JPH04217749A - 空調装置 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車用冷房装
置として好適に用いられる空調装置に関し、特に、コン
プレッサの保護を図るようにした空調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車，住宅等には冷房装置，
暖房装置等の空調装置が装備され、室内に暖気または冷
気を供給するようになっている。

【０００３】ここで、図３ないし図５に従来技術の空調
装置としての自動車用の冷房装置を示し説明する。

【０００４】図中、１は冷房サイクルを示し、該冷房サ
イクル１はアンモニア，フレオンガス等の冷媒Ｆが循環
する循環流路を形成した配管２と、該配管２の途中に冷
媒Ｆの循環方向（図中、矢示Ａ方向）に沿って順次設け
られたコンプレッサ３，凝縮器４および蒸発器５とから
構成され、該蒸発器５はその吸熱面が運転室（図示せず
）内へと臨むようになっている。一方、コンプレッサ３
はエンジン６と電磁クラッチ７を介して接続され、該エ
ンジン６の回転をコンプレッサ３に伝達するようになっ
ている。そして、冷媒Ｆはコンプレッサ３によって圧縮
された後、凝縮器４，蒸発器５を通る間に、順次、高圧
気体→高圧液体→低圧気体と相転移すると共に、該蒸発
器５においては液体から気体に相転移するときに、運転
室内から熱を奪って該運転室内を冷房するようになって
いる。

【０００５】８は凝縮器４と蒸発器５との間に位置して
配管２の途中に設けられ、液体状態となった冷媒Ｆを一
時的に蓄えるレシーバタンクで、該レシーバタンク８に
は覗窓８Ａが設けられ、該覗窓８Ａで冷媒Ｆの液化状況
を目視できるようになっている。

【０００６】ここで、該レシーバタンク８は図４に示す
如く配管２の一部をなす導入管２Ａと導出管２Ｂとに接
続され、その内部には除湿剤９が配設されている。そし
て、該レシーバタンク８は凝縮器４からの気液混合冷媒
を導入管２Ａを介して導入させ、この冷媒Ｆ中の水分を
除湿剤９で除湿しつつ、液体（液相）状態の冷媒Ｆを導
出管２Ｂから後述の膨張弁１０側に向けて矢示Ａ方向に
流通させるようになっている。

【０００７】１０はレシーバタンク８と蒸発器５との間
に位置して配管２の途中に設けられた膨張弁で、該膨張
弁１０は減圧弁等によって構成され、レシーバタンク８
から液相状態となって導出されてくる冷媒Ｆを所定圧ま
で減圧させて矢示Ａ方向に流通させる。そして、該膨張
弁１０で減圧された冷媒Ｆは蒸発器５内を流通する間に
蒸発し、気相状態となってコンプレッサ３により再び圧
縮される。

【０００８】１１はレシーバタンク８と膨張弁１０との
間に位置して配管２の導出管２Ｂ途中に設けられた冷媒
状態検出器としての光学式のフローセンサを示し、該フ
ローセンサ１１は図４に示す如く導出管２Ｂの途中に対
向して配設された発光部としての発光素子１１Ａ，受光
部としての受光素子１１Ｂからなる光学式検出器により
構成され、導出管２Ｂ内を矢示Ａ方向に流通する冷媒Ｆ
が液相状態となっているか否かを検出するようになって
いる。

【０００９】即ち、液相状態の冷媒Ｆは光の透過性が高
いから、該フローセンサ１１の受光素子１１Ｂは発光素
子１１Ａからの光を冷媒Ｆを介して受光し、該フローセ
ンサ１１からの検出信号としての検出電圧Ｖは図５に示
す所定電圧Ｖｉよりも高レベルとなる。一方、配管２内
の冷媒Ｆが外部に漏れたりして、配管２内の冷媒Ｆが不
足してくると、導出管２Ｂ内を気液混合状態の冷媒Ｆが
流通し、光の透過性が低下するから、フローセンサ１１
は受光素子１１Ｂの受光量が減少し、検出電圧Ｖが所定
電圧Ｖｉ　よりも低下してしまう。

