(57)【要約】【課題】  圧縮機の効率を向上させた車両用空気調和装置を提供する。【解決手段】  本発明は、車両駆動手段（ＥＮＧ）を冷却するためのクーラントを循環させる冷却回路を備えた車両に搭載される車両用空気調和装置（１）である。この車両用空気調和装置は、熱媒体を圧縮する圧縮機（２）と、この圧縮機によって圧縮された熱媒体とクーラントの間で熱交換を行い、熱媒体の熱をクーラントに吸収させるクーラント内部熱交換器（４）と、このクーラント内部熱交換器によって熱を奪われた熱媒体に混入しているオイルを分離する油分離器（６）と、車室外熱交換器（１０）と、減圧手段（１２、１６）と、車室内熱交換器（１８）と、油分離器によって熱媒体から分離されたオイルを、圧縮機の吸入側に戻すオイル戻し管路（２２）と、を有する。【選択図】      図１
2005112247.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両駆動手段を冷却するためのクーラントを循環させる冷却回路を備えた車両に搭載される車両用空気調和装置であって、
熱媒体を圧縮する圧縮機と、
この圧縮機によって圧縮された熱媒体とクーラントの間で熱交換を行い、熱媒体の熱をクーラントに吸収させるクーラント熱交換器と、
このクーラント熱交換器によって熱を奪われた熱媒体に混入しているオイルを分離する油分離器と、
車室外に配置され、熱媒体と外気との間で熱交換を行う車室外熱交換器と、
熱媒体の圧力を減圧し温度を低下させる減圧手段と、
車室内と連通するように配置され、熱媒体と車室内の空気との間で熱交換を行う車室内熱交換器と、
上記油分離器によって熱媒体から分離されたオイルを、上記圧縮機の吸入側に戻すオイル戻し管路と、
を有することを特徴とする車両用空気調和装置。
【請求項２】
車両駆動手段を冷却するためのクーラントを循環させる冷却回路を備えた車両に搭載される車両用空気調和装置であって、
熱媒体を圧縮する圧縮機と、
この圧縮機によって圧縮された熱媒体とクーラントの間で熱交換を行い、熱媒体の熱をクーラントに吸収させるクーラント熱交換器と、
このクーラント熱交換器によって熱を奪われた熱媒体に混入しているオイルを分離する油分離器と、
車室外に配置され、熱媒体と外気との間で熱交換を行う車室外熱交換器と、
熱媒体の圧力を減圧し温度を低下させる減圧手段と、
車室内と連通するように配置され、熱媒体と車室内の空気との間で熱交換を行う車室内熱交換器と、
上記油分離器によって熱媒体から分離されたオイルを、上記車室内熱交換器と上記圧縮機入口側の間に戻すオイル戻し管路と、
を有することを特徴とする車両用空気調和装置。
【請求項３】
車両に搭載される車両用空気調和装置であって、
熱媒体を圧縮する圧縮機と、
車室内と連通するように配置され、上記圧縮機によって圧縮された熱媒体と車室内の空気との間で熱交換を行う補助車室内熱交換器と、
この補助車室内熱交換器によって熱交換した熱媒体に混入しているオイルを分離する油分離器と、
車室外に配置され、熱媒体と外気との間で熱交換を行う車室外熱交換器と、
熱媒体の圧力を減圧し温度を低下させる減圧手段と、
車室内と連通するように配置され、熱媒体と車室内の空気との間で熱交換を行う車室内熱交換器と、
上記油分離器によって熱媒体から分離されたオイルを、上記車室内熱交換器と上記圧縮機入口側の間に戻すオイル戻し管路と、
を有することを特徴とする車両用空気調和装置。
【請求項４】
車両に搭載される車両用空気調和装置であって、
熱媒体を圧縮する圧縮機と、
車室外に配置され、熱媒体と外気との間で熱交換を行う車室外熱交換器と、
熱媒体の圧力を減圧し温度を低下させる減圧手段と、
車室内と連通するように配置され、熱媒体と車室内の空気との間で熱交換を行う車室内熱交換器と、
上記圧縮機を冷却するクーラントを流すために、上記圧縮機の内部に延びる圧縮機冷却管路と、
を有することを特徴とする車両用空気調和装置。
【請求項５】
更に、上記圧縮機に内蔵された油分離器を有し、上記圧縮機冷却管路が上記油分離器内のオイルを冷却する請求項４記載の車両用空気調和装置。
【請求項６】
更に、上記圧縮機に内蔵された油分離器と、この油分離器で分離されたオイルを上記圧縮機の吸入側に戻すオイル戻し管路を有し、上記圧縮機冷却管路を流れるクーラントによって上記オイル戻し管路を冷却する請求項４記載の車両用空気調和装置。
【請求項７】
上記圧縮機は、固定スクロール部材と旋回スクロール部材を備えたスクロール型の圧縮機であり、上記圧縮機冷却管路が上記固定スクロール部材に形成されている請求項４乃至６の何れか１項に記載の車両用空気調和装置。
【請求項８】
上記圧縮機冷却管路は、車両駆動手段を冷却するためにクーラントを循環させる車両駆動手段冷却回路に接続されている請求項４乃至７の何れか１項に記載の車両用空気調和装置。
【請求項９】
圧縮機に吸入される低圧の熱媒体が流れる低圧管路内の熱媒体と車室外熱交換器出口の高圧の熱媒体が流れる高圧管路内の熱媒体の間で熱交換を行う内部熱交換器を有する請求項１乃至３の何れか１項に記載の車両用空気調和装置。
【請求項１０】
油分離器によって熱媒体から分離されたオイルを、上記車室内熱交換器出口と上記低圧側内部熱交換器入口の間に戻すオイル戻し管路を有する請求項９に記載の車両用空気調和装置。
【請求項１１】
冷房運転及び暖房運転切り替えの切り替えが可能であり、いずれの運転においてもクーラント熱交換器、油分離器の順に熱媒体が流通する請求項１、２、９及び１０の何れか１項に記載の車両用空気調和装置。
【請求項１２】
冷房運転及び暖房運転切り替えの切り替えが可能であり、いずれの運転においても補助車室内熱交換器、油分離器の順に熱媒体が流通する請求項３、９及び１０の何れか１項に記載の車両用空気調和装置。
【請求項１３】
上記圧縮機及び上記油分離器が、上記車両が振動した際、それらの間の相対位置にほぼ変化が無いように互いに連結されている請求項１乃至３、９及び１０の何れか１項に記載の車両用空気調和装置。
【請求項１４】
上記油分離器が、上記圧縮機に内蔵されている請求項１、９及び１０の何れか１項に記載の車両用空気調和装置。
【請求項１５】
上記油分離器は、オイル絞り機構を内蔵している請求項１乃至請求項３、９、１０、１１、１２、１３及び１４の何れか１項に記載の車両用空気調和装置。
【請求項１６】
上記オイル絞り機構は、多段オリフィスである請求項１５記載の車両用空気調和装置。
【請求項１７】
