JPH06265223A - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、何らかの条件で圧縮機内部が負圧に
なった場合には、直ちに冷却をなして過熱状態に至らず
にすみ、圧縮機に対する確実な保護をなし、信頼性の向
上を図った冷凍サイクル装置を提供する。 【構成】圧縮機Ｋと、凝縮器３０と、減圧装置であるキ
ャピラリーチューブ３２と、蒸発器３３を、冷媒管を介
して連通する冷凍サイクルを構成し、冷凍サイクルにお
ける低圧となる箇所に圧力センサ３６を備え、冷凍サイ
クルにおける凝縮器導出側とキャピラリーチューブとの
間の冷媒管Ｐａから分岐して、圧縮機の圧縮機構部４に
直接連通する液インジェクション回路３７を接続し、こ
の液インジェクション回路に、上記圧力センサと接続さ
れ、圧力センサが負圧を検知したときに開放する電磁開
閉弁３５を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷凍サイクル装置に係
り、特に圧縮機に対する保護構造の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、空気調和機を構成する冷凍サ
イクル装置は、圧縮機と、凝縮器と、減圧装置と、蒸発
器とを、冷媒管を介して順次連通する冷凍サイクルを備
えている。

【０００３】上記圧縮機は、通常のロータリ式圧縮機と
比較して、運動騒音が極めて低く、かつ吸込弁や吐出弁
など不要で部品点数が少なくてすみ、しかも圧縮性能の
よいスクロール式圧縮機が多用される傾向にある。

【０００４】このスクロール式圧縮機における圧縮機構
部は、固定スクロール翼の渦巻状の翼部と、旋回スクロ
ール翼の渦巻状の翼部とを噛合させ、これら翼部と各ス
クロール翼の鏡板部とで圧縮空間を形成してなる。

【０００５】固定スクロール翼に対して旋回スクロール
翼を旋回運動させ、圧縮空間の外側部から被圧縮ガスで
ある冷媒ガスを吸込み、徐々に中心部に移動せしめ、か
つ圧縮して吐出するようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、空気調和機
では、被空調室に配備する室内ユニットと、屋外に配備
する室外ユニットとから構成され、上記冷凍サイクル機
器もそれぞれのユニットに分離して収容される。そし
て、現場での据付時に、各ユニット相互を冷媒管を介し
て連通接続するようになっている。

【０００７】工場出荷時には、少なくとも一方のユニッ
ト側に冷媒が封入され、現場での配管接続後に、冷媒封
入を解除して他方のユニットと導通させる。

【０００８】しかるに、何らかの事情で、冷媒封入の解
除を忘れた状態で、サイクル試運転を開始してしまうこ
とがある。

【０００９】あるいは、現在の地球環境問題の見地か
ら、問題の多い冷媒ガスを一旦装置から回収し、問題の
ない冷媒ガスと交換する作業を行うことがある。ガスの
回収をポンプダウンと呼び、冷媒の吐出側にある弁を閉
成して回収器と接続し、かつ圧縮機を運転した状態で行
う。

【００１０】いずれの場合も、圧縮機を構成する密閉ケ
ースの内部が負圧になり易い。この影響は、圧縮機構部
におけるスクロール翼の過熱状態となり、各翼部が熱膨
張を起こして、この先端縁が対向する鏡板部に接触して
摩擦が生じ、ついには焼付け事故に至る虞れがある。

【００１１】このような状態は、必ずしもスクロール式
圧縮機に限定されるものではなく、たとえばロータリ式
圧縮機にも発生するが、スクロール式のものは、その構
造上、熱影響が顕著に現れ易い。

【００１２】本発明は上記事情に着目してなされたもの
であり、その目的とするところは、何らかの条件で圧縮
機内部が負圧になった場合には、直ちに冷却をなして過
熱状態に至らずにすみ、圧縮機に対する確実な保護をな
し、信頼性の向上を図った冷凍サイクル装置を提供す
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を満足するため
本発明は、圧縮機と、凝縮器と、減圧装置と、蒸発器と
を、冷媒管を介して連通する冷凍サイクルを構成した冷
凍サイクル装置において、冷凍サイクルにおける低圧と
なる箇所に圧力センサを備え、冷凍サイクルにおける凝
縮器導出側と減圧装置との間の冷媒管から分岐して、圧
縮機の圧縮機構部に直接連通する液インジェクション回
路を接続し、この液インジェクション回路に、上記圧力
センサが負圧を検知したときに開放する開閉弁を備えた
ことを特徴とする冷凍サイクル装置である。

【００１４】

【作用】このような構成によれば、圧力センサが負圧を
検知したときに開閉弁が開放して、凝縮器から導出され
る液冷媒を液インジェクション回路を介して圧縮機の圧
縮機構部に注入する。

