JPS6155017B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は車室内の冷房と冷蔵庫内の冷却の両方
を行いうる車両用冷房・冷蔵装置に関し、例えば
自動車車室内の冷房と、車室内もしくはトランク
ルーム内に配設された小型冷蔵庫の冷却との両方
を行うものに用いて有効である。

（従来の技術） 従来、車室内に配設された車両用の小型冷蔵庫
の冷却は、一般に車両用冷房装置から冷風の一部
を分岐して冷蔵庫内に導いて行なうようにしてい
た。

（発明が解決しようとする問題点） 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とかその近傍にしか配設で
きないので、冷蔵庫の設置場所が限定されてしま
うという問題があり、また冷房用の冷風を利用し
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、冷え不足が生じるという問題が
あつた。

本発明は上記点に鑑みてなされたもので、冷蔵
庫の設置場所を比較的自由に選定できると同時
に、庫内温度も十分な低温まで冷却可能とし、し
かも車室の冷房作用に及ぼす影響が小さい車両用
冷房・冷蔵装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するために、(a)冷媒の
圧縮吐出を行なう圧縮機と、 (b) この圧縮機から吐出されたガス冷媒を凝縮す
る凝縮器と、 (c) この凝縮器で凝縮した液冷媒を減圧膨張させ
る第１減圧手段と、 (d) この第１減圧手段の出口側に接続され、車室
内への送風空気を冷却する車室内冷房用蒸発器
と、 (e) この冷房用蒸発器の出口側を前記圧縮機の吸
入側に接続する冷媒配管と、 (f) 前記第１減圧手段及び車室内冷房用蒸発器と
並列に設けられた冷蔵用冷媒配管と、 (g) この冷蔵用冷媒配管に設けられ、前記凝縮器
で凝縮した液冷媒を減圧膨張させる第２減圧手
段と、 (h) 前記冷蔵用冷媒配管において、前記第２減圧
手段の出口側に設けられ、かつ車両に装備され
た小型冷蔵庫内を冷却する冷蔵用蒸発器と、 (i) 前記冷蔵用冷媒配管において前記冷蔵用蒸発
器の出口側に設けられ、前記車室内冷房用蒸発
器に冷媒が流れる時閉弁する弁機構と、 (j) 前記冷房用蒸発器と前記冷蔵用蒸発器への冷
媒の流れを制御する弁装置と、 (k) 前記冷蔵用蒸発器の冷却状態を検出して前記
弁装置の開閉を制御するものであつて、前記冷
蔵用蒸発器の冷却状態が高温側設定値より高い
値である時に冷蔵用蒸発器に冷媒を流し、一方
冷蔵用蒸発器の冷却状態が低温側設定値より低
い値である時には前記冷房用蒸発器に冷媒を流
すように、前記弁装置の開閉を自動的に制御す
る弁制御手段とを備えるという技術的手段を採
用する。

（作 用） 上記技術的手段によれば、弁制御手段によつて
冷蔵用蒸発器の冷却状態を検出して、弁装置の開
閉を自動的に制御し、これにより車室内冷房用蒸
発器及び冷蔵用蒸発器への冷媒流れを自動的に切
替えることができる。

ここで、冷蔵用蒸発器は車両に装備された小型
冷蔵庫（例えば缶ジユースを数本冷せる程度の小
容量のもの）を冷却するものであるから、その熱
負荷は冷房負荷に比して極めて小さく、そのため
車両用小型冷蔵庫の必要冷却能力は通常20〜50k
ｃａｌ／ｈ程度の小さな能力ですむ。一方、車両用冷
房装置は炎天下駐車後のクールダウン性能を確保
するため、通常3000〜4000kcal/h程度の大きな冷
房能力を持つように設計されている。従つて、弁
装置によつて冷房用蒸発器への冷媒流れを停止し
て、冷蔵用蒸発器に冷媒が流れるようになると、
冷蔵用蒸発器の冷却状態は通常、極めて短時間
（例えば数秒程度）で低温側設定値より低い値に
達し、この状態になれば、冷房用蒸発器に冷媒が
流れ、冷蔵用蒸発器への冷媒流れが遮断される。
そして、時間の経過により冷蔵用蒸発器の冷却状
態が高温側設定値より高い値になれば、再び冷房
用蒸発器への冷媒流れを遮断し、冷蔵用蒸発器に
冷媒を流す。以後、冷蔵用蒸発器の冷却状態に応
じて、弁装置の開閉を自動的に繰り返し、極めて
短時間の間のみ、冷蔵用蒸発器に冷媒を断続的に
流すことにより、十分な冷蔵機能が得られる。従
つて、車室内の冷房機能に及ぼす影響は非常に小
さなものとなる。

