(57)【要約】【課題】室内部分からの冷媒漏洩を抑制し、かつ遮断装置の前後の圧力差を抑制する。【解決手段】冷凍サイクル装置１は、蒸発器４０が属する室内部分と、アキュムレータ６０等が属する室外部分との間に、漏洩抑制装置７０を有する。漏洩抑制装置７０は、遮断装置としての電磁弁８０と一方向弁９０とバイパス８１とを有する。冷凍サイクル装置１の運転が停止されているとき、遮断装置は遮断される。バイパス８１は、遮断装置が遮断状態にあるときにも、室外部分と室内部分との間の微小流量の冷媒流通を許容する。この結果、バイパス８１は、電磁弁８０の前後に過大な差圧が生じることを回避する。さらに、室内部分から冷媒が漏洩しても、バイパス８１は、漏洩流量を抑制する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機（１０）、室外熱交換器（２０）、減圧器（３０）、および室内熱交換器（４０）を備える冷凍サイクル装置（１、２０１）において、
前記冷凍サイクル装置の内部を、前記室内熱交換器（４０）を含む第１部分と、他の第２部分とに区画する位置に設けられ、前記第１部分と前記第２部分との連通状態を、前記冷凍サイクル装置が運転できる第１状態と、前記第１状態より少ない微小流量だけを許容する第２状態とに切替可能な漏洩抑制装置（７０、２７０）を備えることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記漏洩抑制装置（７０、２７０）は、
前記第１部分と、前記第２部分との間を遮断する遮断装置（８０、９０、２８０、２９０）と、
前記遮断装置をバイパスするよう設けられ、前記微小流量を許容するバイパス（８１、２９１）とを備えることを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記遮断装置（８０、９０、２８０、２９０）は、
前記蒸発器（４０）の上流側に設けられた電磁弁（８０、２８０）と、
前記蒸発器の下流側に設けられた一方向弁（９０、２９０）とを備え、
前記バイパス（８１、２９１）は、前記電磁弁および前記一方向弁の少なくとも一方に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記バイパス（８１）は、前記電磁弁（８０）に設けられ、前記電磁弁（８０）をバイパスしていることを特徴とする請求項３に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記電磁弁（８０）は、
背圧室の圧力に応じて開閉する主弁と、
前記背圧室の圧力を調節するパイロット通路に設けられたパイロット弁とを備えるパイロット型電磁弁であり、
前記バイパス（８１）は、
前記パイロット弁をバイパスするよう設けられていることを特徴とする請求項４に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記バイパス（２９１）は、前記一方向弁（２９０）に設けられ、前記一方向弁（２９０）をバイパスしていることを特徴とする請求項３に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
前記バイパス（８１、２９１）の形状は、直径０．０６ｍｍ以下の丸穴に相当する形状であることを特徴とする請求項２ないし請求項６のいずれかに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項８】
前記バイパス（８１、２９１）の形状は、
前記第１部分の環境温度の変化と前記第２部分の環境温度の変化とに追従して前記第１部分の圧力と前記第２部分の圧力とをほぼ平衡させる流量を許容する形状であるとともに、
前記減圧器（３０）に設けられた減圧器バイパス（３３）よりも少ない流量を許容する形状であることを特徴とする請求項２ないし請求項７のいずれかに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項９】
前記冷凍サイクル装置の冷媒は、二酸化炭素であることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍サイクル装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載の冷凍サイクル装置が知られている。この冷凍サイクル装置は、高圧側圧力が冷媒の超臨界圧力に達する超臨界冷凍サイクル装置と呼ばれる。冷媒としては、二酸化炭素が使用される。この冷凍サイクル装置では、減圧器として、圧力制御弁が使用されている。圧力制御弁は、高圧側圧力を、高効率を得るための所定圧力に維持する。よって、圧力制御弁は、感圧機能を有している。
