JP2004306686A

JP2004306686A - 車両用空調装置

Info

Publication number: JP2004306686A
Application number: JP2003100213A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Ichimura; 信雄市村; Yoshikazu Takamatsu; 由和高松
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2003-04-03
Filing date: 2003-04-03
Publication date: 2004-11-04

Abstract

【課題】封入冷媒量の少量化を図りつつ、車両への搭載性の向上を図った車両用空調装置を提供する。
【解決手段】コンプレッサ１により圧縮された高温高圧のガス冷媒をコンデンサ２で外気と熱交換させて高圧の液冷媒又は気液混合冷媒とし、リキッドタンク３で気液分離した後、膨張弁４で断熱膨張させて低温低圧の液冷媒又は気液混合冷媒とし、エバポレータ５で車室内の空気と熱交換させて低圧のガス冷媒とした後、コンプレッサに戻すようにした車両用空調装置であって、リキッドタンクをコンデンサから離れた位置に配置し、リキッドタンクの出口から膨張弁の入口に至る冷媒流路とエバポレータの出口からコンプレッサの入口に至る冷媒流路の一部とを二重管１１により構成すると共に二重管を通る高圧冷媒と低圧冷媒とが互いに熱交換を行うようにしたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用空調装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、車両用空調装置では、コンプレッサにより圧縮された高温高圧のガス冷媒をコンデンサで外気と熱交換させて高圧の液冷媒又は気液混合冷媒とし、リキッドタンクで気液分離した後、膨張手段で断熱膨張させて低温低圧の液冷媒又は気液混合冷媒とし、エバポレータで車室内の空気と熱交換させて低圧のガス冷媒とした後、コンプレッサに戻すようにしている。
【０００３】
エバポレータが受ける熱負荷に変動が有ったときには、膨張手段の開度を制御することにより調節し、余剰冷媒が生じるとリキッドタンクにおいて一時的に貯留し、冷媒不足の場合にはリキッドタンクに貯留された冷媒をエバポレータに放出している。これにより、ある程度の正常な運転、すなわち所定のサブクールがとれた運転ができるようになっている。
【０００４】
ところで、最近では、地球環境保護の観点から、車両用空調装置における使用冷媒量を極力少なくすることが求められるようになってきている。ところが、最近のコンデンサの小型高性能化に伴い、少量の冷媒では、僅かな熱負荷の変動に対してもコンデンサ内の冷媒状態が変動し、所定のサブクールがとれた運転を安定的に行うことができず、吹き出し温度が変動することがある。
【０００５】
その点、バス等の大型車両では、通常のコンデンサとは別体のサブクールコンデンサを設けてサブクールが十分にとれるようにし、冷媒サイクルの安定化を図るようにしているが、通常の乗用車のようにスペース的な余裕が少ないものでは、別体のサブクールコンデンサを設けるのは困難である。
【０００６】
そこで、コンデンサ本体、サブクールコンデンサ、及びリキッドタンクを一体化したコンデンサが提案されている（例えば下記特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
実開平６−３６９１２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、エンジンルーム内のスペース的余裕が更に小さくなってきており、上記コンデンサを搭載するにあたって、リキッドタンクが邪魔になるという問題点が有った。
【０００９】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、封入冷媒量の少量化を図りつつ、車両への搭載性の向上を図った車両用空調装置を提供することにある。
【００１０】
また、本発明は、コンデンサからサブクール部を無くすことで、コンデンサのサイズを大きくすることができ、これによってコンデンサの放熱性能を向上させるという目的も併せ持つものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、コンプレッサ１により圧縮された高温高圧のガス冷媒をコンデンサ２で外気と熱交換させて高圧の液冷媒又は気液混合冷媒とし、リキッドタンク３で気液分離した後、膨張手段４で断熱膨張させて低温低圧の液冷媒又は気液混合冷媒とし、エバポレータ５で車室内の空気と熱交換させて低圧のガス冷媒とした後、コンプレッサ１に戻すようにした車両用空調装置であって、リキッドタンク３をコンデンサ２から離れた位置に配置し、リキッドタンク３の出口から膨張手段４の入口に至る冷媒流路の少なくとも一部とエバポレータ５の出口からコンプレッサ１の入口に至る冷媒流路の一部とを二重管１１により構成すると共に二重管１１を通る高圧冷媒と低圧冷媒とが互いに熱交換を行うようにしたことを特徴としている。
【００１２】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の車両用空調装置において、コンプレッサ１の出口からコンデンサ２の入口に至る冷媒流路の少なくとも一部とエバポレータ５の出口からコンプレッサ１の入口に至る冷媒流路の一部とを二重管１７により構成したことを特徴としている。
【００１３】
また、請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の車両用空調装置において、コンプレッサ１がフレキシブルホース６を介してコンプレッサ１及びエバポレータ５と連通接続されたことを特徴としている。
【００１４】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、リキッドタンク３をコンデンサ２から離れた位置に配置することで、コンデンサ２を車両に搭載する際にリキッドタンク３が邪魔にならないため、搭載性が良好となる。また、エバポレータ５に供給される高圧冷媒がエバポレータ５から出た低圧冷媒により過冷却されて所定のサブクールがとれた状態となり、冷媒サイクルが安定するため、封入冷媒量を少なくすることができる。さらに、リキッドタンク３の出口から膨張手段４の入口に至る冷媒流路の少なくとも一部とエバポレータ５の出口からコンプレッサ１の入口に至る冷媒流路の一部とを二重管１１により構成したことで、エンジンルーム内における配管構造が簡素化する。
【００１５】