（実施例） 以下本発明の一実施例を図に基づいて説明す
る。第１図において、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
駆動力を電磁クラツチ１１を介して受けて作動す
るようになつている。２はこの圧縮機１より吐出
された高温高圧のガス冷媒を凝縮する凝縮器、３
はこの凝縮器２で凝縮した液冷媒を溜めて液冷媒
のみ導出する受液器である。４はこの液冷媒を低
温低圧の霧状に減圧させる第１減圧手段で、本例
では車室内冷房用蒸発器５の出口側に配設された
感温筒４ａからの信号に応じて絞り量を可変とす
る膨張弁よりなり、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。
第１減圧手段４の出口側に接続された冷房用蒸発
器５は、車室内のうち、例えば助手席前方に配設
され、車室内もしくは車室外の空気を冷房フアン
１６で吸入し、この吸入空気を冷却した後、車室
内の計器盤前面の中央及び左右に設けられた吹出
口より乗員の上半身に向けて吐出するようになつ
ている。なお、１２はこの冷房用蒸発器５を通過
した冷風の温度を感知する温度センサで、サーミ
スタよりなり、冷風温度が設定温度より低下し
て、冷房用蒸発器５の表面に霜が付く恐れがある
時は、この温度センサ１２からの電気信号に応じ
て制御回路１５が、電磁クラツチ１１への通電を
断つようになつている。そして、上述の各機器
１，２，３，４，５は冷媒配管１８にて閉回路を
なすように順次接続されて冷房用冷凍サイクルが
形成されている。

１９は受液器３からの液冷媒を冷蔵用蒸発器８
へ導いて圧縮機１の吸入側へ流す冷蔵用冷媒配管
で、前記第１減圧手段４及び車室内冷房用蒸発器
５と並列に設けられている。この冷蔵用冷媒配管
１９には冷媒流れの上流側より、キヤピラリーチ
ユーブ等の固定絞りよりなる第２減圧手段７、冷
蔵用蒸発器８、逆止弁９が順次配設されている。

冷蔵用蒸発器８は冷蔵庫庫内の冷却を行なうも
のであるが、一般に自動車に備える冷蔵庫は缶ジ
ユースが数本冷せる程度の小型のものであり、従
つてこの冷蔵庫内には冷蔵フアンを備えてない
が、もちろん必要に応じて冷蔵フアンを設けても
よい。

また、冷蔵庫は車室内前面の計器盤内や助手席
前方部、もしくは車室内後方のリアトレイ内、ま
たはトランクルーム内等に配設される。

６は冷蔵用冷媒配管１９の分岐位置に配設され
た三方電磁弁で、第２減圧手段７と逆止弁９との
間の任意の位置（図示の例では冷蔵用蒸発器８の
入口側）に配設された圧力スイツチ１０からの電
気信号に基づいて冷媒流れの切換えを行なうもの
である。そして、圧力スイツチ１０の開閉の作動
特性にはある程度ヒステリシスを持たせてあり、
冷媒圧力が高温側設定値例えば2.1Kg/cm²G以上に
なると電源１４からの電流を三方電磁弁６に通電
し、そして一旦通電すると冷媒圧力が低温側設定
値例えば1.2Kg/cm²G以下に低下するまで通電を維
持するようになつており、また三方電磁弁６は通
電された時のみ冷媒を冷蔵用蒸発器８に流し、非
通電時には冷媒を冷房用蒸発器５に流すようにな
つている。従つて、冷蔵用蒸発器８にはその冷媒
圧力が2.1Kg/cm²G（冷媒R12の場合冷媒温度は０
℃に相当）以上になると、冷媒の導入が開始さ
れ、そして冷媒圧力が1.2Kg/cm²G（冷媒R12の場
合冷媒温度は−10℃に相当）以下に低下するまで
冷媒の導入が続くことになる。ただ、この三方電
磁弁６は冷媒を冷房用蒸発器５へ流すときには冷
蔵用蒸発器８への冷媒流れを完全に遮断する必要
があるが、逆に冷媒を冷蔵用蒸発器８へ流すとき
は、冷媒の一部が冷房側蒸発器５へ流れてもかま
わなく、従つて本発明における三方電磁弁６の切
換作動は必ずしも冷媒流れの完全な切換えを行な
うもののみ限定するものではない。

