JP5081824B2 - 容量可変型圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、一種エアコン、冷凍機およびヒートポンプ温水器中のロータリ圧縮機に関する。より詳細には、容量可変型圧縮機およびその容量の切替装置に関する。

従来の容量可変型圧縮機は、一般的には一段圧縮機のシリンダまたはその上下シリンダの蓋の位置に吸気室および排気室を連通する孔が開設され、また電磁弁を利用し、これらの孔の開閉を制御し、容量の制御を実現する。ほかには２台または複数台の圧縮機を並列に配設することにより容量の制御を実現する。これらの容量の制御方式は技術が複雑で、信頼性が低く、総合的なコストも高い。

本発明の目的は、容量可変型圧縮機を提供するものである。容量切替装置により２シリンダ圧縮機における冷媒ガスの流れを変更させ、２シリンダの直列連通による圧縮または２シリンダの並列連通による圧縮の切替を実現し、圧縮機に一つのシリンダの排気量または二つのシリンダの排気量の吐出を制御することを実現させる。

本発明のもう一方の目的は、前記の容量可変型圧縮機に適用する４方向から２方向へ切り替える電磁方向切替弁を提供するものである。前記の容量制御式圧縮機の構造及び制御の簡素化を図る。

本発明の容量可変型圧縮機には、主にアキュムレータ付きの２シリンダ圧縮機、容量切替装置が含まれている。前記アキュムレータの吸気管の吐出口を二通路に分岐し、２ポート２方向と１ポート２方向との間を切り替えできる容量切替装置および２シリンダ圧縮機の上下シリンダによって、２シリンダを直列に連通し、または並列に連通することを実現させ、圧縮機の排気量は、直列連通のときでは第一段シリンダの排気量に、または並列連通のときでは２シリンダの排気量の合計になる。

前記の容量切替装置は、二つの吸入通路ａとｃ、二つの吐出通路ｂとｄを有し、ある一つの作動状態では、吸入通路ａが吐出通路ｂに連通され、吸入通路ｃが吐出通路ｄに連通されている。切り替えた後のもう一方の作動状態では、吸入通路ｃと吐出通路ｂまたは吸入通路ａまたは吐出通路ｄの間に一本の通路が遮断されている。

本発明の容量可変型圧縮機に使用される専用の４方向から２方向へ切り替える電磁方向切替弁は、電磁弁による制御する空気圧作動の滑り弁を備える。前記の滑り弁には、主に電磁弁による制御する移動のバルブコア、弁座および二本の吸入通路と二本の吐出通路が含まれている。前記バルブコア中部は排気室となり、排気室の中は四本の通路を備え、其のうち一本の通路は吸入通路ａとなり、他の三本の通路は弁座に等距離で配置され、左右両側が吐出通路ｂ、ｄとなり、中間はもう一本の吸入通路ｃとなっている。前記バルブコアは弁座の上でバルブボールを左右滑動させることができ、バルブボールは左右の両位置上で弁座上の左側に隣接されている二本の通路b、cまたは右側に隣接されている二本の通路c、dをそれぞれ閉鎖し、且つこれらを連通させることができる。同時に吸入通路aは前記バルブボールに閉鎖されていない吐出通路dまたはcに連通され、前記バルブボールの片側は弁舌が設置され、バルブボールがある位置にあり、また該位置でなければならない時、前記弁舌が弁座上のバルブボールに閉鎖されていない吐出通路を閉鎖、遮断することを特徴とする。

本発明の利点は、前記容量切替装置の使用により、特に本発明に提供される専用の４方向から２方向へ切り替える電磁方向変換弁を使用し、２シリンダ圧縮機への接続し、二段圧縮機と２シリンダ圧縮機との間の切り替えが簡単に実現することができ、二種類の排気量の制御を完成させ、製造コストを低減させるだけではなく、加工工程を簡素化させ、圧縮機の設置場所を減少させ、しかも制御が簡単で、信頼性が高く、市場競争力を大幅に向上させることができる。

