JPH1183207A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空気調和機において、元電源が切られたシー
ズンオフ時においても圧縮機内の液面上昇を防止する。 【解決手段】 吸入した冷媒ガスを圧縮処理して室外熱
交換機１０Ａまたは室内熱交換機１０Ｂへと送る圧縮機
１１と、該圧縮機内の液冷媒を加熱するヒータ１２と、
前記圧縮機と前記ヒータとを駆動する元電源１４と、前
記圧縮機の吸入側に接続され液冷媒を貯留するアキュム
レータ１３とを備えた空気調和機であって、前記室外熱
交換機と前記室内熱交換機とを接続する液側配管１５に
は、室外熱交換機側および室内熱交換機側にそれぞれ開
閉弁３０，３１が設けられ、前記元電源がオフ状態のと
きに前記両開閉弁を閉じて前記液側配管内の冷媒を閉じ
込める開閉弁制御機構３２が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷媒を循環させて
内外気の熱交換を行う空気調和機に関し、特にシーズン
オフ時における圧縮機内の液面上昇の防止に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】近年、空気調和機において、室内または
室外熱交換機の複数化、運転能力の拡大および配管長の
増大等のため、必要とされる冷媒のチャージ量が大きく
なっているとともに、運転時の負荷に対する必要冷媒量
の変動が大きくなっている。このため、圧縮機にアキュ
ムレータを接続して、該アキュムレータで冷媒の気液分
離を行うとともに、低負荷で運転を行う場合に余剰冷媒
を貯留させる手段が採用されている。

【０００３】しかしながら、このような空気調和機にお
いて、圧縮機の停止時に室外および室内熱交換機から冷
媒がアキュムレータに戻るとともに、さらにアキュムレ
ータから圧縮機内に液冷媒が多く戻り、希釈率〔冷媒量
／（潤滑油量＋冷媒量）〕が大きくなって圧縮機内の潤
滑油（冷凍機油）が希釈されてしまう現象（いわゆる液
バック）が生じてしまっていた。このため、圧縮機が再
び起動した際に、潤滑油による効果が低下して摺動部分
にかじりや焼付けが生じるおそれがあった。また、圧縮
機内の液冷媒量が増加すると、液面が上昇して圧縮機の
起動時に液圧縮によって圧縮機が壊れるおそれもあっ
た。

【０００４】この対策として、例えば、特開平６−３０
０３７０号公報には、アキュムレータ内の液冷媒が圧縮
機に多量に戻ることを防止する技術が提案されている。

【０００５】この種の空気調和機における冷媒回路を図
２に示す。この空気調和機は、圧縮機１の吸入側にアキ
ュムレータ２を接続するとともに、該アキュムレータ２
の底部と圧縮機１とをキャピラリチューブ３ａを有する
油戻し回路３で接続し、該油戻し回路３の圧縮機１への
接続位置を圧縮機１の冷媒ガス供給管４より下方に配し
た構造とされている。

【０００６】これによって、空気調和機の運転時に室内
および室外熱交換機からの液冷媒の戻りが多く、アキュ
ムレータ２内に滞留する液冷媒と潤滑油との混合液Ｌが
増加した状態で運転を停止した場合でも、キャピラリチ
ューブ３ａを有する油戻し回路３によって混合液Ｌを流
量制御して、アキュムレータ２から圧縮機１への液冷媒
の戻りを制限し、圧縮機１内の潤滑油が液冷媒によって
希釈されてしまうことを防止しようとするものである。

【０００７】ところで、圧縮機１の圧縮部１ａが停止状
態では、ガス化した冷媒が冷やされて液化するととも
に、圧縮機１内の潤滑油と液冷媒との混合液Ｌ中に溶け
込む（いわゆる液寝込み）現象が生じ、液面が上昇して
しまう場合がある。これを防ぐために、圧縮機１のハウ
ジングの下部にヒータ５が設けられ、圧縮部１ａが停止
状態にある場合には、ヒータ５に通電して圧縮機１内を
加熱して、液寝込みを防ぐ手段が採用されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の空気調和機には、以下のような課題が残されてい
る。すなわち、圧縮部１ａが運転状態にあるとき、また
は圧縮部１ａが停止状態であってもヒータ５が通電状態
にある場合には、圧縮機１内部の温度が上昇しているの
で、液冷媒が気化されているが、シーズンオフ時におい
て、圧縮部１ａおよびヒータ５を駆動する元電源６がオ
フ状態とされている場合には、圧縮機１内部の温度が低
下し、液寝込みが生じて圧縮機１内の液面が上昇してし
まい、再び運転を開始する際に、液圧縮等によって圧縮
機１が損傷するおそれがあった。また、圧縮機１とアキ
ュムレータ２とは接続されており、冷媒が流通可能とさ
れているが、圧縮部１ａ停止時には、上述したようにア
キュムレータ２内は室外または室内熱交換機等から戻っ
た冷媒が多量に貯留されるため、圧縮機１内の増量した
液冷媒をアキュムレータ２に送ることができないという
不都合があった。

