(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発器（３２）で低圧冷媒が蒸発して空気を冷却する冷房モードと、圧縮機（１０）吐出側のガス冷媒を前記蒸発器（３２）に直接導入して前記蒸発器（３２）で放熱させる暖房モードとを切り替える車両用冷凍サイクル装置において、
前記蒸発器（３２）の出口側と前記圧縮機（１０）の吸入側との間に、冷媒の気液を分離してガス冷媒を前記圧縮機（１０）に吸入させる低圧側気液分離器（３５）を配置するとともに、
前記低圧側気液分離器（３５）に、液冷媒の一部を前記圧縮機（１０）に吸入させるオイル戻し用絞り通路（３５ａ）を設け、
前記冷房モード時に前記圧縮機（１０）吐出側のガス冷媒を凝縮させる凝縮器（２０）の冷媒流路から冷媒の一部を分岐させる分岐流路（２３ａ）を設け、
前記分岐流路（２３ａ）に、冷媒の気液を分離する高圧側気液分離器（２３）を設けるとともに、
前記高圧側気液分離器（２３）内に前記圧縮機（１０）吐出側のガス冷媒の一部を直接導入する吐出ガス冷媒導入流路（４４）を備え、
前記高圧側気液分離器（２３）内に溜まる液冷媒量を前記圧縮機（１０）吐出側のガス冷媒の過熱度に応じて調整するようにしたことを特徴とする車両用冷凍サイクル装置。
【請求項２】
蒸発器（３２）で低圧冷媒が蒸発して空気を冷却する冷房モードと、圧縮機（１０）吐出側のガス冷媒を前記蒸発器（３２）に直接導入して前記蒸発器（３２）で放熱させる暖房モードとを切り替える車両用冷凍サイクル装置において、
前記蒸発器（３２）の出口側と前記圧縮機（１０）の吸入側との間に、冷媒の気液を分離してガス冷媒を前記圧縮機（１０）に吸入させる低圧側気液分離器（３５）を配置するとともに、
前記低圧側気液分離器（３５）に、液冷媒の一部を前記圧縮機（１０）に吸入させるオイル戻し用絞り通路（３５ａ）を設け、
前記冷房モード時に前記圧縮機（１０）吐出側のガス冷媒を凝縮させる凝縮器（２０）の冷媒流路から冷媒の一部を分岐させる分岐流路（２３ａ）を設け、
前記分岐流路（２３ａ）に、冷媒の気液を分離する高圧側気液分離器（２３）を設けるとともに、
前記高圧側気液分離器（２３）内に溜まる液冷媒量を前記圧縮機（１０）吐出側のガス冷媒の過熱度に応じて調整するようにし、
さらに、前記高圧側気液分離器（２３）内の液冷媒の一部を前記凝縮器（２０）の冷媒流路に戻すオイル戻し用流路（２３ｃ）を備えることを特徴とする車両用冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記凝縮器（２０）に前記高圧側気液分離器（２３）を一体に構成することを特徴とする請求項１または２に記載の車両用冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記高圧側気液分離器（２３）内のガス冷媒を前記凝縮器（２０）の冷媒流路に戻すガス冷媒戻し流路（２３ｂ）を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記暖房モード時に前記圧縮機（１０）の吐出ガス冷媒を前記蒸発器（３２）の入口側に導入するホットガスバイパス通路（１８）と、
前記ホットガスバイパス通路（１８）に設けられ、前記圧縮機（１０）の吐出ガス冷媒を減圧する暖房用減圧装置（１７）と、
前記圧縮機（１０）の吐出ガス冷媒を冷房モード時には前記凝縮器（２０）側へ流入させ、暖房モード時には前記ホットガスバイパス通路（１８）側へ流入させるよう、冷媒流れを切り替える弁手段（１５、１６）と、
前記冷房モード時に前記凝縮器（２０）で凝縮した冷媒を減圧して前記蒸発器（３２）に導入する冷房用減圧装置（２４）とを備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の車両用冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記冷房用減圧装置（２４）を前記凝縮器（２０）の近傍に配置し、前記冷房用減圧装置（２４）および前記ホットガスバイパス通路（１８）の出口側を前記凝縮器（２０）の近傍にて１本の低圧配管（２６）に合流し、前記低圧配管（２６）を前記蒸発器（３２）の入口側に接続したことを特徴とする請求項５に記載の車両用冷凍サイクル装置。
【請求項７】
前記冷房用減圧装置（２４）は固定絞りであることを特徴とする請求項５または６に記載の車両用冷凍サイクル装置。
【請求項８】
前記暖房モード時に、前記ホットガスバイパス通路（１８）から前記凝縮器（２０）側へ冷媒が逆流するのを防止する逆止弁（１９）を備え、
前記ホットガスバイパス通路（１８）、前記暖房用減圧装置（１７）、前記弁手段（１５、１６）および前記逆止弁（１９）を１つの弁装置（１４）として一体に構成したことを特徴とする請求項５ないし７のいずれか１つに記載の車両用冷凍サイクル装置。
【請求項９】
前記低圧側気液分離器（３５）を前記蒸発器（３２）の出口側と前記圧縮機（１０）の吸入側との間の冷媒配管（３４）により支持することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の車両用冷凍サイクル装置。
【請求項１０】
前記低圧側気液分離器（３５）を車室内（２８）に配置することを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の車両用冷凍サイクル装置。
【請求項１１】
前記蒸発器（３２）を備える空調ユニット（３０）を車室内（２８）に配置するとともに、前記低圧側気液分離器（３５）を前記空調ユニット（３０）内に配置することを特徴とする請求項１０に記載の車両用冷凍サイクル装置。
【請求項１２】
前記蒸発器（３２）を備える空調ユニット（３０）を車室内（２８）に配置するとともに、前記低圧側気液分離器（３５）を、車室内（２８）において前記空調ユニット（３０）の外部に配置することを特徴とする請求項１０に記載の車両用冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、暖房時には圧縮機吐出ガス冷媒（ホットガス）を凝縮器側をバイパスして蒸発器に直接導入することにより、蒸発器をガス冷媒の放熱器として使用するホットガスヒータ機能を持った車両用冷凍サイクル装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用空調装置では冬期暖房時に温水（エンジン冷却水）を暖房用熱交換器に循環させ、この暖房用熱交換器にて温水を熱源として空調空気を加熱するようにしている。この場合、温水温度が低いときには車室内への吹出空気温度が低下して必要な暖房能力が得られない場合がある。
【０００３】
そこで、特開平５−２２３３５７号公報においては、ホットガスバイパスにより暖房機能を発揮できる冷凍サイクル装置が提案されている。この従来装置では、図９に示すように圧縮機１０の吐出側を凝縮器２０等をバイパスして蒸発器３２の入口側に直接接続するホットガスバイパス通路１８を設けるとともに、このホットガスバイパス通路１８に暖房用減圧装置１７を設け、さらに、凝縮器２０への冷媒通路およびホットガスバイパス通路１８を開閉する冷房用電磁弁１５と暖房用電磁弁１６を設けている。
【０００４】
空調ユニット３０内には、蒸発器３２の下流側に温水式の暖房用ヒータコア３３が配置されており、そして、冬期暖房時において、暖房用ヒータコア３３に循環する温水温度が所定温度より低いとき（エンジン１２の始動暖機時等）には、冷房用電磁弁１５を閉じて暖房用電磁弁１６を開くことにより、圧縮機１０の高温吐出ガス冷媒（ホットガス）をホットガスバイパス通路１８に流入させる。
【０００５】
そして、このホットガスを暖房用減圧装置１７にて減圧した後に蒸発器３２に直接導入することにより、蒸発器３２でガス冷媒から空調空気に放熱することにより、暖房機能を発揮できるようにしている。
【０００６】
