JPS5865997A - 空気調和装置 - 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】 本発明は、ロータリ式圧縮機の吐出量の１部を吸入側に
戻すことによって空調能力を少なくも３段階に可変して
省エネルギーを可能とした空気調和装置に関するもので
ある。

従来、ロータリ式圧縮機を用いた空気調和装置において
、冷房能力を可変する方法には■高圧サイド・バイパス
ポート方式（ローター制御方式）と、■低圧サイド・バ
イパスポート方式（弁制御方式）とがあった。■の高圧
サイド・バイパスボ　２− −ト方式は構造が簡単で安価であるが、冷房能力をセー
ブする場合、セーブ率を最大限１５チ位までしかとるこ
とができず、これ以上大きくすると、体積効率が悪化し
セーブ率０チのフルパワ一時における圧縮機の効率が低
下してしまう欠点があった。マタ、■の低圧サイド・バ
イノくスポート方式には開口部の位置によってメインフ
レーム式とシリンダ式とに分けられるが、いずれもセー
ブ率を大きくすることができ、フルパワ一時の効率も良
いかやはシ一定のセーブ率以上では効率が低下し、冷房
能力の最大セーブ率を３０％位までしかとることができ
なかった。さらに、■、■いずれの方式も冷房能力をフ
ルパワーの場合とセーブした場合の２段階にしか変化さ
せることができず室内負荷の状態に応じたきめの細かい
空調制御ができなかった。

本発明は上述の点に鑑みなされたもので、ロークリ式圧
縮機の吐出量の１部を、２個のパワーセーブ用のバイパ
ス管會介して吸入側に戻すことができるようにして、フ
ルパワ一時の効率を落とすことなく、セーブ率の限度を
より大きくするとともに、冷房能力（空調能力）を少な
くとも３段階に可変できるようにしたものである。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明による空気調和装置の冷媒回路を示すも
のである。この図において、（１）はロータリ式の圧縮
機で、この圧縮機（１）の吐出管（２）には凝縮器（３
）、第１．第２減圧器（４）　（５）および蒸発器（６
）が順次連結され、この蒸発器（６）の出力側は前記圧
縮機（１）の吸入管（７）に接続されて冷凍サイクルが
構成されている。前記第１減圧器（４）には、第１開閉
弁としての電磁弁（Ａｌと逆止弁（８）とを直列に挿入
した導管が並列に接続されている。この逆止弁（８ンは
前記第１減圧器（４）の低圧側から前記電磁弁（Ａ）の
２次側への流れ全阻止する方向に挿入されている。

前記圧縮機（１）は、具体的には第３図全方第５図に示
すように構成されている。第５図において、（１）は圧
縮機で、この圧縮機（１）はモータノ・ウジング（９）
によって密閉構造となっている。Ｑりはセーブのロータ
０ηに固着された回転軸で、この回転軸００は、シリン
ダ（６）内のロータ０■の偏心位置に取付けられ。

偏心回転するように構成されている。前記シリンダ０り
の左右の端面は、メインフレームαＱとサブフレームα
荀とによって閉鎖されている。前記シリンダθりには、
吸入孔０Ｑと吐出孔α力とがシリンダ内室（へ）に連通
して形成され、これらの吸入孔（至）と吐出孔αηには
、前記吸入管（７）と吐出管（２）の一端側が圧入され
、それぞれの他端側は第１図に示すように蒸発器（６）
と凝縮器（３）とに連結されている。

