JP2008281323A - 冷凍サイクルおよび可変容量圧縮機 - Google Patents

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Abstract

【課題】冷凍サイクルにおけるエネルギー効率を高めるとともに、Pd−Ps差圧弁による可変容量圧縮機の容量制御の精度を高める。
【解決手段】可変容量圧縮機1においては、その容量制御を行う可変容量圧縮機用制御弁5をいわゆるPd−Ps差圧弁として構成するとともに、吐出室53の出口と可変容量圧縮機1の出口とをつなぐ冷媒通路に差圧感知吐出弁7を設けた。この差圧感知吐出弁7は、吐出圧力Pdと吸入圧力Psとの差圧(Pd−Ps)が所定の開弁差圧ΔP以上になると開弁し、吐出室53の吐出冷媒を凝縮器側へ導出させる。
【選択図】図2

Description

本発明は冷凍サイクルおよび可変容量圧縮機に関し、特に自動車用空調装置に好適な冷凍サイクル、およびその冷凍サイクルを構成する可変容量圧縮機に関する。
自動車用空調装置は、一般に、その冷凍サイクルを流れる冷媒を圧縮して高温・高圧のガス冷媒にして吐出する圧縮機、そのガス冷媒を凝縮する凝縮器、凝縮された液冷媒を断熱膨張させることで低温・低圧の冷媒にする膨張装置、その冷媒を蒸発させることにより車室内空気との熱交換を行う蒸発器等を備えている。蒸発器で蒸発された冷媒は、再び圧縮機へと戻され、冷凍サイクルを循環する。
この圧縮機は、車両の走行状態によって回転数が変化するエンジンを駆動源としているため、回転数制御を行うことができない。そこで、エンジンの回転数によらず適切な冷房能力を得るために、冷媒の吐出容量を可変できる可変容量圧縮機が用いられている。
このような可変容量圧縮機では、エンジンによって回転駆動される回転軸に取り付けられた揺動板に圧縮用のピストンが連結されている。そして、揺動板の角度を変化させてピストンのストロークを変えることにより冷媒の吐出量を調整するようにしている。この揺動板の角度は、密閉されたクランク室内に吐出冷媒の一部を導入し、ピストンの両面にかかる圧力の釣り合いを変化させることによって連続的に変えられる。このクランク室内の圧力は、可変容量圧縮機の吐出室とクランク室との間、またはクランク室と吸入室との間に設けられた可変容量圧縮機用制御弁(単に「制御弁」ともいう)により制御される。
ところで、このような可変容量圧縮機は、エンジンの大きな負荷になり得る。このため、例えば車両の急加速時や登坂走行時など、エンジンの動力を車両の推進力に振り向けたい高負荷時には、その可変容量圧縮機の負荷トルクを低減する必要がある。従来においては、この負荷トルクを一時的にカットできるように、回転軸の一端にエンジンの駆動力を伝達または遮断する電磁クラッチが設けられた可変容量圧縮機も採用されていた。しかし、低コスト化等の理由から近年では電磁クラッチを用いずにエンジンと回転軸とを直結したいわゆるクラッチレス式の可変容量圧縮機が主流になりつつある。
このクラッチレス式の可変容量圧縮機には、例えば吐出室からクランク室へ通じる通路を開閉制御する弁部と、その弁部を閉じ方向に作用させるような電磁力を発生させるソレノイドとを備えた外部制御方式の制御弁が用いられる。この制御弁では、ソレノイドへの通電を遮断すると弁部が全開状態となり、クランク室内の圧力(「クランク圧力」という)Pcを吐出圧力Pdに近い圧力に維持できる。その結果、揺動板が回転軸に対してほぼ直角になり、可変容量圧縮機を最小容量運転に移行させることができる。つまり、エンジンと回転軸とが直結されていても、実質的に吐出容量をゼロに近づけることができ、それにより負荷トルクを最小化することができるのである。
このような制御弁としては、例えば可変容量圧縮機の吸入圧力Psに基づいて弁開度を調整して容量制御を行ういわゆるPs感知弁や、吐出圧力Pdと吸入圧力Psとの差圧(Pd−Ps)に基づいて容量制御を行ういわゆるPd−Ps弁などが採用される。Ps感知弁は、蒸発器出口側の冷媒温度に比例する吸入圧力Psを制御するため、過剰冷房による蒸発器の凍結を防止する等の観点からは好ましい。しかし、吸入圧力Psに基づく制御であるため、吐出容量を制御するうえでは応答性に欠ける場合がある。一方、Pd−Ps弁は、吐出圧力Pd自体の大きさに基づいた容量制御を行うため、吐出容量を変化させるのに応答性が良いという利点がある。ただし、差圧(Pd−Ps)の制御に伴って吸入圧力Psが下がると、過剰冷房となることもあり得るため、通常は蒸発器の出口温度がフィードバックされて吸入圧力Psが下がり過ぎないような制御が行われる。
ところで、このような制御弁により可変容量圧縮機が最小容量運転に移行しても、揺動板に若干の傾きがあるため、通常はその吐出容量を完全にゼロにすることはできない。このため、特に冬場などの低温環境下においてはその僅かな冷媒の流れによって蒸発器が凍結する可能性もあり得る。また、ソレノイドへの通電を遮断した際に吐出圧力Pdが急激に低下すると、一時的にその可変容量圧縮機出口の圧力Pdlが吐出室出口の圧力Pdhよりも高くなって、吐出冷媒が吐出室へ逆流する可能性もある。
これに対し、例えば可変容量圧縮機の冷媒の吐出圧力Pdと吸入圧力Psとの差圧(Pd−Ps)に基づいて容量制御を行う構成を有するとともに、吐出室と凝縮器との間の冷媒通路に逆止弁を設けた空調装置も提案されている(例えば特許文献1参照)。このような空調装置によれば、ソレノイドへの通電遮断時に可変容量圧縮機の吐出容量ひいては負荷トルクを迅速に低下させることができるとともに、吐出室への冷媒の逆流を防止することができる。
特開2001−153042号公報〔段落[0081]等〕
しかしながら、特許文献1の従来の構成においては、逆止弁がその開弁時においても常に圧力損失を発生させるために、冷凍サイクルのエネルギー効率の低下や容量制御の精度低下の原因となっていた。図8は、従来の空調装置における冷凍サイクルの動作を説明するモリエル線図である。同図において横軸はエンタルピを表し、縦軸は圧力を表している。図9は、差圧と負荷トルクとの関係の一例を表すグラフである。同図において横軸は差圧(Pd−Ps)を表し、縦軸は可変容量圧縮機の負荷トルクを表している。
すなわち、逆止弁には内部のスプリング等により常に吐出圧力Pdに対向する閉弁方向の付勢力が作用するため、吐出室出口の圧力Pdhと可変容量圧縮機出口の圧力Pdlとの差圧(Pdh−Pdl)がその開弁差圧P0よりも大きくならないと開弁しない。また、可変容量圧縮機の容量制御時においても、その差圧(Pdh−Pdl)がその開弁差圧P0よりも大きくないと逆止弁の開弁状態を保持することができない。このため、図8に示すように、冷凍サイクルの運転時には、吐出圧力Pdが圧力Pdhまで昇圧された後、その逆止弁を介して圧力Pdlまで減圧されて凝縮器へ供給される。つまり、可変容量圧縮機の容量制御中においては、吐出室出口と可変容量圧縮機出口との間に常に開弁差圧ΔP0分の圧力損失が発生することになる。このため、その圧力損失によって可変容量圧縮機による圧縮エネルギーが消費されてしまうといった問題が生じる。言い換えれば、差圧(Pd−Ps)の差圧制御において常にその開弁差圧ΔP0の影響を見越して余分に圧縮エネルギーを発生させなければならず、冷凍サイクルのエネルギー効率を悪化させる原因となっていた。