また、凝縮器２０下流側にレシーバ（受液器）５１を配置している。このレシーバ５１は、冷房時に、凝縮器２０を通過した冷媒（ガス冷媒を一部含む飽和冷媒）の気液を分離して、余剰の液冷媒を貯留するものである。また、ホットガスによる暖房時に圧縮機１０の高温吐出ガス冷媒（ホットガス）をホットガスバイパス通路１８を通して蒸発器３２に直接導入するので、蒸発器３２の出口と圧縮機１０の吸入側との間に冷媒の気液を分離するアキュムレータ（低圧側気液分離器）３５を設け、このアキュムレータ３５で分離したガス冷媒を圧縮機１０に吸入させている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ホットガスヒータによる暖房能力は圧縮機１０の圧縮仕事量により決まるから、暖房能力向上のためにはアキュームレータ３５の図示しないオイル戻し用絞り通路の絞り径（絞り開度）を例えばφ２．５程度に大きくし、これにより、圧縮機１０への吸入液冷媒量を増大して、圧縮仕事量を増大させる方が好ましい。
【０００８】
ところが、アキュームレータ３５のオイル戻し用絞り通路の絞り径を大きくすると、冷房モード時にも圧縮機１０への吸入液冷媒量が増大してしまう。この吸入液冷媒量の増大は、圧縮機１０の駆動動力を増大させるのみならず、以下の理由から冷房能力低下の原因ともなる。
【０００９】
すなわち、第１には、吸入液冷媒量が増大すると、サイクル循環流量の増大により蒸発器３２に流入する冷媒量が増大し、蒸発器３２で蒸発する冷媒量が増加する。これにより、蒸発器３２では冷媒蒸発量の増加に見合ったサイクルバランスが生じて冷媒蒸発圧力（低圧圧力）が上昇し、冷媒蒸発温度が上昇する。その結果、蒸発器吹出空気温度が上昇して、冷房能力を低下させる。
【００１０】
第２には、吸入液冷媒量が増大すると、サイクル内のオイル循環流量が過度に増大して、蒸発器３２での熱交換が阻害され、冷房能力を低下させる。
【００１１】
従って、冷房モードの効率アップのためには、アキュームレータ３５のオイル戻し用絞り通路の絞り径を例えば、φ１．２程度に小さくすることが好ましい。
故に、オイル戻し用絞り通路の絞り径（絞り開度）は、暖房能力と冷房能力に対して相反的な関係にあって、この両者を両立させることができない。
【００１２】
また、上記従来装置の冷凍サイクルは凝縮器２０下流側に冷媒の気液分離作用を果たすレシーバ５１を配置する、いわゆるレシーバサイクルを基礎とするものであり、そのため、冷房用減圧装置５０には常にレシーバ５１から液冷媒が導入される。そこで、レシーバサイクルでは、蒸発器３２での冷房熱負荷に応じて冷媒流量を調整するために、一般に、冷房用減圧装置５０として、蒸発器３２出口での冷媒過熱度に応じて冷媒流量を調整する温度式膨張弁が使用される。
【００１３】
そして、冷房用減圧装置５０として用いられる温度式膨張弁は、冷媒の過熱度制御のための感温部（蒸発器出口冷媒の温度を感知する機構）を具備しているので、温度式膨張弁の感温部がエンジンルーム内のエンジン熱やエンジンルーム内の熱風の影響を受けると、蒸発器出口冷媒の温度を的確に感知することができない。
【００１４】
そのため、レシーバサイクルでは、冷房用減圧装置（温度式膨張弁）５０をエンジンルーム内のエンジン熱やエンジンルーム内の熱風の影響を受けない場所に設置する必要があり、通常は、温度式膨張弁５０を車室内に設置される空調ユニット３０の蒸発器３２近傍に配置することが多い。
【００１５】
一方、圧縮機１０、凝縮器２０、レシーバ５１等のサイクル高圧側機器はエンジンルーム内に搭載されるので、上記従来装置では車両への搭載に際して、ホットガスバイパス通路１８の一端をエンジンルーム内の圧縮機１０吐出側に結合し、他端は車室内の温度式膨張弁５０と蒸発器３２との間に結合することになる。
【００１６】
すなわち、上述した理由から、上記従来装置ではホットガスバイパス通路１８が必然的にエンジンルーム内の圧縮機１０吐出側から車室内の蒸発器３２入口側に至る長さの長い配管となってしまうので、エンジンルーム内の圧縮機１０と車室内の空調ユニット３０との間に実質的に高圧配管、低圧配管、ホットガスバイパス通路（配管）１８の計３本の配管を必要とする。従って、狭隘なエンジンルーム内での配管取り回しが複雑となり、コストアップを招くとともに、配管スペースの確保に苦慮することになる。
【００１７】
本発明は上記点に鑑みてなされたもので、ホットガスヒータの暖房機能を持った車両用冷凍サイクル装置において、ホットガスヒータによる暖房能力と、冷房能力との両立を図ることを目的とする。
【００１８】
また、本発明は、ホットガスヒータによる暖房モードのために用いる低圧側気液分離器（アキュームレータ）の小型化を図ることを他の目的とする。
【００１９】
また、本発明は、ホットガスヒータの暖房機能を持った車両用冷凍サイクル装置において、サイクル配管の取り回しを簡素化して、車両搭載性を向上することを他の目的とする。
【００３２】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために案出されたもので、請求項１に記載の発明では、蒸発器（３２）で低圧冷媒が蒸発して空気を冷却する冷房モードと、圧縮機（１０）吐出側のガス冷媒を蒸発器（３２）に直接導入して蒸発器（３２）で放熱させる暖房モードとを切り替える車両用冷凍サイクル装置において、
蒸発器（３２）の出口側と圧縮機（１０）の吸入側との間に、冷媒の気液を分離してガス冷媒を圧縮機（１０）に吸入させる低圧側気液分離器（３５）を配置するとともに、低圧側気液分離器（３５）に、液冷媒の一部を圧縮機（１０）に吸入させるオイル戻し用絞り通路（３５ａ）を設け、冷房モード時に圧縮機（１０）吐出側のガス冷媒を凝縮させる凝縮器（２０）の冷媒流路から冷媒の一部を分岐させる分岐流路（２３ａ）を設け、分岐流路（２３ａ）に、冷媒の気液を分離する高圧側気液分離器（２３）を設けるとともに、高圧側気液分離器（２３）内に圧縮機（１０）吐出側のガス冷媒の一部を直接導入する吐出ガス冷媒導入流路（４４）を備え、高圧側気液分離器（２３）内に溜まる液冷媒量を圧縮機（１０）吐出側のガス冷媒の過熱度に応じて調整するようにしたことを特徴とする。
【００３３】
これによると、吐出ガス冷媒導入流路（４４）によって圧縮機（１０）吐出側のガス冷媒の一部を高圧側気液分離器（２３）内に直接導入することにより、圧縮機（１０）吐出冷媒の過熱度変化を高圧側気液分離器（２３）に直接フィードバックできる。そのため、圧縮機（１０）吐出冷媒の過熱度が増加するときは高圧側気液分離器（２３）内の液冷媒量を減少させ、サイクル内循環冷媒の流量を増加させるので、蒸発器（３２）の出口冷媒および圧縮機（１０）吐出冷媒の過熱度の増加を抑制できる。
【００３４】
逆に、圧縮機（１０）吐出冷媒の過熱度が減少するときは高圧側気液分離器（２３）内の液冷媒量を増加させ、サイクル内循環冷媒の流量を減少させるので、蒸発器（３２）の出口冷媒および圧縮機（１０）吐出冷媒の過熱度の減少を抑制できる。
【００３５】
このように、圧縮機（１０）吐出冷媒の過熱度に応じた、高圧側気液分離器（２３）内の液冷媒量調整作用を発揮して、蒸発器（３２）の出口冷媒および圧縮機（１０）吐出冷媒の過熱度を制御することにより、従来のレシーバサイクルおよびアキュムレータサイクルとは異なる新方式の冷凍サイクル装置を提供できる。
【００３６】
従って、請求項１に記載の発明によると、冷房モード時には高圧側気液分離器（２３）内の液冷媒量調整作用により蒸発器（３２）の出口冷媒を過熱ガス状態にすることができるので、低圧側気液分離器（３５）のオイル戻し用絞り通路（３５ａ）の絞り開度を大きくしても圧縮機１０への吸入液冷媒量の増大という不具合が発生しない。
その結果、オイル戻し用絞り通路（３５ａ）の絞り開度を大きくして暖房モード時の圧縮仕事量を増大させ、それにより、暖房能力を向上させても冷房能力の低下が発生しない。よって、暖房能力と冷房能力の両立を実現できる。
更に、高圧側気液分離器（２３）は高圧側通路部に設けられ、比容積の小さい高圧冷媒の気液分離を行うため、従来のアキュムレータサイクルにおけるアキュムレータに比較してタンク容積を小さくすることができる。そして、低圧側気液分離器（アキュムレータ）（３５）は、冷房モード時には過熱ガス冷媒が通過する単なる通路となり、暖房時のみ気液分離作用を果たすから、従来のアキュムレータサイクルにおけるアキュムレータに比較してタンク容積を大幅に小さくすることができる。従って、高圧側、低圧側の両気液分離器（２３、３５）はいずれも車両への搭載性を向上できる。
