JPH02252992A - 多気筒回転式圧縮機 - Google Patents

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】 【産業上の利用分野】

この発明は、冷凍サイクルシステムに用いられる多気筒
回転式圧縮機に関し、特に体筒による能力制御が行える
多気筒回転式圧縮機に関するものである。

【従来の技術】

第３図は、特開昭６３−８８２９７号公報によって出願
人が先に提案した従来の体筒による能力制御可能な多気
筒回転式圧縮機を示す縦断面図である。第３図において
、１は電動要素、２はこの電動要素１の回転出力を圧縮
要素に伝えるクランク軸、４ａ、４ｂば乙のクランク軸
２に互いに１８０度位相をずらして設けられた偏芯部、
５ａ。 ５ｂは偏芯部４ａ、４ｂに回転自在に嵌合支持されたロ
ーリングピストンである。そして、ローリングピストン
５ａ、５ｂは仕切板６を介して上下に並設された２個の
シリンダ７ｍ、７ｂの内部で回転するようになっている
。また、クランク軸２はシリンダ７ａ、７ｂを閉責する
上軸受８ａ、下軸受８ｂによってラジアル方向が支えら
れている。 また、軸方向に関しては、下軸受８ｂのスラスト面９に
よって支えられている。 このように構成された電動要素１および圧縮要素３は、
密閉客語１０の内部に収容され、その底部には潤滑油２
７が貯溜されている。また、シリンダ７ａ、７ｂの内部
は第４図にその横断面を示すように、ローリングピスト
ン５ａ、５ｂに当接してベーン溝１４の内部を往復摺動
するベーン１１によって、ガスの吸入室１２と圧縮室１
３とに分割されている。なお、１１ａはベーンスプリン
グ、１５は圧縮ガスの吐出弁である。上記吸入室１２は
、外部冷媒回路からの被圧縮ガスのアキュムレータ１７
と、吸入管１６　ａ、　１６　ｂによって連通されてい
る。そして、体筒制御機構２１は下側の吸入管１６ａの
途中に、スライダ１８とスプリング１９とを内挿したハ
ウジング２０と、スライダ１８下部空間と高圧部を開閉
弁２３ａを介して連通させた体筒制御用配管２２．２４
と、ガスの吸入室１２側と、スライダ１８下部空間とを
、開閉弁２３ｂと毛細管２６とを介して連通させたガス
抜き用配管２５とを備えている。 なお、体筒制御機構２１のスライダ部１８とハウジング
２０の間にはスライダ１８が上下方向に摺動するように
微小の隙間２０ａが形成されている。 次に、この圧縮機の動作について説明する。 電動要素１によってクランク軸２が回転ＷｊＡ動される
と、互いに１８０度位相がずれた偏芯部４ａ。 ４ｂを介して、ローリングビス）・ン５ａ、５ｂが各シ
リンダ７ａ、７ｂの内部において所定方向に回転する。 ここで、開閉弁２３ａを閉じてスライダ１８下部空間へ
の高圧ガスの流入を止め、開閉弁２３・ｂを開いてスラ
イダ１８下方のハウジング２０内の空間を吸入室１２と
連通させて低圧にすることにより、スライダ１８は被圧
縮ガスのアキュムレータ１７からの流れにも付勢され、
スプリング１９力に打勝って下降し、アキュムレータ１
７と下側のシリンダ７ｂの吸入室１２とを連通させる。 よって、第４図に於て、ローリングピストン５ｂがシリ
ンダ７ｂの内部を矢印で示す反時計方向に回転すること
により、吸入管１６ｂから被圧縮冷媒ガスが吸入室１２
に吸入される。一方、圧縮室１３では前のサイクルで既
に吸入された冷媒ガスがその容積縮小に伴って圧縮され
、この圧縮された冷媒ガスが吐出弁１５を押し開いてシ
リンダ外、すなわち、密閉容器１０内に吐出される。 この動作を上下のシリンダ７ａ、７ｂの内部で、クラン
ク軸２の回転角に１８０度の位相差を有しながら同時に
繰り返すことにより、圧縮された冷媒ガスを冷凍サイク
