JPS6325257B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高圧容器型の密閉圧縮機を用いる冷凍
装置の改良に関する。

一般的なロータリーコンプレツサの如く高圧容
器型の密閉圧縮機（以下ロータリーコンプレツサ
と呼ぶ）を採用する小形冷凍装置においては密閉
容器内が高圧側になるため一般のレシプロコンプ
レツサの如く低圧容器型の密閉圧縮機（以下レシ
プロコンプレツサと呼ぶ）に比べて冷媒封入量が
大巾に増加する。その一例として普及型冷凍冷蔵
庫のレシプロコンプレツサでは冷媒封入量150ｇ
程度に対してロータリーコンプレツサでは約250
ｇ程度となり50％以上の大巾な増加となる。この
冷媒の増加分100ｇは密閉容器内に高温高圧ガス
として滞留しているのである。

この高温高圧のスーパーヒートガスは冷凍装置
の温度調節器の働きにより冷凍装置の停止時には
第１流路として密閉容器→コンデンサ→キヤピラ
リーチユーブ→エバポレータへと流入する。この
ガスは、コンデンサを経由しているのでコンデン
サで放熱され常温のスーパーヒートガスとしてエ
バポレータに流入しエバポレータを加熱し、大き
な熱負荷となる。また第２流路として密閉容器→
圧縮要素のシリンダ室→サクシヨンライン→エバ
ポレータへと高温高圧のスーパーヒートガスのま
ま流入しエバポレータを加熱し、これまた大きな
熱負荷となる。なお密閉容器内の高温高圧ガスが
シリンダ室に流入するのは現存するロータリーコ
ンプレツサは金属面接触によるメカニカルシール
にてシリンダ室を構成しているためである。従つ
て従来のレシプロコンプレツサに比べて約20％程
度効率の良いロータリーコンプレツサを実際に冷
凍冷蔵庫に取りつけてJIS C9607電気冷蔵庫及び
電気冷凍庫の消費電力量試験で測定した時の効果
は大巾に減少し、約５％程度の節電量である。こ
の消費電力量の減少をコンプレツサの効率向上相
当分に引き上げるには前記第１、第２流路よりエ
バポレータに流入する多量のスーパーヒートガス
を防止することである。現在一般に用いられてい
る方法は前記第２流路を改善する方法で、冷凍装
置のサクシヨンラインにチエツクバルブを設ける
方法であるが消費電力量の低減は10％程度と小さ
く、その効果は小さいのである。一方前記第１流
路を改善する方法として電磁弁をコンデンサ出口
に設け、冷凍装置の運転に連動して開閉する手段
があるが、電磁弁自体が高価であり、また動作的
に騒音が発生し、また電気的制御回路が必要で電
気回路が複雑となり、それ自身が電力を消費する
などの欠点を有していた。

本発明は以上の欠点に鑑みて、安価で、電気的
な制御を必要とせず、静粛でかつコンプレツサ単
体と同等以上の高効率化を冷凍装置として図らん
とする省エネルギー形の冷凍装置を提供せんとす
るものである。

以下に本発明の一実施例について説明する。１
はロータリーコンプレツサで密閉容器２と圧縮要
素３と図示しない電源要素で構成されている。冷
凍装置はロータリーコンプレツサ１、コンデンサ
４、本発明の主要部である流体制御弁５の高圧回
路５ａ、キヤピラリーチユーブ６、エバポレータ
７、前記流体制御弁５の低圧回路５ｂ、サクシヨ
ンライン８、コンプレツサ１を順次環状に連結し
て成る。前記流体制御弁５は高圧側ケーシング９
と低圧側ケーシング１０で外殻１１を形成し気密
を保持している。前記外殻１１内には高圧回路５
ａと低圧回路５ｂを仕切り、前記２回路の圧力に
応動するベローズ１２を配設し、ベローズ１２は
図中上方に向つて付勢力をつけている。前記ベロ
ーズ１２の下方にはベローズ１２の過度の動きを
規制するとともに破損を防止するリテイナー１３
を有し、リテイナー１３には低圧回路５ｂの圧力
を正しく感知するための複数個の小孔１３ａ…が
設けてある。一方高圧側ケーシング９には入口管
９ａと出口管９ｂと弁座９ｃを有し、略中央には
スライダ１４が摺動自在に収納され、前記スライ
ダ１４の上端中央にはボール弁１５がカシメによ
り固定され、高圧側弁装置１５ａを形成してい
る。

