JPS63233251A - 冷房装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は冷房装置に関し１例えば自動車のエア・コンデ
ィショナ等に利用される。

（従来の技術） 従来の冷房装置としては、第８図に示すものがあった。

この第８図の冷房装置において、１はコンプレッサ、２
はコンデンサ、３は液体タンク、４はエキスパンション
バルブ、５はエバポレータであり、各部材は金属製パイ
プまたは耐圧ホースによって接続されており冷媒が封入
されている。

また６はエンジン・クーリングファン、７はブロワ、８
は感熱筒である。

この冷房装置は、コンプレッサ１から高温高圧の冷媒ガ
スが吐出されコンデンサ２に流入される。このコンデン
サ２において、冷媒ガスはエンジン・クーリングファン
６の駆動により外気αによって冷却され液冷媒となる。

この液冷媒は液体タンク３を介してエキスパンションバ
ルブ４に循環され、このエキスパンションバルブ４にお
いて減圧されこれにともなって温度が低下された後エバ
ポレータ５に流入される。

このエバポレータ５において、液冷媒はブロワ７によっ
てエバポレータ５の間を通過する車室内空気βと熱交換
を行い、車室内の潜熱を吸収して蒸発し低圧低温のガス
となってコンプレッサ１に戻る。

このような冷媒の循環によって車室内の熱がエバポレー
タ５で吸収され、コンデンサ２で車外へ放出されて冷房
が行われるようになっていた。

上記のような従来の冷房装置の成績係数（Ｃ，０，Ｐ、
）は、第２図に示すモリエル線図においてコンプレッサ
１の仕事ｆｆ１Ｂとエバポレータ５の交換熱ｆｆｔＡと
の比、すなわち Ｃ，Ｏ，Ｐ、−ＡＩＤ で表わされる。従ってエバポレータ５の交換熱量Ａが大
きいほど、またコンプレッサ１の仕事ｆｆ１Ｂが小さい
ほど数値が高くなり、冷房装置の効率が良くなる。

また一般に冷房装置では、外気温度の上昇に伴ってコン
プレッサにおける凝縮温度（吐出圧力）を上昇させなけ
れば冷媒ガスの気−液化を行うことが出来ないため、第
３図のラインＸで示すように外気温度の変化に対応して
凝縮温度（吐出圧力）を変化させている。

（発明が解決しようとする問題点） 」１記のような従来の冷房装置においては、装置内に封
入されている冷媒量が一定であった。

このため凝縮温度（吐出圧力）を外気温度に対応して変
化させる際、外気温度が高い場合にも十分な凝縮が行わ
れるようにするために、外気温度−吐出圧力（凝縮温度
）特性ライン（第３図のラインＸ）が。

（凝縮温度）−（外気温度）−（一定）とする理想ライ
ン（第３図のラインｙ）よりも高く設定されることとな
っていた。

これは冷媒の気／液比は系内の冷媒の総量で定まり、こ
の為外気温度が低い状態で総冷媒量を設定すると高温側
でｃ、ｏ、ｐ、が悪化（第２図において従来装置のＣ，
Ｏ，Ｐ、はＡＩＤ、理想のＣ，０，Ｐ、はＡ″／Ｂ’で
ＡＩＤ　＜Ａ’／Ｂ″）してしまい、また外気温度が高
い状態で総冷媒間を設定すると冷媒量が不足となり、冷
房能力が低下してしまうためである。

このため冷房装置の動力ロスを生じてしまうという問題
を有していた。

この発明は上記問題点を解決するために為されたもので
あって、外気温度に応じて系内を循環する冷媒量を調節
することにより、動力ロスの発生を防止することのでき
る冷房装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） この発明は上記目的を達成するための、第１の手段が、
冷媒が循環する冷媒回路と、リザーバタンクと、このリ
ザーバタンクの開閉を行うバルブと、このバルブの開閉
制御を行うコントローラとを備え、前記冷媒回路にリザ
ーバタンクが並列に配置され、コントローラによるバル
ブの開閉によってリザーバタンクが冷媒回路を循環する
冷媒の量を増減させることを特徴としているものであり
、また第２の手段が冷媒が循環する冷媒回路と、リザー
バタンクと、このリザーバタンクの開閉を行うバルブと
、このバルブの開閉制御を行うコントローラとを備え、
前記冷媒回路にリザーバタンクが直列に配置され、コン
トローラによるバルブの開閉によってリザーバタンクが
冷媒回路を循環する冷媒の量を増減させることを特徴と
しているものである。

