(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも停車時に車両エンジン（４）を停止する制御を行う車両に搭載される車両用空調装置であって、
前記車両エンジン（４）により駆動される圧縮機（１）と、
前記圧縮機（１）から吐出された高圧冷媒の放熱を行う高圧側熱交換器（６）と、
前記高圧側熱交換器（６）を通過した冷媒を減圧する減圧手段（７、７０）と、
前記減圧手段（７、７０）により減圧された低圧冷媒を蒸発させて車室内へ送風される空気を冷却する蒸発器（８）と、
前記蒸発器（８）の入口側又は出口側に設けられ、前記圧縮機（１）の稼働時に、前記低圧冷媒により冷却される蓄冷材（１１ａ）を有する蓄冷熱交換器（１１）と、
前記蓄冷熱交換器（１１）の下方側に配置され、前記蓄冷熱交換器（１１）にて凝縮した液冷媒が重力により落下して蓄えられる液冷媒タンク部（１０ａ）と、
前記蒸発器（８）で蒸発した気相冷媒を前記蓄冷熱交換器（１１）の上方側に流入させる通路部（１６、１２０）とを備え、
前記蓄冷熱交換器（１１）と前記液冷媒タンク部（１０ａ）とをタンク部材（１０）の内部に一体的に構成して蓄冷ユニット（９）が構成されており、
当該蓄冷ユニット（９）においては、前記蓄冷熱交換器（１１）の下方に前記液冷媒タンク部（１０ａ）を配置して前記通路部（１６、１２０）からの気相冷媒が前記蓄冷熱交換器（１１）を上方から下方へと流れて前記蓄冷材（１１ａ）により冷却されて凝縮し、この凝縮した液冷媒が重力により落下して前記蓄冷熱交換器（１１）の下方側に到達し、前記液冷媒タンク部（１０ａ）に蓄えられるようになっており、
前記圧縮機（１）の稼働時には、前記低圧冷媒により前記蓄冷材（１１ａ）を冷却して蓄冷しながら、前記蒸発器（８）にて前記車室内を冷房し、
前記車両エンジン（４）が停止して前記圧縮機（１）が停止したときには、前記蒸発器（８）で蒸発した気相冷媒を前記通路部（１６、１２０）から前記蓄冷熱交換器（１１）内に導入して前記蓄冷材（１１ａ）の蓄冷熱により冷却して凝縮し、この凝縮した液冷媒を重力により落下させて前記液冷媒タンク部（１０ａ）に蓄えながら、前記蒸発器（８）にて前記車室内を冷房することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
前記液冷媒タンク部（１０ａ）の液冷媒を前記蒸発器（８）に導入する出口通路部（１４、１４２）を備え、
前記車両エンジン（４）が停止して前記圧縮機（１）が停止したときには、前記液冷媒タンク部（１０ａ）の液冷媒を前記出口通路部（１４、１４２）から前記蒸発器（８）に導入することを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
【請求項３】
前記タンク部材（１０）の内部空間の上方側に前記蓄冷熱交換器（１１）を配置し、
前記タンク部材（１０）の下部に前記液冷媒タンク部（１０ａ）を一体に形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空調装置。
【請求項４】
前記液冷媒タンク部（１０ａ）内に、前記圧縮機（１）が停止したときに作動状態となる電動ポンプ（１５）を配置し、
前記圧縮機（１）が停止したときに前記電動ポンプ（１５）の作動により前記液冷媒タンク部（１０ａ）の液冷媒を前記蒸発器（８）に導入することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
【請求項５】
前記減圧手段は、前記蒸発器（８）の出口冷媒の過熱度に応じて冷媒流量を調節する膨張弁（７）であり、
前記蓄冷熱交換器（１１）を前記蒸発器（８）の冷媒入口側に設けることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
【請求項６】
前記圧縮機（１）の稼働時に、前記膨張弁（７）を通過した冷媒を前記蓄冷熱交換器（１１）の上方側に流入させる冷媒入口通路部（１２）と、
前記通路部（１６）として設けられ、前記圧縮機（１）の停止時に前記蒸発器（８）で蒸発した気相冷媒を前記蓄冷熱交換器（１１）の上方側に流入させる冷媒戻し通路部（１６）とを備え、
前記冷媒入口通路部（１２）からの冷媒、および前記冷媒戻し通路部（１６）からの冷媒が前記蓄冷熱交換器（１１）を上方から下方へと流れて前記蓄冷熱交換器（１１）の下方側に到達するようになっていること特徴とする請求項５に記載の車両用空調装置。
【請求項７】
前記蓄冷熱交換器（１１）の下端部と前記液冷媒タンク部（１０ａ）との間に、前記蓄冷熱交換器（１１）の下方側から前記出口通路部（１４）へ向かう冷媒流れ方向のみで開弁する第１逆止弁（１３）を配置し、
また、前記冷媒戻し通路部（１６）に、前記蒸発器（８）の冷媒出口側から前記蓄冷熱交換器（１１）の上方側へ向かう冷媒流れ方向のみで開弁する第２逆止弁（１８）を配置したことを特徴とする請求項６に記載の車両用空調装置。
【請求項８】
前記タンク部材（１０）は前記蒸発器（８）の出口側に配置され、
前記タンク部材（１０）の内部にて前記蒸発器（８）出口の低圧冷媒の気液を分離して、気相冷媒を前記圧縮機（１）の吸入側に導出するようになっており、
前記蓄冷熱交換器（１１）を前記タンク部材（１０）の内部空間の上方側に配置し、
前記タンク部材（１０）の下部に前記液冷媒タンク部（１０ａ）を一体に形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空調装置。
【請求項９】
前記減圧手段（７０）は、固定絞りもしくは高圧冷媒状態に応動する可変絞りにて構成されることを特徴とする請求項８に記載の車両用空調装置。
【請求項１０】
前記液冷媒タンク部（１０ａ）内に、前記圧縮機（１）が停止したときに作動状態となる電動ポンプ（１５）を配置し、
前記圧縮機（１）が停止したときに前記電動ポンプ（１５）の作動により前記液冷媒タンク部（１０ａ）の液冷媒を前記蒸発器（８）に導入することを特徴とする請求項８または９に記載の車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、停車時等に圧縮機の駆動源である車両エンジンを一時的に停止させる車両に適用される蓄冷式の車両用空調装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境保護、車両エンジンの燃費向上等を目的にして、信号待ち等の停車時に車両エンジンを自動的に停止する車両（ハイブリッド車等のエコラン車）が実用化されており、今後、停車時に車両エンジンを停止する車両が増加する傾向にある。
【０００３】
ところで、車両用空調装置においては、冷凍サイクルの圧縮機を車両エンジンにより駆動しているので、上記エコラン車においては信号待ち等で停車して、車両エンジンが停止される毎に、圧縮機も停止して冷房用蒸発器の温度が上昇し、車室内への吹出空気温度が上昇するので、乗員の冷房フィーリングを損なうという不具合が発生する。
【０００４】
そこで、車両エンジン（圧縮機）の稼働時に蓄冷される蓄冷手段を備え、車両エンジン（圧縮機）が停止して蒸発器の冷却作用が停止したときには蓄冷手段の蓄冷熱量を使用して車室内への吹出空気を冷却できる蓄冷式の車両用空調装置の必要性が高まっている。
