JP4002364B2 - 超臨界蒸気圧縮サイクルの運転制御方法および装置および容量可変コンプレッサの容量制御装置および容量制御弁 - Google Patents
超臨界蒸気圧縮サイクルの運転制御方法および装置および容量可変コンプレッサの容量制御装置および容量制御弁 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、超臨界蒸気圧縮サイクルの運転制御方法および装置および容量可変コンプレッサの容量制御装置および容量制御弁に関し、特に、炭酸ガス冷媒を使用する冷凍サイクル装置のように、超臨界域で運転される超臨界蒸気圧縮サイクルの運転制御方法および装置、およびそのような冷凍サイクルで使用される容量可変コンプレッサの容量制御装置および容量制御弁に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年では、オゾン層破壊を防ぐために、冷媒としてフロンに代えて炭酸ガス(CO2 )を使用する研究が行われている。炭酸ガス冷媒を使用する冷凍サイクル装置では、フロン冷媒によるものとは異なって、超臨界域で運転されるため、このような冷凍サイクルは超臨界蒸気圧縮サイクルと云われ、フロン冷媒によるもののように高圧側での冷媒の凝縮が起こらない。
そして、超臨界蒸気圧縮サイクルは、フロン冷媒によるものに比して、圧力変動が生じ易く、高圧側における冷媒の状況により成績係数が左右されると云う特性を有している。
【0003】
上述のような超臨界蒸気圧縮サイクルの運転方法、装置としては、特公平7−18602号公報に示されているように、緩衝用冷媒レシーバの液体残量を制御して高圧側の冷媒圧力を調整して超臨界域でも所定の冷房能力を得るようにしたものや、特開平9−264622号公報に示されているように、冷媒封入のダイヤフラム室の内圧と放熱器出口側の冷媒圧力との平衡関係により動作する圧力制御弁によって放熱器の出口側圧力と出口側温度とが最適制御線に沿うように制御するものや、特開平9−101063号公報に示されているように、容量可変型圧縮機の容量を制御するものが知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
特公平7−18602号公報に示されているような、緩衝用冷媒レシーバの液体残量制御は、装置が大掛かりなものになると共に制御が難しく、実用性に欠けている。特開平9−264622号公報に示されているように、冷媒封入のダイヤフラム室の内圧と放熱器出口側の冷媒圧力との平衡関係により動作する圧力制御弁によって最適制御するものでは、高圧側の制御はできるが、高圧側の冷媒密度が液相に近い状態であることから、コンプレッサ回転数が変わった時に高圧側の冷媒密度が大きく変動し、これに合わせた弁の動きで、冷凍サイクル装置の低圧側への冷媒流量が大幅に変動し、このため、蒸発器側の圧力変動が大きく、冷媒回路を安定制御することが難しい。
【0005】
特開平9−101063号公報に示されている冷凍サイクルは、炭酸ガス冷媒を使用する冷凍サイクルで、容量可変型圧縮機の容量を制御するが、その制御の具体性に欠けており、炭酸ガス冷媒を使用する冷凍サイクル装置を広域に亙って最適運転する技術を提供するには至って居ない。
【0006】
この発明は、上述の如き問題点を解消するためになされたもので、高圧側の冷媒圧力を最適密度線を超えない圧力に保ち、炭酸ガス冷媒等を使用する超臨界蒸気圧縮サイクルを広域に亙って最適運転できるようにする運転制御方法および装置、および超臨界蒸気圧縮サイクルで使用されて好適な容量可変コンプレッサの容量制御装置および容量制御弁を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項1記載の発明による超臨界蒸気圧縮サイクルの運転制御方法は、斜板式容量可変コンプレッサと放熱器と膨張弁と蒸発器とを炭酸ガス等による冷媒が順に循環し、超臨界域で運転される超臨界蒸気圧縮サイクルの運転制御方法において、前記放熱器の出口側の冷媒圧力、冷媒温度を及ぼされる流体封入ベローズと、前記流体封入ベローズにより駆動され、前記放熱器の出口側の冷媒温度が所定値の時に前記放熱器の出口側の冷媒圧力が所定値以上になれば、弁ポートを開く弁体とを有する容量制御弁の前記弁ポートが開かれることにより前記放熱器の出口側の冷媒を前記斜板式容量可変コンプレッサのクランク室に導き、前記放熱器の出口側の冷媒圧力、冷媒温度に応じて前記斜板式容量可変コンプレッサの容量を低減するものである。
