JP2007333283A - 蒸気圧縮式冷凍回路及び当該回路を用いた車両用空調システム - Google Patents

Abstract

【課題】主要機器や接続部品の点数が削減されて冷媒漏洩が防止されるとともに、組立てが容易な蒸気圧縮式冷凍回路及び当該冷凍回路を用いた車両用空調システムを提供する。
【解決手段】蒸気圧縮式冷凍回路は、冷媒が循環する循環流路に介挿され、冷媒の流動方向でみて順次介挿された圧縮機、放熱器、内部熱交換器の高温部、減圧器、蒸発器、アキュムレータ及び内部熱交換器の低温部を備える。減圧器、アキュムレータ及び内部熱交換器は互いに一体に形成され、モジュール20を構成している。
【選択図】図２

Description

本発明は蒸気圧縮式冷凍回路及び当該冷凍回路を用いた車両用空調システムに関する。

冷凍回路は、例えば車両用空調システムに用いられ、冷媒が循環する循環流路を備える。循環流路には、一般に、冷媒の流動方向でみて、圧縮機、放熱器（凝縮器又はガスクーラ）、減圧器（膨張弁）及び蒸発器が順次介挿される。
また、循環流路には、冷媒中の気相成分と液相成分とを分離する気液分離器が介挿されるが、気液分離器は放熱器の下流又は蒸発器の下流に配置される。

ところで近年、環境問題配慮の側面から、地球温暖化係数の小さい冷媒を用いた冷凍回路の開発が進められている。この種の冷媒の一例としては、無毒・不燃性である自然系のCO_２（二酸化炭素）が提案されている。冷媒としてCO_２を用いた冷凍回路は、CO_２の臨界温度が約31℃と低いことから遷臨界サイクルであり、冷凍回路の高圧側では、冷媒が例えば約7.4MPaの圧力の超臨界状態になる。このような冷凍回路では、放熱器にてCO_２が凝縮しないため、気液分離器としてのアキュムレータは、循環流路の蒸発器よりも下流に介挿される。

その上、CO_２を用いた冷凍回路では、冷凍成績係数（COP）を向上させるべく、循環流路に内部熱交換器が介挿されることもある（例えば特許文献１参照）。具体的には、内部熱交換器は、放熱器と減圧器との間を延びる循環流路の部分に介挿される高温部と、アキュムレータと圧縮機との間を延びる循環流路の部分に介挿される低温部とを有する。内部熱交換器では、高温部を流れる高圧の冷媒と低温部を流れる低圧の冷媒との間で熱交換が行われ、蒸発器の入口での冷媒のエンタルピが減少する。この結果、蒸発器における冷媒のエンタルピ変化量が増大し、冷凍回路の冷凍成績係数が向上する。
特開平11-193967号公報

従来の冷凍回路は、主要機器として、圧縮機、放熱器、減圧器、蒸発器及びアキュムレータを備え、また、これらの主要機器の出入口間を接続するための接続部品として、主要機器間を延びる管や、機器と管との間を接続するための継手部材を備える。
このため、冷凍回路を構成する主要機器や接続部品の点数は多数であり、冷凍回路の組立て作業、特に車両用空調システムの一部として冷凍回路を車両に搭載する作業は、エンジンルームのスペースが減少傾向にあることもあって煩雑である。

また、CO_２を冷媒として用いた冷凍回路では、その高圧側の圧力が従来のHFC系冷媒を用いた場合に比べて高くなることから、継手部材周辺での冷媒漏洩が懸念される。
更に、冷凍回路に内部熱交換器を用いた場合、車両への搭載性の悪化や冷媒漏洩の懸念増大を招くのみならず、圧縮機の入口及び出口での冷媒温度が上昇してしまい、圧縮機の断熱効率（圧縮効率）が低下する。

本発明は、上述した事情に基づいてなされたものであり、その目的とするところは、主要機器や接続部品の点数が削減されて冷媒漏洩が防止されるとともに、組立てが容易な蒸気圧縮式冷凍回路及び当該冷凍回路を用いた車両用空調システムを提供することにある。

