JPH0820147B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は冷媒を回収する装置を備えた車両用空調装置
に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、車両用空調装置に用いられた冷媒は車両の廃車
時に棄てられているのが現状であった。ところが、大気
中に放出された冷媒の一部は成層圏に達し、成層圏内の
オゾン層を破壊する。その結果、従来オゾン層で吸収し
ていた有害な紫外線が吸収されずに地表面に達し、人間
の皮膚に悪影響を及ぼすといった問題とか、炭酸ガスと
同様に地球を取り囲み、温室効果を生じて地球の温度を
上層させるといった弊害が報告されている。このような
状況において、従来大気中に棄てられていた冷媒の回収
する要望がおきている。

〔発明が解決しようとする課題〕

本願発明では上述したような要求に対応し、特に常温
ではガス状態のために回収しずらい車両用に用いられる
冷媒を簡単な構成で、かつ安価な装置でもって回収する
回収装置を備えた車両用空調装置を得ることを課題とし
ている。

〔課題を解決するための手段〕

この課題を解決するために本発明では圧縮機、凝縮
器、気液分離器、膨張弁、蒸発器等順次接続してなる車
両用空調装置において、気液分離器によって分離された
凝縮冷媒を回収するための冷媒回収タンクを気液分離器
に連通させ、この冷媒回収タンクと気液分離器との間に
は冷媒回収時のみ両者の連通を行う連通開閉弁を配し
た。

気液分離器は凝縮器より流出した冷媒を凝縮冷媒と未
凝縮冷媒とに分離するものとして用いられる。また気液
分離器は蒸発器より流出した冷媒を凝縮冷媒と未凝縮冷
媒とに分離するものとして用いられる。

〔作用〕

冷媒回収時には連通開閉弁を開いて圧縮機を運転す
る。すると気液分離器４内にて分離された液冷媒が連通
開閉弁を介し、冷媒回収タンク内に流入する。

通常運転時には連通開閉弁を閉弁し、圧縮機を運転さ
せることにより通常の冷房運転が行われる。

〔発明の効果〕

従って、常温ではガス状態である冷媒を気液分離器に
よって液状冷媒とガス状冷媒とに分離し、この液状冷媒
を冷媒回収タンク15内に回収することができるので、簡
単な構成でかつ安価な装置でもって冷媒を回収すること
ができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の空調装置を示す回路図である。図示
しない車両用エンジンからの駆動力を電磁クラッチ2aを
介して受ける圧縮機２、は冷媒を高温高圧のガス状冷媒
に圧縮する。この圧縮された冷媒は配管101を通り凝縮
器３内に流入する。この凝縮器３内を流れる冷媒は凝縮
器３を通過する外部空気と熱交換を行い、高温高圧のガ
ス冷媒は液状冷媒に凝縮される。この液状となった凝縮
冷媒は配管102を通り気液分離器４内に流入する。この
気液分離器４内では凝縮器３によって凝縮された液状の
凝縮冷媒と、凝縮されなかった気体状の冷媒とに分離す
る。そして液状冷媒のみが配管103を通って膨張弁５に
流れる。

膨張弁５はこの配管103および配管104を流れる冷媒の
流路面積の増減を行い、膨張を行なわしせしめるもので
ある。この膨張弁５によって低圧の液状冷媒となった冷
媒は配管104を通り蒸発器６内に流入する。そして、こ
の蒸発器６内を流れる間に外部空気と熱交換して蒸発
し、ガス冷媒となって圧縮機に再度流入する。蒸発器６
では冷媒と熱交換を行うことにより外部空気が冷却さ
れ、この冷却された空気が車両に吹き出されるのであ
る。

蒸発器６の出口側の配管104には、蒸発器６の出口側
冷媒温度を検出するための温度センサ21が配されてい
る。この温度センサ21によって検出された信号は制御回
路７に送信され、この信号に基づいて制御回路７よりリ
ード線60を介して膨張弁５に信号が送られる。膨張弁５
はこの信号を受けてその流路面積の増減している。

気液分離器４の下端面には接続パイプ41が接続され、
この接続パイプ41には連通開閉弁11が配設されている。
そしてこの連通開閉弁11には更に接続パイプ43を介して
冷媒回収タンク15が接続されている。連通開閉弁11はリ
ード線66を介して送信される制御回路７からの信号を受
けて、接続パイプ41,43の連通開閉を行っている。

制御回路７には通常の冷房運転を行う際に投入する運
転スイッチ31と、冷媒を回収する時に投入する回収スイ
ッチ32とが接続されている。運転スイッチ31を投入する
と、制御回路７よりリード線68を介して電磁クラッチ2a
に電流が送信され、電磁クラッチが接続してエンジンか
らの駆動力が圧縮機２に伝達される。また回収スイッチ
32を投入すると、同じく電磁クラッチ2aが接続されると
同時にリード線66を介して連通開始弁11に信号が送られ
連通開閉弁11が開弁する。

