JPH08200860A - 冷凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷媒蒸発器の下流に電磁弁が設けられた冷凍
装置において、オイルの滞留を防止して冷媒圧縮機の保
護を図ること。 【構成】 フロント側蒸発器７ａ、リヤ側蒸発器７ｃ、
および冷蔵庫用蒸発器７ｂが並列に接続された冷凍サイ
クル１には、フロント側蒸発器７ａの上流とリヤ側蒸発
器７ｃの下流に各々電磁弁９、１０が設けられている。
この冷凍サイクル１の運転状態を制御する制御装置２
は、冷凍サイクル１の起動時に、リヤ側蒸発器７ｃに対
応するＡ／Ｃスイッチがオンされていない場合は、リヤ
側電磁弁１０前後の差圧によってリヤ側電磁弁１０に漏
れが生じているか否かを判定し、漏れが生じていると判
定した場合は、さらにリヤ側電磁弁１０の下流側圧力に
よってオイルが滞留しているか否かを判定する。そし
て、オイルが滞留していると判定した場合は、所定時間
だけリヤ側電磁弁１０を開弁する電磁弁制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の冷媒蒸発器が並
列に接続されて、少なくとも何れか１つの冷媒蒸発器の
下流に電磁弁が設けられた冷凍装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、複数の冷媒蒸発器を備えた冷
凍装置がある。例えば、冷蔵庫を搭載する車両では、図
６に示すように、車室内の冷房を行なうフロント側冷媒
蒸発器１００とリヤ側冷媒蒸発器１１０、および冷蔵庫
用の冷媒蒸発器１２０を備え、１つの冷媒圧縮機１３０
に対して並列に接続されている。

【０００３】この冷凍装置は、冷蔵庫用の冷媒蒸発器１
２０に対して、冷媒の蒸発圧力を低くするために圧力作
動式の膨張弁１４０が設けられており、フロント側冷媒
蒸発器１００の上流およびリヤ側冷媒蒸発器１１０の下
流に設けられた各電磁弁１５０、１６０を閉弁した状態
で、低圧圧力が或る一定値まで下がった時に膨張弁１４
０に冷媒が流れるように構成されている。従って、各電
磁弁１５０、１６０を閉じた後、短時間で低圧圧力を下
げるために、フロント側に対して使用頻度の少ないリヤ
側では、冷媒蒸発器１１０の下流側に電磁弁１６０が設
けられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の冷凍装置は、低
圧側電磁弁１６０にリリーフバルブが内蔵されており、
低圧側電磁弁１６０が閉じていても、上流側圧力が上昇
して低圧側電磁弁１６０前後の圧力差が大きくなった時
には、上流側圧力の上昇を抑えるためにリリーフバルブ
に微少な冷媒の流れが生じる。このため、例えば冷蔵庫
の単独運転を長時間続けた場合等には、リリーフバルブ
を通る微少な冷媒の流れによって、冷媒に含まれるオイ
ルが低圧側電磁弁１６０より下流の分岐配管１７０に滞
留する可能性がある。その結果、冷媒圧縮機１３０に戻
るオイル量が減少して、冷媒圧縮機１３０の円滑な運転
に悪影響を及ぼすという問題が生じる。本発明は、上記
事情に基づいて成されたもので、その目的は、冷媒蒸発
器の下流に電磁弁が設けられた冷凍装置において、オイ
ルの滞留を防止して冷媒圧縮機の保護を図ることにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、以下の構成を採用した。請求項１では、
１つの冷媒圧縮機に対して複数の冷媒蒸発器が並列に接
続されて、少なくとも何れか１つの冷媒蒸発器の下流に
電磁弁が設けられた冷凍装置において、この冷凍装置を
起動する起動信号を検出する起動信号検出手段と、この
起動信号検出手段により前記起動信号が検出された後、
前記電磁弁が閉弁状態であるか否かを判定する電磁弁判
定手段と、この電磁弁判定手段により前記電磁弁が閉弁
状態であると判定された場合に、前記電磁弁前後の差圧
が所定の数値範囲内にあるか否かを判定する差圧判定手
段と、この差圧判定手段で前記差圧が前記所定の数値範
囲内にあると判定された場合に、前記電磁弁より下流側
の圧力が所定値より小さいか否かを判定する低圧判定手
段と、この低圧判定手段で前記下流側圧力が前記所定値
より小さいと判定された場合に、前記電磁弁を所定時間
開弁する電磁弁開弁手段とを備えたことを特徴とする。

