JPS587260Y2 - 冷凍冷房装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は例えば自動車用冷房装置に適用して好都合な冷
凍冷房装置に関するものである。

凝縮器の出口側の冷媒の過冷却度を検出して蒸発器への
冷媒流量を調整し、これにより凝縮器出口側の冷媒の過
冷却度を調整する過冷却度調整弁を使用する冷凍サイク
ルは従来公知である。

ががる冷凍サイクルではエンタルピを過冷却分だけ大き
くとれ、従ってエンタルピが大きく冷房能力も大きくな
るという長所があるが、その反面、凝縮器での放熱量を
上げなくてはならないため、凝縮圧力がその分上昇する
という欠点がある。

特に、自動車用冷房装置の冷凍サイクルに過冷却度調整
弁を設置した場合においては、夏期の渋帯時の高負荷運
転時において凝縮圧力が上昇するということは高圧防止
用の可溶栓が溶けてしまい、冷媒が放出されてサイクル
運転不可能になるという欠点が生じてしまう。

そこで、本考案は上記欠点に鑑み、凝縮圧力即ち凝縮器
出口側の冷媒の圧力が所定値以上の時には強制的に冷媒
の過冷却度を小さくするように作動し、かつ冷媒の圧力
が所定値を下回っている時には冷媒の過冷却度を調整す
るように作動する過冷却度調整弁を用いることにより、
通常時には最適な過冷却度域で効率よく冷凍サイクルが
運転され、熱負荷が高くて凝縮器出口側の冷媒の圧力が
所定値以上になると強制的に過冷却度を小さくし冷媒の
圧力上昇を防止して可溶栓等の安全手段の作動を未然に
防ぐことのできる有用な冷凍冷房装置を提供することを
目的とするものである。

以下本考案を自動車用冷房装置に適用した実施例につい
て説明する。

まず、第１図において、１は自動車エンジンによって電
磁クラッチを介し駆動される圧縮機、２は凝縮器、３は
蒸発器である。

４は本考案に係わる過冷却度調整弁であり、この過冷却
度調整弁４は凝縮器２の出口側の冷媒の過冷却度を検出
して蒸発器３への冷媒流量を調整するものである。

５はアキュームレータで、このアキュームレータ５は蒸
発器３からの冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離してガス
冷媒を圧縮機１に送るものである。

上記過冷却度調整弁の詳細構造を第２図および第３図に
示し説明すると、７は金属製の本体ケースで、凝縮器２
の出口側に配管を介して接続される冷媒入口通路８およ
び蒸発器３の入口側に配管を介して接続される冷媒出口
通路９が設けである。

この出口通路９には弁口９ａが設けである。１０はリン
青銅より戒る袋状のベローズであり、伸縮自在となるよ
う蛇腹部１０ｂを設けである。

このベローズ１０の一端の座部１０ ａには金属導管１
１がろう付けしであるとともに、他端にはニードル弁体
１２がろう付けしである。

このベローズ１０の内部には凝縮器２の出口側の冷媒圧
力が例えば２５ｋｇ／ｍ２Ｇで温度が８７℃になると２
０ ｋｇ／ｍ２Ｇの飽和ガス冷媒となる冷媒（冷凍サイ
クル封入の冷媒と同じ組成でＲ−１２）が上記導管１１
を介して入れである。

この導管１１の端部１１ ａをろう付けすることによっ
てベローズ１０内の冷媒は洩れないよう封入される。

なお、封入に際しては冷媒充填ボンベを７５℃に暖めて
２０ｋｇ／ｍ２Ｇの飽和ガス冷媒の状態で封入する。

１３は本体ケース７に設けた連絡路であって、この連絡
路１３により冷媒入口通路８と冷媒出口通路９とが連通
ずるようになっている。

上記ベローズ１０は、そのニードル弁体１２を冷媒出口
通路９の弁口９ａ内に位置するようにスプリング１４を
介して連絡路１３内に収容してあり、かつ連絡路１３に
設けたねじ部１３ａに調整ナツト１５をねじ込み固定す
ることで調整ナツト１５とスプリング１４との間に脱落
なきよう保持しである。

この調整ナツト１５には前記導管１１を挿通する孔１５
ａが設けである。

調整ナツト１５のねじ込み量を変えることでスプリング
１４の荷重を調整できるようになっている。

なお、本実施例では、凝縮器２の出口側の冷媒圧力が２
５ ｋｇ／ｍ２Ｇになってベローズ１０内外の圧力差が
５ｋｇ／ｍ２Ｇになるとニードル弁体１２が弁口９ａを
開き、冷媒圧力が２６ｋｇ／ｍ２Ｇになってベローズ１
０内外の圧力差が６ ｋｇ／ ｍ２Ｇになると弁口９ａ
が全開になるようスプリング１４の荷重が調整しである
。

