JP2018090049A - 気液分離器 - Google Patents

Abstract

【課題】気液分離器と他の構成要素とを接続する配管を簡素化する。【解決手段】気液分離器２７は、冷媒を溜めてガス状冷媒と液状冷媒とを分離させるタンク部４１と、タンク部４１の上部に設けられてタンク部４１からの冷媒の出入口を形成する配管接続部４２と、を有し、配管接続部４２は、温度式膨張弁２５に冷媒を導く第１接続配管３１が接続される第１接続部４２ｅと、冷却用熱交換器２３を通過した冷媒が戻る第２接続配管３２が接続される第２接続部４２ｆと、コンプレッサ２１に冷媒を導く第３接続配管３３が接続される第３接続部４２ｇと、室外熱交換器２２からタンク部４１内に冷媒を導く第４接続配管３４が接続される第４接続部４２ｈと、暖房運転時にタンク部４１内と第３接続配管３３とを連通させ、冷房運転時に第２接続配管３２と第３接続配管３３とを連通させる第１流路切換弁２８と、を有する。【選択図】図７Ａ

Description

本発明は、気液分離器に関するものである。

特許文献１には、冷房モードと暖房モードとに切り換え可能な空調ループが開示されている。この空調ループには、外部熱交換器から導かれる冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離させ、空調ループの動作モードに応じて第１の出口又は第２の出口から冷媒を出す気液分離器が設けられる。

特表２０１３−５３５３７２号公報

しかしながら、特許文献１の気液分離器では、第１の出口と第２の出口とがそれぞれ上下に設けられる。そのため、気液分離器の容器の構造及び配管の接続部の構造が複雑になるおそれがある。

本発明は、気液分離器と他の構成要素とを接続する配管を簡素化することを目的とする。

本発明のある態様によれば、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒と外気との間で熱交換を行う室外熱交換器と、車両の車室に導かれる空気の熱を冷媒に吸収させることで冷媒を蒸発させる蒸発器と、前記車室に導かれる空気を前記圧縮機にて圧縮された冷媒の熱を用いて加熱する加熱器と、前記室外熱交換器を通過した冷媒を減圧膨張させる膨張弁と、を備える冷凍サイクルに適用され、暖房運転時には前記室外熱交換器から流入する冷媒を前記圧縮機に導き、冷房運転時には前記室外熱交換器から流入する冷媒を前記膨張弁に導く気液分離器であって、冷媒を溜めて気相冷媒と液相冷媒とを分離させるタンク部と、前記タンク部の上部に設けられて前記タンク部からの冷媒の出入口を形成する配管接続部と、を有し、前記配管接続部は、前記膨張弁に冷媒を導く第１接続配管が接続される第１接続部と、前記蒸発器を通過した冷媒が戻る第２接続配管が接続される第２接続部と、前記圧縮機に冷媒を導く第３接続配管が接続される第３接続部と、前記室外熱交換器から前記タンク部内に冷媒を導く第４接続配管が接続される第４接続部と、暖房運転時に前記タンク部内と前記第３接続配管とを連通させ、冷房運転時に前記第２接続配管と前記第３接続配管とを連通させる開閉弁と、を有する、ことを特徴とする。

上記態様では、第１接続配管，第２接続配管，第３接続配管，及び第４接続配管がすべてタンク部の上部の配管接続部に接続され、暖房運転時と冷房運転時の冷媒の経路を切り換える開閉弁が配管接続部内に設けられる。そのため、気液分離器に接続されるすべての配管を配管接続部に集約できると共に、開閉弁を外部に設ける場合に必要な配管を省略することができる。したがって、気液分離器と他の構成要素とを接続する配管を簡素化することができる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る気液分離器が適用される空調装置の構成図である。 図２は、冷房運転時における空調装置の冷媒の流れを説明する図である。 図３は、暖房運転時における空調装置の冷媒の流れを説明する図である。 図４は、車両内に配設される空調装置の平面図である。 図５は、図４における右側面図である。 図６は、本発明の第１の実施形態に係る気液分離器の斜視図である。 図７Ａは、図６に示す配管接続部の平面の断面図であり、第１流路切換弁が閉状態である場合を示す図である。 図７Ｂは、図７Ａにおいて第１流路切換弁が開状態である場合を示す図である。 図８Ａは、本発明の第２の実施形態に係る気液分離器における配管接続部の斜視図である。 図８Ｂは、図８Ａに示す配管接続部の平面の断面図である。 図９Ａは、本発明の第３の実施形態に係る気液分離器における配管接続部の斜視図である。 図９Ｂは、図９Ａに示す配管接続部の平面の断面図である。 図１０Ａは、本発明の第４の実施形態に係る気液分離器における配管接続部の斜視図である。 図１０Ｂは、図１０Ａに示す配管接続部の平面の断面図である。 図１１Ａは、本発明の第５の実施形態に係る気液分離器における配管接続部の斜視図である。 図１１Ｂは、図１１Ａに示す配管接続部の平面の断面図である。 図１２Ａは、本発明の第６の実施形態に係る気液分離器における配管接続部の斜視図である。 図１２Ｂは、図１２Ａに示す配管接続部の平面の断面図である。 図１３Ａは、本発明の第７の実施形態に係る気液分離器における配管接続部の斜視図である。 図１３Ｂは、図１３Ａに示す配管接続部の平面の断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

（第１の実施形態）
以下、図１から図７Ｂを参照して、本発明の第１の実施形態に係る気液分離器２７について説明する。

まず、図１から図３を参照して、気液分離器２７が適用される空調装置１００について説明する。

図１に示すように、空調装置１００は、冷媒が循環する冷凍サイクル２と、空調に利用される空気が通過するＨＶＡＣ（Ｈｅａｔｉｎｇ Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ａｉｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ）ユニット５と、空調装置１００の動作を制御する制御部としてのコントローラ１０と、を備える。空調装置１００は、冷暖房可能なヒートポンプシステムである。空調装置１００は、車両（図示省略）に搭載されて車室（図示省略）内の空調を行う。

