JP2000146312A - 空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ホットガスバイパスヒータである暖房回路を
備えた空調装置において、暖房運転時の異常高圧状態を
抑制するために暖房回路内の作動流体を冷房回路に放出
してしまって暖房能力が不足するという問題点を解決す
ることを課題とする。 【解決手段】 圧縮機と冷房回路と暖房回路と作動流体
放出手段１９０を有する空調装置において、圧縮機は、
吸入部１１６と吐出部１２１を有し、冷房回路は、吐出
部１２１から吸入部１１６へ至る経路上に配置されたコ
ンデンサと該ンデンサよりも下流側に配置された前記熱
交換機を有し、暖房回路は、吐出部１２１から熱交換機
へ至るバイパス路と前記熱交換機とを有し、作動流体放
出手段１９０は作動流体の吐出圧が所定の高圧状態とな
った場合に作動流体を吐出部１２１から吸入部１１６に
放出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は圧縮機によって圧
縮された作動流体を利用して作動する冷房回路と暖房回
路を有する空調装置に関し、詳しくは作動流体の吐出圧
の異常高圧状態を確実かつ迅速に抑制することのできる
空調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の空調装置の一例が特開平７−１
９６３０号公報に開示されている。この空調装置は、図
１に示すように、圧縮機１と冷房回路５１と暖房回路５
２と制御装置８３とを有する。冷房回路５１は、圧縮機
１の吐出部Ｄから吸入部Ｓへ至る経路上に設けられたコ
ンデンサ５５と、第１の膨張弁５７と、熱交換機５９と
で構成されており、圧縮機１から吐出された高圧の作動
流体は、上記各装置を経由して圧縮機１に吸入され、こ
のサイクルを繰り返す。暖房回路５２は、圧縮機１の吐
出部Ｄから熱交換機５９へと至るバイパス路５２ａと、
そのバイパス路５２ａ上に設けられた第２の膨張弁６３
と、前記熱交換機５９とで構成されており、圧縮機１か
ら吐出された高圧の作動流体は、コンデンサ５５へ送ら
れることなく、第２の膨張弁６３と熱交換機５９を経由
して圧縮機１に吸入され、このサイクルを繰り返す。な
お、かかる暖房回路５２は一般にホットガスバイパスヒ
ータと呼ばれている。冷房回路５１と暖房回路５２の切
替は切替弁５３ａ，５３ｂの開閉動作によっておこなわ
れ、この開閉動作は制御装置８３によって制御される。

【０００３】この種の空調装置の場合、冷房回路５１を
選択している場合に比して、暖房回路５２を使用してい
る場合の方が、作動流体の吐出圧が高い状態で用いられ
ることから、暖房回路５２を使用している場合に暖房回
路５２に異常な高圧がかかりやすい。例えば暖房運転中
に圧縮機１の回転数が一時的に増大するような場合に異
常高圧状態が生じやすい。そこで本従来技術では、圧力
リリーフ弁９３が設けられた作動流体放出路９１が備え
られている。作動流体放出路９１は、暖房回路５２と冷
房回路５１とを連絡する通路であり、暖房回路５２の作
動時に作動流体の吐出圧が異常高圧状態となった場合
に、圧力リリーフ弁９３を開放して作動流体を冷房回路
５１側へと放出する。この従来技術は、冷房回路５１と
暖房回路５２が切替弁５３ａ，５３ｂによって択一的に
選択されることに着目し、暖房回路５２の作動中に吐出
圧が異常に高圧になったときには、使用されていない冷
房回路５１側へ作動流体を放出することによって、暖房
回路５２に異常な高圧がかからないようにしているので
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この従来の異常高圧対
策技術は、暖房回路５２から冷房作動５１に作動流体を
放出する方式であるため、例えば圧縮機１の回転数が一
時的に増大して吐出圧が増大する度に暖房回路５２内の
作動流体が冷房回路５１に放出されてしまい、暖房回路
５２内の作動流体が減少していってしまう。このため、
圧縮機１の通常運転状態において暖房能力が不足すると
いった事態になりやすい。

