(57)【要約】【課題】  圧縮機のストロークを制御するとき、交流電圧のみを圧縮機に印加するか、圧縮機の負荷条件又は使用者の要求によって交流電圧及び直流電圧を一緒に圧縮機に印加してストローク容積を制御することで、圧縮機の最大の圧縮容積を確保し得る圧縮機の運転制御方法及びその装置を提供しようとする。【解決手段】  圧縮機のストロークを制御するとき、交流電圧を前記圧縮機に印加するか、又は前記交流電圧及び直流電圧を一緒に前記圧縮機に印加して前記ストロークを制御する段階を行うことで圧縮機の運転を制御する。【選択図】      図１
2004353664.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機のストロークを制御するとき、交流電圧を前記圧縮機に印加するか、又は前記交流電圧及び直流電圧を一緒に前記圧縮機に印加して、前記ストロークを制御する段階を行うことを特徴とする圧縮機の運転制御方法。
【請求項２】
空気調和機に設置された圧縮機のストロークを制御するとき、交流電圧を前記圧縮機に印加するか、又は前記圧縮機の負荷が予め設定された特定の負荷条件に該当するとき、交流電圧及び直流電圧を一緒に前記圧縮機に印加して、前記ストロークを制御する段階を行うことを特徴とする圧縮機の運転制御方法。
【請求項３】
圧縮機のストローク指令値に基づいて、前記圧縮機に交流電圧を印加して前記圧縮機のストロークを制御する圧縮機の運転制御方法であって、
前記圧縮機の負荷条件に応じて前記圧縮機に前記交流電圧を印加するか、又は前記圧縮機に前記交流電圧及び直流電圧を印加する、段階を行うことを特徴とする圧縮機の運転制御方法。
【請求項４】
前記圧縮機が空気調和機に設置されたとき、前記圧縮機の負荷条件は、冷房又は暖房モードであることを特徴とする請求項３記載の圧縮機の運転制御方法。
【請求項５】
前記圧縮機に交流電圧及び直流電圧を印加する段階は、
前記圧縮機の吸入及び吐出圧力を前記圧縮機の負荷として検出する段階と、
該検出された負荷が前記予め設定された特定の負荷条件に該当するとき、前記直流電圧及び交流電圧を前記圧縮機に印加する段階と、を行うことを特徴とする請求項３記載の圧縮機の運転制御方法。
【請求項６】
前記圧縮機に交流電圧を印加する段階は、
前記圧縮機のストロークを検出する段階と、
該検出されたストロークと予め設定されたストローク指令値とを比較し、該比較結果に基づいて前記交流電圧を前記圧縮機に印加する段階と、を行うことを特徴とする請求項３記載の圧縮機の運転制御方法。
【請求項７】
前記圧縮機に交流電圧を印加する段階は、
前記検出されたストローク値が前記予め設定されたストローク指令値より大きいとき、前記圧縮機に印加される交流電圧を減少させ、前記検出されたストローク値が前記予め設定されたストローク指令値より小さいとき、前記圧縮機に印加される交流電圧を増加させる段階を行うことを特徴とする請求項６記載の圧縮機の運転制御方法。
【請求項８】
圧縮機のストロークを制御するとき、前記圧縮機に交流電圧を印加するか、又は前記圧縮機に前記交流電圧及び直流電圧を一緒に印加して、前記ストロークを制御する手段を含んで構成されることを特徴とする圧縮機の運転制御装置。
【請求項９】
空気調和機に設置された圧縮機のストロークを制御するとき、前記圧縮機に交流電圧を印加するか、前記圧縮機の負荷が予め設定された特定の負荷条件に該当するとき、前記圧縮機に交流電圧及び直流電圧を一緒に印加して、前記ストロークを制御する手段を含んで構成されることを特徴とする圧縮機の運転制御装置。
【請求項１０】
前記ストロークを制御する手段は、
前記圧縮機の吸入及び吐出圧力を前記圧縮機の負荷として検出し、該検出された負荷が前記特定の負荷条件に該当するとき、直流電圧指令値を発生する直流電圧指令値発生部と、
前記直流電圧指令値に対応する直流電圧及び前記交流電圧を前記圧縮機に印加して前記ストロークを増加させる制御部と、から構成されることを特徴とする請求項９記載の圧縮機の運転制御装置。
【請求項１１】
前記ストロークを制御する手段は、
前記圧縮機のストロークを検出するストローク検出部と、
該ストローク検出部により検出されたストロークと予め設定されたストローク指令値とを比較して、該比較結果による差信号を出力する比較部と、を更に含んで構成され、前記制御部は、前記差信号に基づいて前記圧縮機に印加される交流電圧を可変して前記ストロークを制御するように構成されることを特徴とする請求項１０記載の圧縮機の運転制御装置。
