JP4072446B2

JP4072446B2 - 空調室外機

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Publication number: JP4072446B2
Application number: JP2003038386A
Authority: JP
Inventors: 優相見; 祐成舘; 秀夫河口
Original assignee: Toho Gas Co Ltd
Current assignee: Toho Gas Co Ltd
Priority date: 2003-02-17
Filing date: 2003-02-17
Publication date: 2008-04-09
Anticipated expiration: 2023-02-17
Also published as: JP2004245548A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，冷媒の循環による冷暖房を行うための空調室外機に関する。さらに詳細には，暖房運転時にガスエンジン等の排熱を利用する補助蒸発器を備えた空調室外機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より，冷媒を循環することによる冷暖房システムが使用されている。このような冷暖房システムを暖房に使用する時には，高圧ガス状態の冷媒を室内機で凝縮して液化し，室内に熱を放散するのである。この後，液体となった冷媒は室外機に流され，蒸発器で外気との熱交換により気化され，次に圧縮機で圧縮されて再び室内機へ循環される。さらに，そのシステム全体の消費エネルギーを節約するために，外気による主蒸発器に加えて補助蒸発器を備えた空調室外機も使用されている。補助蒸発器では，圧縮機を駆動するためのガスエンジン等で発生する排熱を利用して，冷媒の一部を気化させるのである。
【０００３】
補助蒸発器を備えた従来の空調室外機を有する冷暖房システムとしては，例えば，図８に示した冷暖房システム１００がある。冷暖房システム１００は，室内機１０と室外機１０１とを有し，それらの間に冷媒を循環させるものである。室外機１０１は，主蒸発器２１と補助蒸発器２２とを備える。そして，室内機１０から室外機１０１へと循環される液体冷媒は，主蒸発器２１に至る流路の途中で分割されて，補助蒸発器２２へもその一部が流通される。主蒸発器２１と補助蒸発器２２とで気化された冷媒は，ともに圧縮機３０の吸入口３０ａへ吸入されて圧縮される。そして高圧ガス冷媒となって圧縮機３０の吐出口３０ｂから吐出され，再び室内機１０へと流入される。
【０００４】
図８に示した冷暖房システム１００の室外機１０１では，そのほかの構成要素として，膨張弁２４，２５，四方弁２６，アキュムレータ２７が備えられている。膨張弁２４，２５は，室内機１０から循環されてきた高圧の液体冷媒を減圧膨張するものであり，主蒸発器２１または補助蒸発器２２での気化や，圧縮機３０への流入に適した圧力にする。四方弁２６は，４つのポートを有し，そのうちの２つずつを互いに連通させる切換弁である。すなわち，図９に示す第１の状態と，図１０に示す第２の状態とを切り換える。そして，冷暖房システム１００が暖房運転されている時には，第１ポート２６ａと第４ポート２６ｄ，第２ポート２６ｂと第３ポート２６ｃがそれぞれ連通された第１の状態（図９）とされる。アキュムレータ２７は，流入された冷媒のうち液体状態のものを除いて，気体部分のみを圧縮機３０へ吸入させるためのものである。
【０００５】
室外機１０１にはまた，ガスエンジン３１，ラジエータ３２，三方弁３３も備えられている。ガスエンジン３１は，圧縮機３０の駆動用原動機である。ラジエータ３２は，ガスエンジン３１の冷却水の一部の放熱を行うものである。残りの冷却水は，補助蒸発器２２で放熱される。また，三方弁３３は，補助蒸発器２２とラジエータ３２とによって冷却され低温となった冷却水を混合してガスエンジン３１へと流通させる。補助蒸発器２２には，ガスエンジン３１の排熱の一部が温水や蒸気の顕熱として供給され，この温水や蒸気の流路（熱流路）と冷媒の流路（冷媒流路）とを隣接させることにより冷媒を加温している。図８では，この熱流路と冷媒流路とを区別するために，冷媒流路を太い実線で，熱流路を細い実線で示している。この点は，他の図においても同様である。
