JP4516122B2 - 容積可変型ロータリ圧縮機及びその運転方法、並びにそれを備えたエアコンの運転方法 - Google Patents
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Description
Claims (29)
- 蒸発器に連通するガス吸入管及び凝縮器に連通するガス吐出管を備えるケーシングと、
ローリングピストンが旋回運動して冷媒を圧縮するようにその中央に内部空間が形成され、前記内部空間に前記ガス吸入管が連通するように半径方向に貫通する吸入口が形成され、前記ローリングピストンに半径方向に接して前記内部空間を圧縮室と吸入室に区画するベーンを支持するように半径方向にベーンスリットが形成されて、前記ケーシングの内部に固定設置されるシリンダと、
前記シリンダの上下両側を覆蓋して共に内部空間を形成し、前記シリンダの内部空間に連通して圧縮冷媒を吐出する複数の吐出口が同一軸線上に形成され、一方の吐出口に連通して前記シリンダの吸入口に連通するようにバイパス孔が形成される複数のベアリングプレートと、
前記各ベアリングプレートの吐出口を開閉するように前記各吐出口の先端面に設置される複数の吐出バルブと、
前記ベアリングプレートのバイパス孔を選択的に開閉して圧縮冷媒の一部を前記吸入口に導入するように前記ベアリングプレートに結合される容積可変ユニットと、
前記容積可変ユニットが圧縮機の運転モードに応じて前記バイパス孔を開閉するように前記容積可変ユニットに背圧を供給する背圧切替ユニットと、
を含むことを特徴とする容積可変型ロータリ圧縮機。 - 蒸発器に連通するガス吸入管及び凝縮器に連通するガス吐出管を備えるケーシングと、
ローリングピストンが旋回運動して冷媒を圧縮するようにその中央に内部空間が形成され、前記内部空間に前記ガス吸入管が連通するように半径方向に貫通する吸入口が形成され、前記ローリングピストンに半径方向に接して前記内部空間を圧縮室と吸入室に区画するベーンを支持するように半径方向にベーンスリットが形成されて、前記ケーシングの内部に固定設置されるシリンダと、
前記シリンダの上下両側を覆蓋して共に内部空間を形成し、前記シリンダの内部空間に連通して圧縮冷媒を吐出する複数の吐出口が異なる軸線上に形成され、一方の吐出口に連通して前記シリンダの吸入口に連通するようにバイパス孔が形成される複数のベアリングプレートと、
前記各ベアリングプレートの吐出口を開閉するように前記各吐出口の先端面に設置される複数の吐出バルブと、
前記ベアリングプレートのバイパス孔を選択的に開閉して圧縮冷媒の一部を前記吸入口に導入するように前記ベアリングプレートに結合される容積可変ユニットと、
前記容積可変ユニットが圧縮機の運転モードに応じて前記バイパス孔を開閉するように前記容積可変ユニットに背圧を供給する背圧切替ユニットと、
を含むことを特徴とする容積可変型ロータリ圧縮機。 - 蒸発器に連通するガス吸入管及び凝縮器に連通するガス吐出管を備えるケーシングと、
ローリングピストンが旋回運動して冷媒を圧縮するようにその中央に内部空間が形成され、前記内部空間に前記ガス吸入管が連通するように半径方向に貫通する吸入口が形成され、前記ローリングピストンに半径方向に接して前記内部空間を圧縮室と吸入室に区画するベーンを支持するように半径方向にベーンスリットが形成され、周面には冷媒ガスの一部をバイパスするように吐出口が形成されて、前記ケーシングの内部に固定設置されるシリンダと、
前記シリンダの上下両側を覆蓋して共に内部空間を形成し、一方のベアリングプレートには、前記シリンダの内部空間に連通して圧縮冷媒を前記ケーシングの内部に吐出する吐出口が前記シリンダの吐出口と軸中心が直交するように形成され、他の一方のベアリングプレートには、前記シリンダの吐出口が前記吸入口に連通するようにバイパス孔が形成される複数のベアリングプレートと、
前記各ベアリングプレートの吐出口を開閉するようにこれら吐出口の先端面に設置される複数の吐出バルブと、
