JPH01193089A - ロータリコンプレッサー - Google Patents

ロータリコンプレッサー

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JPH01193089A
JPH01193089A JP63018917A JP1891788A JPH01193089A JP H01193089 A JPH01193089 A JP H01193089A JP 63018917 A JP63018917 A JP 63018917A JP 1891788 A JP1891788 A JP 1891788A JP H01193089 A JPH01193089 A JP H01193089A
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switching
rotary compressor
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Toshiaki Hitosugi
一杉 利明
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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】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、冷凍サイクルを駆動するロータリコンプレ
ッサーに関する。
(従来の技術) 空気調和装置では、第5図に示されるように1シリンダ
タイプのロータリコンプレッサーaに四方弁す、室内側
熱交換器C,キャピラリーチューブd(減圧装置)、室
外側熱交換器eを順次連結した構造が用いられ、四方弁
すによる流路切換えにて暖房サイクル、冷房サイクルを
構成するようにしている。
ところで、空気調和装置では、能力可変可能なロータリ
コンプレッサーaを採用して、負荷に対応できるように
することが行なわれている。
従来、こうしたロータリコンプレッサーaには、第5図
に示されるように密閉ケースf内の上段に設けた電動機
部gにインバータ回路りを接続した構造が用いられ、電
源周波数の可変から電動機部gの回転数を変化させて、
該電動機部gで駆動されるロータリ式の圧縮機部lの能
力を第6図に示されるように可変させている。
(発明が解決しようとする課題) ところが、このようなインバータ回路りで能力を可変す
るロータリコンプレッサーaは、振動の面から、30ジ
(電源周波数)程度を限界として、それ以下の低い回転
では作動させることができない問題があり、それ以下に
は能力を下げることができないものであった。
その他、こうした能力が可変可能なロータリコンプレッ
サーは、電源周波数を下げていくと、低い周波数域で第
6図に示されるようにコンプレッサーのEERが急激に
低下する難点(特に電動機部gの効率低下による)をも
っていて、これを使用する空気調和装置の能力可変幅は
インバータ回路りの採用によって広がるものの、/EE
Rは向上しない不具合をもっていた。
この発明はこのような事情に着目してなされたもので、
EERの向上を図りつつ、低い電源周波数側の能力可変
域を拡大することができるロータリコンプレッサーを提
供することを目的とする。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) このロータリコンプレッサーは、電動機部で駆動される
圧縮機部を第1および第2の圧縮機部に分割し、これら
第1および第2の圧縮機部を単独運転あるいは並列運転
に切換える切換手段を設ける。そして、第1および第2
の圧縮機部を駆動する電動機部に電源周波数を可変する
インバータ回路を設け、またこのインバータ回路および
前記切換手段に、高能力側は並列運転の電源周波数制御
で、またそれに続く低能力側は単独運転の電源周波数制
御で制御せしめる制御部を設ける。
(作用) 例えば第1および第2の圧縮機部が並列圧縮となる並列
運転の状態から、負荷が小さくになるにしたがい、制御
部の指令により、まず、各圧縮機部の電源周波数が低く
なっていく。ついで、切換手段の切換えにて、片方の圧
縮機部による単独運転がなされ、と同時にその電源周波
数が高くなって、並列運転の終了時の能力を継いでいく
。そして、その単独運転している圧縮機部の電源周波数
が負荷に応じて下げられ、単独運転分、低い電源周波数
側の可変範囲が広げられていく。
(実施例) 以下、この発明を第1図ないし第4図に示す一実施例に
もとづいて説明する。第1図はこの発明を適用した空気
調和装置を示し、1はロータリコンプレッサーである。
ロータリコンプレッサー1は、密閉ケース2内の上段に
電動機部3を設け、下段にロータリ式の第1の圧縮機部
