JPS6325259B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高圧容器型の密閉型圧縮機を用いる冷
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
器型の密閉圧縮器（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に一般のレシプロコ
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）に比べて冷凍装置
に封入する冷媒量が大巾に増加する。その一例と
して、普及型冷凍冷蔵庫ではレシプロ型の冷媒封
入量150ｇ程度に対して、ロータリー型では約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のうち一部は高温高圧のスー
パーヒートガスとして、一部は冷凍機油中に溶解
して密閉容器中に滞留しているのである。これら
の高温高圧の冷媒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スーパーヒートガス
はガス状態で、冷凍機油中に溶解しているものは
気化して密閉容器内の高温部分で加熱され、高温
高圧のスーパーヒートガスとなりエバポレータに
流入する。その第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
流入し、コンデンサで放熱されるので常温のスー
パーヒートガスとして流入するが、エバポレータ
との温度差は非常に大きく、従つてエバポレータ
を加熱し大きな熱負荷となる欠点があつた。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欠点
があつた。なおこの、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
ーコンプレツサが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。
すなわち、このロータリーコンプレツサを用いた
冷凍装置は以上の如く高温高圧のスーパーヒート
ガスが多量にエバポレータに流入して大きな熱負
荷となるものであつた。そのため従来のレシプロ
コンプレツサに比べて約20％程度効率の高いロー
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 Ｃ 9607電気冷蔵庫及び電気冷凍庫の消
費電力試験にて測定した場合にも効果は大巾に減
少し、約５％程度の節電量でしかないものであつ
た。この消費電力量の低減量をロータリーコンプ
レツサの効率向上相当分に引き上げるためには、
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阻止することであ
る。現在一部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やロータリーコ
ンプレツサ内部にチエツクバルブを設ける方法で
あるが、前記第１流路は未改良であるためその効
果は小さく、消費電力量の低減は５％程度向上す
るのみで合計10％程度の効果である。また前記第
１流路を改善する方法として考えられる方法は、
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法があるが、電磁弁は高価で
あり、動作時に騒音が発生し、またこの電磁弁の
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るもの
であつた。

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、かつロータリーコ
ンプレツサ単体の効率向上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と図示しない電動要素で構成されている。
また、このロータリーコンプレツサ１は内部に逆
止弁を備えていないものである。そして、冷凍装
置は、ロータリーコンプレツサ１、コンデンサ
４、本発明の主要部をなす流体制御弁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、ロータリーコンプレツサ１を順次環
状に連結してなる。前記流体制御弁５は高圧回路
５ａが上部に、低圧回路５ｂが下部になるように
略垂直に配設している。前記流体制御弁５は略中
空有底円筒状の高圧側ケーシング９と、これまた
