JP2000291597A - Capacity control device in multi-stage compressor for refrigerator - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は冷凍機用多段圧縮機
における容量制御装置に関し、特に電動機を中心にその
両側に羽根車を具備する高段側圧縮ユニットと低段側圧
縮ユニットを配置した構造の冷凍機用多段圧縮機におけ
る容量制御装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a displacement control device for a multi-stage compressor for a refrigerator, and more particularly to a structure in which a high-stage compression unit and a low-stage compression unit having an impeller on both sides of an electric motor are arranged. The present invention relates to a capacity control device in a multistage compressor for a refrigerator.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、冷凍機用多段圧縮機の吸込みサク
ションベーンは、構造が複雑になるため、１段目のみに
取り付けるのが普通であった。そのため高段側に絞り機
構の無い羽根車では運転範囲が狭くなり多段圧縮機とし
てはサージング現象（吸込みガス量が小さいときに振動
や騒音等が発生する現象）が早く起こり、運転が不可能
になるという問題があった。2. Description of the Related Art Conventionally, a suction suction vane of a multistage compressor for a refrigerator is usually mounted only on a first stage because of a complicated structure. As a result, the operating range of an impeller without a throttle mechanism on the high-stage side is narrowed, and a surging phenomenon (a phenomenon in which vibration or noise occurs when the intake gas amount is small) occurs quickly as a multi-stage compressor, making operation impossible. There was a problem of becoming.
【０００３】また、従来、多段圧縮機を用いる冷凍機の
使用条件においては、圧縮機の容量を特に小容量まで絞
る必要がなく、絞る必要がある場合、ある程度であれ
ば、ホットガスバイパス装置を取り付けて対応してい
た。しかしながら、ホットガスバイパス装置を取り付け
た場合は、圧縮機で吐き出されたガスを再度吸込みまで
持ってくるため効率の低下が著しいという問題があっ
た。[0003] Conventionally, under the operating conditions of a refrigerator using a multi-stage compressor, it is not necessary to reduce the capacity of the compressor to a particularly small capacity. It was attached and supported. However, when the hot gas bypass device is installed, there is a problem that the gas discharged from the compressor is brought back up to suction again, so that the efficiency is significantly reduced.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の点に鑑
みてなされたもので、効率の低下が著しいホットガスバ
イパス装置を取り付けることなく、小容量まで運転が可
能、即ち高い省エネルギー性を有しながら幅広い容量制
御が可能な冷凍機用多段圧縮機における容量制御装置を
提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and can be operated to a small capacity without installing a hot gas bypass device whose efficiency is remarkably reduced. It is an object of the present invention to provide a displacement control device in a multistage compressor for a refrigerator capable of performing a wide displacement control while controlling the displacement.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項１に記載の発明は、電動機を中心にその両側にそ
れぞれ１枚以上の羽根車を具備する低段側圧縮ユニット
と高段側圧縮ユニットを配置すると共に、該両圧縮ユニ
ットの羽根車の回転軸は該電動機の回転軸に直結した構
造の冷凍機用多段圧縮機における容量制御装置であっ
て、低段側圧縮ユニットの吸込み口及び高段側圧縮ユニ
ットの吸込み口にそれぞれサクションベーンを取り付
け、サクションベーンの開閉を制御する制御手段を設け
たことを特徴とする。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is directed to a low-stage compression unit and a high-stage compression unit having one or more impellers on both sides of an electric motor. A capacity control device for a multi-stage compressor for a refrigerator having a structure in which a compression unit is disposed and a rotating shaft of an impeller of each of the compression units is directly connected to a rotating shaft of the electric motor. A suction vane is attached to each suction port of the high-stage compression unit, and a control means for controlling the opening and closing of the suction vane is provided.
【０００６】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の冷凍機用多段圧縮機における容量制御装置にお
いて、制御手段はサクションベーンを開閉するコントロ
ールモータを具備することを特徴とする。[0006] The invention described in claim 2 is the invention according to claim 1.
