JPS6355627B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は車両において車室内の冷房と冷凍冷蔵
庫内の冷却の両方を行い得る車両用冷房冷凍冷蔵
装置に関するもので、ワゴン車のようにレジヤー
カーとして多目的に使用される車両に装備される
に好適なものである。

従束、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
定されてしまうという不具合があり、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、製氷することも
できなかつた。また、庫内温度は冷房状態に左右
され温度を自由に設定することができなかつた。

かかる欠点を是正するため本出願人は、従来の
冷房用の減圧装置及び冷房用蒸発器を有する冷房
用冷媒回路に、冷凍冷蔵庫用の減圧装置及び冷凍
冷蔵用蒸発器を有する冷凍冷蔵用冷媒回路を並列
に付加し、冷媒を前記冷房用冷媒回路と冷凍冷蔵
用冷媒回路とに交互に流すように構成した装置を
開発した。この装置の作動を簡単に説明すると、
まず冷房用冷媒回路を閉じて冷凍冷蔵用冷媒回路
を冷媒を流し、圧縮機の吸入によつて冷凍冷蔵用
蒸発器内の蒸発圧力を下げて、蒸発器表面温度を
下げ、これが所定の最低値以下に低下すると、冷
凍冷蔵用冷媒回路を流入端、流出端を閉じて冷凍
冷蔵庫用蒸発器を密閉し、同時に冷房用冷媒回路
の開いて通常の冷房運転に切りかえる。密閉され
た冷凍冷蔵用蒸発器内においては、内部に流入し
ていた液冷媒の蒸発によつて冷却が行われ、一
方、蒸発圧力及び蒸発温度自体は徐々に上昇す
る。これに伴い蒸発器表面温度が徐々に上昇する
が、これが所定の最高値を越えて上昇すると、再
び冷凍冷蔵用冷媒回路が開かれ、圧縮機により冷
凍冷蔵用蒸発器内の蒸発圧力を下げる。以下同様
の作動が繰り返えされる。

かかる装置において重要なことは、冷凍冷蔵用
冷媒回路を閉じ、冷房用冷媒回路を開いて通常の
冷房運転を行う期間を極力長くすることである。
換言すれば冷凍冷蔵用蒸発器内に極力多くの液冷
媒を流入させ、かつその液冷媒を有効に利用する
ことにより、冷凍冷蔵用冷媒回路を閉じた後の蒸
発器表面温度の上昇を極力おそくすることであ
る。また、冷凍冷蔵用冷媒回路を開いた後、急速
に蒸発器表面温度が所定の最低値に到達すること
も重要である。

従つて、本発明の目的は、冷凍冷蔵用冷媒回路
の閉止期間を長くし、かつ冷凍冷蔵用冷媒回路が
開いた時は敏速にその蒸発器表面温度を低下させ
得る特性の冷凍冷蔵用蒸発器を有する車両用冷房
冷凍冷蔵装置を提供することである。

本発明によれば、冷凍冷蔵用冷媒回路内に用い
る冷凍冷蔵用蒸発器を、複数個のほぼ水平な熱交
換部分を有するように蛇行状に屈曲形成された扁
平チユーブで構成し、かつ前記熱交換部分の両端
部を熱交換部分よりも高くなくて、該熱交換部分
内に液冷媒が溜るようになしたことを特徴とす
る。

以下本発明の実施例を添付図面を参照して説明
する。

第１図は本発明をワゴン車用ツインクーラと組
合せて実施した場合の冷凍サイクルを示してお
り、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
ガス冷媒を冷却して凝縮する凝縮器、３は凝縮器
２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。Ａは車室内前部のインパネ下部に設
置されるフロント側冷房ユニツトであり、４は液
冷媒を低温低圧の霧状に減圧膨脹させる減圧装
置、５は冷房用蒸発器である。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４′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。フロント側冷房
ユニツトＡは車室内もしくは車室外の空気を冷房
フアン１６で吸入し、その吸入空気を蒸発器５で
冷却した後、車室内前面の中央及び左右に設けた
吹出口（図示せず）より前席の乗員に向けて吹出
すようになつている。６は電磁弁で、上記減圧装
置４、蒸発器５を有する冷房用冷媒回路１８の冷
媒の流れを制御する。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からなる
温度センサである。Ｂは車室内の助手席後方の床
下等に設置され、車室内後席の乗員を冷房するリ
ヤ側冷房ユニツトであり、フロント側と同様の機
器４ａ，４a′，５a′，６ａ，１２ａ，１６ａ，１
８ａを有している。フロント側とリヤ側の冷房用
冷媒回路１８，１８ａは互いに並列に接続されて
いる。

