JP3087362B2

JP3087362B2 - 空気調和機

Info

Publication number: JP3087362B2
Application number: JP03200240A
Authority: JP
Inventors: 昌寛竹林; 博岩田; 健一大島; 正昭伊藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1991-08-09
Filing date: 1991-08-09
Publication date: 2000-09-11
Anticipated expiration: 2015-09-11
Also published as: JPH0545022A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気調和機に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来の空気調和機は、例えば、特開昭６
０−９３２７０号公報に記載のように、除霜運転時等、
圧縮機に吸い込まれる冷媒中に液冷媒が多量に含まれる
場合に、圧縮機構部の圧縮室において、液圧縮等の異常
な高圧が発生するのを避けるために、液冷媒を一時的に
貯溜するアキュムレ−タを熱交換器と圧縮機との間の配
管に取付けたり、あるいは、特公平３−３７３８９号公
報に記載のように、圧縮機のチャンバ内にアキュムレ−
タを内蔵するようになっていた。

【０００３】また、冷凍サイクルに接続した従来の圧縮
機を低温の周囲雰囲気中に長時間放置した場合、冷凍サ
イクルに封入されている冷媒が圧縮機内の冷凍機油に多
量に溶け込み、圧縮機のチャンバ内は冷媒が溶け込んだ
冷凍機油で満たされることがある。したがって、圧縮機
の圧縮室内も冷凍機油で満たされるため、この状態で始
動すると、液体を圧縮することになり、モータのトルク
が不足して始動できなかったり、液圧縮が生じ圧縮機の
ラップが損傷する恐れがある。これを解決する方法とし
て、従来の圧縮機の中には、特開昭５７−５５９２号公
報に記載のように、圧縮機の吸込み口に通じる配管にア
キュムレ−タを接続し、始動前に圧縮機を逆回転させ、
圧縮室内に満たされた冷凍機油を一旦アキュムレ−タへ
追い出し、圧縮室内部をガスの状態にした後に始動する
方法が用いられることがある。

【０００４】また、従来の圧縮機に付属しているアキュ
ムレ−タには、圧縮機に冷媒と共に流れ込むゴミを除去
するためのフィルタが内蔵されていることがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】近年、冷暖兼用空気調
和機は、幅広い能力範囲で使用され、封入する冷媒量も
極めて多くなっている。このため、上記従来技術の空気
調和機では、大きな容積のアキュムレ−タを接続する必
要がある。特に、冷媒を直接圧縮室に吸い込む高圧チャ
ンバ形式の圧縮機を用いた空気調和機では、大きな容積
のアキュムレ−タが必要である。

【０００６】本発明の目的は、圧縮機の信頼性を向上さ
せた空気調和機を提供することにある。

【０００７】

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、圧縮機から
の配管によって接続された四方弁と、この四方弁からの
配管によって接続された室外熱交換器と、この室外熱交
換器からの配管によって接続された膨張弁と、この膨張
弁からの配管によって接続された室内熱交換器と、この
室内熱交換器からの配管によって前記四方弁が接続され
た冷凍サイクルを備えた空気調和機において、前記圧縮
機と前記室外熱交換器とを接続する第１の配管に設けら
れたバイパス弁と、前記室外熱交換器の冷媒出口側に設
けられた冷媒溜め部と、この冷媒溜め部と前記四方弁を
接続する第２の配管とを設け、前記冷媒溜め部内の冷媒
出口部に設けられた板と、前記冷媒溜め部の下部と前記
第２の配管とを接続する第３の配管を設けたことにより
達成される。

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【００１９】

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【００２５】

【作用】冷媒溜め部内の配管接続部に板が設けらている
ので、室外熱交換器内を流通してきた液冷媒は第２の配
管への流入が阻止され、液冷媒が圧縮機内に流入するこ
とが防止できる。また、冷媒溜め部内に貯溜した油は、
油戻り管によって第２の配管に流入するので、油は、圧
縮機内戻り、冷凍機油不足による圧縮機内に潤滑性能の
低下を防止できる。

【００２６】

【００２７】

【００２８】

【００２９】

【００３０】

【００３１】

【００３２】

【実施例】以下、本発明の第一の実施例を図１から図５
を用いて説明する。図１は、本発明の第一の実施例に係
る空気調和機の冷凍サイクル構成図、図２、図３は、そ
れぞれ図１における室外熱交換器の一部分を詳細に示す
縦断面図と斜視図、図４、図５は、それぞれ図１におけ
る室内熱交換器の一部分を詳細に示す縦断面図及び斜視
図である。

