製冷劑循環裝置的製作方法
2023-05-31 19:08:01 2
專利名稱：製冷劑循環裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種製冷劑循環裝置，由在密閉容器內具有電動單元和由該電動單元驅動的第1和第2壓縮單元、將以第1壓縮單元壓縮的中間壓的製冷劑氣體吸引到第2壓縮單元中並進行壓縮排出的多級壓縮式的壓縮機而構成製冷劑迴路的製冷劑循環裝置。
背景技術：
過去的例如2級壓縮式的旋轉壓縮機，是在密閉容器內收納由定子和轉子構成的電動單元(由轉換器控制轉速)，和由該電動單元驅動的第1旋轉壓縮單元，和以與其有180度的位相差而安裝的第2旋轉壓縮單元的結構(例如，參照特開平2-294587號公報)。
並且，通過電動單元的旋轉、製冷劑氣體從第1旋轉壓縮單元的吸入孔被吸入到汽缸的低壓室側，通過滾子和閥的動作進行壓縮而變成為中間壓，從汽缸的高壓室側經過排出口、排出消音室、中間排出管例如被排出到密閉容器內。
被排出到密閉容器內的中間壓的製冷劑氣體，被吸入到第2旋轉壓縮單元的汽缸的低壓室側，通過滾子和閥的動作進行壓縮而變成為高溫高壓的製冷劑氣體，從高壓室側經過排出孔、排出消音室流入到構成製冷劑迴路的氣體冷卻器中，並通過外氣進行空冷後由膨脹閥(減壓裝置)節流、然後供給到蒸發器中。在這裡製冷劑進行蒸發，這時，通過從周圍吸熱而發揮冷卻作用，例如汽車空調器的情況是調節車輛的車室內的空氣的作用。
然而，在車輛的車室內溫度高的時候或車輛停止後，當在短時間內再啟動旋轉壓縮機的時候等，有被吸入到第1旋轉壓縮單元中的低壓側的製冷劑壓力上升的情形。即，在停止後於短時間內再啟動的時候，由於剛停止後存在於蒸發器內的製冷劑量較多，因此旋轉壓縮機即使啟動，低壓側的製冷劑壓力也難以下降。
另外，為了保護製冷劑循環裝置，在啟動時進行不提高高壓側的製冷劑壓力的控制。另外，由於高壓側的壓力由大氣溫度來決定，所以在大氣溫度低的時候產生第1旋轉壓縮單元的排出製冷劑壓力比第2旋轉壓縮單元的排出製冷劑壓力要高的壓力逆轉現象。在產生這樣的壓力逆轉時，旋轉壓縮機陷入異常運轉狀態，有閥的動作等變得不穩定、耐用性和運轉效率下降的問題。
發明內容
本發明是為解決上述以往的技術課題而進行的發明，其目的在於實現能夠可靠地檢測出在多級壓縮式壓縮機的壓縮單元產生的壓力逆轉現象的製冷劑循環裝置。
即，在本發明中，包括在密閉容器內具有電動單元和由該電動單元驅動的第1和第2壓縮單元、並將以第1壓縮單元壓縮的中間壓的製冷劑氣體吸引到第2壓縮單元中進行壓縮排出的多級壓縮式的壓縮機，在以這樣的壓縮機構成製冷劑迴路的製冷劑循環裝置中，其特徵在於具有用於檢測第1壓縮單元的排出製冷劑壓力的傳感器和輸入該傳感器的輸出信號的控制裝置；該控制裝置，基於第1壓縮單元的排出製冷劑壓力，檢測出該第1壓縮單元的排出製冷劑壓力和第2壓縮單元的排出製冷劑壓力的逆轉。
另外，在本發明中，其特徵在於，上述的控制裝置，當第1壓縮單元的排出製冷劑壓力上升到規定的值時，判斷為第1壓縮單元的排出製冷劑壓力和第2壓縮單元的排出製冷劑壓力是逆轉的狀態。
另外，在本發明中，包括在密閉容器內具有電動單元和由該電動單元驅動的第1和第2壓縮單元、並將以第1壓縮單元壓縮的中間壓的製冷劑氣體吸引到第2壓縮單元中進行壓縮排出的多級壓縮式的壓縮機，在以這樣的壓縮機構成製冷劑迴路的製冷劑循環裝置中，其特徵在於具有用於檢測第1壓縮單元的排出製冷劑溫度的溫度傳感器和輸入該溫度傳感器的輸出信號的控制裝置，該控制裝置，基於第1壓縮單元的排出製冷劑溫度，檢測出該第1壓縮單元的排出製冷劑壓力和第2壓縮單元的排出製冷劑壓力的逆轉。
另外，在本發明中，其特徵在於，上述的控制裝置，當第1壓縮單元的排出製冷劑溫度上升到規定的值時，判斷為第1壓縮單元的排出製冷劑壓力和第2壓縮單元的排出製冷劑壓力是逆轉的狀態。
