JPH0289960A - 冷凍サイクル - 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］ この発明は、例えば自動車等に搭載され、圧縮機、凝縮
器、膨張弁及び蒸発器を備えた冷凍サイクルに関するも
のである。

［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］従来、
この種の冷凍サイクルとして、例えば自動車に搭載され
るものでは、自動車の屋外放置に伴い激しい環境の変化
に曝されることにある。特に、昼夜の寒暖差の激しい地
方においては、冷凍サイクルに及ぼす影響が小さくない
。

即ち、夜間の気温低下により、冷凍サイクル全体が冷や
されて内部に充填された冷媒が液化する。

この液冷媒状態で朝を迎えて気温が上昇すると、熱容量
の小さい凝縮器、膨張弁、蒸発器等では比較的容易に温
度上昇するが、熱容量の大きい圧縮器では温度上昇が遅
くなる。このため、圧縮機とその他の部材との間にかな
りの温度差が生じ、この温度差によって圧縮機内部に液
冷媒が満たされることになる。

従って、この液冷媒状態で圧縮機が急起動されたり高速
回転されたりすると、圧縮機内部の潤滑油が液冷媒に伴
って急激に洗い流され、その冷媒が冷凍サイクルを一巡
して圧縮機に戻るまでの所定時間（通常１５〜２５秒間
）だけ、圧縮機が無潤滑状態で運転されることになる。

この結果、場合によっては圧縮機が起動されてから８〜
２０秒間程度で、圧縮機内部の斜板間に焼付が生じたり
、斜板に無理な負荷がかかったりするという不具合の起
きる虞があった。

この発明は前述した事情に鑑みてなされたものであって
、その目的は、起動時における圧Ｍｊａの無潤滑状態や
高負荷状態を早期に回避し得る冷凍サイクルを提供する
ことにある。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するためにこの発明においては、圧縮
機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器を備えた冷凍サイクルに
おいて、その冷凍サイクルの流路において膨張弁の上流
側からの冷媒を同膨張弁の下流側へ直接導くための側路
と、その側路の途中に設けられた側路開閉手段と、圧縮
機の起動を検知する起動検知手段と、その起動検知手段
により圧縮機の起動が検知されたときに側路を所定時間
だけ開放するために側路開閉手段を制御する制御手段と
を備えている。

［作用］ 従って、起動検知手段が圧縮機の起動を検知すると、制
御ｎ手段が側路開閉手段を所定時間だけ開作動させる。

これによって、圧縮機の起動時から所定時間だけ側路が
開放され、圧縮機から吐出された冷媒が膨張弁の通過を
回避し、側路を介して膨張弁の下流側へ直接導かれる。

［実施例］ 以下、この発明を自動車用空調装置に具体化した一実施
例を図面に基いて詳細に説明する。

第１図に示すように、この実施例の冷凍サイクルは、図
示しないエンジンに対して電磁クラッチ１ａの作動に基
いて駆動連結される圧ｗｉ機ｌと、その圧縮機１から吐
出された高圧ガス状の冷媒を外部空気と熱交換すること
により液状に凝縮するための凝縮器２と、その凝縮器２
により凝縮された液状冷媒と未凝縮のガス冷媒とを分離
するための気液分離器３と、冷媒の流路面積を増減する
ことにより冷媒流量を制御しながら圧縮する膨張弁４と
、車室内気と熱交換することにより低圧液状の冷媒を蒸
発させるための蒸発器５とを備えている。

尚、この実施例の冷凍サイクルにおいて、圧縮機ｌはオ
イルチャンバを持たない形式のものであり、圧縮機ｌか
ら吐出される冷媒には圧縮機ｌを潤滑するための潤滑油
が混在している。

そして、この実施例では、冷凍サイクルの流路６におい
て気液分離器３の上流側からの冷媒を同気液分離器３及
び膨張弁４を通過させずに膨張弁４の下流側へ直接導く
ための側路７が設けられている。又、この側路７の途中
には側路開閉手段としての電磁弁８が設けられている。

