JPH0814711A - 電磁弁一体型レシーバおよび冷凍サイクル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電磁弁１６を閉じた時に生じる圧力変動（圧
力上昇）を抑えて冷媒配管やリヤ側蒸発器の振動を抑え
るとともに、圧力変動に伴う衝撃音を低減することにあ
る。 【構成】 電磁弁一体型レシーバ４は、レシーバ１４、
三方分岐体１５、および電磁弁１６を一体化したもので
ある。三方分岐体１５は、レシーバ１４の容器本体１４
ａに螺子固定されて、レシーバ１４の出口管１４ｃに連
通する入口通路１５ａ、この入口通路１５ａに連通する
第１出口通路１５ｂと第２出口通路１５ｃを備える。第
１出口通路１５ｂはフロント側蒸発器を備える主冷媒通
路９に接続されて、第２出口通路１５ｃはリヤ側蒸発器
を備える副冷媒通路１０に接続される。電磁弁１６は、
三方分岐体１５に螺子固定されて、コイル１６ｅが通電
を受けた時に三方分岐体１５の第２出口通路１５ｃを開
き、コイル１６ｅへの通電が停止された時に第２出口通
路１５ｃを閉じる．

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷凍サイクルに使用さ
れる電磁弁一体型レシーバに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、乗用車やワゴン車に搭載され
る空気調和装置では、車室内の前席側と後席側とを独立
して冷房することのできるデュアルエアコンシステムが
ある。このシステムは、前席側の冷房を行なうフロント
側蒸発器と、後席側の冷房を行なうリヤ側蒸発器とを備
え、そのフロント側蒸発器とリヤ側蒸発器とが１つの冷
凍サイクル中に並列に接続されて、リヤ側蒸発器のみ冷
媒の流れを停止できるように、リヤ側蒸発器の上流に電
磁弁が設置されている。従って、後席側を冷房しない時
は、電磁弁を閉じてリヤ側蒸発器への冷媒の流れを停止
することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のシス
テムでは、図３に模式的に示すように、電磁弁１００の
上流に液冷媒を貯留するレシーバ２００が配置されるこ
とから、電磁弁１００を閉じた時に、それまで冷媒配管
３００を流れていた高圧液冷媒の流れが急激に止められ
るため、過渡的な圧力変動（圧力上昇）を招く、所謂ウ
ォータハンマ現象が生じる。その結果、冷媒配管３００
やリヤ側蒸発器が振動したり、圧力変動に伴う衝撃音
（ウォータハンマ音）を発生するという不具合を生じ
る。

【０００４】このウォータハンマ現象は、電磁弁１００
が閉じて液冷媒の流れが止められると、それまでレシー
バ２００から電磁弁１００までの冷媒配管３００を流れ
ていた高圧液冷媒の運動エネルギーが液冷媒を圧縮する
エネルギーに変換されて、その圧縮エネルギーが急激に
高くなることで生じる。従って、ウォータハンマ現象に
よる衝撃圧力を低減するためには、電磁弁１００が閉じ
た時に液冷媒を圧縮する圧縮エネルギーとなる液冷媒の
運動エネルギーを小さくすれば良い。

【０００５】この運動エネルギーは、レシーバ２００か
ら電磁弁１００までの距離Ｌが長くなる程、大きくなる
ため、電磁弁１００を閉じた時の衝撃圧力を低減するた
めには、レシーバ２００から電磁弁１００までの距離Ｌ
を短くすることが効果的であると言える。

【０００６】なお、電磁弁を車体側へ取付ける際に、電
磁弁の取付けブラケットと車体側との間にゴム等の弾性
体を介在させることで振動を防止したり、マフラーやホ
ース等を使用して電磁弁を閉じた時の圧力変動を減衰す
る等の方法があるが、いずれも十分な効果を得ることは
できず、また、別部品を使用することでコスト高を招く
ことにもなっている。本発明は、上記事情に基づいて成
されたもので、その目的は、電磁弁を閉じた時に生じる
所謂ウォータハンマ現象による配管や蒸発器の振動を抑
えるとともに、圧力変動に伴う衝撃音の低減を図ること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、請求項１において、内部に所定量の冷媒
を貯留することのできる容器本体、およびこの容器本体
に貯留された冷媒を前記容器本体の外部へ導く流出通路
を有するレシーバと、前記容器本体に組付けられて、前
記流出通路に連通する入口通路、この入口通路より分岐
してそれぞれ外部に開口する第１出口通路と第２出口通
路が形成された三方分岐体と、前記第２出口通路を開閉
可能に設けられた弁体を有し、電磁力を利用して前記弁
体を駆動する電磁弁とを備え、前記レシーバ、前記三方
分岐体、および前記電磁弁を一体化したことを技術的手
段とする。