更に、上記クーラントの温度を測定するクーラント温度センサと、このクーラント温度センサにより測定されたクーラントの温度に基づいて上記圧縮機を制御する制御手段と、を有し、この制御手段は、上記クーラントの温度が所定の温度以下であるとき、上記圧縮機の作動を停止する請求項１、２、４、８、９、１０，１１及び１２の何れか１項に記載の車両用空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和装置に係り、特に、車両に搭載される車両用空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２０００−５５４８８号公報（特許文献１）には、冷凍装置が記載されている。この冷凍装置は、熱媒体として二酸化炭素を使用しており、圧縮機から吐出された超臨界状態の二酸化炭素を油分離器に導入し、この油分離器で、二酸化炭素と圧縮機の潤滑油とを分離し、分離された潤滑油を圧縮機に戻している。
また、特開２０００−４６４２０号公報（特許文献２）には、冷凍サイクルが記載されている。この冷凍サイクルでは、圧縮機で圧縮され、放熱器で熱を放出した後の熱媒体を油分離器に導入し、この油分離器で、二酸化炭素と圧縮機の潤滑油とを分離し、分離された潤滑油を圧縮機に戻している。
【０００３】
さらに、特開２０００−２７４８９０号公報（特許文献３）には、超臨界サイクルが記載されている。この超臨界サイクルでは、圧縮機から吐出され、室外熱交換器を経て室内熱交換器に入る熱媒体から、室外熱交換器と室内熱交換器の間に設けた油分離器によって潤滑油を分離している。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−５５４８８号公報
【特許文献２】特開２０００−４６４２０号公報
【特許文献３】特開２０００−２７４８９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された冷凍装置においては、圧縮機から吐出された高温の熱媒体から分離された高温の潤滑油を、圧縮機の吸入側に戻しているので、圧縮機に吸入される熱媒体の温度も上昇してしまうため、熱媒体の密度が低下して、圧縮機の体積効率が低下するという問題がある。
【０００６】
一方、特許文献２に記載された冷凍サイクルでは、放熱器で熱を放出した後の熱媒体を油分離器に導入しているため、油分離器によって熱媒体から分離された潤滑油はあまり温度が高くはないが、この冷凍サイクルは、冷房運転のみを想定したものであるため、空調装置の暖房運転には応用できないという問題がある。また、特許文献２に記載の冷凍サイクル、又は特許文献３に記載の超臨界サイクルを車両用空気調和装置に適用した場合、油分離器を接続した放熱器と、圧縮機は、車両が振動したとき、それらは個別に振動して、それらの相対位置が変化するため、油分離器から圧縮機に潤滑油を戻す配管に無理な力がかかるという問題がある。また、この問題を回避するためには、油分離器から圧縮機に潤滑油を戻す配管に、フレキシブルホースを使用する等の防振対策をしなければならないという問題がある。
【０００７】
従って、本発明は、圧縮機の効率を向上させた車両用空気調和装置を提供することを目的としている。
また、本発明は、油分離器からオイルを戻す配管に特別な防振対策を必要としない車両用空気調和装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の発明は、車両駆動手段を冷却するためのクーラントを循環させる冷却回路を備えた車両に搭載される車両用空気調和装置であって、熱媒体を圧縮する圧縮機と、この圧縮機によって圧縮された熱媒体とクーラントの間で熱交換を行い、熱媒体の熱をクーラントに吸収させるクーラント熱交換器と、このクーラント熱交換器によって熱を奪われた熱媒体に混入しているオイルを分離する油分離器と、車室外に配置され、熱媒体と外気との間で熱交換を行う車室外熱交換器と、熱媒体の圧力を減圧し温度を低下させる減圧手段と、車室内と連通するように配置され、熱媒体と車室内の空気との間で熱交換を行う車室内熱交換器と、油分離器によって熱媒体から分離されたオイルを、圧縮機の吸入側に戻すオイル戻し管路と、を有することを特徴としている。
【０００９】
このように構成された本発明においては、圧縮機によって圧縮された高温の熱媒体は、クーラント熱交換器において熱交換することによって熱を奪われる。クーラント熱交換器で熱を奪われた熱媒体は、油分離器に導入されて混入しているオイルを分離される。油分離器によって分離されたオイルは、オイル戻し管路を通って、圧縮機の吸入側に戻される。
このように構成された本発明によれば、クーラント熱交換器で熱を奪われた熱媒体からオイルを分離するので、分離されたオイルを圧縮機の吸入側に戻しても、吸入される熱媒体の温度上昇は小さく、吸入熱媒体の温度上昇による圧縮機の体積効率の低下を低減することができる。
【００１０】
また、本発明の第２の発明は、車両駆動手段を冷却するためのクーラントを循環させる冷却回路を備えた車両に搭載される車両用空気調和装置であって、熱媒体を圧縮する圧縮機と、この圧縮機によって圧縮された熱媒体とクーラントの間で熱交換を行い、熱媒体の熱をクーラントに吸収させるクーラント熱交換器と、このクーラント熱交換器によって熱を奪われた熱媒体に混入しているオイルを分離する油分離器と、車室外に配置され、熱媒体と外気との間で熱交換を行う車室外熱交換器と、熱媒体の圧力を減圧し温度を低下させる減圧手段と、車室内と連通するように配置され、熱媒体と車室内の空気との間で熱交換を行う車室内熱交換器と、油分離器によって熱媒体から分離されたオイルを、
上記車室内熱交換器と上記圧縮機入口側の間に戻すオイル戻し管路と、を有することを特徴としている。
【００１１】
このように構成された本発明においては、圧縮機によって圧縮された高温の熱媒体は、クーラント熱交換器において熱交換することによって熱を奪われる。クーラント熱交換器で熱を奪われた熱媒体は、油分離器に導入され、混入しているオイルを分離される。油分離器によって分離されたオイルは、オイル戻し管路を通って、車室内熱交換器と圧縮機入口側の間に戻される。
このように構成された本発明によれば、油分離器は、クーラント熱交換器を通過することによって熱を奪われた熱媒体からオイルを分離するので、分離されたオイルを車室内熱交換器と圧縮機入口側の間に戻しても、圧縮機に吸入される熱媒体の温度上昇は小さく、吸入熱媒体の温度上昇による圧縮機の体積効率の低下を減少することができる。
