WO2012026200A1 - コンプレッサ - Google Patents

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WO2012026200A1
WO2012026200A1 PCT/JP2011/064468 JP2011064468W WO2012026200A1 WO 2012026200 A1 WO2012026200 A1 WO 2012026200A1 JP 2011064468 W JP2011064468 W JP 2011064468W WO 2012026200 A1 WO2012026200 A1 WO 2012026200A1
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WO
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pressure
refrigerant
pressure control
control circuit
sealed container
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Application number
PCT/JP2011/064468
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English (en)
French (fr)
Inventor
斎藤　隆泰
剛弘 西川
鈴木　淳一
Original Assignee
三洋電機株式会社
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/08—Regulating by delivery pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C23/00—Combinations 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
    • F04C23/008—Hermetic pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C28/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
    • F04C28/24—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by using valves controlling pressure or flow rate, e.g. discharge valves or unloading valves
    • F04C28/26—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by using valves controlling pressure or flow rate, e.g. discharge valves or unloading valves using bypass channels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/30—Rotary-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
    • F04C18/34—Rotary-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
    • F04C18/356—Rotary-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
    • F04C18/3562—Rotary-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 the inner and outer member being in contact along one line or continuous surfaces substantially parallel to the axis of rotation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2240/00—Components
    • F04C2240/80—Other components
    • F04C2240/806—Pipes for fluids; Fittings therefor

Definitions

  • the present invention relates to a compressor provided with an electric element and a compression element in an airtight container.
  • this type of compressor particularly a rotary compressor, houses an electric element and a rotary compression element in a hermetic container, and rotationally drives the rotary compression element on the rotating shaft of the electric element, and also has a refrigerant suction pipe attached to the hermetic container.
  • the refrigerant is sucked into the rotary compression element, compressed by the action of the roller and vane rotating eccentrically in the cylinder, discharged into the sealed container, and discharged to the external refrigerant circuit from the refrigerant discharge pipe attached to the sealed container
  • the temperature of the condenser constituting the refrigerant circuit increases to, for example, + 65 ° C. or higher. Easy to fall into load conditions. In that case, the pressure on the high-pressure side of the refrigerant circuit also rises abnormally, so that the compressor is stopped and protected by the operation of the high-pressure switch and relay provided on the high-pressure side of the refrigerant circuit, but cannot be started for at least several minutes. Therefore, the user's comfort is impaired.
  • the present invention has been made to solve the conventional technical problems, and an object of the present invention is to provide a compressor with improved reliability and stability by avoiding operation under high load conditions. To do.
  • the compressor of the present invention comprises an electric element and a compression element in a hermetically sealed container, and comprises a bypass passage communicating the high pressure side and the low pressure side, and a high pressure control valve provided in the bypass passage.
  • a high pressure control circuit is provided, and the high pressure control valve opens when the pressure on the high pressure side rises to a set value.
  • the compressor of the invention of claim 2 is characterized in that, in the above, the high-pressure control circuit adjusts the refrigerant circulation amount on the high-pressure side to return to the low-pressure side with the high-pressure control valve opened.
  • a compressor according to a third aspect of the present invention.
  • a vane that is divided into a low-pressure chamber side and a high-pressure chamber side, and a support member that closes the opening surface of the cylinder and also serves as a bearing for the rotary shaft, and the refrigerant compressed on the high-pressure chamber side in the cylinder are placed in a sealed container
  • the refrigerant is discharged from the refrigerant discharge pipe attached to the sealed container, and the high-pressure control circuit is characterized in that the inside of the sealed container and the low-pressure chamber side of the cylinder communicate with each other.
  • the compressor of the invention of claim 4 is characterized in that a part of the bypass passage of the high-pressure control circuit is provided in the support member.
  • a compressor according to a fifth aspect of the present invention includes the refrigerant suction pipe attached to the airtight container according to the first or second aspect, and an accumulator provided in the refrigerant suction pipe, and the compression element draws the refrigerant from the refrigerant suction pipe. While being sucked in and compressed, the bypass passage of the high-pressure control circuit communicates the high-pressure side with the accumulator.
  • a compressor according to the first or second aspect, comprising the refrigerant suction pipe attached to the closed container and an accumulator provided on the refrigerant suction pipe, and the compression element seals the compressed refrigerant. It discharges in a container and discharges from the refrigerant
  • the compressor of the invention of claim 7 is characterized in that the high pressure control circuit is held in the sealed container by the bracket attached to the outer surface of the sealed container in each of the above inventions.
  • a high pressure control comprising a bypass passage communicating the high pressure side and the low pressure side and a high pressure control valve provided in the bypass passage. Since the high pressure control valve is equipped with a circuit and opens when the pressure on the high pressure side rises to the set value, the set value at which this high pressure control valve opens can be set to a value lower than the abnormal high pressure under high load conditions. Before falling into a high load condition, the pressure on the high pressure side can be released to the low pressure side.
  • operation under high load conditions can be avoided without stopping the compressor, ensuring continuous operation of the compressor, improving compressor reliability, and ensuring comfort for the user. It becomes possible to do.
  • the design of the refrigerant circuit is simplified.
  • load torque required for the electric element can be reduced, and performance can be improved.
  • coolant outside conventionally it becomes possible to avoid an environmental pollution problem.
  • the compression element includes a cylinder, a roller that rotates eccentrically in the cylinder by an eccentric portion provided on the rotating shaft of the electric element, and a low pressure chamber side in contact with the roller.