【００３３】まず、図１により空気調和機の全体構成を
説明する。図１に示した冷凍サイクルにおいて、スクロ
ール圧縮機１は、密閉容器３３内に格納された圧縮機構
部３０と電動機３１からなる。このスクロール圧縮機に
ついては、例えば特開昭５９−２０３８９３号公報など
に記載されているものと同様な構成となっている。室外
熱交換器２は、その内部の上下に液溜め１０、１１を有
し、これら液溜め１０、１１を連通する複数の流路１２
と、この複数の流路１２間には放熱フィン１３が設けら
れている。室内熱交換器３は、室外熱交換器２と同様に
その内部の上下に液溜め１６、１７を備えており、これ
ら液溜め１６、１７を連通する複数の流路５０と、この
複数の流路５０間には放熱フィン５１が設けられてい
る。スクロール圧縮機１、室外熱交換器２および室内熱
交換器３は接続配管によって連結されている。すなわ
ち、スクロール圧縮機１の吐出し口９には吐出しパイプ
５が、吸い込み側には吸込みパイプ６が冷房、暖房運転
の回路の切り換えを行う四方弁４に接続され、この四方
弁４を介して接続配管２０ａと５４、および途中に膨張
弁８を有する接続配管２０ｂによって、それぞれ室内熱
交換器３の液溜め１７、および室内熱交換器３の液溜め
１６と接続されている。又、室外熱交換器２の液溜め１
１、および１０とは、それぞれ四方弁４を介して接続配
管５３、５６により接続されている。又、接続配管５６
と四方弁４との間には、バイパス路２３が設けられ、そ
の途中にはバイパス路２３を開閉するバイパス弁７が設
置されている。また、図１に示す冷凍サイクルの構成図
には、この冷凍サイクルの構成部品の高さ方向の位置関
係も表している。すなわち、スクロール圧縮機１の吐出
し口９に接続される吐出しパイプ５に対して、四方弁
４、バイパス路２３、バイパス弁７、室外熱交換器２の
下部に設けられた液溜め１０およびその入口１４のそれ
ぞれが、吐出し口９よりは高くなるものがないように配
置している。

【００３４】次に、前述した室外熱交換器２及び室内熱
交換器３の構造を詳細に説明する。図２、図３は、それ
ぞれ図１に示した冷凍サイクルに接続された室外熱交換
器２の上部の一部分を示す縦断面図及び斜視図であり、
暖房運転時の状態を一例として示している。図２及び図
３において、液溜め１１は、管状容器４５と、この管状
容器４５に差し込んでロウ付け、溶接などにより固定さ
れた流路１２と、管状容器４５の両端を封止する封止部
８１ａ、８１ｂおよびその一方の封止部８１ａのほぼ中
央部に取り付けられた接続パイプ５３とから形成され、
管状容器４５と流路１２によって囲まれた底部には液溜
り部４８が形成されている。この液溜め１１は、図１に
も示したように、圧縮機構部３０の吸込み口と、吸込み
パイプ６に四方弁４を介して接続される接続パイプ５３
によって接続されている。

【００３５】又、図４、図５は、図１に示した冷凍サイ
クルに接続された室内熱交換器３の上部の一部分を示す
縦断面図及び斜視図であり、冷房運転時の状態を一例と
して示している。図４及び図５において、液溜め１７
は、管状容器４９と、この管状容器４９に差し込んでロ
ウ付け、溶接などにより固定された流路５０と、管状容
器４９の両端を封止する封止部８２ａ、８２ｂおよびそ
の一方の封止部８２ａのほぼ中央部に取り付けられた接
続パイプ５４とから形成され、管状容器４９と流路５０
によって囲まれた底部には液溜り部５２が形成されてい
る。液溜め１７は図１に示したように、圧縮機構部３０
の吸込み口と、吸込みパイプ６に四方弁４を介して接続
される接続配管２０ａによって接続されている。

【００３６】次に、本発明の第一の実施例に係る空気調
和機の動作を図１を用いて説明する。暖房運転時には、
四方弁４によって、冷凍サイクルの冷媒の流路は、実線
で示す矢印に従って流れるように切り換えられる。スク
ロール圧縮機１から吐き出された高圧高温の冷媒ガス
は、四方弁４、接続配管２０ａを通り、室内熱交換器３
に送られる。この室内熱交換器３において、室内ファン
（図示せず）によって送風される室内の空気によって放
熱し、この室内の空気を温めて室内の暖房を行う。この
時、冷媒は室内熱交換器３の上部に設け設けられた液溜
め１７に流入され、下部に設けられた液溜め１６に送ら
れ、冷媒は熱を放熱して凝縮し、高圧の液冷媒になる。
この高圧の液冷媒は、接続配管２０ｂを通り室外側に設
置されている膨張弁８に送られ、この膨張弁８によって
断熱膨張され、減圧されて室外熱交換器２に送られる。
この室外熱交換器２において、室外ファン（図示せず）
によって送風される室外の空気から吸熱して液冷媒は蒸
発し、ガス冷媒になって四方弁４を通り、吸込みパイプ
６から再び圧縮機１に吸込まれる。この時、冷媒は室外
熱交換器２の下部に設置された液溜め１０から流入し、
上部に設けられた液溜め１１から流出する。このよう
に、上部に設けられた液溜め１１から流出するので、液
溜め部４８に液冷媒が溜められ、室外熱交換器２で液冷
媒が蒸発しきれなかった場合でも、液冷媒がスクロール
圧縮機１に直接吸込まれることが少なくなる。以上、こ
の動作を連続して行うことにより室内の暖房運転を行う
ことができる。

