(57)【要約】【課題】  複数のエバポレータの動作の有無を切替可能に構成された冷凍サイクルにおいて、一旦動作を休止した後に再度動作を開始した側のエバポレータに接続された膨張弁を速やかに開弁し、所定の冷凍能力を発揮させるようにする。【解決手段】  本発明にかかる冷凍サイクル１においては、膨張弁４０とエバポレータ２０との間に差圧弁６０を設けて膨張弁４０のボディ４１の温度低下を抑制している。この結果、休止した側のエバポレータ２０を再度動作させるべく送風機２１をオンした際には、エバポレータ２０から蒸発した冷媒によりボディ４１が速やかに温められ、その感温部５０が感知する温度を速やかに上昇させて膨張弁４０を開弁させることができる。【選択図】  図１
2005201484.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
循環する冷媒を圧縮するコンプレッサと、
前記コンプレッサにて圧縮された冷媒を凝縮するコンデンサと、
前記コンデンサの下流側に互いに並列に配置され、前記コンデンサ側から流れてきた液冷媒を絞り膨張させる複数の膨張装置と、
前記複数の膨張装置のそれぞれに対して接続されて互いに並列に配置され、各膨張装置で膨張された冷媒を蒸発させて前記コンプレッサ側に供給する複数のエバポレータと、
前記エバポレータの外表面への通風を行うための送風機と、
を備え、前記複数の膨張装置の少なくともいずれかが、内部弁機構を収容するボディと、前記ボディに当接するように配置され、前記内部弁機構を動作させるための感温部とを有する温度式膨張弁からなり、前記送風機により各エバポレータへの通風状態をオン・オフすることにより、各エバポレータの動作の有無を切り替えるように構成された冷凍サイクルであって、
温度式膨張弁からなる前記膨張装置の少なくともいずれかと、これに接続された前記エバポレータとの間に、差圧弁が設けられたことを特徴とする冷凍サイクル。
【請求項２】
前記差圧弁は、
筒状の本体内に弁座が形成されたボディと、
前記ボディ内で前記弁座に対して進退可能に支持され、前記弁座に対して接離可能に構成された弁部を有する弁体と、
前記弁体を閉弁方向に付勢する付勢手段と、
を備え、その前後差圧が予め定める値となるように前記弁部のなす開度が調整されることを特徴とする請求項１記載の冷凍サイクル。
【請求項３】
前記差圧弁は、前記温度式膨張弁と前記エバポレータとを接続する配管における前記温度式膨張弁との接続部に内挿嵌合された状態で、前記温度式膨張弁に対して固定されていることを特徴とする請求項２記載の冷凍サイクル。
【請求項４】
前記差圧弁は、前記配管における前記温度式膨張弁との接続部の先端側から挿入嵌合され、その嵌合状態にて前記温度式膨張弁に挿入され、固定されていることを特徴とする請求項３記載の冷凍サイクル。
【請求項５】
前記差圧弁の弁部が、前記温度式膨張弁のボディの外周面近傍に配置されたことを特徴とする請求項３記載の冷凍サイクル。
【請求項６】
前記差圧弁の弁部が、前記温度式膨張弁のボディの外側に配置されたことを特徴とする請求項５記載の冷凍サイクル。
【請求項７】
前記温度式膨張弁において、前記エバポレータへつながる弁出口側通路が、前記コンデンサ側とつながる弁入口側通路よりも前記感温部に近くなるように配置されていることを特徴とする請求項１記載の冷凍サイクル。
【請求項８】
前記コンデンサにて凝縮された冷媒を溜めるとともに、その冷媒を気液に分離するレシーバを備え、
前記膨張装置の全てが、前記レシーバにて分離された液冷媒を絞り膨張させる温度式膨張弁からなり、その複数の温度式膨張弁の少なくともいずれかと、これに接続された前記エバポレータとの間に、前記差圧弁が設けられたことを特徴とする請求項１記載の冷凍サイクル。
【請求項９】
前記膨張装置の少なくともいずれかがオリフィスチューブからなり、
