JP2000130889A - バイパス付冷凍サイクルの弁取付構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高圧配管部の弁の接続構造がシンプルで、組み
立てや分解を簡単に行うことができるバイパス付冷凍サ
イクルの弁取付構造を提供すること。 【解決手段】冷媒を凝縮器２を通さずに圧縮機１から蒸
発器３に送り込ませるためのバイパス流路５が併設され
たバイパス付冷凍サイクルの弁取付構造において、圧縮
機１を出てから蒸発器３に至るまでの高圧冷媒が通る流
路に接続される全ての弁１１〜２１を一つのブロック１
０に取り付け、そのブロック１０に穿設した孔により高
圧冷媒が通る流路を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、通常は冷房のた
めに用いられる蒸発器を、必要に応じて補助暖房に用い
ることができるようにしたバイパス付冷凍サイクルの弁
取付構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用空調装置においては、冷房のた
めには一般的な冷凍サイクルが用いられ、暖房のために
は、温められたエンジン冷却水が利用される。

【０００３】しかし、例えば近年のガソリン噴射式エン
ジン等のようにエンジンの効率がよくなると、冷却水の
温度が以前ほど上昇しないため、冬期に暖房温度が十分
に上昇しないという不都合が発生する。

【０００４】そこで、冷凍サイクルの圧縮機から送り出
された高圧冷媒ガスを、車室外の凝縮器を通さずにバイ
パス流路で膨張させて車室内の蒸発器に送り込み、そこ
で顕熱を奪う熱交換を行わせて補助暖房として利用する
システムがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】通常の冷凍サイクルに
おいては、圧縮機を出てから蒸発器に至るまでの高圧冷
媒が通る流路に接続される弁は膨張弁だけであり、非常
にシンプルな構成をとることができる。

【０００６】しかし、上述のようなバイパス流路付冷凍
サイクルにおいては、圧縮機から出た冷媒を凝縮器に向
かわせるかバイパス流路に向かわせるかの切り換えを行
うための切り換え弁と、凝縮器から出た冷媒を断熱膨張
させるための膨張弁と、バイパス流路を通る冷媒を断熱
膨張させるための膨張弁が必要とされる。

【０００７】また、さらに凝縮器出口側の流路に逆止
弁、バイパス流路に定差圧弁等が接続されることによ
り、高圧冷媒が通る配管に多数の弁が接続されて構造が
煩雑になると共に、組み立てや分解が非常に面倒なもの
になってしまう。

【０００８】そこで本発明は、高圧配管部の弁の接続構
造がシンプルで、組み立てや分解を簡単に行うことがで
きるバイパス付冷凍サイクルの弁取付構造を提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のバイパス付冷凍サイクルの弁取付構造は、
冷媒を、圧縮機で圧縮してから凝縮器で凝縮させた後、
膨張弁で断熱膨張させながら蒸発器に送り込んで蒸発さ
せてから圧縮機に戻すようにした冷凍サイクルに、冷媒
を上記凝縮器を通さずに上記圧縮機から上記蒸発器に送
り込ませるためのバイパス流路が併設されたバイパス付
冷凍サイクルの弁取付構造において、上記圧縮機を出て
から上記蒸発器に至るまでの高圧冷媒が通る流路に接続
される全ての弁を一つのブロックに取り付け、そのブロ
ックに穿設した孔により上記高圧冷媒が通る流路を形成
したことを特徴とする。

【００１０】なお、上記ブロックに取り付けられた弁
が、上記圧縮機から出た冷媒を上記凝縮器に向かわせる
か上記バイパス流路に向かわせるかの切り換えを行うた
めの切り換え弁と、上記凝縮器から出た冷媒を断熱膨張
させるための膨張弁と、上記バイパス流路を通る冷媒を
減圧させるための減圧弁とを含んでいてもよい。

【００１１】そして、上記減圧弁は、上記バイパス流路
出口の冷媒圧力を所定圧に減圧するものであってもよ
く、上記減圧弁は、上記バイパス流路の出口圧と大気圧
との差圧を一定に維持するための定差圧機構を有してい
てもよい。