冷凍サイクル２は、圧縮機としてのコンプレッサ２１と、室外熱交換器２２と、内部熱交換器３５と、蒸発器としての冷却用熱交換器２３と、加熱器としての加熱用熱交換器２４と、膨張弁としての温度式膨張弁２５と、絞り機構としての固定絞り２６と、気液分離器２７と、これらを冷媒が循環可能となるように接続する冷媒流路３０と、を備える。冷媒流路３０には、開閉弁としての第１流路切換弁２８と、第２流路切換弁２９と、が設けられる。冷凍サイクル２内を循環する冷媒は、例えば、ＨＦＯ−１２３４ｙｆである。

コンプレッサ２１は、ガス状（気相）冷媒を吸入し圧縮する。これにより、ガス状冷媒は高温高圧になる。

室外熱交換器２２は、例えば車両のエンジンルーム（電気自動車においてはモータルーム）３内に配置され、冷媒と外気との間で熱交換を行う。室外熱交換器２２は、冷房時には凝縮器として機能し、暖房時には蒸発器として機能する。室外熱交換器２２には、車両の走行や室外ファン４の回転によって、外気が導入される。

冷却用熱交換器２３は、ＨＶＡＣユニット５内に配置される。冷却用熱交換器２３は、ヒートポンプ運転モードが冷房運転である場合に、車室に導かれる空気の熱を冷媒に吸収させて冷媒を蒸発させる。冷却用熱交換器２３にて蒸発した冷媒は、内部熱交換器３５を介して気液分離器２７へと流れる。

加熱用熱交換器２４は、ＨＶＡＣユニット５内に配置される。加熱用熱交換器２４は、ヒートポンプ運転モードが暖房運転である場合に、コンプレッサ２１を通過した後の冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する。加熱用熱交換器２４は、車室内に導かれる空気に冷媒の熱を吸収させて加熱する。加熱用熱交換器２４によって凝縮した冷媒は、固定絞り２６へと流れる。

温度式膨張弁２５は、内部熱交換器３５と冷却用熱交換器２３との間に配置され、室外熱交換器２２から気液分離器２７及び内部熱交換器３５を介して導かれた液状（液相）冷媒を減圧膨張させる。温度式膨張弁２５は、冷却用熱交換器２３を通過した冷媒の温度、すなわちガス状冷媒の過熱度に応じて開度を自動的に調節する。

冷却用熱交換器２３の負荷が増加した場合には、ガス状冷媒の過熱度が増加する。そうすると温度式膨張弁２５の開度が大きくなって過熱度を調節する様に冷媒量が増加する。一方、冷却用熱交換器２３の負荷が減少した場合には、ガス状冷媒の過熱度が減少する。そうすると温度式膨張弁２５の開度が小さくなって過熱度を調節する様に冷媒量が減少する。このように、温度式膨張弁２５は、冷却用熱交換器２３を通過したガス状冷媒の温度をフィードバックして、ガス状冷媒が適切な過熱度となるように開度を調節する。

内部熱交換器３５は、温度式膨張弁２５の上流の冷媒と冷却用熱交換器２３の下流の冷媒との間で、温度差を利用して熱交換させる。

固定絞り２６は、加熱用熱交換器２４と室外熱交換器２２との間に配置され、コンプレッサ２１にて圧縮されて加熱用熱交換器２４にて凝縮した冷媒を減圧膨張させる。固定絞り２６には、例えば、オリフィスやキャピラリーチューブが用いられる。固定絞り２６の絞り量は、予め使用頻度の高い特定の運転条件に対応するように設定される。固定絞り２６に代えて、例えば、段階的に又は無段階に開度を調節できる電磁弁を可変絞り（絞り機構）として用いてもよい。

気液分離器２７は、冷媒流路３０を流れる冷媒を一時的に溜めると共に、ガス状冷媒と液状冷媒とに気液分離する。気液分離器２７は、暖房運転時には、室外熱交換器２２から流入するガス状冷媒をコンプレッサ２１に導く。気液分離器２７からコンプレッサ２１へは、分離したガス状冷媒のみが流れる。気液分離器２７は、冷房運転時には、室外熱交換器２２から流入する液状冷媒を内部熱交換器３５を介して温度式膨張弁２５に導く。気液分離器２７から温度式膨張弁２５へは、分離した液状冷媒のみが流れる。気液分離器２７は、タンク部４１と、配管接続部４２と、を有する。

タンク部４１は、内部に冷媒を溜めて、重力によってガス状冷媒と液状冷媒とを分離させる。タンク部４１は、その中心軸が鉛直になるように設けられる。タンク部４１内では、下側に液状冷媒が溜まり、液状冷媒の上側の空間にガス状冷媒が溜まる。

配管接続部４２は、タンク部４１の上部に設けられて、タンク部４１からの冷媒の出入口を形成する。配管接続部４２は、第１流路切換弁２８と、差圧弁４３と、を有する。配管接続部４２には、気液分離器２７に接続されるすべての配管が集約される。よって、第１流路切換弁２８や差圧弁４３を外部に設ける場合に必要な配管を省略することができると共に、気液分離器２７と他の構成要素とを接続する配管を簡素化することができる。

差圧弁４３は、冷房運転時に温度式膨張弁２５に導かれる冷媒の圧力が設定圧力を超えると開く。この設定圧力は、暖房運転時には差圧弁４３が開かず、冷房運転時にのみ差圧弁４３が開くような圧力に設定される。差圧弁４３が設けられることによって、暖房運転時に気液分離器２７から温度式膨張弁２５を介して冷却用熱交換器２３に冷媒が流れることを防止できる。

第１流路切換弁２８は、開閉によって冷媒の流れを切り換える。第１流路切換弁２８は、コントローラ１０によって制御されるアクチュエータとしてのソレノイド２８ａを有する電磁弁である。第１流路切換弁２８を配管接続部４２内に一体に設けることで、配管を簡素にできると共に、空調装置１００全体の構成を簡素にできる。

