JPH0960990A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】圧縮機，蒸発器，凝縮器及び減圧装置を備え、
各機器を作動流体流路で接続することにより冷凍サイク
ルを形成し、さらに電源周波数を変化させることにより
圧縮機の回転数を制御できるインバータ制御機能を備え
た空気調和機において、圧縮機の前の作動流体流路およ
び圧縮機内部に逆止弁を具備せず、圧縮機の運転を停止
する際にインバータにより圧縮機の回転数を段階的ある
いは継続的に下げるような制御方法を行う。 【効果】作動流体の流れを円滑にして空気調和機の運転
効率を向上させることができ、また圧縮機停止時の作動
流体の逆流現象を防止できることから、作動流体の逆流
によって生じる電気回路の破壊や空調機停止時の騒音，
振動を低減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主にスクロール圧縮機
（以下、圧縮機と略す）において、周波数制御により電
源周波数を変化させ圧縮機の回転数を制御することので
きる空気調和機に係り、特に圧縮機運転時および停止時
に作動流体が円滑に流れるようにして効率向上をはかる
ようにすると共に、圧縮機が停止する際の作動流体の逆
流現象を防止するための制御を備えた空気調和機に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に空気調和機には、圧縮機が停止し
た際の作動流体の逆流を防止するために圧縮機の前の作
動流体流路や圧縮機本体内部の作動流体吸込口または吐
出口のいずれかに逆止弁が備えられている。

【０００３】圧縮機内部に逆止弁を設けたものとして、
例えば特公平１−３４３１２号に示されるものがあり、
図２および図３に示すような構成となっている。以下、
図２および図３を参照しながら従来例を説明する。

【０００４】図２は従来例に係るスクロール圧縮機の構
造を示し、図３は従来例に係る吸入通路孔と組み合わせ
た吸入弁を設けた旋回スクロールと固定スクロールの平
面断面図である。

【０００５】吸入管１は固定スクロール２の巻終わり部
３でクランク軸４の軸方向に、Ｏリング５を介して固定
スクロール２と接続される。また吸入管１はフタチャン
バ６に溶接固定されている。前記固定スクロール２の巻
終わり部３の溝先端は半径Ｒの円弧形状に加工されてい
る。図３において旋回スクロール７の巻終わり部８は破
線９の円運動を行う。固定スクロール２内の吸入配管１
の接続は円筒部１０の吸入通路孔の開口１１を介して、
固定スクロール２の巻終わり部３のＲ部と連通してい
る。

【０００６】吸入通路孔は固定スクロールの渦巻ラップ
間の溝巾中心線上に位置し、吸入通路孔直径Ｄより小さ
い寸法幅Ｂの開口を得るよう前記円弧状部の一部を切り
欠く位置で交叉し、かつ鏡板に対して直行する方向に設
けられている。更に前記開口１１を形成する両側の円弧
部の残り部の吸入通路孔の内壁は弁１２の保持部を形成
し、弁１２がスムースに移動できるようにすると共に、
弁１２が圧縮室側へ飛ばないように保持されている。

【０００７】また円筒部１０内の弁１２はバネ１３によ
り閉じる方向に附勢されており、吸入状態においては圧
力差によって弁１２は下方に押し下げられる。また停止
時においてはバネ１３によって弁１２は上方に押し上げ
られ、吸入管１のシート面となってガスの逆流を防ぐ構
造となっている。

【０００８】前記構造により圧縮機運転時にガスを吸入
すると、ガスの吸入圧力によってバネ力に打ち勝ってガ
ス吸入が十分に行われる深さまで押し下げられて弁１２
は全開状態となる。また、圧縮機運転が停止すると、弁
１２はバネ力によって押し上げられ吸入管１の端面に当
接して閉じられる。これにより差圧によって油が吸入側
へ逆流することもなく、旋回スクロールの逆転もないの
で、逆転音による騒音の発生もない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記構造
の圧縮機では、弁１２及びバネ１３が作動流体の流路抵
抗になることから作動流体の圧力損失が生じ、空気調和
機運転時の効率が低下するという問題があった。

