(57)【要約】【課題】  必要な構成部品を一体に構成して、車両搭載性を向上する。【解決手段】  蓄冷熱交換器１１の冷媒流入部１１ｂを天地方向の天側、冷媒流出部１１ｃを地側として配置するとともに、エジェクタ９の冷媒流出方向を天側とし、その吸引部９ｂを冷媒流出部１１ｃと接続して一体としている。  これによれば、放冷モードのときにエバポレータ８で蒸発したガス冷媒は、冷えた蓄冷熱交換器１１で凝縮液となり、重力によって蓄冷熱交換器１１の下側部分に集合する。この下側部分に配置した冷媒流出部１１ｃとエジェクタ９の吸引部９ｂとを最短距離で接続することにより、エジェクタ９は効率良く凝縮液冷媒を吸引し、再びエバポレータ８に冷媒を循環させることができる。また、エジェクタ９と蓄冷熱交換器１１とを略平行として天地方向に配置することにより、蓄冷ユニット１５を小型に構成することができ、車両搭載性を向上させることができる。【選択図】    図７
2006248338.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する冷媒圧縮機（１）と、
前記冷媒圧縮機（１）から吐出された高圧冷媒の放熱を行う冷媒放熱器（６）と、
前記冷媒放熱器（６）を通過した冷媒を減圧する膨張弁（７）と、
前記膨張弁（７）により減圧された低圧冷媒を蒸発させて車室内へ送風される空気を冷却する冷媒蒸発器（８）と、
前記冷媒蒸発器（８）の上流側に設けられて前記冷媒圧縮機（１）の稼働時に前記低圧冷媒により冷却される蓄冷材（１１ａ）を有する蓄冷熱交換器（１１）と、
前記冷媒圧縮機（１）の吸入側から前記膨張弁（７）の直後へ冷媒をバイパスさせ逆止手段（１３）を有するバイパス経路（１２）と、
前記膨張弁（７）の高圧側から分岐した駆動流経路（１４）と、
前記駆動流経路（１４）から流入する高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を減圧膨張させるノズル（９ａ）、および前記ノズル（９ａ）から噴射する高い速度の冷媒流により低圧側に接続される前記蓄冷熱交換器（１１）から冷媒を吸引し、その吸引した冷媒と前記ノズル（９ａ）から噴射する冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させて前記冷媒蒸発器（８）に流入させる昇圧部（９ｃ、９ｄ）を有するエジェクタ（９）と、
前記エジェクタ（９）をバイパスさせて前記蓄冷熱交換器（１１）から前記冷媒蒸発器（８）へ冷媒を供給し逆止手段（１８）を有する連通路（１７）と備え、
前記冷媒圧縮機（１）が停止したときに前記エジェクタ（９）を駆動させる車両用空調装置に用いる前記蓄冷熱交換器（１１）において、
前記蓄冷熱交換器（１１）の冷媒流入部（１１ｂ）を天地方向の天側、冷媒流出部（１１ｃ）を地側として配置するとともに、
前記エジェクタ（９）の冷媒流出方向を前記天側とし、その吸引部（９ｂ）を前記冷媒流出部（１１ｃ）と接続して一体としたことを特徴とするエジェクタを備えた蓄冷熱交換器。
【請求項２】
冷媒を圧縮する冷媒圧縮機（１）と、
前記冷媒圧縮機（１）から吐出された高圧冷媒の放熱を行う冷媒放熱器（６）と、
前記冷媒放熱器（６）を通過した冷媒を減圧する膨張弁（７）と、
前記膨張弁（７）により減圧された低圧冷媒を蒸発させて車室内へ送風される空気を冷却する冷媒蒸発器（８）と、
前記冷媒蒸発器（８）の上流側に設けられて前記冷媒圧縮機（１）の稼働時に前記低圧冷媒により冷却される蓄冷材（１１ａ）を有する蓄冷熱交換器（１１）と、
前記冷媒圧縮機（１）の吸入側から前記蓄冷熱交換器（１１）の直後へ冷媒をバイパスさせ逆止手段（１３）を有するバイパス経路（１２）と、
前記膨張弁（７）の高圧側から分岐した駆動流経路（１４）と、
前記駆動流経路（１４）から流入する高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を減圧膨張させるノズル（９ａ）、および前記ノズル（９ａ）から噴射する高い速度の冷媒流により低圧側に接続される前記蓄冷熱交換器（１１）から冷媒を吸引し、その吸引した冷媒と前記ノズル（９ａ）から噴射する冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させて前記冷媒蒸発器（８）に流入させる昇圧部（９ｃ、９ｄ）を有するエジェクタ（９）と、
前記エジェクタ（９）と並列して前記蓄冷熱交換器（１１）から前記冷媒蒸発器（８）へ冷媒を供給し逆止手段（１８）を有する連通路（１７）と備え、
前記冷媒圧縮機（１）が停止したときに前記エジェクタ（９）を駆動させる車両用空調装置に用いる前記蓄冷熱交換器（１１）において、
前記蓄冷熱交換器（１１）の冷媒流出入部（１１ｂ、１１ｃ）を天地方向の天側と地側とに配置するとともに、
前記エジェクタ（９）の冷媒流出方向を前記天側とし、その吸引部（９ｂ）を前記地側の前記冷媒流出入部（１１ｃ）と接続して一体としたことを特徴とするエジェクタを備えた蓄冷熱交換器。
【請求項３】
前記膨張弁（７）、前記冷媒蒸発器（８）、前記エジェクタ（９）および前記蓄冷熱交換器（１１）間を接続する冷媒流路を一体にして構成するとともに、前記冷媒流路内に前記逆止手段（１３、１８）を構成したことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載のエジェクタを備えた蓄冷熱交換器。
【請求項４】
前記膨張弁（７）、前記冷媒蒸発器（８）、前記エジェクタ（９）および前記蓄冷熱交換器（１１）間を接続する冷媒流路を一体にして構成するとともに、前記膨張弁（７）との接続部（１５ａ〜１５ｃ）を前記エジェクタ（９）の下方側に揃えて配置したことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載のエジェクタを備えた蓄冷熱交換器。
【請求項５】
前記膨張弁（７）、前記冷媒蒸発器（８）、前記エジェクタ（９）および前記蓄冷熱交換器（１１）間を接続する冷媒流路を一体にして構成するとともに、前記冷媒蒸発器（８）との接続部（１５ｄ、１５ｅ）を前記天側の側方部に揃えて配置したことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載のエジェクタを備えた蓄冷熱交換器。
【請求項６】
構造体（Ｂ）内部の高圧冷媒通路（７４）において、弁手段（７３）よりも上流側の部位から駆動流経路（１４）を分岐させて設けるとともに、前記弁手段（７３）を介した冷媒出口と前記駆動流経路（１４）の冷媒出口と低圧冷媒通路（７５）とを前記構造体（Ｂ）の同一面に設けたことを特徴とする膨張弁。
【請求項７】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のエジェクタを備えた蓄冷熱交換器（１５）および請求項６に記載の膨張弁（７）を用いたことを特徴とする車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒圧縮機の停止時に冷却作用を提供する蓄冷熱交換器に関し、詳細にはエジェクタを備えた蓄冷熱交換器と、これと併用して好適な膨張弁と、これらエジェクタを備えた蓄冷熱交換器および膨張弁を備えた車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境保護や車両エンジンの燃費向上などを目的として、信号待ちなどの停車時に車両エンジンを自動的に停止する車両（ハイブリッド車などのエコラン車）が実用化されており、今後、停車時に車両エンジンを停止する車両が増加する傾向にある。ところで、車両用空調装置においては、冷凍サイクルの冷媒圧縮機を車両エンジンにより駆動しているため、上記エコラン車においては信号待ちなどで停車して車両エンジンが停止されるたびに冷媒圧縮機も停止し、冷房用冷媒蒸発器の温度が上昇して車室内への吹き出し空気温度が上昇するため乗員の冷房フィーリングが悪化するという不具合が発生する。
【０００３】
そこで、車両エンジン（冷媒圧縮機）の稼働時に蓄冷される蓄冷手段を備え、車両エンジン（冷媒圧縮機）が停止して冷媒蒸発器の冷却作用が停止したときには蓄冷手段の蓄冷熱量を使用して車室内への吹出空気を冷却できる蓄冷式の車両用空調装置の必要性が高まっている。この種の蓄冷式の車両用空調装置として、特許文献１に記載されたものが知られている。
