JPH0285648A - 冷凍サイクル制御装置 - Google Patents
冷凍サイクル制御装置Info
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- JPH0285648A JPH0285648A JP23743588A JP23743588A JPH0285648A JP H0285648 A JPH0285648 A JP H0285648A JP 23743588 A JP23743588 A JP 23743588A JP 23743588 A JP23743588 A JP 23743588A JP H0285648 A JPH0285648 A JP H0285648A
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Links
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2600/00—Control issues
- F25B2600/02—Compressor control
- F25B2600/025—Compressor control by controlling speed
- F25B2600/0253—Compressor control by controlling speed with variable speed
Landscapes
- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
光団Q旦旬 [産業上の利用分野]
本発明は、冷凍サイクルの制御装置に関し、特に蒸発器
から圧縮機にかけての冷媒の温度または過熱度に基づき
圧縮機の容量を調節し、更に蒸発器から圧縮機にかけて
の冷媒の圧力に基づき膨張弁で膨張される冷媒量を調節
する冷凍サイクル制御装置に関する。
から圧縮機にかけての冷媒の温度または過熱度に基づき
圧縮機の容量を調節し、更に蒸発器から圧縮機にかけて
の冷媒の圧力に基づき膨張弁で膨張される冷媒量を調節
する冷凍サイクル制御装置に関する。
[従来の技術]
一般的に、自動車用空気調和装置(以下「エアコン」と
もいう)等には、圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器を
備えた冷凍サイクル装置が用いられている。この装置は
、冷媒を上記順序で循環させて室内空気と蒸発器とで熱
交換を行い、室内をン令却する。
もいう)等には、圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器を
備えた冷凍サイクル装置が用いられている。この装置は
、冷媒を上記順序で循環させて室内空気と蒸発器とで熱
交換を行い、室内をン令却する。
この様な装置は、室内の温度(あるいは湿度も)を快適
な状態に維持するために、室内の温度(湿度)状態に応
じてその能力を制御しなくてはならない。このエアコン
の負荷変動に対する制御システムの一つに、従来、次の
ような装置が考案されていた。
な状態に維持するために、室内の温度(湿度)状態に応
じてその能力を制御しなくてはならない。このエアコン
の負荷変動に対する制御システムの一つに、従来、次の
ような装置が考案されていた。
即ち、■高負荷時は蒸発器から圧縮機にかけての冷媒の
温度または過熱度が比較的高いので、その冷媒の過熱度
に応じて膨張弁もごて膨張される冷bX量を制御し、■
低負荷時には蒸発器圧力が一定値以ドとならぬように制
御し、フロストを防止するため、蒸発器上流の冷(LX
蒸気圧に応じて膨張弁にて膨張される冷媒量を制御する
装置が知られている(特開昭61−70355号)。こ
の装置は冷媒熱気圧を蒸発器上流で捉えていることから
、一般に用いられている「蒸発圧力は圧縮機の能力調整
で行う冷凍サイクル制御システム」に比較して、蒸発器
及び配管による圧力損失の影響を考慮することなく、冷
凍サイクルを制御できる特徴も有する。しかしながら、
従来の過熱度5Hft膨張弁で制御するサイクルに較べ
て膨張弁にて蒸発器圧力を制御すると過熱度SHを制御
する機構がなくなる。そこで、サイクルを健全に機能さ
せるためには、圧縮機の容量制御により、過熱度SHを
制御する機構が考えられる。
温度または過熱度が比較的高いので、その冷媒の過熱度
に応じて膨張弁もごて膨張される冷bX量を制御し、■
低負荷時には蒸発器圧力が一定値以ドとならぬように制
御し、フロストを防止するため、蒸発器上流の冷(LX
蒸気圧に応じて膨張弁にて膨張される冷媒量を制御する
装置が知られている(特開昭61−70355号)。こ
の装置は冷媒熱気圧を蒸発器上流で捉えていることから
、一般に用いられている「蒸発圧力は圧縮機の能力調整
で行う冷凍サイクル制御システム」に比較して、蒸発器
及び配管による圧力損失の影響を考慮することなく、冷
凍サイクルを制御できる特徴も有する。しかしながら、
従来の過熱度5Hft膨張弁で制御するサイクルに較べ
て膨張弁にて蒸発器圧力を制御すると過熱度SHを制御
する機構がなくなる。そこで、サイクルを健全に機能さ
せるためには、圧縮機の容量制御により、過熱度SHを
制御する機構が考えられる。
我々は、この膨張弁で蒸発器圧力を制御し、圧縮機で過
熱度SHを制御するサイクルを発明し、既に「冷凍サイ
クル制御装置(特願昭63−162932号)」とし”
C出願した。本発明は更に改良を重ねたものである。
熱度SHを制御するサイクルを発明し、既に「冷凍サイ
クル制御装置(特願昭63−162932号)」とし”
C出願した。本発明は更に改良を重ねたものである。
[発明が解決しようとする課題]
上記冷凍サイクル制御装置(特願昭63−162932
号)は、上述したごとく圧力損失について有利であるが
、特に自動車に搭載されている冷凍サイクルは、圧縮機
の回転速度がエンジンの回転速度に依存しているため當
に一定の回転速度、即ち単位時間当り一定の吐出回数で
はない。ところが高回転速度側では、低回転速度側と比
較して圧縮機の容量が同一でも冷媒の吐出回数が多いの
で、第8図に示すごとく、単位時間当りの冷媒流量は、
低回転速度の場合に較べて上昇してしまう。
号)は、上述したごとく圧力損失について有利であるが
、特に自動車に搭載されている冷凍サイクルは、圧縮機
の回転速度がエンジンの回転速度に依存しているため當
に一定の回転速度、即ち単位時間当り一定の吐出回数で
はない。ところが高回転速度側では、低回転速度側と比
較して圧縮機の容量が同一でも冷媒の吐出回数が多いの
で、第8図に示すごとく、単位時間当りの冷媒流量は、
低回転速度の場合に較べて上昇してしまう。
従って、高回転側では、過渡時に少しの圧縮機容量変動
があっても冷凍サイクルに敏感に影響し、制iajの安
定性を欠く場合があった。逆に、高回転速度側の制御の
安定性を考慮して、過熱度の変化ΔSHに対する容量変
化を好適な感度に調整すると、低回転側での冷凍サイク
ルの過渡応答性が低下してしまう。
があっても冷凍サイクルに敏感に影響し、制iajの安
定性を欠く場合があった。逆に、高回転速度側の制御の
安定性を考慮して、過熱度の変化ΔSHに対する容量変
化を好適な感度に調整すると、低回転側での冷凍サイク
ルの過渡応答性が低下してしまう。
このため、全回転速度域で応答性と安定性とを確保する
ために、過熱度変化ΔSH団IN−rlAX+ (圧
縮機最小容量から最大容量へ変化するのに必要な過熱度
変化)と回転速度との関係を検討した結果、第7図に例
示するごとく、回転速度が高くなるほど上昇させること
が必要であることを見いだした。ここで示している過熱
度変化ΔSH(MIN−M自×)は、可変容量圧縮機の
最小容量から最大容量へ変化させるための過熱度変化Δ
SHを示している。聞ち、過熱度変化ΔSHによる容量
変化を回転速度が上昇するほど低く補正、つまり鈍感に
設定すればよい。
ために、過熱度変化ΔSH団IN−rlAX+ (圧
縮機最小容量から最大容量へ変化するのに必要な過熱度
変化)と回転速度との関係を検討した結果、第7図に例
示するごとく、回転速度が高くなるほど上昇させること
が必要であることを見いだした。ここで示している過熱
度変化ΔSH(MIN−M自×)は、可変容量圧縮機の
最小容量から最大容量へ変化させるための過熱度変化Δ