本発明に関して、以下の実施例にてさらに説明する。

（実施例１）
本実施例は、図１に示すように、２シリンダ圧縮機と本発明が提供される専用の４方向から２方向へ切り替える方向切替弁の連通方式を説明する。アキュムレータ１０の一つの通路の吐出口１２は下側のシリンダの吸入口２２に連通され、下側のシリンダの吐出２４は方向切替弁５０の遮断不可能の吐出通路５４に連通され、方向切替弁の吸入通路５２は圧縮機ハウジング上のバイパス通路４４に連通されている。アキュムレータのもう一つの吐出口１４は方向切替弁の遮断可能の吐出通路５８に連結され、方向切替弁の吸入通路５６は上側のシリンダの吸入口３２に連通され、上側のシリンダの圧縮したガスは圧縮機の上部の吐出口４２から排出される。

その作動過程では、方向切替弁が２ポート２方向となる場合、アキュムレータの一つの通路１２が下側のシリンダ２０に吸入し、下側のシリンダ２０の吐出は方向切替弁の通路５４から通路５２を経由で圧縮機のハウジング上のバイパス通路４４に吸入し、アキュムレータのもう一つの通路１４は方向切替弁の通路５８から通路５６を経由で上側のシリンダ３０に吸入し、上側のシリンダ３０の吐出は下側のシリンダ２０の吐出と圧縮機のハウジング内で合流し、且つ圧縮機ハウジング上部の吐出口４２から排出される。この時、両シリンダは並列に連通され、排気量は両シリンダの排気量の合計になる。方向切替弁を１ポート２方向に切り替えた場合、下側のシリンダ２０の吐出は方向切替弁通路５４から通路５６を経由で上側のシリンダ３０に吸入し、上側のシリンダ３０の吐出は圧縮機のハウジングの上部の出口４２から排出され、アキュムレータのもう一つの通路１４は方向切替弁の遮断可能の吐出通路５８の位置で遮断され、作動に関与していない。

この連通方式の特徴は、両シリンダが直列で圧縮される場合、排気量は第一段シリンダの排気量であり、ハウジング内のガスは第二段シリンダから排出される高圧ガスである。

（実施例２）
本実施例は、図２に示すように、２シリンダ圧縮機と本発明が提供される専用の４方向から２方向へ切替る方向切替弁のもう一種の連通方式を説明する。前記アキュムレータ１０の一つの通路の吐出口１２は下側のシリンダの吸入口２２に連通され、下側のシリンダの吐出２４は圧縮機のハウジングに排出し、且つ圧縮機のハウジング上部の出口４２によって方向切替弁の遮断不可能の吐出通路５４に連通されている。アキュムレータのもう一つの吐出１４は方向切替弁の遮断可能の吐出通路５８に連通され、方向切替弁の吸入通路５６は上側のシリンダの吸入口３２に連通され、上側のシリンダの吐出３４は圧縮機の吐出となり、同時にハウジング上の一本の分岐路４６によって方向切替弁の吸入通路５２に連通される。

その作動過程では、方向切替弁が２ポート２方向となる場合、アキュムレータの一つの通路１２は下側のシリンダ２０に吸入し、下側のシリンダ２０の吐出２４は圧縮機のハウジングに排出し、且つ圧縮機のハウジング上部の吐出口４２によって、方向切替弁の通路５４から通路５２を経由で分岐管４６に吸入する。アキュムレータのもう一つの通路１４は方向切替弁通路５８から通路５６を経由で上側のシリンダ３０に進入し、上側のシリンダ３０の吐出３４は分岐管４６からの下側のシリンダ２０の吐出と合流され、圧縮機の吐出となる。この時、両シリンダは並列に連通され、排気量は両シリンダの排気量の合計になる。方向切替弁を１ポート２方向に切り替えた場合、下側のシリンダ２０の吐出２４は圧縮機のハウジングに排出され、圧縮機のハウジング上部の吐出口４２によって、方向切替換弁通路５４から通路５６を経由で上側のシリンダ３０に吸入する。上側のシリンダ３０の吐出３４は直接に圧縮機の吐き出しとなる、アキュムレータのもう一つの通路１４は方向切替弁の遮断可能の吐出通路５８の位置で遮断され、同時に上側のシリンダ３０の吐出３４に連通されている分岐管４６も遮断可能の吐出通路５８の位置で遮断される。この時、両シリンダは直列に連通され、排気量は第一段シリンダの排気量になる。