【０００８】また、請求項２では、一台の冷媒圧縮機に
対して第１冷媒蒸発器と第２冷媒蒸発器とを備える冷凍
サイクルにおいて、請求項１に記載された電磁弁一体型
レシーバを冷媒凝縮器の下流に配置して、前記三方分岐
体の前記第１出口通路に前記第１冷媒蒸発器を有する第
１冷媒通路が接続され、前記第２出口通路に前記第２冷
媒蒸発器を有する第２冷媒通路が接続されたことを特徴
とする。

【０００９】請求項３では、前記第１冷媒通路には、前
記第１冷媒蒸発器より上流に、前記レシーバより送られ
た冷媒を減圧膨脹する第１減圧手段が設けられて、前記
第２冷媒通路には、前記第２冷媒蒸発器より上流に、前
記レシーバより送られた冷媒を減圧膨脹する第２減圧手
段が設けられたことを特徴とする。

【００１０】

【作用および発明の効果】請求項１に示す本発明の電磁
弁一体型レシーバは、レシーバ、三方分岐体、および電
磁弁を一体化することにより、レシーバと電磁弁とを近
接して配置することができる。つまり、レシーバ、三方
分岐体、および電磁弁をそれぞれ配管で接続して構成し
た場合と比較して、レシーバと電磁弁との距離を小さく
することができる。その結果、電磁弁が閉じた時、つま
り電磁弁の弁体が三方分岐体の第２出口通路を閉じた時
に生じる圧力上昇が緩和されて、ウォータハンマ現象に
よる衝撃圧力を低減することができる。

【００１１】

【実施例】次に、本発明の電磁弁一体型レシーバを備え
た冷凍サイクルの一実施例を図１および図２に基づいて
説明する。図１は電磁弁一体型レシーバの断面図であ
る。本実施例の冷凍サイクル１は、車両用空気調和装置
に適用されて、車室内の前席側と後席側とをそれぞれ独
立して冷房することのできるデュアルエアコンシステム
を構成する。

【００１２】この冷凍サイクル１は、図２に示すよう
に、冷媒圧縮機２、冷媒凝縮器３、電磁弁一体型レシー
バ４、フロント側膨脹弁５（第１減圧手段）、フロント
側蒸発器６（第１冷媒蒸発器）、リヤ側膨脹弁７（第２
減圧手段）、リヤ側蒸発器８（第２冷媒蒸発器）の各機
能部品より構成され、電磁弁一体型レシーバ４と冷媒圧
縮機２との間で、フロント側膨脹弁５とフロント側蒸発
器６とを有する主冷媒通路９（第１冷媒通路）に対して
リヤ側膨脹弁７とリヤ側蒸発器８とを有する副冷媒通路
１０（第２冷媒通路）が並列に分岐接続されている。

【００１３】冷媒圧縮機２は、電磁クラッチ１１を介し
て車両の走行用エンジン１２によって駆動され、吸引し
たガス冷媒を圧縮して吐出する。冷媒凝縮器３は、冷媒
圧縮機２より吐出された高温高圧の冷媒をクーリングフ
ァン１３の送風を受けて凝縮液化する。

【００１４】電磁弁一体型レシーバ４は、図１に示すよ
うに、冷媒凝縮器３で凝縮液化された冷媒を貯留して液
冷媒を送り出すレシーバ１４、このレシーバ１４より流
出した冷媒をフロント側膨脹弁５とリヤ側膨脹弁７とに
分岐して流すための三方分岐体１５、およびこの三方分
岐体１５のリヤ側膨脹弁７に通じる冷媒通路（下述す
る）を開閉する電磁弁１６を一体化したものである。な
お、レシーバ１４、三方分岐体１５、および電磁弁１６
の各構造は後述する。

