KR100653815B1 - Rotary compressor and air conditioner using the same - Google Patents

Rotary compressor and air conditioner using the same Download PDF

Info

Publication number
KR100653815B1
KR100653815B1 KR1020040076732A KR20040076732A KR100653815B1 KR 100653815 B1 KR100653815 B1 KR 100653815B1 KR 1020040076732 A KR1020040076732 A KR 1020040076732A KR 20040076732 A KR20040076732 A KR 20040076732A KR 100653815 B1 KR100653815 B1 KR 100653815B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
compression element
compressor
low pressure
rotary
refrigerant
Prior art date
Application number
KR1020040076732A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20060039043A (en
Inventor
구보따아쯔시
기시야스히로
쯔꾸이가즈노리
Original Assignee
히타치 홈 앤드 라이프 솔루션즈 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 히타치 홈 앤드 라이프 솔루션즈 가부시키가이샤 filed Critical 히타치 홈 앤드 라이프 솔루션즈 가부시키가이샤
Publication of KR20060039043A publication Critical patent/KR20060039043A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100653815B1 publication Critical patent/KR100653815B1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C23/00Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C23/008Hermetic pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/30Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F04C18/34Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F04C18/356Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the outer member
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C23/00Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C23/001Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids of similar working principle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C28/00Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
    • F04C28/08Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by varying the rotational speed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2210/00Fluid
    • F04C2210/26Refrigerants with particular properties, e.g. HFC-134a
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2240/00Components
    • F04C2240/40Electric motor
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S415/00Rotary kinetic fluid motors or pumps
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S417/00Pumps

Abstract

본 발명의 과제는 로터리 압축기에 있어서의 고압용 압축 요소에서의 중간압 변동과 흡입의 간섭에 의한 성능 저하를 방지하여 모든 동작 범위에서 성적 계수(COP)가 높은 로터리 압축기를 이용한 공기 조화기를 제공하는 데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an air conditioner using a rotary compressor having a high coefficient of performance (COP) in all operating ranges by preventing a decrease in performance due to fluctuations in the intermediate pressure and suction in a high pressure compression element in a rotary compressor. There is.

저압용 압축 요소와 고압용 압축 요소를 겸한 회전 압축 요소와, 상기 저압용 압축 요소와 고압용 압축 요소에 접속하는 중간 공간을 구비하고, 저압용 압축 요소와 상기 고압용 압축 요소의 압축 공정의 위상차가 180°인 로터리 압축기를 구비하는 냉동 사이클과, 압축기의 회전을 제어하는 제어부를 구비하고, 중간 공간의 용적(Vm)과 저압용 압축 요소의 행정 용적(V1)의 비가 압축기를 사용하는 최소 회전수(Nmin), 압축기를 사용하는 최대 회전수(Nmax)에 대해 특정한 범위에 있는 것으로 그 로터리식 2단 압축기를 탑재한 공기 조화기의 모든 동작 범위에서 성적 계수(COP)를 향상시켰다. A rotational compression element which serves as a low pressure compression element and a high pressure compression element, and an intermediate space connected to the low pressure compression element and the high pressure compression element, and comprising a phase difference between the low pressure compression element and the high pressure compression element. Refrigeration cycle having a rotary compressor having a temperature of 180 °, and a control unit for controlling the rotation of the compressor, wherein the ratio of the volume (Vm) of the intermediate space and the stroke volume (V1) of the compression element for the low pressure is the minimum rotation using the compressor. The number coefficient (Nmin) and the maximum rotational speed (Nmax) using the compressor were in a specific range, and the COP was improved in all operating ranges of the air conditioner equipped with the rotary two-stage compressor.

로터리식 2단 압축기, 회전축, 편심부, 실린더, 전동기, 압축 요소, 압축실Rotary two stage compressor, rotary shaft, eccentric, cylinder, electric motor, compression element, compression chamber

Description

공기 조화기 및 그에 이용되는 로터리 압축기 {ROTARY COMPRESSOR AND AIR CONDITIONER USING THE SAME}Air conditioner and rotary compressor used for it {ROTARY COMPRESSOR AND AIR CONDITIONER USING THE SAME}

도1은 본 발명의 일실시 형태에 있어서의 로터리식 2단 압축기의 종단면도.1 is a longitudinal sectional view of a rotary two-stage compressor in one embodiment of the present invention;

도2는 본 발명의 일실시 형태에 있어서의 로터리식 2단 압축기를 이용한 공기 조화기의 구성도. 2 is a configuration diagram of an air conditioner using a rotary two-stage compressor in one embodiment of the present invention.

도3은 2단 압축기에 관한 각 압축실과 중간 공간의 압력 변동을 설명하는 도면. 3 is a diagram for explaining pressure fluctuations in each compression chamber and an intermediate space in a two-stage compressor.

도4는 회전수(N)와 성적 계수(COP)의 관계를 나타내는 도면. 4 is a diagram showing a relationship between the rotation speed N and the grade factor COP;

도5는 본 발명의 일실시 형태에 관한 압축기의 (V1/Vm)과 회전수(Ns)의 관계를 나타내는 도면. Fig. 5 is a diagram showing the relationship between (V1 / Vm) and the rotation speed Ns of the compressor according to the embodiment of the present invention.

도6은 본 발명의 일실시 형태에 관한 압축기의 회전수(N)와 성적 계수(COP)의 관계를 나타내는 도면. Fig. 6 is a diagram showing the relationship between the rotation speed N and the performance coefficient COP of a compressor according to one embodiment of the present invention.

도7은 본 발명의 일실시 형태에 관한 공기 조화기의 제어 회로를 나타내는 블럭도.7 is a block diagram showing a control circuit of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.

도8은 본 발명의 일실시 형태에 관한 공기 조화기의 회전수(N)와 성적 계수(COP)의 관계를 나타내는 도면. Fig. 8 is a diagram showing the relationship between the rotation speed N and the performance coefficient COP of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.

도9는 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 공기 조화기의 구성도. 9 is a configuration diagram of an air conditioner according to another embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>

1 : 압축기1: compressor

2 : 회전축2: axis of rotation

5a, 5b : 편심부5a, 5b: eccentric part

10 : 실린더10: cylinder

11a, 11b : 롤러11a, 11b: roller

14 : 전동기14 electric motor

20a, 20b : 압축 요소20a, 20b: compression element

23 : 압축실23: compression chamber

25 : 흡입구25: inlet

32 : 중간 공간32: middle space

본 발명은 냉동 사이클을 구비한 공기 조화기에 관한 것이다. The present invention relates to an air conditioner with a refrigeration cycle.

종래, 냉동 사이클에 사용되는 로터리식 2단 압축기로서, 예를 들어 일본 특허 공개 소60-128990호 공보(이하, 특허 문헌 1)에 개시된 구조가 알려져 있다. 이 종래 기술에 있어서의 압축기는 밀폐 용기의 내부에 있어서 상부에 고정자와 회전자로 이루어지는 전동기를 구비하고 있다. 전동기에 연결된 회전축은 2개의 편심부를 구비하고 있다. 그들 편심부에 대응한 압축 기구로서, 전동기측으로부터 차례로 고압용 압축 요소와 저압용 압축 요소가 밀폐 용기의 내부에 설치되어 있다. Background Art Conventionally, for example, a structure disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 60-128990 (hereinafter referred to as Patent Document 1) is known as a rotary two-stage compressor used in a refrigeration cycle. The compressor in this prior art is equipped with the electric motor which consists of a stator and a rotor in the upper part in a sealed container. The rotating shaft connected to the motor has two eccentric parts. As a compression mechanism corresponding to these eccentric portions, a high pressure compression element and a low pressure compression element are provided inside the sealed container in order from the electric motor side.

각 압축 요소는 회전축의 편심부의 편심 회전에 의해 롤러를 공전 운동시킨다. 그들 편심부는 위상이 180°다르고, 각 압축 요소의 압축 공정의 위상차는 180°이다. 즉 2개의 압축 요소의 압축 공정은 역위상이다. Each compression element orbits the roller by eccentric rotation of the eccentric portion of the rotary shaft. The eccentrics are 180 degrees out of phase, and the phase difference of the compression process of each compression element is 180 degrees. The compression process of the two compression elements is antiphase.

작동유체인 가스 냉매는 저압(Ps)으로 저압용 압축 요소 내에 흡입되고 압축되어 중간압(Pm)으로 상승한다. 중간압(Pm)으로 토출된 가스 냉매는 중간 유로로 토출된다. 다음에 중간압(Pm)의 가스 냉매는 중간 유로를 경유하여 고압용 압축 요소 내에 흡입되고 고압(Pd)으로 압축된다. The gas refrigerant, which is the working fluid, is sucked into the low pressure compression element at low pressure Ps and is compressed to rise to the medium pressure Pm. The gas refrigerant discharged at the intermediate pressure Pm is discharged to the intermediate passage. The gas refrigerant of medium pressure Pm is then sucked into the high pressure compression element via the intermediate flow path and compressed to high pressure Pd.

압축기로부터 토출된 고압(Pd)의 가스 냉매는 응축기로 응축된 후, 팽창 기구에서 저압까지 감압된다. 그 후, 증발기에서 증발하여 가스 냉매가 되어 저압용 압축 요소 내에 흡입된다. The gas refrigerant of high pressure Pd discharged from the compressor is condensed into a condenser, and then reduced to a low pressure in the expansion mechanism. It is then evaporated in an evaporator to become a gas refrigerant and drawn into the low pressure compression element.

[특허 문헌 1][Patent Document 1]

일본 특허 공개 소60-128990호 공보(제5 페이지, 도1)Japanese Patent Laid-Open No. 60-128990 (No. 5 page, Fig. 1)

종래 기술에서 서술한 바와 같은 로터리식 2단 압축기는 단일단의 압축기에 비해 개개의 압축 요소의 압력비(= 토출 압력/흡입 압력)가 작아지므로 냉매의 누설 손실 등이 저감된다. 그로 인해 압축기의 입력 전력을 저감시켜 공기 조화기의 성적 계수(COP)(coefficient of performance)가 향상된다. 여기서 성적 계수(COP)라 함은, 공기 조화기의 냉방 혹은 난방 능력을 입력 전력으로 나눈 값이다. In the rotary two-stage compressor as described in the prior art, the pressure ratio (= discharge pressure / suction pressure) of the individual compression elements is smaller than that of the single stage compressor, so that the leakage loss of the refrigerant and the like are reduced. This reduces the input power of the compressor and improves the coefficient of performance (COP) of the air conditioner. Here, the coefficient of performance (COP) is a value obtained by dividing the cooling or heating capacity of the air conditioner by the input power.                         