【０００４】
また、本発明の発明者らは、特許文献１に示す構成の蓄冷式の車両用空調装置では車両搭載性に問題があることより、車両搭載性を向上する手段として、蓄冷熱交換器、蓄液タンク、電動ポンプ、逆止弁を同一タンク内に構成する方法を特許文献２にて出願している。これは、蓄冷運転として膨張弁で減圧膨張した低温冷媒で蓄冷熱交換器に充填された蓄冷剤を冷却して蓄冷し、車両エンジン（冷媒圧縮機）停止時には電動ポンプを運転して蓄冷熱交換器で冷却・液化した冷媒を冷媒蒸発器に供給してこれを蒸発させることで放冷運転し、車両エンジン（冷媒圧縮機）停止時の空調を実現するものである。
【特許文献１】特開２０００−３１３２２６号公報
【特許文献２】特開２００４−５１０７７号公報（米国特許第６７０１７３１号）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
更に本発明の発明者らは、耐久性や信頼性を向上させると共に、構成の簡素化により製造コストを低減することのできる蓄冷式の車両用空調装置として、特願２００５−４４５０号に示すものを出願している。これは、液冷媒循環手段（流体ポンプ手段）としてエジェクタを用いるものであり、走行時に蓄冷熱交換器に冷熱を溜め、停車時は主として冷媒放熱器に残る高圧冷媒の圧力エネルギーを利用してエジェクタを駆動し、蓄冷熱交換器で冷却された冷媒を冷房用冷媒蒸発器に送出することで車両エンジン（冷媒圧縮機）停止時の車室内冷房運転を実現するものである。
【０００６】
しかしながら、上記従来技術は高圧冷媒の圧力エネルギーで放冷運転ができ、可動部が無いため装置の耐久性を向上できるメリットがあるが、エジェクタの他に逆止弁、蓄冷熱交換器、エジェクタに高圧冷媒を導くための駆動流経路が必要となるため、これらをそのまま配管接続すると車両への搭載スペースが大きく必要になるという問題点がある。本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的は、必要な構成部品を一体に構成して、車両搭載性を向上することのできるエジェクタを備えた蓄冷熱交換器と膨張弁および車両用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】
【０００７】
本発明は上記目的を達成するために、請求項１ないし請求項７に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、冷媒を圧縮する冷媒圧縮機（１）と、
冷媒圧縮機（１）から吐出された高圧冷媒の放熱を行う冷媒放熱器（６）と、
冷媒放熱器（６）を通過した冷媒を減圧する膨張弁（７）と、
膨張弁（７）により減圧された低圧冷媒を蒸発させて車室内へ送風される空気を冷却する冷媒蒸発器（８）と、
冷媒蒸発器（８）の上流側に設けられて冷媒圧縮機（１）の稼働時に低圧冷媒により冷却される蓄冷材（１１ａ）を有する蓄冷熱交換器（１１）と、
冷媒圧縮機（１）の吸入側から膨張弁（７）の直後へ冷媒をバイパスさせ逆止手段（１３）を有するバイパス経路（１２）と、
膨張弁（７）の高圧側から分岐した駆動流経路（１４）と、
駆動流経路（１４）から流入する高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を減圧膨張させるノズル（９ａ）、およびノズル（９ａ）から噴射する高い速度の冷媒流により低圧側に接続される蓄冷熱交換器（１１）から冷媒を吸引し、その吸引した冷媒とノズル（９ａ）から噴射する冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させて冷媒蒸発器（８）に流入させる昇圧部（９ｃ、９ｄ）を有するエジェクタ（９）と、
エジェクタ（９）をバイパスさせて蓄冷熱交換器（１１）から冷媒蒸発器（８）へ冷媒を供給し逆止手段（１８）を有する連通路（１７）と備え、
冷媒圧縮機（１）が停止したときにエジェクタ（９）を駆動させる車両用空調装置に用いる蓄冷熱交換器（１１）において、
蓄冷熱交換器（１１）の冷媒流入部（１１ｂ）を天地方向の天側、冷媒流出部（１１ｃ）を地側として配置するとともに、
エジェクタ（９）の冷媒流出方向を天側とし、その吸引部（９ｂ）を冷媒流出部（１１ｃ）と接続して一体としたことを特徴としている。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明では、冷媒を圧縮する冷媒圧縮機（１）と、
冷媒圧縮機（１）から吐出された高圧冷媒の放熱を行う冷媒放熱器（６）と、
冷媒放熱器（６）を通過した冷媒を減圧する膨張弁（７）と、
膨張弁（７）により減圧された低圧冷媒を蒸発させて車室内へ送風される空気を冷却する冷媒蒸発器（８）と、
冷媒蒸発器（８）の上流側に設けられて冷媒圧縮機（１）の稼働時に低圧冷媒により冷却される蓄冷材（１１ａ）を有する蓄冷熱交換器（１１）と、
冷媒圧縮機（１）の吸入側から蓄冷熱交換器（１１）の直後へ冷媒をバイパスさせ逆止手段（１３）を有するバイパス経路（１２）と、
膨張弁（７）の高圧側から分岐した駆動流経路（１４）と、
駆動流経路（１４）から流入する高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を減圧膨張させるノズル（９ａ）、およびノズル（９ａ）から噴射する高い速度の冷媒流により低圧側に接続される蓄冷熱交換器（１１）から冷媒を吸引し、その吸引した冷媒とノズル（９ａ）から噴射する冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させて冷媒蒸発器（８）に流入させる昇圧部（９ｃ、９ｄ）を有するエジェクタ（９）と、
エジェクタ（９）と並列して蓄冷熱交換器（１１）から冷媒蒸発器（８）へ冷媒を供給し逆止手段（１８）を有する連通路（１７）と備え、
冷媒圧縮機（１）が停止したときにエジェクタ（９）を駆動させる車両用空調装置に用いる蓄冷熱交換器（１１）において、
蓄冷熱交換器（１１）の冷媒流出入部（１１ｂ、１１ｃ）を天地方向の天側と地側とに配置するとともに、
エジェクタ（９）の冷媒流出方向を天側とし、その吸引部（９ｂ）を地側の冷媒流出入部（１１ｃ）と接続して一体としたことを特徴としている。
【０００９】
請求項１と請求項２とは前提とする冷凍サイクルの構成が違うものであるが、いずれの発明においても、放冷モードのときに冷媒蒸発器（８）で蒸発したガス冷媒は、冷えた蓄冷熱交換器（１１）で凝縮液となり、重力によって蓄冷熱交換器（１１）の下側部分に集合する。この下側部分に配置した冷媒流出部（冷媒流出入部）（１１ｃ）とエジェクタ（９）の吸引部（９ｂ）とを最短距離で接続することにより、エジェクタ（９）は効率良く凝縮液冷媒を吸引し、再び冷媒蒸発器（８）に冷媒を循環させることができる。
【００１０】
また、エジェクタ（９）と蓄冷熱交換器（１１）とを略平行として天地方向に配置することにより、エジェクタを備えた蓄冷熱交換器としての蓄冷ユニット（１５）を小型に構成することができ、車両搭載性を向上させることができる。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２のいずれかに記載のエジェクタを備えた蓄冷熱交換器において、膨張弁（７）、冷媒蒸発器（８）、エジェクタ（９）および蓄冷熱交換器（１１）間を接続する冷媒流路を一体にして構成するとともに、冷媒流路内に逆止手段（１３、１８）を構成したことを特徴としている。
【００１２】
この請求項３に記載の発明によれば、更に上記した各機器間の冷媒流路まで一体にして構成し、その冷媒流路内に逆止手段（１３、１８）まで一体にして構成することにより、エジェクタ（９）を備えた蓄冷熱交換器（１１）としてのみならず、完全な蓄冷ユニット（１５）として構成することができる。
【００１３】
