(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を冷媒流路本管に循環させて、圧縮機で圧縮してから凝縮器で凝縮させた後、膨張弁で断熱膨張させながら蒸発器に送り込んで蒸発させ、再び上記圧縮機に戻すようにした冷凍サイクルに、車室内に通じない位置に配置された主凝縮器と、その主凝縮器の下流側において車室内に通じる位置に配置された副凝縮器とを設けると共に、上記主凝縮器を通らないように上記冷媒を流すためのバイパス流路と、上記主凝縮器に溜まった冷媒を上記蒸発器と上記圧縮機との間に戻すための冷媒戻し流路とを設けた副凝縮器付空調装置において、
上記バイパス流路、上記冷媒戻し流路、その両流路と上記冷媒流路本管との接続部、及び上記冷媒流路本管に対する上記両流路の連通状態を制御するための複数の電磁弁と複数の逆止弁とが、一つのブロック体に設けられて、
上記ブロック体には、上記複数の電磁弁を取り付けるための複数の電磁弁取り付け孔が同じ向きに穿設されると共に、それと逆側から上記複数の逆止弁を取り付けるための複数の逆止弁取り付け孔が同じ向きに穿設され、冷媒を通すための冷媒通過孔が上記両取り付け孔に対して垂直方向に穿設されていて、上記ブロック体に穿設されたそれらの孔によって上記全流路と全接続部とが形成されていることを特徴とする副凝縮器付空調装置。
【請求項２】
上記複数の電磁弁が、上記主凝縮器の入口流路を開閉するための電磁弁、上記バイパス流路を開閉するための電磁弁、及び上記冷媒戻し流路を開閉するための電磁弁である請求項１記載の副凝縮器付空調装置。
【請求項３】
上記複数の逆止弁が、上記バイパス管路に設けられた逆止弁、上記主凝縮器の出口のすぐ下流位置の冷媒流路本管に設けられた逆止弁、上記冷媒戻し流路に設けられた逆止弁、及び上記蒸発器の出口のすぐ下流位置の冷媒流路本管に設けられた逆止弁である請求項１又は２記載の副凝縮器付空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、冷凍サイクルの冷媒の流れを逆転させることなく冷暖房に用いることができるようにした副凝縮器付空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用空調装置（カーエアコン）においては、冷房のためには一般的な冷凍サイクルが用いられ、暖房のためには、温められたエンジン冷却水が利用される。しかし電気自動車等の場合は、大きな発熱源であるエンジンがないので、冷凍サイクルを利用して暖房を行う必要がある。
【０００３】
そこで、冷媒の流れを逆転させて、冷房時に蒸発器として用いられる熱交換器を凝縮器として用いるいわゆるヒートポンプ装置の利用が考えられるが、四方弁を機械的に回転させて回路の切り換えを行う必要がある等、自動車用としては構造的に向いていない。
【０００４】
そこで、車室内に通じない位置に配置された主凝縮器に加えて、車室内に通じる位置に蒸発器と共に副凝縮器を設けると共に、主凝縮器を通らないように冷媒を流すためのバイパス流路と、主凝縮器から出た冷媒を蒸発器と圧縮機との間に戻すための冷媒戻し流路とを設けた副凝縮器付空調装置がある。
【０００５】
このような構造をとることにより、主凝縮器に冷媒を流さずに副凝縮器だけに冷媒を流し、主凝縮器に溜まった冷媒は冷媒戻し流路で圧縮機に戻して、副凝縮器において車室内の暖房を行うことができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述のような構造をとると、バイパス流路の両端と冷媒戻し流路の両端とを冷媒流路本管に接続するために、Ｔ字状の接続部が合計４箇所に必要となり、管路構造が複雑になって雑然とした構成になると共に配管作業も面倒になってしまう欠点がある。
【０００７】
