JPH0363462A - 空気調和装置 - 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〕 本発明は室内側熱交換器と、室外側熱交換器と、容量制
御機構を備えた回転ピストン式多気筒圧縮機とによって
構成される空気調和装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来のこの種の空気調和機を第３図ないし第５図（ａ）
　、　（ｂ）によって説明する。

第３図は従来の空気調和装置の冷媒回路を示す図、第４
図（ａ）　、　（ｂ）は従来の空気調和装置に使用され
る容量制御用開閉弁の断面図で、同図（ａ）は５０％体
筒運転時の状態を示し、同図（ｂ）はフル運転時の状態
を示す。第５図（ａ）　、　（ｂ）は従来の空気調和装
置に使用される回転ピストン式多気筒圧縮機のシリンダ
ーの横断面図で、同図（ａ）は第１シリンダーを示し、
同図（ｂ）は第２シリンダーを示す。これらの図におい
て、１は圧縮機、２は４方切換弁、３は送風機４を備え
た室外側熱交換器、５は暖房運転時の膨張機構、６，７
はそれぞれ冷房運転時の膨張機構、８．９はそれぞれ送
風機１０．１１を備えた室内側熱交換器、１２はアキュ
ムレータであり、これらを項次冷媒配管で連結し冷凍サ
イクルが構成されている。１３は前記膨張機構５と並列
に接続された逆止弁、１４．１５はそれぞれ膨張機構６
．７と並列に接続された逆止弁、１６．１７はそれぞれ
室内側熱交換器８．９における冷房運転時の冷媒入口側
に接続された電磁開閉弁である。前記圧縮機１は同じ容
量の第１シリンダー２０と第２シリンダー２１を備え、
１個のモーター２２によりガス冷媒を圧縮する高圧シェ
ル型２シリンダーロータリ圧縮機であり、モーター２２
は第１シリンダー２０および第２シリンダー２１から吐
出された冷媒ガスによって冷却されるように構成されて
いる。この圧縮機ｌに冷媒ガスを供給する冷媒配管は、
アキュムレータ１２の出口にて第１シリンダー２０に通
じる冷媒配管２３と、開閉弁２４．冷媒吸入路２５を経
て第２シリンダー２１に通じる冷媒配管２６とに分かれ
る。

圧縮機１と４方切換弁２との間から第１の電磁開閉弁２
７．第２の電磁開閉弁２８．ガス抜き管２９を経て冷媒
吸入路２５へ回路は接続されている。また、前記第１の
電磁開閉弁２７と第２の電磁開閉弁２８との間から導圧
管３０が開閉弁２４へと接続されている。

３１は室内側熱交換器８を選択する選択手段、３２は室
内側熱交換器９を選択する選択手段、３３は前記圧縮機
ｌの作動、電磁開閉弁１６．１７および第１゜第２の電
磁開閉弁２７．２８の開閉、送風機４，１０．１１の作
動を制御するための制御手段である。室内側熱交換器８
，９の両方が選択手段３１．３２により選択されると、
制御手段３３によって電磁開閉弁１６．１７が開動作さ
れると共に、送風機４，１０．１１が作動され、第１の
電磁開閉弁２７が閉、第２の電磁開閉弁２８が開動作さ
れ圧縮機ｌは１００％のフル運転となる。また、室内側
熱交換器８のみが選択手段３１により選択されると、制
御手段３３によって電磁開閉弁１６が開動作されると共
に送風機４．ＩＯが作動され、電磁開閉弁１７が閉動作
され、送風機１１が停止される。この際、圧縮機１にお
いては第１の電磁開閉弁２７が開、第２の電磁開閉弁２
８が閉動作され５０％の体筒運転となる。同様に室内側
熱交換器９のみが選択手段３２にて選択されると、制御
手段３３によって電磁開閉弁１７が開動作されると共に
送風機４，１１が作動され、電磁開閉弁１６が閉動作さ
れ、送風機ｌＯが停止される。この際、圧縮機１におい
ては第１の電磁開閉弁２７が開、第２の電磁開閉弁２８
が閉動作され５０％の体筒運転となる。また、室内側熱
交換器８．９のいずれも選択手段３１．３２によって選
択されなかった場合には、制御手段３３により圧縮機ｌ
が停止され、電磁開閉弁１６．１７および第１．第２の
電磁開閉弁２７．２８がそれぞれ閉動作されると共に、
送風機４．１０．１１が停止されて装置が停止されるこ
とになる。上述した５０％体筒運転時に作動される開閉
弁２４について第４図（ａ）　、　（ｂ）によって説明
する。第４図（ａ）、（ｂ）において４１は流路を選択
的に開閉するためのスライダーで、このスライダー４１
は開閉弁２４内に移動自在に設けられている。すなわち
、導圧管３０から圧力をもった冷媒が供給された際には
、同図（ａ）に示すように、スライダー４１が冷媒配管
２６側へ押されて冷媒配管２６と冷媒吸入路２５とが閉
止されることになり、また、導圧管３０から冷媒が供給
されなくなった際には、同図（ｂ）に示すように、冷媒
配管２６から供給される冷媒によってスライダー４１が
押されて冷媒配管２６と冷媒吸入路２５とが連通される
ことになる。