また、図9に示すように、差圧(Pd−Ps)に応じて可変容量圧縮機の負荷トルクも変化するが、容量制御においてはその開弁差圧ΔP0に対応する余分の負荷トルクΔTを発生させる必要があり、エンジンに余分な負荷が加わる原因となっていた。さらに、この余分な負荷トルクΔTを得るために差圧(Pd−Ps)についての設定差圧を決めなければならない。つまり、その余分の負荷トルクΔTを加味した設定差圧を想定してソレノイドへの設定電流値(デューティ比等)を補正しなければならず、制御上の誤差が累積して容量制御の精度を低下させる可能性もある。
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、冷凍サイクルにおけるエネルギー効率を高めるとともに、Pd−Ps差圧弁による可変容量圧縮機の容量制御の精度を高めることを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明のある態様の冷凍サイクルは、空調装置を構成する。この冷凍サイクルは、吸入室から吸入された冷媒を圧縮して吐出室から吐出する可変容量圧縮機と、可変容量圧縮機から吐出された冷媒を冷却する外部熱交換器と、外部熱交換器から送出された冷媒を減圧する膨張装置と、膨張装置にて減圧された冷媒を蒸発させるとともに可変容量圧縮機に向けて送出する蒸発器と、可変容量圧縮機の吐出室の吐出圧力と吸入室の吸入圧力との差圧に基づいて自律的に弁部を開閉し、その差圧が制御目標値として設定される第1の差圧に近づくように吐出室からクランク室に導入する冷媒流量を調整して、可変容量圧縮機の吐出容量を変化させる可変容量圧縮機用制御弁と、所定の外部情報に基づいて第1の差圧を決定し、その第1の差圧に基づいて可変容量圧縮機用制御弁への通電制御を行う制御部と、可変容量圧縮機の吐出室と外部熱交換器との間の冷媒通路に弁部が設けられるとともに、吐出圧力と吸入圧力との差圧を感知する感圧部を有し、その感圧部が感知した差圧が第1の差圧とは別の第2の差圧以上になったときに自律的に開弁して冷媒通路を開放する差圧感知吐出弁と、を備える。
この態様では、可変容量圧縮機の吐出圧力と吸入圧力との差圧が第1の差圧(以下「設定差圧」ともいう)に近づくように、その可変容量圧縮機の吐出容量を制御するいわゆるPd−Ps差圧弁が設けられている。このため、吐出圧力Pd自体の大きさに基づいた容量制御を行うため、吐出容量を変化させるのに応答性が良いという利点がある。一方、可変容量圧縮機の吐出室と外部熱交換器との間の冷媒通路に差圧感知吐出弁の弁部が設けられている。この差圧感知吐出弁は、その感圧部で吐出圧力と吸入圧力との差圧を感知し、その差圧がPd−Ps差圧弁の設定差圧とは別の第2の差圧(以下「開弁差圧」ともいう)以上になったときに自律的に開弁して吐出冷媒を凝縮器側へ導出させる。このように、差圧感知吐出弁は、その前後差圧が開弁差圧以上にならないと開弁しないため、可変容量圧縮機の最小容量運転時には閉弁状態となり、凝縮器側から可変容量圧縮機への吐出冷媒の逆流を防止できる。一方、差圧感知吐出弁は、少なくとも可変容量圧縮機の容量制御中においては吐出圧力と吸入圧力との差圧により開弁状態を保持する。このため、容量制御中においては吐出室出口の圧力と可変容量圧縮機出口の圧力との間には差圧が生じない。したがって、差圧感知吐出弁において実質的に圧力損失が発生しないため、可変容量圧縮機における圧縮エネルギーの無駄な消費がなくなり、冷凍サイクルにおけるエネルギー効率を高めることができる。また、その圧力損失を見越した設定差圧の補正、ひいては設定電流値の補正を行う必要がなくなるため、制御上の誤差が発生し難くなり、Pd−Ps差圧弁による可変容量圧縮機の容量制御の精度を高めることができる。
本発明の別の態様は、空調装置を構成する冷凍サイクルを構成し、蒸発器側から吸入室に導入された冷媒を圧縮して吐出室から外部熱交換器側へ吐出する可変容量圧縮機である。この可変容量圧縮機は、吐出室の吐出圧力と吸入室の吸入圧力との差圧に基づいて自律的に弁部を開閉し、その差圧が制御目標値として設定される第1の差圧に近づくように吐出室からクランク室に導入する冷媒流量を調整して吐出容量を変化させる可変容量圧縮機用制御弁と、吐出室の出口と可変容量圧縮機の出口とをつなぐ第1冷媒通路に配設された弁部と、吐出室と吸入室とをつなぐ第2冷媒通路を仕切るように配設されて、吐出圧力と吸入圧力との差圧を感知する感圧部とを有し、その感圧部が感知した差圧が第1の差圧とは別の第2の差圧以上になったときに自律的に開弁して第1冷媒通路を開放する差圧感知吐出弁と、を備える。
この態様においても、可変容量圧縮機の吐出室の出口と可変容量圧縮機の出口とをつなぐ第1冷媒通路に差圧感知吐出弁の弁部が設けられる一方、吐出室と吸入室とをつなぐ第2冷媒通路を仕切るように差圧感知吐出弁の感圧部が配設されている。この差圧感知吐出弁は、その感圧部で吐出圧力と吸入圧力との差圧を感知し、その差圧がPd−Ps差圧弁に設定される第1の差圧(設定差圧)とは別の第2の差圧(開弁差圧)以上になったときに自律的に開弁して吐出冷媒を凝縮器側へ導出させる。可変容量圧縮機の最小容量運転時には差圧感知吐出弁が閉弁状態となり、吐出冷媒の逆流が防止される。一方、少なくとも可変容量圧縮機の容量制御中においては、吐出圧力と吸入圧力との差圧により差圧感知吐出弁の開弁状態が保持される。このため、吐出室出口の圧力と可変容量圧縮機出口の圧力との間には差圧が生じない。したがって、少なくとも容量制御時には差圧感知吐出弁において実質的に圧力損失が発生せず、可変容量圧縮機における圧縮エネルギーの無駄な消費がなくなり、冷凍サイクルにおけるエネルギー効率を高めることができる。また、その圧力損失を見越した設定差圧の補正、ひいては設定電流値の補正を行う必要がなくなるため、制御上の誤差が発生し難くなり、Pd−Ps差圧弁による可変容量圧縮機の容量制御の精度を高めることができる。
本発明のさらに別の態様は、冷凍サイクルである。この冷凍サイクルは、吸入室から吸入された冷媒を圧縮して吐出室から吐出する可変容量圧縮機と、可変容量圧縮機から吐出された冷媒を冷却する外部熱交換器と、外部熱交換器から送出された冷媒を減圧する膨張装置と、膨張装置にて減圧された冷媒を蒸発させるとともに可変容量圧縮機に向けて送出する蒸発器と、可変容量圧縮機の吐出室の吐出圧力と吸入室の吸入圧力との差圧に基づいて自律的に弁部を開閉し、その差圧が制御目標値として設定される第1の差圧に近づくように吐出室からクランク室に導入する冷媒流量を調整して、可変容量圧縮機の吐出容量を変化させる可変容量圧縮機用制御弁と、所定の外部情報に基づいて第1の差圧を決定し、その第1の差圧に基づいて可変容量圧縮機用制御弁への通電制御を行う制御部と、可変容量圧縮機の吐出室と外部熱交換器との間の冷媒通路に弁部が設けられるとともに、吐出圧力とクランク室のクランク圧力との差圧を感知する感圧部を有し、その感圧部が感知した差圧が第1の差圧とは別の第2の差圧以上になったときに自律的に開弁して冷媒通路を開放する差圧感知吐出弁と、を備える。
