(57)【要約】【課題】気液分離器に乾燥剤を組み付ける作業にかかる手間を減らすこと。【解決手段】気液分離器４０は、タンク部４１内の液相冷媒を流出させるための第１出口管４３と、タンク部４１内の気相冷媒を流出させるための第２出口管４４と、第２出口管４４の外周との間に気相冷媒を流通させるための流路を形成する外管部４５ｇと、第１出口管４３及び外管部４５ｇを支持する支持部材４５と、タンク部４１内の水分を吸着する乾燥剤５０と、を備える。支持部材４５は、タンク部４１の内壁面４１ａとの間に配置される乾燥剤５０に当接して乾燥剤５０の移動を規制する規制部４５ｊを有する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流通する冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離する気液分離器であって、
流入した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して貯留するタンク部と、
前記タンク部内の液相冷媒を流出させるための第１出口管と、
前記タンク部内の気相冷媒を流出させるための第２出口管と、
前記第２出口管の外周との間に気相冷媒を流通させるための流路を形成する外管部と、
前記第１出口管及び前記外管部を支持する支持部材と、
前記タンク部内の水分を吸着する乾燥剤と、を備え、
前記支持部材は、前記タンク部の内壁面との間に配置される前記乾燥剤の移動を規制する規制部を有する、
ことを特徴とする気液分離器。
【請求項２】
請求項１に記載された気液分離器であって、
前記支持部材は、前記乾燥剤の重量を支持する支持部をさらに有する、
ことを特徴とする気液分離器。
【請求項３】
請求項２に記載された気液分離器であって、
前記第１出口管は、前記支持部材を貫通して前記タンク部内の底部に臨む、
ことを特徴とする気液分離器。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一つに記載された気液分離器であって、
前記規制部は、前記外管部の外周から前記タンク部の内壁面に向かって突出する、
ことを特徴とする気液分離器。
【請求項５】
請求項４に記載された気液分離器であって、
前記規制部は、前記外管部の高さ方向に延在するリブ状に形成されることを特徴とする、
ことを特徴とする気液分離器。
【請求項６】
請求項５に記載された気液分離器であって、
前記規制部は、前記タンク部の内壁面に対する距離が上方で小さくなる間隙を形成する、
ことを特徴とする気液分離器。
【請求項７】
請求項４から６のいずれか一つに記載された気液分離器であって、
前記支持部材は、前記外管部の周方向に離れて延在する複数の前記規制部を有する、
ことを特徴とする気液分離器。
【請求項８】
請求項１から３のいずれか一つに記載された気液分離器であって、
前記支持部材は、前記第１出口管の外周を支持する筒部をさら有し、
前記規制部は、前記筒部から延在して形成される、
ことを特徴とする気液分離器。
【請求項９】
請求項１、２、３、８のいずれか一つに記載された気液分離器であって、
前記規制部は、前記乾燥剤を前記タンク部の内壁面に押し付けるように弾性変形する撓み部を有する、
ことを特徴とする気液分離器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部に乾燥剤を備える気液分離器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、冷凍サイクルにおいて冷媒の気液を分離して液冷媒を溜めてガス冷媒を圧縮機吸入側に導出するアキュムレータが開示されている。
【０００３】
上記アキュムレータは、流入した液冷媒を溜めるタンク本体部と、タンク本体部内のガス冷媒を吸入して導出するＵ字状の冷媒出口管と、タンク本体部内の水分を吸着する乾燥剤と、を備える。乾燥剤は、紐状部材を用いて冷媒出口管に締め付け固定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１２１０３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のアキュムレータでは、乾燥剤を組み付けるのに紐状部材を用いるため、部品点数が増加し、乾燥剤の組み付け作業に手間がかかる。
【０００６】
本発明は、気液分離器に乾燥剤を組み付ける作業にかかる手間を減らすことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある態様によれば、気液分離器は、流通する冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離する気液分離器であって、流入した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して貯留するタンク部と、前記タンク部内の液相冷媒を流出させるための第１出口管と、前記タンク部内の気相冷媒を流出させるための第２出口管と、前記第２出口管の外周との間に気相冷媒を流通させるための流路を形成する外管部と、前記第１出口管及び前記外管部を支持する支持部材と、前記タンク部内の水分を吸着する乾燥剤と、を備え、前記支持部材は、前記タンク部の内壁面との間に配置される前記乾燥剤の移動を規制する規制部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
