JP2000028234A - 閉ル―プ循環システムの膨張弁および冷媒制御方法 - Google Patents
閉ル―プ循環システムの膨張弁および冷媒制御方法Info
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- JP2000028234A JP2000028234A JP11101152A JP10115299A JP2000028234A JP 2000028234 A JP2000028234 A JP 2000028234A JP 11101152 A JP11101152 A JP 11101152A JP 10115299 A JP10115299 A JP 10115299A JP 2000028234 A JP2000028234 A JP 2000028234A
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- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 第2エバポレータから吐出される蒸気の感知
された飽和温度を偏差させることによって熱膨張弁が第
2エバポレータへの流れを減少させて過冷却を防止す
る。 【解決手段】 冷媒システムは、共通のコンプレッサお
よびコンデンサから離して配置されたエバポレータに流
動する冷媒を個別に制御する熱膨張弁を有している。一
方の熱膨張弁は、膨張弁の流体が充填された動力カプセ
ルと熱伝導関係を有する電熱冷却装置を備えている。電
熱冷却装置が通電されると、エバポレータからコンプレ
ッサへと戻る感知された冷媒の温度が変換されて、エバ
ポレータに流動する冷媒を減少させて他方の熱膨張弁を
流動することにより低下する冷媒の供給圧力を補償する
ようになる。
された飽和温度を偏差させることによって熱膨張弁が第
2エバポレータへの流れを減少させて過冷却を防止す
る。 【解決手段】 冷媒システムは、共通のコンプレッサお
よびコンデンサから離して配置されたエバポレータに流
動する冷媒を個別に制御する熱膨張弁を有している。一
方の熱膨張弁は、膨張弁の流体が充填された動力カプセ
ルと熱伝導関係を有する電熱冷却装置を備えている。電
熱冷却装置が通電されると、エバポレータからコンプレ
ッサへと戻る感知された冷媒の温度が変換されて、エバ
ポレータに流動する冷媒を減少させて他方の熱膨張弁を
流動することにより低下する冷媒の供給圧力を補償する
ようになる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷房システムに関
し、特に、温度によって制御される弁を採用して、コン
デンサから吐出する比較的高圧状態の液体冷媒をエバポ
レータに減圧した状態で流入させるといった、液体/蒸
気冷媒の膨張を制御する形式のシステムに関する。
し、特に、温度によって制御される弁を採用して、コン
デンサから吐出する比較的高圧状態の液体冷媒をエバポ
レータに減圧した状態で流入させるといった、液体/蒸
気冷媒の膨張を制御する形式のシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】一般に温度変化に応答する膨張弁が冷房
システムに採用されているが、例えば自動車の室内の空
調システム等の冷房システムは、その熱負荷の変化に迅
速に対応する必要がある。
システムに採用されているが、例えば自動車の室内の空
調システム等の冷房システムは、その熱負荷の変化に迅
速に対応する必要がある。
【0003】自動車の空調システム等では良く知られて
いるように、システムのエバポレータから吐出された過
熱冷媒蒸気は、膨張弁ブロックの戻り通路を通ってコン
プレッサの入口へと流れて、弁の流体が充填された密閉
されたカプセルと熱交換する。このカプセルは、流体が
ダイアフラムに対して収縮および膨張するように配置さ
れており、エバポレータへの冷媒の流動を制御する弁部
材を作動させる。このように、過熱蒸気の温度は、エバ
ポレータから吐出される冷媒の飽和温度と相関関係にあ
り、システムを制御するための基礎とされている。エバ
ポレータを通って流動する冷媒を制御することにより一
定の熱負荷となるようにエバポレータが吐出する限り、
システムは所定の過熱を維持するように反応する。この
ことは、単一のエバポレータを採用した自動車の冷房シ
ステムには、信頼でき且つ効果的であることが証明され
てきた。
いるように、システムのエバポレータから吐出された過
熱冷媒蒸気は、膨張弁ブロックの戻り通路を通ってコン
プレッサの入口へと流れて、弁の流体が充填された密閉
されたカプセルと熱交換する。このカプセルは、流体が
ダイアフラムに対して収縮および膨張するように配置さ
れており、エバポレータへの冷媒の流動を制御する弁部
材を作動させる。このように、過熱蒸気の温度は、エバ
ポレータから吐出される冷媒の飽和温度と相関関係にあ
り、システムを制御するための基礎とされている。エバ
ポレータを通って流動する冷媒を制御することにより一
定の熱負荷となるようにエバポレータが吐出する限り、
