JPS6245456B2

JPS6245456B2 -

Info

Publication number: JPS6245456B2
Application number: JP3620781A
Authority: JP
Inventors: Fumito Ueno; Kunio Fukuhara
Original assignee: Daikin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1981-03-12
Filing date: 1981-03-12
Publication date: 1987-09-26
Also published as: JPS57150762A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、主として冷房又は冷暖房可能とした
冷凍装置、詳しくは圧縮機を備え、該圧縮機の容
量を制御し、冷房又は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。

従来、この種冷凍装置において特公昭55―
123958号公報に記載され、また第１３，１４図に
示すように前記圧縮機７０としてロータリー圧縮
機を用い、吸入ポート７１と吐出ポート７２とを
もつたシリンダ９０に、前記各ポート７１，７２
間のポンピングチヤンバー７３に開口する中間圧
ポート７４を設けると共に、前記圧縮機７０の吸
入ポート７１と吐出ポート７２とに接続する冷媒
回路には、熱交換器７５，７６の他、二つに分割
した膨張機構７７，７８と、これら膨張機構７
７，７８の中間位置に介装する気液分離器７９と
を設け、この気液分離器７９のガス域にガスイン
ジエクシヨン通路８０を接続して、この通路８０
を前記中間圧ポート７４に連通させ、前記気液分
離器７９で分離した中間圧のガス冷媒を前記シリ
ンダ９０のポンピングチヤンバー７３にインジエ
クシヨンして、前記圧縮機７０の容量を定格容量
より増大し、冷凍装置の能力をアツプするものが
知られている。

又、更に以上の如く構成する冷凍装置におい
て、前記中間圧ポート７４を、前記圧縮機７０の
吸入ポート７１側に連通させるバイパス通路８１
を設けると共に、このバイパス通路８１と前記イ
ンジエクシヨン通路８０とにそれぞれ電磁開閉弁
８２，８３を設け、これら各開閉弁８２，８３の
開閉により、前記気液分離器７９で分離した中間
圧のガス冷媒を、前記中間圧ポート７４から前記
ポンピングチヤンバー７３にインジエクシヨンし
て、冷凍装置の能力をアツプしたり、また、前記
吸入ポート７１からポンピングチヤンバー７３に
吸入したガス冷媒の１部を、前記中間圧ポート７
４から前記吸入ポート７１側にバイパスさせて、
換言すると、前記ポンピングチヤンバー７３の有
効容積を減少して冷凍装置の能力をダウンしたり
するものも提案されている。

この冷凍装置によると、前記開閉弁８２，８３
の開閉により、能力アツプ運転と、能力ダウン運
転とを任意に選択できるものであるが、中間圧の
ガス冷媒をインジエクシヨンさせる場合も、吸入
ガス冷媒の１部をバイパスさせる場合も、前記中
間圧ポート７４を用い、かつ、この中間圧ポート
７４の孔径を変更することなく、その孔径をその
まゝとして、換言すると同一孔径でインジエクシ
ヨンさせたり、バイパスさせたりしている。又一
方、この孔７４を介し通過し得る冷媒量はこの孔
７４の径により左右される。

このため、前記中間圧ポート７４の孔径は、イ
ンジエクシヨン量と、バイパス量との関連を考慮
して設定しているのであつて、能力アツプに必要
なインジエクシヨン量と、能力ダウンに必要なバ
イパス量とを、互いにとらわれることなく任意に
変更することができないのである。

即ち、前記気液分離器７９で発生する中間圧の
ガス冷媒の発生量に対し、インジエクシヨン時、
前記中間圧ポート７４を通る中間圧ガスの通過能
力が大きいと、液冷媒がインジエクシヨンするガ
ス冷媒に混入して、液圧縮されることになる。し
かして、前記中間圧ポート７４の孔径を、該中間
圧ポート７４を通る中間圧ガスの通過能力が前記
気液分離器７９でのガス発生量より小さくなる孔
径とすれば、前記した液圧縮の問題は解決できる
が、その反面、前記中間圧ポート７４の孔径が小
さくなつて、バイパス時前記ポンピングチヤンバ
ー７３から吸入ポート７１側にバイパスするガス
冷媒の通過抵抗が大きくなり、所望のバイパス量
が得られない問題が生ずるのである。

尚、前記中間圧ポート７４の孔径を、能力ダウ
ンに必要なバイパス量が得られる孔径にすれば、
インジエクシヨン時、液が吸い込まれる問題が生
ずることは云うまでもない。

又、以上の問題については、前記中間圧ポート
７４の孔径を、能力ダウンに必要なバイパス量が
得られる孔径とし、そして、前記インジエクシヨ
ン通路８０に、キヤピラリーユーブなどの抵抗通
路を設けることにより解決できるかも知れない
が、前記インジエクシヨン通路の構成を複雑と
し、コスト高ともなるもので、前記問題の解決方
法としては良策ではない。また前記した特公昭55
―123958号公報に記載されているように、前記開
閉弁８２，８３のかわりに流量制御弁を用いて前
記した問題を解決することも考えられるが、前記
したものと同様に構造が複雑となり、コスト高と
なる別の問題を生じるのである。

