JPH05118710A

JPH05118710A - ヒートポンプ式空気調和装置のオリフイス構造

Info

Publication number: JPH05118710A
Application number: JP3311876A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiko Suzuki; 伸彦鈴木
Original assignee: Zexel Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1991-10-30
Filing date: 1991-10-30
Publication date: 1993-05-14

Abstract

(57)【要約】【目的】簡易な構造で、冷房時及び暖房時の適切な冷
媒量を確保する。【構成】冷媒膨張手段として、室内用熱交換器側に所
定の断面積で開口する所定の長さの第１の通路９と、前
記第１の通路と連通し、室外用熱交換器側に前記第１の
通路よりも小さい断面積で開口する所定の長さの第２の
通路を有するオリフィスを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ヒートポンプ式の空
気調和装置に用いられる冷媒膨張手段としてのオリフィ
スの構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来にヒートポンプ式の空気調和装置に
使用される、いわゆる冷媒膨張手段は、図３（ａ）に示
すようなキャピラリチューブ１０１に、感温式膨張弁１
０２を並列に接続して構成したもの、及び図３（ｂ）に
示すようなキャピラリチューブ１０１に、一方向弁１０
３及び補助チャピラリチューブ１０４を直列に接続した
ものを並列に接続して構成されたものであり、この冷媒
膨張装置を流れる冷媒量については、冷房時の冷媒量を
暖房時の冷媒量に比べて少なくすることが、公知であ
る。

【０００３】このために、上記図３（ａ）においては、
冷媒が実線矢印で示される方向に流れる冷房時の場合に
は、感温式膨張弁１０２を絞って冷媒の流れを抑制し、
逆に冷媒が破線矢印で示される方向に流れる暖房時の場
合には、感温式膨張弁１０２を開放して冷媒の流れを多
くするものである。

【０００４】また、図３（ｂ）においては、暖房時にお
いては、冷媒が一方向弁１０３を通過するために、キャ
ピラリチューブ１０１と補助チャピラリチューブ１０４
が並列に接続されることとなり、冷媒量は多くなり、ま
た冷房時においては一方向弁１０３の作用によって、キ
ャピラリチューブ１０１のみを冷媒が通過するために、
冷媒量は抑制されるものである。

【０００５】しかし、上述に冷媒膨張装置においては、
構造が複雑であると共に、高価になるという問題点があ
り、これを解消するために、実公昭５８−２５２４３号
公報においては、簡単な構造で、冷媒の流れに応答して
自動的に機能を変換して、一方の方向に流れる冷媒を絞
り、それとは反対の方向への冷媒の流れを制限せずに流
通させると共に、一方向へは自動的に調整された量の冷
媒を絞って通し、それとは反対の方向へは無拘束の流れ
を通すことのできる冷媒膨張装置を開示している。この
冷媒膨張装置は、２つの熱交換器を連結する冷媒導管
と、この冷媒導管の両端に取付られた２つの冷媒調整弁
によって構成され、この冷媒調整弁が、拡張室（円筒状
室）内に摺動自在の自由浮動ピストンを配設し、この自
由浮動ピストンが、該ピストンを貫通する軸方向の冷媒
流制限通路を有し、また該ピストンの外周面には、複数
の軸方向の溝通路が形成されていることを特徴としてい
る。

【０００６】この冷媒膨張装置における冷媒の流量は、
冷媒流制限通路から出る冷媒の圧力が蒸発器の圧力に等
しくなるまで自動的に増大されるために、蒸発器の需要
を満たすように膨張装置を通して自動的に調整されるこ
ととなる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の冷媒膨
張装置においては、冷媒調整弁が２つ必要であり、また
冷媒調整弁を構成する自由浮動ピストンの形状が複雑で
あると共に、コストが高くなるという問題点があった。

