JPH11351704A - 受液器一体型冷媒凝縮器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 受液器一体型冷媒凝縮器において、圧縮機停
止時の液冷媒逆流に起因するサイクル高圧の上昇を抑制
する。 【解決手段】 圧縮機１の断続運転によるサイクル高圧
の上昇原因が、受液器３１内から凝縮器コア部２３の凝
縮部３５への液冷媒の逆流であるという点に着目して、
受液器３１内の液冷媒が凝縮器コア部２３の凝縮部３５
へ逆流することを防止する逆止弁３４を備える。これに
よると、圧縮機停止時に受液器３１内の液冷媒が凝縮部
３５へ逆流することを逆止弁３４によって確実に防止で
きる。そのため、蒸発器５のフロスト防止のために圧縮
機作動を断続する場合においても、凝縮部の有効凝縮面
積の減少を抑えてサイクル高圧の上昇を抑制できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷媒の気液を分離
して液冷媒を蓄える受液器を一体に構成した冷媒凝縮器
に関するもので、車両用空調装置に用いて好適なもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両用空調装置においては、車両
搭載性の向上を図るために、冷媒凝縮器に受液器を一体
に構成して、この冷媒凝縮器と受液器の車両搭載スペー
スを縮小するようにしたものが種々提案されている（例
えば、特開平８−２１９５８８号公報参照）。

【０００３】この従来技術における冷媒凝縮器は、一般
にマルチフロータイプと称されているものであって、図
６に示すように、上下方向に配置された一対のヘッダタ
ンク２１、２２を有し、この一対のヘッダタンク２１、
２２の間に、水平方向に冷媒を流すチューブ２４を有す
るコア部２３を配置し、一方の（第１）ヘッダタンク２
１の上端側に冷媒の入口側配管ジョイント２６を、下端
側に冷媒の出口側配管ジョイント２７をそれぞれ配置し
ている。

【０００４】そして、両方のヘッダタンク２１、２２内
に配置したセパレータ２８、２９によりヘッダタンク２
１、２２内部をそれぞれ上下方向に複数の空間２１ａ、
２１ｂ、２２ａ、２２ｂに仕切っている。これにより、
入口側配管ジョイント２６からの冷媒（圧縮機吐出ガ
ス）を一対のヘッダタンク２１、２２とコア部２３との
間で図示の矢印のごとく流通させている。

【０００５】また、一対のヘッダタンク２１、２２のう
ち、冷媒の出入口配管ジョイント２６、２７を設けてな
い側の第２ヘッダタンク２２に受液器３１を一体に構成
し、この受液器３１内部の空間と第２ヘッダタンク２２
の上側空間２２ａとを、セパレータ２９の直ぐ上方に設
けた第１の連通穴３２にて連通させ、コア部２３の凝縮
部３５にて凝縮した液冷媒を第１の連通穴３２を通して
受液器３１内部に流入させ、受液器３１内部において冷
媒の気液を分離して液冷媒を蓄える。

【０００６】そして、セパレータ２９の直ぐ下方に第２
の連通穴３３を配置して、受液器３１内部の液冷媒を第
２の連通穴３３から第２ヘッダタンク２２の下側の空間
２２ｂ内に流入させ、さらにコア部２３の過冷却部３６
を経て液冷媒を過冷却した後に、第１ヘッダタンク２１
の下側の空間２１ｂを経て過冷却液冷媒を出口側配管ジ
ョイント２７から外部へ流出させている。

【０００７】上記従来技術によると、過冷却部３６にて
冷媒を過冷却することにより、蒸発器の入口、出口間の
冷媒のエンタルピ差を増加でき、これにより、冷房能力
を向上できる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来技
術について実際に実験検討してみると、圧縮機運転の断
続制御に伴ってサイクル高圧が上昇し、その結果、冷凍
サイクルの圧縮機駆動動力が増大するという不具合が発
生することが分かった。また、サイクル高圧が上昇し、
比較的熱負荷が小さい条件でも、凝縮器冷却用電動ファ
ンが高速回転（Ｈｉ）状態になって、送風騒音が大きく
なり、耳障りであるという不具合も生じる。

