(57)【要約】【課題】１台のコンプレッサで、コンプレッサの冷媒流量を増加するインジェクション機能と、コンプレッサの冷媒流量を低減させるリデュース機能とを兼備したエンジン駆動式空調装置等の空調装置を提供する。【解決手段】空調要求負荷が高いときにコンプレッサ１３の圧縮室への冷媒流量を増加するインジェクション操作を行うインジェクション通路５と、空調要求負荷が低いときにコンプレッサ１３から吐出される冷媒流量を低減させるリデュース操作を行うリデュース通路と、インジェクション通路５及びリデュース通路３を閉鎖する通常運転形態と、インジェクション通路５を開放して冷媒流量増加操作を行う形態と、リデュース通路３を開放し冷媒流量低減操作を行う形態とを切り替える制御弁４，８とを有する。【選択図】図１
2004293896.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を吐出する吐出ポートと、冷媒を吸い込む吸込ポートと、前記吐出ポート及び前記吸込ポートに連通する圧縮室とを有するコンプレッサと、
前記コンプレッサの前記吐出ポートから吐出された冷媒が流れ、その冷媒を前記吸込ポートに帰還させる冷媒循環通路と、
前記冷媒循環通路に設けられ暖房及び冷房のうちの少なくとも一方を行う熱交換器とを具備する空調装置において、
空調要求負荷が高いときに前記コンプレッサの圧縮室への冷媒流量を増加させるインジェクション操作を行うインジェクション通路と、
空調要求負荷が低いときに前記コンプレッサの前記吐出ポートからの冷媒流量を低減させるリデュース操作を行うリデュース通路と、
前記インジェクション通路及び前記リデュース通路を閉鎖する通常運転形態と、前記インジェクション通路を開放して前記インジェクション通路による冷媒流量増加操作を行う形態と、前記リデュース通路を開放して前記リデュース通路による冷媒流量低減操作を行う形態とを切り替える制御弁とを具備することを特徴とする空調装置。
【請求項２】
請求項１において、前記制御弁は、前記インジェクション通路を開閉するインジェクション用の第１制御弁と、前記リデュース通路を開閉するリデュース用の第２制御弁とで形成されていることを特徴とする空調装置。
【請求項３】
請求項１において、前記コンプレッサは、前記圧縮室に連通すると共に前記インジェクション通路及び前記リデュース通路に連通すると共に冷媒流量増加操作及び冷媒流量低減操作に共通して使用される共通ポートを有しており、
前記インジェクション通路及び前記リデュース通路の双方に連通すると共に前記コンプレッサの前記共通ポートに連通する共通通路が設けられていることを特徴とする空調装置。
【請求項４】
請求項１において、前記制御弁の開放度が小さいときまたは閉弁時において、前記インジェクション通路、前記リデュース通路、前記共通通路のうちの少なくとも一方に冷媒を送給して当該少なくとも一方における冷媒の加熱を抑える加熱抑制手段が設けられていることを特徴とする空調装置。
【請求項５】
請求項４において、前記制御弁は、開放度を連続的に切り替え得る弁であり、開放度が微量に設定された前記制御弁は前記加熱抑制手段を構成していることを特徴とする空調装置。
【請求項６】
請求項４において、前記コンプレッサの前記共通ポートに直接的にまたは間接的に連通すると共に前記制御弁に並列に配設された並列通路が設けられ、冷媒の流れに対して抵抗となる冷媒抵抗体が前記並列通路に設けられており、前記冷媒抵抗体は前記加熱抑制手段を構成していることを特徴とする空調装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のうちのいずれか一項において、前記コンプレッサはガスエンジンで駆動されるものであることを特徴とする空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は冷媒圧縮用のコンプレッサを作動させる空調装置に関する。本発明は、例えば、ガスエンジンなどのエンジンでコンプレッサを作動させるエンジン駆動式空調装置に利用することができる。
【０００２】
【従来の技術】
エンジン駆動式空調装置を例にとって従来技術を説明する。エンジン駆動式空調装置は、特許文献１等に開示されているように、冷媒を吐出する吐出ポートと冷媒を吸い込む吸込ポートと圧縮室とを有するコンプレッサと、コンプレッサを作動させるエンジンと、コンプレッサの吐出ポートから吐出された冷媒が流れその冷媒を吸込ポートに帰還させる冷媒循環通路と、冷媒循環通路に設けられ暖房及び冷房を行う熱交換器とを備えている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２２０８８６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記したエンジン駆動式空調装置によれば、駆動源としてエンジンを用いているため、空調能力の制御範囲の幅を大きく取れないという性質がある。