１５は両温度センサ１２，１２ａの検出信号が
入力される電子制御装置で、フロント側の冷風温
度が設定温度以下に低下すると温度センサ１２か
らの信号を受けて電磁弁６への通電を遮断して、
電磁弁６を閉弁し、またリヤ側の冷風温度が設定
温度以下に低下すると、温度センサ１２ａからの
信号を受けて電磁弁６ａへの通電を遮断して電磁
弁６ａを開弁するように構成されている。つま
り、制御装置１５は２つの冷房用冷媒回路１８，
１８ａへの冷媒の流れを独立に制御して、蒸発器
５，５ａへの霜付きを防止する。更に、制御装置
１５は、２つの電磁弁６，６ａへの通電を同時に
遮断したときには電磁クラツチ１１への通電を遮
断して圧縮機１を停止するように構成されてい
る。なお、１３はフロント側冷房ユニツトＡの起
動停止を行うクーラスイツチ、１３ａはリヤ側冷
房ユニツトＢの起動停止を行うクーラスイツチ、
１４は車載の電源バツテリである。

上記２つの冷房用冷媒回路１８，１８ａに並列
に冷凍冷蔵用冷媒回路１９が接続されており、こ
の回路１９の途中には、冷媒の流れる方向に順
次、定圧膨脹弁７、冷凍冷蔵用蒸発器８、逆止弁
９が接続されている。

定圧膨脹弁７は低圧側の圧力が設定値以下とな
ると開き、かつ低圧側を一定圧力に制御しうるタ
イプの膨脹弁であり、本実施例では冷媒としてフ
ロンＲ−12が用いられ、定圧膨脹弁７の設定開弁
圧力は0.5Kg／cm²Ｇ（蒸発温度−21℃）に選定され
ている。

上記の冷凍冷蔵用蒸発器８は、後述するように
冷凍用蒸発器部８ａと冷蔵用蒸発器部８ｂとに区
分されており、前者８ａは冷凍室２５内に設置さ
れ、後者８ｂは冷蔵室２６内に設置されている。
この冷蔵室２６内には、送風機２４、サーミスタ
からなる温度センサ２３が設置されている。この
温度センサ２３は冷蔵室２６内で送風空気流が直
接当らないような位置（第３図参照）に設けてあ
る。Ｃは冷凍冷蔵庫の全体を示す。

第２図および第３図は冷凍冷蔵庫Ｃの具体的構
造を例示するものであり、この冷凍冷蔵庫Ｃは箱
体１００を有している。この箱体１００はポリエ
チレン又はポリプロピレン等からなる２重の樹脂
部材を用いたいわゆる２重壁構造となつており、
その２重壁間には硬質ポリウレタン等の断熱材２
２を注入して断熱性の向上を図つてある。箱体１
００にはこれを同様に２重壁構造と硬質ポリウレ
タン等の断熱材とを組合せたドア１０１がヒンジ
１０２により開閉自在に連結されている。箱体１
００の底部は段付形状に成形され、その段部上に
空気吸入用の格子１０３を固定する形状となつて
おり、更にこの格子１０３から吸入された空気が
流れる冷風通路１０４が形成されている。蒸発器
収納用ケース１０５はポリエチレン又はポリプロ
ピレンの２重壁構造となつており、箱体１００の
溝部（図示せず）にさし込み固定されるようにな
つている。このケース１０５は略コ字状に成形さ
れており、冷凍室２５を形成している。ケース１
０５の前面には冷凍室２５の開口部１０５ａがあ
けられ、冷凍庫ドア１０６で開閉される。この冷
凍庫ドア１０６はヒンジにてケース１０５と連結
されている。なお、ケース１０５の前面上部は冷
蔵用蒸発器部８ｂの前方まで延びて格子１０５ｂ
が形成されており、送風機２４からの風を通過で
きる様になつている。