【０００９】本発明者は、圧縮機運転の断続制御に伴な
うサイクル高圧の上昇原因について種々実験検討した結
果、以下の理由であることを見出した。車両空調用冷凍
サイクル装置では、圧縮機を車両エンジンにより駆動す
るとともに、蒸発器でのフロスト（霜付き）防止のため
に、蒸発器の冷却温度（例えば、蒸発器直後の吹出空気
温度）を温度センサにて検出し、この温度センサの検出
温度が所定温度（例えば、３°Ｃ）以下に低下すると、
圧縮機と車両エンジンとの間の電磁クラッチをオフし
て、圧縮機の運転を停止するという制御を採用してい
る。

【００１０】ところで、図６に示す従来の受液器一体型
冷媒凝縮器において、圧縮機の運転が断続されるよう
な、冷房負荷の比較的小さい条件下では、サイクル内へ
の冷媒封入量が正常であると、圧縮機作動時には受液器
３１内の液冷媒の液面が符号３１ａに示すように、第１
の連通穴３２よりも十分、上方に位置している。これに
対し、コア部２３の凝縮部３５では、液冷媒領域はほと
んど形成されていない。

【００１１】従って、このような状態の下で圧縮機が停
止すると、受液器３１に対して凝縮部３５の圧力が低く
なるので、受液器３１内の液冷媒が第１の連通穴３２か
ら空間２２ｂを通って凝縮部３５へ逆流するという現象
が発生することが分かった。上記の圧力差は次の理由に
より発生する。すなわち、圧縮機が停止した後、凝縮器
は外気に晒されているフィンを通じて冷却（このとき、
電動ファンが停止状態にあっても自然放熱により冷却）
されることにより、凝縮部３５の圧力が低下する。一
方、受液器３１は外気との熱交換面積を増大させるフィ
ンを持たないとともに、受液器３１自身の熱容量の影響
により、受液器３１の温度低下、ひいては圧力低下が遅
れる。その結果、圧縮機が停止した直後では、受液器３
１と凝縮部３５との間で圧力差が生じる。

【００１２】また、連通穴３２が受液器３１の下部に位
置しているため、上記逆流は専ら液冷媒の移動により行
われ、単位時間当たりの逆流冷媒量は多く、無視できな
いレベルとなる。上記のように凝縮部３５への液冷媒の
逆流が発生すると、次に、圧縮機の運転が再起動されて
も、凝縮部３５の液冷媒を受液器３１内へ戻すためには
ある程度の時間がかかる。特に、受液器３１の上方側は
周囲雰囲気やヘッダタンク２２等からの受熱により温度
の高い状態にあるので、冷媒が凝縮しにくい条件にあ
る。そのため、受液器３１内部の上方側は冷媒のガス状
態が維持され、受液器３１内の冷媒液面レベルが上昇し
にくい。このため、凝縮部３５の液冷媒が受液器３１内
へ戻るのに要する時間が長くなる。

【００１３】以上の理由から、一時的に、凝縮部３５に
液冷媒域が存在する状態が継続され、サイクルは過充填
状態と同じ状態になる。このことは、冷媒の凝縮部とし
て実質的に機能する有効凝縮面積を狭めることになり、
有効凝縮能力が低下するので、サイクル高圧が上昇し
て、圧縮機駆動動力の増大を招く。また、凝縮器冷却用
電動ファンを高速回転（Ｈｉ）にする設定圧よりサイク
ル高圧が高くなって、電動ファンの高速回転による耳障
りな騒音が発生する場合もある。

【００１４】そこで、本発明は上記点に鑑み、受液器一
体型冷媒凝縮器において、圧縮機停止時の液冷媒逆流に
起因するサイクル高圧の上昇を抑制することを目的とす
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１ないし４に記載の発明では、サイクル高圧
の上昇原因が、受液器（３１）内から凝縮器コア部（２
３）の凝縮部（３５）への液冷媒の逆流であるという点
に着目して、受液器（３１）内の液冷媒が凝縮器コア部
（２３）の凝縮部（３５）へ逆流することを防止する逆
流防止手段（３４）を備えることを特徴としている。

【００１６】これによると、圧縮機停止時に受液器（３
１）内の液冷媒が凝縮器コア部（２３）の凝縮部（３
５）へ逆流することを逆流防止手段（３４）によって確
実に防止できる。そのため、蒸発器（５）のフロスト防
止のために圧縮機作動を断続制御する場合においても、
凝縮部の有効凝縮面積の減少を抑えてサイクル高圧の上
昇を効果的に抑制できるので、高圧上昇による圧縮機駆
動動力の増大を抑制できる。

