JPH0547470U - 容量制御冷凍サイクル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 直列運転（二段圧縮運転）においては、その
目的に応じた主圧縮要素側と補助圧縮要素側の理論押し
のけ量比を設定できるとともに、並列運転においては、
圧縮機最大能力が低下することのない容量制御冷凍サイ
クルを得る。 【構成】 主圧縮要素２と補助圧縮要素３のいずれか一
方、もしくは両方の圧縮要素２，３の圧縮工程途中の部
位に圧縮要素の低圧側と連通するバイパス通路１８，２
０を設け、バイパス通路１８，２０を開閉するバイパス
制御機構を有したものである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、主圧縮要素と補助圧縮要素の二つの圧縮要素を持つ容量制御冷凍 サイクルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

図４は例えば特開昭５９ー１５０９９１号公報に示された従来の容量制御冷凍 サイクルを示す構成図であり、図において、１は主圧縮要素２と補助圧縮要素３ とを有する密閉形の圧縮機、４は主圧縮要素吐出パイプ、５は補助圧縮機要素吐 出パイプで、両吐出パイプ４，５は合流して高圧ガス配管６となる。７は凝縮器 、８は高圧液配管、９は減圧器、１０は蒸発器、１１は圧縮機１と蒸発器１０と を結ぶ低圧ガス配管、１２は主圧縮要素吸込みパイプ、１３は補助圧縮要素吸込 みパイプ、１４は補助圧縮要素吐出パイプ５の途中に設けられた高圧側逆止弁、 １５は主圧縮要素吸込みパイプ１２の途中に設けられた低圧側逆止弁、１６は低 圧側逆止弁１５の主圧縮要素２側と高圧側逆止弁１４の補助圧縮要素３側とを結 ぶバイパス管で、途中に容量制御時に冷媒を流すバイパス制御用二方弁１７を設 けている。

【０００３】 次に容量制御をしないフル運転時の冷凍サイクルの動作について説明する。こ の場合にはバイパス制御用二方弁１７が閉になり、圧縮機１はバイパス制御用二 方弁１７が閉の状態で運転され、各々の圧縮要素２，３を出た冷媒は各々の吐出 パイプ４，５を通り、合流後、高圧ガス配管６から凝縮器７、減圧器９、蒸発器 １０へ流れて行く。蒸発器１０を出た冷媒は低圧ガス配管１１を通り、主圧縮要 素２へは低圧側逆止弁１５、主圧縮要素吸込みパイプ１２を通って吸込まれ、一 方、補助圧縮要素３へは補助圧縮要素吸込みパイプ１３を通って吸込まれて、サ イクルを完了する。

【０００４】 次いで、負荷が小さくなって容量制御する場合には、バイパス制御用二方弁１ ７が開になり、圧縮機１はバイパス制御用二方弁１７が開の状態で運転され、補 助圧縮要素３を出た冷媒は、バイパス管１６、バイパス制御用二方弁１７を通り 、主圧縮要素吸込みパイプ１２へ導かれる。このとき、低圧側逆止弁１５は、補 助圧縮要素吸込みパイプ１３側と主圧縮要素吸パイプ１２側が、それぞれ補助圧 縮要素３の吸込み側と吐出側の関係になるので、後者の方が前者より圧力が高く なり、低圧側逆止弁１５は閉塞状態となる。したがって、低圧ガス配管１１から 主圧縮要素吸込みパイプ１２へ冷媒ガスが流れることはなく、バイパス管１６を 通って主圧縮要素吸込パイプ１２導かれた冷媒のみが、主圧縮要素２へ吸込まれ て圧縮される。

【０００５】 このようにして、冷媒は補助圧縮要素３、主圧縮要素２の順に流れ、最終的に 主圧縮要素吐出パイプ４から吐出され、高圧ガス配管６、凝縮器７、減圧器９、 蒸発器１０の順に流れ、補助圧縮要素１３から補助圧縮要素３へ戻り、サイクル を完了する。 なお、高圧逆止弁１４は、バイパス管１６側と高圧ガス配管６側がそれぞれ主 圧縮要素２の吸込み側と吐出側の関係になることから、後者の方が前者より圧力 が高くなり、高圧側逆止弁１４は閉塞状態となるので、補助圧縮要素を出た冷媒 が補助圧縮要素吐出パイプ５へ流れることはない。