すなわち、一般的な可変容量圧縮機の容量制御においてはクランク圧力と吸入圧力との差は比較的小さい。この点に着目し、ここでは差圧感知吐出弁が吐出圧力と吸入圧力との差圧ではなく、吐出圧力とクランク圧力との差圧を感知し、その差圧が第2の差圧以上になると開弁して冷媒通路を開放する。ここでいう「第2の差圧」は、吐出圧力と吸入圧力との差圧を感知する態様の「第2の差圧」と一致する必要はない。この態様においても、可変容量圧縮機が最小容量運転へ移行したときに差圧感知吐出弁が閉弁状態となり、凝縮器側から可変容量圧縮機への吐出冷媒の逆流を防止できる。また、少なくとも可変容量圧縮機の容量制御中においては吐出圧力とクランク圧力との差圧により差圧感知吐出弁の開弁状態が保持される。このため、可変容量圧縮機における圧縮エネルギーの無駄な消費がなくなり、冷凍サイクルにおけるエネルギー効率を高めることができる。
本発明のさらに別の態様は、冷凍サイクルを構成する可変容量圧縮機である。この可変容量圧縮機は、吐出室の吐出圧力と吸入室の吸入圧力との差圧に基づいて自律的に弁部を開閉し、その差圧が制御目標値として設定される第1の差圧に近づくように吐出室からクランク室に導入する冷媒流量を調整して吐出容量を変化させる可変容量圧縮機用制御弁と、吐出室の出口と可変容量圧縮機の出口とをつなぐ第1冷媒通路に配設された弁部と、吐出室とクランク室とをつなぐ第2冷媒通路を仕切るように配設されて、吐出圧力とクランク室のクランク圧力との差圧を感知する感圧部とを有し、その感圧部が感知した差圧が第1の差圧とは別の第2の差圧以上になったときに自律的に開弁して第1冷媒通路を開放する差圧感知吐出弁と、を備える。
この態様においても、差圧感知吐出弁が吐出圧力とクランク圧力との差圧を感知し、その差圧が第2の差圧以上になると開弁して冷媒通路を開放する。ここでいう「第2の差圧」も、吐出圧力と吸入圧力との差圧を感知する態様の「第2の差圧」と一致する必要はない。この態様においても、最小容量運転へ移行したときに凝縮器側から可変容量圧縮機への吐出冷媒の逆流を防止できるとともに、圧縮エネルギーの無駄な消費がなくなり、エネルギー効率を高めることができる。
本発明のさらに別の態様も可変容量圧縮機である。この可変容量圧縮機は、吐出室の吐出圧力とクランク室のクランク圧力との差圧に基づいて自律的に弁部を開閉し、その差圧が制御目標値として設定される第1の差圧に近づくように吐出室からクランク室に導入する冷媒流量を調整して吐出容量を変化させる可変容量圧縮機用制御弁と、吐出室の出口と可変容量圧縮機の出口とをつなぐ第1冷媒通路に配設された弁部と、吐出室とクランク室とをつなぐ第2冷媒通路を仕切るように配設されて、吐出圧力とクランク圧力との差圧を感知する感圧部とを有し、その感圧部が感知した差圧が第1の差圧とは別の第2の差圧以上になったときに自律的に開弁して第1冷媒通路を開放する差圧感知吐出弁と、を備える。
この態様の可変容量圧縮機には、その吐出圧力とクランク圧力との差圧が第1の差圧に近づくように吐出容量を制御するいわゆるPd−Pc差圧弁が設けられている。上述のように、一般的な可変容量圧縮機の容量制御においてはクランク圧力と吸入圧力との差は比較的小さいため、上述のPd−Ps差圧弁を採用した場合と近似した特性が得られる。ここでいう「第1の差圧」および「第2の差圧」は、吐出圧力と吸入圧力との差圧を感知する態様の「第1の差圧」、「第2の差圧」のそれぞれと一致する必要はない。
この態様においても同様に、最小容量運転へ移行したときに凝縮器側から可変容量圧縮機への吐出冷媒の逆流を防止できるとともに、圧縮エネルギーの無駄な消費がなくなり、エネルギー効率を高めることができる。
本発明によれば、冷凍サイクルにおけるエネルギー効率を高めるとともに、Pd−Ps差圧弁による可変容量圧縮機の容量制御の精度を高めることができる。
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明においては、便宜上、図示の状態を基準に各構造の位置関係を上下と表現することがある。
[第1の実施の形態]
図1は、第1の実施の形態に係る冷凍サイクルを表すシステム構成図である。
この冷凍サイクルは、車両用空調装置を構成し、冷凍サイクルを循環する冷媒を圧縮する可変容量圧縮機1、圧縮された冷媒を凝縮して冷却する凝縮器2(「外部熱交換器」に該当する)、凝縮された冷媒を断熱膨張させる膨張装置3、および膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器4を備えている。
可変容量圧縮機1は、蒸発器4側から吸入室51に導入された冷媒ガスをシリンダ52に導入して圧縮し、吐出室53から凝縮器2側へ高温・高圧の冷媒を吐出する。この吐出冷媒の一部は可変容量圧縮機用制御弁5を介してクランク室54内に導入され、可変容量圧縮機1の容量制御に供される。可変容量圧縮機用制御弁5は、ソレノイド駆動の電磁弁として構成され、制御部6により通電制御される。クランク室54と吸入室51とを連通する冷媒通路にはオリフィス56が設けられており、クランク室54内の圧力を減圧して吸入室51側へ導出可能になっている。また、可変容量圧縮機1の吐出室53と凝縮器2との間の冷媒通路には、後に詳述する差圧感知吐出弁7が設けられている。
図2は、可変容量圧縮機の構成を表す断面図である。
可変容量圧縮機1は、そのハウジングとして、複数のシリンダ52が形成されたシリンダブロック101と、その前端側に接合されたフロントハウジング102と、後端側にバルブプレート103を介して接合されたリアハウジング104とを備えている。シリンダブロック101とフロントハウジング102とにより囲まれた内部空間によりクランク室54が形成されている。
クランク室54には、その中心を貫通するように回転軸106が配置されている。この回転軸106は、シリンダブロック101に設けられた軸受107と、フロントハウジング102に設けられた軸受108とによって回転自在に支持されている。回転軸106にはラグプレート109が固定されており、そのラグプレート109に突設された支持アーム110等を介して揺動板111が支持されている。揺動板111は、回転軸106の軸線に対して傾動可能となっており、複数のシリンダ52に摺動自在に配置されたピストン112にシュー114を介して連結されている。回転軸106は、その前端部分がフロントハウジング102を貫通して外部に延出しており、その先端部分にはブラケット117が螺着されている。また、回転軸106とフロントハウジング102との前端部分の隙間を外側からシールするように、リップシール115が設けられている。
