JPH0816569B2

JPH0816569B2 - 空調装置

Info

Publication number: JPH0816569B2
Application number: JP1339070A
Authority: JP
Inventors: 将栗原; 一光小林
Original assignee: 株式会社ユニシアジェックス
Priority date: 1989-12-27
Filing date: 1989-12-27
Publication date: 1996-02-21
Anticipated expiration: 2011-02-21
Also published as: JPH03199873A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、車両や家屋等の家内を冷、暖房する空調装
置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、空調装置は、第６図に示すように構成されて
いる。なお、本従来例においては、空調装置が車両に装
着された場合を例に説明する。

図中、１はアンモニア、フロンガス等の冷媒が循環す
る循環流路を形成した配管で、該配管１の途中には、該
冷媒の循環方向（図中、矢印Ａ方向）に沿って順次、コ
ンプレッサ２、放熱器３、冷媒貯蔵タンク４、膨張弁５
および吸熱器６が設けられている。そして、コンプレッ
サ２、放熱器３、冷媒貯蔵タンク４および膨張弁５はエ
ンジンルーム（図示せず）に設けられ、吸熱器６は車室
（図示せず）内へ臨ませて設けられている。

以上の構成により、冷媒は、気相状態でコンプレッサ
２によって圧縮され、放熱器３で熱を放出して液相状態
となり、冷媒貯蔵タンク４を介して膨張弁５で減圧さ
れ、吸熱器６で熱を吸収して気相状態となり、コンプレ
ッサ２に流入する。そして、この一連の作用によって、
吸熱器６で、車室内から熱を奪って該車室内を冷却し、
放熱器３で車外に熱を放出する。

一方、装置内に封入された冷媒は、長期間の使用等に
よって外部に抜けて冷媒残量が減少することがあり、こ
の冷媒残量が減少すると、空調装置の機能が低下してし
まう。

このため、冷媒の残量を点検しなければならないが、
この点検の手段としては、従来、冷媒貯蔵タンク４の上
端部に覗窓を設けたり、装置内の冷媒減少による圧力の
変化を検知する圧力センサを膨張弁５の上流側の液相領
域に設けたものがある。なお、圧力センサを設ける場合
は、冷媒残量不足を検知した圧力センサからの信号によ
り作動し、運転者に知らせる報知装置が車室内に設けら
れている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述した従来技術では、冷媒残量の検知手
段として覗窓だけを設ける場合、定期的に覗窓から冷媒
状態を点検する必要があり、その作業が煩雑である。

また、圧力センサを設ける場合、該圧力センサが設け
られる液相領域は、コンプレッサ２で加圧されているの
で、液相状態と気相状態とで圧力が大きく変化すること
がなく、冷媒残量の検出制度が悪いという問題点があ
る。

さらに、本発明者は前述した各問題点に鑑み、自己発
熱型のサーミスタを用いて冷媒残量を検知することを考
え、冷媒の流路である冷媒配管内に自己発熱型のサーミ
スタを挿入し、抵抗変化を測定する等の研究を行なっ
た。

しかし、この場合、自己発熱型のサーミスタに冷媒が
直接当るため、その流れによって自己発熱型のサーミス
タが過度に冷却され、さらに、気相状態では流路抵抗が
小さくなって流速が速くなり、それに比例して冷却効果
が大きくなるため、温度変化に比例する抵抗値は、結果
的に液相状態と気相状態とであまり変化しないことがわ
かった。

本発明は上記未解決な問題点に鑑みなされたもので、
冷媒漏れ、冷媒残量不足等を正確に、かつ容易に検知で
きる空調装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上述した課題を解決するために、本発明による空調装
置は、冷媒が循環する配管と、該配管の途中に前記冷媒
の循環方向に沿って順次設けられたコンプレッサ、放熱
器、冷媒貯蔵タンク、膨張弁および吸熱器と、前記放熱
器から吸熱器に至る液相領域に配設され、該液相領域の
流路内の冷媒の残量を検知する冷媒残量検知センサとを
備えている。