【０００５】そこで本発明では、ホットガスバイパスヒ
ータである暖房回路を備えた空調装置において、暖房運
転時の異常高圧状態を抑制するために暖房回路内の作動
流体を冷房回路に放出してしまって暖房能力が不足する
という問題点を解決することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ための手段として、請求項１の発明では、圧縮機と、冷
房回路と、暖房回路と、作動流体放出手段とを有する空
調装置として構成する。圧縮機は、作動流体を吸入する
吸入部と、圧縮された作動流体を吐出する吐出部とを有
し、冷房回路は、前記吐出部から前記吸入部へと至る経
路上に配置されたコンデンサと、前記コンデンサよりも
下流側に配置された熱交換機とを有し、暖房回路は、前
記吐出部から前記熱交換機へと至るバイパス路と、前記
熱交換機とを有する。作動流体放出手段は、作動流体の
吐出圧が所定の高圧状態となった場合に作動流体を前記
吐出部から前記吸入部に放出する。

【０００７】請求項１の発明によれば、作動流体の吐出
圧が所定の高圧状態となった場合、作動流体放出手段が
作動流体を吐出部から吸入部へ放出し、吐出圧を減少さ
せることになる。この場合の吐出圧の減少は、作動流体
が吐出部から吸入部へ放出されることによって吐出圧が
吸入側へ放圧されることの直接的効果として生じる。吐
出圧が所定の高圧状態となったか否かの判断は、空調装
置の低圧側の圧力と吐出圧との差圧をパラメータとして
吐出圧の高圧状態を判断したり、吐出圧を検出しその値
自体の大小によって吐出圧の高圧状態を判断することが
好ましい。差圧をパラメータとして判断する場合の低圧
側の圧力としては作動流体の吸入圧を用いることが好ま
しい。本空調装置における作動流体放出手段は吐出圧が
所定の高圧状態となった場合に作動流体を吸入部へ放出
するが、この放出により圧縮機から回路への高圧作動流
体の供給が直ちにカットされるので、特に暖房回路作動
時における吐出圧の異常高圧状態の抑制に有効である。
というのは、暖房回路では、効果的な暖房能力が得られ
るよう、なるべく高い吐出圧を使用する必要があり、こ
の結果、暖房回路では回路作動圧の高圧側への変動許容
幅が小さくなってしまい、吐出圧が少々上昇しただけで
も回路損傷等の問題が生じるおそれがあるからである。
本空調装置の冷暖房回路は圧縮機によって圧縮された作
動流体によって作動するが、駆動源である圧縮機には様
々なタイプのものが使用できる。例えば作動流体の吐出
容量が固定された固定容量型圧縮機や吐出容量が可変と
された可変容量型圧縮機のいずれも好適に使用できる。
作動流体放出手段を介して吐出部から吸入部に放出され
た作動流体は、吸入部から再度圧縮機に吸入され、圧縮
されて吐出されることになる。つまり、本来は圧縮機か
ら冷暖房回路へ送られるべき作動流体は、異常高圧状態
にあっては吸入部へ放出されるものであり、この放出に
よって吐出圧の異常高圧状態が抑制されるとともに、放
出された作動流体は再度圧縮機で圧縮されて吐出される
というサイクルを形成する。つまり作動流体を回路外へ
放出する構成は採用されていない。従って、吐出圧の異
常高圧の抑制がなされても、作動流体損失による回路作
動能力不足の問題が生じない。また、一度圧縮仕事によ
って高圧にした作動流体を空調回路ではなく吸入部へ放
出するのでエネルギー効率が良いとは言えないものの、
高圧の作動流体を回路外へ捨てるといった極端なエネル
ギー効率の悪さには至らない。なお、吸入部に放出され
た高圧の作動流体が再度吸入・圧縮されるので、以後の
吐出圧が相対的に高くなるという問題も考えられるが、
本発明における作動流体放出手段はいわば緊急避難的手
段であって、現存する異常高圧状態は迅速に抑制され
る。

【０００８】請求項２の発明では、前記圧縮機が、駆動
室と、作動流体を吸入する吸入部と、圧縮された作動流
体を吐出する吐出部と、圧縮された作動流体を前記吐出
部から前記駆動室へ導くことによって吐出容量を変更す
る容量制御弁とを有する可変容量型圧縮機であることを
特徴とする請求項１に記載の空調装置という構成とされ
る。

