JPS6315513B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は車室内の冷房と冷蔵庫内の冷却の両方
を行いうる冷凍装置に関し、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、一般に冷房装置よりの冷風の一部を冷蔵
庫内に導いて行うようにしていた。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
ダクト内にしか配設できず冷蔵庫の設置場所が限
定されてしまい、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が十分下げられ
ず、製氷することもできなかつた。

本発明は上記点に鑑みなされたもので、冷蔵室
のみならず冷凍室をも有する冷凍冷蔵庫を備え、
かつ庫内温度を充分低下させることができるとと
もにその設置場所を比較的自由に選択でき、更に
車室冷房用冷房装置をも備えた車両用冷房冷蔵装
置を提供することを目的とする。

以下本発明の一実施例を図に基いて説明する。

図中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はこの圧縮器１より吐出された高温高圧の
冷媒の凝縮を行なう凝縮器、３は凝縮器で凝縮し
た冷媒を受けて液冷媒のみ導出する受液器であ
る。４は液冷媒を低温低圧の霧状に減圧膨張させ
る第１減圧装置であり、５は冷房用蒸発器であ
る。第１減圧装置４は冷房用蒸発器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している。
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、吸入空気を冷却した後、
車室内前面の中央及び左右に設けた吹出口より乗
員に向けて吹出すようになつている。これらの圧
縮機１、凝縮器２、受液器３、膨脹弁４、蒸発器
５は冷媒配管１８にて閉回路をなすように順次接
続され冷凍サイクルを形成している。１２は冷房
用蒸発器５を通過した冷風の温度を感知するサー
ミスタで、制御アンプ１５に接続されている。制
御アンプ１５は、サーミスタ１２で検知する冷風
温度があまりに低すぎ、冷房用蒸発器５表面に霜
が付く恐れのある時に、電磁クラツチ１１への電
源１４からの通電を止めるようになつている。

１９は膨脹弁４及び冷房用蒸発器５をバイパス
するよう設けられた冷蔵用冷媒配管であり、この
途中には、冷媒の流れる方向に、第２減圧装置
７、冷蔵用蒸発器８、第３減圧装置２１、冷凍用
蒸発器２０、逆止弁９が順次配設されている。

第２減圧装置７は液冷媒を低温低圧の霧状に減
圧膨脹させるものであり、本実施例では低圧側が
設定値以下となると開きかつ低圧側を一定圧力に
制御しうる定圧膨脹弁が用いられる。この設定圧
は冷媒Ｒ―１２に対し2.1Kg／cm²Ｇに選定されて
いる。第３減圧装置２１はその前後に圧力差を生
じさせ、従つて冷蔵用蒸発器８と冷房用蒸発器２
０との蒸発圧力、即ち蒸発温度に差を生じさせる
ためのものであり、本実施例では定差圧弁が用い
られている。定差圧弁２１の設定差圧は1.6Kg／
cm²Ｇである。従つて、冷媒配管１９使用時には、
冷蔵用蒸発器８の蒸発圧力は2.1Kg／cm²Ｇ（冷媒温
度０℃）であり、冷凍用蒸発器２０内の蒸発圧力
は2.1−1.6＝0.5Kg／cm²Ｇ（冷媒温度−20℃）であ
る。

冷蔵用蒸発器８及び冷凍用蒸発器２０は冷凍冷
蔵庫内の冷却を行うよう配置されるが、一般に自
動車に備える冷蔵庫は10程度の小型のものが多
く、従つてこれらの蒸発器８，２０にはフアンは
備わつていない。また冷凍冷蔵庫は車室内前面の
ダツシユボード内や助手席前方、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配
設されることになる。

６は膨脹弁４及び冷房用蒸発器５への冷媒流量
を遮断もしくは減少させるための制御弁であり、
膨脹弁４への冷媒の流れを絞ることにより冷蔵用
冷媒配管１９へ冷媒が流れることを可能にするた
め設けられている。制御弁６としては適宜なもの
が使用可能であるが、本実施例では開位置と閉位
置の二位置に動く開閉弁が用いられている。開閉
弁６には、冷凍用蒸発器２０の表面温度に応答す
るサーモスタツト１０を含んだ制御装置が設けら
れている。サーモスタツト１０にはある程度ヒス
テリシスを持たせててあり、検出温度が高温側設
定温度（本実施例では−10℃）以上になると電源
１４からの電流を開閉弁６へ通電させて開閉弁６
を閉位置とし、一旦通電すると検出温度が低温側
設定温度（本実施例では−15℃）以下となるまで
通電を維持し開閉弁６を閉位置に保持するように
なつている。