【０００６】 以上のように、容量制御時においては、補助圧縮要素３と主圧縮要素２が直列 に接続されるが、通常、二個の圧縮要素２，３を直列に接続する場合、高圧側の 圧縮要素（図４における主圧縮要素２に相当する圧縮要素）の理論押しのけ量を 低圧側の圧縮要素（図４における補助圧縮要素３に相当する圧縮要素）の理論押 しのけ量より小さくし、低圧側の圧縮比と高圧側の圧縮比とが等しくなるように 二段圧縮するのが効率の面から望ましく、一般的である。 また、容量制御比を大きくとる、つまり最小能力を小さく設定したい場合は、 低圧側の理論押しのけ量を高圧側の理論押しのけ量より小さくすれば、圧縮要素 の直列運転における圧縮機能力は低圧側の理論押しのけ量により決定されるので 、その目的が達せられる。 このように２段圧縮機の場合、その目的により主圧縮要素２と補助圧縮機要素 ３との理論押しのけ量とを変えて構成するのが一般的である。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

従来の容量制御冷凍サイクルは以上のように構成されており、一方の圧縮要素 の理論押しのけ量を他方の圧縮要素の理論押しのけより小さく設定する必要があ り、容量制御をしない並列運転の場合、理論押しのけ量の組み合わせを例えば主 圧縮要素側を８ｃｃ・補助圧縮要素を１０ｃｃで合計１８ｃｃになるのに対して 、通常の並列運転のみを行なう同一サイズの圧縮要素の場合、両方の圧縮要素の 理論押しのけ量を１０ｃｃにでき、合計で２０ｃｃとなるので、その結果、通常 の並列運転のみを行なう同一サイズの圧縮要素を持つ多気筒圧縮機に比較して、 圧縮機最大能力が小さくなるという問題点があった。

【０００８】 この考案は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、直列運転 （二段圧縮運転）においては、その目的に応じた主圧縮要素側と補助圧縮要素側 の理論押しのけ量比を設定できるとともに、並列運転においては、圧縮機最大能 力が低下することのない容量制御冷凍サイクルを得ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

この考案に係る容量制御冷媒サイクルは、主圧縮要素と補助圧縮要素のいずれ か一方、もしくは両方の圧縮要素の圧縮工程途中の部位に圧縮要素の低圧側と連 通するバイパス通路を設け、バイパス通路を開閉するバイパス制御機構を有した ものである。

【００１０】

【作用】

この考案における容量制御冷媒サイクルは、主圧縮要素と補助圧縮要素のいず れか一方、もしくは両方の圧縮要素の圧縮工程途中の部位に圧縮要素の低圧側と 連通するバイパス通路を設け、バイパス通路を開閉するバイパス制御機構を有し たことにより、バイパス通路を設けた圧縮要素の容量制御運転ができる。

【００１１】

【実施例】

実施例１． 以下、この考案の一実施例を図について説明する。図１において、１８は主圧 縮要素２の圧縮工程途中の部位と主圧縮要素吸込みパイプ１２とを結ぶ主圧縮要 素バイパス通路で、途中にはバイパス通路を開閉する主圧縮要素バイパス制御弁 １９が設けられている。主圧縮要素２の理論押しのけ量は、主圧縮要素バイパス 制御弁１９を閉じた場合、補助圧縮要素３の理論押しのけ量と同一となよう設定 される。また、圧縮工程途中のバイパス位置は、直列運転時、主圧縮要素バイパ ス制御弁１９を開いた場合、補助圧縮要素３と主圧縮要素２の圧縮比が同一とな るような、理論押しのけ量となるような位置に設定されており、通常運転条件に おいては、主圧縮要素２のバイパス時の理論押しのけ量は補助圧縮要素３の６０ ％程度の理論押しのけ量が最も効率が良くなることが実験により求められている 。

【００１２】 次に実施例１の動作について説明する。容量制御時の直列運転においては、バ イバス制御二方弁１７および主圧縮要素バイパス制御弁１９が開かれるため、主 圧縮要素２の理論押しのけ量は補助圧縮要素３の理論押しのけ量より小さくなり 、効率のよい二段圧縮運転が実施できる。 また、容量運転をしない場合、並列運転においては、バイパス制御二方弁１７ および主圧縮要素バイパス制御弁１９が閉じられ、主圧縮要素２と補助圧縮要素 ３の理論押しのけ量は同一となり、最大能力運転が行える。この場合、容量制御 をしない場合の圧縮機能力を１００％としたら、容量制御をした場合は５０％と なるが、主圧縮要素２のバイパス運転時の理論押しのけ量を６０％とするよう設 定されている場合、さらに、バイパス制御二方弁１７を閉じ、主圧縮要素バイバ ス制御弁１９を開いた場合、８０％の容量制御運転が実施できる。

