JPH04365992A - マルチ型コンプレッサの冷媒回路 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はエンジンにより、冷暖房
用のコンプレッサを駆動すると共に、該エンジンの排熱
をも暖房用に利用するエンジンヒートポンプにおける、
複数コンプレッサ型の冷媒回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からエンジンヒートポンプ機構にお
いて、コンプレッサを複数配置し、室内機と室外機を複
数配置したマルチ型コンプレッサの冷媒回路に関する技
術は公知とされているのである。例えば特開平２−１６
１２６５号公報に記載の技術の如くである。

【０００３】

【発明が解決すべき課題】マルチ型コンプレッサの冷媒
回路においては、従来から能力制御の為、２台の中の常
用側コンプレッサＣ１のみで運転することが多く、途中
で暖冷房能力をアップする為に、発停側コンプレッサＣ
２のクラッチをＯＮするのである。しかし発停側コンプ
レッサＣ２のクラッチをＯＮする時に、停止中にコンプ
レッサのシリンダ内に侵入したオイルを圧縮して、発停
側コンプレッサＣ２に過剰負荷が発生する場合があるの
である。本発明はこの発停側コンプレッサＣ２の駆動開
始の際に発生する荷負荷の発生を阻止する技術に関する
。

【０００４】

【課題を解決する為の手段】本発明の解決すべき課題は
以上の如くであり、次に該課題を解決する為の手段を説
明する。即ち、常用側コンプレッサＣ１と発停側コンプ
レッサＣ２を設けたマルチ型コンプレッサの冷媒回路に
おいて、発停側コンプレッサＣ２の側の吸入ラインに逆
止弁を設け、該逆止弁の下流側と吐出ラインとを連絡す
る冷媒回路を設け、該冷媒回路に電磁弁を設けたもので
ある。また、常用側コンプレッサＣ１と発停側コンプレ
ッサＣ２を設けたマルチ型コンプレッサの冷媒回路にお
いて、常用側コンプレッサＣ１のチャタリング特性は、
冷媒高低圧差の無い状態でも、ベーンの遠心力のみによ
って、シリンダ壁面にベーンが追従出来るものとし、発
停側コンプレッサＣ２のチャタリング特性は、冷媒高低
圧差によるベーン押し出し力が作用して初めて、ベーン
がシリンダ壁面に追従できるものである。また、常用側
コンプレッサＣ１と発停側コンプレッサＣ２を設けたマ
ルチ型コンプレッサの冷媒回路において、コンプレッサ
の吐出ラインに逆止弁を設け、吐出ポートと前記逆止弁
の中間部と、コンプレッサ吸入ラインとを連絡する冷媒
通路を設け、上記冷媒通路の中間部に電磁弁を設けたも
のである。

【０００５】

【作用】次に作用を説明する。請求項１の場合には、発
停側コンプレッサＣ２が駆動される直前に、電磁弁６４
が開いて吐出ポート３７の圧力を吸入ポート３９に供給
して、シリンダ内のオイルを押しだすのである。請求項
２の場合には、発停側コンプレッサＣ２の方の液封用突
起面５７を、常用側コンプレッサＣ１の液封用突起面５
５よりも、小にすることにより、チャタリングを積極的
に発生させて、オイルの圧縮時において、オイルの逃げ
道を作るのである。請求項３の場合には、電磁弁６５を
開くことにより、吐出ポート３７の圧力ガスを常用側コ
ンプレッサＣ１と発停側コンプレッサＣ２の吸入側に供
給して、圧力差の無い状態として、圧力差による、発停
側コンプレッサＣ２の駆動開始時の衝撃を回避するもの
である。

【０００６】

【実施例】図１は１台のエンジン１により、常用側コン
プレッサＣ１と発停側コンプレッサＣ２の２台を駆動す
るエンジンヒートポンプ装置の冷媒回路図である。図１
において、構成と同時に冷房時の冷媒の流れを説明する
。エンジン１により常用側コンプレッサＣ１と発停側コ
ンプレッサＣ２の２台を駆動している。２台の冷媒回路
は左右が対称であるので、常用側コンプレッサＣ１の冷
媒回路について説明する。エンジン１により常用側コン
プレッサＣ１を駆動し、冷媒を高温・高圧の過熱蒸気と
し、オイルセパレータ４を通過し油分を分離する。分離
後の油分は油戻し管４４を経て、常用側コンプレッサＣ
１に戻る。

