WO2007023904A1 - 密閉型圧縮機及び冷凍サイクル装置 - Google Patents

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WO2007023904A1
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cylinder
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Izumi Onoda
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Toshiba Carrier Corporation
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Definitions

  • the present invention relates to a rotary hermetic compressor that constitutes a refrigeration cycle of an air conditioner, for example, and a refrigeration cycle apparatus including the hermetic compressor.
  • a two-cylinder, single-port, hermetic-type hermetic compressor including two sets of upper and lower cylinders constituting a compression mechanism is being standardized. If such a compressor can be equipped with a cylinder chamber that always performs a compression action and a cylinder chamber that can be switched to a non-compression operation that is a compression operation and an operation stop depending on the magnitude of the load, the specifications are satisfied. Enlarged and profitable.
  • the present applicant is provided with two cylinder chambers, V, one of the cylinder chambers is increased in pressure, and a vane (blade) is opened.
  • the present invention has provided a hermetic compressor having a means for forcibly maintaining a separation force and interrupting the compression action in the cylinder chamber, and a refrigeration cycle apparatus having the compressor. Disclosure of the invention
  • compressed refrigerant gas is discharged into a sealed case to obtain a high pressure in the case, and a vane is provided in a cylinder chamber that accommodates the eccentric orifice, and one vane is pressed and urged by a spring member.
  • the vane chamber of the other vane is used as the pressure in the case, and a high pressure or a low pressure is led to the cylinder chamber equipped with this vane, and the vane is pressed and biased according to the differential pressure with the vane chamber, or Does not pressurize.
  • the present invention has been made based on the above circumstances, and the object of the present invention is to provide a high-pressure refrigerant storage section for storing high-pressure refrigerant and to perform the minimum necessary control, and of course during operation. Even when the operation is stopped, it is possible to switch from the high-capacity operation state to the low-capacity operation state, to perform stable operation switching, and to prevent the occurrence of abnormal noise such as collision noise and quiet operation. It is intended to provide a hermetic compressor and a refrigeration cycle apparatus equipped with the hermetic compressor.
  • the hermetic compressor of the present invention accommodates an electric motor unit and a plurality of compression mechanism units in a hermetic case, and at least one compression mechanism unit uses a cylinder chamber that accommodates a roller eccentrically rotatably as a cylinder.
  • a high-capacity operation that includes a high-pressure refrigerant introduction means that performs compression operation in all the compression mechanism units according to the load size, and a low-capacity operation that does not compress the blades of a specific compression mechanism unit away from the rollers.
  • the high-pressure refrigerant introducing means is provided with a high-pressure refrigerant reservoir for storing high-pressure refrigerant.
  • a refrigeration cycle apparatus of the present invention includes the above-described hermetic compressor, a condenser, an expansion device, and an evaporator to constitute a refrigeration cycle circuit.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view and a refrigeration cycle configuration diagram of a hermetic compressor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of a part of each of the first compression mechanism part and the second compression mechanism part according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a characteristic diagram of a change in room temperature and an operation pattern according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a partial configuration diagram of a high-pressure refrigerant introduction mechanism according to another embodiment.
  • FIG. 5 is a partial configuration diagram of a high-pressure refrigerant introduction mechanism according to still another embodiment.
  • FIG. 6 is a partial longitudinal sectional view of a hermetic compressor and a configuration diagram of a refrigeration cycle according to still another embodiment.
  • FIG. 7 is a partial longitudinal sectional view and a refrigeration cycle configuration diagram of a hermetic compressor according to still another embodiment.
  • Fig. 8 is a diagram for explaining the flow of the refrigerant during low-capacity operation in the high-pressure refrigerant introduction mechanism according to the embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the refrigerant flow during high-capacity operation and low-capacity operation in a high-pressure refrigerant introduction mechanism according to still another embodiment.
  • Fig. 10 is a diagram for explaining the refrigerant flow during high-capacity operation and low-capacity operation in a high-pressure refrigerant introduction mechanism according to still another embodiment.
  • FIG. 1 is a cross-sectional structure of a rotary type hermetic compressor R and a refrigeration cycle configuration diagram of a refrigeration cycle apparatus including the hermetic compressor R. (In order to avoid complications in the drawings, some components are not labeled. The same applies hereinafter.)
  • hermetic compressor R 1 is a hermetic case, and a lower part of the hermetic case 1 is provided with a first compression mechanism part 2A and a second compression mechanism part 2B, which will be described later. Is provided with an electric motor section 3. The electric motor unit 3 and the first and second compression mechanism units 2A and 2B are connected through a rotating shaft 4.
  • the electric motor unit 3 includes a stator 5 fixed to the inner surface of the hermetic case 1, and a rotor 6 disposed on the inner side of the stator 5 with a predetermined gap and fitted to the rotating shaft 4. Consists of
  • the first and second compression mechanism portions 2A, 2B are respectively provided with a first cylinder 8A and a second cylinder, which are respectively disposed above and below the rotary shaft 4 via an intermediate partition plate 7. Equipped with 8B.
  • the first and second cylinders 8A and 8B are set so that the outer shape dimensions are different from each other and the inner diameter dimensions are the same.
  • a main bearing 9 is overlaid on the upper surface of the first cylinder 8A, and is fixed to the first cylinder 8A via a mounting bolt together with a valve cover.
  • a secondary bearing 10 is superimposed on the lower surface of the second cylinder 8B, and is fixed to the second cylinder 8B via a mounting bolt together with a valve cover.
  • the outer diameter of the intermediate partition plate 7 and the auxiliary bearing 10 is somewhat larger than the inner diameter of the second cylinder 8B, and the inner diameter position of the cylinder 8B is deviated from the cylinder center. Therefore, a part of the outer periphery of the second cylinder 8B protrudes in the radial direction from the outer diameters of the intermediate partition plate 7 and the auxiliary bearing 10.
  • the rotating shaft 4 is pivotally supported by the main bearing 9 and the auxiliary bearing 10 at the midway portion and the lower end portion thereof. Further, the rotating shaft 4 penetrates through the cylinders 8A and 8B, and integrally includes two eccentric portions formed with a phase difference of about 180 °. Each eccentric part has the same diameter as each other, and is assembled so as to be located in the inner diameter part of each cylinder 8A, 8B. Eccentric rollers 12a and 12b having the same diameter are fitted on the circumferential surface of each eccentric portion.
  • the first cylinder 8A and the second cylinder 8B are divided into upper and lower surfaces by the intermediate partition plate 7, the main bearing 9 and the sub-bearing 10, and the first and second cylinder chambers 14a are provided in the respective interiors. , 14b are formed.
  • the first and second cylinder chambers 14a and 14b are formed to have the same diameter and height, and the eccentric rollers 12a and 12b are accommodated so as to be rotatable eccentrically.
  • each eccentric roller 12a, 12b is formed substantially the same as the height of the first and second cylinder chambers 14a, 14b. Accordingly, the eccentric rollers 12a and 12b have a phase difference of 180 ° from each other. However, the eccentric rollers 12a and 12b are rotated in the first and second cylinder chambers 14a and 14b so that they are the same in the first and second cylinder chambers 14a and 14b. Is set to the excluded volume.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing a part of each of the first compression mechanism 2A and the second compression mechanism 2B.
  • the first cylinder 8A and the second cylinder 8B are provided with blade chambers 15a, 15b communicating with the first and second cylinder chambers 14a, 14b.
  • the tips of the blades 16a and 16b are accommodated so as to protrude and retract with respect to the first and second cylinder chambers 14a and 14b.
  • the blade chambers 15a and 15b can be slidably moved on both side surfaces of the blades 16a and 16b.
  • Blade housing grooves 17a and 17b, and vertical hole portions 18a and 18b integrally connected to the end portions of the blade housing grooves 17a and 17b and housing the rear end portions of the blades 16a and 16b.
  • the first cylinder 8A is provided with a lateral hole 20 that communicates the outer peripheral surface with the blade chamber 15a, and accommodates the spring member 21 therein.
  • the spring member 21 is interposed between the rear end surface of the blade 16a and the inner peripheral surface of the hermetic case 1, and applies an elastic force (back pressure) to the blade 16a so that the tip portion is disposed on the eccentric roller 12a peripheral surface. This is a compression spring that is brought into contact with inertia.
  • the blade chamber 15b on the second cylinder 8B side contains no members other than the blade 16b. However, as will be described later, the setting environment of the blade chamber 15b and the high-pressure refrigerant introduction mechanism (high-pressure refrigerant) Introducing means) Depending on the action of P, the tip of the blade 16b is brought into contact with or not brought into contact with the peripheral surface of the eccentric roller 12b.
  • each blade 16a, 16b is formed in a semicircular shape in plan view, and is in line contact with the circumferential surface of the circular eccentric roller 12a, 12b in plan view regardless of the rotation angle of the eccentric roller. wear.