【００１２】
さらに、本発明の第３の発明は、車両に搭載される車両用空気調和装置であって、熱媒体を圧縮する圧縮機と、車室内と連通するように配置され、圧縮機によって圧縮された熱媒体と車室内の空気との間で熱交換を行う補助車室内熱交換器と、この補助車室内熱交換器によって熱交換した熱媒体に混入しているオイルを分離する油分離器と、車室外に配置され、熱媒体と外気との間で熱交換を行う車室外熱交換器と、熱媒体の圧力を減圧し温度を低下させる減圧手段と、車室内と連通するように配置され、熱媒体と車室内の空気との間で熱交換を行う車室内熱交換器と、油分離器によって熱媒体から分離されたオイルを、車室内熱交換器と圧縮機入口側の間に戻すオイル戻し管路と、を有することを特徴としている。
【００１３】
このように構成された本発明においては、圧縮機によって圧縮された高温の熱媒体は、補助車室内熱交換器を通過することによって熱を奪われる。補助車室内熱交換器を通過した熱媒体は、油分離器に導入され、混入しているオイルを分離される。油分離器によって分離されたオイルは、オイル戻し管路を通って、車室内熱交換器と圧縮機入口側の間に戻される。
このように構成された本発明によれば、補助車室内熱交換器を通過することによって熱を奪われた熱媒体からオイルを分離するので、分離されたオイルを車室内熱交換器と圧縮機入口側の間の管路に戻しても、圧縮機に吸入される熱媒体の温度上昇は小さく、吸入熱媒体の温度上昇による圧縮機の体積効率の低下を減少することができる。
【００１４】
さらに、本発明の第４の発明は、車両に搭載される車両用空気調和装置であって、熱媒体を圧縮する圧縮機と、車室外に配置され、熱媒体と外気との間で熱交換を行う車室外熱交換器と、熱媒体の圧力を減圧し温度を低下させる減圧手段と、車室内と連通するように配置され、熱媒体と車室内の空気との間で熱交換を行う車室内熱交換器と、圧縮機を冷却するクーラントを流すために、圧縮機の内部に延びる圧縮機冷却管路と、を有することを特徴としている。
このように構成された本発明においては、圧縮機の内部に延びる圧縮機冷却管路にクーラントを流すことにより、圧縮機が冷却される。これにより、圧縮機の効率を向上させることができる。
【００１５】
本発明の第４の発明において、好ましくは、更に、圧縮機に内蔵された油分離器を有し、圧縮機冷却管路が油分離器内のオイルを冷却する。
本発明の第４の発明において、好ましくは、更に、圧縮機に内蔵された油分離器と、この油分離器で分離されたオイルを圧縮機の吸入側に戻すオイル戻し管路を有し、圧縮機冷却管路を流れるクーラントによってオイル戻し管路を冷却する。
本発明の第４の発明において、好ましくは、圧縮機は、固定スクロール部材と旋回スクロール部材を備えたスクロール型の圧縮機であり、圧縮機冷却管路が固定スクロール部材に形成されている。
【００１６】
本発明の第４の発明において、好ましくは、圧縮機冷却管路は、車両駆動手段を冷却するためにクーラントを循環させる車両駆動手段冷却回路に接続されている。
このように構成された本発明によれば、圧縮機を冷却するために別個の冷却回路を設ける必要がない。
【００１７】
本発明において、好ましくは、圧縮機に吸入される低圧の熱媒体が流れる低圧管路内の熱媒体と車室外熱交換器出口の高圧の熱媒体が流れる高圧管路内の熱媒体の間で熱交換を行う内部熱交換器を持つ。
本発明において、好ましくは、油分離器によって熱媒体から分離されたオイルを、車室内熱交換器出口と低圧側内部熱交換器入口の間に戻すオイル戻し管路を持つ。
このように構成された本発明によれば、分離されたオイルを車室内熱交換器と低圧側内部熱交換器入口の間に戻すことにより、圧縮機に吸入される熱媒体の温度上昇はさらに小さく、吸入熱媒体の温度上昇による圧縮機の体積効率の低下をさらに減少することができる。
【００１８】
本発明において、好ましくは、圧縮機及び油分離器は、車両が振動した際、それらの間の相対位置にほぼ変化が無いように互いに連結されている。
このように構成された本発明によれば、圧縮機と油分離器の間に接続されているオイル戻し管路に、それを変形させる力が作用しないので、オイル戻し配管に特別な防振対策をしなくてもオイル戻し管路の破損を防止することができる。
本発明において、好ましくは、油分離器は、圧縮機に内蔵されている。
本発明において、好ましくは、油分離器は、オイル絞り機構を内蔵している。
このように構成された本発明において、好ましくは、オイル絞り機構は、多段オリフィスである。
【００１９】
本発明において、好ましくは、更に、クーラントの温度を測定するクーラント温度センサと、このクーラント温度センサにより測定されたクーラントの温度に基づいて圧縮機を制御する制御手段と、を有し、この制御手段は、クーラントの温度が所定の温度以下であるとき、圧縮機の作動を停止する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の車両用空気調和装置によれば、圧縮機の効率を向上させることができる。
また、本発明の車両用空気調和装置によれば、油分離器からオイルを戻す配管への特別な防振対策をすることなく、配管の破損を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、添付図面を参照して、本発明の実施形態の車両用空気調和装置を説明する。
まず、図１及び２を参照して、本発明の第１実施形態の車両用空気調和装置を説明する。図１は、本発明の第１実施形態の車両用空気調和装置の回路を示す図であり、図２は、本実施形態の車両用空気調和装置の作用を示すＰ−ｈ線図である。
図１に破線で示すように、本発明の第１実施形態の車両用空気調和装置１を搭載する車両には、車両駆動手段であるエンジンＥＮＧの冷却、及び、車室内の暖房に使用される車両駆動手段冷却回路であるエンジンＥＮＧ冷却回路が備えられている。このエンジンＥＮＧ冷却回路では、エンジンＥＮＧを冷却したクーラントは、サーモスタットＴを介して放熱手段であるラジエータＲに入り、外気に熱を放出してエンジンＥＮＧに戻る。また、このエンジンＥＮＧ冷却回路のクーラントの一部は、サーモスタットＴを介して車室内のヒータコアＨを通ってエンジンＥＮＧに戻る。
【００２２】
