１５４に流す制御電流と低圧側圧力との関係を示すグラフである。
【図６】従来の、現場診断の流れの一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５９】
１…可変容量コンプレッサ（可変容量圧縮機）
７…低圧圧力センサ（低圧圧力検知手段）
９ａ…自己診断開始スイッチ（自己診断実行手段）
９ｂ…表示装置（表示手段）
１５４…可変制御弁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気圧縮式冷凍サイクルに組み込まれた可変容量圧縮機の故障を診断する圧縮機の故障診断方法および故障診断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、蒸気圧縮式冷凍サイクルを用いた定置式の空調装置において、冷暖房不良が発生した場合、ユーザーはサービスコールにて空調装置の点検および修理を依頼する。この依頼に応じてサービスマンは、空調装置が設置されている現場に出向き、どのような異常で、どこが不良かを現場で診断することとなる。図６は、このような従来の、現場診断の流れの一例を示すフローチャートである。サービスマンは、現場に到着して現場診断を開始すると、まず、装置を作動させてみて、不具合状況を確認する。
【０００３】
このとき、電気的な作動ではなく、冷凍サイクルの機械的な故障が想定される場合、例えば、圧縮機前後の高圧／低圧圧力や吐出／吸入温度、室内機からの吹出温度などのデータ取りを行う（ステップＳ１）。そして、得られた圧力や温度のデータが、それぞれサービスマニュアルなどに示される正常範囲内であるか否かの判定を行う（ステップＳ２）。その結果、上記でデータ取りした圧力や温度が正常であれば、少なくとも圧縮機は正常であると判断して（ステップＳ３）、他の部分での故障を調べることとなる（ステップＳ４）。
【０００４】
しかし、上記データ取りで得られた圧縮機前後の圧力や温度が、正常範囲内ではない場合、圧縮機が何らかの故障で異常であると判断できる（ステップＳ５）。そして、圧縮機の交換が必要となった場合は、交換用の圧縮機を手配し（ステップＳ６）、その交換用の圧縮機が用意できたときに再度設置現場を訪問して交換修理を行うこととなる（ステップＳ７）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した従来の修理方法では、空調装置が復旧するまでに時間が掛かってしまい、迅速なユーザー対応という点において問題であった。本発明は、この従来の問題に鑑みて成されたものであり、その目的は、蒸気圧縮式の冷凍装置に圧縮機の故障診断機能を持たせることで、修理作業を効率良くして迅速なユーザー対応を行うことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記目的を達成するために、下記の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、蒸気圧縮式冷凍サイクルに組み込まれた可変容量圧縮機（１）の故障を診断する圧縮機の故障診断方法であり、可変容量圧縮機（１）の圧縮容量を可変制御する可変制御弁（１５４）に与える制御電流値を、複数段階の大きさに可変して供給する電流可変スイップ（Ｓ１２）と、段階毎での蒸気圧縮式冷凍サイクル内の低圧側圧力値を検知する低圧圧力検知ステップ（Ｓ１３）と、供給した制御電流値と検知された低圧側圧力値との関係が、所定の特性曲線との対比から正常範囲内にあるか否かを判定する正常判定ステップ（Ｓ１４）とを有し、正常判定ステップ（Ｓ１４）で正常範囲外であると判定された場合は、可変容量圧縮機（１）が故障であると判定することを特徴としている。
【０００７】
この請求項１に記載の発明によれば、蒸気圧縮式冷凍サイクルに組み込まれた可変容量圧縮機（１）が故障しているか否かを、簡単に判定することができる。なお、以上のような圧縮機の故障診断方法は、下記の如く、圧縮機の故障診断装置に適用することができる。
【０００８】