【００３７】一方、冷房運転時においては、四方弁４は
切り換えられ、冷凍サイクルの冷媒の流路は、破線で示
す矢印に従って流れるように切り換えられる。このと
き、スクロ−ル圧縮機１から吐き出された高圧高温の冷
媒ガスは、四方弁４、接続配管５３を通り、室外熱交換
器２に送られる。この室外熱交換器２において、高圧高
温の冷媒ガスは、室外ファン（図示せず）によって送風
される室外の空気によって放熱して凝縮し、高圧の液冷
媒になる。この時、冷媒は室外熱交換器２の上部に設け
られた液溜め１１に流入され、下部に設けられた液溜め
１０に送られ、室外熱交換器２から流出される。この高
圧の液冷媒は、接続配管５６、２０ｂを通り室外側に設
置されている膨張弁８に送られ、この膨張弁８によって
断熱膨張され、減圧されて室内熱交換器３に送られる。
この室内熱交換器３において、室内ファン（図示せず）
によって送風される室内の空気から吸熱して液冷媒は蒸
発し、ガス冷媒になって四方弁４を通り、吸込みパイプ
６から再び圧縮機１に吸い込まれる。したがって、この
室内熱交換器３において、室内ファン（図示せず）によ
って送風される室内の空気によって吸熱し、この室内の
空気を冷却して室内の冷房を行う。この時、冷媒は室内
熱交換器３の下部に設置された液溜め１６から流入し、
上部に設けられた液溜め１７から流出する。このように
冷房運転時にも、室内熱交換器３の上部に設けられた液
溜め１７から流出するので、液溜め部５２でに液冷媒が
溜められ、室内熱交換器３で液冷媒が蒸発しきれなかっ
た場合でも、液冷媒がスクロ−ル圧縮機１に直接吸い込
まれることが少なくなる。以上、この動作を連続して行
うことにより室内の冷房運転を行うことができる。

【００３８】次に、除霜運転時の動作を説明する。外気
温度が低い時、前述した暖房運転を行うと、室外熱交換
器２の表面に着霜が生じ、この着霜が進行すると暖房能
力が低下するため、この着霜が進行したと判断された
時、あるいは予め決められた一定時間毎に除霜運転を行
う。除霜運転時には、バイパス弁７を開放し、スクロ−
ル圧縮機１から吐き出された高温の冷媒ガスの一部をバ
イパス路２３に導き、室外熱交換器２に高温の冷媒ガス
を送る。この高温の冷媒ガスは、室外熱交換器２におい
ては、熱交換器のフィン１３を一時的に高温化し、熱交
換器の表面に付着した霜を溶かしながら冷媒は放熱して
凝縮する。この冷媒は、接続パイプ５３、四方弁４、吸
込みパイプ６を通り、再び圧縮機１に吸い込まれる。こ
のように、構成しているため、除霜運転時にも室外熱交
換器２の上部に設けられた液溜め１１から流出するの
で、液溜め部４８に液冷媒が溜められ、室外熱交換器２
で液冷媒が蒸発しきれなかった場合でも、液冷媒がスク
ロ−ル圧縮機１に直接吸い込まれることが少なくなる。

【００３９】次に、第一の実施例に係る空気調和機の動
作を、特にスクロ−ル圧縮機１への液冷媒の戻りに焦点
をあて説明する。前述した運転状態の中で、スクロ−ル
圧縮機１に、液冷媒が戻る可能性が特に大きいのは除霜
運転時であるが、室外熱交換器２内で凝縮した液冷媒
は、液溜り１０、１１に溜り、特に室外熱交換器２内の
上部に設けられた液溜り１１では、上述したように気液
冷媒が分離され、ガスは、上部に設けた熱交換器出口１
５から流出し、液体は、一時液溜り部４８に溜る。した
がって、スクロ−ル圧縮機１に吸い込まれる冷媒は、ガ
スの割合が多い、かわき度の大きい気液混相流となる。
又、液冷媒が戻る可能性が特に大きい除霜運転時でな
く、通常の暖房運転時、冷房運転時においても上述した
ように、同様にスクロ−ル圧縮機１に吸い込まれる冷媒
は、ガスの割合が多い、かわき度の大きい気液混相流と
なる。

【００４０】以上述べたように、本実施例によれば、吸
込みパイプ６中に液冷媒が多量に含まれる可能性が高い
除霜運転時において、除霜中に凝縮した液冷媒は、一
時、室外熱交換器２の液溜め１１の液溜め部４８に貯溜
されるため、吸込みパイプ６を通り、スクロ−ル圧縮機
１に送られる冷媒は、ガスの割合が多くなり、かわき度
が大きい冷媒となる。したがって、スクロ−ル圧縮機１
に吸い込まれる冷媒中に、多量に液冷媒が含まれること
がないため、圧縮機構３０内で液圧縮等の異常な高圧力
が発生することが少なくなる。

【００４１】一方、冷房運転時においても、頻繁な断続
運転などでは、吸込みパイプ６中に液冷媒が増加する場
合が生じるが、この場合でも、室内熱交換器３には、液
溜め１７には液溜め部５２を備えているので、蒸発し切
れない液冷媒を一時貯溜し、圧縮機１には、吸込みパイ
プ６を通り、かわき度が大きい冷媒を戻すことができる
ため、圧縮機構部３０内で、液圧縮等の異常な高圧力に
なることがない。

