JPS6123395B2

JPS6123395B2 -

Info

Publication number: JPS6123395B2
Application number: JP55038114A
Authority: JP
Inventors: Fumito Ueno; Kenji Takagi
Original assignee: Daikin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1980-03-24
Filing date: 1980-03-24
Publication date: 1986-06-05
Also published as: JPS56135774A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、冷凍装置、詳しくは圧縮機の容量を
制御する容量制御機構を備え、冷凍負荷に応じた
能力で、冷凍運転が行なえるようにした冷凍装置
に関する。

一般に、圧縮機の容量制御機構は、圧縮機のシ
リンダにおける吸入口と吐出口との中間部に、バ
イパスポートを設けて、該バイパスポートに、前
記圧縮機の架構外に配設したバイパス管の一端を
接続し、このバイパス管の他端を、前記吸入口に
連通する吸入通路に接続すると共に、前記バイパ
ス管の途中に電磁弁を介装し、負荷が少ない場
合、即ち、部分負荷時には、前記電磁弁を開い
て、前記バイパスポートを、前記吸入側に開放
し、前記シリンダの有効容積を減少した部分容量
運転を行ない、また負荷が多い場合、即ち、全負
荷時には、前記電磁弁を閉じて、前記バイパスポ
ートを閉鎖し、前記シリンダの有効容積を最大と
する全容量運転を行なうごとくしている。

ところが、以上の如く構成した従来の容量制御
機構によれば、前記電磁弁の開又は閉により、前
記圧縮機の有効容積（容量）を、最大の全容量
と、この全容量に対し一定割合で減少した部分容
量との２段階にのみ制御できるだけで、冷凍負荷
に応じた容量制御運転を自動的には行なえなかつ
た。

又一方、前記した従来の容量制御機構における
バイパス管は、圧縮機の架構外部に配設している
ため、前記バイパス管の管径を太くすると、配管
に必要な彎曲部における曲率半径も大きくなつ
て、前記バイパス管の配管時における引廻し寸法
が大きくなると共に、前記バイパス管に使用する
電磁弁も大きくなり、その結果圧縮機周りに大き
なスペースが必要となつて、装置全体が大型化
し、かつ、コストも高くなる問題があつたし、ま
た、以上の如き制約から、前記バイパス管の管径
を細くすると、流路抵抗が増大し、前記電磁弁を
開いて容量制御を行なう容量制御運転時に、バイ
パス管及び電磁弁を通る冷媒の圧力降下が大きく
なり、そのためエネルギロスが大きく、エネルギ
ー有効比（以下EERという）が低下する問題も
あつた。

本発明は、以上の如き従来の問題を解決すべく
発明したもので、特許請求の範囲第１項に記載し
た第１番目の発明（特定発明）の目的は、圧縮機
の容量を全容量と部分容量とに制御できると共
に、冷凍負荷の変化に応じて、部分容量から全容
量に至る範囲内において、自動的に容量制御で
き、しかも、容量制御運転時におけるEERが低
下することなく、また大型になつたり、ロスト高
になることもなく、更に容量制御の制御幅下限も
大きくできる冷凍装置を提供する点にあり、ま
た、特許請求の範囲第２項に記載した第２番目の
発明の目的は、前記した特定発明の目的の他に、
前記した部分容量の制御を、よりきめ細かく行な
える冷凍装置を提供する点にある。

先ず、特定発明の実施例を、第１図乃至第３図
に基づいて説明する。

この発明の冷凍装置は、第１図に概略的に示し
たごとく、基本的には、圧縮機１、凝縮器２、膨
張機構３及び蒸発器４を備え、前記圧縮機１の容
量を制御する容量制御機構５を組込んだもので、
前記圧縮機１の吸入口１ａに連通する吸入通路６
を前記蒸発器４に接続し、また、前記圧縮機１の
吐出口１ｂに連通する吐出通路７を、前記凝縮器
２に接続して、前記圧縮機１を運転することによ
り、第１図実線矢印に示した冷凍サイクルを形成
し、前記蒸発器４における蒸発作用により冷房を
行なうのである。

前記圧縮機１は、第２，３図に示したごとく密
閉形ケーシング１０に、モータ１１と圧縮機構１
２とを内装して、軸１３により連結するもので、
前記圧縮機構１２は、上部架構１４と下部架構１
５及びこれら両架構１４，１５間に介装するシリ
ンダ１６と、該シリンダ１６のシリンダ室１６ａ
に内装するベーン１８をもつたロータ１７とから
成り、このロータ１７を前記軸１３に結合してい
る。そして前記上部架構１４には、一端が前記吸
入口１ａと連通し、他端に、前記吸入通路６と連
通する吸入路１９を設けており、また、前記シリ
ンダ１６には、一端が前記シリンダ室１６ａに開
口し、他端が、前記ケーシング１０内に開口する
吐出口１ｂをもつた吐出路２０を設けている。