上記の目的を達成するべく、本発明によれば、冷媒が循環する循環流路に介挿され、前記冷媒の流動方向でみて順次介挿された圧縮機、放熱器、内部熱交換器の高温部、減圧器、蒸発器、アキュムレータ及び前記内部熱交換器の低温部を備えた蒸気圧縮式冷凍回路において、前記減圧器、前記アキュムレータ及び前記内部熱交換器が互いに一体に形成されていることを特徴とする蒸気圧縮式冷凍回路が提供される（請求項１）。

好ましくは、前記減圧器及び前記アキュムレータが互いに隣接している（請求項２）。
好ましくは、前記アキュムレータに貯留された前記冷媒の液相成分と前記内部熱交換器の低温部から流出した前記冷媒の気相成分との間で熱交換を行う過熱度低減手段を更に備える（請求項３）。
好ましくは、前記過熱度低減手段は、前記内部熱交換器の低温部と前記圧縮機との間を延びる前記循環流路の部分に介挿され且つ前記アキュムレータの底部を通過するパイプを含む（請求項４）。

好ましくは、前記過熱度低減手段は、前記パイプの内周面及び外周面のうち少なくとも一方に形成された凹凸部を更に含む（請求項５）。
好ましくは、前記パイプは、前記アキュムレータに貯留された潤滑油を吸入するための油戻し孔を有する（請求項６）。
好ましくは、前記パイプは、前記アキュムレータの内壁面に接続された入口端及び出口端を有し、前記パイプの出口端の位置は、前記入口端の位置よりも高く且つ前記アキュムレータに貯留された前記冷媒の液相成分の液面よりも高い（請求項７）。

好ましくは、前記冷媒はCO_２である（請求項８）。
また、本発明によれば、請求項１乃至８の何れかに記載の蒸気圧縮式冷凍回路を備えたことを特徴とする車両用空調システムが提供される（請求項９）。

本発明の請求項１の蒸気圧縮式冷凍回路では、減圧器、アキュムレータ及び内部熱交換器が互いに一体に形成される。つまり、減圧器、アキュムレータ及び内部熱交換器が一つのモジュールを構成する。このため、冷凍回路を構成する主要機器の点数が削減されるとともに、減圧器及びアキュムレータと内部熱交換器との間をそれぞれ接続するための管及び当該管に付随する継手部材が削減され、接続部品の点数削減が図られる。この結果として、この蒸気圧縮式冷凍回路は、その組立が容易であるのみならず、小型化が図られる。

また、この蒸気圧縮式冷凍回路では、継手部材が削減されることで、継手部材周辺からの冷媒漏洩の虞が少なくなる。
請求項２の蒸気圧縮式冷凍回路では、減圧器とアキュムレータとが隣接しているため、更なる小型化が図られる。
また、この蒸気圧縮式冷凍回路では、減圧器とアキュムレータとの間で熱交換が行われるため、内部熱交換器での熱交換量が少なくてもよい。この結果として、内部熱交換器の小型化が図られ、冷凍回路自体の更なる小型化が図られる。

請求項３の蒸気圧縮式冷凍回路は過熱度低減手段を更に備え、過熱度低減手段は、アキュムレータに貯留された冷媒の液相成分と、内部熱交換器の低温部から流出した冷媒の気相成分との間で熱交換を行う。これにより、圧縮機の入口での冷媒の温度が低下し、圧縮機の断熱効率（圧縮効率）が向上する。その上、圧縮機の入口での冷媒の過熱度の低下によって、冷媒の圧縮に要する動力が減少する。この結果として、この冷凍回路ではCOPが向上する。

請求項４の蒸気圧縮式冷凍回路の過熱度低減手段はパイプを含み、パイプは、内部熱交換器の低温部と圧縮機との間を延びる循環流路の部分に介挿され、且つ、アキュムレータの底部を通過する。この冷凍回路では、アキュムレータの底部を通過するパイプという簡単な構成によって、アキュムレータに貯留された冷媒の液相成分と、内部熱交換器の低温部から流出した冷媒の気相成分との間での熱交換が確実に行われる。

