JPS609223B2 - 冷凍装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、主として冷暖房可能とした冷凍装置、詳しく
は、圧縮機の容量を制御する容量制御機構を備え、冷暖
房負荷に応じた能力で冷凍運転が行なえるようにした冷
凍装置に関する。

２従来、冷暖房可能とした冷凍装置において、容
量制御機構を設け、冷房時には、圧縮機のシリングにお
ける吸入口と吐出口との中間部に設けた中間ボートを、
冷煤回路の低圧側に接続して、冷房時の定格能力を暖房
時より低くし、また、暖房時２には、前記中間ボートを
、高圧と低圧との中間圧のガス域に接続して、暖房時の
定柊能力を冷房時より高くしたものが提供されている。
即ち、以上の容量制御機構は、例えば袴関昭５４一７５
６５０号公報に記載され、第６図に示すように、圧縮機
Ａの前記中間ボート（図示せず）に、前記圧縮機Ａの架
機外に配設したバイパス管Ｂの一端を接続し、このバイ
パス管Ｂの他端を分岐して、その第１分岐管Ｃを、冷房
時低圧ガス管となり暖房時高圧ガス管となるガス管Ｄに
接続すると共に、第２分岐管Ｅを、膨脹機構Ｆ，Ｆの中
間に介装した気液分離器Ｇのガス域に接続し、前記第１
分岐管Ｃには逆止弁日を、また、前記第２分岐管Ｅには
逆止弁１と電磁弁Ｊとを介装したもので、冷房時には、
前記電磁弁Ｊを閉にし、前記第１分岐管Ｃを介して、前
記中間ボートを前記ガス管Ｄに蓮通し、前記シリングの
有効容積を減少して、能力ダウンを行ない、また、暖房
時には、前記電磁弁Ｊを閥にし、前記第２分岐管Ｅを介
して、前記中間ボートに、前記気液分離器Ｇのガス域に
存在する中間圧のガス冷煤を、前記シリンダに導入して
冷媒循環量を増大し、能力アップを行なつている。

尚、第６図中、Ｋは室内コイル、Ｌは室外コイル、Ｍは
四路切換弁である。

所が、以上の構造によれば、冷房時中間ボートを低圧側
に蓮通させるために、第１分岐管Ｃおよびバイパス管Ｂ
とを用いて、前記中間ボートを殊更に圧縮機Ａ外のガス
管Ｄに接続するようにしているから、この冷房時に前記
バイパス管Ｂ、第１分岐管Ｃを遜る冷媒ガスの流路が長
くなり、この冷媒の流通抵抗が大きくなって、エネルギ
ーロスが大きく、エネルギー有効比（以下ＥＥＲという
）が低下する問題が生ずるのである。

しかも、逆止弁日をもつ第１分岐管Ｃを殊更に設けなけ
ればならない等配管作業工数が多いという問題も生ずる
のである。

しかも、前記した構造の容量制御機構によれば、前記バ
イパス管Ｂは、中間ボートと前記ガス管Ｄ及び気液分離
器Ｇとの間に接続しているため、換言すると高圧の吐出
口側との間に接続されＺていないため、圧縮機Ａの停止
時に、前記電磁弁Ｊを開いても、起動時における負荷軽
減のための高低圧間の十分な均圧が行なえない問題があ
った。

そこで、本発明は、以上の如き従来の問題を解Ｊ決すべ
く発明したもので、目的とするところは、配管作業工数
が少なく、かつＥＥＲが低下することなく、容量制御が
行なえ、しかも、運転停止時には、均圧も容易に行なえ
る冷凍装置を提供する点にある。