すなわち、請求項２に記載の発明では、蒸気圧縮式冷凍サイクルに組み込まれた可変容量圧縮機（１）の故障を診断する圧縮機の故障診断装置であり、可変容量圧縮機（１）の圧縮容量を可変制御する可変制御弁（１５４）に与える制御電流値を、複数段階の大きさに可変して供給する電流可変手段（Ｓ１２）と、段階毎での蒸気圧縮式冷凍サイクル内の低圧側圧力値を検知する低圧圧力検知手段（７、Ｓ１３）と、供給した制御電流値と検知された低圧側圧力値との関係が、所定の特性曲線との対比から正常範囲内にあるか否かを判定する正常判定手段（Ｓ１４）とを有し、正常判定手段（Ｓ１４）で正常範囲外であると判定された場合は、可変容量圧縮機（１）が故障であると判定することを特徴としている。
【０００９】
この請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様、蒸気圧縮式冷凍サイクルに組み込まれた可変容量圧縮機（１）が故障しているか否かを、簡単に判定することができる。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の圧縮機の故障診断装置において、自己診断実行手段（９ａ）を備え、ユーザーが自己診断実行手段（９ａ）を操作することで、各手段（Ｓ１１、７、Ｓ１３、Ｓ１４）による可変容量圧縮機（１）が故障であるか否かの自己診断が実施されることを特徴としている。
【００１１】
この請求項３に記載の発明によれば、可変容量圧縮機（１）が組み込まれた蒸気圧縮式冷凍装置において不具合が発生した場合、サービスマンに設置現場まで来てもらって現場診断をしてもらうまで待たなくとも、ユーザーが自己診断実行手段（９ａ）を操作することによって自己診断が実施され、可変容量圧縮機（１）が故障であるか否かの判定結果を得ることができる。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明では、請求項２または３に記載の圧縮機の故障診断装置において、表示手段（９ｂ）もしくは報知手段のいずれか、もしくはその両方を備え、各手段（Ｓ１１、７、Ｓ１３、Ｓ１４）による可変容量圧縮機（１）が故障であるか否かの自己診断の結果を、ユーザーに表示もしくは報知のいずれか、もしくはその両方をすることを特徴としている。この請求項４に記載の発明によれば、可変容量圧縮機（１）が故障であるか否かの自己診断を行った結果を、ユーザーに知らせることができる。
【００１３】
また、請求項５に記載の発明では、蒸気圧縮式冷凍装置において、請求項２ないし４に記載の圧縮機の故障診断装置を備えることを特徴としている。この請求項５に記載の発明によれば、可変容量圧縮機（１）が組み込まれた蒸気圧縮式冷凍装置において、例えば可変制御弁故障などによる不具合が発生した場合、ユーザーは、故障診断装置を作動させて可変容量圧縮機（１）が故障であるか否かを知ることができる。
【００１４】
また、サービスマンは、サービルコールの際に、可変容量圧縮機（１）が故障であるか否かをユーザーに問い合わせることができる。その結果、可変容量圧縮機（１）が故障である場合、サービスマンは初動時に交換用の圧縮機を持参して設置現場に出向くことができ、現場での迅速な点検および修理が可能となる。なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態における蒸気圧縮式冷凍装置の構成模式図である。尚、本実施形態では、本発明の圧縮機の故障診断方法および故障診断装置を、定置式の空調（冷房）装置に適用した例として説明する。
【００１６】
図１に示すように、空調装置の冷凍サイクルは、コンプレッサ（可変容量圧縮機）１、コンデンサ（凝縮器）２、レシ−バ（気液分離器）３、膨張弁５、エバポレータ（蒸発器）６を、冷媒配管４で環状に接続して成っている。以下、これらの冷凍機器について、順に説明する。
【００１７】
冷媒を吸入し圧縮して吐出するコンプレッサ１は、本実施形態では、図示しない駆動用エンジンとベルト接続されており、このエンジンから動力を得て稼動する。また、本実施形態では、圧縮容量を負荷に応じて可変することのできる可変容量式のコンプレッサ１を用いている。