【０００６】
また，冷暖房システム１００の室内機１０は，室内機熱交換器１１と減圧弁１２とを有している。室内機熱交換器１１は，暖房使用時には高圧ガス冷媒を凝縮させて，室内に熱を放出する凝縮器として作用する。減圧弁１２は，凝縮された高圧液体冷媒を減圧するためのものである。これらの室内機１０や室外機１０１に含まれている構成要素のほとんどは，以下に述べる他の冷暖房システムでも同様に使用されているので，以後，同じ要素には同じ符号を付して説明を省略する。
【０００７】
この従来の冷暖房システム１００に対し，本出願人は先行出願（特願２００２−１９５８９２号）において，図１１に示すような，中間圧注出入口２３ｃを備えた圧縮機２３を利用した冷暖房システム１１０を提案している。この圧縮機２３は，低圧の吸入口２３ａと高圧の吐出口２３ｂとに加えて第３の注出入口である中間圧注出入口２３ｃが設けられている。
【０００８】
この圧縮機２３は，例えばマルチベーン式の圧縮機２３とすればよい。これは，シリンダと，シリンダの内部で旋回するロータとが設けられ，そのロータに複数の可動式ベーンが取り付けられているものである。この圧縮機２３では，吸入口２３ａから入力された冷媒は，シリンダとロータとの間隙に入り，ロータの回転によって隣接するベーンの間の容積が減少することにより圧縮される。シリンダには吸入口２３ａと吐出口２３ｂとの約中間位置が開口され，その開口が中間圧注出入口２３ｃに連通されている。
【０００９】
あるいは，スクロール式の圧縮機２３とすることもできる。これは内部に，渦巻き板状の固定スクロールと，固定スクロールにかみ合って回転可能な渦巻き板状の旋回スクロールとが設けられているものである。この場合，固定スクロールの外周から吸入された低圧ガス冷媒は，旋回スクロールの回転によって中心部に集められることにより圧縮される。固定スクロールの中心と外縁との約中間位置が開口され，その開口が中間圧注出入口２３ｃに連通される。
【００１０】
この冷暖房システム１１０の室外機１１１は，上記の冷暖房システム１００の室外機１０１と比較すると，アキュムレータ２８が追加されている。そして，補助蒸発器２２からアキュムレータ２８を介して，圧縮機２３の中間圧注出入口２３ｃへと連通されている。従って，冷暖房システム１１０では，室内機１０から循環された液体冷媒の一部は，中間圧のまま補助蒸発器２２で気化される。そして，中間圧のガス冷媒となってアキュムレータ２８を介して中間圧注出入口２３ｃに入力されるのである。この冷暖房システム１１０では，冷暖房システム１００に比較すると，圧縮機２３に入力される低圧のガス冷媒が減少し，代わって中間圧のガス冷媒が入力されている。従って，圧縮機２３の負荷を減少させることができた。
【００１１】
本発明の先行技術として，本出願人は中間圧注出入口を備えた圧縮機を利用した冷暖房システムを，「特願２００２−１９５８９２号」に先行出願している。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，前記した先行出願の冷暖房システム１１０を具体化して実現するためには，いくつかの問題点があった。
まず，（１）圧縮機２３の中間圧注出入口２３ｃは，圧縮機２３内の圧縮途中の空間に連通されており，その内部のガス圧力は圧縮工程に従って変化する。そのため，圧縮機２３の中間圧注出入口２３ｃの内部圧力が，外部の流路のガス圧力より高くなる瞬間には，中間圧注出入口２３ｃから補助蒸発器２２へ向かって冷媒が逆流するおそれがあるという問題点があった。
【００１３】
また，（２）圧縮機２３の中間圧注出入口２３ｃに注入できる冷媒の容量には限度がある。これは，中間圧注出入口２３ｃと連通されているシリンダ内の部分の容積が所定の範囲内にあり，その範囲を超えて注入することは不可能だからである。そのため，上記の先行出願では補助蒸発器２２に流通させる冷媒の量を調節する必要があった。この方法では，場合によって補助蒸発器２２を通過する冷媒の量が少なくなり，その分，主蒸発器２１を通過させる冷媒の量が増大する。そのため，補助蒸発器２２が十分に生かされないうえ，主蒸発器２１の着霜の原因となるおそれがあった。さらには，冷媒に接触させている冷却水が十分に冷却されない場合には，ガスエンジン３１にとっても好ましくないという問題点があった。
