JPH0468477B2 - - Google Patents

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用圧縮機に関するものであ
る。

（従来の技術） 例えば空気調和機として構成された冷凍装置に
おいて、暖房運転開始時における即暖性を向上し
得る機能を有する具体例が、特開昭60−256762号
公報に記載されている。第６図にその装置におけ
る冷媒回路図を示しており、同図のように、上記
装置においては、圧縮機７１の接続された四路切
換弁７２に、順次、第１ガス管７３、室内熱交換
器７４、第１液管７５、冷房用絞り７６と逆止弁
７７との並列回路７８、第２液管７９、暖房用絞
り８０と逆止弁８１との並列回路８２、第３液管
８３、室外熱交換器８４、第２ガス管８５を接続
して、冷媒循環回路を構成している。そして上記
第２液管７９と第１ガス管７３とを接続するバイ
パス配管８６を設け、このバイパス配管８６に、
上記第１液管７９側から、それぞれ開閉弁８７，
８８の付設された冷媒ポンプ８９と絞り９０との
並列回路９１、及び三方弁９２を介設し、上記並
列回路９１と三方弁９２との間の上記バイパス配
管８６を熱交換部となして、この周囲に蓄熱槽９
３を設けている。なお上記三方弁９２の他の接続
ポートは配管９４によつて上記第２ガス管８５に
接続している。

上記構成の装置において暖房運転を開始する場
合は、その一定時間前に、蓄熱槽９３内の電気ヒ
ータ（図示せず）に通電して上記蓄熱槽９３に蓄
熱しておく。そして開閉弁８８を開弁すると共に
三方弁９２を第２ガス管８５に連通する位置に切
換えて、圧縮機７１を起動する。このとき図中実
線矢印で示すように、一部の冷媒は上記バイパス
配管８６側を流通し、この際に上記蓄熱槽９３の
蓄熱熱量を得て室内側へ転送することとなり、冷
媒循環サイクルが充分に立上る時間を待つことな
く温風の吹出しが可能となつて即暖性が得られる
こととなる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら上記のように冷媒循環回路構成機
器とは別体で蓄熱槽を設けた場合には、そのため
に余分なスペースが必要となり、また蓄熱するた
めに別途ヒータ通電を行う等の蓄熱操作を必要と
しており、そのための熱源の確保、或いは蓄熱・
放熱の切換制御回路等が必要となり、必ずしも充
分なコストダウンができないとう問題があつた。

この発明は上記従来の問題点に鑑みなされたも
のであつて、その目的は、上記のような暖房開始
時の即暖性の向上、さらにはデフロスト運転時の
デフロスト熱量の補充等に活用し得る蓄熱槽を構
成するに際し、そのために必要なスペースを低減
し、さらには蓄熱操作を容易になし得る冷凍装置
用圧縮機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用の圧縮機Ａは、圧
縮機本体ハウジング１の外周に蓄熱材２１の充填
された蓄熱槽２０を形成すると共に、上記蓄熱材
２１と熱交換可能な位置に冷媒流通径路６を設け
ている。

（作用） 上記構成の冷凍装置用圧縮機Ａにおいては、圧
縮機本体ハウジング１の外周に蓄熱槽２０が形成
されているので、別体で蓄熱槽を設けていた従来
例に比べて、蓄熱槽を設置するために必要なスペ
ースは大幅に低減される。また上記のような蓄熱
槽２０への蓄熱操作においては、圧縮機は、通常
その作動時には高温状態となつて運転されるもの
であり、このため従来は圧縮機本体ハウジングか
ら周囲の大気への熱放散を伴つていた訳である
が、上記構成においては、この放散熱量を蓄熱用
の熱源として活用し得ることとなり、したがつて
圧縮機運転時に、特に蓄熱操作を必要とせずに上
記蓄熱槽２０への蓄熱が行われる。そしてこの蓄
熱槽２０の蓄熱材２１と熱交換可能な位置に設け
ている冷媒流通径路６に、低温の冷媒を流通させ
ることによつて、この冷媒を加熱するための放熱
が行われることとなり、蓄熱槽２０における蓄
熱・放熱を容易な操作で行うことができる。