【００１８】
図２は図１の蒸気圧縮式冷凍装置における可変容量式のコンプレッサ１の構造例を示す断面図であり、最少容量運転時の状態を示している。アルミニウム合金製のリヤハウジング１３０には、内部に複数のシリンダ１３１が形成されている。本実施形態においてシリンダ１３１は、同心円上に６ヶ所、等間隔に離れて配置されている。このシリンダ１３１内には、ピストン１３２が摺動自在に配置されている。ピストン１３２は、シリンダ１３１との間で良好な摺動が生じるよう、表面処理が施されている。
【００１９】
リヤハウジング１３０に対して、図示しないＯリングを介して気密配置されるフロントハウジング１３３も、アルミニウム合金より形成されており、内部に斜板１０１を保持する制御圧力室１３４を形成している。シャフト１００は、このフロントハウジング１３３およびリヤハウジング１３０に、それぞれベアリング１３５および１３６を介して回転自在に保持されている。
【００２０】
シャフト１００の一端は、フロントハウジング１３３のボス部１３７より外方に露出しており、この露出部にはプーリ１３８のハブ１３９が、ボルト１４０により固定されている。プーリ１３８は、上述したフロントハウジング１３３のボス部１３７の外面に、ベアリング１４１を介して回転自在に配置されている。このプーリ１３８は、図示しないＶベルトを介して駆動用エンジンの回転力を受けるようになっている。従って、フロントハウジング１３３およびリヤハウジング１３０は、駆動用エンジンの側面に取り付けられている。
【００２１】
制御圧力室１３４内において、鉄製のシャフト１００に対して鉄製のラグプレート１１０が圧入固定されている。よってラグプレート１１０は、シャフト１００と一体となってフロントハウジング１３３の制御圧力室１３４内で回転するようになっている。このラグプレート１１０は、スラストベアリング１４２によって支持されており、このスラストベアリング１４２を介して軸方向の荷重をフロントハウジング１３３で受けつつ、制御圧力室１３４内で回転することとなる。
【００２２】
斜板１０１は、シャフト１００の外周に、その傾斜角度θ（図３参照）を可変することができる様に取り付けられている。具体的には、斜板１０１の駆動ピン１０２が、ラグプレート１１０の駆動孔１１１の内面に接触して、ラグプレート１１０の回転を斜板１０１に伝達するようになっている。そして、斜板１０１とシャフト１００との間には、所定のクリアランスが形成されており、このクリアランスを利用してシャフト１００の外面に沿って斜板１０１が移動できるようになっている。
【００２３】
フロントハウジング１３３と斜板１０１との間には、フロント側スプリング１５０が配設されており、このフロント側スプリング１５０が斜板１０１の傾斜角度θを小さくする方向、換言すれば斜板１０１が立ち上がってピストン１３２の往復ストロークが小さくなる方向に加重を掛けている。
【００２４】
逆に、リヤハウジング１３０と斜板１０１との間には、リヤ側スプリング１５１が配設されている。このリヤ側スプリング１５１は、斜板１０１の傾斜角度θを大きくする方向、換言すれば斜板１０１がシャフト１００に対して傾斜してピストン１３２の往復ストロークが大きくなる方向に加重を掛けている。
【００２５】
リヤハウジング１３０の後方に配置されたエンドハウジング１５２は、内部に吸入通路１５３が形成されている。また、このエンドハウジング１５２内には、制御圧力室１３４内の圧力Ｐｃを切替制御する制御弁１５４が配置されている。すなわち、制御圧力室１３４と制御弁１５４との間には、図示しない制御圧通路が形成されており、この制御圧通路を介して制御圧力室１３４へ供給される圧力を、吸入通路１５３側の吸入圧Ｐｓと、吐出室１５５側の吐出圧Ｐｄとの間で切り替えるようになっている。
【００２６】