そして、通常車室内に配置される冷媒蒸発器（８）と、エンジンルーム内に配置される冷媒圧縮機（１）および冷媒放熱器（６）との間に、蓄冷ユニット（１５）＋膨張弁（７）を挟み込むだけという形のレイアウトにまとめることができるため、単に車両搭載上のスペースが節約できるのみならず、蓄冷ユニットが搭載されていない現有冷凍サイクルに機能追加として追加搭載するのに非常に好都合となる。
【００１４】
なお、請求項２に記載する発明では、通常冷房・蓄冷モード時と放冷冷房モード時とで蓄冷熱交換器（１１）内の冷媒流れ方向が逆になるようにしたものである。このようにすることで、膨張弁（７）で減圧後の冷媒配管部をエジェクタ（９）の吸引部（９ｂ）および蓄冷熱交換器（１１）の下部と接続することができ、請求項１に記載する発明ではエジェクタ（９）の脇に配置する上行用の冷媒流路が不要となるうえ、さらに、エジェクタ（９）の側方に配置される逆止手段（１８）を有する冷媒流路も不要となって逆止手段（１８）は上方に移動させることができる。これらのことより、請求項２に記載する発明では蓄冷熱交換器（１１）の側方に配置するエジェクタ（９）と冷媒流路部分をさらに小型・簡素に構成することができることから一体化に適している。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明では、請求項１または請求項２のいずれかに記載のエジェクタを備えた蓄冷熱交換器において、膨張弁（７）、冷媒蒸発器（８）、エジェクタ（９）および蓄冷熱交換器（１１）間を接続する冷媒流路を一体にして構成するとともに、膨張弁（７）との接続部（１５ａ〜１５ｃ）をエジェクタ（９）の下方側に揃えて配置したことを特徴としている。
【００１６】
この請求項４に記載の発明によれば、通常エジェクタ（９）への駆動流入口と吸引部（９ｂ）とは近接しているため、膨張弁（７）を吸引部（９ｂ）に近い位置、すなわちエジェクタ（９）および蓄冷熱交換器（１１）の下方側に配置することがスペース効率の上面から合理的となる。また、複数の接続部（１５ａ〜１５ｃ）を揃えて配置することにより、後述するボックス型の膨張弁（７）と組み合わせて複数の接続部（１５ａ〜１５ｃ）を一度に接続できる構造とすることができる。
【００１７】
また、請求項５に記載の発明では、請求項１または請求項２のいずれかに記載のエジェクタを備えた蓄冷熱交換器において、膨張弁（７）、冷媒蒸発器（８）、エジェクタ（９）および蓄冷熱交換器（１１）間を接続する冷媒流路を一体にして構成するとともに、冷媒蒸発器（８）との接続部（１５ｄ、１５ｅ）を天側の側方部に揃えて配置したことを特徴としている。
【００１８】
この請求項５に記載の発明によれば、冷媒蒸発器（８）との接続部（１５ｄ、１５ｅ）を揃えて配置することにより、ブロック継ぎ手と組み合わせて複数の接続部（１５ｄ、１５ｅ）を一度に接続できる構造とすることができる。
【００１９】
また、請求項６に記載の発明では、構造体（Ｂ）内部の高圧冷媒通路（７４）において、弁手段（７３）よりも上流側の部位から駆動流経路（１４）を分岐させて設けるとともに、弁手段（７３）を介した冷媒出口と駆動流経路（１４）の冷媒出口と低圧冷媒通路（７５）とを構造体（Ｂ）の同一面に設けたことを特徴としている。
【００２０】
この請求項６に記載の発明によれば、エジェクタ（９）の駆動流入口に最短距離で高圧冷媒を導くことができ、駆動流経路（１４）を極く短く構成することができる。また、エジェクタ（９）および蓄冷熱交換器（１１）との接続部（１５ａ〜１５ｃ）に対応する接続部を構造体（Ｂ）の同一面に集中して構成でき、複数の接続部（１５ａ〜１５ｃ）を一度に接続できる構造とすることができる。
【００２１】
また、請求項７に記載の発明では、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のエジェクタを備えた蓄冷熱交換器（１５）および請求項６に記載の膨張弁（７）を、車両用空調装置に用いたことを特徴としている。
【００２２】
この請求項７に記載の発明によれば、膨張弁（７）との接続部（１５ａ〜１５ｃ）と冷媒蒸発器（８）との接続部（１５ｄ、１５ｅ）とをそれぞれまとめた小型の蓄冷ユニット（１５）として構成されることから、通常車室内に配置される冷媒蒸発器（８）と、エンジンルーム内に配置される冷媒圧縮機（１）および冷媒放熱器（６）との間に、蓄冷ユニット（１５）＋膨張弁（７）を挟み込むだけという形のレイアウトにまとめることができ、車両搭載性の良い車両用空調装置とすることができる。
【００２３】
また、現在蓄冷ユニットが搭載されていない車両用空調装置においても、蓄冷ユニット（１５）＋膨張弁（７）の部分だけを機能追加として追加搭載することが可能な車両用空調装置とすることができる。ちなみに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
（第１実施形態）
以下、本発明の実施の形態について、添付した図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態における車両用空調装置の全体構成を示す模式図である。本実施形態の車両用空調装置は、信号待ちなどの停車時に車両エンジンを自動的に停止するハイブリッド車などの車両に搭載されるものである。
【００２５】
車両用空調装置の冷凍サイクルは冷媒を吸入・圧縮・吐出する冷媒圧縮機を成すコンプレッサ１を有し、このコンプレッサ１には動力断続用の電磁クラッチ２が備えられている。コンプレッサ１には電磁クラッチ２およびベルト３を介して車両エンジン４の動力が伝達されて駆動され、電磁クラッチ２への通電を空調用の制御手段を成す空調用制御装置５にて断続することによりコンプレッサ１の運転が断続される。
【００２６】
コンプレッサ１から吐出された高温高圧の過熱気相冷媒は、冷媒放熱器を成すコンデンサ（冷媒凝縮器）６に流入し、図示しない冷却ファンより送風される外気と熱交換して冷却され凝縮する。コンデンサ６は凝縮部６ａと、凝縮部６ａを通過した後の冷媒の気液を分離して液冷媒を溜めると共に液冷媒を導出する受液器６ｂと、受液器６ｂからの液冷媒を過冷却する過冷却部６ｃとを一体に構成した周知のものである。
【００２７】
この過冷却部６ｃからの過冷却液冷媒は、減圧手段を成す膨張弁７により低圧に減圧され、低圧の気液２相状態となる。膨張弁７は冷媒蒸発器を成すエバポレータ８出口の冷媒過熱度を調節するように弁手段７３の開度（冷媒流量）を調節する温度式膨張弁である。
【００２８】
特に本例では、エバポレータ８の出口冷媒が流れる低圧冷媒通路７５をボックス型の弁ブロックＢ内に構成して、エバポレータ８の出口冷媒の感温機構Ｅを弁ブロックＢ内に一体構成したタイプの温度式膨張弁７を用いている。なお、この膨張弁７の構造例を後述で説明する。
【００２９】
冷房用熱交換器のエバポレータ８は、膨張弁７により減圧された低圧冷媒を蒸発させて車室内へ送風される空気を冷却するものである。図２は、図１中の空調室内ユニット部２０の概略構成を示す断面模式図である。室内ユニット２０は通常、車室内前部の計器盤内側に搭載されている。室内ユニット２０の空調ケース２１は、車室内へ向かって送風される空気の通路を構成するものであり、この空調ケース２１内にエバポレータ８が設置されている。
【００３０】
空調ケース２１において、エバポレータ８の上流側には送風機２２が配置され、送風機２２には遠心式多翼ファン（シロッコファン）２２ａと駆動用モータ２２ｂとが備えられている。送風ファン２２ａの吸入側には内外気切替箱２３が配置され、この内外気切替箱２３内の内外気切替ドア２３ａにより外気（車室外空気）または内気（車室内空気）が切替導入される。
【００３１】
空調ケース２１内で、エバポレータ８の下流側にはエアミックスドア２４が配置され、このエアミックスドア２４の下流側には車両エンジン４の温水（冷却水）を熱源として空気を加熱する温水式ヒータコア２５が暖房用熱交換器として設置されている。そして、この温水式ヒータコア２５の側方（上方部）には、温水式ヒータコア２５をバイパスして空気（冷風）を流すバイパス通路２６が形成されている。
【００３２】
