JP3195680B2 - 圧縮機の容量制御用コントロールバルブ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カークーラー等に塔載
の容量制御を行う圧縮機およびそれに使用するコントロ
ールバルブに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は、従来の容量制御機能付き斜板式
圧縮機１のコントロールバルブ２と容量制御のモデルを
示したものである。前記コントロールバルブ２は、圧力
変位変換部３、変位伝達部１３および２方弁部１６とか
ら構成されており、前記圧力変位変換部３はチャンバー
６、副ボディ７、ダイヤフラム８、上当金９、上部スプ
リング１０、ディッシュ１１およびアジャスター１２に
より構成されている。又前記変位伝達部１３は、下当金
１４およびロッド１５とからなる。前記２方弁部１６
は、主ボディ１７に設けたクロス孔１８、弁口１９、ボ
ール２０、下部スプリング２１およびストッパー２２と
からなる。

【０００３】一方、システムにおいては、圧縮機１は、
吐出室４０、クランク室４１および吸入室４２とからな
り、前記吐出室４０の吐出圧力ＨＰは２方弁部１６に導
通している。又クランク室４１と吸入室４２との間に
は、固定オリフィス４３が装着されており、コントロー
ルバルブ２のクロス孔１８はクランク室４１に導通さ
れ、チャンバー６には吸入室４２の圧力Ｐｓが導通され
ている。

【０００４】次に、従来のコントロールバルブの動作に
ついて説明する。コントロールバルブ２は、圧縮機１の
吐出圧力ＨＰをエネルギー源として作動するものであ
り、吸入側圧力Ｐs がダイヤフラム８下方のチャンバー
６に作用し、この時に圧力Ｐs が高いとダイヤフラム８
およびロッド１５は上部スプリング１０に抗して上方向
に移動し、ボール２０が弁口１９を閉塞する。従って、
主ボディ１７のクロス孔１８からクランク室４１へ流入
する高圧側圧力ＨＰの供給が遮断され、クランク室圧力
Ｐc は減少し、圧縮機の冷房能力は最大となる。反対
に、システムの熱負荷が小になると吸入側圧力Ｐs は低
くなり、ダイアフラム８の下側に作用する圧力Ｐs も小
さくなる。従って、ダイアフラム８は下方に変位し、ロ
ッド１５を介してボール２０が下方に押されて弁口１９
から離れ、吐出圧力ＨＰの圧力がクランク室４１に供給
され、固定オリフィス４３を介してクランク室４１から
吸入室４２へ流体が流れ、クランク室圧力Ｐc は高くな
る。

【０００５】図４は、コントロールバルブ単品の動作特
性図であり、横軸は吸入側圧力Ｐs、縦軸はクランク室
圧力Ｐc を示している。この図において、吐出圧力ＨＰ
の高いＨＰ3 の場合は、イ−ロ−トの線図上の特性を示
し、中間のＨＰ2 の場合はハ−ニ−トの特性を示し、又
吐出圧力ＨＰの低いＨＰ1 の場合は、ホーヘートの線図
上の特性を示す。又、特性図において、吸入側圧力Ｐｓ
がＰｓ3 の時、クランク室圧力Ｐｃがイ←→ロと変化
し、又Ｐｓ1の時、Ｐｃがホ←→ヘと変化するのは、コ
ントロールバルブ２の弁口１９が開又は閉に変化するこ
とを示す。又線図上ロ−ニ−ヘ−トはＰｃ＝Ｐｓの特性
を示し、吸入側圧力Ｐｓがシステムの中で一番低い圧力
を示している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のシステムにおい
ては、容量制御の効果を最大に発揮させるために、コン
トロールバルブによるクランク室圧力を低圧側圧力より
低くし、かつ、高圧側圧力がＬＰ／ＡＰ特性に及ぼす影
響をある一定の圧力以上になった時に作用するようにし
たバルブが強く望まれている。本発明では、コントロー
ルバルブのボールによるシール方向を従来とは全く逆に
し、異物等のかみ込み等による不具合の発生を起こりに
くくし、又クランク室圧力Ｐｃを生成する機構部に、噴
射ポンプの原理を導入し、弁座が開の時に噴射ノズルの
周りに設けたチャンバーに負圧を生じせしめ、該チャン
バーとクランク室４１の圧力Ｐｃとを連通させることに
より、クランク室圧力Ｐｃを吸入側圧力Ｐｓより低くな
るようにして急速冷房性能の向上を図ると同時に、低外
気温時の窓ガラス曇り止めに効果的な圧力制御をするコ
ントロールバルブを提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の圧縮機の容量制
御用コントロールバルブは、圧力変位変換部３、変位伝
達部１３、およびクランク室圧力Ｐc 生成部２４とから
なるコントロールバルブにおいて、前記コントロールバ
ルブ２の吐出室４０に通じるチャンバー３５の吐出圧力
ＨＰとクランク室４１に通じるチャンバー３６のクラン
ク室圧力Ｐc との間に噴射ノズル３２を設けると共に、
前記チャンバー３６のクランク室圧力Ｐc と吸入室４２
に通じるチャンバー３７の吸入側圧力Ｐs との間にシー
ル機能を有する弁座３４とボール３９とを配置してクラ
ンク室圧力Ｐc 生成部２４を形成し、前記弁座３４が開
の時に、前記噴射ノズル３２からの冷媒の噴射により、
クランク室４１に連通するチャンバー３６に負圧を生じ
させ、クランク室圧力Ｐc が吸入側圧力Ｐs より低くな
るようにし、かつ高圧補正部２３に連通する圧力導入穴
３１の途中に逆止弁５０を設けたことを特徴とするもの
である。

