(57)【要約】【課題】蒸気圧縮サイクルの効率を高める。【解決手段】蒸発器ユニット６０は、蒸発器４６と、内部熱交換器６４と、膨張器４２とを有する。内部熱交換器６４は、高圧通路３８と、低圧通路４８とを備える。膨張器４２は、内部熱交換器６４の高圧通路３８と、蒸発器４６の上流入口とに接続されている。内部熱交換器６４は、蒸発器４６に隣接して設けられている。内部熱交換器６４は、蒸発器４６から出た直後の低温冷媒に残された冷却能力を利用することができる。このため、低温冷媒を最も効率的に利用することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒流路と、前記冷媒流路の入口と、前記冷媒流路の出口とを有する蒸発器、
高圧冷媒が流れる高圧通路と、前記蒸発器の出口からの低圧冷媒が流れる低圧通路とを有する内部熱交換器、および
前記内部熱交換器の前記高圧通路の下流と、前記蒸発器の入口の上流とに接続された膨張器とを備え、
前記内部熱交換器と前記蒸発器とがひとつの組立体を構成するように一体化されていることを特徴とする蒸発器ユニット。
【請求項２】
前記蒸発器は、第１タンク、第２タンク、および前記第１タンクと前記第２タンクとの間を連通し、その長手方向に沿って熱交換面を提供する複数の管とを備え、
前記内部熱交換器は、前記蒸発器の側面に装着されており、
前記蒸発器の前記側面は、前記熱交換面に対して垂直であり、
前記内部熱交換器は、前記第１タンクと前記第２タンクとにわたって設けられていることを特徴とする請求項１に記載の蒸発器ユニット。
【請求項３】
前記冷媒通路の前記入口と前記出口との両方が、前記蒸発器の前記側面に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の蒸発器ユニット。
【請求項４】
前記冷媒通路の前記入口と前記出口との両方が、前記蒸発器の前記第１タンクの近傍に設けられていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の蒸発器ユニット。
【請求項５】
前記膨張器は、電子制御装置によって制御される電子式膨張弁であって、前記電子制御装置は、冷媒の温度に基づいて前記電子式膨張弁の開度を制御することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の蒸発器ユニット。
【請求項６】
前記膨張器は、前記内部熱交換器の前記低圧通路の出口に設けられた感温素子と、ダイヤフラムとを有する感温式膨張弁であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の蒸発器ユニット。
【請求項７】
前記感温式膨張弁は、前記ダイヤフラムを収容するチャンバと、前記感温素子と前記チャンバとを接続する接続手段とを備えることを特徴とする請求項６に記載の蒸発器ユニット。
【請求項８】
さらに、前記内部熱交換器と前記接続手段との間の熱伝達を抑制する断熱手段を備えることを特徴とする請求項７に記載の蒸発器ユニット。
【請求項９】
前記内部熱交換器は、分割壁によって接続用の第１室と接続用の第２室とに分割された接続用のタンクを備え、
前記第１室は前記高圧通路に連通し、
前記第２室は前記低圧通路に連通し、さらに、
前記高圧通路と前記低圧通路との一方の通路は、その一方の通路のための接続用の前記室に到達するために、他方の通路のための接続用の前記室と前記分割壁とを貫通していることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の蒸発器ユニット。
【請求項１０】
第１の冷媒通路と、
前記第１の冷媒通路に隣接して設けられた第２の冷媒通路と、
分割壁によって接続用の第１室と接続用の第２室とに分割された接続用のタンクと、
前記第１室は前記第１の冷媒通路に連通しており、
前記第２室は前記第２の冷媒通路に連通しており、
前記第２の冷媒通路は、前記第２室に到達するために、前記第１室と前記分割壁とを貫通していることを特徴とする蒸発器ユニット。
【請求項１１】
冷媒通路と、前記冷媒通路の入口と、前記冷媒通路の出口とを有する蒸発器、
高圧冷媒が流れる高圧通路と、前記蒸発器の出口からの低圧冷媒が流れる低圧通路とを有する内部熱交換器、および
前記内部熱交換器の前記高圧通路の下流と、前記蒸発器の入口の上流とに接続された膨張器とを備え、
前記膨張器は、前記内部熱交換器の前記低圧通路の出口に設けられた感温素子と、ダイヤフラムとを有する感温式膨張弁であることを特徴とする蒸発器ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部熱交換器を有する蒸気圧縮サイクルに適用される蒸発器ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この項は、本発明に関連する背景技術を開示するが、それは公知の従来技術として開示されるものではない。図１９は、従来技術に係る蒸気圧縮サイクルの構成図である。蒸気圧縮サイクルは、空調のためのサイクルとして、または冷凍用途のサイクルとして用いられる。このような蒸気圧縮サイクルは、その用途にかかわらず冷凍サイクルとも呼ばれる。
【０００３】
圧縮機２は、冷媒のような作動流体を高圧ガスに加圧する。圧縮機２は、高圧ガスをコンデンサ４に強制的に送り込む。コンデンサ４は、放熱器とも呼ばれる。コンデンサ４においては、ガス相の冷媒から熱が奪われる。コンデンサ４においては、圧縮された冷媒ガスの温度を低下させるような、冷媒から放熱させる熱交換が行われる。コンデンサ４において、ガス相の冷媒は、液相の冷媒に凝縮される。コンデンサ４において、液相の冷媒は過冷却されることもある。液相の冷媒は、コンデンサ４から流出し、内部熱交換器７の高圧通路６に流入する。内部熱交換器７においては、液相冷媒は、蒸発器１０から出た低温の冷媒を用いることによってさらに冷却される。内部熱交換器７を通過するにあたり、高圧の液相冷媒は、感温式膨張弁８を通過する。感温式膨張弁８は、ＴＸＶ８とも呼ばれる。ＴＸＶ８は、蒸発器１０に流入する冷媒量を制御することにより、蒸発器１０の出口における過熱度を望ましい状態に制御する。蒸発器１０の出口における過熱度の制御において、蒸発器１０に流入する冷媒の量を調節するために、温度感知装置１２が使用される。温度感知装置１２として、感温筒を用いる構成が知られている。一般には、感温筒は、ＴＸＶ８の構造の中に一体的に構成されている。温度感知装置１２を通過するところで、冷媒は内部熱交換器７の低圧通路１４に流入する。高圧通路６と低圧通路１４とは、高圧通路６を流れる高圧冷媒から熱が放出され、その熱が低圧通路１４を流れる低圧冷媒に吸収されるように、互いに隣接して設けられている。低圧通路１４から流出すると、冷媒は、圧縮機２に流入し、再び圧縮される。
【０００４】
上述のような蒸気圧縮サイクルは、所期の目的を達成するものとして広く用いられている。蒸気圧縮サイクルとして、例えば、下記特許文献に記載の技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４／０１１２０７３号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００６／０１３７８６０号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００７／００３９３５１号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００７／０１０７８８７号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２００８／００３５３１９号明細書