図１に示すように、本発明の第１実施形態の車両用空気調和装置１は、熱媒体を圧縮する圧縮機２と、圧縮機２で圧縮された熱媒体とクーラントとの間で熱交換をするクーラント熱交換器４と、このクーラント熱交換器４で熱を奪われた熱媒体に混入しているオイルである潤滑油を分離する油分離器６と、冷房時と暖房時の回路を切り換える四方弁８と、熱媒体と外気の間で熱交換をする車室外熱交換器１０と、熱媒体の流路を絞り減圧する減圧手段である第１電子膨張弁１２と、を有する。さらに、車両用空気調和装置１は、回路を流れる熱媒体の間で熱交換をする内部熱交換器１４と、熱媒体の流路を絞り減圧する減圧手段である第２電子膨張弁１６と、熱媒体と車室内の空気の間で熱交換をする車室内熱交換器１８と、流入した熱媒体を気相と液相に分離し、気相の熱媒体を流出させる気液分離機２０と、油分離器６によって分離された潤滑油を圧縮機２に戻すオイル戻し管路２２と、を有する。車両用空気調和装置１は、その作動を制御するために、エンジンを冷却するクーラントの温度を測定するクーラント温度センサ２４と、制御手段であるコントローラ２６と、を有する。なお、本実施形態では熱媒体として超臨界流体であるＣＯ2を使用している。
圧縮機２は、内部熱交換器１４から流出した気相の熱媒体を圧縮して圧力を増大させ、熱媒体をクーラント熱交換器４に送り込む。
【００２３】
クーラント熱交換器４は、圧縮機２によって圧縮された高温の熱媒体と、エンジンＥＮＧを冷却するために循環しているクーラントとの間で熱交換を行うように構成されている。圧縮機２から吐出した熱媒体はクーラントよりも高温であるため、熱媒体はクーラントに熱を奪われて温度が低下する。
油分離器６は、圧縮機２から吐出し、クーラント熱交換器４で温度が低下した熱媒体に混入した圧縮機２の潤滑油を、熱媒体から分離する。油分離器６で潤滑油を除去された熱媒体は、四方弁８に流入する。
【００２４】
四方弁８は、４つの流出入口８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄを有し、冷房時は流出入口８ａと８ｄ、８ｂと８ｃが夫々連通し、暖房時は流出入口８ａと８ｂ、８ｃと８ｄが夫々連通するように切り換えられる。従って、本実施形態の車両用空気調和装置１では四方弁８を切り換えることによって、熱媒体は、冷房時においては、圧縮機２→クーラント熱交換器４→油分離器６→車室外熱交換器１０→第１電子膨張弁１２→内部熱交換器１４→第２電子膨張弁１６→車室内熱交換器１８→気液分離機２０→内部熱交換器１４→圧縮機２の順に流れ、暖房時においては、圧縮機２→クーラント熱交換器４→油分離器６→車室内熱交換器１８→第２電子膨張弁１６→内部熱交換器１４→第１電子膨張弁１２→車室外熱交換器１０→気液分離機２０→内部熱交換器１４→圧縮機２の順に流れる。
【００２５】
車室外熱交換器１０は車室外に配置され、車室外熱交換器１０の内部を流れる熱媒体と外気の間で熱交換を行う。車室外熱交換器１０は、冷房時には、圧縮機２によって圧縮されて温度が上昇しクーラント熱交４にて冷却された熱媒体が流入し外気に熱を放出する。また、車室外熱交換器１０は、暖房時には、第１電子膨張弁１２によって膨張されて温度が低下した熱媒体が流入し外気から熱を吸収する。
第１電子膨張弁１２は、熱媒体の流路を絞ることによって熱媒体の流れの下流側の圧力を低下させる。第１電子膨張弁１２は、冷房時には開放され減圧作用を行わない、また、暖房時には、内部熱交換器１４から流入した熱媒体の圧力を低下させ、車室外熱交換器１０に流出する熱媒体の温度を下げる。
【００２６】
内部熱交換器１４は、第１電子膨張弁１２と第２電子膨張弁１６の間を流れる熱媒体と、気液分離機２０と圧縮機２の間を流れる熱媒体の間で熱交換を行うように配置されている。本実施形態においては、冷房時、暖房時とも、気液分離機２０と圧縮機２の間の低圧管路を流れる熱媒体よりも第１電子膨張弁１２と第２電子膨張弁１６の間の高圧管路を流れる熱媒体の方が温度が高いので、熱は、気液分離機２０と圧縮機２の間を流れる熱媒体の方へ移動する。また、内部熱交換器１４における熱交換量は、気液分離機２０と圧縮機２の間を流れる熱媒体と第１電子膨張弁１２と第２電子膨張弁１６の間を流れる熱媒体の温度差に比例するので、各熱媒体の温度差が小さいほど少なくなる。
【００２７】
第２電子膨張弁１６、熱媒体の流路を絞ることによって熱媒体の流れの下流側の圧力を低下させる。第２電子膨張弁１６は、冷房時には、内部熱交換器１４から流入した熱媒体の圧力を低下させることによって車室内熱交換器１８に流出する熱媒体の温度を下げ、暖房時には開放され、減圧作用を行わない。
車室内熱交換器１８は車室内に連通するように配置され、隣接して配置されたブロワーＦによって生起された気流を受けて車室内熱交換器１８の内部を流れる熱媒体と車室内の空気の間で熱交換を行う。車室内熱交換器１８は、冷房時には、第２電子膨張弁１６によって膨張されて温度が低下した熱媒体が流入し車室内の空気から熱を吸収する。また、車室内熱交換器１８は、暖房時には、圧縮機２によって圧縮されて温度が上昇しクーラント熱交４にて冷却された熱媒体が流入し車室内の空気に熱を放出する。
【００２８】
気液分離機２０は、冷房時には車室内熱交換器１８によって熱交換された熱媒体を、暖房時には車室外熱交換器１０によって熱交換された熱媒体を受け入れて、熱媒体を気相と液相に分離し、気相の熱媒体を内部熱交換器１４へ流出させる。
オイル戻し管路２２は、油分離器６によって熱媒体から分離された潤滑油を圧縮機２の吸入側の管路に戻すために、油分離器６と圧縮機２の間に接続されている。また、オイル戻し管路２２は、油分離器６内の高圧の熱媒体がオイル戻し管路２２を通って圧縮機２に逆流するのを防止するために細長いキャピラリ管で構成されている。
また、この変形例として、オイル戻し管路２２は、分離された潤滑油を車室内熱交換器１８と圧縮機２入口側の間に戻すように構成してもよい。
【００２９】
クーラント温度センサ２４は、エンジンＥＮＧとヒータコアＨの間を循環するクーラントの温度を測定するように、クーラントの配管内に配置されている。クーラント温度センサ２６は、測定した温度に対応する電気信号をコントローラ２６に出力するように構成されている。
【００３０】
