JPS60222578A - 可変容量コンプレツサを用いた冷凍装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は可変容量コンプレッサを用いた冷凍装置に関し
、例えば自動車用空調装置の冷媒圧縮に用いて有望Ｊで
ある。

〔従来技術〕

従来、可変容量コンプレッサを有する冷凍サイクルにお
いて、その負荷が小さい場合はコンプレッサの容量を小
さくすることによって対応し、その負荷が大きい場合に
はコンプレッサの容量を最大吐出容量として対応してい
た。ところが、この最大吐出容量は、コンプレッサ本体
の容積から決定されるものであるため、それ以上の吐出
容量が要求される場合は対応することができないという
問題がある。また、その要求される吐出容量に２１応し
てコンプレッサを大型化しなければならないという問題
がある。

〔発明の目的〕

本発明は上記の点に鑑み、ガスインジェクションと可変
容量とを組み合わせた可変容量コンプレッサの提供を目
的とする。

そこで本発明は上記目的を達成するため、コンプレッサ
の吸入室と圧縮室とを連通ずるハイバース一孔と、気液
分離器中の気冷媒をガスインジェクションするインジェ
クション孔と、バイパス孔及びインジェクション孔とを
開閉するバイパス弁とを交互に設けて、コンプレッサが
最大吐出容量で作動する時にのみガスインジェクション
を行なうものである。

〔実施例〕

次に本発明の可変容量コンプレッサを冷凍装置に用いた
一実施例を図に基づいて説明する。

第１図は冷凍サイクルを示し、図中１はコンプレッサで
電磁クラッチ２を介して、図示しない自動車走行用エン
ジンの駆動力を受け回転する。３は自動車のエンジンル
ーム内前方部に配設されたコンデンサで、コンプレッサ
１より高温高圧の気冷媒を導入し、高圧のまま液化させ
るものである。

４はコンデンサ３の出口側に配設された第１減圧弁で、
本例ではキャピラリーチューブ製の固定絞りよりなり、
高圧冷媒を所定量（２〜３ｋｇ／ｃｎ）減圧するもので
ある。５はこの第１減圧弁の下流側に配設された気液分
離機能を有する気液分離器で受液部６を有し、この受液
部６にて減圧後の冷媒を受け、さらに冷媒の気液を分離
するものである。第１減圧弁で所定量減圧されているた
め、この受液部６内の冷媒は完全な液冷媒ではなく、所
定量の乾き度を有している。そのため、液冷媒が受液部
６の下面に溜り、受液部６上面には気冷媒が存在してい
る。７は液冷媒導出用の導出パイプで、受液部６の最下
面に開口している。一方、８は気冷媒導出用の導出口で
受液部６の上面に開口している。この導出口８は、後述
する可変容量ポンプのインジェクション孔３５と連通し
ている。

導出パイプ７より導出された液冷媒は第２減圧弁９にて
更に減圧される。この第２減圧弁はエバポレータ１０出
口側の圧力を検出する感温筒１１からの信号に基づいて
通路面積を可変制御する可変絞り弁である。そして、こ
の第２減圧弁９により液冷媒を低温低圧の霧状に減圧膨
張させる。

エバポレーク１０は車室内に配設され、車室内に導かれ
る空気と熱交換し、空気中より気化熱を奪って冷媒を蒸
発させるものである。一方、気化熱を奪われた空気は冷
却され、それにより車室内の冷房が行なわれる。そして
、エバポレーク１０で気化した気冷媒は再びコンプレ・
ノサ１の吸入室２０に導かれる。

次に本発明の第１実施例のコンプレッサを第２図乃至第
５図に基づいて説明する。

第２図、第３図はコンプレッサ１を示す断面図で、図中
１２はアルミニウム合金製のフロントハウジングである
。このフロントハウジング１２上に上記電磁クラッチ（
図示せず）が載置され、電磁クラッチを介してシャフト
１３が回転する。シャフト１３の回転はロータ１４に伝
達され、それを受けてロータ１４がハウジング１５のシ
リンダ室１６内で回転する。ロータ１４はハウジング１
５の中心より偏心して配設されている。１８はロータ１
４に摺動自在に配設されたベーンで、上端がシリンダ室
１６内面と摺接する。そして、隣合うベーン１８とロー
タ１４外面とシリンダ室１６内面とによって区画される
圧縮室Ｒはロータ１４の回転に伴い、容積変動を繰り返
す。