システムは所定の過熱を維持するように反応する。この
ことは、単一のエバポレータを採用した自動車の冷房シ
ステムには、信頼でき且つ効果的であることが証明され
てきた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例え
ば、前方座席の乗客の快適性のために空気を冷却するエ
バポレータを配置すると共に、後方座席の乗客の快適性
のために空気を冷却する別個のエバポレータを離れた場
所に配置する等、最近では、共通のコンデンサから吐出
して作動する複数のエバポレータを自動車の室内に設け
ることが望まれてきている。前方座席および後方座席の
エバポレータが共通のコンデンサから作動される場合に
は、前方座席のエバポレータへの流れを制御する膨張弁
の作動によって冷媒の圧力が変化するようになるため、
膨張弁、特に、後方座席のエバポレータへの流れを制御
すべく配置された膨張弁が充分応答することができな
い。特に、後方座席のエバポレータの熱膨張弁への供給
ライン内の圧力が低下した場合には、この膨張弁が所定
の過熱を維持するよう反応したままとなって流れが最大
となり、その結果、望まざる冷却および/またはエバポ
レータの凍り付きが生じることとなる。
ば、前方座席の乗客の快適性のために空気を冷却するエ
バポレータを配置すると共に、後方座席の乗客の快適性
のために空気を冷却する別個のエバポレータを離れた場
所に配置する等、最近では、共通のコンデンサから吐出
して作動する複数のエバポレータを自動車の室内に設け
ることが望まれてきている。前方座席および後方座席の
エバポレータが共通のコンデンサから作動される場合に
は、前方座席のエバポレータへの流れを制御する膨張弁
の作動によって冷媒の圧力が変化するようになるため、
膨張弁、特に、後方座席のエバポレータへの流れを制御
すべく配置された膨張弁が充分応答することができな
い。特に、後方座席のエバポレータの熱膨張弁への供給
ライン内の圧力が低下した場合には、この膨張弁が所定
の過熱を維持するよう反応したままとなって流れが最大
となり、その結果、望まざる冷却および/またはエバポ
レータの凍り付きが生じることとなる。
【0005】そのため、第1のエバポレータへの冷媒の
流れを制御することによる圧力変化および分岐流れを補
償することができる膨張弁を備えた、第2の離して配置
されたエバポレータへの冷媒の流れを制御する方法およ
び手段が望まれていた。
流れを制御することによる圧力変化および分岐流れを補
償することができる膨張弁を備えた、第2の離して配置
されたエバポレータへの冷媒の流れを制御する方法およ
び手段が望まれていた。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、共通のコンプ
レッサおよびコンデンサから第1および第2エバポレー
タの作動を制御する場合の上記問題を解決するもので、
各エバポレータが少なくとも入口での流れを制御するた
めに配置された熱膨張弁を有している。本発明は、第2
エバポレータから吐出される蒸気の感知された飽和温度
を偏差させることによって熱膨張弁が第2エバポレータ
への流れを減少させて過冷却を防止するように、第2エ
バポレータへの流れを制御する熱膨張弁を備えた電熱冷
却ユニットを提供するものである。本発明の電熱冷却ユ
ニットは、従来構造である第2の熱膨張弁の流体を充填
した感知カプセルに対して熱伝導関係を有するように配
置されることにより、弁を製造するに際して設計し直し
たり再加工する必要がなく、今までの熱膨張弁に『付
加』するだけで済み、便利である。本発明は、エバポレ
ータから吐出される過熱の感度を有効に高めて冷媒の流
れを減少させて、第2のエバポレータを通り過ぎる空気
の冷却温度を増加させる。
レッサおよびコンデンサから第1および第2エバポレー
タの作動を制御する場合の上記問題を解決するもので、
各エバポレータが少なくとも入口での流れを制御するた
めに配置された熱膨張弁を有している。本発明は、第2
エバポレータから吐出される蒸気の感知された飽和温度
を偏差させることによって熱膨張弁が第2エバポレータ
への流れを減少させて過冷却を防止するように、第2エ
バポレータへの流れを制御する熱膨張弁を備えた電熱冷
却ユニットを提供するものである。本発明の電熱冷却ユ
ニットは、従来構造である第2の熱膨張弁の流体を充填
した感知カプセルに対して熱伝導関係を有するように配
置されることにより、弁を製造するに際して設計し直し
たり再加工する必要がなく、今までの熱膨張弁に『付
加』するだけで済み、便利である。本発明は、エバポレ
ータから吐出される過熱の感度を有効に高めて冷媒の流
れを減少させて、第2のエバポレータを通り過ぎる空気
の冷却温度を増加させる。
【0007】
【発明の実施の形態】図を参照すると、本発明のシステ
ムは、符号10で示されており、冷媒のコンプレッサ1
2を備えている。このコンプレッサ12は、自動車の空
調システムでは、従来の技術において公知であるよう
に、図示しないエンジンによって一般にベルト駆動され
る。コンプレッサ12は、冷媒蒸気を比較的高い圧力で