  • the eccentric rollers 12a and 12b rotate eccentrically along the inner peripheral walls of the first and second cylinder chambers 14a and 14b
  • the blades 16a and 16b reciprocate along the blade housing grooves 17a and 17b
  • the first and second cylinder chambers 14a and 14b are divided into a suction chamber and a compression chamber.
  • the rear end portions of the blades 16a and 16b can be moved forward and backward from the vertical hole portions 18a and 18b.
  • the second cylinder 8B and the blade chamber 15b are not affected by the structural force and the case internal pressure, but the blade 16b is slidably accommodated in the blade chamber 15b, and Since the rear end portion is located in the vertical hole portion 18b of the blade chamber 15b, the pressure in the case is directly received.
  • the tip of the blade 16b faces the second cylinder chamber 14b, and the blade tip receives the pressure in the second cylinder chamber 14b. Eventually, the blade 16b moves in the direction in which the pressure increases and decreases depending on the pressure applied to the front and rear ends. Configured to work.
  • a holding mechanism 22 is provided at a position adjacent to the vertical hole 18b of the blade chamber 15b in the second cylinder 8B.
  • the holding mechanism 22 urges the tip of the blade 16b in a direction to separate it from the eccentric roller 12b.
  • the holding mechanism 22 always applies a constant urging force to the blade 16b, but the suction pressure applied to the second cylinder chamber 14b where the tip of the blade 16b is located and the rear end of the blade 16b
  • the sealed case 1 that acts on the blade chamber 15b where is located 1
  • the tip of the blade 16b is brought into contact with the circumferential surface of the eccentric roller 12b or not, depending on the degree of pressure difference from the internal pressure.
  • the holding mechanism 22 includes a permanent magnet
  • the blade 16b can always be magnetically attracted with a predetermined force.
  • an electromagnet is provided instead of the permanent magnet, and one end of a tension spring, which is an elastic body that may be magnetically attracted as necessary, is hooked on the rear end of the blade 16b, so that a predetermined You may make it tension-bias with an elastic force.
  • Each cylinder 8A, 8B is provided with a mounting hole or screw hole through which the mounting bolt is threaded or screwed, and only the first cylinder 8A has an arc-shaped gas passage hole 23 Is provided.
  • the rotary-type hermetic compressor R configured as described above is incorporated in the refrigeration cycle circuit S of the refrigeration cycle apparatus. That is, a discharge pipe 25 is connected to the upper end portion of the sealed case 1, and an accumulator 29 is sequentially connected to the discharge pipe 25 via a condenser 26, an expansion mechanism (expansion device) 27, and an evaporator 28. Be provided
  • the first suction pipe 30a passes through the sealed case 1 and directly communicates with the first cylinder chamber 14a via a suction hole provided in the first cylinder 8A.
  • the second suction pipe 30b is provided with a first check valve 31 in the middle, and penetrates the sealed case 1 and passes through the suction hole provided in the second cylinder 8B. Direct communication within 14b.
  • the hermetic compressor R includes a high-pressure refrigerant introduction mechanism (high-pressure refrigerant introduction means) P.
  • This high-pressure refrigerant introduction mechanism P has a discharge pipe whose one end extends from the sealed case 1 25, and the other end is provided with a high pressure introduction pipe 32 connected to a second suction pipe 30b provided across the accumulator 29 and the second cylinder chamber 14b.
  • the second side check valve 33, the storage container 34 as a high pressure refrigerant storage section, and the electromagnetic on-off valve 35 are also connected in order to the connecting portion side force with the discharge pipe 25.
  • the other end of the high-pressure introduction pipe 32 is connected between the first check valve 31 and the closed case 1 through-hole in the second suction pipe 30b.
  • the storage container 34 is a sealed structure suitable for storing the high-pressure gas refrigerant guided from the discharge pipe 25.
  • the second check valve 33 is provided as a fluid control valve on the upstream side which is the inlet side of the flow of high-pressure refrigerant in the storage container 34, and the electromagnetic on-off valve is provided as a fluid control valve on the downstream side which is the outlet side. 35 will be provided.
  • this hermetic compressor R can be switched between large capacity operation (twin operation) and low capacity operation (single operation).
  • control unit sends a closing signal to the electromagnetic on-off valve 35 constituting the high-pressure refrigerant introduction mechanism P and sends an operation start signal to the motor unit 3.
  • the rotary shaft 4 is driven to rotate, and the first compression mechanism 2A and the second compression mechanism 2B act simultaneously.
  • the eccentric rollers 12a, 12b rotate eccentrically in the first and second cylinder chambers 14a, 14b, respectively.
  • the blade 16a is always positively pressed and urged by the spring member 21, and the tip end portion of the blade 16a is in sliding contact with the circumferential surface of the eccentric roller 12a. Is divided into a suction chamber and a compression chamber.
  • the first cylinder chamber 14a inner surface rolling contact position of the eccentric roller 12a and the blade housing groove 17a are aligned, and the space capacity of the cylinder chamber 14a is maximized when the blade 16a is retracted most.
  • the refrigerant gas is sucked from the accumulator 29 through the first suction pipe 30a into the first cylinder chamber 14a and is filled.
  • the electromagnetic on-off valve 35 provided in the high-pressure introduction pipe 32 is closed, the high-pressure refrigerant introduced from the discharge pipe 25 to the high-pressure introduction pipe 32 passes through the second check valve 33 and is stored in the storage container. When led to 34, further distribution is blocked. Therefore, if a predetermined amount of high-pressure refrigerant is led to the storage container 34 and is filled, the high-pressure refrigerant guided to the storage container 34 that is not further introduced is prevented from flowing back by the second check valve 33, The inside of the storage container 34 maintains a high pressure.
  • the high-pressure refrigerant led to the discharge pipe 25 is condensed and liquefied by the condenser 26, adiabatically expanded by the expansion mechanism 27, and takes the latent heat of evaporation from the heat exchange air by the evaporator 28 to perform a cooling action. Then, the evaporated refrigerant is led to the accumulator 29 and separated into gas and liquid, and is sucked into the first and second compression mechanisms 2A and 2B of the compressor R from the first and second suction pipes 30a and 30b. Be turned
  • the low-pressure refrigerant that has been gas-liquid separated by the accumulator 29 is guided from the first suction pipe 30a to the first cylinder chamber 14a, which is the first compression mechanism portion 2A, so that the eccentric roller Compressed with the eccentric rotation of 12a and discharged into the sealed case 1.
  • the second cylinder chamber is caused by the low-pressure refrigerant introduced from the second suction pipe 30b to the second cylinder chamber 14b, which is the second compression mechanism portion 2B, via the first check valve 31.
  • 14b is an atmosphere of suction pressure (low pressure).
  • the blade chamber 15b is exposed in the sealed case 1 and is in the discharge pressure (high pressure) atmosphere, the front end of the blade 16b is in a low pressure condition and the rear end is in a high pressure condition. There is a differential pressure at the part.
  • the tip of the blade 16b is pressed and urged so as to be in sliding contact with the eccentric roller 12b.
  • the second cylinder 8B is provided with a holding mechanism 22 that urges the blade 16b away from the eccentric roller 12a.
  • the urging force of the holding mechanism 22 is the suction pressure of the second cylinder chamber 14b. Therefore, the holding mechanism 22 has no influence on the blade 16b.
  • the same compression action as in the case where the blade 16a on the first cylinder chamber 14a side is pressed and urged by the spring member 21 to perform the compression action also in the second cylinder chamber 14b. Done.
  • a large capacity operation is performed in which the compression action is performed by both the first compression mechanism 2A and the second compression mechanism 2B.
  • the control unit issues an open signal to the electromagnetic on-off valve 35 in the high-pressure introduction pipe 32 and sends an operation start signal to the motor unit 3.
  • the first compression mechanism section 2A the normal compression action is performed as described above, the high pressure gas discharged into the sealed case 1 is filled, and the inside of the sealed case 1 becomes high pressure.
  • the high-pressure refrigerant filling the hermetic case 1 is discharged from the discharge pipe 5, and part of the high-pressure refrigerant is guided to the condenser 26 to perform the refrigeration cycle action.
  • the remaining high-pressure refrigerant is diverted from the discharge pipe 25 to the high-pressure introduction pipe 32, and is guided to the storage container 34 via the second check valve 33.
  • the electromagnetic open / close valve 35 is opened when the low-capacity operation starts.
  • the high-pressure refrigerant is immediately introduced into the second cylinder chamber 14b through the second suction pipe 30b.
  • the second cylinder chamber 14b becomes a high-pressure atmosphere.
