JPH01273886A

JPH01273886A - 圧縮機の制御装置

Info

Publication number: JPH01273886A
Application number: JP63102613A
Authority: JP
Inventors: Sadatoshi Takemoto; 竹本　貞寿; Toshihiro Hoshida; 星田　敏博; Hiromasa Yoshida; 吉田　弘正
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1988-04-27
Filing date: 1988-04-27
Publication date: 1989-11-01

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、ヒートポンプ用の圧縮機等の圧縮容量可変
式の圧縮様に適用される制御装置に関し、特に、各圧縮
気筒の作動時間の平均化のための制御装置に関する。

（従来の技術）従来、ヒートポンプやクーラー等の空調機、成るいはニ
アコンプレッサ等の圧縮機には、複数の圧縮気筒（シリ
ンダピストン式またはロータリー式のものがある）を備
え、これらの複数の圧縮気筒のロード数を変えることに
よって圧縮容量を可変としたものがある。

例えば、ヒートポンプ用の圧縮機の例を、第４図に示す
１．この圧縮機１は、４個の圧縮気ｎ２　ａ　。

３ａ、４ａ、５ａ　（図示路）がアンローダの下部に設
けられており、これらの圧縮気筒のうちの３つの圧縮気
筒２ａ、４ａ、５ａの各々にアンローダ２，４．５が取
付けられている。このアンローダ２．４．５は、各圧縮
気筒のロードとアンロードを切替える働きをするもので
あり、ガス圧により制御されるものである。これらのア
ンローダ２゜４．５へ供給される制御用のガス圧は、２
つの電磁弁６．７の電気的制御により行われる。一方の
電磁弁６は、アンローダ２．４へ通じる管路１１を吸入
口８へ通じる管路１０若しくは吐出口９へ通じる管路１
２の何れかに連通させる。また、他方の電磁弁７は、ア
ンローダ５に通じる管路１４を吸入口８へ通じる管路１
３若しくは吐出口９に通じる管路１５の何れかに連通さ
せる。前記吸入口８は低圧側であり、吐出口９は高圧側
である。

このような構成により、Ｔｉ電磁弁の切替えにより２つ
のアンローダ２，４の制御を行い、電磁弁７の切替えに
よりアンローダ５の制御を行うことにより、駆動する圧
縮気筒のロード数を１〜４のうちの何れかに設定するこ
とができ、これにより圧縮容量の調整ができる。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、前記従来の圧縮機は９、前記例示した圧
縮機１のように、圧縮容量の切替えを決められた組み合
わせの圧縮気筒をロードさせることにより行う構成であ
ったため、圧縮容量の切替えが行われると、各圧縮気筒
毎の使用頻度が異なり、使用頻度の高い圧縮気筒が早く
摩耗することになる。

例えば、前記例示した圧縮機１の場合は、アンローダが
設けられていない圧縮気筒３ａが常時駆動しているため
、この圧縮気筒３ａは、最も使用頻度が高く、寿命が最
も短くなる。逆に、アンローダ５が設けられている圧縮
気筒５ａは、最大容聞のときにのみ駆動されるから、辺
も使用頻度が低く、寿命が最も長くなる。

（課題を解決するための手段）上記課題を解決するために、本発明は、複数の圧縮気筒
のロード数を切替えることにより圧縮容量を変えること
が可能な圧縮機に設けられて、前記圧縮気筒のロード数
の制御を行う圧縮機の制御装置において、前記圧縮気筒
の各々を単独でロード及びアンロードさせるアンローダ
を各圧縮気筒に設け、前記アンローダを制御して、一定
時間の圧縮動作を行う毎に、各圧縮気筒のロード優先順
位を循環するように切替えるロード順位切替え手段を具
備することを特徴とするものである。

（作用）前記のように、本発明は、前記各圧縮気筒毎に設けられ
たアンローダを制御して、圧縮気筒のロード数を切替え
ることにより、圧縮容量の切替えを行う。

そして、本発明は、一定の圧縮動作時間毎に、各圧縮気
筒のロード優先順位を循環するように切替えることによ
り、各圧縮気筒の使用頻度を平均化し、各圧縮気筒の摩
耗度を均等にすることができる。