【0008】
また、上述の目的を達成するために、請求項2記載の発明による超臨界蒸気圧縮サイクルの運転制御装置は、斜板式容量可変コンプレッサと放熱器と膨張弁と蒸発器とを炭酸ガス等による冷媒が順に循環し、超臨界域で運転される超臨界蒸気圧縮サイクルの運転制御装置において、前記放熱器の出口側の冷媒圧力、冷媒温度を及ぼされる流体封入ベローズと、前記流体封入ベローズにより駆動され、前記放熱器の出口側の冷媒温度が所定値の時に前記放熱器の出口側の冷媒圧力が所定値以上になれば、弁ポートを開く弁体とを有する容量制御弁を備え、該容量制御弁の前記弁ポートが開かれることにより前記放熱器の出口側の冷媒を前記斜板式容量可変コンプレッサのクランク室に導き、前記放熱器の出口側の冷媒圧力、冷媒温度に応じて前記斜板式容量可変コンプレッサの容量を低減するものである。
【0009】
また、上述の目的を達成するために、請求項3記載の発明による容量可変コンプレッサの容量制御装置は、斜板式容量可変コンプレッサと放熱器と膨張弁と蒸発器とを冷媒が順に循環する冷凍サイクルで使用される斜板式容量可変コンプレッサの容量制御装置において、前記放熱器の出口側の冷媒圧力、冷媒温度を及ぼされる流体封入ベローズと、前記流体封入ベローズにより駆動され、前記放熱器の出口側の冷媒温度が所定値の時に前記放熱器の出口側の冷媒圧力が所定値以上になれば、弁ポートを開く弁体とを有し、前記弁ポートが開かれることにより前記放熱器の出口側の冷媒を前記斜板式容量可変コンプレッサのクランク室に導き、前記放熱器の出口側の冷媒圧力、冷媒温度に応じて前記斜板式容量可変コンプレッサの容量を低減するものである。
【0010】
また、上述の目的を達成するために、請求項4記載の発明による容量制御弁は、斜板式容量可変コンプレッサと放熱器と膨張弁と蒸発器とを冷媒が順に循環する冷凍サイクルで使用される容量制御弁において、前記放熱器の出口側の冷媒圧力、冷媒温度を及ぼされる流体封入ベローズと、前記流体封入ベローズにより駆動され、前記放熱器の出口側の冷媒温度が所定値の時に前記放熱器の出口側の冷媒圧力が所定値以上になれば、弁ポートを開く弁体とを有し、前記弁ポートが開かれることにより前記放熱器の出口側の冷媒を斜板式容量可変コンプレッサのクランク室に導き、前記斜板式容量可変コンプレッサの容量を低減するものである。
【0011】
請求項5記載の容量制御弁は、前記流体封入ベローズに超臨界蒸気圧縮サイクルを最適運転させる密度の冷媒が封入されているものである。
【0012】
請求項6記載の容量制御弁は、前記流体封入ベローズの容積を可変設定できるものである。
【0013】
請求項1記載の発明による超臨界蒸気圧縮サイクルの運転制御方法では、容量制御弁の流体封入ベローズに放熱器の出口側の冷媒圧力、冷媒温度が作用し、放熱器の出口側の冷媒温度が所定値の時に前記放熱器の出口側の冷媒圧力が所定値以上になれば、流体封入ベローズが収縮して弁体が弁ポートを開き、放熱器の出口側の冷媒が斜板式容量可変コンプレッサのクランク室に入り、放熱器の出口側の冷媒圧力、冷媒温度に応じて斜板式容量可変コンプレッサの容量が低減する。
【0014】
請求項2記載の発明による超臨界蒸気圧縮サイクルの運転制御装置では、容量制御弁の流体封入ベローズに放熱器の出口側の冷媒圧力、冷媒温度が作用し、放熱器の出口側の冷媒温度が所定値の時に前記放熱器の出口側の冷媒圧力が所定値以上になれば、流体封入ベローズが収縮して弁体が弁ポートを開き、放熱器の出口側の冷媒が斜板式容量可変コンプレッサのクランク室に入り、放熱器の出口側の冷媒圧力、冷媒温度に応じて斜板式容量可変コンプレッサの容量が低減する。
