JPS58104469A - 車両用冷房冷凍冷蔵装置 - 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】 本発明は車両において車室内の冷房と冷凍冷蔵庫内の冷
却の両方を行い得る車両用冷房冷凍冷蔵装置に関するも
ので、ワゴン車のようにレジャーカーとして多目的に使
用される車両に装備されるに好適なものである。

従来、車室内に配設された車両用の小型冷蔵庫の冷却は
、一般に冷房装置よシの冷風の一部を冷蔵庫内に導いて
行うようにしていた。しかしながら、このようなもので
は冷蔵庫を冷房装置の冷風ダクト内にしか配設できず冷
蔵庫の設置場所が限定されてしまうという不具合があ９
％また冷房用の冷風ヲ利用して庫内の冷却を行なうため
庫内の温度を十分下げることができず、製氷することも
できなかった。また、庫内温度は冷房状態に左右され温
度を自由に設定することができなかった。

かかる欠点を是正するため本出願人は、従来の冷房用の
減圧装置及び冷房用蒸発器を有する冷房用冷媒回路に、
冷凍冷蔵庫用の減圧装置及びＩ？凍冷蔵用蒸発器を有す
る冷凍冷蔵用冷媒回路を並列に付加し、冷媒を前記冷房
用冷媒回路と冷凍冷蔵用冷媒回路とに交互に流すよ□う
に構成した装置を開発した。この装置の作動を簡単に説
明すると、まず冷房用冷媒回路を閉じて冷凍冷蔵用冷媒
回路に冷媒を流し、圧縮機の吸入によって冷凍冷蔵用蒸
発器内の蒸発圧力を下げて、蒸発器表面温度を下げ、こ
れが所定の最低値以下に低下すると、冷凍冷蔵用冷媒回
路の流入端、流出端を閉じて冷凍冷蔵用蒸発器を密閉し
、同時に冷房用冷媒回路を開いて通常の冷房運転に切シ
かえる。密閉された冷凍冷蔵用蒸発器内においては、内
部に流入していた液冷媒の蒸発によって冷却が行われ、
一方。

蒸発圧力及び蒸発温度自体は徐々に上昇する。これに伴
い蒸発器表面温度が徐々に上昇するが、これが所定の最
高値を越えて上昇すると、再び冷凍冷蔵用冷媒回路が開
かれ、圧縮機により冷凍冷蔵用蒸発器内の蒸発圧力を下
げる。以下同様の作動が繰シ返えされる。

かかる装置において重要なことは、冷凍冷蔵用冷媒回路
を閉じ、冷房用冷媒回路を開いて通常の冷房運転を行う
期間を他力長′七することでおる。

挟置すれば冷凍冷蔵用蒸発器内に極力多くの液冷媒を流
入させ、かつその液冷−を有効に利用することによシ、
冷凍冷蔵用冷媒回路を閉じた後の蒸発器表面温度の上昇
を極力おそくすることである。

また、冷凍冷蔵用冷媒回路を開いた後、急速に蒸発器表
面温度が所定の最低値に到達することも重要である。

従って、本発明の目的は、冷凍冷蔵用冷媒回路の閉止期
間を長くシ、かつ冷凍冷蔵用冷媒回路が開いた時は敏速
にその蒸発器表面温度を低下させ得る特性の冷凍冷蔵用
蒸発器を有する車両用冷房冷凍冷蔵装置を提供すること
である。

本発明によれば、冷凍冷蔵用冷媒回路内に用いる冷凍冷
蔵用蒸発器を、複数個のほぼ水平な熱交換部分を有する
ように蛇行状に屈曲形成された扁平チューブで構成し、
かつ前記熱交換部分の両端部を熱交換部分よりも高くな
くて、該熱交換部分内に液冷媒が溜るようになしたこと
を特徴とする。