エアミックスドア２４は回動可能な板状ドアであり、温水式ヒータコア２５を通過する温風とバイパス通路２６を通過する冷風との風量割合を調節するものであって、この冷温風の風量割合の調節により車室内への吹き出し空気温度を調節する。従って、エアミックスドア２４は車室内への吹き出し空気の温度調節手段を成しており、温水式ヒータコア２５からの温風と、バイパス通路２６からの冷風とを空気混合部２７で混合して、所望温度の空気を作り出すことができる。
【００３３】
更に、空調ケース２１内で空気混合部２７の下流側に吹出モード切替部が構成されている。すなわち、車両フロントガラス内面に空気を吹き出すデフロスタ開口部２８、車室内乗員の上半身側に向けて空気を吹き出すフェイス開口部２９、および車室内乗員の足元に向けて空気を吹き出すフット開口部３０を、吹出モードドア３１〜３３により開閉するようになっている。
【００３４】
エバポレータ８の温度センサ３４は、空調ケース２１内でエバポレータ８の空気吹き出し直後の部位に配置され、エバポレータ吹き出し温度Ｔｅを検出する。ここで、エバポレータ温度センサ３４により検出されるエバポレータ吹き出し温度Ｔｅは、通常の空調装置と同様に、コンプレッサ１の電磁クラッチ２の断続制御や、コンプレッサ１が可変容量型である場合はその吐出容量制御に使用され、これらのクラッチ断続制御や吐出容量制御によりエバポレータ８の冷却能力を調節して、エバポレータ８の吹き出し温度を制御する。
【００３５】
図１に示すように、空調用制御装置５には、上記の温度センサ３４の他に、空調制御のために、内気温度Ｔｒ、外気温度Ｔａｍ、日射量Ｔｓ、温水温度Ｔｗなどを検出する周知のセンサ群３５から検出信号が入力される。また、車室内計器盤近傍に設置される空調制御パネル３６の操作スイッチ群の操作信号も空調用制御装置５に入力される。空調制御パネル３６には乗員により手動操作される温度設定スイッチ、風量切替スイッチ、吹出モードスイッチ、内外気切替スイッチ、コンプレッサ１のオンオフ信号を発生するエアコンスイッチなどの種々な図示しない操作スイッチ群が備えられている。
【００３６】
また、空調用制御装置５はエンジン用制御装置３７に接続されており、エンジン用制御装置３７から空調用制御装置５には車両エンジン４の回転数信号・車速信号などが入力される。エンジン用制御装置３７は周知の如く、車両エンジン４の運転状況などを検出するセンサ群３８からの信号に基づいて車両エンジン４への燃料噴射量・点火時期などを総合的に制御するものである。
【００３７】
更に、本実施形態の対象とするエコラン車においては、車両エンジン４の回転数信号・車速信号・ブレーキ信号などに基づいて停車状態を判定すると、エンジン用制御装置３７は、点火装置の電源遮断や燃料噴射の停止などにより車両エンジン４を自動的に停止させる。また、エンジン停止後、運転者の運転操作により車両が停車状態から発進状態に移行すると、エンジン用制御装置３７は車両の発進状態をアクセル信号などに基づいて判定して、車両エンジン４を自動的に始動させる。
【００３８】
尚、空調用制御装置５は、車両エンジン４停止後の後述する放冷冷房モードの時間が長時間に及び、後述する蓄冷熱交換器１１の蓄冷熱量による冷房を持続できない状態になった時、すなわち、エバポレータ吹き出し温度Ｔｅが所定の目標上限温度まで上昇した時は、エンジン再稼働要求の信号をエンジン用制御装置３７に出力する。
【００３９】
空調用制御装置５およびエンジン用制御装置３７は、ＣＰＵ・ＲＯＭ・ＲＡＭなどからなる周知のマイクロコンピュータと、その周辺回路にて構成されるものである。尚、空調用制御装置５およびエンジン用制御装置３７を１つの制御装置として統合しても良い。そして、本実施形態の車両用空調装置には、エバポレータ８の上流側に、コンプレッサ１稼働時の低圧冷媒により冷却される蓄冷材１１ａを内蔵する蓄冷熱交換器１１が設けられている。
【００４０】
図３は、本発明の実施形態に係る蓄冷熱交換器１１の具体的構成例を示す断面図である。図３の蓄冷熱交換器１１は、一般にシェルアンドチューブタイプと称される熱交換器構成を基本にした蓄冷カプセルであり、円筒状のタンク部材であるシェル１１ｄの天地方向の天側に冷媒が流入する冷媒流入口１１ｂと、天地方向の地側に冷媒が流出する冷媒流出口１１ｃとを有している。なお、後述する本発明の実施形態では、この冷媒流入口１１ｂおよび冷媒流出口１１ｃを側面側に構成したものである。
【００４１】
また、シェル１１ｄ内に固定されて冷媒流路を構成するチューブ（冷媒管）１１ｅと、このチューブ１１ｅに熱的に一体に結合され、チューブ１１ｅの拡大伝熱面を構成するフィン１１ｆとを有している。シェル１１ｄは、円筒状本体部１１ｇの上端部および下端部を、上蓋部１１ｈおよび下蓋部１１ｉにより密封し、更にそれらの上下を冷媒分配側タンク部１１ｑおよび冷媒集合側タンク部１１ｒにより密封した構成になっている。
【００４２】
チューブ１１ｅは本例では円管状のものであり、フィン１１ｆは円形の平板形状からなるプレートフィンである。フィン１１ｆにはチューブ挿入用のバーリング穴１１ｊが開けてある。平板状のフィン１１ｆは所定のフィンピッチＰｆにて多数枚積層され、ハーリング穴１１ｊに円管状のチューブ１１ｅを挿入した後に円管状のチューブ１１ｅを拡管することにより、フィン１１ｆとチューブ１１ｅとを機械的に一体に固定すると同時に、フィン１１ｆとチューブ１１ｅとを熱的にも一体に結合するようになっている。
【００４３】
そして、フィン１１ｆとチューブ１１ｅとの固定後に、チューブ１１ｅがシェル１１ｄに対して上下方向に延びる縦置きとし、多数枚のフィン１１ｆとチューブ１１ｅとの結合体をシェル１１ｄ内部に収容し、かつ、チューブ１１ｅの上端部および下端部が上蓋部１１ｈの上側および下蓋部１１ｉの下側へそれぞれ突き出すように組み付けている。この組み付けにおいてチューブ１１ｅの上端部付近および下端部付近の部位は、上蓋部１１ｈおよび下蓋部１１ｉにそれぞれろう付けなどの接合手段によりシールして固定される。
【００４４】
チューブ１１ｅとフィン１１ｆとは熱伝導率の良い金属、例えばアルミニウムにて成形される。また、シェル１１ｄの各部１１ｇ・１１ｈ・１１ｉ・１１ｑ・１１ｒもアルミニウムなどの金属で成形される。密封ケース構造を成すシェル１１ｄの一部、例えば上蓋部１１ｈの近傍に蓄冷材注入口１１ｋを設け、この注入口１１ｋからシェル１１ｄの内部に蓄冷材１１ａを注入するようになっている。
【００４５】
シェル１１ｄの内部において蓄冷材１１ａは、平板状のフィン１１ｆ相互間の間隙（フィンピッチＰｆによる間隙）に充填される。蓄冷材１１ａの注入終了後に、注入口１１ｋはプラグ１１ｍにより密封される。ここで蓄冷材１１ａは、車両用空調装置の蓄冷という用途であるため、４℃〜８℃程度の融点を有し、過冷却の発生しない物性を有するものが好ましい。このような物性を満足するものとして具体的にはパラフィン（ｎ−テトラデカン）が好適である。
【００４６】
ところで、蓄冷材１１ａとして用いるパラフィンは、金属に比べて熱伝導率がかなり小さいので、蓄冷能力および放冷能力を高めるためにはパラフィンの層を薄くして、伝熱面積を大きくすることが望ましい。このために、蓄冷熱交換器１１をシェルアンドチューブタイプの熱交換器構成として、フィン１１ｆ相互間の微小間隙部（フィンピッチＰｆによる間隙部）にパラフィンを薄膜状に充填するようにしている。
【００４７】
また、蓄冷材１１ａは、蓄冷モード・放冷モードの変化に伴って相変化し、それに伴って密度が変化し、体積が変化する。この蓄冷材１１ａの体積変化によって平板状のフィン１１ｆには応力が発生し、蓄冷熱交換器１１の金属疲労の原因となる。そこで、積層された多数枚の平板状のフィン１１ｆを上下方向に貫通する貫通穴１１ｎを図３に示すように各フィン１１ｆに設けている。
【００４８】
これにより、放冷モード時に蓄冷材１１ａが固相状態から液相状態に相変化するときに蓄冷材１１ａの体積が増加しても、フィン間の液相の蓄冷材１１ａを、貫通穴１１ｎを通してフィン外部ヘスムーズに移動させることができる。尚、図３では、貫通穴１１ｎを円形の平板形状からなるプレートフィン１１ｆの中心部に1箇所のみ設ける例を図示しているが、実際には、液相の蓄冷材１１ａのスムースな移動のために貫通穴１１ｎを所定間隔にて複数箇所設けることが好ましい。
【００４９】