１３は電磁クラツチ１１への通電を断続して圧
縮機１の作動を断続し、冷房・冷蔵装置の両装置
の作動を起動・停止させるメインスイツチ、１７
は三方電磁弁６への通電を断続して冷蔵装置の作
動を起動・停止させる冷蔵スイツチである。

次に、上記構成において本実施例の作動を説明
する。まず、夏季等で車室内の冷房が望まれる時
には、メインスイツチ１３を投入して電磁クラツ
チ１１に通電し、エンジンの回転力を圧縮機１に
伝える。これによつて、圧縮機１が作動し、圧縮
機１から吐出されたガス冷媒が配管１８中を循環
し、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
気が冷房フアン１６によつて車室内に吹き出され
る。

次に、この冷房運転状態で更に冷蔵庫を作用さ
せようとする時には、冷蔵スイツチ１７を投入す
る。この冷蔵スイツチ１７の投入初期においては
冷蔵用蒸発器８の冷媒温度０℃以上となつてお
り、従つて圧力スイツチ１０で検出される冷媒圧
力も高温側設定値の2.1Kg/cm²G以上となつている
ので、圧力スイツチ１０は閉状態となり、三方電
磁弁６へ通電する。そのため、三方電磁弁６は冷
媒を冷蔵用蒸発部８へ流すべく切り換わり、冷蔵
用蒸発器８には受液器３からの液冷媒が第２減圧
手段７を介して多量に供給される。ここで、冷蔵
用蒸発器８を内蔵する車両用冷蔵庫は前述の如く
小容量であり、また冷蔵用蒸発器８にはフアンも
備つていないので、冷蔵用蒸発器８の熱負荷は冷
房負荷に比して極めて小さく、しかも車両用冷房
装置は元来車両用小型冷蔵庫の必要冷却能力に比
して十分大きな能力を有しているため、冷蔵用蒸
発器８における冷媒圧力は速やかに低温側設定値
の1.2Kg/cm²Gまで低下することになる。そして、
圧力スイツチ１０で検出する冷媒圧力が1.2Kg/cm²
Ｇ以下まで低下すると、圧力スイツチ１０が開状
態となり、三方弁６への通電が断たれるので、冷
媒は冷房用蒸発器５側へ流れることになり、再び
車室の冷房が開始される。このとき、冷蔵用蒸発
器８の出口側には逆止弁９が配設されているの
で、冷房用蒸発器５の通過後の冷媒が冷蔵用蒸発
器８側へ逆流して冷蔵用蒸発器８内の冷媒圧力を
急速に上昇させることを逆止弁９により阻止する
とともに、三方弁６切換え後においても冷蔵用蒸
発器８内に残留した液冷媒の顕熱、潜熱によりあ
る程度の冷却作用を続行することができ、また冷
蔵庫のケースは断熱材にて構成されていて、庫内
への侵入熱量も少ないので、庫内の温度も急には
上昇せず。そのため冷蔵用蒸発器８内の冷媒が熱
を吸収して圧力上昇するまでは多くの時間を（１
〜２分程度）を要する。この間、冷房用蒸発器５
には冷媒が流れつづけ、冷房作用が行なわれる。

そして、冷蔵用蒸発器８内の冷媒温度が徐々に
上昇して０℃程度（冷媒圧力が2.1Kg/cm²G）にな
れば、再び圧力スイツチ１０が閉じ、三方電磁弁
６に通電されるので、液冷媒は冷蔵用蒸発器８側
へ流れることになるが、この際には冷蔵用蒸発器
８内はまだ十分冷えているので、数秒程度の短時
間で−10℃（冷媒圧力が1.2Kg/cm²G）まで低下す
ることになる。

従つて、冷房運転と冷蔵運転とを同時に行なつ
ている時でも、冷房用蒸発器５への冷媒の供給が
断たれる時間はほんの数秒程度の短時間であり、
この程度の短時間では冷房用蒸発器５の温度はほ
とんど上昇せず、車室内へは常に良好な冷風を吹
き出すことができる。