なお第１の手段の実施態様としては、リザーバタンクが
冷媒回路のコンデンサとエキスパンションバルブトの間
の管路およびエキスパンションバルブとエバポレータと
の間の管路に各々接続されているものと、リザーバタン
クが冷媒回路のコンプレッサとコンデンサとの間の管路
およびエバポレータとコンプレッサとの間の管路に各々
接続されているものとが考えられ、何れもリザーバタン
クが冷媒回路の高圧側と低圧側との間に並列に接続され
る。また第２の手段の実施態様としては。

リザーバタンクがコンデンサとエキスパンションバルブ
との間に接続されているものが考えられる。しかし第１
および第２の手段ともりザーバタンクの接続方法として
は上記に限られず種々の態様が考えられる。

（作用） 上記冷房装置は冷房駆動時、第１の手段においては冷媒
は冷媒回路内を循環して冷房を行い、第２の手段におい
ては冷媒はリザーバタンク内を通過して冷媒回路内を循
環することにより冷房を行う。

そしてコントローラは、検出された外気温度および回路
内の吐出圧力によってバルブの開閉制御を行い、外気温
度に対する吐出圧力が外気；Ｍｉ！度から計算された最
適吐出圧力よりも高い場合には。

回路内の冷媒をリザーバタンク内に蓄えて循環する冷媒
量を減らして吐出圧力を下げ、また吐出圧力が最適吐出
圧力よりも低い場合には、リザーバタンク内から冷媒を
回路内に供給して循環する冷媒量を増加させて吐出圧力
を上げる。

（実施例） 以下この発明を２図面に示す実施例に基づいてさらに詳
細に説明を行う。

第１図において、コンプレッサ１．コンデンサ２、液体
タンク３．エキスパンションバルブ４゜エバポレータ５
．プロワ７、エンジン・クーリングファン６および感熱
筒８の構成については第８図の従来のものと同様である
。

この実施例における冷房装置は、リザーバタンク１１を
有し、このリザーバタンク１１は液体タンク３とエキス
パンションバルブ４とを接続する冷媒管路Ｉ、■に管路
Ｌｌｌによって接続され、またエキスパンションバルブ
４とエバポレータ５とを接続する冷媒管路Ｌ２に管路Ｌ
１２によって接続されている。そして管路Ｌｌｌの途中
には高圧側ソレノイドバルブｖ１が、管路Ｌ１．２の途
中には低圧側ソレノイドバルブ■２が各々取り（＝Ｉけ
られている。

この高圧側ソレノイドバルブＶ］および低圧側ソレノイ
ドバルブＶ２にはコントローラ１２が接続されていて、
このコントローラ１２は冷媒管路１，１の途中に取付け
られた吐出圧力を検出する圧力センサＳ１およびコンデ
ンサ２に取付けられて外気温度を検出する温度センサＳ
２から入力される検出信号によってソレノイドバルブＶ
ｌおよびＶ２の開閉制御を行う。

この冷媒回路において、コンプレッサ１からコンデンサ
２および液体タンク３を経由してエキスパンションバル
ブ４までの間が高圧側、エキスパンションバルブ４から
エバポレータ５を経由してコンプレッサーまでの間が低
圧側となっている。

そして温度センサＳ１によって検出される外気温度Ｔか
ら計算される最適吐出圧力ＰＢより高い吐出圧力Ｐｂが
圧力センサＳ１によって検出された場合には、コントロ
ーラー２が高圧側ソレノイドバルブ■１を開き、冷媒管
路ＬＬから冷媒をリザーバタンク１１に逃してやり、ま
た圧力センサＳ１によって検出された吐出圧力Ｐ　が最
適吐出圧力ＰＢよりも低い場合には、コントローラー２
が低圧側ソレノイドバルブ■２を開いて冷媒をリザーバ
タンク１１から冷媒管路１，２に供給してやることによ
って、外気温度Ｔに応じて冷媒回路内の冷媒量の調節を
行う。