また、シェル１１ｄの円筒状本体部１１ｇの内周面と、平板状フィン１１ｆの外周端との聞には、所定間隔Ｂを有する断熱用の隙間部１１ｐを設けている。この隙間部１１ｐは、蓄冷熱交換器１１を例えば、エンジンルームなど車室外の高温環境に設置しても蓄冷材１１ａの蓄冷熱の断熱作用を確保できるようにするためのものである。チューブ１１ｅとして、前述のように本例では円管状のもの（丸チューブ）を用いているが、チューブ１１ｅとして偏平チューブあるいは偏平多孔チューブを採用しても良い。
【００５０】
次に、本発明に係る構成を説明する。まず、後述する放冷冷房モード時に、コンプレッサ１の吸入側から膨張弁７の直後へ冷媒をバイパスさせるバイパス経路１２を設けており、このバイパス経路１２には、後述する通常冷房・蓄冷モード時に膨張弁７で減圧された冷媒がコンプレッサ１の吸入側へバイパスしないよう、逆止手段を成す逆止弁１３を設けている。
【００５１】
また、膨張弁７の高圧側から分岐させた駆動流経路１４を設けている。そして、従来の電動ポンプに代わる液冷媒循環手段（流体ポンプ手段）として、エジェクタ９を設けている。図４は、本発明の実施形態に係るエジェクタ９の構造概要を示す断面図である。エジェクタ９は、駆動流経路１４から流入する高圧冷媒の圧力エネルギー（圧力ヘッド）を速度エネルギー（速度ヘッド）に変換して冷媒を減圧膨張させるノズル９ａを有している。
【００５２】
そして、そのノズル９ａから噴射する高い速度の冷媒流により低圧側に接続した蓄冷熱交換器１１から冷媒を吸引する吸引部９ｂと、その吸引した冷媒とノズル９ａから噴射する冷媒とを混合させる混合部９ｃと、速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させるディフューザ９ｄとを有する。
【００５３】
エジェクタ９から流出した冷媒はエバポレータ８に流入するようになっている。尚、エジェクタ９から噴出する冷媒は、必ずしもディフィーザ９ｄのみで昇圧されるものではなく、混合部９ｃにおいても、低圧側で蒸発した気相冷媒を吸引する際に冷媒圧力を上昇させるので、混台部９ｃとディフィーザ９ｄとを総称して昇圧部と呼ぶ。また、図４の例では、混合部９ｃの断面積はディフューザ９ｄまで一定であるが、混合部９ｃの断面積をディフューザ９ｄに向かうほど大きくなるようにテーパ状としても良い。
【００５４】
尚、本実施形態では、エジェクタ９を使わない通常冷房・蓄冷モード時に、蓄冷熱交換器１１からエバポレータ８へ冷媒を供給するため、吸引部９ｂへの冷媒経路とディフューザ９ｄからの冷媒経路とを連通させる連通路１７をエジェクタ９と並行するように設けている。そして連通路１７には、エジェクタ９を使う放冷冷房モード時にはディフューザ９ｄで昇圧した冷媒が連通路１７を通って吸引部９ｂへ流れないように逆止手段を成す逆止弁１８を設けている。
【００５５】
次に、本発明の要部構造について説明する。図６は、本発明の第１実施形態における冷凍サイクルの模式図であり、図７は、本発明の第１実施形態における蓄冷ユニット（エジェクタを備えた蓄冷熱交換器）１５の構造概要を示す断面図である。本実施形態の蓄冷ユニット１５は、図６の冷凍サイクルにおける1点鎖線で示す部分を一体に構成したものである。まず、蓄冷熱交換器１１の冷媒流入部１１ｂを天地方向の天側、冷媒流出部１１ｃを地側として配置するとともに、エジェクタ９の冷媒流出方向を天側とし、その吸引部９ｂを冷媒流出部１１ｃと接続して一体としている。
【００５６】
そして、膨張弁７・エバポレータ８・エジェクタ９および蓄冷熱交換器１１間を接続する冷媒流路を一体にして構成している。そして、その冷媒流路内に逆止弁１３・１８を一体にして構成している。なお、この蓄冷ユニット１５は、ブロック状の部材から切削加工によって一体に加工したものであっても良いし、管状部材を相互にろう付けや溶接などをして組み立てたものであっても良い。
【００５７】
そして、膨張弁７との接続部として、膨張弁７で減圧された冷媒が流入する減圧後冷媒入口１５ａと、膨張弁７の高圧側から分岐した駆動流経路１４からのエジェクタ駆動用の高圧冷媒が流入する駆動流冷媒入口１５ｂと、エバポレータ８で蒸発した後のコンプレッサ１に吸入される冷媒が流出する蒸発後冷媒出口１５ｃとをエジェクタ９の下方側に揃えて配置している。
【００５８】
これらの接続部１５ａ〜１５ｃに対応させて接続する膨張弁７は、構造体Ｂ内部の高圧冷媒通路７４において、弁部７３よりも上流側の部位から駆動流経路１４を分岐させて設ける（図６の冷凍サイクルにおける破線で示す部分）とともに、弁部７３を介した冷媒出口と駆動流経路１４の冷媒出口と低圧冷媒通路７５とを構造体Ｂの同一面に設けている。
【００５９】
図５は、本発明の実施形態に係る膨張弁７の構造例を示す断面図である。本構造例の膨張弁７は、いわゆるボックス型と呼ばれるタイプのものである。膨張弁７は、弁ブロック（本発明で言う構造体）Ｂ、エレメント部Ｅ、伝熱部７１、伝達ロッド７２、およびボール弁（本発明で言う弁手段）７３などより構成されている。弁ブロックＢは、例えばアルミニウム製で略直方体形状に設けられ、高圧冷媒通路７４と低圧冷媒通路７５を有している。
【００６０】
高圧冷媒通路７４は、コンデンサ６の出口側に接続される流入ポート７４ａ、通常、エバポレータ８の入口側に接続される流出ポート７４ｂ、および流入ポート７４ａ側と流出ポート７４ｂ側とを連通する連通孔７４ｃを有し、この連通孔７４ｃの入口側（流入ポート７４ａ側）に円錐状のシート面７４ｄが設けられている。低圧冷媒通路７５は、通常、エバポレータ８の出口側に接続される流入ポート７５ａ、コンプレッサ１の吸入側に接続される流出ポート７５ｂ、および流入ポート７５ａと流出ポート７５ｂとを連通し、伝熱部７１へも連通する連通路７５ｃを有している。
【００６１】
エレメント部Ｅは、可撓性のある薄い金属板から成るダイヤフラム７６と、このダイヤフラム７６を挟持する受け部７７と蓋部７８とを具備し、弁ブロックＢの上部にパッキン７９を介して螺子結合される。受け部７７と蓋部７８は、例えばＴＩＧ溶接により接合され、ダイヤフラム７６と蓋部７８とでダイヤフラム室８０を形成している。
【００６２】
このダイヤフラム室８０には、冷凍サイクルに使用される冷媒ガスと同じ種類の飽和ガスが封入されている。尚、蓋部７８には、ダイヤフラム室８０に飽和ガスを入れるための孔が開けられており、飽和ガスを入れた後、プラグ８１によって気密に閉塞されている。また、このエレメント部Ｅを構成する各部品（ダイヤフラム７６、受け部７７、蓋部７８およびプラグ８１）は、例えばステンレスなどの全て同一の金属材料を使用して形成されている。
【００６３】
伝熱部７１は、例えばアルミニウムや黄銅などの熱伝導率の高い金属材料を使用して円柱状に形成されている。そして、円柱状の上面は下方からの後述する付勢力を受けてダイヤフラム７６の下面に密着しており、低圧冷媒通路７５を流れる冷媒（エバポレータ８で蒸発した気相冷媒）の温度変化をダイヤフラム７６に伝達すると共に、円柱状の下面には伝達ロッド７２が当接しており、ダイヤフラム７６の変位を伝達ロッド７２と協同してボール弁７３に伝達するものである。
【００６４】
伝達ロッド７２は、伝熱部７１の下部に配されて、弁ブロックＢに摺動自在に保持されている。その上端部は伝熱部７１の下面に当接すると共に、低圧冷媒通路７５（連通路７５ｃ）を上下方向に貫通し、高圧冷媒通路７４の連通孔７４ｃ内部に挿通され、下端部は円錐状のシート面７４ｄに押し当たるボール弁７３の上面に当接している。また、上下方向に摺動自在に嵌挿されている伝達ロッド７２に対して、高圧冷媒通路７４と低圧冷媒通路７５との間の弁ブロックＢ部にはＯリング８２によるシール部が設けられている。
【００６５】
ボール弁７３は、図５に示すように、連通孔７４ｃの入口側に配されて、伝達ロッド７２と弁受け部材７７との間に保持され、シート面７４ｄに着座することで連通孔７４ｃを閉じ、シート面７４ｄから離脱（リフト）することで連通孔７４ｃを開くことができる。このボール弁７３は、図５において、ダイヤフラム７６を下方へ押し下げる力（ダイヤフラム室８０の圧力−ダイヤフラム７６の下側に作用する冷媒蒸気の圧力）と弁受け部材８３を介してボール弁７３を図５の上方へ付勢するスプリング８４の荷重とが釣り合った位置に静止している。
