JP2008292052A - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】流量センサ１５により冷媒量を正確に検出する。
【解決手段】コンプレッサ１のハウジング１０内には、車両エンジン４の駆動力により冷媒を圧縮する圧縮部１１が設けられている。圧縮部１１から吐出される冷媒流量を検出する流量センサ１５が配置されている。流量センサ１５は、絞り部１５ｂおよび圧力差検出機構１５ａを備えている。絞り部１５ｂは、圧縮部１１から吐出される冷媒流量を絞る。圧力差検出機構１５ａは、絞り部１５ｂの冷媒上流側および冷媒下流側の間の圧力差を検出することにより、圧縮部１１から吐出される冷媒流量を検出する。圧縮部１１および流量センサ１５の間には、圧縮部１１から吐出される冷媒から潤滑オイルを分離するオイルセパレータ１２が設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、冷凍サイクル装置に関する。

従来、車両用空調装置では、走行用エンジンにより駆動されて冷媒を圧縮するコンプレッサと、このコンプレッサから吐出される冷媒を冷却する冷却器と、この冷却器により冷却された冷媒を減圧する減圧器と、この減圧器の下流側の冷媒を蒸発させる蒸発器とを備えるものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−５５１６７号公報

本発明者は、車両用空調装置において、コンプレッサから吐出される気相冷媒の流量を検出する流量センサを配置することを検討したところ、次の問題点が有ることが分かった。

すなわち、コンプレッサから吐出される気相冷媒には潤滑オイルが含まれており、コンプレッサから吐出される気相冷媒の流量をそのまま検出しても、冷媒流量を正確に求めることができない。

本発明は、上記点に鑑み、冷媒流量をより正確に検出することが可能である冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、冷媒を吸入し圧縮して吐出するコンプレッサを備える冷凍サイクル装置であって、
前記コンプレッサから吐出される冷媒流量を検出するための流量センサ（１５）と、
前記流量センサの冷媒上流側に設けられ、前記コンプレッサから吐出される冷媒から潤滑オイルを分離するオイルセパレータ（１２）と、
前記オイルセパレータで分離された潤滑オイルを前記コンプレッサの冷媒吸入口側に導くオイル導入通路（１４）と、を備えることを特徴とする。

これにより、流量センサには、オイルセパレータにより潤滑オイルが除かれた後の冷媒が流れ込むので、流量センサにより冷媒流量をより正確に検出することが可能になる。

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

図１に本発明に係る車両用冷凍サイクル装置Ｒの一実施形態の概略構成図を示す。

本実施形態の車両用冷凍サイクル装置Ｒには、冷媒を吸入、圧縮、吐出するコンプレッサ１が備えられている。コンプレッサ１は、動力断続用の電磁クラッチ２を有している。コンプレッサ１には、電磁クラッチ２およびベルト３を介して車両エンジン４の駆動力が伝達される。これにより、電磁クラッチ２への通電を電子制御装置５により断続することにより、コンプレッサ１の運転が断続される。

コンプレッサ１から吐出された高温、高圧のガス冷媒は、冷却器としての凝縮器６に流入し、ここで、図示しない冷却ファンより送風される外気と熱交換して冷媒は冷却されて凝縮する。この凝縮器６で凝縮した冷媒は減圧器としての膨張弁８により低圧に減圧される。この膨張弁８からの低圧冷媒は蒸発器（冷房用熱交換器）９に流入する。

蒸発器９は、車室内を空調する車両用空調装置の空調ケース（図示省略）内に設置されており、空調ケースにおいて、蒸発器９の上流側には送風機が配置されている。蒸発器９には送風機からの送風空気が吹き出される。これにより、蒸発器９に流入した低圧冷媒は空調ケース内の空気から吸熱して蒸発する。蒸発器９の出口はコンプレッサ１の吸入側に結合されて閉回路を構成している。

次に、本実施形態のコンプレッサ１の構造について説明する。図２にコンプレッサ１の構造を示す。

コンプレッサ１は、冷媒吸入口１０ａおよび冷媒吐出口１０ｂを有するハウジング１０を備えており、ハウジング１０内には、車両エンジン４の駆動力により冷媒吸入口１０ａを通して吸入した冷媒を圧縮して冷媒吐出口１０ｂから吐出する圧縮部１１が設けられている。

ハウジング１０内には、圧縮部１１から吐出される冷媒流量を検出する流量センサ１５が配置されている。すなわち、流量センサ１５は、コンプレッサ１内部に配置されている。圧縮部１１および流量センサ１５の間には、圧縮部１１から吐出される冷媒から潤滑オイルを分離するオイルセパレータ１２が設けられている。

オイルセパレータ１２の下流側には、オイルセパレータ１２で分離された潤滑オイルを貯める貯油タンク１３が設けられており、この貯油タンク１３内の潤滑オイルはオイル導入通路１４を通過して冷媒吸入口１０ａ側に導かれる。貯油タンク１３がおよびオイル導入通路１４は、ハウジング１０内に設けられている。

