JPS6291758A - 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】 （産業上の利用分野） この発明は冷凍装置に関するものである。

（従来の技術） 空気調和機においては、室内温度を所定範囲内の温度に
維持するために、圧縮機の起動と停止とを繰り返すよう
な制御が行われている。この場合、圧縮機の再起動時の
定常運転状態への移行を短時間内に行い、運転効率を向
上する目的で、圧縮機の停止時に、高圧冷媒を凝縮器を
中心とする高圧配管内に閉じ込めておくことが考えられ
るが、その従来例としては、例えば特開昭５７−６２６
９号公報に記載された装置を挙げることができる。この
装置について、第５図に基づいて説明すると、図におい
て、７１は室内熱交換器、７２は室外熱交換器をそれぞ
れ示しており、側熱交換器７１．７２はガス管７３と液
管７４とによって接続されている。またガス管７３には
四路切換弁７５が介設され、この四路切換弁７５には圧
縮機７６が接続されている。一方上記液管７４には、冷
房用膨張機構７７と暖房用膨張機構７８とがそれぞれ直
列に介設され、各膨張機構７７．７８には逆止弁７９．
８０が並列接続されている。そして上記圧縮機７６と上
記四路切換弁７５との間の吐出配管８１には切換弁８２
が、また上記冷房用膨張機構７７と室内熱交換器７１と
の間の液管７４には他の切換弁８３が介設されている。

すなわち、冷房運転時に圧縮機７６を停止した場合、高
圧冷媒を、上記室外熱交換器７２の前後において上記両
切換弁８２．８３の間に閉じ込め得るようなされている
のである。

（発明が解決しようとする問題点） ところで上記した従来の装置を暖房用に使用する場合、
室外熱交換器７２の除霜、すなわちデフロストを行う必
要が生ずる訳であるが、その方法としては、例えば「冷
凍　第５９巻第６８２号」　（昭和５９年８月発行）の
第６６頁に記載されているホットガス・バイパス方式を
採用することが考えられる。これは上記圧縮機７６の吐
出配管８１と、室外熱交換器７２の暖房運転時の冷媒入
口側７４ａとの間をバイパス管８４で接続し、このバイ
パス管８４にデフロスト用電磁弁８５を介設し、この電
磁弁８５の閉弁状態で通常の運転を行い、その開弁によ
っ”ζ室外熱交換器７２にホットガスを供給してデフロ
ストを行うような構造のものである。

しかしながら上記従来装置にホットガス・バイパス方式
を採用した場合、冷房運転状態での圧縮機７６の停止時
に、上記室外熱交換器７２の前後において上記両切換弁
８２．８３間に閉じ込められている高圧冷媒が、上記電
磁弁８５を経由して漏出し、圧縮機７６の再起動時の運
転能力の立ち上がり状態を悪化させてしまうという不具
合の生じることが予想される。それは上記電磁弁８５が
、通常は一方向流れ、すなわち圧縮機７６から吐出され
た冷媒の流れを遮断するために使用されるものであるた
めに、これとは逆方向への冷媒の漏れを阻止し得ない構
造となっているためである。

この発明は上記した従来の欠点を解決するためになされ
たものであって、その目的は、上記のようなホットガス
・バイパス方式のデフロストを行いつつも、冷房運転状
態での圧縮機停止時における上記のような閉じ込められ
た高圧冷媒の漏れを防止し、そのため圧縮機の再起動時
の運転能力の立ち上がり特性の良好な冷凍装置を提供す
ることにある。

（問題点を解決するための手段） そこでこの発明の冷凍装置においては、暖房運転時に高
圧ガス冷媒が導入され冷房運転時に低圧ガス冷媒を送出
する第１ガス管５を室内熱交換器７に、また暖房運転時
に低圧ガス冷媒を送出し冷房運転時に高圧ガス冷媒の導
入される第２ガス管６を室外熱交換器８にそれぞれ接続
し、第２ガス管６には遮断弁Ｂを介設し、また上記室内
熱交換器７と室外熱交換器８とを接続する液管９には膨
張閉鎖機構１０を介設し、さらにこの液管９の上記室外
熱交換器８と上記膨張閉鎖機構１０との間にはバイパス
管３５の一端部を接続し、このバイパス管３５には開閉
弁３７を介設すると共に、その他端部を切換弁１１のバ
イパス通路１７に接続する。この切換弁１１は、弁本体
１３内の摺動室１９内に弁体２２を摺動自在に配置し、
この摺動室１９の−・瑞２１側に上記第１ガス管５の冷
媒圧力を、またその他端２０側には第２ガス管６の上記
遮断弁Ｂと上記室外熱交換器８との間６ａの冷媒圧力を
それぞれ導いて両ガス管５．６内の差圧に上記弁体２２
を応動させることにより上記バイパス通路１７を高圧側
のガス管５又は６に切換連通させるべく構成しである。