上記態様では、気液分離器の組み立て時において、支持部材をタンク部に組み付ける際に、支持部材の規制部とタンク部の内壁面との間に乾燥剤が保持される。こうして、気液分離器では、支持部材をタンク部に組み付けるだけで乾燥剤を組み付けられるので、組立作業にかかる手間を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る気液分離器が適用される空調装置の構成図である。
【図２】図２は、冷房運転時における空調装置の冷媒の流れを説明する図である。
【図３】図３は、暖房運転時における空調装置の冷媒の流れを説明する図である。
【図４Ａ】図４Ａは、気液分離器の上面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、気液分離器の正面図である。
【図５】図５は、図４ＡのＶ−Ｖ線における断面図である。
【図６】図６は、図４ＡのＶＩ−ＶＩ線における断面図である。
【図７】図７は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線における断面図である。
【図８】図８は、変形例に係る気液分離器の断面図である。
【図９】図９は、他の変形例に係る気液分離器の断面図である。
【図１０】図１０は、図９のＸ−Ｘ線における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態に係る気液分離器４０について説明する。
【００１１】
まず、図１から図３を参照して、気液分離器４０が適用される空調装置１００について説明する。
【００１２】
図１に示すように、空調装置１００は、冷媒が循環する冷凍サイクル２と、温水が循環する温水サイクル６と、空調に利用される空気が通過するＨＶＡＣ（Ｈｅａｔｉｎｇ  Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ａｉｒ  Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ）ユニット５と、空調装置１００の動作を制御する制御部としてのコントローラ１０と、を備える。空調装置１００は、冷暖房可能なヒートポンプシステムである。空調装置１００は、車両（図示せず）に搭載されて車室（図示せず）内の空調を行う。例えば、冷媒にはＨＦＯ−１２３４ｙｆが用いられ、温水には不凍液が用いられる。
【００１３】
冷凍サイクル２は、圧縮機としてのコンプレッサ２１と、温水−冷媒熱交換器としての水冷コンデンサ２２と、室外熱交換器２３と、気液分離器４０と、内部熱交換器３０と、蒸発器としてのエバポレータ２５と、膨張弁としての温度式膨張弁２６と、絞り機構としての固定絞り２７と、固定絞り２７をバイパスする冷媒が流れるバイパス路２０ａと、バイパス路２０ａを開閉する流路切換弁としての第２流路切換弁２９と、これらを冷媒が循環可能となるように接続する冷媒流路２０と、を備える。冷媒流路２０には、開閉弁としての第１流路切換弁２８が設けられる。
【００１４】
コンプレッサ２１は、ガス状冷媒（気相冷媒）を吸入し圧縮する。これにより、ガス状冷媒は高温高圧になる。
【００１５】
水冷コンデンサ２２は、暖房運転時に、コンプレッサ２１を通過した後の冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する。水冷コンデンサ２２は、コンプレッサ２１によって高温高圧となった冷媒と温水サイクル６を循環する温水との間で熱交換を行い、冷媒の熱を温水に伝達する。水冷コンデンサ２２にて凝縮した冷媒は、固定絞り２７へと流れる。
【００１６】
水冷コンデンサ２２は、コンプレッサ２１にて圧縮された冷媒の熱を用いて、温水サイクル６を循環する温水を介して、車室内に導かれて空調に用いられる空気を加熱する。ここでは、水冷コンデンサ２２と温水サイクル６とが、車室内に導かれる空気を加熱する加熱器に相当する。これに代えて、温水サイクル６を設けずに、コンプレッサ２１にて圧縮された冷媒がヒータコア６２に直接導かれるようにしてもよい。この場合、ヒータコア６２が加熱器に相当する。
【００１７】
室外熱交換器２３は、例えば車両のエンジンルーム（電気自動車においてはモータルーム）内に配置され、冷媒と外気との間で熱交換を行う。室外熱交換器２３は、冷房運転時には凝縮器として機能し、暖房運転時には蒸発器として機能する。室外熱交換器２３には、車両の走行や室外ファン４の回転によって、外気が導入される。
【００１８】
気液分離器４０は、室外熱交換器２３の下流に位置し、室外熱交換器２３から流入した冷媒を、ガス状冷媒（気相冷媒）と液状冷媒（液相冷媒）とに気液分離する。
【００１９】
気液分離器４０は、タンク部４１と、配管接続部４２と、を有する。
【００２０】
タンク部４１は、流入した冷媒を重力によってガス状冷媒と液状冷媒とに分離して貯留する。タンク部４１は、その中心軸が鉛直になるように設けられる。タンク部４１内では、下側に液状冷媒が溜まり、液状冷媒の上側の空間にガス状冷媒が溜まる。
【００２１】
配管接続部４２は、タンク部４１の上部に設けられて、タンク部４１からの冷媒の出入口を形成する。配管接続部４２には、第１流路切換弁２８が設けられる。配管接続部４２には、気液分離器４０に接続されるすべての配管が集約される。よって、第１流路切換弁２８を外部に設ける場合に必要な配管を省略することができるとともに、気液分離器４０と他の構成要素とを接続する配管を簡素化することができる。
【００２２】