另外，在本發明中，包括在密閉容器內具有電動單元和由該電動單元驅動的第1和第2壓縮單元、並將以第1壓縮單元壓縮的中間壓的製冷劑氣體吸引到第2壓縮單元中進行壓縮排出的多級壓縮式的壓縮機，在以這樣的壓縮機構成製冷劑迴路的製冷劑循環裝置中，其特徵在於具有用於檢測第1壓縮單元的排出製冷劑壓力的第1傳感器，和用於檢測第2壓縮單元的排出製冷劑壓力的第2傳感器，和輸入這兩個傳感器的輸出信號的控制裝置；該控制裝置，基於第1壓縮單元的排出製冷劑壓力和第2壓縮單元的排出製冷劑壓力，檢測出該第1壓縮單元的排出製冷劑壓力和第2壓縮單元的排出製冷劑壓力的逆轉。
另外，在本發明中，包括在密閉容器內具有電動單元和由該電動單元驅動的第1和第2壓縮單元、並將以第1壓縮單元壓縮的中間壓的製冷劑氣體吸引到第2壓縮單元中進行壓縮排出的多級壓縮式的壓縮機，在以這樣的壓縮機構成製冷劑迴路的製冷劑循環裝置中，其特徵在於具有用於檢測第1壓縮單元的排出製冷劑溫度的第1溫度傳感器，和用於檢測第2壓縮單元的排出製冷劑溫度的第2溫度傳感器，和輸入這兩個溫度傳感器的輸出信號的控制裝置；該控制裝置，基於第1壓縮單元的排出製冷劑溫度和第2壓縮單元的排出製冷劑溫度，檢測出第1壓縮單元的排出製冷劑壓力和第2壓縮單元的排出製冷劑壓力的逆轉。
另外，在本發明中，其特徵在於，上述的控制裝置，當第1壓縮單元的排出製冷劑溫度比第2壓縮單元的排出製冷劑溫度高的時候，判斷為第1壓縮單元的排出製冷劑壓力和第2壓縮單元的排出製冷劑壓力是逆轉的狀態。
另外，在本發明中上述各發明中的控制裝置，其特徵在於，當判斷為第1壓縮單元的排出製冷劑壓力和第2壓縮單元的排出製冷劑壓力是逆轉的狀態時，縮小構成製冷劑迴路的膨脹閥的閥開度。
另外，在本發明中上述各發明中的控制裝置，其特徵在於，當判斷為第1壓縮單元的排出製冷劑壓力和第2壓縮單元的排出製冷劑壓力是逆轉的狀態時，降低電動單元的轉速。
在本發明中，通過檢測第1壓縮單元的排出製冷劑壓力用的傳感器和輸入該傳感器輸出信號的控制裝置，並基於第1壓縮單元的排出製冷劑壓力，檢測該第1壓縮單元的排出製冷劑壓力和第2壓縮單元的排出製冷劑壓力的逆轉，所以，例如當第1壓縮單元的排出製冷劑壓力上升到規定的值時，通過判斷為第1壓縮單元的排出製冷劑壓力和第2壓縮單元的排出製冷劑壓力是逆轉的狀態，可以檢測第1和第2壓縮單元的壓力逆轉現象。
另外，第1壓縮單元的排出製冷劑壓力，跟隨其排出製冷劑溫度而變化。在本發明中，通過檢測第1壓縮單元的排出製冷劑溫度用的溫度傳感器和輸入該溫度傳感器的輸出信號的控制裝置，並基於第1壓縮單元的排出製冷劑溫度，檢測該第1壓縮單元的排出製冷劑壓力和第2壓縮單元的排出製冷劑壓力的逆轉，所以，例如當第1壓縮單元的排出製冷劑溫度上升到規定的值時，通過判斷為第1壓縮單元的排出製冷劑壓力和第2壓縮單元的排出製冷劑壓力是逆轉的狀態，無需設置特別的壓力傳感器等，使用已有的溫度傳感器就能以低成本檢測出第1和第2壓縮單元中的壓力逆轉現象。
另外，在本發明中，通過檢測第1壓縮單元的排出製冷劑壓力用的第1傳感器和檢測第2壓縮單元的排出製冷劑壓力用的第2傳感器，和輸入這兩個傳感器的輸出信號的控制裝置，並基於第1壓縮單元的排出製冷劑壓力和第2壓縮單元的排出製冷劑壓力，可檢測出該第1壓縮單元的排出製冷劑壓力和第2壓縮單元的排出製冷劑壓力的逆轉，所以能夠可靠地檢測出第1和第2壓縮單元中的壓力逆轉現象。
另外，同樣地第1和第2壓縮單元的排出製冷劑壓力跟隨這些排出製冷劑溫度而變化。在本發明中，通過輸入檢測第1壓縮單元的排出製冷劑溫度用的第1溫度傳感器和檢測第2壓縮單元的排出製冷劑溫度用的第2溫度傳感器的輸出信號的控制裝置，並基於第1壓縮單元的排出製冷劑溫度和第2壓縮單元的排出製冷劑溫度來檢測第1壓縮單元的排出製冷劑壓力和第2壓縮單元的排出製冷劑壓力的逆轉，所以，例如當第1壓縮單元的排出製冷劑溫度比第2壓縮單元的排出製冷劑溫度高時，通過判斷為第1壓縮單元的排出製冷劑壓力和第2壓縮單元的排出製冷劑壓力是逆轉的狀態，無需設置特別的壓力傳感器等，使用已有的溫度傳感器就能夠以低成本檢測出第1和第2壓縮單元中的壓力逆轉現象。