フロントハウジング102の前端部分には、エンジンからの駆動力を伝達するプーリ118が軸受119を介して回転自在に支持されている。このプーリ118は、エンジンの駆動力をブラケット117を介して回転軸106に伝達する。
リアハウジング104の内部には、吸入室51、吐出室53、可変容量圧縮機用制御弁5および差圧感知吐出弁7が配設されている。吸入室51は、バルブプレート103に設けられた吸入用リリーフ弁121を介してシリンダ52に連通するとともに蒸発器4にも連通している。吐出室53は、バルブプレート103に設けられた吐出用リリーフ弁122を介してシリンダ52に連通するとともに凝縮器2にも連通している。可変容量圧縮機用制御弁5は、吐出室53とクランク室54との間を連通する冷媒通路に配置されている。差圧感知吐出弁7は、吐出室53と吸入室51とをつなぐ冷媒通路に配置されている。
可変容量圧縮機1の揺動板111は、その角度がクランク室54内でその揺動板111を付勢するスプリング125、126の荷重や、揺動板111につながるピストン112の両面にかかる圧力による荷重等がバランスした位置に保持される。この可変容量圧縮機1の揺動板111の角度は、クランク室54内に吐出冷媒の一部を導入してクランク圧力Pcを変化させ、ピストン112の両面にかかる圧力の釣り合いを変化させることによって連続的に変えられる。この揺動板111の角度の変化によってピストン112のストロークを変えることにより、冷媒の吐出容量を調整するようにしている。このクランク室54内の圧力は、可変容量圧縮機用制御弁5により制御される。
可変容量圧縮機用制御弁5は、可変容量圧縮機1の吐出圧力Pdと吸入圧力Psとの差圧に基づいて自律的に弁部を開閉し、その差圧(Pd−Ps)が制御目標値である設定差圧(「第1の差圧」に該当する)に近づくように吐出室53からクランク室54に導入する冷媒流量を調整する。これにより、可変容量圧縮機1の吐出容量が変化する。
図1に戻り、制御部6は、各種演算処理を実行するCPU、各種制御プログラムを格納するROM、データ格納やプログラム実行のためのワークエリアとして利用されるRAM、入出力インターフェース等を備える。制御部6は、エンジン回転数、車室内外の温度、蒸発器4の吹き出し空気温度等、各種センサにて検出された所定の外部情報に基づいて上記設定差圧を決定し、その設定差圧が保持されるソレノイド力が得られるように可変容量圧縮機用制御弁5への通電制御を行う。また、車両の加速時や登坂走行時などのエンジンの高負荷状態において可変容量圧縮機1の負荷トルク低減を目的とする加速カット要求があると、制御部6は、その通電を遮断または所定の下限値に抑制して、可変容量圧縮機を最小容量運転に移行させたりする。
膨張装置3は、いわゆる温度式膨張弁として構成されており、蒸発器4の出口側の冷媒温度をフィードバックしてその弁開度を調整し、熱負荷に応じた液冷媒を蒸発器4へ供給する。蒸発器4を通過した冷媒は可変容量圧縮機1に戻され、再び圧縮される。
差圧感知吐出弁7は、可変容量圧縮機1の吐出圧力Pdと吸入圧力Psとの差圧(Pd−Ps)が所定の開弁差圧ΔP(「第2の差圧」に該当する)以上になると自律的に開弁する差圧弁として構成されている。この開弁差圧ΔPは、可変容量圧縮機1の最小容量運転時において揺動板111のわずかな傾きにより生じ得る吐出圧力Pdと吸入圧力Psとの微少差圧よりも大きく設定される一方、容量制御時において可変容量圧縮機用制御弁5に設定され得る設定差圧よりも小さくなるように設定されている。このため、差圧感知吐出弁7は、可変容量圧縮機1の最小容量運転時には閉弁状態となって凝縮器2側からの逆流を防止するが、可変容量圧縮機1の容量制御時には開弁状態を保持するので冷媒の流れを阻害することはない。
図3は、可変容量圧縮機用制御弁の構成を示す断面図である。
可変容量圧縮機用制御弁5は、可変容量圧縮機1の吐出圧力Pdと吸入圧力Psとの差圧(Pd−Ps)を設定差圧に保つように、吐出室53からクランク室54に導入する冷媒流量を制御するいわゆるPd−Ps差圧弁として構成されている。
この可変容量圧縮機用制御弁5は、吐出冷媒の一部をクランク室54へ導入するための冷媒通路を開閉する弁本体8と、弁本体8の弁部の開度を調整してクランク室54へ導入する冷媒流量を制御するソレノイド9とを一体に組み付けて構成される。
弁本体8は、プレス成形により得られたボディ10の内部に弁機構を備えている。ボディ10の上部には、可変容量圧縮機1の吐出室53に連通して吐出圧力Pd(正確には吐出室53の出口の圧力Pdh)を受けるポート11が設けられている。ポート11は、ボディ10の側部に設けられたポート13と内部で連通している。ポート13は、可変容量圧縮機1のクランク室54に連通し、そのクランク室54に制御されたクランク圧力Pcを導出する。
ボディ10の上部においてポート11とポート13とを連通する冷媒通路には、円筒状の弁座形成部材14が圧入されており、その内部通路により弁孔15が形成されている。弁座形成部材14のクランク室54側の端面により弁座16が形成されている。弁座16にクランク室54側から対向して、長尺状の作動ロッド17の一端部からなる弁体18が接離自在に配置されている。
ボディ10の中央部には、円筒状のガイド部材19が圧入され、その内部通路によりガイド孔20が形成されている。作動ロッド17は、このガイド孔20に摺動可能に軸支されている。弁体18は、弁孔15の下流側でクランク室54に連通する圧力室21に配置され、その先端面の外周縁が弁座16に着脱することにより弁孔15を開閉する。作動ロッド17の下端部とガイド部材19の下端面との間には、作動ロッド17をソレノイド9側、つまり開弁方向に付勢するスプリング41が介装されている。
ボディ10の側部のポート13から下方に離間した位置には、吸入室51に連通して吸入圧力Psを受けるポート22が形成されている。ボディ10とソレノイド9とにより囲まれたこのポート22と連通する内部空間は、吸入圧力Psが導入される圧力室23を形成する。吸入圧力Psは、ソレノイド9の内部にも導入される。
また、ボディ10の上端開口部にはストレーナ25が嵌着され、外部からポート11への異物の流入を防止している。さらに、ボディ10の側部にも、ポート13を外部から覆うようにストレーナ26が装着されている。
一方、ソレノイド9は、ヨークとしても機能する段付円筒状のケース31と、ケース31内に配設されたコア32と、コア32と軸線方向に対向配置されたプランジャ33と、外部からの供給電流により磁気回路を生成する電磁コイル34とを備えている。ケース31は、その上端部が縮径してボディ10の下端部に圧入されている。コア32は、その上端部がケース31の縮径部に圧入されている。
