(57)【要約】【課題】小型であっても、冷媒間の熱交換を適切に行わせると共に、内部に除湿部材８（乾燥剤）やストレーナ１４を配置可能なレシーバタンク６と、該レシーバタンク６を備えた車両用空調装置とを提供する。【解決手段】タンク６と、該タンク６内に配設され、エバポレータ４からコンプレッサ１に向かう冷媒が流動する流動管１２と、コンデンサ２からエバポレータ４に向かう冷媒が流入する流入管１０と、タンク６内に流入した冷媒がエバポレータ４に向かって流出する流出管１１とを備えた構成とする。コンプレッサ１から吐出された冷媒が、コンデンサ２、膨張弁３、及びエバポレータ４を介してコンプレッサ１に戻って循環する冷媒流路の途中に配設する。前記流動管１２に、該流動管１２の内部を流動する冷媒と、前記タンク６内の冷媒との間の熱交換を促進させる熱交換促進部１７を設ける。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンプレッサから吐出された冷媒が、コンデンサ、膨張弁、及びエバポレータを介してコンプレッサに戻って循環する冷媒流路の途中に配設され、タンクと、該タンク内に配設され、エバポレータからコンプレッサに向かう冷媒が流動する流動管と、コンデンサからエバポレータに向かう冷媒が流入する流入管と、タンク内に流入した冷媒がエバポレータに向かって流出する流出管とを備えたレシーバタンクであって、
前記流動管に、該流動管の内部を流動する冷媒と、前記タンク内の冷媒との間の熱交換を促進させる熱交換促進部を設けたことを特徴とするレシーバタンク。
【請求項２】
前記流動管は、前記タンクの上面側から下面側に向かって延びる略Ｕ字形の配管で構成し、
前記熱交換促進部は、前記流動管に対して接触状態を維持しつつ上下方向に所定間隔で並設される、複数の貫通孔を形成された複数枚のプレートで構成したことを特徴とする請求項１に記載のレシーバタンク。
【請求項３】
前記タンク内に、入口管から流入された冷媒から水分を除去するための除湿部材を収容し、該除湿部材を前記流動管の最下位置と前記タンクの下面との間に配設したことを特徴とする請求項１又は２に記載のレシーバタンク。
【請求項４】
前記流動管は、最下位値で前記除湿部材をタンクの下面との間に挟持可能であることを特徴とする請求項３に記載のレシーバタンク。
【請求項５】
前記流動管は、下方部を水平方向に屈曲したことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のレシーバタンク。
【請求項６】
前記流出管に、前記タンク内の冷媒を濾過するストレーナを設け、該ストレーナを、前記熱交換促進部の下方に配設したことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のレシーバタンク。
【請求項７】
前記ストレーナは、前記除湿部材と積層した状態で、前記流動管の最下位置と前記タンクの下面との間に配設したことを特徴とする請求項６に記載のレシーバタンク。
【請求項８】
前記ストレーナは、前記プレートと積層可能な構成であることを特徴とする請求項６に記載のレシーバタンク。
【請求項９】
前記流出管に、前記タンク内の冷媒を濾過し、前記熱交換促進部となるストレーナを設けたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のレシーバタンク。
【請求項１０】
前記タンクは、有底筒状のタンク本体と、該タンク本体の上方開口部に嵌合する蓋体とで構成し、該蓋体は、前記タンク本体への嵌合時、前記プレートに当接して嵌合部分に挟まることを防止するプレート押え部を備えたことを特徴とする請求項２ないし９のいずれか１項に記載のレシーバタンク。
【請求項１１】
前記請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のレシーバタンクと、前記エバポレータから前記コンプレッサに至る経路のいずれかで、冷媒のスーパーヒート量を検出するスーパーヒート量検出手段と、該スーパーヒート量検出手段での検出信号に基づいて前記膨張弁の開度を調整することにより、前記コンプレッサに流入する冷媒をスーパーヒート状態とする制御手段とを備えたことを特徴とする車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用空調装置に設けられ、高圧冷媒と低圧冷媒とで熱交換させるレシーバタンクと、該レシーバタンクを備えた車両用空調装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、レシーバタンクとして、例えば、特開平９−８９４２０号公報に開示のものがある。