【請求項１２】
前記ストロークを制御する手段は、
前記圧縮機のストロークを検出するストローク検出部と、
該ストローク検出部により検出されたストローク値と予め設定されたストローク指令値とを比較して、該比較結果による差信号を出力する比較部と、
前記圧縮機の負荷を検出して、該検出された負荷が前記予め設定された特定の負荷条件に該当するとき、直流電圧指令値を発生する直流電圧指令値発生部と、
前記差信号に基づいて前記圧縮機に印加される交流電圧を可変して前記ストロークを制御するか、又は前記直流電圧指令値に対応する直流電圧及び前記交流電圧を前記圧縮機に印加して前記ストロークを増加させる制御部と、から構成されることを特徴とする請求項９記載の圧縮機の運転制御装置。
【請求項１３】
前記圧縮機の負荷は、
前記圧縮機に印加される電流と前記ストロークとの位相差に対する絶対値に基づいて検出されることを特徴とする請求項９記載の圧縮機の運転制御装置。
【請求項１４】
前記圧縮機の負荷は、
前記圧縮機の外気温度に基づいて検出されることを特徴とする請求項９記載の圧縮機の運転制御装置。
【請求項１５】
前記圧縮機の負荷は、
室内温度に基づいて検出されることを特徴とする請求項９記載の圧縮機の運転制御装置。
【請求項１６】
前記圧縮機の負荷は、
前記圧縮機が空気調和機に設置されたとき、空気調和機の冷凍サイクル内の凝縮器及び蒸発器の温度に基づいて検出されることを特徴とする請求項９記載の圧縮機の運転制御装置。
【請求項１７】
前記特定の負荷条件は、
前記圧縮機のストローク容積を増加させるために、前記圧縮機に交流電圧及び直流電圧を一緒に印加するモードであることを特徴とする請求項９記載の圧縮機の運転制御装置。
【請求項１８】
前記特定の負荷条件は、
前記圧縮機の負荷が最大負荷のとき、前記圧縮機のストローク容積を増加させるために、前記圧縮機に交流電圧及び直流電圧を一緒に印加するモードであることを特徴とする請求項９記載の圧縮機の運転制御装置。
【請求項１９】
空気調和機に設置された圧縮機のストロークを検出するストローク検出部と、
該ストローク検出部により検出されたストローク値と予め設定されたストローク指令値とを比較して、該比較結果による差信号を出力する比較部と、
前記圧縮機の負荷を検出して、該検出された負荷が前記予め設定された特定の負荷条件に該当するとき、直流電圧指令値を発生する直流電圧指令値発生部と、
前記差信号に基づいて前記圧縮機に印加される交流電圧を可変して前記ストロークを制御するか、前記直流電圧指令値に対応する直流電圧及び前記交流電圧を一緒に前記圧縮機に印加して前記ストロークを増加させる制御部と、を包含して構成されることを特徴とする圧縮機の運転制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機に係るもので、詳しくは、往復動式圧縮機の運転制御方法及びその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、往復動式圧縮機(Reciprocating  Compressor)は、圧縮機のシリンダー内部でピストンを線状に往復運動させることで、冷媒ガスを吸入、圧縮及び吐出するものであって、前記ピストンの駆動方式は、レシプロ(Recipro)方式とリニア(Linear)方式とに区分される。
且つ、前記レシプロ方式は、回転運動をするモータにクランクシャフト(Crankshaft)を係合し、該クランクシャフトにピストンを係合することで、モータの回転力を直線状往復運動に転換する方式をいい、前記リニア方式は、直線運動をするモータの可動子にピストンを係合することで、モータの直線運動によりピストンの往復運動をする方式をいう。
【０００３】
以下、前記リニア方式が適用された往復動式圧縮機に対して説明する。
前記リニア方式が適用された往復動式圧縮機は、回転運動を直線運動に変換するクランクシャフトがなくて摩擦損失が少ないため、一般の圧縮機より圧縮効率が高い。
又、前記往復動式圧縮機を冷蔵庫及び空気調和機に適用する場合、前記往復動式圧縮機に入力される電圧を可変することで、前記往復動式圧縮機の圧縮比を可変して冷却能力を制御することができる。このとき、前記圧縮比は、シリンダー全体の容積と透き間容積(Clearance  Volume)との比で、前記透き間容積は、ピストンヘッドとシリンダーヘッド間の容積をいう。