上述の作用効果に加えて、請求項１に記載の発明では、以下の第１、第２の作用効果を更に発揮できる。
【００３７】
第１は、圧縮機（１０）吐出冷媒の過熱度変化を吐出ガス冷媒導入流路（４４）により高圧側気液分離器（２３）に直接フィードバックするので、気液分離器（２３）に溜まる液冷媒量を圧縮機吐出冷媒の過熱度変化に素早く応答して的確に調整できる。その結果、気液分離器（２３）内への液冷媒の溜まり過ぎ、およびこれに起因する循環冷媒流量不足をより確実に防止できる。これにより、循環冷媒流量不足に基づく冷房能力不足、圧縮機（１０）へのオイル戻り不足（潤滑不足）といった不具合を防止できる。
【００３８】
第２には、凝縮器（２０）の冷媒流路から冷媒の一部を分岐させて高圧側気液分離器（２３）内に導入するようにしているから、後述の第２実施形態で詳述するように、暖房モード時における冷媒回収運転を短時間で効率よく行うことができる。
次に、請求項２に記載の発明では、蒸発器（３２）で低圧冷媒が蒸発して空気を冷却する冷房モードと、圧縮機（１０）吐出側のガス冷媒を蒸発器（３２）に直接導入して蒸発器（３２）で放熱させる暖房モードとを切り替える車両用冷凍サイクル装置において、
蒸発器（３２）の出口側と圧縮機（１０）の吸入側との間に、冷媒の気液を分離してガス冷媒を圧縮機（１０）に吸入させる低圧側気液分離器（３５）を配置するとともに、低圧側気液分離器（３５）に、液冷媒の一部を圧縮機（１０）に吸入させるオイル戻し用絞り通路（３５ａ）を設け、冷房モード時に圧縮機（１０）吐出側のガス冷媒を凝縮させる凝縮器（２０）の冷媒流路から冷媒の一部を分岐させる分岐流路（２３ａ）を設け、分岐流路（２３ａ）に、冷媒の気液を分離する高圧側気液分離器（２３）を設けるとともに、高圧側気液分離器（２３）内に溜まる液冷媒量を圧縮機（１０）吐出側のガス冷媒の過熱度に応じて調整するようにし、さらに、高圧側気液分離器（２３）内の液冷媒の一部を凝縮器（２０）の冷媒流路に戻すオイル戻し用流路（２３ｃ）を備えることを特徴とする。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様に、圧縮機（１０）吐出冷媒の過熱度に応じた、高圧側気液分離器（２３）内の液冷媒量調整作用を発揮して、蒸発器（３２）の出口冷媒および圧縮機（１０）吐出冷媒の過熱度を制御することにより、従来のレシーバサイクルおよびアキュムレータサイクルとは異なる新方式の冷凍サイクル装置を提供できる。
このため、請求項２に記載の発明においても請求項１に記載の発明と同様に、暖房能力と冷房能力の両立を実現できるとともに、高圧側、低圧側の両気液分離器（２３、３５）のタンク容積を小さくすることができるので、車両への搭載性を向上できる等の作用効果を発揮できる。
これに加え、請求項２に記載の発明では、高圧側気液分離器（２３）内の液冷媒の一部を凝縮器（２０）の冷媒流路に戻すオイル戻し用流路（２３ｃ）を備えているから、高圧側気液分離器（２３）から液冷媒とともにオイルをサイクル循環冷媒に戻すことができるとともに、この液冷媒およびオイルも再度、凝縮器（２０）にて冷却できる。
【００３９】
請求項３に記載の発明のように、請求項１または２において、凝縮器（２０）に高圧側気液分離器（２３）を一体に構成すれば、車両搭載性等において有利である。
【００４１】
請求項４に記載の発明のように、請求項１ないし３のいずれか１つにおいて、高圧側気液分離器（２３）内のガス冷媒を凝縮器（２０）の冷媒流路に戻すガス冷媒戻し流路（２３ｂ）を備えることにより、高圧側気液分離器（２３）からのガス冷媒を再度、凝縮器（２０）にて冷却できる。
【００４４】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１つにおいて、暖房モード時に圧縮機（１０）の吐出ガス冷媒を蒸発器（３２）の入口側に導入するホットガスバイパス通路（１８）と、ホットガスバイパス通路（１８）に設けられ、圧縮機（１０）の吐出ガス冷媒を減圧する暖房用減圧装置（１７）と、圧縮機（１０）の吐出ガス冷媒を冷房モード時には凝縮器（２０）側へ流入させ、暖房モード時にはホットガスバイパス通路（１８）側へ流入させるよう、冷媒流れを切り替える弁手段（１５、１６）と、冷房モード時に凝縮器（２０）で凝縮した冷媒を減圧して蒸発器（３２）に導入する冷房用減圧装置（２４）とを備えるようにしたものである。
【００４５】
請求項６に記載の発明では、請求項５において、冷房用減圧装置（２４）を凝縮器（２０）の近傍に配置し、冷房用減圧装置（２４）およびホットガスバイパス通路（１８）の出口側を凝縮器（２０）の近傍にて１本の低圧配管（２６）に合流し、低圧配管（２６）を蒸発器（３２）の入口側に接続したことを特徴とする。
【００４６】
これにより、凝縮器（２０）の近傍にて冷房用減圧装置（２４）およびホットガスバイパス通路（１８）の出口側を１本の低圧配管（２６）により合流させ、この１本の低圧配管（２６）を蒸発器（３２）の入口側に接続する配管構成でもって、ホットガスヒータの暖房機能を発揮できる。
【００４７】
従って、車室内（２８）側に設置される蒸発器（３２）に対しては通常の冷房用冷凍サイクルと同様に２本の配管を取り回しするだけでよく、ホットガスバイパスの暖房機能を持った冷凍サイクル装置の車両への搭載性を著しく改善できる。同時に、冷房用減圧装置（２４）を凝縮器（２０）の近傍（すなわち、エンジンルーム（２９）側）に配置することにより、冷房用減圧装置（２４）における減圧作用に伴って発生する冷媒流動音が車室内へ到達しにくくなって、騒音対策上、極めて有利である。
【００４８】
請求項７に記載の発明のように、請求項５または６において、冷房用減圧装置（２４）は固定絞りで構成できる。
【００４９】
請求項８に記載の発明では、請求項５ないし７のいずれか１つにおいて、暖房モード時に、ホットガスバイパス通路（１８）から凝縮器（２０）側へ冷媒が逆流するのを防止する逆止弁（１９）を備え、ホットガスバイパス通路（１８）、暖房用減圧装置（１７）、弁手段（１５、１６）および逆止弁（１９）を１つの弁装置（１４）として一体に構成したことを特徴とする。
【００５０】
このように、上記要素（１５〜１９）を１つの弁装置（１４）として一体化しているから、既存の冷房用の冷凍サイクルの冷媒配管レイアウトをほとんど変更することなく、上記要素を一体化した１つの弁装置を追加するだけでよい。しかも、１つの弁装置（１４）内部にホットガスバイパス通路（１８）を内蔵することができて、弁装置（１４）内にてホットガスバイパス通路（１８）と冷房用減圧装置（２４）の出口側を合流させることができる。従って、弁装置（１４）にこの合流部形成の役割を兼務させることができるので、外部に配管合流部を設ける必要がなくなり、配管取り回しをより一層簡潔にすることができる。その結果、、ホットガス暖房機能を持つ冷凍サイクル装置の車両搭載性を一層改善できる。
【００５１】
請求項９に記載の発明では、請求項１ないし８のいずれか１つにおいて、、低圧側気液分離器（３５）を蒸発器（３２）の出口側と圧縮機（１０）の吸入側との間の冷媒配管（３４）により支持することを特徴とする。
【００５２】
請求項１において既述したように低圧側気液分離器（３５）のタンク容積を従来のアキュムレータサイクルにおけるアキュムレータに比較して大幅に小さくすることができる。その結果、請求項９のように低圧側気液分離器（３５）を冷媒配管（３４）により直接支持することが可能となる。これにより、低圧側気液分離器（３５）をブラケットを介して車体側に支持固定する必要が無くなり、低圧側気液分離器（３５）を冷媒配管（３４）に接続するだけでよい。
【００５３】
請求項１０に記載の発明のように、請求項１ないし９のいずれか１つにおいて、低圧側気液分離器（３５）を車室内（２８）に配置してもよい。
【００５４】
このように低圧側気液分離器（３５）のタンク容積の大幅な小型化に伴って低圧側気液分離器（３５）を車室内（２８）に配置することも可能となり、低圧側気液分離器（３５）の配置レイアウトの選択の自由度が増す。
【００５５】
請求項１１に記載の発明のように、請求項１０において、蒸発器（３２）を備える空調ユニット（３０）を車室内（２８）に配置するとともに、低圧側気液分離器（３５）を空調ユニット（３０）内に配置してもよい。
