JPS6196369A - 車両用冷房装置 - 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、冷凍サイクルの余剰冷力再利用して、急冷特
性を向上させるとともに、蓄冷運転流路切替時に生ずる
新組すキッドバック現象管防止した車両用冷房装置に関
する。

従来の技術 従来、冷凍サイクルに生ずる余剰冷力を再利用し得る冷
房装置として、出願人は第３図に示した構造の装置を既
に提案している（％願昭５９−１４８４４４号）。すな
わち蒸気圧縮式冷凍サイクルの圧縮機２と膨張弁３間に
は、空冷式の主ｇａｌａ器４と熱容量体たる水Ｗｆ：冷
却源とする副凝縮器５とが併設されており、各管路には
電磁四方弁７゜８、電磁弁９が配置されている。そして
この各弁７．８．９ｉ所定の条件に基づきコントローラ
１０によって制御することにより、第４図に示した急冷
運転流路ａ、標準運転流路ｂ、蓄冷運転流路Ｃが形成さ
れるようになっている。前記放出運転流路ａにおいては
、冷媒は両凝縮器４，５によって冷却され一七の結Ｊ４
′Ｍ発器６の吹出磁製を負棟に冷却することが可能とな
る。

又急冷運転流路ａの使用によって、副凝縮器５内の水Ｗ
の温度が上昇すると、前記電磁四方弁７゜８の切替によ
り、主凝縮器４を通過した冷媒が膨張弁３と蒸発器６を
通過する標準運転流路すが形成され、車室内の冷房が継
続される。さらに標準運転流路す使用時に、蒸発器６の
吹出風温が蒸発器凍結防止温度に達すると、前記各弁７
，８．９の切替により、蓄冷運転流路Ｃが形成される。

そして以降、前記吹出風温の変化から得られる余剰冷力
の有無判別によって、標準運転流路すと、蓄冷運転流路
Ｃとの切替が交互になされ、蒸発器６の凍結を防止しつ
つ、水Ｗによる蓄冷が行なわれる。したがって、冷房装
置を停止させた後再始動させ、前述の急冷運転流路ａが
形成されると、副凝縮器５を通過する冷媒は、蓄冷され
た水Ｗと熱交換して、充分な凝縮が行なわれ、その結果
優れた急冷効果を得ることができるのである。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、かかる装置において前記急冷運転流路ａ
を形成した状態では、膨張弁ｌの上流側に位置する副凝
縮器５内の冷媒流路５ｍには、液冷媒が通流することと
なる。したがって急冷運転流路ａから標準運転流路ｂＫ
切替えた際には、第４図（ＩＩ）に示したよ５に標準運
転流路すより切り離された状態となる副凝縮器５内の冷
媒流路５ａは、前記液冷媒が残留した状態で封鎖される
。したがって標準運転流路すから、蓄冷運転流路Ｃに切
り替えた際には、前記、副凝縮器５内の冷媒流路１１に
残留していた液冷媒が圧縮機２に流入する新組すキッド
バック現破が生じ、ウォータハンマ（水撃作用）によっ
て異音が発生するとともに、圧縮機の弁破損、焼付き等
の発生が懸念されるものであった。

不発明は、かかる問題点を解決丁べ（なされたものであ
り、標準運転流路ａから蓄冷運転流路すに切り替える際
に、副凝縮器内の冷媒流路に残留している液冷媒を気化
させる緩衝運転流路を形成することによって、前記リキ
ッドバック現象の発生を解消した車に用冷房装置を提供
するものである。

問題点をＳ決するための手段 前記問題点を解決するために本発明にあっては、蒸気圧
縮式冷凍サイクルの圧縮機と膨張弁間に、主凝縮器と熱
容量体を有する副凝縮器とが併設された車両用冷房装置
において、この冷凍サイクルに冷媒が前記主凝縮器と副
凝縮器とに通流する急冷運転流路と、前記副凝縮器を回
避して主凝縮器のみに通流する標準−運転流路と、主、
副側凝縮器に通流するとともに膨張弁と該膨張弁の下流
に位置する蒸発器を回避し、前記圧縮機に適帰する蓄冷
運転流路とを形成し、該蓄冷運転流路の主、副側凝縮器
間に副膨張弁を配設し、各流路の切替装置を設ける一方
、所定の条件に基づいて前記切替装［を切替制御する制
御手段を設け、前記標準運転流路から蓄冷運転流路への
切替時に、冷媒を蒸発器に一時的に通流させる緩衝運転
流路を形成、介挿しである。