圧縮室Ｒの容積が増加する位置に吸入口１９が開口し、
この吸入口１９は前記フロントハウジング内に形成され
た吸入室２０１連通する。一方、圧縮室Ｒの容積が最も
減少する位置には吐出口２１が対向し、この吐出口２１
はハウジング１５内に形成された吐出室２３に吐出弁２
４を介して連通ずる。

さらにフロントハウジング１２とハウジング１５の間に
は、フロントプレート２５がボルト２６によって固定さ
れている。フロントプレート２５には第３図に示す様に
前記吸入室２０と圧縮室Ｒとを連通ずるバイパス孔２７
が設けてあり、このバイパス孔２７の開閉を行なうバイ
パス弁としてスプール２８がフロントプレート２５に設
けである。このスプール２８の一端には吐出側として、
圧縮が完了したもしくは圧縮途中の圧縮室Ｒの高圧冷媒
が高圧導入孔２９（第４図、第５図に示す）を介して導
入されるコントロール室１０１が形成され、他端にはス
プリング３０が配設されている。

そして、コントロール室１０１の圧力とスプリング３０
の付勢力のつり合いによりスプール２８の位置が制御さ
れ、バイパス孔２７の開口度が調整される。

また、第４図、第５図中３１は、導入孔２９より分岐し
た分岐通路であり、コントロール室１０１と吸入室２０
とを連通ずる。この導入孔３１の途中には、流量を制御
するための電磁弁３２が設けられている。

一方、フロントプレート４の一部には、インジェクショ
ン孔３５が設けられている。このインジェクション孔３
５の一方３．５８は、気液分離器５の導出口８と連通し
ており、他方３５ｂは圧縮行程途中にある圧縮室Ｒに逆
止弁を介して開孔している。また、このインジェクショ
ン孔３５の開閉は、スプール２８によって行われる。つ
まり、スプール２８の小径部２８ａが第４図の位置にあ
るときは、インジェクション孔３５を開弁し、第５図の
位置にあるときは閉弁する。

尚、５０はリヤプレート、５１はリヤハウジングであり
、ハウジング１５とリヤプレート５０はポルト５６によ
って固定されている。フロントハウジング１２とリヤハ
ウジング５１とはボルト５２によって固定されている。

リヤハウジング５１には吐出ボート５３及び油分離室５
４が設けられている。

次に、上記構成よりなる本実施例の作動につ６Ａで説明
する。

電磁フランチを介して自動車走行用エンジン（図示せず
）の駆動力がシャフト１３に伝わるとシャフト１３は回
転し、同時にロークー１４もシリンダ１６内を回転する
。この回転により圧縮室Ｒの容積が変動し、容積が増加
する部位では冷凍サイクルのエバポレータ１０より導か
れた冷媒がフロントハウジング１２に設けた吸入ボート
（図示せず）より吸入室２０に吸入され、フロントプレ
ート４に設けた吸入口１９を介して圧縮室Ｒ内に吸入さ
れる。ローター１３の回転に伴って圧縮され、高圧とな
った冷媒は吐出口２１より吐出室２３に吐出される。そ
の後、油分離室５４に流出し、ｉ′Ｉｉ８？ｆ！Ｉ油を
分離したのち、吐出ボート５３より凝縮器側に吐出され
る。

コンプレッサが起動する際には、自動車走行用エンジン
に大きな衝撃を与えないためその起動負荷を低減する必
要がある。すなわち、起動時にはバイパス孔２７を開い
てコンプレッサの吐出容量を小さくしておく必要がある
。本例の場合起動時には、スプール２８の前後面に圧力
差が生じていないためスプール２８はスプリング３０に
より駆動されバイパス孔２７を開いている。従って、本
例のコンプレッサでは起動時にエンジンに衝撃を与える
ことなく、乗員に不快感を与えない。