ベローズ１２の高圧側底部には、中央に凹状切
欠き１６ａを有する断面コ字状のフツク１６が設
けられている。そして、この凹状切欠き１６ａに
は、スライダ１４の下端に形成した突起１４ａが
わずかな隙間を持つて狭着支持されている。従つ
てフツク１６とスライダ１４は微小範囲において
自在な動きを可能としている。これは、後記する
ボール弁１５と弁座９ｃの開離に有効に作用す
る。また低圧側ケーシング１０にも入口管１０
ａ、出口管１０ｂ、弁座１０ｃを有し、略中央に
は外周部にガス通路を形成する切り欠きを有する
例えば星形のリーフ弁１７を摺動自在に収納し、
リーフ弁１７の過度の動きを規制するストツパ１
８を有し低圧側弁装置１９を形成している。

次に作用について述べる。第１図は冷凍装置が
運転中の状態図を表わしたもので、冷凍装置の高
圧側は通常の高圧力であり、低圧側も通常の低圧
力であるため流体制御弁５のベローズ１２は圧力
差によつて下方に下りリテイナー１３に押しつけ
られボール弁１５は弁座９ｃを回路している。

尚、圧縮機停止時のボール弁１５の閉鎖状態か
ら開路状態へ移る過程を説明すると、圧縮機の停
止時には、ボール弁１５が弁座９ｃに高圧回路５
ａとエバポレータ７内の圧力差により強力に吸引
されている。次に低圧回路５ｂの圧力低下により
ベローズ１２およびフツク１６が下方に移動し、
この移動をもつて、フツク１６の凹状切欠１６ａ
とスライダ１４の突起が係合し、スライダ１４、
ボール弁１５を下方に移動し、ボール弁１５と弁
座９ｃの開離を行なう。そののち、スライダ１４
の自重を加味して、ベローズ１２がリテイーナー
１２に当接するまで降下するものである。

一方低圧側弁装置のリーフ弁１７はエバポレー
タ７よりのガス流により吹き上げられてリーフ弁
１７と弁座１０ｃは離れた状態となり低圧側弁装
置１９は開口状態となつている。従つてロータリ
ーコンプレツサ１より吐出された冷媒ガスはコン
デンサ４、流体制御弁５の高圧回路５ａ、キヤピ
ラリーチユーブ６、エバポレータ７、流体制御弁
５の低圧回路５ｂ、サクシヨンライン８、ロータ
リーコンプレツサ１へと支障なく流れて冷凍作用
を行う。

次に冷凍装置の停止時の状態について第２図を
参照しながら説明する。ロータリーコンプレツサ
１の停止によりエバポレータ７よりのガス流が停
止するので流体制御弁５の低圧回路５ｂ内のリー
フ弁１７は自重で落下し弁座１０ｃに接して低圧
側弁装置１９を閉路状態にし、ロータリーコンプ
レツサ１よりの過熱ガスがエバポレータ７に流入
するのを防止する。更に密閉容器２内の過熱ガス
は圧縮要素３の図示しないシリンダ室に流入し、
さらにサクシヨンライン８へと流入し、（第２図
鎖線矢印）流体制御弁５の低圧回路５ｂに流入す
るので前記低圧回路５ｂの圧力は急激に上昇し、
高圧回路５ａの圧力と近似となる。前記両回路５
ａ，５ｂの圧力が近似になるとベローズ１２の付
勢力により前記ベローズ１２は上方に移動するの
でフツク１６、スライダ１４も連動して押し上げ
られ流体制御弁５の高圧回路５ａのボール弁１５
は弁座９ｃに押付けられて高圧側弁装置１５ａは
閉路状態となりコンデンサ４よりの過熱ガスのエ
バポレータ７への流入を防止する。

ベローズ１２の付勢力により一旦閉塞した高圧
側弁装置１５ａは、弁座９ｃの直径に比例する高
圧回路５ａとエバポレータ７内の圧力差にて生じ
る力により、スライダー１４と一体になつたボー
ル弁１５を弁座９ｃに強く吸引させ、その閉塞は
更に確実なものとなり、洩れは一層減少する。

