JPH0544680Y2

JPH0544680Y2 -

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Publication number: JPH0544680Y2
Application number: JP11775988U
Authority: JP
Priority date: 1988-09-07
Filing date: 1988-09-07
Publication date: 1993-11-12
Anticipated expiration: 2003-09-07
Also published as: JPH0238057U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、四路切換弁を備えた冷凍装置の改良
に関し、特に四路切換弁の作動の信頼性の向上対
策に関する。

（従来の技術）一般に、冷凍装置に備える四路切換弁は、冷媒
循環系統の高低圧の圧力差を作動圧源とし、その
高低圧の圧力差を四路切換弁の圧力室に供給して
冷媒循環系統を冷却サイクルと加熱サイクルとに
適宜切換えし得るようにしている。

ところで、冷凍装置に備える圧縮機には、その
容量を制御するアンロード機構を備えたものがあ
り、この種の圧縮機ではアンロード機構の作動圧
源として、冷媒循環系統の高圧を利用し、この高
圧の作用時にアンロード機構をロード側に作動さ
せて圧縮機の容量を高く制御し、高圧の非作用時
にアンロード側に作動させて圧縮機の容量を低く
制御したものがある。

その場合、四路切換弁の切換作動が不良で、上
記アンロード機構付き圧縮機の吐出側と吸入側と
が該四路切換弁を介してバイパスされた場合に
は、冷媒の高圧は低圧にほぼ等しい低い値に低下
し、このためアンロード機構はアンロード側に作
動して、冷媒循環量は増大せず、その結果、冷媒
循環系統の高低圧に圧力差の無い状態で四路切換
弁は作動の不良な状態を保持して、その正常な切
換作動を行い得ない欠点がある。

そこで、従来、例えば実開昭61−46373号公報
に開示されるものでは、潤滑油用の油ポンプを内
蔵する圧縮機に着目し、その油ポンプの油圧を利
用して、冷媒の高低圧の圧力差が小値の場合に
は、この油ポンプの高油圧でもつてアンロード機
構をロード側に作動させて冷媒循環量を増大さ
せ、このことにより冷媒の高低圧に圧力差を生じ
させて、四路切換弁の切換作動を確実に行わせる
ようにしている。

（考案が解決しようとする課題）しかしながら、上記従来のものでは、その適用
が油ポンプ内蔵の圧縮機に限定される。特に、回
転式圧縮機では、一般的に油ポンプを内蔵せず、
その潤滑構造は吐出側に油タンクを設け、冷媒の
高低圧の圧力差で吸入側に給油する形式のものが
多いから、適用は困難である。

本考案は斯かる点に鑑みてなされたものであ
り、その目的は、冷媒循環系統の高圧よりも高い
冷媒圧力を取り出し、この圧力を四路切換弁の作
動圧力源に供することにより、油ポンプ内蔵の圧
縮機でない場合にも、冷媒循環系統の高低圧に圧
力差が無くても四路切換弁の切換作動を確実に行
わせるようにすることにある。

（課題を解決するための手段）その目的を達成するため、本出願に係る考案で
は、特に、回転式の圧縮機では冷媒循環系統の高
低圧差が少ない場合には、圧縮機の吐出直前の冷
媒圧力の方が冷媒循環系統の高圧より高いことに
着目して、本出願に係る考案では、冷媒循環系統
の高低圧差が少なくなる状況では、回転式圧縮機
の吐出直前の冷媒圧力を四路切換弁の作動圧源に
供することとする。

