JPH0428986B2

JPH0428986B2 -

Info

Publication number: JPH0428986B2
Application number: JP14439383A
Authority: JP
Inventors: Hiroyasu Nadamoto; Koichi Yosonara
Original assignee: Calsonic Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 1983-08-09
Filing date: 1983-08-09
Publication date: 1992-05-15
Also published as: JPS6036856A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、自動車用空気調和装置の冷房サイク
ル内を循環する冷媒の過充填及び該冷媒の高圧異
常の検出を行い、警報を発する等の必要な処理を
行う装置に関する。

一般に自動車用空気調和装置の冷房サイクル系
として、第１図に示すようなものがある。該冷房
サイクル内には冷媒が循環しており、該冷房サイ
クルは、コンプレツサ１と、該コンプレツサ１で
高温高圧になつた気体状の冷媒を冷却し凝縮させ
て高圧の液体にするコンデンサ２と、必要量の冷
媒を貯留し、該冷媒中の水分や塵埃を取り除き該
冷媒の気液分離を行うリキツドタンク３と、該冷
媒を急激に減圧し低圧の気化し易い冷媒にするた
めの膨張弁４と、該冷媒が蒸発しながら車室内空
気より熱を奪い車室内空気を冷却するエバポレー
タ６と、エバポレータ６の出口の冷媒温度を感温
し膨張弁４の開度を調整する感温筒５とから成
る。また、図示されていないが、コンプレツサ１
は、走行用エンジンによりマグネツトクラツチ８
を介して駆動され、車室内が一定温度以下になる
と、マグネツトクラツチの働きにより該コンプレ
ツサの働きが停止して、車室内の冷え過ぎを防止
するように形成されている。

このような自動車用冷房サイクルでは、コンプ
レツサが走行用エンジンにより駆動されるので、
走行状態によりコンプレツサ駆動回転数が変動
し、冷房サイクル内を循環する冷媒の循環量や圧
力が変動するおそれがある。

冷媒の循環量の変動は、リキツドタンク３が必
要に応じて循環する冷媒の量を調節するので、あ
る程度緩和される。しかし、冷房サイクル内に適
量の冷媒が充填されていない場合は、リキツドタ
ンクがあつても適量の冷媒をサイクル内に循環さ
せることはできない。特に該冷媒がサイクル内に
過充填された場合は、リキツドタンク内は液状の
冷媒で満杯になり、リキツドタンク内においても
冷媒のサブクール（過冷却）が進展し、膨張弁４
を経ても冷媒が蒸発し難い状態となり、エバポレ
ータでの冷媒の熱吸収が不充分となるため、冷房
性能が落ちる等の不都合が生じる。

また、前述した冷媒の圧力の変動は、例えば、
車連が急に変化してコンプレツサの駆動回転数が
急に変動した場合等に発生する。特に、冷媒の圧
力が異常に高くなつた場合は、冷媒温度も上昇
し、冷媒に含まれる潤滑油の劣化及び冷房性能の
低下等を引く起すおそれがある。

これらの不都合を事前に解消するために、従来
は第２図に示すように、リキツドタンク３の上部
にサイトグラス７を設けて該サイトグラス７を通
して冷媒の流動状態を観察し、冷媒量の過不足を
検出して適正な冷媒を充填している。この場合、
サイトグラス７を通して冷媒中に気泡が見られる
時は、冷媒量の不足を示し、気泡の無い時は一応
冷媒量が適正であることを示している。ところ
が、冷媒中に気泡が見られない場合は、充填冷媒
量が適正であるときばかりでなく、過充填状態の
場合であるとも考えられるので、冷媒の過充填を
正確に把えることは難しいものであつた。

また、冷媒の圧力を検出するハイプレツシヤス
イツチをリキツドタンク３に設け、冷媒の圧力が
異常に高くなつた場合にコンプレツサの働きを停
止させるようにして、冷媒の異常高圧を防止する
ものもある。しかし、ハイプレツシヤスイツチを
用いても異常高圧を検知するのみであり、冷媒の
過充填を正確に検知することはできない。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたも
のであり、冷房性能を低下させる冷媒の過充填及
び異常高圧を同一装置により検知し、警報を発す
る等の必要な処置を行うことのできる装置を提供
することを目的とする。その特徴とする所は、冷
房サイクルの高圧側液冷媒を案内する冷媒通路内
に内部に作動流体が封入してあり、該作動流体の
圧力と前記冷媒との圧力差により作動する可動部
を有するセンサを取付け、前記可動部に連動する
スイツチと警報手段とを導通し、前記作動流体と
して、前記冷媒の飽和圧力よりも飽和圧力が高い
特性を有すると共に、前記冷媒の圧力の方が前記
作動流体の圧力よりも高くなつた時、及び前記作
動流体の全てが気化状態となつている圧力よりも
冷媒の圧力の方が高くなつたときに前記スイツチ
を作動させる特性を有する作動流体を用いた点に
ある。