【特許文献６】米国特許出願公開第２００８／０２０２１５７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来技術の構成では、依然として、さらなる改良が求められていた。例えば、従来技術の構成では、内部熱交換器を独立した構成部品として蒸気圧縮サイクルに設ける必要があった。
【０００７】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、蒸気圧縮サイクルに用いられる改良された蒸発器ユニットを提供することである。
【０００８】
本発明の他の目的は、蒸気圧縮サイクルの効率を高めることができ、しかも蒸気圧縮サイクルへの適用が容易な蒸発器ユニットを提供することである。
【０００９】
本発明のさらに他の目的は、蒸気圧縮サイクルの効率を高めることができる取り扱いが容易な蒸発器ユニットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、以下に例示する技術的特徴を備えた蒸発器ユニットを採用する。蒸発器ユニットは、蒸発器としての部分と、内部熱交換器としての部分と、膨張器としての部分とを有する。内部熱交換器は、高圧通路と、低圧通路とを区画しており、それらを備える。膨張器は、内部熱交換器の高圧通路の下流側と蒸発器の上流側とに接続されている。蒸発器ユニットにおいては、内部熱交換器と蒸発器とがひとつの組立体を構成するように一体化されている。この構成によると、内部熱交換器は、蒸発器から出た直後の低温冷媒に残された冷却能力を最大限に引き出し利用することができる。上記構成とは対照的に、もし、内部熱交換器が蒸発器から離れて別に配置されていると、蒸発器から出た冷媒は雰囲気から熱を吸収する。このため、内部熱交換器は低温冷媒がもつ冷却能力を最大限に引き出し利用することができない。したがって、当技術分野において知られた蒸気圧縮サイクルの効率に比べると、本発明の構成を備えた蒸気圧縮サイクルにおいては、その全体の効率が改善される。
【００１１】
別の観点において、本発明にかかる蒸発器は、第１タンク、第２タンク、および第１タンクと第２タンクとの間を連通する複数の管を備える構成を採用することができる。複数の管は、その長手方向の側面に沿って熱交換面を提供する。そして、内部熱交換器は、蒸発器の側面に装着されることがある。蒸発器の側面は、その熱交換面に対してほぼ直交する関係に置かれ得る。内部熱交換器は、第１タンクと第２タンクとにわたって設けられうる。上述の構成によると、蒸発器ユニットの小型化を図ることができ、コンパクトな蒸発器ユニットが提供される。
【００１２】
別の観点において、本発明にかかる蒸発器は、冷媒通路の入口と出口との両方が、蒸発器の側面に設けられている構成をとることができる。この構成によると、内部熱交換器は、蒸発器の入口と出口とに直接的に連通することができる。
【００１３】
別の観点において、本発明にかかる蒸発器は、冷媒通路の入口と出口との両方が、蒸発器の第１タンクに設けられている構成をとることができる。この構成によると、内部熱交換器は、高圧冷媒の流れの方向と、低圧冷媒の流れの方向とが反対になるように、それらの通路を配置することができる。すなわち、内部熱交換器を対向流型熱交換器として構成することが容易になる。
【００１４】
別の観点において、本発明にかかる蒸発器は、膨張器は、感温素子とダイヤフラムとを有する感温式膨張弁によって提供することができる。感温素子は、蒸発器の出口に装着することができる。この構成によると、蒸発器ユニットは、冷媒の状態、冷媒の相を圧縮機の直前において制御することができる。
【００１５】
別の観点において、感温式膨張弁は、ダイヤフラムを収容するチャンバと、感温素子とチャンバとを接続する接続手段とを備えることができる。さらに、蒸発器ユニットは、内部熱交換器と接続手段との間の熱伝達を抑制する断熱手段を備えることができる。この構成によると、蒸発器ユニットは、冷媒の温度をより正確に検出することができる。
【００１６】
別の観点において、内部熱交換器は、分割壁によって接続用の第１室と接続用の第２室とに分割された接続用のタンクを備えることができる。第１室は高圧通路に連通し、第２室は低圧通路に連通することができる。さらに、高圧通路と低圧通路との一方の通路は、その一方の通路のための接続用の室に到達するために、他方の通路のための接続用の室と分割壁とを貫通しているという構成をとることができる。この構成によると、内部熱交換器は、簡単な構成を採用することによって、高圧通路を低圧通路のより近くに配置することができる。
【００１７】
この発明を適用可能な分野はここでの開示によって明らかにされる。この発明の概要における説明と具体的な例示とは、具体的な説明を与える用途だけを意図したものであって、本発明の技術的範囲を限定することを意図したものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明を適用した第１実施形態にかかる蒸気圧縮サイクルとエンジンとの車両における配置を示す車両の側面図である。
【図２】第１実施形態にかかる蒸気圧縮サイクルの構成を示すブロック図である。
【図３】第１実施形態にかかる蒸発器ユニットを示す正面図であって、蒸発器と内部熱交換器と感温式膨張弁とが図示されている。
【図４】第１実施形態にかかる蒸発器ユニットの一部を示す側面図であって、内部熱交換器と感温式膨張弁とが図示されている。
【図５】第１実施形態にかかる内部熱交換器と感温式膨張弁とを示す正面図である。
【図６】第１実施形態にかかる内部熱交換器の部分拡大図である。
【図７】第１実施形態にかかる蒸気圧縮サイクルの作動を示すモリエル線図である。
【図８】本発明を適用した第２実施形態にかかる蒸発器ユニットの分解斜視図である。
【図９】第２実施形態にかかる内部熱交換器と感温式膨張弁とを示す断面図である。
【図１０】本発明を適用した第３実施形態にかかる蒸発器ユニットの分解斜視図である。
【図１１】第３実施形態にかかる内部熱交換器と感温式膨張弁とを示す断面図である。
【図１２】第３実施形態にかかる内部熱交換器と感温式膨張弁とを示す側面図である。
【図１３】第３実施形態にかかる蒸発器ユニットを示す正面図である。
【図１４】本発明を適用した第４実施形態にかかる内部熱交換器と感温式膨張弁とを示す断面図である。
【図１５】本発明を適用した第４実施形態にかかる内部熱交換器と感温式膨張弁とを示す断面図である。
【図１６】本発明を適用した第６実施形態にかかる蒸発器ユニットの分解斜視図である。
【図１７】第６実施形態にかかる内部熱交換器と感温式膨張弁とを示す断面図である。
【図１８】本発明を適用した第７実施形態にかかる蒸発器ユニットの分解斜視図である。
【図１９】従来技術にかかる蒸気圧縮サイクルを示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
（第１実施形態）
図１から図７を参照して、本発明を適用した第１実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明を適用した第１実施形態にかかる蒸気圧縮サイクル２４とエンジン２２との車両２０における配置を示す車両の側面図である。蒸気圧縮サイクル２４は、車両２０の空調装置のための冷房サイクルを提供している。図２は、第１実施形態にかかる蒸気圧縮サイクル２４の構成を示すブロック図である。
【００２０】
