JPH10287124A - 車両用冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 可燃性冷媒を用いた冷却サイクルの一部を直
接車室に配置する車両用冷却装置において、万が一にも
車室側で可燃性冷媒が冷媒流路から漏洩するような事態
があっても乗員の安全を確保する。 【解決手段】 車室側にエバポレータが配置され、この
エバポレータが内通路１５とその周囲を覆う外通路１７
とを備えた２重壁管１３によって構成される。２重壁管
１３の内通路１５を可燃性冷媒の冷媒通路とし、外通路
１７を冷媒圧よりも圧力の低いブラインを充填した閉塞
路とする。２重壁管１３には、外通路１７内の圧力を検
出する圧力検出器が設けられ、外通路内の圧力上昇が検
出された場合に冷却サイクルを停止し、警告信号を発す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、可燃性冷媒を用
いた車両用冷却装置にあって、特に、冷却サイクルの一
部を車室側に直接配置するようにした車両用冷却装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】オゾン層の保護、温暖化の防止を図る目
的から、フロンの代替冷媒として、ＨＦＣ−１３４ａ
や、可燃性冷媒が検討されている。このうち、可燃性冷
媒としては、プロパンとイソブタンとを各々５０％重量
の比で混合させた非共沸冷媒が有力視されており、欧米
では、この冷媒が既に試験的に車両用冷却装置に用いら
れている。

【０００３】本発明者によっても、可燃性冷媒を用いた
冷却サイクルを構成する研究がなされており、特に、従
来のカーエアコンと同様のレイアウト、即ち、コンプレ
ッサとコンデンサをエンジンルーム側に配置し、エバポ
レータを車室側に配置するレイアウトを可燃性冷媒を用
いた冷却装置にそのまま利用する場合の研究がなされて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のレイアウト構成
で最も心配されるのは、可燃性冷媒が何らかの原因で漏
洩すると引火、爆発する危険性が大きいことである。車
室外（エンジンルーム側）で冷媒漏れが生じた場合に
は、エンジンルームは開放空間であることから可燃性冷
媒が速やかに拡散され、空気中の可燃性ガスの混合比は
引火、爆発にいたるほど大きくならない。しかし、車室
側で冷媒漏れが生じた場合には、車室は閉空間を基本的
に想定しているため、空気と可燃性ガスとの混合比が爆
発を誘起する濃度までたやすく到達し、タバコ等の発火
源によって引火、爆発しやすくなる。

【０００５】エバポレータは、外部からの衝撃や冷媒の
圧力に十分耐えられる強度と耐圧とを兼ね備えた設計が
なされているため、冷媒漏れはよほどのことがないと生
じるものではないが、万が一にも漏れた場合には、非常
に危険であることから十分な危機管理が要請される。

【０００６】そこで、この発明においては、可燃性冷媒
を用いた冷却サイクルの一部を直接車室に配置するよう
な構成において、万が一にも車室側で可燃性冷媒が冷媒
流路から漏洩するような事態があっても乗員の安全を確
保することができる車両用冷却装置を提供することを課
題としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、この発明にかかる車両用冷却装置は、可燃性冷媒を
用いた冷却サイクルの一部を車室側に配し、残りをエン
ジンルーム側に配してなるものにおいて、前記車室側に
配した冷却サイクルの一部を内通路とその周囲を覆う外
通路とを備えた２重壁管によって構成し、前記２重壁管
の内通路を前記可燃性冷媒の冷媒通路とし、前記２重壁
管の外通路を前記冷媒圧よりも圧力の低いブラインを充
填した閉塞路とし、前記２重壁管に前記外通路内の圧力
を検出する圧力検出器を設けたことを特徴ととしている
（請求項１）。

【０００８】より具体的な態様としては、エンジンルー
ム側にコンプレッサとコンデンサを、車室側にエバポレ
ータをそれぞれ配置してなる可燃性冷媒を用いた冷却サ
イクルにおいて、前記エバポレータを内通路とその周囲
を覆う外通路とを備えた２重壁管にフィンを接合して構
成し、前記２重壁管の内通路を前記可燃性冷媒の冷媒通
路とし、前記２重壁管の外通路を前記冷媒圧よりも圧力
の低いブラインを充填した閉塞路とし、前記エバポレー
タに前記外通路内の圧力を検出する圧力検出器を設ける
ことが考えられる（請求項２）。

