JPH026983B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は冷凍装置、詳しくは、圧縮機のシリン
ダ室における圧縮工程中間部と、圧縮機の吸入側
とにバイパス通路を設け、該バイパス通路に、該
バイパス通路を開閉する開閉弁を設け、該開閉弁
の背面室に冷凍装置の低圧又は高圧を作用させる
ことによりより前記開閉弁を開又は閉となして、
前記圧縮機の容量を制御するごとくした冷凍装置
に関するものである。

（従来の技術） 従来、この種冷凍装置において、冷凍負荷の減
少に対応して、前記開閉弁を開き前記圧縮工程中
間部を圧縮機の吸入側に連通させて圧縮機の容量
を小容量に制御するいわゆるアンロード制御を行
なうものが供給されている。しかして、前記冷媒
回路の一部を構成する膨張装置を一本のキヤピラ
リーチユーブにより形成する場合、該キヤピラリ
ーチユーブの流通冷媒量は凝縮圧力と蒸発圧力の
圧力差により定まるのであるが、全負荷運転、即
ちいわゆるフルロード運転のとき適正過熱度にな
るような冷媒流量とするキヤピラリーチユーブを
選定すると、前記アンロード運転時に前記アンロ
ード運転に必要な冷媒量以上の冷媒が前記キヤピ
ラリーチユーブを流通し、蒸発圧力が上昇し、そ
の結果熱効換器の性能の低下や、圧縮機への液冷
媒の流入に因る故障を生じさせる問題があつた。
また前記アンロード運転のとき適正過熱度になる
ような冷媒流量とするキヤピラリーチユーブを選
定すると、前記フルロード運転時に、その適正運
転に必要な冷媒量以下の冷媒しか前記キヤピラリ
ーチユーブを流通せず、蒸発圧力が低下し、過熱
度が高くなり、その結果蒸発器における熱交換が
悪くなり、冷凍能力が低下するという問題があつ
た。

そこで、この問題の防止策として、前記膨張装
置を２個のキヤピラリーチユーブを並列に介設す
ることにより形成し、前記フルロード運転時には
双方を、前記アンロード運転時には一方を使用す
るごとく成し、冷凍負荷に応じた冷媒の減圧制御
を行うごとく成すことが考えられる。

（発明が解決しようとする課題） ところが、このようにすると、圧縮機の容量を
制御すべく前記開閉弁を開閉する電磁弁と前記２
個のキヤピラリーチユーブの一方への冷媒の流入
を可又は不可ならしめる制御弁との２個の弁を必
要とし、部品点数が多くなつて、冷媒回路が複雑
になると共に、両弁を制御する制御系も複雑化
し、全体に故障個所が多くて信頼性が低く、かつ
不経済となる問題があつた。

さらに、装置の信頼性の面から、吐出ガス温度
異常上昇防止対策として高圧液冷媒のインジエク
シヨン回路を付設する場合には、この高圧液冷媒
の流通遮断制御用の弁が必要となるが、これ専用
の弁を設けることとすることこれによつても部品
点数が増えるという問題があつた。

本発明は以上の問題を解決すべく発明したもの
で、目的とするところは、１個の電磁弁などの制
御弁を用いるだけで、圧縮機の容量制御用開閉弁
の開閉制御と、キヤピラリーチユーブによる冷媒
の減圧制御と、高圧液冷媒のインジエクシヨン制
御とを、ともに誤動作なく確実に行なえるように
する点にある。

（課題を解決するための手段） すなわち、本発明は、第１図に示すように、圧
縮機１、凝縮器２、膨張装置３、蒸発器４を順次
接続した冷媒回路を有し、前記圧縮機１のシリン
ダ室１１ａにおける圧縮工程中間部と、前記圧縮
機１の吸入側とにバイパス通路２１を設け、該バ
イパス通路２１に、該バイパス通路２１を開閉す
る開閉弁２２を設け、該開閉弁２２の背面室２４
に冷凍装置の低圧又は高圧を作用させることによ
り前記開閉弁２２を開又は閉となして、前記圧縮
機１の容量を小容量又は大容量に制御するごとく
した冷凍装置において、前記膨張装置３を第１キ
ヤピラリーチユーブ３ａと第２キヤピラリーチユ
ーブ３ｂを並列に介設することにより形成し、該
第２キヤピラリーチユーブ３ｂの入口側に一つの
制御弁Ｖを設け、該制御弁Ｖと前記第２キヤピラ
リーチユーブ３ｂとの間と、前記開閉弁２２の背
面室２４とに、連絡管２５を接続し、該連絡管２
５と前記圧縮機１の吸入側とに、第３キヤピラリ
ーチユーブ３１を有する補助連絡管３２を接続
し、前記制御弁Ｖを閉となすことより、前記背面
室２４へ冷凍装置の低圧を作用させると共に第１
キヤピラリーチユーブ３ａを膨張装置として作用
させる一方、前記制御弁Ｖを開となすことによ
り、前記背面室２４へ冷凍装置の高圧を作用させ
ると共に前記第１および第２キヤピラリーチユー
ブ３ａ，３ｂを膨張装置として作用させ、かつ、
前記補助連絡管３２から高圧液冷媒の１部を前記
圧縮機１の吸入側にインジエクシヨンさせるごと
くしたものである。

