JPH11257767A - 自然循環併用式空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧縮機への液バック，冷媒寝込みがなく、経
済的で信頼性の高いク自然循環併用式空気調和機を得る
ことを目的とする。 【解決手段】 圧縮機、室外側熱交換器、減圧装置、及び
室内側熱交換器が順次配管で接続され、室内を冷房する
空気調和機と、前記圧縮機と並列に配管で接続され、前
記室内側熱交換器出口側と前記室外側熱交換器入口側と
を連通させる第１の冷媒流路切換弁と、前記減圧装置と
並列に配管で接続され、前記室外側熱交換器出口側と前
記室内側熱交換器入口側とを連通させる第２の冷媒流路
切換弁と、を備え、外気温度が室内設定温度以下の時、
前記圧縮機を停止し、前記第１及び第２の冷媒流路切換
弁を開いて自然循環冷房を行う自然循環併用式空気調和
機において、前記圧縮機が、前記室内側熱交換器の空気
の流れの上流側に設けられ、当該室内空気の設定温度以
上に温められるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、外気温度が低い
時には、圧縮機の運転を停止して冷媒の自然循環による
空気調和を行い、高い時には、圧縮機の運転による常時
の空気調和を行う自然循環併用式空気調和機に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の自然循環併用式空気調和
機として、例えば、特開昭５４−７５６４８号公報に掲
載されたもの等がある。なお、この特開昭５４−７５６
４８号公報掲載の自然循環併用式空気調和機の冷凍サイ
クル構成図を図８に示す。この図において、１０１は冷
媒ガスを圧縮する圧縮機、１０２は冷媒と外気と熱交換
させて冷媒ガスを凝縮する凝縮器、１０９はこの凝縮冷
媒を貯流する受液器、１０３は凝縮冷媒を減圧する減圧
装置、１０４ａは凝縮冷媒と室内空気と熱交換させて凝
縮冷媒を蒸発させる強制循環用蒸発器、１１３は冷媒液
と冷媒ガスを区分するアキュムレータで、これらの各機
器を順次配管で接続することにより、強制循環の冷凍サ
イクルが構成されている。なお、１１０はこの受液器の
減圧装置側に設けられた配管のトラップある。

【０００３】また、この強制循環冷凍サイクルの受液器
の出口側と圧縮機１０５の吐出側とを接続するバイパス
配管には、電磁弁１１１、自然循環用蒸発器１０４ｂ、
及び逆止弁１１２が順次設けられ、これらの機器と前述
の凝縮器１０２と受液器とが順次配管で接続することに
より、自然循環の冷凍サイクルが構成されている。な
お、電磁弁１１１は凝縮器１０２からの冷媒を自然循環
用蒸発器１０４ｂへ流すものであり、また、逆止弁１１
２は自然循環冷房運転時における冷媒を凝縮器１０２へ
流し、強制循環冷房運転時における圧縮機１０５の吐出
冷媒を自然循環用蒸発器１０４ｂへ流れないようにする
ものである。また、この自然循環冷房において、熱媒体
である冷媒をその自重差によって循環させるために、凝
縮器は蒸発器より高く設置されている。

【０００４】次に、この動作について説明する。まず、
電源が投入されると、制御部は、外気温度が高い時に
は、自然循環冷媒回路の電磁弁１１１を閉じて圧縮機１
０１を運転するように制御するので、冷媒は、圧縮機１
０１、凝縮器１０２、受液器１０９、配管のトラップ部
１１０、減圧装置１０３、強制循環用蒸発器１０４ａ、
およびアキュムレータ１１３を順次流れるため、強制循
環用蒸発器１０４ａが室内空気を冷却して冷房する。

【０００５】一方、外気温度が低い時には、圧縮機１０
１を停止して自然循環冷媒回路の電磁弁１１１を開くよ
うに制御するので、冷媒は、凝縮器１０２、受液器１０
９、減圧装置１０３より抵抗の少ない電磁弁１１１、自
然循環用蒸発器１０４ａ、および逆止弁１１２を順次流
れるため、自然循環用蒸発器１０４ａが室内空気を冷却
して冷房する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の自然循環併用式
空気調和幾は、上記のように構成されているので、自然
循環用及び強制循環用の各蒸発器が必要であり、また、
凝縮器出口に受液器を必要とする等、複雑な構成で大き
く、高価となる欠点があった。また更に、自然循環冷媒
回路と強制循環冷媒回路との切換え時に起因して発生す
る各種問題点（圧縮機の冷媒液の圧縮や自然循環冷房時
の冷媒不足による冷房能力の低下等）に対し、充分な対
策・構成が講じられていないため、各種のトラブルが発
生するという問題点があった。

【０００７】また、この種の自然循環併用式空気調和機
は、携帯電話等の移動体通信基地局の局舎内の冷房装置
として用いられ、移動体通信基地局の局舎天面に設置す
ることが多いが、局舎をトラック等で運搬する際に高さ
制限がある場合には、局舎の壁面に室外ユニット設置用
台を取り付けるなどして室外ユニットを設置しなければ
ならず、室内ユニット−室外ユニット間の高低差が小さ
くなり、かつ設置工事が大変である等の欠点があった。

