JP2020175698A - 車両用冷凍機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】連通配管を用いることなく、異常高圧の冷媒から冷凍サイクルを保護するようにした車両用空調装置1を提供する。【解決手段】電子制御装置60は、冷凍サイクル20の運転時に、冷凍サイクル20の内部に冷媒を維持した状態で高圧冷媒の圧力が異常高圧になることを抑える高圧保護部(ステップS131、ステップS132、ステップS141)を備える。冷凍サイクル20の停止時に、冷凍サイクル内の冷媒の圧力が異常高圧になったとき、冷媒を冷凍サイクル20の外側に放出するリリーフ装置25Aとを備える。【選択図】図1

Description

本発明は、車両用冷凍機器に関するものである。
従来、コンプレッサ、放熱器、減圧弁、エバポレータ等で構成される冷凍サイクルを備える車両用空調装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2006−131106号公報
本発明者は、上記特許文献1の車両用空調装置の冷凍サイクルを車室内に配置することを検討した。
一般的に、車両用空調装置では、その運転時にて、冷凍サイクル内を循環する冷媒の圧力が異常高圧にならないように、冷媒の圧力が所定圧力を超えると外部に冷媒を放出する高圧保護装置を設ける必要がある。
しかしながら、上述の如く、冷凍サイクルが車室内に配置される場合には、冷凍サイクル内部の冷媒の圧力が所定圧力を超えると高圧保護装置を介して冷凍サイクル内部の冷媒が車室内に放出されてしまう。このため、車室内の乗員に対して違和感を与えるおそれがある。
そこで、高圧保護装置から排出される冷媒を車室外に導くために、高圧保護装置と車室外との間に連通配管を設けることが考えられる。
しかし、この場合、車室内と車室外との間を接続する別の連通配管(排気ダクトやドレインホース等)を持たない場合には、高圧保護装置からの冷媒を車室外に導くための専用連通配管を新たに設ける必要がある。この場合、専用連通配管を収納するスペースや専用連通配管を取り付ける車両側の対応が必要となるため、搭載上の制約になる。
さらに、冷凍サイクルの停止時においても、車室内の異常高温等が起因して冷凍サイクル内の冷媒圧力が上昇するおそれがある。このため、冷凍サイクル内の停止時においても、冷凍サイクル内の冷媒圧力が異常高圧になることを抑える必要がある。
本発明は上記点に鑑みて、連通配管を用いることなく、冷凍サイクル内の冷媒圧力が異常高圧になることを抑えるようにした車両用空調装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、車両に搭載される車両用冷凍機器であって
冷媒を圧縮するコンプレッサ(21)と、コンプレッサから吐出される高圧冷媒から放熱させる第1熱交換器(22)、第1熱交換器を通過した高圧冷媒を減圧する減圧器(23、82a)と、減圧器から流れる低圧冷媒が吸熱して低圧冷媒を蒸発させる第2熱交換器(24)とを有する冷凍サイクル(20)と
高圧保護部(80、80A、S131、S132、S141)と、を備え、
冷凍サイクルは車室内に配置されており、
冷凍サイクルは、冷凍サイクルの停止時に、冷凍サイクル内の冷媒圧力が所定値以上になると冷凍サイクル内の冷媒を冷凍サイクルの外側に放出して冷凍サイクル内の冷媒圧力が異常高圧になることを抑えるリリーフ部(25A)を備え、
高圧保護部は、冷凍サイクルの運転時に、冷凍サイクル内に冷媒を維持した状態で高圧冷媒の圧力が異常高圧になることを抑える。
したがって、冷凍サイクルは、冷凍サイクルの停止時に、リリーフ部によって冷凍サイクル内の冷媒圧力が異常高圧になることを抑える。冷凍サイクルの運転時に、高圧保護部が、冷凍サイクル内に冷媒を維持した状態で高圧冷媒の圧力が異常高圧になることを抑える。
以上により、連通配管を用いることなく、冷凍サイクル内の冷媒圧力が異常高圧になることを抑えるようにした車両用空調装置を提供することができる。
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した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。
第1実施形態に係る車両用空調装置の全体構成を示す模式図である。 第1実施形態に係る車両用空調装置の外観斜視図である。 第1実施形態に係る車両用空調装置の上部カバーを外した状態を示す斜視図である。 第1実施形態に係る車両用空調装置の第1送風機、第2送風機を外した状態を示す斜視図である。 第1実施形態に係る車両用空調装置の内部構成を示す平面図である。 図4におけるVI-VI断面を示す断面図である。 図4におけるVII-VII断面を示す断面図である。 第1実施形態に係る車両用空調装置の制御系を示すブロック図である。 第1実施形態に係る車両用空調装置の暖房モード時の内部構成を示す平面図である。 第1実施形態に係る暖房モードにおいて、供給口側への空気の流れを示す説明図である。 第1実施形態に係る暖房モードにおいて、排気口側への空気の流れを示す説明図である。 第1実施形態に係る車両用空調装置のエアミックスモード時の内部構成を示す平面図である。 第1実施形態に係るエアミックスモードにおいて、供給口側への空気の流れを示す説明図である。 第1実施形態に係るエアミックスモードにおいて、排気口側への空気の流れを示す説明図である。 第1実施形態に係るアキュムレータの内部構造、およびリリーフ装置の搭載状態を示す図である。 第1実施形態に係るアキュムレータの内部構造、およびリリーフ装置の構造を示す図である。 第1実施形態に係る通常時におけるリリーフ装置を示す図である。 