【００１５】したがって、圧縮機内部は液冷媒によって
冷却され、過熱状態に至らずにすみ、焼き付け損傷など
の事故を確実に阻止する。

【００１６】

【実施例】以下、本考案の一実施例を、図面にもとづい
て説明する。

【００１７】図２に、冷凍サイクル装置に用いられるス
クロール式圧縮機Ｋを示す。

【００１８】図中１は密閉ケースであり、この密閉ケー
ス１内に支持フレーム２が設けられ、回転軸３を回転自
在に枢支している。上記回転軸３の上部には後述するス
クロール圧縮機構部４が設けられ、下部にはステータ５
とロータ６とからなる電動機部７が設けられる。

【００１９】上記スクロール圧縮機構部４は、上記支持
フレーム２に取付け固定される固定スクロール翼８およ
び上記回転軸３上端の偏心部３ａに枢支される旋回スク
ロール翼９と、上記固定スクロール翼８側の吐出側空間
部を囲繞し、内部に高圧吐出室１０を形成するバルブカ
バー１１とから構成される。

【００２０】上記固定スクロール翼８および旋回スクロ
ール翼９はともに、鏡板部１２，１３と、この鏡板部１
２，１３に一体的に設けられる渦巻状の翼部１４，１５
とから構成される。これら翼部１４，１５相互は噛合さ
れるとともに、上記鏡板部１２，１３相互とで囲繞され
る空間部である圧縮室Ｓが形成される。

【００２１】上記固定スクロ−ル翼８の鏡板部１２中央
には、吐出ポート１６が貫通して設けられ、上記高圧吐
出室１０と連通している。

【００２２】さらに、固定スクロ−ル翼鏡板部１２にお
ける吐出ポート１６周囲には、凹部１７が環状に形成さ
れており、ここと上記圧縮室Ｓとは、複数のインジェク
ション孔１８によって連通される。

【００２３】上記凹部１７は、鏡板部１２上端面とバル
ブカバー１１のフランジ部との間に介在される仕切板１
９によって閉塞され、密閉空間を形成する。この凹部１
７には、鏡板部１２の外周面から貫通して設けられる連
通孔２０の端部が開口しており、ここには後述するイン
ジェクション管２１が接続される。

【００２４】一方、上記バルブカバー１１には、ここで
は図示しない凝縮器と連通する吐出冷媒管２２が接続さ
れ、高圧吐出室１０と連通する。

【００２５】上記密閉ケース１の略中央部には、ここで
は図示しない蒸発器と連通する吸込冷媒管２３が接続さ
れる。

【００２６】上記密閉ケース１の内底部には潤滑油を集
溜する油溜り部２４が形成されていて、この潤滑油に上
記回転軸３の下端部が浸漬される。上記回転軸３の下端
部には給油ポンプ２５が設けられ、回転軸３に設けられ
る給油路２６に連通する。

【００２７】図１に、上記スクロール式圧縮機Ｋを備え
た冷凍サイクル装置の冷凍サイクル回路を示す。

【００２８】圧縮機Ｋに接続される上記吐出冷媒管２２
は、凝縮器３０と連通する。この凝縮器３０の冷媒導出
側には、接続弁３１を介して減圧装置であるキャピラリ
ーチューブ３２が接続される。さらに、蒸発器３３が接
続され、これは別の接続弁３４を介して、上記圧縮機Ｋ
に接続される吸込冷媒管２３と連通する。

【００２９】なお、工場出荷時から据付け現場までの搬
送時は、圧縮機Ｋや、凝縮器３０を収容する室外ユニッ
トと、蒸発器３３を収容する室内ユニットとが別個にま
とめられる。いずれか一方のユニットに冷媒が封入され
ており、各接続弁３１，３４は閉成状態にある。

【００３０】これらユニットを据え付けた後、冷媒管相
互を接続して各接続弁３１，３４を開放する。冷凍サイ
クルにおける冷媒の遮断箇所がなくなって、自由にサイ
クル内を導通できる状態になる。

【００３１】上記凝縮器３０の冷媒導出側と接続弁３１
とを連通する冷媒管Ｐａの中途部には、上記インジェク
ション管２１の他端部が接続される。

【００３２】このインジェクション管２１の中途部には
電磁開閉弁３５が設けられており、この検知子として、
上記圧縮機Ｋに接続される吸込管２３の管内圧力を検知
する圧力センサ３６を有する。

【００３３】上記電磁開閉弁３５は、圧力センサ３６の
検知圧力が設定圧以下を検知して、その検知信号を受け
たとき、さらに述べれば、吸込冷媒管２３の管内圧力が
負圧状態になったときに開放し、それ以上の管内圧力で
あるときには閉成する制御機能を備えている。

【００３４】これらインジェクション管２１と、圧力セ
ンサ３６を検知子として備えた電磁開閉弁３５および、
圧縮機Ｋの固定スクロール翼８に設けられる複数のイン
ジェクション孔１８…などから、液インジェクション回
路３７が構成される。

【００３５】しかして、冷凍サイクル運転が開始される
と、スクロール式圧縮機Ｋにおいて、圧縮機構部４を駆
動し、吸込冷媒管１９から被圧縮ガスである低圧の冷媒
ガスを導入して密閉ケース１内に充満させる。

【００３６】この冷媒ガスは、スクロール圧縮機構部４
を構成する固定スクロ−ル翼８と旋回スクロール翼９と
の間に形成される圧縮室Ｓに、図示しない吸込ポートを
介して吸込まれる。

