JPH0224220A

JPH0224220A - 自動車用空気調和装置

Info

Publication number: JPH0224220A
Application number: JP63171891A
Authority: JP
Inventors: Atsuo Inoue; 敦雄井上
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 1988-07-12
Filing date: 1988-07-12
Publication date: 1990-01-26
Also published as: EP0351204A2; US5044169A; EP0351204A3; DE68901423D1; EP0351204B1

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、可変容量圧縮機を用いた自動車用空気調和装
置に係り、特に冷凍サイクルの冷媒流量の制御に関する
。

（従来の技術）従来の可変容量圧縮機を用いた自動車用空気調和装置（
以下、空調装置という）は第４図に示すような構成とな
っている。つまり、吸入側圧力等に応じて吐出容量を段
階的、或いは連続的に自動調整を行う、いわゆる、可変
容量型圧縮機１（以下、圧縮機という）によって圧縮さ
れた冷媒（過熱ガス）は、凝縮器２に流入し、ここで冷
却、凝縮されて受液器３に入る。受液器３を出た冷媒は
、蒸発器５．で気化し、周囲から熱をうばう、そして圧
ｍａｉへ戻る。自動温度膨張弁４は、蒸発器５より吐出
された冷媒の温度によって蒸発器５に流入する冷媒の量
を調整する。

（発明が解決しようとする課題）上述したような、空調装置において、圧縮機の断続運転
をしない場合、特に熱負荷が小さい場合には、圧縮機出
入口圧力の比率（圧縮比）が小さく、冷凍回路中を流れ
る冷媒循環量が非常に少ない為に幾つかの以下に述べる
ような問題点があった。

第１に、冷媒循環量の低下に伴ない、冷媒とともに回路
中を流れる圧縮機潤滑油流量も低下する。

この為圧縮機に適切な油による潤滑が得られず、特に高
回転運転時には、圧縮機破損の可能性があった。更に減
圧機構にオリフィスチューブ等の固定絞りと蒸発器出口
にアキュムレータを備えた冷凍回路においては、アキュ
ムレータ内に潤滑油が留りやすく、冷媒循環量が非常に
少ないとアキュムレータ内に滞留する潤滑油が流出しに
くくなり、圧縮機が低回転で運転される場合においても
、潤滑油不足による圧縮機破損の可能性があった。

第２に、複数の通路を持つ蒸発器を用いた冷凍回路にあ
っては冷媒循環量が非常に少ないと各通路への冷媒の分
配が適切に行なわれず、極端な場合は、一部の通路に、
ガス状冷媒のみが流入し、液冷媒が流れず、この通路で
の蒸発による冷却硬化が得れなくなり、結果として、蒸
発器総面積のうち冷却に寄与する面積の割合が低下する
。従って、熱負荷の小さい場合でも必要とされる除湿の
効果が低下する可能性が高かった。

第３に、減圧機構に自動温度膨張弁を用いた冷凍回路に
あっては、冷媒循環量が非常に少ないと自動温度膨張弁
の弁開度に対する、自動温度膨張弁感温部温度の応答性
が非常に遅く、自動温度膨張弁の安定した制御を得る事
が雌かしくなる為、蒸発圧力や、過熱度が不安定となっ
て、吹き出し空気温度変動につながり、乗員に不快感を
与える事が多かった。

（課題を解決するための手段）本発明は、以上の様な、従来の問題点に着目してなされ
たもので、凝縮器中の管路の一部をバイパスする管路及
びこの管路途中に′ａ縮圧力を調整する圧力調整弁を設
ける事により、熱負荷の小さい場合であっても、成る一
定の凝縮圧力以下とならない用に調整し、ある一定の冷
媒循環量を確保する事によって圧縮機を断続することな
く上記問題点を解決するものである。

（実施例）以下、この発明の実施例を図を用いて説明する。

第１図は、この発明に係る方法を実施する為の空調装置
の冷凍サイクルの一実施例を表わす概念図で、自動温度
膨張弁を用いた冷凍サイクルに適用した場合を示した。

図中、従来と同一のものには、第４図と同一の符号を付
してその説明を省略する。

圧縮機１の吐出側配管１９から、凝縮器管路２０途中の
合流部Ｂに連通する突出ガスバイパス管路７が設けられ
、このバイパス管路７の途中に、凝縮圧力調整弁６が設
けられている。