すなわち、本出願の請求項(1)記載の考案の具体
的構成は、第１図及び第２図に示すように、冷媒
循環系統１２の低圧及び高圧を各々取出す低圧配
管１ｃ及び高圧配管１ｂの低圧及び高圧が作用す
る圧力室２ｆ，２ｇを有し、該両圧力室２ｆ，２
ｇに作用する圧力の差に応じて上記冷媒循環系統
１２を冷却サイクルと加熱サイクルとに切換える
四路切換弁２と、上記冷媒循環系統１２の高圧を
作動圧源とするアンロード機構１ａにより容量制
御される回転式の圧縮機１とを備えた冷凍装置を
前提とする。そして、上記圧縮機１の吐出直前の
冷媒の高圧力を取出す冷媒配管２２と、上記四路
切換弁２の圧力室２ｆ，２ｇに連通すると共に上
記冷媒配管２２及び高圧配管１ｂに連通し、上記
冷媒配管２２の高圧力が上記高圧配管１ｂの高圧
よりも高いとき、該高圧配管１ｂの高圧に代えて
上記冷媒配管２２の高圧力を上記四路切換弁２の
圧力室２ｆ，２ｇに導入して、上記冷媒配管２２
の高圧力と低圧配管１ｃの低圧との圧力差を作動
圧源として上記四路切換弁２を切換作動させる、
例えばシヤトル弁等で構成される制御手段３５と
を設ける構成とする。

更に、請求項(2)記載の考案では、上記請求項(1)
記載の考案の制御手段３５を特定して、該制御手
段３５を、四路切換弁２の圧力室２ｆ，２ｇに連
通すると共に冷媒配管２２及び高圧配管１ｂが接
続され、上記冷媒配管２２の高圧力又は上記高圧
配管１ｂの高圧を選択的に上記四路切換弁２の圧
力室２ｆ，２ｇに導入する電磁弁SV１と、冷媒
循環系統１２の高低圧の圧力差を検出する圧力差
検出手段DPSと、該圧力差検出手段DPSで検出
した冷媒循環系統１２の高低圧の圧力差が設定小
圧力値以下に低下したとき、上記冷媒配管２２の
高圧力を上記四路切換弁２の圧力室２ｆ，２ｇに
導入するよう上記電磁弁SV１を制御する制御回
路３６とにより構成している。

（作用）以上の構成により、請求項(1)及び請求項(2)に係
る考案では、四路切換弁２が作動不良になつて回
転式圧縮機１の吐出側と吸入側とが該四路切換弁
２内部を介してバイパスされた状況では、冷媒循
環系統１２の高圧と低圧とはほぼ等しくなりその
両者間の圧力差は無くなるものの、回転式圧縮機
１の吐出直前の冷媒圧力が冷媒循環系統１２の高
圧よりも高くて、冷媒循環系統の低圧との間に大
きな圧力差が生じ、この圧縮機１の吐出直前の冷
媒圧力が例えばシヤトル弁等の制御手段３５の作
動によつて高圧配管ｂの高圧に代えて四路切換弁
２の圧力室２ｆ，２ｇに導入される。このことに
より、四路切換弁２は、圧縮機１の吐出直前の冷
媒圧力と低圧配管１ｃの低圧との間の大きな圧力
差を作動圧源として切換作動するので、その切換
作動が確実なものとなる。その結果、四路切換弁
２内部を介した圧縮機１のバイパス状態が解消さ
れて、冷媒循環系統１２の高圧が所期通り上昇
し、その結果、アンロード機構１ａはその高圧の
作用によりロード側に作動できることになる。

特に、請求項(2)記載の考案では、冷媒循環系統
１２の高低圧の圧力差が圧力差検出手段DPSに
より積極的に検出されて、四路切換弁２の内部を
介した圧縮機１のバイパス状態の有無が監視さ
れ、このバイパス状態となつた状況、即ち高低圧
力の圧力差が設定小圧力値以下に低下した際に
は、電磁弁SV１が制御回路３６により制御され
て、圧縮機１の吐出直前の冷媒圧力を四路切換弁
２の圧力室２ｆ，２ｇに確実に導入するので、四
路切換弁２の内部を介した圧縮機１のバイパス状
態が確実に解消される。