  • the blade chamber 15b provided in the second cylinder 8B remains under the same high pressure as in the sealed case 1, the blade 16b has a high pressure at both the front and rear ends. Under the influence of, there is no differential pressure.
  • the blade 16b pushed away by the first rotation of the eccentric roller 12b maintains the stopped state at a position separated from the outer peripheral surface of the eccentric roller 12b.
  • the eccentric roller 12b rotates idly, and the compression action in the second cylinder chamber 14b is not performed, and the second compression mechanism portion 2B enters a non-compression operation state (also referred to as a cylinder resting state).
  • a non-compression operation state also referred to as a cylinder resting state.
  • FIG. 3 is a diagram showing a relationship between an actual operation pattern and a change in room temperature.
  • the motor unit 3 constituting the hermetic compressor R is driven by a commercial power source. If the operation start button is pressed when the room temperature is high, the air conditioning load is large at the start of operation and a large capacity is required.Therefore, the compression action is simultaneously applied in the first and second cylinder chambers 14a and 14b. Large capacity operation (twin operation) is started.
  • the room temperature rapidly decreases and reaches the set temperature.
  • the electromagnetic on-off valve 35 provided in the high-pressure introduction pipe 32 is closed, and the high-pressure refrigerant is stored in the storage container 34 to the maximum extent as described above.
  • a thermo OFF signal is sent to the control unit, and the control unit controls to stop the large-capacity operation. At this time, substantial control operation is started.
  • the inside of the sealed case 1 and the second cylinder chamber 14b have substantially the same high-pressure atmosphere, the tip of the blade 16b receives the pressure of the second cylinder chamber 14b, and the rear end receives the pressure of the blade chamber 15b. Thus, the pressure conditions at the front end and the rear end are balanced.
  • the control unit activates, for example, a delay timer simultaneously with the opening of the electromagnetic on-off valve 35. After the electromagnetic on-off valve 35 is opened and a predetermined time set in the delay timer has elapsed, an ON signal is issued to the motor unit 3.
  • the rotating shaft 4 is driven to rotate, and the eccentric roller 12b rotates eccentrically.
  • the blade 16b is pushed away toward the blade storage chamber 17b.
  • the blade 16b is sucked and held by the holding mechanism 22 as it is.
  • the hermetic compressor R includes the high-pressure refrigerant introduction mechanism P that guides the high-pressure refrigerant into the second cylinder chamber 14b and separates the blade 16b from the eccentric roller 12b. Since it is equipped with a storage container (high-pressure refrigerant storage part) 34 for storing high-pressure refrigerant, it is possible to switch to low-capacity operation during high-capacity operation, as well as to stop high-capacity operation and reduce it after a predetermined time has elapsed. Switch to capacity driving. In any case, low-capacity operation can be started in a stable state, and reliability can be improved.
  • the blade 16b of the second cylinder chamber 14b which is on the cylinder deactivation side during low-capacity operation, must be in a state where the blade spring force for pressing the blade 16b is free (or weak).
  • the blade 16b In the compressor R that is operated with a high-capacity operation, when the cylinder is idled during the large-capacity operation, the blade 16b repeatedly collides with the bottom of the blade chamber 15b and the roller due to the inertial force, resulting in a collision noise.
  • the blade 16b on the cylinder rest side can be securely fixed during low-performance operation, and no collision noise is generated.
  • the large capacity operation was stopped by starting the large capacity operation and the room temperature dropped to the set temperature.
  • the electromagnetic on-off valve 35 was opened and the delay timer was activated. Based on the signal of the delay timer, the driving of the motor unit 3 is resumed.
  • the electromagnetic on-off valve 35 is opened, and the high-pressure refrigerant in the storage container 34 exits from the storage container 34 and is guided to the second cylinder chamber 14b through the electromagnetic on-off valve 35 and the second suction pipe 30b.
  • the second cylinder chamber 14 is filled with high-pressure refrigerant and the leading end and the trailing end of the blade 16b Taking into account the passage of time until there is no pressure difference, set the operating time of the delay timer and drive the motor unit 3.
  • the first check valve 31 is provided in the second suction pipe 30b, and the second check valve 33 is provided in the high-pressure refrigerant introduction mechanism P.
  • the first and second check valves 31 and 33 inevitably have a slight leak due to the characteristics of the parts.
  • an air conditioner since full capacity operation is always performed at the start of operation, stable switching is possible if the pressure can be maintained only for the time until restart when low capacity operation is required.
  • a high-pressure refrigerant introduction mechanism Pa as shown in FIG. 4 may be used. (Note that the same components as those described above are given the same reference numerals and a new description is omitted. The same applies hereinafter.)
  • the high-pressure refrigerant introduction mechanism Pa here is a storage container provided in the high-pressure introduction pipe 32.
  • An electromagnetic on-off valve 35, which is a fluid control valve, is provided on the downstream side of 34, and an electromagnetic on-off valve 33a, which is a fluid control valve, is also provided on the upstream side.
  • the high-pressure refrigerant therebetween can be completely sealed by the storage container 34 and the electromagnetic on-off valves 33a and 35 provided on the front and rear sides (upstream side and downstream side) thereof.
  • the airtightness of the storage container 34 is improved, so that the operation can be switched smoothly even if the operation is switched to a low-capacity operation after a long shutdown.
  • a high-pressure refrigerant introduction mechanism Pb as shown in FIG. 5 may be used.
  • a high-pressure refrigerant storage section of a high-pressure inlet pipe 32a having a large diameter connecting the second check valve 33 and the electromagnetic opening / closing valve 35 may be used. If the volume V is set larger than the excluded volume of the second cylinder chamber 14b, the diameter ⁇ D and length L force of the high-pressure introduction pipe 32a can be used as a substitute for the storage container 34 as described above. The effect is obtained.
  • a high-pressure refrigerant introduction mechanism Pc as shown in FIG. 6 may be used.
  • a high-pressure inlet pipe 32 branched from the discharge pipe 25 is provided with a storage container 34 that is a high-pressure refrigerant storage part, and an electromagnetic on-off valve 33a (a check valve 33) that is a fluid control valve is provided on the upstream side.
  • a three-way switching valve 35a is provided on the downstream side of the storage container 34, and a halfway portion of the second suction pipe 30b communicating with the accumulator 29 is connected to the three-way switching valve 35a.
  • the three-way switching valve 35a is applied as a fluid control valve, and the switching between the full capacity operation and the low capacity operation described above becomes smoother. It is.
  • a high-pressure refrigerant introduction mechanism (high-pressure refrigerant introduction means) Pd as shown in FIG. 7 may be used.
  • the high-pressure refrigerant introduction mechanism Pd includes a storage container 34, which is a high-pressure refrigerant storage means, and a four-way switching valve 40.
  • the first port a in the four-way switching valve 40 and the high-pressure side of the refrigeration cycle that is the discharge pipe 25 are communicated with each other via the check valve 33 through a high-pressure conduit 41.
  • the high pressure conduit 41 is provided with a second check valve 33 which is a fluid control valve.
  • the second port b in the four-way switching valve 40 and the low-pressure side of the refrigeration cycle that is the accumulator 29 are communicated with each other through a low-pressure conduit 42.
  • This low-pressure conduit 42 is provided with an electromagnetic on-off valve 35 that is a fluid control valve.
  • the third port of the four-way switching valve 40 and the second cylinder chamber 14b of the second compression mechanism 2B are communicated by a first conduit 43.
  • the fourth port d in the four-way switching valve 40 and the storage container 34 are communicated with each other through a second conduit 44.
  • the four-way switching valve 40 includes the high-pressure conduit 41 and the second conduit 44 during the large capacity operation. And the low pressure conduit 42 and the first conduit 43 are communicated, and the electromagnetic closing valve 35 is controlled to open.
  • the high-pressure refrigerant branched from the discharge pipe 25 to the high-pressure conduit 41 is guided to the four-way switching valve 40 via the second check valve 33 as shown by the solid line arrow in the figure, and further, the second conduit 44 is To the storage container 34. Accordingly, the storage container 34 is filled with the high-pressure refrigerant and enters a storage state.
  • the low-pressure refrigerant that has been gas-liquid separated by the accumulator 29 is guided to the low-pressure conduit 42 together with the first suction pipe 30 a.
  • the low-pressure refrigerant in the low-pressure conduit 42 is guided to the four-way switching valve 40 via the electromagnetic opening / closing valve 35, and further sucked into the second cylinder chamber 14b from the first conduit 43. Accordingly, a differential pressure is generated between the front end portion and the rear end portion of the blade 16b in the second cylinder chamber 14b, and the front end portion of the blade 16b is brought into sliding contact with the eccentric roller 12b, so that the normal compression operation is performed in the second cylinder chamber 14b. Is done.
  • the four-way switching valve 40 is switched when switching to the low-capacity operation.
