(57)【要約】  この車両用空調装置は、第１水冷媒熱交換器と、第２水冷媒熱交換器と、第２水冷媒熱交換器から送出された冷媒がエバポレータ側へ送られる状態と送られない状態とに切り換え可能な第１切換手段と、第２水冷媒熱交換器から送出された冷媒が、第１水冷媒熱交換器へ膨張して送られる状態と送られない状態とに切り換え可能な第２切換手段と、を具備し、第１水冷媒熱交換器の冷却液の通路はヒーターコアと車両の発熱部品の冷却用通路へ連通され、第２水冷媒熱交換器の冷却液の通路は車両の発熱部品の冷却用通路とヒーターコアとへ連通されている構成を採る。
2015008463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低温低圧の冷媒と熱輸送用の冷却液との間で熱交換させて冷媒を気化させる第１水冷媒熱交換器と、
高温高圧の冷媒と前記冷却液との間で熱交換させて冷媒を凝縮させる第２水冷媒熱交換器と、
前記第２水冷媒熱交換器から送出された冷媒が、冷媒を用いて車室内への送風を冷却するエバポレータ側へ送られる状態と、前記エバポレータ側へ送られない状態とに切り換え可能な第１切換手段と、
前記第２水冷媒熱交換器から送出された冷媒が、前記第１水冷媒熱交換器へ膨張して送られる状態と、前記第１水冷媒熱交換器へ送られない状態とに切り換え可能な第２切換手段と、
を具備し、
前記第１水冷媒熱交換器は、車室内への送風を加熱するヒーターコアから前記冷却液を導入し、車両の発熱部品の冷却用通路へ前記冷却液を送出し、且つ、コンプレッサへ冷媒を送出し、
前記第２水冷媒熱交換器は、前記発熱部品の冷却用通路から前記冷却液を導入し、前記ヒーターコアへ前記冷却液を送出し、且つ、前記コンプレッサから前記高温高圧の冷媒を導入する、
車両用空調装置。
【請求項２】
高温高圧の冷媒から外気へ放熱させ冷媒を凝縮させるコンデンサをさらに具備し、
前記第１切換手段および前記第２切換手段は、
前記第２水冷媒熱交換器、前記コンデンサ、前記エバポレータ、および、前記コンプレッサを含む循環経路に冷媒が流れ、且つ、前記第１水冷媒熱交換器へ冷媒が流れない冷房モードの状態と、
前記第２水冷媒熱交換器、前記第１水冷媒熱交換器、および、前記コンプレッサを含む循環経路に冷媒が流れるヒートポンプ式暖房モードの状態と、
に少なくとも切り換え可能である、
請求項１記載の車両用空調装置。
【請求項３】
前記第１切換手段は、前記第２水冷媒熱交換器から前記エバポレータ側へ冷媒を送る通路に配置された開閉弁であり、
前記第２切換手段は、前記第２水冷媒熱交換器から前記第１水冷媒熱交換器へ冷媒を送る通路に配置された開閉機能付きの膨張弁である、
請求項１または請求項２に記載の車両用空調装置。
【請求項４】
前記エバポレータから前記コンプレッサへ冷媒を流す流路に配置された逆止弁をさらに具備する、
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の車両用空調装置。
【請求項５】
前記発熱部品は、内燃機関である、
請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の車両用空調装置。
【請求項６】
前記第１水冷媒熱交換器、前記第２水冷媒熱交換器、前記第１切換手段、および、前記第２切換手段が一体化されてユニットを構成し、
前記ユニットの外に前記コンプレッサが設けられている、
請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の車両用空調装置。
【請求項７】
前記開閉機能付きの膨張弁は、
電磁開閉弁と、温度制御により冷媒流量を変化させる温度式膨張弁とを有する、
請求項３記載の車両用空調装置。
【請求項８】
前記開閉機能付きの膨張弁は、
電磁開閉弁と、一定量絞られた冷媒通路とを有する構成であり、
前記車両用空調装置は、
前記コンプレッサの冷媒導入側通路に配置されたアキュムレータをさらに具備する、
請求項３記載の車両用空調装置。
【請求項９】
前記第２水冷媒熱交換器により凝縮された冷媒を貯留できるリキッドタンクをさらに具備する、
請求項１〜請求項８の何れか一項に記載の車両用空調装置。
【請求項１０】
