JP2005271906A - 車両用空調装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 一般的な電動ポンプをなくして、圧縮機1が停止したときにはエジェクタ9にて液冷媒循環を行う。
これにより、蓄冷材11aの蓄冷熱の保持している間、かつ冷凍サイクル内に高低圧差がある間冷房を継続することができる。また、エジェクタ9は流体ポンプであるため、吸入冷媒に気相冷媒が混入した2相流体でも充分な吸引力を発生できるので、従来の気液分離タンクが要らなくなり、その分省スペースともなる。また、気液分離タンクがないことより蒸発器8内の流速が増やせるので、伝熱性能が向上する。また、エジェクタ9は高圧冷媒のエネルギーを利用して冷媒循環させるものであるため電線などがなく、配線などに関するコストが不要となる。また、エジェクタ9はブラシなどの回転摩擦部分が無いため耐久性は半永久的となる。
【選択図】 図1
Description
圧縮機(1)の吸入側から減圧手段(7)の直後へ冷媒をバイパスさせ逆止手段(13)を有するバイパス経路(12)と、減圧手段(7)の高圧側から分岐して開閉手段(15)を有する駆動流経路(14)と、駆動流経路(14)から流入する高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を減圧膨張させるノズル(9a)、およびノズル(9a)から噴射する高い速度の冷媒流により低圧側に接続される蓄冷熱交換器(11)から冷媒を吸引し、その吸引した冷媒とノズル(9a)から噴射する冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させて蒸発器(8)に流入させる昇圧部(9c、9d)を有するエジェクタ(9)とを設けると共に、
制御手段(5)は、車両エンジン(4)が停止して圧縮機(1)が停止したときに、開閉手段(15)を開いてエジェクタ(9)を駆動させることを特徴としている。
減圧手段(7)の高圧側から分岐して開閉手段(15)を有する駆動流経路(14)と、圧縮機(1)の吸入側からバイパスさせた吸引流経路(16)と、駆動流経路(14)から流入する高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を減圧膨張させるノズル(9a)、およびノズル(9a)から噴射する高い速度の冷媒流により低圧側に接続される吸引流経路(16)から冷媒を吸引し、その吸引した冷媒とノズル(9a)から噴射する冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させて蓄冷熱交換器(11)に流入させる昇圧部(9c、9d)を有するエジェクタ(9)とを設けると共に、
制御手段(5)は、車両エンジン(4)が停止して圧縮機(1)が停止したときに、開閉手段(15)を開いてエジェクタ(9)を駆動させることを特徴としている。
減圧手段を制御手段(5)によって制御される可変絞り(700)にすると共に、圧縮機(1)の吸入側からバイパスさせた吸引流経路(16)と、可変絞り(700)から流入する高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を減圧膨張させるノズル(9a)、およびノズル(9a)から噴射する高い速度の冷媒流により低圧側に接続される吸引流経路(16)から冷媒を吸引し、その吸引した冷媒とノズル(9a)から噴射する冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させて直列に設けられた蒸発器(8)と蓄冷熱交換器(11)とに向けて流出する昇圧部(9c、9d)を有するエジェクタ(9)とを設けたことを特徴としている。
減圧手段を制御手段(5)によって制御される可変絞り(700)にすると共に、圧縮機(1)の吸入側から分岐した吸引流経路(16)と、吸引流経路(16)中に設けた蓄冷熱交換器(11)と、可変絞り(700)から流入する高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を減圧膨張させるノズル(9a)、およびノズル(9a)から噴射する高い速度の冷媒流により低圧側に接続される蓄冷熱交換器(11)から冷媒を吸引し、その吸引した冷媒とノズル(9a)から噴射する冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させて蒸発器(8)に流入させる昇圧部(9c、9d)を有するエジェクタ(9)とを設けたことを特徴としている。