【０００５】
そこで空調要求負荷が高いときには、コンプレッサの圧縮室の冷媒流量を増加することが考えられる。更に空調要求負荷が低いときには、コンプレッサの圧縮室の冷媒流量を低減させ、コンプレッサの負荷を低減させることが考えられる。このように冷媒流量の増加、冷媒流量の低減という機能により、通常の能力制御範囲を超えた能力範囲で良好な空調が可能になる。
【０００６】
しかし従来のエンジン駆動式空調装置によれば、１台のコンプレッサで、コンプレッサの圧縮室の冷媒流量を増加する機能と、コンプレッサの圧縮室の冷媒流量を低減させる機能とを兼ねた構造および回路構成とはなっていない。
【０００７】
本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、１台のコンプレッサで、コンプレッサの圧縮室の冷媒流量を増加するインジェクション機能と、コンプレッサの圧縮室の冷媒流量を低減させるリデュース機能とを兼備したエンジン駆動式空調装置等の空調装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る空調装置は、冷媒を吐出する吐出ポートと、冷媒を吸い込む吸込ポートと、前記吐出ポート及び前記吸込ポートに連通する圧縮室とを有するコンプレッサと、
前記コンプレッサの前記吐出ポートから吐出された冷媒が流れ、その冷媒を前記吸込ポートに帰還させる冷媒循環通路と、
前記冷媒循環通路に設けられ暖房及び冷房のうちの少なくとも一方を行う熱交換器とを具備する空調装置において、
空調要求負荷が高いときに前記コンプレッサの圧縮室への冷媒流量を増加させるインジェクション操作を行うインジェクション通路と、
空調要求負荷が低いときに前記コンプレッサの前記吐出ポートからの冷媒流量を低減させるリデュース操作を行うリデュース通路と、
前記インジェクション通路及び前記リデュース通路を閉鎖する通常運転形態と、前記インジェクション通路を開放して前記インジェクション通路による冷媒流量増加操作を行う形態と、前記リデュース通路を開放して前記リデュース通路による冷媒流量低減操作を行う形態とを切り替える制御弁とを具備することを特徴とするものである。
【０００９】
本発明に係る空調装置によれば、空調要求負荷が通常であるときには、インジェクション通路及びリデュース通路を閉鎖する通常運転形態が制御弁により実行される。
【００１０】
また、空調要求負荷が高いときには、インジェクション通路を開放してインジェクション通路による冷媒流量増加操作を行う形態が制御弁により実行され、コンプレッサの圧縮室に供給される冷媒流量が増加される。
【００１１】
また、空調要求負荷が低いときには、リデュース通路を開放してリデュース通路による冷媒流量低減操作を行う形態が制御弁により実行され、コンプレッサの圧縮室の吐出ポートから吐出される冷媒流量が低減される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明によれば、制御弁は、インジェクション通路を開閉するインジェクション用の第１制御弁と、リデュース通路を開閉するリデュース用の第２制御弁とで形成されている構成を例示できる。第１制御弁が開放してインジェクション通路が開放すると、インジェクション通路による冷媒流量増加操作が実行される。
【００１３】
また第２制御弁が開放してリデュース通路が開放すると、リデュース通路による冷媒流量低減操作を行う形態が実行される。また、通常運転形態においては冷媒流量増加操作及び冷媒流量低減操作が実行されず、このため一般的には、第１制御弁及び第２制御弁は閉鎖される。
【００１４】
また本発明によれば、コンプレッサは、圧縮室に連通すると共にインジェクション通路及びリデュース通路に連通すると共に冷媒流量増加操作及び冷媒流量低減操作に共通して使用される共通ポートを有している構成を例示できる。この場合、コンプレッサに形成するポートの数を低減させるのに有利である。更に、インジェクション通路及びリデュース通路の双方に連通すると共にコンプレッサの共通ポートに連通する共通通路が設けられている構成を例示できる。この場合、通路の数を低減させるのに有利である。
【００１５】
ところで、空調運転時には、コンプレッサは圧縮工程を冷媒に対して行う。コンプレッサの共通ポートは、コンプレッサの圧縮室に連通または連通可能であり、圧縮工程及び再膨張工程による圧力変動の影響を受ける。従って、コンプレッサの共通ポートに連通する共通通路が設けられているときには、共通通路内に存在している冷媒は、共通ポートを介して、コンプレッサの圧縮工程及び膨張工程の影響を繰り返して受け易い。よって、制御弁が閉弁して共通通路内の冷媒の流れが止められているときに、共通通路内に存在している冷媒は、コンプレッサの圧縮工程及び膨張工程の影響を繰り返して受け、次第に加熱されるおそれがある。
【００１６】
