JPS60261721A - 冷房装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は冷凍装置に関し、例えば自動車の車室内の空調
用に用いて有効である。

〔従来技術の説明〕

従来、冷凍装置としてコンデンサの下流に第１減圧弁お
よび気液分離器を用い、この気液分離器内の高圧気冷媒
をコンプレッサの圧縮室内−・導くものが、いわゆるガ
スインジェクションとして知られていた。

また、圧縮室と吸入室とを結ぶバイパス孔をコンプレッ
サに用い、このバイパス孔を開閉することによりコンプ
レッサの吐出容量を可変制御する冷凍装置も知られてい
た。

（本発明の目的〕 本発明はこの従来より知られていたガスインジェクショ
ンシステムとコンプレッサの可変容量とを有機的に結合
し、冷凍装置全体としての効率を多段階に良好に切り換
えることができるようにすることを目的とする。

〔実施例の説明〕

第２図は本発明装置を自動車用空調装置に用いた例を示
す構成図で、図中１は冷媒の圧縮吐出を行なうコンプレ
ッサである。このコンプレッサ１は電磁クラッチ２を介
し、図示しない自動車走行用エンジンからの駆動力を受
け作動する。このコンプレッサ１より吐出された高温高
圧の気冷媒は、自動車エンジンルーム内の前方部に配設
されたコンデンサ３′へ供給される。そして、コンデン
サ３内にて車速風およびファン４より供給される冷却風
にて冷却され、高温高圧のまま液化する。

コンデンサ３で液化した冷媒は次いで第１減圧弁５にて
所定量（２〜１０に＋ｒ／ｃＪ）　’１１５．圧される
。この第１減圧弁５は本例ではキャピラリーチューブ等
の固定絞りを用いている。

６は第１減圧弁５の下流に配設された気液分離機能を有
するレシーバ−で、内部に受液室７を有している。この
レシーバ−６に導入される冷媒は第１減圧弁５にて所定
量減圧されたものであるため、一定の乾き度を有してい
る。そのため、レンーハー６内で気冷媒と液冷媒に分離
し、液冷媒が受液室７下方部に溜められる。８は受液室
７の液冷媒を導出する出口バイブで、その先端８ａは受
液室７底部に開口する。また、９は受液室７上部の気冷
媒を導出する導出口で、受液室７の上方部に開口する。

１０は出口バイブ８より供給される液冷媒を減圧膨張す
る第２減圧弁で、エバポレータ１１出口側に配設された
感温筒１２からの信号により開口面積が制御される可変
絞り弁である。この第２減圧弁１０にて減圧され、低温
低圧の霧状となった液冷媒は、次いでエバポレーク１１
に供給される。

エバポレータ１１は車室内に配設され、冷媒と車室内に
供給される空気との間で熱交換を行なうものである。す
なわち、冷媒は上記空気より気化　１熱を奪って蒸発し
、一方、空気は気化熱を奪われた分冷却される。そして
、冷却された空気が車室内に供給されることにより冷房
が行なわれる。エバポレータ１１を通過した冷媒は再び
コンプレッサ１に供給され、冷凍サイクルを閉じる。

第１図は上記コンプレッサを示す断面図である。

図中１３はアルミニウム合金製のハウジングで、内部に
略円筒形のシリンダ室】４を有する。シリンダ室１４内
にはロータ１５が回転自在に配設され、このロータ１５
は電磁クラッチ２を介して受けるエンジンの駆動力によ
りシリンダ室１４内で回転する。１６はロータ１５に摺
動自在に配設されたベーンでその両端はシリンダ室１４
の内周面に摺接する。

隣合うベーン１６、シリンダ室１４内面およびロータ１
５外面にて圧縮室Ｒが形成される。この圧縮室Ｒはロー
タ１５の回転に伴い、容量変動を行なう。圧縮室Ｒの容
積増加位置には吸入口１７が開口し、吸入室Ｉ８中の冷
媒を圧縮室Ｒ内へ供給する。圧縮室Ｒが容積減少を介し
するとき開口する位置にインジェクション孔１０１ａが
、また圧縮室Ｒが容積減少途中にある部位にバイパス孔
１００ａが２個直列に開口している。そして、このイン
ジェクション孔１０１ａ、バイパス孔１００ａはプラン
ジャ室２１にも開口しており、圧縮室Ｒとプランジャ室
２１とを連通させている。また、圧縮室Ｒ容積が最も減
少した位置には吐出口２２が開口し、この吐出口２２よ
り高圧冷媒は吐出弁２３を介して吐出室２４へ導出され
る。

前記プランジャ室２１内には、前記バイパス孔１００ａ
に対向する位置に前記プランジャ室２１と吸入室１８と
を連通させるバイパス連通孔１０Ｑｂが開口しており、
前記圧縮室Ｒは前記バイパス孔１００ａ、プランジャ室
２１、バイパス連通孔１００ｂを介して吸入室１８に連
通している。