【００１０】１２は冷媒不足時に警報ランプ１１を点灯
させる制御回路を示し、該制御回路１２は入力側がフロ
ーセンサ１１に接続され、出力側が警報ランプ１３に接
続されている。そして、該制御回路１２は配管２内の冷
媒Ｆが漏洩事故等により不足してくると、フローセンサ
１１からの検出電圧Ｖが所定電圧Ｖｉ　よりも低下する
から、これに基づいて警報ランプ１３を点灯させ、配管
２内の冷媒Ｆが不足していることを自動車の運転者等に
警報するようになっている。

【００１１】このように構成される従来技術では、例え
ば自動車に冷房サイクル１を実装した段階で、潤滑油を
含むフレオンガス等の冷媒Ｆを配管２内に充填し、エア
コンスイッチ（図示せず）の投入によって前記電磁クラ
ッチ７を作動して、エンジン６とコンプレッサ３とを連
結し、冷房サイクル１を稼動させる。これにより、コン
プレッサ３はエンジン６からの回転出力で駆動され、配
管２内の冷媒Ｆを圧縮しつつ、矢示Ａ方向に流通させる
。

【００１２】そして、この冷媒Ｆは凝縮器４内を流通す
る間に凝縮されて気液混合状態になり、レシーバタンク
８内で気液分離され、液相状態の冷媒Ｆが膨張弁１０を
介して蒸発器５内に流通し、この蒸発器５内で蒸発（気
化）する間に運転室内の熱を奪いつつ、運転室内を冷房
し、気相状態となって再びコンプレッサ３により圧縮さ
れる。

【００１３】一方、フローセンサ１１はレシーバタンク
８から導出されてくる冷媒Ｆが液相状態となっているか
否かを検出し、この冷媒Ｆが気液混合状態となってこの
冷媒Ｆ中に気泡が発生し、受光素子１１Ｂの受光量が低
下したときには検出電圧Ｖが所定電圧Ｖｉ　よりも下が
るから、制御回路１２は冷媒Ｆの漏洩事故等により冷媒
不足状態が発生したと判別し、警報ランプ１３を点灯さ
せることにより運転者に冷媒不足を警報する。

【００１４】

【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、潤滑油を含むフレオンガス等の冷媒Ｆを配
管２内に充填し、冷房サイクル１を稼動していると、コ
ンプレッサ３の圧縮により冷媒Ｆが温度上昇し、潤滑油
が冷媒Ｆから分離して配管２内を流通する冷媒Ｆ中に潤
滑油の不溶解領域が白濁状態となって発生することがあ
り、フローセンサ１１の受光素子１１Ｂはこの白濁によ
って受光量が減少し、検出電圧Ｖが図５に示す特性線の
如く、例えば時間Ｔｉ　程度の短時間だけ所定電圧Ｖｉ
　よりも低下してしまう。

【００１５】このため従来技術では、光学式のフローセ
ンサ１１により冷媒不足時等を検出する場合に、フロー
センサ１１からの検出電圧Ｖが冷媒Ｆの白濁時にも所定
電圧Ｖｉ　よりも低下し、警報ランプ１３が点灯するこ
とがあり、この原因が冷媒漏れによるものか、白濁によ
るものかを判別できないという問題がある。

【００１６】さらに、白濁が発生したまま、冷房サイク
ル１を稼動させると、冷房の利きが悪くなるばかりでな
く、コンプレッサ３に異常な負荷がかかりコンプレッサ
３が焼付きを起こすという問題がある。

