JPH1019401A - 冷凍空調機 - Google Patents
冷凍空調機Info
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- JPH1019401A JPH1019401A JP17118096A JP17118096A JPH1019401A JP H1019401 A JPH1019401 A JP H1019401A JP 17118096 A JP17118096 A JP 17118096A JP 17118096 A JP17118096 A JP 17118096A JP H1019401 A JPH1019401 A JP H1019401A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
- F25B9/06—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point using expanders
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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- F25B9/002—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant
- F25B9/008—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant the refrigerant being carbon dioxide
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
- F25B2309/06—Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide
- F25B2309/061—Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide with cycle highest pressure above the supercritical pressure
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 二酸化炭素を冷媒として用いる冷凍空調機に
おいて、冷媒の蒸発圧力の調整を容易にする。 【解決手段】 この冷凍空調機は冷媒として二酸化炭素
が用いられ、圧縮機１１ａと、圧縮機の出側に接続され
た放熱器１２と、放熱器からの冷媒を受け膨張させる絞
り装置１３と、絞り装置に接続されるとともに圧縮機の
入側に接続された蒸発器１４とを備えている。そして、
放熱器と絞り装置との間には膨張機１１ｂが配設されて
おり、膨張機によって放熱器からの冷媒を膨張させた
後、絞り装置に与え、膨張過程を２段階で行うようにす
る。
おいて、冷媒の蒸発圧力の調整を容易にする。 【解決手段】 この冷凍空調機は冷媒として二酸化炭素
が用いられ、圧縮機１１ａと、圧縮機の出側に接続され
た放熱器１２と、放熱器からの冷媒を受け膨張させる絞
り装置１３と、絞り装置に接続されるとともに圧縮機の
入側に接続された蒸発器１４とを備えている。そして、
放熱器と絞り装置との間には膨張機１１ｂが配設されて
おり、膨張機によって放熱器からの冷媒を膨張させた
後、絞り装置に与え、膨張過程を２段階で行うようにす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は冷凍空調機に関し、
特に、二酸化炭素を冷媒として用いる蒸気圧縮型の冷凍
空調機に関する。
特に、二酸化炭素を冷媒として用いる蒸気圧縮型の冷凍
空調機に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、二酸化炭素を冷媒として用いる
冷凍空調機が知られており、この冷凍空調機では、圧縮
機、放熱器、絞り装置、及び蒸発器を備えている。そし
て、圧縮機で圧縮された冷媒は絞り装置を介して蒸発器
に与えられ、ここで周囲の熱を奪って蒸発する。蒸発器
を出た冷媒は放熱器に与えられ、ここで、熱を放熱した
後、圧縮機に与えられ、再び圧縮される。
冷凍空調機が知られており、この冷凍空調機では、圧縮
機、放熱器、絞り装置、及び蒸発器を備えている。そし