共通通路に逆止弁を設ければ、上記した影響を軽減できるが、共通通路をインジェクション通路及びリデュース通路の双方に連通させることができなくなり、冷媒増加及び冷媒低減の双方をコンプレッサの圧縮室に対して行う共通通路本来の共通機能を果たすことができなくなる。上記したように共通通路内の冷媒の温度が上昇すると、共通通路に繋がるインジェクション通路内の冷媒、リデュース通路内の冷媒の温度も上昇するおそれがある。
【００１７】
この点について本発明によれば、制御弁の開放度が小さいときまたは閉弁時において、インジェクション通路、リデュース通路、共通通路のうちの少なくとも一方に冷媒（ガス状冷媒でも、液状冷媒でも良い）を送給し、当該少なくとも一方における冷媒の加熱を抑える加熱抑制手段が設けられている構成を例示できる。加熱抑制手段は、インジェクション通路、リデュース通路、共通通路のうちの少なくとも一方に少量の冷媒を送給して当該少なくとも一方における冷媒の加熱を抑える。
【００１８】
本発明によれば、制御弁は、開放度を連続的に切り替え得る弁とすることができる。この場合、制御弁は開放度を微量に設定することができる。このように開放度が微量に設定された制御弁は、インジェクション通路、リデュース通路、共通通路のうちの少なくとも一方に少量の冷媒を送給でき、これにより前記した加熱抑制手段を構成することができる。
【００１９】
本発明によれば、コンプレッサの共通ポートに連通すると共に制御弁に並列に配設された並列通路が設けられている構成を例示できる。更に、冷媒の流れに対して抵抗となる冷媒抵抗体が並列通路に設けられており、冷媒抵抗体は加熱抑制手段を構成している形態を例示できる。冷媒抵抗体は、冷媒の流れに対して抵抗となるため、インジェクション通路、リデュース通路、共通通路のうちの少なくとも一方に冷媒を少量ずつ送給して、当該少なくとも一方における冷媒の加熱を抑える加熱抑制手段として機能できる。冷媒抵抗体としてはキャピラリ、オリフィス、流量絞り弁が例示される。
【００２０】
【実施例】
（第１実施例）
以下、本発明の実施例について図１〜図４を参照しつつ説明する。本実施例に係る空調装置はガスエンジン駆動式空調装置である。まず、図１を参照してガスエンジン駆動式空調装置に係る冷媒循環通路１について説明する。冷媒循環通路１は室内の冷房または暖房を行うものであり、室外機１０と室内機１６とを有する。室外機１０は、燃料ガスの燃焼により駆動される駆動部としてのガスエンジン（エンジン）１１と、ガス状の冷媒と液状の冷媒とを分離した状態で冷媒を収容するアキュームレータ１２と、ガスエンジン１１で駆動され駆動に伴いアキュムレータ１２のガス状の冷媒を吸入して圧縮するコンプレッサ１３と、空調のために冷媒の熱交換を行う熱交換器としての室外熱交換器１４と、空調のために冷媒の熱交換を行う熱交換器としての室内熱交換器１７とを基本要素として有する。
【００２１】
冷媒循環通路１の室内機１６は、空調のために冷媒の熱交換を行う熱交換器としての室内熱交換器１７と、冷媒を膨張させる膨張弁１８とを基本要素として有する。
【００２２】
コンプレッサ１３はスクロール回転式の可変容量式のコンプレッサであり、ガスエンジン１１によりタイミングベルト等の動力伝達部材を介して連動される。故にガスエンジン１１はコンプレッサ１３の駆動源として機能する。コンプレッサ１３は、アキュムレータ１２の冷媒を圧縮室に吸い込む吸込ポート１５と、圧縮室で圧縮された高圧の冷媒を吐出させる吐出ポート２０と、後述するインジェクション操作及びリデュース操作で共通して使用される共通ポート１９とを有する。共通ポート１９から、本実施例を特徴づける要素である共通通路９が延設されている。共通通路９は、後述するインジェクション操作及びリデュース操作で共通して使用される通路である。
【００２３】
次に、室内を冷房するときにおける冷媒循環通路１の基本的経路について説明する。燃料ガスによりガスエンジン１１が駆動すると、コンプレッサ１３が駆動し、アキュムレータ１２のガス状の冷媒がアキュムレータ１２の吸入ポート１２ａから通路１ｘを経て吸入され、コンプレッサ１３の圧縮室で圧縮される。圧縮されて高温高圧となったガス状の冷媒は、コンプレッサ１３の吐出ポート２０から吐出され、通路１ａ、オイルセパレータ６１に至る。オイルセパレータ６１において冷媒からオイルが分離される。そしてオイルが分離された冷媒は、流路切替弁としての四方弁６２の第１ポート６２ａ、通路１ｂを通り、室外熱交換器１４に至る。そして高温高圧の冷媒は、室外熱交換器１４で冷却されて熱交換され、液化する。液化が進行した冷媒は、通路１ｃ、制御弁１００、レシーバタンク１０１に至る。制御弁１００は、開放度が連続的に可変にできる電子膨張弁で構成されている。レシーバタンク１０１は、ガス状の冷媒と液状の冷媒とを分離した状態で冷媒を収容する。
【００２４】
