JPH0399160A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は　冷凍サイクルにより冷暖房を行なう空気調和
装置に関するものであへ 従来の技術 従棗　この種の空気調和装置に使われている冷凍サイク
ルは特公昭６３−６０３０４号公報に記載され第７＠　
第８図に示すように構成されている。ここで、第７図は
冷凍サイクルの構成図であり、第８図は冷凍サイクルに
備えられた圧縮機の要部断面図であａ　以下、図面を参
照しながら説明する。

圧縮機ｌは吐出バルブ３の周囲を密封させるべくシリン
ダ２に取りつけられた吐出サイレンサ４と導通し圧縮機
ｌの密閉容器の外部と連通せる第１の吐出パイプ５と、
圧縮機容器の内部空間に開放状態で接続された第２の吸
込パイプ１０と第２の吐出パイプｌ２および第１の吸込
バイプ９の４ヶの通路を有している。一方　冷凍サイク
ルは前記第１の吐出パイプ５と連通せる凝縮器６と、第
１の吸込パイプ９と連通する蒸発器８を具備している。

上記第２の吸込パイプ１０は第２のキャピラリチューブ
１ｌの一端と接続され　この第２のキャビラリチューブ
ｌ１の他端は凝縮器６の出口側に接続されている。第２
の吐出パイプｌ２は第１のキャピラリチューブ７の中間
部分（圧縮機の容器内の圧力とほぼ同等の圧力部分）に
接続して構成すも　上記の如く構成された冷凍サイクル
に接続された密閉型圧縮機｛よ　圧縮機内で生或された
高温高圧の冷媒ガスカ丈　圧縮機内部に滞留することな
く第１の吐出パイプ５によって直接圧縮機外の凝縮器６
に排出され　凝縮器６からの冷媒ガスは第２のキャピラ
リチューブｌ１により減圧　冷却されて圧縮機容器内部
に第２の吸込パイプ１０を介して流入される。容器内に
流入した冷媒ガスは第２の吐出パイプｌ２を介して第１
のキャピラリチューブ７の中間圧力部分に接続されてい
るので圧縮機容器内部は適切な中間圧力状態に保持され
る。したがって、容器内に高圧の冷媒ガスが滞留した場
合と、逆に低圧の冷媒ガスが滞留した場合のシリンダ外
からシリンダ内へ　又はシリンダ内からシリンダ外へ洩
れる冷媒ガスの量は極めて少なくなる。このとから、圧
縮機内部で（よ　ベーン背面にかかる圧力は減少し　ベ
ーンとローラ間の摩擦損失が低減される。しかもシリン
ダ内の低圧室へ冷媒ガスが侵入する量を低減することが
できるとともに　吸込ガスの過熱温度低下による容積効
率の向上と、潤滑油内への冷媒の溶解量を減少させるこ
とができる。それによって、冷却速度を早くすることが
できる冷凍サイクルとなる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構戒では　凝縮器出口の液冷
媒の一部が密閉容器内において電動機から多量の吸熱を
行った後に蒸発器入口に至り合流するた取　蒸発器入口
の乾き度は増大し蒸発器の吸熱量は大巾に減少す太　そ
のた取　空気調和装置の冷房能力や暖房能力が不足し　
課題となっている。また　密閉容器内に流入した液冷媒
は潤滑油のフォーミングを活発にする力１　そのたム　
摺動部に気泡を多く含む潤滑油が供給され潤滑不良が生
じて摩耗が増大したり、または　フォーミングにより潤
滑油が密閉容器外に流出して、密閉容器内の潤滑油量が
不足したりして、圧縮機の寿命を縮め信頼性を低下させ
ている。本発明は上記問題点に鑑へ　低消費電力の空気
調和装置を提供するものである。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の空気調和装置（ヨ　
　電動機と圧縮機構を密閉容器に内蔵する圧縮機の前記