圧縮機(1)の吸入側から蓄冷熱交換器(11)の直後へ冷媒をバイパスさせ逆止手段(13)を有するバイパス経路(12)と、減圧手段(7)の高圧側から分岐した駆動流経路(14)と、駆動流経路(14)から流入する高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を減圧膨張させるノズル(9a)、およびノズル(9a)から噴射する高い速度の冷媒流により低圧側に接続される蓄冷熱交換器(11)から冷媒を吸引し、その吸引した冷媒とノズル(9a)から噴射する冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させて蒸発器(8)に流入させる昇圧部(9c、9d)を有するエジェクタ(9)とを設け、
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、冷凍サイクル内の高低圧差によってエジェクタ(9)が駆動されることを特徴としている。
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。図1は、本発明の第1実施形態における車両用空調装置の全体構成を示す模式図である。本実施形態の車両用空調装置は、信号待ちなどの停車時に車両エンジンを自動的に停止するハイブリッド車などの車両に搭載されるものである。
コンプレッサ1の吸入側から膨張弁7の直後へ冷媒をバイパスさせ逆止弁13を有するバイパス経路12と、膨張弁7の高圧側から分岐して開閉弁15を有する駆動流経路14と、駆動流経路14から流入する高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を減圧膨張させるノズル9a、およびノズル9aから噴射する高い速度の冷媒流により低圧側に接続される蓄冷熱交換器11から冷媒を吸引し、その吸引した冷媒とノズル9aから噴射する冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させてエバポレータ8に流入させる昇圧部9c・9dを有するエジェクタ9とを設けると共に、空調用制御装置5は、車両エンジン4が停止してコンプレッサ1が停止したときに、開閉弁15を開いてエジェクタ9を駆動させるようにしている。
図7・8は本発明の第2実施形態における冷凍サイクル模式図であり、上述の第1実施形態と異なるのは、バイパス経路12を無くす代わりに、コンプレッサ1の吸入側からバイパスさせた吸引流経路16を設け、エジェクタ9へは第1実施形態と同様に駆動流経路14から高圧冷媒を流入させ、低圧側には吸引流経路16を接続して冷媒を吸引し、混合・昇圧させた冷媒を、逆止弁13を通して膨張弁7下流の蓄冷熱交換器11とエバポレータ8とに流入させるようにしたものである。
膨張弁7の高圧側から分岐して開閉弁15を有する駆動流経路14と、コンプレッサ1の吸入側からバイパスさせた吸引流経路16と、駆動流経路14から流入する高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を減圧膨張させるノズル9a、およびノズル9aから噴射する高い速度の冷媒流により低圧側に接続される吸引流経路16から冷媒を吸引し、その吸引した冷媒とノズル9aから噴射する冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させて蓄冷熱交換器11に流入させる昇圧部9c・9dを有するエジェクタ9とを設けると共に、空調用制御装置5は、車両エンジン4が停止してコンプレッサ1が停止したときに、開閉弁15を開いてエジェクタ9を駆動させるようにしている。
図9・10は本発明の第3実施形態における冷凍サイクル模式図である。上述の第2実施形態では減圧手段として膨張弁7を用い、膨張弁7によりエバポレータ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、本実施形態はエバポレータ8の出口側(コンプレッサ1の吸入側)に気液分離器をなすアキュームレータ10を配置し、このアキュームレータ10においてエバポレータ8出口側の冷媒の気液を分離して液冷媒を溜め、気相冷媒をコンプレッサ1に吸入させるアキュームレータ式の冷凍サイクルに本発明を適用したものであり、減圧手段としてキャピラリチューブ・オリフィスなどの固定絞り70によって構成している。
図11・12は本発明の第4実施形態における冷凍サイクル模式図である。上述の第3実施形態では減圧手段としてキャピラリチューブ・オリフィスなどの固定絞り70を用いていたが、本実施形態では減圧手段として空調用制御装置5によって制御される可変絞り700を用いている。また、上述の第3実施形態では固定絞り70の高圧側から分岐して開閉弁15を有する駆動流経路14を構成したが、本実施形態では可変絞り700からの冷媒をエジェクタ9の高圧側に流入させ、低圧側に接続した吸引流経路16から冷媒を吸引し、混合・昇圧させた冷媒を直列に設けたエバポレータ8と蓄冷熱交換器11とに向けて流出するようにしたものである。