レシーバタンク１０１に到達した液状の冷媒は、更に、フィルタドライヤ６３、ボールバルブ６５Ａ、通路１ｄ、ストレーナ１７ｎを経て膨張弁１８に至り、膨張弁１８において膨張されて低温となる。
【００２５】
低温となった冷媒は、ストレーナ１７ｍを経て室内熱交換器１７に至り、室内熱交換器１７で熱交換されて室内を冷却し、更に、通路１ｅ、ボールバルブ６５Ｂ、通路１ｆ、四方弁６２の第３ポート６２ｃ、四方弁６２の第２ポート６２ｂ、二重管熱交換器６７、通路１ｈを経て、アキュムレータ１２の帰還ポート１２ｃに帰還する。アキュムレータ１２に帰還した冷媒は、アキュムレータ１２で液状の冷媒とガス状の冷媒とに分離された状態で収容される。
【００２６】
次に、室内を暖房するときにおける冷媒循環通路１の基本的経路について説明する。燃料ガスによりガスエンジン１１が駆動すると、コンプレッサ１３が駆動し、アキュムレータ１２のガス状の冷媒がアキュムレータ１２の吸入ポート１２ａから通路１ｘを経て吸入され、コンプレッサ１３の圧縮室で圧縮される。圧縮されて高温高圧となった冷媒は、コンプレッサ１３の吐出ポート２０から吐出され、通路１ａ、オイルセパレータ６１に至る。前述したようにオイルセパレータ６１において冷媒からオイルが分離される。そしてオイルが分離された冷媒は、四方弁６２の第３ポート６２ｃを通り、通路１ｆ、ボールバルブ６５Ｂ、通路１ｅを経て、室内熱交換器１７に至り、室内熱交換器１７で熱交換されて室内に熱を放出して室内を加熱する。
【００２７】
そして、室内側熱交換器１７を経た冷媒は、ストレーナ１７ｍを経て膨張弁１８に至り、膨張弁１８で膨張され、ストレーナ１７ｎを経て通路１ｄ、ボールバルブ６５Ａ、フィルタドライヤ６３’、レシーバタンク１０１、通路１ｃを経て、室外熱交換器１４に至り、更に四方弁６２の第１ポート６２ａ、第２ポート６２ｂ、二重管熱交換器６７、通路１ｈを経て、アキュムレータ１２の帰還ポート１２ｃに帰還する。帰還した冷媒は、アキュムレータ１２で液状の冷媒とガス状の冷媒とに分離された状態で収容される。上記したように室内の冷房及び暖房が行われる。
【００２８】
更に本実施例の要部構成について説明を加える。図１に示すように、インジェクション通路５が設けられている。インジェクション通路５は、空調要求負荷が高いときにコンプレッサ１３の圧縮室の冷媒流量を増加するためのものである。インジェクション通路５は冷媒循環通路１に並列状態に配置されている。
【００２９】
図１に示すように、インジェクション通路５は、冷媒循環通路１の通路１ｃのレシーバタンク１０１のガス室１０１ａから延設されており、熱交換器１０２、気液分離用の第２アキュムレータ１０３、インジェクション用の第１制御弁８、逆止弁１０５を経て共通通路９に繋がれている。第２アキュムレータ１０３は、液状の冷媒とガス状の冷媒とに分離された状態で収容する。インジェクション用の第１制御弁８は、オンオフ方式であり開放度０％と１００％とで２段階で切り替えられる弁、あるいは、開放度が連続的に可変にできる電子膨張弁で構成されている。第１制御弁８は、インジェクション通路５を開閉するインジェクション弁として機能するものである。
【００３０】
上記したようにインジェクション通路５が冷媒循環通路１の通路１ｃのレシーバタンク１０１のガス室１０１ａから延設されているのは、なるべくガス状冷媒をコンプレッサ１３の圧縮室にインジェクションしたいためである。液状冷媒は、コンプレッサ１３における圧縮に不向きである。更にコンプレッサ１３の内部おける潤滑性能の確保のためにも、ガス状冷媒が好ましい。
【００３１】
冷媒循環通路１の空調要求負荷（冷房負荷または暖房負荷）に応じて、ガスエンジン１１の回転数が制御され、ひいてはコンプレッサ１３の回転数が図略の制御系により制御される。
【００３２】
更に冷媒循環通路１の空調要求負荷（冷房負荷または暖房負荷）に応じて、インジェクション通路５の第１制御弁８の開閉が制御系により制御される。このため空調要求負荷（冷房負荷または暖房負荷）が高いときには、インジェクション操作を行うべく、インジェクション用の第１制御弁８が開放し、第２アキュムレータ１０３に溜まっている冷媒を、インジェクション通路５、逆止弁１０５、共通通路９を経て、コンプレッサ１３の共通ポート１９を介してコンプレッサ１３の圧縮室に供給させる、これにより空調要求負荷が高いとき、冷媒循環通路１に供給する単位時間当たりの冷媒流量を増加させる。この結果、空調要求負荷の増加に対処することができる。このようにインジェクション操作が実行されるときには、インジェクション用の第１制御弁８は開放するが、後述するリデュース用の第２制御弁４は閉鎖されている。
【００３３】
更に本実施例によれば、図１に示すように、リデュース通路３が設けられている。リデュース通路３は、空調要求負荷が低いときに、可変容量式のコンプレッサ１３の負荷を軽減すべく、コンプレッサ１３の圧縮室の余剰の冷媒をアキュムレータ１２に戻すリデュース操作を行うためのものである。
【００３４】
