JP2005001449A - Vehicular refrigeration cycle device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、暖房時に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発揮する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熱源となる温水(エンジン冷却水)の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、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従来種々提案されている(例えば、特許文献1参照)。この従来装置では、図7に示すように圧縮機10の吐出側を高圧側放熱器である凝縮器14等をバイパスして蒸発器5の入口側に直接接続するホットガスバイパス配管15を設けるとともに、このホットガスバイパス配管15に暖房用減圧装置13cを設け、さらに、凝縮器14への冷媒通路およびホットガスバイパス配管15を開閉する冷房用電磁弁13aと暖房用電磁弁13bを設けている。
【0004】
空調ユニット4内には、蒸発器5の下流側に温水式の暖房用ヒータコア6が配置されている。そして、冬期暖房時において、暖房用ヒータコア6に循環する温水温度が所定温度より低いとき(車両エンジン30の始動暖機時等)には、冷房用電磁弁13aを閉じて暖房用電磁弁13b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配管15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13cにて減圧した後に蒸発器5に直接導入することにより、蒸発器5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14下流側にレシーバ(受液器)31を配置している。このレシーバ31は、冷房時に、凝縮器14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配管15を通して蒸発器5に直接導入するので、蒸発器5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)22を設け、このアキュムレータ22で分離したガス冷媒を圧縮機10に吸入させている。
【0007】
なお、図7において、冷凍サイクル装置の圧縮機10、凝縮器14、レシーバ31、アキュムレータ22等の機器は、車両エンジン30が搭載されるエンジンルーム1側に配置される。一方、冷凍サイクル装置の冷房用減圧装置をなす温度式膨張弁17および蒸発器5は車室2内に配置される。
【0008】
ところで、上記従来装置の冷凍サイクルは凝縮器14下流側に冷媒の気液分離作用を果たすレシーバ31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る。そして、レシーバサイクルでは、蒸発器5での冷房熱負荷に応じて冷媒流量を調整するために、冷房用減圧装置として、蒸発器5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17を使用している。
【0009】
この温度式膨張弁17は以下の理由から車室2内に配置される。第1には、温度式膨張弁17をエンジンルーム1側に配置すると、温度式膨張弁17がエンジンルーム1内の熱影響で蒸発器出口冷媒の過熱度を適切に制御できない事態が生じるからである。具体的には、温度式膨張弁17は冷媒の過熱度制御のための感温機構(蒸発器出口冷媒の温度を感知して圧力変化に変換する機構)を具備しているが、もし、温度式膨張弁17をエンジンルーム1側に配置すると、温度式膨張弁の感温機構がエンジンルーム1内のエンジン輻射熱やエンジンルーム1内の熱風の影響を受けて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ので、蒸発器出口冷媒の過熱度を適切に制御できない事態が生じる。
【0010】
第2には、温度式膨張弁17をエンジンルーム1側に配置すると、温度式膨張弁17内の絞り通路にて減圧された低温の低圧側気液2相冷媒がエンジンルーム1内から吸熱して、蒸発器5の冷房性能が低下するからである。
【0011】
上記の第1、第2の理由から冷房用減圧装置をなす温度式膨張弁17を車室2内に配置して、エンジンルーム1内の熱影響による上記不具合を回避するようにしている。
【0012】
【特許文献1】
特開平5−223357号公報
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、冷房用減圧装置をなす温度式膨張弁17を車室2内に配置すると、ホットガスバイパス配管15の配管長さが非常に長くなるという問題が生じる。すなわち、圧縮機10、凝縮器14、レシーバ31等のサイクル高圧側機器はエンジンルーム1内に配置される。特に、凝縮器14は車速風による冷却空気の導入のために、エンジンルーム1内の最前部に配置される。そして、圧縮機10の吐出直後には振動吸収用のゴムホース12が設けられているので、ホットガスバイパス配管15の入口部(暖房用電磁弁13bの入口部)は凝縮器14付近となり、エンジンルーム1内の前方部となる。そして、ホットガスバイパス配管15の出口側は、温度式膨張弁17をバイパスして蒸発器5の入口側に直接接続する必要がある。
【0014】
この結果、ホットガスバイパス配管15の配管長さは、エンジンルーム1内の前方部から車室2内の蒸発器5の入口側に至る非常に長いものとなるので、狭隘なエンジンルーム1内での冷媒配管取り回しが煩雑となり、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。
【0015】
本発明は上記点に鑑みてなされたもので、ホットガスヒータサイクルによる暖房機能を発揮する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目的とする。
【0016】
【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、冷房用冷凍サイクル(C)とホットガスヒータサイクル(H)とを切替可能に構成した車両用冷凍サイクル装置において、
冷房用減圧装置は、高圧側冷媒を減圧、膨張させる絞り通路(45)と、蒸発器(5)の出口冷媒の温度に応じて圧力が変化する第1圧力室(56)と、蒸発器(5)の冷媒圧力が導入される第2圧力室(57)と、第1圧力室(56)と第2圧力室(57)との圧力差に応じて変位するダイヤフラム(52)と、ダイヤフラム(52)の変位に応じて絞り通路(45)の開度を調整する弁体(43)とを有する温度式膨張弁(17)であり、
蒸発器(5)を車室(2)内に配置するとともに、圧縮機(10)、高圧側放熱器(14)および温度式膨張弁(17)をエンジンルーム(1)内に配置し、絞り通路(45)の出口側を蒸発器(5)の入口側に接続するとともに、ホットガスバイパス配管(15)の出口部をエンジンルーム(1)内において絞り通路(45)の出口側に合流し、更に、温度式膨張弁(17)のうち、少なくとも第1圧力室(56)の周辺部を断熱材(24)により被覆したことを特徴とする。
【0017】
これによると、ホットガスバイパス配管(15)の全体をエンジンルーム(1)内に配置できる。従って、図7の従来技術のようにホットガスバイパス配管(15)をエンジンルーム(1)内の圧縮機(10)吐出側から車室(2)内までにわたって配置する必要がなくなり、ホットガスバイパス配管(15)の長さを短くできる。そのため、サイクル冷媒配管の取り回しを簡素化でき、冷凍サイクル装置の車両搭載性を向上できる。
【0018】