【００４２】また、スクロ−ル圧縮機１を搭載した空気
調和機を低温の雰囲気中に長時間放置した場合、冷媒が
多量に潤滑油に溶け込んでスクロ−ル圧縮機１の密閉容
器３３内の油面が上昇する。この時は、四方弁４を暖房
運転時の回路状態（流路の切り換え状態）にし、バイパ
ス弁７を開放するようにする。このようにすることによ
り、冷媒が多量に溶け込んだ潤滑油は、吐出し口９から
溢れだして、四方弁４、バイパス弁７を通り、室外熱交
換器２の入口１４から、室外熱交換器２下部の液溜め１
０へ流れ込む。したがって、密閉容器３３内の潤滑油
は、吐出し口９より上には溜らないため、油面は吐出し
口９より上には上昇しないので、圧縮機構部３０の圧縮
室には液体で満たされない部分が残る。したがって、こ
の状態で始動することができるので、圧縮室は液圧縮状
態にはならず始動することができるため、高荷重による
軸受や圧縮要素が破損する恐れや、モータトルク不足に
より始動できなくなることが少なくなる。

【００４３】なお、本実施例では、除霜運転時、スクロ
ール圧縮機１から吐出される高温高圧の冷媒ガスを、バ
イパス路２３を介して室外熱交換器２へ送り除霜する場
合について説明したが、本発明の空気調和機は、このよ
うな除霜方法に限られるものではなく、例えば、除霜運
転時も暖房運転と同様の冷媒流路に切り換えることによ
って、冷媒を流しながら室内熱交換器３における熱交換
量を少なくし、室外熱交換器２へ高温高圧の冷媒ガスを
送ることによる除霜方法によっても、室内側、室外側の
各熱交換器に備えた駅溜めによって一時液冷媒を溜める
ことができるため、スクロール圧縮機１へ、かわき度が
高い冷媒を戻すことができ、バイパス路２３を介して室
外熱交換器２へ送り除霜する場合と同様の効果がある。

【００４４】また、スクロ−ル圧縮機１は、一定の容積
比によって圧縮するため、旋回スクロ−ルと固定スクロ
−ルの半径方向接点がはずれる圧縮終了時点において、
圧縮室の容積は零にはならない。したがって、吸込み冷
媒に多少液冷媒が混入しても液圧縮等の異常な高圧力に
なりにくい利点がある。よって、このスクロ−ル圧縮機
を用いれば室外、室内熱交換器２、３の液溜め１０、１
１、１６、１７の内容積を小さくすることができる。

【００４５】以上、本実施例によれば、スクロ−ル圧縮
機に吸込まれる冷媒中に多量の液冷媒が含まれる可能性
がある場合においても、液冷媒を一時的に熱交換器に貯
溜するため、圧縮機に液冷媒が多量に戻ることはなく、
圧縮室に液圧縮等の異常な圧力が発生するようなことが
少なくできる。したがって、従来は、圧縮機に接続して
いたアキュムレ−タ、すなわち、冷凍サイクルからの液
冷媒を一時的に貯溜するためのアキュムレ−タを取り除
くことができる。

【００４６】また、これまで、暖房運転時、冷房運転時
において、室外熱交換器２、室内熱交換器３をそれぞれ
蒸発器として用いた場合の効果を説明してきたが、これ
らを凝縮器として用いた場合について図６により説明す
る。図６は、冷房運転時における状態の一例を示す室外
熱交換器２の縦断面図である。熱負荷が小さく、冷媒循
環量が少ない場合などは、冷凍サイクル内の冷媒封入量
は理想的なサイクル封入量に対して過大となるが、この
場合は、過剰な冷媒を一時的に貯溜するレシ−バがある
ことが望ましい。このような場合でも、凝縮器となる室
外熱交換器２の液溜め１０や流路１２内に液冷媒を溜め
ることができるので、冷媒量の調節を行ない、適正な冷
媒量にて運転できる効果がある。

【００４７】なお、第一の実施例では、室外熱交換器
２、室内熱交換器３を管状容器４５、４９によって構成
した液溜め１１、１７を備えた構造について説明した
が、本発明の効果は、この構造の熱交換器に限られるも
のではなく、例えばフィンチューブ構造の熱交換器であ
っても同様の効果が得られる。次に、フィンチューブ構
造の熱交換器を用いた場合である第二の実施例について
図７から図１０により説明する。図７、図８は、それぞ
れフィンチュ−ブを用いた室内熱交換器３ｂの構造を示
す正面図及び横断面図であり、図９、図１０は、同じく
フィンチューブを用いた室外熱交換器２ｂの斜視図及び
この室外熱交換器２ｂを組み込んだ空気調和機の室外機
の横断面図である。

【００４８】図７に示すように、室内熱交換器３ｂは、
チューブ６１にフィン６０が取り付けられたフィンチュ
−ブを主たる構成要素としているが、本実施例では、前
記チューブ６０の内径よりも大きい内径を有する液溜め
パイプ６２、６４を図８に示すように、上下に配置して
おり、これら液溜めパイプ６２、６４はそれぞれフィン
を兼ねたプレート６３、６５によってそれぞれ固定さ
れ、フィンチュ−ブと配管で接続され、それぞれ液溜め
５８、５９を形成している。又、液溜めパイプ６２、６
４は、それぞれフィンチュ−ブの前後に直列になるよう
に接続されている。図７、図８に示す室内熱交換器３ｂ
では、これら液溜めパイプ６２、６４を室内熱交換器３
ｂの後部に配置している場合を示しているが、室内熱交
換器３ｂの前部に設けてもよく、前後に配置してもよ
い。

