(57)【要約】      （修正有）【課題】車両のバッテリーやなんらかのパワーエレクトロニクスを冷却することができるような適切な温度レベルまで車両の構成要素を冷却することができる第３熱交換器に、シリンダからくる二相性の冷媒を通過させることで、冷媒循環路の中間段階を有益な使用とすることを可能とする冷媒循環路を提供する。【解決手段】凝縮器を形成する第１熱交換器１と、蒸発器を形成する第２熱交換器２と、第１コンプレッサＣ１と、第２コンプレッサＣ２と、第１膨張バルブＤ１と、第２膨張バルブＤ２と、冷媒の液相と気相とを分離することが可能なシリンダＢと、蒸発器を形成する第３熱交換器３と、を備える。【選択図】図１
2015203563.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凝縮器を形成する第１熱交換器（１）と、蒸発器を形成する第２熱交換器（２）と、第１コンプレッサ（Ｃ１）と、第２コンプレッサ（Ｃ２）と、第１膨張バルブ（Ｄ１）と、第２膨張バルブ（Ｄ２）と、冷媒の液相と気相とを分離することが可能なシリンダ（Ｂ）と、
蒸発器を形成する第３熱交換器（３）と、
冷媒の流れの向きを変えるとともに、少なくとも前記第１コンプレッサ（Ｃ１）、前記第１熱交換器（１）、前記第１膨張バルブ（Ｄ１）及び前記シリンダ（Ｂ）を連続して通るループ内で冷媒を循環させることが可能な向き変更手段と、
を備え、
前記シリンダ（Ｂ）からくる前記冷媒の液相の第２部分が、再度前記第１コンプレッサ（Ｃ１）を通過する前であって、前記第２膨張バルブ（Ｄ２）、前記第２熱交換器（２）及び前記第２コンプレッサ（Ｃ２）を通過する間に、前記シリンダ（Ｂ）からくる前記冷媒の気相が、前記第３熱交換器（３）を通り過ぎその後再び前記第１コンプレッサ（Ｃ１）を通り過ぎる前に、前記シリンダ（Ｂ）からくる前記冷媒の液相の第１部分と混合される、冷媒循環路。
【請求項２】
冷媒の流量を制御する流量制御部材（Ｖ）を備え、
前記シリンダ（Ｂ）からくる前記冷媒の液相の前記第１部分が、前記シリンダ（Ｂ）からくる前記冷媒の気相と混合される前に、前記流量制御部材（Ｖ）を通り過ぎる、請求項１に記載の冷媒循環路。
【請求項３】
前記流量制御部材（Ｖ）は、バルブ（Ｖ）または目盛付きのオリフィスである、請求項２に記載の冷媒循環路。
【請求項４】
前記第１コンプレッサ（Ｃ１）の出口から前記第１コンプレッサ（Ｃ１）の入口に至るループを形成し、前記第１熱交換器（１）、前記第１膨張バルブ（Ｄ１）、前記シリンダ（Ｂ）、第１分岐（Ｅ１）、前記第２膨張バルブ（Ｄ２）、前記第２熱交換器（２）、前記第２コンプレッサ（Ｃ２）及び第２分岐（Ｅ２）を続けて含む第１部分（Ｐ１）と、
前記シリンダ（Ｂ）から前記第２分岐（Ｅ２）に至り、前記シリンダ（Ｂ）から前記第２分岐（Ｅ２）に向かって、第３分岐（Ｅ３）及び前記第３熱交換器（３）を続けて含む第２部分（Ｐ２）と、
前記第１分岐（Ｅ１）から前記第３分岐（Ｅ３）に至る第３部分（Ｐ３）と、
を備える、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の冷媒循環路。
【請求項５】
前記第３部分（Ｐ３）は、前記流量制御部材（Ｖ）を含む、請求項２に従属する請求項４に記載の冷媒循環路。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の冷媒循環路を備える、空間の温度状態調整用の装置であって、
前記第１熱交換器（１）が、前記冷媒と前記空間内に受け入れられることが意図された空気との間で熱交換を行わせることが可能であり、
前記第２熱交換器（２）が、前記空間外にある空気と熱交換することが可能であり、
