JPS61190269A - 自動車用冷蔵機能付空気調和装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は自動車用空気調和装置に関し、殊にその空気調
和装置の冷却装置を構成する蒸発器を冷蔵装置の蒸発器
と兼用する冷蔵機能付空気調和装置に関する。

〔発明の背景〕

車室内を冷却する冷却装置の蒸発器を缶ジュース等の被
冷却物を冷却する冷蔵装置の蒸発器として兼用すること
は実開昭５５−１３１９０号等により既に知られている
。

ところで一般に冷却装置では蒸発器の表面に凍結が生じ
ない様に例えば蒸発器の表面温度を検出して、温度が例
えば零度まで低下したら例えば冷凍サイクルの圧縮機を
停止して蒸発器の冷却能力を低下させ、それ以上蒸発器
の表面温度が低下しない様にする凍結防止手段が設けら
れている。

しかるに上記従来例においてこの凍結防止手段を使用す
ると、蒸発器の吹出し温度は零度以下にはできず冷蔵装
置として運転する場合、被冷却物を冷却する冷却能力が
不充分となる問題がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は上記問題を解決して冷却能力が高く、且
つ蒸発器の凍結の生じない自動車用冷蔵機能付空気調和
装置を提供するにある。

〔発明の概要〕

本発明は、上記目的を達成すべく、冷蔵庫単独運転時に
は蒸発器を通過した冷却風を庫内にのみ導ひき、庫内を
通った空気を再度蒸発器で冷却する様に形成することに
よって蒸発器を通過する空気中に車室内から余分な水分
が持ち込まれない様に構成し、その上でこの様な冷蔵庫
単独運転であることを検出して動作する冷却能力増強手
段により、結果的に蒸発器の吹出し冷風温度が冷却装置
として使用されている場合より低い温度になるまで凍結
防止手段の作動を阻止する様に構成したことを特徴とす
る。

〔発明の実施例〕 本発明の一実施例を第１〜４図により説明する。

第１図において１は、圧縮機２、凝縮器３、膨張弁４、
蒸発器５を連接して構成された冷凍サイクルであり、該
サイクル内に封入された冷媒を前述の接続順で循環させ
蒸発器内で蒸発させて冷却を行なうものである。

次に前記蒸発器５は、送風機１１、被冷却物１２を内蔵
する冷蔵室１３と共にユニットケース１０内に直列配置
され、かつユニットケース１０の前後には端が室内に開
口した吸入風路１４、吹出風路１５が連接さｎている。

更に、ユニットケース内には冷蔵室１３の後流と送風機
１１の上流側とを連接する再循環風路１６と、前記吹出
風路１５と再循環風路１６への配風を切換制御するため
の配風選択ドア１７が設けられている。

２０けサーモ演算回路で、該サーモ演＝Ｕ２０には、蒸
発器５のフィン表面温度ｔ、を検出するサーミスタ２１
、前記選択ドア１７の位置を検出する位置検出スイッチ
２２、前記圧縮機２の１゛□、］竺動を制御する電磁ク
ラッチ２ａをＯＮ、ＯＦＦするリレー２３及び電源とア
ースが接続されている。

また前記サーモ演算回路２０は、第２図に示す作動原理
図のとうり、定電圧を発生するためのツェナーダイオー
ドＺＤと抵抗Ｒ，！、サーモの作動値を設定するための
抵抗Ｒ２ｒ　Ｒｓ　＋　Ｒ４＊　Ｒｓ　ｒＲＩＩ、比較
判定を行なう演算増幅器ＯＰ及び前記リレー２３への通
電を制御するトランジスタＴ２と抵抗比７によって構成
されている。

次に、以上の構成でなる第−実施例の作動について説明
する。

まず室内を冷房する冷房運転は、前記配風選択ドア１７
を９位置に制御して蒸発器５にて除湿。

冷却された冷風を吹出風路１５より室内に吹出しるので
０ＦＦＬ第３図の冷房運転側フローに従ってサーモ制御
が行なわれる。ここで、前記サーモ演算回路内の演算増
幅器ＯＰの反転入力端子電圧Ｖ、は、蒸発器の温度ｔ、
に相関する前記サーミスタ２１の抵抗をＲｉとすると、
次式で表わされる。

一方、演算増幅器ＯＰの非反転入力端子電圧ドアは、該
演算増幅器ＯＰの出力状態に対応して次式で表わされる
。

ＨＩＧＨ出力時 ＬＯＷ出力時 これらの端子電圧信号は演算増幅器ＯＰで比較判定され
、■、≦Ｖ。の場合は演算増幅器ＯＰの出力はＨＩ　Ｇ
ＨとなシトランジスタＴ、をＯＮＬリレー２３の接点が
閉じる一方、Ｖ、＞Ｖ、の場合はその出力はＬＯＷとな
りトランジスタＴｒをＯＦ　Ｆ　Ｌ　ＩＪフレー３への
通電を止め接点が開く。

