JPH01306783A - 多室温調装置 - 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、冷凍自動車等に用いられる温調装はの改良に
関し、特に、複数の室を異なる温度に制御可能にした装
置に関する。

【従来技術】

従来、自動車の中には、乗員の室内を冷房する　′冷房
装置や物品を冷却するための冷蔵、冷凍装置が載置され
るものがある。その１例として、冷房装置の冷凍サイク
ル中に、冷蔵庫用の蒸発器を挿入して、乗員の室内の冷
房と冷蔵とを１つの冷凍サイクルで共用すると共に、冷
蔵庫用の蒸発器に熱電変換素子を熱的に接続して、冷蔵
庫よりも温度の低い冷凍庫を冷却する装置が知られてい
る（特公昭６２−４７７３０号公報）。

【発明が解決しようとする課題】

ところが、食料の専用又は個人的運搬には、運送中その
食料を適正な温度に保つことが必要であり、必ずしも、
全ての食物が冷凍、冷蔵を必要とするものではなく、む
しろ、適正温度に加温することも要請されるようになっ
てきた。 しかし、従来の温調装Ｕでは、加温も含めた幾つかの温
度で複数の室を制御するという自由度に乏しく、食料運
搬車の要請を満たすものではなかった。 本発明は、上記のｉ題を解決するために成されたもので
あり、その目的とするところは、簡単な構造で複数の室
を加温も含む異なる温度に自由に制御することである。

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するために、本発明は、冷媒圧縮機と凝
縮器とｍｌ室を冷却する蒸発器とを備えた温調装置にお
いて、前記蒸発器と前記凝縮器との間で切換可能に並列
接続され、蒸発器又は凝縮器として機能する熱交換器と
、前記熱交換器の並列接続を前記蒸発器側と前記凝縮器
側とで切り換える切換手段と、前記熱交換器に熱的に接
続され、前記第１室と断熱された第２室を温度調節する
熱電変換素子と、前記熱電変換素子に熱的に接続され、
前記第２室に対して吸熱又は放熱するヒートシンクと、
前記切換手段の切換及び前記熱電変換素子への通電を制
御する制御手役を採用するものである。

【作用】

第１室にっていは通常の冷凍サイクルの蒸発器により冷
却される。そして、第１室と断熱された第２室は、冷却
又は加温制御される。そのための装置として、第２室の
空気と熱交換する順序に、ヒートシンク、熱電変換素子
、熱交換器が存在し、この熱交換器は第２室を冷却する
場合には、蒸発器として機能し、第２室を加温する場合
には、凝縮器として機能する。又、熱電変換素子も、同
様に、第２室を冷却する場合には、ヒートシンクに対し
て吸熱器として機能し、第２室を加温する場合には、ヒ
ートシンクに対して放熱器として機能する。そして、熱
交換器が蒸発器として機能するか凝縮器として機能する
かは、切換手段により実行される。即ち、熱交換器は切
換手段を介して通常の冷凍サイクルの蒸発器と凝縮器と
に並列接続されており、切換手段の作用により、蒸発器
に並列接続されるか凝縮器に並列接続されるかが決定さ
れる。切換手段により、蒸発器に並列接続された場合に
は、凝縮された冷媒がその熱交換器に流れ、熱交換器は
蒸発器として機能する。又、凝縮器に並列接続された場
合には、その熱交換器には蒸発して圧縮された圧縮冷媒
が流れ、その熱交換器は凝縮器として機能する。又、熱
電変換素子が吸熱器として機能するか放熱器として機能
するかは、熱電変換索子への通電方向を切り換えること
により実行される。そして、切換手段の切換や熱電変換
素子への通電は、制御手役により適正に制御される。 このようにして、熱交換器を蒸発器とし、熱電変換素子
を吸熱器として作動させれば、第２室は第１室の最大冷
却可能温度以下に冷却することができる。又、熱交換器
を凝縮器とし、熱電変換素子を放熱器として作動させれ
ば、第２室は第１室と異なり、加温することができる。

