JPH04217765A - 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、流路
内の冷媒状態を光学式の冷媒状態検出器で検出するよう
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】図４ないし図６に従来技術による空調装置
を自動車用の冷房装置として用いた場合を示す。

【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。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】６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６に
は覗窓６Ａが設けられ、該覗窓６Ａ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６は図５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７が配設されている。そし
て、該レシーバタンク６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７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８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】８はレシーバタンク６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
８は減圧弁等によって構成され、レシーバタンク６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８
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】９はレシーバタンク６と膨張弁８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
検出器としてのフローセンサを示し、該フローセンサ９
は図５に示す如く導出管２Ｂの途中に対向して配設され
た発光素子９Ａ，受光素子９Ｂ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９の受光素子９Ｂは発光素子９
Ａからの光を冷媒Ｆを介して受光し、該フローセンサ９
からの検出信号としての検出電圧Ｖは図６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９は受光素
子９Ｂ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】１０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１０は入力側がフロ
ーセンサ９に接続され、出力側が警報ランプ１１に接続
されている。そして、該制御回路１０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９
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１１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（図示せず）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
６内で気液分離され、液相状態の冷媒Ｆが膨張弁８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９はレシーバタンク６
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９Ｂ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１０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１１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を稼動しているとき等
に、冷媒Ｆの温度状態により潤滑油が冷媒Ｆから分離し
、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−センサ９
の受光素子９Ｂはこの白濁によって受光量が減少し、検
出電圧Ｖが図６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９により冷媒不足時等を検出する場合に、フローセ
ンサ９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１１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】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ようにした空調装置を提供する
ことを目的としている。

【００１７】

【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、冷媒状態検出器
からの検出信号が所定レベルよりも低下したか否かを判
定するレベル判定手段と、該レベル判定手段により前記
検出信号が所定レベルよりも低下したと判定したときに
、この低下した状態の持続時間を計数する計数手段と、
該計数手段で計数した持続時間に基づき流路内の冷媒が
不足しているか否かを判定する冷媒不足判定手段とを備
えたことにある。

【００１８】

【作用】上記構成により、冷媒状態検出器からの検出信
号が一定の持続時間をもって所定レベルよりも低下し続
けるときには、配管内の冷媒が漏洩事故等により冷媒不
足になっていると判定でき、前記持続時間が短い場合に
は白濁によるものとして判定処理することができる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１ないし図３に基
づき説明する。なお、実施例では前述した図４ないし図
６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。

【００２０】図中、２１は冷房サイクル１の稼動時に自
動車の運転者等によって手動操作されるエアコンスイッ
チ、２２はレシーバタンク６と膨張弁８との間に位置し
て配管２の途中に設けられた光学式の冷媒状態検出手段
としてのフローセンサを示し、該フローセンサ２２は図
２に示す如く、配管２の途中に接続され、冷媒Ｆの流路
の一部を構成する筒状のケーシング２３と、後述の発光
素子２７および受光素子２８等とからなり、ケーシング
２３には直径方向に対向して筒状の取付部２３Ａ，２３
Ａが径方向外向きに突設されている。また、該ケーシン
グ２３には各取付部２３Ａと同軸にケーシング２３内と
連通する径方向の貫通穴２３Ｂ，２３Ｂと、該各貫通穴
２３Ｂの径方向外側に位置し、各取付部２３Ａの底部側
に形成された環状のシール溝２３Ｃ，２３Ｃとが設けら
れている。

【００２１】２４，２４はケーシング２３の各取付部２
３Ａに螺着された素子ホルダを示し、該各素子ホルダ２
４は金属材料により筒状に形成され、その先端側外周に
は取付部２３Ａ内に螺合するおねじ部２４Ａが形成され
ている。そして、該各素子ホルダ２４の内周側には基端
側部位に環状の段部２４Ｂが形成され、該各段部２４Ｂ
は発光素子２７、受光素子２８を各素子ホルダ２４内に
位置決めするようになっている。

【００２２】２５，２５はケーシング２３の各取付部２
３Ａ内にＯリング２６，２６を介して配設されたサイト
グラスを示し、該各サイトグラス２５は透明のガラス材
料等により厚肉の円板状に形成され、各素子ホルダ２４
の先端面とケーシング２３との間に各Ｏリング２６を介
して挟持されている。

【００２３】また、該各Ｏリング２６はケーシング２３
の各シール溝２３Ｃ内に装着され、ケーシング２３と各
サイトグラス２５との間をシールすることにより、ケー
シング２３内を矢示Ａ方向に流通する冷媒Ｆが各貫通穴
２３Ｂから外部に漏洩するのを防止している。

【００２４】２７，２８は各素子ホルダ２４内に挿入さ
れ、該各素子ホルダ２４内に筒状の取付ボルト２９，２
９を介して固定された発光部および受光部を構成する発
光素子および受光素子を示し、該発光素子２７、受光素
子２８は環状の鍔部２７Ａ，２８Ａおよび端子ピン２７
Ｂ，２７Ｂ、２８Ｂ，２８Ｂを有し、鍔部２７Ａ，２８
Ａは各素子ホルダ２４の基端側内周に各取付ボルト２９
を螺着することにより、該各取付ボルト２９の先端面と
各素子ホルダ２４の段部２４Ｂとの間に挟持されている
。

【００２５】そして、該発光素子２７および受光素子２
８はケーシング２３の各取付部２３Ａに各素子ホルダ２
４を介して取付けられ、ケーシング２３の直径方向に各
サイトグラス２５を介して対向配設されている。