【００１４】
また，（３）前記の冷暖房システム１１０では，弱暖房でよい低負荷時には，補助蒸発器２２は停止させている。さらに，室内機１０や主蒸発器２１に循環させる冷媒の量も少量でよい。ところが，圧縮機２３は，スムーズな圧縮のためにはある程度のガス容量を必要とするため，このような場合においても，暖房のために必要な量を超えて冷媒を循環させることとなる。このことは，エネルギーの浪費であるという問題点があった。
【００１５】
また，（４）従来の補助蒸発器２２の配置には，上記の冷暖房システム１００や冷暖房システム１１０のような主蒸発器２１に並列な配置の他に，図１２に示した冷暖房システム１２０のような直列配置のものもある。冷暖房システム１２０では，室内機１０から室外機１２１へ循環された液体冷媒は，まず主蒸発器２１で一部分気化される。その後，補助蒸発器２２を通されてさらに温められ，完全に気化されるのである。この冷暖房システム１２０に対しても，中間圧注出入口２３ｃを有する圧縮機２３を使用して，ガスエンジン３１の排熱をできるだけ多く使い，さらに，圧縮機２３の負荷を減少させる冷暖房システムとしたいという要望もあった。
【００１６】
本発明は，前記した従来の冷暖房システムの空調室外機が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，次の（１）〜（３）を可能とする空調室外機を提供することにある。
（１）中間圧注出入口からの冷媒の逆流を防止する。
（２）補助蒸発器を流通する冷媒を適量に維持する。
（３）圧縮機におけるエネルギーの浪費を防止する。
さらには，前記の（４）を解決して，直列型システムに中間圧注出入口を有する圧縮機を適用した空調室外機を提供することをも課題とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
この課題の解決を目的としてなされた本発明に係る空調室外機は，室内機との間で冷媒を受け渡しする空調室外機であって，吸入口と吐出口と中間圧注出入口とを有する圧縮機と，圧縮機を駆動するとともに熱を発生する原動機と，暖房運転時に室内機から戻る冷媒を気化させる主蒸発器と，暖房運転時に中間圧注出入口から冷媒の一部を取り出して，主蒸発器から吸入口へ向かう冷媒に合流させる還流路と，還流路に設けられ，中間圧注出入口から合流箇所へ向かう向きの冷媒の流れを許容する逆止弁と，還流路における逆止弁より下流の位置に設けられた減圧弁と，還流路に設けられるとともに，逆止弁の発する音を抑制する騒音防止手段とを有するものである。
【００１８】
本発明の空調室外機によれば，暖房運転時に中間圧注出入口から冷媒の一部を取り出して，主蒸発器から吸入口へ向かう冷媒に合流させる還流路を有しているので，流通される冷媒量が小さい場合でも，吸入口には適量の冷媒を供給することができる。その際，中間圧注出入口から合流箇所へ向かう向きの冷媒の流れを許容する逆止弁を有していれば，逆流が防止される。従って，少量の冷媒流通量での運転も可能となり，圧縮機におけるエネルギーの浪費を防止することができる。
【００１９】
本発明ではさらに，還流路における逆止弁より下流の位置に設けられた減圧弁と，還流路に設けられるとともに，逆止弁の発する音を抑制する騒音防止手段とを有しているので，中間圧で還流路を還流される冷媒は，減圧弁によって減圧されて吸入口に流入されるのに適した圧力にされる。この減圧弁は，開閉弁としての機能も兼ね備えたものであってもよい。さらに，逆止弁に対する急激な逆流によって発生する騒音は，騒音防止手段によって抑制される。
【００２０】
さらに，本発明の空調室外機では，騒音防止手段は，逆止弁と減圧弁との間に配置されたアキュムレータであることが望ましい。
アキュムレータは，冷媒を一時的に滞留させる容器であり，逆流の緩衝手段としても機能するからである。
【００２１】