SHを示している。聞ち、過熱度変化ΔSHによる容量
変化を回転速度が上昇するほど低く補正、つまり鈍感に
設定すればよい。
[目的コ
本発明は、上記関係を実現する冷凍サイクル制御装置を
提供するものであり、蒸発器圧力を、膨張弁で調節し、
圧縮機の容量を、温度または過熱度に基づいて調節する
冷凍サイクルであって、圧縮機が高回転側で過熱度変化
ASHに比較的鈍感に、低回転側で比較的に@感にする
ことにより先行技術を更に改良した冷凍サイクル制御装
置を提供するものである。
提供するものであり、蒸発器圧力を、膨張弁で調節し、
圧縮機の容量を、温度または過熱度に基づいて調節する
冷凍サイクルであって、圧縮機が高回転側で過熱度変化
ASHに比較的鈍感に、低回転側で比較的に@感にする
ことにより先行技術を更に改良した冷凍サイクル制御装
置を提供するものである。
発明の構成 [課題を解決するための手段]上記問題を
解決するためになされた本発明は、少なくとも可変容量
圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器を冷媒の流れに沿っ
て順に配備したi令凍サイクルに対する制御装置であっ
て、 蒸発器により発生する冷媒蒸気の圧力に基づいて膨張弁
にて膨張される冷媒量を調節する冷媒圧力制御手段と、 蒸発器から可変容量圧縮機しこかけての冷媒の温度また
は過熱度の上昇・下降変化に応じて可変容量圧縮機の容
量を増加・減少調節する過熱度制御手段と、 可変容量圧縮機の回転速度に関連する物理量を検出する
回転検出手段と、 回転検出手段にて検出された回転速度が高いほど上記過
熱度制御手段による容量調節量を低く補正する感度補正
手段と、 を備えたことを特撮とする冷凍サイクル制御装置を要旨
とする。
解決するためになされた本発明は、少なくとも可変容量
圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器を冷媒の流れに沿っ
て順に配備したi令凍サイクルに対する制御装置であっ
て、 蒸発器により発生する冷媒蒸気の圧力に基づいて膨張弁
にて膨張される冷媒量を調節する冷媒圧力制御手段と、 蒸発器から可変容量圧縮機しこかけての冷媒の温度また
は過熱度の上昇・下降変化に応じて可変容量圧縮機の容
量を増加・減少調節する過熱度制御手段と、 可変容量圧縮機の回転速度に関連する物理量を検出する
回転検出手段と、 回転検出手段にて検出された回転速度が高いほど上記過
熱度制御手段による容量調節量を低く補正する感度補正
手段と、 を備えたことを特撮とする冷凍サイクル制御装置を要旨
とする。
[作用]
上述した本発明の構成では、冷凍サイクルの冷凍能力に
比較的大きな影響を与える蒸発器における冷媒蒸気の圧
力(蒸発圧力)については、冷媒圧力制御手段が蒸発器
の上流に設けられる膨張弁からの冷媒流量により調節し
、またその冷媒の過熱度または温度については、過熱度
制御手段が圧縮機の容量により調節している。
比較的大きな影響を与える蒸発器における冷媒蒸気の圧
力(蒸発圧力)については、冷媒圧力制御手段が蒸発器
の上流に設けられる膨張弁からの冷媒流量により調節し
、またその冷媒の過熱度または温度については、過熱度
制御手段が圧縮機の容量により調節している。
更に、感度補正手段は、可変容量圧縮機の回転速度が高
いほど上記過熱度制御手段による容量調節量を低く補正
する。即ち、感度補正手段は、回転検出手段にて検出さ
れた回転速度が高くなると、過熱度制御手段による容量
調節を、過熱度または温度の変化に対して容量変化の程
度を低くしたり、逆に回転速度が低くなると、過熱度ま
たは温度の変化に対して容量変化の程度を高くする。
いほど上記過熱度制御手段による容量調節量を低く補正
する。即ち、感度補正手段は、回転検出手段にて検出さ
れた回転速度が高くなると、過熱度制御手段による容量
調節を、過熱度または温度の変化に対して容量変化の程
度を低くしたり、逆に回転速度が低くなると、過熱度ま
たは温度の変化に対して容量変化の程度を高くする。
従って、全速度域で、冷媒の過熱度または温度の変化に
対して冷1流量変化のバランスが良くなり、ハンチング
等を生じない常に安定した冷凍サイクル制御がなされる
ようになる。
対して冷1流量変化のバランスが良くなり、ハンチング
等を生じない常に安定した冷凍サイクル制御がなされる
ようになる。
[実施例コ
次に本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。第1図は一実施例としての自動車用エアコン装置
を示す。
する。第1図は一実施例としての自動車用エアコン装置
を示す。
本装置の冷凍サイクルは、可変容量圧縮機1、凝縮器3
、レシーバ5、可変開度膨張弁7、及び蒸発器9から構
成されている。可変容量圧縮機1及び可変開度膨張弁7
以外の機能は一般的なものであり、構成も公知であるの
で、それ自身の説明は省略する。
、レシーバ5、可変開度膨張弁7、及び蒸発器9から構
成されている。可変容量圧縮機1及び可変開度膨張弁7
以外の機能は一般的なものであり、構成も公知であるの
で、それ自身の説明は省略する。
可変容量圧縮機1について第2図(A)、 (B)に
示す縦断面図及びその概略B−B断面図に基づいて説明
する。
示す縦断面図及びその概略B−B断面図に基づいて説明
する。
アルミニウム合金製のハウジング11は内部にシリンダ
空間13を複数箇所互いに並列に形成している。ハウジ
ング11の側面には、圧力室ハウジング15が配設され
ており、この圧力室ハウジング15とハウジング11と
によりシャフト17が回転自在に支持されている。即ち
、ハウジング11に軸受19が圧入され、この軸受19
によりシャフト17が回転自在に支持される。シャフト
17の他端は、軸受21によって回転支持される。
空間13を複数箇所互いに並列に形成している。ハウジ
ング11の側面には、圧力室ハウジング15が配設され
ており、この圧力室ハウジング15とハウジング11と
によりシャフト17が回転自在に支持されている。即ち
、ハウジング11に軸受19が圧入され、この軸受19
によりシャフト17が回転自在に支持される。シャフト
17の他端は、軸受21によって回転支持される。
また、シャフト17と圧力室ハウジング15との間には
、シャフトシール23が配設されており、このシA・フ
トシール23により、圧力室25内の冷媒及び潤滑油が
、シャフト17外周に沿って外部に漏れることが防止さ
れる。シャフト17には、ピンガイド27が固定されて
おり、ピンガイド27はシャフト17と一体に回転する
。このピンガイト27には、ピン29が連結しており、
このピン29によりワッブル31がピンガイド27に連
結される。従って、ワッブル31はシャフト17に対し
では揺動自在であるが、シャフト17と一体に回転する
。ワッブル31の一面には、ベアリング33が配設され
ており、このベアリング33を介して、斜板35がワッ
ブル31に対して相対的に回転可能な状態で保持されて
いる。従って、ワッブル31の回転揺動運動の内、回転
運動はベアリング33によって逃され、斜板35は、圧
力室25内で揺動運動のみ行う。斜板35の揺動運動は
、コンロッド37を介し、ピストン39に連結される。
、シャフトシール23が配設されており、このシA・フ
トシール23により、圧力室25内の冷媒及び潤滑油が
、シャフト17外周に沿って外部に漏れることが防止さ
れる。シャフト17には、ピンガイド27が固定されて
おり、ピンガイド27はシャフト17と一体に回転する
。このピンガイト27には、ピン29が連結しており、
このピン29によりワッブル31がピンガイド27に連
結される。従って、ワッブル31はシャフト17に対し
では揺動自在であるが、シャフト17と一体に回転する
。ワッブル31の一面には、ベアリング33が配設され
ており、このベアリング33を介して、斜板35がワッ
ブル31に対して相対的に回転可能な状態で保持されて
いる。従って、ワッブル31の回転揺動運動の内、回転
運動はベアリング33によって逃され、斜板35は、圧
力室25内で揺動運動のみ行う。斜板35の揺動運動は
、コンロッド37を介し、ピストン39に連結される。
ピストン39は、シリンダ13内に往復摺動可能に配設
されるものであり、このピストン39の背面には、連結