前記リキッドタンクは、前記第２水冷媒熱交換器と一体的に形成されている、
請求項９記載の車両用空調装置。
【請求項１１】
低温低圧の冷媒と熱輸送用の冷却液との間で熱交換させて冷媒を気化させる第１水冷媒熱交換器と、
高温高圧の冷媒と前記冷却液との間で熱交換させて冷媒を凝縮させる第２水冷媒熱交換器と、
前記第２水冷媒熱交換器から送出された冷媒が、冷媒を用いて車室内への送風を冷却するエバポレータ側へ送られる状態と、前記エバポレータ側へ送られない状態とに切り換え可能な第１切換手段と、
前記第２水冷媒熱交換器から送出された冷媒が、前記第２水冷媒熱交換器へ膨張して送られる状態と、前記第２水冷媒熱交換器へ送られない状態とに切り換え可能な第２切換手段と、
が一体化されている、
車両用空調装置の構成ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用空調装置および車両用空調装置の構成ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用の暖房装置としては、高温になったエンジン冷却水の熱を利用して車室内を暖房する温水式ヒータが多く採用されている。また、従来の車両用の冷房装置としては、車室内へ送られる空気をヒートポンプの低温冷媒により冷却するヒートポンプ式の冷房装置が一般に採用されている。【０００３】
特許文献１には、既存の温水式ヒータを基本としつつ、ヒートポンプを利用して、温水式ヒータの冷却水を加熱する構成を付加することで、既存のものより暖房性能を向上することのできる車両用の空調装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−７６８３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の車両用の空調装置は、ヒートポンプの構成を暖房にのみ利用する構成であり、冷房時の動作については検討されていなかった。すなわち、特許文献１の暖房装置に冷房機能を付加する場合、ヒートポンプの構成を暖房用と冷房用とでどのように兼用させ、どのように切り換えて利用すればよいか検討されていなかった。【０００６】
本発明の目的は、従来の車両に採用されているような温水式ヒータ、並びに、従来の車両に採用されているようなヒートポンプ式冷房装置の構成を基本としつつ、低コストに暖房性能の向上が図れ、且つ、従来の構成から設置スペースの増加分を少なくできる車両用の空調装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係る車両用空調装置は、低温低圧の冷媒と熱輸送用の冷却液との間で熱交換させて冷媒を気化させる第１水冷媒熱交換器と、高温高圧の冷媒と前記冷却液との間で熱交換させて冷媒を凝縮させる第２水冷媒熱交換器と、前記第２水冷媒熱交換器から送出された冷媒が、冷媒を用いて車室内への送風を冷却するエバポレータ側へ送られる状態と、前記エバポレータ側へ送られない状態とに切り換え可能な第１切換手段と、前記第２水冷媒熱交換器から送出された冷媒が、前記第１水冷媒熱交換器へ膨張して送られる状態と、前記第１水冷媒熱交換器へ送られない状態とに切り換え可能な第２切換手段と、を具備し、前記第１水冷媒熱交換器は、車室内への送風を加熱するヒーターコアから前記冷却液を導入し、車両の発熱部品の冷却用通路へ前記冷却液を送出し、且つ、コンプレッサへ冷媒を送出し、前記第２水冷媒熱交換器は、前記発熱部品の冷却用通路から前記冷却液を導入し、前記ヒーターコアへ前記冷却液を送出し、且つ、前記コンプレッサから前記高温高圧の冷媒を導入する、構成を採る。【０００８】