【００４９】図９、図１０に示すように室外熱交換器２
ｂは、室内熱交換器３ｂと同様に、熱交換器のチューブ
６８にフィン６９が取り付けられたフィンチュ−ブを主
たる構成要素とし、前記チューブ６８の内径よりも大き
い内径の液溜めパイプ７０、７２は、それぞれフィンを
兼ねたプレート７１、７３によって固定され、フィンチ
ュ−ブと配管で接続され、それぞれ液溜め６６、６７を
形成している。又、液溜めパイプ７０、７２は、それぞ
れフィンチュ−ブの前後に直列に接続されている。図
９、図１０に示す室内熱交換器３ｂでは、これら液溜め
パイプ７０、７２を室内熱交換器３ｂの前部に配置して
いる場合を示しているが、室外熱交換器３ｂの前部に設
けてもよく、前後に配置してもよい。

【００５０】本実施例の空気調和機の動作および効果
は、第一の実施例の空気調和機と同様であり、詳細な説
明の繰返しは省略する。図９において、スクロ−ル圧縮
機１へ戻る冷媒中に液冷媒が多量に含まれる可能性が高
い前述した除霜運転時には、高温高圧の冷媒を室外熱交
換器２ｂに流すことにより、室外熱交換器２ｂの表面に
付着した霜を溶かすことができ、その結果、冷媒が凝縮
して液化するが、その液冷媒は、室外熱交換器２ｂの出
口部に設けられている液溜め６７に、一時的に溜められ
る。そのため、四方弁４、吸込みパイプ６を通り、圧縮
機１に吸い込まれる冷媒は、かわき度を大きく保つこと
ができる。したがって、スクロ−ル圧縮機１が、多量の
液冷媒を吸い込んで液圧縮等を生じることが少なくなる
効果がある。また、室外熱交換器２ｂの下部に設けられ
た液溜め６６は、冷房運転時の冷媒量調節器として作用
すると共に、過冷却器として作用するため、冷凍機とし
ての効率が向上する効果がある。

【００５１】一方、冷房運転における頻繁な断続運転な
ど、吸込みパイプ６中に液冷媒が増加する可能性がある
場合でも、室内熱交換器３ｂの出口に備えた液溜め５８
において、蒸発し切れない液冷媒を一時貯溜することが
できる。したがって、スクロ−ル圧縮機１には、四方弁
４、吸込みパイプ６を通り、かわき度が大きい冷媒を戻
すことができ、圧縮機構部３０内で、液圧縮等の異常な
高圧力になることが少ないという効果がある。

【００５２】また、前述した実施例では、スクロール圧
縮機を用いた場合について説明したが、本発明の効果
は、スクロール圧縮機を用いた場合のみに限り得られる
ものではなく、レシプロ圧縮機やロータリ圧縮機等を用
いた場合でも同様の効果が得られ、特に、冷媒ガスを直
接圧縮室に吸い込む形式の圧縮機において効果が大き
い。次に、第三の実施例を図１１から図１２によって
説明する。図１から図３と同符号を付した部品は、同一
部品を示し、同様の動作を行う。

【００５３】図１１、図１２は、図１に示した空気調和
機と同様のもので、冷凍サイクルに接続した室外熱交換
器２ｃの一部分を示す縦断面図および斜視図である。本
実施例においては、液溜め１１は、管状容器４５と、管
状容器４５に差し込んでロ−付けあるいは溶接などによ
り固定された流路１２、管状容器４５の両端を封止する
封止部材８３ａ、８３ｂにより形成され、管状容器４５
の底部と、この容器に差し込まれ突出した流路１２によ
って囲まれた液溜り部４８が形成される。そして、液溜
め１１には、管状容器４５の上側面に接続パイプ５３が
取り付けられ、室外熱交換器２ｃの暖房時に冷媒の出口
１５となる付近には分離板４６が設けられており、液溜
り部４８と接続パイプ５３とを連通する油戻し管４７が
設けられている。

【００５４】次に、本実施例の動作について説明する。
図１により説明した第一の実施例と同様に、スクロ−ル
圧縮機１に液冷媒が戻る可能性が大きい除霜運転時に
は、室外熱交換器２ｃ内で凝縮した液冷媒は、液溜り１
０、１１に溜るが、上部の液溜り１１では気液が分離さ
れ、ガスは、上部に設けた室外熱交換器２ｃの出口１５
から流出し、液冷媒は、液溜り部４８に溜る。本実施例
では、分離板４６を設けているので、分離板４６によっ
て、流路１２から室外熱交換器２ｃの出口１５へ直接液
体が流出するのを防いでいる。また、通常の暖房運転時
においては、液溜り部４８には、冷凍サイクルを冷媒と
共に循環する潤滑油が分離され、取り残されて溜るが、
この液溜り部４８に溜った油は、油戻し管４７を通し、
吸込みパイプ６に連通する接続パイプ５３を流れる冷媒
ガスによって、吸い上げられ、圧縮機１に戻すことがで
きる。