同時，如上所述，當判斷為產生了壓力逆轉現象的狀態時，通過縮小膨脹閥的閥開度，而促進低壓側的壓力下降和高壓側的壓力上升，以低成本可以迅速解除這樣的逆轉現象。另外，通過降低壓縮機的電動單元的轉速，能夠抑制第1壓縮單元的排出製冷劑壓力的上升、解除壓力逆轉。特別是，當作為被封入在製冷劑迴路中的製冷劑、使用的是壓力差大的二氧化碳的時候，本發明是非常適合的。
圖1是構成本發明的實施例的製冷劑循環裝置的內部中間型2級壓縮式旋轉壓縮機的縱截面圖。
圖2是本發明的製冷劑循環裝置的實施例的車用空調的製冷劑迴路圖。
圖3是本發明的製冷劑循環裝置的控制器的控制流程圖。
圖4是說明圖1的旋轉壓縮機的第1和第2旋轉壓縮單元的排出製冷劑壓力的推移的圖。
具體實施例方式
以下，根據附圖詳述本發明的實施例。圖1作為在本發明的製冷劑循環裝置中使用的壓縮機的實施例，是具有第1和第2旋轉壓縮單元32、34(都是壓縮單元的一例)的內部中間壓型多級(2級)壓縮式旋轉壓縮機10的縱截面圖。另外，實施例的製冷劑循環裝置，其高壓側為超臨界狀態。
在該圖中，10是以二氧化碳(CO2)為製冷劑而使用的內部中間壓型多級壓縮式旋轉壓縮機(相當於本發明的壓縮機)，該旋轉壓縮機10由如下部分構成由鋼板構成的圓筒狀的密閉容器12，和收納配置安裝在該密閉容器12的內部空間的上側的電動單元14和配置在該電動單元14的下側、由通過電動單元14的旋轉軸16驅動的第1旋轉壓縮單元32(第1級)和第2旋轉壓縮單元34(第2級)構成的旋轉壓縮機構18。
密閉容器12由在底部滯留油並收納電動單元14和旋轉壓縮機構18的容器主體12A，和堵住該容器主體12A的上部開口的略呈碗狀的端蓋(蓋體)12B構成，並且，在該端蓋12B的上面中心部形成有圓形的安裝孔12D，在該安裝孔12D上安裝有對電動單元14供給電力用的接線端子(省略引線)20。
電動單元14，由沿密閉容器12的上部空間的內周面環狀地安裝的定子22，和在此定子22的內側設定一定間隔而插入設置的轉子24構成。該轉子24被固定在貫穿其中心向垂直方向延伸的旋轉軸16上。
定子22具有層疊環形狀的電磁鋼板的疊層體26，和在此疊層體26的齒部、通過串聯卷繞(集中卷繞)方式卷裝的定子線圈28。另外，轉子24與定子22同樣，由電磁鋼板的疊層體30形成，並在此疊層體30內插入永久磁石MG而構成。
在上述第1旋轉壓縮單元32和第2旋轉壓縮單元34之間，夾持有中間隔板36。即，第1旋轉壓縮單元32和第2旋轉壓縮單元34由下述部分構成中間隔板36，和配置在該中間隔板36的上下側的上汽缸38、下汽缸40，和在該上下汽缸38、40內、通過以180度的相位差設置在旋轉軸16上的上下偏心部42、44進行偏心旋轉的上下滾子46、48，和接觸該上下滾子46、48並將上下汽缸38、40內分別隔成低壓室側和高壓室側的閥50、52，和堵住上汽缸38的上側的開口面和下汽缸40的下側的開口面併兼用作旋轉軸16的軸承的作為支撐部件的上部支撐部件54和下部支撐部件56。
另外，在上部支撐部件54和下部支撐部件56上，設置有由未圖示的吸入孔分別與上下汽缸38、40的內部連通的吸入通路60(上部支撐部件54側的吸入通路未圖示)，和使一部分凹陷並通過對該凹陷部用上蓋66、下蓋68堵住而形成的排出消音室62、64。
另外，排出消音室64和密閉容器12，由貫通上下汽缸38、40及中間隔板36的未圖示的連通路連通，在連通路的上端豎立設置著中間排出管121，從該中間排出管121將由第1旋轉壓縮單元32壓縮的中間壓製冷劑排出到密閉容器12內。
另外，堵住與第2旋轉壓縮單元34的上汽缸38內部連通的排出消音室62的上面開口部的上蓋66，將密閉容器12內分隔成排出消音室62和電動單元14側。
