JPS62276375A - 冷凍装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は冷凍装置、例えば自動車用空調装置に組み込ま
れる冷凍装置の起動時に冷媒圧縮用圧縮機から応々にし
て発生する騒音の解消策に関する。

〔従来の技術〕

自動車用空調装置は、一般に冷媒の圧縮機、凝縮器、減
圧装置及び蒸発器を冷媒配管によって連結させ、冷媒循
環のための閉サイクルを形成させる構成がとられている
。

そして、コンパクトサイズの乗用自動車の場合には、こ
の様な冷凍装置をスペースのゆとりが極めて乏しいエン
ジンルーム内に、圧縮機、凝縮器等の構成部品を分散さ
せる様にして組み込んでいた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記の如（狭いエンジンルーム内に冷凍装置を組み込ん
だ自動車では、朝の気温が急速に上昇する時期に空調装
置を起動させた時応々にして不快感乃至は不安感を与え
る様な騒音を発生することがある。

本発明者等は上記の様な騒音の発生原因を追求した所、
下記の事実が判明した。

即ち、朝太陽が昇り始めて気温が急速に上昇する様な状
況下では、装置停止中に、圧縮機内にかなり多量の液相
冷媒が滞留しており、この液冷媒が起動時に圧縮作用を
受けることによって上記の如き騒音を生じることがわか
った。

圧縮機内に多量の液冷媒が溜る理由は次の様に推測する
ことができる。

つまり、冷凍装置を構成している前述の各部品は材質や
大きさがそれぞれ異なるので、各々の熱容量は相違する
し、設置場所も違うので、装置起動前の温度上昇度合に
差異を生じる。冷媒循環サイクル内のより温度の高い個
所はより温度の低い個所に較べて冷媒蒸気圧は高まり、
サイクル内の冷媒圧の分布が偏った状態となるので、冷
媒圧がより低い位置に向けて冷媒が集合して来ることに
なる。圧縮機は熱容量が大きいので、一般に最も温度上
昇の遅れる条件を満たしており、もし圧縮機が冷凍装置
のレイアウト土量も低い位置に取り付けられたとすれば
、朝太陽が昇り始めて気温が急速に上昇する様な状況下
では、サイクル各部で凝縮して液相状態にあるまたは気
相の冷媒は温度上昇による冷媒蒸気圧の上昇によって、
更には重力差が加わって、圧縮機内の空間に向って流下
あるいは拡散されて来ることになる。

したがって、冷媒圧縮機を冷媒循環サイクルの最も低い
個所に設置することは極力避けるべきである。しかし、
装置全体の設置スペースからしてやむを得ず、圧縮機を
最下位置に取り付けざるを得ない場合も生じる。このよ
うな場合には、装置停止中に圧縮機内への液相冷媒の移
動が生じゃす（、その結果圧縮機起動一時に液圧縮を生
じ、騒音を発生するという問題が起こる。

本発明は冷媒圧縮機を他の装置構成部品よりも低い位置
に取り付けざるを得ない場合にも、装置起動時の液圧縮
に起因する騒音問題を良好に防止できる冷凍装置を提供
することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために本発明による冷凍装置は、
前記圧縮機の冷媒吸入口および冷媒吐出口より低い位置
に、冷媒溜りを配置するとともに、この冷媒溜りを前記
冷媒吸入口の冷媒通路に連通させるという技術的手段を
採用する。

〔作用及び発明の効果〕

上記技術的手段によれば、圧縮機をその設置可能なスペ
ースなどの事情によりやむを得ず冷媒循環配管系の最も
低い個所に設置した場合にも、朝の気温上昇時刻などに
おいて装置始動前に配管系内の圧力分布が変動すること
などに基づいて圧縮機内に液冷媒が流入し次第に滞留し
ようとする状況が生じても、圧縮機の冷媒吸入口と連通
している冷媒溜り内に液相冷媒が流下し補集されてしま
う。