又一方、この種冷凍装置においては一般に圧縮
機の運転を停止した後再び運転を行なう場合、吐
出ポート側を、吸入ポート側との高低圧が均圧し
ていないと、再起動運転時の起動トルクが増大す
るので、一般には、高低圧の均圧後に再起動を行
なうようにしている。

所が、吐出ポートには吐出弁が設けられてい
て、吸入ポート側と吐出ポート側とが遮断されて
いるので、前記した高低圧の均圧には、一定時間
（例えば５分程度）が必要となつている。

しかして、高低圧間の均圧を早くするには、一
般に、高低圧間に、均圧通路を設け、この均圧通
路に電磁開閉弁を設けて、圧縮機の停止時、前記
電磁開閉弁を開いて、高低圧間の均圧を行なうよ
うにしているのである。

所で、第１３，第１４図に示した冷凍装置にお
いて、高低圧間の均圧をさせるには、前記バイパ
ス通路８１の電磁開閉弁８２を閉じ、インジエク
シヨン通路８０の電磁開閉弁８３を開くことによ
り行なえるが、二つの開閉弁８２，８３を開閉制
御するため、その制御装置が複雑となる問題があ
るし、また、前記圧縮機７０の起動時、能力ダウ
ン運転とし、圧縮機７０での仕事量を減らし、起
動負荷を軽減することもできるが、前記した均圧
制御とは逆に、前記バイパス通路８１の電磁開閉
弁８２を開き、前記インジエクシヨン通路８０の
電磁開閉弁８３を閉じる開閉制御が必要となり、
前記制御装置を複雑にしているのである。

本発明は、以上の如き従来の冷凍装置における
問題点に鑑み発明したもので、主たる目的は、能
力アツプに必要なインジエクシヨン量と能力ダウ
ンに必要なバイパス量とを、互にとらわれること
なく、任意に、かつ、最適量に設定でき、それで
いて、インジエクシヨン時の液圧縮や、バイパス
時の通過抵抗による効率悪化の問題もなく、所望
の能力制御が行なえる冷凍装置を提供する点にあ
り、また、他の目的は、圧縮機の運転停止時にお
ける高低圧間の均圧を、複雑な制御装置を用いな
くとも容易に行なえ、また、起動時に仕事量を減
らし、起動負荷を軽減させるために能力ダウン運
転を所定時間行なう場合でも、複雑な制御装置を
用いずに容易に行なうことのできる冷凍装置を提
供する点にある。

本発明は、シリンダ室とこのシリンダ室に開口
する吸入ポートと吐出ポート及びこれら吸入ポー
トと吐出ポートとの間のポンピングチヤンバーに
開口する中間圧ポートとを備えたシリンダ及び前
記シリンダ室内で回転するロータを備えたロータ
リ圧縮機と、この圧縮機の吸入ポートと吐出ポー
トとに接続され、熱交換器と二つに分割された膨
張機構及び、これら膨張機構の中間位置に設ける
気液分離器とをもつ冷媒回路、及び、前記気液分
離器のガス域から延び、前記中間圧ポートに連通
する開閉弁をもつたインジエクシヨン通路とを備
えた冷凍装置であつて、前記圧縮機の容量を制御
して能力制御するために、次の構成を組込んだの
である。

即ち、その一つは、前記シリンダに、前記中間
圧ポートに連通する弁室を設けて、この弁室に前
記吸入ポート側に連通するバイパス通路を接続
し、そして、前記弁室に前記中間圧ポートとバイ
パス通路とを開閉する制御弁とこの制御弁を常時
開放させるスプリングとを設けると共に、前記制
御弁に、該制御弁の背面室を前記中間ポートに連
通し、かつ、ガスインジエクシヨンするための連
通孔を設け、かつ、前記背面室に、前記インジエ
クシヨン通路を連通させた構成であり、もう一つ
は、前記気液分離器の膨張機構に対する介装位置
を前記気液分離器で発生する中間圧ガスの、前記
ポンピングチヤンバーへのインジエクシヨンによ
り能力アツプするインジエクシヨン量より、ガス
発生量の多い位置とし、前記連通孔の孔径を、該
連通孔を通る中間圧ガスの通過能力が前記気液分
離器におけるガス発生量より小さくなる孔径とし
た構成である。

以下本発明冷凍装置の実施例を図面に基づいて
説明する。

本発明冷凍装置の基本構造は、第１図に概略的
に示した通りであつて、ロータリー圧縮機１と、
二つの熱交換器２，３、二つに分割した膨張機構
４，５、これら膨張機構４，５の中間位置に設け
る気液分離器６及びアキユムレータ７をもつ冷媒
回路８と、前記気液分離器６のガス域から延び、
前記圧縮機１に接続するガスインジエクシヨン通
路９とを備え、そして、前記圧縮機１には後記す
る容量制御機構を組込み、前記気液分離器６で分
離した中間圧のガス冷媒を、前記インジエクシヨ
ン通路９から前記圧縮機１のポンピングチヤンバ
ーに、前記制御機構を介してインジエクシヨンす
ることにより、能力アツプを行ない、また、前記
容量制御機構を構成するバイパス通路により、前
記ポンピングチヤンバーに吸入されるガス冷媒の
１部を吸入側にバイパスさせることにより能力ダ
ウンを行なうごとく成すのである。