また、図7の従来技術では、ホットガスバイパス配管(15)を含む3本の冷媒配管を車両隔壁(3)に通す必要があるが、請求項1では、エンジンルーム(1)と車室(2)内との車両隔壁(3)を貫通する冷媒配管が蒸発器(5)の入口側と出口側の低圧配管(20、21)2本のみで済む。そのため、ホットガスヒータ機構の有無にかかわらず、車両隔壁(3)における冷媒配管用の貫通穴を2個に統一できるという利点がある。
【0019】
一方、温度式膨張弁(17)をエンジンルーム(1)内に配置すると、エンジンルーム(1)内での熱影響に基づく不具合が懸念されるが、請求項1の発明では、温度式膨張弁(17)のうち、少なくとも感温圧力室をなす第1圧力室(56)の周辺部を断熱材(24)により被覆しているから、この第1圧力室(56)の周辺部をエンジンルーム(1)内の高温環境から断熱することができる。
【0020】
従って、温度式膨張弁(17)をエンジンルーム(1)内に配置しても、第1圧力室(56)内の圧力がエンジンルーム(1)内での熱影響で上昇することを抑制して、第1圧力室(56)内の圧力を蒸発器出口冷媒の温度に対応して適切に変化させることができ、温度式膨張弁(17)本来の蒸発器出口冷媒の過熱度制御機能を良好に発揮できる。
【0021】
請求項2に記載の発明では、請求項1において、絞り通路(45)の出口側を蒸発器(5)の入口側に接続する配管(20)のうちエンジンルーム(1)内に位置する部分を断熱材(25)により被覆したことを特徴とする。
【0022】
ところで、温度式膨張弁(17)をエンジンルーム(1)内に配置すると、蒸発器(5)の入口側配管(20)にエンジンルーム(1)内に位置する部分が発生するので、この入口側配管(20)内の低温低圧の気液2相冷媒がエンジンルーム(1)内で吸熱して冷房性能が低下することが懸念されるが、請求項2では、入口側配管(20)を断熱材(25)により被覆して、入口側配管(20)をエンジンルーム(1)内の高温環境から断熱することができる。そのため、入口側配管(20)内の低温低圧の気液2相冷媒がエンジンルーム(1)内で吸熱することを抑制して冷房性能の低下を抑制できる。
【0023】
請求項3に記載の発明のように、請求項1において、絞り通路(45)の出口側を蒸発器(5)の入口側に接続する配管(20)のうちエンジンルーム(1)内に位置する部分を、蒸発器(5)の出口側配管(21)のうちエンジンルーム(1)内に位置する部分にて覆うように、両配管(20、21)を接触させてもよい。
【0024】
ところで、蒸発器(5)の出口側配管(21)は、エンジンルーム(1)内の高温環境に比較して十分低温状態にある。そこで、請求項3では、この蒸発器出口側配管(21)に着目して、この蒸発器出口側配管(21)により蒸発器入口側配管(20)のうちエンジンルーム内に位置する部分を覆うように、両配管(20、21)を接触させるから、蒸発器入口側配管(20)にエンジンルーム(1)内に位置する部分があっても、そのエンジンルーム内部分を蒸発器出口側配管(21)により覆って比較的低温状態に維持できる。
【0025】
そのため、入口側配管(20)内の低温低圧の気液2相冷媒がエンジンルーム(1)内で吸熱することを抑制して冷房性能の低下を抑制できる。
【0026】
請求項4に記載の発明のように、請求項1において、絞り通路(45)の出口側を蒸発器(5)の入口側に接続する配管(20)のうちエンジンルーム(1)内に位置する部分と、蒸発器(5)の出口側配管(21)のうちエンジンルーム(1)内に位置する部分とを2重管構造で構成し、蒸発器入口側の配管(20)を2重管構造の内管で構成し、蒸発器出口側の配管(21)を2重管構造の外管で構成してもよい。
【0027】
これによると、2重管構造の外管をなす蒸発器出口側配管(21)により、2重管構造の内管をなす蒸発器入口側配管(20)を被覆することができるので、、蒸発器入口側配管(20)にエンジンルーム(1)内に位置する部分があっても、そのエンジンルーム内部分を蒸発器出口側配管(21)の被覆により比較的低温状態に維持できる。そのため、入口側配管(20)内の低温低圧の気液2相冷媒の吸熱を抑制して冷房性能の低下を抑制できる。
【0028】
請求項5に記載の発明では、冷房用冷凍サイクル(C)とホットガスヒータサイクル(H)とを切替可能に構成した車両用冷凍サイクル装置において、
冷房用減圧装置は、高圧側冷媒を減圧、膨張させる絞り通路(45)と、蒸発器(5)の出口冷媒の温度に応じて圧力が変化する第1圧力室(56)と、蒸発器(5)の冷媒圧力が導入される第2圧力室(57)と、第1圧力室(56)と第2圧力室(57)との圧力差に応じて変位するダイヤフラム(52)と、ダイヤフラム(52)の変位に応じて絞り通路(45)の開度を調整する弁体(43)とを有する温度式膨張弁(17)であり、 蒸発器(5)を車室(2)内に配置するとともに、圧縮機(10)、高圧側放熱器(14)および温度式膨張弁(17)をエンジンルーム(1)内に配置し、絞り通路(45)の出口側を蒸発器(5)の入口側に接続するとともに、ホットガスバイパス配管(15)の出口部をエンジンルーム(1)内において絞り通路(45)の出口側に合流することを特徴とする。
【0029】
これによると、ホットガスバイパス配管(15)の全体をエンジンルーム(1)内に配置できる。従って、請求項1と同様にホットガスバイパス配管(15)の長さを短くしてサイクル冷媒配管の取り回しを簡素化でき、冷凍サイクル装置の車両搭載性を向上できる。
【0030】
また、エンジンルーム(1)と車室(2)内との車両隔壁(3)を貫通する冷媒配管が蒸発器(5)の入口側と出口側の低圧配管(20、21)2本のみで済む。
【0031】
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。
【0032】
【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空調用冷凍サイクル装置の車両搭載状態の概略斜視図であり、図2は第1実施形態による車両空調用冷凍サイクル装置のサイクル構成図で、温度式膨張弁の具体的構成を例示している。
【0033】
第1実施形態を適用する車両においては、車両前方側に位置するエンジンルーム1と、車両後方側に位置する車室2との間を車両隔壁(ファイヤウォール)3により仕切っている。車室2内の最前部付近、換言すると、車両隔壁3の直ぐ後方側部位に車両用空調装置の室内空調ユニット4が配置され、この室内空調ユニット4の内部に冷凍サイクル装置の蒸発器5が配置されている。この蒸発器5は冷房モード時に冷却器としての役割を果たす他に、暖房モード時の放熱器としての役割も兼ねるものである。
【0034】
図3はこの室内空調ユニット4の概要を示すもので、車室2内へ向かって空気が流れる通路を構成するケース4aを有し、このケース4a内において蒸発器5の空気流れ下流側に暖房用熱交換器をなすヒータコア6が配置されている。このヒータコア6はエンジンルーム1内の車両エンジン(図示せず)から供給される温水(エンジン冷却水)を熱源として空気を加熱する。
【0035】
室内空調ユニット4は、内外気切替ドア7により切替導入される外気(車室外空気)または内気(車室内空気)を遠心式の電動送風機8により蒸発器5側へ向かって送風し、この送風空気は蒸発器5およびヒータコア6を通過した後に、図示しないフェイス開口部、フット開口部およびデフロスタ開口部のうち、いずれれか1つまたは複数の開口部から車室内へ吹き出すようになっている。車室内への吹出空気温度は周知のエアミックスドア9により調整される。
【0036】
車両空調用冷凍サイクル装置の蒸発器5を除く他の機器、すなわち、圧縮機10、切替弁装置13、凝縮器14、温度式膨張弁17、アキュームレータ22等の機器はいずれもエンジンルーム1内に配置される。圧縮機10は、エンジンルーム1内に配置される図示しない車両エンジンにより電磁クラッチ11を介して回転駆動される。