In the capacity control device for a multistage compressor for a refrigerator described in (1), the control means includes a control motor for opening and closing the suction vane.
【０００７】また、請求項３に記載の発明は、請求項２
に記載の冷凍機用多段圧縮機における容量制御装置にお
いて、制御手段は制御盤を具備し、該制御盤により前記
コントロールモータを介してサクションベーンを開閉し
て冷凍機の容量を制御することを特徴とする。[0007] Further, the invention according to claim 3 is based on claim 2.
The capacity control device for a multi-stage compressor for a refrigerator according to the above, wherein the control means includes a control panel, and the control panel controls the capacity of the refrigerator by opening and closing a suction vane via the control motor. And
【０００８】また、請求項４に記載の発明は、請求項１
乃至３のいずれか１項に記載の冷凍機用多段圧縮機にお
ける容量制御装置において、高段側圧縮ユニットのサク
ションベーンは低段側圧縮ユニットのサクションベーン
と連動するように構成されていることを特徴とする。[0008] The invention described in claim 4 is the first invention.
4. The capacity control device for a multi-stage compressor for a refrigerator according to any one of claims 3 to 3, wherein the suction vane of the high-stage compression unit is configured to interlock with the suction vane of the low-stage compression unit. Features.
【０００９】上記のように低段側圧縮ユニットの吸込み
口及び高段側圧縮ユニットの吸込み口にそれぞれサクシ
ョンベーンを取り付け、サクションベーンを開閉して容
量を制御することにより、従来のように効率の低下が著
しいホットガスバイパス装置を取り付けることなく、高
い省エネルギー性を有しながら小容量までの幅広い容量
制御が可能となる。As described above, suction vanes are respectively attached to the suction port of the low-stage compression unit and the suction port of the high-stage compression unit, and the suction vane is opened and closed to control the capacity, thereby improving the efficiency as in the prior art. It is possible to control a wide capacity up to a small capacity while having high energy saving without attaching a hot gas bypass device that is significantly reduced.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態例を図
面に基づいて説明する。図１は冷凍機用多段圧縮機の構
造例を示す断面図である。図示するように、本冷凍機用
多段圧縮機は電動機１０を中心にその両側にそれぞれ低
段側圧縮ユニット２０と高段側圧縮ユニット３０を配置
している。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing a structural example of a multistage compressor for a refrigerator. As shown in the figure, the multistage compressor for a refrigerator has a low-stage compression unit 20 and a high-stage compression unit 30 disposed on both sides of a motor 10 as a center.
【００１１】電動機１０はケーシング１１に固定子１２
が嵌合し、固定子１２の中央部に回転子１３が配置され
た構成である。また、低段側圧縮ユニット２０はケーシ
ング２１内に２枚の羽根車２２、２３が配置されてい
る。また、高段側圧縮ユニット３０にはケーシング３１
内に１枚の羽根車３２が配置されている。羽根車２２、
２３の回転軸と羽根車３２の回転軸は電動機１０の回転
軸１４に直結した構造である。回転軸１４は低段側の転
がり軸受４１、高段側の転がり軸受４２で回転自在に支
持されている。低段側の転がり軸受４１にはラジアル荷
重とスラスト荷重を受けることができる転がり軸受を使
用し、高段側の転がり軸受４２にはラジアル荷重を主に
受ける転がり軸受を使用する。The motor 10 includes a casing 11 and a stator 12
Are fitted, and the rotor 13 is arranged at the center of the stator 12. In the low-stage compression unit 20, two impellers 22 and 23 are arranged in a casing 21. The high-stage compression unit 30 includes a casing 31.