気液分離器４０は、暖房運転時には、室外熱交換器２３から流入するガス状冷媒をコンプレッサ２１に導く。気液分離器４０からコンプレッサ２１へは、分離したガス状冷媒のみが流れる。気液分離器４０は、冷房運転時には、室外熱交換器２３から流入する液状冷媒を貯留し、液状冷媒の一部を内部熱交換器３０と温度式膨張弁２６とを介してエバポレータ２５に導く。気液分離器４０から温度式膨張弁２６へは、分離された液状冷媒のみが流れる。図１から図３では、概念図のため省略しているが、ガス状冷媒をコンプレッサ２１に導く通路は、回路内に含まれるオイルの戻りが可能なように構成されている。
【００２３】
気液分離器４０と温度式膨張弁２６との間には、差圧弁３１が設けられる。差圧弁３１は、内部熱交換器３０の上流に設けられる。差圧弁３１は、差圧弁３１の上流側の圧力が設定圧力を超えると開く。この設定圧力は、暖房運転時には差圧弁３１が開かず、冷房運転時にのみ差圧弁３１が開くような圧力に予め設定される。差圧弁３１が設けられることによって、暖房運転時に気液分離器４０から温度式膨張弁２６を介してエバポレータ２５に冷媒が流れることを防止できる。よって、エバポレータ２５が凍結することや、冷媒流路２０内を流れる潤滑用オイルがエバポレータ２５に貯留されることが防止される。なお、差圧弁３１を、内部熱交換器３０と温度式膨張弁２６との間に設けてもよい。
【００２４】
エバポレータ２５は、ＨＶＡＣユニット５内に配置される。エバポレータ２５は、冷凍サイクル２の運転モードが冷房モードである場合に、車室に導かれる空気の熱を冷媒に吸収させて冷媒を蒸発させる。エバポレータ２５にて蒸発した冷媒は、内部熱交換器３０を介して気液分離器４０へと流れる。
【００２５】
温度式膨張弁２６は、内部熱交換器３０とエバポレータ２５との間に配置され、室外熱交換器２３から気液分離器４０及び内部熱交換器３０を介して導かれた液状冷媒を減圧膨張させる。温度式膨張弁２６は、エバポレータ２５を通過した冷媒の温度、即ちガス状冷媒の過熱度に応じて開度を自動的に調節する。
【００２６】
エバポレータ２５の負荷が増加した場合には、ガス状冷媒の過熱度が増加する。そうすると温度式膨張弁２６の開度が大きくなって過熱度を調節する様に冷媒量が増加する。一方、エバポレータ２５の負荷が減少した場合には、ガス状冷媒の過熱度が減少する。そうすると温度式膨張弁２６の開度が小さくなって過熱度を調節する様に冷媒量が減少する。このように、温度式膨張弁２６は、エバポレータ２５を通過したガス状冷媒の温度をフィードバックして、ガス状冷媒が適切な過熱度となるように開度を調節する。
【００２７】
内部熱交換器３０は、温度式膨張弁２６の上流の冷媒とエバポレータ２５の下流の冷媒との間で、温度差を利用して熱交換させる。
【００２８】
固定絞り２７は、水冷コンデンサ２２と室外熱交換器２３との間に配置され、コンプレッサ２１にて圧縮されて水冷コンデンサ２２にて凝縮した冷媒を減圧膨張させる。固定絞り２７には、例えば、オリフィスやキャピラリーチューブが用いられる。固定絞り２７の絞り量は、予め使用頻度の高い特定の運転条件に対応するように設定される。
【００２９】
固定絞り２７に代えて、例えば、少なくとも全開と所定の絞り状態とを有し、段階的に又は無段階に開度を調節できる電磁絞り弁（図示せず）を可変絞り（絞り機構）として用いてもよい。この場合、バイパス路２０ａ及び第２流路切換弁２９を設ける必要はない。電磁絞り弁は、冷房運転時には、冷媒の流れを絞らないように調節され、暖房運転時には、冷媒の流れを絞るように調節される。
【００３０】
第１流路切換弁２８は、開閉によって冷媒の流れを切り換える。第１流路切換弁２８は、コントローラ１０によって制御されるソレノイドを有する電磁弁である。第１流路切換弁２８は、気液分離器４０に一体に設ける。これにより、配管を簡素にできるとともに、空調装置１００全体の構成を簡素にできる。
【００３１】
冷房運転時には、第１流路切換弁２８が閉じられる。これにより、気液分離器４０内で分離された液状冷媒が、内部熱交換器３０、温度式膨張弁２６、及びエバポレータ２５を通過してコンプレッサ２１に導かれる。一方、暖房運転時には、第１流路切換弁２８が開かれる。これにより、気液分離器４０内で分離されたガス状冷媒が、第１流路切換弁２８を通過してコンプレッサ２１に導かれる。よって、暖房運転時には、冷媒は、内部熱交換器３０、温度式膨張弁２６、及びエバポレータ２５をバイパスして流れる。
【００３２】
第２流路切換弁２９は、開閉によって冷媒の流れを切り換える。第２流路切換弁２９は、コントローラ１０によって制御されるソレノイドを有する電磁弁である。
【００３３】
冷房運転時には、第２流路切換弁２９が開かれる。これにより、コンプレッサ２１によって圧縮された冷媒は、水冷コンデンサ２２を通過した後、固定絞り２７をバイパスして室外熱交換器２３へ流入する。一方、暖房運転時には、第２流路切換弁２９が閉じられる。これにより、コンプレッサ２１によって圧縮された冷媒は、水冷コンデンサ２２及び固定絞り２７を通過して室外熱交換器２３へ流入する。
【００３４】
温水サイクル６は、ポンプとしてのウォータポンプ６１と、ヒータコア６２と、補助加熱器としての温水ヒータ６３と、水冷コンデンサ２２と、これらを温水が循環可能となるように接続する温水流路６０と、を備える。
【００３５】
ウォータポンプ６１は、温水流路６０内の温水を循環させる。
【００３６】
ヒータコア６２は、ＨＶＡＣユニット５内に配置され、暖房運転時に、ヒータコア６２を通過する空気と温水との熱交換によって、空調に用いられる空気を加熱する。
【００３７】
