【手続補正書】
【提出日】平成17年1月20日(2005.1.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】        明細書
【発明の名称】  カーエアコン用膨張弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】  蒸発器出口部に取り付けられかつ雰囲気温度に応じた圧力を呈する感温筒と、感温筒の圧力変動に応じて変位するダイヤフラムと、ダイヤフラムの変位に応じて流路開度を変更する弁体とを備えているカーエアコン用膨張弁において、偏平状に形成された感温筒に感温筒温度制御用ペルチェ素子が貼り合わせられていることを特徴とするカーエアコン用膨張弁。
【請求項２】  感温筒が、渦巻状に巻かれて全体として略方形の偏平状に形成されている請求項１に記載のカーエアコン用膨張弁。
【請求項３】  請求項１または２に記載のカーエアコン用膨張弁を備えた蒸発器であって、感温筒の感知温度は、蒸発器出口部の温度とペルチェ素子の温度とによって決定されることを特徴とする蒸発器。
【請求項４】  カーエアコン用膨張弁は、蒸発器(24)に一体に設けられており、膨張弁に、蒸発器出口に通じかつ膨張弁本体を貫通する貫通状冷媒出口通路が設けられていることを特徴とする蒸発器。
【請求項５】  請求項３または請求項４の蒸発器を備えた冷凍サイクル。
【請求項６】  請求項１または２に記載のカーエアコン用膨張弁、圧縮器、凝縮器、受液器、蒸発器およびＣＰＵを備えているカーエアコン用冷凍サイクルであって、圧縮器の回転数が回転センサによって計測されて、その測定値がＣＰＵに入力されるとともに、蒸発器出口部の温度が温度センサによって計測されて、その測定値もＣＰＵに入力されており、ＣＰＵは、圧縮器の回転数測定値および蒸発器の温度測定値と予め決められた設定値とを比較し、エアコンの制御が最適となるようにペルチェ素子に信号を送り、ペルチェ素子は、この信号に応じて感温筒の温度を制御することを特徴とするカーエアコン用冷凍サイクル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、カーエアコン用膨張弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カーエアコン用膨張弁としては、蒸発器出口部に取り付けられかつ雰囲気温度に応じた圧力を呈する円筒形感温筒と、感温筒の圧力変動に応じて変位するダイヤフラムと、ダイヤフラムの変位に応じて流路開度を変更する弁体とを備えているものが知られている。
【０００３】
この膨脹弁によると、蒸発器の出口部の冷媒温度が高いと、感温筒内の圧力が上昇し、これに応じてダイヤフラムが膨らんで弁体が流路を開くことにより、冷媒の流量が増加して冷房温度が下がり、また、蒸発器で必要以上に冷媒が冷え過ぎると、感温筒内の圧力が低下し、これに応じてダイヤフラムが凹んで弁体が流路を閉じることにより、冷媒の流量が減少して冷房温度が上がる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のカーエアコン用膨張弁では、蒸発器出口部の温度だけによる一方向制御しか行えないため、カーエアコンの最適制御を行うことができないという問題があった。エアコンの最適制御を可能にする膨脹弁として、電磁式アクチュエータを備えたルームエアコン用のものは存在するが、耐振性が不十分であり、カーエアコン用には使用できなかった。
【０００５】
この発明の目的は、カーエアコンの最適制御を可能とするカーエアコン用膨張弁を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明によるカーエアコン用膨張弁は、蒸発器出口部に取り付けられかつ雰囲気温度に応じた圧力を呈する感温筒と、感温筒の圧力変動に応じて変位するダイヤフラムと、ダイヤフラムの変位に応じて流路開度を変更する弁体とを備えているカーエアコン用膨張弁において、偏平状に形成された感温筒に感温筒温度制御用ペルチェ素子が貼り合わせられていることを特徴とするものである。
【０００７】
この発明のカーエアコン用膨張弁によると、従来のカーエアコン用膨脹弁に対して、感温筒の形状を変更してペルチェ素子を付加するものであるから、従来の膨脹弁と同等の耐振性を維持し、しかも、ペルチェ素子を介して流路開度を電子制御することが可能な膨脹弁が得られる。
【０００８】
感温筒は、例えば、渦巻状に巻かれて全体として略方形の偏平状に形成される。
【０００９】