請求項５の蒸気圧縮式冷凍回路では、過熱度低減手段がパイプの内周面及び外周面のうち少なくとも一方に形成された凹凸部を更に含む。この凹凸部によってパイプの表面積が増大されることで、パイプを介した熱交換が効率的に行われ、冷凍回路のCOPが更に向上する。
請求項６の蒸気圧縮式冷凍回路では、過熱度低減手段のパイプがアキュムレータに貯留された潤滑油を吸入するための油戻し孔を有する。この結果として、圧縮機に潤滑油が確実に返戻され、圧縮機の耐久性が確保される。

請求項７の蒸気圧縮式冷凍回路では、過熱度低減手段のパイプの出口端が入口端よりも高い位置にあることで、パイプがアキュムレータ内を上下方向にも延び、アキュムレータに貯留された冷媒の液相成分とパイプとの接触面積が大きくなる。この結果として、パイプを介した熱交換が効率的に行われ、冷凍回路のCOPが更に向上する。
また、パイプの出口端が入口端よりも高い位置にあることで、アキュムレータから液冷媒が流出するのが防止され、圧縮機での液圧縮の発生が防止される。

請求項８の蒸気圧縮式冷凍回路では、冷媒としてCO_２を用いているので、地球環境に優しい。また、この冷凍回路では、継手部材が削減されているので、圧力が高くなるCO_２を冷媒として用いても、冷媒の漏洩が防止される。
請求項９の車両用空調システムは、請求項１乃至８の蒸気圧縮式冷凍回路を用いているので、車両への搭載が容易である。

図１は、一実施形態に係る車両用空調システムの冷凍回路の概略を示し、冷凍回路は蒸気圧縮式であり、車室２へ送られる空気流の冷却又は除湿に利用される。
冷凍回路は循環流路４を有し、自然系冷媒であるCO_２冷媒（R-744）が、冷凍機油としての潤滑油を少量含んだ状態で循環流路４を循環する。循環流路４は、エンジンルーム６から隔壁８を貫通して車室２の前方部分に渡り、車室２の前方部分は、インストルメントパネル10によって機器スペース12として区画されている。

循環流路４には、圧縮機14、放熱器16及び蒸発器18が介挿され、更に、内部熱交換器モジュール20が介挿されている。モジュール20は、減圧器（膨張弁）、アキュムレータ（気液分離器）及び内部熱交換器を互いに一体に形成して構成されている。このため循環流路４には、実質的に、圧縮機14、放熱器（ガスクーラ）16、内部熱交換器の高温部（高圧部）、減圧器、蒸発器18、アキュムレータ及び内部熱交換器の低温部が順次介挿されている。

以下、モジュール20について説明する。
図２及び図３に示したように、モジュール20は、直方体形状のブロック22及び箱状のケーシング24を有する。ブロック22及びケーシング24は、ろう付けによって互いに接合されており、これらブロック22及びケーシング24の接合体は、一つの直方体形状をなす。すなわち、ブロック22及びケーシング24の正面及び背面は、それぞれ面一に位置付けられている。

ブロック22及びケーシング24の接合体の背面には、２つのアダプタ26,26がろう付けによって接合され、各アダプタ26は、所定の厚さを有した長円形状を有する。これらアダプタ26の各外面には、Ｕ字形状の熱交換チューブ28の両端部が、ろう付けによって接合されている。
接合体の正面には、４つのポート30,32,34,36が開口しており、これらのうち２つのポート30,32が、ブロック22に上下に離間して形成され、残りの２つのポート34,36がケーシング24に上下に離間して形成されている。ブロック22に形成された２つのポート30,32のうち、下側のポート32には、図示しないけれども、放熱器16の出口から延びる管が継手部材を介して接続され、上側のポート30には、蒸発器18の入口から延びる管が継手部材を介して接続される。

また、ケーシング24に形成されたポート34,36のうち、下側のポート36には、圧縮機14の入口から延びる管が継手部材を介して接続され、上側のポート34には、蒸発器18の出口から延びる管が継手部材を介して接続される。なお、ブロック22及びケーシング24の上側のポート30,34は、上下方向での位置が同じであり、これらのポート30,34には、一つの継手部材によって、蒸発器18から延びる２つの管が接続される。