次に、以上の如く構成する冷凍装置に組込む容
量制御機構５について説明する。

この容量制御機構５は、本発明の要部を成すも
ので、基本的には、一端が、前記シリンダ１６の
吸入口１ａと吐出口１ｂとの中間部で、前記シリ
ンダ室１６ａに開口し、かつ、他端が前記吸入口
１ａに連通する第１バイパス路５０と、一端が前
記吸入口１ａに通ずる低圧側に連通し、かつ、他
端が前記吐出口１ｂが通ずる高圧側に連通する第
２バイパス路６０とを併用し、前記第１バイパス
路５０に、該バイパス路５０を開閉する開閉弁７
０を設け、この開閉弁７０を弾性体７４により開
方向に附勢すると共に、この開閉弁７０の背面室
７１に、前記第２バイパス路６０の途中を、連絡
管６１を介して連通して、この連絡管６１の途中
に第１キヤピラリチユーブ９１（以下単に第１キ
ヤピラリという）を介装する一方、前記第２バイ
パス路６０における連通位置６４と前記吸入口１
ａとの間に、電磁弁８０を、また前記連通位置６
４と吐出口１ｂとの間に、第２キヤピラリーチユ
ーブ９２（以下単に第２キヤピラリという）を介
装して、前記電磁弁８０の開又は閉により、前記
シリンダ室１６ａの有効容積を最大とする全容量
運転と、前記有効容積を減少した部分容量運転と
に制御し、また、前記電磁弁８０のデユーテイサ
イクルによる開閉により、前記圧縮機１の容量を
冷凍負荷に応じ、前記部分容量から全容量に至る
範囲内において、自動的に容量制御するごとく成
すのである。

しかして、以上の構成において、前記第１バイ
パス路５０は、第２，３図に示したごとく、前記
圧縮機１の下部架構１５に設けるのであつて、そ
の一端を、前記シリンダ室１６ａにおける吸入口
１ａと吐出口１ｂとの中間部に開口させ、この開
口部の下方に、弁室５１を垂直状に形成し、この
弁室５１の側部から水平方向に延長し、その端部
を、前記吸入口１ａ及び前記シリンダ１６に形成
する貫通孔１６ｂを介して、前記吸入路１９に連
通させるのであり、また、前記第２バイパス路６
０は、前記架構外に配設する管状体により形成す
るのであつて、この第２バイパス路６０は、第３
図のごとく、前記管状体を、主として圧縮機１の
ケーシング１０の外部に配設し、その一端を、前
記吸入通路６又は、前記上部架構１４に形成する
吸入路１９などの低圧側に、また、他端を、前記
吐出通路７又は、前記シリンダ１６に形成する吐
出路２０などの高圧側に接続するのである。

又、前記第１バイパス路５０を開閉する開閉弁
７０は、前記弁室５１に内装するのであつて、金
属製ポペツト弁から成り、前記弁室５１の下部開
口部に螺合したプラグ７２から立設のガイド７３
に上下方向に摺動自由に支持し、前記開閉弁７０
の下部に形成したフランジ上方に前記弾性体７４
を設けて、該弾性体７４により常時開方向に附勢
し、更に前記フランジ下面にシール材７５を設け
たもので、このシール材７５の下面と前記プラグ
７２の上面との間に前記背面室７１を形成するの
である。

また、前記第２バイパス路６０における連結位
置６４を、前記背面室７１に連通する前記連絡管
６１は、その一端を第１，２図のごとく、前記第
２バイパス路６０を形成する管状体に接続すると
共に、前記圧縮機１における上部架構１４、シリ
ンダ１６及び下部架構１５に連絡路６２を設け、
この連絡路６２の下端部を、前記背面室７１に連
通させ、上端部を、前記上部架構１４から外部に
開口させ、この開口部に接続管６３を介して、前
記連絡管６１の他端を接続するのである。尚第
２，３図において、２１は吸入弁、２２は吐出弁
である。

又、以上の構成において、前記開閉弁７０の開
閉は、前記電磁弁８０の開閉により行なうのであ
つて、前記電磁弁８０を閉じることにより、吐出
ガスの１部が前記第２キヤピラリチユーブ９２か
ら、前記連絡管６１を経て、前記開閉弁７０の背
面室７１に導入され、この導入により前記背面室
７１が昇圧されて、前記開閉弁７０が閉じるので
あり、また、前記電磁弁８０を開くことにより、
前記背面室７１が前記吸入口１ａに連通して降圧
され、前記弾性体７４により開くのである。