（実施例） 次にこの発明の冷凍装置用圧縮機の具体的な実
施例について、図面を参照しつつ詳細に説明す
る。

第１図はこの発明の一実施例における冷凍装置
用圧縮機Ａの構成を示す斜視図を示しており、円
筒側壁部を有すると共に密閉容器として構成され
た圧縮機本体ハウジング１は、その上端部に冷媒
吐出配管２が、また下部側には、半径方向外方に
延び、さらに上記本体ハウジング１の軸心と平行
に上方へと延びる冷媒吸込配管３がそれぞれ接続
されており、この冷媒吸込配管３の垂直部にはア
キユームレータ４が介設されている。そして上記
本体ハウジング１の円筒側壁部には、その外周を
囲うようにリング状に形成された蓄熱槽２０を配
設している。この蓄熱槽２０は内部に、例えば塩
化カルシウム六水塩等より成る蓄熱材２１を充填
した容器と、さらにその外周面に、輻射放熱を抑
えるためのアルミ箔２２を貼設することにより構
成されている。

そして上記蓄熱槽２０と本体ハウジング１との
間には、アルミニウム合金押出板から構成された
熱交換器５が配設されている。この熱交換器５
は、内部に、冷媒流通径路となる断面角形の流路
６が互いに平行に多数形成されている平板を、断
面略Ω字状に曲げ加工することによつて構成され
ているものであつて、上記本体ハウジング１の側
壁部の略全周を囲撓すると共に、内周面が上記本
体ハウジング１に、外周面が上記蓄熱槽２０にそ
れぞれ密着状態で配設されている断面円弧状部７
と、この円弧状部７の両端部において半径方向外
方にそれぞれ平行に延びる平面部８，９と、これ
らの平面部８，９の各端面を塞ぐように管部材を
上下に配設してろう付けしたマニホールド管１
０，１１とから構成されている。そしてその一方
のマニホールド管１０の内部は、その略中央部を
仕切板１２で上下に区画されており、その上部
側、及び下部側に冷媒配管接続ポート１３，１４
がそれぞれ接続されている。したがつて、図のよ
うに、例えば下側の冷媒配管接続ポート１４から
冷媒が流入される場合には、マニホールド管１０
の内部仕切板１２より下側の空間部に開口する平
面部８における角形流路６に冷媒は流入し、さら
に円弧状部７を略一周して他方の平面部９から、
マニホールド管１１に流入する。次いでこのマニ
ホールド管１１において、下側から上部側へと流
れて、再び平面部９、円弧状部７を上記とは逆方
向に流通して平面部８、マニホールド管１０、上
側の冷媒配管流出ポート１３から流出する。

上記蓄熱槽２０の外周は、さらにグラスウール
とゴムとより成る防音材２３で囲撓し、この防音
材２３によつて、防音と共に、防振及び断熱が行
われるようになされている。

上記構成の冷凍装置用圧縮機Ａにおいては、圧
縮機作動時に本体ハウジング１が高温状態とな
り、この本体ハウジング１から外部に放熱されよ
うとする熱量は、まず熱交換器５に伝熱し、この
内部を低温の冷媒が流通する場合には、この冷媒
に上記熱量が付与されることとなる。また冷媒の
流通がなく、或いは冷媒流通状態においてもその
加熱に必要な熱量を超える過剰の熱量が本体ハウ
ジング１から生じている場合には、上記熱交換器
５から蓄熱材２１に熱量は伝達され、例えば塩化
カルシウム六水塩の固体−液体の相変化に必要な
潜熱に変換されて蓄熱される。そして上記熱交換
器５において低温の冷媒が流通するとき、或いは
流通量が増加して、熱交換器温度が低下するよう
な場合は、上記蓄熱材２１で蓄熱されていた熱量
が熱交換器５側へと流れ、これにより流通冷媒に
熱量が付与される。なお圧縮機停止時において
も、この圧縮機を回転作動するための三相誘導コ
イルのうちの二相に通電するような通電制御を行
うことにより、圧縮機を回転作動させることな
く、上記通電電流により発熱させることも可能で
あり、この発生熱量を上記蓄熱材２１に蓄熱して
おくことも可能である。また蓄熱材２１に近接し
てヒータを配設する構成とすることもできる。