【００１７】そこで、本発明者達は配管２内を循環する
冷媒Ｆ中で白濁が発生する原因を鋭意研究した結果、例
えば、図６に示す如く、冷媒Ｆ中の潤滑油濃度が５０％
のときに、所定温度ｔ０　（例えば、４０℃）以上にな
ると潤滑油が冷媒Ｆから分離し、潤滑油の不溶解領域が
白濁となって発生し、冷媒温度を所定温度ｔ０　以下に
することによって、冷媒Ｆ中に発生する白濁がなくなる
ことが解った。本発明はこの点に着目したものである。

【００１８】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明は冷媒漏れ時と白濁時とを区別し
て検出でき、冷媒漏れによる冷媒不足時を高精度に検出
して信頼性を向上できると共に、コンプレッサの保護を
図ることのできるようにした空調装置を提供することを
目的としている。

【００１９】

【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の特徴は、流路の途中に設
けられ、該流路中の冷媒温度を検出する温度センサと、
該温度センサからの信号に基づき冷媒温度が所定温度よ
りも高いときにコンプレッサを停止させ、低いときに前
記コンプレッサを駆動させるコンプレッサ駆動・停止制
御手段とを備えたことにある。

【００２０】

【作用】上記構成により、温度センサからの信号に基づ
き冷媒温度が所定温度以上のときには、冷媒中の潤滑油
が分離して不溶解領域が白濁となって発生するから、コ
ンプレッサを停止して冷媒温度が下がるのを待ち、該コ
ンプレッサの保護を図る。そして、冷媒温度が所定温度
より低下したときにはコンプレッサを起動させ、空調装
置を稼動させる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１および図２に基
づき説明する。なお、実施例では前述した図３ないし図
５に示す従来技術と同一の構成要素に同一の符号を付し
、その説明を省略するものとする。

【００２２】図中、２１はマイクロコンピュ−タ等によ
って構成されたコントロ−ルユニットを示し、該コント
ロ−ルユニット２１は入力側がフロ−センサ１１、後述
する温度センサ２２等に接続され、出力側が電磁クラッ
チ７および警報ランプ１３等に接続されている。そして
、該コントロ−ルユニット２１はその記憶回路内に図２
に示すプログラム等を格納し、配管２内を流通する冷媒
Ｆが不足しているか否かを判別する冷媒状態判別処理お
よびコンプレッサ制御処理等を行うようになっている。 また、該コントロ−ルユニット２１の記憶回路にはその
記憶エリア２１Ａ内に、フロ−センサ１１からの検出電
圧Ｖが所定レベルよりも低下したか否かを判定するため
の所定電圧Ｖｉ　と、タイマＴおよび白濁判定用の所定
時間ＴＳ　と、冷媒Ｆ中に白濁が発生するときの判定温
度ｔ０　に対応した所定温度電圧ＥＳ　等がそれぞれ格
納され、前記白濁判定用の所定時間ＴＳ　はフロ−セン
サ１１からの検出電圧Ｖが白濁により低下するときの時
間Ｔｉ　よりも長い所定時間ＴＳ　（ＴＳ　＞Ｔｉ　）
に設定されている。

【００２３】２２は冷媒Ｆの温度を検出する温度センサ
を示し、該温度センサ２２は配管２の途中に位置し、フ
ローセンサ１１の近傍に取付けられ、冷媒温度に対応し
た出力電圧Ｅを前記コントロ−ルユニット２１に出力す
るようになっている。

【００２４】本実施例による空調装置は上述の如き構成
を有するもので、その基本的作動については従来技術に
よるものと格別差異はない。

【００２５】そこで、コントロ−ルユニット２１による
冷媒状態判別処理およびコンプレッサ制御処理等につい
て図２を参照して説明する。

【００２６】まず、エアコンスイッチ（図示せず）の投
入によってコンプレッサ３を作動させ、処理動作をスタ
−トさせると、ステップ１でフローセンサ１１から配管
２内を流れる冷媒Ｆの状態に対応した検出電圧Ｖを読込
み、ステップ２でこの検出電圧Ｖが所定電圧Ｖｉ　より
も小さいか否かを判定し、「ＮＯ」と判定したときには
検出電圧Ｖが高く、配管２内に適正量の冷媒Ｆが充填さ
れていると判定できるから、ステップ１に戻ってこれ以
降の処理を続行させる。