コア32には、その中央を軸線方向に貫通する挿通孔35が設けられており、ソレノイド力を弁体18へ伝達するためのシャフト27を挿通している。コア32の上端開口部にはリング状の軸受部材28が圧入されており、シャフト27の上端部を摺動可能に支持している。この軸受部材28には連通孔29が設けられており、この連通孔29を介して圧力室23内の吸入圧力Psがソレノイド9の内部に導入される。
コア32には、また、下端が閉じた有底スリーブ36が外挿されている。有底スリーブ36内においては、プランジャ33がコア32の下方で軸線方向に進退可能に配置されている。有底スリーブ36は、その下端部が縮管されており、その縮管部にリング状の軸受部材37が圧入されている。この軸受部材37は、シャフト27の下端部を摺動可能に軸支している。この軸受部材37には連通孔38が設けられており、この連通孔38を介して吸入圧力Psが縮管部の内部にまで導入される。一方、プランジャ33は、段付円筒状をなし、その上部がシャフト27の下半部に圧入されている。プランジャ33とコア32との間には、プランジャ33をコア32から離間させる方向に付勢するスプリング42が介装されている。
ケース31の下端開口部には、ソレノイド9の内部を下方から封止するように取っ手39が設けられている。取っ手39は、電磁コイル34につながる端子の一端を露出させるコネクタ部としても機能する。
以上の構成において、作動ロッド17の径は弁孔15の内径よりもやや大きいものの、ほぼ同じ大きさを有するため、開弁時においては圧力室21に導入されたクランク圧力Pcがほぼキャンセルされる。このため、弁体18には、ほぼ弁孔15の大きさの受圧面積に対して吐出圧力Pdと吸入圧力Psとの差圧(Pd−Ps)が実質的に作用する。弁体18は、差圧(Pd−Ps)がソレノイド9に供給された制御電流にて設定された設定差圧に保持されるように動作する。
次に、可変容量圧縮機用制御弁の基本的動作について説明する。
図3に示した可変容量圧縮機用制御弁5において、ソレノイド9が非通電のときには、スプリング41およびスプリング42による開弁方向のばね荷重により弁体18が弁座16から離間して弁部が全開状態に保持される。このとき、可変容量圧縮機1の吐出室53からポート11に導入された吐出圧力Pdの高圧冷媒は、全開状態の弁部を通過し、ポート13からクランク室54へと流れることになる。したがって、クランク圧力Pcが吐出圧力Pdに近い圧力になるため、可変容量圧縮機1は吐出容量が最小となる最小容量運転を行うことになる。
一方、自動車用空調装置の起動時または冷房負荷が最大のときには、ソレノイド9に供給される電流値は最大になり、プランジャ33は、コア32に最大の吸引力で吸引される。このとき、弁体18を含む作動ロッド17、シャフト27およびプランジャ33が、一体になって閉弁方向に動作し、弁体18が弁座16に着座する。この閉弁動作によってクランク圧力Pcが低下するため、可変容量圧縮機1は吐出容量が最大となる最大容量運転を行うことになる。
ここで、容量制御時においてソレノイド9に供給される電流値が所定値に設定されているときには、弁体18を含む作動ロッド17、シャフト27およびプランジャ33が一体動作する。このとき、弁体18は、作動ロッド17を開弁方向に付勢するスプリング41のばね荷重と、プランジャ33を開弁方向に付勢するスプリング42のばね荷重と、プランジャ33を閉弁方向に付勢しているソレノイド9の荷重と、弁体18が開弁方向に受圧する吐出圧力Pdによる力と、弁体18が閉弁方向に受圧する吸入圧力Psによる力とがバランスした弁リフト位置にて停止する。
このバランスが取れた状態で、エンジンの回転数とともに可変容量圧縮機1の回転数が上がって吐出容量が増えると、差圧(Pd−Ps)が大きくなって弁体18に開弁方向の力が作用し、弁体18は、さらにリフトして吐出室53からクランク室54へ流す冷媒の流量を増やす。これにより、クランク圧力Pcが上昇し、可変容量圧縮機1は、その吐出容量を減少させる方向に動作し、差圧(Pd−Ps)が設定差圧になるように制御される。エンジンの回転数が低下した場合には、その逆の動作が行われ、差圧(Pd−Ps)が設定差圧になるように制御される。
図4は、差圧感知吐出弁の構成を示す断面図である。
差圧感知吐出弁7は、可変容量圧縮機1の吐出圧力Pdと吸入圧力Psとの差圧(Pd−Ps)(正確には差圧(Pdh−Ps))が所定の開弁差圧ΔP以上になったときに自律的に開弁する機械式の差圧弁として構成されている。
この差圧感知吐出弁7は、筒状のボディ61内にピストン62を摺動可能に配置して構成されている。ボディ61は、有底円筒状の第1ボディ63と段付円筒状の第2ボディ64とをその軸線方向に連設して構成されている。第2ボディ64の上端部には外方にやや延出したフランジ部65が設けられており、このフランジ部65を第1ボディ63の下端開口部に突き当てた状態で第1ボディ63の下端縁を内方に加締めることにより、両ボディが接合されている。第1ボディ63と第2ボディ64との間には、ポリイミドフィルムまたは金属薄板からなる可撓性を有するダイヤフラム67(「感圧部」に該当する)が介装され、ボディ61内を仕切るように配置されている。
第1ボディ63の上底部中央には、吸入圧力Psを内部へ導入するための連通孔79が形成されている。また、第1ボディ63の内部には、ダイヤフラム67の一方の面に接合されたばね受け部材69が摺動可能に配置され、ばね受け部材69と第1ボディ63の内壁との間には、ダイヤフラム67を下方、つまり閉弁方向に付勢するスプリング70(「付勢部材」に該当する)が介装されている。このスプリング70により差圧感知吐出弁7の開弁差圧が調整されている。
第2ボディ64は、その下半部にやや小径化したガイド部66を有し、そのガイド部66の基端部により弁座71が形成されている。第2ボディ64の側部には、吐出室53の出口と可変容量圧縮機1の出口とを連通する連通孔72が形成されている。第2ボディ64の内部には、有底筒状の弁体73が摺動可能に配設されている。弁体73の上底部はダイヤフラム67の他方の面に接合されており、この弁体73とばね受け部材69とによりピストン62が構成される。弁体73の下端縁は、弁座71に着脱して連通孔72を開閉可能になっている。弁体73の下端面からは3つの脚部75が下方に延出するように設けられており(なお、同図には1つのみ表記されている)、ガイド部66にガイドされることにより、弁体73の軸線方向に沿った安定した動作を確保している。
図2にも示すように、ボディ61は、シール用のOリング77、78を介してリアハウジング104に固定される。その結果、ダイヤフラム67が吐出室53と吸入室51とをつなぐ冷媒通路(「第2冷媒通路」に該当する)を仕切るように配置される。つまり、その冷媒通路は、吸入圧力Psが導入される第1ボディ63側の領域と、吐出圧力Pdが導入される第2ボディ64側の領域とに気密に区画される。また、差圧感知吐出弁7の弁部が吐出室53の出口と可変容量圧縮機1の出口とをつなぐ冷媒通路(「第1冷媒通路」に該当する)に配置されることになる。吐出室53の出口から第2ボディ64に導入された圧力Pdhは、連通孔72を通過することにより圧力Pdlとなって可変容量圧縮機1の出口から吐出される。