【０００９】請求項２の発明では、空調装置の駆動源と
して可変容量型圧縮機を用いた空調装置が提供されるこ
とになる。可変容量型圧縮機は、作動流体を吐出部から
駆動室（クランク室と一般に称呼される）へ導くことに
よって駆動室内の圧力を高めて吐出容量を減少すること
ができ、かかる吐出容量の減少によって吐出圧が減少す
るとともに吸入圧が増加するという特性を有する。すな
わち、吐出容量を可変とすることで吐出圧を調整するこ
とができる圧縮機であって、圧縮機自体の仕事量を減少
させることによって吐出圧を減少するというようにエネ
ルギーの無駄の少ない制御が可能である。しかし、可変
容量型圧縮機であっても、吐出圧が急激に上昇するよう
な場合には、上記のごとく吐出容量を減少させて吐出圧
を減少させるといった制御では吐出圧の急激な上昇に間
に合わず、制御遅れが生じる場合がある。特にできるだ
け高い吐出圧を用いたいという要請がある暖房回路にお
いて、このような制御の遅れは回路損傷といった重大な
問題に直結し易い。こうした見地に立って構成された請
求項２の発明では、吐出容量制御によってエネルギー効
率の無駄が少ない吐出圧異常高圧対策が可能な可変容量
型圧縮機において、一度高圧とした作動流体を吸入部に
放出するという作動流体放出手段をあえて採用すること
によって、急激な吐出圧の上昇に対して作動流体を吸入
部へと放出し、吐出圧の急激な上昇を緊急避難的・直接
的に抑制する作用が奏される。

【００１０】請求項３の発明では、前記作動流体放出手
段が、前記吐出部から前記吸入部に至る放出通路と、前
記放出通路上に設けられた放出弁とを有し、前記放出弁
は作動流体の吸入圧に対する吐出圧の差圧によって開か
れることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の
空調装置という構成とされる。

【００１１】請求項３の発明によれば、放出弁は吸入圧
に対する吐出圧の差圧によって開かれ、これによって作
動流体は吐出部から吸入部に放出されることになる。放
出弁は上記差圧自体によって開かれるものであり、大気
圧等といった装置外の比較対象との比較が不要となり、
空調装置の気密性の向上・構造の簡易化が可能とされ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の一形態である
空調装置につき、図面を参照しつつ説明していく。なお
本実施の形態では、圧縮機の一例として可変容量型圧縮
機を用いている。

【００１３】図２に示すように、本空調装置１００は、
概括的に見て、冷房回路１５１と、暖房回路（ホットガ
スバイパスヒータ回路）１５２と、両回路の駆動源であ
る可変容量型圧縮機１０１とによって構成されている。
なお、本発明の特徴的構成要素である作動流体放出手段
は、図３および図４に示されるものの、本空調装置１０
０の概括的構成を現した図２においては示されていな
い。作動流体放出手段の構造・作用については、後で詳
しく説明する。この空調装置１００は、本実施の形態で
は車載用の空調装置として構成されており、可変容量型
圧縮機１０１の駆動軸１２５は車のエンジン１７０に接
続されて駆動される。冷房回路１５１は、可変容量型圧
縮機１０１で圧縮された高圧の作動流体を利用して作動
し、可変容量型圧縮機１０１の吐出部Ｄから吸入部Ｓへ
至る経路１５１ａ上に配置されたコンデンサ１５５と第
１の膨張弁１５７と熱交換機１５９とアキュムレータ１
６１とを有する。熱交換機１５９は、エバポレータと通
称される。暖房回路（ホットガスバイパスヒータ回路）
１５２も、可変容量型圧縮機１０１で圧縮された高温高
圧の作動流体を利用して作動し、吐出部Ｄから吐出され
た作動流体を熱交換機１５９へ導くバイパス路１５２ａ
上に配置された第２の膨張弁１６３と、上記熱交換機１
５９と、アキュムレータ１６１を有する。すなわち暖房
回路１５２は上記冷房回路１５１の構成要素の一部を兼
用する構造とされている。

【００１４】熱交換機１５９は温水ヒータ１７１と並置
されている。温水ヒータ１７１内には、パイプ１７３を
介してエンジン１７０からの冷却温水が循環している。
図２中、第１の開閉弁１５３ａと第２の開閉弁１５３ｂ
は、冷房回路１５１と暖房回路１５２のいずれか一方を
択一的に作動させるための切替用弁である。

【００１５】冷房回路１５１作動時には、可変容量型圧
縮機１０１で圧縮されて高温・高圧となった作動流体が
コンデンサ１５５に送られ、そこで高温の作動流体が有
する熱を外部に捨て、作動流体は液化する。次に第１の
膨張弁１５７によって作動流体は減圧されて熱交換機１
５９に送られ、そこで外部の熱を奪ってガス化する。ガ
ス化した作動流体はアキュムレータ１６１を経て再び可
変容量型圧縮機１０１に還流され再循環されることにな
る。暖房回路１５２作動時には、可変容量型圧縮機１０
１で圧縮されて高圧となった作動流体は、第２の膨張弁
１６３によって減圧されて熱交換機１５９に送られ、そ
こで外部に熱を放出する。暖房回路１５２のサイクル
中、作動流体は常にガス状態で暖房回路１５２を循環す
る。この暖房回路１５２は一般にホットガスバイパスヒ
ータ回路と呼ばれている。