4および第2の圧縮機部5を直列に設けた構造となって
いる。詳しくは、電動機部3はステータ6とロータ7と
を組合わせてなる。
また第1の圧縮機部4は、シリンダ8を挟むようにして
メインベアリング9および中間仕切板10を設けると共
に、第2図に示す如くシリンダ8ならびにメインベアリ
ング9、中間仕切板10で囲まれる空間に偏心回転自在
なローラ11をブレード12と共に配した構造が用いら
れる。
また第2の圧縮機部5は、先の中間仕切板10に重ねて
、先の第1の圧縮機部5と同じシリンダ13を設け、こ
のシリンダ13を挟むようにしてサブベアリング14を
設けると共に、シリンダ13ならびに中間仕切板10、
サブベアリング14で囲まれる空間に同様に、偏心回転
自在なローラ15をブレード16と共に配した構造が用
いられる。そしてJこれら各節1および第2の圧縮機部
4.5のシリンダ排除容積は、たとえば従来の1シリン
ダタイプのロータリコンプレッサー1のシリンダ排除容
積の50%(1/2)に設定されていて、1シリンダタ
イプのロータリコンプレッサー1を等分の比率で分割し
たのと同じとなっている(比率1:1)。
そして、こうした第1および第2の圧縮機部4゜5の各
ローラ11,15がシャフト17を介して電動機部3の
ロータフに連結され、電動機部3の励磁により各圧縮機
部4.5を同時に駆動できる構造となっている。なお、
各圧縮機部4.5の吸込管4a;5aはそれぞれ独立し
て密閉ケース2の外部に突出して並列に接続され、各吐
出ポート4b、5bは例えば密閉ケース2内に開口して
同密閉ケース2の上部に取着された吐出管18に連通し
ている(圧縮機部4,5の吐出通路は並列となる)。
こうしたロータリコンプレッサー1の吸込管4a中に、
切換弁20(電磁二方弁よりなるもので、切換手段に相
当)が介装され、切換弁20の開閉動作(切換え)で、
第2の圧縮機部5による単独運転(第2の圧縮機部5の
みによる圧縮)、あるいは双方が稼働する並列運転(第
1の圧縮機部4と第2の圧縮機部5の両者による圧縮)
を行なえるようにしている。そして、吸込管4a。
5bの合流部が、吐出管18と共に四方弁21に接続さ
れている。
そして、この四方弁21に、室外側熱交換器22、キャ
ピラリーチューブ23(減圧装置)。
室内側熱交換器24が順次接続され、冷暖房運転可能な
ヒートポンプ式の冷凍サイクルを構成している。
一方、25はステータ6に接続された上記電動機部3の
電源周波数を可変するためのインバータ回路、26はマ
イクロコンピュータから構成された制御回路(制御部に
相当)である。そして、この制御回路26の出力側に上
記切換弁20およびインバータ回路25がそれぞれ接続
され、切換弁25の切換制御ならびにインバータ回路2
6の電源周波数制御から、ロータリコンプレッサー1の
能力を連続的に可変できるようにしている。具体的には
、制御回路26には、第1の圧縮機部4と第2の圧縮機
部5を最も高い電源周波数f  Maxで駆動させたと
きの高能力と、第2の圧縮機部5を最も低い電源周波数
f  Minで駆動させたときの低能力とを、能力可変
範囲の上下限として、高い能力側を並列運転の電源周波
数の可変で、低い能力側を単独運転の電源周波数の可変
で形成される能力で接いでなる能力モードが設定されて
いて、この能力モードにしたがってロータリコンプレッ
サー1の能力を制御するようにしている。むろん、並列
運転と単独運転との間は電源周波数の可変により、能力
的に連続するものである。
なお、図示はされていないが制御回路26には室温を検
知するセンサーが設けられていて、負荷に応じて運転モ
ードから最適な能力を選択する構造となっている。
しかして、こうした空気調和装置で、例えば暖房を行な
うときは、まず、図示しない操作部を「暖房」に操作す
る。すると、四方弁21が暖房側に切換えられ、また切
換弁20が「オン」 (開)に切換えられていく。つい
で、電動機部3が最も高い電源周波数f  Mawで励
磁され、各節1および第2の圧縮機部4.5は最も高い
回転数で駆動されていく。これにより、ロータリコンプ
レッサー1は最も回転数が高い並列運転となり、第3図
の線図の実線に示されるような最も高い能力を出力して
いく。そして、ロータリコンプレッサー1から吐出した
冷媒が、四方弁21.室内側熱交換器24.キャビラリ
ーチューブ23.室外側熱交換器22を経て循環し、高
い能力をもつ暖房サイクルが構成されていく。
そして、こうして暖房運転が立上がり、室内の温度が上
昇して負荷が小さくなってくると、能力モードにしたが
って電動機部3の電源周波数が次第に下がってくる。
ここで、電源周波数が最も低い「f  MinJまで下
がるが、rf  MlnJには限界が有ってそれ以下に
は、能力が下げられないことが指摘される。
しかし、この発明によると、rf  MlnJまで電源
