JP2005022611A - Refrigerating cycle device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷凍サイクル装置に関し、例えば車両用空調装置に用いて好適である。 The present invention relates to a refrigeration cycle apparatus, and is suitable for use in, for example, a vehicle air conditioner.
冷凍サイクル装置は、例えば自動車用空調装置に用いられ、圧縮機、凝縮器、膨張弁、および蒸発器とを含んで構成されるものが知られている。この種の冷凍サイクル装置は、近年、カーエアコンの効率向上のため、冷房性能向上の要求がある。そのため、凝縮器、蒸発器などの熱交換器等の機能部品は、性能向上のための開発が日々進められている。 The refrigeration cycle apparatus is used for, for example, an air conditioner for automobiles, and is known to include a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator. In recent years, this type of refrigeration cycle apparatus has been required to improve cooling performance in order to improve the efficiency of car air conditioners. For this reason, functional parts such as heat exchangers such as condensers and evaporators are being developed every day to improve performance.
しかしながら、機能部品以外の部品、例えば機能部品間を繋ぐ配管では、性能低下を防止する技術の開発は進められているが、積極的に性能向上させる構造に対する配慮がなされていない。 However, with respect to parts other than functional parts, for example, pipes connecting functional parts, development of technology for preventing performance degradation has been promoted, but no consideration has been given to structures that actively improve performance.
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、熱交換器等の機能部品間を繋ぐ冷媒経路における冷房性能向上が図れることを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such circumstances, and an object of the present invention is to improve the cooling performance in a refrigerant path connecting functional parts such as a heat exchanger.
また、別の目的は、熱交換器等の機能部品間を繋ぐ冷媒経路における冷房性能向上が可能であるとともに、省スペース化が図れる冷凍サイクル装置を提供することにある。 Another object is to provide a refrigeration cycle apparatus capable of improving the cooling performance in a refrigerant path connecting functional parts such as a heat exchanger and saving space.
本発明の請求項1によると、外気と冷媒とを熱交換し、冷媒を凝縮液化する凝縮器と、流通する冷媒を凝縮器に導く、冷媒上流側および冷媒下流側の配管とを備え、冷媒上流側の配管および冷媒下流側の配管のうち少なくとも一方の配管は、一方の配管より温度の低い低温部材に熱的に接触している。 According to a first aspect of the present invention, the apparatus includes a condenser that exchanges heat between the outside air and the refrigerant to condense and liquefy the refrigerant, and a pipe on the refrigerant upstream side and the refrigerant downstream side that guides the circulating refrigerant to the condenser. At least one of the upstream pipe and the downstream refrigerant pipe is in thermal contact with a low temperature member having a temperature lower than that of the one pipe.
これにより、一方の配管が、流通する冷媒を凝縮器に導く冷媒上流側の配管の場合には、その冷媒上流側配管がこれより温度の低い低温部材に熱的に接触するため、冷媒上流側配管を流れる冷媒と低温部材とで熱交換を行なって、冷媒上流側配管に凝縮器の機能を持たせることが可能である。また、一方の配管が冷媒を凝縮器から送り出す冷媒下流側配管の場合には、冷媒下流側配管が低温部材に熱的に接触するため、冷媒下流側配管を流れる冷媒と低温部材とで熱交換を行なって、冷媒下流側配管に過冷却器の機能を持たせることが可能である。 Thus, when one of the pipes is a pipe on the upstream side of the refrigerant that guides the circulating refrigerant to the condenser, the pipe on the upstream side of the refrigerant is in thermal contact with the low-temperature member having a lower temperature than that. It is possible to exchange heat between the refrigerant flowing through the pipe and the low-temperature member so that the refrigerant upstream pipe has the function of a condenser. In addition, when one pipe is a refrigerant downstream pipe that sends out the refrigerant from the condenser, the refrigerant downstream pipe is in thermal contact with the low temperature member, so heat exchange is performed between the refrigerant flowing through the refrigerant downstream pipe and the low temperature member. Thus, the refrigerant downstream pipe can have the function of a supercooler.