그러나 종래의 로터리식 2단 압축기에서는 고압용 압축 요소와 저압용 압축 요소 사이의 압력, 즉 저압용 압축 요소로부터 토출되어 고압용 압축 요소로 흡입되는 냉매 가스의 압력이 변동한다. 저압용 압축 요소의 압축실의 압력(P1)은 베인으로부터 편심부의 편심 방향의 각도(이하, 크랭크 각도라 부름)의 변화에 수반하여 저압(Ps)으로부터 중간압(Pm)까지 압축된다. 저압용 압축 요소와 고압용 압축 요소를 연결하는 공간의 압력[이하, 중간 공간 압력(P3)이라 부름]은 2개의 압축 요소의 편심 회전의 위상차가 180°이므로, 저압용 압축 요소의 토출 밸브가 폐쇄되어 있는 경우(저압용 압축 요소의 압축 공정)에는 고압용 압축 요소의 흡입에 의해 가스 냉매가 부족하여 중간압(Pm)보다 저하된다. 반대로 저압용 압축 요소의 토출 밸브가 개방되어 있는 경우에는, 저압용 압축 요소의 토출에 의해 가스 냉매가 과잉이 되어 중간 공간 압력(P3)이 중간압(Pm)보다 상승한다. 따라서 저압용 압축 요소로부터 토출된 직후의 냉매 가스의 중간 공간 압력(P3)은 크랭크 각도에 대해 파형으로 변동한다. However, in the conventional rotary two-stage compressor, the pressure between the high pressure compression element and the low pressure compression element, that is, the pressure of the refrigerant gas discharged from the low pressure compression element and sucked into the high pressure compression element is varied. The pressure P1 of the compression chamber of the low pressure compression element is compressed from the low pressure Ps to the intermediate pressure Pm with the change of the angle of the eccentric direction (hereinafter referred to as crank angle) from the vane. The pressure of the space connecting the low pressure compression element and the high pressure compression element (hereinafter referred to as the intermediate space pressure P3) is 180 ° because the phase difference of the eccentric rotation of the two compression elements is lowered. In the case of being closed (the compression process of the low pressure compression element), the gas refrigerant is insufficient by the suction of the high pressure compression element and lowers than the intermediate pressure Pm. On the contrary, when the discharge valve of the low pressure compression element is open, the gas refrigerant becomes excessive by the discharge of the low pressure compression element, and the intermediate space pressure P3 rises above the intermediate pressure Pm. Therefore, the intermediate space pressure P3 of the refrigerant gas immediately after being discharged from the low pressure compression element fluctuates with respect to the crank angle.

또한 저압용 압축 요소로부터 토출된 직후의 중간압(Pm)은 중간 공간을 통과하므로 고압용 압축 요소의 흡입 직전에서 위상이 Δτ만큼 지연된다. 가령 각 압축 요소의 위상차를 180°로 설정해 놓아도, 하나의 회전축으로 2개의 압축 요소를 구동하여 2단계로 압축하는 압축기의 회전수에 의해서는 고압용 압축 요소에 있어서 흡입 직전의 중간 공간 압력(P3)의 상승 타이밍과 압축실의 흡입 개시 타이밍의 일치가 발생한다. 이 경우, 고압용 압축 요소의 압축 개시 압력이 높으므로 압축기의 입력이 급증하여 압축 효율의 저하를 초래하고, 나아가서는 로터리식 2단 압 축기를 이용한 공기 조화기의 성적 계수(COP)의 저하를 초래하고 있었다. Also, since the intermediate pressure Pm immediately after being discharged from the low pressure compression element passes through the intermediate space, the phase is delayed by Δτ just before the suction of the high pressure compression element. For example, even if the phase difference of each compression element is set to 180 °, the intermediate space pressure (P3) just before suction in the high pressure compression element is determined by the rotational speed of the compressor which drives two compression elements with one rotation shaft and compresses them in two stages. ) Coincides with the rising timing of the suction chamber and the suction start timing of the compression chamber. In this case, since the compression start pressure of the high-pressure compression element is high, the input of the compressor increases rapidly, resulting in a decrease in the compression efficiency, and furthermore, a decrease in the coefficient of performance (COP) of the air conditioner using the rotary two-stage compressor. It was causing.

본 발명의 목적은 상술한 과제를 해결하여 그 운전 범위에 있어서 높은 성적 계수(COP)를 얻을 수 있는 공기 조화기를 실현하는 데 있다. 또한, 본 발명의 다른 목적은 고압용 압축 요소에서의 성능 저하를 방지할 수 있는 로터리식 2단 압축기를 실현하는 데 있다.An object of the present invention is to solve the above-described problems and to realize an air conditioner capable of obtaining a high coefficient of performance (COP) in its operating range. Further, another object of the present invention is to realize a rotary two-stage compressor capable of preventing the performance deterioration in the high pressure compression element.

또한, 본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 공기 조화기는 밀폐 용기 내에 전동기와, 그 전동기로 구동되고 2개의 편심부를 갖는 회전축과, 상기 편심부의 편심 회전에 의해 공전 운동하는 롤러를 각각 압축실에 구비한 저압용 압축 요소와 고압용 압축 요소가 구획판을 거쳐서 설치된 회전 압축 요소와, 상기 저압용 압축 요소의 압축실과 고압용 압축 요소의 압축실에 접속하는 상기 밀폐 용기의 내부 공간과 구획된 중간 공간을 구비하고, 상기 저압용 압축 요소와 상기 고압용 압축 요소의 압축 공정의 위상차가 대략 180°인 로터리 압축기와, 그 로터리 압축기로부터 토출된 고압의 가스 냉매를 응축하는 응축기와, 응축된 냉매를 저압까지 팽창하는 팽창 기구와, 팽창된 냉매를 증발시키는 증발기를 차례로 접속하는 냉동 사이클과, 상기 압축기의 회전수를 제어하는 제어부를 구비하고, 이 제어부에 의해 상기 압축기는 소정의 회전수 영역의 전후에서 운전 제어된다.Moreover, in order to achieve the objective of this invention, the air conditioner of this invention compresses an electric motor in a sealed container, the rotating shaft driven by the electric motor, and having two eccentric parts, and the roller which revolves by the eccentric rotation of the said eccentric part, respectively. The low pressure compression element and the high pressure compression element provided in the rotary compression element provided via a partition plate, and the inner space of the sealed container connected to the compression chamber of the low pressure compression element and the compression chamber of the high pressure compression element A rotary compressor having an intermediate space, wherein a phase difference between the low pressure compression element and the high pressure compression element is approximately 180 °, a condenser for condensing the high pressure gas refrigerant discharged from the rotary compressor, and a condensed refrigerant A refrigeration cycle for sequentially connecting an expansion mechanism for expanding the pressure to a low pressure, an evaporator for evaporating the expanded refrigerant, and the compressor; A control unit for controlling the number of revolutions and the compressor by the controller is the operational control before and after the predetermined rotational speed region.

또한 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 공기 조화기는 밀폐 용기 내에 전동기와, 그 전동기로 구동되고 2개의 편심부를 갖는 회전축과, 상기 편심부의 편심 회전에 의해 공전 운동하는 롤러를 각각 압축실에 구비한 저압용 압축 요소와 고압용 압축 요소가 구획판을 거쳐서 설치된 회전 압축 요소와, 상기 저압용 압축 요소의 압축실과 고압용 압축 요소의 압축실에 접속하는 상기 밀폐 용기의 내부 공간과 구획된 중간 공간을 구비하고, 상기 저압용 압축 요소와 상기 고압용 압축 요소의 압축 공정의 위상차가 대략 180°인 로터리식 2단 압축기와, 그 압축기로부터 토출된 고압의 가스 냉매를 응축하는 응축기와, 응축된 냉매를 저압까지 팽창하는 팽창 기구와, 팽창된 냉매를 증발시키는 증발기를 차례로 접속하는 냉동 사이클과, 상기 압축기의 회전수를 제어하는 제어부를 구비하고, 이 제어부는 상기 압축기의 운전 회전수의 최소 회전수와 최대 회전수를 기억하는 기억부를 갖고, 상기 압축기의 최소 회전수와 최대 회전수로부터 상기 공기 조화기의 성적 계수(COP)를 극소로 하는 상기 압축기의 회전수(Ns)를 피한 회전수로 운전한다. Moreover, in order to achieve the said objective, the air conditioner of this invention is equipped with the electric motor in the airtight container, the rotating shaft which is driven by the electric motor, and has two eccentric parts, and the roller which revolves by the eccentric rotation of the said eccentric part, respectively is provided in the compression chamber A rotary compression element provided with a low pressure compression element and a high pressure compression element via a partition plate, an inner space of the closed container and an intermediate space partitioned between the compression chamber of the low pressure compression element and the compression chamber of the high pressure compression element; And a rotary two stage compressor having a phase difference of about 180 ° between the low pressure compression element and the high pressure compression element, a condenser for condensing the high pressure gas refrigerant discharged from the compressor, and a condensed refrigerant. A refrigeration cycle for sequentially connecting an expansion mechanism for expanding to low pressure, an evaporator for evaporating the expanded refrigerant, and rotation of the compressor And a storage unit for storing the minimum and maximum rotational speeds of the operating speeds of the compressors, and the performance of the air conditioners from the minimum and maximum rotational speeds of the compressors. It operates at the rotation speed which avoided the rotation speed Ns of the said compressor which made the coefficient COP minimum.

또한, 로터리 압축기에 있어서의 상기 저압용 압축 요소의 행정 용적(V1)과 상기 중간 공간의 용적(Vm)의 비(V1/Vm)가 상기 로터리 압축기의 최소 운전 회전수(Nmin)[1/초]와 최대 운전 회전수(Nmax)[1/초]로 하였을 때, (V1/Vm) ≤ 1.4 × 10-5 Nmin2 및 2.6 × 10-5 Nmax2 ≤ (V1/Vm)인 것이 바람직하다. Further, the ratio V1 / Vm of the stroke volume V1 of the low pressure compression element and the volume Vm of the intermediate space in the rotary compressor is the minimum operating rotation speed Nmin of the rotary compressor [1 / sec. ] And maximum operating rotation speed Nmax [1 / sec], it is preferable that (V1 / Vm)? 1.4 x 10 -5 Nmin 2 and 2.6 x 10 -5 Nmax 2 ? (V1 / Vm).