（作用） これにより、前記制御弁Ｖを閉じれば、前記開
閉弁２２が開き圧縮機１が小容量で運転されると
共に第１キヤピラリーチユーブ３ａで冷媒が減圧
される一方、前記制御弁Ｖを開ければ、前記開閉
弁２２が閉じ、圧縮機１が大容量で運転されると
共に第１および第２キヤピラリーチユーブ３ａ，
３ｂで冷媒が減圧され、かつ、高圧液冷媒の１部
が補助連絡管３２より圧縮機１の吸入側へインジ
エクシヨンされるのである。

（実施例） 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。

第１図に示したものは、本発明冷凍装置を概略
的に示したものであり、第１図において、１は容
量制御機構５をもつたロータリ圧縮機で、該圧縮
機１には、凝縮器２、膨張装置３、及び蒸発器４
を直列に接続した冷媒回路６を接続して、吐出ガ
スを凝縮器２で凝縮液化させ、また、膨張装置３
で減圧し、さらに蒸発器４で蒸発気化させて圧縮
機１に吸入させる冷媒回路を形成している。

前記ロータリ圧縮機１は、第２図に示すごと
く、円筒形胴体７ａの両端を上蓋７ｂ、下蓋７ｃ
により被冠して密閉状としたハウジング７に、モ
ータ（図示せず）とシリンダブロツク９とを上、
下に配設し、モータの駆動軸８をシリンダブロツ
ク９に貫通させ、該シリンダブロツク９に内装す
るロータ１０を駆動するごとくしたものである。
前記シリンダブロツク９は、前記駆動軸８の軸心
と同心状壁面をもつシリンダ室１１ａを備えたシ
リンダボデイ１１と、シリンダ室１１ａを閉鎖す
るフロントヘツド１２とリヤヘツドから成り、前
記シリンダ室１１ａに前記駆動軸８の軸心に対し
偏心回転する前記ロータ１０を内装するのであ
る。

前記圧縮機１は、ステーシヨナリーブレード式
としたものであつて、前記ロータ１０は、前記駆
動軸８から一体に延び円筒状周面をもつたカム１
０ａと、該カム１０ａの外周に嵌合するローラ１
０ｂとから構成し、カム１０ａの軸心をシリンダ
室１１ａの軸心に対し偏心させると共に、ローラ
１０ｂは前記各ヘド１２，１３間の長さと等しく
し、その外周面の１個所をシリンダ壁に接触させ
るのである。

そして、前記シリンダボデイ１１には、第１図
のごとく該ボデイ１１に形成する案内溝にブレー
ド１４を摺動自由に取付け、該ブレード１４の背
面にバネ１５を設けて、先端面を前記ローラ１０
ｂの外周面と密封状に圧接するのである。また、
このブレード１４を挟んで両側に近接した位置
に、前記シリンダ室１１ａに開口する吸入ポート
１６及び吐出ポート１７を設けるものであり、該
吐出ポート１７の前記ハウジング７への開口部に
は、一端を前記フロントヘツド１２に支持した吐
出弁１８を設けている。そして、吸入ポート１６
には前記冷媒回路６の蒸発器４から伸びる吸入管
６ａを接続し、上蓋７ｂには、前記冷媒回路６の
凝縮器２に通ずる吐出管６ｂを接続するのであ
る。

そして、前記圧縮機１に具備させる前記容量制
御機構５は、前記シリンダ室１１ａにおける吸入
ポート１６の開口位置から吐出ポート１７の開口
位置に亘る圧縮工程の中間部に中間圧ポート１９
を開口すると共に、該ポート１９に連通する弁室
２０を設け、該弁室２０から吸入ポート１６に連
通するバイパス通路２１を設け、前記弁室２０に
は、前記中間圧ポート１９とバイパス通路２１と
を開閉する開閉弁２２と、該開閉弁２２を常時開
放方向に付勢するスプリング２３とを内装し、前
記開閉弁２２の背面室２４の圧力制御により開閉
弁２２を開閉させて、前記圧縮機１の容量を、小
容量と大容量とに制御すべく成している。