また、圧縮機２の出口側の配管101には配管101内を流
れる冷媒の圧力を検出する圧力スイッチ20が配されてい
る。そして、この圧力スイッチによって検出された圧力
信号がリード線69を介して制御回路７に送信されてい
る。

第２図は膨張弁５を示す断面図である。膨張弁ハウジ
ング55には配管103が接続される入口継手55aと、配管10
4が接続される出口継手55bが形成されている。この膨張
弁ハウジング55内には弁座54が形成され、この弁座54に
は弁体57が当接可能なように配設されている。弁体57は
シャフト56およびプランジャ52とともに一体成形されて
いる。

プランジャ52の外周には固定鉄心50が配され、さらに
この固定鉄心50の外周にはコイル53が巻かれている。プ
ランジャ52と固定鉄心50との間には弁体57を弁座54より
離れる方向に付勢するプランジャスプリング51が配され
ている。また、弁体57にはプランジャスプリング51と反
対の方向に付勢力を与える対向スプリング58が係合して
いる。

コイル53にはリード線60を介して、制御回路７より励
磁電流が供給される。このコイル53に電流が供給される
と磁力が発生しプランジャ52がプランジャスプリング51
の力に抗して固定鉄心50側に吸引される。すなわち、弁
体57が弁座54に近づく方向に移動することとなり、入口
継手55a側から出口継手55b側に向けて流れる冷媒の流路
面積が絞られることになる。

蒸発器６内を流れる冷媒の量が減少してくると、蒸発
器６より流出する冷媒の温度が高くなる。それを温度セ
ンサ21が検知し、制御回路７を介して膨張弁５のコイル
53に制御信号が送られ、コイル53によって発生する電磁
力が弱められて、弁体57が弁座54より遠ざかる方向に移
動する。その結果、この膨張弁を流れる冷媒の流路面積
が増大し、たくさんの冷媒が蒸発器６に流れる込むよう
になる。

一方、蒸発器６内に流入する冷媒量が過剰になると、
配管104内を流れる冷媒温度が低くなる。それを温度セ
ンサ21が検知し、制御回路７を介してコイル53に多くの
電流が供給される。その結果、プランジャ52が固定鉄心
50側に引きつけられ、弁体57が弁座54側に移動すること
によって冷媒流量が絞られるのである。

第３図は気液分離器４と冷媒回収タンク15との間に配
される連通開閉弁11を示す断面図である。気液分離器４
は円筒状をなすもので、その底面にはネジ部80が形成さ
れ、このネジ部80内にはムシバルブ81が配されている。
このムシバルブ81は通常閉じた状態にあり、後述するピ
ン82がムシバルブ81内に挿入することにより連通するも
のである。

このネジ部80にはナット83をネジ部80に捩込むことに
よって接続パイプ41が接続可能になっている。この接続
パイプ41の先端すなわちナット83の内部にはピン82が配
されており、このピン82がムシバルブ81内に挿入される
ことによって、ムシバルブ81が開弁する。これにより気
液分離器４内部と接続パイプ41とが連通される。

接続パイプ41の他端には開閉弁ハウジング110がフレ
アーナット42により接続されている。この連通開閉弁ハ
ウジング110の内部には弁座632が形成されており、この
弁座632にはニードル弁631が当接可能なように配されて
いる。ニードル弁631はプランジャ62に固定されてお
り、プランジャ62は円筒状に巻回されたコイル61内を摺
動可能なように配されている。

コイル61はリード線66およびコネクタ67を介して制御
回路７に接続されており、制御回路７からの励磁電流を
受けることによって磁力を発生する。これにより、プラ
ンジャ62を付勢スプリング62aの力に抗して吸引せしめ
その力を調整することにより、ニードル弁631と弁座632
との位置を調節している。なお、このコイル61と開閉弁
ハウジング110とは接続部材111によって螺合接合されて
いる。

開閉弁ハウジング110の出口側65にはフレアナット42
により冷媒回収タンク15の接続パイプ43が連接されてい
る。冷媒回収タンク15は内部に閉じられた空間を有する
円筒状のタンクで、冷媒回路を流れる液冷媒をすべて回
収して貯蔵するだけの容量を有するものである。

次に本実施例の作動について第４図に基づきながら説
明する。

第４図は作動を示すフローチャートである。ステップ
401にて冷媒回収かあるいは通常運転かを判別する。す
なわち、運転スイッチ31が投入されれば通常運転であ
り、回収スイッチ32が投入されておれば冷媒回収とな
る。運転スイッチが投入されている場合にはステップ40
2に移行し、連通開閉弁11は閉じられたままとなる。そ
して、電磁クラッチ2aを接続して圧縮機２を運転し、通
常の冷房サイクルを運転する。