並且，作為這時的製冷劑，考慮到對地球環境的影響、可燃性和毒性等因素，使用為自然製冷劑的上述的二氧化碳(CO2)，作為潤滑油的油例如可使用礦物油(mineral oil)、烷基苯油、乙醚油、酯油、PAG(聚烷基二醇)等已有的潤滑油類。
在構成密閉容器12的容器本體12A的側面，在對應於上部支撐部件54和下部支撐部件56的吸入通路60(上側未圖示)、排出消音室62、上蓋66的上側(略對應於電動單元14的下端位置)的位置，分別焊接固定有套管141、142、143和144。套管141和142在上下相鄰連接，同時，套管143位於套管141的大致對角線上。另外，套管144位於與套管141大致錯開90度的位置。
並且，在套管141內插入連接對上汽缸38導入製冷劑氣體用的製冷劑導入管92的一端，該製冷劑導入管92的一端與上汽缸38的未圖示的吸入通路連通。該製冷劑導入管92，通過密閉容器12的上側到達套管144，其另一端插入連接到套管144內並與密閉容器12內連通。
另外，在套管142內插入連接向下汽缸40導入製冷劑氣體用的製冷劑導入管94的一端，該製冷劑導入管94的一端與下汽缸40的吸入通路60連通。該製冷劑導入管94的另一端連接到儲能器158(如圖2所示)的下側。另外，在套管143內插入連接製冷劑排出管96，該製冷劑排出管96的一端與排出消音室62連通。
上述儲能器158，是進行吸入製冷劑的氣液分離的罐，在焊接固定在密閉容器12的容器本體12A的上部側面的密閉容器12側的安裝架147上，通過儲能器158側的安裝架(未圖示)進行安裝。
接著，圖2出示的是將本發明的製冷劑循環裝置適用於車用空調(空氣調節機)的情況的製冷劑迴路，上述的旋轉壓縮機10，構成圖2所示的車用空調的製冷劑迴路的一部分。即，旋轉壓縮機10的製冷劑排出管96，連接到氣體冷卻器154的入口。從該氣體冷卻器154引出的管道，通過內部熱交換器160、經過電動式的膨脹閥156(減壓裝置)，到達蒸發器157的入口，蒸發器157的出口，通過內部熱交換器160、上述儲能器158而連接到製冷劑導入管94。
另外，圖2中的102是由作為控制裝置的、通用計算機構成的控制器，103是安裝在製冷劑導入管92上的溫度傳感器(第1溫度傳感器)。另外，104是安裝在製冷劑排出管96上的溫度傳感器(第2溫度傳感器)。在製冷劑導入管92中通過排出到密閉容器12內的中間壓的製冷劑氣體。溫度傳感器103是通過檢測該製冷劑氣體的溫度、即通過檢測第1旋轉壓縮單元32的排出製冷劑溫度、來檢測旋轉壓縮機10的密閉容器12內的溫度，是為了保護旋轉壓縮機10的電動單元14的定子線圈28而設置的部件。
另外，溫度傳感器104是通過檢測通過製冷劑排出管96的冷劑氣體的溫度、即通過檢測第2旋轉壓縮單元34的排出製冷劑溫度、為保護旋轉壓縮機10的密封材料而設置的部件。這些溫度傳感器103和溫度傳感器104的輸出信號被輸入到控制器102中。並且，控制器102是基於這些溫度傳感器103、104的輸出來控制上述旋轉壓縮機10(的電動單元14)的轉速及膨脹閥156的閥開度的部件。
根據以上的構成下面說明其動作。在由控制器102通過接線端子20和未圖示的導線對電動單元14的定子線圈28通電時，電動單元14啟動、轉子24旋轉。通過該旋轉，被嵌合在與旋轉軸16一體設置的上下偏心部42、44中的上下滾子46、48在上下汽缸38、40內進行偏心旋轉。
由此，經過在製冷劑導入管94和下部支撐部件56上形成的吸入通路60、從未圖示的吸入孔吸入到汽缸40的低壓室側(壓力為4MPaG左右)的低壓製冷劑，被滾子48和閥52的動作而壓縮成為中間壓並從下汽缸40的高壓室側經過未圖示的連通路從中間排出管121排出到密閉容器12內。由此，密閉容器12內呈中間壓(8MPaG左右)狀態。