【0015】
請求項3記載の発明による容量可変コンプレッサの容量制御装置では、容量制御弁の流体封入ベローズに放熱器の出口側の冷媒圧力、冷媒温度が作用し、放熱器の出口側の冷媒温度が所定値の時に前記放熱器の出口側の冷媒圧力が所定値以上になれば、流体封入ベローズが収縮して弁体が弁ポートを開き、放熱器の出口側の冷媒が斜板式容量可変コンプレッサのクランク室に入り、放熱器の出口側の冷媒圧力、冷媒温度に応じて斜板式容量可変コンプレッサの容量が低減する。
【0016】
請求項4記載の発明による容量制御弁では、流体封入ベローズに放熱器の出口側の冷媒圧力、冷媒温度が作用し、放熱器の出口側の冷媒温度が所定値の時に前記放熱器の出口側の冷媒圧力が所定値以上になれば、流体封入ベローズが収縮して弁体が弁ポートを開き、放熱器の出口側の冷媒が斜板式容量可変コンプレッサのクランク室に入り、斜板式容量可変コンプレッサの容量が低減する。
【0017】
請求項5記載の容量制御弁では、流体封入ベローズに超臨界蒸気圧縮サイクルを最適運転させる密度の冷媒が封入されており、流体封入ベローズはその冷媒による内圧と放熱器の出口側の冷媒圧力との平衡関係により動作する。
【0018】
請求項6記載の容量制御弁では、流体封入ベローズの容積を可変設定することで、ベローズ内部の冷媒密度が変化する
【0019】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照してこの発明の実施の形態を詳細に説明する。
【0020】
図1はこの発明による超臨界蒸気圧縮サイクルの運転制御装置および容量可変コンプレッサの容量制御装置の一つの実施の形態を示している。
【0021】
この超臨界蒸気圧縮サイクルは、コンプレッサとして容量可変コンプレッサ1が使用され、容量可変コンプレッサ1と、放熱器(ガスクーラ)2と、容量制御弁3と、膨張弁4と、蒸発器5が冷媒通路(配管)6、7、8、9、10によりループ状に連通接続され、この閉ループに封入された炭酸ガス等による冷媒が循環する。
【0022】
容量可変コンプレッサ1は、斜板式のものであり、圧縮機ハウジング11により画定されたクランク室12と、各々一方のストロークエンド部にてクランク室12に連通している複数個のシリンダ室13とを有している。シリンダ室13の各々にはピストン14が軸線方向に摺動自在に嵌合しており、各ピストン14のクランク室12側にピスントロッド15の一端が連結されている。
【0023】
圧縮機ハウジング11は駆動軸16を回転可能に支持しており、駆動軸16は、プーリ17に掛け渡された図示されていない駆動ベルトにより図示されていないエンジンと駆動連結され、エンジンによって回転駆動される。
【0024】
駆動軸16にはクランク室12内においてウオブル板(斜板)18が公知の連繋機構(図示省略)により取付角度変更可能にトルク伝達関係にて連結されており、ウオブル板18のシリンダ室13側の板面にはピスントロッド15が軸力伝達可能に係合している。
【0025】
ウオブル板18が傾斜状態にて駆動軸16により回転駆動されることにより、各シリンダ室13のピストン14はウオブル板18の傾斜角に応じたストロークをもって往復動し、その傾斜角がクランク室12の圧力と各シリンダ室13の吸入圧力(圧縮機吸入圧力)との差圧に応じて調整される。
【0026】
この場合、容量可変コンプレッサ1は、クランク室12の圧力の上昇に応じてウオブル板18の傾斜角が減少してピストン14のストロークが低減することにより吐出容量を低減し、クランク室12の圧力の低下に応じてウオブル板18の傾斜角が増大してピストン14のストロークが増大することにより吐出容量を増大し、クランク室12の圧力が各シリンダ室13の吸入圧力に実質的に等しい圧力になることによってフルロード運転状態になる。
