JPH0221738Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の目的］ （産業上の利用分野） 本考案は、冷房サイクル中に冷媒膨張用のオリ
フイス部を有する自動車用冷房装置に関する。

（従来の技術） 自動車用冷房装置には実開昭57−87268号公報
に開示されるようにオリフイス部により冷媒の絞
り膨張を行なうものがある。このようなタイプの
冷房装置１は第１図に示すように、コンプレツサ
２、コンデンサ３、エバポレータ４の他に冷媒を
絞り膨張させるために設けられたオリフイス部５
と、余剰冷媒の貯溜と気液分離を行いガス状の冷
媒のみをコンプレツサ２に戻すためのアキユムレ
ータ６とを冷房サイクル中に設け、コンデンサ側
の高圧側回路７からの冷媒をオリフイス部５によ
り絞り膨張して低圧側回路８に流している。この
オリフイス部５は第２図に詳示するようにその絞
り度が固定である。図示するように、このオリフ
イス部５は冷房サイクルの一部を構成する導管９
内に金網等のフイルター５ａを設け、このフイル
ター５ａにより濾過された冷媒をオリフイスチユ
ーブ５ｂに導き、再度導管９中に吹き出して絞り
膨張を行うようにしたものである。

冷媒を膨張するための膨張弁のように、エバポ
レータの熱負荷に応じて冷媒蒸発圧力と温度によ
り開度を変えエバポレータを流れる冷媒量を制御
し得るものではエバポレータで気化できなかつた
液状冷媒がコンプレツサに帰還することはない
が、前述のごとき固定開度のオリフイス部５を用
いた場合ではこのような事態が生じるためエバポ
レータ４とコンプレツサ３との間にアキユムレー
タ６を設けて液冷媒がコンプレツサに帰還しない
ようにしている。

第１図に示すようにオリフイス部５を用いた冷
房サイクルにあつては、オリフイス部５を通過し
てエバポレータ４内において蒸発する冷媒によ
り、エバポレータ４の温度が定まることになり、
エバポレータ４により熱交換された空気を車室内
に案内して車室内の冷房がなされるようにしたも
のである。このエバポレータ４の温度はエバポレ
ータ４内における冷媒の圧力と密接な関係があ
る。つまり、冷媒の圧力が低くなれば冷媒の蒸発
温度が低下しエバポレータ４の温度も低くなる。
一方、冷媒の圧力が高くなれば冷媒の蒸発温度も
高くなり、エバポレータ４の温度も高くなるとい
う関係がある。また、エバポレータ４内の圧力は
オリフイス部５内のチユーブの内径、つまり絞り
度によつて影を受けることになる。したやつて、
オリフイス部５内のチユーブの内径をより小さく
して、絞り度を高めれば高める程、エバポレータ
４内の冷媒圧力が低下し、エバポレータ４の温度
が低下して冷房能力が向上することになる。

しかしながら、必要以上に絞り度を高めること
はエバポレータ４内を流れる冷媒の量が少なくな
り、熱交換能力つまり冷房能力は冷媒を多量に流
した場合と比較して全体的に低下するので、車室
内に吹き出される空気の温度を低下させることが
できなくなる。

したがつて、オリフイス部５を用いた自動車用
の冷房サイクルにあつては、エバポレータ４内の
冷媒の圧力を最大冷房時に必要とする程度の低い
圧力に維持し得る程度の高い絞り度にオリフイス
部５の内径を設定すると共に、最大冷房時に必要
となる冷媒量をエバポレータ４内に流す必要があ
る。このためオリフイス部５を用いた冷房サイク
ルは、エバポレータ４の容量が大きい場合つま
り、大型のエバポレータ４を有し冷房能力に余裕
がある場合に構造簡単で安価なので、有用である
という特性がある。