前記シリンダθ斧には、第１バイパス孔θ喝がシリンダ
内室（ト）に連通して形成され、この第１バイノくス孔
へりには、内室（ト）側から順に、第１弁座（ホ）と円
板状の弁体（財）と弁座支持はね（イ）と第２弁座（イ
）とを挿入して第２開閉弁Ｈ’に構成し、前記弁体Ｑ１
）は第１弁座（ホ）と第２弁座（ハ）の間に形成される
空間の中音遊動可能に配置されている。前記第２弁座（
イ）は第４図に示すように、内周を凹凸のある周縁面と
し、１部に隙間（ハ）全形成したリング体からな勺、前
記第１バイパス孔００に穿設された環状溝に嵌め込捷れ
て固定されている。前記第１バイパス孔０りには第１帰
還路としての第１バイパス管（ハ）の一端が圧入され、
第１バイパス管（ハ）の途中には第３開閉弁としての電
磁弁（Ｂ）が挿入され、その他端は第１図に示すように
圧縮機（１）の吸入管（７）に接続されている。また、
前記電磁弁開の２次側と前記第２開閉弁（ハ）の２次側
とを第２開閉弁制御路（２６ａ）によって連結されてい
る。このようにして、前記第２開閉弁（ハ）は、シリン
ダ内室（ト）と第１バイパス管（ホ）内の圧力差により
、弁体（２１）が第１弁座翰に密接したときは第１バイ
パス孔０＠ヲ閉鎖し、弁体Ｑ◇が第２弁座翰に密接した
ときは、弁体Ｑ１）の外周と第２弁座（ハ）の内周縁と
の間にできる空間＠全弁して高圧ガスがシリンダ０りの
内室０樽から第１バイパス管（ホ）へ流れるように構成
されている。

前記シリンダθ４の右端面を閉鎖するメインフレーム０
υには、内室（７）と連通ずる第２バイパス孔（ハ）が
設けられ、この第２バイパス孔（ハ）には第２帰還路と
しての第２バイパス管翰の一端が圧入されている。この
第２バイパス管翰は、第１図に示すように、その途中゛
に第４開閉弁としての電磁弁（０）が挿入されていると
ともに、その他端は圧縮機（１）の吸入管（７）に接続
されている。

に）はシリンダａ斧の内室（ト）を高圧室と低圧室に分
ける仕切弁で、ばね０１）によってロータα葎に当接す
るように構成埒れている。

前記電磁弁（Ａ）　（Ｂ）　（０）は例えば第６図に示
すような制御回路によって制御される。第１図と同一部
分は同一符号とする。この図において、に）は室内ユニ
ット、（ハ）は室外ユニットで、これらのユニット０望
（ト）は対応する３つの接続端子（ロ）と（至）、（ト
）と（イ）および（ト）と０１ヲ接続線（イ）（ロ）（
）→を介して接続することにより結合される。

前記室内ユニット０りはつぎのように構成きれている。

交流電源供給用のプラグ（至）に接続された電源ライン
ａυ働には、信号入力後３分経過すると出力信号が現わ
れる３分間タイマ（Ｌ４騰およびリモートコントロール
部Ｏ→が接続され、さらに一方の電源ライン０］）はメ
インリレースイッチに）全弁して接続端子（財）に、他
方の電源ライン（６）は直接接続端子−に接続されてい
る。

前記リモートコントロール部（ロ）は、運転時間を設定
するためのタイマに）と、第１操作スイッチ０７）と、
室内側のファンモータ（ト）の速度切換用の第２操作ス
イッチ０呻と、パワーセーブ用のスイッチ（以下単にＰ
Ｓスイッチという）−と、室温の高低によって共通接点
０１）側の可動片６２’ｉＨ接点αυとＬ接点（旬とに
自動的に切換える室内サーモスイッチ輪とからなってい
る。前記ＰＳスイッチ■は常開の第１リレースイツチ（
ロ）を介して接続端子（ト）に接続され、前記室内サー
モスイッチに）のＨ接点圓は常開の第２リレースイツチ
（へ）を介して３分間タイマ（財）の入力側に接続され
、Ｌ接点（Ｌ）は高抵抗−を介して電源ライン（６）に
接続されている。前記３分間タイマθ坤は、その出力側
に現われた信号で前記メインリレースイッチ■をオン作
動するように構成されている。前記室内サーモスイッチ
曽の共通接点６］）には、冷房とサーモの切換用スイッ
チ６７）の可動片岐側の共通接点−が接続されている。