減圧手段を空調用制御装置5によって制御される可変絞り700にすると共に、コンプレッサ1の吸入側からバイパスさせた吸引流経路16と、可変絞り700から流入する高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を減圧膨張させるノズル9a、およびノズル9aから噴射する高い速度の冷媒流により低圧側に接続される吸引流経路16から冷媒を吸引し、その吸引した冷媒とノズル9aから噴射する冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させて直列に設けられたエバポレータ8と蓄冷熱交換器11とに向けて流出する昇圧部9c・9dを有するエジェクタ9とを設けている。
図13・14は本発明の第5実施形態における冷凍サイクル模式図である。上述の第4実施形態では、負荷側熱交換器であるエバポレータ8および蓄冷熱交換器11をエジェクタ9の下流に設けていたが、本実施形態では吸引流経路16側に設けたものである。図13は通常冷房・蓄冷モード時の作動を表しており、矢印で示すように、コンプレッサ1→コンデンサ6→可変絞り700→エジェクタ9→アキュームレータ10→コンプレッサ1と冷媒循環し、アキュームレータ10に溜められた液冷媒は、アキュームレータ10→蓄冷熱交換器11→エバポレータ8→エジェクタ9に吸引され、第1実施形態で説明した蓄冷と冷房とを行う。
図15・16は本発明の第6実施形態における冷凍サイクル模式図である。上述の第5実施形態では、負荷側熱交換器であるエバポレータ8および蓄冷熱交換器11を吸引流経路16側に設けていたが、本実施形態ではエジェクタ9の下流にエバポレータ8を設け、吸引流経路16側に蓄冷熱交換器11を設けたものである。図15は通常冷房・蓄冷モード時の作動を表しており、矢印で示すように、コンプレッサ1→コンデンサ6→可変絞り700→エジェクタ9→エバポレータ8→アキュームレータ10→コンプレッサ1と冷媒循環し、アキュームレータ10に溜められた液冷媒は、アキュームレータ10→蓄冷熱交換器11→エジェクタ9に吸引され、第1実施形態で説明した蓄冷と冷房とを行う。
減圧手段を空調用制御装置5によって制御される可変絞り700にすると共に、コンプレッサ1の吸入側から分岐した吸引流経路16と、吸引流経路16中に設けた蓄冷熱交換器11と、可変絞り700から流入する高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を減圧膨張させるノズル9a、およびノズル9aから噴射する高い速度の冷媒流により低圧側に接続される蓄冷熱交換器11から冷媒を吸引し、その吸引した冷媒とノズル9aから噴射する冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させてエバポレータ8に流入させる昇圧部9c・9dを有するエジェクタ9とを設けている。
図23・24は本発明の第7実施形態における冷凍サイクル模式図であり、前述した第1実施形態と異なるのは、コンプレッサ1吸入側からのバイパス経路12を蓄冷熱交換器11の直後へ接続し、通常冷房・蓄冷モード時と放冷冷房モード時とで蓄冷熱交換器11内の冷媒流れ方向が逆になるようにしたものである。
コンプレッサ1の吸入側から蓄冷熱交換器11の直後へ冷媒をバイパスさせ逆止弁13を有するバイパス経路12と、膨張弁7の高圧側から分岐した駆動流経路14と、駆動流経路14から流入する高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を減圧膨張させるノズル9a、およびノズル9aから噴射する高い速度の冷媒流により低圧側に接続される蓄冷熱交換器11から冷媒を吸引し、その吸引した冷媒とノズル9aから噴射する冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させてエバポレータ8に流入させる昇圧部9c・9dを有するエジェクタ9とを設け、車両エンジン4が停止してコンプレッサ1が停止したときには、冷凍サイクル内の高低圧差によってエジェクタ9が駆動されるようになっている。
図25は本発明の第8実施形態における冷凍サイクル模式図であり、上述した第7実施形態での構成に対し、駆動流経路14に開閉手段としての開閉弁15と、その開閉弁15を制御する図示しない制御手段としての空調用制御装置5とを設けるとともに、空調用制御装置5は、車両エンジン4が停止してコンプレッサ1が停止したときに開゜閉弁15を開き、冷凍サイクル内の高低圧差を用いてエジェクタ9を駆動させるようにしたものである。
上述の実施形態では、電気式の可変絞り700を中心に説明してきたが、この可変絞り700は電気式に限るものではなく、図18に示すような機械式可変絞りを持ったエジェクタ90と組み合わせても良い。尚、図18中の90aは感温部である。
4…車両エンジン