上記ケース１０５内に収容される蒸発器８は冷
凍室２５を冷却する冷凍用蒸発器部８ａと、冷蔵
室２６への空気を冷却する冷蔵用蒸発器部８ｂと
からなり、これらは蛇行状に屈曲形成された一体
の偏平チユーブで構成され、その両端には冷媒入
口パイプ８ｃと冷媒出口パイプ８ｄが接合されて
いる。この蒸発器８を更に詳しく説明すると、第
４図に示すように、冷凍用蒸発器部８ａは水平な
熱交換部分８０ａ，８１ａを有し、この部分８０
ａ，８１ａ上に製氷皿１０７が置かれるようにな
つている。また、冷蔵用蒸発器部８ｂも水平な熱
交換部分８０ｂ，８１ｂを有し、かつこれらの間
には空気を効率よく冷却するようにコルゲートフ
イン８ｅが設けられている。なお、コルゲートフ
イン８はその下部を熱交換部分８０ｂにろう付け
されて固定されている。これらの熱交換部分のう
ち、製氷皿をのせる熱交換部分８０ａ，８１ａ及
びコルゲートフイン８ｅの下部をろう付けした熱
交換部分８０ｂの両端部８２ａ，８３ａ，８４
ａ，８５ａ，８２ｂ，８３ｂはそれぞれの熱交換
部分よりも高い位置に位置するように構成されて
いる。この構成は各熱交換部分８０ａ，８１ａ，
８０ｂに送られて来た低温液冷媒が、自重により
下方に流れ落ちるのを阻止し、これらの部分８０
ａ，８１ａ，８０ｂに溜るようにするためのもの
である。なお、本実施例では最上部の熱交換部分
８１ｂには液冷媒がたまるような構成となつてい
ないが、この部分にも液冷媒がたまるようにして
もよい。

再び第２図、第３図を参照するに、箱体１００
内には送風機２４が配置されている。送風機２４
のケース２４ａは箱体１００にビス等で固定され
ており、送風機のフアン２４ｂを回転させるモー
タ２４ｃも箱体１００に固定されている。ケース
２４ａの側面の吸入口は冷風通路１０４に連通
し、吐出口は冷蔵用蒸発器部８ｂの空気通路（コ
ルゲートフイン８ｅ部）に連通している。かくし
て、送風機２４は冷蔵室２６内の空気を格子１０
３、空気通路１０４を通して吸入し、冷蔵用蒸発
器部８ｂにて冷却した後、冷蔵室２６に送り出す
作用をなしている。冷凍室２５は、冷凍用蒸発器
部８ａ内の冷媒を0.5Kg／cm²程度の低圧にするこ
とで、製氷皿１０７、製氷蓋１０８内の水等を製
氷可能とする。蒸発器８の冷媒入口パイプ８ｃに
つながる定圧膨脹弁７、また冷媒出口パイプ８ｄ
につながる逆止弁９等もすべて箱体１００内に収
納されている。逆止弁９は圧縮機サクシヨン側の
冷媒配管より冷凍冷蔵側冷媒回路１９へ冷媒が逆
流するのを阻止する構造となつている。

なお、箱体１００は車室内の適宜位置、例えば
ワゴン車の車室前部の計器盤下部の位置、あるい
は後部座席の下部位置等に設置するとよい。

一方、第１図において、冷蔵室２６の冷却状態
を検出する温度センサ２３と直列に温度設定用の
可変抵抗２２を接続し、この直列回路を制御装置
２１に接続し、温度センサ２３の検出信号に応じ
て制御装置２１により送風機２４の作動を断続す
ることにより冷蔵室２６内の温度を一定（例えば
５℃）に保つようになつている。可変抵抗２２の
操作を行う温度調節つまみは車室内に設けられ、
車室内で冷蔵室２６の設定温度を自由に調節でき
るようになつている。

