JPH0221739Y2 - - 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
温度も低下し、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
り度によつて影響を受けることになる。したがつ
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媒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
駆動されるのでまずオリフイス部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、前記オリフイス部にこれの高圧側に第１
オリフイスチユーブを取付けると共に、当該第１
オリフイスチユーブから流出した冷媒を前記低圧
側回路に案内する第２オリフイスチユーブを前記
オリフイス部に取付け、前記第２オリフイスチユ
ーブの内径よりも大きな開口面積を有すると共に
前記第１オリフイスチユーブから流出した冷媒を
前記第２オリフイスチユーブを迂回させて前記低
圧側回路に案内する迂回通路を前記オリフイス部
に形成し、前記迂回通路を閉じる方向に弾発力が
付加され前記迂回通路を開閉するスプールを前記
オリフイス部内に進退自在に収容し、前記第１オ
リフイスチユーブから噴出した冷媒が衝突する受
け部を前記スプールに形成してなり、前記噴出し
た冷媒によつて前記受け部が前記弾発力より小さ
い圧力を受ける際には、前記スプールが前記迂回
通路を閉じて前記第２オリフイスチユーブで冷媒
を更に絞り膨張し、前記噴出した冷媒によつて前
記受け部が前記弾発力より大きい圧力を受ける際
には、前記スプールが前記弾発力に抗して前記迂
回通路を開いてこの迂回通路から冷媒を前記低圧
側回路に案内するようにしてなる自動車用冷房装
置である。

（作用） 第１オリフイスチユーブから噴出した冷媒によ
つてスプールの受け部がスプールに付加された弾
発力より小さい圧力を受ける際には、スプールが
迂回通路を閉じ、前記噴出した冷媒は第２オリフ
イスチユーブで更に絞り膨張される。

また、噴出した冷媒によつて受け部が弾発力よ
り大きい圧力を受ける際には、スプールが前記弾
発力に抗して迂回通路を開くため、多量の冷媒が
第２オリフイスチユーブを迂回して低圧側回路に
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、これらを結ぶ小径のくびれ部
１３ｃ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１３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の前端部は第１オリ
フイスチユーブ１５の噴出口に臨み、後部通路１
８の後端は導管９の低圧側に臨んでいる。隔壁１
９には第２オリフイスチユーブ２０が両通路１７
と１８とを連通させるように貫通固定されてい
る。スプール収容室１２と通路１７，１８とを区
切る隔壁１９には、第２オリフイスチユーブ２０
の内径よりも大きな開口面積を有する迂回通路２
１が通路１７および１８と収容室１２とを連通さ
せるように介設されており、この迂回通路２１は
スプール１３の前後方向の位置により開度が調整
されるようになつている。すなわち、迂回通路２
１はスプール１３がスプリング１４に付勢されて
最も前進した状態において迂回通路２１を遮断
し、スプール１３がスプリング１４に抗して後退
することによりくびれ部１３ｃを通じて迂回通路
を解放するようになつている。

次に作用を説明すると、エンジンを始動に伴
い、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
液冷媒は第１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
第１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、噴出した冷媒は第１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、迂回通路２１を
全閉し続けることになる。

迂回通路２１が全閉されることによつて前後部
通路１７と１８とが遮断されているため、前部通
路１７を流れる冷媒は第２オリフイスチユーブ２
０を通じて後部通路１８に噴出することになる。
この第２オリフイスチユーブ２０の通過により、
冷媒は第２段目の絞り膨張が行なわれる。

このようにして、アイドリング時には、第１オ
リフイスチユーブ１５と第２オリフイスチユーブ
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に圧送さ
れて来た冷媒は、第１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
は第１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に抗して後退され、その後退スト
ロークに応じて迂回通路２１が開かれる。

迂回通路２１が開かれることによつて前後部通
路１７と１８がくびれ部１３ｃを介して連通され
るため、前部通路１７を流れる劣媒は、第２オリ
フイスチユーブ２０を迂回して、くびれ部１３ｃ
から後部通路１８に流れるようになる。したがつ
て、中高速運転時には第１オリフイスチユーブ１
５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、オリフイス部にこれの高圧側に第１オリフイ
スチユーブを取付けると共に、当該第１オリフイ
スチユーブから流出した劣媒を低圧側回路に案内
する第２オリフイスチユーブを前記オリフイス部
に取付け、前記第２オリフイスチユーブの内径よ
りも大きな開口面積を有すると共に前記第１オリ
フイスチユーブから流出した冷媒を前記第２オリ
フイスチユーブを迂回させて前記低圧側回路に案
内する迂回通路を前記オリフイス部に形成し、前
記迂回通路を閉じる方向に弾発力が付加され前記
迂回通路を開閉するスプールを前記オリフイス部
内に進退自在に収容し、前記第１オリフイスチユ
ーブから噴出した冷媒が衝突する受け部を前記ス
プールに形成してなり、前記噴出した冷媒によつ
て前記受け部が前記弾発力より小さい圧力を受け
る際には、前記スプールが前記迂回通路を閉じて
前記第２オリフイスチユーブで冷媒を更に絞り膨
張し、前記噴出した冷媒によつて前記受け部が前
記弾発力より大きい圧力を受ける際には、前記ス
プールが前記弾発力に抗して前記迂回通路を開い
てこの迂回通路から冷媒を前記低圧側回路に案内
するようにしたので、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、第１と
第２のオリフイスチユーブによる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、第１オリフ
イスチユーブのみで絞り膨張させると共に、迂回
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……第１オリフイスチユーブ、１
７……前部通路、１８……後部通路、１９……隔
壁、２０……第２オリフイスチユーブ、２１……
迂回通路。

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にこれの高圧側に第１オ
   リフイスチユーブ１５を取付けると共に、当該第
   １オリフイスチユーブ１５から流出した冷媒を前
   記低圧側回路８に案内する第２オリフイスチユー
   ブ２０を前記オリフイス部１０に取付け、 前記第２オリフイスチユーブ２０の内径よりも
   大きな開口面積を有すると共に前記第１オリフイ
   スチユーブ１５から流出した冷媒を前記第２オリ
   フイスチユーブ２０を迂回させて前記低圧側回路
   ８に案内する迂回通路２１を前記オリフイス部１
   ０に形成し、 前記迂回通路２１を閉じる方向に弾発力が付加
   され前記迂回通路２１を開閉するスプール１３を
   前記オリフイス部１０内に進退自在に収容し、 前記第１オリフイスチユーブ１５から噴出した
   冷媒が衝突する受け部１３ａを前記スプール１３
   に形成してなり、 前記噴出した冷媒によつて前記受け部１３ａが
   前記弾発力より小さい圧力を受ける際には、前記
   スプール１３が前記迂回通路２１を閉じて前記第
   ２オリフイスチユーブ２０で冷媒を更に絞り膨張
   し、 前記噴出した冷媒によつて前記受け部１３ａが
   前記弾発力より大きい圧力を受ける際には、前記
   スプール１３が前記弾発力に抗して前記迂回通路
   ２１を開いてこの迂回通路２１から冷媒を前記低
   圧側回路８に案内するようにしてなる自動車用冷
   房装置。