【００５６】
請求項１２に記載の発明のように、請求項１０において、蒸発器（３２）を備える空調ユニット（３０）を車室内（２８）に配置するとともに、低圧側気液分離器（３５）を、車室内（２８）において空調ユニット（３０）の外部に配置してもよい。
【００５７】
なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００５８】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１、図２は本発明の第１実施形態による車両空調用冷凍サイクル装置を示すものであり、圧縮機１０は、電磁クラッチ１１を介して車両エンジン１２により駆動される。圧縮機１０の吐出配管１３には弁装置１４が設けられている。この弁装置１４は、図２に示すように冷房用電磁弁（第１弁手段）１５と、暖房用電磁弁（第２弁手段）１６と、暖房用減圧装置１７、ホットガスバイパス通路１８と、逆止弁１９とを１つの部品として一体化したものである。
【００５９】
ここで、暖房用電磁弁１６と暖房用減圧装置１７はホットガスバイパス通路１８に設置されるもので、暖房用減圧装置１７は暖房用電磁弁１６の出口部に形成した細径の絞り穴（固定絞り）にて構成できる。
【００６０】
圧縮機１０の吐出配管１３は、弁装置１４の冷房用電磁弁１５を介して凝縮器２０の入口ジョイント２０ａに接続されている。ここで、凝縮器２０は圧縮機１０から吐出された高圧のガス冷媒を外気と熱交換して冷却し、凝縮するものであって、図２に示すように冷媒流れ方向の順に第１熱交換部２１と第２熱交換部２２とを設けている。そして、第１熱交換部２１と第２熱交換部２２との間に冷媒の気液分離を行う高圧側気液分離器２３を設置する構成となっている。
【００６１】
図１は凝縮器２０の具体的構成を例示するもので、凝縮器２０の熱交換部２０ｂは冷媒が流れるチューブとコルゲートフィンとを交互に上下方向に積層配置し、そして、チューブの両端部（水平方向の両端部）にヘッダータンク２０ｃ、２０ｄを上下方向に延びるように配置している。
【００６２】
一方のヘッダータンク２０ｃ内にはその内部空間を上下に仕切る仕切板２０ｅを配置して、入口ジョイント２０ａからの圧縮機吐出冷媒がヘッダータンク２０ｃの上部空間を通過して熱交換部２０ｂの上部のチューブ群を通過する。他方のヘッダータンク２０ｄ内にも内部空間を上下に仕切る仕切板２０ｆが配置してあり、熱交換部２０ｂの上部のチューブ群を通過した冷媒はヘッダータンク２０ｄの上部空間を通過し、更に第１連通部２３ａから高圧側気液分離器２３の上部に流入する。
【００６３】
高圧側気液分離器２３は上下方向に延びる細長のタンク形状を有し、一方のヘッダータンク２０ｄと一体に構成してある。高圧側気液分離器２３はその上下方向に延びる内部空間において液冷媒とガス冷媒の密度差を利用して冷媒の気液を分離し、そのタンク内空間の下方部に液冷媒を溜める。
【００６４】
この高圧側気液分離器２３で気液分離されたガス冷媒は、上方側に配置した第２連通部２３ｂからヘッダータンク２０ｄの仕切板２０ｆの下部空間に流入し、更にヘッダータンク２０ｄの下部空間から熱交換部２０ｂの下部のチューブ群を通過する。この下部のチューブ群を通過した冷媒はヘッダータンク２０ｃの仕切板２０ｅの下部空間に流入し、ここを通過して出口ジョイント２０ｇから凝縮器２０の外部へ流出する。
【００６５】
なお、高圧側気液分離器２３の最下部には、液冷媒中に含まれているオイルを戻すためのオイル戻し用絞り通路を構成する第３連通部２３ｃが設けてあり、この第３連通部２３ｃを通過して高圧側気液分離器２３内の一部の液冷媒がヘッダータンク２０ｄの下部空間に流入するようになっている。
【００６６】
以上の説明から理解されるように、本例では熱交換部２０ｂの上部側にて第１熱交換部２１が構成され、熱交換部２０ｂの下部側にて第２熱交換部２２が構成さる。なお、図１では説明の簡略化のために、第１、第２熱交換部２１、２２の冷媒流路を単純なストレート流れとしたが、第１、第２熱交換部２１、２２の冷媒流路を、ヘッダータンク２０ｃ、２０ｄにＵターン部を持つ蛇行状の流路としてもよいことはもちろんである。
【００６７】
また、本例の凝縮器２０は第１熱交換部２１、第２熱交換部２２および気液分離器２３を一体に組み付けて、この三者をアルミニュウムの一体ろう付け等の方法で一体構造に組み付けている。凝縮器２０において冷却風の上流側（前面側）に、弁装置１４および入口ジョイント２０ａ、出口ジョイント２０ｇを配置しており、入口ジョイント２０ａと出口ジョイント２０ｇはヘッダータンク２０ｃの上下に離して固定してある。
【００６８】
また、図１の例では弁装置１４の冷房用電磁弁１５の出口通路部１５ａを入口ジョイント２０ａ部に固定することにより、弁装置１４の全体を入口ジョイント２０ａ部に支持固定するようになっている。ここで、弁装置１４を、凝縮器２０の上部サイドプレート２０ｈに適宜のブラケットを介して固定してもよい。
【００６９】
そして、出口ジョイント２０ｇには冷房用減圧装置２４が接続されている。この冷房用減圧装置２４は凝縮器２０を通過した冷媒を低圧の気液２相状態に減圧するためのものであり、固定絞りにて構成されている。本例では、固定絞りとして具体的には細径（例えば、φ１．２〜１．３ｍｍ程度）の管を所定長さとすることにより圧損を発生するキャピラリチューブを用いている。
【００７０】
上記した冷房用減圧装置２４の出口側には、弁装置１４内の逆止弁１９が接続されている。この逆止弁１９は、暖房モード時にホットガスバイパス通路１８から凝縮器２０側へ冷媒が逆流するのを防止するものである。この逆止弁１９の出口部は弁装置１４の内部にてホットガスバイパス通路１８の出口部に合流している。従って、ホットガスバイパス通路１８は凝縮器２０の近傍部位に位置する弁装置１４内に内蔵される極めて短い通路で構成でき、かつ、ホットガスバイパス通路１８の出口部と逆止弁１９の出口部との合流部２５も弁装置１４内に内蔵できる。
【００７１】
そして、この合流部２５に１本の入口側低圧配管２６を結合し、この１本の低圧配管２６をダッシュボード２７の穴を貫通して車室内２８へ配管する。ここで、ダッシュボード２７は車両のエンジンルーム２９と車室内２８とを仕切るものである。
【００７２】
車室内２８の前方部の計器盤（図示せず）下方部には空調ユニット３０が配置され、この空調ユニット３０内において、空調用電動送風機３１の空気下流側に蒸発器３２が配置され、この蒸発器３２の下流側に温水式の暖房用ヒータコア３３が配置されている。
【００７３】
上記低圧配管２６は蒸発器３２の冷媒入口部に結合され、この蒸発器３２の冷媒出口部には出口側低圧配管３４が接続され、この出口側低圧配管３４はダッシュボード２７を貫通してエンジンルーム２９側へ配管され、エンジンルーム２９内のアキュームレータ３５の入口に接続され、アキュームレータ３５の出口は吸入配管３６を通して圧縮機１０の吸入口に接続される。
【００７４】
アキュームレータ３５は周知のごとく蒸発器３２の出口側低圧配管３４から流入する冷媒の気液を分離して液冷媒を貯留する低圧側気液分離器であって、ガス冷媒を圧縮機１０に吸入させるとともに、潤滑オイルを圧縮機１０に戻すために、アキュームレータタンク底部付近の液冷媒の一部を圧縮機１０に吸入させるオイル戻し用絞り通路３５ａを持っている。
【００７５】
このオイル戻し用絞り通路３５ａは、凝縮器２０におけるオイル戻し用第３連通部２３ｃと同じものである。なお、図２ではオイル戻し用絞り通路３５ａを独立に構成する状態を図示しているが、アキュームレータ３５の出口配管にタンク内部の底部付近まで延びる部位を設け、この出口配管のタンク内部の底部付近にオイル戻し用絞り通路３５ａを構成してもよいことはもちろんである。
【００７６】
アキュームレータ３５は後述するように凝縮器２０の高圧側気液分離器２３と組み合わせて使用され、暖房モードのみに気液分離作用を果たすため、通常のものに比較して大幅に小型化することができる。そのため、アキュームレータ３５は蒸発器３２の出口側低圧配管３４に接続して出口側低圧配管３４により支持固定するようにしてある。
【００７７】