【０００４】
図5は従来往復動式圧縮機の運転制御装置の構成を示したブロック図で、図示されたように、前記往復動式圧縮機の運転制御装置は、前記往復動式圧縮機6の内部モータ(図示せず)に印加される電流を検出する電流検出部4と、前記内部モータに印加される電圧を検出する電圧検出部3と、前記検出された電流値及び電圧値と前記内部モータの媒介変数(parameter)に基づいて前記圧縮機のストローク推定値(stroke  estimation  value)を演算するストローク演算部5と、前記演算されたストローク推定値と予め設定されたストローク指令値(stroke  reference  value)とを比較して、該比較結果による差値を出力する比較部1と、前記差値によって前記内部モータに印加される交流電圧を可変して前記圧縮機6のストロークを制御する制御部2と、を包含して構成され、このとき、前記ストロークとは、ピストンが往復運動をするとき、前記往復動式圧縮機50内部のピストンの移動距離をいう。
【０００５】
以下、前記往復動式圧縮機の運転制御装置の動作に対して説明する。
図6は従来往復動式圧縮機の運転制御装置の動作を示したフローチャートで、図5及び図6に示したように、前記電流検出部4は、前記圧縮機6の内部モータ(図示せず)に印加される電流を検出し、該検出された電流値を前記ストローク演算部5に出力する。このとき、前記電圧検出部3は、前記モータに印加される電圧を検出し、該検出された電圧値を前記ストローク演算部5に出力する。
【０００６】
次いで、前記ストローク演算部5は、前記検出された電流値、前記検出された電圧値及び前記モータの媒介変数を次式1に代入して前記圧縮機のストローク推定値を演算した後、該演算されたストローク推定値を前記比較部1に印加する(S11)。
【０００７】
【数１】
2004353664.tif 000003
【０００８】
上式中、Rは抵抗(resistance)、Lはインダクタンス(inductance)、αはモータ常数、ＶMはモータに印加される電圧、ｉはモータに印加される電流、ｉ’はモータに印加される電流の時間変化率をそれぞれ示したもので、前記ｉ’は前記ｉの微分値(di/dt)である。
【０００９】
次いで、前記比較部1は、前記ストローク推定値と前記ストローク指令値とを比較し、該比較結果による差値を前記制御部2に印加する(S12)。
次いで、前記制御部2は、前記差値に基づいて前記圧縮機6のモータに印加される交流電圧を可変して圧縮機6のストロークを制御する。即ち、前記制御部2は、前記演算されたストローク推定値が前記予め設定されたストローク指令値より大きいとき、前記モータに印加される交流電圧を減少させ(S14)、前記演算されたストローク推定値が前記予め設定されたストローク指令値より小さいとき、前記モータに印加される交流電圧を増加させる(S13)。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
然るに、往復動式圧縮機では特定の負荷条件に応じて圧縮容積を最大とする必要がある。しかし、従来の往復動式圧縮機ではピストンの中心点(mid-position)を変化させないため、最大のストロークで運転しようとすると、ガス(冷却ガス)スプリング常数(Gas Spring constant)が小さい場合にピストンヘッドがシリンダーヘッドとが衝突してしまうという不都合な点があった。
このとき、「圧縮容積が最大である」とは、ピストンが上死点(Top Dead Center、TDC)から下死点(Bottom Dead Center、BDC)に降下したときに、圧縮容積が最大になる状態をいい、「圧縮容積」とは、ピストンヘッドとシリンダーヘッド間の容積をいう。
【００１１】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたもので、圧縮機の最大の圧縮容積を確保して圧縮機の運転効率を向上し得る圧縮機の運転制御方法及びその装置を提供することを目的とする。
又、圧縮機のストロークを制御するとき、交流電圧のみを圧縮機に印加するか、圧縮機の負荷条件又は使用者の要求に応じて、交流電圧及び直流電圧を一緒に圧縮機に印加してストローク容積を制御することで、圧縮機の最大の圧縮容積を確保し得る圧縮機の運転制御方法及びその装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