【００３７】圧縮室Ｓに吸込まれた冷媒ガスは、旋回ス
クロール翼９の旋回運動にともなって圧縮され、所定圧
まで上昇したところで、吐出ポート１６から高圧吐出室
１０に吐出され、さらに吐出冷媒管２２を介して外部の
凝縮器３０に導かれる。

【００３８】図１（Ａ）に、矢印に示すように、冷媒は
接続弁３１を介してキャピラリーチューブ３２に導か
れ、ここで減圧されてから蒸発器３３に導かれる。この
蒸発器３３では、冷媒が蒸発して周囲から蒸発潜熱を奪
い、冷凍作用をなす。

【００３９】蒸発した冷媒は、接続弁３４を介して圧縮
機Ｋに吸込まれ、上述のサイクル構成をなす。

【００４０】上記圧力センサ３６は吸込側の管内圧力を
検知して、その検知信号を電磁開閉弁３５に送る。

【００４１】通常の運転状態では、圧力センサ３６は電
磁開閉弁３５に設定される圧力値よりも高い吸込圧を検
知しており、その検知信号を受ける電磁開閉弁３５は閉
成状態を維持する。したがって、液インジェクション回
路３７として、何らの作用をもなさない。

【００４２】同図（Ｂ）は、たとえば接続弁３１もしく
は３４を閉成したまま冷凍サイクル運転をなした場合
や、ポンプダウン時において、圧縮機Ｋが負圧になっ
て、この吸込側の圧力が設定値以下の圧力になったこと
を圧力センサ３６が検知した状態である。

【００４３】このとき、圧力センサ３６の検知信号を受
けた電磁開閉弁３５は開放して、凝縮器３０から導出す
る液冷媒の一部を液インジェクション回路３７に導く。
液冷媒は、再び図２で示すインジェクション管２１から
圧縮機Ｋ内の固定スクロール翼鏡板部１２に設けられる
凹部１７を介して、インジェクション孔１８…から圧縮
室Ｓへ注入される。

【００４４】圧縮室Ｓは、既に高温化しているが、液イ
ンジェクション回路３７を介して注入される液冷媒によ
って冷却される。

【００４５】特に、圧縮室Ｓを構成する各スクロール翼
８，９の翼部１３，１４は、その肉厚が比較的薄く、熱
膨張し易いが、液冷媒によって冷却されて高温過熱状態
にならずにすみ、よって熱的悪影響の発生もない。

【００４６】圧縮室Ｓの低温化は、その周囲にも及び、
圧縮機構部４の低温化につながり、圧縮機Ｋ全体の冷却
効果を得られて、この確実な保護をなす。

【００４７】上記圧縮機Ｋの吸込側における設定値以下
の圧力降下の原因が除去されて、圧力センサ３６が設定
値以上を検知すれば、電磁開閉弁３５は再び閉成状態に
なって、液インジェクション回路３７を閉成する。すな
わち、通常の冷凍サイクル運転に戻ることになる。

【００４８】なお、上記実施例においては、密閉型圧縮
機としてスクロール式圧縮機を適用して説明したが、必
ずしもこの種の圧縮方式を備えた圧縮機に限定されな
い。他の種類の被圧縮ガスもしくは空気を圧縮する圧縮
機にも用いることができる。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、低
圧となる箇所に圧力センサを備え、この圧力センサが負
圧を検知したときに、凝縮器導出側と減圧装置との間の
冷媒管から分岐して、圧縮機の圧縮機構部に直接連通す
る液インジェクション回路の開閉弁を開放するようした
から、何らかの条件で圧縮機内部が負圧になった場合に
は、直ちに冷却をなして過熱状態に至らずにすみ、圧縮
機に対する確実な保護をなし、信頼性の向上を図れるな
どの効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は、本発明の一実施例であり、冷凍装置
の冷凍サイクル回路で、特に、通常運転状態を示す。
（Ｂ）は、冷凍装置の冷凍サイクル回路で、特に、負圧
状態を示す。

【図２】冷凍装置に用いられる密閉型圧縮機であるスク
ロール式圧縮機の縦断面図。

【符号の説明】

Ｋ…圧縮機、３０…凝縮器、３２…減圧装置（キャピラ
リーチューブ）、３３…蒸発器、３６…圧力センサ、４
…（圧縮機の）圧縮機構部、３７…液インジェクション
回路、３５…（電磁）開閉弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮機と、凝縮器と、減圧装置と、蒸発器
   とを、冷媒管を介して連通する冷凍サイクルを構成した
   冷凍サイクル装置において、 冷凍サイクルにおける低圧となる箇所に圧力センサを備
   え、 冷凍サイクルにおける凝縮器導出側と減圧装置との間の
   冷媒管から分岐して、上記圧縮機の圧縮機構部に直接連
   通する液インジェクション回路を接続し、 この液インジェクション回路に、上記圧力センサが負圧
   を検知したときに開放する開閉弁を備えたことを特徴と
   する冷凍サイクル装置。