【００１３】 実施例２． なお、上記実施例では、主圧縮要素２に主圧縮要素バイパス通路１８および主 圧縮要素バイパス制御弁１９を設け、主圧縮要素２の理論押しのけ量を小さくす る手段を開示したが、その容量制御の目的により補助圧縮要素３にバイパス通路 を設けてもよい。 図２において、２０は補助圧縮要素バイパス通路、２１は補助圧縮要素バイパ ス制御弁である。この場合、直列運転において、バイパス制御二方弁１７および 補助圧縮要素バイパス制御弁２１を開くことにより、補助圧縮要素３の理論押し のけ量は主圧縮要素の理論押しのけ量より小さくなるため、最小能力が小さくな る。補助圧縮要素３のバイパス運転時の理論押しのけ量を６０％とするよう設定 した場合、バイバス制御二方弁１７を開き、補助圧縮要素バイパス制御弁２１も 開いた場合、３０％の容量制御運転となる。次にバイパス制御二方弁１７を開き 、補助圧縮要素バイパス制御弁２１を閉じると５０％運転となる。次にバイパス 制御二方弁１７を閉じ、補助圧縮要素バイパス制御弁２１を開くと８０％運転と なる。次にバイパス制御二方弁１７を閉じ、補助圧縮要素バイパス制御弁２１も 閉じると１００％運転となる。

【００１４】 実施例３． 図３はこの考案の実施例３を示すもので、主圧縮要素２，補助圧縮要素３のそ れぞれにバイパス通路１８，２０、バイパス制御弁１９，２１を設けたものであ る。この場合、各制御弁１７，１９，２１の操作の組合わせにより目的のあった 容量制御運転が実施できるとともに、さらに多数の運転モードが実施できる。

【００１５】

【考案の効果】

以上のように、この考案によれば主圧縮要素と補助圧縮要素のいずれか一方、 もしくは両方の圧縮要素の圧縮工程途中の部位に圧縮要素の低圧側と連通するバ イパス通路を設け、バイパス通路を開閉するバイパス制御機構を有したことによ り、バイパス通路を設けた圧縮要素の容量制御運転ができるので、直列運転にお いては、その目的に応じた主圧縮要素側と補助圧縮要素側の理論押しのけ量比を 設定できるとともに、並列運転においては、圧縮機最大能力が低下することのな く、効率の良い、容量制御比の多きいものが得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の実施例１による容量制御冷凍サイク
ルを示すサイクル構成図である。

【図２】この考案の実施例２による容量制御冷凍サイク
ルを示すサイクル構成図である。

【図３】この考案の実施例３による容量制御冷凍サイク
ルを示すサイクル構成図である。

【図４】従来の容量制御冷凍サイクルを示すサイクル構
成図である。

【符号の説明】

１ 圧縮機 ２ 主圧縮要素 ３ 補助圧縮要素 ６ 高圧ガス配管 ７ 凝縮器 ８ 高圧液配管 ９ 減圧器 １０ 蒸発器 １１ 低圧ガス配管 １８ 主圧縮要素バイパス通路 １９ 主圧縮要素バイパス制御弁 ２０ 補助圧縮要素バイパス通路 ２１ 補助圧縮要素バイパス制御弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 及川 智明 静岡市小鹿三丁目18番１号 三菱電機株式 会社静岡製作所内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 主圧縮要素と補助圧縮要素とを有する圧
   縮機、高圧ガス配管、凝縮器、高圧液配管、減圧器、蒸
   発器、低圧ガス配管、前記圧縮機へと冷媒が循環し、負
   荷に応じて前記圧縮機の主圧縮要素と補助圧縮要素を直
   列運転と並列運転に切替える制御機構を有する容量制御
   冷媒サイクルにおいて、主圧縮要素と補助圧縮要素のい
   ずれか一方、もしくは両方の圧縮要素の圧縮工程途中の
   部位に圧縮要素の低圧側と連通するバイパス通路を設
   け、バイパス通路を開閉するバイパス制御機構を有する
   ことを特徴とする容量制御冷凍サイクル。