JPS61210279A - Compressor - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To improve a coefficient of performance so sharply over the whole range of a variable frequency zone, by installing a regulating valve mechanism which regulates a area of a discharge port in response to a variation in frequency, in case of an operation frequency variable type compressor having an inverter circuit. CONSTITUTION:A rotor 13 is attached to a driving shaft 12 rotating inside a casing 11, while this rotor is housed inside a compression space 16a to be formed by a main bearing 14, a sub-bearing 15 and a cylinder 16 of the driving shaft 12. In addition, vertical two spots of discharge holes 17 and 18 are formed in each of bearings 14 and 15 and the cylinder 16 as being interconnected to the compression space 17, and these holes are covered with muffler covers 19 and 20 each. And, in one discharge port 18, there is provided with a regulating valve mechanism 21 which opens or closes its large diametral part 18a. This mechanism 21 is constituted of a support pin 22 inserted into the lower muffler cover 20, a solenoid coil 23 for lifting this pin and a valve body 24 installed in an upper end of the support pin 22.

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） 本発明は能力可変型空気調和機等に用いる周波数可変型
の圧縮機に係り、特に高低周波数域全般に亘って効率向
上が図れる圧縮機に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Field of the Invention) The present invention relates to a variable frequency compressor used in a variable capacity air conditioner or the like, and particularly to a compressor that can improve efficiency over the entire high and low frequency range.

〔発明の技術的背景とその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

近時、冷暖兼用の空気調和機が開発され、さらに冷暖房
負荷に応じて能力を可変し得るものが出現している。そ
のうちでも、インバータ回路を有する周波数可変型の圧
縮機を用いたものはＯＮ。BACKGROUND ART Recently, air conditioners that can be used for both cooling and heating have been developed, and even those that can vary their capacity depending on the heating and cooling load have appeared. Among these, those using variable frequency compressors with inverter circuits are ON.

ＯＦＦ運転が極めて少なく、室温の上下変動幅を小さく
することができるとともに、電力消費量も低減できるこ
とから一般家庭用として多用されてきている。It has been widely used for general household use because it requires very little OFF operation, can reduce the range of vertical fluctuations in room temperature, and can also reduce power consumption.

ところが、発明者において検討したところ、従来の周波
数可変型圧縮機では、運転周波数の変化に伴い、成積係
数（以下ＣＯＰという）が低下することがわかった。However, upon investigation by the inventor, it was found that in conventional variable frequency compressors, the coefficient of product (hereinafter referred to as COP) decreases as the operating frequency changes.

即ち、圧縮機の性能に影響を及ぼす要素の１つに圧縮室
の上死点容積、いわゆるトップクリアランスボリューム
がある。このトップクリアランスボリュームは主に吐出
孔によって占められており、これが大きくなると冷媒の
再膨張率が太き（なり、冷媒吸入量が減少してＣＯＰが
低下する。逆にこのトップクリアランスボリュームが小
さ過ぎると、過圧縮量が多くなり、供給エネルギ過多と
なって、この場合もＣＯＰが低下する。That is, one of the factors that affects the performance of the compressor is the top dead center volume of the compression chamber, the so-called top clearance volume. This top clearance volume is mainly occupied by the discharge hole, and when it becomes large, the refrigerant re-expansion rate becomes large (becomes), the refrigerant suction amount decreases, and the COP decreases.Conversely, this top clearance volume is too small. In this case, the amount of overcompression increases, resulting in excessive energy being supplied, and in this case as well, the COP decreases.

このような事情において、従来の周波数可変型圧縮機で
は、圧縮室の冷媒吐出孔面積が一定とされている。例え
ば第４図は回転型圧縮機の一例を示し、主軸１に設けた
ロータ２と、これを収容するシリンダ３および軸受４，
５とによって圧縮室６が形成され、この圧縮室６に吐出
孔７が一定の面積で開設されている。Under these circumstances, in conventional variable frequency compressors, the refrigerant discharge hole area of the compression chamber is constant. For example, FIG. 4 shows an example of a rotary compressor, which includes a rotor 2 provided on a main shaft 1, a cylinder 3 housing the rotor 3, a bearing 4,
5 forms a compression chamber 6, and a discharge hole 7 with a constant area is opened in this compression chamber 6.