  • the electromagnetic on-off valve 35 is controlled to close. Accordingly, the four-way switching valve 40 is changed so that the high-pressure conduit 41 and the low-pressure conduit 42 communicate with each other and the first conduit 43 and the second conduit 44 communicate with each other.
  • the high-pressure refrigerant stored in the storage container 34 exits from the storage container 34 and is guided to the first conduit 43 via the second conduit 44 and the four-way switching valve 40. Then, it is led to the second cylinder chamber 14 b to create a high pressure atmosphere.
  • the blade 16a provided in the cylinder chamber 14b is in a non-compressed operation state because no differential pressure is generated between the front end portion and the rear end portion.
  • a high-pressure refrigerant introduction mechanism Pe as shown in FIGS. 9 and 10 may be used. That is, a third check valve 35b is provided instead of the electromagnetic on-off valve 35 provided in the low-pressure conduit 42 described above.
  • FIG. 9 shows a state during high-capacity operation, and the high-pressure refrigerant guided from the high-pressure conduit 41 through the second check valve 33 is guided from the second conduit 44 to the storage container 34 and stored. Is done.
  • the low-pressure refrigerant led from the accumulator 29 is led from the first conduit 43 to the second cylinder chamber 14b via the third check valve 35b and the four-way switching valve 40, and the leading end and the trailing end of the blade 16b are introduced. Differential pressure is generated in the part.
  • FIG. 10 shows a state during low-capacity operation.
  • the four-way switching valve 40 is controlled to be switched, it is guided from the high-pressure conduit 41 to the four-way switching valve 40 via the second check valve 33.
  • the high-pressure refrigerant is prevented from flowing further by the third check valve 35b. Therefore, it has no effect on the refrigeration cycle.
  • the high-pressure refrigerant filling the storage container 34 is guided to the second cylinder chamber 14b via the second conduit 44, the four-way switching valve 40, and the first conduit 43.
  • the second cylinder chamber 14b becomes a high-pressure atmosphere, and there is no differential pressure between the front end portion and the rear end portion of the blade 16b provided in the cylinder chamber 14b.
  • the above is a refrigeration cycle apparatus for air conditioning, and the hermetic compressor R is a force described by applying a two-cylinder type.
  • the refrigeration cycle apparatus for refrigeration is not limited to this. Alternatively, it may be a hermetic compressor with 3 cylinders or more.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, but can be specifically modified by modifying constituent elements without departing from the scope of the invention, and disclosed in the above-described embodiments.
  • Various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements.
  • variable capacity compression operation according to the load is performed, and stable switching from the high capacity operation state to the low capacity operation state is possible even during operation and operation stop. This makes it possible to produce effects such as preventing abnormal noises.

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Abstract

　密閉ケース内（１）に電動機部（３）と圧縮機構部（２Ａ，２Ｂ）を収容し、圧縮機構部（２Ｂ）は、ローラ（１２ｂ）を偏心回転自在に収容するシリンダ室（１４ａ）をシリンダ（８Ｂ）に備え、先端部がローラ（１２ｂ）の周面に当接するよう押圧付勢されローラ（１２ｂ）の回転方向に沿ってシリンダ室（１４ａ）を二分するブレード（１６ｂ）を備え、シリンダ室（１４ａ）内に高圧冷媒を導きブレード（１６ｂ）をローラ（１２ｂ）から離間する高圧冷媒導入機構（Ｐ）を備え、負荷の大小に応じて全ての圧縮機構部（２Ａ，２Ｂ）で圧縮運転を行う大能力運転と、圧縮機構部（２Ｂ）のブレード（１６ｂ）をローラ（１２ｂ）から離間させ圧縮させない低能力運転とに切換え可能とし、高圧冷媒導入機構（Ｐ）は高圧冷媒を貯溜する高圧冷媒貯溜部（３４）を備え、運転中と運転停止中においても安定した運転切換えを可能とし、衝突音等の異音の発生を防止する。

Description

明 細 書
密閉型圧縮機及び冷凍サイクル装置
技術分野
[0001] 本発明は、例えば空気調和機の冷凍サイクルを構成するロータリ式の密閉型圧縮 機と、この密閉型圧縮機を備えた冷凍サイクル装置に関する。
背景技術
[0002] 近年、圧縮機構部を構成するシリンダを上下に 2セット備えた、 2シリンダタイプの口 一タリ式密閉型圧縮機が標準化されつつある。このような圧縮機において、常時圧縮 作用をなすシリンダ室と、負荷の大小に応じて圧縮運転と運転停止である非圧縮運 転への切換えを可能とするシリンダ室を備えることができれば、仕様が拡大されて有 利となる。