또한, 본 발명의 공기 조화기는, 또한 상기 팽창 기구는 상기 응축기에서 응축된 냉매를 중간 압력까지 감압하여 팽창하는 제1 팽창 기구와, 그 제1 팽창 기구에서 팽창된 중간 압력의 냉매를 팽창하여 상기 증발기에 공급하는 제2 팽창기로 이루어지고, 상기 제1 팽창 기구와 상기 제2 팽창 기구에 접속하여 가스 냉매와 액냉매를 분리하는 기액 분리기와, 그 기액 분리기와 상기 중간 공간을 연통하여 주 로 가스 냉매를 바이패스시키는 인젝션 유로를 구비하고, 그 인젝션 유로의 유로 단면적이 상기 중간 공간의 최소 유로 단면적보다도 작게 해도 좋다. In addition, the air conditioner of the present invention, the expansion mechanism further comprises a first expansion mechanism for expanding by reducing the refrigerant condensed in the condenser to a medium pressure, and expands the refrigerant of the intermediate pressure expanded in the first expansion mechanism A gas-liquid separator connected to the first expansion mechanism and the second expansion mechanism to separate a gas refrigerant and a liquid refrigerant, and the gas-liquid separator and the intermediate space communicating mainly with the gas. An injection flow path for bypassing the coolant may be provided, and the flow path cross-sectional area of the injection flow path may be smaller than the minimum flow path cross-sectional area of the intermediate space.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 로터리식 2단 압축기는 밀폐 용기 내에 전동기와, 그 전동기로 구동되고 2개의 편심부를 갖는 회전축과, 상기 편심부의 편심 회전에 의해 편심 운동하는 롤러를 각각 압축실에 구비한 저압용 압축 요소와 고압용 압축 요소가 구획판을 거쳐서 결합하는 회전 압축 요소와, 상기 저압용 압축 요소의 압축실과 고압용 압축 요소의 압축실에 접속하는 상기 밀폐 용기의 내부 공간과 구획된 중간 공간을 구비하고, 상기 저압용 압축 요소와 상기 고압용 압축 요소와의 압축 공정의 위상차가 대략 180°인 로터리식 2단 압축기에 있어서, 상기 압축기의 최소 운전 회전수(Nmin)[1/초]와 최대 운전 회전수(Nmax)[1/초]에 의해 상기 중간 공간의 용적(Vm)과 저압용 압축 요소의 행정 용적(V1)의 비(V1/Vm)가 (V1/Vm) ≤ 1.4 × 10-5 Nmin2 및 2.6 × 10-5 Nmax 2 ≤ (V1/Vm)으로 하였다. 각 압축 요소의 압축 공정의 위상차는 180°를 중심으로, 150°내지 210°의 범위로 해도 좋다. In order to achieve another object of the present invention, the rotary two-stage compressor of the present invention comprises an electric motor in a sealed container, a rotating shaft driven by the electric motor and having two eccentric parts, and a roller eccentrically moved by the eccentric rotation of the eccentric part. The inside of the hermetic container connected to the compression chamber of the low pressure compression element and the compression chamber of the high pressure compression element, wherein the low pressure compression element and the high pressure compression element provided in the compression chamber are coupled via a partition plate, respectively. In a rotary two-stage compressor having a space interspersed with a space, wherein the phase difference between the low pressure compression element and the high pressure compression element is approximately 180 °, the minimum operating rotation speed Nmin of the compressor. [1 / sec] and the maximum operating speed (Nmax) [1 / sec], the ratio (V1 / Vm) of the volume Vm of the intermediate space to the stroke volume V1 of the compression element for low pressure is (V1 / Vm) ≤ 1.4 × 10 -5 Nmin 2 and 2.6 × 10 −5 Nmax 2 ≦ (V 1 / V m). The phase difference of the compression process of each compression element may be in the range of 150 ° to 210 ° with respect to 180 °.

본 발명의 실시 형태를 도면을 이용하여 설명한다. 우선 도1에 있어서, 압축기(1)는 바닥부(21)와 덮개부(12)와 동체부(22)로 이루어지는 밀폐 용기(13)를 구비한다. 밀폐 용기(13) 내부의 상방에는 고정자(7)와 회전자(8)를 갖는 전동기(14)가 설치되어 있다. 전동기(14)에 연결된 회전축(2)은 2개의 편심부(5a, 5b)를 구비하여 주베어링(9)과 부베어링(19)에 저어널되어 있다. 그 회전축(2)에 대해 전동기(14)측으로부터 차례로 단판부(端板部)(9a)를 구비한 주베어링(9), 고압용 압축 요소(20b), 중간 구획판(15), 저압용 압축 요소(20a) 및 단판부(19a)를 구비한 부베어링(19)이 적층되고, 볼트 등의 체결 요소(도시하지 않음)로 일체화되어 있다. Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, in FIG. 1, the compressor 1 is provided with the airtight container 13 which consists of the bottom part 21, the cover part 12, and the fuselage | body part 22. As shown in FIG. Above the inside of the airtight container 13, the electric motor 14 which has the stator 7 and the rotor 8 is provided. The rotating shaft 2 connected to the electric motor 14 has two eccentric parts 5a and 5b and is journaled to the main bearing 9 and the sub bearing 19. The main bearing 9 which has the end plate part 9a in order from the electric motor 14 side with respect to the rotating shaft 2, the high pressure compression element 20b, the intermediate | middle partition board 15, and low pressure The sub-bearing 19 provided with the compression element 20a and the end plate part 19a is laminated | stacked, and is integrated with fastening elements (not shown), such as a bolt.

단판부(9a)는 동체부(22)의 내벽에 용접에 의해 고정되어 주베어링(9)을 지지하고 있다. 단판부(19a)는 부베어링(19)에 지지되어 있다. 또, 본 실시 형태는 단판부(19a)를 볼트 등으로 고정하고 있지만, 동체부(22)에 용접으로 고정해도 상관없다. The end plate portion 9a is fixed to the inner wall of the body portion 22 by welding to support the main bearing 9. The end plate portion 19a is supported by the sub bearing 19. In addition, in this embodiment, although the end plate part 19a is fixed with a bolt etc., you may fix it to the trunk | drum 22 by welding.

각 압축 요소(20a와 20b)는 다음과 같이 구성되어 있다. 저압용 압축 요소(20a)는 부베어링(19)과, 원통형의 실린더(10a)와, 편심부(5a)의 외주에 끼워 맞추어진 원통형의 롤러(11a)와, 중간 구획판(15)으로 압축실(23a)은 구성된다. 또한, 고압용 압축 요소(20b)는 주베어링(9)과, 원통형의 실린더(10b)와, 편심부(5b)의 외주에 끼워 맞추어진 원통형의 롤러(11b)와, 중간 구획판(15)으로 압축실(23b)은 구성된다. 그들 압축실(23a, 23b)은 코일 스프링과 같은 압박력 부여 수단에 연결된 평판형의 베인(18)이 편심부(5a, 5b)의 편심 운동에 맞추어 회전하는 롤러(11a, 11b)의 외주 상을 접촉하면서 진퇴 운동함으로써, 압축실(23a, 23b)을 압축 공간과 흡입 공간으로 분할한다.Each compression element 20a and 20b is comprised as follows. The compression element 20a for low pressure is compressed by the sub-bearing 19, the cylindrical cylinder 10a, the cylindrical roller 11a fitted to the outer periphery of the eccentric part 5a, and the intermediate partition plate 15. The yarn 23a is configured. Further, the high pressure compression element 20b includes a main bearing 9, a cylindrical cylinder 10b, a cylindrical roller 11b fitted to the outer circumference of the eccentric portion 5b, and an intermediate partition plate 15. The compression chamber 23b is comprised. These compression chambers 23a and 23b are formed on the outer circumferential image of the rollers 11a and 11b in which a flat vane 18 connected to a pressing force applying means such as a coil spring rotates in accordance with the eccentric movement of the eccentric portions 5a and 5b. By advancing and retreating while contacting, the compression chambers 23a and 23b are divided into a compression space and a suction space.

압축 요소(20a, 20b)는 편심부(5a, 5b)가 편심 회전함으로써 롤러(11a, 11b)를 구동한다. 도1에 도시한 바와 같이 편심부(5a)와 편심부(5b)는 위상이 180°다르고, 압축 요소(20a, 20b)의 압축 공정의 위상차는 180°이다. 즉 2개의 압축 요소의 압축 공정은 역위상으로 되어 있다. The compression elements 20a, 20b drive the rollers 11a, 11b by the eccentric portions 5a, 5b rotating eccentrically. As shown in Fig. 1, the eccentric portion 5a and the eccentric portion 5b are 180 degrees out of phase, and the phase difference of the compression process of the compression elements 20a and 20b is 180 degrees. In other words, the compression process of the two compression elements is out of phase.

작동유체인 가스 냉매의 흐름을 도1의 화살표로 나타낸다. 배관(31)을 통해 공급되는 저압(Ps)의 가스 냉매는 배관(31)과 접속하는 흡입구(25a)로부터 저압용 압축 요소(20a) 내에 흡입되고, 롤러(11a)가 편심 회전함으로써 중간압(Pm)까지 압축된다. 압축실(23a) 내의 압력이 미리 설정된 압력이 되면 개구되는 토출 밸브(28a)가 중간압(Pm)에서 개구되면, 중간압(Pm)이 된 가스 냉매가 토출구(26a)와 연통하는 토출 공간(33)으로 토출된다. 이 토출 공간(33)은 부베어링(19)과 커버(35)에 의해 밀폐 용기(13) 내의 밀폐 공간(29)과 격리된 공간이고, 그 내부 압력은 기본적으로는 중간압(Pm)이 된다. 중간 유로(30)는 토출 공간(33)과 흡입구(25b)를 연통하는 유로이다. 토출 공간(33)과 중간 유로(30) 및 흡입구(25b)로 이루어지는 하나의 연통된 공간은 밀폐 용기(13)와 구획되어 내부 압력이 중간압(Pm)인 중간 공간(32)(도1 중 점선으로 둘러싸여 있는 부분)이다. 따라서, 토출 밸브(28a)가 개구된 토출구(26a)로부터 토출된 압력(Pm)의 가스 냉매는 토출 공간(33)으로 토출된 후, 중간 유로(30)를 통해 고압용 압축 요소(20b)의 압력실(23b)과 연통하는 흡입구(25b)에 이른다. The flow of the gas refrigerant which is the working fluid is shown by the arrow of FIG. The gas refrigerant of low pressure Ps supplied through the pipe 31 is sucked into the low pressure compression element 20a from the suction port 25a connected to the pipe 31, and the roller 11a is eccentrically rotated so that the medium pressure ( Compressed to Pm). When the discharge valve 28a opened when the pressure in the compression chamber 23a reaches a preset pressure is opened at the intermediate pressure Pm, the discharge space in which the gas refrigerant at the intermediate pressure Pm communicates with the discharge port 26a ( 33). The discharge space 33 is a space separated from the sealed space 29 in the sealed container 13 by the sub-bearing 19 and the cover 35, and the internal pressure thereof is basically a medium pressure Pm. . The intermediate flow path 30 is a flow path communicating the discharge space 33 and the suction port 25b. One communicating space consisting of the discharge space 33, the intermediate flow path 30, and the suction port 25b is partitioned from the sealed container 13 to form an intermediate space 32 having an internal pressure Pm (in FIG. 1). Surrounded by a dotted line). Therefore, the gas refrigerant of the pressure Pm discharged from the discharge port 26a in which the discharge valve 28a is opened is discharged into the discharge space 33, and then, through the intermediate passage 30, the gas refrigerant of the high pressure compression element 20b is discharged. The inlet port 25b communicates with the pressure chamber 23b.

다음에, 중간 유로(30)를 통과하여 흡입구(25b)로부터 고압용 압축 요소(20b) 내에 흡입된 중간압(Pm)의 가스 냉매는 롤러(11b)가 공전함으로써 고압(Pd)까지 압축된다. 압축실(23b) 내의 압력이 미리 설정된 압력이 되면 개구되는 토출 밸브(28b)가 고압(Pd)으로 개구되면, 가스 냉매는 토출구(26b)에서 밀폐 용기(13)의 내부 공간인 밀폐 공간(29)으로 토출된다. 이 밀폐 공간(29)으로 토출된 가스 냉매는 전동기(14)의 간극을 통과하여 토출관(27)으로부터 토출된다. Next, the gas refrigerant of medium pressure Pm sucked into the high pressure compression element 20b from the suction port 25b through the intermediate flow path 30 is compressed to the high pressure Pd by the revolving roller 11b. When the discharge valve 28b opened when the pressure in the compression chamber 23b reaches a preset pressure is opened at a high pressure Pd, the gas refrigerant is sealed in the discharge port 26b, which is an internal space of the sealed container 13, 29 To be discharged. The gas refrigerant discharged into the sealed space 29 passes through the gap of the electric motor 14 and is discharged from the discharge pipe 27.