【０００３】
特許文献２には、減圧器と並列に、減圧器バイパスを備えた冷凍サイクル装置が提案されている。減圧器バイパスは、リリーフ通路、あるいは固定絞り通路とも呼ばれる。減圧器バイパスは、固定開度の絞り、または圧力感応弁によって提供される。
【０００４】
特許文献３に記載の冷凍サイクル装置は、減圧器の他の態様を示している。この減圧器は、シンプルな絞り弁によって提供される。
【０００５】
さらに、特許文献４および特許文献５は、冷凍サイクル装置の室内部分が破損または故障した時に、室内部分からの冷媒漏洩量を抑制する抑制装置を開示している。かかる抑制装置は、電気的な制御装置を伴う電磁弁、あるいは圧力に応答して開閉する自動弁によって提供されうる。
【特許文献１】特開２０００−８１１５７号公報
【特許文献２】国際公開第ＷＯ０１／００６１８３号パンフレット
【特許文献３】特表２００２−５２０５７２号公報
【特許文献４】特開平９−１０４２２１号公報
【特許文献５】特開２００４−２８４６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の抑制装置によると、冷凍サイクル装置の冷媒通路が複数の部分に完全に気密的に区画される。例えば、冷媒通路が第１部分と第２部分に区画される。ところが、冷媒通路が完全に気密的に区画されると、いずれか一方の区画部分に冷媒が偏って溜まるという問題点があった。例えば、抑制装置による遮断時の冷凍サイクル装置の状態に応じて、冷媒が偏ることがある。さらに、空調装置の冷凍サイクル装置では、室外に配置される室外部分と室内に配置される室内部分とがある。室外部分と室内部分との温度差に起因して、冷媒が低温側の部分、例えば室外部分に移動して溜まることがあった。そして、冷凍サイクル装置の一部分に溜まった冷媒は、当該部分が高温になると、高圧になる。このような冷媒の偏在に起因する比較的高い圧力は、種々の不具合を生じるおそれがある。
【０００７】
ひとつの面では、抑制装置の弁の開閉を妨げるおそれがある。冷媒の偏りに起因して、抑制装置を構成する弁に過大な差圧が作用するからである。例えば、電磁弁の場合には、電磁弁が開くことができず、冷凍サイクル装置を起動できないおそれがある。
【０００８】
また、別の面では、抑制装置の弁を開いた時に、騒音を発生するおそれがある。冷媒の偏りに起因して生じる過大な差圧が、急激な冷媒流れを生じるからである。例えば、水撃現象による騒音を生じることがあった。
【０００９】
さらに別の面では、冷媒の偏在に起因する比較的高い圧力に耐えるために、当該部分に属する部品の耐圧性能を必要以上に高く設定する必要があった。例えば、冷媒が多く溜まる部分に、冷凍サイクル装置の低圧系部品が含まれる場合、その低圧系部品は、冷凍サイクル装置の封入冷媒量に応じた耐圧性を越える高い耐圧性を備える必要があった。
【００１０】
本発明は、上記の問題点に鑑み、改良された冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。
【００１１】
本発明は、上記の問題点に鑑み、冷凍サイクル装置の一部に破損または故障が生じた場合の冷媒の放出が抑制され、しかも冷凍サイクル装置が停止している時の冷媒の圧力上昇が緩和された冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。
【００１２】
本発明は、上記の問題点に鑑み、室内部分に破損または故障が生じた時には当該室内部分からの冷媒の放出が抑制され、室内部分が正常である時には室外部分の冷媒の圧力上昇が緩和された冷凍サイクル装置を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲および技術的手段に記載の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００１４】
請求項１に記載の発明では、圧縮機（１０）、室外熱交換器（２０）、減圧器（３０）、および室内熱交換器（４０）を備える冷凍サイクル装置（１、２０１）において、冷凍サイクル装置の内部を、室内熱交換器（４０）を含む第１部分と、他の第２部分とに区画する位置に設けられ、第１部分と第２部分との連通状態を、冷凍サイクル装置が運転できる第１状態と、第１状態より少ない微小流量だけを許容する第２状態とに切替可能な漏洩抑制装置（７０、２７０）を備えることを特徴とする。この発明によると、漏洩抑制装置（７０、２７０）は、第１状態にあるときに冷凍サイクル装置の運転を許容し、第２状態にあるときに冷媒の漏洩を抑制する。第２状態にあるとき、第２部分から第１部分への冷媒の流量は微小流量に制限される。このため、室内熱交換器（４０）を含む第１部分から冷媒が漏洩しても、その漏洩流量を抑制することができる。さらに、第１部分から冷媒が漏洩しない場合でも、第１部分と第２部分との間を冷媒が流通するので、第１部分または第２部分における圧力上昇が緩和される。
