JPH03199873A

JPH03199873A - 空調装置

Info

Publication number: JPH03199873A
Application number: JP33907089A
Authority: JP
Inventors: Susumu Kurihara; 将栗原; Kazumitsu Kobayashi; 小林　一光
Original assignee: Japan Electronic Control Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1989-12-27
Filing date: 1989-12-27
Publication date: 1991-08-30
Anticipated expiration: 2011-02-21
Also published as: JPH0816569B2

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、車両や家屋等の室内を冷、暖房する空調装置
に関する。

［従来の技術］一般に、空調装置は、第６図に示すように構成されてい
る。なお、本従来例においては、空調装置が車両に装着
された場合を例に説明する。

図中、１はアンモニア、フレオンガス等の冷媒が循環す
る循環流路を形成した配管で、該配管ｌの途中には、該
冷媒の循環方向（図中、゛矢示Ａ方向）に沿って順次、
コンプレッサ２、放熱器３、冷媒貯蔵タンク４、膨張弁
５および吸熱器６が設けられている。そして、コンプレ
ッサ２、放熱器３、冷媒貯蔵タンク４および膨張弁５は
エンジンルーム（図示せず）に設けられ、吸熱器６は車
室（図示せず）内へ臨ませて設けられている。

以上の構成により、冷媒は、気相状態でコンブレッサ２
によって圧縮され、放熱器３で熱を放出して液相状態と
なり、冷媒貯蔵タンク４を介して膨張弁５で減圧され、
吸熱器６で熱を吸収して気相状態となり、コンプレッサ
２に流入する。そして、この一連の作用によって、吸熱
器６で、車室内から熱を奪って該車室内を冷却し、放熱
器３で車外に熱を放出する。

一方、装置内に封入された冷媒は、長期間の使用等によ
って外部に抜けて冷媒残量が減少することがあり、この
冷媒残量が減少すると、空調装置の機能が低下してしま
う。

このため、冷媒の残量を点検しなければならないが、こ
の点検の手段としては、従来、冷媒貯蔵タンク４の上端
部に覗窓な設けたり、装置内の冷媒減少による圧力の変
化を検知する圧力センサを膨張弁５の上流側の液相領域
に設けたものがある。なお、圧力センサを設ける場合は
、冷媒残量不足を検知した圧力センサからの信号により
作動し、運転者に知らせる報知装置が車室内に設けられ
ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述した従来技術では、冷媒残量の検知手段
として覗窓だけを設ける場合、定期的に覗窓から冷媒状
態を点検する必要があり、その作業が煩雑である。

また、圧力センサを設ける場合、該圧力センサが設けら
れる液相領域は、コンプレッサ２で加圧されているので
、液相状態と気相状態とで圧力が大きく変化することが
なく、冷媒残量の検出制度が悪いという問題点がある。

さらに、本発明者は前述した各問題点に鑑み、自己発熱
型のサーミスタを用いて冷媒残量を検知することを考え
、冷媒の流路である冷媒配管内に自己発熱型のサーミス
タを挿入し、抵抗変化を測定する等の研究を行なった。

しかし、この場合、自己発熱型のサーミスタに冷媒が直
接当るため、その流れによって自己発熱型のサーミスタ
が過度に冷却され、さらに、気相状態では流路抵抗が小
さくなって流速が速くなり、それに比例して冷却効果が
大きくなるため、温度変化に比例する抵抗値は、結果的
に液相状態と気相状態とであまり変化しないことがわか
った。