前記第３熱交換器（３）が、物質と熱交換することが可能である、空間の温度状態調整用の装置。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の冷媒循環路を備える、空間の温度状態調整用の装置であって、
前記第１熱交換器（１）が、前記冷媒と前記空間外にある空気との間で熱交換を行わせることが可能であり、
前記第２熱交換器（２）が、前記空間に受け入れられることが意図された空気と熱交換することが可能であり、
前記第３熱交換器（３）が、物質と熱交換することが可能である、空間の温度状態調整用の装置。
【請求項８】
請求項６または７に記載の温度状態調整装置を備え、
前記空間が車両の室内である、車両。
【請求項９】
凝縮器を形成する第１熱交換器（１）と、蒸発器を形成する第２熱交換器（２）と、蒸発器を形成する第３熱交換器（３）と、第１コンプレッサ（Ｃ１）と、第２コンプレッサ（Ｃ２）と、第１膨張バルブ（Ｄ１）と、第２膨張バルブ（Ｄ２）と、冷媒の液相と気相とを分離することが可能なシリンダ（Ｂ）と、冷媒の流れの向きを変える向き変更手段と、を備える冷媒循環路を操作する方法であって、
少なくとも前記第１コンプレッサ（Ｃ１）、前記第１熱交換器（１）、前記第１膨張バルブ（Ｄ１）及び前記シリンダ（Ｂ）を連続して通るよう冷媒を循環させる工程と、
前記シリンダ（Ｂ）からくる前記冷媒の液相の第２部分が、再度前記第１コンプレッサ（Ｃ１）を通過する前であって、前記第２膨張バルブ（Ｄ２）、前記第２熱交換器（２）及び前記第２コンプレッサ（Ｃ２）を通過する間に、前記シリンダ（Ｂ）からくる前記冷媒の気相が、前記第３熱交換器（３）を通り過ぎその後再び前記第１コンプレッサ（Ｃ１）を通り過ぎる前に、前記シリンダ（Ｂ）からくる前記冷媒の液相の第１部分と混合される工程と、
を少なくとも備える、冷媒循環路を操作する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば温度状態調整装置の一部を構成することが意図された冷媒循環路に関する。排他的ではないがより詳細には、本発明は、車両室内の温度状態調整に関する。
【背景技術】
【０００２】
かかる温度状態調整装置が、気流を加熱する機能をとりわけ遂行する場合がある。
【０００３】
上述のような冷媒循環路の効率を改善する必要がある。
【発明の開示】
【０００４】
本課題に対して簡略で効果的で且つ経済的な解決策を提供することが本発明の目的であることに注目すべきである。
【０００５】
これを受けて、本発明は、凝縮器を形成する第１熱交換器と、蒸発器を形成する第２熱交換器と、第１コンプレッサと、第２コンプレッサと、第１膨張バルブと、第２膨張バルブと、冷媒の液相と気相とを分離することが可能なシリンダと、蒸発器を形成する第３熱交換器と、冷媒の流れの向きを変え、且つ、少なくとも前記第１コンプレッサ、前記第１熱交換器、前記第１膨張バルブ及び前記シリンダを連続して通るループ内で冷媒循環路を形成することが可能な向き変更手段と、を備え、前記シリンダからくる前記冷媒の液相の第２部分が、再度前記第１コンプレッサを通過する前であって、前記第２膨張バルブ、前記第２熱交換器及び前記第２コンプレッサを通過する間に、前記シリンダからくる前記冷媒の気相が、前記第３熱交換器を通り過ぎその後再び前記第１コンプレッサを通り過ぎる前に、前記シリンダからくる前記冷媒の液相の第１部分と混合される、冷媒循環路を提案する。
【０００６】