前記オリフィスチューブが接続された前記エバポレータと前記コンプレッサとの間に、そのエバポレータから流出した冷媒を気液に分離するアキュームレータを備えたことを特徴とする請求項１記載の冷凍サイクル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は冷凍サイクルに関し、特に複数のエバポレータを備え、各エバポレータの動作の有無を適宜切替可能に構成された冷凍サイクルに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車用エアコン装置では、一般に、循環する冷媒を圧縮するコンプレッサと、圧縮された冷媒を凝縮するコンデンサと、冷凍サイクル内の冷媒を溜めるとともに凝縮された冷媒を気液に分離するレシーバと、分離された液冷媒を絞り膨張させる膨張弁と、膨張弁で膨張された冷媒を蒸発させるエバポレータによる冷凍サイクルが構成されている。膨張弁としては、エバポレータの出口における冷媒の温度及び圧力を感知して、エバポレータに送り出す冷媒の流量を制御するようにした温度式膨張弁が用いられている。この温度式膨張弁は、例えばダイヤフラムで仕切られて冷媒と同様の作動ガスが封入された感温部と冷媒を絞り膨張させる弁機構とからなる。そして、そのダイヤフラムにエバポレータ出口の冷媒を曝すことで、感温部内のエバポレータ出口の冷媒温度に対応した作動ガスの飽和圧力とエバポレータ出口の冷媒の飽和圧力との間に圧力差が生じ、その圧力差とスプリング力との釣り合いで弁機構の開度が決定され、エバポレータへ送り出す冷媒の流量を制御している。
【０００３】
そして、特に高級車などにおいては、その前席と後席のそれぞれを個別に空調制御可能なように、前席側と後席側に膨張弁及びエバポレータをそれぞれ設けたいわゆるデュアルエアコンのための冷凍サイクルを採用したものがあり、各エバポレータの動作の有無（空調制御動作のオン・オフ）を適宜切り替えることができるように構成されている（例えば特許文献１）。
【０００４】
このような冷凍サイクルでは、一般に、膨張弁においてエバポレータ側への冷媒の流れ込みを止められるように、ソレノイド等によって作動する止弁が設けられる。しかし、膨張弁をこのようなソレノイド等を用いた電子膨張弁として構成するとコストが嵩むため、止弁を用いずに、送風機によるエバポレータへの送風を止めるだけで済ませる方法もある。現在の国内の自動車では、このような方法を採用したものが多くみられる。図７はこのような冷凍サイクルの構成例を表すシステム構成図である。
【０００５】
このような冷凍サイクル１０１において、例えば運転者しか居ない場合などに、送風機１１１によって前席側のエバポレータ１１０に送風する一方、送風機１２１の動作を停止させて後席側のエバポレータ１２０に送風しない場合には、エバポレータ１２０における冷媒の蒸発は極めて少なく、後席側の膨張弁１４０はほとんど閉じた状態になる。
【０００６】
しかし、ソレノイド等の駆動手段を有さない温度式膨張弁においては、一般にその弁部を完全に閉じることはできず、どうしても多少の隙間ができてしまう。さらに、その弁部の上流側（高圧側）と下流側（低圧側）との間に圧力差があるため、自然に少量の冷媒が流れてしまう。このため、膨張弁１４０のエバポレータ１２０側への弁出口部分の圧力Ｐｘ０は、前席側のエバポレータ１１０の蒸発圧力Ｐｅ（この場合、前席側の膨張弁１３０のコンプレッサ１０２側への弁出口部分の圧力）とほぼ等しくなる。
【０００７】
図８はこのような冷凍サイクルにおける冷媒の状態を示すモリエル線図であり、横軸はエンタルピを、縦軸は絶対圧力をそれぞれ表わしている。尚、同図においては、エバポレータ１１０及びエバポレータ１２０の双方を動作させたときの状態を実線にて表しており、エバポレータ１２０を休止させてエバポレータ１１０のみを動作させたときの状態を一点鎖線にて表している。
【０００８】
同図に示すように、この冷凍サイクルは、エバポレータ１１０及びエバポレータ１２０の双方を動作させた場合には、モリエル線図のａ−ｂ−ｃ−ｄ−ａで示される線に沿って動作する。すなわち、コンプレッサ１０２がエバポレータ１１０，１２０で蒸発したガス冷媒を圧縮し（ａ→ｂ）、圧縮することで高温高圧となったガス冷媒をコンデンサ１０３にて凝縮し（ｂ→ｃ）、レシーバ１０４にて気液に分離してその液冷媒を膨張弁１３０，１４０により断熱膨張し（ｃ→ｄ）、断熱膨張することにより気液二相状態となった冷媒をエバポレータ１１０，１２０にて蒸発する（ｄ→ａ）。この冷媒がエバポレータ１１０，１２０で蒸発するときに、車室内の空気から蒸発潜熱を奪って車室内の空気を冷却する。このとき、膨張弁１３０，１４０は、エバポレータ１１０，１２０の出口における冷媒が飽和蒸気線を越えて所定の過熱度ＳＨを有するように制御される。