【実施例】

以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。 本実施例は、冷凍車に応用した温調装置である。 第１図は具体的な実施例に係る温調装置の構成を示した
ブロックダイヤグラムであり、第９図は各装置の搭載位
置を示した図である。 通常の冷凍サイクルとして、冷媒を圧縮する圧縮機３、
圧縮冷媒を凝縮する凝縮器４、凝縮器４の熱交換を促進
するファン２５、蒸発圧を調整する絞り弁１４、冷媒を
蒸発して吸熱作用を有する蒸発器５、蒸発器５の熱交換
を促進するファン２４及びそれら各機器を接続する配管
１８が設けられている。そして、圧縮機３は電磁クラッ
チ１５を介してエンジン１６に作動的に結合しており、
その電磁クラッチ１５の断続は制御装置１７により制御
される。又、蒸発器５は第１室１に配設されており、第
１室１はこの通常の冷凍サイクルにより冷却される。 一方、第１室１と断熱された第２室２には、熱交換器６
が配設されており、その熱交換器６は、その入力部及び
出力部で切換手段を構成する３方切換弁１０．１１を介
して、凝縮器４と蒸発器５とに切換可能に並列接続され
ている。即ち、３方切換弁１０．１１の１つのボー）ａ
は蒸発器５に接続され、他の１つのポートｂは凝縮器４
に接続され、更に他の１つのポートＣは熱交換器６に接
続されている。そして、この３方切換弁は、ポートａと
ポートＣとが連通する状態とポートｂとポーｌｃとが連
通ずる２つの状態をとる。通常は、ポートａとポートＣ
とが連通ずるように付勢されており、ソレノイド１２．
１３に通電されることにより、スプールが移動して、ポ
ートｂとポートＣとが連通ずる状態をとる。そして、ソ
レノイド１２．１３への通電は制御装置１７により制御
される。 又、熱交換器６には、熱電変換素子７の１方の吸放熱面
３４が接合し、他方の吸放熱面３５にはヒートシンク８
が接合している。そして、熱電変換素子７の給電端子は
制御装置１７に接続されており、制御装置１７により給
電時間及びその給電方向が制御される。又、ヒートシン
ク８にはファン９が取付けられており、そのファン９に
より第２室２の冷却及び加温が効率良く行われる。 結局、上記温調装置を用いて、第９図に示すように、第
１室１は冷蔵又は冷凍庫として使用でき、第２室２は冷
凍又は加温、保温症として使用できる。 熱電変換素子７は、第３図に詳細に示すように、一方の
吸放熱面３４がアルミニウム又は銅のフラットチューブ
で構成された熱交換器６と接触し、他方の吸放熱面３５
がヒートシンク８の熱伝達面３２と接触するように、熱
交換器６とヒートシンク８との間にブラッケット３１と
固定ボルト３６により加圧挟持されている。又、熱電変
１３！索子７は、熱交換器６とヒートシンク８との間で
ヒートポンプの機能を有するが、汲み上げられた熱の逆
流を防止するために、熱交換器６の上面には、ポリウレ
タンホーム等の断熱材３０が接合されている。又、ヒー
トシンク８の熱交換面３７の前方には空気との熱交換を
効率良く行うためのファン９がファンシュラウド３３に
取り付けられている。 又、制御装置１１７には、第１室１の温度設定を行うた
めの温度設定器１９と第２室２の温度設定を行う温度設
定器２０と第１室１の温度を測定する温度センサ２１と
′Ｍ２Ｍ２Ｏ３度を測定する温度センサ２２とが接続さ
れている。 制御装置１７は、第２図に詳細に示すように、ワンチッ
プマイクロコンピュータ２３と、熱電変換素子７への給
電方向及び通電時間を制御するスイッチ素子としてのト
ランジスタ↑ｒｌ、↑ｒ２．　Ｔｔ３．　Ｔｔ４と、ソ
レノイド１２．１３、電磁クラッチ１５への給電を制御
するためのスイッチ素子として機能するトランジスタＴ
ｒ５．　Ｔｔ６．　Ｔｔ７と、第１室１の蒸発器５のフ
ァン２４を駆動するファンモータ３８、第２室２のヒー
トシンク８のファン９を駆動するファンモータ３９及び
凝縮器４のファン２５を駆動するファンモータ４０の通
電を、それぞれ、制御するトランジスタＴｒ８．Ｔｒ９
　、Ｔｒｉｏとで構成されている。 熱電変１！！！！素子７を吸熱器として作用させるため
には、マイクロコンピュータ２３により、トランジスタ
Ｔｒｉ、　Ｔｔ、！をオンし、トランジスタＴｒ３．　
Ｔｔ４をオフとして、端子ｄが端子ｅに対して正電位と
なるように給電する。又、熱電変換素子７を放熱器とし
て作用させるためには、マイクロコンピュータ２３によ
り、トランジスタＴｒ３．　Ｔｔ４をオンし、トランジ
スタＴｒｉ、　Ｔｔ２をオフとして、端子ｅが端子ｄに
対して正電位となるように給電する。 次に、制御装置１７の作用をマイクロコンピュータ２３
の処理手順を示した第４図に示すフローチャートを参照
して説明する。 第４図のプログラムは一定時間間隔毎に実行される。 ステップ１１０では、温度設定器１９．２０からｍｌ室
１及び第２室２の設定温度ｔｄ、ｔｄ２が入力される。 ステップ１０２では、温度センサ２１，２２から第１室
１及び第２室２の現実の温度１．、１゜が入力される。 次に、ステップ１０４において、第２室２の設定温度ｔ