図２において、蒸気圧縮サイクル２４の説明を圧縮機２８からはじめることとする。圧縮機２８において、冷媒は、高温高圧の過熱度をもったガス相の状態に加圧される。冷媒としては、Ｒ１３４ａ、Ｒ１２３４ｙｆ、またはＲ７４４などの種々の冷媒を用いることができる。臨界未満における冷媒が使用される場合、過熱度をもつガス相の冷媒は、凝縮器３２につながる通路３０に供給される。凝縮器３２を通過する過程において、冷媒は凝縮器３２の熱交換部分であるコア部分を通過し、熱交換媒体である空気３４に熱を放出、または排出する。空気３４への放熱の過程において、加圧された冷媒は、その圧力を維持するが、その相を、ガス相の冷媒と液相の冷媒とが混在する気液二相の状態へと変化させる。凝縮器３２から流出するとき、冷媒は少なくとも部分的に液化しているか、または、すべてが完全に液化している。
【００２１】
その後、冷媒は、後述する高圧通路３８に流入する前に、通路３６を通る。高圧通路３８を流出すると、冷媒は、通路４０に入り、その後に、膨張器としての感温式膨張弁（以下ＴＸＶという）４２に入る。または、冷媒は、高圧通路３８からＴＸＶ４２に流入する。ＴＸＶ４２を流出すると、その前には高圧に圧縮されていた冷媒は、通路４４に向けて膨張する。または、冷媒は、ＴＸＶ４２から熱交換部としてのコア部６２を有する蒸発器４６に直接的に流入する。ＴＸＶ４２から流出するときに起きるこのような冷媒の膨張は、比較的大きい圧力の低下と、温度の低下とをもたらす。蒸発器４６に流入すると、冷媒は、気液二相の状態となる。蒸発器４６の中で、冷媒は、蒸発器４６を通過する被冷却媒体である空気４７によって加熱される。言い換えると、蒸発器４６の中で、冷媒は熱を吸収し、蒸発してガス相の冷媒となる。蒸発器４６から流出するとき、蒸発した冷媒は、すぐに、後述の低圧冷媒の低圧通路４８に流入する。
【００２２】
低圧通路４８は、高圧冷媒の高圧通路３８と蒸発器４６とに一体化されている。高圧通路３８と低圧通路４８とは、内部熱交換器６４を構成している。内部熱交換器６４と蒸発器４６とは、蒸発器ユニット６０とも呼ばれるひとつの組立体を形成している。より具体的には、内部熱交換器６４は蒸発器４６の取付部分６５に装着されている。取付部分６５は、蒸発器４６のひとつの側面を提供する側壁６１によって提供されている。側壁６１は、コア部６２の一端に、コア部６２に隣接して設けられている。
【００２３】
内部熱交換器６４から流出した直後、そして通路５４に流入した直後において、冷媒の温度は温度を検出するための感温装置５２を使用することによって計測される。感温装置５２は、接続管５６を経由してＴＸＶ４２に連通している。感温装置５２は、図５に図示された出口６８に装着されるか、または接続されてもよい。その後、気化した冷媒は通路５４から圧縮機２８に流入する。これにより、蒸気圧縮サイクルが完結し、冷媒は再び次の蒸気圧縮サイクルの一連の工程を流れる。
【００２４】
図３は、第１実施形態にかかる蒸発器ユニット６０を示す正面図であって、蒸発器４６と内部熱交換器６４とＴＸＶ４２とが図示されている。図示されるように、蒸発器ユニット６０は、単一のユニットとして取り扱うことができるひとかたまりの一体化された蒸発器ユニット６０を提供している。この実施形態の内部熱交換器６４は、熱交換部分にマイクロチャンネル構造を備えるマイクロチャンネル型の内部熱交換器６４である。
【００２５】
図４から図６は、内部熱交換器６４の拡大図である。図４は、第１実施形態にかかる蒸発器ユニットの一部を示す側面図であって、内部熱交換器６４とＴＸＶ４２とが図示されている。図５は、第１実施形態にかかる内部熱交換器６４とＴＸＶ４２とを示す正面図である。図６は、第１実施形態にかかる内部熱交換器６４の部分拡大図である。
【００２６】
図中には、内部熱交換器の入口６６と内部熱交換器の出口６８とが図示されている。内部熱交換器の入口６６は、高圧通路３８と連通している。内部熱交換器の出口６８は、低圧通路４８と連通している。より具体的には、入口６６は、相対的に高圧の液相の冷媒を受け入れる入口である。入口６６は、冷媒が矢印７８のように内部熱交換器６４の下タンク８０から内部熱交換器６４の上タンク８２へ向けて流れるように、冷媒を受け入れる。冷媒は、複数の管７０、７２、７４、７６の中を矢印７８のように下から上へ上向きに流れる。複数の管７０、７２、７４、７６は、高圧通路３８を構成する。上向き、または下向きといった用語は、例えば、内部熱交換器６４が車両２０に装着されたときに、車両２０が置かれた地表面に対するものであって、説明と理解とを容易にするために使用されているものと解されるべきである。
【００２７】
内部熱交換器６４の上タンク８２へ到達すると、相対的に高圧の冷媒は、蒸発器のコア部６２内への高圧冷媒の膨張を許容するために、ＴＸＶ４２に流入する。ＴＸＶ４２が流出すると、膨張した冷媒は、蒸発器のコア部６２を通過し、外側の空気４７から熱を吸収する。減圧され、または膨張した冷媒は、内部熱交換器６４の上タンク８２に設けられた戻りのための入口８６から、再び、内部熱交換器６４の中に流入する。戻り用の入口８６から上タンク８２へ再び流入すると、減圧された冷媒は、矢印８８のように内部熱交換器６４の上タンク８２から内部熱交換器６４の下タンク８０へ向けて流れる。冷媒は、複数の管９０、９２、９４を下向きに流れる。下タンク８０に到達した冷媒は、出口６８に到達し、出口６８から流出する。複数の管９０、９２、９４は、低圧通路４８を構成する。冷媒は、出口６８から流出し、通路５４に流入する。通路５４を流れると、やがて冷媒は、圧縮機２８に到達する。
【００２８】
蒸発器４６は、その上部および／または下部に分配タンクと収集タンクとを有する。蒸発器４６のコア部６２は、平行に並べられた複数の管によって構成されている。これらの管は、分配タンクと収集タンクとの間を接続し、それらの間を連通する。これらの管には、分配タンクから収集タンクへ向けて冷媒が流れる。管は、空気４７の流れと平行な広い面を有し、狭い側面を空気４７の上流側と下流側とに配置した扁平管によって提供することができる。複数の管は、それらの集合体によって扁平な直方体を形成している。複数の管は、その管としての軸方向、すなわち管としての長手方向に沿って、複数の管が並べられた熱交換面を提供している。熱交換面は、蒸発器４６の入口、または出口でもある。管は、その管としての軸方向と垂直な断面において、細長い断面を有する。その断面における長手方向の両端部には、狭い長手方向側面が位置している。熱交換面には、複数の管によって提供される複数の狭い長手方向側面が並んでいる。よって、熱交換面は、複数の狭い長手方向側面によって提供されているともいうことができる。
【００２９】
蒸発器４６のコア部６２は、扁平な６面体である。蒸発器４６は対向して位置する広い２つの主面を空気４７の入口と出口としている。蒸発器４６は、２つの主面を囲む４の側面を有している。それら４つの側面のひとつが取付部分６５を提供している。
【００３０】
管７０−７６と管９０−９４とのそれぞれは、そこを通過する冷媒に対して高い熱交換性能を発揮するマイクロチャンネルを提供する。管７０−７６と管９０−９４は、蒸発器４６における厚さ方向、すなわち空気４７の流れ方向に沿って平行に並べられている。管７０−７６と管９０−９４とは、ひとつの平面に沿って並べられている。その平面は、蒸発器４６の取付部分６５の側面と平行である。
【００３１】
複数の管７０−７６と、複数の管９０−９４とは、交互に配置されている。複数の管７０−７６の一部が最も外側に配置されている。管７０−７６と管９０−９４は、扁平な管によって提供することができる。管７０−７６と管９０−９４は、それらの広い面を、蒸発器４６の主面と平行に位置付けるように配置することができる。
【００３２】
管７０−７６は、下タンク８０の下側の室から、分割壁を貫通して延びている。管７０−７６は、下タンク８０の上側の室の中を貫通して延びている。下タンク８０の上側の室には、管９０−９４を通過した低圧冷媒が供給されている。よって、下タンク８０の上側の室でも内部熱交換器としての熱交換が実現される。管７０−７６は、上タンク８２の下側の室の中を貫通して延びている。上タンク８２の下側の室には、入口８６から内部熱交換器６４に戻った低圧冷媒が供給されている。よって、上タンク８２の下側の室でも内部熱交換器としての熱交換が実現される。管７０−７６は、上タンク８２の分割壁を貫通して延び、上タンク８２の上側の室に到達している。