【0037】
圧縮機10の吐出側はゴムホース12を介して切替弁装置13に接続されている。この切替弁装置13は、図2に示すように凝縮器14の入口通路部に配置された冷房用弁13aと、ホットガスバイパス配管15の入口部に配置された暖房用弁13bとを有し、圧縮機10の吐出冷媒を凝縮器14の入口側またはホットガスバイパス配管15の入口側に振り分ける役割を果たす。
【0038】
切替弁装置13は図示しない電磁機構を有し、この電磁機構への通電ON・OFF信号により冷房用弁13aおよび暖房用弁13bの開閉作動を電気的に制御できるようになっている。また、暖房用弁13bの出口側にはオリフィス、キャピラリチューブ等の固定絞りからなる暖房用減圧装置13c(図2)が配置されている。
【0039】
凝縮器14は図示しない電動式の冷却ファンにより送風される外気中に圧縮機吐出冷媒の熱を放熱する高圧側放熱器を構成する。凝縮器14には、冷房用弁13aの通路を通して圧縮機吐出冷媒が導入される入口ジョイント14aが設けられ、この入口ジョイント14aからの圧縮機吐出冷媒を凝縮部14bにて凝縮し、この凝縮部14b通過後の冷媒の気液を気液分離器14cにて分離する。そして、この気液分離器14c内部で分離された液冷媒を過冷却部14dにて過冷却するようになっている。この過冷却部14dの出口部に出口ジョイント14eを配置し、ここから過冷却液冷媒を凝縮器外部へ流出させるようになっている。
【0040】
この出口ジョイント14eは高圧液配管16を介して冷房用減圧装置をなす温度式膨張弁17に接続される。この温度式膨張弁17は、周知のように蒸発器5の出口冷媒の過熱度が予め設定した所定値となるように弁開度を調整して、冷媒流量を調整するものである。ここで、温度式膨張弁17の具体的構成例を図2により説明すると、膨張弁17の本体ケース40は、アルミニュウム等の金属で略直方体状に成形されている。この本体ケース40の下方部右側には高圧液配管16から高圧液冷媒が流入する冷媒入口41が開口している。
【0041】
この冷媒入口41は弁体収容室42に連通しており、この弁体収容室42内に、膨張弁17の球状の弁体43、およびこの弁体43を支持する支持部材44が収容されている。この弁体43は冷媒入口41からの液冷媒を減圧する絞り通路45に対向配置され、この絞り通路45の開度を調整するようになっている。
【0042】
絞り通路45の中心部を貫通して弁棒46が配置され、この弁棒46の下端部は球状の弁体43に当接している。絞り通路45の下流側には、絞り通路45を通過して減圧された低温、低圧の気液2相冷媒が流れる冷媒流出通路47が形成されている。
【0043】
本体ケース40のうち、冷媒流出通路47が開口する面(図2の左側面)には合流ジョイント18が一体に組み付けてある。この合流ジョイント18の内部には冷媒流出通路47の出口側と連通する冷媒通路18aが形成され、この冷媒通路18aにホットガスバイパス配管15の出口部を合流させる。そして、合流ジョイント18の内部の冷媒通路18aのうち、ホットガスバイパス配管15の出口部の合流点18bよりも上流側に逆止弁19が配置してある。
【0044】
この逆止弁19は暖房モード時にホットガスバイパス配管15からのホットガスが膨張弁17内部を通過して凝縮器14側へ流れることを防止するものである。合流ジョイント18内の冷媒通路18aは入口側低圧配管20に接続され、この入口側低圧配管20は車両隔壁3を貫通して車室内2の蒸発器5の冷媒入口部に接続される。
【0045】
一方、膨張弁17の本体ケース40において冷媒流出通路47の上方部に蒸発器出口側通路48が左右方向に円筒状に貫通するように形成されている。この蒸発器出口側通路48は蒸発器5にて蒸発した過熱ガス冷媒が流れるものである。そのため、この蒸発器出口側通路48の入口端(図2の左端)は、車両隔壁3を貫通して配置される出口側低圧配管21によって蒸発器5の冷媒出口部に接続される。
【0046】
そして、この蒸発器出口側通路48の出口端(図2の右端)は出口側低圧配管21aによってアキュームレータ22に接続される。このアキュームレータ22の出口部は吸入側のゴムホース23を介して圧縮機10の吸入口に接続される。このアキュームレータ22は冷媒の気液を分離して液冷媒を溜め、ガス冷媒および底部付近の少量の液冷媒(オイルが溶け込んでいる)を圧縮機10の吸入側へ戻すためのものである。
【0047】
膨張弁17の本体ケース40には蒸発器出口側通路48を貫通して感温棒49が配置されている。この感温棒49はアルミニュウム等の熱伝導の良好な金属にて円柱状に形成されている。この感温棒49は蒸発器出口側通路48の過熱ガス冷媒の流れ中に位置するので、過熱ガス冷媒の熱が伝導され、過熱ガス冷媒と同じ温度になる。従って、感温棒49は過熱ガス冷媒の温度を感知する感温手段としての役割を果たすことができる。
【0048】
この感温棒49は、具体的には、蒸発器出口側通路48を貫通する軸部49aと、この軸部49aの端部に結合され、後述のダイヤフラム52に当接するダイヤフラムストッパ部49bとから構成されている。
【0049】
感温棒49の軸部49aの下端面は弁棒46の上端面に当接している。また、感温棒49の軸部49aの下端部近傍の外周溝部にはシール用のOリング50が配設され、本体ケース40の孔部51に対して感温棒49は気密に、かつ摺動可能に嵌合している。
【0050】
感温棒49の上端部に形成されたダイヤフラムストッパ部49bは本体ケース40の最上部の外面側に配置されたダイヤフラム(圧力応動部材)52に当接している。従って、このダイヤフラム52が上下方向に変位すると、この変位に応じて円柱状感温棒49、弁棒46を介して弁体43も変位するようになっている。従って、感温棒49は弁体43を変位させる変位伝達部材としての役割も兼ねている。
【0051】
ダイヤフラム52の外周縁部は、上下のダイヤフラムケース部材53、54の間に挟持されて支持されている。このダイヤフラムケース部材53、54はステンレス(SUS304)等の金属材で構成され、溶接、ろう付け等により一体に接合されている。下側のダイヤフラムケース部材54は本体ケース40の最上部にねじ止め等にて固定されており、この下側ダイヤフラムケース部材54の固定部はゴム製の弾性シール材(パッキン)55にて気密になっている。
【0052】
そして、ダイヤフラムケース部材53、54内の空間はダイヤフラム52により上側室56と下側室57に仕切られている。上側室56は密封空間であって、この上側室56の内部には冷凍サイクル内の循環冷媒と同種の冷媒ガスが気液混合状態にて充填されている。この上側室56内の封入ガスには感温棒49の感知した蒸発器出口の過熱ガス冷媒温度が金属製ダイヤフラム52を介して伝導されるので、この封入ガスは過熱ガス冷媒温度に応じた飽和圧力の変化を示す。従って、上側室56が本発明の第1圧力室、すなわち、感温圧力室を構成する。
【0053】
なお、ダイヤフラム52は弾性に富む強靱な材質であると同時に、熱伝導が良好な材質にて形成することが好ましい。一方、下側室57は、感温棒49のダイヤフラムストッパ部49bの周囲の空隙と、この空隙の下方部に形成される圧力導入用の空間58と、環状連通路59とを通して蒸発器出口側通路48に連通して、この蒸発器出口側通路48の冷媒圧力が下側室57内に導入される。従って、下側室57内の圧力は通路48と略同一の圧力となる。下側室57は本発明の第2圧力室を構成する。
【0054】
一方、本体ケース40の最下部には、外部に開口したねじ穴部60が設けられており、このねじ穴部60に調整ナット61がねじ止め固定されており、この調整ナット61はシール用のOリング62によりねじ穴部60との間を気密にシールしている。
【0055】