Inside, one impeller 32 is arranged. Impeller 22,
The rotation shaft 23 and the rotation shaft of the impeller 32 are directly connected to the rotation shaft 14 of the electric motor 10. The rotating shaft 14 is rotatably supported by a low-stage rolling bearing 41 and a high-stage rolling bearing 42. A rolling bearing capable of receiving a radial load and a thrust load is used for the low-stage rolling bearing 41, and a rolling bearing mainly receiving the radial load is used for the high-stage rolling bearing 42.
【００１２】低段側圧縮ユニット２０のケーシング２１
の吸込み口２１ａにはサクションベーン２４が設けら
れ、高段側圧縮ユニット３０のケーシング３１の吸込み
口３１ａにはサクションベーン３３が設けられている。
サクションベーン２４はコントロールモータ２７で開閉
され、サクションベーン３３はコントロールモータ３６
で開閉されるようになっている。低段側圧縮ユニット２
０の排出口２１ｂと高段側圧縮ユニット３０の吸込み口
３１ａは連通ダクト４３で接続されている。サクション
ベーン２４、３３は制御盤４４からの制御信号によりコ
ントロールモータ２７、３６を介して連動して開閉操作
されるようになっている。The casing 21 of the low-stage compression unit 20
A suction vane 24 is provided in the suction port 21a of the first stage, and a suction vane 33 is provided in a suction port 31a of the casing 31 of the high-stage compression unit 30.
The suction vane 24 is opened and closed by a control motor 27, and the suction vane 33 is controlled by a control motor 36.
It is designed to be opened and closed. Low stage compression unit 2
The discharge port 21b of the No. 0 and the suction port 31a of the high-stage compression unit 30 are connected by a communication duct 43. The suction vanes 24 and 33 are opened and closed in conjunction with each other via control motors 27 and 36 in response to a control signal from a control panel 44.
【００１３】上記構造の冷凍機用多段圧縮機において、
電動機１０を駆動することにより、低段側圧縮ユニット
２０の羽根車２２、２３及び高段側圧縮ユニット３０の
羽根車３２が回転する。低段側圧縮ユニット２０の吸込
み口２１ａから吸込まれた気体は羽根車２２及び羽根車
２３で圧縮され、排出口２１ｂから連通ダクト４３を通
って高段側圧縮ユニット３０の吸込み口３１ａに送ら
れ、更に羽根車３２で圧縮され、高段側圧縮ユニット３
０の排出口３１ｂから冷凍機の凝縮器（図示せず）に送
られる。In the multistage compressor for a refrigerator having the above structure,
By driving the electric motor 10, the impellers 22 and 23 of the low-stage compression unit 20 and the impeller 32 of the high-stage compression unit 30 rotate. The gas sucked from the suction port 21a of the low-stage compression unit 20 is compressed by the impeller 22 and the impeller 23, and is sent from the discharge port 21b to the suction port 31a of the high-stage compression unit 30 through the communication duct 43. , And further compressed by the impeller 32,
The refrigerant is sent to the condenser (not shown) of the refrigerator from the discharge port 31b of the zero.
【００１４】上記のように低段側圧縮ユニット２０の吸
込み口２１ａ及び高段側圧縮ユニット３０の吸込み口３
１ａのそれぞれ吸込み風量にあったサクションベーン２
４及びサクションベーン３３を設け、制御盤４４の制御
信号により、コントロールモータ２７及びコントロール
モータ３６を介してサクションベーン２４及びサクショ
ンベーン３３を連動して開閉制御することにより、図２
に示すように冷凍機の冷凍能力を従来の運転範囲に比較
し広くすることが可能となる。即ち、従来の冷凍機では
冷凍能力の４０％〜１００％程度の範囲でしか運転でき
なかったの対して、本発明では１０％〜１００％程度の
範囲で運転できることになる。As described above, the suction port 21a of the low-stage compression unit 20 and the suction port 3 of the high-stage compression unit 30
Suction vane 2 corresponding to each intake air volume of 1a
2 and the suction vane 33 are provided, and the suction vane 24 and the suction vane 33 are interlocked with each other via the control motor 27 and the control motor 36 in accordance with the control signal of the control panel 44 to perform opening and closing control.