１３は電磁クラツチ１１への通電を断続し、冷
房装置の作動を起動、停止させるクーラスイツ
チ、１７は開閉弁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。
制御アンプ１５は冷蔵スイツチ１７が入つた時に
は、サーミスタ１２の信号に関係なく電磁クラツ
チ１１へ通電する回路となつている。

次に、上記構成よりなる冷凍装置の作動につい
て説明する。

まず夏季等で車室内の冷房が望まれる時はクー
ラスイツチ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より吐出された冷媒が配管１
８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
吹く出される。このさい、蒸発器５内の蒸発圧力
は２〜３Kg／cm²Ｇであり、従つて冷蔵用冷媒配管
１９の圧縮機側端部に作用する圧力も同程度であ
るので、定圧膨脹弁７は閉じたまゝで、冷媒配管
１９内に冷媒の流れはない。

次に、この冷房運転状態で更に冷凍冷蔵庫を作
用させるようにする時には冷蔵スイツチ１７を投
入する。投入した時には当然冷凍用蒸発器２０の
表面温度は−10℃以上であり、従つてサーモスタ
ツト１０は開閉弁６へ通電させることになる。開
閉弁６が通電され閉じられると蒸発器５への冷媒
の流れが止るため圧縮機１の吸入圧力が急激に低
下して、１〜２秒で0.5Kg／cm²Ｇに達する。この
ため冷蔵用冷媒回路１９の定差圧弁２１、定圧膨
脹弁７が開き冷媒回路１９を冷媒が流れるように
なる。この時前記したように冷蔵用蒸発器８内は
2.1Kg／cm²Ｇ、０℃となつており、冷凍用蒸発器
２０内は0.5Kg／cm²Ｇ、−20℃となつている。数秒
すると冷凍用蒸発器２０の表面温度が下がり−15
℃まで低下するとサーモスタツト１０が開閉弁６
への通電を止めるため、開閉弁６は開位置に戻
る。開閉弁６が開くと冷媒が再び冷房用蒸発器５
に供給され、蒸発器５内圧力及び圧縮機吸入側圧
力が２〜３Kg／cm²Ｇに戻る。この圧力は冷凍用蒸
発器２０内の圧力（0.5Kg／cm²Ｇ）よりもはるか
に高いが、蒸発器２０の下流に逆止弁９が配設さ
れているので、蒸発器５を通つた冷媒ガスが蒸発
器２０内に逆流して蒸発器２０内の圧力を急激に
上昇させるということはない。ただし、逆止弁９
によつて冷蔵用冷媒配管１９が閉じられるため、
冷凍用蒸発器２０内の圧力は、冷蔵用冷媒配管１
９閉止前の圧力（0.5Kg／cm²Ｇ）よりは高い圧力
となる。同様に冷蔵用蒸発器８内の圧力も、冷蔵
用冷媒配管１９閉止前の圧力（2.1Kg／cm²Ｇ）よ
り高い圧力となる。そして定圧膨脹弁７は低圧側
が設定値（2.1Kg／cm²Ｇ）以下のとき開くもので
あるため、このように冷蔵用蒸発器８内の圧力が
上昇して、低圧側が設定圧力（2.1Kg／cm²Ｇ）を
越えることになると、自動的に閉じて冷蔵用蒸発
器８および冷凍用蒸発器２０への冷媒の供給を止
める。その後、蒸発器８，２０は内部の液冷媒が
徐々に蒸発しながら冷凍冷蔵庫内の冷却を続け、
蒸発器８，２０内での蒸発圧力及び温度は徐々に
上昇する。冷凍用蒸発器２０の表面温度が徐々に
上昇して−10℃になれば再びサーモスタツト１０
が作動して開閉弁６を閉じ、圧縮機吸入圧力を下
げる。そのため冷蔵用蒸発器８、冷凍用蒸発器２
０内の圧力は再びそれぞれ2.1Kg／cm²Ｇ、0.5Kg／
cm²Ｇに下げられる。以下、同様の動作が繰り返さ
れる。ここで、開閉弁６を閉じ冷凍冷蔵用の蒸発
器内の圧力を下げるに要する時間は数秒であるが
開閉弁６を開き、冷房用蒸発器５を作動させてい
る時間、即ち蒸発器８，２０内の圧力が徐々に上
昇してサーモスタツト１０を作動させるまでの時
間は、冷蔵庫が断熱されていて浸入する熱量が少
いため、比較的長く１分〜２分である。従つて、
数秒間、開閉弁６を閉じ、冷房用蒸発器５への冷
媒の供給を止めても、この程度の短時間では冷房
用蒸発器５の温度は上昇せず、室内へは常に良好
な冷風が吹き出すことになり、冷房運転にはほと
んど支障はない。