【００１５】
請求項２に記載の発明では、漏洩抑制装置（７０、２７０）は、第１部分と、第２部分との間を遮断する遮断装置（８０、９０、２８０、２９０）と、遮断装置をバイパスするよう設けられ、微小流量を許容するバイパス（８１、２９１）とを備えることを特徴とする。この発明によると、漏洩抑制装置を比較的簡単な構成によって実現することができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明では、遮断装置（８０、９０、２８０、２９０）は、蒸発器（４０）の上流側に設けられた電磁弁（８０、２８０）と、蒸発器の下流側に設けられた一方向弁（９０、２９０）とを備え、バイパス（８１、２９１）は、電磁弁および一方向弁の少なくとも一方に設けられていることを特徴とする。バイパスは、電磁弁と一方向弁とのいずれか一方にだけ、あるいは両方に設けることができる。この発明によると、遮断装置としての電磁弁または一方向弁を利用して、バイパスを簡単に設けることができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明では、バイパス（８１）は、電磁弁（８０）に設けられ、電磁弁（８０）をバイパスしていることを特徴とする。この発明によると、電磁弁を利用して、バイパスを簡単に設けることができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明では、電磁弁（８０）は、背圧室の圧力に応じて開閉する主弁と、背圧室の圧力を調節するパイロット通路に設けられたパイロット弁とを備えるパイロット型電磁弁であり、バイパス（８１）は、パイロット弁をバイパスするよう設けられていることを特徴とする。この発明によると、パイロット弁の開閉を妨げる圧力差の発生を抑制できる。しかも、パイロット通路の流路抵抗を利用して、バイパスによる微小流量を実現することができる。
【００１９】
請求項６に記載の発明では、バイパス（２９１）は、一方向弁（２９０）に設けられ、一方向弁（２９０）をバイパスしていることを特徴とする。この発明によると、一方向弁を利用して、バイパスを簡単に設けることができる。
【００２０】
請求項７に記載の発明では、バイパス（８１、２９１）の形状は、直径０．０６ｍｍ以下の丸穴に相当する形状であることを特徴とする。この発明によると、室内熱交換器から漏洩した冷媒の室内における濃度を望ましい範囲に抑えることができる。
【００２１】
請求項８に記載の発明では、バイパス（８１、２９１）の形状は、第１部分の環境温度の変化と第２部分の環境温度の変化とに追従して第１部分の圧力と第２部分の圧力とをほぼ平衡させる流量を許容する形状であるとともに、減圧器（３０）に設けられた減圧器バイパス（３３）よりも少ない流量を許容する形状であることを特徴とする。この発明によると、冷凍サイクル装置の第１部分と第２部分とに温度差が生じても、第１部分の圧力と第２部分の圧力とをほぼ平衡させる程度の微小流量が許容される。この結果、第１部分が置かれた環境温度の変化、例えば室内温度の変化、あるいは第２部分が置かれた環境温度、例えば室外温度の変化があっても、遮断装置の前後の圧力差を抑制することができる。しかも、その流量は、減圧器バイパスの流量よりも少なくされている。この結果、第１部分からの冷媒の漏洩流量を、減圧器パイパスだけよりもさらに抑制することができる。
【００２２】
請求項９に記載の発明では、冷凍サイクル装置の冷媒は、二酸化炭素であることを特徴とする。この発明によると、圧力が上昇しやすい二酸化炭素の利用が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（第１実施形態）
以下、本発明を車両用空調装置の冷凍サイクル装置１に適用した第１実施形態を説明する。図１は冷凍サイクル装置１の構成を示すブロック図である。図１において、冷凍サイクル装置１は、圧縮機１０、放熱器２０、減圧器３０、および蒸発器４０を備える。これらの部品は、複数の配管によって順次接続されて閉回路を形成している。さらに、冷凍サイクル装置１は、内部熱交換器５０と、アキュムレータ６０と、漏洩抑制装置７０とを備える。冷媒は、二酸化炭素（ＣＯ２）である。この冷凍サイクル装置１は、超臨界冷凍サイクルを構成する。