【０００６】請求項２では、請求項１に記載した冷凍装
置において、前記電磁弁は、閉弁時における前記電磁弁
の前後の差圧が所定値以上の時に開弁するリリーフバル
ブが内蔵されていることを特徴とする。

【０００７】請求項３では、請求項１または２に記載し
た冷凍装置において、下流に前記電磁弁が設けられた前
記冷媒蒸発器以外で、何れか１つの冷媒蒸発器の上流に
は、冷媒の蒸発圧力を略一定とする圧力作動式膨張弁が
設けられていることを特徴とする。

【０００８】

【作用】上記構成より成る本発明の冷凍装置は、冷媒蒸
発器の下流に設けられた電磁弁が閉じている時（冷凍装
置は起動されている）に、その電磁弁の前後の差圧（上
流側圧力−下流側圧力）が所定の数値範囲内にあるか否
かを判定し、差圧が所定の数値範囲内にある場合は、電
磁弁に漏れが生じていると判定する。続いて、電磁弁前
後の差圧が所定の数値範囲内にあると判定された場合
は、さらに電磁弁より下流側の圧力が所定値より小さい
か否かを判定し、下流側圧力が所定値より小さい場合に
は、電磁弁の下流にオイルが滞留していると判定する。
そこで、電磁弁の下流にオイルが滞留していると判定さ
れた時には、電磁弁を所定時間開弁して、冷媒を流すこ
とにより、滞留しているオイルを冷媒とともに冷媒圧縮
機へ戻すことができる。

【０００９】

【発明の効果】上記の作用により、オイルの滞留が防止
されて冷媒圧縮機へ戻すことができるため、オイル不足
による冷媒圧縮機への悪影響が防止されて、冷媒圧縮機
の円滑な運転が行なわれる。また、本発明では、オイル
が滞留していると判定された時だけ電磁弁を開弁する。
即ち、電磁弁に漏れが生じていない場合（電磁弁前後の
差圧が所定の数値範囲外にある場合）、および電磁弁に
漏れが生じていてもオイルが滞留していないと判断され
る場合（下流側圧力が所定値以上の場合）は電磁弁を開
かない。このため、不必要に電磁弁の開閉動作が行なわ
れることはなく、不要な冷媒流動音を低減できるととも
に、エンジンの消費動力の点でも有利である。

【００１０】

【実施例】次に、本発明の冷凍装置の実施例を図面に基
づいて説明する。図１は冷凍サイクルの模式図である。
本実施例の冷凍装置は、冷蔵庫を備える車両に適用され
るもので、車室内の冷房と冷蔵庫内の冷却を行なうマル
チエバシステムの冷凍サイクル１と、この冷凍サイクル
１の運転状態を制御する制御装置２とから成る。

【００１１】冷凍サイクル１は、冷媒圧縮機３、冷媒凝
縮器４、レシーバ５、膨張弁６（６ａ、６ｂ、６ｃ）、
および冷媒蒸発器７（７ａ、７ｂ，７ｃ）の各機能部品
より構成されて、冷媒配管８（分岐管８ａ、８ｂ、８ｃ
を含む）により接続されている。但し、膨張弁６と冷媒
蒸発器７は、車室内のフロント側冷房用とリヤ側冷房
用、および冷蔵庫用として別々に設けられており、図１
に示すように、レシーバ５と冷媒圧縮機３との間で並列
に接続された分岐管８ａ、８ｂ、８ｃに設けられてい
る。

【００１２】また、フロント側分岐管８ａには、フロン
ト側膨張弁６ａの上流に分岐管８ａを開閉する電磁弁９
が設けられて、リヤ側分岐管８ｃには、リヤ側蒸発器７
ｃの下流に分岐管８ｃを開閉する電磁弁１０が設けら
れ、冷蔵庫用の分岐管８ｂには、冷蔵庫用蒸発器７ｂの
下流に冷媒の逆流を防止する逆止弁１１が設けられてい
る。

【００１３】冷媒圧縮機３は、電磁クラッチ１２を介し
て車両のエンジン（図示しない）により駆動され、吸入
したガス冷媒を高温、高圧に圧縮して吐出する。冷媒凝
縮器４は、冷媒圧縮機３より吐出された高温、高圧の冷
媒をクーリングファン１３の送風を受けて凝縮液化す
る。レシーバ５は、冷媒凝縮器４で液化された冷媒を蓄
えて、液冷媒を流出する。