一方上記遮断弁Ｂば、その内部にピストン摺動室４１を
設けてこの摺動室４１内にピストン４２を摺動自在に配
置し、この摺動室４１の一端側を上記第１ガス管５に連
通させ、また上記摺動室４１の他端側には、弁本体４０
内の流路４６を介して互いに連通ずる第１通路４５と第
２通路４７とを設け、第２通路４７を室外熱交換器８側
にそれぞれ接続し、上記流路４６内には、付勢手段５８
によって閉弁方向に付勢されると共に、上記第１１■路
４５から上記第２通路４７への冷媒の流れを許容する逆
止弁４８を設ける。そして上記第１ガス管５内の高圧ガ
ス冷媒からの力によるピストン４２の押動によって上記
逆止弁４８を開弁させるべく構成しである。

（作用） 上記冷凍装置においては、暖房運転状態において、第１
ガス管５に高圧ガス冷媒が供給される。

そうすると遮断弁Ｂにおいては、ビスＩ−ン４２がこの
ガス圧力によって押動され、これにより逆止弁４８は開
弁状態に維持されることになる。また切換弁１１におい
ては、第１ガス管５内の高圧ガス冷媒によって弁体２２
が押動され、バイパス通路１７が第１ガス管５に連通し
た状態となっている。そして上記第１ガス管５内の冷媒
は、室内熱交換器７、膨張閉鎖機構１０、室外熱交換器
８をそれぞれ経由し、第２ガス管６及び上記ピストン４
２によって開弁された逆止弁４８を通って返流されるこ
とになる。そしてこの状態で上記バイパス管３５の開閉
弁３７を開弁することにより、上記室外熱交換器８のデ
フロストを行うのである。

一方、冷房運転時には、第２ガス管６に高圧ガス冷媒を
供給する。そうすると遮断弁Ｂにおける逆止弁４８はこ
の高圧ガス冷媒の流れによって開弁し、冷媒は室外熱交
換器８、膨張閉鎖機構１０、室内熱交換器７をそれぞれ
経由して第１ガス管５へと返流されることになる。この
場合、切換弁１１の弁体２２は、第２ガス管６内の高圧
ガス冷媒の圧力によって押動され、上記バイパス通路１
７が上記第２ガス管６に連通した状態になっている。

そしてこの状態で冷媒の供給を停止し、上記膨張閉鎖機
構１０を閉止した際には、上記逆止弁４８を通る冷媒が
ないことから該逆止弁４８は閉弁し、高圧冷媒は、室外
熱交換器８の前後において上記逆止弁４８と上記膨張閉
鎖機構１０との間に閉し込められることになる。この場
合、バイパス管３５に介設された開閉弁３７においては
、その前後に共に高圧冷媒の圧力が作用して圧力差のほ
とんどない状態となっており、そのためこの開閉弁３７
からの高圧冷媒の漏れは生じない。

（実施例） 次にこの発明の冷媒の具体的な実施例について、図面を
参照しつつ詳細に説明する。

第１図において、１は圧縮機であるが、この圧縮機１の
吐出配管２と吸込配管３とはそれぞれ四路切換弁４に接
続されている。四路切換弁４の出入口には、第１ガス管
５と第２ガス管６とが接続されており、上記第１ガス管
５の途中には切換遮断弁Ａが、また第２ガス管６の途中
には遮断弁Ｂがそれぞれ介設されている。上記第１ガス
管５には、室内熱交換器７が、また上記第２ガス管６に
は室外熱交換器８がそれぞれ接続されており、再熱交換
器７．８の間は液管９にて接続され、液管９には電動膨
張弁１０が介設されている。