【０００７】該油分を分離後の高温・高圧の過熱蒸気状
態の冷媒を４方切替弁６に案内し、該４方切替弁６から
、排熱回収器１０内を通過するパイプを経て、室外熱交
換器１８内を通過する。該排熱回収器１０と室内熱交換
器１８との間に、除霜用膨張弁１６が配置されており、
除霜作用に切り換える為の電磁弁１２と逆止弁１４が並
列に配置されている。４８は除霜用感温筒、５０は暖房
用感温筒である。

【０００８】次に室外熱交換器１８を通過する間に冷媒
が、高温・高圧の過熱蒸気状態から、高圧液状態に変換
され、該蒸気から気体への凝縮に際して、冷媒から熱を
大気中に放出するのである。該室外熱交換器１８を通過
した高圧液状態の冷媒は、暖房用膨張弁２２を通過せず
に、逆止弁３２を通過し、フィルター２６を経てリキッ
ドレシーバー２０に入る。３０は除霜時に開閉する逆止
弁である。該リキッドレシーバー２０において、気体相
の冷媒を分離し、高圧液体状態の冷媒のみが、フィルタ
ー２８を経て、冷房用膨張弁２４に供給される。

【０００９】該冷房用膨張弁２４において、冷媒は急激
に膨張し、高圧液状態の冷媒は、低温・低圧の蒸気状態
となり、液ライン閉鎖弁３６を通過し、次に室内熱交換
器４０を通過する間に、室内の熱を冷媒が吸収し、低温
・低圧の冷媒は過熱状態の蒸気となり、ガスライン閉鎖
弁３８を経て４方切替弁６に戻る。該４方切替弁６より
アキュムレータ８に入り、完全に冷媒を気相状態とした
後に常用側コンプレッサＣ１に戻している。このサイク
ルを繰り返して室内の冷房を行うのである。

【００１０】次に暖房の場合の冷媒の流れを説明する。 この場合には４方切替弁６が、冷房から暖房へと切替え
られる。エンジン１により駆動される常用側コンプレッ
サＣ１からは同じく高温・高圧の過熱蒸気状態の冷媒が
吐出されて、オイルセパレータ４に入り、オイルセパレ
ータ４により油分を分離された高温・高圧の過熱蒸気状
態の冷媒が４方切替弁６からガスライン閉鎖弁３８を通
過し、室内熱交換器４０に至るのである。

【００１１】該室内熱交換器４０において、高温・高圧
の過熱蒸気状態の冷媒から、室内空気に対して熱が放出
されて、冷媒は高圧液体状態となる。該高圧液体状態の
冷媒は、液ライン閉鎖弁３６から冷房用膨張弁２４を通
過せずに、逆止弁３４を通過してリキッドレシーバー２
０に入り、リキッドレシーバー２０により気体相の冷媒
を分離し、液体相の冷媒のみが除霜電磁弁３０や逆止弁
３２を通過せずるフィルター２６を経て、暖房用膨張弁
２２を通過するのである。該暖房用膨張弁２２において
高圧液体状態の冷媒が急激に膨張し、低温・低圧の蒸気
状態となり、室外熱交換器１８を通過する間に外気より
熱を得て、過熱状態の蒸気となる。

【００１２】この時に、外気の温度が低くて十分に低温
・低圧の蒸気状態が過熱状態の蒸気になるだけの熱を得
ることが出来ない場合に、排熱回収器１０内を通過する
ことにより、完全な過熱状態の蒸気に戻るのである。該
過熱状態の蒸気は４方切替弁６からアキュムレータ８に
入り、アキュムレータ８において、完全に蒸気相となっ
た後に常用側コンプレッサＣ１に戻るのである。この冷
媒のサイクルを繰り返して、暖房を行うのである。

【００１３】図２は、本発明のマルチ型コンプレッサの
平面断面図であり、図３のＢ−Ｂ矢視断面図、図３は同
じく常用側コンプレッサＣ１の側面断面図、図４は図３
のＡ−Ａ断面矢視図である。図１において、マルチ型コ
ンプレッサは、メインケース２と蓋ケース２５・２３の
内部に、ロータ７・９と油分離器２７・２３を配置して
いる。そしてロータ７・９の外周にシリンダ４０・４１
を配置し、該ロータ７・９から突出し、シリンダ４０・
４１の内面に接当するベーン３・５が構成されている。 該ロータ７・９は、駆動プーリ１１・１３の回転を、電
磁クラッチ１５・１７を介して駆動している。またロー
タ７・９の回転側面は、リアサイドブロック２９・３１
と、フロントサイドブロック１９・２１により閉鎖され
ている。前述のシリンダ４０・４１とリアサイドブロッ
ク２９・３１とフロントサイドブロック１９・２１によ
り、密閉された室を構成しているのである。