コイルばね63は弁体43を閉弁方向に押圧するばね手段であり、調整ナット61と支持部材44との間に配置される。そして、調整ナット61の締めつけ位置の調整によりコイルばね63の取付荷重を調整して、蒸発器出口冷媒の過熱度を調整できるようになっている。
【0056】
ところで、温度式膨張弁17において上下のダイヤフラムケース部材53、54の外面に断熱材24を装着している。この断熱材24は、蒸発器出口冷媒の温度に応じた圧力変化を示す冷媒ガスを封入した上側室56の断熱のためのものでる。従って、断熱材24は少なくとも上側室56の周辺部を被覆する。
【0057】
但し、本実施形態では本体ケース40のうち冷媒配管接続部を設定していない面も断熱材24により被覆して、アルミニュウム等の金属から形成される本体ケース40に水分等の腐食性の物質が付着することを抑制して耐食性を向上させるようにしている。本体ケース40のうち図2の左右方向の面が冷媒配管接続部を設定する面であり、これに対して、本体ケース40のうち図2の紙面垂直方向の手前側の面および奥側の面では冷媒配管の接続を行わないので、この図2の紙面垂直方向の手前側の面および奥側の面を断熱材24により被覆するようにしている。なお、図4では、温度式膨張弁17のダイヤフラムケース部材53、54および本体ケース40の両方にわたって接着された断熱材24の範囲を細点で表している。
【0058】
また、本実施形態では、図4に示すように、膨張弁17の絞り通路45から減圧後の低圧気液2相冷媒が流れる入口側低圧配管20の外周面全周を断熱材25により被覆している。この断熱材25は入口側低圧配管20のうちエンジンルーム1内に位置する部分および車室2内に位置する部分の両方を被覆している。これにより、入口側低圧配管20内の低圧気液2相冷媒の吸熱による冷房性能の低下および配管表面での結露防止を図る。
【0059】
なお、蒸発器5の出口側低圧配管21内は蒸発後の過熱ガス冷媒が流れるので、ここでの冷媒吸熱量は入口側低圧配管20に比較して大幅に小さくなる。そのため、出口側低圧配管21のうちエンジンルーム1内に位置する部分では断熱材を被覆していない。一方、出口側低圧配管21のうち車室2内に位置する部分では配管表面での結露防止のために断熱材26を被覆している。
【0060】
また、エンジンルーム1内において出口側低圧配管21の下方に結露水の付着を避ける必要のある機器が配置されている場合は出口側低圧配管21のうちエンジンルーム1内に位置する部分にも断熱材を被覆したほうがよい。
【0061】
ところで、断熱材24、25の具体的材質としては、車両エンジンルーム1の広範な温度変動範囲、すなわち、冬期の−40℃〜夏期の120℃に及ぶ温度変動範囲に耐えられる材質が好ましく、本発明者の実験検討によると、ポリプロピレン系の発泡材が上記の温度変動範囲に耐えられる材質として有効であることを確認している。
【0062】
また、車両エンジンルーム1内における膨張弁17の配置場所として、比較的通風性のよい場所、あるいは車両エンジンから離れた場所を選択できる場合は、膨張弁17周辺の温度が夏期でも100℃程度までしか上昇しない。このように、高温耐熱温度が100℃程度で良い場合には、断熱材24、25の具体的材質としてポリエチレン系の発泡材を使用できる。
【0063】
なお、車室2内に位置する断熱材26は、車室内温度が夏期でも60℃程度の温度までしか上昇しないので、断熱材24、25に比較して高温耐熱性の低い材質を使用できる。
【0064】
また、図1、2において、圧縮機10の吐出側から切替弁装置13の冷房用弁13a→凝縮器14→温度式膨張弁17の絞り通路45→逆止弁19→蒸発器5→温度式膨張弁17の蒸発器出口側通路48→アキュームレータ22を経て圧縮機10の吸入側に戻る閉回路により通常の冷房用冷凍サイクルCが構成される。
【0065】
一方、圧縮機10の吐出側から切替弁装置13の暖房用弁13b→暖房用減圧装置13c→ホットガスバイパス配管15→合流ジョイント18→蒸発器5→温度式膨張弁17の蒸発器出口側通路48→アキュームレータ22を経て圧縮機10の吸入側に戻る閉回路により暖房用のホットガスヒータサイクルHが構成される。
【0066】
次に、上記構成において本実施形態の作動を説明する。図示しない空調操作パネルにて冷房モードが設定されると、図示しない空調用制御装置により切替弁装置13の冷房用弁13aが開状態とされ、暖房用弁13bが閉状態とされる。従って、電磁クラッチ11が接続状態となり、圧縮機10が車両エンジンにて駆動されると、圧縮機10の吐出ガス冷媒は開状態の冷房用弁13aを通過して凝縮器14に流入する。
【0067】
凝縮器14の凝縮部14bでは、圧縮機吐出ガス冷媒が図示しない冷却ファンにより送風される外気中に放熱して凝縮する。そして、凝縮部14b通過後の冷媒は気液分離器14cにて気液分離され、液冷媒のみが過冷却部14dに導入され、外気中に再度、放熱して過冷却される。
【0068】
この過冷却高圧液冷媒は温度式膨張弁17内に流入し、絞り通路45にて減圧されるので、低温低圧の気液2相状態となる。次に、この低圧冷媒は逆止弁19を通過して蒸発器5内に流入し、送風機8により送風する空調空気から吸熱して蒸発する。蒸発器5で冷却された空調空気は車室内へ吹き出して車室内を冷房する。蒸発器5で蒸発したガス冷媒は、温度式膨張弁17内の蒸発器出口側通路48およびアキュームレータ22を通過して圧縮機10に吸入され、圧縮される。従って、冷房モード時には、圧縮機10の吐出側から前述の冷房用冷凍サイクルCにて冷媒が循環して蒸発器5が空気冷却作用を果たす。
【0069】
一方、空調操作パネルにてホットガスヒータサイクルHによる暖房モードが設定されると、空調用制御装置により冷房用弁13aが閉状態とされ、暖房用電磁弁13bが開状態とされ、ホットガスバイパス配管15が開通する。このため、圧縮機10の高温吐出ガス冷媒(ホットガス)が開状態の暖房用弁13bを通ってホットガスバイパス配管15側へ流れる。
【0070】
この圧縮機吐出ガス冷媒はホットガスバイパス配管15の暖房用減圧装置13cで低圧状態に減圧されてから、ホットガスバイパス配管15により蒸発器5に直接流入する。そして、この減圧後のガス冷媒が蒸発器5にて送風空気に放熱して、送風空気を加熱する。ここで、蒸発器5にてガス冷媒から放出される熱量は、圧縮機10の圧縮仕事量に相当するものである。蒸発器5で放熱したガス冷媒は温度式膨張弁17内の蒸発器出口側通路48およびアキュームレータ22を通過して圧縮機10に吸入され、圧縮される。従って、暖房モード時は圧縮機10の吐出側から前述のホットガスヒータサイクルHにて冷媒が循環して蒸発器5が空気加熱用を果たす。
【0071】
そして、蒸発器5で加熱された送風空気をヒータコア6において更に加熱することができるので、寒冷時においても、蒸発器5と温水式のヒータコア6の両方で加熱された、より温度の高い温風を車室2内へ吹き出すことができる。
【0072】
なお、暖房モード時には、ホットガスバイパス配管15からガス冷媒が温度式膨張弁17を通過して凝縮器14側へ流れるのを逆止弁19により防止できるので、冬期の低温外気雰囲気中に晒されている凝縮器14内に冷媒が寝込むことを防止できる。
【0073】
次に、本実施形態による作用効果を説明する。(1)蒸発器5を車室2内に配置するとともに、圧縮機10、凝縮器(高圧側放熱器)14および温度式膨張弁17をエンジンルーム1内に配置し、温度式膨張弁17の絞り通路45の出口側を蒸発器5の入口側に接続するとともに、ホットガスバイパス配管15の出口部をエンジンルーム1内において絞り通路45の出口側に合流しているから、ホットガスバイパス配管15の全体をエンジンルーム1内に配置できる。
【0074】
従って、図7の従来技術のようにホットガスバイパス配管15をエンジンルーム1内の圧縮機10吐出側から車室2内までにわたって配置する必要がなくなり、ホットガスバイパス配管15の長さを短くできる。そのため、サイクル冷媒配管の取り回しを簡素化でき、冷凍サイクル装置の車両搭載性を向上できる。