また，本発明の空調室外機は，室内機との間で冷媒を受け渡しする空調室外機であって，吸入口と吐出口と中間圧注出入口とを有する圧縮機と，圧縮機を駆動するとともに熱を発生する原動機と，暖房運転時に室内機から戻る冷媒の一部を気化させる主蒸発器と，原動機の排熱を受けるとともに，暖房運転時に室内機から戻る冷媒の残部を気化させる補助蒸発器と，補助蒸発器の出口と中間圧注出入口とを繋ぐ中間圧流路と，補助蒸発器の出口と吸入口とを繋ぐ合流路と，中間圧流路に設けられ，補助蒸発器から中間圧注出入口へ向かう向きの冷媒の流れを許容する第１逆止弁と，中間圧流路に設けられ，中間圧注出入口から合流路を経由して吸入口へ向かう向きの冷媒の流れを許容する第２逆止弁とを有するものであればさらによい。
【００２２】
この空調室外機によれば，流通させる冷媒量が中間圧注出入口に流入可能な量である場合には，第１逆止弁を機能させ，補助蒸発器から流出する冷媒はすべて中間圧流路を介して中間圧注出入口に流入させることができる。またあるいは，流通させる冷媒量が中間圧注出入口に流入可能な量を超えている場合には，補助蒸発器から流出する冷媒の一部を合流路を介して吸入口に流入させることができる。またあるいは，流通させる冷媒量が少ない場合には，第２逆止弁を機能させ，冷媒の一部を中間圧注出入口から中間圧流路と合流路とを介して吸入口に流入させることができる。従って，暖房の使用状況に応じて，適切な流路を選択しエネルギーの浪費を防止することができる。
【００２３】
さらに，本発明の空調室外機では，合流路に設けられた減圧弁と，中間圧流路に設けられて第１逆止弁の発する音を抑制する騒音防止手段とを有することが望ましい。
このようにすれば，中間圧で合流路に流入する冷媒は，減圧弁によって減圧されて吸入口に流入されるのに適した圧力にされるからである。この減圧弁は，開閉弁としての機能も兼ね備えたものであってもよい。さらに，第１逆止弁に対する急激な逆流によって発生する騒音は，騒音防止手段によって抑制されるからである。
【００２４】
さらに，本発明の空調室外機では，補助蒸発器の出口と第２逆止弁との間に設けられて第２逆止弁の発する音を抑制する騒音防止手段とを有することが望ましい。
【００２５】
さらに，本発明の空調室外機では，暖房運転時に補助蒸発器から流出する冷媒は，その一部が合流路に流れ込み，残部が中間圧流路に流れ込むことが望ましい。
このようにすれば，中間圧注出入口へ流入可能な量より多くの冷媒が補助蒸発器から流出する場合でも，その超過量の冷媒を合流路に流れ込ませることができるからである。従って，補助蒸発器に流通する冷媒量は，暖房運転の程度に応じて適量に維持することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
「第１の実施の形態」
以下，本発明を具体化した第１の実施の形態について，添付図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態は，前記した先行出願の冷暖房システム１１０を，暖房運転時に主眼をおいて改良したものである。
【００３０】
本実施の形態の冷暖房システム１は，その概略構成を図１に示すように，室内機１０と室外機２０とで構成される。室内機１０は，図８〜図１２に示した従来の技術で使用されているものと同様であり，室内機熱交換器１１と減圧弁１２を有している。
【００３１】
室外機２０には，主蒸発器２１と補助蒸発器２２と圧縮機２３とを中心とする冷媒流路（太実線）と，ガスエンジン３１とラジエータ３２と補助蒸発器２２とを含む熱流路（細実線）とが設けられている。熱流路の構成は，図８〜図１２に示した従来の技術のものと同様である。また，冷媒流路に接続されている構成部分のうち，主蒸発器２１，補助蒸発器２２，圧縮機２３，膨張弁２４，四方弁２６，アキュムレータ２７，２８は，従来の技術において図１１に示した冷暖房システム１１０で使用されているものと同様である。圧縮機２３は，中間圧注出入口２３ｃを有するものである。
【００３２】
