JPH06307721A

JPH06307721A - 冷凍・空調装置

Info

Publication number: JPH06307721A
Application number: JP5099955A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Itahana; 勉板鼻; Kazuyuki Ogura; 和幸小倉; Fumio Kikuchi; 文男菊池
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1993-04-27
Filing date: 1993-04-27
Publication date: 1994-11-01

Abstract

(57)【要約】【目的】冷凍、空調装置において、マイグレーション
を防止しつつ、且つ、コンプレッサの吸入又は吐出圧力
を選択的に制御することにある。【構成】コンプレッサ（１）からの吐出管に逆止弁
（３）を設けると共にコンプレッサ（１）の吸入管にコ
ンプレッサ（１）が回転している時だけ開弁するア複合
弁（１０１）を設けたので、コンデンサ（４）、エバポ
レータ（７）及びアキュムレータ（８）の両方からコン
プレッサ（１）への液化冷媒の流入を阻止し、マイグレ
ーションを防止することができる他、複合弁（１０１）
に吸入圧力制御用又は吐出圧力制御用パイロット弁（３
０）を付加したので、コンプレッサ消費動力制限のため
の吸入圧力制御と、吐出圧力の直接制御が選択的に行え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷凍冷蔵装置、空調装
置等に使用される冷凍・空調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の冷媒回路を図５を参照して説明す
る。図５に示すものは、冷凍トラック用冷凍装置の冷媒
回路である。同図中、１はコンプレッサ、２はコンプレ
ッサ１を駆動するエンジン等の動力源、３は逆止弁、４
はコンデンサ、５はレシーバ（膨張装置）、６は膨張
弁、７はエバポレータ、８はアキュムレータ、９は吸入
圧力制御弁（ＳＰＲ）、１０はアクチュエータである。
矢印は、コンプレッサ１を運転したときの冷媒の流れ方
向を示す。

【０００３】コンプレッサ１の運転時において、冷媒ガ
スは、コンプレッサ１から吐出配管を経てコンデンサ４
に流入して凝縮し、次いでレシーバ５で未凝縮ガスが分
離され、そして、膨張弁６で断熱膨張した後、エバポレ
ータ７に入り、蒸発する。更にアキュムレータ８を経て
コンプレッサ１に戻る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の冷媒回
路においては、コンプレッサ１は、駆動装置の位置、重
心との関係で下部に設置される為、コンプレッサ１が停
止している時に、コンデンサ４、エバポレータ７、アキ
ュムレータ８に存在する液化冷媒がコンプレッサ１に流
入する、いわゆるマイグレーション現象を起こす恐れが
ある。

【０００５】このマイグレーション現象が起こると、液
化冷媒がコンプレッサ１の吸入キャビティや吐出キャビ
ティ、クランクケース等に溜込む状態となり、この状態
で、コンプレッサ１を再び起動すると、液圧縮による吐
出・吸入弁割れや冷媒の潤滑油希釈による軸受の損傷等
の不具合を生じる。

【０００６】そこで、本出願人は、コンプレッサ１から
の吐出管に逆止弁３を設けると共にコンプレッサ１の吸
入管にコンプレッサ２が回転している時だけ開弁するア
クチュエータ１０を設け、コンデンサ４、エバポレータ
７及びアキュムレータ８の両方からコンプレッサ１への
液化冷媒の流入を阻止し、マイグレーション現象を防止
する発明を既に出願した。

【０００７】ここで、コンプレッサ１の消費動力の制限
及び吐出圧力の制限のため、コンプレッサ１の吸入管に
は、図５に示すように吸入圧力制御弁９を装着してい
る。しかし、この吸入圧力制御弁９は、コンプレッサ１
の吸入管において、アクチュエータ１０と直列に設けら
れているため、圧力損失が大きく冷凍能力の低下の恐れ
がある。

【０００８】このような冷凍能力の低下を補う為、吸入
圧力制御弁９、アクチュエータ１０ともに大口径のもの
を使用しているが、そのことにより、コスト高となり、
また、装着性が劣っている。