したがって、冷媒を凝縮器に導く、冷媒上流側配管および冷媒下流側配管のうち少なくとも一方は、一方よりも温度の低い低温部材に熱的に接するので、凝縮器の機能を有する凝縮部および過冷却器の機能を有する過冷却部のうち少なくともいずれかを凝縮器に追加増大させ、結果として冷房性能の向上が図れる。 Therefore, at least one of the refrigerant upstream side pipe and the refrigerant downstream side pipe that guides the refrigerant to the condenser is in thermal contact with the low-temperature member having a lower temperature than one of the refrigerant. At least one of the supercooling sections having the function of the cooler is additionally added to the condenser, and as a result, the cooling performance can be improved.
本発明の請求項2によると、低温部材は、冷凍サイクル装置を搭載する車両側のボディである。
According to
これにより、冷媒上流側配管もしくは冷媒下流側配管と、車両側のボディとの間に隙間をとる必要がなくなり、省スペース化が可能である。 This eliminates the need for a gap between the refrigerant upstream pipe or the refrigerant downstream pipe and the vehicle-side body, thereby saving space.
本発明の請求項3によると、一方の配管は、振動吸収可能な熱伝達材を介して低温部材と接している。
According to
これにより、冷媒上流側配管および冷媒下流側配管のうち少なくとも一方と、低温部材とは、振動吸収可能な熱伝達材を介して接触しているため、車両に搭載される圧縮機及び内燃機関の加振力がボディを介して一方の配管に振動伝達されることを阻止することが可能である。また、一方の配管で共振振動が発生したとしても、熱伝達材によって共振振動を低減することが可能である。その結果、冷媒上流側配管および冷媒下流側配管つまり冷却サイクル装置の振動伝達の低減、耐振強度の確保と冷房性能の向上とが両立可能である。 As a result, at least one of the refrigerant upstream side pipe and the refrigerant downstream side pipe and the low temperature member are in contact with each other via the heat transfer material capable of absorbing vibration, so that the compressor and the internal combustion engine mounted on the vehicle It is possible to prevent the excitation force from being transmitted to the one pipe through the body. Even if resonance vibration occurs in one of the pipes, the resonance vibration can be reduced by the heat transfer material. As a result, it is possible to reduce vibration transmission of the refrigerant upstream side pipe and the refrigerant downstream side pipe, that is, the cooling cycle device, ensure vibration resistance strength and improve the cooling performance.
以下、本発明の冷凍サイクル装置を、自動車等の車両用空調装置内の冷凍サイクル装置に適用して、具体化した実施形態を図面に従って説明する。図1は、本実施形態を示す冷凍サイクル図である。図2は、図1中の凝縮器の周りの構造を示す外観図である。図3は、図2中のIII−III方向からみた断面図である。図4は、本発明の実施形態における冷凍サイクルの作動を示すモリエル線図である。 Hereinafter, the embodiment which applied the refrigerating cycle device of the present invention to the refrigerating cycle device in vehicles air-conditioners, such as a car, and explained concretely is described according to drawings. FIG. 1 is a refrigeration cycle diagram showing this embodiment. FIG. 2 is an external view showing a structure around the condenser in FIG. 3 is a cross-sectional view as seen from the direction of III-III in FIG. FIG. 4 is a Mollier diagram showing the operation of the refrigeration cycle in the embodiment of the present invention.