【００２６】かくして、フローセンサ２２は発光素子２
７からの光を受光素子２８が受光することにより、ケー
シング２３内を矢示Ａ方向に流通する冷媒Ｆの状態に応
じた検出信号としての検出電圧Ｖを従来技術で述べたフ
ローセンサ９とほぼ同様に出力するようになっている。

【００２７】さらに、３０はマイクロコンピュータ等に
よって構成されたコントロールユニットを示し、該コン
トロールユニット３０は入力側がエアコンスイッチ２１
、フローセンサ２２等に接続され、出力側がコンプレッ
サ３および警報ランプ１１等に接続されている。そして
、該コントロールユニット３０はその記憶回路内に図３
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等
を行うようになっている。また、該コントロールユニッ
ト３０の記憶回路には記憶エリア３０Ａ内に、フローセ
ンサ２２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、持続時間Ｔ
を計数するためのタイマと、フローセンサ２２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Ｔｍ　（Ｔｍ　＞Ｔｉ　）とがそれぞれ格
納されている。

【００２８】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。

【００２９】そこで、コントロールユニット３０による
冷媒状態判別処理等について図３を参照して説明する。

【００３０】まず、エアコンスイッチ２１の投入によっ
てコンプレッサ３を作動させ、処理動作をスタートさせ
ると、ステップ１でタイマを零リセット（Ｔ＝Ｏ）して
停止させる。そして、ステップ２でフローセンサ２２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３でこの検出電圧Ｖが所定電圧Ｖｉ
　よりも大きいか否かを判定し、「ＹＥＳ」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。

【００３１】また、ステップ３で「ＮＯ」と判定したと
きには検出電圧Ｖが所定電圧Ｖｉ　以下に低下している
から、ステップ４に移ってタイマを作動させ、検出電圧
Ｖが所定電圧Ｖｉ　以下に低下し続ける持続時間Ｔを計
数する。そして、ステップ５でこの持続時間Ｔが所定時
間Ｔｍ　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６に移ってフローセンサ２２から再
び検出電圧Ｖを読込み、ステップ３に戻ってこれ以降の
処理を続行させる。

【００３２】これにより、検出電圧Ｖが冷媒Ｆの白濁に
基づき低下した場合には、持続時間Ｔが時間Ｔｉ　（Ｔ
ｉ　＜Ｔｍ　）程度となり、所定時間Ｔｍ　を越える前
に検出電圧Ｖは再び上昇し（図６参照）、ステップ３で
「ＹＥＳ」と判定されるから、ステップ１でタイマは零
リセットされ、持続時間ＴをＴ＝０として停止される。

【００３３】また、ステップ５で「ＹＥＳ」と判定した
ときには持続時間Ｔが所定時間Ｔｍ　を越え、検出電圧
Ｖは低下し続けているから、配管２内の冷媒Ｆが漏洩事
故等によって不足していると判定でき、ステップ７に移
って警報ランプ１１を点灯させ、運転者に冷媒不足（冷
媒漏れ）を報知すると共に、コンプレッサ３を停止させ
る。

【００３４】かくして、本実施例によれば、フローセン
サ２２からの検出電圧Ｖが所定電圧Ｖｉ　よりも低下し
たときに、持続時間Ｔを計数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、冷媒漏れ時には警報ランプ１１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。

【００３５】また、冷媒漏れ時にはコンプレッサ３を停
止させるから、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。

【００３６】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、コンプレッサ３を冷媒漏れ時に保護
できる等、種々の効果を奏する。

【００３７】なお、前記実施例では、図３に示すプログ
ラムのうち、ステップ３が本発明の構成要件であるレベ
ル判定手段の具体例を示し、ステップ５が冷媒不足判定
手段の具体例を示している。

【００３８】また、前記実施例では、フローセンサ２２
のケーシング２３を配管２と別体に形成するものとして
述べたが、これに替えて、ケーシング２３を配管２と一
体形成し、各取付部２３Ａ、各貫通穴２３Ｂおよび各シ
ール溝２３Ｃに該当する部分を配管２に予め設けるよう
にしてもよい。

【００３９】さらに、前記実施例では、冷媒漏れ時に警
報ランプ１１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、警報ブザー、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。

【００４０】

【発明の効果】以上詳述した通り本発明によれば、冷媒
状態検出器からの検出信号が所定レベルよりも低下した
ときに、この状態の持続時間を計数し、この持続時間に
基づき流路内の冷媒が不足しているか否かを判定する構
成としたから、例えば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しても、この白濁によっ
て冷媒漏れ時を誤検出するのを防止でき、冷媒漏れ時を
高精度に検出でき、信頼性を向上させることができる等
、種々の効果を奏する。

【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】フローセンサを示す縦断面図である。

【図３】冷媒状態判別処理等を示す流れ図である。

【図４】従来技術による冷房装置を示す回路図である。

【図５】レシーバタンク等を示す説明図である。

【図６】フローセンサの検出電圧を示す特性線図である
。

【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 ６　　レシーバタンク ８　　膨張弁 １１　　警報ランプ ２２　　フローセンサ（冷媒状態検出器）２３　　ケー
シング ２４　　素子ホルダ ２５　　サイトグラス ２７　　発光素子（発光部） ２８　　受光素子（受光部） ３０　　コントロールユニット 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
   、前記冷媒状態検出器からの検出信号が所定レベルより
   も低下したか否かを判定するレベル判定手段と、該レベ
   ル判定手段により前記検出信号が所定レベルよりも低下
   したと判定したときに、この低下した状態の持続時間を
   計数する計数手段と、該計数手段で計数した持続時間に
   基づき前記流路内の冷媒が不足しているか否かを判定す
   る冷媒不足判定手段とを備えたことを特徴とする空調装
   置。