このレシーバタンクでは、コンプレッサ側からの高圧冷媒が流入管を介してタンク内に流入し、流出管を介してエバポレータ側へと流出する一方、エバポレータからの低圧冷媒がタンク内を通過する流動管を介してコンプレッサ側へと流動することにより、流動管内の冷媒と、タンク内の冷媒との間で熱交換が行えるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記構成のレシーバタンクでは、流動管の伝熱面積を大きくしようとすると、大型となって占有スペースが増大する上、内部の冷媒量が増大する結果、肝心のエバポレータ等の必要な箇所に冷媒が適切に供給されなかったり、タンク内のスペースに余裕がなくなり、除湿部材（乾燥剤）やストレーナを配置できなかったりといった問題がある。
【０００４】
そこで、本発明は、小型であっても、冷媒間の熱交換を適切に行わせると共に、内部に除湿部材（乾燥剤）やストレーナを配置可能なレシーバタンクと、該レシーバタンクを備えた車両用空調装置とを提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するための手段として、コンプレッサから吐出された冷媒が、コンデンサ、膨張弁、及びエバポレータを介してコンプレッサに戻って循環する冷媒流路の途中に配設され、タンクと、該タンク内に配設され、エバポレータからコンプレッサに向かう冷媒が流動する流動管と、コンデンサからエバポレータに向かう冷媒が流入する流入管と、タンク内に流入した冷媒がエバポレータに向かって流出する流出管とを備えたレシーバタンクであって、
前記流動管に、該流動管の内部を流動する冷媒と、前記タンク内の冷媒との間の熱交換を促進させる熱交換促進部を設けたものである。
【０００６】
この構成により、流入管を介してタンク内に流入したコンデンサからの低温低圧の冷媒と、タンク内で流動管内を流動するエバポレータからの高温高圧の冷媒との間の熱交換は、熱交換促進部を介して行うことができ、小型としても熱交換性能に優れた構成とすることが可能となる。
【０００７】
前記流動管は、前記タンクの上面側から下面側に向かって延びる略Ｕ字形の配管で構成し、
前記熱交換促進部は、前記流動管に対して接触状態を維持しつつ上下方向に所定間隔で並設される、複数の貫通孔を形成された複数枚のプレートで構成すると、流入管を介してタンク内に流入した冷媒は、貫通孔を介して順次下方のプレートへと流下させることができるので、簡単な構成であるにも拘わらず、優れた熱交換性能を発揮させることができる点で好ましい。
【０００８】
前記タンク内に、入口管から流入された冷媒から水分を除去するための除湿部材を収容し、該除湿部材を前記流動管の最下位置と前記タンクの下面との間に配設すればよい。
【０００９】
前記流動管は、最下位値で前記除湿部材をタンクの下面との間に挟持可能とするのが好ましい。
【００１０】
前記流動管は、下方部を水平方向に屈曲すると、内部の余剰スペースを有効利用することが可能となる点で好ましい。
【００１１】
前記流出管に、前記タンク内の冷媒を濾過するストレーナを設け、該ストレーナを、前記熱交換促進部の下方に配設すればよい。
【００１２】
前記ストレーナは、前記除湿部材と積層した状態で、前記流動管の最下位置と前記タンクの下面との間に配設すると、内部の余剰スペースをより一層有効利用することが可能となる点で好ましい。
【００１３】
前記ストレーナは、前記プレートと積層可能な構成とすると、さらに内部の余剰スペースを有効利用することが可能となる点で好ましい。
【００１４】
前記流出管に、前記タンク内の冷媒を濾過し、前記熱交換促進部となるストレーナを設けると、部品点数を減らしつつ、前記同様の効果を得ることが可能となる点で好ましい。
【００１５】
前記タンクは、有底筒状のタンク本体と、該タンク本体の上方開口部に嵌合する蓋体とで構成し、該蓋体は、前記タンク本体への嵌合時、前記プレートに当接して嵌合部分に挟まることを防止するプレート押え部を備えると、組立性を向上させることが可能となる点で好ましい。
【００１６】
また、本発明は、前記課題を解決するための手段として、車両用空調装置を、前記いずれかの構成のレシーバタンクと、前記エバポレータから前記コンプレッサに至る経路のいずれかで、冷媒のスーパーヒート量を検出するスーパーヒート量検出手段と、該スーパーヒート量検出手段での検出信号に基づいて前記膨張弁の開度を調整することにより、前記コンプレッサに流入する冷媒をスーパーヒート状態とする制御手段とを備えた構成としたものである。