（考案の効果）以上説明したように、本出願の請求項(1)及び請
求項(2)記載の冷凍装置によれば、四路切換弁の作
動不良に伴い圧縮機の吐出側及び吸入側が四路切
換弁内部でバイパスされ冷媒循環系統の高圧が低
圧に等しい値にまで低くなる状況でも、その冷媒
循環系統の高圧に代えて、回転式圧縮機の吐出直
前の冷媒の高圧力と冷媒循環系統の低圧との圧力
差でもつて四路切換弁を確実に切換作動させたの
で、四路切換弁の切換作動の信頼性の向上を図る
ことができると共に、アンロード機構の作動をも
確実に制御することができる効果を有する。

特に、請求項(2)記載の考案では、冷媒循環系統
の高低圧の圧力差を検出して、この圧力差が小値
になつた階段で回転式圧縮機の吐出直前の冷媒の
高圧力を四路切換弁の圧力室に確実に導入するの
で、四路切換弁の切換作動を正確で確実なものと
して、四路切換弁の切換作動の信頼性の一層の向
上を図ることができる。

（実施例）以下、本考案の実施例を図面に基いて説明す
る。

第１図は冷暖房装置に適用した実施例を示し、
１は圧縮機、２は四路切換弁、３は室内熱交換
器、４は室外熱交換器、５は膨張弁である。圧縮
機１は回転式、例えばスクロール圧縮機により構
成される。また、圧縮機１にはその容量を制御す
るアンロード機構１ａが備えられ、該アンロード
機構１ａは後述する冷媒循環系統１２の高圧を作
動圧源とし、この高圧の作用時には容量を100％
のロード側に、高圧の非作用時には50％容量のア
ンロード側に制御する。

また、上記四路切換弁２は、中央上部に高圧ポ
ート２ａ、中央下部に低圧ポート２ｂ、その左右
両側に各々第１接続ポート２ｃ及び第２接続ポー
ト２ｄを各々備えている。また、その内部空間に
は、左右に摺動するスライド弁２ｅを有し、その
左右側方には各々圧力室２ｆ，２ｇが設けられて
いる。而して、上記高圧ポート２ａは圧縮機１の
高圧配管としての吐出管１ｂに連通接続され、低
圧ポート２ｂは圧縮機１の低圧配管としての吸入
管１ｃに接続されている。また、第１接続ポート
２ｃは冷媒配管７を介して室内熱交換器３に、第
２接続ポート２ｄは冷媒配管８を介して室外熱交
換器４に各々接続されている。また室内熱交換器
３、室外熱交換器４及び膨張弁５は各々冷媒配管
９，１０で接続されており、以上により各機器１
〜５を冷媒の循環可能に閉回路に接続した冷媒循
環系統１２が形成されている。

而して、四路切換弁２のスライド弁２ｅを図示
の実線位置に位置付けた場合には、高圧ポート２
ａと第１接続ポート２ｃとが連通し、且つ低圧ポ
ート２ｂと第２接続ポート２ｄとが連通して冷媒
循環系統１２を暖房サイクル（加熱サイクル）に
切換えて冷媒を実線矢印の方向に流し、このこと
により室内熱交換器３を凝縮器として作用させ、
室外熱交換器４を蒸発器として作用させて室内を
暖房する。スライド弁２ｅを図示の破線位置に位
置付けた場合には、高圧ポート２ａと第２接続ポ
ート２ｄとが連通し、且つ低圧ポート２ｂと第１
接続ポート２ｃとが連通して冷媒循環系統１２を
冷房又は除霜サイクル（冷却サイクル）に切換え
て冷媒を破線矢印の方向に流すことにより、室内
熱交換器３を蒸発器として作用させ、室外熱交換
器４を凝縮器として作用させて室内を冷房する。
そして、上記圧縮機１の吸入管１ｃにより冷媒循
環系統１２の低圧を取出す低圧配管を構成してい
る。