そして、請求項１が採用する手段の特徴は、前記冷媒
検知センサを金属材料によって基端側が開口し先端側が
底部となった有底筒状に形成され、液相領域の流路に取
付けられたハウジングと、該ハウジング内に挿入して設
けられた絶縁保持部材と、前記ハウジングの先端側に位
置して該絶縁保持部材を介して該ハウジングと電気的に
絶縁された状態で設けられ、冷媒の温度を該ハウジング
と絶縁保持部材を介して検知する自己発熱型感温抵抗素
子と、前記ハウジングの基端側に前記絶縁保持部材を介
して該ハウジングと電気的に絶縁された状態で設けら
れ、外部から電圧が印加される電極体とから形成し、前
記自己発熱型感温抵抗素子のプラス側を該電極体と接続
すると共にマイナス側を前記ハウジングと接続する構成
としたことにある。

また、請求項２のように、冷媒残量検知センサは冷媒
貯蔵タンクに設けることが望ましい。

〔作用〕

上記構成により、自己発熱型感温抵抗素子は、絶縁保
持部材によってハウジング内に絶縁状態で支持され、作
動状態においては電極体からプラスの電圧が印加され、
ハウジング側がマイナスとなって、自己発熱している。

そして、液相領域の流路内に冷媒が流れると、自己発
熱型感温抵抗素子はハウジングと絶縁保持部材を介して
冷媒の温度を検知し、直接冷媒に接触することがなくな
るため、冷媒不足にもかかわらず冷媒の流れによる過冷
却を確実に防止でき、一方冷媒不足時にはハウジング内
が温度上昇するから、正確な冷媒残量を検知できる。

また、冷媒残量検知センサを冷媒貯蔵タンクに設ける
と、正確な冷媒残量を検知できると共に取付けが容易に
なる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図ないし第５図に基づい
て説明する。なお、本実施例でも空調装置を車両に装着
した場合を例に説明する。また、空調装置の全体構成
は、前述した従来技術の空調装置とほぼ同様であるの
で、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を
省略する。

図中、11は本実施例の冷媒貯蔵タンクで、該冷媒貯蔵
タンク11は、従来技術と同様に、放熱器３と膨張弁５と
の間の配管１に設けられいる。そして、この冷媒貯蔵タ
ンク11は、主に、筒体12と、該筒体12の底部を施蓋する
底蓋体13と、筒体12の上端部を施蓋する上蓋体14とから
なる。

一方、上蓋体14には配管接続用継手部14Aが一体成形
されており、該配管接続用継手部14Aには、配管１の流
入側が接続される流入側接続管部14Bと、配管１の流出
側が接続される流出側接続管部14Cとが設けられ、外周
にはそれぞれ雄ねじ14B₁,14C₁が形成されている。ま
た、流入側接続管部14Bは流入側連通路14Dを介してタン
ク11内に連通されており、流出側接続管部14Cは「Ｌ」
字状流出側連通路14Eを介してタンク11内と連通されて
いる。さらに、流出側連通路14Eには、第３図中の上，
下に貫通して上端拡径部14Fが形成され、該上端拡径部1
4Fにはルックガラス15が取付けられ、この部分が覗窓16
となっている。また、流出側連通路14Eには、タンク11
内に溜った冷媒をその底部側から吸込んで、流出側接続
管部14Cを介して配管１の下流側へ流す吸込管17が接続
されている。さらに、配管接続用継手部14Aには、外部
と流出側連通路14Eとを連通して形成され、内周面に雌
ねじを有するセンサ取付孔14Gが設けられている。

18は液相領域である冷媒貯蔵タンク11の配管接続用継
手部14Aに取付けられた冷媒残量検知センサで、該冷媒
残量検知センサ18は、第４図に示すように構成されてい
る。即ち、19はセンサ取付14Gに螺合されるハウジング
で、該ハウジング19は、例えば黄銅からなる有底筒状に
形成され、外周にセンサ取付孔14Gの雌ねじに螺合する
雄ねじ部19Aが形成され、この雄ねじ部19Aの基端側（図
中の上端側）にボルト頭部19Bが形成されている。ボル
ト頭部19Bの基端側には後述する電極棒ホルダ23をかし
めて支持するかしめ部19Cが形成されている。さらに、
ハウジング19先端の底板部19Dには後述する自己発熱型
サーミスタ21の端子21Bが挿入される端子挿入孔19Eが設
けられている。そして、ハウジング19をセンサ取付孔14
Gに螺合することで、その先端部が流出側連通路14E内に
延出して位置すると共に、冷媒貯蔵タンク11を介してボ
ディアースされたアース側電極となっている。