【０００５】
この種の蓄冷式の車両用空調装置として、従来、特開２０００−３１３２２６号公報に記載されたものが知られている。この従来技術では、図１１に示すように車両エンジンにより駆動される圧縮機１を有する空調用冷凍サイクルＲにおいて、車室内への吹出空気を冷却する蒸発器８と並列に蓄冷材４０ａを内蔵する蓄冷熱交換器４０を設けている。
【０００６】
そして、車両エンジン（圧縮機１）の稼働時に蓄冷を行う時は電磁弁４１を開弁して、膨張弁７により減圧された低圧冷媒を蒸発器８と蓄冷熱交換器４０に並列に流して蓄冷材４０ａを冷却し、蓄冷材４０ａへの蓄冷を行う。
【０００７】
そして、車両エンジンの停止により圧縮機１が停止した時には電動ポンプ４２を作動させて、蓄液タンク４３→電磁弁４１→電動ポンプ４２→蓄冷熱交換器４０→蒸発器８→蓄液タンク４３の閉回路にて冷媒を循環させる。
蒸発器８で蒸発した気相冷媒を蓄冷熱交換器４０において蓄冷材４０ａの蓄冷熱量により凝縮し、この凝縮後の液冷媒を蒸発器８に循環させる。これにより、蒸発器８の冷却作用を圧縮機１の停止時にも続行して車室内の冷房機能を発揮できるようにしている。
【０００８】
また、上記従来技術では、車両エンジンの停止（停車）直後、すなわち、放冷冷房モードの始動直後に、蓄液タンク４３内の液冷媒を電動ポンプ４２が吸入するので、電動ポンプ４２の稼働初期にポンプ吸入側が液冷媒で満たされ、電動ポンプ４２の空転を防止できる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来技術において、放冷冷房モードでは、蒸発器８で蒸発した気相冷媒が蓄冷熱交換器４０内に送り込まれ、蓄冷材４０ａにより冷却され凝縮する。その凝縮後の液冷媒が蓄冷熱交換器４０内に溜まって、この貯留液冷媒の中に蓄冷材４０ａが浸漬される。この結果、蓄冷熱交換器４０内に流入する気相冷媒と蓄冷材４０ａとが接する伝熱面積が減少し、気相冷媒の凝縮能力が低下する。従って、放冷冷房モードにおける蒸発器８への液冷媒供給流量が減少して、放冷冷房能力の低下をきたす。
【００１０】
なお、上記不具合を解消するために、蓄冷熱交換器４０を蒸発器８の上方に配置して、蓄冷熱交換器４０内の液冷媒を重力にて蒸発器８に供給することを検討してみたが、車両においては、蒸発器８を内蔵する空調室内ユニット２０を車室内の計器盤（インパネ）内側等の狭隘なスペース内に搭載しなければならないという搭載上の制約がある。このため、蓄冷熱交換器４０を蒸発器８の上方に配置することは現実的にはほとんど実施できず、有効な対策といえない。
【００１１】
本発明は上記点に鑑みて、蓄冷式の車両用空調装置において、放冷冷房モードにおける蓄冷熱交換器での気相冷媒の凝縮能力を向上することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、少なくとも停車時に車両エンジン（４）を停止する制御を行う車両に搭載される車両用空調装置であって、
車両エンジン（４）により駆動される圧縮機（１）と、
圧縮機（１）から吐出された高圧冷媒の放熱を行う高圧側熱交換器（６）と、
高圧側熱交換器（６）を通過した冷媒を減圧する減圧手段（７、７０）と、
減圧手段（７、７０）により減圧された低圧冷媒を蒸発させて車室内へ送風される空気を冷却する蒸発器（８）と、
蒸発器（８）の入口側又は出口側に設けられ、圧縮機（１）の稼働時に、低圧冷媒により冷却される蓄冷材（１１ａ）を有する蓄冷熱交換器（１１）と、
蓄冷熱交換器（１１）の下方側に配置され、蓄冷熱交換器（１１）にて凝縮した液冷媒が重力により落下して蓄えられる液冷媒タンク部（１０ａ）と、
蒸発器（８）で蒸発した気相冷媒を蓄冷熱交換器（１１）の上方側に流入させる通路部（１６、１２０）とを備え、
蓄冷熱交換器（１１）と液冷媒タンク部（１０ａ）とをタンク部材（１０）の内部に一体的に構成して蓄冷ユニット（９）が構成されており、
当該蓄冷ユニット（９）においては、蓄冷熱交換器（１１）の下方に液冷媒タンク部（１０ａ）を配置して通路部（１６、１２０）からの気相冷媒が蓄冷熱交換器（１１）を上方から下方へと流れて蓄冷材（１１ａ）により冷却されて凝縮し、この凝縮した液冷媒が重力により落下して蓄冷熱交換器（１１）の下方側に到達し、液冷媒タンク部（１０ａ）に蓄えられるようになっており、
圧縮機（１）の稼働時には、低圧冷媒により蓄冷材（１１ａ）を冷却して蓄冷しながら、蒸発器（８）にて車室内を冷房し、
車両エンジン（４）が停止して圧縮機（１）が停止したときには、蒸発器（８）で蒸発した気相冷媒を通路部（１６、１２０）から蓄冷熱交換器（１１）内に導入して蓄冷材（１１ａ）の蓄冷熱により冷却して凝縮し、この凝縮した液冷媒を重力により落下させて液冷媒タンク部（１０ａ）に蓄えながら、蒸発器（８）にて車室内を冷房することを特徴とする。
【００１３】
これによると、圧縮機（１）の停止時、すなわち、放冷冷房モード時に蓄冷熱交換器（１１）にて凝縮冷媒を重力にて速やかに下方の液冷媒タンク部（１０ａ）に落下させることができる。そのため、蓄冷熱交換器（１１）の表面が液冷媒中に浸漬することがないので、蓄冷熱交換器（１１）においてその蓄冷材表面と気相冷媒とが直接、接する伝熱面積を常に確保できる。
【００１４】
これにより、気相冷媒と蓄冷材との間で効率よく熱交換を行うことができるので、蓄冷熱交換器（１１）における気相冷媒の凝縮能力を常に良好に維持できる。従って、放冷冷房能力を良好に確保できる。
【００１５】
また、請求項１に記載の発明によれば、蓄冷熱交換器（１１）の下方側に液冷媒タンク部（１０ａ）を配置するだけで、蓄冷熱交換器（１１）自体を蒸発器（９）の上方側に配置するという必要性はない。そのため、空調装置の車両搭載上、配置レイアウトの自由度が増して非常に有利である。
請求項２に記載の発明では、請求項１において、液冷媒タンク部（１０ａ）の液冷媒を蒸発器（８）に導入する出口通路部（１４、１４２）を備え、車両エンジン（４）が停止して圧縮機（１）が停止したときには、液冷媒タンク部（１０ａ）の液冷媒を出口通路部（１４、１４２）から蒸発器（８）に導入することを特徴とする。
【００１６】
請求項３に記載の発明では、請求項１または２において、タンク部材（１０）の内部空間の上方側に蓄冷熱交換器（１１）を配置し、タンク部材（１０）の下部に液冷媒タンク部（１０ａ）を一体に形成したことを特徴とする。
【００１７】
これにより、１つの共通のタンク部材（１０）にて蓄冷熱交換器（１１）の内蔵と液冷媒タンク部（１０ａ）の一体形成とを行うことができ、構成の簡素化によるコスト低減と車両搭載作業の容易化を図ることができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つにおいて、液冷媒タンク部（１０ａ）内に、圧縮機（１）が停止したときに作動状態となる電動ポンプ（１５）を配置し、圧縮機（１）が停止したときに電動ポンプ（１５）の作動により液冷媒タンク部（１０ａ）の液冷媒を蒸発器（８）に導入することを特徴とする。
【００１９】