第１図に示したものは、前記冷媒回路７に四路
切換弁１０を備え、該切換弁１０の切換えによ
り、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、前記熱交換器
２，３のうち、室内側に設ける室内側熱交換器２
を、冷房サイクルでは蒸発器として冷房を、ま
た、暖房サイクルでは凝縮器として暖房を行なう
ようにしている。

尚、室外側に設ける室外側熱交換器３は、冷房
サイクルにおいて凝縮器となり、暖房サイクルに
おいて蒸発器になるのは云うまでもない。

又、前記膨張機構４，５は、キヤピラリーチユ
ーブを用い、冷房時作用するキヤピラリーチユー
ブを用い、冷房時作用するキヤピラリーチユーブ
４ａ，５ａと、暖房時作用するキヤピラリーチユ
ーブ４ｂ，５ｂとをそれぞれ並列に接続して構成
しており、前記各キヤピラリチユーブ４ａ，５
ａ，４ｂ，５ｂには、それぞれ逆止弁１１，，１
２，１３，１４を直列に接続している。

又、以上の構成において、前記膨張機構４，５
を構成するキヤピラリチユーブ４ａ，５ａ，４
ｂ，５ｂのうち、前記気液分離器６の前段に位置
するキヤピラリチユーブ４ａ又は５ｂの、後段に
位置するキヤピラリチユーブ５ａ又は４ｂに対す
る長さを調整することにより、前記気液分離器６
内の冷媒圧力が定まり、この気液分離器６で発生
する中間圧ガスのガス発生量を調節できるのであ
る。

しかして、前記圧縮機１は、第２図乃至第６図
に示したごとく、円筒形ハウジングボデイ２０ａ
と、ハウジングトツプ２０ｂ及びハウジングボト
ム２０ｃから成る密閉形ハウジング２０に回転子
２１ａ、駆動軸２１ｂ、固定子２１ｃ等からなる
モータ２１と、後記するシリンダブロツク２２と
を内装し、前記モータ２１の回転子２１ａに固定
の駆動軸２１ｂを、前記シリンダブロツク２２に
貫通させ、前記シリンダブロツク２２に内装する
ロータ２３を駆動するごとくしたもので、前記シ
リンダブロツク２は、中心部分に前記駆動軸２１
ｂの軸心と同心円とした円形のシリンダ壁をもつ
シリンダ室２４ａを設けたシリンダボデイ２４
と、前記シリンダ室２４ａを閉鎖する平面をもつ
たフロントヘツド２５とリヤヘツド２６とから成
り、前記シリンダ室２４ａに前記駆動軸２１ｂの
軸心に対しエキセントリツクに回転する前記ロー
タ２３を内装するのである。

第２図乃至第６図に示した圧縮機１は、ステー
シヨナリーブレード式ロータリー圧縮機であつ
て、前記ロータ２３は、前記駆動軸２１ｂから一
体に延びる円形外周面をもつたカム２３ａと、該
カム２３ａの外周に嵌合するローラー２３ｂとか
ら構成し、前記カム２３ａの回転中心を、前記駆
動軸２１ｂの軸心、換言すると前記シリンダ室２
４ａの中心に対し偏心させると共に、前記ローラ
ー２３ｂは、前記シリンダ室２４ａの高さ、換言
すると前記各ヘツド２５，２６の平面間の長さと
ほゞ等しくし、その外周面を、シリンダ壁に接触
させるのであり、前記駆動軸２１ｂの駆動により
前記ローラー２３ｂのシリンダ壁への接触点O₁
が、前記シリンダ壁に沿つて周方向に移動する構
造となつている。

そして、前記シリンダボデイ２４には、前記ロ
ーラー２３ｂの外周面と密接状に接触するシリン
ダ表面をもつたブレード２７を取付け、このブレ
ード２７を挾んで両側の近接した位置に、前記シ
リンダ室２４ａに開口する吸入ポート２８及び吐
出ポート２９を設けるのであつて、前記吸入ポー
ト２８と吐出ポート２９との間には、前記ローラ
ー２３ｂの接触点O₁と、前記ブレード２７の前
記ローラー２３ｂへの接触点O₂とで区画される
ポンピングチヤンバー３０を形成している。又、
前記ブレード２７は、前記ローラー２３ｂの軸方
向長さと同じ長さの幅をもち、前記シリンダボデ
イ２４に形成する案内溝に、摺動自由に支持する
のであつて、前記シリンダボデイ２４に一端を支
持する１対のブレードばね３１，３２により、前
記シリンダ室２４ａ内に突入するように付勢して
おり、前記ブレード２７のシーリング表面を、前
記ローラー２３ｂの外周面と常に接触するごとく
成している。

又、前記吸入ポート２８は、前記シリンダボデ
イ２４の一側に、前記シリンダ壁を貫通して水平
状に設けるのであり、また、前記吐出ポート２９
は、前記フロントヘツド２５に、前記平面を貫通
して垂直状に設けるのであつて、この吐出ポート
２９の前記密閉ハウジング２０への開口部には、
一端を前記フロントヘツド２５に支持した吐出弁
３３を設けている。