20はハウジング19内に挿入された絶縁保持部材として
のセンサホルダで、該センサホルダ20は、例えばフェノ
ール樹脂によってほぼ筒状に成形され、先端側に後述す
る自己発熱型サーミスタ21を上，下２箇所で支持する２
つの縮径部20A,20Bが設けられ、基端側にはハウジング1
9内に形成された係止用段部19Fに係止されるフランジ部
20Cが形成されている。

21は前記ハウジング19の先端部に位置して設けられた
自己発熱型感温抵抗素子としての自己発熱型サーミスタ
で、該自己発熱型サーミスタ21は、センサホルダ20の縮
径部20A,20Bで電気的に絶縁された状態で支持され、そ
のプラス側端子21Aが後述する引出電極棒24に接続さ
れ、マイナス側端子21Bが、アース側であるハウジング1
9の端子挿入孔19Eに挿入され、外部から半田付けされて
いる。

22はハウジング19内に設けられた例えばニトリルゴム
製のＯリングで、該Ｏリング22はセンサホルダ20基端の
フランジ部20Cに当接して設けられ、後述する電極棒ホ
ルダ23の環状突部23Bで押圧されることで、この部分を
シールして冷媒の漏れを防止している。

23はハウジング19のかしめ部19C内に装着されてかし
められた絶縁保持材としての電極棒ホルダで、該電極棒
ホルダ23は例えばフェノール樹脂によってほぼ肉厚の円
筒状に形成され、内周面に雌ねじ部23Aが形成されると
共に、先端側にハウジング19内に挿入されてＯリング22
を押圧する環状突部23Bが形成されている。

24は電極棒ホルダ23およびセンサホルダ20内に電気的
に絶縁された状態で挿入され、自己発熱型サーミスタ21
のプラス側電極となる引出電極体としての引出電極棒
で、該引出電極棒24は導電性材料によってほぼ円柱状に
形成され、その基端側には、電極棒ホルダ23の雌ねじ部
23Aに螺合する雄ねじ部24Aが形成され、この雄ねじ部24
Aの基端側には、この電極棒24が電極棒ホルダ23および
センサホルダ20に挿入された状態で、電極棒ホルダ23の
基端面23Cに当接してこの電極棒24の位置決めを行なう
フランジ部24Bが設けられている。さらに、電極棒24の
基端部には、後述するハーネス26を接続するための接続
凹部24Cが設けられている。

25はハウジング19基端のかしめ部19Cおよび電極棒24
を覆って設けられた例えばゴム製のブーツで、該ブーツ
25の先端には、ハウジング19のボルト頭部19Bとかしめ
部19Cとの間の縮径部19Gに係止される係止部25Aが設け
られ、基端部には後述するハーネス26が挿入される挿入
孔25Bが設けられている。

26はブーツ25の挿入孔25Bから挿入され、引出電極棒2
4の接続凹部24Cに一端が挿入接続されるハーネスで、該
ハーネス26の他端には、コネクタ27が設けられ、該コネ
クタ27に自己発熱型サーミスタ21へ印加する電源28、警
報装置29と直列接続され、全体として、電源28、警報装
置29、自己発熱型サーミスタ21、ボディアース30からな
るループが形成される。ここで、前記警報装置29は車室
内に設けられ、自己発熱型サーミスタ21の抵抗値の変化
によって作動し、運転者に冷媒残量不足を報知するラン
プ、ブザー等で構成されている。