略中空有底円筒状の低圧側ケーシング１０とでケ
ーシング１１を形成し、気密を保持している。１
２はケーシング１１内において高低圧回路５ａ，
５ｂの圧力に応動して上下動するプランジヤであ
る。プランジヤ１２の上下にはそれぞれにボール
状の高圧弁１３とやはりボール状の仕切弁１４を
一体的に固定している。１５はプランジヤ１２の
動きを規制すると共に、ケーシング１１内を高圧
回路５ａと低圧回路５ｂとに仕切る仕切部材であ
り、高圧側ケーシング９内に圧入して固定しプラ
ンジヤ１２の動く寸法を規制している。仕切部材
１５の仕切弁１４に相対する部分には、仕切弁１
４の弁座１４ａを有し、仕切弁装置１６を形成し
ている。なお低圧回路５ｂ内の圧力は弁座１４ａ
通じて仕切弁１４に加圧される様になつている。
又前記プランジヤ１２の一部の円周上には凸部１
２ａを形成し、凸部１２ａとリテイーナ１５間に
プランジヤ１２を図中上方に向つて付勢する。即
ち、高圧弁１３を閉鎖するように付勢するコイル
バネ１７を設けている。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
央に上下に摺動自在に収納されているプランジヤ
１２の上部に一体的に固定された高圧弁１３とで
高圧側弁装置１８を形成している。プランジヤ１
２と高圧側ケーシング９の円周上の隙間は上下に
摺動自在で、かつ最も小さい隙間としている。
又、低圧側ケーシング１０にも入口管１０ａ、出
口管１０ｂ、弁座１０ｃを有し略中央には外縁部
にガス通路を形成する切り欠き１９ａを設けたリ
ーフ弁よりなる低圧弁１９を移動自在に収納して
いる。低圧弁１９の図中上方には低圧弁１９の過
度の動きを規制するストツパー２０を低圧側ケー
シング１０に圧入固定して低圧側弁装置２１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
ある。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プランジヤ１２
は、高圧回路５ａと低圧回路５ｂの圧力差によつ
てコイルバネ１７を押し下げ仕切弁１４をリテイ
ナー１５の弁座１４ａに押し付ける。従つて仕切
弁装置１６は閉路状態になり、高圧回路５ａと低
圧回路５ｂを遮断し、高圧回路５ａから低圧回路
５ｂに直接ガスが洩れるのを防止している。又同
時にプランジヤ１２により、弁座９ｃに高圧回路
５ａとエバポレータ７内の圧力差とコイルバネ１
７の付勢力の和によつて吸着されていたのが引き
離されて、高圧側弁装置１８は開路状態になつて
いる。一方、低圧側弁装置２１の低圧弁１９は、
エバポレータ７より流入するガス流により吹き上
げられて弁座１０ｃと離れ、ストツパ２０に当接
する。ガスは低圧弁１９の外縁部の切り欠き１９
ａの隙間より図中矢印ａで示す如く流れ低圧側弁
装置２１は開路状態となつている。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
用を行なう。

次に冷凍装置の停止中の状態について第２図を
用いて説明する。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内の低圧弁１
９は自重で落下し弁座１０ｃに当接して低圧側弁
装置２１を閉路状態にする。その結果、ロータリ
ーコンプレツサ１よりのスーパーヒートガスがエ
バポレータ７へと逆流、流入するのを防止する。
更に時間が経過すると密閉容器２内のスーパーヒ
ートガスは圧縮要素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、
流体制御弁５の低圧回路５ｂに流入する（図中矢
印ｂで示す）ので低圧回路５ｂ内の圧力は急激に
上昇し、高圧回路５ａの圧力と近似となる。前記
両回路５ａ，５ｂの圧力が近似になるとプランジ
ヤ１２に設けたコイルバネ１７の付勢力が両回路
５ａ，５ｂの圧力差によりプランジヤ１２を下方
に押付けようとする力に打ち勝つてプランジヤ１
２が押し上げられ高圧側弁装置１８は閉路状態と
なり、コンデンサ４よりのスーパーヒートガスの
エバポレータ７への流入を防止する。

従つて、コンプレツサ１運転中は高圧回路５ａ
と低圧回路５ｂの圧力差によりプランジヤ１２を
押し下げケーシング内弁装置１６を閉路状態にす
るので特に高価なベローズ等を使用することな
く、高圧回路５ａと低圧回路５ｂを遮断すること
ができ、高圧回路５ａから低圧回路５ｂにガスが
バイパスすることはなく冷凍能力の低下はない。
又、プランジヤ１２の上部に高圧弁１３、下部に
