JPS637531Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、自動車用等の冷房装置にあつて、
サーモスタツトを用いてエバポレータの凍結を防
止する装置の改善に関するものである。

冷房装置のエバポレータが凍結すると、通風抵
抗が大きくなつて冷房能力を抵下させるので、一
般に電気式や機械式のサーモスタツトを用いて前
記エバポレータの凍結を防止している。このサー
モスタツトは、エバポレータの温度をエバポレー
タセンサで検出し、このエバポレータセンサの出
力に応じてコンプレツサの駆動を制御し、前記エ
バポレータの温度を所定値（設定温度）に保つよ
うにしている。一方、装置の冷房能力は、エバポ
レータの温度によるので、前記所定値はなるべく
低くすることが望ましい。

ところが、エバポレータの凍結は、エバポレー
タの温度以外の条件、即ち、エバポレータに流入
する空気の温度、湿度若しくは風量、コンプレツ
サの回転数又はサーモスタツトの応答性等によつ
て変動し、一義的に定めることができない。その
ため、従来においてもいくつかの改善がなされて
おり、例えば特公昭49−4892号公報にあつては、
エバポレータに流入する空気の風量が増加するに
従つてエバポレータの設定温度を低くすることが
示されている。また、特公昭58−42045号公報に
あつては、車両用の冷房装置のコンプレツサがエ
ンジンを駆動源としている関係上、エンジンの回
転数の増加に伴なつてコンプレツサの回転数が増
加するので、このエンジンの回転数が増加するに
従つてエバポレータの設定温度を高くすることが
示されている。しかしながら、いずれにしても風
量やエンジンの回転数といつた条件の一部を入力
してエバポレータの設定温度を補正しているにす
ぎず、他の条件によつてはエバポレータが凍結す
る恐れがあるので、結局はエバポレータの設定温
度を高めにとつて冷房能力を犠性にせねばならな
いという欠点があつた。

ところで、冷房装置のエバポレータは、全体が
一様に凍結を開始するものではなく、通過風量や
冷媒流れの不均一によつて凍結しにくい部分とし
やすい部分とを生じる。しかもこの凍結しやすい
部分は元々熱交換の効率が悪い所である。したが
つて、かかる部分が凍結してもエバポレータ全体
の熱交換の効率がほとんど落ちないものである。

そこで、この考案は、上述した原理に基づいて
前記従来の欠点を解消し、種々の条件下にあつて
もエバポレータの全体の凍結を防止しつつ本来の
冷房能力を十分に発揮させることができる冷房装
置の凍結防止装置を提供することを課題としてい
る。しかして、この考案の要旨とするところは、
エバポレータの温度を実質的に検出するエバポレ
ータセンサの出力の応じてコンプレツサの駆動を
制御して、前記エバポレータの温度を所定値に保
つサーモスタツトを有する冷房装置の凍結防止装
置にあつて、前記エバポレータの凍結しやすい部
分の凍結を検出する凍結センサを設け、この凍結
センサの出力で前記エバポレータの凍結しやすい
部分の凍結を検出するまでは前記エバポレータセ
ンサの出力をキヤンセルして、前記コンプレツサ
を強制的に駆動させ、該凍結センサで前記部分の
凍結を検出し、且つ凍結中は前記エバポレータセ
ンサの出力による制御を有効とする制御変更手段
を備えるようにしたことにある。したがつて、エ
バポレータの一部分が凍結するまではコンプレツ
サが駆動し続け、その後はサーモスタツトによつ
てコンプレツサを制御して上記一部分の凍結を解
除し、再びコンプレツサが駆動し続けるようにな
るので、エバポレータの平均的な温度を従来に比
べて低くすることができ、そのため、上記課題を
達成することができるものである。

以下、この考案の実施例を図面により説明す
る。

第１図において、冷房装置は例えば自動車用の
もので、通風ダタト１の最上流には内気入口２と
外気入口３とが２股に分かれて形成され、その分
かれた部分に内外気切換ドア４が設けられてお
り、この内外気切換ドア４によつて通風ダクト１
に導入すべき空気を内気と外気とに選択できるよ
うになつている。

送風機５は、前記内気入口２又は外気入口３か
ら空気を通風ダクト１内に吸い込み、後流側へ送
るためのもので、この送風機５の後流側にはエバ
ポレータ６が配置されており、このエバポレータ
６で冷却された空気が図示しない吹出口から室内
へ吹出される。