도1에서 설명한 로터리식 2단 압축기를 이용한 냉동 사이클의 구성을 도2에 도시한다. 압축기(1)로부터 토출된 고압(Pd)의 가스 냉매는 응축기(3)에서 응축된 후, 팽창 기구(4)에서 저압(Ps)까지 감압된다. 그 후, 증발기(16)에서 증발하여 가스 냉매가 되어 흡입구(25a)로부터 저압용 압축 요소(20a) 내로 흡입된다. 압축기(1)에 있어서의 가스 냉매가 각 압축실(23)을 이동하는 과정은 도1을 이용하여 설명한 바와 같다. 다음에 도2를 이용하여 각 압축실(23a, 23b)의 관계를 설명한다. The configuration of the refrigeration cycle using the rotary two stage compressor described in FIG. 1 is shown in FIG. The gas refrigerant of the high pressure Pd discharged from the compressor 1 is condensed in the condenser 3 and then decompressed to the low pressure Ps in the expansion mechanism 4. Thereafter, the evaporator 16 evaporates to become a gas refrigerant and is sucked into the low pressure compression element 20a from the suction port 25a. The process by which the gas refrigerant in the compressor 1 moves each compression chamber 23 is as described with reference to FIG. Next, the relationship between each compression chamber 23a, 23b is demonstrated using FIG.

로터리식 압축기는 베인(18)의 위치를 기준으로 하여 편심부(5a)의 크랭크각이 변함에 따라서 압축실(23)의 용적이 변화하여 냉매의 압축을 행한다. 이 도2에서는 저압용 압축 요소(20a)가 크랭크 각도 180°에 위치하고 있다. 베인(18)에 의해 구획되어 압축실(23a)에는 2개의 공간, 즉 압축 공간 및 흡입 공간이 존재한다. 한편, 고압용 압축 요소(20b)의 크랭크 각도는 0°(360°)이고, 저압용 압축 요소(20a)는 위상이 180°어긋나 있다. 이 고압용 압축 요소(20b)의 상태는 저압용 압축 요소(20a)에서 2개 존재한 공간 중, 압축 공간의 용적이 대략 최소가 된 상태이며, 흡입 공간의 용적이 대략 최대가 된 상태이다. 즉, 고압용 압축 요소(20b)가 중간 공간(32)의 일부인 흡입구(25b)와 한 순간 접속을 끊고 다음의 흡입 공간과 연통하기 직전의 상태이다. In the rotary compressor, the volume of the compression chamber 23 changes as the crank angle of the eccentric portion 5a changes based on the position of the vanes 18 to compress the refrigerant. In Fig. 2, the low pressure compression element 20a is located at a crank angle of 180 degrees. Partitioned by vanes 18, there are two spaces in the compression chamber 23a, that is, a compression space and a suction space. On the other hand, the crank angle of the high pressure compression element 20b is 0 degrees (360 degrees), and the low pressure compression elements 20a are 180 degrees out of phase. The state of the high pressure compression element 20b is a state in which the volume of the compression space is approximately minimum among two spaces existing in the low pressure compression element 20a, and the volume of the suction space is approximately maximum. In other words, the high pressure compression element 20b is in a state immediately before it is disconnected from the suction port 25b which is a part of the intermediate space 32 and communicates with the next suction space.

다음에, 로터리식 2단 압축기(1)의 각 압축 요소(20a, 20b)에 있어서의 연속된 압력 변화를 설명한다. 도3에 있어서, 하단의 압력(P1)과 중간 공간 압력(P3)은 각각 저압용 압축 요소(20a)의 압력의 변화와 중간 공간(32)의 압력의 변화를 나타낸다. 도3의 중간단의 압력(P3')은 중간 공간(32)의 중앙부의 압력 변화를 나타낸 것이다. 그리고 압력(P3")과 압력(P2)은 각각 중간 공간(32)의 흡입구(25b)에 있어서의 압력 변화와 고압용 압축 요소(20b)의 압축실(23b) 내의 압력 변화를 나타낸다. Next, the continuous pressure change in each compression element 20a, 20b of the rotary two-stage compressor 1 will be described. In Fig. 3, the pressure P1 at the lower end and the intermediate space pressure P3 represent the change of the pressure of the low pressure compression element 20a and the change of the pressure of the intermediate space 32, respectively. The pressure P3 ′ at the intermediate stage in FIG. 3 shows the change in pressure at the center of the intermediate space 32. The pressure P3 &quot; and the pressure P2 each represent a pressure change at the suction port 25b of the intermediate space 32 and a pressure change in the compression chamber 23b of the high pressure compression element 20b.

도3의 하단에 나타낸 바와 같이, 저압용 압축 요소(20a)의 압축실(23a)의 압력(P1)은 크랭크각의 변화에 수반하여 저압(Ps)으로부터 중간압(Pm)까지 변화한다. 저압용 압축 요소(20a)에서 압축된 중간 공간 압력(P3)은 각 압축 요소(20a, 20b)의 위상차가 180°이므로, 저압용 압축 요소(20a)의 토출 밸브(28a)가 폐쇄되어 있는 경우[저압용 압축 요소(20a)의 압축 공정], 고압용 압축 요소(20b)의 흡입에 의해 가스 냉매가 부족하여 저하된다[도3의 하단, 압력(P3) 참조]. 반대로 토출 밸브(28a)가 개방되어 있는 경우[저압용 압축 요소(20a)의 토출 공정]에는 중간압(Pm)을 하회하고 있던 중간 공간 압력(P3)이 중간압(Pm)으로 상승한 후, 저압용 압축 요소(20a)의 토출에 의해 가스 냉매가 과잉이 되고, 중간압(Pm)보다 중간 공간 압력(P3)이 상승한다. 따라서 압축실(23a)의 토출 직후의 중간압(Pm)은 크랭크 각도에 대해 파형으로 변동한다. 여기서 도3 중 파선은 중간압(Pm)이고, 중간 공간 압력(P3)의 평균치이다. As shown in the lower part of Fig. 3, the pressure P1 of the compression chamber 23a of the low pressure compression element 20a changes from the low pressure Ps to the intermediate pressure Pm with the change of the crank angle. When the intermediate space pressure P3 compressed by the low pressure compression element 20a has a phase difference of 180 ° between the compression elements 20a and 20b, the discharge valve 28a of the low pressure compression element 20a is closed. [Compression Step of Low Pressure Compression Element 20a] By the suction of high pressure compression element 20b, the gas refrigerant is deficient and lowered (refer to FIG. 3, lower pressure P3). On the contrary, when the discharge valve 28a is open (the discharge process of the low pressure compression element 20a), the intermediate space pressure P3 which has been lower than the intermediate pressure Pm rises to the intermediate pressure Pm, and then the low pressure. By the discharge of the compaction element 20a, the gas refrigerant becomes excessive, and the intermediate space pressure P3 rises above the intermediate pressure Pm. Therefore, the intermediate pressure Pm immediately after the discharge of the compression chamber 23a fluctuates in a waveform with respect to the crank angle. 3, the broken line in FIG. 3 is an intermediate pressure Pm, and is an average value of the intermediate space pressure P3.

또한 압축실(23a)의 토출 직후의 중간압(Pm)은 중간 공간(32)을 통과하므로 압축실(23b)의 흡입 직전에서 위상이 Δτ만큼 지연된다. 따라서 각 압축 요소(20a, 20b)의 위상차를 180°로 설정해도, 압축기(1)의 운전 회전수에 따라서는 고압용 압축 요소(20b)에서는 흡입 직전의 중간 공간 압력(P3)의 상승과 압축실(23b)의 흡입 개시와의 일치가 발생하는 경우가 있다. 이 경우, 압축실(23b)의 압축 개시 압력(P3)이 높으므로 압축기의 입력이 급증하여 압축 효율의 저하를 초래한다. 또한, 이와 같은 상태를 초래하는 회전수로 압축기를 운전시켰을 때의 그 압축기를 이용하는 냉동 장치의 성적 계수(COP)의 저하도 초래하게 된다. In addition, since the intermediate pressure Pm immediately after the discharge of the compression chamber 23a passes through the intermediate space 32, the phase is delayed by Δτ just before the suction of the compression chamber 23b. Therefore, even if the phase difference of each compression element 20a, 20b is set to 180 degrees, according to the operating speed of the compressor 1, the high pressure compression element 20b raises and compresses the intermediate space pressure P3 just before suction. Matching with the suction start of the seal 23b may occur. In this case, since the compression start pressure P3 of the compression chamber 23b is high, the input of a compressor increases rapidly and it causes the fall of compression efficiency. In addition, when the compressor is operated at the rotational speed resulting in such a state, a decrease in the coefficient of performance (COP) of the refrigerating device using the compressor is also caused.

이 고압용 압축 요소(20b)에서의 중간 공간 압력(P3)의 상승 간격과 가스 냉매의 흡입 간격과의 위상의 간섭은 냉매의 순환 유량과 중간 공간(32)의 용적(Vm)(이하, 중간 용적)과, 그리고 압축기의 회전수(N)에 지배된다. 냉매의 순환 유량은 저압용 압축 요소(20a)의 행정 용적(V1)과 회전수(N)에 대략 비례하므로, 간섭에 의한 성능 저하는 중간 용적(Vm), 저압용 압축 요소의 행정 용적(V1), 회전수(N)에 관계되어 도4의 특성이 된다. The phase interference between the rising interval of the intermediate space pressure P3 and the suction interval of the gas refrigerant in the high pressure compression element 20b is determined by the circulation flow rate of the refrigerant and the volume Vm of the intermediate space 32 (hereinafter, intermediate). Volume) and the rotation speed N of the compressor. Since the circulating flow rate of the refrigerant is approximately proportional to the stroke volume V1 and the rotational speed N of the low pressure compression element 20a, the performance deterioration due to interference is reduced to the intermediate volume Vm and the stroke volume of the low pressure compression element V1. ) And the rotational speed N become the characteristics of FIG.

도4의 횡축은 회전수(N), 종축은 공기 조화기의 성적 계수(COP)이다. 로터리식 2단 압축기(1)를 이용한 공기 조화기의 성적 계수(COP)를 C2로 나타냈다. 도4에는 단일단 압축기의 성적 계수(COP)도 C1로서 병기하였다. 4, the horizontal axis represents the rotational speed N, and the vertical axis represents the performance coefficient COP of the air conditioner. The coefficient of performance (COP) of the air conditioner using the rotary two-stage compressor 1 is represented by C2. In Fig. 4, the coefficient of performance (COP) of the single stage compressor is also written as C1.

