JPH01225872A - 流量制御機構および流量制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は冷凍回路における圧縮機への冷媒の循環量を制
御するための自動流量制御機構に関する。

〔従来の技術〕

自動車用の冷房装置においては、圧縮機が自動車エンジ
ンと連動するように構成されているので、自動車が市街
道を走行する時と高速道を走行する時とではエンジン回
転数が変り、これに伴って高速道走行時には圧縮機の吸
入量が増加して蒸発器の圧力が低下し、吹出し冷風の温
度が下り過ぎて快適さを損なうという問題があった。更
には、車内の熱負荷が変化しても充分に対応できず、サ
ーモスタットによって０Ｎ−ＯＦＦ運転をすると冷風の
温度変化が大きくなり、不快であるという欠点があり、
場合によっては圧縮機への液戻りの発生などの危険もあ
った。

これに対して、たとえば圧縮機として容量可変型のもの
を用い、回転数に拘らずに蒸発器圧力を一定に維持する
ことを意図した技術が提案されている（特公昭５８−１
５８３８２号など）が、圧縮機の構造が複雑であり必ず
しも信頼性が良好でないという問題があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は上述のような事情の下で、車載の冷房装置にお
ける圧縮機の回転数の変動や熱負荷の変化などがあって
も蒸発器圧力の変化を抑制できると共に圧縮機の運転に
も悪影響を与えないような冷媒の循環流量の制御機構を
提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕 前記の目的を達成するために、本発明においては、蒸発
器と圧縮機の間に冷媒の流量制御機構を設けるものであ
り、かかる本発明の流量制御機構は、冷凍回路における
蒸発器出口と圧縮機入口との間に冷媒の流れを制御する
主弁を設けると共に該主弁と並列となるように冷媒の流
れの固定絞り手段と可変絞り手段とを直列に設け、該固
定絞り手段と該可変絞り手段との中間における冷媒の圧
力によって該主弁を開閉するように構成して冷媒の循環
量番調節するに当り、該可変絞り手段として該圧縮機入
口における冷媒の温度と圧力とによって作動する過熱度
検知方式の流量制御弁を用いるように構成されたもので
ある。

さらに、このような本発明の流量制御機構は、主弁と固
定絞り手段と可変絞り手段とを夫々組み合わせて構成し
てもよいが、代りに一個のボディ中に組み込んでそれ自
体を流量制御弁として構成することもでき、たとえば下
底に流入口をまた側壁部に流出路へ通ずる主弁ポートを
更に上底に該流出路へ通ずるパイロット弁座をそれぞれ
設けたシリンダ状弁本体内に、該弁本体内部を主弁室と
パイロット室とに区画できかつ該主弁室と該パイロット
室とを連通ずる固定絞り通路を備えたピストン状主弁を
主ばね付勢して上下摺動可能に嵌装し、該流出路に近接
した位置に設けた感温室の可動隔壁であってその外面に
該流出路の圧力を受けるものとパイロットばねとによっ
て駆動されるパイロット弁体を該パイロット弁座に対向
して設け、該流出路内の流体の温度と圧力とによって該
主弁体が該主弁ボートを開閉するように構成したもので
あってもよい。このような流量制御弁は独立した部品と
して従来の冷凍回路中に組み込むことができるが、更に
は圧縮機の吸入口通路内に一体として組み込み、流量制
御機構付きの圧縮機を構成することもできる。

〔実施例〕

本発明の流量制御機構を設けた冷凍回路の例を第１〜３
図に示すが、Ａは圧縮機、Ｂは凝縮器、Ｃはたとえば定
圧膨張弁、オリフィス、キャピラリチニーブ等の膨張器
、Ｄは蒸発器であり、Ｅはパイロット圧作動型の主弁、
Ｆは固定絞り手段、Ｇは冷媒の過熱度により作動する型
の流量制御弁であり、Ｈは圧縮機Ａの吸入口付近の冷媒
温度を検知して流量制御弁Ｇに作動圧力を出力する感温
筒である。