温水ヒータ６３は、車室に導かれる空気の加熱を補助する。温水ヒータ６３は、内部にヒータ（図示せず）を有し、外部動力を用いて温水を加熱する。ヒータには、例えば、シーズヒータやＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）ヒータが用いられる。
【００３８】
温水ヒータ６３に代えて、例えば、車室に導かれる空気を直接加熱する空気式ヒータ（図示せず）、又は車両の内燃機関としてのエンジン（図示せず）の排熱を使用して車室に導かれる空気を加熱する温水式熱交換器（図示せず）を用いてもよい。また、温水ヒータ６３、空気式ヒータ、及び温水式熱交換器のいずれか一つを単体で用いてもよく、これらを任意に組み合わせて用いてもよい。
【００３９】
ＨＶＡＣユニット５は、空調に利用する空気を冷却又は加熱する。ＨＶＡＣユニット５は、ブロワ５６と、エアミックスドア５３と、これらを空調に利用する空気が通過可能となるように囲うケース５５と、を備える。ＨＶＡＣユニット５内には、エバポレータ２５とヒータコア６２とが配置される。ブロワ５６から送風された空気は、エバポレータ２５内を流れる冷媒との間、及びヒータコア６２内を流れる温水との間で熱交換を行う。
【００４０】
ブロワ５６は、ＨＶＡＣユニット５内に空気を送風する送風機である。
【００４１】
エアミックスドア５３は、ＨＶＡＣユニット５内に配置されたヒータコア６２を通過する空気の量を調整する。エアミックスドア５３は、ヒータコア６２のブロワ５６側に設置される。エアミックスドア５３は、暖房運転時にヒータコア６２側を開き、冷房運転時にヒータコア６２側を閉じる。エアミックスドア５３の開度によって、空気とヒータコア６２内の温水との間の熱交換量が調節される。
【００４２】
空調装置１００には、冷媒温度検出器としての室外熱交換器出口温センサ１２と、蒸発器温度検出器としてのエバポレータ温度センサ１３と、外気温度検出器としての外気温センサ１５と、が設置されている。
【００４３】
室外熱交換器出口温センサ１２は、室外熱交換器２３の出口に設けられて冷媒流路２０内の冷媒の温度を検出する。室外熱交換器出口温センサ１２は、室外熱交換器２３を通過した冷媒の温度を検出する。
【００４４】
外気温センサ１５は、室外熱交換器２３に取り込まれて通過する前の外気の温度を検出する。
【００４５】
エバポレータ温度センサ１３は、ＨＶＡＣユニット５内におけるエバポレータ２５の空気流れ下流側に設置され、エバポレータ２５を通過した空気の温度を検出する。なお、エバポレータ温度センサ１３は、エバポレータ２５に直接設置されてもよい。
【００４６】
コントローラ１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などによって構成されるマイクロコンピュータである。コントローラ１０を複数のマイクロコンピュータで構成することも可能である。コントローラ１０は、ＲＯＭに記憶されたプログラムをＣＰＵによって読み出すことで、空調装置１００に各種機能を発揮させる。
【００４７】
コントローラ１０は、冷凍サイクル２の制御を実行するようにプログラムされている。コントローラ１０には、室外熱交換器出口温センサ１２と、エバポレータ温度センサ１３と、外気温センサ１５と、からの信号が入力される。なお、コントローラ１０には、図示しない他のセンサからの信号が入力されてもよい。
【００４８】
コントローラ１０は、入力された信号に基づいて、冷凍サイクル２の制御を実行する。即ち、コントローラ１０は、図１に破線で示すように、コンプレッサ２１の出力を設定するとともに、第１流路切換弁２８及び第２流路切換弁２９の開閉制御を実行する。また、コントローラ１０は、図示しない出力信号を送信することで、温水サイクル６及びＨＶＡＣユニット５の制御を実行する。
【００４９】
次に、図２及び図３を参照して、空調装置１００の各空調運転モードについて説明する。
【００５０】
＜冷房運転＞
冷房運転時には、冷凍サイクル２は、冷房モードに切り換えられる。冷房モードでは、冷凍サイクル２内の冷媒は、図２に太実線で示すように循環する。
【００５１】
コントローラ１０は、第１流路切換弁２８を閉じた状態にするとともに、第２流路切換弁２９を開いた状態にする。
【００５２】
コンプレッサ２１で圧縮されて高温高圧になった冷媒は、水冷コンデンサ２２及び第２流路切換弁２９を通って、室外熱交換器２３へと流れる。このとき、温水サイクル６内の温水は循環していないので、水冷コンデンサ２２では、殆ど熱交換は行われない。また、冷媒は、固定絞り２７をバイパスしてバイパス路２０ａを通過する。固定絞り２７に代えて電磁絞り弁（図示せず）を設ける場合には、電磁絞り弁は、冷媒の流れを絞らないように調節される。
【００５３】
室外熱交換器２３へ流れた冷媒は、室外熱交換器２３に導入される外気と熱交換を行い冷却された後、気液分離器４０にて気液分離される。気液分離器４０の下流側に接続される温度式膨張弁２６には、気液分離器４０に貯留された液状冷媒の一部が内部熱交換器３０を介して流通する。
【００５４】
その後、液状冷媒は、温度式膨張弁２６で減圧膨張してエバポレータ２５へ流通し、エバポレータ２５を通過する際に空調に利用する空気の熱を吸収することで蒸発する。エバポレータ２５にて蒸発したガス状冷媒は、内部熱交換器３０を通過し再びコンプレッサ２１へと流れる。
【００５５】
