(57)【要約】【課題】コストを低減しうる空調装置を提供する。【解決手段】空調装置１は、コンプレッサ２と、コンプレッサ２で圧縮された冷媒を冷却するコンデンサ３と、コンデンサ３で冷却された冷媒を減圧する減圧器と、減圧器で減圧された冷媒を蒸発させるエバポレータ５と、中間熱交換器６とを備えている。中間熱交換器６は、高温側冷媒通路７および低温側冷媒通路８を有しており、かつコンデンサ３から流出して高温側冷媒通路７を流れる高圧の冷媒とエバポレータ５から流出して低温側冷媒通路８を流れる低圧の冷媒とを熱交換させる。コンプレッサ２は可変容量コンプレッサからなり、減圧器は固定絞りからなる。【選択図】図１
2014231915.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンプレッサと、コンプレッサで圧縮された冷媒を冷却するコンデンサと、コンデンサで冷却された冷媒を減圧する減圧器と、減圧器で減圧された冷媒を蒸発させるエバポレータと、高温側冷媒通路および低温側冷媒通路を有しており、かつコンデンサから流出して高温側冷媒通路を流れる高圧の冷媒とエバポレータから流出して低温側冷媒通路を流れる低圧の冷媒とを熱交換させる中間熱交換器とを備えた空調装置において、
コンプレッサが可変容量コンプレッサであり、減圧器が固定絞りからなる空調装置。
【請求項２】
固定絞りからなる減圧器が、中間熱交換器の高温側冷媒通路の出口部に設けられている請求項１記載の空調装置。
【請求項３】
中間熱交換器が、中空状の外側通路形成部材と、外側通路形成部材内に配置された中空状の内側通路形成部材とを備えており、外側通路形成部材と内側通路形成部材との間の空間が高温側冷媒通路になるとともに、内側通路形成部材内が低温側冷媒通路になっている請求項１または２記載の空調装置。
【請求項４】
中間熱交換器が、外管と、外管内に間隔をおいて配置された内管とを備えた二重管式であり、外管が外側通路形成部材となり、内管が内側通路形成部材となっている請求項３記載の空調装置。
【請求項５】
中間熱交換器が、高温側冷媒通路と連通し、かつ高温側冷媒通路を通過した冷媒を貯留して気液２相に分離する液溜を備えており、高温側冷媒通路を通過するとともに液溜において分離させられた液相冷媒が、液溜から減圧器に送られるようになされている請求項１記載の空調装置。
【請求項６】
中間熱交換器が、低温側冷媒通路および低温側冷媒通路と隔離された液溜を有するケーシングと、ケーシングの低温側冷媒通路内に配置されかつ内部が高温側冷媒通路となっている中空状通路形成部材とを備えており、通路形成部材内の高温側冷媒通路の一端がケーシング外に開口するとともに、他端が液溜内に開口している請求項５記載の空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、たとえば車両に搭載される空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用空調装置として、可変容量コンプレッサと、可変容量コンプレッサで圧縮された冷媒を冷却するコンデンサと、コンデンサで冷却された冷媒を減圧するクロスチャージ式膨張弁と、クロスチャージ式膨張弁で減圧された冷媒を蒸発させるエバポレータと、高温側冷媒通路および低温側冷媒通路を有しており、かつコンデンサから流出して高温側冷媒通路を流れる高圧の冷媒とエバポレータから流出して低温側冷媒通路を流れる低圧の冷媒とを熱交換させる中間熱交換器とを備えたものが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、特許文献１記載の車両用空調装置においては、コンデンサで冷却された冷媒を減圧する減圧手段として、クロスチャージ式膨張弁が用いられているので、コストが高くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２２６８８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明の目的は、上記問題を解決し、特許文献１記載の車両用空調装置に比べてコストを低減しうる空調装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記目的を達成するために以下の態様からなる。
【０００７】