[0003] そこで本出願人は、例えば特開 2004— 301114号公報に開示されているように、 シリンダ室を 2室備え、 V、ずれか一方のシリンダ室を高圧化してベーン (ブレード）を口 ーラ力 強制的に離間保持し、シリンダ室における圧縮作用を中断する手段を備え た密閉型圧縮機と、この圧縮機を備えた冷凍サイクル装置を提供するに至った。 発明の開示
[0004] 具体的には、圧縮した冷媒ガスを密閉ケースに吐出してケース内高圧とし、偏心口 ーラを収容するシリンダ室にベーンを備え、一方のベーンをばね部材で押圧付勢し 、他方のベーンのベーン室をケース内圧力とするとともに、このべーンを備えたシリン ダ室に高圧もしくは低圧を導き、ベーン室との差圧に応じてべ一ンを押圧付勢する、 もしくは押圧付勢しない。
[0005] このような構成を採用すれば、ベーンに対する押圧付勢構造の簡略ィ匕を図ったうえ で、大能力運転力 低能力運転への可変が容易化できるが、その反面、能力の切換 え操作は圧縮運転継続中のみ可能である。すなわち、運転停止時は冷凍サイクルの 圧力がノ ランスし、特定のシリンダ室内に高圧を導入できずブレードを押圧付勢する ことができない。
[0006] また、インバータ装置により運転周波数制御をなす圧縮機では、低周波数での運 転によりブレードの摺動速度が遅くブレード慣性力の低いゾーンでの能力切換えが できるが、商用電源で運転される圧縮機の場合は 50もしくは 60Hzで切換える必要 がある。このときにブレードの摺動速度が速ぐブレード慣性力が大きいため、ローラ 力 離間したブレードがブレード室の底部に衝突して跳ね返って、ブレードとローラと が衝突し易ぐ衝突音をともなうという不具合がある。
[0007] 本発明は上記事情に基づきなされたものであり、その目的とするところは、高圧冷 媒を貯溜する高圧冷媒貯溜部を備えて必要最小限の制御をなすことで、運転中は 勿論のこと、運転停止中にお!、ても大能力運転状態から低能力運転状態へ切換え を可能とし、安定した運転切換えを行うとともに、衝突音等の異音の発生を防止して 静粛運転をなす密閉型圧縮機と、この密閉型圧縮機を備えた冷凍サイクル装置を提 供しょうとするものである。
[0008] 本発明の密閉型圧縮機は、密閉ケース内に電動機部と複数の圧縮機構部を収容 し、少なくとも 1つの圧縮機構部は、ローラを偏心回転自在に収容するシリンダ室をシ リンダに備え、このシリンダに先端縁がローラの周面に当接するよう押圧付勢されロー ラの回転方向に沿ってシリンダ室を二分するブレードを備え、シリンダ室内に高圧冷 媒を導きブレードをローラから離間する高圧冷媒導入手段を備え、負荷の大小に応 じて全ての圧縮機構部で圧縮運転を行う大能力運転と、特定の圧縮機構部のブレ ードをローラから離間させ圧縮させない低能力運転とに切換え可能とし、高圧冷媒導 入手段は高圧冷媒を貯溜する高圧冷媒貯溜部を備えた。
[0009] 本発明の冷凍サイクル装置は、上述の密閉型圧縮機と、凝縮器と、膨張装置と、蒸 発器とを備えて、冷凍サイクル回路を構成する。
図面の簡単な説明
[0010] [図 1]図 1は、本発明の一実施の形態に係る、密閉型圧縮機の縦断面図と、冷凍サイ クル構成図である。
[図 2]図 2は、同実施の形態に係る、第 1の圧縮機構部と第 2の圧縮機構部のそれぞ れ一部を分解した斜視図である。
[図 3]図 3は、同実施の形態に係る、室温変化と運転パターンの特性図である。
[図 4]図 4は、他の実施の形態に係る、高圧冷媒導入機構の一部構成図である。 [図 5]図 5は、さらに他の同実施の形態に係る、高圧冷媒導入機構の一部構成図であ る。
[図 6]図 6は、さらに他の実施の形態に係る、密閉型圧縮機の一部縦断面図と、冷凍 サイクル構成図である。
[図 7]図 7は、さらに他の実施の形態に係る、密閉型圧縮機の一部縦断面図と、冷凍 サイクル構成図である。
[図 8]図 8は、同実施の形態に係る、高圧冷媒導入機構における低能力運転時の冷 媒の流れを説明する図である。
[図 9]図 9は、さらに他の実施の形態に係る、高圧冷媒導入機構における大能力運転 時と、低能力運転時の冷媒の流れを説明する図である。
[図 10]図 10は、さらに他の実施の形態に係る、高圧冷媒導入機構における大能力 運転時と、低能力運転時の冷媒の流れを説明する図である。
発明を実施するための最良の形態
[0011] 以下、本発明の一実施の形態を、図面に基づいて説明する。
[0012] 図 1は、ロータリ式の密閉型圧縮機 Rの断面構造と、この密閉型圧縮機 Rを備えた 冷凍サイクル装置の冷凍サイクル構成図である。（なお、図面上の煩雑を避けるため に一部の構成部品については符号を付していない。以下、同じ）
はじめに密閉型圧縮機 Rから説明すると、 1は密閉ケースであって、この密閉ケース 1内の下部には後述する第 1の圧縮機構部 2Aと第 2の圧縮機構部 2Bが設けられ、 上部には電動機部 3が設けられる。これら電動機部 3と第 1、第 2の圧縮機構部 2A, 2Bは、回転軸 4を介して連結される。
[0013] 上記電動機部 3は、密閉ケース 1の内面に固定されるステータ 5と、このステータ 5の 内側に所定の間隙を存して配置され、上記回転軸 4に嵌着されるロータ 6とから構成 される。
[0014] 上記第 1、第 2の圧縮機構部 2A, 2Bは、それぞれが回転軸 4の下部に中間仕切り 板 7を介して上下に配設される第 1のシリンダ 8Aと、第 2のシリンダ 8Bを備えている。 これら第 1、第 2のシリンダ 8A, 8Bは、互いに外形形状寸法が相違し、かつ内径寸法 が同一となるよう設定されて 、る。 [0015] 第 1のシリンダ 8Aの上面部には主軸受 9が重ね合わされ、バルブカバーとともに取 付けボルトを介して第 1のシリンダ 8 Aに取付け固定される。第 2のシリンダ 8Bの下面 部には副軸受 10が重ね合わされ、バルブカバーとともに取付けボルトを介して第 2の シリンダ 8Bに取付け固定される。
[0016] 上記中間仕切り板 7及び副軸受 10の外径寸法は第 2のシリンダ 8Bの内径寸法より もある程度大であり、し力もこのシリンダ 8Bの内径位置がシリンダ中心からずれている 。そのため、第 2のシリンダ 8Bの外周一部は中間仕切り板 7及び副軸受 10の外径よ りも径方向に突出している。
[0017] 一方、上記回転軸 4は、中途部と下端部が主軸受 9と副軸受 10に回転自在に枢支 される。さらに回転軸 4は各シリンダ 8A, 8B内部を貫通するとともに、略 180° の位 相差をもって形成される 2つの偏心部を一体に備えている。各偏心部は互いに同一 直径をなし、各シリンダ 8A, 8B内径部に位置するよう組立てられる。各偏心部の周 面には、互いに同一直径をなす偏心ローラ 12a, 12bが嵌合される。
[0018] 上記第 1のシリンダ 8Aと第 2のシリンダ 8Bは、上記中間仕切り板 7と主軸受 9及び 副軸受 10で上下面が区画され、それぞれの内部に第 1,第 2のシリンダ室 14a, 14b が形成される。第 1,第 2のシリンダ室 14a, 14bは互いに同一直径及び高さ寸法に 形成され、上記偏心ローラ 12a, 12bが偏心回転自在に収容される。
[0019] 各偏心ローラ 12a, 12bの高さ寸法は、第 1,第 2のシリンダ室 14a, 14bの高さ寸法 と略同一に形成される。したがって、偏心ローラ 12a, 12bは互いに 180° の位相差 があるが、第 1,第 2のシリンダ室 14a, 14bで偏心回転することにより、第 1,第 2のシ リンダ室 14a, 14bにおいて同一の排除容積に設定される。
[0020] 図 2は、第 1の圧縮機構部 2Aと第 2の圧縮機構部 2Bのそれぞれ一部を分解して示 す斜視図である。
[0021] 第 1のシリンダ 8Aと第 2のシリンダ 8Bには、第 1,第 2のシリンダ室 14a, 14bと連通 するブレード室 15a, 15bが設けられている。各ブレード室 15a, 15bには、ブレード 1 6a, 16bの先端部が第 1,第 2のシリンダ室 14a, 14bに対して突没自在に収容され る。
[0022] 上記ブレード室 15a, 15bは、ブレード 16a, 16bの両側面が摺動自在に移動でき るブレード収納溝 17a, 17bと、各ブレード収納溝 17a, 17b端部に一体に連設され ブレード 16a, 16bの後端部が収容される縦孔部 18a, 18bとからなる。特に、上記第 1のシリンダ 8Aには、外周面とブレード室 15aとを連通する横孔 20が設けられ、ばね 部材 21が収容される。上記ばね部材 21は、ブレード 16aの後端部面と密閉ケース 1 内周面との間に介在され、ブレード 16aに弾性力（背圧)を付与して、この先端部を 偏心ローラ 12a周面に弹性的に接触させる圧縮ばねである。
[0023] 上記第 2のシリンダ 8B側のブレード室 15bにはブレード 16b以外に何らの部材も収 容されていないが、後述するようにブレード室 15bの設定環境及び高圧冷媒導入機 構 (高圧冷媒導入手段) Pの作用に応じて、ブレード 16bの先端部を上記偏心ローラ 12b周面に接触させる、もしくは接触させない。