冷房運転時には、第１流路切換弁２８が閉じられる。これにより、室外熱交換器２２にて凝縮した冷媒は、気液分離器２７に流入し、液状冷媒が内部熱交換器３５，温度式膨張弁２５，及び冷却用熱交換器２３を通過して再び気液分離器２７に戻る。気液分離器２７に戻ったガス状冷媒は、第１流路切換弁２８が閉じられているため、気液分離器２７のタンク部４１内には流入せずに、配管接続部４２内を流れて直接コンプレッサ２１に導かれる。一方、暖房運転時には、第１流路切換弁２８が開かれる。これにより、室外熱交換器２２にて蒸発した冷媒は、気液分離器２７に流入し、第１流路切換弁２８を通過してコンプレッサ２１に導かれる。よって、暖房運転時には、冷媒は、内部熱交換器３５，温度式膨張弁２５，及び冷却用熱交換器２３をバイパスして流れる。

第１流路切換弁２８が開かれている状態では、タンク部４１内から第１流路切換弁２８を通過して流れる冷媒は、タンク部４１内から内部熱交換器３５，温度式膨張弁２５，及び冷却用熱交換器２３を通過して再び気液分離器２７へと戻る冷媒よりも流路抵抗が小さい分だけ流れやすい。よって、差圧弁４３を設けない場合でも、タンク部４１内から内部熱交換器３５，温度式膨張弁２５，及び冷却用熱交換器２３を通過して再び気液分離器２７へと戻る冷媒の流れは発生しない。このように、第１流路切換弁２８は、冷媒が流れやすい方の流路を開閉するだけで、冷媒の流れを切り換えている。よって、冷媒の流れを切り換えるために三方弁を設けたり、複数の開閉弁を用いたりしないので、配管を簡素にすることができると共に、空調装置１００全体の構成を簡素にできる。

第２流路切換弁２９は、開閉によって冷媒の流れを切り換える。冷房運転時には、第２流路切換弁２９が開かれ、コンプレッサ２１によって圧縮された冷媒は、加熱用熱交換器２４及び固定絞り２６をバイパスして、室外熱交換器２２へ直接流入する。一方、暖房運転時には、第２流路切換弁２９が閉じられ、コンプレッサ２１によって圧縮された冷媒は、加熱用熱交換器２４及び固定絞り２６を通過して室外熱交換器２２へ流入する。

ＨＶＡＣユニット５は、空調に利用する空気を冷却又は加熱する。ＨＶＡＣユニット５は、空気を送風するブロワ５２と、加熱用熱交換器２４を通過する空気の量を調整するエアミックスドア５３と、これらを空調に利用する空気が通過可能となるように囲うケース５１と、を備える。ＨＶＡＣユニット５内には冷却用熱交換器２３と加熱用熱交換器２４とが配置される。ブロワ５２から送風された空気は、冷却用熱交換器２３内を流れる冷媒や加熱用熱交換器２４内を流れる冷媒との間で熱交換を行う。

エアミックスドア５３は、ＨＶＡＣユニット５内に配置された加熱用熱交換器２４のブロワ５２側に設置される。エアミックスドア５３は、暖房時に加熱用熱交換器２４側を開き、冷房時に加熱用熱交換器２４側を閉じる。エアミックスドア５３の開度によって、空気と加熱用熱交換器２４内の冷媒との間の熱交換量が調節される。

コントローラ１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等によって構成され、ＲＯＭに記憶されたプログラムをＣＰＵによって読み出すことで、空調装置１００に各種機能を発揮させる。

コントローラ１０は、冷凍サイクル２の制御を実行する。具体的には、コントローラ１０は、図１に破線で示すように、コンプレッサ２１の出力を設定すると共に、第１流路切換弁２８及び第２流路切換弁２９の開閉制御を実行する。また、コントローラ１０は、図示しない出力信号を送信することで、ＨＶＡＣユニット５の制御を実行する。

次に、図２及び図３を参照して、空調装置１００のヒートポンプ運転モードの冷房運転と暖房運転とについてそれぞれ説明する。

＜冷房運転＞
冷房運転では、冷媒流路３０の冷媒は、図２に太実線で示すように循環する。

コントローラ１０は、第１流路切換弁２８を閉じた状態にすると共に、第２流路切換弁２９を開いた状態にする。これにより、コンプレッサ２１で圧縮されて高温高圧になった冷媒は、第２流路切換弁２９を通ってそのまま室外熱交換器２２へと流れる。

室外熱交換器２２へ流れた冷媒は、室外熱交換器２２に導入される外気と熱交換を行い冷却された後、気液分離器２７を通って気液分離される。気液分離器２７の下流側に接続される温度式膨張弁２５には、気液分離器２７にて気液分離された冷媒のうち液状冷媒が内部熱交換器３５を介して流通する。

その後、液状冷媒は、温度式膨張弁２５で減圧膨張して冷却用熱交換器２３へ流通し、冷却用熱交換器２３を通過する際に空調に利用する空気の熱を吸収することで蒸発する。冷却用熱交換器２３にて蒸発したガス状冷媒は、気液分離器２７のタンク部４１には入らず、配管接続部４２内を通過して再びコンプレッサ２１へと流れる。

ここで、気液分離器２７から内部熱交換器３５に流通する液状冷媒は、高圧の流体であり、気液分離器２７にて気液分離されることで、過冷却度がほぼ０℃の略飽和液状態となっている。一方、冷却用熱交換器２３から内部熱交換器３５に流通するガス状冷媒は、温度式膨張弁２５を通過する際に減圧膨張して低温の流体になっている。そのため、液状冷媒は、内部熱交換器３５を流通する際に低温のガス状冷媒との間で熱交換を行い、ガス状冷媒により過度に冷却されて飽和液状態から過冷却度をもった過冷却状態となる。また、ガス状冷媒は、内部熱交換器３５を流通する際に、液状冷媒によって加熱されることで過熱度を持った加熱状態となる。