本実施の形態の冷暖房システム１の室外機２０では，補助蒸発器２２の下流側（図１中下側）の流路５１が，流路５２と流路５３とに分流されている。流路５２は，その流路中に開閉弁４１と減圧弁４２とが直列に接続され，四方弁２６からアキュムレータ２７へ至る流路に合流している。なおここでは，開閉弁４１と減圧弁４２とを分けて記載したが，両方の機能を兼ね備えた１つの弁であってもよい。この流路５２は，必要に応じて開閉され，流路５１，５３を流れる中間圧冷媒ガスを減圧弁４２で減圧して吸入口２３ａに吸入させるためのものである。この流路５２が合流路に相当する。また，流路５３は，アキュムレータ２８を経て，逆止弁４３，４４，開閉弁４５，４６，キャピラリ４７，絞り４８によって構成される部分に接続され，さらに，中間圧注出入口２３ｃに接続されている。この流路５３が中間圧流路に相当する。また，流路５１には，開閉弁４９が接続されている。この図では，開閉弁４９は補助蒸発器２２の下流側（図中下側）に接続されているが，上流側に取り付けてもかまわない。また，その場合は膨張弁あるいは容量制御弁としての機能を併せ持つものとしてもよい。
【００３３】
逆止弁４３は，アキュムレータ２８から圧縮機２３の方向へ冷媒を通過させる向きに接続されており，第１逆止弁に相当する。逆止弁４３の上流側には絞り４８が接続され，さらにその上流側に開閉弁４６がいずれも直列に接続されている。さらに，逆止弁４３には，並列にキャピラリ４７が接続されている。キャピラリ４７は，毛細管によって構成され，ごくわずかな流れを許容するものである。また，絞り４８は，配管の流路断面積を小さくして流量を制限するためのものである。また，逆止弁４４は，圧縮機２３からアキュムレータ２８の方向へ冷媒を通過させるように接続されており，第２逆止弁に相当する。また，逆止弁４４の下流側には開閉弁４５が直列に接続されている。
【００３４】
次に，この冷暖房システム１の暖房運転時における冷媒の流れについて説明する。このとき，四方弁２６は図９に示す第１の状態にされている。高圧のガス冷媒が室内機１０に入力され凝縮されて，室内に熱を放出する。そして，高圧の液体冷媒とされ，続いて減圧弁１２で中間圧程度に減圧されて室外機２０に流入される。
【００３５】
室外機２０に流入された中間圧の液体冷媒は，膨張弁２４でさらに減圧膨張され，主蒸発器２１で気化されて低圧のガス冷媒となる。そして，四方弁２６の第２ポート２６ｂから第３ポート２６ｃへと流通され，アキュムレータ２７で液体部分が分離されて，圧縮機２３の吸入口２３ａへと吸入される。また，補助蒸発器２２が運転されている場合には，室外機２０に流入された中間圧の液体冷媒の一部は補助蒸発器２２へも流される。そして，熱流路の熱により気化されて中間圧のガス冷媒となり，流路５１へと流通される。
【００３６】
ここで，補助蒸発器２２の運転状態や，４つの開閉弁４１，４５，４６，４９の状態は，この冷暖房システム１の使用条件に応じて変更される。またそれによって，各流路５１，５２，５３に流通される冷媒の量や方向も変更される。以下に，（１）強暖房使用時，（２）中程度暖房使用時，（３）弱暖房使用時に分けてそれぞれ説明する。
【００３７】
（１）強暖房使用時：
すなわち，気温が低く，冷暖房システム１全体の流通冷媒量を多くする場合である。この場合，補助蒸発器２２は運転されて開閉弁４９は開とされ，室内機１０から流される冷媒は主蒸発器２１と補助蒸発器２２とへ分流される。さらに，補助蒸発器２２に流される中間圧ガス冷媒の量が，中間圧注出入口２３ｃに入力できる量より多くなった時には，図２に示すように，開閉弁４１を開，開閉弁４５を閉，開閉弁４６を開とする。これにより流路５１へ流された冷媒は，流路５２と流路５３とに分割される。そのうち，流路５２に流された冷媒は減圧弁４２によってさらに減圧され，低圧のガス冷媒となる。そして，主蒸発器２１を介して流されてきた冷媒に合流され，圧縮機２３の吸入口２３ａに吸入される。また，流路５３に流された冷媒は逆止弁４３を介して中間圧注出入口２３ｃへと流入される。これにより，補助蒸発器２２を流通させる冷媒量を減らすことなく，中間圧注出入口２３ｃに入力しきれない部分を流路５２から吸入口２３ａへ吸入させることができる。従って，補助蒸発器２２を流通する冷媒が適量に維持されている。ここで，開閉弁４１に代えて容量制御弁を備えれば，さらに細かな流量制御が可能となる。
【００３８】