【０００９】
そして、エバポレータ１２０を休止させてエバポレータ１１０のみを動作させた場合には、モリエル線図のａ’−ｂ’−ｃ’−ｄ’−ａ’で示される線に沿って動作する。すなわち、この場合には、エバポレータ１１０及びエバポレータ１２０の双方を動作させた場合よりも冷凍サイクル全体としての蒸発量が低下するため、動作している側の膨張弁１３０には相対的に大きな吸引力が加わり、そのコンプレッサ１０２側への出口圧力Ｐｅが低下する。それとともに、並列に接続された膨張弁１４０のエバポレータ１２０側への弁出口部分の圧力Ｐｘ０も低下する。
【００１０】
図９はこの冷凍サイクルにおける冷媒の温度と圧力との間の関係を表す飽和蒸気温度−圧力線図であり、横軸は冷媒温度を表し、縦軸は冷媒圧力を表している。図中太い実線で示した曲線は冷媒の飽和蒸気圧曲線を示し、図中細い実線で示した曲線は膨張弁の弁部が開弁する圧力と温度との関係を示している。すなわち、膨張弁１３０，１４０は、エバポレータ１１０，１２０の出口における冷媒が飽和蒸気圧曲線を越えて上記過熱度ＳＨを有した時点で開弁する。
【００１１】
ところで、自動車に一般的に用いられるこのような膨張弁１３０，１４０は、図７に示されるように、膨張弁１３０，１４０からエバポレータ１１０，１２０に流れる通路を有するボディ１３１，１４１と、エバポレータ１１０，１２０から流れる冷媒の圧力と温度を感知する感温部１３２，１４２とがそれぞれ当接して一体になっている。また、このボディ１３１，１４１は、軽量化のためにアルミニウム材から構成されることが多いが、アルミニウム材は熱伝導性がよいため、内部を流れる冷媒の温度に影響を受け易い。
【００１２】
すなわち、この場合、後席側の膨張弁１４０の弁部下流側を流れる少量の冷媒は、その弁部で減圧されて湿り状態となっており弁部上流側よりも温度が低く、上記圧力Ｐｘ０に関連する温度Ｔｘ０となってボディ１４１を冷却する。一方、エバポレータ１２０から流れてくる少量の冷媒は、膨張弁１４０の弁部が閉じているため蒸発することなく膨張弁１４０に戻されるため、温度が低くてボディ１４１を温めることができない。従って、ボディ１４１の温度はほぼ温度Ｔｘ０となる。このとき、感温部１４２は本来エバポレータ１２０の下流側の温度を感知するように設計されているが、その温度はボディ１４１からの熱伝導によって温度Ｔｘ０に近づく。
【００１３】
この状態で送風機１２１を再度動作させて後席側のエバポレータ１２０に再び風を送ると、エバポレータ１２０の中の冷媒が蒸発し、エバポレータ１２０の出口の冷媒温度Ｔｅは徐々に上昇する。膨張弁１４０の感温部１４２は、本来この温度Ｔｅを感じて弁を開くように動作する。
【特許文献１】特開平７−１５１２５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上述のような冷凍サイクルでは、膨張弁１４０の感温部１４２内のガス圧力Ｐｂは、通常、感温部１４２の触れている最低温度の蒸発圧力になるように設計されているため、再度の送風開始直後は、感温部１４２がボディ１４１の温度を感じ、上記温度Ｔｘ０のままになっている。この状態では温度が低く、膨張弁１４０は直ちに開弁することができない。しかも、再度の送風開始直後は膨張弁１４０が閉じており、エバポレータ１２０の出口を流れる冷媒の量が少ないため、感温部１４２付近の温度がなかなか本来の温度Ｔｅにならず、膨張弁１４０が開弁するまでに時間がかかる。膨張弁１４０の配置状態にもよるが、この冷媒が流れない時間が数分に及ぶこともある。その結果、冷凍サイクル１０１の本来の能力が発揮されるまでに時間がかかるといった問題があった。
【００１５】
尚、こうした問題は、いわゆるデュアルエアコンとしての自動車用エアコン装置に限らず、複数のエバポレータを備え、各エバポレータの動作の有無を切替可能に構成された冷凍サイクルにおいては同様に発生すると考えられる。