また、前記プランジャ室２１内には、前記インジェクシ
ョン孔１０１ａを９０°回転させた位置にインジェクシ
ョン連通孔１０１ｂが開口している。

このインジェクション連通孔１０１ｂにはインジェクシ
ョンパーツ１０５が連結されており、このインジェクシ
ョンバーツ１０５の前記インジェクション孔１０１　ａ
　１１＋１端部は第４図に示す様に絞られ、いわゆるノ
ズル形状に形成されている。このインジェクションパー
ツ１０５は前記レシーバ−６の気冷媒部に連通しており
、前記レシーバ−６内の気冷媒を前記インジェクション
連通孔１０１ｂ側に導く。

前記プランジャ室２１内には前記バイパス孔１００ａ及
びインジェクション孔ｔｏｔａの開閉を行なうプランジ
ャ１０２が摺動自在に配されている。このプランジャ１
０２は前記バイパス孔１ＯＯａおよびバイパス連通孔１
００ｂの開閉を行なう第１部’ｔＪＩ’　１０２　ａと
、前記インジェクション孔１０１ａ及びインジェクショ
ン連通孔１０１ｂの開閉を行なう第２部材１０２ｂと、
この第１部材１０２ａと第２部材１０２ｂとを連通ずる
連結棒１０２Ｃとからなる。

前記プランジャ室２１は、前記プランジャ１０１１　２
によって、第１部材１０２ａ側に第１プランジヤ室２１
ａが、第２部材１０２ｂ側に、第２プランジヤ室２１ｂ
が各々区画形成される。この第１プランジ−ｒ室２１ａ
は通路１０３を介して前記吐出室２４と連通しており、
吐出室２４内の高圧が第１プランジヤ室２１ａ内に導入
される。前記第２プランジヤ室２１ｂ内には、プランジ
ャ１０２を第１プランジヤ室２１ａ側に付勢するスプリ
ング１０４が配されており、またこの第２プランジヤ室
２１ｂには、第２プランジヤ室２１ｂと前記吸入室１８
とを連通ずる逃し孔１０９か穿設されでいて吸入室１８
内の低圧が導入される。

前記プランジャ１０２は、第１プランジヤ室２１ａ内の
高圧と、第２プランジヤ室２１ｂ内の低圧及びスプリン
グ１０４の付勢力との釣合いにより位置が決定される。

次に本実施例の作動について説明する。

圧縮機の低負荷時あるいは起動時など、第１プランジヤ
室２１ａ内の高圧と第２プランンヤ室２１ｂ内の低圧と
の圧力差が小さい時、プランジャ１０２は第３図の（ａ
ｌで示す如くスプリング１０４によって第１プランジヤ
室２１ａ側に押しやられ　また状態で静止する。つまり
第１部材１０２ａはバイパス孔１００ａ及びバイパス連
通孔１００ｂを開放し、前記第２部材１０２ｂはインジ
ェクション孔１０１ａ及びインジェクション連通孔１０
１ｂを閉しる。このような状態は、そり工線図では第５
図に示す通常のサイクルであるが、圧縮室Ｒ内で圧縮を
開始した冷媒はこのバイパス孔１００ａ、連通孔１００
ｂより吸入室１８へ戻される。

換言すれば、圧縮室Ｒがバイパス孔１００ａの開口位置
を通過しなければ、圧縮を開始せず、そのためコンプレ
ッサ１の吐出容量は減少する。そのため、大容量で使用
するよりも、サイクル効率が向上し、さらに起動時には
シ７ンクがやわらく。

次に圧縮機の負荷が上昇し、第１プランジヤ室２１ａ内
に導入される圧力が高まると、プランジャ１０２はスプ
リング１０４の付勢力に抗して第２プランジヤ室２１ｂ
側に移行する。この状態を第３図のｆｂ）に示す。つま
り、バイパス孔ｔｏｏａ及びバイパス連通孔１ｏｏｂは
プランジャ１０２の第１部材１０２ａにより閉じられ、
インジェクション孔１０１ａ及びインジェクション連通
孔１０１ｂは第２部材１０２ｂによって閉じられる。

よって、圧縮機は通常の１００％容量運転を行なう。

次に、外気温が上昇したり自動車が渋滞などしたりして
冷房能力が不足してくると、圧縮機の回転も上昇し第１
プランジヤ室２１ａ内に導入ささる吐出圧力も上昇する
。すると、プランジャ１０２は第３図（ｂｌの状態から
さらに移行し、第３図ｔｃ＋に示す状態になる。つまり
、バイパス孔１００ａ及びバイパス連通孔１００ｂはプ
ランジャ１０２の第１部材１０２ａによって閉じられる
が、インジェクション孔１０１ａ及びインジェクション
連通孔１０１ｂは前記連結棒１０２Ｃに対向する位置に
あるので、両者はプランジャ室２１を介して連通ずる。

