JPS59134463A - 冷房冷蔵装置 - 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】 本発明は冷房装置を形成する詐凍サイクルに冷凍及び又
は冷蔵用の蒸発器部を並列接続し、圧縮機に補助圧縮部
を設けたことを特徴とする冷房兼冷凍冷蔵装置に関する
もので、自動車用として好適なものである。

従来自動車に装置された冷房装置と飲お１水等を冷却す
る冷凍冷蔵装置とは、別個独立の冷凍サイクルを用いた
もの−であった。即ち、圧縮機と凝縮器は、その冷凍り
イクルの数だり使用されている。

ところがこの様に冷房用の冷凍ナイクルと冷蔵冷凍用の
冷凍サイクルとを２系統設番、Ｊると、各ザイクルごと
に独立の圧縮機が必要となり、特に冷蔵冷凍側の圧縮機
はその冷蔵冷凍機能に対応した低圧を得るために、必然
的に大きな圧縮比が必要どなり、サイクル仝体として圧
縮機の駆動効率が低下づるという問題がある。又、凝縮
器を複数段りると凝縮器の放熱のための開放空間が必要
となり、自動車での設置場所の選定に問題が生じる。

さらには、複数系統を有するため製造コストが高くつく
等の欠点が存在する。

そこで本発明者等は、従来の冷房装置を構成する冷凍サ
イクルを用いて、これに冷蔵又は冷凍用の蒸発器部を並
列接続し、かつ、圧縮機に主圧縮部と補助圧縮部とを設
けることによって空調に必要な蒸発器での冷媒温度と、
冷凍冷蔵装置に必要な蒸発器内での冷媒温度とを異にす
ることができ、従って、従来の空調装置の冷ｌ！ｌＩ勺
イクルの圧縮機と凝縮器を共用することによって上記の
欠点を改良し得ることを着想した。

本発明は、上記の欠点を改良づるために成されたもので
あり、圧縮機及び凝縮器を共通とする冷房兼冷蔵冷凍装
置を提供することを目的と覆る。

即ち、本発明は冷媒を圧縮する圧縮機と、ガス冷媒を液
冷媒に変換する凝縮器と、液冷媒を膨張させて霧状冷媒
にする減圧装置と、霧状冷媒を蒸発させて熱吸収を行な
う蒸発器とを有づる冷房用冷凍サイクルにおいて、 前記圧縮機は、冷媒を圧縮づ”る主圧縮部と、該主圧縮
部の吸入口にその吐出口を直列接続した補助圧縮部とを
有し、 前記主圧縮部は、冷房用冷凍サイクルの一部を橘成し、 前記冷房用の減圧装置、及び蒸発器系統と並列に、減圧
装置とそれに接続する蒸発器とを有する少なくとも１系
統の冷凍又は冷蔵用の蒸発部を設け、 前記冷凍又は冷蔵用蒸発器の流出口を前記補助圧縮部の
吸入口に接続したことを特徴とする冷房冷蔵装置から成
る。

本発明の第１の特徴点は冷凍冷蔵用の蒸発器部を、従来
の空調装置の冷凍サイクルに並列に設けたことである。

そして、第２の特徴部分は圧縮機に主圧縮部ど補助圧縮
部とを設けたことである。

主圧縮部とは冷媒ガスを圧縮づることに寄与し、圧縮機
の大部分の冷媒圧縮をになう部分子ある。

これに対して、補助圧縮部は、主圧縮部の低圧側に直列
接続されており、その圧縮空間の容量は、主圧縮部のそ
れに比べ可成り小さくできている。

主圧縮部は従来と同様の空調装置を形成する冷房用の冷
凍サイクルの一部を構成する。一方、補助圧縮部と主圧
縮部を直列に接続した圧縮機は本発明の特徴部分である
冷蔵冷凍用の冷凍サイクルを構成している。この補助圧
縮部を設【プたために補助圧縮部の圧縮容最の分だけ、
主圧縮部によって圧縮される圧力と、補助圧縮部と主圧
縮部との直列接続によって圧縮される圧力とに差がでる
。従って、冷蔵冷凍用の蒸発器の内部の蒸発圧力は冷房
装置用の蒸発器内の蒸発圧力よりも小さく設定すること
が可能である。従って、冷蔵冷凍用の蒸発器内の冷媒温
度を、冷房装置用の蒸発器内の冷ｔｌＪＬ温度よりも低
下させることができる。例えば、冷房装置用の蒸発器内
の冷媒温度は、そのフィン表面の凍結を防止するために
５℃以下にはしない。

これに対して冷蔵冷凍用の蒸発気器の冷媒温度は蒸発圧
力をより低く例えば０　、５　ｋｇ／ｃｍ２にすれば、
−２１℃にすることができ、冷蔵装置に製氷作用をもた
せることが可能となる。