【０００８】この発明の自然循環併用式空気調和機にお
いては、係る問題点を解決するためになされたもので、
圧縮機の起動時に、ホーミング現象によって油圧縮する
ことなく、また、液冷媒を圧縮することもなく、また、
自然循環冷房時の冷媒不足による冷房能力の低下を防止
した経済的で、信頼性の高い自然循環併用式空気調和機
を得ることを目的とする。

【０００９】また、トラック等で容易に運搬できる使い
勝手の良い自然循環併用式空気調和機を得ることを目的
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記のような問
題点を解消するためになされたもので、圧縮機、室外側
熱交換器、減圧装置、及び室内側熱交換器が順次配管で
接続され、室内を冷房する空気調和機と、前記圧縮機と
並列に配管で接続され、前記室内側熱交換器出口側と前
記室外側熱交換器入口側とを連通させる第１の冷媒流路
切換弁と、前記減圧装置と並列に配管で接続され、前記
室外側熱交換器出口側と前記室内側熱交換器入口側とを
連通させる第２の冷媒流路切換弁と、を備え、外気温度
が室内設定温度以下の時、前記圧縮機を停止し、前記第
１及び第２の冷媒流路切換弁を開いて自然循環冷房を行
う自然循環併用式空気調和機において、前記圧縮機が、
前記室内側熱交換器の風路内に設けられ、この風路の空
気により当該圧縮機の自然循環冷房時における温度が前
記室内設定温度にほぼ維持されるものである。

【００１１】また、アキュムレータが、前記圧縮機と室
内側熱交換器との間に前記第１の冷媒流路切換弁と並列
に設けられ、前記自然循環冷房後の前記室内側熱交換器
からの冷媒の液とガスと分離して前記圧縮機へ供給する
ものである。

【００１２】また、前記減圧装置が、前記室内側熱交換
器の入口側近傍に設けられたものである。

【００１３】また、圧縮機、室外側熱交換器、減圧装置、
室内側熱交換器、及びアキュムレータが順次配管で接続
され、室内を冷房する空気調和機と、前記圧縮機及びア
キュムレータと並列に配管で接続され、前記室内側熱交
換器出口側と前記室外側熱交換器入口側とを連通させる
第１の冷媒流路切換弁と、前記減圧装置と並列に配管で
接続され、前記室外側熱交換器出口側と前記室内側熱交
換器入口側とを連通させる第２の冷媒流路切換弁と、を
備え、外気温度が前記室内設定温度以下の時、前記圧縮
機を停止し、前記第１及び第２の冷媒流路切換弁を開い
て自然循環冷房を行う自然循環併用式空気調和機におい
て、前記減圧装置に直列に接続されると共に前記第２の
冷媒流路切換弁と並列に設けられ、前記圧縮機の運転に
よる強制循環冷房から前記圧縮機停止の自然循環冷房へ
切換える信号により所定時間閉じる冷媒回収手段を具備
し、前記冷媒回収手段の閉状態における前記圧縮機の運
転によって前記強制循環冷房の低圧側回路の冷媒を高圧
側回路へ回収してから自然循環冷房を行うものである。

【００１４】また、前記減圧装置が電子式膨張弁からな
り、前記第２の冷媒流路切換弁を兼ねるものである。

【００１５】また、前記減圧装置が電子式膨張弁からな
り、前記冷媒回収手段を兼ねるものである。

【００１６】また、圧縮機、室外側熱交換器、減圧装置、
室内側熱交換器、及びアキュムレータが順次配管で接続
され、室内を冷房する空気調和機と、前記圧縮機及びア
キュムレータと並列に配管で接続され、前記室内側熱交
換器出口側と前記室外側熱交換器入口側とを連通させる
第１の冷媒流路切換弁と、前記減圧装置と並列に配管で
接続され、前記室外側熱交換器出口側と前記室内側熱交
換器入口側とを連通させる第２の冷媒流路切換弁と、を
備え、外気温度が前記室内設定温度以下の時、前記圧縮
機を停止し、前記第１及び第２の冷媒流路切換弁を開い
て自然循環冷房を行う自然循環併用式空気調和機におい
て、冷媒回収手段が、前記アキュムレータの下部と前記
減圧装置の出口側配管とを接続する接続配管に設けら
れ、前記圧縮機の運転による強制循環冷房から前記圧縮
機の停止による自然循環冷房へ切換える信号により所定
時間開いて前記アキュムレータの下部の冷媒を前記減圧
装置の出口側配管へ流すものである。

【００１７】また、前記第１の冷媒流路切換弁が逆止弁
からなり、前記室内側熱交換器出口側から前記室外側熱
交換器入口側ヘのみ冷媒を流すものである。

【００１８】また、冷媒遮断装置が、前記アキュムレー
タの入口側配管に設けられ、前記圧縮機の運転による強
制循環冷房から前記圧縮機の停止による自然循環冷房に
切換える信号により閉じるものである。

