JPH09126559A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧縮機の寝込みを確実に防止するとともに、
部品コストを低減させることのできる空気調和機を提供
する。 【解決手段】 能力を可変させる例えばパワーコントロ
ール機構を備えた圧縮機２と定速圧縮機１とを同一の冷
媒回路に並列に接続し、前記パワーコントロール機構を
備えた圧縮機２と定速圧縮機１とを同一の出力とし、前
記定速圧縮機１の吐出側にのみ逆止弁２９を配設したも
のである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は空気調和機に係り、
特に能力可変の圧縮機と定速圧縮機とを用いた空気調和
機に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、圧縮機、四方弁、凝縮器、減圧
器、蒸発器を順次接続して冷媒回路を構成した空気調和
機は知られている。このような空気調和機においては、
空調の負荷が変動する時には、その負荷の変動に合せて
圧縮機の能力を可変することが行なわれている。この種
のものにおいては、能力可変の圧縮機と定速圧縮機とを
同一の冷媒回路に並列につないで使用するのが一般的で
あり、これらの圧縮機を適宜稼働し、可変する要求負荷
に対応するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た二つの圧縮機を有する従来の技術においては、一方の
圧縮機のみを駆動する場合に、この圧縮機から吐出され
た高圧ガス冷媒が他方の圧縮機に寝込んでしまうという
問題がある。これを防止するために、従来では、各圧縮
機の吐出側に逆止弁を配設しているが、逆止弁が複数必
要になり、部品コストの増大を招いてしまうという問題
を有している。

【０００４】そこで、本発明は前記した点に鑑みてなさ
れたものであり、圧縮機の寝込みを確実に防止するとと
もに、部品コストを低減させることのできる空気調和機
を提供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
請求項１に記載の発明に係る空気調和機は、能力可変の
圧縮機とこの圧縮機の最大出力と同一出力を有する定速
圧縮機とを同一の冷媒回路に並列に接続し、定速圧縮機
の吐出側にのみ逆止弁を設けたことを特徴とするもので
ある。

【０００６】請求項２に記載の発明に係る空気調和機
は、パワーコントロール機構を備えた圧縮機とこの圧縮
機の最大出力と同一出力を有する定速圧縮機とを同一の
冷媒回路に並列に接続し、定速圧縮機の吐出側にのみ逆
止弁を設けたことを特徴とするものである。

【０００７】請求項３に記載の発明に係る空気調和機
は、請求項１又は２に記載のものにおいて、定速圧縮機
のみの運転は行なわないように制御する手段を設けたこ
とを特徴とするものである。

【０００８】本発明によれば、能力可変の圧縮機（例え
ば、パワーコントロール機構を備えた圧縮機）と、これ
と出力同一の定速圧縮機とを有するものにおいて、能力
可変の圧縮機の運転を優先制御すれば、従来設けていた
能力可変の圧縮機の吐出側の逆止弁を省略することがで
きる。したがって、逆止弁の分だけコストダウンが図
れ、制御の単純化を図ることができる。定速圧縮機のみ
が運転されることはないので、能力可変の圧縮機の吐出
側の逆止弁が省略されたとしても、能力可変の圧縮機に
冷媒が流入することはない。定速圧縮機の吐出側には逆
止弁が設けられるので、能力可変の圧縮機から吐出され
る高圧ガス冷媒が、定速圧縮機の内部に流入することは
ない。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図１乃
至図４を参照して説明する。

【００１０】図１において、１００は空気調和機の室外
ユニットを示し、この室外ユニット１００には複数の室
内ユニット２００がつながれている。

【００１１】室外ユニット１００には定格圧縮機１と、
パワーコントロール機構が内蔵された能力可変の圧縮機
（以下、単に「Ｐ／Ｃ圧縮機」という。）２とが収納さ
れている。前記定格圧縮機１は例えば４馬力の出力を有
し、Ｐ／Ｃ圧縮機２は最大出力が定格圧縮機１の出力と
同じであり、最大４馬力を有し、出力２馬力にダウン可
能になっている。圧縮機１，２は、オイルセパレータ２
０につながり、四方弁２１、室外熱交換器２２につなが
れている。

【００１２】この室外熱交換器２２は、室内ユニット２
００の室内膨張弁３０を介して、室内熱交換器３１につ
ながり、更に、四方弁２１、アキユームレータ１９を介
して、圧縮機１，２の吸込管につながれている。

【００１３】上述のＰ／Ｃ圧縮機２の機構について簡単
に説明すると、図２及び図３に示すように、Ｐ／Ｃ圧縮
機２の密閉容器３内に回転圧縮要素が収納され、この回
転圧縮要素は、中間仕切板４と、この中間仕切板４の両
側にそれぞれ設けられた一対のシリンダ５，６とを備え
ている。両シリンダ５，６の内側壁に設けられた第１孔
７，８と、この第１孔７，８と連通するように両シリン
ダ５，６に設けられた第２孔９，１０と、この第２孔
９，１０を連通する中間仕切板４に設けられた第３孔１
１とが形成されている。