  • the high pressure control circuit allows the inside of the hermetic container to communicate with the low pressure chamber side of the cylinder, the refrigerant on the high pressure side under high load conditions Can be directly returned to the low-pressure chamber side of the cylinder and compressed together with the low-pressure refrigerant sucked into the low-pressure chamber side.
  • the compression element includes a refrigerant suction pipe attached to the closed container as in the invention of claim 5 and an accumulator provided in the refrigerant suction pipe and the compression element sucks and compresses the refrigerant from the refrigerant suction pipe
  • the high pressure control is performed. If the high-pressure side and the accumulator are communicated with each other by the circuit bypass passage, a high-pressure control circuit can be constructed outside the sealed container, and productivity is also improved by returning to the accumulator instead of piping. It will improve.
  • the compression element discharges the compressed refrigerant into the sealed container and discharges it from the refrigerant discharge pipe provided in the sealed container. If the communication is made, the productivity is further improved.
  • the bracket is attached to the outer surface of the sealed container as in the invention of claim 7 and the high pressure control circuit is held in the sealed container by this bracket, the entire compressor including the high pressure control circuit can be made compact. It will be.
  • FIG. 3 is an enlarged view of a main part of FIG. 2. It is a top view of the cylinder part of the rotary compressor of FIG. It is a figure explaining operation
  • FIG. 1 is a side view of a rotary compressor 1 as an embodiment of a compressor to which the present invention is applied
  • FIG. 2 is a longitudinal side view thereof
  • FIG. 3 is an enlarged view of a main part of FIG. 2, and FIG. FIG.
  • a rotary compressor 1 in each of the drawings, includes a cylindrical sealed container 3, an electric element (drive element) 4 including a motor housed and disposed above the inner space of the sealed container 3, and the electric element 4. It is housed and arranged in the internal space of the lower closed container 3 and is composed of a rotary compression element 7 as a compression element that is rotationally driven by the rotary shaft 6 of the electric element 4.
  • the end cap 3A at the upper end of the sealed container 3 has a terminal 8 for supplying electric power to the electric element 4, and high-pressure refrigerant gas discharged into the sealed container 3 as described later to a condenser or gas cooler of an external refrigerant circuit.
  • a refrigerant discharge pipe 9 for discharging is attached.
  • the electric element 4 includes an annular stator 11 attached along the inner surface of the hermetic container 3 and a rotor 12 inserted and installed with a slight gap inside the stator 11.
  • the rotor 12 is centered. It is attached to the rotating shaft 6 extending in the vertical direction.
  • the rotary compression element 7 is housed in the cylinder 2, a roller 16 that is eccentrically rotated by an eccentric portion (crank) 14 provided in the rotary shaft 6, and a vane slot 17 ⁇ / b> A of the cylinder 2 so as to be able to appear and retract.
  • the internal space of the cylinder 2 compression chamber between the cylinder 2 and the roller 16
  • the vane 17 is divided into an upper support member 18 and a lower support member 19 that serve as bearing members for the rotary shaft 6 by closing the upper surface opening and the lower surface opening of the cylinder 2.
  • the cylinder 2 is formed with a suction port 21 communicating with the internal low pressure chamber 13A side.
  • the upper support member 18 and the lower support member 19 include upper and lower discharge ports 22 communicating with the high pressure chamber 13B side within the cylinder 2, 23, and mufflers 24 and 26 communicating with the respective discharge ports 22 and 23 are formed on the upper side of the upper support member 18 and the lower side of the lower support member 19.
  • the mufflers 24 and 46 communicate with the inside of the sealed container 3 through discharge holes (not shown).
  • a refrigerant suction pipe 27 is attached to the sealed container 3, and one end of the refrigerant suction pipe 27 is connected to the suction port 21 of the cylinder 2 through a sleeve 28.
  • the refrigerant suction pipe 27 is provided with an accumulator 29, and the other end of the refrigerant suction pipe 27 enters the accumulator 29 from below and opens at the top.
  • the accumulator 29 is held in the sealed container 3 by a bracket 31 attached to the outer surface of the sealed container 3.
  • the refrigerant discharge pipe 9 is connected to, for example, an inlet of a condenser (not shown) or a gas cooler constituting a refrigerant circuit of an air conditioner, and an inlet of an accumulator 29 is connected to an outlet of an evaporator (not shown) constituting a refrigerant circuit.
  • the refrigerant circuit is configured by annularly connecting the rotary compressor 1, a condenser (gas cooler), an unillustrated expansion valve (decompression device), and an evaporator.
  • R410A is enclosed as a refrigerant.
  • the high-pressure control circuit 31 is attached to the rotary compressor 1 of the present invention.
  • the high-pressure control circuit 31 of the embodiment includes a bypass passage 32 constituted by piping and a high-pressure control valve 33 interposed in the middle of the bypass passage 32.
  • One end of the bypass passage 32 is inserted into an attachment hole 34 formed in the sealed container 3 and fixed to the sealed container 3, and communicates with the sealed container 3 below the stator 11.
  • the other end of the bypass passage 32 is also inserted into a mounting hole 36 formed in the sealed container 3.
  • a sleeve 37 is connected to the other end of the bypass passage 32, and a connecting pipe 38 having a pore 38 ⁇ / b> A is attached to the sleeve 37.
  • the lower support member 19 is provided with a return hole 41 having one end opened at a position corresponding to the mounting hole 34, and the other end of the return hole 41 is formed corresponding to the inner space of the cylinder 2.
