JP2000028234A - 閉ル―プ循環システムの膨張弁および冷媒制御方法 - Google Patents
閉ル―プ循環システムの膨張弁および冷媒制御方法Info
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- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 第２エバポレータから吐出される蒸気の感知
された飽和温度を偏差させることによって熱膨張弁が第
２エバポレータへの流れを減少させて過冷却を防止す
る。 【解決手段】 冷媒システムは、共通のコンプレッサお
よびコンデンサから離して配置されたエバポレータに流
動する冷媒を個別に制御する熱膨張弁を有している。一
方の熱膨張弁は、膨張弁の流体が充填された動力カプセ
ルと熱伝導関係を有する電熱冷却装置を備えている。電
熱冷却装置が通電されると、エバポレータからコンプレ
ッサへと戻る感知された冷媒の温度が変換されて、エバ
ポレータに流動する冷媒を減少させて他方の熱膨張弁を
流動することにより低下する冷媒の供給圧力を補償する
ようになる。
された飽和温度を偏差させることによって熱膨張弁が第
２エバポレータへの流れを減少させて過冷却を防止す
る。 【解決手段】 冷媒システムは、共通のコンプレッサお
よびコンデンサから離して配置されたエバポレータに流
動する冷媒を個別に制御する熱膨張弁を有している。一
方の熱膨張弁は、膨張弁の流体が充填された動力カプセ
ルと熱伝導関係を有する電熱冷却装置を備えている。電
熱冷却装置が通電されると、エバポレータからコンプレ
ッサへと戻る感知された冷媒の温度が変換されて、エバ
ポレータに流動する冷媒を減少させて他方の熱膨張弁を
流動することにより低下する冷媒の供給圧力を補償する
ようになる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷房システムに関
し、特に、温度によって制御される弁を採用して、コン
デンサから吐出する比較的高圧状態の液体冷媒をエバポ
レータに減圧した状態で流入させるといった、液体／蒸
気冷媒の膨張を制御する形式のシステムに関する。
し、特に、温度によって制御される弁を採用して、コン
デンサから吐出する比較的高圧状態の液体冷媒をエバポ
レータに減圧した状態で流入させるといった、液体／蒸
気冷媒の膨張を制御する形式のシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に温度変化に応答する膨張弁が冷房
システムに採用されているが、例えば自動車の室内の空
調システム等の冷房システムは、その熱負荷の変化に迅
速に対応する必要がある。
システムに採用されているが、例えば自動車の室内の空
調システム等の冷房システムは、その熱負荷の変化に迅
速に対応する必要がある。
【０００３】自動車の空調システム等では良く知られて
いるように、システムのエバポレータから吐出された過
熱冷媒蒸気は、膨張弁ブロックの戻り通路を通ってコン
プレッサの入口へと流れて、弁の流体が充填された密閉
されたカプセルと熱交換する。このカプセルは、流体が
ダイアフラムに対して収縮および膨張するように配置さ
れており、エバポレータへの冷媒の流動を制御する弁部
材を作動させる。このように、過熱蒸気の温度は、エバ
ポレータから吐出される冷媒の飽和温度と相関関係にあ
り、システムを制御するための基礎とされている。エバ
ポレータを通って流動する冷媒を制御することにより一
定の熱負荷となるようにエバポレータが吐出する限り、
システムは所定の過熱を維持するように反応する。この
ことは、単一のエバポレータを採用した自動車の冷房シ
ステムには、信頼でき且つ効果的であることが証明され
てきた。
いるように、システムのエバポレータから吐出された過
熱冷媒蒸気は、膨張弁ブロックの戻り通路を通ってコン
プレッサの入口へと流れて、弁の流体が充填された密閉