上述した斜板１０１とピストン１３２との間は、球面シュー１６０、１６１により動力伝達が行われる。球面シュー１６０、１６１は、斜板１０１の両面を鋏持し、この両面に配置された状態で両シュー１６０、１６１の外形が球になるようになっている。従って、斜板１０１とピストン１３２との間の傾斜角度θが可変しても、斜板１０１の往復ストロークは、球面シュー１６０、１６１を介して確実にピストン１３２に伝わるようになっている。
【００２７】
また、球面シュー１６０、１６１の斜板１０１側の面には、テーパー部１６２、１６３が形成されており、球面シュー１６０、１６１と斜板１０１との間に潤滑油が良好に供給されるようになっている。また、シャフト１００の内部には、通路穴１７０が形成されており、この通路穴１７０は、フロント側ベアリング１３５近傍に開口した連通孔１７１を介して、制御圧力室１３４とつながっている。
【００２８】
また、通路穴１７０の端面は、吸入圧室１７２に開口している。従って、制御圧力室１３４内の冷媒は、この通路穴１７０を介して吸入圧室１７２側に吸引される。但し、この冷媒吸引が過大とならないように、制御圧力室１３４と連通孔１７１との間は通路が絞られている。
【００２９】
リヤ側スプリング１５１と斜板１０１との間には、スプリングの荷重が部分的に斜板１０１に当たるように、偏当り部材１８０が配置されている。この偏当り部材１８０は、リヤ側スプリング１５１端面のうち一部分のみが、偏当り部材１８０を介して斜板１０１に当接できるようになっている。
【００３０】
次に、上記構成より成る可変容量式のコンプレッサ１の作動を説明する。図示しない駆動用エンジンが回転すると、その駆動力を図示しないＶベルトを介してプーリ１３８が受ける。このプーリ１３８の回転は、ハブ１３９を介してシャフト１００に伝達され、シャフト１００は、ハウジング１３３、１３０内でベアリング１３５および１３６に支持されて回転する。
【００３１】
この回転は、シャフト１００に圧入されたラグプレート１１０に伝達され、ラグプレート１１０も制御圧力室１３４内で回転することになる。このラグプレート１１０の回転が、駆動孔１１１および駆動ピン１０２を介して斜板１０１に伝達され、斜板１０１も制御圧力室１３４内で回転する。
【００３２】
この斜板１０１の回転は、球面シュー１６０、１６１を介してピストン１３２に伝達される。斜板１０１の周方向の動きは、球面シュー１６０、１６１が斜板外周を滑動することにより逃がされ、斜板１０１がシャフト１００に対して傾斜して生じる往復ストロークのみがピストン１３２に伝達される。この結果、ピストン１３２は、斜板１０１の傾斜角度θに応じた往復ストロークでシリンダ１３１内を往復運動することになる。
【００３３】
この往復運動に伴い、空調装置のエバポレータ６側より吸入された低温低圧の冷媒が、吸入通路１５３から吸入圧室１７２を経て、シリンダ１３１内に吸入される。そして、ピストン１３２の往復ストロークに伴ってシリンダ１３１内の冷媒が圧縮され、冷媒圧力が吐出室１５５側の圧力Ｐｄよりも高くなると、図示しない吐出弁を開いて冷媒が吐出室１５５側に吐出される。
【００３４】
ここで、斜板１０１の傾斜角度θは、もっぱら制御圧力室１３４内の圧力Ｐｃによってコントロールされることになる。制御圧力室１３４内の圧力Ｐｃが高くなると、圧力バランスよりピストン１３２が制御圧力室１３４側へ移動しづらくなる。すなわち、制御圧力室１３４内の圧力Ｐｃが高くなれば、ピストン１３２の往復ストロークは小さくなり、逆に制御圧力室１３４内の圧力Ｐｃが低くなればピストン１３２の往復ストロークが大きくなり、斜板１０１の傾斜角度θは大きくなる。
【００３５】
このように、制御圧力室１３４内の圧力Ｐｃを制御することで、斜板１０１の傾斜角度θ、ひいてはピストン１３２の往復ストロークが制御できる。制御圧力室１３４内の圧力制御は、制御弁１５４によって行われる。この制御弁１５４には、ノーマルオープンタイプの電磁弁を用いており、制御弁１５４が励磁しない状態では、吐出室１５５側の高圧が制御圧力室１３４内に供給されることになる。
【００３６】