以上の如く、上記実施例では冷房運転にほとん
ど支障を起さずに冷凍冷蔵運転が可能である。そ
して冷凍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、例えばキヤブオーバー型自動車
の後部座席にレジヤー用冷凍冷蔵庫を積む場合等
には特に有効である。また、冷凍冷蔵庫に専用の
蒸発器を備えたため、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。
特にサーモスタツト１０の設定温度、或は定圧膨
脹弁７の設定圧力を可変とすれば、冷凍庫、冷蔵
庫内の温度を使用者の好みに応じて決定できるこ
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。

従来より冷蔵と冷房の独立運転は知られていた
が、冷凍車等と異なり、車両用の冷蔵庫は冷蔵用
の蒸発器が小さいため通常の独立運動では蒸発圧
力が下がりすぎてしまい、圧縮機の故障につなが
るため難しいとされていたが、本発明では冷房運
転と冷蔵運転とを交互に繰り返し、かつ１回の冷
蔵運転は極めて短時間（数秒）であるので、圧縮
機の吸入圧力が下がりすぎて圧縮機に悪影響を与
えることなく運転できる。特に、上記実施例では
定圧膨脹弁と定差圧弁を使用したので、蒸発圧力
が0.5Kg／cm²Ｇ以下にならず、圧縮機に悪影響を
与えることなく運転でき、更に冷房側を入れなく
て冷蔵庫側のみを連続使用することもできる。ま
た、定圧膨脹弁７と定差圧弁２１により冷凍室に
配設される冷凍用蒸発器２０と冷蔵室に配設され
る冷蔵用蒸発器８の冷却温度を独立に設定できる
という利点もある。

なお、上述の実施例では開閉弁６の切替制御を
サーモスタツト１０を用いて冷凍用蒸発器２０の
表面温度を検出していたが、検出場所は冷媒温度
又は圧力を直に検出してもよく又蒸発器２０付近
の庫内温度等を検出してもよい。更に冷蔵用蒸発
器８に関する温度或は圧力を検出してもよい。検
出手段もサーモスタツトに限らずサーミスタとか
圧力スイツチでもよい。又サーモスタツト１０に
ヒステリシスを持たせて開閉弁６の開閉を行うか
わりに、サーモスタツトが−10℃以上を検出した
とき開閉弁６を閉じさせ、一度閉じた後はタイマ
ーを用いて一定時間（約５秒）経過するまでは閉
じたまゝに保持するようにしてもよい。更に、冷
蔵用或は冷凍用蒸発器の温度を検出して開閉弁６
を開聞する代りに、開閉弁６の閉時間を数秒、開
時間を１〜２分とタイマーによりあらかじめ設定
しておき、自動的に開閉動作を繰り返すようにし
てもよい。この場合、庫内の冷却状態を検出し、
その値に応じて開時間を補正するように構成して
もよい。又本例のように圧縮機１が車両走行用エ
ンジンの動力をうけて作動するものではエンジン
回転数に応じて冷却能力も大幅に変動することに
なるので、開閉弁６の開時間の補正にエンジン回
転数を用い、エンジン回転数が大きくなる程開閉
弁６の開時間を短くするように構成してもよい。

更にまた上述の例では冷媒が冷房側蒸発器５へ
流れる時に蒸発器５を通つた冷媒が冷凍用蒸発器
２０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、逆止弁９の代りに電磁弁を用い、この電磁弁
を開閉弁６と同期させて開閉弁６を開いている時
には電磁弁が閉じられているように構成してもよ
い。

開閉弁６は閉位置のとき膨脹弁４へ流れる冷媒
を完全に遮断しうるものとして説明されている
が、閉位置のときにおいても少量の冷媒が膨脹弁
４に流れるようにしてもよい。ただしこの時の流
量は、圧縮機の吸入圧力を0.5Kg／cm²Ｇ以下にな
し得る程度のものでなければならない。開閉弁６
の取付位置は図示の位置に限定されず、膨脹弁４
の下流に設けてもよい。また開閉弁６及び定圧膨
脹弁７によつて冷媒の流れを切りかえる代りに、
冷媒通路１９の分岐点に三方切換弁を設け、冷媒
の流れを切りかえることも可能である。この場合
には定圧膨脹弁７にかえて通常の減圧手段、例え
ば膨脹弁或はキヤピラリーチユーブを用いてもよ
い。

