(57)【要約】  タンデム配置で運転する複数の圧縮機を有する冷凍サイクルが開示されている。吐出通路は、すべてのタンデム圧縮機の流れを受ける中央吐出通路へと圧縮冷媒を送る。負荷需要を満たすために、複数の圧縮機が運転する必要があるか、あるいはいくつかの圧縮機を停止する必要があるか、判定するように制御装置が動作する。部分負荷運転中に停止させる圧縮機の吐出通路に遮断弁が設けられている。これらの遮断弁は、部分負荷運転に際して圧縮機が停止したとき、運転中の圧縮機から停止した圧縮機内部を通してシステム吸引側に冷媒が逆流することを防ぐために、遮断される。さらに圧縮機内部の吐出逆止弁にまたがって作用する高い圧力差は排除され、吐出通路を通した圧縮冷媒の氾濫の可能性も軽減される。それにより圧縮機／システムの性能は向上し、信頼度が改善される。
2007511700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒吐出通路と連通するとともにハウジングシェル下流側で合流する排出口を有する少なくとも２つのタンデム圧縮機と、
前記冷媒吐出通路合流点下流の第１の熱交換器と、
前記第１の熱交換器と前記タンデム圧縮機上流の第２の熱交換器との間にある膨張装置と、
前記圧縮機の少なくとも一つの前記排出口と前記合流点とを連通した少なくとも一つの前記吐出通路に設けられた遮断弁と、
前記タンデム圧縮機の少なくとも一つを遮断可能な制御装置と、
を備え、
前記遮断弁は、少なくとも一つの前記圧縮機が遮断されたときに、他方のタンデム圧縮機からこの少なくとも１つの圧縮機への流れを遮断することを特徴とする冷凍サイクル。
【請求項２】
前記遮断弁が前記制御装置により電子制御されていることを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル。
【請求項３】
前記遮断弁がソレノイド弁であることを特徴とする請求項２に記載の冷媒サイクル。
【請求項４】
前記遮断弁は通常開位置に付勢され、電気的に閉位置に駆動されることを特徴とする請求項２に記載の冷凍サイクル。
【請求項５】
前記圧縮機がスクロール圧縮機であることを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル。
【請求項６】
前記吐出弁が圧縮機吐出ポートに取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル。
【請求項７】
前記遮断弁が前記ハウジングシェルの外部に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル。
【請求項８】
前記遮断弁が逆止弁であることを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル。
【請求項９】
(１)圧縮された冷媒を下流の合流点へと伝える少なくとも２つの圧縮機を提供するステップと、
(２)前記圧縮機を操作するとともに、検出された負荷に基づいて前記圧縮機の少なくとも一つを停止する操作が可能な制御装置を提供するステップと、
(３)前記複数のタンデム圧縮機の前記合流点への前記冷媒吐出通路に遮断弁を提供するステップを備え、
前記遮断弁は、前記複数の圧縮機のうち少なくとも一つが遮断されたときに、運転中の１つもしくは複数の圧縮機から停止した１つもしくは複数の圧縮機への前記冷媒通路を通した流れを阻止するように閉鎖されることを特徴とする冷凍サイクルの運転方法。
【請求項１０】
前記制御装置は、圧縮機の起動直前に遮断弁を開くことを特徴とする請求項９に記載の冷凍サイクルの運転方法。
【請求項１１】
前記制御装置は、圧縮機の起動直後、または同時に遮断弁を開くことを特徴とする請求項９に記載の冷凍サイクルの運転方法。
【請求項１２】
各々がスクロール圧縮機からなり、冷媒吐出通路と連通するとともにハウジングシェル下流側で合流する排出口を有し、圧縮機ポンプユニットのすぐ下流で前記ハウジングシェル内部の位置に吐出弁を有する少なくとも２つのタンデム圧縮機と、
前記冷媒吐出通路合流点下流の第１の熱交換器と、
前記第１の熱交換器と前記タンデム圧縮機上流の第２の熱交換器との間にある膨張装置と、
前記圧縮機の少なくとも一つの前記排出口と前記合流点とを連通した少なくとも一つの前記吐出通路に設けられた遮断弁と、
前記タンデム圧縮機の一つを遮断可能な制御装置と、