  • the cylinder 41 communicates with the opening 41A.
  • the connecting pipe 38 is inserted and connected to one end opening of the return hole 41 of the lower support member 19. Thereby, the sleeve 37, the connecting pipe 38, and the return hole 41 constitute a part of the bypass passage 32.
  • the opening 41A of the return hole 41 is formed corresponding to the lower side of the low pressure chamber 13A in the cylinder 2.
  • the bypass passage 32 communicates the inside of the sealed container 3 (high pressure side) with the low pressure chamber side 13A (low pressure side) of the cylinder 2.
  • the high-pressure control valve 33 is always closed by the acting force of a spring (not shown), and the high-pressure side pressure at which the rotary compressor 1 is in a high load condition (for example, a high pressure switch of a refrigerant circuit (not shown in the high load condition) is turned on.
  • This is a valve that opens the flow path of the bypass passage 32 at a predetermined set value (for example, 4 MPa) lower than 5 MPa that operates.
  • the high-pressure control valve 33 and the bypass passage 32 constituting the high-pressure control circuit 31 are attached to the sealed container 3 by a bracket 43 attached to the outer surface of the sealed container 3.
  • the roller 16 is moved by the eccentric portion 14 of the rotating shaft 6 as shown in FIG. It rotates counterclockwise in FIG.
  • the upper left is a state where the roller 16 has pushed the vane 17 most into the vane slot 17A at a crank angle of 0 °
  • the upper right is a state rotated by 90 °
  • the lower left is a state rotated by 180 °
  • the lower right is rotated by 270 °.
  • Each state is shown.
  • the suction port 21 Since the volume of the low-pressure chamber side 13A communicating with the suction port 21 increases in the process of rotating from a crank angle of 0 ° to 90 °, 180 °, and 270 °, the suction port 21 is connected via the accumulator 29 and the refrigerant suction pipe 27. The refrigerant on the low pressure side is sucked into the low pressure chamber side 13 ⁇ / b> A in the cylinder 2. On the other hand, since the volume of the high-pressure chamber side 13B communicating with the discharge ports 22 and 23 is reduced, the internal refrigerant is compressed, and a discharge valve (not shown) that closes the discharge ports 22 and 23 at a predetermined pressure.
  • the refrigerant discharged to the refrigerant discharge pipe 9 radiates heat by the condenser (gas cooler), is decompressed by the expansion valve, evaporates by the evaporator, and reaches the accumulator 29. Then, the cycle of suction from the accumulator 29 through the refrigerant suction pipe 27 into the cylinder 2 is repeated.
  • the high pressure side of the refrigerant circuit from the high pressure chamber side 13B of the cylinder 2 through the inside of the sealed container 3 to the expansion valve becomes about 3 MPa in a normal operation state, and from the expansion valve through the evaporator and accumulator 29,
  • the low pressure side of the refrigerant circuit reaching the low pressure chamber 13A is about 0.5 to 1 MPa.
  • the opening 41A constituting the bypass passage 32 of the high pressure control circuit 31 is formed at a position communicating with the low pressure chamber side 13A in the cylinder 2 at a crank angle of 270 ° (FIGS. 4 and 5). Accordingly, the opening 41 ⁇ / b> A is closed by the lower surface of the roller 16 at a rotation angle of the roller 16 other than the crank angle near 270 °.
  • the pressure on the high pressure side of the refrigerant circuit is extremely high, and the rotary compressor 1 is in a very high load state. It falls into the state where it is driven by. In such a case, the rotary compressor 1 is stopped and protected by the operation of a relay (temperature, current) provided on the high pressure side of the refrigerant circuit. Further, when the high pressure switch attached to the high pressure side of the refrigerant circuit detects the 5 MPa on the high pressure side, the rotary compressor 1 is cut off and stopped. Before the pressure rises, the high pressure control valve 33 opens the bypass passage 32 when the pressure in the sealed container 3 (high pressure side) rises to 4 MPa.
  • the refrigerant gas in the hermetic container 3 is throttled by the pores 38A through the bypass passage 32, and then the low pressure chamber side 13A of the cylinder 2 from the opening 41A (in the state where the crank angle is 270 °). In).
  • the pressure on the high pressure side of the refrigerant circuit including the inside of the hermetic container 3 escapes to the low pressure side, so that the pressure on the high pressure side is reduced and returned to the normal operation state, and the above-described stop by the high pressure switch is also avoided. Is done.
  • the amount of refrigerant returned at this time is set to 50% or less of the circulation amount. If this return amount is too large, the pressure on the low pressure side will rise and the capacity of the rotary compressor 1 itself will fall too much. If the amount is too small, the effect of lowering the high pressure is reduced, so an appropriate amount is set according to the output of the rotary compressor 1 and the like.
  • the setting of the return amount is determined by the amount of restriction by the hole diameter of the fine hole 38A and the inner passage diameter (passage area) when the high pressure control valve 33 is opened. That is, the passage in the passage of the high-pressure control valve 33 is small even when the flow path is opened, and the refrigerant is throttled at that portion. Therefore, depending on the design of the high-pressure control valve 33, it may not be the pore 38A.
  • the high-pressure control circuit 31 including the bypass passage 32 that communicates the high-pressure side and the low-pressure side with the rotary compressor 1 and the high-pressure control valve 33 provided in the bypass passage 32 is provided. Since the high pressure side valve is opened when the pressure on the high pressure side rises to the set value, the set value at which the high pressure control valve 33 opens is lower than the abnormal high pressure (5 MPa in the embodiment) under the high load condition (4 MPa in the embodiment). ), The pressure on the high pressure side can be released to the low pressure side before falling into a high load condition.