経路14に沿ってコンデンサ16へと吐出する。コンデ
ンサ16は、一般的には自由流れ空気と熱交換するため
に配置され、液化された冷媒を導管18を介して吐出し
て導管20,22に供給する。導管20は符号26で示
された膨張弁の入口24に冷媒を供給し、膨張弁26は
冷媒を減圧した状態で出口から導管28を介して第1す
なわち前方のエバポレータ30に吐出し、エバポレータ
30は導管32を介して過熱蒸気を吐出し、導管32は
弁26を通る通路に接続されて、導管34を介してコン
プレッサの入口36に冷媒を戻す。弁26は温度応答感
知モジュール38を備えており、温度応答感知モジュー
ル38は、戻り通路および弁26を通って流動する冷媒
の温度に応答して、弁の栓子42が入口24から出口に
接続された導管28への流れを制御するように、作動ロ
ッド40を動かす。弁26の構造および作動は従来から
よく知られており、理解されるであろう。
ムは、符号10で示されており、冷媒のコンプレッサ1
2を備えている。このコンプレッサ12は、自動車の空
調システムでは、従来の技術において公知であるよう
に、図示しないエンジンによって一般にベルト駆動され
る。コンプレッサ12は、冷媒蒸気を比較的高い圧力で
経路14に沿ってコンデンサ16へと吐出する。コンデ
ンサ16は、一般的には自由流れ空気と熱交換するため
に配置され、液化された冷媒を導管18を介して吐出し
て導管20,22に供給する。導管20は符号26で示
された膨張弁の入口24に冷媒を供給し、膨張弁26は
冷媒を減圧した状態で出口から導管28を介して第1す
なわち前方のエバポレータ30に吐出し、エバポレータ
30は導管32を介して過熱蒸気を吐出し、導管32は
弁26を通る通路に接続されて、導管34を介してコン
プレッサの入口36に冷媒を戻す。弁26は温度応答感
知モジュール38を備えており、温度応答感知モジュー
ル38は、戻り通路および弁26を通って流動する冷媒
の温度に応答して、弁の栓子42が入口24から出口に
接続された導管28への流れを制御するように、作動ロ
ッド40を動かす。弁26の構造および作動は従来から
よく知られており、理解されるであろう。
【0008】導管22は、液化された冷媒を上昇した圧
力でコンデンサ16から符号45で示す弁の入口44に
供給する。弁45には弁座46が設けられており、弁座
46には可動弁部材48が配置されて、弁座を通過する
流れを弁45の出口通路50に応じた低下した圧力に制
御する。弁45の出口は、導管52を介して第2のすな
わち後方のエバポレータ54の入口に接続されている。
エバポレータ54の出口は、導管56を介して弁45の
本体を、すなわち、ブロックを通る通路58に開放して
おり、通路58はコンプレッサ12の入口36と連絡す
る導管60に接続されている。
力でコンデンサ16から符号45で示す弁の入口44に
供給する。弁45には弁座46が設けられており、弁座
46には可動弁部材48が配置されて、弁座を通過する
流れを弁45の出口通路50に応じた低下した圧力に制
御する。弁45の出口は、導管52を介して第2のすな
わち後方のエバポレータ54の入口に接続されている。
エバポレータ54の出口は、導管56を介して弁45の
本体を、すなわち、ブロックを通る通路58に開放して
おり、通路58はコンプレッサ12の入口36と連絡す
る導管60に接続されている。
【0009】流体が充填された動力カプセル62は、弁
45の端部に取付けられており、弁座46を通って延び
て弁部材48と接続された作動ロッド64が取付けられ
ている。カプセル62内の流体の膨張および収縮によ
り、図示しないダイアフラムが反応して作動ロッド64
を動かす。熱膨張弁のような技術分野ではよく知られて
いるように、作動ロッド64は、中空に形成されたもの
からなり、その内部にカプセルに充填された流体を有し
ており、通路58を流動する冷媒と熱伝導関係にあるこ
とが望ましい。弁45の構造および作動は、冷媒の膨張
弁の技術分野でよく知られているものと一致する。
45の端部に取付けられており、弁座46を通って延び
て弁部材48と接続された作動ロッド64が取付けられ
ている。カプセル62内の流体の膨張および収縮によ
り、図示しないダイアフラムが反応して作動ロッド64
を動かす。熱膨張弁のような技術分野ではよく知られて
いるように、作動ロッド64は、中空に形成されたもの
からなり、その内部にカプセルに充填された流体を有し
ており、通路58を流動する冷媒と熱伝導関係にあるこ
とが望ましい。弁45の構造および作動は、冷媒の膨張
弁の技術分野でよく知られているものと一致する。
【0010】しかしながら、本発明の弁45は、さら
に、符号66で示された電気的に作動される制御ユニッ
トを備えている。制御ユニット66は、内周に形成され
た溝70でカプセル62に支持される周囲面を有する環
状の支持部材68によって、カプセル62に取付けられ
ている。電熱冷却ユニット72は、支持部材68内にカ
プセル62と隣接して設けられており、支持部材68を
通って外側に延びる電導線74,76を有している。こ
れらの支持部材68あるいは電熱冷却ユニット72には