【0027】
各シリンダ室13には各々一方向弁による吸入弁、吐出弁(図示省略)を有する吸入ポート19と吐出ポート20とが形成されており、各シリンダ室4の吸入ポート19は吸入通路21によって吸入接続ポート23に連通し、吐出ポート20は吐出通路24によって吐出接続ポート25に連通しており、吸入接続ポート23は冷媒通路10によって蒸発器5の出力側に接続され、吐出接続ポート24は冷媒通路6によって放熱器2の入口側に接続されている。
【0028】
容量制御弁3は、放熱器2の出口側の冷媒圧力、冷媒温度を検出し、放熱器2の出口側の冷媒圧力、冷媒温度に応じて開閉し、放熱器2の出口側の冷媒を導管25によって容量可変コンプレッサ1のクランク室接続ポート26に与えるようになっている。クランク室接続ポート26は圧縮機ハウジング11に形成された通路27によってクランク室12に連通している。
【0029】
容量制御弁3が開弁することにより、放熱器2の出口側の冷媒がクランク室12に供給されると、クランク室12の圧力が上昇し、容量可変コンプレッサ1の容量が低減する。
【0030】
このコンプレッサ容量制御により、高圧側の冷媒圧力を最適密度線上の圧力に保って放熱器2の出口側の冷媒圧力を最適状態に制御することがでる。なお、蒸発器5側は蒸発器5の出口側の冷媒温度に感応する感温式の膨張弁4によって最適状態に制御される。
【0031】
次に、図2を参照して容量制御弁3の具体的構成について説明する。
【0032】
容量制御弁3は、ハウジング31と、ハウジング31のボアー32にOリング33、34等を介して気密装着されて止め輪35により固定された内部ボティ36とを有している。
【0033】
内部ボティ36は内部に弁室37を画定している。弁室37は、一方において、連通孔38、ポート39によって冷媒通路7と連通し、他方において、連通孔40、ポート41によって冷媒通路8と連通し、放熱器2の出口側の通路の一部をなしている。
【0034】
内部ボティ36には弁室37とポート42、43とを連通接続する弁ポート44が形成されており、弁ポート44はボール弁体45により開閉される。ポート42、43には導管25が接続されている。
【0035】
内部ボティ36には、下部エンドフランジ46、ベローズ本体47、上部エンドフランジ48による流体封入ベローズ49が配置されており、上部エンドフランジ48にボール弁体45が固着されている。下部エンドフランジ46は内部ボティ36にねじ係合している調整ねじ部材50により内部ボティ36に固定されている。
【0036】
下部エンドフランジ46には冷媒充填口51が形成されており、冷媒充填口51はベローズ本体47の内部に冷媒を充填した後にプラグ52により密封される。これにより、ベローズ本体47の内部に冷媒が封入される。炭酸ガス冷媒を使用する超臨界蒸気圧縮サイクルでは、超臨界蒸気圧縮サイクルを最適運転させる密度の冷媒が封入される。
【0037】
流体封入ベローズ49内には、ベローズ本体47を伸長方向に付勢する圧縮コイルばね53と、ベローズ本体47の最大収縮量を規制するためめストッパ54が設けられてる。
【0038】
流体封入ベローズ49は、弁室37内にあって放熱器2の出口側の冷媒圧力および冷媒温度に感応し、超臨界状態の冷媒の温度に相応するよる、内圧およびバイアスばねとして作用する圧縮コイルばね53のばね力の圧力と放熱器2の出口側の冷媒圧力との平衡関係により動作し、放熱器2の出口側の冷媒温度が所定値で、放熱器2の出口側の冷媒圧力が所定値(最適圧)以下である状態下では、流体封入ベローズ49は伸長状態を保ち、ボール弁体45を弁座部44aに押し付けて弁ポート44を閉じる。この状態では、容量可変コンプレッサ1はフルロード運転状態になる。
【0039】