以下本発明の実施例を添付図面を参照して説明する。

第１図は本発明をワゴン車用ツインクーラと組合せて実
施した場′ｌ・合の冷凍サイクルを示しておル、１は冷
媒の圧縮・吐出を行なう圧縮機で、図示しない車両走行
用エンジンの駆動力を電磁クラッチ１１を介して受けて
作動するようになっている。

２はこの圧縮機１よシ吐出された高温高圧のがス冷媒を
冷却して凝縮する凝縮器、３は凝縮器２で凝縮した冷媒
を受けて液冷媒のみ導出する受液器である。Ａは車室内
前部のインパネ下部に設置されるフロント側冷房ユニッ
トであシ、４は液冷媒を低温低圧の霧状に減圧膨張させ
る減圧装置、５は冷房用蒸発器である。減圧装置４は冷
房用蒸発器５の出口側に配設された感温筒４′からの信
号に応じて絞シ量を可変とする膨張弁よシなシ、冷房用
蒸発器５出口での冷媒過熱度が一定となるように冷媒流
量を制御する。フロント側冷房ユニット入は車室内もし
くは車室外の空気を冷房ファン１６で吸入し、その吸入
空気を蒸発器５で冷却した後、車室内前面の中央及び左
右に設けた吹出口（図示せず）より前席の乗員に向けて
吹出すようになっている。６は電磁弁で、上記減圧装置
４、蒸発器５を有する冷房用冷媒回路１８の冷媒の流れ
を制御する。１２は冷房用蒸発器５を通過した冷風の温
度を感知するサーミスタからなる温度センサである。Ｂ
は車室内の助手席後方の床下等に設置され、車室内後席
の乗員を冷房するリヤ側冷房ユニットであり、フロント
側と同様の機器（４ａ。

４ａ’、５ａ、６ａ、１２ａ、１６ａ、１８ａ）を有し
ている。フロント側とリヤ側の冷房用冷媒（ロ）路１Ｂ
、１８ａは互いに差動に接続されている。

１５は両温度センサ１２，１２ａの検出信号が入力され
る電子制御装置で、フロント側の冷風温度が設定温度以
下に低下すると温度センサ１２からの信号を受けて電磁
弁６への通電を遮断して、電磁弁６を閉弁し、またリヤ
側の冷風温度が設定温度以下に低下すると、温度センサ
１２ａがらの信号を受けて電磁弁６ａへの通電を遮断し
て電磁弁６ａを開弁するように構成されている。つまり
、制御装置１５は２つの冷房用冷媒回路１８　、１８ａ
への冷媒の流れを独立に制御して、蒸発器５．５ａへの
霜付きを防止する。更に、制御装置１５は、２つの電磁
弁６．６ａへの通電を同時に遮断したときには電磁クラ
ッチ１１への通電を遮断して圧縮機１を停止するように
構成されている。なお、１３はフロント側冷房ユニット
Ａの起動停止を行うクーラスイッチ、１３ａはリヤ側冷
房ユニツ）Ｂの起動停止を行うクーラスイッチ、１４は
車載の電源バッテリである。

上記の２つの冷房用冷媒回路ｔａ、１ｓａに並列に冷凍
冷蔵用冷媒回路１９が接続されており、この回路１９の
途中には、冷媒の流れる方向に順次、定圧膨張弁７、冷
凍冷蔵用蒸発器８、逆止弁９が接続されている。

定圧膨張弁７は低圧側の圧力が設定値以下となると開き
、かつ低圧側を一定圧力に制御しうるタイプの膨張弁で
あり、本実施例では冷媒としてフロンＲ−１２が用いら
れ、定圧膨張弁７の設定開弁圧カバ０．５　Ｋ９／Ｃｍ
２Ｇ　（蒸発温度−２１°Ｃ）に選定されている。

されており、前者８ａは冷凍室２５内に設置され、後者
８ｂは冷蔵室２６内に設置されている。この冷蔵室２６
内には、送風機２４、サーミスタからなる温度センサ２
３が設置され℃いる。この温度センサ２３は冷蔵室２６
内で送風空気流が直接肖らないような位置（第６図参照
）に設けである。