【００６６】
スプリング８４は、弁ブロックＢの下端部に取り付けられた調節螺子８５と弁受け部材８４との間に配され、弁受け部材８４を介してボール弁７３を図５の上方（弁開度が小さくなる方向）へ付勢している。調節螺子８５は、ボール弁７３の開弁圧（ボール弁７３を付勢するスプリング８４の荷重）を調節するもので、Ｏリング８６を介して弁ブロックＢの下端部に螺子結合されている。
【００６７】
次に、膨張弁７の作動を説明する。連通孔７４ｃを通過する冷媒流量は、ボール弁７３の開度、即ちシート面７４ｄに対するボール弁７３の位置（リフト量）によって決定される。そのボール弁７３は、ダイヤフラム７６を図４の下方へ付勢するダイヤフラム室８０の圧力と、ダイヤフラム７６を図５の上方へ付勢するスプリング８４の荷重およびサイクル内の低圧圧力（ダイヤフラム７６の下側に作用する冷媒蒸気の圧力）とが釣り合った位置に移動する。
【００６８】
そこで、蒸発圧力が安定している状態から車室内の温度が上昇し、エバポレータ８で急速に冷媒が蒸発すると、エバポレータ８出口部の冷媒蒸気の温度（過熱度）が高くなる。これにより、低圧冷媒通路７５を流れる冷媒蒸気の温度変化が伝熱部７１およびダイヤフラム７６を介してダイヤフラム室８０に封入されているガスに伝達され、そのガスの温度上昇に伴ってダイヤフラム室８０の圧力が上昇する。
【００６９】
その結果、ダイヤフラム７６が図５の下方へ押し下げられ、伝熱部７１および伝達ロッド７２を介してボール弁７３が図５の下方へ移動することにより、弁開度が大きくなってエバポレータ８へ供給される冷媒流量が増加する。一方、車室内の温度が低下してエバポレータ８の出口部の過熱度が低くなると、低圧冷媒通路７５を流れる冷媒蒸気の温度変化がダイヤフラム室８０のガスに伝達され、そのガスの温度低下に伴ってダイヤフラム室８０の圧力が低下する。
【００７０】
その結果、ダイヤフラム７６が図５の上方へ押し上げられてボール弁７３が図５の上方へ移動することにより、弁開度が小さくなってエバポレータ８へ供給される冷媒流量が減少する。以上の動作により、通常のサイクル運転時には、エバポレータ８で蒸発した冷媒蒸気の温度（過熱度）が例えば略５℃になるように弁開度を調節して、連通孔７４ｃを流れる冷媒流量をコントロールしている。
【００７１】
本実施形態の膨張弁７は、上記構造例の膨張弁７の高圧冷媒通路７４においてボール弁７３よりも上流側の部位から、エジェクタ９への駆動流経路１４を分岐させて設けたものであり、ボール弁７３の下流側は蓄冷ユニット１５の減圧後冷媒入口１５ａに、駆動流経路１４の下流側は駆動流冷媒入口１５ｂに、低圧冷媒通路７５は蒸発後冷媒出口１５ｃに接続されるようになっている（図７参照）。
【００７２】
また、エバポレータ８との接続部として、エバポレータ８へ供給する冷媒が流出する蒸発前冷媒出口１５ｄと、エバポレータ８で蒸発した後の冷媒が流入する蒸発後冷媒入口１５ｅとを、蓄冷ユニット１５の天側の側方部に揃えて配置している。
【００７３】
次に、上記構成における第１実施形態における作動を説明する。図６・図７は、通常冷房・蓄冷モード時の冷媒の流れ方を示している。この通常冷房・蓄冷モード時では車両エンジン４によってコンプレッサ１を駆動することにより冷凍サイクルが運転される。コンプレッサ１から吐出された高圧気相冷媒はコンデンサ６にて冷却され、過冷却状態の液冷媒となって膨張弁７に流入する。
【００７４】
膨張弁７の内部ではこの高圧液冷媒が分岐され、一方は弁部７３で減圧されて低温低圧の気液２相状態となり、減圧後冷媒入口１５ａから蓄冷ユニット１５内に流入する。そしてまず、上方の冷媒流入部１１ｂから蓄冷熱交換器１１内に流入する。このとき逆止弁１３は、膨張弁７側の方の圧が高いことよりコンプレッサ１吸入側への流路を閉じている。そして蓄冷熱交換器１１内に流入した冷媒は、多数のチューブ１１ｅ内を流れて蓄冷材１１ａに蓄冷しながら下方へと流れ、下方の冷媒流出部１１ｃから流出する。
【００７５】
蓄冷熱交換器１１を通過した冷媒は、逆止弁１８を通って蒸発前冷媒出口１５ｄからエバポレータ８へと流出する。そして、エバポレータ８において空調ケース２１内の送風空気から吸熱して蒸発して気相冷媒となり、蒸発後冷媒入口１５ｅから蓄冷ユニット１５内に流入する。そして蒸発後冷媒出口１５ｃから流出し、膨張弁７の低圧冷媒通路７５を通過してコンプレッサ１に吸入されて再度圧縮される。また、エバポレータ８にて吸熱された冷風はフェイス開口部２９などから車室内へ吹き出して車室内を冷房する。
【００７６】
他方の膨張弁７の内部で分岐されて駆動流経路１４に流れた高圧液冷媒は、駆動流冷媒入口１５ｂから蓄冷ユニット１５内に流入し、蓄冷熱交換器１１を通過した冷媒の一部を吸引部９ｂから取り込みながらエジェクタ９を流れ、蒸発前冷媒出口１５ｄの上流側で逆止弁１８を通って来た冷媒と合流してエバポレータ８へと流出する。
【００７７】
この蓄冷モードのときにエジェクタ９の駆動は不要であるが、実際ノズル９ａはφ０．６ｍｍ程度の細いもので成立し、エジェクタ９での抵抗が大きいことよりエジェクタ９を通ってバイパスする冷媒流れは少なく、通常冷房に対する影響は許容できる程度に小さい。
【００７８】
次に、信号待ちなどの停車時に車両エンジン４を自動的に停止する場合について説明する。図８は図６の冷凍サイクルでの放冷冷房モード時の冷媒の流れ方を示し、図９は図７の蓄冷ユニット１５において、放冷冷房モード時の冷媒の流れ方を示すものである。停車時には空調作動状態（送風機２２の作動状態）であっても、車両エンジン４の停止に伴って冷凍サイクルのコンプレッサ１も強制的に停止状態となる。
【００７９】
コンデンサ６に溜まっている高圧の冷媒は、膨張弁７に流入して内部で分岐され、一方は駆動流経路１４を通って駆動流冷媒入口１５ｂから蓄冷ユニット１５内のエジェクタ９の高圧入口側に流入する。これによりエジェクタ９は、その高圧冷媒の圧力エネルギーをノズル９ａにて速度エネルギーに変換して冷媒を減圧膨張させ、そのノズル９ａから噴射する高い速度の冷媒流により低圧側の吸引部９ｂに接続された蓄冷熱交換器１１から冷却された冷媒を吸引し、その吸引した冷媒とノズル９ａから噴射する冷媒とを、昇圧部９ｃ・９ｄにて混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させ、蒸発前冷媒出口１５ｄからエバポレータ８へと流出する。
【００８０】
このエジェクタ９の昇圧作用によって、連通路１７の逆止弁１８には冷媒圧力が逆方向に作用して逆止弁１８は閉弁する。そして、エバポレータ８において空調ケース２１内の送風空気から吸熱して蒸発して気相冷媒となり、蒸発後冷媒入口１５ｅから蓄冷ユニット１５内に流入する。この蒸発後の冷媒の圧力は、コンプレッサ１が停止していて吸引しないことより、バイパス経路１２の逆止弁１３に順方向に作用して逆止弁１３は開弁する。
【００８１】
そのため、図９に矢印で示すように、逆止弁１３を通った冷媒は上方の冷媒流入部１１ｂから蓄冷熱交換器１１内に流入し、多数のチューブ１１ｅ内を流れて蓄冷した蓄冷材１１ａによって冷却されながら下方へと流れ、下方の冷媒流出部１１ｃから流出する。そして、蓄冷熱交換器１１→エジェクタ９→エバポレータ８→逆止弁１３→蓄冷熱交換器１１からなる冷媒循環回路で冷媒が循環する。
【００８２】
従って、エバポレータ８では蓄冷熱交換器１１で冷却された冷媒が送風機２２の送風空気から吸熱して蒸発するので、コンプレッサ停止後においてもエバポレータ８の冷却作用を継続でき、車室内の冷房作用を継続できる。エバポレータ８で蒸発した気相冷媒の温度は蓄冷熱交換器１１の蓄冷材１１ａの凝固点より高いので、蓄冷材１１ａは気相冷媒から融解潜熱を吸熱して固相から液相に相変化（融解）する。
【００８３】
これにより、気相冷媒は蓄冷材１１ａにより冷却され凝縮する。そして、コンデンサ６内の高圧冷媒が残存している間、停車時（コンプレッサ停止時）の車室内冷房作用を継続できる。尚、信号待ちによる停車時間は通常、１〜２分程度の短時間であるから、蓄冷材１１ａとして、凝固点＝６℃、凝固潜熱＝２２９ｋＪ／ｋｇのパラフィンを、４２０ｇ程度用いることにより、１〜２分程度の停車時の間、車室内冷房作用を継続できることを確認している。