そこで本発明は、冷凍サイクルに副凝縮器を併設して暖房を行うシステムにおいて、管路構造が簡素化されて及び配管作業等も簡単に行うことができ、電気自動車等に容易に設置することができる副凝縮器付空調装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の副凝縮器付空調装置は、冷媒を冷媒流路本管に循環させて、圧縮機で圧縮してから凝縮器で凝縮させた後、膨張弁で断熱膨張させながら蒸発器に送り込んで蒸発させ、再び上記圧縮機に戻すようにした冷凍サイクルに、車室内に通じない位置に配置された主凝縮器と、その主凝縮器の下流側において車室内に通じる位置に配置された副凝縮器とを設けると共に、上記主凝縮器を通らないように上記冷媒を流すためのバイパス流路と、上記主凝縮器に溜まった冷媒を上記蒸発器と上記圧縮機との間に戻すための冷媒戻し流路とを設けた副凝縮器付空調装置において、上記バイパス流路、上記冷媒戻し流路、その両流路と上記冷媒流路本管との接続部、及び上記冷媒流路本管に対する上記両流路の連通状態を制御するための複数の電磁弁と複数の逆止弁とを、一つのブロック体に設けたことを特徴とする。
【０００９】
なお、上記ブロック体には、上記複数の電磁弁を取り付けるための複数の電磁弁取り付け孔が同じ向きに穿設されると共に、それと逆側から上記複数の逆止弁を取り付けるための複数の逆止弁取り付け孔が同じ向きに穿設され、冷媒を通すための冷媒通過孔が上記両取り付け孔に対して垂直方向に穿設されていて、上記ブロック体に穿設されたそれらの孔によって上記全流路と全接続部とが形成されていてもよい。
【００１０】
そして、上記複数の電磁弁が、上記主凝縮器の入口流路を開閉するための電磁弁、上記バイパス流路を開閉するための電磁弁、及び上記冷媒戻し流路を開閉するための電磁弁であってもよい。
【００１１】
また、上記複数の逆止弁が、上記バイパス管路に設けられた逆止弁、上記主凝縮器の出口のすぐ下流位置の冷媒流路本管に設けられた逆止弁、上記冷媒戻し流路に設けられた逆止弁、及び上記蒸発器の出口のすぐ下流位置の冷媒流路本管に設けられた逆止弁であってもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図６及び図７は、本発明の実施の形態の自動車用空調装置（カーエアコン）に用いられる冷凍サイクルの全体構成を略示しており、図６は冷房状態を示し、図７は暖房状態を示している。
【００１３】
１は圧縮機、２は車室に通じない位置に配置された主凝縮器、３は車室に通じる位置に配置された副凝縮器、４はリキッドタンク、５は温度調整式膨張弁、６は、副凝縮器３と共に車室に通じる位置に配置された蒸発器、７はアキュムレータであり、これらを冷媒が順に通過して循環するように冷媒流路本管８が配管されている。
【００１４】
そして、主凝縮器２を通らないように冷媒を流すためのバイパス流路９が、圧縮機１の出口と主凝縮器２の入口との間の第１の接続部１２、及び主凝縮器２の出口と副凝縮器３の入口との間の第２の接続部１３において冷媒流路本管８に接続されている。
【００１５】
また、主凝縮器２に溜まった冷媒を圧縮機１に戻すための冷媒戻し流路１０が、主凝縮器２の出口の第３の接続部１４、及び蒸発器６の出口とアキュムレータ７の入口との間の第４の接続部１５において冷媒流路本管８に接続されている。
【００１６】
主凝縮器２の入口部分には、その位置の冷媒流路本管８を開閉するための第１の電磁弁２１が配置され、バイパス流路９の途中には、バイパス流路９を開閉するための第２の電磁弁２２が配置され、冷媒戻し流路１０の途中には、冷媒戻し流路１０を開閉するための第３の電磁弁２３が配置されている。
【００１７】
また、バイパス流路９の途中と主凝縮器２の出口のすぐ下流位置の冷媒流路本管８（第２と第３の接続部１３，１４の間）とには、上流側から下流側へだけ冷媒を通過させる第１の逆止弁３１と第２の逆止弁３２が配置されている。
【００１８】
