JPS6334456A - 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１ 本発明は１台の圧縮機によって複ｖ１基の蒸発器に冷媒
を分配供給する構成を備えた冷凍装置に関し、殊に自動
車用空調装置に用いて好適なものである。

［従来の技術］ 上記の構成を備えた従来の冷凍装置は、１台の１）、１
ｉｉｎによって高温・高圧に圧縮された気相冷媒を１塁
の凝縮器によって冷却液化させ、次いで気液分離器内に
一旦貯溜し、この分Ｍ器から供給される液相冷媒を、そ
の時々の使用状態に応じて、複数基の並列接続されてい
る蒸発器のうちの一部または全部に供給できるように、
これら各蒸発器への冷媒流入制御弁を設けていた。

また気液弁＋ｍ器の上流側の液冷媒中に残存し冷凍仕事
に役立たない気相冷媒がそのまま蒸発器に流入する不合
理を避けるために、この気相冷媒を蒸発器を迂回して圧
縮１１に直接還流させるためのガスインジエクションリ
イクルが考え出されている。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記のような複数基の蒸発器が組込まれ、且つガスイン
ジェクションサイクルを備える従来の冷凍装置では、複
数基のうちの一部の蒸発器への冷媒供給を断って休止さ
せた時に、圧縮機および凝縮器によって作り出される液
冷媒の供給にゆとりが生じすぎて、液冷媒の一時貯槽を
韮ねる気液弁ａＳＳから溢れてガスインジェクション用
配管に流入し、元来気相冷媒の圧縮用として設ｈトされ
ている圧縮機に吸入されることによってその機能が失わ
れる事態が生じる恐れが多分にあった。

本発明はガスインジエクシジン勺イクルを備え、且つ複
数基の蒸発器が組込まれた冷凍装置において、一部の蒸
発器を休止させた時に、過剰となった液冷媒の一部がガ
スインジＩクシ１ン用冷媒流路に排出される不都合を防
止するための手段が講じられた冷凍ｉ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、
圧縮機、凝ｌ１ｉｓ、補助減圧器、気液分離器、蒸発用
減圧器、蒸発器、および気液分離器内の気相冷媒を圧縮
機に直接還流させるためのガスインジエクション手段を
冷媒循環用配管に介在させた冷凍装置において、前記冷
媒循環配管に直列または並列に接続させた複数基の凝縮
器と、前記冷媒循環配管に並列に接続させた複数基の蒸
発器、およびこれら各々の蒸発器に付属させた減圧器並
びに冷媒供給停止手段と、前記複数基のうちの一部の凝
縮器に設けた冷媒流出阻止手段と、前記複数基のうちの
一部の蒸発器の冷媒供給停止手段を働かせた時に、前記
複数基のうちの一部の凝縮器の冷媒流出阻止手段を働か
けて、前記気液弁ＩＩＩｔ番内への冷ＩｊＸ、流入吊を
減少させるための冷媒流制御手段とからなる構成を採用
した。

Ｌ利用および発明の効果１ 上記の構成を備えた冷凍装置は、複ａ基の蒸発器のうち
の一部の蒸発器について冷媒流入阻止手段を働かせてそ
の使用を止めると、冷媒流制御手段が連動して作動し、
複数基のうちの一部の凝縮器についてその冷媒流出阻止
手段を働かせる。

従って圧縮機から吐出され、複数基の凝縮器に流入した
後冷却凝縮した液冷媒の一部は、いわば液冷媒の一時貯
槽の役割を果すこの一部の凝縮器内に蓄えられることに
なり、気液分離器内に充満した過剰量の液冷媒が、ガス
インジェクション用冷媒流路内に溢流し圧１ｉ！）ｌに
吸入される恐れが解消する。

［実施例］ 以下に図に示す実施例に基づいて本発明の構成を具体的
に説明する。

第１図は自動車用空調装置に用いられる冷凍装置の一例
を示したシステム図である。冷風発生用熱交換器として
の蒸発器は２基使用し、中室内のの前後２個所に設置し
た空調用ダクト内に１基ずつ納められている。。