【００１２】また、上記切り換え弁には、上記バイパス
流路の入口を開閉するパイロット作動の電磁弁が含まれ
ており、そのパイロット作動の電磁弁の調圧室と上記バ
イパス流路の出口側とを連通させるパイロット孔が、上
記定差圧機構によって開閉されるようにしてもよい。

【００１３】

【発明の実施の形態】図面を参照して本発明の実施の形
態を説明する。図２は、自動車用空調装置に用いられる
冷凍サイクルの全体構成を略示している。

【００１４】図中、１は圧縮機、２は車室外に配置され
た凝縮器、１１は膨張弁、３は車室内に通じるエアダク
トに配置された蒸発器、４は、冷媒の循環量を負荷に応
じて制御するために低圧冷媒を一時貯留しておくための
アキュムレータであり、これらによって通常の冷凍サイ
クルが形成され、蒸発器３の周囲の空気と冷媒との熱交
換によって冷房が行われる。

【００１５】それに加えて、蒸発器３を利用して補助暖
房を行うために、圧縮機１から送り出された高圧冷媒ガ
スを、凝縮器２を通さずに減圧して蒸発器３に送り込ま
せるためのバイパス流路５が併設されている。

【００１６】それに伴って、圧縮機１から凝縮器２へ向
かう流路を開閉するための主流路開閉弁１３、バイパス
流路５を開閉するためのバイパス開閉弁１４が設けら
れ、バイパス流路５の出口側から凝縮器２への冷媒の逆
流を阻止するための逆止弁１２が、膨張弁１１と直列に
接続されている。２２は、圧縮機１の出口圧力を検出す
るための圧力センサである。

【００１７】バイパス開閉弁１４はパイロット作動の電
磁弁であり、バイパス流路５を開閉すると同時に、バイ
パス流路５を通る冷媒を膨張、減圧させる機能を有す
る。バイパス開閉弁１４の調圧室１５は、リーク孔１６
によってバイパス開閉弁１４の上流側流路と通じてい
る。

【００１８】調圧室１５をバイパス開閉弁１４の下流側
流路（バイパス流路５の出口側流路）と通じさせるパイ
ロット通路１７は、電磁弁１８によって開閉され、電磁
弁１８が閉じられればそれによってバイパス開閉弁１４
が閉じる。

【００１９】電磁弁１８と直列にパイロット通路１７に
配置されたパイロット通路制御弁１９が閉じれば、やは
りバイパス開閉弁１４が閉じるが、パイロット通路制御
弁１９は、バイパス流路５の出口側流路と大気との間の
差圧を感知して作動する感圧機構２１によって開閉さ
れ、バイパス流路５の出口側流路が定圧（正確には、大
気圧との差圧が一定）になるように開閉される。

【００２０】主流路開閉弁１３を閉じてバイパス開閉弁
１４を開けば、圧縮機１から送り出された高圧冷媒がバ
イパス流路５を通って蒸発器３に送られ、減圧された冷
媒が蒸発器３を通過する際に、圧縮機１において与えら
れた顕熱を冷媒から奪う熱交換が行われて、蒸発器３が
暖房のための放熱器として作用する。

【００２１】６は、自動車のエンジン、モーター或いは
電池等から放出される熱を冷媒と熱交換させて暖房効果
を高めるために、蒸発器３とアキュムレータ４との間に
接続された熱交換器である。

【００２２】７は、その熱交換器６と蒸発器３との間に
接続された例えば絞り孔からなる減圧弁であり、補助暖
房モード時に蒸発器３を通る冷媒の圧力を低めて、蒸発
器３の耐圧能を低く設定することができる。

【００２３】８は、バイパス流路５に冷媒を流さない通
常の冷房モードの際に、冷媒が蒸発器３からアキュムレ
ータ４に直接送られるように開かれる開閉弁である。な
お、この減圧弁７と開閉弁８とを、一点鎖線で略示され
るように一つのブロック３０に取り付けるようにしても
よい。