放熱器2の出口側の冷媒温度が所定値の状態下で、放熱器2の出口側の冷冷媒圧力が所定値(最適圧)より高くなると、流体封入ベローズ49が収縮し、ボール弁体45が弁座部44aより離れて弁ポート44が開かれる。弁ポート44が開かれると、弁室37、弁ポート44、ポート42、43、導管25を通って容量可変コンプレッサ1のクランク室12に放熱器2の出口側の冷媒が導入され、クランク室12の圧力が上昇する。これにより、容量可変コンプレッサ1の容量が低減し、放熱器2の出口側の冷媒圧力が最適密度線以上の圧力にならないように保たれる。
【0040】
超臨界状態での運転では、エンジン回転数の変化により、高圧側の冷媒圧力(高圧冷媒密度が高いため)が比較的大幅に急変するが、流体封入ベローズ49は瞬時に応答することができるので、冷媒圧力の急変に適切に対応できる。
【0041】
また、調整ねじ部材50の内部ボティ36に対するねじ係合位置を調整することにより、流体封入ベローズ49の容積が可変設定される。この流体封入ベローズ49の容積の可変設定により、ベローズ本体47の内部の冷媒密度が変化する。
【0042】
これにより、図3に示されているように、最適密度線の特性を選択的に得ることができる。
【0043】
【発明の効果】
以上の説明から理解される如く、請求項1記載の発明による超臨界蒸気圧縮サイクルの運転制御方法によれば、斜板式容量可変コンプレッサと放熱器と膨張弁と蒸発器とを炭酸ガス等による冷媒が順に循環し、超臨界域で運転される超臨界蒸気圧縮サイクルの運転制御方法において、前記放熱器の出口側の冷媒圧力、冷媒温度を及ぼされる流体封入ベローズと、前記流体封入ベローズにより駆動され、前記放熱器の出口側の冷媒温度が所定値の時に前記放熱器の出口側の冷媒圧力が所定値以上になれば、弁ポートを開く弁体とを有する容量制御弁の前記弁ポートが開かれることにより前記放熱器の出口側の冷媒を前記斜板式容量可変コンプレッサのクランク室に導き、前記放熱器の出口側の冷媒圧力、冷媒温度に応じて前記斜板式容量可変コンプレッサの容量を低減するものとした。
【0044】
このため、流体封入ベローズに放熱器の出口側の冷媒圧力、冷媒温度が作用し、放熱器の出口側の冷媒温度が所定値の時に放熱器の出口側の冷媒圧力が所定値以上になれば、流体封入ベローズが収縮して弁体が弁ポートを開き、放熱器の出口側の冷媒が斜板式容量可変コンプレッサのクランク室に入り、斜板式容量可変コンプレッサの容量が低減し、放熱器の出口側の冷媒状態(圧力、温度)に応じて斜板式容量可変コンプレッサの容量制御が行われ、放熱器の出口側の冷媒圧力をサイクル特性上の最適圧に保つことができ、超臨界蒸気圧縮サイクルを広域に亙って最適運転できるようになる。
【0045】
請求項2記載の発明による超臨界蒸気圧縮サイクルの運転制御装置によれば、斜板式容量可変コンプレッサと放熱器と膨張弁と蒸発器とを炭酸ガス等による冷媒が順に循環し、超臨界域で運転される超臨界蒸気圧縮サイクルの運転制御装置において、前記放熱器の出口側の冷媒圧力、冷媒温度を及ぼされる流体封入ベローズと、前記流体封入ベローズにより駆動され、前記放熱器の出口側の冷媒温度が所定値の時に前記放熱器の出口側の冷媒圧力が所定値以上になれば、弁ポートを開く弁体とを有する容量制御弁を備え、該容量制御弁の前記弁ポートが開かれることにより前記放熱器の出口側の冷媒を前記斜板式容量可変コンプレッサのクランク室に導き、前記放熱器の出口側の冷媒圧力、冷媒温度に応じて前記斜板式容量可変コンプレッサの容量を低減するものとした。
【0046】
このため、流体封入ベローズに放熱器の出口側の冷媒圧力、冷媒温度が作用し、放熱器の出口側の冷媒温度が所定値の時に放熱器の出口側の冷媒圧力が所定値以上になれば、流体封入ベローズが収縮して弁体が弁ポートを開き、放熱器の出口側の冷媒が斜板式容量可変コンプレッサのクランク室に入り、斜板式容量可変コンプレッサの容量が低減し、放熱器の出口側の冷媒状態に応じて斜板式容量可変コンプレッサの容量制御が行われ、放熱器の出口側の冷媒圧力をサイクル特性上の最適圧に保つことができ、高圧側の冷媒圧力を最適密度線上の圧力に保って超臨界蒸気圧縮サイクルを広域に亙って最適運転できるようになる。