【０００９】更に、吸入圧力制御弁９はコンプレッサ１
の吸入圧力を制限するため、間接的に吐出圧力の制御が
可能であるが、直接に吐出圧力を検出・制御していない
ため、高外気温時等では許容値を越えてしまう場合があ
る。

【００１０】このため、高圧遮断スイッチにより運転を
停止する等の処置を採っているが、このようにすると、
エバポレータ７の吹き出し温度の変動が大きく、冷蔵食
品等の品質管理上好ましくない。

【００１１】本発明は、前記の課題を解決するため、マ
イグレーション防止用のアクチュエータを吸入圧力制御
のためのパイロット弁又は、吐出圧力制御の為のパイロ
ット弁により操作する複合化を目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成する本
発明の構成はコンプレッサ、コンデンサ、絞り及びエバ
ポレータにより冷却サイクルを構成すると共に前記コン
プレッサの吐出管に逆止弁を、吸入管にコンプレッサ運
転中のみ、その吐出圧力と吸入圧力との差圧力で開弁す
るアクチュエータをそれぞれ備えてなる冷凍・空調装置
において、前記アクチュエータに、前記コンプレッサへ
の吸入圧力又は前記コンプレッサからの吐出圧力を制御
するパイロット弁を組み込むことを特徴とする。更に、
前記パイロット弁は、前記コンプレッサへの吸入圧力を
制御するカートリッジ構造又は前記コンプレッサからの
吐出圧力を制御するカートリッジ構造として互換可能と
すると好適である。

【００１３】

【作用】本発明によれば、コンプレッサからの吐出管に
逆止弁を設けると共にコンプレッサの吸入管にコンプレ
ッサが回転している時だけ開弁する複合弁を設けたの
で、コンデンサ、エバポレータ及びアキュムレータの両
方からコンプレッサへの液化冷媒の流入を阻止し、マイ
グレーション現象を防止することができる他、複合弁に
吸入圧力制御用又は吐出圧力制御用パイロット弁を付加
したので、コンプレッサ消費動力制限のための吸入圧力
制御と、吐出圧力の直接制御が選択的に行える。

【００１４】

【実施例】以下、本発明について、図面に示す実施例を
参照して詳細に説明する。図１に本発明の一実施例を示
す。本実施例は、コンプレッサ１の吸入管の吸入圧力制
御弁を廃止し、これに代えて複合弁を具備したものであ
る。図１中、１はコンプレッサ、２はコンプレッサ１を
駆動するエンジン等の動力源、３は逆止弁、４はコンデ
ンサ、５はレシーバ、６は膨張弁（絞り）、７はエバポ
レータ、８はアキュムレータ、１０はアクチュエータ、
１０１は吸入通路を制御する複合弁である。

【００１５】複合弁１０１の構造を図２に示す。同図に
示すように、おおよそ筒状をなす上本体２１と下本体２
２とが気密に結合されると共に上本体２１はアキュムレ
ータ８と継ぎ手２Ａにより結合される一方、下本体２２
はコンプレッサ１の吸入側と継ぎ手２Ｂにより結合して
いる。

【００１６】上本体２１、下本体２２内には摺動自在に
弁体２３、ピストン２４が摺動自在に挿入されると共に
スプリング２６が圧装されている。弁体２３は、ピスト
ン２４を介してスプリング２６からの押圧力により、図
２中上方へ移動して上本体２１に密着嵌合し、閉弁状態
となる。

【００１７】ピストン２４の外周面には、それぞれ上本
体２１、下本体２２の内周面に密着するＯリング３３，
３４が装着されて、ピストン２４と、上本体２１、下本
体２２の間に空間２Ｄが形成されている。この空間２Ｄ
は、下本体２２に設けられた継ぎ手２Ｃとオリフィス２
７を介して連通しており、継ぎ手２Ｃはコンプレッサ１
の吐出管に接続している。

【００１８】従って、運転時においてコンプレッサ１か
らの吐出圧力が、オリフィス２７を介して空間２Ｄ内に
加わると、下本体２２内において吸入圧力の加わる空間
２Ｅとの間で差圧が発生し、この差圧によりピストン２
４がスプリング２３を圧縮して、図２中下方に移動し、
これに伴い弁体２３も図中下方に移動して開弁状態とな
る。