装置のおよその全体構成は、走行用エンジン八からブー
りおよびマグネットクラッチ２０を介してその回転力を
断続自在に伝えられる冷媒圧縮機１の、吐出口１ａと主
吸入口１ｂとを結ぶ冷媒循環用配管ａに、上流側から順
次直列に接続された２基の凝縮器２Ａおよび２Ｂ、補助
減圧ｆｉ３、気液分離器４、および並列に接続された２
基の蒸発器６Ａと６Ｂとを介ｎさせて成り立っている。

各蒸発器の冷媒入口側にはそれぞれ減圧器５Ａと５Ｂが
設けられている。

第１の凝縮！　２Ａは電気モータ２１により駆動される
ファンによって冷却される。

第２の凝署宿器２ＢはエンジンＡにより駆動されるファ
ン２２によって冷却される。複数基の一部としてのこの
凝縮器２Ｂには、高温・高圧の気相状態のちとに流入し
冷却液化された冷媒の流出阻止手段としてのＫｍ閉弁が
その出口側に設けられている。

そして凝縮器２Ｂの上流側に直列に接続されている凝縮
器２Ａ内で液化した冷媒を、凝縮器２Ｂを迂回してその
下流側に流すために、バイパス冷媒配管８を組み付ける
と共にこの管路に電磁弁９を介在させることによって管
路の開閉を可能にしている。

補助減圧器３として、キャピラリーヂ１−１などの０！
１甲な構造のものを用い、凝縮器を通ａ後の冷媒の圧力
を予備的に低下させている。

凝縮冷媒の一時貯′ａ槽の役目を果たす気液分離器４に
は、補助減圧器３を通過後の液冷媒中に混召する気冷媒
をＩ）’、１ｉ’ｉ機１のＤ１吸入口１０に短絡的に還
流させるためのがメインジＩクシ１ン手段をとしてのガ
スインジ１クシジン管１０の接続口４ａが設けられてい
る。

複数基の、この場合は２基の蒸発器６Ａと６Ｂは、それ
ぞれ電気モータ２３または２４によって駆シＪされるフ
ァンが組み込まれて被空調空気の通路をなす車内前部ま
たは後部の空調用ダクト（図示略）内に納められている
。両ダクトの出口には吹出空気温度の検出用サーミスタ
２６または２Ｉが設けである。また両蒸発器６Ａと６Ｂ
の各々の冷媒人口側には、冷媒供給停止手段としての電
磁弁１１または１２が介在されている。

２台のファン駆動用モータ２３と２４にはそれぞれモー
タの回転制御用のプロワスイッチ３２または３３を介し
て電力が供給される。３２ａと３３ａは通電１ｔＩＩ制
御回路である。

図中の他の符号は、３０が冷凍５８ｉｔａの制御回路、
３１は電磁クラッチ２０の断続用スイッチ、３５〜３７
はそれぞれ電磁弁７．９．１１および１２の間開用リレ
ーである。電磁弁９は通電時に閉弁する常開弁、７．１
１および１２は通電時に開弁する常閉弁である。

３８と３９は２つの蒸発器６へと６１３のそれぞれの作
動断続用スイッチであって、冷媒流制御手段としての機
能を宋たす。１００は車載バッテリ電源である。

第２図にガスインジエクシ１ンナイクルを備える冷凍装
置用の、１つの吐出口１ａと主・副２つの吸入口１ｂと
ＩＣ７ｆｉ設けられている圧縮機１の具体例として、１
０個のシリンダー備えた狽板弐作縮機の側ＩＩＪｉ面図
を示した。１ ４０はセンタハウジング、４１と４２はフロン１−およ
びリアハウジング、４３はハウジング内の中央に形成さ
れた斜板室であり、４４は斜板、４５は斜板４４の回転
用シャフトである。４６は斜板４４がシャフト４５の軸
方向に対して斜めに回転する動きを受１ノで萌ｖｔ！ｅ
するピストンであって、シャフト４５０周りを取り囲む
ようにして５本設けられている。斜板４４はピストン４
６に設けた切込溝４６８内に遊＠されており、斜板４４
の動きをピストン４６にスムーズに伝達させるためのシ
ュー４７とボール４８が両名の間に介在させである。４
９および５０はビス１−ン４６の前復端面と、センタハ
ウジング４０内に形成されたシリンダー壁面５１とに囲
まれて形成された、それぞれリヤおよびフ［１ントシリ
ンダー室であって、各５室ずつ合計１０室が設けられて
いる。