冷凍サイクル装置は、図1に示すように、圧縮機1、凝縮器2、膨張弁3、および蒸発器4を含んで構成されている。この冷凍サイクル装置には、冷媒が封入されており、圧縮機1、凝縮器2、膨張弁3、および蒸発器4へと、冷媒が順次流れる閉回路が形成されている。なお、圧縮機1、凝縮器2、膨張弁3、および蒸発器4は、冷凍サイクル装置の機能部品を構成している。これら機能部品間は、金属製パイプまたはゴム製パイプよりなる冷媒配管によって接続されている。なお、ここで、冷媒配管は、機能部品間を繋ぐ冷媒経路を構成している。
As shown in FIG. 1, the refrigeration cycle apparatus includes a
圧縮機1は、冷凍サイクル内の冷媒を高温高圧に圧縮する流体機器である。この圧縮機1は、自動車の走行用内燃機関(図示せず)または冷房専用の補助内燃機関により駆動されるものであって、電磁クラッチ1a等を介して内燃機関から駆動力が伝達される。圧縮機は、1回転当りの吐出容量が所定量となる固定容量型の圧縮機とする。なお、図示しない制御装置によって吐出容量が可変にされる可変容量型のものであってもよい。
The
凝縮器2は、圧縮機1の吐出側に金属製およびゴム製パイプからなる冷媒配管に接続され(図2参照)、外気(詳しくは、図示しない冷却ファンにより送風される空気)との熱交換によって冷媒を凝縮液化する熱交換器である。この凝縮器2は、例えば、冷媒が流れる扁平チューブ(図示せず)の間にコルゲート状のフィン(図示せず)を介在して接合し、扁平チューブとフィンと複数積層した構成を有する。
The
凝縮器2を流通する冷媒を凝縮器2に導く冷媒配管は、図1および図2に示すように、圧縮機1から高温高圧に圧縮された冷媒を凝縮器2の入口側に導く冷媒上流側配管(以下、高圧気冷媒配管と呼ぶ)12と、膨張弁3へ凝縮液化した冷媒が流入するように、凝縮器2の出口側から導かれる冷媒下流側配管(以下、高圧液冷媒配管と呼ぶ)23とからなる。高圧気冷媒配管12および高圧液冷媒配管23は、熱伝導性が比較的優れた金属製パイプとから形成されている。この金属製パイプは、例えばアルミニウムあるいはアルミニウム合金からなる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the refrigerant pipe that guides the refrigerant flowing through the
図1に示すように、高圧気冷媒配管12および高圧液冷媒配管23は、これら配管12、23に比べて温度の低い低温部材9に熱的に接触している。これにより、高圧気冷媒配管12は、高圧気冷媒配管12を流れる高温高圧に圧縮された冷媒と低温部材9とで熱交換を行なうことができる。その結果、高圧気冷媒配管12に、高温高圧に圧縮された冷媒を低温部材との熱交換によって凝縮液化可能な凝縮器の機能を持たせることが可能である。なお、高圧気冷媒配管12は、凝縮器2と区別して、凝縮部と呼ぶ。なお、ここで、高圧気冷媒配管12と凝縮器2は、圧縮機1からの高温高圧に圧縮された冷媒を凝縮液化する高圧気冷媒凝縮手段を構成している。また、高圧液冷媒配管23は、高圧液冷媒配管23を流れる凝縮液化された冷媒と低温部材9とで熱交換を行なうことができる。その結果、高圧液冷媒配管23に、凝縮液化された冷媒を低温部材との熱交換によって過冷却可能な過冷却器の機能を持たせることが可能である。なお、高圧液冷媒配管23は、凝縮器2と区別して、過冷却部と呼ぶ。なお、ここで、高圧液冷媒配管23と凝縮器2は、冷却され凝縮または凝縮液化された冷媒を過冷却する高圧液冷媒過冷却手段を構成している。
As shown in FIG. 1, the high-pressure
なお、本実施形態では、低温部材9は、図2に示すように、冷凍サイクル装置を搭載する車両側のボディである。これにより、高圧気冷媒配管12および高圧液冷媒配管23と、車両側のボディとの間に隙間をとる必要がなくなり、省スペース化が可能である。なお、ボディの場合、通常60℃程度以下であり、この低温部材9の温度は、高圧気冷媒配管12および高圧液冷媒配管23の温度と比較して低く形成されている。
In the present embodiment, the
さらになお、本実施形態では、図3に示すように、高圧気冷媒配管12および高圧液冷媒配管23は、それぞれ、振動吸収可能な熱伝達材8を介して低温部材9と接している。これにより、高圧気冷媒配管12および高圧液冷媒配管23は、それぞれ振動吸収可能な熱伝達材8を介して低温部材(詳しくは、車両側のボディ)9に接触しているため、車両に搭載される圧縮機及び内燃機関の加振力がボディ9を介して冷媒配管12、23のそれぞれに振動伝達されることを低減することが可能である。また、高圧気冷媒配管12および高圧液冷媒配管23のうちいずれかで共振振動が発生したとしても、熱伝達材8によって発生した共振振動を吸収することが可能である。その結果、冷媒上流側配管12および冷媒下流側配管23つまり冷却サイクル装置の振動伝達の低減、耐振強度の確保と冷房性能の向上とが両立可能である。
Furthermore, in this embodiment, as shown in FIG. 3, the high-pressure
膨張弁3は、凝縮器2から凝縮液化した冷媒を減圧膨張させるもので、本実施形態では、冷媒を等エンタルピ的に減圧するとともに、圧縮機1に吸入される冷媒の過熱度が所定値になるように絞り開度を制御する温度式膨張弁を採用している。
The
蒸発器4は、空調ユニット(図示せず)のケース(通風路)内に配置されており、膨張弁3によって減圧膨張された冷媒を蒸発させて、その時の蒸発潜熱によって送風機(図示せず)からの空調空気を冷却する熱交換器である。
The
なお、ケース(通風路)内には、水冷式内燃機関を冷却する冷却水回路(図示せず)に接続し、冷却水(温水)の流れが冷却水回路から分岐、合流するヒータ回路(図示せず)を構成するヒータコア(図示せず)が配置されており、このヒータコアは、送風機によって送風される空調空気を温水との熱交換により加熱する。 In the case (ventilation passage), a heater circuit (not shown) is connected to a cooling water circuit (not shown) for cooling the water-cooled internal combustion engine, and the flow of the cooling water (warm water) branches from the cooling water circuit. The heater core (not shown) which comprises a heater core (not shown) is arrange | positioned, and this heater core heats the air-conditioning air ventilated with an air blower by heat exchange with warm water.
