JPS6089656A - 冷房サイクルの冷媒過充填警報装置 - 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】 （技術分野） 本発明は、自動車用空気調和装置の冷房サイクル内を循
環する冷媒の過充填の検出を行い、警報を発する等の必
要な処理を行う装置に関する。

（技術の背硝） 一般に自動車用空気調和！置の冷房サイクル系として、
第１図に示すようなものがある。該冷房サイクル内には
冷媒が循環しており、該冷房サイクルは、コンプレッサ
１と、該コンプレッサ１で高温高圧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するコンデンサ２と
、必要量の冷媒を貯留し、該冷媒中の水分や塵埃を取り
除き該冷媒の気液分離を行うリキッドタンク３と、エバ
ポレータ６の出口の冷媒温度を感温し膨張弁４の開度を
調整する感温筒５を有し、該液状の冷媒を急激に減圧し
低圧の気化し易い冷媒にりるための膨張弁４と、該冷媒
が蒸発しながら図示しないファンにより装置内に導入さ
れ゛通過する空気より熱を奪い車室内を冷却するエバポ
レータ６とから成る。また、図示されていないが、コン
プレツナ１は、走行用エンジンによりマグネットクラッ
チ８を介して駆動され、車室内又はエバポレータの表面
又は通過空気の温度が一定湿度以下になると、マグネッ
トクラッチの働きにより該コンプレッサの働きが停止し
て、車室内の冷え過ぎ又はエバポレータの凍結を防止す
るように形成されている。

（先行技術の問題点） このような自動車用冷房サイクルでは、コンプレッサが
走行用エンジンにより駆動されるので、走行状態により
コンプレッサ駆動回転数が変動し、冷房サイクル内を循
環する冷媒の循環量や圧力が変動するおそれがある。

冷媒の循環量の変動は、リキッドタンク３が必要に応じ
て循環する冷媒の足を調節するので、ある程度緩和され
る。しかし、冷房サイクル内に適量の冷媒が充填されて
いない場合は、リキッドタンクがあっても適量の冷媒を
サイクル内に循環させることはできない。特に該冷媒が
サイクル内に過充填された場合は、リキッドタンク内は
液状の冷媒で満杯になり、リキッドタンク内においても
冷媒のサブクール（過冷却〉が進展し、膨張弁４を経て
も冷媒が蒸発し難い状態となり、エバポレータでの冷媒
の熱吸収が不充分となるため、冷房性能が落ちる等の不
都合が生じる。

これらの不都合を事前に解消するために、従来は第２図
に示すように、リキッドタンク３の上部にサイトグラス
７を設りて該サイトグラス７を通して冷媒の流動状態を
観察し、冷媒量の過不足を検出して適正な冷媒を充填し
ている。この場合、サイトグラス７を通して冷媒中に気
泡が見られる時は、冷媒量の不足を示し、気泡の無い時
は一応冷媒量が適正であることを示している。ところが
、冷媒中に気泡が見られない場合は、充填冷媒量が適正
であるときばかりでなく、過充填状態の場合であるとも
考えられるので、冷媒の過充填を正確に把えることは難
しいものであった。

（発明の目的） 本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり
、冷房性能を低下させる゛冷媒の過充填を検知し、警報
を発する等の必要な処置を行うことのできる装置を提供
することを目的とする。

（発明の構成） 本発明の特徴とする所は、冷房サイクル内の高圧側冷媒
通路内に、内部に作動流体が封入してあり、該作動流体
の圧力と前記冷媒との圧力差により作動する可動部を有
するセンサを取り付け、前記可動部に連動するスイッチ
と警報手段とを導通し、前記作動流体として前記冷媒の
飽和圧力と略同−の飽和圧力特性を有する流体を前記セ
ンサ部内に封入し、前記作動流体が前記冷媒の使用温度
範囲内で常に飽和状態にあり、前記冷媒のサブクール邑
が所定値以上になって、前記冷媒の圧力の方が前記作動
流体の圧力より所定値以上に高くなった時に、前記スイ
ッチを作動させる点にある。