以下、本発明を図面に示す一実施例に基づいて
詳細に説明する。

第３図は本発明に係る冷房サイクル用冷媒の異
常状態警報装置の一実施例を示す概略図である。

第３図に示す冷房配管１５は第１図におけるコ
ンデンサ２と膨張弁４との間に設けられた冷媒配
管の一部を示すものであり、この中には高圧の液
冷媒１２が案内されて循環している。冷媒配管１
５には、これに形成された開口１７により冷媒配
管１５内と連通状態となつた空間を有するケーシ
ング１６が取付けられており、このケーシング１
６には先端が冷媒配管１５内にまで達する小径部
とケーシング１６内に位置する大径部とからなる
センサ１４が取付けられている。

このセンサ１４は内部に作動流体１３が封入さ
れており、この作動流体１３の圧力と冷媒１２の
圧力との圧力差により作動する可動部としてダイ
ヤフラム２３を有する。ケーシング１６内に取付
けられスイツチ端子２２を有する固定接片１９
と、ケーシング１６内に取付けられスイツチ端子
１８を有すると共にダイヤフラム２３に連動する
可動接片２１とからなるスイツチ１０が警報手段
１１に電気的に接続されている。

前記センサ１４内に封入してある作動流体１３
及び前記循環冷媒の温度と圧力の関係は第４図に
示してある。縦軸は圧力Ｐであり、横軸は温度Ｔ
である。符号H₁は作動流体１３の飽和液線を示
し、符号Ｆは循環冷媒１２の飽和液線を示し、作
動流体１３の飽和圧力が循環冷媒１２の飽和圧力
よりも高いことがわかる。前記センサ１４に封入
してある作動流体１３はその容量が限られている
ので、液状の作動流体１３が存在する間は、飽和
液線H₁上を温度Ｔの上昇と共に圧力が上昇する
が、ある温度以上では作動流体１３がすべて気体
となるために、温度の上昇に対し圧力がほとんど
上昇しなくなり、直線H₂上の状態になる。前記
作動流体１３が気体と液体の併存する飽和状態か
ら気体のみの状態に変化する点をM.O.P点とする
と、該M.O.P点は前記センサ１４内に封入する作
動流体１３の容量を増減させることにより、調節
できる。

すなわち、流動流体１３の封入量を多くした場
合は、作動流体１３が全て気体になる温度が上昇
するのでM.O.P点は飽和液線H₁上を上昇する。
つまり、作動流体１３の最大圧力であるM.O.P
（Max。 Operating Pressure）は、作動流体１
３の封入量を制限することにより、自由に設定す
ることができる。

本発明に係る冷房サイクル用冷媒の異常状態警
報装置は上述のような構成なので以下に述べるよ
うな作用効果を有する。

第５図は第１図に示した冷房サイクルをモリエ
線図上に表わしたもので、縦軸は圧力Ｐを示し、
横軸はエンタルピｉを示す。図示上符号Ｆは冷媒
１２の飽和液線を示し、符号Ｇは冷媒１２の飽和
ガス線を示す。また、冷房サイクルの１サイクル
は線Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ｅ→Ａ又は１点鎖線A′→
B′→C′→C′→E′→A′で示され、それぞれ正規量
冷媒充填時の１サイクル及び冷媒過充填時の１サ
イクルを示す。直線Ｄ→Ｅ→Ａ及び一点鎖線
D′→E′→A′、コンプレツサ１の吐出口から膨張
弁４までの状態を示し、直線Ｅ→Ａ及び一点鎖線
E′→A′は冷媒のサブクール（過冷却）示す。冷
房サイクル内に正規量の冷媒が充填されている時
は、リキツドタンク３内冷媒１２は、気体と液体
が併存し、飽和状態である飽和液線Ｆ上の点Ｅの
状態にある。ところが、冷媒過充填時では、リキ
ツドタンク３内が液体の冷媒で満杯になり、リキ
ツドタンク３内においてもサブクールが進展し、
第５図に示すようにサブクール量が増加する。サ
ブクールが増加した場合の冷媒１２のサブクール
状態の状態変化E′→A′は第４図に示す直線E′→
A′に相当する。第３図に示すように、作動流体
１３の周囲には冷媒１２が導通しているために作
動流体１３と冷媒１２は同じ温度変化をするの
で、第４図に示すように、冷媒１２がE′→A′に
状態変化すると、作動流体１３はＫ→Ｌのように
状態変化し、作動流体１３の圧力の方が冷媒１２
の圧力より低くなる。これらのことから、冷房サ
イクル内に冷媒を過充填した場合は、サブクール
が増大し、サブクールが発生しているリキツドタ
ンク３と膨張弁４間の配管１５に設けられたセン
サ１４内の作動流体１３の圧力は、該センサ１４
周囲にある冷媒１２の圧力よりも低くなることが
わかる。またその圧力の逆転現象は、該センサ１
４内に封入する作動流体１３の飽和圧力を変える
ことにより調整できることがわかる。このように
センサ１４内の作動流体１３の圧力が冷媒１２の
圧力より低くなると、タイアフラム２３の働きで
警報手段１１を有する回路にスイツチが入り、警
報手段１１の働きにより、冷媒の充填を行う作業
者は又は自動車の運転者に冷媒の異常状態を知ら
せることができる。

