JPS6059498B2 - 冷凍装置の能力制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、容量可変の圧縮機を搭載した冷凍装置に関
するもので、特に、除霜運時の制御の能力制御方法に関
するものである。

従来、容量可変の圧縮機を搭載した冷凍装置において
、上記圧縮機のシリンダ中間部に設けた開口部と、この
開口部を開閉する開閉弁とを設け、上記開口部と上記圧
縮機の吸入側又は、高圧側とを選択的に連通して、上記
開閉弁の開閉によつて、上記圧縮機の容量を可変させる
ものがあつた。

しかし、除霜特等に高圧が急減に低下すると、上記開閉
弁にかかる高圧も低下し、開閉弁が完全に開口部を閉鎖
しなくなり、上記開閉弁の不安定状態から起る振動によ
る騒音の原因となつていた。 本発明は上記の欠点を解
消するものて、除霜特等の開閉弁の不安定現象を取り除
き、容量可変の圧縮機の騒音を取り除き、負荷に対応し
た冷凍装置の能力制御方法を提供するものてある。

以下に本発明の一実施例を図面とともに説明する。

第１図において、１は回転式圧縮機で、ハウジング２
によつて密閉構造となつている。

３は電動機４によつて駆動されるクランク軸で、このク
ランク軸３の偏心部５によつてシリンダ６の内部６ａの
ローリングピストン７が回転する。

シリンダ６の上下端面は上軸受８、下軸受９によつて閉
鎖されている。１０はハウジング２の底内部に溜められ
た潤滑油で、クランク軸３内部の油ポンプ機構（図示せ
す）によつて摺動部へ供給される。

１１はアキュームレータでシリンダ６に設けられた吸入
孔１２に圧入された吸入管１３に連結されている。

１４はアキュームレータ１１に接続された低圧管である
。

１５はシリンダ６に設けられたバイパス孔で、シリンダ
６の内部６ａとは開口部１６を介して連通している。

このバイパスロ１５には、円形の開閉弁１７、焼結合金
製の弁ガイド１８、弁ガイドばね１９が挿入されており
、この開閉弁１７によつて開口部１６を開閉する。又、
このバイパス孔１５の出口には、空間容積を大きくする
為に比較的太い第１のパイプ２０が圧入されており、そ
の先端には、第１のパイプ２０より細い第２のパイプ２
１が接続されている。２２はシリング６の内部６ａから
上軸受８に設けられた吐出弁（図示せず）から吐出され
た高圧冷媒ガスの空間であり、吐出管２３に連通してい
る。

第２図以下第１図と同一部品は同一番号を附した。

第２図において、２４はシリンダ６の内部６ａを高圧室
と低圧室に分ける仕切弁であり、ばね２５によつてロー
タ７に押し当てられている。第３図において、２６は開
閉弁１７が開口部１６を閉鎖したときに接する弁座であ
る。弁ガイド１８には、柱状部２７、ストッパ部２８、
孔２９、流通路３０が形成されている。なお、開閉弁１
７にはばね等は設けてなく、柱状部２７、ストッパ部２
８、弁座２６で囲まれているだけである。又、弁ガイド
ばね１９の一端は径が大きくなつており、環状溝３１に
はめられて固定されている。第５図において、吐出管２
３に四方弁３２、熱源側熱交換器３３、第２の二方弁３
４と減圧器としての第１のキャピラリチューブ３５との
並列回路、第２のキャピラリチューブ３６、第３のキャ
ピラリチューブ３７と逆止弁３８との並列回路、第４の
キャピラリチューブ３９、利用側熱交換器４０、四方弁
３２、低圧管１牡アキュームレータ１１、吸入管１３が
順次連結されている。

又、第２のキャピラリチューブ３６と第３のキャピラリ
チューブ３７の中間部と、低圧管１４との間に、高圧バ
イパス回路４１が設けられ、第２の二方弁４２と第５の
キャピラリチューブ４３が挿入されている。又、第３の
キャピラリチューブ３７と第４のキャピラリチューブ３
９の中間部と第１図のシリンダ６の内部６ａとの間にイ
ンジェクション回路４４が設けられ、第６のキャピラリ
チューブ４５が挿入されている。又、第２のバイブ２１
にはインジェクション回路４４の第６のキャピラリチュ
ーブ４５の上流側とを連通する高圧導入管４６、および
、低圧管１４と連通するバイパス管４７が接続され、こ
れら高圧導入管４６、バイパス管４７の各々途中には第
１および第２の制御弁４８，４９が設けられている。以
上の構成て次に本発明の作用を説明する。