【０００８】

【実施例】次に、図１に基づいて本発明の一実施例を詳
細に説明する。本発明のコントロールバルブ２は、吐出
圧力ＨＰの吐出室４０、クランク室圧力Ｐｃのクランク
室４１および吸入側圧力Ｐｓの吸入室４２をもつ圧縮機
１のケーシング４６に止め輪等の手段により装着されて
いる。前記コントロールバルブ２は、圧力変位変換部
３、変位伝達部１３、高圧補正部２３およびクランク室
圧力Ｐｃ生成部２４とから構成され、前記圧力変位変換
部３は、従来品と同様の副ボディ７、ダイヤフラム８、
上当金９、上部スプリング１０、ディッシュ１１、アジ
ャスター１２およびボディ１７のクロス孔２５により吸
入側圧力Ｐｓが作用するチャンバー６よりなっている。
又前記変位伝達部１３は、下当金１４およびロッド１５
とからなる。

【０００９】前記高圧補正部２３は、チャンバー６の下
側に設けられたホルダー２８、パッキン２９およびブッ
シュ３０とからなるブッシュアッシー２６と、該ブッシ
ュアッシー２６と主ボディ１７とにより区画形成したチ
ャンバー２７とからなり、前記チャンバー２７へは圧力
導入孔３１の途中に設けた弁座４７、ボール４８および
スプリング４９とからなる逆止弁５０を介して吐出圧力
ＨＰを導入している。

【００１０】一方、クランク室圧力Ｐc 生成部２４は、
噴射ノズル３２と弁座３４とボール３９とによって構成
され、前記噴射ノズル３２は、吐出室４０に通じるチャ
ンバー３５の吐出圧力ＨＰとクランク室４１に通じるチ
ャンバー３６のクランク室圧力Ｐc との間の主ボディ内
部に設けられ、該噴射ノズル３２の上方にはチャンバー
３６を形成し、又下方にはチャンバー３５を形成してい
る。又前記弁座３４は、前記クランク室４１の圧力Ｐc
に通じるチャンバー３６と弁座の上方に区画形成され、
吸入室４２の圧力Ｐs に通じるチャンバー３７との間に
配置されている。そして、前記チャンバー３５には吐出
圧力ＨＰが作用し、チャンバー３６はクロス孔１８を通
してクランク室４１に導通し、チャンバー３７はクロス
孔３８を通して吸入室４２に導通させると共に、チャン
バー３７内部には弁座３４の弁口３３に着座するボール
３９が下部スプリング２１と共に内挿されている。な
お、固定オリフィス４３は、従来品と同様にクランク室
４１と吸入室４２との間の管路に設けられている。

【００１１】次に、本発明のコントロールバルブの動作
について説明する。今圧縮機１が動作を開始すると、熱
負荷が大きいため、吐出圧力ＨＰは徐々に高くなる。一
方、吸入圧力Ｐｓは、圧力のバランス状態から徐々に低
くなる。そして、この途中経過においては、吸入圧力Ｐ
ｓが高い場合にはクロス孔２５、チャンバー６を通じて
ダイヤフラム８に作用し、ダイヤフラム８は上部スプリ
ング１０に抗して上方に押し上げられるため、ボール３
９は弁座３４の弁口３３を離れ開状態となる。従って、
流体は吐出圧力ＨＰから噴射ノズル３２、チャンバー３
６、弁座３４の弁口３３、チャンバー３７およびクロス
孔３８を通って吸入室４２へ入る。この時、噴射ノズル
３２の出口チャンバー３６に負圧が生じるため、クラン
ク室４１に連通しているチャンバー３６の圧力は吸入側
圧力Ｐｓより低くなり、流体は固定オリフィス４３を介
して吸入室４２からクランク室４１へ流れる。従って、
クランク室圧力Ｐｃは一番低いためコンプレッサーは最
大運転となる。一方、高圧補正部のチャンバー２７の圧
力は高圧側圧力ＨＰが一定値以上（図２中、ＨＰ2 以
上）になると逆止弁５０が働いてＨＰ’となり、ＬＰの
立上り点がＰＳ2 からＰＳ3 へと変化する。この最大運
転時におけるコントロールバルブ２の特性は、図２中に
おいて圧力バランス状態トの位置から吐出圧力ＨＰの大
きさに応じてヘ→ニ→ロと下がり、さらに吸入側圧力Ｐ
ｓの下降に順じてヘからロに向かい、クランク室圧力Ｐ
ｃおよび吸入側圧力Ｐｓは共に低くなっていく。

