JP2014129792A - 圧縮機および冷凍装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】圧縮機には、ロータリ式流体機械からなる圧縮機構が設けられる。圧縮機構のフロントヘッド(31)には、吐出ポート(50)及び補助ポート(55)が形成され、吐出弁(60)及び補助弁(65)が設けられる。吐出弁(60)は、圧縮室内の冷媒の圧力に応じて吐出ポート(50)を開閉する。補助弁(65)は、形状記憶合金からなる弁体(66)の温度に応じて補助ポート(55)を開閉する。弁体(66)は、その温度が基準温度以下のときに補助ポート(55)を塞ぐ閉弁形状となり、その温度が基準温度を上回るときに補助ポート(55)を開く開弁形状となる。
【選択図】図4
Description
本発明の実施形態1について説明する。本実施形態は、冷凍装置からなる空気調和機(100)である。
本実施形態の空気調和機(100)は、冷凍サイクルを行う冷媒回路(110)と、空気調和機(100)の運転を制御するコントローラ(125)とを備えている。ここでは、空気調和機(100)の構成について、図1を参照しながら説明する。
空気調和機(100)の運転動作を説明する。本実施形態の空気調和機(100)は、冷房運転と暖房運転とを選択的に行う。
図2に示すように、本実施形態の圧縮機(10)は、圧縮機構(30)と電動機(20)とがケーシング(11)に収容された全密閉型圧縮機(10)である。
圧縮機(10)の運転動作について、図3を参照しながら説明する。
コントローラ(125)は、圧縮機(10)へ吸入される冷媒(吸入冷媒)の湿り度が所定の目標湿り度となるように膨張弁(113)の開度を調節する第1制御動作と、圧縮機(10)の吐出管を流れる冷媒の温度が所定の上限温度TD'以下に保たれるように膨張弁(113)の開度を調節する第2制御動作とを行う。また、コントローラ(125)は、吐出管温度センサ(123)の計測値Tdが上限温度TD'以下(Td≦TD')の場合は第1制御動作を行い、吐出管温度センサ(123)の計測値Tdが上限温度TD'を上回る (TD'<Td)の場合は第2制御動作を行う。
本実施形態の圧縮機(10)では、圧縮機構(30)に吐出ポート(50)と補助ポート(55)とが形成され、吐出ポート(50)が吐出弁(60)によって、補助ポート(55)が補助弁(65)によって、それぞれ開閉される。このため、吐出弁(60)と補助弁(65)が物理的に接触することはない。つまり、補助弁(65)が吐出側代表温度(本実施形態では弁体(66)の温度)に応じて補助ポート(55)を開閉しても、その補助弁(65)の動作に起因して吐出弁(60)が損傷することはない。従って、本実施形態によれば、吐出弁(60)の損傷を未然に防いで圧縮機(10)の信頼性を確保しつつ、圧縮機構(30)の温度の過上昇を回避することによって冷媒や潤滑油の劣化を抑えることができる。
本実施形態では、圧縮機(10)の圧縮機構(30)の吐出ポート(50)付近に吐出温度センサを設け、この吐出温度センサの計測値に基づいてコントローラ(125)が膨張弁(113)の開度を調節するようにしてもよい。吐出温度センサは、圧縮機構(30)の吐出ポート(50)から吐出された直後の冷媒の温度を計測する。本変形例のコントローラ(125)は、その第2制御動作において、吐出管温度センサ(123)の計測値に代えて吐出温度センサの計測値を用いる。つまり、吐出温度センサの計測値が上限温度TD'を上回る場合、本変形例のコントローラ(125)は、吐出温度センサの計測値を低下させるため、膨張弁(113)の開度を拡大する。つまり、この場合、コントローラ(125)は、吸入冷媒の湿り度が目標湿り度になっているか否かに拘わらず、膨張弁(113)の開度を拡大する。
本発明の実施形態2について説明する。本実施形態は、冷凍装置からなる空気調和機(100)である。