従つて、前記電磁弁８０を閉じて開閉弁７０を
閉鎖することにより、前記第１バイパス路５０が
閉じると共に、前記電磁弁８０の閉鎖により第２
バイパス路６０も閉じるので、前記シリンダ室１
６ａの全容積が有効容積となり、バイパス量が零
で有効容積が最大となる全容量運転が行なえるの
であり、また、前記電磁弁８０を開いて、前記開
閉弁７０を開放することにより、前記第１バイパ
ス路５０が開くので、前記シリンダ室１６ａの有
効容積が減少すると共に、前記電磁弁８０の開放
により、前記第２バイパス路６０も開くので、全
容量運転より吐出量の少ない部分容量運転となる
のである。

そして、前記電磁弁８０を、デユーテイサイク
ルにより開閉させ、前記開閉弁７０を開閉制御す
ることにより、前記圧縮機１の容量を冷凍負荷に
応じて、前記した部分容量から全容量に至る範囲
内において、自動的に容量制御できるデユーテイ
運転が行なえるのである。

しかして、前記全容量運転、部分容量運転及び
デユーテイ運転は、運転スイツチを、手動により
切換えたり、また室温或いは高低圧力差に応動し
て自動的に切換えるごとくして行なうのである。
即ち、前記運転スイツチを、全容量運転又は部分
容量運転に切換えることにより、これら各容量運
転が行なえるし、またデユーテイサイクル運転に
切換えることにより冷凍負荷に応じたデユーテイ
サイクル運転が自動的に行なえるのである。

また、前記デユーテイサイクル運転における前
記電磁弁８０の開閉は、デユーテイサイクル信号
（全稼動時間に対し、ある比率で開閉が行なわれ
るように出す、周期的な開閉信号）を出力する制
御器１００により、例えば、開時間１分に対し閉
時間を１分として、周期的に開閉制御するのであ
る。

尚、前記制御器１００は、前記デユーテイサイ
クル信号における前記電磁弁８０の開時間と、閉
時間との比率を調節できるようにしている。

次に、このデユーテイサイクル運転について説
明する。

このデユーテイサイクル運転の説明に先立つ
て、前記吐出口１ｂからの吐出ガスの圧力をP₁、
又前記吸入口１ａに連通する吸入ガスの圧力を
P₂、更に前記背面室７１の圧力をP₃、前記弁室５
１の圧力をP₄、又前記圧力P₃が弁７０に作用する
力をF₃、前記圧力P₄が弁７０に作用する力を
F₄、前記弾性体のバネ力をFsで表わすものとす
る。

デユーテイサイクル運転時、前記制御器１００
の出力信号により一定の開閉サイクルで開閉する
前記電磁弁８０が開のときはP₃＝P₂、P₄＝P₂、
F₃＝F₄であるから、F₃＜F₄＋Fsとなり、開閉弁
７０は開となつている。そしてF₃は小さな値と
している。従つてこの状態から電磁弁８０を閉じ
ると圧力P₁の吐出ガスの一部が前記第２、１キヤ
ピラリ９２，９１を介して前記背面室７１に瞬時
に導入されて、該背面室７１の圧力P₃が、瞬時に
上昇し、瞬時にF₃＞F₄＋Fsとなつて前記開閉弁
７０は前記バネ力Fsに抗して瞬時に閉じる。従
つて、第４図に示すごとく電磁弁８０が閉じると
同時に、前記圧縮機１は全容量運転となる。

又、前記制御器１００の出力信号により、前記
電磁弁８０が開いたときは、前記背面室７１が吸
入口１ａと連通し、背面室７１の圧力が低下する
ことにより前記開閉弁７０は開くのであるが、こ
のとき、前記開閉弁７０の閉状態において該開閉
弁７０を開方向に押圧する前記バネ力Fs及び前
記弁室５１の圧力P₄による力F₄の和、即ちF₄＋
Fsが小さく、この力はP₃がP₂に等しくなる開閉
弁７０開状態におけるF₃との差が小さいため、
即ち、開閉弁７０閉状態におけるP₃（＝P₁）と開
閉弁７０を閉作動させるときのP₃値（P′₃と称
す）との差が大なるため、背面室７１の圧力P₃が
P₁からP′₃に低下するのに時間遅れが生じ、前記
開閉弁７０の開動作は、電磁弁８０の開動作に対
し作動遅れを生ずることになる。即ち、前記開閉
弁７０は、作動遅れ時間Ｔが経過して、前記圧力
P₃がP′₃（このときF₃＝F₄＋Fsとなる）となり、
従つて、第４図に示すごとく、電磁弁８０が開い
てから前記遅れ時間Ｔが経過した後、前記圧縮機
１が部分容量運転となるのである。

以上のごとく、圧縮機１をデユーテイサイクル
運転した場合、圧縮機１の平均容量（全容量に対
する容量比Ｘで表わす）は、Ｘ＝X₁＋（１−X₁）α−βγ となる。但し、X₁は部分容量を全容量に対する
比で表わしたもの、βはバイパス路６０のバイパ
ス容量を全容量に対する比で表わしたものであ
る。また、電磁弁８０の開時間をT₀、閉時間を
Tcとしたとき、前記αはＴｃ＋Ｔ／Ｔｏ＋Ｔｃ（≦１）
、γはＴｏ／Ｔｏ＋Ｔｃ（≦１）である。