されたカプセルと熱交換する。このカプセルは、流体が
ダイアフラムに対して収縮および膨張するように配置さ
れており、エバポレータへの冷媒の流動を制御する弁部
材を作動させる。このように、過熱蒸気の温度は、エバ
ポレータから吐出される冷媒の飽和温度と相関関係にあ
り、システムを制御するための基礎とされている。エバ
ポレータを通って流動する冷媒を制御することにより一
定の熱負荷となるようにエバポレータが吐出する限り、
システムは所定の過熱を維持するように反応する。この
ことは、単一のエバポレータを採用した自動車の冷房シ
ステムには、信頼でき且つ効果的であることが証明され
てきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例え
ば、前方座席の乗客の快適性のために空気を冷却するエ
バポレータを配置すると共に、後方座席の乗客の快適性
のために空気を冷却する別個のエバポレータを離れた場
所に配置する等、最近では、共通のコンデンサから吐出
して作動する複数のエバポレータを自動車の室内に設け
ることが望まれてきている。前方座席および後方座席の
エバポレータが共通のコンデンサから作動される場合に
は、前方座席のエバポレータへの流れを制御する膨張弁
の作動によって冷媒の圧力が変化するようになるため、
膨張弁、特に、後方座席のエバポレータへの流れを制御
すべく配置された膨張弁が充分応答することができな
い。特に、後方座席のエバポレータの熱膨張弁への供給
ライン内の圧力が低下した場合には、この膨張弁が所定
の過熱を維持するよう反応したままとなって流れが最大
となり、その結果、望まざる冷却および／またはエバポ
レータの凍り付きが生じることとなる。
ば、前方座席の乗客の快適性のために空気を冷却するエ
バポレータを配置すると共に、後方座席の乗客の快適性
のために空気を冷却する別個のエバポレータを離れた場
所に配置する等、最近では、共通のコンデンサから吐出
して作動する複数のエバポレータを自動車の室内に設け
ることが望まれてきている。前方座席および後方座席の
エバポレータが共通のコンデンサから作動される場合に
は、前方座席のエバポレータへの流れを制御する膨張弁
の作動によって冷媒の圧力が変化するようになるため、
膨張弁、特に、後方座席のエバポレータへの流れを制御
すべく配置された膨張弁が充分応答することができな
い。特に、後方座席のエバポレータの熱膨張弁への供給
ライン内の圧力が低下した場合には、この膨張弁が所定
の過熱を維持するよう反応したままとなって流れが最大
となり、その結果、望まざる冷却および／またはエバポ
レータの凍り付きが生じることとなる。
【０００５】そのため、第１のエバポレータへの冷媒の
流れを制御することによる圧力変化および分岐流れを補
償することができる膨張弁を備えた、第２の離して配置
されたエバポレータへの冷媒の流れを制御する方法およ
び手段が望まれていた。
流れを制御することによる圧力変化および分岐流れを補
償することができる膨張弁を備えた、第２の離して配置
されたエバポレータへの冷媒の流れを制御する方法およ
び手段が望まれていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、共通のコンプ
レッサおよびコンデンサから第１および第２エバポレー
タの作動を制御する場合の上記問題を解決するもので、
各エバポレータが少なくとも入口での流れを制御するた
めに配置された熱膨張弁を有している。本発明は、第２
エバポレータから吐出される蒸気の感知された飽和温度
を偏差させることによって熱膨張弁が第２エバポレータ
への流れを減少させて過冷却を防止するように、第２エ
バポレータへの流れを制御する熱膨張弁を備えた電熱冷
却ユニットを提供するものである。本発明の電熱冷却ユ
ニットは、従来構造である第２の熱膨張弁の流体を充填
した感知カプセルに対して熱伝導関係を有するように配
置されることにより、弁を製造するに際して設計し直し