これにより、液冷媒タンク部（１０ａ）内に電動ポンプ（１５）を一体配置するという省スペース的な構成でもって、圧縮機（１）の停止時に液冷媒タンク部（１０ａ）の液冷媒を電動ポンプ（１５）の作動により蒸発器（８）に導入し、蒸発器（８）の冷房作用を確実に発揮できる。
【００２０】
請求項５に記載の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つにおいて、減圧手段は、蒸発器（８）の出口冷媒の過熱度に応じて冷媒流量を調節する膨張弁（７）であり、蓄冷熱交換器（１１）を蒸発器（８）の冷媒入口側に設けることを特徴とする。
【００２１】
これによると、蓄冷熱交換器（１１）を、車室内への送風空気を冷却する蒸発器（８）の冷媒入口側に設けているから、圧縮機（１）の稼働時には圧縮機（１）の作動により蓄冷熱交換器（１１）と蒸発器（８）との直列通路を通して常に冷媒を流して、蒸発器（８）による冷房能力の発揮と、蓄冷熱交換器（１１）の蓄冷材（１１ａ）への蓄冷を行うことができる。
【００２２】
そのため、蓄冷式の車両用空調装置において、電磁弁による冷媒通路の開閉機能を必要とすることなく、圧縮機稼働時に冷房機能および蓄冷機能を良好に発揮できる。
【００２３】
ところで、蓄冷熱交換器（１１）において蓄冷材（１１ａ）への蓄冷が完了すると、低圧冷媒は蓄冷熱交換器（１１）においてほとんど吸熱することなく素通りするようになるが、もし、蓄冷熱交換器（１１）を蒸発器（８）の冷媒出口側に設けると、蒸発器出口冷媒が蓄冷完了した蓄冷材（１１ａ）により冷却されてしまい、膨張弁（７）による冷媒流量調節を適切に行うことができない事態が生じる。
【００２４】
しかし、請求項５に記載の発明によると、蓄冷熱交換器（１１）を蒸発器（８）の冷媒入口側に設けているから、膨張弁（７）は蓄冷熱交換器（１１）を設けていない通常のサイクルと同様に蒸発器出口冷媒の過熱度に応じて冷媒流量を適切に調節できる。
【００２５】
請求項６に記載の発明では、請求項５において、圧縮機（１）の稼働時に、膨張弁（７）を通過した冷媒を蓄冷熱交換器（１１）の上方側に流入させる冷媒入口通路部（１２）と、
前記通路部（１６）として設けられ、圧縮機（１）の停止時に蒸発器（８）で蒸発した気相冷媒を蓄冷熱交換器（１１）の上方側に流入させる冷媒戻し通路部（１６）とを備え、
冷媒入口通路部（１２）からの冷媒、および冷媒戻し通路部（１６）からの冷媒が蓄冷熱交換器（１１）を上方から下方へと流れて蓄冷熱交換器（１１）の下方側に到達するようになっていること特徴とする。
【００２６】
これにより、圧縮機稼働時および圧縮機停止時の双方において蓄冷熱交換器（１１）を冷媒が上方から下方へと流れるので、圧縮機（１）の稼働時、停止時であるとにかかわらず、常に、蓄冷熱交換器（１１）における冷媒流れ方向と、蓄冷熱交換器（１１）部分を重力にて下方へ落下する液冷媒の移動方向とが一致する。従って、蓄冷熱交換器（１１）にて冷媒が下方へスムーズに流れるとともに、液冷媒がスムーズに下方へ移動する。
【００２７】
請求項７に記載の発明では、請求項６において、蓄冷熱交換器（１１）の下端部と液冷媒タンク部（１０ａ）との間に第１逆止弁（１３）を配置し、第１逆止弁（１３）を、蓄冷熱交換器（１１）の下方側から出口通路部（１４）へ向かう冷媒流れ方向のみで開弁するように構成し、また、冷媒戻し通路部（１６）に、蒸発器（８）の冷媒出口側から蓄冷熱交換器（１１）の上方側へ向かう冷媒流れ方向のみで開弁する第２逆止弁（１８）を配置したことを特徴とする。
【００２８】
これにより、第１、第２逆止弁（１３、１８）という簡単な弁手段を用いるのみで、圧縮機稼働時と圧縮機停止時の冷媒流路を確実に切り替えできる。
【００２９】
ところで、圧縮機稼働時に液冷媒タンク部（１０ａ）に溜まる液冷媒が第１逆止弁（１３）の配置部位まで上昇すると、液冷媒が第１逆止弁（１３）を通して出口通路部（１４）に吸入されるので、圧縮機稼働時における貯留液冷媒の最大量を第１逆止弁（１３）の配置部位で規定できる。そして、蓄冷熱交換器（１１）の下端部と液冷媒タンク部（１０ａ）との間に第１逆止弁（１３）を配置することにより、タンク部材（１０）の内部空間のうち、蓄冷熱交換器（１１）の下端部付近までの空間を液冷媒タンク部（１０ａ）の液溜め空間として有効利用できる。
【００３０】
請求項８に記載の発明では、請求項１または２において、タンク部材（１０）は蒸発器（８）の冷媒出口側に配置され、タンク部材（１０）の内部にて蒸発器（８）出口の低圧冷媒の気液を分離して、気相冷媒を圧縮機（１）の吸入側に導出するようになっており、
蓄冷熱交換器（１１）をタンク部材（１０）の内部空間の上方側に配置し、タンク部材（１０）の下部に液冷媒タンク部（１０ａ）を一体に形成したことを特徴とする。
【００３１】
請求項８に記載の発明におけるタンク部材（１０）は一般にアキュムレータと称される冷媒の気液分離器の機能を発揮するものであって、これにより、減圧手段として膨張弁（７）を使用しなくても圧縮機（１）への液冷媒戻り、ひいては液圧縮を防止できる。このように減圧手段として膨張弁（７）を使用しない場合は、蓄冷熱交換器（１１）を蒸発器（８）の冷媒出口側に設けてもサイクルの冷媒流量調節作用に支障は生じない。
【００３２】
また、蓄冷熱交換器（１１）を通過した低圧冷媒がタンク部材（１０）内部を通過して圧縮機（１）に吸入されるから、蓄冷熱交換器（１１）での冷却作用により低圧冷媒が液化しても、その液冷媒はタンク部材（１０）下部の液冷媒タンク部（１０ａ）内に溜めることができる。
【００３３】
そして、蒸発器（８）の冷媒流路での圧力損失分だけ、蒸発器（８）の冷媒出口側の方が冷媒入口側よりも低圧冷媒温度が低下するので、低圧冷媒温度と蓄冷材（１１ａ）との温度差が拡大して、蓄冷材（１１ａ）を効率よく冷却できる。
【００３４】
しかも、請求項８に記載の発明によると、アキュムレータ機能を果たすタンク部材（１０）内へ蓄冷熱交換器（１１）を一体化し、かつ、タンク部材（１０）下部に液冷媒タンク部（１０ａ）を一体形成することにより、請求項３に記載の発明と同様に構成の簡素化と車両搭載作業の容易化を図ることができる。
【００３５】
請求項９に記載の発明のように請求項８において、減圧手段（７０）は、具体的には固定絞りもしくは高圧冷媒状態に応動する可変絞りにて構成できる。
【００３６】
請求項１０に記載の発明では、請求項８または９において、液冷媒タンク部（１０ａ）内に、圧縮機（１）が停止したときに作動状態となる電動ポンプ（１５）を配置し、圧縮機（１）が停止したときに電動ポンプ（１５）の作動により液冷媒タンク部（１０ａ）の液冷媒を蒸発器（８）に導入することを特徴とする。
【００３７】
これにより、請求項４と同様に、圧縮機（１）の停止時に蓄冷材（１１ａ）の蓄冷熱を利用して放冷冷房モードを実行するときに、電動ポンプ（１５）の作動により液冷媒タンク部（１０ａ）の液冷媒を蒸発器（８）に導入して蒸発器（８）の冷房作用を良好に発揮できる。