なお、前記した空調ユニット３０において、蒸発器３２は空調用送風機３１により送風される空気（車室内空気または外気）を冷房モード時（あるいは除湿必要時）には冷媒蒸発潜熱の吸熱により冷却し、また、冬期暖房モード時には、蒸発器３２はホットガスバイパス通路１８からの高温冷媒ガス（ホットガス）が流入して空気を加熱するので、放熱器としての役割を果たす。
【００７８】
また、暖房用ヒータコア３３には、車両エンジン１２の温水（冷却水）がエンジン駆動の温水ポンプ（図示せず）により循環することにより、温水を熱源として蒸発器通過後の空気を加熱する。そして、暖房用ヒータコア３３の下流側に設けられた吹出口（図示せず）から車室内２８へ空調空気を吹き出すようになっている。
【００７９】
また、電磁クラッチ１１、冷房用電磁弁１５、暖房用電磁弁１６、凝縮器用電動冷却ファン（図示せず）、空調用電動送風機３１等の電気機器の作動は、空調用電子制御装置（図示せず）により制御される。
【００８０】
次に、上記構成において第１実施形態の作動を説明する。冷房モードが選択されたときは、空調用電子制御装置（図示せず）により冷房用電磁弁１５が開状態とされ、暖房用電磁弁１６が閉状態とされ、また、電磁クラッチ１１が通電されて接続状態となり、圧縮機１０が車両エンジン１２にて駆動される。
【００８１】
すると、圧縮機１０の吐出ガス冷媒は開状態の冷房用電磁弁１５を通過して凝縮器２０→冷房用減圧装置２４→逆止弁１９→蒸発器３２→アキュームレータ３５→圧縮機１０の閉回路を循環する。この冷房モード時の作動を図３のモリエル線図により詳述すると、圧縮機１０の吐出ガス冷媒▲１▼は過熱ガス状態であり、このガス冷媒▲１▼はまず、凝縮器２０の第１熱交換部２１に流入し、ここで、冷却空気（外気）と熱交換して放熱して高圧側気液分離器２３内に流入する。
【００８２】
第１実施形態の冷凍サイクル装置では、気液分離器２３内に常に液冷媒が貯留されて気液界面を形成するようになっている。すなわち、第１熱交換部２１から過熱ガスが流入するときは気液分離器２３内の貯留液冷媒の一部を蒸発させ、また、逆に、第１熱交換部２１から気液２相の湿りガスが流入するときは気液分離器２３内で２相冷媒の気液を分離して液冷媒を溜める。
【００８３】
このようにして、気液分離器２３内に常に冷媒の気液界面を形成するので、気液分離器２３内の冷媒▲２▼はモリエル線図の飽和ガス線Ｌ１上に位置し、過熱度ＳＨ＝０℃となる。そして、気液分離器２３内で気液分離された飽和ガス冷媒▲２▼が凝縮器２０の第２熱交換部２２に流入し、再び、冷却空気（外気）と熱交換して放熱して凝縮する。
【００８４】
この第２熱交換部２２の出口冷媒▲３▼の過冷却度ＳＣは次のようにサイクル運転条件の変動に応じて成り行きで決定される。すなわち、冷房用減圧装置２４を固定絞りで構成してあるので、固定絞りの種類により決まる流量特性と、サイクル高圧圧力とサイクル冷媒流量とにより成り行きで過冷却度ＳＣが決定される。
【００８５】
上記の過冷却冷媒▲３▼は次に冷房用減圧装置２４の固定絞りで減圧されて低圧の気液２相冷媒▲４▼となり、この低圧冷媒▲４▼は次に蒸発器３２で空調ユニット３０内の送風空気から吸熱して蒸発して過熱度ＳＨを持った過熱ガス冷媒▲５▼となり、この過熱ガス冷媒▲５▼が圧縮機１に吸入され、再度圧縮される。
【００８６】
ところで、第１実施形態の冷凍サイクル装置では、凝縮器２０の中間の気液分離器２３内の冷媒▲２▼は上記のように飽和ガス線Ｌ１上の飽和状態に維持されているから、圧縮機１の吐出ガス冷媒▲１▼は凝縮器２０の第１熱交換部２１での熱交換量（放熱量）Ｈ１により決まる過熱状態となる。つまり、熱交換量Ｈ１の増減により吐出ガス冷媒▲１▼の状態が決まる。
【００８７】
そして、圧縮機１０での圧縮過程は基本的に断熱圧縮による等エントロピ変化であるから、吐出ガス冷媒▲１▼の状態が決まると、等エントロピ線Ｌ３により圧縮機１０の吸入側冷媒▲５▼の状態、すなわち、吸入側冷媒▲５▼の過熱度ＳＨが決まる。
従って、吸入側冷媒▲５▼の過熱度ＳＨがサイクル運転条件の変動により成り行きで変動するとしても、予め、第１熱交換部２１の熱交換量Ｈ１を適切に設定しておくことにより、吸入側冷媒▲５▼の過熱度ＳＨを例えば、０〜２０℃程度の範囲に制御することが可能となる。
【００８８】
ところで、第１実施形態によると、上記のように第１熱交換部２ａの熱交換量Ｈ１により圧縮機吐出ガス冷媒▲１▼の状態が決まり、それにより、吸入側冷媒▲５▼の過熱度ＳＨが制御される方式にしているから、圧縮機１０の吸入側にアキュームレータ３５が設置されていても、このアキュームレータ３５を適度の過熱度ＳＨを持つ過熱ガス冷媒が通過することになる。
【００８９】
従って、冷房モード時にはアキュームレータ３５は過熱ガス冷媒の単なる通路を構成するだけであり、冷媒の気液分離作用を果たすことがない。
【００９０】
一方、冬期の暖房モード時には、空調用電子制御装置により冷房用電磁弁１５が閉状態とされ、暖房用電磁弁１６が開状態とされ、ホットガスバイパス通路１８が開通する。従って、圧縮機１０の高温吐出ガス冷媒（過熱ガス冷媒）が開状態の暖房用電磁弁１６を通過した後、暖房用減圧装置（固定絞り）１７で減圧される。
【００９１】
この後、減圧後のガス冷媒がホットガスバイパス通路１８、低圧配管２６を経て、車室内の空調ユニット３０の蒸発器３２に導入され、ここで送風空気に放熱して、送風空気を加熱する。そして、蒸発器３２で放熱したガス冷媒はアキュームレータ３５内に流入し、このアキュームレータ３５内にてガス冷媒と液冷媒がその密度差により分離され、ガス冷媒が圧縮機１０に吸入され、再度圧縮される。また、同時に、アキュームレータ３５内の下側に溜まった液冷媒（潤滑オイルを含む）が若干量オイル戻し通路３５ａから圧縮機１０に吸入される。
【００９２】
なお、暖房モード時において、逆止弁１９はホットガスバイパス通路１８からガス冷媒が凝縮器２０側へ逆流して、凝縮器２０内に冷媒が滞留すること（寝込み現象）を抑制する。
【００９３】
以上は、冷凍サイクル装置全体としての作動であるが、次に、本第１実施形態による冷房能力と暖房能力の両立効果、アキュームレータ３５の小型化効果、および車両搭載性の改善効果について説明する。
【００９４】
１．冷房能力と暖房能力の両立
ホットガスヒータによる暖房能力は圧縮機１０の圧縮仕事量により決まるから、暖房能力向上のためにはアキュームレータ３５のオイル戻し用絞り通路３５ａの絞り径（絞り開度）を例えばφ２．５程度に大きくし、これにより、圧縮機１０への吸入液冷媒量を増大して、圧縮仕事量を増大させる方が好ましい。
【００９５】
ところが、アキュームレータ３５のオイル戻し用絞り通路３５ａの絞り径を大きくすると、冷房モード時にも圧縮機１０への吸入液冷媒量が増大してしまう。
この吸入液冷媒量の増大は、蒸発器３２に流入する冷媒量が増大して冷媒蒸発圧力（低圧圧力）が上昇し、冷媒蒸発温度が上昇する。その結果、蒸発器吹出空気温度が上昇して、冷房能力を低下させる。また、吸入液冷媒量の増大により、サイクル内のオイル循環流量が過度に増大して、蒸発器３２での熱交換が阻害され、冷房能力を低下させる。
【００９６】
従って、冷房モードの効率アップのためには、オイル戻し用絞り通路３５ａの絞り径を例えば、φ１．２程度に小さくすることが好ましい。故に、オイル戻し用絞り通路３５ａの絞り径（絞り開度）は、暖房能力と冷房能力に対して相反的な関係にある。
【００９７】
しかし、本第１実施形態によると、凝縮器２０が第１、第２熱交換部２１、２２の間に気液分離器２３を設けた構成となっているため、冷房モード時には前述したように圧縮機吸入冷媒が必ず過熱度を持つようになり、アキュームレータ３５は過熱ガス冷媒が通過するだけの単なる通路となる。そのため、オイル戻し用絞り通路３５ａの絞り径（絞り開度）を暖房能力向上のために大きめの値に設計しても、それによる冷房モード時の不具合が発生しない。
【００９８】
従って、本第１実施形態によると、アキュームレータ３５のオイル戻し用絞り通路３５ａの絞り径（絞り断面積）の拡大により、暖房能力の向上を図っても冷房能力が低下しない。よって、暖房能力と冷房能力との両立を図ることができる。
【００９９】
２．アキュームレータ３５の小型化
冷房モード時の熱負荷変動に起因するサイクル内冷媒循環量の変動は、凝縮器２０に設けた高圧側気液分離器２３のタンク容積により吸収することができる。