〈実施例）第１図ば、本発明の一実施例の概略構成図である。本実
施例は、前記第４図に示した従来例と同様のヒートポン
プ用の圧縮機１に本発明を適用した例を示す。

本実施例は、４つ圧縮気筒２ａ、３ａ、４ａ。

５ａ（図示路）のそれぞれにアンローダ２〜５を設け、
さらに各々のアンローダ２〜５に対応して電磁弁２１〜
２４を設けである。そして、それぞれの電磁弁２１〜２
４は、アンローダ２〜５に通じる（第２図に示す通路５
ｏに通じている）管路２５〜２８を、吸入口８に連通す
る管路２９〜３２若しくは吐出口９に連通する管路３３
〜３６の何れかに連通させる。そして、各電磁弁２１〜
２４は、制御装置４０により電気的に制御される。

前記アンローダ２〜５は、第２図及び第３図に示すよう
な構成になっている。

同図において、アンローダ４２は圧縮気筒６１の上に取
付けられている。圧縮気筒６１の上部側方には吸気口５
２が形成されており、この吸気口５２には、弁バネ４６
により上方へ付勢され、吸入口５２の開閉を行う吸入弁
４８が介在されている。この吸入弁４８は、吸引時に開
き圧縮気筒６１内へ冷媒を導入する。底板５３には、貫
通孔６０が形成されており、底板５３上には、吐出口４
９および吐出時に開く吐出弁４７が設【プられている。

アンローダ４２は、電磁弁２１〜２４のうちの一つに連
通する通路５０と、アンローダバネ４４により下方へ付
勢されたアンローダピストン４３と、前記通路５０に連
通してアンローダピストン４３の下面に形成されたシリ
ンダ室５１と、前記アンローダピストン４３の周縁部下
面に当接するように配置され、バネ５４により上方へ付
勢されたリフトビン４５とを備えている。

そして、通路５０に前記吸入口８の圧が与えられると、
シリンダ室５１の圧は低下するため、アンローダピスト
ン４３は、第３図に示すにうに下降する。このため、リ
フトビン４５は、アンローダピストン４３に押下されて
、その下端部が吸入弁４８を押圧する。これにより、吸
入弁４８は、吸入口５２を解放した状態に固定される。

すなわち、この状態では、圧縮気筒６１はアンロード状
態になる。

他方、通路５０に前記吐出口９の圧が与えられると、シ
リンダ室５１の圧は上昇するため、アンローダピストン
４３は、第２図に示すように上昇する。このため、リフ
トビン４５は、バネ５４による付勢力により上動して、
吸入弁４８を自由動可能な状態にする。これにより、吸
入弁４８の開閉動作が可能となる。すなわち、この状態
では、圧縮気筒６１はロード状態になる。

次に、前記制御装置４０は、前記電磁弁２１〜２４のオ
ン・オフ制御を、各圧縮気筒２ａ〜５ａの使用時間が平
均化されるように行う。これについて以下に詳述する。

制御装置４０は、４つのタイマＴ１．Ｔ２．Ｔ３、Ｔ４
を備えている。これらのタイマＴ１〜Ｔ４は、一定時間
Ｔを計時するタイマであり、停電時にはその時点の計時
時間を記憶して、次に通電されたとぎに当該記憶してい
た計時時間から続けて計時動作を行う（これは、停電記
憶形タイマと呼ばれている〉。そして、圧縮機１が作動
している間には、常に何れか一つのタイマが作動する。

すなわち、タイマＴ１が最初に作動し、一定時間Ｔを計
時すると、次にタイマＴ２が作動し、このタイマＴ２が
一部時間Ｔを計時すると、次にタイマＴ３が作動する。

同様に、タイマＴ３が一部時間Ｔを計時すると次にタイ
マＴ４が作動して、−定時間Ｔを計時し、この計時動作
が終了すれば、再びタイマＴ１が作動する。すなわち、
Ｔ１→Ｔ２→Ｔ３→Ｔ４→Ｔ１→・・・・・・・・・の
ように、循環して作動するタイマが切替わる。