このカーエアコン用膨張弁は、例えば、カーエアコン用蒸発器に設けられ、この場合、感温筒の感知温度は、蒸発器出口部の温度とペルチェ素子の温度とによって決定されることが好ましい。
【００１０】
カーエアコン用膨張弁は、カーエアコン用蒸発器にとは別体であってもよく、蒸発器に一体に設けられていてもよい。カーエアコン用膨張弁が蒸発器に一体に設けられる場合には、膨張弁に、蒸発器出口に通じかつ膨張弁本体を貫通する貫通状冷媒出口通路が設けられていることが好ましい。
【００１１】
カーエアコン用膨張弁を備えた蒸発器は、圧縮器、凝縮器、受液器などとともに、冷凍サイクルを構成することができる。
【００１２】
また、上記のカーエアコン用膨張弁は、圧縮器、凝縮器、受液器、蒸発器およびＣＰＵとともにカーエアコン用冷凍サイクルを構成することがあり、この場合、カーエアコン用冷凍サイクルは、圧縮器の回転数が回転センサによって計測されて、その測定値がＣＰＵに入力されるとともに、蒸発器出口部の温度が温度センサによって計測されて、その測定値もＣＰＵに入力されており、ＣＰＵは、圧縮器の回転数測定値および蒸発器の温度測定値と予め決められた設定値とを比較し、エアコンの制御が最適となるようにペルチェ素子に信号を送り、ペルチェ素子は、この信号に応じて感温筒の温度を制御するものであることが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。以下の説明において、上下・左右は図１の上下・左右をいうものとする。
【００１４】
図１は、この発明のカーエアコン用膨張弁(1) を示し、図２は、これを使用した冷凍サイクル(20)を示している。
【００１５】
図１に示すように、この発明のカーエアコン用膨張弁(1) は、公知の本体(2) およびダイヤフラム式アクチュエータ(3) と、アクチュエータ(3) とキャピラリチューブ(4) を介してつながりかつ蒸発器出口部に取り付けられて雰囲気温度に応じた圧力を呈する感温筒(5) と、感温筒(5) の温度制御を行う平板状ペルチェ素子(6) とよりなる。
【００１６】
本体(2) は、直方体ブロック状であり、本体(2) 下部に設けられた右向きの冷媒入口通路(7) と、本体の上下中程に設けられた左向きの冷媒出口通路(8) と、両通路(7)(8)を連通する連通路(9) と、連通路(9) の遮断開放を行う球状の弁体(10)と、この弁体(10)を下端に有する上下移動自在の弁棒(11)と、弁体(10)を上向きに付勢する圧縮コイルばね(12)と、このばね(12)の弾性力を調整する調整ねじ(13)とを備えている。
【００１７】
冷媒入口通路(7) は冷媒出口通路(8) よりも若干小径であり、連通路(9) は、これらの通路(7)(8)に比べて極端に小径でノズル状に形成されている。圧縮器で圧縮されて高圧の液相となった冷媒は、冷媒入口通路(7) から本体(2) 内に導入され、ノズル状連通路(9) を通過することにより膨脹し、低圧の霧状の冷媒となって冷媒出口通路(8) から蒸発器へと送られていく。
【００１８】
ダイヤフラム式アクチュエータ(3) は、弁棒(11)上端のフランジ部(11a) に接するダイヤフラム(3a)その上方に設けられた密閉室(14)内の圧力変動に応じて変位させ、弁棒(11)を上下させるものである。密閉室(14)は感温筒(5) と連通しており、したがって、ダイヤフラム(3a)は、感温筒(5) の圧力変動に応じて膨らんだり凹んだりする。
【００１９】
感温筒(5) は、従来は螺旋状に巻かれて全体として円筒状をなしていたものであるが、渦巻状に巻かれて全体として略方形の偏平状に形成されている。ペルチェ素子(6) の大きさは、感温筒(5) の面積より若干大きく、感温筒(5) の片面全面がペルチェ素子(6) の片面に貼り合わされている。ペルチェ素子(6) は、電圧の変化に応じて温度が変化するもので、ペルチェ素子(6) には、ＣＰＵと接続される制御線(15)が配線されている。
【００２０】
上記膨脹弁(1) によると、感温筒(5) の感知温度が上がると、感温筒(5) 内の封入ガスが加熱されて感温筒(5) の圧力が高くなり、これに伴ってダイヤフラム(3a)が膨らみ、弁棒(11)が圧縮コイルばね(12)の弾性力に抗して押し下げられ、弁体(10)が下方に移動して、連通路(9) の開度が大きくなる。これにより、冷媒の流量が増加し冷房温度が下がる。また、感温筒(5) の感知温度が下がると、感温筒(5) 内の圧力が低くなり、これに伴ってダイヤフラム(3a)が凹んで、弁棒(11)が圧縮コイルばね(12)の弾性力によって押し上げられ、弁体(10)が上方に移動して、連通路(9) の開度が小さくなる。これにより、冷媒の流量が減少し冷房温度が上がる。感温筒(5) の感知温度は、これが取り付けられている蒸発器出口部の温度とこれが貼り合わされているペルチェ素子(6) の温度とによって決定される。