作用 したがって冷房装置始動時には一気冷運転流路を用、い
ることＫより、副凝縮器の蓄冷熱によって冷凍サイクル
の凝縮効率を向上させて、優れた急冷特性が得られる。

又副凝縮器の蓄冷熱が用い尽された場合には、前記標準
運転流路を用いることにより、機能しない副凝縮器を回
避して循環効率が高められる。さらに標準運転流路使用
時に、冷凍サイクルに冷力の余剰が生じた場合には、一
時的に緩衝運転流路に切り替えられた後、蓄冷運転流９
路に切り替えられる。したがって急冷運転流路から、標
準運転流路に切り替った際副凝縮器内の冷媒流路に残留
する液冷媒は、揃記緩衝運転流路により蒸発器内で蒸発
し、蓄冷運転流路への切替時に生ずるリキッドバック現
象を解消することができるのである。

実施例 以下本発明の一実施例について、図面に従って説明する
。すなわち本実施例に係る車両用冷房装置は、第１図に
示した蒸気圧縮式冷凍サイクル１１を備えている。この
冷凍サイクル１１は、圧＃機１２會有し、該圧縮機１２
の吐出側には、第１管路１３が設けられており、第１″
管路１３は主凝縮器１４に接続されている。該主凝縮器
１４は、走行風によって冷媒を冷却する空冷式であって
、冷媒導出側には第２管路１５が連通されて〜・る。該
第２管路１５には、リキッドタンク１６と、切替装置た
る第１電磁四方弁１７が設けられている。

さらに第２管路１５の前記第１電磁四方弁１７より下流
側は、副膨張弁１８と、迂回路１９とが並設されており
、該迂回路１９には、切替装置たる電磁弁２０が介挿さ
れている。又前記副膨張弁１８と迂回路１９には、第３
管路２１の一端部が連通されており、該第３管路２１の
他端部は、切替装置たる第２電磁四方弁２２に連通され
ている。この第３管路２１には、ケーシング２３１！：
有する副凝縮器２４が介挿されており、前記ケーシング
２３内には、蓄冷熱により冷媒を冷却する熱容量体、例
えば水Ｗと、該水Ｗの温度Ｔｖｒｉ検出してコントロー
ラ２７に出力する水温センサ２５が収容されている。こ
の副凝縮器２４の冷媒導出側には、スーパーヒートスイ
ッチ２６が介挿されており、該スーパーヒートスイッチ
２６は、冷媒の過熱度が設定値（θ〜５℃程度）を超え
たときＯＮとなって、制御手段たるコントローラ２７に
信号ＳＳを出力する機能金偏えている。さらに前記第２
’ｉｌ磁四方弁２２と第１電磁四方弁１７間には、第４
管路２８が設けられており、前記第１電磁四方弁１７に
はさらに第５管路２９の一端が連通されている。該第５
管路２９は、主膨張弁３０を介して蒸発器３１に連通さ
れている。該蒸発器３１の空気導出側には、吹出空気温
度Ｔｍｆ：検出して前記コントローラ２７に出力する吹
出風温センサ３２が設けられて〜・る。さらに前記蒸発
器３１の冷媒導出側には、第６管路３３が設げられてお
り、該第６管路３３は前記第２電磁四方弁２２に連通し
ている。該第２電磁四方弁２２には、第７管路３４の一
端部が連通されており、該第７管路３４の他端部は、前
記圧縮機１２の吸入側に連通されている。

しかして前記６弁１７，２０．２２は、コントローラ２
７の出力信号に基づいて下記の懺−１に示すよ５に連係
作動し、これによって表−２及びこれに対応する第２図
（Ｉ）、　＠、　＠Ｉ、四に示した、急冷運転流路Ａ、
標準運転流路Ｂ、緩衝運転流路Ｃ１蓄冷運転流路りが形
成される。