【００１６】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、複数のエバポレータの動作の有無を切替可能に構成された冷凍サイクルにおいて、一旦動作を休止した後に再度動作を開始した側のエバポレータに接続された膨張弁を速やかに開弁し、所定の冷凍能力を発揮させるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明では上記問題を解決するために、循環する冷媒を圧縮するコンプレッサと、前記コンプレッサにて圧縮された冷媒を凝縮するコンデンサと、前記コンデンサの下流側に互いに並列に配置され、前記コンデンサ側から流れてきた液冷媒を絞り膨張させる複数の膨張装置と、前記複数の膨張装置のそれぞれに対して接続されて互いに並列に配置され、各膨張装置で膨張された冷媒を蒸発させて前記コンプレッサ側に供給する複数のエバポレータと、前記エバポレータの外表面への通風を行うための送風機と、を備え、前記複数の膨張装置の少なくともいずれかが、内部弁機構を収容するボディと、前記ボディに当接するように配置され、前記内部弁機構を動作させるための感温部とを有する温度式膨張弁からなり、前記送風機により各エバポレータへの通風状態をオン・オフすることにより、各エバポレータの動作の有無を切り替えるように構成された冷凍サイクルであって、温度式膨張弁からなる前記膨張装置の少なくともいずれかと、これに接続された前記エバポレータとの間に、差圧弁が設けられたことを特徴とする冷凍サイクルが提供される。
【００１８】
ここでいう「膨張装置」は、膨張弁やオリフィスチューブ（固定絞り膨張装置）等を含みうる。また、「送風機」は、個々のエバポレータを個別に送風できるものであれば、エバポレータの数と必ずしも一致する必要はない。また、温度式膨張弁が複数ある場合、差圧弁はそのいずれかの温度式膨張弁に対して設けられていてもよいが、全ての温度式膨張弁に対して設けられているのがより好ましい。
【００１９】
この冷凍サイクルにおいては、送風機により通風状態となっている側のエバポレータは動作状態となり、送風機による送風が停止された側に温度式膨張弁があると、その温度式膨張弁がほぼ閉弁するために冷媒がほとんど流れず、エバポレータは休止状態となる。ただし、送風機により各エバポレータへの通風状態をオン・オフすることによって各エバポレータの動作の有無を切り替える構成であるため、休止したエバポレータに接続された温度式膨張弁の出口側（エバポレータの入口側）へ僅かながら冷媒の漏れが生じる。また、温度式膨張弁のいずれかを休止したために、冷凍サイクル全体としてエバポレータでの蒸発量が低下してコンプレッサに流入する冷媒の流量が減少する。その結果、休止したエバポレータに接続された温度式膨張弁の出口側（エバポレータの入口側）の圧力が低下して、そこに漏れている冷媒の温度が低下する。この温度は、熱伝導によりボディを経由してこれに当接する感温部に伝達される。従って、休止したエバポレータに接続された温度式膨張弁の出口側の冷媒温度が低いと、温度式膨張弁は閉弁状態を保持することになる。
【００２０】
しかし、この冷凍サイクルによれば、温度式膨張弁とエバポレータとの間に差圧弁を設けたことにより、差圧弁の上流側、つまり温度式膨張弁の出口側の圧力をエバポレータ側の圧力よりも高く保持することができ、その結果、温度式膨張弁の出口側の温度を差圧弁がないときよりも高く保持することができる。この結果、温度式膨張弁のボディの温度ひいては感温部が感知する温度を高く保持することができ、休止した側のエバポレータを再度動作させるべく送風機をオンした際には、その感温部が感知する温度を速やかに上昇させて温度式膨張弁を開弁させることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の冷凍サイクルによれば、温度式膨張弁とエバポレータとの間に差圧弁を設けたことにより、温度式膨張弁の出口側の温度ひいては感温部が感知する温度を高く保持することができる。その結果、一旦動作を休止した後に再度動作を開始した側のエバポレータに接続された温度式膨張弁を速やかに開弁し、所定の冷凍能力を発揮させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
まず、本発明の第１の実施の形態について説明する。本実施の形態は、本発明の冷凍サイクルを自動車用エアコン装置に適用したものであり、図１は当該冷凍サイクルのシステム構成図である。
【００２３】