従って、上記の装置始動時における液冷媒の圧縮に起因
する騒音の発生が防がれる。

冷媒溜り内の冷媒は、装置の運転中に次第に気化して冷
媒の循環路内に戻される。

〔実施例〕

以下に付図に示す実施例に基づいて本発明装置の具体的
な構成を説明する。

始めに自動車用空気調和装置に使用される冷凍装置の全
体構成とその作動を冷凍サイクル図としての第３図を参
照しながら説明する。

圧縮ａ１は冷媒吸入口１ａと冷媒吐出口１ｂとを備え、
吸入口１ａに冷媒帰路をなす低圧側冷媒配管１０が、吐
出口１ｂには冷媒往路をなす高圧側冷媒配管１）が接続
されている。配管１０の始端は減圧装置５の出口に、ま
た配管１）の終端は減圧装置５の人口に接続されている
。車室内に設置された蒸発器６において、蒸発のための
気化潜熱を被冷却空気から奪って冷却仕事を果たした気
相冷媒は、圧縮機１の吸引力によってその吸入口１ａに
吸入され、高温高圧に圧縮されたうえ吐出口１ｂから高
圧側冷媒配管１）に送り出される。

そして、この冷媒は、先ずサージタンク３を通過するこ
とによって膨張し、消音作用を受けた後、凝縮器４に流
入して図示しない冷却用ファンの働きによって冷却液化
する。液化した冷媒は減圧装置としての膨張弁５を通過
して減圧された霧化状態となって蒸発器６に流入し、図
示しないファンによってこの蒸発器６に送風される被冷
却空気（車室内空気又は車室外空気）から気化潜熱を奪
って空気を冷却すると共に、気相冷媒にもどって低圧側
冷媒配管１０に排出され、気液分離と冷媒の一時貯留機
能をもつアキュムレータ７を経て圧縮ｍ１の吸入口１ａ
に再吸入されて冷媒循環の１サイクルを終える。蒸発器
６で冷却された冷風は車室内へ吹出して車室内の冷房を
行う。

そして、本発明装置の特長をなす冷媒溜り２は、圧縮機
１の吸入口１ａに接続されている低圧側冷媒配管１０に
介在させる様にして吸入口１ａ及び吐出口１ｂより低い
個所に取り付けられている。

第１図は本発明による第１実施例を示すものであって、
自動車用空調装置に組込まれる冷凍装置の圧縮機部分と
、その吸入口１ａに接続される様にして取り付けた冷媒
溜り２とを示しており、圧縮機１はその取付は用ブラケ
ットＡ、Ｂ、Ｃ１及びＤによって自動車のエンジンボデ
ーＥにポルトＦを用いて固定されている。

冷媒溜り２はアルミニウムなどの金属で造られた容器部
分２ａと蓋部分２ｂとをろう付は法その他の方法によっ
て液密的に接合して構成されている。容Ｒ’ａ部分２ａ
の下部にはアキュムレータフに連なる低圧側冷媒配管１
０の下流端が管継手２１を用いて接続され、また蓋部分
２ｂには圧縮Ｊｍ、１の吸入口１ａへの接続用配管２２
が一体的に形成されており、圧縮Ｊａ１のハウジング１
ｃの側壁面に水平方向に開口する吸入口１ａに管継手２
３を用いて連結されている。

第２図は圧縮１）の具体的な構造を部分断面図として示
した。

圧縮機１はこの実施例では斜板式の多シリンダタイプの
ものが使われている。１３は圧縮機１のハウジング、１
４は圧Ｕｎｉｔの回転軸、１５は回転軸１４に軸嵌され
た斜板、１６は回転軸１４の軸方向に平行させて回転軸
を取り巻く様にして複数個設けられている冷媒圧縮用シ
リンダのピストンである。斜板１５の回転の動きがピス
トン１６に伝えられることによってピストン１６は往復
動させられる。１７はマグネットクラッチであって、自
動車エンジンの回転力を断続自在に圧縮機１に伝導させ
るものである。

次に、上記実施例装置の作動を説明する。

第３図に示された主要構成部品を備える冷凍装置の場合
には、スペース的に極めてゆとりの乏しいエンジンルー
ム内にこれらの各部品をその望ましい取付は位置関係の
もとに組付けようとすると、必然的に圧縮機Ｉが他の部
品に較べて最も低い個所に落ちつかざるを得ない場合が
応々にして生ずるものである。

