JPS59208352A - サブク−ルスイツチ及びこれを使用したサブク−ル制御方法 - 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】 クール状態を検出するサブクールスイッチと、このサブ
クール状態を制御する方法に関する。

冷房ザイクルにおいて、冷媒を飽和温度以下に冷却する
サブクール（過冷却）（ｄ，第２図に示すモリエル線図
から明らかなように、冷房能力を向上させろことができ
る。サブクールをとらないとモリエル線図から明らか表
ように、エンタルピー差（Ｆ−Ｄ）分だけ冷房能力が低
下することとなるし、液冷媒にガスが含１れた状態で膨
張１令流入するために気体流入音が生ずる。寸だ、サブ
クール量が過ぎてもフラッシュガスが発生しＨｆ　＜な
シ、却って冷房能力の低下を来たす。そこで、一般の冷
房サイクルにあっては、サブクール量を５ｄｅｇ程度と
り、一定に保つように制御されている。

しかし、自動車用冷房ザイクルは、第１図に示すように
、コンプレッサ（圧縮器）１と、このコンプレッサ１で
高圧高温になった気体状の冷媒を冷却し凝縮させて高圧
の液体に還元するコンデンサ（凝縮器）２と、必要量の
冷媒を貯留すると共に冷媒の気液分離と冷媒中の水分や
塵埃を取除き系内に冷媒を円滑に供給できるようにする
ためのリキッドタンク（受液器）３と、冷媒を急激に減
圧し低圧の気化し易い冷媒にするだめの膨張弁４と、冷
媒が蒸発しながら空気より熱を奪い空気を冷却するエバ
ポレータ（蒸発器）６とから構成されている。したがっ
て、この自動車用冷房サイクルにあっては、リキッドタ
ンク３の存在が冷媒を飽和液線上に保つため、実質的に
サブクールをとることができないものであった。また、
このザブクール状態を検出する手段も従来には見当らな
い。

本発明は、所望量のザブクールをとって自動車用冷房サ
イクルの冷房能力の向上を図るため、ザブクール状態を
検出するサブクールスイッチ及びザブクール状態を所望
の領域で一定にするサブクール制御方法を提供すること
を目的とする。

斯かる目的を達成する本発明のザブクールスイッチは、
自動車用冷房ザイクルにおいて使用する冷媒よりも蒸発
圧力の高い作動流体をセンサ部に封入するど共に周囲に
高圧側冷媒を導入し、高圧側冷媒の温度変化に伴って変
動する前記封入作動流体の圧力と定圧の高圧側冷媒圧力
との差圧により作動することを特徴とし、又サブクール
制御方法は、自動車用冷房ザイクルのリキッドタンクと
膨張弁との間にこの部分を流れる高圧側冷媒を飽和温度
以下に冷却する冷却ファンを設置する一方、前記冷媒よ
シも蒸発圧力の高い作動流体をセンサ部に封入すると共
にこの周囲にサブクール後の高圧側冷媒を導入し、高圧
側冷媒の温度変化に伴って変動する前記封入作動流体の
圧力と定圧の高圧側冷媒圧力との差圧により作動するザ
ブクールスイッチを設け、該サブクールスイッチで前記
冷却ファンの回転を制御し、サブクール量が設定値以上
になるとき前記ファンを停止させてサブクール量を一定
に制御することを特徴とする。

以下本発明を図面に示す一実施例に基づいて詳細に説明
する。

第３図に本発明のザブクール制御方法を実施する自動車
用冷房サイクルを概略図で示す。尚、従来の冷房ザイク
ルと異なるところがないものについては同一符号を付し
、説明を省略する。この冷房ザイクルは、リキッドタン
ク３と膨張弁４との間の高圧側冷媒管路７に、高圧側冷
媒１２を飽和温度以下に冷却するサブクール部８とこの
サブクール部８の冷却ファン１１を制御するサブクール
スイッチ１０とを設けたことを従来の冷房ザイクルと構
成を異にする。