本発明の好ましい実施態様によれば、冷蔵冷凍用の蒸発
部の減圧装置としては定圧膨張弁を用いる。又、冷凍冷
蔵側の蒸発器の下流部分に、冷媒を蒸発器下流へ向う一
方向のみに流す作用をする逆出弁を設ければ、圧縮機を
停止した場合に、冷媒ガスが圧縮機から蒸発器側へと逆
流することを防止し、冷凍冷蔵用の蒸発器内部の蒸発圧
力の上昇を押え低温冷媒を保持することができる。

以下、本発明を具体的な一実施例に基づいて詳しく説明
プる。

第１図は本発明を自動車用冷房冷蔵装置に用いた場合の
具体的な一実施例の構成を示す冷凍サイクル図である。

圧縮機２１は、冷媒ガスの大部分の圧縮を行なう主圧縮
部２１ａと、主圧縮部２１ａの低圧側に直列に接続され
た容量の小さな補助圧縮部２１ｂとを有している。補助
圧縮部２１ｂは、後述する様にギアポンプからできてお
り、容量は例えば２ｃｃである。この圧縮機は電磁クラ
ッチ２０を介して図示しない自動車エンジンの駆動軸に
結合される。主圧縮部２１ａの高圧側は凝縮器２２に接
続し、凝縮器２２の吐出側はレシーバ２３に接続されて
いる。レシーバ２３の吐出側には減圧装置本例では温度
作動式膨張弁２４、及びこれに接続づ−る冷房用蒸発器
２５が設（）られ、蒸発器２５の吐出口は蒸発圧力調整
弁３０を介して主圧縮部２１ａの吸入口に接続されてい
る。一方、冷凍冷蔵用の蒸発部２６は、前記の膨張弁２
４及び蒸発器２５と並列に設けられている。冷凍冷蔵用
の蒸発部２６は、減圧装置の具体例である定圧膨張弁２
７と、これに接続する蒸発器２８、及び冷媒ガスを一方
向にのみ通過させる逆止弁２つとから成る。この逆止弁
２９の吐出側は、前記の補助圧縮部２１ｂの吸入側に接
続されている。前記定圧膨張弁２７は−その下流圧カリ
−なわち蒸発器２８の圧力が設定圧例えば０．５ｋｇ／
ｃｍ２以下に偶不すると開弁するものである。

次に、この補助圧縮部を有づる圧縮機２１の具体的な構
成を第３図に示す。第３図は、この圧縮機の軸断面図で
ある。１はシャフト、２はシャフト１にキー止めにより
固定されシャフト１と一体に回転りる斜板、５はその表
面にテフロンのような樹脂系材料をコーティングしたピ
ストンであり、この斜板２の回転はシュー３、ボール４
を介してピストン５を往復運動させる。６はこのビス１
〜ン５の往復運動を支持するシリンダブロックである。

７は、蒸発器２５に連通してシリンダブロック６内の副
吸入室（図示せず〉へ霧状の潤滑油を含む冷媒を導入す
る導入口、８はシリンダブロック６の両側に位置するハ
ウジングでバルブプレート９の連通口を介してシリンダ
ブロックの副吸入室と連通している。９ａはバルブプレ
ート９に設けた吸入ポート、１０は弾性金属板で形成さ
れた吸入弁である。

１１は前記シャフト１の下方に形成されたオイルチｐン
バで、通常潤滑油が充満している。１２は斜板回転部分
を覆うべく形成されｌζ斜根室である。

上記のような構成の圧縮機において図示しない電磁クラ
ッチが入りエンジンの駆動力によりシャフト１及び斜板
２が回転し始めると、蒸発器２５で気化された霧状の潤
滑油を含む冷媒ガスは、冷媒導入ロアよりシリンダブロ
ック６の副吸入室へ噴出し、一部は斜板室１２へ流入し
、残りは左右のハウジング８内の吸入室８ｂに流入りる
。そして斜板２の回転に伴いシリンダ６ｃ内を往復運動
するピストン５が吸入行程となったとき、冷媒ガスはバ
ルブプレート９中の吸入ポート９ａより吸入弁１０を経
てシリンダ部６ｃ内へ吸い込まれる。

次にピストン５が圧縮行程に移ると、吸入弁１０によっ
て吸入ポート９ａが閉じられ、シリンダ部６Ｃ内の冷媒
ガスは吐出口、吐出弁（共に図示せず）を経てハウジン
グ８内の吐出室へ吐出し、シリンダブロック６内の図示
しない副吐出室へ流出する。その後ピストン５の圧縮行
程で高温、高圧になった冷媒ガスは、図示しない吐出口
より凝縮器２２へ送られる。以上が圧縮機２１の主圧縮
部２１ａの構成と作用である。次に補助圧縮部２１ｂの
構成と作用について述べる。

