JPS61250460A

JPS61250460A - 冷房装置

Info

Publication number: JPS61250460A
Application number: JP9041685A
Authority: JP
Inventors: 晋金敷
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1985-04-26
Filing date: 1985-04-26
Publication date: 1986-11-07

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】〔発明の技術分野〕本発明は車輌用冷房装置やルームクーラー等に使用され
る冷房装置に関する。

（発明の技術的背景）冷房装置においては、従来から、蒸発器の効率を向上さ
せるため、冷媒を分流器を通して多数の管路に分流させ
た後、蒸発器内に送入し、通風ファンから送りこまれる
通風との間で熱交換を行なうようにしている。

第３図は従来の冷房装置における冷凍サイクルを例示す
るもので、圧縮機１で圧縮され、昇温した気相冷媒は凝
縮器２内に導入され、ファン３による通ｆｆ１Ａとの熱
交換によって冷却され、液化して受液器４に送入される
。

受液器４に入った液化冷媒は比重差によって気体と液体
に分離し、液相冷媒はそこに一端が開口する管路を通し
て汲み上げられＷＩ２弁５に導入され、減圧・霧化され
た後、分流器６を通り、多数本の管路７ａ〜７ｎ内を分
流して蒸発器７に送入される。

通風ファン８による通風Ｂは蒸発器７内を流れる冷媒と
の熱交換によって冷却され、冷気として車内あるいは室
内の冷房に供される。

一方、蒸発器７内を流過する際に通風Ｂによって加熱さ
れた冷媒は蒸発し、蒸発器７の出口で集合され、管路９
を通して圧縮機１に環流し、冷凍サイクルを完了する。

なお、蒸発器７の出口には管路９内に流入する冷媒の温
度を検出する感温筒１０が取付けられている。

膨脹弁５は感温筒１０からの温度信号と、圧力信号によ
り弁開度を調節する。この膨脹弁５の開度ＴＡｉ！ｉ５
は通常、蒸発器内の飽和圧力に対して感温筒１０の温度
が５℃程度過熱された状態となるよう、つまり５℃以上
では弁開作動、５℃未満では弁開作動するよう設定され
ている。

従って、冷媒が流れすぎ、蒸発器７内での蒸発が完了し
ない状態になると、冷媒は飽和状態のまま感温筒１０内
を流過するようになるから、過熱度ｔま上述の５℃より
小さくなり、膨脹弁５は絞りこまれ、冷媒流量を減少さ
せる。

一方、膨脹弁５を絞りすぎ、冷媒の蒸発が蒸発器７の途
中で完了してしまうような場合には過熱度が上述の設定
温度以上となるので、膨脹弁５は開弁方向に作動し、冷
媒流量を増加させる。

上述した膨脹弁５の開閉動作により冷媒は蒸発器７内で
３ａ度に蒸発し、冷部風を供給することになる。

第２図は第３図の冷凍サイクルをモリエル線図上に示し
たものであり、１はエンタルピ、ｐは圧力、ｔは温度を
表す。第３図の冷凍回路は、ａ→１）　−＞　（、−＋
　ｄ　−＋　６→ｆ→ａで示される冷凍サイクルで作動
する。

第２図において、ａは圧縮機１の入口での吸入ガスの状
態を示しており、冷媒は圧縮Ｉｊ１１で圧縮される結果
、その出口では、ｂで示ずようにエンタルピｉ、圧力ｐ
１濡度ｔはいずれも高くなっている。

上記すの状態で凝縮器２内に送入された冷媒は凝縮器内
を流過する間に次第に冷却され、飽和点Ｃを過ぎると、
液化を開始する。更に冷却されると、飽和終了点ｄでは
冷媒のほとんどが液化し、受液器４に入る。

受液器４からは液相部分のみがｆｉ服弁５に入る。

ｄおよびｅはそれぞれ膨脹弁５の入口、出口での状態を
示している。膨脹弁５内では、その絞り作用により減圧
され、冷媒は断熱ＷＢｒ＆によって気・液２相流となり
、ｅの状態にて分流器６に送入される。

分流器６により各管路７ａ〜７ｎ内に分流した冷媒は蒸
発器７内を流過する間に蒸発を完了し、１点以降は気相
１００％となって過熱され、ａ状態にて圧縮機１の入口
に戻り、以後同様に冷凍サイクルを反復する。