【0075】
(2)図7の従来技術では、ホットガスバイパス配管15を含む3本の冷媒配管を車両隔壁3に通す必要があるが、本実施形態によると、エンジンルーム1と車室2内との車両隔壁3を貫通する冷媒配管が蒸発器5の入口側と出口側の低圧配管20、21の2本のみで済む。そのため、ホットガスヒータ機構の有無にかかわらず、車両隔壁3における冷媒配管用の貫通穴を2個に統一できるという利点がある。
【0076】
(3)蒸発器5の冷媒入口部に温度式膨張弁17を直接組み込む場合にはホットガスヒータ機構の有無に伴って合流ジョイント18のある場合と合流ジョイント18のない場合とで、室内空調ユニット4のケース4a(図3)の形状を変更する必要が生じるが、本実施形態によると、合流ジョイント18はエンジンルーム1内の温度式膨張弁17に一体構成しているから、ホットガスヒータ機構の有無にかかわらず、室内空調ユニット4のケース4a形状を1種類に統一することができ、室内空調ユニット4のケース4aのコストを低減することができる。
【0077】
なお、室内空調ユニット4において温度式膨張弁17の外形が風洩れシールの役割や接続相手の冷媒配管の位置規制等のために利用されている場合には、温度式膨張弁17と同一の外形を有するダミーブロックを室内空調ユニット4に組み込むことにより、このダミーブロックに膨張弁17による風洩れシールや配管位置規制等の役割を発揮させることができる。
【0078】
(4)温度式膨張弁17をエンジンルーム1内に配置すると、エンジンルーム1内での熱影響に基づく不具合が懸念されるが、本実施形態によると、温度式膨張弁17のダイヤフラムケース部材53、54の周辺部を断熱材24で被覆しているから、ダイヤフラム52の上側室56内の封入冷媒ガスの温度がエンジンルーム1内からの受熱の影響で上昇することを抑制できる。
【0079】
従って、温度式膨張弁17をエンジンルーム1内に配置しても、感温圧力室をなす上側室56内の圧力がエンジンルーム1内での熱影響で上昇することを抑制して、上側室56内の圧力を蒸発器出口冷媒の温度に対応して適切に変化させることができ、温度式膨張弁17本来の蒸発器出口冷媒の過熱度制御機能を良好に発揮できる。
【0080】
なお、本実施形態では、断熱材24によってダイヤフラムケース部材53、54の周辺部だけでなく、本体ケース40側も被覆するから、前述のように本体ケース40の耐食性向上も達成できる。
【0081】
(5)温度式膨張弁17をエンジンルーム1内に配置すると、蒸発器5の入口側配管20にエンジンルーム1内に位置する部分が発生するので、この入口側配管20内の低温低圧の気液2相冷媒がエンジンルーム1内で吸熱して冷房性能が低下することが懸念されるが、本実施形態では、入口側配管20に断熱材25を被覆するから、入口側配管20内の低温低圧の気液2相冷媒がエンジンルーム1内で吸熱することを抑制して、冷房性能の低下を抑制できる。
【0082】
(第2実施形態)
第1実施形態では、入口側配管20に断熱材25を被覆して蒸発器入口側冷媒がエンジンルーム1内で吸熱することを抑制しているが、第2実施形態では、2重管構造を構成して蒸発器入口側冷媒の吸熱を抑制する。
【0083】
すなわち、蒸発器5の出口側配管21に蒸発器5通過後の比較的低温のガス冷媒が流れて、この出口側配管21の温度が比較的低温に維持されることに着目して、第2実施形態では、蒸発器5の入口側配管20および出口側配管21のうちエンジンルーム1内に位置する部分を図5(a)(b)に示すように2重管構造で構成し、そして、入口側配管20を内管で構成し、出口側配管21を外管で構成している。
【0084】
そのため、入口側配管20内の低温低圧の気液2相冷媒がエンジンルーム1内から吸熱することを外管の出口側配管21の遮熱作用によりうまく抑制できる。そのため、入口側配管20のうちエンジンルーム1内に位置する部分を断熱材25によって被覆する必要がなくなる。
【0085】
但し、エンジンルーム1内において入口側配管20と出口側配管21との2重管構造部分の下方に結露水の付着を避ける必要のある機器が配置されている場合は、この2重管構造部分を断熱材25によって被覆するようにしてもよい。
【0086】
なお、第2実施形態においても、入口側配管20のうち車室2内に位置する部分は断熱材25によって被覆され、結露防止を図っている。
【0087】
(第3実施形態)
第3実施形態は第2実施形態の変形であり、図6(a)(b)に示すように、入口側配管20のうちエンジンルーム1内に位置する部分を、出口側配管21のうちエンジンルーム1内に位置する部分にて覆うように両配管20、21を接触させる。これにより、入口側配管20内の低温冷媒がエンジンルーム1内から吸熱することを抑制している。
【0088】
第3実施形態では、出口側配管21のうちエンジンルーム1内に位置する部分の断面形状を入口側配管20の外周面に沿った円弧形状に形成して、出口側配管21による入口側配管20の被覆面積(接触面積)を増大させている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態による冷凍サイクル装置の車両搭載状態を示す概略斜視図である。
【図2】第1実施形態による膨張弁の断面構成図を含む冷凍サイクル構成図である。
【図3】第1実施形態における室内空調ユニット部の概略断面図である。
【図4】第1実施形態における膨張弁と蒸発器との間の冷媒配管構成図である。
【図5】(a)は第2実施形態における膨張弁と蒸発器との間の冷媒配管構成図、(b)は(a)のX−X断面図である。
【図6】(a)は第3実施形態における膨張弁と蒸発器との間の冷媒配管構成図、(b)は(a)のX−X断面図である。
【図7】従来技術による車両用冷凍サイクル装置の概略構成図である。
【符号の説明】
C…冷房用冷凍サイクル、H…ホットガスヒータサイクル、
1…エンジンルーム、2…車室、5…蒸発器、10…圧縮機、
14…凝縮器(高圧側放熱器)、15…ホットガスバイパス配管、
17…温度式膨張弁(冷房用減圧装置)、24…断熱材、43…弁体、
45…絞り通路、52…ダイヤフラム、56…上側室(第1圧力室)、
57…下側室(第2圧力室)。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is for a vehicle that exhibits a hot gas heater function in which an evaporator is used as a radiator of a gas refrigerant by introducing a compressor discharge gas refrigerant (hot gas) directly into the evaporator while bypassing the condenser side during heating. The present invention relates to a refrigeration cycle apparatus.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a vehicle air conditioner, when the temperature of warm water (engine cooling water) serving as a heat source during winter heating is low, the temperature of the air blown into the passenger compartment is lowered, and the required heating capacity may not be obtained.
