JP6031931B2 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents
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Description
パイロット式開閉弁(22)は、冷媒を流入させる流入口(220a)側の冷媒圧力(P1)と冷媒を流出させる流出口(220b)側の冷媒圧力(P2)との圧力差(P1−P2)が予め定めた基準圧力差以下となった際にバイパス通路(14b)を開く主開閉弁(221)、および流入口(220a)側と流出口(220b)側とを連通させる連通路(221d、221e)を開閉するパイロット弁(222)を有しており、
主開閉弁(221)がバイパス通路(14b)を開く際には、下流側開閉手段(15b)が冷媒通路を閉じている状態でパイロット弁(222)が連通路(221d、221e)を開くことによって、流出口(220b)側の冷媒圧力(P2)を流入口(220a)側の冷媒圧力(P1)に近づけて、圧力差(P1−P2)を基準圧力差以下に縮小させてから、主開閉弁(221)が前記バイパス通路(14b)を開く冷凍サイクル装置を特徴とする。
高圧冷媒を流入させる流入口(220a)、流入口(220a)から流入した冷媒を流出させる冷媒流出口(220b)、および流入口(220a)から流出口(220b)へ冷媒を導く主通路(220c)が形成されたボデー(220)と、流入口(220a)側の冷媒圧力(P1)と流出口(220b)側の冷媒圧力(P2)との圧力差が予め定めた基準圧力差以下となった際に主通路(220c)を開く主開閉弁(221)と、流入口(220a)側と流出口(220b)側とを連通させる連通路(221d、221e)を開閉するパイロット弁(222)とを有し、
下流側開閉手段(15b)が冷媒通路を閉じている状態でパイロット弁(222)が連通路(221d、221e)を開いた際に、流入口(220a)側の高圧冷媒が連通路(221d、221e)を介して流出口(220b)側へ導かれることによって、流出口(220b)側の冷媒圧力(P2)が流入口(220a)側の冷媒圧力(P1)に近づくものであることを特徴とする。
図1〜図11により、本発明の第1実施形態について説明する。本実施形態では、冷凍サイクル装置10を、内燃機関であるエンジンおよび車両走行用電動モータの双方から車両走行用の駆動力を得るハイブリッド車両の車両用空調装置1に適用している。この冷凍サイクル装置10は、車両用空調装置1において、空調対象空間である車室内へ送風される送風空気を冷却あるいは加熱する機能を果たす。
TAO=Kset×Tset−Kr×Tr−Kam×Tam−Ks×As+C…(F1)
なお、Tsetは温度設定スイッチによって設定された車室内設定温度、Trは内気センサによって検出された車室内温度(内気温)、Tamは外気センサによって検出された外気温、Asは日射センサによって検出された日射量である。Kset、Kr、Kam、Ksは制御ゲインであり、Cは補正用の定数である。
冷房モードでは、空調制御装置が、開閉弁20およびパイロット式開閉弁22を閉じ、第1膨張弁15aの絞り開度を全開とし、第2膨張弁15bを減圧作用を発揮する絞り状態とする。
暖房モードでは、空調制御装置が、開閉弁20を開き、パイロット式開閉弁22を閉じ、第1膨張弁15aを減圧作用を発揮する絞り状態とし、第2膨張弁15bを全閉状態とする。
第1除湿暖房モードでは、空調制御装置が、開閉弁20およびパイロット式開閉弁22を閉じ、第1膨張弁15aおよび第2膨張弁15bの双方を減圧作用を発揮する絞り状態とする。
第1モードは、第1除湿暖房モード時に、目標吹出温度TAOが冷房基準温度α以上、かつ、予め定めた第1基準温度以下となっている場合に実行される。
第2モードは、第1除湿暖房モード時に、目標吹出温度TAOが第1基準温度より高く、かつ、予め定めた第2基準温度以下となった場合に実行される。第2モードでは、空調制御装置が、第1膨張弁15aを絞り状態とし、第2膨張弁15bの絞り開度を第1モード時よりも増加させる。従って、第2モードでは、図4のモリエル線図に示すようにサイクルを循環する冷媒の状態が変化する。
第3モードは、第1除湿暖房モード時に、目標吹出温度TAOが第2基準温度より高く、かつ、予め定めた第3基準温度以下となった場合に実行される。第3モードでは、空調制御装置が、第1膨張弁15aの絞り開度を第2モード時よりも減少させ、第2膨張弁15bの絞り開度を第2モード時よりも増加させる。従って、第3モードでは、図5のモリエル線図に示すようにサイクルを循環する冷媒の状態が変化する。