Ｃは冷凍冷蔵庫の全体を示す。

第２図および第６図は冷凍冷蔵庫Ｃの具体的構造を例示
するものであ夛、この冷凍冷蔵庫Ｃは箱体１００を有し
ている。この箱体１００はポリエチレン又はポリゾロピ
レン等からなる２重の樹脂部材を用いたいわゆる２重壁
構造となっており、その２重壁間には硬質ポリウレタン
等の断熱材２２を注入して断熱性の向上を図っである。

箱体１００にはこれと同様に２重壁構造と硬質ポリウレ
タン等の断熱材とを組合せたドア１０１がヒンジ１０２
により開閉自在に連結されている。箱体１００の底部は
段付形状に成形され、その段部上に空気吸入用の格子１
０３を固定する形状となっており、更にこの格子１０３
から吸入された空気が流れる冷風通−０４が形成されて
いる。蒸発器収納用ケース１９５はポリエチレン又はポ
リプロピレンの２重壁構造となっておシ、箱体１００の
溝部（図示せず）にさし込み固定されるようになってい
る。このケース１０５は略コ字状に成形されておシ、冷
凍室２５を形成している。ケース１０５の前面には冷凍
室２５の開口部１０５ａがあけられ、冷凍庫ドア１０６
で開閉される。この冷凍庫ドア１０６はヒンジにてケー
ス１０５と連結されている。なお、ケース１０５の前面
上部は冷蔵用蒸発器部８ｂの前方まで延ひて格子１０５
ｂが形成されており、送風機２４からの風を通過できる
様に々つている。

上記ケース１０５内に収容される蒸発器８は冷凍室２５
を冷却する冷凍用蒸発器部８ａと、冷蔵室２６への空気
を冷却する冷蔵用蒸発器部８ｂとからなシ、これらは蛇
行状に屈曲形成された一体の偏平チューブで構成され、
その両端には冷媒人ロパイゾ８ｃと冷媒用ロパイゾ８ｄ
が接合されている。この蒸発器８を更に詳しく説明する
と、第４図に示すように、冷凍用蒸発器部８ａは水平な
熱交換部分８０ａ、８１ａを有し、この部分８０ａ。

８１ａ上に製氷皿１０７が置かれるようになっている。

また、冷蔵用蒸発器部８ｂも水平な熱交換部分８Ｑｂ、
８ｉｂを有し、かつこれらの間には空気を効率よく冷却
するようにコルｒ”−トフィン８ｅが設けられている。

なお、コルデートフィン８ｅはその下部を熱交換部分８
０ｂにろう付けされて固定されている。これらの熱交換
部分のうち、製氷捕音のぜる熱交換部分８０ａ、８１ａ
及びコルデートフィン８ｅの下部をろう付けした熱交換
部分８０ｂの両端部８２ａ　、８３ａ、８４ａ。

８５＆、８２ｂｊ８３ｂはそれぞれの熱交換部分よりも
高い位置に位置するように構成されている。

この構成は６熱交換部分８０ａ、８１ａ、８０ｂに送ら
れて来た低温液冷媒が、自■によシ下方に流れ落ちるの
を阻止し、これらの部分８０ａ。

８１　ａｐ　８０　ｂに溜るようにするためのものでお
る。なお、本実施例では最上部の熱交換部分８１ｂには
液冷媒がたまるような構成となっていないが、この部分
にも液冷媒がたまるようにしてもよい。

