JPS5815777A - 往復動式圧縮機のインジエクシヨン装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、空気調和機など（＝用いられる往復動式圧
縮機のインジェクション装置の改良に関する。

この種の往復動式、いわゆるレシプロ式の圧縮機（＝あ
っては、シリンダ内の冷却や能力の向上を目的として、
冷媒の圧縮行程中、インジェクション冷媒をインジェク
ションするインジェクション装置を採用したものが知ら
れて（する。

このインジェクション装置（：は、種々の構造のものが
あり、このうち多く使用されているもの１＝、シリンダ
のｌＩ壁（＝ボートを設け、このボートに制御弁を介し
てインジェクション管を接続したものがある・そして、
そのほとんどは、制御弁纏ニスプリング部材を採用した
弁体が用いられ、スプリング部材の弾性力とシリンダの
内圧とＣ：よつ℃開閉時期を設定している。代表的なも
のとしては、従来から第１図（＝示すインジェクション
装置が用いられている。

すなわち、これはシリンダｂの１ｉＩＩｉにボートＣを
設け、このボー）ｄ（＝スプリング部材ｅ１弁座ｆ、弁
体ｇ、９ｆ座りを構成要件とした制御９ｆｔを設け、こ
の制御ｇｔにインジェクション管ｊを接続して構成され
ている。

そして、インジェクションするときには、９ｆ体ｇの連
通ボート部分にの断面積な１、スプリング部材・の反力
をＦとすること（＝より、ピストンｌが下降して冷媒を
吸込み、圧縮行程を始める時点では「ｐｅａ十Ｆ（ｐｉ
　＠ａＪの関係から弁体ｇが弁座ｆと接触して閉塞が行
なわれ、さらに圧縮行程中の所定の時期では［ｐφａ−
）−Ｆ）ｐｉ・町のｌｌｌ俤により、弁体ｇが開放動作
（弁体ｇが弁座ｆ、ｈ間に位置）してインジェクション
管ｊを通してインジェクション供給側からシリンダｂ内
（ニインジエクｖ−ｉン冷媒がインジエクシ１１ｖされ
る・そして、圧縮行程がさらに進むと、１’−ｐ　＠　
ａ＋Ｆ、＞ｐｉ　＊　ａ」の関係から弁体ｇが弁座ｈＣ
二接触して再び閉塞され、インジェクションを終えるよ
うＣ：なっている０なお％吸込行程（二おいては、ｒｐ
　ａ　ａ−）Ｆ（ｐｉ　６　Ｊの関係によってインジェ
クションは行なわれない０ 但し、ｐはシリンダｂの内圧、ｐｉ　　はインジェクシ
ョン冷媒供給圧である。

そし父、このインジェクションの動作のタイミングを１
図で表わせば、第２図で示すインジェクションタイミン
グ図で表わされ、弁体ｇによる開閉動作によってインジ
ェクション期間Ｄ１設定されるよう（：なっている― ところで、このようなインジェクションは、毎秒５０〜
６０と早い動作で行なわれ、応答性（時間遅れ）が良好
でなけれは、正しくインジェクションすることはできな
いものである。

ところが、上述したスプリング部材Ｃを用いてインジェ
クションするものであっては１弾性力を利用し１弁ｇの
開閉動作を行なわせるっで、そのインジェクションにか
かる応答性は極めて愚＜、シかも弁体ｇを動作させる（
＝あたっ℃極小の、弁すき間δ（一般Ｃ：大きく工も１
關程度）内°に弁体ｇを位置させ１インジエクＶヨン制
御を行なわすので、スフ“リング部材Ｃの寸法、はね定
数などといった公差の点は非常に厳しく量産には向かな
いといった間賄があり、このような点がインジェクショ
ン装置ｒｉ二おいて従来からＲ題とされている。

この発明は上紀争ｔｐＩｌ二着目してなされたもので、
七の目的とするところは、制御弁をインジェクション冷
媒供給圧、冷ｉ吸込圧、シリンダ内の内圧の３者の差圧
Ｃ二よっ又動作させる構造（＝し１、応答性（二優れた
インジェクションを行なうことができるようにした量産
性の良い往復動式圧縮機のインジェクション装置を提供
しようとするものである。