（実施例） 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図は本発明に係る冷房サイクルの冷媒過充填警報装
置の一実施例を示す概略図である。

第３図に示す冷媒配管１５は第１図におけるコンデンサ
２と膨張弁４との間に設けられた冷媒配管の一部を示ず
ものであり、この中には高圧の液冷媒１２が案内されて
循環している。冷媒配管１５には、これに形成された開
口１７により冷媒配管１５内と連通状態になった空間を
有するケーシング１６が取付けられており、このケーシ
ング１６には先端が冷媒配管１５内にまで達する小径部
とケー、ラング１６内に位置する大径部とからなるセン
サ１４が取付けられている。

このセンサ１４は内部に作動流体１３が封入されており
、この作動流体１３の圧力と冷媒１２の圧力との圧力差
により作動する可動部としてダイアフラム２３を有する
。ケーシング１６丙に取付けられスイッチ端子２２を有
する固定接片１９と、ケーシング１６丙に取付参プられ
スイッチ端子１８を有すると共にダイアフラム２３に連
動する可動接片２１とからなるスイッチ１０が警報手段
１１に電気的に接続されている。

尚、前記スイッチ端子１８．２２間の距離は、ケーシン
グ１６に設置された調整ネジ２４により可変であり、前
記スイッチ端子１８．２２を接触させて前記警報手段１
１の回路のスイッチを入れる位置を調整することができ
る。別言すれば、調整ネジ２４は警報回路１１のスイッ
チを入れる作動流体１３と冷媒１２との圧力差を調整す
ることができる。

前記センナ１４内に封入しである作動流体１３としては
、前記冷媒１２の飽和圧力と略同−の飽和圧力特性を有
する流体であれば何でも良いが、前記冷媒と全く同一の
流体を用いるのが最も簡単である。

前記冷媒１２と全く同一の流体をセンサ１４内に作動流
体１３としてｆｉ量を封入し、前記作動流体１３が前記
冷媒１２の使用温度範囲内で常に飽和状態（液相と気相
が平衡を保つ状態）にある場合の作動流体１３と冷Ｗ：
１２との温度と圧力の関係が第４図に示される。縦軸は
圧力Ｐであり横軸が温度Ｔである。符号Ｆは冷媒１２と
作動流体１３の飽和液線を示す。作動流体１３は、適量
がセンサ１４内に封入されているので、常に飽和液線Ｆ
上の状態を移動しようとする（例えば曲線Ｅ′→Ｇ）。

また、冷媒１２は、サブクール状態になることがあるの
で、飽和液線Ｆ上をはずれて、直線Ｅ′→Ａ′のような
状態変化をすることがある。

次に作用を説明１′る。

第５図は第１図に示した冷房サイクルをモリエ線図上に
表わしたもので、縦軸は圧力Ｐを示し、横軸はエンタル
ピｉを示す。図示」二符号Ｆは冷媒１２の飽和液線を示
し、符号Ｇは冷媒１２の飽和蒸気線を示づ。また、冷房
サイクルの１サイクルは線Ａ−＋Ｆ３４Ｃ−Ｄ→Ｅ→Ａ
又は１点鎖線Ａ′→Ｂ′→Ｃ′→Ｃ′→Ｅ′→Ａ′で示
され、それぞれ正規量冷媒充填時の１サイクル及び冷媒
過充填時の１サイクルを示寸。直＠Ｄ→［→Ａ及び一点
鎖線Ｄ′→Ｅ′→Ａ′は、コンプレツナ１の吐出口から
膨張弁４までの状態を示し、直線Ｅ−）Ａ及び一点鎖線
Ｅ′→Ａ′は冷媒のサブクール（過冷却）示す。冷房サ
イクル内に正規量の冷媒が充填されている時のサブクー
ル量はＥ−＋Ａに相当する。