【００１４】次に図３において説明する。メインケース
２に蓋をすべく構成された蓋ケース２５・２３の部分に
吸入ポート３５が構成されており、該吸入ポート３５の
内部に吸入逆止弁４５が構成されている。そして該吸入
ポート３５から吸入逆止弁４５を経て吸入された冷媒が
、ロータ７・９とベーン３・５により高温・高圧の飽和
蒸気に高圧化されて、油分離器２７・２３か、メインケ
ース２内に吐出されるのである。そしてメインケース２
内は下方にオイル溜まりが構成されており、上部は、高
温・高圧の冷媒ガス室に構成されている。そして吐出ポ
ート３７から高温・高圧の過熱蒸気が吐出されるのであ
る。４７・４８は潤滑油の吸引回路であり、ロータ７・
９の回転部分を潤滑するのである。

【００１５】次に、図７は図４のリード弁部分の拡大断
面図、図８はベーン背面の液封用突起面５５の斜視図、
図９は同じく拡大断面図である。図４と図７・図８・図
９により、液体冷媒を吸引し、高温・高圧の過熱蒸気と
して吐出する機構を説明する。シリンダ４０・４１には
シリンダ吸引口４９・４９が１８０度隔てて配置されて
おり、またシリンダ吐出口５３・５３が配置されている
。該ロータ７・９により回転させられるベーン３・５は
、シリンダ４０・４１に設けられた、凹部６０・６１の
部分で、ベーン３・５が突出するので、この部分におい
て、シリンダ吸引口４９・４９から冷媒を吸引する。 そして、該吸引した状態で、液封用突起面５５の部分に
至り、密閉され、突出したベーン３・５がまた押し戻さ
れるので、この位置で、過熱蒸気となった冷媒がリード
弁５１・５１の部分から吐出されて、シリンダ吐出口５
３・５３より、吐出ポート３７に至るのである。

【００１６】以上が、マルチ型コンプレッサの全体的な
構成である。図５は請求項１の技術を示す本発明のマル
チ型コンプレッサの冷媒回路を示す図面である。本発明
においては、該構成において、図５に示す如く、常用側
コンプレッサＣ１と発停側コンプレッサＣ２を設けたマ
ルチ型コンプレッサの冷媒回路において、発停側コンプ
レッサＣ２の側の吸入ラインに逆止弁６３を設け、該逆
止弁の下流側と吐出ラインとを連絡する冷媒回路を設け
、該冷媒回路に電磁弁６４を設けたものである。即ち、
マルチ型コンプレッサの常用側コンプレッサＣ１のみを
運転する場合に、吐出ガスが、発停側コンプレッサＣ２
のシリンダ４１を軽油して吸入ラインに逆流しないよう
に、以前から吸入ポート３５に吸入逆止弁４５を設けて
いるが、該吸入逆止弁４５に完全な気密性を保持させる
ことが不可能な為に、ロータ７・９の軸受や、ロータ７
・９とベーン３・５の隙間等から、発停側コンプレッサ
Ｃ２の停止中のシリンダ４１内に徐々に、潤滑油が侵入
するのである。長時間発停側コンプレッサＣ２が停止し
ていると、シリンダ４１内は完全に潤滑油で満たされた
状態となり、次に発停側コンプレッサＣ２のクラッチ１
７がＯＮすると、液体のオイルの圧縮が開始されて、駆
動形に過負荷がかかるのである。これによりマルチ型コ
ンプレッサの耐久性を低下するのである。

【００１７】この不具合を解消する為に、逆止弁６３と
電磁弁６４を設けたものである。常用側コンプレッサＣ
１と発停側コンプレッサＣ２とを同時に運転する場合に
は、電磁弁６４は閉鎖する。そして常用側コンプレッサ
Ｃ１のみの運転の場合には、電磁弁６４を開くのである
。これにより、吐出ポート３７の吐出側の圧力が、該開
放された電磁弁６４を介して、発停側コンプレッサＣ２
の吸入ポート３９に作用するので、該シリンダ４１内へ
の潤滑油の侵入を回避することが出来るのである。この
場合において、電磁弁６４からの圧力が吸入ポート３５
に戻ることの無いように、する為に逆止弁６３が配置さ
れているのである。該発停側コンプレッサＣ２も運転す
る場合に、電磁弁６４が閉鎖されて、冷媒は逆止弁６３
を開いて、吸入ポート３９に吸引されるのである。また
常用側コンプレッサＣ１と発停側コンプレッサＣ２とを
同時に運転する場合に電磁弁６４を閉鎖するのである。