冷凍サイクルの各構成部品のうちで圧縮ｍ１を他の部品
に較べて最も低い位置に取付けた空調装置では、朝の気
温急上昇時期などに、冷凍装置内で熱容量の非常に大き
い圧縮機１と、熱容量の比較的小さい他の部分とで温度
上昇の差が生じ、圧縮機部分の温度上昇が最も小さく、
従って圧縮機部分の冷媒蒸気圧が最も低くなる。冷凍装
置の他の部分に滞留していた液冷媒が、最も低い位置に
位置し、かつ最も冷媒蒸気圧が低い圧縮機１に向って流
下してくることになる。

もし、冷媒溜り２が設けてなければ、上述の様な理由に
よって圧縮機１のハウジング１ｃ内に次第に液相冷媒ａ
が溜まって来る。この滞留液冷媒の液面高さが圧縮機１
の吸入口１ａの底面レベル（第１図中の（イ）−（イ）
ライン）以下にあれば、ハウジングＩＣ内の空間は低圧
側冷媒配管１０と連通状態にあるので、圧縮機ｌを始動
した際に、圧縮機ｌの回転に伴う液冷媒の圧縮騒音は生
じない。液面高さが次第に上昇して（ロ）−（ロ）ライ
ンで示したレベルにまで高まると、吸入口１ａはハウジ
ングＩＣ内に溜っている液冷媒ａによって完全に封鎖さ
れるので、それに伴って液冷媒の圧縮騒音が発生し始め
、その騒音の強さは破線で示した液面高さくハ）−（ハ
）の上昇と共に次第に高まって来る。

しかし、この実施例装置では圧ｍ機１の吸入口１より低
い個所に液冷媒入口を設けである冷媒溜り２が接続され
ているので、上記の如くして圧縮機１のハウジングＩＣ
内に向けて流下して来る液冷媒は、吸入口１ａの高さに
到達する以前に冷媒溜り２内に補集することができる。

また高圧側冷媒配置１をたどって圧縮機１の吐出口１ｂ
に向けて逆流して来る液相冷媒があったとしても、圧縮
機ハウジングＩＣ内に流入した冷媒のうち前記の（イ）
−（イ）水準を越えて更に流入して来る液冷媒はすべて
吸入口１ａから冷媒溜り２に向けて排出させられてしま
う。従って、液冷媒溜り２の望ましい容量を実車を用い
たフィールドテストに基づいて設定して置くことによっ
て、朝の気温急上昇時に圧縮機１を起動しても、圧縮機
１内での液相冷媒圧縮を確実に防止して、騒音の発生原
因を確実に取り除くことができる。

冷凍装置の始動時に冷媒溜り２内に滞留していた液冷媒
は装置が定常運転状態に入るに従って気化し冷媒循環サ
イクル内に戻される。

冷媒封入量が１）００ｇの冷凍装置を使用して上記実施
例装置の冷媒圧縮騒音防止効果について実車テストを行
った所、冷媒溜り２を取り除いた場合には、装置始動時
に圧縮機１内の空隙部に流入して来る液相冷媒の量は、
気候条件などによっ−て２８０〜４９５　ｃｃにも達し
、起動時の吐出冷媒圧のピーク値はｌＯ〜４０ｋｇ／ｃ
１ｉＩにまで上昇した。

そしてこの冷媒滞留量の範囲内では耳ざわりな液冷媒圧
縮騒音が発生した。

一方、本発明装置による冷媒溜り２を取り付けた場合に
は、装置始動時に圧縮機１内の液冷媒滞留量は、１３０
〜１８５ｃｃにまで減少し、起動時の冷媒の吐出ピーク
圧も６．５〜８　ｋｇ　／　ｃｒＡに低下して液冷媒圧
縮騒音は全く発生しなかった。そして従来圧縮機１の吸
入弁から発生していた振動音も冷媒溜り２による消音効
果によって消滅した。

第４図は第２実施例を示しており、圧縮機１の吸入口１
ａ近辺の側面が描かれている。この実施例では冷媒溜り
２は、オメガ型、Ｕ字型その他の適宜の下側向きの屈曲
形状が与えられた金属製の短い配管から成り立っている
。もっともスペースに余裕がなければ横向きに屈曲させ
てもよい。