て、圧縮機で圧縮された冷媒は絞り装置を介して蒸発器
に与えられ、ここで周囲の熱を奪って蒸発する。蒸発器
を出た冷媒は放熱器に与えられ、ここで、熱を放熱した
後、圧縮機に与えられ、再び圧縮される。
【０００３】ところで、二酸化炭素を冷媒として用いた
際、冷媒圧力は高圧側で約１５０ｋｇ／ｃｍ2 Ｇにもな
り、一方、低圧側でも、冷媒圧力は約３０乃至４０ｋｇ
／ｃｍ2 Ｇとなる。このように、二酸化炭素を冷媒とし
て用いる冷凍空調機では、ＣＦＣ、ＨＣＦＣ冷媒に比べ
て冷媒圧力が高くなる。
際、冷媒圧力は高圧側で約１５０ｋｇ／ｃｍ2 Ｇにもな
り、一方、低圧側でも、冷媒圧力は約３０乃至４０ｋｇ
／ｃｍ2 Ｇとなる。このように、二酸化炭素を冷媒とし
て用いる冷凍空調機では、ＣＦＣ、ＨＣＦＣ冷媒に比べ
て冷媒圧力が高くなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、二酸化
炭素を冷媒として用いる冷凍空調機では、ＣＦＣ、ＨＣ
ＦＣ冷媒に比べて冷媒圧力が高くなり、高圧側と低圧側
との圧力差が１００ｋｇ／ｃｍ2 Ｇを越えてしまう結
果、単に圧縮機の出側に絞り装置を配置しただけでは、
冷媒圧力の調整が難しい。この結果、所望の冷媒圧力、
特に、低圧側において所望の冷媒圧力が得られず、蒸発
圧力を適正に調整できないという問題点がある。
炭素を冷媒として用いる冷凍空調機では、ＣＦＣ、ＨＣ
ＦＣ冷媒に比べて冷媒圧力が高くなり、高圧側と低圧側
との圧力差が１００ｋｇ／ｃｍ2 Ｇを越えてしまう結
果、単に圧縮機の出側に絞り装置を配置しただけでは、
冷媒圧力の調整が難しい。この結果、所望の冷媒圧力、
特に、低圧側において所望の冷媒圧力が得られず、蒸発
圧力を適正に調整できないという問題点がある。
【０００５】本発明の目的は蒸発圧力の調整が容易な二
酸化炭素を冷媒として用いる冷凍空調機を提供すること
にある。
酸化炭素を冷媒として用いる冷凍空調機を提供すること
にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、二酸化
炭素が冷媒として用いられ、圧縮機と、該圧縮機の出側
に接続された放熱器と、該放熱器からの冷媒を受け膨張
させる絞り装置と、該絞り装置に接続されるとともに前
記圧縮機の入側に接続された蒸発器とを有する冷凍空調
機において、前記放熱器と前記絞り装置との間には膨張
機が配設されており、前記膨張機によって前記放熱器か
らの冷媒を臨界圧力以下まで膨張させた後、前記絞り装
置に与えるようにしたことを特徴とする冷凍空調機が得
られる。
炭素が冷媒として用いられ、圧縮機と、該圧縮機の出側
に接続された放熱器と、該放熱器からの冷媒を受け膨張
させる絞り装置と、該絞り装置に接続されるとともに前
記圧縮機の入側に接続された蒸発器とを有する冷凍空調
機において、前記放熱器と前記絞り装置との間には膨張
機が配設されており、前記膨張機によって前記放熱器か
らの冷媒を臨界圧力以下まで膨張させた後、前記絞り装
置に与えるようにしたことを特徴とする冷凍空調機が得
られる。
【０００７】この場合、例えば、前記圧縮機及び前記膨
張機は単一ケーシングで構成され、前記圧縮機及び前記
膨張機は同一の駆動軸によって駆動される。そして、前
記単一ケーシング内は二つの室に分割されており、前記
圧縮機は前記室の一方に形成された圧縮密閉空間の容積
を変化させて前記冷媒の圧縮を行い、前記膨張機は前記
室の他方に形成された膨張密閉空間の容積を変化させて
前記冷媒の膨張を行う。
張機は単一ケーシングで構成され、前記圧縮機及び前記
膨張機は同一の駆動軸によって駆動される。そして、前
記単一ケーシング内は二つの室に分割されており、前記
圧縮機は前記室の一方に形成された圧縮密閉空間の容積
を変化させて前記冷媒の圧縮を行い、前記膨張機は前記
室の他方に形成された膨張密閉空間の容積を変化させて
前記冷媒の膨張を行う。
【０００８】具体的には、前記圧縮機は前記室の一方に
配置された圧縮機ロータと、前記圧縮機ロータの外周に
沿って所定の間隔をおいて径方向に移動可能に配置され
た複数の圧縮機ベーンとを有し、前記室の一方と前記圧
縮機ベーンとによって前記圧縮密閉空間が形成されてお
り、前記圧縮機は前記圧縮機ロータの回転に応じて前記
圧縮密閉空間をその容積を変化させつつ移動させ、前記
膨張機は前記室の他方に配置された膨張機ロータと、前
記膨張機ロータの外周に沿って所定の間隔をおいて径方