【００８４】
次に、本実施形態の特徴と作用効果を説明する。まず、蓄冷熱交換器１１の冷媒流入部１１ｂを天地方向の天側、冷媒流出部１１ｃを地側として配置するとともに、エジェクタ９の冷媒流出方向を天側とし、その吸引部９ｂを冷媒流出部１１ｃと接続して一体としている。
【００８５】
これによれば、放冷モードのときにエバポレータ８で蒸発したガス冷媒は、冷えた蓄冷熱交換器１１で凝縮液となり、重力によって蓄冷熱交換器１１の下側部分に集合する。この下側部分に配置した冷媒流出部１１ｃとエジェクタ９の吸引部９ｂとを最短距離で接続することにより、エジェクタ９は効率良く凝縮液冷媒を吸引し、再びエバポレータ８に冷媒を循環させることができる。また、エジェクタ９と蓄冷熱交換器１１とを略平行として天地方向に配置することにより、蓄冷ユニット１５を小型に構成することができ、車両搭載性を向上させることができる。
【００８６】
また、膨張弁７・エバポレータ８・エジェクタ９および蓄冷熱交換器１１間を接続する冷媒流路を一体にして構成するとともに、冷媒流路内に逆止弁１３・１８を構成している。これによれば、更に上記した各機器間の冷媒流路まで一体にして構成し、その冷媒流路内に逆止弁１３・１８まで一体にして構成することにより、エジェクタ９を備えた蓄冷熱交換器１１としてのみならず、完全な蓄冷ユニット１５として構成することができる。
【００８７】
そして、通常車室内に配置されるエバポレータ８と、エンジンルーム内に配置されるコンプレッサ１およびコンデンサ６との間に、蓄冷ユニット１５＋膨張弁７を挟み込むだけという形のレイアウトにまとめることができるため、単に車両搭載上のスペースが節約できるのみならず、蓄冷ユニットが搭載されていない現有冷凍サイクルに機能追加として追加搭載するのに非常に好都合となる。
【００８８】
また、膨張弁７・エバポレータ８・エジェクタ９および蓄冷熱交換器１１間を接続する冷媒流路を一体にして構成するとともに、膨張弁７との接続部１５ａ〜１５ｃをエジェクタ９の下方側に揃えて配置している。これによれば、通常エジェクタ９への駆動流入口と吸引部９ｂとは近接しているため、膨張弁７を吸引部９ｂに近い位置、すなわちエジェクタ９および蓄冷熱交換器１１の下方側に配置することがスペース効率の上面から合理的となる。また、複数の接続部１５ａ〜１５ｃを揃えて配置することにより、ボックス型の膨張弁７と組み合わせて複数の接続部１５ａ〜１５ｃを一度に接続できる構造とすることができる。
【００８９】
また、膨張弁７・エバポレータ８・エジェクタ９および蓄冷熱交換器１１間を接続する冷媒流路を一体にして構成するとともに、エバポレータ８との接続部１５ｄ・１５ｅを天側の側方部に揃えて配置している。これによれば、エバポレータ８との接続部１５ｄ・１５ｅを揃えて配置することにより、ブロック継ぎ手と組み合わせて複数の接続部１５ｄ・１５ｅを一度に接続できる構造とすることができる。
【００９０】
また、弁部７３よりも上流側の部位から駆動流経路１４を分岐させて設けるとともに、弁部７３を介した冷媒出口と駆動流経路１４の冷媒出口と低圧冷媒通路７５とを構造体Ｂの同一面に設けている。
【００９１】
これによれば、エジェクタ９の駆動流入口に最短距離で高圧冷媒を導くことができ、駆動流経路１４を極く短く構成することができる。また、エジェクタ９および蓄冷熱交換器１１との接続部１５ａ〜１５ｃに対応する接続部を構造体Ｂの同一面に集中して構成でき、複数の接続部１５ａ〜１５ｃを一度に接続できる構造とすることができる。
【００９２】
また、上記の蓄冷ユニット１５および膨張弁７を、車両用空調装置に用いている。これによれば、膨張弁７との接続部１５ａ〜１５ｃとエバポレータ８との接続部１５ｄ・１５ｅとをそれぞれまとめた小型の蓄冷ユニット１５として構成されることから、通常車室内に配置されるエバポレータ８と、エンジンルーム内に配置されるコンプレッサ１およびコンデンサ６との間に、蓄冷ユニット１５＋膨張弁７を挟み込むだけという形のレイアウトにまとめることができ、車両搭載性の良い車両用空調装置とすることができる。
【００９３】
また、現在蓄冷ユニットが搭載されていない車両用空調装置においても、蓄冷ユニット１５＋膨張弁７の部分だけを機能追加として追加搭載することが可能な車両用空調装置とすることができる。
【００９４】
（第２実施形態）
図１０は、本発明の第２実施形態における冷凍サイクルの模式図であり、図１１は、本発明の第２実施形態における蓄冷ユニット（エジェクタを備えた蓄冷熱交換器）１５の構造概要を示す断面図である。前述した第１実施形態と異なるのは、コンプレッサ１吸入側からのバイパス経路１２を蓄冷熱交換器１１の直後へ接続し、通常冷房・蓄冷モード時と放冷冷房モード時とで蓄冷熱交換器１１内の冷媒流れ方向が逆になるようにしたものである。
【００９５】
本実施形態の蓄冷ユニット１５は、図１０の冷凍サイクルにおける1点鎖線で示す部分を一体に構成したものである。まず、蓄冷熱交換器の冷媒流出入部１１ｂ・１１ｃを天地方向の天側と地側とに配置するとともに、エジェクタ９の冷媒流出方向を天側とし、その吸引部９ｂを冷媒流出部１１ｃと接続して一体としている。
【００９６】
そして、膨張弁７・エバポレータ８・エジェクタ９および蓄冷熱交換器１１間を接続する冷媒流路を一体にして構成している。そして、その冷媒流路内に逆止弁１３・１８を一体にして構成している。なお、この蓄冷ユニット１５も、ブロック状の部材から切削加工によって一体に加工したものであっても良いし、管状部材を相互にろう付けや溶接などをして組み立てたものであっても良い。
【００９７】
そして、膨張弁７との接続部として、膨張弁７で減圧された冷媒が流入する減圧後冷媒入口１５ａと、膨張弁７の高圧側から分岐した駆動流経路１４からのエジェクタ駆動用の高圧冷媒が流入する駆動流冷媒入口１５ｂと、エバポレータ８で蒸発した後のコンプレッサ１に吸入される冷媒が流出する蒸発後冷媒出口１５ｃとをエジェクタ９の下方側に揃えて配置している。
【００９８】
これらの接続部１５ａ〜１５ｃに対応させて接続する膨張弁７は、構造体Ｂ内部の高圧冷媒通路７４において、弁部７３よりも上流側の部位から駆動流経路１４を分岐させて設ける（図１０の冷凍サイクルにおける破線で示す部分）とともに、弁部７３を介した冷媒出口と駆動流経路１４の冷媒出口と低圧冷媒通路７５とを構造体Ｂの同一面に設けている。
【００９９】
本実施形態の膨張弁７は、上述の第１実施形態と同様、膨張弁７の高圧冷媒通路７４において弁部７３よりも上流側の部位から、エジェクタ９への駆動流経路１４を分岐させて設けたものであり、弁部７３の下流側は蓄冷ユニット１５の減圧後冷媒入口１５ａに、駆動流経路１４の下流側は駆動流冷媒入口１５ｂに、低圧冷媒通路７５は蒸発後冷媒出口１５ｃに接続されるようになっている（図１１参照）。
【０１００】
また、エバポレータ８との接続部として、エバポレータ８へ供給する冷媒が流出する蒸発前冷媒出口１５ｄと、エバポレータ８で蒸発した後の冷媒が流入する蒸発後冷媒入口１５ｅとを、蓄冷ユニット１５の天側の側方部に揃えて配置している。
【０１０１】
次に、上記構成における第２実施形態における作動を説明する。図１０・図１１は、通常冷房・蓄冷モード時の冷媒の流れ方を示している。この通常冷房・蓄冷モード時では車両エンジン４によってコンプレッサ１を駆動することにより冷凍サイクルが運転される。コンプレッサ１から吐出された高圧気相冷媒はコンデンサ６にて冷却され、過冷却状態の液冷媒となって膨張弁７に流入する。
【０１０２】
膨張弁７の内部ではこの高圧液冷媒が分岐され、一方は弁部７３で減圧されて低温低圧の気液２相状態となり、減圧後冷媒入口１５ａから蓄冷ユニット１５内に流入する。そしてまず、下方の冷媒流出入部１１ｃから蓄冷熱交換器１１内に流入する。そして蓄冷熱交換器１１内に流入した冷媒は、多数のチューブ１１ｅ内を流れて蓄冷材１１ａに蓄冷しながら上方へと流れ、上方の冷媒流出入部１１ｂから流出する。このとき逆止弁１３は、膨張弁７側の方の圧が高いことよりコンプレッサ１吸入側への流路を閉じている。
【０１０３】