従って、アキュームレータ３５は冷房モード時の冷媒循環量変動を吸収するためのタンク容積を設定する必要がなく、暖房モード時の必要冷媒量のみを考慮してタンク容積を設定すればよい。しかも、暖房モード時に余剰冷媒は高圧側気液分離器２３とアキュームレータ３５に分散して蓄積できる。
【０１００】
そのため、アキュームレータ３５のタンク容積は通常のアキュムレータサイクルにおけるタンク容積に比較して大幅に減少（例えば、１／３以下）させることができる。そのため、アキュームレータ３５は図１に示すように蒸発器３２の出口側低圧配管３４の途中に接続して、配管３４により支持するだけでよく、アキュームレータ３５を専用のブラケットを介して車体側に支持固定する必要がない。そのため、アキュームレータ３５の車両への搭載性を向上できる。
【０１０１】
３．車両搭載性の改善
本第１実施形態によると、冷房用減圧装置２４をキャピラリチューブのような、感温部を持たない固定絞りにて構成しているため、温度式膨張弁を用いる場合に比して、車両エンジン１２からの高熱とかエンジンルーム２９内の熱風を受けて冷媒流量の調整作用が乱されることがない。そのため、冷房用減圧装置２４を凝縮器２０近傍のエンジンルーム２９内に配置できる。
【０１０２】
その結果、凝縮器２０近傍の部位において、冷房用減圧装置２４の出口側とホットガスバイパス通路１８の出口側とを１本の低圧側配管２６に合流させることができる。そのため、ホットガスバイパス通路１８は図１に示すように、凝縮器２０近傍に配置された弁装置１４内に内蔵される、極めて短い通路で構成できる。従って、ダッシュボード２７を貫通して車室内２８内の蒸発器３２に結合される冷媒配管は、低圧側の２本の配管２６、３４だけでよく、これは通常の空調用冷凍サイクルの配管取り回しと同じであるから、ホットガス暖房機能を発揮する冷凍サイクル装置を車両に容易に搭載できる。
【０１０３】
更に、本第１実施形態では弁装置１４に要素１５〜１９を一体化しているから、既存の冷房用の冷凍サイクルの冷媒配管レイアウトをほとんど変更することなく、上記要素を一体化した弁装置１４を追加するだけで、ホットガス暖房機能を持つ冷凍サイクル装置を車両に搭載できるので、車両搭載性を一層改善できる。
【０１０４】
（第２実施形態）
第１実施形態では凝縮器２０の一方のヘッダータンク２０ｄに高圧側気液分離器２３を一体に設ける構成としているが、第２実施形態では図４に示すように高圧側気液分離器２３を凝縮器２０と別体に構成している。
【０１０５】
すなわち、第２実施形態では、高圧側気液分離器２３を独立のタンク部材により構成し、この高圧側気液分離器２３とヘッダータンク２０ｄとの間を３本の配管４０〜４２により結合する。第１配管４０はヘッダータンク２０ｄの仕切り板２０ｆより上部の空間から冷媒を高圧側気液分離器２３内に流入させるもので、第１実施形態の第１連通部２３ａを構成する。
【０１０６】
また、第２配管４１は高圧側気液分離器２３内の上部からガス冷媒をヘッダータンク２０ｄの仕切り板２９０ｆより下部の空間に導入するもので、第１実施形態の第２連通部２３ｂを構成する。また、第３配管４１は高圧側気液分離器２３内の底部からオイルを含んだ液冷媒をヘッダータンク２０ｄの仕切り板２９０ｆより下部の空間に導入するもので、第１実施形態のオイル戻し用の第３連通部２３ｃを構成する。
【０１０７】
高圧側気液分離器２３はブラケット部材４３を介してヘッダータンク２０ｄに支持固定されるようになっている。なお、第２実施形態において、高圧側気液分離器２３をブラケット部材４３を介して凝縮器２０周辺の車体側に固定するようにしてもよい。
【０１０８】
（第３実施形態）
第１実施形態では、アキュームレータ３５をエンジンルーム２９内にて出口側低圧配管３４の途中に配置しているが、第３実施形態では図５に示すようにアキュームレータ３５を車室内２８にて出口側低圧配管３４の途中に配置している。
【０１０９】
より具体的に説明すると、図５は、左ハンドル車における空調装置の車両搭載例を示しており、空調ユニット３０は車室内２８の前方部の計器盤（図示せず）下方部において車両左右方向の略中央部に配置されている。これに対し、空調用電動送風機３１は車室内２８前方部の計器盤下方部において、空調ユニット３０の右側（助手席側）に配置されている。
【０１１０】
そして、アキュームレータ３５は車室内２８において空調ユニット３０の外部、すなわち、空調ユニット３０の左側（運転席側）前方のダッシュボード２７近傍位置に配置して、出口側低圧配管３４の途中に接続している。
【０１１１】
本発明のアキュームレータ３５は前述のように大幅に小型化できるので、第３実施形態のごとく車室内２８の小さなスペースでも配置でき、アキュームレータ３５の車両搭載上の自由度を向上できる。
【０１１２】
（第４実施形態）
第１実施形態では、凝縮器２０に、冷媒流れ方向の順に第１熱交換部２１と第２熱交換部２２とを設けるとともに、第１熱交換部２１と第２熱交換部２２との間に、冷媒の気液を分離する高圧側気液分離器２３を設けている。このため、冷房モード時に高圧側気液分離器２３には凝縮器２０への循環冷媒の全量が流入するとともに、第１熱交換部２１での熱交換量Ｈ１により吐出ガス冷媒（図３の○付き数字１の冷媒）及び吸入冷媒（図３の○付き数字５の冷媒）の過熱度を調整するようにしている。
【０１１３】
ところで、車両用冷凍サイクルでは、一般に、凝縮器２０への外気冷却風の分布があるので、夏期高温時のように冷房熱負荷が大きい条件下で、特に、第１実施形態の冷凍サイクルにおいて第１熱交換部２１の冷却効果が偏って増大する場合には、第１熱交換部２１での冷媒凝縮量が増大して高圧側気液分離器２３内に液冷媒が溜まりやすい。この結果、サイクル内の循環冷媒流量が減少して、サイクル内の循環冷媒流量が不足する場合がある。
【０１１４】
このサイクル内の冷媒不足が生じると、蒸発器３２出口冷媒の過熱度が過多となり、冷房能力不足を引き起こす。
【０１１５】
上記のように高圧側気液分離器２３内に液冷媒が多量に溜まってサイクル内の冷媒不足が発生する事態では、蒸発器３２出口冷媒の過熱度が過多になるとともに、圧縮機１０吐出冷媒の過熱度も過多になる。
【０１１６】
そこで、第４実施形態では、第１実施形態とは異なる作動原理により吸入冷媒▲５▼の過熱度を調整するものである。すなわち、第４実施形態では、圧縮機１０吐出冷媒の過熱度を高圧側気液分離器２３に直接フィードバックして、高圧側気液分離器２３内に溜まる液冷媒量を調整することにより、圧縮機１０吐出冷媒の過熱度を制御できるようにするものである。
【０１１７】
図６は第４実施形態の冷凍サイクル説明図であり、高圧側気液分離器２３に対する冷媒流路構成を第１実施形態に対して次のように変更している。凝縮器２０の冷媒流路（サイクル主流路）の途中から一部の冷媒を分岐（バイパス）して、高圧側気液分離器２３内の上部に流入させる第１連通部（分岐流路）２３ａを設けている。この第１連通部２３ａの取り出し位置２０ｈは、冷凍サイクルの定常運転時に、凝縮器２０の冷媒流路途中における所定乾き度域の気液２相冷媒が流入する位置に設定してある。また、第１連通部２３ａに分岐される冷媒流量は、全流量に対して例えば、１０％程度の少量である。
【０１１８】
ガス冷媒戻し流路をなす第２連通部２３ｂは、高圧側気液分離器２３内の上部のガス冷媒を取り出して凝縮器２０の下流側冷媒流路（後述）に戻すためのものである。また、オイル（液冷媒）戻し用流路をなす第３連通路２３ｃは、高圧側気液分離器２３内の下部のオイル（液冷媒）を外部へ取り出して凝縮器２０の下流側冷媒流路に戻すためのものである。
【０１１９】
そして、第２、第３連通部２３ｂ、２３ｃは１本の流路に合流して、第１連通部２３ａの取り出し位置２０ｈより所定量下流の所定位置２０ｉにて凝縮器２０の冷媒流路に接続される。なお、第２、第３連通部２３ｂ、２３ｃは合流せずに、それぞれ個別に凝縮器２０の冷媒流路に接続してもよい。
【０１２０】
上記の第２、第３連通部２３ｂ、２３ｃの出口側の接続位置２０ｉと凝縮器２０の出口ジョイント２０ｇとの間には所定長さの冷媒流路が設けてあるので、第２、第３連通部２３ｂ、２３ｃから凝縮器２０の冷媒流路へ流入した冷媒およびオイルは再度、冷却される。