先す、冷房運転の場合には、第５図において、吐出管２
３から吐出された冷媒は、四方弁３２、熱源側熱交換器
３３、第１の二方弁３牡第２のキャピラリチューブ３６
、逆止弁３８、第３のキャピラリチューブ３９、利用側
熱交換器４０、四方弁３２、低圧管１牡アキュームレー
タ１１、および吸入管１３を経て再び回転式圧縮機１に
戻る。又、第１の制御弁４８の開放によつてインジェク
ション回路４４から高圧導入管４６、第２および第１の
バイブ２１，２０を経てバイパス孔１５内に中間高圧が
かかり、第３図に示した如く、開閉弁１７は弁座２６に
押しつけられて開口部１６を閉鎖している。この時利用
側熱交換器４０は蒸・発器として働き、これと熱交換し
た冷却空気を被空調室へ送ることによつて、最大能力の
冷房が可能となる。次に、上記被空調室の冷房負荷が小
さくなると、温度調節器等によつて第１の二方弁３４が
閉鎖されるとともに、第１の制御弁４８が閉鎖し、第２
の制御弁４９が開放され第２のバイブ２１とバイパス管
とが連通されると、バイパス孔１５内の圧力が低下し、
シリンダ６の内部６ａの圧力によつて開閉弁１７はスト
ッパ部２８に押しつけられる。なお、シリンダ６の内部
６ａの圧力゛はローリングピストン７が一回転する間に
大きく変化するが、ストッパ部２８上に付着した潤滑油
によつて開閉弁１７はほぼ安定してストッパ部２８に粘
着している。この状態におては、ローリングピストン７
によつて圧縮された冷媒の一部は、シリンダ６の内部６
ａより、開口部１６、流通路３０、バイパス孔１５、第
１、第２のバイブ２１，２０、第２の制御弁４９、およ
び、バイパス管４７を経て、低圧管１４に戻る。従つて
残りの冷媒が、吐出管２３から吐出され、第１の二方弁
３４の替りに、第１のキャピラリチューブ３５を通過し
て、上記と同様のサイクルを流れる。その結果、回転式
圧縮機１の容量が減少したことになり、小さい冷房負荷
に適合した冷房能力を得ることが出来る。次に、暖房運
転時は、先す暖房負荷の大きい場合は、冷角運転時に説
明したのと同様、開閉弁１７は閉鎖されており、吐出管
２３から吐出された冷媒は、四方弁３２、利用側熱交換
器４０、第２、第３、第４のキャピラリチューブ３６，
３７，３９、第１の二方弁３牡熱源側熱交換器３３、四
方弁３２、低圧管１牡アキュームレータ１１、および、
吸入管１３から再び回転式圧縮機１に吸入される。この
時、利用側熱交換器４０は凝縮器として働らき、これら
と熱交換した温風を被空調室へ送ることによつて、最大
能力の暖房が可能となる。次に上記被空調室の暖房負荷
が小さくなると、温度調節器等によつ第１の二方弁３４
が閉鎖されると共に、第１の制御弁４８が閉鎖し、第２
の制御弁４９が開放され、冷房運転時に説明したのと同
様に開口部１６が開放されて回転式圧縮機１の容量が大
きく減少したことになり、小さい暖房負荷に適合した暖
房能力を得ることが出来る。次に暖房低外気温時等に室
外に設置された熱源側熱交換器３３に着霜する様な条件
の場合を考える。

この時は暖房負荷が大きいため、上述の如く、第１の制
御弁４８が開放され、第２の制御弁４９が閉鎖されて高
圧冷媒が導入され、開閉弁１７は開口部１６を閉鎖した
状態で運転されている。なお、開口部１６が開放されて
いる時は、着霜検知と同時に強制閉鎖する。この時、着
霜検知器（図示せす）で熱源側熱交換器３３の着霜を検
知すると、先ず、第１の制御弁４８が閉鎖され、高圧冷
媒がバイパス孔１５内に封じ込まれて、この高圧冷媒に
よつて開閉弁１７が押されて開口部１６が閉鎖される。
次に四方弁３２が切換わつて、冷房サイクルになるとと
もに、第２の二方弁４２が開放され、この状態で除霜が
行なわれる。この時、冷凍サイクルの高圧側圧力は極端
に低下するが、除霜前の高圧冷媒がバイパス孔１５内に
封じ込まれているので、開口部１６は確実に閉鎖され、
熱源側熱交換器３３を流れる冷媒量を多く保つことが出
来、急速に除霜が行なわれる。次に除霜完了検知器、又
は、タイマ等で除霜が完了し、高圧が上昇した後は前述
の如く、温度調節器等の信号により、第１および第２の
制御弁の開閉が行なわれる。以上の様に本実施例によれ
ば、空調負荷に応じて回転式圧縮機１の容量を大巾に減
少することが出来るとともに、開口部１６を開閉弁１７
て閉鎖するため、開口部１６が閉鎖されている場合にク
リアランスボリュームが小さくて、容積効率が大きく低
下することはない。