【００１２】次に、熱負荷が小さくなると、図２におい
て吸入側圧力ＰｓがＰｓ2 にくるとコントロールバルブ
２のダイヤフラム８に作用する力が小さくなり、上部ス
プリング１０の下向きの力が強くなり、ボール３９は弁
座３４の弁口３３を閉塞する。すると、チャンバー３６
の圧力は急激に高くなり、クランク室圧力Ｐｃも上昇す
る。従って、圧縮機１の容量制御が開始する。すなわ
ち、本発明においては、吸入側圧力Ｐｓの値と熱負荷の
状態によりボール３９と弁座３４は開閉を繰り返し、ク
ランク室圧力Ｐｃを最適値に制御する。吐出圧力ＨＰの
大小により高圧補正部２３の下当金１４に受ける上向き
の力が変化し、図２中に示すように弁口33を開閉する吸
入側圧力Ｐｓの値は変化する。この時、高圧側圧力ＨＰ
がある一定の値、即ちＨＰ2 より高い場合は逆止弁５０
が開状態のため、低圧側圧力の立上り点は高圧側圧力に
依存してＰＳ3 ←→ＰＳ2 に変化するが、高圧側圧力Ｈ
Ｐが一定値、即ちＨＰ2 より低い場合は逆止弁５０が閉
となって低圧側圧力の立上り点はＰＳ2 ≒ＰＳ1 となり
変化しない。

【００１３】

【発明の効果】本発明のコントロールバルブ塔載の圧縮
機の容量制御は、熱負荷が大きいとき、即ちコントロー
ルバルブの弁座３４の弁口３３が開の時に、クランク室
４１の圧力Ｐｃが吸入側圧力Ｐｓよりも低く設定できる
ため、冷房開始時の冷房能力を著しく高めることができ
る。また、低外気温時、つまり高圧側圧力が低い時でも
低圧側圧力が低く設定されるため、低外気温時でもエア
コンが正常に作動し、窓ガラスの曇り防止が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のコントロールバルブの縦断面図なら
びに圧縮機システムのモデル図。

【図２】 本発明のコントロールバルブの動作特性図。

【図３】 従来のコントロールバルブの縦断面図。

【図４】 従来のコントロールバルブの動作特性図。

【符号の説明】

１ コントロールバルブ、 ３ 圧力変位変
換部、 １３ 変位伝達部、 ２３ 高圧補正
部、 ２４ クランク室圧力生成部、 ３１ 圧力導入
穴、 ３２ 噴射ノズル、 ３４ 弁座、 ３５ チャンバー、 ３６ チャンバ
ー、 ４１ クランク室、 ５０ 逆止弁。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧力変位変換部３、変位伝達部１３、お
   よびクランク室圧力Ｐc 生成部２４とからなるコントロ
   ールバルブにおいて、 前記コントロールバルブ２の吐出室４０に通じるチャン
   バー３５の吐出圧力ＨＰとクランク室４１に通じるチャ
   ンバー３６のクランク室圧力Ｐc との間に噴射ノズル３
   ２を設けると共に、前記チャンバー３６のクランク室圧
   力Ｐc と吸入室４２に通じるチャンバー３７の吸入側圧
   力Ｐs との間にシール機能を有する弁座３４とボール３
   ９とを配置してクランク室圧力Ｐc 生成部２４を形成
   し、前記弁座３４が開の時に、前記噴射ノズル３２から
   の冷媒の噴射により、クランク室４１に連通するチャン
   バー３６に負圧を生じさせ、クランク室圧力Ｐc が吸入
   側圧力Ｐs より低くなるようにし、かつ高圧補正部２３
   に連通する圧力導入穴３１の途中に逆止弁５０を設けた
   ことを特徴とする圧縮機の容量制御用コントロールバル
   ブ。