同図に示すように、冷凍サイクル１は、車室内の前席と後席とで独立した室温制御が可能な、いわゆるデュアルエアコンのための冷凍サイクルとして構成されている。この冷凍サイクル１は、コンプレッサ２、コンデンサ３、レシーバ４、前席側のエバポレータ１０，膨張弁３０及び送風機１１、後席側のエバポレータ２０，膨張弁４０及び送風機２１等から構成されている。これら前席側のエバポレータ１０，膨張弁３０及び送風機１１と、後席側のエバポレータ２０，膨張弁４０及び送風機２１とは互いに並列に配置され、送風機１１，２１により各エバポレータへの通風状態をオン・オフすることにより、各エバポレータの動作の有無を切り替えるように構成されている。
【００２４】
そして、後席側のエバポレータ２０と膨張弁４０とを接続する配管５の途中には、前後差圧を発生させるための差圧弁６０が図示しない継手を介して接続されている。
次に、図２の断面図に基づいて膨張弁４０の構造について説明する。
【００２５】
この膨張弁４０は、温度式膨張弁として構成され、アルミニウム材から形成されたボディ４１の側部に、レシーバ４から高温・高圧の液冷媒を受けるポート４２と、この膨張弁４０にて絞り膨張された低温・低圧の冷媒をエバポレータ２０へ供給するポート４３と、エバポレータ２０から蒸発された冷媒を受けるポート４４と、この膨張弁４０を通過した冷媒をコンプレッサ２へ戻すポート４５とを備えている。この膨張弁４０において、エバポレータ２０へつながるポート４３（弁出口側通路）は、レシーバ４とつながるポート４２（弁入口側通路）よりも後述する感温部５０に近くなるように配置されている。
【００２６】
ポート４２からポート４３へ連通する流体通路には、弁座４６がボディ４１と一体に形成され、その弁座４６の上流側には、内部弁機構を構成するボール状の弁体４７が配置されている。この弁体４７が収容されている空間には、弁体４７を弁座４６に着座させる方向に付勢する圧縮コイルスプリング４８が配置され、この圧縮コイルスプリング４８は、スプリング受け４９によって受けられている。スプリング受け４９は、ボディ４１の下端部に螺着されたアジャストネジ８０に嵌合されており、アジャストネジ８０のボディ４１への螺入量を調整することで圧縮コイルスプリング４８の荷重を調整できるようにしている。
【００２７】
また、膨張弁４０は、ボディ４１の上端部に、ステンレス材からなるアッパーハウジング５１及びロアハウジング５２と、これらによって囲まれた空間を仕切るように配置されたダイヤフラム５３と、このダイヤフラム５３の下面に配置されたディスク５４とによって構成された感温部５０が当接して設けられている。アッパーハウジング５１とダイヤフラム５３とよって密閉された感温室には、この冷凍サイクルに使用されている冷媒と同じ冷媒が封入されている。
【００２８】
ディスク５４の下方には、ダイヤフラム５３の変位を弁体４７へ伝達するシャフト５５が配置されている。このシャフト５５の上部は、ポート４４，４５間を連通する流体通路を横切って配置されたホルダ５６により保持されている。このホルダ５６には、シャフト５５の上端部に対して横荷重を与える圧縮コイルスプリング５７が配置されており、高圧冷媒の圧力変動に対するシャフト５５の長手方向の振動を抑制するようにしている。
【００２９】
以上のように構成された膨張弁４０は、エバポレータ２０からポート４４に戻ってきた冷媒の圧力及び温度を感温部５０が感知し、冷媒の温度が高いまたは圧力が低い場合には、開弁方向へ弁体４７を押し、逆に温度が低いまたは圧力が高い場合には、閉弁方向へ弁体４７を移動させて弁開度を制御するようにしている。一方、レシーバ４から供給された液冷媒は、ポート４２を介して弁体４７のある空間に流入し、弁開度が制御された弁部を通過することで絞り膨張され、低温・低圧の冷媒になる。その冷媒は、ポート４３から出て、エバポレータ２０に供給され、ここで車室内の空気と熱交換されて膨張弁４０のポート４４に戻される。このとき、膨張弁４０は、エバポレータ２０の出口の冷媒が所定の過熱度を有するようにエバポレータ２０へ供給する冷媒の流量を制御するので、エバポレータ２０からは冷媒が完全に蒸発された状態でコンプレッサ２に戻される。
【００３０】
尚、膨張弁３０の構造については上述した膨張弁４０の構造と同様であるため、その説明については省略する。
次に、図３の断面図に基づいて、差圧弁６０の構造について説明する。同図（Ａ）はその閉弁状態を表す断面図であり、同図（Ｂ）はその開弁状態を表す断面図である。