而して、２０Ｓは四路切換弁２のスライド弁２
ｅを図示の実線位置と破線位置とに切換えるため
のパイロツト電磁弁である。該パイロツト電磁弁
２０Ｓは４つのポート２０Ｓ−１〜２０Ｓ−４を
有し、第１及び第２接続ポート２０Ｓ−１，２０
Ｓ−２は各々圧力導入管１６，１７を介して各々
四路切換弁２の左右の圧力室２ｆ，２ｇに連通す
る。また、第３ポート２０Ｓ−３は高圧導入管１
８を介して四路切換弁２の高圧ポート２ａに連通
し、第４ポート２０Ｓ−４は低圧導入管１９を介
して四路切換弁２の低圧ポート２ｂに各々連通し
ている。そして、該パイロツト電磁弁２０Ｓの図
中実線側への切換時には、冷媒循環系統１２の高
圧（吐出管１ｂの高圧）を四路切換弁２の左側圧
力室２ｆに導入すると共に、冷媒循環系統１２の
低圧（吸入管１ｃの低圧）を右側圧力室２ｇに導
入することにより、その循環系統１２の高低圧の
圧力差を作動圧源としてスライド弁２ｅを実線位
置に位置付けるよう四路切換弁２を切換作動さ
せ、暖房サイクルとする。一方、パイロツト電磁
弁２０Ｓの図中破線側への切換時には、逆に冷媒
循環系統１２の低圧を左側圧力室２ｆに導入する
と共に、冷媒循環系統１２の高圧を右側圧力室２
ｇに導入して、スライド弁２ｅを破線位置に位置
付けるよう四路切換弁２を切換作動させ、冷却サ
イクルとする。

而して、上記回転式圧縮機１には、その冷媒の
吐出直前の冷媒の高圧力P₃を取出す冷媒配管２
２が接続されている。この回転式圧縮機１の吐出
直前の冷媒圧力P₃は、圧縮機１の吐出管１ｂと
吸入管１ｃとが四路切換弁２内で直結しバイパス
した場合、つまり冷媒循環系統１２の高圧P₂と
低圧P₁とがほぼ等値（P₁＝P₂）になる場合には、
圧縮前の冷媒封入容積をV₁、封入された冷媒の
圧力をP₁、その時の冷媒温度をT₁とし、圧縮後
の容積をV₃、その時の冷媒温度をT₃とすると、
圧縮比をｎ（＝V₁／V₃）として次式 P₃＝Ｋ・P₁・ｎ・（T₃／T₁）Ｋは比例定数で与えられ、ｎ・（T₃／T₁）≧1.0であるから、こ
の場合（P₁＝P₂）での回転式圧縮機１の吐出直
前の冷媒圧力P₃は高圧P₂よりも高い圧力値にあ
る。

そして、上記冷媒配管２２の他端は、上記パイ
ロツト電磁弁２０Ｓの高圧導入管１８の途中に設
けた三方電磁弁SV１に連通接続されている。該
三方電磁弁SV１は、非励磁時には図中破線側に
切換わつて、パイロツト電磁弁２０Ｓの高圧導入
管１８に冷媒循環系統１２の高圧を導入する一
方、励磁時には図中実線側に切換わつて、高圧導
入管１８に上記回転式圧縮機１の冷媒吐出直前の
冷媒の高圧力を導入する。

次に、上記パイロツト電磁弁２０Ｓ及び三方電
磁弁SV１を作動制御する電気回路を第２図に示
す。同図において、３０は暖房運転モードへの切
換時に閉操作される冷／暖切換スイツチ、４３
CHは該切換スイツチ３０の閉時（暖房側切換
時）にON作動する冷／暖切換用リレーである。
また、DFCはデイアイサであつて、室外熱交換
器４の温度をサーミスタThで検出し、その温度
が除霜開始温度に達すると切換スイツチDFが
ON側に切換わるものである。更に、２３DXは
除霜運転用リレーであつて、上記冷／暖切換用リ
レー４３CHの常開接点４３CH−１の閉時（暖
房運転側への切換時）に圧縮機用リレーの常開接
点５２Ｃ−１（圧縮機１）の作動時に閉）閉状態
にあり、且つデイアイサDFCの切換スイツチDF
がON側に切換わるとON作動するものである。