本発明は上記未解決な問題点に鑑みなされたもので、冷
媒漏れ、冷媒残量不足等を正確に、かつ容易に検知でき
る空調装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上述した課題を解決するために本発明が採用する構成は
、冷媒が循環する配管と、該配管の途中に前記冷媒の循
環方向に沿って順次設けられたコンプレッサ、放熱器、
冷媒貯蔵タンク、膨張弁および吸熱器と、前記放熱器か
ら吸熱器に至る液相領域に配設され、該液相領域の流路
内の冷媒の残量を検知する冷媒残量検知センサとからな
り、該冷媒残量検知センサは、液相領域の流路に取付け
られた金属材料からなるハウジングと、該ハウジング内
に該ハウジングと絶縁された状態で設けられ、外部から
電圧が印加される電極体と、前記ハウジング内の先端部
に位置して、一端側が該電極と接続されると共に、他端
側が前記ハウジングと接続されるように設けられ、冷媒
の温度を該ハウジングを介して検知する自己発熱型感温
抵抗素子とからなる。

また、冷媒残量検知センサは冷媒貯蔵タンクに設けるこ
とができる。

１作用〕上記構成により、自己発熱型感温抵抗素子はハウジング
を介して冷媒の温度を検知し、直接冷媒に接触すること
がなくなるため、冷媒の流れによる過冷却を確実に防止
でき、正確な冷媒残量を検知できる。

また、冷媒残量検知センサを冷媒貯蔵タンクに設けると
、正確な冷媒残量を検知できると共に取付けが容易にな
る。

〔実施例〕以下、本発明の実施例を第１図ないし第５図に基づいて
説明する。なお、本実施例でも空調装置を車両に装着し
た場合を例に説明する。また、空調装置の全体構成は、
前述した従来技術の空調装置とほぼ同様であるので、同
一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略す
る。

図中、１１は本実施例の冷媒貯蔵タンクで、該冷媒貯蔵
タンク１１は、従来技術と同様に、放熱器３と膨張弁５
との間の配管１に設けられいる。

そして、この冷媒貯蔵タンク１１は、主に、筒体１２と
、該筒体１２の底部を施蓋する底蓋体１３と、筒体１２
の上端部を施蓋する上蓋体１４とからなる。

一方、上蓋体１４には配管接続用継手部１４Ａが一体成
形されており、該配管接続用継手部１４Ａには、配管１
の流入側が接続される流入側接続管部１４Ｂと、配管１
の流出側が接続される流出側接続管部１４Ｃとが設けら
れ、外周にはそれぞれ雄ねじ１４ＢＩ、１４Ｃ１が形成
されている。また、流入側接続管部１４Ｂは流入側連通
路１４Ｄを介してタンク１１内に連通されており、流出
側接続管部１４ＣはｒＬＪ字状流出側連通路１４Ｅを介
してタンク１１内と連通されている。

さらに、流出側連通路１４Ｅには、第３図中の上、下に
貫通して上端拡径部１４Ｆが形成され、該上端拡径部１
４Ｆにはルックガラス１５が取付けられ、この部分が覗
窓１６となっている。また、流出側連通路１４Ｅには、
タンク１１内に溜った冷媒をその底部側から吸込んで、
流出側接続管部１４Ｃを介して配管１の下流側へ流す吸
込管１７が接続されている。さらに、配管接続用継手部
１４Ａには、外部と流出側連通路１４Ｅとを連通して形
成され、内周面に雌ねじを有する係止孔１４Ｇが設けら
れている。

１８は液相領域である冷媒貯蔵タンク１１の配管接続用
継手部１４Ａに取付けられた冷媒残量検知センサで、該
冷媒残量検知センサ１８は、第４図に示すように構成さ
れている。即ち、１９は係止孔１４Ｇに螺合されるハウ
ジングで、該ハウジング１９は、例えば黄銅からなる有
底筒状に形成され、外周に係止孔１４Ｇの雌ねじに螺合
する雄ねじ部１９Ａが形成され、この雄ねじ部１９Ａの
基端側（図中の上端側）にボルト頭部１９Ｂが形成され
ている。ボルト頭部１９Ｂの基端側には後述する電極棒
ホルダ２３をかしめて支持するかしめ部１９Ｃが形成さ
れている。さらに、ハウジング１９先端の底板部１９Ｄ
には後述する自己発熱型サーミスタ２１の端子２１Ｂが
挿入される端子挿入孔１９Ｅが設けられている。そして
、ハウジング１９を係止孔１４Ｇに螺合することで、そ
の先端部が流出側連通路１４Ｅ内に延出して位置すると
共に、冷媒貯蔵タンク１１を介してボディアースされた
アース側電極となっている。