【００３３】
図３において、ここに開示された構成の有利な効果は、蒸発器ユニット６０は、蒸気圧縮サイクル２４が蒸発器４６から流出した直後の冷媒の冷却能力を最大限に利用することを可能としていることである。したがって、この実施形態の蒸発器ユニット６０によると、図１９に図示された従来型の蒸気圧縮サイクルに比べて、総合的な燃料消費が改善される。
【００３４】
図４において、ここに開示された構成の他の有利な効果は、液相の冷媒が上タンク８２において高圧通路３８を流出し、ＴＸＶ４２に流入するとき、その液相の冷媒は、戻り用の入口８６から内部熱交換器６４に流入した低温の低圧冷媒によってさらに冷却されるという作用効果を受けることである。このような戻り冷媒は、その後、内部熱交換器の管９０−９４を下向きに流れ、それと反対に管７０−７６を上向きに流れる高圧、かつ高温の冷媒から熱を吸収する。管７０−７６を上向きに流れた冷媒は、図４と図６に図示されるように、上タンク８２において内部熱交換器６４から流出する。このようにして流出する冷媒がさらに加熱される場合、圧縮機２８に戻る冷媒は過熱された蒸気の状態である。この過熱された蒸気状態は、感温筒のような感温装置５２を用いることによって、ＴＸＶ４２によって制御される。このような制御は、圧縮機２８の効率を改善し、圧縮機２８の有効な寿命を長くするために有効である。
【００３５】
ここに開示された構成の他の有利な効果は、車両における蒸気圧縮サイクルの改良された搭載構造、抑制された冷媒の変動量、低減された部品点数、改良されたシステム制御性、改良されたシステム安定性、改良された効率、そして改良されたシステムの耐久性である。改良された搭載構造と、冷媒の変動量の抑制とは、全体の配管と通路の長さの低減によってもたらされる。
【００３６】
部品点数の低減は、図１９における熱交換器６、１４、および蒸発器１０を含む複数の独立した熱交換器を、単一の一体化された部品、すなわち蒸発器ユニット６０に置き換えることによってもたらされる。
【００３７】
改良されたシステムの制御性、および安定性は、図１９における検出位置１２に代えて、内部熱交換器６４をすでに流出した後の冷媒が流れる位置における過熱度を制御するように構成したことによってもたらされる。ＴＸＶ４２、または図１９に図示されたＴＸＶ８は、そこに流入する冷媒、すなわち構成要素４８または１０から流出した冷媒が最低限の過熱度を有するときに、冷媒流量をより安定的に計量する。この実施形態では、最低限の過熱度が維持される。しかしながら、この最低水準の過熱度を達成することは、従来技術においては、困難であった。なぜなら、従来のＴＸＶは、熱交換器１４、６における効能を最大限に引き出すために、冷媒の飽和点に非常に近い点にしばしば制御されていたからである。
【００３８】
ここに開示された構成により得られる改良された効率は、内部熱交換器６４を流れ出てゆく冷媒の過熱度を制御することによってもたらされる。これは、圧縮機２８に流入する冷媒の乾き度を直接に制御し、そして、利用者または設計者が効率を重視した最適点で操作されるようにＴＸＶを調整することを可能とする。このような構成は、内部熱交換器７に流入しようとする冷媒の過熱度を制御するＴＸＶを用いる従来技術とは全く異なるものである。従来技術においては、内部熱交換器６４を流出してゆく冷媒の過熱度は未知であった。これは、圧縮機へ戻ってゆく冷媒の乾き度が未知であることを意味している。したがって、従来技術では、システムを効率化のために十分に最適化することができなかった。
【００３９】
改良された耐久性は、上述のような背景からももたらされる。内部熱交換器６４から流出してゆく冷媒の乾き度が未知の場合、システムは、過熱度が不足した冷媒、または過熱度が過剰な冷媒が圧縮機２８に戻ることを許容してしまう。これは、圧縮機２８に液状の冷媒が戻ること、および圧縮機２８に熱すぎる冷媒（過熱度が過剰な冷媒）が戻ることを引き起こす。上記のような現象は、その両方が、圧縮機２８の寿命を縮め、図１９に示したシステムの早すぎる故障を引き起こすことがあった。
【００４０】
図６において、高圧通路３８、すなわちマイクロチャンネルとしての管７０−７６は、２０平方ミリから８５平方ミリ（２０ｍｍ２−８５ｍｍ２）の範囲内の組合わせられた有効流路断面積（free flow area）を有する。ただし、高圧通路３８の有効流路断面積は、上記範囲内に限定されない。低圧通路４８、すなわちマイクロチャンネルとしての管９０−９４は、１４０平方ミリから４２０平方ミリ（１４０ｍｍ２−４２０ｍｍ２）の範囲内の組合わせられた有効流路断面積を有する。ただし、低圧通路４８の有効流路断面積は、上記範囲内に限定されない。言い換えると、管７０−７６の有効流路断面積に対する、管９０−９４の有効流路断面積の比は、１．６−２１．０に設定される。
【００４１】
図７は、第１実施形態にかかる蒸気圧縮サイクルの作動を示すモリエル線図である。図中には、冷媒の圧力（ＭＰａ）と、エンタルピ（ｋＪ／Ｋｇ）と、温度（セ氏）との関係が図示されている。図中には、蒸発器ユニット６０によって奏される有利な効果が表されている。まず、図２において、蒸気圧縮サイクル２４における様々な段階が図示されている。例えば、図２の参照符号１００は、圧縮機２８の直後の位置を示しており、それは、蒸気圧縮サイクル２４のガス相の領域または過熱領域を示す図７中の位置１００に対応する。図２の参照符号１０２は、凝縮器３２の直後の位置を示しており、それは、蒸気圧縮サイクル２４の液相の領域、過冷却領域を示す図７の位置１０２に対応する。図２の参照符号１０４は、内部熱交換器６４の高圧通路３８の直後の位置を示しており、それは、蒸気圧縮サイクル２４のさらに過冷却された液相の領域を示す図７の位置１０４に対応する。図２の参照符号１０６は、ＴＸＶ４２の直後の位置を示しており、それは、蒸気圧縮サイクル２４のガス相の冷媒と液相の冷媒とが混在する気液二相領域を示す図７の位置１０６に対応する。図２の参照符号１０８は、内部熱交換器６４の低圧通路４８の直後の位置を示しており、それは、蒸気圧縮サイクル２４のガス相の領域、または過熱領域を示す図７の位置１０８に対応する。
（第２実施形態）
図８は、本発明を適用した第２実施形態にかかる蒸発器ユニット２１０を示す。第１実施形態とこの第２実施形態との相違点のひとつは、蒸発器ユニット２１０の具体的な構成である。残る構成要素は、第１実施形態の構成要素と同じである。
【００４２】
蒸発器ユニット２１０は、蒸発器２１１と、内部熱交換器２１２と、ＴＸＶ２１３とを備える。蒸発器２１１、内部熱交換器２１２、およびＴＸＶ２１３は、ひとつの一体化されたユニット型の部品を構成するように互いに接合されている。
【００４３】
蒸発器２１１は、第１タンク２１４、第２タンク２１５、および複数の管２１６を備える。第１タンク２１４は、蒸発器２１１の冷媒の入口２１７と、蒸発器２１１の冷媒の出口２１８との両方を備える。入口２１７および出口２１８は、第１タンク２１４の近傍に設けられている。第１タンク２１４は、蒸発器２１１の上側に配置されている。第１タンク２１４と第２タンク２１５とは、複数の管２１６によって接続されている。それぞれの管２１６は、扁平管である。管２１６は、第１タンク２１４と第２タンク２１５との間に沿って延びる軸方向を有する。管２１６は、管２１６の軸方向と直交する断面において、細長い長方形、または長円形の断面形状を有する。断面形状は、蒸発器２１１における空気の流れ方向に沿って長手方向を有する。複数の管２１６の間には、コルゲートフィン２１９が配置されている。複数の管２１６と複数のコルゲートフィン２１９とは、熱交換のためのコア部２２０を構成している。熱交換のためのコア部２２０は、空気が通過するための複数の隙間２２１を有している。コア部２２０は、複数の管２１６と複数のコルゲートフィン２１９とを積層することによって構成することができる。したがって、管２１６内を通って冷媒が流れるとき、冷媒は、隙間２２１を通る空気と熱交換する。