以下、この発明を１面に示す一実施例にもとづいて説明
する。ｊｉ３図中１は、密閉形圧縮機の密閉ケースＪｂ
内域＝設けたりリングで、このシリンダ１内には駆動部
（図示しない）でクランク軸を介して往復駆動されるピ
ストン２が摺動自在に設けられている・また、シリンダ
１０頭部貴には、吸込ｆｆ３および吐出弁４を備えたシ
リンダヘッド５が設けられている。したがって・ピスト
ン２の往復動（二より、密閉ケースｂ内を吸込−として
、冷媒を吸込弁Ｊを介し吸込イクル這転を行なうことが
できるようＣ：なっている。

また、シリンダ１の＊＊には、インジェクション装置６
が設けられている。このインジェクション装置６は、シ
リンダ１の行株範囲の途上にボート１を設け、このボー
ト７にシリンダ連絡管８を介し制御弁９を接続して構成
されている。また、制御ｉ４ｉ弁９の構造としては、次
のよう（ニなっている。

すなわち、図中９ｍは升ケースで、この升ケース９ａ内
（二は、たとえば円形筒状の第１の升動作電１０（以下
、動作電１ｏと祢す）および＠２１）弁動作室１１Ｃ以
下、動作’１ｉＬ１１と称す）がたとえば上下方向≦二
並んで設けられ℃いる。

そし℃、このうちの動作ｍＸＯ内≦二、第６図（ａ）。

（ｂ）で示すような円板状の第１の弁体１２（以下、弁
体１２と称す）が上・下動自在（＝設けられる。

また動作′７ｉ７１１０の底部壁（＝は、動作＠１ｍの
中央を中心として環状のリング＃１２ｍが設けられてい
る０そしＣ１このリング＠１２８の貴部醒二は、上記Ｖ
９ンダ遵絡管８のＩ１１！部が＃！４図でも示すように
連絡路ＩＳを介し連結されている。

また動作１１１０の上部１！（＝は、基部側が、たとえ
ば密閉ケース内圧管に開口するケース内圧管１４が連結
されており、シリンダ１の内圧な冷媒の吸込圧との差圧
１：より弁体１２でボート１儒と冷媒吸込側とを相対的
に開閉する第１の制御部１４麿を構成している。

一方、動作＊１ｚ内Ｃ二は、第７図（ａ）　、　（ｂ）
で示すような周貴面（＝たとえば一対め透孔１５ａ。

１６１を備えた円板状のｔｓ２の弁体１５（以下、弁体
１５と称す）が上・下動自在（二設けられる。

そして、動作室１１の上部側は、隔壁部の中心Ｅ設けた
連通路である連通孔１ｒで上記動作室１０のボート１の
開閉側と連通している。また同じく動作１１１１の下部
ｌ１１ｍは、インジェクション管１＃が連結される。そ
して、このインジェクション管１ａの図示しない基部側
は、インジェクションナイクル（図示しない）のインジ
ェクション冷媒供給部と連絡していて、インジェクショ
ン冷媒供給偶のインジェクション冷媒供給圧と作動＠１
０を通じたシリンダーの内圧との差圧によって弁体１ｊ
で、インジェクション管１１と動作ｉ！１０との両者間
を連通あるいは遮断することができる第２の制御部１９
を構＼ 成している。なお、２０は第５図でも示すよう（：動作
室１１の上部−外周部に設けた、上方に移行する弁体１
５をストッパーして透孔１５ａ。

１５ｍを介しインジェクション管１８と動作室１０とを
連通させるための段部である。

次（＝、この＃！１および第２の制御部１４０゜１９で
構成される制御９ｆ９を用いたインジェクション管ａ１
６の作用Ｃ二ついて説明する。但し、下記で表わされる
附号で、人は弁体１２の断面積％Ｗムは弁体１２の重さ
、Ｂは弁体１５の断面積、Ｗｌ　は弁体１５の重さ、「
は連通孔１７の断面積、ｒ′はリング＃ｌ１１２ｍの断
面積、Ｃはケース内圧管１４の吐出部分１４ｂｉ”−お
けるポート断面積、Ｄはインジェクション管１８の吐出
部分Ｊ　＃　ａ−二おけるポート断面積を示す・また、
各断面積の関係は、ム／ｒ’＞１　、　ｒ／ｒ’（１。