第1実施形態に係る異常高圧時におけるリリーフ装置を示す図である。 第1実施形態に係る電子制御装置による制御処理の詳細を示すフローチャートである。 第2実施形態に係るアキュムレータの内部構造、およびリリーフ装置の構造を示す図である。 第3実施形態に係る差圧弁の構造を示すものであり、通常時の弁体を示している図である。 第3実施形態に係る差圧弁の構造を示すものであり、異常高圧時の弁体を示している図である。 第4実施形態に係る可溶詮を示すものであり、通常時の可溶詮の状態を示している図である。 第4実施形態に係る可溶詮の構造を示すものであり、異常高圧時の可溶詮の状態を示している図である。 第5実施形態に係る冷凍サイクルにおける具体的な構成を示す図である。 第5実施形態に係る差圧弁の構造を示すものであり、通常時の弁体を示している図である。 第5実施形態に係る差圧弁の構造を示すものであり、異常高圧時の弁体を示している図である。 第6実施形態に係る冷凍サイクルにおける具体的な構成を示す図である。
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。
(第1実施形態)
第1実施形態に係る車両用空調装置1は、車両の車室内に配置されたシートを空調対象空間として、シートに座った乗員の快適性を高めるためのシート車両用空調装置に用いられる。当該車両用空調装置1は、シートの座面部と車室床面との間の小さなスペースに配置されており、シートに配置されたダクトを介して空調風を供給することで、シートに座った乗員の快適性を高めるように構成されている。
図1〜図4に示すように、第1実施形態に係る車両用空調装置1は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル20と、第1送風機30と、第2送風機31と、温風用切替部35と、冷風用切替部40とを、空調ケーシング10の内部に収容して構成されている。
従って、当該車両用空調装置1は、第1送風機30や第2送風機31の作動による送風空気を冷凍サイクル20によって温度調整し、シートに配置されたダクト等を介して、シートに座った乗員に供給することができる。
先ず、空調ケーシング10の具体的な構成について、図1〜図4を参照しつつ説明する。尚、図3は、図2の状態から上部カバー11を取り外した状態を示しており、図4は、図3の状態から第1送風機30及び第2送風機31を取り外した状態を示している。
当該車両用空調装置1において、空調ケーシング10は、シートの座面部と車室床面との間に配置可能な直方体状に形成されており、図2に示すように、上部カバー11と、本体ケース15により構成されている。
上部カバー11は、空調ケーシング10の上面を構成しており、上方が開放された箱状を為す本体ケース15の開口部を閉塞するように取り付けられる。当該上部カバー11には、温風用通気口12と、冷風用通気口13と、供給口14と、排気口16が形成されている。
温風用通気口12は、上部カバー11の右側部分に開口されている。当該温風用通気口12は、後述する第1送風機30や第2送風機31等の作動に伴い、空調ケーシング10の外部の空気(即ち、車室内の空気)を空調ケーシング10の内部に吸い込む為の通気口である。
図1〜図7に示すように、空調ケーシング10の内部において、温風用通気口12の下方となる位置には、冷凍サイクル20のコンデンサ(すなわち、第1熱交換器)22が配置されている。
従って、温風用通気口12から吸い込まれた空気は、コンデンサ22を通過する際に高圧冷媒と熱交換して加熱され、温風WAとして温風側通風路17に供給される。すなわち、コンデンサ22に流れる高圧冷媒は、温風用通気口12から吸い込まれた空気に放熱させる。
冷風用通気口13は、上部カバー11の左側部分に開口されており、温風用通気口12と対称となるように配置されている。当該冷風用通気口13は、温風用通気口12と同様に、第1送風機30や第2送風機31等の作動に伴い、空調ケーシング10の外部の空気を内部に吸い込むための通気口である。
空調ケーシング10の内部にて冷風用通気口13の下方となる位置には、冷凍サイクル20のエバポレータ(すなわち、第2熱交換器)24が配置されている。従って、冷風用通気口13から吸い込まれた空気は、エバポレータ24を通過する際に冷却され、冷風CAとして冷風側通風路18に供給される。
すなわち、エバポレータ24に流れる低圧冷媒は、冷風用通気口13から吸い込まれた空気から吸熱して蒸発することになる。
そして、上部カバー11における後側中央部には、供給口14が開口されている。供給口14は、当該車両用空調装置1にて冷凍サイクル20で温度調整された空調風(例えば、温風WA、冷風CA、混合風MA)を空調対象空間へ供給する為の通気口である。
尚、図示は省略するが、当該供給口14にはダクトの端部が接続されている。当該ダクトは、シートの側部等に沿って配置されており、シートにおける乗員が着席する空間へ空調風を導くように構成されている。シートにおける乗員が着席する空間は空調対象空間に相当する。
又、上部カバー11における前側中央部には、排気口16が開口されている。当該排気口16は、空調ケーシング10の内部において、冷凍サイクル20にて温度調整された空気のうちの一部が排気される開口部である。排気口16から吹き出された空気は、空調対象空間の外部へ送風される。
本体ケース15は、空調ケーシング10の主要部を構成しており、上方が開放された箱状に形成されている。図3〜図7に示すように、本体ケース15の内部には、冷凍サイクル20や第1送風機30、第2送風機31等の構成機器が配置される。冷凍サイクル20の全てが、空調ケーシング10(すなわち、車室内)に収納されていることになる。
