(57)【要約】【課題】  全空調負荷領域において高効率で稼動し、圧縮機運転台数の切替時の効率低下を防止する空気調和装置を提供すること。【解決手段】  駆動源である原動機１０と、前記原動機１０により駆動される複数の圧縮機１１、１２と、前記圧縮機１１、１２への動力の入力軸に配設された断続器１３と、前記断続器１３を介して前記原動機１０の回転出力を前記入力軸に伝達する動力伝達機構１７、２１とを有しており、前記動力伝達機構１７、２１は、一つの圧縮機を駆動する無段変速動力伝達機２１と他の圧縮機を駆動する固定比動力伝達機１７とで構成されていることである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源である原動機と、
前記原動機により駆動される複数の圧縮機と、
前記原動機と前記複数の圧縮機とを結ぶ動力伝達経路と、
前記動力伝達経路の前記複数の圧縮機の入力側に配設された断続器と、
前記動力伝達経路の前記断続器と前記原動機との間に設けられ、前記原動機の回転出力を前記複数の圧縮機の入力側に伝達する動力伝達機構とを有しており、
前記動力伝達機構は、少なくとも一つの圧縮機を駆動する無段変速動力伝達機と、他の圧縮機を駆動する固定比動力伝達機とで構成されていることを特徴とする空気調和装置の冷媒圧縮装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記原動機は内燃機関であることを特徴とする空気調和装置の冷媒圧縮装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機が原動機により駆動される空気調和装置に係り、特に複数台の圧縮機を有する空気調和装置の冷媒圧縮装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジン（１）に無段変速機（２）を介してヒートポンプの圧縮機（３）を連結し、空調負荷検出手段信号（７）に基づくヒートポンプ能力制御手段（６）と、圧縮機回転数検出手段（８）に基づく無段変速機回転数制御手段（４）とエンジン出力制御手段（５）を設けて、空調負荷が変化してもエンジン回転数を効率の良い回転数に保持する技術が開示されている。（例えば、特許文献１参照）
あるいは、原動機（１）と、複数の圧縮機（２、３）と、原動機（１）の回転出力を複数の圧縮機（２、３）に伝達する伝達機構（４）と、変速手段（５）とを有して、複数の圧縮機（２、３）のいずれか一つは常時稼動され、空調能力に応じて圧縮機運転台数が切り替わる際に、原動機（１）のトルクが一定となるべく増速比を制御するように構成することにより、原動機（１）の効率を向上し、圧縮機運転台数切替時の効率低下がなく、最大空調能力と最小空調能力との比率を大きく取る技術が開示されている。（例えば、特許文献２参照）
しかしながら、一般的に無段変速機の動力伝達効率は変速比によって８０〜９０%と幅があるので、固定比プーリとベルトを用いた動力伝達に比べて高負荷領域では効率が悪くなる傾向がある。また、圧縮機１台で空調負荷域の全域をカバーしようとすると、低空調負荷域ではエンジン回転数が下限以下となりエンジンを運転できなくなるという問題が生じる。
【特許文献１】特開平６−２９８５号公報
【特許文献２】特開２００２−２０６８１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、全空調負荷領域において高効率で稼動し、圧縮機運転台数の切替時の効率低下を防止する空気調和装置の冷媒圧縮装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記した課題を解決するために講じた第一の技術的手段は、
駆動源である原動機と、前記原動機により駆動される複数の圧縮機と、前記原動機と前記複数の圧縮機とを結ぶ動力伝達経路と、前記動力伝達経路の前記複数の圧縮機の入力側に配設された断続器と、前記動力伝達経路の前記断続器と前記原動機との間に設けられ、前記原動機の回転出力を前記複数の圧縮機の入力側に伝達する動力伝達機構とを有しており、前記動力伝達機構は、少なくとも一つの圧縮機を駆動する無段変速動力伝達機と、他の圧縮機を駆動する固定比動力伝達機とで構成されていることである。
【０００５】
第二の技術的手段は、第一の技術的手段において、
前記原動機は内燃機関であることである。
【発明の効果】
【０００６】
請求項1の発明によれば、空気調和装置は原動機により駆動される複数の圧縮機と、原動機と複数の圧縮機とを結ぶ動力伝達経路と、動力伝達経路の複数の圧縮機の入力側に配設された断続器と、動力伝達経路の断続器と原動機との間に設けられ、原動機の回転出力を複数の圧縮機の入力側に伝達する動力伝達機構とを有しており、動力伝達機構は、少なくとも一つの圧縮機を駆動する無段変速動力伝達機と、他の圧縮機を駆動する固定比動力伝達機とで構成されていることにより、原動機を高効率領域の回転数で稼動させながら、動力伝達効率に優れた固定比動力伝達機による圧縮機の駆動を主とし、無段変速動力伝達機を用いた少なくとも一つの圧縮機を従として、負荷に応じた圧縮機を駆動することで、全負荷領域において高効率に空気調和装置の冷媒圧縮装置を稼動することができる。
【０００７】