ザブクール部８は、リキッドタンク３を通過しだ管７内
の液状の高圧側冷媒１２を外部の空気と熱交換さｉて冷
却する熱交換器９と、これに対して送風する冷却ファン
１１とから成る。熱交換器９としでは、エバポレータ６
において使用されてい、る灰形管型熱交換器や積層形態
交換器あるいはフィン何形熱交換器等を使用してもよい
が、飽和温度にある５０〜６０℃の冷媒１２を数度冷却
すれば足シるのであるから、冷媒管７自体あるいは二こ
れを蛇行させたものを使用することも可能である。この
サブクール部８は、サブクールスイッチ１０によって制
御される冷却ファン１１がらの送風によって冷媒管７内
を流れる冷媒１２を任意量だけ強制冷却する。

ザブクールスイッチ１０は、第４図に示すように、冷房
サイクルにおいて使用される冷媒１２よりも蒸発圧力の
高い作動流体１３をセンサ部１４に封入すると共にその
周囲にサブクール部８を通溝した高圧側冷媒１２を導入
し、この高圧側冷媒１２の温度変化に伴って変動する封
入流体】３の圧力と一定した高圧側冷媒１２の圧力との
差圧により作動するダイアフラム式差圧センザを利用し
たものであって、サブクール時に生ずる冷媒１２と封入
流体１３との圧力関係の逆転現象にょシサプクールの過
多を検出するものである。即ち、センサ部１４の封入流
体（作動流体）ｊ３に冷媒１２よりも蒸発圧力の高いも
のを使用すれば、第５図に示すように、センサ部１４を
包囲する高圧側の冷媒はザブクール状態になると定圧状
態下に温度が下がるが、封入流体１３は冷媒１２の温度
変化を受けて定容変化を起して圧力を下げる。このだめ
、冷媒１２の圧力は、飽和液線と交わり凝縮を終えた直
後においては封入流体１３の圧力よりも低いが、ザブク
ールが進むに連れて封入流体１３の圧力が飽和液線に沿
って低下するのでついには封入流体１３の圧力よりも高
くなる。そこで、この圧力関係が逆転する点を任意に設
定することにより、一定量のサブクールがとられたとき
にザブクールスイッチ１０を作動させることかでさる。

ここで、サブクールは、第２図のモリエル線図からも明
らかなように冷房能力を向上させるのであるが、多過ぎ
るとフラッシュガスが発生し難くなって却って冷房能力
を落すこととなるので適正値に抑える必要がある。冷房
サイクルにおけるサブクールの適正値は、一般に５　ｄ
ｅｇ未満とされている。したがって、とのザブクールス
イッチ１０は、５　ｄｅｇ以上のサブクール量がとられ
たときに作動するように封入流体１３を選択し・かつ蒸
発圧力差を決定する。

このサブクールスイッチ１０のセンサ部１４に封入され
る流体１３としては、使用冷媒１２よりも温度に対する
蒸発圧力が高いもので、例えば、使用冷媒１２には一般
にＲ１２（フロンガス）が使用されるのでとのＲ１２に
窒素（へ））を添加して昇圧しだものやＲ１３等が使用
できる。

前記サブクールスイッチ１０は、冷媒１２の温度変ｆヒ
に伴って変化する封入液体１３の圧力とサブクール部８
を経た高圧側冷媒ｊ２の圧力との差圧でサブクール状態
を検出し、それが設定値を超えるときに電気接点の開閉
を図るものであるから、サブクール部８と膨張弁４との
間の冷媒配管７に設置するか、あるいは口管７かも冷媒
１２を抽出して引込むようにする。このサブクールスイ
ッチエ０は、冷媒管７に対して液密状に固着されている
ケーシング１５と、このケーシング１５に支持され開口
１６から管７内へ一部突出するセンサ部１４及びこれら
の間に設けられるスイッチ端子１７゜１８とから成る。

ケーシング１５はその内部にサブクール部８を経た高圧
側冷媒１２を導入するための室を画成する。また、冷却
ファン１１の電気回路の一部を構成するスイッチ端子１
７．１８は不導体のシール材１９によってケーシング１
５に夫々固定され向い合う接片２ｏ及び２１に夫々形成
されている。したがって、接片の一方２ｏを封入流体１
３の圧力変化によって変位するセンサ部１４のダイアフ
ラム２２によって一１＝下動させれば冷却ファン１】は
回転したシ停止したシする。

尚、本実施例にあっては、センサ部１４としてダイアフ
ラム式差圧センサを採用しているが、ベローズ式差圧セ
ンザ等その他の差圧圧力センサを採用することを妨げる
ものではない。