本実施形態の空気調和機(100)は、冷凍サイクルを行う冷媒回路(110)と、空気調和機(100)の運転を制御するコントローラ(195)とを備えている。ここでは、空気調和機(100)の構成について、図5を参照しながら説明する。
空気調和機(100)の運転動作を説明する。本実施形態の空気調和機(100)は、冷房運転と暖房運転とを選択的に行う。
コントローラ(195)は、高段圧縮機構(30b)へ吸入される冷媒(高段吸入冷媒)の過熱度SHが予め設定された目標過熱度SHtとなるようにインジェクション用膨張弁(163)の開度を調節する第1制御動作と、圧縮機(10)の吐出管を流れる冷媒の温度が所定の上限温度TD'以下に保たれるようにインジェクション用膨張弁(163)の開度を調節する第2制御動作とを行う。また、コントローラ(195)は、吐出管温度センサ(123)の計測値Tdが上限温度TD'以下(Td≦TD')の場合は第1制御動作を行い、吐出管温度センサ(123)の計測値Tdが上限温度TD'を上回る (TD'<Td)の場合は第2制御動作を行う。
本実施形態によれば、実施形態1と同様の効果が得られる。つまり、吐出弁(60)の損傷を未然に防いで圧縮機(10)の信頼性を確保しつつ、高段圧縮機構(30b)の温度の過上昇を回避することによって冷媒や潤滑油の劣化を抑えることができる。また、補助弁(65)の弁体(66)がその温度に応じて補助ポート(55)を開閉することによって、高段圧縮機構(30b)の温度の過上昇を確実に回避することができる。
本実施形態では、圧縮機(10)の高段圧縮機構(30b)の吐出ポート(50)付近に吐出温度センサを設け、この吐出温度センサの計測値に基づいてコントローラ(195)がインジェクション用膨張弁(163)の開度を調節するようにしてもよい。吐出温度センサは、高段圧縮機構(30b)の吐出ポート(50)から吐出された直後の冷媒の温度を計測する。本変形例のコントローラ(195)は、その第2制御動作において、吐出管温度センサ(123)の計測値に代えて吐出温度センサの計測値を用いる。つまり、吐出温度センサの計測値が上限温度TD'を上回る場合、本変形例のコントローラ(195)は、吐出温度センサの計測値を低下させるため、インジェクション用膨張弁(163)の開度を拡大する。つまり、この場合、コントローラ(195)は、高段吸入冷媒の過熱度が目標過熱度になっているか否かに拘わらず、インジェクション用膨張弁(163)の開度を拡大する。
−第1変形例−
上記各実施形態の圧縮機(10)では、補助弁(65)が下記のように構成されていてもよい。
図7に示すように、上記各実施形態の圧縮機(10)では、フロントヘッド(31)の側面に補助弁(65)が取り付けられていてもよい。本変形例の補助ポート(55)は、フロントヘッド(31)の径方向へ延びる通路であって、その出口端(57)がフロントヘッド(31)の側面に開口する。なお、補助ポート(55)の入口端(56)が吐出ポート(50)の途中に接続する点は、上記各実施形態と同じである。そして、本変形例の補助弁(65)は、フロントヘッド(31)の側面に開口する補助ポート(55)の出口端(57)を開閉する。
図8に示すように、上記各実施形態の圧縮機(10)では、シリンダ(32)に補助弁(65)が取り付けられていてもよい。本変形例の補助ポート(55)は、シリンダ(32)の径方向へ延びる通路である。補助ポート(55)の入口端(56)は、シリンダ(32)の内周面(35)に開口する。一方、補助ポート(55)の出口端(57)は、シリンダ(32)の側面に開口する。そして、本変形例の補助弁(65)は、シリンダ(32)の側面に開口する補助ポート(55)の出口端(57)を開閉する。
