JPH0643651Y2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は空気調和機に係り、特に、暖房時の立上り特性
が良好で、かつ冷暖房時の容量調整も可能なる如くした
空気調和機に関する。

（従来の技術） 従来の冷暖房運転可能なヒートポンプ式空気調和機にお
いて、暖房時に外気温が低温になっても十分暖房が行え
る能力のものを使用すると、冷房能力が多過ぎるため、
冷暖房能力を可変として暖房能力の向上と、冷房時のエ
ネルギ効率比の向上を図るようにした、たとえば第３図
図示のものが知られている（特公昭56-699号公報参
照）。

この装置は、圧縮機１、四路切換弁２、室外熱交換器
３、減圧装置４および室内熱交換器５を図示の如く順次
接続して可逆の冷凍回路を形成し、さらに、冷房時は低
圧に、暖房時は高圧となる室内熱交換器５と四路切換弁
２とを接続する配管６から分岐し、圧縮機１の中間圧個
所７のシリンダへ連通するバイパス回路８を形成し、該
バイパス回路８に冷房時中間圧個所７から低圧となる配
管６へ流通する逆止弁20を介設している。

このため冷房時には圧縮機１より吐出される冷媒の一部
は中間圧個所７よりバイパス回路８側に流れ、そのため
室内熱交換器５で蒸発して冷房を行うべき冷媒の流量が
減少するので、空気調和機の能力は低減する。

また、暖房時には配管６が高圧になるので、逆止弁20に
より冷媒はバイパス回路８を流通せず、圧縮機１より吐
出する冷媒の全量が室内熱交換器５で凝縮し暖房を行う
ので、空気調和機の能力は冷房時より増大し、かくして
バイパス回路８中の逆止弁20による冷媒流通の有無によ
り冷房時と暖房時の空気調和機の能力調整を計ってい
る。

（考案が解決しようとする問題点） ところで、暖房運転時には暖房能力の増大とともに立上
り時間の短いことが望まれているが、前記従来装置に使
用する逆止弁20は圧力により作動する一方向性のため、
暖房時高圧となる配管６より中間圧となる圧縮機１のシ
リンダ内へ吐出ガスの一部をインジェクションして、圧
縮機１の仕事量を増大させることが不可能であるため、
暖房時の立上り特性の向上に関しては何ら貢献していな
い。

（問題点を解決するための手段） そこで本考案は冷暖房時の能力調整とともに暖房時の立
上り特性の向上を計るため、第１図に例示するように、
圧縮機１、四路切換弁２、室外熱交換器３、減圧装置４
および室内熱交換器５を順次接続して可逆の冷凍回路を
形成した空気調和機において、前記冷凍回路の冷房時は
低圧に、暖房時は高圧となる配管６から分岐し圧縮機１
の中間圧個所７に連通するバイパス回路８を形成し、該
バイパス回路８に冷媒温度が冷房時および暖房立上り時
の所定温度未満であるときは開、暖房定常時の所定温度
以上であるときは閉となる感温弁９を介設するものであ
る。

（作用） 本考案は前記手段により次のような作用が得られる。す
なわち、冷房時は配管６は常時低圧低温となるので、配
管６に連通するバイパス回路８中に介設した感温弁９が
常時開となり、圧縮機１から吐出されるガス冷媒の一部
がバイパス回路８から配管６、四路切換弁２を経由して
圧縮機１に還流し、室内熱交換器５を流通する冷媒の量
を減じ空気調和機の容量を減少させる。

一方暖房時の立上り時には、前記配管６は高圧となるも
のの圧縮機１より吐出される冷媒はその温度が低いので
感温弁９は開のままであり、したがって圧縮機１より吐
出されるガス冷媒の一部は配管６より分岐してバイパス
回路８を流通して圧縮機１の中間圧のシリンダ内へイン
ジェクションされ、圧縮機１の仕事量が増大して温度上
昇が早くなり、立上り特性が向上する。

さらに暖房定常運転時には、配管６は高圧且つ高温とな
るので、感温弁９は閉じてバイパス回路８を流通するガ
ス冷媒は無く、全冷媒が室内熱交換器５で凝縮暖房を行
うので、冷房時に較べて空気調和機の容量は増大するも
のである。