上述の電磁弁８０の開動作に対する前記開閉弁
７０の作動遅れ時間Ｔは、第５図に示すごとく、
前記圧力P₁と圧力P₂との圧力差△Ｐが大きい程長
くなる。

一方、前記圧力差△Ｐと冷凍負荷とは次の関係
を有する。即ち、前記圧力P₁は冷凍負荷が大きく
なつた場合、上昇するが、前記圧力P₂はほゞ一定
であるため、前記圧力差△Ｐは冷凍負荷が大きく
なるにつれて増大することとなる。従つて、前記
作動遅れ時間Ｔは冷凍負荷が大きい程長くなる。

その結果、冷凍運転時前記電磁弁８０を一定の
開閉サイクルで繰り返し開閉制御するだけで、冷
凍負荷が大きい程前記開閉弁７０の作動遅れ時間
Ｔが自動的に長くなり、圧縮機１の全容量運転と
容量運転との一サイクルの運転の内、全容量運転
が占める時間の割合が大きくなつて前記平均容量
の値が増大し、結局圧縮機１は冷凍負荷の変化に
対応した容量を自動的に出力できることとなるの
である。

しかして、前記圧縮機１の平均容量Ｘは、第１
キヤピラリ９１の抵抗値を変えることにより、ま
た、電磁弁７０の開時間Toに対する閉時間Tcの
比率Tc／Toを変えることにより、それぞれ部分
容量から全容量の範囲において以下のごとく調節
を行なえるのである。

先ず、第１キヤピラリ９１の抵抗値を変える場
合について説明する。この説明では、X₁＝0.6、
βγ＝0.05とし、また、弾性体７４のバネ力は開
閉弁７０が開いたとき約１Kg、閉じたとき約４Kg
とする。

しかして、第１キヤピラリ９１の仕様を例えば
１級の冷凍装置において0.7φ×2500mmとした
場合、前記電磁弁８０の開動作に対する前記開閉
弁７０の作動遅れ時間Ｔは、第６図の曲線のご
とく前記圧力差△Ｐの増減に応じて増減する。例
えば圧力差△Ｐが10Kg/cm²のとき、前記時間Ｔは
10秒となる。

そして、前記第１キヤピラリ９１の抵抗が大き
くなるごとく仕様を変えると、前記Ｔと△Ｐとの
関係曲線は、前記抵抗が大きくなるにつれて前記
曲線の下方に偏位した曲線，のごとくな
る。例えば圧力差△Ｐが10Kg/cm²のとき前記時間
Ｔは、曲線では18秒、曲線では27秒となる。

以上のごとく、第１キヤピラリ９１の抵抗値を
大きくする程、同一負荷における前記遅れ時間Ｔ
が大きくなり、圧縮機１の全容量運転と部分容量
運転との一サイクルの運転の内、全容量運転が占
める時間の割合が大きくなつて、平均容量Ｘの値
を大きく調節することが可能となる。

因みに、第１キヤピラリ９１の抵抗値を零にし
た時前記平均容量Ｘは最小となる。

次に、電磁弁８０の開時間Toに対する閉時間
Tcの比率Tc／Toを変える場合について説明す
る。

前記比率Tc／Toを増減すると、前記式、圧縮
機１の平均容量Ｘ＝X₁＋（１−X₁）α−βγにお
けるα（＝Ｔｃ＋Ｔ／Ｔｏ＋Ｔｃ）の値が増減し、その
ため、圧縮機１の平均容量Ｘが増減するのである。

詳しくは、圧縮機１の平均容量Ｘは、第７図に
示すごとく、電磁弁８０を常時間とし、前記比率Tc／To
を最小の０／１としたとき、α＝０、γ＝１と
なつて、最小値（X₁−β）となる。

また、電磁弁８０の前記比率Tc／Toを増加
させるαの値も大きくなつて、平均容量Ｘの値
はαの値に応じて増加する。

そして、電磁弁８０の常時閉とし、前記比率
Tc／Toを最大の１／０とたとき、α＝１、β
γ＝０となつて最大値１となる。

即ち、電磁弁８０の開閉時間の比率Tc／Toを
変えることにより、圧縮機１の平均容量Ｘを、
（X₁−β）から１迄の範囲に亘つて調節できるの
である。

尚、圧縮機１の平均容量Ｘの値が、冷凍負荷に
より変化する具体例を以下に示す。

例えば、第６図において説明したごとく、前記
X₁を0.6、βγを0.05、第１キヤピラリ９１を前
記した0.7φ×2500mmとして、前記比率Tc／Toを
60／60とした場合、第６図のごとく冷凍負荷が上
昇し圧力差△Ｐが10、13、16と変化するに応じて
時間Ｔが10、20、25と変化し、平均容量Ｘは
0.783、0.817、0.833となる。また、前記比率
Tc／Toを30／60とした場合、冷凍負荷が上昇し
圧力差△Ｐが10、13、16と変化するに応じて、時
間Ｔが10、20、25と変化し、平均容量Ｘは
0.728、0.772、0.794となる。