上記各実施形態の圧縮機(10)の圧縮機構(30,30b)は、ブレード(43)がピストン(38)と別体に形成されたローリングピストン型のロータリ式流体機械であってもよい。本変形例の圧縮機構(30,30b)では、平板状のブレード(43)がシリンダ(32)の径方向に延びるブレード溝に進退自在に嵌め込まれ、ブッシュ(41)が省略されている。ブレード(43)は、ばねによってピストン(38)の外周面(39)に押圧されており、その先端部がピストン(38)の外周面(39)と摺接する。
30 圧縮機構
36 圧縮室
50 吐出ポート
51 入口端
55 補助ポート
56 入口端
57 出口端
60 吐出弁
65 補助弁
66 弁体
69 補助部材
100 空気調和機(冷凍装置)
110 冷媒回路
Claims (6)
- 内部に圧縮室(36)が形成されて該圧縮室(36)へ吸入した冷媒を圧縮して吐出する圧縮機構(30)を備え、
上記圧縮機構(30)には、圧縮された冷媒を上記圧縮室(36)から導出するための吐出ポート(50)が形成されると共に、上記吐出ポート(50)を開閉する吐出弁(60)が設けられている圧縮機であって、
上記圧縮機構(30)には、
上記圧縮室(36)を上記圧縮機構(30)の外部と連通させるための補助ポート(55)が形成されると共に、
上記吐出ポート(50)から吐出される冷媒の温度に相関する所定の吐出側代表温度が基準温度以下のときは上記補助ポート(55)を塞ぎ、上記吐出側代表温度が上記基準温度を上回るときは上記補助ポート(55)を開く補助弁(65)が設けられている
ことを特徴とする圧縮機。 - 請求項1において、
上記吐出ポート(50)の入口端(51)は、上記圧縮室(36)の壁面に開口し、
上記補助ポート(55)の入口端(56)は、上記吐出ポート(50)の入口端(51)から終端までの途中に接続している
ことを特徴とする圧縮機。 - 請求項1又は2において、
上記補助弁(65)は、上記補助ポート(55)を開閉するための弁体(66)を備え、
上記弁体(66)の温度が、上記吐出側代表温度となっており、
上記弁体(66)は、該弁体(66)の温度が上記基準温度以下のときは上記補助ポート(55)の出口端(57)を覆う閉弁形状となり、該弁体(66)の温度が上記基準温度を上回るときは上記補助ポート(55)の出口端(57)から離れる開弁形状となるように、該弁体(66)の温度に応じて変形する
ことを特徴とする圧縮機。 - 請求項1又は2において、
上記補助弁(65)は、上記補助ポート(55)の出口端(57)を覆うように設けられる板状の弁体(66)と、該弁体(66)を弾性変形させるための補助部材(69)とを備え、
上記補助部材(69)の温度が、上記吐出側代表温度となっており、
上記補助部材(69)は、該補助部材(69)の温度が上記基準温度を以下のときは上記弁体(66)が上記補助ポート(55)の出口端(57)を覆うように該弁体(66)を弾性変形させない通常形状になり、該補助部材(69)の温度が上記基準温度を上回るときは上記弁体(66)を上記補助ポート(55)の出口端(57)から押し上げる押し上げ形状となるように、該補助部材(69)の温度に応じて変形する
ことを特徴とする圧縮機。 - 請求項1乃至4のいずれか一つの圧縮機(10)が接続された冷媒回路(110)を備え、該冷媒回路(110)において冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う冷凍装置であって、
上記圧縮機の上記圧縮機構(30)の上記吐出ポート(50)から吐出される冷媒の温度が所定値以下となるように、上記圧縮機構(30)へ吸入される冷媒の湿り度、または上記圧縮機構(30)において冷媒が圧縮される過程の途中に供給される中間圧冷媒の流量を調節する
ことを特徴とする冷凍装置。 - 請求項5において、
上記冷媒回路(110)には、ジフルオロメタンが冷媒として充填されている
ことを特徴とする冷凍装置。
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