を備え、
前記遮断弁は、前記ハウジングシェルの外部に取り付けられており、少なくとも一つの前記圧縮機が遮断されたときに、他方のタンデム圧縮機からこの少なくとも一つの圧縮機への流れを遮断することを特徴とする冷凍サイクル。
【請求項１３】
前記遮断弁が前記制御装置により電子制御されることを特徴とする請求項１０に記載の冷凍サイクル。
【請求項１４】
前記遮断弁がソレノイド弁であることを特徴とする請求項１０に記載の冷凍サイクル。
【請求項１５】
前記遮断弁は通常開位置に付勢され、電気的に閉位置に駆動されることを特徴とする請求項１２に記載の冷凍サイクル。
【請求項１６】
前記遮断弁が逆止弁であることを特徴とする請求項１１に記載の冷凍サイクル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はタンデム圧縮機の配置で運転する圧縮機の下流の吐出通路に設けられた遮断弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷凍システムは、一般的に、吐出ポートから凝縮器へと圧縮冷媒を送る圧縮機を含み、冷媒は、凝縮器から膨張装置、蒸発器へと送られ、そして吸入ポートへと戻る。冷凍サイクルの負荷需要は変化する。あるときには高い冷却能力と、それ故の高い冷媒の流れが必要であり、またあるときには低い冷却能力とそれ故の少ない冷媒の流れが必要になる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
所望の量の圧縮冷媒を連続的に効率よく供給するため、ある種の大きな冷凍システムはタンデム圧縮機を活用している。このようなシステムでは２つの圧縮機が凝縮器のような下流の熱交換器に同時に圧縮冷媒を供給する。一般的には、冷媒の通路は２基の圧縮機の吐出ポートと連通しており、冷媒を凝縮器へと送る１本の吐出通路に合流している。システムの吸入通路は、同じような形で個々のタンデム圧縮機の吸入ポートに連通する別々の通路へと分岐している。
【０００４】
こうしたタンデム圧縮装置の制御装置は、システム負荷に応じて２つの圧縮機のうちの１つ、もしくは両方を運転する。圧縮機のうち１つだけが運転中の状況では、冷媒が停止中の圧縮機を通じて吐出通路から吸入通路へと漏れ出すおそれがある。圧縮機は一般的にシェル内部に吐出逆止弁を有しているが、このような逆止弁では一般的にこうした液漏れを防ぐのに十分なほど密ではない。さらに、高い圧力差の下ではこうした逆止弁はひずみを生じ、液密が小さくなり、機能の不具合が起こりうる。したがって、先行技術にあるようなシェル内部に逆止弁を持つタンデム圧縮機であっても、実質的な液漏の損失やそれに伴うシステム性能低下が起こりうる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の開示された実施例では、少なくとも一つの圧縮機から、すべてのタンデム圧縮機が共有する連結点まで続く冷媒吐出通路上に、遮断弁が設けられている。遮断弁は圧縮機シェル外部に備え付けられていることが望ましい。さらには２つの圧縮機が、下流にある熱交換器（例：凝縮器）へと続く１本の中央通路につながる１対の冷媒通路によって連結されていることが望ましい。
【０００６】
制御装置は遮断弁を閉じ、運転中の圧縮機からの冷媒が停止中の圧縮機の吐出室を伝って漏れ出すのを防ぐ。
【０００７】
本発明は、タンデム圧縮機配置における１つの圧縮機の停止により起こりうる液漏損失を排除するという点で利益を供与する。さらには、逆止弁にかかる連続した高い圧力差も同様にして排除される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１には１対のタンデム圧縮機２２，２４が結合する先行技術の冷凍システム２０が示されている。図示するように、圧縮機２２，２４はスクロール圧縮機であることが望ましい。
【０００９】
圧縮機は、圧縮冷媒を凝縮器２６に連通させる中央連結吐出通路２７へと至る冷媒流連結吐出通路２８，３０の一部を形成している吐出ポート（管）５１，５２を有している。凝縮器２６から、冷媒が膨張装置３２および蒸発器３４へと通る。蒸発器３４から冷媒は、個別の吸入通路３６，３８に枝分かれする共通通路３９を通って各々の圧縮機シェル内部へと戻っていく。
【００１０】