すなわち、制御弁１５４を励磁しない状態では、制御圧力室１３４内の圧力Ｐｃが高まり、斜板１０１の傾斜角度θが小さくなってピストン１３２は最小容量運転を行う。また逆に、制御弁１５４を励磁することにより、吸入圧室１７２と制御圧力室１３４とが連通する。これにより制御圧力室１３４内の圧力Ｐｃを低下させ、斜板１０１の傾斜角度θを大きくしてピストン１３２の往復ストロークを大きくし、コンプレッサ１の容量を増大させる。図３は、制御圧力室１３４内の圧力Ｐｃを低下させることにより、斜板１０１の傾斜角度θを大きくし、コンプレッサ１の吐出容量を最大とした状態を示している。
【００３７】
次に、図１に示すように、コンプレッサ１から吐出された高圧冷媒は、コンデンサ（高圧側熱交換器）２で外気と熱交換して冷却され、凝縮される。コンデンサ２に外気を供給する送風機２ａは、コンプレッサ１と同様に、駆動用エンジンから動力を得て回転するようになっている。なお、本実施形態では、高圧冷媒の圧力を冷媒の臨界圧力未満としているので、コンデンサ２にて冷媒は、気相冷媒から液相冷媒に相変化しながら、そのエンタルピを低下させる。
【００３８】
コンデンサ２から流出した冷媒は、レシ−バ３内で気相冷媒と液相冷媒とに分離され、余剰冷媒は液相冷媒として蓄えられる。レシ−バ３から導出された液相冷媒は、減圧手段としての膨張弁５で減圧される。なお、本実施形態では、エバポレータ６の出口側の冷媒過熱度に基づいて絞り開度を調節する可変絞り部５ａと、冷媒過熱度を検出する感温部５ｂとが一体化された温度式の膨張弁５を採用している。
【００３９】
膨張弁５で減圧された冷媒は、エバポレータ（低圧側熱交換器）６で送風機６ａから供給される空調用空気と熱交換する。本実施形態では、室内に吹き出す空調（冷房）用空気から吸熱して冷媒を蒸発させることにより、空調用空気は冷やされ、吹き出された室内を冷房している。なお、本実施形態では、エバポレータ６で吸熱した熱をコンデンサ２で室外に放熱しているが、これとは逆に外気から吸熱して、その吸熱した熱を室内に吹き出す空気中に放熱することにより、室内を暖房するようにしても良い。
【００４０】
本実施形態では、エバポレータ６からコンプレッサ１に吸入される冷媒配管４の途中には、冷凍サイクル内の低圧側圧力（＝コンプレッサ１の吸入圧Ｐｓ）値を検知する低圧圧力センサ（低圧圧力検知手段）７が設けられている。この低圧圧力センサ７の検知信号は、制御装置８に入力される。
【００４１】
制御装置８は、本空調装置の作動を制御する制御手段であり、操作パネル９や各部のセンサ類、その他の機器からの信号が入力され、送風機２ａ／６ａ、可変制御弁１５４などに制御信号を出力する。また、操作パネル９には、ユーザーが後述する自己診断機能を実行させるときに操作する自己診断開始スイッチ（自己診断実行手段）９ａと、自己診断の実施中、およびその結果を表示する表示装置（表示手段）９ｂとを備えている。
【００４２】
次に、上記空調装置の作動の概要を説明する。まず、コンプレッサ１で冷媒を吸入し、圧縮して吐出する。吐出された高温高圧の冷媒は、コンデンサ２を流通して送風機２ａで通風される外気と熱交換し、冷却されて凝縮する。コンデンサ２から流出した冷媒は、レシ−バ３内で気相冷媒と液相冷媒とに分離されて、余剰冷媒は液相冷媒としてレシ−バ３内に蓄えられる。
【００４３】
レシ−バ３から導出された液相冷媒は、膨張弁５で減圧されたのちエバポレータ６に流入する。そして、送風機６ａで通風される空調用空気と熱交換し、空調用空気を冷却して冷媒は蒸発する。そして、空調用空気は室内に吹き出されて冷房を行うとともに、蒸発したガス冷媒は、コンプレッサ１に再び吸入されて循環する。
【００４４】
次に、本実施形態での自己診断機能について説明する。図４は、自己診断機能と、それを用いた修理依頼の流れを示すフローチャートである。まず、空調装置の作動で不具合を生じた場合、ユーザーは操作パネル９に設けられている自己診断開始スイッチ９ａを入れる（ステップＳ１１）。
【００４５】
これに対応して制御装置８は、以下のステップＳ１２〜１６における「自己診断」を自動機的に開始する。まず、可変制御弁１５４に与える制御電流の値を、複数段階の大きさ（本実施形態では、「高」、「中」、「低」の３段階）に可変して供給する（ステップＳ１２、電流可変ステップ、電流可変手段）。