第4モードは、第1除湿暖房モード時に、目標吹出温度TAOが第3基準温度より高くなった場合に実行される。第4モードでは、空調制御装置が、第1膨張弁15aの絞り開度を第3モード時よりも減少させ、第2膨張弁15bを全開状態とする。従って、第4モードでは、図6のモリエル線図に示すようにサイクルを循環する冷媒の状態が変化する。
第2除湿暖房モードでは、空調制御装置が、開閉弁20およびパイロット式開閉弁22を開、第1膨張弁15aおよび第2膨張弁15bの双方を絞り状態とする。なお、第2除湿暖房モードでは、他の運転モードと異なり、パイロット式開閉弁22がバイパス通路である第2冷媒通路14bを開く。
本実施形態では、第1実施形態に対して、図12、図13に示すように、パイロット式開閉弁22の流入口側連通路221eおよび通路面積縮小手段の構成を変更した例を説明する。なお、図12、図13は、それぞれ第1実施形態の図2、図10に対応する図であって、第1実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付している。このことは、以下の図面でも同様である。
本実施形態では、第1実施形態に対して、図14に示すように、パイロット式開閉弁22の流入口側連通路221eおよび通路面積縮小手段の構成を変更した例を説明する。具体的には、本実施形態では、一部の流入口側連通路221e3の内部に当該流入口側連通路221e3を開閉する弁体221fを配置し、この弁体221fによって通路面積縮小手段を構成している。
本実施形態では、第1実施形態に対して、図17に示すように、パイロット式開閉弁22の流入口側連通路221eの構成を変更した例を説明する。具体的には、本実施形態では、一部の流入口側連通路221e4を、パイロット空間形成部材224のうち、主開閉弁221の上面側円板状部221bの外周側に配置される円筒状のシリンダ部の内壁面に形成している。
本実施形態では、第1実施形態に対して、図20〜図22に示すように、パイロット式開閉弁22の流入口側連通路221eおよび流出口側連通路221dの構成を変更した例を説明する。なお、図20〜図22は、それぞれ第1実施形態の図2、図9、図10に対応する図である。
本実施形態では、第1実施形態に対して、図23〜図25に示すように、パイロット式開閉弁22の流入口側連通路221eの構成を変更するとともに、流出口側連通路221dの冷媒通路面積を変化させる通路面積拡大手段としての通路形成部材220fを設けた例を説明する。なお、図23〜図25は、それぞれ第1実施形態の図2、図9、図10に対応する図である。
第1実施形態では、パイロット弁222の中心軸を主開閉弁221の中心軸に対して同軸上に配置して、パイロット弁222にて主開閉弁221に形成された流出口側連通路221dを開閉する例を説明したが、本実施形態では、図26、図27に示すように、パイロット弁222等の配置を変更した例を説明する。なお、図26、図27は、それぞれ第1実施形態の図2、図10に対応する図である。
本実施形態のパイロット式開閉弁22では、図28に示すように、第1実施形態に対して、通路閉塞ピン224a、および複数の流入口側連通路221eのうち通路閉塞ピン224aによって閉塞される流入口側連通路221e等を廃止している。つまり、本実施形態のパイロット式開閉弁22では、上述の実施形態で説明した通路面積縮小手段および通路面積拡大手段を備えていない。
本実施形態のパイロット式開閉弁22では、図29に示すように、第8実施形態に対して、主開閉弁221のシール構造を変更したものである。具体的には、主開閉弁221の下方側を円筒形状部として、この円筒径状部の外周側と内周側とを貫通させる横穴221hを設けている。
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。また、上記各実施形態に開示された手段は、実施可能な範囲で適宜組み合わせてもよい。
12 室内凝縮器
14a〜14d 第1〜第4冷媒通路
15a、15b 第1、第2膨張弁
16 室外熱交換器
18 室内蒸発器
220 ボデー
220a、220b、220c 流入口、流出口、主通路
221 主開閉弁
221d、221e 流出口側連通路、流入口側連通路
Claims (7)
- 冷媒を圧縮して吐出する圧縮機(11)と、
前記圧縮機(11)から吐出された高圧冷媒を減圧させる減圧手段(15a)と、
前記圧縮機(11)の吐出口側から前記減圧手段(15a)の入口側へ至るサイクルの高圧側と前記減圧手段(15a)の出口側から前記圧縮機(11)の吸入口側へ至るサイクルの低圧側とを接続するバイパス通路(14b)と、
前記バイパス通路(14b)を開閉するパイロット式開閉弁(22)と、
前記パイロット式開閉弁(22)から流出した冷媒が流通する冷媒通路を開閉する下流側開閉手段(15b)とを備え、