曲管状をなす冷媒溜り２は、その一端側が管継手２３を
介して圧縮機吸入口１ａに、他端側は管継手２４を介し
て低圧側冷媒配管１０に接続されている。この冷媒溜り
２の有効冷媒貯留容積は、（イ）−（イ）ｖＡで示され
たレベル以下における曲管内の容積ということになる。

第５図は第３実施例を示すものであって、圧縮機１の吸
入口近傍の側面を示している。圧ｗＪ機吸入口１ａに管
継手２３を介して接続した可撓性チューブまたは金属管
からなる低圧側冷媒配管１０を吸入口１ａの近辺におい
て吸入口１ａより低いレベルにまで垂下させることによ
って、図中の（イ）−（イ）線取下の点斜線で示した部
分が冷媒溜り２としての役目を果してくれる。

この図では下向きに配管１０をたるませているが、場所
に余裕がなければ吸入口１ａ（または吐出口１ｂ）より
低い位置で水平方向にたるませても勿論さしつかえない
。

第６図および第７図は第４実施例を示すものであって、
冷媒溜り２を圧縮機１と一体構造として構成したもので
ある。本例においては、２つの容器部材３０．３１を複
数のボルト３２〜３６により締め付けることにより冷媒
溜り２を構成している。また、ボルト３４．３５．３６
を圧縮ハウジングｌｃのねじ穴１ｄにねじ込むことによ
り、冷媒溜り２を圧縮機１に直接固定し、この両者１゜
２を一体化している。

冷媒溜り２の一方の容器部材３０の上部に形成した連通
口３７によって、冷媒溜り２の内部は冷媒吸入口１ａに
連通している。他方の容器部材３１の下部には低圧冷媒
配管１０と接続される冷媒吸入パイプ３８が一体形成さ
れている。

また、上記両容器部材３０．３１には、圧縮機１の冷媒
吐出口１ｂと連通ずる連通口３９．４０が形成され、更
にこれらと連通し、かつ外部へ突出する冷媒吐出パイプ
４１が容器部材３１に一体成形されている。

ゴム製のＯリング４２，４３，４４．４５は各通路接続
部の気密を維持するためのシール部材として作用する。

なお、第３図の冷凍サイクルでは、冷媒の気液分離およ
び一時貯留用タンクとしてのアキュムレータ７を使用し
、しかもスペース事情によりこのかなり容量の大きいア
キュムレータ７を圧縮機１より低い個所に設けることが
できない場合が示されているが、アキュムレータの代り
にレシーバを用いる冷凍サイクルやヒートポンプサイク
ルにも本発明による技術的思想は適用できる。また必要
に応じて自動車用空調装置以外の使途のためにこの冷凍
装置を用いることも自由である。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の第１実施例を示した図であっ
て、第１図は冷媒溜りを接続させた圧縮機の一部断面側
面図、第２図は圧縮機の一部破断斜視図、第３図は冷凍
サイクル図である。 第４図と第５図はそれぞれ第２実施例と第３実施例を説
明した、圧縮機および冷媒溜り部分の側面図である。第
６図は第４実施例を示す圧縮機の一部断面側面図、第７
図は第６図の分解斜視図である。 １・・・圧縮機、ｌａ・・・冷媒吸入口、ｌｂ・・・冷
媒吐出口、２・・・冷媒溜り、３・・・アキュムレータ
、４・・・凝縮器、５・・・減圧装置、６・・・蒸発器
、１０．１）・・・冷媒循環用配管。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）冷媒の圧縮機、凝縮器、減圧装置、及び蒸発器を
   冷媒循環用配管を介して連結させた冷凍装置において、 前記圧縮機の冷媒吸入口および冷媒吐出口より低い位置
   に、冷媒溜りを配置するとともに、この冷媒溜りを前記
   冷媒吸入口の冷媒通路に連通させたことを特徴とする冷
   凍装置。
2. （２）前記冷媒溜りを、前記冷媒吸入口の入口側に接続
   される独立の容器から構成することを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の冷凍装置。
3. （３）前記冷媒溜りを、前記冷媒吸入口の入口側に接続
   される低圧側冷媒配管自身の一部で構成することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の冷凍装置。
4. （４）前記冷媒溜りを、前記圧縮機と一体に構成するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の冷凍装置。