向に移動可能に配置された複数の膨張機ベーンとを有
し、前記室の他方と前記膨張機ベーンとによって前記膨
張密閉空間が形成されており、前記膨張機は前記膨張機
ロータの回転に応じて前記膨張機密閉空間をその容積を
変化させつつ移動させる。この場合、前記単一ケーシン
グには前記室の一方に通じる圧縮吸入口及び圧縮吐出口
が形成されており、前記圧縮吸入口は前記圧縮密閉空間
の容積が最大となる位置に形成され、前記圧縮吐出口は
前記圧縮密閉空間の容積が最小となる位置に形成されて
おり、さらに、前記単一ケーシングには前記室の他方に
通じる膨張吸入口及び膨張吐出口が形成されており、前
記膨張吸入口は前記膨張密閉空間の容積が最小となる位
置に形成され、前記膨張吐出口は前記膨張密閉空間の容
積が最大となる位置に形成されている。
配置された圧縮機ロータと、前記圧縮機ロータの外周に
沿って所定の間隔をおいて径方向に移動可能に配置され
た複数の圧縮機ベーンとを有し、前記室の一方と前記圧
縮機ベーンとによって前記圧縮密閉空間が形成されてお
り、前記圧縮機は前記圧縮機ロータの回転に応じて前記
圧縮密閉空間をその容積を変化させつつ移動させ、前記
膨張機は前記室の他方に配置された膨張機ロータと、前
記膨張機ロータの外周に沿って所定の間隔をおいて径方
向に移動可能に配置された複数の膨張機ベーンとを有
し、前記室の他方と前記膨張機ベーンとによって前記膨
張密閉空間が形成されており、前記膨張機は前記膨張機
ロータの回転に応じて前記膨張機密閉空間をその容積を
変化させつつ移動させる。この場合、前記単一ケーシン
グには前記室の一方に通じる圧縮吸入口及び圧縮吐出口
が形成されており、前記圧縮吸入口は前記圧縮密閉空間
の容積が最大となる位置に形成され、前記圧縮吐出口は
前記圧縮密閉空間の容積が最小となる位置に形成されて
おり、さらに、前記単一ケーシングには前記室の他方に
通じる膨張吸入口及び膨張吐出口が形成されており、前
記膨張吸入口は前記膨張密閉空間の容積が最小となる位
置に形成され、前記膨張吐出口は前記膨張密閉空間の容
積が最大となる位置に形成されている。
【０００９】また、前記膨脹機と前記絞り装置との間に
は前記冷媒の圧力を調整する圧力調整手段を配置するよ
うにしてもよい。
は前記冷媒の圧力を調整する圧力調整手段を配置するよ
うにしてもよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下本発明について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００１１】まず、図１を参照して、図示の冷凍空調機
は、冷媒として、例えば、二酸化炭素が用いられる。こ
の冷凍空調機は圧縮機１１ａ及び膨張機１１ｂを備える
冷凍圧縮機１１を備えている。図示のように、圧縮機１
１ａの出側（出口）１１１は放熱器１２に接続され、放
熱器１２は膨張機１１ｂの入側（入口）１１２に接続さ
れている。膨張機１１ｂの出側１１３は絞り装置（例え
ば、ＣＦＣ、ＨＣＦＣ冷媒に用いられる絞り弁）１３を
介して蒸発器１４に接続され、蒸発器１４は圧縮機１１
ａの入側１１４に接続されている。
は、冷媒として、例えば、二酸化炭素が用いられる。こ
の冷凍空調機は圧縮機１１ａ及び膨張機１１ｂを備える
冷凍圧縮機１１を備えている。図示のように、圧縮機１
１ａの出側（出口）１１１は放熱器１２に接続され、放
熱器１２は膨張機１１ｂの入側（入口）１１２に接続さ
れている。膨張機１１ｂの出側１１３は絞り装置（例え
ば、ＣＦＣ、ＨＣＦＣ冷媒に用いられる絞り弁）１３を
介して蒸発器１４に接続され、蒸発器１４は圧縮機１１
ａの入側１１４に接続されている。
【００１２】冷凍圧縮機１１は駆動軸１１５を備えてお
り、後述するように、モータ等の駆動手段を用いて駆動
軸１１５を回転駆動すると、圧縮機１１ａが圧縮作用を
行い、膨張機１１ｂが膨張作用を行う。
り、後述するように、モータ等の駆動手段を用いて駆動
軸１１５を回転駆動すると、圧縮機１１ａが圧縮作用を
行い、膨張機１１ｂが膨張作用を行う。
【００１３】ここで、図２を参照して、冷凍圧縮機１１
の構成例について説明する。
の構成例について説明する。
【００１４】前述のように、冷凍圧縮機１１は圧縮機１
１ａ及び膨張機１１ｂを備えており、これら圧縮機１１
ａ及び膨張機１１ｂは圧縮機ケーシング２１に収納され
ている。つまり、図２において、圧縮機ケーシング２１