コントローラ２６は、クーラント温度センサ２４から出力された電気信号を入力し、予め設定された制御プログラムに従って圧縮機２を制御するように構成されている。具体的には、コントローラ２６は、クーラント温度センサ２４によって測定された温度が所定温度以下であるとき、圧縮機２の作動を停止するように構成されている。コントローラ２６は、各センサから入力された電気信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器（図示せず）、変換されたデジタル信号に基づいて圧縮機の作動、停止を決定するＣＰＵ（図示せず）、ＣＰＵを作動させるプログラムを記憶したＲＯＭ（図示せず）、及びＣＰＵの演算結果のデジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器（図示せず）等によって構成されている。
【００３１】
次に、図２を参照して、本発明の第１実施形態の車両用空気調和装置１の作用を説明する。まず、車両用空気調和装置１が冷房運転を行う場合の作用を説明する。冷房運転を行う場合には、四方弁８を、流出入口８ａと８ｄ、８ｂと８ｃが夫々連通するように切り換える。また、第１電子膨張弁１２は開放され、第１電子膨張弁１２での減圧は行なわれない。車両用空気調和装置１を作動させると圧縮機２が回転し、図２の点Ａの状態の熱媒体が圧縮機２に吸入される。圧縮機２によって圧縮された熱媒体は、圧力Ｐが上昇し、超臨界状態である点Ｂの状態になる。また、この際、圧縮機２によって熱媒体に加えられたエネルギーの一部は熱媒体の内部エネルギーとなるので、エンタルピｈも上昇する。圧縮機２から吐出される熱媒体には、圧縮機２の潤滑を行い、摺動部をシールする潤滑油が混入している。圧縮機２によって圧縮された熱媒体は、クーラント熱交換器４に流入し、ここでエンジンＥＮＧ冷却回路を循環しているクーラントとの間で熱交換を行い、点Ｂ１の状態になる。本実施形態においては、圧縮機２から吐出された熱媒体の温度が約１３０゜Ｃ程度であり、定常状態におけるクーラントの温度が約９０゜Ｃ程度であるため、熱媒体はクーラントに熱を奪われて温度が低下する。本実施形態においては、熱媒体の温度は熱交換を行うことによって３０゜Ｃ程度に低下する。クーラント熱交換器４によって熱交換された熱媒体は、油分離器６に流入し、熱媒体に混入している潤滑油が除去される。油分離器６によって潤滑油を除去された熱媒体は、流出入口８ａから四方弁８に流入し、流出入口８ｄから流出する。四方弁８を通った熱媒体は、車室外熱交換器１０に流入し外気に熱を奪われることによってエンタルピｈが減少し、点Ｃ１の状態になる。
一方、油分離器６によって熱媒体から分離された潤滑油は、オイル戻し管路２２を通って圧縮機２の吸入側へ戻される。また、オイル戻し管路２２は、流れ抵抗が十分大きくなるように形成されているので、圧力が高い油分離器６内から圧力が低い圧縮機２の吸入側に熱媒体が流れることはない。
【００３２】
車室外熱交換器１０によって熱交換された熱媒体は、第１電子膨張弁１２に流入する。第１電子膨張弁１２は開放されているので、第１電子膨張弁１２を通過した熱媒体の圧力は変化せず、点Ｃ１の状態の熱媒体が内部熱交換器１４にそのまま流入する。内部熱交換器１４の他方の側を流れる熱媒体は点Ｅの状態にあり、点Ｃ１の状態の熱媒体よりも温度が低いので、第１電子膨張弁１２から内部熱交換器１４に流入した熱媒体は、熱を奪われエンタルピｈが減少して点Ｃの状態になる。内部熱交換器１４によって熱交換された熱媒体は、第２電子膨張弁１６を通過することによって減圧され気液２相の点Ｄの状態になり、温度が低下する。第２電子膨張弁１６を通過して温度が低下した熱媒体は、車室内熱交換器１８に入り、車室内の空気から熱を吸収する。これにより、車室内の空気は冷却され、車室内熱交換器１８内を流れる熱媒体は気化しながら、エンタルピｈが増大して点Ｅの状態となる。点Ｅの状態となった熱媒体は、流出入口８ｂから四方弁８に流入し、流出入口８ｃから流出する。四方弁８を通った熱媒体は、気液分離機２０に入り、熱媒体の液相の成分が除去される。気液分離機２０で液相の成分が除去された熱媒体は、内部熱交換器１４に流入する。前述のように、気液分離機２０から内部熱交換器１４に流入した点Ｅの状態の熱媒体は、第１電子膨張弁１２から第２内部熱交換器１４に流入した点Ｃ１の状態の熱媒体よりも温度が低いので、点Ｅの状態の熱媒体は、熱を吸収してエンタルピｈが増大し、点Ａの状態に戻り１回のサイクルが完了する。内部熱交換器１４において点Ｃ１の状態の熱媒体が失ったエンタルピｈは、内部熱交換器１４において点Ｅの状態の熱媒体が得たエンタルピｈとほぼ等しいので、点Ｃ１−Ｃ間の長さと点Ｅ−Ａ間の長さは、ほぼ等しくなる。また、変形例として、気液分離機２０において一部液相を含む熱媒体を流出されてもよい。
【００３３】
次に、エンジンＥＮＧを冷却するためのエンジンＥＮＧ冷却回路の作用を説明する。エンジンＥＮＧが始動されると、エンジンを冷却するためのクーラントが、エンジンＥＮＧ→サーモスタットＴ→クーラント熱交換器４→ヒータコアＨ→エンジンＥＮＧを通る第１の経路で循環される。循環するクーラントの温度は、クーラント温度センサ２４によって測定されコントローラ２６に送られる。エンジンＥＮＧ始動後、クーラントの温度が所定温度まで上昇すると、サーモスタットＴは、クーラントを、エンジンＥＮＧ→サーモスタットＴ→ラジエータＲ→エンジンＥＮＧを通る第２の経路にも循環させるように、管路を切り換える。第１の経路を通るクーラントは、エンジンＥＮＧからサーモスタットＴを経てクーラント熱交換器４に流入する。クーラント熱交換器４において、クーラントは圧縮機から吐出された熱媒体の熱を吸収して、熱媒体の温度を低下させる。クーラント熱交換器４で熱を吸収したクーラントはヒータコアＨに流入する。冷房運転時においては、クーラントの熱が車室内の空気を暖めてしまうことがないように、ヒータコアＨのダンパーＨ１を閉じ、ブロワーＦによって生起された気流が、ヒータコアＨを通らないようにする。また、暖房運転時においては、ダンパーＨ１を開き、クーラントの熱をブロワーＦによって生起された気流に放出し、車室内の空気を暖める。このため、暖房時においては、クーラント熱交換器４においてクーラントが熱媒体から吸収した熱は暖房に利用される。ヒータコアＨを通過したクーラントはエンジンＥＮＧに戻る。第２の経路を通るクーラントは、エンジンＥＮＧからサーモスタットＴを経てラジエータＲに流入し、ラジエータで外気に熱を放出してエンジンＥＮＧに戻る。また、クーラント熱交換器４をエンジンENGとサーモスタットTとの間に配置してもよい。
【００３４】