図１に示すように、リデュース通路３は、可変容量式のコンプレッサ１３の共通ポート１９とアキュムレータ１２のリデュースポート１２ｂとの間に設けられており、共通通路９を介してアキュムレータ１２のリデュースポート１２ｂに繋ぐように設けられている。なおリデュース通路３は冷媒循環通路１に並列状態に配置されている。
【００３５】
リデュース通路３を開閉する第２制御弁４は、図１に示すように、コンプレッサ１３の共通ポート１９とアキュムレータ１２のリデュースポート１２ｂとの間に設けられている。第２制御弁４は、開放度が連続的に可変にできる容量制御弁として機能できる電子膨張弁で構成されており、リデュース通路３を開閉するリデュース弁として機能する。
【００３６】
冷媒循環通路１の空調要求負荷（冷房負荷または暖房負荷）に応じて、リデュース通路３の第２制御弁４の開閉が制御系により制御される。このため空調要求負荷が低いときには、リデュース操作を行うべく、可変容量式のコンプレッサ１３の圧縮室の余剰の冷媒を冷媒循環通路１に供給せずに、コンプレッサ１３の共通ポート１９、共通通路９及びリデュース通路３を経て、アキュムレータ１２のリデュースポート１２ｂに帰還させる。これにより冷媒循環通路１に供給する単位時間当たりの冷媒流量を低減させ、コンプレッサ１３の負荷を低減させる。
【００３７】
このようにリデュース操作を行なうときには、リデュース用の第２制御弁４は開放されているものの、インジェクション用の第１制御弁４は閉鎖されている。
【００３８】
なお、空調要求負荷が通常領域である通常運転形態時には、第１制御弁８及び第２制御弁４は閉鎖されており、ひいてはインジェクション通路５及びリデュース通路３は閉鎖されており、コンプレッサ１３に対してインジェクション操作及びリデュース操作は実行されない。
【００３９】
図２は、スクロール式のコンプレッサ１３の内部の要部を模式化して示す。コンプレッサ１３は、渦巻き状をなす旋回式の第１スクロール１３１と、渦巻き状をなす固定式の第２スクロール１３２と、第１スクロール１３１及び第２スクロール１３２で形成された渦巻き状をなす容積可変の第１圧縮室１３３及び第２圧縮室１３４とを有する。
【００４０】
図２に示すように、吐出ポート２０は、第１圧縮室１３３及び第２圧縮室１３４に連通可能とされており、第１圧縮室１３３及び第２圧縮室１３４で圧縮されたガス状の冷媒を吐出する。
【００４１】
共通ポート１９は、共通通路９を介してインジェクション通路５及びリデュース通路３に連通する。本実施例によれば、共通ポート１９は、冷媒流量増加操作（インジェクション操作）及び冷媒流量低減操作（リデュース操作）に共通して使用されるものである。図２に示すように、共通ポート１９は、一方の第１圧縮室１３３と共通通路９とを連通させる第１共通ポート１９ａと、他方の第２圧縮室１３４と共通通路９とを連通させる第２共通ポート１９ｂとで形成されている。
【００４２】
以上説明したように本実施例によれば、インジェクション通路５とリデュース通路３とが設けられている。そして空調要求負荷が高いときには、リデュース用の第２制御弁４を閉鎖してリデュース通路３を閉鎖しつつ、インジェクション用の第１制御弁８を開放してインジェクション通路５を開放する。これによりインジェクション通路５から第２アキュムレータ１０３内のガス状の冷媒が共通通路９及び第１共通ポート１９ａを経て第１圧縮室１３３に送給され、共通通路９及び第２共通ポート１９ｂを経て第２圧縮室１３４に送給される。ひいては第１圧縮室１３３及び第２圧縮室１３４への冷媒流量が増量される。つまり、インジェクション通路５による冷媒流量増加操作が実行され、コンプレッサ１３から吐出される冷媒流量が増加される。
【００４３】
また空調要求負荷が低いときには、インジェクション用の第１制御弁８を閉鎖してインジェクション通路５を閉鎖しつつ、リデュース用の第２制御弁４を開放してリデュース通路３を開放するため、第１圧縮室１３３のガス状の冷媒が第１共通ポート１９ａ、共通通路９を経てリデュース通路３に送られると共に、第２圧縮室１３４のガス状の冷媒が第２共通ポート１９ｂ、共通通路９を経てリデュース通路３に送られる。つまり、第１圧縮室１３３及び第２圧縮室１３４の冷媒流量を低減させる操作がリデュース通路３により実行され、ひいてはコンプレッサ１３の第１圧縮室１３３及び第２圧縮室１３４から吐出される冷媒流量が低減される。
【００４４】
この結果、本実施例によれば、図４に示すように、空調要求負荷が高いときにも、空調要求負荷が低いときにも容易に対処することができ、ガスエンジン駆動式空調装置における制御能力幅を増加させることができる。
【００４５】
なお、通常運転形態時には、第１制御弁８及び第２制御弁４の双方は閉鎖されており、従ってインジェクション通路５及びリデュース通路３は共に閉鎖されており、冷媒流量増加操作（インジェクション操作）及び冷媒流量低減操作（リデュース操作）が実行されない。