次に、差圧感知吐出弁の動作について説明する。図5は、差圧感知吐出弁の動作を表す説明図である。(A)はその閉弁状態を表し、(B)はその開弁状態を表している。図6は、本実施の形態の冷凍サイクルの動作を説明するモリエル線図である。
差圧感知吐出弁7は、その前後差圧(Pd−Ps)が所定の開弁差圧ΔP(例えば0.1Mpa)以上になったときに自律的に開弁し、吐出室53の吐出冷媒を凝縮器側へ導出させる。このため、図5(A)に示すように、差圧(Pd−Ps)が開弁差圧ΔPに満たなければ、スプリング70による閉弁方向の付勢力がダイヤフラム67が受ける差圧(Pd−Ps)による開弁方向の荷重に打ち勝つため、弁体73が弁座71に着座して閉弁状態を保持する。このため、例えば可変容量圧縮機1の最小容量運転時などにはその閉弁状態が保持され、凝縮器2側からの吐出冷媒の逆流が防止される。
一方、同図(B)に示すように、差圧(Pd−Ps)が開弁差圧ΔP以上になると、ダイヤフラム67が受ける差圧(Pd−Ps)による開弁方向の荷重がスプリング70による閉弁方向の付勢力に打ち勝つため、弁体73が弁座71から離間して開弁状態を保持する。この開弁差圧ΔPは、可変容量圧縮機用制御弁5の容量制御時に想定される設定差圧よりも小さく設定されているため、可変容量圧縮機1の容量制御時などにはその開弁状態が保持される。したがって、差圧感知吐出弁7が凝縮器2側への冷媒の流れを阻害することはない。
また、弁部がその前後差圧(Pdh−Pdl)ではなく、差圧(Pd−Ps)により開弁状態となるため、差圧感知吐出弁7の前後で圧力損失が生じることがない。このため、図6に示すように、吐出室53の出口の圧力Pdhと可変容量圧縮機1の出口の圧力Phlとの間に圧力降下はなく、可変容量圧縮機1における圧縮エネルギーの無駄な消費がなくなる。
以上に説明したように、本実施の形態の可変容量圧縮機1においては、吐出室53の出口と可変容量圧縮機1の出口とをつなぐ冷媒通路に差圧感知吐出弁7を設け、吐出圧力Pdと吸入圧力Psとの差圧(Pd−Ps)に基づいてその冷媒通路を開閉するようにした。すなわち、差圧感知吐出弁7は、差圧(Pd−Ps)が開弁差圧ΔP以上になるまでは閉弁状態を保持するため、可変容量圧縮機の最小容量運転時にはその閉弁状態が保持されて吐出冷媒の逆流が防止される。一方、その開弁差圧ΔPは可変容量圧縮機用制御弁5の容量制御時の設定差圧よりも小さくなるように設定されているため、可変容量圧縮機1の容量制御中においては開弁状態が保持され、吐出室53の出口の圧力Pdhと可変容量圧縮機1の出口の圧力Pdlとの間には差圧は生じない。したがって、差圧感知吐出弁7において実質的に圧力損失が発生せず、可変容量圧縮機1における圧縮エネルギーの無駄な消費がなくなり、冷凍サイクルにおけるエネルギー効率を高めることができる。また、その圧力損失を見越した設定差圧の補正、ひいては設定電流値の補正を行う必要がなくなるため、制御上の誤差が発生し難くなり、Pd−Ps差圧弁による可変容量圧縮機1の容量制御の精度を高めることができる。
また、差圧感知吐出弁7に吐出室53と吸入室51とをつなぐ冷媒通路を仕切るようにダイヤフラム67を配置したため、その冷媒通路において高圧の吐出室53側から低圧の吸入室51への冷媒の流れが生じない。このため、ピストン62の摺動部にゴミが詰まる等の問題が発生せず、差圧感知吐出弁7の動作を円滑に保持できるという利点もある。
[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。本実施の形態は、可変容量圧縮機内における差圧感知吐出弁の配置構成が異なる以外は第1の実施の形態とほぼ同様である。このため、第1の実施の形態とほぼ同様の構成部分については必要に応じて同一の符号を付す等して適宜その説明を省略する。図7は、第2の実施の形態に係る可変容量圧縮機の差圧感知吐出弁周辺の構成を表す断面図である。
可変容量圧縮機201においては、差圧感知吐出弁207が、リアハウジング204に対して横向きに設置されている。すなわち、差圧感知吐出弁207の軸線と可変容量圧縮機201の回転軸(図示せず)の軸線とが平行になるような配置関係となっている。
これに伴い、リアハウジング204自体の形状、差圧感知吐出弁207の第1ボディ263および第2ボディ264の形状、吐出室53と吸入室51とをつなぐ冷媒通路の形状、吐出室53の出口と可変容量圧縮機201の出口とをつなぐ冷媒通路の形状等も、これに合わせた形状に変更されている。
具体的には、第1ボディ263は、第1の実施の形態の第1ボディ63のように吸入室51に突出してはおらず、細い冷媒通路221を介して吸入圧力Psが導入される。また、第2ボディ264に導入された吐出圧力Pdは、差圧感知吐出弁207と可変容量圧縮機用制御弁5との間に形成された冷媒通路222を通って可変容量圧縮機201の出口側へと導出される。
本実施の形態によれば、差圧感知吐出弁207を、リアハウジング204がバルブプレート103に取り付けられる前に、そのリアハウジング204の開口部から容易に挿入して取り付けることができる。
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はその特定の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で種々の変形が可能であることはいうまでもない。
例えば、上記各実施の形態では、差圧感知吐出弁を、差圧(Pd−Ps)が所定の開弁差圧ΔP以上となったときに自律的に開弁する機械式の差圧弁として構成した例を示したが、ソレノイド駆動の電磁弁として構成してもよい。その場合には、その開弁差圧を適宜設定変更することができ、より幅広い制御を行うことができる。
また、上記各実施の形態では、膨張装置3としていわゆる温度式膨張弁を採用した例を示したが、例えば固定オリフィスを有するオリフィスチューブを採用することもできる。
また、上記各実施の形態の可変容量圧縮機は、冷媒として代替フロン(HFC−134a)など使用する冷凍サイクルに好適に適用されるが、本発明の可変容量圧縮機は、二酸化炭素のように作動圧力が高い冷媒を用いる冷凍サイクルに適用することも可能である。その場合には、冷凍サイクルにおいて凝縮器に代わってガスクーラなどの外部熱交換器が配置される。
さらに、上記第1の実施の形態の差圧感知吐出弁7においては、ダイヤフラム67の一方の面にばね受け部材69を接合し、他方の面に弁体73を接合してピストン62を構成した例を示した。特にダイヤフラム67が金属薄膜等からなる場合には、弁体73およびばね受け部材69のそれぞれを溶接等によりそのダイヤフラム67に接合して両者を一体化してもよいが、両者の間にダイヤフラム67を挟むようにして直接接合してもよい。