【００１９】このように開弁状態となると、アキュムレ
ータ８からの冷媒ガスは、上本体２１と弁体２３、ピス
トン２４の隙間を通り、更に、下本体２２内のスプリン
グ２６の収納される空間２Ｅを通って、コンプレッサ１
へ流入することになる。

【００２０】また、ピストン２４には周方向に貫通する
微小均圧孔３５が設けられ、この微小均圧孔３５を介し
て空間２Ｄと空間２Ｅとが連通した状態となっている。
この為、コンプレッサ１が停止すると、微小均圧孔３５
を介して、空間２Ｄ内の圧力は、空間２Ｅ内の圧力と均
圧し、スプリング２６がピストン２４、弁体２３を図２
中上方へ押し上げて、閉弁状態となる。

【００２１】このように閉弁状態となると、コンプレッ
サ停止時において、液化冷媒がアキュムレータ８からコ
ンプレッサ１へ流入しないため、マイグレーション現象
が確実に防止されることになる。更に、本発明の複合弁
１０１は、コンプレッサの吸入圧力制御パイロット弁と
して機能するカートリッジ３０を組み込んだものであ
る。

【００２２】即ち、下本体２２内には、カートリッジ３
０が挿入されると共に孔２８，２９，３２を介して継ぎ
手２Ｃ、空間２Ｄ，２Ｅと連通し、また、カートリッジ
３０を交換可能に固定する止め輪３１が設けられてい
る。

【００２３】ここで、カートリッジ３０は、図３に示す
ように、ほぼ円筒状をなすカートリッジ本体３０１を有
し、このカートリッジ本体３０１の上面中央には弁口３
Ａが穿孔されると共にその周囲にエッジ３Ｆが突設して
いる。

【００２４】また、カートリッジ本体３０１の外周面に
は、下本体２２の内周面に密着するＯリング３０５，３
０６が装着されて、カートリッジ本体３０１と、上本体
２２の間に空間３Ｅが形成されている。この空間３Ｅ
は、継ぎ手２Ｃ側と孔２８を介して連通しており、コン
プレッサ１の吐出圧力と等しい。

【００２５】更に、カートリッジ本体３０１の内側は、
ベローズ３０３により内外の空間３Ｄ，３Ｃに分けら
れ、ベローズ３０３を保持するリテーナ３１０がカート
リッジ本体３０１の底部に固定されている。ベローズ３
０３は、リテーナ３１０と気密的に結合すると共に内部
にはスプリング３０４が配置されている。

【００２６】リテーナ３１０の中央部には貫通孔が設け
られており、ベローズ３０３の内部空間３Ｄはリテーナ
３１０の貫通孔を介して大気圧と等しい。また、カート
リッジ本体３０１の外周面には孔３２と連通する孔３Ｂ
が設けられ、リテーナ３１０の外部空間３Ｃの圧力は孔
３Ｂ，３２を介して下本体２２内の空間２Ｅの圧力、即
ち、吸入圧力と等しくなっている。

【００２７】ベローズ３０３の上部には、ニードル弁３
０２が取り付けられており、このニードル弁３０２はベ
ローズ３０３内のスプリング３０４が伸縮することによ
り、カートリッジ本体３０１上面中央の弁口３Ａを開閉
する。スプリング３０４は、ベローズ３０３の内部空間
３Ｄの大気圧に対する、ベローズ３０３の外部空間３Ｃ
の吸入圧力との差圧が一定以上となると、その差圧によ
り圧縮して、ニードル弁３０２を押し下げて、弁口３Ａ
を開かせる。

【００２８】ニードル弁３０２が弁口３Ａを開口する
と、継ぎ手２Ｃから流入したガス冷媒の一部は、オリフ
ィス２７、孔２９、弁口３Ａを経由して、カートリッジ
本体３０１内部空間３Ｃに流入し、そして、孔３Ｂ、３
２を経て、下本体２２内の空間２Ｅへ流入し、更に、コ
ンプレッサ１へ到ることになる。