たり再加工する必要がなく、今までの熱膨張弁に『付
加』するだけで済み、便利である。本発明は、エバポレ
ータから吐出される過熱の感度を有効に高めて冷媒の流
れを減少させて、第２のエバポレータを通り過ぎる空気
の冷却温度を増加させる。
レッサおよびコンデンサから第１および第２エバポレー
タの作動を制御する場合の上記問題を解決するもので、
各エバポレータが少なくとも入口での流れを制御するた
めに配置された熱膨張弁を有している。本発明は、第２
エバポレータから吐出される蒸気の感知された飽和温度
を偏差させることによって熱膨張弁が第２エバポレータ
への流れを減少させて過冷却を防止するように、第２エ
バポレータへの流れを制御する熱膨張弁を備えた電熱冷
却ユニットを提供するものである。本発明の電熱冷却ユ
ニットは、従来構造である第２の熱膨張弁の流体を充填
した感知カプセルに対して熱伝導関係を有するように配
置されることにより、弁を製造するに際して設計し直し
たり再加工する必要がなく、今までの熱膨張弁に『付
加』するだけで済み、便利である。本発明は、エバポレ
ータから吐出される過熱の感度を有効に高めて冷媒の流
れを減少させて、第２のエバポレータを通り過ぎる空気
の冷却温度を増加させる。
【０００７】
【発明の実施の形態】図を参照すると、本発明のシステ
ムは、符号１０で示されており、冷媒のコンプレッサ１
２を備えている。このコンプレッサ１２は、自動車の空
調システムでは、従来の技術において公知であるよう
に、図示しないエンジンによって一般にベルト駆動され
る。コンプレッサ１２は、冷媒蒸気を比較的高い圧力で
経路１４に沿ってコンデンサ１６へと吐出する。コンデ
ンサ１６は、一般的には自由流れ空気と熱交換するため
に配置され、液化された冷媒を導管１８を介して吐出し
て導管２０，２２に供給する。導管２０は符号２６で示
された膨張弁の入口２４に冷媒を供給し、膨張弁２６は
冷媒を減圧した状態で出口から導管２８を介して第１す
なわち前方のエバポレータ３０に吐出し、エバポレータ
３０は導管３２を介して過熱蒸気を吐出し、導管３２は
弁２６を通る通路に接続されて、導管３４を介してコン
プレッサの入口３６に冷媒を戻す。弁２６は温度応答感
知モジュール３８を備えており、温度応答感知モジュー
ル３８は、戻り通路および弁２６を通って流動する冷媒
の温度に応答して、弁の栓子４２が入口２４から出口に
接続された導管２８への流れを制御するように、作動ロ
ッド４０を動かす。弁２６の構造および作動は従来から
よく知られており、理解されるであろう。
ムは、符号１０で示されており、冷媒のコンプレッサ１
２を備えている。このコンプレッサ１２は、自動車の空
調システムでは、従来の技術において公知であるよう
に、図示しないエンジンによって一般にベルト駆動され
る。コンプレッサ１２は、冷媒蒸気を比較的高い圧力で
経路１４に沿ってコンデンサ１６へと吐出する。コンデ
ンサ１６は、一般的には自由流れ空気と熱交換するため
に配置され、液化された冷媒を導管１８を介して吐出し
て導管２０，２２に供給する。導管２０は符号２６で示
された膨張弁の入口２４に冷媒を供給し、膨張弁２６は
冷媒を減圧した状態で出口から導管２８を介して第１す
なわち前方のエバポレータ３０に吐出し、エバポレータ
３０は導管３２を介して過熱蒸気を吐出し、導管３２は
弁２６を通る通路に接続されて、導管３４を介してコン
プレッサの入口３６に冷媒を戻す。弁２６は温度応答感
知モジュール３８を備えており、温度応答感知モジュー
ル３８は、戻り通路および弁２６を通って流動する冷媒
の温度に応答して、弁の栓子４２が入口２４から出口に
接続された導管２８への流れを制御するように、作動ロ
ッド４０を動かす。弁２６の構造および作動は従来から
よく知られており、理解されるであろう。
【０００８】導管２２は、液化された冷媒を上昇した圧
力でコンデンサ１６から符号４５で示す弁の入口４４に
供給する。弁４５には弁座４６が設けられており、弁座
４６には可動弁部材４８が配置されて、弁座を通過する