第２図は上記した三方電磁弁６による冷媒流れ
の切換作用を図示するもので、縦軸は両蒸発器５
８における冷媒圧力（Kg/cm²G）を示し、横軸は
経過時間（秒）を示す。図中、実線Ａは冷蔵用蒸
発器８の冷媒圧力を示し、破線Ｂは車室内冷房用
蒸発器５の冷媒圧力を示す。P₁は圧力スイツチ１
０の高温側設定値（2.1Kg/cm²G）を示し、P₂は圧
力スイツチ１０の低温側設定値（1.2Kg/cm²G）を
示す。この第２図からも明白なごとく、車室内冷
房用蒸発器５に冷媒が流れる時間t₁に比して、冷
蔵用蒸発器８に冷媒が流れる時間t₂は極めて短時
間となる。

それ故、本発明装置によれば、車室内の冷房機
能にほとんど支障を起こすことなく、冷蔵運転が
可能になることになる。そして、冷蔵庫は冷蔵用
の冷媒配管１９を配管できる位置であるなら、比
較的自由に配置位置を決めることができ、例えば
ギヤブオーバー型自動車の後部座席にレジヤー用
冷蔵庫を積む場合等には特に有効である。

また、冷蔵庫に専用の蒸発器８を備えたため、
庫内の温度を冷房用の冷風の温度とは無関係に設
定することが可能となる。特に圧力スイツチ１０
の設定圧力を可変とすれば、使用者の好みに応じ
て冷蔵庫内の温度を決定できることになり、冷蔵
庫を更に実用的なものとすることも可能である。

なお、冷房用と冷蔵用の２種類の蒸発器を用い
ることは冷凍食品等の運搬に用いる冷凍車の分野
では知られているが、この冷凍車のものでは冷蔵
側の熱負荷が大きいため、冷蔵冷房の両機能が必
要な時には冷房用蒸発器、冷蔵用蒸発器の両方に
同時に冷媒を流す方式であり、そのためには冷房
用蒸発器の蒸発圧力を冷凍用蒸発器の蒸発圧力よ
り高くするための特別な装置が必要となつて装置
のコストアツプを招くことになり、また圧縮機も
同時に両蒸発器に冷媒を送り出すことができるよ
うにするため大型のものが必要となる。

それに対して、本発明装置で用いる冷蔵庫は自
動車の車室内等に積み込む形式のものであつて、
熱負荷の非常に小さい小容量のものであるため、
冷房用・冷蔵用の両蒸発器５，８へ流れる冷媒の
流れを冷蔵用蒸発器８の冷却状態に応じて自動的
に切り換えるという構成を採用することによつ
て、冷房運転と冷蔵運転を良好に両立させること
ができ、従つて蒸発圧力調整用の特別な装置が不
要となるばかりでなく、圧縮機１も大型化しなく
てもよい。

なお、上述の実施例では、三方電磁弁６の切換
制御を行なう弁制御手段として圧力スイツチ１０
を用いていたが、既述の説明より明かなように三
方電磁弁６は冷蔵用蒸発器８の冷媒温度に応じて
切り換えれればよいのであり、従つて圧力スイツ
チ１０の代わりにサーモスタツトやサーミスタの
信号に応動するスイツチ回路等の温度検出スイツ
チ手段を用いてもよいことはもちろんである。特
に、この場合には三方電磁弁６を切り換える設定
温度を可変とするのが容易となるという効果を併
せ持つことになる。

また、上述の例では冷媒流れの切換えを行なう
弁装置として三方電磁弁６を用いたが、開閉のみ
行なう電磁弁を２つ用いて同様の切換制御を行な
うようにしてもよいことは言うまでもない。

また、上述の例では第１減圧手段４を膨張弁と
し、第２減圧手段７を固定絞りとしたが、減圧手
段は冷媒を減圧膨張させれればよいのであつて、
膨張弁、固定絞りのいずれを用いるかは必要に応
じて選択すればよい。

