(57)【要約】【課題】室外熱交換器に着霜が発生しても、円滑な暖房運転が行えるようにする。【解決手段】圧縮機１と室外熱交換器３とを結ぶホットガスバイパス管路７に、冷媒の温度により流量を調整して開閉するワックスエレメント弁８を設け、、室外熱交換器３に着霜が発生した場合、前記ワックスエレメント弁１２に充填されたワックスが冷媒により冷却され収縮して前記ワックスエレメント弁８が開放される。これにより前記ホットガスバイパス管路７を介して高温高圧の冷媒を前記室外熱交換器３に流入させて除霜が行なえるとともに、高温高圧の冷媒流量を連続的に変化させ、弁の開閉による乱流の発生及びこれに伴う振動あるいは騒音を防止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、四方弁と、室外熱交換器と、膨張弁と、室内熱交換器とを順次接続して冷媒回路を構成するとともに、前記圧縮機の吐出側と、前記膨張弁と前記室外熱交換器を接続する配管との間に、開閉弁を備えたホットガスバイパス管路を設けてなる空気調和機において、
前記開閉弁が、前記圧縮機側に流入口を、前記室外熱交換器側に流出口を備えるとともに、弁座を備えた円筒状の台座と、同台座内に収納され、温度により膨張、収縮を繰り返すワックスによりロッドを前後進させるワックスエレメントと、前記ロッドに装着され、前記弁座に押圧される弁部を備えた弁体とから構成されたワックスエレメント弁からなることを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
前記台座が、前記流入口を一端に形成し他端に擂鉢状の前記弁座を形成した第一台座と、前後進する前記弁体を収納した第二台座と、前記流出口を一端に掛止し、前記ワックスエレメントの本体部を収納した第三台座とからなることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項３】
前記弁体が、内側円筒部と外側円筒部との間にスプリング収納部を備えた二重円筒状に形成され、スプリングにより前記弁部が前記弁座に押圧されてなるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項４】
前記ロッドの先端部に円盤状の掛止部を形成するとともに、同掛止部を前記弁体の内側円筒部に掛止できるようにしてなることを特徴とする請求項１又は請求項３に記載の空気調和機。
【請求項５】
前記第一台座と前記第二台座とをフランジにより接合し、同フランジに冷媒が通過する円弧状の第一通過孔を複数形成してなることを特徴とする請求項２に記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和機に関わり、より詳細には圧縮機の吐出側と室外熱交換器との間に、冷媒温により作動するワックスエレメント弁を備えたホットガスバイパス回路を設けた構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
暖房運転時、室外熱交換器に付着した霜を除去するホットガスバイパス回路を設けた冷媒回路は、例えば図４で示すように、圧縮機３０と四方弁３１と室外熱交換器３４と四方弁３３と室内熱交換器３２とを順次接続するとともに、前記圧縮機３０の吐出側と、前記膨張弁３３と前記室外熱交換器３４との間に電磁開閉弁３７を備えたホットガスバイパス管路３６を設けている。（特許文献１参照）
【０００３】
前記室外熱交換器３４には、暖房運転時の冷媒流入側から中間部までの所定の位置に冷媒の温度を検出する温度センサが設けられており、検出された冷媒の温度が所定値以下になると前記ホットガスバイパス管路３６に備えられた前記電磁開閉弁３７を開放し、所定値以上になると閉鎖するようになっている。
【０００４】
暖房運転時、前記圧縮機１から吐出された高温高圧の冷媒は前記四方弁３１を経て前記室内熱交換器３２に流入し、同室内熱交換器３２で熱を放出し凝縮する。凝縮した冷媒は前記膨張弁３３により絞られて低温低圧となり前記室外熱交換器３４に流入し、同室外熱交換器３４で熱を吸収して蒸発する。蒸発した冷媒は前記四方弁３１及びアキュームレータ３５とを経て前記圧縮機１に還流するようになっている。
【０００５】
冷媒として非共沸混合冷媒を用いると、暖房運転時、前記室外熱交換器３４での流入側冷媒温度が流出側冷媒温度より低くなる現象が生じ、流入側から内部にかけて着霜が発生する。着霜が発生すると暖房運転に支障が生じるため、前記温度センサで検出された検出値が所定値以下になると前記電磁開閉弁３７を開放させ、前記圧縮機１から吐出された高温高圧の冷媒を前記ホットガスバイパス管路３６を介して前記室外熱交換器３４の流入側に導びき除霜を行うようになっている。
【０００６】
しかしながら、前記温度センサは検知特性や耐久性に問題を生じる虞があり、また前記電磁開閉弁３７により冷媒流動の遮断を繰り返すと冷媒回路内に乱流が発生するとともに、これに起因する振動あるいは騒音が発生する場合があった。
【０００７】
【特許文献１】
特開平７−１５１４２６号