【００４４】
この実施形態では、第１タンク２１４は少なくとも２つの室に分割されている。第１タンク２１４のひとつの室は、蒸発器２１１の入口２１７に接続され、連通している。第１タンク２１４の他のひとつの室は、蒸発器２１１の出口２１８に接続され、連通している。両方の室は、冷媒を分配し、冷媒を収集するために、それぞれに対応する複数の管２１６に連通している。ひとつの室は、複数の管２１６のうちの一群をなす複数の管２１６に連通している。他のひとつの室は、複数の管２１６のうちの他の一群をなす複数の管２１６に連通している。
【００４５】
第２タンク２１５は、冷媒の通過経路におけるＵターン部分２２２、２２３を形成している。第２タンク２１５は、冷媒を、蒸発器２１１の入口２１７から蒸発器２１１の出口２１８へ導く。
【００４６】
より具体的には、第１タンク２１４は、３つの室に分割することができる。それぞれの室は、対応する複数の管２１６に接続され、連通している。一方で、この実施形態では、第２タンク２１５は、２つの室に分割することができる。
【００４７】
第１タンク２１４の第１室２２４は、蒸発器２１１の入口２１７と連通している。第１タンク２１４の第１室２２４は、それに対応する複数の管２１６に冷媒を分配する。それらの管２１６は、第１群をなす複数の第１管２２５とも呼ばれる。第１管２２５の一端が第１室２２５に接続され、連通している。それら第１管２２５の他端は、第２タンク２１５の第１室２２６に接続され、連通している。第２タンク２１５の第１室２２６に流入した冷媒は、それに対応する複数の管２１６に分配される。それらの管２１６は、第２群をなす第２管２２７とも呼ばれる。第２管２２７の一端が第１室２２６に接続され、連通している。第１室２２６は、複数の第１管２２５と、複数の第２管２２７とに接続され、連通している。それら第２管２２７の他端は、第１タンクの第２室２２８に接続され、連通している。第１タンク２１４の第２室２２８に流入した冷媒は、それに対応する複数の管２１６に分配される。それらの管２１６は、第３群をなす第３管２２９とも呼ばれる。第３管２２９の一端が第２室２２８に接続され、連通している。第２室２２８は、複数の第２管２２７と、複数の第３管２２９とに接続され、連通している。それら第３管２２９の他端は、第２タンクの第２室２３０に接続され、連通している。第２タンク２１５の第２室２３０に流入した冷媒は、それに対応する複数の管２１６に分配される。それらの管２１６は、第４群をなす第４管２３１とも呼ばれる。第４管２３１の一端が第２室２３０に接続され、連通している。第２室２３０は、複数の第３管２２９と、複数の第４管２３１とに接続され、連通している。それら第４管２３１の他端は、第１タンクの第３室２３２に接続され、連通している。第１タンク２１４の第３室２３２に流入した冷媒は、蒸発器２１１の出口２１８に導かれる。
【００４８】
この実施形態では、第２タンク２１５の第１室２２６は、冷媒の通過経路におけるＵターン部分２２２を形成している。第２タンク２１５の第２室２３０は、冷媒の通過経路におけるＵターン部分２２３を形成している。蒸発器２１１においては、２つのＵターン状の通過経路が、空気の流れ方向に沿って、上流側と下流側とに位置するように配置されている。また、第１タンク２１４の第２室２２８は、冷媒の通過経路における他のＵターン部分を提供している。これにより、第２タンク２１５の２つの室２２６、２３０によって形成される２つのＵターン状の通過経路が、一連の通過経路として接続される。
【００４９】
第１タンク２１４の第１室２２４は、第１タンク２１４の第３室２３２に隣接して設けられている。蒸発器２１１の入口２１７と出口２１８とは、第１タンク２１４の同じ側面に位置付けられている。この結果、冷媒の通過経路は、図８に矢印によって示されるように形成される。
【００５０】
蒸発器２１１は、さらに側壁２３３、２３４を備える、側壁２３３、２３４は、上述の熱交換器としてのコア部２２０の積層方向の端部であるか、またはその端部に設置されている。側壁２３３は、内部熱交換器２１２を取り付けることができる取付部分２３５を備える。
【００５１】
内部熱交換器２１２は、第１接続タンク２３６、第２接続タンク２３７、高圧冷媒のための高圧通路２３９、および低圧冷媒のための低圧通路２４０を備えることができる。
【００５２】
第１接続タンク２３６は、２階建ての建物のような多層、多階の構造を有している。第１接続タンク２３６の１階部分２３８は、内部熱交換器２１２の低圧冷媒の出口２４１を有する。第１接続タンク２３６の２階部分２４２は、内部熱交換器２１２の高圧冷媒の入口２４３を有する。
【００５３】
第２接続タンク２３７も、２階建ての建物のような多層、多階の構造を有している。第２接続タンク２３７の１階部分２４４は、内部熱交換器２１２の低圧冷媒の入口２４５を有する。第２接続タンク２３７の２階部分２４６は、内部熱交換器２１２の高圧冷媒の出口２４７を有する。
【００５４】
高圧通路２３９と低圧通路２４０とは、互いに隣接して配置されている。高圧通路２３９と低圧通路２４０とは、交互に配置されている。高圧通路２３９と低圧通路２４０とは、積層して配置されている。高圧通路２３９と低圧通路２４０とは、それらの中を流れる低圧冷媒と高圧冷媒との間の熱交換を許容するように構成されている。この実施形態では、高圧通路２３９のそれぞれと、低圧通路２４０のそれぞれとは、同一の長さを有している。高圧通路２３９と低圧通路２４０とは、冷媒の流れ方向に関して互いにずらされて配置されている。
【００５５】
高圧通路２３９は第１接続タンク２３６の２階部分２４２と第２接続タンク２３７の２階部分２４６とに接続され、連通している。高圧通路２３９は、第２接続タンク２３７の１階部分２４４を貫通して延びている。１階部分２４４の中には、高圧通路２３９を提供する複数の管の外表面が露出して配置される。
【００５６】
低圧通路２４０は第１接続タンク２３６の１階部分２３８と第２接続タンク２３７の１階部分２４４とに接続され、連通している。低圧通路２４０は、第１接続タンク２３６の２階部分２４２を貫通して延びている。２階部分２４２の中には、低圧通路２４０を提供する複数の管の外表面が露出して配置される。
【００５７】
蒸発器２１１の出口２１８は、第３接続タンク２５９を経由して、内部熱交換器２１２の低圧冷媒の入口２４５に接続され、連通している。蒸発器２１１の入口２１７は、ＴＸＶ２１３を経由して、内部熱交換器２１２の高圧冷媒の出口２４７に接続され、連通している。
【００５８】
ＴＸＶ２１３は、ハウジング２４８、操作部２４９、および感温素子２５０を備える。図９に図示されるように、ハウジング２４８は、絞り通路としてのオリフィス部２５４を収容している。図９に図示されるように、操作部２４９は、ダイヤフラム２５８を収容している。感温素子２５０は、冷媒の温度を検出する。
【００５９】
この実施形態では、感温素子２５０は、内部熱交換器２１２の低圧冷媒の出口２４７から流出する冷媒の温度を検出する。ＴＸＶ２１３は、さらに、感温素子２５０と操作部２４９とを接続する接続管２５１を備える。接続管２５１は、感温素子２５０内の圧力を操作部２４９に導く。接続管２５１は、断熱手段によって内部熱交換器２１２から断熱されている。断熱手段は、内部熱交換器２１２と接続管２５１との間の熱伝達を抑制する。断熱手段として、高圧通路２３９および低圧通路２４０と、接続管２５１との間に設けられた隙間を用いることができる。