又、前記吸入ポート２８には、接続管３４，３
５の組立体を継手管３６を介して結合しており、
前記接続管３５には、前記冷媒回路８の低圧側即
ち、前記アキユムレータ７の出口側から延びる吸
入管８ａを接続するのであり、前記吐出ポート２
９は、前記吐出弁３３を介して前記ハウジング２
０に開口しており、前記吐出ポート２９から吐出
されるガス冷媒は、前記ハウジングトツプ２０ｂ
に接続す前記冷媒回路８の吐出管８ｂを介して吐
出されるのである。

常、第２図乃至第６図において、３７は、前記
圧縮機１を固定するブラケツト、３８は、前記モ
ータ２１の固定子２１ｃに給電するターミナル、
３９はターミナルガード、４０はターミナルカバ
ーであり、また、４１は前記モータ２１の回転子
２１ａに固定するバランスウエイト、４２は、前
記ハウジングボトム２０ｃに取付けるマグネツト
で、前記ハウジング２０の底部に充填する潤滑油
中に混入する鉄粉等を除去するものである。ま
た、４３は、前記駆動軸２１ｂの下端に取付ける
油ポンプで、前記潤滑油を、前記駆動軸２１ｂの
中心部に設ける油通路４４に吐出するのである。
又、前記油通路４４には、前記ロータ２３を構成
するカム２３ａの上下に形成する油室２３ｃに前
記潤滑油を供給する供給路４４ａと、前記カム２
３ａの上下に位置し、前記フロントヘツド２５及
びリヤヘツド２６と、前記駆動軸２１ｂとの間
に、前記潤滑油を供給する供給路４４ｂとをもつ
ている。

又、４５は前記フロントヘツド２５の上部を覆
い、吐出ポート２９からの冷媒吐出による騒音を
軽減するためのマフラーである。

また、４６は前記マフラー４５と前記フロント
ヘツド２５とを前記シリンダボデイ２４に取付け
る取付ボルトであり、４７はフロントヘツド２５
を前記シリンダボデイ２４に取付ける取付ボル
ト、また、４８は前記リアヘツド２６を前記シリ
ンダボデイ２４に取付ける取付ボルトである。

以上説明した圧縮機１の構造は、既知の通りで
あつて、これ以上詳細に説明しなくとも充分理解
できよう。

図面に示した冷凍装置は、以上の如く構成する
圧縮機１に、次に説明する容量制御機構を組込む
のである。

この容量制御機構は、前記シリンダブロツク２
２に、前記ポンピングチヤンバー３０に開口する
中間圧ポート５１を設けると共に、この中間圧ポ
ート５１に連通する弁室５２を設け、そして、前
記弁室５２から前記吸入ポート２８又はその近く
に延びて開口するバイパス通路５３を設け、前記
弁室５２には、前記中間圧ポート５１とバイパス
通路５３とを開閉する制御弁５４と、この制御弁
５４を常時開放する方向に付勢するスプリング５
５とを内装し、前記制御弁５４に、該制御弁５４
の背面室５６を、前記中間圧ポート５１に連通
し、前記中間圧ポート５１から前記ポンピングチ
ヤンバー３０に中間圧のガス冷媒をインジエクシ
ヨンする連通孔５７を設けて構成するのである。

そして、前記インジエクシヨン通路９を、前記
背面室５６に連通し、かつ、前記インジエクシヨ
ン通路９に、主として電磁弁から成る開閉弁５８
を介装するのであり、また、前記気液分離器６の
前記膨張機構４，５に対する介装位置を、前記気
液分離器６で発生する中間圧ガスのガス発生量
が、前記ポンピングチヤンバー３０へのインジエ
クシヨンにより能力アツプするインジエクシヨン
量より若干多い位置とし、かつ、前記連通孔５７
の孔径を、該連通孔５７を通る中間圧ガスの通過
能力が、前記気液分離器６におけるガス発生量よ
り小さくなる孔径とするのである。

しかして、以上の構成において、前記制御弁３
４は、前記弁室５２に移動自由に内装するのであ
つて、第３，４図のごとく主としてフインガーバ
ルブ形式のものを用い、下部に形成するフランジ
により、前記スプリング５５を受止めると共に、
前記フランジの下面にシール材５９を設けて、こ
のシール材５９と、前記弁室５２の下端部に螺合
する盲蓋６０との間に、前記背面室５６を形成す
るのである。しかして、この背面室５６に中間圧
のガス冷媒が導入されると、前記連通孔５７を介
して中間圧のガス冷媒が前記ポンピングチヤンバ
ー３０へ流れ、該制御弁５４の前後に差圧が生
じ、前記制御弁５４が前記中間圧ポート５１の方
向に移動して、前記制御弁５４の先端に設けるコ
ーン形シール面により、前記中間圧ポート５１と
弁室５２、換言すると前記バイパス通路５３との
連通を遮断し、前記連通孔５７から中間圧の前記
冷媒ガスを、前記ポンピングチヤンバー３０にイ
ンジエクシヨンできるようになつており、前記ガ
ス冷媒の背面室５６への導入がなくなると、前記
連通孔５７を介し前記制御弁の前後が均圧され、
前記スプリング５５の作用で、前記制御弁５４が
前記中間圧ポート５１から離れる方向に移動し
て、前記バイパス通路５３を弁室５２を介して前
記中間圧ポート５１に連通し、前記ロータ２３の
回転に伴い、この中間圧ポート５１から弁室５２
及びバイパス通路５３を経て、前記ポンピングチ
ヤンバー３０内のガス冷媒の１部を前記吸入ポー
ト２８側へバイパスできるようになしている。