さらに、冷媒戻し流路１０の途中には、主凝縮器２の出口側からアキュムレータ７の上流側へだけ冷媒を通過させる第３の逆止弁３３が設けられ、蒸発器６の出口のすぐ下流位置の冷媒流路本管８（冷媒戻し流路１０との接続部１５より上流位置）には、上流側から下流側へだけ冷媒を通過させる第４の逆止弁３４が設けらている。
【００１９】
このような全体構成により、冷房時には、図６に示されるように、第１の電磁弁２１を開いて第２の電磁弁２２と第３の電磁弁２３を閉じることにより、冷媒がバイパス流路９を通らずに主凝縮器２を通って循環し、蒸発器６における外気との熱交換によって車室内が冷房される。
【００２０】
なお、副凝縮器３における外気との熱交換によって若干の暖房が行われるが、副凝縮器３は主凝縮器２に比べて小さいのでその熱量は蒸発器６における外気との熱交換より遙に小さく、その影響は小さい。
【００２１】
一方、暖房時には、図７に示されるように、第１の電磁弁２１を閉じて第２の電磁弁２２を開くことにより、冷媒が主凝縮器２を通らずにバイパス流路９を通って循環し、副凝縮器３と蒸発器６とにおいて各々外気と熱交換される。
【００２２】
そして、第３の電磁弁２３を適宜開くことにより、主凝縮器２内に溜まっていた冷媒が冷媒戻し流路１０を通じて冷媒流路本管８に戻されるので、ほぼ全量に近い冷媒がバイパス流路９を経由して冷媒流路本管８を循環する。
【００２３】
その際に、蒸発器６において行われる外気との熱交換の熱量に比べて、副凝縮器３において行われる外気との熱交換の熱量の方が圧縮機１において発生する熱量分だけ多いので、車室内が暖房される。また、蒸発器６において除湿が行われるので低湿度のさっぱりした暖房を行うことができる。
【００２４】
この実施の形態の装置においては、図６及び図７に一点鎖線で囲まれる部分、即ち、バイパス流路９、冷媒戻し流路１０、四箇所の接続部１２，１３，１４，１５、第１ないし第３の電磁弁２１，２２，２３、及び第１ないし第４の逆止弁３１，３２，３３，３４が、一つのブロック体１１に設けられている。
【００２５】
図８は、上記の冷凍サイクルを、実際のブロック体１１における配管に則したレイアウトで示したものであり、図１及び図２はそのブロック体１１を示している。図１は正面断面図、図２は平面図である。
【００２６】
ブロック体１１は直方体状に形成されており、その一つの面（図１における上面）に三つの電磁弁取り付け孔４１，４２，４３が平行に穿設されていて、第１の電磁弁２１が第１の電磁弁取り付け孔４１に取り付けられ、第２の電磁弁２２が第２の電磁弁取り付け孔４２に取り付けられ、第３の電磁弁２３が第３の電磁弁取り付け孔４３に取り付けられている。
【００２７】
ブロック体１１の反対側の面（図１において下面）には、四つの逆止弁取り付け孔５１，５２，５３，５４が平行に穿設されていて、第１の逆止弁３１が第１の逆止弁取り付け孔５１内に取り付けられ、第２の逆止弁３２が第２の逆止弁取り付け孔５２内に取り付けられ、第３の逆止弁３３が第３の逆止弁取り付け孔５３内に取り付けられ、第４の逆止弁３４が第４の逆止弁取り付け孔５４に取り付けられている。
【００２８】
第１の電磁弁取り付け孔４１と第２の逆止弁取り付け孔５２と第４の逆止弁取り付け孔５４とには各々軸線の延長線上にめくら孔７１，７３，７５が延長して穿設され、同軸に配置された第２の電磁弁取り付け孔４２と第１の逆止弁取り付け孔５１との間、及び同じく同軸に配置された第３の電磁弁取り付け孔４３と第３の逆止弁取り付け孔５３との間は、各々貫通孔７２，７４によって連通している。
【００２９】