そのため、レシーバ−６内の高圧気冷媒がインジェクシ
ョンノズルパーツ１０５内を通ってインジェクション連
通孔１０１ｂよりプランジャ室２１内に至り、そこから
インジェクション孔１０１ａより圧縮室Ｒ内に供給され
る。この状態では圧縮室Ｒは吸入口１７とは隔離された
直後の圧縮工程初期である。そのため、圧縮室Ｒ内の冷
媒圧力はさほど昇圧しておらず、レシーバ−６からの気
冷媒の方が高圧となっている。従って、レシーバ−より
導入された気冷媒はインジェクション孔１０１ａより更
に圧縮室Ｒ内に流入しはしめるが圧縮が進み、圧縮室Ｒ
内の冷媒圧力がレシーバ６の気冷媒より圧力が高くなる
と圧縮室Ｒからレシーバ６へ冷媒が流出をはじめる。し
かし、インジェクションノズルパーツ１０５の先端１０
５ａがノズル形状になっているので、流出しにくく、流
出量を最小におさえている。つまり、圧縮室Ｒ内での冷
媒量を増加させることになる。このとは、コンプレッサ
１のサクション側吸入量の向上を招き、引いてはコンプ
レッサｌの効率を向上させる。

このインジェクション孔１０１ａとインジェクション達
通孔１０１ｂとが連通した状態での冷凍サイクルの状態
を第６図モリエル線図に示す。図”　＄　Ａ　−Ｈ（７
１オ午号番ま第１図中、２示した。〜□。７１号の位置
における冷媒の状態を示すものである。この図より明ら
かなようにレシーバ−６内の高圧冷媒の圧縮室Ｒ内への
供給（ガスインジェクション）ニヨリエバボレータ１１
内でのエンタルピのｉ位置が増し、冷房能力が向上する
・。

故に、高負荷時のように能力を必要とするときには、自
動的に冷房能力が向上し、快適性が増す。

上述の例ではコンプレッサ１としてベーンタイプのもの
を用いたが、本発明装置では他の形式のコンプレッサを
使用することも可能である。また、本発明装置は自動車
用空調装置以外にも例えば家庭用空調装置等に使用する
ことも可能である。また、第２減圧弁として、キャピラ
リ等の固定絞りを用いて、さらにエバポレータ〜コンプ
レンサ間にコンプレッサへの液戻りを防くアキュムレー
タタンクを用いたサイクルにも使用可能である。

さらに、第１．第２減圧弁は例えば第１減圧弁にコンデ
ンザ出口の過冷却度を一定に保つ過冷却制御弁を使用し
・第２減圧弁に定差圧弁を用いる　（等、その組み合わ
せば特に規定しないものである。

〔発明の効果〕

以上説明した様に本発明の冷房装置を用いれば、ガスイ
ンジェクシジンシステムと可変容量システムとを有機的
に結合させているので、圧縮機の負荷に応して多段階に
且つ自動的に切り替えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す横断面図、第２図は実施
例を示す構成図、第３図は第１図のｌｌｌ−■断面図で
、実施例の作動を示すに供する図、第４図は第１図のＴ
Ｖ−ｒＶ断面拡大図、第５図及び第６図は実施例の作動
を示すモリエ線図である。 １・・・コンプレッサ、３・・・コンデンサ、５・・・
第１減圧弁、６・・・レシーバ−１１０・・・第２減圧
弁、１１・・・エバポレータ、１８・・・吸入室、２４
・・・吐出室、１００ａ・・・バイパス孔、１００ｂ・
・・バイパス連通孔、１０１ａ・・・インジェクション
孔、１０１ｂ・・・インジェクション連通孔、１０２・
・・プランジャ、Ｒ・・・圧縮室。 代理人弁理士　岡　部　隆 第１図 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１コンプレツサより吐出された冷媒を凝縮するコン
   デンサと、このコンデンサの下流側に配設され、冷媒を
   所定量減圧する第１減圧弁と、この第１減圧弁下流側に
   配設され気液混合冷媒の気液を分離する気液分離器と、
   この気液分離器内の液冷媒を流入し、液冷媒を減圧膨張
   させる第２減圧弁と、この第２減圧弁下流側に配設され
   、冷媒の蒸発を行なうエバポレータとを備える冷房装置
   において、前記コンプレッサは圧縮室と、この圧縮室に
   冷媒を導く吸入室と、前記圧縮室から吐出される冷媒を
   導く吐出室と、前記圧縮室のうち圧縮工程途中の部位に
   一端が開口し、前記圧縮室と前記気液分離器内の気冷媒
   とを結ぶインジェクション孔と、前記圧縮室のうち圧縮
   工程途中の部位に一端が開口し、圧縮室と前記吸入室と
   を結ぶバイパス孔と、前記インジェクション孔及び前記
   バイパス孔を吐出圧力に応して開閉するプランジャを備
   える冷房装置。 （２）前記インジェクション孔と前記気液分離器とを結
   ぶ通路途中に絞りを設けた特許請求の範囲第１項記載の
   冷房装置。