【０００８】このために、この発明は、簡易な構造で、
冷房時及び暖房時の適切な冷媒量を確保することができ
る冷媒膨張手段としてのヒートポンプ式空気調和装置の
オリフィス構造を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】しかして、この発明は、
アキュムレータと、圧縮機と、室内に配された室内用熱
交換器と、オリフィスと、室外に配された室外用熱交換
器とが直列に配管結合されて構成される熱交換サイクル
と、前記室内用熱交換器及び前記室外用熱交換器に流れ
る冷媒の方向を切り換える切換手段とを有するヒートポ
ンプ式空気調和装置において、前記オリフィスが、室内
用熱交換器側に所定の断面積で開口する所定の長さの第
１の通路と、該第１の通路と連通すると共に、室外用熱
交換器側に前記所定の断面積よりも小さい断面積で開口
する所定の長さの第２の通路とを有することにある。

【００１０】

【作用】したがって、この発明においては、オリフィス
が、室内用熱交換器側に所定の断面積及び所定の長さを
有する第１の通路と、室外用熱交換器側に、前記第１の
通路の断面積よりも小さい断面積及び所定の長さを有す
る第２の通路を有するために、暖房時において、液体冷
媒は、所定の断面積を有する第１の通路から、それより
も断面積の小さい第２の通路に至るために、第１の通路
における流路抵抗は小さく、このために暖房時に必要な
所定の冷媒量を確保できるものであり、また、冷房時に
おいては、液体冷媒は、断面積の小さい第２の通路か
ら、断面積の大きい第１の通路に至る段階で断熱膨張が
始まるために、ガス成分によって断面積が大きくとも第
１の通路を通過するときの流路抵抗は大きくなり、実質
的に開度を小さくしたと同様の効果が得られ、このため
に冷房時の冷媒流量は、暖房時よりも少ない冷媒流量と
なり、上記課題が達成できるものである。

【００１１】

【実施例】以下、この発明の実施例について図面により
説明する。

【００１２】図１において示されるヒートポンプ式空気
調和装置の熱交換サイクルは、圧縮機１の下流側にアキ
ュムレータ２が配され、前記圧縮機１の上流側及び前記
アキュムレータ２の下流側は、四方弁３の連通しない端
子に接続されている。尚、アキュムレータ２は、冷房運
転から暖房運転への切り換え時、また暖房運転から冷房
運転への切り換え時において、液冷媒が圧縮機１に多量
に戻ることを防止するための冷媒溜りの役目をするもの
である。

【００１３】また、この四方弁３の他の端子の一方に
は、室外用熱交換器４が配管結合され、他方は室内機５
に配される室内用熱交換器６が配管結合されている。さ
らに前記室内用熱交換器６と、前記室外用熱交換器４の
他端は、オリフィス７を介在して、配管結合されてい
る。

【００１４】この構成の熱交換サイクルにおいて、室内
機５を冷房機として使用する場合には、四方弁３を実線
によって示される状態に設定する。これによって、アキ
ュムレータ２から圧縮機１の吸引力によって吸入された
気体冷媒は、圧縮機１によって圧縮されて高温高圧の気
体冷媒となり、四方弁３を介して室外用熱交換器４に至
り、この室外用熱交換機４が放熱器の役目を行って、冷
媒の熱を外部に放出して冷媒を高圧低温の液体冷媒の状
態に変化させる。この液体冷媒は、オリフィス７を通過
することによって断熱膨張し、圧力及び温度が下がって
霧状の冷媒となる。この霧状の冷媒は、室内用熱交換器
６に送られ、この室内用熱交換器６が吸熱器の役目を行
って、冷媒が室内用熱交換器６を通過する空気の熱を吸
収して気化する。この気体冷媒は、室内用熱交換器６か
ら四方弁３を介してアキュムレータ２に至るものであ
る。尚、図１において、冷房時の冷媒の流れは、実線矢
印で示すものである。

【００１５】以上のような熱交換サイクルによって、冷
媒は、室内の熱を吸収し、その吸収した熱を外部に放出
するために、室内の冷房が可能になるものである。

【００１６】また、前記の熱交換サイクルにおいて、室
内機５を暖房機として使用する場合には、四方弁３を破
線で示される状態に設定する。これによって、前記室内
用熱交換器６が放熱器の役目を行い、前記室外用熱交換
器４が吸熱器の役目を行うことによって、室外において
吸収した熱を室内に放出できるために、暖房が行えるも
のである。