【００１７】
この構成により、エバポレータでの冷却能力を最大限に発揮させつつ、エバポレータから流出する冷媒を確実にスーパーヒート状態とできるので、コンプレッサでの液圧縮を未然に防止することが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。
【００１９】
図１は、車両用空調装置の冷凍サイクルを示す。この冷凍サイクルでは、コンプレッサ１から吐出された冷媒が、コンデンサ２、膨張弁３、及びエバポレータ４を介してコンプレッサ１に戻って循環する。コンプレッサ１は、図示しないエンジンの駆動力が伝達されることにより所定回転数で駆動する。コンデンサ２は、車両前方部に配設され、冷媒と外気とを熱交換させる。膨張弁３は、冷媒を気化しやすい状態に減圧してエバポレータ４に導く。エバポレータ４は、車内前方部の空調ユニット２０内に配設され、内気又は外気と冷媒とを熱交換させる。エバポレータ４の出口に接続される配管には温度センサ５が設けられ、冷媒温度を検出可能となっている。前記膨張弁３の開度は、この検出温度に基づいて制御され、エバポレータ４内に於ける冷媒のスーパーヒート量が所望の値に調整されている。
【００２０】
冷凍サイクルの途中にはレシーバタンク６が接続されている。
【００２１】
レシーバタンク６は、図２及び図３に示すように、有底筒状のタンク本体７に除湿部材８（乾燥剤）を収容し、蓋体９に流入管１０、流出管１１、流動管１２を取り付け、タンク本体７の上方開口部を蓋体９で閉鎖した構成である。
【００２２】
除湿部材８はタンク本体７の底面に配設され、冷凍サイクルの途中、例えば、樹脂製のホース等から侵入する水分を冷媒から除去する。
【００２３】
蓋体９には押え部１３が設けられている。押え部１３は、タンク本体７に蓋体９を装着した際、タンク本体７の上方開口部から所定寸法の位置まで侵入し、後述するプレート１７を押圧して装着部分への挟み込みを防止する。
【００２４】
流入管１０の一端部はコンデンサ２側の配管に接続されている。流入管１０の他端部はタンク内の上方開口部近傍に位置し、高温高圧冷媒をレシーバタンク６の上方側から流入させる。
【００２５】
流出管１１は、一端部がエバポレータ４側の配管に接続され、ストレーナ１４を有する他端部がレシーバタンク６の底面近傍に位置している。ストレーナ１４は冷媒中に含まれるゴミを除去する。
【００２６】
流動管１２は、直線部１５と湾曲部１６からなる略Ｕ字形で、一端部がエバポレータ４側の配管に接続され、他端部がコンプレッサ１側の配管に接続されている。流動管１２内には、エバポレータ４からの低温低圧冷媒が流動する。直線部１５には、上下方向に所定間隔で複数枚のプレート１７（本発明の熱交換促進部に相当する。）が設けられている。
【００２７】
各プレート１７には複数の小径孔が形成され、流入管１０を介してレシーバタンク６内に流入した高温高圧冷媒を順次下方側のプレート１７へと流下させることが可能となっている。これにより、流入管１０から流入した高温冷媒の熱は、各プレート１７から流動管１２へと伝達され、低温冷媒に吸熱される。
【００２８】
除湿部材８及びストレーナ１４は、プレート１７の下方側で、流動管１２の湾曲部１６の側方に形成されるデッドスペースに位置し、レシーバタンク６の小型化が図られている。
【００２９】
以上の構成からなるレシーバタンク６の熱交換能力は、エバポレータ４内に於ける冷媒のスーパーヒート量に相当する熱交換能力以下、詳しくは、後述するように膨張弁３の開度を変更することにより得られる、エバポレータ４内に於けるスーパーヒート量の最小値に相当する熱交換能力以下となるように設計されている。
【００３０】
なお、前記温度センサ５での検出温度は制御装置２１に入力される。制御装置２１は、入力された検出温度に基づいてエバポレータ４から流出した冷媒がスーパーヒート状態であるか否かを判断し、膨張弁３の開度を制御する。
【００３１】
次に、前記車両用空調装置の動作について説明する。
【００３２】
コンプレッサ１を駆動して高温高圧冷媒を吐出させると、この冷媒は、コンデンサ２を通過して凝縮された後、流入管１０を介してレシーバタンク６に流入する。
【００３３】