次に上記のような冷凍装置用圧縮機Ａを使用し
て、特にデフロスト運転時の空調快適性を向上し
得る装置として構成した空気調和機における応用
実施例について説明する。

第２図には第１の応用例を示しており、同図の
ように圧縮機Ａの吐出配管２と、アキユームレー
タ４の介設された吸込配管３とは四路切換弁３０
に接続されている。そしてこの四路切換弁３０
に、第１ガス管３１、室内熱交換器３２、第１液
管３３、キヤピラリチユーブより成る減圧機構３
４、第２液管３５、室外熱交換器３６、第２ガス
管３７を順次接続することによつて、冷媒循環回
路を構成している。さらにこの第１応用例の冷媒
回路においては、上記圧縮機Ａの本体ハウジング
に周設されると共に、前記蓄熱槽２０によつて囲
撓されている熱交換器５の一方の冷媒配管接続ポ
ート１４を第１バイパス管３８によつて上記第２
液管３５に、また他方の冷媒配管接続ポート１３
を第２バイパス管３９によつて上記吸込配管３
の、アキユームレータ４の入口側にそれぞれ接続
している。上記第１バイパス管３８には開閉弁４
０が、また第２バイパス管３９にはキヤピラリチ
ユーブよりなる絞り４１がそれぞれ介設されてい
る。

上記構成の冷媒回路においては上記開閉弁４０
を閉止状態として、図中実線矢印方向に冷媒が循
環するように四路切換弁３０を切換えて運転する
ときに暖房運転が、また図中破線矢印方向に冷媒
が循環するように四路切換弁３０を切換えること
により冷房運転がそれぞれ行われる。そして暖房
運転中において室外熱交換器３６に着霜を生じて
デフロスト操作が必要となつた場合には、上記四
路切換弁３０は上記暖房運転の切換位置のまま
で、上記開閉弁４０を開弁する。これにより、図
中実線矢印方向の暖房サイクルの冷媒循環と共
に、第２液管３５で分岐して熱交換器５を流通し
た後、吸込配管３に返流されるバイパス流れが生
じることとなる。すなわち圧縮機Ａから吐出され
た高温・高圧ガス冷媒は室内熱交換器３２で放熱
して凝縮し、高温高圧の液冷媒となる。したがつ
て室内熱交換器３２側では暖房運転が継続され
る。そして減圧機構３４通過時に低温低圧の液冷
媒となつた後に分流して一方は室外熱交換器３６
を、他方は熱交換器５をそれぞれ流通して圧縮機
Ａに返流される。暖房運転時に単独で蒸発器とし
て作用していた室外熱交換器３６において、例え
ば蒸発圧力３Kg／cm²、蒸発温度−10℃の蒸発条件
で冷媒流通が生じていた場合に、上記のように熱
交換器５側において新たに蒸発潜熱が多量に付与
されることによつて、圧力４Kg／cm²、温度は０℃
を超えるような蒸発条件に変化する。この際の室
外熱交換器３６においては、流通冷媒温度の方
が、周囲に付着した霜の温度よりも高くなり、こ
のため流通液冷媒の温度低下、或いは気液混合相
の液の割合が増加して凝縮潜熱を放出する状態と
なりながら、室外熱交換器３６を流通する。この
液冷媒の温度低下に伴う顕熱、或いは凝縮潜熱に
よつてデフロストが行われることとなる。室外熱
交換器３６から返流される液冷媒は、熱交換器５
側を流通時に蒸発したガス冷媒と吸込配管３、或
いはアキユームレータ４で混合される際に熱量を
奪つて蒸発し、又は圧縮機Ａ内部における圧縮仕
事を受けてガス化してその吐出配管２から吐出さ
れる。このように、室外熱交換器３６をバイパス
させて熱交換器５により高い温度での蒸発条件と
することによつて室外熱交換器３６において冷媒
からの放熱が生ずるようにすることができ、この
ため、室内熱交換器３２に高温冷媒を流通させな
がら、すなわち暖房運転を継続しながら、室外熱
交換器３６のデフロスト操作が可能となる。なお
上記絞り４１は、デフロスト操作時に上記蒸発条
件が得られるように、室外熱交換器３６側の流通
抵抗、及び熱交換器５における加熱能力等から適
当な流量抵抗値を有するものとして構成してい
る。