第２図は、凝縮圧力調整弁（以下、調整弁という）の実
施例の断面図である。金属製の本体ケース８に、バイパ
ス管路に接続される入口通路９及び出口通路が１０設け
である。１１．１２は前記本体ケース８内に形成された
円筒状の空所、１３は真ちゅう、リン青銅等からなる円
筒状及び、伸縮可能な蛇腹状のベローズで、空所１１内
に配設されており、一端は、本体ケース８にろう付けさ
れ、もう一端は連結棒１４にろう付けされている。

また、ベローズ１３の内側にはガイド１５もろう付けさ
れ、空所１１と１２間は冷媒が漏れない様に密閉されて
いる。

連結棒１４には弁２１が圧入により接続されており、ベ
ローズ１３の伸縮により弁２１の開閉がなされる。

空所１２には、調節おねじ１６、及び調節めねじ１７、
調節バネ１８が配置され、調節おねじ１６は一端で本体
ケース８と、回転できる様にはめ合わされており、もう
一端は、ガイド１５に設けられた円筒穴１５ｂにベロー
ズ１３が伸縮できる様にはめ合わされている。調節バネ
１８は調節めねじ１６とガイド１５により両端から脱落
なきよう圧縮され、この圧縮の度合は、調節めねじ１７
のねじ込み量を調節する事により変える事が可能である
。

以上の様な、構造の調整弁においては、空所１１内の圧
力をＰ、ベローズ１３の有効面積をＡ、調節バネ１８の
圧縮量をＸ、ｌ１節バネ１８のバネ定数をＫ、大気圧を
ＰＯとすると、上記各諸量が次の関係にあるとき、弁が
開いた状態となる。

ＰＸＡ＜Ｋｘ十ＰｏｘＡ　　　　　　−（１）Ｐ＜Ｐｃハ上式のＰｃは、調整弁の設定圧力で、上式（３）は、空
所１１内圧力が設定圧力Ｐｃよりも低くなった時弁１５
が開き始める事を示している。

次に、調整弁により制御される１４ｆｉ圧力と冷媒循環
量の動作を第１図により説明する前述したように凝縮圧力調整弁６は、調整弁入口の冷媒
圧力を検知し、それが設定圧力以下になると、冷媒圧力
を設定圧力に維持するよう開度が調節される。この時の
冷媒の流れは、圧縮機から吐出された過熱ガスが分岐点
Ａ″Ｃ′凝縮器に流入する分と、バイパス管路７を通過
する分に分流される。前者は、通常通り、凝縮器により
冷却され、凝縮し、気液二相状態に相変化し合流点Ｂに
至る。

数下弦日一方、後者は、バイパス管路に流入し、調整弁を通過し
て、合流点Ｂに至るが、この間冷却される事が無いので
、過熱ガスのまま合流点Ｂにて、凝縮器を通過した気液
二相状態の冷媒と合流する。

尚、全冷媒循環量に対するバイパス管路を通過するガス
流量の割合と、凝縮圧力との関係は、バイパス管路通過
のガス流量割合が増大すると、凝縮器による放熱量が低
下する為に、凝縮圧力は上昇する関係にある。

従って、凝縮圧力が成る設定圧力まで低下した時弁が開
き始める調整弁を持つバイパス管路を設置すれば、凝縮
圧力が設定圧力より下がった時、弁が開き凝縮圧力は上
昇する。又更に凝縮圧力が低下した時は、更に弁開度が
大きくなりバイパス管路を流れるガス流量が増える為、
ａｌｌ圧力は設定圧力に維持される。

