(57)【要約】【課題】  ヒートポンプサイクルの運転状態に影響されることなく一定量の冷媒を循環することができる熱交換器を提供する。【解決手段】  液体が滞留される液体室１０と、この液体室１０内に配設される冷媒室２０とから構成され、液体室１０に当液体を供給する液体供給口１３と、液体室１０内の液体を排出する液体排出口１４と、冷媒室２０に当冷媒を供給する冷媒供給口２４と、冷媒室２０内の冷媒を排出する冷媒排出口２５とを備えた熱交換器１に、冷媒室２０内に所定の容積を有し、液状冷媒を貯留する液状冷媒貯留部２８を形成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体が滞留される液体室（１０）と、この液体室（１０）内に配設される冷媒室（２０）とから構成され、該液体室（１０）に当該液体を供給する液体供給口（１３）と、該液体室（１０）内の液体を排出する液体排出口（１４）と、
該冷媒室（２０）に当該冷媒を供給する冷媒供給口（２４）と、該冷媒室（２０）内の冷媒を排出する冷媒排出口（２５）とを備えた熱交換器（１）であって、
前記冷媒室（２０）内に所定の容積を有し、液状冷媒を貯留する液状冷媒貯留部（２８）が形成されたことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
請求項１に記載の熱交換器において、
前記液体室（１０）の下部（２ａ）に前記液体供給口（１３）と、
前記液体室（１０）の上部（２ｃ）に前記液体排出口（１４）と、
前記冷媒室（２０）の底面（２３）から所定の高さＬに前記冷媒排出口（２５）とが形成され、
該底面（２３）と、この底面（２３）から該所定の高さＬまでの該冷媒室（２０）の側壁（２２ａ）で前記液状冷媒貯留部（２８）が形成されることを特徴とする熱交換器。
【請求項３】
動力源（７０′）を冷却する冷却水に熱交換器（１）を介して冷媒の熱を伝える構造を備えたヒートポンプ式空調装置であって、
冷却水が滞留される液体室（１０）と、この液体室（１０）内に配設される冷媒室（２０）とから構成され、該液体室（１０）に当該冷却水を供給する液体供給口（１３）と、該液体室（１０）内の冷却水を排出する液体排出口（１４）と、
該冷媒室（２０）に当該冷媒を供給する冷媒供給口（２４）と、該冷媒室（２０）内の冷媒を排出する冷媒排出口（２５）と、
該冷媒室（２０）内に所定の容積を有し、液状冷媒を貯留する液状冷媒貯留部（２８）が、前記熱交換器（１）に設けられたことを特徴とするヒートポンプ式空調装置。
【請求項４】
請求項３に記載のヒートポンプ式空調装置において、
前記液体室（１０）の下部（２ａ）に前記液体供給口（１３）と、
前記液体室（１０）の上部（２ｃ）に前記液体排出口（１４）と、
前記冷媒室（２０）の底面（２３）から所定の高さＬに前記冷媒排出口（２５）とが形成され、
該底面（２３）と、この底面（２３）から該所定の高さＬまでの該冷媒室（２０）の側壁（２２ａ）で前記液状冷媒貯留部（２８）が、前記熱交換器（１）に設けられたことを特徴とするヒートポンプ式空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの異なる媒体が相互に異なった側の流路壁と接触し、熱交換を行なう熱交換器、および熱交換器を用いたヒートポンプ式空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒートポンプサイクルを利用して加熱された冷媒の熱を熱交換器を介して水などの液体に伝え、加熱された水をヒーターの熱源として利用することが従来から行なわれている。たとえば、特許文献１に開示されたヒートポンプサイクルは、第１高圧側熱交換器、及び第１高圧側熱交換器から流出した高圧冷媒が第１高圧側熱交換器にて熱交換する第１流体より温度の低い第２流体との間で熱交換を行う第２高圧側熱交換器を設けることによって、取り出すことができる熱量が、第１高圧側熱交換器にて取り出すことができる熱量と第２高圧側熱交換器にて取り出すことができる熱量との和となるので、ヒートポンプから取り出すことができる熱量（エンタルピ）が減少してヒートポンプの成績係数ＣＯＰが悪化してしまうことを防止できるものである。