【００３１】
この差圧弁６０は、段付円筒状の本体を有するボディ６１と、ボディ６１内に進退可能に支持された弁体６２とから構成されている。
同図において、右側が冷凍サイクル１における上流側、左側が下流側となっており、ボディ６１の上流側から下流側にかけて縮径する段部６３が形成されている。ボディ６１の段部６３には、その内径方向に突出したフランジ部６４が形成され、そのフランジ部６４の下流側端面によって弁座６５が形成されている。
【００３２】
一方、弁体６２は、長尺円柱状の本体６６を有し、その一端が外方に延出して上記弁座６５に着座可能な弁部６７を形成し、他端側にボディ６１の内周面に摺動可能な円板状のガイド部材６８が同軸状に嵌合装着されている。このガイド部材６８は、その中心に形成された挿通孔６８ａを本体６６の他端側に形成された縮径部６９に挿通した後、その縮径部６９の先端を加締めることにより本体６６に固定されている。ガイド部材６８の周縁部近傍には複数の貫通孔６８ｂが周方向に等間隔で形成され、冷媒の通路を形成している。また、フランジ部６４とガイド部材６８との間には、弁体６２を閉弁方向に付勢する圧縮コイルスプリング７１（付勢手段）が介装されている。弁部６７は上流側から冷媒が流入することにより弁座６５から離間し、弁体６２は、その冷媒圧力と圧縮コイルスプリング７１の荷重とがバランスした位置で静止する。圧縮コイルスプリング７１には、差圧弁６０の前後差圧が予め定める値（例えば０．１ＭＰａ）となるように弁部の開度が調整できる剛性を有するものが用いられる。
【００３３】
図１に戻り、以上のように構成された冷凍サイクル１において、前席側のエバポレータ１０と後席側のエバポレータ２０とを同時に動作させる場合には、送風機１１，２１の双方をオンして両エバポレータに送風する。このとき、レシーバ４を経由した後分岐した冷媒の一方は、膨張弁３０により断熱膨張して気液二相状態となり、さらにエバポレータ１０にて蒸発して車室内の前席側の空気を冷却した後、コンプレッサ２に戻る。また、レシーバ４を経由した後分岐した冷媒の他方は、膨張弁４０により断熱膨張して気液二相状態となり、差圧弁６０にて減圧された後、さらにエバポレータ１０にて蒸発して車室内の後席側の空気を冷却し、コンプレッサ２に戻る。この場合、冷媒はエバポレータ１０、２０の双方にて蒸発して温度上昇した後に膨張弁３０，４０に戻るため、各膨張弁のボディ４１もほぼその温度となる。その結果、両膨張弁の感温部５０はともにその温度を感知し、弁体４７を開弁させた状態に制御する。
【００３４】
また、後席側のエバポレータ２０を休止させる場合には、後席側の送風機２１をオフしてエバポレータ２０への送風を停止する。このとき、エバポレータ２０による冷媒の蒸発がほぼなくなり冷媒の温度が低下するため、感温部５０がこれを感知して弁体４７を閉弁方向に制御する。この膨張弁４０の閉弁によってエバポレータ２０の動作が休止することになるが、送風機２１をオフしただけで膨張弁４０の弁部を積極的に閉じる手段がないため、膨張弁４０の出口側（エバポレータの入口側）へ僅かながら冷媒の漏れが生じる。
【００３５】
そして、エバポレータ２０の動作を再開する際には、送風機２１を再度オンする。この場合、差圧弁６０を設けたことによってボディ４１の温度の低下が抑制されているため、膨張弁４０は速やかに開弁状態となる。
【００３６】
すなわち、送風機２１がオフされてエバポレータ２０が休止した際には、冷凍サイクル１全体としてエバポレータ２０での蒸発量が低下してコンプレッサ２に流入する冷媒の流量が減少する。その結果、膨張弁４０の出口側（エバポレータ２０の入口側）の圧力も低下して、そこに漏れている冷媒の温度が低下する。この温度は、熱伝導によりボディ４１を経由してこれに当接する感温部５０に伝達される。
【００３７】