第３図を用いて、従来のものと比較しながら、本実施例
の効果を説明する。

第３図は、圧力−エンタルピ線図で、飽和液線２２と、
冷凍サイクルの状態線図が示される０図中実線で示され
るサイクルは、本発明の実施例によるもので、破線で示
されるサイクルは、同一熱負荷での従来の冷凍サイクル
である。尚、第３図ではこれら、冷凍サイクルが受ける
熱負荷が小さく、従来例の冷凍サイクルでは凝縮圧力が
低く、冷媒循環量が少ないため、前述した問題点が生じ
る様な場合を示したものである６図中に示されるＰｃは
、凝縮圧力調整弁６により設定される設定凝縮圧力で、
Ｐｓは、容量可変型圧ｍｌ！１により調節される圧縮機
吸入冷媒圧力である。又、Δｌは本発明の実施例での蒸
発器人口〜圧ｓｖＡ吸入間の冷媒エンタルピ差で、実施
例冷凍サイクルの蒸発器等による吸熱量をＱ、冷媒循環
量をＧｒとすると、次の関係式が成り立つ。

Ｑ＝Δ１−Ｇｒ　　　　　　　　・・・（４）同様に、
従来の冷凍サイクルでの吸熱量Ｑ′とΔｉ′の関係は、
冷媒循環量をＧｒ’として、Ｑ′＝Δｉ　”　−Ｏｒ’
　　　　　・−・１５）で表わされる。

前記の様に、第３図の示す従来の冷凍サイクルでは冷媒
循環量が少なく、１ｉ縮圧力が低いものとなっているが
、これを、本実施例の様に、前述の凝縮圧力調整弁を用
いる事により、第３図実線の如く、所定の凝縮圧力に引
き上げる事ができる。

以下、両者の冷媒循環量の相違を説明する。第３図の冷
凍サイクル両者は、圧縮機吸入圧力をほぼ一定に調節し
、容量が変化する容量可変型圧縮機を用いているので、
蒸発器等が受ける熱負荷条件が同一であれば、如何なる
場合でも、蒸発器等の吸熱量は一定である。

従って、前記（４）、　（５）式の吸熱量Ｑ、Ｑ’はＱ
＝Ｑ’　　　　　　　　　　　　・・・（６）の関係が
ある。よって、（４）、　（５）、　（６）式よりΔ１
−Ｇｒ＝Δｉ’Ｇｒ　　　　　・・・（７）が成り立つ
。

ところでΔ１．Δｉ′は第３図より ΔＩくΔｌ′　　　　　　　　　・・・（８）の関係が
あるので、（７）、　（８）式よりＧｒ＞Ｇｒ’　　　
　　　　　　　・・・（９）となり、凝縮圧力調整弁を
用いた本発明の実施例の冷凍サイクルは、従来の冷凍サ
イクルに比べ冷媒循環量が多くなる。

（発明の効果）以上説明してきたように、本発明によれば調整弁により
調節される凝縮圧力設定を適切に設定しておくことによ
り、冷媒循環量の低下による圧縮機の潤滑不足を起こす
ことがなく、安全な空調装置の提供が期待てきる。又、
外気温度が非常に低い様な低熱負荷条件においても、蒸
発器を効率的に運用でき、この条件での除湿能力向上が
期待できる。また、温度自動膨張弁を用いた空調装置に
おいては、常に安定した吹き出し空気温度を提供するこ
とができる。

の冷凍サイクル図。

１・・・容量可変型圧縮機、２・・・凝縮器、３・・・
受液器、４・・・自動温度膨張弁、５・・・蒸発器、６
・・・凝縮圧力調整弁、７・・・吐出ガスバイパス管路
、８・・・本体ケース。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の自動車用空気調和装置の一実施例の
冷凍サイクル図、第２図は、この発明の実施に必要な凝
縮圧力調整弁の断面図、第３図は実施例の冷凍サイクル
の動作状況を説明するモリエル線図、第４図は従来の自
動車用空気調和装置第・２図第図

Claims

【特許請求の範囲】

１．少なくとも吐出容量制御可能な冷媒圧縮機と、凝縮
器と減圧装置と蒸発器とを備えた自動車用空気調和装置
において、前記凝縮器管路の途中とを一部短絡させたバ
イパス管路を設け、このバイパス管路の途中に凝縮器内
の冷媒圧力があらかじめ定めた値以下になると開き、凝
縮器内の冷媒圧力を調節する圧力調節弁を設けた事を特
徴とする自動車用空気調和装置。