蒸発器4によって冷却された空調空気と、ヒータコアによって加熱された空調空気は、例えばヒータコアに設けられたエアミックスドア(図示せず)の開度に応じてヒータコアを流通する空調空気量が可変に調整されることで、混合率が可変され、車両に搭乗する乗員等によって設定される所定温度に調整される。
For the conditioned air cooled by the
上述した構成を有する冷凍サイクル装置の作動を、以下図4に従って説明する。なお、図4はモリエル線図を示し、図中の上方向に凸状の曲線は、凸状の略頂部の臨界点より左側の曲線部は飽和液線を、右側の曲線部は飽和蒸気線を表す。 The operation of the refrigeration cycle apparatus having the above-described configuration will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows a Mollier diagram. The upwardly convex curve in the figure is a saturated liquid line on the left side of the critical point at the substantially convex top, and the saturated curve is on the right side. Represents.
圧縮機1で圧縮された高温高圧されたガス冷媒(図4中の状態点a参照)は、高圧気冷媒配管12を流通して凝縮器2の入口側へ導かれる。このとき、高圧気冷媒配管12は、凝縮部として作動し、高温高圧されたガス冷媒を低温部材との熱交換によって冷却し、凝縮させるように作用する(図4中の状態点a→状態点b参照)。凝縮器2にこの冷媒が流入すると、凝縮器2内で、冷媒は、各扁平チューブに分配され、フィンによって外気と熱交換されて凝縮液化される(図4中の状態点b→状態点c参照)。さらに、凝縮器2の出口側から流出した凝縮液化された冷媒は、高圧液冷媒配管23を流通して膨張弁3へ導かれる。このとき、高圧液冷媒配管23は、過冷却部として作動し、凝縮液化された冷媒を低温部材との熱交換によってさらに冷却し、過冷却するように作用する(図4中の状態点c→状態点d参照)。なお、図4において、過冷却度はSCで示される。
The high-temperature and high-pressure gas refrigerant compressed by the compressor 1 (see the state point a in FIG. 4) flows through the high-pressure
そして、温度式膨張弁4を流通する冷媒は、等エンタルピ的に減圧膨張し、蒸発器4へ導かれる(図4中の状態点d→状態点e参照)。蒸発器4にこの冷媒が流入すると、蒸発器4を流通する冷媒は、周囲の空気より熱を奪って(吸熱して)蒸発気化し(図4中の状態点e→状態点f参照)、圧縮機1の吸入側に吸入される。
And the refrigerant | coolant which distribute | circulates the temperature
これにより、高圧気冷媒配管12および高圧液冷媒配管23は、低温部材9に熱的に接触しているので、過冷却度SCは、従来構成のモリエル線図(図4中の破線)に比べて、これら冷媒配管12、23より低温状態(本実施例では、Ti=60℃)にある低温部材9に熱的に接している分だけ、増加する。したがって、冷却サイクル装置の冷房性能の向上が図れる。
Thereby, since the high-pressure
なお、温度式膨張弁3であるため、冷媒を等エンタルピ的に減圧するとともに、圧縮機1に吸入される冷媒の過熱度が所定値になるように絞り開度が制御されるので、図4中の状態点fは従来構成のモリエル線図の状態点と同じになる。
Since the temperature
以上説明した本実施形態によると、高圧気冷媒配管12および高圧液冷媒配管23は、これら冷媒配管12、23に比べて温度の低い低温部材9に熱的に接触しているので、凝縮器2に、それぞれの動作によって機能する凝縮部、過冷却部を追加増大させ、結果として冷房性能の向上が図れる。
According to the present embodiment described above, the high-pressure
なお、以上説明した本実施形態において、高圧気冷媒配管12および高圧液冷媒配管23を、それぞれ低温部材9に熱的に接触する構成で説明したが、高圧気冷媒配管12および高圧液冷媒配管23のうち少なくとも一方の冷媒配管を、低温部材9に熱的に接する構成であればよい。この構成によっても、一方の冷媒配管が高圧気冷媒配管12である場合には、凝縮器2に、高圧気冷媒配管12の動作による凝縮部を追加増大させ、過冷却度SCを増加させることができる。また、一方の冷媒配管が高圧液冷媒配管23である場合には、凝縮器2に、高圧液冷媒配管23の動作による過冷却部を追加増大させ、過冷却度SCを増加させることができる。