このような吐出孔面積一定の圧縮機では、一定周波数を
界として、低周波側で再膨張、高周波側で過圧縮が起こ
るので、周波数を変化させた場合、高低いずれの周波数
域で運転してもそれぞれＣＯＰが低くなってしまう。第
５図は吐出孔面積を一定とした場合のＣＯＰと運転周波
数との関係を示゛し、大きさの異なる２つの吐出孔を設
けた場合の特性を比較したものである。実線ａは吐出孔
面積が小さい場合、破線Ｂは吐出孔面積が大きい場合の
各特性を表す。それぞれ最適周波数が高低に分かれて存
在し、吐出孔を大きくすると（ｂ）、低周波域での再膨
張によるＣｏＰ低下が表われる。In such a compressor with a constant discharge hole area, re-expansion occurs on the low frequency side and overcompression occurs on the high frequency side, with a constant frequency as the field, so when the frequency is changed, it can be operated in either the high or low frequency range. Also, the COP becomes low. FIG. 5 shows the relationship between COP and operating frequency when the discharge hole area is constant, and compares the characteristics when two discharge holes of different sizes are provided. The solid line a represents the characteristics when the discharge hole area is small, and the broken line B represents the characteristics when the discharge hole area is large. The optimal frequencies are divided into high and low frequencies, and when the discharge hole is enlarged (b), CoP decreases due to re-expansion in the low frequency range.

逆に吐出孔を小さくすると（ａ）、高周波域での過圧縮
によるＣＯＰ低下が表われる。On the other hand, if the discharge hole is made smaller (a), the COP decreases due to overcompression in the high frequency range.

この結果、許容電流に制約がある一般家庭用電源を用い
る機種に対して小さい吐出面積を設定した場合には、運
転周波数を高められず、必要とする高速運転が行なえな
い場合がある。そのため、例えば暖房立上り時間が遅く
なるとともに、高暖房運転ができない等の問題が生じる
。逆に大きい吐出孔面積を設定した場合には、通常の低
速運転時の効率が低下する。As a result, if a small discharge area is set for a model that uses a general household power source with restrictions on allowable current, the operating frequency may not be increased and the required high-speed operation may not be possible. Therefore, problems arise, such as a delay in heating start-up time and the inability to perform high-heating operation. On the other hand, if a large discharge hole area is set, the efficiency during normal low-speed operation will decrease.

（発明の目的〕 本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、可変
周波数域の全般に亘ってＣｏＰを大幅に向上することが
でき、特に高周波域でのｃｏＰを高めることによって一
般家庭用電源の許容電流の範囲内での高速運転を可能と
し、それにより暖房立上り時間を早めるとともに、高暖
房運転を可能とすることができる圧縮機を提供すること
を目的とする。(Objective of the Invention) The present invention was made in view of the above circumstances, and it is possible to significantly improve the CoP over the entire variable frequency range, and in particular, by increasing the CoP in the high frequency range, it is possible to improve the CoP in general households. It is an object of the present invention to provide a compressor that enables high-speed operation within the allowable current range of a commercial power source, thereby shortening heating start-up time and enabling high-heating operation.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

上記の目的を達成するために、本発明は、インバータ回
路を有する運転周波数可変型の圧縮機において、周波数
の変化に対応して吐出面積を調整する調整弁機構を設け
たことを特徴としている。In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that a variable operating frequency compressor having an inverter circuit is provided with a regulating valve mechanism that adjusts the discharge area in response to changes in frequency.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の一実施例を第１図〜第３図を参照して説
明する。Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.

この実施例は回転型圧縮機についてのものである。図示
しないインバータ回路によりケーシング１１内で回転す
る駆動軸１２にロータ１３を取付け、このロータ１３を
駆動軸１２の主軸受１４、副軸受１５およびシリンダ１
６によって形晟する圧縮室１６ａ内に収納している。This embodiment concerns a rotary compressor. A rotor 13 is attached to the drive shaft 12 rotating within the casing 11 by an inverter circuit (not shown), and the rotor 13 is connected to the main bearing 14 of the drive shaft 12, the sub-bearing 15, and the cylinder 1.
It is housed in a compression chamber 16a shaped by 6.

この圧縮室１７に連通させて、主軸受１４、副軸受１５
およびシリンダ１６に上下２個所の吐出孔１７．１８を
形成し、この各吐出孔１７．１８を各軸受１４．１５に
取付けたマフラカバー１９゜２０によってそれぞれ被覆
している。なお、各吐出孔１７．１８は段部を介して外
方が大径となる形状にしている。A main bearing 14 and a sub-bearing 15 are connected to this compression chamber 17.
Two upper and lower discharge holes 17.18 are formed in the cylinder 16, and each discharge hole 17.18 is covered by a muffler cover 19.20 attached to each bearing 14.15. Note that each of the discharge holes 17 and 18 has a shape in which the outer diameter becomes larger through the stepped portion.