（実施例） 以下第１図および第２図を参照して本考案の好適な一実
施例としてのヒートポンプ式空気調和機について説明す
る。

第１図に示すヒートポンプ式空気調和機は、シリンダ内
へ吐出ガスの一部をインジェクションし得るようにして
容量可変型とした圧縮機１、冷暖房を切換える四路切換
弁２、冷房時は凝縮器、暖房時は蒸発器として働く室外
熱交換器３、減圧装置４、冷房時は蒸発器、暖房時は凝
縮器として働く室内熱交換器５、前記四路切換弁２、圧
縮機１をこれらの順に順次接続して、四路切換弁２によ
り冷暖房を切換えて可逆の冷凍回路を形成して冷房また
は暖房を行う。

しかして、前記冷凍回路の冷房時は低圧に、暖房時は高
圧となる室内熱交換器５と四路切換弁２とを接続する配
管６から分岐し、圧縮機１の中間圧となるシリンダ内の
中間圧個所７に連通するバイパス回路８を形成し、該バ
イパス回路８に冷房時および暖房立上り時の冷媒温度が
所定温度（例えば70℃）未満であるときは開となり、暖
房定常時の冷媒温度が所定温度以上となったときは閉と
なる感温弁９を介設する。

しかして、感温弁９は本考案の特徴をなす弁であり、以
下第２図を参照してその一例を詳細に説明する。

同図において符号10は弁本体であ、該弁本体10は圧縮機
１のシリンダ（図示せず）の中間圧個所７側の先端を小
径の開口10aとしており、大径部10bとの間の段差部を弁
座10cとしている。11はボルト（図示せず）などで弁本
体10に固定する弁蓋である。

一方、符号12は弁本体10内に収納される弁であり、該弁
12は前記弁本体10の弁座10cに対向する側は中央の小径
部12bの先端をニードル状に形成して先端部12aとし、反
弁座側は弁本体10の大径部10bとわずかな間隙を有して
摺動しうる大径部12cとしている。しかして前記弁蓋11
の開口11aは弁12の大径部12cより小径とするものであ
る。

また、符号13および14は弁本体10内に、弁12の大径部12
cを挟んで弁座側および反弁座側に介設されるコイル状
の２種類のバネ（バイアスばね13および形状記憶合金ば
ね14）であり、形状記憶合金ばね14の押圧力は、弁本体
10内の冷媒温度が所定温度（例えば70℃）未満のときは
バイアスばね13の押圧力より小で、弁12は第２図におい
てバイアスばね13により右方に押圧されて感温弁９は開
となり、他方冷媒温度が前記所定温度以上のときはバイ
アスばね13の押圧力より大となり、弁12は形状記憶合金
ばね14により左方に押圧され、弁12の先端部12aが弁本
体10の弁座10cに圧接されて感温弁９は閉となる如く形
成するものである。

なお、前記感温弁９は弁本体10内にバイアスばる13、次
いで弁12を先端部12aを先にし、最後に形状記憶合金ば
ね14を順次収納し、弁蓋11をボルトなどで弁本体10に固
定して構成することは言うまでもない。また、銅管内に
弁座10c及び開口10aを有する弁座部材を挿入し、さらに
バイアスばね13、弁12及び形状記憶合金ばね14を第２図
の順に内装し、その後、弁蓋11に相当する弁蓋部材を挿
入して、前記弁座部材及び弁蓋部材を導管をかしめるこ
とにより銅管内に密着固定してもよい。

なお、第１図において符号15は室外熱交換器３用のフア
ン、16は室内熱交換器５用のフアンである。

叙上の如く構成されたヒートポンプ式空気調和機の作用
について説明すると、まず、図示しない冷暖切換スイッ
チを冷房にして冷凍回路を冷房サイクルにすると、圧縮
機１から吐出された高温高圧のガス冷媒は第１図におけ
る実線矢印に示す如く、四路切換弁２を通り室外熱交換
器３に流入し加熱して高温の液冷媒となり、次いで減圧
装置４により減圧され室内熱交換器５に流入し蒸発して
室内より潜熱を奪い、冷房を行った蒸発後のガス冷媒は
四路切換弁２を経由して圧縮機１に吸入される。

この冷房運転時は配管６に流通するガス冷媒は低圧低温
であるので、感温弁９内の冷媒の温度も70℃に達しない
低温であり、バイアスばね13の押圧力は形状記憶合金ば
ね14の押圧力に打勝って、弁12を反弁座側に押圧するの
で感温弁９は開となり、圧縮機１の中間圧個所７のシリ
ンダから吐出されるガス冷媒の一部はバイパス回路８を
流通して配管６、四路切換弁２を経由して圧縮機１に還
流し、室内熱交換器５で蒸発する冷媒の量が減少して空
気調和機の容量が減少する。