【００１４】膨張弁６は、レシーバ５より送られた冷媒
を減圧膨張して冷媒蒸発器７に供給するもので、フロン
ト側蒸発器７ａとリヤ側蒸発器７ｃに対応する膨張弁６
ａ、６ｃは、それぞれ冷媒蒸発器７ａ、７ｃより流出す
る冷媒の過熱度が一定となるように冷媒流量を調節する
温度作動式であり、冷蔵庫用蒸発器７ｂに対応する膨張
弁６ｂは、冷媒の蒸発圧力が一定となるように冷媒流量
を調節する圧力作動式である。

【００１５】冷媒蒸発器７は、上記したように、車室内
のフロント側とリヤ側、および冷蔵庫内に配置されて、
それぞれ膨張弁６で減圧された冷媒が周囲の空気より潜
熱を奪って蒸発することにより、車室内の冷房、および
冷蔵庫内の冷却を行なう。

【００１６】電磁弁９、１０は、制御装置２により通電
制御されて、通電時に開弁して分岐管８ａ、８ｃを開
き、通電停止時に閉弁して分岐管８ａ、８ｃを遮断す
る。なお、リヤ側蒸発器７ｃの下流に配されたリヤ側電
磁弁１０には、図２に示すリリーフバルブ１０ａが内蔵
されている。このリリーフバルブ１０ａは、リヤ側電磁
弁１０が閉弁している時に、リヤ側電磁弁１０の上流側
圧力の上昇を防ぐために設けられたもので、リヤ側電磁
弁１０前後の差圧ΔＰ（上流側圧力Ｐ1 −下流側圧力Ｐ
2 ）によって、図３に示す流量特性を持つ。

【００１７】制御装置２は、マイクロコンピュータ（図
示しない）を内蔵するもので、図４に示すように、操作
パネル１４での操作信号、およびリヤ側分岐管８ｃに設
けられた圧力センサ１５、１６の検出値（Ｐ1 、Ｐ2 ）
に基づいて、空調機器の作動制御を行なう。なお、圧力
センサ１５はリヤ側電磁弁１０の上流側に設けられて、
圧力センサ１６はリヤ側電磁弁１０の下流側に設けられ
ている。

【００１８】操作パネル１４には、冷凍サイクル１を起
動するための起動信号を出力するＡ／Ｃスイッチ１７
（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ）が設けられている。このＡ
／Ｃスイッチ１７は、各冷媒蒸発器７ａ、７ｂ、７ｃに
対応して設けられている。即ち、フロント側蒸発器７ａ
を作動させるために設定されたＡ／Ｃスイッチ１７
ａ、、冷蔵庫用蒸発器７ｂを作動させるために設定され
たＡ／Ｃスイッチ１７ｂ、およびリヤ側蒸発器７ｃを作
動させるために設定されたＡ／Ｃスイッチ１７ｃとから
成る。

【００１９】この冷凍サイクル１は、例えば、冷蔵庫の
単独運転を長時間続けた場合（従って、フロント側電磁
弁９およびリヤ側電磁弁１０は閉じている）、リヤ側電
磁弁１０に内蔵されたリリーフバルブ１０ａに微少な冷
媒の流れが生じることから、その冷媒に含まれる冷媒圧
縮機３の潤滑用オイルが、リヤ側電磁弁１０より下流側
の分岐管８ｃに滞留する可能性がある。そこで、本実施
例では、リヤ側電磁弁１０を閉じた状態（つまりリヤ側
蒸発器７ｃを使用しない時）で冷凍サイクル１を起動す
る場合（例えば、冷蔵庫の単独運転、またはフロント側
蒸発器７ａのみを使用する冷房運転）に、オイルの滞留
を防止するための電磁弁制御が実行される。

【００２０】以下に、その電磁弁制御について説明す
る。図５は電磁弁制御の処理手順を示すフローチャート
である。まず、制御装置２に冷凍サイクル１を起動する
ための起動信号が入力されると（ステップ１００・本発
明の起動信号検出手段）、制御装置２に内蔵されたタイ
マーがリセット（ｔ＝０）される（ステップ１１０）。

【００２１】続いて、リヤ側電磁弁１０が閉弁状態（オ
フ）であるか否かを判定する（ステップ１２０・本発明
の電磁弁判定手段）。具体的には、入力された起動信号
により、リヤ側蒸発器７ｃに対応するＡ／Ｃスイッチ１
７ｃがオンされていればリヤ側電磁弁１０が開弁状態
（オン）であり、Ａ／Ｃスイッチ１７ｃがオフされてい
ればリヤ側電磁弁１０が閉弁状態（オフ）であると判定
できる。この判定で、リヤ側電磁弁１０が開弁状態の場
合、即ち、Ａ／Ｃスイッチ１７ｃがオンされている場合
はステップ１１０へ戻る。