この連通方式の特徴は、両シリンダが直列で圧縮される場合、ハウジング内は第一段シリンダから排出された中圧ガスであり、ハウジングの耐圧要求が低くなり、冷媒の漏れを防止することである。

（実施例３）
前記容量切替装置は、図３に示すように、４方向から２方向へ切り替える方向切替弁である。当該方向切替弁は二本の吸入通路a、ｃと、二本の吐出通路b、dを有し、一つの作動状態では、吸入通路aと吐出通路bが連通され、吸入通路cは吐出通路dに連通されている。切替後のもう一つが作動状態では、吸入通路cと吐出通路bとは連通され、吸入通路aと吐出通路dとは遮断される。

（実施例４）
図３に示されている容量切替装置の作動原理により、当該装置は逆止め弁Ｍと普通四方弁から構成され、図５を参照、前記逆止め弁Ｍは普通四方弁の吐出通路に直列に連通され、ガスが吐出通路から四方弁に流れる場合に遮断され、四方弁が一つある状態で二本の通路の中に一本が遮断される。

（実施例５）
図３に示されている容量切替装置の作動原理により、当該装置は電磁弁Ｎと普通四方弁の組み合わせにより構成され、図６を参照、前記電磁弁Ｎは普通四方弁の吐出通路に直列に連通されている。電磁弁Ｎが連通される場合では、四方弁は四方向連通の状態となっている。電磁弁Ｎが遮断される場合では、二本通路中に一本通路が遮断される。

（実施例６）
図３に示されている容量切替装置の作動原理により、当該装置は三つの電磁弁の組み合わせにより構成され、図７を参照。三つの電磁弁Ｎ１、Ｎ２およびＮ３を順次に直列により連通され、且つＮ１の自由端を吸入通路ａとし、Ｎ１とＮ２の連結点を吐出通路ｂとし、Ｎ２とＮ３の連結点をもう一つの吸入通路ｃとし、Ｎ３の自由端を吐出通路ｄとしている。電磁弁Ｎ１およびＮ３を連通し、Ｎ２を遮断する時、吸入通路ａは吐出通路ｂに連通され、吸入通路ｃは吐出通路ｄに連通されている。電磁弁Ｎ１およびＮ２を遮断し、Ｎ２を連通する時、吸入通路ｃは吐出通路ｂに連通され、他の通路が遮断されている。従って、各電磁弁への制御により、前記の容量切替装置の機能を発揮することができる。

（実施例７）
図３に示されている容量切替装置の作動原理により、当該装置は一つの逆止め弁と二つの電磁弁の組み合わせにより構成され、図８を参照。一つの逆止め弁Ｍ１と二つ電磁弁Ｎ４およびＮ５を順次に直列により連通され、且つＭ１のもう一端を吸入端ａとし、Ｍ１とＮ４の連結点を吐出し端をｂとし、Ｎ４とＮ５の連結点をもう一つの吸入端ｃとし、Ｎ５のもう一端を吐出端ｄとしている。電磁弁Ｎ５を連通し、Ｎ４を遮断する時、吸入端ａは吐出端ｂに連通され、吸入端ｃは吐出端ｄに連通されている。電磁弁Ｎ４を連通し、Ｎ５を遮断する時、吸入端ｃは吐出端ｂに連通され、吸入端ｃと吐出端ｄの間は遮断され、ｂとａの間も逆方向で遮断された。従って、各電磁弁Ｎ４およびＮ５への制御により、前記の容量切替装置の機能を発揮することができる。