２０はハウジング１９内に挿入されたセンサホルダで、
該センサホルダ２０は、例えばフェノール樹脂によって
ほぼ筒状に成形され、先端側に後述する自己発熱型サー
ミスタ２１を上、下２箇所で支持する２つの縮径部２Ｏ
Ａ、２０Ｂが設けられ、基端側にはハウジング１９内に
形成された係止用段部１９Ｆに係止されるフランジ部２
０Ｃが形成されている。

２１は前記ハウジング１９の先端部に位置して設けられ
た自己発熱型感温抵抗素子としての自己発熱型サーミス
タで、該自己発熱型サーミスタ２１は、センサホルダ２
０の縮径部２ＯＡ。

２０Ｂで支持され、そのプラス側端子２１Ａが後述する
引出電極棒２４に接続され、マイナス側端子２１Ｂが、
アース側であるハウジング１９の端子挿入孔１９Ｈに挿
入され、外部から半田付けされている。

２２はハウジング１９内に設けられた例えばニトリルゴ
ム製の０リングで、該Ｏリング２２はセンサホルダ２０
基端のフランジ部２０Ｃに当接して設けられ、後述する
電極棒ホルダ２３の環状突部２３Ｂで押圧されることで
、この部分をシールして冷媒の漏れを防止している。

２３はハウジング１９のかしめ部１９Ｃ内に装着されて
かしめられた電極棒ホルダで、該電極棒ホルダ２３はほ
ぼ肉厚の円筒状に形成され、内周面ニ雌ねじ部２３Ａが
形成されると共に、先端側にハウジング１９内に挿入さ
れてＯリング２２を押圧する環状突部２３Ｂが形成され
ている。

２４は電極棒ホルダ２３およびセンサホルダ２０内に挿
入され、自己発熱型サーミスタ２１のプラス側電極とな
る引出電極体としての引出電極棒で、該引出電極棒２４
はほぼ円柱状に形成され、その基端側には、電極棒ホル
ダ２３の雌ねじ部２３Ａに螺合する雄ねじ部２４Ａが形
成され、この雄ねじ部２４Ａの基端側には、この電極棒
２４が電極棒ホルダ２３およびセンサホルダ２０に挿入
された状態で、電極棒ホルダ２３の基端面２３Ｃに当接
してこの電極棒２４の位置決めを行なうフランジ部２４
Ｂが設けられている。さらに、電極棒２４の基端部には
、後述するハーネス２６を接続するための接続凹部２４
Ｃが設けられている。

２５はハウジング１９基端のかしめ部１９Ｃおよび電極
棒２４を覆って設けられたブーツで、該ブーツ２５の先
端には、ハウジング１９のボルト頭部１９Ｂとかしめ部
１９Ｃとの間の縮径部１９Ｇに係止される係止部２５Ａ
が設けられ、基端部には後述するハーネス２６が挿入さ
れる挿入孔２５Ｂが設けられている。

２６はブーツ２５の挿入孔２５Ｂから挿入され、引出電
極棒２４の接続凹部２４Ｃに一端が挿入接続されるハー
ネスで、該ハーネス２６の他端には、コネクタ２７が設
けられ、該コネクタ２７に自己発熱型サーミスタ２１へ
印加する電源２８、警報装置２９と直列接続され、全体
として、電源２８、警報装置２９、自己発熱型サーミス
タ２１、ボディアース３０からなるループが形成される
。ここで、前記警報装置２９は車室内に設けられ、自己
発熱型サーミスタ２１の抵抗値の変化によって作動し、
運転者に冷媒残量不足を報知するランプ、ブザー等で構
成されている。