前記パイロット式開閉弁(22)は、冷媒を流入させる流入口(220a)側の冷媒圧力(P1)と冷媒を流出させる流出口(220b)側の冷媒圧力(P2)との圧力差(P1−P2)が予め定めた基準圧力差以下となった際に前記バイパス通路(14b)を開く主開閉弁(221)、および前記流入口(220a)側と前記流出口(220b)側とを連通させる連通路(221d、221e)を開閉するパイロット弁(222)を有しており、
前記主開閉弁(221)が前記バイパス通路(14b)を開く際には、前記下流側開閉手段(15b)が前記冷媒通路を閉じている状態で前記パイロット弁(222)が前記連通路(221d、221e)を開くことによって、前記流出口(220b)側の冷媒圧力(P2)を前記流入口(220a)側の冷媒圧力(P1)に近づけ、前記圧力差(P1−P2)を前記基準圧力差以下に縮小させてから、前記主開閉弁(221)が前記バイパス通路(14b)を開くことを特徴とする冷凍サイクル装置。 - 前記パイロット式開閉弁(22)は、
高圧冷媒を流入させる流入口(220a)、前記流入口(220a)から流入した冷媒を流出させる冷媒流出口(220b)、および前記流入口(220a)から前記流出口(220b)へ冷媒を導く主通路(220c)が形成されたボデー(220)と、
前記流入口(220a)側の冷媒圧力(P1)と前記流出口(220b)側の冷媒圧力(P2)との圧力差が予め定めた基準圧力差以下となった際に前記主通路(220c)を開く主開閉弁(221)と、
前記流入口(220a)側と前記流出口(220b)側とを連通させる連通路(221d、221e)を開閉するパイロット弁(222)とを有し、
前記下流側開閉手段(15b)が前記冷媒通路を閉じている状態で前記パイロット弁(222)が前記連通路(221d、221e)を開いた際に、前記流入口(220a)側の高圧冷媒が前記連通路(221d、221e)を介して前記流出口(220b)側へ導かれることによって、前記流出口(220b)側の冷媒圧力(P2)が前記流入口(220a)側の冷媒圧力(P1)に近づくものであ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。 - 前記パイロット式開閉弁(22)は、
前記下流側開閉手段(15b)が前記冷媒通路を閉じている状態で前記パイロット弁(222)が前記連通路(221d、221e)を開いた際に、前記流出口(220b)側の冷媒圧力(P2)が前記流入口(220a)側の冷媒圧力(P1)に近づいて、前記圧力差が前記基準圧力差以下となるまで、前記主開閉弁(221)が前記バイパス通路(14b)を開いてしまうことが抑制されているものであ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。 - 前記パイロット式開閉弁(22)は、前記主開閉弁(221)に対して閉弁方向に付勢する冷媒圧力が導入されるパイロット空間(220e)を形成するパイロット空間形成部材(224)と、前記主開閉弁(221)に対して開弁方向に付勢する荷重をかける弾性部材(225)とを有し、
前記連通路として、前記流入口(220a)側と前記パイロット空間(220e)とを連通させる流入口側連通路(221e)および前記パイロット空間(220e)と前記流出口(220b)側とを連通させる流出口側連通路(221d)が設けられており、
前記パイロット弁(222)が前記流出口側連通路(221d)を閉じた際には、前記流入口(220a)側の高圧冷媒が前記流入口側連通路(221e)を介して前記パイロット空間(220e)へ導かれることによって、前記主開閉弁(221)が前記主通路(220c)を閉じることを特徴とする請求項2または3に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記流入口側連通路(221e)の冷媒通路面積は、前記流出口側連通路(221d)の冷媒通路面積よりも大きく形成されていることを特徴とする請求項3に記載の冷凍サイクル装置。
- 前記パイロット式開閉弁(22)は、前記主開閉弁(221)が前記主通路(220c)を開いた際に、前記主開閉弁(221)が前記主通路(220c)を閉じている際よりも前記流入口側連通路(221e)の冷媒通路面積を縮小させる通路面積縮小手段(224a、224b、221b、221f)を有することを特徴とする請求項4または5に記載の冷凍サイクル装置。
- 前記パイロット式開閉弁(22)は、前記主開閉弁(221)が前記主通路(220c)を開いた際に、前記主開閉弁(221)が前記主通路(220c)を閉じている際よりも前記流出口側連通路(221d)の冷媒通路面積を拡大させる通路面積拡大手段(221s、220f)を有することを特徴とする請求項4ないし6のいずれか1つに記載の冷凍サイクル装置。
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