そして、一方（下方）の吐出孔１８部に、その孔の大径
部１８ａを開閉する調整弁機構２１を設けている。この
調整弁機構２１は下側マフラカバー２０に挿通した１本
の垂直な支持ビン２２と、この支持ビン２２を昇降動作
するための電磁コイル２３と、支持ビン２２の上端に設
けられた弁体２４とを有する。弁体２４は吐出孔１８の
大径部１８ａ内に配置し、小径部１８ｂを閉塞し得る構
成としている。A regulating valve mechanism 21 is provided in one (lower) discharge hole 18 portion to open and close the large diameter portion 18a of the hole. This regulating valve mechanism 21 includes one vertical support bin 22 inserted into the lower muffler cover 20, an electromagnetic coil 23 for moving the support bin 22 up and down, and a valve body provided at the upper end of the support bin 22. 24. The valve body 24 is disposed within the large diameter portion 18a of the discharge hole 18, and is configured to close the small diameter portion 18b.

また、調整弁機構２１は、圧縮室１７の上死点容積、即
ちトップクリアランスボリュームを調整する容積調整部
を有するものとしている。この容積調整部は、弁体２４
に突出した突起２５にょって構成し、小径部１８ｂ側に
向って突出している。Further, the adjustment valve mechanism 21 includes a volume adjustment section that adjusts the top dead center volume of the compression chamber 17, that is, the top clearance volume. This volume adjustment section is the valve body 24
It is constructed by a protrusion 25 that protrudes toward the small diameter portion 18b.

弁閏塞時には、この突起２５が吐出孔１８の小径部１８
ｂ内に挿入する。When the valve is blocked, this protrusion 25 connects to the small diameter portion 18 of the discharge hole 18.
Insert into b.

なお、調整弁機構２１の電磁コイル２３は、図示しない
制御回路に接続し、圧縮楓運転周波数が低周波域の運転
時にＯＦＦ状態となって吐出孔１８を閉塞し、高周波域
の運転時にはＯＮ状態となって吐出孔１８を開口するよ
うにしている。The electromagnetic coil 23 of the regulating valve mechanism 21 is connected to a control circuit (not shown), and is in an OFF state to block the discharge hole 18 when the compression maple operating frequency is in a low frequency range, and is in an ON state when operating in a high frequency range. Thus, the discharge hole 18 is opened.

このように構成した実施例に係る圧縮機によると、第３
図に示すように、例えば暖房立上り運転などの高周波運
転時には電磁コイル２３がＯＮとなり、調整弁機構２１
が下降して下方の吐出孔１８を開くので、吐出孔面積が
拡大した状態となる。According to the compressor according to the embodiment configured in this way, the third
As shown in the figure, during high frequency operation such as heating start-up operation, the electromagnetic coil 23 is turned on, and the regulating valve mechanism 21
descends to open the lower discharge hole 18, resulting in an enlarged discharge hole area.

したがって、過圧縮が起こらず、ＣｏＰの高い状態で運
転することができる。例えばｌＨＰクラスの圧縮機で１
２０Ｈ７の高周波数運転を行なったところ、従来の一般
的構成のものに比し、約５０％のＣＯＰ向上が認められ
た。この結果、一般家庭用電源の許容電流に対して、大
幅な能力向上が図れ、暖房立上り時間が早められるよう
になった。Therefore, overcompression does not occur and operation can be performed in a high CoP state. For example, in an lHP class compressor, 1
When the 20H7 was operated at a high frequency, an approximately 50% improvement in COP was observed compared to the conventional general configuration. As a result, the capacity has been significantly improved compared to the allowable current of general household power supplies, and heating start-up time has become faster.

また、定常的な低周波数運転となった場合には、電磁コ
イル２３がＯＦＦとなり、調整弁機構２１が上昇して下
方の吐出孔１８を閉塞するので、上方の吐出孔１７のみ
が開口した状態となる。したがって、吐出面積が縮小し
、再膨張率が低い状態で運転することができ、この場合
にもＣＯＰ向上が図れるようになる。In addition, in the case of steady low frequency operation, the electromagnetic coil 23 is turned off and the regulating valve mechanism 21 rises to close the lower discharge hole 18, so that only the upper discharge hole 17 is open. becomes. Therefore, the discharge area is reduced and it is possible to operate with a low re-expansion rate, and in this case as well, the COP can be improved.

なお、実施例の如く、調整弁機構２１に突起２５を設け
、下方の吐出口１８の内部を止栓状態にできるようにす
れば、低周波数運転時におけるトップクリアランスをさ
らに減少することができ、一層のＣＯＰ向上が図れるも
のとなる。もつとも、容積調整部としては、上記突起２
５に限らず、他の吐出孔内挿入部材を設けるなど、種々
の変形が可能なことは勿論である。In addition, as in the embodiment, if the protrusion 25 is provided on the regulating valve mechanism 21 so that the inside of the lower discharge port 18 can be closed, the top clearance during low frequency operation can be further reduced. This will enable further improvement of COP. However, as a volume adjustment part, the above-mentioned protrusion 2
Of course, the present invention is not limited to No. 5, and various modifications can be made, such as providing other members inserted into the discharge hole.