1)コンプレッサと、コンプレッサで圧縮された冷媒を冷却するコンデンサと、コンデンサで冷却された冷媒を減圧する減圧器と、減圧器で減圧された冷媒を蒸発させるエバポレータと、高温側冷媒通路および低温側冷媒通路を有しており、かつコンデンサから流出して高温側冷媒通路を流れる高圧の冷媒とエバポレータから流出して低温側冷媒通路を流れる低圧の冷媒とを熱交換させる中間熱交換器とを備えた空調装置において、
コンプレッサが可変容量コンプレッサであり、減圧器が固定絞りからなる空調装置。
【０００８】
2)固定絞りからなる減圧器が、中間熱交換器の高温側冷媒通路の出口部に設けられている上記1)記載の空調装置。
【０００９】
3)中間熱交換器が、中空状の外側通路形成部材と、外側通路形成部材内に配置された中空状の内側通路形成部材とを備えており、外側通路形成部材と内側通路形成部材との間の空間が高温側冷媒通路になるとともに、内側通路形成部材内が低温側冷媒通路になっている上記1)または2)記載の空調装置。
【００１０】
4)中間熱交換器が、外管と、外管内に間隔をおいて配置された内管とを備えた二重管式であり、外管が外側通路形成部材となり、内管が内側通路形成部材となっている上記3)記載の空調装置。
【００１１】
5)中間熱交換器が、高温側冷媒通路と連通し、かつ高温側冷媒通路を通過した冷媒を貯留して気液２相に分離する液溜を備えており、高温側冷媒通路を通過するとともに液溜において分離させられた液相冷媒が、液溜から減圧器に送られるようになされている上記1)記載の空調装置。
【００１２】
6)中間熱交換器が、低温側冷媒通路および低温側冷媒通路と隔離された液溜を有するケーシングと、ケーシングの低温側冷媒通路内に配置されかつ内部が高温側冷媒通路となっている中空状通路形成部材とを備えており、通路形成部材内の高温側冷媒通路の一端がケーシング外に開口するとともに、他端が液溜内に開口している上記5)記載の空調装置。
【発明の効果】
【００１３】
上記1)の空調装置によれば、コンデンサで冷却された冷媒を減圧する減圧器が固定絞りからなるので、減圧手段としてクロスチャージ式膨張弁が用いられている特許文献１記載の車両用空調装置に比べてコストを低減することができる。
【００１４】
しかも、コンプレッサが可変容量コンプレッサであるから、減圧器が固定絞りからなるものであっても、負荷変動に対する応答特性の低下を抑制することが可能になり、十分な冷凍性能を得ることができる。
【００１５】
上記2)の空調装置によれば、オリフィスやキャピラリチューブなどの固定絞りからなる減圧器を、コンプレッサ、コンデンサ、エバポレータおよび中間熱交換器を接続する配管に設ける場合に比べて、省スペース化を図ることができるとともに、コストを低減することができる。
【００１６】
上記3)および4)の空調装置によれば、中間熱交換器の構成が比較的簡単になる。
【００１７】
上記5)および6)の空調装置によれば、コンデンサから送られて中間熱交換器の高温側冷媒通路内に入った高温高圧の冷媒は、高温側冷媒通路内を流れる間に低温側冷媒通路内を流れる低温低圧の冷媒により冷却された後に液溜内に入るので、液溜内において確実に気液２相に分離されて液相冷媒が得られる。したがって、固定絞りにおいて、安定した減圧を実施することが可能となって、車両用空調装置の冷房性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明による空調装置を適用した実施形態１の車両用空調装置の構成を示す図である。
【図２】この発明による空調装置を適用した実施形態２の車両用空調装置の構成を示す図である。
【図３】この発明による空調装置を適用した実施形態３の車両用空調装置の構成を示す図である。
【図４】図３の車両用空調装置の中間熱交換器を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。この実施形態は、この発明の空調装置を、車両に搭載される車両用空調装置に適用したものである。
【００２０】
また、以下の説明において、「アルミニウム」という用語には、純アルミニウムの他にアルミニウム合金を含むものとする。
【００２１】
なお、全図面を通じて同一物および同一部分には同一符号を付す。
【００２２】
実施形態１
この実施形態は図１に示すものである。
【００２３】