ｄ２から第２室は冷却設定か加温設定かが判定される。 そして、冷却設定と判定された場合には、ステップ１０
６へ移行して、トランジスタＴｒ５゜Ｔｔ６をオフとす
る。この時、冷媒の循環径路は第６図に示すようになり
、熱交換器６は蒸発器５と並列に接続されることになり
、熱交換器６は蒸発器として機能する。 次に、ステップ１０８へ移行して、ｍｌ室１に関して、
現実の温度１＋が設定温度ｔｄ、よりも高く、且つ、第
２室２に関して、現実の温度ｔ、が設定温度ｔｄＸより
も高いか否かが判定され、その条件が成立する場合には
、ステップ１１０へ移行して、トランジスタＴｒｉ、　
Ｔｒ２をオン、トランジスタＴｒ３．　Ｔｒ４をオフと
して、熱電変換素子７を吸熱作用とする。 又、トランジスタＴｒ７〜ＴｒｌＯをオンとして、圧縮
機３、ファンモータ３８．３９．４０を駆動する。即ち
、本温調制御装置は第５図で示したモードＡの状態とな
り、第１室１及び第２室２は共に冷却され、第２室２は
熱電変換素子７の作用により、第１室１よりも更に低温
に冷却することができる。従って、この場合には、第１
室１を冷蔵庫とし第２室２を冷凍庫として使用すること
ができる。 又、ステップｌＯ８の判定がＮＯの場合には、ステップ
１１２へ移行して、９５１室１及び第２室２の現実の温
度と設定温度との関係が判定され、各温度条件に応じた
処理が行われる。即ち、第２室２のみが設定温度に達し
た場合（モードＢ）には、トランジスタＴｒｉ〜Ｔｒ４
がオフとされ、熱電変換素子７への通電が遮断され、ト
ランジスタＴｒ９がオフとされファンモータ３９が停止
され、他のトランジスタＴｒｙ、　Ｔｒ８．　Ｔｒｉｏ
はオンとされる。又、第１室１のみが設定温度に達した
場合（モードＣ）には、トランジスタ↑ｒ８がオフされ
、ファンモータ３８が停止され、他のトランジスタはモ
ードＡと同一に制御される。又、第１室１と第２室２が
共に設定温度に達した場合（モードＤ）には、各トラン
ジスタＴｒｉ〜Ｔｒｉｏがオフされ、温調装置は冷却動
作を停止する。 一方、ステップ１０４の判定がＮＯの場合には、第２室
は加温設定と判断され、ステップ１１４へ移行して、ト
ランジスタＴｒ５．　Ｔｒ６をオンとする。この時、冷
媒の循環径路は、第７図に示すようになり、熱交換器６
は凝縮器４と並列に接続されたことになり、熱交換器６
は凝縮器として機能する。 次に、ステップ１１６へ移行して、第１室１に関して、
現実の温度ｔ、が設定温度ｔｄ＋よりも高く、且つ、第
２室２に関して、現実の温度ｔ２が設定温度ｔｄｉより
も低いか否かが判定され、その条件が成立する場合には
、ステップ１１８へ移行して、トランジスタＴｒ１．Ｔ
ｒ２をオフ、トランジスタＴｒ３．　Ｔｒ４をオンとし
て、熱電変換素子７を放熱作用とする。 又、トランジスタＴｒ７〜ＴｒｌＯをオンとして、圧縮
機３、ファンモータ３８．３９．４０を駆動する。即ち
、本！ｌ調制御装置は第５図で示したモードＥの状態と
なり、第１室１は冷却、第２室２は加温される。この時
、第２室２は熱交換器６が凝縮器として作用し、且つ、
熱電変換素子７の放熱作用により、第２室を熱交換器６
の温度以上に効果的に加温することができる。例えば、
第２室を冬期におて２０℃以上に加温することができる
。 従って、この場合には、第１室１を冷蔵庫又は冷凍庫と
し、第２室２を加温庫、保温庄として使用することがで
きる。 尚、ステップ１１６の判定がＮＯの場合には、ステップ
１２０へ移行して、第１室ｌ及び第２室２の現実の温度
と設定温度との関係が判定され、各温度　′条件に応じ
た処理が行われる。即ち、第２室２のみが設定温度に達
した場合（モードＦ）には、トランジスタＴｒｉ〜Ｔｒ
４がオフとされ、熱電変換素子７への通電が遮断され、
トランジスタＴｒ９がオフとされファンモータ３９が停
止され、他のトランジスタＴｒｙ、　Ｔｒ８．　Ｔｒｌ
Ｏはオンとされる。又、第１室１のみが設定温度に達し
た場合（モードＧ）には、トランジスタＴｒ？、　Ｔｒ
８．　ＴｒｌＯがオフされ、圧縮機３、ファンモータ３
８．４０が停止され、他のトランジスタはモードＥと同
一にＩＩＩ御される。従って、この場合には、第２室２
は熱電変換素子７のみにより加温される。又、第１室１
と第２室２が共に設定温度に達した場合（モードＨ）に
は、各トランジスタＴｒｉ〜ＴｒｌＯがオフされ、温調
装置は冷却及び加温動作を停止する。 尚、上記実施例の冷蔵、冷凍、加温等の制御モードは１
例であって、他のモードで使用することもできる。 又、上記実施例では、切換手段として２つの三方切換弁
１０．１１を用いているが、第８図に示すように、１つ
の三方切換弁２日と２つの逆止弁２７．２８を用いても
同様な作用を行うことができる。又、第８図の逆止弁２
７．２８はマグネットバルブに置換することも可能であ
る。 又、熱電変換素子７はその吸放熱面３４．３５を低融点
ハンダや熱伝導性の良い接若材で熱交換器６及びヒート
シンク８の熱伝達面３２に接着させても良い。