【特許文献１】特開２００２−９８４３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような従来のヒートポンプサイクルに配設され、冷媒と液体との間で熱交換を行なう熱交換器では、冷媒と液体との温度差が大きい場合に熱交換器内部で多量に冷媒量が凝縮して、サイクル内を循環する冷媒が不足し、サイクル効率が低下する可能性があった。
【０００４】
そこで本発明は、ヒートポンプサイクルの運転状態に影響されることなく一定量の冷媒を循環することができる熱交換器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明は、上記課題を解決するため、液体が滞留される液体室と、この液体室内に配設される冷媒室とから構成され、該液体室に当該液体を供給する液体供給口と、該液体室内の液体を排出する液体排出口と、該冷媒室に当該冷媒を供給する冷媒供給口と、該冷媒室内の冷媒を排出する冷媒排出口とを備えた熱交換器であって、前記冷媒室内に所定の容積を有する液状冷媒貯留部が形成されたことを特徴とする。
【０００６】
請求項２記載の発明は、上記課題を解決するため、請求項１に記載の熱交換器において、前記冷媒排出口が前記冷媒室の底面から所定の高さに形成され、該底面と、この底面から該所定の高さまでの該冷媒室の側壁で前記液状冷媒貯留部が形成されることを特徴とする。
【０００７】
請求項３記載の発明は、上記課題を解決するため、動力源を冷却する冷却水に熱交換器を介して冷媒の熱を伝える構造を備えたヒートポンプ式空調装置であって、冷却水が滞留される液体室と、この液体室内に配設される冷媒室とから構成され、該液体室に当該冷却水を供給する液体供給口と、該液体室内の冷却水を排出する液体排出口と、冷媒室に当該冷媒を供給する冷媒供給口と、該冷媒室内の冷媒を排出する冷媒排出口と、該冷媒室内に所定の容積を有し、液状冷媒を貯留する液状冷媒貯留部が、前記熱交換器に設けられたことを特徴とする。
【０００８】
請求項４記載の発明は、上記課題を解決するため、請求項３に記載のヒートポンプ式空調装置において、前記液体室の下部に前記液体供給口と、前記液体室の上部に前記液体排出口と、前記冷媒室の底面から所定の高さＬに前記冷媒排出口とが形成され、該底面と、この底面から該所定の高さＬまでの該冷媒室の側壁で前記液状冷媒貯留部が、前記熱交換器に設けられたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１記載の発明によれば、冷媒室内に所定の容積を有し、液状冷媒を貯留する液状冷媒貯留部が形成され、所定量の液状冷媒が冷媒室内に貯留されることにより、ヒートポンプサイクルに当該熱交換器が配設された際に、熱交換器に供給される冷媒と熱交換器から排出される冷媒とをヒートポンプサイクルの運転状態に影響されることなく一定量の冷媒を循環することができる。
【００１０】
また、冷媒室の壁面で液体に熱を伝えて凝縮しても比較的温度が高い液状冷媒の熱を当該液体に伝えることができるため、熱交換器の熱伝達効率を向上することができる。
【００１１】