このように、本発明は、例えば車両のバッテリーやなんらかのパワーエレクトロニクスを冷却することができるような適切な温度レベルまで車両の構成要素を冷却することができる第３熱交換器３に、前記シリンダからくる二相性の冷媒を通過させることで、前記冷媒循環路の中間段階を有益な使用とすることを可能にする。
【０００７】
第１の実施の形態において、前記第１熱交換器が、前記冷媒と車両の室内に受け入れられるよう向かわせられた空気との間で熱交換を行わせることが可能であり、例えば、前記第２熱交換器が、前記車両外にある空気と熱交換することが可能であり、前記第３熱交換器が、例えばバッテリーやなんらかのパワーエレクトロニクスのような車両の構成要素と熱交換することが可能であってもよい。
【０００８】
第１の実施の形態において、熱エネルギーが、第２熱交換器を用いて外気から取り出され、第３熱交換器を用いて上述した車両の構成要素にて取り出されることができ、さらに、この熱エネルギーを第１熱交換器を介して室内に向かわせられた空気流に伝えるように取り出されることが可能となる。
【０００９】
第２の実施の形態において、前記第１熱交換器が、前記冷媒と前記車両外にある空気との間で熱交換を行わせることが可能であり、前記第２熱交換器が、前記車両の室内に受け入れられるよう向かわせられた空気と熱交換することが可能であり、前記第３熱交換器が、例えばバッテリーやなんらかのパワーエレクトロニクスのような車両の構成要素と熱交換することが可能であってもよい。
【００１０】
第２の実施の形態において、第１熱交換器１を用いて室内に向かわせられた空気を冷却または当該空気の空調を調整すべく、熱エネルギーが当該空気から取り出され、第３熱交換器３を用いて上述の車両の構成要素から熱エネルギーが取り出されることができ、さらに、この熱エネルギーが前記第２熱交換器２を介して外気に移されように取り出されることが可能であってもよい。
【００１１】
本発明の一可能性のある特徴によれば、前記冷媒循環路は、流量制御部材を備え、前記シリンダからくる前記冷媒の液相の前記第１部分が、前記シリンダからくる前記冷媒の気相と混合される前に、前記流量制御部材（Ｖ）を通り過ぎてもよい。
【００１２】
この場合、前記流量制御部材は、バルブまたは目盛付きのオリフィスであってもよい。
【００１３】
さらに、前記冷媒循環路は、
−前記第１コンプレッサの出口から前記第１コンプレッサの入口に至るループを形成し、前記第１熱交換器、前記第１膨張バルブ、前記シリンダ、第１分岐、前記第２膨張バルブ、前記第２熱交換器、前記第２コンプレッサ及び第２分岐を続けて含む第１部分と、
−前記シリンダから前記第２分岐に至り、前記シリンダから前記第２分岐に向かって、第３分岐及び前記第３熱交換器を続けて含む第２部分と、
−前記第１分岐から前記第３分岐に至る第３部分と、を備えてもよい。
【００１４】
その上、前記第３部分は、前記流量制御部材を含んでもよい。
【００１５】
また、本発明は、上述のタイプの冷媒循環路を備える空間の温度状態調整用の装置に関し、前記第１熱交換器が、前記冷媒と前記空間内に受け入れられるよう向かわせられた空気との間で熱交換を行わせることが可能であり、前記第２熱交換器が、前記空間外にある空気と熱交換することが可能であり、前記第３熱交換器が、例えばバッテリーやなんらかのパワーエレクトロニクスのような物質と熱交換することが可能である。
【００１６】
この場合、例えば、前記第１熱交換器は、Ｈ．Ｖ．Ａ．Ｃ設備とも呼ばれる加熱、換気及び／または空調設備の空気循環ダクトに配置される。前記ダクトは、例えば車両の室内に受け入れられるように向かわせられる。それから、前記空間は、前記室内により形成される。この場合においても、前記第２熱交換器は、前記車両の前面に配置されてもよい。それから、前記第３熱交換器は、直接的または間接的（つまり例えば伝熱回路を介して）にバッテリー及び／またはなんらかのパワーエレクトロニクスと熱交換することが可能である。