  • the rotary compressor 1 can be avoided from being stopped by the high-pressure switch and the operation under high load conditions can be avoided, so that the stable operation of the rotary compressor 1 can be ensured and the reliability of the rotary compressor 1 can be improved. It is possible to improve the air-conditioner driving comfort for the user. In addition, since it becomes possible to delete the high pressure switch attached to the refrigerant circuit side for the purpose of protecting the rotary compressor 1, the design of the refrigerant circuit is simplified.
  • the high-pressure side refrigerant is squeezed back to the low-pressure side while the high-pressure control valve 33 of the high-pressure control circuit 31 is open, the pressure increase on the low-pressure side can be suppressed. Further, since the high pressure control circuit 31 allows the inside of the sealed container 3 to communicate with the low pressure chamber side 13A of the cylinder 2, the high pressure side refrigerant is directly returned to the low pressure chamber side 13A of the cylinder 2 under high load conditions. It becomes possible to compress the refrigerant together with the low-pressure refrigerant sucked into the low-pressure chamber side 13A.
  • bracket 43 is attached to the outer surface of the hermetic container 3 and the high-pressure control circuit 31 is held in the hermetic container 3 by the bracket 43, the entire rotary compressor 1 including the high-pressure control circuit 31 is made compact. Is possible.
  • the bypass passage 32 of the high-pressure control circuit 31 is finally connected to the cylinder 2.
  • the present invention is not limited to this, and as shown by the broken line in FIG. You may make it connect the channel
  • the high-pressure control circuit 31 can be configured outside the hermetic container 3, and the connection is simplified and the productivity is improved by returning to the accumulator 29 instead of the piping.
  • the high-pressure control circuit 31 only needs to connect the closed container 3 and the accumulator 29, so that the productivity is further improved.
  • the rotary compressor has been described as an example.
  • the present invention is not limited to this, and the present invention may be applied to a scroll compressor or the like.
  • the high-pressure refrigerant in the hermetic container 3 is returned to the low-pressure chamber side 13A of the cylinder 2 and the accumulator 29.
  • the present invention is not limited to this. The present invention is effective if the low voltage side can be communicated with the high voltage control circuit 31.