回収スイッチ32が投入されると、ステップ404に移行
し制御回路７から電磁クラッチ2aに信号が送られて電磁
クラッチ2aが接続し、圧縮機２が運転される。それと同
時に制御回路７より連通開始弁11に電流信号が送られ、
連通開閉弁11はニードル弁631を電磁力で吸引すること
により、弁座632から開離する。その結果、連通開閉弁1
1は開弁状態となり、気液分離器４と冷媒回収タンク15
とが接続パイプ41、連通開閉弁11および接続パイプ43を
介して連通状態となる。そして、気液分離器４内に分離
された液冷媒が回収タンク15内に混入し回収せしめられ
る。

その時、ステップ406に示すように膨張弁５には制御
回路７より冷媒流量を絞るような信号が送られる。すな
わち、コイル53に電流が供給されることによって励磁さ
れ、その励磁力でもってプランジャ52が固定鉄心50側に
吸引される。その結果、弁体57が弁座54側に移行し、膨
張弁５は気液分離器４から流れ出たガス冷媒のみが通過
するまでに絞られる。

このような運転を連続して行うことにより、冷媒回路
内を流れている冷媒が次第に冷媒回収タンク15内に回収
される。そして、圧縮機２より吐出される冷媒の圧力を
圧力スイッチ20が検知しており、冷媒が次第に回収され
て減少してくるとこの圧力スイッチ20で検出される圧力
も減少してくる。そこで、ステップ407において圧力ス
イッチ20で検出される高圧が規定値よりも高ければこの
回収運転を連続させるが、冷媒が減少してある規定値よ
りも減少するとその検知信号が圧力スイッチ20より制御
回路７に送信され、制御回路７から連通開閉弁11を閉じ
る信号が送られる（ステップ408）。そして、電磁クラ
ッチ2aに対して接続を断つ信号が送られ、冷媒回収が終
了する（ステップ409）。

なお、接続パイプ41の先端もピン82がムシバルブ81に
挿入されないかぎり、閉じられた状態となっているた
め、冷媒回収が終了したらナット83を気液分離器４のネ
ジ部80より取り外し回収タンク15内に回収した冷媒のみ
を車両より切り離して他の場所に保管する。その後、残
された車両および空調装置は処分されることになる。

第５図は連通開閉弁11の他の実施例を示す断面図であ
る。前述の実施例では連通開閉弁11はコイル61を有する
いわゆる電磁式のバルブであったが、第５図に示すよう
に手動式のバルブとしてもよい。すなわち、この例では
バルブハウジング110にハンドル71を有するスピンドル7
2を螺合させる。このスピンドル72の先端にはスラスト
シューが配されており、このスラストシュー74にはダイ
ヤフラム75が当接している。そして、ダイヤフラム75に
は弁体78が接続されており、スピンドル72の螺合位置を
調節することにより、弁体78が弁座78b側に向かって押
しつけられたり、あるいはスプリング76の力によって開
離することにより、その連通開閉を行っている。

また、上述の実施例では第２図に示したように膨張弁
５を電気式の膨張弁としたが、従来公知の機械式の膨張
弁に置き換えることも可能である。

また、気液分離器４を凝縮器３と膨張弁５との間に配
置し、いわゆるレシーバとして用いたが、蒸発器と圧縮
機との間に配置し、いわゆるアキュムレータとしてもよ
い。すなわち、蒸発器６を蒸発しきらなかった液冷媒を
分離し、その分離された液冷媒を冷媒回収タンク15内に
回収してもよい。

このように本実施例の冷媒空調装置では従来の空調装
置において、気液分離器に連通開閉弁を介して冷媒回収
タンクを接続するだけで効率よく冷媒を回収することが
できるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す冷凍サイクル図、第２図
は膨張弁の断面図、第３図は連通開閉弁の断面図、第４
図は作動を示すフローチャート図、第５図は連通開閉弁
の他の例を示す断面図である。 ２……圧縮機,3……凝縮器,4……気液分離器,5……膨張
弁、６……蒸発器,11……連通開閉弁,15……冷媒回収タ
ンク。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】冷媒を圧縮する圧縮機と、この圧縮された
   冷媒を凝縮させる凝縮器と、この凝縮器より流出した冷
   媒を凝縮冷媒と未凝縮冷媒とに分離する気液分離器と、
   分離された凝縮冷媒を膨張させる膨張弁と、この膨張し
   た冷媒を蒸発させる蒸発器とを順次接続してなる車両用
   空調装置において、 分離された凝縮冷媒を回収するための冷媒回収タンクが
   前記気液分離器と連通可能に配され、 この冷媒回収タンクと前記気液分離器との間には冷媒回
   収時のみ両者の連通を行う連通開閉弁が配されているこ
   とを特徴とする車両用空調装置。
2. 【請求項２】気液分離器が蒸発器より流出した冷媒を凝
   縮冷媒と未凝縮冷媒とに分離する請求項１記載の車両用
   空調装置。
3. 【請求項３】前記冷媒回収タンクが前記気液分離器に対
   し脱着可能に連通接続されている請求項１記載の車両用
   空調装置。
4. 【請求項４】前記冷媒回収タンクが前記気液分離器に対
   し一体固定されている請求項１記載の車両用空調装置。