以上のごとく、前記電磁弁８０を一定のデユー
テイサイクルで開閉制御させるだけで、前記圧縮
機１を、冷凍負荷に対応して自動的に容量制御で
きる。また、この容量制御をするに当つては、冷
凍負荷の検出器並びに該検出器の出力信号により
圧縮機１を容量制御するような特別な制御装置を
設ける必要がない。

次に、電磁弁８０は、圧縮機１の運転を停止さ
せると同時に、閉とすることにより、前記第２バ
イパス路６０により、高低圧間の均圧が行なえ、
再起動時の負荷を軽減できるのである。尚この運
転停止時、前記第２バイパス路６０の開放によ
り、前記開閉弁７０も開くので、再起動時、一時
的には、必らず前記した部分容量運転となり、一
層起動負荷を軽減できるのである。

又、前記電磁弁８０を、通電時閉じ、非通電時
開くものを用いることにより、冷凍運転の停止
時、前記電磁弁８０は、操作しなくとも必らず開
いて、高低圧間の均圧が行なえることになり、電
磁リレーを用いて運転停止時に開くごとく構成す
る場合に比較して、省エネルギーで均圧補償が可
能となる。

又、以上のごとく、圧縮機１の容量制御を行な
う場合、第１バイパス路５０による容量制御と第
２バイパス路６０による容量制御とを併用し、こ
れら両バイパス路５０，６０のトータルで、制御
幅を決定するため、制御幅の下限を増大できると
共に、第２バイパス路６０を形成する管状体の管
径を細くしても、容量制御時の圧力降下は、全体
の割合から少なくでき、従つて、EERの低下も
少なくできるのである。

その上、前記第２バイパス路６０は、管状体に
より形成して、圧縮機１の架構外に配設し、この
第２バイパス路６０にキヤピラリ９０を介装した
から、第１バイパス路５０による容量制御幅が一
定でも、前記キヤピラリ９０の選定により、全体
の制御幅は、容易に変更でき、同一能力の圧縮機
１を用いて、製品ごとに制御幅の異なる冷凍装置
が得られるのである。

又、以上説明した実施例は、冷房専用の冷凍装
置であるが、ヒートポンプ式冷凍装置に適用する
ことにより、冷房時と暖房時とに合わせて、その
標準運転の調整が行なえ、かつ、冷暖房時とも
に、冷凍負荷に対応してデユーテイサイクル運転
を行なえる。

ヒートポンプ式冷凍装置は、周知の通り第８図
のごとく四路切換弁２３と、冷房専用膨張機構２
４、暖房専用膨張機構２５及び、これら膨張機構
２４，２５と並列に設ける逆止弁２６，２７とを
用い、前記四路切換弁２３の切換えにより、冷媒
の流れ方向を第６図実線及び点線のごとく可逆と
して、第６図点線で示した冷房用冷凍サイクル
と、第６図実線で示した暖房用冷凍サイクルとを
形成するのである。そして、この冷凍装置に適用
するには、前記第２バイパス路６０を形成する管
状体を、前記した実施例と同様、低圧側と高圧側
とに接続してもよいが、好ましくは、前記管状体
の一端を、冷房時高圧となり、暖房時低圧となる
第１ガス管２８に、また、他端を冷房時低圧とな
り暖房時高圧となる第２ガス管２９に、それぞれ
接続して前記第１及び第２ガス管２８，２９間
に、前記第２バイパス路６０を形成し、そして、
この第２バイパス路６０の連結位置６４から前記
背面室７１に連絡管６１を連通させると共に、該
連絡管６１に第１キヤピラリ９１を介装し、かつ
前記連結位置６４と第１ガス管２８への接続側と
の間に、前記電磁弁８０を、また、前記第２ガス
管２９への接続側との間に、前記第２キヤピラリ
９２をそれぞれ介装し、そして、前記電磁弁８０
には、制御器１１０を接続したのである。

この制御器１１０は、基本的には、前記制御器
１００と同じであり、相違する点は、前記電磁弁
８０に対し、出力するデユーテイサイクル信号
を、冷房及び暖房に対応して出力させるごとくし
たことである。

しかして、以上の構成において、冷房時に、前
記電磁弁８０を閉じると、前記開閉弁７０の背面
室７１は、前記第２バイパス路６０を介して低圧
ガスが流れる前記第２ガス管２９と連通するの
で、前記背面室７１の圧力は低圧となり、前記開
閉弁７０が開き、前記第１バイパス路５０のみに
より容量制御された状態で運転されるし、また、
前記電磁弁８０を開くと、前記背面室７１は、高
圧ガスが流れる第１ガス管２８と連通して高圧と
なるので、前記開閉弁７０が閉じて、前記第２バ
イパス路６０のみにより容量制御された状態で運
転される。