図10は、変形例にかかる差圧感知吐出弁の構成を示す断面図である。なお、同図に示す差圧感知吐出弁の構成は、弁体とばね受け部材との接合態様が異なる以外は差圧感知吐出弁7の構成と同様である。このため、第1の実施の形態と同様の構成部分については同一の符号を付してその説明を省略する。
すなわち、差圧感知吐出弁307においては、ばね受け部材369にその中央を軸線方向に貫通する連結孔381が形成される一方、弁体373の上底部中央には、連結部382がダイヤフラム367および連結孔381を貫通するように突設されている。そして、連結孔381から露出した連結部382の上端周縁部を外方に加締めることにより、弁体373、ダイヤフラム367、ばね受け部材369が一体的に接合されて固定され、ピストン362が構成されている。なお、図示のようにダイヤフラム367の中央には、弁体373の連結部382が貫通する孔が形成されているが、ダイヤフラム367の中央部は、弁体373とばね受け部材369との加締め接合により両者に密着している。このため、吐出室53と吸入室51との間の気密性は保持される。
なお、上記変形例は、第1の実施の形態のみならず、第2の実施の形態の差圧感知吐出弁207を構成するピストンについても同様に適用可能であることはもちろんである。
図11は、第2の変形例にかかる可変容量圧縮機の構成を表す断面図である。なお、同図に示す可変容量圧縮機は、差圧感知吐出弁の制御対象となる圧力および配置構成が異なる以外は可変容量圧縮機1の構成と同様である。このため、第1の実施の形態と同様の構成部分については同一の符号を付してその説明を省略する。
可変容量圧縮機401においては、差圧感知吐出弁407が、リアハウジング404に対して横向きに設置されている。差圧感知吐出弁407は、その弁部が可変容量圧縮機401の出口と吐出室53の出口との間の冷媒通路に設けられるとともに、そのダイヤフラム67が吐出室53とクランク室54との間の冷媒通路を仕切るように配置されている。
図示のように、バルブプレート403の一部に連通孔410が設けられており、クランク室54内のクランク圧力Pcがこの連通孔410を介して第1ボディ63の内部に導入されている。これにより、ダイヤフラム67が吐出圧力Pdとクランク圧力Pcとの差圧(Pd−Pc)を感知する。差圧感知吐出弁407は、その差圧(Pd−Pc)が所定の開弁差圧ΔP2以上になったときに自律的に開弁する機械式の差圧弁として構成されている。この開弁差圧ΔP2は、第1の実施の形態の開弁差圧ΔPよりも所定量小さくなるように設定されている。この開弁差圧ΔP2の設定は、図4に示したスプリング70の荷重調整により行うことができる。クランク圧力Pcと吸入圧力Psとの差がおおよそ決まった比較的小さい値をとるため、このように差圧(Pd−Pc)に基づいて差圧感知吐出弁407を開閉する構成としても、第1の実施の形態に近似した効果を得ることができる。
図12は、第3の変形例にかかる差圧感知吐出弁の構成を示す断面図である。なお、同図に示す差圧感知吐出弁の構成は、ピストン62を開弁方向へ付勢する付勢部材を設けた点が異なる以外は差圧感知吐出弁7の構成とほぼ同様である。このため、第1の実施の形態と同様の構成部分については同一の符号を付してその説明を省略する。
すなわち、差圧感知吐出弁507においては、弁体73の脚部75をガイドするガイド部566の下端部に内方にやや延出したフランジ部563が設けられている。そして、このフランジ部563と弁体73との間に、ピストン62を開弁方向へ付勢するスプリング570(「付勢部材」に該当する)が介装されている。スプリング570の荷重は、スプリング70の荷重よりも小さくなるように設定されている。本実施の形態において、ばね受け部材69と弁体73とは溶接等により接合されてはおらず、それぞれがダイヤフラム67を挟むようにして当接している。しかし、スプリング70および570による付勢力によって両者は常に一体になって動作するようになっている。
この差圧感知吐出弁507の構成は、例えば上記第2の変形例の差圧感知吐出弁407に置き換えることができるが、上記各実施の形態および他の各変形例のいずれにも適用することができることはいうまでもない。
なお、上記各実施の形態および各変形例では、可変容量圧縮機の容量制御を行う制御弁をいわゆるPd−Ps差圧弁として構成した例を示したが、吐出圧力Pdとクランク圧力Pcとの差圧が設定差圧に近づくように吐出容量を制御するいわゆるPd−Pc差圧弁として構成してもよい。
第1の実施の形態に係る冷凍サイクルを表すシステム構成図である。 可変容量圧縮機の構成を表す断面図である。 可変容量圧縮機用制御弁の構成を示す断面図である。 差圧感知吐出弁の構成を示す断面図である。 差圧感知吐出弁の動作を表す説明図である。 実施の形態の冷凍サイクルの動作を説明するモリエル線図である。 第2の実施の形態に係る可変容量圧縮機の差圧感知吐出弁周辺の構成を表す断面図である。 従来の空調装置における冷凍サイクルの動作を説明するモリエル線図である。 差圧と負荷トルクとの関係の一例を表すグラフである。 変形例にかかる差圧感知吐出弁の構成を示す断面図である。 第2の変形例にかかる可変容量圧縮機の構成を表す断面図である。 第3の変形例にかかる差圧感知吐出弁の構成を示す断面図である。
符号の説明
1 可変容量圧縮機、 2 凝縮器、 3 膨張装置、 4 蒸発器、 5 可変容量圧縮機用制御弁、 6 制御部、 7 差圧感知吐出弁、 8 弁本体、 9 ソレノイド、 10 ボディ、 15 弁孔、 16 弁座、 18 弁体、 51 吸入室、 52 シリンダ、 53 吐出室、 54 クランク室、 56 オリフィス、 61 ボディ、 62 ピストン、 67 ダイヤフラム、 71 弁座、 73 弁体、 101 シリンダブロック、 102 フロントハウジング、 103 バルブプレート、 104 リアハウジング、 106 回転軸、 111 揺動板、 112 ピストン、 118 プーリ、 121 吸入用リリーフ弁、 122 吐出用リリーフ弁、 201 可変容量圧縮機、 204 リアハウジング、 207 差圧感知吐出弁、 307 差圧感知吐出弁、 362 ピストン、 367 ダイヤフラム、 369 ばね受け部材、 373 弁体、 401 可変容量圧縮機、 403 バルブプレート、 404 リアハウジング、 407 差圧感知吐出弁、 507 差圧感知吐出弁。

Claims (10)

  1. 空調装置を構成する冷凍サイクルにおいて、
    吸入室から吸入された冷媒を圧縮して吐出室から吐出する可変容量圧縮機と、
    前記可変容量圧縮機から吐出された冷媒を冷却する外部熱交換器と、
    前記外部熱交換器から送出された冷媒を減圧する膨張装置と、
    前記膨張装置にて減圧された冷媒を蒸発させるとともに前記可変容量圧縮機に向けて送出する蒸発器と、
    前記可変容量圧縮機の前記吐出室の吐出圧力と吸入室の吸入圧力との差圧に基づいて自律的に弁部を開閉し、その差圧が制御目標値として設定される第1の差圧に近づくように前記吐出室からクランク室に導入する冷媒流量を調整して、前記可変容量圧縮機の吐出容量を変化させる可変容量圧縮機用制御弁と、