このような目的を達成するため、本発明に係る圧縮機の運転制御方法においては、圧縮機のストロークを制御するとき、交流電圧を前記圧縮機に印加するか、又は前記交流電圧及び直流電圧を一緒に前記圧縮機に印加して前記ストロークを制御する段階を行うことを特徴とする。
【００１３】
且つ、空気調和機に設置された圧縮機のストロークを制御するとき、交流電圧を前記圧縮機に印加するか、前記圧縮機の負荷が予め設定された特定の負荷条件に該当するとき、交流電圧及び直流電圧を一緒に前記圧縮機に印加して前記ストロークを制御する段階を行うことを特徴とする。
【００１４】
且つ、圧縮機のストローク指令値に基づいて前記圧縮機に交流電圧を印加して前記圧縮機のストロークを制御する運転制御方法は、前記圧縮機の負荷条件に応じて前記圧縮機に前記交流電圧を印加するか、又は前記圧縮機に前記交流電圧及び直流電圧を印加する段階を行うことを特徴とする。
【００１５】
又、本発明に係る圧縮機の運転制御装置においては、圧縮機のストロークを制御するとき、前記圧縮機に交流電圧を印加するか、又は前記圧縮機に前記交流電圧及び直流電圧を一緒に印加して前記ストロークを制御する手段を含んで構成されることを特徴とする。
【００１６】
且つ、空気調和機に設置された圧縮機のストロークを制御するとき、前記圧縮機に交流電圧を印加するか、前記圧縮機の負荷が予め設定された特定の負荷条件に該当するとき、前記圧縮機に交流電圧及び直流電圧を一緒に印加して前記ストロークを制御する手段を含んで構成されることを特徴とする。
【００１７】
且つ、空気調和機に設置された圧縮機のストロークを検出するストローク検出部と、該ストローク検出部により検出されたストローク値と予め設定されたストローク指令値とを比較して、該比較結果による差信号を出力する比較部と、前記圧縮機の負荷を検出して、該検出された負荷が前記予め設定された特定の負荷条件に該当するとき、直流電圧指令値を発生する直流電圧指令値発生部と、前記差信号に基づいて前記圧縮機に印加される交流電圧を可変して前記ストロークを制御するか、又は前記直流電圧指令値に対応する直流電圧及び前記交流電圧を一緒に前記圧縮機に印加して前記ストロークを増加させる制御部と、を包含して構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明に係る圧縮機の運転制御方法及びその装置においては、圧縮機のストロークを制御するとき、交流電圧のみを圧縮機に印加するか、又は圧縮機の負荷条件又は使用者の要求によって交流電圧及び直流電圧を一緒に圧縮機に印加してストローク容積を制御し、圧縮機の最大の圧縮容積を確保することで、圧縮機の運転効率を向上し得るという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態に対し、図面に基づいて説明する。
図1は本発明に係る往復動式圧縮機の運転制御装置の構成を示したブロック図で、図示されたように、本発明に係る往復動式圧縮機の運転制御装置は、圧縮機(L.comp)200のストロークを検出するストローク検出部104と、該ストローク検出部104により検出されたストローク値と予め設定されたストローク指令値とを比較して、該比較結果による差信号を出力する比較部101と、前記圧縮機(L.comp)200の吸入口及び吐出口の温度に基づいて吸入及び吐出圧力を求め、該求められた吸入及び吐出圧力に基づいて圧縮機の負荷を検出し、該検出された負荷が特定の負荷条件に該当すると、直流電圧指令値を発生する直流電圧指令値発生部103と、前記比較部101から出力された差信号に基づいて前記圧縮機(L.comp)200に印加される交流電圧を可変して前記圧縮機200のストロークを制御するか、前記直流電圧指令値発生部103から直流電圧指令値が入力されると、該直流電圧指令値に対応する直流電圧及び前記交流電圧を前記圧縮機200に印加して前記圧縮機200のストローク(ストローク容積)を増加させる制御部102と、を包含して構成されている。
【００２０】