は、右側の室と左側の室とに分離されており（圧縮機ケ
ーシング２１は右側ケーシング２１ａと左側ケーシング
２１ｂとによって構成されている）、右側ケーシング２
１ａに圧縮機構部２２が収納され、左側ケーシング２１
ｂに膨張機構部２３が収納されている。言い換えると、
右側ケーシング２１ａと圧縮機構部２２とによって圧縮
機１１ａが構成され、左側ケーシング２１ｂと膨張機構
部２３とによって膨張機１１ｂが構成されている。
１ａ及び膨張機１１ｂを備えており、これら圧縮機１１
ａ及び膨張機１１ｂは圧縮機ケーシング２１に収納され
ている。つまり、図２において、圧縮機ケーシング２１
は、右側の室と左側の室とに分離されており（圧縮機ケ
ーシング２１は右側ケーシング２１ａと左側ケーシング
２１ｂとによって構成されている）、右側ケーシング２
１ａに圧縮機構部２２が収納され、左側ケーシング２１
ｂに膨張機構部２３が収納されている。言い換えると、
右側ケーシング２１ａと圧縮機構部２２とによって圧縮
機１１ａが構成され、左側ケーシング２１ｂと膨張機構
部２３とによって膨張機１１ｂが構成されている。
【００１５】図３（ａ）及び（ｂ）を参照して、右側ケ
ーシング２１ａには断面楕円形状のシリンダー室（圧縮
室）２４が形成されており、この圧縮室２４内には断面
円形状の圧縮機ロータ２５が配置されている。そして、
この圧縮機ロータ２５の中心部には駆動軸１１５が取り
付けられている。なお、この圧縮機ロータ２５の直径は
上述の圧縮室２４の短軸（楕円の短軸）よりも僅かに短
い。
ーシング２１ａには断面楕円形状のシリンダー室（圧縮
室）２４が形成されており、この圧縮室２４内には断面
円形状の圧縮機ロータ２５が配置されている。そして、
この圧縮機ロータ２５の中心部には駆動軸１１５が取り
付けられている。なお、この圧縮機ロータ２５の直径は
上述の圧縮室２４の短軸（楕円の短軸）よりも僅かに短
い。
【００１６】圧縮機ロータ２５にはその外周に沿って複
数の弁体（ベーン）２６ａ乃至２６ｄ（図３において４
個）が径方向に移動可能に取り付けられており（例え
ば、約９０°の角度をおいて配列されている）、各弁体
２６ａ乃至２６ｄは弁リテーナ２７ａと弁リテーナ２７
ａに配設された弁２７ｂを有している。
数の弁体（ベーン）２６ａ乃至２６ｄ（図３において４
個）が径方向に移動可能に取り付けられており（例え
ば、約９０°の角度をおいて配列されている）、各弁体
２６ａ乃至２６ｄは弁リテーナ２７ａと弁リテーナ２７
ａに配設された弁２７ｂを有している。
【００１７】右側ケーシング２１ａには吸入口２８ａ及
び吐出口２８ｂが形成されており、これら吸入口２８ａ
及び吐出口２８ｂは圧縮室２４に達している。吸入口２
８ａは右側ケーシング２１ａの長軸（楕円の長軸）方向
の壁面に形成されており、吐出口２８ｂは右側ケーシン
グ２１ａの短軸（楕円の短軸）方向の壁面に形成されて
いる。
び吐出口２８ｂが形成されており、これら吸入口２８ａ
及び吐出口２８ｂは圧縮室２４に達している。吸入口２
８ａは右側ケーシング２１ａの長軸（楕円の長軸）方向
の壁面に形成されており、吐出口２８ｂは右側ケーシン
グ２１ａの短軸（楕円の短軸）方向の壁面に形成されて
いる。
【００１８】モータ等によって駆動軸１１５が回転さ
れ、圧縮機ロータ２５が回転駆動されると、前述のよう
に、弁体２６ａ乃至２６ｄは径方向に移動可能であるか
ら、弁体２６ａ乃至２６ｄの先端部は圧縮室２４の内壁
面に接触しつつ移動することになる。つまり、図示の例
では、弁体２６ａ乃至２６ｄ及び圧縮室２４によって合
計４つの圧縮密閉空間が形成され、これら圧縮密閉空間
は圧縮機ロータ２５の回転駆動につれてその体積を変化
させつつ移動することになる。
れ、圧縮機ロータ２５が回転駆動されると、前述のよう
に、弁体２６ａ乃至２６ｄは径方向に移動可能であるか
ら、弁体２６ａ乃至２６ｄの先端部は圧縮室２４の内壁
面に接触しつつ移動することになる。つまり、図示の例
では、弁体２６ａ乃至２６ｄ及び圧縮室２４によって合
計４つの圧縮密閉空間が形成され、これら圧縮密閉空間
は圧縮機ロータ２５の回転駆動につれてその体積を変化
させつつ移動することになる。
【００１９】前述のように、圧縮室２４は断面形状が楕
円形であるから、各圧縮密閉空間は吸入口２８ａの位置
で体積が大きく、吐出口２８ｂの位置で体積が減少する
ことになる。従って、圧縮機ロータ２５の回転によって