【００１７】また、高圧上昇によって、比較的熱負荷が
小さい条件にも関わらず、凝縮器冷却用電動ファンが高
速回転になることも抑制できる。特に、請求項２に記載
の発明では、コア部（２３）の上側部にて冷媒を凝縮す
る凝縮部（３５）を構成するとともに、コア部（２３）
の下側部にて冷媒を過冷却する過冷却部（３６）を構成
するタイプの受液器一体型冷媒凝縮器において、請求項
１記載の発明と同様の作用効果を発揮できる。

【００１８】また、請求項３記載の発明のように、逆流
防止手段を、板状の弾性材からなる逆止弁（３４）で構
成すれば、逆流防止手段を小型、簡潔な構成とすること
ができ、実用上有利である。そして、本発明は、請求項
４に記載のような、サイクル高圧を検出する圧力センサ
（４６）の検出信号に基づいて凝縮器冷却用電動ファン
（４９）の回転速度を制御するとともに、蒸発器（５）
の冷却温度を検出する温度センサ（４２）の検出信号に
基づいて圧縮機（１）の作動を断続する車両用冷凍サイ
クル装置において、好適に実施できるものである。

【００１９】なお、上記各手段に付した括弧内の符号
は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を
示すものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下本発明を図に示す実施形態に
ついて説明する。図１は本発明を自動車用空調装置にお
ける受液器一体型冷媒凝縮器に適用した一実施形態を示
している。この自動車用空調装置の冷凍サイクル装置
は、冷媒圧縮機１、受液器一体型冷媒凝縮器２、サイト
グラス３、温度作動式膨張弁（減圧手段）４および冷媒
蒸発器５を、金属製パイプまたはゴム製パイプよりなる
冷媒配管によって順次接続した閉回路より構成されてい
る。

【００２１】冷媒圧縮機１は、自動車のエンジンルーム
（図示せず）内に設置された走行用エンジンにベルトと
電磁クラッチ（動力断続手段）１ａを介して連結されて
いる。この冷媒圧縮機１は、電磁クラッチ１ａが接続状
態となり、エンジンの回転動力が伝達されると、冷媒蒸
発器５下流側よりガス冷媒を吸入、圧縮して、高温高圧
の過熱ガス冷媒を受液器一体型冷媒凝縮器２へ吐出す
る。

【００２２】受液器一体型冷媒凝縮器２は、所定間隔を
開けて配置された一対のヘッダタンク、すなわち、第
１、第２ヘッダタンク２１、２２を有し、この第１、第
２ヘッダタンク２１、２２は上下方向に略円筒状に延び
る形状になっている。この第１、第２ヘッダタンク２
１、２２の間に熱交換用のコア部２３を配置している。
本例の冷媒凝縮器２は、一般にマルチフロータイプと称
されているものであって、コア部２３は第１、第２ヘッ
ダタンク２１、２２の間で、水平方向に冷媒を流す偏平
チューブ２４を多数並列配置し、この多数の偏平チュー
ブ２４の間にコルゲートフィン２５を介在して接合して
いる。偏平チューブ２４の一端部は第１ヘッダタンク２
１内に連通し、他端部は第２ヘッダタンク２２内に連通
している。

【００２３】そして、一方の（第１）ヘッダタンク２１
の上端側に冷媒の入口側配管ジョイント（冷媒入口部）
２６を配置し接合しており、また、下端側に冷媒の出口
側配管ジョイント（冷媒出口部）２７を配置し接合して
いる。さらに、本例においては、第１ヘッダタンク２１
および第２ヘッダタンク２２の内部にそれぞれ、セパレ
ータ２８、２９を配置して、第１、第２ヘッダタンク２
１、２２の内部を、それぞれ上下方向に複数（２個づ
つ）の空間２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂに仕切って
いる。ここで、この両セパレータ２８、２９はヘッダタ
ンク２１、２２の下部寄りの同一高さの部位に配置され
ている。

【００２４】一方、第２ヘッダタンク２２には、冷媒の
気液を分離して液冷媒を蓄える受液器３１が一体に構成
してある。この受液器３１も略円筒形状であり、第２ヘ
ッダタンク２２の外面側方（コア部２３と反対側の部
位）に配置され、第２ヘッダタンク２１の外面に一体に
接合される。受液器３１は第２ヘッダタンク２２より若
干低い高さを有している。なお、本例では、冷媒凝縮器
２の各部および受液器３１はアルミニュウム材で成形さ
れ、一体ろう付けにて組付けられている。