【００１４】両シリンダ５，６の第２孔９，１０には、
ピストン１２，１３が収納されており、両ピストン１
２，１３に跨がってコイルバネ（弾性体であれば板ばね
やベローズでもよい）１４が配設されている。シリンダ
５，６に形成された凹所１５により両シリンダ５，６の
第２孔９，１０と連通する第４孔１６，１７と、この第
４孔１６，１７と外部冷媒回路の低圧側または高圧側と
を選択的に連通させる制御ポート１８が形成されてい
る。

【００１５】前述の構成のＰ／Ｃ圧縮機２においては、
冷媒回路の低圧側と制御ポート１８とを連通させて、第
４孔１６，１７、凹所１５を介して第２孔９，１０に低
圧側圧力を加えることにより、図２に示すように、ピス
トン１２，１３を離間方向に移動させ、第１孔７，８を
開放することにより、一方のシリンダ５内で圧縮工程中
にあるガスを第１孔７、第２孔９、第３孔１１、第２孔
１０、第１孔８を介して吸入工程にある他方のシリンダ
６内へ流すようにし、これによりＰ／Ｃ圧縮機２はハー
フパワー（２馬力）で運転される。一方、通常運転時に
は、図３に示すように、冷媒回路の高圧側と制御ポート
１８とを連通させて、第４孔１６，１７、凹所１５を介
して、第２孔９，１０に高圧側圧力を加えることによ
り、ピストン１２，１３を接近方向に移動させ、両方の
第１孔７，８を閉鎖することにより、両シリンダ５，６
間での冷媒の移動を阻止し、これによりＰ／Ｃ圧縮機２
はフルパワー（４馬力）で運転される。

【００１６】この実施の形態によれば、図１を参照し
て、Ｐ／Ｃ圧縮機２の制御ポート１８には、前記オイル
セパレータ２０で分離したオイルが、第一の内部コント
ロール回路２５を通じて導かれる。この第一の内部コン
トロール回路２５には、高圧開放弁２６が設けられ、こ
の高圧開放弁２６が開かれると、制御ポート１８にはオ
イルセパレータ２０で分離されたオイルと高圧が負荷さ
れる。これによれば、制御ポート１８には常にオイルが
流入するので、内部のピストン１２，１３などは常に潤
滑されるので、パワーコントロール機構のシール効果は
高められる。

【００１７】また、この実施の形態によれば、高圧開放
弁２６及び低圧開放弁２８は、オイルセパレータ２０よ
り高い位置に設置される。このようにすることにより高
圧開放弁２６及び低圧開放弁２８に通電しない時、弁２
６，２８を構成するプランジャケースのプランジャ上部
空間（図示せず）へのオイル溜まりを防止することがで
き、弁２６，２８の作動不良は防止される。

【００１８】前記オイルセパレータ２０の冷媒流出側と
アキュムレータ１９の冷媒吸込側との間には、外部コン
トロール回路２３が設けられ、この外部コントロール回
路には、戻し弁２４、及びキャピラリーチューブ３８が
設けられる。戻し弁２４を開くと、Ｐ／Ｃ圧縮機２から
の吐出冷媒の一部が、アキュムレータ１９に戻されるの
で、これにより１馬力の出力が減ぜられる。この外部コ
ントロール回路２３は、空気調和機の能力制御に使用さ
れる。

【００１９】次に、この実施の形態の作用について説明
する。

【００２０】冷房運転の場合は、各圧縮機１，２からの
吐出冷媒は、オイルセパレータ２０及び四方弁２１を介
して室外熱交換器２２へ送られた後、室内ユニット２０
０を循環してアキュムレータ１９に送られる。四方弁２
１を切換えて冷媒の流れを変えれば、暖房運転が行なわ
れる。

【００２１】室内の空調負荷（馬力）が変動する時に
は、（１）各圧縮機１，２のＯＮ、ＯＦＦ、（２）外部
コントロール回路２３の戻し弁２４のＯＮ、ＯＦＦ、
（３）第一の内部コントロール回路２５の高圧開放弁２
６及び第二の内部コントロール回路３７の低圧開放弁２
８のＯＮ、ＯＦＦにより、図４に示すように、能力（馬
力）を１馬力毎に制御する。