請求項２記載の発明によれば、エンジンルーム内における配管構造がさらに簡素化する。
【００１６】
請求項３記載の発明によれば、車両駆動用動力源の振動やコンプレッサ１の脈動がエバポレータ５及びコンデンサ２に伝わらないため、騒音が低減する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１は本発明の第１の実施形態の概略構成図、図２は図１の要部の分解斜視図である。
【００１９】
この車両用空調装置では、コンプレッサ１により圧縮された高温高圧のガス冷媒をコンデンサ２で外気と熱交換させて高圧の液冷媒又は気液混合冷媒とし、リキッドタンク３で気液分離した後、膨張手段としての膨張弁４で断熱膨張させて低温低圧の液冷媒又は気液混合冷媒とし、エバポレータ５で車室内の空気と熱交換させて低圧のガス冷媒とした後、コンプレッサ１に戻すようにしている。
【００２０】
コンプレッサ１は、図示しないエンジンにより駆動されるが、このエンジンの振動がコンプレッサ１に伝わる。また、コンプレッサ１は、冷媒を吸入、圧縮、及び吐出する際に脈動音を生じる。この振動や脈動がコンデンサ２やエバポレータ５に伝わるのを防ぐために、コンプレッサ１は、コンデンサ２及びエバポレータ５とフレキシブルホース６を介して連通接続されている。フレキシブルホース６は、樹脂成形又は蛇腹成形等により可撓性を持たせて屈曲自在とした管である。
【００２１】
コンデンサ２は図示しないラジエータと一体化され、車室外において弾性支持されている。図２に示すように、コンデンサ２は、対向配置された一対のヘッダー管７，７（一方のみ図示）の間に、多数の扁平管８，８，・・・を平行に配設すると共にそれらの両端をそれぞれヘッダー管７に連通接続し、扁平管８，８間に伝熱フィン（図示せず）を介装したものである。
【００２２】
リキッドタンク３はコンデンサ２と配管９を介して連通接続され、コンデンサ２から離れた位置に配置されている。このようにリキッドタンク３をコンデンサ２から切り離すことで、コンデンサ２を車両に搭載するにあたってリキッドタンク３が邪魔にならないため、搭載性が良好となる。
【００２３】
膨張弁４及びエバポレータ５には継手１０を介して二重管１１が接続されている。この二重管１１は熱伝導性が良好な金属により形成され、外管１２と、その内部に挿入された内管１３とから成っている。外管１２と内管１３の一端はそれぞれジョイントブロック１４にロー付けされている。
【００２４】
内管１３の一端は配管１５を介してリキッドタンク３の出口に連通接続され、他端は継手１０を介して膨張弁４の入口に連通接続されている。一方、外管１２の一端は配管１６を介してコンプレッサ１の入口に連通接続され、外管１２の他端は継手１０を介してエバポレータ１０の出口に連通接続されている。
【００２５】
リキッドタンク３から吐出された冷媒は内管１３を通って膨張弁４に供給され、ここで断熱膨張する。そして、エバポレータ５で蒸発し、外管１２を通ってコンプレッサ１に戻ることになるが、このとき、内管１３を通る冷媒と熱交換を行う。
【００２６】
これによって、内管１３を通る高圧冷媒が過冷却されて所定のサブクールがとれた状態となるため、冷媒サイクルが安定すると共にエバポレータ５における熱交換効率が向上する。一方、外管１２を通る低圧冷媒は加熱されるため、コンプレッサ１における消費動力を低減することができる。
【００２７】
なお、リキッドタンク３の入口前の冷媒を過冷却してサブクールをとるようにすると、リキッドタンク３が満液になってしまうため、余分な冷媒を封入する必要が生じることになるが、本発明では、リキッドタンク３から出た冷媒についてサブクールをとるようにしているため、そのような必要がない。
【００２８】
また、リキッドタンク３の出口から膨張弁４の入口に至る冷媒流路と、エバポレータ５の出口からコンプレッサ１の入口に至る冷媒流路の一部とを一本の二重管１１により構成したことで、エンジンルーム内における配管構造が簡素化するという利点がある。なお、リキッドタンク３の出口から膨張弁４の入口に至る冷媒流路は、一部のみを二重管で構成してもよく、全体を二重管で構成するようにしてもよい。
【００２９】
このように、二重管部で熱交換され、内管１３を通る高圧冷媒が過冷却されて所定のサブクールがとれた状態となるため、コンデンサ部に一体にサブクール部を設ける必要が無くなり、コンデンササイズを大きくすることができるため、コンデンサの放熱性能を向上させることができる。
【００３０】
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。図３は本発明の第２の実施形態の概略構成図である。なお、第１の実施形態と同一又は類似の部分には同一の符号を付してあり、重複する説明は省略してある。
【００３１】
本実施形態では、コンプレッサ１の出口からコンデンサ２の入口に至る冷媒流路とエバポレータ５の出口からコンプレッサ１の入口に至る冷媒流路の一部とを二重管１７により構成している。
【００３２】
この二重管１７は、図示しないが、外管（図示せず）と、その内部に挿入された内管とからなっており、内管はコンプレッサ１の出口とコンデンサ２の入口とを連通接続し、外管はコンプレッサ１の入口と配管１８の一端とを連通接続している。なお、この配管１８はコンデンサ２をバイパスし、他端はジョイントブロック１４を介して二重管１１の外管１２に連通接続されている。
【００３３】
また、二重管１７の途中に設けたフレキシブルホース６も内管と外管から成る二重管構造となっており、その内管は二重管１１の内管と連通し、外管は二重管１１の外管と連通している。
【００３４】
このような構成によれば、第１の実施形態の効果に加えて、エンジンルーム内における配管構造をさらに簡素化することができるという利点が有る。なお、コンプレッサ１の出口からコンデンサ２の入口に至る冷媒流路は、一部のみを二重管で構成してもよく、全体を二重管で構成するようにしてもよい。
【００３５】
上記各実施形態では、二重管として、外管と、その内部に挿入された内管とから成るものを用いているが、これに代えて、二つの管を平行に並べたものを用いることもできる。
【００３６】
また、本発明は、エンジン以外の車両駆動用動力源により駆動される車両に搭載される車両用空調装置に適用することもできる
その他にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施形態に種々の変形を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の概略構成図。
【図２】図１の要部の分解斜視図。
【図３】本発明の第２の実施形態の概略構成図。
【符号の説明】
１コンプレッサ
２コンデンサ
３リキッドタンク
４膨張弁（膨張手段）
５エバポレータ
１１二重管