以上の様にロータリーコンプレツサ１が停止す
ると流体制御弁５の低圧側弁装置１９は瞬時に閉
路し、高圧側弁装置１５ａは微小時間差をもつて
閉路するので、エバポレータ７へのスーパーヒー
トガスの流入を防止する。

以上の様に本発明の冷凍装置は流体制御弁を備
え、前記流体制御弁の高圧側弁装置はコンデンサ
とキヤピラリーチユーブ等の減圧器の間に接続
し、チエツクバルブ機能を有する低圧側弁装置は
エバポレータとロータリーコンプレツサの間のサ
クシヨンラインに接続し、高圧側弁装置は低圧回
路の圧力が低い時に開弁し、高い時は閉弁する圧
力応動するようにしているので冷凍装置の運転中
は通常の冷媒循環を行い、冷凍装置の停止時には
チエツクバルブ機能を有する低圧側弁装置がただ
ちに閉弁すると同時に低圧回路の圧力が急上昇し
高圧側弁装置を微小時間差をもつて閉弁するの
で、密閉容器内およびコンデンサ内のスーパーヒ
ートガスがサクシヨンラインおよびキヤピラリー
チユーブ等を介してエバポレータに流入するのを
防止する。従つて流体制御弁の無いものに比べて
約25％と節電になると共に前記両弁装置を熱交換
的に一体に形成しているのでエバポレータを流出
した排熱である温度の低いスーパーヒートガスに
よりコンデンサより流出する液冷媒の過冷却を行
い冷凍効果を向上でき、更に３％程度の省電力化
が図れ、合計28％程度の省電力が可能である。ま
た電磁弁で制御するものに比べて制御するのに電
力を消費せず、又余分な電気配線を必要とせず、
又なめらかな作動を行うので騒音が発生しないな
どの特徴を有するものである。

また起動時の高圧側弁装置の開弁にあたつて
は、微小な範囲で可動側弁体と圧力応動体が自由
に動き、圧力応動体が移動してから可動側弁体も
移動させるので、頭初の開弁用の力が少なくてす
む。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す冷凍装置の運
転中の状態における要部欠截の回路図、第２図は
第１図の停止中の流体制御弁の半截側面図であ
る。 １……高圧容器型の密閉圧縮機、４……コンデ
ンサ、６……減圧器、７……エバポレータ、８…
…サクシヨンライン、５……流体制御弁、５ａ…
…高圧回路、５ｂ……低圧回路、１５ａ……高圧
側弁装置、１８……低圧側弁装置、１５……高圧
弁（ボール弁）、１７……低圧弁（リーフ弁）、１
４，１５……可動側弁体（スライダ、ボール弁）、
１６，１４ａ……連結手段（フツク、突起）、１
２……圧力応動体（ベローズ）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 高圧容器型の密閉圧縮機、コンデンサ、キヤ
   ピラリーチユーブ等の減圧器、エバポレータ、サ
   クシヨンライン、流体制御弁等を備え、前記流体
   制御弁は高圧弁並びに高圧回路を含む高圧側弁装
   置と、低圧弁並びに低圧回路を含む低圧側弁装置
   を含み、前記高圧側弁装置は前記減圧器の上流側
   に、前記低圧側弁装置は前記エバポレータの下流
   側に各々介在接続され、前記高圧弁の可動側弁体
   は前記高圧回路と前記低圧回路の圧力差により応
   動する圧力応動体に微小範囲において自在な動き
   を行なわせる係合関係を有するフツクを介在して
   取付け、この圧力応動体は前記高圧弁を閉成する
   方向の付勢力を有し、前記低圧弁は逆止弁動作を
   する構成とした冷凍装置。 ２ 前記高圧側弁装置と前記低圧側弁装置は、熱
   交換関係に配置した特許請求の範囲第１項記載の
   冷凍装置。 ３ 前記流体制御弁は上方に位置する前記高圧側
   弁装置と下方に位置する前記低圧側弁装置を一体
   的に構成した前記特許請求の範囲第２項記載の冷
   凍装置。