之に対し、暖房時には前記した実施例と同様、
前記電磁弁８０を閉じると、前記開閉弁７０も閉
じた全容量運転が行なわれ、また、前記電磁弁８
０を開くと、前記開閉弁７０も開いて、前記第１
及び第２バイパス路５０，６０が開いた部分容量
運転が行なわれる。

従つて、以上の如く構成することにより、暖房
時に比較して負荷の少ない冷房時には、第１バイ
パス路５０のみ、又は第２バイパス路６０のみを
開いた容量制御運転が行なえるのであり、また、
暖房時には、第１及び第２バイパス路５０，６０
を閉じた全負荷運転と、第１及び第２バイパス路
５０，６０を開いた容量制御運転とが行なえるの
であつて、冷暖房時の標準定格運転が変えられ、
EERの高い冷暖房運転が可能となるのである。

又、以上の構成において、デユーテイサイクル
運転を行なう場合、前記した暖房時においては、
前記した実施例と同様前記圧縮機１の容量は、暖
房負荷に応じて、部分容量から全容量に至る範囲
内に、自動的に制御されるのであるが、冷房時に
おいては、前記電磁弁８０のデユーテイサイクル
信号による開閉により、前記第１及び第２バイパ
ス路５０，６０が交互に開閉することになるの
で、前記圧縮機１の容量は、これらバイパス路５
０，６０におけるバイパス量の差の範囲内で、冷
房負荷に応じて自動的に制御されることになる。

次に、特許請求の範囲第５項に記載した本発明
の第２番目の発明を説明する。

この発明の前記した特定発明との相違点は、第
２バイパス路に介装する電磁弁を二つ設けて、こ
れら電磁弁の開閉により容量制御を、冷凍負荷の
大きさに対応した３段階の段階制御と、冷凍負荷
の変化に対応した無段階制御とを行なえるように
した点である。

以下、第２番目の発明の実施例を第９図に基づ
いて説明する。

第９図に示したものは、第１図と同様冷媒配管
系を概略的に示したもので、第１図の構成と同一
構成部品については、同一符号を用いている。尚
第９図において、８１は前記した特定発明の実施
例に示した電磁弁８０と同じ機能をもつ電磁弁で
あるが、説明の都合上、符号を変更し、この電磁
弁８１を第１電磁弁と称し、この第１電磁弁８１
と別に設ける電磁弁を、第２電磁弁と称し符号を
８２とする。

しかして、第９図に示したものは、前記第２バ
イパス路６０から前記背面室７１に連絡路６１を
接続して、該連絡路６１に前記第１キヤピラリ９
１を介装し、前記第２バイパス路６０の、前記背
面室７１への連結位置６４と高圧側との間に、前
記第２キヤピラリ９２と、前記第２電磁弁８２と
を介装し、かつ前記第１電磁弁８１に前記制御器
１００を接続したのである。

この構成において、前記第１電磁弁８１を閉
じ、第２電磁弁８２を開くと、第１及び第２バイ
パス路５０，６０は、ともに閉路し、全容量運転
が行なえ、また、前記第１電磁弁８１を開き、第
２電磁弁８２を閉じると、前記背面室７１は、低
圧側に連通されるので、第１バイパス路５０のみ
が開き、この第１バイパス路５０のみによる第１
部分容量運転が行なえ、更に、前記第１及び第２
電磁弁８１，８２を開くと、第１及び第２バイパ
ス路５０，６０は、ともに開き、これら両バイパ
ス路５０，６０による第２部分容量運転が行なえ
るのであつて、部分容量運転を２段階に分け、全
容量運転とともに３段階の制御運転が可能とした
のである。

そして、前記第２電磁弁８２を開いた状態で、
前記制御器１００を作動させて前記第１電磁弁８
１をデユーテイサイクル信号で開閉制御すること
により、基本的には前記した特定発明の場合と同
様に、第１、第２バイパス路５０，６０を開通さ
せる第２部分容量から第１、２バイパス路５０，
６０を閉鎖する全容量に至る範囲内で自動的に容
量制御を行なえるのである。

又、以上説明した実施例は、冷房専用の冷凍装
置であるが、詳記しないが、ヒートポンプ式冷凍
装置に適用することも可能で、冷暖房運転のいず
れの場合も３段階の容量制御運転と、冷凍負荷に
応じたデユーテイサイクル運転とを行なえるので
ある。