尚、図6、図7等に示すように、本体ケース15の内部には、温風側通風路17と冷風側通風路18が形成される。温風側通風路17は、コンデンサ22にて加熱された温風WAが流通する通風路であり、冷風側通風路18は、エバポレータ24にて冷却された冷風CAが流通する通風路である。温風側通風路17、冷風側通風路18は、何れも本体ケース15の空調ケーシング10底面15Aと、構成機器との間によって構成される。
次に、車両用空調装置1における冷凍サイクル20の構成について、図面を参照しつつ説明する。上述したように、冷凍サイクル20は、空調ケーシング10の内部に収容されており、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを構成している。
そして、冷凍サイクル20は、図1に示すように、コンプレッサ21と、コンデンサ22と、減圧弁23と、エバポレータ24と、アキュムレータ(すなわち、低圧機器)25とを有している。当該冷凍サイクル20は、コンプレッサ21の作動によって冷媒を循環させることで、空調対象空間であるシート周辺へ送風される空気を冷却或いは加熱する機能を果たす。
ここで、冷凍サイクル20は、冷媒として、HFC系冷媒(具体的には、R134a)を採用しており、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない蒸気圧縮式の亜臨界冷凍サイクルを構成している。もちろん、冷媒としてHFO系冷媒(例えば、R1234yf)や自然冷媒(例えば、R744)等を採用してもよい。更に、冷媒にはコンプレッサ21を潤滑するための潤滑オイルが混入されており、潤滑オイルの一部は冷媒とともにサイクルを循環している。
コンプレッサ21は、冷凍サイクル20において、アキュムレータ25の冷媒出口から低圧冷媒を吸入し、圧縮して高圧冷媒として吐出するものである。コンプレッサ21は、圧縮容量が固定された固定容量型のコンプレッサを電動モータにて駆動する電動コンプレッサとして構成されており、図3、図4等に示すように、本体ケース15の内部における後方側に配置されている。
尚、コンプレッサ21としては、スクロール型コンプレッサ、ベーン型コンプレッサ等の各種コンプレッサを採用することができる。
コンプレッサ21を構成する電動モータは、図8に示すインバータ26から流れる交流電流によって、その回転数が制御される交流同期電動機である。インバータ26は、電子制御装置60によって制御されることによって、電動モータに流す交流電流を制御する。このことにより、コンプレッサ21を構成する電動モータの回転数(すなわち、コンプレッサ21の吐出冷媒量)を制御することになる。
コンプレッサ21にて圧縮された高圧冷媒が吐出される吐出配管には、コンデンサ22の冷媒入口が接続されている。コンデンサ22は、複数のチューブ及びフィンを積層して平板状に構成された熱交換部22A(図3参照)を有しており、熱交換部22Aを通過する空気と、各チューブを流れる高圧冷媒とを熱交換させる。
図3〜図5に示すように、コンデンサ22は、本体ケース15の右側において、温風用通気口12の下方に位置している。コンデンサ22の熱交換部22Aは、温風用通気口12の開口面積よりも大きく形成されている。従って、温風用通気口12から吸い込まれた空気は、コンデンサ22の熱交換部22Aを通過する。
即ち、コンデンサ22は、コンプレッサ21から吐出された高温高圧の吐出冷媒と、温風用通気口12から吸い込まれた空気とを熱交換させて、空気を加熱して温風WAにすることができる。即ち、当該コンデンサ22は、加熱用熱交換器として作動し、放熱器として機能する。
そして、コンデンサ22の熱交換部22Aは、複数のチューブ及びフィンが伸びる方向を長手方向とする平板状に形成されている。図3〜図7に示すように、当該コンデンサ22は、熱交換部22Aの長手方向が車両用空調装置1の前後方向に沿うように配置されている。
更に、図6、図7に示すように、コンデンサ22は、熱交換部22Aが空調ケーシング10底面15Aから予め定められた距離だけ上方に位置するように配置される。コンデンサ22の下方に形成される空間は、熱交換部22Aを通過した温風WAが流通する空間であり、温風側通風路17の一部として機能する。
そして、コンデンサ22の冷媒出口側には、減圧器としての減圧弁23(図5参照)が接続されている。減圧弁23は、いわゆる固定絞りによって構成されており、コンデンサ22から流出した冷媒を減圧させる。図5に示すように、減圧弁23は、本体ケース15の内部における前側に配置されている。
尚、当該車両用空調装置1では、減圧弁23として固定絞りを用いているが、この態様に限定されるものではない。コンデンサ22から流出した冷媒を減圧可能であれば、減圧部として、種々の構成を採用することができる。例えば、キャピラリーチューブを減圧弁23として採用しても良いし、電子制御装置60の制御信号により絞り開度を制御可能な膨張弁を、減圧弁23に用いても良い。
減圧弁23の冷媒出口には、エバポレータ24の冷媒入口が接続されている。当該エバポレータ24は、複数のチューブ及びフィンを積層して平板状に構成された熱交換部24Aを有しており、熱交換部24Aを通過する空気から吸熱して、各チューブを流れる低圧冷媒を蒸発させる。
図3〜図5に示すように、エバポレータ24は、本体ケース15の左側に配置されており、冷風用通気口13の下方に位置している。従って、当該車両用空調装置1では、エバポレータ24は、空調ケーシング10の内部において、コンデンサ22に対して左右方向に間隔をあけて配置されている。
そして、エバポレータ24の熱交換部24Aは、冷風用通気口13の開口面積よりも大きく形成されている。従って、冷風用通気口13から吸い込まれた空気は、エバポレータ24の熱交換部24Aを通過する。