上記切換遮断弁Ａは、切換弁１１と遮断弁１２とを、弁
本体１３の内部に有するもので、一端側（図において左
側）に切換弁１１が、他端側（図において右側）に遮断
弁１２がそれぞれ配置されている。この切換遮断弁Ａに
は、弁本体１３の略中央周側部の位置に第１通路１４が
、図における右端部に第２通路１５が、図における左端
部に第３通路１６が、また周側部における第１通路１４
と第３通路１６との間の位置にはバイパス通路１７がそ
れぞれ形成されている。そして上記切換弁１１において
は、弁本体１３の内部に概略筒状の部材１８が配置され
、この筒状部材１８内に摺動室１９が形成されている。

この摺動室１９の一端部２０は上記第３通路１６に、ま
たその他端部２１は上記第１通路１４にそれぞれ連通し
ており、またこの摺動室１９内には弁体２２が摺動自在
に配置されている。この弁体２２は、上記第１通路１４
と第３通路１６との圧力差に応動するものであって、第
１通路１４内の圧力が高い場合には摺動室１９の一端部
２０側に押動されてこの端部２０を閉止しく第１図）、
一方第３通路１６内の圧力が高い場合には他端部２１側
へ押動されてこの端部２１を閉止するようなされている
（第３図）。

そして摺動室１９の内周部の位置にはバイパス通路１７
が連通しており、上記の結果、上記バイパス通路１７は
、上記弁体２２の応動によって、上記第１通路１４と第
３通路１６とのいずれか圧力の高い方の通路１４又は１
６に切換連通することとなる。なお上記弁体２２には突
部２３が形成されているが、この突部２３は、弁体２２
が一方の端部２１側へと押動されて、この端部２１を閉
止した際に、第３図のように、上記筒状部材１８の端面
を越えてさらに側方へと突出する部分である。

この突部２３の役割については後述する。

一方上記弁本体１３は、その内部に上記第１通路１４と
第２通路１５とを連通させる流路２４を有しているが、
この流路２４内に上記逆止弁１２が介設されている。こ
の逆止弁１２は、上記第１通路１４から第２通路１５へ
の冷媒の通過を許容するもので、その弁基体２５は、コ
ーキング２６等によって弁本体１３の内周面に固着され
ている。

弁基体２５は、内部に流路２７を有し、その一端側、す
なわち上記切換弁１１とは反対側には環状の弁座２８が
形成されている。またこの弁基体２５には摺動自在に弁
棒２９が支持されており、この弁棒２９の一端部、すな
わち上記弁座２８を設けた側の端部には、弾性材より成
る弁体３０が取着されている。なお、３１は弁受、３２
は弁理えである。また上記弁棒２９の他端部にはバネ受
３３が固着されており、このバネ受３３と上記弁基体２
５との間には付勢手段としてのバネ３４が介設されてい
る。すなわち上記逆止弁１２においては、バネ３４の力
によって弁棒２９を閉弁方向に付勢すると共に、上記第
１通路１４内に高圧ガス冷媒が導入された際に、この圧
力によって上記弁棒２９をバネ３４の力に抗して移動さ
せ、弁基体２５内の流路２７を開放し得るようなされて
いるのである。また上記切換弁１１において、上記弁体
２２が第３通路１６内の冷媒圧力によって、上記逆止弁
１２側へと押動された際には、上記のように弁体２２に
設けた突部２３が筒状部材１８の端部を越えて突出する
ことになるが、このとき突出端部が上記逆止弁１２の弁
棒２９の端部に当接してこの弁棒２９を開弁方向に移動
させ、この逆止弁１２を強制的に開弁し得るようにもな
されている。

そして上記第１通路１４は第１ガス管５の四路切換弁４
側に、第２通路１５は第１ガス管５の室内熱交換器７側
にそれぞれ接続されている。また上記バイパス通路１７
は、バイパス管３５を介して、上記液管９における電動
膨張弁１０と室外熱交換器８との間の位置に接続されて
おり、一方上記第３通路１６は配管３６を介して第２ガ
ス管６における上記遮断弁Ｂと室外熱交換器８との間の
位置６ａに接続されている。なお上記バイパス管３５に
はデフロスｌ−用の電磁開閉弁３７が介設されている。