而して、同電気回路において、四路切換弁２の
パイロツト電磁弁２０Ｓは、上記冷／暖切換用リ
レー４３CHの常閉接点４３CH−２の閉時（冷
房運転側への切換時）、又は除霜運転用リレー２
３DXの常開接点２３DX−１の閉時（除霜運転
の要求時）にON作動（励磁）されて、第１図の
破線側に切換わるよう基本構成されている。

また、同電気回路において、DPSは第１図の
圧縮機１の吐出管１ｂ及び吸入管１ｃに接続され
て、冷媒循環系統１２の高圧と低圧との圧力差を
検出し、この圧力差が設定小圧力値以下になると
閉作動する圧力差検出手段としての差圧スイツチ
であり、この差圧スイツチDPSは上記三方電磁
弁SV１の給電回路に介設されていて、この構成
により、上記差圧スイツチDPSの閉作動でもつ
て三方電磁弁SV１をON作動（励磁）して第１
図実線側に切換えることにより、回転式圧縮機１
の吐出直前の冷媒の高圧力P₃をパイロツト電磁
弁２０ｓを通じて四路切換弁２の圧力室２ｆ又は
２ｇに導入するようにした制御回路３６を構成し
ている。

また、上記三方電磁弁SV１、差圧スイツチ
DPS及び制御回路３６の三者により、回転式圧
縮機１の吐出直前の冷媒配管２２の冷媒の高圧力
P₃が冷媒循環系統１２の吐出管１ｂの高圧P₂よ
りも高いとき、該吐出管１ｂの高圧P₂に代えて
回転式圧縮機１の吐出直前の冷媒配管２２の冷媒
の高圧力P₃をパイロツト電磁弁２０Ｓを通じて
四路切換弁２の圧力室２ｆ又は２ｇに導入して、
この冷媒吐出直前の高圧力P₃と冷媒循環系統１
２の低圧P₁との圧力差（P₃−P₁）を作動圧源と
して四路切換弁２のスライド弁２ｅを移動させ
て、該四路切換弁２を切換作動させるようにした
制御手段３５を構成している。

したがつて、上記実施例においては、四路切換
弁２のスライド弁２ｅが第１図実線位置又は破線
位置の正常位置に位置付けられていて、冷媒循環
系統１２の高低圧の圧力差が初期通りに大値の場
合には、パイロツト電磁弁２０Ｓの実線側及び破
線側切換に伴い、その高低圧の圧力差が四路切換
弁２のスライド弁２ｅに作用して、該スライド弁
２ｅが他方の破線位置又は実線位置に位置付けら
れるので、四路切換弁２が確実に切換作動して、
冷媒循環系統１２が正常に冷却サイクル又は暖房
サイクルに切換わる。

これに対し、四路切換弁２のスライド弁２ｅが
作動不良となり、その高圧ポート２ａと低圧ポー
ト２ｂとが連通した場合には、圧縮機１の吐出管
１ｂと吸入管１ｃとが四路切換弁２内を介してバ
イパスされ、冷媒循環系統１２の高圧が低圧に等
しくなり、その両者間の圧力差は設定小圧力値以
下になる。そのため、従来では、その高圧の作用
によりロード側に作動するアンロード機構１ａは
アンロード側に作動したままで、冷媒循環量は少
なく維持され、冷媒循環系統１２の高圧は上昇せ
ず、四路切換弁２はその作動不良な状態のままと
なる。

しかし、本実施例では、三方電磁弁SV１が実
線側に切換わり、冷媒循環系統１２の高圧に代え
て回転式圧縮機１の吐出直前の冷媒の高圧力が導
入され、その高圧力と冷媒循環系統１２の低圧と
の大きな圧力差により四路切換弁２のスライド弁
２ｅが作動して、第１図の実線位置又は破線位置
に確実に位置付けられて、その切換作動が確実に
行われる。その結果、圧縮機１の吐出管１ｂと吸
入管１ｃとのバイパス状態が解消されて、冷媒循
環系統１２の高圧も所期通り上昇して、アンロー
ド機構１ａはこの大値の高圧でもつて確実にロー
ド側に作動することになる。