このとき、前記特定の負荷条件は、前記圧縮機200の負荷が最大負荷のとき、又は使用者の要求に応じてストローク容積(stroke  volume)を最大に増加させるために(最大の圧縮容積を確保するために)、前記圧縮機200に交流電圧及び直流電圧を印加するモード(mode)をいう。例えば、前記圧縮機200が冷房/暖房(cooling&heating)機能を行う空気調和機(図示せず)に設置されたとき、前記特定の負荷条件は、主に暖房運転モードで発生する負荷条件(図3のB負荷に該当する)であって、暖房能力を多く必要とするモードである。且つ、前記暖房能力を最大にするためには、ピストンのストローク容積を増加すべきであるが、それにも拘わらず、交流電圧のみを前記圧縮機200に印加する場合、圧縮機の機構的な構造上限界があるため、最大の圧縮容積を得ることはできない。
【００２１】
従って、交流電圧及び直流電圧(AC+DC電圧)を一緒に前記圧縮機200に印加して、圧縮機のピストンの中心点を移動させて圧縮機を最大の圧縮容積で運転することで、暖房能力を充分発揮することができる。このとき、前記ピストンの中心点は、シリンダー内で往復運動をするピストンの中心であって、前記中心点は、直流電圧により可変して移動され、中心点が下死点方向に移動することにより圧縮容積が増加し、中心点が上死点方向に移動することにより圧縮容積が減少する。
【００２２】
例えば、前記直流電圧により圧縮機200のストローク容積が増加されることで、圧縮機200は最大の圧縮容積を確保して最大のストロークで運転される。このとき、前記「圧縮容積が最大である」とは、ピストンが上死点から下死点に下降したときに圧縮容積(透き間容積)が最大になる状態をいい、前記圧縮容積(透き間容積)は、ピストンヘッドとシリンダーヘッド間の容積である。
【００２３】
以下、本発明に係る往復動式圧縮機の運転制御装置の動作に対し、図2に基づいて説明する。
図2は本発明に係る往復動式圧縮機の運転制御装置の動作を示したフローチャートで、図示されたように、前記ストローク検出部104は、前記圧縮機200のストロークを検出して、該検出されたストローク値を前記比較部101に印加する。このとき、前記ストローク検出部104は、前記圧縮機200の内部モータに印加される電流値及び電圧値を検出し、該検出された電流値及び電圧値と前記モータの媒介変数を従来の式1に代入して前記圧縮機のストローク推定値を演算した後、該演算されたストローク推定値を前記比較部101に印加する(S21)。
【００２４】
次いで、前記比較部101は、前記ストローク検出部104により検出されたストローク推定値を前記予め設定されたストローク指令値と比較し、該比較結果による差信号を前記制御部102に印加する。
【００２５】
次いで、前記制御部102は、前記比較部101から出力される差信号に対応する交流電圧を前記圧縮機200に印加して前記圧縮機200のストロークを制御する。
【００２６】
次いで、前記直流電圧指令値発生部103は、前記圧縮機200の吸入口(図示せず)及び吐出口(図示せず)の温度を温度センサ(図示せず)により検出し、該検出された温度情報に基づいて前記吸入圧力及び吐出圧力を求め、該求められた吸入及び吐出圧力を圧縮機の負荷として認識する(S22)。このとき、前記吸入及び吐出圧力は、吸入口及び吐出口の温度が特定の温度になると、対応する吸入及び吐出圧力を実験により予め検出して求めることができる。即ち、前記直流電圧指令値発生部103は、前記実験により予め求められた吸入及び吐出圧力を圧縮機の負荷として検出する(S22)。
【００２７】
以下、前記圧縮機の負荷の多様な検出形態に対して説明する。
（１）前記圧縮機200に印加される電流とストロークとの位相差に対する絶対値(absolute  value)に基づいて前記圧縮機200の負荷を検出することができる。例えば、電流とストロークとの位相差の絶対値を使用して、前記電流とストロークとの位相差が90゜であると、現在の圧縮機の負荷を基準負荷とみなし、前記電流とストロークとの位相差が90゜〜180゜であると、現在の圧縮機の負荷を最大の負荷とみなし、前記電流とストロークとの位相差が0゜〜90゜であると、現在の圧縮機の負荷を低負荷とみなす。即ち、前記電流とストロークとの位相差が180゜に近いほど現在の圧縮機の負荷を最大の負荷として認識し、前記電流とストロークとの位相差が0゜に近いほど現在の圧縮機の負荷を低負荷として認識する。
【００２８】
（２）圧縮機200の外気温度(air-temperature)に基づいて圧縮機200の負荷を検出することができる。例えば、外気温度は温度センサにより検出されるが、前記外気温度がほぼ25゜であると、現在の圧縮機の負荷を基準負荷とみなし、前記外気温度が25゜以上であると、現在の圧縮機の負荷を最大の負荷とみなし、前記外気温度が25゜以下であると、現在の圧縮機の負荷を低負荷とみなす。