２しかして、本発明は、
圧縮機の架溝を利用して、前記架構内に、中間ボートと
吸入口とに閉口するバイパス通路を設けると共に、この
バイパス通路に、該バイパス通路を開閉する開閉弁を設
け、この開閉弁を、スプリングにより開方向に附２勢す
る一方、前記開閉弁の背圧室を、膨脹機構の中間に介装
した気液分離器のガス城に、電磁弁をもった連絡管によ
り接続し、かつ、前記開閉弁に制御通路を貴設したこと
を特徴とするものである。
３即ち、本発明は、前記圧縮機の架横を利用
して、前記バイパス通路を設け、前記電磁弁を閉鎖する
ことにより、前記開閉弁を開放し、前記バイパス通路を
介して、前記中間ボートを吸入口に蓮通させ、前記圧縮
機の有効容積を減少させるごと３くして、容量制御時の
ＥＥＲを向上したのであり、しかも、前記バイパス通路
により、運転停止時に均圧も行なえるようにしたのであ
り、その上、前記開閉弁に制御通路を貴設したことによ
り開閉弁の開放で、容量制御が行なえながら、閉鎖４時
には、前記制御通路により、前記気液分離器における中
間圧のガス冷媒を中間ボートに導入し、能力アップも行
なえるようにしたのである。以下本発明の実施例を図面
に基づいて説明する。本発明冷凍装置は、第１図に概略
的に示したごとく、基本的には、圧縮機１、四路切換弁
２、室内コイル３、冷房用膨脹機構４、暖房用膨脹機構
５、これら膨脹機構４，５の中間に介装する気液分離器
６、室外コイル７及びアキュウムレータ８を備え、かつ
、前記圧縮機１の容量を制御する容量制御機構９を組込
んだもので、前記四路切換弁２の切換えにより、第１図
実線矢印で示した冷房サイクルと、点線矢印で示した暖
房サイクルとを形成し、前記室内コイル３における蒸発
又は凝縮作用により、冷房又は暖房が行なえるようにし
たものである。前記圧縮機１は、第２、３図に示したご
とく密閉形ケーシング１０‘こ、モー夕１１と圧縮機構
１２とを内装して、軸１３により連結したもので、前記
圧縮機構１２は、上部架構１４と下部架横１５及びこれ
ら両架機１４，１５間に介装するシリンダ１６と、該シ
リンダ１６のシリンダ室１６ａに内装するべーン１８を
もったロータ１７とから成り、このロータ１７を前記軸
１８に結合している。

そして前記上部架綾１４には、一端が吸入口ｌａと運通
し、他端が、吸入通路１９と蓮適する吸入路２０を設け
ており、また、前記シリンダ１６には、一端が前記シリ
ンダ室１６ａに開□し、池端が、前記ケーシング１０内
に開□する吐出口ｌｂをもった吐出路２１を設けている
。又、前記膨脹機構４，５は、何れもキャピラリーチュ
ーブを用い、これらキヤピラリーチユーフを、その中間
部において分割し、前記冷房用膨脹機構４を構成する分
割キャピラリーチューブ４１，４２と、前記暖房用膨脹
機構５を溝成す分割キャピラリーチューブ５１，５２と
を、前記室内コイル３と室外コイル７とに対しそれぞれ
並列に接続し、かつ、冷房用の前記分割キャピラリーチ
ューブ４１，４２には、前記室外コイル７から室内コイ
ル３への流れのみを許す逆止弁２２，２３を、また、暖
房用の前記分割キャピラリーチュ−ブ５１，５２には、
前記室内コイル３から室外コイル７への流れのみを許す
逆止弁２４，２５をそれぞれ直列に接続して、前記冷房
用分割キャピラリーチューブ４１と暖房用分割キャピラ
リーチュープ５１との並列回路、及び、前記冷房用分割
キャピラリーチューブ４２と暖房用分割キャピラリ−チ
ューブ５２との並列回路を、それぞれ前記気液分離器６
に接続するのである。

尚、前記膨脹機構４，５と前記気液分離器６との連結は
、以上説明した第１図のごとく並列回路を形成して接続
する以外、第４図のごとく、前記冷房用分割キャピラリ
ーチューブ４１と暖房用分割キャピラリーチューブ５２
及び、冷房用分割キャピラリーチューブ４２と暖房用分
割キャピラリーチューブ５１とを、それぞれ直列に連結
して、この連結部の途中を、前記気液分離器６に接続し
Ｚてもよい。

次に、以上の如く構成する冷凍装置に組込む容量制御機
構９について説明する。

この容量制御機構９は、本発明の要部を成すもので、基
本的には、次の構成から成る。

Ｚ即ち、前記圧縮機１の架構内に、一端が前記
シリンダ室１６ａの吸入口ｌａに、池端が前記シリンダ
室１６ａの前記吸入口ｌａと吐出口ｌｂとの中間部（中
間ボート）に開□するバイパス通路６０を設けて、この
バイパス通路６０に、該バィパ２ス通路６０を開閉する
開閉弁７０を設け、この開閉弁７０をスプリング７２に
より開方向に附勢すると共に、前記開閉弁７０の背圧室
７３に、電磁弁８１をもった連絡管８０を介して、前記
気液分離器６のガス域を接続し、更に、前記開閉弁７０
２に制御通路７１を貴設したものである。前記開閉弁７
０は、前記バイパス通路６０の前記シリンダ室１６ａへ
の中間開口部下方に弁室６１を設けて、この弁室６１に
移動可能に内装するのであって、金属製ポベット弁から
成り、下部に３形成したフランジの上方に、前記スプリ
ング７３を受止めると共に、前記フランジの下面にシー
ル材７４を設け、このシール材７４と、前記弁室６１の
下端部に螺合するプラグ６２との間に、前記背圧室７３
を形成するのである。