【００５５】以上、本実施例によれば、室外熱交換器２
ｃにおける気液分離効果が大きくできるため、スクロ−
ル圧縮機１に吸い込まれる冷媒のかわき度を大きくでき
る効果がある。さらに、液溜り部４８に残った油を油戻
し管４７によって接続パイプ５３から吸込みパイプ６に
戻すことができるため、熱交換器等冷凍サイクル内に滞
留する潤滑油が少なくなり、スクロ−ル圧縮機１内の潤
滑油が不足することが少なくなる効果がある。

【００５６】次に、第四の実施例を図１３よって説明す
る。図１と同符号を付した部品は図１と同一部品を表
し、同様の動作を行う。図１３は、第四の実施例におけ
る空気調和機の冷凍サイクル構成図である。

【００５７】図１３に示す実施例は、前述した実施例の
室外熱交換器および室内熱交換器では、液溜りおよび液
溜り部を室外熱交換器および室内熱交換器の上下方向に
設けた場合を示したが、本実施例においては、室外熱交
換器２ｄに備えた液溜り１０ｄ、１１ｄを鉛直方向に配
置している。

【００５８】液溜り１１ｄは仕切り板３５によって区切
りられ、接続配管５３側には上部にガス流路３６が設け
られた気液分離部３４が形成され、下部には油連通路３
７が設けている。又、室内熱交換器３ｄには、鉛直方向
に配置された液溜り１６ｄ、１７ｄが備えられており、
液溜り１７ｄを仕切り板４１によって区切り、上部にガ
ス流路４２を設けることによって構成した気液分離器４
２が形成されており、下部に油連通路４３を設けてい
る。

【００５９】このように構成した冷凍サイクルの動作を
説明する。第一の実施例と同様に、除霜運転時等におい
て、室外熱交換器２ｄに除霜によって凝縮した液冷媒が
溜る場合、気液分離器３４によって液冷媒が分離され、
液の割合が少ない冷媒が四方弁４、吸込みパイプ６を通
りスクロ−ル圧縮機１に吸い込まれる。したがって、ス
クロ−ル圧縮機１の圧縮要素３０において液圧縮等の異
常な高圧が発生することは少ない。同様に、冷房運転時
においても、室内熱交換器３に設けた気液分離器４０に
よって、液冷媒が分離され、液の割合が少ない冷媒がス
クロ−ル圧縮機１に吸い込まれるため、液圧縮等が発生
することが少なくなる。また、気液分離器３４、４０に
は、それぞれ下部に油連通路３７、４３を備えており、
熱交換器に溜った油を接続パイプ５３、５４へ戻すこと
ができる。

【００６０】また、低外気温度中に長時間停止した場合
において、冷媒がスクロ−ル圧縮機１内の潤滑油中に溶
け込み、スクロ−ル圧縮機１内の油面が上昇するが、前
述した第一の実施例と同様に、吐出しパイプ５から油が
溢れ、バイパス路２３を通り、室外熱交換器２ｄの液溜
り１０ｄ、１１ｄに溜るため、圧縮要素３０の圧縮室内
にはガスの部分が残り、液圧縮の状態にはならないので
始動することができる。

【００６１】以上、本実施例によれば、吸込み冷媒中に
多量の液冷媒が含まれる可能性がある場合においても、
液冷媒を一時的に熱交換器に貯溜するため、圧縮機に液
冷媒が多量に戻ることはなく、圧縮室に液圧縮等の異常
な圧力が発生するようなことがない。したがって、熱交
換器と圧縮機との間に接続する液冷媒を一時的に貯溜す
るアキュムレ−タを取り除くことができる効果がある。

【００６２】また、長時間低温状態で放置した後始動し
ても、圧縮機吐出し口９から冷媒が溶けた冷凍機油が、
四方弁４、バイパス弁７を通り、室外熱交換器２ｄの液
溜め１０ｄ等に流れ込む。したがって、スクロ−ル圧縮
機１の圧縮機構部３０内の圧縮室にはガスの部分が残る
ため、モータトルク不足なく始動できる効果がある。

【００６３】次に、本発明の第五の実施例を図１４より
説明する。前述の第四の実施例として説明した図１３と
同符号を付した部品は同一部品を表し、同様に動作す
る。図１４は、室外熱交換器２ｅの一部分を示す縦断面
図である。図１４において、１１ｅは、室外熱交換器２
ｅの暖房運転時に冷媒出口となる部分に液溜りを鉛直方
向に配置している。上部にガス流路３６を有し下部に油
連通路３７を有する仕切り板３５によって気液分離器３
４が構成され、その気液分離器３４内をさらに区切るよ
うにフィルタ３９が設けられている。

【００６４】本実施例のように、熱交換器内の空間を利
用してフィルタ３９を設けることにより、冷凍サイクル
にフィルタを接続する必要がない。したがって、内部に
フィルタを設け、フィルタを兼ねた従来のアキュムレ−
タを除去できる効果がある。また、室内熱交換器３内に
フィルタを備えることにより、冷房運転時においてもゴ
ミの除去ができ、さらに効果がある。