図４に示したように、ブロック22には、下側のポート32から背面まで真っ直ぐに延びる第１の内部流路38が形成されている。第１の内部流路38は、ブロック22の背面に開口した開口端を有し、第１の内部流路38の開口端には、下側のアダプタ26におけるブロック22側の面（内面）に形成された溝（中央溝）40の一端部が連なっている。中央溝40は、アダプタ26の長手方向に延び、中央溝40の他端部は、アダプタ26の中央を厚さ方向に貫通する中央孔42に連通している。中央孔42は、ブロック22とは反対側のアダプタ26の面（外面）に開口した開口端を有する。

ここで、図５に示したように、熱交換チューブ28は同軸の二重管構造を有し、内部熱交換器として機能する。即ち、熱交換チューブ28は小径管44を含み、小径管44は同軸の大径管46によって囲まれている。熱交換チューブ28にあっては、小径管44の内部が流路（高温部）48として確保され、この内部流路48と上下のアダプタ26の中央孔42とが連通している。

また、熱交換チューブ28にあっては、小径管44と大径管46との間に、これら小径管44及び大径管46とを一体に連結する柱状部50によって、略円筒状の筒状流路（低温部）52が確保されている。アダプタ26には、中央孔42の上下に位置して上孔54及び下孔56が形成され、これら上孔54及び下孔56もアダプタ26を厚さ方向に貫通している。上下のアダプタ26の外面に開口する上孔54及び下孔56の開口端は、熱交換チューブ28の筒状流路52に接続されている。そして、アダプタ26の内面には上溝58及び下溝60が形成され、これら上溝58及び下溝60は、上孔54及び下孔56から、アダプタ26の長手方向でみて中央溝40とは反対側に向けて延びている。

上側のアダプタ26の内面に形成された中央溝40の一端部には、ブロック22に形成された第２の内部流路62が連なっている。第２の内部流路62は、ブロック22の背面から正面に向かって途中まで水平に延び、第２の内部流路62の内端は、ブロック22内を上下に延びる弁孔64の下端に連なっている。弁孔64の上端は、ブロック22の上側のポート30から背面に向かって途中まで延びる第３の内部流路66の内端に連なっている。

弁孔64の上端部は、球面座として形成され、球面座には上方から球状の弁体68が座っている。球面座及び弁体68は減圧器を構成している。弁体68の上側には、圧縮コイルばね70が配置され、圧縮コイルばね70は、弁体68を下方に向けて常に付勢している。一方、弁体68の下側には、ブロック22内を上下に延びるロッド72が接続され、ロッド72の下端部は第１の内部流路38内に位置付けられている。ロッド72は、その下端部（感温部）の温度に応じて伸縮する。従って、ロッド72及び圧縮コイルばね70の付勢力がバランスするように、球面座からの弁体68のリフト量即ち減圧器の弁開度が決定される。

一方、ケーシング24は、図６及び図７に示したように、ブロック22側の側面が開口した箱状をなし、ケーシング24の開口縁は、ブロック22の側面の周縁にろう付けによって接合されている。
ケーシング24の後壁には、互いに上下に離間した４つの接続孔72,74,76,78が形成され、接続孔72,74,76,78はケーシング24の後壁をその幅方向中央にて貫通している。接続孔72,74,76,78は２つで１組をなし、ケーシング24の背面に開口した一組の接続孔72,74,76,78の開口端には、各アダプタ26の内面に形成された上溝58又は下溝60の一端部が連なっている。従って、接続孔72,74,76,78は、アダプタ26を通じて、熱交換チューブ28の筒状流路52に連なっている。

ケーシング24の内部には、ローフィンチューブとも称される熱交換のためのパイプ（伝熱管）80が配置され、図８に詳細に示したように、パイプ80の外周面には、放熱フィンとして、螺旋状に延びる突条82が一体に形成されている。パイプ80の出口端は、ケーシング24の前壁の内面にろう付けによって接合され、この出口端によって囲まれた前壁の領域に、下側のポート36が開口している。また、パイプ80の入口端は、ケーシング24の後壁の内面にろう付けによって接合され、この入口端に囲まれた後壁の領域に、下側の一組の接続孔76,78が開口している。