これにより、オイルセパレータ１２で分離された潤滑オイルを圧縮部１１内に戻すことができる。したがって、潤滑オイルを循環させて圧縮部１１内に供給させることができ、圧縮部１１内の摺動部を潤滑することができる。

一方、流量センサ１５には、オイルセパレータ１２で潤滑オイルが除かれた後の冷媒が流れ込む。

流量センサ１５は、絞り部１５ｂおよび圧力差検出機構１５ａを備えている。絞り部１５ｂは、圧縮部１１から吐出される冷媒流量を絞る。圧力差検出機構１５ａは、絞り部１５ｂの冷媒上流側および冷媒下流側の間の冷媒圧力差を検出する。

電子制御装置５は、当該冷媒圧力差と吐出冷媒密度とに基づいて冷媒流量を算出する（ベルヌーイの定理）。
ここで、吐出冷媒密度を求めるには、本来、高圧圧力と冷媒温度とが必要であるが、高圧圧力の所定範囲内では、高圧圧力と吐出冷媒密度とが１対１で特定される関係にあるため、高圧圧力だけで吐出冷媒密度を特定できることになる。すなわち、当該冷媒圧力差と高圧圧力と吐出冷媒流量とが１対１対１で特定される関係になる。
そこで、本実施形態では、高圧圧力を検出するために高圧センサ２０が用いられている。電子制御装置５は、流量センサ１５の出力（冷媒圧力差）と高圧センサ２０の出力（高圧圧力）と吐出冷媒流量との関係を示すマップを記憶するメモリを備える。
電子制御装置５は、メモリに記憶されたマップと流量センサ１５の出力と高圧センサ２０の出力とに基づいて吐出冷媒流量を求める。この吐出冷媒流量は、当該コンプレッサ１を駆動する際に必要な駆動トルクを算出する際に用いられる。
高圧センサ２０は、凝縮器６の冷媒出口側と膨張弁８の冷媒入口側との間に配置されて、凝縮器６の冷媒出口側と膨張弁８の冷媒入口側との間の冷媒圧力を検出するものである。
なお、高圧センサ２０としては、凝縮器６の冷媒出口側と膨張弁８の冷媒入口側との間に配置されるものに限らず、コンプレッサ１の冷媒吐出口側と膨張弁８の冷媒入口側との間であるならば、いずれの箇所に配置されるものであってもよい。

以上説明した本実施形態によれば、圧縮部１１および流量センサ１５の間にオイルセパレータ１２を設けているので、このオイルセパレータ１２で潤滑オイルが除かれた冷媒だけが流量センサ１５に流れ込むので、流量センサ１５により冷媒量を正確に検出することができる。

（他の実施形態）
上述の実施形態では、流量センサ１５をコンプレッサ１内部に配置した例について説明したが、これに限らず、流量センサ１５をコンプレッサ１の外部に配置してもよい。

上述の実施形態では、本発明のコンプレッサを車両用空調装置に適用した例について説明したが、これに代えて、本発明のコンプレッサを、エンジンで駆動されるガスヒートポンプエアコン等の設置型の空調装置に適用しても良い。

本発明に係る車両用冷凍サイクル装置Ｒの一実施形態の概略構成図である。 図１のコンプレッサの構造を示す図である。

符号の説明

１…コンプレッサ、４…車両エンジン、１０…ハウジング、１１…圧縮部、
１２…オイルセパレータ、１３…貯油タンク、１４…オイル導入通路、
１５…流量センサ、１５ｂ…絞り部、１５ａ…圧力差検出機構。

Claims (4)

1. 冷媒を吸入し圧縮して吐出するコンプレッサを備える冷凍サイクル装置であって、
   前記コンプレッサから吐出される冷媒流量を検出するための流量センサ（１５）と、
   前記流量センサの冷媒上流側に設けられ、前記コンプレッサから吐出される冷媒から潤滑オイルを分離するオイルセパレータ（１２）と、
   前記オイルセパレータで分離された潤滑オイルを前記コンプレッサの冷媒吸入口側に導くオイル導入通路（１４）と、を備えることを特徴とする冷凍サイクル装置。
2. 前記流量センサは、
   前記コンプレッサから吐出される冷媒流量を絞る絞り部（１５ｂ）と、
   前記絞り部の冷媒流れ上流側と冷媒流れ下流側との間の冷媒圧力差を検出する圧力差検出機構（１５ａ）と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
3. 前記コンプレッサは、冷媒吸入口とともに冷媒吐出口（１０ｂ）を有するハウジング（１０）と、
   前記ハウジング内に収納され、前記冷媒吸入口を通して吸入した冷媒を圧縮して前記冷媒吐出口から吐出する圧縮部（１１）と、を備え、
   前記流量センサは、前記ハウジング内において前記圧縮部および前記冷媒吐出口の間に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置を備える車両用空調装置であって、
   前記コンプレッサは、車両に搭載されるエンジンにより駆動されるようになっていることを特徴とする車両用空調装置。

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