【００２５】次に、受液器３１内部の空間と第２ヘッダ
タンク２２との連通構造について説明すると、セパレー
タ２９の直ぐ上方の部位において第２ヘッダタンク２２
および受液器３１の壁面を貫通して第１の連通穴３２を
設け、この第１の連通穴３２により、第２ヘッダタンク
２２の上側空間２２ａの下端部付近を受液器３１内部の
空間に連通させている。

【００２６】また、セパレータ２９の直ぐ下方の部位に
おいて第２ヘッダタンク２２および受液器３１の壁面を
貫通して第２の連通穴３３を設け、この第２の連通穴３
３により、受液器３１内部の下端部付近を第２ヘッダタ
ンク２２の下側空間２２ｂの上端部付近に連通させてい
る。なお、第１、第２の連通穴３２、３３は縦長の略長
方形の形状になっている。

【００２７】そして、空間２２ａから第１連通穴３２を
通して受液器３１内に至る一方向のみに冷媒の流れを許
容し、逆方向への冷媒の流れを防止する逆流防止手段と
して、平板状の逆止弁３４が設けてある。この逆止弁３
４は弾性を有する適宜の金属材からなり、本例では、逆
止弁３４が受液器３１内部に配置され、逆止弁３４の上
端部は受液器３１の内壁面のうち、セパレータ２９の直
ぐ上方の部位にろう付け等により接合されている。従っ
て、逆止弁３４の上端部は固定端となり、下端部は変形
可能な自由端となる。

【００２８】第２ヘッダタンク２２内の上側空間２２ａ
内の圧力が受液器３１内部の圧力より高いときは、この
圧力差により逆止弁３４の自由端（下端部）が図２
（ａ）のごとく受液器３１の内壁面から離れる方向へ弾
性変形して、第１の連通穴３２を開口する。逆に、受液
器３１内部の圧力が高くなると、逆止弁３４の自由端
（下端部）が図２（ｂ）のごとく受液器３１の内壁面に
密着して、第１の連通穴３２を閉塞する。

【００２９】コア部２３において、セパレータ２８、２
９より上方側の部位は、冷媒圧縮機１の吐出ガス冷媒
を、後述の図３に示す電動ファン４９により送られてく
る室外空気の冷却風と熱交換させて冷媒を冷却、凝縮さ
せる凝縮部３５を構成している。また、コア部２３にお
いて、セパレータ２８、２９より下方側の部位は、受液
器３１内部において気液分離された液冷媒を室外空気と
熱交換させて過冷却する過冷却部３６を構成している。

【００３０】従って、本例の冷媒凝縮器２は、冷媒流れ
の上流側から順次、凝縮部３５、受液器３１、および過
冷却部３６を構成するとともに、これらを一体に設けた
構成となっている。なお、受液器３１内における冷媒の
気液界面３１ａは、冷媒封入量の正常時には、セパレー
タ２９と受液器３１の上端面との中間高さに位置するよ
うになっている。

【００３１】また、冷媒凝縮器２は周知のように、自動
車エンジンルーム内において最前部（エンジン冷却用ラ
ジエータの前方位置）に配置されて、エンジン冷却用ラ
ジエータと共通の電動ファン４９により冷却される。次
に、サイトグラス３は、受液器一体型冷媒凝縮器２の過
冷却部３６で過冷却され、出口側配管ジョイント２７よ
り流出してくる冷媒の気液状態を作業者が目視観察し
て、冷凍装置内封入冷媒量の過不足を点検する冷媒量点
検手段として用いるものである。温度作動式膨張弁４
は、冷媒蒸発器５の冷媒入口部側に接続され、高温高圧
の液冷媒を断熱膨張して低温低圧の気液二相の霧状冷媒
にする減圧手段として働くもので、冷媒蒸発器５の冷媒
出口部の冷媒過熱度を所定値に維持するよう弁開度を自
動調整する。