ルシステムに供給して、冷凍サイクルを作動させろ。 次に、体筒をする場合には、開閉弁２３ｂを閉じてガス
抜き用配管２５を塞ぎ、体筒制御機構２１の開閉弁２３
ａを開いて、スライダ１８の下方空間に高圧ガスを送り
、スライダ１８を上昇させ、スライダ１８上端面および
側面で吸入管１６ｂを閉塞することにより、下側のシリ
ンダ７ｂを体筒させて圧縮機能力を制御する。 従来の体筒制御機構を備えた多気筒回転式圧縮機は、以
上のように構成されているので、冷凍・空調システムの
熱負荷に応じ、体筒制御をしない場合を１００％とする
と、体筒制御をした場合に冷凍能力が５０％となり、２
段階の容量制御が可能であった。 しかし、冷凍サイクルシステムの多様化に伴い、更にき
め細かい容量制御運転が要求されるようになった。第５
図および第６図はその対策として特開昭６１−４８９２
号公報に示された従来の体筒制御方式と圧縮ガスバイパ
ス方式とを組み合わせることにより、冷凍能力を４段階
に制御できるようにした２気筒回転式圧縮機を示す。第
５図は圧縮ガスバイパス方式により容量制御をされる圧
縮要素を示す横断面図、第６図は第５図の■−■線に沿
う断面図であり、（イ）がバイパス通路閉塞状態、（ロ
）がバイパス通路開放状態を示す。第５図、第６図中、
第３図、第４図と同一符号は上記多気筒回転式圧縮機と
同一または相当部分を示す。 ３３はシリンダ７ａの内周面に設けられたバイパス手段
であるバイパス穴であ吻、このバイパス穴３３はバイパ
ス通路３４によりシリンダ吸入通路３５と連通されてい
る。上記バイパス穴３３とバイパス通路３４はバイパス
通路開閉孔３６によって連通され、バイパス通路開閉穴
３６内には、第６図に示されるように、バイパス通路開
閉穴３６の壁面と微小な間隙をもって、バイパス通路開
閉穴３６の長手方向に摺動が可能であるとともに、外周
面の一部が切欠かれた摺動部材である滑り子３７と、弾
発部材であるばね３８とが収容されている。ばね３８は
、滑り子３７に軸受８ａ方向から仕切部材である仕切板
６方向に力が作用されるように滑り子３７と軸受８ａと
の間に配置されている。また滑り子３７は、バイパス通
路開閉穴３６で摺動され、バイパス通＃！Ｉ３４が開閉
されるバイパス通路開閉手段により、バイパス通路３４
とバイパス孔３３とが、すなわちシリンダの圧縮室１３
内とシリンダ吸入通路３５とが連絡または閉塞されろよ
うに、外周部の一部に切欠きが設けられている。さらに
、通路開閉穴３６のばね３８が取り付けられている側と
は反対側が高圧パイプ３９によって高圧側と連通されて
いる。 次に、この圧縮機の動作を説明する。 バイパス制御をしない通常運転時は、第６図の（イ）に
示されるように、ばね３８の弾発力によって滑り子３７
がバイパス穴３３とバイパス通路３４の間は閉塞されて
いる。この状態では、クランク軸２が回転されると、圧
縮要素は正常に動作され、吐出能力１００％の運転状態
とされる。バイパス制御時には、高圧ガスが高圧パイプ
３９を通って、バイパス通路開閉穴３６内に導かれ、第
６図（ロ）に示されるように滑り子３７がばね３８の弾
発力に抗して軸受８ａ側に移動され、バイパス穴３３と
バイパス通路３４の間が連絡される。 この状態ではクランク軸２が回転されると、圧縮要素は
ローリングピストン５ａがシリンダ７ａの内周に設けら
れたバイパス穴２３の位置までは、シリンダ７ａの冷媒
ガスはバイパス穴３３とバイパス通路３４を通って吸入
通路３５に戻されるため、圧縮が行われず、ローリング
ピストン５ａがバイパス穴３３を通過してはじめて圧縮
が開始される容量制御運転となる。上述したように、２
つの圧縮要素のうち、ひとつの圧縮要素を上記圧縮ガス
バイパス方式、他の圧縮要素を体筒制御方式とすること
により、その組み合わせて４段階の容量制御が可能とな
る。