【００３８】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００３９】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１は第１実施形態による車両用空調装置の冷凍サイクルＲを示す。車両用空調装置の冷凍サイクルＲは冷媒を吸入、圧縮、吐出する圧縮機１を有し、この圧縮機１には動力断続用の電磁クラッチ２が備えられている。圧縮機１には電磁クラッチ２およびベルト３を介して車両エンジン４の動力が伝達されるので、電磁クラッチ２への通電を空調用制御装置５により断続することにより圧縮機１の運転が断続される。
【００４０】
圧縮機１から吐出された高温、高圧の過熱気相冷媒は高圧側熱交換器をなす凝縮器６に流入し、図示しない冷却ファンより送風される外気と熱交換して冷却され凝縮する。凝縮器６は凝縮部６ａと、凝縮部６ａを通過した後の冷媒の気液を分離して液冷媒を溜めるとともに液冷媒を導出する受液器６ｂと、受液器６ｂからの液冷媒を過冷却する過冷却部６ｃとを一体に構成した周知のものである。
【００４１】
この過冷却部６ｃからの過冷却液冷媒は減圧手段をなす膨張弁７により低圧に減圧され、低圧の気液２相状態となる。膨張弁７は冷房用熱交換器をなす蒸発器８の出口冷媒の過熱度を調節するように弁７ａの開度（冷媒流量）を調節する温度式膨張弁である。特に、本例では、蒸発器８の出口冷媒が流れる蒸発器出口冷媒通路７ｂをボックス型のハウジング７ｃ内に構成して、蒸発器８の出口冷媒の感温機構をハウジング７ｃ内に一体構成するタイプの温度式膨張弁７を用いている。
【００４２】
蓄冷ユニット９は図１の２点鎖線枠内の機器を図２に示す１つのタンク部材１０の内部に一体的に構成しているものであって、タンク部材１０は上下方向に延びる円筒状の形状であり、その下部に低温の低圧液冷媒を溜める液冷媒タンク部１０ａを一体に構成している。
【００４３】
そして、タンク部材１０内部において、液冷媒タンク部１０ａの上方部に蓄冷熱交換器１１を構成している。この蓄冷熱交換器１１は具体的には、蓄冷材を封入した多数の蓄冷材容器１１ａをその容器相互間に冷媒が流通する隙間部を形成する状態で配置している。この多数の蓄冷材容器１１ａの上下両側に冷媒流通穴を有する保持板１１ｂ、１１ｃを配置し、この保持板１１ｂ、１１ｃの外周部をタンク部材１０の内壁面に固定している。
【００４４】
ここで、蓄冷材容器１１ａの形態は具体的には図３（ａ）に示す冷媒流れ方向に沿って細長く延びる円筒状からなるスティックタイプ、図３（ｂ）に示すボールタイプ、図３（ｃ）に示すカプセルタイプのいずれでもよい。蓄冷材容器１１ａは樹脂製の薄膜状パック部材、あるいはアルミニュウム等の金属板材で形成することができる。
【００４５】
蓄冷材容器１１ａ内に封入する蓄冷材としては、低圧冷媒により冷却されて相変化（液相→固相）して凝固潜熱を蓄冷できる材料、すなわち、低圧冷媒温度よりも高い温度で凝固する材料を選択する。
【００４６】
ここで、低圧冷媒温度は蒸発器８でのフロスト防止のために、通常３〜４℃程度の温度に制御され、また、冷房時における車室内吹出空気温度の目標上限温度は冷房フィーリングの確保、蒸発器８からの悪臭防止等のために、通常は１２℃〜１５°程度の温度に設定される。
【００４７】
従って、蓄冷材としては、凝固点が上記低圧冷媒温度と冷房時吹出空気温度の目標上限温度との間に位置する材料が好ましく、具体的には、凝固点が６℃〜８℃程度のパラフィンが最適である。もちろん、低圧冷媒温度を０℃以下に制御すれば、蓄冷材として水（氷）を使用することもできる。
【００４８】
蓄冷材の蓄冷状態（凝固状態）を維持するためには、タンク部材１０内部を蓄冷材の凝固点以下の低温状態に維持する必要があるため、タンク部材１０は断熱タンクとして構成する必要がある。従って、タンク部材１０は断熱性に優れた樹脂タンク、あるいは金属タンク表面に断熱材を貼り付けたもの等を用いる。
【００４９】
なお、蓄冷熱交換器１１をシェルアンドチューブタイプの熱交換器として構成してもよく、その場合はシェル（タンク）内部に配置されるチューブにサイクル低圧冷媒を流通させ、そして、シェル（タンク）内部においてチューブの外側空間に蓄冷材を充填してサイクル低圧冷媒により冷却すればよい。
【００５０】
次に、蓄冷ユニット９と冷凍サイクル冷媒通路との接続関係を説明すると、タンク部材１０の上面には、膨張弁７の弁部７ａを通過して減圧された低温の低圧冷媒が流入する入口パイプ１２が配置してあり、この入口パイプ１２からタンク部材１０内において蓄冷熱交換器１１の上面部に低温の低圧冷媒が流入する。
【００５１】
タンク部材１０内において蓄冷熱交換器１１の下面部には第１逆止弁１３が配置してある。この第１逆止弁１３の入口１３ｂは蓄冷熱交換器１１の下方空間に常時連通しており、第１逆止弁１３の弁体１３ａに対して入口１３ｂから出口１３ｃの方向に冷媒圧力が作用するときは弁体１３ａが弁座部１３ｄから開離して開弁状態となる。逆に、弁体１３ａに対して出口１３ｃから入口１３ｂの方向に冷媒圧力が作用するときは弁体１３ａが弁座部１３ｄに圧着して閉弁状態となる。ストッパ１３ｅは弁体１３ａの全開位置を規定するものである。
【００５２】
タンク部材１０の中心部には出口パイプ１４が蓄冷熱交換器１１の中心部を貫通して上下方向に延びるように配置されている。この出口パイプ１４の上端側はタンク部材１０の上面を貫通してタンク外部へ取り出され、図１に示すように蒸発器８の入口部に接続される。
【００５３】
一方、出口パイプ１４の下端側は液冷媒タンク部１０ａの液冷媒貯留領域まで垂下しており、そして、出口パイプ１４の下端部に液冷媒循環用のポンプをなす電動ポンプ１５が設けてある。この電動ポンプ１５はその底面部側に吸入口１５ａを配置し、この吸入口１５ａから液冷媒タンク部１０ａの液冷媒を吸入して出口パイプ１４を通して蒸発器８に循環させるものである。
【００５４】
出口パイプ１４には上下方向の中間部に接続口１４ａが開口し、この接続口１４ａに第１逆止弁１３の出口１３ｃを接続している。従って、膨張弁７の弁部７ａの出口通路から入口パイプ１２、蓄冷熱交換器１１、第１逆止弁１３、および出口パイプ１４を経て蒸発器８の入口に至る冷媒通路が形成され、蓄冷熱交換器１１は蒸発器８の入口側通路に直列に設けられている。
【００５５】
また、タンク部材１０の上面には冷媒戻しパイプ１６が設けてある。この冷媒戻しパイプ１６の一端側（上端側）は蒸発器８の出口冷媒配管１７に接続してあり、冷媒戻しパイプ１６の他端側（下端側）はタンク部材１０の上面を貫通してタンク部材１０内に配置された第２逆止弁１８に接続される。
【００５６】
より具体的に説明すると、蒸発器８の出口冷媒配管１７は膨張弁７内部の蒸発器出口冷媒通路７ｂに接続されるものであり、この蒸発器出口冷媒通路７ｂよりも上流側部位にて冷媒戻しパイプ１６の一端が出口冷媒配管１７に接続される。また、タンク部材１０内の空間の最上部に第２逆止弁１８が配置され、第２逆止弁１８の入口１８ｂが冷媒戻しパイプ１６の他端側（下端側）に接続される。第２逆止弁１８の出口１８ｃは蓄冷熱交換器１１の上面部に対向配置されている。
【００５７】
第２逆止弁１８は第１逆止弁１３と同様のものであり、第２逆止弁１８の弁体１８ａに対して入口１８ｂから出口１８ｃの方向に冷媒圧力が作用するときは弁体１８ａが弁座部１８ｄから開離して開弁状態となる。逆に、弁体１８ａに対して出口１８ｃから入口１８ｂの方向に冷媒圧力が作用するときは弁体１８ａが弁座部１８ｄに圧着して閉弁状態となる。ストッパ１８ｅは弁体１８ａの全開位置を規定するものである。