並且，密閉容器12內的中間壓的製冷劑氣體，從套管144出來、經由在製冷劑導入管92和形成在上部支撐部件54上的未圖示的吸入通路、從未圖示的吸入孔被吸入到汽缸38的低壓室側。被吸入的中間壓的製冷劑氣體，通過滾子46和閥50的動作進行第2級的壓縮而成為高壓高溫(12MPaG左右)的製冷劑氣體，從高壓室側通過未圖示的排出孔、經由在上部支撐部件54形成的排出消音室62、製冷劑排出管96被氣體冷卻器154放熱後，在內部熱交換器160中通過。該高壓側的壓力是超臨界狀態，在氣體冷卻器154和內部熱交換器160中製冷劑不凝聚。從內部熱交換器160出來的製冷劑被膨脹閥156節流(減壓)，由此過程液化然後流入到蒸發器157內。
製冷劑在這裡蒸發，這時通過從周圍吸熱發揮冷卻作用，使車室內降溫。其後，反覆進行經由內部熱交換器160、儲能器158，從製冷劑導入管94被吸入到第1旋轉壓縮單元32內的循環。
在這樣的運轉中，溫度傳感器103檢測的溫度，在上升到規定的異常高溫時，控制器102例如將電動單元14停止，實行對定子線圈的28的保護。另外，即使在溫度傳感器104檢測的溫度上升到規定的異常高溫時，控制器102例如也將電動單元14停止，執行對密封材料的保護。
在這裡，在車輛的車室內溫度高的時候或車輛停止後在短時間內再啟動旋轉壓縮機10等的時候，有被第1旋轉壓縮單元32吸入的低壓側(從膨脹閥156到旋轉壓縮機10)的製冷劑的壓力上升的情形。這在停止後於短時間內再啟動時，由於在停止後瞬間存在於蒸發器157內的製冷劑量較多，所以即使旋轉壓縮機10啟動，低壓側的製冷劑壓力也難於下降。
另外，控制器102為了保護製冷劑迴路，在旋轉壓縮機10的啟動時進行不提高高壓側(從旋轉壓縮機10到膨脹閥156)的製冷劑壓力的控制。另外，高壓側的壓力，由氣體冷卻器154暴露環境的大氣溫度決定，所以在外氣溫度低的時候產生第1旋轉壓縮單元32的排出製冷劑壓力比第2旋轉壓縮單元34的排出製冷劑壓力高的壓力逆轉現象。當產生這樣的壓力逆轉時，旋轉壓縮機10陷於異常逆轉狀態，閥50的動作變得不穩定，產生震動等，耐用性和各旋轉壓縮單元的壓縮工作量的平衡顯著變壞，運轉效率下降。
在這裡，在本發明中，控制器102實行以下說明的壓力逆轉時的保護動作。下面，參照圖3的控制器102的動作流程和圖4說明在本發明中的壓力逆轉時的保護動作。控制器102判斷在圖3的步驟S1中逆轉標誌是否被復位(「0」)，在這裡，如果是已被復位的標誌，則從步驟S1進入步驟S2，進行基於溫度傳感器103和溫度傳感器104的輸出信號的判斷。
即，步驟S2，比較溫度傳感器103檢測出的第1旋轉壓縮單元32的排出製冷劑溫度T1(在圖3和圖4中稱為第1級排出氣體溫度。以下相同)和第2旋轉壓縮單元34的排出製冷劑溫度T2(在圖3和圖4中稱為第2級排出氣體溫度。以下相同)，判斷第1旋轉壓縮單元32的排出製冷劑溫度T1是否比第2旋轉壓縮單元34的排出製冷劑溫度T2高，其差是否是比5deg(ΔT1)大的(T1-T2＞5deg)。
在這裡，第1旋轉壓縮單元32的排出製冷劑壓力，跟隨溫度傳感器103檢測的第1旋轉壓縮單元32的排出製冷劑溫度而變化(大致成比例，或跟隨變化。以下同樣)。另外，第2旋轉壓縮單元34的排出製冷劑壓力，跟隨溫度傳感器104檢測出的第2旋轉壓縮單元34的排出製冷劑溫度而變化。因而，在為如上所述的T1-T2＞5deg的時候(表示在圖4的左側)，很清楚，第1旋轉壓縮單元32的排出製冷劑壓力比第2旋轉壓縮單元34的排出製冷劑壓力高，從而能夠判斷為產生了壓力逆轉。
控制器102，基於各溫度傳感器103、104的輸出信號，在為T1-T2＞5deg的時候從步驟S2進入步驟S3，設定逆轉標誌為(「1」)，進入步驟S4，判斷現在的膨脹閥156的閥開度-ΔS是否比最小閥開度(用膨脹閥156可以控制的最小開度)小。這裡ΔS是為了解除壓力逆轉而作為足夠的膨脹閥156的閥開度變更值而預先設定的值。