シャフト１の電磁クラッチに接続されない方の端部はハ
ウジング８の内部に突出している。そのシャフト１の端
部にはギアポンプ１３が設けられている。ギアポンプ１
３はシャフト１に形成されたねじ歯車１３ａと、このね
じ歯車１３ａに係合する受けねじ歯車１３ｂと、これら
の両ねじ歯車に外接しこれらを収納する双円筒容器部１
３ｃどから成りたっている。ねじ歯車１３ａと受けねじ
歯車１３ｂとが回転すると、双円筒容器部１３ｃの側壁
と両歯車の溝部によって回まれだ空間は相対的に軸方向
へ移動し、冷媒ガスの圧縮及び輸送が行なわれる。ギア
ポンプ１３の吸入口１３ｄは、ハウジング８に設番プら
れたユニオン８〕を介して前述した逆止弁２９に接続さ
れている。又、ギア゛ポンプ１３で圧縮された圧縮冷媒
はハウジング８内に設けられた吸入室８ｂに吐出される
様になっている。

次に本実施例装置の作用を説明する。第２図は作用を説
明するための冷凍サイクルのモリエル線図説明図である
。図中実線５０のサイクルは、冷房用の冷凍サイクルの
冷媒の状態を承り作動特性曲線であり、破線５２は、冷
凍冷蔵用の冷凍ナイクルの作動特性曲線である。電磁ク
ラッチ２０の界磁コイルに電流が流されて、その作用に
よりエンジンの駆動力が圧縮機２１に伝達されると、圧
縮機は回転し、冷媒ガスの圧縮を行なう（Ｐ３→Ｐ４）
。シャフト１が回転すると高温高圧側の冷媒ガスが補助
圧縮部２１ｂ、あるいは主圧縮部２１ａに吸入される。

そして、圧縮された冷媒ガスは凝縮器２２によって液化
する（Ｐ４−）Ｐｌ）。

液化冷媒はレシーバ２３に蓄えられ定圧膨張弁２７及び
温度作動式膨張弁２４の作用（Ｐ１→Ｐ２及びＰ１→Ｐ
５）によって蒸発器２８及び２５内において蒸発づ−る
（Ｐ２→Ｐ３及びＰ５→Ｐ６）。

ここで、冷房用の蒸発器２５は、フィンの凍結を防止す
るため、常に蒸発圧力の平均値を２ｋＯ／ＣｌＲ２以下
に下らないように蒸発器下流側に蒸発圧力調整弁３０を
設けている。ここで１１点は、温度作動式膨張弁２４の
高圧側の冷媒の状態を表し、Ｐ２は、膨張弁２４の吐出
側の冷媒の状態を表わし、Ｐ３は主圧縮部２１ａの吸入
口における冷媒の状態を表わし、Ｐ４は主圧縮部２１ａ
の吐出口での冷媒の状態を表わす。又、補助圧縮部２１
ｂを主圧縮部２１ａに直列に接続して圧縮機を構成した
冷蔵冷凍用のサイクルでは定圧膨張弁２７を適当に設定
することによっ。て、定圧膨張弁２７の下流での冷媒の
状態をＰ５に設定する。即ち、補助圧縮部２１ｂの圧縮
分だけ主圧縮部の吸入圧よりも、低い蒸発圧力状態が実
現し得る。具体的には、定圧膨張弁２７の作用と補助圧
縮部２１ｂの作用により蒸発器２８の蒸発圧力を０．５
ｋｏ／ｃｍ２に維持することが可能である。又、１６点
は、補助圧縮部２１ｂの吸入口における冷媒の状態を示
し、Ｐ７は、補助圧縮部２１ｂの吐出口での冷媒の状態
を示す。以上の様に、冷凍冷蔵用の蒸発器２８内の蒸発
圧力を０．５ｋｏ／ｃｌに維持することによって、冷媒
温度を一２１℃に保持し、製氷作用を行なうことが可能
である。

又、自動車用空調装置においては、周知のごとく種々の
信号により圧縮機２１が断続制御されるが、この断続制
御により圧縮機２１が停止しに場合には、冷房用の蒸発
器２５内の蒸発圧力は次第に上昇づるが、冷凍冷蔵用の
蒸発器２８内の圧力は上背しない。即ら、蒸発器２８内
の圧力が上昇したりと、定圧膨張弁２７が閉じる。又、
補助圧縮部２１ｂ内の圧力が上昇したずと逆止弁２９か
閉じ、両端の弁が閉じることによって蒸発器２８内の冷
媒の圧力は低い圧力を維持した状態となり、しばらくは
低温の状態を保つ。