【００１９】前記室外ユニット筐体に、斜め設置可能と
する支柱を備え、前記室外ユニットを斜めに設置したも
のである。

【００２０】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下に、この発明
の実施の形態１について説明する。図１は、この実施の
形態１における自然循環併用式空気調和機の構成ブロッ
ク図であり、この図において、１は室外ユニット、２は
室内ユニットであり、３はこの室内ユニットの室内側熱
交換器５の風路内に設けられ、冷媒を圧縮する圧縮機、
４はアキュムレータ、５は室内側熱交換器である蒸発
器、６は蒸発器５のファン、７はキヤピラリーチュブや
膨張弁等の減圧装置、８は室外側熱交換器である凝縮
器、９は凝縮器７のファン、１０は圧縮機３の吐出側と
アキュムレータ４の入口側を連絡し、冷媒流路切換弁１
２を有する圧縮機バイパス管、１１は膨張弁７と並列に
接続され、第２の冷媒流路切換弁１３を有する膨張弁バ
イパス管、１２は圧縮機バイパス管１０に取り付けら
れ、蒸発器からの冷媒を凝縮器８ヘ導いて自然循環冷凍
サイクルを構成するための第１の冷媒流路切換弁、１３
は膨張弁バイパス管１１に取り付けられ、凝縮器８から
の冷媒を蒸発器５ヘ導いて自然循環冷凍サイクルを構成
するための第２の冷媒流路切換弁、１４は蒸発器５とア
キュムレータ４と接続する接続配管、１５は圧縮機３と
バイパス管１０との間に設けられ、冷媒が圧縮機３に戻
るのを防止する逆止弁、１６は膨張弁７と蒸発器５とを
接続する接続液配管、１７、１８は室外ユニット１と室
内ユニット２とを接続する各配管である。なお、この図
１に示すように、室外ユニット１には凝縮器８と凝縮器
用ファン９とが内臓され、その他の各機器は室内ユニッ
ト２に内臓されている。

【００２１】なお、ここでいう自然循環併用式空気調和
機においては、その閉回路内には，常温で熱授受される
ことにより、蒸発してガスになったり或は凝縮して液に
なったり、その相状態を変化させる熱媒体，例えばフロ
ン冷媒等が流れる。また、図１に示すように、室外ユニ
ット１は、必ず室内ユニット２より高い位置に設置さ
れ、冷媒がガス状態で入る凝縮器の入口は出口よりも高
い位置に設け、液化した冷媒が順次出口側へ降下するよ
うにし、また、蒸発器７の入口は逆に、出口よりも低い
位置に設け、気化した冷媒ガスは順次出口側へ上昇する
ように構成されている。

【００２２】次に、上記のように構成された自然循環併
用式空気調和機の動作について説明する。まず、電源が
投入され、例えば、室外温度が高く、室内熱負荷が大き
い場合は、即ち、外気温度及び室内温度が予め設定され
た室内温度よりも高い場合は、第１の冷媒流路切換弁１
２と第２の冷媒流路切換弁１３を閉じて圧縮機を運転す
るので、圧縮機３で圧縮された高圧高温の冷媒ガスは逆
止弁１５，配管１７を介して室外に設置された凝縮器８
に導かれ、外気と熱交換されて凝縮し、液冷媒となる。

【００２３】次に、この液冷媒は膨張弁７によって減圧
されて気液二相状態の冷媒となり、蒸発器５へ送られ、
室内空気と熱交換されるので、過熱状態冷媒ガスとな
り、アキュムレータ４を介して再び圧縮機３へ送られ、
同じ動作を繰り返す。この繰り返し動作によって室内空
気は設定温度まで冷却されて維持される。なお、この
時、膨張弁７による冷媒の減圧・流量調整が適切に行わ
れない時は、液冷媒が室内空気と熱交換されも、全ての
液冷媒が冷媒ガスとはならずに、蒸発器５からアキュム
レータ４へ流れるが、この流れた液・ガス冷媒をアキュ
ムレータ４が分離し、この分離した冷媒中、液冷媒を貯
留し、ガス冷媒を圧縮機３へ送るので、圧縮機３は冷媒
ガスを圧縮する。

【００２４】また一方、外気温度が予め設定された室内
温度以下になった場合は、圧縮機３を停止し、第１の冷
媒流路切換弁１２と第２の冷媒流路切換弁１３を開ける
ので、即ち、自然循環冷凍サイクルへ移行するので、ま
ず、凝縮器８で凝縮された液冷媒は自重により配管１８
を介して膨張弁７と第２の冷媒流路切換弁１３とへ送ら
れるが、膨張弁７は開状態の第２の冷媒流路切換弁１３
より抵抗が大きく、かつ、蒸発器５の出口温度が所定の
過熱温度に達するまでは開かないため、第２の冷媒流路
切換弁１３を介して下方に設置された蒸発器５へ送ら
れ、室内空気と熱交換されるので、蒸発して冷媒ガスと
なり、開状態の第１の冷媒流路切換弁１２を有する圧縮
機バイパス管１０を介して，再び上方に設けられた凝縮
器８へ送られ、同じ動作を繰り返す。この繰り返し動作
によって室内空気は設定温度まで冷却されて維持され
る。なお、このような自然循環冷凍サイクルでは、圧縮
機を運転せず、室外の低い温度外気によって室内を所定
の温度に冷房できるため、圧縮機運転による消費電力が
不要となる。