【００２９】
（３）室内温度に基づいて圧縮機の負荷を検出することができる。例えば、室内温度が予め設定された基準温度(例えば、25゜)になると、現在の圧縮機の負荷を基準負荷とみなし、前記室内温度が前記予め設定された基準温度以上であると、現在の圧縮機の負荷を最大の負荷とみなし、前記室内温度が予め設定された基準温度以下であると、現在の圧縮機の負荷を低負荷とみなす。
【００３０】
（４）冷蔵庫又は空気調和機の冷凍サイクル内の凝縮器(図示せず)及び蒸発器(図示せず)の温度に基づいて圧縮機の負荷を検出することができる。例えば、凝縮器及び蒸発器の温度が実験により予め設定された基準温度であると、現在の圧縮機の負荷を基準負荷とみなし、前記凝縮器及び前記蒸発器の温度が前記基準温度以上であると、現在の圧縮機の負荷を最大の負荷とみなし、前記凝縮器及び前記蒸発器の温度が前記基準温度以下であると、現在の圧縮機の負荷を低負荷とみなす。且つ、前記凝縮器及び前記蒸発器の温度を検出すると、実験により圧縮機の吸入及び吐出圧力、即ち、現在の圧縮機の負荷状態を算出することができる。
【００３１】
次いで、前記直流電圧指令値発生部103は、前記検出された負荷が特定の負荷条件(最大の負荷又は暖房モード)に該当すると、前記圧縮機のストローク容積を増加させるために(最大の圧縮容積を確保するために)直流電圧指令値を発生し、該発生された直流電圧指令値を前記制御部102に印加する(S23)。このとき、前記制御部102は、前記直流電圧指令値に対応する直流電圧と一緒に交流電圧を前記圧縮機200に印加する。即ち、前記多様な負荷検出方法中、何れか一つの方法により検出された現在の圧縮機の負荷が最大の負荷であると、最大の圧縮容積を確保して、圧縮機のストローク容積を増加させるために、前記圧縮機に直流電圧を印加する(S24)。
【００３２】
その反面、前記制御部102は、前記検出された負荷が前記特定の負荷条件(最大の負荷又は暖房モード)に該当しない場合、即ち、前記直流電圧指令値発生部103から前記直流電圧指令値が入力されない場合、前記比較部101から出力された差信号に基づいて前記圧縮機200に印加される交流電圧を増加又は減少させる。例えば、前記制御部102は、前記検出されたストローク値が前記予め設定されたストローク指令値より大きいと、前記圧縮機の内部モータに印加される交流電圧を減少させ、前記検出されたストローク値が前記予め設定されたストローク指令値より小さいと、前記圧縮機の内部モータに印加される交流電圧を増加させる(S25〜S27)。
【００３３】
従って、本発明は、圧縮機200の現在の負荷を検出し、その現在の負荷が予め設定された特定の負荷条件に該当する場合、直流電圧及び交流電圧を一緒に前記圧縮機200に印加してストローク容積を増加させ、前記圧縮機200の現在の負荷が予め設定された特定の負荷条件に該当しない場合、直流電圧は遮断して交流電圧のみを前記圧縮機200に印加してストロークを制御する。このとき、ピストンのストローク容積は直流電圧により制御される。
【００３４】
以下、前記圧縮機の特定の負荷条件に対し、図3に基づいて説明する。
図3は、図1の圧縮機の特定の負荷条件を示した図で、圧縮機200の吐出及び吸入圧力による負荷状態を示した図である。このとき、圧縮機のピストンの中心点は圧縮機の負荷によって可変され、一般に吐出圧力が大きいほど中心点は増加する(下死点側へ移動する)。即ち、圧縮機に印加される交流電圧はピストンの中心点に全く影響を与えず、圧縮機に印加される直流電圧のみがピストンの中心点を正確に制御することができる。よって、直流電圧を圧縮機に印加せずに交流電圧のみを印加すると、ピストンの中心点は吐出圧力、吸入圧力及び機構設計条件(スプリング常数、ピストン質量など)によって不正確に可変される。
【００３５】
図3は、前記圧縮機が冷房/暖房空気調和機に設置されるとき、A負荷条件(例えば、冷房モード)によって前記圧縮機を運転する途中で、B負荷条件(例えば、暖房モード)によって前記圧縮機を運転するときの特定の負荷条件を示す。例えば、冷房モードでは交流電圧のみを圧縮機に印加しても冷房能力を充分発揮するが、冷房モードから暖房モードに変更されると、暖房モードで交流電圧及び直流電圧を前記圧縮機に印加しない限り、最大の暖房能力を発揮することはできない。