凹部41が形成されており、この凹部41にコンロッド
37先端のボール43が揺動可能に配設される。尚、ボ
ール43は、保持板45によって保持される。コンロッ
ド37の他端にもボール47が形成されており、このボ
ール47は保持板49を介して斜板35に揺動可能な状
態で保持される。
されるものであり、このピストン39の背面には、連結
凹部41が形成されており、この凹部41にコンロッド
37先端のボール43が揺動可能に配設される。尚、ボ
ール43は、保持板45によって保持される。コンロッ
ド37の他端にもボール47が形成されており、このボ
ール47は保持板49を介して斜板35に揺動可能な状
態で保持される。
ここで、ワッブル31はピン29によって連結されてい
るものであるため、ワッブル31はシャフト17に対し
て傾斜可能である。そのため、斜板35の傾斜角もワッ
ブル31の傾斜角変動に応じて可変とされる。斜板35
の傾斜角変動は、ひいてはピストン39の往復ストロー
クの変動となる。尚、斜板35が揺動運動のみ行い回転
運動は行わないようにするため、ハウジング11と圧力
室ハウジング15との間には支持棒51が配設されてい
る。この支持棒51が斜板35の連結部53と摺動目在
かつ揺動自在に係合しており、従って、斜板35は支持
棒51に沿った移動及び揺動を行うことになる。
るものであるため、ワッブル31はシャフト17に対し
て傾斜可能である。そのため、斜板35の傾斜角もワッ
ブル31の傾斜角変動に応じて可変とされる。斜板35
の傾斜角変動は、ひいてはピストン39の往復ストロー
クの変動となる。尚、斜板35が揺動運動のみ行い回転
運動は行わないようにするため、ハウジング11と圧力
室ハウジング15との間には支持棒51が配設されてい
る。この支持棒51が斜板35の連結部53と摺動目在
かつ揺動自在に係合しており、従って、斜板35は支持
棒51に沿った移動及び揺動を行うことになる。
尚、ハウジング11及び圧力室ハウジング15の外周面
には、それぞれ連結穴55が形成されており、この連結
穴55を介し、圧縮機1は自動車走行用エンジン56(
第1図)に直接固定されている。
には、それぞれ連結穴55が形成されており、この連結
穴55を介し、圧縮機1は自動車走行用エンジン56(
第1図)に直接固定されている。
ハウジング11の一端には、サイドプレート57が配設
されており、更にこのサイドプレート57の外方には、
サイドハウジング59が配設されている。
されており、更にこのサイドプレート57の外方には、
サイドハウジング59が配設されている。
乙のサイドハウジング59内部には、吸入室61及び吐
出室63が形成されている。
出室63が形成されている。
吸入室61は、サイドプレート57に形成された吸入孔
65を介してシリンダ13に連通している。吸入孔65
のシリンダ13側には吸入弁66が配設され、吸入室6
1からシリンダ13方向への冷媒の流れのみ可能として
いる。
65を介してシリンダ13に連通している。吸入孔65
のシリンダ13側には吸入弁66が配設され、吸入室6
1からシリンダ13方向への冷媒の流れのみ可能として
いる。
吐出室63は、サイドプレート57に形成された吐出孔
67を介して、シリンダ13と連通している。そして、
吐出孔67の吐出室63側には、吐出弁69が配設され
、シリンダ13から吐出室63方向への冷媒の流れのみ
可能としている。
67を介して、シリンダ13と連通している。そして、
吐出孔67の吐出室63側には、吐出弁69が配設され
、シリンダ13から吐出室63方向への冷媒の流れのみ
可能としている。
尚、吸入室61は蒸発器9からの冷媒を受は入れ、吐出
室63は凝縮器3へ冷媒を供給している。
室63は凝縮器3へ冷媒を供給している。
吸入室61内には、スーパーヒート弁(以下SH弁とい
う)73のベロフラム75が納められている。ベロフラ
ム75は作動棒77により珠芽79に連結している。こ
の珠芽79は中間室81内に位置している。ベロフラム
75内には、コイルばね82が収納され、更に冷凍サイ
クルの冷媒と同じ冷媒(例えはフロンR−12)が封入
されている。
う)73のベロフラム75が納められている。ベロフラ
ム75は作動棒77により珠芽79に連結している。こ
の珠芽79は中間室81内に位置している。ベロフラム
75内には、コイルばね82が収納され、更に冷凍サイ
クルの冷媒と同じ冷媒(例えはフロンR−12)が封入
されている。
蒸発器9からの冷媒の温度が上昇したり、圧力が低下す
ると過熱度SHは上昇し、冷媒温度が低下したり、圧力
が上昇すると過熱度SHは低下する。温度が上昇すれば
、ベロフラム75内部の圧力は上昇する。従ってベロフ
ラム75は伸長する。
ると過熱度SHは上昇し、冷媒温度が低下したり、圧力
が上昇すると過熱度SHは低下する。温度が上昇すれば
、ベロフラム75内部の圧力は上昇する。従ってベロフ
ラム75は伸長する。
その逆に温度が低下すれば短縮する。また、冷媒圧力が
低下すれは、ベロフラム75内の圧力は相対的に上昇す
るので、伸長する。逆に冷媒圧力が上昇すれば短縮する
。即ち、ベロフラム75は過熱度SHに応じて伸縮を行
う。このベロフラム75の伸縮により珠芽79が図面に
沿った上下方向に移動し、吸入室61と中間室81との
間の連通孔830開度制御を行う。この中間室81は連
通7L85.87.89を介して圧力室25へ連通して
いる。また圧力室25は連通孔89. 87. 91を
介して吐出室63へ連通している。
低下すれは、ベロフラム75内の圧力は相対的に上昇す
るので、伸長する。逆に冷媒圧力が上昇すれば短縮する
。即ち、ベロフラム75は過熱度SHに応じて伸縮を行
う。このベロフラム75の伸縮により珠芽79が図面に
沿った上下方向に移動し、吸入室61と中間室81との
間の連通孔830開度制御を行う。この中間室81は連
通7L85.87.89を介して圧力室25へ連通して
いる。また圧力室25は連通孔89. 87. 91を
介して吐出室63へ連通している。
更に、吸入室61内には、圧力弁(以下PS弁ともいう
)93のベロフラム95が納められている。ベロフラム
95は作動棒97により珠芽99に連結している。この
珠芽99は中間室101と吸入室61とを連通している
連通孔103の手前に位置している。また中間室101
に開口する連通孔105は上記SH弁73の連通孔85
と同様に、連通孔87にも開口し、中間室101を圧力
室25に連通させている。このベロフラム95内には、
コイルはね107が収納され、更にベロフ・ラム95内
部は開放孔109にて大気に開放されている。
)93のベロフラム95が納められている。ベロフラム
95は作動棒97により珠芽99に連結している。この
珠芽99は中間室101と吸入室61とを連通している
連通孔103の手前に位置している。また中間室101
に開口する連通孔105は上記SH弁73の連通孔85
と同様に、連通孔87にも開口し、中間室101を圧力
室25に連通させている。このベロフラム95内には、
コイルはね107が収納され、更にベロフ・ラム95内
部は開放孔109にて大気に開放されている。
従って、このようなPs弁は、蒸発器9からの冷媒の圧
力が低下すると、ベロフラム95内の圧力は相対的に上
昇するので伸長する。逆に冷媒圧力が上昇すれば短縮す
る。冷媒の温度が変化しても、ベロフラム95内部は大
気開放されているので相対的圧力が変化せず、ベロフラ
ム95の伸縮動作は生じない。
力が低下すると、ベロフラム95内の圧力は相対的に上
昇するので伸長する。逆に冷媒圧力が上昇すれば短縮す
る。冷媒の温度が変化しても、ベロフラム95内部は大
気開放されているので相対的圧力が変化せず、ベロフラ
ム95の伸縮動作は生じない。
このベロフラム95の冷媒圧力に応じた伸縮により珠芽
99が連通孔103に対して移動し、連通孔103の開
度制御を行う。
99が連通孔103に対して移動し、連通孔103の開
度制御を行う。
尚、上記シャフト17には電磁クラッチ111が連結さ
れ、外部からの信号に応じて、エンジン出力の伝達を継
断する。
れ、外部からの信号に応じて、エンジン出力の伝達を継
断する。
上述のごとく構成された可変容量圧縮機1の動作を説明
する。外部からの信号により電磁クラッチ111が接続
されると、エンジン560回転駆動力が電磁クラッチ1
