JP2003285634A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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。 【解決手段】 車両エンジン４により駆動される圧縮機
１と、車室内への送風空気を冷却する蒸発器８と、圧縮
機１の稼働時に、低圧冷媒により冷却される蓄冷材１１
ａ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
を溜める液冷媒タンク部１０ａとを備え、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の液冷媒を蒸発器８に導入し、蒸発器８で蒸
発した気相冷媒を蓄冷熱交換器１１内に導入して蓄冷材
１１ａの蓄冷熱により冷却して凝縮する。

Description

【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６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。閉回
路にて冷媒を循環させる。

【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４
０ａ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、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を溜め
る液冷媒タンク部（１０ａ）とを備え、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）の液冷媒を蒸発器（８）に導入
し、蒸発器（８）で蒸発した気相冷媒を蓄冷熱交換器
（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
凝縮水を重力にて速やかに下方の液冷媒タンク部（１０
ａ）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。

【００１６】請求項２に記載の発明では、請求項１にお
いて、蓄冷熱交換器（１１）を内蔵するタンク部材（１
０）を有し、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（１
０）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３に記載の発明では、請求項１また
は２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（１
５）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、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４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５に記載の発明では、請求項４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、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おり、更に、蓄冷熱交換器（１１）
の下方側に到達した冷媒、および液冷媒タンク部（１０
ａ）の液冷媒を蒸発器（８）の冷媒入口側に向けて流出
させる出口通路部（１４）を備えること特徴とする。

【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６に記載の発明では、請求項５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、１
８）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７に記載の発明では、請求項１にお
いて、蒸発器（８）の冷媒出口側に配置されるタンク部
材（１０）を備え、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７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（１１
ａ）を効率よく冷却できる。

【００３４】しかも、請求項７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２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８に記載の発明のように請求項７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９に記載の発明では、請求項７また
は８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（１
５）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３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１１
ｂ、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１
１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１
３ａ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１
４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１
５ａ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１
３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１
１、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１
１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１８
ｂ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２
３ａ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２
９、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２
１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１８
ｂ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２
１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７
ａ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１
０ａ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１０
ａ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１０
ａ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１
１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１
０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１
１ａ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１
０ａ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１４１
ｃ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１４
３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１４
３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１０
ａ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１
０ａ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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２５Ｂ 5/00 Ｆ２５Ｂ 5/00 Ａ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【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を溜める液冷媒
   タンク部（１０ａ）とを備え、 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
   冷媒を前記蒸発器（８）に導入し、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）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
   することを特徴とする車両用空調装置。
2. 【請求項２】 前記蓄冷熱交換器（１１）を内蔵するタ
   ンク部材（１０）を有し、 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に記載の車両用空調装置。
3. 【請求項３】 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（１
   ５）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または２に記載の車両用空調装置。
4. 【請求項４】 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３のいず
   れか１つに記載の車両用空調装置。
5. 【請求項５】 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おり、 更に、前記蓄冷熱交換器（１１）の下方側に到達した冷
   媒、および前記液冷媒タンク部（１０ａ）の液冷媒を前
   記蒸発器（８）の冷媒入口側に向けて流出させる出口通
   路部（１４）を備えること特徴とする請求項４に記載の
   車両用空調装置。
6. 【請求項６】 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５に記載の
   車両用空調装置。
7. 【請求項７】 前記蒸発器（８）の冷媒出口側に配置さ
   れるタンク部材（１０）を備え、 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
   に記載の車両用空調装置。
8. 【請求項８】 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７に記載の車両用空調装置。
9. 【請求項９】 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（１
   ５）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７又は８に記載の車両用空調装置。