例えば、圧縮ＩＩＩが運転されている状態で、第１の電
磁開閉弁２７を閉、第２の電磁開閉弁２８を開動作させ
ると、冷媒配管２６．導圧管３０の間の圧力差がなくな
るから、冷媒の流れによってスライダー４Ｉが同図（ｂ
）に示すように押し下げられて冷媒が第１および第２シ
リンダー２０．２１に供給されることになり、圧縮機ｌ
は１００％のフル運転となる。

また、圧縮機１が運転されている状態で、第１の電磁開
閉弁２７を開、第２の電磁開閉弁２８を閉とすると、導
圧管３０内の圧力は吐出圧力と等しくなり、冷媒配管２
６内の圧力よりも高くなるから、スライダー４１は同図
（ａ）に示すように押し上げられて第２シリンダー２１
への冷媒の流れが閉止される。この際、圧縮機１におい
ては第１シリンダー２０へのみ冷媒が供給されることに
なり、５０％の容量による体筒運転となる。

次に圧縮機１の第１および第２シリンダー２０゜２１に
ついて第５図（ａ）　、　（ｂ）によって説明する。

第５図（ａ）は第１シリンダー２０の横断面図で、同図
において５１ａは圧縮室、５２ａは前記圧縮室５Ｉａを
圧縮部５３ａと吸入工程部５４ａとに仕切るベーンであ
る。５５ａはローリングピストン、５６ａはモーター２
２に接続された駆動軸、５７ａは吸入口である。また、
５８ａは前記圧縮室５１ａで圧縮された冷媒が吐出され
る吐出口である。同図中実線矢印は駆動軸５６ａの回転
方向を示す。第１シリンダー２０においては、圧縮室５
１ａがベーン５２ａによって圧縮部５３ａと吸入工程部
５４ａとに仕切られている。

モーター２２によって駆動軸５６ａが回転し、それに伴
いローリングピストン５５ａも回転し、それによって吸
い込まれた冷媒は圧縮部５３ａにて圧縮され、吐出口５
８ａから吐出される。

第５図（ｂ）は第２シリンダー５１の横断面図で、同図
において、５１ｂは圧縮室、５２ｂは前記圧縮室５１ｂ
を圧縮部５３ｂと吸入工程部５４ｂとに仕切るベーンで
ある。５５ｂはローリングピストン、５６ｂはモーター
２２に接続された駆動軸、５７ｂは吸入口である。また
、５８ｂは前記圧縮室５１ｂで圧縮された冷媒が吐出さ
れる吐出口である。同図中実線矢印は駆動軸５６ｂの回
転方向を示す。第２シリンダー２１においては、圧縮室
５１ｂがベーン５２ｂによって圧縮部５３ｂと吸入工程
部５４ｂとに仕切られている。

