JP2001322423A - 車両用空気調和装置 - Google Patents

車両用空気調和装置

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JP2001322423A
JP2001322423A JP2000143915A JP2000143915A JP2001322423A JP 2001322423 A JP2001322423 A JP 2001322423A JP 2000143915 A JP2000143915 A JP 2000143915A JP 2000143915 A JP2000143915 A JP 2000143915A JP 2001322423 A JP2001322423 A JP 2001322423A
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evaporator
refrigerant
temperature
air conditioner
vehicle
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Noboru Higashiyama
登 東山
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/04Refrigeration circuit bypassing means
    • F25B2400/0411Refrigeration circuit bypassing means for the expansion valve or capillary tube

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  • Temperature-Responsive Valves (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価な装置構成により冷媒圧縮機の吐出ガス
状態を所定の範囲内に保つことができ、高負荷条件下に
おいてもゴムホースの劣化、破損、圧縮機の焼き付き不
具合等を防止することができる車両用空気調和装置を提
供する。 【解決手段】 フロントエバポレータ9と、リアエバポ
レータ10とが冷媒回路中にそれぞれ並列に接続され、
両エバポレータのそれぞれの冷媒入口側にフロントエバ
ポレータ用電磁弁5、リアエバポレータ用電磁弁6及び
フロントエバポレータ用温度式膨張弁7、リアエバポレ
ータ用温度式膨脹弁8を共に配設してなる車両用空気調
和装置に関するもので、リアエバポレータ用温度式膨張
弁8にブリードポート(バイパス穴)を設けると共に、
冷媒圧縮機2より吐出される冷媒ガスの温度を検出する
温度センサ11を設け、該温度センサ11の検出値が上
限設定値に達したとき、リアエバポレータ用電磁弁6を
開とするコントローラ12を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の蒸発器(エ
バポレータ)が並列に配設された冷媒回路を有する車両
用空調装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図4に従来の車両用空気調和装置のシス
テム構成図を示す。図4において、符号の1はエンジ
ン、2は同エンジン1によってベルトを介して駆動さ
れ、冷媒ガスを高温高圧に圧縮する冷媒圧縮機、3は同
冷媒圧縮機2の吐出側に連なるコンデンサ、4は同コン
デンサに連なり、同コンデンサによって液化された冷媒
を受けるレシーバ、7は冷媒を断熱膨張させるフロント
エバポレータ用温度式膨張弁、8はリアエバポレータ用
温度式膨張弁、9は前記フロントエバポレータ用膨張弁
7に連なるフロントエバポレータ、10は前記リアエバ
ポレータ用温度式膨脹弁8に連なるリアエバポレータ、
5はフロントエバポレータ用電磁弁、6はリアエバポレ
ータ用電磁弁であり、図中の矢印は冷媒の流れ方向を示
している。この場合、フロントエバポレータ9が運転席
用蒸発器となり、リアエバポレータ10が補助蒸発器と
なる。
【0003】上記構成の従来装置において、エンジン1
によってベルト駆動される冷媒圧縮機2で高温高圧に圧
縮されたガス冷媒は、コンデンサ3において冷却されて
放熱し、高圧液冷媒となる。この高圧液冷媒は、フロン
トエバポレータ用電磁弁5及びリアエバポレータ用電磁
弁6の開閉状態によって以後の流路が異なる。すなわ