前記切換用スイッチ６′Ｉ）のザーモ側接点輪は、抵抗
ｔ６］）およびパイロットランプ１２’を介して電源ラ
イン（６）に接続され、冷房側接点−は抵抗軸およびパ
イロットランプｆ４ヲ介して電源ライン（６）に接続さ
れるとともに、前記第１、第２リレースイツチ（財）ｍ
ｔ−駆動する励磁コイルＭｅ介して電源ライン（６）に
接続されている。前記接続端子（至）（至）間には抵抗
■とＰＳ用パイロットランプ岐が直列に接続されている
。

前記室外ユニット（ハ）は次のように構成されている。

接続端子−０９）間には圧縮機（１）および室外用のフ
ァンモータ■が接続され、一方の接続端子（２）には電
磁切換スイッチＯ′０の可動片（ハ）側の共通接点（ハ
）が接続されている。この電磁切換スイッチ四のオン側
接点（７葎は電磁弁（Ｂ）　’に駆動するための励磁コ
イル（ｂｌ　ｋ介して、オフ側接点（７→は電磁弁（Ａ
）ｔ−駆動するための励磁コイル（ａ）　’Ｉｆ介して
それぞれ他方の接続端子−に接続されている。ｆ６は室
外の気温によって共通接点１７０側の可動片（ハ）がＨ
接点ＩＮとＬ接点ｔＩｌとに切換わる室外用サーモスイ
ッチで、この室外用サーモスイッチｆυの共通接点ＣＩ
は接続端子（ロ）に接続され、Ｈ接点Ｑ→は電磁弁（０
）全駆動するための励磁コイル（Ｃ）　ｅ介して、Ｌ接
点翰は前記電磁切換スイッチ（至）の可動片Ｑ■をオン
接点に）側に駆動するための励磁コイル■を介して、接
続端子−に接続されている。

つぎに本発明の詳細な説明する。

まず始めに圧縮機（１）の作用を説明する。

モータに電源が供給されて回転軸α０が回転すると、シ
リンダ（６）内の偏心しているロータＱ３が回転する。

いま、このロータ０椴が第３図の位置から矢印方向に回
転を始めて１回転すると、シリンダ０４の内室０匂に充
満していた冷媒は圧縮され吐出管（２）を介してシリン
ダ０乃の外部にある凝縮器（３）側へ吐出される。同時
に、吸入管（７）？介して蒸発器（６）側からシリンダ
＠の内室０印に新たに冷媒が吸入される。そして、この
新たに吸入された冷媒は、ロータ０３の次の１回転によ
って吐出管（２）を介してシリンダθ■の外部に吐出さ
れる。このようにロータ０１の２回転で吸入、圧縮、吐
出の１′＋ｊイクル行程がおこなわれる。

つぎに、第６図の制御回路のプラグ００から電源が供給
され、リモートコントロール部θ→のタイマ０・が設定
され、第１、第２操作スイッチθ７）Ｑ１オンし冷房と
サーモの切換スイッチＩ／）ｋ冷房側とする。また室内
サーモスイッチ競の可動片６→がＨ接点（Ｈ）側になっ
ているものとすると、冷房用のノくイロットランプ輪が
点灯して冷房にあること全示し、かつリレーコイル岐が
励磁されて第１、第２のリレースイッチ（財）岐がオン
し、３分間タイマ（財）が作動する。３分経過後前記３
分間タイマ（ト）の出力でメインリレースイッチ（ハ）
が作動して接続端子（ロ）（ハ）間に電源電圧が供給さ
れる。この電源電圧は接続端子（至）鱒を介して室外ユ
ニット（ハ）側の圧縮機（１）とファンモータＯすに供
給されるとともに、励磁コイル（ａ）　’ｆｒ励磁して
電磁弁（Ａ）　ｋ開く。このとき、他の励磁コイル（ｂ
Ｊ　（Ｃ１は励磁されていない。このため、第１図の冷
媒回路で、電磁弁開開、（Ｂ）閉、（Ｃ）閉の状態にあ
る。従って、圧縮機（１）から吐出された高圧冷媒ガス
は吐出管（２）を介して凝縮器（３）に送られ、ここで
凝縮して液化され、電磁弁囚、逆止弁（８）ヲ通り第２
減圧器（５）で減圧されて蒸発器（６）で蒸発し。