しかし、本実施の形態の冷凍サイクル１によれば、膨張弁４０とエバポレータ２０との間に差圧弁６０を設けたことにより、差圧弁６０の上流側、つまり膨張弁４０の出口側の圧力Ｐｘ１をエバポレータ２０の出口側の圧力Ｐｅ（圧力Ｐｘ０に等しい）よりも圧力差ΔＰだけ高く保持することができる。その結果、図９に示したように、膨張弁４０の出口側の温度Ｔｘ１を、差圧弁６０がないときの温度Ｔｘ０よりも温度差ΔＴだけ高く保持することができ、膨張弁４０のボディ４１の温度ひいては感温部５０が感知する温度を高く保持することができる。このとき、感温部５０が感知する圧力はＰｘ０であるため、温度がＴｘ１になった場合には、膨張弁４０はわずかの温度上昇で開弁することになる。すなわち、このように膨張弁４０の出口側の圧力を高くすることで、膨張弁４０を速やかに開弁してエバポレータの動作を早く開始させることができる。尚、上記圧力差ΔＰは差圧弁６０の圧縮コイルスプリング７１等の選択により設定することができ、それにより、温度差ΔＴの設定もすることができる。
【００３８】
この結果、休止した側のエバポレータ２０を再度動作させるべく送風機２１をオンした際には、エバポレータ２０から蒸発した冷媒によりボディ４１が速やかに温められ、その感温部５０が感知する温度を速やかに上昇させて膨張弁４０を開弁させることができるのである。
【００３９】
以上に説明したように、本実施の形態の冷凍サイクル１においては、膨張弁４０とエバポレータ２０との間に差圧弁６０を設けてボディ４１の温度低下を抑制することにより、一旦動作を休止した後席側のエバポレータ２０の動作を速やかに再開し、所定の冷凍能力を発揮させることができる。
【００４０】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。尚、本実施の形態に係る冷凍サイクルは、差圧弁の設置位置が異なる以外は上記第１の実施の形態の構成と同様であるため、同様の構成部分については同一の符号を付す等してその説明を省略する。図４は本実施の形態の差圧弁の取付構造を表す断面図であり、図５はそのＡ部拡大図である。
【００４１】
図４に示すように、本実施の形態の冷凍サイクルでは、差圧弁２６０が、膨張弁４０とエバポレータ２０とを接続する配管２０５における膨張弁４０との接続部に内挿嵌合された状態で、膨張弁４０に対して固定されている。
【００４２】
図５に示すように、差圧弁２６０は、第１の実施の形態の差圧弁６０とほぼ同様の構造を有するが、その円筒状のボディ２６１の上流側端部には、外径方向にフランジ状に突出した係止部２６２が形成され、その係止部２６２が配管２０５の先端に係止されるように構成されている。配管２０５は円筒状をなし、その先端近傍に軸方向に加締められて外径方向に突出したフランジ部２０６が形成されている。
【００４３】
配管２０５を膨張弁４０のボディ４１に接続する際には、まず、差圧弁２６０をその下流側先端から配管２０５の先端部に挿入する。このとき、差圧弁２６０は、その係止部２６２が配管２０５の先端に係止された状態で嵌合固定される。
【００４４】
そして、このように配管２０５と差圧弁２６０とを一体化した状態で、その配管２０５の先端部にシール用のＯリング２０７を外挿し、この状態で配管２０５を先端側から膨張弁４０に挿入する。このとき、フランジ部２０６が膨張弁４０のポート４３の開口端部に設けられた段部にＯリング２０７を介装させた状態で係止される。この状態でフランジ部２０６の外側から図示しない締結具を用いて配管２０５を膨張弁４０に対して固定する。
【００４５】
このとき、差圧弁２６０の弁部６７が、膨張弁４０のボディ４１の外周面近傍、より詳しくはその外周面よりやや外側に配置されるように構成されている。
本実施の形態の冷凍サイクルにおいても、膨張弁４０とエバポレータ２０との間に差圧弁２６０が設けられている。このため、エバポレータ２０を休止させた際のボディ４１の温度低下を抑制することができ、その結果、一旦動作を休止した後席側のエバポレータ２０の動作を速やかに再開し、所定の冷凍能力を発揮させることができる。
【００４６】
また、差圧弁２６０を配管２０５の先端部に内挿嵌合させて固定する構成としたため、既存の配管と膨張弁との接続構造にそのまま組み込むことができる。すなわち、第１の実施の形態において差圧弁６０を配管５の途中に設けた場合のように配管２０５を途中で分断する必要がなくなる。また、配管２０５に接続するための継手等も不要となり、第１の実施の形態と比較して部品点数の削減と組付作業の効率化を図ることができる。
【００４７】
さらに、差圧弁２６０の弁部を膨張弁４０の外周面よりやや外側に配置したため、冷媒温度が低下する領域を膨張弁４０の外側に位置させることができる。その結果、減圧による冷媒温度の低下の影響がボディ４１に及ぶのを防止又は抑制することができる。