シリンダー室４９および５０のピストン十死点に近接し
たシリンダーｈｙ面５１には、弾性金底根で作られた吸
入弁５２を設けた冷媒吸入口５３および５４が開口して
おり、それぞ机ノロントおよびリヤハウジング４１．４
２内に形成された吸入ポート５５Ｊ３よび５６に連なっ
ている。そして冷媒吸入口５３はボート５５を杼てハウ
ジングに組付けられている主吸入口１ｂに、また冷媒吸
入口５４はボート５６を経て副吸入口１Ｃに連通してい
る。それぞれのシリンダーで圧縮された気相冷媒は吐出
ボート５９を経て吐出口１ａから吐出される。

そして１０室のシリンダーのうち１室が前記副吸入口１
Ｃに、残り９室が主吸入口１ｂに接続され、ＤＩ吸入口
１Ｃに接続されたシリンダー室は独立気筒として作動す
る。

本発明目的に用いる圧縮機１はこの実施例に示した多気
筒斜板式に限られることなく、例えばベーン式やスクロ
ール式などのロータリー圧縮機でもよい。

次に上記実施例装置の作動を説明する。先ず２つの蒸発
器６Ａまたは６Ｂのいずれか一方のみを働かせるために
、つまり前後２つの空調用ダクトのいずれか一方だけを
使用するために、冷凍装置の操作用パネル（図示略）に
よってスイッチ３８または３９のいずれか一方だけを投
入すると共に、プロワスイッチ３２まＩ；は３３のつま
みを通電位置にセットすると、リレー３６または３７が
閉作動してマグネットクラッチ２０に通電され、圧縮Ｆ
３１が起動すると共に、各ｆｆ１１ａ弁７．９．１１お
よび１２はそれぞれ表１にまとめて示した開１１１状態
にもたらされる。

表１ ０　：　１７ｎ　　　Ｘ　：　Ｉｌｌ 圧縮機１の吐出口１ａから高温・Ｐｉ圧状態のちとに吐
出された冷媒は、先ず第１の凝縮器２Ａに流入して冷却
された模、その一部はこの時電磁弁９が開弁されること
により、開かれているバイパス冷媒配管８をたどり補助
減Ｅ器３を経て気液分離器４内に送り込まれる。配管８
に流入しなかった残余の冷媒は、この配管と直列状態に
ある第２の凝＄１ｉｌＷ　２ＢＩ、：流れ込Ｉυで完全
に凝縮されるが、この凝縮器の出口に設けである電磁片
７が１弁されているので、凝縮！　２Ｂはいわば液化冷
媒の一時貯溜槽として役割を果たすことになる。

２阜の蒸発器のうちの１基しか働かせていない装置の作
動状態のもとでは、蒸発用減圧器５Ａまたは５Ｂの働き
により冷凍負荷の増減に応じて気液分離器４から排出さ
れる冷媒量は２基を共に働かせた■５に較べて当然減少
するので、もし従来装置のように１基の凝縮器によって
生じさせた液冷媒のすべてをそのまま気液分ｐＩｉ器４
に送り届けておれば、この分離器４内は液冷媒によって
充満し、その頂部に接続されているガスインジＩクシ１
ン管１０内に溢流した液冷媒は、気相冷媒の圧縮用の圧
縮機１のム１１吸入口１Ｃに吸入されて圧縮機を脆損さ
せる恐れが生じるが、この実施例装置では凝縮Ｐ！ｉ２
Ｂによる上述の如き働きによってこの種の不都合の発作
が予防される。

バイパス冷媒配管８をたどった冷媒は補助減圧：Ｓ３を
通過する間に一部は気化し、気液分離器４内で液冷媒か
ら分離されてガスインジＩクシーｌン配管１０に流入し
た気冷媒は、圧縮機１の吸引力により６１１吸入ロ１Ｃ
に連なる１つの独立シリンダに吸入されて再圧縮された
うえ、残余の９つのシリンダから排出される冷媒と共に
吐出口１ａに向かう。

気液分１１器４から流出した液冷媒は、この時いずれか
一方が開かれている電磁弁１１および１２のうちの一方
を通過した後、蒸発用減圧器５八または５Ｂにより気液
混合の２相状態に減圧されたうえ、蒸発器６Ａまたは６
Ｂ内をたどる間に被空調空気から気化の潜熱を吸収して
冷風を生じさせると共に、自身は気相冷媒に戻って再循
環のために圧縮機１の主吸入口１ｂに吸入される。