次に、コントローラ２６による圧縮機２の制御を説明する。エンジン冷却回路を流れるクーラントの温度は、クーラント温度センサ２４によって測定され、コントローラ２６に送られる。コントローラ２６は、クーラント温度センサ２４による測定温度が所定温度よりも低い場合には、圧縮機２の作動を禁止する信号を発生して、圧縮機２を始動させないように制御する。これは、熱媒体が低温の場合には、潤滑油が高粘度になり、油分離器から圧縮機２への潤滑油流れが少なくなる。或いは、圧縮機２内で液圧縮が起って圧縮機２を破損するのを防止するためである。本実施形態では、コントローラ２６は、クーラント温度センサ２４による測定温度が０゜Ｃ以下の時、圧縮機２の作動を禁止している。好ましくは、クーラント温度センサ２４による測定温度が０乃至２０゜Ｃの時、圧縮機２の作動を禁止するように制御する。
【００３５】
次に、本発明の第１実施形態の車両用空気調和装置１が暖房運転する際の作用を説明する。まず、図２の点Ａの状態にある熱媒体は、圧縮機２で圧縮されて点Ｂの状態になる。熱媒体は、クーラント熱交換器４を経て点Ｂ１の状態となり、さらに、油分離器６、車室内熱交換器１８を経て点Ｃ１の状態となる。次いで、第２電子膨張弁（開放）、内部熱交換器１４を経て点Ｃの状態となる。さらに、第１電子膨張弁１２を経て点Ｄの状態となり、車室外熱交換器１０を経て点Ｅの状態となる。次いで、気液分離機２０、内部熱交換器１４を経て点Ａの状態に戻る。内部熱交換器４及び油分離器６における作用は、冷房運転時と同様であるので、説明を省略する。
【００３６】
本発明の第１実施形態の車両用空気調和装置１によれば、圧縮機２から吐出した高温の熱媒体をクーラント熱交換器４で冷却した後、油分離器６によって熱媒体から潤滑油を分離するので、油分離器６から圧縮機２の吸入側に戻る潤滑油の温度が低く、圧縮機２の体積効率の低下を減少されることができる。
【００３７】
また、本発明の第１実施形態の変形例として、圧縮機２と油分離器６を一体に構成しても良い。即ち、図３に示すように、圧縮機２は、熱媒体の吸入口２ａと、圧縮部２ｂと、吐出口２ｃと、圧縮機２を駆動するモータ２ｄを有し、さらに、油分離器６が一体に構成されている。また、クーラント熱交換器４は、圧縮機２の筐体にボルトで締結されている。この変形例において、熱媒体は吸入口２ａから吸入され、圧縮部２ｂで圧縮された後、圧縮機２に結合された第１内部熱交換器４に流入し、クーラントによって熱を奪われる。クーラント熱交換器４で熱を奪われ温度が低下した熱媒体は、再び、圧縮機２の筐体内の油分離器６に入り潤滑油を除去されて吐出口２ｃから吐出される。油分離器６で分離された潤滑油は、オイル戻し管路２２を通って吸入口２ａに戻る。この変形例においては、圧縮機２と油分離器６が一体に形成されているので、車両用空気調和装置１を搭載した車両が振動した場合でも、圧縮機２と油分離器６の相対的な位置が変化しないため、圧縮機２と油分離器６の間に接続されているオイル戻し管路２２が変形することがない。これにより、オイル戻し管路２２の破損を防止するための特別な防振対策を講じる必要がない。また、この変形例においては、圧縮機２と油分離器６が一体に形成されているので、圧縮機２と油分離器６を接続する管路を省略することができ、車両用空気調和装置１の全体重量を軽くすることができる。
【００３８】
次に、図４を参照して、本発明の第２実施形態の車両用空気調和装置を説明する。本実施形態の車両用空気調和装置は、圧縮機で圧縮された熱媒体を補助車室内熱交換器で熱交換した後、油分離器に導入する点が第１実施形態とはことなる。従って、ここでは、第１実施形態と同様の構成要素には同一の参照番号を付して説明を省略し、第１実施形態と異なる部分のみを説明する。図４は、本発明の第２実施形態の車両用空気調和装置の回路を示す図である。
【００３９】
図４に示すように、本発明の第２実施形態の車両用空気調和装置３０は、圧縮機２と、圧縮機２で圧縮された熱媒体と車室内の空気との間で熱交換をする補助車室内熱交換器３２と、この補助車室内熱交換器３２で熱交換した熱媒体に混入している潤滑油を分離する油分離器６と、四方弁８と、車室外熱交換器１０と、第１電子膨張弁１２と、を有する。さらに、車両用空気調和装置３０は、内部熱交換器１４と、第２電子膨張弁１６と、車室内熱交換器１８と、気液分離機２０と、オイル戻し管路２２と、を有する。
【００４０】
四方弁８は、４つの流出入口８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄを有し、冷房時は流出入口８ａと８ｄ、８ｂと８ｃが夫々連通し、暖房時は流出入口８ａと８ｂ、８ｃと８ｄが夫々連通するように切り換えられる。従って、本実施形態の車両用空気調和装置３０では四方弁８を切り換えることによって、熱媒体は、冷房時においては、圧縮機２→補助車室内熱交換器３２→油分離器６→車室外熱交換器１０→第１電子膨張弁１２（開放）→内部熱交換器１４→第２電子膨張弁１６→車室内熱交換器１８→気液分離機２０→内部熱交換器１４→圧縮機２の順に流れ、暖房時においては、圧縮機２→補助車室内熱交換器３２→油分離器６→車室内熱交換器１８→第２電子膨張弁１６（開放）→内部熱交換器１４→第１電子膨張弁１２→車室外熱交換器１０→気液分離機２０→内部熱交換器１４→圧縮機２の順に流れる。
【００４１】
補助車室内熱交換器３２は、車室内と連通するように配置され、ブロワーＦによって生起された気流と熱媒体との間で熱交換を行う。また、補助車室内熱交換器３２は、ブロワーＦによって生起された気流を遮るためのダンパー３２ａを有し、補助車室内熱交換器３２で熱交換を行わない場合には、ダンパー３２ａを閉じて気流が補助車室内熱交換器３２を通らないようにする。補助車室内熱交換器３２には、圧縮機２によって圧縮された高温の熱媒体が流入するので、冷房運転時にはダンパー３２ａを閉じて補助車室内熱交換器３２において熱交換を行わないようにする。
油分離器６は、補助車室内熱交換器３２を通過した熱媒体に混入した潤滑油を分離するように構成されている。油分離器６で分離された潤滑油は、オイル戻し管路２２を通って気液分離機２０の出口に戻される。
【００４２】