【００５８】
なお、本例では、蓄冷ユニット９のタンク部材１０の上面に膨張弁７を配置して、膨張弁７も蓄冷ユニット９の一部分として一体化し、膨張弁７と蓄冷ユニット９を一体状態にて車両に搭載するようにしてある。
【００５９】
蓄冷ユニット９はタンク部材１０内部の低温状態を維持するためにはタンク部材１０内部への熱の侵入をできるだけ抑制した方が良い。そのためには、蓄冷ユニット９を車室内、例えば、車室内前部の計器盤内側等に設置した方が良い。しかし、車室内のスペース的制約から車室内に蓄冷ユニット９の搭載スペースを確保できない場合は、蓄冷ユニット９を車室外、例えば、エンジンルール等に設置することになる。
【００６０】
図４は空調室内ユニット２０を示すものであり、空調室内ユニット２０は通常、車室内前部の計器盤内側に搭載される。空調室内ユニット２０の空調ケース２１は車室内へ向かって送風される空気の通路を構成するものであり、この空調ケース２１内に蒸発器８が設置されている。
【００６１】
空調ケース２１において、蒸発器８の上流側には送風機２２が配置され、送風機２２には遠心式送風ファン２２ａと駆動用モータ２２ｂが備えられている。送風ファン２２ａの吸入側には内外気切替箱２３が配置され、この内外気切替箱２３内の内外気切替ドア２３ａにより外気（車室外空気）または内気（車室内空気）が切替導入される。
【００６２】
空調ケース２１内で、蒸発器８の下流側にはエアミックスドア２４が配置され、このエアミックスドア２４の下流側には車両エンジン４の温水（冷却水）を熱源として空気を加熱する温水式ヒータコア２５が暖房用熱交換器として設置されている。
【００６３】
そして、この温水式ヒータコア２５の側方（上方部）には、温水式ヒータコア２５をバイパスして空気（冷風）を流すバイパス通路２６が形成されている。エアミックスドア２４は回動可能な板状ドアであり、温水式ヒータコア２５を通過する温風とバイパス通路２６を通過する冷風との風量割合を調節するものであって、この冷温風の風量割合の調節により車室内への吹出空気温度を調節する。従って、エアミックスドア２４は車室内への吹出空気の温度調節手段を構成する。
【００６４】
温水式ヒータコア２５からの温風とバイパス通路２６からの冷風を空気混合部２７で混合して、所望温度の空気を作り出すことができる。さらに、空調ケース２１内で、空気混合部２７の下流側に吹出モード切替部が構成されている。すなわち、車両フロントガラス内面に空気を吹き出すデフロスタ開口部２８、車室内乗員の上半身側に向けて空気を吹き出すフェイス開口部２９、および車室内乗員の足元に向けて空気を吹き出すフット開口部３０を吹出モードドア３１〜３３により開閉するようになっている。
【００６５】
蒸発器８の温度センサ３４は空調ケース２１内で蒸発器８の空気吹出直後の部位に配置され、蒸発器吹出温度Ｔｅを検出する。ここで、蒸発器温度センサ３４により検出される蒸発器吹出温度Ｔｅは、通常の空調装置と同様に、圧縮機１の電磁クラッチ２の断続制御や、圧縮機１が可変容量型である場合はその吐出容量制御に使用され、これらのクラッチ断続制御や吐出容量制御により蒸発器８の冷却能力を調節して、蒸発器８の吹出温度を制御する。
【００６６】
図１に示すように、空調用制御装置５には、上記の温度センサ３４の他に、空調制御のために、内気温Ｔｒ、外気温Ｔａｍ、日射量Ｔｓ、温水温度Ｔｗ等を検出する周知のセンサ群３５から検出信号が入力される。また、車室内計器盤近傍に設置される空調制御パネル３６の操作スイッチ群の操作信号も空調用制御装置５に入力される。
【００６７】
空調制御パネル３６には乗員により手動操作される温度設定スイッチ、風量切替スイッチ、吹出モードスイッチ、内外気切替スイッチ、圧縮機１のオンオフ信号を発生するエアコンスイッチ等の種々な操作スイッチ群（図示せず）が備えられている。
【００６８】
また、空調用制御装置５はエンジン用制御装置３７に接続されており、エンジン用制御装置３７から空調用制御装置５には車両エンジン４の回転数信号、車速信号等が入力される。
【００６９】
エンジン用制御装置３７は周知のごとく車両エンジン４の運転状況等を検出するセンサ群３８からの信号に基づいて車両エンジン４への燃料噴射量、点火時期等を総合的に制御するものである。さらに、本実施形態の対象とするエコラン車においては、車両エンジン４の回転数信号、車速信号、ブレーキ信号等に基づいて停車状態を判定すると、エンジン用制御装置３７は、点火装置の電源遮断、燃料噴射の停止等により車両エンジン４を自動的に停止させる。
【００７０】
また、エンジン停止後、運転者の運転操作により車両が停車状態から発進状態に移行すると、エンジン用制御装置３７は車両の発進状態をアクセル信号等に基づいて判定して、車両エンジン４を自動的に始動させる。なお、空調用制御装置５は、車両エンジン４停止後の放冷冷房モードの時間が長時間に及び、蓄冷熱交換器１１の蓄冷熱量による冷房を持続できない状態になった時、すなわち、蒸発器吹出温度Ｔｅが所定の目標上限温度まで上昇した時は、エンジン再稼働要求の信号をエンジン用制御装置３７に出力する。
【００７１】
空調用制御装置５およびエンジン用制御装置３７はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュータと、その周辺回路にて構成されるものである。なお、空調用制御装置５およびエンジン用制御装置３７を１つの制御装置として統合してもよい。
【００７２】
次に、上記構成において第１実施形態の作動を説明する。図５は車両走行時の通常冷房・蓄冷モード時の作動を示すものであり、この通常冷房・蓄冷モード時では車両エンジン４によって圧縮機１を駆動することにより冷凍サイクルＲが運転される。
【００７３】
従って、圧縮機１から吐出された高圧気相冷媒が凝縮器６にて冷却され、過冷却状態の液冷媒となって膨張弁７に流入する。この膨張弁７の弁部７ａで高圧液冷媒が減圧されて低温低圧の気液２相状態となり、入口パイプ１２から蓄冷ユニット９のタンク部材１０内に流入する。この流入冷媒はタンク部材１０内において蓄冷熱交換器１１の上面部から多数の蓄冷材容器１１ａ相互間の隙間部を下方へと流れる。
【００７４】
ここで、蓄冷熱交換器１１の下面部に位置する第１逆止弁１３の弁体１３ａに対して入口１３ｂから出口１３ｃの方向（順方向）に冷媒圧力が作用して、第１逆止弁１３が開弁するので、蓄冷熱交換器１１の下側空間が第１逆止弁１３を介して出口パイプ１４の中間部の接続口１４ａに連通する。
【００７５】
また、通常冷房・蓄冷モード時は液冷媒循環用の電動ポンプ１５の作動が不要であるため、空調制御装置５の出力により電動ポンプ１５が停止している。このため、電動ポンプ１５が流通抵抗となり、蓄冷熱交換器１１の下側空間の冷媒が電動ポンプ１５を介して出口パイプ１４の下端部に流入する量は僅少である。
【００７６】
従って、蓄冷熱交換器１１の下側空間の冷媒の大部分は第１逆止弁１３を介して出口パイプ１４の中間部の接続口１４ａに流入する。このとき、第２逆止弁１８の弁体１８ａに対しては出口１８ｃから入口１８ｂの方向（逆方向）に冷媒圧力が作用して、第２逆止弁１８は閉弁状態を維持する。