図１において、車両用空調装置(1)は、車両のエンジンを駆動源とする可変容量コンプレッサ(2)、可変容量コンプレッサ(2)で圧縮された冷媒を冷却するコンデンサ(3)、オリフィスやキャピラリチューブなどからなりかつコンデンサ(3)で冷却された高圧冷媒を減圧する固定絞り(4)、減圧された冷媒を蒸発させるエバポレータ(5)、およびコンデンサ(3)から流出するとともに減圧される前の比較的高温の高圧冷媒とエバポレータ(5)から流出した比較的低温の低圧冷媒とを熱交換させる中間熱交換器(6)とを備えている。
【００２４】
中間熱交換器(6)は、コンデンサ(3)から流出した比較的高温の高圧冷媒が流れる高温側冷媒通路(7)と、エバポレータ(5)から流出した比較的低温の低圧冷媒が流れる低温側冷媒通路(8)とを備えている。中間熱交換器(6)の高温側冷媒通路(7)の一端にコンデンサ(3)から流出した高温高圧冷媒が送り込まれるとともに、高温側冷媒通路(7)内を流れる間に低温側冷媒通路(8)を流れる低圧冷媒により冷却された冷媒が高温側冷媒通路(7)の他端から固定絞り(4)に送り出されるようになっている。また、中間熱交換器(6)の低温側冷媒通路(8)の一端にエバポレータ(5)から流出した低温低圧冷媒が送り込まれるとともに、低温側冷媒通路(8)を流れる間に高温側冷媒通路(7)内を流れる高圧冷媒を冷却した冷媒が可変容量コンプレッサ(2)に送り出されるようになっている。
【００２５】
中間熱交換器(6)は、中空管状のアルミニウム製外側通路形成部材(9)と、外側通路形成部材(9)内に配置された中空管状のアルミニウム製内側通路形成部材(11)とを備えており、外側通路形成部材(9)と内側通路形成部材(11)との間の空間が高温側冷媒通路(7)になるとともに、内側通路形成部材(9)内が低温側冷媒通路(8)になっている。
【００２６】
図１に示す車両用空調装置(1)において、可変容量コンプレッサ(2)において圧縮された高温高圧の気液混相の冷媒は、コンデンサ(3)において冷却され、中間熱交換器(6)の高温側冷媒通路(7)内に送り込まれる。高温側冷媒通路(7)内に送り込まれた高圧冷媒は高温側冷媒通路(7)内を流れ、低温側冷媒通路(8)内を流れる低圧冷媒により冷却される。冷却された高圧冷媒は、固定絞り(4)に送られ、固定絞り(4)を通過することにより減圧された後エバポレータ(5)に入り、エバポレータ(5)内を流れる間に通風間隙を流れる空気を冷却して気相となる。エバポレータ(5)を通過した比較的低温の低圧冷媒は、中間熱交換器(6)の低温側冷媒通路(8)内に入り、低温側冷媒通路(8)内を流れるとともに配管を通って可変容量コンプレッサ(2)に送られる。
【００２７】
ここで、可変容量コンプレッサ(2)において冷媒の流量が制御されており、しかもコンデンサ(3)から送られて中間熱交換器(6)の高温側冷媒通路(7)内に入った高圧冷媒は、高温側冷媒通路(7)内を流れる間に低温側冷媒通路(8)内を流れる低圧冷媒により冷却されるので、効果的に液相冷媒となる。したがって、固定絞り(4)において、安定した減圧を実施することが可能となって、車両用空調装置(1)の冷房性能が向上する。一方、可変容量コンプレッサ(2)において冷媒の流量が制御されており、しかもエバポレータ(5)から送られて中間熱交換器(6)の低温側冷媒通路(8)内に入った低圧冷媒は、低温側冷媒通路(8)内を流れる間に高温側冷媒通路(7)内を流れる高圧冷媒により加熱されるので、効果的に気相冷媒となり、可変容量コンプレッサ(2)に気相冷媒が送り込まれることになって可変容量コンプレッサ(2)の損傷が防止される。
【００２８】
実施形態２
この実施形態は図２に示すものである。
【００２９】
図２に示す車両用空調装置(15)において、中間熱交換器(16)における外側通路形成部材(9)と内側通路形成部材(11)との間の高温側冷媒通路(7)の出口部に、減圧器としての固定絞り(4)が設けられている。
【００３０】
その他の構成は、上述した実施形態１の車両用空調装置(1)と同様である。
【００３１】
実施形態３
この実施形態は図３および図４に示すものである。
【００３２】
図３および図４において、車両用空調装置(20)の中間熱交換器(21)は、コンデンサ(3)から流出した比較的高温の高圧冷媒が流れる高温側冷媒通路(22)と、エバポレータ(5)から流出した比較的低温の低圧冷媒が流れる低温側冷媒通路(23)と、高温側冷媒通路(22)と連通しかつ高温側冷媒通路(22)を通過した冷媒を貯留して気液２相に分離する液溜(24)とを備えており、高温側冷媒通路(22)を通過するとともに液溜(24)において分離させられた液相冷媒が、液溜(24)から減圧器としての固定絞り(4)に送られるようになされている。