【発明が解決しようとする課題】

従来の多気筒回転式圧縮機は、上述したように構成し、
第５図、第６図に示す圧縮ガスバイパス方式の構造では
、シリンダ７ａにバイパス通路３４を設けるため、バイ
パス通路３４の加工が面倒であり、またバイパス通路３
４は滑り子３７によって閉塞する構造であるため、滑り
子３７の外周面とバイパス通路開閉孔３６の壁面との間
隙からシリンダ７ａ内の圧縮ガスが吸入側へリークし、
圧ＷＩ機の効率が低下するという問題点があった。 この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、簡単な構造で圧縮ガスのリークなしに広範囲
の容量制御が可能な多気筒回転式圧縮機を得ることを目
的としている。

【課題を解決するための手段】

この発明に係る体筒制御機構を有した多気筒回転式圧縮
機は、複数の圧縮要素のうち少なくとも１つの圧縮要素
のシリンダ内部の吸入部と吐出部の中間部に開口する開
口部と、この開口部と外部冷凍サイクルの高圧部および
低圧部に切り換え可能に連通ずるバイパス流路と、上記
バイパス流路に設けられ、上記開口部と上記バイパス流
路との連通を開閉するほぼ円板状の開閉弁とを備えたも
のである。

【作用】

この発明における多気筒回転式圧縮機は、複数の圧縮要
素のうち少なくとも１つの圧縮要素のシリンダ内部の吸
入部と吐出部との中間部に開口する開口部と外部冷凍サ
イクルの高圧部及び低圧部とを切り換え可能にバイパス
流路によって連通されたので、バイパス流路を上記シリ
ンダに容易に加工することができ、また上記バイパス流
路に上記開口部と上記バイパス流路との連通を開閉する
ほぼ円板状の開閉弁を設けたことにより、圧縮ガスのリ
ークをなくすことができ、簡単な構造で広範囲な容量制
御が可能となる。

【実施例】

以下、この発明の一実施例を第１図、第２図について説
明する。 第１図、第２図において、符号１〜２７は上述した従来
例と同一の部分である。２９は体筒制御機構を持たない
圧縮要素のシリンダ７ａに設けられたバイパス流路であ
り、シリンダ７ａの内部とは開口部２８を介して連通し
ている。上記開口部２８はシリング７ａ内部の吸入部と
吐出部との中間部に開口されている。上記バイパス流路
２９にはほぼ円板状の開閉弁３０と、開閉弁３０のスト
ッパー３１とが挿入されており、上記開閉弁３０によっ
て開口部２８を開閉する。また、上記バイパス流路２９
の出口には、バイパス管３２が接続されており、バイパ
ス管３２は、切換弁（図示しない）により、外部冷凍サ
イクル中の低圧部及び高圧部とそれぞれ連通可能になっ
ている。なお、上記開口部２８およびバイパス流路２９
は、シリンダ７ａの外周から圧縮室１３に向って断面円
形の穴加工を同軸に一直線状に施すことによって形成さ
れ、また開口部２８に比ベバイパス流路２９が大きい穴
径に形成されている。 この実施例の上述した以外の構成は、第３図。 第４図に示す従来例と同様である。 次に、この実施例の動作について説明する。 まず、体筒制御機構をもたない上側の圧縮要素の容量を
減少させる場合について述べる。この場合には、バイパ
ス管３２は、外部冷凍サイクル中の低圧部と連通してい
る。また開閉弁３０はバイパス流路２９内でフリーの状
態にあり、シリンダ７ａの内部の圧力が上昇するにつれ
て、開口部２８より離れるため、シリンダ７ａの内部で
ローリングピストン５ａの回転に伴い圧力上昇する冷媒
ガスの一部分が、ローリングピストン５ａが開口部２８
を通り過ぎるまでの間、開口部２８、バイパス流路２９
、バイパス管３２を通って上記低圧部にリリースされる
。従って残りの冷媒が圧縮、吐出される外部冷凍サイク
ルを流れる。この結果、上側の圧縮要素の容量が減少す
る。 次に、容量を減少させないフル運転を行う場合について
述べる。この場合には、バイパス管３２は外部冷凍サイ
クル中の高圧部と連通しており、開閉弁３０は高圧冷媒
によって開口部２８とバイパス流路２９との穴径差によ
って形成された段部に押し付けられて、上記開口部２８
を塞いでいるためシリンダ７ａの内部で圧縮される冷媒
ガスは低圧部へ漏れることなく全て圧縮・吐出され、外
部冷凍サイクルに流れる。 従って、開口部２８の位置を、上側の圧縮要素の容量を
５０％とする位置に設けると、上側の圧縮要素のみバイ
パス運転による容量制御をした場合には、全体では７５
％の運転となる。次に、上側の圧縮要素はフル運転、下
側の圧縮要素を体筒運転した場合には、全体で５０％の
運転、さらに上側をバイパス運転、下側を体筒運転した
場合には、全体の２５％の運転となり、空気調和システ
ムの熱負荷に応じ、１００％、７５％、５０％、２５％
の４段階の運転が可能となる。 なお、上記実施例では休−開制御機構を持たない圧縮要
素にバイパス制御回路を設けたが、この発明は体筒制御
機構のある圧縮要素に設けてもよく、この場合には１０
０％、５０％、２５％の３段階の運転が可能となる。 また、この発明はバイパス制御を開口部２８の位置を変
化させることにより、例えば７０％として、１００％、
８５％、５０％、３５％の運転とすることなどもできる
ものである。 さらに、この発明はインバータ制御による可変速運転と
組み合わせることにより、可変速範囲を例えば３０Ｈｚ
から９０Ｈｚというように３倍の範囲とした場合、容量
制御比が１０以上とさらに広範囲な運転が可能となる。