In the present embodiment described above, the high-pressure
さらになお、以上説明した本実施形態において、低温部材9を冷凍サイクル装置を搭載する車両側のボディとして説明したが、高圧気冷媒配管12および高圧液冷媒配管23より低温状態にあるものであれば、いずれの冷媒配管12、23に熱的に接触する相手部材であってもよい。
Furthermore, in the present embodiment described above, the
さらになお、自動車等の車両に搭載される冷凍サイクル装置において、車両に搭載される内燃機関等の加振源と協働して懸架される車両側のボディを、低温部材として使用する場合には、高圧気冷媒配管12および高圧液冷媒配管23は、振動吸収可能な熱伝達材8を介してボディに接触することが好ましい。これにより、加振源の加振力が冷媒配管12、23のそれぞれへ振動伝達されることを阻止することが可能である。また、高圧気冷媒配管12および高圧液冷媒配管23のうちいずれかで共振振動が発生したとしても、熱伝達材8によって発生した共振振動を吸収することが可能である。したがって、冷媒上流側配管12および冷媒下流側配管23つまり冷凍サイクル装置の耐振強度の確保と冷房性能の向上とが両立可能である。
Furthermore, in a refrigeration cycle apparatus mounted on a vehicle such as an automobile, when the vehicle-side body suspended in cooperation with an excitation source such as an internal combustion engine mounted on the vehicle is used as a low temperature member, The high-pressure
1 圧縮機
12 高圧気冷媒配管(冷媒上流側の配管)
2 凝縮器
23 高圧液冷媒配管(冷媒下流側の配管)
3 温度式膨張弁(膨張弁)
4 蒸発器
8 熱伝達材
9 低温部材(車両側のボディ)
1
2
3 Thermal expansion valve (expansion valve)
4
Claims (3)
流通する冷媒を前記凝縮器に導く、冷媒上流側および冷媒下流側の配管とを備え、
前記冷媒上流側の配管および前記冷媒下流側の配管のうち少なくとも一方の配管は、前記一方の配管より温度の低い低温部材に熱的に接触していることを特徴とする冷凍サイクル装置。 A condenser for exchanging heat between the outside air and the refrigerant to condense and liquefy the refrigerant;
A refrigerant upstream side and a refrigerant downstream side pipe for guiding the circulating refrigerant to the condenser;
The refrigeration cycle apparatus, wherein at least one of the refrigerant upstream pipe and the refrigerant downstream pipe is in thermal contact with a low-temperature member having a temperature lower than that of the one pipe.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003270696A JP2005022611A (en) | 2003-07-03 | 2003-07-03 | Refrigerating cycle device |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2003270696A JP2005022611A (en) | 2003-07-03 | 2003-07-03 | Refrigerating cycle device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2003270696A Pending JP2005022611A (en) | 2003-07-03 | 2003-07-03 | Refrigerating cycle device |
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2003
- 2003-07-03 JP JP2003270696A patent/JP2005022611A/en active Pending
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