As shown in (1), the refrigerating capacity of the refrigerating machine can be increased as compared with the conventional operating range. That is, while the conventional refrigerator can operate only in the range of about 40% to 100% of the refrigerating capacity, the present invention can operate in the range of about 10% to 100%.
【００１５】図３は制御盤４４、低段側のコントロール
モータ２７及び高段側のコントロールモータ３６の構成
を示す図である。図示するように、制御盤４４は平衡調
整機構４４−２と温度コントローラ４４−１を具備す
る。また、コントロールモータ２７にはポテンショメー
タ２７ａが内蔵され、コントロールモータ２７によるサ
クションベーン２４の開度を検出できるようになってい
る。また、コントロールモータ３６にはポテンショメー
タ３６ａが内蔵され、コントロールモータ３６によるサ
クションベーン３３の開度を検出できるようになってい
る。FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the control panel 44, the control motor 27 on the lower stage and the control motor 36 on the higher stage. As shown, the control panel 44 includes a balance adjusting mechanism 44-2 and a temperature controller 44-1. The control motor 27 has a built-in potentiometer 27a so that the opening degree of the suction vane 24 by the control motor 27 can be detected. The control motor 36 has a built-in potentiometer 36a so that the opening degree of the suction vane 33 by the control motor 36 can be detected.
【００１６】温度コントローラは、温度検出端４５から
の検出温度により、低段側のコントロールモータ２７に
開閉信号Ｓを出力する。また、低段側のコントロールモ
ータ２７内のポテンショメータ２７ａは平衡調整機構４
４−２に開度信号を出力する。平衡調整機構４４−２は
低段側の開度信号と同じ開度となるように、高段側のコ
ントロールモータ３６へ開閉信号を出力する。高段側の
コントロールモータ３６内のポテンショメータ３６ａは
平衡調整機構４４−２に開度信号をフィードバックす
る。これにより、高段側のサクションベーン３３は低段
側のサクションベーン２４と連動する。The temperature controller outputs an open / close signal S to the control motor 27 on the lower stage based on the temperature detected from the temperature detection terminal 45. The potentiometer 27a in the control motor 27 on the lower stage side is
An opening signal is output to 4-2. The balance adjustment mechanism 44-2 outputs an opening / closing signal to the control motor 36 on the high-stage side so as to have the same opening as the opening signal on the low-stage side. The potentiometer 36a in the control motor 36 on the high-stage side feeds back the opening signal to the balance adjusting mechanism 44-2. Thus, the high-stage suction vanes 33 are interlocked with the low-stage suction vanes 24.
【００１７】上記構成の冷凍機用多段圧縮機において、
低段側圧縮ユニット２０の羽根車２２及び羽根車２３の
回転により回転軸１４に加わるスラスト力と高段側圧縮
ユニット３０の羽根車３２の回転により回転軸１４に加
わるスラスト力とは方向が反対であるから、互いに相殺
され、低段側の転がり軸受４１に加わる総合スラスト荷
重が軽減される。In the multistage compressor for a refrigerator having the above configuration,
The direction of the thrust force applied to the rotating shaft 14 by the rotation of the impeller 22 and the impeller 23 of the low-stage compression unit 20 and the direction of the thrust force applied to the rotating shaft 14 by the rotation of the impeller 32 of the high-stage compression unit 30 are opposite. Therefore, the total thrust load applied to the rolling bearing 41 on the low-stage side is offset by each other and is reduced.