請求項２記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、液体を液体室の下部から供給して、液体室の上部から排出しつつ、冷媒室の底面周辺に液状冷媒貯留部が形成されたことにより、加熱される前の低温の液体に凝縮した液状冷媒の熱を伝え、比較的温度の高い液体に気相冷媒の熱を伝えることができるので、さらに熱伝達効率を向上することができる。
【００１２】
請求項３記載の発明によれば、冷媒室内に所定の容積を有し、液状冷媒を貯留する液状冷媒貯留部が形成され、所定量の液状冷媒が冷媒室内に貯留されることにより、ヒートポンプサイクルに当該熱交換器が配設された際に、熱交換器に供給される冷媒と熱交換器から排出される冷媒とをヒートポンプサイクルの運転状態に影響されることなく一定量の冷媒を循環することができる。
【００１３】
また、冷媒室の壁面で冷却水に熱を伝えて凝縮しても比較的温度が高い液状冷媒の熱を当該冷却水に伝えることができるため、熱交換器の熱伝達効率を向上することができる。
【００１４】
請求項４記載の発明によれば、請求項３に記載の発明の効果に加えて、冷却水を液体室の下部から供給して、液体室の上部から排出しつつ、冷媒室の底面周辺に液状冷媒貯留部が形成されたことにより、加熱される前の低温の冷却水に凝縮した液状冷媒の熱を伝え、比較的温度の高い冷却水に気相冷媒の熱を伝えることができるので、さらに熱伝達効率を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に掛かる熱交換器の内部構造を示す透視図である。
【００１６】
図１に示されるように、外周壁２によって略円筒形状に形成された本実施形態の熱交換器１は、外周壁２の内側に液体としての水が滞留される液体室１０と、この液体室１０の内側に冷媒としての炭酸ガスが滞留される冷媒室２０とが同心円状に設けられている。
【００１７】
液体室１０には、液体室１０を中心軸方向に沿って下から第１液体室１０ａ、第２液体室１０ｂ、第３液体室１０ｃに３分割する隔壁１１ａ、１１ｂが設けられている。また、これら隔壁１１ａ、１１ｂには、液体が流通する流通孔１２ａ、１２ｂが設けられている。
【００１８】
液体室１０の下部としての第１液体室１０ａの外周壁２ａに、外部から水を熱交換器１内に供給する液体供給口１３が形成され、液体室１０の上部としての第３液体室１０ｃの外周壁２ｃに熱交換器１内の水を外部に排出する液体排出口１４が形成されている。
【００１９】
外部から液体供給口１３を通じて第１液体室１０ａに供給された水は、流通孔１２ａを通じて第２液体室１０ｂに供給される。第２液体室１０ｂに供給された水は、流通孔１２ｂを通じて第３液体室１０ｃに供給される。第３液体室１０ｃに供給された水は、液体排出口１４を通じて外部に排出される。ここで、流通孔１２ａは、液体供給口１３に対して、中心軸の反対側に位置するように形成されるとともに、流通孔１２ｂは、液体排出口１４に対して、中心軸を挟んで反対側に位置するように形成されている。
【００２０】
冷媒室２０は、液体室１０の容積に応じた所定の容積を備え、液体室１０との間を所定の表面積を備えた熱交換壁２２によって隔てられている。冷媒室２０の上面２１には、一方の先端に外部から冷媒室２０内へ冷媒を供給する冷媒供給口２４が設けられた冷媒供給管２６が配設され、冷媒供給口２４が所定の場所に位置するように冷媒供給管２６が保持されている。
【００２１】
また、冷媒室２０の上面２１には、一方の先端に冷媒室２０内から外部へ冷媒を排出する冷媒排出口２５が設けられた冷媒排出管２７が配設され、冷媒排出口２５が底面２３から所定の高さＬにある所定の場所に位置するように冷媒排出管２７が保持されている。
【００２２】