一方、自己発熱型サーミスタ２１は、一般的に第５図に
示すような特性を有する。即ち、サーミスタ２１自身の
温度が低いとき、抵抗値は高く、サーミスタ２１の温度
が上昇するにつれて抵抗値は低くなる特性を有している
。また、ハウジング１９を介してサーミスタ２１と間接
的に接触する冷媒が”液相状態のときは、冷媒による吸
熱量がサーミスタ２１の自己発熱量より大きいため、冷
媒と同温くらいまで冷やされる。一方、冷媒漏れ等１２により冷媒残量が不足ぎみとなり、液相と気相とが混合
した状態（気液混合状態）または気相状態となったとき
は、冷媒の吸熱量がサーミスタ２１の自己発熱量より小
さくなり、結果的にハウジング１９内に熱がこもって、
サーミスタ２１の温度は大幅に上昇することになる。

以上のように構成された空調装置の全体的作用は前述し
た従来技術と同様なので、ここではその説明を省略する
。

一方、冷媒貯蔵タンク１１においては、コンプレッサ２
で圧縮され、放熱器３で熱を放出して液相状態となった
冷媒は、流入側接続管部１４Ｂから流入側連通路１４Ｄ
を介してタンク１１内に流入し、このタンクｌｌ内に溜
った冷媒は、吸込管１７、流出側連通路１４Ｅおよび流
出側接続管部１４Ｃを介して配管１の下流側へ流出する
ようになっている。

そして、流出側連通路１４Ｅを流れる冷媒は、この流出
側連通路１４Ｅに臨ませて設けられた冷媒残量検知セン
サ１８に接触し、該センサ１８を冷却する。このとき、
黄銅製のハウジング１９は冷媒によって直接冷却され、
自己発熱型サーミスタ２１は、ハウジング１９およびセ
ンサホルダ２０を介して間接的に冷却される。

そして、冷媒残量が十分なときは、液相状態の冷媒がハ
ウジング１９に接触して流れ、自己発熱型サーミスタ２
１を間接的に冷却し、その発熱量のほとんどを奪って冷
媒とほぼ同じ温度に維持する。これにより、前記サーミ
スタ２１の温度は、例えば、第５図中のＴＡとなり、抵
抗値はＲＡとなる。

一方、冷媒残量が不足して気液混合状態になると、ハウ
ジングのないむき出しの自己発熱型サーミスタを冷媒の
流れの中に装着する場合においては、冷媒の流れによっ
て直接、かつ速やかに冷却されるため、当該サーミスタ
の温度が例えば第５図中のＴａとなり、抵抗値Ｒｓは液
相状態での抵抗値ＲＡに比して、その変化が小さいもの
になってしまうということがわかった。

これに対して、本実施例の自己発熱型サーミスり２１の
場合は、該サーミスタ２１の自己発熱量が冷媒の吸熱量
より多くなるため、ハウジング１９内に熱がこもる。こ
の結果、自己発熱型サーミスタ２１の温度が次第に上昇
して、例えば、第５図中のＴｃのようになり、抵抗値Ｒ
ｃは、液相状態での抵抗値ＲＡに比して大きく変化する
。

かくして、冷媒残量が十分で、完全に液相状態の冷媒が
センサ１８に接触する場合には、サーミスタ２１の温度
が低くなってその抵抗値が高くなるから、警報装置２９
の両端電圧が低くなり、該警報装置２９が作動すること
はない。

一方、冷媒残量が不足し、上述の作用によって自己発熱
型サーミスタ２１の温度が高くなり、その抵抗値が小さ
くなると、警報装置２９の両端温度が高くなり、該警報
装置２９が作動し、運転者に冷媒不足を報知する。