前記ベアリングプレートのバイパス孔を選択的に開閉して圧縮冷媒の一部を前記吸入口に導入するように前記ベアリングプレートに結合される容積可変ユニットと、
前記容積可変ユニットが圧縮機の運転モードに応じて前記バイパス孔を開閉するように前記容積可変ユニットに背圧を供給する背圧切替ユニットと、
を含むことを特徴とする容積可変型ロータリ圧縮機。 - 蒸発器に連通するガス吸入管及び凝縮器に連通するガス吐出管を備えるケーシングと、
ローリングピストンが旋回運動して冷媒を圧縮するようにその中央に内部空間が形成され、前記内部空間に前記ガス吸入管が連通するように半径方向に貫通する吸入口が形成され、前記ローリングピストンに半径方向に接して前記内部空間を圧縮室と吸入室に区画するベーンを支持するように半径方向にベーンスリットが形成され、周面には冷媒ガスの一部をバイパスするように吐出口が形成されて、前記ケーシングの内部に固定設置されるシリンダと、
前記シリンダの上下両側を覆蓋して共に内部空間を形成し、一方のベアリングプレートには、前記シリンダの内部空間に連通して圧縮冷媒を前記ケーシングの内部に吐出する吐出口が前記シリンダの吐出口と軸中心が一致しないように形成され、他の一方のベアリングプレートには、前記シリンダの吐出口が前記吸入口に連通するようにバイパス孔が形成される複数のベアリングプレートと、
前記各ベアリングプレートの吐出口を開閉するようにこれら吐出口の先端面に設置される複数の吐出バルブと、
前記ベアリングプレートのバイパス孔を選択的に開閉して圧縮冷媒の一部を前記吸入口に導入するように前記ベアリングプレートに結合される容積可変ユニットと、
前記容積可変ユニットが圧縮機の運転モードに応じて前記バイパス孔を開閉するように前記容積可変ユニットに背圧を供給する背圧切替ユニットと、
を含むことを特徴とする容積可変型ロータリ圧縮機。 - 前記複数の吐出口が全て最大圧縮角度に形成されることを特徴とする請求項1又は3に記載の容積可変型ロータリ圧縮機。
- 前記ケーシングの内部に連通する吐出口は最大圧縮角度に形成され、前記バイパス孔に連通する吐出口は、その中心が前記ベーンから前記ローリングピストンの回転方向に170〜200゜の範囲に位置するように形成されることを特徴とする請求項2又は4に記載の容積可変型ロータリ圧縮機。
- 前記複数の吐出口が同一の直径を有するように形成されることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の容積可変型ロータリ圧縮機。
- 前記複数の吐出口のうち、前記バイパス孔に連通する吐出口の直径が他の吐出口に比べて相対的に広く形成されることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の容積可変型ロータリ圧縮機。
- 前記複数の吐出バルブが同一の弾性係数を有するように形成されることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の容積可変型ロータリ圧縮機。
- 前記複数の吐出バルブのうち、前記バイパス孔に連通する吐出口側の吐出バルブの弾性係数が相対的に小さく形成されることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の容積可変型ロータリ圧縮機。
- 前記ベアリングプレートは、その内部に前記バイパス孔に直交するようにバルブ孔が形成され、前記バルブ孔に前記容積可変ユニットが設置されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の容積可変型ロータリ圧縮機。
- 前記容積可変ユニットは、
前記バルブ孔にスライド挿入されて、前記背圧切替ユニットによる圧力差によって前記バルブ孔で移動して前記バイパス孔を開閉するスライドバルブと、
前記スライドバルブの移動方向を弾性支持して両端の圧力差がないとき、前記スライドバルブを閉位置に移動させる少なくとも1つのバルブスプリングと、
前記スライドバルブの離脱を防止するように前記バルブ孔を遮蔽するバルブストッパと、