【００２２】ステップ１２０の判定がＹＥＳの場合、つ
まりリヤ側電磁弁１０が閉弁状態の場合は、リヤ側電磁
弁１０の上流側圧力Ｐ1 と下流側圧力Ｐ2 との差圧ΔＰ
（Ｐ1 −Ｐ2 ）が所定の数値範囲内（ａ＜ΔＰ＜ｂ）に
あるか否かを判定する（ステップ１３０・本発明の差圧
判定手段）。この判定で、差圧ΔＰが所定の範囲外の場
合はステップ１１０へ戻る。

【００２３】このステップ１３０の判定は、リヤ側電磁
弁１０に漏れが生じているか否かを判定するもので、数
値ａは、リヤ側電磁弁１０が開弁している時、即ち冷媒
が流れている時の差圧ΔＰであり、例えばａ＝０であ
る。また、数値ｂは、リヤ側電磁弁１０に漏れが生じて
いない時の差圧ΔＰであり、例えばｂ＝３kg/cm²であ
る。従って、リヤ側電磁弁１０が閉じていても、リヤ側
電磁弁１０に漏れが生じている場合（つまりリリーフバ
ルブ１０ａを冷媒が流れている場合）は、差圧ΔＰは数
値ａより大きく数値ｂより小さくなる。即ち、ａ＜ΔＰ
＜ｂとなる。

【００２４】そこで、ステップ１３０の判定がＹＥＳの
場合、即ちリヤ側電磁弁１０に漏れが生じていると判断
される場合は、リヤ側電磁弁１０の下流側圧力Ｐ2 が所
定値ｃ（例えばｃ＝０）以下か否かを判定する（ステッ
プ１４０・本発明の低圧判定手段）。この判定で、下流
側圧力Ｐ2 が所定値ｃより大きい場合はステップ１１０
へ戻る。

【００２５】このステップ１４０の判定は、リヤ側電磁
弁１０に漏れが生じている時に、リヤ側分岐管８ｃにオ
イルが滞留しているか否かを判定するもので、所定値ｃ
は、リヤ側電磁弁１０に漏れが生じていても、リヤ側分
岐管８ｃにオイルが滞留することなく、冷媒とともに冷
媒圧縮機３に吸引されている場合の圧力であり、例えば
ｃ＝０である。従って、リヤ側分岐管８ｃにオイルが滞
留している場合は、冷媒圧縮機３の吸引によって下流側
圧力Ｐ2 は所定値ｃより小さくなる。即ち、Ｐ2 ＜ｃと
なる。

【００２６】そこで、ステップ１４０の判定がＹＥＳの
場合、即ちリヤ側分岐管８ｃにオイルが滞留していると
判断される場合は、リヤ側電磁弁１０がオフ状態である
にも係わらず、リヤ側電磁弁１０を通電する（ステップ
１５０・本発明の電磁弁開弁手段）。

【００２７】リヤ側電磁弁１０への通電後、制御装置２
に内蔵されたタイマーのカウントを開始し（ステップ１
６０）、タイマーのカウント時間ｔが所定時間ｔ1 （例
えば１５〜２０秒）に達した時点（ステップ１８０の判
定がＹＥＳの場合）で、リヤ側電磁弁１０への通電を停
止する（ステップ１９０）。但し、ステップ１６０でタ
イマーのカウントを開始した後、タイマーのカウント時
間ｔが所定時間ｔ1 に達する以前にＡ／Ｃスイッチ１７
ｃがオンされた場合（ステップ１７０の判定がＮＯの場
合）はステップ１１０へ戻る。

【００２８】ステップ１９０でリヤ側電磁弁１０への通
電を停止した後、Ａ／Ｃスイッチ１７ｃがオンされない
まま、冷凍サイクル１の運転が一定時間ｔ2 （但しｔ1
＜ｔ2 で、例えばｔ2 ：数時間）継続して行なわれた場
合（ステップ２１０の判定がＹＥＳの場合）はステップ
１１０へ戻る。但し、ステップ１９０でリヤ側電磁弁１
０への通電を停止した後、冷凍サイクル１の運転が一定
時間ｔ2 経過するまでにＡ／Ｃスイッチ１７ｃがオンさ
れた場合（ステップ２００の判定がＮＯの場合）はステ
ップ１１０へ戻る。