ところが、冷媒過充填時では、冷媒の圧力が増大し、リ
キッドタンク３内が液体の冷媒で満杯になり、リキッド
タンク３内においてもサブクールが進展し、第５図に示
ずようにサブクール量が増加する。サブクールが増加し
た場合の冷媒１２のサブクール状態の状態変化Ｅ′→Ａ
′は第４図に示す直線Ｅ′→Ａ′に相当する。第３図に
示すように、作動流体１３の周囲には冷１１２が導通し
ているために作動流体１３と冷媒１２は同じ温度変化を
するので、第４図に示すように、冷媒１２がＥ′→Δ′
に状態変化すると作動流体１３はＥ′→Ｇのように状態
変化し、作動流体１３の圧力の方が冷媒１２の圧力より
低くなる。

つまり、冷房サイクル内に冷媒を過充填した場合は、サ
ブクールが増大し、コンデンサ２と膨張弁４間の配管１
５に設けられたセンサ１４内の作動流体１３の圧力は、
該センサ１４周囲にある冷ｔｓ１２の圧力よりも低くな
る。

このようにセンサ１４内の作動流体１３の圧力が冷媒１
２の圧力より低くなると、ダイアフラム２３に圧力差分
の力が働いて、ダイアフラムを押し下げる。この押し下
げた量が調整ネジ２４により調整した所定の間隔以上に
なると、警報手段１１を有する回路にスイッチが入り、
該警報手段１１の働きにより、冷媒の充填を行う作業者
又は自動車の運転者に冷媒の過充填を知らせることがで
きる。

上述の実施例に使用される冷Ｗ”１２と作動流体１３の
種類としては、通常Ｒ１２（フロンガス）等が用いられ
る。

また、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく
、さらに、次のような変形例が占えられる。

前記ケーシング１６内のダイアフラム２３の代りにセン
サの上部をベローズ形に形成し、センサの内外の差圧に
より、該ベローズが上下動するようにしても良い。この
場合でもダイアフラム２３を使用した場合と同様な作用
効果を有する。

さらに前記警報手段としては、作業者又は運転者の五感
に訴えるものであれば、いかなる手段でも良＜、警報ブ
ザーや警報ランプ等が考えられる。

（発明の効果） 以上の説明より明らかなように、本発明によれば、冷房
性能を低下さｔ−る冷房サイクル内の冷媒の過充填を検
知し、冷媒の充填作業を行う作業者及び自動車の運転者
に対して警報を発することができるので、常に冷房性能
の良い正常状態で冷房サイクルを稼動させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は自動車用冷房サイクル原理図、第２図はリキッ
ドタンクの構造を示す縦断面図、第３図は本発明に係る
冷房サイクル用冷媒の過充填警報装置の一実施例を示す
概略口、第４図は循環冷媒と作動流体の濃度に対する圧
力の関係を示す線図、第５図はモリエ線図上に冷房サイ
クルを表わした線図である。 １０・・・スイッチ、１１・・・警報手段、１２・・・
冷媒、１３・・・作動流体、１４・・・センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 冷房サイクル内の高圧側冷媒通路内に、内部に作動流体
   が封入してあり、該作動流体の圧力と前記冷媒との圧力
   差により作動する可動部を有するセンサを取り付け７、
   前記可動部に連動するスイッチと警報手段とを導通し、
   前記作動流体として前記冷媒の飽和圧力と略同−の飽和
   圧力特性を有する流体を前記センサ部内に封入し、前記
   作動流体が前記冷媒の使用温度範囲内で常に飽和状態に
   あり、前記冷媒のサブクール量が所定値以上になって、
   前記冷媒の圧力の方が前記作動流体の圧力より所定値以
   上に高くなった時に、前記スイッチを作動させることを
   特徴とする冷房サイクルの冷媒過充填警報装置。