再び第２図、第６図を参照するに、箱体１００内には送
風機２４が配置されている。送風機２４のケース２４ａ
は箱体１００にビス等で固定されており、送風機のファ
ン２４ｂを回転させるモータ２４ｃも箱体１００に固定
されている。ケース２４ａの側面の吸入口は冷風通路１
０４に連通し、吐出口は冷蔵用蒸発器部８ｂの空気通路
（コルｒ−トフイン８０部）に連通している。かくして
、送風機２４は冷蔵室２６内の空気を格子１０３、空気
通路１０４全通して吸入し、冷蔵用蒸発器部８ｂにて冷
却した後、冷蔵室２６に送シ出す作用をなしている。冷
凍室２５は、冷凍用蒸発器部８ａ内の冷媒ｋ　０　、５
　ＫＰ／ｃｍ２程度の低圧にすることで、製氷皿１０７
、製氷蓋１０８内の水等を製氷ｃｆ’Ｊ能とする。蒸発
器８の冷媒入口バイブ８Ｃにつながる定圧）膨張弁７、
また冷媒用ロパイゾ８ｄにつながる逆止弁９等もすべて
箱体１００内に収納されている。逆止弁９は圧縮機サク
ション側の冷媒配管よ勺冷凍冷４１１則冷媒回路１９へ
冷媒が逆流するのを阻止する構造となっている。

１− なお、箱体１００は単室内の適宜位置、例えばワデン車
の単室前部の計器盤下部の位置、あるいは後部座席の下
部位置等に設置するとよい。

１ 一方、第１図において、冷蔵室２６の冷却状態を検出す
る温度センサ２３と直列に温度設定用の可変抵抗２２を
接続し、この直列回路を制御装置２１に接続し、温度セ
ンサ２３の検出信号に応じて制御装置２１によ如送風機
２４の作動を断続することによシ冷蔵室２６内の温度を
一定（例えば５°Ｃ）に保つようになっている。可変抵
抗２２の操作を行う温度調節つまみは車室内に設けられ
、単室内で冷蔵室２６の設定温度を自由に調節できるよ
うになっている。

また、冷凍用蒸発器部８ａにはその表面温度を検出する
サーミスタからなる温度センサ１０が設けられておシ、
この温度センサ１０は制御装置２０に接続されている。

そして、温度センサ１０の検出温度が高温側設定温度（
本例では一１０℃以下）になると、・制御装置２０が出
力を出しリレー１８に通電す名ことによりリレー接点を
開き電磁弁６，６ａへの通電を制御装置１５の出力の有
無に関係なく強制的に遮断し、冷房用蒸発器５゜５ａへ
の冷媒通路を遮断すると共に、電磁クララ２ チ１１への通電を行なう。温度センサ１０の検出温度が
低温側設定温度（本例では一１７℃）以下となるまで上
記状態を保ち、低温側設定温度に達したらリレー１８の
通電を停止してリレー接点を閉じるとともに、電磁クラ
ッチ１１への強制通電を停止するので、通常通シ冷房側
の制御装置１５の出力に基づいて電磁弁６，６ａと電磁
クラッチ１１の作動が制御される状態に復帰する。１７
は冷凍冷蔵庫Ｃの作動を起動・停止させる冷凍冷蔵スイ
ッチである。

次に１上記構成において本発明装置の作動を説明する。

まず夏季等で車室内の冷房が望まれる時はクーラスイッ
チ１３．１３ａのいずれか一方または両方を投入して制
御装置１５を介して電磁クラッチ１１に通電し、エンジ
ンの回転力を圧縮機１に伝える。これによって圧縮機１
が運転され、液冷媒が冷房用蒸発器５で蒸発する際に空
気より気化熱を奪い、気化熱を奪われて冷却された空気
が冷房ファン１６．１６ａによって単室内に吹き出され
る。この際、蒸発器５，５ａ内の蒸発圧力は２〜３　Ｋ
ｌ／ａｎ”であシ、従って冷凍冷蔵用冷媒回路１９の圧
縮機吸入側部に作用する圧力も同程度であるので、定圧
膨張弁７は閉じたままで、冷媒回路１９内に冷媒は流れ
ない。そして、制御装置１５の出力によシミ磁弁６，６
ａの開閉が制御されることによシ蒸発器５，５ａの霜付
きが防止される。