ブロック体１１の側面からは、第１の電磁弁取り付け孔４１の奥のめくら孔７１に連通する位置に第１の冷媒通過孔６１が穿設され、第１の電磁弁取り付け孔４１の側面と第２の電磁弁取り付け孔４２の側面とに連通する中間の位置に第２の冷媒通過孔６２が穿設され、第１の逆止弁３１の側面と第２の逆止弁３２の側面とに連通する中間の位置に第３の冷媒通過孔６３が穿設され、第３の電磁弁取り付け孔４３の側面と第２の逆止弁取り付け孔５２の奥のめくら孔７３とに連通する中間の位置に第４の冷媒通過孔６４が穿設され、第３の逆止弁取り付け孔５３の側面と第４の逆止弁取り付け孔５４の側面とに連通する中間の位置に第５の冷媒通過孔６５が穿設され、第４の逆止弁取り付け孔５４の奥のめくら孔７５と連通する位置に第６の冷媒通過孔６６が穿設されている。
【００３０】
なお、この実施の形態においては、第１、第２、第４及び第５の冷媒通過孔６１，６２，６４，６５が同方向に開口し、第３と第６の冷媒通過孔６３，６６がそれらと逆方向に開口しているが、各々どちら方向に開口させてもよく、全部を同方向に開口させてもよい。
【００３１】
これらの冷媒通過孔６１〜６６は、いずれもブロック体１１を貫通しないめくら孔であり、第１の冷媒通過孔６１の開口▲１▼は主凝縮器２の入口に接続され、第２の冷媒通過孔６２の開口▲２▼は圧縮機１の出口に接続され、第３の冷媒通過孔６３の開口▲３▼は副凝縮器３の入口に接続され、第４の冷媒通過孔６４の開口▲４▼は主凝縮器２の出口に接続され、第５の冷媒通過孔６５の開口▲５▼はアキュムレータ７の入口に接続され、第６の冷媒通過孔６６の開口▲６▼は蒸発器６の出口に接続される。
【００３２】
その結果、第２の冷媒通過孔６２の第１の電磁弁取り付け孔４１と第２の電磁弁取り付け孔４２とを連通させる部分が第１の接続部１２を形成し、第３の冷媒通過孔６３の第１の逆止弁取り付け孔５１と第２の逆止弁取り付け孔５２とを連通させる部分が第２の接続部１３を形成し、第４の冷媒通過孔６４の第２の逆止弁取り付け孔５２に通じるめくら孔７３と第３の電磁弁取り付け孔４３とを連通させる部分が第３の接続部１４を形成し、第５の冷媒通過孔６５の第３の逆止弁取り付け孔５３と第４の逆止弁取り付け孔５４とを連通させる部分が第４の接続部１５を形成する。
【００３３】
また、第２の電磁弁取り付け孔４２と第１の逆止弁取り付け孔５１とを連通する貫通孔７２がバイパス流路９を形成し、第３の電磁弁取り付け孔４３と第３の逆止弁取り付け孔５３とを連通する貫通孔７４が冷媒戻し流路１０を形成している。
【００３４】
このようにして、一つのブロック体１１に単に四方向から孔をあけるだけで、バイパス流路９、冷媒戻し流路１０、及び四箇所の接続部１２，１３，１４，１５が全て形成されている。
【００３５】
逆止弁３１〜３４は四つとも同じ構造であり、きのこ状に形成された弁体３０１の外周部に取り付けられた環状シール部材３０２が、下流側から上流側に向かって圧縮スプリング３０３によって付勢されて弁座３０４に押しつけられている。
【００３６】
その結果、下流から上流への冷媒の流れは完全に阻止され、上流と下流の冷媒の差圧がスプリング３０３の付勢力以上になれば上流から下流に向かって冷媒が通過する。
【００３７】
電磁弁２１〜２３は三つとも同じ構造であり、いずれも、電磁コイル２０１，２０２への通電電流の方向を逆にすることにより開閉動作し、通電を止めてもその前の状態が維持されるいわゆる自己保持タイプのパイロット型電磁弁である。
【００３８】
図３は第１の電磁弁の開弁状態を示しており、直列に配置された二つの電磁コイル２０１，２０２には巻き線が同方向に巻かれている。そして、先端にパイロット弁体２０３が形成されて軸線方向に進退自在に配置された可動ロッド２０４には、両端部に環状の鉄輪２０６，２０７が取り付けられた筒状の永久磁石２０８が緩く被嵌されている。
【００３９】
永久磁石２０８は、鉄輪２０６，２０７と共に可動ロッド２０４に対して軸線方向に移動自在であるが、電磁弁２１の推力より弱いバネ力の圧縮コイルバネ２０９で付勢されて可動ロッド２０４の基端側に押しつけられている。
【００４０】
主弁２１１は、冷媒が通る流路６１，６２の途中に形成された弁座２１２に対向して配置され、第２の圧縮コイルバネ２１３によって電磁弁２１の側から弁座２１２方向に付勢されている。