圧縮機構と、凝縮器と、減圧装置と、蒸発器と、前記圧
縮機構とを順次連結して冷凍サイクルを構成し　前記圧
縮機構の圧縮室と前記密閉容器の内部空間を部分的に連
通ずる通路を前記圧縮機構に設けて成るものであも 作用 本発明は上記した構成によって、密閉容器内を中間圧力
にし　電動機や圧縮機構の動作温度を下げて圧縮機の熱
損失を小さくするものであり、空気調和装置の消費電力
の９０％近くを占めている圧縮機の消費電力を大巾に減
少させるものである。

実施例 以下本発明の実施例について、図面を参照しながら説明
すも　第１図は本発明の第１の実施例における空気調和
装置の冷凍サイクル構成を示す断面図であり、第２図は
冷凍サイクルを構成する圧縮機の横断面図である。同図
において、１３は圧縮機であり、密閉容器ｌ４に電動機
１５と圧縮機構ｌ６を内蔵している。ｌ７は凝縮器であ
り、圧縮機構から吐出された高温・高圧のガス冷媒がこ
こで液化される。ｌ８は減圧装置であるキャピラリチュ
ーブ、１９は蒸発器であり、キャビラリチュープｌ８に
より減圧され低温・低圧となった液冷媒がここで気化さ
れる。圧縮機構１＆　　凝縮器ｌ７、キャピラリチュー
ブ１８，蒸発器１９，　　そして圧縮機構１６と順次連
結して冷凍サイクルを構戒している。一方、圧縮機構１
６は軸２０により電動機１５に連結されていも　そして
圧縮機構１６ｉ；Ｌ．　　シリンダ２１と、シリンダ２
１の上端面に固定され軸２０を軸支する主軸受を有する
第１の端板２２と、シリンダ２１の下端面に固定され軸
２０を軸支する副軸受を有する第２の端板２３と、第２
図に示すように軸２４の偏心部に挿入されシリンダ２１
内を偏心回転するピストン２４と、　ピストン２４の外
周面に常時その先端を当接しシリンダ２１内を吸入室２
５と圧縮室２６に区分するベーン２７とより構成されて
いる。また　シリンダ２１には吐出ポート２８があけら
れ吐出弁２９が設けられている。更に第１図に示すよう
に　シリンダ２１の吸入ボート３０は吸入管３ｌにより
蒸発器ｌ９に接続され　吐出通路３２は吐出管３３によ
り凝縮器ｌ７に接続されていもまた　第ｉの端板２２に
は圧縮室２６と密閉容器１４の内部空間を連通すも　連
通ボート３４と絞り３５より成る連通通路３６が設けら
れている。そして、連通通路３６はピストン２４の上端
面により圧縮室２６に開閉され　圧縮途中のみ密閉容器
ｌ４の内部空間と圧縮室２６が連通ずるように位置決め
されていも　な耘３７は密閉容器１４の下部に貯留され
てる潤滑油である。以上のように構戒された空気調和装
置について、以下第１図と第２図を用いて動作を説明す
る。ピストン２４の回転に従（＼　ガス冷媒は吸入管３
ｌより直接圧縮機構１６の吸入室２５に吸入され圧縮室
２６にて圧縮され　吐出ポート２＆　吐出弁２９そして
吐出管３３を通り直接圧縮機構１６から圧縮機１３外へ
吐出されへ　吐出された高温・高圧のガス冷媒は凝縮器
ｌ７に至り、ここで液化されも　そして、液化された冷
媒はキャピラリチューブｌ８により減圧され二相となっ
て蒸発器ｌ９に至り、ここでガス化される。ガス化され
た冷媒は吸入管３１を通り再び圧縮機構１６に直接吸入
され瓜　一方、圧縮機構１６の圧縮室２６において、ガ
ス冷媒は圧縮され高温・高圧となる力丈　連通ボート２
２は圧縮途中のみ圧縮室２６に開口するたべ　密閉容器
ｌ４の内部空間と圧縮室２６が連通通路３６によって連
通し　密閉容器ｌ４内の圧力は圧縮室２６の圧縮途中の
圧九　すなわち中間圧力になり、電動機１５及び圧縮機
構１６の周囲温度は比較的低い温度になん　また　連通