5…空調用制御装置(制御手段)
6…コンデンサ(高圧側熱交換器)
7…膨張弁(減圧手段)
8…エバポレータ(蒸発器)
9…エジェクタ
9a…ノズル
9b・9c…昇圧部
10…液タンク・アキュームレータ(気液分離器)
11…蓄冷熱交換器
11a…蓄冷材
12…バイパス経路
13…逆止弁(逆止手段)
14…駆動流経路
15…開閉弁(開閉手段)
16…吸引流経路
70…固定絞り(減圧手段)
700…可変絞り(減圧手段)
Claims (11)
- 車両エンジン(4)を停止する制御を行う車両に搭載され、
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)と、
前記減圧手段(7)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、
前記蒸発器(8)の上流側に設けられて前記圧縮機(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、
これらの機器の作動を制御する制御手段(5)とを備えた車両用空調装置において、
前記圧縮機(1)の吸入側から前記減圧手段(7)の直後へ冷媒をバイパスさせ逆止手段(13)を有するバイパス経路(12)と、
前記減圧手段(7)の高圧側から分岐して開閉手段(15)を有する駆動流経路(14)と、
前記駆動流経路(14)から流入する高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を減圧膨張させるノズル(9a)、および前記ノズル(9a)から噴射する高い速度の冷媒流により低圧側に接続される前記蓄冷熱交換器(11)から冷媒を吸引し、その吸引した冷媒と前記ノズル(9a)から噴射する冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させて前記蒸発器(8)に流入させる昇圧部(9c、9d)を有するエジェクタ(9)とを設けると共に、
前記制御手段(5)は、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、前記開閉手段(15)を開いて前記エジェクタ(9)を駆動させることを特徴とする車両用空調装置。 - 車両エンジン(4)を停止する制御を行う車両に搭載され、
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)と、
前記減圧手段(7)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、
前記蒸発器(8)の上流側に設けられて前記圧縮機(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、
これらの機器の作動を制御する制御手段(5)とを備えた車両用空調装置において、
前記減圧手段(7)の高圧側から分岐して開閉手段(15)を有する駆動流経路(14)と、
前記圧縮機(1)の吸入側からバイパスさせた吸引流経路(16)と、
前記駆動流経路(14)から流入する高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を減圧膨張させるノズル(9a)、および前記ノズル(9a)から噴射する高い速度の冷媒流により低圧側に接続される前記吸引流経路(16)から冷媒を吸引し、その吸引した冷媒と前記ノズル(9a)から噴射する冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させて前記蓄冷熱交換器(11)に流入させる昇圧部(9c、9d)を有するエジェクタ(9)とを設けると共に、
前記制御手段(5)は、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、前記開閉手段(15)を開いて前記エジェクタ(9)を駆動させることを特徴とする車両用空調装置。 - 前記減圧手段を固定絞り(70)にすると共に、前記吸引流経路(16)の分岐部分に気液分離器(10)を設けたことを特徴とする請求項2に記載の車両用空調装置。
- 前記蓄冷熱交換器(11)を前記蒸発器(8)の下流側にしたことを特徴とする請求項3に記載の車両用空調装置。
- 車両エンジン(4)を停止する制御を行う車両に搭載され、
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と、
前記減圧手段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、
前記蒸発器(8)と直列に設けられて前記圧縮機(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、
これらの機器の作動を制御する制御手段(5)とを備えた車両用空調装置において、