11を介してシャフト17に伝達される。このシャフト
17の回転にともない、ワッブル31が回転揺動運動を
行い、かつ斜板35が揺動運動を#”iう。斜板35の
揺動運動は、コンロッド37を介してピストン39に伝
達され、ピストン39はシリンダ13内で往復運動する
。
する。外部からの信号により電磁クラッチ111が接続
されると、エンジン560回転駆動力が電磁クラッチ1
11を介してシャフト17に伝達される。このシャフト
17の回転にともない、ワッブル31が回転揺動運動を
行い、かつ斜板35が揺動運動を#”iう。斜板35の
揺動運動は、コンロッド37を介してピストン39に伝
達され、ピストン39はシリンダ13内で往復運動する
。
ピストン39の往復運動にともない、ピストンの吸入行
程では、吸入弁66を押し開いて吸入室61内の低圧冷
媒が吸入孔65よりシリンダ13内に吸入される。また
、ピストン39の圧縮行程では、シリンダ13内の冷媒
が圧縮され、所定圧以上になると、冷媒は吐出弁69を
押し開いて、吐出孔67より吐出室63に吐出される。
程では、吸入弁66を押し開いて吸入室61内の低圧冷
媒が吸入孔65よりシリンダ13内に吸入される。また
、ピストン39の圧縮行程では、シリンダ13内の冷媒
が圧縮され、所定圧以上になると、冷媒は吐出弁69を
押し開いて、吐出孔67より吐出室63に吐出される。
吐出室63内に吐出された高圧冷媒は次いで凝縮器3へ
送られる。
送られる。
この圧縮機1の吐出容量は、斜板35の傾斜角の変化に
より可変とされる。この傾斜角は、吸入側の冷媒圧力に
対する圧力室25内の相対圧力に応じて変動する。即ち
、圧力室25内の相対圧力が高くなると、ピストン39
の背面に加わる上死点方向の圧力も高くなり、その結果
、ピストン39が上死点よりあまり後退しなくなる。こ
のように圧力室25内の圧力が相対的に高くなれば、斜
板35の傾斜角は小さくなり、かつピストン39の往復
ストロークも小さくなる。
より可変とされる。この傾斜角は、吸入側の冷媒圧力に
対する圧力室25内の相対圧力に応じて変動する。即ち
、圧力室25内の相対圧力が高くなると、ピストン39
の背面に加わる上死点方向の圧力も高くなり、その結果
、ピストン39が上死点よりあまり後退しなくなる。こ
のように圧力室25内の圧力が相対的に高くなれば、斜
板35の傾斜角は小さくなり、かつピストン39の往復
ストロークも小さくなる。
このストロークを可変とするための圧力室25内の圧力
コントロールは前出のSH弁73及びPS弁93の両者
の作用で行われる。
コントロールは前出のSH弁73及びPS弁93の両者
の作用で行われる。
まず、SH弁73がストロークに及ぼす作用を説明する
。蒸発器9から圧縮機1にかけての冷媒の過熱度SRが
小さくなると、即ち、冷媒温度が下がってベロフラム7
5の内部の圧力が低下するか、あるいは冷媒圧力が上が
ると、ベロフラム75が縮む。ベロフラム75が縮めは
珠芽79が連通孔83方向に移動し、連通孔83の開口
面積が低下する。その結果、吐出室63側から冷媒圧力
を供給する連通孔91の作用と、その冷媒圧力を排出す
る連通孔85の作用との均衡が破られ、圧力室25内部
は増圧される。従って、ピストン39のストロークが小
さくなり圧縮機1の吐出容量は小となる。
。蒸発器9から圧縮機1にかけての冷媒の過熱度SRが
小さくなると、即ち、冷媒温度が下がってベロフラム7
5の内部の圧力が低下するか、あるいは冷媒圧力が上が
ると、ベロフラム75が縮む。ベロフラム75が縮めは
珠芽79が連通孔83方向に移動し、連通孔83の開口
面積が低下する。その結果、吐出室63側から冷媒圧力
を供給する連通孔91の作用と、その冷媒圧力を排出す
る連通孔85の作用との均衡が破られ、圧力室25内部
は増圧される。従って、ピストン39のストロークが小
さくなり圧縮機1の吐出容量は小となる。
逆に冷媒の過熱度SHが大きくなると、即ち、冷媒温度
が上がってベロフラム75の内部の圧力が上昇するか、
あるいは冷媒圧力が下がると、ベロフラム75が伸びる
。ベロフラム75が伸びれば珠芽79が連通孔83とは
反対方向に移動し、連通孔83の開口面積が増加する。
が上がってベロフラム75の内部の圧力が上昇するか、
あるいは冷媒圧力が下がると、ベロフラム75が伸びる
。ベロフラム75が伸びれば珠芽79が連通孔83とは
反対方向に移動し、連通孔83の開口面積が増加する。
その結果、吐出室63側から冷媒圧力を供給する連通孔
91の作用と、その冷媒圧力を排出する連通孔85の作
用との均衡が破られ、圧力室25内部は減圧される。従
って、ピストン390ストロークが大きくなり圧縮Il
lの吐出容量は大となる。
91の作用と、その冷媒圧力を排出する連通孔85の作
用との均衡が破られ、圧力室25内部は減圧される。従
って、ピストン390ストロークが大きくなり圧縮Il
lの吐出容量は大となる。
こうして過熱度SHに応じて吐出容量を可変とすること
が出来る。即ち、SH弁73は容量制御弁として機能し
ている。
が出来る。即ち、SH弁73は容量制御弁として機能し
ている。
次に、Ps弁93がストロークに及ぼす作用を説明する
。蒸発器9から圧縮機1にかけての冷媒圧力が上がると
、ベロフラム95が縮む。ベロフラム95が縮めは珠芽
99が連通孔103とは反対方向に移動し、連通孔10
3の開口面積が増加する。その結果、吐出室63側から
冷媒圧力を供給する連通孔91の作用と、その冷媒圧力
を排出する連通孔105の作用との均衡が破られ、圧力
室25内部は減圧される。従って、ピストン390スト
ロークが大きくなり圧縮機1の吐出容量は大となる。
。蒸発器9から圧縮機1にかけての冷媒圧力が上がると
、ベロフラム95が縮む。ベロフラム95が縮めは珠芽
99が連通孔103とは反対方向に移動し、連通孔10
3の開口面積が増加する。その結果、吐出室63側から
冷媒圧力を供給する連通孔91の作用と、その冷媒圧力
を排出する連通孔105の作用との均衡が破られ、圧力
室25内部は減圧される。従って、ピストン390スト
ロークが大きくなり圧縮機1の吐出容量は大となる。
逆に蒸発器9から圧縮機1にかけての冷媒圧力が下がる
と、ベロフラム95が伸びる。ベロフラJ195が伸び
れは珠芽99が連通孔103方向に移動し、連通孔10
3の開口面積が減少する。その結果、吐出室63側から
冷媒圧力を供給する連通孔91の作用と、その冷媒圧力
を排出する連通孔105の作用との均衡が確られ、圧力
室25内部は増圧される。従って、ピストン39のスト
ロ−りが小さくなり圧縮機1の吐出容量は小となる。
と、ベロフラム95が伸びる。ベロフラJ195が伸び
れは珠芽99が連通孔103方向に移動し、連通孔10
3の開口面積が減少する。その結果、吐出室63側から
冷媒圧力を供給する連通孔91の作用と、その冷媒圧力
を排出する連通孔105の作用との均衡が確られ、圧力
室25内部は増圧される。従って、ピストン39のスト
ロ−りが小さくなり圧縮機1の吐出容量は小となる。
こうして供給側の冷媒圧力に応じて吐出容量を可変とす
ることが出来る。
ることが出来る。
前述のごとく圧縮機1の吐出容量は、実際にはSH弁7
3とPs弁93との総合的作用により決定す“5゜次に
その総合的作用を説明する。
3とPs弁93との総合的作用により決定す“5゜次に
その総合的作用を説明する。
−船釣に第8図に示すごとく、圧縮機1の回転速度が高
いほど、同じ吐出容量でも冷1流量は大きい。ここで蒸
発器9の配管に生ずる圧力損失は冷媒流量の自乗に比例
する。従って、蒸発器9の人口圧力が一定に制御されて
いれば、高回転時の方が、冷媒流量のレベルは高いので
、最小容量から最大容量までの圧縮機1の吸入圧力変化
は大きいことになる。吸入圧力変化が大きいということ
は、最小容量から最大容量までのPs弁93の変化も大
きいことを意味する。
いほど、同じ吐出容量でも冷1流量は大きい。ここで蒸
発器9の配管に生ずる圧力損失は冷媒流量の自乗に比例
する。従って、蒸発器9の人口圧力が一定に制御されて
いれば、高回転時の方が、冷媒流量のレベルは高いので
、最小容量から最大容量までの圧縮機1の吸入圧力変化
は大きいことになる。吸入圧力変化が大きいということ
は、最小容量から最大容量までのPs弁93の変化も大
きいことを意味する。
この状態を第4図の下部に示す。実線は低回転、点線は