からなることを特徴とする請求項11に記載の容積可変型ロータリ圧縮機。 - 前記スライドバルブは、
前記バイパス孔の両側に位置して前記バルブ孔の内周面に滑り接触するように形成され、前記背圧切替ユニットから伝えられた圧力により移動して少なくとも1つが前記バイパス孔を開閉できるように形成される複数の圧力部と、
前記複数の圧力部間を連結し、その外周面と前記バルブ孔との間にガス通路が形成される連通部と、
からなることを特徴とする請求項12に記載の容積可変型ロータリ圧縮機。 - 前記バルブスプリングは、前記スライドバルブの両端の圧力が同一の場合、一方の圧力部が前記バイパス孔を閉鎖するように設置されることを特徴とする請求項13に記載の容積可変型ロータリ圧縮機。
- 前記バルブスプリングは、前記スライドバルブの両端の圧力が同一の場合、前記連通部が前記バイパス孔に重なって該バイパス孔を開放するように設置されることを特徴とする請求項12に記載の容積可変型ロータリ圧縮機。
- 前記スライドバルブの圧力部には、前記弾性部材を挿入して固定できるように、スプリング固定溝が形成されることを特徴とする請求項14又は15に記載の容積可変型ロータリ圧縮機。
- 前記バルブ孔は、その両側面に前記背圧切替ユニットの出口にそれぞれ連通する第1背圧通孔及び第2背圧通孔が形成されることを特徴とする請求項11に記載の容積可変型ロータリ圧縮機。
- 前記背圧切替ユニットは、
前記ガス吸入管と前記ガス吐出管にそれぞれ連通し、これらガス吸入管とガス吐出管を前記容積可変ユニットの両側に連結する圧力切替バルブ組立体と、
前記圧力切替バルブ組立体の第1出口を前記容積可変ユニットの一側に連結する第1連結管と、
前記圧力切替バルブ組立体の第2出口を前記容積可変ユニットの他側に連結する第2連結管と、
からなることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の容積可変型ロータリ圧縮機。 - 前記圧力切替バルブ組立体は、
前記ガス吸入管を連結する低圧側入口、前記ガス吐出管を連結する高圧側入口、前記第1連結管を連結する第1出口、及び前記第2連結管を連結する第2出口が形成される切替バルブハウジングと、
前記切替バルブハウジングの内部にスライド結合されて、前記低圧側入口と前記第1出口及び前記高圧側入口と前記第2出口、又は前記低圧側入口と前記第2出口及び前記高圧側入口と前記第1出口を選択的に連結する切替バルブと、
前記切替バルブハウジングの一側に設置されて電源の供給により前記切替バルブを移動させる電磁石と、
前記電磁石に供給されていた電源の遮断時に前記切替バルブを復元させる弾性部材と、
からなることを特徴とする請求項17に記載の容積可変型ロータリ圧縮機。 - 請求項1又は3に記載の容積可変型ロータリ圧縮機の運転方法であって、
圧縮機の起動時、容積可変ユニットがバイパス孔を遮断した状態で運転して最大冷却能力を発揮するパワー運転モードと、
前記パワー運転モード中に制御部で前記圧縮機の適正冷却能力を算出して冷却能力を下げる必要があるとき、背圧切替ユニットを作動させることにより、前記容積可変ユニットが前記バイパス孔を開放してシリンダの圧縮冷媒全体を吸入口に導入するセーブ運転モードと、
を交互に行うことを特徴とする容積可変型ロータリ圧縮機の運転方法。 - 前記セーブ運転モードは、高圧側と低圧側との圧力差があるか否かを検出して継続するか否かを決定することを特徴とする請求項20に記載の容積可変型ロータリ圧縮機の運転方法。
- 凝縮器と蒸発器の温度を検出して、これらの温度が設定された温度範囲であると、前記高圧側と低圧側との圧力差が有効な圧力差であると判断して前記セーブ運転を延長し、前記設定された温度範囲から外れると、前記背圧切替ユニットを作動させて直ちに前記パワー運転モードに切り替えることを特徴とする請求項21に記載の容積可変型ロータリ圧縮機の運転方法。
- 請求項2又は4に記載の容積可変型ロータリ圧縮機の運転方法であって、
圧縮機の起動時、容積可変ユニットがバイパス孔を開放してシリンダの圧縮冷媒の一部を吸入口に導入するミドル運転モードと、