【００６０】
図９は、内部熱交換器２１２とＴＸＶ２１３とを示す断面図である。この図は、蒸発器が配置されている側とは反対側から見た側面図である。ＴＸＶ２１３は、内部熱交換器２１２の上側の面に配置されている。ＴＸＶ２１３は、ハウジング２４８と、操作部２４９と、感温素子２５０とを備える。ハウジング２４８は、オリフィス部２５４を経由してＴＸＶ２１３の出口２５３に連通する入口２５２を備える。オリフィス部２５４は、弁座２５５と、球形の弁体２５６とを備える。球形の弁体２５６は、操作用のロッド（棒）２５７によって操作される。ロッド２５７は、ダイヤフラム２５８に接続されており、ダイヤフラム２５８によって操作される。ダイヤフラム２５８は操作部２４９内に収容されている。よって、操作部２４９は、感温素子２５０によって検出された温度に基づいてロッド２５７を操作する。この実施形態では、内部熱交換器２１２は第３接続タンク２５９を経由して蒸発器２１１の出口２１８に接続されている。第３接続タンク２５９は、第２接続タンク２３７とＴＸＶ２１３のハウジング２４８とに隣接して配置されている。第３接続タンク２５９の入口２６５は、蒸発器２１１の出口２１８に接続されている。この実施形態では、内部熱交換器２１２は上述の構成を有する。この内部熱交換器２１２の構造は、温度が異なる２つの冷媒の流路のそれぞれを、複数の小さい流路に分割する。この構造は、複数の小さい流路の中を流れる温度の異なる冷媒が互いに熱交換をすることを可能とする。その後、この構造は、同じ種類の冷媒の流路を、もとの冷媒の流路に集めるか、または組み合わせる。
【００６１】
この実施形態では、蒸発器２１１は、冷媒のための冷媒流路、入口２１７、および出口２１８を区画しており、それらを有している。冷媒流路は図８に図示されている。内部熱交換器２１２は、比較的高圧の冷媒が流れる高圧通路２３９、および、蒸発器２１１の出口２１８からの低圧冷媒が流れる低圧通路２４０を区画しており、それらを有している。膨張器２１３は、内部熱交換器２１２の高圧通路２３９の下流側と、蒸発器２１１の入口２１７とに接続されている。膨張器２１３は、高圧通路２３９の下流側の出口と、蒸発器２１１の入口２１７との間を連通している。膨張器２１３は、高圧通路２３９の下流側の出口から、蒸発器２１１の入口２１７にいたる流路を提供する。内部熱交換器２１２は、蒸発器ユニット２１０を構成するために、蒸発器２１１に装着されている。
【００６２】
上述の構成によると、蒸発器ユニット２１０は、蒸気圧縮サイクルが、蒸発器２１１から流出した冷媒の冷却能力を最大限に利用することを可能とする。したがって、この実施形態の蒸発器ユニット２１０によると、蒸気圧縮サイクルの全体としての効率を向上することができる。
【００６３】
さらに、この実施形態では、蒸発器２１１は、第１タンク２１４、第２タンク２１５、および、それら第１タンク２１４と第２タンク２１５との間を接続する複数の管２１６とを備える。複数の管２１６は、その長手方向の側面に沿って熱交換面２６０を規定している。長手方向は、管２１６の軸方向に直交する断面における断面形状の長手方向である。側面は、長手方向に位置する２つの細長い側面を指す。よって、熱交換面２６０には、複数の管２１６の複数の細長い側面が並んでいる。内部熱交換器２１２は、蒸発器２１１の側面２６１に装着されている。側面２６１は、熱交換面２６０に対して垂直である。内部熱交換器２１２は、第１タンク２１４と第２タンク２１５との両方にわたって延在している。
【００６４】
上述の構成によると、蒸発器ユニット２１０は、内部熱交換器２１２を蒸発器２１１の側面のうち、第１タンク２１４または第２タンク２１５が設けられていない側面に配置されている。したがって、この実施形態の蒸発器ユニット２１０によると、蒸発器ユニット２１０の中央の近くに熱交換面が位置付けられる。よって、蒸発器ユニット２１０は、種々の蒸気圧縮サイクルに使用することができ、優れた搭載性を発揮する。
【００６５】
さらに、この実施形態では、蒸発器２１１によって区画される冷媒の流路の入口２１７と出口２１８との両方が、蒸発器２１１の同じ側面２６１上に配置される。したがって、この実施形態の蒸発器ユニット２１０によると、内部熱交換器２１２は入口２１７と出口２１８との両方に一度に接続することができる。
【００６６】
さらに、この実施形態では、入口２１７と出口２１８との両方は、第１タンク２１４に、または第１タンク２１４上に配置されている。したがって、この実施形態の蒸発器ユニット２１０によると、内部熱交換器２１２は、高圧通路２３９内の高圧側の冷媒の流れ方向と、低圧通路２４０内の低圧側の冷媒の流れ方向とを反対方向に設定した構成を採用することが可能となる。
【００６７】
さらに、この実施形態によると、膨張器２１３は、感温素子２５０とダイヤフラム２５８とを有する感温式膨張弁２１３（ＴＸＶ２１３）である。感温素子２５０は、内部熱交換器２１２の低圧通路２４０の出口２４１、または内部熱交換器２１２の低圧通路２４０の出口２４１から延びる管２６２に装着される。したがって、この実施形態の蒸発器ユニット２１０によると、蒸発器ユニット２１０は、蒸気圧縮サイクルが内部熱交換器２１２を通過した後であって、かつ圧縮機２８に吸入される前の冷媒の過熱度を制御することを可能とする。したがって、この実施形態の蒸発器ユニット２１０によると、システムの耐久性を向上することができる。
【００６８】
さらに、この実施形態によると、感温式膨張弁２１３は、ダイヤフラム２５８を収容するチャンバと感温素子２５０とを接続する接続する接続手段または接続部材である接続管２５１を備える。ブラケット２６３は、内部熱交換器２１２と接続管２５１との間の大部分の範囲に隙間を形成し、内部熱交換器２１２と接続管２５１との間の熱移動を抑制し、断熱作用を提供する。したがって、この実施形態の蒸発器ユニット２１０によると、内部熱交換器２１２と接続管２５１との間の望ましくない熱交換の量が抑制される。このことは、感温式膨張弁２１３が、目的とする冷媒の温度をより正確に検出できることを意味する。
【００６９】
さらに、この実施形態では、第２接続タンク２３７は、分割壁２６４によって、第１室と第２室とに分割されている。第１室は、第２接続タンク２３７の１階部分２４４である。第２室は、第２接続タンク２３７の２階部分２４６である。第１接続室とも呼ばれる１階部分２４４は、低圧通路２４０に連通している。第２接続室とも呼ばれる２階部分２４６は、高圧通路２３９に連通している。高圧通路２３９と低圧通路２４０との少なくとも一方の通路は、その一方の通路のための接続用の室に到達するために、他方の通路のための接続用の室と分割壁２６４とを貫通している。この実施形態では、高圧通路２３９は、高圧通路２３９のための第２接続室２４６に到達するために、低圧通路２４０のための第１接続室２４４と分割壁２６４とを貫通している。したがって、この実施形態の蒸発器ユニット２１０によると、内部熱交換器２１２は、対応する室に接続された２種類の通路を備えることが可能となる。それぞれの室は、互いに隣接することが可能である。上記２種類の通路は、上記の２つの室が隣接する方向に沿って延在することができる。
【００７０】
換言すると、熱交換器は、第１の冷媒通路と、第１の冷媒通路に隣接して設けられた第２の冷媒通路と、第１室と第２室とに分割された接続用のタンクとを備えることができる。熱交換器は内部熱交換器２１２であり、第１の冷媒通路は低圧通路２４０であり、第２の冷媒通路は高圧通路２３９であり、接続タンクは第２接続タンク２３７である。第１室は、第２接続タンク２３７の１階部分２４４であり、第２室は、第２接続タンク２３７の２階部分２４６である。第１接続室２４４は第１の冷媒通路である低圧通路２４０に連通している。第２接続室２４６は第２の冷媒通路である高圧通路２３９に連通している。第２の冷媒通路である高圧通路２３９は、第２接続室２４６に到達するために、第１接続室２４４と分割壁２６４とを貫通している。