冷却用熱交換器２３にて冷媒によって冷却された空気は、ＨＶＡＣユニット５の下流に流されて冷房風として用いられる。

＜暖房運転＞
暖房運転では、いわゆる外気吸熱ヒートポンプ運転が実行される。暖房運転では、冷媒流路３０の冷媒は、図３に太実線で示すように循環する。

コントローラ１０は、第２流路切換弁２９を閉じた状態にすると共に、第１流路切換弁２８を開いた状態にする。これにより、コンプレッサ２１で圧縮されて高温高圧になった冷媒は、加熱用熱交換器２４へと流れる。加熱用熱交換器２４へ流れた冷媒は、加熱用熱交換器２４の内部で空気を加熱する際に熱を奪われて低温になった後、固定絞り２６を通って減圧膨張することで更に低温となって室外熱交換器２２へ流れる。

室外熱交換器２２へ流れた冷媒は、室外熱交換器２２に導入される外気との間で熱交換を行い吸熱した後、気液分離器２７のタンク部４１内へ流れて気液分離される。そして、気液分離器２７にて気液分離された冷媒のうちガス状冷媒が、第１流路切換弁２８を通過して再びコンプレッサ２１へと流れる。

加熱用熱交換器２４に流れたガス状冷媒は、加熱用熱交換器２４の周囲の空気を加熱する。加熱された空気は、ＨＶＡＣユニット５の下流へ流されて暖房風として用いられる。

次に、図４及び図５を参照して、空調装置１００における各構成要素の配置について説明する。図４では、上側が車両の前方であり、下側に車室が位置する。図５では、右側が車両の前方であり、左側に車室が位置する。

図４及び図５に示すように、室外熱交換器２２は、冷媒と外気との間で熱交換を行うので、エンジンルーム３の前端部に配置される。一方、冷却用熱交換器２３及び加熱用熱交換器２４は、ＨＶＡＣユニット５内に設けられて車室内に導かれる空気を冷却又は加熱するので、車室に近いエンジンルーム３の後端部に配置される。

気液分離器２７の配管接続部４２には、温度式膨張弁２５に冷媒を導く第１接続配管３１と、温度式膨張弁２５及び冷却用熱交換器２３を通過した冷媒が戻る第２接続配管３２と、コンプレッサ２１に冷媒を導く第３接続配管３３と、室外熱交換器２２からタンク部４１内に冷媒を導く第４接続配管３４と、が接続される。

配管接続部４２は、第１接続面４２ａと、第２接続面４２ｂと、第３接続面４２ｃと、ソレノイド装着面４２ｄと、を有する。

第１接続面４２ａは、車両の後方に向けて形成される平面である。第１接続面４２ａには、第１接続配管３１と第２接続配管３２とが接続される。第１接続面４２ａには、第１接続配管３１と第２接続配管３２との端部を一体に連結する単一のフランジ部３１ａが接続される。これにより、配管の接続を容易にすることができる。

冷却用熱交換器２３は、気液分離器２７よりもエンジンルーム３内の後方に配設される。よって、第１接続面４２ａが冷却用熱交換器２３と対向するように形成されるので、第１接続配管３１及び第２接続配管３２を最短にできる。

第２接続面４２ｂは、車両の側方に向けて形成される平面である。第２接続面４２ｂには、第３接続配管３３が接続される。第２接続面４２ｂには、第３接続配管３３の端部に形成されるフランジ部３３ａが接続される。

第１接続面４２ａが車両の後方に向き第２接続面４２ｂが車両の側方に向くので、第３接続配管３３は、第２接続配管３２に対して直角になるように設けられる。そのため、冷媒の流れ方向は、配管接続部４２内で直角に転換される。これにより、コンプレッサ２１に向けて後方に曲げられる第３接続配管３３が車両の側方に向けて接続されるので、配管の取り回しを簡素にできる。なお、配管接続部４２は、冷房運転時に第１流路切換弁２８が作動することによって、第２接続配管３２と第３接続配管３３とをタンク部４１内を介さずに直接連通させる。

第３接続面４２ｃは、配管接続部４２の上端に形成される平面である。第３接続面４２ｃには、第４接続配管３４が接続される。第３接続面４２ｃには、第４接続配管３４の端部に形成されるフランジ部３４ａが接続される。

ソレノイド装着面４２ｄは、車両の前方に向けて形成される平面である。ソレノイド装着面４２ｄには、第１流路切換弁２８の弁体２８ｂが配管接続部４２内に挿入されるようにソレノイド２８ａが取り付けられる。

次に、図６から図７Ｂを参照して、気液分離器２７における配管接続部４２の具体的な構成について説明する。

図６に示すように、配管接続部４２は、第１接続配管３１が接続される第１接続部４２ｅと、第２接続配管３２が接続される第２接続部４２ｆと、第３接続配管３３が接続される第３接続部４２ｇと、第４接続配管３４が接続される第４接続部４２ｈと、第１流路切換弁２８と、を有する。

第１接続部４２ｅは、配管接続部４２における第１接続面４２ａに形成される。

第２接続部４２ｆは、第１接続面４２ａに、第１接続部４２ｅと横に並べて形成される。これにより、温度式膨張弁２５及び冷却用熱交換器２３を通過して帰ってくる第１接続配管３１と第２接続配管３２との接続部が同じ第１接続面４２ａに形成されるため、配管を簡素化することができる。これに代えて、第１接続部４２ｅと第２接続部４２ｆとを、第１接続面４２ａに縦に並べて形成してもよい。

第３接続部４２ｇは、第１接続面４２ａに対して直交する第２接続面４２ｂに形成される。これにより、コンプレッサ２１に向けて後方に曲げられる第３接続配管３３が車両の側方に向けて接続されるので、配管の取り回しが簡素になる。

以上のように、第１接続部４２ｅと第２接続部４２ｆと第３接続部４２ｇとは、配管接続部４２の側面に形成される。これにより、配管接続部４２の高さを抑えることができる。

第４接続部４２ｈは、配管接続部４２の上面である第３接続面４２ｃに形成される。また、室外熱交換器２２は、冷媒入口２２ａと比較して冷媒出口２２ｂが上に位置する（図５参照）。よって、室外熱交換器２２と気液分離器２７とを接続する配管を短くできる。