【００１８】また図６は、請求項３の如く、常用側コン
プレッサＣ１と発停側コンプレッサＣ２を設けたマルチ
型コンプレッサの冷媒回路において、コンプレッサの吐
出ラインに逆止弁を設け、吐出ポートと前記逆止弁の中
間部と、コンプレッサ吸入ラインとを連絡する冷媒通路
を設け、上記冷媒通路の中間部に電磁弁を設けた構成を
示す回路図である。即ち、マルチ型コンプレッサは、能
力制御の為に、２台のうちで１台のみで運転することが
あるが、途中で、発停側コンプレッサＣ２も駆動する場
合に、吸入・吐出ラインの間で、既に圧力差が発生して
いる為に、発停側コンプレッサＣ２はクラッチ１７をＯ
Ｎとした瞬間に、過大な負荷を受けるのである。この不
具合を解消する為に構成している。

【００１９】即ち、吐出ラインと吸入ラインに圧力差を
発生した場合の為に、図６に示す如く構成したものであ
る。即ち、常用側コンプレッサＣ１のみ運転中で、次に
発停側コンプレッサＣ２を駆動する場合には、クラッチ
１７の接続より前に、電磁弁６５をＯＮにし、該短絡回
路を開くのである。これにより常用側コンプレッサＣ１
により発生した圧力ガスは電磁弁６５を通過して、発停
側コンプレッサＣ２の吸入ポート３９に流れ込んで、吸
入ラインと吐出ラインが等しくなるのである。この後に
発停側コンプレッサＣ２のクラッチ１７をＯＮとする。 複数のリード弁５１・５１を具備したマルチ型コンプレ
ッサは、吐出と吸入の圧力差を利用してリード弁５１・
５１をシリンダ４０・４１に押しつけるのであるから、
電磁弁６５を開けて、吸入側と吐出側の圧力を等しくし
た場合には、圧縮運転とは成らず、発停側コンプレッサ
Ｃ２に発生する急激なショックを防止することが出来る
のである。

【００２０】次に図８と図９により、請求項２について
説明する。常用側コンプレッサＣ１と発停側コンプレッ
サＣ２を設けたマルチ型コンプレッサの冷媒回路におい
て、常用側コンプレッサＣ１のチャタリング特性は、冷
媒高低圧差の無い状態でも、ベーンの遠心力のみによっ
て、シリンダ壁面にベーンが追従出来るものとし、発停
側コンプレッサＣ２のチャタリング特性は、冷媒高低圧
差によるベーン押し出し力が作用して初めて、ベーンが
シリンダ壁面に追従できるように構成しているのである
。

【００２１】ベーンチャタリングとは、圧縮過程におい
て、圧縮圧力によりベーン３・５ががロータ側に押し戻
され、シリンダとベーン３・５の間に隙間が生じ、圧縮
圧力が上がらない状態をさすのである。本発明は、常用
側コンプレッサＣ１が運転中で、次に能力向上の為に発
停側コンプレッサＣ２の運転を開始する場合において、
シリンダ内に侵入したオイルを圧縮する状態が発生し、
オイル圧縮の為に過大な負荷が掛かるのであるが、この
状態の発生を阻止する為に、発停側コンプレッサＣ２の
側の液封用突起面５５を改良して、チャタリングの発生
し易い状態とするものである。

【００２２】マルチ型コンプレッサは常用側コンプレッ
サＣ１のみ運転する場合に吐出ガスが発停側コンプレッ
サＣ２を経由して、吸入ラインに逆流しないように、吸
入ポート３５・３９に逆止弁４５・６６を内臓している
が、該逆止弁４５の完全な気密状態保持が不可能な為に
、ロータシャフトやベーンやロータの隙間から、発停側
コンプレッサＣ２のシリンダ内に徐々にオイルが侵入す
るのである。該発停側コンプレッサＣ２が長時間停止し
ていると、シリンダ４１の内部は完全にオイルにより満
たされているので、この状態でクラッチ１７をＯＮする
と、オイル圧縮が発生するのでる。この不具合を解消す
る為に、次に如く構成したのである。

【００２３】メインケース２の吐出ガスによる圧力をリ
アサイドブロック２９・３１とフロントサイドブロック
１９・２１の油溜まりを介して、ベーンの背面に掛け、
ベーン３・５をシリンダ４０・４１の内面に追従させて
いる。圧縮最終工程付近では、リアサイドブロック２９
・３１とフロントサイドブロック１９・２１の油溜まり
の中に、ベーン背面を液封する為の液封用突起面５５を
設けて、圧縮圧力によりるベーン３・５が押し込められ
ないようにしてチャタリングを阻止している。本発明に
おいては、図９において示す如く、常用側コンプレッサ
Ｃ１の側の液封用突起面５５は大きくして、チャタリン
グが発生しにくいようにするが、メインケース２の側は
液封用突起面５７を小さくして、オイルの圧縮が発生す
る、メインケース２の駆動開始時において、オイルが逃
げ易いように構成しているのである。これによりオイル
圧縮の為の過大な負荷を解消したものである。