【００２９】このように吸入圧力の大気圧に対する差圧
が一定以上となると、弁口３Ａが開いて、コンプレッサ
１からの吐出圧力を逃がすので、空間２Ｄ内の圧力が低
下することになる。空間２Ｄ内の圧力が低下すると、ピ
ストン２４は図２において上方、即ち、閉弁方向へ移動
し、吸入流路を狭めることで、コンプレッサ１の吸入圧
力を低下させる。

【００３０】そして、吸入圧力が低くなると、スプリン
グ３０４が伸長して弁口３Ａがニードル弁３０２により
閉じられるので、空間２Ｄ内の圧力が上昇し、ピストン
２４は図２において下方、即ち、開弁方向へ移動し、吸
入流路を広げることで、コンプレッサ１の吸入圧力を増
加させる。このように本実施例の複合弁１０１は、コン
プレッサ１の運転中にのみ開弁する作用を果たすほか
に、コンプレッサ１の吸入圧力の上限を比例制御する機
能を併せ持つのである。

【００３１】尚、ニードル弁３０２が弁口３Ａを閉じる
と、継ぎ手２Ｃから流入したガス冷媒は、カートリッジ
本体３０１内へ流入することなく、そのまま、オリフィ
ス２７を経てピストン２４と上本体２１、下本体２２と
の間の空間２Ｄへ到ることになる。

【００３２】上記実施例の複合弁１０１は、コンプレッ
サの吸入圧力制御パイロット弁として機能するカートリ
ッジ３０を組み込んだものであるが、このカートリッジ
３０は、図４に示すようにコンプレッサの吐出圧力制御
パイロット弁として機能するカートリッジ３０と交換し
て使用することができる。

【００３３】即ち、カートリッジ３０は、図４に示すよ
うに、ほぼ円筒状をなすカートリッジ本体３０１を有
し、このカートリッジ本体３０１の上面中央には弁口３
Ａが穿孔されると共にカートリッジ本体３０１の上面部
分には、孔３２と連通する孔３Ｃ′が水平に設けられて
いる。また、カートリッジ本体３０１の上面中央には弁
口３Ａの周囲にエッジ３Ｆが突設している。

【００３４】また、カートリッジ本体３０１の外周面に
は、下本体２２の内周面に密着するＯリング３０５，３
０６が装着されて、カートリッジ本体３０１と、上本体
２２の間に空間３Ｅが形成されている。この空間３Ｅ
は、継ぎ手２Ｃ側と孔２８を介して連通しており、コン
プレッサ１の吐出圧力と等しい。

【００３５】更に、カートリッジ本体３０１の内側は、
ベローズ３０３により内外の空間３Ｄ，４Ｃに分けら
れ、ベローズ３０３を保持するリテーナ３１０がカート
リッジ本体３０１の底部に固定されている。ベローズ３
０３は、リテーナ３１０と気密的に結合すると共に内部
にはスプリング３０４が配置されている。

【００３６】リテーナ３１０の中央部には貫通孔が設け
られており、ベローズ３０３の内部空間３Ｄはリテーナ
３１０の貫通孔を介して大気圧と等しい。また、カート
リッジ本体３０１の外周面には空間３Ｅと連通する孔４
０３が設けられ、リテーナ３１０の外部空間４Ｃの圧力
は空間３Ｅの圧力、即ち、吐出圧力と等しくなってい
る。

【００３７】ベローズ３０３の上部には、ニードル弁３
０２が取り付けられており、このニードル弁３０２はカ
ートリッジ本体３０１の上面部分にＯリング４０２を介
して気密に挿入されている。ニードル弁３０２は、ベロ
ーズ３０３内のスプリング３０４が伸縮することによ
り、カートリッジ本体３０１上面中央の弁口３Ａを開閉
する。スプリング３０４は、ベローズ３０３の内部空間
３Ｄの大気圧に対する、ベローズ３０３の外部空間４Ｃ
の吐出圧力との差圧が一定以上となると、その差圧によ
り圧縮して、ニードル弁３０２を押し下げて、弁口３Ａ
を開かせる。