１６は本体ケース７に設けた円形状凹所であり、この凹
所１６の底部は連通孔１７を介して連絡路１３のうちベ
ローズ１０側に連通させである。

１８は透明ガラスよりなる円板状サイドグラスであって
、ゴム製Ｏリング１９を介して上記凹所１６内に載置し
てあり、リング状金属ナツト２０を樹脂ワッシャ２１を
介して凹所１６のねじ部１６ａにねじ込み固定すること
によりサイドグラス１８が凹所１６内に固定しである。

２２は本体ケース７の側方に設けたねし孔であって、連
絡路１３のうちベローズ１０が位置する側に連通ずるよ
うになっている。

２３は中心部にハンダ等の低融点合金部２３ ａを有し
た真ちゅう製可溶栓で、ゴム製Ｏリング２４を介して上
記ねじ孔２２にねじ込み固定しである。

なお、この可溶栓２３の合金部２３ ａは凝縮器出口側
の冷媒圧力２６ ｋｇ／ｍ２Ｇの時の冷媒温度より高め
の温度で溶融するようになっている。

２４は異物除去用の円筒状金属フィルタであり、その鍔
部２４ ａを本体ケース７の冷媒入口通路８の段部８ａ
に緊密に嵌着固定しである。

なお、かかる構造の過冷却度調整弁４は取付ブラケット
を介して車体のエンジンルーム部にボルト固定してあっ
て、車体の振動で揺動しないようになっている。

次に、上記構成になる本考案装置の作動を説明する。

圧縮機１で圧縮されたガス冷媒は凝縮器２で凝縮して液
冷媒となる。

この液冷媒は過冷却調整弁４の冷媒入口通路８より連絡
路１３内に入り、ニードル弁体１２と弁口９ａとの間で
形成される絞り部を通過して減圧され、冷媒出口通路９
を経て蒸発器３内に流入する。

蒸発器３を出た冷媒はアキュームレータ５内に流入し、
ここでガス冷媒と液冷媒とに分離され、ガス冷媒が圧縮
機１に送られる。

ここにおいて、冷媒入口通路８より流入した液冷媒はベ
ローズ１０に接触する。

この時、その液冷媒の過冷却度が所定の過冷却度に比較
して過大な場合、例えば冷媒の圧力１５ ｋｇ／ｍ２Ｇ
で過冷却度１７℃の場合、ベローズ１０内の冷媒圧力は
１０ ｋｇ／ｍ２Ｇの液−ガス混合状態にあり、ベロー
ズ１０の外部に比べて相対的に低くなり、ベローズ１０
はスプノング１４の荷重によって圧縮されることになる
。

それ故、ニードル弁体１２と弁口９ａとの間に絞り部と
開口面積が増大するため、冷媒の流路抵抗は減少し、そ
の結果、蒸発器３への冷媒流量が増大し、凝縮器２内の
液冷媒がアキュームレータ５内に入って過冷却度は下降
し、やがて所定の値に戻ることになる。

一方、凝縮器２の出口側の冷媒の過冷却度が過小な場合
にはベローズ１０内の冷媒の飽和温度が大きくなってそ
の圧力はベローズ１０の外部に比べて相対的に高くなる
ため、スプリング１４の荷重に打勝ってベローズ１０が
伸長シ、ニードル弁体１２と弁口９ａとの間の絞り部の
開口面積は減少し、その結果冷媒の流路抵抗が増大する
。

それ故、蒸発器３への冷媒流量が減少し凝縮器２内の液
冷媒の占める割合が多くなって過冷却度は上昇し、やが
て過冷却度は所定の値に戻ることになる。

従って、冷凍サイクルは常に最適な過冷却度域で運転さ
れることになる。

ところで、夏季の渋帯走行時等のごとく凝縮器２での放
熱量が極端に低下すると、過冷却度を増加すべく弁口９
ａの開度が小さくなるため、凝縮器２内を流れる冷媒の
量が低下して圧力が上昇し、しかも凝縮器２の放熱不足
も加味されて冷媒の圧力は相当上昇する。

そして、この圧力が２５ｋｇ／ｍ２Ｇ、温度が８７℃に
なるとベローズ１０内の冷媒は７５℃になってすべてガ
ス化し２０ｋｇ／ｍ２Ｇの飽和ガス冷媒となる。

本実施例では圧力差が５ｋｇ／′ｍ２Ｇになるとスプリ
ング１４の荷重でベローズ１０が弁口９ａを開くよう圧
縮され、冷媒の過冷却度は例えば１７℃になる。

一方、凝縮器２出口側の冷媒圧力が２６ｋｇ／ｍ２Ｇに
なると、ベローズ１０は弁口９ａを全開するよう圧縮さ
れるため、蒸発器３への冷媒流量が過大となって凝縮器
２内の液冷媒が多量にアキュームレータ５内に入り、第
４図のごとく冷媒の過冷却度はほとんどゼロになる。

なお、可溶枠２３の低融点合金部２３ ａは上記圧力２
６ｋｇ／ｍ２Ｇに対応する冷媒温度より高めの温度で溶
融するようにしであるため、上記圧力２６ ｋｇ／ｍ２
Ｇの時に溶融することはない。