そして、それぞれのタイマＴ１〜Ｔ４に対応して、電磁
弁２１〜２４の作動を行う優先順位が決めである。すな
わち、（１）タイマＴ１の作ｖＪ＠には、 ■電磁弁２１　■電磁弁２２　■電磁弁２３■電磁弁２
４（２）タイマＴ２の作動時には、 ■電磁弁２２　■電磁弁２３　■電磁弁２４■電磁弁２
１（３）タイマＴ３の作動時には、 ■電磁弁２３　■電磁弁２４　■電磁弁２１■電磁弁２
２（４）タイマＴ４の作動時には、 ■電磁弁２４　■電磁弁２１　■電磁弁２２■電磁弁２
３のように４つの電磁弁２１〜２４を循環するように優先
順位が決められている。ここで、優先順位とは、４段階
に切替えられる圧縮容量に対して、どの圧縮気筒を作動
させるかを決定する順位である。

例えば、タイマＴ１の作動時で、圧縮容量を最大とする
場合には、４つの圧縮気筒を全て作動させるから、電磁
弁２１〜２４を全てオン（ここで、オンとは、アンロー
ダ２〜５に通じる管路２５〜２８と吐出口９が連通する
ように電磁弁を作動させた状態をいい、このとき圧縮気
筒はロード状態になる）にする。

また、圧縮容量を最大時の３／４にするには、４つの圧
縮気筒のうちの３つを作動させれば良いから、優先順位
■〜■の電磁弁２１〜２３をオンにする。同様に、圧縮
容量が最大時の１／２のときは、優先順位■と■の電磁
弁２１．２２をオンにし、圧縮容量が最大時の１／４の
ときは、優先順位■の電磁弁２１のみをオンにする。

従って、例えば、タイマ時間Ｔが１時間であるとして、
１／２の圧縮容量で運牝する場合には、１時間毎に、オ
ンする電磁弁が、電磁弁２１，２２→電磁弁２２．２３
→電磁弁２３．２４→電磁弁２４，２１→電磁弁２１．
２２→・・・・・・のように循環して切替えられる。こ
れにより、各圧縮気筒の使用頻度が平均化されることに
なり、従来のもののように、使用頻度に偏りが生じるこ
とが無い。

また、−日の運転中では、時間によって圧縮容量が変化
することが多いが、前記のような優先順位の循環により
、長期間の使用において、各圧縮気筒の使用頻度は平均
化される。

なお、前記アンローダ２〜５は、ガス圧作動式のものに
限らず、油圧作動式のものであっても良い。

また、本発明は、ヒートポンプやクーラー等の空調様、
成るいはニアコンプレッサや冷凍機用の冷媒圧ＩＢ薇等
の圧縮機であって、複数の圧縮気筒のロード数を変える
ことによって圧縮容量を可変としたものに広く適用でき
ることは明らかである。

（発明の効果）以上詳細に説明したように、本発明は、複数の圧縮気筒
を有する圧縮様の各圧縮気筒毎にアンローダを設け、こ
れらのアンローダを制御して圧縮気筒のロード数を切替
えることにより圧縮容量の切替えを行うとともに、一定
の圧縮動作時間毎に、各圧縮気筒のロード優先順位を循
環するように切替える構成としたことによって、各圧縮
気筒の使用頻度を平均化し、各圧縮気筒の摩耗度を均等
にすることができる。

また、本発明は、各圧縮気筒を単独で制御できるため、
より高度の制御が可能になる。例えば、圧縮機を回転さ
せる動力機の回転数の制御に関連させて、前記圧縮気筒
の優先順位の循環制御を行うことができる。このように
すれば、動力機の効率を向上させることができ、動力様
と圧縮態の両者の寿命を延長させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略構成図、第２図及び第
３図は同実施例中のアンローダの構成と動作を示す断面
図、第４図は従来例の概略構成図である。１・・・・・・圧縮機２〜５，４２・・・・・・アンローダ２ａ〜５ａ、６１・・・・・・圧縮気筒２１〜２４・・
・・・・電磁弁４０・・・・・・制御装冒

Claims

【特許請求の範囲】　複数の圧縮気筒のロード数を切替えることにより圧縮
容量を変えることが可能な圧縮機に設けられて、前記圧
縮気筒のロード数の制御を行う圧縮機の制御装置におい
て、前記圧縮気筒の各々を単独でロード及びアンロードさせ
るアンローダを各圧縮気筒に設け、前記アンローダを制
御して、一定時間の圧縮動作を行う毎に、各圧縮気筒の
ロード優先順位を循環するように切替えるロード順位切
替え手段を具備することを特徴とする圧縮機の制御装置
。