단일단 압축기의 성적 계수(COP)는 회전수(N)의 증대에 수반하여 극대치를 갖고, 그 후 완만하게 저하된다. 2단 압축기(1)에서는 성적 계수(COP)의 회전수(N)에 대한 의존성은 극대치에 관하여 대략 마찬가지다. 전체적으로는, 2단 압축기(1)의 성적 계수(COP)는 증대한다. 그러나 특정한 저압용 압축 요소의 행정 용적과 중간 용적의 비(V1/Vm)에 대해, 앞서 서술한 고압용 압축 요소(20b)에서의 위상의 간섭을 증폭시키는 특정한 회전수(Ns)에 대해 성적 계수(COP)가 극소치가 되는 특성을 나타낸다. 이 성능의 저하는 약 3 내지 8 % 정도나 있어, 공기 조화기 의 성능을 대폭으로 저하시킨다. 성능 저하의 범위는 단일단의 압축기의 성적 계수(COP)와의 비교를 기초로, 회전수(N)로 하여 특정 회전수(Ns)를 중심으로 0.85 Ns 내지 1.15 Ns의 범위이다. The coefficient of performance COP of a single stage compressor has the maximum value with increase of the rotation speed N, and then falls gently. In the two stage compressor 1, the dependence of the coefficient of performance COP on the rotational speed N is about the same with respect to the maximum value. As a whole, the coefficient of performance COP of the two stage compressor 1 increases. However, for the ratio of the stroke volume and the intermediate volume (V1 / Vm) of a particular low pressure compression element, the performance factor for a specific number of rotations (Ns) that amplifies the phase interference in the high pressure compression element 20b described above. It shows the characteristic that (COP) becomes the minimum value. The decrease in this performance is about 3 to 8%, which greatly reduces the performance of the air conditioner. The range of performance degradation ranges from 0.85 Ns to 1.15 Ns centering on the specific rotation speed Ns based on the comparison with the coefficient of performance COP of the single stage compressor.

도4의 파선으로 나타낸 바와 같이, 특정 용적비(V1/Vm)를 변경하면 특정 회전수(Ns)가 변화한다. 이는 특정 용적비(V1/Vm)가 변하면 위상 지연(Δτ)이 변화되므로, 중간 공간 압력(P3)의 변동과 압축실(23b)의 흡입 개시 간격의 간섭 상태가 변화하기 때문이다. 여기서 특정 회전수(Ns)는 도4에서 나타낸 바와 같이, 특정 용적비(V1/Vm)가 지배 변수로, 압력 조건의 영향은 무시할 수 있다. As shown by the broken line in Fig. 4, when the specific volume ratio V1 / Vm is changed, the specific rotation speed Ns changes. This is because the phase retardation Δτ changes when the specific volume ratio V1 / Vm changes, and therefore, the interference state between the fluctuation of the intermediate space pressure P3 and the suction start interval of the compression chamber 23b changes. Here, as shown in Fig. 4, the specific rotational speed Ns is a specific volume ratio V1 / Vm as the dominant variable, and the influence of the pressure condition can be ignored.

따라서, 본 발명을 적용하는 공기 조화기는 적어도 특정한 회전수(Ns)의 전후의 회전수를 포함해서, 단일단 압축기의 성적 계수(COP)보다도 낮은 성적 계수(COP)가 되는 회전수 영역에서의 운전을 행하지 않도록 하는 것이다. 구체적으로는, 2단 압축기의 회전수를 올려 가고, 성적 계수(COP)의 극대치를 넘어서 소정의 회전수 영역을 실질적으로 단시간에 지나 그 회전수 영역을 넘은 회전수에 증속시키는 것이다. 그 회전수 영역을 넘은 회전수로 운전하고 있는 상태로부터 그 회전수 영역보다도 낮은 회전수로 운전할 때는 마찬가지로, 그 회전수 영역에서의 운전을 다른 곳에 비해 단시간에 지나가도록 회전수를 변화시키는 것이다. 이와 같이 2단 압축기의 회전수 제어를 행함으로써 성적 계수(COP)가 저하되는 회전수 영역에서의 운전 시간을 최대로 줄일 수 있어, 공기 조화기의 성능을 높일 수 있다. Therefore, the air conditioner to which the present invention is applied operates in the rotational speed range including the rotational speed at least before and after the specific rotational speed Ns, which is lower than the performance coefficient COP of the single stage compressor. Do not do it. Specifically, the rotational speed of the two-stage compressor is increased, and the predetermined rotational speed region is increased to the rotational speed beyond the rotational speed region substantially over a short time beyond the maximum value of the coefficient of performance (COP). Similarly, when driving at a speed lower than the speed range from the state of operating at a speed exceeding the speed range, the rotation speed is changed so that the operation in the speed range passes in a short time compared to other places. By performing the rotation speed control of the two-stage compressor in this way, the operation time in the rotation speed range where the coefficient of performance (COP) is reduced can be reduced to the maximum, and the performance of the air conditioner can be improved.

다음에, 보다 구체적으로 본 발명의 일실시 형태를 도면을 이용하여 설명한다. 로터리식 2단 압축기(1)에 작동유체로서, 예를 들어 냉매(R410A)를 이용하여 공기 조화기에 이용하는 압축기로 해도 좋다. 이 경우, 압축기(1)의 회전수(N)는 인버터로 제어되고, 동작하는 최대 회전수(Nmax), 최소 회전수(Nmin)의 비는 1.4 이상이다. Next, one Embodiment of this invention is described more concretely using drawing. It is good also as a compressor used for an air conditioner using the refrigerant | coolant R410A as a working fluid for the rotary two-stage compressor 1, for example. In this case, the rotation speed N of the compressor 1 is controlled by an inverter, and the ratio of the maximum rotation speed Nmax and the minimum rotation speed Nmin that operates is 1.4 or more.

본 실시 형태의 로터리식 2단 압축기(1)의 기본적인 구성은 도1에 도시한 것이다. 이 압축기(1)를 운전하는 최소 회전수(Nmin)[1/초] 및 최대 회전수(Nmax)[1/초]에 대해 중간 용적(Vm)과 저압용 압축 요소(20a)의 행정 용적(V1)의 특정 용적비(V1/Vm)를 (V1/Vm) ≤ 1.4 × 1O-5 Nmin2, 2.6 × 10-5 Nmax 2 ≤ (V1/Vm)으로 함으로써, 공기 조화기에 압축기(1)를 탑재하였을 때에 모든 운전 회전수에 있어서 성적 계수(COP)를 향상시킬 수 있다. 여기서 냉매(R410A)의 경우, 회전수의 비(Nmax/Nmin) > 1.4의 조건이 필요하지만, 이 조건은 인버터로 압축기의 회전수를 제어하는 공기 조화기에서는 일반적인 조건이다. 본 실시 형태의 압축기(1)에서는 구체적으로 (Nmax/Nmin) = 6, (V1/Vm) = 2.6 × 10-5 Nmax2로 하였다.The basic configuration of the rotary two stage compressor 1 of this embodiment is shown in FIG. The stroke volume of the intermediate volume Vm and the low-pressure compression element 20a with respect to the minimum rotation speed Nmin [1 / sec] and the maximum rotation speed Nmax [1 / sec] for operating this compressor 1 ( The compressor 1 is mounted in the air conditioner by setting the specific volume ratio V1 / Vm of V1) to (V1 / Vm) ≤ 1.4 × 10 -5 Nmin 2 , 2.6 × 10 -5 Nmax 2 ≤ (V1 / Vm). In this case, the COP can be improved at all driving speeds. In the case of the refrigerant R410A, the condition of the ratio of rotation speed (Nmax / Nmin)> 1.4 is required, but this condition is a general condition in the air conditioner in which the inverter controls the rotation speed of the compressor. In the compressor 1 of the present embodiment it was to specifically (Nmax / Nmin) = 6, (V1 / Vm) = 2.6 × 10 -5 Nmax 2.

상기한 특정 용적비(V1/Vm)와 최소 및 최대 압축기 회전수의 관계에 대해 설명한다. 우선, 도4에서 도시한 바와 같이 로터리식 2단 압축기의 특정 용적비(V1/Vm)와, 성적 계수(COP)를 극소로 하는 특정 회전수(Ns)에는 상관 관계가 성립한다. 도5에 특정 용적비(V1/Vm)와 특정 회전수(Ns)의 관계를 나타낸다. 도5에 도시한 바와 같이 양자의 관계는 Ns = 230(V1/Vm)0.5로 근사할 수 있고, 특정 용적비(V1/Vm)에 따라서 특정 회전수(Ns)가 변화한다. 또한 도4에서 도시한 바와 같이 0.85 Ns 내지 1.15 Ns의 범위에서 성능이 저하되므로, 압축기(1)의 특정 용적비 (V1/Vm)의 상한치는 Nmax 이하에서 성능이 저하되지 않도록 Ns = 1.18 Nmax(Nmax = 0.85 Ns)에 상당하는 2.6 × 10-5 Nmax2로 하였다. The relationship between the specific volume ratio V1 / Vm and the minimum and maximum compressor revolutions will be described. First, as shown in Fig. 4, a correlation is established between the specific volume ratio V1 / Vm of the rotary two-stage compressor and the specific rotational speed Ns which minimizes the coefficient of performance COP. 5 shows the relationship between the specific volume ratio V1 / Vm and the specific rotational speed Ns. As shown in Fig. 5, the relationship between the two can be approximated by Ns = 230 (V1 / Vm) 0.5 , and the specific rotation speed Ns changes depending on the specific volume ratio V1 / Vm. In addition, as shown in Fig. 4, since the performance deteriorates in the range of 0.85 Ns to 1.15 Ns, the upper limit of the specific volume ratio (V1 / Vm) of the compressor 1 does not deteriorate below Nmax so that Ns = 1.18 Nmax (Nmax). It was set as 2.6 * 10 <-5> Nmax <2> corresponded to = 0.85 Ns).

반대로 압축기(1)의 특정 용적비(V1/Vm)의 하한치는 Nmin 이상에서 성능이 저하되지 않도록 Ns = 0.87 Nmin(Nmin = 1.15 Ns)에 상당하는 1.4 × 10-5 Nmin2가 된다. 이들 관계를 특정 용적비(V1/Vm)로 나타내면, (V1/Vm) ≤ 1.4 × 10-5 Nmin2, 2.6 × 10-5 Nmax2 ≤ (V1/Vm)이 된다. In contrast, the lower limit of the specific volume ratio V1 / Vm of the compressor 1 is 1.4 × 10 −5 Nmin 2 , which corresponds to Ns = 0.87 Nmin (Nmin = 1.15 Ns) so that the performance does not deteriorate at or above Nmin. If these relationships are represented by specific volume ratios (V1 / Vm), then (V1 / Vm) ≦ 1.4 × 10 −5 Nmin 2 , 2.6 × 10 −5 Nmax 2 ≦ (V1 / Vm).