【００１８】また、低段側圧縮ユニット２０の羽根車２
３の主板裏面にラビリンスによるシール部分２５を設け
ると共に、羽根車２３の裏面と転がり軸受４１の軸受室
の間にスラスト力を調整するためのスラスト力調整室２
６を設ける。また、高段側圧縮ユニット３０の羽根車３
２の主板裏面にラビリンスによるシール部分３４を設け
ると共に、羽根車３２の裏面と転がり軸受４１の軸受室
の間にスラスト力を調整するためのスラスト力調整室３
５を設ける。このシール部分２５、３４の位置とスラス
ト力調整室２６、３５の圧力を調整することにより、羽
根車２３、３２に加わるスラスト力を調整するようにな
っている。The impeller 2 of the low-stage compression unit 20
3. A thrust force adjusting chamber 2 for adjusting a thrust force between the back surface of the impeller 23 and the bearing chamber of the rolling bearing 41, while providing a seal portion 25 by a labyrinth on the back surface of the main plate of FIG.
6 is provided. Further, the impeller 3 of the high-stage compression unit 30
A thrust force adjusting chamber 3 for adjusting the thrust force between the back surface of the impeller 32 and the bearing chamber of the rolling bearing 41, while providing a seal portion 34 by labyrinth on the back surface of the main plate 2
5 is provided. By adjusting the positions of the seal portions 25 and 34 and the pressures in the thrust force adjustment chambers 26 and 35, the thrust force applied to the impellers 23 and 32 is adjusted.
【００１９】なお、上記例では低段側圧縮ユニット２０
の羽根車を２枚、高段側圧縮ユニット３０の羽根車を１
枚としているが、各圧縮ユニットの羽根車の枚数はこれ
に限定されるものではなく、スラスト力の大きいヒート
ポンプ等のモードや冷房条件のスラスト力等を考慮し
て、各圧縮ユニットのスラスト力を相殺し、転がり軸受
４１に作用する総合スラスト力が小さくなるように羽根
車の枚数を配分する。In the above example, the low-stage compression unit 20
Two impellers, and one impeller of the high-stage compression unit 30
Although the number of impellers in each compression unit is not limited to this, the thrust force of each compression unit is considered in consideration of the mode of a heat pump with a large thrust force and the thrust force under cooling conditions. The number of impellers is distributed so that the total thrust force acting on the rolling bearing 41 is reduced.
【００２０】なお、上記例では転がり軸受４１をラジア
ル荷重とスラスト荷重を受けることができる構造とし、
転がり軸受４２をラジアル荷重を主に受ける構造とした
が、これに限定されるものではなく、例えば両者ともラ
ジアル荷重とスラスト荷重を受けることができる構造と
しても良い。In the above example, the rolling bearing 41 has a structure capable of receiving a radial load and a thrust load.
Although the rolling bearing 42 has a structure mainly receiving a radial load, the present invention is not limited to this. For example, both may have a structure capable of receiving a radial load and a thrust load.
【００２１】[0021]
【発明の効果】以上説明したように各請求項に記載の発
明によれば、低段側圧縮ユニットの吸込み口及び高段側
圧縮ユニットの吸込み口にそれぞれサクションベーンを
取り付け、サクションベーンの開閉により冷凍機の容量
を制御するので、従来のように効率の低下が著しいホッ
トガスバイパス装置を取り付けることなく、高い省エネ
ルギー性を有しながら小容量までの幅広い容量制御が可
能で、冷凍機を幅広い冷凍能力範囲で運転することが可
能となる。As described above, according to the invention described in each claim, suction vanes are respectively attached to the suction port of the low-stage compression unit and the suction port of the high-stage compression unit, and the suction vane is opened and closed. Since the capacity of the refrigerator is controlled, it is possible to control a wide range of capacity down to a small capacity while maintaining high energy savings without installing a hot gas bypass device that has a remarkable decrease in efficiency as in the past. It is possible to operate within the capacity range.
【図１】本発明に係る冷凍機用多段圧縮機の構造例を示
す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a structural example of a multistage compressor for a refrigerator according to the present invention.
【図２】冷凍機の運転範囲の比較例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a comparative example of an operation range of a refrigerator.