次に第３図に示す空冷式の凝縮器２を用いたバス用冷房
装置の場合を例にって、上記冷凍サイクルにお番）るｅ
の状態を説明すると、夏季、外気温３５℃のとき、凝縮
３２の凝縮温度は約６０℃、圧力的”Ｉ５に９／ａｉＧ
、蒸発器の蒸発温度と圧力は約７℃、２．９Ｋｙ／ｄＧ
であり、膨脹弁５の出口では冷媒は重量化で３５％がガ
ス化した気・液２相流となっている。

冷媒の容積は７℃の液状態では０．７２９１／に９、ガ
ス状態では４５．８３１／４ｙであるから、１Ｋｇ中の
液量とガス間は液ｆｆｉ　：　　０．７２９１　Ｘ　Ｏ，６５＝　０．
４７２１ガス量：４５．８３１　ｘ　Ｏ，３５＝１６．
０４　　Ｉとなり、体積比では液化１に対してガスけ３
４となる。

このように液量に対してガス間が圧倒的に多い気・液２
相流においては、管路の曲り部や分岐部で重力、慣性力
、表面張力等により、冷媒が管壁に張りついたような偏
った流れを生じやすいく冷媒の配分にアンバランスが生
ずる。

〔背景技術の問題点〕

上述の如く、従来の冷房装置においては、分流器によっ
て冷媒を多数の管路に分流させる際、冷媒の液相部分が
体積比で１／３４程度しかないため、流れの渦や管壁で
の表面張力により、分流器からの配分に偏りが生じやす
く、多数の管路に冷媒を均一に配分することが困難であ
る。

各管路に配分される冷媒量にアンバランスが生じると、
液量の多い管路では出口部においても未だ飽和状態であ
り、液が残っているにも拘らず、液ｍの少ない管路では
、出口端ですでに過熱ガスになっているという状態が生
ずる。

このような場合に、感温筒１０で過熱度がＯの飽和状態
を検知して膨脹弁５を絞ると、他の管路の冷媒ｍも一緒
に減少してしまうため、蒸発器７の能力が大幅に低下す
るという欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明は前頭技術における上述の如き欠点を除去すべく
なされたもので、冷媒の過冷却を大きくとることができ
、しかも冷媒の配分をより均一化して効率の低下を防止
した冷房装置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は冷房装置は、上述の目的を達成するため、圧縮
機と、この圧縮機によって圧縮されＲ温した冷媒を凝縮
させる凝縮器と、この凝縮器から送出される冷媒を受入
れる受液器と、この受液器から送出される液化冷媒を過
冷却させる熱交換器と、この熱交換器から送出される液
化冷媒を複数本の管路に分流させる分流器と、前記管路
を通して導入される冷媒を蒸発させる蒸発器とから成る
第１冷凍回路と；第２の圧縮機と、この圧縮機から送出される冷媒を冷却
して凝縮させる第２の凝縮器と、この凝縮器を出た冷媒
を受入れる第２の受液器と、この受液器を出た冷媒を膨
脹させる第２の膨脹弁と、前記熱交換器内を流過して第
１冷凍回路側の冷媒を過冷却させた冷媒を前記第２の圧
縮機の入口側へ戻す管路とから成る第２冷凍回路と；を
備えたことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明を適用した冷房装置の冷凍サイクルを例
示するもので、第３図におけると同一部材は同一の記号
で示さている。

第１図において、圧縮機１で圧縮され、昇温した高圧の
気相冷媒は凝縮器２内に導入され、通風Ａとの熱交換に
よって冷却され、液化して受液器４に送入される。

受液器４に入った冷媒は比重差によって気体と液体に分
離し、液相冷媒はそこに一端が開口する管路を通して汲
み上げられ過冷却熱交換器２０に導入される。

過冷却熱交換器２０によって過冷却された液化冷媒は膨
脹弁５に導入され、減圧した後、分流器６を通り、多数
本の管路７ａ〜７ｎ内を分流して蒸発器７に送入される
。

通風ファン８による通ｆｉＢは蒸発器７内を流れる冷媒
との熱交換によって冷却され、冷気として車内あるいは
室内の冷房に供される。

一方、蒸発器７内を流過する際に通風Ｂによって加熱さ
れた冷媒は蒸発し、蒸発器７の出口で集合され、管路９
を通して圧縮ｎ１にｒ′Ａ流し、冷凍サイクルを完了す
る。

上述の回路を本発明では第１冷凍回路という。

一方、第２の圧縮機２１には第２の凝縮器２２が接続さ
れている。この凝縮器は第１冷凍回路の凝縮器２に対し
冷！ＪＩ風Ａの上流側に配置されており、凝縮器２２内
に送入された冷媒は冷却風へとの熱交換によって冷却液
化される。この液化冷媒は第２の受液器２３を経て第２
のＩｆ、３服弁２４内に導入され、減圧膨脹した後、過
冷却熱交換器２０内で第１冷凍回路側の冷媒を過冷却し
、自身は加熱されて蒸発し、管路２５を経て第２の圧縮
機２１に流入する。