【発明の効果】

以上説明したように、この発明によれば体筒制御機構を
有した多気筒回転式圧縮機において、複数の圧縮要素の
うち少なくとも１つの圧縮要素のシリンダ内部の吸入部
と吐出部の中間部に開口する開口部と、この開口部と外
部冷凍サイクルとを連通ずるバイパス流路と、上記バイ
パス流路に設けられ、上記開口部と前記バイパス流路と
の連通を開閉するほぼ円板状の開閉弁とを備えたことに
より、シリンダの加工が容易であり、簡単な構造であり
ながら、圧縮ガスのリークもなく、高性能で広範囲の容
量制御が可能となるという効果が得られろ。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による多気筒回転式圧縮機
を示す縦断面図、第２図は第１図の横断面図、第３図は
従来の多気筒回転式圧縮機の縦断面図、第４図は第３図
の横断面図、また第５図は従来の他の多気筒回転式圧縮
機の圧縮ガスバイパス方式により容量制御される圧縮要
素を示す横断面図、第６図１よ第５図のＶＩ−Ｍ線に沿
って切断された断面図である。 図において、１は電動要素、２はクランク軸、３は圧縮
要素、５ａ、５ｂはローリングピストン、６は仕切板、
７ａ、７ｂはシリンダ、８ａは上軸受、８ｂは下軸受、
１６ａ、１６ｂは吸入管、２１は体筒制御機構、２８は
開口部、２９はバイパス流路、３０は開閉弁、３２はバ
イパス官。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 密閉容器内に仕切板を介して並設された複数の圧縮要素
   のシリンダの上下を閉塞する上軸受および下軸受と、こ
   れらの軸受を貫通して支持され、シリンダ内のローリン
   グピストンに回転力を伝達するクランク軸と、上記各シ
   リンダに対してそれぞれ独立して設けられた冷媒の吸入
   管と、これら吸入管のうち少なくとも１つの途中に設け
   られて上記吸入管を開閉する体筒制御機構とを有した多
   気筒回転式圧縮機において、上記圧縮要素のうち少なく
   とも１つの圧縮要素のシリンダ内部の吸入部と吐出部の
   中間部に開口する開口部と、この開口部と外部冷凍サイ
   クルの高圧部及び低圧部に切り換え可能に連通するバイ
   パス流路と、上記バイパス流路に設けられ上記開口部と
   上記バイパス流路との連通を開閉するほぼ円板状の開閉
   弁とを備えたことを特徴とする多気筒回転式圧縮機。