吸入管（７）を経て再び圧縮機（１）に戻る。このとき
、Ｗ、１バイパス孔（ＩＱには、第１バイパス管（ホ）
を介して高圧冷媒液が導入される。この第１バイパス孔
０り内の圧力はシリンダ０りの内室（至）よりも高くな
るので、第２開閉弁（ハ）の弁体Ｑｌ）は第１弁座（ホ
）に押しつけられて第１バイパス孔０呻ヲ閉鎖している
。以上のように、電磁弁（Ｂ）　（０）が閉で、電磁弁
開が開の状態では、蒸発器（６）を通る冷媒は最も多く
なるので、最大能力（すなわちセーブ率０）の冷房が可
能となる。

つぎに、室内ユニット０４のＰＳスイッチｌ！噂が、自
動または手動によってオンし、かつ第１１．ル−スイン
チ（財）が閉じると、接続線（ロ）（・→を介して室外
ユニットに）の室外用ザーモスイッグ−（７１’９に電
源電圧が供給される。ここで、室外の気温が高いとする
と、サーモスイッチ（７〕の可動片（ハ）は１１接点１
７ｅ側にな逆励磁コイル（Ｃ）　（ｉ＝励磁して電磁弁
（０）が開く。なお、励磁コイル■は前記同様非励磁状
態にあシ、電磁切換スイッチ（７０は切換えられずその
ま壕の状態である。このため、シリンダθつの内室Ｑ樽
にある冷媒の１部が第２バイパス孔翰および第２バイパ
ス管（２１ｋ経て圧縮機（１）の吸入管（７）に戻り、
圧縮機（１）の吐出管（２）から吐出される冷媒の量が
若干減少し、空気調和装置としては冷房能力が１０チ程
度減少する。

つぎに室外の気温が低いときは、サーモスイッチ（７均
の可動片（ハ）はＬ接点（７ＩｆｌＩＩになり、励磁コ
イル（ｃ）の励磁を解いて電磁弁（０）を閉じるととも
に切換スイッチ用の励磁コイル■を励磁する。すると切
換スイッチ（７０の可動片（ハ）がオン接点（７３側に
切換−リ、励磁コイル（ａ）の励磁を解いて電磁弁（Ａ
）ｋ閉じ、励磁コイル（ｂ）　ｋ励磁して電磁弁（Ｂｌ
　’に開く。

このように、電磁弁（Ａ）が閉じ電磁弁（Ｂ）が開くこ
とによって、シリンダα４の内室０均の圧力が第１バイ
パス管（イ）側よりも高くなり、第２開閉弁（財）の弁
体２］）　’に第２弁座翰に密接してこれを開とする。

このため、シリンダｑ′；４の内室（ト）にある冷媒の
１部が第１バイパス孔００から第１バイパス管＠を経て
圧縮機（１）の吸入管（７）に戻り、その分だけ圧縮機
（１）の吐出管（２）から吐出される冷媒の稲°が減少
し、冷房能力が３０％程度減少する。

上述のように、冷房負荷の状態に対応して電磁弁（Ａ＋
　（Ｂ）　（０）および第２開閉弁（ハ）を制御するこ
とにより、冷房能カケ最大のとき、１０％減のとき、３
０襲減のときの３段階に可変できる。