上記の如く、インジエクシヨンは、前記連通孔
５７を介して行なえ、バイパスは中間圧ポート５
１を介して行なえるので、換言すると、インジエ
クシヨン時には、前記中間圧ポート５１の孔径に
関係なく行なえ、また、バイパス時には前記連通
孔５７と関係なく行なえるので、前記中間圧ポー
ト５１の孔径は、バイパス時、最大効率が得られ
る孔径に設定できるのである。つまり、インジエ
クシヨン量及びバイパス量は、それぞれ独立して
各別に設定できるのである。

従つて、能力アツプに必要なインジエクシヨン
量と、能力ダウンに必要なバイパス量とを最適量
にできるのであつて、インジエクシヨン時の液圧
縮や、バイパス時の効率悪化の問題は生じないの
である。

しかして、前記バイパス通路５３及び前記中間
圧ポート５１から前記弁室５２を経て前記バイパ
ス通路５３に至る部分の通路断面積は、前記制御
弁５４の連通孔５７の孔径より大きくするのであ
つて、前記連通孔５７の孔径を、約1.8m／ｍと
した場合、前記中間圧ポート５１の孔径は、約
2.8m／ｍに設定するのが好ましい。

又、前記背面室５６を、前記インジエクシヨン
通路９に連通するのは、第３，４図のごとく前記
シリンダボデイ２４と、前記リヤヘツド２６とに
連絡路６１を設けて、この連絡路６１の下端部
を、前記背面室５６に開口させると共に、前記連
絡路６１の上端部を、前記シリンダボデイ２４の
側面に開口させ、この開口部に、前記ハウジング
ボデイ２０ａを貫通する接続管６２を取付け、こ
の接続管６２に継手管６３を介して、前記インジ
エクシヨン通路９を接続して行なうのである。

又、前記中間圧ポート５１は、主として図に示
したごとくリヤヘツド２６又は図示していないが
フロントヘツド２５に、これら各ヘツド２６又は
２５の平面に対し直角状に設けるのであり、この
中間圧ポート５１に連通する弁室５２も、前記中
間圧ポート５１と同方向に設け、そして、前記バ
イパス通路５３は、前記弁室５２の中間位置で、
前記弁室５２の長さ方向と直角に連通させるので
ある。

尚第１図において中間圧ポート５１及び吐出ポ
ート２９は、シリンダ室２４ａに対し側方に設け
たように示しているが、第１図においては理解を
早めるために概略的に表わしたもので、実質上
は、前記したごとく前記ヘツド２６又は２５の平
面に対し直角状に設けるのである。

次に、前記中間圧ポート５１の形成位置につい
て説明する。

前記圧縮機１において、前記ロータ２３の１回
転ごとに１回の吐出が行なわれるのであるが、一
つのポンピングチヤンバー３０についてみてみる
と、第７図乃至第１０図のごとく、前記ロータ２
３の２回転で吐出されるようになつている。

即ち、第７図のごとく前記ロータ２３のシリン
ダー壁への接触点O₁が前記ブレード２７のロー
タ２３への接触点O₂に位置する角度位置を基点
０゜とした場合、この基点位置では、前記ポンピ
ングチヤンバー３０の容積は零であり、この基点
位置から前記接触点O₁が吸入ポート２８の開口
位置に入ると、以後前記ポンピングチヤンバー３
０の容積が増大して前記吸入ポート２８からガス
冷媒が吸込まれる。そして、第９図のごとく前記
基点位置からロータ２３が390度回転して、前記
接触点O₁が前記吸入ポート２８を通過した時吸
入が終了するのである。このとき、前記ポンピン
グチヤンバー３０は最大容積となる。その後は前
記ロータ２３の回転により前記ポンピングチヤン
バー３０の容積は減少して吸込んだ前記ガス冷媒
を圧縮し、前記ロータ２３が基点位置に対し例え
ば585度回転した位置で前記吐出弁３３が開き、
圧縮した高圧のガス冷媒の吐出を開始し、前記接
触点O₁が第７図の位置に戻ると、即ち、ロータ
２３が基点位置から720度回転した時、吐出が終
了するのである。