在步驟S4，當閥開度-ΔS不比最小閥開度小的時候，進入步驟S6，使膨脹閥156的閥開度作為現在的閥開度-ΔS來控制膨脹閥156。即，使膨脹閥156的閥開度僅縮小ΔS。當膨脹閥156的閥開度變小時，由於促進位冷劑迴路的低壓側的壓力下降和高壓側的壓力上升，所以如圖4的右側所示，第2旋轉壓縮單元34的排出製冷劑壓力上升，第1旋轉壓縮單元32的排出製冷劑壓力下降、解除壓力逆轉。
另外，在步驟S4，當現在的膨脹閥156的閥開度-ΔS比最小閥開度小時，進入步驟S5，將膨脹閥156的閥開度設定在最小開度，使閥開度縮小到最小閥開度。
通過這樣的膨脹閥156的控制，在為T1-T2＜2deg(ΔT2)的時候，控制器102判斷為壓力逆轉解除狀態，並從步驟S1進入步驟S7、步驟S8，復位逆轉標誌，並在步驟S9計算作為該時刻的目標的高壓側的壓力。並且在步驟S10，目標高壓壓力-與現在的高壓壓力成正比的部分，調整膨脹閥156的閥開度(在差為正的時候縮小閥開度，在為負的時候擴大閥開度)。
這樣，使用已有的傳感器103、104，並基於第1旋轉壓縮單元32的排出製冷劑溫度和第2旋轉壓縮單元34的排出製冷劑溫度來判斷第1旋轉壓縮單元32的排出製冷劑壓力和第2旋轉壓縮單元34的排出製冷劑壓力，在第1旋轉壓縮單元32的排出製冷劑溫度比第2旋轉壓縮單元34的排出製冷劑溫度高的時候，由於判斷為第1旋轉壓縮單元32的排出製冷劑壓力和第2旋轉壓縮單元34的排出製冷劑壓力為逆轉狀態，所以無需設置特別的壓力傳感器等就能夠檢測出第1和第2旋轉壓縮單元32、34中的壓力逆轉現象。
並且，在判斷為產生了這樣的壓力逆轉現象的時候，由於縮小膨脹閥156的閥開度，所以可促進低壓側的壓力下降和高壓側的壓力上升，能以低成本迅速地解除這樣的壓力逆轉現象。
另外，在實施例中，在發生第1旋轉壓縮單元32和第2旋轉壓縮單元34的排出製冷劑壓力的逆轉現象時，控制膨脹閥156的閥開度而做出應對，但並不限於此，或者也可以在此基礎上以降低旋轉壓縮機10的電動單元14的轉速做出應對。在這樣的情況下，能夠抑制第1旋轉壓縮單元32的排出製冷劑壓力的上升而解除壓力逆轉。
另外，判斷壓力逆轉的上述ΔT1和ΔT2的值不限於實施例所述的情況，也可以把ΔT1適當設定在0deg以上、ΔT2適當設定在不到10deg的範圍內。進而，在實施例中，在車用空調的製冷劑迴路中，使用內部中間壓型的旋轉壓縮機10進行了說明，但並不限於旋轉壓縮機，本發明對於渦旋及往復式的多級壓縮式壓縮機也是有效的，製冷劑迴路當然也不限於車用空調。
進而，在上述的實施例中，通過溫度傳感器103、104檢測兩旋轉壓縮單元32和34的排出製冷劑溫度，根據這些值判斷兩旋轉壓縮單元32和34的排出製冷劑壓力的壓力逆轉現象的產生，但並不限於此，也可以將壓力傳感器安裝在製冷劑導入管92和製冷劑排出管96上直接檢測第1和第2旋轉壓縮單元32和34的排出製冷劑壓力來判斷這些逆轉現象。
進一步，根據第1旋轉壓縮單元32的排出製冷劑壓力或排出製冷劑溫度也可以判斷壓力逆轉現象。例如，僅在製冷劑導入管92上安裝壓力傳感器，在第1旋轉壓縮單元32的排出製冷劑壓力、例如在上升到11MPa等規定的高壓值時，能夠推定為在兩旋轉壓縮單元32和34產生了壓力逆轉現象。
同樣，當僅在製冷劑導入管92上安裝溫度傳感器103並且第1旋轉壓縮單元32的排出製冷劑溫度例如上升到+120℃等規定的高溫值時，能夠推定為第1旋轉壓縮單元32的排出製冷劑壓力上升、在兩旋轉壓縮單元32和34產生了壓力逆轉現象。
並且，無論什麼情形，在判斷為壓力逆轉時如上所述，通過實行保護動作(膨脹閥156的閥開度縮小及電動單元132的轉速下降)，能夠解除壓力逆轉。