【００２４】
圧縮機１０は、冷媒を高温高圧に圧縮する。圧縮機１０は、内燃機関により駆動される。圧縮機１０は、内燃機関に代えて電動機によって駆動されてもよい。圧縮機１０は、可変容量型である。圧縮機１０は、可変容量型に代えて、固定容量型でもよい。放熱器２０は室外熱交換器である。放熱器２０は、圧縮機１０の吐出側に接続され、外気との熱交換によって冷媒を冷却する。放熱器２０は、凝縮器とも呼ばれうる。
【００２５】
減圧器３０は、放熱器２０から流出した冷媒を等エンタルピ的に減圧し、膨張させる。減圧器３０は、圧力制御弁である。減圧器３０は、冷凍サイクル装置１の高圧側冷媒圧力を所定値に調節するように弁の開度を調節する。減圧器３０は、高圧側冷媒圧力を温度として感知する感温式圧力制御弁である。減圧器３０は、内部熱交換器５０と蒸発器４０との間の通路面積を調節する弁部３１を有する。減圧器３０は、弁部３１の開度を調節するパワーエレメント３２を有する。パワーエレメント３２は、放熱器２０と内部熱交換器５０との間の冷媒温度を検出する。パワーエレメント３２は、冷媒圧力が高いために検出温度が高いと弁部３１の開度を増加させ、冷媒圧力が低いために検出温度が低いと弁部３１の開度を減少させる。減圧器３０は、膨張弁とも呼ばれる。
【００２６】
減圧器３０は、バイパス３３を有する。バイパス３３は、減圧器バイパスとも呼ばれる。バイパス３３は、弁部３１をバイパスする通路である。バイパス３３は、弁部３１が全閉状態においても、小流量を許容する絞り通路によって提供される。バイパス３３は、弁部３１を構成する部材に設けることができる。例えば、弁座部材または可動弁部材に形成されたブリード穴あるいはブリード溝によって提供することができる。バイパス３３は、冷凍サイクル装置１を起動するための初期流量を許容する。初期流量は、圧縮機１０が回転を開始した後に、放熱器２０で放熱された冷媒をパワーエレメント３２に到達させる。バイパス３３は、均圧通路でもある。バイパス３３は、冷凍サイクル装置１が停止しているときに、減圧器３０の前後を連通することによって、減圧器３０の前後の圧力を等しくさせる。バイパス３３は、冷凍サイクル装置１の高圧側圧力が過剰に上昇することを回避するリリーフ通路としての役割をもつこともできる。
【００２７】
蒸発器４０は室内熱交換器であって、冷却器あるいは吸熱器とも呼ばれる。蒸発器４０は、冷媒が内部で蒸発することにより、冷却対象である空気を冷却する。内部熱交換器５０は、高圧通路と低圧通路との間に設けられている。内部熱交換器５０は、放熱器２０と減圧器３０との間の高圧冷媒と、蒸発器４０と圧縮機１０との間の低圧冷媒とを熱交換する。アキュムレータ６０は、蒸発器４０と圧縮機１０との間に設けられている。アキュムレータ６０は、蒸発器４０と内部熱交換器５０との間に位置づけられている。
【００２８】
漏洩抑制装置７０は、車両のエンジンルーム２と車室３との間の境界部分に設けられている。漏洩抑制装置７０は、エンジンルーム２内に置くことができる。漏洩抑制装置７０は、遮断装置を備える。遮断装置は、蒸発器４０の前後に位置する２つの遮断弁を備える。２つの遮断弁は、電磁弁８０と一方向弁９０とで提供される。電磁弁８０は、減圧器３０と蒸発器４０との間に設けられている。一方向弁９０は、蒸発器４０とアキュムレータ６０との間に設けられている。
【００２９】
冷凍サイクル装置１は、バイパス８１を備える。バイパス８１は、遮断弁バイパスとも呼びうる。バイパス８１は、漏洩抑制装置７０の電磁弁８０に並列に設けられている。バイパス８１は、電磁弁８０が全閉状態においても、微小流量を許容する絞り通路によって提供される。バイパス８１は、電磁弁８０に一体化して設けられる。
【００３０】
図２は、電磁弁８０の部分断面図である。電磁弁８０は、パイロット型電磁弁である。ボディ８０ａには、冷媒入口８０ｂから冷媒出口８０ｃに到達する主通路が形成されている。主通路には、主弁８０ｄが設けられている。主弁８０ｄは、固定の弁座８０ｅと可動の弁体８０ｆとを有する。弁体８０ｆは、弁座８０ｅより上流側に位置している。このため、運転中の冷媒の圧力は、弁体８０ｆを弁座８０ｅに着座させる方向へ作用する。弁体８０ｆは、圧力差に応じて移動する圧力応動弁である。弁体８０ｆの背後に形成された背圧室８０ｇは、パイロット通路を通して、主弁８０ｄより下流側の主通路に連通している。パイロット通路には、弁体８０ｆの外周とボディ８０ａとの間の隙間が含まれている。パイロット通路には、パイロット弁８０ｈが設けられている。パイロット弁８０ｈは、固定の弁座８０ｉと可動の弁体８０ｊとを有する。弁体８０ｊは、電磁ソレノイド８０ｋによって駆動される。電磁ソレノイド８０ｋに通電されると、パイロット弁８０ｈが開く。パイロット弁８０ｈが開くと、背圧室８０ｇに低圧が導入される。この結果、弁体８０ｆが引き上げられ、主弁８０ｄが開く。