流れを弁４５の出口通路５０に応じた低下した圧力に制
御する。弁４５の出口は、導管５２を介して第２のすな
わち後方のエバポレータ５４の入口に接続されている。
エバポレータ５４の出口は、導管５６を介して弁４５の
本体を、すなわち、ブロックを通る通路５８に開放して
おり、通路５８はコンプレッサ１２の入口３６と連絡す
る導管６０に接続されている。
力でコンデンサ１６から符号４５で示す弁の入口４４に
供給する。弁４５には弁座４６が設けられており、弁座
４６には可動弁部材４８が配置されて、弁座を通過する
流れを弁４５の出口通路５０に応じた低下した圧力に制
御する。弁４５の出口は、導管５２を介して第２のすな
わち後方のエバポレータ５４の入口に接続されている。
エバポレータ５４の出口は、導管５６を介して弁４５の
本体を、すなわち、ブロックを通る通路５８に開放して
おり、通路５８はコンプレッサ１２の入口３６と連絡す
る導管６０に接続されている。
【０００９】流体が充填された動力カプセル６２は、弁
４５の端部に取付けられており、弁座４６を通って延び
て弁部材４８と接続された作動ロッド６４が取付けられ
ている。カプセル６２内の流体の膨張および収縮によ
り、図示しないダイアフラムが反応して作動ロッド６４
を動かす。熱膨張弁のような技術分野ではよく知られて
いるように、作動ロッド６４は、中空に形成されたもの
からなり、その内部にカプセルに充填された流体を有し
ており、通路５８を流動する冷媒と熱伝導関係にあるこ
とが望ましい。弁４５の構造および作動は、冷媒の膨張
弁の技術分野でよく知られているものと一致する。
４５の端部に取付けられており、弁座４６を通って延び
て弁部材４８と接続された作動ロッド６４が取付けられ
ている。カプセル６２内の流体の膨張および収縮によ
り、図示しないダイアフラムが反応して作動ロッド６４
を動かす。熱膨張弁のような技術分野ではよく知られて
いるように、作動ロッド６４は、中空に形成されたもの
からなり、その内部にカプセルに充填された流体を有し
ており、通路５８を流動する冷媒と熱伝導関係にあるこ
とが望ましい。弁４５の構造および作動は、冷媒の膨張
弁の技術分野でよく知られているものと一致する。
【００１０】しかしながら、本発明の弁４５は、さら
に、符号６６で示された電気的に作動される制御ユニッ
トを備えている。制御ユニット６６は、内周に形成され
た溝７０でカプセル６２に支持される周囲面を有する環
状の支持部材６８によって、カプセル６２に取付けられ
ている。電熱冷却ユニット７２は、支持部材６８内にカ
プセル６２と隣接して設けられており、支持部材６８を
通って外側に延びる電導線７４，７６を有している。こ
れらの支持部材６８あるいは電熱冷却ユニット７２には
保持部材７８が支持されているのであるが、必要であれ
ば、保持部材７８をヒートシンクにより構成することが
できる。電熱冷却ユニット７２とカプセル６２との間の
符号８０で表された空間には、両者７２，６２の間で熱
を敏速に伝達する熱グリース(thermal grease)のよう
な、熱伝導媒体を充填することが望ましい。
に、符号６６で示された電気的に作動される制御ユニッ
トを備えている。制御ユニット６６は、内周に形成され
た溝７０でカプセル６２に支持される周囲面を有する環
状の支持部材６８によって、カプセル６２に取付けられ
ている。電熱冷却ユニット７２は、支持部材６８内にカ
プセル６２と隣接して設けられており、支持部材６８を
通って外側に延びる電導線７４，７６を有している。こ
れらの支持部材６８あるいは電熱冷却ユニット７２には
保持部材７８が支持されているのであるが、必要であれ
ば、保持部材７８をヒートシンクにより構成することが
できる。電熱冷却ユニット７２とカプセル６２との間の
符号８０で表された空間には、両者７２，６２の間で熱
を敏速に伝達する熱グリース(thermal grease)のよう
な、熱伝導媒体を充填することが望ましい。