根據如以上詳述的本發明，包括在密閉容器內具有電動單元和由該電動單元驅動的第1和第2壓縮單元，將以第1壓縮單元壓縮的中間壓的製冷劑氣體吸引到第2壓縮單元中並進行壓縮、排出的多級壓縮式的壓縮機，在具有這樣構成的製冷劑迴路的製冷劑循環裝置中，通過檢測第1壓縮單元的排出製冷劑壓力用的傳感器和輸入該傳感器的輸出信號的控制裝置，並根據第1壓縮單元的排出製冷劑壓力，檢測該第1壓縮單元的排出製冷劑壓力和第2壓縮單元的排出製冷劑壓力的逆轉，所以例如，在第1旋轉壓縮單元的排出製冷劑壓力上升到規定的值時，通過判斷為第1旋轉壓縮單元的排出製冷劑壓力和第2旋轉壓縮單元的排出製冷劑壓力發生逆轉，可以檢測出第1和第2壓縮單元的壓力逆轉現象。
另外，第1旋轉壓縮單元的排出製冷劑壓力，跟隨其排出製冷劑溫度而變化。在本發明中，通過檢測第1壓縮單元的排出製冷劑溫度用的溫度傳感器和輸入該溫度傳感器的輸出信號的控制裝置，基於第1壓縮單元的排出製冷劑溫度，檢測該第1壓縮單元的排出製冷劑壓力和第2壓縮單元的排出製冷劑壓力的逆轉，所以例如，在第1旋轉壓縮單元的排出製冷劑溫度上升到規定的值時，通過判斷為第1旋轉壓縮單元的排出製冷劑壓力和第2旋轉壓縮單元的排出製冷劑壓力的逆轉的狀態，則無需設置特別的壓力傳感器等，使用已有的溫度傳感器就能夠以低成本檢測出第1和第2壓縮單元的壓力逆轉現象。
另外，在本發明中，通過檢測第1壓縮單元的排出製冷劑壓力用的第1傳感器和檢測第2壓縮單元的排出製冷劑壓力用的第2傳感器、和輸入這兩個傳感器的輸出信號的控制裝置，基於第1壓縮單元的排出製冷劑壓力和第2壓縮單元的排出製冷劑壓力，檢測出該第1壓縮單元的排出製冷劑壓力和第2壓縮單元的排出製冷劑壓力的逆轉，所以能夠可靠地檢測出第1和第2壓縮單元的壓力逆轉現象。
另外，同樣地第1和第2壓縮單元的排出製冷劑壓力，跟隨這些排出製冷劑溫度變化。在本發明中，通過輸入檢測第1壓縮單元的排出製冷劑溫度用的第1溫度傳感器、和檢測第2壓縮單元的排出製冷劑溫度用的第2溫度傳感器的輸出信號的控制裝置，基於第1壓縮單元的排出製冷劑溫度和第2壓縮單元的排出製冷劑溫度，檢測第1壓縮單元的排出製冷劑壓力和第2壓縮單元的排出製冷劑壓力的逆轉，所以例如，在第1壓縮單元的排出製冷劑溫度比第2壓縮單元的排出製冷劑溫度高時，通過判斷為第1壓縮單元的排出製冷劑壓力和第2壓縮單元的排出製冷劑壓力的逆轉的狀態，則無需設置特別的壓力傳感器等，使用已有的溫度傳感器就能夠以低成本檢測出第1和第2壓縮單元的壓力逆轉現象。
並且，如上所述，在判斷為產生了壓力逆轉現象的時候，通過縮小膨脹閥的閥開度，促進低壓側的壓力下降和高壓側的壓力上升，以低成本可以迅速地解除這樣的壓力逆轉現象。另外，通過降低壓縮機的電動單元的轉速，能夠抑制第1旋轉壓縮單元的排出製冷劑壓力的上升，解除壓力逆轉。
特別是，作為密封在製冷劑迴路中的製冷劑，在使用壓力差大的二氧化碳的時候，本發明是非常合適的。
權利要求
1.一種製冷劑循環裝置，包括在密閉容器內具有電動單元和由該電動單元驅動的第1和第2壓縮單元、並將以所述第1壓縮單元壓縮的中間壓的製冷劑氣體吸引到所述第2壓縮單元中進行壓縮排出的多級壓縮式的壓縮機，在以這樣的壓縮機構成製冷劑迴路的製冷劑循環裝置中，其特徵在於具有用於檢測所述第1壓縮單元的排出製冷劑壓力的傳感器和輸入該傳感器的輸出信號的控制裝置，該控制裝置，基於所述第1壓縮單元的排出製冷劑壓力，檢測出該第1壓縮單元的排出製冷劑壓力和所述第2壓縮單元的排出製冷劑壓力的逆轉。
2.按照權利要求1所述的製冷劑循環裝置，其特徵在於所述控制裝置，當所述第1壓縮單元的排出製冷劑壓力上升到規定的值時，判斷為所述第1壓縮單元的排出製冷劑壓力和第2壓縮單元的排出製冷劑壓力是逆轉的狀態。
3.一種製冷劑循環裝置，包括在密閉容器內具有電動單元和由該電動單元驅動的第1和第2壓縮單元、並將以所述第1壓縮單元壓縮的中間壓的製冷劑氣體吸引到所述第2壓縮單元中進行壓縮排出的多級壓縮式的壓縮機，在以這樣的壓縮機構成製冷劑迴路的製冷劑循環裝置中，其特徵在於具有用於檢測所述第1壓縮單元的排出製冷劑溫度的溫度傳感器和輸入該溫度傳感器的輸出信號的控制裝置，該控制裝置，基於所述第1壓縮單元的排出製冷劑溫度，檢測出該第1壓縮單元的排出製冷劑壓力和所述第2壓縮單元的排出製冷劑壓力的逆轉。