この場合の冷媒の状態変化を表す圧力−エンタルピー線図は，図３に示すようになる。図３中の線６１は，室内機１０の室内機熱交換器１１での状態変化であり，高圧でエンタルピーが低下することにより，室内に熱を放出する。図３中の線６２は減圧弁１２，図３中の線６３は膨張弁２４における状態変化であり，それぞれにおいて減圧される。図３中の線６４は，主蒸発器２１における状態変化であり，低圧で気化されてエンタルピーが上昇する。図３中の線６５は，圧縮機２３において吸入口２３ａから吐出口２３ｂへと至り，圧縮されて高圧となることを表している。
【００３９】
さらに，図３中の線６６は，補助蒸発器２２における状態変化であり，中間圧で気化されてエンタルピーが上昇する。そうして気化された冷媒のうち，一部は流路５３を経て圧縮機２３の中間圧注出入口２３ｃに入力される。その状態変化を示すのが図３中の線６７である。残りは流路５２を経て圧縮機２３の吸入口２３ａに入力される。この場合は，減圧弁４２によって減圧されるので，図３中の線６８の状態変化となる。図３からわかるように，圧縮機２３に中間圧注出入口２３ｃが設けられているので，補助蒸発器２２で気化された冷媒は，図３中の線６６から線６７を経て線６５の途中へ入力されることができる。図３中の線６６から線６８を経て線６５へと至るルートに比較して圧力変化が小さく，エネルギーの節約となっている。
【００４０】
（２）中程度暖房使用時：
すなわち，中程度の冷媒量で運転されている場合である。このとき，補助蒸発器２２は運転されて開閉弁４９は開とされ，冷媒は主蒸発器２１と補助蒸発器２２とへ分流される。そして，補助蒸発器２２に流される中間圧ガス冷媒の量が，中間圧注出入口２３ｃに入力できる程度の場合には，図４に示すように，開閉弁４１を閉，開閉弁４５を閉，開閉弁４６を開とする。これにより流路５２は閉止され，補助蒸発器２２から流出される中間圧のガス冷媒は全て流路５３へ流される。そして，アキュムレータ２８，開閉弁４６，絞り４８，逆止弁４３を介して中間圧注出入口２３ｃへ入力される。このとき，逆止弁４３と閉止された開閉弁４５とによって，中間圧注出入口２３ｃから補助蒸発器２２の方向へ冷媒が逆流することが防止されている。従って，中間圧注出入口２３ｃからの冷媒の逆流が防止されている。
【００４１】
（３）弱暖房使用時：
すなわち，気温が比較的高く，冷暖房システム１全体の流通冷媒量が少量とされる場合である。このとき，補助蒸発器２２を運転する必要はないので開閉弁４９は閉とされ，流路５１は閉鎖される。そこで，図５に示すように，開閉弁４１を開，開閉弁４５を開，開閉弁４６を閉とする。そして，流路５３に，中間圧注出入口２３ｃから流路５２の方へ冷媒を逆流させる。つまり，中間圧注出入口２３ｃから中間圧のガス冷媒を流出させ，逆止弁４４，開閉弁４５，アキュムレータ２８を介して流路５３から流路５２へと流通させるのである。そして，その逆流された冷媒は減圧弁４２で減圧されて吸入口２３ａへと入力される。このとき，流路５２と流路５３とで構成される流路が還流路に相当する。従って，流通される冷媒の全体量を少なくしても，吸入口２３ａへは十分な量の低圧ガス冷媒が吸入されるので，圧縮機２３はスムーズに駆動される。従って，低負荷時の圧縮機におけるエネルギーの浪費が防止されている。
【００４２】
ところで，この冷暖房システム１では，逆止弁４３と逆止弁４４とを備えているが，これらの逆止弁４３，４４に対する急激な逆流は騒音発生の原因となる場合がある。そこで，冷暖房システム１では，逆止弁４４の下流側にアキュムレータ２８が備えられている。これにより，逆止弁４４に向かう急激な逆流は，アキュムレータ２８によって受け止められる。従って，逆止弁４４での騒音の発生が防止されている。また，逆止弁４３には，並列にキャピラリ４７が接続されている。これにより，逆止弁４３に向かう急激な逆流はキャピラリ４７によっていったん逃がされる。従って，逆止弁４３での騒音の発生が防止されている。
なお，冷房運転については，本発明として特に特徴点ではないので，説明を省略する。
【００４３】
以上詳細に説明したように，本実施の形態の冷暖房システム１の室外機２０によれば，逆止弁４３を有しているので，中程度暖房使用時には中間圧注出入口からの冷媒の逆流を防止することが可能となった。また，流路５２を有しているので，強暖房使用時には補助蒸発器を流通する冷媒を適量に維持することが可能となった。また，逆止弁４４と流路５２を有しているので，弱暖房使用時にはエネルギーの浪費を防止することが可能となった。
【００４４】