【００１５】フロント側膨脹弁５およびリヤ側膨脹弁７
は、それぞれ主冷媒通路９および副冷媒通路１０におい
てフロント側蒸発器６およびリヤ側蒸発器８の上流に配
置されて、レシーバ１４より導かれた冷媒を減圧膨脹す
る。なお、本実施例のフロント側膨脹弁５およびリヤ側
膨脹弁７は、それぞれフロント側蒸発器６およびリヤ側
蒸発器８より流出する出口冷媒の過熱度が略一定となる
ように、通過する冷媒流量を調節する温度作動式膨脹弁
である。

【００１６】フロント側蒸発器６およびリヤ側蒸発器８
は、それぞれフロント側膨脹弁５およびリヤ側膨脹弁７
で減圧膨脹された低温低圧の冷媒と室内ファン１７、１
８によって送風された空気との熱交換を行なう。

【００１７】次に、上述の電磁弁一体型レシーバ４の構
造を図１に基づいて説明する。レシーバ１４は、内部に
所定量の冷媒を貯留することのできる容器本体１４ａを
備える。この容器本体１４ａには、冷媒凝縮器３の冷媒
出口と冷媒配管１９によって連絡されて、冷媒凝縮器３
で凝縮液化された冷媒を容器本体１４ａ内へ流入させる
流入路１４ｂが形成されるとともに、容器本体１４ａに
貯留された液冷媒を容器本体１４ａの外部へ導く出口管
１４ｃ（本発明の流出通路）が設けられている。この出
口管１４ｃは、先端が容器本体１４ａの底部まで延びて
開口し、後端が容器本体１４ａの頭部に形成された凹部
１４ｄに開口する。この凹部１４ｄは、三方分岐体１５
を組付けるために形成されたものである。

【００１８】三方分岐体１５には、入口通路１５ａ、第
１出口通路１５ｂ、および第２出口通路１５ｃが形成さ
れている。入口通路１５ａは、一端（図１の下端）が流
入口として外部に開口し、他端が流入口と反対側に電磁
弁１６の弁体を挿入するために開口された開口孔に通じ
る。第１出口通路１５ｂは、入口通路１５ａの途中から
直角方向に分岐して、先端が第１流出口として外部に開
口する。第２出口通路１５ｃは、開口孔を介して入口通
路１５ａと連通し、入口通路１５ａに対し直角方向（第
１出口通路１５ｂと同方向）に延びて、先端が第２流出
口として外部に開口する。

【００１９】入口通路１５ａの他端側には、電磁弁１６
のプランジャ１６ａ（本発明の弁体）が着座する円錐状
の弁座１５ｄが形成されており、この弁座１５ｄにプラ
ンジャ１６ａが着座することで入口通路１５ａと第２出
口通路１５ｃとの間が遮断され（以下第２出口通路１５
ｃを閉じると言う）、弁座１５ｄからプランジャ１６ａ
が離れることで入口通路１５ａと第２出口通路１５ｃと
が連通する。一方、入口通路１５ａと第１出口通路１５
ｂとは常に導通している。

【００２０】入口通路１５ａの開口端側外周には、フラ
ンジ１５ｅが設けられて、このフランジ１５ｅより先端
側が容器本体１４ａとの組付けを行なう継手部１５ｆと
して設けられている。また第１出口通路１５ｂおよび第
２出口通路１５ｃの開口端側外周には、それぞれ冷媒配
管（主冷媒通路９、副冷媒通路１０）との接続を行なう
配管継手部１５ｇ、１５ｈが設けられている。

【００２１】この三方分岐体１５は、レシーバ１４の容
器本体１４ａに形成された凹部１４ｄに入口通路１５ａ
の外周に設けられた継手部１５ｆを螺着して容器本体１
４ａに固定される。これにより、レシーバ１４の出口管
１４ｃと三方分岐体１５の入口通路１５ａとが連通す
る。なお、三方分岐体１５と容器本体１４ａとの組付け
部は、入口通路１５ａの外周に設けられたフランジ１５
ｅと容器本体１４ａとの間に介在されたＯリング２０に
よってシールされる。

【００２２】また、第１出口通路１５ｂには、配管継手
部１５ｇを介して主冷媒通路９と接続され、第２出口通
路１５ｃには、配管継手部１５ｈを介して副冷媒通路１
０と接続される。なお、上述したリヤ側膨脹弁７に通じ
る冷媒通路とは、第２出口通路１５ｃである。