【００３２】冷媒蒸発器５は、膨張弁４の下流側と冷媒
圧縮機１の吸入側との間に接続され、膨張弁４より内部
に流入した気液二相状態の冷媒を、後述の図３の空調用
送風機４１により送風される空気と熱交換させて冷媒を
蒸発させ、その蒸発潜熱により送風空気を冷却する冷却
手段として働く。次に、図３は本発明凝縮器２を備えた
車両用空調装置の全体システム構成を概略図示するもの
で、４０は空調装置の空気通路を構成するケース、４１
はこのケース４０の上流側に配置された空調用送風機
で、遠心ファン４１ａと駆動用モータ４１ｂとを有して
いる。送風機４１の吸入口４１ｃには図示しない内外気
切替箱が接続され、この内外気切替箱を通して吸入され
た外気または内気を遠心ファン４１ａによりケース４０
内に送風するようになっている。

【００３３】送風機４１の吹出側に冷媒蒸発器５が配置
され、冷媒蒸発器５の空気吹出直後の部位には、冷媒蒸
発器５の吹出空気温度（蒸発器冷却温度）を検出する温
度センサ（サーミスタ）４２が配置されている。そし
て、冷媒蒸発器５の空気下流側には、エアミックスドア
４３が回転軸４３ａを中心として回動可能に配置されて
いる。

【００３４】このエアミックスドア４３はヒータコア４
４を通過して加熱される温風量とヒータコア４４のバイ
パス通路４５を通過する冷風量との風量割合を調整し
て、車室内への吹出空気温度を調整する温度調整手段で
ある。なお、ヒータコア４４は周知のごとく車両エンジ
ンからの温水（冷却水）を熱源として空気を加熱する温
水式熱交換器である。

【００３５】ヒータコア４４からの温風と、バイパス通
路４５からの冷風は、混合されて所望の温度になった後
に、図示しないフェイス、フット、デフロスタの各吹出
口のうち選択された所定吹出口から車室内へ吹き出す。
一方、冷凍サイクルには、サイクル高圧を検出する圧力
センサ４６が高圧液冷媒配管の途中、例えば、冷媒凝縮
器２の出口側部位に配置されている。この圧力センサ４
６および温度センサ４２の検出信号は空調用制御装置４
７に入力される。この制御装置４７はマイクロコンピュ
ータ等から構成されるものであり、予め設定されたプロ
グラムに基づいて入力信号に対する所定の演算処理を行
って出力を出す。

【００３６】制御装置４７の出力により駆動されるリレ
ー４８が圧縮機１の電磁クラッチ１ａへの通電回路に備
えてある。従って、このリレー４８により電磁クラッチ
１ａへの通電を断続して圧縮機１の作動を断続すること
ができる。また、冷媒凝縮器２の冷却風流路には、冷却
風（外気風）を送風する電動ファン４９が配置されてい
る。この電動ファン４９のモータ４９ａには、制御装置
４７の出力により制御される回転数制御器５０が接続さ
れている。

【００３７】電動ファン４９の回転数の調整は具体的に
は次のごとく行う。すなわち、圧力センサ４６により検
出されるサイクル高圧が所定値（例えば１５．５ｋｇｆ
／ｃｍ² ）以上に上昇すると、制御装置４７により制御
される回転数制御器５０を介して、電動ファン４９のモ
ータ印加電圧を高めて、電動ファン４９を高速（Ｈｉ）
回転させる。そして、サイクル高圧が所定値（例えば１
２．５ｋｇｆ／ｃｍ²）以下に低下すると、電動ファン
４９のモータ印加電圧を低下して、電動ファン４９を低
速（Ｌｏ）回転させる。

【００３８】なお、本実施形態においては、圧力センサ
４６の検出圧力に基づいて電動ファン４９の回転速度を
制御するファン速度制御手段（請求項４）を、制御装置
４７と回転数制御器５０とにより構成している。また、
温度センサ４２の検出温度に基づいて圧縮機（１）の作
動を断続させる圧縮機断続制御手段（請求項４）を、制
御装置４７とリレー４８とにより構成している。

【００３９】次に、上記構成において作動を説明する。
いま、自動車用空調装置の運転が開始され、制御装置４
７の出力によりリレー４８が閉成して電磁クラッチ１ａ
に通電されると、電磁クラッチ１ａが接続状態となり、
自動車エンジンの回転が圧縮機１に伝達され、圧縮機１
が冷媒を圧縮し、吐出する。これにより、圧縮機１から
吐出された過熱ガス冷媒は、入口側配管ジョイント２６
から凝縮器２の第１ヘッダタンク２１の上部空間２１ａ
より凝縮部３５のチューブ２４を通過した後、第２ヘッ
ダタンク２２の上部空間２２ａに流入する。そして、チ
ューブ２４を通過する間に、冷媒はチューブ２４および
フィン２５を介して冷却空気と熱交換して冷却され、ガ
ス冷媒を一部含む飽和液冷媒となる。この飽和液冷媒
は、上記の上側空間２２ａから第１の連通穴３２を通っ
て受液器３１内に流入する。