「第２の実施の形態」
次に，本発明を具体化した第２の実施の形態について，添付図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態は，従来技術の課題において図１２に示した直列型の冷暖房システム１２０に対して，中間圧注出入口２３ｃを有する圧縮機２３を適用したものである。
【００４５】
この実施の形態の冷暖房システム２の室外機６０は，図６に示すように，補助蒸発器を２つ備えている。図６では，図１２に示した冷暖房システム１２０と同じ配置のものを補助蒸発器２２Ａ，新たに加えたものを補助蒸発器２２Ｂとして区別しているが，これらは同じ構成のものである。補助蒸発器２２Ａと補助蒸発器２２Ｂとは熱流路上では並列に接続されている。つまり，ガスエンジン３１の排熱を受けた熱媒体（冷却水）は，補助蒸発器２２Ａと補助蒸発器２２Ｂとラジエータ３２とにそれぞれ分流され，三方弁３３を介してガスエンジン３１へと戻される。ここで，補助蒸発器２２Ａが第２補助蒸発器に，補助蒸発器２２Ｂが第１補助蒸発器にそれぞれ相当する。
【００４６】
この室外機６０の冷媒流路，および，冷媒流路に接続されている主蒸発器２１，補助蒸発器２２Ｂ，圧縮機２３，膨張弁２４，四方弁２６，アキュムレータ２７，２８は，第１の実施の形態の室外機２０とほぼ同様に構成されている。すなわち，補助蒸発器２２Ｂの下流側の流路５１が，流路５２と流路５３とに分流され，流路５２中には開閉弁４１が接続されている。また，圧縮機２３は，中間圧注出入口２３ｃを有するものである。
【００４７】
この冷暖房システム２の暖房運転時には，室内機１０から循環されてきた高圧液体冷媒は，室外機６０の入口で分割されて主蒸発器２１と補助蒸発器２２Ｂとに流される。減圧され主蒸発器２１を通過した冷媒は，補助蒸発器２２Ａでさらに気化され，吸入口２３ａに流入される。また，補助蒸発器２２Ｂに流通された冷媒は，中間圧のまま気化され中間圧注出入口２３ｃへと流入される。従って，圧縮機２３に中間圧のガス冷媒を注入することにより，圧縮機２３の負荷を減少することができる。従って，直列型システムに中間圧注出入口２３ｃを有する圧縮機２３を適用した冷暖房システム２となっている。
【００４８】
なお，図６では，流路５２中に開閉弁４１のみを示しているが，第１の実施の形態の冷暖房システム１における室外機２０と同様に減圧弁４２，逆止弁４３，４４，開閉弁４５，４６，４９等を備えてもよい。これらを備えれば，第１の実施の形態と同様に，さまざまな条件に応じて弁の開閉を行うことにより，さらに最適な冷媒の循環経路を選択することができる。
【００４９】
この場合の冷媒の状態変化を表す圧力−エンタルピー線図は，図７に示すようになる。図７中の線７１は，室内機１０の室内機熱交換器１１での状態変化であり，高圧でエンタルピーが低下することにより，室内に熱を放出する。図７中の線７２は減圧弁１２，図７中の線７３は膨張弁２４における状態変化であり，それぞれにおいて減圧される。図７中の線７４は，主蒸発器２１における状態変化であり，低圧で一部分気化されてエンタルピーが上昇する。さらに，図７中の線７５は，補助蒸発器２２Ａでの状態変化であり，冷媒は完全に気化される。図７中の線７６は，圧縮機２３において圧縮されて高圧となることを表している。
【００５０】
そして，図７中の線７７は，補助蒸発器２２Ｂにおける状態変化であり，中間圧で気化されてエンタルピーが上昇する。そうして気化された冷媒は，流路５３を経て圧縮機２３の中間圧注出入口２３ｃに入力される。その状態変化を示すのが図７中の線７８である。図７からわかるように，補助蒸発器２２Ｂと圧縮機２３の中間圧注出入口２３ｃとが設けられているので，冷媒の一部は図７中の線７７から線７８を経て線７６の途中へ入力されることができる。従って，外側のルートに比較して圧力変化が小さく，エネルギーの節約となっている。
【００５１】
以上詳細に説明したように，本実施の形態の冷暖房システム２の室外機６０によれば，補助蒸発器２２Ｂを備え，中間圧の冷媒が補助蒸発器２２Ｂから中間圧注出入口２３ｃへと流されるので，直列型システムに中間圧注出入口２３ｃを有する圧縮機２３を適用したものとなった。
【００５２】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。