【００２１】
図２に示すカーエアコン用冷凍サイクル(20)は、圧縮器(21)、凝縮器(22)、受液器(23)、上記膨脹弁(1) 、蒸発器(24)およびＣＰＵ(25)を備えている。圧縮器(21)の回転数は回転センサ(26)によって計測され、その測定値がＣＰＵ(25)に入力されている。また、蒸発器(24)出口部の温度が温度センサ(27)によって計測され、その測定値もＣＰＵ(25)に入力されている。
【００２２】
この冷凍サイクル(20)によると、気相の冷媒は、圧縮器(21)によって圧縮されて高温高圧の気相冷媒となり、凝縮器(22)に送られ、ここで、走行風やファンによって冷却されて高圧の液相冷媒となる。高圧液相の冷媒は、膨脹弁(1) において急激に膨脹した後、蒸発器(24)に送られ、ここで、周囲の熱を奪って気相の冷媒になる。冷媒は、この気化の際に大量の熱を奪うことで冷房作用を果たし、再び低圧の気相冷媒となって圧縮器(21)に戻っていく。
【００２３】
ＣＰＵ(25)は、圧縮器(21)の回転数測定値および蒸発器(24)の温度測定値と予め決められた設定値とを比較し、エアコンの制御が最適となるようにペルチェ素子(6) に信号を送る。ペルチェ素子(6) は、この信号に応じて感温筒(5) の温度を制御する。したがって、感温筒(5) は、自身が蒸発器(24)出口部に接していることに伴う圧力変動だけでなく、ペルチェ素子(6) からの温度制御に伴う圧力変動も受けることになり、圧縮器(21)の回転数、蒸発器(24)出口部の実測温度、現在冷房温度などに応じた膨脹弁(1) の開度の制御が可能となる。これにより、膨脹弁(1) による最適制御ができ、高効率性、高快適性が得られる。
【００２４】
感温筒(5) の形状は、適宜変更可能であり、たとえば、図３に示すように、感温筒(35)を偏平方形状に形成して、板状のペルチェ素子(6) に貼り合わせてもよく、要するに、公知の感温筒をペルチェ素子(6) に貼り合わせやすい形状に合わせたものであればよい。
【００２５】
なお、膨張弁(1) は、蒸発器(24)と別体に設けても蒸発器に一体的に設けてもよく、また、冷媒を上記のように膨脹弁の右方から導入して左方に排出する代わりに、下方から導入して左方に排出するなどの変更も可能であり、膨張弁が取り付けられる車の仕様に応じて種々の変更が可能である。蒸発器(24)と別体に設けるさいには、冷媒入口通路(7) および冷媒出口通路(8) の開口部に、おねじ部またはめねじ部を有する管継手が適宜設けられる。
【００２６】
また、蒸発器(24)に一体的に設けるさいには、図４に示すように、膨張弁(1) は、蒸発器(24)出口に通じかつ本体(2) を貫通する貫通状冷媒出口通路(16)が付加される。そして、冷媒入口通路(7) および冷媒出口通路(8) を経た冷媒が蒸発器(24)内に導入され、蒸発器(24)から出た冷媒がこの貫通状冷媒出口通路(16)を経て圧縮器(21)へ導入されるように、冷凍サイクルが構成される。
【００２７】
【発明の効果】
この発明のカーエアコン用膨張弁によると、耐振性を有しかつ膨脹弁の開度を電子制御することが可能な膨脹弁が得られるので、カーエアコンで今までできなかった膨脹弁による最適制御ができ、高効率性、高快適性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
この発明によるカーエアコン用膨張弁を示す一部を切欠いた斜視図である。
【図２】
この発明によるカーエアコン用膨張弁を含んだ冷凍サイクルを示すブロック図である。
【図３】
この発明によるカーエアコン用膨張弁の変形例を示す斜視図である。
【図４】
この発明によるカーエアコン用膨張弁の他の変形例を示す斜視図である。
【符号の説明】
(1)     カーエアコン用膨張弁
(3a)    ダイヤフラム
(5)     感温筒
(6)     ペルチェ素子
(10)    弁体
(16)    貫通状冷媒出口通路
(20)    カーエアコン用冷凍サイクル
(21)    圧縮器
(22)    凝縮器
(23)    受液器
(24)    蒸発器
(25)    ＣＰＵ
(26)    回転センサ
(27)    温度センサ
(35)    感温筒