従って第４図のとうシ、蒸発器温度ｔ、がｔｂｌより高
くサーミスタ抵抗比ｔが小さい時には、（１）式で示さ
れる端子電圧Ｖ、がＶｔ　ｒ、Ｏよシ低くなシ演算増幅
器ＯＰは第３図のフローに従ってＨＩＧＨを出力しリレ
ー２３が接点を閉じるので、電磁クラッチ２ａがＯＮし
て冷凍サイクル１が運転されて冷房を行なう。この冷房
運転の継続に伴って、蒸発器温度ｔ、が低下するにつれ
サーミスタ抵抗Ｒｔが大きくなり、（１）式で示される
端子電圧Ｖ。

が高くなって３１点に達してＶ　ｐ　）　Ｖｒ　［１に
なると演算増幅器ＯＰが反転し、ＬＯＷｔ出力し電磁ク
ラッチ２８ｔ−ＯＦＦして冷凍サイクルｌｔ−停止する
。

ここで、演算増幅器ＯＰがｖＰ＝ｖ、ＨＩとなって反転
する際の蒸発器温度ｔ、であるｔ、ｌは略ＯＣになるよ
うに抵抗Ｒ３＋　Ｒ４＋　Ｒｓの抵抗値及びサーミスタ
抵抗Ｒ０の特性値が組合せられておシ、蒸発温度ｔ、が
ｔ、１（略ＯＣ）になると冷凍サイクルｌを停止して、
蒸発器５に発生した凝縮水が凍結するのを未然に防いで
いる。

なお、サーモ演算回路２０に設けられた抵抗Ｒ２は回路
の作動にディファレンシャルｔＤＩＦＦを持たせるため
のものであり、一旦演算増幅器ＯＰが反転して出力端子
がＬＯＷとなシ冷凍サイクルｌを停止すると、同時に端
子電圧Ｖｒは、それまでの端子電圧ｖｒ　ＨＥ　より低
い（２）′で示されるＶｒＬｏに移動する。

従って、冷凍サイクル１の停止に伴って蒸発器温度ｔ、
がｔｂｌ　′ｉで上昇して端子電圧Ｖｐが低下しｖｌ、
＝ｖｒＬｏ　Ｃｂ１点）に達する迄は電磁クラッチ２ａ
を０ＦＦＬ続け、頻繁な電磁クラッチ２ａの断続を防止
している。

次に、室内を冷房することなる被冷却物１２の冷却のみ
を行なう冷蔵運転は、前記配風選択ドア１７をｂ位置に
制御し、冷蔵室１３’ｒ出た除湿冷風を再循環風路１６
全通してユニットケース１０の内部を循環させ被冷却物
１２を冷蔵する。ここで、位置検出スイッチ２２は前記
配風選択ドア１７がｂ位置になっているのでＯＮとな９
、サーモ演算回路中の抵抗Ｒ６１にアースに接続して、
第３図の冷蔵運転側フローに従ってサーモ制御が行なわ
れる。

従って、前記サーモ演算回路中の演算増幅器ＯＰの反転
入力端子電圧ｖｐ２は次式で表わされ、（１）式の冷房
運転時の端子電圧ｖｐ１に比べ、第４図に示すとうり低
い特性となる。

一方、非反転入力端子電圧Ｖ、は冷房運転時と同じで（
２）（３）式で表わされるので、Ｖｐ　２　＝　Ｖｒ　
ｗｘよりも大きくなる。ここで、サーミスタ抵抗孔ｔは
蒸発器温度ｔ、に対し第４図のように負特性の関係を示
すため演算増幅器ＯＰが反転し冷凍サイクルｌが停止す
る蒸発器温度ｔ、は、１．２となり冷房時のｔ、１（略
ＯＣＩよりも低い値例えば−５Ｃに移動する。

従って、除湿風を再循環させるため凍結が発生すること
のない冷蔵運転時は、蒸発器温度ｔ、がＯＣ以下になっ
ても冷凍サイクルｌを運転し、低温の冷風を作り被冷却
物１２を急速に冷却することが出来る。

以上の実施例は、凍結防止のための蒸発器の能力調整を
、冷凍サイクル中の圧縮機の稼動を制御する様にしたも
のであるが、凍結防止時には圧縮機の回転数を低下させ
たり、冷媒の排出力を制御するいわゆる容量制御運転と
組合せることもできる。

以下第５図に示す他の実施例を説明する。

並設されている。ここで、６は蒸発器５への冷媒供給を
制御する電磁弁、７は蒸発器８出口の冷媒過熱度を制御
する膨張弁、９は蒸発器８の凍結を防止するために蒸発
器８内の冷媒圧力を所定値以上に保つための蒸発圧力制
御弁である。