上記エバポレータ６は、コンプレツサ７、コン
デンサ８、リキツドタンク９及び膨張弁１０と共
に配管結合されて冷房サイクルを構成している。
コンプレツサ７は、電磁クラツチ１１を介して駆
動源たるエンジンに連結され、この電磁クラツチ
１１を断続することによつて駆動停止の制御がな
される。そして、エバポレータ６の出口側には例
えばサーミスタから成るエバポレータセンサ１２
と凍結センサ１３とが設けられている。エバポレ
ータセンサ１２は、エバポレータ６のフイン間に
挿入されて実際のエバポレータ６の温度を、又は
エバポレータ６から若干離れてエバポレータ６を
通過した空気の温度を検出し、実質的にエバポレ
ータ６の平均的な温度を検出するようになつてい
る。また、凍結センサ１３は、エバポレータ６の
凍結しやすい部分の凍結を検出するもので、例え
ば通風ダクト１の飛水防止用の立上り壁１ａに対
向するエバポレータ６の下部に設けられており、
該部分が凍結すると、送風を受けないので、その
抵抗値が急激に低下する。そして、該エバポレー
タセンサ１２と凍結センサ１３との出力は制御回
路１４に入力され、この制御回路１４からの出力
によつて前記電磁クラツチ１１の断続が制御され
るようになつており、制御回路１４の具体例が第
２図に示されている。

第２図において、制御回路１４は、従来と同様
のサーモスタツト１５を含んでいる。このサーモ
スタツト１５について、簡単に説明すると、該サ
ーモスタツト１５は、第１の比較器１６を有し、
この第１の比較器１６で抵抗１７と前記エバポレ
ータセンサ１２とで発生する入力電圧V₁を抵抗
１８，１９で発生する一定の基準電圧V₂と比較
し、トランジスタ２０とリレー２１を介して前記
電磁クラツチのコイル１１ａへの通電を制御し、
前記エバポレータ６の温度を所定値に保つように
するものである。尚、２２は電源、２３はイグニ
ツシヨンスイツチ、２４は送風機スイツチ、２５
はエアコンスイツチであり、かかるスイツチ２３
〜２５のすべてが閉じられたときに前記コンプレ
ツサが駆動可能状態となる。

しかして、前記凍結センサ１３と抵抗２６とで
発生する電圧V₃が第２の比較器２７の反転入力
端子に印加されると共にに、該比較器２７の非反
転入力端子には前記サーモスタツト１５の入力電
圧V₁が印加される。また、この第２の比較器２
７の出力端子は、該第２の比較器２７側を順方向
とするダイオード３５を介して前記第１の比較器
１６の反転入力端子に接続されており、制御変更
手段が構成されている。尚、前記比較器１６，２
７には抵抗２８，２９を介して正帰還が施され、
ハンチングを防止するようになつている。

上記構成において、第５図を参照しながら、上
記実施例の作用について説明すれば、前記スイツ
チ２３〜２５を閉じた当初にあつては、エバポレ
ータ６の温度が高くて部分凍結も当然していない
ので、凍結センサ１３は送風を受けて冷却され、
その抵抗値が高いので、V₃＞V₁となつて第２の
比較器２７の出力は“Ｌ”となる。したがつて、
第１の比較器１６の反転入力がほぼ接地電位とな
るので、該第１の比較器１６の出力は“Ｈ”であ
り、トランジスタ２０が導通し、リレー２１が作
動し、前記電磁クラツチ１１のコイル１１ａに通
電され、コンプレツサ７が駆動する。この結果エ
バポレータ６の温度が徐々に下がり始め、ついに
は部分凍結し、凍結センサ１３の抵抗値が急激に
低下してV₃＜V₁となるので、第２の比較器２７
の出力が“Ｈ”に反転する。このときエバポレー
タ６の温度をt4とすると、該温度t4がサーモスタ
ツト１５による下限の温度t2よりも低ので、V₁
≧V₂であり、そのため、第１の比較器１６の出
力が“Ｌ”となり、コンプレツサ７の駆動が停止
し、エバポレータ６の温度が上昇する。そして、
サーモスタツト１５による上限の温度t1で上昇す
ると、V₁＜V₂となつてコンプレツサ７が駆動し、
かかるサーモスタツト１５の制御が有効となつ
て、エバポレータ６の温度が凍結を生じない所定
値内t1〜t2に保たれる。しかしながら、このよう
な状態にあつては、エバポレータ６の部分凍結が
徐々に解消されていつて、ついには凍結センサ１
３に送風されるようになり、再び第２の比較器２
７の出力が“Ｌ”となつてコンプレツサ７が強制
的に駆動され、エバポレータ６の温度がt4まで下
がるようになる。したがつて、凍結温度をt3（t2
＞t3＞t4）とすると、エバポレータ６の平均温度
は、凍結温度t3の直上となつて、サーモスタツト
１５による下限の温度t2よりも当然低くなる。