【００２７】また、ステップ２で「ＹＥＳ」と判定した
ときには検出電圧Ｖが所定電圧Ｖｉ　より低下している
から、ステップ３に移ってタイマＴを作動させる。そし
て、ステップ４でタイマＴが所定時間ＴＳ　よりも長い
か否かを判定し、「ＮＯ」と判定したときにはステップ
４に戻って所定時間ＴＳ　が経過するのを待つ。

【００２８】そして、ステップ４で「ＹＥＳ」と判定し
たときには、ステップ５に移り、ステップ５では再びフ
ローセンサ１１から検出電圧Ｖを読込み、ステップ６で
ステップ２と同様の処理を行い、「ＹＥＳ」と判定した
ときには所定時間ＴＳ　の間、検出電圧Ｖが低下し続け
、冷媒Ｆが冷媒漏れ事故等により冷媒不足が発生してい
ると判断できるから、ステップ７に移って、電磁クラッ
チ７によりエンジン６とコンプレッサ３との連結を解除
し、該コンプレッサ３を停止させる。そして、ステップ
８で、冷媒不足を警報すべく警報ランプ１３を点灯させ
、冷媒不足を運転者に警報し、ステップ９でこの処理を
終了する。

【００２９】一方、ステップ６で「ＮＯ」と判定したと
きには、所定時間ＴＳ後には、検出電圧Ｖが所定電圧Ｖ
ｉより高くなっているから、ステップ２で検出された電
圧の低下は白濁によるものであると判定することができ
、ステップ１０に移り、コンプレッサ３を停止させ、ス
テップ１１で、温度センサ２２からの検出電圧Ｅを読込
み、ステップ１２に移って、検出電圧Ｅが所定温度電圧
ＥＳより小さいか否かを判定し、「ＮＯ」と判定された
ときには、ステップ１０に戻ってこれ以降の処理を続行
させる。

【００３０】一方、ステップ１２で「ＹＥＳ」と判定さ
れたときには、冷媒Ｆの温度が所定温度ｔ０　よりも低
下し、冷媒Ｆ中に白濁が発生しないと判断できるから、
ステップ１３に移って、再びコンプレッサ３を再始動す
べく電磁クラッチ７を介してエンジン６と連結し、該エ
ンジン６の回転出力をコンプレッサ３に伝達し、冷房サ
イクル１を稼動させる。そしてステップ１４でリターン
される。

【００３１】かくして、本実施例によれば、フロ−セン
サ１１からの検出電圧Ｖが所定電圧Ｖｉ　よりも低下し
たときに、タイマＴを作動させ、白濁による検出電圧Ｖ
の低下時間Ｔｉ　よりも長い時間ＴＳ　後に、フローセ
ンサ１１からの検出電圧Ｖを再検出することにより、こ
の原因が冷媒Ｆの白濁によるものか、冷媒漏れによるも
のかを判別でき、冷媒漏れ時にはコンプレッサ３を停止
させ、警報ランプ１３を点灯させてこれを運転者に即座
に報知でき、冷媒漏れ時の検出精度を向上できると共に
、コンプレッサ３が長時間に亘って運転され続けるのを
防止でき、焼付き等の発生を抑えてコンプレッサ３を保
護することができる。

【００３２】また、白濁により検出電圧が低下している
と判定された場合には、コンプレッサ３を停止させ、温
度センサ２２により、冷媒Ｆの温度が白濁の発生しない
所定温度ｔ０　まで低下する間コンプレッサ３を停止さ
せ、白濁が冷媒Ｆ中にない温度まで低下してから、コン
プレッサ３を再起動させ、冷房サイクル１を稼動させる
ので、白濁の影響でコンプレッサ３に高負荷が係るのを
確実に防止し、冷房の利きが低下している間はコンプレ
ッサ３を停止させることによってコンプレッサ３の保護
を図ることができる。