前記実施例では、冷媒回路の第２開閉弁（ハ）の開閉を
制御するだめの制御部は電磁弁（Ｂ）と逆止弁（８）で
構成したが１本発明はこれに限るものでなく、第１バイ
パス孔αつの高圧側に加わる圧力全制御して第２開閉弁
Ｑ１）の開閉を制御するものであればよい。例えば、第
２図に示すように、凝縮器（３）の入力側と第１バイパ
ス管（イ）とｔ連結し、この連結部に３方弁６】）全挿
入して構成し、この３方弁０◇を冷房負荷の大きさによ
って前記電磁弁（Ａ）、（Ｂ）と同様に制御することに
より、冷房能力をセーブすることができる。すなわち、
ＰＳスイッチ輪がオフの場合は３方弁侶υは通電されず
、この３万弁６υは第２図実線の状態にあって第１バイ
パス管（ハ）は圧縮機（１）の吐出管（２）に連通開放
している。また、ＰＳスイッチ員がオンされ、かつ室外
用ザーモスイツチＱυがＨ接点Ｑ樽側にある場合も同様
である。そして、ＰＳスイッチ軸がオンされ、かつ室外
用サーモスイッチ（７υがＬ接点（７０）側にある場合
には３方弁趙）に通電され、第２図点線のように９０度
回転して切換えられ、第２バイパス管（イ）は圧縮機（
１）の吸入管（７）に連通開放する。このとき、前記３
方弁りは、第２図点線で示すように、凝縮器（３）の出
力側に連結することもできる。

この第２図に示す冷媒回路では、前記３方弁侶υは第１
図における電磁弁（５）と（Ｂ）の両方を兼ねた作用を
する。

すなわち、３方弁侶υを第２図実線に示す位置に切換え
たときは、第２開閉弁制御路（２６ａ）が開放して第２
開閉弁（財）が閉じ、第１バイパス管（ホ）が閉鎖した
状態になり（第１図の電磁弁開開、（Ｂ）閉に対応する
）、また、３方弁６υを９０度回転して第２図点線に示
す位置に切換え制御したときは、第２開閉弁制御路（２
６ａ）が遮断して第２開閉弁（ハ）への高圧が解除され
、第１バイパス管（ハ）が開放した状態（第１図の電磁
弁（Ａ）閉、（Ｂ）開に対応する）になる。

前記実施例では、第１．第２減圧器（４）　（５）　＊
　２個の減圧器で構成し、その接続点を逆止弁（８）を
介して第２開閉弁制御路（２６ａ）の制御用の電磁弁（
Ａ）の２次側に接続し、電磁弁開で減圧器の減圧調整も
行えるようにしたが本発明はこれに限られるものでない
。例えば第８図に示すように、１個の減圧器（４ａ）だ
けとし、この減圧器（４ａ）として自動膨張弁を用いる
ようにしてもよい。この場合は第１図のような逆止弁（
８）は不要である。また、第９図に示すように、３方弁
６υを用いた場合についても１個の減圧器（４ａ）だけ
とし、この減圧器（４ａ）として自動膨張弁を用いるよ
うにしてもよく、この場合には第２図に示すような第１
減圧器（４）に並列に挿入した電磁弁（ＡＪは不要であ
る。

前記実施例では、電磁弁（Ａｌ　（Ｂ）　（Ｃ１’に制
御する制御回路は第６図のように構成し、これらの電磁
弁（４）（ＢＪ　（０）全それぞれ ■　Ａ開、Ｂ閉、０閉（冷房能力最大時）、■　人聞、
Ｂ閉、Ｃ開（約１０％セーブ時）、■　Ａ閉、Ｂ開、Ｃ
閉（約３０％セーブ時）、とした３段階に可変するよう
にしたが、本発明はこれに限るものでなく、制御回路を
工夫することにより、３段以上の冷房能力の可変ができ
るばかりか、冷房能力のセーブ率の大きさ全変えること
もできる。例えば、第７図に示すように、室外ユニット
に）の室外用サーモスイッチＱＱのＨ接点７８　’ｆｒ
遊びとし、励磁コイル（Ｃ）全接続端子＠０り間に接続
することができる。このようにした場合には。