即ち、冷房モードでは、水冷コンデンサ２２は、コンプレッサ２１が吐出した高圧冷媒は、水冷コンデンサ２２を通過して室外熱交換器２３に流入する。そして、室外熱交換器２３から導出された冷媒は気液分離器４０に流入し、気液分離器４０においてガス状冷媒と液状冷媒に分離される。さらに、温度式膨張弁２６は、気液分離器４０から導かれる液状冷媒を減圧膨張させ、エバポレータ２５は、温度式膨張弁２６にて減圧膨張した低圧冷媒と車室へ導かれる空気とを熱交換させて冷媒を蒸発される。このようにして蒸発したガス状冷媒は、コンプレッサ２１に吸入され、再び圧縮されてコンプレッサ２１から吐出される。
【００５６】
ここで、気液分離器４０から内部熱交換器３０に流通する液状冷媒は、高圧の流体であり、気液分離器４０にて気液分離されることで、過冷却度がほぼ０℃の略飽和液状態となっている。一方、エバポレータ２５から内部熱交換器３０に流通するガス状冷媒は、温度式膨張弁２６を通過する際に減圧膨張して低温の流体になっている。そのため、液状冷媒は、内部熱交換器３０を流通する際に低温のガス状冷媒との間で熱交換を行い、ガス状冷媒により過度に冷却されて飽和液状態から過冷却度をもった過冷却状態となる。また、ガス状冷媒は、内部熱交換器３０を流通する際に、液状冷媒によって加熱されることで過熱度を持った加熱状態となる。
【００５７】
エバポレータ２５にて冷媒によって冷却された空気は、ＨＶＡＣユニット５の下流に流されて冷房風として用いられる。
【００５８】
＜暖房運転＞
暖房運転時には、冷凍サイクル２は、ヒートポンプ暖房モードに切り換えられる。暖房運転時には、いわゆる外気吸熱ヒートポンプ運転が実行される。ヒートポンプ暖房モードでは、冷凍サイクル２内の冷媒及び温水サイクル６内の温水は、図３に太実線で示すように循環する。
【００５９】
コントローラ１０は、第１流路切換弁２８を開いた状態にするとともに、第２流路切換弁２９を閉じた状態にする。
【００６０】
コンプレッサ２１で圧縮され高温になった冷媒は、水冷コンデンサ２２へと流れる。水冷コンデンサ２２へ流れた冷媒は、水冷コンデンサ２２の内部で温水を加熱し、固定絞り２７を通って減圧膨張することで低温となって、室外熱交換器２３へと流れる。
【００６１】
室外熱交換器２３へ流れた冷媒は、室外熱交換器２３に導入される外気との間で熱交換した後、気液分離器４０へと流れて気液分離される。そして、気液分離器４０で気液分離された冷媒のうちガス状冷媒が、第１流路切換弁２８を通って再びコンプレッサ２１へと流れる。このように、ヒートポンプ暖房モードでは、気液分離器４０には液状冷媒が貯留されて、ガス状冷媒がコンプレッサ２１に導かれる。
【００６２】
即ち、ヒートポンプ暖房モードでは、水冷コンデンサ２２は、コンプレッサ２１が吐出した高圧冷媒と車室へ導かれる空気とを温水サイクル６を介して熱交換させる。そして、固定絞り２７は、水冷コンデンサ２２から導出された冷媒を減圧膨張させ、室外熱交換器２３には、固定絞り２７にて減圧膨張した冷媒が流入する。気液分離器４０は、室外熱交換器２３から導出された低圧冷媒をガス状冷媒と液状冷媒とに分離させる。このようにして分離されたガス状冷媒は、コンプレッサ２１に吸引され、再び圧縮されてコンプレッサ２１から吐出される。
【００６３】
一方、水冷コンデンサ２２で冷媒によって加熱された温水は、循環してヒータコア６２に流れ、ヒータコア６２の周囲の空気を加熱する。加熱された空気は、ＨＶＡＣユニット５の下流側に流されることで、暖房風として用いられる。
【００６４】
なお、水冷コンデンサ２２で冷媒が充分に温水を加熱できない場合には、外気吸熱ヒートポンプ運転と併用して又は独立して温水ヒータ６３を運転させることによって温水を加熱してもよい。
【００６５】
次に、図４Ａ、図４Ｂ、図５、図６及び図７を参照して、気液分離器４０の具体的な構成について説明する。
【００６６】
図４Ａ及び図４Ｂに示すように、気液分離器４０は、タンク部４１と、配管接続部４２と、を備える。タンク部４１は、有底円筒形状に形成される。タンク部４１の開口部には配管接続部４２が溶着される。
【００６７】
図４Ａに示すように、配管接続部４２は、コンプレッサ２１の吸入側に連通する配管が接続される第１ポート４２ａと、連通部４２ｆを通じて第１ポート４２ａと連通するとともに内部熱交換器３０に連通する配管が接続される第２ポート４２ｂと、内部熱交換器３０に液状冷媒を供給するための配管が接続される第３ポート４２ｃと、室外熱交換器２３を通過した冷媒が導かれる配管が接続される第４ポート４２ｄと、を備える。第１ポート４２ａは、配管接続部４２の側面に設けられる。第２ポート４２ｂ、第３ポート４２ｃ、及び第４ポート４２ｄは、配管接続部４２の上面に設けられる。
【００６８】
図５及び図６に示すように、タンク部４１の内部には、冷媒を貯留する空間Ｓが形成される。気液分離器４０は、タンク部４１内に流入した冷媒を液状冷媒とガス状冷媒とに分離する分離部材４６と、タンク部４１内の液状冷媒を気液分離器４０外に流出させるための第１出口管４３と、タンク部４１内のガス状冷媒を気液分離器４０外に流出させるための第２出口管４４と、第１出口管４３及び第２出口管４４を支持する支持部材４５と、を備える。
【００６９】
分離部材４６は、有底筒状に形成され、底部が上方に位置するようにタンク部４１内の上部に設けられる。室外熱交換器２３から第４ポート４２ｄを通じて気液分離器４０内に流入した冷媒は、分離部材４６に当たることで、液状冷媒とガス状冷媒とに分離される。
【００７０】