【００６５】次に、第六の実施例を図１５から図１８に
よって説明する。図１５から図１８において、図１から
図３と同符号を付した部品は同一部品を表し、同様の動
作を行う。

【００６６】図１５は、第六の実施例の空気調和機の冷
凍サイクルの構成図、図１６は、室外機の斜視図、図１
７、図１８は、室外機の横断面図および縦断面図であ
る。図１５ないし図１８においては、シャフトを横に配
置したいわゆる横形圧縮機１ｂを搭載した場合を例にと
り説明する。横形圧縮機１ｂと四方弁４との間にはパイ
プ状に成形したフィルタケース１８が設けられ、そのフ
ィルタケース１８内は二重管状に構成したメッシュ１９
が設けられている。図１７に示すように、室外機２２内
には室外ファン２１が設けられ、その下部には、圧縮機
１ｂを搭載するとともにその空間を圧縮機１ｂの騒音を
防音するための防音カバー７７が設けられている。又、
図１８に示すように、防音カバー７７の横には、圧縮機
等の運転を制御する電気回路を収納した制御ボックス７
８が設けられている。

【００６７】図１５、図１６に示すように、圧縮機１ｂ
には、吐出し口９がチャンバ３３の上部であって、圧縮
機構部３０の圧縮室７６内壁上端よりは低い位置に設け
られている。また、第一の実施例と同様に、吐出し口９
に接続パイプを介して接続される四方弁４、バイパス弁
７、室外熱交換器２の入口１４は、それぞれ吐出し口９
より高くならないように配置されている。また、内側に
２重管状にメッシュ１９を配し管状に成形した前述のフ
ィルタケース１８は、その長手方向を圧縮機１ｂの軸と
並行に配置され、コーナ部のスペースを有効に利用して
いる。

【００６８】本実施例において、第一の実施例と同様
に、除霜運転時のように液冷媒が戻りやすい場合におい
ても、除霜によって、凝縮した液冷媒を室外熱交換器２
ｆの液溜り１１ｆに一時的に貯溜し、圧縮機１ｂに吸い
込む冷媒のかわき度を大きくするため、液圧縮等の異常
な圧力上昇は生じることが少なくなる。また、長時間低
雰囲気状態に放置した後始動しても、圧縮機吐出し口９
から冷媒が溶けた潤滑油が溢れ出し、四方弁４、バイパ
ス弁７を通り、室外熱交換器２ｆに流れ込んで液溜り１
０に溜るため、圧縮機１ｂの圧縮機構部３０内の圧縮室
７６にはガスの部分が残り、モータトルク不足なく始動
でき、また液圧縮による、軸受や圧縮機要素の損傷など
が生じることが少なくなる効果がある。

【００６９】したがって、本実施例によれば、従来は熱
交換器と圧縮機との間に設置していたアキュムレ−タを
なくすことができる効果がある。次に、前記アキュムレ
ータをなくしたことによる効果を述べる。図１７および
図１８に、圧縮機１ｂおよび圧縮機防音カバー７７の寸
法を、圧縮機１ｂの外径をｄ、その長さをＬ、圧縮機防
音カバー７７の内法寸法をそれぞれＡ、Ｂ、Ｈとして表
した。本実施例の圧縮機１ｂにはアキュムレ−タを設け
る必要がないため、図１７に示した防音カバー７７の横
断面積Ａ×Ｂを、圧縮機１ｂの断面積の３倍以下にする
ことができる。また、図１８に示した長さをかけあわ
せ、それぞれの容積を比較した場合、防音カバー７７の
容積を圧縮機１ｂ本体の４倍以下の容積でも圧縮機１ｂ
を搭載できる。したがって、空気調和機の室外機２２の
容積に対する圧縮機１ｂの搭載スペースを小さくするこ
とができ、したがって、空気調和機をコンパクトにする
ことができる効果がある。

【００７０】次に、第七の実施例を図１９を用いて説明
する。図１９は、空気調和機の冷凍サイクルの構成図で
ある。図１９において、図１５と同符号を付した部品は
図１５と同一部品を表し、同様に動作する。本実施例に
おいては、暖房運転時、図１９に示すように、圧縮機１
ｂの吐出しパイプ５と室外熱交換器２の入り口１４とを
接続するバイパス路２３ｂがバイパス弁７を介して設け
られており、四方弁４および室内熱交換器３をバイパス
するようになっている。

【００７１】本実施例において、圧縮機１ｂを搭載した
空気調和機を低温雰囲気中に長時間放置した場合、冷媒
が多量に潤滑油に溶け込んで圧縮機チャンバ３３内の油
面が上昇するが、バイパス弁７を開放し、潤滑油は吐出
し口９から溢れだして、バイパス路２３ｂ、バイパス弁
７を通り、室外熱交換器２の入口１４へ流れ込むため、
チャンバ３３内では油面は、吐出し口９より上には上昇
しないため、圧縮機構部３０の圧縮室７６内には液体で
満たされない部分が残る。したがって、この状態で始動
するので、圧縮室７６は液圧縮状態にはならず、高荷重
による軸受や圧縮要素が破損する恐れや、モータトルク
不足により始動できなくなることが少なくなる。本実施
例によれば、吐出し口９と室外熱交換器２の下部の液溜
り１０とを接続しているため、圧縮機１ｂの吐出し口９
より低い位置に四方弁４を配置する必要が無く、この四
方弁４を配置するスペースを確保できる効果がある。