本実施例におけるサーモ演算回路２０は、前述実施例と
全く同じものであるが、その出力信号で前記電磁弁６を
ＯＮ、ＯＦＦ制御して、蒸発器５への冷媒供給を制御し
て蒸発器５の能力を調整し、凍結を防止するようにした
ものである。

即ち、凍結防止状態になると、電磁弁６を閉じて蒸発器
５への冷媒の供給を停止するのであるが、スイッチ２２
が閉じている冷蔵庫単独運転時には、サーモ２１の検出
温度が、冷却装置として運転している場合の温度（例え
ば零度）より低い温度（例えば−５１Ｚ’）になる筐で
、電磁弁６の閉止出力が出ない様に制御される。

更に、本発明の応用例として、サーモ演算回路２０の抵
抗Ｒ３、Ｒ４、Ｒｓのいずれか一つを可変抵抗にし、そ
の抵抗値を操作可能にすれば演算増幅器ＯＦの反転電圧
を変化でき、蒸発器５の能力制御を開始する蒸発器温度
１ｍｌ　Ｔ　ｔ、２を変化させることが出来る。このよ
うにすると、冷房運転時には吹出冷風の温度を変化させ
て室内の温度調節が行なえる一方、冷蔵運転時も冷風の
温度を調節して被冷却物１２を常に好みの温度に保つこ
とが出来る。

尚、この実施例では電磁弁６によって通路を閉じる様に
したが、膨張弁４が電子制御膨張弁で構成されていて、
電気信号の切換によって自ら通路を閉止する機能を有し
ている場合は、電磁弁６に替えて膨張弁１牙を凍結防止
用の弁体として利用できる。

以上、上記実施例によれば、冷房運転時には蒸発器温度
ｔ、を略ＯＣ以上に保つようサーモ演算回路２０にて冷
凍サイクルの稼動を制御し、凝縮水による蒸発器５の凍
結現象を未然に防止する一方、除湿した冷風を再循環さ
せる冷蔵運転時には、蒸発器温度ｔ、をＯＣ以下にして
大きな冷蔵能力を得られるという効果が有る。

ちなみに、第５図実施例の効果を説明すると、走行速度
４０Ｋｍ／ｈ、外気３５Ｃ９日射６６０Ｋｃａｔ／ｍ”
ｈの条件下で１時間、　０．８　ｍ３７Ｍｈの循環風量
で冷蔵庫単独運転を行った時、庫内に入れた２５０ｒｎ
ｌの５本の缶ジュースが本発明では３〜４Ｃまで冷却で
きたのに対し従来の装置では、７〜８Ｃまでしか冷却で
きなかった。

〔発明の効果〕

本発明によれば、蒸発器が冷蔵庫単独運転になっている
時には、外部から水分を含んだ空気を実質的に吸入しな
い様にすると共に、凍結防止手段が冷却装置として運転
している時よシ結果的に蒸発器の吹出温度が低い温度に
なるまで動作しない様にしたので、蒸発器の凍結の心配
なしに、冷蔵庫運転時の冷却能力を増大できた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すシステム構成図、第２
図は第１図に用いるサーモ演算回路の作動原理図、第３
図は本発明のサーモ制御を示すフローチャート、第４図
ｔｉｉＭ２図のサーモ演算回路の作動説明図、第５図は
本発明の他の実施例を示すシステム構成図である。 ｌ・・・冷凍サイクル、２・・・圧縮機、２ａ・・・電
磁クラッチ、３・・・凝縮器、４・・・膨張弁、５・・
・蒸発器、ｌＯ・・・ユニットケース、ｌｌ・・・送風
機、１２・・・被冷却物、１３・・・冷蔵室、１４・・
・吸入風路、１５・・・吹出風路、１６・・・再循環風
路、１７・・・配風選択ドア、２０・・・サーモ演算回
路、２１・・・サーミスタ、２２・・・位置検出スイッ
チ、２３・・・リレー、６・・・電磁弁、７・・・膨張
弁、８・・・蒸発器、９・・・蒸発圧力制御弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　１．車室内に吹出す空気を冷却する冷却装置、該冷却
   装置を構成する蒸発器、該蒸発器が凍結しない様に前記
   冷却装置の運転状態に応じて冷却装置の冷却能力を調整
   する凍結防止手段、前記蒸発器を通つた冷風を庫内に導
   びいて該庫内の被冷却物を冷却する冷蔵装置とを有する
   ものにおいて、前記蒸発器を通つた冷風を実質的に前記
   庫内にのみ導びくと共に該庫内を通つた冷風を再度前記
   蒸発器で冷却する冷蔵装置単独運転状態を形成する手段
   、前記冷蔵庫単独運転時に動作し、前記蒸発器の吹出温
   度が結果的に前記冷却装置としての運転時の蒸発器吹出
   温度より低い値になるまで前記凍結防止手段の作動を阻
   止する冷却能力増強手段を設けたことを特徴とする自動
   車用冷蔵機能付空気調和装置。