圧縮密閉空間が吸入口２８ａの位置から吐出口２８ｂの
位置に移動するにつれて圧縮密閉空間に取り込まれた冷
媒は圧縮され、吐出口２８ｂで圧縮冷媒として吐出され
ることになる。つまり、吸入口２８ａは圧縮密閉空間の
容積が最大となる位置に形成され、吐出口２８ｂは圧縮
密閉空間の容積が最小となる位置に形成されている。
円形であるから、各圧縮密閉空間は吸入口２８ａの位置
で体積が大きく、吐出口２８ｂの位置で体積が減少する
ことになる。従って、圧縮機ロータ２５の回転によって
圧縮密閉空間が吸入口２８ａの位置から吐出口２８ｂの
位置に移動するにつれて圧縮密閉空間に取り込まれた冷
媒は圧縮され、吐出口２８ｂで圧縮冷媒として吐出され
ることになる。つまり、吸入口２８ａは圧縮密閉空間の
容積が最大となる位置に形成され、吐出口２８ｂは圧縮
密閉空間の容積が最小となる位置に形成されている。
【００２０】図４を参照して、膨脹機１１ｂも圧縮機１
１ａと同様の構成を備えている。つまり、左側ケーシン
グ２１ｂには断面楕円形状のシリンダー室（膨張室）３
１が形成されており、この膨張室３１内には断面円形状
の膨張機ロータ３２が配置されている。そして、この膨
張機ロータ３２の中心部には駆動軸１１５が取り付けら
れている。なお、この膨張機ロータ３２の直径は上述の
膨張室３１の短軸（楕円の短軸）よりも僅かに短い。
１ａと同様の構成を備えている。つまり、左側ケーシン
グ２１ｂには断面楕円形状のシリンダー室（膨張室）３
１が形成されており、この膨張室３１内には断面円形状
の膨張機ロータ３２が配置されている。そして、この膨
張機ロータ３２の中心部には駆動軸１１５が取り付けら
れている。なお、この膨張機ロータ３２の直径は上述の
膨張室３１の短軸（楕円の短軸）よりも僅かに短い。
【００２１】膨張機ロータ３２にはその外周に沿って複
数の弁体３３ａ乃至３３ｄ（図４において４個）が径方
向に移動可能に取り付けられている。左側ケーシング２
１ｂには吸入口３４ａ及び吐出口３４ｂが形成されてお
り、これら吸入口３４ａ及び吐出口３４ｂは膨張室３１
に達している。吸入口３４ａは左側ケーシング２１ｂの
短軸（楕円の短軸）方向の壁面に形成されており、吐出
口３４ｂは左側ケーシング２１ｂの長軸（楕円の長軸）
方向の壁面に形成されている。
数の弁体３３ａ乃至３３ｄ（図４において４個）が径方
向に移動可能に取り付けられている。左側ケーシング２
１ｂには吸入口３４ａ及び吐出口３４ｂが形成されてお
り、これら吸入口３４ａ及び吐出口３４ｂは膨張室３１
に達している。吸入口３４ａは左側ケーシング２１ｂの
短軸（楕円の短軸）方向の壁面に形成されており、吐出
口３４ｂは左側ケーシング２１ｂの長軸（楕円の長軸）
方向の壁面に形成されている。
【００２２】膨張機ロータ３２が回転駆動されると、弁
体３３ａ乃至３３ｄの先端部は膨張室３１の内壁面に接
触しつつ移動することになる。つまり、図示の例では、
弁体３３ａ乃至３３ｄ及び膨張室３１によって合計４つ
の膨張密閉空間が形成され、これら膨張密閉空間は膨張
機ロータ３２の回転駆動につれてその体積を変化させつ
つ移動することになる。
体３３ａ乃至３３ｄの先端部は膨張室３１の内壁面に接
触しつつ移動することになる。つまり、図示の例では、
弁体３３ａ乃至３３ｄ及び膨張室３１によって合計４つ
の膨張密閉空間が形成され、これら膨張密閉空間は膨張
機ロータ３２の回転駆動につれてその体積を変化させつ
つ移動することになる。
【００２３】前述のように、膨張室３１は断面形状が楕
円形であるから、各膨張密閉空間は吸入口３４ａの位置
で体積が小さく、吐出口３４ｂの位置で体積が増大する
ことになる。従って、膨張機ロータ３２の回転によって
膨張密閉空間が吸入口３４ａの位置から吐出口３４ｂの
位置に移動するにつれて膨張密閉空間に取り込まれた冷
媒は膨張作用を受け、吐出口３４ｂで膨張冷媒として吐
出されることになる。つまり、吸入口３４ａは膨張密閉
空間の容積が最小となる位置に形成され、吐出口３４ｂ
は膨張密閉空間の容積が最大となる位置に形成されてい
る。
円形であるから、各膨張密閉空間は吸入口３４ａの位置
で体積が小さく、吐出口３４ｂの位置で体積が増大する
ことになる。従って、膨張機ロータ３２の回転によって
膨張密閉空間が吸入口３４ａの位置から吐出口３４ｂの
位置に移動するにつれて膨張密閉空間に取り込まれた冷
媒は膨張作用を受け、吐出口３４ｂで膨張冷媒として吐
出されることになる。つまり、吸入口３４ａは膨張密閉