[0024] 各ブレード 16a, 16bの先端部は平面視で半円状に形成されており、平面視で円 形状の偏心ローラ 12a, 12b周面に、偏心ローラの回転角度にかかわらず線接触で きる。上記偏心ローラ 12a, 12bが第 1,第 2のシリンダ室 14a, 14bの内周壁に沿つ て偏心回転したとき、ブレード 16a, 16bはブレード収納溝 17a, 17bに沿って往復運 動し、第 1,第 2のシリンダ室 14a, 14bを吸込み室と圧縮室に仕切る。そして、ブレー ド 16a, 16bの後端部は縦孔部 18a, 18bから進退自在となる。
[0025] 上記第 2のシリンダ 8Bの外形形状寸法と、上記中間仕切り板 7及び副軸受 10の外 形寸法との関係から、第 2のシリンダ 8Bの外形一部は密閉ケース 1内に露出する。こ の密閉ケース 1内への露出部分が上記ブレード室 15bに相当するように設計されて おり、したがってブレード室 15b及びブレード 16b後端部はケース内圧力を直接的に 受けることになる。
[0026] 特に、第 2のシリンダ 8B及びブレード室 15bは構造物である力もケース内圧カを受 けても何らの影響もないが、ブレード 16bはブレード室 15bに摺動自在に収容され、 かつ後端部がブレード室 15bの縦孔部 18bに位置するので、ケース内圧力を直接的 に受ける。
[0027] さらに、ブレード 16bの先端部が第 2のシリンダ室 14bに対向しており、ブレード先 端部は第 2のシリンダ室 14b内の圧力を受ける。結局、ブレード 16bは先端部と後端 部が受ける互 、の圧力の大小に応じて、圧力の大き ヽ方カも圧力の小さ 、方向へ移 動するよう構成されている。
[0028] 第 2のシリンダ 8Bにおけるブレード室 15bの縦孔部 18bと隣接する位置に保持機 構 22が設けられる。この保持機構 22は、ブレード 16b先端部を偏心ローラ 12bから 引き離す方向に付勢する。なお説明すると、上記保持機構 22はブレード 16bに対し て常に一定の付勢力を作用するが、ブレード 16bの先端部が位置する第 2のシリンダ 室 14bにかかる吸込み圧力と、ブレード 16bの後端部が位置するブレード室 15bに 力かる密閉ケース 1内圧力との差圧の程度により、ブレード 16b先端部を偏心ローラ 12b周面に接触させる、もしくは接触させない。
[0029] 上記保持機構 22は永久磁石を備えることにより、常に所定の力でブレード 16bを磁 気吸引できる。あるいは、永久磁石に代って電磁石を備え、必要に応じて磁気吸引 するようにしてもよぐ弾性体である引張りばねの一端部をブレード 16bの後端部に掛 止して、常に所定の弾性力で引張り付勢するようにしてもよい。
[0030] 各シリンダ 8A, 8Bには、上記取付けボルトが揷通する、もしくは螺揷される取付け 用孔、もしくはねじ孔が設けられ、第 1のシリンダ 8Aのみ円弧状のガス通し用孔部 23 が設けられている。
[0031] 再び図 1に示すように、このようにして構成されるロータリ式の密閉型圧縮機 Rは、 冷凍サイクル装置の冷凍サイクル回路 Sに組み込まれている。すなわち、密閉ケース 1の上端部には吐出管 25が接続されていて、この吐出管 25には、凝縮器 26と、膨 張機構 (膨張装置) 27及び蒸発器 28を介してアキュームレータ 29が順次設けられる
[0032] 上記アキュームレータ 29底部から第 1の吸込み管 30aと第 2の吸込み管 30bが突 出していて、これら第 1,第 2の吸込み管 30a, 30bは圧縮機 Rに接続される。なお説 明すると、第 1の吸込み管 30aは密閉ケース 1を貫通して、第 1のシリンダ 8Aに設けら れる吸込み孔を介して第 1のシリンダ室 14a内に直接連通する。第 2の吸込み管 30b は、中途部に第 1の逆止弁 31が設けられ、かつ密閉ケース 1を貫通して、第 2のシリ ンダ 8Bに設けられる吸込み孔を介して第 2のシリンダ室 14b内に直接連通する。
[0033] そして、上記密閉型圧縮機 Rは、高圧冷媒導入機構 (高圧冷媒導入手段) Pを備え ている。この高圧冷媒導入機構 Pは、一端が上記密閉ケース 1から延出される吐出管 25に接続され、他端がアキュームレータ 29と第 2のシリンダ室 14bとに亘つて設けら れる第 2の吸込み管 30bに接続する高圧導入管 32を備えている。
[0034] この高圧導入管 32の中途部には、上記吐出管 25との接続部側力も順に、第 2の逆 止弁 33と、高圧冷媒貯溜部である貯溜容器 34と、電磁開閉弁 35が順次設けられて いる。高圧導入管 32の他端部は、第 2の吸込み管 30bにおける第 1の逆止弁 31と密 閉ケース 1貫通部との間に接続される。
[0035] 上記貯溜容器 34は、上記吐出管 25から導かれる高圧化したガス冷媒を収容する のに適した密閉構造の容器である。この貯溜容器 34における高圧冷媒の流れの入 口側である上流側に流体制御弁として上記第 2の逆止弁 33が設けられ、出口側であ る下流側に流体制御弁として上記電磁開閉弁 35が設けられることになる。
[0036] 次に、上述の密閉型回転式圧縮機 Rを備えた冷凍サイクル装置の作用について説 明する。後述するように、この密閉型圧縮機 Rは大能力運転 (ツイン運転)と、低能力 運転 (シングル運転）との切換えが可能である。
[0037] はじめに、大能力運転力 説明すると、制御部は、高圧冷媒導入機構 Pを構成する 電磁開閉弁 35に閉成信号を送るとともに、電動機部 3へ運転開始信号を送る。回転 軸 4が回転駆動され、第 1の圧縮機構部 2Aと第 2の圧縮機構部 2Bが同時に作用す る。
[0038] 偏心ローラ 12a, 12bは第 1,第 2のシリンダ室 14a, 14b内で、それぞれ偏心回転 を行う。第 1の圧縮機構部 2Aにおいては、ブレード 16aがばね部材 21によって常に 弹性的に押圧付勢されていて、ブレード 16aの先端部が偏心ローラ 12aの周面に摺 接し第 1のシリンダ室 14a内を吸込み室と圧縮室に二分する。
[0039] 偏心ローラ 12aの第 1のシリンダ室 14a内周面転接位置とブレード収納溝 17aがー 致し、ブレード 16aが最も後退した状態で、このシリンダ室 14aの空間容量が最大とな る。冷媒ガスはアキュームレータ 29から第 1の吸込み管 30aを介して第 1のシリンダ室 14aに吸込まれ、充満する。
[0040] 偏心ローラ 12aの偏心回転にともなって、偏心ローラ 12aの第 1のシリンダ室 14a内 周面に対する転接位置が移動し、シリンダ室 14aの区画された圧縮室の容積が減少 する。すなわち、先にシリンダ室 14aに導かれたガスが徐々に圧縮される。回転軸 4 が継続して回転し、第 1のシリンダ室 14aにおける圧縮室の容量がさらに減少してガ スが圧縮され、所定圧まで上昇したところで吐出弁が開放する。高圧ガスはバルブ力 バーを介して密閉ケース 1内へ吐出され充満する。そして、密閉ケース上部の吐出管 25から吐出される。
[0041] 高圧導入管 32に設けられる電磁開閉弁 35が閉成されているので、吐出管 25から 高圧導入管 32に導かれた高圧冷媒は、第 2の逆止弁 33を介して貯溜容器 34に導 かれたところでそれ以上の流通が阻止される。したがって、所定量の高圧冷媒が貯 溜容器 34に導かれ充満すれば、それ以上の導入がなぐ貯溜容器 34に導かれた高 圧冷媒は、第 2の逆止弁 33によって逆流を阻止され、貯溜容器 34内は高圧を保持 する。
[0042] 一方、吐出管 25に導かれる高圧冷媒は、凝縮器 26で凝縮液化し、膨張機構 27で 断熱膨張し、蒸発器 28で熱交換空気から蒸発潜熱を奪って冷房作用をなす。そし て、蒸発したあとの冷媒はアキュームレータ 29に導かれて気液分離され、第 1,第 2 の吸込み管 30a, 30bから圧縮機 Rの第 1、第 2の圧縮機構部 2A, 2Bに吸込まれる
[0043] なお説明すると、アキュームレータ 29で気液分離された低圧冷媒が、第 1の吸込み 管 30aから第 1の圧縮機構部 2Aである第 1のシリンダ室 14aに導かれることにより、偏 心ローラ 12aの偏心回転にともなって圧縮され、密閉ケース 1内へ吐出される。
[0044] また、第 2の吸込み管 30bから第 1の逆止弁 31を介して第 2の圧縮機構部 2Bであ る第 2のシリンダ室 14bに導かれる低圧冷媒によって、第 2のシリンダ室 14bは吸込み 圧 (低圧)雰囲気となる。その一方で、ブレード室 15bが密閉ケース 1内に露出して吐 出圧 (高圧)雰囲気となるので、上記ブレード 16bの先端部が低圧条件となり、後端 部が高圧条件となって、前後端部で差圧が存在する。
[0045] この差圧の影響で、ブレード 16bの先端部が偏心ローラ 12bに摺接するように押圧 付勢される。第 2のシリンダ 8Bには保持機構 22が設けられ、ブレード 16bを偏心ロー ラ 12aから引き離す方向に付勢しているが、この保持機構 22の付勢力は第 2のシリン ダ室 14bの吸込み圧力と、ブレード室 15bの密閉ケース 1内圧力との差圧よりも小さく 、したがってブレード 16bに対する保持機構 22の影響力はない。 [0046] このようにして、第 1のシリンダ室 14a側のブレード 16aがばね部材 21により押圧付 勢され圧縮作用が行われるのと全く同様の圧縮作用が、第 2のシリンダ室 14bにおい ても行われる。結局、密閉型圧縮機 Rでは、第 1の圧縮機構部 2Aと、第 2の圧縮機構 部 2Bとの両方で圧縮作用をなす、大能力運転が行われる。