本実施形態の車両用空気調和装置３０では、暖房運転時において、圧縮機２によって圧縮された高温の熱媒体は、補助車室内熱交換器３２で熱交換を行うことによって温度が低下し、温度が低下した熱媒体から油分離器６で潤滑油を分離するので、オイル戻し管路２２によって低圧側に戻される潤滑油の温度が低くなる。また、冷房運転時においては、補助車室内熱交換器３２の中では熱交換を行わないので、熱媒体の温度は、補助車室内熱交換器３２を通過しても大きく低下することはないが、圧縮機２から補助車室内熱交換器３２を経て油分離器６へ至る管路の中で若干低下する。また、油分離器６で分離された潤滑油が高温であったとしても、オイル戻し管路２２によって気液分離機２０の出口に戻された潤滑油は、低温の熱媒体と混合され、低温の熱媒体が加熱された後、内部熱交換器１４を通るため、内部熱交換器１４の熱交換量が減少する。その後、圧縮機２に吸入されるので、圧縮機２に吸入される熱媒体の温度を大きく上昇させることはない。
【００４３】
本発明の第２実施形態の車両用空気調和装置３０によれば、圧縮機２から吐出した高温の熱媒体を補助車室内熱交換器３２で温度を低下させた後、油分離器６によって熱媒体から潤滑油を分離するので、油分離器６から気液分離機２０の出口に戻る潤滑油の温度が低く、圧縮機２の体積効率の低下を低減させることができる。
また、暖房運転時においては、補助車室内熱交換器３２の中で潤滑油のもつ熱量も車室内の空気に吸収されるので、潤滑油の熱を暖房に利用することが可能になる。
また、変形例として、図４に二点鎖線で示すように、オイル戻し管路２２は、分離された潤滑油を気液分離器の入口側の管路に戻すように構成することもできる。
【００４４】
次に、図５乃至７を参照して、本発明の第３実施形態の車両用空気調和装置を説明する。本実施形態の車両用空気調和装置は、圧縮機の中にクーラントを流す圧縮機冷却管路が形成され、クーラントで圧縮機を冷却する点が上述した実施形態とは異なる。従って、ここでは、第１実施形態と同様の構成要素には同一の参照番号を付して説明を省略し、第１実施形態と異なる部分のみを説明する。図５は本発明の第３実施形態の車両用空気調和装置の回路を示す図である。図６は本実施形態の車両用空気調和装置に使用されている圧縮機の断面図であり、図７はこの圧縮機にオイル戻し管路として使用されているオイル絞り機構の拡大断面図である。
【００４５】
図５に示すように、本発明の第３実施形態の車両用空気調和装置４０は、圧縮機２と、四方弁８と、車室外熱交換器１０と、第１電子膨張弁１２と、内部熱交換器１４と、第２電子膨張弁１６と、車室内熱交換器１８と、気液分離機２０と、を有する。また、図６に示すように、圧縮機２は、油分離器６と、オイル戻し管路２２とを内蔵しており、また、圧縮機２の内部には、圧縮機冷却管路４２が形成されている。
【００４６】
四方弁８は、４つの流出入口８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄを有し、冷房時は流出入口８ａと８ｄ、８ｂと８ｃが夫々連通し、暖房時は流出入口８ａと８ｂ、８ｃと８ｄが夫々連通するように切り換えられる。従って、本実施形態の車両用空気調和装置４０では四方弁８を切り換えることによって、熱媒体は、冷房時においては、圧縮機２→油分離器６→車室外熱交換器１０→第１電子膨張弁１２（開放）→内部熱交換器１４→第２電子膨張弁１６→車室内熱交換器１８→気液分離機２０→内部熱交換器１４→圧縮機２の順に流れ、暖房時においては、圧縮機２→油分離器６→車室内熱交換器１８→第２電子膨張弁１６（開放）→内部熱交換器１４→第１電子膨張弁１２→車室外熱交換器１０→気液分離機２０→内部熱交換器１４→圧縮機２の順に流れる。
【００４７】
図６に示すように、本実施形態で使用されている圧縮機２は、吸入口２ａと、この吸入口２ａから吸入された熱媒体を圧縮する圧縮部２ｂと、この圧縮部２ｂによって圧縮された熱媒体を受け入れる油分離器６と、油分離器６でオイルである潤滑油を除去された熱媒体を吐出する吐出口２ｃとを有するスクロール型圧縮機である。圧縮部２ｂは、モータ２ｄで回転駆動される旋回スクロール部材２ｅと、圧縮機の筐体内に固定された固定スクロール部材２ｆと、を有する。旋回スクロール部材２ｅは、モータ２ｄに連結されて回転駆動される旋回円板２ｇと、この旋回円板２ｇ上に設けられた渦巻状の旋回渦巻体２ｈと、を有する。また、固定スクロール部材２ｆは、圧縮機の筐体に固定された固定円板２ｊと、この固定円板２ｊ上に設けられ、旋回渦巻体２ｈと噛み合う渦巻状の固定渦巻体２ｋと、を有する。旋回渦巻体２ｈと固定渦巻体２ｋは、それらの側面が複数の箇所で線接触するように形成されている。また、固定スクロール部材２ｆの固定円板２ｊの内部には、クーラントを流すための圧縮機冷却管路４２が形成されている。
【００４８】
また、圧縮機２の内部には、圧縮部２ｂと連通するように油分離器６が設けられている。油分離器６は、圧縮機２の吐出口２ｃから垂下する垂下管６ａと、垂下管６ａの下方に設けられた油留室６ｂと、を有する。さらに、圧縮機２の内部には、油留室６ｂの底部と、圧縮部２ｂの底部を連通させるようにオイル戻し管路２２が形成されている。
図７に示すように、オイル戻し管路２２は、圧縮機２の筐体内に形成された円形断面の管路の中に、円板の中心に小孔を開けた複数のオリフィス部材２２ａと、各オリフィス部材２２ａの間に配置された円環状のパッキン部材２２ｂと、これらを管路の中に固定する止め輪部材２２ｃによって構成されている。このように、多段オリフィスによって構成されたオイル戻し管路２２は、オイル絞り機構として機能する。
【００４９】
次に、本発明の第３実施形態の車両用空気調和装置４０の作用を説明する。図５に示すように、本発明の第３実施形態の車両用空気調和装置４０を搭載する車両には、エンジンＥＮＧ冷却回路が備えられている。このエンジンＥＮＧ冷却回路では、エンジンＥＮＧを冷却したクーラントは、サーモスタットＴを介して放熱手段であるラジエータＲに入り、外気に熱を放出してエンジンＥＮＧに戻る。また、このエンジンＥＮＧ冷却回路のクーラントの一部は、サーモスタットＴを介して、圧縮機冷却管路４２及び車室内のヒータコアＨを通ってエンジンＥＮＧに戻る。また、クーラント熱交換器４をエンジンENGとサーモスタットTとの間に配置してもよい。
【００５０】