この結果、完全な液相状態であるか、気液混合状態ない
し気相状態であるかを正確に判断することができるよう
になり、冷媒不足を確実に検出してその検出精度が向上
する。

さらに、冷媒不足を確実に検出できるため、冷媒不足を
早期に検出し、コンプレッサ２の焼付き等の不具合を防
止することができる。

なお、本実施例では、冷媒残量検知センサ１８を冷媒貯
蔵タンク１１の配管接続用継手部１４Ａに設けたが、こ
れに限らず、配管１の途中等、液相領域であって、放熱
器３と膨張弁５との間に配設すれば、前記実施例同様の
作用、効果を奏することができる。

また、本実施例では、自己発熱型感温抵抗素子として自
己発熱型サーミスタ２１を用いたが、これに限らず、自
己発熱型のポジスタ等の他の自己発熱型感温抵抗素子を
用いてもよい。

さらに、本実施例では空調装置を冷房装置として用いた
場合を例に説明したが、暖房装置とした場合でも同様の
作用、効果を奏する。

さらにまた、冷媒残量検知センサ１８が設けられる流出
側連通路１４Ｅの部分に、冷媒の流れによる影響を確実
に防止するように、冷媒の流れが淀む淀み部を設けても
よい。

　５６〔発明の効果〕以上詳述した通り、本発明によれば、冷媒残量検知セン
サを、液相領域の流路に取付けられたハウジングと、該
ハウジング内に設けられ、外部から電圧が印加される電
極体と、ハウジング内の先端部に位置して設けられ、一
端側が該電極体に、他端側が前記ハウジングに接続され
、冷媒の温度を該ハウジングを介して検知する自己発熱
型感温抵抗素子とから構成し、自己発熱型感温抵抗素子
はハウジングを介して間接的に冷媒温度を検出するよう
に構成したので、冷媒残量が不足して気液混合状態にな
った場合、自己発熱型感温抵抗素子の自己発熱量が冷媒
の吸熱量より多くなってこの抵抗素子の温度が大幅に上
昇し、完全な液相状態と、気液混合状態ないし気相状態
とを正確に判断することができ、冷媒漏れ等による冷媒
不足を確実に検出でき、その検出精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の実施例に係り、第１図は
冷媒貯蔵タンクを示す平面図、第２図は第１図の冷媒貯
蔵タンクの側面図、第３図は冷媒貯蔵タンクの縦断面図
、第４図は冷媒残量検知センサを示す縦断面図、第５図
は自己発熱型サーミスタの特性線図、第６図は従来の空
調装置を示す全体構成図である。１・・・配管、２・・・コンプレッサ、３・・・放熱器
、４・・・冷媒貯蔵タンク、５・・・膨張弁、６・・・
吸熱器、１８・・・冷媒残量検知センサ、１９・・・ハ
ウジング、２１・・・自己発熱型サーミスタ、２４・・
・電極棒。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）冷媒が循環する配管と、該配管の途中に前記冷媒
の循環方向に沿って順次設けられたコンプレッサ、放熱
器、冷媒貯蔵タンク、膨張弁および吸熱器と、前記放熱
器から吸熱器に至る液相領域に配設され、該液相領域の
流路内の冷媒の残量を検知する冷媒残量検知センサとか
らなり、該冷媒残量検知センサは、液相領域の流路に取
付けられた金属材料からなるハウジングと、該ハウジン
グ内に該ハウジングと絶縁された状態で設けられ、外部
から電圧が印加される電極体と、前記ハウジング内の先
端部に位置して、一端側が該電極と接続されると共に、
他端側が前記ハウジングと接続されるように設けられ、
冷媒の温度を該ハウジングを介して検知する自己発熱型
感温抵抗素子とから構成されたことを特徴とする空調装
置。
（２）前記冷媒残量検知センサは、冷媒貯蔵タンクに設
けてなる特許請求の範囲（１）項記載の空調装置。