また、冷房サイクル内を循環する冷媒１２の圧
力が車速の急変化等により異常に高くなつた場合
は、以下に述べるように、冷媒の異常状態を運転
者等に知らせることができる。

冷媒１２が異常に高圧になつた状態を第４図に
示す符号E₁点で表わせば、その状態を感知する
センサ１４内の作動流体１３の状態は直線H₂上
にあり、作動流体１３の圧力は冷媒１２の圧力よ
り低くなる。そのため圧力スイツチ１０内のダイ
アフラム２３の働きで警報手段１１を有する回路
にスイツチが入り、運転者に冷媒の異常状態を知
らせる。別言すれば、冷媒１２の圧力が作動流体
１３のM.O.P値以上になつた時に警報を発するこ
とができる。また前述したように、作動流体１３
のM.O.P値は自由に設定できるので、警報を発生
させたい圧力を変えることもできる。

上述の実施例に使用する作動流体１３として
は、冷媒１２よりも飽和圧力の高いものなので、
例えば冷媒１２にR₁₂（フロンガス）が用いられ
ている場合は、R₁₂に窒素ガス等を添加して昇圧
したもの等が用いられる。

本発明は、上述の実施例に限定されるものでは
なく、さらに、次にような変形例が考えられる。

前記ケーシング１６内のダイアフラム２３の代
りにセンサの上部をベローズ形に形成し、センサ
の内外の差圧により、該ベローズが上下動するよ
うにしても良い。この場合でもダイアフラム２３
を使用した場合と同様な作用効果を有する。

また、前記警報手段１１としては、作業者又は
運転者の五感に訴えるものであれば、いかなる手
段でも良く、警報ブザーや警報ランプ等が考えら
れる。さらに該警報手段１１を有する回路に、コ
ンプレツサ１の作動を止めるスイツチ回路を付加
しても良い。その場合は、冷房サイクル内の冷媒
の圧力が高くなつた時及び冷媒が過充填されてい
る時は、コンプレツサが停止して、冷房サイクル
が異常状態で運転されることを避けることができ
る。

以上の説明より明らかなように、本発明によれ
ば、冷房性能を低下させる冷房サイクル内の冷媒
の過充填及び異常高圧を同一装置により検知し、
冷媒の充填作業を行う作業者及び自動車の運転者
に対して警報を発する等の必要は処置を行うこと
ができるので、ハイプレツシヤスイツチ等の高価
な装置を必要とせず、単純で安価な装置で冷房サ
イクル内の冷媒の異状を検知し、常に冷房性能の
良い正常状態で冷房サイクルを稼動させることが
できる等のすぐれた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は自動車用冷房サイクル原理図、第２図
はリキツドタンクの構造を示す縦断面図、第３図
は本発明に係る冷房サイクル用冷媒の異常状態警
報装置の一実施例を示す概略図、第４図は循環冷
媒と作動流体の温度に対する圧力の関係を示す線
図、第５図はモリエ線図上に冷房サイクルを表わ
した線図である。１０……スイツチ、１１……警報手段、１２…
…冷媒、１３……作動流体、１４……センサ。

Claims

【特許請求の範囲】

１冷房サイクルの高圧側液冷媒を案内する冷媒
通路内に、内部に作動流体が封入してあり、該作
動流体の圧力と前記冷媒との圧力差により作動す
る可動部を有するセンサを取付け、前記可動部に
連動するスイツチと警報手段とを導通し、前記作
動流体として、前記冷媒の飽和圧力よりも飽和圧
力が高い特性を有すると共に、前記冷媒のサブク
ール量が所定値以上となつて、前記冷媒の圧力の
方が前記作動流体の圧力より高くなつた場合、及
び前記作動流体の全てが気化状態となつている圧
力よりも冷媒の圧力の方が高くなつた場合に前記
スイツチを作動させる特性を有する作動流体を用
いたことを特徴とする冷房サイクル用冷媒の異常
状態警報装置。