■最大時（電磁弁（Ａ）開、（Ｂ）閉、（０）閉）、■
１０％セーブ時（電磁弁開開、（Ｂ）閉、（０）開）お
よび■４０チセーブ時（電磁弁（Ａ）閉、（Ｂ）開、（
０）開）の３段階の可変ができる。

本発明は２以上のように簡単な構成で圧縮機の吐出量の
１部全２個のパワーセーブ用のバイパス管を介して吸入
側に戻すことができるようにしたので、従来のようにフ
ルパワ一時（冷房能力最大時）の効率を落とさずに、セ
ーブ率の限度をよシ大きくすることができる。しかも、
冷房能力を少なくとも３段階に可変することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による空気調和装置の冷媒回路の一実施
例を示す回路図、第２図は他の実施例を示す回路図１第
３図は圧縮機のシリンダ部分の断面図、第４図は第３図
の第２弁座の正面図、第５図は圧縮機の１部を切欠いた
断面図、第６図は制御回路を示す電気回路図、第７図は
制御回路の他の例を示す電気回路図、第８図と第９図は
他の実施例を示す冷媒回路図である。 （１）・・圧縮機、（２）・・・吐出管、（３）・凝縮
器、　　（４ａ）・・・減圧器、（４）・・・第１減圧
器、（５ンー第２減圧器、（６）・・・蒸発器、（７）
・・・吸入管、（８）・・・逆止弁、（１４・・シリン
ダ。 ０８）・・・シリンダ内室、０す・・・第１バイパス孔
、（ハ）・・・第２開閉弁、　（２６ａ）・・・第２開
閉弁制御路、（ホ）・・・第１帰還路としての第１バイ
パス管、翰・・・第２バイパス孔、（ホ）・・・第２帰
還路としての第２バイパス管、（ＡＩ・・第１開閉弁と
しての電磁弁、（Ｂ）・・・第３開閉弁としての電磁弁
、（Ｃ）・・・第４開閉弁としての電磁弁・特許出願人
　　株式会社ゼ　ネ　ラ　ノ１．“　１代理人　弁理士
古澤俊萌 同　　　　加納−男 １１ 、？−１１０〜） Ｍ＼

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧縮機、凝縮器、減圧器および蒸発益金順次連結
   して冷凍サイクル全構成し、前記圧縮機のシリンダの内
   室に低圧サイドの第１バイパス孔と高圧サイドの第２バ
   イパス孔を開口し、この低圧サイドの第１バイパス孔と
   前記圧縮機の吸入管と全途中に第２開閉弁と第３開閉弁
   とを介して連結して第１帰還路を形成し、前記低圧サイ
   ドの第１バイパス孔と前記圧縮機の吐出側高圧管とを途
   中に前記第２開閉弁と第１開閉弁と全弁して連結して第
   ２開閉弁制御路を形成し、前記高圧サイドの第２バイパ
   ス孔と前記圧縮機の吸入管とを途中に第４開閉弁を介し
   て連結して第２帰還路を形成し。 前記第１．第３、第４開閉弁の開閉制御により空調能力
   を多段階に可変できるようにしたこと？特徴とする空気
   調和装置。
2. （２）第１開閉弁、第３開閉弁および第４開閉弁１　　
   　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｒ：１
   ｒ＋ば、それぞれ電磁弁からなる特許請求の範囲第１項
   記載の空気調和装置。
3. （３）第１開閉弁と第３開閉弁とは、１つの３方弁から
   なＱ、この３方弁により第１帰還路の開閉と第２開閉弁
   制御路の開閉とを切換えてなる特許請求の範囲第１項記
   載の空気調和装置。
4. （４）減圧器は直列に接続した２個の第１、第２減圧器
   からなり、第１減圧器と並列に、第１開閉弁と逆上弁の
   直列回路を結合してなる特許請求の範囲第１項記載の空
   気調和装置。