本発明の一態様に係る車両用空調装置の構成ユニットは、低温低圧の冷媒と熱輸送用の冷却液との間で熱交換させて冷媒を気化させる第１水冷媒熱交換器と、高温高圧の冷媒と前記冷却液との間で熱交換させて冷媒を凝縮させる第２水冷媒熱交換器と、前記第２水冷媒熱交換器から送出された冷媒が、冷媒を用いて車室内への送風を冷却するエバポレータ側へ送られる状態と、前記エバポレータ側へ送られない状態とに切り換え可能な第１切換手段と、前記第２水冷媒熱交換器から送出された冷媒が、前記第１水冷媒熱交換器へ膨張して送られる状態と、前記第１水冷媒熱交換器へ送られない状態とに切り換え可能な第２切換手段と、が一体化されている構成を採る。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、従来の車両で採用されているような温水式ヒータ、並びに、従来の車両で採用されているようなヒートポンプ式冷房装置の構成を基本としつつ、冷房時と暖房時とで共通のコンプレッサおよび冷媒を利用して暖房性能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態の車両用空調装置を示す構成図
【図２】ヒートポンプ式暖房モードの動作を説明する図
【図３】冷房モードの動作を説明する図
【図４】本発明の実施の形態の車両用空調装置の変形例を示す構成図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の各実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態の車両用空調装置を示す構成図である。
【００１３】
本発明の実施形態の車両用空調装置１は、発熱部品としてのエンジン（内燃機関）を有する車両に搭載されて、車室内の空気調整を行う装置である。
【００１４】
実施形態の車両用空調装置１は、構成ユニット１０、コンプレッサ（圧縮機）３８、エンジン冷却部４０、ヒーターコア４４、エバポレータ４８、膨張弁３７、室外コンデンサ３９、逆止弁１５、および、これらの間を結ぶ冷却液の配管および冷媒配管等を具備する。ヒーターコア４４と、エバポレータ４８とは、ＨＶＡＣ（Heating, Ventilation, and Air Conditioning）７０の吸気通路内に配置される。ＨＶＡＣ７０には、吸気を流すファンＦ１が設けられている。
【００１５】
コンプレッサ３８は、エンジンの動力または電気により駆動して、吸入した冷媒を高温高圧に圧縮して吐出する。圧縮された冷媒は、構成ユニット１０へ送られる。低圧の冷媒は、構成ユニット１０の第１水冷媒熱交換器１１、又は、エバポレータ４８から、合流管を介してコンプレッサ３８へ吸入される。
【００１６】
エンジン冷却部４０は、エンジンの周囲に冷却液を流すウォータジャケットと、ウォータジャケットに冷却液を流すポンプとを具備し、ウォータジャケットに流れる冷却液へエンジンから熱を放出させる。ポンプは、例えば、エンジンの動力により回転する。エンジン冷却部４０には、エンジンの排熱の量が多くなった場合に、熱を外気に放出するラジエータが備わっていてもよい。エンジン冷却部４０の冷却液の通路は、構成ユニット１０を通ってヒーターコア４４と連通されている。
【００１７】
冷却液は、例えばＬＬＣ（Long Life Coolant）などの不凍液であり、熱を輸送するための液体である。
【００１８】
冷却液を移送する構成は、エンジン冷却部４０のポンプのみとすることもできる。これにより、装置のコストの低減および装置の設置スペースの縮小を図ることができる。冷却液の移送能力を高めるために、冷却液配管の他の箇所にポンプを追加してもよい。
【００１９】
ヒーターコア４４は、冷却液と空気との間で熱交換を行う機器であり、車室内へ空気を供給するＨＶＡＣ７０の吸気通路内に配置される。ヒーターコア４４には、加熱された冷却液が供給され、暖房運転時に車室内へ送られる吸気（車室内への送風）に熱を放出する。ヒーターコア４４は、ドア４４ａの開度により通過する空気の量を調整可能になっている。ドア４４ａは、電気的な制御で開閉可能である。ドア４４ａは、ミックスドアとも呼ばれる。
【００２０】
エバポレータ４８は、低温低圧の冷媒と、空気との間で熱交換を行う機器であり、ＨＶＡＣ７０の吸気通路内に配置される。エバポレータ４８には、冷房運転時または除湿運転時に低温低圧の冷媒が流され、車室内へ供給される吸気（車室内への送風）を冷却する。
【００２１】
膨張弁３７は、高圧の冷媒を低温低圧に膨張して、エバポレータ４８に吐出する。膨張弁３７は、エバポレータ４８に近接して配置されている。膨張弁３７は、エバポレータ４８から送出される冷媒の温度により吐出する冷媒量を自動的に調整する機能を有してもよい。