しかして、第１図に示したものは、前記膨張装
置３を第１キヤピラリーチユーブ３ａと第２キヤ
ピラリーチユーブ３ｂを並列に介設することによ
り形成したもので、該第２キヤピラリーチユーブ
３ｂの入口側に一つの制御弁Ｖを設け、該制御弁
Ｖと前記第２キヤピラリーチユーブ３ｂとの間
と、前記開閉弁２２の背面室２４とに、連絡管２
５を接続し、さらに該連絡管２５と前記圧縮機１
の吸入側となる吸入管６ａとに第３キヤピラリー
チユーブ３１を有する補助連絡管３２を接続した
ものである。そして、前記背面室２４に、前記制
御弁Ｖを開くことにより高圧液管６ｃの高圧冷媒
を連通させて前記開閉弁２２を閉じ、また、前記
制御弁Ｖを閉じることにより、前記背面室２４を
吸入側に連通させて前記開閉弁２２を開くごとく
成すのである。

そして、前記制御弁Ｖは、冷凍負荷が全負荷か
ら所定の中間負荷の大負荷範囲の時開動作させ、
また冷凍負荷が前記所定の中間負荷以下の小負荷
範囲の時閉動作させるごとく成すのである。

尚、第２図において、２８は吸入ポート１６に
吸入管６ａを接続させるための接続管、２９は継
手管、３０は連絡管２５を接続する接続部材で、
前記開閉弁２２が後退する時のストツパパ作用を
兼用させるものである。

しかして、以上の構成において、冷凍運転時、
冷凍負荷が前記大負荷範囲にある場合には、前記
制御弁Ｖが開状態に保持されるため、高圧液管６
ｃの高圧冷媒が第１分岐管２６及び連絡管２５を
介して前記開閉弁２２の背面室２４に連通し、ス
プリング２３の付勢力に抗して開閉弁２２を押圧
し、中間圧ポート１９を閉鎖し、前記圧縮機１
は、圧縮工程の全体で圧縮作用を成す大容量の運
転状態となる。またこの場合、高圧液管６ｃの高
圧冷媒は、第１キヤピラリーチユーブ３ａにより
減圧されると共に、第１分岐管２６及び第２分岐
管２７を介して第２キヤピラリーチユーブ３ｂに
連通することにより該第２キヤピラリーチユーブ
３ｂによつても減圧される。さらに、高圧液冷媒
の１部が連絡管２５及び補助連絡管３２を介して
第３キヤピラリーチユーブ３１に流入し、該第３
キヤピラリーチユーブ３１により減圧されて吸入
管６ａへ流入し圧縮機１の吸入ポート１６内にイ
ンジエクシヨンされることとなるのである。これ
によつて吐出ガスが過熱されることがなく圧縮機
１のシリンダブロツク９及びモータ８を適温に保
持できるのである。以上のことから前記大負荷に
対応して確実に冷凍運転を行えるのである。

また、冷凍負荷が前記小負荷範囲に低下した場
合、前記制御弁Ｖが閉状態に切換えられる。その
結果、前記開閉弁２２の背面室２４は吸入側に連
通されるので、開閉弁２２は前記スプリング２３
の付勢力及び中間圧ポート１９の中間圧により押
圧されて後退する。そのため、中間圧ポート１９
がバイパス通路２１を介して吸入ポート１６に連
通され、圧縮機１は圧縮工程における中間圧ポー
ト１９以降で部分的圧縮作用を成す小容量の運転
状態となる。また、この場合、高圧液管６ｃの高
圧冷媒は、第１キヤピラリーチユーブ３ａのみに
より減圧され、循環冷媒量が減少する。以上のこ
とから前記小負荷に対応して確実に冷凍運転を行
えるのである。

以上のごとく、この実施例によれば、膨張装置
３にキヤピラリーチユーブを用いた場合であつて
も、１つの前記制御弁Ｖを開閉制御するだけで、
複雑な制御装置を用いることなく、負荷の大小に
応じて圧縮機１による容量制御と、第１および第
２キヤピラリーチユーブ３ａ，３ｂによる冷媒の
減圧制御と、高圧液冷媒のインジエクシヨン制御
とを、常に効率良く確実に行えるのである。な
お、高圧液冷媒のインジエクシヨンを圧縮機１の
大容量運転時に行うこととしたのは、小容量運転
時に比して圧縮比が大きくなるため、吐出ガス温
度が上昇して圧縮機の焼損が生じるのを防止する
ためであり、小容量運転時にインジエクシヨンを
しないこととしたのは、大容量運転時に比して圧
縮比が小さくなるため、吐出ガス温度の上昇は問
題とならないこと、およびインジエクシヨンによ
りエネルギー損失が生じ成積係数に悪影響を及ぼ
すのを防止するためである。