さらに、冷媒排出口２５が所定の位置に保持されたことにより、底面２３と、この底面２３から所定の高さＬまでの冷媒室２０の側壁２２ａとによって、所定の容積を有し、液状冷媒としての超臨界相冷媒を貯留する液状冷媒貯留部２８が形成されている。
【００２３】
本実施形態の熱交換器１では、液体としての水は、液体供給管１５から液体供給口１３を通じて第１液体室１０ａに供給され、第１液体室１０ａから流通孔１２ａを通じて第２液体室１０ｂに供給され、第２液体室１０ｂから流通孔１２ｂを通じて第３液体室１０ｃに供給され、第３液体室１０ｃから液体排出口１４を通じて液体排出管１６に排出される。そして、水は熱交換器１に供給されてから排出されるまでの間に熱交換壁２２を介して冷媒によって加熱される。
【００２４】
また、本実施形態の熱交換器１では、冷媒としての炭酸ガスが超臨界相と気相の間で相変化するように用いられている。
【００２５】
炭酸ガスは、冷媒供給管２６から冷媒供給口２４を通じて冷媒室２０に気相状態で供給され、熱交換壁２２を介して水に放熱することで超臨界相に相変化し、熱交換壁２２上を冷媒室２０下方に滴下する。冷媒室２０下方に滴下し、液状冷媒貯留部２８に滞留した超臨界相冷媒は、冷媒排出口２５まで溜まると、気相冷媒の圧力によって冷媒排出口２５から冷媒排出管２７を通じて外部に排出される。
【００２６】
液体室１０に供給された水は、加熱されつつ、液体室１０の下方から上方に向かって供給される。また、冷媒室２０の上方から供給された気相冷媒は、放熱して超臨界相に相変化し、液状冷媒貯留部２８に滞留することで、低温の水を超臨界相冷媒で加熱し、加熱された水を高温の気相冷媒でさらに加熱し、水の温度を効率よく高めている。
【００２７】
次に、本実施形態の熱交換器１をヒートポンプサイクルに適用した場合について図を用いて説明する。図２は、燃料電池を動力源とする車両のヒートポンプサイクル５０′に本実施形態の熱交換器１を適用した場合の構成を示している。このヒートポンプサイクル５０′では、車室内の温度を調節する空調装置の暖房手段として車室内に送風される空調風を加熱する暖房モードと、動力源である燃料電池のスタック７０′内の水が凍結した場合に、水を加熱し、循環することで解凍する解凍モードと、これら暖房モードと解凍モードを併せて行なう暖房・解凍モードとの３つの運転モードを要求に応じて切替え、運転することができるように構成されている。
【００２８】
本実施形態のヒートポンプサイクル５０′では、まずコンプレッサ５１′で高温高圧に圧縮された気相冷媒が三方弁５２′に供給される。三方弁５２′ではヒートポンプサイクル５０′の運転モードに応じてヒータコア５３′のみに気相冷媒を供給する暖房モードと、熱交換器１のみに気相冷媒を供給する解凍モードと、ヒータコア５３′と熱交換器１に気相冷媒を供給する暖房・解凍モードの３パターンに切替えることができるように配管されている。
【００２９】
暖房モードでは、まずコンプレッサ５１′で高温高圧に圧縮された気相冷媒が三方弁５２′に供給されて、この三方弁５２′からヒータコア５３′の熱交換部に気相冷媒が供給され、熱交換部を通過した気相冷媒は合流部５５′に送られる。ここで、ヒータコア５３′は、空調風通路８０′に配設され、空調風通路８０′に導入された空調風がヒータコア５３′の熱交換部を通過することで、冷媒によって空調風が加熱される。
【００３０】
合流部５５′を通過した冷媒は、補助熱交換器５６′の高圧側熱交換部５７′を通過し、膨張弁５８′で断熱膨張しつつ、外部熱交換器５９′に送られる。外部熱交換器５９′は車室外に配設されており、この外部熱交換器５９′で冷媒は、外気から熱を吸収する。
【００３１】