次に上記遮断弁Ｂについて説明する。この遮断弁Ｂは弁
本体４０の一端側内周部にピストン摺動室４１を有して
おり、このピストン摺動室４１内にはピストン４２が摺
動自在に配置されている。

なおピストン４２の外周部には、シール用の０−リング
４３が装着されている。上記ピストン摺動室４１の一端
部はポート４４に連通し、またその他端部は、弁本体４
０の略中央周側部に設けた第１通路４５に連通している
。この第１通路４５は、弁本体４０内の流路４６を介し
て第２通路４７に連通ずるものであるが、この流路４６
内には上記逆止弁１２と略同様な構造の逆止弁４８が介
設されている。この逆止弁４８は、上記第１通路４５か
ら第２通路４７への冷媒の通過を許容するもので、その
弁基体４９は、コーキング５０等によって弁本体４０の
内周面に固着されている。弁基体４９は、内部に流路５
１を有し、その一端側、すなわち上記ピストン４２とは
反対側には環状の弁座５２が形成されている。またこの
弁基体４９には摺動自在に弁棒５３が支持されており、
この弁棒５３の一端部、すなわち上記弁座５２を設けた
側の端部には、弾性材より成る弁体５４が取着されてい
る。５５は弁受、５６は弁理えである。また上記弁棒５
３の他端部にはバネ受５７が固着されており、このバネ
受５７と上記弁基体４９との間に付勢手段としてのバネ
５８が介設されている。

ずなわちこの逆止弁４８においては、バネ５８の力によ
って弁棒５３を閉弁方向に付勢すると共に、上記第１通
路４５内に高圧ガス冷媒が導入された際に、この圧力に
よって上記弁棒５３をバネ５８の力に抗して移動させ、
弁基体４９内の流路５１を開放し得るようなされている
のである。また上記ポート４４に作用する冷媒圧力によ
って、上記ピストン４２が上記逆止弁４８側へと押動さ
れた際には、上記ピストン４２の端面が上記逆止弁４８
の弁棒５３の端部に当接してこの弁！６５３を開弁方向
に移動させ、この逆止弁４８を強制的に開弁し得るよう
にもなされている。

そして上記第１通路４５は第２ガス管６の四路切換弁４
側に、第２通路４７は第２ガス管６の室外熱交換器８側
にそれぞれ接続されている。また上記ポート４４は、配
管５９を介して上記第１ガス管５における四路切換弁４
と上記切換遮断弁Ａとの間の位置に接続されている。

上記冷凍装置の作動状態について説明する。まず第１図
に基づいて暖房運転状態について説明すると、この場合
圧縮機１からの高圧ガス冷媒は、図中矢線（破線）で示
すように、第１ガス管５に供給されることになる。そう
すると上記遮断弁Ｂにおいては、ポート４４に高圧ガス
圧力が作用し、このためピストン４２が押動され、これ
により逆止弁４８は強制的に開弁された状態となってい
る。

また切換遮断弁Ａにおいては、第１通路１４からの高圧
ガス冷媒は逆止弁１２を開弁じて第２通路１５へと流れ
ることになるが、この第１通路１４内のガス圧力によっ
て弁体２２が第３通路１６側へと押動されて該通路１６
を閉止し、これによりバイパス通路１７が上記第１通路
１４に連通した状態となっている。そしてこの状態で、
上記切換遮断弁Ａの第２通路１５から送出された冷媒が
、室内熱交換器７、電動膨張弁１０、室外熱交換器８を
経由し、第２ガス管６ａ及び上記強制的に開弁された逆
止弁４８を通って、四路切換弁４から圧縮機１へと返流
されというサイクルが構成されるのである。また上記運
転中にデフロストを行う必要が生じた場合には、上記デ
フロスト用の電磁開閉弁３７を開弁する。そうすると上
記のように切換遮断弁Ａのバイパス通路１７が第１ガス
管５に連通しているために、第１ガス管５内の高圧ガス
冷媒が、図中矢線（実線）で示すように、上記バイパス
通路１７及び上記バイパス管３５を経由して室外熱交換
器８へと送られ、ホットガス・バイパス方式のデフロス
トが行われることになる。また上記暖房運転中に圧縮機
１を停止する場合には、これと同時に上記電動膨張弁１
０を閉弁する。そうすると切換遮断弁Ａの逆止弁１２に
おいては、第２図に示すうように、第１通路１４から第
２通路１５へと至る冷媒の流れがなくなるので、該逆止
弁１２はバネ３４の力によって閉弁されることになる。