【００２２】
室外コンデンサ３９は、冷媒を流す通路と、空気を流す通路とを有し、例えばエンジンルーム内の車両の先頭付近に配置されて、冷媒と外気との間で熱交換を行う。室外コンデンサ３９には、冷房モードおよび除湿モードのときに、高温高圧の冷媒が流されて、冷媒から外気へ熱を排出させる。室外コンデンサ３９には、例えば、ファンにより外気が吹き付けられる。室外コンデンサ３９の冷媒の送出側にはリザーバタンク３９ａを設けてもよい。
【００２３】
構成ユニット１０は、単体で工場生産される一体化された構成であり、車両の組み立て工程において、車両用空調装置１の他の構成と配管接続される。構成ユニット１０は、１個の筐体に各構成要素が収容されて一体化されていてもよいし、各構成要素が接合されることで一体化されていてもよい。
【００２４】
構成ユニット１０には、第１水冷媒熱交換器１１と、第２水冷媒熱交換器１２と、開閉弁（第１切換手段に相当）１３と、電磁弁付き膨張弁（第２切換え手段、開閉機能付き膨張弁に相当）１４とが含まれる。
【００２５】
第１水冷媒熱交換器１１（蒸発器）は、低温低圧の冷媒を流す通路と、冷却液を流す通路とを有し、冷媒と冷却液との間で熱交換を行う。第１水冷媒熱交換器１１には、所定の運転モードのときに、電磁弁付き膨張弁１４から低温低圧の冷媒が吐出されて、冷却液から低温低圧冷媒へ熱を移動させる。これにより、第１水冷媒熱交換器１１は低温低圧の冷媒を気化させる。
【００２６】
第１水冷媒熱交換器１１の冷却液の導入口は、配管を介してヒーターコア４４に連通され、冷却液の送出口は、配管を介してエンジン冷却部４０に連通されている。第１水冷媒熱交換器１１の冷媒の導入口は、配管を介して電磁弁付き膨張弁１４に連通され、冷媒の送出口は、コンプレッサ３８の吸入口へ合流する配管に連通されている。
【００２７】
第２水冷媒熱交換器１２（凝縮器）は、高温高圧の冷媒を流す通路と、冷却液を流す通路とを有し、冷媒と冷却液との間で熱交換を行う。第２水冷媒熱交換器１２には、冷却水の温度が低い運転モードのときに、コンプレッサ３８から高温高圧の冷媒が送られて、高温高圧冷媒から冷却液へ熱を放出させる。冷却水の温度が低いとき、第２水冷媒熱交換器１２は、高温高圧の冷媒を凝縮させる。
【００２８】
第２水冷媒熱交換器１２の冷却液の導入口は、配管を介してエンジン冷却部４０に連通され、冷却液の送出口は、配管を介してヒーターコア４４に連通されている。第２水冷媒熱交換器１２の冷媒の導入口は、配管を介してコンプレッサ３８の吐出口へ連通され、冷媒の送出口は、分岐配管を介して開閉弁１３と電磁弁付き膨張弁１４とに連通されている。
【００２９】
開閉弁１３は、例えば電気的な制御により、冷媒配管の開閉を切り替える弁である。開閉弁１３は、例えば電磁弁である。
【００３０】
電磁弁付き膨張弁１４は、例えば電気的な制御により、冷媒配管の開閉を切り替えられるとともに、開としたときに膨張弁として機能する弁である。電磁弁付き膨張弁１４は、膨張弁として機能する際、第１水冷媒熱交換器１１の冷媒送出口の冷媒温度に基づき、自動的に冷媒流量を調整する温度式膨張弁（ＴＸＶ：thermal expansion valve）であってもよい。
【００３１】
逆止弁１５は、コンプレッサ３８とエバポレータ４８との間に設けられ、室外コンデンサ３９およびエバポレータ４８に冷媒が流されない運転モードのときに、冷媒の逆流を防ぐ弁である。ここで、開閉弁１３が閉じられて、第１水冷媒熱交換器１１と第２水冷媒熱交換器１２とを通る冷媒回路に冷媒が流される運転モードを考察する。この運転モードでは、開閉弁１３が閉じられていることで、室外コンデンサ３９とエバポレータ４８とを通る冷媒回路は遮断される。しかしながら、この場合でも、外気が低いと、室外コンデンサ３９およびエバポレータ４８における冷媒圧力が低くなることがある。そして、この圧力低下があると、第１水冷媒熱交換器１１および第２水冷媒熱交換器１２の冷媒回路に流れている冷媒が、エバポレータ４８側の冷媒回路へ逆流してしまう。この結果、第１水冷媒熱交換器１１と第２水冷媒熱交換器１２とを通る冷媒回路の冷媒量が最適な範囲から逸脱してしまい、このヒートポンプサイクルの効率が低下してしまう。しかしながら、逆止弁１５があることで、このような不都合を回避することができる。