即ち、エバポレータ24は、冷風用通気口13から吸い込まれた空気と、減圧弁23にて減圧された低圧冷媒とを熱交換させて、空気を冷却して冷風CAにすることができる。即ち、エバポレータ24は、冷却用熱交換器として作動し、吸熱器として機能する。
そして、エバポレータ24の熱交換部24Aは、複数のチューブ及びフィンが伸びる方向を長手方向とする平板状に形成されている。図2〜図6に示すように、当該エバポレータ24は、熱交換部24Aの長手方向が車両用空調装置1の前後方向に沿うように配置されている。
図6、図7に示すように、エバポレータ24は、熱交換部24Aが空調ケーシング10底面15Aから予め定められた距離だけ上方に位置するように配置される。エバポレータ24の下方に形成される空間は、熱交換部24Aを通過した冷風CAが流通する空間であり、冷風側通風路18の一部として機能する。
そして、エバポレータ24の流冷媒出口側には、アキュムレータ25が接続されており、本体ケース15における左側後方に配置されている。当該アキュムレータ25は、エバポレータ24から流出した冷媒の気液を分離して、冷凍サイクル内の余剰液相冷媒を蓄える。
本実施形態の当該アキュムレータ25には、後述するリリーフ装置25Aが設けられている。
当該アキュムレータ25における気相冷媒出口には、コンプレッサ21の吸入配管が接続されている。従って、コンプレッサ21には、アキュムレータ25で分離された気相冷媒が吸入配管を介して吸入される。
図3に示すように、空調ケーシング10の内部には、第1送風機30と第2送風機31が配置されている。第1送風機30は、複数枚の羽根を有する羽根車と、当該羽根車を回転させる電動モータとを有して構成されており、送風機として機能する。
当該第1送風機30は、コンデンサ22とエバポレータ24の間における後方側に位置しており、供給口14の下方に位置している。従って、第1送風機30は、羽根車を回転させることによって、供給口14を介して、空調対象空間であるシートに対して送風することができ
る。
そして、第2送風機31は、第1送風機30と同様に、羽根車及び電動モータを有しており、送風機として機能する。図3に示すように、当該第2送風機31は、コンデンサ22とエバポレータ24の間において、第1送風機30の前側に隣接するように配置されている。
当該第2送風機31は、排気口16の下方に位置している。従って、当該第2送風機31は、羽根車を回転させることによって、排気口16を介して、空調対象空間の外部へ送風することができる。
図4等に示すように、第1送風機30及び第2送風機31の下方には、ファン支持部55が配置されている。ファン支持部55は、コンデンサ22とエバポレータ24の間に配置されており、第1取付開口56と、第2取付開口57とを有している。図4〜図7に示すように、ファン支持部55は、空調ケーシング10における空調ケーシング10底面15Aから予め定められた高さに位置するように配置されており、コンデンサ22とエバポレータ24の間の空間を上下に区画している。
第1取付開口56は、第1送風機30が取り付けられる開口部であり、ファン支持部55における後方側に配置されている。一方、第2取付開口57は、第2送風機31が取り付けられる開口部であり、ファン支持部55における前方側にて、第1取付開口56に隣接するように配置されている。
従って、第1送風機30は、第1取付開口56を介して、ファン支持部55の下方の空気を吸い込み、供給口14へ供給することができる。第2送風機31は、第2取付開口57を介して、ファン支持部55の下方の空気を吸い込んで、排気口16へ送風することができる。
そして、当該車両用空調装置1における温風用切替部35及び冷風用切替部40の構成について、図5、図6、図7等を参照しつつ説明する。
尚、図6は、図5におけるVI-VI断面を示しており、第1送風機30による空気(冷風CA)の流れの一例を示している。そして、図7は、図5におけるVII-VII断面を示しており、第2送風機31による空気(温風WA)の流れの一例を示している。
図4に示すように、当該車両用空調装置1は、コンデンサ22とエバポレータ24の間にて、第1送風機30及び第2送風機31の下方に、温風用切替部35と、冷風用切替部40とを有している。温風用切替部35は、コンデンサ22により加熱された温風WAの送風先を切り替える為の機構である。冷風用切替部40は、エバポレータ24により冷却された冷風CAの送風先を切り替える為の機構である。
温風用切替部35及び冷風用切替部40は、ファン支持部55の下方に配置されたフレーム部材45、供給用スライドドア46、排気用スライドドア47、駆動モータ50等を有して構成されている。
つまり、温風用切替部35及び冷風用切替部40は、空調ケーシング10の内部において、左右両側に配置されたコンデンサ22とエバポレータ24の間に配置されている。
温風用切替部35は、コンデンサ22とエバポレータ24の間における右側(即ち、コンデンサ22に近い側)に位置しており、冷風用切替部40は、コンデンサ22とエバポレータ24の間における左側(即ち、エバポレータ24に近い側)に配置されている。
図6、図7に示すように、フレーム部材45は、コンデンサ22とエバポレータ24の間にて、ファン支持部55の下方に配置されており、前後方向に沿って伸びている。当該フレーム部材45は、前後方向に垂直な断面に関して、下方に向かって膨らんだ円弧状に形成されている。
円弧状に膨らんだフレーム部材45の下端部には、区画部45Aが形成されている。区画部45Aは、フレーム部材45の下端部と空調ケーシング10底面15Aの内面との間を閉塞する壁状に形成されており、前後方向に沿って伸びている。即ち、フレーム部材45の下方の空間は、区画部45Aによって左右に区画される。