以上の如く、本発明（特定発明）は、二つの第
１及び第２バイパス路５０，６０を併用すると共
に、前記第１バイパス路５０の途中には、開閉弁
７０を介装して、この開閉弁７０の背面室７１
を、前記第２バイパス路６０の途中と連絡管６１
を介して連通し、この連絡管６１に第１キヤピラ
リ９１を介装すると共に、前記第２バイパス路６
０における前記連絡管６１の連通位置６４と吸入
口１ａとの間に電磁弁８０を、また、前記吐出口
１ｂとの間に第２キヤピラリ９２をそれぞれ介装
し、前記電磁弁８０の開又は閉により、前記圧縮
機１におけるシリンダ室１６ａの有効容積を最大
とする全容量運転と、前記有効容量を減少した部
分容量運転とに制御し、また、前記電磁弁８０の
デユーテイサイクルによる開閉により、前記圧縮
機１の容量を、冷凍負荷に応じ前記部分容量から
全容量に至る範囲内において、自動的に容量制御
するごとくしたのであるから、全容量運転と部分
容量運転の他に、冷凍負荷に応じて自動的に容量
制御が行なえるデユーテイサイクル運転も行なえ
るので、冷凍負荷に応じた多様の能力で、冷凍運
転が可能となるのである。しかも、架構内に設け
る前記第１バイパス路５０により吸入側へのバイ
パス量（制御容量）を一定量確保し乍ら、その上
に、架構外に設ける前記第２バイパス路６０によ
るバイパス量を上乗せして、これらトータルのバ
イパス量で部分容量制御できるものであるから、
その制御幅の下限を、単に架構内または架構外の
何れか一方にバイパス路を設けるものに比し、大
きくできるのである。すなわち前記した二つのバ
イパス路５０，６０を併用することにより、部分
容量運転時における圧縮機１の容量が小さくと
れ、前記第２バイパス路６０に介装する電磁弁８
０のデユーテイサイクルによる開閉により冷凍負
荷に応じて部分容量から全容量の範囲内で変化す
る平均容量も小さくとれることゝなり、従つて、
部分容量制御における制御幅が大きくとれるので
ある。

しかも、前記の通り二つのバイパス路５０，６
０を併用して成るバイパス経路のうち、一方側の
前記第１バイパス路５０は圧縮機１の架構内に設
けられ、この第１バイパス路５０により一定量の
バイパス量が確保されるのであるから、他方側す
なわち架構外に設けられる前記第２バイパス路６
０を形成する管状体の管径を細くしても、容量制
御時の圧力降下は、全体の割合から少なくでき、
従つて、EERの低下も少なくできるのである。
また、前記第２バイパス路６０の管径は、単に架
構外に１本のバイパス路を設けたものに比し細く
できると共に、前記第２バイパス路６０が介装す
る前記電磁弁８０も小型にできるのはいうまでも
ない。

その上、前記二つのバイパス路５０，６０を併
用して成るバイパス経路のうち、他方側の前記第
２バイパス路６０は圧縮機１の架構外に設けら
れ、この第２バイパス路６０にキヤピラリ−９１
が介装されるのであるから、一方側すなわち架構
内に設けられる前記第１バイパス路５０による容
量制御量は容易には変えられなく、その制御幅が
一定でも、前記キヤピラリー９１の選定により、
全体の制御幅は、容易に変更でき、同一能力の圧
縮機１を用いて、製品ごとに制御幅の異なる冷凍
装置が得られるのである。

更に、また前記第２バイパス路６０は、バイパ
ス路の機能をもつ他、前記第１バイパス路５０の
操作回路をも兼用しているので、前記第１バイパ
ス路５０を開閉制御するための特別な操作回路及
び三方弁などの制御弁を不要にできるのである。

その上前記第２バイパス路は、高低圧間に設け
るから、運転停止時高低圧間の均圧を行なう均圧
回路にもなり、起動時の負荷を軽減できるのであ
る。

また、第２番目の発明によれば、前記した特定
発明と同様、冷凍負荷に応じたデユーテイサイク
ル運転を自動的に行なえると共に、容量制御を全
容量制御と、二つの第１及び第２部分容量制御と
の３段階に亘つて制御できるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、特定発明の一実施例を示す冷媒配管
系統図、第２図はその圧縮機のみの拡大縦断面
図、第３図は冷媒配管系統を加えた圧縮機の拡大
横断面図、第４図は電磁弁を開閉制御するデユー
テイサイクルの説明図、第５図は前記電磁弁をデ
ユーテイサイクルで開閉する場合における開閉弁
の開作動の作動遅れ時間を示す特性図、第６図は
第１キヤピラリの抵抗を媒介変数とした作動遅れ
時間と冷凍負荷との関係を示す特性図、第７図は
αと圧縮機平均容量との関係を示す特性図、第８
図は特定発明の別の実施例を示す冷媒配管系統
図、第９図は第２番目の発明の一実施例を示す冷
媒配管系統図である。１……圧縮機、１ａ……吸入口、１ｂ……吐出
口、１６……シリンダ、１６ａ……シリンダ室、
５０……第１バイパス路、６０……第２バイパス
路、６１……連絡管、６４……第２バイパス路の
連結位置、７０……開閉弁、７１……背面室、７
４……弾性体、８０……電磁弁、８１……第１電
磁弁、８２……第２電磁弁、９１……第１キヤピ
ラリ、９２……第２キヤピラリ。