【００４６】
上記したように本実施例によれば、１台のコンプレッサ１３で、コンプレッサ１３の圧縮室へ供給される冷媒流量を増加するインジェクション機能と、コンプレッサ１３の圧縮室から吐出される冷媒流量を低減させるリデュース機能とを兼備したエンジン駆動式空調装置を提供することができる。
【００４７】
また本実施例によれば、前述したように、コンプレッサ１３は、圧縮室１３３，１３４に連通すると共にインジェクション通路５及びリデュース通路３に連通すると共に冷媒流量増加操作及び冷媒流量低減操作に共通される共通ポート１９（１９ａ，１９ｂ）を有する。この場合、コンプレッサ１３に形成するポートの数を低減させるのに有利である。更に、インジェクション通路５及びリデュース通路３の双方に連通すると共にコンプレッサ１３の共通ポート１９（１９ａ，１９ｂ）に連通する共通通路９が設けられている。この場合、冷媒が流れる通路の数を低減させるのに有利である。
【００４８】
ところで、空調運転時には、コンプレッサ１３は圧縮工程を冷媒に対して繰り返して行う。コンプレッサ１３の共通ポート１９（１９ａ，１９ｂ）は、第１圧縮室１３３及び第２圧縮室１３４に連通しているため、圧縮工程及び膨張工程による影響を受ける。ひいては、共通通路９はコンプレッサ１３の共通ポート１９（１９ａ，１９ｂ）に連通しているため、共通通路９内に存在している冷媒は、共通ポート１９（１９ａ，１９ｂ）を介してコンプレッサ１３の圧縮工程及び膨張工程による影響を受け、再圧縮、再膨張を受けることになる。
【００４９】
従って、冷房運転または暖房運転時において、第１制御弁８及び第２制御弁４が閉弁して共通通路９内の冷媒の流れが止められているときに、共通通路９内に存在している冷媒は、再圧縮、再膨張の影響を繰り返して受け、次第に加熱されて高温化するおそれがあり、共通通路９等の配管が高温化されるおそれがある。
【００５０】
ここで、共通通路９に逆止弁を設ければ、上記した影響を軽減できる。しかしこの場合には、共通通路９をインジェクション通路５及びリデュース通路３の双方に連通させることができなくなり、冷媒増加及び冷媒低減の双方を行う共通通路９の本来の機能を果たすことができなくなる。上記したように共通通路９内の冷媒の温度が上昇すると、共通通路９に繋がるインジェクション通路５内の冷媒、リデュース通路３内の冷媒の温度も上昇するおそれがある。この場合、共通通路９の配管の温度，インジェクション通路５の配管の温度が上昇するため、好まくない。
【００５１】
この点について本実施例によれば、図３に模式的に示すように、インジェクション通路５において、インジェクション用の第１制御弁８に対して並列にパイパス通路として配設された並列通路５２が設けられている。並列通路５２は、コンプレッサ１３の共通ポート１９（１９ａ，１９ｂ）に共通通路９を介して連通すると共に、第２アキュムレータ１０３側に連通する。更に図３に示すように、並列通路５２にはキャピラリ５３が設けられている。
【００５２】
キャピラリ５３は、流路径が小さくかつ長さが長い中空管であり、設置スペースを小さくすべくスパイラル状に曲成されている。このためキャピラリ５３は、第２アキュムレータ１０３側から共通通路９に向かう冷媒の流れに対して抵抗となり、冷媒抵抗体として機能できる。このため、通常運転形態時においてインジェクション用の第１制御弁８が閉弁されているときであっても、第２アキュムレータ１０３側から冷媒を少量ずつキャピラリ５３を介してインジェクション通路５の合流部５ｘに送給し、ひいては共通通路９に送給し、インジェクション通路５における冷媒の加熱、ひいては共通通路９における冷媒の加熱を抑えることができる。これにより共通通路９の配管の加熱を抑制することができる。
【００５３】
故に、前記したキャピラリ５３は、共通通路９における冷媒の加熱を抑制する加熱抑制手段として機能することができる。この結果、共通通路９内を冷媒が流れないときであっても、共通通路９内に存在している冷媒が高温に加熱されることを抑えることができる。
【００５４】
もしキャピラリ５３が設けられていないときには、キャピラリ５３による流量抵抗がなくなるため、インジェクション用の第１制御弁８が閉弁されているにもかかわらず、第２アキュムレータ１０３側からインジェクション通路５に送給される冷媒が増加しすぎ、インジェクションしたのと同等の働きをしてしまうため、適正な制御に支障をきたすおそれがある。
【００５５】
上記は、インジェクション用の第１制御弁８及びリデュース用の第２制御弁４の双方が閉弁されており、インジェクション操作もリデュース操作も行わない通常運転形態時において、第２アキュムレータ１０３側から冷媒を少量ずつ、インジェクション用の第１制御弁８に対して並列配置されたキャピラリ５３を介してインジェクション通路５に送給することについて説明した。更に、リデュース用の第２制御弁４が開放されているリデュース操作時においても、インジェクション用の第１制御弁８が閉弁されているため、第２アキュムレータ１０３側から冷媒を少量ずつキャピラリ５３を介してインジェクション通路５の合流部５ｘに送給し、インジェクション通路５の先端部の配管における加熱を抑制することができる。