当該フレーム部材45の下方であって、区画部45Aの右側にあたる空間は、コンデンサ22の下方の空間と連通し、温風側通風路17の一部を構成する。同様に、フレーム部材45の下方であって、区画部45Aの左側にあたる空間は、エバポレータ24の下方の空間と連通し、冷風側通風路18の一部を構成する。
そして、フレーム部材45の前後方向中央部には、ファン支持部55とフレーム部材45の間の空間を前後に区画する区画リブが形成されている。当該区画リブの後方側の空間は、第1取付開口56に連通しており、供給口14から供給される空気が流入する供給用空間56Aとして機能する。そして、当該区画リブの前方側の空間は、第2取付開口57に連通しており、排気口16から送風される空気が流入する排気用空間57Aとして機能する。
温風用切替部35を構成する温風供給用開口36及び温風排気用開口37は、フレーム部材45における区画部45Aの右側において、前後方向に隣接するように配置されている。温風供給用開口36は、フレーム部材45における右側後方に開口形成されており、供給用空間56Aと温風側通風路17を連通している。そして、温風排気用開口37は、フレーム部材45における右側前方に開口形成されており、排気用空間57Aと温風側通風路17を連通している。
図6、図7に示すように、フレーム部材45は、左右方向中央部に向かうに伴って下方に膨らんだ円弧状に形成されており、温風供給用開口36及び温風排気用開口37は、当該フレーム部材45の右側部分に開口されている。従って、温風供給用開口36及び温風排気用開口37の開口縁は、コンデンサ22が配置されている空調ケーシング10の右側から離れる程、下方に向かう円弧を描くように形成される。
つまり、温風供給用開口36及び温風排気用開口37の開口縁のうち、コンデンサ22側に位置する部位は、温風供給用開口36及び温風排気用開口37を介して、区画部45A側に位置する部位に対向している。そして、コンデンサ22側に位置する部位は、車両用空調装置1の上下方向に関して、区画部45A側に位置する部位よりも上方側に位置している。
そして、冷風用切替部40を構成する冷風供給用開口41及び冷風排気用開口42は、フレーム部材45における区画部45Aの左側において、前後方向に隣接するように配置されている。
冷風供給用開口41は、フレーム部材45における左側後方に開口形成されており、供給用空間56Aと冷風側通風路18とを連通している。図6に示すように、当該冷風供給用開口41は、フレーム部材45において、温風供給用開口36と左右方向に隣接している。
そして、冷風排気用開口42は、フレーム部材45における左側前方に開口形成されており、排気用空間57Aと冷風側通風路18とを連通している。図7に示すように、当該冷風排気用開口42は、フレーム部材45において、温風排気用開口37と左右方向に隣接している。
上述したように、フレーム部材45は、左右方向中央部に向かうに伴って下方に膨らんだ円弧状に形成されており、冷風供給用開口41及び冷風排気用開口42は、当該フレーム部材45の左側部分に開口されている。従って、冷風供給用開口41及び冷風排気用開口42の開口縁は、エバポレータ24が配置されている空調ケーシング10の左側から離れる程、下方に向かう円弧を描くように形成される。
つまり、冷風供給用開口41及び冷風排気用開口42の開口縁のうち、エバポレータ24側に位置する部位は、冷風供給用開口41及び冷風排気用開口42を介して、区画部45A側に位置する部位に対向している。そして、エバポレータ24側に位置する部位は、車両用空調装置1の上下方向に関して、区画部45A側に位置する部位よりも上方側に位置している。
そして、図5〜図7に示すように、エバポレータ24は、熱交換部24Aの長手方向が前後方向に沿うように配置されている。そして、冷風用切替部40において、冷風供給用開口41と冷風排気用開口42は、前後方向に並んで配置されている。
フレーム部材45の後方側には、供給用スライドドア46が移動可能に取り付けられている。当該供給用スライドドア46は、温風供給用開口36及び冷風供給用開口41の開口面積よりも大きな板状に形成されており、フレーム部材45の円弧に沿って湾曲している。
そして、当該供給用スライドドア46は、温風供給用開口36を閉塞する位置と、冷風供給用開口41を閉塞する位置との間を、フレーム部材45の円弧に沿ってスライド可能に取り付けられている。
従って、当該車両用空調装置1は、供給用スライドドア46を移動させることで、温風供給用開口36を介して供給用空間56Aに流入する温風WAの風量と、冷風供給用開口41を介して供給用空間56Aに流入する冷風CAの風量を調整することができる。即ち、供給用スライドドア46は、供給口14から供給される空気において、温風WA及び冷風CAが占める割合を調整することができ、供給側風量調整部として機能する。
一方、フレーム部材45の前方側には、排気用スライドドア47が移動可能に取り付けられている。当該排気用スライドドア47は、温風排気用開口37及び冷風排気用開口42の開口面積よりも大きな板状に形成されており、フレーム部材45の円弧に沿って湾曲している。
そして、当該供給用スライドドア46は、温風排気用開口37を閉塞する位置と、冷風排気用開口42を閉塞する位置との間を、フレーム部材45の円弧に沿ってスライド可能に取り付けられている。
従って、当該車両用空調装置1は、排気用スライドドア47を移動させることで、温風排気用開口37を介して排気用空間57Aに流入する温風WAの風量と、冷風排気用開口42を介して排気用空間57Aに流入する冷風CAの風量を調整することができる。