ここで、パイプ80は、ケーシング24によって囲まれた直方体形状の空間84の底部を延びているけれども、上下方向でみて、パイプ80の入口端の位置は、出口端の位置よりも低い。このため、パイプ80は水平に延びるだけでなく、上下方向にも延びている。そして、この空間84の底部には、潤滑油及び冷媒の液相成分が貯留されるけれども、パイプ80の出口端は、液相成分の液面86よりも高い位置に位置付けられている。

なお、パイプ80には、その周壁の底部を貫通して油戻し孔88が形成されている。
以下、図９のモリエール線図（p-h線図）を参照しながら、上述した冷凍回路の動作について説明する。
この冷凍回路では、エンジンから動力供給を受けた圧縮機14が、モジュール20のポート36から流出する低温低圧の気相の冷媒を吸入する。圧縮機14の入口での冷媒の状態は、図９中、点aにて示される。

圧縮機14は、吸入した冷媒を圧縮して高温高圧の超臨界状態にしてから、放熱器16に向けて吐出する。すなわち、圧縮機14は、冷媒の吸入、圧縮、吐出工程を実行し、これにより冷媒は、循環流路４内を循環させられる。圧縮機14の出口での冷媒の状態は、点bにて示される。
圧縮機14から流出した冷媒は、放熱器16を通過する際、車両前方又はファンからの風によって空冷され、その温度が低下する。放熱器16の出口での冷媒の状態は、点cにて示される。

放熱器16から流出した冷媒は、ポート32を通じてモジュール20に流入する。モジュール20に流入した冷媒は、ブロック22の第１の内部流路38、下側のアダプタ26の中央溝40及び中央孔42を順次流れ、そして、熱交換チューブ28の内部流路48に流入する。熱交換チューブ28では、内部流路48を流れる冷媒と筒状流路52を流れる冷媒との間での熱交換が行われる。このため、内部流路48から流出した冷媒のエンタルピは、内部流路48に流入する前よりもΔh2だけ低下しており、内部流路48から流出した冷媒の状態は、点dにて示される。

熱交換チューブ28の内部流路48を通過した冷媒は、上側のアダプタ26の中央孔42及び中央溝40を通じてブロック22の第２の内部流路62に流入する。そして、冷媒は、弁孔64及び第３の内部流路66を流れ、ポート30を通じてモジュール20から一旦流出する。ここで弁孔64の上端部における流路断面積は、減圧器を構成する球面座及び弁体68によって縮小されており、冷媒は、弁孔64の上端部を通過するときに膨張する。この膨張に伴い、冷媒の圧力は低下して臨界圧力以下になる。ポート30での冷媒の状態は、気液混合状態であり、点eにて表される。

気液混合状態の冷媒に含まれる液相成分は、蒸発器18を通過する際、蒸発して周囲から気化熱を奪い、これにより、蒸発器18の外側を流れる空気流が冷風になる。この冷風が、車室２に流入することで、車室２が冷房又は除湿される。蒸発器18の出口での冷媒の状態は、点fにて表される。
蒸発器18で液相成分がほとんど蒸発した冷媒は、ポート34を通じてモジュール20のケーシング24に流入する。ケーシング24に流入した冷媒は、空間84を流れてから、接続孔72,74に流入するが、冷媒中に僅かに残存する液相成分は、接続孔72,74に流入せずにケーシング24の内面に衝突して付着する。付着した冷媒の液相成分は、そのまま内面を伝って流下し、空間84の底部に貯留される。

一方、空間84を通過した冷媒の気相成分は、上側のアダプタ26の上溝58及び下溝60、上孔54及び下孔56を通じて、熱交換チューブ28の筒状流路52に流入する。前述したように、筒状流路52を流れる冷媒は、内部流路48を流れる冷媒との熱交換によって加熱され、エンタルピがΔh１だけ増大する。筒状流路52を通過した冷媒のパイプ80の入口での状態は、点gにて示される。なお、熱力学第一法則より、Δh1≒Δh2である。