도6에 본 실시 형태에 있어서의 압축기(1)의 회전수(N)와, 그 압축기(1)를 탑재한 공기 조화기의 성적 계수(COP)의 관계를 나타낸다. 압축기(1)는 특정 용적비(V1/Vm)를 2.6 × 10-5 Nmax2로 하였으므로, 성적 계수(COP)를 극소로 하는 회전수(Ns)가 1.18 Nmax(Nmax = 0.85 Ns)가 된다. 사용하는 최대 회전수(Nmax)까지는 압축실(23b)에서의 위상의 간섭이 억제되고, 모든 동작 범위에서 압축기(1)를 고효율로 동작할 수 있다. 6 shows the relationship between the rotation speed N of the compressor 1 in the present embodiment and the performance coefficient COP of the air conditioner in which the compressor 1 is mounted. Since the compressor 1 set the specific volume ratio V1 / Vm to 2.6 × 10 -5 Nmax 2 , the rotational speed Ns that minimizes the coefficient of performance COP is 1.18 Nmax (Nmax = 0.85 Ns). The interference of the phase in the compression chamber 23b is suppressed up to the maximum rotation speed Nmax to be used, and the compressor 1 can be operated with high efficiency in all the operating ranges.

이 도6에는 본 실시 형태의 응용예인 특정 용적비(V1/Vm) = 1.4 × 10-4 Nmin2의 특성을 파선으로 나타냈다. 이 경우에는 반대로 성적 계수(COP)를 극소로 하는 회전수(Ns)가 0.87 Nmin(Nmin = 1.15 Ns)이 된다. 이 응용예에서 볼 수 있는 바와 같이, 사용하는 최소 회전수(Nmin) 이상의 모든 동작 범위에서 압축기(1)를 고효율로 동작할 수 있다. FIG. 6 is shown an embodiment of a towing application specific volume ratio (V1 / Vm) = 1.4 × 10 -4 characteristics of Nmin 2 by broken lines. In this case, on the contrary, the rotation speed Ns which minimizes the coefficient of performance COP is 0.87 Nmin (Nmin = 1.15 Ns). As can be seen in this application, the compressor 1 can be operated with high efficiency in all operating ranges over the minimum rotational speed Nmin to be used.

다음에, 도7과 도8을 이용하여 설명한다. 본 발명의 일실시 형태에 있어서의 공기 조화기는 압축기의 최소 회전수로부터 최대 회전수까지 운전을 제어하는 면에서, 공기 조화기의 성적 계수(COP)에 배려한 압축기의 회전수(Ns)를 저압용 압축 요소의 행정 용적(V1)과, 저압용 압축 요소와 고압용 압축 요소 사이의 중간 공간의 용적(Vm)의 관계로부터 검토하여 소정의(V1/Vm)의 로터리식 2단 압축기(1)를 최소 회전수(Nmin) ≤ Ns ≤ 최대 회전수(Nmax)로 동작시켜 설계의 범용성을 향상시킨 것이다. 즉, 공기 조화기의 최대 능력, 최소 능력이 다른 경우라도 동일한 로터리식 2단 압축기(1)를 사용하여 성적 계수(COP)를 향상시키는 것을 목적으로 하였다. Next, a description will be given using Figs. 7 and 8. The air conditioner according to the embodiment of the present invention has a low pressure that controls the rotation speed Ns of the compressor in consideration of the coefficient of performance COP of the air conditioner in terms of controlling the operation from the minimum rotation speed to the maximum rotation speed of the compressor. The rotary two-stage compressor (1) having a predetermined (V1 / Vm) in consideration of the relationship between the stroke volume (V1) of the pressure compression element and the volume (Vm) of the intermediate space between the low pressure compression element and the high pressure compression element. Is operated at the minimum rotation speed (Nmin) ≤ Ns ≤ the maximum rotation speed (Nmax) to improve the versatility of the design. That is, even if the maximum capability and minimum capability of an air conditioner differ, it aimed at using the same rotary two stage compressor 1 to improve the COP.

본 실시 형태의 공기 조화기의 구성은 도1과 마찬가지이지만, 압축기(1)와 그 회전수(N)의 제어에 특징이 있다. Although the structure of the air conditioner of this embodiment is the same as that of FIG. 1, it is characterized by the control of the compressor 1 and its rotation speed N. As shown in FIG.

압축기(1)의 회전수(N)의 제어 회로를 도7에 도시한다. 공기 조화기의 사용자가 리모콘이나 입력 단말 등의 지시 장치(도시하지 않음)로부터 실내 온도나 습도나 풍량의 설정치를 입력한다. 그 입력 신호를 제어 회로의 신호 접수부(201)가 접수한다. 신호 접수부(201)에서는 접수한 입력 신호를 변환하여 팽창 기구의 감압량이나 송풍기 회전수의 제어 신호와 압축기(1)에의 제어 신호로 하여 송신한다. The control circuit of the rotation speed N of the compressor 1 is shown in FIG. The user of the air conditioner inputs a set value of the room temperature, humidity or air volume from an indicator device (not shown) such as a remote controller or an input terminal. The signal reception unit 201 of the control circuit receives the input signal. The signal receiving unit 201 converts the received input signal and transmits it as a control signal for the decompression amount of the expansion mechanism or the blower's rotation speed and the control signal to the compressor 1.

압축기(1)에의 신호는 구체적으로 실내 온도의 지령치(T*)이고, 실내기(도시하지 않음)에 설치한 온도 검출기(202)로부터의 측정치와의 차(ΔT)가 하류에 전달된다. 그 후, ΔT에 대해 대략 비례가 되도록 회전수 변환부(203)에서 회전수 변환을 행하고, 회전수 신호(ΔN)가 전달된다. ΔN과 회전수 검출기(204)로부터의 측정치(N)의 합이 회전수 신호(N*)가 된다. The signal to the compressor 1 is specifically the command value T * of room temperature, and the difference (DELTA) T from the measured value from the temperature detector 202 installed in the indoor unit (not shown) is transmitted downstream. Thereafter, the rotation speed conversion unit 203 performs rotation speed conversion so as to be approximately proportional to ΔT, and the rotation speed signal ΔN is transmitted. The sum of ΔN and the measured value N from the rotation speed detector 204 becomes the rotation speed signal N *.

제1 판단부(205)에 있어서, 도시하지 않은 기억부에 기억된 압축기(1)의 최소 운전 회전수와 최대 운전 회전수로부터 회전수 신호(N*)가 0.85 Ns 이상 또는 1.15 Ns 이하인 경우에는 제2 판단부(206)에 있어서 ΔN에 대한 판단을 행한다. 구체적으로는, ΔN이 O 이상 즉 회전수(N)를 증가시키는 경우에 N* = 1.15 Ns 이상의 1.17 Ns로 하고, ΔN이 O 이하 즉 회전수(N)를 감소시키는 경우에는 N* = 0.85 Ns보다 작은 0.83 Ns로 하여 신호를 변환한다. 제1 판단부(2O5)에 있어서, 회전수 신호(N*)가 0.85 Ns보다 작거나 1.15 Ns보다 큰 경우에는, 회전수 신호(N*)의 변환은 행하지 않는다. 본 제어 회로를 구비한 본 실시 형태의 공기 조화기에서는 압축기(1)를 이들의 회전수 신호(N*)로 동작시킨다. 여기서 N* = 1.17Ns, N* = 0.83 Ns는 각각 1.15 Ns, 0.85 Ns에 대해 온도나 회전수의 검출 오차나 회전수의 제어 감도를 고려하여 증감시킨 값이다. In the first judging unit 205, when the rotational speed signal N * is 0.85 Ns or more or 1.15 Ns or less from the minimum and maximum operating speeds of the compressor 1 stored in the storage unit (not shown). The second judging unit 206 judges about ΔN. Specifically, when ΔN is greater than or equal to O, that is, the rotational speed N, N * = 1.15 Ns or more, and is 1.17 Ns. When ΔN is less than or equal to O, that is, the rotational speed N, N * = 0.85 Ns The signal is converted to a smaller value of 0.83 Ns. In the first determination unit 205, when the rotational speed signal N * is smaller than 0.85 Ns or larger than 1.15 Ns, the rotational speed signal N * is not converted. In the air conditioner of this embodiment provided with this control circuit, the compressor 1 is operated by these rotation speed signals N *. Here, N * = 1.17Ns and N * = 0.83 Ns are values which were increased or decreased in consideration of the detection error of the temperature and the rotation speed or the control sensitivity of the rotation speed with respect to 1.15 Ns and 0.85 Ns, respectively.

이와 같이 제어한 본 실시 형태의 공기 조화기에서는, 도8에 도시한 바와 같이 동작 범위가 0.85 Ns보다 작거나(동작 A) 혹은 1.15 Ns 보다 크게(동작 B) 되고, 성능을 저하시키는 극소치(Ns)(0.85 Ns ≤ 회전수(N) ≤ 1.15 Ns) 이외에서 압축기(1)를 동작시킨다. 따라서 본 발명의 일실시 형태에 있어서의 공기 조화기는 로터리식 2단 압축기(1)를 고효율로 사용할 수 있으므로, 전운전 범위에서의 고성능화가 가능해진다. In the air conditioner of this embodiment controlled as described above, as shown in Fig. 8, the operating range is smaller than 0.85 Ns (operation A) or larger than 1.15 Ns (operation B), and the minimum value (Ns) that degrades the performance. The compressor 1 is operated except for (0.85 Ns ≤ rotational speed N ≤ 1.15 Ns). Therefore, since the air conditioner in one Embodiment of this invention can use the rotary two-stage compressor 1 with high efficiency, it becomes possible to improve the high performance in the full operation range.

다음에 본 발명을 적용한 공기 조화기의 다른 실시 형태에 대해 설명한다. 이 공기 조화기는 인젝션 사이클을 이용한다. 도9에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시 형태인 로터리식 2단 압축기(1)로부터 토출된 고압(Pd)의 냉매 가스는 응축기(3)로 응축한 후, 제1 팽창 기구(4)에서 팽창하여 중간압(Pm)까지 압력이 감압된다. 이 감압된 냉매 가스는 기액 분리기(6)에서 기체와 액체로 분리된다. 분리된 액냉매는 기액 분리기(6)의 하류에 있는 제2 팽창 기구(4)에서 다시 저압(Ps)까지 감압된 후, 증발기(16)에서 증발하여 가스 냉매가 된다. 저압(Ps)의 가스 냉매는 흡입구(25a)로부터 저압용 압축 요소(20a) 내에 흡입되어, 편심부(5a)에 끼워 맞추어진 롤러(11a)가 공전함으로써 중간압(Pm)까지 압축되고, 중간 공간(32)으로 토출된다. Next, another embodiment of the air conditioner to which the present invention is applied will be described. This air conditioner uses an injection cycle. As shown in Fig. 9, the refrigerant gas of the high pressure Pd discharged from the rotary two-stage compressor 1 which is one embodiment of the present invention is condensed by the condenser 3, and then the first expansion mechanism 4 The pressure is reduced to an intermediate pressure (Pm) by expanding at. This reduced pressure refrigerant gas is separated into gas and liquid in the gas-liquid separator 6. The separated liquid refrigerant is depressurized again to the low pressure Ps in the second expansion mechanism 4 downstream of the gas-liquid separator 6, and then evaporated in the evaporator 16 to become a gas refrigerant. The gas refrigerant of low pressure Ps is sucked into the low pressure compression element 20a from the suction port 25a, and the roller 11a fitted to the eccentric portion 5a revolves to be compressed to the intermediate pressure Pm, It is discharged to the space 32.