Abstract

【課題】高負荷条件での運転を回避して、信頼性と安定性を向上させたコンプレッサを提供する。 【解決手段】ロータリコンプレッサ１は、密閉容器３内に電動要素４と回転圧縮要素７を備えて成るものであって、高圧側と低圧側とを連通するバイパス通路３２と、このバイパス通路３２に設けられた高圧制御バルブ３３とから成る高圧制御回路３１を備え、高圧制御バルブ３３は、高圧側の圧力が設定値に上昇した場合に開く。高圧制御回路３１は高圧制御バルブ３３が開いた状態で、高圧側の冷媒循環量を調整して低圧側に戻す。

Description

コンプレッサ
　本発明は、密閉容器内に電動要素と圧縮要素を備えたコンプレッサに関する。
　従来よりこの種コンプレッサ、特にロータリコンプレッサは、密閉容器内に電動要素と回転圧縮要素を収納し、電動要素の回転軸にて回転圧縮要素を回転駆動すると共に、密閉容器に取り付けられた冷媒吸込管から回転圧縮要素に冷媒を吸い込み、シリンダ内で偏心回転するローラとベーンの作用によって冷媒を圧縮した後、密閉容器内に吐出し、密閉容器に取り付けられた冷媒吐出管より外部の冷媒回路に吐出する構成とされていた（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４－２４５１５２号公報
　このようなコンプレッサが、特に高温環境の地域（中近東の国々等）に設置された例えばエアコンに使用された場合、冷媒回路を構成する凝縮器の温度が例えば＋６５℃以上等に上昇して高負荷条件に陥りやすい。その場合、冷媒回路の高圧側の圧力も異常に上昇するので、コンプレッサは冷媒回路の高圧側に設けられた高圧スイッチとリレーの作動によって停止され、保護されるが、少なくとも数分間は起動できなくなるので、使用者の快適性が損なわれることになる。
　このような状況を回避するためには、高負荷条件となって高圧側の圧力が所定値に上昇した時点で、前記特許文献１のように密閉容器内の高圧冷媒ガスを外部に逃がす方法も考えられるが、冷媒を外部に放出してしまうことになるので、今度は環境汚染問題が発生する。
　本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、高負荷条件での運転を回避して、信頼性と安定性を向上させたコンプレッサを提供することを目的とするものである。
　本発明のコンプレッサは、密閉容器内に電動要素と圧縮要素を備えて成るものであって、高圧側と低圧側とを連通するバイパス通路と、このバイパス通路に設けられた高圧制御バルブとから成る高圧制御回路を備え、高圧制御バルブは、高圧側の圧力が設定値に上昇した場合に開くことを特徴とする。
　請求項２の発明のコンプレッサは、上記において高圧制御回路は、高圧制御バルブが開いた状態で、高圧側の冷媒循環量を調整して低圧側に戻すことを特徴とする。
　請求項３の発明のコンプレッサは、上記各発明において圧縮要素は、シリンダと、電動要素の回転軸に設けられた偏心部によりシリンダ内で偏心回転するローラと、このローラに当接してシリンダ内を低圧室側と高圧室側に区画するベーンと、シリンダの開口面を閉塞して回転軸の軸受けを兼用する支持部材とを備え、シリンダ内の高圧室側で圧縮された冷媒を密閉容器内に吐出し、この密閉容器に取り付けられた冷媒吐出管より吐出すると共に、高圧制御回路は、密閉容器内とシリンダの低圧室側とを連通することを特徴とする。
　請求項４の発明のコンプレッサは、上記において高圧制御回路のバイパス通路の一部を、支持部材に設けたことを特徴とする。
　請求項５の発明のコンプレッサは、請求項１又は請求項２において密閉容器に取り付けられた冷媒吸込管と、この冷媒吸込管に設けられたアキュムレータとを備え、圧縮要素は冷媒吸込管より冷媒を吸い込んで圧縮すると共に、高圧制御回路のバイパス通路は、高圧側とアキュムレータとを連通することを特徴とする。
　請求項６の発明のコンプレッサは、請求項１又は請求項２において密閉容器に取り付けられた冷媒吸込管と、この冷媒吸込管に設けられたアキュムレータとを備え、圧縮要素は、圧縮した冷媒を密閉容器内に吐出し、この密閉容器に設けられた冷媒吐出管より吐出すると共に、高圧制御回路は、密閉容器内とアキュムレータとを連通することを特徴とする。
　請求項７の発明のコンプレッサは、上記各発明において密閉容器外面に取り付けられたブラケットにより、高圧制御回路を密閉容器に保持したことを特徴とする。
　本発明によれば、密閉容器内に電動要素と圧縮要素を備えて成るコンプレッサにおいて、高圧側と低圧側とを連通するバイパス通路と、このバイパス通路に設けられた高圧制御バルブとから成る高圧制御回路を備え、高圧制御バルブは、高圧側の圧力が設定値に上昇した場合に開くので、この高圧制御バルブが開放する設定値を、高負荷条件での異常高圧より低い値に設定することで、高負荷条件に陥る以前に、高圧側の圧力を低圧側に逃がすことができるようになる。
　即ち、コンプレッサを停止すること無く、高負荷条件での運転を回避することができるようになるので、コンプレッサの連続した運転を確保し、コンプレッサの信頼性を向上させ、使用者における快適性を確保することが可能となる。また、コンプレッサ保護のために冷媒回路側に取り付ける高圧スイッチを削除することも可能となるので、冷媒回路の設計が簡素化される。更に、高負荷条件での運転が回避されることから、電動要素に必要となる負荷トルクも低減することができるようになり、性能の向上を図ることが可能となる。そして、従来の如く外部に冷媒を逃がすものでは無いので、環境汚染問題も回避することが可能となるものである。
　この場合、請求項２の発明の如く高圧制御回路の高圧制御バルブが開いた状態で、高圧側の冷媒循環量を調整して低圧側に戻すようにすれば、高圧側の圧力上昇を抑制することができるようになるものである。