通路３６の絞りによって連通ボート３４の開口時に生じ
る密閉容器１４の内部空間と圧縮室２６との間のガス冷
媒のやりとりは十分押えられるた△　密閉容器ｌ４の内
部空間は圧力変動が小さく安定した中間圧力となってい
る。その結凰　電動機１５において（．ｔ．動作温度が
低くなり電動機ｌ５の効率が向上し更に圧縮機構１６に
おいて（戴　圧縮機構１６の冷却や内部漏れの減少やベ
ーン２７先端とピストン２４の摺動損失の減少（ベーン
２７の背圧が中間圧力になりピストン２４とり摩擦力が
小さくなったことによる）などによって圧縮機構１６の
効率も向上して、圧縮１３１３の消費電力は大巾に減少
すも　したがって、低消費電力の空気調和装置が実現で
きる。まな圧縮機構１６の温度が吸入温度と吐出温度の
中間になるたべ　圧縮機構ｌ６の熱歪の影響が小さく、
信頼性の高い圧縮既　すなわち空気調和装置が得られる
。更に　連通通路３６を第２の端板２３に設け、連通通
路３６の一端を圧縮機構２ｌの上部に開口し他端を圧縮
室２６に開口するとともに　連通通路３６の途中に潤滑
油３７に開口するポートを設けることによって、圧縮室
２６内へ連通通路３６を通じ潤滑油を供給でき、シリン
ダ２１とピストン２４との隙間のシール性能を向上でき
る。その結果　圧縮機の最低運転速度を大きく下げるこ
とができ、空気調和装置の最低能力を小さくできる。次
に　本発明の第２の実施例について説明すも　本発明｛
よ　低消費電力だけでなく低騒音の空気調和装置を提供
するものであ，６Ｏ　第３図は本発明の第２の実施例に
おける空気調和装置の冷凍サイクル構成図である。

ここで、第１の実施例と同一のものについては同一の符
号を付して説明を省略する。同図において、３８は接続
管であり、密閉容器１４の上部とキャピラリチューブｌ
８の中間部とを接続していも　上記構成において、密閉
容器１４の圧力はキャピラリチューブ１８の接続管３８
の接続点の圧九　すなわち中間圧力に設定されるた取　
第１の実施例と同様の作用及び効果が得られる力曳　そ
れに加えて密閉容器ｌ４の内部空間における圧力変動が
なくなり圧縮機の騒音レベルが下がることにより、低騒
音な空気調和装置が得られも　また　圧縮室２６で高温
・高圧となったガス冷媒が密閉容器ｌ４内に吐出される
ことなく、全て直接圧縮機外へ吐出されて凝縮器に達す
るた△　熱損失は少なく、従って圧縮機始動後の凝縮器
の放熱量すなわち暖房能力は大きく室温を早く設定温度
まで上昇できる。すなわち立上り性能のよい空気調和装
置が得られも　更に密閉容器１４内の圧力がキャビラリ
チューブ１８によって制御されているたべ　始動や再起
動や除霜などのような過渡運転における密閉容器１４内
の圧力変化はゆるやかになる。従って、密閉容器１４に
おいて潤滑油３７のフオーミングは発生せず、密閉容器
１４外に潤滑油３７が流出することはなＬ１　　その結
凰　常に圧縮機構１４の周囲に潤滑油３７が確保されて
いることになり、信頼性の高い圧縮臥　すなわち空気調
和装置が得られも　次に　本発明の第３の実施例につい
て説明する。本発明（よ　低消費電力だけでなく高暖房
能力の空気調和装置を提供するものであａ　第４図は本
発明の第３の実施例における空気調和装置の冷凍サイク
ル構成図であもここで、第１の実施例と同一のものにつ
いては同一の符号を付して説明を省略する。同図におい
て、ｌ８ａは第１の減圧装置である第１のキャピラリチ
ューブ、３９は気液分離Ｕ　　１８ｂは第２の減圧装置
である第２のキャピラリチューブである。３８は接続管
であり、気液分離器３９の上部と密閉容器ｌ４を介して