【図３】本発明に係る冷凍機用多段圧縮機の制御盤及び
コントロールモータの構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a control panel and a control motor of the multistage compressor for a refrigerator according to the present invention.
１０ 電動機 １１ ケーシング １２ 固定子 １３ 回転子 １４ 回転軸 ２０ 低段側圧縮ユニット ２１ ケーシング ２２ 羽根車 ２３ 羽根車 ２４ サクションベーン ２５ シール部分 ２６ スラスト力調整室 ２７ コントロールモータ ３０ 高段側圧縮ユニット ３１ ケーシング ３２ 羽根車 ３３ サクションベーン ３４ シール部分 ３５ スラスト力調整室 ３６ コントロールモータ ４１ 転がり軸受 ４２ 転がり軸受 ４３ 連通ダクト ４４ 制御盤 ４５ 温度検出端 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Electric motor 11 Casing 12 Stator 13 Rotor 14 Rotation axis 20 Low stage compression unit 21 Casing 22 Impeller 23 Impeller 24 Suction vane 25 Seal part 26 Thrust force adjustment room 27 Control motor 30 High stage compression unit 31 Casing 32 Impeller 33 Suction vane 34 Seal part 35 Thrust force adjustment chamber 36 Control motor 41 Rolling bearing 42 Rolling bearing 43 Communication duct 44 Control panel 45 Temperature detecting end
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Claims (4)
以上の羽根車を具備する低段側圧縮ユニットと高段側圧
縮ユニットを配置すると共に、該両圧縮ユニットの羽根
車の回転軸は該電動機の回転軸に直結した構造の冷凍機
用多段圧縮機における容量制御装置であって 前記低段側圧縮ユニットの吸込み口及び高段側圧縮ユニ
ットの吸込み口にそれぞれサクションベーンを取り付
け、 前記サクションベーンの開閉を制御する制御手段を設け
たことを特徴とする冷凍機用多段圧縮機における容量制
御装置。1. A low-stage compression unit and a high-stage compression unit each having at least one impeller on both sides of an electric motor, and the rotating shafts of the impellers of both compression units are A capacity control device for a multistage compressor for a refrigerator having a structure directly connected to a rotating shaft of an electric motor, wherein a suction vane is attached to each of a suction port of the low-stage compression unit and a suction port of a high-stage compression unit. A capacity control device for a multi-stage compressor for a refrigerator, comprising a control means for controlling the opening and closing of the compressor.
おける容量制御装置において、 前記制御手段は前記サクションベーンを開閉するコント
ロールモータを具備することを特徴とする冷凍機用多段
圧縮機における容量制御装置。2. The multi-stage compressor for a refrigerator according to claim 1, wherein the control means includes a control motor for opening and closing the suction vane. Capacity control device.
おける容量制御装置において、 前記制御手段は制御盤を具備し、該制御盤により前記コ
ントロールモータを介して前記サクションベーンを開閉
して冷凍機の容量を制御することを特徴とする冷凍機用
多段圧縮機における容量制御装置。3. The capacity control device for a multi-stage compressor for a refrigerator according to claim 2, wherein the control means includes a control panel, and the control panel opens and closes the suction vane via the control motor. A capacity control device for a multistage compressor for a refrigerator, which controls the capacity of the refrigerator.
冷凍機用多段圧縮機における容量制御装置において、 前記高段側圧縮ユニットのサクションベーンは低段側圧
縮ユニットのサクションベーンと連動するように構成さ
れていることを特徴とする冷凍機用多段圧縮機における
容量制御装置。4. The capacity control device for a multi-stage compressor for a refrigerator according to claim 1, wherein the suction vane of the high-stage compression unit is interlocked with the suction vane of the low-stage compression unit. A capacity control device for a multi-stage compressor for a refrigerator, wherein
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| JP11094907A JP2000291597A (en) | 1999-04-01 | 1999-04-01 | Capacity control device in multi-stage compressor for refrigerator |
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Cited By (7)
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