ち、電磁弁5,6が開状態にある一方または両方の冷媒
回路を通って流れ、温度式膨張弁7,8において減圧さ
れた後、エバポレータ9,10で空気を冷却しながら冷
媒自体は蒸発し、低温低圧のガス冷媒となって再度冷媒
圧縮機2へ戻る。なお、冷媒が通過するエバポレータ
9、10へ送られた空気は、冷媒と熱交換することで冷
却された冷風となり、この冷風が車内へ吹き出されるこ
とで車内を冷房する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな冷凍サイクルを有する車両用空気調和装置において
は、冷媒圧縮機2が車両走行用のエンジン1で駆動され
るため、エンジン回転数に応じて圧縮機回転数が変化
し、圧縮機能力も変化する。同時に、冷媒圧縮機2から
吐出される冷媒ガス温度(以下吐出ガス温度という)
は、冷媒圧縮機2の回転数が高くなるほど上昇するとい
う特性がある。
【0005】図3は、従来の車両用空気調和装置におけ
る冷媒圧縮機の回転数と吐出ガス温度との関係を示した
ものである。特に、外気温度が40℃を越える高負荷条
件での高速運転では、吐出ガス温度が150℃を越える
状態となり、配管として使われているゴムホースの耐熱
温度を超え、ゴムホースの劣化及び破損、冷凍機油の劣
化、冷媒圧縮機の焼き付き不具合等の問題が生じるおそ
れがある。このような問題に対する保護装置として、吐
出ガス温度が所定温度以上の高温になると冷媒圧縮機を
停止するという回路を有するものもあるが、冷房運転を
必要とする高外気温時に冷媒圧縮機を停止すれば冷房不
足となるため、一般的には好まれない。なお、上述した
現象は、特に体積効率の高いロータリータイプの冷媒圧
縮機において顕著である。
【0006】本発明は、上記の事情に鑑みなされたもの
で、安価な装置構成により冷媒圧縮機の吐出ガス状態を
所定の範囲内に保つことができ、高負荷条件下において
もゴムホースの劣化、破損、圧縮機の焼き付き不具合等
を防止することができる車両用空気調和装置の提供を目
的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、本発明では以下の手段を採用した。請求項1に記
載の車両用空気調和装置は、運転席用蒸発器と、該運転
席用蒸発器以外に少なくとも1以上設けられた補助蒸発
器とが冷媒回路中にそれぞれ並列に接続され、前記運転
席用蒸発器及び前記補助蒸発器のそれぞれの冷媒入口側
に電磁弁及び膨張弁を共に配設してなる車両用空気調和
装置であって、前記補助蒸発器のうち少なくともひとつ
の入口側に設けられた膨張弁にブリードポートを設ける
と共に、冷媒圧縮機より吐出される冷媒ガスの状態を検
出する吐出状態検出手段を設け、該吐出状態検出手段に
よる検出値が上限設定値に達したとき、前記ブリードポ
ートを設けた膨張弁と対をなして配設された電磁弁を開
とする制御手段を備えていることを特徴とするものであ
る。このような車両用空気調和装置においては、前記吐
出状態検出手段が、吐出冷媒ガスの温度を検出する温度
検出センサであることが好ましく、好適には、前記温度
検出センサを前記圧縮機の吐出配管に設置するとよい。
また、好適な前記補助蒸発器としては、後部席用あるい
は仮眠席用の蒸発器がある。
【0008】このような車両用空気調和装置によれば、
吐出状態検出手段により冷媒圧縮機の冷媒ガス吐出状態
(吐出ガス温度または吐出ガス圧力)を検出し、その検
出値が上限設定値に達したとき、制御手段によりブリー
ドポートを設けた膨張弁と対をなして配設された電磁弁
を開くことで、冷媒がブリートポートを通過して流れる
冷媒のバイパス回路を形成することができる。このた
め、冷媒の一部がほとんど蒸発しないまま冷媒圧縮機に
戻ることになり、冷媒圧縮機の吸入過熱度が減少する。
従って、冷媒の吐出状態を所定の範囲内に保つことがで
きるようになり、高負荷条件下においてもゴムホースの
劣化、破損、圧縮機の焼き付き不具合等を防止すること
が可能となる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明による車両用空気調
和装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、
図1は車両用空気調和装置のシステム構成図、図2は後
述するリアエバポレータ用温度式膨張弁の構成を示す断
面図である。
【0010】図1において、符号の1はエンジン、2は
同エンジン1によってベルトを介して駆動され、冷媒ガ