高回転でのPs弁93の開度変化を示す。
高回転でのPs弁93の開度変化を示す。
即ち、同じ圧縮機容量変化ΔV(この間、過熱度変化Δ
SH)であっても、低回転ではPCIからPC2までし
か変化しないが、高回転ではPCIからPC3まで変化
するのである。
SH)であっても、低回転ではPCIからPC2までし
か変化しないが、高回転ではPCIからPC3まで変化
するのである。
一方、SF(弁73は高回転、低回転にかかわらず、第
4図の上部に示したごとく、過熱度変化量ΔSHに応じ
てSC1からSC2へ開度変化するのみである。
4図の上部に示したごとく、過熱度変化量ΔSHに応じ
てSC1からSC2へ開度変化するのみである。
従って、その総合的な開度変化は、第5図に示すごとく
、低回転時(実線)は比較的傾きが大きく、高回転時(
点線)は比較的傾きが小さくなる。
、低回転時(実線)は比較的傾きが大きく、高回転時(
点線)は比較的傾きが小さくなる。
このため、高回転時では低回転時に比較して一層大きい
過熱度SH変化で低回転時の弁開度変化と同一となる。
過熱度SH変化で低回転時の弁開度変化と同一となる。
即ち、低回転の場合は、過熱度SaからΔSHIの変化
で総合弁開度TCIとなるが、高回転の場合は、過熱度
SaからΔSH2(>>Δ5H1)の変化で総合弁開度
TCIとなる。即ち、高回転はど総合の弁開度は過熱度
変化に対して鈍くなるのである。
で総合弁開度TCIとなるが、高回転の場合は、過熱度
SaからΔSH2(>>Δ5H1)の変化で総合弁開度
TCIとなる。即ち、高回転はど総合の弁開度は過熱度
変化に対して鈍くなるのである。
次に蒸発器9における蒸発圧力を制御する可変開度膨張
弁7について第3図に基づいて説明する。
弁7について第3図に基づいて説明する。
膨張弁7の略り1字状のバルブボディー121の一瑞側
には冷媒の人口ボート123が設けられ、次いで他端に
向かって、オリフィス125、珠芽127、それを載置
し固定する弁体129、この弁体129をオリフィス1
25側へ付勢するプレッシャスプリング131、中央に
貫通孔132を有するスプリングリテーナ133及び冷
媒の出口ボ−1135が設けられている。この出口ボー
)135には蒸発器9への配管137が連結されている
。
には冷媒の人口ボート123が設けられ、次いで他端に
向かって、オリフィス125、珠芽127、それを載置
し固定する弁体129、この弁体129をオリフィス1
25側へ付勢するプレッシャスプリング131、中央に
貫通孔132を有するスプリングリテーナ133及び冷
媒の出口ボ−1135が設けられている。この出口ボー
)135には蒸発器9への配管137が連結されている
。
またバルブボディー1210曲折部分には、ダイヤフラ
ム室138が設けられ、圧力応動部材である上側ダイヤ
フラム139、下側ダイヤフラム141、このダイヤフ
ラム141の動きを弁体129に伝えるための作動桿1
43、この作動桿143をダイヤフラム141に一体化
するための取付部材145、上部カバー147を備えて
いる。
ム室138が設けられ、圧力応動部材である上側ダイヤ
フラム139、下側ダイヤフラム141、このダイヤフ
ラム141の動きを弁体129に伝えるための作動桿1
43、この作動桿143をダイヤフラム141に一体化
するための取付部材145、上部カバー147を備えて
いる。
上部カバー147と上側ダイヤフラム139との間が上
部ダイヤフラム室149を、F側ダイヤフラム141と
バルブボディー121との間が下部ダイヤフラム室15
1を、両ダイヤプラム139.141の間が不活性ガス
室153を構成している。
部ダイヤフラム室149を、F側ダイヤフラム141と
バルブボディー121との間が下部ダイヤフラム室15
1を、両ダイヤプラム139.141の間が不活性ガス
室153を構成している。
この内、上部ダイヤフラム室149には、公知の感熱筒
7aから、蒸発器9の冷媒出口部分の冷媒温度変化に応
じたガス圧が、キャピラリーチューブ、155により伝
達されている。従って、感熱筒7aが検出した冷媒温度
に基づくガス圧と、出口ボート135側から与えられる
蒸発器9上流の冷媒蒸発圧力とのバランスにより珠芽1
27の開度が調節される。尚、感熱筒7a内のガスはフ
ロンガス(R12)が用いられている。
7aから、蒸発器9の冷媒出口部分の冷媒温度変化に応
じたガス圧が、キャピラリーチューブ、155により伝
達されている。従って、感熱筒7aが検出した冷媒温度
に基づくガス圧と、出口ボート135側から与えられる
蒸発器9上流の冷媒蒸発圧力とのバランスにより珠芽1
27の開度が調節される。尚、感熱筒7a内のガスはフ
ロンガス(R12)が用いられている。
蒸発器9には、室内空気と蒸発器9内の冷媒と熱交換さ
せるためのプロアファン157が設けられている。この
吹き出し量は、ダツシュボードに備えられた操作パネル
159のスイッチ群を操作設定することによりプロアモ
ータ157aの回転速度が調節される。また凝縮器3は
クーリングファン161により冷却されている。
せるためのプロアファン157が設けられている。この
吹き出し量は、ダツシュボードに備えられた操作パネル
159のスイッチ群を操作設定することによりプロアモ
ータ157aの回転速度が調節される。また凝縮器3は
クーリングファン161により冷却されている。
上記操作パネル159の設定信号SWは、制御回路16
3に人力される。制御回路163は、設定信号SWに応
じた指令信号を出力し、電磁クラ・ソチ111のオン・
オフを制御する。
3に人力される。制御回路163は、設定信号SWに応
じた指令信号を出力し、電磁クラ・ソチ111のオン・
オフを制御する。
次に本実施例装置全体のの動作を説明する。
操作パネル159のエアコンスイッチが投入されると、
制御回路163が作動してクラッチ111を接続する。
制御回路163が作動してクラッチ111を接続する。
するとエンジン56の駆動力にて圧縮機1が回転し始め
る。こうして冷媒の循環が始まる。
る。こうして冷媒の循環が始まる。
■ エアコン運転開始後、しばらくの間は、蒸発器9し
こ与えられる熱負荷の方が冷却能力よりも大きいので、
冷媒を十分に供給する必要がある。
こ与えられる熱負荷の方が冷却能力よりも大きいので、
冷媒を十分に供給する必要がある。
実際に、この状態では過熱度SHが高く、圧縮機1のS
H弁73は十分に伸長しており、珠芽79は完全に連通
孔83の開口部分を全開にしている。
H弁73は十分に伸長しており、珠芽79は完全に連通
孔83の開口部分を全開にしている。
一方、Ps弁93は、吸入圧力がまだ高いのでベロフラ
ム95は縮んだ状態にあり、連通孔103は全開の状態
にある。ただSH弁73の影響の方が大きいので、圧縮
機1の圧力室25は十分低圧となっており、100%の
吐出能力を示す。
ム95は縮んだ状態にあり、連通孔103は全開の状態
にある。ただSH弁73の影響の方が大きいので、圧縮
機1の圧力室25は十分低圧となっており、100%の
吐出能力を示す。
また、膨張弁7側の感熱筒7aによって感知される)令
媒温度は高く、筒内封入ガスは膨張して、そのガス圧が
キャピラリーチューブ155にて膨張弁7の上部ダイヤ
フラム室149に供給される。
媒温度は高く、筒内封入ガスは膨張して、そのガス圧が
キャピラリーチューブ155にて膨張弁7の上部ダイヤ
フラム室149に供給される。
ガス圧は、まず上側ダイヤフラム139を押し下げる。
これにより不活性ガス室153の圧力が上昇し、下側ダ
イヤフラム141及び取付部材145を冷媒圧力に抗し
て押し下げる。この取付部材145に連動して、作動桿
143は弁体129を押し下げる。従って、高負荷時の
冷媒過熱度の高さに対応して珠芽127とオリフィス1
25との間が大きく開いており、蒸発器9への冷媒供給
量が大きくなっている。
イヤフラム141及び取付部材145を冷媒圧力に抗し
て押し下げる。この取付部材145に連動して、作動桿
143は弁体129を押し下げる。従って、高負荷時の
冷媒過熱度の高さに対応して珠芽127とオリフィス1
25との間が大きく開いており、蒸発器9への冷媒供給
量が大きくなっている。
不活性ガス室153に封入された窒素ガスのような不活
性ガスのガス圧は、この場合、2.0kg/ c TT
I’ Gに設定されており、下側ダイヤフラム141に