【００２２】例えば、要求馬力が８馬力の場合には、２
台の圧縮機１，２をＯＮにする。この場合に、内部コン
トロール回路２５の高圧開放弁２６はＯＮになり、Ｐ／
Ｃ圧縮機２の制御ポート１８には、高圧のオイルが加え
られる。Ｐ／Ｃ圧縮機２は図３の状態になる。要求馬力
が７馬力の場合には、２台の圧縮機１，２をＯＮにする
とともに、戻し弁２４をＯＮにすることにより、外部コ
ントロール回路２３により１馬力分の吐出量がアキュム
レータ１９に戻され、７馬力での運転が行なわれる。要
求馬力が６馬力の場合には、２台の圧縮機１，２をＯＮ
にするとともに、戻し弁２４をＯＦＦの状態のまま、高
圧開放弁２６をＯＦＦにして低圧開放弁２８をＯＮにす
る。この場合には、図２に示すように、パワーコントロ
ール機構１３の作用により、Ｐ／Ｃ圧縮機２の馬力は２
馬力（ハーフパワー）となり、他方の定格圧縮機１の馬
力は４馬力であるから、合計６馬力となる。要求馬力が
５馬力の場合には、２台の圧縮機１，２をＯＮにすると
ともに、戻し弁２４をＯＮにし、高圧開放弁２６をＯＦ
Ｆにして低圧開放弁２８をＯＮにする。この場合には、
パワーコントロール機構１３の作用により、Ｐ／Ｃ圧縮
機２は２馬力となり、外部コントロール回路２３により
１馬力分の吐出量がアキュムレータ１９に戻されるの
で、合計５馬力になる。

【００２３】以下同様に、図４に示すように、高圧開放
弁２６、低圧開放弁２８及び戻し弁２４のＯＮ、ＯＦＦ
を組み合わせることにより、１馬力から８馬力まで１馬
力ずつの細かな制御が可能となる。

【００２４】この実施の形態においては、定格圧縮機１
の出力と、Ｐ／Ｃ圧縮機２の最大出力とが共に４馬力の
出力を有するものであるため要求馬力が４馬力以下の場
合には、Ｐ／Ｃ圧縮機２の運転を優先し、定格圧縮機１
のみの運転は行なわないように制御している。その上
で、定格圧縮機１の吐出側にのみ逆止弁２９を設け、Ｐ
／Ｃ圧縮機２の吐出側には逆止弁を設けないようにして
いる。このＰ／Ｃ圧縮機２の吐出側の逆止弁を省略した
上で、仮に、定格圧縮機１のみを運転すると、定格圧縮
機１から吐出された高圧ガス冷媒がＰ／Ｃ圧縮機２の内
部に寝込み、この寝込み量が多い場合にはＰ／Ｃ圧縮機
２が故障するおそれがある。それゆえにＰ／Ｃ圧縮機２
の優先運転はきわめて重要である。

【００２５】この実施の形態においては、定格圧縮機１
の吐出側にのみ逆止弁２９を配設し、Ｐ／Ｃ圧縮機２の
吐出側の逆止弁は省略しているので、逆止弁２９が１つ
で済み、部品コストの低減を図ることができる。

【００２６】以上、一実施の形態に基づいて本発明を説
明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるもの
ではない。例えば、能力可変の圧縮機は、Ｐ／Ｃ圧縮機
に限定されず、インバーター圧縮機であってもよい。

【００２７】

【発明の効果】以上述べたように本発明に係る空気調和
機は、定速圧縮機の吐出側にのみ逆止弁を配設し、能力
可変の圧縮機（例えば、パワーコントロール機構を備え
た圧縮機）の吐出側には逆止弁を配設しないようにして
いるので、逆止弁が１つで済み、部品コストの低減を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る空気調和機の実施の一形態を示す
回路図である。

【図２】パワーコントロール機構の低圧付与状態を示す
断面図である。

【図３】パワーコントロール機構の高圧付与状態を示す
断面図である。

【図４】本発明の空気調和機の能力可変制御を示すタイ
ミングチャートである。

【符号の説明】

１ 定格圧縮機 ２ Ｐ／Ｃ圧縮機 １９ アキュムレータ ２０ オイルセパレータ ２２ 室外熱交換器 ２３ 外部セーブ回路 ２４ 戻し弁 ２５ 内部セーブ回路 ２６ 高圧開放弁 ２８ 低圧開放弁 ２９ 逆止弁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 能力可変の圧縮機とこの圧縮機の最大出
   力と同一出力を有する定速圧縮機とを同一の冷媒回路に
   並列に接続し、定速圧縮機の吐出側にのみ逆止弁を設け
   たことを特徴とする空気調和機。
2. 【請求項２】 パワーコントロール機構を備えた圧縮機
   とこの圧縮機の最大出力と同一出力を有する定速圧縮機
   とを同一の冷媒回路に並列に接続し、定速圧縮機の吐出
   側にのみ逆止弁を設けたことを特徴とする空気調和機。
3. 【請求項３】 前記定速圧縮機のみの運転は行なわない
   ように制御する手段を設けたことを特徴とする請求項１
   又は２に記載の空気調和機。