【００３２】
次に、車両用空調装置１の動作について説明する。
【００３３】
車両用空調装置１では、温水式暖房モード、ヒートポンプ式暖房モード、温調モード、および、冷房モードなど、いくつかの動作モードに切り換えられて動作する。温水式暖房モードは、ヒートポンプを作動させずに車室内を暖房するモードである。ヒートポンプ式暖房モードは、ヒートポンプを作動させて車室内を暖房するモードである。冷房モードはヒートポンプの作用により車室内を冷房するモードである。また、低温冷媒による空気の冷却および除湿と高温の冷却液による空気の加熱とを適宜合わせて空気の温度および湿度の調整を行う温調モードも選択できる。以下では、ヒートポンプ式暖房モードおよび冷房モードを代表例として説明する。
【００３４】
［ヒートポンプ式の暖房モード］
図２は、ヒートポンプ式暖房モードの動作を説明する図である。
【００３５】
ヒートポンプ式暖房モードでは、図２に示すように、開閉弁１３が閉、電磁弁付き膨張弁１４が開（温度式膨張弁動作）に切り換えられる。また、ヒーターコア４４のドア４４ａは開かれる（例えば全開）。
【００３６】
さらに、コンプレッサ３８が作動することで、冷媒は、第２水冷媒熱交換器１２、電磁弁付き膨張弁１４、第１水冷媒熱交換器１１、および、コンプレッサ３８を、この順で循環的に流れる。
【００３７】
ここで、コンプレッサ３８により圧縮された高温高圧冷媒は、第２水冷媒熱交換器１２にて冷却液へ放熱して凝縮する。凝縮された冷媒は、電磁弁付き膨張弁１４により膨張されて低温低圧冷媒となり、第１水冷媒熱交換器１１に送られる。低温低圧冷媒は、第１水冷媒熱交換器１１にて冷却液から熱を吸収して気化する。気化した低圧冷媒は、コンプレッサ３８に吸引されて圧縮される。
【００３８】
冷却液は、エンジン冷却部４０、第２水冷媒熱交換器１２、ヒーターコア４４、および、第１水冷媒熱交換器１１を、この順で循環的に流れる。
【００３９】
ここで、エンジン冷却部４０でエンジンから熱を吸収した冷却液は、さらに第２水冷媒熱交換器１２で加熱されてヒーターコア４４に送られる。高温になった冷却液は、ヒーターコア４４で車室内へ送られる吸気を十分に加熱することができる。
【００４０】
ヒーターコア４４を通過した冷却液は、外気より温度が高く、第１水冷媒熱交換器１１にて冷媒に放熱を行って冷媒を気化させることができる。第１水冷媒熱交換器１１にて冷却された冷却液は、エンジン冷却部４０へ送られてエンジンを十分に冷却することができる。
【００４１】
このような動作により、車室内の十分な暖房を行うことができる。
【００４２】
［冷房モード］
図３は、冷房モードの動作を説明する図である。
【００４３】
冷房モードでは、図３に示すように、開閉弁１３が開、電磁弁付き膨張弁１４が閉に切り換えられる。また、ヒーターコア４４のドア４４ａは、全閉される。
【００４４】
さらに、コンプレッサ３８が作動することで、冷媒は、第２水冷媒熱交換器１２、室外コンデンサ３９、膨張弁３７、エバポレータ４８、および、コンプレッサ３８を、この順で循環的に流れる。
【００４５】
冷却液は、第１水冷媒熱交換器１１にて冷却されないため、比較的に温度は高くなる。冷却液の放熱は、主に、エンジン冷却部４０のラジエータで行われる。エンジンは非常に高温になるので、外気温が高くても、ラジエータによる放熱により適宜な冷却を行うことができる。ここで、冷却液を流す構成は、ラジエータ側に冷却液を多く流して、ヒーターコア４４側の流れを低下させてもよい。
【００４６】
このように第２水冷媒熱交換器１２の冷却液の温度は高くなるため、第２水冷媒熱交換器１２おいて高温高圧冷媒の放熱量は大きくないが、高温高圧冷媒は続いて室外コンデンサ３９へ送られて、空気に放熱を行うことで凝縮する。
【００４７】
凝縮された冷媒は、エバポレータ４８側へ送られて、先ず、膨張弁３７により膨張されて低温低圧冷媒となり、エバポレータ４８にて車室内への送風を冷却する。この熱交換により冷媒は気化する。気化した低圧冷媒は、コンプレッサ３８に吸引されて圧縮される。
【００４８】