次に他の実施例を示す。

第４図は、他の実施例にかかる圧縮機２１の軸方向断面
図を示したものである。前実施例の補助圧縮部２１ｂを
形成づるギアポンプ１３の代りに、この実施例では斜板
式圧縮機の有する１０個のシリンダの内の１シリンダを
補助圧縮部として用いたものである。ハウジング８に設
（）だユニオン８ａはハウジング内の吸入室８ｂと遮断
されている。

シリンダ６ｄは補助圧縮機２１ｂを形成づるシリンダで
ある。シリンダ６ｄは、シリンダ６ｄの吸入ボート１４
を介してユニオン８ａ及び前記の逆止弁２９と接続され
ている。又、このシリンダ６ｄの吐出ボートは主圧縮部
２１ａを形成する他のシリンダの吸入室８ｂに連通して
いる。この様に補助圧縮部２１ｂを主圧縮部２１ａに直
列接続することが可能である。

上記の実施例において逆止弁２９は明らかに一構成部品
として設けであるが圧縮機の吸入弁はこの逆止弁と同様
の作用を行なうものである。従って圧縮機の吸入弁をこ
の逆止弁の代りに使用することも可能である。

冷凍冷蔵側の減圧装置としては定圧膨張弁２７以外に温
度作動式の通常の膨張弁、あるいは電磁弁と固定絞りの
組合わせ等を使用できる。

以上、要するに本発明は、従来の自動車用空調装置の冷
凍サイクルに冷蔵冷凍用の蒸発器部を設け、この蒸発器
部内の蒸発圧力を冷房４装置用の蒸光器内の蒸発圧力よ
りも低くするために従来の圧縮機部の低圧側に冷媒を吐
出する小容量の補助圧縮部を設（）たものＣある。

従って本発明装置によれば圧縮機を１台で共用すること
ができ、特に補助圧縮部は例えば０．５ｋ（］／ｃ＋ｎ
２から２に！＋／’ｃｍ２まで圧縮するだけでよいので
、その圧縮比が小さくなり、サイクル全体として緩圧縮
機の駆動効率がきわめて高くなる。又、凝縮器を共用し
ているため、冷凍冷蔵側として凝縮器設置スペースを独
立に必要とゼす、従って、冷凍冷蔵装置の自動車内での
設置が自由に行え、搭載スペース上、利点が存在する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一興体的な実施例にかかる冷房冷蔵装
置の構成を示した冷凍サイクル図である。 第２図はその動作を説明するモリエル線図説明図である
。第３図は本発明の第１実施例において使用した圧縮機
の軸方向の断面図を示したものであ兆。第４図は本発明
の他の実施例にかかる圧縮機の軸方向の断面図を示した
ものである。 １３・・・ギヤポンプ　　　　２１・・・圧縮機２１ａ
・・・主圧縮部　　　　２１ｂ・・・補助圧縮部２２・
・・凝縮器　　　　　　２８．２５・・・蒸発器２７・
・・定圧膨張弁　　　　２９・・・逆止弁３０・・・蒸
発圧力調整弁 特許出願人　　日本電装株式会社 代理人　　弁理士　　大川　宏 同　　　弁理士　　藤谷　修 同　　　弁理士　　丸山明夫 第１図 第２図 エフ５ルビ　Ｋｃａｌ／Ｋｇ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）冷媒を圧縮する圧縮機と、ガス冷媒を液冷媒に変
   換する凝縮器と、液冷媒を膨張させて霧状冷媒にする減
   圧装置と、霧状冷媒を蒸発させて熱吸収を行なう蒸発器
   とを有りる冷房用冷凍サイクルにおいて、 前記圧縮機は、冷媒を圧縮づる主圧縮部と、該主圧縮部
   の吸入口にその吐出口を直列接続した補助圧縮部とを有
   し、 前記主圧縮部は、冷房用冷凍サイクルの一部を構成し、 前記冷房用の減圧装置、及び蒸発器系統と並９りに、減
   圧装置とそれに接続する蒸発器とを有する少なくとも１
   系統の冷凍又は冷蔵用の蒸発部を設け、 前記冷凍又は冷蔵用蒸発、器の流出口を前記補助圧縮部
   の吸入口に接続したことを特徴とする冷房冷蔵装置。
2. （２）前記冷凍又は冷蔵用の蒸発部の減圧装置は、定圧
   膨張弁であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の冷房冷蔵装置。
3. （３）前記冷凍又は冷蔵用の蒸発部は流出口側に、冷媒
   ガスを下流方向の一方向にのみ通過させる逆止弁を有づ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記
   載の冷房冷蔵装置。