【００７７】
出口パイプ１４に流入した低圧冷媒は蒸発器８の入口部に流入し、蒸発器８において空調ケース２１内の送風空気から吸熱して蒸発し、気相冷媒となる。この気相冷媒は、蒸発器８の出口冷媒配管１７および膨張弁７内部の蒸発器出口冷媒通路７ｂを経て圧縮機１に吸入され、再度圧縮される。蒸発器８にて吸熱された冷風はフェイス開口部２９等から車室内へ吹き出して車室内を冷房する。
【００７８】
次に、通常冷房・蓄冷モード時における蓄冷ユニット９のタンク部材１０内部での冷媒の挙動をより具体的に説明すると、夏期の高外気温時に冷房を始動する場合には蒸発器８の吸い込み空気温度が４０℃以上にも及ぶ高温となり、蒸発器８の冷房熱負荷が非常に大きくなる。このような冷房高負荷条件の下では、蒸発器８の出口冷媒の過熱度が過大となり、膨張弁７の弁部７ａの開度が全開となり、冷凍サイクルの低圧圧力が上昇する。
【００７９】
そのため、蓄冷ユニット９の蓄冷熱交換器１１に流入する低圧冷媒の温度が蓄冷熱交換器１１の蓄冷材の凝固点（６〜８℃程度）より高い温度となる。従って、蓄冷材は低圧冷媒との熱交換で凝固せず、蓄冷材から顕熱分を吸熱するだけである。その結果、冷房高負荷条件では低圧冷媒が蓄冷熱交換器１１にて吸熱する熱量は僅少量となる。そのため、低圧冷媒のほとんどは蓄冷熱交換器１１を持たない通常の空調装置と同様に蒸発器８にて車室内吹出空気から吸熱して蒸発する。
【００８０】
なお、冷房高負荷時には、通常、図４の内外気切替箱２３から内気を吸入する内気モードが選択されるから、冷房始動後の時間経過により蒸発器８の吸い込み空気温度が低下し、冷房熱負荷が低下する。これにより、蒸発器８の出口冷媒の過熱度が減少するので、膨張弁７の弁部７ａの開度が減少し、冷凍サイクルの低圧圧力が低下し、低圧冷媒温度が低下する。
【００８１】
そして、低圧冷媒温度が蓄冷熱交換器１１の蓄冷材の凝固点より低下すると、蓄冷材の凝固が開始され、低圧冷媒は蓄冷材から凝固潜熱を吸熱するので、蓄冷材からの吸熱量が増加する。しかし、蓄冷材がこのように凝固潜熱を蓄冷する段階に至った時点では、既に、冷房熱負荷の低下により低圧冷媒温度が十分低下し、車室内吹出空気が十分低下している。
【００８２】
従って、蓄冷材への凝固潜熱の蓄冷作用によって、冷房高負荷条件における急速冷房性能（クールダウン性能）が大きく阻害されることがない。換言すると、蓄冷熱交換器１１を冷房用蒸発器８の冷媒回路に直列接続しても、冷房高負荷条件における急速冷房性能を、僅少量低下させるだけであり、良好に発揮できる。
【００８３】
そして、冷房熱負荷が低下して蓄冷材が凝固する時には、サイクル内の循環冷媒流量が減少し、蓄冷ユニット９のタンク部材１０内での冷媒流速が低下して、気液２相状態の低圧冷媒の気液分離が起こりやすくなる。これにより、タンク部材１０の下部に形成されている液冷媒タンク部１０ａに液冷媒が重力により落下し、徐々に溜まっていく。
【００８４】
図２は液冷媒タンク部１０ａに液冷媒が最大量溜まった状態を示している。すなわち、液冷媒タンク部１０ａにおける貯留液冷媒の液面が上昇して、第１逆止弁１３の設置高さに到達すると、液冷媒タンク部１０ａの液冷媒は第１逆止弁１３を通して蒸発器８に送り込まれるから、第１逆止弁１３の設置高さより貯留液冷媒の液面が上昇することはない。換言すると、第１逆止弁１３は貯留液冷媒の最大量を決める役割を果たしている。
【００８５】
次に、信号待ち等の停車時に車両エンジン４を自動的に停止する場合について説明すると、停車時には空調作動状態（送風機２２の作動状態）であっても、車両エンジン４の停止に伴って冷凍サイクルＲの圧縮機１も強制的に停止状態となる。そこで、空調用制御装置５ではこの停車時のエンジン（圧縮機）停止状態を判定して、蓄冷ユニット９内の電動ポンプ１５に給電し、電動ポンプ１５を作動させる。
【００８６】
これにより、タンク部材１０下部の液冷媒タンク部１０ａに溜まっている液冷媒を電動ポンプ１５が吸入して、出口パイプ１４を介して蒸発器８の入口側に液冷媒を吐出する。この電動ポンプ１５による液冷媒の吸入、吐出作用によって、第１逆止弁１３には冷媒圧力が逆方向に作用して第１逆止弁１３は閉弁する。これに反し、第２逆止弁１８には冷媒圧力が順方向に作用して第２逆止弁１８は開弁する。
【００８７】
そのため、図６の矢印に示すように、液冷媒タンク部１０ａ→電動ポンプ１５→出口パイプ１４→蒸発器８→出口冷媒配管１７→冷媒戻しパイプ１６→第２逆止弁１８→蓄冷熱交換器１１→液冷媒タンク部１０ａからなる冷媒循環回路で冷媒が循環する。
【００８８】
従って、蒸発器８では液冷媒タンク部１０ａからの液冷媒が送風機２２の送風空気から吸熱して蒸発するので、圧縮機停止後においても蒸発器８の冷却作用を継続でき、車室内の冷房作用を継続できる。蒸発器８で蒸発した気相冷媒の温度は蓄冷熱交換器１１の蓄冷材の凝固点より高いので、蓄冷材は気相冷媒から融解潜熱を吸熱して固相から液相に相変化（融解）する。これにより、気相冷媒は蓄冷材により冷却され凝縮する。この液冷媒は重力により落下して液冷媒タンク部１０ａに蓄えられる。
【００８９】
そして、蓄冷材が液相に相変化していくことにより、液冷媒タンク部１０ａ内の液冷媒量が減少していくが、液冷媒タンク部１０ａ内の液冷媒が残存している間、停車時（圧縮機停止時）の車室内冷房作用を継続できる。
【００９０】
なお、信号待ちによる停車時間は通常、１〜２分程度の短時間であるから、蓄冷材として、凝固点＝６℃、凝固潜熱＝２２９ｋＪ／ｋｇのパラフィンを、４２０ｇ程度用いることにより、１〜２分程度の停車時の間、車室内冷房作用を継続できることを確認している。
【００９１】
ところで、蓄冷ユニット９においては蓄冷熱交換器１１の下方に液冷媒タンク部１０ａを配置して、蓄冷熱交換器１１で凝縮した液冷媒を重力にて速やかに液冷媒タンク部１０ａに落下させるようにしているから、蓄冷熱交換器１１の蓄冷材容器１１ａの表面が液冷媒中に浸漬することがない。このため、蓄冷熱交換器１１において気相冷媒と蓄冷材容器１１ａとが直接、接する伝熱面積を常に確保できる。
【００９２】
これにより、気相冷媒と蓄冷材容器１１ａとの間の熱交換を効率よく行うことができるので、蓄冷熱交換器１１における気相冷媒の凝縮能力を常に良好に維持できる。従って、放冷冷房モード時に蒸発器８への液冷媒供給流量、ひいては放冷冷房能力を良好に確保できる。
【００９３】
また、本実施形態によると、蓄冷熱交換器１１自体を蒸発器８を内蔵する空調室内ユニット２０の上方に配置するという必要性は無く、蓄冷熱交換器１１の下方に液冷媒タンク部１０ａを配置すればよいから、車両搭載上、配置レイアウトの自由度が増して非常に有利である。
【００９４】
次に、本実施形態による「冷房用蒸発器８に対して蓄冷熱交換器１１を直列接続する」ことの有利さを従来技術との対比により詳述する。前述の従来技術（特開２０００−３１３２２６号公報）では、空調用冷凍サイクルＲにおいて蓄冷材４０ａを内蔵する蓄冷熱交換器４０を冷房用蒸発器８と並列に設けているので、蓄冷熱交換器４０の冷媒通路を冷凍サイクルの運転状況に応じて電磁弁４１により開閉することが必須となる。
【００９５】
これに反し、本実施形態によると、冷房用蒸発器８に対して蓄冷熱交換器１１を直列接続しているから、夏期の冷房始動時のように冷房熱負荷が非常に高い条件においても、サイクル循環冷媒流量の全量が冷房用蒸発器８を通過するから、蓄冷熱交換器１１の追加により冷房用蒸発器８への循環冷媒流量が減少することはない。
【００９６】
しかも、蓄冷熱交換器１１における蓄冷材の凝固点を前述のように冷房時吹出空気温度の目標上限温度（１２〜１５℃程度）よりも低い温度（６〜８℃程度）に設定することにより、冷房高熱負荷条件における低圧冷媒の温度よりも蓄冷材の凝固点が低い温度となる。このため、冷房高熱負荷条件では蓄冷材は低圧冷媒との熱交換で凝固せず、顕熱分の吸熱が僅かに行われるだけである。
【００９７】
そのため、低圧冷媒の大部分は蓄冷熱交換器１１を持たない通常の空調装置と同様に蒸発器８にて車室内吹出空気から吸熱して蒸発する。つまり、蓄冷熱交換器１１への冷媒流れの切替のための特別の操作を行わなくても、冷房高熱負荷条件における冷房用蒸発器８の最大冷却能力を良好に発揮できる。
【００９８】
また、蓄冷熱交換器１１における蓄冷材の凝固が完了し、蓄冷完了状態になると、蓄冷熱交換器１１における低圧冷媒の吸熱はほとんどなくなるが、蓄冷熱交換器１１を冷房用蒸発器８の入口側に配置しているため、膨張弁７は蒸発器８の出口冷媒の過熱度を感知して冷媒流量を調節できる。従って、蓄冷完了後においても、蒸発器８の冷房熱負荷に応じた適切な冷媒流量を蒸発器８に供給できる。
【００９９】
なお、第１実施形態において、蓄冷熱交換器１１をもし蒸発器８の出口側に配置すると、蓄冷材の蓄冷完了状態では蒸発器８の出口冷媒が過熱度を持っていても蒸発器８の出口冷媒が蓄冷材により冷却されて過熱度が小さくなってしまい、その結果、膨張弁７の開度が減少して、蒸発器８の冷房熱負荷に対して冷媒流量が過小になるという不具合が生じるが、蓄冷熱交換器１１を冷房用蒸発器８の入口側に配置することにより、このような不具合が生じない。
【０１００】
以上の説明から理解されるように、第１実施形態によると、冷凍サイクルにおいて、冷房用蒸発器８に対して蓄冷熱交換器１１を直列接続するという簡単な構成によって、電磁弁による冷媒通路切替を必要とすることなく、車両走行時の通常冷房モードの機能、蓄冷機能および停車時の放冷冷房モードをすべて良好に発揮できる。従って、蓄冷式の空調装置を低コストで構成できる。
【０１０１】
（第２実施形態）
上記の第１実施形態では、減圧手段として膨張弁７を用い、膨張弁７により蒸発器８の出口冷媒の過熱度を調節する冷凍サイクルについて説明したが、第２実施形態は蒸発器８の出口側（圧縮機１の吸入側）にアキュムレータを配置し、このアキュムレータにおいて蒸発器出口冷媒の気液を分離して液冷媒を溜めて、気相冷媒を圧縮機１に吸入させるアキュムレータ式の冷凍サイクルに蓄冷熱交換器１１を組み合わせるものである。
【０１０２】
図７〜図１０は第２実施形態を示すもので、前述の図１、図２、図５、図６に対応するものであり、第１実施形態と同等部分には同一符号を付して説明を省略する。また、制御装置５、３７等の電気制御部は第１実施形態と同じであるので、図７〜図１０ではこの電気制御部の図示を省略している。
【０１０３】
アキュムレータ式の冷凍サイクルにおいては、蒸発器８の出口側にタンク状のアキュムレータを配置するので、第２実施形態ではこのアキュムレータに着目して蓄冷ユニット９をアキュムレータと一体に構成する。
【０１０４】
すなわち、第２実施形態では、図８に示すように蓄冷ユニット９のタンク部材１０の上面部に蒸発器８の出口冷媒を受け入れる入口パイプ１２０を設け、この入口パイプ１２０により蒸発器８の出口冷媒をタンク部材１０内の上部に流入させる。一方、タンク部材１０の下部に液冷媒を溜める液冷媒タンク部１０ａを一体に形成している。蓄冷熱交換器１１は第１実施形態と同様のものであり、タンク部材１０内の上部に配置され、入口パイプ１２０からの流入冷媒が多数の蓄冷材容器１１ａ相互の隙間部を通過して下方へ流れる。
【０１０５】
タンク部材１０の内部には、第１、第２の２つの出口パイプ１４１、１４２が配置してある。第１出口パイプ１４１は通常のアキュムレータにおける出口パイプに相当するものであり、そのため、第１出口パイプ１４１はＵ状に曲げ形成され、Ｕ状の底部にオイル戻し穴１４１ａを開口し、このオイル戻し穴１４１ａから液冷媒中に含まれる圧縮機潤滑用オイルを吸い込むようになっている。
【０１０６】
また、第１出口パイプ１４１のＵ状一端部に気相冷媒吸入口１４１ｂを設け、この気相冷媒吸入口１４１ｂをタンク部材１０内の下部の液冷媒タンク部１０ａに溜まる液冷媒よりも上方の空間に開口する。これにより、タンク部材１０内の上部の気相冷媒を気相冷媒吸入口１４１ｂから第１出口パイプ１４１内に吸入するようになっている。第１出口パイプ１４１の他端側はタンク部材１０の上面部からタンク外部へ取り出して、圧縮機１の吸入側に接続するようになっている。
【０１０７】
また、第１出口パイプ１４１において、気相冷媒吸入口１４１ｂの下流側（下方側）には冷媒中の水分を吸収する乾燥剤を内蔵する乾燥剤ユニット１４１ｃが配置してある。
【０１０８】
一方、第２出口パイプ１４２は停車時の放冷冷房モード時の冷媒循環回路を構成するためのものであり、その下端部を液冷媒タンク部１０ａの液冷媒中に位置させ、第２出口パイプ１４２の下端部に液冷媒循環用ポンプ手段をなす電動ポンプ１５を設け、電動ポンプ１５の下端部の吸入口１５ａから液冷媒を吸入して第２出口パイプ１４２に吐出する。
【０１０９】
第２出口パイプ１４２の他端側もタンク部材１０の上面部からタンク外部へ取り出してあり、第２出口パイプ１４２のうちタンク部材１０の上面部の上方部位に逆止弁１８を配置している。これにより、第２出口パイプ１４２の他端側は、逆止弁１８を介して蒸発器８の入口配管１４３に接続してある。この入口配管１４３は減圧装置７０の出口側と蒸発器８の入口側との間を結合する配管である。
【０１１０】
逆止弁１８は図２の第２逆止弁１８と同様のものであり、弁体１８ａに対して入口１８ｂから出口１８ｃの方向に冷媒圧力が作用するときは弁体１８ａが弁座部１８ｄから開離して開弁状態となる。図８は逆止弁１８の開弁状態を示す。逆に、弁体１８ａに対して出口１８ｃから入口１８ｂの方向に冷媒圧力が作用するときは弁体１８ａが弁座部１８ｄに圧着して閉弁状態となる。
【０１１１】
第２出口パイプ１４２には、第１出口パイプ１４１の気相冷媒吸入口１４１ｂの上方側と蓄冷熱交換器１１の下方側との間に板部材１４２ａを設け、この板部材１４２ａにより気相冷媒吸入口１４１ｂの周辺部の液冷媒液面に上方から冷媒流が衝突することを防止している。それにより、冷媒流衝突による冷媒液面の波立ちを防止するとともに、気液分離後の気相冷媒を圧縮機吸入側に確実に戻すことができる。
【０１１２】
なお、第２実施形態はアキュムレータ式の冷凍サイクルに関するものであって、アキュムレータタンクの役割を兼ねるタンク部材１０にて蒸発器出口冷媒の気液を分離して液冷媒を溜める。そして、第１出口パイプ１４１の気相冷媒吸入口１４１ｂから気相冷媒を吸入して圧縮機１の吸入側に送り込むことができる。
【０１１３】
従って、蒸発器出口冷媒の過熱度の調節を行わなくても圧縮機１の液冷媒圧縮を防止できるので、第２実施形態では減圧装置７０としてキャピラリチューブ、オリフィス等の固定絞り、あるいは高圧冷媒圧力に応動する可変絞り等を使用することができる。これらの減圧装置７０は、過熱度制御機構を持つ温度式膨張弁７に比して構成が簡素で、安価である。
【０１１４】
図９は第２実施形態による車両走行時の通常冷房・蓄冷モードであり、車両エンジン４により圧縮機１が駆動されることにより、図９の矢印で示す回路、すなわち、圧縮機１の吐出側→凝縮器６→減圧装置７０→入口配管１４３→蒸発器８→入口パイプ１２０→蓄冷熱交換器１１→第１出口パイプ１４１→圧縮機１の吸入側に至る回路にて冷媒が循環し、蒸発器８にて低圧冷媒が空調ケース２１内の送風空気から吸熱して蒸発することにより送風空気が冷却され車室内の冷房を行うことができる。
【０１１５】
また、蓄冷熱交換器１１において蓄冷材を低圧冷媒により冷却して凝固させることにより蓄冷材への蓄冷を行う。なお、通常冷房・蓄冷モードでは、電動ポンプ１５は第１実施形態と同様に停止しており、また、逆止弁１８は閉弁している。
【０１１６】
図１０は第２実施形態による停車時の放冷冷房モードであり、このときは電動ポンプ１５を作動させ、図１０の矢印で示す回路により冷媒を循環させる。すなわち、タンク部材１０下部の液冷媒タンク部１０ａ内の液冷媒を電動ポンプ１５にて吸入、吐出することにより、電動ポンプ１５→第２出口パイプ１４２→逆止弁１８（開弁状態）→入口配管１４３→蒸発器８→入口パイプ１２０→蓄冷熱交換器１１→液冷媒タンク部１０ａに至る回路にて冷媒が循環する。
【０１１７】
これにより、液冷媒タンク部１０ａの貯留液冷媒を蒸発器８に循環するとともに、蒸発器８で蒸発した気相冷媒を蓄冷熱交換器１１により冷却、液化させることにより、第１実施形態と同様に第２実施形態でも停車時の放冷冷房機能を良好に発揮できる。
【０１１８】
また、第２実施形態においても、蓄冷ユニット９おいて蓄冷熱交換器１１の下方に液冷媒タンク部１０ａを配置して、蓄冷熱交換器１１で凝縮した液冷媒を重力にて速やかに液冷媒タンク部１０ａに落下させるようにしているから、蓄冷熱交換器１１において気相冷媒と蓄冷材容器１１ａとが直接、接する伝熱面積を常に確保して、蓄冷熱交換器１１における気相冷媒の凝縮能力を常に良好に維持できる。従って、放冷冷房能力を良好に確保できる。
【０１１９】
ところで、第２実施形態はアキュムレータ式の冷凍サイクルであるため、蒸発器８の出口側に蓄冷熱交換器１１を直列接続している。これは次の理由による。すなわち、アキュムレータ式の冷凍サイクルでは、減圧装置７０をキャピラリチューブ、オリフィス等の固定絞り、あるいは高圧冷媒圧力に応動する可変絞り等により構成することができ、膨張弁７を使用する必要がない。従って、蒸発器８の出口側に蓄冷熱交換器１１を直列接続しても、前述の蒸発器出口冷媒の過熱度調節の不具合が生じない。
【０１２０】
そして、蒸発器８の冷媒通路を流れる冷媒流れには必ず圧力損失が発生するので、蒸発器８の入口側に比して出口側の方が冷媒圧力（蒸発圧力）が低下する。ここで、アキュムレータ式の冷凍サイクルでは、アキュムレータ部、本実施形態ではタンク部材１０内部に冷媒の気液界面が形成され冷媒が飽和状態になっているので、蒸発器８内の冷媒が過熱状態にならない。従って、蒸発器８の出口側では冷媒圧力の低下に伴って冷媒温度（蒸発温度）が必ず入口側よりも低下する。
【０１２１】
この結果、アキュムレータ式の冷凍サイクルにおいて、蒸発器８の出口側に蓄冷熱交換器１１を直列接続することにより、蓄冷材をより低温の冷媒にて冷却でき、蓄冷材と冷媒との温度差を拡大して熱交換効率を向上でき、蓄冷材の凝固をより短時間で完了できる。
【０１２２】
（他の実施形態）
なお、第２実施形態では、図８に示すように蓄冷ユニット９のタンク部材１０内にＵ状に曲げ形成した第１出口パイプ１４１を配置し、第１出口パイプ１４１の一端部をタンク部材１０の上面部から外部へ取り出すように構成しているが、図８に２点鎖線で図示するように第１出口パイプ１４１をタンク部材１０の底面部から外部へ取り出すように構成してもよい。
【０１２３】
また、第２実施形態において逆止弁１８は電動ポンプ１５の停止時、すなわち、通常冷房・蓄冷モード時に閉弁することにより、蒸発器８の入口配管１４３から低圧冷媒が第２出口パイプ１４２側へ逆流することを防止するものであるから、電動ポンプ１５自身の停止時の流通抵抗により低圧冷媒の上記逆流を実用上問題のないレベルに低下できるのであれば、逆止弁１８を廃止してもよい。
【０１２４】
また、第１実施形態では、タンク部材１０の下部の断面積をタンク部材１０の上部よりも小さくして液冷媒タンク部１０ａを形成している。また、第２実施形態では、タンク部材１０の下部の断面積をタンク部材１０の上部の断面積と同一にして液冷媒タンク部１０ａを形成している。
【０１２５】
しかし、車両搭載上の都合等により液冷媒タンク部１０ａの高さ寸法を縮小したい場合には、タンク部材１０の下部の断面積をタンク部材１０の上部よりも大きくして液冷媒タンク部１０ａをタンク部材１０の上部よりも水平方向に拡大する形状とし、これにより、液冷媒タンク部１０ａの必要容積を確保するようにしてもよい。
【０１２６】
また、第１、第２実施形態では、いずれも図２、図８に示すように、液冷媒タンク部１０ａの内部に電動ポンプ１５を配置しているが、液冷媒タンク部１０ａの液冷媒をタンク外部に取り出す出口パイプ１４、１４２のうちタンク外部の部位に電動ポンプ１５を配置しても良い。この場合、出口パイプ１４、１４２を液冷媒タンク部１０ａの下方側に取り出し、電動ポンプ１５を液冷媒タンク部１０ａの下方側に配置すれば、電動ポンプ１５の吸入側に液冷媒が充満した状態で電動ポンプ１５を始動できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す冷凍サイクルの回路図である。
【図２】図１の蓄冷ユニットの具体的構成を例示する断面図である。
【図３】図２の蓄冷材容器を例示する斜視図である。
【図４】第１実施形態による空調室内ユニット部の概略断面図である。
【図５】第１実施形態による通常冷房・蓄冷モード時の作動説明図である。
【図６】第１実施形態による放冷冷房モード時の作動説明図である。
【図７】第２実施形態を示す冷凍サイクルの回路図である。
【図８】図７の蓄冷ユニットの具体的構成を例示する断面図である。
【図９】第２実施形態による通常冷房・蓄冷モード時の作動説明図である。
【図１０】第２実施形態による放冷冷房モード時の作動説明図である。
【図１１】従来装置の冷凍サイクルの回路図である。
【符号の説明】
１…圧縮機、４…車両エンジン、６…凝縮器（高圧側熱交換器）、
７…膨張弁（減圧手段）、７０…固定絞り等の減圧装置（減圧手段）、
８…蒸発器、９…蓄冷ユニット、１０…タンク部材、１０ａ…液冷媒タンク部、
１１…蓄冷熱交換器、１１ａ…蓄冷材容器、１５…電動ポンプ。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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