【０００９】２重壁管は、内側環状壁と、その周囲を覆
う外側環状壁と、これら内側環状壁と外側環状壁とを一
体に連結するリブとによって構成し、全体を押し出し成
形によって形成すればよい。この２重壁管を用いたエバ
ポレータとしては、２重壁管を複数段に折り返して蛇行
する管路を構成し、隣り合う２重壁管の周壁間にフィン
を挿着する構成が考えられる。また、外通路に充填され
るブラインは、エバポレータに用いられることから、凍
結によって２重壁管を破壊しないように非可燃性の不凍
液とすることが望ましい。

【００１０】したがって、コンプレッサで圧縮された冷
媒は、コンデンサ等を介して車室側のエバポレータに供
給され、このエバポレータの内通路を通過する。内通路
を通過した冷媒は、外通路のブラインを介して２重壁管
の表面を冷却し、フィンを介してここを通過する空気を
冷却することとなる。

【００１１】何らかの原因でエバポレータの冷媒通路か
ら可燃性冷媒が漏洩したとしても、この冷媒は、外通路
に流出されるだけで車室内に流出されることがない。し
かも、外通路のブラインは冷媒圧より圧力が低く設定さ
れているので、可燃性冷媒が外通路に漏れると外通路内
の圧力が高められる。よって、外通路内の流体圧は圧力
検出器によって検知されるので、圧力検出器からの信号
を常時モニタリングしていれば、内通路から冷媒漏れが
あったことを適格に検知することができる。この外通路
の圧力のモニタリングは、冷却サイクル稼働時に限ら
ず、停止時おいても常時行うことが望ましい。

【００１２】外通路内の流体圧上昇が検出された場合に
は、エバポレータの異常が認められたわけであるから、
コンプレッサを停止状態として冷却サイクルの流動を抑
え、同時に早急な修理が要請されることから、警告信号
を発することが望ましい（請求項３）。警告信号を発す
る手段としては、警報を発するようにしても、所定の表
示部にエラーメッセージや修理要請メッセージを表示さ
せるものであってもよい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の構成例を図面に
より説明する。図１において、車両用冷却装置１は、車
両のエンジンルーム２と車室３とを分ける仕切壁４を境
にして、エンジンルーム側にコンプレッサ５、コンデン
サ６、膨張弁７を配置し、車室側のダッシュボード８の
内側にエバポレータ９を配置し、これらコンプレッサ
５、コンデンサ６、膨張弁７、及びエバポレータ９を順
次配管結合して冷却サイクルを構成している。

【００１４】コンプレッサ５は、図示しないエンジンか
らの動力がマグネットクラッチ１０を介して伝達される
ようになっており、マグネットクラッチ１０のオンオフ
を外部からの信号によって制御することにより、コンプ
レッサ５のオンオフを制御するようになっている。ま
た、コンデンサ６は、エンジンルーム２の前方に配置さ
れ、膨張弁７は仕切壁４の近傍に配置されている。

【００１５】この冷却サイクルに充填される冷媒は、プ
ロパンとイソブタンとをそれぞれ５０％重量の割合で混
合した可燃性冷媒であり、サイクルの低圧側を構成する
膨張弁７より下流側にあっても大気圧より十分大きな圧
力となるように充填されている。この実施例において膨
張弁７は、図２に示されるように、エバポレータ９の入
口部１１と出口部１２とが直結するブロック型膨張弁と
なっている。

【００１６】ブロック型膨張弁７は、それ自体公知のも
のであるので、ここでは説明を省略するが、コンデンサ
側から送られてくる冷媒を低圧低温にしてエバポレータ
９の入口部１１に導くと共に、エバポレータ９で蒸発気
化した冷媒を出口部１２からそのままコンプレッサ５へ
送出するようになっている。