更にまた上述の例では冷媒が冷房側蒸発器５へ
流れる時に冷媒が冷蔵側蒸発器８へ逆流すること
がないよう冷蔵用の冷媒配管１９を閉じる弁機構
として逆止弁９を用いたが、必要に応じて逆止弁
９の代りに電磁弁を用い、この電磁弁を三方電磁
弁６と同期させて三方電磁弁６に通電されない時
（冷媒が冷房用蒸発器へ流れる時）閉じるように
してもよい。

また、上述の実施例では冷房用蒸発器５の霜付
防止の制御を温度センサ１２による電磁クラツチ
１１の断続制御で行なうようにしていたが、霜付
防止の制御はこの一例に限られるべきでなく、例
えば冷房用蒸発器５の下流側で、かつ冷蔵用の冷
媒配管１９との合流点より上流に蒸発圧力調整装
置を配設して、この蒸発圧力調整装置によつて冷
房用蒸発器５の蒸発圧力を設定値に制御すること
によつて冷房用蒸発器５の霜付を防止するように
してもよい。

（発明の効果） 以上説明したように本発明装置によれば、車室
内冷房用蒸発器及びその上流に設けられた第１減
圧手段と並列に、冷蔵用冷媒配管を設け、この冷
媒配管中に冷媒流れの順に第２減圧手段、冷蔵用
蒸発器、弁機構を配設するとともに、冷蔵用蒸発
器の冷却状態に応じて冷媒の流れを冷房用蒸発器
及び冷蔵用蒸発器のいずれかに自動的に切換える
ようにしているから、圧縮機の大型化等の不具合
を併なうことなく、しかも車室内の冷房機能にほ
とんど影響を及ぼすことなく、良好なる冷蔵機能
を発揮できる。更に、冷蔵庫の配置場所を冷房装
置の冷風ダクトから切り離して比較的自由に設定
できるとともに、冷蔵庫の庫内温度も冷房用の冷
風温度とは無関係に設定できるという優れた効果
を有する。

【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図は本発明の作動説明図である。 １……圧縮機、２……凝縮器、４……第１減圧
手段、５……冷房用蒸発器、６……弁装置をなす
三方電磁弁、７……第２減圧手段、８……冷蔵用
蒸発器、９……弁機構をなす逆止弁、１０……弁
制御手段をなす圧力スイツチ、１８……冷媒配
管、１９……冷蔵用の冷媒配管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a) 車両の車室内冷房用冷凍サイクルに、車
   両の車室内、トランクルーム等に装備された小
   型冷蔵庫の冷却機構を付設する車両用冷房・冷
   蔵装置において、 (b) 冷媒の圧縮吐出を行なう圧縮機と、 (c) この圧縮機から吐出されたガス冷媒を凝縮す
   る凝縮器と、 (d) この凝縮器で凝縮した液冷媒を減圧膨張させ
   る第１減圧手段と、 (e) この第１減圧手段の出口側に接続され、車室
   内への送風空気を冷却する車室内冷房用蒸発器
   と、 (f) この冷房用蒸発器の出口側を前記圧縮機の吸
   入側に接続する冷媒配管と、 (g) 前記第１減圧手段及び車室内冷房用蒸発器と
   並列に設けられた冷蔵用冷媒配管と、 (h) この冷蔵用冷媒配管に設けられ、前記凝縮器
   で凝縮した液冷媒を減圧膨張させる第２減圧手
   段と、 (i) 前記冷蔵用冷媒配管において、前記第２減圧
   手段の出口側に設けられ、かつ前記小型冷蔵庫
   内を冷却する冷蔵用蒸発器と、 (j) 前記冷蔵用冷媒配管において前記冷蔵用蒸発
   器の出口側に設けられ、前記車室内冷房用蒸発
   器に冷媒が流れる時閉弁する弁機構と、 (k) 前記冷房用蒸発器と前記冷蔵用蒸発器への冷
   媒の流れを制御する弁装置と、 (l) 前記冷蔵用蒸発器の冷却状態を検出して前記
   弁装置の開閉を制御するものであつて、前記冷
   蔵用蒸発器の冷却状態が高温側設定値より高い
   値である時に冷蔵用蒸発器に冷媒を流し、一方
   冷蔵用蒸発器の冷却状態が低温側設定値より低
   い値である時には前記冷房用蒸発器に冷媒を流
   すように、前記弁装置の開閉を自動的に制御す
   る弁制御手段とを備える車両用冷房：冷蔵装
   置。