【０００９】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
ので、元電源が切られたシーズンオフ時においても圧縮
機内の液面上昇を防止する空気調和機を提供することを
目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために以下の構成を採用した。すなわち、請求項
１記載の空気調和機では、吸入した冷媒ガスを圧縮処理
して室外熱交換機または室内熱交換機へと送る圧縮機
と、該圧縮機内の液冷媒を加熱するヒータと、前記圧縮
機と前記ヒータとを駆動する元電源と、前記圧縮機の吸
入側に接続され液冷媒を貯留するアキュムレータとを備
えた空気調和機であって、前記室外熱交換機と前記室内
熱交換機との間で冷媒が液状態で流通する液側配管に
は、室外熱交換機側および室内熱交換機側にそれぞれ開
閉弁が設けられ、前記元電源がオフ状態のときに前記両
開閉弁を閉じて前記液側配管内の冷媒を閉じ込める開閉
弁制御機構が設けられている技術が採用される。

【００１１】この空気調和機では、液側配管の室外熱交
換機側および室内熱交換機側にそれぞれ開閉弁が設けら
れ、元電源がオフ状態のときに両開閉弁を閉じて液側配
管内の冷媒を閉じ込める開閉弁制御機構が設けられてい
るので、元電源がオフ状態となるシーズンオフ時におい
て、冷媒回路において特に冷媒量が多い液側配管を両開
閉弁によって遮断し、冷媒の一部を閉じこめることによ
り、圧縮機内に流入して寝込む冷媒量が減り、液面上昇
および潤滑油の希釈が抑制される。

【００１２】請求項２記載の空気調和機では、請求項１
記載の空気調和機において、前記液側配管には、その途
中に液冷媒を貯留するレシーバが接続され、前記両開閉
弁は、前記レシーバの両側にそれぞれ配されている技術
が採用される。

【００１３】この空気調和機では、液側配管の途中に液
冷媒を貯留するレシーバが接続され、両開閉弁が、レシ
ーバの両側にそれぞれ配されているので、冷媒を大量に
貯留するレシーバごと液側配管を遮断状態とすることに
より、さらに圧縮機内に流入する冷媒量が減少する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る空気調和機の
一実施形態を図１を参照しながら説明する。この図にあ
って、符号１０Ａは室外熱交換機、１０Ｂは室内熱交換
機、１１は圧縮機、１２はヒータ、１３はアキュムレー
タ、１４は元電源、１５は液側配管、１６はレシーバを
示している。

【００１５】本実施形態の空気調和機は、図１に示すよ
うに、吸入した冷媒ガスを圧縮処理して室外熱交換機１
０Ａまたは室内熱交換機１０Ｂへと送る圧縮機１１と、
該圧縮機１１内の液冷媒を加熱するヒータ１２と、圧縮
機１１とヒータ１２とを駆動する元電源１４と、圧縮機
１１の吸入側に接続され室外熱交換機１０Ａまたは室内
熱交換機１０Ｂから戻る液冷媒を貯留するアキュムレー
タ１３と、室外熱交換機１０Ａと室内熱交換機１０Ｂと
を接続しこれらの間で冷媒が液状態で流通する液側配管
１５の中間部分に接続され液冷媒を貯留するレシーバ１
６とを備えている。

【００１６】前記圧縮機１１は、ハウジング１１ａと、
該ハウジング１１ａの内部上方に設置されるとともに元
電源１４に電気的接続され冷媒ガスを圧縮する圧縮部１
１ｂとを備えている。圧縮部１１ｂの下方、すなわちハ
ウジング１１ａの内部下方には、潤滑油と液冷媒との混
合液Ｌが貯留状態とされている。