外部熱交換器５９′を通過した冷媒は、アキュムレータ６０′で気相冷媒と超臨界相冷媒とに分離され、気相冷媒のみ、補助熱交換器５６′の低圧側熱交換部６１′に送られる。補助熱交換器５６′では、高圧側熱交換部５７′内の冷媒によって低圧側熱交換部６１′内の冷媒が加熱される。そして、補助熱交換器５６′の低圧側熱交換部６１′を通過した冷媒は、コンプレッサ５１′に送られ、ヒートポンプサイクル５０′を循環する。
【００３２】
解凍モードでは、まずコンプレッサ５１′で高温高圧に圧縮された気相冷媒が三方弁５２′に供給されて、この三方弁５２′から熱交換器１の冷媒供給管２６に気相冷媒が供給され、冷媒室２０を通過した冷媒は合流部５５′に送られる。ここで、熱交換器１は、熱交換器１の液体排出管１６から排出された水が、燃料電池のスタック７０′に供給され、スタック７０′から排出された水が熱交換器１の液体供給管１５に供給されて、水が循環するように配管されている。そして、熱交換器１で加熱された水によってスタック７０′内で凍結している氷を解凍する。
【００３３】
なお、熱交換器１を通過した超臨界相冷媒はヒータコア５３′を通過した気相冷媒よりも容積変化が大きいので、合流部５５′から熱交換器１に冷媒が逆流しないように、合流部５５′と冷媒排出管２７との間に逆止弁５４′が設けられている。
【００３４】
合流部５５′を通過した冷媒は、暖房モードと同様に、補助熱交換器５６′の高圧側熱交換部５７′を通過し、膨張弁５８′で断熱膨張しつつ、外部熱交換器５９′に送られる。外部熱交換器５９′は車室外に配設されており、この外部熱交換器５９′で冷媒は、外気から熱を吸収する。
【００３５】
外部熱交換器５９′を通過した冷媒は、アキュムレータ６０′で気相冷媒と超臨界相冷媒とに分離され、気相冷媒のみ、補助熱交換器５６′の低圧側熱交換部６１′に送られる。補助熱交換器５６′では、高圧側熱交換部５７′内の冷媒によって低圧側熱交換部６１′内の冷媒が加熱される。そして、補助熱交換器５６′の低圧側熱交換部６１′を通過した冷媒は、コンプレッサ５１′に送られ、ヒートポンプサイクル５０′を循環する。
【００３６】
暖房・解凍モードでは、ヒータコア５３′の熱交換部と、熱交換器１の冷媒供給管２６とに三方弁５２′から気相冷媒が供給され、上述の暖房モードと解凍モードを同時に行なわれる。
【００３７】
次に、本実施形態の熱交換器１を別態様のヒートポンプサイクルに適用した場合について図を用いて説明する。図３は、燃料電池を動力源とする車両のヒートポンプサイクル５０″に本実施形態の熱交換器１を適用した場合の構成を示している。このヒートポンプサイクル５０″では、暖房手段として車室内に送風される空調風を加熱する暖房モードと、動力源である燃料電池のスタック７０″内の水が凍結した場合に、水を加熱し、循環することで解凍する解凍モードと、これら暖房モードと解凍モードを併せて行なう暖房・解凍モードと、車室内の温度を調節する空調装置の冷房手段として車室内に送風される空調風を冷却する冷房モードとの４つの運転モードを要求に応じて切替え、運転することができるように構成されている。
【００３８】
暖房モードでは、まずコンプレッサ５１″で高温高圧に圧縮された気相冷媒が第１三方弁５２ａ″に供給されて、この第１三方弁５２ａ″からヒータコア５３″の熱交換部に気相冷媒が供給され、熱交換部を通過した気相冷媒は合流部５５″に送られる。ここで、ヒータコア５３″は、空調風通路８０″に配設され、空調風通路８０″に導入された空調風がヒータコア５３″の熱交換部を通過することで、冷媒によって空調風が加熱される。
【００３９】
合流部５５″を通過した冷媒は、第２三方弁５２ｂ″によって第２逆止弁５４ｂ″を通じて補助熱交換器５６″の高圧側熱交換部５７″に送られる。そして、冷媒は、補助熱交換器５６″の高圧側熱交換部５７″を通過し、第１膨張弁５８ａ″で断熱膨張しつつ、第３逆止弁５４ｃ″を通じて外部熱交換器５９″に送られる。外部熱交換器５９″は車室外に配設されており、この外部熱交換器５９″で冷媒は、断熱膨張する際に外気から熱を吸収する。