【００３１】
パイロット弁８０ｈをバイパスするようにブリード穴８１ａが設けられている。ブリード穴８１ａは、弁座８０ｉを貫通している。ブリード穴８１ａは、パイロット通路とともにバイパス８１を構成している。すなわち、ブリード穴８１ａとパイロット通路とによって、主弁８０ｄをバイパスする通路が提供されている。この構成は、ブリード穴８１ａを比較的簡単な加工で、しかも比較的大きく形成できるという利点がある。
【００３２】
バイパス８１の形状が満たすべき第１の条件は、冷凍サイクル装置が運転を停止している間の過剰な圧力上昇を抑制できることである。バイパス８１の形状は、冷凍サイクル装置１が停止しているときに、エンジンルーム２内の温度の変化と、車室３内の温度の変化とに追従して、室外部分の圧力と室内部分の圧力とをほぼ平衡させる流量を許容する。この流量は、室外部分の圧力が過剰に上昇する前に、バイパス８１の前後の圧力差を解消する。外気温度あるいは室内温度の変化といった冷凍サイクル装置１の設置環境の変化は、比較的ゆっくりと生じる。この設置環境の変化には、大気の気温の変化、日射による車室３内の温度変化、エンジンの熱によるエンジンルーム２内の温度変化が含まれる。このようなゆっくりとした温度変化に追従して、冷凍サイクル装置１内の圧力を平衡させる程度の流量を許容することがバイパス８１に求められる。
【００３３】
バイパス８１の形状が満たすべき第２の条件は、漏洩流量を所定量以下に抑制できることである。バイパス８１の形状が与える流路抵抗は、蒸発器４０から冷媒が漏れ出しても、漏洩流量を微小に抑える。この漏洩流量は少ないほど望ましい。
【００３４】
第１の条件を満足するためには、バイパス８１の形状は、少ない流路抵抗、すなわち大きい断面積に相当する形状であることが望ましい。しかし、第２の条件を満足するためには、バイパス８１の形状は、大きい流路抵抗、すなわち小さい断面積に相当する形状であることが望ましい。そこで、バイパス８１の形状、特に大きさは、環境温度の変化があっても冷凍サイクル装置１内の圧力を平衡させることと、漏洩流量を微小に抑制することとの両立を図るように定められる。加えて、機械加工の容易さ、加工精度の観点からは、ブリード穴８１ａは大きいことが望ましい。
【００３５】
バイパス８１が許容するブリード流量は、冷凍サイクル装置１が運転するために必要な最小冷媒流量よりも小さい。ブリード流量は、冷凍サイクル装置１の起動時の初期流量よりも小さい。初期流量は、減圧器バイパス３３によって与えられる流量である。ブリード流量は、蒸発器４０またはその前後の配管から冷媒が車室３内に漏出しても、車室３内における冷媒濃度を目標濃度以下に維持できる流量である。目標濃度は、冷媒の種類に応じて定められる。目標濃度は、公的機関あるいは業界団体が推奨する数値を達成するよう設定することができる。
【００３６】
二酸化炭素の場合、乗員の呼気だけでも車室３内の濃度が変動する。そこで、乗員の呼気だけで到達しうる車室３内の二酸化炭素濃度の最大値に基づいて、目標濃度を決める。目標濃度は、上記最大値以上であって上記最大値の３倍以下とすることができる。
【００３７】
図３は、車室３内の冷媒濃度変化を示すグラフである。バイパス８１の形状は、バイパス８１に相当する流路抵抗を示す丸穴の直径によって示されている。冷媒濃度は、漏洩開始とともに上昇する。車室３内が換気されていることと、漏洩量が徐々に減少してゆくこととに起因して、冷媒濃度は、ピークを迎えた後、徐々に減少してゆく。バイパス８１が大きいほど、冷媒濃度の上昇の傾きが大きい。バイパス８１が大きいほど、冷媒濃度は早期にピークを迎える。バイパス８１が大きいほど、冷媒濃度のピーク値は、高い値をとる。バイパス８１が大きいほど、冷媒濃度の低下の傾きも大きい。このような冷媒濃度の挙動に基づき、バイパス８１の形状は、冷媒濃度が所定時間にわたって継続して目標濃度を超えることがないよう設定される。
【００３８】
バイパス８１の形状は、冷媒濃度の数分間における移動平均値を計測するか予測することによって選定できる。例えば、冷媒濃度の１５分間における平均値が、３００００ｐｐｍ、すなわち３％以下となるようにバイパス８１の形状を選定する。図３によると、バイパス８１の形状を、直径０．０６ｍｍを超える丸穴に相当する形状とすると、冷媒濃度の１５分間における平均値が３００００ｐｐｍを超える可能性が高くなる。そこで、バイパス８１の形状は、直径０．０５ｍｍの丸穴に相当する形状に設定されている。