【００１７】前記ヒータ１２は、ハウジング１１ａの下
部外周に沿って環状に設置され、圧縮部ｂが停止状態に
ある場合、液寝込みを防止するため圧縮機１１内を加熱
して液冷媒を気化させ、冷媒の液化を防ぐものである。
前記アキュムレータ１３の上部には、冷媒ガス供給管２
３の一端が接続され、その他端がハウジング１１ａに接
続されており、アキュムレータ１３内で気液分離した冷
媒ガスがアキュムレータ１３から圧縮機１１へ供給され
るように配されている。さらに、アキュムレータ１３の
上部には、室外熱交換機（暖房運転時）または室内熱交
換機（冷房運転時）からの冷媒を四方弁２２を介してア
キュムレータ１３に流入させる流入管２４が接続されて
いる。

【００１８】また、アキュムレータ１３の底部には、油
戻し管２５の一端が接続され、その他端がハウジング１
１ａに接続されている。油戻し管２５は、その途中に所
定の流量抵抗を有するキャピラリチューブ２５ａを備
え、アキュムレータ１３内で分離した液冷媒（潤滑油を
含む）を流量制御しながら圧縮機１１内に戻すように配
されている。なお、油戻し管２５の他端は、冷媒ガス供
給管２３の他端位置より下方に配されている。

【００１９】前記液側配管１５は、放熱凝縮された液冷
媒を流通させるもので、メイン液ラインと呼ばれてい
る。この液側配管１５は、室外熱交換機１０Ａ側および
室内熱交換機１０Ｂ側に電磁弁（開閉弁）３０および電
子膨張弁（開閉弁）３１がそれぞれ設置されるととも
に、電磁弁３０および電子膨張弁３１は、レシーバ１６
の両側にそれぞれ配されている。前記電磁弁３０および
電子膨張弁３１は、元電源１４に電気的に接続された制
御部（開閉弁制御機構）３２と電気的に接続され、該制
御部３２によってその開閉が制御されているとともに、
制御部３２からの電力供給がカットされた場合に全閉状
態となるように設定されている。

【００２０】前記電子膨張弁３１は、内蔵したステッピ
ングモータをパルス制御して開度を調整し、冷房運転時
に流路を絞って流通する液冷媒を減圧させてミスト状に
し、室内熱交換機１０Ｂへ送る機能を有する。また、液
側配管１５の室外熱交換機１０Ａ側にも、膨張弁（図示
せず）が配置されており、暖房運転時に流通する液冷媒
を減圧させてミスト状にし、室外熱交換機１０Ａへ送る
ように設定されている。

【００２１】前記室外熱交換機１０Ａおよび室内熱交換
機１０Ｂは、室外側配管３３および室内側配管３４でそ
れぞれ四方弁２２と接続され、該四方弁２２を介してア
キュムレータ１３と接続される流入管２４または圧縮機
１１と接続される上部配管２０にそれぞれ接続される。
すなわち、圧縮部１１ｂで圧縮処理された冷媒ガスは、
上部配管２０を介して室外熱交換機１０Ａまたは室内熱
交換機１０Ｂへの室外側配管３３または室内側配管３４
に四方弁２２によって選択的に送出される。前記室外側
配管３３または室内側配管３４は、冷媒ガスを流通させ
るもので、メインガスラインと呼ばれている。

【００２２】なお、前記室外熱交換機１０Ａおよび室内
熱交換機１０Ｂは、暖房運転時にそれぞれ蒸発器および
凝縮器として機能し、冷房運転時にそれぞれ凝縮器およ
び蒸発器として機能する。前記レシーバ１６は、冷房時
と暖房時との冷媒量に差があるため、余分な冷媒を貯留
する機能を有したものである。

【００２３】この空気調和機では、元電源１４をオフ状
態にする場合、次のように圧縮機１１内の液面上昇防止
処理が行われる。すなわち、シーズンオフ時に元電源１
４をオフ状態にすると、制御部３２への通電が無くなる
とともに、制御部３２と電気的に接続されていた電磁弁
３０が自動的に閉じる（電子膨張弁３１は、圧縮機１１
が停止した時に既に全閉状態となっている。）。このと
き、液側配管１５が、室外熱交換機１０Ａ側と室内熱交
換機１０Ｂ側とで遮断され、レシーバ１６とともに他の
冷媒回路との接続が絶たれた状態となる。