【００２４】このように構成された冷凍サイクルにおい
て、破線で囲まれる部分、即ち圧縮機１を出てから蒸発
器３に至るまでの高圧冷媒が通る流路に接続されている
全ての弁が、一つのブロック１０に取り付けられ、その
ブロック１０に穿設された孔によって高圧冷媒が通る流
路が形成されている。

【００２５】図１は、一つのブロック１０に取り付けら
れた集合弁を示している。〜は、図１に示されてい
る〜の位置に対応する接続孔であり、ブロック１０
に穿設されている。

【００２６】そのうち第１の接続孔は圧縮機１の出口
部と接続され、第２の接続孔は凝縮器２の入口部と接
続され、第３の接続孔は凝縮器２の出口部と接続さ
れ、第４の接続孔は蒸発器３の入口部と接続される。

【００２７】破線の矢印は、バイパス流路５内を通過す
る冷媒の流れ方向と、凝縮器２を通過した冷媒の流れ方
向とを示している。ただし、両方が同時に流されないよ
うに制御される。

【００２８】主流路開閉弁１３は、ブロック１０に形成
された孔に先側の半部を差し込んだ状態で取り付けられ
ている。主流路開閉弁１３は公知のパイロット作動電磁
弁なので、その詳細な説明は省略するが、パイロット孔
を電磁的に開閉することによって、弁体１３１がブロッ
ク１０に形成された弁座１３２に接離し、第１の接続孔
と第２の接続孔との間が開閉される。

【００２９】圧力センサ２２は、第１の接続孔に真っ
直ぐに通じるようにブロック１０に形成された孔に取り
付けられており、感圧作動部には皿バネ状の複数の反転
盤が組み込まれて、第１の接続孔部分の冷媒圧力が複
数の範囲のうちのどこにあるかを検出する。

【００３０】バイパス開閉弁１４は、調圧室１５、リー
ク孔１６、パイロット通路１７及び電磁弁１８を含めて
構成されたパイロット作動電磁弁の弁部であり、弁体１
４１がブロック１０に形成された弁座１４２に接離する
ことによって、第２の接続孔と第４の接続孔との間
を連通するバイパス流路５が開閉される。バイパス流路
５は、ブロック１０に穿設されている。

【００３１】バイパス開閉弁１４、調圧室１５、リーク
孔１６、パイロット通路１７及び電磁弁１８を含むパイ
ロット作動電磁弁は、主流路開閉弁１３と並んでブロッ
ク１０に取り付けられており、バイパス流路５の出口部
と調圧室１５との間を連通するように形成されたパイロ
ット通路１７を電磁弁１８で開閉することによってバイ
パス開閉弁１４が開閉され、パイロット通路１７を閉じ
ればバイパス開閉弁１４が閉じる。

【００３２】バイパス流路５の出口部に合流するように
ブロック１０に形成されたパイロット通路１７の出口孔
部分に、パイロット通路制御弁１９が配置されており、
そのパイロット通路制御弁１９を開閉するためにバイパ
ス流路５を横切って配置されたロッド１９１が、感圧機
構２１によって駆動される。

【００３３】感圧機構２１は、ブロック１０の外壁部に
取り付けられており、内面がバイパス流路５の出口部に
面して外面が大気に面する皿バネ２１１にロッド１９１
の一端が当接している。また、ロッド１９１を軸線方向
に両側から付勢する圧縮コイルスプリング２１２，２１
３が配置されている。

【００３４】その結果、感圧機構２１は、バイパス流路
５の出口圧力と大気圧との差圧が一定になるようにパイ
ロット通路制御弁１９を開閉し、大気圧を一定と見なせ
ば、バイパス流路５の出口圧力が一定になるようにパイ
ロット通路制御弁１９を開閉する。

【００３５】したがって、パイロット通路制御弁１９と
感圧機構２１とを合わせたものは、厳密な意味では定差
圧弁であるが、大気圧を一定と見なせば定圧弁である。
なお、圧縮コイルスプリング２１３の付勢力を調整する
ネジ２１４の固定位置を変えることにより、バイパス流
路５の出口圧力を任意に調整することができる。