更に、この実施例では、圧縮機１の吐出室近傍にて冷媒
の状態を検知するために吐出冷媒の温度を間接的に検知
する温度センサ９が設けられている。

次に、電気的構成について説明すると、この実施例では
圧縮機ｌの起動検知手段と電磁弁８の制御手段とを構成
する制御ユニット１１が設けられている。この制御ユニ
ット１１は所定の制御プロダラムを記憶し、計時機能を
備でいる。制御ユニソ）１１には温度センサ９からの温
度検知信号が入力される。又、制御ユニン）１１には冷
凍サイクルを起動・停止させるために、即ち圧縮機Ｉを
起動・停止させるためにオン・オフ操作されるエアコン
スイッチ１２からの操作信号が入力される。

そして、制御ユニット１１はエアコンスイッチ１２から
の操作信号入力により圧縮機１の起動を検知し、側路７
を所定時間（この実施例では４０秒間）だけ開放するた
めに制御信号を電磁弁８に出力する。

次に、上記のように構成された冷凍サイクルの作用を第
２図のフローチャートに従って説明する。

尚、このフローチャートは制御ユニットｌＩの制御動作
を示している。

今、エンジン起動状態において、まずステップ１０１に
てエアコンスイッチ１２がオンされているか否かを判別
する。

そして、冷凍サイクルを起動させるために、即ち圧縮機
１を起動させるためにエアコンスイッチ１２がオンされ
ると、ステップ１０２へ移行する。

ステップ１０２では、圧縮機１の冷媒温度を検知するた
めに温度センサ９を作動させる。

次に、ステップ１０３へ移行し、温度センサ９による検
知温度が予め定められた設定温度（この実施例では１５
℃）以下であるかを判別する。

そして、圧縮機ｌの起動時に冷媒温度が設定温度、即ち
１５℃よりも高く、圧縮機１内の潤滑油が液冷媒に伴っ
て流される虞のない場合には、ステップ１０４へ移行し
て計時の停止を維持させると共に、ステップ１０５へ移
行して側路７を閉じるために４４磁弁８を閉作動させる
。

従って、圧１Ｈ１１からの吐出冷媒は、流路６を流通し
ながらａ検器２、気液分離器３、膨張弁４及び蒸発器５
を通過して圧縮機１に戻り、再び圧縮機１から吐出され
る。即ち、通常の冷房を行うための冷媒循環が行われる
。

一方、圧縮機１の起動時に冷媒温度が設定温度、即ち１
５℃以下となり、圧１１ｊａ１内の潤滑油が液冷媒に伴
って流される無潤滑状態の虞のある場合には、ステップ
１０６へ移行して計時を開始すると共に、ステップ１０
７へ移行して計時時間が所定時間（この実施例では４０
秒間）だけ経過したか否かを判別する。

そして、所定時間経過しない間はステップ１０８へ移行
して側路７を開くためにｔ磁弁８を開作動させる。

従って、圧縮機１からの吐出冷媒は凝縮器２を通過した
後、流れ抵抗の大きい気液分離器３及び膨張弁４を通過
することなく、流れ抵抗の小さい側路７を通過して蒸発
器５に流れて圧縮機ｌに戻る。即ち、圧縮機１からの吐
出冷媒は、圧縮機１に戻るまでの戻り時間に大きく影響
する膨張弁４を回避して圧縮機１に戻ることになる。こ
のため、この実施例では冷媒の戻り時間が５〜１０秒間
程度に短縮され、膨張弁４を通過する通常の冷媒循環に
要する１５〜２５秒間程度の戻り時間に比べて半分以下
の時間に短縮することができる。又、冷媒は絞り部とし
て作用する膨張弁４を通過することなく流れ抵抗の小さ
い側路７を通過するので、圧ＩＷａｌにかかる戻り冷媒
の圧力を低減することができる。

この結果、圧縮機１内の潤滑油が液冷媒に伴って流され
ても、その潤滑油を比較的短時間で圧縮機１に戻すこと
ができ、しかも低圧力で圧縮Ｊａ１に戻すことができる
。よって、圧１１機１にかかる負荷を軽減して圧縮機ｌ
の斜板等の焼付を未然に防止することができる。