この後、筒状流路52を通過した冷媒は、下側のアダプタ26の上孔54及び下孔56、上溝58及び下溝60、並びに接続孔76,78を通じて、パイプ80内に流入する。パイプ80内を通過する冷媒と、パイプ80の外周面に接触する冷媒の液相成分との間でも熱交換が行われ、冷媒のエンタルピがΔh3だけ低下する。パイプ80を通過した冷媒のポート36での状態は、点aにて示される。

そして、パイプ80を通過した冷媒は、ポート36を通じてモジュール20から流出し、再び圧縮機14に吸入される。なお、パイプ80内での冷媒の流動によって、空間84の底に溜まった潤滑油が、油戻し孔88を通じてパイプ80内に吸入される。このため、冷媒とともに、潤滑油も圧縮機14に返戻される。
上述した冷凍回路では、減圧器、アキュムレータ及び内部熱交換器が一体に形成され、相互に分離不能の一つのモジュール20を構成している。このため、冷凍回路を構成する主要機器の点数が削減されるとともに、減圧器及びアキュムレータと内部熱交換器との間をそれぞれ接続するための管及び当該管に付随する継手部材が削減され、接続部品の点数削減が図られる。この結果として、この冷凍回路は、その組立が容易であるのみならず、小型化が図られ、この冷凍回路を用いた車両用空調システムは、車両への搭載が容易である。

また、この冷凍回路では、継手部材が削減されることで、継手部材周辺からの冷媒漏洩の虞が少なくなる。
更に、この冷凍回路に用いたモジュール20では、減圧器を内蔵したブロック22とアキュムレータを構成するケーシング24とが側面を境にして隣接（面接触）し、左右２層構造であるため、更なる小型化が図られる。

また、この冷凍回路に用いたモジュール20によれば、減圧器とアキュムレータとの間で熱交換が行われるため、内部熱交換器での熱交換量が少なくてもよい。この結果として、内部熱交換器としての熱交換チューブ28の小型化が図られ、冷凍回路自体の更なる小型化が図られる。なお、熱交換チューブ28では、内部流路48での冷媒の流動方向と、筒状流路52での冷媒の流動方向とが互いに逆向きであるのが好ましい。これによって、内部流路48と筒状流路52との間で冷媒の温度差を大きくすることができ、熱交換の効率を高めることができるからである。

その上、この冷凍回路に用いたモジュール20は、過熱度低減手段としてパイプ80を有する。このパイプ80を介して、アキュムレータに貯留された冷媒の液相成分と、内部熱交換器の低温部から流出した冷媒の気相成分との間で熱交換が行なわれることにより、圧縮機14の入口での冷媒の温度が低下し、圧縮機14の断熱効率（圧縮効率）が向上し、冷媒の圧縮に要する動力が減少する。即ち、圧縮機での等エントロピ変化の場合、冷媒の過熱度が小さいほど、モリエール線図における傾きが小さくなり、圧縮機の動力が減少する。これらの結果としても、この冷凍回路ではCOPが向上する。

なお、過熱度低減手段の構成は特に限定されないが、パイプ80を用いるのが好ましい。パイプ80という簡単な構成によって、アキュムレータに貯留された冷媒の液相成分と、内部熱交換器の低温部から流出した冷媒の気相成分との間での熱交換が確実に行われるからである。
また、過熱度低減手段は、パイプ80の内周面及び外周面のうち少なくとも一方に、突条82のような凹凸を有するのが好ましい。表面積が増大することで、パイプ80を介した熱交換が効率的に行われ、冷凍回路のCOPが更に向上するからである。

更に、パイプ80は油戻し孔88を有するのが好ましく、この場合、圧縮機14に潤滑油が確実に返戻され、圧縮機14の耐久性が確保される。
その上、パイプ80の出口端は、入口端よりも高い位置にあるのが好ましい。これにより、パイプ80がアキュムレータ内を上下方向にも延び、アキュムレータに貯留された冷媒の液相成分とパイプとの接触面積が大きくなる。この結果として、パイプ80を介した熱交換が効率的に行われ、冷凍回路のCOPが更に向上する。

また、パイプ80の出口端が入口端よりも高い位置にあることで、アキュムレータから液冷媒が流出するのが防止され、圧縮機14での液圧縮の発生が防止される。
一方、この冷凍回路は、冷媒としてCO_２を用いているので、地球環境に優しい。また、この冷凍回路では、継手部材が削減されているので、圧力が高くなるCO_２を冷媒として用いても、冷媒の漏洩が防止される。