　また、請求項３の発明の如く圧縮要素が、シリンダと、電動要素の回転軸に設けられた偏心部によりシリンダ内で偏心回転するローラと、このローラに当接してシリンダ内を低圧室側と高圧室側に区画するベーンと、シリンダの開口面を閉塞して回転軸の軸受けを兼用する支持部材とを備え、シリンダ内の高圧室側で圧縮された冷媒を密閉容器内に吐出し、この密閉容器に取り付けられた冷媒吐出管より吐出するロータリタイプのコンプレッサの場合、高圧制御回路により密閉容器内とシリンダの低圧室側とを連通するようにすれば、高負荷条件下で高圧側の冷媒を、シリンダの低圧室側に直接戻し、低圧室側に吸い込んだ低圧の冷媒と共に圧縮することができるようになる。
　そして、この場合請求項４の発明の如く高圧制御回路のバイパス通路の一部を、支持部材に設けるようにすれば、精密性が要求されるシリンダにバイパス通路の一部を構成する必要が無くなり、加工性が向上するものである。
　一方、請求項５の発明の如く密閉容器に取り付けられた冷媒吸込管と、この冷媒吸込管に設けられたアキュムレータとを備え、圧縮要素が冷媒吸込管より冷媒を吸い込んで圧縮する場合、高圧制御回路のバイパス通路により、高圧側とアキュムレータとを連通するようにすれば、密閉容器外にて高圧制御回路を構成することができるようになると共に、配管では無くアキュムレータに戻すことにより、生産性も向上するものである。
　このとき、請求項６の発明の如く圧縮要素が、圧縮した冷媒を密閉容器内に吐出し、この密閉容器に設けられた冷媒吐出管より吐出するものでは、高圧制御回路により密閉容器内とアキュムレータとを連通するようにすれば、更に生産性が改善されるものである。
　更に、請求項７の発明の如く密閉容器外面にブラケットを取り付けて、このブラケットにより高圧制御回路を密閉容器に保持するようにすれば、高圧制御回路を含むコンプレッサ全体をコンパクト化することが可能となるものである。
本発明を適用したコンプレッサの実施例としてのロータリコンプレッサの側面図である。 図１のロータリコンプレッサの縦断側面図である。 図２の要部拡大図である。 図１のロータリコンプレッサのシリンダ部分の平面図である。 図１のロータリコンプレッサの圧縮要素の実施例としての回転圧縮要素の動作を説明する図である。
　以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明を適用したコンプレッサの実施例としてのロータリコンプレッサ１の側面図、図２はその縦断側面図、図３は図２の要部拡大図、図４はロータリコンプレッサ１のシリンダ２部分の平面図である。
　各図において、実施例のロータリコンプレッサ１は、円筒状の密閉容器３と、この密閉容器３の内部空間の上側に収納配置されたモータから成る電動要素（駆動要素）４と、この電動要素４の下側の密閉容器３の内部空間に収納配置され、電動要素４の回転軸６により回転駆動される圧縮要素としての回転圧縮要素７にて構成されている。
　密閉容器３上端のエンドキャップ３Ａには電動要素４に電力を供給するためのターミナル８と、密閉容器３内に後述する如く吐出された高圧の冷媒ガスを外部の冷媒回路の凝縮器やガスクーラに吐出するための冷媒吐出管９が取り付けられている。
　電動要素４は、密閉容器３の内面に沿って取り付けられた環状のステータ１１と、このステータ１１の内側に若干の隙間を設けて挿入設置されたロータ１２とから成り、このロータ１２は中心を通り鉛直方向に延びる前記回転軸６に取り付けられている。
　回転圧縮要素７は、シリンダ２と、このシリンダ２内を、回転軸６に設けられた偏心部（クランク）１４により偏心回転されるローラ１６と、シリンダ２のベーンスロット１７Ａに出没自在に収納され、ローラ１６に当接してシリンダ２の内部空間（シリンダ２とローラ１６の間の圧縮室）を低圧室側（吸込工程にある圧縮室）１３Ａと高圧室側（圧縮工程にある圧縮室）１３Ｂに区画するベーン１７と、シリンダ２の上面開口及び下面開口を閉塞して回転軸６の軸受けを兼用する支持部材としての上部支持部材１８及び下部支持部材１９にて構成されている。
　シリンダ２には、内部の低圧室１３Ａ側に連通する吸込ポート２１が形成され、上部支持部材１８及び下部支持部材１９には、シリンダ２内の高圧室１３Ｂ側に連通する上下の吐出ポート２２、２３が形成されており、上部支持部材１８の上側及び下部支持部材１９の下側には各吐出ポート２２、２３に連通したマフラー２４、２６が形成されている。そして、各マフラー２４、４６が図示しない吐出孔にて密閉容器３内に連通している。
　密閉容器３には更に冷媒吸込管２７が取り付けられており、この冷媒吸込管２７の一端はスリーブ２８を介してシリンダ２の吸込ポート２１に接続されている。また、冷媒吸込管２７にはアキュムレータ２９が設けられており、冷媒吸込管２７の他端はこのアキュムレータ２９内に下から進入して上部にて開口している。そして、このアキュムレータ２９は密閉容器３の外面に取り付けられたブラケット３１により密閉容器３に保持されている。
　前記冷媒吐出管９は、例えばエアコンの冷媒回路を構成する図示しない凝縮器やガスクーラの入口に接続され、アキュムレータ２９の入口は冷媒回路を構成する図示しない蒸発器の出口に接続されている。冷媒回路はこれらロータリコンプレッサ１、凝縮器（ガスクーラ）、図示しない膨張弁（減圧装置）及び蒸発器を環状に接続して構成されており、内部には例えばＲ４１０Ａが冷媒として封入される。
　そして、本発明のロータリコンプレッサ１には、高圧制御回路３１が取り付けられている。実施例の高圧制御回路３１は、配管にて構成されたバイパス通路３２と、このバイパス通路３２の途中に介設された高圧制御バルブ３３を備えている。バイパス通路３２の一端は密閉容器３に形成された取付孔３４内に挿入されて密閉容器３に固定され、ステータ１１の下側の密閉容器３内に連通している。バイパス通路３２の他端も密閉容器３に形成された取付孔３６内に挿入されている。このバイパス通路３２の他端にはスリーブ３７が接続され、このスリーブ３７には細孔３８Ａを有する接続管３８が取り付けられている。
