JP2006097636A - 容積型膨張機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ケーシング(31)内に、膨張機構(60)と圧縮機構(50)とが収納されている。膨張機構(60)のリアヘッド(62)には圧力緩衝室(71)が設けられている。圧力緩衝室(71)は、流入ポート(34)に連通する流出入室(72)とケーシング(31)内部に連通する背圧室(73)とにピストン(77)によって仕切られている。ピストン(77)は、吸入圧力の変動に応じて変位し、流出入室(72)の容積を変化させる。これにより、流出入室(72)が圧力変動の発生源である流入ポート(34)に対して直接冷媒の供給と吸入とを行うので、吸入圧力の変動が効果的に抑制される。
【選択図】 図4
Description
ここで、例えば、吸入流体の圧力が変動すると、仕切部材(77)が変位して流出入室(72)の容積を変化させる。この容積変化により、流出入室(72)が吸入通路(34)への流体の吐き出しと吸い込みとを行うので、吸入流体の圧力変動が効果的に抑制される。
本実施形態の空調機(10)は、本発明に係る容積型膨張機を備えている。
図1に示すように、上記空調機(10)は、いわゆるセパレート型のものであって、室外機(11)と室内機(13)とを備えている。上記室外機(11)には、室外ファン(12)、室外熱交換器(23)、第1四路切換弁(21)、第2四路切換弁(22)および圧縮膨張ユニット(30)が収納されている。一方、上記室内機(13)には、室内ファン(14)および室内熱交換器(24)が収納されている。上記室外機(11)は屋外に設置され、室内機(13)は屋内に設置されている。また、上記室外機(11)と室内機(13)とは、一対の連絡配管(15,16)で接続されている。尚、上記圧縮膨張ユニット(30)の詳細は後述する。
図2〜図4に示すように、上記圧縮膨張ユニット(30)は、本発明の容積型膨張機を構成し、縦長で円筒形の密閉容器であるケーシング(31)を備えている。このケーシング(31)の内部には、下から上に向かって順に、圧縮機構(50)と、電動機(45)と、膨張機構(60)とが配置されている。
次に、上記空調機(10)の運転動作について説明する。ここでは、空調機(10)の冷房運転時および暖房運転時の動作について説明し、続いて膨張機構(60)の動作について説明する。
この冷房運転時には、第1四路切換弁(21)および第2四路切換弁(22)が図1に破線で示す状態に切り換えられる。この状態で圧縮膨張ユニット(30)の電動機(45)に通電すると、冷媒回路(20)で冷媒が循環して蒸気圧縮式冷凍サイクルが行われる。
この暖房運転時には、第1四路切換弁(21)および第2四路切換弁(22)が図1に実線で示す状態に切り換えられる。この状態で圧縮膨張ユニット(30)の電動機(45)に通電すると、冷媒回路(20)で冷媒が循環して蒸気圧縮式冷凍サイクルが行われる。
上記膨張機構(60)の動作について、図5を参照しながら説明する。この膨張機構(60)の膨張室(65)へ超臨界状態の高圧冷媒が流入すると、シャフト(40)が図5の各図における反時計方向へ回転する。なお、この図5は、シャフト(40)の回転角45°毎に示したものである。
以上説明したように、本実施形態1によれば、膨張室(65)に吸入される吸入冷媒の圧力変動を抑制する圧力緩衝手段(70)をケーシング(31)内に設けるようにしたので、圧力緩衝手段(70)の抑制力を吸入圧力変動の発生源である膨張機構(60)の流入ポート(34)に極めて近い位置から作用させることができる。これにより、従来と比べて圧力変動に対する抑制作用が効果的に働き、また抑制作用の応答性が向上する。したがって、吸入冷媒の圧力変動を効果的に低減することができる。この結果、圧力変動に起因する機器の振動および圧力損失を効果的に低減することができ、機器の信頼性および運転効率を向上させることができる。
上記実施形態1の変形例1〜3について各図面を参照しながら説明する。先ず、変形例1は、図6に示すように、上記実施形態1が吸入冷媒の圧力変動を抑制するようにしたのに代えて、吐出冷媒の圧力変動を抑制するようにしたものである。具体的には、上記圧力緩衝手段(70)の圧力緩衝室(71)がリアヘッド(62)の内部における流出ポート(35)に対応する位置に形成されている。そして、上記圧力緩衝室(71)には、流出入室(72)を流出ポート(35)に連通させる連通路(74)が設けられている。つまり、この連通路(74)は、リアヘッド(62)およびシリンダ(63)に跨って形成されている。これにより、吐出冷媒の圧力変動を効果的に抑制することができる。その他の構成、作用および効果は実施形態1と同様である。