尚、上記実施例では、冷媒循環系統１２の高低
圧の圧力差を検出する差圧スイツチDPSを設け、
その高低圧差が設定小圧力値以下の時に制御回路
３６でもつて三方電磁弁SV１を切換えて、回転
式圧縮機１の吐出直前の冷媒の高圧力を導入した
が、これ等の差圧スイツチDPS、三方電磁弁SV
１及び制御回路３６に代えて、シヤトル弁を設
け、該シヤトル弁により冷媒循環系統１２の高圧
と回転式圧縮機１の吐出直前の冷媒圧力とのうち
高い方を選択して導入するようにしてもよい。こ
のシヤトル弁を設ける場合には、冷媒循環系統１
２の高圧と回転式圧縮機１の吐出直前の冷媒圧力
とをシヤトル弁に導入すれば、回転式圧縮機１の
吐出直前の冷媒圧力が冷媒循環系統１２の高圧よ
りも高い圧力値になつた時点で自動的にこの吐出
直前の冷媒圧力が選択されて四路切換弁２の圧力
室２ｆ又は２ｇに導入されるので、冷媒循環系統
１２の高低圧の圧力差を積極的に検出する必要は
ない。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本考案の実施例を示し、第
１図は全体構成を示す冷媒配管系統図、第２図は
電気回路図である。１……回転式圧縮機、１ａ……アンロード機
構、１ｂ……吐出管、１ｃ……吸入管、２……四
路切換弁、２ｅ……スライド弁、１２……冷媒循
環系統、２０Ｓ……パイロツト電磁弁、２２……
冷媒配管、SV１……三方電磁弁、DPS……差圧
スイツチ、３５……制御手段、３６……制御回
路。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】 (1) 冷媒循環系統１２の低圧及び高圧を各々取出
す低圧配管１ｃ及び高圧配管１ｂの低圧及び高
圧が作用する圧力室２ｆ，２ｇを有し、該両圧
力室２ｆ，２ｇに作用する圧力の差に応じて上
記冷媒循環系統１２を冷却サイクルと加熱サイ
クルとに切換える四路切換弁２と、上記冷媒循
環系統１２の高圧を作動圧源とするアンロード
機構１ａにより容量制御される回転式の圧縮機
１とを備えた冷凍装置であつて、上記圧縮機１
の吐出直前の冷媒の高圧力を取出す冷媒配管２
２と、上記四路切換弁２の圧力室２ｆ，２ｇに
連通すると共に上記冷媒配管２２及び高圧配管
１ｂに連通し、上記冷媒配管２２の高圧力が上
記高圧配管１ｂの高圧よりも高いとき、該高圧
配管１ｂの高圧に代えて上記冷媒配管２２の高
圧力を上記四路切換弁２の圧力室２ｆ，２ｇに
導入して、上記冷媒配管２２の高圧力と低圧配
管１ｃの低圧との圧力差を作動圧源として上記
四路切換弁２を切換作動させる制御手段３５と
を備えたことを特徴とする冷凍装置。 (2) 制御手段３５は、四路切換弁２の圧力室２
ｆ，２ｇに連通すると共に冷媒配管２２及び高
圧配管１ｂが接続され、上記冷媒配管２２の高
圧力又は上記高圧配管１ｂの高圧を選択的に上
記四路切換弁２の圧力室２ｆ，２ｇに導入する
電磁弁SV１と、冷媒循環系統１２の高低圧の
圧力差を検出する圧力差検出手段DPSと、該
圧力差検出手段DPSで検出した冷媒循環系統
１２の高低圧の圧力差が設定小圧力値以下に低
下したとき、上記冷媒配管２２の高圧力を上記
四路切換弁２の圧力室２ｆ，２ｇに導入するよ
う上記電磁弁SV１を制御する制御回路３６と
により構成されることを特徴とする請求項(1)記
載の冷凍装置。