即ち、排気用スライドドア47は、排気口16から送風される空気において、温風WA及び冷風CAが占める割合を調整することができ、排気側風量調整部として機能する。
図5等に示すように、空調ケーシング10の内部には、駆動モータ50が配置されている。当該駆動モータ50は、いわゆるサーボモータによって構成されており、供給用スライドドア46及び排気用スライドドア47をスライド移動させる為の駆動源として機能する。当該駆動モータ50の作動は、電子制御装置60からの制御信号に基づいて行われる。
駆動モータ50の駆動軸には、供給用シャフト48が接続されている。当該供給用シャフト48は、駆動モータ50から前方側に向かって伸びており、2つのギヤ部48Aを有している。又、当該供給用シャフト48は、供給用スライドドア46の上方を前後方向に横断するように配置されている。
そして、供給用スライドドア46の上面には、2つの歯部46Aが左右方向に延びるように配置されている。当該供給用スライドドア46の歯部46Aは、それぞれ、供給用シャフト48のギヤ部48Aにおける歯と噛み合うように形成されている。
従って、駆動モータ50で生じた動力は、ギヤ部48Aと歯部46Aを介して、供給用スライドドア46に伝達される。即ち、当該車両用空調装置1は、電子制御装置60にて駆動モータ50の作動を制御することで、供給用スライドドア46を左右方向の任意の位置にスライド移動させることができる。
一方、供給用シャフト48の前方側には、排気用シャフト49が回転可能に支持されている。当該排気用シャフト49は、供給用シャフト48と平行になるように前方側に向かって伸びており、2つのギヤ部49Aを有している。
図5に示すように、供給用シャフト48の前方側の端部には、伝達ギヤ部48Bが配置されており、排気用シャフト49の後方側の端部に配置された従動ギヤ部49Bと噛み合うように構成されている。従って、駆動モータ50で生じた動力は、供給用シャフト48の回転に伴い、排気用シャフト49に伝達される。
そして、排気用スライドドア47の上面には、2つの歯部47Aが左右方向に延びるように配置されている。当該排気用スライドドア47の歯部47Aは、それぞれ、排気用シャフト49のギヤ部49Aと噛み合うように形成されている。
従って、駆動モータ50で生じた動力が、供給用シャフト48を介して伝達され、排気用シャフト49を回転させる。これにより、排気用スライドドア47は、温風排気用開口37と冷風排気用開口42の間をスライド移動する。即ち、当該車両用空調装置1は、電子制御装置60にて駆動モータ50の作動を制御することで、排気用スライドドア47を左右方向の任意の位置にスライド移動させることができる。
車両用空調装置1によれば、供給用シャフト48及び排気用シャフト49を介して、駆動モータ50の動力を供給用スライドドア46と排気用スライドドア47に伝達させる。このことにより、供給用スライドドア46のスライド移動と、排気用スライドドア47のスライド移動を連動させることができる。
図9〜図14に示すように、冷風排気用開口42における開口面積が増大するように、排気用スライドドア47が移動すると、供給用スライドドア46は、温風供給用開口36における開口面積が増大するように移動する。
この場合には、排気用空間57Aに流入する空気における冷風CAの風量割合が増大すると、供給用空間56Aに流入する空気における温風WAの風量割合が増大する。当該車両用空調装置1は、空調対象空間に対して、暖房モードよりも低温で、冷房モードよりも高温な混合風MAを供給することができ、暖房よりのエアミックスモードを実現することができる。
又、温風排気用開口37における開口面積が増大するように、排気用スライドドア47が移動すると、供給用スライドドア46は、冷風供給用開口41における開口面積が増大するように移動する。
この場合には、排気用空間57Aに流入する空気における温風WAの風量割合が増大すると、供給用空間56Aに流入する空気における冷風CAの風量割合が増大する。当該車両用空調装置1は、空調対象空間に対して、暖房モードよりも低温で、冷房モードよりも高温な混合風MAを供給することができ、冷房よりのエアミックスモードを実現することができる。
このように構成された第1実施形態に係る車両用空調装置1によれば、冷凍サイクル20のコンデンサ22で加熱された温風WAや、エバポレータ24で冷却された冷風CAを用いて、空調対象空間であるシートに対して空調風を供給することができる。
車両用空調装置1によれば、温風用切替部35や冷風用切替部40の作動を制御する。このことにより、空調対象空間に対して冷風CAを供給する冷房モード、空調対象空間に対して温風WAを供給する暖房モード、冷風CA及び温風WAを混合して温度調整した混合風MAを空調対象空間に供給するエアミックスモードを実現することができる。
次に、第1実施形態に係る車両用空調装置1の制御系について、図面を参照しつつ説明する。図8に示すように、当該車両用空調装置1は、当該車両用空調装置1の構成機器の作動を制御する為の電子制御装置60を有している。
電子制御装置60は、車室内に配置されて、CPU、ROMおよびRAM等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成されている。そして、電子制御装置60は、そのROMに記憶された制御プログラムに基づいて各種演算処理を行い、各構成機器の作動を制御する。
電子制御装置60の出力側には、コンプレッサ21と、第1送風機30と、第2送風機31と、駆動モータ50とが接続されている。従って、当該電子制御装置60は、コンプレッサ21による冷媒吐出性能(例えば、冷媒圧力)や、第1送風機30の送風性能(例えば、送風量)、第2送風機31の送風性能を状況に応じて調整することができる。