表−１ （１’Ｊ、下余白） 表−２ 次に以上の構成に係る本実施例の作用について、コント
ローラ２７０制御内容とともに説明する。

すなわち乗員が冷房装置のスイッチを０ＮＦＣすると、
圧縮機１２は冷媒の圧縮を開始する。一方水温センサ２
５は、水Ｗの温度Ｔｗを検出してコントローラ２７に出
力する。するとコントローラ２７は、前記水Ｗの温度Ｔ
ｗが設定温度（４０℃程度）となるまで表−１に示すよ
５に第１電磁四方弁１７をＯＮ、第２電磁四方弁２２を
ＯＦＦ、電磁弁２０をＯＮにし、これによって急冷運転
流路Ａが形成される。したがって圧縮機１２によって加
圧された冷媒は、前記急冷運転流路Ａにおいて、主凝縮
器１４、副凝縮器１８を通過後蒸発器３１内に流入する
。このため始動初期の圧力不足により、主凝縮器１４内
では充分凝縮されなかった冷媒は、副凝縮器２４内の水
Ｗと熱交換して冷却され、完全に凝縮される。よって蒸
発器３１には、始動時から充分な液冷媒が供給され、始
動時の急冷特性を同上させることができる。次にこの急
冷運転流路Ａを用いた状態が継続すると、副凝縮器２４
内に封入された水Ｗの温度が上昇し、熱交換率が低下し
て凝縮機として機能し得ない状態となる。そして前記水
Ｗの温度Ｔｗが前記設定温度に上昇到達すると、前記コ
ントローラ２７は、表−１に示すよ５に第１電磁四方弁
１７、電磁弁２０　を０ＦＦにし、これＫよって標準運
転流路Ｂが形成される。

このとき最前まで膨張弁３０の上流側忙おいて液冷媒が
通流していた第４管路２８、副凝縮器２４内の篤３管路
２１等には、前記液冷媒の一部が残留した状態で標準運
転流路Ｂから分離される。該標準運転流路Ｂでは、他の
冷媒が通常の蒸気圧縮式冷凍サイクルと同様に循環し、
車室内は適宜冷却される。かかる標準運転流路Ｂが継続
すると吹出風温Ｔｚは徐＾に低下し、該吹出風温Ｔｍが
前記コントローラ２７に予め設定されている蒸発器凍結
防止温度に低下到達する。一方前記液冷媒の一部が残留
して副凝縮器２４の冷媒導出側に設げラレ【いるスーパ
ーヒートスイッチ２６は、過熱度が前記設定値以下であ
る間ＯＦＦ信号と前記コントローラ２７に入力する。す
ると該コントローラ２７は、吹出風温度Ｔｍの前記低下
到達と、スーパーヒートスイッチ２６のＯＦＦ信号から
、表−２に示した緩衝運転流路Ｃを形成する。このため
冷媒は副膨張弁１Ｂによって減圧されて、副凝縮器２４
内で蒸発し、かつ前記急冷運転流路人から標準運転流路
Ｂに移行した際に、副凝縮器２４内等に残留した液冷媒
を第４．第５管路２８．２９主膨張弁３０を介して主凝
縮器内に移送する。したがって前記残留した液冷媒は、
蒸発器３１内で蒸発して気体となった後第７管路３４よ
り圧縮機１２に戻り、前記残留した液冷媒によるリキッ
ドバック現象や、該リキッドバック現象に起因するクォ
ータハンマ及び圧縮機の破損、焼付き等の発生を未然に
防止することができるのである。