【００３６】
従って、A負荷条件(例えば、前記圧縮機が空気調和機に設置されたとき、A負荷条件は冷房を行うための冷房モードである)のとき、ピストンの中心点は変化せず、B負荷条件(例えば、前記圧縮機が空気調和機に設置されたとき、B負荷条件は暖房を行うための暖房モードである)のとき、前記ピストンの中心点は直流電圧により制御される。即ち、前記制御部102は、前記比較部101から出力される差信号によって圧縮機200に印加される交流電圧を可変してストロークを制御する際に、前記直流電圧指令値発生部103から直流電圧指令値が印加されると、該直流電圧指令値に対応する直流電圧及び前記交流電圧を前記圧縮機200に印加してストローク(ストローク容積)を増加させる。このとき、前記増加されたストロークは最大の圧縮容積で、負荷条件又は使用者の制御によって直流電圧を圧縮機に印加すると、ストローク中心点を図4(C)のように移動させることができる。
【００３７】
以下、圧縮機に印加される直流電圧及び交流電圧によるピストンの圧縮容積に対し、図4(A)〜(C)に基づいて説明する。
図4(A）〜(C)は、図1の圧縮機に印加される直流電圧及び交流電圧によるピストンの圧縮容積を示した図である。
【００３８】
図4(A)に示したように、前記圧縮機200がA負荷条件のとき(例えば、前記圧縮機が空気調和機に設置されて、空気調和機の冷房モードで前記圧縮機を運転するとき)、交流電圧を圧縮機200に印加すると、ピストンの中心点が増加して最大の圧縮容積を確保するようになる。
【００３９】
又、図4(B)に示したように、特定の負荷条件のとき(例えば、冷房モードから暖房モードに変更されたとき)、交流電圧(又はストローク電圧)のみを圧縮機200に印加すると、ピストンの中心点が変化しないため、最大の圧縮容積を確保することはできない。
又、図4(C)に示したように、特定の負荷条件のとき(例えば、冷房モードから暖房モードに変更されたとき)、交流電圧及び直流電圧を一緒に前記圧縮機200に印加すると、ピストンの中心点が増加して(すなわち、下死点方向に移動して)最大の圧縮容積を確保するようになる。このとき、前記直流電圧により前記ピストンの中心点が増加することで最大の圧縮容積を確保することができる。
従って、前記直流電圧及び交流電圧により圧縮機200のピストンの中心点が増加されることで、前記圧縮機200は最大の圧縮容積を確保して最大のストローク運転を行うようになる。例えば、ピストンの初期位置がA負荷条件で設定され、該A負荷条件によって圧縮機を運転する途中で、前記圧縮機をB負荷条件によって運転する場合、ガススプリング常数が小さくてピストンの中心点が変化しないため、ピストンを衝突なしに最大のストロークで運転することは困難である。よって、前記直流電圧及び交流電圧を一緒に前記圧縮機200に印加すると、該圧縮機200のピストンの中心点が前記直流電圧により増加されることで、圧縮機200は最大の圧縮容積を確保して最大ストロークで運転される。
【００４０】
一方、本発明は、交流電圧を圧縮機に印加するか、又は前記負荷条件によって直流電圧及び交流電圧を圧縮機に印加して最大のストローク容積(最大の圧縮容積)を得ると共に、使用者の要求によって直流電圧及び交流電圧を圧縮機に印加して最大のストローク容積(最大の圧縮容積)を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る往復動式圧縮機の運転制御装置の構成を示したブロック図である。
【図２】本発明に係る往復動式圧縮機の運転制御装置の動作を示したフローチャートである。
【図３】図1の圧縮機の特定の負荷条件を示した図である。
【図４】図1の圧縮機に印加される直流電圧及び交流電圧によるピストンの圧縮容積を示した図である。
【図５】従来往復動式圧縮機の運転制御装置の構成を示したブロック図である。
【図６】従来往復動式圧縮機の運転制御装置の動作を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００４２】
101…比較部
102…制御部
103…直流電圧指令値発生部
104…ストローク検出部
200…圧縮機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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