第１出口管４３は、樹脂製あるいは金属製のパイプによって構成される。第１出口管４３は、配管接続部４２に形成された流路４２ｅ及び第３ポート４２ｃを通じて内部熱交換器３０に連通する（図６参照）。第１出口管４３は、圧入あるいは溶着等によって配管接続部４２に固定され、配管接続部４２の流路４２ｅに接続される。第１出口管４３の冷媒入口４３ａ（下端）は、常時、空間Ｓ内に貯留される液状冷媒の液位より下方に位置するように設けられる。
【００７１】
第２出口管４４は、樹脂製あるいは金属製のパイプによって構成される。第２出口管４４は、配管接続部４２に形成された流路４２ｇ及び連通部４２ｆを通じて第１ポート４２ａ及び第２ポート４２ｂに連通する。第２出口管４４は、圧入あるいは溶着等によって配管接続部４２に固定され、配管接続部４２の流路４２ｇに接続される。連通部４２ｆと流路４２ｇとの間には、第１流路切換弁２８が設けられる。第１流路切換弁２８の開閉に伴って連通部４２ｆと流路４２ｇとは連通または遮断する。
【００７２】
支持部材４５は、第２出口管４４の外周との間に流路４７を形成する外管部４５ｇを有する。外管部４５ｇは、第２出口管４４の外径よりも大きな内径を有するパイプ状に形成される。流路４７は、外管部４５ｇの内周と第２出口管４４の外周との間に円環状に形成される。外管部４５ｇの上端には、冷媒が流入する冷媒取入口４５ｋが形成される。冷媒取入口４５ｋは、空間Ｓの上部に開口する。外管部４５ｇの下端は、閉塞部４５ｄによって閉塞される。これにより、空間Ｓ内のガス状冷媒は、図５及び図６に矢印で示すように、外管部４５ｇの上端の冷媒取入口４５ｋから流路４７を通じて吸入され、第２出口管４４の下端で折り返して第２出口管４４内に流入する。
【００７３】
閉塞部４５ｄには、空間Ｓと外管部４５ｇの内部とを連通する貫通孔４５ｅが形成される。液状冷媒とともに空間Ｓの下部に溜まったオイルは、貫通孔４５ｅ及び第２出口管４４を通じて、ガス状冷媒とともにコンプレッサ２１に吸入され、冷媒流路２０内の各機器を潤滑する。
【００７４】
閉塞部４５ｄは、タンク部４１の底面側に突出する突起部４５ｈを備える。突起部４５ｈは、貫通孔４５ｅがタンク部４１の底面によって閉塞されることを防止する。言い換えると、突起部４５ｈは、閉塞部４５ｄとタンク部４１の底面との間にオイルの流れを確保するための隙間を形成する。なお、突起部４５ｈに代えて、例えば、閉塞部４５ｄのタンク部４１の底面と対向する端面に、貫通孔４５ｅと空間Ｓとを連通する溝を設けてもよい。
【００７５】
外管部４５ｇの下端側には、第２出口管４４の軸方向の移動を規制する規制部４５ｆが設けられる。第２出口管４４が規制部４５ｆに当接し、さらに、閉塞部４５ｄがタンク部４１の底部４１ｂに当接することにより、第２出口管４４及び外管部４５ｇの軸方向の移動が規制される。また、規制部４５ｆが第２出口管４４の下端を閉塞部４５ｄに当接しないように支持することで、ガス状冷媒の流れが妨げられることを防止する。
【００７６】
支持部材４５は、タンク部４１の内壁面４１ａに嵌合する略円板状の支持部４５ａと、支持部４５ａの端面から第１出口管４３の軸方向に突出するように形成され、第１出口管４３の外周を支持する筒部４５ｉと、を有する。第１出口管４３は、支持部４５ａを貫通し、その冷媒入口４３ａ（下端）がタンク部４１の底部に臨むように配置される。なお、これに限らず、第１出口管４３が支持部４５ａを貫通せず、第１出口管４３の下端が支持部４５ａに支持される構成としてもよい。
【００７７】
支持部４５ａには、タンク部４１内に流入した冷媒やオイルに含まれる異物を除去するフィルタ４８が複数設けられる。
【００７８】
支持部材４５は、タンク部４１の内壁面４１ａとの間をシールするシール部４５ｃをさらに備える。シール部４５ｃは、支持部４５ａの外周部からタンク部４１の内壁面４１ａに沿って延びる円環状に形成される。このように、シール部４５ｃをタンク部４１の内壁面４１ａに沿って延びるように形成することで、軸方向におけるシールの距離を長くすることができる。したがって、支持部４５ａの外周面とタンク部４１の内壁面４１ａとの間のシール性が向上する。これにより、液状冷媒がシール部４５ｃとタンク部４１の内壁面４１ａとの間を通過することなく、フィルタ４８を確実に通過するので、第１出口管４３を通じて流出する液状冷媒や貫通孔４５ｅを通じてガス状冷媒とともに第２出口管４４から流出するオイルに含まれる異物を確実に除去することができる。また、シール部４５ｃをタンク部４１の内壁面４１ａに沿って延びるように形成することで、支持部材４５と一体に形成された外管部４５ｇをガタつくことなく支持できる。
【００７９】
筒部４５ｉは、支持部４５ａの中心からオフセットされた位置に設けられる。第１出口管４３が筒部４５ｉ及び支持部４５ａを貫通するように挿入されることで、第１出口管４３は、筒部４５ｉ及び支持部４５ａによって支持される。筒部４５ｉの内周面は、第１出口管４３の外周面との間でシールを構成する。このように、筒部４５ｉの内周面と第１出口管４３の外周面との間でシールを構成することで、軸方向におけるシールの距離を長くすることができる。つまり、第１出口管４３と支持部材４５との間のシール性が向上する。
【００８０】
タンク部４１の内部には、水分を吸着する乾燥剤５０が設けられる。乾燥剤５０は、粒状の水分吸着材５２を袋状のバッグ５１内に収納したものである。バッグ５１は通気性のある柔軟な布状の材料で形成される。水分吸着材５２は、例えばゼオライトが用いられる。
【００８１】
乾燥剤５０は、支持部４５ａの上に載せられる。これにより、乾燥剤５０は、支持部４５ａによって重量が支持されることで、下方へ移動が規制される。
【００８２】
乾燥剤５０は、タンク部４１の内壁面４１ａと外管部４５ｇの外周との間に配置される。