【００３６】第４の接続孔はバイパス流路５と直交し
ており、その交差部分に、さらに第３の接続孔からの
連通孔１２０が交わっている。そして、その連通孔の途
中に、絞り孔からなる膨張弁１１と逆止弁１２が直列に
装着されている。

【００３７】連通孔１２０はブロック１０に穿設されて
いる。１１１は、膨張弁１１を組み付けるためにブロッ
ク１０に形成された開口を塞ぐための蓋体。１２１は、
孔加工の入口部分を塞ぐネジ状の栓体である。

【００３８】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れるものではなく、バイパス流路５が設けられたバイパ
ス付冷凍サイクルの弁取付構造において、圧縮機１を出
てから蒸発器３に至るまでの高圧冷媒が通る流路に接続
される全ての弁を一つのブロック１０に取り付け、その
ブロック１０に穿設した孔により高圧冷媒が通る流路を
形成した各種の態様のバイパス付冷凍サイクルの弁取付
構造を含むものである。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、冷媒を凝縮器を通さず
に圧縮機から蒸発器に送り込ませるためのバイパス流路
が併設されたバイパス付冷凍サイクルの弁取付構造にお
いて、圧縮機を出てから蒸発器に至るまでの高圧冷媒が
通る流路に接続される全ての弁を一つのブロックに取り
付け、そのブロックに穿設した孔により高圧冷媒が通る
流路を形成したことにより、高圧配管部の弁の接続構造
が非常にシンプルで、組み立てや分解を簡単に行うこと
ができ、車両等への組み付けも簡単に行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態のバイパス付冷凍サイクル
の弁取付構造の縦断面図である。

【図２】本発明のバイパス付冷凍サイクルの配管構成を
示す略示図である。

【符号の説明】

１ 圧縮機 ２ 凝縮器 ３ 蒸発器 １０ ブロック １１ 膨張弁 １３ 主流路開閉弁 １４ バイパス開閉弁 １５ 調圧室 １６ リーク孔 １７ パイロット通路 １８ 電磁弁 １９ パイロット通路制御弁 ２１ 感圧機構 ２２ 圧力センサ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】冷媒を、圧縮機で圧縮してから凝縮器で凝
   縮させた後、膨張弁で断熱膨張させながら蒸発器に送り
   込んで蒸発させてから圧縮機に戻すようにした冷凍サイ
   クルに、冷媒を上記凝縮器を通さずに上記圧縮機から上
   記蒸発器に送り込ませるためのバイパス流路が併設され
   たバイパス付冷凍サイクルの弁取付構造において、 上記圧縮機を出てから上記蒸発器に至るまでの高圧冷媒
   が通る流路に接続される全ての弁を一つのブロックに取
   り付け、そのブロックに穿設した孔により上記高圧冷媒
   が通る流路を形成したことを特徴とするバイパス付冷凍
   サイクルの弁取付構造。
2. 【請求項２】上記ブロックに取り付けられた弁が、上記
   圧縮機から出た冷媒を上記凝縮器に向かわせるか上記バ
   イパス流路に向かわせるかの切り換えを行うための切り
   換え弁と、上記凝縮器から出た冷媒を断熱膨張させるた
   めの膨張弁と、上記バイパス流路を通る冷媒を減圧させ
   るための減圧弁とを含んでいる請求項１記載のバイパス
   付冷凍サイクルの弁取付構造。
3. 【請求項３】上記減圧弁は、上記バイパス流路出口の冷
   媒圧力を所定圧に減圧する請求項２記載のバイパス付冷
   凍サイクルの弁取付構造。
4. 【請求項４】上記減圧弁は、上記バイパス流路の出口圧
   と大気圧との差圧を一定に維持するための定差圧機構を
   有している請求項３記載のバイパス付冷凍サイクルの弁
   取付構造。
5. 【請求項５】上記切り換え弁には、上記バイパス流路の
   入口を開閉するパイロット作動の電磁弁が含まれてお
   り、そのパイロット作動の電磁弁の調圧室と上記バイパ
   ス流路の出口側とを連通させるパイロット孔が、上記定
   差圧機構によって開閉される請求項４記載のバイパス付
   冷凍サイクルの弁取付構造。