    所定の外部情報に基づいて前記第1の差圧を決定し、その第1の差圧に基づいて前記可変容量圧縮機用制御弁への通電制御を行う制御部と、
    前記可変容量圧縮機の吐出室と前記外部熱交換器との間の冷媒通路に弁部が設けられるとともに、前記吐出圧力と前記吸入圧力との差圧を感知する感圧部を有し、その感圧部が感知した差圧が前記第1の差圧とは別の第2の差圧以上になったときに自律的に開弁して前記冷媒通路を開放する差圧感知吐出弁と、
    を備えたことを特徴とする冷凍サイクル。
  2. 前記差圧感知吐出弁は、
    前記可変容量圧縮機の内部に設けられ、
    前記弁部が、前記吐出室の出口と前記可変容量圧縮機の出口とをつなぐ第1冷媒通路に配設され、
    前記感圧部が、前記吐出室と前記吸入室とをつなぐ第2冷媒通路を仕切るように配設されていること、
    を特徴とする請求項1に記載の冷凍サイクル。
  3. 前記差圧感知吐出弁は、
    筒状のボディと、
    前記ボディ内に摺動可能に設けられ、その一端側に弁体が設けられたピストンと、
    前記ピストンおよび前記ボディの双方に固定されて前記第2冷媒通路を気密に区画するとともに、前記感圧部を構成するダイヤフラムと、
    前記ピストンの前記弁体と反対側に設けられて、前記ピストンを閉弁方向に付勢する付勢部材と、
    を備えていることを特徴とする請求項2に記載の冷凍サイクル。
  4. 空調装置を構成する冷凍サイクルを構成し、蒸発器側から吸入室に導入された冷媒を圧縮して吐出室から外部熱交換器側へ吐出する可変容量圧縮機において、
    前記吐出室の吐出圧力と吸入室の吸入圧力との差圧に基づいて自律的に弁部を開閉し、その差圧が制御目標値として設定される第1の差圧に近づくように前記吐出室からクランク室に導入する冷媒流量を調整して吐出容量を変化させる可変容量圧縮機用制御弁と、
    前記吐出室の出口と前記可変容量圧縮機の出口とをつなぐ第1冷媒通路に配設された弁部と、前記吐出室と前記吸入室とをつなぐ第2冷媒通路を仕切るように配設されて、前記吐出圧力と前記吸入圧力との差圧を感知する感圧部とを有し、その感圧部が感知した差圧が前記第1の差圧とは別の第2の差圧以上になったときに自律的に開弁して前記第1冷媒通路を開放する差圧感知吐出弁と、
    を備えたことを特徴とする可変容量圧縮機。
  5. 前記差圧感知吐出弁は、
    筒状のボディと、
    前記ボディ内に摺動可能に設けられ、その一端側に弁体が設けられたピストンと、
    前記ピストンおよび前記ボディの双方に固定されて前記第2冷媒通路を気密に区画するとともに、前記感圧部を構成するダイヤフラムと、
    前記ピストンの前記弁体と反対側に設けられて、前記ピストンを閉弁方向に付勢する付勢部材と、
    を備えていることを特徴とする請求項4に記載の可変容量圧縮機。
  6. 前記ボディは、前記ダイヤフラムの外周部を挟むようにして軸線方向に連結された第1ボディおよび第2ボディを含んで構成され、
    前記ピストンは、前記ダイヤフラムの一方の面側に配置された前記弁体と、前記ダイヤフラムの他方の面側に配置されたばね受け部材とを、前記ダイヤフラムの中央部を挟むように接合して構成され、
    前記第1ボディと前記ばね受け部材との間に前記付勢部材としてのスプリングが介装されていること、
    を特徴とする請求項5に記載の可変容量圧縮機。
  7. 前記弁体と前記ばね受け部材とが加締め接合されていることを特徴とする請求項6に記載の可変容量圧縮機。
  8. 空調装置を構成する冷凍サイクルにおいて、
    吸入室から吸入された冷媒を圧縮して吐出室から吐出する可変容量圧縮機と、
    前記可変容量圧縮機から吐出された冷媒を冷却する外部熱交換器と、
    前記外部熱交換器から送出された冷媒を減圧する膨張装置と、
    前記膨張装置にて減圧された冷媒を蒸発させるとともに前記可変容量圧縮機に向けて送出する蒸発器と、
    前記可変容量圧縮機の前記吐出室の吐出圧力と吸入室の吸入圧力との差圧に基づいて自律的に弁部を開閉し、その差圧が制御目標値として設定される第1の差圧に近づくように前記吐出室からクランク室に導入する冷媒流量を調整して、前記可変容量圧縮機の吐出容量を変化させる可変容量圧縮機用制御弁と、
    所定の外部情報に基づいて前記第1の差圧を決定し、その第1の差圧に基づいて前記可変容量圧縮機用制御弁への通電制御を行う制御部と、
    前記可変容量圧縮機の吐出室と前記外部熱交換器との間の冷媒通路に弁部が設けられるとともに、前記吐出圧力と前記クランク室のクランク圧力との差圧を感知する感圧部を有し、その感圧部が感知した差圧が前記第1の差圧とは別の第2の差圧以上になったときに自律的に開弁して前記冷媒通路を開放する差圧感知吐出弁と、
    を備えたことを特徴とする冷凍サイクル。
  9. 空調装置を構成する冷凍サイクルを構成し、蒸発器側から吸入室に導入された冷媒を圧縮して吐出室から外部熱交換器側へ吐出する可変容量圧縮機において、
    前記吐出室の吐出圧力と吸入室の吸入圧力との差圧に基づいて自律的に弁部を開閉し、その差圧が制御目標値として設定される第1の差圧に近づくように前記吐出室からクランク室に導入する冷媒流量を調整して吐出容量を変化させる可変容量圧縮機用制御弁と、
    前記吐出室の出口と前記可変容量圧縮機の出口とをつなぐ第1冷媒通路に配設された弁部と、前記吐出室と前記クランク室とをつなぐ第2冷媒通路を仕切るように配設されて、前記吐出圧力と前記クランク室のクランク圧力との差圧を感知する感圧部とを有し、その感圧部が感知した差圧が前記第1の差圧とは別の第2の差圧以上になったときに自律的に開弁して前記第1冷媒通路を開放する差圧感知吐出弁と、
    を備えたことを特徴とする可変容量圧縮機。
  10. 空調装置を構成する冷凍サイクルを構成し、蒸発器側から吸入室に導入された冷媒を圧縮して吐出室から外部熱交換器側へ吐出する可変容量圧縮機において、
    前記吐出室の吐出圧力とクランク室のクランク圧力との差圧に基づいて自律的に弁部を開閉し、その差圧が制御目標値として設定される第1の差圧に近づくように前記吐出室から前記クランク室に導入する冷媒流量を調整して吐出容量を変化させる可変容量圧縮機用制御弁と、
    前記吐出室の出口と前記可変容量圧縮機の出口とをつなぐ第1冷媒通路に配設された弁部と、前記吐出室と前記クランク室とをつなぐ第2冷媒通路を仕切るように配設されて、前記吐出圧力と前記クランク圧力との差圧を感知する感圧部とを有し、その感圧部が感知した差圧が前記第1の差圧とは別の第2の差圧以上になったときに自律的に開弁して前記第1冷媒通路を開放する差圧感知吐出弁と、
    を備えたことを特徴とする可変容量圧縮機。
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