モーター２２によって駆動軸５６ｂが回転し、それに伴
いローリングピストン５５ｂも回転し、それによって吸
い込まれた冷媒は圧縮部５３ｂにて圧縮され、吐出口５
８ｂから吐出される。

また、第１シリンダー２０および第２シリンダー２１に
おいては、第１シリンダー２０のローリングピストン５
５ａと第２シリンダー２１のローリングピストン５５ｂ
とは、モーター２２への負荷トルクが変動されるのを抑
えたり、吐出される冷媒の脈動を低減させたり、振動を
低く抑えたりするために、第５図（ａ）　、　（ｂ）に
示すように、互いに１８０度位相のずれたサイクルで吸
入、圧縮を繰り返すように配置されている。

次に、上述したように構成された従来の空気調和装置の
動作について説明する。冷房運転時およびデフロスト運
転時には、圧縮機１から吐出された高温高圧の冷媒は４
方切換弁２を経て室外側熱交換器３に送られ、送風機４
によって送風される外気と熱交換されてここで液化され
る。次に、この液化された冷媒、すなわち液冷媒は逆止
弁１３を通り、電磁開閉弁１６．１７を経て膨張機構６
，７で減圧され、室内側熱交換器８，９において送風機
１０゜１１によって送風される室内空気と熱交換されて
再び気化される。気化された冷媒は４方切換弁２、アキ
ュムレータ１２を通った後、一方は冷媒配管２３を経て
第１シリンダー２０へ、もう一方はフル運転時には冷媒
配管２６．開閉弁２４および冷媒吸入路２５を経て第２
シリンダー２１へと吸入される。体筒運転時には、開閉
弁２４のスライダー４１によって冷媒配管２６から冷媒
吸入路２５への経路は閉止されるので、冷媒は第２シリ
ンダー２１へは供給されず、第１シリンダー２０へのみ
供給される。このようにして冷凍サイクルを構成する。

また、暖房運転時には、圧縮機１から吐出された高温高
圧の冷媒は４方切換弁２を経て室内側熱交換器８，９に
送られ、送風機１０．１１によって送風される室内空気
と熱交換されてここで液化される。

次に、この液化された冷媒、すなわち液冷媒は逆止弁１
４．１５を通り、電磁開閉弁１６．１７を経て膨張機構
５で減圧される。減圧された冷媒は室外側熱交換器３に
おいて送風機４によって送風される外気と熱交換されて
再び気化される。気化された冷媒は４方切換弁２、アキ
ュムレータ１２を通った後、一方は冷媒配管２３を経て
第１シリンダー２０へ、もう一方はフル運転時において
は冷媒配管２６．開閉弁２４および冷媒吸入路２５を経
て第２シリンダー２１へと吸入される。体筒運転時には
、開閉弁２４のスライダー４１によって冷媒配管２６か
ら冷媒吸入路２５への経路が閉止されるので、冷媒は第
２シリンダー２１へは供給されず、第１シリンダー２０
へのみ供給される。このようにして冷凍サイクルを形成
する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかるに、このように構成された従来の空気調和装置に
おいては、圧縮機１が運転から停止に切り替わると、圧
縮機ｌの吐出側の高圧の冷媒と吸入側の低圧の冷媒が圧
力バランスするために、冷媒は吐出側から吸入側へと流
される。すなわち、第１シリンダー２０においては圧縮
機ｌの吐出側につながる圧縮部５３ａ内の高圧の冷媒が
バランスするために吸入工程部５４ａへと流入し、これ
によってローリングピストン５５ａが押されてモーター
２２゜駆動軸５６ａの回転方向とは逆方向に回転する。