【００４０】そして、受液器３１内において冷媒の気液
が分離され、液冷媒が蓄えられる。受液器３１内の液冷
媒は第２の連通穴３３を通って第２ヘッダタンク２２の
下部空間２２ｂを経由して過冷却部３６を通過する。こ
の過冷却部３６において、液冷媒は再度冷却されて過冷
却状態となり、この過冷却液冷媒は第１ヘッダタンク２
１の下部空間２１ｂを通って出口側配管ジョイント２７
から凝縮器２外へ流出する。

【００４１】そして、過冷却液冷媒はサイトグラス３を
通って、温度作動式膨張弁４に流入する。この膨張弁４
において、過冷却液冷媒は減圧され、低温、低圧の気液
２相冷媒となる。次いで、この気液２相冷媒は蒸発器５
にて空調用空気と熱交換して蒸発し、その蒸発潜熱を空
調用空気から吸熱して、空調用空気を冷却する。蒸発器
５にて蒸発した過熱ガス冷媒は圧縮機１に吸入され、再
度圧縮される。

【００４２】ところで、蒸発器５のフロスト防止のため
に、圧縮機１の運転が温度センサ４２の検出する蒸発器
吹出空気温度（蒸発器冷却温度）に応じて断続される。
すなわち、蒸発器吹出空気温度が第１所定温度（例え
ば、３°Ｃ）以下に低下すると、制御装置４７の出力に
よりリレー４８が開放され、電磁クラッチ１ａへの通電
が遮断される。これにより、電磁クラッチ１ａが開離状
態となり、圧縮機１の作動が停止される。

【００４３】この結果、蒸発器５の冷却作用が中断され
て、蒸発器吹出空気温度が第２所定温度（例えば、４°
Ｃ）以上に上昇すると、制御装置４７の出力によりリレ
ー４８が閉成され、電磁クラッチ１ａに通電されるの
で、電磁クラッチ１ａが接続状態となり、圧縮機１が再
び作動状態に戻る。このようにして、蒸発器５のフロス
ト状態が未然に防止される。

【００４４】次に、上記の蒸発器フロスト防止制御のた
めの、圧縮機断続作動に伴うサイクル挙動について詳述
すると、まず、図４は本実施形態による逆止弁３４を備
えていない従来技術の場合を示している。この従来技術
では、蒸発器吹出空気温度が第１所定値（例えば、３°
Ｃ）まで低下すると、圧縮機１が停止される。これによ
り、サイクル高圧が徐々に低下するが、圧縮機１の作動
時に受液器３１内には第１連通穴３２より高い液面レベ
ルまで液冷媒が溜まっているので、圧縮機１が停止する
と、前述の理由から受液器３１と凝縮部３５との間に圧
力差が発生して、この圧力差により受液器３１内の液冷
媒が第１連通穴３２から上側空間２２ａを通って凝縮部
３５側へ逆流する現象が発生する。

【００４５】この逆流現象により、凝縮部３５の下側部
位のチューブ２４内に液冷媒が溜まる。図４（ａ）の斜
線部はこの凝縮部３５の液冷媒の溜まり部を示す。そし
て、圧縮機１の停止後、時間が経過して蒸発器吹出空気
温度が第２所定値（例えば、４°Ｃ）まで上昇すると、
圧縮機１が再起動するが、その際、凝縮部３５における
液冷媒溜まりの発生により凝縮部３５の有効凝縮面積が
減少しているので、凝縮部３５での有効凝縮能力が必要
能力とバランスするまでサイクル高圧が上昇することに
なる。

【００４６】凝縮部３５に溜まった液冷媒が受液器３１
内へ移動するには、圧縮機１の再起動後、ある程度の時
間が必要であるので、圧縮機１の再起動後、暫くの間
（図４の時間ｔの間）サイクル高圧の上昇が続く。図４
（ｂ）はこの圧縮機再起動直後にサイクル高圧が上昇す
るとともに、液冷媒が受液器３１内へ徐々に移動する過
程を示す。