周知のように、圧縮機の上部４１は吐出圧となっている。一般に逆止弁４２がスクロール圧縮機内部の分離プレート４３のような位置に設けられている。
【００１１】
先行技術では、冷却性能の需要が小さく、冷媒の流れが少ないことが望ましい場合には、タンデム圧縮機の制御装置はコンプレッサー２２，２４のうち一つを停止する。コンプレッサー２２が停止したとすると、このとき、通路２７，２８は互いに直接連通しているので、コンプレッサー２４は、圧縮冷媒を通路２８、さらには通路２７に送る。しかし圧縮冷媒の一部は、不都合な事に通路３０を通り圧縮機２２の吐出室４１に逆流することがある。逆止弁４２は幾分逆流を止めるが、これらの逆止弁は圧縮機が停止している際には本来的に漏れやすく、冷媒を浸出させやすい。したがって、通路３０から吐出室４１へと流れた冷媒の一部は、逆止弁４２を越えて圧縮機２２および冷凍システム２０の吸引サイドへと浸出する。このような高圧側から低圧側への漏洩は不都合でありシステムの性能低下を招く。
【００１２】
本発明は２つの圧縮機２２，２４を運転する制御装置４３を提供する。制御装置４３はさらに一対の遮断弁４４，４６を制御する。通路３０，２８の双方が遮断弁を持つことが望ましいが、２本の通路のうちただ一つだけでも逆止弁が設けられていれば、これは本発明の範囲内であり、これは多くの場合、部分負荷運転時には、特定の専用の一つ（あるいは複数）の圧縮機が、他の一つ（あるいは複数）の圧縮機が停止した状態で運転されるためである。
【００１３】
もし制御装置４３がただ一つの圧縮機の運転のみでよいと判断すれば、他方の圧縮機に関係する遮断弁４４，４６を遮断し、その圧縮機を停止させる。このとき一方の圧縮機（２４とする）は運転中なので、圧縮冷媒は圧縮機の吐出ポート５１から通路２８、通路２７、凝縮器２６へと送られる。このとき遮断弁４６は閉じられているので、通路３０への漏れ損失はない。
【００１４】
さらに逆止弁に加わる持続的な高い圧力差も同様に排除される。
【００１５】
こうした圧縮機吐出通路に液漏防止弁を設けることの更なるメリットは、凝縮器から圧縮機への冷媒の移動が防止されることである。これは運転直後の圧縮機の冷媒の氾濫の可能性を緩和する。
【００１６】
遮断弁は、例えば、制御ソレノイド弁、もしくは液漏れが非常に少ない逆止弁またはその他様々な種類の弁でも良い。ソレノイド弁を用いる場合には、故障時に遮断弁を通る流れを制限しないように、通常開位置に付勢されている形の弁とすることが最も好ましい。さらには、ソレノイド弁を使う場合には、圧縮機の起動時に吐出通路への冷媒の流れを遮断してしまうことを防ぐために、圧縮機の起動開始直前に開く。
【００１７】
本発明を通常の空調装置として説明したが、本発明は冷暖房モードの両方を持つヒートポンプにも拡張できることを理解されたい。暖房モードでは、冷媒の流れは、冷却モードでは蒸発器となる一般的には室内側熱交換器である熱交換器３４へ最初に流れる。こうした双方の流れを実現するためには本システムにおけるいくつかの修正が必要であるが、当業者にとっては、こうした流れの処理をどう提供するかは理解できるはずである。
【００１８】
さらに、本発明は主にスクロール圧縮機について述べてきたが、スクリュー、ロータリーなど、その他のタイプの圧縮機でも同様本発明の概念から利益を受けることができる。また、タンデム配置の圧縮機の数は、部分負荷運転中に停止する圧縮機の吐出側に設けられた遮断弁とともに、制限なく拡張することができる。
【００１９】
終わりに特記すべきなのは、タンデム圧縮機配置は、オイル管理のためにタンデム圧縮機のオイルサンプを接続するオイル平衡通路、および圧力平衡のためにタンデム圧縮機のシェル（低圧側）を接続する蒸気平衡通路を含みうる。
【００２０】
本発明の最良の実施例を説明したが、当業者には特定の修正も本発明の範囲内であることが理解できるであろう。従って、請求の範囲が本発明の真の範囲を画定するために検討されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】圧縮機システムの先行技術を示す図。
【図２】本発明の圧縮機を示す図。
【図１】
2007511700.tif 000003
【図２】
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【国際調査報告】
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