（実施例８）
本発明の容量可変型圧縮機に使用される専用の４方向から２方向へ切り替える方向切替弁の実例は、図４を参照する。弁体５０の中は電磁弁５１および当該電磁弁に制御されている空気圧作動滑り弁５３を備えている。前記滑り弁５３には主に電磁弁の制御により移動されるバルブコア５３２、弁座５３６および二本の吸入通路と二本の吐出通路が含まれている。前記バルブコア中部は排気室となり、排気室の中は四本の通路を備え、其のうち一本の通路は吸入通路５２となり、他の三本の通路は弁座５３６に等距離で配置され、左右両側は吐出通路５４、５８となり、中間はもう一本の吸入通路５６となっている。前記バルブコア５３２は弁座５３６の上でバルブボールを左右に滑動させることができ、バルブボールは左右の両位置上で弁座５３６上の左側隣接されている２本の通路５４、５６または右側に隣接されている２本の通路５６、５８をそれぞれ閉鎖し、且つこれらを連通させることができる。前記バルブボール５３８の右側に弁舌が設置され、バルブボール５３８が右端にある時はバルブボール５３８が弁座５３６上の右側に隣接されている二本の通路５６と５８を閉鎖し、弁舌５３８ａは効かなくなる。バルブボール５３８が左端にある時に、バルブボール５３８は弁座５３６上の左側に隣接されている二本の通路５４と５６を閉鎖し、弁舌５３８aはもう一本の吐出通路５８を遮断させている。二本の吐出通路中の一本が遮断される。

もちろん、前記の弁舌５３８aは前記のバルブボール５３８の左側にも設置することが可能であるが、この場合に遮断されるのは弁座５３６の左側の吐出通路５４であり、その作動原理は類似である。

本発明の実施例１の構造原理図である。 本発明の実施例２の構造原理図である。 ニ路二方と一路二方との間を切り替えの容量切替装置の簡略図である。 本発明に提供された専用四方から二方へ切り替える電磁方向切替え弁の構造の簡略図である。 一種逆止め弁と四方弁により組合せた容量切替装置の簡略図である。 一種電磁弁と四方弁により組合せた容量切替装置の簡略図である。 一種三つの電磁弁により組合せた容量切替装置の簡略図である。 一種逆止め弁と電磁弁により組合せた容量切替装置の簡略図である。

符号の説明

１０アキュムレータ、１２、１４アキュムレータの吐出口、２０下側のシリンダ、２２下側のシリンダの吸気口、２４下側のシリンダ排気口、３０上側のシリンダ、３２上側のシリンダの吸気口、３４上側のシリンダの排気口、４０圧縮機のハウジング、４２ハウジング上部の吐出、４４ハウジングのバイパス通路、４６分岐管、５０方向切り替え弁、５１電磁制御弁、５２吸入通路ａ、５３滑り弁、５３２バルブコア、５３４排気室、５３６弁座、５３８バルブボール、５４吐出通路ｂ（遮断不可能）、５６吸入通路ｃ、５８吐出通路ｄ（遮断可能）、Ｍ逆止弁、Ｎ電磁弁。

Claims (4)