【００２３】電磁弁１６は、三方分岐体１５への組付け
を行なう連結筒１６ｂ、この連結筒１６ｂに連結された
円筒形のプランジャ筒１６ｃ、ボビン１６ｄに巻回され
てプランジャ筒１６ｃの外周に配置されるコイル１６
ｅ、プランジャ筒１６ｃ内の上端側に固定された鉄心１
６ｆ、プランジャ筒１６ｃ内で摺動可能に配されたプラ
ンジャ１６ａ、プランジャ筒１６ｃ内で鉄心１６ｆとプ
ランジャ１６ａとの間に配されて、プランジャ１６ａを
図示下方へ付勢するスプリング１６ｇ等より構成され
る。

【００２４】この電磁弁１６は、プランジャ１６ａの先
端側が三方分岐体１５の開口孔に挿入された状態で、連
結筒１６ｂにより三方分岐体１５に螺子固定されてい
る。開口孔に挿入されたプランジャ１６ａは、プランジ
ャ筒１６ｃ内を図示下方へ移動した時に、三方分岐体１
５の入口通路１５ａに形成された弁座１５ｄとの間で第
２出口通路１５ｃを閉じるように、その先端部が弁座１
５ｄに対応する円錐形状（テーパ形状）に設けられてい
る。

【００２５】この電磁弁１６は、コイル１６ｅが通電さ
れると、コイル１６ｅに発生する磁力により鉄心１６ｆ
が磁化されて電磁石となる。このため、磁性体であるプ
ランジャ１６ａがスプリング１６ｇの付勢力に抗して鉄
心１６ｆに吸着される。つまり、プランジャ筒１６ｃ内
を図示上方へ移動することになる。その結果、プランジ
ャ１６ａの先端が弁座１５ｄより離れることで、三方分
岐体１５の入口通路１５ａと第２出口通路１５ｃとが連
通する。

【００２６】また、コイル１６ｅへの通電が停止する
と、磁力の消滅に伴って、それまで鉄心１６ｆに吸着さ
れていたプランジャ１６ａがスプリング１６ｇの付勢力
によって押圧される。つまり、プランジャ筒１６ｃ内を
図示下方へ移動して、プランジャ１６ａの先端が弁座１
５ｄに当接（着座）することにより、第２出口通路１５
ｃを閉じる。

【００２７】次に、本実施例の作動を説明する。 イ）前席側と後席側とを共に冷房する場合。 電磁弁１６をＯＮ（コイル１６ｅを通電する）して、三
方分岐体１５の第２出口通路１５ｃを開く（入口通路１
５ａと第２出口通路１５ｃとが連通する）。これによ
り、レシーバ１４の出口管１４ｃより流出する高圧液冷
媒は、三方分岐体１５の入口通路１５ａより第１出口通
路１５ｂと第２出口通路１５ｃの両方に流れて、それぞ
れ主冷媒通路９および副冷媒通路１０へ導かれる。

【００２８】主冷媒通路９および副冷媒通路１０を流れ
る冷媒は、フロント側膨脹弁５およびリヤ側膨脹弁７で
減圧膨脹されて低温低圧のガス状冷媒となり、それぞれ
フロント側蒸発器６およびリヤ側蒸発器８で周囲の空気
より蒸発潜熱を奪って蒸発する。このフロント側蒸発器
６およびリヤ側蒸発器８で冷却された空気が、それぞれ
室内ファン１７、１８によって車室内へ送られることに
より、前席側および後席側の冷房が行なわれる。

【００２９】ロ）前席側のみ冷房する場合。 電磁弁１６をＯＦＦ（コイル１６ｅを通電停止する）し
て、三方分岐体１５の第２出口通路１５ｃを閉じる。こ
れにより、レシーバ１４の出口管１４ｃより流出する高
圧液冷媒は、三方分岐体１５の入口通路１５ａより第１
出口通路１５ｂのみを流れて主冷媒通路９へ導かれ、フ
ロント側膨脹弁５で減圧膨脹された後、フロント側蒸発
器６で周囲の空気より蒸発潜熱を奪って蒸発する。この
フロント側蒸発器６で冷却された空気が室内ファン１７
によって車室内へ送られることにより、前席側の冷房が
行なわれる。