【００２４】

【発明の効果】本発明は以上の如く構成したので、次の
ような効果を奏するものである。即ち請求項１の如く構
成したので、電磁弁６４を開くことにより、常用側コン
プレッサＣ１の吐出側の圧力が、メインケース２の吸入
ポートに作用するので、メインケース２内のオイルがシ
リンダ内に侵入できなくなり、発停側コンプレッサＣ２
の駆動を開始したとしても、オイル圧縮状態が発生しな
くなったのである。

【００２５】次に請求項２の如く構成したので、発停側
コンプレッサＣ２の停止中に、シリンダ内にオイルが満
たされたおり、発停側コンプレッサＣ２のクラッチ１７
がＯＮになった場合にも、常用側コンプレッサＣ１の液
封用突起面５５よりも、発停側コンプレッサＣ２の液封
用突起面５７を小に構成しているので、圧縮最終行程に
おいて、オイルを逃がすことが出来るので、オイル圧縮
に伴う過剰負荷を回避することが出来たのである。

【００２６】次に請求項３の如く構成したので、電磁弁
６５を開くことにより、常用側コンプレッサＣ１の側の
吐出ガスが、常用側コンプレッサＣ１と発停側コンプレ
ッサＣ２の吸入側に流れ込むので、吸入側と吐出側の圧
力差が無くなり、リード弁５１・５１が閉鎖しなくなる
ので、圧力差により発生する発停側コンプレッサＣ２の
駆動開始時の衝撃を回避することが出来たのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】１台のエンジン１により、常用側コンプレッサ
Ｃ１と発停側コンプレッサＣ２の２台を駆動するエンジ
ンヒートポンプ装置の冷媒回路図である。

【図２】本発明のマルチ型コンプレッサの平面断面図で
あり、図３のＢ−Ｂ断面矢視図である。

【図３】同じく常用側コンプレッサＣ１の側面断面図で
ある。

【図４】図４は図３のＡ−Ａ断面矢視図である。

【図５】請求項１の技術を示す本発明のマルチ型コンプ
レッサの冷媒回路を示す図面である。

【図６】請求項３の技術を示す冷媒回路図である。

【図７】ベーン３・５と液封用突起面５５・５７の関係
を示す図面である。

【図８】液封用突起面５５を示す斜視図である。

【図９】液封用突起面５５と５７の大きさを示す図面で
ある。

【符号の説明】

Ｃ１　　常用側コンプレッサ Ｃ２　　発停側コンプレッサ １　　エンジン ２　　メインケース ３，５　　ベーン ６　　４方切替弁 ３５，３９　　吸入ポート ３７　　吐出ポート ５１　　リード弁 ６３，６４　　電磁弁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　常用側コンプレッサＣ１と発停側コン
   プレッサＣ２を設けたマルチ型コンプレッサの冷媒回路
   において、発停側コンプレッサＣ２の側の吸入ラインに
   逆止弁を設け、該逆止弁の下流側と吐出ラインとを連絡
   する冷媒回路を設け、該冷媒回路に電磁弁を設けたこと
   を特徴とするマルチ型コンプレッサの冷媒回路。
2. 【請求項２】　　常用側コンプレッサＣ１と発停側コン
   プレッサＣ２を設けたマルチ型コンプレッサの冷媒回路
   において、常用側コンプレッサＣ１のチャタリング特性
   は、冷媒高低圧差の無い状態でも、ベーンの遠心力のみ
   によりシリンダ壁面にベーンが追従出来るものとし、発
   停側コンプレッサＣ２のチャタリング特性は、冷媒高低
   圧差によるベーン押し出し力が作用して初めて、ベーン
   がシリンダ壁面に追従できるものとしたことを特徴とす
   るマルチ型コンプレッサの冷媒回路。
3. 【請求項３】　　常用側コンプレッサＣ１と発停側コン
   プレッサＣ２を設けたマルチ型コンプレッサの冷媒回路
   において、コンプレッサの吐出ラインに逆止弁を設け、
   吐出ポートと前記逆止弁の中間部と、コンプレッサ吸入
   ラインとを連絡する冷媒通路を設け、上記冷媒通路の中
   間部に電磁弁を設けたことを特徴とするマルチ型コンプ
   レッサの冷媒回路。