この結果、高圧冷媒が上記逆止弁１２と電動膨張弁１０
の間に閉じ込められることになるのである。

また冷房運転状態においては、第３図に矢線で示すよう
に、第２ガス管６に圧縮機１から吐出された高圧ガス冷
媒を供給する。そうすると遮断弁Ｂにおいては、逆止弁
４８が上記冷媒の圧力によって開弁されることになる。

また上記切換遮断弁Ａにおいては、第２ガス管６内の高
圧ガス圧力が第３通路１６に作用し、切換弁１１の弁体
２２は逆止弁１２側へと押動されることになる。この結
果、上記弁体２２によってバイパス通路１７と第１通路
１４との間の連通が遮断されると共に、バイパス通路１
７が第３通路１６に連通し、また逆止弁１２においては
、上記押動された弁体２２によって弁棒２９が開弁方向
に押動され、強制的に開弁された状態となっている。そ
のため上記第２ガス管６から送出された冷媒は、室外熱
交換器８、電動膨張弁１０、室内熱交換器７をそれぞれ
経由し、上記強制的に開弁された逆止弁１２を通り、第
１ガス管５及び四路切換弁４から圧縮機１へと返流され
るサイクルを構成することになる。そして上記冷房運転
中に圧縮機１を停止する場合には、これと同時に上記電
動膨張弁１０を閉弁する。そうすると遮断弁Ｂの逆止弁
４８は、第４図に示すように、第１通路４５から第２通
路４７へと至る冷媒の流れがなくなるので、バネ５８の
力によって閉弁されることになる。この結果、高圧冷媒
が上記逆止弁４８と電動膨張弁１０の間に閉じ込められ
ることになるのである。この場合、上記デフロスト用の
電磁開閉弁３７に関しては、液管９側から高圧冷媒の圧
力が作用するが、バイパス管３５がバイパス通路１７、
第３通路１６及び配管３６を経由して第２ガス管６に連
通しているため、上記とは逆方向にも高圧冷媒の圧力が
作用することになる。つまり上記電磁開閉弁３７の前後
には、共に高圧冷媒の圧力が作用して、その前後に圧力
差がない状態となっているのであり、そのため従来のよ
うな電磁開閉弁３７からの高圧冷媒の漏れを防止し得る
ことになる。

上記冷凍装置においては、上記のようにバイパス管３５
及びデフロスト用電磁開閉弁３７を用いたホットガス・
バイパス方式のデフロストを行うことが可能であるが、
このようなデフロストを行うようにしても、冷房運転状
態での圧縮機１の停止時に、逆止弁４８と電動膨張弁１
０との間に高圧冷媒を閉じ込めると共に、この閉じ込め
た高圧冷媒の漏れを防止できるので、冷房運転再開時の
運転能力の立ち上がり特性は優れたものとなり、また高
圧冷媒の漏れに起因する熱的損失を防止し、運転効率を
向上することが可能となる。また従来装置においては、
高圧冷媒を閉じ込めた配管中に、比較的漏れの多い四路
切換弁が介設されていたために、高圧状態の持続時間が
比較的短いという欠点があったが、上記装置は四路切換
弁４を含まない配管中に高圧冷媒を閉じ込めるようにし
であるので、上記欠点を解消し得ることとなる。さらに
従来装置においては、暖房運転状態の圧縮機の停止時に
、高圧液冷媒の大部分を閉じ込めることができないとい
う欠点があるが、上記装置によれば、高圧液冷媒及び高
圧ガス冷媒の大部分を閉じ込めることが可能となる。

なお上記圧縮機１の再起動時の圧力バランスに関連して
、上記四路切換弁４は、一般的には高低間でかなりの量
の漏れが存する回路構成部品であるために、通常は再起
動時に吐出側と吸込側との圧力は自然にバランスするこ
とになるが、場合によっては、四路切換弁４を作動させ
ることによって圧力バランスさせてもよいし、あるいは
吐出配管２と吸込配管３との間に電磁開閉弁を設け、両
開管２．３を連通させることによって圧力バランスさせ
てもよい。