【００１６】本実施の形態において、暖房回路１５２は
補助暖房装置として位置づけられている。すなわち、暖
房回路１５２運転時に熱交換機１５９で発せられる熱
は、既に述べた温水ヒータ１７１に対する補助暖房用熱
源として用いられる。暖房回路１５２は、例えばエンジ
ン１７０起動時、あるいは外気温が−２０℃等といった
低温環境時のごとく、エンジン１７０の冷却温水では暖
房用の熱が足りない場合に、これを補うために用いられ
る。

【００１７】次に図３を参照しつつ、高圧の作動流体を
冷房回路１５１・暖房回路１５２に供給する可変容量型
圧縮機１０１の構造について説明する。可変容量型圧縮
機１０１の内部には駆動室１１０が形成されており、そ
の駆動室１１０内で斜板１３０が駆動軸１２５に支持さ
れている。斜板１３０は駆動軸１２５に支持されて、駆
動軸１２５に対して傾斜した状態で駆動軸１２５の回転
に伴って回転する。また駆動軸１２５に対する斜板１３
０の傾斜角は可変となっており、以後、駆動軸１２５に
直交する状態に近い姿勢を「斜板１３０が立つ」とい
い、図示の状態で水平に近づくことを「斜板１３０が寝
る」という。

【００１８】斜板１３０は、その周縁部において、可動
シュー１３１を介して、ピストン１３５の頭部と連結さ
れている。ピストン１３５は、駆動軸１２５のまわりに
計６本配置されており（図では一本しか現されていな
い）、６個のシリンダボア１０９内にて図示左右方向に
スライド可能に挿入されている。６個のシリンダボア１
０９の円周方向の位置は可変容量型圧縮機１０１のハウ
ジング１０１ａによって固定されている。図示のごとく
斜板１３０が傾斜して駆動軸１２５と共に回転すると、
円周方向については固定されたピストン１３５に対し
て、斜板１３０の周縁が滑っていく。斜板１３０の最も
ピストン側に傾いた周縁がピストン１３５に対応して位
置しているとき（図１はその状態を示す）、ピストン１
３５はシリンダボア１０９内に最も深く挿入される。斜
板１３０の最も反ピストン側に傾いた周縁（図３の場合
図示下方に示されている周縁）がピストン１３５に対応
して位置しているとき（図３の状態から駆動軸１２５が
１８０度回転した場合に相当する）、ピストン１３５は
シリンダボア１０９内から最も大きく抜き出される。駆
動軸１２５が一回転することで各ピストン１３５は各シ
リンダボア１０９内で左右方向に一往復する。

【００１９】各シリンダボア１０９の底部には吸入孔１
１８ａと吐出孔１２３ａが設けられ、吸入孔１１８ａに
対して吸入弁１１８が対応位置し、吐出孔１２３ａに対
して吐出弁１２３が対応位置している。各吸入孔１１８
ａは吸入室１１５に連通し、各吐出孔１２３ａは吐出室
１２０に連通している。斜板１３０によってピストン１
３５が図中左方向に移動する場合、作動流体は吸入口１
１６から吸入室１１５・吸入孔１１８ａ・吸入弁１１８
を介してシリンダボア１０９内に導入される。次いで、
斜板１３０によってピストン１３５が図中右方向に移動
する際には、吸入された作動流体は圧縮されて高圧状態
とされ、吐出孔１２３ａ・吐出弁１２３・吐出室１２０
を介して吐出口１２１から吐出される。この可変容量型
圧縮機１０１の吐出容量は、ピストン１３５のストロー
ク量によって定められる。ピストン１３５のストローク
量は斜板１３０の傾斜角度によって定められる。斜板１
３０が寝ているほどピストン１３５のストローク量は大
きく、可変容量型圧縮機１０１の吐出容量は大きくな
る。反対に、斜板１３０が立つほどピストン１３５のス
トローク量は小さく、可変容量型圧縮機１０１の吐出容
量は小さくなる。

【００２０】この可変容量型圧縮機１０１では、図３に
示すように、吸入室１１５と駆動室１１０は圧力排出通
路１０５によって連通されている。また、吐出室１２０
と駆動室１１０は圧力供給通路１０７によって連絡され
いる。この圧力供給通路１０７の途中には容量制御弁１
４１が設けられている。容量制御弁１４１は、弁体２１
１とソレノイド２１３を有する電磁弁であり、ソレノイ
ド２１３の励磁・非励磁を通じて圧力供給通路１０７を
連通状態・非連通状態のいずれかとする。容量制御弁１
４１は図示しない制御手段によってその開閉が制御され
る。