【００２５】また、一般的に、最も低い温度の所へ集ま
って凝縮し、液になる冷媒の特性から、例えば、夏から
冬に向かって、外気温度が室内設定温度以下となって、
自然循環冷房サイクルに切り換わり、圧縮機３が停止
し、冷媒が圧縮機３の潤滑油に寝込みやすい状態になっ
ても、この実施の形態１における圧縮機３は常にほぼ室
内設定温度に維持される室内ユニット２の蒸発器風路内
に設けられているので、冷媒は最も温度の低い室外ユニ
ット１の凝縮器に集って凝縮し、液となって溜まるだけ
あり、ほぼ室内設定温度に維持された停止状態の圧縮機
に集って凝縮して液となって溜まらないため、再び夏に
なって外気温度が室内設定温度以上となり、圧縮機３の
運転が再開されても、圧縮機３は冷媒ガスを圧縮するだ
けなので、圧縮機に寝込んだ冷媒を追い出すために取り
付けられるクランクケースヒータ等が不要で、フォーミ
ング現象（圧縮機３の潤滑油に寝込んだ冷媒が圧力変化
により沸騰蒸発して、油を一緒に連れていく現象）によ
る油圧縮によって、圧縮機の摺動部や、弁や、軸受部等
を損傷することなく冷房を行う経済的で信頼性の高い自
然循環併用式空気調和機が得られる。

【００２６】また、自然循環冷凍サイクルでは、前述し
たように、蒸発器５の出口温度が所定の過熱温度に達す
るまでは膨張弁７が開かず、また、第２の冷媒流路切換
弁１３も開かないので、凝縮器８の出口から蒸発器５の
入口の間までの室内−室外ユニット間の液配管、即ち、
凝縮器８と膨張弁７との間の接続配管１８、及び膨張弁
７と蒸発器５との間の接続配管１６内の冷媒は減圧され
ずほぼ液状態で維持されるため、特に、膨張弁７と蒸発
器５との間の接続配管１６が長くなると、この膨張弁７
によって減圧されず、単に第２の冷媒流路切換弁１３を
通過した室内温度とほぼ同じ温度の配管１６内の液冷媒
は、例えば、冬から春・夏に向かって、外気温度及びが
室内温が室内設定温度以上になり、圧縮機による冷房運
転に切り換わると、蒸発器５で蒸発せずに液状態で圧縮
機に吸引される。このため、圧縮機３は液を圧縮して、
その摺動部や弁や軸受部等を破損することになる。

【００２７】しかしながら、本発明の自然循環併用式空
気調和機では、膨張弁７を蒸発器５の入口近傍に設置し
て液冷媒で満たされた配管１６の距離を短くし、また、
圧縮機３の吸入側にアキュムレータを設けているので、
自然循環冷凍サイクルから圧縮機冷凍サイクルに切り換
わっても、圧縮機３へ吸引される液冷媒量が少く、ある
いは、アキュムレータにより液冷媒とガス冷媒を分離し
てからガス冷媒を圧縮機３へ吸引させるため、液圧縮に
よる圧縮機３の摺動部や弁や軸受部等の破損を防止した
自然循環併用式空気調和機が得られる。

【００２８】また、本実施例では第１の冷媒流路切換弁
１２に電磁弁を用いた例を示したが、逆止弁を用いても
よい。この場合は、自然循環冷凍サイクル時に蒸発器５
からの冷媒が配管１０から配管１７へ流れる方向に逆止
弁を設置する。この逆止弁により、圧縮機冷凍サイクル
時は圧縮機３の吐出口からの高圧冷媒は蒸発器５へ流れ
ることがなく、配管１７を介して凝縮器８へ導かれる。

【００２９】なお、このようにすると、冷媒流路切換弁
の開閉制御が不要となるので、制御回路が簡単で、使い
勝手が良く、経済的な自然循環併用式空気調和機が得ら
れる。

【００３０】次に、この実施の形態１の他の例について
図２により説明する。この図において、１９は第２の冷
媒流路切換弁１３と並列に、膨張弁７と直列に接続さ
れ、圧縮機冷凍サイクル終了後、アキュムレータ等に貯
留された冷媒を回収する際に使用する冷媒回収制御弁
で、その他の構成は前述した通りである。一般的に、自
然循環冷凍サイクル時は圧縮機冷凍サイクル時よりも冷
媒循環速度が遅くなり、液相部位が多くなるため、冷凍
サイクル内の封入冷媒量（循環に寄与する冷媒量）を多
くする必要がある。このため、アキュムレータ４に貯留
された余剰冷媒を高圧回路に回収してから自然循環冷凍
サイクルへ移行するようにすると、自然循環に寄与する
冷媒量（封入冷媒の活用量）が多くなるため、自然循環
冷凍サイクルでの冷房能力を向上させることができるよ
うになる。