【発明の効果】

本発明は、蒸発器と凝縮器との間で切換可能に並列接続
され、蒸発器又は凝縮器として機能する熱交換器と、熱
交換器の並列接続を蒸発器側と凝縮器側とで切り換える
切換手段と、熱交換器に熱的に接続され、第２室を温度
調節する熱電変換素子と、切換手段の切換及び熱電変換
素子への通電を制御する制御装置とを有しているので、
効率良く複数の室を、加温を含む異なる温度に制御、例
えば、冷蔵、冷凍、加温、保温等の複数のモードで制御
することができる。従って、本発明の温調装置は使い勝
手が良く各種の用途に用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の具体的な、一実施例に係る温調￥ｉ置
の構成を示したブロックダイヤグラム。第２図は同実施
例装置の制御装置の構成を示したブロックダイヤグラム
。第３図は熱電変換素子の取付構造を示した分解斜視図
。第４図はｆｌｒ制御装置の処理手順を示したフローチ
ャート。′ｆＪ５図は制御モードを示した説明図。第６
図、第７図は、それぞれ、冷媒の循環径路を示した説明
図。第８図は他の実施例に係る温調装置の構成を示した
ブロックダイヤグラム。第９図は冷凍車に搭載される温
調装置の配置を示した斜視図である。 １・・第１室　２゛第２室　３・圧縮機４・・・凝縮器
　５・・・・蒸発器　６・・°熱交換器７°・・・熱電
変換素子　８・・ヒートシンク１０．１１・・・三方切
換弁 １２．１３・・ソレノイド 特許出願人　　日本電装株式会社 代　理　人　　弁理士　藤谷　修 第１１ 第６図 第７図 ム 第８図 第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　冷媒圧縮機と凝縮器と第１室を冷却する蒸発器とを備
   えた温調装置において、 前記蒸発器と前記凝縮器との間で切換可能に並列接続さ
   れ、蒸発器又は凝縮器として機能する熱交換器と、 前記熱交換器の並列接続を前記蒸発器側と前記凝縮器側
   とで切り換える切換手段と、 前記熱交換器に熱的に接続され、前記第１室と断熱され
   た第２室を温度調節する熱電変換素子と、前記熱電変換
   素子に熱的に接続され、前記第２室に対して吸熱又は放
   熱するヒートシンクと、前記切換手段の切換及び前記熱
   電変換素子への通電を制御する制御手役と を備えたことを特徴とする多室温調装置。