【００２１】斜板１３０の傾斜角度は、ピストン１３５
の両側の圧力差、すなわち駆動室１１０内の圧力とシリ
ンダボア１０９内の圧力の差によって決定される。この
差圧は上記した容量制御弁１４１の開閉動作によって調
整される。吐出容量を減少させる場合には、容量制御弁
１４１を開けて、吐出室１２０内の作動流体を駆動室１
１０へ導入し、駆動室１１０内の圧力を高める。する
と、斜板１３０は立ち、ピストン１３５のストローク量
が減少して吐出容量が減少する。反対に容量を増加させ
ようとする場合には、容量制御弁１４１を閉じて、吐出
室１２０内の作動流体が駆動室１１０へ導入されないよ
うにする。すると、駆動室１１０内の圧力が低くなり、
斜板１３０は寝て行き、ピストン１３５のストローク量
が増大して吐出容量が増大する。容量制御弁１４１は、
暖房回路作動時において作動流体の吐出圧が高くなり過
ぎる場合には、作動流体を吐出室１２０から駆動室１１
０に導いて駆動室１１０内の圧力を高くし、吐出容量を
減少させることによって吐出圧を減少させ、吐出圧が高
すぎる場合に生じる暖房回路損傷・気密性低下を防止す
る。また、冷房回路作動時において作動流体の吸入圧が
低くなり過ぎる場合には、作動流体を吐出室１２０から
駆動室１１０に導いて駆動室１１０内の圧力を高くし、
吐出容量を減少させることによって吸入圧を増加させ、
吸入圧が低すぎる場合に生じる熱交換機１５９（図２参
照）の着霜を防止する。すなわち、容量制御弁１４１は
暖房時の吐出圧制御弁の機能と冷房時の吸入圧制御弁の
機能を併有している。

【００２２】次に、本空調装置において吐出圧の異常高
圧抑制を行うために設けられた作動流体放出手段の詳細
について説明する。図３および図３のＡ−Ａ線断面図で
ある図４に示すように、作動流体放出手段１９０は、放
出弁１８１と、吐出口１２１から放出弁１８１に至る第
１の放出通路１９１ａと、放出弁１８１から吸入口１１
６に至る第２の放出通路１９１ｂとから構成されてい
る。

【００２３】図４に示すように、吐出口１２１は、第１
の放出通路１９１ａによって、放出弁１８１内の第１の
区画室１９２に連通されている。従って第１の区画室１
９２内の圧力は作動流体の吐出圧Ｐｄになる。一方、吸
入口１１６は、放圧用通路１９１ｂによって、放出弁１
８１内の第２の区画室１９３に連通されている。従って
第２の区画室１９３内の圧力は作動流体の吸入圧Ｐｓに
なる。また、第１の区画室１９２と第２の区画室１９３
とは連絡路１９４を介して連絡され、この連絡路１９４
は弁体１９６によって開閉いずれかの状態とされる。

【００２４】弁体１９６は、スプリング１９７によって
第１の区画室１９２方向（図中左方向）へ付勢されてお
り、通常は、第２の区画室１９３内の吸入圧Ｐｓとスプ
リング１９７の図中左方向への付勢力との合力が、第１
の区画室１９２内の吐出圧Ｐｄよりも大きいため、弁体
１９６はバルブシート１９６ａに押し付けられて、連絡
路１９４を閉鎖している。後で詳しく説明するが、第１
の区画室１９２内の圧力すなわち吐出圧Ｐｄが、第２の
区画室１９３内の圧力すなわち吸入圧Ｐｓおよびスプリ
ング１９７の付勢力の合力よりも大きくなる場合には、
弁体１９６は、吐出圧Ｐｄがこの合力に勝ることによっ
て図中右方向に移動し、連絡路１９４を開く。このうち
スプリング１９７の付勢力は一定であるため、連絡路１
９４が連通されるか否かは、第１の区画室１９２内の吐
出圧Ｐｄと第２の区画室１９３内の吸入圧Ｐｓとの差圧
の変動に実質的に依存することになる。スプリング１９
７の付勢力は、吐出圧Ｐｄと吸入圧Ｐｓとの差圧、およ
び、両者の差圧がどの大きさとなった場合に連絡路１９
４を開くか、換言すれば、上記差圧がどの大きさとなっ
た場合に、吐出圧Ｐｄが異常高圧状態に相当し第１の区
画室１９２と第２の区画室１９３とを連通して作動流体
の放出作業を行う必要があるかの評価に基づいて適宜定
められている。