２基の蒸発Ｎ６Ａと６Ｂを共に働かせるために２つのス
イッチ３８と３９を共に投入すると、各？ｔｆｌａ弁７
．９．１１および１２は第１表に示した開Ｍ状態に切替
えられて、バイパス冷媒配管８は目１ざされ、電磁弁７
は開かれるので、凝縮器２Ａと２Ｂ内でそれぞれ生じた
液冷媒は滞溜することなく寸べて気液分離器４内に送り
込まれる。従って２つの、に発器６△と６Ｂを完全に作
動させるに足りる冷媒量が確保される。

第３図に第２実施例装首をシステム図として示した。上
記の第１の実施例と異なる点は、第２の凝縮器２Ｂに液
冷媒滞溜機陸を生じさせまたは失わせるための２つの電
磁弁７と９に代えて三方切苔弁１３を図示の位置に組込
んだ点にある。１３ａ、１３ｂおよび１３ｃはそれぞれ
独立した’＋”ｌｆｌ弁として作動する。

この装置の作動は第１の実施例装置の場合と同様であっ
て、各電磁弁の開閉状態は２つのスイッチ３８と３９の
開閉に応じて表２にまとめられたように変化する。

表２ 第４図は第３実施例装置のシステｔ＼図である。

上記の２つの実施例と＋Ａなって、冷媒流制御手段とし
、気液分Ｍ器４内に液冷媒の液面高さをチエツクし設定
レベルを越えた時信号を発するための液面センサ１４を
組み込み、このセンリからの出力信号によって電磁弁７
を閏じ、電磁弁すを間かけるための電気回路が設けられ
ており、前記のリレー３５は省かれている。

上記実施例では１つの冷媒循環配管系内に２曇の凝縮器
を組込んでいるが、必曹に応じて３基以１−９を組み込
んむこともできる。また蒸発器６３基以上を用いて一部
を冷蔵（凍）庫用などに使用してもよい。

また上記実施例に示した冷凍り゛イクルの構成はあくま
でも一実施例にとどまるものであって、本発明の技術思
想の実現がでこなわれない範囲において様々に設工１変
更を施すことは自由である。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例装置を示したシステム図である。 第２図は本発明装置に使用するための圧縮機の１例を示
した側断面図である。 第３図と第４図はそれぞれ第２および第３実施例装置を
示したシステム図ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）　圧縮機、凝縮器、補助減圧器、気液分離器、蒸発
   用減圧器、蒸発器、および気液分離器内の気相冷媒を圧
   縮機に直接還流させるためのガスインジエクション手段
   を冷媒循環用配管に介在させた冷凍装置において、 前記冷媒循環配管に直列または並列に接続させた複数基
   の凝縮器と、 前記冷媒循環配管に並列に接続させた複数基の蒸発器、
   およびこれら各々の蒸発器に付属させた減圧器並びに冷
   媒供給停止手段と、 前記複数基のうちの一部の凝縮器に設けた冷媒流出阻止
   手段と、 前記複数基のうちの一部の蒸発器の冷媒供給停止手段を
   働かせた時に、前記複数基のうちの一部の凝縮器の冷媒
   流出阻止手段を働かせて、前記気液分離器内への冷媒流
   入量を減少させるための冷媒流制御手段とからなる冷凍
   装置。 ２）　前記冷媒流出阻止手段は、前記複数の凝縮器が並
   列に接続されている時には、各々の凝縮器の出口に設け
   た弁手段であ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）　前記冷媒流出阻止手段は、前記複数の凝縮器が直
   列接続されている時には、一部の凝縮器を迂回させるバ
   イパス冷媒流路と前記第２項記載の弁手段とからなるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項および第２項記載
   の冷凍装置。 ４）　前記冷媒流制御手段は、前記一部の蒸発器が休止
   されたことを検知する手段と、この検知情報に基づいて
   前記冷媒流出阻止手段を働かせるための手段とからなる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項の
   いずれかに記載の冷凍装置。 ５）　前記冷媒流制御手段は、前記気液分離器内の液面
   レベル検知手段と、この液面レベルが設定レベルを越え
   た時、この検知情報に基づいて前記冷媒流出阻止手段を
   働かせるための手段とからなることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の冷凍装
   置。