端板２２とを接続している。端板２２にガス冷媒の導入
路４０が設けられ　一端を圧縮室２６に開口し他端を接
続管３８に接続されていも　更？Ｑ　　４１は接続管に
あけられた　密閉容器ｌ４の内部空間に開口するボート
であん　な抵　導入路４０の圧縮室２６への開口部｛よ
　ピストン２４により開閉される。上記構成において、
密閉容器ｌ４の圧力は接続管３８のボート４ｌによって
気液分離器３９の圧力と同じ中間圧力に設定されるた取
　第１の実施例と同様の作用及び効果が得られる力丈　
それに加えて暖房能力の高い空気調和装置が得られる。

何故なら（Ｌ　気液分離器３９で分離されたガス冷媒の
全ては圧縮室２６にインジエクションされるため凝縮器
ｌ７の冷媒循環量が大巾に増加すも　それに加えて気液
分離器３９によって液冷媒のみが第２のキャピラリチュ
ーブ１８ｂを通り蒸発器ｌ９に至るため蒸発器ｌ９にお
ける冷凍効果力交　増えて、蒸発器ｌ９の外気からの吸
熱能力も大巾に増加するからであん　まな　圧縮機構ｌ
６が比較的温度の低いガス冷媒により冷却されるた取　
従来に比べて粘度の低い潤滑油を使用できる。その結凰
　外気温度が低い場合でも円滑な始動ができ、クランク
ケースヒー夕やスタンバイ制御などが不要となるので、
空気調和装置のコストを低減できる。次に　本発明の第
４の実施例について説明する。本発明４ｉ　　低消費電
力だけでなく除霜時間の短い空気調和装置を提供するも
のであも　第５図は本発明の第４の実施例における空気
調和装置の冷凍サイクル構成図であも　ここで、第１の
実施例と同一のものについては同一の符号を付して説明
を省略する。同図において、１８ａは第１の減圧装置で
ある第１のキャピラリチュース　３９は気液分離沫　１
８ｂは第２の減圧装置である第２のキャビラリチューブ
、４０は開閉弁であり、気液分離器３９と密閉容器ｌ４
を接続する接続管３８に設けられている。そして、開閉
弁４０は除霜開始により全開となり除霜終了とともに全
閉となる様制御されている。また　気液分離器３９はそ
の圧力が圧縮室２６に連通通路３６が開口している時の
圧縮室２６の圧力よりは高くなる様に設けられていも　
上記構成において、連通通路３６によって密閉容器１４
の内部空間が中間圧力に設定されるた△第１の実施例と
同様の作用及び効果が得られる力支それに加えて除霜時
間の短かい空気調和装置が得られも　何故ならば　除霜
開始とともに開閉弁４０が開き気液分離器３９で分離さ
れたガス冷媒が接続管３８，密閉容器１４、そして連通
通路３６を通って圧縮室２６にインジェクションされ　
除霜に使われる吐出ガス琉量が増大するためであａ　ま
た　除霜信号を優先させる力丈　開閉弁４０を負荷（例
えは外気温度）に応じてその間度を変える様に制御する
ことによって能力範囲が広がり、能力制御範囲の広い空
気調和装置が可能となる。更に　本発明の第５の実施例
について説明する。本発明（よ　低消費電力だけでなく
高温風吹き出しの空気調和装置を提供するものである。

第６図は本発明の第５の実施例における空気調和装置の
冷凍サイクル構成図である。ここで、第１の実施例と同
一のものについては同一の符号を付して説明を省略すも
同図において、４０は開閉弁であり、キャビラリチュー
ブｌ８の中間点と密閉容器１４を接続する接続管３８に
設けられている。そして、電動機１５の温度が一定値を
超えると開閉弁４０が開き、一定値以下になると閉じる
様に制御されていも　また　接続管３８のキャピラリチ
ューブｌ８への接続は接続点の圧力が圧縮室２６に連通
通路３６が開口している時の圧縮室２６の圧力により高
くなる様に設定されている。