【００４６】
そして、制御電流値が「高」、「中」、「低」の各段階において、低圧圧力センサ７で検知される低圧側圧力値を記憶する（ステップＳ１３、低圧圧力検知ステップ、低圧圧力検知手段）。次に、ステップＳ１２で供給した制御電流値と、ステップＳ１３で検知された低圧側圧力値との関係が、図５に示すような、所定の特性曲線との対比から正常範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ１４、正常判定ステップ、正常判定手段）。なお、図５は、可変制御弁１５４に流す制御電流と低圧側圧力との関係を示すグラフである。
【００４７】
そして、制御電流と低圧側圧力との関係が正常でステップＳ１４での判定結果がＹＥＳとなった場合は、操作パネル９の表示装置９ｂに「圧縮機：正常」と表示し（ステップＳ１５）、制御電流と低圧側圧力との関係が異常でステップＳ１４での判定結果がＮＯとなった場合は、操作パネル９の表示装置９ｂに「圧縮機：異常」と表示して（ステップＳ１６）自己診断を終了する。
【００４８】
ユーザーは、空調装置の自己診断が終了して、圧縮機が正常か否かの結果を見てからサービスコールを行う（ステップＳ１７）。サービスコールを受けたサービスマンは、点検、修理を行うために、空調装置の設置現場に出向くが、自己診断の結果で「圧縮機：異常」と出ていた場合には、交換用のコンプレッサ１を持参して出向くようにするものである（ステップＳ１８）。これにより、現場での迅速な点検および修理が可能となる。
【００４９】
次に、本実施形態の特徴と、その効果について述べる。まず、コンプレッサ１の圧縮容量を可変制御する可変制御弁１５４に与える制御電流値を、複数段階の大きさに可変して供給する電流可変手段としてのステップＳ１２と、段階毎での蒸気圧縮式冷凍サイクル内の低圧側圧力値を検知する低圧圧力検知手段としてのステップＳ１３と、供給した制御電流値と検知された低圧側圧力値との関係が、所定の特性曲線との対比から正常範囲内にあるか否かを判定する正常判定手段としてのステップＳ１４とを有している。
【００５０】
そして、正常判定手段としてのステップＳ１４で正常範囲外であると判定された場合は、コンプレッサ１が故障であると判定するようにしている。これによれば、蒸気圧縮式冷凍サイクルに組み込まれたコンプレッサ１が故障しているか否かを、簡単に判定することができる。
【００５１】
また、自己診断開始スイッチ９ａを備え、ユーザーが自己診断開始スイッチ９ａを操作することで、上記各手段としてのステップＳ１１、Ｓ１３、Ｓ１４によるコンプレッサ１が故障であるか否かの自己診断が実施されるようにしている。これによれば、コンプレッサ１が組み込まれた蒸気圧縮式の空調装置において不具合が発生した場合、サービスマンに設置現場まで来てもらって現場診断をしてもらうまで待たなくとも、ユーザーが自己診断開始スイッチ９ａを操作することによって自己診断が実施され、コンプレッサ１が故障であるか否かの判定結果を得ることができる。
【００５２】
また、表示装置９ｂを備え、上記各手段としてのステップＳ１１、Ｓ１３、Ｓ１４によるコンプレッサ１が故障であるか否かの自己診断の結果を、ユーザーに表示するようにしている。これによれば、コンプレッサ１が故障であるか否かの自己診断を行った結果を、ユーザーに知らせることができる。
【００５３】
また、蒸気圧縮式の空調装置において、上記の圧縮機の故障診断装置を備えている。これによれば、コンプレッサ１が組み込まれた蒸気圧縮式の空調装置において、例えば可変制御弁故障などによる不具合が発生した場合、ユーザーは、故障診断装置を作動させてコンプレッサ１が故障であるか否かを知ることができる。
【００５４】
また、サービスマンは、サービルコールの際に、コンプレッサ１が故障であるか否かをユーザーに問い合わせることができる。その結果、コンプレッサ１が故障である場合、サービスマンは初動時に交換用のコンプレッサ１を持参して設置現場に出向くことができ、現場での迅速な点検および修理が可能となる。