また、以上のごと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
制御弁Ｖを閉じることにより、前記開閉弁２２は
スプリングの作用で自動的に開いて、前記バイパ
ス通路２１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、やはり複雑な制御装
置を用いることなく、１つの前記制御弁Ｖの制御
によつて均圧も併せて行えるのである。

また、起動時、一定時間前記制御弁Ｖを閉じて
モータ８に加わる起動負荷を小さくすることによ
り、起動電流を少なく容易に起動できるのであ
る。

なお、第１図で示した実施例において、第１キ
ヤピラリーチユーブ３ａは、これと同等の減圧能
力を有するように、複数のキヤピラリーチユーブ
を直列あるいは並列に形成する場合を含むもので
ある。

以上説明した本発明冷凍装置はヒートポンプ式
として、空調対象域の冷・暖房を行なうものに適
用できる。

（発明の効果） 本発明は以上のごとく、前記膨張装置３を第１
キヤピラリーチユーブ３ａと第２キヤピラリーチ
ユーブ３ｂを並列に介設することにより形成し、
該第２キヤピラリーチユーブ３ｂの入口側に一つ
の制御弁Ｖを設け、該制御弁Ｖと前記第２キヤピ
ラリーチユーブ３ｂとの間と、前記開閉弁２２の
背面室２４とに、連絡管２５を接続し、該連絡管
２５と前記圧縮機１の吸入側とに、第３キヤピラ
リーチユーブ３１を有する補助連絡管３２を接続
し、前記制御弁Ｖを閉となすことにより、前記背
面室２４へ冷凍装置の低圧を作用させると共に第
１キヤピラリーチユーブ３ａを膨張装置として作
用させる一方、前記制御弁Ｖを開となすことによ
り、前記背面室２４へ冷凍装置の高圧を作用させ
ると共に前記第１および第２キヤピラリーチユー
ブ３ａ，３ｂを膨張装置として作用させ、かつ、
前記補助連絡管３２から高圧液冷媒の１部を前記
圧縮機１の吸入側にインジエクシヨンさせるごと
くしたことにより、一つの制御弁Ｖの開閉によ
り、冷凍負荷の変動に応じ、３つの制御すなわ
ち、圧縮機１による容量制御と、第１および第２
キヤピラリーチユーブ３ａ，３ｂによる冷媒の減
圧制御と、高圧液冷媒のインジエクシヨン制御と
を、ともに誤動作なく確実に行える、構造簡単で
信頼性の高い冷凍装置を提供できるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例を示す冷媒回路図、第２
図はロータリ圧縮機の縦断面図である。 １……圧縮機、２……凝縮器、３……膨張装
置、３ａ……第１キヤピラリーチユーブ、３ｂ…
…第２キヤピラリーチユーブ、４……蒸発器、１
１ａ……シリンダ室、２１……バイパス通路、２
２……開閉弁、２４……背面室、２５……連絡
管、Ｖ……制御弁、３１……第３キヤピラリーチ
ユーブ、３２……補助連絡管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧縮機１、凝縮器２、膨張装置３、蒸発器４
   を順次接続した冷媒回路を有し、前記圧縮機１の
   シリンダ室１１ａにおける圧縮工程中間部と、前
   記圧縮機１の吸入側とにバイパス通路２１を設
   け、該バイパス通路２１に、該バイパス通路２１
   を開閉する開閉弁２２を設け、該開閉弁２２の背
   面室２４に冷凍装置の低圧又は高圧を作用させる
   ことにより前記開閉弁２２を開又は閉となして、
   前記圧縮機１の容量を小容量又は大容量に制御す
   るごとくした冷凍装置において、前記膨張装置３
   を第１キヤピラリーチユーブ３ａと第２キヤピラ
   リーチユーブ３ｂを並列に介設することにより形
   成し、該第２キヤピラリーチユーブ３ｂの入口側
   に一つの制御弁Ｖを設け、該制御弁Ｖと前記第２
   キヤピラリーチユーブ３ｂとの間と、前記開閉弁
   ２２の背面室２４とに、連絡管２５を接続し、該
   連絡管２５と前記圧縮機１の吸入側とに、第３キ
   ヤピラリーチユーブ３１を有する補助連絡管３２
   を接続し、前記制御弁Ｖを閉となすことにより、
   前記背面室２４へ冷凍装置の低圧を作用させると
   共に第１キヤピラリーチユーブ３ａを膨張装置と
   して作用させる一方、前記制御弁Ｖを開となすこ
   とにより、前記背面室２４へ冷凍装置の高圧を作
   用させると共に前記第１および第２キヤピラリー
   チユーブ３ａ，３ｂを膨張装置として作用させ、
   かつ、前記補助連絡管３２から高圧液冷媒の１部
   を前記圧縮機１の吸入側にインジエクシヨンさせ
   るごとくしたことを特徴とする冷凍装置。