そして、１８０度位相がずれた第２シリンダー２１にお
いても同様に圧縮機１の吐出側につながる圧縮部５３ｂ
内の高圧の冷媒がバランスするために吸入工程部５８ｂ
へと流入し、これによってローリングピストン５５ｂが
押されてモーター２２．駆動軸５６ｂの回転方向とは逆
方向に回転する。このような現象が圧縮機ｌにおける吐
出側の圧力と吸入側の圧力とがバランスするまで続き、
圧縮機１内部の冷媒および潤滑油は、第１シリンダー２
０においてはその吸入口５７ａから冷媒配管２３を経て
、また、第２シリンダー２１においてはその吸入口５７
ｂから冷媒吸入路２５．開閉弁２４および冷媒配管２６
を経てアキュムレータ１２へと逆流、流出する。このた
め、圧縮機１が起動される際には圧縮機ｌ内部の潤滑油
不足によって潤滑不良が発生し、圧縮機１の寿命を著し
く縮めるという問題点があった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る空気調和装置は、圧縮機の吐出側配管に接
続された電磁開閉弁に、装置停止時に前記圧縮機を停止
させると共に、この電磁開閉弁を開動作させて冷媒吸入
路を閉止する制御手段を接続したものである。

〔作　用〕

装置停止時に制御手段が電磁開閉弁を開動作させること
により、開閉弁が圧縮機の吐出圧力によって閉動作され
て圧縮機の冷媒吸入路が閉止されるから、圧縮機が停止
された際に圧力のバランスをとるために圧縮機の吐出側
から吸入側へ冷媒および潤滑油が流れるのを阻止するこ
とができ、圧縮機のローリングピストンが逆転するのを
防ぐことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図および第２図によって
詳細に説明する。

第１図は本発明に係る空気調和装置の冷媒回路を示す図
、第２図は本発明に係る空気調和装置の動作を説明する
ためのフローチャートである。これらの図において前記
第３図で説明したものと同一もしくは同等部材について
は同一符号を付し、ここにおいて詳細な説明は省略する
。これらの図において、６１は本発明の空気調和装置に
使用する制御手段で、この制御手段６１は、圧縮機ｌの
作動、電磁開閉弁１６．１７および第１．第２の電磁開
閉弁２７、２８の開閉動作、送風機４．１０．１１の作
動を制御する従来の制御手段の機能に加えて装置停止時
に第１の電磁開閉弁２７を一定時間開動作させる機能が
付与されている。

次に、この制御手段６１の動作を第２図に示すフローチ
ャートによって詳細に説明する。第２図に示すように、
ステップ７１にて室内側熱交換器８が選択されているか
を判断し、選択されている場合はステップ７２に、選択
されていない場合にはステップ７５へ進む。ステップ７
２にて室内側熱交換器９が選択されているかを判断し、
選択されている場合にはステップ７３に、選択されてい
ない場合にはステップ７４へ進む。ステップ７３では圧
縮機１を作動、電磁開閉弁１６．１７および第２の電磁
開閉弁２８を開、第１の電磁開閉弁２７を閉、送風機４
．１０．１１を作動させてフル運転を行なう。ステップ
７４では圧縮機１を作動、電磁開閉弁１６および第１の
電磁開閉弁２７を開、電磁開閉弁１７および第２の電磁
開閉弁２８を閉、送風８１４．１０を作動、送風機１１
を停止させて体筒運転を行なう。ステップ７５では室内
側熱交換器９が選択されているかを判断し、選択されて
いる場合はステップ７６に、選択されていない場合はス
テップ７７へ進む、ステップ７６では圧縮機１を作動、
電磁開閉弁１７および第１の電磁開閉弁２７を開、電磁
開閉弁１６および第２の電磁開閉弁２８を閉、送風機４
，１１を作動、送風機１０を停止させて体筒運転を行な
う。ステップ７７では圧縮機１を停止、電磁開閉弁１６
．１７および第２の電磁開閉弁２８を閉、第１の電磁開
閉弁２７を開、送風機４゜ｔｏ、　ｔｉを停止させる。