上記構成において、連通通路３６によって密閉容器Ｉ４
内の圧力は中間圧力に設定されるた吹　第１の実施例と
同様の作用及び効果が得られる力支　それに加えて高温
風吹き出しの可能な採暖効果の大きい空気調和装置が得
られる。何故なら１ヱ　高温吹き出しにおいては通常の
暖房時より更に　凝縮温度は高くなり、電動機ｌ５の温
度も上昇する力交　電動機ｌ５の温度が一定値を超える
と、開閉弁４０が開き、二相状態で冷媒が密閉容器ｌ４
内に注入されるたべ　電動機１５は冷却され　電動機を
寿命上必要な温度以下に保つことができるからであも　
また高温吹き出しにより採暖効果が大きくなり、快適性
の優れた空気調和装置が得られも　更に　室内機の送風
機の風量を落とすことができるた△　室内機の騒音を下
げることも可能であも　以上述べてきた力丈　更に圧縮
機の吐出側に油分離器を設け分離された潤滑油のみ密閉
容器に戻すように構戒すれば　高速運転においても密閉
容器内に潤滑油を確保できも　すなわ板　広範囲な能力
制御のできる信頼性の高い空気調和装置が得られる。

発明の効果 以上のように本発明１友　電動機と圧縮機構を密閉容器
に内蔵する圧縮機の前記圧縮機構と、凝縮器と、減圧装
置と、蒸発器と、前記圧縮機構とを順次連結して冷凍サ
イクルを構成し　前記圧縮機構の圧縮室と前記密閉容器
の内部空間を部分的に連通ずる通路を前記圧縮機構に設
けて成るものであり、低消費電力だけでなく信頼性が高
く、かつ最低能力が小さい空気調和装置を提供できるな
どの効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例における空気調和装置の
冷凍サイクル構成は　第２図は同冷凍サイクルを構戒す
る圧縮機の横断面は　第３図は本発明の第２の実施例に
おける空気調和装置の冷凍サイクル構戒は　第４図は本
発明の第３の実施例における空気調和装置の冷凍サイク
ル構成は　第５図は本発明の第４の実施例における空気
調和装置の冷凍サイクル構成阻　第６図は本発明の第５
の実施例における空気調和装置の冷凍サイクル構成は　
第７図は従来の空気調和装置の冷凍サイクル構成は　第
８図は従来の冷凍サイクルに備えられた圧縮機の要部断
面図である。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）電動機と圧縮機構を密閉容器に内蔵する圧縮機の
   前記圧縮機構と、凝縮器と、減圧装置と、蒸発器と、前
   記圧縮機構とを順次連結して冷凍サイクルを構成し、前
   記圧縮機構の圧縮室と前記密閉容器の内部空間を部分的
   に連通する通路を前記圧縮機構に設けてなる空気調和装
   置。
2. （２）減圧装置を第１の減圧装置と第２の減圧装置とよ
   り構成し、気液分離器を第１の減圧装置と第２の減圧装
   置の間に設け、前記気液分離器と前記密閉容器を接続し
   て成る請求項１記載の空気調和装置。
3. （３）気液分離器と密閉容器を、除霜開始か、あるいは
   除霜終了の除霜信号に応じて開度が変わる制御弁を介し
   て接続して成る請求項２記載の空気調和装置。
4. （４）気液分離器と密閉容器を、電動機か、あるいは密
   閉容器の温度に応じて開度の変わる制御弁を介して接続
   して成る請求項２記載の空気調和装置。
5. （５）電動機と圧縮機構を密閉容器に内蔵する圧縮機の
   前記圧縮機構と、凝縮器と、減圧装置と、蒸発器と、前
   記圧縮機構を順次連結して冷凍サイクルを構成し、前記
   密閉容器と前記減圧装置の中央部を接続してなる空気調
   和装置。