又、当該電子制御装置60は、駆動モータ50の作動を制御することで、温風用切替部35、冷風用切替部40における冷風CA、温風WAの風量バランスを調整することができる。即ち、当該電子制御装置60は、車両用空調装置1における運転モードを、冷房モード、暖房モード、エアミックスモードの何れかに変更することができる。
そして、電子制御装置60の入力側には、複数種類の空調用センサ61や操作スイッチ63が接続されている。空調用センサ61は、車両用空調装置1の空調運転の制御に用いられる複数種類のセンサによって構成されており、圧力センサ62を含んでいる。
当該圧力センサ62は、冷凍サイクル20のうちコンプレッサ21の冷媒出口と減圧弁23の冷媒入口の間に流れる高圧冷媒の圧力を検出する為の検出部であり、例えば、コンプレッサ21の冷媒出口およびコンデンサ22の冷媒入口の間に接続された冷媒配管に配置されている。
従って、当該電子制御装置60は、圧力センサ62により検出された高圧冷媒の圧力に応じてコンプレッサ21の回転数を制御することができる。
空調用センサ61は、温風用通気口12、冷風用通気口13にて吸い込まれる空気の温度を検出する吸込温度センサ、コンデンサ22を通過した空気(即ち、温風WA)の温度を検出する温風温度センサを含んでいる。
空調用センサ61は、エバポレータ24を通過した空気(即ち、冷風CA)の温度を検出する冷風温度センサ等を含んでいる。
操作スイッチ63は、乗員の操作を受けて冷房モード、暖房モード、エアミックスモードのいずれかを運転モードとして設定することを指令する。
上述したように、第1実施形態に係る車両用空調装置1は、空調対象空間であるシートに対して冷風CAを供給する冷房モードを実行できる。ここで、冷房モードにおける車両用空調装置1の作動について、図5〜図7を参照しつつ説明する。
この冷房モードに際して、電子制御装置60は、供給用スライドドア46で温風供給用開口36を閉塞すると共に、排気用スライドドア47で冷風排気用開口42を閉塞した状態に、温風用切替部35及び冷風用切替部40を制御する。つまり、図5〜図7に示すように、温風用切替部35では、温風排気用開口37が全開となり、冷風用切替部40では、冷風供給用開口41が全開となる。
図6に示すように、この状態で第1送風機30を作動させると、第1送風機30は、供給用空間56Aから空気を吸い込み、供給口14を介して、空調対象空間であるシートに供給する。
上述したように、冷房モードでは、温風供給用開口36が閉塞されており、冷風供給用開口41が開放されている。従って、図6に示すように、第1送風機30は、冷風用通気口13から空気を吸い込み、エバポレータ24の熱交換部24Aを通過させる。
この時、当該空気は、エバポレータ24の内部を流れる低圧冷媒によって吸熱されて、冷風CAとなる。エバポレータ24を通過した冷風CAは、冷風側通風路18を流通して、冷風供給用開口41から供給用空間56Aに流入する。そして、当該冷風CAは、第1送風機30により供給用空間56Aから吸い込まれ、供給口14から空調対象空間へ供給される。
つまり、第1実施形態に係る冷房モードにおける冷風CAの流れは、冷風用通気口13→エバポレータ24→冷風側通風路18→冷風供給用開口41→供給用空間56A→第1送風機30→供給口14となる。
従って、当該車両用空調装置1の冷房モードにおいて、冷風CAは、第1送風機30により送風される空気を、エバポレータ24における低圧冷媒との熱交換で冷却して生成される。
又、冷房モードにおいて、第2送風機31を作動させると、第2送風機31は、その下方の排気用空間57Aから空気を吸い込み、排気口16を介して、空調対象空間の外部に送風する。
図7に示すように、冷房モードでは、温風排気用開口37が開放されており、冷風排気用開口42が閉塞されている。従って、第2送風機31は、温風用通気口12から空気を吸い込み、コンデンサ22の熱交換部22Aを通過させる。
この時、当該空気は、コンデンサ22を流れる高圧冷媒との熱交換によって加熱され、温風WAとなる。コンデンサ22を通過した温風WAは、温風側通風路17を流通して、温風排気用開口37から排気用空間57Aに流入する。そして、当該温風WAは、第2送風機31により排気用空間57Aから吸い込まれ、排気口16から空調対象空間の外部へ送風される。
つまり、第1実施形態に係る暖房モードにおける温風WAの流れは、温風用通気口12→コンデンサ22→温風側通風路17→温風排気用開口37→排気用空間57A→第2送風機31→排気口16となる。
従って、当該車両用空調装置1の冷房モードにおいて、温風WAは、第2送風機31により送風される空気を、コンデンサ22における高圧冷媒の熱で加熱して生成される。
このように、当該車両用空調装置1は、エバポレータ24にて冷却された冷風CAを、第1送風機30により供給口14から空調対象空間に供給すると共に、コンデンサ22で加熱された温風WAを、第2送風機31により排気口16から送風することができる。即ち、当該車両用空調装置1は、空調対象空間であるシートに冷風CAを供給する冷房モードを実現することができる。
次に、暖房モードにおける車両用空調装置1の作動について、図9〜図11を参照しつつ説明する。
暖房モードにおいて、電子制御装置60は、供給用スライドドア46で冷風供給用開口41を閉塞すると共に、排気用スライドドア47で温風排気用開口37を閉塞した状態に、温風用切替部35及び冷風用切替部40を制御する。
つまり、図9〜図11に示すように、温風用切替部35では、温風供給用開口36が全開となり、冷風用切替部40では、冷風排気用開口42が全開となる。
図10に示すように、この状態で第1送風機30を作動させると、第1送風機30は、供給用空間56Aから空気を吸い込み、供給口14を介して、空調対象空間であるシートに供給する。