上記実施例においては、膨張閉鎖機構として電動膨張弁
１０を使用した例を示したが、これは膨張機構と閉鎖弁
とが別体に形成されているものであってもよい。

（発明の効果） この発明の冷凍装置においては、上記のように冷房運転
時に逆止弁と膨張閉鎖機構との間に高圧冷凍装置を閉じ
込めると共に、バイパス管に介設した開閉弁の前後に共
に高圧冷媒の圧力が作用するようにしであるので、ホッ
トガス・バイパス方式のデフロストを行いつつも、冷房
運転状態での圧縮機停止時における、閉じ込められた高
圧冷媒の漏れを防止し、そのため圧縮機の再起動時の運
転能力の立ち上がり特性は良好なものとなり、この結果
、運転効率を向上することも可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図はこの発明の冷凍装置の一例を示す
冷媒回路図で、第１図は暖房運転時、第２図はその運転
停止時、第３図は冷房運転時、第４図はその運転停止時
の状態をそれぞれ示すもので、第５図は従来例の回路図
である。 ５・・・第１ガス管、６・・・第２ガス管、７・・・室
内熱交換器、８・・・室外熱交換器、９・・・液管、１
０・・・電動膨張弁、工１・・・切換弁、Ｉ３・・・弁
本体、１９・・−摺動室、２２・・・弁体、Ｂ・・・遮
断弁、４０・・・弁本体、４１・・・ピストン摺動室、
４２・・・ピストン、４５・・・第１通路、４６・・・
流路、４７・・・第２通路、４８・・・逆止弁、５０・
・・バネ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、暖房運転時に高圧ガス冷媒が導入され冷房運転時に
   低圧ガス冷媒を送出する第１ガス管（５）を室内熱交換
   器（７）に、また暖房運転時に低圧ガス冷媒を送出し冷
   房運転時に高圧ガス冷媒の導入される第２ガス管（６）
   を室外熱交換器（８）にそれぞれ接続し、第２ガス管（
   ６）には遮断弁（Ｂ）を介設し、また上記室内熱交換器
   （７）と室外熱交換器（８）とを接続する液管（９）に
   は膨張閉鎖機構（１０）を介設し、さらにこの液管（９
   ）の上記室外熱交換器（８）と上記膨張閉鎖機構（１０
   ）との間にはバイパス管（３５）の一端部を接続し、こ
   のバイパス管（３５）には開閉弁（３７）を介設すると
   共に、その他端部を切換弁（１１）のバイパス通路（１
   ７）に接続し、上記切換弁（１１）は、弁本体（１３）
   内の摺動室（１９）内に弁体（２２）を摺動自在に配置
   し、この摺動室（１９）の一端（２１）側に上記第１ガ
   ス管（５）の冷媒圧力を、またその他端（２０）側には
   第２ガス管（６）の上記遮断弁（Ｂ）と上記室外熱交換
   器（８）との間（６ａ）の冷媒圧力をそれぞれ導いて両
   ガス管（５）（６）内の差圧に上記弁体（２２）を応動
   させることにより上記バイパス通路（１７）を高圧側の
   ガス管（５）又は（６）に切換連通させるべく構成し、
   一方上記遮断弁（Ｂ）は、その内部にピストン摺動室（
   ４１）を設けてこの摺動室（４１）内にピストン（４２
   ）を摺動自在に配置し、この摺動室（４１）の一端側を
   上記第１ガス管（５）に連通させ、また上記摺動室（４
   １）の他端側には、弁本体（４０）内の流路（４６）を
   介して互いに連通する第１通路（４５）と第２通路（４
   ７）とを設け、第２通路（４７）を室外熱交換器（８）
   側にそれぞれ接続し、上記流路（４６）内には、付勢手
   段（５８）によって閉弁方向に付勢されると共に、上記
   第１通路（４５）から上記第２通路（４７）への冷媒の
   流れを許容する逆止弁（４８）を設け、上記第１ガス管
   （５）内の高圧ガス冷媒からの力によるピストン（４２
   ）の押動によって上記逆止弁（４８）を開弁させるべく
   構成したことを特徴とする冷凍装置。