図７Ａ及び図７Ｂに示すように、配管接続部４２には、液状冷媒導出管４１ａと、ガス状冷媒導出管４１ｂと、冷媒導入管４１ｃと、が接続される。液状冷媒導出管４１ａは、タンク部４１内から液状冷媒を外部に導く。ガス状冷媒導出管４１ｂは、タンク部４１内からガス状冷媒を外部に導く。冷媒導入管４１ｃは、室外熱交換器２２から導かれる冷媒をタンク部４１内に導く。

配管接続部４２は、第１内部配管４４ａと、第２内部配管４４ｂと、第３内部配管４４ｃと、第４内部配管４４ｄと、を有する。

第１内部配管４４ａには、タンク部４１内からガス状冷媒導出管４１ｂを通じてガス状冷媒が導かれる。ガス状冷媒導出管４１ｂから垂直方向に導かれてきたガス状冷媒は、水平方向に進行するように進行方向が９０度転換されて、第１内部配管４４ａに導かれる。第１内部配管４４ａは、ガス状冷媒の進行方向を水平方向において更に９０度転換する。第１内部配管４４ａには、第１流路切換弁２８が設けられる。

第１流路切換弁２８は、暖房運転時にタンク部４１内と第３接続配管３３とを連通させ、冷房運転時に第２接続配管３２と第３接続配管３３とを連通させる。第１流路切換弁２８は、配管接続部４２内を進退する弁体２８ｂと、弁体２８ｂを駆動するソレノイド２８ａと、を有する。

ソレノイド２８ａは、コントローラ１０によって制御される。ソレノイド２８ａは、コントローラ１０からの出力信号に基づいて、弁体２８ｂを進退させる。ソレノイド２８ａは、冷房運転時には非励磁であり、暖房運転時に励磁される。

弁体２８ｂは、ソレノイド２８ａが非励磁である場合には、付勢ばね（図示省略）の付勢力によってソレノイド２８ａから退出する。これにより、第１内部配管４４ａと第２内部配管４４ｂとの遮断状態が維持される。一方、弁体２８ｂは、ソレノイド２８ａが励磁されると付勢ばねの付勢力に打ち勝って後退する。これにより、第１内部配管４４ａと第２内部配管４４ｂとが連通し、タンク部４１内からコンプレッサ２１に向けて冷媒が導かれる状態になる。

弁体２８ｂは、冷房運転時にタンク部４１内からコンプレッサ２１に向かう冷媒の圧力を背圧として遮断状態を維持する（図７Ａに示す状態）。これにより、遮断状態を維持するために大きな力を必要としないので、第１流路切換弁２８のソレノイド２８ａを小さくすることができる。

第２内部配管４４ｂは、第２接続配管３２と接続される。第２内部配管４４ｂは、第１内部配管４４ａと直線状に連通する。図７Ａに示すように、冷房運転時には、第２内部配管４４ｂには、第２接続配管３２からガス状冷媒が導かれる。一方、図７Ｂに示すように、暖房運転時には、第２内部配管４４ｂには、第１内部配管４４ａからガス状冷媒が導かれる。

第３内部配管４４ｃは、第３接続配管３３と接続される。第３内部配管４４ｃは、第２内部配管４４ｂに対してガス状冷媒の進行方向を水平方向において更に９０度転換するように接続される。第３内部配管４４ｃは、第２内部配管４４ｂから第３接続配管３３にガス状冷媒を導く。

第４内部配管４４ｄは、第１接続配管３１と接続される。第４内部配管４４ｄは、液状冷媒導出管４１ａから垂直方向に導かれてきた液状冷媒を水平方向に進行するように、進行方向を９０度転換する。第４内部配管４４ｄは、第１接続配管３１に液状冷媒を導く。第４内部配管４４ｄには、差圧弁４３が設けられる。

差圧弁４３は、シール部４３ａと、付勢ばね４３ｂと、ばね座４３ｃと、を有する。差圧弁４３は、暖房運転時には、付勢ばね４３ｂの付勢力によって、第４内部配管４４ｄを遮断状態に維持する。一方、差圧弁４３は、冷房運転時に、タンク部４１から液状冷媒導出管４１ａを通じて導かれる液状冷媒の圧力が設定圧力を超えると、液状冷媒の圧力が付勢ばね４３ｂの付勢力に打ち勝ってシール部４３ａが移動し、第４内部配管４４ｄを連通状態にする。

以上の第１の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。

気液分離器２７は、冷媒を溜めてガス状冷媒と液状冷媒とを分離させるタンク部４１と、タンク部４１の上部に設けられてタンク部４１からの冷媒の出入口を形成する配管接続部４２と、を有する。配管接続部４２は、温度式膨張弁２５に冷媒を導く第１接続配管３１が接続される第１接続部４２ｅと、冷却用熱交換器２３を通過した冷媒が戻る第２接続配管３２が接続される第２接続部４２ｆと、コンプレッサ２１に冷媒を導く第３接続配管３３が接続される第３接続部４２ｇと、室外熱交換器２２からタンク部４１内に冷媒を導く第４接続配管３４が接続される第４接続部４２ｈと、暖房運転時にタンク部４１内と第３接続配管３３とを連通させ、冷房運転時に第２接続配管３２と第３接続配管３３とを連通させる第１流路切換弁２８と、を有する。

これにより、第１接続配管３１，第２接続配管３２，第３接続配管３３，及び第４接続配管３４がすべてタンク部４１の上部の配管接続部４２に接続され、暖房運転時と冷房運転時の冷媒の経路を切り換える第１流路切換弁２８が配管接続部４２内に設けられる。そのため、気液分離器２７に接続されるすべての配管を配管接続部４２に集約できると共に、第１流路切換弁２８を外部に設ける場合に必要な配管を省略することができる。したがって、気液分離器２７と他の構成要素とを接続する配管を簡素化することができる。

また、気液分離器２７では、第１流路切換弁２８は、冷房運転時にタンク部４１内からコンプレッサ２１に向かう冷媒の流れを遮断することで、第２接続配管３２と第３接続配管３３とを配管接続部４２内にて直接連通させる。

これにより、単一の第１流路切換弁２８によって冷媒の流れを切り換えることができるため、構造を簡素化してコストを抑えることができる。

また、気液分離器２７では、第１流路切換弁２８は、配管接続部４２内を進退する弁体２８ｂを有する。弁体２８ｂは、冷房運転時にタンク部４１内からコンプレッサ２１に向かう冷媒の圧力を背圧として遮断状態を維持する。