保持部材78が支持されているのであるが、必要であれ
ば、保持部材78をヒートシンクにより構成することが
できる。電熱冷却ユニット72とカプセル62との間の
符号80で表された空間には、両者72,62の間で熱
を敏速に伝達する熱グリース(thermal grease)のよう
な、熱伝導媒体を充填することが望ましい。
に、符号66で示された電気的に作動される制御ユニッ
トを備えている。制御ユニット66は、内周に形成され
た溝70でカプセル62に支持される周囲面を有する環
状の支持部材68によって、カプセル62に取付けられ
ている。電熱冷却ユニット72は、支持部材68内にカ
プセル62と隣接して設けられており、支持部材68を
通って外側に延びる電導線74,76を有している。こ
れらの支持部材68あるいは電熱冷却ユニット72には
保持部材78が支持されているのであるが、必要であれ
ば、保持部材78をヒートシンクにより構成することが
できる。電熱冷却ユニット72とカプセル62との間の
符号80で表された空間には、両者72,62の間で熱
を敏速に伝達する熱グリース(thermal grease)のよう
な、熱伝導媒体を充填することが望ましい。
【0011】電子制御ユニット(ECU)のような適当
な電源から電導線74,76を介して電熱冷却ユニット
72が通電された作動状態においては、電熱冷却ユニッ
ト72が作動ロッド64によって感知されたエバポレー
タから吐出されて通路58を通る流れの温度よりも低く
なるようにカプセル62を冷却することにより、通路5
8内の流れと流体を充填されたカプセル62とに温度差
を生じさせて作動ロッドを下方向に動かせて弁部材48
を弁座46に対して閉塞させる。その結果、エバポレー
タ54内の流動が遮断されるため、そのエバポレータ5
4内の冷媒の過熱が増加し、したがって、エバポレータ
54の過度の冷却が防止されることとなる。従来の空調
システムにおいては、エバポレータ54を通過した空気
は、一般に、室内に吐出されてエバポレータ54の領域
およびその付近を冷却していたであろう。車両の客室の
後部座席を冷却するためにエバポレータ54が配設され
た本発明では、弁26がエバポレータ30に流れを多く
する必要性によって入口の導管22内の圧力が低下する
こととなる弁45の全開状態を、電熱冷却ユニット72
が防止する。
な電源から電導線74,76を介して電熱冷却ユニット
72が通電された作動状態においては、電熱冷却ユニッ
ト72が作動ロッド64によって感知されたエバポレー
タから吐出されて通路58を通る流れの温度よりも低く
なるようにカプセル62を冷却することにより、通路5
8内の流れと流体を充填されたカプセル62とに温度差
を生じさせて作動ロッドを下方向に動かせて弁部材48
を弁座46に対して閉塞させる。その結果、エバポレー
タ54内の流動が遮断されるため、そのエバポレータ5
4内の冷媒の過熱が増加し、したがって、エバポレータ
54の過度の冷却が防止されることとなる。従来の空調
システムにおいては、エバポレータ54を通過した空気
は、一般に、室内に吐出されてエバポレータ54の領域
およびその付近を冷却していたであろう。車両の客室の
後部座席を冷却するためにエバポレータ54が配設され
た本発明では、弁26がエバポレータ30に流れを多く
する必要性によって入口の導管22内の圧力が低下する
こととなる弁45の全開状態を、電熱冷却ユニット72
が防止する。
【0012】したがって、本発明は、既存の熱膨張弁を
修正するという特有で新規の廉価なやり方であり、エバ
ポレータのうちの一つが過冷却するのを再び発生させる
ことなく、共通のコンプレッサおよびコンデンサからの
複数の熱エバポレータの使用を許容する。
修正するという特有で新規の廉価なやり方であり、エバ
ポレータのうちの一つが過冷却するのを再び発生させる
ことなく、共通のコンプレッサおよびコンデンサからの
複数の熱エバポレータの使用を許容する。
【0013】上記のように、本発明をその図に示された
実施の形態に関連して説明してきたが、本発明は修正お
よび変更が可能であり、特許請求の範囲によってのみ制
限される。
実施の形態に関連して説明してきたが、本発明は修正お
よび変更が可能であり、特許請求の範囲によってのみ制
限される。
【図1】共通のコンプレッサおよびコンデンサから作動
する第1および第2エバポレータを採用した本発明の冷
媒システムすなわち空調システムの概要を示す全体図で
ある。
する第1および第2エバポレータを採用した本発明の冷
媒システムすなわち空調システムの概要を示す全体図で
ある。
10 システム 12 コンプレッサ 16 コンデンサ 26 膨張弁 30 エバポレータ 36 入口 38 温度応答感知モジュール 42 栓子 44 入口 45 弁 54 エバポレータ 62 カプセル 66 制御ユニット 72 熱伝冷却ユニット 82 電子制御ユニット(ECU)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 390033020 Eaton Center,Clevel and,Ohio 44114,U.S.A.