[0047] 次に、低能力運転を説明する。なお、大能力運転から低能力運転への切換えは、 大能力運転中に行ってもよぐ大能力運転を一旦停止し、し力るのち低能力運転を 開始するようにしても可能である。
[0048] 上記制御部は、高圧導入管 32における電磁開閉弁 35へ開放信号を発するととも に、電動機部 3へ運転開始信号を送る。上記第 1の圧縮機構部 2Aでは上述したよう に通常の圧縮作用がなされ、密閉ケース 1内に吐出された高圧ガスが充満して、密 閉ケース 1内が高圧となる。
[0049] 密閉ケース 1内に充満する高圧冷媒は吐出管 5から吐出され、一部は凝縮器 26へ 導かれて冷凍サイクル作用が行われる。残りの高圧冷媒は吐出管 25から高圧導入 管 32に分流され、第 2の逆止弁 33を介して貯溜容器 34に導かれる。
[0050] 実際には、大能力運転時において上記貯溜容器 34に最大貯溜量の高圧冷媒が 貯溜されているから、低能力運転開始にともない電磁開閉弁 35を開放した状態で、 貯溜容器 34内の高圧冷媒が直ちに第 2の吸込み管 30bを介して第 2のシリンダ室 1 4bに導入される。
[0051] したがって、低能力運転の開始とほとんど同時に、第 2のシリンダ室 14bが高圧雰 囲気となる。その一方で、第 2のシリンダ 8Bに設けられるブレード室 15bは、密閉ケー ス 1内と同一の高圧状態下にあることには変りがないので、ブレード 16bは先端部及 び後端部ともに高圧の影響を受けて差圧が存在しない。
[0052] このことから、偏心ローラ 12bの最初の回転で押し退けられたブレード 16bは、その まま偏心ローラ 12bの外周面カゝら離間した位置で停止状態を保持する。偏心ローラ 1 2bは空回転を行 、、第 2のシリンダ室 14bでの圧縮作用は行われず第 2の圧縮機構 部 2Bは非圧縮運転状態 (休筒状態とも言う）になる。結局、第 1の圧縮機構部 2Aで の圧縮作用のみが有効であり、上述した大能力運転を半減する低能力運転がなされ る。 [0053] なお、高圧導入管 32に導かれる高圧冷媒の一部は、第 2の吸込み管 30bからアキ ユームレータ 29内へ逆流しょうとする。し力しながら、この吸込み管 30bには第 1の逆 止弁 31が設けられているので、アキュームレータ 29への逆流が阻止される。また、第 2のシリンダ室 14b内は高圧となっているところから、密閉ケース 1内力も第 2のシリン ダ室 14b内への圧縮ガスの漏れは発生せず、それによる損失も発生しない。したがつ て、圧縮効率の低下なしに低能力運転が可能となる。
[0054] 図 3は、実際の運転パターンと室温の変化の関係を示す図である。
[0055] ここでは、密閉型圧縮機 Rを構成する電動機部 3は商用電源で駆動されるものとす る。室内温度の高い状態で運転開始のボタンが押されると、運転開始時は空調負荷 が大であり大能力が必要とされるので、第 1,第 2のシリンダ室 14a, 14bにおいて同 時に圧縮作用をなす大能力運転 (ツイン運転)が開始される。
[0056] したがって、室内温度が急速に下降して設定温度に至る。このとき、高圧導入管 32 に設けられる電磁開閉弁 35が閉成されていて、貯溜容器 34内に高圧冷媒が最大限 貯溜されることは、先に説明したとおりである。室温が設定温度を越えてさらに低下す ると、サーモ OFF信号が制御部へ送られ、制御部は大能力運転を停止するよう制御 する。このときに、実質的なコントロール運転が開始される。
[0057] 大能力運転中は室温の低下が急である力 運転を停止することで、今度は室温が 上昇し始める。ある程度の時間が経過すると、上昇した室温が設定温度に至るので、 このタイミングをもって制御部は上記電磁開閉弁 35を開放制御する。貯溜容器 34内 に貯溜されていた高圧冷媒は直ちに電磁開閉弁 35と第 2の吸込み管 30bを介して 第 2のシリンダ室 14bに導かれる。
[0058] 密閉ケース 1内と第 2のシリンダ室 14bは略同一の高圧雰囲気となり、ブレード 16b の先端部が第 2のシリンダ室 14bの圧力を受け、後端部がブレード室 15bの圧力を 受けて、先端部と後端部との圧力条件がバランスする。
[0059] 制御部は、電磁開閉弁 35の開放と同時に、例えば遅延タイマを作動させる。電磁 開閉弁 35を開放して遅延タイマに設定された所定時間が経過した後に、電動機部 3 へ ON信号を発する。
[0060] このことにより、回転軸 4が回転駆動され、偏心ローラ 12bが偏心回転をなすのだが 、この初回転によってブレード 16bはブレード収納室 17b側へ押し退けられる。ブレ ード 16bの後端部が保持機構 22に接触すると、ブレード 16bはそのまま保持機構 22 に吸着保持される。
[0061] ブレード 16bの先端部と後端部とで差圧が発生せず、保持機構 22によりブレード 1 6bが移動しないので、偏心ローラ 12bが空回りして、第 2のシリンダ室 14bでの圧縮 作用がない。第 1のシリンダ室 14aのみで圧縮作用が行われ、上述したような 50%の 低能力運転をなす。このとき、第 2のシリンダ 8Bに備えられるブレード 16bは保持機 構 22に吸引されたままその位置を保持するので、第 2のシリンダ 8Bに対して衝突を 繰り返すことがなぐ衝突音の発生がない。
[0062] このように、上記密閉型圧縮機 Rにおいては、第 2のシリンダ室 14b内に高圧冷媒 を導いてブレード 16bを偏心ローラ 12bから離間させる高圧冷媒導入機構 Pを備え、 高圧導入管 32に高圧冷媒を貯溜する貯溜容器 (高圧冷媒貯溜部） 34を備えたから 、大能力運転中に低能力運転に切換えられることは勿論のこと、大能力運転をー且 停止し、所定時間経過後に低能力運転への切換えができる。いずれにしても、安定 した状態で低能力運転を開始できて信頼性の向上を図れる。
[0063] 低能力運転時に休筒側となる第 2のシリンダ室 14bのブレード 16bは、ブレード 16b を押え付けるブレードスプリング力が無 ヽ (もしくは弱 、）状態としなければならな 、が 、商用電源で運転される圧縮機 Rでは、大能力運転時に休筒させると、ブレード 16b が慣性力によりブレード室 15b底部とローラに衝突を繰り返して、衝突音が問題とな る。し力しながら、上述のように構成し作用することで低能力運転時において休筒側 のブレード 16bを確実に固定できて、衝突音の発生がない。
[0064] 大能力運転を開始して室温が設定温度に降下したことにより大能力運転を停止し、 室温が再び設定温度に上昇したところで電磁開閉弁 35を開放するとともに、遅延タ イマを作動し、この遅延タイマの信号に基づ 、て電動機部 3の駆動を再開するように した。
[0065] すなわち、電磁開閉弁 35を開放し貯溜容器 34内の高圧冷媒が、貯溜容器 34から 出て電磁開閉弁 35と第 2の吸込み管 30bを介して第 2のシリンダ室 14bに導びかれ る時間と、第 2のシリンダ室 14に高圧冷媒が充満してブレード 16bの先端部と後端部 とで圧力差がない状態に変るまでの時間の経過を勘案して、遅延タイマの作動時間 を設定し電動機部 3を駆動する。
[0066] したがって、低能力運転が円滑に開始されることになり、運転切換えが確実になさ れて高 、信頼性を得られる。
[0067] 第 2の吸込み管 30bに第 1の逆止弁 31を設け、高圧冷媒導入機構 Pに第 2の逆止 弁 33を備えた。上記第 1,第 2の逆止弁 31, 33は部品の特性上、若干のリークがあ ることは避けられない。しかしながら、空気調和機の場合は運転開始にあたって常に 全能力運転をなすようにしたので、低能力運転が必要となる再始動までの時間のみ 圧力を保持できれば安定した切換えが可能となる。
[0068] 図 4に示すような、高圧冷媒導入機構 Paであってもよい。（なお、上述した構成部品 と同一の構成部品については同番号を付して新たな説明を省略する。以下、同じ） ここでの高圧冷媒導入機構 Paは、高圧導入管 32に設けられる貯溜容器 34の下流 側に流体制御弁である電磁開閉弁 35を設けるとともに、上流側にも流体制御弁であ る電磁開閉弁 33aを備えた
したがって、貯溜容器 34とその前後 (上流側と下流側）に設けた電磁開閉弁 33a, 35よって、これらの間の高圧冷媒を完全封止できる。貯溜容器 34としての気密性が よくなり、たとえ長時間の運転停止後に低能力運転に切換えるようなことがあっても、 運転切換えが円滑に行われる。
[0069] 図 5に示すような、高圧冷媒導入機構 Pbであってもよい。以上説明した貯溜容器 3 4に代って、第 2の逆止弁 33と電磁開閉弁 35とを接続する直径の太い高圧導入管 3 2aの高圧冷媒貯溜部であってもよい。上記高圧導入管 32aの直径 φ Dと長さ L力ゝら、 体積 Vを第 2のシリンダ室 14bの排除容積よりも大に設定すれば、上記貯溜容器 34 の代用として先に説明したような作用効果が得られる。