次にコンプレッサに十分な吐出能力が要求される状態で
はスプール２８はバイパス孔２７を閉じておく必要があ
る。そのため、電磁弁３２を閉じて圧縮室Ｒからの高圧
冷媒をすべてコントロール室１０１に導き、この高圧冷
媒の圧力がスプリング３０の付勢力に打ち勝ちスプール
２８はバイパス孔２７を閉しる。このとき、第４図に示
す状慇となる。一方、インジェクション孔３５は、スプ
ール２Ｂの小径部２８ａによって連通ずる。すなわち、
気液分離器５内の高圧の気冷媒は、導出口８とインジェ
クション孔３５を経て、圧縮行程途中にあるコンプレッ
サの圧縮室Ｒ内に頃出される。

この気冷媒は、本来冷凍の能力に関与せずにエバポレー
タ１０を通過してコンプレッサ１に入力されるものであ
る。このため、その一部がインジェクションされても冷
凍能力の低下には結びつかないものである。

すなわち、このｉのコンプレッサの吐出容量は最大であ
ると同時に、力′スインジェクションによって更にポン
プ効率が向上している。

一方、車室内が十分に冷房され、コンプレッサの吐出能
力が過剰になると、車室内に設けた温度セン号もしくは
低圧配管に設けた圧力センザより電磁弁３２に信号が送
られ、電磁弁３２が開く。

すると、圧縮室Ｒからの高圧冷媒が電磁弁３２より分岐
通路３１を通って吸入室２０に開放され、コントロール
室１０１内の圧力が下がりスプール２８がスプリング３
０の付勢力によって移動しバイパス孔２７を開く。この
状態を第５図に示す。

その結果、吐出容量を小さくすることができる。

ここで、インジェクション孔３５は、スプール２８によ
って閉じられる。つまり、コンプレッサの吐出容量が小
さい場合は、ガスインジェクションは行なわれない。

尚、バイパス孔２７、インジェクション孔３５の開閉を
するスプール２８の駆動源として、コンプレッサからの
高圧冷媒を用いたが、第６図に示すように、気液分離器
５内の高圧気冷媒を用いてもよい。さらに、スプール２
８は、電磁ソレノイドあるいはモータ等の外部動力によ
って駆動されてもよい。

また、上述の実施例においては、可変容量のベーン型コ
ンプレッサについて説明したが、他の型式のコンプレッ
サでもよい。その場合、コンプレッサには、その圧縮室
と吸入室とをバイパス連通して吐出容量を制御するスプ
ール等の弁が設けられている必要がある。

〔発明の効果〕

以上述べた様に、本発明はガスインジェクションが可能
な可変容量コンプレッサを提供することができる。すな
わち、可変容量コンプレ・ノサが最大吐出容量の時に、
ガスインジェクションを行なうことにより、さらにコン
プレッサの吐出能力を向上することができるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す冷凍装置の模式図、第
２図は本発明の可変容量コンプレッサの縦断面図、第３
図は第２図のｍ−ｍ線に沿う断面図、第４図、第５図は
一実施例を示す要部概略図、第６図は他の実施例を示す
要部概略図である。 １・・・コンプレッサ、５・・・気液分離器、２０・・
・吸入室、２７・・・バイパス孔、２８・・・スプール
、３５・・・インジェクション孔。 代理人弁理士　岡　部　隆 第１２ 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. コンプレッサの外形を形成するハウジングと、このハウ
   ジング内で容積変動を繰り返す圧縮室と、この圧縮室に
   冷媒を吸入する吸入室と、前記圧縮室と前記吸入室とを
   所定の条件下において連通するバイパス孔と、前記圧縮
   室から吐出された冷媒を期待と液体に分離する気液分離
   器と、この気液分離器内の気冷媒を圧縮行程途中にある
   圧縮室に導くインジェクション孔と、前記バイパス孔と
   前記インジェクション孔を交互に開閉するスプール弁を
   具備することを特徴とする可変容量コンプレッサを用い
   た冷凍装置。