本発明は、上記した一実施形態に限定されることはなく、種々変形が可能であり、例えば冷媒はCO_２に限定されることはない。
上記した一実施形態では、モジュール20を構成する各部品の材質は特に限定はされないけれども、減圧器とアキュムレータとの間の熱交換効率を高めるため、例えば銅やアルミニウム等の熱伝導率に優れた金属を用いるのが好ましい。

上記した一実施形態では、二重管構造の熱交換チューブ28を使用したけれども、図９に示したように、複数の細孔90をそれぞれ有する例えば３つの扁平チューブ92を積層して形成した熱交換チューブ94を用いてもよい。熱交換チューブ94によれば、高圧側と低圧側を交互に積層することで、熱交換効率を向上させることができる。
上記した一実施形態では、モジュール20の減圧器は、弁開度が温度によって変化する温度式膨張弁であったけれども、冷媒の流量によって弁開度が変化する可変オリフィスであってもよい。

本発明の一実施形態に係る車両用空調システムの冷凍回路の概略構成図である。 図１の冷凍回路に適用されたモジュールの概略を示す斜視図である。 図２のモジュールの平面図であり、（a）は上面図、（b）は正面図、（c）は側面図そして、（d）は背面図である。 図３(a)のIV-IV線に沿う断面図である。 図２のモジュールに用いられた熱交換チューブに、一つのアダプタを接合した状態を示す図である。 図３(a)のVI-VI線に沿う断面図である。 図３(c)のVII-VII線に沿う断面図である。 図２のモジュールに用いられたパイプを伸ばした状態で詳細に示す部分断面図である。 図１の冷凍回路の動作を説明するためのモリエール線図である。 変形例の熱交換チューブを示す斜視図である。

符号の説明

４ 循環流路
14 圧縮機
16 放熱器
18 蒸発器
20 モジュール

Claims (9)

1. 冷媒が循環する循環流路に介挿され、前記冷媒の流動方向でみて順次介挿された圧縮機、放熱器、内部熱交換器の高温部、減圧器、蒸発器、アキュムレータ及び前記内部熱交換器の低温部を備えた蒸気圧縮式冷凍回路において、
   前記減圧器、前記アキュムレータ及び前記内部熱交換器が互いに一体に形成されている
   ことを特徴とする蒸気圧縮式冷凍回路。
2. 前記減圧器及び前記アキュムレータが互いに隣接していることを特徴とする請求項１に記載の蒸気圧縮式冷凍回路。
3. 前記アキュムレータに貯留された前記冷媒の液相成分と前記内部熱交換器の低温部から流出した前記冷媒の気相成分との間で熱交換を行う過熱度低減手段を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の蒸気圧縮式冷凍回路。
4. 前記過熱度低減手段は、前記内部熱交換器の低温部と前記圧縮機との間を延びる前記循環流路の部分に介挿され且つ前記アキュムレータの底部を通過するパイプを含むことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の蒸気圧縮式冷凍回路。
5. 前記過熱度低減手段は、前記パイプの内周面及び外周面のうち少なくとも一方に形成された凹凸部を更に含むことを特徴とする請求項４に記載の蒸気圧縮式冷凍回路。
6. 前記パイプは、前記アキュムレータに貯留された潤滑油を吸入するための油戻し孔を有することを特徴とする請求項４又は５に記載の蒸気圧縮式冷凍回路。
7. 前記パイプは、前記アキュムレータの内壁面に接続された入口端及び出口端を有し、前記パイプの出口端の位置は、前記入口端の位置よりも高く且つ前記アキュムレータに貯留された前記冷媒の液相成分の液面よりも高いことを特徴とする請求項４乃至６の何れかに記載の蒸気圧縮式冷凍回路。
8. 前記冷媒はＣＯ_２であることを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の蒸気圧縮式冷凍回路。
9. 請求項１乃至８の何れかに記載の蒸気圧縮式冷凍回路を備えたことを特徴とする車両用空調システム。

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