又、開閉弁１７にはばねを設けていないため、このばね
系による共振問問題が発生せず、開閉弁１７、弁座２６
、および、弁ガイド１８の長寿命が達成出来る。又、開
口部１６を閉鎖するための高圧冷媒は、常にインジェク
ション回路４４から導入されるので、冷房、暖房運転に
よつて、高圧導入回路４７を切換える必要はない。又、
除霜時に高圧が極端に低下しても、高圧導入管４６内に
封じ込まれた高圧冷媒によつて開口部１６は安定して閉
鎖されて、開閉弁１７が振動したり、騒音が発生する恐
れがない。

なお本実施例では、開口部１６をシリンダ６に設けたが
、これに限らず、上軸受８、下軸受９等に設けてもよい
。

又、高圧導入管４６およびバイパス管４７に各々第１お
よび第２の制御弁４８、４９を設けたが、これに限らず
、高圧導入管４６とバイパス管４７の接続部に四方弁等
を設けてもよい。又、本実施例では、空気調和機とした
が、これに限らず、一般の冷凍装置でもよい。以上の様
に本発明によれば、圧縮機、熱源側熱交換器、減圧器、
利用側熱交換器を連結して冷凍サイクルを構成し、上記
圧縮機のシリンダ内部の中間部に開口した開口部と、こ
の開口部を開閉する開閉弁と、上記開口部と上記冷凍サ
イクルの高圧側を連結する高圧導入管と、上記高圧導入
管の途中に設けられた制御弁とを設け、上記冷凍サイク
ルの高圧が低下する前に、上記の制御弁を閉鎖すること
によつて、上記高圧導入管に導入された高圧冷媒を封じ
込め、上記冷凍サイクルの高圧が低下後も、この高圧冷
媒を上記開閉弁に作用させて、上記開口部を閉鎖する様
にしたものであるから、冷凍負荷に応じて圧縮機の容量
を大巾に減少することが出来、圧縮機の起動、停止の回
数が少なく、長寿命、および騒音低減につながり、除霜
時等に高圧が極端に低下する恐れのある場合は、“低下
前の高圧冷媒を封じ込めて、開閉弁に作用させるため、
高圧低下後も開閉弁が振動したりすることがなく、又、
圧縮機の容量を大に保つことが出来るため、除霜をする
場合にはその時間が短かくて済む、等の優れた効果を奏
するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における冷凍装置の回転式圧
縮機部の一部切欠断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ断面
図、第３図はバイパス孔付近の拡大断面図、第４図は弁
ガイドの斜視図、第５図は・同冷凍装置を応用した空気
調和機の冷凍サイクル図である。 １・・・・・・回転式圧縮機（圧縮機）、６ａ・・・・
シリンダの内部、１６・・・・・・開口部、１７・・・
・・・開閉弁、３３・・・・・・熱源側熱交換器、３５
，３６，３７，３９・・・・・・第１、第２、第３およ
び第４のキヤピラリチユーフ（減圧器）、４０・・・・
・・利用側熱交換器、４６・・・・・高圧導入管、４８
・・・・・・第１の制御弁（制御弁）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧縮機、熱源側熱交換器、減圧器、利用側熱交換器
   を連結して冷凍サイクルを構成し、上記圧縮機のシリン
   ダの内部の中間部に開口した開口部と、この開口部を開
   閉する開閉弁と、上記開口部と上記冷凍サイクルの高圧
   側とを連結する高圧導入管と、上記高圧導入管の途中に
   設けられた制御弁とを設け、上記冷凍サイクルの高圧が
   低下する前に、上記制御弁を閉鎖することによつて、上
   記高圧導入管に導入された高圧冷媒を封じ込め、上記冷
   凍サイクルの高圧が低下後も、この高圧冷媒を上記開閉
   弁に作用させて、上記開口部を閉鎖することを特徴とす
   る冷凍装置の能力制御方法。