【００４７】そして、時間ｔが経過すると、図４（ｃ）
に示すように、凝縮部３５の液冷媒が受液器３１内へ移
動して、凝縮部３５における液冷媒溜まりの領域がほぼ
消滅するので、凝縮部３５の有効凝縮面積の増加によっ
て凝縮部３５の有効凝縮能力が上昇し、サイクル高圧が
低下し始める。そして、圧縮機１の作動による蒸発器冷
却作用により蒸発器吹出空気温度が第１所定値（例え
ば、３°Ｃ）まで低下すると、圧縮機１が再び停止さ
れ、上記作動が繰り返される。つまり、圧縮機１の停止
ごとに、受液器３１内から凝縮部３５への液冷媒の逆流
現象が発生し、その後に、圧縮機１が再起動されるごと
にサイクル高圧が図４に示すような大幅な上昇を繰り返
す。このようなサイクル高圧の上昇によって圧縮機駆動
動力が増大し、車両エンジンの燃費を悪化させる。

【００４８】これに対して、本実施形態によると、圧縮
機停止時に受液器３１内の液冷媒が圧力差により凝縮部
３５側へ逆流しようとすると、液冷媒の圧力差による力
が逆止弁３４の閉弁方向に作用して、逆止弁３４が図２
（ｂ）に示すように、受液器３１の内壁面に密着し、第
１連通穴３２を閉塞する。これにより、凝縮部３５側へ
の液冷媒の逆流が阻止されるので、液冷媒は図５（ａ）
に示すように圧縮機停止時にも受液器３１内に保持され
た状態が継続される。

【００４９】よって、凝縮部３５に液冷媒溜まり部が形
成されないので、その後の圧縮機再起動時に、液冷媒溜
まりに起因する有効凝縮面積の減少が発生しない。従っ
て、図４の従来技術の場合に比して本実施形態では圧縮
機再起動後の凝縮部３５の有効凝縮面積を増大（図５
（ｂ）参照）でき、有効凝縮能力を高い状態に維持でき
る。その結果、圧縮機再起動後における高圧上昇を図４
の従来技術に比して大幅に低いレベルに抑えることがで
き、圧縮機駆動動力の低減を図ることができる。

【００５０】また、上記理由からサイクル高圧が凝縮器
冷却用電動ファン４９を高速（Ｈｉ）回転させる第１所
定値Ｐ₁ （例えば１５．５ｋｇｆ／ｃｍ² Ｇ）以上に上
昇することを抑制できる。従って、蒸発器フロスト防止
のための圧縮機断続作動に伴って、凝縮器冷却用電動フ
ァン４９が高速（Ｈｉ）回転して、送風騒音が増大する
ことを抑制できる。因みに、凝縮器冷却用電動ファン４
９が一旦、高速（Ｈｉ）回転した後に、低速（Ｌｏ）回
転に復帰する際の高圧設定値は、第１所定値Ｐ ₁ より低
い第２所定値Ｐ₂ （例えば１２．５ｋｇｆ／ｃｍ² ）で
ある。

【００５１】なお、圧縮機再起動後では、凝縮部３５側
に比して受液器３１内の圧力が低下するので、逆止弁３
４は自らの弾性変形により図２（ａ）の開弁状態とな
る。（他の実施形態）なお、上述の実施形態では冷媒の
逆流防止用の弁手段として、金属弾性体からなる平板状
の逆止弁３４を用いているが、これに限定されることな
く周知の種々な逆止弁構造を採用できることはもちろん
である。

【００５２】また、上述の実施形態では、冷媒の出入口
ジョイント２６、２７を設けていない第２ヘッダタンク
２２に受液器３１を一体に構成しているが、冷媒の出入
口ジョイント２６、２７を設けている第１ヘッダタンク
２１に受液器３１を一体に構成してもよい。また、凝縮
器２のコア部２３を凝縮部３５のみとし、過冷却部３６
をコア部２３から切り離して独立に構成するタイプの受
液器一体型冷媒凝縮器に本発明を適用することもでき
る。

【００５３】この場合は、第１ヘッダタンク２１におけ
る出口側配管ジョイント２７を廃止て、その代わりに、
受液器３１にその内部の液冷媒を流出させる出口側配管
ジョイント（冷媒出口部）を設置し、この出口側配管ジ
ョイントからの液冷媒を配管を介して過冷却部に流入さ
せるようにすればよい。また、過冷却部３６を持たない
冷凍装置においても、本発明は同様に実施できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の冷媒凝縮器を示す正面断
面図である。