次に、この冷房運転状態で更に冷凍冷蔵庫Ｃを作用させ
ようとする時には冷凍冷蔵スイッチ１７を投入する。こ
のスイッチ投入時には当然冷凍用蒸発器８ａの表面温度
は一１０℃以上であるから、この状態が温度センサ１０
により検出され、制御装置２０の出力によシリレー１８
の接点が開き、電は冷房ｌ１ｌｌ蒸発器５，５ａが共に
冷えすぎの状態であると、冷房側制御装置１５によシミ
磁りラッチ１１への通電が遮断されているため、必要と
なるのである。

上記のごとく電磁弁６，６ａへの通電が遮断され、この
両弁６，６ａが閉じられると、冷房用蒸発器５．５ａへ
の冷媒の流れが止るため圧縮機１の吸入圧力が急激に低
下して、数秒で０−５ＫＰ／ａ１１”Ｇに達する。この
ため冷凍冷蔵用冷媒回路１９の定圧膨張弁７が開き、冷
媒回路１９に冷媒が流れるようになる。この時前記した
ように定圧膨張弁７は低圧側圧力を設定圧力（０，５Ｋ
Ｐ／ａｎ２ａ　）に制御するため、冷凍冷蔵用蒸発器８
内は０．５　Ｋｔ／ａｍ２Ｇの圧力となり、冷媒蒸発温
度は一２１°Ｃとなっている。数秒すると冷蔵用蒸発器
８の表面温度が下がり、−１７℃まで低下すると、この
状態が温度センサ１０によシ検出され、制御装置２０の
出力によりリレー１８への通電が遮断され、接点が開放
されるため、冷房用制御装置１５の作動に従って電磁弁
６，６ａは開閉されるようになる。この時冷房用蒸発器
５，５ａの冷却状態が温度センサ１２，１２ａの設定温
度よシ高い状態であれば、電磁弁６，６ａは開くことに
な５ｐ１そしてこの電磁弁６，６ａが一方または両方開
くと、冷媒が再び冷房用蒸発器５，５ａに供給され、蒸
発器５゜５ａ内圧力及び圧縮機吸入側圧力が２〜３　Ｋ
ｊ’／ａｍ２Ｇに戻る。この圧力は冷凍冷蔵用蒸発器８
内の圧力（０，５ＫＰ／ｃｍ”　Ｇ）よシもはるかに高
イカ、蒸発器８の下流に逆止弁９が配設されているので
、蒸発器５を通った冷媒がスが蒸発器８内に逆流して蒸
発器８内の圧力を急激に上昇させるという不具合は生じ
ない。一方、定圧膨張弁７は低圧側が設定圧力０．５　
ＫＰ７ａｍ２ａ　？：越えると自動的に閉じるので冷媒
の供給を止める。その後、蒸発器８は内部の液冷媒が除
々に蒸発しながら冷凍冷蔵庫Ｃ内の冷却を続け、蒸発器
８内での蒸発圧力及び温度は除々に上昇する。冷凍冷蔵
用蒸発器８０表面温度が除々に上昇して一１０℃になれ
ば再び温度センサ１０と制御装置２０によシミ磁弁６，
６ａを閉じ、圧縮機吸入圧力を下ける。そのため冷凍冷
蔵用益発器８内の圧力は再び０．５　Ｋｌ／ｃｍ２Ｇに
下げられる。以下、同一の動作が繰９返される。ここで
、電磁弁６，６ａが吻いて冷房運転が行われている時に
は冷凍冷蔵用回路１９は遮断している。この　　　時、
冷凍冷蔵用回路１９内に送り込まれてい友低−１′ＳＩ 温の液冷媒は重力によシ蒸発器８の熱交換部分８０ａ、
８１ａ、８０ｂ（第４図参照）にたまることになる。こ
のたまった液冷媒の潜熱、顕熱によシ、冷凍冷蔵用蒸発
器８の表面温度が一１０℃に上昇するまでの時間が伸び
る。すなわち、冷房用冷媒回路が開いている時間が伸び
、冷房運転の犠牲を軽減することができる。更に、冷凍
冷蔵用蒸発器８の熱交換部分に液冷媒がたまっているの
で、電磁弁６，６ａが閉じ、冷凍冷蔵用冷媒回路１９が
開いた時、この液冷媒が蒸発して直ちに冷凍冷蔵用蒸発
器８を低温にすることができる。すなわち冷房用冷媒回
路を閉じている時間を短くすることができ、冷房運転へ
の支障をほとんどなくすことができる。