空間の容積が最小となる位置に形成され、吐出口３４ｂ
は膨張密閉空間の容積が最大となる位置に形成されてい
る。
【００２４】なお、図２に示す例では、圧縮機１１ａ及
び膨張機１１ｂを同一にケーシングに収納して一体化し
た例を示したが、圧縮機１１ａ及び膨張機１１ｂを異な
るケーシングに別々に収納するようにしてもよく、この
際には、圧縮機１１ａ及び膨張機１１ｂとは互いに同期
をとって駆動される。
び膨張機１１ｂを同一にケーシングに収納して一体化し
た例を示したが、圧縮機１１ａ及び膨張機１１ｂを異な
るケーシングに別々に収納するようにしてもよく、この
際には、圧縮機１１ａ及び膨張機１１ｂとは互いに同期
をとって駆動される。
【００２５】再び、図１を参照して、上述のようにし
て、圧縮機１１ａで圧縮された冷媒（圧縮冷媒）は放熱
器１２で放熱する。つまり、冷媒の温度が低下する。そ
の後、冷媒は膨張機１１ｂで膨張作用を受け、絞り装置
１３で再び膨張され、蒸発器１４に与えられる。冷媒は
蒸発器１４で周囲の熱を奪って蒸発し（つまり、周囲の
空気を冷やす）、圧縮機１１ａに戻る。
て、圧縮機１１ａで圧縮された冷媒（圧縮冷媒）は放熱
器１２で放熱する。つまり、冷媒の温度が低下する。そ
の後、冷媒は膨張機１１ｂで膨張作用を受け、絞り装置
１３で再び膨張され、蒸発器１４に与えられる。冷媒は
蒸発器１４で周囲の熱を奪って蒸発し（つまり、周囲の
空気を冷やす）、圧縮機１１ａに戻る。
【００２６】ここで、図５を参照すると、図１に示す冷
凍空調機では、膨張機１１ｂと絞り装置１３とで二段階
に膨張作用を行っており、圧縮過程（圧縮機１１ａから
放熱器１２の入側までの区間）を経て、放熱器１２で放
熱される。その後、破線で示す示すように、膨張過程に
移る。この膨張過程は２段階となっており、膨張機１１
ｂによる膨張過程（第１の膨張過程）及び絞り装置１３
による膨張過程（第２の膨張過程）に分かれる。図示の
例では、第１の膨張過程で冷媒圧力を約１５０ｋｇｆ／
ｃｍ2 Ｇから臨界圧力７０ｋｇｆ／ｃｍ2 Ｇ以下、かつ
２相領域まで低下（断熱膨張）させ、さらに、第２の膨
張過程で冷媒圧力を低下させる。そして、第１及び第２
の膨張過程終了後、蒸発器１４で蒸発する。このように
して、２段階に亘って膨張過程を行うことによって、蒸
発器に入る冷媒の蒸発圧力を適正に調整することができ
る。
凍空調機では、膨張機１１ｂと絞り装置１３とで二段階
に膨張作用を行っており、圧縮過程（圧縮機１１ａから
放熱器１２の入側までの区間）を経て、放熱器１２で放
熱される。その後、破線で示す示すように、膨張過程に
移る。この膨張過程は２段階となっており、膨張機１１
ｂによる膨張過程（第１の膨張過程）及び絞り装置１３
による膨張過程（第２の膨張過程）に分かれる。図示の
例では、第１の膨張過程で冷媒圧力を約１５０ｋｇｆ／
ｃｍ2 Ｇから臨界圧力７０ｋｇｆ／ｃｍ2 Ｇ以下、かつ
２相領域まで低下（断熱膨張）させ、さらに、第２の膨
張過程で冷媒圧力を低下させる。そして、第１及び第２
の膨張過程終了後、蒸発器１４で蒸発する。このように
して、２段階に亘って膨張過程を行うことによって、蒸
発器に入る冷媒の蒸発圧力を適正に調整することができ
る。
【００２７】一方、従来の冷凍空調機では、絞り装置の
みによって膨張過程が行われるから、膨張過程が実線で
示すように約１２０ｋｇｆ／ｃｍ2 Ｇの大きな差圧とな
り、冷媒の蒸発圧力を調整することが難しい。
みによって膨張過程が行われるから、膨張過程が実線で
示すように約１２０ｋｇｆ／ｃｍ2 Ｇの大きな差圧とな
り、冷媒の蒸発圧力を調整することが難しい。
【００２８】なお、図１に示す冷凍空調機においては、
圧縮機１１ａ及び膨張機１１ｂが同一の駆動軸１１５で
駆動されているから、つまり、同一の駆動力で圧縮及び
膨張が行われているから、動力を効率的に使用して冷凍
効果を増加させることができる。
圧縮機１１ａ及び膨張機１１ｂが同一の駆動軸１１５で
駆動されているから、つまり、同一の駆動力で圧縮及び
膨張が行われているから、動力を効率的に使用して冷凍
効果を増加させることができる。
【００２９】図６を参照して、本発明による冷凍空調機
の他の例について説明する。
の他の例について説明する。
【００３０】図６に示す冷凍空調機において図１に示す
冷凍空調機と同一の構成要素については同一の参照番号
を付し説明を省略する。この冷凍空調機では膨張機１１