중간 공간(32)의 가스 냉매는 기액 분리기(6)와 중간 유로(30)가 연통된 인젝션 유로(17)로부터 유도되는 중간압(Pm)의 가스 냉매와 혼합한다. 그 후 흡입구(25b)로부터 고압용 압축 요소(20b) 내에 흡입된 중간압(Pm)의 가스 냉매는 편심부(5b)에 끼워 맞추어진 롤러(11b)가 공전함으로써 고압력(Pd)까지 압축되어 토출관(27)으로부터 토출된다. The gas refrigerant in the intermediate space 32 is mixed with the gas refrigerant of medium pressure Pm derived from the injection passage 17 in which the gas-liquid separator 6 and the intermediate passage 30 communicate. Thereafter, the gas refrigerant of medium pressure Pm sucked into the high pressure compression element 20b from the suction port 25b is compressed and discharged to the high pressure Pd by the revolving roller 11b fitted to the eccentric portion 5b. It is discharged from the tube 27.

이와 같은 인젝션 사이클은 증발기(16)에 있어서 전열 성능이 낮은 가스 냉매를 바이패스하기 위해, 저압용 압축 요소(20a)에의 여분의 순환 유량을 감소시켜 압축 작업을 저감시키고, 공기 조화기의 성적 계수(COP)를 향상시킨다. 또한 인젝션 유로(17)의 도중에 유로(17)를 개폐하는 이방 밸브(34)를 설치하여, 이방 밸브(34)를 개방하면 인젝션 사이클이 되고, 이방 밸브(34)를 폐쇄하면 도2에 도시한 통상의 냉동 사이클이 되는 절환 가능한 구성으로 해도 좋다. This injection cycle reduces the extra circulating flow rate to the low pressure compression element 20a in order to bypass the gas refrigerant having low heat transfer performance in the evaporator 16, thereby reducing the compression work and improving the coefficient of performance of the air conditioner. Improve the COP. In addition, an anisotropic valve 34 for opening and closing the oil passage 17 is provided in the middle of the injection passage 17. When the anisotropic valve 34 is opened, an injection cycle is formed, and when the anisotropic valve 34 is closed, the example shown in FIG. It is good also as a switchable structure used as a normal refrigeration cycle.

본 실시 형태에 있어서의 공기 조화기에서는 인젝션 유로(17)의 유로 단면적 을 중간 공간(32)의 최소 유로 단면적보다도 작게 하였다. 중간 공간(32)의 최소 유로 단면적은 중간 유로(32)와 흡입구(25b)의 유로 단면적이다(도1 참조). 본 실시 형태에 의해 인젝션 유로(17)로부터 중간 공간(32)에의 과잉인 가스 냉매의 유입 및 유출을 제한할 수 있다. 또한, 인젝션 유로(17)의 내용적에 의한 중간 공간(32)의 변화를 최대로 억제할 수 있다. 따라서 도3에 도시한 중간압(Pm)의 위상 지연(Δτ)을 변화시키는 일 없이 주입을 가능하게 하였다. 따라서 압축기(1)의 특성을 살려 인젝션 사이클의 효과를 얻을 수 있다. In the air conditioner of this embodiment, the flow path cross-sectional area of the injection flow path 17 is made smaller than the minimum flow path cross-sectional area of the intermediate space 32. The minimum passage cross-sectional area of the intermediate space 32 is the passage cross-sectional area of the intermediate passage 32 and the suction port 25b (see Fig. 1). According to this embodiment, the inflow and outflow of the excess gas refrigerant from the injection flow path 17 to the intermediate space 32 can be restrict | limited. Moreover, the change of the intermediate space 32 by the internal volume of the injection flow path 17 can be suppressed to the maximum. Therefore, the injection can be performed without changing the phase delay Δτ of the intermediate pressure Pm shown in FIG. Therefore, the effect of the injection cycle can be obtained by utilizing the characteristics of the compressor 1.

본 발명에 따르면, 고압용 압축 요소에서의 성능 저하를 방지할 수 있는 로터리식 2단 압축기를 이용하여 모든 동작 범위에서 높은 성적 계수(COP)를 실현 가능한 공기 조화기를 얻을 수 있다. According to the present invention, an air conditioner capable of realizing a high coefficient of performance (COP) in all operating ranges can be obtained by using a rotary two-stage compressor capable of preventing performance deterioration in a high pressure compression element.

Claims (9)

밀폐 용기 내에 전동기와, 그 전동기로 구동되고 2개의 편심부를 갖는 회전축과, 상기 편심부의 편심 회전에 의해 공전 운동하는 롤러를 각각 압축실에 구비한 저압용 압축 요소와 고압용 압축 요소가 구획판을 거쳐서 설치된 회전 압축 요소와, 상기 저압용 압축 요소의 압축실과 고압용 압축 요소의 압축실에 접속하는 상기 밀폐 용기의 내부 공간과 구획된 중간 공간을 구비하고, 상기 저압용 압축 요소와 상기 고압용 압축 요소의 압축 공정의 위상차가 대략 180°인 로터리 압축기와, 그 로터리 압축기로부터 토출된 고압의 가스 냉매를 응축하는 응축기와, 응축된 냉매를 저압까지 팽창하는 팽창 기구와, 팽창된 냉매를 증발시키는 증발기를 차례로 접속하는 냉동 사이클과, 상기 압축기의 회전수를 제어하는 제어부를 구비하고, A low pressure compression element and a high pressure compression element each having a motor, a rotary shaft driven by the electric motor and having two eccentric portions, and a roller which revolves by eccentric rotation of the eccentric portion in the compression chamber, respectively, are provided with a partition plate. And an intermediate space partitioned from the inner space of the hermetic container connected to the compression chamber of the low pressure compression element and the compression chamber of the high pressure compression element provided through the rotary compression element, and the low pressure compression element and the high pressure compression. A rotary compressor having a phase difference of about 180 ° in the compression process of the urea, a condenser for condensing the high-pressure gas refrigerant discharged from the rotary compressor, an expansion mechanism for expanding the condensed refrigerant to a low pressure, and an evaporator for evaporating the expanded refrigerant And a control unit for controlling the rotation speed of the compressor, 상기 제어부는 소정의 회전수 영역에서의 운전 제어를 행하지 않고, 상기 소정의 회전수 영역을 초과한 회전수 또는 상기 소정의 회전수 영역보다 낮은 회전수에서 운전 제어를 행하는 공기 조화기. And the control unit performs driving control at a rotational speed exceeding the predetermined rotational speed region or at a rotational speed lower than the predetermined rotational speed region without performing operation control in a predetermined rotational speed region. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 로터리 압축기에 있어서의 상기 저압용 압축 요소의 행정 용적(V1)과 상기 중간 공간의 용적(Vm)의 비(V1/Vm)가 상기 로터리 압축기의 최소 운전 회전수(Nmin)[1/초]와 최대 운전 회전수(Nmax)[1/초]로 하였을 때, (V1/Vm) ≤ 1.4 × 10-5 Nmin2 및 2.6 × 10-5 Nmax2 ≤ (V1/Vm)인 공기 조화기. The ratio (V1 / Vm) of the stroke volume (V1) of the low pressure compression element and the volume (Vm) of the intermediate space in the rotary compressor is the minimum operating speed (Nmin) of the rotary compressor. (V1 / Vm) ≤ 1.4 × 10 -5 Nmin 2 and 2.6 × 10 -5 Nmax 2 ≤ (V1 / Vm) with [1 / sec] and maximum operating speed (Nmax) [1 / sec] Air conditioner. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 팽창 기구는 상기 응축기에서 응축된 냉매를 중간 압력까지 감압하여 팽창하는 제1 팽창 기구와, 그 제1 팽창 기구에서 팽창된 중간 압력의 냉매를 팽창하여 상기 증발기에 공급하는 제2 팽창 기구로 이루어지고, 상기 제1 팽창 기구와 상기 제2 팽창 기구에 접속하여 가스 냉매와 액냉매를 분리하는 기액 분리기와, 그 기액 분리기에 있어서의 가스 냉매 영역과 상기 중간 공간을 연통하는 인젝션 유로를 구비하고, 그 인젝션 유로의 유로 단면적이 상기 중간 공간의 최소 유로 단면적보다도 작은 공기 조화기. According to claim 1 or 3, wherein the expansion mechanism is a first expansion mechanism for expanding by reducing the refrigerant condensed in the condenser to a medium pressure, and expands the refrigerant of the intermediate pressure expanded in the first expansion mechanism to A gas-liquid separator comprising a second expansion mechanism supplied to the evaporator, the gas-liquid separator connected to the first expansion mechanism and the second expansion mechanism to separate a gas refrigerant and a liquid refrigerant, and a gas refrigerant region and the intermediate portion of the gas-liquid separator. An air conditioner having an injection passage communicating with a space, wherein the passage cross-sectional area of the injection passage is smaller than the minimum passage cross-sectional area of the intermediate space. 밀폐 용기 내에 전동기와, 그 전동기로 구동되고 2개의 편심부를 갖는 회전축과, 상기 편심부의 편심 회전에 의해 공전 운동하는 롤러를 각각 압축실에 구비한 저압용 압축 요소와 고압용 압축 요소가 구획판을 거쳐서 설치된 회전 압축 요소와, 상기 저압용 압축 요소의 압축실과 고압용 압축 요소의 압축실에 접속하는 상기 밀폐 용기의 내부 공간과 구획된 중간 공간을 구비하고, 상기 저압용 압축 요소와 상기 고압용 압축 요소의 압축 공정의 위상차가 대략 180°인 로터리 압축기와, 그 로터리 압축기로부터 토출된 고압의 가스 냉매를 응축하는 응축기와, 응축된 냉매를 저압까지 팽창하는 팽창 기구와, 팽창된 냉매를 증발시키는 증발기를 차례로 접속하는 냉동 사이클과, 상기 압축기의 회전수를 제어하는 제어부를 구비하 고, 이 제어부는 상기 압축기의 운전 회전수의 최소 회전수와 최대 회전수를 기억하는 기억부를 갖고, 상기 압축기의 최소 회전수와 최대 회전수로부터 상기 공기 조화기의 성적 계수(COP)를 극소로 하는 상기 압축기의 회전수(Ns)를 피한 회전수로 운전하는 공기 조화기. A low pressure compression element and a high pressure compression element each having a motor, a rotary shaft driven by the electric motor and having two eccentric portions, and a roller which revolves by eccentric rotation of the eccentric portion in the compression chamber, respectively, are provided with a partition plate. And an intermediate space partitioned from the inner space of the hermetic container connected to the compression chamber of the low pressure compression element and the compression chamber of the high pressure compression element provided through the rotary compression element, and the low pressure compression element and the high pressure compression. A rotary compressor having a phase difference of about 180 ° in the compression process of the urea, a condenser for condensing the high-pressure gas refrigerant discharged from the rotary compressor, an expansion mechanism for expanding the condensed refrigerant to a low pressure, and an evaporator for evaporating the expanded refrigerant And a control unit for controlling the rotational speed of the compressor, and the control unit The rotation speed of the said compressor which has the memory part which memorize | stores the minimum rotation speed and the maximum rotation speed of the operation | movement speed of a machine, and minimizes the performance coefficient (COP) of the said air conditioner from the minimum rotation speed and the maximum rotation speed of the said compressor. Air conditioner driving at rpm avoiding (Ns). 제5항에 있어서, 상기 제어부는 상기 공기 조화기의 성적 계수(COP)를 극소로 하는 상기 압축기의 회전수(Ns)를 상기 압축기의 운전 회전수의 최소 회전수와 최대 회전수 및 상기 로터리 압축기의 중간 공간의 용적(Vm)과 저압용 압축 요소의 행정 용적(V1)의 비의 관계로부터 구하여 그 회전수(Ns)를 피한 회전수로 운전하는 공기 조화기. The rotational speed Ns of the compressor which minimizes the COP of the air conditioner is set to the minimum and maximum rotational speeds of the operating speed of the compressor, and the rotary compressor. An air conditioner operating at a rotational speed avoiding the rotational speed (Ns) obtained from the relationship between the ratio of the volume (Vm) of the intermediate space to the stroke volume (V1) of the compression element for low pressure. 제6항에 있어서, 상기 로터리 압축기에 있어서의 상기 저압용 압축 요소의 행정 용적(V1)과 상기 중간 공간의 용적(Vm)의 비(V1/Vm)가 상기 로터리 압축기의 최소 운전 회전수(Nmin)[1/초]와 최대 운전 회전수(Nmax)[1/초]로 하였을 때, (V1/Vm) ≤ 1.4 × 10-5 Nmin2 및 2.6 × 10-5 Nmax2 ≤ (V1/Vm)인 공기 조화기. The ratio V1 / Vm of the stroke volume V1 of the low pressure compression element and the volume Vm of the intermediate space in the rotary compressor is the minimum operating speed Nmin of the rotary compressor. (V1 / Vm) ≤ 1.4 × 10 -5 Nmin 2 and 2.6 × 10 -5 Nmax2 ≤ (V1 / Vm) when [1 / sec] and the maximum operating speed (Nmax) [1 / sec] are set. Air conditioner. 제5항, 제6항, 또는 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 팽창 기구는 상기 응축기에서 응축된 냉매를 중간 압력까지 감압하여 팽창하는 제1 팽창 기구와, 그 제1 팽창 기구에서 팽창된 중간 압력의 냉매를 팽창하여 상기 증발기에 공급하는 제2 팽창 기구로 이루어지고, 상기 제1 팽창 기구와 상기 제2 팽창 기구에 접속하여 가스 냉매와 액냉매를 분리하는 기액 분리기와, 그 기액 분리기에 있어서의 가스 냉매 영역과 상기 중간 공간을 연통하는 인젝션 유로를 구비하고, 그 인젝션 유로의 유로 단면적이 상기 중간 공간의 최소 유로 단면적보다도 작은 공기 조화기. The said expansion mechanism is a 1st expansion mechanism which expands by decompressing the refrigerant | coolant condensed by the said condenser to intermediate pressure, and expands in the said 1st expansion mechanism. And a gas-liquid separator for expanding the medium pressure refrigerant to be supplied to the evaporator, the gas-liquid separator being connected to the first expansion mechanism and the second expansion mechanism to separate gas refrigerant and liquid refrigerant, and the gas-liquid separator. An air conditioner, comprising: an injection flow path communicating the gas refrigerant region in the gas passage with the intermediate space, wherein the flow path cross-sectional area of the injection flow path is smaller than the minimum flow path cross-sectional area of the intermediate space. 밀폐 용기 내에 전동기와, 그 전동기로 구동되고 2개의 편심부를 갖는 회전축과, 상기 편심부의 편심 회전에 의해 공전 운동하는 롤러를 각각 압축실에 구비한 저압용 압축 요소와 고압용 압축 요소가 구획판을 거쳐서 설치된 회전 압축 요소와, 상기 저압용 압축 요소의 압축실과 상기 고압용 압축 요소의 압축실에 접속하는 상기 밀폐 용기의 내부 공간과 구획된 중간 공간을 구비하고, 상기 저압용 압축 요소와 상기 고압용 압축 요소의 압축 공정의 위상차가 대략 180°인 로터리식 2단 압축기에 있어서, 상기 압축기의 최소 운전 회전수(Nmin)[1/초] 및 최대 운전 회전수(Nmax)[1/초]와, 저압용 압축 요소의 행정 용적(V1)과 상기 중간 공간의 용적(Vm)의 비(V1/Vm)가 (V1/Vm) ≤ 1.4 × 10-5 Nmin2 및 2.6 × 10-5 Nmax 2 ≤ (V1/Vm)으로 한 것을 특징으로 하는 로터리 압축기. A low pressure compression element and a high pressure compression element each having a motor, a rotary shaft driven by the electric motor and having two eccentric portions, and a roller which revolves by eccentric rotation of the eccentric portion in the compression chamber, respectively, are provided with a partition plate. And an intermediate space partitioned from the inner space of the sealed container connected to the compression chamber of the low pressure compression element and the compression chamber of the high pressure compression element provided through the rotary compression element. In a rotary two-stage compressor having a phase difference of approximately 180 degrees in the compression process of the compression element, the minimum operating speed Nmin [1 / sec] and the maximum operating speed Nmax [1 / sec] of the compressor, The ratio (V1 / Vm) of the stroke volume (V1) of the low pressure compression element to the volume (Vm) of the intermediate space is (V1 / Vm) ≤ 1.4 × 10 -5 Nmin 2 and 2.6 × 10 -5 Nmax 2 ≤ ( V1 / Vm), the rotary compressor.
KR1020040076732A 2004-07-12 2004-09-24 Rotary compressor and air conditioner using the same KR100653815B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2004-00204057 2004-07-12
JP2004204057A JP4719432B2 (en) 2004-07-12 2004-07-12 Air conditioner and rotary two-stage compressor used therefor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060039043A KR20060039043A (en) 2006-05-08
KR100653815B1 true KR100653815B1 (en) 2006-12-05