前記ミドル運転モードを所定時間行った後、背圧切替ユニットを作動させることにより、前記容積可変ユニットが前記バイパス孔を遮断した状態で運転して最大冷却能力を発揮するパワー運転モードと、
前記パワー運転モード中に制御部で前記圧縮機の適正冷却能力を算出して冷却能力を下げる必要があるとき、前記背圧切替ユニットを反対に作動させることにより、前記容積可変ユニットが前記バイパス孔を開放して前記シリンダの圧縮冷媒の一部を前記吸入口に導入するミドル運転モードと、
を交互に行うことを特徴とする容積可変型ロータリ圧縮機の運転方法。 - 前記ミドル運転モードは、高圧側と低圧側との圧力差があるか否かを検出して継続するか否かを決定することを特徴とする請求項23に記載の容積可変型ロータリ圧縮機の運転方法。
- 凝縮器と蒸発器の温度を検出して、これらの温度が設定された温度範囲であると、前記高圧側と低圧側との圧力差が有効な圧力差であると判断して前記ミドル運転モードを延長し、前記設定された温度範囲から外れると、前記背圧切替ユニットを作動させて直ちに前記パワー運転モードに切り替えることを特徴とする請求項24に記載の容積可変型ロータリ圧縮機の運転方法。
- 前記ミドル運転モード中に制御部で前記圧縮機の適正冷却能力を算出して冷却能力をゼロに下げる必要があるとき、電源を遮断して前記圧縮機を停止させる停止モードをさらに行うことを特徴とする請求項23に記載の容積可変型ロータリ圧縮機の運転方法。
- 請求項1又は3に記載の容積可変型ロータリ圧縮機を備えたエアコンの運転方法であって、
電源の供給と共に室内温度と設定温度(A)とを比較して室内温度が設定温度(A)よりも高い場合、圧縮機の容積可変ユニットがシリンダの内部空間に連通するバイパス孔を遮断した状態で運転して最大冷却能力を発揮する最大冷却能力モードと、
前記最大冷却能力モード中に室内温度と設定温度(A)とを比較して室内温度が設定温度(A)よりも高い場合は、前記最大冷却能力モードを継続して行い、室内温度が設定温度(A)よりも低い場合は、前記容積可変ユニットが前記バイパス孔を開放して前記シリンダの内部空間の圧縮冷媒全体を吸入口に導入する最小冷却能力モードと、
前記最小冷却能力モード中に室内温度と設定温度(B)とを比較して室内温度が設定温度(B)よりも低い場合、電源を遮断して前記圧縮機を停止させる停止モードと、
を行うことを特徴とする容積可変型ロータリ圧縮機を備えたエアコンの運転方法。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の容積可変型ロータリ圧縮機を備えたエアコンの運転方法であって、
電源の供給と共に室内温度と設定温度(A)とを比較して室内温度が設定温度(A)よりも高い場合、圧縮機の容積可変ユニットがシリンダの内部空間に連通するバイパス孔を開放して前記シリンダ内部の圧縮冷媒の一部を吸入口に導入する中間冷却能力モードと、
前記中間冷却能力モード中に室内温度と設定温度(A)とを比較して室内温度が設定温度(A)よりも高い場合、前記容積可変ユニットが前記シリンダの内部空間に連通するバイパス孔を遮断した状態で運転して最大冷却能力を発揮する最大冷却能力モードと、
前記最大冷却能力モード中に室内温度と設定温度(A)とを比較して室内温度が設定温度(A)よりも低い場合、前記バイパス孔を開放して圧縮ガスの一部を吸入口に導入して運転する中間冷却能力モードと、
前記中間冷却能力モード中に室内温度と設定温度(B)とを比較して室内温度が設定温度(B)よりも低い場合、電源を遮断して前記圧縮機を停止させる停止モードと、
を行うことを特徴とする容積可変型ロータリ圧縮機を備えたエアコンの運転方法。 - モードの切替時に必要な前記圧縮機の合計冷却能力と、それによる各モードの運転時間を決定する合計冷却能力決定段階を先に行うことを特徴とする請求項27又は28に記載の容積可変型ロータリ圧縮機を備えたエアコンの運転方法。
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