【００４０】
外部熱交換器５９″を通過した冷媒は、第３三方弁５２ｃ″によって第４逆止弁５４ｄ″を通じてアキュムレータ６０″に送られて、気相冷媒と超臨界相冷媒とに分離され、気相冷媒のみが補助熱交換器５６″の低圧側熱交換部６１″に送られる。補助熱交換器５６″では、高圧側熱交換部５７″内の冷媒によって低圧側熱交換部６１″内の冷媒が加熱される。そして、補助熱交換器５６″の低圧側熱交換部６１″を通過した冷媒は、コンプレッサ５１″に送られ、ヒートポンプサイクル５０″を循環する。
【００４１】
解凍モードでは、まずコンプレッサ５１″で高温高圧に圧縮された気相冷媒が第１三方弁５２ａ″に供給されて、この第１三方弁５２ａ″から熱交換器１の冷媒供給管２６に気相冷媒が供給され、冷媒室２０を通過した冷媒は合流部５５″に送られる。ここで、熱交換器１は、熱交換器１の液体排出管１６から排出された水が、燃料電池のスタック７０″に供給され、スタック７０″から排出された水が熱交換器１の液体供給管１５に供給されて、水が循環するように配管されている。そして、熱交換器１で加熱された水によってスタック７０″内で凍結している氷を解凍する。
【００４２】
なお、熱交換器１を通過した超臨界相冷媒はヒータコア５３″を通過した気相冷媒よりも容積変化が大きいので、合流部５５″から熱交換器１に冷媒が逆流しないように、合流部５５″と冷媒排出管２７との間に第１逆止弁５４ａ″が設けられている。
【００４３】
合流部５５″を通過した冷媒は、暖房モードと同様に、補助熱交換器５６″の高圧側熱交換部５７″を通過し、第１膨張弁５８ａ″で断熱膨張しつつ、第３逆止弁５４ｃ″を通じて外部熱交換器５９″に送られる。外部熱交換器５９″は車室外に配設されており、この外部熱交換器５９″で冷媒は、外気から熱を吸収する。
【００４４】
外部熱交換器５９″を通過した冷媒は、第３三方弁５２ｃ″によって第４逆止弁５４ｄ″を通じてアキュムレータ６０″に送られて、気相冷媒と超臨界相冷媒とに分離され、気相冷媒のみ、補助熱交換器５６″の低圧側熱交換部６１″に送られる。補助熱交換器５６″では、高圧側熱交換部５７″内の冷媒によって低圧側熱交換部６１″内の冷媒が加熱される。そして、補助熱交換器５６″の低圧側熱交換部６１″を通過した冷媒は、コンプレッサ５１″に送られ、ヒートポンプサイクル５０″を循環する。
【００４５】
暖房・解凍モードでは、ヒータコア５３″の熱交換部と、熱交換器１の冷媒供給管２６とに第１三方弁５２ａ″から気相冷媒が供給され、上述の暖房モードと解凍モードを同時に行なわれる。
【００４６】
冷房モードでは、まずコンプレッサ５１″で高温高圧に圧縮された気相冷媒が第１三方弁５２ａ″に供給され、第１三方弁５２ａ″からヒータコア５３″の熱交換部に気相冷媒が供給され、熱交換部を通過した気相冷媒は合流部５５″に送られる。ここで、ヒータコア５３″は、空調風通路８０″に配設され、空調風通路８０″に導入された空調風がヒータコア５３″の熱交換部を通過することで、冷媒によって空調風が加熱される。
【００４７】
なお、ヒータコア５３″の空調風通路８０″上流側にはエアミックスドア８１″が配設され、このエアミックスドア８１″の位置によって、ヒータコア５３″をバイパスする空調風の量が決まり、空調風の温度が調整されている。
【００４８】