【００１７】
代替の形態として、前記第１熱交換器が、前記冷媒と前記空間外にある空気との間で熱交換を行わせることが可能であり、前記第２熱交換器が、前記空間に受け入れられるよう向かわせられた空気と熱交換することが可能であり、前記第３熱交換器が、例えばバッテリーやなんらかのパワーエレクトロニクスのような物質と熱交換することが可能である。
【００１８】
この場合、前記第２熱交換器は、例えば、加熱、換気及び／または空調（Ｈ．Ｖ．Ａ．Ｃ）設備の空気循環ダクトに配置される。前記ダクトは、例えば車両の室内に受け入れられるように向かわせられる。それから、前記空間は、前記室内により形成される。この場合においても、前記第１熱交換器は、前記車両の前面に配置されてもよい。前記第３熱交換器は、直接的または間接的（つまり例えば伝熱流体回路を介して）に前記車両の構成要素と熱交換してもよい。
【００１９】
また、本発明は、上述のタイプの温度状態調整装置を備え、前記空間が車両の室内である、というような車両に関する。
【００２０】
最後に、本発明は、凝縮器を形成する第１熱交換器と、蒸発器を形成する第２熱交換器と、蒸発器を形成する第３熱交換器と、第１コンプレッサと、第２コンプレッサと、第１膨張バルブと、第２膨張バルブと、冷媒の液相と気相とを分離することが可能なシリンダと、冷媒の流れの向きを変える向き変更手段と、を備える冷媒循環路を操作する方法に関し、この方法は、少なくとも前記第１コンプレッサ、前記第１熱交換器、前記第１膨張バルブ及び前記シリンダを連続して通るよう冷媒を循環させる工程と、前記シリンダからくる前記冷媒の液相の第２部分が、再度前記第１コンプレッサを通過する前であって、前記第２膨張バルブ、前記第２熱交換器、及び前記第２コンプレッサを通過する間に、前記シリンダからくる前記冷媒の気相が、前記第３熱交換器を通り過ぎその後再び前記第１コンプレッサを通り過ぎる前に、前記シリンダからくる前記冷媒の液相の第１部分と混合される工程と、を少なくとも備える。
【００２１】
添付された図面を参照して非制限的な例として作製された以下の記載を読むことで、本発明がより理解され、本発明の特徴、詳細及びメリットがより明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明による温度状態調整装置を示す概略図である。
【図２】図２は、図１の装置の操作方法を示すモリエ線図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は、車両の室内を熱的に調整するための装置を示し、この装置は、凝縮器を形成する第１熱交換器１と、蒸発器を形成する第２熱交換器２と、蒸発器を形成する第３熱交換器３と、第１コンプレッサＣ１と、第２コンプレッサＣ２と、第１膨張バルブＤ１と、第２膨張バルブＤ２と、冷媒の液相と気相とを隔離することが可能なシリンダＢと、冷媒の流れを調整することが可能なバルブＶと、を含む冷媒循環路を有している。バルブＶは、調整され得る。
【００２４】
より詳細には、冷媒循環路は、第１コンプレッサＣ１の出口から第１コンプレッサＣ１の入口に至るループを形成し、第１熱交換器１、第１膨張バルブＤ１、シリンダＢ、第１分岐Ｅ１、第２膨張バルブＤ２、第２熱交換器２、第２コンプレッサＣ２及び第２分岐Ｅ２を続けて含む第１部分Ｐ１と、
−シリンダＢから第２分岐Ｅ２に至り、シリンダＢから第２分岐Ｅ２に向かって、第３分岐Ｅ３及び第３熱交換器３を続けて含む第２部分Ｐ２と、