【図２】図１の逆止弁部の拡大断面図である。

【図３】本発明凝縮器を適用する車両用空調装置の全体
システム構成図である。

【図４】従来技術の作動説明図である。

【図５】本発明の作動説明図である。

【図６】従来技術の冷媒凝縮器を示すもので、ヘッダー
タンク部を断面図示した正面図である。

【符号の説明】

１…圧縮機、２…凝縮器、３…サイトグラス、４…膨張
弁、５…蒸発器、２１…第１ヘッダタンク、２１ａ、２
１ｂ…空間、２２…第２ヘッダタンク、２２ａ、２２ｂ
…空間、２３…コア部、２４…チューブ、２８、２９…
セパレータ、３１…受液器、３２、３３…連通穴、３４
…逆止弁（逆流防止手段）、３５…凝縮部、３６…過冷
却部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機（１）から吐出された過熱冷媒ガ
   スを冷却して凝縮させるとともに、この凝縮後の冷媒の
   気液を分離して液冷媒を溜める受液器（３１）を一体に
   構成する受液器一体型冷媒凝縮器において、 水平方向に配置されたチューブ（２４）を有し、このチ
   ューブ（２４）内を冷媒が流れるコア部（２３）と、 このコア部（２３）の一端側において上下方向に延びる
   ように配置され、前記チューブ（２４）の一端部と連通
   する第１ヘッダタンク（２１）と、 前記コア部（２３）の他端側において上下方向に延びる
   ように配置され、前記チューブ（２４）の他端部と連通
   する第２ヘッダタンク（２２）とを備え、前記第１ヘッ
   ダタンク（２１）および前記第２ヘッダタンク（２２）
   のいずれか一方に前記受液器（３１）を一体に接合し、 さらに、この一方のヘッダタンク（２２）内の空間（２
   ２ａ）の下部を前記受液器（３１）内に連通させる連通
   穴（３２）と、 前記空間（２２ａ）から前記連通穴（３２）を通して前
   記受液器（３１）内に至る一方向のみに冷媒の流れを許
   容し、逆方向への冷媒の流れを防止する逆流防止手段
   （３４）とを備えることを特徴とする受液器一体型冷媒
   凝縮器。
2. 【請求項２】 前記コア部（２３）の上側部にて冷媒を
   凝縮する凝縮部（３５）を構成するとともに、前記コア
   部（２３）の下側部にて冷媒を過冷却する過冷却部（３
   ６）を構成したことを特徴とする請求項１に記載の受液
   器一体型冷媒凝縮器。
3. 【請求項３】 前記逆流防止手段は、板状の弾性材から
   なる逆止弁（３４）であることを特徴とする請求項１ま
   たは２に記載の受液器一体型冷媒凝縮器。
4. 【請求項４】 走行用エンジンにより駆動され、冷媒を
   圧縮し、吐出する圧縮機（１）と、 この圧縮機（１）から吐出された過熱冷媒ガスを凝縮す
   る凝縮器（２）と、 この凝縮器（２）に冷却風を送風する電動ファン（４
   ９）と、 前記凝縮器（２）で凝縮した冷媒の気液を分離して、液
   冷媒を溜める受液器（３１）と、 この受液器（３１）から流出した液冷媒を減圧膨張させ
   る減圧手段（４）と、 前記減圧手段（４）で減圧された気液２相冷媒を蒸発さ
   せる蒸発器（５）とを備え、 前記凝縮器（２）と前記受液器（３１）とを、請求項１
   ないし３のいずれか１つに記載の受液器一体型冷媒凝縮
   器により構成し、 さらに、前記減圧手段（４）より上流側のサイクル高圧
   を検出する圧力センサ（４６）と、 この圧力センサ（４６）の検出圧力の上昇に基づいて前
   記電動ファン（４９）の回転速度を上昇させるファン速
   度制御手段（４７、５０）と、 前記蒸発器（５）の冷却温度を検出する温度センサ（４
   ２）と、 この温度センサ（４２）の検出温度の低下に基づいて前
   記圧縮機（１）の作動を停止させる圧縮機断続制御手段
   （４７、４８）とを備えることを特徴とする車両用冷凍
   サイクル装置。