4.按照權利要求3所述的製冷劑循環裝置，其特徵在於所述控制裝置，當所述第1壓縮單元的排出製冷劑溫度上升到規定的值時，判斷為所述第1壓縮單元的排出製冷劑壓力和第2壓縮單元的排出製冷劑壓力是逆轉的狀態。
5.一種製冷劑循環裝置，包括在密閉容器內具有電動單元和由該電動單元驅動的第1和第2壓縮單元、並將以所述第1壓縮單元壓縮的中間壓的製冷劑氣體吸引到所述第2壓縮單元中進行壓縮排出的多級壓縮式的壓縮機，在以這樣的壓縮機構成製冷劑迴路的製冷劑循環裝置中，其特徵在於具有用於檢測所述第1壓縮單元的排出製冷劑壓力的第1傳感器，和用於檢測所述第2壓縮單元的排出製冷劑壓力的第2傳感器，和輸入這兩個傳感器的輸出信號的控制裝置，該控制裝置，基於所述第1壓縮單元的排出製冷劑壓力和所述第2壓縮單元的排出製冷劑壓力，檢測出該第1壓縮單元的排出製冷劑壓力和第2壓縮單元的排出製冷劑壓力的逆轉。
6.一種製冷劑循環裝置，包括在密閉容器內具有電動單元和由該電動單元驅動的第1和第2壓縮單元、並將以所述第1壓縮單元壓縮的中間壓的製冷劑氣體吸引到所述第2壓縮單元中進行壓縮排出的多級壓縮式的壓縮機，在以這樣的壓縮機構成製冷劑迴路的製冷劑循環裝置中，其特徵在於具有用於檢測所述第1壓縮單元的排出製冷劑溫度的第1溫度傳感器，和用於檢測所述第2壓縮單元的排出製冷劑溫度的第2溫度傳感器，和輸入這兩個溫度傳感器的輸出信號的控制裝置，該控制裝置，基於所述第1壓縮單元的排出製冷劑溫度和所述第2壓縮單元的排出製冷劑溫度，檢測出所述第1壓縮單元的排出製冷劑壓力和第2壓縮單元的排出製冷劑壓力的逆轉。
7.按照權利要求6所述的製冷劑循環裝置，其特徵在於所述的控制裝置，當所述第1壓縮單元的排出製冷劑溫度比所述第2壓縮單元的排出製冷劑溫度高的時候，判斷為所述第1壓縮單元的排出製冷劑壓力和所述第2壓縮單元的排出製冷劑壓力是逆轉的狀態。
8.按照權利要求1、2、3、4、5、6或7所述的製冷劑循環裝置，其特徵在於所述的控制裝置，當判斷為所述第1壓縮單元的排出製冷劑壓力和第2壓縮單元的排出製冷劑壓力是逆轉的狀態時，縮小構成所述製冷劑迴路的膨脹閥的閥開度。
9.按照權利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的製冷劑循環裝置，其特徵在於所述的控制裝置，當判斷為所述第1壓縮單元的排出製冷劑壓力和第2壓縮單元的排出製冷劑壓力是逆轉的狀態時，降低所述電動單元的轉速。
10.按照權利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9所述的製冷劑循環裝置，其特徵在於作為被封入在製冷劑迴路中的製冷劑，使用的是二氧化碳。
全文摘要
一種製冷劑循環裝置，包括在密閉容器內具有電動單元和由該電動單元驅動的第1和第2壓縮單元、並將以所述第1壓縮單元壓縮的中間壓的製冷劑氣體吸引到所述第2壓縮單元中進行壓縮排出的多級壓縮式的壓縮機，在以這樣的壓縮機構成製冷劑迴路的製冷劑循環裝置中，具有用於檢測第1壓縮單元的排出製冷劑壓力的傳感器和輸入傳感器的輸出信號的控制裝置；控制裝置，基於第1壓縮單元的排出製冷劑壓力，檢測出該第1壓縮單元的排出製冷劑壓力和第2壓縮單元的排出製冷劑壓力的逆轉。這種製冷劑循環裝置，能夠可靠地檢測由多級壓縮式壓縮機的壓縮單元產生的壓力逆轉現象。
文檔編號F25B40/00GK1532474SQ200410008089
公開日2004年9月29日 申請日期2004年3月10日 優先權日2003年3月25日
發明者江原俊行, 久保守, 太田垣和久, 和久 申請人:三洋電機株式會社