(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機（２）を有し、上記圧縮機（２）の吐出側（２ａ）と吸込側（２ｂ）とを四路切換弁（６）に接続した空気調和機において、上記四路切換弁（６）は、本体ケーシング（１０）の内部に、軸（１８）方向に移動可能で、かつこの軸（１８）回りに回動可能に配置された弁体（１１）と、この弁体（１１）に対向して配置された弁座（１９）とを有し、上記弁体（１１）には第1連通孔（１２）と第２連通孔（１３）とを設け、また上記弁座（１９）には一対の１次ポートと一対の２次ポートとを設け、上記弁体（１１）の回動によって１次ポートと２次ポートとの連通状態を切換えるべく構成して成り、上記圧縮機（２）の運転開始直後から一定時間は、上記弁体（１１）を軸（１８）方向に移動させて上記弁座（１９）から離反させることにより四路切換変弁（６）の１次ポート同士を連通させ、圧縮機（２）の吐出冷媒を、圧縮機（２）の吸込側（２ｂ）にバイパスさせるように構成したことを特徴とする空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、圧縮機の信頼性を向上させることが可能な空気調和機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から使用されている空気調和機では、圧縮機、室外熱交換器、減圧機構、室内熱交換器をその冷媒回路中に備え、圧縮機を駆動することによって上記冷媒回路中に冷媒を循環させるように構成されている。そして四路切換弁で冷媒の流通方向を切替えることにより、冷房運転時は室外熱交換器を凝縮器として機能させると共に、室内熱交換器を蒸発器として機能させ、暖房運転時は室外熱交換器を蒸発器として機能させると共に、室内熱交換器を凝縮器として機能させるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記冷媒回路中を流れる冷媒には、圧縮機の潤滑性を向上するために冷凍機油が入っている。しかし、冬季において圧縮機が停止している時間が長く、圧縮機内部の温度が極めて低下している状態では、冷媒が冷凍機油に溶解する割合が増加するため、冷凍機油の粘度が低下してしまう。このような状態で運転を開始すると、例え立上り時の運転制御を行ったとしても、圧縮機の潤滑性が低下して摺動部の摩擦や摩耗を促進させる原因となるため、圧縮機の故障に繋がるという問題が生じている。
【０００４】
そこで、上記問題を解決する方法として冷媒量を減らすという方法があるが、これはＣＯＰの向上を目指して熱交換器の容積を拡大し、冷媒量を増加するように構成したことと相反することになる。またこの他、別途にヒータを設けることによって、予め圧縮機を温めておくように制御する方法もあるが、この場合、常に圧縮機を温めておく必要があるため、コストがかかり、エネルギーの無駄であるという問題がある。
【０００５】
この発明は上記従来の欠点を解決するためになされたものであり、その目的は、圧縮機の通常の運転立上り時における冷凍機油の粘度の低下を抑制し、圧縮機の信頼性を確保することが可能な空気調和機を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで請求項１の空気調和機は、圧縮機２を有し、上記圧縮機２の吐出側２ａと吸込側２ｂとを四路切換弁６に接続した空気調和機において、上記四路切換弁６は、本体ケーシング１０の内部に、軸１８方向に移動可能で、かつこの軸１８回りに回動可能に配置された弁体１１と、この弁体１１に対向して配置された弁座１９とを有し、上記弁体１１には第1連通孔１２と第２連通孔１３とを設け、また上記弁座１９には一対の１次ポートと一対の２次ポートとを設け、上記弁体１１の回動によって１次ポートと２次ポートとの連通状態を切換えるべく構成して成り、上記圧縮機２の運転開始直後から一定時間は、上記弁体１１を軸１８方向に移動させて上記弁座１９から離反させさせることにより四路切換変弁６の１次ポート同士を連通させ、圧縮機２の吐出冷媒を、圧縮機２の吸込側２ｂにバイパスさせるように構成したことを特徴としている。
【０００７】
上記請求項１の空気調和機では、圧縮機２の運転開始直後から一定時間は、圧縮機２の吐出側２ａから流出する冷媒を、圧縮機２の吸込側２ｂへとバイパスさせるように構成している。この結果、圧縮機２に大きな負荷をかけずに冷凍機油の温度を上昇することができるため、その後の圧縮機２の通常の運転立上り時における冷凍機油の粘度の低下を抑制し、圧縮機２の信頼性を確保することが可能となる。また、この空気調和機では、圧縮機２の吐出冷媒を吸込側２ｂへとバイパスさせるのに、四路切換弁６の１次ポート同士を連通させている。このように空気調和機の冷媒回路に必要不可欠な四路切換弁６に、上記圧縮機２の吐出側２ａと吸込側２ｂとを連通させる機能を併せ持たせたことによって、低コストかつ容易な方法で、圧縮機２の通常の運転立上り時における冷凍機油の粘度の低下を抑制し、圧縮機２の信頼性を確保することが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の空気調和機の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本発明の一実施の形態である空気調和機１の構成を示す冷媒回路図である。