（考案が解決しようとする課題） ところが、エバポレータ４の容量を比較的小さ
くしなければならない場合には、エバポレータ４
の容量を余裕のある容量とすることができず、上
述のようにオリフイス部５を用いた冷房サイクル
では次のような問題点がある。自動車用の空気調
和装置は走行用のエンジンによりコンプレツサが
駆動されるため、オリフイス部５のチユーブの内
径により定まる液冷媒の流量を自動車の走行速度
の中高速域で最大冷房状態が得られるように設定
すると、アイドリング時のようにエンジン回転数
が低いときには、エンジンで駆動されるコンプレ
ツサの回転もエンジン回転数に伴ない低くなるか
ら、アイドリング時にはエバポレータ４への冷媒
流量が少なくなり、また、オリフイス部５のチユ
ーブ内径が中高速域で最大冷房状態が得られるよ
うに設定されているためにオリフイス部５におけ
る圧力低下が充分でなく、所望の冷房効果が得ら
れなくなる。一方、オリフイス部５のチユーブ内
径により定まる液冷媒の流量をアイドリング時に
最大冷房状態が得られるように設定すると、エバ
ポレータ４の容量に対して相対的に絞り度が高く
なることから、中速ないし高速時に必要とする冷
媒の流量、つまりオリフイス部５を通過する液冷
媒の流量が足りずに所望の冷房能力が維持できな
くなる。

本考案は上記従来技術の問題点に鑑み、オリフ
イスチユーブ式の冷房サイクルの特性を生かしつ
つ、全車速の範囲において所望の流量及び圧力の
冷媒をエバポレータに案内し得るようにすること
を目的とする。

［考案の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するための本考案は、冷房サイ
クルの高圧側回路から低圧側回路に向けて循環
し、エバポレータに流入する冷媒を絞り膨張させ
るオリフイス部を設けてなる自動車用冷房装置に
おいて、前記オリフイス部の高圧側にオリフイス
チユーブを取付け、当該オリフイスチユーブの方
向にばね力が付与されると共にこのチユーブの噴
出口に相対向して噴出冷媒により進退するスプー
ルを前記オリフイス部に取付け、当該スプールの
進退に対応して絞り度が増減すると共に前記オリ
フイスチユーブで絞り膨張されて流出した冷媒を
前記低圧側回路に案内する可変オリフイス通路を
前記オリフイス部に形成してなり、冷媒の流量増
加に伴なつて前記ばね力に抗して前記可変オリフ
イス通路の絞り度を減少させるようにしてなる自
動車用冷房装置である。

（作用） オリフイスチユーブから噴出した冷媒によつて
スプールが該スプールに付与されたばね力より小
さい圧力を受ける際には、スプールは移動せず、
前記噴出した冷媒は、絞り度が最も増加した状態
の可変オリフイス通路で更に絞り膨張される。

また、冷媒の流量増加に伴ない噴出冷媒によつ
てスプールがばね力より大きい圧力を受ける際に
は、スプールが前記ばね力に抗して可変オリフイ
ス通路の絞り度を減少させるため、多量の冷媒が
低圧側回路に案内される。

（実施例） 以下、本考案の一実施例を図面につき説明す
る。

第３図は本考案による自動車用冷房装置に使用
されるオリフイス部を示す縦断面図、第４図はそ
の作動状態を説明するための縦断面図、第５図は
第４図におけるスプールを示す斜視図である。

本実施例において、このオリフイス部１０は冷
房サイクルの回路の一部を構成する導管９内に嵌
合されるケーシング１１を備えており、ケーシン
グ１１の内部にはスプール収容室１２が導管９の
中心軸とほぼ平行方向に形成されている。この収
容室１２内にはスプール１３が中心軸とほぼ平行
方向に摺動自在に嵌装されており、スプール１３
は収容室１２の低圧側の底部に介設されたスプリ
ング１４により高圧側、つまり冷媒の上流側の方
向に常時付勢されている。スプール１３は先端側
に位置する受け部１３ａと、後端側に位置するば
ね受け部１３ｂと、開度調整部１３ｃと、この開
度調整部１３ｃと受け部１３ａとを結ぶ小径のく
びれ部１３ｄとからなる。ケーシング１１の前壁
には、第１オリフイスチユーブ１５がスプール１
３の中心延長線上に挿入固定されており、このオ
リフイスチユーブ１５の噴出口はスプール１３の
受け部１３ａに相対向するようになつている。