以上の如く動作する圧縮機１において、前記中
間圧ポート５１は、前記ロータ２３のエキセント
リツクな回転により、ロータ２３により開閉され
るもので、前記中間圧ポート５１の位置を決める
には、先ず、前記圧縮工程において、前記吐出弁
３３が開く角度位置の手前であり、かつ、ポンピ
ングチヤンバー３０内の圧力が前記気液分離器６
内の圧力以下の範囲内にある位置であり、更に前
記ロータ２３により閉じられる位置とするのであ
り、しかも、前記ロータ２３は、カム２３ａとロ
ーラー２３ｂとにより形成し、前記カム２３ａと
ローラー２３ｂとの間には、油室２３ｃがあつ
て、高圧の潤滑油が供給されているのであるか
ら、前記駆動軸２１ｂを中心に、該中心から前記
接触点Ｏへ結ぶ線上におけるローラー２３ｂの内
面に至る寸法を半径として描いた仮想円より半径
方向外側の位置とするのである。

そして、更に、前記吸入工程において、前記ロ
ータ２３により中間圧ポート５１が開き始める寸
前の角度位置、即ち第８図に示したごとく、基点
位置に対し接触点O₁が300度回転した角度位置か
ら、第９図のごとく吸入工程が終了する角度位置
390゜位置に至る角度範囲をリターン角とし、前
記吸入工程の終了時の角度位置から圧縮工程に入
り、この圧縮工程で前記ロータ２３により前記中
間ポート５１が閉じられるまでの角度位置即ち、
吐出弁３３が開く角度位置の手前の位置であつ
て、第１０図に示したごとく基点位置に対し、前
記接触点O₁が522度回転した角度位置に至る角度
範囲をインジエクシヨン角とした場合、インジエ
クシヨン角が、前記リターン角より大きくなる位
置に設定するのである。

尚、第８図乃至第１０図において、リターン角
は90度であり、インジエクシヨン角は132度であ
る。

又、前記中間圧ポート５１は、前記ロータ２３
が前記リターン角及びインジエクシヨン角の範囲
にあるとき、前記ポンピングチヤンバー３０に開
口しているのであつて、中間圧のガス冷媒をイン
ジエクシヨンする場合吸入工程にあるリターン角
の始点位置でインジエクシヨンが開始され、イン
ジエクシヨン角の終点位置でインジエクシヨンが
終了するのである。

しかして、前記ロータ２３がリターン角にある
とき、前記ポンピングチヤンバー３０には、前記
吸入ポート２８と中間圧ポート５１とがともに開
口することになるので、インジエクシヨンされる
ガス冷媒により、吸入ガス冷媒の吸入量は減少す
るが、前記ポンピングチヤンバー３０に吸入され
る吸入量そのものが減少することはない。しか
し、この範囲におけるインジエクシヨンについて
は、能力アツプの効果はないのであるから、前記
リターン角は小さい方が好ましいのである。

また、前記ロータ２３がリターン角を通過する
と吸入工程が終り、インジエクシヨン角に入つて
圧縮工程に移る。このインジエクシヨン角におい
ては、前記中間圧ポート５１のみが、前記ポンピ
ングチヤンバー３０に開口するのであるから、前
記連通孔５７から中間圧ポート５１を介してイン
ジエクシヨンされる中間圧のガス冷媒のインジエ
クシヨン量が、前記ポンピングチヤンバー３０に
収容されるガス量に加算されることになり、前記
圧縮機１の容量が増大して、能力アツプに寄与す
るのである。

従つて、能力アツプに寄与するインジエクシヨ
ン量は、前記インジエクシヨン角と前記連通孔５
７の孔径とにより決まることになる。

又、前記バイパス通路５３を開いて能力ダウン
を行なう場合も同様で、前記吸入ポート２８と中
間圧ポート５１とがともにポンピングチヤンバー
３０に開口しているリターン角においては、前記
各ポート２８，３０から吸入されるだけで、容量
の減少はない。

そして、インジエクシヨン角に入ると、中間圧
ポート５１のみが前記ポンピングチヤンバー３０
に開口すると共に、このチヤンバー３０の容積は
ロータ２３の回転とともに減小するのであるか
ら、容積減少に見合うガス冷媒が前記中間圧ポー
ト５１からバイパス通路５３にバイパスされ、前
記ポンピングチヤンバー３０に収容されるガス冷
媒は、殆んど圧縮されないのであり、前記インジ
エクシヨン角を通過した後、即ち、バイパス終了
後の圧縮工程においてのみ圧縮されて吐出ポート
２９から吐出されるのであつて、前記圧縮機１の
容量は、前記インジエクシヨン角の容積分だけ減
少し、能力ダウンとなるのである。