つまり、この実施例の冷凍サイクルによれば、圧縮機ｌ
の起動時における冷媒温度の低下、即ち冷媒の液化に応
じて、起動初期における冷媒の戻り時間を短縮すること
ができ、冷媒圧力を低減することができる。よって、液
冷媒状態で圧縮機１が急起動されたり高速回転されたり
するときの、圧縮機１内部の無潤滑状態を早期に回避す
ることができ、圧縮機１内部の斜板間の焼付、斜板にか
かる高負荷を未然に防止して圧縮機ｌを保護することが
できる。

尚、この発明は前記実施例に限定されるものではなく、
発明の趣旨を逸脱しない範囲において構成の一部を適宜
に変更して次のように実施することもできる。

（１）前記実施例では、第１図に示すように気液分離器
３及び膨張弁４を回避する側路７を設けたが、気液分離
器３を回避せず膨張弁４のみを回避する側路７を設けて
もよい。

（２）前記実施例では、気液分離器３を備えた冷凍サイ
クルに具体化したが、気液分離器３を省略した冷凍サイ
クルに具体化してもよい。

（３）前記実施例では、起動時における圧縮機１の冷媒
温度を温度センサ９で検知し、その検知温度が所定温度
以下であるときに１ｉｔｖｊｉ弁８を所定時間だけ開作
動させるように構成したが、温度センサ９の代わりに圧
力センサを設けて圧４１機１に溜まった液冷媒の液圧縮
状態を検知するように構成し、圧力センサによる検知圧
力が例えば８０ｋｇ／　ｃ　ｍ　２以上であるときに電
磁弁８を開作動させるようにしてもよい。

（４）前記実施例では、起動時における圧縮ｉｉの冷媒
温度を温度センサ９で検知し、その検知温度が所定温度
（１５℃）以下であるときに電磁弁８を所定時間（４０
秒間）だけ開作動させるように構成したが、起動時にお
いて電磁弁８を一律に所定時間だけ開作動させるように
構成してもよい。

（５）前記実施例では、起動検知手段として圧縮８Ｉ１
１を起動せさるエアコンスイッチ１２を設け、そのオン
操作に基いて圧縮機ｌの起動を検知するように構成した
が、圧縮機１の電磁クラッチ１ａの励磁を直接検知する
ように構成してもよい。

（６）前記実施例では、電磁弁８を開作動させる所定時
間を４０秒間に設定したが、４０秒間よりも適宜に増減
してもよい。

（７）前記実施例では、起動時における圧縮機Ｉの冷媒
温度を温度センサ９で検知し、その検知温度が１５℃以
下であるときに電磁弁８を４０秒間だけ開作動させるよ
うに構成したが、検知温度が１５℃よりも低い温度にな
るに従って電磁弁８を開作動させる時間を４０秒間から
段階的に増大させるように構成してもよい。

（８）前記実施例では、自動車に搭載される冷凍サイク
ルに具体化したが、列車に搭載される冷凍サイクルや家
庭用クーラの冷凍サイクルに具体化してもよい。

［発明の効果］ 以上詳述したようにこの発明によれば、起動時における
圧縮機の無潤滑状態や高負荷状態を早期に回避すること
ができて圧縮機を保護することができるという優れた効
果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を具体化した冷凍サイクルを示す概略
構成図、第２図はその制御ユニットの制御動作を説明す
るフローチャートである。 図中、ｌは圧縮機、２は凝縮器、４は膨張弁、５は蒸発
器、６は流路、７は側路、８は側路開閉手段としての電
磁弁、１１は起動検知手段及び制御手段としての制御ユ
ニットである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器を備えた冷凍サイ
   クルにおいて、 前記冷凍サイクルの流路において前記膨張弁の上流側か
   らの冷媒を同膨張弁の下流側へ直接導くための側路と、 前記側路の途中に設けられた側路開閉手段と、前記圧縮
   機の起動を検知する起動検知手段と、前記起動検知手段
   により前記圧縮機の起動が検知されたときに前記側路を
   所定時間だけ開放するために前記側路開閉手段を制御す
   る制御手段とを備えたことを特徴とする冷凍サイクル。