　一方、下部支持部材１９には取付孔３４に対応する位置に一端が開口する戻り孔４１が穿設されており、この戻り孔４１の他端はシリンダ２の内側空間に対応して形成された開口４１Ａにてシリンダ２内に連通している。そして、前記接続管３８がこの下部支持部材１９の戻り孔４１の一端開口に挿入されて接続されている。これにより、スリーブ３７、接続管３８及び戻り孔４１がバイパス通路３２の一部を構成している。
　この戻り孔４１の開口４１Ａは、シリンダ２内の低圧室１３Ａ側の下側に対応して形成されている。これにより、バイパス通路３２は密閉容器３内（高圧側）とシリンダ２の低圧室側１３Ａ（低圧側）とを連通する。
　また、高圧制御バルブ３３は図示しないバネの作用力により常には閉じており、ロータリコンプレッサ１が高負荷条件となる高圧側の圧力（例えば、高負荷条件となって図示しない冷媒回路の高圧スイッチが作動する５ＭＰａ）よりも低い所定の設定値（例えば、４ＭＰａ）にて、バイパス通路３２の流路を開放する弁である。そして、高圧制御回路３１を構成するこれら高圧制御バルブ３３及びバイパス通路３２は、密閉容器３の外面に取り付けられたブラケット４３により密閉容器３に取り付けられている。
　以上の構成で、ロータリコンプレッサ１のターミナル８から電動要素４に通電され、ステータ１１内でロータ１２が回転して回転軸６が回転すると、回転軸６の偏心部１４によりローラ１６が図４及び図５中反時計回りに回転する。図５において左上はローラ１６がベーン１７をベーンスロット１７Ａ内に最も押し込んだクランク角度０°の状態、右上はそこから９０°回転した状態、左下は１８０°回転した状態、右下は２７０°回転した状態をそれぞれ示している。
　クランク角度０°から９０°、１８０°、２７０°と回転する過程で吸込ポート２１に連通した低圧室側１３Ａの容積が拡大していくので、アキュムレータ２９と冷媒吸込管２７を介し、吸込ポート２１から低圧側の冷媒がシリンダ２内の低圧室側１３Ａに吸い込まれる。一方、吐出ポート２２、２３に連通した高圧室側１３Ｂの容積は縮小していくので、内部の冷媒は圧縮され、所定の圧力にて吐出ポート２２、２３を閉じている吐出弁（図示せず）が開き、圧縮されて高圧となった冷媒がマフラー２４、２６に吐出される。マフラー２４、２６に吐出された高圧冷媒ガスは吐出孔から密閉容器３内に吐出され、電動要素４のステータ１１とロータ１２間やステータ１１と密閉容器３との間の隙間を経て電動要素４の上側に至り、冷媒吐出管９から外部に吐出される。
　冷媒吐出管９に吐出された冷媒は前記凝縮器（ガスクーラ）で放熱し、前記膨張弁で減圧された後、蒸発器で蒸発してアキュムレータ２９に至る。そして、アキュムレータ２９から再び冷媒吸込管２７を経てシリンダ２内に吸い込まれるサイクルを繰り返す。この運転によってシリンダ２の高圧室側１３Ｂから密閉容器３内を経て膨張弁に至る冷媒回路の高圧側は、通常の運転状態で３ＭＰａ程となり、膨張弁から蒸発器、アキュムレータ２９を経てシリンダ２の低圧室１３Ａに至る冷媒回路の低圧側は０．５～１ＭＰａ程になる。
　尚、高圧制御回路３１のバイパス通路３２を構成する開口４１Ａは、実施例ではクランク角度２７０°でシリンダ２内の低圧室側１３Ａに連通する位置に形成されている（図４、図５）。従って、クランク角度２７０°付近以外のローラ１６の回転角度では、ローラ１６の下面によって開口４１Ａは閉じられている。
　ここで、使用環境の温度が高く、凝縮器における凝縮温度が例えば＋６５℃以上となるような高負荷条件下では、冷媒回路の高圧側の圧力が極めて高くなり、ロータリコンプレッサ１が極めて高負荷状態で運転される状態に陥る。このような場合、ロータリコンプレッサ１は冷媒回路の高圧側に設けられたリレー（温度、電流）の動作によって停止され、保護される。また、前述した冷媒回路の高圧側に取り付けられた高圧スイッチが高圧側の前記５ＭＰａを検出した時点でロータリコンプレッサ１は通電が絶たれ、停止される構成とされているが、本発明では係る圧力に上昇する以前に、密閉容器３内（高圧側）の圧力が前記４ＭＰａに上昇した時点で、高圧制御バルブ３３がバイパス通路３２の流路を開放する。
　バイパス通路３２が開放されると、密閉容器３内の冷媒ガスがバイパス通路３２を経て細孔３８Ａにて絞られた後、開口４１Ａよりシリンダ２の低圧室側１３Ａ（前記クランク角度２７０°の状態で）に戻される。これにより、密閉容器３内を含む冷媒回路の高圧側の圧力が低圧側に逃げるので、高圧側の圧力は低下し、通常の運転状態まで戻されると共に、前述した高圧スイッチによる停止も未然に回避される。
　このときに戻される冷媒量は、循環量の５０％以下に設定されている。この戻り量は多すぎれば低圧側の圧力が上昇し、ロータリコンプレッサ１の能力自体が低下し過ぎる。また、少なすぎれば高圧低下の効果が小さくなってしまうので、ロータリコンプレッサ１の出力等に合わせて適切な量を設定する。この戻り量の設定は、細孔３８Ａの孔径による絞り量と、高圧制御バルブ３３が開いたときの内部の通路内経（通路面積）によって決定される。即ち、高圧制御バルブ３３は流路を開放した状態でもその通路内経は小さく、その部分で冷媒は絞られることになる。従って、高圧制御バルブ３３の設計によっては細孔３８Ａで無くても良い。
　以上のように、ロータリコンプレッサ１に高圧側と低圧側とを連通するバイパス通路３２と、バイパス通路３２に設けられた高圧制御バルブ３３とから成る高圧制御回路３１を設け、高圧制御バルブ３３が、高圧側の圧力が設定値に上昇した場合に開くようにしたので、高圧制御バルブ３３が開放する設定値を、高負荷条件での異常高圧（実施例の５ＭＰａ）より低い値（実施例の４ＭＰａ）に設定することで、高負荷条件に陥る以前に、高圧側の圧力を低圧側に逃がすことができるようになる。