従つて、能力ダウンするためのバイパス量は、
前記インジエクシヨン角と、中間圧ポート５１の
孔径とにより決まることになる。

尚、前記中間圧ポート５１の孔径により、前記
リターン角とインジエクシヨン角とが影響を受け
るので、前記インジエクシヨン角は前記孔径を考
慮して決める必要がある。

最後に、以上の如く構成する冷凍装置の作用・
効果について説明する。

能力アツプ及び能力ダウンの制御は、前記イン
ジエクシヨン通路９に介装した一つの開閉弁５８
の開閉のみにより行なうのであつて、前記開閉弁
５８を開くと、前記気液分離器６で分離した中間
圧のガス冷媒が、前記制御弁５４の背面室５６に
導入され、前記したごとく前記バイパス通路５３
を閉じ、前記制御弁５４の連通孔５７を介して中
間圧のガス冷媒が、前記ポンピングチヤンバー３
０にインジエクシヨンされ、能力アツプが行なえ
るのであり、また、前記開閉弁５８を閉じると、
前記背面室５６にはガス冷媒の導入がなくなるの
で、前記背面室５６は、前記連通孔５７を介して
連通する前記中間圧ポート５１と同圧になり、前
記制御弁５４が前記スプリング５５の作用で開
き、前記バイパス通路５３が、前記中間圧ポート
５１を介してポンピングチヤンバー３０に連通
し、このポンピングチヤンバー３０のガス冷媒
が、バイパス通路５３にバイパスされ、能力ダウ
ンが行なえるのである。

次に、中間圧ガスのインジエクシヨンにより能
力アツプが行なわれることについて、第１２図に
示したモリエル線図により更に説明する。

第１２図において〜は、冷凍サイクルを示
し、は圧縮機１の吐出ポート２９から吐出した
高圧ガス冷媒、は凝縮器となる熱交換器２又は
３の出口側における高圧液冷媒、は、前段側膨
張機構４又は５で中間圧に減圧された液ガス混合
冷媒、は前記気液分離器６で分離された中間圧
の液冷媒、は後段側膨張機構５又は４で低圧に
減圧された液ガス混合冷媒、は蒸発器となる熱
交換器３又は２の出口側で、圧縮機１の吸入ポー
ト２８から吸入される低圧ガス冷媒の状態を示し
ており、又は前記気液分離器６で分離された中
間圧のガス冷媒を示している。

しかして、インジエクシヨン時、前記気液分離
器６で分離された中間圧のガス冷媒を、前記ポ
ンピングチヤンバー３０にインジエクシヨンする
のであるから、このインジエクシヨン量をｇと
し、前記気液分離器６から後段側膨張機構５又は
４、蒸発器となる熱交換器３又は２を経て圧縮機
１の吸入ポート２８に戻る冷媒――の循環
量をＧとしたとき、前記圧縮機１の吐出ポート２
９から吐出される高圧ガス冷媒の吐出量は、Ｇ
＋ｇとなり、前記インジエクシヨン量ｇだけ吐出
量が増大することになる。

従つて暖房時においては、凝縮作用をする室内
側熱交換器２を流れる冷媒量が増し、暖房能力が
アツプするのであり、また、冷房時においては、
前記気液分離器６で分離された中間圧の液冷媒
は、第１２図モリエル線図のごとく飽和液線上に
なり、Δｉだけ蒸発潜熱が増大するのであつて、
冷房能力もアツプできるのである。

又、以上の如く行なう冷凍装置の運転におい
て、前記圧縮機１の駆動を停止する場合、前記開
閉弁５８を閉じることにより、前記制御弁５４
は、スプリング５５の作用で自動的に開いて、前
記バイパス通路５３が開くので、高低圧間が迅速
に均圧されることになるのであつて、複雑な制御
装置を用いることなく、一つの前記開閉弁５８の
制御により簡単に均圧が可能となるのである。

また、起動時、一定時間能力ダウン運転をすれ
ば、起動負荷を軽減できるが、この制御も、一つ
の前記開閉弁５８を一定時間閉じるごとく制御す
るだけで行なえるのであつて、複雑な制御装置を
用いなくとも、起動負荷の軽減が可能となるので
ある。又、起動時の負荷軽減だけについていえ
ば、上記の如く開閉弁５８を一定時間閉じるとい
う制御なしでも行なえる。即ち、起動時は、気液
分離器６内の中間圧力が上昇するのに、また、吸
入圧力が低下するのにそれぞれ時間がかかるの
で、この間は前記開閉弁５８が開いても、前記中
間圧力及び吸入圧力に達するまでの間は、前記ス
プリング５５により、前記制御弁５４は開いてお
り、自動的に起動負荷が軽減される。

以上説明した実施例は、ステーシヨナリーブレ
ード式ロータリ圧縮機を用いたものであるが、ロ
ータリーブレード式ロータリー圧縮機を用いても
よい。

このロータリーブレード式ロータリー圧縮機は
第１１図のごとくシリンダボデイ６４に形成する
シリンダ室６４ａの中心を、前記駆動軸の回転中
心に対し偏心させ、前記駆動軸に、該軸の中心と
同心円としたロータ６５を設けると共に、このロ
ータ６５に、２枚のブレード６６，６７を、摺動
自由に支持したものである。

この形式の圧縮機の場合、ポンピングチヤンバ
ー３０Ａは、二つのブレード６６，６７間に形成
されるもので、一つのポンピングチヤンバー３０
Ａの吸入―圧縮工程は、前記ロータ６５の1.5回
転即ち基点位置から540度の角度位置で終了す
る。