【００１７】膨張弁７に直結するエバポレータ９は、図
３に示す断面形状を有する偏平状の２重壁管１３を、図
２に示されるように、複数段に折り返して蛇行流路を形
成し、隣り合う周壁間にフィン１４を挿入ロウ付けして
構成されている。２重壁管１３は、内通路１５を形成す
る内側環状壁１６と、この内側環状壁１６の周囲を囲む
ように設けられ、内側環状壁１６との間に外通路１７を
構成する外側環状壁１８と、内側環状壁１６と外側環状
壁１８との間に設けられてこれら内外側環状壁を一体に
連結するリブ１９とによって構成され、リブ１９は内側
環状壁１６から四方に延びて外通路１７を４分割に区画
している。

【００１８】これら内側環状壁１６、リブ１９、外側環
状壁１８は、押し出し成形により一体に形成されるもの
で、必要により、外通路１７の各空間を適宜連通させて
もよい。また、外通路１７は、ブロック型膨張弁７と接
続する入口部１１と出口部１２とで閉塞されており、内
部に大気圧とほぼ等しい圧力に設定された非可燃性の不
凍液が充填されている。

【００１９】これに対して内通路１５は、閉塞されるこ
となく入口部が膨張弁７を介してコンデンサ６に通じる
高圧配管２０に連通しており、出口部が膨張弁７を介し
てコンプレッサ５に通じる低圧配管２１に連通してお
り、可燃性冷媒の冷媒通路となっている。これらエンジ
ンルーム側に配される高圧配管２０や低圧配管２１は通
常の配管が用いられている。

【００２０】尚、上記エバポレータ９を構成する２重壁
管１３は、内側環状壁１６も外側環状壁１８も同程度の
耐圧が得られるように形成されており、通常においては
可燃性冷媒の圧力によっては内側環状壁１６が破壊され
ることはない。

【００２１】エバポレータ９の外側環状壁１８には、外
通路１７内の流体圧を検出する圧力センサ２２が設けら
れている。この圧力センサ２２は、例えば、正常時の外
通路１７の圧力ではオフとなっており、圧力が上昇して
所定の閾値を超えるとオン信号を出力するようなものが
用いられている。

【００２２】この圧力センサ２２の出力は、コントロー
ルユニット２３に入力され、このコントロールユニット
２３によって外通路１７の圧力が冷却サイクルの稼働時
のみならず停止時においても常時モニタリングされてい
る。コントロールユニット２３は、モニタリングした結
果に基づき、外通路１７の圧力が所定圧以上に上昇して
圧力センサからオン信号が入力されると、マグネットク
ラッチ１０をオフにする指令信号を駆動回路２４に出力
する制御や、ダッシュボード８上の所定の表示部２５に
警告メッセージを表示する指令信号を表示回路２６に出
力する制御等を行うようになっている。

【００２３】上記構成において、コンプレッサ５で圧縮
された可燃性冷媒は、コンデンサ６で冷却されて膨張弁
７に至り、この膨張弁７で減圧されてエバポレータ９に
入り、このエバポレータ９を通過した後にコンプレッサ
５へ戻される。エバポレータ９では、内通路１５を可燃
性冷媒の通路としていることから、可燃性冷媒は、外通
路１７に満たされたブラインを介して、あるいは、リブ
１９を介して外側環状壁１８を冷却し、この外側環状壁
１８と接合されるフィン１４を冷却して空気と熱交換さ
れる。

【００２４】エバポレータ９の２重壁管１３は、押し出
し成形により一体に形成されて所定の厚みの内側環状壁
１６及び外側環状壁１８が入口部１１から出口部１２に
かけて均一に形成されるものであるが、万が一、製造上
の欠陥等により、あるいは何らかの衝撃により、２重壁
管１３の一部に欠陥が生じた場合にあっても安全なもの
となっている。即ち、外側環状壁１８に破損が生じた場
合にはブラインが漏れるだけであるので、乗員に何等危
険はなく、ブラインが漏れれば目視によってそれを認識
し、破損箇所も容易に判ることから即座に対応すること
ができる。また、内側環状壁１６に破損が生じた場合に
は、可燃性冷媒が内通路１５から漏れることとなるが、
この場合にあっても、可燃性冷媒は外通路１７に漏れる
だけで車室３内に漏れることがなく、引火、爆発の恐れ
がない。