【００３９】
以上に述べた漏洩抑制装置７０は、冷凍サイクル装置１の内部を、室内熱交換器４０を含む第１部分と、他の第２部分とに区画する位置に設けられている。漏洩抑制装置７０は、第１部分と第２部分との連通状態を、冷凍サイクル装置１が運転できる第１状態と、第１状態より少ない微小流量だけを許容する第２状態とに切替可能である。この切替は、電磁弁８０によってなされる。第１状態では、電磁弁８０と一方向弁９０とが全開可能であり、最大の通路断面積が与えられる。第２状態では、バイパス８１だけを通して連通可能であり、制限された通路断面積が与えられる。
【００４０】
図１において、冷凍サイクル装置１は、制御装置１００を備える。制御装置１００は、圧縮機１０と漏洩抑制装置７０とを制御する。制御装置１００は、圧縮機１０の運転、停止の切替に加えて、吐出容量を調節する。制御装置１００は、車両用空調装置の空調要求に応じて、圧縮機１０と電磁弁８０とを制御する。制御装置１００は、冷凍サイクル装置１が運転を停止しているときに、漏洩抑制装置７０を遮断状態に駆動する制御手段を提供する。さらに、制御装置１００は、冷凍サイクル装置１に異常が発生したことを検出する手段を備えることができる。制御装置１００は、冷凍サイクル装置１に異常が発生すると、冷凍サイクル装置１を停止させ、漏洩抑制装置７０を遮断状態に駆動する。
【００４１】
冷凍サイクル装置１は、第１部分としての室内部分と、第２部分としての室外部分とを有する。室内部分は、車室３内に置かれるか、車室３内に連通する空調ユニット内に置かれている。室内部品には、蒸発器４０とその配管が少なくとも含まれている。室外部分は、車両のエンジンルーム２内に置かれている。室外部分は、圧縮機１０、放熱器２０、減圧器３０、内部熱交換器５０、アキュムレータ６０、漏洩抑制装置７０、およびそれらを接続する配管を含んでいる。
【００４２】
図４は、冷凍サイクル装置１の作動を示すタイムチャートである。図４（Ａ）は、空調要求を示す。図４（Ｂ）は、電磁弁８０の状態を示す。図４（Ｃ）は、圧縮機１０の状態を示す。車両用空調装置の空調要求があり信号Ａ／ＣがＯＮ状態のとき、制御装置１００は、電磁弁８０をＯＮ状態として開き、圧縮機１０をＯＮ状態として運転させる。この結果、減圧器３０によって減圧された冷媒は、電磁弁８０を通過して、蒸発器４０において蒸発する。蒸発器４０は、車室３内に供給される空調空気を冷却する。蒸発器４０を出た冷媒は、一方向弁９０を順方向に押し開いて流れる。
【００４３】
制御装置１００は、空調要求がなく信号Ａ／ＣがＯＦＦ状態になると、まず圧縮機１０をＯＦＦ状態として停止させる。制御装置１００は、遅延時間ＴＤ１の後、電磁弁８０をＯＦＦ状態として閉じる。一方、圧縮機１０が停止すると一方向弁９０の前後差圧が減少し、一方向弁９０は閉じる。特に、一方向弁９０は、アキュムレータ６０から蒸発器４０への逆流を阻止する。この結果、蒸発器４０への冷媒の流れがほぼ遮断される。
【００４４】
信号Ａ／ＣがＯＦＦ状態にある間中、電磁弁８０は閉じられ、一方向弁９０も閉じている。漏洩抑制装置７０が遮断状態にあるときにも、バイパス８１は微小な冷媒流れを許容する。室外部分が高温になり、室外部分内の冷媒が高圧になると、室外部分内の冷媒は、バイパス８１を通して室内部分へ流入する。冷凍サイクル装置１の停止中、室外部分と室内部分とに温度差を与えるような環境温度の変化があっても、冷凍サイクル装置１内はバイパス８１を通して連通されているため、全体がほぼ均一な圧力に維持される。冷媒は、冷凍サイクル装置１内の全体に均等に広がる。この結果、冷媒が望ましくない状態に偏ることが回避され、漏洩抑制装置７０の前後に作用する差圧が抑制される。
【００４５】
制御装置は、空調要求Ａ／ＣがＯＮ状態になると、まず電磁弁８０をＯＮ状態として開く。電磁弁８０は、パイロット弁８０ｈが開くことで、主弁８０ｄが開弁可能状態となる。制御装置１００は、遅延時間ＴＤ２の後、圧縮機１０をＯＮ状態にして運転する。この結果、一方向弁９０が開くとともに、主弁８０ｄが開弁する。バイパス８１によって、パイロット弁８０ｈの前後にはほぼ差圧がない。このため、パイロット弁８０ｈを確実に、しかも迅速に開くことができ、冷凍サイクル装置１の起動が円滑に行われる。
【００４６】
蒸発器４０またはその前後の配管が破損すると、その破損部位から漏出した冷媒は、車室３内に漏れ出す。この実施形態によると、冷凍サイクル装置１が運転を停止すると、漏洩抑制装置７０が遮断状態となる。この結果、蒸発器４０へ流入する冷媒流量が、バイパス８１を通る流量に制限される。これにより、蒸発器４０とその前後の配管に破損が生じても、大量の冷媒が急激に車室３内に放出されることが回避される。