又、この形式の圧縮機においても、吸入ポート
２８Ａと吐出ポート２９Ａとの中間に中間圧ポー
ト５１Ａを設けるのであるが、前記形式の圧縮機
１のごとくロータ２３がエキセントリツクに回転
せずロータ６５の位置が一定しているので、中間
圧ポート５１Ａの位置はポンピングチヤンバー３
０Ａに面する位置とすればよく、円の外側にする
条件は必要でないが、他の条件については、前記
圧縮機１と同様に設定するのである。

以上の如く本発明によると、一つの開閉弁５８
の開閉操作のみにより中間圧のガス冷媒のインジ
エクシヨンによる能力アロプが行なえると共に、
吸入ポート側へのバイパスによる能力ダウンが行
なえるのであり、しかも、能力アツプに必要なイ
ンジエクシヨン量は、制御弁５４に設ける連通孔
５７の孔径により、また、能力ダウンに必要なバ
イパス量は、中間圧ポート５１の孔径により、そ
れぞれ各別に設定できるので、互にとらわれるこ
となく、任意で、かつ、最適量にそれぞれ設定で
きるのである。

その上、前記制御弁５４の連通孔５７を介して
インジエクシヨンするごとく成すと共に、前記分
離器６の介装位置を、該分離器６でのガス発生量
が能力アツプするインジエクシヨン量より多い位
置とし、かつ、前記連通孔５７の孔径を、該連通
孔５７を通る中間圧ガスの通過能力が、前記ガス
発生量より小さくなる孔径としたのであるから、
前記インジエクシヨン通路９に、キヤピラリチユ
ーブなどの制御機構を用いなくとも、液冷媒を吸
込んで液圧縮が生ずるという問題を解決できるの
であり、しかも、前記制御弁５４により、前記バ
イパス通路５３を開閉するのであるから、複雑な
制御装置を用いなくとも前記インジエクシヨン通
路９に設ける一つの開閉弁５８の開閉操作のみに
より、前記バイパス通路５３を直ちに均圧通路と
して利用できるし、また、起動時は、前記制御弁
５４の連通孔５７を介して制御弁の前後の圧力が
ほゞ均圧し、スプリング５５によつて制御弁５４
が開いているので、前記開閉弁５８の操作とは関
係なく自動的に起動負荷軽減が行なわれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略説明図、
第２図は第１図で用いる圧縮機で、ハウジングボ
トムを取外した状態の底面図、第３図は、第２図
のＡ―Ｂ―Ｃ―Ｄ―Ｅを結ぶ線に沿つて断面し、
かつ、ハウジングボトムを取付けた状態の断面
図、第４図は、同じく第２図のＡ―Ｒ―Ｐ―Ｄ―
Ｎを結ぶ線に沿つて断面し、１部を省略した部分
断面図、第５図は、第３図Ｆ―Ｇ線における断面
図、第６図は第３図Ｈ―Ｊ線に沿つて断面して、
モータ固定子を省略し、かつ、マフラーの１部を
切欠した断面図、第７図乃至第１０図は圧縮機の
吸入―圧縮工程を説明する説明図、第１１図は圧
縮機の別の実施例を示すもので、第７図に対応し
た概略説明図、第１２図はモリエル線図、第１３
図は従来例を示す冷媒回路図、第１４図は同説明
図である。１……圧縮機、４，５……膨張機構、６……気
液分離器、８……冷媒回路、９……ガスインジエ
クシヨン通路、２４ａ……シリンダ室、２８……
吸入ポート、２９……吐出ポート、３０……ポン
ピングチヤンバー、５１……中間圧ポート、５２
……弁室、５３……バイパス通路、５４……制御
弁、５５……スプリング、５６……背面室、５７
……連通孔。

Claims

【特許請求の範囲】

１シリンダ室２４ａに開口する吸入ポート２８
と吐出ポート２９及び、これら吸入ポート２８と
吐出ポート２９との間のポンピングチヤンバー３
０に中間圧ポート５１をもつロータリー圧縮機１
と、この圧縮機１の吸入ポート２８及び吐出ポー
ト２９に接続され、二つに分割された膨張機構
４，５の中間位置に気液分離器６をもつ冷媒回路
８と、前記気液分離器６のガス域から延び、前記
中間圧ポート５１に連通する開閉弁５８をもつた
インジエクシヨン通路９とを備え、前記中間圧ポ
ート５１に連通する弁室５２と、該弁室５２から
前記吸入ポート２８側に延びるバイパス通路５３
とを設けると共に、前記弁室５２に、前記中間圧
ポート５１とバイパス通路５３とを開閉する制御
弁５４と、該制御弁５４を常時開放するスプリン
グ５５とを内装し、前記制御弁５４に、該制御弁
５４の背面室５６を前記中間圧ポート５１に連通
する連通孔５７を設け、前記背面室５６に前記イ
ンジエクシヨン通路９を接続する一方、前記気液
分離器６の膨張機構４，５に対する介装位置を、
前記気液分離器６で発生する中間圧ガス量が前記
ポンピングチヤンバー３０へのインジエクシヨン
により能力を向上するインジエクシヨン量より多
くなる位置とし、かつ、前記連通孔５７の孔径
を、該連通孔５７を通る中間圧ガスの通過量が前
記気液分離器６におけるガス発生量より小さくな
る孔径としたことを特徴とする冷凍装置。