また、上述の実施例では冷房側サイクルの制御
をサーミスタ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、サイクルの制御
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、冷蔵用冷媒配管１９の合流
点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下流の冷媒
流量を制御することによつてサイクルの制御を行
なうようにしてもよい。更には、圧縮機１の回転
数等に応じてサイクルの制御を行なうようにして
もよい。

以上説明したように本発明装置は第１減圧装置
及び冷房用蒸発器をバイパスする冷蔵用冷媒配管
を設け、この冷媒配管中に冷媒の流れの順に、第
２減圧装置、冷蔵用蒸発器、第３減圧装置、冷凍
用蒸発器、弁機構を配列し、冷房用蒸発器への冷
媒の流れを一時的にしや断して冷蔵用冷媒配管に
冷媒を流す。その後冷蔵用冷媒配管の両端を閉じ
て冷媒を再び冷房用蒸発器に戻す。以下同様の操
作を繰り返すように構成したものであるので、冷
房運転にほとんど影響を与えることなく製氷可能
な冷凍室付冷蔵庫が得られ、かつ冷凍室と冷蔵室
との庫内温度を冷房用の運転状態、冷風温度等と
は無関係に設定でき、しかも冷蔵庫の配設場所も
比較的自由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】

図面は本発明の一実施例を示す冷凍サイクル図
である。 １…圧縮機、２…凝縮器、４…第１減圧装置、
５…冷房用蒸発器、６…制御弁、７…第２減圧装
置、８…冷蔵用蒸発器、９…逆止弁、１０…サー
モスタツト、１８…冷媒回路、１９…冷蔵用冷媒
回路、２０…冷凍用蒸発器、２１…第３減圧装
置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 冷媒の圧縮吐出を行なう圧縮機と、冷媒の凝
   縮を行なう凝縮器と、第１減圧装置と、車室内冷
   房用の冷房用蒸発器とを冷媒配管にて閉回路を構
   成するよう接続し、かつ前記第１減圧装置と冷房
   用蒸発器とをバイパスする冷蔵用冷媒配管を設け
   るとともに該冷蔵用冷媒配管には冷媒の流れる方
   向に第２減圧装置、冷蔵室内冷却用の冷蔵用蒸発
   器、第３減圧装置、冷凍室用の冷凍用蒸発器、冷
   媒の逆流防止用の弁機構を配設し、更に前記冷房
   用蒸発器への冷媒流量を減少若しくは遮断する制
   御弁を設けるとともに、該制御弁用の制御装置を
   設けたことを特徴とする車両用冷房冷蔵装置。 ２ 前記第２減圧装置が定圧膨脹弁であり、前記
   第３減圧装置が定差圧弁であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の車両用冷房冷蔵装
   置。 ３ 前記制御弁が開位置と閉位置の二位置間を動
   く開閉弁であり、前記制御装置が前記冷凍室の冷
   却状態を検知し高温側設定状態に達したとき前記
   制御弁を閉じ、その後低温側設定状態を検知した
   とき前記制御弁を開くよう構成されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載
   の車両用冷房冷蔵装置。 ４ 前記制御弁が開位置と閉位置の二位置間を動
   く開閉弁であり、前記制御装置が、前記冷凍室の
   冷却状態を検知し所定の設定状態に達したとき前
   記制御弁を閉じ、その後一定時間後に前記制御弁
   を開くよう構成されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項又は第２項記載の車両用冷房冷
   蔵装置。 ５ 前記制御弁が開位置と閉位置の二位置間を動
   く開閉弁であり、前記制御装置が前記開閉弁の閉
   時間設定用タイマーと開時間設定用タイマーを有
   し、前記開閉弁を前記両タイマーの設定時間に応
   じて自動的に周期的に開閉するよう構成されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第
   ２項記載の車両用冷房冷蔵装置。 ６ 前記制御装置が冷蔵室と冷凍室のいずれか一
   方の温度状態を検出し、前記タイマーの設定時間
   を補正する補正回路を有していることを特徴とす
   る特許請求の範囲第５項記載の車両用冷房冷蔵装
   置。 ７ 前記圧縮機が車両走行用エンジンによつて駆
   動されており、前記制御装置は車両走行用エンジ
   ンの回転数を検出し前記タイマーの設定時間を補
   正する補正回路を有していることを特徴とする特
   許請求の範囲第５項記載の車両用冷房冷蔵装置。