【００８３】
支持部材４５は、乾燥剤５０の移動を規制する規制部４５ｊを有する。規制部４５ｊは、外管部４５ｇの高さ方向に延在するリブ状に形成される。
【００８４】
図７に示すように、規制部４５ｊは、外管部４５ｇの外周からタンク部４１の内壁面４１ａに対向して突出するように形成される。規制部４５ｊは、外管部４５ｇの外周においてタンク部４１の内壁面４１ａに最も接近する部位から突出するように配置される。
【００８５】
乾燥剤５０は、タンク部４１の内壁面４１ａと、外管部４５ｇの外周及び規制部４５ｊと、の間に挟まれることにより、バッグ５１が規制部４５ｊに当たる部位がバッグ５１のタンク部４１の内壁面４１ａに当たる部位に接近する。これにより、乾燥剤５０は、粒状の水分吸着材５２がバッグ５１の規制部４５ｊに当たる部位を越えて移動することが抑制され、外管部４５ｇの外周方向に移動しないように保持される。
【００８６】
規制部４５ｊは、外管部４５ｇの外周から突出する寸法が支持部４５ａから上方にかけて次第に大きくなるテーパー状に形成される。規制部４５ｊとタンク部４１の内壁面４１ａとの間に形成される間隙４９の開口幅は、支持部４５ａから離れる上方で小さくなっている。これにより、乾燥剤５０は、タンク部４１の内壁面４１ａ及び支持部４５ａに対向するように傾斜する規制部４５ｊによって上方向に移動しないように保持される。
【００８７】
なお、上記した構成に限らず、規制部４５ｊは、その上端が曲折してタンク部４１の内壁面４１ａに当接する形状であってもよい。この場合、乾燥剤５０は、規制部４５ｊの上端によって上方向に移動することが規制される。
【００８８】
次に、気液分離器４０の組み立て工程について説明する。
【００８９】
気液分離器４０の組み立て時には、まず、第１出口管４３を配管接続部４２の流路４２ｅに接続するように固定するとともに、第２出口管４４を配管接続部４２の流路４２ｇに接続するように固定する。そして、分離部材４６を第１出口管４３及び第２出口管４４に固定する。なお、これに限らず、第１出口管４３及び第２出口管４４を分離部材４６に予め固定した組立体を、配管接続部４２に組み付けるようにしてもよい。
【００９０】
次に、第１出口管４３を筒部４５ｉに挿入するとともに、第２出口管４４を外管部４５ｇ内に挿入するようにして、支持部材４５を組み付ける。そして、タンク部４１内にこれらの組立体を挿入する。このとき、乾燥剤５０をタンク部４１の内壁面４１ａと外管部４５ｇとの間に介装する。これにより、乾燥剤５０は、支持部材４５と共にタンク部４１内の所定位置に組み付けられる。
【００９１】
次に、気液分離器４０の作用について説明する。
【００９２】
室外熱交換器２３から導出された冷媒は、配管接続部４２の第４ポート４２ｄを通じてタンク部４１内の空間Ｓに流入して分離部材４６に当たり、ガス状冷媒と液状冷媒とに分離する。液状冷媒は、タンク部４１の内壁面４１ａに沿って流下し、フィルタ４８を通じてタンク部４１の底部に貯留される。冷房運転時には、タンク部４１の底部に貯留された液状冷媒が、第１出口管４３を通じてエバポレータ２５へと導かれる。暖房運転時には、空間Ｓ内のガス状冷媒が、図５及び図６に矢印で示すように、外管部４５ｇの上端の冷媒取入口４５ｋから流路４７を通じて吸入され、第２出口管４４の下端で折り返して第２出口管４４内に流入し、コンプレッサ２１へと導かれる。
【００９３】
タンク部４１内の水分は、乾燥剤５０に吸着される。支持部４５ａの上に配置された乾燥剤５０は、タンク部４１の底部に貯留された液状冷媒に接触することが抑えられる。
【００９４】
以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
【００９５】
［１］気液分離器４０は、流入した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して貯留するタンク部４１と、タンク部４１内の液相冷媒を流出させるための第１出口管４３と、タンク部４１内の気相冷媒を流出させるための第２出口管４４と、第２出口管４４の外周との間に気相冷媒を流通させるための流路を形成する外管部４５ｇと、第１出口管４３及び外管部４５ｇを支持する支持部材４５と、タンク部４１内の水分を吸着する乾燥剤５０と、を備える。支持部材４５は、タンク部４１の内壁面４１ａとの間に配置される乾燥剤５０に当接して乾燥剤５０の移動を規制する規制部４５ｊを有する構成とした。
【００９６】
このように構成することで、気液分離器４０の組み立て時には、支持部材４５をタンク部４１に組み付ける際に、支持部材４５の規制部４５ｊとタンク部４１の内壁面４１ａとの間に乾燥剤５０が介装される。これにより、乾燥剤５０は、タンク部４１の内壁面４１ａと規制部４５ｊとの間に挟まれて保持される。こうして、気液分離器４０では、支持部材４５をタンク部４１に組み付けるだけで乾燥剤５０を組み付けられ、組立作業にかかる手間を減らすことができる。規制部４５ｊは、支持部材４５と一体に形成されることで、部品点数を少なくできる。
【００９７】
［２］支持部材４５は、乾燥剤５０の重量を支持する支持部４５ａを有する構成とした。
【００９８】
このように構成することで、乾燥剤５０は、支持部４５ａに載せられることで、タンク部４１の底部４１ｂから所定高さを持つ位置に組み付けられる。乾燥剤５０は、その重量が支持部４５ａによって支持されることで、車両に生じる衝撃や振動を受けても、所定高さに配置された状態が維持される。
【００９９】
［３］第１出口管４３は、支持部材４５を貫通してタンク部４１内の底部に臨む構成とした。