まず、本実施形態の車両用空気調和装置４０を作動させると、圧縮機２のモータ２ｄが駆動される。吸入口２ａから圧縮機２に吸入された熱媒体は、圧縮機２の圧縮部２ｂの周辺部に流入する。旋回渦巻体２ｈと固定渦巻体２ｋは、それらの側面が複数の箇所で線接触するように形成されており、モータ２ｄの駆動により旋回渦巻体２ｈを旋回させると、それらの線接触の位置が移動する。旋回渦巻体２ｈと固定渦巻体２ｋが線接触している２つの箇所で囲まれた空間は、密閉空間Ｐ１となり、この中で熱媒体を圧縮することができる。圧縮部２ｂの周辺部の旋回渦巻体２ｈと固定渦巻体２ｋの間に入った熱媒体は、モータ２ｄによって旋回渦巻体２ｈが回転駆動されると密閉空間Ｐ１に閉じ込められる。即ち、旋回渦巻体２ｈと固定渦巻体２ｋが線接触している箇所の間に閉じ込められる。圧縮部２ｂの外周付近で形成された密閉空間Ｐ１は、旋回渦巻体２ｈの回転に伴って内周へ移動しながら体積を減じ、熱媒体が圧縮される。圧縮された熱媒体は、固定円板２ｊの中心付近に設けられた開口２ｍから吐出される。
【００５１】
圧縮部２ｂの開口２ｍから吐出された熱媒体は、油分離器６に入り、一旦下降した後、垂下管６ａの中を上昇して、圧縮機２ａの吐出口２ｃから吐出する。一方、熱媒体の中に混入している潤滑油は、垂下管６ａの下方に落ち、油留室６ｂの中に溜まる。油留室６ｂの中に溜まった潤滑油は、油留室６ｂ底部に設けられているオイル戻し管路２２である多段オリフィスによって流量を制限され、圧縮部２ｂの底部に戻る。圧縮部２ｂに戻った潤滑油は、旋回渦巻体２ｈと固定渦巻体２ｋの間の線接触部分を潤滑し、また、線接触部分のシールを行う。
【００５２】
一方、エンジンＥＮＧ冷却回路を流れるクーラントは、圧縮機２の固定スクロール部材２ｆの中に形成された圧縮機冷却管路４２に導かれ、圧縮機２の熱を吸収してヒータコアＨに導入される。圧縮機冷却管路４２を流れるクーラントに熱を放出した圧縮機２は、圧縮部２ｂの温度が低下し、そこで圧縮される熱媒体の温度も低下する。
圧縮機２の吐出口２ｃから吐出された熱媒体は、四方弁８に流入し、熱媒体の回路を循環する。この熱媒体の循環は、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００５３】
本発明の第３実施形態の車両用空気調和装置４０によれば、圧縮機冷却管路４２にクーラントを流すことによって、圧縮機２の圧縮部２ｂを冷却しているので、圧縮機２の体積効率を向上させることができる。また、圧縮機２から吐出する熱媒体の温度も低下するので、圧縮機２の信頼性を向上させることができる。さらに、圧縮機冷却管路４２を固定スクロール部材２ｆの内部に形成しているので、圧縮機２の機構を複雑化させることがない。また、オイル戻し管路２２を圧縮機２に内蔵させているため、車両の振動等によるオイル戻し管路２２の破損を防止することができる。さらに、圧縮機２から熱を吸収したクーラントをヒータコアＨに導いているので、圧縮機の熱を暖房に利用することができる。
【００５４】
また、本発明の第３実施形態においては、エンジンＥＮＧ冷却回路を流れるクーラントを圧縮機冷却管路４２に導入して圧縮機２を冷却していたが、変形例として、圧縮機２を冷却するために別個の冷却回路を設けても良い。また、上述した実施形態では、オイルの流量を絞る機構として多段オリフィスを使用していたが、任意の形式の絞り機構を利用することができる。さらに、上述した実施形態では、圧縮機冷却管路４２によって圧縮部２ｂを冷却していたが、変形例として、圧縮機冷却管路４２を油分離器６の近傍に形成し、クーラントで油分離器６を冷却するように構成することもできる。或いは、別の変形例として、圧縮機冷却管路４２を、オイル戻し管路２２の近傍又はオイル戻し管路２２の周囲に形成して、クーラントでオイル戻し管路２２を冷却するように構成することもできる。この変形例においては、潤滑油による圧縮機２の吸入過熱を減少させることができるので、圧縮機２の体積効率を向上させることができる。さらに、上述した実施形態では、圧縮機２と油分離器６を一体に構成しているが、変形例として、圧縮機２と油分離器６を別々に構成し、オイル絞り機構を油分離器６に内蔵しても良い。
【００５５】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、上述した実施形態に種々の変更を加えることができる。特に、上述した実施形態では、エンジンによって駆動される車両に本発明の車両用空気調和装置を搭載しているが、モータで駆動される電気自動車等、任意の車両に本発明の車両用空気調和装置を搭載することができる。また、上述した実施形態では、熱媒体として二酸化炭素を使用しているが、任意の熱媒体を使用した車両用空気調和装置に本発明を適用することができる。また、上述した実施形態においては、内部熱交換器を使用しているが、内部熱交換器は省略することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の第１実施形態の車両用空気調和装置の回路を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態の車両用空気調和装置の作用を示すＰ−ｈ線図である。
【図３】本発明の第１実施形態の車両用空気調和装置に使用される圧縮機の変形例を示す断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態の車両用空気調和装置の回路を示す図である。
【図５】本発明の第３実施形態の車両用空気調和装置の回路を示す図である。
【図６】本発明の第３実施形態の車両用空気調和装置に使用されている圧縮機の断面図である。
【図７】図６の圧縮機に使用されているオイル絞り機構の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
ＥＮＧ  エンジン
１      本発明の第１実施形態の車両用空気調和装置
２      圧縮機
４      第１内部熱交換器
６      油分離器
８      四方弁
１０    車室外熱交換器
１２    第１電子膨張弁
１４    第２内部熱交換器
１６    第２電子膨張弁
１８    車室内熱交換器
２０    気液分離機
２２    オイル戻し管路
２４    クーラント温度センサ
２６    コントローラ
【図１】
2005112247.tif 000003
【図２】
2005112247.tif 000004
【図３】
2005112247.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005112247.tif 000007
【図６】
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【図７】
2005112247.tif 000009