【００３１】この冷媒回収動作について説明する。ま
ず、電源が入れられ、圧縮機による冷房運転（圧縮機冷
凍サイクル）が行われる時は、第１の冷媒流路切換弁１
２と第２の冷媒流路切換弁１３は閉状態，冷媒回収制御
弁１９は開状態で圧縮機３を運転し、冷房する。次に、
圧縮機冷凍サイクルの冷房運転が終了し、制御装置が圧
縮機冷凍サイクルの終了信号または自然循環冷凍サイク
ルの開始信号を受信すると、即ち圧縮機冷凍サイクルか
ら自然循環冷凍サイクルへの切換信号を受信すると、第
１の冷媒流路切換弁１２と第２の冷媒流路切換弁１３を
閉状態で、圧縮機３を運転し、冷媒回収手段である冷媒
回収制御弁１９を閉じ、アキュムレータ４，蒸発器５内
（低圧回路内）の冷媒を凝縮器８等の高圧回路側に移動
回収して、自然循環冷凍サイクルにおける循環に寄与す
る冷媒量（封入冷媒活用量）を多くなるようにする。そ
の後、第１の冷媒流路切換弁１２及び第２の冷媒流路切
換弁１３を開，冷媒回収制御弁１９を開状態にして、圧
縮機３を停止し、自然循環冷凍サイクルへ移行する。こ
のように自然循環冷凍サイクルに移行する前に、低圧回
路内の冷媒を高圧回路側に移動すると、自然循環冷凍サ
イクルに寄与する冷媒量（封入冷媒活用量）が多くなた
め、安定した高冷房能力を出力する信頼性の高い自然循
環併用式空気調和機が得られる。

【００３２】なお、アキュムレータ４及び蒸発器５内の
低圧回路側の冷媒を凝縮器側へ移動回収する際、冷媒の
回収終了条件は、例えばタイマにより開始から一定時間
経過後としてもよいし、圧力スイッチ等により低圧回路
側の冷媒が回収されたことを確認して終了するようにし
てもよい。

【００３３】また、膨張弁７として電子の膨張弁等を用
いると。上記回収開始・終了信号により電子膨張弁の開
度を全閉・全開とするができるので、即ち、電子膨張弁
は冷媒回収手段１９の機能を有するので、冷媒回収手段
１９を不要した経済的な自然循環併用式空気調和機が得
られる。

【００３４】また、膨張弁７として電子膨張弁を用いた
時、自然循環冷房時に電子膨張弁を全開にすれば、この
電子膨張弁で第２の冷媒流路切換弁１３の機能も実現で
きるので、第２の冷媒流路切換弁１３および膨張弁バイ
パス管１１を不要とした経済的な自然循環併用式空気調
和機が得られる。

【００３５】実施の形態２．この実施の形態２における
冷媒回収手段は、実施の形態１のように、冷媒回収手段
である冷媒回収制御弁１９を閉じて圧縮機３を運転さ
せ、低圧回路の冷媒を高圧回路に回収するものではな
く、アキュムレータ下部の液冷媒を膨張弁の出口側配管
に落下させるものである。以下に、この実施の形態２に
おける冷媒回収装置を図３により説明する。この図にお
いて、２９はアキュムレータ４の下部と膨張弁出口配管
とを接続する冷媒回収配管２０に取り付けられ、アキュ
ムレータ４の下部と膨張弁の出口側配管とを連通させる
冷媒回収手段である。なお、アキュムレータ４の下部は
少なくとも、膨張弁の出口側配管より高く設置されてい
る。

【００３６】次に、この動作について説明する。まず、
電源が入れられ、圧縮機冷凍サイクルまたは自然循環冷
凍サイクルの通常の冷房運転が実施されているときは、
制御装置が冷媒回収手段２９を閉状態にし、実施の形態
１で説明した冷房動作を行う。しかし、制御装置が圧縮
機冷凍サイクルの終了信号または自然循環冷凍サイクル
の開始信号を受信すると、即ち圧縮機冷凍サイクルから
自然循環冷凍サイクルへの切換信号を受信すると、冷媒
回収手段２９を開状態にするので、アキュムレータ４の
下部と膨張弁の出口側配管とが連通するため、膨張弁７
の出口側配管より高く設置されたアキュムレータ４に比
重の大きい重い余剰液冷媒があれば、膨張弁７の出口側
配管へ自重により液冷媒は流れる。このように自然循環
冷凍サイクルに移行する前に、アキュムレータ４の下部
の余剰液冷媒を膨張弁７の出口側配管に移動させると、
自然循環冷凍サイクルに寄与する冷媒量（封入冷媒活用
量）が多くなため、安定した高冷房能力を出力する信頼
性の高い自然循環併用式空気調和機が得られる。

【００３７】実施の形態３．この実施の形態３において
は、実施の形態１または２で説明した低圧回路側または
アキュムレータ４の下部の冷媒を高圧回路側または膨張
弁７の出口側配管へ移動回収した後に自然循環冷凍サイ
クルを行うもので、回収後の自然循環冷凍サイクルに寄
与する冷媒量（封入冷媒の活用量）を維持する冷媒遮断
装置に関するものであり、この装置について図４により
説明する。この図において、２１はアキュムレータ４の
入口側配管１４に設けられ、アキュムレータ４への冷媒
の流入を防止する冷媒遮断装置である第４の冷媒流路切
換弁である。