仕切弁１４を一体的に固定し、高圧側弁装置１８
とケーシング内装置１６を形成しているため、弁
のシール性能が高いと共に構造も簡単となりコス
トも安価にすることができる。

以上の説明からも明らかな様に本発明の冷凍装
置は、ロータリーコンプレツサ等の高圧容器タイ
プのコンプレツサ、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、流体制御弁よりなり、前記流体制御弁はケ
ーシングを高圧側ケーシングと低圧側ケーシング
の２室に区画し、高圧側ケーシング内に、上下に
摺動自在なプランジヤと、プランジヤを上方に向
つて付勢するコイルバネを有し、かつ、高圧回路
を含む高圧側弁装置高圧弁仕切弁装置を形成する
仕切弁をプランジヤの上下にそれぞれ一体的に固
定し、低圧側ケーシング内に、低圧弁並びに低圧
回路を含む低圧側弁装置を形成し、高圧側弁装置
はコンデンサとキヤピラリチユーブの高圧配管中
に、低圧側弁装置はコンプレツサとエバポレータ
間の低圧配管中に各々介在接続され、プランジヤ
は、高圧回路と低圧回路の圧力差にて動作し、低
圧側弁装置は冷媒の流量により動作さすものであ
るから、コンプレツサが運転時すなわち高圧回路
の圧力が低圧回路より高い時、高圧側弁装置を開
放、仕切弁装置を閉鎖するので、ケーシング内の
高圧回路と低圧回路を遮断することができ、前記
したコンプレツサの冷凍能力の劣化を防止し、冷
却運転を行なうことができる。又コンプレツサが
停止時すなわち冷媒流量が０になると低圧側弁装
置が閉鎖するとともに低圧回路の圧力が高圧回路
の圧力と同等になるとコイルバネの付勢力によ
り、プランジヤを上方に移動させ、高圧側弁装置
を閉鎖するので、コンプレツサ、コンデンサ内の
スーパーヒートガスがエバポレータに侵入するの
を防止する。従つて流体制御弁の無いものに比べ
て節電効果を大とすることができる。又、コンプ
レツサ運転中は流体制御弁の高圧回路と低圧回路
をプランジヤの下部に一体的に固定した仕切弁で
閉鎖する様にしているので、ベローズの様な高価
なシール材料を使用する必要もなく、安価に製作
できる等の利点を有するものである。また、低圧
弁はエバポレータからの冷媒流とコンプレツサか
らのもどり冷媒流とにより上下に移動するもの
で、駆動用のバネを不要とするとともに、ストツ
パーを圧入固定するだけで簡単に位置規制ができ
る。さらに、コンプレツサが停止することによ
り、低圧側ケーシング内が高圧となり低圧弁を閉
塞するのに力が必要なくプランジヤの移動に圧力
を利用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す冷凍装置の運
転中の要部断面図、第２図は第１図相当の停止中
の流体制御弁の要部断面図である。 １……コンプレツサ（密閉型圧縮機）、４……
コンデンサ、６……減圧器、７……エバポレー
タ、５……流体制御弁、５ａ……高圧回路、５ｂ
……低圧回路、１６……仕切弁装置、１８……高
圧側弁装置、２１……低圧側弁装置、１３……高
圧弁、１４……仕切弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 高圧容器タイプのコンプレツサ、コンデン
   サ、高圧回路を開閉成する高圧弁装置、キヤピラ
   リチユーブ等の減圧器、エバポレータ、低圧回路
   を開閉する低圧弁装置を順次環状に連結してな
   り、前記高圧弁装置と低圧弁装置を一体として流
   体制御弁とし、この流体制御弁は、前記高圧弁装
   置と低圧弁装置とに区割する高圧側ケーシングと
   低圧側ケーシングとの間に介在する仕切弁装置
   と、前記高圧側ケーシング内に摺動自在に配置さ
   れ一端に前記高圧弁を他端に仕切弁を有するプラ
   ンジヤと、前記プランジヤを前記高圧弁を閉鎖す
   る方向に付勢するバネと、前記低圧側ケーシング
   の底面に形成されエバポレータと連結された弁座
   と、この弁座よりも上方に位置して前記低圧ケー
   シング内に圧入固定されたストツパーと、前記弁
   座とストツパーとの間で移動する外縁部にガス通
   路となる切り欠きを設けたリーフ弁からなる低圧
   弁と、前記ストツパーよりも上方でコンプレツサ
   に連結された出口管とを備え、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
   記プランジヤは、前記高圧回路と低圧回路の圧力
   差により作動し、低圧弁はガス流量により作動す
   る逆止弁とした冷凍装置。