【００１１】
図１に示すように、上記空気調和機１は、圧縮機２、室外熱交換器３、電動膨張弁４（減圧機構）、室内熱交換器５を備えるヒートポンプ式の空気調和機であり、圧縮機２からの冷媒が循環されるように冷媒回路が構成されている。すなわち、圧縮機２の吐出側２ａと吸込側２ｂとは、それぞれ四路切換弁６の１次ポートに接続されている。そして、四路切換弁６の２次ポートの一方から室外ファン８を付設している室外熱交換器３、電動膨張弁４、室内ファン９を付設している室内熱交換器５をそれぞれ経由して四路切換弁６の他方の２次ポートへ至る冷媒回路が冷媒配管によって構成されている。
【００１２】
上記空気調和機１の冷媒回路において冷暖房運転を行う際には、上記電動膨張弁４を所定の開度に調整すると共に、室外ファン８及び室内ファン９を所定の回転数で駆動する。そして四路切換弁６で冷媒の流通方向を切替えることにより、上記冷房運転を行う場合は、圧縮機２からの吐出冷媒を二重線矢印に示すように循環させ、室外熱交換器３を凝縮器として機能させると共に、室内熱交換器５を蒸発器として機能させることによって室内空気の冷却を行う。また、暖房運転を行う場合は、圧縮機２からの吐出冷媒を破線矢印に示すように循環させ、室内熱交換器５を凝縮器として機能させると共に、室外熱交換器３を蒸発器として機能させることによって、室内空気の加熱を行うように構成している。
【００１３】
図２に上記冷暖房運転時における四路切換弁６の切替位置を示した概略断面図を示す。ここで（ａ）は冷房運転時における切替位置を、（ｂ）は暖房運転時における切替位置を示している。図２に示すように、上記四路切換弁６は、略円筒状の本体ケーシング１０の内部に、主軸１８方向への上下移動及び主軸１８を中心とした回動を可能に構成した円盤状の弁体１１と、上記弁体１１と対向する下方位置に配置された円盤状の弁座１９とを備えて成り、さらに上記弁座１９には各冷媒配管を接続するための４本の継手１４、１５、１６、１７が取付けられている。具体的には、上記圧縮機２の吐出側２ａと吸込側２ｂへと通じる冷媒配管が、上記四路切換弁６の１次ポートである吐出側継手１４と吸込側継手１７とにそれぞれ接続される一方、上記室外熱交換器３と室内熱交換器５へと通じる冷媒配管が、四路切換弁６の２次ポートである室外側継手１５と室内側継手１６とにそれぞれ接続されている。また、上記弁体１１には略楕円状に穿設された第１通気孔１２と、上記第１通気孔１２よりも長い楕円を円弧状に折曲げたような形に穿設された第２通気孔１３とが設けられており、このそれぞれの通気孔１２、１３の範囲内に配置された継手同士が連通されるように構成されている。
【００１４】
上記四路切換弁６の冷暖房運転時における切替動作について説明する。まず冷房運転時には、上記弁体１１を上方へ持ち上げて弁座１９から離反させ、図２（ａ）に示すような位置に弁体１１を回転させる。つまり、上記第１通気孔１２内に室内側継手１６と吸込側継手１７の開口部が、また第２通気孔１３内に吐出側継手１４と室外側継手１５の開口部がくるように弁体１１を回転させ、この状態で上記弁体１１を弁座１９上に下ろすことによって、室内側継手１６と吸込側継手１７とを連通させると共に、吐出側継手１４と室外側継手１５とを連通させるように構成している。次に、暖房運転に切替える場合は、上記弁体１１を上方に持ち上げて弁座１９から離反させ、図２（ｂ）に示すように、上記第１通気孔１２内に室外側継手１５と吸込側継手１７の開口部が、また第２通気孔１３内に吐出側継手１４と室内側継手１６の開口部がくるように弁体１１を回転させ、この状態で弁体１１を弁座１９上に下ろすことによって、上記室外側継手１５と吸込側継手１７とを連通させると共に、上記吐出側継手１４と室内側継手１６とを連通させるように構成している。
【００１５】
次に本発明の要旨部分である圧縮機２のバイパス運転について説明する。すなわち上記バイパス運転とは、図１の実線矢印に示すように、圧縮機２の吐出側２ａから流出した冷媒を、バイパス手段である四路切換弁６を介してそのまま圧縮機２の吸込側２ｂに返流するように構成した運転をいい、圧縮機２の運転開始直後から一定時間は、上記バイパス運転が行われるように制御されている。そして上記一定時間が経過すれば、バイパス運転は終了され、通常の冷暖房運転の運転開始時の初期制御が行われるようになっている。