【００３３】従って本実施例によれば、配管２内に充填
した冷媒Ｆの白濁時に冷媒漏れとして誤検出するのを確
実に防止でき、冷媒漏れ時の検出精度を向上でき、信頼
性を高めうる上に、白濁の発生時には冷媒温度が低下す
るまでコンプレッサ３を停止させることにより、冷房サ
イクル１を効率的に運転できる等、種々の効果を奏する
。

【００３４】なお、前記実施例では、図２に示すプログ
ラムのうち、ステップ１０〜ステップ１３が本発明の構
成要件であるコンプレッサ駆動・停止制御処理手段の具
体例を示している。

【００３５】また、前記実施例では、図２に示すプログ
ラムのうちステップ１〜６の処理で冷媒状態を判別した
後に、ステップ１０〜１３でコンプレッサ駆動・停止制
御処理を行うものとして述べたが、本発明はこれに限ら
ず、例えばステップ１０〜１３のコンプレッサ駆動・停
止制御処理のみを独立して行うようにしてもよいもので
ある。

【００３６】さらに、前記実施例では、冷媒漏れ時に警
報ランプ１３を点灯させて、これを運転者に報知するも
のとして述べたが、これに替えて、警報ブザ−、音声合
成装置等を用いて冷媒漏れ時を報知するようにしてもよ
い。

【００３７】

【発明の効果】以上詳述した如く、本発明によれば、冷
媒の流路の途中に冷媒温度を検出する温度センサを設け
、該温度センサからの信号に基づき冷媒温度が所定温度
よりも高いときにコンプレッサを停止し、低いときにコ
ンプレッサを駆動させる構成としたから、例えば所定温
度まで冷媒温度が上昇し、流路内を流れる冷媒中に潤滑
油の不溶解領域が白濁となって発生するときには、コン
プレッサを停止させ、冷媒温度が低下するのを待つこと
によって、コンプレッサを効率的に運転でき、該コンプ
レッサが焼き付きを起こすのを確実に防止できると共に
、冷房効率を大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す制御ブロック図である。

【図２】冷媒状態判別処理およびコンプレッサ制御処理
等を示す流れ図である。

【図３】従来技術による冷房装置を示す回路図である。

【図４】レシ−バタンク等を示す説明図である。

【図５】フロ−センサの検出電圧を示す特性線図である
。

【図６】冷媒中に潤滑油の不溶解領域が発生する状態を
示す濃度−温度の特性線図である。

【符号の説明】

１　　冷房サイクル ２　　配管 ３　　コンプレッサ ４　　凝縮器 ５　　蒸発器 １１　　フロ−センサ（冷媒状態検出器）１１Ａ　　発
光素子（発光部） １１Ｂ　　受光素子（受光部） ２１　　コントロ−ルユニット ２２　　温度センサ Ｆ　　冷媒

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　冷媒が循環する流路と、該流路を形成
   する配管の途中にそれぞれ設けられた凝縮器および蒸発
   器と、該凝縮器と蒸発器との間に位置して前記配管の途
   中に設けられ、該配管内の冷媒を圧縮するコンプレッサ
   と、該コンプレッサによって圧縮された冷媒が液相状態
   となる前記流路途中に設けられ、発光部からの光を受光
   部で受光することにより前記流路内の冷媒状態を検出す
   る光学式の冷媒状態検出器とからなる空調装置において
   、前記流路の途中に設けられ、該流路中の冷媒温度を検
   出する温度センサと、該温度センサからの信号に基づき
   冷媒温度が所定温度よりも高いときに前記コンプレッサ
   を停止させ、低いときに前記コンプレッサを駆動させる
   コンプレッサ駆動・停止制御手段とを備えたことを特徴
   とする空調装置。