又、前記背圧室７３を、前記気液分離器６のガス域に接
続するのは、前記圧縮機１における上部架横１４、シリ
ンダ１６及び下部架横１５に、連絡路８２を設け、この
連絡路８２の下端部を、前記背圧室７３に蓮通させ、上
端部を、前記上部架機１４から外部に開口させ、この開
口部に接続管８３を設け、この接続管８３に前記連絡管
８０を接続して行なうのであって、前記連絡管８川こ介
菱した前記電磁弁８１を開くことにより、前記気液分離
器６のガス城にある中間圧のガス袷煤が、前記連絡管８
０及び前記連絡路８２を経て、前記開閉弁７０の背圧室
７３に導入されるようになっており、前記中間圧のガス
冷媒の導入により、該背圧室７３の圧力がシリンダ室１
６ａの中間閉口部の圧力より高くなって、前記開閉弁７
０が閉じるようになっている。

尚、この場合前記開閉弁７０には、制御通路７１が貴設
されていて、この制御通路７１を介して、前記中間圧の
ガス袷媒が、前記シリンダ室１６ａの中間開口部から前
記シリンダ室１６ａ内に押し込められるのであって、後
記するごとく、循環量が増し、能力アップ運転が行なえ
る。尚第２，３図において、２６は吸入弁、２７は吐出
弁である。

しかして、以上の構成において、定格の冷房運転を行な
う場合には、前記電磁弁８１を閉じ、前記圧縮機１の容
量を制御するのである。

即ち、前記電磁弁８１を閉じると、前記開閉弁７０の背
圧室７３は、前記制御通路７１により、シリンダ室１６
ａの中間関口部と同圧になるので、前記開閉弁７０は、
前記スプリング７２の作用で開き、前記バイパス通路６
０が開放されるのである。

従って、前記圧縮機１の吸入ローａから、前記バイパス
通路６０が開□する中間閉口部までの間は、圧縮作用が
行なわれなくなり、前記シリンダ室１６ａの容積が減少
し、吐出量が減少し、能力ダウン運転となるのである。

又、一方、定格の暖房運転を行なう場合には、前記電磁
弁８１を開き、前記した冷房時の定格容量より吐出塁を
増大した能力アップ運転を行なうのである。即ち、前記
電磁弁８１を開くと、前記したごとく、前記開閉弁７０
の背圧室７３に、気液分離器６のガス城にある中間圧の
ガス袷媒が導入されるので、前記開閉弁７０は閉じ、前
記バイパス通路６０‘ま閉じられると共に、前記開閉弁
７０の制御通路７１を介して、前記中間圧のガス冷煤が
、前記シリンダ室１６ａ内に押し込められるのであり、
それだけ循環量が増し、吐出量が増大して能力アップ運
転が行なえるのである。

第５図に示したモリェル線図により、更に説明すると、
圧縮機１の吐出口ｌｂから吐出した高圧ガス冷煤イは、
室内コイル３で凝縮した後口、前記暖房用分割キャピラ
リーチューブ５２で減圧されハ、中間圧となって前記気
液分離器６に流れ、この分離器６で分離された中間圧の
ガス冷蝶二が、前記連絡管８０及び制御通路７１を経て
、前記圧縮機１におけるシリンダ室１６ａの中間閉口部
から前記シリンダ室１６ａ内に押し込められる。

このガス冷煤のバイパス量をｇとし、前記分離器６から
前言朝暖房用分割キャピラリーチューフ５１を経て室外
コイル７から圧縮機１の吸入口ｌａに戻る二→不→へ循
環量をＧとしたとき、前記圧縮機１の吐出口ｌｂから吐
出される高圧ガス冷嫌の吐出量は、Ｇ＋ｇとなり、前記
バイパス量ｇだけ吐出量が増大することになり、能力ア
ップ運転が可能となるのである。又、前記分離器６で分
離された中間圧の液冷媒二は、第５図モリェル線図のご
とく、飽和液線上になり、前記中間圧のガス冷煤をバィ
パスしない場合に比較して、△ｉだけ蒸発潜熱も増大す
るのであって、冷房運転時、冷房負荷が定格負荷以上に
なって、前記電磁弁８１を開いた場合、冷房能力を増大
できるのである。