スを高温高圧に圧縮する冷媒圧縮機、3は同冷媒圧縮機
2の吐出側に連なるコンデンサ、4はコンデンサ3に連
なり、同コンデンサ3によって液化された冷媒を受ける
レシーバ、7は冷媒を断熱膨張させるフロントエバポレ
ータ用温度式膨張弁、8は同様の機能を有するリアエバ
ポレータ用温度式膨張弁、9はフロントエバポレータ用
温度式膨張弁7に連なるフロントエバポレータ、10は
リアエバポレータ用温度式膨脹弁8に連なるリアエバポ
レータ、5はフロントエバポレータ用電磁弁、6はリア
エバポレータ用電磁弁であり、矢印は冷媒の流れ方向を
示している。この車両用空気調和装置の冷媒圧縮機2ま
たは吐出パイプ部2aには、冷媒の吐出ガス温度を検知
する温度センサ11が設けられており、この温度センサ
11及びリアエバポレータ用電磁弁6は、共にコントロ
ーラ12と電気的に接続されている。なお、吐出パイプ
部2aとは、冷媒圧縮機2の吐出ポート側に接続された
冷媒配管のことであり、冷媒圧縮機2にできるだけ近い
位置とするのが好ましい。
【0011】上述した構成の車両用空気調和装置におい
て、リアエバポレータ用温度式膨張弁8内の冷媒流路に
は、図2に示すように、上下動により流路面積を制御す
るボールバルブ15とは別に、常に開状態にあるブリー
トポート(バイパス穴)14が設けられている。このよ
うに、本発明による車両用空気調和装置は、フロントエ
バポレータ9及びリアエバポレータ10が並列に配置さ
れ、それぞれの冷媒配管にフロントエバポレータ用電磁
弁5及びリアエバポレータ用電磁弁6を備えており、い
わゆるデュアルエアコンシステムと呼ばれている。この
ようなデュアルエアコンシステムでは、通常フロントエ
バポレータ9が運転席用蒸発器として用いられ、リアエ
バポレータ10については、いわゆるRV車やリムジン
等と呼ばれる乗用車の後席用蒸発器として、あるいは、
仮眠席を有するトラック車両等の仮眠席用蒸発器として
用いられる。この場合、後席用蒸発器及び仮眠席用蒸発
器が補助蒸発器となる。
【0012】上述したようなデュアルエアコンシステム
に対し、冷媒圧縮機2または吐出パイプ部2aに、冷媒
の吐出ガス温度を検知する吐出ガス温度センサを設け、
一方リアエバポレータ用温度式膨張弁8には、バイパス
穴として機能するブリートポート14付きのものを用い
ている。そして、フロントエバポレータ9のみを運転す
る時には、すなわちフロントエバポレータ9のみに冷媒
を供給する時には、高負荷、高速運転により冷媒圧縮機
2の吐出ガス温度が上昇して所定の上限温度以上になる
と、吐出ガス温度センサ11がこれを検知し、コントロ
ーラ12にてリアエバポレータ用電磁弁6を開とし、冷
媒圧縮機2の吐出ガス温度を低下せしめるように構成さ
れている。なお、吐出ガス温度センサ11により吐出ガ
ス温度を検出する代わりに、圧力センサを設けて冷媒の
吐出圧力を検出して同様の制御を実施してもよい。
【0013】上述した構成の車両用空気調和装置におい
て、フロントエバポレータ9及びリアエバポレータ10
を備えた車両は、一般的には空気調和を行う車室内容積
が大きなものである。しかし、実際の走行状態を見る
と、常時定員乗車になるとはいえず、運転席及び助手席
乗車ではフロントエバポレータ9のみを作動させること
で冷房感が得られる場合が多い。このようにフロントエ
バポレータ9のみが作動している状態において、高外気
温時等の高負荷条件下で、高速運転により冷媒圧縮機2
の回転数が高くなると、吐出ガス温度が上昇する。そし
て、この吐出ガス温度が所定の上限温度以上になると、
吐出ガス温度センサ11がこれを検知しコントローラ1
2に信号が送られる。この信号を受けたコントローラ1
2は、リアエバポレータ用電磁弁6を開とする。
【0014】この結果、冷媒のバイパス流路が形成さ
れ、コンデンサ3で冷却された高圧液冷媒の一部は、リ
アエバポレータ用温度式膨張弁8のブリートポート(バ
イパス穴)14を通過してリアエバポレータ10に流れ
込む。この場合、リアエバポレータ10のブロア(図示
省略)は停止状態であり、リアエバポレータ10に流れ
込んだ冷媒はほとんど蒸発することなく冷媒圧縮機2へ
戻る。このようなバイパス流路を通過する冷媒の流れが
形成されるため、冷媒圧縮機2の吸入過熱度は、リアエ
バポレータ10側の冷媒通路が完全に閉じられた状態の
従来構成より減少し、冷媒圧縮機2の吐出ガス温度を低
下させることが可能になる。この後、吐出ガス温度がさ
らに低下して所定の下限温度以下になると、温度センサ