周波数が下がると、切換弁20が「オフ」(閉)となっ
て、並列運転から第3図の線図の破線で示す第2の圧縮
機部5が単独で圧縮する単独運転に切換わり、同時に電
動機部3がrf  MlnJの2倍の電源周波数f1 
 (=2f  Mln)で駆動されていく。このことは
、能力の低下を補償した単独運転に変っていく。つまり
、低下する能力の50%を、2倍高い電源周波数で補っ
て、能力を平衡に推移させていく。
しかるに、こうしてシフトされた高い電源周波数f1を
、負荷の変化にしたがって、rf  MlnJまで下げ
ていけば、ロータリコンプレッサー1は、単独運転に入
った電源周波数flから電源周波数rf  MinJの
範囲分、低い電源周波数側の能力可変域が増えていくこ
ととなる。
しかも、単独運転時の電源周波数は高いから、第3図に
示されるように並列運転のrf  MinJ側と比べ、
ΔEER□分、ロータリコンプレッサー1のEERを向
上させることができる。むろん、これはrf  Min
Jから高い周波数側にシフトさせたときであるが、第3
図に示されるようにEERのピークとなる電源周波数f
、の点にシフトさせれば、さらにΔEER2にEERを
向上させることができ、空気調和装置のEERを大きく
改善することができるものである。具体的には、空気調
和装置のEERから見れば、第4図に示されように電源
周波数が高いロータリコンプレッサーの単独運転の組合
わせにより、電源周波数を下げていっても、破線に示さ
れるようにEERを低下させずに高く維持することでき
、快適性を向上させることができる。
また2シリンダ化はこうした効果のみならず、ロータリ
コンプレッサーの振動低減にも貢献する。
なお、一実施例ではシリンダ排除容積の比率を「1:1
」としたが、それとは異なる比率にしてもよく、また総
和が従来の1シリンダの容量を越えるような第1の圧縮
機部4と第2の圧縮機部5とを用いてもよい。
[発明の効果] 以上説明したようにこの発、明によれば、並列運転に続
く、電源周波数制御による単独運転分、低い電源周波数
側の能力可変域を拡大することができる。しかも、その
単独運転は、並列運転と比して高い電源周波数でなされ
るから、EERの向上も図ることができ、効率のよい運
転を実現することができる。
そのうえ、圧縮機部が第1の圧縮機部と第2の圧縮機部
とに分けられているので、振動の低減にも優れる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第4図はこの発明の一実施例を示し、第1
図はロータリコンプレッサーの能力を切換える構造を、
冷凍サイクルと共に示す構成図、第2図はそのロータリ
コンプレッサーの第1および第2の圧縮機部廻〆1造を
示す断面図、第3図はそのロータリコンプレッサーの単
体の特性を示す線図、第4図はそのコンプレッサーを組
込んだ空気調和装置のEER特性を示す線図、第5図は
従来のインバータ回路を使用して能力を切換えるロータ
リコンプレッサーを、冷凍サイクルと共に示す構成図、
第6図はその能力可変に伴う特性を示す線図である。 1・・・ロータリコンプレッサー、3・・・電動機部、
4・・・第1の圧縮機部、5・・・第2の圧縮機部、2
0・・・切換弁(切換手段)、25・・・インバータ回
路、26・・・制御回路(制御部)。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 電源yfAX扼Hz) 93図 電シ原周l膚αHz) 第5図 電溝周涙東Hz) 第6図 □ 手続補正書坊式) %式% 1、事件の表示 特願昭63−18917号 2、発明の名称 ロータリコンプレッサー 3、補正をする者 事件との関係   特許出願人 (307)株式会社 東芝 4、代理人

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 電動機部と、この電動機部で駆動される第1の圧縮機部
    と、この第1の圧縮機部と共に前記電動機部で駆動され
    る第2の圧縮機部と、これら第1および第2の圧縮機部
    を単独運転あるいは並列運転に切換える切換手段と、前
    記電動機部に接続され該電動機部の電源周波数を可変す
    るインバータ回路と、このインバータ回路および前記切
    換手段に接続され高能力側を前記並列運転の電源周波数
    制御で、それに続く低能力側を前記単独運転の電源周波
    数制御でして圧縮機能力を可変させる制御部とを具備し
    たことを特徴とするロータリコンプレッサー。
JP63018917A 1988-01-29 1988-01-29 ロータリコンプレッサー Pending JPH01193089A (ja)

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