【００５５】
（その他の実施形態）
本発明は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。例えば、上述の実施形態では、蒸気圧縮式の空調装置に圧縮機の故障診断装置を備えているが、可変容量式のコンプレッサを用いた蒸気圧縮式の冷凍装置であれば空調装置に限らず、例えば、冷凍／冷蔵／温蔵庫や冷／温水機などに適用することができる。
【００５６】
また、上述の実施形態では、斜板式のコンプレッサ１において、ストローク可変による容量可変方式としているが、必要な能力に合わせて容量を可変させる機構を持ったコンプレッサであれば形式を限定するものではなく、ワッブル式のコンプレッサであっても良いし、気筒数可変の容量可変方式であっても良い。さらに、ベーン式やスクロール式などの回転式のコンプレッサを吸入ガスバイパス方式で容量可変式としたものであっても良い。
【００５７】
また、冷凍サイクルは、上述の実施形態では、レシーバサイクルとしているが、アキュムレータサイクルであっても良い。また、コンデンサは、レシ−バから供給される液相冷媒を更に冷却して冷媒の過冷却度を高めるための過冷却器（サブク−ラ）を備えたコンデンサであっても良いし、凝縮器を成すコンデンサにレシ−バ部分とサブク−ラ部分とを一体に形成したサブクールコンデンサ（過冷却放熱器）であっても良く、形式を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の一実施形態における蒸気圧縮式冷凍装置の構成模式図である。
【図２】図１の蒸気圧縮式冷凍装置における可変容量式のコンプレッサ１の構造例を示す断面図であり、最少容量運転時の状態を示す。
【図３】図２の可変容量式のコンプレッサ１での最大容量運転時の状態を示す断面図である。
【図４】本発明の自己診断機能と、それを用いた修理依頼の流れを示すフローチャートである。
【図５】可変制御弁１５４に流す制御電流と低圧側圧力との関係を示すグラフである。
【図６】従来の、現場診断の流れの一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５９】
１…可変容量コンプレッサ（可変容量圧縮機）
７…低圧圧力センサ（低圧圧力検知手段）
９ａ…自己診断開始スイッチ（自己診断実行手段）
９ｂ…表示装置（表示手段）
１５４…可変制御弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気圧縮式冷凍サイクルに組み込まれた可変容量圧縮機（１）の故障を診断する圧縮機の故障診断方法であり、
前記可変容量圧縮機（１）の圧縮容量を可変制御する可変制御弁（１５４）に与える制御電流値を、複数段階の大きさに可変して供給する電流可変ステップ（Ｓ１２）と、
前記段階毎での前記蒸気圧縮式冷凍サイクル内の低圧側圧力値を検知する低圧圧力検知ステップ（Ｓ１３）と、
供給した前記制御電流値と検知された前記低圧側圧力値との関係が、所定の特性曲線との対比から正常範囲内にあるか否かを判定する正常判定ステップ（Ｓ１４）とを有し、
前記正常判定ステップ（Ｓ１４）で正常範囲外であると判定された場合は、前記可変容量圧縮機（１）が故障であると判定することを特徴とする圧縮機の故障診断方法。
【請求項２】
蒸気圧縮式冷凍サイクルに組み込まれた可変容量圧縮機（１）の故障を診断する圧縮機の故障診断装置であり、
前記可変容量圧縮機（１）の圧縮容量を可変制御する可変制御弁（１５４）に与える制御電流値を、複数段階の大きさに可変して供給する電流可変手段（Ｓ１２）と、
前記段階毎での前記蒸気圧縮式冷凍サイクル内の低圧側圧力値を検知する低圧圧力検知手段（７、Ｓ１３）と、
供給した前記制御電流値と検知された前記低圧側圧力値との関係が、所定の特性曲線との対比から正常範囲内にあるか否かを判定する正常判定手段（Ｓ１４）とを有し、