第２水冷媒熱交換器１２、ヒーターコア４４、および、第１水冷媒熱交換器１１を流れる冷却液は、高温となるが、ヒーターコア４４のドア４４ａの開度の調整により、車室内へ送られる吸気への放熱量は小さく調整される。
【００４９】
このような動作により、車室内の十分な冷房を行うことができる。
【００５０】
以上のように、本実施の形態の車両用空調装置１は、エンジン冷却液をヒーターコア４４に流して暖房に利用する温水式ヒータの構成と、ヒートポンプの低温低圧冷媒を利用して冷房を行うヒートポンプ冷房装置の構成とを、基本構成としてあわせ持つ。そして、この基本構成に構成ユニット１０が追加されて、ヒートポンプを利用した車室内の暖房が可能な構成となっている。このような構成により、エンジンが低温なときでも、ヒートポンプの作用により、少ないエネルギーで速やかに車室内の暖房を行うことが可能となる。
【００５１】
すなわち、本実施の形態によれば、従来の車両で採用されているような温水式ヒータ、並びに、従来の車両で採用されているようなヒートポンプ式冷房装置の構成を基本としつつ、冷房時と暖房時とで共通のコンプレッサおよび冷媒を利用して暖房性能を向上することができる。
【００５２】
一般に、外気温が高く、ヒートポンプの作用により車室内の冷房が必要なときには、コンプレッサ３８により圧縮された高温高圧冷媒と、冷却液との熱的な接触は避けるよう検討される。しかしながら、本実施の形態では、第２水冷媒熱交換器１２において冷却液の温度は既に高くなることから、両者の熱的な接触は大きな影響を及ぼさないことに着眼した。そして、冷房運転時でも、第２水冷媒熱交換器１２への冷却液および冷媒の流れを迂回させることをせず、迂回させる構成を省くことで、配管構成の単純化、車両用空調装置１の部品点数の削減および製造コストの低減が図られている。
【００５３】
［変形例］
図４は、本発明の実施の形態の車両用空調装置の変形例を示す構成図である。
【００５４】
この変形例は、図１の実施の形態に、２点の変更を加えたものである。図１と同様の構成は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００５５】
変形例の車両用空調装置１Ａは、１点目の変更として、第２水冷媒熱交換器１２と第１水冷媒熱交換器１１との間の冷媒通路に配置されたリキッドタンク１７を有している。具体的には、第２水冷媒熱交換器１２の冷媒出口側における冷媒通路の分岐部と、第１水冷媒熱交換器１１の冷媒入口側の膨張弁（１４ｂ）との間に、リキッドタンク１７を設けている。
【００５６】
なお、リキッドタンク１７は、第２水冷媒熱交換器１２の冷媒出口と、電磁弁付き膨張弁１４ｂの膨張弁との間であれば、いずれの位置に設けられてもよい。リキッドタンク１７は、第２水冷媒熱交換器１２と一体的な構成としてもよい。
【００５７】
リキッドタンク１７によれば、冷房運転時と暖房運転時とで冷媒サイクルを循環する最適な冷媒量が異なるが、この冷媒量の差異をリキッドタンク１７により吸収することが可能となる。
【００５８】
変形例の車両用空調装置１Ａは、２点目の変更として、電磁弁付き膨張弁１４ｂの膨張弁として、一定量で絞られた冷媒通路（例えばオリフィス）に冷媒を通して冷媒を膨張させる構成（オリフィス付き電磁弁と呼ばれる）が採用されている。
【００５９】
さらに、変形例の車両用空調装置１Ａは、一定量で絞られた冷媒通路により冷媒を膨張させる構成に対応させて、第１水冷媒熱交換器１１とコンプレッサ３８との間の冷媒通路に配置されたアキュムレータ１６を有している。一定の絞り通路に冷媒を通して冷媒を膨張させる構成では、第１水冷媒熱交換器１１を通過した冷媒が十分に気化されない場合があるため、アキュムレータ１６により、気相の冷媒を分離してコンプレッサ３８へ送るようにしたものである。
【００６０】
変形例の車両用空調装置１Ａにおいても、上述と同様のサイクルで、車室内の冷房および暖房等を行うことできる。
【００６１】
なお、車両用空調装置の変形例としては、１点目の変更点のみを適用した構成、又は、２点目の変更点のみを適用した構成を採用してもよい。
【００６２】