第１図の冷凍回路において、系内を循環する冷媒は圧縮
機Ａから凝縮器已に入って凝縮し、膨張器Ｃを経て蒸発
器り内で蒸発し、主弁Ｅを経て圧縮機Ａに戻る。この回
路において圧縮機Ａの吸入側の冷媒温度は感温筒Ｈによ
り検出されて外部均圧型の流量制御弁Ｇのダイヤフラム
ｇ、の一側に圧力を及ぼし、同じ（吸入側の冷媒の圧力
は同じダイヤフラムｇ１の他側にかかるように構成され
ており、冷媒の過熱度の高−低に従って弁体ｇ２が開−
閉す机そしてこのように冷媒の流通抵抗を変化させうる
流量制御弁Ｇは、たとえばオリフィスなどで形成された
固定絞り手段Ｆと直列に結合されているので、その中間
部位の圧力Ｐは弁体ｇ２の開−閉に従って低−高と変化
する。

主弁Ｅはこの圧力Ｐをパイロット圧力として作動するよ
うに構成され、パイロット圧力Ｐが高くなると主弁Ｅが
閉じるので、結局、圧縮機Ａの吸入側の冷媒の過熱度が
高くなると主弁Ｅが開いて冷媒の循環量が増加するよう
になり、蒸発器りの蒸発圧力を低下させると共に冷媒の
過熱度を低下させる方向に作動する。

このような本発明の流量制御機構は、圧縮機の回転数の
変化や蒸発器の熱負荷の変化などがあっても、これによ
る圧縮機への戻り冷媒の過熱度を自動的に制御して定常
性を維持することができるものである。

また、第２図の冷凍回路においては、流量制御弁Ｇとし
て内部均圧型の弁を用い、圧縮機Ａの吸入側の冷媒圧力
としての弁体ｇ２から二次側の圧力を弁内に設けた流通
路を通じてダイヤフラムｇ１の面に加えるように構成さ
れている点が第１図の回路と異るのみで、その他の構成
および機能は全く同様である。

更に、第３図の冷凍回路においては、流量制御弁Ｇが上
記とは逆に作動するもの、すなわち圧縮機Ａの吸入側の
冷媒温度を検知する感温筒Ｈの圧力は弁体ｇ２を閉じる
ようにダイヤフラムｇ＋　に作用しまた同じく吸入側の
冷媒圧力は弁体ｇ２を開くようにダイヤフラムｇｌに作
用するものであり、たとえばオリフィスなどの固定絞り
手段Ｆが流量制御弁Ｇの二次側に直列に結合されていて
、冷媒の過熱度の高−低に従って弁体ｇ２が閉−関する
ように構成されている。そして、このような流量制御弁
Ｇの流通抵抗の変化によってその二次側の冷媒圧力Ｐは
低−高と変化する。

この流量制御機構のその他の構成は、第１図における構
成と同様であるので、主弁Ｅはパイロット圧力Ｐの低−
高に従って開−閉し、結局、前述の回路におけると全く
同様に機能するものである。

更に、本発明の流量制御機構を一体化した弁構造とし、
これを圧縮機の吸入口の冷媒通路内に組み込むことがで
きるようにした例を第４図に示す。

図において、１はコンプレッサーヘッドであり、１ａは
蒸発器（図示せず）に通ずる冷媒の流入通路、１ｂは圧
縮機本体（図示せず）の吸入口に通ずる通路であり、Ｉ
Ｃは弁取付孔であって通路１ｂに連通している。

２はシリンダであり、弁取付孔ＩＣ内に挿嵌固定されて
内部が通路１ａに連通している。シリンダ２の下部側壁
には弁取付孔ＩＣを経て通路１ｂに通ずる主弁ポー）２
ａが形成されており、上端部にはパイロット弁本体５が
取り付けられている。

３はシリンダ２内に上下摺動自在であってそれによって
主弁ボート２ａを開閉できるように嵌装された主弁体で
あり、下側に形成される主弁室１ｄと上側に形成される
パイロット室１ｅとに連通ずるオリフィス３ａが設けら
れている。３ｂは冷凍機油のブリード孔である。また、
４は主弁ばねであり、主弁体３を常時閉方向に付勢して
いる。