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点に鑑み、温度センサを用いることなく室外熱交換器の着霜を感知するとともに、ホットガスバイパス管路を介して室外熱交換器に供給される冷媒流量を連続的に可変できる空気調和機を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するため、圧縮機と、四方弁と、室外熱交換器と、膨張弁と、室内熱交換器とを順次接続して冷媒回路を構成するとともに、前記圧縮機の吐出側と、前記膨張弁と前記室外熱交換器を接続する配管との間に、開閉弁を備えたホットガスバイパス管路を設けてなる空気調和機において、
前記開閉弁が、前記圧縮機側に流入口を、前記室外熱交換器側に流出口を備えるとともに、弁座を備えた円筒状の台座と、同台座内に収納され、温度により膨張、収縮を繰り返すワックスによりロッドを前後進させるワックスエレメントと、前記ロッドに装着され、前記弁座に押圧される弁部を備えた弁体とから構成されたワックスエレメント弁からなる。
【００１０】
また、前記台座が、前記流入口を一端に形成し他端に擂鉢状の前記弁座を形成した第一台座と、前後進する前記弁体を収納した第二台座と、前記流出口を一端に掛止し、前記ワックスエレメントの本体部を収納した第三台座とからなる構成となっている。
【００１１】
また、前記弁体が、内側円筒部と外側円筒部との間にスプリング収納部を備えた二重円筒状に形成され、スプリングにより前記弁部が前記弁座に押圧されてなるようにした構成となっている。
【００１２】
また、前記ロッドの先端部に円盤状の掛止部を形成するとともに、同掛止部を前記弁体の内側円筒部に掛止できるようにしてなる構成となっている。
【００１３】
更に、前記第一台座と前記第二台座とをフランジにより接合し、同フランジに冷媒が通過する円弧状の第一通過孔を複数形成してなる構成となっている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいた実施例として詳細に説明する。
図１は本発明による空気調和機の冷媒回路図であり、図２はホットガスバイパス管路に設けられたワックスエレメント弁の断面図である。また図２は同ワックスエレメント弁が開放された状態を示す断面図である。
本発明による空気調和機は、図１で示すように、圧縮機１と四方弁２と室外熱交換器３と膨張弁４と室内熱交換器５とアキュームレータ６とを順次接続して冷媒回路を構成するとともに、前記圧縮機１の吐出側配管と、前記室外熱交換器３と前記膨張弁４とを接続する配管とを間に、ワックスエレメント弁８を備えたホットガスバイパス管路７を設けている。
【００１５】
冷房運転時、前記圧縮機１の吐出側から吐出された高温高圧の冷媒は、実線の矢印で示すように、前記四方弁２を経て前記室外熱交換器３に流入し、同室外熱交換器３で熱を放出して凝縮する。凝縮した冷媒は続いて前記膨張弁４により絞られて低温低圧となり前記室内熱交換器５に流入し、同室内熱交換器５で熱を吸収して蒸発する。蒸発した冷媒は前記四方弁２と前記アキュームレータ６とを介して前記圧縮機１の吸込側に還流するようになっている。
【００１６】
暖房運転時、前記圧縮機１の吐出側から吐出された高温高圧の冷媒は、破線の矢印で示すように、前記四方弁２を経て前記室内熱交換器５に流入し、同室内熱交換器５で熱を放出して凝縮する。凝縮した冷媒は続いて前記膨張弁４により絞られて低温低圧となり前記室外熱交換器３に流入し、同室外熱交換器３で熱を吸収して蒸発する。蒸発した冷媒は前記四方弁２と前記アキュームレータ６とを介して前記圧縮機１の吸込側に還流するようになっている。
【００１７】
前記ホットガスバイパス管路７に設けられたワックスエレメント弁８は図２（Ｂ）で示すように、一側に流入口８ａを開口し、他側に流出口８ｂを開口した円筒状の本体からなり、同本体内にワックスエレメント１２と同ワックスエレメント１２に駆動される弁体１３とを設けている。前記本体は、前記流入口８ａを形成し他方にフランジ９ａを形成するとともに、同フランジ９ａに連なる開口縁に擂鉢状の弁座９ｂを設けた第一台座９と、両側にフランジ１０ａ及びフランジ１０ｂとを形成し、前記フランジ１０ａを前記フランジ９ａに螺着させた第二台座１０と、一側に前記フランジ１０ｂに螺着されるフランジ１１ａを形成し、他側に前記流出口８ｂを形成した第三台座１１とからなっている。
【００１８】
前記第三台座１１のフランジ１１ａには、進退自在なロッド１２ｂを本体部１２ａから前記第二台座１０側へ突出させたワックスエレメント１２が固定されており、前記ロッド１２ｂの先端部には前記弁体１３に掛止する円盤状の掛止部１２ｃが形成されている。前記本体部１２ａ内には温度により膨張収縮を繰り返す粘性状のワックスが充填され、ワックスが膨張すると前記ロッド１２ｂが前記第二台座１０側に押出され、ワックスが収縮すると前記第三台座１１側に引込まれるようになっている。前記弁体１３は二重円筒状に形成され一側周縁に、擂鉢状の前記弁座９ｂに押圧される円錐状の弁部１３ａを形成し、内側円筒部に前記ワックスエレメント１２のロッド１２ｂを挿入させている。