は、感熱筒7a内の封入ガス圧に、この2゜0kg/c
TTIGが加わったガス圧が及ぶ。
性ガスのガス圧は、この場合、2.0kg/ c TT
I’ Gに設定されており、下側ダイヤフラム141に
は、感熱筒7a内の封入ガス圧に、この2゜0kg/c
TTIGが加わったガス圧が及ぶ。
■ エアコンの運転の継続によって、蒸発器9が十分に
冷却仕事を推進させて、車室内の気温が低下して、低負
荷側に移って来ると、冷媒供給にも余裕が生じて来るの
で、蒸発器9の出口において感り笥7aが感知する冷媒
温度は次第に低下する。本膨張弁7では、過熱度SHが
10℃(圧力によって異なるが冷媒温度では通T、7℃
相当)に達すると、刺入されているフロンガスの体積減
少に伴って、上側ダイヤフラム139が、蒸発器9上流
の冷媒圧力を、不活性ガス室153を介して、下から受
けて上昇し、上部カバー147に突き当たってその動き
が固定される。即ち、冷bX過熱度SHが10℃(通常
の状態で冷媒温度7℃に相当)以下になると、温度作動
式膨張弁としての機能が失われることになる。
冷却仕事を推進させて、車室内の気温が低下して、低負
荷側に移って来ると、冷媒供給にも余裕が生じて来るの
で、蒸発器9の出口において感り笥7aが感知する冷媒
温度は次第に低下する。本膨張弁7では、過熱度SHが
10℃(圧力によって異なるが冷媒温度では通T、7℃
相当)に達すると、刺入されているフロンガスの体積減
少に伴って、上側ダイヤフラム139が、蒸発器9上流
の冷媒圧力を、不活性ガス室153を介して、下から受
けて上昇し、上部カバー147に突き当たってその動き
が固定される。即ち、冷bX過熱度SHが10℃(通常
の状態で冷媒温度7℃に相当)以下になると、温度作動
式膨張弁としての機能が失われることになる。
従ってこの場合には、上側ダイヤフラム139は休止状
態となり、下側ダイヤフラム141のみが自身の上側・
下側のガス圧変動に基づいて上下動し、作動桿143を
介して珠芽127とその弁座(オリフィス125開口部
分)との間隙を調整する。即ち、低負荷の場合、膨張弁
7は定圧膨張弁としての機能を発揮する。
態となり、下側ダイヤフラム141のみが自身の上側・
下側のガス圧変動に基づいて上下動し、作動桿143を
介して珠芽127とその弁座(オリフィス125開口部
分)との間隙を調整する。即ち、低負荷の場合、膨張弁
7は定圧膨張弁としての機能を発揮する。
実際、本膨張弁7では、閉弁用のブレ・ンシャスブリン
グ131の作動圧は0.2kg/cシに設定、されてお
り、下側ダイヤフラム141の上部の不活性ガス室15
3は2. 0kg/cTn2Gのガス圧であるので、膨
張弁7は弁下流に位置する蒸発器9内のガス圧(特に蒸
発器9の上流側の冷媒圧力)が1、 8kg/cm’G
以下に低下したとき、開弁するよう構成されている。従
って、常に蒸発器9内のン令媒蒸気圧が1. 8kg/
Ctn’G以下に低落することを防止する役割を果たす
のであるa 1.8kg/ctn’Gを上回れば、即
ち、高負荷時には再び温度式膨張弁となる。上述したよ
うに、本膨張弁7は高負荷時には冷媒過熱度S F−I
に応じてその開度を調節できるが、低負荷時では定圧膨
張弁として作動するため過熱度SHは制御していない。
グ131の作動圧は0.2kg/cシに設定、されてお
り、下側ダイヤフラム141の上部の不活性ガス室15
3は2. 0kg/cTn2Gのガス圧であるので、膨
張弁7は弁下流に位置する蒸発器9内のガス圧(特に蒸
発器9の上流側の冷媒圧力)が1、 8kg/cm’G
以下に低下したとき、開弁するよう構成されている。従
って、常に蒸発器9内のン令媒蒸気圧が1. 8kg/
Ctn’G以下に低落することを防止する役割を果たす
のであるa 1.8kg/ctn’Gを上回れば、即
ち、高負荷時には再び温度式膨張弁となる。上述したよ
うに、本膨張弁7は高負荷時には冷媒過熱度S F−I
に応じてその開度を調節できるが、低負荷時では定圧膨
張弁として作動するため過熱度SHは制御していない。
低負荷時における過熱度制御は、前述したごとく主に圧
縮機1のSH弁73が過熱度SHに応じて吐出容量の制
御を行うことにより実行されている。即ち、低負荷時に
は、前述したごとく過熱度SHが高くなれは、圧縮機1
の吐出容量が増加して、蒸発器9側の冷媒を大量に取り
込む。このため蒸発器9側の圧力が低下しようとするが
膨張弁7が一定圧に調整しようとして開度を大きくし冷
bX流量を増加させる。従って蒸発器9での吸熱量が増
加するので負荷増大に対応できる。その逆も、過熱度S
Hが低くなれば、圧縮機1の吐出容量が減少して、冷媒
の取り込み量が減少する。このため圧力が上昇するので
膨張弁7が冷媒流量を減少させ、負荷の減少に対応させ
る。
縮機1のSH弁73が過熱度SHに応じて吐出容量の制
御を行うことにより実行されている。即ち、低負荷時に
は、前述したごとく過熱度SHが高くなれは、圧縮機1
の吐出容量が増加して、蒸発器9側の冷媒を大量に取り
込む。このため蒸発器9側の圧力が低下しようとするが
膨張弁7が一定圧に調整しようとして開度を大きくし冷
bX流量を増加させる。従って蒸発器9での吸熱量が増
加するので負荷増大に対応できる。その逆も、過熱度S
Hが低くなれば、圧縮機1の吐出容量が減少して、冷媒
の取り込み量が減少する。このため圧力が上昇するので
膨張弁7が冷媒流量を減少させ、負荷の減少に対応させ
る。
そしてSH弁73の作用に対して、蒸気圧についでは逆
に作用するPs弁93を設けたため、前述のごとく圧縮
機1の回転速度が上がれは、Ps弁923の影響が強ま
り、SH弁73による容量制御が鈍くなる。従って圧縮
機」 (またはエンジン)の回転速度に影響されずに、
安定した過熱度SH制tallが出来る。
に作用するPs弁93を設けたため、前述のごとく圧縮
機1の回転速度が上がれは、Ps弁923の影響が強ま
り、SH弁73による容量制御が鈍くなる。従って圧縮
機」 (またはエンジン)の回転速度に影響されずに、
安定した過熱度SH制tallが出来る。
尚、膨張弁7により保持される圧力は、その圧力下の飽
和温度がフロスト現象を生じさせないような圧力値に設
定しである。従って、熱負荷が低下(SH=O℃)し、
圧縮機1が最小容量となった後にも、クラッチ111の
オン・オフを繰り返して圧縮機1の能力を調整する必要
がない。例えばフロンR−12であれは、2. 1kg
/cT112Gの圧力下では飽和温度は0℃になるので
、2. 1kg/eiG前後の圧力で一定になるように
膨張弁7を調整して置けはよい。本実施例では前述のご
とく1゜8kg/Ctn’Gであり、この程度ならばフ
ロスト現象は生じない。
和温度がフロスト現象を生じさせないような圧力値に設
定しである。従って、熱負荷が低下(SH=O℃)し、
圧縮機1が最小容量となった後にも、クラッチ111の
オン・オフを繰り返して圧縮機1の能力を調整する必要
がない。例えばフロンR−12であれは、2. 1kg
/cT112Gの圧力下では飽和温度は0℃になるので
、2. 1kg/eiG前後の圧力で一定になるように
膨張弁7を調整して置けはよい。本実施例では前述のご
とく1゜8kg/Ctn’Gであり、この程度ならばフ
ロスト現象は生じない。
以上詳述したごとく、本実施例装置は、特に精密な制御
を必要とする低負荷にて、膨張弁7が蒸発器9人口側に
おける冷媒蒸気の圧力に応じてその圧力を一定化するよ
うに作用し、圧縮機1は蒸発器9の出口側、即ち圧縮機
1の人口側の過熱度SHにより冷媒吐出容量を調節する
ように作用している。
を必要とする低負荷にて、膨張弁7が蒸発器9人口側に
おける冷媒蒸気の圧力に応じてその圧力を一定化するよ
うに作用し、圧縮機1は蒸発器9の出口側、即ち圧縮機
1の人口側の過熱度SHにより冷媒吐出容量を調節する
ように作用している。
従って、冷凍サイクルの能力を負荷の変動に対処して精
密に制御することが出来る。しかも圧力検出が蒸発器9
の上流であることから、従来一般に実施されているよう
に圧縮機で圧力制御するよりも、冷媒流量変動による圧
力損失の影響を受けにくい。つまり、−層正確な冷媒蒸
発圧力制御を実現することが出来る。そのため、冷凍サ
イクルの冷房能力不足やフロスト現象が一層発生しにく
くなる。特に自動車用冷凍サイクルあっては圧縮機1を