【００１１】電子制御ユニット（ＥＣＵ）のような適当
な電源から電導線７４，７６を介して電熱冷却ユニット
７２が通電された作動状態においては、電熱冷却ユニッ
ト７２が作動ロッド６４によって感知されたエバポレー
タから吐出されて通路５８を通る流れの温度よりも低く
なるようにカプセル６２を冷却することにより、通路５
８内の流れと流体を充填されたカプセル６２とに温度差
を生じさせて作動ロッドを下方向に動かせて弁部材４８
を弁座４６に対して閉塞させる。その結果、エバポレー
タ５４内の流動が遮断されるため、そのエバポレータ５
４内の冷媒の過熱が増加し、したがって、エバポレータ
５４の過度の冷却が防止されることとなる。従来の空調
システムにおいては、エバポレータ５４を通過した空気
は、一般に、室内に吐出されてエバポレータ５４の領域
およびその付近を冷却していたであろう。車両の客室の
後部座席を冷却するためにエバポレータ５４が配設され
た本発明では、弁２６がエバポレータ３０に流れを多く
する必要性によって入口の導管２２内の圧力が低下する
こととなる弁４５の全開状態を、電熱冷却ユニット７２
が防止する。
な電源から電導線７４，７６を介して電熱冷却ユニット
７２が通電された作動状態においては、電熱冷却ユニッ
ト７２が作動ロッド６４によって感知されたエバポレー
タから吐出されて通路５８を通る流れの温度よりも低く
なるようにカプセル６２を冷却することにより、通路５
８内の流れと流体を充填されたカプセル６２とに温度差
を生じさせて作動ロッドを下方向に動かせて弁部材４８
を弁座４６に対して閉塞させる。その結果、エバポレー
タ５４内の流動が遮断されるため、そのエバポレータ５
４内の冷媒の過熱が増加し、したがって、エバポレータ
５４の過度の冷却が防止されることとなる。従来の空調
システムにおいては、エバポレータ５４を通過した空気
は、一般に、室内に吐出されてエバポレータ５４の領域
およびその付近を冷却していたであろう。車両の客室の
後部座席を冷却するためにエバポレータ５４が配設され
た本発明では、弁２６がエバポレータ３０に流れを多く
する必要性によって入口の導管２２内の圧力が低下する
こととなる弁４５の全開状態を、電熱冷却ユニット７２
が防止する。
【００１２】したがって、本発明は、既存の熱膨張弁を
修正するという特有で新規の廉価なやり方であり、エバ
ポレータのうちの一つが過冷却するのを再び発生させる
ことなく、共通のコンプレッサおよびコンデンサからの
複数の熱エバポレータの使用を許容する。
修正するという特有で新規の廉価なやり方であり、エバ
ポレータのうちの一つが過冷却するのを再び発生させる
ことなく、共通のコンプレッサおよびコンデンサからの
複数の熱エバポレータの使用を許容する。
【００１３】上記のように、本発明をその図に示された
実施の形態に関連して説明してきたが、本発明は修正お
よび変更が可能であり、特許請求の範囲によってのみ制
限される。
実施の形態に関連して説明してきたが、本発明は修正お
よび変更が可能であり、特許請求の範囲によってのみ制
限される。
【図１】共通のコンプレッサおよびコンデンサから作動
する第１および第２エバポレータを採用した本発明の冷
媒システムすなわち空調システムの概要を示す全体図で
ある。
する第１および第２エバポレータを採用した本発明の冷
媒システムすなわち空調システムの概要を示す全体図で
ある。
１０ システム １２ コンプレッサ １６ コンデンサ ２６ 膨張弁 ３０ エバポレータ ３６ 入口 ３８ 温度応答感知モジュール ４２ 栓子 ４４ 入口 ４５ 弁 ５４ エバポレータ ６２ カプセル ６６ 制御ユニット ７２ 熱伝冷却ユニット ８２ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 390033020 Ｅａｔｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｃｌｅｖｅｌ ａｎｄ，Ｏｈｉｏ 44114，Ｕ．Ｓ．Ａ.