【００３８】次に、この動作について説明する。まず、
電源が入れられ、圧縮機冷凍サイクルの冷房運転が実施
されているときは、制御装置が第４の冷媒流路切換弁２
１を閉状態にし、その他の機器の動作は実施の形態１ま
たは２で説明した冷房動作を行う。しかし、圧縮機冷凍
サイクル運転が終了し、前述したように、圧縮機冷凍サ
イクルから自然循環冷凍サイクルへの切換信号を制御装
置が受信すると、低圧回路側またはアキュムレータ４の
下部の冷媒を高圧回路側または膨張弁７の出口側配管へ
移動回収動作を開始し、タイマー等の終了信号が送信さ
れるまで所定時間回収動作を行う。次に、この回収動作
が終了すると、制御装置は第４の冷媒流路切換弁２１を
閉じるので、特に低圧回路のアキュムレータ４下部から
回収した冷媒は再びアキュムレータ４に戻ることがなく
なるため、自然循環冷凍サイクルの回路内を循環する。

【００３９】以上説明したように、制御装置がアキュム
レータ下部の冷媒回収動作終了後、第４の冷媒流路切換
弁２１を閉じて、回収冷媒が自然循環冷凍サイクル内を
循環するようにするため、安定した高冷房能力を維持す
る信頼性の高い自然循環併用式空気調和機が得られる。

【００４０】実施の形態４．以下に、この発明の実施の
形態４について説明する。図５、６は、この実施の形態
４の自然循環併用式空気調和機を利用した移動通信基地
局の構成ブロック図であり、この図において、１は凝縮
器８を内臓した室外ユニット、２は圧縮機３、電子膨張
弁等の減圧装置７、減圧装置と並列接続された第２の冷
媒流路切換弁１３を有する膨張弁バイパス管１１、及び
蒸発器５を内臓した室内ユニットであり、３１は室外ユ
ニット１及び室内ユニットが取り付けられる移動体通信
基地局、３２は通信装置、３３は室内−室外間配管、３
４は局舎の壁面等に室外ユニットを取り付ける際に室外
ユニットを固定する設置台である。

【００４１】室外ユニット１は移動体通信基地局の局舎
３１の天面等、局舎３１内に設置した室内ユニット２よ
り上方になるように設置し、室内ユニット２との間を配
管３３で接続し、局舎３１内の通信装置３２からの放熱
により高温となる室内を冷却する。一方、局舎をトラッ
ク等で運搬する際に高さ制限がある場合には、室外ユニ
ットを取り付けた状態で制限内高さとなるよう、局舎の
壁面等に室外ユニット設置台３４を組み、室外ユニット
を設置する。

【００４２】他の実施例、図７により説明する。図７
は、携帯電話等の移動体通信基地局の局舎内の冷房装置
として用いる場合の設置例を示す図である。図におい
て、３５は室外ユニットを斜めに設置する際に室外ユニ
ットを支える支柱である。図に示すように室外ユニット
１を局舎３１の天面に設置し、室外ユニットを取り付け
た状態で、トラック等で運搬する際の高さ制限内となる
よう、支柱３５により室外ユニットを支え、斜めに設置
する。この支柱３５は予め定められた角度に設定する。

【００４３】この図７に示されるように、運搬時の高さ
制約がある等、室外ユニットを設置する高さを低くした
い場合は、図に示すように、凝縮器と凝縮器用ファンで
構成され、圧縮機を搭載しない室外ユニット１を局舎３
１の天面に設置し、室外ユニットを取り付けた状態でト
ラック等で運搬する際の高さ制限内となるよう、支柱３
５により室外ユニットを支え、斜めに設置する。この支
柱３５は予め、自然循環冷凍サイクルにて冷媒液が自重
により下方に設置された室内ユニットへスムーズに流れ
る角度の範囲内になるように取り付け可能な構造とす
る。一方、室外ユニットを設置する高さを低くする必要
がない場合は、通常通り垂直方向に設置するなど、据付
場所、運搬方法等に応じて自由に据付角度を設定する。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、この自然循環併用
式空気調和機においては、自然循環併用式空気調和機の
圧縮機が、室内側熱交換器の風路内に設けられ、この風
路内の空気により当該圧縮機の自然循環冷房時における
温度がほぼ室内温度に維持されるため、圧縮機に寝込ん
だ冷媒を追い出すために取り付けられるクランクケース
ヒータ等が不要で、フォーミング現象（圧縮機３の潤滑
油に寝込んだ冷媒が圧力変化により沸騰蒸発して、油を
一緒に連れていく現象）による油圧縮によって、圧縮機
の摺動部や、弁や、軸受部等を損傷することなく冷房を
行う経済的で信頼性の高い自然循環併用式空気調和機が
得られる。

【００４５】また、アキュムレータが、圧縮機と室内側
熱交換器との間に第１の冷媒流路切換弁と並列に設けら
れ、自然循環冷房後の室内側熱交換器からの冷媒の液と
ガスと分離して圧縮機へ供給するので、特に、自然循環
冷房時の減圧されない第２の冷媒流路切換弁以降の液冷
媒を圧縮機へ供給しなくなり、液圧縮を防止するため、
圧縮機の摺動部や弁や軸受部等が破損しない信頼性の高
い自然循環併用式空気調和機が得られる。