これにより、ガス状冷媒の圧力を背圧として遮断状態を維持するため、第１流路切換弁２８のソレノイド２８ａを小さくすることができる。

また、気液分離器２７では、第１接続部４２ｅは、配管接続部４２における第１接続面４２ａに形成され、第２接続部４２ｆは、第１接続面４２ａに形成される。

これにより、温度式膨張弁２５及び冷却用熱交換器２３を通過して帰ってくる第１接続配管３１と第２接続配管３２との接続部が同じ第１接続面４２ａに形成されるため、配管を簡素化することができる。

また、気液分離器２７では、第３接続部４２ｇは、第１接続面４２ａに対して直交する第２接続面４２ｂに形成される。

これにより、コンプレッサ２１に向けて後方に曲げられる第３接続配管３３が車両の側方に向けて接続されるので、配管の取り回しが簡素になる。

また、気液分離器２７では、第１接続部４２ｅと第２接続部４２ｆと第３接続部４２ｇとは、配管接続部４２の側面に形成される。

これにより、第１接続部４２ｅ，第２接続部４２ｆ，及び第３接続部４２ｇが配管接続部４２の側面に形成されるので、配管接続部４２の高さを抑えることができる。

また、気液分離器２７では、配管接続部４２は、冷房運転時に温度式膨張弁２５に導かれる冷媒の圧力が設定圧力を超えると開く差圧弁４３を有する。

これにより、差圧弁４３を配管接続部４２内に設けることで、接続部及び配管を簡素化することができる。

（第２の実施形態）
次に、図８Ａ及び図８Ｂを参照して、本発明の第２の実施形態に係る気液分離器２２７について説明する。以下に示す各実施形態では、第１の実施形態と異なる点を中心に説明し、同様の機能を有する構成には同一の符号を付して説明を省略する。

気液分離器２２７は、タンク部４１と、配管接続部２４２と、を有する。

図８Ａに示すように、配管接続部２４２は、第１接続面２４２ａと、第２接続面４２ｂと、ソレノイド装着面４２ｄと、を有する。

第１接続面２４２ａは、配管接続部２４２の上端に形成される平面である。第１接続面２４２ａには、第１接続配管３１と第２接続配管３２と第４接続配管３４とが接続される。第１接続面２４２ａには、第１接続配管３１と第２接続配管３２との端部を一体に連結する単一のフランジ部３１ａと、第４接続配管３４のフランジ部３４ａと、が接続される。

第１接続面２４２ａが車両の上方に向き第２接続面４２ｂが車両の側方に向くので、第３接続配管３３は、第２接続配管３２に対して直角になるように設けられる。そのため、冷媒の流れ方向は、配管接続部２４２内で直角に転換される。これにより、コンプレッサ２１に向けて後方に曲げられる第３接続配管３３が車両の側方に向けて接続されるので、配管の取り回しを簡素にできる。

図８Ｂに示すように、配管接続部２４２は、第１内部配管４４ａと、第２内部配管２４４ｂと、第３内部配管４４ｃと、第４内部配管４４ｄと、第５内部配管２４４ｅを有する。

第２内部配管２４４ｂは、第１内部配管４４ａと直線状に連通する。冷房運転時には、弁体２８ｂは、実線で示す位置にある。よって、第２内部配管４４ｂには、第２接続配管３２からガス状冷媒が導かれる。一方、暖房運転時には、弁体２８ｂは、二点鎖線で示す位置にある。よって、第２内部配管４４ｂには、第１内部配管４４ａからガス状冷媒が導かれる。

第５内部配管２４４ｅは、第２接続配管３２と接続される。第２内部配管２４４ｂは、第２内部配管２４４ｂに対して直角に交わるように連通する。また、第５内部配管２４４ｅは、第３内部配管４４ｃに対して直角に交わるように連通する。

以上の第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を奏すると共に、第１接続配管３１と第２接続配管３２とのフランジ部３１ａを配管接続部２４２に対して上方から接続できる。よって、配管接続時の作業性を向上させることができる。

（第３の実施形態）
次に、図９Ａ及び図９Ｂを参照して、本発明の第３の実施形態に係る気液分離器３２７について説明する。

気液分離器３２７は、タンク部４１と、配管接続部３４２と、を有する。

図９Ａに示すように、配管接続部３４２は、第１接続面４２ａと、第２接続面３４２ｂと、ソレノイド装着面４２ｄと、を有する。

第２接続面３４２ｂは、配管接続部３４２の上端に形成される平面である。第２接続面３４２ｂには、第３接続配管３３と第４接続配管３４とが接続される。第２接続面３４２ｂには、第３接続配管３３のフランジ部３３ａと、第４接続配管３４のフランジ部３４ａと、が接続される。

第１接続面２４２ａが車両の後方に向き第２接続面３４２ｂが車両の上方に向くので、第３接続配管３３は、第２接続配管３２に対して直角になるように設けられる。そのため、冷媒の流れ方向は、配管接続部３４２内で直角に転換される。これにより、コンプレッサ２１に向けて後方に曲げられる第３接続配管３３が車両の上方に向けて接続されるので、配管の取り回しを簡素にできる。

図９Ｂに示すように、配管接続部３４２は、第１内部配管４４ａと、第２内部配管４４ｂと、第３内部配管３４４ｃと、第４内部配管４４ｄと、を有する。

第３内部配管３４４ｃは、第３接続配管３３と接続される。第３内部配管３４４ｃは、第２内部配管４４ｂに対してガス状冷媒の進行方向を水平方向から垂直方向に９０度転換するように接続される。第３内部配管３４４ｃは、第２内部配管４４ｂから第３接続配管３３にガス状冷媒を導く。

以上の第３の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を奏すると共に、第３接続配管３３のフランジ部３３ａを配管接続部３４２に対して上方から接続できる。よって、配管接続時の作業性を向上させることができる。