また上記構成の冷媒回路においては、例えば暖
房運転開始時において即暖性を与えるように蓄熱
材２１に蓄熱された熱量を活用することもでき
る。すなわち、前記したように運転開始前に予め
ヒータ通電により蓄熱材２１に蓄熱しておき、或
いは前回運転時の蓄熱量を利用して、運転開始時
において、開閉弁４０を開弁することにより熱交
換器５において冷媒が加熱され、この加熱熱量を
室内に転送することによつて、運転開始当初の冷
媒サイクルが安定状態へと立上る迄においても、
温風の吹出しが可能となり即暖性が向上される。

第３図には上記冷凍装置用圧縮機Ａを組み込ん
だ第２の応用例における冷媒回路図を示してい
る。同図において、第２図に示した第１応用例と
同一の機能部品については、同一番号を付して説
明を省略する。この第２応用例の冷媒回路におい
ては、熱交換器５の一方の冷媒配管接続ポート１
４を、開閉弁４７と絞り４８との介設された第３
バイパス管４５によつて、第１液管３３に接続す
ると共に、他方の冷媒配管接続ポート１３を、第
４バイパス管４６によつて吸込配管３に接続して
いる。さらに吐出配管２と第２液管３５とを、開
閉弁４９と絞り５０との介設された第５バイパス
管５１によつて接続している。

上記構成の第２応用例の冷媒回路においては、
デフロスト操作は、四路切換弁３０を暖房運転サ
イクルのままにして、開閉弁４７を開弁する。こ
のとき開閉弁４９を閉弁状態としておけば、前記
第１応用例と略同様の冷媒循環サイクルが得ら
れ、前記と同様に室外熱交換器３６における蒸発
温度の上昇によつて、この室外熱交換器３６を流
通する冷媒により外部放熱を生じさせるようにす
ることができ、この結果室内側の暖房運転と同時
に室外熱交換器３６におけるデフロスト操作が可
能となる。そしてこの回路においては、熱交換器
５と室外熱交換器３６との並列接続構成におい
て、絞り４８と減圧機構３４とも互いに同等の位
置に介設されているので、それらの流量抵抗比に
応じて熱交換器５側と室外熱交換器３６側とを分
流して流れる冷媒の分流比を容易に設定でき、こ
のため上記のようなデフロスト時のデフロスト能
力と暖房能力との相対的な能力比調整を、上記絞
り４８の流量抵抗値の調整によつて容易に決定す
ることができる。上記開閉弁４９はデフロスト熱
量が不足する際に開弁する。これにより吐出配管
２から室内熱交換器３２へと流通していた高温ガ
ス冷媒が、一部室外熱交換器３６へと直接供給さ
れることとなるので、デフロスト熱量が増加し、
デフロスト時間の短縮が図れる。

第４図に示されている第３応用例の冷媒回路に
おいては、熱交換器５の一方の冷媒配管接続ポー
ト１４を、開閉弁５５と絞り５６との介設された
第６バイパス管５７によつて、第１液管３３に接
続すると共に、他方の冷媒配管接続ポート１３を
第７バイパス管５８によつて第２液管３５に接続
している。上記開閉弁５５を開弁した状態におい
ては、室内熱交換器３２を流通時に放熱し凝縮し
た液冷媒は、第１液管３３から一部熱交換器５側
へと分流し、ここで加熱されて第２液管３５へと
流入する。これにより室外熱交換器３６の入口に
おいては、通常の暖房運転時よりも温度の高い液
冷媒、いわば温熱状態の液冷媒が流通することと
なり、低温の霜に熱量を放熱しながら流通するこ
ととなつて、デフロストが行われる。