上記実施例では冷凍冷蔵用蒸発器８の熱交換部分８０　
ａ　ｐ　８１　ａｓ　８０　ｂを水平にかつ互に平行に
配置しているが、本発明はこの構造に限定されるもので
なく、適宜変更が可能である。第５図は冷凍冷蔵蒸発器
８の一変形例を示すものでめシ、本例では熱交換部分８
１　ａ’　ｓ　８０　ｂ’　＊はぼ水平で６ はおるが若干傾斜させており、この傾斜を与えることに
より液冷媒がこれらの部分にたまるようになしたもので
ある。この蒸発器を用いても上記の作用効果が得られる
。

以上説明した如く、本発明によれば、互に並列に配置さ
れた冷房用冷媒回路と冷凍冷蔵用冷媒回路とに交互に冷
媒を通すようになした装置において、冷凍冷蔵用蒸発器
の熱交換部分に液冷媒がたまるように構成しているので
、冷凍冷蔵用冷媒回路の閉止時に前記冷凍冷蔵用蒸発器
の熱交換部分にたまっている液冷媒の顕熱、潜熱によシ
、その蒸発器の温度上昇を遅くシ、冷房運転期間を長く
することができる。また、冷凍冷蔵用冷媒回路が開いた
時、たまっていた液冷媒が蒸発するので直ちに冷凍冷蔵
用益発器を低温にすることができ、冷房運転停止期間を
短くできる。かくして、単室冷房にほとんど支障をきた
すことなく、製氷可能な冷凍冷蔵庫の冷却が可能でおる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す冷凍サイクル図、第２
図は上記実施例に用いている冷凍冷蔵庫の斜視図、第３
図は第２図の厘−履矢視断面図、第４図は第２図の冷凍
冷蔵庫内に設けた冷凍冷蔵用蒸発器の側面図、第５図は
冷凍冷蔵用蒸発器の変形例を示す側面図である。 １・・・・・・圧縮機 ２・・・・・・凝縮器 ４．４ａ・・・・・・減圧装置をなす膨張弁５．５ａ・
・・・・・冷房用蒸発器 Ｉ・・・・・・減圧装置をなす定圧膨張弁８・・・・・
・冷凍冷蔵用蒸発器 ８０　ａ　＋　８１　ａ　＋　８０　ｂ・・・・・・熱
交換部分１８・・・・・・冷房用冷媒回路 １９・・・・・・冷凍冷蔵用冷媒回路 代理人　　浅　村　　　皓 Ｉ　外４名 ９ 第１図 一ト１４ 工

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 車室内冷房用め減圧装置及び冷房用蒸発器を有する冷房
   用冷媒回路と、冷凍冷蔵庫用の減圧装置及び冷凍冷蔵用
   蒸発器を有する冷凍冷蔵用冷媒回路とを互に並列に接続
   し、冷媒を前記冷房用冷媒回路と冷凍冷蔵用冷媒回路と
   に交互に流すように構成された車両用冷房冷凍冷蔵装置
   におａて、前記冷凍冷蔵用蒸発器を、複数個のほぼ水平
   な熱交換部分を有するように蛇行状に屈曲形成された扁
   平チューブで構成し、かつ前記熱交換部分の両端部分を
   熱交換部分よシも高くなしたことを特徴とする車両用冷
   房冷凍冷蔵装置。