また、暖房運転時、暖房負荷が定格負荷以下の場合、前
記電磁弁８１を閉じれば、前記した定格冷房運転と同様
、前記バイパス通路６０を開き、前記圧縮機１の容量を
制御して、その能力をダウンさせられるのである。

しかして、以上の運転において、前記した定格冷房運転
及び腰房時の能力ダウン運転を行なう場合、何れも前記
バイパス通路６０を開き、前記圧縮機１の容量を制御す
ることにより行なうのであるが、前記バイパス通路６川
ま、前記圧縮機１の架構内を利用して形成しているため
、この通路長はきわめて短くできるので、前記バイパス
通路６０からバイパスする冷煤の圧力降下は殆んどなく
し得るのであり、圧力降下によるエネルギーロスを最少
限とし、ＥＥＲが低下するのを防止できるのである。

しかも、冷房運転時及び暖房運転時とも、前記圧縮機１
の駆動を停止して運転を停止するとき、同時に、前記電
磁弁８１を閉じることにより、前記開閉弁７０の制御通
路７１を介して「該弁７０の前後が均圧され、該弁７０
が開き、前記バイパス通路６０が開くので、シリンダ内
が均圧され、また、再起動は容量制御状態にて行われる
ことになり、再起敷時の負荷を軽減できるのである。

以上の如く、本発明は、圧縮機１の架構内に、シリング
室１６ａの吸入ローａと、該吸入ローａと吐出口ｌｂと
の中間部とに開口するバイパス通路６０を設けたから「
前記バイパス通路６０を開いて、前記圧縮機１の容量を
小さく制御し、能力ダウン運転を行なう場合、前記バイ
パス通路６０からバイパスする冷嫌の圧力降下は殆んど
なくなり、エネルギーロスを最少限にできるので、ＥＥ
Ｒを向上できるのである。しかも「前記圧縮機１の停止
時、前記バイパス通路６０を開くことにより、迅速に均
圧が行なえるのであり、その上、前記バイパス通路６０
には、開閉弁７０を設けると共に、前記開閉弁７０に制
御通路７１を貴設したことにより、前記開閉弁７０の開
放による前記バイパス通路６０の開放で「前記した容量
制御が行なえると同時に、閉鎖時には、前記制御通路７
１により、気液分離器における中間圧のガス袷煤をシリ
ンダ室１６ａ内に押し込められ、能力アップも行なえる
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す冷媒配管系統図、第２
図は、その圧縮機のみの拡大縦断面図、第３図は圧縮機
の拡大横断面図、第４図は、別の実施例を示す１部の袷
媒酌管系統図、第５図は、モリェル線図、第６図は従来
例を示す説明図である。 １・…・・圧縮機、ｌａ・・・・・・吸込口、ｌｂ・・
・・・・吐出口、６・・・・・・気液分離器、１４，１
５・・・・・・架礎、１６ａ・・・・・・シリング室、
６０・・・・”バイパス通路、７０・・・・・・開閉弁
、７１…・・・制御通路、７２・・・・・・スプリング
、７３・・・…背圧室、８０・・・・・・連絡管、８１
……電磁弁。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧縮機１の架構内に、一端がシリンダ室１６ａの吸
   入口１ａに、他端がシリンダ室１６ａの前記吸入口１ａ
   と吐出口１ｂとの中間部のシリンダ室１６ａ内に開口す
   るバイパス通路６０を設けて、このバイパス通路６０に
   、該バイパス通路６０を開閉する開閉弁７０を設け、こ
   の開閉弁７０をスプリング７２により開方向に附勢する
   と共に、前記圧縮機１の吸入口１ａと吐出口１ｂとに接
   続する冷媒回路の膨脹機構を分割して、その中間に気液
   分離器６を接続し、この気液分離器６のガス域を、電磁
   弁８１をもつた連絡管８０を介して前記開閉弁７０の背
   圧室７３に接続する一方、前記開閉弁７０に、制御通路
   ７１を貫設したことを特徴とする冷凍装置。