　即ち、高圧スイッチによりロータリコンプレッサ１が停止されること無く、高負荷条件での運転を回避することができるようになるので、ロータリコンプレッサ１の安定した運転を確保し、ロータリコンプレッサ１の信頼性を向上させ、使用者におけるエアコン運転の快適性を確保することが可能となる。尚、ロータリコンプレッサ１保護用に冷媒回路側に取り付けられる高圧スイッチを削除することも可能となるので、冷媒回路の設計が簡素化される。
　更に、高負荷条件での運転が回避されることから、電動要素４に必要となる負荷トルクも低減することができるようになり、運転効率と性能の向上を図ることが可能となる。そして、従来の如く外部に冷媒を逃がすものでは無いので、環境汚染問題も回避することが可能となる。
　この場合、高圧制御回路３１の高圧制御バルブ３３が開いた状態で、高圧側の冷媒を絞って低圧側に戻すようにしているので、低圧側の圧力上昇も抑制することができるようになる。また、高圧制御回路３１により密閉容器３内とシリンダ２の低圧室側１３Ａとを連通するようにしているので、高負荷条件下で高圧側の冷媒を、シリンダ２の低圧室側１３Ａに直接戻し、低圧室側１３Ａに吸い込んだ低圧の冷媒と共に圧縮することができるようになる。
　特に、高圧制御回路３１のバイパス通路３２の一部を構成する接続管３８やスリーブ３７を下部支持部材１９に設けているので、精密性が要求されるシリンダ２にバイパス通路の一部を構成する必要が無くなり、加工性が向上する。
　更に、密閉容器３の外面にブラケット４３を取り付けて、このブラケット４３により高圧制御回路３１を密閉容器３に保持するようにしているので、高圧制御回路３１を含むロータリコンプレッサ１全体をコンパクト化することが可能となる。
　ここで、上記実施例１では高圧制御回路３１のバイパス通路３２を最終的にシリンダ２に接続するようにしたが、それに限らず、図１に破線で示す如く、高圧制御バルブ３３から出たバイパス通路３２（その部分を３２Ａで示す）をアキュムレータ２９（冷媒回路の低圧側）に接続するようにしても良い。
　係る構成によれば、密閉容器３外にて高圧制御回路３１を構成することができるようになると共に、配管では無くアキュムレータ２９に戻すことにより、接続も簡単となり、生産性も向上する。特に、高圧制御回路３１により密閉容器３内とアキュムレータ２９とを連通すれば済むので、生産性は更に良好なものとなる。
　尚、上記各実施例ではロータリコンプレッサを例にとって説明したが、それに限らず、スクロールコンプレッサ等に本発明を適用しても良い。また、上記各実施例ではシリンダ２の低圧室側１３Ａやアキュムレータ２９に密閉容器３内の高圧冷媒を戻したが、請求項１、請求項２ではそれに限らず、少なくともロータリコンプレッサ１の高圧側と低圧側とを高圧制御回路３１で連通できるようにすれば本発明は有効である。
　１　ロータリコンプレッサ
　２　シリンダ
　３　密閉容器
　４　電動要素
　６　回転軸
　７　回転圧縮要素
　９　冷媒吐出管
　１３Ａ　低圧室側
　１３Ｂ　高圧室側
　１４　偏心部
　１６　ローラ
　１７　ベーン
　１８　上部支持部材
　１９　下部支持部材
　２１　吸込ポート
　２２、２３　吐出ポート
　２４、２６　マフラー
　２７　冷媒吸込管
　２９　アキュムレータ
　３１　高圧制御回路
　３２　バイパス通路
　３３　高圧制御バルブ
　３８　接続管
　３８Ａ　細孔
 

Claims (7)

  1. 　密閉容器内に電動要素と圧縮要素を備えて成るコンプレッサにおいて、
    　高圧側と低圧側とを連通するバイパス通路と、該バイパス通路に設けられた高圧制御バルブとから成る高圧制御回路を備え、前記高圧制御バルブは、前記高圧側の圧力が設定値に上昇した場合に開くことを特徴とするコンプレッサ。
  2. 　前記高圧制御回路は、前記高圧制御バルブが開いた状態で、前記高圧側の冷媒循環量を調整して前記低圧側に戻すことを特徴とする請求項１に記載のコンプレッサ。
  3. 　前記圧縮要素は、シリンダと、前記電動要素の回転軸に設けられた偏心部により前記シリンダ内で偏心回転するローラと、該ローラに当接して前記シリンダ内を低圧室側と高圧室側に区画するベーンと、前記シリンダの開口面を閉塞して前記回転軸の軸受けを兼用する支持部材とを備え、
    　前記シリンダ内の高圧室側で圧縮された冷媒を前記密閉容器内に吐出し、該密閉容器に取り付けられた冷媒吐出管より吐出すると共に、
    　前記高圧制御回路は、前記密閉容器内と前記シリンダの低圧室側とを連通することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のコンプレッサ。
  4. 　前記高圧制御回路のバイパス通路の一部を、前記支持部材に設けたことを特徴とする請求項３に記載のコンプレッサ。
  5. 　前記密閉容器に取り付けられた冷媒吸込管と、該冷媒吸込管に設けられたアキュムレータとを備え、
    　前記圧縮要素は前記冷媒吸込管より冷媒を吸い込んで圧縮すると共に、前記高圧制御回路のバイパス通路は、前記高圧側と前記アキュムレータとを連通することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のコンプレッサ。
  6. 　前記密閉容器に取り付けられた冷媒吸込管と、該冷媒吸込管に設けられたアキュムレータとを備え、
    　前記圧縮要素は、圧縮した冷媒を前記密閉容器内に吐出し、該密閉容器に設けられた冷媒吐出管より吐出すると共に、
    　前記高圧制御回路は、前記密閉容器内と前記アキュムレータとを連通することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のコンプレッサ。
  7. 　前記密閉容器外面に取り付けられたブラケットにより、前記高圧制御回路を前記密閉容器に保持したことを特徴とする請求項１乃至請求項６のうちの何れかに記載のコンプレッサ。
     
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