第５図に示す第４応用例での冷媒回路において
は、上記第３応用例の冷媒回路に、さらに開閉弁
５５と絞り５６との間を、絞り５９の介設された
第８バイパス管６０によつて吸込配管３に接続し
ている。これにより、上記第３実施例と同様の作
用を、開閉弁５５を開弁して行う際に、第７バイ
パス管５７からさらに分流して一部が直接吸込配
管３に返流されることとなり、これにより吸込圧
力の上昇、すなわち蒸発圧力条件の上昇が生じる
こととなるので、室外熱交換器３６を流通する液
冷媒のガスへの相変化が抑制され、温熱液冷媒か
ら霜への熱量の付与方向が保証されたデフロスト
が行われる。

以上の説明のように、上記実施例における冷凍
装置用圧縮機Ａにおいては、圧縮機本体ハウジン
グ１に蓄熱槽２０を周設しているので、この蓄熱
槽２０の設置のために必要なスペースは大幅に低
減される。また圧縮機作動時に高温運転状態とな
る上記本体ハウジング１から、周囲の大気へ放散
されることとなつていた熱量を蓄熱熱源として活
用し得る構成であり、その蓄熱操作に当たつて特
別な制御回路は不要である。また流路６に低温冷
媒を流通させる際に、これを加熱するような放熱
が行われることとなつて、蓄熱・放熱の切換操作
に関する構成が簡素化され、またその操作も容易
である。そして上記各応用例のように、特に上記
流路６を有する熱交換器５を流通する冷媒が液状
態、さらには相変化を生ずることとなる条件に調
整したバイパス回路に、上記熱交換器５を介設す
ることによつて、流通冷媒へ付与される単位時間
当りの熱量を多くすることができるので、例えば
セパレート形空気調和機におけるデフロスト運転
時に、室内側においても暖房能力がそれ程低下す
ることのない暖房運転が継続されるような冷媒循
環とすることができ、或いは暖房運転始動時の即
暖性の向上が可能となり、この結果空調快適性が
向上される。

なお上記実施例において示した蓄熱材として
は、塩化カルシウム六水塩の他にも、パラフイン
や金属粉を混入させたブチルゴム等で構成するこ
ともできる。また上記実施例においては、上記蓄
熱材と熱交換し得る冷媒流通径路を、本体ハウジ
ング１と蓄熱槽２０とに間挿した熱交換器５に設
けた構成を示したが、この流通径路は、蓄熱材中
に挿通した銅パイプや、或いは蓄熱槽２０の外周
に巻装したコイル状の銅パイプ等、その他の構成
とすることもできる。さらに上記においては、こ
の発明の冷凍装置用圧縮機を空気調和機に応用し
た例について説明したが、その他の冷凍装置に適
用することも勿論可能である。

（発明の効果） 上記のようにこの発明の冷凍装置用圧縮機にお
いては、圧縮機本体ハウジングの外周に蓄熱槽を
設けているので、従来例に比べて蓄熱槽を設置す
るためのスペースが低減され、また上記構成にお
いては圧縮機運転時に高温状態となる上記本体ハ
ウジングからの放熱熱量を熱源として上記蓄熱槽
への蓄熱が行われることとなるので、蓄熱操作を
簡素化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例における冷凍装置
用圧縮機の構成を示す部分断面を有する斜視図、
第２〜第５図は、それぞれ第１図の装置を応用し
た空気調和機の冷媒回路図、第６図は従来の空気
調和機の冷媒回路図である。 Ａ……冷凍装置用圧縮機、１……本体ハウジン
グ、６……流路（冷媒流通径路）、２０……蓄熱
槽、２１……蓄熱材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 冷凍装置用の圧縮機Ａであつて、さらに圧縮
   機本体ハウジング１の外周に蓄熱材２１の充填さ
   れた蓄熱槽２０を形成すると共に、上記蓄熱材２
   １と熱交換可能な位置に冷媒流通径路６を設けて
   いることを特徴とする冷凍装置用圧縮機。