【００４６】また、減圧装置が、室内側熱交換器の入口
側近傍に設けられたので、更に自然循環冷房時の減圧さ
れない第２の冷媒流路切換弁以降の液冷媒量が少なくな
り、液圧縮を防止するため、更に、圧縮機の摺動部や弁
や軸受部等が破損しない信頼性の高い自然循環併用式空
気調和機が得られる。

【００４７】また、減圧装置に直列に接続されると共に
第２の冷媒流路切換弁と並列に設けられ、圧縮機の運転
による強制循環冷房から圧縮機停止の自然循環冷房へ切
換える信号により所定時間閉じる冷媒回収手段を具備
し、冷媒回収手段の閉状態における圧縮機の運転によっ
て強制循環冷房の低圧側回路の冷媒を高圧側回路へ回収
してから自然循環冷房を行うので、自然循環冷凍サイク
ルにおける封入冷媒の活用量が多くなるため、安定した
高冷房能力を出力する経済的で、信頼性の高い自然循環
併用式空気調和機が得られる。

【００４８】また、前記減圧装置が電子式膨張弁からな
り、前記第２の冷媒流路切換弁を兼ねるので、少ない構
成手段で自然循環冷凍サイクルが行え、封入冷媒の活用
量が多くなるため、更に、経済的で、安定した高冷房能
力を出力する信頼性の高い自然循環併用式空気調和機が
得られる。

【００４９】また、前記減圧装置が電子式膨張弁からな
り、前記冷媒回収手段を兼ねるので、更に、経済的で、
安定した高冷房能力を出力する信頼性の高い自然循環併
用式空気調和機が得られる。

【００５０】また、冷媒回収手段が、前記アキュムレー
タの下部と前記減圧装置の出口側配管とを接続する接続
配管に設けられ、前記圧縮機の運転による強制循環冷房
から前記圧縮機の停止による自然循環冷房へ切換える信
号により所定時間開いて前記アキュムレータの下部の冷
媒を前記減圧装置の出口側配管へ流すので、圧縮機を運
転することなく、自然循環冷凍サイクルにおける封入冷
媒の活用量が多くなるため、更に経済的で、安定した高
冷房能力を出力する信頼性の高い自然循環併用式空気調
和機が得られる。

【００５１】また、前記第１の冷媒流路切換弁が逆止弁
からなり、前記室内側熱交換器出口側から前記室外側熱
交換器入口側ヘのみ冷媒を流すので、弁の開閉制御が不
要となるため、経済的で、使い勝手の良い自然循環併用
式空気調和機が得られる。

【００５２】また、冷媒遮断装置が、前記アキュムレー
タの入口側配管に設けられ、前記圧縮機の運転による強
制循環冷房から前記圧縮機の停止による自然循環冷房に
切換える信号により閉じるので、自然循環冷凍サイクル
における封入冷媒の活用量を維持するようなるため、更
に、安定した高冷房能力を維持して出力する信頼性の高
い自然循環併用式空気調和機が得られる。

【００５３】前記室外ユニット筐体に、斜め設置可能と
する支柱を備え、前記室外ユニットを斜めに設置したの
で、局舎をトラック等で運搬する際に高さ制限がある場
合でも、室内ユニットと室外ユニット間の高低差を大き
くできるため、自然循環冷凍サイクルにおける冷房能力
の大きな冷媒自然循環併用式空気調和機を得ることが可
能となる。また、局舎壁面等に室外ユニット設置用の台
を取り付ける必要がなく、施工性がよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１の自然循環併用式空
気調和機の全体構成ブロック図である。