また、前記実施例では吐出孔１７．１８を上下２個所に
形成したが、さらに多数の吐出孔を有するものとし、所
定のものに調整弁機構を設けるようにしてもよい。吐出
孔調整部を多数設けた場合は、第３図に示す００８曲線
をさらに滑らかにすることができる。Further, in the embodiment described above, the discharge holes 17 and 18 are formed at two locations, one above the other, but a larger number of discharge holes may be provided, and a regulating valve mechanism may be provided at a predetermined number. When a large number of discharge hole adjustment sections are provided, the 008 curve shown in FIG. 3 can be made even smoother.

また、前記実施例では回転型圧縮機について説明したが
、本発明は周波数可変型圧縮機であれば往復動型その他
各種の型式の圧縮機に対して広く適用することが可能で
ある。Further, in the above embodiment, a rotary type compressor has been described, but the present invention can be widely applied to a reciprocating type and various other types of compressors as long as they are frequency variable type compressors.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上で詳述した如く、本発明に係る圧縮機によると、周
波数の変化に対応して吐出孔の面積を調整できる構成と
したので、インバータによる可変周波数域の全般に亘っ
てＣＯＰを大幅に向上することができる。As detailed above, according to the compressor according to the present invention, the area of the discharge hole can be adjusted in response to changes in frequency, so the COP can be significantly improved over the entire frequency range variable by the inverter. can do.

特に高周波域での運転時に吐出孔面積を拡大し、過圧縮
を防止できるようになるので、高周波域でのＣＯＰを高
めることができ、一般家庭用電源の許容電流の範囲内で
の高速運転が可能となり、暖房立上り時間の短縮、高暖
房運転が図れるようになる。In particular, when operating in a high frequency range, the area of the discharge hole is expanded and over-compression can be prevented, so the COP in the high frequency range can be increased and high-speed operation within the allowable current range of a general household power supply is possible. This makes it possible to shorten heating start-up time and achieve high heating operation.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は本発明に係る圧縮機の一実施例を一部断面で示
す全体正面図、第２図は第１図の要部を拡大して示す断
面図、第３図は第１図に示す実施例についての特性線図
、第４図は従来の圧縮機の構成を一部断面で示す全体正
面図、第５図は第４図に示す従来例についての特性線図
である。 １７．１８・・・吐出孔、２１・・・調整弁機構、２３
・・・電磁コイル、２５・・・突起。 出願人代理人　　　波　多　野　　　久第３図 一周汲Ｊ匁（Ｈｚ） 第４図 第５図Fig. 1 is an overall front view showing an embodiment of the compressor according to the present invention with a partial cross section, Fig. 2 is an enlarged sectional view showing the main parts of Fig. 1, and Fig. 3 is the same as Fig. FIG. 4 is an overall front view partially showing the configuration of a conventional compressor in cross section, and FIG. 5 is a characteristic diagram for the conventional example shown in FIG. 17.18...Discharge hole, 21...Adjusting valve mechanism, 23
...Electromagnetic coil, 25...Protrusion. Applicant's agent Hisashi Hata No. 3 Figure 4: J Momme (Hz) Figure 4 Figure 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １、インバータ回路を有する運転周波数可変型の圧縮機
において、周波数の変化に対応して吐出孔の面積を調整
する調整弁機構を設けたことを特徴とする圧縮機。 ２、吐出孔は圧縮室に対して複数個設けられ、その所定
のものに調整弁機構が設けられている特許請求の範囲第
１項記載の圧縮機。 ３、調整弁機構は電磁コイルによる開閉駆動部を有して
なる特許請求の範囲第１項記載の圧縮機。 ４、調整弁機構は圧縮室の上死点容積を調整する容積調
整部を有してなる特許請求の範囲第１項記載の圧縮機。 ５、容積調整部は吐出孔内方に挿脱する突起である特許
請求の範囲第４項記載の圧縮機。[Scope of Claims] 1. A variable operating frequency compressor having an inverter circuit, characterized in that the compressor is equipped with a regulating valve mechanism that adjusts the area of a discharge hole in response to changes in frequency. 2. The compressor according to claim 1, wherein a plurality of discharge holes are provided in the compression chamber, and a predetermined one is provided with a regulating valve mechanism. 3. The compressor according to claim 1, wherein the regulating valve mechanism has an opening/closing drive section using an electromagnetic coil. 4. The compressor according to claim 1, wherein the regulating valve mechanism has a volume adjusting section that adjusts the top dead center volume of the compression chamber. 5. The compressor according to claim 4, wherein the volume adjusting portion is a projection inserted into and removed from the discharge hole.