【００２９】なお、ステップ２１０の処理を加えたこと
により、冷凍サイクル１の起動時にステップ１１０〜１
９０までの電磁弁制御を行なった後、冷凍サイクル１の
運転が一定時間ｔ2 継続して行なわれるまでは、次回の
電磁弁制御が行なわれることはない。これにより、リヤ
側電磁弁１０の開閉動作が頻繁に行なわれるのを防止す
ることができる。

【００３０】（実施例の効果）このように、本実施例で
は、リヤ側電磁弁１０を閉じた状態で冷凍サイクル１を
起動した場合に、上述の電磁弁制御を行なうことで、リ
ヤ側電磁弁１０より下流のリヤ側分岐管８ｃにオイルが
滞留するのを防止することができる。即ち、オイルが滞
留する様な場合には、所定時間ｔ1 だけリヤ側電磁弁１
０を開弁してリヤ側分岐管８ｃに冷媒を流すことによ
り、滞留していたオイルを冷媒とともに冷媒圧縮機３へ
戻すことができる。この結果、オイル不足による冷媒圧
縮機３の焼付きが防止されて、円滑な運転を行なうこと
ができる。

【００３１】また、本実施例では、リヤ側電磁弁１０を
不必要に開閉することはなく、オイルが滞留していると
判断される時だけリヤ側電磁弁１０を開いて冷媒を流す
ように制御している。即ち、リヤ側電磁弁１０に漏れが
生じていない場合（ａ≧ΔＰまたはｂ≦ΔＰ）、あるい
は漏れが生じていてもオイルが滞留していない場合（Ｐ
1 ≧ｃ）は、リヤ側電磁弁１０を開かないため、不要な
冷媒流動音を低減できるとともに、エンジン消費動力の
悪化を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】冷凍サイクルの模式図である。

【図２】リヤ側電磁弁の内部構造を示す断面図である。

【図３】リヤ側電磁弁に内蔵されたリリーフバルブの流
量特性を示すグラフである。

【図４】本実施例の制御系に係わるブロック図である。

【図５】本実施例の作動を示すフローチャートである。

【図６】従来技術を説明する冷凍サイクルの模式図であ
る。

【符号の説明】

２ 制御装置（起動信号検出手段、電磁弁判定手段、
差圧判定手段、低圧判定手段、電磁弁開弁手段） ３ 冷媒圧縮機 ６ｂ 膨張弁（圧力作動式膨張弁） ７ａ フロント側蒸発器（冷媒蒸発器） ７ｂ 冷蔵庫用蒸発器（冷媒蒸発器） ７ｃ リヤ側蒸発器（冷媒蒸発器） １０ リヤ側電磁弁 １０ａ リリーフバルブ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】１つの冷媒圧縮機に対して複数の冷媒蒸発
   器が並列に接続されて、少なくとも何れか１つの冷媒蒸
   発器の下流に電磁弁が設けられた冷凍装置において、 ａ）この冷凍装置を起動する起動信号を検出する起動信
   号検出手段と、 ｂ）この起動信号検出手段により前記起動信号が検出さ
   れた後、前記電磁弁が閉弁状態であるか否かを判定する
   電磁弁判定手段と、 ｃ）この電磁弁判定手段により前記電磁弁が閉弁状態で
   あると判定された場合に、前記電磁弁前後の差圧が所定
   の数値範囲内にあるか否かを判定する差圧判定手段と、 ｄ）この差圧判定手段で前記差圧が前記所定の数値範囲
   内にあると判定された場合に、前記電磁弁より下流側の
   圧力が所定値より小さいか否かを判定する低圧判定手段
   と、 ｅ）この低圧判定手段で前記下流側圧力が前記所定値よ
   り小さいと判定された場合に、前記電磁弁を所定時間開
   弁する電磁弁開弁手段とを備えた冷凍装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載した冷凍装置において、 前記電磁弁は、閉弁時における前記電磁弁の前後の差圧
   が所定値以上の時に開弁するリリーフバルブが内蔵され
   ていることを特徴とする冷凍装置。
3. 【請求項３】請求項１または２に記載した冷凍装置にお
   いて、 下流に前記電磁弁が設けられた前記冷媒蒸発器以外で、
   何れか１つの冷媒蒸発器の上流には、冷媒の蒸発圧力を
   略一定とする圧力作動式膨張弁が設けられていることを
   特徴とする冷凍装置。