例えば，上記各実施の形態では，ガスエンジン３１を使用したシステムとしたが，ガスエンジン３１に代えて他の形式のエンジンを使用したシステムとしてもよい。
【００５３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明によれば，（１）中間圧注出入口からの冷媒の逆流を防止する，（２）補助蒸発器を流通する冷媒を適量に維持する，（３）圧縮機におけるエネルギーの浪費を防止することを可能とする空調室外機が提供されている。さらには，直列型システムに中間圧注出入口を有する圧縮機を適用した空調室外機も提供されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る冷暖房システムの構成を示す概略構成図である。
【図２】強暖房の場合の冷暖房システムの状態を示す概略構成図である。
【図３】強暖房の場合の冷暖房システムの圧力−エンタルピー線図である。
【図４】中暖房の場合の冷暖房システムの状態を示す概略構成図である。
【図５】弱暖房の場合の冷暖房システムの状態を示す概略構成図である。
【図６】第２の実施の形態に係る冷暖房システムの構成を示す概略構成図である。
【図７】第２の実施の形態に係る冷暖房システムの圧力−エンタルピー線図である。
【図８】従来の冷暖房システムの構成を示す概略構成図である。
【図９】四方弁の第１の状態を示す説明図である。
【図１０】四方弁の第２の状態を示す説明図である。
【図１１】先行出願した冷暖房システムの構成を示す概略構成図である。
【図１２】従来の冷暖房システムの構成を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１，２冷暖房システム
１０室内機
２０，６０室外機
２１主蒸発器
２２，２２Ａ，２２Ｂ補助蒸発器
２３圧縮機
２３ａ吸入口
２３ｂ吐出口
２３ｃ中間圧注出入口
２８アキュムレータ
３１ガスエンジン
４２減圧弁
４３，４４逆止弁
４７キャピラリ
５２，５３流路

Claims

室内機との間で冷媒を受け渡しする空調室外機において，
吸入口と吐出口と中間圧注出入口とを有する圧縮機と，
前記圧縮機を駆動するとともに熱を発生する原動機と，
暖房運転時に室内機から戻る冷媒を気化させる主蒸発器と，
暖房運転時に前記中間圧注出入口から冷媒の一部を取り出して，前記主蒸発器から前記吸入口へ向かう冷媒に合流させる還流路と，
前記還流路に設けられ，前記中間圧注出入口から合流箇所へ向かう向きの冷媒の流れを許容する逆止弁と，
前記還流路における前記逆止弁より下流の位置に設けられた減圧弁と，
前記還流路に設けられるとともに，前記逆止弁の発する音を抑制する騒音防止手段とを有することを特徴とする空調室外機。
請求項１に記載する空調室外機において，
前記騒音防止手段は，前記逆止弁と前記減圧弁との間に配置されたアキュムレータであることを特徴とする空調室外機。
室内機との間で冷媒を受け渡しする空調室外機において，
吸入口と吐出口と中間圧注出入口とを有する圧縮機と，
前記圧縮機を駆動するとともに熱を発生する原動機と，
暖房運転時に室内機から戻る冷媒の一部を気化させる主蒸発器と，
前記原動機の排熱を受けるとともに，暖房運転時に室内機から戻る冷媒の残部を気化させる補助蒸発器と，
前記補助蒸発器の出口と前記中間圧注出入口とを繋ぐ中間圧流路と，
前記補助蒸発器の出口と前記吸入口とを繋ぐ合流路と，
前記中間圧流路に設けられ，前記補助蒸発器から前記中間圧注出入口へ向かう向きの冷媒の流れを許容する第１逆止弁と，
前記中間圧流路に設けられ，前記中間圧注出入口から前記合流路を経由して前記吸入口へ向かう向きの冷媒の流れを許容する第２逆止弁とを有することを特徴とする空調室外機。
請求項３に記載する空調室外機において，
前記合流路に設けられた減圧弁と，
前記中間圧流路に設けられて前記第１逆止弁の発する音を抑制する騒音防止手段と，
前記補助蒸発器の出口と前記第２逆止弁との間に設けられて前記第２逆止弁の発する音を抑制する騒音防止手段とを有し，
暖房運転時に前記補助蒸発器から流出する冷媒は，
その一部が前記合流路に流れ込み，
残部が前記中間圧流路に流れ込むことを特徴とする空調室外機。