パイロット弁本体５の上部に形成され、パイロット室１
ｅから通路１ｂへ通ずるように構成されたパイロット弁
座５ａには、パイロット弁体６がパイロットばね７によ
って付勢されて対向して設けである。

パイロット弁本体５の上には、ダイヤフラム８を隔壁と
して、吸着剤と不活性ガスとを封入した感温室９をその
上側に、また通路１ｂに対して連通路５ｂを介して均圧
化されている感圧室５Ｃをその下側に設けてあり、ダイ
ヤフラム８の動きは当て板８ａおよび連結棒６ａによっ
てパイロット弁体６に伝えられ、これを開閉する。

このように構成された流量制御弁は、第１図または第２
図に示した流量制御機構を１個の弁の中に一体化したも
ので、既に説明したと全く同様に機能する。すなわち、
この弁を通って通路１ｂに流出する冷媒の圧力と温度と
によってパイロット弁体６が開閉し、パイロット室１ｅ
の圧の変化によって主弁体３が上下して主弁ポー）２ａ
を経て流れる冷媒量を制御するものである。

〔発明の効果〕

本発明の流量制御機構は、自動車用の冷房装置に組み込
むことにより圧縮機吸入口付近の冷媒の過熱度を検出し
、これを一定範囲に維持するように冷媒の循環量を自動
的に制御するものであり、圧縮機の回転数が自動車エン
ジンと連動して変化したり、熱負荷が変動したりしても
これらの影響を自動的に補償するように機能する。従っ
て過冷房となることなくまた液戻りによる運転障害が生
ずることがないのみならず、定圧式膨張器を用いること
によって冷風温度を変えることなく熱負荷の変化に対応
した快適な冷房効果を得ることができる利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１，２および３図は、それぞれ本発明の流量制御機構
を利用した冷凍回路の例を示す説明図であり、 第４図は、本発明の流量制御機構を一体として構成した
流量制御弁の例の断面図である。 Ａ・・・圧縮機、Ｂ・・・凝縮器、Ｃ・・・膨張器、Ｄ
・・・蒸発器、Ｅ・・・主弁、Ｆ・・・固定絞り手段、
Ｇ・・・可変絞り手段、Ｈ・・・感温筒、Ｐ・・・パイ
ロット圧力、１・・・コンプレッサーヘッド、２・・・
シリンダ、３・・・主弁体、４・・・主弁ばね、５・・
・パイロット弁本体、６・・・パイロット弁体、７・・
・パイロットばね、訃・・ダイヤフラム、９・・・感温
室。 ｑ 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）冷凍回路における蒸発器出口と圧縮機入口との間
   に冷媒の流れを制御する主弁を設けると共に該主弁と並
   列となるように冷媒の流れの固定絞り手段と可変絞り手
   段とを直列に設け、該固定絞り手段と該可変絞り手段と
   の中間における冷媒の圧力によって該主弁を開閉するよ
   うに構成して冷媒の循環量を調節するに当り、該可変絞
   り手段として該圧縮機入口における冷媒の温度と圧力と
   によって作動する過熱度検知方式の流量制御弁を用いた
   ことを特徴とする冷媒の流量制御機構。
2. （２）下底に流入口をまた側壁部に流出路へ通ずる主弁
   ポートを更に上底に該流出路へ通ずるパイロット弁座を
   それぞれ設けたシリンダ状弁本体内に、該弁本体内部を
   主弁室とパイロット室とに区画できかつ該主弁室と該パ
   イロット室とを連通する固定絞り通路を備えたピストン
   状主弁を主ばね付勢して上下摺動可能に嵌装し、該流出
   路に近接した位置に設けた感温室の可動隔壁であってそ
   の外面に該流出路の圧力を受けるものとパイロットばね
   とによって駆動されるパイロット弁体を該パイロット弁
   座に対向して設け、該流出路内の流体の温度と圧力とに
   よって該主弁体が該主弁ポートを開閉するように構成し
   たことを特徴とする流量制御弁。