熱交換を行なう。したかつ【冷媒の過熱度は上昇し、該
過熱度が前記設定温度に到達すると、前記スーパーヒー
トスイッチ２６はＯＮとなり、コントローラ９フけと＋
１−を威４ｎｌ−イ笛つ雷ｍ囮嘴葬９９をＯＮにし、蓄
冷運転流路りが形成される。該蓄冷運転流路ＤＩＣおい
ては、主凝縮器１４によって凝縮された冷媒は、副膨張
弁１８を通過する際に断熱膨張し、前述のように副凝縮
器２４内で蒸発した後圧縮機１２に適帰する。よってケ
ーシング２３内の水Ｗは、冷媒の蒸発熱によって冷却さ
れ、場合によっては凍結する。そして以降、吹出風温Ｔ
ｚの変化から得られる余剰冷力の有無判別に基づいて、
標準運転流路Ｂと蓄冷運転流路Ｄ゛との切替が蒸発器３
１の凍結を防止しつつ行なわれ、その間、副凝縮器２４
冷媒導出側の過熱度に応じて緩衝運転流路Ｃが介挿され
、前述の残留した液冷媒によるリキッドバック現象と、
蓄冷運転流路り使用時のリキッドバック現象の発生を防
止しつつ蓄冷が行なわれる。したがって、Ｉｖ房装置を
停止させた後再始動させ、前述の急冷運転流路が形成さ
れると、副凝縮器２４を通過する冷媒は、蓄冷゛された
水Ｗと熱交換して充分な＃！縮が行なわれる。

よって、冷房装置始動時における＃！鰯性能を向上させ
ることができ、その結果優れた急冷効果を得ることかで
きるのである。

発明の詳細 な説明したように本発明は、冷媒を主、副両凝縮器に通
流させる急冷運転流路と、副凝縮器を回避して主凝縮器
のみに通流させる標準運転流路と、主、副両凝縮器に通
流させるとともに膨張弁と蒸発器を回避し、圧縮機に適
帰する蓄冷運転流路とを設け、各流路を所定の条件に基
セいて切替制御する一方、前記標準運転流路から蓄冷運
転流路への切替時に、冷媒を蒸発器に一時的に通流させ
るようにした。したがって標準運転流路使用時に生ずる
余剰冷力を、蓄冷運転流路により熱容量体に蓄冷し、急
冷運転流路使用時に有効利用することにより急冷性能の
向上を図ることができる。

又標準運転流路から蓄冷運転流路に切替時には、冷媒が
一時的に蒸発器に通流することから、この切替時に副凝
縮器の冷媒流路に残留している液冷媒を蒸発器内で気化
させることができる。よって前記液冷媒の圧縮機への帰
還を防止し、リキッドバック現象及びこれに起因するウ
ォータハンマによる異常の発生、圧縮機の弁破損、焼付
き等を解消することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す模式図、第２図（Ｉ
）は同実１ｊｆＩＩＮの急冷運転流路を示す模式図、第
２図（２）は同実施例の標準運転流路を示す模式図、第
２図四は同実施例の緩衝運転流路を示す模式図、第２図
四は、同実施例の蓄冷運転流路を示す模式図、第３図は
、先願に係る装置を示す模式図、第４図（Ｉ）、（２）
、＠は同装置の作動を示す模式図である。 １１・・・蒸気圧縮式冷凍サイクル、１２・・・圧縮機
、１４・・・主凝縮器、１７・・・第１電磁四方弁（切
替装置）、１８・・・副膨張弁、２０・・・電磁弁（切
替装置）、２２・・・ｗ、２　ｔｆｆｌ四方升（切替装
置）、２４・・・副凝縮器、２７・・・コントローラ（
制御手段）、３０・・・主膨張弁、３１・・・蒸発器。 第２図 （１）　　　　　　（ＩＩ） （Ｉｎ　）　　　　　　　　　　　（ＩＳＺ）第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．　蒸気圧縮式冷凍サイクルの圧縮機と膨張弁間に、
   主凝縮器と熱容量体を有する副凝縮器とが併設された車
   両用冷房装置において、この冷凍サイクルに冷媒が前記
   主凝縮器と副凝縮器とに通流する急冷運転流路と、前記
   副凝縮器を回避して主凝縮器のみに通流する標準運転流
   路と、主，副両凝縮器に通流するとともに膨張弁と該膨
   張弁の下流に位置する蒸発器を回避し、前記圧縮機に直
   帰する蓄冷運転流路とを形成し、該蓄冷運転流路の主，
   副両凝縮器間に副膨張弁を配設し、各流路の切替装置を
   設ける一方、所定の条件に基づいて前記切替装置を切替
   制御する制御手段を設け、前記標準運転流路から蓄冷運
   転流路への切替時に、冷媒を前記蒸発器に一時的に通流
   させる緩衝運転流路を形成、介挿したことを特徴とする
   車両用冷房装置。