Claims

【特許請求の範囲】１圧縮機１の架構内に、一端がシリンダ１６の
吸入口１ａと吐出口１ｂとの中間位置でシリンダ
室１６ａに開口し、他端が、前記吸入口１ａに連
通する第１バイパス路５０を設け、このバイパス
路５０に、該バイパス路５０を開閉する開閉弁７
０を設け、この開閉弁７０を弾性体７４により開
方向に附勢すると共に、前記圧縮機１の架構外に
管状体を配設し、該管状体の一端を、前記吸入口
１ａに通ずる低圧側に連通し、他端を前記吐出口
１ｂに通ずる高圧側に連通して、第２バイパス路
６０を形成し、この第２バイパス路６０の途中を
連絡管６１を介して、前記開閉弁７０の背面室７
１に連通する一方、前記連絡管６１に第１キヤピ
ラリーチユーブ９１を介装し、かつ、前記第２バ
イパス路６０における前記連絡管６１の連通位置
６４と、前記吸入口１ａとの間に電磁弁８０を、
また前記吐出口１ｂとの間に第２キヤピラリーチ
ユーブ９２を、それぞれ介装し、前記電磁弁８０
の開又は閉により、前記圧縮機１におけるシリン
ダ室１６ａの有効容積を最大とする全容量運転
と、前記有効容量を減少した部分容量運転とに制
御し、また、前記電磁弁８０のデユーテイサイク
ルによる開閉により、前記圧縮機１の容量を冷凍
負荷に応じ前記部分容量から全容量に至る範囲内
において、自動的に容量制御するごとくしたこと
を特徴とする冷凍装置。２第２バイパス路６０を形成する管状体の一端
を、冷凍サイクルにおける吸入通路６に、また他
端を吐出通路７に、それぞれ接続して、前記吸入
通路６と吐出通路７との間に、前記第２バイパス
路６０を形成したことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の冷凍装置。３第２バイパス路６０を形成する管状体の一端
を、四路切換弁２３の切換えにより、冷媒の流れ
方向を可逆とし、冷暖房可能とした冷凍サイクル
であつて、冷房時高圧となり、暖房時低圧となる
第１ガス管２８に、また、他端を冷房時低圧とな
り、暖房時高圧となる第２ガス管２９に、それぞ
れ接続して、前記第１及び第２ガス管２８，２９
間に、前記第２バイパス路６０を形成し、該第２
バイパス路６０における前記連結位置６４と、前
記第１ガス管２８への接続側との間に電磁弁８０
を、また前記第２バイパス路６０における前記連
結位置６４と第２ガス管への接続側との間に第２
キヤピラリーチユーブ９２を、それぞれ介装した
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の冷
凍装置。４管状体に介装する電磁弁８０を、通電時閉
じ、非通電時開くごとくして、冷凍運転の停止
時、前記電磁弁８０を常時開放し、冷凍サイクル
における高低圧間の均圧を行なうごとくしたこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項或
いは第３項記載の冷凍装置。５圧縮機１の架構内に、一端がシリンダ１６の
吸入口１ａと吐出口１ｂとの中間部で、シリンダ
室１６ａに開口し、他端が前記吸入口１ａに連通
する第１バイパス路５０を設けて、このバイパス
路５０に、該バイパス路５０を開閉する開閉弁７
０を設け、この開閉弁７０を弾性体７４により開
方向に附勢すると共に、前記圧縮機１の架構外
に、管状体を配設して、該管状体の一端を前記吸
入口１ａに連通し、他端を前記吐出口１ｂに連通
して、第２バイパス路６０を形成し、この第２バ
イパス路６０の途中を連絡管６１を介して、前記
開閉弁７０の背面室７１に連通する一方、前記連
絡管６１に、第１キヤピラリーチユーブ９１を介
装し、かつ、前記第２バイパス路６０における前
記連絡管６１の連結位置６４と前記吸入口１ａと
の間に第１電磁弁８１を、また前記第２バイパス
路６０における前記連結位置６４と前記吐出口１
ｂとの間に、第２キヤピラリーチユーブ９２と第
２電磁弁８２とを介装し、前記第１及び第２電磁
弁８１，８２の開又は閉により、前記シリンダ室
１６ａの有効容積を最大とする全容量運転と、前
記有効容積を減少した２種の第１及び第２部分容
量運転とに制御し、また、前記第２電磁弁８２を
開き、前記第１電磁弁８１のデユーテイサイクル
による開閉により、前記圧縮機１の容量を、冷凍
負荷に応じ、前記第２部分容量から全容量に至る
範囲内において、自動的に容量制御するごとくし
たことを特徴とする冷凍装置。