エンジンルーム内(エンジン近傍)に設置しなければな
らないため、蒸発器9から圧縮機1にかけての配管の圧
力損失が大きい。これに対して膨張弁7は蒸発器9の間
近に設けることが出来るため、配管の圧力損失の影響を
あまり受けることなく、蒸発圧力を所定の値に調節でき
る。
密に制御することが出来る。しかも圧力検出が蒸発器9
の上流であることから、従来一般に実施されているよう
に圧縮機で圧力制御するよりも、冷媒流量変動による圧
力損失の影響を受けにくい。つまり、−層正確な冷媒蒸
発圧力制御を実現することが出来る。そのため、冷凍サ
イクルの冷房能力不足やフロスト現象が一層発生しにく
くなる。特に自動車用冷凍サイクルあっては圧縮機1を
エンジンルーム内(エンジン近傍)に設置しなければな
らないため、蒸発器9から圧縮機1にかけての配管の圧
力損失が大きい。これに対して膨張弁7は蒸発器9の間
近に設けることが出来るため、配管の圧力損失の影響を
あまり受けることなく、蒸発圧力を所定の値に調節でき
る。
更に、SH弁73に対してPs弁93を併用しているこ
とにより、圧縮機10回転速度に対しても、安定した制
御が出来るように作用している。
とにより、圧縮機10回転速度に対しても、安定した制
御が出来るように作用している。
即ち、過熱度SH変化に対する圧縮機1の容量変化が、
高回転になるほど、小さくなるので、高回転での過剰な
容量制御、あるいは低回転での応答の悪さが改善でき、
ハンチングや冷却性能低下を来すことがない。
高回転になるほど、小さくなるので、高回転での過剰な
容量制御、あるいは低回転での応答の悪さが改善でき、
ハンチングや冷却性能低下を来すことがない。
圧縮機1として、機械式のSH弁73及びPs弁93の
代わりに、電気式のSH弁のみを用いた可変′8′量圧
縮機をとしてもよい。この場合には、蒸発器9の冷媒人
口に圧力センサと温度センサとを設け、電子制御装置が
一定の過熱度St(どなるようにSH弁をデユーティ制
御することになる。
代わりに、電気式のSH弁のみを用いた可変′8′量圧
縮機をとしてもよい。この場合には、蒸発器9の冷媒人
口に圧力センサと温度センサとを設け、電子制御装置が
一定の過熱度St(どなるようにSH弁をデユーティ制
御することになる。
勿論、第7図の関係が満足されるように、検出された圧
力値に応じて、上記デユーティ値を補正する。
力値に応じて、上記デユーティ値を補正する。
あるいはこのように圧力値を用いなくとも、圧縮機1に
回転速度センサを設けて直接回転速度を検出し、その回
転に応じて、回転が高いほど電気式SH弁による圧縮機
1の容量調節を、過熱度の変化の割には少なくするよう
補正し、第7図の機能を実現してもよい。
回転速度センサを設けて直接回転速度を検出し、その回
転に応じて、回転が高いほど電気式SH弁による圧縮機
1の容量調節を、過熱度の変化の割には少なくするよう
補正し、第7図の機能を実現してもよい。
即ち、制御デユーティDuが次式で求められるとすると
、 Du=aXf (ΔsH) この係数aを回転速度に反比例して設定するよう制御し
てもよい。
、 Du=aXf (ΔsH) この係数aを回転速度に反比例して設定するよう制御し
てもよい。
また、上記実施例の膨張弁7についても、その機械的構
成の代わりに一般的な電気式膨張弁を用いて、コンピュ
ータ等の電子制fffll装置により冷媒流量制御を行
ってもよい。例えば蒸発器9の冷媒人口に圧力センサと
温度センサとを設け、圧力センサの検出値が1 、 8
kg f / c tn’以下の場合は、冷媒圧力が
一定となるように圧力値から制御デユーティを算出し、
膨張弁開度を制御してもよい。
成の代わりに一般的な電気式膨張弁を用いて、コンピュ
ータ等の電子制fffll装置により冷媒流量制御を行
ってもよい。例えば蒸発器9の冷媒人口に圧力センサと
温度センサとを設け、圧力センサの検出値が1 、 8
kg f / c tn’以下の場合は、冷媒圧力が
一定となるように圧力値から制御デユーティを算出し、
膨張弁開度を制御してもよい。
1.8kgf/ctn’を越える場合は、温度センサの
検出値と圧力センサの検出値とから過熱度SHを算出し
、過熱度SHが一定となるように膨張弁開度をデユーテ
ィ制御してもよい。
検出値と圧力センサの検出値とから過熱度SHを算出し
、過熱度SHが一定となるように膨張弁開度をデユーテ
ィ制御してもよい。
上述のような各種電子制御の場合、過熱度SHは、温度
センサと圧力センサとの出力値に基づいて、圧力りこ応
じて定まる飽和温度と実際の温度との差から求めること
ができる。また、蒸発器9の上流側冷媒温度は、通常の
状態では、はぼ飽和温度と考えてもよいので、蒸発器9
の冷媒人口側と出口側との両側に温度センサを設け、両
者の温度の差から過熱度SHを算出してもよい。また、
圧力センサを設けずとも、圧力と相関関係にある上記飽
和温度、即ち蒸発器9の蒸発温度を、圧力に対応する値
として、圧縮機1や膨張弁7の制御に用いることも出来
る。また温度センサ及び圧力センサは、蒸発器9の下流
あるいは上流に配置する以外に、蒸発器9内の冷媒流路
の途中に配置し、取付部位に応じた計算上あるいは機構
上の調節を行って用いることもできる。
センサと圧力センサとの出力値に基づいて、圧力りこ応
じて定まる飽和温度と実際の温度との差から求めること
ができる。また、蒸発器9の上流側冷媒温度は、通常の
状態では、はぼ飽和温度と考えてもよいので、蒸発器9
の冷媒人口側と出口側との両側に温度センサを設け、両
者の温度の差から過熱度SHを算出してもよい。また、
圧力センサを設けずとも、圧力と相関関係にある上記飽
和温度、即ち蒸発器9の蒸発温度を、圧力に対応する値
として、圧縮機1や膨張弁7の制御に用いることも出来
る。また温度センサ及び圧力センサは、蒸発器9の下流
あるいは上流に配置する以外に、蒸発器9内の冷媒流路
の途中に配置し、取付部位に応じた計算上あるいは機構
上の調節を行って用いることもできる。
圧縮機1のSH弁73は、第6図に示すような温度作動
弁200に置き換えてもよい。温度作動弁200はベロ
フラムの替わりにバイメタル201により作動するよう
に構成されている。バイメタル201は珠芽203とは
作動棒206によって連結されている。低圧側のバイメ
タル収納室207の冷媒温度の上昇・下降に応じて、バ
イメタル201は、スプリング209と協動して球P2
O3を上昇・下降させる。従って、上述した過熱度に応
じた開度制御とほぼ同様に珠芽203が連通孔83の開
度を調節し圧縮機1の吐出容量を制御する。これにより
過熱度SHも実際上、間がないレベルに制御できる。
弁200に置き換えてもよい。温度作動弁200はベロ
フラムの替わりにバイメタル201により作動するよう
に構成されている。バイメタル201は珠芽203とは
作動棒206によって連結されている。低圧側のバイメ
タル収納室207の冷媒温度の上昇・下降に応じて、バ
イメタル201は、スプリング209と協動して球P2
O3を上昇・下降させる。従って、上述した過熱度に応
じた開度制御とほぼ同様に珠芽203が連通孔83の開
度を調節し圧縮機1の吐出容量を制御する。これにより
過熱度SHも実際上、間がないレベルに制御できる。
また、膨張弁7について、それ自身の開度が調節可能と
なっているが、自身は固定開度の膨張弁として、別に過
熱度SHまたは冷媒圧力に応じて冷媒流量が調節される
調節用制瀞弁を設けてもよい。
なっているが、自身は固定開度の膨張弁として、別に過
熱度SHまたは冷媒圧力に応じて冷媒流量が調節される
調節用制瀞弁を設けてもよい。
上記実施例において、膨張弁7におけるダイヤフラム室
13日及びそれに関連した定圧機構が冷媒圧力制御手段
に該当し、圧縮11におけるSH弁73(または温度作
動弁200)及びそれに関連した過熱度(温度)調節機
構が過熱度制御手段に該当する。また、Ps弁93は、
雰囲気圧力により回転速度を検出し、その開度により過
熱度制御手段による容量制御を補正していることから、
Ps弁93が回転検出手段及び感度補正手段に該当する
。勿論、圧縮機1に回転速度センサを設は電子制御装置
でSH弁73を制御する場合は、回転速度センサが回転
検出手段に該当し、電子制御装置が感度補正手段を兼ね
ることになる。
13日及びそれに関連した定圧機構が冷媒圧力制御手段