従って、凝縮器２の出口側の冷媒圧力は低下し、可溶枠
２３の溶融を防止することができ、冷凍サイクルの継続
運転が可能となる。

このように、本考案では冷媒圧力が上昇して危険な圧力
になると、冷媒の過冷却度調整を犠牲にして強制的に冷
媒の過冷却度を小さくして冷媒圧力の上昇を防止しよう
とするものである。

本考案は上記実施例に限定されず、以下のごとく種々変
形可能である。

（１）袋部材としてベローズ１０を用いたが、ダイヤフ
ラムでも勿論よい。

（２）過冷却度調整弁４の出口側と蒸発器３の入口側と
の間にキャピラリーチューブのごとき固定絞り配管を接
続しても勿論よい。

（３）過冷却度調整弁４の構造は上記実施例に限定され
ず、種々の構造を採用でき、またサイトグラス１８は設
けなくてもよい。

（４）可溶枠のかわりに、凝縮器２出口側の冷媒圧力が
所定値以上になると開弁するリリーフ弁、あるいは冷媒
圧力が所定値以上になると圧縮機１の駆動用電磁クラッ
チへの通電を断つ高圧カットスイッチを用いてもよい。

（５）上記実施例ではベローズ１０の内外の圧力差が６
ｋｇ／ｍ２Ｇになると弁口９ａが全開となるよう弁口
９ａの径を設定したが、全開にせずに増大する方向に開
いて第４図の一点鎖線のごとき特性にしても冷媒圧力を
低下させることができる。

また、上記実施例に記載した冷媒温度、冷媒圧力は一例
にすぎず、これに限定されることはない。

（６）本考案は自動車用に限定されず、種々の用途に適
用できることは勿論である。

以上詳述したごとく、本考案によれば、凝縮器の出口側
と蒸発器の入口側との間に、凝縮器出口側の冷媒の過冷
却度を検出して蒸発器への冷媒流量を調整し冷媒の過冷
却度を調整する過冷却度調整弁を接続し、この過冷却度
調整弁の過冷却度検出用の伸縮自在な袋部材内部に、凝
縮器出口側の冷媒圧力が所定値以上になると飽和ガス冷
媒となるガス冷媒を封入し、前記冷媒圧力が所定値を下
回っている時にはその過冷却度に応じて弁体が弁口の開
度を調整して蒸発器への冷媒流量を調整するよう袋部材
を伸縮させ、一方前記冷媒圧力が所定値以上になると弁
体が弁口の開度を増大せしめるよう袋部材を圧縮させる
から、冷媒圧力が所定値を下回っている通常には最適な
過冷却度域で効率よく冷凍サイクルが運転され、一方凝
縮器の放熱不足によって冷媒圧力が所定値以上になった
異常時には強制的に蒸発器への冷媒流量を増加し過冷却
度を小さくして冷媒圧力が上昇するのを防止でき、冷媒
圧力の上昇によって可溶枠等の安全手段が作動するのを
未然に防止できるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の説明に供する冷凍サイクル図、第２図
は本考案の一実施例の要部である過冷却度調整弁を示す
断面図、第３図は第２図の過冷却度調整弁の側面図、第
４図は本考案の説明に供する特性図である。 １・・・・・・圧縮機、２・・・・・・凝縮器、３・・
・・・・蒸発器、４・・・・・・過冷却度調整弁、７・
・・・・・本体ケース、８・・・・・・冷媒入口通路、
９・・・・・・冷媒出口通路、９ａ・・・・・・弁口、
１０・・・・・・袋部材をなすベローズ、１２・・・・
・・弁体、１４・・・・・・スプリング。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 本体ケースと、この本体ケースにそれぞれ設けた冷媒入
   口通路および冷媒出口通路と、前記本体ケースの前記冷
   媒出入口通路を連絡する連絡路に配置した伸縮自在な袋
   部材と、この袋部材に設けた弁体と、前記冷媒出口通路
   に設けられ、前記袋部材が伸縮させられることにより前
   記弁体で開度が調整される弁口と、前記袋部材の圧縮方
   向に荷重を与えるスプリングとを有した過冷却度調整弁
   を備え、この過冷却度調整弁の冷媒入口通路を凝縮器の
   出口側に、冷媒出口通路を蒸発器の入口側にそれぞれ接
   続し、前記過冷却度調整弁の袋部材の中に、前記凝縮器
   の出口側の冷媒圧力が所定値以上になると飽和ガス冷媒
   となるガス冷媒を封入し、前記冷媒圧力が所定値を下回
   っている時にはその冷媒の過冷却度に応じて前記弁体が
   前記弁口の開度を調整して前記蒸発器への冷媒流量を調
   整するよう前記袋部材が伸縮され、かつ前記冷媒圧力が
   所定値以上になると前記弁体が前記弁口の開度を増大す
   るよう前記袋部材が圧縮されることを特徴とする冷凍冷
   房装置。