ｂの出側と絞り装置１３との間に圧力調整弁４１が配置
されており、膨張機１１ｂで膨張作用を受けた冷媒は圧
力調整弁４１で圧力調整された後、絞り装置１３に与え
られることになる。このように、圧力調整弁４１を配置
することによって、膨張機１１ｂで膨張作用を受けた冷
媒の圧力を適宜調整できるから、つまり、冷媒圧力の調
整範囲を大きくすることができるから、冷媒の蒸発圧力
を調整することがさらに容易になる。
冷凍空調機と同一の構成要素については同一の参照番号
を付し説明を省略する。この冷凍空調機では膨張機１１
ｂの出側と絞り装置１３との間に圧力調整弁４１が配置
されており、膨張機１１ｂで膨張作用を受けた冷媒は圧
力調整弁４１で圧力調整された後、絞り装置１３に与え
られることになる。このように、圧力調整弁４１を配置
することによって、膨張機１１ｂで膨張作用を受けた冷
媒の圧力を適宜調整できるから、つまり、冷媒圧力の調
整範囲を大きくすることができるから、冷媒の蒸発圧力
を調整することがさらに容易になる。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、放熱
器と絞り装置との間に膨張機を配置して、冷媒（二酸化
炭素）の膨張過程を２段階で行うようにしたから、冷媒
の蒸発圧力を容易に調整できるという効果がある。
器と絞り装置との間に膨張機を配置して、冷媒（二酸化
炭素）の膨張過程を２段階で行うようにしたから、冷媒
の蒸発圧力を容易に調整できるという効果がある。
【００３２】さらに、圧縮機と膨脹機とを一体化して同
一の駆動軸で圧縮機及び膨張機を駆動するようにすれ
ば、動力を効率的に使用して冷凍効果を増加させること
ができる。
一の駆動軸で圧縮機及び膨張機を駆動するようにすれ
ば、動力を効率的に使用して冷凍効果を増加させること
ができる。
【００３３】また、膨張機１１ｂの出側と絞り装置との
間に圧力調整弁を配置すれば、さらに、冷媒の蒸発圧力
を調整することが容易となる。
間に圧力調整弁を配置すれば、さらに、冷媒の蒸発圧力
を調整することが容易となる。
【図１】本発明による冷凍空調機の冷媒回路の一例を示
す図である。
す図である。
【図２】図１に示す冷媒回路で用いられる冷凍圧縮機の
構造を示す斜視図である。
構造を示す斜視図である。
【図３】図２に示す冷凍圧縮機における圧縮機構を示す
図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は斜視図である。
図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は斜視図である。
【図４】図２に示す冷凍圧縮機における膨張機構を示す
断面図である。
断面図である。
【図５】図１に示す冷凍空調機のモリエル線図を従来の
冷凍空調機と比べて示す図である。
冷凍空調機と比べて示す図である。
【図６】本発明による冷凍空調機の冷媒回路の他の例を
示す図である。
示す図である。
１１ 冷凍圧縮機 １１ａ 圧縮機 １１ｂ 膨張機 １２ 放熱器 １３ 絞り装置 １４ 蒸発器 ４１ 圧力調整弁
Claims (3)
- 【請求項１】 二酸化炭素が冷媒として用いられ、圧縮
機と、該圧縮機の出側に接続された放熱器と、該放熱器
からの冷媒を受け膨張させる絞り装置と、該絞り装置に
接続されるとともに前記圧縮機の入側に接続された蒸発
器とを有する冷凍空調機において、前記放熱器と前記絞
り装置との間には膨張機が配設されており、前記膨張機
によって前記放熱器からの冷媒を臨界圧力以下まで膨張
させた後、前記絞り装置に与えるようにしたことを特徴
とする冷凍空調機。 - 【請求項２】 請求項１に記載された冷凍空調機におい
て、前記圧縮機及び前記膨張機は単一ケーシングで構成
され、前記圧縮機及び前記膨張機は同一の駆動軸によっ
て駆動されていることを特徴とする冷凍空調機。 - 【請求項３】 請求項１に記載された冷凍空調機におい
て、前記膨脹機と前記絞り装置との間には前記冷媒の圧
力を調整する圧力調整手段が配設されていることを特徴
とする冷凍空調機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17118096A JPH1019401A (ja) | 1996-07-01 | 1996-07-01 | 冷凍空調機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17118096A JPH1019401A (ja) | 1996-07-01 | 1996-07-01 | 冷凍空調機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1019401A true JPH1019401A (ja) | 1998-01-23 |