【００３０】この電磁弁１６をＯＦＦする時（第２出口
通路１５ｃを閉じる時）には、高圧液冷媒の圧縮エネル
ギーが急激に上昇することにより、所謂ウォータハンマ
現象が生じる。このウォータハンマ現象における圧縮エ
ネルギー（ΔＰmax ）は、以下の式（Joukowski の式）
によって求められる。

【数１】ΔＰmax ＝ρ・２Ｌ／Ｔｓ・Ｖ×１０^-3 ρ（kg／m³）：液冷媒密度 Ｌ（ｍ）：レシーバ１４から電磁弁１６までの距離（図
３参照） Ｖ（ｍ／ｓ）：流速

【００３１】この式で示されるように、圧縮エネルギー
の上昇ΔＰmax を抑えるためには、レシーバ１４から電
磁弁１６までの距離Ｌを小さくすれば良いことが分か
る。本実施例では、レシーバ１４と電磁弁１６とを三方
分岐体１５とともに一体化したことにより、レシーバ１
４から電磁弁１６までの距離Ｌ（本実施例ではレシーバ
１４の出口管１４ｃと三方分岐体１５の入口通路１５ａ
の長さ）を最小に設定することができる。その結果、電
磁弁１６をＯＦＦした時の圧縮エネルギーの上昇ΔＰma
x を抑えることができるため、その圧縮エネルギーの上
昇ΔＰmax による衝撃力が小さくなり、冷媒配管やリヤ
側蒸発器８の振動が抑えられるとともに、ウォータハン
マ音が低減される。

【００３２】また、従来の三方分岐体１５は、レシーバ
１４および電磁弁１６と別体で配管途中に設けていた
が、本実施例では、電磁弁１６とともにレシーバ１４と
一体化したことにより、三方分岐体１５と冷媒配管との
接続用ジョイントが少なくなり、低コスト化を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】電磁弁一体型レシーバの断面図である。

【図２】本実施例の冷凍サイクル図である。

【図３】レシーバと電磁弁との模式図である。

【符号の説明】

１ 冷凍サイクル ２ 冷媒圧縮機 ３ 冷媒凝縮器 ４ 電磁弁一体型レシーバ ５ フロント側膨脹弁（第１減圧手段） ６ フロント側蒸発器（第１冷媒蒸発器） ７ リヤ側膨脹弁（第２減圧手段） ８ リヤ側蒸発器（第２冷媒蒸発器） ９ 主冷媒通路（第１冷媒通路） １０ 副冷媒通路（第２冷媒通路） １４ レシーバ １４ａ 容器本体 １４ｃ 出口管（流出通路） １５ 三方分岐体 １５ａ 入口通路 １５ｂ 第１出口通路 １５ｃ 第２出口通路 １６ 電磁弁 １６ａ プランジャ（弁体）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ａ）内部に所定量の冷媒を貯留することの
   できる容器本体、およびこの容器本体に貯留された冷媒
   を前記容器本体の外部へ導く流出通路を有するレシーバ
   と、 ｂ）前記容器本体に組付けられて、前記流出通路に連通
   する入口通路、この入口通路より分岐してそれぞれ外部
   に開口する第１出口通路と第２出口通路が形成された三
   方分岐体と、 ｃ）前記第２出口通路を開閉可能に設けられた弁体を有
   し、電磁力を利用して前記弁体を駆動する電磁弁とを備
   え、 前記レシーバ、前記三方分岐体、および前記電磁弁を一
   体化したことを特徴とする電磁弁一体型レシーバ。
2. 【請求項２】一台の冷媒圧縮機に対して第１冷媒蒸発器
   と第２冷媒蒸発器とを備える冷凍サイクルにおいて、 請求項１に記載された電磁弁一体型レシーバを冷媒凝縮
   器の下流に配置して、 前記三方分岐体の前記第１出口通路に前記第１冷媒蒸発
   器を有する第１冷媒通路が接続され、前記第２出口通路
   に前記第２冷媒蒸発器を有する第２冷媒通路が接続され
   たことを特徴とする冷凍サイクル。
3. 【請求項３】前記第１冷媒通路には、前記第１冷媒蒸発
   器より上流に、前記レシーバより送られた冷媒を減圧膨
   脹する第１減圧手段が設けられて、 前記第２冷媒通路には、前記第２冷媒蒸発器より上流
   に、前記レシーバより送られた冷媒を減圧膨脹する第２
   減圧手段が設けられたことを特徴とする請求項２に記載
   された冷凍サイクル。