蓄冷熱交換器１１を通過した冷媒は、逆止弁１８を通って蒸発前冷媒出口１５ｄからエバポレータ８へと流出する。そして、エバポレータ８において空調ケース２１内の送風空気から吸熱して蒸発して気相冷媒となり、蒸発後冷媒入口１５ｅから蓄冷ユニット１５内に流入する。そして蒸発後冷媒出口１５ｃから流出し、膨張弁７の低圧冷媒通路７５を通過してコンプレッサ１に吸入されて再度圧縮される。また、エバポレータ８にて吸熱された冷風はフェイス開口部２９などから車室内へ吹き出して車室内を冷房する。
【０１０４】
他方の膨張弁７の内部で分岐されて駆動流経路１４に流れた高圧液冷媒は、駆動流冷媒入口１５ｂから蓄冷ユニット１５内に流入し、蓄冷熱交換器１１へ流入する冷媒の一部を吸引部９ｂから取り込みながらエジェクタ９を流れ、蒸発前冷媒出口１５ｄの上流側で逆止弁１８を通って来た冷媒と合流してエバポレータ８へと流出する。
【０１０５】
この蓄冷モードのときにエジェクタ９の駆動は不要であるが、実際ノズル９ａはφ０．６ｍｍ程度の細いもので成立し、エジェクタ９での抵抗が大きいことよりエジェクタ９を通ってバイパスする冷媒流れは少なく、通常冷房に対する影響は許容できる程度に小さい。
【０１０６】
次に、信号待ちなどの停車時に車両エンジン４を自動的に停止する場合について説明する。図１２は図１０の冷凍サイクルでの放冷冷房モード時の冷媒の流れ方を示し、図１３は図１１の蓄冷ユニット１５において、放冷冷房モード時の冷媒の流れ方を示すものである。停車時には空調作動状態（送風機２２の作動状態）であっても、車両エンジン４の停止に伴って冷凍サイクルのコンプレッサ１も強制的に停止状態となる。
【０１０７】
コンデンサ６に溜まっている高圧の冷媒は、膨張弁７に流入して内部で分岐され、一方は駆動流経路１４を通って駆動流冷媒入口１５ｂから蓄冷ユニット１５内のエジェクタ９の高圧入口側に流入する。これによりエジェクタ９は、その高圧冷媒の圧力エネルギーをノズル９ａにて速度エネルギーに変換して冷媒を減圧膨張させ、そのノズル９ａから噴射する高い速度の冷媒流により低圧側の吸引部９ｂに接続された蓄冷熱交換器１１から冷却された冷媒を吸引し、その吸引した冷媒とノズル９ａから噴射する冷媒とを、昇圧部９ｃ・９ｄにて混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させ、蒸発前冷媒出口１５ｄからエバポレータ８へと流出する。
【０１０８】
このエジェクタ９の昇圧作用によって、連通路１７の逆止弁１８には冷媒圧力が逆方向に作用して逆止弁１８は閉弁する。そして、エバポレータ８において空調ケース２１内の送風空気から吸熱して蒸発して気相冷媒となり、蒸発後冷媒入口１５ｅから蓄冷ユニット１５内に流入する。この蒸発後の冷媒の圧力は、コンプレッサ１が停止していて吸引しないことより、バイパス経路１２の逆止弁１３に順方向に作用して逆止弁１３は開弁する。
【０１０９】
そのため、図１３に矢印で示すように、逆止弁１３を通った冷媒は上方の冷媒流出入部１１ｂから蓄冷熱交換器１１内に流入し、多数のチューブ１１ｅ内を流れて蓄冷した蓄冷材１１ａによって冷却されながら下方へと流れ、下方の冷媒流出入部１１ｃから流出する。そして、蓄冷熱交換器１１→エジェクタ９→エバポレータ８→逆止弁１３→蓄冷熱交換器１１からなる冷媒循環回路で冷媒が循環する。
【０１１０】
従って、エバポレータ８では蓄冷熱交換器１１で冷却された冷媒が送風機２２の送風空気から吸熱して蒸発するので、コンプレッサ停止後においてもエバポレータ８の冷却作用を継続でき、車室内の冷房作用を継続できる。エバポレータ８で蒸発した気相冷媒の温度は蓄冷熱交換器１１の蓄冷材１１ａの凝固点より高いので、蓄冷材１１ａは気相冷媒から融解潜熱を吸熱して固相から液相に相変化（融解）する。これにより、気相冷媒は蓄冷材１１ａにより冷却され凝縮する。そして、コンデンサ６内の高圧冷媒が残存している間、停車時（コンプレッサ停止時）の車室内冷房作用を継続できる。
【０１１１】
次に、本実施形態の特徴を説明する。第１実施形態と本第２実施形態とは前提とする冷凍サイクルの構成が一部違うものであるため、発明の作用効果については第１実施形態と同様のものが得られる。なお、本第２実施形態では、通常冷房・蓄冷モード時と放冷冷房モード時とで蓄冷熱交換器１１内の冷媒流れ方向が逆になるようにしたものである。
【０１１２】
このようにすることで、膨張弁７で減圧後の冷媒配管部をエジェクタ９の吸引部９ｂおよび蓄冷熱交換器１１の下部と接続することができ、第１実施形態に示した構成ではエジェクタ９の脇に配置する上行用の冷媒流路が不要となるうえ、さらに、エジェクタ９の側方に配置される逆止弁１８を有する冷媒流路も不要となって逆止弁１８は上方に移動させることができる。これらのことより、本第２実施形態では蓄冷熱交換器１１の側方に配置するエジェクタ９と冷媒流路部分をさらに小型・簡素に構成することができることから一体化に適している。
【０１１３】
（その他の実施形態）
上述の第１実施形態では、特願２００５−４４５０号に示すものと比べて駆動流経路１４の開閉弁１５を省略している。これは前述したようにエジェクタ９をバイパスすることによる影響が小さいため、コストの掛かる開閉弁を省略したものである。しかし、作動上は開閉弁で駆動流を開閉した方が、どのようなエジェクタ設計となっても安定して性能が出せるため、駆動流経路１４に開閉弁を設けて空調用制御装置５によって開閉制御する構成であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本発明の第１実施形態における車両用空調装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】図１中の空調室内ユニット部２０の概略構成を示す断面模式図である。
【図３】本発明の実施形態に係る蓄冷熱交換器１１の具体的構成例を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係るエジェクタ９の構造概要を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る膨張弁７の構造例を示す断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態における冷凍サイクルの模式図であり、通常冷房・蓄冷モード時の冷媒の流れ方を示す。
【図７】本発明の第１実施形態における蓄冷ユニット１５の構造概要を示す断面図であり、通常冷房・蓄冷モード時の冷媒の流れ方を示す。
【図８】図６の冷凍サイクルでの放冷冷房モード時の冷媒の流れ方を示す。
【図９】図７の蓄冷ユニット１５において、放冷冷房モード時の冷媒の流れ方を示す。
【図１０】本発明の第２実施形態における冷凍サイクルの模式図であり、通常冷房・蓄冷モード時の冷媒の流れ方を示す。
【図１１】本発明の第２実施形態における蓄冷ユニット１５の構造概要を示す断面図であり、通常冷房・蓄冷モード時の冷媒の流れ方を示す。
【図１２】図１０の冷凍サイクルでの放冷冷房モード時の冷媒の流れ方を示す。
【図１３】図１１の蓄冷ユニット１５において、放冷冷房モード時の冷媒の流れ方を示す。
【符号の説明】
【０１１５】
１…コンプレッサ（冷媒圧縮機）
４…車両エンジン
６…コンデンサ（冷媒放熱器）
７…膨張弁
８…エバポレータ（冷媒蒸発器）
９…エジェクタ
９ａ…ノズル
９ｂ…吸引部
９ｃ・９ｄ…昇圧部
１１…蓄冷熱交換器
１１ａ…蓄冷材
１１ｂ…冷媒流入部
１１ｃ…冷媒流出部、冷媒流出入部
１２…バイパス経路
１３…逆止弁（逆止手段）
１４…駆動流経路
１５…蓄冷ユニット（エジェクタを備えた蓄冷熱交換器）
１５ａ…減圧後冷媒入口（膨張弁との接続部）
１５ｂ…駆動流冷媒入口（膨張弁との接続部）
１５ｃ…蒸発後冷媒出口（膨張弁との接続部）
１５ｄ…蒸発前冷媒出口（冷媒蒸発器との接続部）
１５ｅ…蒸発後冷媒入口（冷媒蒸発器との接続部）
１７…連通路
１８…逆止弁（逆止手段）
７３…ボール弁（弁手段）
７４…高圧冷媒通路
Ｂ…弁ブロック（構造体）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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