Ｃ／ム〈１になっているものである。

まず、圧縮行程について説明すれば、ピストン２が下死
点から上昇すること（＝より、シリンダ１内１：吸込ま
れた冷媒は徐々Ｃ＝圧縮され、シリンダ１の内圧は高ま
る。そして、制御９ｆ９内では、シリンダ連絡管８を通
じたシリンダ１の内圧を差圧媒体としてインジェクショ
ン冷媒供給圧がシリンダ１の内圧より高いＵＰ＜Ｐｉ　
−ＷＢ／１」の関係のときＣ：は、インジェクション冷
媒供給圧が冷媒の吸込圧より＾い「Ｐｉ）Ｐｓ−ｃ／ム
十ＷＡ／ＡＪの関係七併わせて、インジェクション冷媒
の圧力（二よつ℃弁体１２は上方に移行してケース内圧
管１４の吐出部分１４ｂを閉塞、弁体１５も同様１：上
方Ｃ：移行し℃、透孔１５ａ。

１５畠を介し動作室１０とインジェクション管１８とを
連通動作させること（−なる、かくして、第８図（ａ）
で示すよう（＝、インジェクション管１８、動作室１１
、連通孔１１、動作室１０゜リング溝ＸＸａおよびシリ
ンダ連絡管８を通じ王インジエクレヨン冷媒供給側から
圧縮行程中のシリンダ１内にインジェクション冷媒がイ
ンジエクシ目ンされる・なお、Ｐはシリンダ１の内圧、
Ｐｌはインジェクション冷媒供給圧、　Ｐａは冷媒の吸
込圧を示す。

ついで、この状態からさらに圧縮が進み、制御弁９にお
いて、シリンダ１の内圧Ｐが、インジェクション冷媒供
絶圧Ｐｉより高いｌ’−Ｐ）Ｐｉ　−Ｗｌ／ＢＪ　　の
関係、さらには冷媒の吸込圧Ｐｓ　　より高い「Ｐ）Ｐ
ｓ−ｃ／ム＋Ｗム／ム」の差圧関係に違すると、今度は
圧縮・冷媒の圧力によって弁体１２は閉１動作が継続さ
れる。また弁体１５は、下方へ移行してインジェクショ
ン管１８の吐出部分１８ａを閉塞すること１：なり、第
８図（ｂ）で示すようにインジェクション冷媒の停止制
御が行なわれる。

そして、この停止制御は、ピストン２が上死点（二至る
圧縮行程の終了時点まで継続されることＣ二なる。この
のち、圧縮した耐媒を吐出したのち、吸込行程にはいる
。この吸込行程では、制御弁９に負の差圧がシリンダ連
絡管８を通しら、弁体ＩＳは下方へ移行し℃連通孔１７
、リング溝１７Ｍを閉塞し、＃！８図（Ｃ）で示すよう
（＝動作’１ｉｌｚｏとインジェクション冷媒供給側と
を遮ｋｉすること１：なり、吸込行程（＝おいてはイン
ジェクションされない。

しかして、インジェクション冷媒供給圧Ｐｉ１冷媒Ｑ甑
込圧力Ｐｓ−、シリンダ１０内圧Ｐの３者の差圧１：よ
るｗ、１および累２の制御部１４９゜１９の動作（＝よ
ってインジェクションは達成されるごと１＝なる・また
、このインジェクションのインジェクションタイミング
を１ｆイクル的ζ二線図化すれば、＃！９図（＝示すよ
うＣ二表わされ、−差圧によってインジェクション期間
が決まることが明らかである。

したがって、厳しい公差が必要とされるスプリング部材
を観することなくインジェクション（＝かかる制御を達
成することができるものである。よって、制御弁９は量
産性Ｃ；優れ、また差圧（＝よって動作するので、応答
性（時間遅れ）が極めて良く、正しいインジェクション
を行なうことができる。

また、この発明は上述した実施例（二限定されるもので
はなく、たとえば８１０図および第１１図（暑）　、　
（ｂ）で示すよう（ニジてもよい。

すなわち、３４１０図に示すものは、弁ケース９？のケ
ース内圧管１４の吐出部分１４ｂと弁体１２との間に、
弁体１Ｆ組＝ごくわずかな反力を加えるスプリングｊＯ
を介在したものである・このように、スプリング３０を
介在すれば、吸込行程時におけるインジェクション冷媒
流の阻止を一層確爽に実現することができるといった効
果を奏する。また、スプリング３０で、弁体１２の上部
側面を吐出部分７４　ａ　ｔ＝押し付けるよう６二して
も同様な効果を奏する。なお、第１０図において上述し
た実施例と同一構成部品は同一番号を附してその説明を
省略した。