【０１２１】
従って、凝縮器２０の熱交換部２０ｂは、図６の例では、入口ジョイント２０ａと第１連通部２３ａの取り出し位置２０ｈとの間の熱交換部２０ｊと、位置２０ｈと位置２０ｉとの間の熱交換部２０ｋと、位置２０ｉと出口ジョイント２０ｇとの間の熱交換部２０ｍとに区分される。もちろん、位置２０ｈと位置２０ｉとの間に所定の圧損を確保できる構成、例えば、絞り通路を設定すれば、位置２０ｈと位置２０ｉとの間に熱交換部２０ｋを配置しない構成にすることができる。
【０１２２】
更に、第４実施形態の特徴として、圧縮機１０からの吐出冷媒（過熱ガス冷媒）の一部を分岐（バイパス）して、直接、高圧側気液分離器２３内の上部に導入する吐出冷媒バイパス通路（吐出ガス冷媒導入流路）４４を設けている。この吐出冷媒バイパス通路４４に分岐される冷媒流量も、前記第１連通部２３ａへの分岐流量と同様に、全流量に対して例えば、１０％程度の少量である。
【０１２３】
次に、第４実施形態の冷凍サイクルの冷房モードの作動を説明する。冷凍サイクルの始動直後の過渡状態が終了して定常状態に移行すると、第１連通部２３ａからの所定乾き度域の気液２相冷媒の流入量と、吐出冷媒バイパス通路４４からの吐出冷媒流入量との比、およびガス戻し流路３６からのガス冷媒流出量と、連通路１２からの液冷媒（オイル）流出量との比がそれぞれ適当な値に設定され、高圧側気液分離器２３内に安定した液面が形成される。
【０１２４】
ここで、上流側の熱交換部２０ｊの部分が偏って冷却される等の現象が生じると、この熱交換部２０ｊでの冷媒凝縮量が増加して、高圧側気液分離器２３内に溜まる液冷媒の量が増加していく。すると、夏場のような冷房高負荷時にはサイクル内の循環冷媒量が不足するようになり、蒸発器出口冷媒の過熱度が大きくなる。この結果、圧縮機１０吐出冷媒の過熱度が大きくなり、バイパス通路４４から高圧側気液分離器２３内に過熱度が大きいガス冷媒が流入する。
【０１２５】
この過熱度の大きい高温ガス冷媒の流入により、高圧側気液分離器２３内の液冷媒の蒸発が促進され、液冷媒量を減少させ、高圧側気液分離器２３からガス戻し流路３６を経て凝縮器２０へ戻される冷媒量を増加させるので、サイクル内の循環冷媒量を増加させることができる。これにより、蒸発器出口冷媒の過熱度を減少させることができ、高圧側気液分離器２３内の液冷媒の液面レベルも定常時の安定レベルに維持させることができる。
【０１２６】
一方、冷房熱負荷が小さくて、蒸発器出口冷媒の過熱度が０付近であったり、圧縮機１０に液冷媒戻りが生じるような条件下では、圧縮機１０吐出冷媒の過熱度も小さくなるので、高圧側気液分離器２３内に導入されるバイパス吐出冷媒による液冷媒の蒸発作用が低下する。そのため、高圧側気液分離器２３では、逆に、第１連通部２３ａからの気液２相冷媒の気液分離による液冷媒の貯留量が増加していく。
【０１２７】
そして、高圧側気液分離器２３内での液冷媒量の増加により、再び、サイクル内循環冷媒量が不足する事態が発生すれば、圧縮機１０吐出冷媒の過熱度増加が高圧側気液分離器２３内にフィードバックされ、高圧側気液分離器２３内の液冷媒の液面レベルを定常時の安定レベルに維持できる。
【０１２８】
以上のごとく、第４実施形態によると、バイパス吐出冷媒を高圧側気液分離器２３内に直接導入することにより、圧縮機１０吐出冷媒の過熱度変化を高圧側気液分離器２３内の液冷媒量の調整に応答良くフィードバックすることができる。
そして、この液冷媒量の調整作用を通じてサイクル内の循環冷媒量を調整し、圧縮機１０吐出冷媒の過熱度を制御していることになる。圧縮機１０での圧縮過程は基本的に等エントロピ変化であるから、圧縮機１０吐出冷媒の過熱度を制御できれば、蒸発器出口冷媒の過熱度を制御できることになる。
【０１２９】
第４実施形態では、高圧側気液分離器２３内の液冷媒量の調整により蒸発器出口冷媒の過熱度増加を抑制できるので、サイクル内の循環冷媒量の不足をより確実に防止して、これに起因する冷房能力の不足や圧縮機１０へのオイル戻り不足を防止できる。
【０１３０】
ところで、第４実施形態の冷凍サイクルによると、冬期暖房モード時における冷媒回収運転を第１実施形態に比して短時間に効率よく行うことができる利点がある。そこで、次に、冷媒回収運転について説明する。
【０１３１】
冬期の寒冷時には外気雰囲気が低温であるので、冷凍サイクルのうち、凝縮器２０、高圧側気液分離器２３等の内部に冷媒が液化して溜まる（寝込む）という現象が発生する。このため、冬期の寒冷時にホットガスヒータによる暖房運転を実行する時に冷媒不足が生じるので、ホットガスヒータによる暖房運転の起動時、あるいは、ホットガスヒータによる暖房運転を長時間継続するときには所定時間間隔（例えば、３０分間隔）で、冷凍サイクルを冷房モードの状態に切り替える。
【０１３２】
これにより、凝縮器２０、高圧側気液分離器２３側の流路に冷媒を循環して、凝縮器２０、高圧側気液分離器２３側の寝込み冷媒を蒸発器３２、アキュムレータ３５、圧縮機１０側（ホットガスバイパスサイクル側）に回収する。この冷房モードへの切替時間、すなわち、冷媒回収運転時間は例えば、２０秒程度である。
【０１３３】
ここで、上記の冷媒回収運転を第１実施形態の冷凍サイクルで実行すると、高圧側気液分離器２３には凝縮器２０への循環冷媒の全量が流入するようになっている。その際、冬期寒冷時には外気雰囲気が低温であるので、高圧側気液分離器２３内に流入するガス冷媒は高圧側気液分離器２３内で冷却され、液化して液冷媒として溜まっていく。
【０１３４】
高圧側気液分離器２３には、オイル戻し用の絞り通路を構成する液戻し用の第３連通部２３ｃが備えられているが、この第３連通部２３ｃはガス戻し用の第２連通部２３ｂに比較して圧損がはるかに大きいとともに、冷媒回収運転時には圧縮機１０の吐出圧も低いので、第３連通部２３ｃから液冷媒がサイクル内に還流することもほとんど生じない。
【０１３５】
以上の結果、第１実施形態の冷凍サイクルで冷媒回収運転を実行すると、高圧側気液分離器２３内が液冷媒で充満してからでないと、冷媒をホットガスバイパスサイクル側に効率よく回収できないことになり、冷媒回収運転の時間が長くなるという不利な点がある。
【０１３６】
これに対して、第４実施形態の冷凍サイクルでは、冷房モード時（冷媒回収運転時）にサイクル循環冷媒の主流から一部の冷媒を分岐して高圧側気液分離器２３に導入する構成であるから、冬期の冷媒回収運転時に、その起動直後から少なくともサイクル循環冷媒の主流、すなわち、圧縮機１０→凝縮器２０の熱交換部２０ｊ→熱交換部２０ｋ→熱交換部２０ｍ→減圧装置２４へと流れる冷媒流れは、高圧側気液分離器２３内で液化して溜まることなく、直ちに、ホットガスバイパスサイクル側に回収できる。
【０１３７】
なお、液冷媒が高圧側気液分離器２３内を満たし、充満しているときでも、ホットガスヒータ運転時の必要冷媒量は、高圧側気液分離器２３以外の部分にある冷媒量で確保されるようになっている。つまり、サイクル内封入冷媒量から高圧側気液分離器２３のタンク容量を差し引いても、ホットガスヒータ運転時の必要冷媒量が高圧側気液分離器２３以外の部分に存在する。そのため、第４実施形態の冷凍サイクルによると、高圧側気液分離器２３内の貯留液冷媒量の如何にかかわらず、冷媒回収運転を短時間で効率よく行うことができる。このことは、冷媒回収運転によるホットガスヒータ運転の停止状態を短時間に抑えて、ホットガスヒータの暖房機能向上に貢献できる。
【０１３８】
なお、図６の例では凝縮器２０の冷媒流路途中に高圧側気液分離器２３を設定しているが、凝縮器２０の冷媒流路出口側に高圧側気液分離器２３を設定してもよい。このようにしても、バイパス吐出冷媒の導入により高圧側気液分離器２３内の液冷媒量の調整作用を同様に発揮することができ、図６の例と同様の作用効果を発揮できる。
【０１３９】
次に、図７は第４実施形態の冷凍サイクルの車両搭載状態の説明図であり、第１実施形態の車両搭載状態を示す図１と同一もしくは均等部分には同一符号を付し、説明を省略する。図７と図１との相違点は、高圧側気液分離器２３を一体化した凝縮器２０の冷媒流路構成にある。そこで、図８により凝縮器２０の冷媒流路の具体例を説明すると、第４実施形態による凝縮器２０の基本構造は、図１に示すものと同様であり、左右の両ヘッダタンク２０ｃ、２０ｄの間に、水平方向に延びる多数本の偏平チューブ２０ｎとこれに接合されるコルゲートフィン２０ｐとから構成される熱交換部２０ｊ、２０ｍを配置するものである。