【００２４】したがって、冷媒回路において特に冷媒量
が多い液側配管１５を電磁弁３０および電子膨張弁３１
によって遮断し、冷媒の一部を閉じこめることにより、
圧縮機１１内に流入して寝込む冷媒量が減り、液面上昇
および潤滑油の希釈が抑制される。特に、冷媒を大量に
貯留するレシーバ１６ごと液側配管１５を遮断状態とす
ることにより、圧縮機１１内に流入する冷媒量が大幅に
減少する。

【００２５】なお、本発明は、次のような実施形態をも
含むものである。 （１）上記実施形態では、レシーバ１６を有する空気調
和機に適用したが、レシーバの無いものに採用しても構
わない。 （２）液側配管１５を遮断する開閉弁として電磁弁３０
および電子膨張弁３１を用いたが、他の開閉弁を採用し
ても構わない。例えば、本実施形態では、電子膨張弁３
１を室内熱交換機１０Ｂ側の開閉弁としても利用した
が、電子膨張弁３１とは別個に電磁弁を室内熱交換機側
に設置して開閉弁として採用してもよい。

【００２６】（３）上記実施形態では、圧縮機１１、室
外熱交換機１０Ａおよび室内熱交換機１０Ｂをそれぞれ
一つ設置したが、それぞれ複数設けたものに適用しても
構わない。 （４）上記実施形態では、制御部３２からの電力供給が
カットされた場合に流路を閉じる電磁弁３０および電子
膨張弁３１を採用したが、制御部によって電磁弁および
電子膨張弁を操作して同時に全閉状態にし、そして制御
部等によって元電源をオフ状態とするように設定しても
構わない。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、以下の効果を奏する。 （１）請求項１記載の空気調和機によれば、液側配管の
室外熱交換機側および室内熱交換機側にそれぞれ開閉弁
が設けられ、元電源がオフ状態のときに両開閉弁を閉じ
て液側配管内の冷媒を閉じ込める開閉弁制御機構が設け
られているので、元電源がオフ状態となるシーズンオフ
時において、液側配管内の冷媒を閉じこめることによ
り、圧縮機内に流入して寝込む冷媒量を減らし、液面上
昇および潤滑油の希釈を抑制することができる。したが
って、元電源オフ後の再起動時に、圧縮機内の液面が上
昇して生じる液圧縮等による損傷を防止することができ
る。

【００２８】（２）請求項２記載の空気調和機によれ
ば、液側配管の途中に液冷媒を貯留するレシーバが接続
され、両開閉弁が、レシーバの両側にそれぞれ配されて
いるので、冷媒を大量に貯留するレシーバごと液側配管
を遮断状態とすることにより、圧縮機内に流入する冷媒
量をより減少させることができ、さらに液面上昇を抑制
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る空気調和機の一実施形態を示す
冷媒回路図である。

【図２】 本発明に係る空気調和機の従来例を示す要部
の冷媒回路図である。

【符号の説明】

１０Ａ 室外熱交換機 １０Ｂ 室内熱交換機 １１ 圧縮機 １２ ヒータ １３ アキュムレータ １４ 元電源 １５ 液側配管 １６ レシーバ ３０ 電磁弁（開閉弁） ３１ 電子膨張弁（開閉弁） ３２ 制御部（開閉弁制御機構） Ｌ 混合液

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸入した冷媒ガスを圧縮処理して室外熱
   交換機または室内熱交換機へと送る圧縮機と、 該圧縮機内の液冷媒を加熱するヒータと、 前記圧縮機と前記ヒータとを駆動する元電源と、 前記圧縮機の吸入側に接続され液冷媒を貯留するアキュ
   ムレータとを備えた空気調和機であって、 前記室外熱交換機と前記室内熱交換機との間で冷媒が液
   状態で流通する液側配管には、室外熱交換機側および室
   内熱交換機側にそれぞれ開閉弁が設けられ、 前記元電源がオフ状態のときに前記両開閉弁を閉じて前
   記液側配管内の冷媒を閉じ込める開閉弁制御機構が設け
   られていることを特徴とする空気調和機。
2. 【請求項２】 請求項１記載の空気調和機において、 前記液側配管には、その途中に液冷媒を貯留するレシー
   バが接続され、 前記両開閉弁は、前記レシーバの両側にそれぞれ配され
   ていることを特徴とする空気調和機。