[0070] 図 6に示すような、高圧冷媒導入機構 Pcであってもよい。吐出管 25から分岐される 高圧導入管 32に高圧冷媒貯溜部である貯溜容器 34が設けられるとともに、この上流 側に流体制御弁である電磁開閉弁 33a (逆止弁 33でもよい）が設けられる。貯溜容 器 34の下流側には三方切換え弁 35aが設けられていて、この三方切換え弁 35aに アキュームレータ 29と連通する第 2の吸込み管 30bの中途部が接続される。 [0071] ここでの高圧冷媒導入機構 Pcにおいては、上記三方切換え弁 35aを流体制御弁と して適用することとなり、上述した全能力運転と低能力運転への切換えが、より円滑 化するものである。
[0072] 図 7に示すような高圧冷媒導入機構 (高圧冷媒導入手段) Pdであってもよい。
[0073] 上記高圧冷媒導入機構 Pdは、高圧冷媒貯溜手段である貯溜容器 34と、四方切換 え弁 40とを備えている。上記四方切換え弁 40における第 1のポート aと、上記逆止弁 33を介して吐出管 25である冷凍サイクルの高圧側とは、高圧導管 41で連通される。 この高圧導管 41には、流体制御弁である第 2の逆止弁 33が設けられて 、る。
[0074] 上記四方切換え弁 40における第 2のポート bと、アキュームレータ 29である冷凍サ イタルの低圧側とは低圧導管 42で連通される。この低圧導管 42には流体制御弁で ある電磁開閉弁 35が設けられている。上記四方切換え弁 40における第 3のポートじと 、第 2の圧縮機構部 2Bにおける第 2のシリンダ室 14bとは、第 1の導管 43で連通され る。四方切換え弁 40における第 4のポート dと、上記貯溜容器 34とは、第 2の導管 44 で連通される。
[0075] このようにして構成される高圧冷媒導入機構 Pdを備えた密閉型圧縮機 Rと冷凍サ イタル回路 Sにおいて、大能力運転時には上記四方切換え弁 40は高圧導管 41と第 2の導管 44を連通するとともに、低圧導管 42と第 1の導管 43を連通し、かつ電磁開 閉弁 35は開放するよう制御される。
[0076] 吐出管 25から高圧導管 41に分流する高圧冷媒は、図に実線矢印に示すように第 2の逆止弁 33を介して四方切換え弁 40に導かれ、さらに第 2の導管 44を介して貯溜 容器 34に導かれる。したがって、貯溜容器 34に高圧冷媒が充満し貯溜状態となる。
[0077] その一方で、アキュームレータ 29で気液分離された低圧冷媒は第 1の吸込み管 30 aとともに低圧導管 42へ導かれる。低圧導管 42の低圧冷媒は、電磁開閉弁 35を介 して四方切換え弁 40に導かれ、さらに第 1の導管 43から第 2のシリンダ室 14bに吸 込まれる。したがって、第 2のシリンダ室 14bにおけるブレード 16bの先端部と後端部 に差圧が生じて、偏心ローラ 12bにブレード 16bの先端部が摺接し、第 2のシリンダ 室 14bにおいては通常の圧縮運転が行われる。
[0078] 図 8に示すように、低能力運転への切換えにあたって四方切換え弁 40を切換える とともに電磁開閉弁 35を閉成するよう制御される。したがって、四方切換え弁 40にお いては、高圧導管 41と低圧導管 42が連通し、第 1の導管 43と第 2の導管 44とが連 通するよう変る。
[0079] 高圧導管 41に分流される高圧冷媒は、第 2の逆止弁 33と四方切換え弁 40を介し て低圧導管 42に導かれる力 電磁開閉弁 35が閉成されているので、ここから先への 流通が遮断される。したがって、冷凍サイクル的には何らの作用もなさない。
[0080] 一方、貯溜容器 34に貯溜していた高圧冷媒は、貯溜容器 34から出て第 2の導管 4 4と四方切換え弁 40を介して第 1の導管 43に導かれる。そして、第 2のシリンダ室 14 bに導かれて高圧雰囲気となす。このシリンダ室 14bに備えられるブレード 16aは先 端部と後端部とで差圧が生じな 、から、非圧縮運転状態となる。
[0081] 図 9及び図 10に示すような、高圧冷媒導入機構 Peであってもよい。すなわち、上述 の低圧導管 42に設けられる電磁開閉弁 35に代って、第 3の逆止弁 35bが備えられ ている。
[0082] 図 9は大能力運転時の状態を示していて、高圧導管 41から第 2の逆止弁 33を介し て導かれる高圧冷媒は第 2の導管 44から貯溜容器 34に導かれて貯溜される。アキュ 一ムレータ 29から導かれる低圧冷媒は、第 3の逆止弁 35bと四方切換え弁 40を介し て第 1の導管 43から第 2のシリンダ室 14bに導かれ、ブレード 16bの先端部と後端部 に差圧が生じる。
[0083] 図 10は低能力運転時の状態を示していて、四方切換え弁 40が切換え制御される ことで、高圧導管 41から第 2の逆止弁 33を介して四方切換え弁 40に導かれる高圧 冷媒は、第 3の逆止弁 35bによってそれ以上の流通が阻止される。したがって、冷凍 サイクル的には何らの作用もなさない。
[0084] その一方で、貯溜容器 34に充満する高圧冷媒は、第 2の導管 44と四方切換え弁 4 0及び第 1の導管 43を介して第 2のシリンダ室 14bに導かれる。第 2のシリンダ室 14b が高圧雰囲気となり、このシリンダ室 14bに備えられるブレード 16bの先端部と後端 部とに差圧が存在せず、よって非圧縮運転状態となる。
[0085] いずれにしても、四方切換え弁 40を備えて切換え制御することで、大能力運転から 低能力運転への切換えが可能となり、上述したような作用効果が得られる。 [0086] なお、以上の高圧冷媒導入機構 P〜Pdにおいて、密閉ケース 1から吐出管 25に導 かれる高圧冷媒の一部を分流して高圧導入管 32 (もしくは高圧導管 41)に導くように したが、これに限定されるものではない。例えば、高圧導入管 32 (もしくは高圧導管 4 1)の接続先を吐出管 25に代えて密閉ケース 1とし、密閉ケース 1内に充満する高圧 ガスの一部を導くようにしてよ 、。
[0087] 以上は空調用の冷凍サイクル装置で、密閉型圧縮機 Rは 2シリンダタイプのものを 適用して説明した力 これに限定されるものではなぐ例えば冷凍用の冷凍サイクル 装置であってもよぐまた 3シリンダ、もしくはそれ以上のシリンダを備えた密閉型圧縮 機であってもよい。
[0088] そして、本発明は上述した実施の形態そのままに限定されるものではなぐ実施段 階では要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体ィ匕できるとともに、上述した 実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発 明を形成できる。
産業上の利用可能性
[0089] 本発明によれば、負荷の大小に応じた能力可変の圧縮運転をなすとともに、運転 中及び運転停止中にお 、ても大能力運転状態から低能力運転状態へ安定した切換 えを可能とし、異音の発生を防止するなどの効果を奏する。

Claims

請求の範囲
[1] 密閉ケースと、この密閉ケース内に収容される電動機部及び、この電動機部と連結 される複数の圧縮機構部とを具備する密閉型圧縮機において、
上記複数の圧縮機構部のうちの少なくとも 1つの圧縮機構部は、
ローラが偏心回転自在に収容されるシリンダ室を備えたシリンダと、このシリンダに 設けられ先端部が上記ローラの周面に当接するよう押圧付勢されローラの回転方向 に沿ってシリンダ室を二分するブレードと、上記シリンダ室内に高圧冷媒を導いて上 記ブレードをローラから離間させる高圧冷媒導入手段を備え、
負荷の大小に応じて全ての圧縮機構部で圧縮運転を行う大能力運転と、上記特定 の圧縮機構部のブレードをローラ力 離間させ圧縮させない低能力運転とに切換え 可能とし、
上記高圧冷媒導入手段は、高圧冷媒を貯溜する高圧冷媒貯溜部を備えたことを特 徴とする密閉型圧縮機。
[2] 上記高圧冷媒導入手段は、
一端が上記密閉ケースを含む冷凍サイクルの高圧側に連通されるとともに、他端が 上記特定の圧縮機構部におけるシリンダ室に連通される高圧導入管と、
この高圧導入管に設けられる上記高圧冷媒貯溜部と、
この高圧冷媒貯溜部の上流側及び下流側の上記高圧導入管に設けられる流体制 御弁と
を具備することを特徴とする請求項 1記載の密閉型圧縮機。
[3] 上記高圧冷媒導入手段は、
四方切換え弁を備えるとともに、この四方切換え弁と上記密閉ケースを含む冷凍サ イタルの高圧側とを連通する高圧導管と、上記四方切換え弁と冷凍サイクルの低圧 側とを連通する低圧導管と、上記四方切換え弁と上記特定の圧縮機構部におけるシ リンダ室とを連通する第 1の導管と、上記四方切換え弁と上記高圧冷媒貯溜手段とを 連通する第 2の導管とを具備し、
上記四方切換え弁は、大能力運転時において上記高圧導管と第 2の導管を連通し 、低能力運転時において上記第 1の導管と第 2の導管を連通することを特徴とする請 求項 1記載の密閉型圧縮機。
上記請求項 1ないし請求項 3のいずれかに記載の密閉型圧縮機と、凝縮器と、膨 張装置と、蒸発器とを備えて、冷凍サイクル回路を構成することを特徴とする冷凍サ イタル装置。
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