【００１０】また、従来の空気調和機において圧縮機の
前の作動流体流路あるいは圧縮機内部の吸入口または吐
出口に設置されている逆止弁を除去した場合、圧縮機を
停止することにより、圧縮された高圧の作動流体が圧縮
される前の低圧の作動流体の方向へ逆流するという現象
が生じる。この現象により、通常電流を流すことにより
電動モータを駆動させ作動流体を圧縮していた圧縮機
が、逆に作動流体の逆流する力により電動モータを駆動
させ、電動モータが駆動することにより電流を生じる。
すなわち、圧縮機が発電機になり電流を電気回路等に流
すため回路破壊を起す問題があった。

【００１１】さらに、作動流体が高圧側から低圧側へ急
激に流れる場合、圧縮機が高回転になり激しい振動と騒
音を生じ、また、作動流体の流体音も生じるという問題
があった。

【００１２】その他に、前記逆止弁を除去した場合、一
度圧縮された作動流体が圧縮機の停止のたびに低圧側に
逆流するため圧縮ロスが生じ、冷凍サイクルの効率を低
下させるという問題もあった。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明は、圧縮機，蒸発器，凝縮器及び減圧装置を
備え、各機器を作動流体流路で接続することにより冷凍
サイクルを形成し、さらに電源周波数を変化させること
により圧縮機の回転数を制御できるインバータ制御機能
を備えた空気調和機において、圧縮機の前の作動流体流
路および圧縮機内部に作動流体が圧縮機側から蒸発器側
に逆流するのを防止するための逆止弁を具備しないこと
を特徴とし、前記圧縮機の運転を停止する際に前記イン
バータにより圧縮機の回転数を段階的あるいは継続的に
下げるような制御方法を行うことを特徴としたものであ
る。

【００１４】

【作用】上記構成により、作動流体の流れを円滑にする
ことができ、作動流体の圧力損失を低減できることか
ら、空気調和機の運転効率の向上がはかれる。また前記
構成の空気調和機において、圧縮機の停止方法をインバ
ータにより制御し、回転数を段階的あるいは継続的に下
げることにより、圧縮機停止時における圧縮後の作動流
体と圧縮前の作動流体の圧力の差をなくすことができる
ことから、作動流体の逆流を防止することができる。し
たがって、作動流体の逆流によって生じる電気回路の破
壊や圧縮機停止時の騒音，振動を低減することができ
る。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づき
説明する。

【００１６】図１は本発明に係る一実施例であり、縦軸
に圧縮機の回転数を、横軸に経過時間をとり、圧縮機の
停止方法のパターンを示した図である。図１から圧縮機
の運転状態は空調運転停止後のＡ点から圧縮機運転停止
のＢ点まで単位時間当たりの圧縮機回転数の低下割合が
一定になるようにして、圧縮機の回転数を下げる方式と
している。このように圧縮機の回転数をインバータによ
り制御することで、圧縮機停止時における作動流体の逆
流を防止することができる。

【００１７】図４は本発明に係る他の実施例であり、Ａ
点からＢ点までの圧縮機回転数の変化を圧縮機回転数が
低くなるにしたがい単位時間当たりの圧縮機回転数の低
下割合が少なくなるように設定している。この制御をす
ることにより、圧縮機をスムーズに停止することがで
き、圧縮機停止時の騒音や振動を低減することができ
る。

【００１８】図５は本発明に係るさらに他の実施例であ
り、時間軸に対する圧縮機回転数の低下割合の傾きを段
階的に小さくなるように設定している。すなわち、Ａ点
からＣ点における単位時間当たりの圧縮機回転数の低下
割合よりも、Ｃ点からＢ点における低下割合の方が小さ
くなるようにしている。これは空調停止時のＡ点から圧
縮機停止時のＢ点までの間に少なくとも一回以上の段階
を設定するようにする。このような制御をすることによ
り、空調停止から圧縮機停止までの時間を短縮すること
ができる。