1. アキュムレータ、２シリンダ圧縮機および容量切替装置を備えてなる容量可変型圧縮機であって、
   前記２シリンダ圧縮機は、ハウジング(40)、並びに、そのハウジング内に気密に設けられた上側のシリンダ(30)および下側のシリンダ(20)を有し、
   前記ハウジング(40)は、一つの吐出口(42)と一つのバイパス通路(44)とを有し、前記上側のシリンダは一つの上側シリンダの吸入口と一つの上側シリンダの吐出口を有し、前記下側のシリンダは一つの下側シリンダの吸入口と一つの下側シリンダの吐出口を有し、
   前記アキュムレータ(10)は、一つの吸入口と二つの吐出口(12,14)とを有し、
   前記容量切替装置は、４方向から２方向へ切り替える電磁方向切替弁(50)を含み、当該電磁方向切替弁は、二つの吸入通路ａ及びｃ並びに二つの吐出通路ｂ及びｄを有し、
   前記容量切替装置のある一つの作動状態、即ち並列連通時には、吸入通路ａと吐出通路ｂが連通されると共に、吸入通路ｃは吐出通路ｄに連通され、
   前記アキュムレータの一つの吐出口(12)は下側シリンダの吸入口に連通され、下側シリンダの吐出口は吐出通路ｂに連通され、吸入通路ａは当該圧縮機のハウジング内のバイパス通路(44)に連通され、他方、前記アキュムレータのもう一つの吐出口(14)は吐出通路ｄに連通され、吸入通路ｃは上側シリンダの吸入口に連通され、上側シリンダの吐出口は圧縮機のハウジングの内にあり、
   前記容量切替装置の切り替え後のもう一つの作動状態、即ち直列連通時には、吸入通路ｃと吐出通路ｂの間が連通され且つ吸入通路ａと吐出通路ｄの間が遮断され、又は、吸入通路ｃと吐出通路ｂの間が遮断され且つ吸入通路ａと吐出通路ｄの間が連通され、
   前記方向切替弁が２ポート２方向の場合と１ポート２方向の場合とを切り替えることで、２シリンダを直列に連通し又は並列に連通することを実現させ、上下両シリンダ直列で圧縮される場合、ハウジング中のガスの圧力は、第二段シリンダ、即ち上側シリンダから排出される高圧であることを特徴とする容量可変型圧縮機。
2. 前記ハウジング(40)は、前記バイパス通路の代わりに、前記上側シリンダに連通された分岐路(46)を有しており、
   前記アキュムレータの一つの吐出口(12)は下側のシリンダの吸入口に連通し、下側のシリンダの吐出は２シリンダ圧縮機のハウジング内に排出され、且つ圧縮機のハウジング上部の吐出口(42)によって前記電磁方向切替弁の遮断不可能の吐出通路ｂに連通しており、
   前記アキュムレータのもう一つの吐出口(14)は前記電磁方向切替弁の遮断可能な吐出通路ｄに連通され、
   前記電磁方向切替弁の吸入通路ｃは上側のシリンダの吸入口に連通され、上側のシリンダの吐出は２シリンダ圧縮機の吐出となり、且つ前記分岐路(46)によって吸入通路ａに連通し、
   この連通方式の特徴は２段圧縮する時、ハウジング中のガスの圧力は第一段シリンダ、即ち下側シリンダから排出した中間圧力であることを特徴とする請求項１に記載の容量可変型圧縮機。
3. 請求項１又は２に記載の容量可変型圧縮機において、
   前記４方向から２方向へ切り替える電磁方向切替弁には、電磁弁(51)により制御する空気圧作動の滑り弁(53)が含まれ、前記滑り弁には電磁弁の制御に基づき移動されるバルブコア(532)、弁座(536)および二本の吸入通路と二本の吐出通路が含まれ、前記バルブコア中部は排気室となり、排気室の中は四本の通路を備え、其のうち一本の通路は吸入通路ａであり、他の三本の通路は弁座に等距離で配置され、左右両側は吐出通路ｂ、ｄとなり、中間はもう一本の吸入通路ｃとなり、前記バルブコアは弁座の上でバルブボール(538)を左右滑動させ、バルブボールは左右の両位置上で弁座上の左側に隣接されている２本の通路ｂ及びｃまたは右側に隣接されている２本の通路ｃ及びｄをそれぞれ閉鎖し、且つこれらを連通させることができ、同時に吸入通路aは前記バルブボールに閉鎖されていない吐出通路ｄまたはｃに連通され、前記バルブボールの片側に弁舌(538a)が設置され、バルブボールがある位置にあり、また当該位置でなければならない時、前記弁舌は弁座上のバルブボールに閉鎖されていない吐出通路を閉鎖、遮断する、
   ことを特徴とする容量可変型圧縮機。
4. 前記弁舌(538a)はバルブボール(538)の左側または右側に設置されていることを特徴とする請求項３に記載の容量可変型圧縮機。

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