次に、前記冷暖切換スイッチを暖房にして冷凍回路を暖
房サイクルにすると、圧縮機１から吐出されるガス冷媒
は点線矢印に示す如く、四路切換弁２を介して室内熱交
換器５に導かれ凝縮して液冷媒となり、室内に凝縮熱を
放出して暖房を行い、減圧装置４により減圧され、室外
熱交換器３において室外より吸熱して蒸発し、蒸発後の
ガス冷媒は四路切換弁２を経て圧縮機１に吸入される。

この暖房運転時、先ず立上り時は配管６を流通するガス
冷媒は高圧であるが低温であるため、感温弁９は冷房時
と同様に開状態のままであり、圧縮機１から吐出される
ガス冷媒は圧縮機１より四路切換弁２を経て配管６に到
り、矢印Ａの如くその一部は感温弁９を介設したバイパ
ス回路８を経て圧縮機１の中間圧個所のシリンダにイン
ジェクションされ、これにより圧縮機１の仕事量が増大
して吐出ガスの温度が急激に上昇し、暖房立上り特性が
向上する。

しかし、定常状態になると、感温弁９内を流通するガス
冷媒の温度は70℃の所定温度以上となるので、形状記憶
合金ばね14の押圧力はバイアスばね13の押圧力に打勝っ
て、弁12の先端部12aを弁本体10の弁座10cに圧接して感
温弁９を閉止し、バイパス回路８は遮断され、全冷媒量
が室内熱交換器５を流通するので、空気調和機の容量は
冷房時よりも増大し、効率の良い通常の暖房を行うもの
である。ここで、形状記憶合金ばね14は所定温度以上で
形状が急変するので、所定温度上の近辺でのシール性が
良好なものである。

なお、前記実施例では弁座側にバイアスばね13を、また
反弁座側に形状記憶合金ばね14を介設したが、前記圧力
関係を逆として介設する位置を逆としても良いことは言
うまでもなく、さらに、バイメタル等の他の感温部材を
使用して前記と同様な開閉を行うものであっても良いこ
とは勿論である。

（考案の効果） 本考案は叙上の如く構成するものであるので、次の如く
顕著な効果を奏するものである。

（１）暖房立上り時、吐出ガス冷媒の温度が所定温度未
満であるときは感温弁９を開とするので、圧縮機１から
の吐出ガス冷媒の一部を感温弁９を介してバイパス回路
８を経由して圧縮機１の中間圧個所７のシリンダヘイン
ジェクションでき、圧縮機１の仕事量が増大して、吐出
ガスの温度を急激に上昇させ、暖房立上り特性を向上で
きるものである。

（２）感温弁９をその中の冷媒の温度により、冷房時は
開き、暖房定常時は閉じるので、冷房時はガス冷媒の一
部をバイパスして容量を減少し、また暖房時はバイパス
回路８を閉じ全冷媒を冷凍回路に流通して冷房時より容
量を増大し、冷暖房での空気調和機の容量を極めて容易
に調整できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例としてのヒートポンプ式空気
調和機の配管接続図、第２図は第１図中の感温弁の拡大
断面図、第３図は従来のヒートポンプ式空気調和機の配
管接続図である。 １……圧縮機 ２……四路切換弁 ３……室外熱交換器 ４……減圧装置 ５……室内熱交換器 ６……配管 ７……中間圧個所 ８……バイパス回路 ９……感温弁 10……弁本体 12……弁 13……バイアスばね 14……形状記憶合金ばね

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮機（１）、四路切換弁（２）、室外熱
   交換器（３）、減圧装置（４）および室内熱交換器
   （５）を順次接続して可逆の冷凍回路を形成した空気調
   和機において、前記冷凍回路の冷房時は低圧に、暖房時
   は高圧となる配管（６）から分岐し圧縮機（１）の中間
   圧個所（７）に連通するバイパス回路（８）を形成し、
   該バイパス回路（８）に冷媒温度が冷房時および暖房立
   上がり時の所定温度未満であるときは開、暖房定常時の
   所定温度以上であるときは閉となる感温弁（９）を介設
   したことを特徴とする空気調和機。
2. 【請求項２】前記感温弁（９）を開閉する機構に形状記
   憶合金ばね（14）を使用したことを特徴とする実用新案
   登録請求の範囲第１項記載の空気調和機。