【００２５】次に本空調装置１００の作用について説明
する。図２に示す圧縮機１０１は、既に述べたように、
吸入部Ｓから吸入した作動流体を圧縮して吐出部Ｄから
吐出する。本空調装置１００の冷房回路１５１と暖房回
路１５２とは切替弁１５３ａ，１５３ｂによっていずれ
か一方が択一的に作動される。作動流体の吐出圧は、圧
縮機１０１への駆動入力の変動等に併せて変動する。本
空調装置１００において吐出圧が定常値よりも上昇した
場合に問題が生じるのは主として暖房回路１５２であ
る。暖房回路では、暖房能力との関係で、比較的高い吐
出圧を定常値として設定するので、定常値と回路の上限
圧との間の幅が狭く、該定常値から吐出圧が少々上昇し
ただけでも回路損傷・気密性の低下等の問題を生じ易い
からである。従って、以下、暖房回路１５２作動時の場
合について説明する。

【００２６】暖房回路１５２を作動する場合、既に説明
したように、圧縮機１０１の吐出部Ｄから吐出された高
圧の作動流体は、切替弁１５３ｂが開かれるとともに切
替弁１５３ａが閉じられ、暖房回路１５２を構成するバ
イパス路１５２ａに送られる。作動流体はバイパス路１
５２ａ上に設けられた第２の膨張弁１６３において減圧
され、熱交換機１５９においてその有する熱量を外部に
放出し、アキュムレータ１６１を経て再び圧縮機１０１
に還流され、吸入部Ｓから吸入されて再循環を繰り返
す。

【００２７】圧縮機１０１の駆動軸１２５はエンジン１
７０に連結されて駆動されるが、エンジン１７０の出力
上昇等により駆動入力が上昇した場合には、圧縮機１０
１の仕事量が増大して暖房回路１５２へ送出される作動
流体の単位時間あたりの容量が増大し、この結果圧縮機
１０１から吐出される作動流体の吐出圧が上昇する。こ
の場合、吸入圧は吐出圧に追従して上昇するものではな
く、吐出圧は吸入圧に対しても相対的に上昇することに
なる。なぜなら、圧縮機１０１の容量が増加した場合、
作動流体が暖房回路１５２内を還流しているところへ更
に容量の増加した作動流体が圧縮機１０１から供給され
る一方、回路内流体抵抗のため暖房回路１５２内を流れ
る作動流体が直ちに吸入部Ｓから圧縮機に吸入され得な
いため、結果的に、供給された作動流体が回路への供給
過剰状態を生じさせ、吐出圧Ｐｄが吸入圧Ｐｓに対し相
対的に上昇するからである。従って、圧縮機１０１の容
量が増加した場合、吸入圧に対する吐出圧の差圧が増大
することになる。

【００２８】さて、吐出圧が上昇し暖房回路１５２に悪
影響を及ぼすおそれのある異常高圧状態となった場合、
図４に示すように、吐出口１２１と連通された第１の区
画室１９２内の吐出圧Ｐｄは、定常運転時よりも高い圧
力で連通路１９４を閉鎖する弁体１９６を図中右方向へ
押圧する。既に述べたように、弁体１９６は、吐出圧Ｐ
ｄと、吸入圧Ｐｓおよびスプリング１９７付勢力の合力
との関係で、連絡路１９４を開閉いずれかの状態とする
ものであるが、吐出圧Ｐｄが吸入圧Ｐｓに対して相対的
に上昇した場合、両者の差圧の増大によって弁体１９６
は図中右方向に移動して連絡路１９４を開く。

【００２９】これによって第１の区画室１９２と第２の
区画室１９３とが連通され、作動流体は、低圧側の第２
の区画室・第２の放出通路１９１ｂを経由して吸入口１
１６へ放出され、これによって作動流体の吐出側から吸
入側への放出が達成される。この場合、一度圧縮機に仕
事をさせて昇圧した作動流体を低圧側に放出するのでエ
ネルギー効率が良くはないものの、従来技術のように昇
圧した作動流体を暖房回路外へ無駄に捨てるといったエ
ネルギー効率の極端な悪さは回避される。また、作動流
体を暖房回路外へ捨てるものではないので、暖房回路作
動のための作動流体が不足するといった事態は生じな
い。なお、吸入口１１６へ放出された作動流体は、図３
に示すように、吸入室１１５・吸入孔１１８ａ・吸入弁
１１８を通ってシリンダボア１０９内に吸入されて圧縮
された後、吐出孔１２３ａ・吐出弁１２３・吐出室１２
０、吐出口１２１を通って吐出され、暖房回路へ再度送
られる。