レシーバタンク６内では、流入した高温冷媒が順次プレート１７の小径孔を介して下段のプレート１７へと流下する。この間、冷媒の熱は、プレート１７を介して流動管１２へと伝達される。レシーバタンク６の底面部まで流下した冷媒は、そこで除湿部材８によって水分を除去された後、ストレーナ１４でゴミを回収され、流出管１１を介してエバポレータ４へと流動する。
【００３４】
エバポレータ４に向かう冷媒は、膨張弁３を通過する際、気化しやすい状態まで減圧される。膨張弁３の開度は制御装置２１からの制御信号に基づいて調整される。すなわち、制御装置２１は、エバポレータ４の出口側配管に設けた温度センサ５での検出温度に基づいて、エバポレータ４から流出した冷媒のスーパーヒート量を検出する。そして、所定のスーパーヒート量となるように膨張弁３の開度を調整することにより、コンプレッサ１に流入する冷媒を常に所望のスーパーヒート状態に維持する。この結果、アキュムレータ（気液分離装置）を必要とすることなく、コンプレッサ１での液圧縮を確実に防止することが可能となる。
【００３５】
エバポレータ４では、冷媒は気化して空調ユニット内を通過する空気から吸熱してレシーバタンク６へと向かう。レシーバタンク６では、冷媒は流動管１２を流動し、プレート１７を介して高温冷媒から吸熱する。プレート１７は、前述のように、流動管１２の直線部１５に上下方向に所定間隔で複数設けられているため、高温冷媒が各プレート１７に形成した複数の小径孔を流下することにより、流動管１２を流動する低温冷媒に効率良く吸熱させることができる。したがって、エバポレータ４の入口と出口で、冷媒のエンタルピ差を大きくすることができ、エバポレータ４の冷却能力を向上させることが可能となる。
【００３６】
その後、レシーバタンク６を流出した冷媒は、コンプレッサ１へと戻って循環する。
【００３７】
なお、前記実施形態では、除湿部材８を流動管１２の湾曲部１６側方に配設するようにしたが、図４に示すように、タンク本体７の底面に配設するようにしてもよい。この場合、除湿部材８を流動管１２とタンク本体７の間に挟持可能とすれば、流動管１２で除湿部材８の位置決めをも兼ねることができ、構成を簡略化することが可能となる。
【００３８】
また、図５に示すように、前記ストレーナ１４を前記除湿部材８と積層可能な構成としてもよい。
【００３９】
また、図６に示すように、前記流動管１２の湾曲部１６を水平方向に屈曲させることにより、レシーバタンク６内の余剰空間をさらに抑制することができ、レシーバタンク６をより一層コンパクトな構成とすることが可能となる。
【００４０】
また、前記実施形態では、温度センサ５をエバポレータ４の出口側配管に設けるようにしたが、レシーバタンク６の低圧側出口配管である流動管１２からコンプレッサ１に向かう配管に設けるようにしてもよい。また、温度センサ５に限らず、コンプレッサ１に流入する冷媒が常にスーパーヒート状態とできるように膨張弁３の開度を調整可能なデータを得られるものであれば、その手段は問わない。
【００４１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、流動管に、該流動管の内部を流動する冷媒と、タンク内の冷媒との間の熱交換を促進させる熱交換促進部を設けたので、小型としても、熱交換性能に優れ、内部に除湿部材（乾燥剤）やストレーナを配置するのに十分なスペースを確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る車両用空調装置の概略図である。
【図２】図１の冷凍サイクルに設けられるレシーバタンクの部分破断斜視図である。
【図３】（ａ）は図２に示すレシーバタンクの正面断面図、（ｂ）はその側面断面図である。
【図４】（ａ）は他の実施形態に係るレシーバタンクの正面断面図、（ｂ）はその側面断面図である。
【図５】（ａ）は他の実施形態に係るレシーバタンクの正面断面図、（ｂ）はその側面断面図である。
【図６】（ａ）は他の実施形態に係るレシーバタンクの正面断面図、（ｂ）はその側面断面図である。
【符号の説明】
１…コンプレッサ
２…コンデンサ
３…膨張弁
４…エバポレータ
５…温度センサ
６…レシーバタンク
７…タンク本体
８…除湿部材
９…蓋体
１０…流入管
１１…流出管
１２…流動管
１３…押え部
１４…ストレーナ
１５…直線部
１６…湾曲部
１７…プレート
【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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