（第４の実施形態）
次に、図１０Ａ及び図１０Ｂを参照して、本発明の第４の実施形態に係る気液分離器４２７について説明する。

気液分離器４２７は、タンク部４１と、配管接続部４４２と、を有する。

図１０Ａに示すように、配管接続部４４２は、第１接続面４２ａと、第２接続面４４２ｂと、第３接続面４２ｃと、ソレノイド装着面４４２ｄと、を有する。

第２接続面４４２ｂは、車両の前方に向けて形成される平面である。第２接続面４４２ｂには、第３接続配管３３が接続される。第２接続面４４２ｂには、第３接続配管３３の端部に形成されるフランジ部３３ａが接続される。

第１接続面４２ａが車両の後方に向き第２接続面４４２ｂが車両の前方に向くので、第３接続部４２ｇは、配管接続部４２内にて第２接続部４２ｆと直線状に連通するように第１接続面４２ａの反対側の第２接続面４４２ｂに形成される。

ソレノイド装着面４４２ｄは、車両の側方に向けて形成される平面である。ソレノイド装着面４４２ｄには、第１流路切換弁２８の弁体２８ｂが配管接続部４４２内に挿入されるようにソレノイド２８ａが取り付けられる。

図１０Ｂに示すように、配管接続部４４２は、第１内部配管４４４ａと、第２内部配管４４４ｂと、第３内部配管４４４ｃと、第４内部配管４４ｄと、を有する。

第１内部配管４４４ａには、タンク部４１内からガス状冷媒導出管４１ｂを通じてガス状冷媒が導かれる。ガス状冷媒導出管４１ｂから垂直方向に導かれてきたガス状冷媒は、水平方向に進行するように進行方向が９０度転換されて、第１内部配管４４４ａに導かれる。第１内部配管４４４ａは、ガス状冷媒の進行方向を水平方向において更に９０度転換する。第１内部配管４４４ａには、第１流路切換弁２８が設けられる。

第１流路切換弁２８の弁体２８ｂは、冷房運転時にタンク部４１内からコンプレッサ２１に向かう冷媒の圧力と対向する方向に付勢されて遮断状態を維持する。

第２内部配管４４４ｂは、第２接続配管３２と接続される。第２内部配管４４４ｂは、第１内部配管４４４ａと直線状に連通する。冷房運転時には、弁体２８ｂは、実線で示す位置にある。よって、第２内部配管４４４ｂには、第２接続配管３２から第３内部配管４４４ｃ及び第１内部配管４４４ａを通じてガス状冷媒が導かれる。一方、暖房運転時には、弁体２８ｂは、二点鎖線で示す位置にある。よって、第２内部配管４４４ｂには、タンク部４１内から第１内部配管４４４ａを介してガス状冷媒が導かれる。

第３内部配管４４４ｃは、第３接続配管３３と接続される。第３内部配管４４４ｃは、第１内部配管４４４ａから第３接続配管３３にガス状冷媒を導く。第３内部配管４４４ｃは、第１内部配管４４４ａを介して第２内部配管４４４ｂと直線状に形成される。これにより、配管接続部４４２内で冷媒が方向を転換せずに、第３接続配管３３内で方向を転換するため、冷媒をスムーズに流すことができる。

以上の第４の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を奏すると共に、以下に示す効果を奏する。

気液分離器４２７では、第３接続部４２ｇは、配管接続部４４２内にて第２接続部４２ｆと直線状に連通するように第１接続面４２ａの反対側の第２接続面４４２ｂに形成される。これにより、配管接続部４４２内で冷媒が方向を転換せずに、第３接続配管３３内で方向を転換するため、配管接続部４４２内で冷媒が方向を転換する場合と比較して、冷媒をスムーズに流すことができる。

また、気液分離器４２７では、第１から第３の実施形態と比較して、タンク部４１内から第３接続配管３３に導かれる冷媒が進行方向を転換する回数が少ない。よって、気液分離器４２７では、タンク部４１内から導かれる冷媒を第３接続配管３３にスムーズに流すことができる。

（第５の実施形態）
次に、図１１Ａ及び図１１Ｂを参照して、本発明の第５の実施形態に係る気液分離器５２７について説明する。

気液分離器５２７は、タンク部４１と、配管接続部５４２と、を有する。

図１１Ａに示すように、配管接続部５４２は、第１接続面４２ａと、第２接続面４４２ｂと、第３接続面５４２ｃと、を有する。

第３接続面５４２ｃは、配管接続部５４２の上端に形成される平面である。第３接続面５４２ｃには、第４接続配管３４とソレノイド２８ａとが接続される。第３接続面５４２ｃには、第４接続配管３４の端部に形成されるフランジ部３４ａが接続される。第３接続面５４２ｃには、第１流路切換弁２８の弁体２８ｂが配管接続部５４２内に挿入されるようにソレノイド２８ａが取り付けられる。

図１１Ｂに示すように、配管接続部５４２は、第１内部配管５４４ａと、第２内部配管４４４ｂと、第３内部配管４４４ｃと、第４内部配管４４ｄと、を有する。

第１内部配管５４４ａには、タンク部４１内からガス状冷媒導出管４１ｂを通じてガス状冷媒が導かれる。第１内部配管５４４ａには、ガス状冷媒導出管４１ｂから垂直方向に導かれてきたガス状冷媒が導かれる。第１内部配管５４４ａは、垂直方向に導かれたガス状冷媒を水平方向に進行するように進行方向を９０度転換する。第１内部配管５４４ａには、第１流路切換弁２８が設けられる。

第１流路切換弁２８の弁体２８ｂは、冷房運転時にタンク部４１内からコンプレッサ２１に向かう冷媒の圧力と対向する方向に付勢されて遮断状態を維持する。

以上の第５の実施形態によれば、第４の実施形態と同様の効果を奏すると共に、以下に示す効果を奏する。

気液分離器５２７では、第４の実施形態と比較して、タンク部４１内から第３接続配管３３に導かれる冷媒が進行方向を転換する回数が更に少ない。よって、気液分離器５２７では、タンク部４１内から導かれる冷媒を第３接続配管３３に更にスムーズに流すことができる。