【００３０】作動流体の吐出側から吸入側への放出は、
吐出圧Ｐｄが異常高圧状態となった場合に、吐出圧Ｐｄ
と吸入圧Ｐｓとの差圧に基づいて直ちに行われる。とこ
ろで本実施の形態では可変容量型圧縮機が用いられてい
る。吐出圧が比較的ゆっくりと上昇する場合には、図３
に示す容量制御弁１４１を開いて作動流体を吐出室１２
０から駆動室１１０へ導き、駆動室１１０内の圧力を高
くし、斜板１３０を立ててピストン１３５のストローク
量を小さくし、これによって吐出容量を減少して吐出圧
を減少させるという可変容量型圧縮機特有の吐出圧抑制
制御が働く。これに対し、容量制御弁１４１を用いた制
御が間に合わないほど急激に吐出圧が上昇して異常高圧
状態となる場合には、作動流体放出手段１９０を用いて
直ちに作動流体を吐出側から吸入側に放出し、この放出
自体によって吐出圧の減少を行うものである。

【００３１】なお冷房回路作動中においては、暖房回路
のようにできるだけ高圧の作動流体を用いて回路を作動
させるという要請が働かず、暖房回路作動時に比べて比
較的低い吐出圧が用いられるため、上記した作動流体放
出手段１９０を用いて吐出圧の異常高圧状態を抑制する
という事態が生じにくい。従って、本実施態様では放出
弁１８１の開弁条件は比較的高い吐出圧を用いる暖房回
路作動圧力に合わせて設定されており、これよりも低い
作動圧力を用いる冷房回路の作動中放出弁１８１は閉じ
ている。また、冷房回路を作動する場合には吸入圧の減
少による熱交換器の着霜が問題となるので、冷房回路作
動中は吸入圧の値を検出し、吸入圧が低すぎる場合には
図３に示す容量制御弁１４１を開いて吐出容量を減少
し、これによって吸入圧を増加させて熱交換機の着霜を
防止する制御が行われる。

【００３２】また、図４によく示されるように、吐出圧
Ｐｄの放圧は、該吐出圧Ｐｄと吸入圧Ｐｓとの差圧に基
づいておこなわれるものであり、例えば大気圧や真空な
どを差圧の比較基準として構成する必要がないため、装
置の気密性を向上させることが可能である。

【００３３】（変更例）この変更例では、図５に示すよ
うに、吐出圧Ｐｄと駆動室１１０内の圧力との差圧を用
いて開かれる放出弁２８１が用いられている。つまり、
高圧側に吐出圧を、低圧側に駆動室１１０内の圧力を用
いている。この変更例における放出弁２８１では、第１
の区画室２９２，第２の区画室２９３および第３の区画
室２９５が設けられている。第１の区画室２９２は第１
の放出通路２９１ａを介して吐出口１２１と連通されて
いる。従って、第１の区画室２９２内の圧力は吐出圧Ｐ
ｄとなる。第２の区画室２９３は第２の放出通路２９１
ｂを介して吸入口１１６と連通されている。従って、第
２の区画室２９３内の圧力は吸入圧Ｐｓとなる。第３の
区画室２９５は駆動室圧導入路２９１ｃを介して図３に
示す駆動室１１０と連通されている。第３の区画室２９
５は駆動室内の圧力Ｐｃとなる。

【００３４】この放出弁２８１では、弁体２９６，差圧
作動部材２９９および両者を連結する連結バー２９８と
が一体的に形成されている。吐出圧Ｐｄが異常高圧状態
とならない通常の状態では、第１の区画室２９２内の圧
力Ｐｄが差圧作動部材２９９を押圧して図中右方向に移
動させようとするのに対し、第３の区画室２９５内の圧
力Ｐｃおよび差圧作動部材２９９を図中左方向に付勢す
るスプリング２９７付勢力の合力がこれを阻止するた
め、差圧作動部材２９９は移動しない。この場合、連結
バー２９８を介して差圧作動部材と一体的に形成された
弁体２９６はバルブシート２９６ａに当接し、第１の区
画室２９２と第２の区画室２９３とを連絡する連絡路２
９４を閉鎖する。従って、吐出圧Ｐｄが異常高圧となら
ない通常の状態では、作動流体は吐出口１２１から吸入
口１１６へ放出されない。