【００７１】
したがって、内部熱交換器２１２は、対応する室、つまり、第２接続タンク２３７の１階部分２４４および２階部分２４６に接続された２種類の通路、つまり高圧通路２３９および低圧通路２４０を備えることが可能となる。室２４４と室２４６とは、互いに隣接することが可能である。上記２種類の通路２３９および２４０は、上記の２つの室２４４、２４６が隣接する方向に沿って延在することができる。
（第３実施形態）
図１０は、本発明を適用した第３実施形態にかかる蒸発器ユニット３００の分解図である。第２実施形態とこの実施形態との相違点のひとつは、第３接続タンクと、その位置である。
【００７２】
この実施形態では、第３の接続用の第３接続タンク３０１がＴＸＶ３０３のハウジング３０２と蒸発器２１１の出口２１８との間に設けられている。つまり、第３接続タンク３０１は、ハウジング３０２と蒸発器２１１の第１タンク２１４との間に設けられている。
【００７３】
第３接続タンク３０１は、第２接続タンク２３７の１階部分２４４に隣接して設けられている。また、第３接続タンク３０１は、ＴＸＶ３０３に隣接して設けられている。第３接続タンク３０１は、蒸発器２１１の出口２１８と第２接続タンク２３７の１階部分２４４との間の冷媒の通路を提供する。
【００７４】
この実施形態では、ＴＸＶ３０３のハウジング３０２はＬ型である。Ｌ型のハウジング３０２は、内部熱交換器２１２の上側の領域から蒸発器２１１へ向けて突き出した部分を提供する。Ｌ型のハウジング３０２の突き出した部分は、冷媒の通路を提供する。Ｌ型のハウジング３０２は、蒸発器２１１の入口２１７に連通する接続用の通路３０４を提供する。
【００７５】
図１１は、本発明を適用した第３実施形態にかかる内部熱交換器２１２とＴＸＶ３０３とを示す断面図である。この図は、蒸発器２１１が配置されている側とは反対側からの側面図である。残る構成要素は、第１実施形態および第２実施形態の構成要素と同じである。
【００７６】
図１２は、第３実施形態にかかる内部熱交換器２１２とＴＸＶ３０３とを示す側面図である。この図は、蒸発器２１１が配置されている側からの側面図である。
【００７７】
図１３は、第３実施形態にかかる蒸発器ユニット３００の正面図である。この実施形態では、蒸発器２１１の側面を提供する側壁２３３と内部熱交換器２１２との間に断熱のための隙間３０５が設けられている。隙間３０５は、内部熱交換器２１２が蒸発器２１１と熱交換することを抑制、または阻止する。
【００７８】
この実施形態では、内部熱交換器２１２の第１接続タンク２３６と蒸発器２１１の第２タンク２１５とは、固定部分３０６によって接続されている。第３接続タンク３０１と固定部分３０６との幅は、断熱用の隙間３０５の幅を規定している。断熱用の隙間３０５を設けることにより、蒸発器ユニット３００は、蒸気圧縮サイクルが蒸発器２１１から流出した冷媒の冷却能力を最大限に利用することを可能とする。
【００７９】
先行する第１実施形態および第２実施形態の構成要素と同様の構成要素は、同じ参照符号によって示されている。これらの構成要素は、同様の作用効果を奏する。
（第４実施形態）
図１４は、本発明を適用した第４実施形態にかかる内部熱交換器２１２とＴＸＶ４００とを示す断面図である。この図は、蒸発器２１１が配置されている側とは反対側からの側面図である。
【００８０】
この実施形態では、内部熱交換器２１２は箱型ＴＸＶ４００および第３接続タンク４０２を介して蒸発器２１１の出口２１８に接続される。ＴＸＶ４００のハウジング４０１は、箱型ＴＸＶ４００としての温度感知機能を有している。箱型ＴＸＶ４００は、接続用のロッド（棒）２５７によって蒸発器２１１から流出した冷媒の温度を感知する。第３接続タンク４０２の入口４０３は、箱型ＴＸＶ４００の低圧冷媒の出口４０４に接続されている。ロッド２５７は、蒸発器２１１の出口２１８と第３接続タンク４０２の入口４０３とを接続し連通する低圧冷媒の通路４０５の中に、そこを横切って設けられている。この実施形態では、箱型ＴＸＶ４００は内部熱交換器２１２の出口２４１から流出した冷媒の温度を感知することができない。しかし、この実施形態の構成によると、上述の接続管２５１とその支持部材としてのブラケット２６３とを廃止することができる。
【００８１】
内部熱交換器２１２は、蒸発器２１１に装着されている。残る構成要素は、他の先行する実施形態の構成要素と同じであり、同様の作用効果を提供する。先行する実施形態の構成要素と同様の構成要素は、同じ参照符号によって示されている。
（第５実施形態）
図１５は、本発明を適用した第５実施形態にかかる内部熱交換器２１２とＴＸＶ４００とを示す断面図である。この図は、蒸発器２１１が配置されている側とは反対側からの側面図である。第４実施形態においては、高圧通路２３９と低圧通路２４０との流れ方向の長さは同じであった。
【００８２】
しかし、この実施形態においては、高圧通路５００と低圧通路５０１の流れ方向の長さは同じではない。高圧通路５００は、低圧通路５０１より長く形成されている。この実施形態の高圧通路５００は、図１４に図示された第２接続タンク２３７の分割壁２６４と、図１４に図示された第１接続タンク２３６の分割壁２６４に相当する壁との両方を貫通して配置されている。
【００８３】
この構成を提供するために、図１４に図示された第１接続タンク２３６に代えて、図１５に図示される第１接続タンク５０２が採用されている。第１接続タンク５０２の下側の１段目の１階部分５０３は、内部熱交換器２１２のための高圧冷媒の入口５０５を有する。第１接続タンク５０２の上側の２段目の２階部分５０４は、内部熱交換器２１２のための低圧冷媒の出口５０６を有する。
【００８４】
内部熱交換器２１２に蒸発器２１１に装着して配置することができる。残る構成要素は、第４実施形態の構成要素と同じであり、同様の作用効果を提供する。先行する実施形態の構成要素と同様の構成要素は、同じ参照符号によって示されている。
（第６実施形態）
図１６は、本発明を適用した第６実施形態にかかる蒸発器ユニット６００の分解図である。この実施形態では、蒸発器６０１が他の実施形態における蒸発器２１１とは異なっている。
【００８５】
蒸発器６０１は、分配タンク６０２と収集タンク６０３とを有する。複数の管６０４は、分配タンク６０２と収集タンク６０３との間を接続し、流路によってそれらを連通するように配置されている。分配タンク６０２は、蒸発器６００の入口６０５を有する。収集タンク６０３は、蒸発器６００の出口６０６を有する。
【００８６】
内部熱交換器２１２は、第４実施形態のそれと同様の構成を有する。ただし、この実施形態の内部熱交換器２１２の低圧冷媒の出口６０７の位置は、第４実施形態の内部熱交換器２１２の低圧冷媒の出口２４１とは異なっている。
【００８７】
さらに、蒸発器の構成の違いに起因して、この実施形態の内部熱交換器２１２における低圧冷媒の流れ方向は、第４実施形態のそれとは反対である。
【００８８】
蒸発器６００から流出した低圧冷媒は、低圧冷媒の入口６０８から第１接続タンク２３６の下側の１段目の１階部分２３８に流入する。内部熱交換器２１２の低圧冷媒の出口６０７は、第２接続タンク２３７の下側の１段目の１階部分２４４に設けられている。出口６０７から流出した低圧冷媒は、箱型ＴＸＶ４００を通り、箱型ＴＸＶ４００の出口６０９から流出する。よって、低圧通路２４０を通る低圧冷媒の流れ方向は、高圧通路２３９を通る高圧冷媒の流れ方向と同じである。この実施形態では、箱型ＴＸＶ４００は、内部熱交換器２１２を通過した冷媒の温度を感知し、この温度に応じて開度を調節するように作動することができる。