【００１６】
上記バイパス運転時における四路切換弁６の切替動作を図２に基づいて説明する。すなわち、図２における弁体１１を上方へ持ち上げて、上記弁座１９から離反させた状態のままで保持する。すると、全ての継手１４、１５、１６、１７が繋がった状態（中立状態）となるので、この状態で圧縮機２を駆動すれば、圧縮機２の吐出側２ａから流出した冷媒を、四路切換弁６の吐出側継手１４から吸込側継手１７へと流通させた後、再び圧縮機２の吸込側２ｂへと返流させることが可能となる（バイパス運転）。すなわち、このような中立状態を保つことによって、四路切換弁６の１次ポート同士を連通させることができる。なお、上記バイパス運転を停止して冷暖房運転に切替える場合は、上記したように弁体１１を図２（ａ）又は（ｂ）の位置まで回転させ、この状態で弁体１１を弁座１９上に下ろせば、通常の冷暖房運転を行うことができる。
【００１７】
図３に、上記四路切換弁６によるバイパス運転を行った後に通常の冷暖房運転の初期運転制御を開始した場合と、従来のように直ちに冷暖房運転の初期運転制御を開始した場合における圧縮機２の回転数、冷凍機油の温度、及び粘度の時間変化を示したグラフを示す。図３のグラフにおいて、四角印は圧縮機２の回転数を示しており、三角印と丸印はそれぞれバイパス運転を行った場合の冷凍機油の温度と粘度とを示している（実施例）。一方、グラフにおける点線と一点破線は、バイパス運転を行わずに直ちに冷暖房運転の初期運転制御を開始した場合の冷凍機油の温度と粘度とを示している（従来例）。グラフより、バイパス運転を行った後に冷暖房運転の初期運転制御を開始する場合の方が、直ちに冷暖房運転の初期運転制御を開始する場合よりも、冷凍機油の温度が上昇していることがわかる。またこの温度上昇に伴って、冷凍機油の粘度も上昇していることが明らかである。これは、上記バイパス運転を行うことによって圧縮機２の温度が上昇するため、これによって冷媒中に溶け込んでいた冷凍機油が再び放出されて、上記粘度の上昇を図ることができたものと考えられる。従って、上記四路切換弁６を中立状態にして、圧縮機２のバイパス運転を行うことにより、初期運転制御開始時における冷凍機油の粘度低下を抑制することができることが明らかとなった。
【００１８】
以上のように上記空気調和機１の実施形態によれば、圧縮機２の運転開始直後から一定時間は、圧縮機２の吐出側２ａから流出される冷媒を、バイパス手段である四路切換弁６を介して圧縮機２の吸込側２ｂへとバイパスさせるように構成したことによって、圧縮機２に大きな負荷をかけずに冷凍機油の温度を上昇することができる。この結果、圧縮機２の通常の運転立上り時における冷凍機油の粘度の低下を抑制し、圧縮機２の潤滑性の向上を図ることができるため、圧縮機２の信頼性を確保することが可能となる。また、上記空気調和機１の冷媒回路に必要不可欠な四路切換弁６に、上記圧縮機２の吐出側２ａと吸込側２ｂとを連通させるバイパス機能を併せ持たせたことによって、低コストかつ容易な方法で上記圧縮機２の信頼性を確保することが可能となる。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように請求項１の空気調和機によれば、圧縮機に大きな負荷をかけずに冷凍機油の温度を上昇することができるため、その後の圧縮機の通常の運転立上り時における冷凍機油の粘度の低下を抑制し、圧縮機の信頼性を確保することが可能となる。また、空気調和機の冷媒回路に必要不可欠な四路切換弁に、バイパス機能を併せ持たせたことによって、低コストかつ容易な方法で、圧縮機の通常の運転立上り時における冷凍機油の粘度の低下を抑制し、圧縮機の信頼性を確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態である空気調和機の構成を示す冷媒回路図である。
【図２】上記空気調和機の四路切換弁の切替位置を説明するための概略断面図である。
【図３】上記第１実施形態である空気調和機における圧縮機回転数と冷凍機油の温度及び粘度との時間経過を示すグラフである。
【符号の説明】
１    空気調和機
２    圧縮機
２ａ  吐出側
２ｂ  吸込側
３    室外熱交換器
４    電動膨張弁
５    室内熱交換器
６    四路切換弁
１１    弁体
１２    第１通気孔
１３    第２通気孔
１４    吐出側継手
１５    室外側継手
１６    室内側継手
１７    吸込側継手
１９    弁座
【図１】
0003614097.tif 000002
【図２】
0003614097.tif 000003
【図３】
0003614097.tif 000004