【００１９】
前記弁体１３の内側円筒と外側円筒との隙間には、スプリング１７が挿入されるスプリング収納部１３ｂが形成されている。前記スプリング１７は前記第二台座１０のフランジ１０ｂから前記弁体１３側に向けて複数突設されたガイドピン１６により支承されるとともに、一端を前記スプリング収納部１３ｂのの奥部に当接させ、他端を前記フランジ１０ｂに当接させている。前記スプリング１７により前記弁体１３の弁部１３ａは前記弁座９ｂに押圧されるようになっている。
【００２０】
前記第二台座１０の前記フランジ１０ａには、図２（Ｂ）の断面図で示すように、周縁にネジが挿通する挿通孔１０ｃが複数穿設されるとともに、内周側に冷媒が通過する円弧状の第一通過孔１４が複数穿設され、前記弁部１３ａが前記スプリング１７の押圧力により前記弁座９ｂに押圧されると、前記第一通過孔１４は閉鎖されるようになっている。また前記フランジ１１ａには、図２（Ｃ）の断面図で示すように、周縁にネジが挿通する挿通孔１１ｂが複数穿設されるとともに、内周側に冷媒が通路する円弧状の第二通過孔１５が複数穿設されている。
【００２１】
次に、動作について説明する。暖房運転を開始すると、図１の点線で示すように、前記膨張弁４から前記室外熱交換器３に向かい冷媒が流れるとともに、前記ホットガスバイパス管路７にも流入する。同ホットガスバイパス管路７に流入した冷媒は前記流出口８ｂから前記ワックスエレメント弁８にも流入し、前記第一通過孔１４が閉鎖されていることにより、前記ワックスエレメント１２の本体部１２ａの周囲に滞留する。
【００２２】
冷媒の温度が低く、前記室外熱交換器３に着霜が発生しそうな場合、前記ワックスエレメント弁１２の本体部１２ａが冷媒により冷却され、同本体部１２ａ内に充填されているワックスも冷却される。ワックスは冷却されると収縮し、これに伴い前記ロッド１２ｂが引込まれる。同ロッド１２ｂが引込まれると、前記掛止部１２ｃが前記弁体１３の内側円筒部端部に掛止され、これにより前記弁体１３は前記流出口８ｂ側に移動し、前記第一通過口１４が開放されるようになっている。
【００２３】
前記第一通過口１４が開放されると、図３で示すように、前記圧縮機１から吐出された高温高圧の冷媒が前記第一通過口及び前記第二通過口１５を経て前記室外熱交換器３に流入し、これを加温して付着した霜を溶解させるようになっている。除霜が継続され、前記膨張弁４から前記室外熱交換器３に向かう冷媒の温度が上昇してくると、前記ワックスエレメント弁１２の本体部１２ａも加温されワックスが膨張し、前記ロッド１２ｂが再び押し出され前記弁体１３が前記第一通過口１４を閉鎖するようになっている。これにより円滑な暖房運転が継続されるようになっている。
【００２４】
上記したように前記ワックスエレメント弁１２により前記ホットガスバイパス管路７を流れる冷媒を制御することにより円滑な暖房運転を行えるとともに、前記室外熱交換器３に流れる高温高圧の冷媒流量を連続的に変化させ、弁の開閉による乱流の発生及びこれに伴う振動あるいは騒音を防止できるようになっている。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、圧縮機と室外熱交換器とを結ぶホットガスバイパス管路に、冷媒の温度により連続的に流量を調整して開閉するワックスエレメント弁を設けることにより、室外熱交換器に着霜が発生した場合、冷媒の温度により前記ワックスエレメント弁が開放され、高温高圧の冷媒を前記室外熱交換器に流入させて除霜が行なえるとともに、冷媒流量を連続的に変化させ、弁の開閉による乱流の発生及びこれに伴う振動あるいは騒音を防止できる空気調和機とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による空気調和機の冷媒回路図である。
【図２】（Ａ）は（Ｂ）でのＡ−Ａ断面図である。
（Ｂ）はワックスエレメント弁の断面図である。
（Ｃ）は（Ｂ）でのＢ−Ｂ断面図である。
【図３】ワックスエレメント弁が開放された状態を示す断面図である。
【図４】従来例による空気調和機の冷媒回路図である。
【符号の説明】
１  圧縮機
２  四方弁
３  室外熱交換器
４  膨張弁
５  室内熱交換器
６  アキュームレータ
７  ホットガスバイパス管路
８  ワックスエレメント弁
８ａ  流入口
８ｂ  流出口
９  第一台座
９ａ  フランジ
９ｂ  弁座
１０  第二台座
１０ａ，１０ｂ  フランジ
１０ｃ  ネジ挿通孔
１１  第三台座
１１ａ  フランジ
１１ｂ  ネジ挿通孔
１２  ワックスエレメント弁
１２ａ  本体部
１２ｂ  ロッド
１２ｃ  掛止部
１３  弁体
１３ａ  弁部
１３ｂ  スプリング収納部
１４  第一通過孔
１５  第二通過孔
１６  ガイドピン
１７  スプリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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