Family

ID=35895768

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040076732A KR100653815B1 (en) 2004-07-12 2004-09-24 Rotary compressor and air conditioner using the same

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP4719432B2 (en)
KR (1) KR100653815B1 (en)
CN (1) CN100547318C (en)
MY (1) MY137946A (en)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009079492A (en) * 2007-09-25 2009-04-16 Fujitsu General Ltd Two-stage rotary compressor
JP4462352B2 (en) * 2008-01-10 2010-05-12 株式会社富士通ゼネラル 2-stage compression rotary compressor
JP5253909B2 (en) * 2008-07-25 2013-07-31 株式会社東芝 Washing and drying machine
JP2010059859A (en) * 2008-09-03 2010-03-18 Fujitsu General Ltd Injectible two-stage compression rotary compressor
KR101528645B1 (en) * 2009-04-09 2015-06-15 엘지전자 주식회사 2-stage rotary compressor
KR20130081107A (en) * 2012-01-06 2013-07-16 엘지전자 주식회사 Hemetic compressor
CN104632624B (en) * 2013-12-25 2016-10-05 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 A kind of twin-tub double-stage compressor
JP6380319B2 (en) * 2015-09-29 2018-08-29 株式会社デンソー Electric compressor
CN105298840B (en) * 2015-11-23 2017-07-11 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 Multi-cylinder Dual-level enthalpy adding compressor and air-conditioner, Teat pump boiler and control method
CN105587663B (en) * 2015-12-29 2018-07-03 西安交通大学 A kind of refrigerator vertical 2 stage rotary compressor and its method of work
CN106091455B (en) * 2016-08-04 2018-07-10 青岛大学 A kind of quasi- two stage compression refrigeration system of piston compressor intermediate injection
CN106382227A (en) * 2016-11-18 2017-02-08 广东美芝制冷设备有限公司 Multi-stage compression type rotary compressor and refrigerating circulating device provided with same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001073976A (en) 1999-08-31 2001-03-21 Sanyo Electric Co Ltd Internal intermediate pressure type two-stage compression type rotary compressor
JP2003021089A (en) 2001-07-03 2003-01-24 Kobe Steel Ltd Two-stage compression refrigerating machine, and its operating method
JP2003254272A (en) 2002-03-04 2003-09-10 Sanyo Electric Co Ltd Rotary compressor
JP2004100608A (en) 2002-09-11 2004-04-02 Hitachi Home & Life Solutions Inc Compressor

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2555464B2 (en) * 1990-04-24 1996-11-20 株式会社東芝 Refrigeration cycle equipment
JPH05256286A (en) * 1992-03-13 1993-10-05 Toshiba Corp Multicylinder rotary compressor
JPH1082391A (en) * 1996-07-19 1998-03-31 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Control device of two-stage screw compressor
JP2000087892A (en) * 1998-09-08 2000-03-28 Daikin Ind Ltd Two-stage compressor and air conditioner
JP4079736B2 (en) * 2002-09-30 2008-04-23 三洋電機株式会社 Refrigerant cycle equipment

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001073976A (en) 1999-08-31 2001-03-21 Sanyo Electric Co Ltd Internal intermediate pressure type two-stage compression type rotary compressor
JP2003021089A (en) 2001-07-03 2003-01-24 Kobe Steel Ltd Two-stage compression refrigerating machine, and its operating method
JP2003254272A (en) 2002-03-04 2003-09-10 Sanyo Electric Co Ltd Rotary compressor
JP2004100608A (en) 2002-09-11 2004-04-02 Hitachi Home & Life Solutions Inc Compressor

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006029085A (en) 2006-02-02
MY137946A (en) 2009-04-30
JP4719432B2 (en) 2011-07-06
CN1721786A (en) 2006-01-18
CN100547318C (en) 2009-10-07
KR20060039043A (en) 2006-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2497955B1 (en) Heat pump device, two-stage compressor, and method of operating heat pump device
JP4639413B2 (en) Scroll compressor and air conditioner
US20090007590A1 (en) Refrigeration System
US20070041852A1 (en) Rotary compressor
KR100653815B1 (en) Rotary compressor and air conditioner using the same
US8353693B2 (en) Fluid machine
KR101681585B1 (en) Twin type rotary compressor
JPH09196478A (en) Refrigerating cycle
KR20060059153A (en) Two-stage rotary compressor and air conditioning equipment using the same
KR102338127B1 (en) Rotary compressor
US5013217A (en) Compressing apparatus with extended variable capacity range and capacity control method thereof
JP4039024B2 (en) Refrigeration equipment
KR100725893B1 (en) Scroll-type fluid machine
JPH02230995A (en) Compressor for heat pump and operating method thereof
KR100572941B1 (en) Compressor
JP2006177228A (en) Rotary two-stage compressor and air conditioner using the same
KR100646288B1 (en) Air conditioner
JP5656691B2 (en) Refrigeration equipment
JPH11241693A (en) Compressor
JP4222857B2 (en) Refrigeration equipment
JP2010156246A (en) Compressor
KR100690892B1 (en) Capacity varying compressor and driving method thereof
KR20230173540A (en) Rotary compressor and home appliance including the same
KR100677527B1 (en) Rotary compressor
JPS621118B2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
O035 Opposition [patent]: request for opposition
O132 Decision on opposition [patent]
O074 Maintenance of registration after opposition [patent]: final registration of opposition
G171 Publication of correction by opposition
O132 Decision on opposition [patent]
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121114

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131101

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141104

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151102

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171107

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181112

Year of fee payment: 13