[0003]
Therefore, various refrigeration cycle apparatuses that can exhibit a heating function by hot gas bypass have been proposed (see, for example, Patent Document 1). In this conventional apparatus, as shown in FIG. 7, a hot
[0004]
In the
[0005]
The hot gas is decompressed by the
[0006]
A receiver (liquid receiver) 31 is disposed downstream of the
[0007]
In FIG. 7, devices such as the
[0008]
By the way, the refrigeration cycle of the above-described conventional apparatus is based on a so-called receiver cycle in which a
[0009]
The temperature
[0010]
Second, when the temperature
[0011]
For the first and second reasons, the temperature
[0012]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 5-223357
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the temperature
[0014]
As a result, the hot
[0015]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to simplify the handling of the cycle piping and improve the vehicle mountability in the refrigeration cycle apparatus for a vehicle that exhibits the heating function by the hot gas heater cycle.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, in the vehicle refrigeration cycle apparatus configured to be capable of switching between the cooling refrigeration cycle (C) and the hot gas heater cycle (H),
The decompression device for cooling includes a throttle passage (45) for decompressing and expanding the high-pressure side refrigerant, a first pressure chamber (56) whose pressure changes according to the temperature of the outlet refrigerant of the evaporator (5), and an evaporator ( 5) the second pressure chamber (57) into which the refrigerant pressure is introduced, the diaphragm (52) displaced according to the pressure difference between the first pressure chamber (56) and the second pressure chamber (57), 52) a temperature type expansion valve (17) having a valve body (43) for adjusting the opening degree of the throttle passage (45) in accordance with the displacement of 52),
The evaporator (5) is arranged in the passenger compartment (2), and the compressor (10), the high-pressure side radiator (14) and the temperature type expansion valve (17) are arranged in the engine room (1), The outlet side of the passage (45) is connected to the inlet side of the evaporator (5), and the outlet portion of the hot gas bypass pipe (15) is joined to the outlet side of the throttle passage (45) in the engine room (1). Furthermore, the thermal expansion valve (17) is characterized in that at least the periphery of the first pressure chamber (56) is covered with a heat insulating material (24).
[0017]
According to this, the whole hot gas bypass piping (15) can be arrange | positioned in an engine room (1). Therefore, unlike the prior art of FIG. 7, it is not necessary to arrange the hot gas bypass pipe (15) from the discharge side of the compressor (10) in the engine room (1) to the interior of the vehicle compartment (2). The length of the pipe (15) can be shortened. Therefore, the handling of the cycle refrigerant pipe can be simplified, and the vehicle mounting property of the refrigeration cycle apparatus can be improved.
[0018]
Further, in the prior art of FIG. 7, it is necessary to pass three refrigerant pipes including the hot gas bypass pipe (15) through the vehicle partition wall (3), but in
[0019]
On the other hand, when the temperature type expansion valve (17) is arranged in the engine room (1), there is a concern about a problem due to the heat effect in the engine room (1). In (17), since at least the periphery of the first pressure chamber (56) forming the temperature-sensitive pressure chamber is covered with the heat insulating material (24), the periphery of the first pressure chamber (56) is covered with the engine room. (1) It can insulate from the high temperature environment.
[0020]
Therefore, even if the temperature type expansion valve (17) is disposed in the engine room (1), the pressure in the first pressure chamber (56) is prevented from rising due to the heat effect in the engine room (1). Thus, the pressure in the first pressure chamber (56) can be appropriately changed in accordance with the temperature of the evaporator outlet refrigerant, and the temperature type expansion valve (17) has a function of controlling the superheat degree of the original evaporator outlet refrigerant. Can demonstrate well.
[0021]
The invention according to
[0022]
By the way, when the temperature type expansion valve (17) is arranged in the engine room (1), a portion located in the engine room (1) is generated in the inlet side pipe (20) of the evaporator (5). Although there is a concern that the low-temperature and low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant in the side pipe (20) absorbs heat in the engine room (1) and the cooling performance deteriorates, in
[0023]
Like invention of
[0024]
By the way, the outlet side pipe (21) of the evaporator (5) is in a sufficiently low temperature state as compared with the high temperature environment in the engine room (1). Therefore, in
[0025]
Therefore, the low-temperature low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant in the inlet-side pipe (20) can be prevented from absorbing heat in the engine room (1), and the deterioration of the cooling performance can be suppressed.
[0026]
Like invention of
[0027]
According to this, the evaporator outlet side pipe (20) forming the inner pipe of the double pipe structure can be covered with the evaporator outlet side pipe (21) forming the outer pipe of the double pipe structure. Even if there is a part located in the engine room (1) in the inlet pipe (20), the inner part of the engine room can be maintained at a relatively low temperature by covering the outlet pipe (21) of the evaporator. Therefore, the heat absorption of the low-temperature and low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant in the inlet-side pipe (20) can be suppressed, and the cooling performance can be prevented from lowering.