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。尚、本実施の形態に係る冷凍サイクルは、前席側の膨張装置として温度式膨張弁ではなくオリフィスチューブを設けた点等を除いては上記第１の実施の形態の構成と同様であるため、同様の構成部分については同一の符号を付す等してその説明を省略する。図６は当該冷凍サイクルのシステム構成図である。
【００４８】
同図に示すように、冷凍サイクル３０１においては、コンデンサ３とエバポレータ１０との間にオリフィスチューブ３３０が設けられ、ここで高温・高圧の液冷媒を絞り膨張して低温・低圧の冷媒をエバポレータ１０へ供給する。また、第１の実施の形態のようなレシーバ４は無く、エバポレータ１０とコンプレッサ２との間に、冷媒を気液に分離するアキュムレータ３０４が設けられている。すなわち、エバポレータ１０から流出した冷媒はアキュムレータ３０４に入り、ここで飽和液と飽和ガスとに分離され、分離された飽和ガスがコンプレッサ２に戻る。
【００４９】
このように前席側の膨張装置がオリフィスチューブ３３０で構成されていても、後席側の膨張弁４０に対して差圧弁６０が設けられることで、第１の実施の形態と同様に、本発明の効果を得ることができる。
【００５０】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はその特定の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の精神の範囲内での変化変形が可能であることはいうまでもない。
【００５１】
例えば、上記各実施の形態の冷凍サイクルにおいては、膨張弁のボディがアルミニウム材から形成されている例を示したが、真鍮などの銅合金のように熱伝導性がある程度高く、内部を流れる冷媒の温度の影響を受け易い材料から形成されている場合にも本発明による効果が顕著に現れる。
【００５２】
また、上記第２の実施の形態においては、差圧弁２６０の弁部を膨張弁４０の外周面よりやや外側に配置したが、その外周面よりやや内側に配置されたとしても、膨張弁４０内において差圧弁２６０により上流側に圧力の高い領域が保持されていれば、本発明の効果をある程度得ることができる。
【００５３】
また、上記各実施の形態では、いわゆるデュアルエアコンのための冷凍サイクルについて説明したが、３つ以上のエバポレータ及び膨張弁がさらに並列に設けられ、送風機によってその動作の有無を切り替えられるようにしてもよい。
【００５４】
さらに、上記各実施の形態では、本発明の冷凍サイクルを自動車用エアコン装置に適用した例を示したが、家庭用又は業務用エアコンその他のエアコン装置に適用することも可能であることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】第１の実施の形態にかかる冷凍サイクルのシステム構成図である。
【図２】第１の実施の形態の冷凍サイクルを構成する膨張弁の断面図である。
【図３】第１の実施の形態の冷凍サイクルを構成する差圧弁の断面図である。
【図４】第２の実施の形態の冷凍サイクルを構成する差圧弁の取付構造を表す断面図である。
【図５】図４のＡ部拡大図である。
【図６】第３の実施の形態にかかる冷凍サイクルのシステム構成図である。
【図７】従来の冷凍サイクルのシステム構成図である。
【図８】従来の問題点を表すモリエル線図である。
【図９】冷凍サイクルにおける冷媒温度と冷媒圧力との関係を表す飽和蒸気温度−圧力線図である。
【符号の説明】
【００５６】
１，３０１  冷凍サイクル
２  コンプレッサ
３  コンデンサ
４  レシーバ
５，２０５  配管
１０，２０  エバポレータ
１１，２１  送風機
３０，４０  膨張弁
４１  ボディ
５０  感温部
６０，２６０  差圧弁
６１，２６１  ボディ
６２  弁体
６５  弁座
６７  弁部
３０４  アキュムレータ
３３０  オリフィスチューブ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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