【００５６】
なおキャピラリ５３に代えて、あるいは、キャピラリ５３と共に、冷媒の流量を絞る機能を有するオリフィス、流量絞り弁等を設けても良い。
【００５７】
更に本実施例によれば、図１に示すように、インジェクション通路５のうち共通通路９側に逆止弁１０５が設けられている。この逆止弁１０５は、インジェクション通路５から共通通路９への冷媒流入を許容するものの、共通通路９からインジェクション通路５への冷媒流入を抑止する機能を有する。この結果、前述したように共通通路９内に残留する冷媒が再圧縮、再膨張するときにおいても、共通通路９内に残留する冷媒がインジェクション通路５側に進入することは抑止されている。このため再圧縮、再圧縮により加熱される冷媒流量を低減させるのに有利となる。
【００５８】
ところで、コンプレッサ１３はガス状冷媒を高温高圧に圧縮させるものである。液状冷媒は圧縮には好ましくない。更に、コンプレッサ１３の潤滑の面においても、液状冷媒よりもガス状冷媒をコンプレッサ１３にインジェクション操作させることが好ましい。従って、コンプレッサ１３にインジェクションされる冷媒は、液状冷媒よりもガス状冷媒の方が好ましい。
【００５９】
（第２実施例）
図５は第２実施例を示す。第２実施例は第１実施例と基本的には同様の構成であり、同様の作用効果を有する。共通する部位には共通の符号を付する。
【００６０】
以下、相違する部分を中心として説明する。本実施例によれば、インジェクション通路５において、インジェクション用の第１制御弁８Ｂに対して並列に配設された並列通路は設けられていない。但し、インジェクション第１制御弁８Ｂは微小量開放可能されている。このためインジェクション操作及びリデュース操作の双方を行わない通常運転形態時において、インジェクション用の第１制御弁８Ｂは、微小量開放しており、第２アキュムレータ１０３側からガス状の冷媒を少量ずつ、第１制御弁８Ｂを介してインジェクション通路５に送給し、ひいては共通通路９に送給することにしている。これによりインジェクション通路５における冷媒の加熱、ひいては共通通路９における冷媒の加熱を抑えることにしている。微小量開放されているインジェクション用の第１制御弁８Ｂは、共通通路９内に存在する冷媒の加熱を抑制する加熱抑制手段として機能することができる。この結果、共通通路９内に存在している冷媒が高温に加熱されることを抑えることができ、ひいては共通通路９の配管が高温に加熱されることを抑えることができる。
【００６１】
（第３実施例）
図６は第３実施例を示す。第３実施例は第１実施例と基本的には同様の構成であり、同様の作用効果を有する。共通する部位には共通の符号を付する。
【００６２】
以下、相違する部分を中心として説明する。本実施例に係るコンプレッサ１３Ｃは、第１実施例と異なり、インジェクション操作及びリデュース操作に共通される共通ポートを有していない。
【００６３】
図６はコンプレッサ１３Ｃの内部の要部を模式化して示す。図６に示すように、コンプレッサ１３Ｃは、渦巻き状をなす第１スクロール１３１と、渦巻き状をなす第２スクロール１３２と、第１スクロール１３１及び第２スクロール１３２で形成された渦巻き状をなす容積可変の第１圧縮室１３３及び第２圧縮室１３４と、第１圧縮室１３３及び第２圧縮室１３４で圧縮された冷媒を吐出可能な吐出ポート２０と、インジェクション通路５及びインジェクション用の第１制御弁８に連通するインジェクションポート２４と、リデュース通路３及びリデュース用の第２制御弁４に連通するリデュースポート２５とを有する。
【００６４】
本実施例によれば、インジェクションポート２４はインジェクション操作専用であり、第１インジェクションポート２４ａ及び第２インジェクションポート２４ｂで形成されている。リデュースポート２５はリデュース操作専用であり、第１リデュースポート２５ａ及び第２リデュースポート２５ｂで形成されている。
【００６５】
図６に示すように、インジェクション通路５から第１インジェクションポート２４ａ及び第２インジェクションポート２４ｂへ冷媒が流れることを許容する逆止弁１０６，１０７が設けられている。この逆止弁１０６，１０７は逆流防止機能をもち、第１インジェクションポート２４ａ及び第２インジェクションポート２４ｂからインジェクション通路５への冷媒の流れを抑える。
【００６６】
また図６に示すように、第１リデュース２５ａ及び第２リデュースポート２５ｂからリデュース通路３へ冷媒が流れることを許容する逆止弁１０８，１０９が設けられている。この逆止弁１０８，１０９は逆流防止機能をもち、リデュース通路３から第１リデュース２５ａ及び第２リデュースポート２５ｂへの冷媒の流れを抑える。