【0047】
請求項3記載の発明による容量可変コンプレッサの容量制御装置によれば、斜板式容量可変容量可変コンプレッサと放熱器と膨張弁と蒸発器とを冷媒が順に循環する冷凍サイクルで使用される斜板式容量可変コンプレッサの容量制御装置において、前記放熱器の出口側の冷媒圧力、冷媒温度を及ぼされる流体封入ベローズと、前記流体封入ベローズにより駆動され、前記放熱器の出口側の冷媒温度が所定値の時に前記放熱器の出口側の冷媒圧力が所定値以上になれば、弁ポートを開く弁体とを有し、前記弁ポートが開かれることにより前記放熱器の出口側の冷媒を前記斜板式容量可変コンプレッサのクランク室に導き、前記放熱器の出口側の冷媒圧力、冷媒温度に応じて前記斜板式容量可変コンプレッサの容量を低減するものとした。
【0048】
このため、流体封入ベローズに放熱器の出口側の冷媒圧力、冷媒温度が作用し、放熱器の出口側の冷媒温度が所定値の時に放熱器の出口側の冷媒圧力が所定値以上になれば、流体封入ベローズが収縮して弁体が弁ポートを開き、放熱器の出口側の冷媒が斜板式容量可変コンプレッサのクランク室に入り、斜板式容量可変コンプレッサの容量が低減し、放熱器の出口側の冷媒状態に応じて斜板式容量可変コンプレッサの容量制御が行われ、放熱器の出口側の冷媒圧力をサイクル特性上の最適圧に保つことができ、高圧側の冷媒圧力を最適密度線を超えない圧力に保って超臨界蒸気圧縮サイクル等の冷凍サイクルを広域に亙って最適運転できるようになる。
【0049】
請求項4記載の発明による容量制御弁によれば、斜板式容量可変コンプレッサと放熱器と膨張弁と蒸発器とを冷媒が順に循環する冷凍サイクル装置で使用される容量制御弁において、放熱器の出口側の冷媒圧力、冷媒温度を及ぼされる流体封入ベローズと、流体封入ベローズにより駆動され、放熱器の出口側の冷媒温度が所定値の時に放熱器の出口側の冷媒圧力が所定値以上になれば弁ポートを開く弁体とを有し、弁ポートが開かれることにより前記放熱器の出口側の冷媒を斜板式容量可変コンプレッサのクランク室に導き、斜板式容量可変コンプレッサの容量を低減するものとした。
【0050】
このため、流体封入ベローズに放熱器の出口側の冷媒圧力、冷媒温度が作用し、放熱器の出口側の冷媒温度が所定値の時に放熱器の出口側の冷媒圧力が所定値以上になれば、流体封入ベローズが収縮して弁体が弁ポートを開き、放熱器の出口側の冷媒が斜板式容量可変コンプレッサのクランク室に入り、斜板式容量可変コンプレッサの容量が低減し、放熱器の出口側の冷媒圧力に応じて斜板式容量可変コンプレッサの容量制御が行われ、放熱器の出口側の冷媒圧力を放熱器の出口側の冷媒温度に相応したサイクル特性上の最適圧に保つことができ、高圧側の冷媒圧力を最適密度線を超えない圧力に保って超臨界蒸気圧縮サイクル等の冷凍サイクルを広域に亙って最適運転できるようになる。
【0051】
請求項5記載の容量制御弁によれば、前記流体封入ベローズには超臨界蒸気圧縮サイクルを最適運転させる密度の冷媒が封入されているものとした。
【0052】
このため、流体封入ベローズは超臨界蒸気圧縮サイクルを最適運転させる密度の冷媒による内圧と放熱器の出口側の冷媒圧力との平衡関係により動作し、高圧側の冷媒圧力を最適密度線を超えない圧力に保って炭酸ガス冷媒等を使用する超臨界蒸気圧縮サイクルを広域に亙って最適運転できるようなる。
【0053】
請求項6記載の容量制御弁によれば、流体封入ベローズに超臨界蒸気圧縮サイクルを最適運転させる密度の冷媒が封入されており、流体封入ベローズはその冷媒による内圧と放熱器の出口側の冷媒圧力との平衡関係により動作するものとした。
【0054】
このため、流体封入ベローズの容積を可変設定することで、ベローズ内部の冷媒密度が変化し、最適密度線の特性を選択的に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による超臨界蒸気圧縮サイクルの運転制御装置および容量可変コンプレッサの容量制御装置の一つの実施の形態を示す全体構成図である。