一方、自己発熱型サーミスタ21は、一般的に第５図に
示すような特性を有する。即ち、サーミスタ21自身の温
度が低いとき、抵抗値は高く、サーミスタ21の温度が上
昇するにつれて抵抗値は低くなる特性を有している。ま
た、ハウジング19を介してサーミスタ21と間接的に接触
する冷媒が液相状態のときは、冷媒による吸熱量がサー
ミスタ21の自己発熱量より大きいため、冷媒と同温くら
いまで冷やされる。一方、冷媒漏れ等により冷媒残量が
不足ぎみとなり、液相と気相とが混合した状態（気液混
合状態）または気相状態となったときは、冷媒の吸熱量
がサーミスタ21の自己発熱量より小さくなり、結果的に
ハウジング19内に熱がこもって、サーミスタ21の温度は
大幅に上昇することになる。

以上のように構成された空調装置の全体的作用は前述
した従来技術と同様なので、ここではその説明を省略す
る。

一方、冷媒貯蔵タンク11においては、コンプレッサ２
で圧縮され、放熱器３で熱を放出して液相状態となった
冷媒は、流入側接続管部14Bから流入側連通路14Dを介し
てタンク11内に流入し、このタンク11内に溜った冷媒
は、吸込管17、流出側連通路14Eおよび流出側接続管部1
4Cを介して配管１の下流側へ流出するようになってい
る。

そして、流出側連通路14Eを流れる冷媒は、この流出
側連通路14Eに臨ませて設けられた冷媒残量検知センサ1
8に接触し、該センサ18を冷却する。このとき、黄銅製
のハウジング19は冷媒によって直接冷却され、自己発熱
型サーミスタ21は、ハウジング19およびセンサホルダ20
を介して間接的に冷却される。

そして、冷媒残量が十分なときは、液相状態の冷媒が
ハウジング19に接触して流れ、自己発熱型サーミスタ21
を間接的に冷却し、その発熱量のほとんどを奪って冷媒
とほぼ同じ温度に維持する。これにより、前記サーミス
タ21の温度は、例えば、第５図中のT_Aとなり、抵抗値は
R_Aとなる。

一方、冷媒残量が不足して気液混合状態になると、ハ
ウジングのないむき出しの自己発熱型サーミスタを冷媒
の流れの中に装着する場合においては、冷媒の流れによ
って直接、かつ速やかに冷却されるため、当該サーミス
タの温度が例えば第５図中のT_Bとなり、抵抗値R_Bは液相
状態での抵抗値R_Aに比して、その変化が小さいものにな
ってしまうということがわかった。

これに対して、本実施例の自己発熱型サーミスタ21の
場合は、該サーミスタ21の自己発熱量が冷媒の吸熱量よ
り多くなるため、ハウジング19内に熱がこもる。この結
果、自己発熱型サーミスタ21の温度が次第に上昇して、
例えば、第５図中のT_Cのようになり、抵抗値R_Cは、液相
状態での抵抗値R_Aに比して大きく変化する。

かくして、冷媒残量が十分で、完全に液相状態の冷媒
がハウジング19に接触する場合には、サーミスタ21の温
度が低くなってその抵抗値が高くなるから、警報装置29
の両端電圧が低くなり、該警報装置29が作動することは
ない。

一方、冷媒残量が不足し、上述の作用によって自己発
熱型サーミスタ21の温度が高くなり、その抵抗値が小さ
くなると、警報装置29の両端電圧が高くなり、該警報装
置29が作動し、運転者に冷媒不足を報知する。

この結果、完全な液相状態であるか、気液混合状態な
いし気相状態であるかを正確に判断することができるよ
うになり、冷媒不足を確実に検出してその検出精度が向
上する。

さらに、冷媒不足を確実に検出できるため、冷媒不足
を早期に検出し、コンプレッサ２の焼付き等の不具合を
防止することができる。

なお、本実施例では、冷媒残量検知センサ18を冷媒貯
蔵タンク11の配管接続用継手部14Aに設けたが、これに
限らず、配管１の途中等、液相領域であって、放熱器３
と膨張弁５との間に配設すれば、前記実施例同様の作
用、効果を奏することができる。

また、本実施例では、自己発熱型感温抵抗素子として
自己発熱型サーミスタ21を用いたが、これに限らず、自
己発熱型のポジスタ等の他の自己発熱型感温抵抗素子を
用いてもよい。