第３図、第４図において、この考案の他の実施
例が示され、該他の実施例は、その凍結センサ１
３の構成を異にしており、凍結センサ１３は風量
感知型で、エバポレータ６の出口側に小筒３０を
設けると共に、該小筒３０内に風量感知スイツチ
３１を配置してある。この風量感知スイツチ３１
は、その可動接点３１ａが送風の有無によつて動
き、送風があるとき（凍結を生じていないとき）
にはスプリング３２に抗して一方の固定接点３１
ｂに接し、送風がないとき（凍結を生じたとき）
には他方の固定接点３１ｃに接する。尚、スプリ
ング３２は必要に応じて設けられるもので、可動
接点３１ａの自重のみによつて戻すようにしても
よい。そして、可動接点３１ａは接地されている
と共に、固定接点３１ｂ，３１ｃがナンドゲード
３３ａ，３３ｂから成るRSフリツプフロツプ３
３の入力端子に接続され、さらに該RSフリツプ
フロツプ３３の出力端子がダイオード３４を介し
て同様のサーモスタツト１５の抵抗１８，１９の
接続点に接続されている。したがつて、前記エバ
ポレータの一部分が凍結するまでは、RSフリツ
プフロツプ３３の一方に“Ｌ”の信号が入力され
るので、他方に“Ｌ”の信号が入力されるまでは
該RSフリツプフロツプ３３の出力は“Ｈ”で、
第１の比較器１６の基準電圧を引下げてその出力
を強制的に“Ｈ”に維持するので、コンプレツサ
を駆動させ続け、一方、凍結を生じると、RSフ
リツプフロツプ３３の出力が反転し、サーモスタ
ツト１５による制御に変更するようになる。

尚、凍結センサ１３については、上記２つの実
施例におけるものに限定されることはなく、例え
ば凍結を直接検出する光センサであつてもよい
し、エバポレータの入口側と出口側の差圧によつ
て検出してもよい。また、電気式サーモスタツト
ではなくて機械式のサーモスタツトについてもこ
の考案を適用することができ、例えば凍結を検出
するまではアクチユエータを介して接点間を強制
的に接触させる等により行なうことができる。ま
た、エバポレータセンサ１２については、実質的
にエバポレータ６の温度を検出するものであれば
足りるので、エバポレータ６の冷媒出口側の配管
温度や圧力を検出するものであつてもよい。さら
に、上記２つの実施例にあつては、コンプレツサ
７の駆動を電磁クラツチ１１の断続で制御するよ
うになつているが、コンプレツサ７自身の吐出容
量を変える方式であつてもよく、例えば部分凍結
を生じるまではコンプレツサ７を大容量で駆動さ
せ続けるようにすることもできる。

以上述べたように、この考案によれば、エバポ
レータの凍結しやすい部分の凍結を検出するまで
はコンプレツサを駆動させ続け、部分凍結を生じ
たときにサーモスタツトでコンプレツサを制御す
るようにしたので、凍結しやすい部分以外の凍結
を防止しつつエバポレータの平均温度を低下させ
ることができるので、本来の冷房能力を十分発揮
させることができる。また、この結果、冷房能力
が向上することになるので、エバポレータを小
型、軽量にすることができる等の効果を奏するも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の冷房装置の概略を示す構成
図、第２図は同上に用いた制御回路を示す回路
図、第３図は他の実施例に用いた凍結センサを示
す断面図、第４図は同上の凍結センサを用いた制
御回路を示す回路図、第５図はエバポレータの温
度変化を示すタイムチヤートである。 ６……エバポレータ、７……コンプレツサ、１
２……エバポレータセンサ、１３……凍結セン
サ、１４……制御回路、１５……サーモスタツ
ト。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. エバポレータの温度を実質的に検出するエバポ
   レータセンサの出力の応じてコンプレツサの駆動
   を制御して、前記エバポレータの温度を所定値に
   保つサーモスタツトを有する冷房装置の凍結防止
   装置にあつて、前記エバポレータの凍結しやすい
   部分の凍結を検出する凍結センサを設け、この凍
   結センサの出力で前記エバポレータの凍結しやす
   い部分の凍結を検出するまでは前記エバポレータ
   センサの出力をキヤンセルして、前記コンプレツ
   サを強制的に駆動させ、該凍結センサで前記部分
   の凍結を検出し、且つ凍結中は前記エバポレータ
   センサの出力による制御を有効とする制御変更手
   段を備えるようにしたことを特徴とする冷房装置
   の凍結防止装置。