また、冷凍用蒸発器部８ａにはその表面温度を
検出するサーミスタからなる温度センサ１０が設
けられており、この温度センサ１０は制御装置２
０に接続されている。そして、温度センサ１０の
検出温度が高温側設定温度（本例では−10℃以
下）になると、制御装置２０が出力を出しリレー
１８に通電することによりリレー接点を開き電磁
弁６，６ａへの通電を制御装置１５の出力の有無
に関係なく強制的に遮断し、冷房用蒸発器５，５
ａへの冷媒通路を遮断すると共に、電磁クラツチ
１１への通電を行なう。温度センサ１０の検出温
度が低温側設定温度（本例では−17℃）以下とな
るまで上記状態を保ち、低温側設定温度に達した
らリレー１８の通電を停止してリレー接点を閉じ
るとともに、電磁クラツチ１１への強制通電を停
止するので、通常通り冷房側の制御装置１５の出
力に基づいて電磁弁６，６ａと電磁クラツチ１１
の作動が制御される状態に復帰する。１７は冷凍
冷蔵庫Ｃの作動を起動・停止させる冷凍冷蔵スイ
ツチである。

次に、上記構成において本発明装置の作動を説
明する。

まず夏季等で車室内の冷房が望まれる時はクー
ラスイツチ１３，１３ａのいずれか一方または両
方を投入して制御装置１５を介して電磁クラツチ
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が運転され、液冷媒
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１６，１６ａによつて車室内に吹き出され
る。この際、蒸発器５，５ａ内の蒸発圧力は２〜
３Kg／cm²であり、従つて冷凍冷蔵用冷媒回路１９
の圧縮機吸入側部に作用する圧力も同程度である
ので、定圧膨脹弁７は閉じたままで、冷媒回路１
９内に冷媒は流れない。そして、制御装置１５の
出力により電磁弁６，６ａの開閉が制御されるこ
とにより蒸発器５，５ａの霜付きが防止される。

次に、この冷房運転状態で更に冷凍冷蔵庫Ｃを
作用させようとする時には冷凍冷蔵スイツチ１７
を投入する。このスイツチ投入時には当然冷凍用
蒸発器８ａの表面温度は−10℃以上であるから、
この状態が温度センサ１０により検出され、制御
装置２０の出力によりリレー１８の接点が開き、
電磁弁６，６ａへの通電が遮断されると同時に、
電磁クラツチ１１へ強制通電される。この強制通
電は冷房側蒸発器５，５ａが共に冷えすぎの状態
であると、冷房側制御装置１５により電磁クラツ
チ１１への通電が遮断されているため、必要とな
るのである。

上記のごとく電磁弁６，６ａへの通電が遮断さ
れ、この両弁６，６ａが閉じられると、冷房用蒸
発器５，５ａ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、数秒で0.5Kg／cm²
Ｇに達する。このため冷凍冷蔵用冷媒回路１９の
定圧膨脹弁７が開き、冷媒回路１９に冷媒が流れ
るようになる。この時前記したように定圧膨脹弁
７は低圧側圧力を設定圧力（0.5Kg／cm²Ｇ）に制
御するため、冷凍冷蔵用蒸発器８内は0.5Kg／cm²
Ｇの圧力となり、冷媒蒸発温度は−21℃となつて
いる。数秒すると冷蔵用蒸発器８の表面温度が下
がり、−17℃まで低下すると、この状態が温度セ
ンサ１０により検出され、制御装置２０の出力に
よりリレー１８への通電が遮断され、接点が開放
されるため、冷房用制御装置１５の作動に従つて
電磁弁６，６ａは開閉されるようになる。この時
冷房用蒸発器５，５ａの冷却状態が温度センサ１
２，１２ａの設定温度より高い状態であれば、電
磁弁６，６ａは開くことになり、そしてこの電磁
弁６，６ａが一方または両方開くと、冷媒が再び
冷房用蒸発器５，５ａに供給され、蒸発器５，５
ａ内圧力及び圧縮機吸入側圧力が２〜３Kg／cm²Ｇ
に戻る。この圧力は冷凍冷蔵用蒸発器８内の圧力
（0.5Kg／cm²Ｇ）よりもはるかに高いが、蒸発器８
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８内に逆流して蒸発
器８内の圧力を急激に上昇させるという不具合は
生じない。一方、定圧膨脹弁７は低圧側が設定圧
力0.5Kg／cm²Ｇを越えると自動的に閉じるので冷
媒の供給を止める。その後、蒸発器８は内部の液
冷媒が徐々に蒸発しながら冷凍冷蔵庫Ｃ内の冷却
を続け、蒸発器８内への蒸発圧力及び温度は除々
に上昇する。冷凍冷蔵用蒸発器８の表面温度が
除々に上昇して−10℃になれば再び温度センサ１
０と制御装置２０により電磁弁６，６ａを閉じ、
圧縮機吸入圧力を下げる。そのため冷凍冷蔵用蒸
発器８内の圧力は再び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、電磁
弁６，６ａが開いて冷房運転が行われている時に
は冷凍冷蔵用回路１９は遮断している。この時、
冷凍冷蔵用回路１９内に送り込まれていた低温の
液冷媒は重力により蒸発器８の熱交換部分８０
ａ，８１ａ，８０ｂ（第４図参照）にたまること
になる。このたまつた液冷媒の潜熱、顕熱によ
り、冷凍冷蔵用蒸発器８の表面温度が−10℃に上
昇するまでの時間が伸びる。すなわち、冷房用冷
媒回路が開いている時間が伸び、冷房運転の犠性
を軽減することができる。更に、冷凍冷蔵用蒸発
器８の熱交換部分に液冷媒がたまつているので、
電磁弁６，６ａが閉じ、冷凍冷蔵用冷媒回路１９
が開いた時、この液冷媒が蒸発して直ちに冷凍冷
蔵用蒸発器８を低温にすることができる。すなわ
ち冷房用冷媒回路を閉じている時間を短くするこ
とができ、冷房運転への支障をほとんどなくすこ
とができる。