請求項２の発明によれば、原動機は内燃機関であることにより、熱効率の良い運転領域を設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態について、図を参照して説明する。
【０００９】
図１において、空気調和装置は、室外機Ａと室内機Ｂとにより構成される。室外機Ａは、原動機１０と、原動機１０により駆動される第一の圧縮機１１及び第二の圧縮機１２と、原動機１０の回転力を前記第一の圧縮機１１に伝達するプーリ１４、１５とベルト１６とからなる固定比動力伝達機１７と、原動機１０の回転力を第二の圧縮機１２に伝達する可変プーリ１８、２０とベルト１９とからなる無段変速動力伝達機（以降、無段変速動力伝達機をＣＶＴと呼称する）２１と、復水器２４と電動ファン２３とからなる凝縮器２５と、後述する冷媒用の四方弁２２と配管群とを含んでいる。
【００１０】
ここで、ＣＶＴ２１は、第二の圧縮機１２の負荷状況に応じて増速比が適宜変えられる様に構成されている。
【００１１】
各圧縮機の入力軸には、動力を伝達あるいは遮断する断続器（クラッチ）１３が取り付けてあり、要求冷房負荷の大小によって稼動圧縮機の台数を増減できるように構成されている。なお、動力伝達経路３０とは、原動機１０の出力を複数の圧縮機１１、１２に入力する動力の伝達経路を言う。
【００１２】
一方、前記室内機Ｂは複数（図示では２台）の膨張弁２６と、複数（図示では２台）の蒸発器２７と、後述する冷媒用の配管群とを含んでいる。
【００１３】
配管の接続関係は室外機Ａ側から接続順に、第一の圧縮機１１から第一の配管Ｌ１が第二の圧縮機１２に設けられた第二の配管Ｌ２に接続され、第二の配管Ｌ２は四方弁２２を介して第三の配管Ｌ３に接続され、第三の配管Ｌ３は凝縮器２３に接続されている。
【００１４】
凝縮器２４から第四の配管Ｌ４が室内機Ｂ側の膨張弁２６を介装した第五の配管Ｌ５に接続され、また、第五の配管Ｌ５は蒸発器２７に接続されている。
【００１５】
蒸発器２７から第六の配管Ｌ６が第七の配管Ｌ７に接続され、第七の配管Ｌ７は四方弁２２を介して第八の配管Ｌ８に接続され、第八の配管Ｌ８は第一の圧縮機１１と第二の圧縮機１２とに接続され、配管全てが連通している。そして、冷媒がこれらを循環する際に、室内・外で熱の授受を行なうことによって冷・暖房が行われるように構成されている。
【００１６】
なお、四方弁２２はバルブを（図示では９０度）回転することにより冷媒の流路を変え、冷・暖房の切換えを行なうものである。
【００１７】
つぎに作動について説明する。
【００１８】
空調負荷の高い領域では伝達効率の良い固定比動力伝達機１７により駆動される第一の圧縮機１１が主に稼動し、増速比が適宜変えられるＣＶＴ２１により駆動される第二の圧縮機１２は、空調負荷の変化の状況に応じて第一の圧縮機１１で不足する冷媒量を補充する。
【００１９】
空調負荷が低下してきた時には、負荷に合わせてＣＶＴ２１の増速比を制御して第二の圧縮機１２の冷媒流量が減少するように制御し、空調負荷に合わせて稼動する。
【００２０】
空調負荷がさらに低下し、全台数の圧縮機の冷媒流量では多すぎる場合は、圧縮機の稼動台数を減らす必要が出てくる。ＣＶＴ２１により駆動される第二の圧縮機１２での冷媒流量が最小になった後、固定比動力伝達機１７により駆動される第一の圧縮機１１のうち１台をクラッチ１３によって動力伝達を遮断し、ＣＶＴ２１の増速比を上昇させて第二の圧縮機１２の回転数を上昇させて冷媒流量を増やす。すなわち、原動機１０の回転数を高効率領域に保持したまま、全台数の圧縮機が稼動した状態から1台減らした圧縮機台数での冷媒流量の変化が滑らかになるように、ＣＶＴ２１の増速比を制御する。
【００２１】
圧縮機稼動数を全台数より1台減らした稼動状態においても同様に、負荷が低下すればＣＶＴ２１の増速比を制御して負荷に応じて冷媒流量を変化させ、高伝達効率の固定比動力伝達機１７により駆動される第一の圧縮機１１の稼動を主として圧縮機を稼動させる。
【００２２】
負荷領域がさらに低下した場合も同様に、固定比動力伝達機１７により駆動される第一の圧縮機１１を一つ減らし、同時にＣＶＴ２１の増速比を上昇させ冷媒流量を増加させて、冷媒流量変化が滑らかになるようにする。
【００２３】
上記のような制御を行なうことにより、原動機１０の回転数を高効率領域で稼動させながら、動力伝達効率に優れた固定比動力伝達機１７による圧縮機駆動を主とし、固定比動力伝達機１７に比べて動力伝達効率の良くないＣＶＴ２１を用いた圧縮機駆動を最小限にしながら負荷に応じた冷媒を送り出すことで、全負荷領域において高効率に空気調和装置を稼動することができる。
【００２４】
なお、本実施形態においては原動機として内燃機関を想定して説明したが、これに限定されること無く、モータ、外燃機関などでも良い。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００２６】
Ａ・・・室外機
Ｂ・・・室内機
１０・・・原動機
１１、１２・・・圧縮機
１３・・・断続器（クラッチ）
１４、１５・・・プーリ
１６、１９・・・ベルト
１７・・・固定比動力伝達機（動力伝達機構）
１８、２０・・・可変プーリ
２１・・・無段変速動力伝達機（ＣＶＴ）（動力伝達機構）
２２・・・四方弁
２３・・・電動ファン
２４・・・復水器
２５・・・凝縮器
２６・・・膨張弁
２７・・・      蒸発器
３０・・・動力伝達経路
Ｌ１〜Ｌ８・・・配管
【図１】
2008045401.tif 000003