また、本実施の形態の車両用空調装置１によれば、第２水冷媒熱交換器１２から第１水冷媒熱交換器１１へ至る冷媒通路と、第２水冷媒熱交換器１２から、室外コンデンサ３９を経由しエバポレータ４８へ至る冷媒通路とが異なるので、冷媒通路を、複数の動作モード（例えば冷房モードとヒートポンプ式暖房モード）に合うように、複数の動作モードで異ならせてチューニングすることができる。また、本実施の形態の車両用空調装置１によれば、第１水冷媒熱交換器１１の前で冷媒を膨張させる膨張弁１４と、エバポレータ４８の前で冷媒を膨張させる膨張弁３７とを有しているので、膨張弁を、複数の動作モードに合うように、複数の動作モードで異ならせてチューニングすることができる。本実施の形態では、冷房モードでは空気と冷媒とを熱交換させ、ヒートポンプ式暖房モードでは冷却液と冷媒とを熱交換させるが、複数の動作モードに合せてチューニングができることから、各動作モードに特化した動作性能を発揮させることが可能となる。また、動作モードをスムースに切り換えることが可能となる。また、第２水冷媒熱交換器１２から第１水冷媒熱交換器１１へ至る冷媒通路と、第２水冷媒熱交換器１２から室外コンデンサ３９を経由しエバポレータ４８へ至る冷媒通路とが共通だと、動作モードの切り替え時に、室外コンデンサ３９に冷媒が貯まって回収困難となり、冷媒量が不安定になるという課題が考えられる。しかし、本実施の形態の車両用空調装置１では、このような課題が生じ難い。
【００６３】
以上、本発明の各実施の形態について説明した。
【００６４】
なお、上記実施の形態では、第２切換手段として電磁弁付き膨張弁１４，１４ｂを採用した構成を例にとって説明した。しかし、第２切換手段としては、電磁開閉弁および膨張弁を別個に設けて配管接続した構成を採用してもよい。また、上記実施の形態では、開閉弁１３を構成ユニット１０に設けた構成を例にとって説明したが、開閉弁１３は構成ユニット１０の外に設けてもよい。
【００６５】
また、上記実施の形態では、第１切換手段および第２切換手段として、開閉弁１３と、電磁弁付き膨張弁１４とを採用した構成を例にとって説明した。しかし、開閉弁１３および電磁弁付き膨張弁１４の電磁弁の機能は、第２水冷媒熱交換器１２の冷媒送出口から、室外コンデンサ３９側と第１水冷媒熱交換器１１側とに分岐する冷媒配管の分岐部に配置された三方弁で実現することも可能である。
【００６６】
また、上記実施の形態では、車両の加熱部品としてエンジンを例にとって説明した。しかしながら、車両の加熱部品は、電気自動車における走行用の電気モータ、走行用の電力を供給する二次電池など、様々な加熱部品を採用してもよい。
【００６７】
２０１３年７月１７日出願の特願２０１３−１４８１２５の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、エンジン車、電気自動車、或いは、ＨＥＶ車など各種車両に搭載される車両用空調装置に利用できる。
【符号の説明】
【００６９】
１，１Ａ  車両用空調装置
１０  構成ユニット
１１  第１水冷媒熱交換器
１２  第２水冷媒熱交換器
１３  開閉弁（第１切換手段）
１４，１４ｂ  電磁弁付き膨張弁（第２切換手段、開閉機能付き膨張弁）
１５  逆止弁
１６  アキュムレータ
１７  リキッドタンク
３７  膨張弁
３８  コンプレッサ
３９  室外コンデンサ
４０  エンジン冷却部
４４  ヒーターコア
４４ａ  ドア
４８  エバポレータ
７０  ＨＶＡＣ
【図１】
2015008463.tif 000003
【図２】
2015008463.tif 000004
【図３】
2015008463.tif 000005
【図４】
2015008463.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成27年12月14日(2015.12.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低温低圧の冷媒と熱輸送用の冷却液との間で熱交換させて冷媒を気化させる第１水冷媒熱交換器と、
高温高圧の冷媒と前記冷却液との間で熱交換させて冷媒を凝縮させる第２水冷媒熱交換器と、