【００４１】
主弁２１１の裏面側には主弁２１１を隔壁としてパイロット室２１０が形成され、パイロット室２１０内と冷媒の流路６１，６２側との間をシールするためのシール部材２１４が主弁２１１の外周面に装着されている。
【００４２】
主弁２１１の軸線位置には、パイロット弁体２０３に対向する位置にパイロット孔２１４が貫通して穿設され、主弁２１１の弁座２１２より外側に面する位置には、細いリーク孔２１７が貫通して穿設されている。
【００４３】
その結果、パイロット弁体２０３が退避している図３に示される状態では、パイロット室２１０内がパイロット孔２１６を通じて低圧側の冷媒流路６１と同じ圧力になるので、弁座２１２より外側の高圧冷媒との差圧によって主弁２１１が開いた状態になる。
【００４４】
図４に示されるように、パイロット弁体２０３でパイロット孔２１６を塞ぐように電磁コイル２０１，２０２に通電をすると、永久磁石２０４は瞬時に所定位置に移動する。ただし、パイロット弁体２０３はパイロット孔２１６を塞いだ状態で主弁２１１に当接して停止し、主弁２１１は開いたまま弱い圧縮コイルバネ２０９が圧縮された状態になる。
【００４５】
そして時間の経過と共に、パイロット室２１０内がリーク孔２１７から流入する高圧冷媒によって高圧になり、図５に示されるように主弁２１１が弁座２１２に押し付けられて冷媒の流路６１，６２が閉じられる。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、バイパス流路、冷媒戻し流路、その両流路と冷媒流路本管との接続部、及び冷媒流路本管に対する両流路の連通状態を制御するための複数の電磁弁と複数の逆止弁とを、一つのブロック体に設けたことにより、冷凍サイクルに副凝縮器を併設して暖房を行うシステムにおいて、管路構造が極めて簡素化されて複雑な配管を行う必要がなくなり、配管作業が非常に簡単になって設置場所も自由になり、電気自動車等に容易に設置することができる。
【００４７】
そして、より具体的には、ブロック体に、複数の電磁弁を取り付けるための複数の電磁弁取り付け孔を同じ向きに穿設し、それと逆側から複数の逆止弁を取り付けるための複数の逆止弁取り付け孔を同じ向きに穿設し、冷媒を通すための冷媒通過孔を両取り付け孔に対して垂直方向に穿設して、ブロック体に穿設されたそれらの孔によって全流路と全接続部とを形成すれば、管路構造と配管作業が極めて簡易なものになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のブロック体部分の正面断面図である。
【図２】本発明の実施の形態のブロック体部分の平面図である。
【図３】本発明の実施の形態の電磁弁の開状態の縦断面図である。
【図４】本発明の実施の形態の電磁弁の開状態から閉状態に以降する際の縦断面図である。
【図５】本発明の実施の形態の電磁弁の閉状態の縦断面図である。
【図６】本発明の実施の形態の冷凍サイクルの冷房状態の配管略示図である。
【図７】本発明の実施の形態の冷凍サイクルの暖房状態の配管略示図である。
【図８】本発明の実施の形態の冷凍サイクルを実際に則したレイアウトで示す配管略示図である。
【符号の説明】
１  圧縮機
２  主凝縮器
３  副凝縮器
９  バイパス流路
１０  冷媒戻し流路
１１  ブロック体
１２，１３，１４，１５  接続部
２１，２２，２３  電磁弁
３１，３２，３３，３４  逆止弁
【図１】
0003652477.tif 000002
【図２】
0003652477.tif 000003
【図３】
0003652477.tif 000004
【図４】
0003652477.tif 000005
【図５】
0003652477.tif 000006
【図６】
0003652477.tif 000007
【図７】
0003652477.tif 000008
【図８】
0003652477.tif 000009