さらに、本実施例では空調装置を冷房装置として用い
た場合を例に説明したが、暖房装置とした場合でも同様
の作用、効果を奏する。

さらにまた、冷媒残量検知センサ18が設けられる流出
側連通路14Eの部分に、冷媒の流れによる影響を確実に
防止するように、冷媒の流れが淀む淀み部を設けてもよ
い。

〔発明の効果〕

以上詳述したように請求項１の発明によれば、空調装
置に用いる冷媒残量検知センサを、金属材料によって基
端側が開口し先端側が底部となった有底筒状に形成さ
れ、液相領域の流路に取付けられたハウジングと、該ハ
ウジング内に挿入して設けられた絶縁保持部材と、ハウ
ジングの先端側に位置して該絶縁保持部材を介してハウ
ジングと電気的に絶縁された状態で設けられ、冷媒の温
度を該ハウジングと絶縁保持部材を介して検知する自己
発熱型感温抵抗素子と、ハウジングの基端側に絶縁保持
部材を介してハウジングと電気的に絶縁された状態で設
けられ、外部から電圧が印加される電極体とを有し、自
己発熱型感温抵抗素子のプラス側を電極体と接続すると
共にマイナス側をハウジングと接続し、自己発熱型感温
抵抗素子はハウジングと絶縁保持部材を介して間接的に
冷媒温度を検出するように構成したので、冷媒残量が不
足して気液混合状態になった場合、熱はハウジング内に
こもり、自己発熱型感温抵抗素子の自己発熱量が冷媒の
吸熱量より多くなってこの抵抗素子の温度が大幅に上昇
し、完全な液相状態と、気液混合状態ないし気相状態と
を正確に判断することができ、冷媒漏れ等による冷媒不
足を確実に検出でき、その検出精度が向上する。

また、請求項２のように、冷媒残量検知センサを冷媒
貯蔵タンクに設けた場合には、当該貯蔵タンクの位置で
正確な冷媒残量が検知できると共に、センサのハウジン
グを冷蔵貯蔵タンクに直接取付けることができ、取付け
性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の実施例に係り、第１図は
冷媒貯蔵タンクを示す平面図、第２図は第１図の冷媒貯
蔵タンクの側面図、第３図は冷媒貯蔵タンクの縦断面
図、第４図は冷媒残量検知センサを示す縦断面図、第５
図は自己発熱型サーミスタの特性線図、第６図は従来の
空調装置を示す全体構成図である。１……配管、２……コンプレッサ、３……放熱器、４……冷媒貯蔵タンク、５……膨張弁、６……吸熱器、 18……冷媒残量検知センサ、19……ハウジング、 21……自己発熱型サーミスタ、24……電極棒。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】冷媒が循環する配管と、該配管の途中に前
記冷媒の循環方向に沿って順次設けられたコンプレッ
サ、放熱器、冷媒貯蔵タンク、膨張弁および吸熱器と、
前記放熱器から吸熱器に至る液相領域に配設され、該液
相領域の流路内の冷媒の残量を検知する冷媒残量検知セ
ンサとからなる空調装置において、前記冷媒残量検知センサは、金属材料によって基端側が
開口し先端側が底部となった有底筒状に形成され、液相
領域の流路に取付けられたハウジングと、該ハウジング
内に挿入して設けられた絶縁保持部材と、前記ハウジン
グの先端側に位置して該絶縁保持部材を介して該ハウジ
ングと電気的に絶縁された状態で設けられ、冷媒の温度
を該ハウジングと絶縁保持部材を介して検知する自己発
熱型感温抵抗素子と、前記ハウジングの基端側に前記絶
縁保持部材を介して該ハウジングと電気的に絶縁された
状態で設けられ、外部から電圧が印加される電極体とを
有し、前記自己発熱型感温抵抗素子のプラス側を該電極
体と接続すると共にマイナス側を前記ハウジングと接続
する構成とされたことを特徴とする空調装置。
【請求項２】前記冷媒残量検知センサは、冷媒貯蔵タン
クに設けてなる特許請求の範囲（１）項記載の空調装
置。