ケーシング１１の内部には、隔壁１９により前
後に仕切られた前部通路１７と後部通路１８とが
スプール収容室１２に隣接しこれに沿うように形
成されており、前部通路１７の前端部はオリフイ
スチユーブ１５の噴出口に臨み、後部通路１８の
後端は導管９の低圧側に臨んでいる。

スプール収容室１２と通路１７，１８とを区切
る隔壁１９には、隔壁１９とによつて可変オリフ
イス通路２０が形成されており、スプリング１４
によりスプール１３が最も前進した位置では、ス
プール１３の開度調整部１３ｃが可変オリフイス
通路２０の面積を最小に設定する。そして、オリ
フイスチユーブ１５から噴出した液冷媒が受け部
１３ａに衝突するとスプリング１４によるばね力
に抗して徐々にスプール１３の開度調整部１３ｃ
が可変オリフイス通路２０の面積を無段階に変化
させるようになつている。そして、スプール１３
の開度調整部１３ｃは第５図に示すようにスプー
ル１３の外周に溝２１を設けることにより形成さ
れている。

次に作用を説明すると、エンジンを始動させ空
気調和装置を作動させ、いわゆるエアコンスイツ
チを押すと、電磁クラツチがオンしてコンプレツ
サ２とエンジンとの連結が行われコンプレツサ２
は始動するが、エンジン回転数が低くコンプレツ
サの回転数が低い状態では吐出冷媒量は少ない。
またコンデンサ３に当る風の量が少ないため、冷
媒は十分な過冷却とならずにオリフイス部１０に
至る。すなわち、アイドリング時にオリフイス部
１０に至る液状の冷媒は比較的高温高圧である
が、それが保有する速度エネルギないしは運動エ
ネルギ（いわゆる動圧）は比較的小さい。

このときに、オリフイス部１０に流下して来た
液冷媒はオリフイスチユーブ１５を通じてケーシ
ング１１内の前部通路１７に噴出する。このオリ
フイスチユーブ１５を通過することにより、冷媒
の第１段目の絞り膨張が行われる。そして、噴出
した冷媒はオリフイスチユーブ１５に相対向する
スプール１３の受け部１３ａに衝突し慣性力をス
プール１３に付勢することになる。しかし、前述
したように、アイドリング時には動圧が小さいた
め、この冷媒の付勢力はスプリング１４の押し戻
し力に及ばない。したがつて、スプール１３は第
３図に示すように、スプリング１４により前進さ
れた状態を維持し、可変オリフイス通路２０は最
小の面積となる。これにより、オリフイスチユー
ブ１５を通過した第１段階目の絞り膨張を行なつ
た冷媒は、最小面積となつた可変オリフイス通路
２０で第２段階目の絞り膨張がなされる。

このようにして、アイドリング時には、オリフ
イスチユーブ１５と最小面積の可変オリフイス通
路２０の両方で絞り膨張が行なわれるので、エバ
ポレータ４内の圧力が低くなる。このように低い
蒸発圧力のものとでは冷媒の蒸発温度も低くな
り、たとえ冷媒の総流量が少ない状態であつて
も、自動車用冷房装置の冷房能力は比較的高い値
を示すことになり、アイドリング時の冷房不足を
補うことになる。

一方、自動車の中高速運転時においては、エン
ジンにより駆動されるコンプレツサ２の回転数が
高いため、冷媒の圧送量は大きい。また、コンデ
ンサ３に当る風の量が大きいため、冷媒は十分に
凝縮される。すなわち、中高速運転時にオリフイ
ス部１０に圧送されて来る冷媒が保有する動圧は
アイドリング時に比べて大きくなつている。ま
た、充分に凝縮されているので、冷媒を蒸発させ
るためのオリフイス部による圧力低下は比較的少
なくて済む。そして、オリフイス部１０に送給さ
れて来た冷媒は、オリフイスチユーブ１５を通じ
てケーシング１１内の前部通路１７に噴出する。
このとき、冷媒は流量大であり噴出した冷媒はオ
リフイスチユーブ１５に相対向するスプール１３
の受け部１３ａに衝突し慣性力をスプール１３に
付勢することになる。中高速運転時には冷媒の動
圧が大きいため、この冷媒の付勢力はスプリング
１４の押し戻し力よりも大きくなる。したがつ
て、スプール１３は第４図に示すように、スプリ
ング１４のばね力に抗して後退され、その後退ス
トロークに応じて可変オリフイス通路２０の面積
が増大する。このとき前部通路１７を流れる冷媒
は、可変オリフイス通路２０の開度に応じた量が
後部通路１８に流れるようになる。中高速運転時
にはオリフイスチユーブ１５における絞り効果の
みであり、エバポレータ４内の冷媒の圧力はやや
高めになるが、エバポレータ４内に達する冷媒の
量は多量となり、全体として熱交換能力（冷媒能
力）が大きくなり、所望の冷房能力が維持される
ことになる。