前記正常判定手段（Ｓ１４）で正常範囲外であると判定された場合は、前記可変容量圧縮機（１）が故障であると判定することを特徴とする圧縮機の故障診断装置。
【請求項３】
自己診断実行手段（９ａ）を備え、ユーザーが前記自己診断実行手段（９ａ）を操作することで、前記各手段（Ｓ１１、７、Ｓ１３、Ｓ１４）による前記可変容量圧縮機（１）が故障であるか否かの自己診断が実施されることを特徴とする請求項２に記載の圧縮機の故障診断装置。
【請求項４】
表示手段（９ｂ）もしくは報知手段のいずれか、もしくはその両方を備え、前記各手段（Ｓ１１、７、Ｓ１３、Ｓ１４）による前記可変容量圧縮機（１）が故障であるか否かの自己診断の結果を、ユーザーに表示もしくは報知のいずれか、もしくはその両方をすることを特徴とする請求項２または３に記載の圧縮機の故障診断装置。
【請求項５】
請求項２ないし４に記載の圧縮機の故障診断装置を備えることを特徴とする蒸気圧縮式冷凍装置。
【請求項１】
蒸気圧縮式冷凍サイクルに組み込まれた可変容量圧縮機（１）の故障を診断する圧縮機の故障診断方法であり、
前記可変容量圧縮機（１）の圧縮容量を可変制御する可変制御弁（１５４）に与える制御電流値を、複数段階の大きさに可変して供給する電流可変ステップ（Ｓ１２）と、
前記段階毎での前記蒸気圧縮式冷凍サイクル内の低圧側圧力値を検知する低圧圧力検知ステップ（Ｓ１３）と、
供給した前記制御電流値と検知された前記低圧側圧力値との関係が、所定の特性曲線との対比から正常範囲内にあるか否かを判定する正常判定ステップ（Ｓ１４）とを有し、
前記正常判定ステップ（Ｓ１４）で正常範囲外であると判定された場合は、前記可変容量圧縮機（１）が故障であると判定することを特徴とする圧縮機の故障診断方法。
【請求項２】
蒸気圧縮式冷凍サイクルに組み込まれた可変容量圧縮機（１）の故障を診断する圧縮機の故障診断装置であり、
前記可変容量圧縮機（１）の圧縮容量を可変制御する可変制御弁（１５４）に与える制御電流値を、複数段階の大きさに可変して供給する電流可変手段（Ｓ１２）と、
前記段階毎での前記蒸気圧縮式冷凍サイクル内の低圧側圧力値を検知する低圧圧力検知手段（７、Ｓ１３）と、
供給した前記制御電流値と検知された前記低圧側圧力値との関係が、所定の特性曲線との対比から正常範囲内にあるか否かを判定する正常判定手段（Ｓ１４）とを有し、
前記正常判定手段（Ｓ１４）で正常範囲外であると判定された場合は、前記可変容量圧縮機（１）が故障であると判定することを特徴とする圧縮機の故障診断装置。
【請求項３】
自己診断実行手段（９ａ）を備え、ユーザーが前記自己診断実行手段（９ａ）を操作することで、前記各手段（Ｓ１１、７、Ｓ１３、Ｓ１４）による前記可変容量圧縮機（１）が故障であるか否かの自己診断が実施されることを特徴とする請求項２に記載の圧縮機の故障診断装置。
【請求項４】
表示手段（９ｂ）もしくは報知手段のいずれか、もしくはその両方を備え、前記各手段（Ｓ１１、７、Ｓ１３、Ｓ１４）による前記可変容量圧縮機（１）が故障であるか否かの自己診断の結果を、ユーザーに表示もしくは報知のいずれか、もしくはその両方をすることを特徴とする請求項２または３に記載の圧縮機の故障診断装置。
【請求項５】
請求項２ないし４に記載の圧縮機の故障診断装置を備えることを特徴とする蒸気圧縮式冷凍装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−１８５７９５（Ｐ２００９−１８５７９５Ａ）
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９８４４（Ｐ２００８−２９８４４）
【出願日】平成２０年２月１１日（２００８．２．１１）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月１１日（２００８．２．１１）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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