（第６の実施形態）
次に、図１２Ａ及び図１２Ｂを参照して、本発明の第６の実施形態に係る気液分離器６２７について説明する。

気液分離器６２７は、タンク部４１と、配管接続部６４２と、を有する。

図１２Ａに示すように、配管接続部６４２は、第１接続面４２ａと、第２接続面４２ｂと、第３接続面５４２ｃと、を有する。

図１２Ｂに示すように、配管接続部５４２は、第１内部配管５４４ａと、第２内部配管４４４ｂと、第３内部配管６４４ｃと、第４内部配管４４ｄと、を有する。

第３内部配管６４４ｃは、第３接続配管３３と接続される。第３内部配管６４４ｃは、第１内部配管４４４ａから第３接続配管３３にガス状冷媒を導く。第３内部配管４４４ｃは、第１内部配管４４４ａを介して第２内部配管４４４ｂと直角に交わるように形成される。そのため、冷媒の流れ方向は、配管接続部６４２内で直角に転換される。これにより、コンプレッサ２１に向けて後方に曲げられる第３接続配管３３が車両の側方に向けて接続されるので、配管の取り回しを簡素にできる。

以上の第６の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を奏する。

（第７の実施形態）
次に、図１３Ａ及び図１３Ｂを参照して、本発明の第７の実施形態に係る気液分離器７２７について説明する。

気液分離器７２７は、タンク部４１と、配管接続部７４２と、を有する。

図１３Ａに示すように、配管接続部７４２は、第１接続面２４２ａと、第２接続面４４４２ｂと、ソレノイド装着面４４２ｄと、を有する。

図１３Ｂに示すように、配管接続部７４２は、第１内部配管４４４ａと、第２内部配管２４４ｂと、第３内部配管４４４ｃと、第４内部配管４４ｄと、第５内部配管２４４ｅと、を有する。

以上の第７の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を奏すると共に、第１接続配管３１と第２接続配管３２とのフランジ部３１ａを配管接続部７４２に対して上方から接続できる。よって、配管接続時の作業性を向上させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

１００ 空調装置
２７ 気液分離器
２１ コンプレッサ（圧縮機）
２２ 室外熱交換器
２３ 冷却用熱交換器（蒸発器）
２４ 加熱用熱交換器（加熱器）
２５ 温度式膨張弁（膨張弁）
２６ 固定絞り（絞り機構）
２８ 第１流路切換弁（開閉弁）
２８ａ ソレノイド（アクチュエータ）
２８ｂ 弁体
３１ 第１接続配管
３２ 第２接続配管
３３ 第３接続配管
３４ 第４接続配管
４１ タンク部
４２ 配管接続部
４２ａ 第１接続面
４２ｂ 第２接続面
４２ｃ 第３接続面
４２ｄ ソレノイド装着面
４２ｅ 第１接続部
４２ｆ 第２接続部
４２ｇ 第３接続部
４２ｈ 第４接続部
４３ 差圧弁

Claims (8)

1. 冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒と外気との間で熱交換を行う室外熱交換器と、車両の車室に導かれる空気の熱を冷媒に吸収させることで冷媒を蒸発させる蒸発器と、前記車室に導かれる空気を前記圧縮機にて圧縮された冷媒の熱を用いて加熱する加熱器と、前記室外熱交換器を通過した冷媒を減圧膨張させる膨張弁と、を備える冷凍サイクルに適用され、暖房運転時には前記室外熱交換器から流入する冷媒を前記圧縮機に導き、冷房運転時には前記室外熱交換器から流入する冷媒を前記膨張弁に導く気液分離器であって、
   冷媒を溜めて気相冷媒と液相冷媒とを分離させるタンク部と、
   前記タンク部の上部に設けられて前記タンク部からの冷媒の出入口を形成する配管接続部と、を有し、
   前記配管接続部は、
   前記膨張弁に冷媒を導く第１接続配管が接続される第１接続部と、
   前記蒸発器を通過した冷媒が戻る第２接続配管が接続される第２接続部と、
   前記圧縮機に冷媒を導く第３接続配管が接続される第３接続部と、
   前記室外熱交換器から前記タンク部内に冷媒を導く第４接続配管が接続される第４接続部と、
   暖房運転時に前記タンク部内と前記第３接続配管とを連通させ、冷房運転時に前記第２接続配管と前記第３接続配管とを連通させる開閉弁と、
   を有する、
   ことを特徴とする気液分離器。
2. 請求項１に記載の気液分離器であって、
   前記開閉弁は、冷房運転時に前記タンク部内から前記圧縮機に向かう冷媒の流れを遮断することで、前記第２接続配管と前記第３接続配管とを前記配管接続部内にて直接連通させる、
   ことを特徴とする気液分離器。
3. 請求項２に記載の気液分離器であって、
   前記開閉弁は、前記配管接続部内を進退する弁体を有し、
   前記弁体は、冷房運転時に前記タンク部内から前記圧縮機に向かう冷媒の圧力を背圧として遮断状態を維持する、
   ことを特徴する気液分離器。
4. 請求項１から３のいずれか一つに記載の気液分離器であって、
   前記第１接続部は、前記配管接続部における第１接続面に形成され、
   前記第２接続部は、前記第１接続面に形成される、
   ことを特徴とする気液分離器。
5. 請求項４に記載の気液分離器であって、
   前記第３接続部は、前記第１接続面に対して直交する第２接続面に形成される、
   ことを特徴とする気液分離器。
6. 請求項４に記載の気液分離器であって、
   前記第３接続部は、前記配管接続部内にて前記第２接続部と直線状に連通するように前記第１接続面の反対側の第２接続面に形成される、
   ことを特徴とする気液分離器。
7. 請求項１から６のいずれか一つに記載の気液分離器であって、
   前記第１接続部と前記第２接続部と前記第３接続部とは、前記配管接続部の側面に形成される、
   ことを特徴とする気液分離器。
8. 請求項１から７のいずれか一つに記載の気液分離器であって、
   前記配管接続部は、冷房運転時に前記膨張弁に導かれる冷媒の圧力が設定圧力を超えると開く差圧弁を有する、
   ことを特徴とする気液分離器。

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