11からの信号を受けたコントローラ12の制御によ
り、リアエバポレータ用電磁弁6を閉とし、通常の制御
により冷媒の全量がフロントエバポレータ9を通過する
通常の冷媒の流れに戻される。
【0015】上述したように、リアエバポレータ用電磁
弁8の開閉を吐出ガスの温度センサ11及びコントロー
ラ12で制御することにより、冷媒のバイパス流路も開
閉制御されるので、冷媒圧縮機2の吐出ガス温度を所定
温度範囲内に保つことができるようになり、高負荷条件
下においてもゴムホースの劣化、破損、圧縮機の焼き付
き不具合等を防止することが可能となる。また、従来冷
媒圧縮機2の吐出ガス温度上昇防止手段として、コンデ
ンサ3で冷却された高圧液冷媒を冷媒圧縮機2へ減圧し
て戻す「冷媒液インジェクションシステム」と呼ばれる
ものがある。しかし、この場合新しく冷媒液戻し配管が
必要となるが、上述した本発明の構成においては、新し
く液戻し配管を設ける必要がなく、安価な構成となる。
なお、上述した実施形態では二つのエバポレータが並列
に接続されたデュアルエアコンシステムとして説明した
が、3台またはそれ以上のエバポレータ(蒸発器)が並
列に接続されたものにも適用可能なことはいうまでもな
い。
【0016】
【発明の効果】上述した本発明の車両用空気調和装置に
よれば、入口側に電磁弁及び膨脹弁を備えた複数の蒸発
器を並列に配置したものにおいて、必要に応じて冷媒の
バイパス流路を形成し、冷媒の一部がバイパス流路を通
過して冷媒圧縮機に戻るように構成したので、安価な装
置構成により冷媒圧縮機の吐出ガス温度または吐出ガス
圧力を所定範囲内に保つことができるようになる。この
ため、高負荷条件下においてもゴムホースの劣化、破
損、冷媒圧縮機の焼き付き不具合等を防止することが可
能となり、車両用空気調和装置の耐久性や信頼性を向上
させるという顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による車両用空気調和装置の一実施形
態を示す構成図である。
【図2】 図1に示すブリートポート(バイパス穴)付
きの膨張弁を示す要部断面図である。
【図3】 高負荷条件時における圧縮機回転数と吐出ガ
ス温度との関係を示すグラフである。
【図4】 複数のエバポレータが並列に配設された従来
の車両用空気調和装置を示す構成図である。
【符号の説明】
1 エンジン 2 冷媒圧縮機 3 コンデンサ 5 フロントエバポレータ用電磁弁 6 リアエバポレータ用電磁弁 7 フロントエバポレータ用温度式膨脹弁 8 リアエバポレータ用温度式膨脹弁 9 フロントエバポレータ(運転席用蒸発器) 10 リアエバポレータ(補助蒸発器) 11 温度センサ(吐出状態検出手段) 12 コントローラ(制御手段) 14 ブリートポート(バイパス穴)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 運転席用蒸発器と、該運転席用蒸発器以
    外に少なくとも1以上設けられた補助蒸発器とが冷媒回
    路中にそれぞれ並列に接続され、前記運転席用蒸発器及
    び前記補助蒸発器のそれぞれの冷媒入口側に電磁弁及び
    膨張弁を共に配設してなる車両用空気調和装置であっ
    て、 前記補助蒸発器のうち少なくともひとつの入口側に設け
    られた膨張弁にブリードポートを設けると共に、冷媒圧
    縮機より吐出される冷媒ガスの状態を検出する吐出状態
    検出手段を設け、該吐出状態検出手段による検出値が上
    限設定値に達したとき、前記ブリードポートを設けた膨
    張弁と対をなして配設された電磁弁を開とする制御手段
    を備えていることを特徴とする車両用空気調和装置。
  2. 【請求項2】 前記吐出状態検出手段が、吐出冷媒ガス
    の温度を検出する温度検出センサであることを特徴とす
    る請求項1記載の車両用空気調和装置。
  3. 【請求項3】 前記温度検出センサが、前記圧縮機の吐
    出配管に設置されていることを特徴とする請求項2記載
    の車両用空気調和装置
  4. 【請求項4】 前記補助蒸発器が、後部席用あるいは仮
    眠席用の蒸発器であることを特徴とする請求項1から3
    のいずれかに記載の車両用空気調和装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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