【００４７】
冷凍サイクル装置１が運転を停止しているとき、室内部分と室外部分とは、漏洩抑制装置７０によって区画されている。このとき、一方向弁９０は、室内部分から室外部分への冷媒の移動を許容する。さらに、漏洩抑制装置７０が遮断状態にあるときでも、バイパス８１は、制限された連通状態を提供する。このため、バイパス８１も、室内部分から室外部分への冷媒の移動を許容する。室内部分と室外部分とに温度差が発生すると、一方向弁９０とバイパス８１とを通して低温側に冷媒が移動する。その後、低温側の部分、例えば室外部分に多くの冷媒が貯留された状態で、この室外部分の温度が上昇する場合、バイパス８１が制限された微小流量を許容するため、冷凍サイクル装置１内の圧力を平衡させる。このため、過大な圧力差を生じることが回避される。
【００４８】
従って、偏って貯留された冷媒に起因する大きな圧力差が冷凍サイクル装置１内に発生することを回避できる。この結果、弁を確実に開閉でき、冷凍サイクル装置を確実に起動することができる。また、弁を開いた時に生じる騒音を抑制できる。特に、水撃現象に起因する騒音を抑制できる。さらに、冷凍サイクル装置１の一部分の耐圧性能を必要以上に高く設定する必要もない。例えば、室外部分に属するが、低圧系部品であるアキュムレータの耐圧を、冷媒が偏在した状態を考慮して設定する必要がない。
【００４９】
この実施形態のバイパス８１がない場合、以下に述べるような問題点が生じると想定される。例えば、日射が強い場合、車室３内が高温となり、エンジンルーム２内は比較的低温となる。この場合、蒸発器４０内の冷媒は、一方向弁９０を通してアキュムレータ６０などに流出してゆく。この結果、室内部分の冷媒量は減少し、室外部分の冷媒量は増加する。このとき、室外部分に貯留される冷媒量は、室外部分の容積と室内部分の容積との比に対応した量を超える。次に、冷凍サイクル装置１が起動されないまま、エンジンルーム２内の温度が上昇すると、室外部分の冷媒圧力は、冷媒量が多いため、過大な圧力に到達するおそれがある。例えば、車両を登坂走行させた後に、停車させた場合、エンジンルーム２内の温度は８０°Ｃ程度にも上昇する。このような場合に、室外部分に過剰な冷媒量が貯留されていると、室外部分の冷媒圧力は過大な圧力に到達するおそれがある。このような過大圧力は、遮断装置の前後に過大な圧力差を作用させ、遮断装置を開くことを困難にするおそれがある。また、別の観点では、過大な圧力に耐えるために、室外部分に含まれるアキュムレータ６０の容積を十分に大きく設定する必要が生じる。しかし、大型のアキュムレータ６０は搭載が困難である。さらに別の観点では、室外部分に含まれるアキュムレータ６０等の低圧系部品が、冷凍サイクル装置１の通常運転時の正規圧力を超える過大な圧力にさらされるおそれがある。そこで、室外部分に属する低圧系部品は、通常運転時を超える高圧に耐える耐圧性を備える必要が生じる。しかし、高い耐圧性を付与するには、重量増加、大型化、コストアップを回避することが困難である。
【００５０】
これに対し、バイパス８１を備えるこの実施形態によると、バイパス８１が圧力を平衡させる。このため、過大な圧力差に起因する機器の作動不良を生じることがない。また、小型のアキュムレータ６０を使用できる。さらに、アキュムレータ６０等の低圧系部品の耐圧性を特別に強化する必要がない。
（第２実施形態）
本発明を車両用空調装置の冷凍サイクル装置２０１に適用した第２実施形態を説明する。図５は冷凍サイクル装置２０１の構成を示すブロック図である。上述の第１実施形態との相違点を説明する。漏洩抑制装置２７０は、バイパス８１を持たない電磁弁２８０と、バイパス２９１を備える一方向弁２９０とを備える。バイパス２９１は、一方向弁２９０に並列に設けられている。バイパス２９１は、一方向弁２９０が全閉状態においても、微小な流量を許容する絞り通路によって提供される。バイパス２９１は、一方向弁２９０に一体化して設けられる。
【００５１】
図６は、一方向弁２９０の断面図である。一方向弁２９０は、逆止弁とも呼ばれる。ボディ２９０ａには、冷媒入口２９０ｂから冷媒出口２９０ｃに到達する通路が形成されている。通路には、弁２９０ｄが設けられている。弁２９０ｄは、固定の弁座２９０ｅと可動の弁体２９０ｆとを有する。弁体２９０ｆは、弁座２９０ｅより下流側に位置している。このため、運転中の冷媒の圧力は、弁体２９０ｆを弁座２９０ｅから離座させる方向へ作用する。弁体２９０ｆの外周面には軸方向に延びる通路が形成されている。