【００８９】
図１７は、本発明を適用した第６実施形態にかかる内部熱交換器２１２とＴＸＶ４００とを示す断面図である。この図は、蒸発器６００が配置されている側とは反対側からの側面図である。
【００９０】
内部熱交換器２１２は、蒸発器６００に装着されている。この実施形態の構成部品は上記第４実施形態の構成部品と同じである。それゆえ、それらは同様の作用効果を提供する。それらの構成部品は、同じ参照符号によって示されている。
（第７実施形態）
図１８は、本発明を適用した第７実施形態にかかる蒸発器ユニット３００の分解図である。第２実施形態とこの実施形態との相違点のひとつは、使用される膨張器の形式である。
【００９１】
この実施形態では、膨張器として、電子制御装置７０１によって制御することができる電子式膨張弁７００が用いられている。電子制御装置７０１は、演算処理によって求められた冷媒の過熱度に基づいて、電子式膨張弁７００の開度を制御する。例えば、圧縮機に流入する冷媒の過熱度、または蒸発器ユニット３００から流出する冷媒の過熱度が演算される。
【００９２】
過熱度は、低圧冷媒の温度に基づいて演算することができる。低圧冷媒の温度は、温度センサ７０２によって検出される。温度センサ７０２は、出口２４１、管２６２、およびフィン２１９の少なくともひとつに設置することができる。
【００９３】
電子制御装置７０１は、過熱度を演算によって推測するために、蒸気圧縮サイクル、すなわち冷媒サイクルにおける冷媒流量を用いる。冷媒流量は、冷媒流量センサ７０３によって検出される。冷媒流量センサ７０３は、圧縮機の出口側に設けることができる。
【００９４】
以上に述べた実施形態の説明は、図示と説明のために与えられたものである。そこには、発明を限定する意図や、網羅的にする意図はない。それぞれの個別の構成要素、または特定の実施形態の特徴は、その特定の実施形態に限定されない。しかし、具体的に図示され説明されていない限り、適用可能であれば、それらは互いに入れ替え可能であり、特定の選ばれた実施形態において利用可能である。それぞれの個別の構成要素、または特定の実施形態の特徴は、多くの手法に変形可能でもある。それらの変形例は本発明からの派生物として考慮されるべきではなく、すべてのそれらの変形例は本発明の技術的範囲に属するべきものとして意図されている。
【００９５】
実施形態は、この開示が完全になるように、また本発明の範囲を当業者に十分に示唆するように提供されるものである。本発明の実施形態の理解のために、多数の具体的な細部が、特定のコンポーネント、特定の装置および特定の方法などについて述べられている。具体的な細部が必須ではないこと、複数の実施形態が種々の異なる形態によって実施可能であること、そして、具体的な細部と複数の実施形態とが本発明の技術的範囲を限定するものではないことは、当業者に明白である。複数の実施形態の説明において、よく知られた製造方法、装置のよく知られた構成、そしてよく知られた技術については詳細に説明されない。
【００９６】
ここに使用される用語は、特定の実施形態を説明するために用いられたものであって、本発明の技術的範囲を制限することを意図して用いられたものではない。ここに使用される用語において、単数であることを示唆する記載であっても、それは複数形を包含することを意図している。ただし、単数であることが明白に記載されている場合はこの限りではない。「〜を備える」「〜から構成される」「〜を含む」、および「〜を有する」といった用語は、包括的であって、したがって、記述された特徴、完成体、ステップ、操作、構成要素、または部品の存在を定義するが、ひとつ以上の他の特徴、完成体、ステップ、操作、構成要素、部品、またはそれらの組合せの存在、あるいは追加を妨げない。ここに説明された方法における工程、処理、および操作は、それらの実行順序が具体的に特定されている場合を除いて、ここに説明され、図示された特定の実行順序でのそれらの実行が必ず要求されるものとしては構成されていない。工程、処理、および操作は、異なる順序によって実行することができる場合がある。さらに、追加的な、または代替的な工程を採用することができることも理解されるべきである。
【００９７】
構成要素または構成層が、他の構成要素または構成層に対して、「上に」、「連結され」、「接続され」、または「結合され」と記載されて表現されるとき、それは、他の構成要素または構成層に対して上に直接にあるか、直接に連結されているか、直接に接続されているか、または直接に結合されていることを意味しているか、または、他の介在要素または介在層が存在していることを意味している。反対に、構成要素または構成層が、他の構成要素または構成層に対して、「上に直接に」、「直接に連結され」、「直接に接続され」、または「直接に結合され」と記載されて表現されるとき、そこには他の介在要素または介在層が存在しないことを意味している。構成要素の間の関係を表現する他の用語も、同様に解釈されるべきである。例えば、「間に」と「間に直接に」との意味、および「隣接して」と「直接に隣接して」との意味である。ここでは、用語「および/または」は、関連付けて挙げられた複数の要素のうちのひとつまたは複数の組み合わせのいかなるものも、そしてすべてを含むものである。
【００９８】
ここでは、様々な要素、部品、領域、層、および／または部分を記述するために、第１、第２、第３といった用語が用いられているが、それらの要素、部品、領域、層、および／または部分は、それらの用語によって限定的に解釈されるべきではない。これらの用語は、ひとつの要素、部品、領域、層、または部分を、他のそれらから区別するために単に使用されているにすぎない。第１、第２といった用語、および他の数的な用語は、明白に記載されている場合を除いて、特定の手順、または順序を示唆するものではない。したがって、例示された実施形態の開示の範囲内において、第１の要素、部品、領域、層、または部分は、第２の要素、部品、領域、層、または部分と名付けることもできる。
【００９９】
「内」、「外」、「下」、「低」、「降」、「上」、「高」など空間における相対的な位置を表す用語は、図示された状態における、ひとつの要素または特徴の他の要素または特徴に対する相対的な関係を説明するために、専ら説明と理解の容易化のために用いられたものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。空間における相対的な位置を表す用語は、図示された状態における配置方向に加えて、装置の使用または作動における他の異なる配置方向を包含するように意図されている。例えば、図中における装置がひっくり返して位置される場合、他の要素または特徴との関係で「下」または「低」といった用語で記述された要素または特徴は、当該他の要素または特徴との関係で「上」あるいは「高」といえる配置方向に位置付けられる。したがって、例示された用語「下」は、「上」と「下」との両方の配置方向を包含する用語として意図され、使用されている。なお、装置はさらに他の配置方向に配置することができる。例えば、９０度回転させた配置方向、または他の配置方向である。かかる場合、空間における相対的な位置を表す用語は、それぞれの配置に従って適合的に解釈されることを意図して使用されている。
【符号の説明】
【０１００】
２８  圧縮機
３２  凝縮器
３８、２３９、５００  高圧通路
４２、２１３、４００、７００  膨張器
４６、２１１、６０１  蒸発器
４８、２４０、５０１  低圧通路
６０、２１０、３００、６００  蒸発器ユニット
６４、２１２  内部熱交換器
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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