Claims (7)
- 【請求項１】 電気的に制御されて温度調節する冷媒の
膨張弁であって、（ａ）入口および出口を有する本体
と、（ｂ）入口と出口との間の流動を許容する位置と制
限する位置との間で移動可能な閉塞弁と、（ｃ）流体が
充填されたチャンバ、および、該チャンバー内の圧力に
応じて動くダイアフラムを形成する手段と、前記ダイア
フラムの動きに応じて前記閉塞弁が動くように前記閉塞
弁を動かすアクチュエータ部材とを備えた温度反応手段
と、（ｄ）熱伝導関係を有するように配置されて通電さ
れることにより作動する、前記流体が充填されたチャン
バの冷却手段と、を備えた膨張弁。 - 【請求項２】 前記冷却手段が電熱装置からなる請求項
１に記載の膨張弁。 - 【請求項３】 前記流体が充填されたチャンバはカプセ
ルを備えており、該カプセルに前記冷却手段が取付けら
れている請求項１に記載の膨張弁。 - 【請求項４】 前記流体が充填されたチャンバを形成す
る手段は前記弁本体に取付けられたカプセルを備え、前
記冷却手段は前記カプセルに取付けられた電熱装置から
なる請求項１に記載の膨張弁。 - 【請求項５】 熱伝導関係を有するように配置された前
記冷却手段が熱応答グリースを備えている請求項１に記
載の膨張弁。 - 【請求項６】 閉ループ循環冷却システムにおける冷媒
の制御方法であって、（ａ）蒸気化された冷媒を圧縮し
て、これをコンデンサに流動させる工程と、（ｂ）コン
デンサから流動する圧縮された冷媒の流れを入口で受け
入れる膨張弁を配設して、冷媒の流れを減圧してエバポ
レータへ吐出させる工程と、（ｃ）流体が充填された感
知カプセルを前記弁に配置し、エバポレータから流動す
る冷媒の温度を感知し、該感知された温度に応じて前記
流体が充填されたカプセルを冷却して前記感知された温
度からカプセルの温度を所定量偏差させて膨張弁の栓子
を動かせて、エバポレータへの冷媒の流れを制御する工
程と、からなる冷媒の制御方法。 - 【請求項７】 前記カプセルの冷却工程は、前記カプセ
ルに電熱冷却装置を配置する工程と、該冷却装置に通電
する工程とを含む請求項６に記載の冷媒の制御方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US5731998A | 1998-04-09 | 1998-04-09 | |
| US57319 | 1998-04-09 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000028234A true JP2000028234A (ja) | 2000-01-28 |
Family
ID=22009868
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11101152A Pending JP2000028234A (ja) | 1998-04-09 | 1999-04-08 | 閉ル―プ循環システムの膨張弁および冷媒制御方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0949461A2 (ja) |
| JP (1) | JP2000028234A (ja) |
| KR (1) | KR19990083040A (ja) |
| CN (1) | CN1231242A (ja) |
| AU (1) | AU2361899A (ja) |
| BR (1) | BR9901612A (ja) |
| CA (1) | CA2266786A1 (ja) |
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-
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- 1999-04-08 CA CA002266786A patent/CA2266786A1/en not_active Abandoned
- 1999-04-08 JP JP11101152A patent/JP2000028234A/ja active Pending
- 1999-04-08 KR KR1019990012279A patent/KR19990083040A/ko not_active Application Discontinuation
- 1999-04-09 BR BR9901612-5A patent/BR9901612A/pt not_active Application Discontinuation
- 1999-04-09 EP EP99106193A patent/EP0949461A2/en not_active Withdrawn
- 1999-04-09 CN CN99106010A patent/CN1231242A/zh active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| AU2361899A (en) | 1999-10-21 |
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