−第１分岐Ｅ１から第３分岐Ｅ３に至る第３部分Ｐ３と、を含む。第２部分Ｐ２は、バルブＶを含む。
【００２５】
操作においては、第１コンプレッサＣ１、第１熱交換器１、第１膨張バルブＤ１及びシリンダＢを通るループ内で、冷媒が循環し、シリンダＢからくる冷媒の液相の第２部分が、再度第１コンプレッサＣ１を通過する前であって、第２膨張バルブＤ２、第２熱交換器２、及び第２コンプレッサＣ２を通過する間に、シリンダＢからくる冷媒の気相が、第３熱交換器３を通り過ぎて再び第１コンプレッサＣ１を通り過ぎる前に、シリンダＢからくる冷媒の液相の第１部分と混合される。
【００２６】
このように、本発明は、例えば、第２熱交換器２における蒸発温度よりも高い平均蒸発温度レベルまで車両の構成要素を冷却するように、シリンダＢからくる二相性の冷媒（気相と液層の第１部分との混合体）に第３熱交換器３を通過させることで、装置の中間段階を有益な使用とすることを可能にする。
【００２７】
本発明の第１の実施の形態において、第１熱交換器１は、冷媒と車両の室内に受け入れられるよう向かわせられた空気との間で熱交換を行わせ、第２熱交換器２は、車両の室外にある空気と熱交換し、第３熱交換器は、例えばバッテリーやなんらかのパワーエレクトロニクスのような車両の構成要素と熱交換する。
【００２８】
本実施の形態において、第１熱交換器１は、例えば、Ｈ．Ｖ．Ａ．Ｃ設備とも呼ばれる加熱、換気及び／または空調設備の空気循環ダクトに配置される。前記ダクトは、車両の室内に受け入れられるように向かわせられる。この場合においても、第２熱交換器２は、車両の前面に配置されてもよい。
【００２９】
このように、第１の実施の形態において、熱エネルギーが、第２熱交換器２を用いて外気から取り出され、第３熱交換器３を用いて車両の構成要素にて取り出されることができ、その後、この熱エネルギーを第１熱交換器１を介して室内に向かわせられた空気流に伝えることが可能となる。
【００３０】
第２の実施の形態において、第１熱交換器１が、冷媒と車両外にある空気との間で熱交換をし、第２熱交換器２が、車両の室内に受け入れられるよう向かわせられた空気と熱交換をし、第３熱交換器３が、例えばバッテリーやなんらかのパワーエレクトロニクスのような車両の構成要素と熱交換する。
【００３１】
本実施の形態において、第２熱交換器２は、例えば、加熱、換気及び／または空調（Ｈ．Ｖ．Ａ．Ｃ）設備の空気循環ダクトに配置される。前記ダクトは、車両の室内に受け入れられるように向かわせられる。この場合においても、第１熱交換器１は、車両の前面に配置されてもよい。
【００３２】
このように、第２の実施の形態において、熱エネルギーが、第１熱交換器１を用いて外気から取り出され、第３熱交換器３を用いて車両の構成要素から取り出されることができ、その後、この熱エネルギーを第２熱交換器２を介して室内に向かわせられた空気流に伝えることが可能となる。
【００３３】
上述の２つの実施の形態に対応する熱力学サイクルが、図２のモリエ線図に示されている。本線図及び本線図に続く図において、横軸はエンタルピーｈにより形成され、縦軸は冷媒の圧力ｐにより形成されている。
【００３４】
さらに、理解を容易にすべく、本線図において、ｉ１からｉ１０まで符号を付された点は、モリエ線図及び図１に示される冷媒循環路の両方上で記されている。冷媒の相（液体；二相体、つまり液体及び蒸気；蒸気）が、サイクルの種々の段階（蒸発、凝縮、圧縮、膨張）にある際に、線図上に示されている。
【図１】
2015203563.tif 000003
【図２】
2015203563.tif 000004
【外国語明細書】
2015203563000001.pdf