に該当し、圧縮11におけるSH弁73(または温度作
動弁200)及びそれに関連した過熱度(温度)調節機
構が過熱度制御手段に該当する。また、Ps弁93は、
雰囲気圧力により回転速度を検出し、その開度により過
熱度制御手段による容量制御を補正していることから、
Ps弁93が回転検出手段及び感度補正手段に該当する
。勿論、圧縮機1に回転速度センサを設は電子制御装置
でSH弁73を制御する場合は、回転速度センサが回転
検出手段に該当し、電子制御装置が感度補正手段を兼ね
ることになる。
光販少刑
本発明の冷凍サイクル制御装置は、蒸発器により発生す
る冷媒蒸気の圧力に基づいて膨張弁にて膨張される冷媒
量を調節する冷媒圧力制御手段と、蒸発器から圧縮機に
かけての冷媒の温度または過熱度に基づいて圧縮機の能
力を調節する過熱度制御手段とが設けられているととも
に、更に圧縮機の回転速度が高いほど過熱度制御手段に
よる容量調節を鈍くする感度補正手段を設けている。こ
のため、冷凍サイクルに対して負荷に応じた精密な制御
ができ、エネルギー的な無駄を生じたり、圧縮機に悪影
響を及ぼしたりすることがないとともに、圧縮機がいか
なる回転速度であろうとも、過熱度変化に対しての圧縮
機の容量変化が過剰になることを防止し、制御のハンチ
ング等を生じない安定で快適な空調が可能となる。
る冷媒蒸気の圧力に基づいて膨張弁にて膨張される冷媒
量を調節する冷媒圧力制御手段と、蒸発器から圧縮機に
かけての冷媒の温度または過熱度に基づいて圧縮機の能
力を調節する過熱度制御手段とが設けられているととも
に、更に圧縮機の回転速度が高いほど過熱度制御手段に
よる容量調節を鈍くする感度補正手段を設けている。こ
のため、冷凍サイクルに対して負荷に応じた精密な制御
ができ、エネルギー的な無駄を生じたり、圧縮機に悪影
響を及ぼしたりすることがないとともに、圧縮機がいか
なる回転速度であろうとも、過熱度変化に対しての圧縮
機の容量変化が過剰になることを防止し、制御のハンチ
ング等を生じない安定で快適な空調が可能となる。
第1図は本発明の一実施例を示すシステム構成概略系統
図、第2図(A)は過熱度に応じて吐出容量を変化させ
る可変容量圧縮機の要部断面図、第2図(B)はその概
略F3− ′L3廟面図、第11図は定圧機構を有する
可変開度膨張カニの断i:Fiila、第4図はSH弁
とPs弁との開度変化を示すグて・フ、第5図はSH弁
とPs弁との総合(Jた開度変1しを示すグラフ、第6
図はSH弁の替わりに用いる温度作動弁の構成断面図、
第7図は本発明が実現しようとする最大容量から最大容
量に至る過熱度変化と、回転速度との関係を示すグラフ
、第8図は回転速度毎の圧縮機容量と冷媒流量との一般
的な関係を示すグラフを表す。 1・・・可変容量圧縮機 3・・・凝縮器5・・・
レシーバ 7・・・可変開度膨張弁9・・・蒸発
器 73・・・SH弁93・・・圧力弁
138・・・ダイヤフラム室163・・・制i卸回路 200・・・温度作動弁 代理人 弁理士 定立 勉(ほか2名)第1図 第4図 第5図 第6図
図、第2図(A)は過熱度に応じて吐出容量を変化させ
る可変容量圧縮機の要部断面図、第2図(B)はその概
略F3− ′L3廟面図、第11図は定圧機構を有する
可変開度膨張カニの断i:Fiila、第4図はSH弁
とPs弁との開度変化を示すグて・フ、第5図はSH弁
とPs弁との総合(Jた開度変1しを示すグラフ、第6
図はSH弁の替わりに用いる温度作動弁の構成断面図、
第7図は本発明が実現しようとする最大容量から最大容
量に至る過熱度変化と、回転速度との関係を示すグラフ
、第8図は回転速度毎の圧縮機容量と冷媒流量との一般
的な関係を示すグラフを表す。 1・・・可変容量圧縮機 3・・・凝縮器5・・・
レシーバ 7・・・可変開度膨張弁9・・・蒸発
器 73・・・SH弁93・・・圧力弁
138・・・ダイヤフラム室163・・・制i卸回路 200・・・温度作動弁 代理人 弁理士 定立 勉(ほか2名)第1図 第4図 第5図 第6図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 少なくとも可変容量圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸
発器を冷媒の流れに沿って順に配備した冷凍サイクルに
対する制御装置であって、 蒸発器により発生する冷媒蒸気の圧力に基づいて膨張弁
にて膨張される冷媒量を調節する冷媒圧力制御手段と、 蒸発器から可変容量圧縮機にかけての冷媒の温度または
過熱度の上昇・下降変化に応じて可変容量圧縮機の容量
を増加・減少調節する過熱度制御手段と、 可変容量圧縮機の回転速度に関連する物理量を検出する
回転検出手段と、 回転検出手段にて検出された回転速度が高いほど上記過
熱度制御手段による容量調節量を低く補正する感度補正
手段と、 を備えたことを特徴とする冷凍サイクル制御装置。 2 前記回転検出手段は、回転速度に対応する物理量と
して前記可変容量圧縮機の吸入側の冷媒圧力を検出する
圧力検出手段であることを特徴とする請求項1に記載の
冷凍サイクル制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23743588A JPH0285648A (ja) | 1988-09-21 | 1988-09-21 | 冷凍サイクル制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23743588A JPH0285648A (ja) | 1988-09-21 | 1988-09-21 | 冷凍サイクル制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0285648A true JPH0285648A (ja) | 1990-03-27 |
Family
ID=17015317
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23743588A Pending JPH0285648A (ja) | 1988-09-21 | 1988-09-21 | 冷凍サイクル制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0285648A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02208453A (ja) * | 1989-02-03 | 1990-08-20 | Daikin Ind Ltd | 空気調和装置の圧縮機容量制御装置 |
JP2002147874A (ja) * | 2000-11-10 | 2002-05-22 | Seiko Instruments Inc | モード切換型冷凍システム制御装置及び制御方法 |
JP2006071177A (ja) * | 2004-09-01 | 2006-03-16 | Denso Corp | エジェクタ式ヒートポンプサイクル |
JP2010048498A (ja) * | 2008-08-22 | 2010-03-04 | Tgk Co Ltd | 冷凍サイクル |
-
1988
- 1988-09-21 JP JP23743588A patent/JPH0285648A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02208453A (ja) * | 1989-02-03 | 1990-08-20 | Daikin Ind Ltd | 空気調和装置の圧縮機容量制御装置 |
JP2002147874A (ja) * | 2000-11-10 | 2002-05-22 | Seiko Instruments Inc | モード切換型冷凍システム制御装置及び制御方法 |
JP2006071177A (ja) * | 2004-09-01 | 2006-03-16 | Denso Corp | エジェクタ式ヒートポンプサイクル |
JP2010048498A (ja) * | 2008-08-22 | 2010-03-04 | Tgk Co Ltd | 冷凍サイクル |
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