Claims

コンプレッサ（１）により圧縮された高温高圧のガス冷媒をコンデンサ（２）で外気と熱交換させて高圧の液冷媒又は気液混合冷媒とし、リキッドタンク（３）で気液分離した後、膨張手段（４）で断熱膨張させて低温低圧の液冷媒又は気液混合冷媒とし、エバポレータ（５）で車室内の空気と熱交換させて低圧のガス冷媒とした後、コンプレッサ（１）に戻すようにした車両用空調装置であって、リキッドタンク（３）をコンデンサ（２）から離れた位置に配置し、リキッドタンク（３）の出口から膨張手段（４）の入口に至る冷媒流路の少なくとも一部とエバポレータ（５）の出口からコンプレッサ（１）の入口に至る冷媒流路の一部とを二重管（１１）により構成すると共に二重管（１１）を通る高圧冷媒と低圧冷媒とが互いに熱交換を行うようにしたことを特徴とする車両用空調装置。
コンプレッサ（１）の出口からコンデンサ（２）の入口に至る冷媒流路の少なくとも一部とエバポレータ（５）の出口からコンプレッサ（１）の入口に至る冷媒流路の一部とを二重管（１７）により構成したことを特徴とする請求項１記載の車両用空調装置。
コンプレッサ（１）がフレキシブルホース（６）を介してコンプレッサ（１）及びエバポレータ（５）と連通接続されたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両用空調装置。