ステップ７８では圧縮機１が停止してから一定時間経過
したかを判定し、経過していればステップ７９で第１の
電磁開閉弁２７を閉動作させる。

このように構成された制御手段６１を備えた空気調和装
置においては、圧縮機１が運転状態から停止状態へ切り
替わった時に、第１の電磁開閉弁２７を一定時間開動作
させ、第２の電磁開閉弁２８を閉動作させることによっ
て、圧縮機ｌにおける吐出側の高い圧力が第１の電磁開
閉弁２７および導圧管３０を通して開閉弁２４に加わり
、この開閉弁２４によって冷媒配管２６と冷媒吸入路２
５との間は遮断されることになる。このため、圧縮機ｌ
の吐出側の高圧の冷媒と吸入側の低圧の冷媒とが圧力バ
ランスするために生じる吐出側から吸入側へ向かう冷媒
の流れを、換言すれば、第２シリンダー２１における圧
縮機１の吐出側につながる圧縮部から吸入工程部、吸入
口、冷媒吸入路２５．開閉弁２４および冷媒配管２６を
経てアキュムレータ１２へと逆流、流出する流れを、開
閉弁２４によって遮断することができる。

したがって、圧縮機１のローリングピストン（図示せず
）が、冷媒が逆流することによって押されて所定方向と
は逆方向へ回転されるのを阻止することができるから、
圧縮機１内の冷媒および潤滑油が流出されるのを確実に
防止することができ、圧縮機１内の潤滑油を起動時にお
いても所定量に維持することができる。

なお、本実施例では圧縮後のガス冷媒でモーター２２を
冷却する高圧シェル型の圧縮機を使用した例を示したが
、本発明の空気調和機に使用する圧縮機は、圧縮前のガ
ス冷媒でモーターを冷却する低圧シェル型のものであっ
てもよく、この低圧シェル型圧縮機を使用しても本実施
例と同様の効果が得られる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に係る空気調和装置は、圧縮
機の吐出側配管に接続された電磁開閉弁に、装置停止時
に前記圧縮機を停止させると共に、この電磁開閉弁を開
動作させて冷媒吸入路を閉止する制御手段を接続したた
め、装置停止時に制御手段が電磁開閉弁を開動作させる
ことにより、開閉弁が圧縮機の吐出圧力によって閉動作
されて圧縮機の冷媒吸入路が閉止されるから、圧縮機が
停止された際に圧力のバランスをとるために圧縮機の吐
出側から吸入側へ冷媒および潤滑油が流れるのを阻止す
ることができ、圧縮機のローリングピストンが逆転する
のを防ぐことができる。したがって、圧縮機内の冷媒お
よび潤滑油が流出されるのを確実に防止することができ
、圧縮機内の潤滑油を起動時においても所定量に維持す
ることができるから、圧縮機の寿命が延長され信頼性の
高い空気調和装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る空気調和装置の冷媒回路を示す図
、第２図は本発明に係る空気調和装置の動作を説明する
ためのフローチャートである。第３図は従来の空気調和
装置の冷媒回路を示す図、第４図（ａ）　、　（ｂ）は
従来の空気調和装置に使用される容量制御用開閉弁の断
面図で、同図（ａ）は５０％体筒運転時の状態を示し、
同図（ｂ）はフル運転時の状態を示す、第５図（ａ）　
、　（ｂ）は従来の空気調和装置に使用される回転ピス
トン式多気筒圧縮機のシリンダーの横断面図で、同図（
ａ）は第１シリンダーを示し、同図（ｂ）は第２シリン
ダーを示す。 １・・・・圧縮機、２４・・・・開閉弁、２５・・・・
冷媒吸入路、２６・・・・冷媒配管、２７．・・・第１
の電磁開閉弁、３０・・・・導圧管、６１・・・・制御
手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 冷媒圧縮用回転ピストン式多気筒圧縮機の一気筒に連通
   される冷媒吸入路に、この圧縮機の吐出側配管に電磁開
   閉弁を介して接続されかつ吐出圧力によって閉止される
   開閉弁が設けられた空気調和装置において、前記電磁開
   閉弁に、装置停止時に前記圧縮機を停止させると共に、
   この電磁開閉弁を開動作させて冷媒吸入路を閉止する制
   御手段を接続したことを特徴とする空気調和装置。