【００１９】図６は本発明に係るさらに他の実施例であ
り、圧縮機の回転数を段階的に下げる方法をとった例で
ある。すなわち、Ａ点からＣ点までは前記実施例による
方法で圧縮機の回転数を低下させ、Ｃ点に到達した時点
で冷凍サイクルがある程度安定状態になるＤ点まで圧縮
機の回転数を一定に保ようにし、さらにＤ点からＢ点ま
で再び前記実施例による方法で圧縮機回転数を下げるよ
うにする。このとき、Ａ点からＢ点までの間に圧縮機回
転数が一定になる課程は、少なくとも一回以上とする。
このような制御をすることにより、空調停止から圧縮機
停止までの時間を短縮することができ、さらに冷凍サイ
クルを安定させながら圧縮機を停止するため圧縮機にか
かる負荷を軽減することができ、圧縮機の寿命を伸ばす
ことができる。

【００２０】図７は本発明に係るさらに他の実施例であ
り、Ａ点からＣ点まで時間軸に対して上に凸の二次曲線
とし、Ｃ点からＢ点の間は時間軸に対して下に凸の二次
曲線とし、Ａ点とＢ点の間で単位時間の圧縮機回転数の
低下割合が最大になる点をＣ点とする。このような制御
をすることにより、圧縮機の回転数をスムーズに低下さ
せることができることから圧縮機停止時の騒音や振動を
低減でき、また圧縮機の負荷を軽減できることから圧縮
機の寿命を伸ばすことができる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明による効果
は、圧縮機，蒸発器，凝縮器及び減圧装置を備え、各機
器を作動流体流路で接続することにより冷凍サイクルを
形成し、さらに電源周波数を変化させることにより圧縮
機の回転数を制御できるインバータ制御機能を備えた空
気調和機において、圧縮機の前の作動流体流路および圧
縮機内部に作動流体が圧縮機側から蒸発器側に逆流する
のを防止するための逆止弁を具備しないことを特徴とす
ることにより、作動流体の流れを円滑にし、作動流体の
圧力損失を低減できることから、空気調和機の運転効率
の向上がはかれる。

【００２２】また、圧縮機の運転を停止する際にインバ
ータにより圧縮機の回転数を段階的あるいは継続的に下
げるような制御方法を行うことにより、圧縮機停止時に
おける圧縮後の作動流体と圧縮前の作動流体の圧力の差
をなくすことができることから、作動流体の逆流を防止
することができ、作動流体の逆流によって生じる電気回
路の破壊や圧縮機停止時の騒音，振動を低減することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るインバータ制御による圧縮機の停
止方法の一実施例の図。

【図２】本発明の従来例を示すスクロール圧縮機の構成
図。

【図３】本発明の従来例に係る旋回スクロールと固定ス
クロールの平面断面図。

【図４】本発明に係るインバータ制御による圧縮機の停
止方法の他の実施例の図。

【図５】本発明に係るインバータ制御による圧縮機の停
止方法のさらに他の実施例の図。

【図６】本発明に係るインバータ制御による圧縮機の停
止方法のさらに他の実施例の図。

【図７】本発明に係るインバータ制御による圧縮機の停
止方法のさらに他の実施例の図。

【符号の説明】

１…吸入管、２…固定スクロール、３…固定スクロール
の巻終わり部、４…クランク軸、５…Ｏリング、６…フ
タチャンバ、７…旋回スクロール、８…旋回スクロール
の巻終わり部、９…旋回スクロールの巻終わり部の軌
跡、１０…円筒部、１１…吸入通路孔の開口、１２…
弁、１３…バネ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺井 利行 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地株 式会社日立製作所冷熱事業部内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮機，蒸発器，凝縮器及び減圧装置を備
   え、各機器を作動流体流路で接続することにより冷凍サ
   イクルを形成し、さらに電源周波数を変化させることに
   より圧縮機の回転数を制御できるインバータ制御手段を
   備えた空気調和機において、前記圧縮機の前の作動流体
   流路および圧縮機は、その内部に作動流体が圧縮機側か
   ら蒸発器側に逆流するのを防止するための逆止弁を具備
   せず、上記インバータ制御手段は、前記圧縮機の運転を
   停止する際に圧縮機の回転数を段階的あるいは継続的に
   下げて圧縮機を停止させることを特徴とする空気調和
   機。