合流部５５″を通過した冷媒は、第３三方弁５２ｃ″を通じて外部熱交換器５９″に送られる。この外部熱交換器５９″で放熱した冷媒は、第５逆止弁５４ｅ″を通じて補助熱交換器５６″の高圧側熱交換部５７″に送られる。高圧側熱交換部５７″を通過した冷媒は、第２膨張弁５８ｂ″で断熱膨張しつつ、ヒータコア５３″の空調風通路８０″上流側に配設されたエバポレータ６３″に送られる。ここで、エバポレータ６３″に供給された冷媒は、断熱膨張する際に空調風通路８０″に導入された空調風から熱を吸収する。
【００４９】
エバポレータ６３″を通過した冷媒は、アキュムレータ６０″に送られて、気相冷媒と超臨界相冷媒とに分離され、気相冷媒のみが、補助熱交換器５６″の低圧側熱交換部６１″に送られる。補助熱交換器５６″では、高圧側熱交換部５７″内の冷媒によって低圧側熱交換部６１″内の冷媒が加熱される。そして、補助熱交換器５６″の低圧側熱交換部６１″を通過した冷媒は、コンプレッサ５１″に送られ、ヒートポンプサイクル５０″を循環する。
【００５０】
以上の構成により、本実施形態の熱交換器１をヒートポンプサイクル５０′、５０″に配設することによって、冷媒室２０内に所定の容積を有し、液状冷媒を貯留する液状冷媒貯留部２８が形成され、所定量の液状冷媒が冷媒室２０内に貯留されることにより、ヒートポンプサイクル５０′、５０″に当該熱交換器１が配設された際に、熱交換器１に供給される冷媒と熱交換器１から排出される冷媒とをヒートポンプサイクルの運転状態に影響されることなく一定量の冷媒を循環することができる。
【００５１】
また、冷媒室２０の熱交換壁２２で水に熱を伝えて凝縮しても比較的温度が高い液状冷媒の熱を水に伝えることができるため、熱交換器１の熱伝達効率を向上することができる。
【００５２】
さらに、水を液体室１０の下部としての外周壁２ａから供給し、液体室１０の上部としての外周壁２ｃから排出し、冷媒室２０の底面２３周辺に液状冷媒貯留部２８が形成されたことにより、加熱される前の低温の水に凝縮した超臨界相冷媒の熱を伝え、比較的温度の高い水に気相冷媒の熱を伝えることができるので、さらに熱伝達効率を向上することができる。
【００５３】
なお、本実施形態では、本実施形態の熱交換器１では、１つの液体室１０に１つの冷媒室２０が設けられているが、１つの液体室に複数の冷媒室を形成することによっても同様の効果を得ることができるとともに、冷媒と水間の熱伝達効率をさらに向上することができる。
【００５４】
冷媒排出管２７を冷媒室２０の上面２１以外の面、たとえば底面２３に保持し、冷媒排出口２５を所定の位置に保持した場合にも同様の効果を得ることができる。
【００５５】
冷媒を超臨界相と気相との間ではなく、液相と気相の間で相変化させた場合にも同様の効果を得ることができる。
【００５６】
本実施形態では、車両用空調装置を構成するヒートポンプサイクルに本願発明の熱交換器１を適用した場合について説明したが、給湯装置を構成するヒートポンプサイクルに本願発明の熱交換器１を適用した場合にも同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明に掛かる熱交換器の内部構造を示す透視図である。
【図２】燃料電池を動力源とする車両のヒートポンプサイクルに本実施形態の熱交換器を適用した場合の構成図。
【図３】図２に示されるものと態様の異なるヒートポンプサイクルに本実施形態の熱交換器を適用した場合の構成図。
【符号の説明】
【００５８】
１…熱交換器
２ａ…下部
２ｃ…上部
１０…液体室
１３…液体供給口
１４…液体排出口
２０…冷媒室
２２ａ…側壁
２３…底面
２４…冷媒供給口
２５…冷媒排出口
２８…液状冷媒貯留部
５０′…ヒートポンプ式空調装置
７０′…動力源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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