【００７２】

【発明の効果】本発明によれば、圧縮機の信頼性を向上
させた空気調和機を提供できる。

【００７３】

【００７４】

【図面の簡単な説明】

【図１】第一の実施例に係る空気調和機の冷凍サイクル
の構成図である。

【図２】第一の実施例に係る室外熱交換器の一部分を示
す縦断面図である。

【図３】第一の実施例に係る室外熱交換器の一部分を示
す斜視図である。

【図４】第一の実施例に係る室内熱交換器の一部分を示
す縦断面図である。

【図５】第一の実施例に係る室内熱交換器の一部分を示
す斜視図である。

【図６】第一の実施例に係る室外熱交換器の一部分を示
す縦断面図である。

【図７】第二の実施例に係る室内熱交換器の正面図であ
る。

【図８】第二の実施例に係る室内熱交換器の横断面図で
ある。

【図９】第二の実施例に係る室外熱交換器の斜視図であ
る。

【図１０】第二の実施例に係る空気調和機の室外機の横
断面図である。

【図１１】第三の実施例に係る室外熱交換器の一部分を
示す縦断面図である。

【図１２】第三の実施例に係る室外熱交換器の一部分を
示す斜視図である。

【図１３】第四の実施例に係る空気調和機の冷凍サイク
ルの構成図である。

【図１４】第五の実施例に係る室外熱交換器の縦断面図
である。

【図１５】第六の実施例に係る空気調和機の冷凍サイク
ルの構成図である。

【図１６】第六の実施例に係る室外機の斜視図である。

【図１７】第六の実施例に係る室外機の横断面図であ
る。

【図１８】第六の実施例に係る室外機の縦断面図であ
る。

【図１９】第七の実施例に係る空気調和機の冷凍サイク
ルの構成図である。

【符号の説明】

１…圧縮機、１ｂ…横形圧縮機、２、２ｂ〜２ｆ…室外
熱交換器、３、３ｂ〜３ｆ…室内熱交換器、４…四方
弁、５…吐出しパイプ、６…吸込みパイプ、７…バイパ
ス弁、８…膨張弁、９…吐出し口、１０、１０ｂ〜１０
ｆ、１１、１１ｂ〜１１ｆ…液溜め、１２…流路、１３
…フィン、１４…室外熱交換器入口、１５…室外熱交換
器出口、１６、１６ｂ〜１６ｆ、１７、１７ｂ〜１７ｆ
…液溜め、１８…フィルタケース、１９…管状メッシ
ュ、２０ａ、２０ｂ…接続配管、２１…室外ファン、２
２…室外機、２３、２３ｂ…バイパス路、３０…圧縮機
構部、３１…電動機、３３…圧縮機チャンバ、３４…気
液分離器、３５…仕切り板、３６…ガス流路、３７…油
連通路、３９…フィルタ、３８…室外熱交換器出口、４
０…気液分離器、４１…仕切り板、４２…ガス流路、４
３…油連通路、４４…室内熱交換器出口、４５…管状容
器、４６…分離板、４７…油戻し管、４８…液溜り部、
４９…管状容器、５０…流路、５１…フィン、５２…液
溜り部、５３、５４…接続パイプ、５５…管状容器、５
６…接続パイプ、５８、５９…液溜り、６０…フィン、
６１…チューブ、６２、６４…液溜めパイプ、６３、６
５…プレート、６６、６７…液溜め、６８…チューブ、
６９…フィン、７０、７２…液溜めパイプ、７１、７３
…プレート、７４…室外ファン、７５…室外機、７６…
圧縮室、７７…圧縮機防音カバー、７８…制御ボック
ス。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者伊藤正昭茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内 (56)参考文献特開昭52−140043（ＪＰ，Ａ) 特開平３−181760（ＪＰ，Ａ) 特開昭55−99563（ＪＰ，Ａ) 実開昭59−189065（ＪＰ，Ｕ) 実開昭53−84165（ＪＰ，Ｕ) 実開昭62−45646（ＪＰ，Ｕ) 実開昭64−19873（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F25B 39/00 F25B 1/00 F25B 13/00 F25B 39/02 F25B 43/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮機からの配管によって接続された四方
弁と、この四方弁からの配管によって接続された室外熱
交換器と、この室外熱交換器からの配管によって接続さ
れた膨張弁と、この膨張弁からの配管によって接続され
た室内熱交換器と、この室内熱交換器からの配管によっ
て前記四方弁が接続された冷凍サイクルを備えた空気調
和機において、前記圧縮機と前記室外熱交換器とを接続
する第１の配管に設けられたバイパス弁と、前記室外熱
交換器の冷媒出口側に設けられた冷媒溜め部と、この冷
媒溜め部と前記四方弁を接続する第２の配管とを設け、
前記冷媒溜め部内の冷媒出口部に設けられた板と、前記
冷媒溜め部の下部と前記第２の配管とを接続する第３の
配管を設けた空気調和機。