【００１７】この構成のヒートポンプ式空気調和装置に
おいて、本発明に係るオリフィス７は、室内用熱交換器
６と連通するパイプ８と嵌合する側に開口し、所定の断
面積を有する長さαの第１の通路９と、この第１の通路
９に連通すると共に、室外用熱交換器４と連通するパイ
プ１１と嵌合する側に開口し、第１の通路９の断面積よ
りも小さい断面積を有する長さβの第２の通路１０とを
有するものである。尚、第１の通路９の断面積及び長さ
α及び第２の通路１０の断面積及び長さβは、それぞれ
冷媒の流量が適切な暖房効果及び冷房効果を有するよう
に、実験等によって設定されるものである。

【００１８】この構成によって、冷房時においては、室
外用熱交換器４から送られる液体冷媒（図２中、実線矢
印）は、パイプ１１から、断面積が小さく流路抵抗の大
きい第２の通路１０を通過し、第１の通路９へ流動す
る。この第２の通路１０から第１の通路９への流動にお
いて、液体冷媒はまず第１の通路９に至る段階で断熱膨
張が始まり、霧状（ガス成分）の冷媒を含むようになる
ために体積が上昇し、第１の通路９の断面が大きくと
も、通過するときに暖房時よりも流路抵抗が大きくな
り、冷房時に通過する冷媒量は、開度の小さいオリフィ
スを使用した場合と同じ作用を有することになる。

【００１９】また、暖房時においては、室内用熱交換器
６から送られる液体冷媒（図２中、破線矢印）は、断面
積が大きい第１の通路９を通過するために、流路抵抗は
小さく、その後第２の通路１０を通過するために、実際
上の流路抵抗は第２の通路１０のみの流路抵抗を有する
こととなるため、前述の冷房時に比べて冷媒の流量は多
くなるものである。

【００２０】言い換えれば、冷房時においては、オリフ
ィスは、α＋βの長さを有する通路を有するものと擬制
でき、暖房時においては、長さβのみの通路を有するも
のと擬制できるために、流路抵抗は冷房時に大きく、暖
房時に小さくなるものとなり、これによって冷媒流量
は、冷房時に小さく、暖房時に大きくできるものであ
る。

【００２１】また、以上の構成の他に、第１の通路及び
第２の通路の断面を、室内用熱交換器の側から室外用熱
交換器の側に漸次小さくするように構成しても、上記の
実施例と同様の効果を上げることができるものである。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、オリフィスが、室内用熱交換器の側に開口した所定
の断面積と所定の長さを有する第１の通路と、該第１の
通路と連通し、室外用熱交換器の側に開口した前記第１
の通路の断面積よりも小さい断面積と所定の長さを有す
る第２の通路を有することによって、暖房時においては
第１の通路から第２の通路に液体冷媒が流れることによ
って流路抵抗が小さく、暖房時に必要な所定の冷媒流量
が確保でき、また冷房時においては、第２の通路から第
１の通路に冷媒が流れることによって、第１の通路に至
る段階で冷媒は断熱膨張を始めるために、ガス成分によ
って、断面積が大きくとも、第１の通路を通過するとき
には、暖房時よりも大きな所定の流路抵抗を有すること
となるために、暖房時に比べて少ない冷房時に必要な冷
媒流量を確保できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るヒーとポンプ式空気調和
装置の構成説明図である。

【図２】本発明の実施例に係るオリフィスの構造を示し
た断面図である。

【図３】（ａ），（ｂ）は従来の冷媒膨張装置の説明図
である。

【符号の説明】

７オリフィス９第１の通路１０第２の通路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アキュムレータと、圧縮機と、室内に配
された室内用熱交換器と、オリフィスと、室外に配され
た室外用熱交換器とが直列に配管結合されて構成される
熱交換サイクルと、前記室内用熱交換器及び前記室外用
熱交換器に流れる冷媒の方向を切り換える切換手段とを
有するヒートポンプ式空気調和装置において、前記オリフィスが、室内用熱交換器側に所定の断面積で
開口する所定の長さの第１の通路と、該第１の通路と連
通すると共に、室外用熱交換器側に前記所定の断面積よ
りも小さい断面積で開口する所定の長さ第２の通路とを
有することを特徴とするヒートポンプ式空気調和装置の
オリフィス構造。