【０１４０】
但し、図１の凝縮器構造では、入口ジョイント２０ａと出口ジョイント２０ｇを両方とも一方のヘッダタンク２０ｃに配置し、そして、高圧側気液分離器２３を他方のヘッダタンク２０ｄに配置しているが、図８の凝縮器構造では、一方のヘッダタンク２０ｃに出口ジョイント２０ｇのみを配置し、他方のヘッダタンク２０ｄに高圧側気液分離器２３と入口ジョイント２０ａの両方を配置している。
【０１４１】
そして、図８の凝縮器構造では、入口ジョイント２０ａ側のヘッダタンク２０ｄ内の中間高さに仕切り板２０ｑを設けるとともに、このヘッダタンク２０ｄ内の下側に絞り２０ｒを有する板部材２０ｓを設けている。これに対し、出口ジョイント２０ｇ側のヘッダタンク２０ｃ内部には板部材２０ｓと同一高さの位置に仕切り板２０ｔを配置している。
【０１４２】
ヘッダタンク２０ｄにおいて仕切り板２０ｑの上側空間に、圧縮機１０の吐出冷媒が入口ジョイント２０ａから流入するとともに、この仕切り板２０ｑの上側空間は、吐出冷媒バイパス通路４４により気液分離器２３内の上部に直接連通している。
【０１４３】
凝縮器２の熱交換部において、板部材２０ｓと仕切り板２０ｔより上方側は図６の熱交換部２０ｊを構成し、また、下方側は図６の熱交換部２０ｍを構成している。なお、図８の例では、図６の中間部の熱交換部２０ｋを廃止した構成になっている。
【０１４４】
ヘッダタンク２０ｄにおいて仕切り板２０ｑの上側空間に流入した圧縮機吐出冷媒の一部は、吐出冷媒バイパス通路４４により気液分離器２３内の上部に直接流入する。圧縮機吐出冷媒の大部分は第１熱交換部２０ｊを矢印ＡのようにＵターン状に通過して冷却され凝縮する。第１熱交換部２０ｊを通過した冷媒は通常、所定乾き度域の気液２相冷媒であり、この冷媒は、ヘッダタンク２０ｄにおいて、上側の仕切り板２０ｑと下側の絞り２０ｒ付きの板部材２０ｓとの中間の空間に流入し、この中間の空間から冷媒の主流は絞り２０ｒを通過してヘッダタンク２０ｄ内の最下部の空間に流入する。これと同時に、上記中間空間の冷媒の一部は第１連通部（分岐流路）２３ａから気液分離器２３内に流入する。
【０１４５】
また、気液分離器２３内下部のオイルを含む液冷媒がオイル（液冷媒）戻し用の第３連通部２３ｃによりヘッダタンク２０ｄ内の最下部の空間に流入するようになっている。ここで、ヘッダタンク２０ｄ内の中間の空間と最下部の空間との間に、絞り２０ｒによる圧損によって所望の圧力差を設定できる。従って、上記中間空間の冷媒の一部を第１連通部２３ａから気液分離器２３内に確実に流入させることができ、また、気液分離器２３内のオイル（液冷媒）を第３連通部２３ｃを通してヘッダタンク２０ｄ内の最下部の空間に確実に流入させることができる。
【０１４６】
なお、上記した吐出冷媒バイパス通路４４、入口流路をなす第１連通部２３ａおよびオイル（液冷媒）戻し用の第３連通部２３ｃは、いずれも、ヘッダタンク２０ｄと気液分離器２３の壁面を貫通する連通穴により簡単に形成できる。従って、吐出冷媒バイパス通路４４等を形成するための配管を特別に設置する必要がない。
【０１４７】
更に、気液分離器２３内上部のガス冷媒を取り出すガス冷媒取り出し用の第２連通部２３ｂを管体により構成している。このガス冷媒取り出し用の第２連通部２３ｂからガス冷媒をヘッダタンク２０ｄ内の最下部の空間に流入するようになっている。この第２連通部２３ｂを構成する管体は、凝縮器２０の一体ろう付け時に同時に気液分離器２３とヘッダタンク２０ｄに接合できる。ヘッダタンク２０ｄの最下部の空間に流入した冷媒はその後、第２熱交換部２０ｍを通過して再度冷却され、ヘッダタンク２０ｃの最下部の空間に流入する。更に、冷媒は出口ジョイント２０ｇから外部へ流出し、冷房用減圧装置２４へ向かう。なお、２３ｄは水分吸収用の乾燥剤である。
【０１４８】
（他の実施形態）
▲１▼上記の各実施形態では、冷房モード、暖房モードの切替用の弁手段として、２つの電磁弁１５、１６を用いる場合について説明したが、この２つの電磁弁１５、１６を１つの電磁コイルで駆動される三方弁タイプの電磁切替弁に置換してもよいことはもちろんである。
【０１４９】
また、２つの電磁弁１５、１６のうち、一方の冷房用の弁１５は電磁弁とし、他方の暖房用の弁１６は、冷房用の電磁弁１５の閉弁時に発生する圧縮機１０吐出側と凝縮器２０側との間の差圧により開弁する差圧弁としてもよい。
【０１５０】
▲２▼上記の各実施形態では、冷房用減圧装置２４を構成する固定絞りとしてキャピラリチューブを用いているが、冷房用減圧装置２４を、ノズル、オリフィス等の固定絞りにより構成してもよい。この場合はノズル、オリフィス等の固定絞りの通路長さをキャピラリチューブより大幅に短縮できるので、冷房用減圧装置２４を弁装置１４に一体化することができる。
【０１５１】
▲３▼アキュームレータ３５を第３実施形態のごとく車室内２８に配置する場合に、アキュームレータ３５を空調ユニット３０のケース内部に、あるいはケース外壁面に一体に配置するようにしてもよい。
【０１５２】
▲４▼第１実施形態の凝縮器２０において、第１熱交換部２１と第２熱交換部２２と気液分離器２３をそれぞれ別体で構成し、これら三者の間を適宜の配管等により連結してもよい。同様に、第２実施形態の凝縮器２０において気液分離器２３を凝縮器２０のヘッダタンク部と別体で構成し、気液分離器２３と凝縮器２０との間を適宜の配管等により連結してもよい、、
▲５▼冷房用減圧装置２４は固定絞りに限定されるものではなく、可変絞りに置換することもできる。すなわち、冷房用減圧装置２４の上流側冷媒（高圧側冷媒）の状態（温度、圧力等）に応じて作動する可変絞り（定差圧弁等）であるならば、冷房用減圧装置２４を固定絞りの場合と同様に凝縮器２０近傍に配置できるので、ホットガスバイパス通路１８を第１実施形態と同様に極めて短い通路で構成できる。
【０１５３】
▲６▼上記各実施形態では、冷房用減圧装置２４の下流側に逆止弁１９を配置しているが、冷房用減圧装置２４の上流側と凝縮器２０の出口ジョイント２０ｇとの間に逆止弁１９を配置してもよい。
【０１５４】
▲７▼上記各実施形態において、アキュームレータ３５の底面部からオイル戻し用絞り通路３５ａをタンク外部へ取り出す例を図２、図６に図示したが、周知のごとく、アキュームレータ３５のタンク内部において圧縮機１０へのガス戻し配管にオイル戻し用絞り通路３５ａを一体に形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す車両搭載状態の概略斜視図である。
【図２】第１実施形態による冷凍サイクル説明図である。
【図３】第１実施形態による冷房モード時の作動を説明するモリエル線図である。
【図４】第２実施形態による凝縮器の正面図である。
【図５】第３実施形態によるアキュームレータの車両搭載状態の説明図である。
【図６】第４実施形態による冷凍サイクル説明図である。
【図７】第４実施形態の車両搭載状態の概略斜視図である。
【図８】第４実施形態による凝縮器の冷媒流路説明図である。
【図９】従来装置の冷凍サイクル説明図である。
【符号の説明】
１０…圧縮機、１４…弁装置、１５…冷房用電磁弁（弁手段）、
１６…暖房用電磁弁（弁手段）、１７…暖房用減圧装置、
１８…ホットガスバイパス通路、１９…逆止弁、２０…凝縮器、
２１…第１熱交換部、２２…第２熱交換部、２３…高圧側気液分離器、
２４…冷房用減圧装置、２６、３４…低圧配管、３２…蒸発器、
３５…アキュームレータ（低圧側気液分離器）。
【図１】
0004569041.tif 000002
【図２】
0004569041.tif 000003
【図３】
0004569041.tif 000004
【図４】
0004569041.tif 000005
【図５】
0004569041.tif 000006
【図６】
0004569041.tif 000007
【図７】
0004569041.tif 000008
【図８】
0004569041.tif 000009
【図９】
0004569041.tif 000010