また第１１図（ｉ）ｅ　（ｂｚで示すものは、弁体１２
の下面の連通孔１１およびリング＠ＺＸａに接する部分
（二たとえば断面半球状を呈した突起部３１．３１を設
けたものである。このよう（二弁体１２を構成すれば、
連通孔１７、リング溝１２麿と各突起部３１．３１との
凸凹嵌合によって冷媒流の遮断鴫＝かかるシール性を一
層向上させることができる。

以上説明したようにこの発明によれば、慕ｌの弁動作富
、冷媒の吸込圧とシリンダの内圧との差圧によって相対
開閉動作される第１の弁体からなる＠１の制御部、およ
び第２の弁動作ｉｉ。

上紀凧１の弁動作室を通じたＶ９ンダの内圧とインジェ
クション冷媒供給圧との差圧によって第１の弁動作ｉｉ
＊とインジェクション冷媒供給側との両者間を連通およ
び遮断する第２の弁体な備えてなる第２の制御部から制
御弁を構成したから、厳しい公差などの東件が課せられ
、かつ応答性が劣る要因となるスプリング部材を要する
ことなく、インジェクション冷媒供給圧。

冷媒吸込圧、シリンダの内圧の３者の差圧１：よってイ
ンジェクションを制御することができる。

シタカッて、インジェクションの応答性を極めて良くす
ることができ、正しいインジェクションを達成すること
ができる。しかも、樵々厳しい粂件が課せられるスプリ
ング部材を要しないので、量産性に優れるといった効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のインジェクション装置を示す貴所面図、
第２図はその装置のインジェクションタイミングを示す
タイミング線図、第３図はこの発明の一実施例のインジ
ェクション装置を示す貴所面図、第４図は同じく第３図
ＩＶ−ＥＶ層に渋う乎Ｖ＃面図、第５図は同じく第３図
■−■線に４う平断面図、謔６図（ａ）　、　（ｂ）は
同じく第１の弁体な示す平面図および側面図、第７図（
ａ）。 （ｂ）は同じ＜＠２の弁体を示す平面図および側断面図
、第８図（ａ）　、　（ｂ）　、　（Ｃ）は同じく圧縮
付根、吸込行程における制御弁の動作状況をそれぞれ示
した状態図、第９図は同じくそれら動作（二よって構成
されたインジェクションタイミングを示すタイミング線
図、ｗ、１０図はこの発明の他の実施例を示す側断面図
、第１１図（ａ）　、　（ｂｌはその異なる他の実施例
を示す平面図および半断面図である。 １・・・シリンダ、２・・・ピストン、７・・・ボート
、９・・・制御弁、１０・・・第１０弁動作室、１１・
・・第２の弁動作室、１２・・・諏１の弁体、１４・・
・ケース内圧管、１４ａ・・・第１の制御部、１５・・
・第２の弁体、１７・・・連通孔（連通路）、１８・・
・インジェクション管、１９・・・第２の制御部。 出願人代理人　弁理士　　鈴　江　武　彦３１Ｆｌ　　
図　　　　　　　　特開昭５８−　１５７７７（５）矛
２図 クラジグ回。転削ｅ）−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ピストンの往復動によってシリンダ内で冷媒を吸込み圧
   縮するとともＣ二、この圧縮行程時、シリンダａｍに設
   けたボートを通じインジェクション冷媒を制御弁で制御
   し℃シリンダ内１：インジエクレヨンするよう（＝した
   もの（＝おいて。 上記制御弁を、上記ボート饋と冷媒吸込間とを連絡する
   第１の井動作室およびこの第１の弁動作ＩＣＣ膜設られ
   冷媒の吸込圧とボートを通じてのシリンダ内圧との差圧
   （二より上記ボート側と冷媒吸込側とを相対的（二開閉
   する第１の弁体からなる第１の制御部と、上記第１０弁
   動作室のボート開閉貴と連通路を介して連絡するととも
   に、インジェクション冷媒供給−と連絡する菖２の弁動
   作室およびこの第２のｆｆ１Ｅｌ＋作室（＝設けられイ
   ンジェクション冷媒供給圧と第１の作動車を通じたシリ
   ンダ内圧との差圧（二より上記第１の弁動作室側とイン
   ジエクシ冒ン冷媒供給貴との両者間を連通および遮断す
   る第２の弁体からなるＷＪ２０制御部とから構成したこ
   とを％徴とする往復動式圧縮機のインジェクション装置
   。