【図２】 この発明の実施の形態１の他の自然循環併用
式空気調和機の全体構成ブロック図である。

【図３】 この発明の実施の形態２の自然循環併用式空
気調和機の全体構成ブロック図である。

【図４】 この発明の実施の形態３の自然循環併用式空
気調和機の全体構成ブロック図である。

【図５】 この発明の実施の形態４の自然循環併用式空
気調和機の第１の使用形態例を示す図である。

【図６】 この発明の実施の形態４の自然循環併用式空
気調和機の第２の使用形態例を示す図である。

【図７】 この発明の実施の形態４の冷媒自然循環併用
式空気調和機の使用形態例を示す図である。

【図８】 従来の自然循環併用式空気調和機の全体構成
ブロック図である。

【符号の説明】

１ 室外ユニット、 ２ 室内ユニット、 ３ 圧縮
機、 ４ アキュムレータ、 ５ 蒸発器、 ６ 蒸発
器用ファン、 ７ 膨張弁、 ８ 凝縮器、 ９凝縮器
用ファン、 １０ 圧縮機バイパス管、 １１ 膨張弁
バイパス管、１２ 第１の冷媒流路切換弁、 １３ 第
２の冷媒流路切換弁、 １４ 蒸発器−アキュムレータ
間配管、 １５ 逆止弁、 １６ 蒸発器−膨張弁（膨
張弁バイパス管）間配管、 １７，１８ 室内−室外間
配管、 １９，２９ 冷媒回収手段、 ２０ 冷媒回収
配管、 ２１ 冷媒遮断装置、 ３５ 室外斜め設置用
支柱。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機、室外側熱交換器、減圧装置、及び
   室内側熱交換器が順次配管で接続され、室内を冷房する
   空気調和機と、前記圧縮機と並列に配管で接続され、前
   記室内側熱交換器出口側と前記室外側熱交換器入口側と
   を連通させる第１の冷媒流路切換弁と、前記減圧装置と
   並列に配管で接続され、前記室外側熱交換器出口側と前
   記室内側熱交換器入口側とを連通させる第２の冷媒流路
   切換弁と、を備え、外気温度が前記室内設定温度以下の
   時、前記圧縮機を停止し、前記第１及び第２の冷媒流路
   切換弁を開いて自然循環冷房を行う自然循環併用式空気
   調和機において、前記圧縮機が、前記室内側熱交換器の
   風路内に設けられ、この風路の空気により当該圧縮機の
   自然循環冷房時における温度が前記室内設定温度にほぼ
   維持されることを特徴とする自然循環併用式空気調和
   機。
2. 【請求項２】 アキュムレータが、前記圧縮機と室内側
   熱交換器との間に前記第１の冷媒流路切換弁と並列に設
   けられ、前記自然循環冷房後の前記室内側熱交換器から
   の冷媒の液とガスと分離して前記圧縮機へ供給すること
   を特徴とする請求項１に記載の自然循環併用式空気調和
   機。
3. 【請求項３】 前記減圧装置が、前記室内側熱交換器の
   入口側近傍に設けられたことを特徴とする請求項１に記
   載の自然循環併用式空気調和機。
4. 【請求項４】 圧縮機、室外側熱交換器、減圧装置、室内
   側熱交換器、及びアキュムレータが順次配管で接続さ
   れ、室内を冷房する空気調和機と、前記圧縮機及びアキ
   ュムレータと並列に配管で接続され、前記室内側熱交換
   器出口側と前記室外側熱交換器入口側とを連通させる第
   １の冷媒流路切換弁と、前記減圧装置と並列に配管で接
   続され、前記室外側熱交換器出口側と前記室内側熱交換
   器入口側とを連通させる第２の冷媒流路切換弁と、を備
   え、外気温度が前記室内設定温度以下の時、前記圧縮機
   を停止し、前記第１及び第２の冷媒流路切換弁を開いて
   自然循環冷房を行う自然循環併用式空気調和機におい
   て、前記減圧装置に直列に接続されると共に前記第２の
   冷媒流路切換弁と並列に設けられ、前記圧縮機の運転に
   よる強制循環冷房から前記圧縮機停止の自然循環冷房へ
   切換える信号により所定時間閉じる冷媒回収手段を具備
   し、前記冷媒回収手段の閉状態における前記圧縮機の運
   転によって前記強制循環冷房の低圧側回路の冷媒を高圧
   側回路へ回収してから自然循環冷房を行うことを特徴と
   する自然循環併用式空気調和機。
5. 【請求項５】 前記減圧装置が電子式膨張弁からなり、
   前記第２の冷媒流路切換弁を兼ねることを特徴とする請
   求項４に記載の自然循環併用式空気調和機。
6. 【請求項６】 前記減圧装置が電子式膨張弁からなり、
   前記冷媒回収手段を兼ねることを特徴とする請求項４に
   記載の自然循環併用式空気調和機。
7. 【請求項７】 圧縮機、室外側熱交換器、減圧装置、室内
   側熱交換器、及びアキュムレータが順次配管で接続さ
   れ、室内を冷房する空気調和機と、前記圧縮機及びアキ
   ュムレータと並列に配管で接続され、前記室内側熱交換
   器出口側と前記室外側熱交換器入口側とを連通させる第
   １の冷媒流路切換弁と、前記減圧装置と並列に配管で接
   続され、前記室外側熱交換器出口側と前記室内側熱交換
   器入口側とを連通させる第２の冷媒流路切換弁と、を備
   え、外気温度が前記室内設定温度以下の時、前記圧縮機
   を停止し、前記第１及び第２の冷媒流路切換弁を開いて
   自然循環冷房を行う自然循環併用式空気調和機におい
   て、冷媒回収手段が、前記アキュムレータの下部と前記
   減圧装置の出口側配管とを接続する接続配管に設けら
   れ、前記圧縮機の運転による強制循環冷房から前記圧縮
   機の停止による自然循環冷房へ切換える信号により所定
   時間開いて前記アキュムレータの下部の冷媒を前記減圧
   装置の出口側配管へ流すことを特徴とする自然循環併用
   式空気調和機。
8. 【請求項８】 前記第１の冷媒流路切換弁が逆止弁から
   なり、前記室内側熱交換器出口側から前記室外側熱交換
   器入口側ヘのみ冷媒を流すことを特徴とする請求項４ま
   たは７までのいずれかに記載の自然循環併用式空気調和
   機。
9. 【請求項９】 冷媒遮断装置が、前記アキュムレータの
   入口側配管に設けられ、前記圧縮機の運転による強制循
   環冷房から前記圧縮機の停止による自然循環冷房へ切換
   える信号により閉じることを特徴とする請求項１に記載
   の自然循環併用式空気調和機。
10. 【請求項１０】 前記室外ユニット筐体に、斜め設置可
    能とする支柱を備え、前記室外ユニットを斜めに設置し
    たことを特徴とする自然循環併用式空気調和機。