【図2】この発明による容量制御弁の具体的構成を示す断面図である。
【図3】冷媒圧力−温度特性を示すグラフである。
【符号の説明】
1 容量可変コンプレッサ
2 放熱器
3 容量制御弁
4 膨張弁
5 蒸発器
12 クランク室
13 シリンダ室
14 ピストン
16 駆動軸
18 ウオブル板
23 吸入接続ポート
25 吐出接続ポート
36 内部ボティ
37 弁室
44 弁ポート
45 ボール弁体
49 流体封入ベローズ
50 調整ねじ部材
Claims (6)
- 斜板式容量可変コンプレッサと放熱器と膨張弁と蒸発器とを炭酸ガス等による冷媒が順に循環し、超臨界域で運転される超臨界蒸気圧縮サイクルの運転制御方法において、
前記放熱器の出口側の冷媒圧力、冷媒温度を及ぼされる流体封入ベローズと、前記流体封入ベローズにより駆動され、前記放熱器の出口側の冷媒温度が所定値の時に前記放熱器の出口側の冷媒圧力が所定値以上になれば、弁ポートを開く弁体とを有する容量制御弁の前記弁ポートが開かれることにより前記放熱器の出口側の冷媒を前記斜板式容量可変コンプレッサのクランク室に導き、前記放熱器の出口側の冷媒圧力、冷媒温度に応じて前記斜板式容量可変コンプレッサの容量を低減することを特徴とする超臨界蒸気圧縮サイクルの運転制御方法。 - 斜板式容量可変コンプレッサと放熱器と膨張弁と蒸発器とを炭酸ガス等による冷媒が順に循環し、超臨界域で運転される超臨界蒸気圧縮サイクルの運転制御装置において、
前記放熱器の出口側の冷媒圧力、冷媒温度を及ぼされる流体封入ベローズと、前記流体封入ベローズにより駆動され、前記放熱器の出口側の冷媒温度が所定値の時に前記放熱器の出口側の冷媒圧力が所定値以上になれば、弁ポートを開く弁体とを有する容量制御弁を備え、該容量制御弁の前記弁ポートが開かれることにより前記放熱器の出口側の冷媒を前記斜板式容量可変コンプレッサのクランク室に導き、前記放熱器の出口側の冷媒圧力、冷媒温度に応じて前記斜板式容量可変コンプレッサの容量を低減することを特徴とする超臨界蒸気圧縮サイクルの運転制御装置。 - 斜板式容量可変コンプレッサと放熱器と膨張弁と蒸発器とを冷媒が順に循環する冷凍サイクルで使用される斜板式容量可変コンプレッサの容量制御装置において、
前記放熱器の出口側の冷媒圧力、冷媒温度を及ぼされる流体封入ベローズと、前記流体封入ベローズにより駆動され、前記放熱器の出口側の冷媒温度が所定値の時に前記放熱器の出口側の冷媒圧力が所定値以上になれば、弁ポートを開く弁体とを有し、前記弁ポートが開かれることにより前記放熱器の出口側の冷媒を前記斜板式容量可変コンプレッサのクランク室に導き、前記放熱器の出口側の冷媒圧力、冷媒温度に応じて前記斜板式容量可変コンプレッサの容量を低減することを特徴とする斜板式容量可変コンプレッサの容量制御装置。 - 斜板式容量可変コンプレッサと放熱器と膨張弁と蒸発器とを冷媒が順に循環する冷凍サイクルで使用される容量制御弁において、
前記放熱器の出口側の冷媒圧力、冷媒温度を及ぼされる流体封入ベローズと、
前記流体封入ベローズにより駆動され、前記放熱器の出口側の冷媒温度が所定値の時に前記放熱器の出口側の冷媒圧力が所定値以上になれば、弁ポートを開く弁体とを有し、
前記弁ポートが開かれることにより前記放熱器の出口側の冷媒を斜板式容量可変コンプレッサのクランク室に導き、前記斜板式容量可変コンプレッサの容量を低減することを特徴とする容量制御弁。 - 前記流体封入ベローズには超臨界蒸気圧縮サイクルを最適運転させる密度の冷媒が封入されていることを特徴とする請求項4記載の容量制御弁。
- 前記流体封入ベローズの容積を可変設定できることを特徴する請求項4または5記載の容量制御弁。
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