本発明においては上記圧縮機２１から凝縮器２２、受液
器２３、膨脹弁２４、過冷却熱交換器２０、管路２５を
経て圧縮機１に至る回路を第２冷凍回路という。

上述のように本発明の冷房装置では第１冷凍回路の熱交
換器は第２冷凍回路の蒸発器を兼ねており、第２冷凍回
路の蒸発量を制御することにより、第１冷凍回路の冷媒
の過冷却度を自在にコントロールすることができる。

即ち、本発明においては、第２冷凍回路を運転すると、
第２図に示すように、冷媒は過冷却熱交換器２０内で、
ｄからｄ′まで過冷却される。状態ｄ′で過冷却熱交換
器２０を出た過冷却冷媒は膨脹弁５に導入され、その絞
り作用により減圧され、ｄ′からｅ′まで変化する。

状態ｅ′から管路７ａ〜７ｎ内を分流して蒸発器７に入
った冷媒は状態Ｑ以降、気・液２相流となり、更にｆ点
以降は気相１００％の冷媒として過熱され、圧縮ｔａ１
の入口ではａ状態に戻り、以後同様に冷凍サイクルを反
復する。

上述のように本発明の冷房装置では第２冷凍回路の冷媒
流量によって第１冷凍回路の冷媒の過冷却度をコントロ
ールするようにしているので、分８１器を流過する冷媒
を所望の過冷却度に調部することができる。

このように、本発明においては、膨脹弁５に流入する冷
媒温度を予め蒸発器７の蒸発温度まで冷却させておくこ
とにより、膨脹弁５で減圧しても気体相が発生せず、仮
りに発生してもその母は極めて僅かである。従って、分
流器６における分流は均等に行なわれる。

（発明の効果）上記の如く、本発明の冷房装置においては、分流器に流
入する冷媒温度が蒸発器における蒸発温度まで低下して
いるので、気相の発生は僅小であり、はとんどの冷媒は
液相のままで分流器に流入する。

従って、分流器から各管路への冷媒配分量は均一化し、
蒸発器出口では全ての管路で冷媒の蒸発が完了するので
蒸発器の熱交換効率が向上する。

これに伴ない蒸発器の小形化が可能となり、原価の低減
、軽量化を実現できる上、必要がない場合には第２冷凍
回路のみを停止させることにより省エネルギー効果が得
られる。

また、小型の圧縮機を用いて２つの系統を構成すること
ができ、回度効果の大きいカーエアコン用圧縮機を利用
することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の冷房装置の冷凍回路の実施例を示す系
統図、第２図はそのモリエル線図、第３図は従来の冷房
装置を例示する系統図である。１．２１・・・圧縮機、２．２２・・・凝縮器、３．８
・・・通風ファン、４．２３・・・受液器、５．２４・
・・膨脹弁、６・・・分流器、７・・・蒸発器、７ａ〜
７ｎ、９゜２５・・・管路、１０・・・感温筒、２０・
・・熱交換器。出願人代理人　　猪　　股　　　　　清第１図男２図

Claims

【特許請求の範囲】１　圧縮機と、この圧縮機によつて圧縮され昇温した冷
媒を凝縮させる凝縮器と、この凝縮器から送出される冷
媒を受入れる受液器と、この受液器から送出される液化
冷媒を過冷却させる熱交換器と、この熱交換器から送出
される液化冷媒を複数本の管路に分流させる分流器と、
前記管路を通して導入される冷媒を蒸発させる蒸発器と
から成る第１冷凍回路と；第２の圧縮機と、この圧縮機から送出される冷媒を冷却
して凝縮させる第２の凝縮器と、この凝縮器を出た冷媒
を受入れる第２の受液器と、この受液器を出た冷媒を膨
脹させる第２の膨脹弁と、前記熱交換器内を流過して第
１冷凍回路側の冷媒を過冷却させた冷媒を前記第２の圧
縮機の入口側へ戻す管路とから成る第２冷凍回路と；を備えると共に第２の回路の凝縮器を第１の回路の凝縮
器の上流側に設けたことを特徴とする冷房装置。２　第１冷凍回路の膨脹弁に流入する冷媒を過冷却する
第２冷凍回路の圧縮機を前記第１冷凍回路から独立して
オン・オフできるように構成したことを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の冷房装置。