前記第２水冷媒熱交換器から送出された冷媒が、冷媒を用いて車室内への送風を冷却するエバポレータ側へ送られる状態と、前記エバポレータ側へ送られない状態とに切り換え可能な第１切換手段と、
前記第２水冷媒熱交換器から送出された冷媒が、前記第１水冷媒熱交換器へ膨張して送られる状態と、前記第１水冷媒熱交換器へ送られない状態とに切り換え可能な第２切換手段と、を具備し、
前記第１水冷媒熱交換器は、車室内への送風を加熱するヒーターコアから前記冷却液を導入し、車両の発熱部品の冷却用通路へ前記冷却液を送出し、且つ、コンプレッサへ冷媒を送出し、
前記第２水冷媒熱交換器は、前記発熱部品の冷却用通路から前記冷却液を導入し、前記ヒーターコアへ前記冷却液を送出し、且つ、前記コンプレッサから前記高温高圧の冷媒を導入する、
車両用空調装置。
【請求項２】
高温高圧の冷媒から外気へ放熱させ冷媒を凝縮させるコンデンサをさらに具備し、
前記第１切換手段および前記第２切換手段は、
前記第２水冷媒熱交換器、前記コンデンサ、前記エバポレータ、および、前記コンプレッサを含む循環経路に冷媒が流れ、且つ、前記第１水冷媒熱交換器へ冷媒が流れない冷房モードの状態と、
前記第２水冷媒熱交換器、前記第１水冷媒熱交換器、および、前記コンプレッサを含む循環経路に冷媒が流れるヒートポンプ式暖房モードの状態と、
に少なくとも切り換え可能である、
請求項１記載の車両用空調装置。
【請求項３】
前記第１切換手段は、前記第２水冷媒熱交換器から前記エバポレータ側へ冷媒を送る通路に配置された開閉弁であり、
前記第２切換手段は、前記第２水冷媒熱交換器から前記第１水冷媒熱交換器へ冷媒を送る通路に配置された開閉機能付きの膨張弁である、
請求項１または請求項２に記載の車両用空調装置。
【請求項４】
前記エバポレータから前記コンプレッサへ冷媒を流す流路に配置された逆止弁をさらに具備する、
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の車両用空調装置。
【請求項５】
前記発熱部品は、内燃機関である、
請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の車両用空調装置。
【請求項６】
前記第１水冷媒熱交換器、前記第２水冷媒熱交換器、前記第１切換手段、および、前記第２切換手段が一体化されてユニットを構成し、
前記ユニットの外に前記コンプレッサが設けられている、
請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の車両用空調装置。
【請求項７】
前記開閉機能付きの膨張弁は、
電磁開閉弁と、温度制御により冷媒流量を変化させる温度式膨張弁とを有する、
請求項３記載の車両用空調装置。
【請求項８】
前記開閉機能付きの膨張弁は、
電磁開閉弁と、一定量絞られた冷媒通路とを有する構成であり、
前記車両用空調装置は、
前記コンプレッサの冷媒導入側通路に配置されたアキュムレータをさらに具備する、
請求項３記載の車両用空調装置。
【請求項９】
前記第２水冷媒熱交換器により凝縮された冷媒を貯留できるリキッドタンクをさらに具備する、
請求項１〜請求項８の何れか一項に記載の車両用空調装置。
【請求項１０】
前記リキッドタンクは、前記第２水冷媒熱交換器と一体的に形成されている、
請求項９記載の車両用空調装置。
【請求項１１】
低温低圧の冷媒と熱輸送用の冷却液との間で熱交換させて冷媒を気化させる第１水冷媒熱交換器と、
高温高圧の冷媒と前記冷却液との間で熱交換させて冷媒を凝縮させる第２水冷媒熱交換器と、
前記第２水冷媒熱交換器から送出された冷媒が、冷媒を用いて車室内への送風を冷却するエバポレータ側へ送られる状態と、前記エバポレータ側へ送られない状態とに切り換え可能な第１切換手段と、
前記第２水冷媒熱交換器から送出された冷媒が、前記第１水冷媒熱交換器へ膨張して送られる状態と、前記第１水冷媒熱交換器へ送られない状態とに切り換え可能な第２切換手段と、
が一体化されている、
車両用空調装置の構成ユニット。
【国際調査報告】
2015008463.tif 000007
2015008463.tif 000008
2015008463.tif 000009
2015008463.tif 000010