【００３５】これに対し、吐出圧Ｐｄが上昇して異常高
圧となった場合、第１の区画室２９２内の圧力Ｐｄが差
圧作動部材２９９を押圧して図中右方向に移動させよう
とする力が、第３の区画室２９５内の圧力Ｐｃおよび差
圧作動部材２９９を図中左方向に付勢するスプリング２
９７の付勢力の合力に打ち勝って、差圧作動部材２９９
が図中右方向に移動される。この結果、バルブシート２
９６ａに当接していた弁体２９６は図中右方向に移動
し、第１の区画室２９２と第２の区画室２９３とを連絡
する連絡路２９４を開放して両室を連通状態とする。こ
の結果、作動流体は連絡路２９４を経由して吐出側から
吸入側へ放出され、この結果吐出圧Ｐｄが減少して吐出
圧の異常高圧状態が抑制されることになる。

【００３６】なお、本実施の形態およびその変更例で
は、可変容量型圧縮機を用いて説明しているが、この他
に作動流体の吐出容量が一定とされた固定容量型圧縮機
をもって構成することも可能である、また作動流体を圧
縮するためのピストンのタイプとして、斜板１３０の両
側にピストンを連結して往復動させる両頭ピストンタイ
プの圧縮機をもって構成することも可能である。

【００３７】また、本実施の形態では、作動流体放出手
段１９０は可変容量型圧縮機の内部（ハウジング内）に
設けられる構成であったが、これを圧縮機外に設ける構
成としてもよい。

【００３８】また、本実施の形態における空調装置で
は、ホットガスバイパスヒータである暖房回路と冷房回
路とが設けられているが、冷房回路を省略する構成とし
てもよい。作動流体の吐出圧の高圧状態が問題となるの
は、既に述べたように、特に暖房回路作動時だからであ
る。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、ホットガスバイパスヒ
ータである暖房回路を備えた空調装置において、吐出圧
が異常高圧状態にある場合に作動流体を吐出部から吸入
部へと放出する手段を採用したため、暖房回路作動時の
異常高圧状態を抑制するために暖房回路内の作動流体を
冷房回路に放出してしまって暖房能力が不足するという
問題点が解決されることとなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の空調装置の構造を示す断面図である。

【図２】本実施の形態に係る空調装置の構造を示す断面
図である。

【図3】本実施の形態に係る空調装置のうち圧縮機およ
び作動流体放出手段の構造を示す断面図である。

【図４】図３におけるＡ−Ａ線断面図であって、本実施
の形態に係る作動流体放出手段の詳細な構造を示す回路
図である。

【図５】変更例に係る空調装置における作動流体放出手
段の詳細な構造示す断面図である。

【符号の説明】

１０１ 圧縮機 １１０ 駆動室 １１５ 吸入室 １２０ 吐出室 １２５ 駆動軸 １３０ 斜板 １３５ ピストン １８１ 放出弁 １９０ 作動流体放出手段 １９２ 第１の区画室 １９３ 第２の区画室 １９４ 連絡路 １９６ 弁体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中根 芳之 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 伴 孝志 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮機と、冷房回路と、暖房回路と、作動
   流体放出手段とを有し、 前記圧縮機は、作動流体を吸入する吸入部と、圧縮され
   た作動流体を吐出する吐出部とを有し、 前記冷房回路は、前記吐出部から前記吸入部へと至る経
   路上に配置されたコンデンサと、前記コンデンサよりも
   下流側に配置された熱交換機とを有し、 前記暖房回路は、前記吐出部から前記熱交換機へと至る
   バイパス路と、前記熱交換機とを有し、 前記作動流体放出手段は、作動流体の吐出圧が所定の高
   圧状態となった場合に作動流体を前記吐出部から前記吸
   入部に放出することを特徴とする空調装置。
2. 【請求項２】前記圧縮機は、駆動室と、作動流体を吸入
   する吸入部と、圧縮された作動流体を吐出する吐出部
   と、圧縮された作動流体を前記吐出部から前記駆動室へ
   導くことによって吐出容量を変更する容量制御弁とを有
   する可変容量型圧縮機であることを特徴とする請求項１
   に記載の空調装置。
3. 【請求項３】前記作動流体放出手段は、前記吐出部から
   前記吸入部に至る放出通路と、前記放出通路上に設けら
   れた放出弁とを有し、 前記放出弁は作動流体の吸入圧に対する吐出圧の差圧に
   よって開かれることを特徴とする請求項１または請求項
   ２に記載の空調装置。