才だ、第６図に示す他の実施例の如く、リキッドタンク
３をコンデンサ２の途中に設置し、それ以降のコンデン
サをサブクール部８の熱交換器９として利用することも
ある。この場合、サブクール部専用の冷却ファン１１を
独自に装備する必要がなく、コンデンサファン２３を利
用できるので部品点数の削減によるコストダウンが可能
である。

更に、第７図に示すその他の実施例の如く、ザブクール
部８の熱交換器９をコンデンサ２の後方に設置してコン
デンサファン２３を利用することもある。

以上の説明より明らかなように、本発明のサブクールス
イッチは、自動車用冷房サイクルにおいて使用する冷媒
よりも蒸発圧力の高い作動流体をセンサ部に封入すると
共に周囲に高圧側冷媒を導入し、高圧側冷媒の温度変化
に伴って変動する前記封入作動流体の圧力と定圧の品玉
側冷媒圧力との差圧により作動するように設けだので、
凝縮を終え７″Ｃ高圧冷媒が飽和温度以下に冷却される
所謂サブクール状態に方ると、冷媒の冷却と共に封入流
体の圧力が低下して冷媒と封入流体との圧力関係を逆転
させるため、このサブクール状態を検出することができ
る。そこで、自動車用冷房サイクルのリキッドタンクと
膨張弁との間にこの部分を流れる高圧側冷媒を飽和温度
以下に冷却する冷却ファンを設置する一方、前記冷媒よ
多も蒸発圧力の高い作動流体をセンサ部に封入すると共
にとの周囲にザブクール後の高圧側冷媒を導入し、高圧
側冷媒の温度変化に伴って変動する前記封入作動流体の
圧力と定圧の高圧側冷媒圧力との差圧により作動する上
述のザブクールスイッチを設け、該ザブクールスイッチ
で前記冷却ファンの回転を制御１７て膨張弁へ送られる
液状の高圧側冷媒をファン送風によって強制的に飽和温
度以下に冷却するようにしだ本発明のザブクール制１ｉ
１１１方法によればザブクールがとられ過ぎる場合には
ザブクールスイッチが作動してファン送風を停止するの
で、サブク・−ル量が一定に制御される。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的々自動車用冷房ザイクルの原理図、第２
図はモリエル線図、第３図は本発明のサブクール制御方
法を実施する自動車冷房サイクルの一例を示す原理図、
第４図はサブクールスイッチの一実施例を示す中央縦断
面図、第５図は高圧側冷媒と封入流体の温度に対する蒸
発圧力の関係を示すグラフ、第６図はサブクール部の他
の実施はサブクール部の更に他の実施例を示す平面図で
ある。 ３・・・リキッドタンク、４・・・膨張弁、７・・・冷
媒管路、８・・・サブクール部、１０・・・ザブクール
スイッチ、１１・・冷却ファン、１２・・・冷媒、１３
・・・封入流体、１４・・・センサ部。 特許　出　願人　　　　日本ラヂヱーター株式会社第６
図、　　　　＋ −２７３−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　自動車用冷房サイクルにおいて使用する冷媒
   よりも蒸発圧力の高い作動流体をセンサ部に封入すると
   共に周囲に高圧側冷媒を導入し、高圧側冷媒の温度変化
   に伴って変動する前記封入作動流体の圧力と定圧の高圧
   側冷媒圧力との差圧により作動することを特徴とするザ
   ブクールスイッチ。
2. （２）　　自動車用冷房サイクルのリキッドタンクと膨
   張弁との間にこの部分を流れる高圧側冷媒を飽和温度以
   下に冷却する冷却ファンを設置する一方、前記冷媒より
   も蒸発圧力の高い作動流体をセンサ部に封入すると共に
   この周囲にサブクール後の高圧側冷媒を導入し、高圧側
   冷媒の温度変化に伴って変動する前記封入作動流体の圧
   力と定圧の高圧側冷媒圧力との差圧により作動するサブ
   クールスイッチを設け、該サブクールスイッチで前記冷
   却ファンの回転を制御し、サブクール量が設定値以上に
   々るとき前記ファンを停止させてサブクール量を一定に
   制御することを特徴とするサブクール制御方法。