これを第２図のモリエル線図および第３図に基づいてさ
らに詳しく説明すると、第２図において従来の冷房装置
ではａ　−ｂ　ｌ！ｆｌにおいてコンプレッサ１での圧
縮が行われ、ｂ−ｃ間においてコンデンサ２での凝縮が
行われ、ｃ−ｄ間においてエキスパンションバルブ４で
の減圧が行われ、ｄ−ａ間においてエバポレータ５にお
ける蒸発が行われる。

第３図において例えば外気温度がＴ１のとき。

従来の吐出圧力がＰｂであり理想吐出圧力がＰＢであっ
てＰｂ＞ＰＢであるとき、コントローラ１２が高圧側ソ
レノイドバルブ■１を開く。このときリザ−バタンク１
１内の圧力Ｐ　はＰ　＜ＰｂとなっＣｅ ているから冷媒管路Ｌ１から液冷媒が湿り蒸気の形でリ
ザーバタンク１１内に逃され、冷房サイクル内の冷媒量
が減少される。これによって吐出圧力Ｐｂが下がりＰ　
ｂ　”’　Ｐ　Ｒとなったときコントローラ１２が高圧
側ソレノイドバルブｖ１を閉める。

以上のような冷房ザイクル内の冷媒ｍの調節により、第
２図のモリエル線図で示すように吐出圧力Ｐ１．かＰＢ
まて下かることにより、コンプレッサ仕事量ＢがＢｏと
なって小さくなる。またエハボレータ５における交換熱
量ＡもＡ′となって低下するが仕事ｆｆ１Ｂの低下と比
較してその比率は小さくｃ、ｏ、ｐ、とじては向」−（
Ａ　’　／Ｂ　’　＞　Ａ／Ｂ）する。

また第４図に示すように吐出圧力Ｐｂが理想吐出圧力Ｐ
Ｂよりも低い場合には、コントローラ１２が低圧側ソレ
ノイドバルブｖ２を開く。このとき冷媒管路Ｌ２内の圧
力Ｐ　はＰ　　＞Ｐ　　となっているａ　　　　　　Ｃ
ａ から、リザーバタンク１１内の冷媒が冷媒管路１，２内
へ供給される。そして吐出圧力Ｐ、が上昇しＰｂ−ＰＢ
となったとき、低圧側ソレノイドバルブｖ２が閉じられ
る。この吐出圧力Ｐｂ１の上昇によって交換熱ｆｆ１Ａ
およびコンプレッサ仕事ｆｆ１Ｂが各々Ａ。

またはＢｏまで増加するが交換熱ｆｆ１Ａの上昇率の方
がコンプレッサ仕事ｆｆ１Ｂの増加率よりも高いためＣ
，Ｏ，Ｐ、が向上する。

なお上記実施例においてリザーバタンク１１内の冷媒は
液体または湿り蒸気のため、リザーバタンク１１は小型
のもので足りる。

第５図は上記実施例の高圧側ソレノイドバルブと低圧側
ソレノイドバルブを一体化したリザーバタンクの開閉バ
ルブの実施例を示したものであって、開閉バルブｖ３の
両端にソレノイドＶ３ａおよびＶ３ｂが取付けられてお
り、その間に二つのランドを有するスプールＶ３ｃが嵌
挿されている。

この開閉バルブ■３は前記実施例と同様の条件下におい
て、ソレノイドＶ３ａの作動によりスプールＶ３ｃが矢
印Ｗ方向にスライドして高圧側管路Ｌｌｌを開放し、ま
たはソレノイドＶ３ｂの作動によりスプールＶ３ｃが矢
印Ｗ方向と反対方向にスライドすることにより低圧側管
路ＬＬ２を開放するようになっている。