上記実施例では冷凍冷蔵用蒸発器８の熱交換部
分８０ａ，８１ａ，８０ｂを水平にかつ互に平行
に配置しているが、本発明はこの構造に限定され
るものではなく、適宜変更が可能である。第５図
は冷凍冷蔵蒸発器８の一変形例を示すものであ
り、本例では熱交換部分８１a′，８０b′をほぼ水
平ではあるが若干傾斜させており、この傾斜を与
えることにより液冷媒がこれらの部分にたまるよ
うになしたものである。この蒸発器を用いても上
記の作用効果が得られる。

以上説明した如く、本発明によれば、互に並列
に配置された冷房用冷媒回路と冷凍冷蔵用冷媒回
路とに交互に冷媒を通すようになした装置におい
て、冷凍冷蔵用蒸発器の熱交換部分に液冷媒がた
まるように構成しているので、冷凍冷蔵用冷媒回
路の閉止時に前記冷凍冷蔵用蒸発器の熱交換部分
にたまつている液冷媒の顕熱、潜熱により、その
蒸発器の温度上昇を遅くし、冷房運転期間を長く
することができる。また、冷凍冷蔵用冷媒回路が
開いた時、たまつていた液冷媒が蒸発するので直
ちに冷凍冷蔵用蒸発器を低温にすることができ、
冷房運転停止期間を短くできる。かくして、車室
冷房にほとんど支障をきたすことなく、製氷可能
な冷凍冷蔵庫の冷却が可能である。

【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図は上記実施例に用いている冷凍冷蔵庫
の斜視図、第３図は第２図の−矢視断面図、
第４図は第２図の冷凍冷蔵庫内に設けた冷凍冷蔵
用蒸発器の側面図、第５図は冷凍冷蔵用蒸発器の
変形例を示す側面図である。 １……圧縮機、２……凝縮器、４，４ａ……減
圧装置をなす膨脹弁、５，５ａ……冷房用蒸発
器、７……減圧装置をなす定圧膨脹弁、８……冷
凍冷蔵用蒸発器、８０ａ，８１ａ，８０ｂ……熱
交換部分、１８……冷房用冷媒回路、１９……冷
凍冷蔵用冷媒回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 車室内冷房用の減圧装置及び冷房用蒸発器を
   有する冷房用冷媒回路と、冷凍冷蔵庫用の減圧装
   置及び冷凍冷蔵用蒸発器を有する冷凍冷蔵用冷媒
   回路とを互に並列に接続し、冷媒を前記冷房用冷
   媒回路と冷凍冷蔵用冷媒回路とに交互に流すよう
   に構成された車両用冷房冷凍冷蔵装置において、
   前記冷凍冷蔵用蒸発器を、複数個のほぼ水平な熱
   交換部分を有するように蛇行状に屈曲形成された
   扁平チユーブで構成し、かつ前記熱交換部分の両
   端部分を熱交換部分よりも高くなしたことを特徴
   とする車両用冷房冷凍冷蔵装置。