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公開番号2025082933
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-30
出願番号2023196512
出願日2023-11-20
発明の名称バルブユニット
出願人株式会社テージーケー
代理人弁理士法人インターブレイン
主分類F25B 49/02 20060101AFI20250523BHJP(冷凍または冷却;加熱と冷凍との組み合わせシステム;ヒートポンプシステム;氷の製造または貯蔵;気体の液化または固体化)
要約【課題】自然冷媒を採用する冷凍サイクルにおいて冷媒漏れが生じたとしても有効に対処できるシステム構成を提供する。
【解決手段】冷凍サイクルは、冷媒を循環させる冷媒循環通路と、冷媒循環通路に配置され、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、冷媒循環通路における圧縮機の下流側に配置される第1熱交換器と、冷媒循環通路における圧縮機の上流側に配置される第2熱交換器と、を備える。バルブユニット114は、第1熱交換器から第2熱交換器へ向けて流れる冷媒を減圧膨張する電動膨張弁1と、冷媒循環通路からの冷媒漏れを検出するためのセンサ162と、を一体に備える。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
冷媒を循環させる冷媒循環通路と、
前記冷媒循環通路に配置され、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、
前記冷媒循環通路における前記圧縮機の下流側に配置される第１熱交換器と、
前記冷媒循環通路における前記圧縮機の上流側に配置される第２熱交換器と、
を備える冷凍サイクルに適用されるバルブユニットであって、
前記第１熱交換器から前記第２熱交換器へ向けて流れる冷媒を減圧膨張する電動膨張弁と、前記冷媒循環通路からの冷媒漏れを検出するためのセンサと、を一体に備えることを特徴とするバルブユニット。
続きを表示（約 570 文字）【請求項２】
前記電動膨張弁の弁開度を制御する制御回路と、前記制御回路に電力を供給する電源回路と、外部制御装置と通信を行うための通信回路と、が実装された回路基板を備え、
前記センサへの電力が前記回路基板を介して供給されることを特徴とする請求項１に記載のバルブユニット。
【請求項３】
前記回路基板に前記センサが設けられていることを特徴とする請求項２に記載のバルブユニット。
【請求項４】
前記電動膨張弁は、弁部を収容するボディと、前記弁部を駆動するモータユニットと、を組み付けて構成され、
前記モータユニットは、ロータおよびステータを内包するとともに前記回路基板を収容するケースを有し、
前記ケースには、前記回路基板を収容する空間と外部とを連通させるための通気口と、前記通気口を水密かつ通気可能に塞ぐ防水部材と、が設けられていることを特徴とする請求項３に記載のバルブユニット。
【請求項５】
前記センサの出力情報が、前記通信回路を経由して前記外部制御装置へ送信されることを特徴とする請求項２に記載のバルブユニット。
【請求項６】
前記冷媒が、炭化水素を主成分とする燃焼性の自然冷媒であることを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載のバルブユニット。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍サイクルの冷媒漏れ対策に好適なバルブユニットに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
近年の電気自動車の普及に伴い、その空調システムの開発も進められている。電気自動車は内燃機関による熱源そのものがないため、冷房のみならず暖房にも冷媒を用いてサイクル運転を行うヒートポンプ式の冷暖房装置が採用されている（特許文献１参照）。このような冷暖房装置は、冷媒循環通路に圧縮機、室外熱交換器、膨張装置、蒸発器、室内熱交換器等を配置して構成されるが、使用する冷媒の種類に応じて最適となる冷媒循環通路の構成や各機器の配置構成などが変わる。
【０００３】
近年は地球温暖化対策の一環として、フッ素系冷媒の中でもオゾン層破壊係数や地球温暖化係数の低いものが採用されているが、より環境への負荷が小さい自然冷媒への転換も検討されている。例えば、プロパンや二酸化炭素などが比較的冷凍効果が高い自然冷媒として知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２２－１１５７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、このような冷媒の大気中への漏れを防止することはもちろん必要であるが、万が一漏れたときには速やかに検知し、冷凍サイクルを停止させるなどのしかるべき措置をとらなければならない。そこで、冷媒漏れを検知するセンサを設けることが考えられるが、そのセンサの設置には工夫を要する。特にプロパンなど炭化水素を主成分とする冷媒は燃焼性が高いため（つまり強燃性であるため）、冷媒循環通路で使用可能な容量が国内外において規制されている。このため、冷媒循環通路を構成する機器や配管の容量も小さくまとめる必要がある。一方で、圧縮機およびその近傍は高温になるため、センサの設置環境としては適さない。
【０００６】
本発明の目的の一つは、冷凍サイクルにおける冷媒漏れを検出するセンサについて好適な設置構成を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある態様は、冷媒を循環させる冷媒循環通路と、冷媒循環通路に配置され、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、冷媒循環通路における圧縮機の下流側に配置される第１熱交換器と、冷媒循環通路における圧縮機の上流側に配置される第２熱交換器と、を備える冷凍サイクルに適用されるバルブユニットである。このバルブユニットは、第１熱交換器から第２熱交換器へ向けて流れる冷媒を減圧膨張する電動膨張弁と、冷媒循環通路からの冷媒漏れを検出するためのセンサと、を一体に備える。
【０００８】
この態様によると、冷媒漏れを検出するためのセンサが電動膨張弁と一体化される。冷凍サイクルを機能させるためには圧縮機、第１熱交換器、第２熱交換器および膨張装置が最低限必要になるところ、その膨張装置として機能する電動膨張弁にセンサを一体に設けることとした。すなわち、圧縮機は高温となるため、センサの設置対象としては適さない。熱交換器は一般に熱交換のためのヒートシンク構造（凹凸構造）を有するため、センサを設置するためには専用の治具等が必要となる。この点、電動膨張弁にはそのような問題がなく、センサを容易に設置できる。またそれにより、センサの設置対象とならない配管を小さくする、あるいは少なくすることもできるため、強燃性の自然冷媒を用いる場合にも問題なく実現できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、冷凍サイクルにおける冷媒漏れを検出するセンサについて好適な設置構成を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施形態に係る車両用冷暖房装置のシステム構成図である。
冷暖房装置の動作を表す図である。
冷媒ユニットの構成を表す斜視図である。
バルブユニットの構成を表す断面図である。
通気構造を表す図である。
変形例に係るバルブユニットの構成を表す部分拡大断面図である。
センサユニットの構成を表す図である。
センサユニットの膨張弁への取付方法を表す図である。
変形例にかかるシステム構成を表す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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