【０１００】
このように構成することで、第１出口管４３の冷媒入口４３ａ（下端）は、タンク部４１内の底部に貯留される液状冷媒の液位より下方に位置するように設けられる。支持部材４５が第１出口管４３の冷媒入口４３ａ（下端）より上方に配置されることで、支持部材４５上に設けられる乾燥剤５０をタンク部４１内の底部に対して十分な高さを持って配置することができる。これにより、乾燥剤５０は、タンク部４１の底部に貯留された液状冷媒に接触することが抑えられる。
【０１０１】
［４］規制部４５ｊは、外管部４５ｇの外周からタンク部４１の内壁面４１ａに向かって突出する構成とした。
【０１０２】
このように構成することで、乾燥剤５０は、タンク部４１の内壁面４１ａと外管部４５ｇの外周との間に配置されることで、タンク部４１内の限られたスペースに設けることができる。また、規制部４５ｊは、外管部４５ｇと一体に形成されることで、外管部４５ｇの剛性によって十分な強度が確保される。
【０１０３】
［５］規制部４５ｊは、外管部４５ｇの高さ方向に延在するリブ状に形成される構成とした。
【０１０４】
このように構成することで、乾燥剤５０は、タンク部４１の内壁面４１ａと外管部４５ｇの外周及びリブ状の規制部４５ｊとの間に挟まれることにより、バッグ５１の規制部４５ｊに当たる部位がバッグ５１のタンク部４１の内壁面４１ａに当たる部位に接近する。これにより、乾燥剤５０は、粒状の水分吸着材５２がバッグ５１の規制部４５ｊに当たる部位を越えて移動することが抑えられ、外管部４５ｇの外周方向に移動しないように保持される。
【０１０５】
［６］規制部４５ｊは、タンク部４１の内壁面４１ａに対する距離が支持部４５ａから離れる上方で小さくなる間隙４９を形成する構成とした。
【０１０６】
このように構成することで、乾燥剤５０は、タンク部４１の内壁面４１ａに対向するように傾斜する規制部４５ｊによって上方向に移動しないように保持される。これにより、乾燥剤５０は、車両に生じる衝撃や振動を受けても、所定の組み付け位置に保持される。
【０１０７】
次に、図８に示す気液分離器４０の変形例について説明する。
【０１０８】
［７］支持部材４５は、外管部４５ｇの周方向に離れて延在する一対の規制部４５ｊを有する。乾燥剤５０は、一対の規制部４５ｊの間に配置される。
【０１０９】
このように構成することで、乾燥剤５０は、タンク部４１の内壁面４１ａと外管部４５ｇの外周及び一対の規制部４５ｊとの間に挟まれることにより、外管部４５ｇの外周方向に移動しないように保持される。
【０１１０】
なお、支持部材４５は、上記した構成に限らず、外管部４５ｇの周方向に離れて延在する３本以上の規制部４５ｊを有し、３本以上の規制部４５ｊの間に乾燥剤５０が配置される構成としてもよい。
【０１１１】
次に、図９、図１０に示す気液分離器４０の変形例について説明する。
【０１１２】
支持部材４５は、第１出口管４３の外周を支持する筒部４５ｉと、筒部４５ｉから第１出口管４３に沿って延在する規制部４５ｊと、を有する。規制部４５ｊは、その上端部に第１出口管４３から離れるように湾曲した撓み部４５ｍを有する。
【０１１３】
気液分離器４０の組み立て時に、乾燥剤５０は、タンク部４１の内壁面４１ａと第１出口管４３の外周及びの規制部４５ｊとの間に介装され、規制部４５ｊの撓み部４５ｍが乾燥剤５０によって撓み変形する。これにより、乾燥剤５０は、撓み部４５ｍの弾性復元力によって押圧されて保持される。
【０１１４】
［８］本変形例の支持部材４５は、第１出口管４３の外周を支持する筒部４５ｉを有する。規制部４５ｊは、筒部４５ｉから延在して形成される構成とした。
【０１１５】
このように構成することで、乾燥剤５０は、タンク部４１の内壁面４１ａと第１出口管４３の外周との間に配置されることで、タンク部４１内の限られたスペースに設けることができる。また、気液分離器４０は、規制部４５ｊが筒部４５ｉと一体に形成されることで、部品点数の増加が抑えられる。
【０１１６】
［９］本変形例の規制部４５ｊは、乾燥剤５０をタンク部４１の内壁面４１ａに押し付けるように弾性変形する撓み部４５ｍを有する構成とした。
【０１１７】
このように構成することで、乾燥剤５０は、撓み部４５ｍの弾性復元力によって押圧されることで、車両に生じる衝撃や振動を受けても上下方向に移動しないように保持される。
【０１１８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【符号の説明】
【０１１９】
４０    気液分離器
４１    タンク部
４１ａ    内壁面
４３    第１出口管
４４    第２出口管
４５    支持部材
４５ａ    支持部
４５ｇ    外管部
４５ｉ    筒部
４５ｊ    規制部
４５ｍ    撓み部
４９    間隙
５０    乾燥剤
【図１】
2020003187.tif 000003
【図２】
2020003187.tif 000004
【図３】
2020003187.tif 000005
【図４Ａ】
2020003187.tif 000006
【図４Ｂ】
2020003187.tif 000007
【図５】
2020003187.tif 000008
【図６】
2020003187.tif 000009
【図７】
2020003187.tif 000010
【図８】
2020003187.tif 000011
【図９】
2020003187.tif 000012
【図１０】
2020003187.tif 000013