これにより、オリフイス部を有する冷房装置に
おいてもアイドリング等の低速回転時のみなら
ず、中高速時においても所望の冷房能力を維持す
ることが可能となる。

［考案の効果］ 以上の説明より明らかなように、本考案によれ
ば、オリフイス部の高圧側にオリフイスチユーブ
を取付け、当該オリフイスチユーブの方向にばね
力が付与されると共にこのチユーブの噴出口に相
対向して噴出冷媒により進退するスプールを前記
オリフイス部に取付け、当該スプールの進退に対
応して絞り度が増減すると共に前記オリフイスチ
ユーブで絞り膨張されて流出した冷媒を前記低圧
側回路に案内する可変オリフイス通路を前記オリ
フイス部に形成してなり、冷媒の流量増加に伴な
つて前記ばね力に抗して前記可変オリフイス通路
の絞り度を減少させるようにしたので、エンジン
のアイドリング時のように冷媒の圧送量が少ない
場合には、オリフイスチユーブと可変オリフイス
通路とによる２段階の絞り膨張により、エバポレ
ータ内の冷媒の圧力を十分低下させてエンジンの
低回転時における冷房能力の維持を図ることがで
きる。また、中高速運転時のように冷媒の圧送量
が多い場合には、オリフイスチユーブのみで絞り
膨張させると共に、所定開度の可変オリフイス通
路を通じて冷媒流量の増大を図ることにより、エ
バポレータにおける冷媒の気化を適正に保ち、所
望の冷房能力の維持を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的なオリフイス部を有する自動車
用冷房装置の冷房サイクルの回路図、第２図は従
来のオリフイス部を示す断面図、第３図は本考案
に係る自動車用冷房装置のオリフイス部を示す断
面図、第４図はその作動状態を説明するための断
面図、第５図は第３，４図におけるスプールを示
す斜視図である。 ２……コンプレツサ、３……コンデンサ、４…
…エバポレータ、７……高圧側回路、８……低圧
側回路、９……導管、１０……オリフイス部、１
１……ケーシング、１２……スプール収容室、１
３……スプール、１３ａ……受け部、１４……ス
プリング、１５……オリフイスチユーブ、１７…
…前部通路、１８……後部通路、１９……隔壁、
２０……可変オリフイス通路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 冷房サイクルの高圧側回路７から低圧側回路８
   に向けて循環し、エバポレータ４に流入する冷媒
   を絞り膨張させるオリフイス部１０を設けてなる
   自動車用冷房装置において、 前記オリフイス部１０の高圧側にオリフイスチ
   ユーブ１５を取付け、 当該オリフイスチユーブ１５の方向にばね力が
   付与されると共にこのチユーブ１５の噴出口に相
   対向して噴出冷媒により進退するスプール１３を
   前記オリフイス部１０に取付け、 当該スプール１３の進退に対応して絞り度が増
   減すると共に前記オリフイスチユーブ１５で絞り
   膨張されて流出した冷媒を前記低圧側回路８に案
   内する可変オリフイス通路２０を前記オリフイス
   部１０に形成してなり、 冷媒の流量増加に伴なつて前記ばね力に抗して
   前記可変オリフイス通路２０の絞り度を減少させ
   るようにしてなる自動車用冷房装置。