【００５２】
弁座２９０ｅには、弁２９０ｄをバイパスするようにブリード溝２９１ａが設けられている。ブリード溝２９１ａは、弁座２９０ｅのシート面の上流側と下流側とに開口している。ブリード溝２９１ａは、それ単独で、バイパス２９１を構成している。ブリード溝２９１ａの形状は、直径０．０５ｍｍの丸穴に相当する形状である。
【００５３】
この実施形態によると、第１実施形態と同様に、室内部分に破損または故障が生じた時には当該室内部分からの冷媒の放出を抑制でき、室内部分が正常である時には漏洩抑制装置２７０の遮断装置にかかる差圧を抑制できる。
【００５４】
（他の実施形態）
本発明は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。
【００５５】
図３によると、バイパス８１、２９１の形状を、直径０．０６ｍｍを超える丸穴に相当する形状とすると、冷媒濃度の１５分間における平均値が３００００ｐｐｍを超えるおそれがある。そこで、バイパス８１、２９１の形状は、直径０．０６ｍｍ以下の丸穴に相当する形状とすることが望ましい。バイパス８１、２９１を構成するブリード穴８１ａまたはブリード溝２９１ａの加工難易度を考慮して、バイパス８１、２９１の形状は、直径０．０４ｍｍ以上の丸穴に相当する形状とすることが望ましい。これらの観点から、バイパス８１、２９１の形状は、０．０４ｍｍ以上０．０６ｍｍ以下の範囲内の直径を有する丸穴に相当する形状とすることができる。
【００５６】
バイパス８１は、主弁８０ｄをバイパスするように、弁座８０ｅまたは弁体８０ｆに設けられてもよい。バイパス８１、２９１は、それぞれ穴、溝、管、あるいは弁体と弁座との隙間といった態様によって実現することができる。バイパス８１、２９１は、遮断弁に一体化することなく、室外部分と室内部分とを連通する配管によって提供することができる。電磁弁８０は、パイロット型に代えて、電磁ソレノイドによって主弁を直接に駆動する電磁弁でもよい。この場合、バイパス８１は、主弁をバイパスするように設けられる。
【００５７】
漏洩抑制装置７０を構成する２つの遮断弁は、それぞれが電磁弁によって構成されてもよい。また、漏洩抑制装置７０を構成する２つの遮断弁は、冷凍サイクル装置の運転状態を示す冷媒圧力に応答して開く圧力応動弁によって構成されてもよい。さらに、漏洩抑制装置７０を構成する２つの遮断弁は、それぞれがバイパスを備えてもよい。この場合、一のバイパスの形状に相当する丸穴の直径と、他のバイパスの形状に相当する丸穴の直径との合計が、０．０４ｍｍ以上０．０６ｍｍ以下の範囲内とされる。
【００５８】
減圧器バイパス３３は、過剰な高圧または過剰な高温に応答して通路を開く圧力応動弁を備えることができる。室内熱交換器は放熱器であってもよい。この構成は、本発明をヒートポンプ装置に適用することを可能とする。制御装置１００は、遅延時間ＴＤ１またはＴＤ２を与えずに、圧縮機１０と電磁弁８０とを制御してもよい。さらに、冷凍サイクル装置は、エジェクタを備えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明を適用した冷凍サイクル装置の第１実施形態を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態における電磁弁の構成を示す部分断面図である。
【図３】第１実施形態における冷媒濃度の変化を示すグラフである。
【図４】第１実施形態における冷凍サイクル装置の作動を示すタイムチャートであって、（Ａ）は空調要求を示し、（Ｂ）は電磁弁８０の状態を示し、（Ｃ）は圧縮機１０の状態を示す。
【図５】本発明を適用した冷凍サイクル装置の第２実施形態を示すブロック図である。
【図６】第２実施形態における一方向弁の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１  冷凍サイクル装置、  １０  圧縮機、  ２０  放熱器、  ３０  減圧器、  ３３  バイパス、  ４０  蒸発器、  ５０  内部熱交換器、  ６０  アキュムレータ、  ７０  漏洩抑制装置、  ８０  電磁弁、  ８１  バイパス、  ９０  一方向弁、  １００  制御装置、  ２０１  冷凍サイクル装置、  ２７０  漏洩抑制装置、  ２８０  電磁弁、  ２９０  一方向弁、  ２９１  バイパス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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