Family
ID=15918493
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17118096A Pending JPH1019401A (ja) | 1996-07-01 | 1996-07-01 | 冷凍空調機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1019401A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000329416A (ja) * | 1999-03-15 | 2000-11-30 | Denso Corp | 冷凍サイクル |
| EP1411309A3 (en) * | 2002-10-18 | 2004-04-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Expander |
| US7178362B2 (en) | 2005-01-24 | 2007-02-20 | Tecumseh Products Cormpany | Expansion device arrangement for vapor compression system |
| US7251949B2 (en) | 2004-02-09 | 2007-08-07 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Refrigerant system |
| JP2007211784A (ja) * | 2007-04-09 | 2007-08-23 | Daikin Ind Ltd | 冷凍装置 |
-
1996
- 1996-07-01 JP JP17118096A patent/JPH1019401A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000329416A (ja) * | 1999-03-15 | 2000-11-30 | Denso Corp | 冷凍サイクル |
| EP1411309A3 (en) * | 2002-10-18 | 2004-04-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Expander |
| US6877340B2 (en) | 2002-10-18 | 2005-04-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Expander |
| US7251949B2 (en) | 2004-02-09 | 2007-08-07 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Refrigerant system |
| US7178362B2 (en) | 2005-01-24 | 2007-02-20 | Tecumseh Products Cormpany | Expansion device arrangement for vapor compression system |
| JP2007211784A (ja) * | 2007-04-09 | 2007-08-23 | Daikin Ind Ltd | 冷凍装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20050124 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050202 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20050329 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20050914 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |