JP6031263B2 - 空調装置 - Google Patents
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Description
この発明は、たとえば車両にカーエアコンとして搭載される空調装置に関する。
この明細書および特許請求の範囲において、「液相冷媒」という用語は、完全に液相のみからなる冷媒の他に、微量の気相冷媒が混入した液相の冷媒を意味するものとし、「気相冷媒」という用語は、完全に気相のみからなる冷媒の他に、微量の液相冷媒が混入した気相の冷媒を意味するものとする。
たとえば車両に搭載される車両用空調装置として、図４に示すように、圧縮機(1)と、圧縮機(1)で圧縮された冷媒を冷却するコンデンサ(2)と、コンデンサ(2)で冷却された高圧冷媒を減圧する膨張弁(3)と、減圧された冷媒を蒸発させるエバポレータ(6)と、高圧冷媒通路(8)および低圧冷媒通路(9)を有しており、かつコンデンサ(2)から流出して高圧冷媒通路(8)を流れる高温高圧の冷媒とエバポレータ(6)から流出して低圧冷媒通路(9)を流れる低温低圧の冷媒とを熱交換させる中間熱交換器(7)と、コンデンサ(2)から流出するとともに膨張弁(3)により減圧される前の高温高圧の冷媒を貯留し、かつ液相と気相とに分離する液溜部(10)とを備えており、膨張弁(3)が、エバポレータ(6)から流出した冷媒が通る第１冷媒流路(5)、および中間熱交換器(7)の高圧冷媒通路(8)から流出するとともにエバポレータ(6)に流入する前の冷媒が通る第２冷媒流路(4)を有し、中間熱交換器(7)とは別個に設けられた液溜部(10)が、コンデンサ(2)と中間熱交換器(7)との間に配置され、冷媒が、中間熱交換器(7)の高圧冷媒通路(8)に流入する前に液溜部(10)内に入るとともに、液溜部(10)内から出た後に中間熱交換器(7)の高圧冷媒通路(8)に流入するようになされている車両用空調装置が知られている（特許文献１参照）。
しかしながら、特許文献１記載の車両用空調装置においては、中間熱交換器(7)とは別個に設けられた液溜部(10)が、コンデンサ(2)と中間熱交換器(7)との間に配置されているので、車両用空調装置を設置するためのスペースが大型化するという問題がある。
この発明の目的は、上記問題を解決し、設置スペースを小型化しうる空調装置を提供することにある。
本発明は、上記目的を達成するために以下の態様からなる。
1)圧縮機と、圧縮機で圧縮された冷媒を冷却するコンデンサと、コンデンサで冷却された高圧冷媒を減圧する膨張弁と、減圧された冷媒を蒸発させるエバポレータと、コンデンサから流出した高圧冷媒とエバポレータから流出した低圧冷媒とを熱交換させる中間熱交換器とを備えており、膨張弁が、エバポレータから流出した冷媒が通る第１冷媒流路、および中間熱交換器から流出するとともにエバポレータに流入する前の冷媒が通る第２冷媒流路を有している空調装置において、
中間熱交換器が、内部に、エバポレータから流出した低圧冷媒が流れる低圧冷媒通路、低圧冷媒通路と一体化するように設けられ、かつコンデンサから流出するとともに膨張弁により減圧される前の高圧の冷媒を貯留して液相と気相とに分離する液溜、および低圧冷媒通路内に配置されかつ高圧冷媒が流れる高圧冷媒流通管を備えており、低圧冷媒通路内を流れる低圧冷媒と、高圧冷媒流通管内を流れる高圧冷媒とが熱交換をするようになされており、
中間熱交換器の低圧冷媒通路および液溜が、１つのケーシング内が隔壁により区画されることによって、低圧冷媒通路が液溜よりも上方に位置するように上下方向に並んで設けられ、中間熱交換器のケーシングにおける低圧冷媒通路を囲む壁部分に、エバポレータから流出した低圧の冷媒を低圧冷媒通路に導入する低圧冷媒導入口、および低圧冷媒通路を通過した低圧冷媒を圧縮機に向けて送り出す低圧冷媒送出口が形成され、中間熱交換器のケーシング内の隔壁に、コンデンサから送り出された高圧の冷媒を液溜に導入する高圧冷媒導入口が形成され、中間熱交換器のケーシングにおける液溜を囲む壁部分に、液溜において気液２相に分離されて得られた液相の高圧冷媒を膨張弁に向けて送り出す高圧冷媒送出口が形成され、高圧冷媒流通管が、ケーシングの低圧冷媒通路内に配置され、高圧冷媒流通管の一端が高圧冷媒導入口を介して液溜内に通じさせられ、同じく他端がケーシングにおける低圧冷媒通路を囲む壁部分に形成された連通口を介してケーシングの外部に通じさせられている空調装置。
中間熱交換器が、内部に、エバポレータから流出した低圧冷媒が流れる低圧冷媒通路、低圧冷媒通路と一体化するように設けられ、かつコンデンサから流出するとともに膨張弁により減圧される前の高圧の冷媒を貯留して液相と気相とに分離する液溜、および低圧冷媒通路内に配置されかつ高圧冷媒が流れる高圧冷媒流通管を備えており、低圧冷媒通路内を流れる低圧冷媒と、高圧冷媒流通管内を流れる高圧冷媒とが熱交換をするようになされており、
中間熱交換器の低圧冷媒通路および液溜が、１つのケーシング内が隔壁により区画されることによって、低圧冷媒通路が液溜よりも上方に位置するように上下方向に並んで設けられ、中間熱交換器のケーシングにおける低圧冷媒通路を囲む壁部分に、エバポレータから流出した低圧の冷媒を低圧冷媒通路に導入する低圧冷媒導入口、および低圧冷媒通路を通過した低圧冷媒を圧縮機に向けて送り出す低圧冷媒送出口が形成され、中間熱交換器のケーシング内の隔壁に、コンデンサから送り出された高圧の冷媒を液溜に導入する高圧冷媒導入口が形成され、中間熱交換器のケーシングにおける液溜を囲む壁部分に、液溜において気液２相に分離されて得られた液相の高圧冷媒を膨張弁に向けて送り出す高圧冷媒送出口が形成され、高圧冷媒流通管が、ケーシングの低圧冷媒通路内に配置され、高圧冷媒流通管の一端が高圧冷媒導入口を介して液溜内に通じさせられ、同じく他端がケーシングにおける低圧冷媒通路を囲む壁部分に形成された連通口を介してケーシングの外部に通じさせられている空調装置。
2)低圧冷媒導入口および高圧冷媒送出口が、前者が上方に位置するように、中間熱交換器のケーシングにおける低圧冷媒通路を囲む壁部分に形成され、ケーシングの周壁外面に、一端が低圧冷媒導入口に通じる第１流路および一端が高圧冷媒送出口に通じる第２流路を有し、かつ中間熱交換器を膨張弁に接続する継手が固定され、継手の第１流路の他端が膨張弁の第１冷媒流路に通じるとともに、第２流路の他端が膨張弁の第２冷媒流路に通じるようになされている上記1)記載の空調装置。
3)圧縮機と、圧縮機で圧縮された冷媒を冷却するコンデンサと、高圧冷媒流路および低圧冷媒流路を有し、かつコンデンサで冷却された高圧冷媒を減圧する膨張弁と、減圧された冷媒を蒸発させるエバポレータと、コンデンサから流出した高圧冷媒とエバポレータから流出した低圧冷媒とを熱交換させる中間熱交換器とを備えており、膨張弁が、エバポレータから流出した冷媒が通る第１冷媒流路および中間熱交換器から流出するとともにエバポレータに流入する前の冷媒が通る第２冷媒流路を有している空調装置において、
中間熱交換器が、内部に、エバポレータから流出した低圧冷媒が流れる低圧冷媒通路、低圧冷媒通路と一体化するように設けられ、かつコンデンサから流出するとともに膨張弁により減圧される前の高圧の冷媒を貯留して液相と気相とに分離する液溜、および低圧冷媒通路内に配置されかつ高圧冷媒が流れる高圧冷媒流通管を備えており、低圧冷媒通路内を流れる低圧冷媒と、高圧冷媒流通管内を流れる高圧冷媒とが熱交換をするようになされており、
中間熱交換器の低圧冷媒通路および液溜が、１つのケーシング内が隔壁により区画されることによって、横方向に並んで設けられ、中間熱交換器のケーシングにおける低圧冷媒通路を囲む壁部分に、エバポレータから流出した低圧の冷媒を低圧冷媒通路に導入する低圧冷媒導入口、および低圧冷媒通路を通過した低圧冷媒を圧縮機に向けて送り出す低圧冷媒送出口が形成され、中間熱交換器のケーシングにおける液溜を囲む壁部分に、コンデンサから送り出された高圧の冷媒を液溜に導入する高圧冷媒導入口が形成され、中間熱交換器のケーシング内の隔壁に、液溜において気液２相に分離されて得られた液相の高圧冷媒を膨張弁に向けて送り出す高圧冷媒送出口が形成され、高圧冷媒流通管が、ケーシングの低圧冷媒通路内に配置され、高圧冷媒流通管の一端が高圧冷媒送出口を介して液溜内に通じさせられ、同じく他端がケーシングにおける低圧冷媒通路を囲む壁部分に形成された連通口を介してケーシングの外部に通じさせられている空調装置。
中間熱交換器が、内部に、エバポレータから流出した低圧冷媒が流れる低圧冷媒通路、低圧冷媒通路と一体化するように設けられ、かつコンデンサから流出するとともに膨張弁により減圧される前の高圧の冷媒を貯留して液相と気相とに分離する液溜、および低圧冷媒通路内に配置されかつ高圧冷媒が流れる高圧冷媒流通管を備えており、低圧冷媒通路内を流れる低圧冷媒と、高圧冷媒流通管内を流れる高圧冷媒とが熱交換をするようになされており、
中間熱交換器の低圧冷媒通路および液溜が、１つのケーシング内が隔壁により区画されることによって、横方向に並んで設けられ、中間熱交換器のケーシングにおける低圧冷媒通路を囲む壁部分に、エバポレータから流出した低圧の冷媒を低圧冷媒通路に導入する低圧冷媒導入口、および低圧冷媒通路を通過した低圧冷媒を圧縮機に向けて送り出す低圧冷媒送出口が形成され、中間熱交換器のケーシングにおける液溜を囲む壁部分に、コンデンサから送り出された高圧の冷媒を液溜に導入する高圧冷媒導入口が形成され、中間熱交換器のケーシング内の隔壁に、液溜において気液２相に分離されて得られた液相の高圧冷媒を膨張弁に向けて送り出す高圧冷媒送出口が形成され、高圧冷媒流通管が、ケーシングの低圧冷媒通路内に配置され、高圧冷媒流通管の一端が高圧冷媒送出口を介して液溜内に通じさせられ、同じく他端がケーシングにおける低圧冷媒通路を囲む壁部分に形成された連通口を介してケーシングの外部に通じさせられている空調装置。
4)低圧冷媒導入口および連通口が、前者が上方に位置するように、中間熱交換器のケーシングにおける低圧冷媒通路を囲む壁部分のうちのケーシングの長手方向一端に位置する端壁に形成され、ケーシングの前記端壁外面に、一端が低圧冷媒導入口に通じる第１流路および一端が連通口に通じる第２流路を有し、かつ中間熱交換器を膨張弁に接続する継手が固定され、継手の第１流路の他端が膨張弁の第１冷媒流路に通じるとともに、第２流路の他端が膨張弁の第２冷媒流路に通じるようになされている上記3)記載の空調装置。いる空調装置。
上記1)〜4)の空調装置によれば、中間熱交換器が、内部に、エバポレータから流出した低圧冷媒が流れる低圧冷媒通路、低圧冷媒通路と一体化するように設けられ、かつコンデンサから流出するとともに膨張弁により減圧される前の高圧の冷媒を貯留して液相と気相とに分離する液溜、および低圧冷媒通路内に配置されかつ高圧冷媒が流れる高圧冷媒流通管を備えており、低圧冷媒通路内を流れる低圧冷媒と、高圧冷媒流通管内を流れる高圧冷媒とが熱交換をするようになされているので、中間熱交換器とは別個に設けられた液溜部が、コンデンサと中間熱交換器との間に配置されている特許文献１記載の空調装置に比較して、設置するためのスペースを小型化することが可能になる。
上記1)および3)の空調装置によれば、低圧冷媒通路および液溜を１つのケーシング内に一体に設けることが可能になり、中間熱交換器をコンパクトにすることができる。したがって、空調装置を設置するためのスペースを、効果的に小型化することが可能になる。
上記1)および3)の空調装置によれば、中間熱交換器のケーシングに、エバポレータから流出した低圧の冷媒を低圧冷媒通路に導入する低圧冷媒導入口と、低圧冷媒通路を通過した低圧冷媒を圧縮機に向けて送り出す低圧冷媒送出口と、コンデンサから送り出された高圧の冷媒を液溜に導入する高圧冷媒導入口と、液溜において気液２相に分離されたうちの液相の高圧冷媒を膨張弁に向けて送り出す高圧冷媒送出口とが設けられているので、圧縮機で圧縮された後コンデンサにおいて冷却された高温高圧の冷媒が、高圧冷媒流通管内を流れる際にエバポレータから流出しかつ低圧冷媒通路を流れる比較的低温の低圧冷媒により過冷却されるとともに、液溜において液相と気相とに分離され、高圧の液相冷媒が膨張弁に向けて送り出される。また、高圧の冷媒と熱交換した低圧の冷媒は圧縮機に向けて送り出される。
上記1)の空調装置によれば、中間熱交換器のケーシングに、低圧冷媒通路および液溜が、前者が上方に位置するように上下方向に並んで設けられ、ケーシングにおける低圧冷媒通路を囲む壁部分に低圧冷媒導入口および低圧冷媒送出口が形成され、低圧冷媒通路と液溜との間の隔壁に高圧冷媒導入口が形成され、ケーシングにおける液溜を囲む壁部分に高圧冷媒送出口が形成され、高圧冷媒流通管の一端が高圧冷媒導入口を介して液溜内に通じさせられ、同じく他端がケーシングにおける低圧冷媒通路を囲む壁部分に形成された連通口を介してケーシングの外部に通じさせられているので、コンデンサから流出した高圧冷媒を高圧冷媒流通管内に流入させると、高圧冷媒流通管内に入った冷媒が液溜内に流入するまでの間に、低圧冷媒通路を流れる冷媒により冷却されることになる。したがって、冷媒を、液溜内に流入する前に過冷却することができ、液溜内の液相冷媒を、気相冷媒に変化することなく液相状態に安定して保つことが可能になって、液溜内において、液相と気相との分離を効率良く行うことができる。その結果、コンデンサの有効コア部の全体を冷媒の凝縮に寄与させることが可能になり、コンデンサの冷媒凝縮効率の低下を防止することができる。しかも、コンデンサの冷媒凝縮効率の低下を防止することができるので、空調装置を循環する冷媒量を減少させる必要がなく、冷房能力の低下を防止することができる。また、中間熱交換器の低圧冷媒通路を流れる冷媒によって、高圧冷媒通路を流れ、かつ液溜部内に流入する冷媒の過冷却が行われるので、冷媒の過冷却が風速や外気温の変動に依存することがなく、安定した過冷却度を得ることができる。
上記2)の空調装置によれば、中間熱交換器を空調装置に組み込む際に継手を利用することができるので、組み込み作業が容易になる。
上記3)の空調装置によれば、中間熱交換器のケーシングに、低圧冷媒通路および液溜が横方向に並んで設けられ、ケーシングにおける低圧冷媒通路を囲む壁部分に低圧冷媒導入口および低圧冷媒送出口が形成され、ケーシングにおける液溜を囲む壁部分に高圧冷媒導入口が形成され、低圧冷媒通路と液溜との間の隔壁に高圧冷媒送出口が形成され、高圧冷媒流通管の一端が高圧冷媒送出口を介して液溜内に通じさせられ、同じく他端がケーシングにおける低圧冷媒通路を囲む壁部分に形成された連通口を介してケーシングの外部に通じさせられているので、液溜において気相と液相に分離された冷媒のうちの液相冷媒が、高圧冷媒流通管内に入った後膨張弁に送られるまでの間に、低圧冷媒通路を流れる冷媒により冷却されることになる。したがって、冷媒の過冷却が風速や外気温の変動に依存することがなく、安定した過冷却度を得ることができる。
上記4)の空調装置によれば、中間熱交換器を空調装置に組み込む際に継手を利用することができるので、組み込み作業が容易になる。
以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。この実施形態は、この発明の空調装置を、車両に搭載される車両用空調装置に適用したものである。
以下の説明において、図２および図３の上下、左右を上下、左右というものとする。なお、以下の説明において、図４に示すものと同一物には同一符号を付す。
また、以下の説明において、「アルミニウム」という用語には、純アルミニウムの他にアルミニウム合金を含むものとする。
図１はこの発明を適用した車両空調装置の構成を示し、図２は図１の車両用空調装置に用いられる中間熱交換器を示す。
図１において、車両用空調装置は、圧縮機(1)と、圧縮機(1)で圧縮された冷媒を冷却するコンデンサ(2)と、第１冷媒流路(5)および第２冷媒流路(4)を有し、かつコンデンサ(2)で冷却された高圧冷媒を減圧する膨張弁(3)と、減圧された冷媒を蒸発させるエバポレータ(6)と、コンデンサ(2)から流出した高圧冷媒とエバポレータ(6)から流出した低圧冷媒とを熱交換させる中間熱交換器(20)とを備えている。
図１および図２に示すように、中間熱交換器(20)は、内部に、エバポレータ(6)から流出した低圧冷媒が流れる低圧冷媒通路(22)、および隔壁(24)により低圧冷媒通路(22)と隔てられ、かつコンデンサ(2)から流出するとともに膨張弁(3)により減圧される前の高圧の冷媒を貯留して液相と気相とに分離する液溜(23)を有するケーシング(21)と、ケーシング(21)の低圧冷媒通路(22)内に配置されかつ高圧冷媒が流れる高圧冷媒流通管(25)とを備えており、高圧冷媒流通管(25)内を流れる高圧冷媒と、ケーシング(21)の低圧冷媒通路(22)内を流れる低圧冷媒とが熱交換をするようになされている。
中間熱交換器(20)のケーシング(21)は、長手方向を上下方向に向けて配置されるとともに上下両端が閉鎖された円筒状であり、ケーシング(21)には、低圧冷媒通路(22)および液溜(23)が、前者が上方に位置するように、隔壁(24)を介して上下方向に並んで設けられている。なお、中間熱交換器(20)には、別個に形成された低圧冷媒通路(22)と液溜(23)とが一体化するように設けられていてもよい。
中間熱交換器(20)のケーシング(21)に、エバポレータ(6)から流出した低圧の冷媒を低圧冷媒通路(22)に導入する低圧冷媒導入口(26)と、低圧冷媒通路(22)を通過した低圧冷媒を圧縮機(1)に向けて送り出す低圧冷媒送出口(27)と、コンデンサ(2)から送り出された高圧の冷媒を液溜(23)に導入する高圧冷媒導入口(28)と、液溜(23)において気液２相に分離されて得られた液相の高圧冷媒を膨張弁(3)に向けて送り出す高圧冷媒送出口(29)とが設けられている。
低圧冷媒導入口(26)は、ケーシング(21)における低圧冷媒通路(22)を囲む壁部分、ここではケーシング(21)の周壁(21a)における隔壁(24)よりも上方の部分に形成され、低圧冷媒送出口(27)は、ケーシング(21)における低圧冷媒通路(22)を囲む壁部分、ここではケーシング(21)の頂壁(21b)に形成されている。低圧冷媒送出口(27)に、圧縮機(1)に低圧冷媒を送る配管が接続されている。高圧冷媒導入口(28)は、隔壁(24)に形成され、高圧冷媒送出口(29)は、ケーシング(21)における液溜(23)を囲む壁部分、ここでは周壁(21a)における隔壁(24)よりも下方でかつ低圧冷媒導入口(26)の真下に位置する部分に形成されている。なお、高圧冷媒送出口(29)が設けられる高さ位置は、液溜(23)において冷媒が気相と液相とに分離された際の液相冷媒の液面の高さ位置よりも下方である。
ケーシング(21)の周壁(21a)外面に、一端が低圧冷媒導入口(26)に通じる第１流路(32)、および一端が高圧冷媒送出口(29)に通じる第２流路(33)を有し、かつ中間熱交換器(20)を膨張弁(3)に接続する継手(31)が固定されている。継手(31)の第１流路(32)の他端が膨張弁(3)の第１冷媒流路(5)に通じるとともに、第２流路(33)の他端が膨張弁(3)の第２冷媒流路(4)に通じるようになされている。
高圧冷媒流通管(25)の下端は高圧冷媒導入口(28)に通されて隔壁(24)に固定されており、高圧冷媒導入口(28)を介して液溜(23)内に通じさせられている。高圧冷媒流通管(25)の上端は、ケーシング(21)における低圧冷媒通路(22)を囲む壁部分、ここでは頂壁(21b)に形成された連通口(35)に通されて頂壁(21b)に固定されており、連通口(35)を介してケーシング(21)の外部に通じさせられている。高圧冷媒流通管(25)の上端には、コンデンサ(2)から高圧冷媒を供給する配管が接続されている。
図１に示す車両用空調装置において、圧縮機(1)で圧縮された高温高圧の気液混相の冷媒は、コンデンサ(2)において冷却され、中間熱交換器(20)の高圧冷媒流通管(25)内に上端開口から入る。高圧冷媒流通管(25)内に入った高圧冷媒は高圧冷媒流通管(25)内を下方に流れて液溜(23)内に流入し、液溜(23)内において液相と気相とに分離される。そして、液溜(23)内において得られた液相冷媒が、高圧冷媒送出口(29)および継手(31)の第２流路(33)を通って膨張弁(3)の第２冷媒流路(4)内に入り、ここで減圧された後エバポレータ(6)に入り、エバポレータ(6)内を流れる間に通風間隙を流れる空気を冷却して気相となる。エバポレータ(6)を通過した比較的低温の冷媒は、膨張弁(3)の第１冷媒流路(5)、継手(31)の第１流路(32)および中間熱交換器(20)の低圧冷媒導入口(26)を通って中間熱交換器(20)の低圧冷媒通路(22)内に入り、低圧冷媒通路(22)内を流れるとともに配管を通って圧縮機(1)に送られる。
ここで、コンデンサ(2)から送られて中間熱交換器(20)の高圧冷媒流通管(25)内に入った高温高圧の冷媒は、高圧冷媒流通管(25)内を流れる間に、中間熱交換器(20)の低圧冷媒通路(22)内を流れる低温低圧の冷媒により冷却されるので、液溜(23)内に流入する冷媒が過冷却状態となる。したがって、液溜(23)内の液相冷媒を液相状態に安定して保つことが可能になって、液溜(23)内において、液相と気相との分離を効率良く行うことができる。その結果、コンデンサ(2)の有効コア部の全体を冷媒の凝縮に寄与させることが可能になり、コンデンサ(2)の冷媒凝縮効率の低下を防止することができる。しかも、コンデンサ(2)の冷媒凝縮効率の低下を防止することができるので、車両用空調装置を循環する冷媒量を減少させる必要がなく、冷房能力の低下を防止することができる。また、中間熱交換器(20)の低圧冷媒通路(22)を流れる冷媒によって、高圧冷媒流通管(25)内を流れ、かつ液溜(23)内に流入する冷媒の過冷却が行われるので、冷媒の過冷却が風速や外気温の変動に依存することがなく、安定した過冷却度を得ることができる。
図３は図１の車両用空調装置に用いられる中間熱交換器の変形例を示す。
図３において、中間熱交換器(40)は、内部に、エバポレータ(6)から流出した低圧冷媒が流れる低圧冷媒通路(42)、および隔壁(44)により低圧冷媒通路(42)と隔てられ、かつコンデンサ(2)から流出するとともに膨張弁(3)により減圧される前の高圧の冷媒を貯留して液相と気相とに分離する液溜(43)を有するケーシング(41)と、ケーシング(41)の低圧冷媒通路(42)内に配置されかつ高圧冷媒が流れる高圧冷媒流通管(45)とを備えており、高圧冷媒流通管(45)内を流れる高圧冷媒と、ケーシング(41)の低圧冷媒通路(42)内を流れる低圧冷媒とが熱交換をするようになされている。
中間熱交換器(40)のケーシング(41)は、長手方向を左右方向（横方向）に向けて配置されるとともに左右両端が閉鎖された円筒状であり、ケーシング(41)には、低圧冷媒通路(42)および液溜(43)が、前者が右方に位置するように、隔壁(44)を介して左右方向（横方向）に並んで設けられている。なお、中間熱交換器(40)には、別個に形成された低圧冷媒通路(42)と液溜(43)とが一体化するように設けられていてもよい。
中間熱交換器(40)のケーシング(41)に、エバポレータ(6)から流出した低圧の冷媒を低圧冷媒通路(42)に導入する低圧冷媒導入口(46)と、低圧冷媒通路(42)を通過した低圧冷媒を圧縮機(1)に向けて送り出す低圧冷媒送出口(47)と、コンデンサ(2)から送り出された高圧の冷媒を液溜(43)に導入する高圧冷媒導入口(48)と、液溜(43)において気液２相に分離されたうちの液相の高圧冷媒を膨張弁(3)に向けて送り出す高圧冷媒送出口(49)とが設けられている。
低圧冷媒導入口(46)は、ケーシング(41)における低圧冷媒通路(42)を囲む壁部分、ここではケーシング(41)の右端壁(41a)に形成され、低圧冷媒送出口(47)は、ケーシング(41)における低圧冷媒通路(42)を囲む壁部分、ここではケーシング(41)の周壁(41b)における隔壁(44)よりも右方の部分に形成されている。低圧冷媒送出口(47)には、圧縮機(1)に低圧冷媒を送る配管が接続されている。高圧冷媒導入口(48)は、ケーシング(41)における液溜(43)を囲む壁部分、ここでは周壁(41b)における隔壁(44)よりも左方の部分に形成され、高圧冷媒送出口(49)は隔壁(44)の下側部分に形成されている。なお、高圧冷媒送出口(49)が設けられる高さ位置は、液溜(43)において冷媒が気相と液相とに分離された際の液相冷媒の液面の高さ位置よりも下方である。高圧冷媒導入口(48)には、コンデンサ(2)から高圧冷媒を供給する配管が接続されている。
高圧冷媒流通管(45)の左端は高圧冷媒送出口(49)を通されて隔壁(44)に固定されており、高圧冷媒送出口(49)を介して液溜(43)内に通じさせられている。高圧冷媒流通管(45)の右端は、ケーシング(41)における低圧冷媒通路(42)を囲む壁部分、ここでは右端壁(41a)に形成された連通口(51)に通じるように右端壁(41a)に固定されており、連通口(51)を介してケーシング(41)の外部に通じさせられている。右端壁(41a)の連通口(51)は、低圧冷媒導入口(46)の真下の位置に形成されている。
ケーシング(41)の右端壁(41a)外面に、一端が低圧冷媒導入口(46)に通じる第１流路(32)、ならびに一端が連通口(51)および高圧冷媒流通管(25)を介して高圧冷媒送出口(49)に通じる第２流路(33)を有し、かつ中間熱交換器(40)を膨張弁(3)に接続する継手(31)が固定されている。継手(31)の第１流路(32)の他端が膨張弁(3)の第１冷媒流路(5)に通じるとともに、第２流路(33)の他端が膨張弁(3)の第２冷媒流路(4)に通じるようになされている。
図３に示す中間熱交換器(40)を備えた車両用空調装置において、圧縮機(1)で圧縮された高温高圧の気液混相の冷媒は、コンデンサ(2)において冷却され、配管を通ってケーシング(41)の液溜(43)内に流入し、液溜(43)内において液相と気相とに分離される。液溜(43)内において得られた高圧の液相冷媒は、高圧冷媒流通管(45)内に左端開口から入って高圧冷媒流通管(45)内を右方に流れ、連通口(51)および継手(31)の第２流路(33)を通って膨張弁(3)の第１冷媒流路(4)内に入り、ここで減圧された後エバポレータ(6)に入り、エバポレータ(6)内を流れる間に通風間隙を流れる空気を冷却して気相となる。エバポレータ(6)を通過した比較的低温の冷媒は、膨張弁(3)の第１冷媒流路(5)、継手(31)の第１流路(32)および中間熱交換器(40)の低圧冷媒導入口(46)を通って中間熱交換器(40)の低圧冷媒通路(42)内に入って低圧冷媒通路(42)を流れ、低温冷媒送出口(47)から配管を通って圧縮機(1)に送られる。
ここで、コンデンサ(2)から送られ、中間熱交換器(40)の液溜(43)を経て高圧冷媒流通管(45)内に入った高温高圧の液相冷媒は、高圧冷媒流通管(45)内を流れる間に、中間熱交換器(40)の低圧冷媒通路(42)内を流れる低温低圧の冷媒により冷却される。したがって、中間熱交換器(40)の低圧冷媒通路(42)を流れる冷媒によって、高圧冷媒流通管(45)内を流れる冷媒の過冷却が行われるので、冷媒の過冷却が風速や外気温の変動に依存することがなく、安定した過冷却度を得ることができる。
上述した実施形態において、コンデンサ(2)として、凝縮部、過冷却部および凝縮部と過冷却部とに跨って設けられた受液器を備えたサブクールコンデンサを用いてもよい。
この発明による空調装置は、車両に搭載される車両用空調装置に好適に用いられる。
(1)：圧縮機
(2)：コンデンサ
(3)：膨張弁
(4)：第２冷媒流路
(5)：第１冷媒流路
(6)：エバポレータ
(20)(40)：中間熱交換器
(21)(41)：ケーシング
(21a)：周壁
(21b)：頂壁
(22)(42)：低圧冷媒通路
(23)(43)：液溜
(24)(44)：隔壁
(25)(45)：高圧冷媒流通管
(26)(46)：低圧冷媒導入口
(27)(47)：低圧冷媒送出口
(28)(48)：高圧冷媒導入口
(29)(49)：高圧冷媒送出口
(31)：継手
(32)：第１流路
(33)：第２流路
(35)(51)：連通口
(41a)：右端壁
(41b)：周壁
(2)：コンデンサ
(3)：膨張弁
(4)：第２冷媒流路
(5)：第１冷媒流路
(6)：エバポレータ
(20)(40)：中間熱交換器
(21)(41)：ケーシング
(21a)：周壁
(21b)：頂壁
(22)(42)：低圧冷媒通路
(23)(43)：液溜
(24)(44)：隔壁
(25)(45)：高圧冷媒流通管
(26)(46)：低圧冷媒導入口
(27)(47)：低圧冷媒送出口
(28)(48)：高圧冷媒導入口
(29)(49)：高圧冷媒送出口
(31)：継手
(32)：第１流路
(33)：第２流路
(35)(51)：連通口
(41a)：右端壁
(41b)：周壁
Claims (4)
- 圧縮機と、圧縮機で圧縮された冷媒を冷却するコンデンサと、高圧冷媒流路および低圧冷媒流路を有し、かつコンデンサで冷却された高圧冷媒を減圧する膨張弁と、減圧された冷媒を蒸発させるエバポレータと、コンデンサから流出した高圧冷媒とエバポレータから流出した低圧冷媒とを熱交換させる中間熱交換器とを備えており、膨張弁が、エバポレータから流出した冷媒が通る第１冷媒流路および中間熱交換器から流出するとともにエバポレータに流入する前の冷媒が通る第２冷媒流路を有している空調装置において、
中間熱交換器が、内部に、エバポレータから流出した低圧冷媒が流れる低圧冷媒通路、低圧冷媒通路と一体化するように設けられ、かつコンデンサから流出するとともに膨張弁により減圧される前の高圧の冷媒を貯留して液相と気相とに分離する液溜、および低圧冷媒通路内に配置されかつ高圧冷媒が流れる高圧冷媒流通管を備えており、低圧冷媒通路内を流れる低圧冷媒と、高圧冷媒流通管内を流れる高圧冷媒とが熱交換をするようになされており、
中間熱交換器の低圧冷媒通路および液溜が、１つのケーシング内が隔壁により区画されることによって、低圧冷媒通路が液溜よりも上方に位置するように上下方向に並んで設けられ、中間熱交換器のケーシングにおける低圧冷媒通路を囲む壁部分に、エバポレータから流出した低圧の冷媒を低圧冷媒通路に導入する低圧冷媒導入口、および低圧冷媒通路を通過した低圧冷媒を圧縮機に向けて送り出す低圧冷媒送出口が形成され、中間熱交換器のケーシング内の隔壁に、コンデンサから送り出された高圧の冷媒を液溜に導入する高圧冷媒導入口が形成され、中間熱交換器のケーシングにおける液溜を囲む壁部分に、液溜において気液２相に分離されて得られた液相の高圧冷媒を膨張弁に向けて送り出す高圧冷媒送出口が形成され、高圧冷媒流通管が、ケーシングの低圧冷媒通路内に配置され、高圧冷媒流通管の一端が高圧冷媒導入口を介して液溜内に通じさせられ、同じく他端がケーシングにおける低圧冷媒通路を囲む壁部分に形成された連通口を介してケーシングの外部に通じさせられている空調装置。 - 低圧冷媒導入口および高圧冷媒送出口が、前者が上方に位置するように、中間熱交換器のケーシングにおける低圧冷媒通路を囲む壁部分に形成され、ケーシングの周壁外面に、一端が低圧冷媒導入口に通じる第１流路および一端が高圧冷媒送出口に通じる第２流路を有し、かつ中間熱交換器を膨張弁に接続する継手が固定され、継手の第１流路の他端が膨張弁の第１冷媒流路に通じるとともに、第２流路の他端が膨張弁の第２冷媒流路に通じるようになされている請求項１記載の空調装置。
- 圧縮機と、圧縮機で圧縮された冷媒を冷却するコンデンサと、高圧冷媒流路および低圧冷媒流路を有し、かつコンデンサで冷却された高圧冷媒を減圧する膨張弁と、減圧された冷媒を蒸発させるエバポレータと、コンデンサから流出した高圧冷媒とエバポレータから流出した低圧冷媒とを熱交換させる中間熱交換器とを備えており、膨張弁が、エバポレータから流出した冷媒が通る第１冷媒流路および中間熱交換器から流出するとともにエバポレータに流入する前の冷媒が通る第２冷媒流路を有している空調装置において、
中間熱交換器が、内部に、エバポレータから流出した低圧冷媒が流れる低圧冷媒通路、低圧冷媒通路と一体化するように設けられ、かつコンデンサから流出するとともに膨張弁により減圧される前の高圧の冷媒を貯留して液相と気相とに分離する液溜、および低圧冷媒通路内に配置されかつ高圧冷媒が流れる高圧冷媒流通管を備えており、低圧冷媒通路内を流れる低圧冷媒と、高圧冷媒流通管内を流れる高圧冷媒とが熱交換をするようになされており、
中間熱交換器の低圧冷媒通路および液溜が、１つのケーシング内が隔壁により区画されることによって、横方向に並んで設けられ、中間熱交換器のケーシングにおける低圧冷媒通路を囲む壁部分に、エバポレータから流出した低圧の冷媒を低圧冷媒通路に導入する低圧冷媒導入口、および低圧冷媒通路を通過した低圧冷媒を圧縮機に向けて送り出す低圧冷媒送出口が形成され、中間熱交換器のケーシングにおける液溜を囲む壁部分に、コンデンサから送り出された高圧の冷媒を液溜に導入する高圧冷媒導入口が形成され、中間熱交換器のケーシング内の隔壁に、液溜において気液２相に分離されて得られた液相の高圧冷媒を膨張弁に向けて送り出す高圧冷媒送出口が形成され、高圧冷媒流通管が、ケーシングの低圧冷媒通路内に配置され、高圧冷媒流通管の一端が高圧冷媒送出口を介して液溜内に通じさせられ、同じく他端がケーシングにおける低圧冷媒通路を囲む壁部分に形成された連通口を介してケーシングの外部に通じさせられている空調装置。 - 低圧冷媒導入口および連通口が、前者が上方に位置するように、中間熱交換器のケーシングにおける低圧冷媒通路を囲む壁部分のうちのケーシングの長手方向一端に位置する端壁に形成され、ケーシングの前記端壁外面に、一端が低圧冷媒導入口に通じる第１流路および一端が連通口に通じる第２流路を有し、かつ中間熱交換器を膨張弁に接続する継手が固定され、継手の第１流路の他端が膨張弁の第１冷媒流路に通じるとともに、第２流路の他端が膨張弁の第２冷媒流路に通じるようになされている請求項３記載の空調装置。
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