第６図はこの発明による冷房装置の他の実施例を示した
ものであって、第１図の実施例に対しリザーバタンク１
１がコンプレッサ１とコンデンサ２との間の冷媒管路Ｉ
、３およびエバポレータ５とコンプレッサ１との間の冷
媒管路Ｌ４に接続されている。すなわちリザーバタンク
１１の高圧側が管路Ｌ１３によって冷媒管路１−３に、
低圧側が管路１．１４によって冷媒管路Ｌ４に各々開閉
バルブｖ３を介して接続されている。この実施例におい
ては、開閉バルブ■３は前述した第５図の開閉バルブを
使用しているが、この他に第１図のような一対のソレノ
イドバルブも使用できることはもちろんである。

開閉バルブｖ３は前述と同様温度センサＳ２および圧力
センサＳｌからの検出信号を受けるコントローラ１２に
よってその開閉を制御される。

第７図はこの発明のさらに他の実施例を示したものであ
り、この冷房装置においては前記各実施例の場合と異な
り、液体タンクの代りにリザーバタンク２１がコンデン
サ２とエキスパンションバルブ４の間に直列に配置され
ているものである。このリザーバタンク２１の入口の開
閉はコントローラ２２によってソレノイドバルブｖ４の
開口率が制御されるようになっており、これによって冷
房システム内を循環する冷媒量が調節される。この実施
例においては、冷媒量調節用のバルブは１個で足りる。

（発明の効果） 以上のようにこの発明による冷房装置は、冷房システム
内にリザーバタンクを備えており、このリザーバタンク
が外気温度およびコンプレッサの吐出圧力に応じてシス
テム内を循環する冷媒量を調節するようになっているこ
とにより、吐出圧力を常にその時の外気温度における最
適な圧力に維持することが出来るため、動力ロスや冷房
能力の低下が生じる虞れが無い。

またリザーバタンクは液体タンクとしての機能も兼ね備
えているものであり、しかも液冷媒を蓄えることも可能
であるから、従来の冷房装置に比べてより多くの熱量を
蓄えることが可能である。

なお従来の冷房装置の欠点を解消するために。

高圧側配管にシリンダを設け、このシリンダを容積変化
させることによって冷媒量を調節することも考えられた
が、このシリンダを動かす為の動力が他に必要となり、
かえって効率の悪化を招き。

また動力が増加してしまう。

この点について本発明は、バルブ開閉の為の大きな動力
を必要とせず部品数も少なく大きな重量増加を招くこと
はない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による冷房装置の一実施例を示す回路図
、第２図は同実施例におけるモリエル線図、第３図は同
実施例における外気温度−吐出圧力特性を示すグラフ、
第４図は同実施例におけるモリエル線図、第５図は同実
施例におけるバルブの他の実施例を示す図、第６図は本
発明の他の実施例を示す回路図、第７図は本発明のさら
に他の実施例を示す回路図、第８図は従来の冷房装置を
示す回路図である。 １・・・コンプレッサ ２・・・コンデンサ ４・・・エキスパンションバルブ ５・・・エバポレータ １．１．２１・・・リザーバタンク １２、　２２・・・コントローラ Ｖｌ、　Ｖ２．　Ｖ３．　Ｖ４・・・バルブ出　願　人
　　アイシン精機株式会社 代　　理　　人　　　弁理士　　加　　藤　　朝　　道
（外１名） ＝　１５− ＼、−５７ 、ロ　　　の ｃＬＯＬ 、５川Ｐ″５

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）冷媒が循環する冷媒回路と、リザーバタンクと、
   このリザーバタンクの開閉を行うバルブと、このバルブ
   の開閉制御を行うコントローラとを備え、前記冷媒回路
   にリザーバタンクが並列に配置され、コントローラによ
   るバルブの開閉によってリザーバタンクが冷媒回路を循
   環する冷媒の量を増減させることを特徴とする冷房装置
   。
2. （２）冷媒が循環する冷媒回路と、リザーバタンクと、
   このリザーバタンクの開閉を行うバルブと、このバルブ
   の開閉制御を行うコントローラとを備え、前記冷媒回路
   にリザーバタンクが直列に配置され、コントローラによ
   るバルブの開閉によってリザーバタンクが冷媒回路を循
   環する冷媒の量を増減させることを特徴とする冷房装置
   。