[0028]
In the invention according to
The decompression device for cooling includes a throttle passage (45) for decompressing and expanding the high-pressure side refrigerant, a first pressure chamber (56) whose pressure changes according to the temperature of the outlet refrigerant of the evaporator (5), and an evaporator ( 5) the second pressure chamber (57) into which the refrigerant pressure is introduced, the diaphragm (52) displaced according to the pressure difference between the first pressure chamber (56) and the second pressure chamber (57), 52) a temperature type expansion valve (17) having a valve body (43) for adjusting the opening degree of the throttle passage (45) in accordance with the displacement of the throttle passage (45), and the evaporator (5) is disposed in the passenger compartment (2). In addition, the compressor (10), the high-pressure radiator (14), and the temperature type expansion valve (17) are arranged in the engine room (1), and the outlet side of the throttle passage (45) is connected to the evaporator (5). Connect to the inlet side and connect the outlet of the hot gas bypass pipe (15) to the engine room (1) Inside, it joins to the exit side of a throttle channel | path (45), It is characterized by the above-mentioned.
[0029]
According to this, the whole hot gas bypass piping (15) can be arrange | positioned in an engine room (1). Accordingly, the length of the hot gas bypass pipe (15) can be shortened to simplify the handling of the cycle refrigerant pipe as in the first aspect, and the mountability of the refrigeration cycle apparatus in the vehicle can be improved.
[0030]
Also, the refrigerant pipes that pass through the vehicle partition wall (3) between the engine room (1) and the passenger compartment (2) are only two low-pressure pipes (20, 21) on the inlet side and outlet side of the evaporator (5). That's it.
[0031]
In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic perspective view of a vehicle air-conditioning refrigeration cycle apparatus according to the first embodiment mounted on a vehicle, and FIG. 2 is a cycle configuration diagram of the vehicle air-conditioning refrigeration cycle apparatus according to the first embodiment. A specific configuration is illustrated.
[0033]
In the vehicle to which the first embodiment is applied, a vehicle partition wall (firewall) 3 partitions the
[0034]
FIG. 3 shows an outline of the indoor
[0035]
The indoor air-
[0036]
Other devices other than the
[0037]
The discharge side of the
[0038]
The switching
[0039]
The
[0040]
This outlet joint 14e is connected via a high-
[0041]
The
[0042]
A
[0043]
The merging joint 18 is integrally assembled on the surface (left side surface in FIG. 2) of the
[0044]
The
[0045]
On the other hand, in the
[0046]
And the exit end (right end of FIG. 2) of this evaporator exit side channel |
[0047]
A
[0048]
Specifically, the
[0049]
The lower end surface of the
[0050]
A
[0051]
The outer peripheral edge of the
[0052]
A space in the
[0053]
The
[0054]
On the other hand, a
[0055]
The
[0056]
By the way, in the temperature
[0057]
However, in this embodiment, the surface of the
[0058]
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the entire outer peripheral surface of the inlet-side low-
[0059]
In addition, since the superheated gas refrigerant after evaporation flows in the outlet-side low-
[0060]
Further, in the
[0061]
By the way, the specific material of the
[0062]
Further, when a place having a relatively good ventilation or a place away from the vehicle engine can be selected as a place where the
[0063]
Note that the
[0064]
1 and 2, from the discharge side of the
[0065]
On the other hand, from the discharge side of the
[0066]
Next, the operation of this embodiment in the above configuration will be described. When the cooling mode is set on the air conditioning operation panel (not shown), the
[0067]
In the condensing
[0068]
This supercooled high-pressure liquid refrigerant flows into the temperature
[0069]
On the other hand, when the heating mode by the hot gas heater cycle H is set on the air conditioning operation panel, the air conditioning control device closes the cooling
[0070]
The compressor discharge gas refrigerant is decompressed to a low pressure state by the
[0071]
Further, since the blown air heated by the
[0072]
In the heating mode, the
[0073]
Next, the function and effect of this embodiment will be described. (1) The
[0074]
Therefore, unlike the prior art of FIG. 7, it is not necessary to arrange the hot
[0075]
(2) In the prior art of FIG. 7, it is necessary to pass three refrigerant pipes including the hot
[0076]
(3) When the temperature
[0077]
In the indoor
[0078]
(4) When the temperature
[0079]
Therefore, even if the temperature
[0080]
In this embodiment, since the
[0081]
(5) When the temperature
[0082]
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the
[0083]
That is, paying attention to the fact that the relatively low temperature gas refrigerant after passing through the
[0084]
Therefore, the low-temperature low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant in the
[0085]
However, in the
[0086]
In the second embodiment as well, a portion of the
[0087]
(Third embodiment)
The third embodiment is a modification of the second embodiment. As shown in FIGS. 6A and 6B, the portion of the
[0088]
In the third embodiment, the cross-sectional shape of the portion located in the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a vehicle-mounted state of a refrigeration cycle apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a refrigeration cycle configuration diagram including a cross-sectional configuration diagram of an expansion valve according to the first embodiment.
FIG. 3 is a schematic sectional view of an indoor air conditioning unit in the first embodiment.
FIG. 4 is a refrigerant piping configuration diagram between an expansion valve and an evaporator in the first embodiment.
5A is a configuration diagram of refrigerant piping between an expansion valve and an evaporator in a second embodiment, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line XX in FIG. 5A.
6A is a configuration diagram of refrigerant piping between an expansion valve and an evaporator according to a third embodiment, and FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line XX of FIG.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a conventional vehicle refrigeration cycle apparatus.
[Explanation of symbols]
C: Refrigeration cycle for cooling, H: Hot gas heater cycle,
1 ... engine room, 2 ... vehicle compartment, 5 ... evaporator, 10 ... compressor,
14 ... Condenser (high-pressure side radiator), 15 ... Hot gas bypass piping,
17 ... Temperature expansion valve (cooling decompression device), 24 ... Heat insulation, 43 ... Valve,
45 ... throttle passage, 52 ... diaphragm, 56 ... upper chamber (first pressure chamber),
57: Lower chamber (second pressure chamber).