Claims (7)
- 【請求項1】 電気的に制御されて温度調節する冷媒の
膨張弁であって、(a)入口および出口を有する本体
と、(b)入口と出口との間の流動を許容する位置と制
限する位置との間で移動可能な閉塞弁と、(c)流体が
充填されたチャンバ、および、該チャンバー内の圧力に
応じて動くダイアフラムを形成する手段と、前記ダイア
フラムの動きに応じて前記閉塞弁が動くように前記閉塞
弁を動かすアクチュエータ部材とを備えた温度反応手段
と、(d)熱伝導関係を有するように配置されて通電さ
れることにより作動する、前記流体が充填されたチャン
バの冷却手段と、を備えた膨張弁。 - 【請求項2】 前記冷却手段が電熱装置からなる請求項
1に記載の膨張弁。 - 【請求項3】 前記流体が充填されたチャンバはカプセ
ルを備えており、該カプセルに前記冷却手段が取付けら
れている請求項1に記載の膨張弁。 - 【請求項4】 前記流体が充填されたチャンバを形成す
る手段は前記弁本体に取付けられたカプセルを備え、前
記冷却手段は前記カプセルに取付けられた電熱装置から
なる請求項1に記載の膨張弁。 - 【請求項5】 熱伝導関係を有するように配置された前
記冷却手段が熱応答グリースを備えている請求項1に記
載の膨張弁。 - 【請求項6】 閉ループ循環冷却システムにおける冷媒
の制御方法であって、(a)蒸気化された冷媒を圧縮し
て、これをコンデンサに流動させる工程と、(b)コン
デンサから流動する圧縮された冷媒の流れを入口で受け
入れる膨張弁を配設して、冷媒の流れを減圧してエバポ
レータへ吐出させる工程と、(c)流体が充填された感
知カプセルを前記弁に配置し、エバポレータから流動す
る冷媒の温度を感知し、該感知された温度に応じて前記
流体が充填されたカプセルを冷却して前記感知された温
度からカプセルの温度を所定量偏差させて膨張弁の栓子
を動かせて、エバポレータへの冷媒の流れを制御する工
程と、からなる冷媒の制御方法。 - 【請求項7】 前記カプセルの冷却工程は、前記カプセ
ルに電熱冷却装置を配置する工程と、該冷却装置に通電
する工程とを含む請求項6に記載の冷媒の制御方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US5731998A | 1998-04-09 | 1998-04-09 | |
US57319 | 1998-04-09 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000028234A true JP2000028234A (ja) | 2000-01-28 |
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---|---|---|---|
JP11101152A Pending JP2000028234A (ja) | 1998-04-09 | 1999-04-08 | 閉ル―プ循環システムの膨張弁および冷媒制御方法 |
Country Status (7)
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---|---|
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JP (1) | JP2000028234A (ja) |
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BR (1) | BR9901612A (ja) |
CA (1) | CA2266786A1 (ja) |
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- 1999-04-08 JP JP11101152A patent/JP2000028234A/ja active Pending
- 1999-04-08 KR KR1019990012279A patent/KR19990083040A/ko not_active Application Discontinuation
- 1999-04-09 EP EP99106193A patent/EP0949461A2/en not_active Withdrawn
- 1999-04-09 CN CN99106010A patent/CN1231242A/zh active Pending
- 1999-04-09 BR BR9901612-5A patent/BR9901612A/pt not_active Application Discontinuation
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BR9901612A (pt) | 2000-03-08 |
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