【００３８】ニードル弁３０２が弁口３Ａを開口する
と、継ぎ手２Ｃから流入したガス冷媒の一部は、オリフ
ィス２７、孔２９、弁口３Ａを経由し、孔３Ｃ′、３２
を経て、下本体２２内の空間２Ｅへ流入し、更に、コン
プレッサ１へ到ることになる。

【００３９】このように吐出圧力の大気圧に対する差圧
が一定以上となると、弁口３Ａが開いて、コンプレッサ
１からの吐出圧力を逃がすので、空間２Ｄ内の圧力が低
下することになる。空間２Ｄ内の圧力が低下すると、ピ
ストン２４は図２において上方、即ち、閉弁方向へ移動
し、吸入流路を狭めることで、コンプレッサ１の吸入圧
力を低下させ、冷媒循環量を低減させ更に吐出圧力が低
下することになる。

【００４０】そして、吸入圧力が低くなると、スプリン
グ３０４が伸長して弁口３Ａがニードル弁３０２により
閉じられるので、空間２Ｄ内の圧力が上昇し、ピストン
２４は図２において下方、即ち、開弁方向へ移動し、吸
入流路を広げることで、コンプレッサ１の吸入圧力を増
加させ、更に冷媒循環量を増大させ吐出圧力が増加する
ことになる。

【００４１】このように本実施例の複合弁１０１は、コ
ンプレッサ１の運転中にのみ開弁する作用を果たすほか
に、コンプレッサ１の吐出圧力の上限を比例制御する機
能を併せ持つのである。尚、ニードル弁３０２が弁口３
Ａを閉じると、継ぎ手２Ｃから流入したガス冷媒は、カ
ートリッジ本体３０１内へ流入することなく、そのま
ま、オリフィス２７を経てピストン２４と上本体２１、
下本体２２との間の空間２Ｄへ到ることになる。

【００４２】

【発明の効果】以上、実施例に基づいて具体的に説明し
たように、本発明はコンプレッサの停止中においてコン
デンサ、エバポレータ及びアキュムレータからのコンプ
レッサへの液化冷媒の流入を阻止し、マイグレーション
現象を防止することによりコンプレッサの信頼性を確保
することができるうえ、コンプレッサ１の消費動力の制
限のために、コンプレッサの吸入圧力制御若しくは吐出
圧力制御を選択的に同時に行うことができる。更に、コ
ンプレッサの吸入管にアクチュエータと直列的に設けら
れていた吸入圧力制御弁を廃止することができるので、
圧力損失、冷凍能力の低下の問題を回避することができ
る。しかも、本発明では、吸入圧力制御と吐出圧力制御
を互換性のあるカートリッジの取替により選択すること
ができるという利便性を備える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る冷媒回路の構成図であ
る。

【図２】複合弁の一例を示す断面図である。

【図３】吸入圧力制御用カートリッジの断面図である。

【図４】吐出圧力制御用カートリッジの断面図である。

【図５】本発明の前提となる冷媒回路の構成図である。

【符号の説明】

１コンプレッサ２エンジン３逆止弁４コンデンサ５レシーバ６膨張弁７エバポレータ８アキュムレータ９吸入圧力制御弁３０カートリッジ１０１複合弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者菊池文男愛知県西春日井郡西枇杷島町字旭町３丁目１番地三菱重工業株式会社エアコン製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コンプレッサ、コンデンサ、絞り及びエ
バポレータにより冷却サイクルを構成すると共に前記コ
ンプレッサの吐出管に逆止弁を、吸入管にコンプレッサ
運転中のみ、その吐出圧力と吸入圧力との差圧力で開弁
するアクチュエータをそれぞれ備えてなる冷凍・空調装
置において、前記アクチュエータに、前記コンプレッサ
への吸入圧力又は前記コンプレッサからの吐出圧力を制
御するパイロット弁を組み込むことを特徴とする冷凍・
空調装置。
【請求項２】請求項１において、前記パイロット弁
は、前記コンプレッサへの吸入圧力を制御するカートリ
ッジ構造又は前記コンプレッサからの吐出圧力を制御す
るカートリッジ構造として互換可能としたことを特徴と
する冷凍・空調装置。