前記減圧手段を前記制御手段(5)によって制御される可変絞り(700)にすると共に、
前記圧縮機(1)の吸入側からバイパスさせた吸引流経路(16)と、
前記可変絞り(700)から流入する高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を減圧膨張させるノズル(9a)、および前記ノズル(9a)から噴射する高い速度の冷媒流により低圧側に接続される前記吸引流経路(16)から冷媒を吸引し、その吸引した冷媒と前記ノズル(9a)から噴射する冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させて直列に設けられた前記蒸発器(8)と前記蓄冷熱交換器(11)とに向けて流出する昇圧部(9c、9d)を有するエジェクタ(9)とを設けたことを特徴とする車両用空調装置。 - 前記吸引流経路(16)の分岐部分に気液分離器(10)を設けことを特徴とする請求項5に記載の車両用空調装置。
- 前記昇圧部(9c、9d)から流出する冷媒を前記気液分離器(10)に流入させると共に、前記蒸発器(8)および前記蓄冷熱交換器(11)を前記吸引流経路(16)に直列に設けたことを特徴とする請求項6に記載の車両用空調装置。
- 車両エンジン(4)を停止する制御を行う車両に搭載され、
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と、
前記減圧手段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、
これらの機器の作動を制御する制御手段(5)とを備えた車両用空調装置において、
前記減圧手段を前記制御手段(5)によって制御される可変絞り(700)にすると共に、
前記圧縮機(1)の吸入側から分岐した吸引流経路(16)と、
前記吸引流経路(16)中に設けた前記蓄冷熱交換器(11)と、
前記可変絞り(700)から流入する高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を減圧膨張させるノズル(9a)、および前記ノズル(9a)から噴射する高い速度の冷媒流により低圧側に接続される前記蓄冷熱交換器(11)から冷媒を吸引し、その吸引した冷媒と前記ノズル(9a)から噴射する冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させて前記蒸発器(8)に流入させる昇圧部(9c、9d)を有するエジェクタ(9)とを設けたことを特徴とする車両用空調装置。 - 前記吸引流経路(16)の分岐部分に気液分離器(10)を設けたことを特徴とする請求項8に記載の車両用空調装置。
- 車両エンジン(4)を停止する制御を行う車両に搭載され、
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)と、
前記減圧手段(7)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、
前記蒸発器(8)の上流側に設けられて前記圧縮機(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)とを備えた車両用空調装置において、
前記圧縮機(1)の吸入側から前記蓄冷熱交換器(11)の直後へ冷媒をバイパスさせ逆止手段(13)を有するバイパス経路(12)と、
前記減圧手段(7)の高圧側から分岐した駆動流経路(14)と、
前記駆動流経路(14)から流入する高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を減圧膨張させるノズル(9a)、および前記ノズル(9a)から噴射する高い速度の冷媒流により低圧側に接続される前記蓄冷熱交換器(11)から冷媒を吸引し、その吸引した冷媒と前記ノズル(9a)から噴射する冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させて前記蒸発器(8)に流入させる昇圧部(9c、9d)を有するエジェクタ(9)とを設け、
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、冷凍サイクル内の高低圧差によって前記エジェクタ(9)が駆動されることを特徴とする車両用空調装置。 - 前記駆動流経路(14)に開閉手段(15)と、前記開閉手段(15)を制御する制御手段(5)とを設けるとともに、
前記制御手段(5)は、前記車両エンジン(4)が停止して前記圧縮機(1)が停止したときに前記開閉手段(15)を開き、冷凍サイクル内の高低圧差を用いて前記エジェクタ(9)を駆動させることを特徴とする請求項10に記載の車両用空調装置。
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