【００２５】外空間１７に可燃性冷媒が漏洩した場合に
は、外空間１７の圧力が上昇するため、ある所定圧以上
になると、圧力センサ２２はオン信号を出力する。コン
トロールユニット２３は、圧力センサ２２からの信号を
常時モニタリングしているので、圧力センサ２２からの
オン信号が入力されると、図４に示されるように、マグ
ネットクラッチをオフにして冷却サイクルの稼働を停止
すると共に、警報信号を出力して表示部２５に修理要請
メッセージやエラーメッセージ等を表示させる。したが
って、乗員は、エバポレータ９に異常が生じたことを表
示部２５によって認識することができ、この場合にも速
やかに対処することができる。

【００２６】尚、上述の構成では、圧力センサ２２をオ
ンオフさせる形式のものとしたが、圧力に応じて出力が
連続的に変化するセンサを用い、コントロールユニット
側で所定圧以上となった場合を異常と判定するようにし
てもよい。また、警告信号は、表示部２５にメーセージ
を表示させる処理に変えて、或いはそれと同時に警報を
発したり、車室内の換気を強制的に行うようにしてもよ
い。

【００２７】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
可燃性冷媒が用いられる冷却サイクルの一部、例えばエ
バポレータを車室側に配置する構成において、この車室
側に配される部分を２重構造として冷媒通路の周囲にブ
ラインを充填するようにしたので、車室側において可燃
性冷媒が何らかの原因で冷媒通路から漏洩した場合で
も、可燃性冷媒はその周囲を覆うブラインに混入される
だけで車室に流出することがなく、車室で可燃性冷媒が
引火、爆発する恐れはなくなる。

【００２８】また、ブラインが充填された外通路は、冷
媒通路よりも低圧に設定されて圧力検出器によって常時
モニタリングされているので、可燃性冷媒が漏れて外通
路の圧力が上昇した場合には、これを速やかに検知する
ことが可能となる。特に、圧力検出器によって外通路内
の流体圧が上昇したことを検出した場合には、コンプレ
ッサが停止状態となり、警告信号を発するので、乗員は
エバポレータの異常を速やかに認識し、早急に対処する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明にかかる冷凍装置の車両に搭載
した状態を示す概略図である。

【図２】図２は、図１の膨張弁とエバポレータとを示す
図である。

【図３】図３は、エバポレータに用いられる２重壁管の
断面を示した図である。

【図４】図４は、圧力センサの出力に対するマグネット
クラッチと警告信号の変化を示す特性線図である。

【符号の説明】

２ エンジンルーム ３ 車室 ５ コンプレッサ ６ コンデンサ ７ 膨張弁 ９ エバポレータ １０ マグネットクラッチ １３ ２重壁管 １５ 内通路 １６ 内側環状壁 １７ 外通路 １８ 外側環状壁 １９ リブ ２２ 圧力センサ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可燃性冷媒を用いた冷却サイクルの一部
   を車室側に配し、残りをエンジンルーム側に配してなる
   車両用冷却装置において、前記車室側に配した冷却サイ
   クルの一部を内通路とその周囲を覆う外通路とを備えた
   ２重壁管によって構成し、前記２重壁管の内通路を前記
   可燃性冷媒の冷媒通路とし、前記２重壁管の外通路を前
   記冷媒圧よりも圧力の低いブラインを充填した閉塞路と
   し、前記２重壁管に前記外通路内の圧力を検出する圧力
   検出器を設けたことを特徴とする車両用冷却装置。
2. 【請求項２】 エンジンルーム側にコンプレッサとコン
   デンサを、車室側にエバポレータをそれぞれ配置してな
   る可燃性冷媒を用いた冷却サイクルにおいて、前記エバ
   ポレータを内通路とその周囲を覆う外通路とを備えた２
   重壁管にフィンを接合して構成し、前記２重壁管の内通
   路を前記可燃性冷媒の冷媒通路とし、前記２重壁管の外
   通路を前記冷媒圧よりも圧力の低いブラインを充填した
   閉塞路とし、前記エバポレータに前記外通路内の圧力を
   検出する圧力検出器を設けたことを特徴とする車両用冷
   却装置。
3. 【請求項３】 前記圧力検出器によって前記外通路内の
   圧力が上昇したことを検出した場合に、前記コンプレッ
   サを停止状態とし、警告信号を発するようにしたことを
   特徴とする請求項２記載の車両用冷却装置。