【００３３】
中間熱交換器(21)は、低温側冷媒通路(23)、および低温側冷媒通路(23)の横方向に隔壁(25)を介して並ぶとともに低温側冷媒通路(23)と隔離された液溜(24)を有するアルミニウム製ケーシング(26)と、ケーシング(26)の低温側冷媒通路(23)内に配置されかつ内部が高温側冷媒通路(22)となっているアルミニウム製中空管状通路形成部材(27)とを備えており、通路形成部材(27)内の高温側冷媒通路(22)の一端がケーシング(26)外に開口するとともに、他端が液溜(24)内に開口している。
【００３４】
中間熱交換器(21)のケーシング(26)に、エバポレータ(5)から流出した低圧冷媒を低温側冷媒通路(23)に導入する低圧冷媒導入口(28)と、低温側冷媒通路(23)を通過した低圧冷媒を可変容量コンプレッサ(2)に向けて送り出す低圧冷媒送出口(29)と、液溜(25)において気液２相に分離されたうちの液相の高圧冷媒を固定絞り(4)に向けて送り出す高圧冷媒送出口(31)とが設けられている。また、ケーシング(26)の液溜(24)内に、液溜(24)内で分離された液相冷媒を高圧冷媒送出口(31)に導く導管(32)が配置されている。
【００３５】
上述した車両用空調装置(20)において、可変容量コンプレッサ(2)において圧縮された高温高圧の気液混相冷媒は、コンデンサ(3)において冷却された後、中間熱交換器(21)の高温側冷媒通路(22)内に送り込まれる。高温側冷媒通路(22)内に送り込まれた高圧冷媒は高温側冷媒通路(22)内を流れ、低温側冷媒通路(23)内を流れる低圧冷媒により冷却された後液溜(24)内に流入し、液溜(24)内において気液２相に分離される。液溜(24)内において得られた高圧の液相冷媒は、導管(32)により導かれるとともに高圧冷媒送出口(31)から固定絞り(4)に送られ、固定絞り(4)を通過することにより減圧された後エバポレータ(5)に入り、エバポレータ(5)内を流れる間に通風間隙を流れる空気を冷却して気相となる。エバポレータ(5)を通過した比較的低温の低圧冷媒は、低圧冷媒導入口(28)を通って中間熱交換器(21)のの低温側冷媒通路(23)内に入り、低温側冷媒通路(23)内を流れた後、低圧冷媒送出口(29)から可変容量コンプレッサ(2)に送られる。
【００３６】
ここで、可変容量コンプレッサ(2)において冷媒の流量が制御されており、しかもコンデンサ(3)から送られて中間熱交換器(21)の高温側冷媒通路(22)内に入った高圧冷媒は、高温側冷媒通路(22)内を流れる間に低温側冷媒通路(23)内を流れる低圧冷媒により冷却された後に液溜(24)内に入るので、液溜(24)内において効果的に気液２相に分離されて液相冷媒が得られる。したがって、固定絞り(4)において、安定した減圧を実施することが可能となって、車両用空調装置(20)の冷房性能が向上する。一方、可変容量コンプレッサ(2)において冷媒の流量が制御されており、しかもエバポレータ(5)から送られて中間熱交換器(21)の低温側冷媒通路(23)内に入った低圧冷媒が、低温側冷媒通路(23)内を流れる間に高温側冷媒通路(22)内を流れる高圧冷媒により加熱されるので、効果的に気相冷媒となり、可変容量コンプレッサ(2)に気相冷媒が送り込まれることになって可変容量コンプレッサ(2)の損傷が防止される。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
この発明による空調装置は、車両に搭載される車両用空調装置に好適に用いられる。
【符号の説明】
【００３８】
(1)(15)(20)：車両用空調装置
(2)：可変容量コンプレッサ
(3)：コンデンサ
(4)：固定絞り（減圧器）
(5)：エバポレータ
(6)(16)(21)：中間熱交換器
(7)(22)：高温側冷媒通路
(8)(23)：低温側冷媒通路
(9)：外側通路形成部材
(11)：内側通路形成部材
(24)：液溜
(26)：ケーシング
(27)：通路形成部材
【図１】
2014231915.tif 000003
【図２】
2014231915.tif 000004
【図３】
2014231915.tif 000005
【図４】
2014231915.tif 000006