Claims (5)
前記冷房用減圧装置は、高圧側冷媒を減圧、膨張させる絞り通路(45)と、前記蒸発器(5)の出口冷媒の温度に応じて圧力が変化する第1圧力室(56)と、前記蒸発器(5)の冷媒圧力が導入される第2圧力室(57)と、前記第1圧力室(56)と前記第2圧力室(57)との圧力差に応じて変位するダイヤフラム(52)と、前記ダイヤフラム(52)の変位に応じて前記絞り通路(45)の開度を調整する弁体(43)とを有する温度式膨張弁(17)であり、
前記蒸発器(5)を車室(2)内に配置するとともに、前記圧縮機(10)、前記高圧側放熱器(14)および前記温度式膨張弁(17)をエンジンルーム(1)内に配置し、
前記絞り通路(45)の出口側を前記蒸発器(5)の入口側に接続するとともに、前記ホットガスバイパス配管(15)の出口部を前記エンジンルーム(1)内において前記絞り通路(45)の出口側に合流し、
更に、前記温度式膨張弁(17)のうち、少なくとも前記第1圧力室(56)の周辺部を断熱材(24)により被覆したことを特徴とする車両用冷凍サイクル装置。A cooling refrigeration cycle (C) for returning the refrigerant discharged from the compressor (10) to the compressor (10) through the high-pressure radiator (14), the cooling decompressor (17) and the evaporator (5); The refrigerant discharged from the compressor (10) is directly introduced into the evaporator (5) through a hot gas bypass pipe (15) and then returned to the compressor (10), whereby the evaporator (5) In the vehicle refrigeration cycle apparatus configured to be switchable with a hot gas heater cycle (H) that operates as a radiator,
The cooling decompression device includes a throttle passage (45) for decompressing and expanding the high-pressure side refrigerant, a first pressure chamber (56) whose pressure changes according to the temperature of the outlet refrigerant of the evaporator (5), A diaphragm (52) that is displaced according to a pressure difference between the second pressure chamber (57) into which the refrigerant pressure of the evaporator (5) is introduced, and the first pressure chamber (56) and the second pressure chamber (57). ) And a valve body (43) that adjusts the opening of the throttle passage (45) in accordance with the displacement of the diaphragm (52),
The evaporator (5) is disposed in the passenger compartment (2), and the compressor (10), the high-pressure side radiator (14), and the temperature expansion valve (17) are placed in the engine room (1). Place and
The outlet side of the throttle passage (45) is connected to the inlet side of the evaporator (5), and the outlet portion of the hot gas bypass pipe (15) is connected to the throttle passage (45) in the engine room (1). Join the exit side of
The vehicular refrigeration cycle apparatus further comprises a thermal insulating material (24) covering at least the periphery of the first pressure chamber (56) of the temperature type expansion valve (17).
前記蒸発器入口側の配管(20)を前記2重管構造の内管で構成し、前記蒸発器出口側配管(21)を前記2重管構造の外管で構成したことを特徴とする請求項1に記載の車両用冷凍サイクル装置。Of the pipe (20) connecting the outlet side of the throttle passage (45) to the inlet side of the evaporator (5), the portion located in the engine room (1) and the outlet side of the evaporator (5) A part located in the engine room (1) of the pipe (21) is constituted by a double pipe structure,
The pipe (20) on the evaporator inlet side is constituted by an inner pipe having the double pipe structure, and the evaporator outlet side pipe (21) is constituted by an outer pipe having the double pipe structure. Item 2. The vehicle refrigeration cycle apparatus according to Item 1.
前記冷房用減圧装置は、高圧側冷媒を減圧、膨張させる絞り通路(45)と、前記蒸発器(5)の出口冷媒の温度に応じて圧力が変化する第1圧力室(56)と、前記蒸発器(5)の冷媒圧力が導入される第2圧力室(57)と、前記第1圧力室(56)と前記第2圧力室(57)との圧力差に応じて変位するダイヤフラム(52)と、前記ダイヤフラム(52)の変位に応じて前記絞り通路(45)の開度を調整する弁体(43)とを有する温度式膨張弁(17)であり、
前記蒸発器(5)を車室(2)内に配置するとともに、前記圧縮機(10)、前記高圧側放熱器(14)および前記温度式膨張弁(17)をエンジンルーム(1)内に配置し、
前記絞り通路(45)の出口側を前記蒸発器(5)の入口側に接続するとともに、前記ホットガスバイパス配管(15)の出口部を前記エンジンルーム(1)内において前記絞り通路(45)の出口側に合流することを特徴とする車両用冷凍サイクル装置。A cooling refrigeration cycle (C) for returning the refrigerant discharged from the compressor (10) to the compressor (10) through the high-pressure radiator (14), the cooling decompressor (17) and the evaporator (5); The refrigerant discharged from the compressor (10) is directly introduced into the evaporator (5) through a hot gas bypass pipe (15) and then returned to the compressor (10), whereby the evaporator (5) In the vehicle refrigeration cycle apparatus configured to be switchable with a hot gas heater cycle (H) that operates as a radiator,
The cooling decompression device includes a throttle passage (45) for decompressing and expanding the high-pressure side refrigerant, a first pressure chamber (56) whose pressure changes according to the temperature of the outlet refrigerant of the evaporator (5), A diaphragm (52) that is displaced according to a pressure difference between the second pressure chamber (57) into which the refrigerant pressure of the evaporator (5) is introduced, and the first pressure chamber (56) and the second pressure chamber (57). ) And a valve body (43) that adjusts the opening of the throttle passage (45) in accordance with the displacement of the diaphragm (52),
The evaporator (5) is disposed in the passenger compartment (2), and the compressor (10), the high-pressure side radiator (14), and the temperature expansion valve (17) are placed in the engine room (1). Place and
The outlet side of the throttle passage (45) is connected to the inlet side of the evaporator (5), and the outlet portion of the hot gas bypass pipe (15) is connected to the throttle passage (45) in the engine room (1). A refrigeration cycle device for a vehicle, characterized by merging with the outlet side of the vehicle.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016075897A1 (en) * | 2014-11-11 | 2016-05-19 | 株式会社デンソー | Refrigeration cycle device |
US9851127B2 (en) | 2012-12-25 | 2017-12-26 | Denso Corporation | Refrigeration cycle device |
CN109210818A (en) * | 2017-07-07 | 2019-01-15 | 住友重机械工业株式会社 | The magnet shielding structure of ultra-low temperature refrigerating device and ultra-low temperature refrigerating device |
CN113983688A (en) * | 2021-10-25 | 2022-01-28 | 海宁普金新能源科技有限公司 | Novel heat recovery type high-energy-efficiency air source heat pump water heater |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005043849A1 (en) * | 2005-09-13 | 2007-03-22 | Behr Gmbh & Co. Kg | Device with liquid drain |
DE102005056651A1 (en) * | 2005-11-25 | 2007-05-31 | Behr Gmbh & Co. Kg | Coaxial tube or tube-in-tube arrangement, in particular for a heat exchanger |
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Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3356142B2 (en) * | 1999-06-25 | 2002-12-09 | 株式会社デンソー | Refrigeration cycle device |
AU2003286479A1 (en) * | 2002-10-18 | 2004-05-04 | Parker-Hannifin Corporation | Refrigeration expansion valve with thermal mass power element |
JP2004136851A (en) * | 2002-10-21 | 2004-05-13 | Denso Corp | Air conditioner for vehicle |
-
2003
- 2003-06-10 JP JP2003165114A patent/JP2005001449A/en active Pending
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9851127B2 (en) | 2012-12-25 | 2017-12-26 | Denso Corporation | Refrigeration cycle device |
WO2016075897A1 (en) * | 2014-11-11 | 2016-05-19 | 株式会社デンソー | Refrigeration cycle device |
CN109210818A (en) * | 2017-07-07 | 2019-01-15 | 住友重机械工业株式会社 | The magnet shielding structure of ultra-low temperature refrigerating device and ultra-low temperature refrigerating device |
CN113983688A (en) * | 2021-10-25 | 2022-01-28 | 海宁普金新能源科技有限公司 | Novel heat recovery type high-energy-efficiency air source heat pump water heater |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102004027690A1 (en) | 2005-01-27 |
GB2403791B (en) | 2006-09-20 |
GB2403791A (en) | 2005-01-12 |
GB0412904D0 (en) | 2004-07-14 |
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