【００６７】
本実施例においても、図６から理解できるように、インジェクション操作時において、リデュース用の第２制御弁４を閉鎖しつつ、インジェクション用の第１制御弁８が開放してインジェクション通路５が開放されると、第２アキュムレータ１０３の冷媒が、インジェクション通路５、逆止弁１０６，１０７、第１インジェクションポート２４ａ、第２インジェクションポート２４ｂを介して第１圧縮室１３３及び第２圧縮室１３４に流れ、第１圧縮室１３３及び第２圧縮室１３４へ供給される冷媒流量が増加される。
【００６８】
またリデュース操作時において、図６から理解できるように、インジェクション用の第１制御弁８を閉鎖させつつ、リデュース用の第２制御弁４が開放してリデュース通路３が開放されると、第１圧縮室１３３の冷媒及び第２圧縮室１３４の冷媒は、第１リデュースポート２５ａ及び第２リデュースポート２５ｂ、逆止弁１０８，１０９、更にはリデュース用の第２制御弁４及びリデュース通路３を介してアキュムレータ１２に流入するので、コンプレッサ１３Ｃから吐出される冷媒流量が低減される。
【００６９】
なお、上記したインジェクション操作（冷媒流量増加操作）及びリデュース操作（冷媒流量低減操作）が実行されないときには、即ち、通常運転形態時には、第１制御弁８及び第２制御弁４の双方は閉弁されており、インジェクション通路５及びリデュース通路３の双方は閉鎖されている。
【００７０】
本実施例においても、１台のコンプレッサ１３Ｃで、コンプレッサ１３Ｃの圧縮室１３３，１３４に供給される冷媒流量を増加するインジェクション機能と、コンプレッサ１３Ｃの圧縮室１３３，１３４から吐出される冷媒流量を低減させるリデュース機能とを兼備したエンジン駆動式空調装置等の空調装置を提供することができる。従って空調要求負荷の高低に良好に対処することができる。
【００７１】
（その他）
図１に示す第１実施例によれば、インジェクション通路５において、第１制御弁８に対して並列にパイパス通路として配設された並列通路５２が設けられており、並列通路５２にキャピラリ５３が設けられている。これに限らず、リデュース通路３において、第２制御弁４に対して並列させた並列通路がパイパス通路として設けられており、その並列通路にキャピラリやオリフィス等の冷媒抵抗体を設けることにしても良い。コンプレッサはスクロールタイプに限定されるものではなく、他のタイプでも良い。
【００７２】
図１に示す第１実施例によれば、第１制御弁８の開放度が小さいときまたは閉弁時において、インジェクション通路５、ひいては共通通路９に冷媒を送給して冷媒の加熱を抑えるキャピラリ５３（加熱抑制手段）が設けられているが、これに限らず、第２制御弁４の開放度が小さいときまたは閉弁時において、リデュース通路３、ひいては共通通路９に冷媒を送給して冷媒の加熱を抑えるキャピラリ（加熱抑制手段）が設けられていても良い。その他、本発明は上記した実施例のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更して実施できるものである。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、１台のコンプレッサで、コンプレッサの圧縮室への冷媒流量を増加させるインジェクション機能と、コンプレッサの圧縮室の吐出ポートから吐出される冷媒流量を低減させるリデュース機能とを兼備したエンジン駆動式空調装置等の空調装置を提供することができる。従って空調要求負荷の高低に良好に対処することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例に係り、ガスエンジン駆動式空調装置を模式的に示す概念図である。
【図２】第１実施例に係り、ガスエンジン駆動式空調装置のコンプレッサの内部を模式的に示す概念図である。
【図３】第１実施例に係り、ガスエンジン駆動式空調装置におけるインジェクション通路に設けられた第１制御弁及びキャピラリ付近を示す構成図である。
【図４】ガスエンジン駆動式空調装置における空調要求負荷と制御能力幅との関係を示すグラフである。
【図５】第２実施例に係り、ガスエンジン駆動式空調装置を模式的に示す概念図である。
【図６】第３実施例に係り、ガスエンジン駆動式空調装置のコンプレッサの内部を模式的に示す概念図である。
【符号の説明】
図中、１は冷媒循環回路、１４は室外熱交換器（熱交換器）、１７は室内熱交換器（熱交換器）、１３はコンプレッサ、１９は共通ポート、２０は吐出ポート、３はリデュース通路、４は第２制御弁、５はインジェクション通路、８は第１制御弁、９は共通通路、５２は並列通路、５３はキャピラリ（冷媒抵抗体、加熱抑制手段）を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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