次に、本発明の実施形態2を図9を参照しながら説明する。
上記実施形態2の変形例について図10を参照しながら説明する。この変形例は、実施形態2が流入ポート(34)および圧力緩衝室(71)をリアヘッド(62)に設けたのに代えて、何れもフロントヘッド(61)に設けるようにしたものである。すなわち、上記流入ポート(34)および圧力緩衝室(71)は、上記実施形態1の変形例3と同様に、フロントヘッド(61)の内部に形成されている。その他の構成、作用および効果は実施形態2と同様である。
次に、本発明の実施形態3を図11を参照しながら説明する。
次に、本発明の実施形態4を図12を参照しながら説明する。
次に、本発明の実施形態5について図13および図14を参照しながら説明する。
次に、上記膨張機構(60)の動作について図15を参照しながら説明する。
本発明は、上記各実施形態について、以下のような構成としてもよい。
30 圧縮膨張ユニット(容積型膨張機)
31 ケーシング
34 流入ポート(吸入通路)
35 流出ポート(吐出通路)
50 ロータリ式圧縮機(圧縮機構)
60 ロータリ式膨張機(膨張機構)
61,62 フロントヘッド、リアヘッド(形成部材)
65 膨張室
70 圧力緩衝手段
71 圧力緩衝室
72 流出入室
73 背圧室
77 ピストン(仕切部材)
81 接続管
82 キャピラリチューブ
83 付設部材
S 内部空間
Claims (8)
- ケーシング(31)内に、膨張室(65)で流体が膨張することにより動力が発生する膨張機構(60)を備えた容積型膨張機であって、
上記ケーシング(31)内には、上記膨張室(65)に吸入される流体および上記膨張室(65)から吐出される流体の少なくとも何れかの圧力変動を抑制する圧力緩衝手段(70)が設けられている
ことを特徴とする容積型膨張機。 - 請求項1において、
上記膨張機構(60)は、流体を膨張室(65)へ導入する吸入通路(34)と膨張後の流体を膨張室(65)から吐出する吐出通路(35)とを備え、
上記圧力緩衝手段(70)は、流体の圧力変動に応じて上記吸入通路(34)または上記吐出通路(35)への流体の吸い込みと吐き出しとを行うように構成された圧力緩衝室(71)を備えている
ことを特徴とする容積型膨張機。 - 請求項2において、
上記圧力緩衝手段(70)の圧力緩衝室(71)は、膨張室(65)の形成部材(61,62)の内部に設けられている
ことを特徴とする容積型膨張機。 - 請求項2において、
上記圧力緩衝手段(70)の圧力緩衝室(71)は、膨張室(65)の形成部材(61,62)に支持された付設部材(83)に設けられている
ことを特徴とする容積型膨張機。 - 請求項3または4において、
上記ケーシング(31)内には、流体の圧縮機構(50)が設けられ、ケーシング(31)の内部空間(S)が上記圧縮機構(50)によって圧縮された流体で満たされる一方、
上記圧力緩衝室(71)は、吸入通路(34)または吐出通路(35)に連通する流体の流出入室(72)と、上記ケーシング(31)の内部空間(S)に連通する背圧室(73)と、上記流出入室(72)と背圧室(73)とを仕切り、流体の圧力変動に応じて流出入室(72)の容積が変化するように変位自在に構成された仕切部材(77)とを備えている
ことを特徴とする容積型膨張機。 - 請求項3または4において、
上記圧力緩衝室(71)は、吸入通路(34)または吐出通路(35)に連通する流体の流出入室(72)と、キャピラリチューブ(82)を有する接続管(81)によって吸入通路(34)または吐出通路(35)に接続される背圧室(73)と、上記流出入室(72)と背圧室(73)とを仕切り、流体の圧力変動に応じて流出入室(72)の容積が変化するように変位自在に構成された仕切部材(77)とを備えている
ことを特徴とする容積型膨張機。 - 請求項5または6において、
冷媒が循環して蒸気圧縮機式冷凍サイクルを行う冷媒回路(20)に用いられる
ことを特徴とする容積型膨張機。 - 請求項7において、
上記冷媒は、二酸化炭素である
ことを特徴とする容積型膨張機。
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