上述したように、暖房モードでは、冷風供給用開口41が閉塞されており、温風供給用開口36が開放されている。従って、図10に示すように、第1送風機30は、温風用通気口12から空気を吸い込み、コンデンサ22の熱交換部22Aを通過させる。
この時、当該空気は、コンデンサ22の内部を流れる高圧冷媒の熱によって加熱されて、温風WAとなる。コンデンサ22を通過した温風WAは、温風側通風路17を流通して、温風供給用開口36から供給用空間56Aに流入する。そして、当該温風WAは、第1送風機30により供給用空間56Aから吸い込まれ、供給口14から空調対象空間へ供給される。
つまり、第1実施形態に係る暖房モードにおける温風WAの流れは、温風用通気口12→コンデンサ22→温風側通風路17→温風供給用開口36→供給用空間56A→第1送風機30→供給口14となる。
図10に示すように、当該車両用空調装置1によれば、この温風WAの流れにおいて、コンデンサ22や第1送風機30のような構成機器の間に十分な間隔を確保することができる為、暖房モードにおける温風WAの通風抵抗を低減することができる。
尚、暖房モードにおいては、冷風供給用開口41は、供給用スライドドア46によって閉塞されている為、冷風側通風路18側の空気が、第1送風機30の作動によって供給用空間56Aに吸い込まれることはない。
つまり、この場合、第1送風機30により、冷風用通気口13→エバポレータ24→冷風側通風路18→冷風供給用開口41という空気の流れが生じることはない。
従って、当該車両用空調装置1の暖房モードにおいて、温風WAは、第1送風機30により送風される空気を、コンデンサ22における高圧冷媒の熱で加熱して生成される。
即ち、冷凍サイクル20のコンデンサ22における冷媒の放熱量は、第1送風機30による送風量の影響を大きく受けることになる。
換言すると、当該車両用空調装置1は、暖房モードにおいて、第1送風機30の送風量を調整することで、コンデンサ22における冷媒の放熱量を調整することができる。
又、暖房モードにおいて、第2送風機31を作動させると、第2送風機31は、排気用空間57Aから空気を吸い込み、排気口16を介して、空調対象空間の外部に送風する。図11に示すように、暖房モードでは、冷風排気用開口42が開放されており、温風排気用開口37が閉塞されている。従って、第2送風機31は、冷風用通気口13から空気を吸い込み、エバポレータ24の熱交換部24Aを通過させる。
この場合に、当該空気は、エバポレータ24を流れる低圧冷媒によって吸熱され、冷風CAとなる。エバポレータ24を通過した冷風CAは、冷風側通風路18を流通して、冷風排気用開口42から排気用空間57Aに流入する。
そして、当該冷風CAは、第2送風機31により排気用空間57Aから吸い込まれ、排気口16から空調対象空間の外部へ送風される。
つまり、第1実施形態に係る暖房モードにおける冷風CAの流れは、冷風用通気口13→エバポレータ24→冷風側通風路18→冷風排気用開口42→排気用空間57A→第2送風機31→排気口16となる。
従って、当該車両用空調装置1の暖房モードにおいて、冷風CAは、第2送風機31により送風される空気を、エバポレータ24における低圧冷媒で吸熱して生成される。
このように、当該車両用空調装置1は、コンデンサ22にて加熱された温風WAを、第1送風機30により供給口14から空調対象空間に供給すると共に、エバポレータ24で冷却された冷風CAを、第2送風機31により排気口16から送風することができる。
続いて、エアミックスモードにおける車両用空調装置1の作動について、図12〜図14を参照しつつ説明する。エアミックスモードは、空調対象空間に対して、温風WAと冷風CAを混合した混合風MAを供給する運転モードである。
エアミックスモードでは、電子制御装置60は、供給用スライドドア46の位置を制御して、温風供給用開口36の開口面積と冷風供給用開口41の開口面積を確保した状態にする。同時に、電子制御装置60は、排気用スライドドア47の位置を制御して、温風排気用開口37の開口面積と冷風排気用開口42の開口面積を確保した状態にする。
図13に示すように、この状態で第1送風機30を作動させると、第1送風機30は、供給用空間56Aから空気を吸い込み、供給口14を介して、空調対象空間であるシートに供給する。
エアミックスモードでは、温風供給用開口36及び冷風供給用開口41の何れについても、開口面積が確保されている。従って、図13に示すように、第1送風機30は、温風用通気口12から空気を吸い込み、コンデンサ22の熱交換部22Aを通過させると同時に、冷風用通気口13から空気を吸い込み、エバポレータ24の熱交換部24Aを通過させる。
上述したように、コンデンサ22を通過する空気は、コンデンサ22の内部を流れる高圧冷媒の熱によって加熱されて、温風WAとなる。コンデンサ22を通過した温風WAは、温風側通風路17を流通して、温風供給用開口36から供給用空間56Aに流入する。
一方、エバポレータ24を通過する空気は、エバポレータ24を流れる低圧冷媒により吸熱されて、冷風CAとなる。当該冷風CAは、エバポレータ24から冷風側通風路18へ流出して、冷風供給用開口41から供給用空間56Aに流入する。
即ち、エアミックスモードでは、供給用空間56Aに対して、温風WAと冷風CAが流入して混合される。そして、供給用空間56Aの内部の空気は、第1送風機30により吸い込まれ、混合風MAとして、供給口14から空調対象空間へ供給される。
上述したように、供給用スライドドア46は、温風供給用開口36の開口面積及び、冷風供給用開口41の開口面積を調整する機能を有している。このため、供給用空間56Aに流入する温風WA及び冷風CAの風量割合を調整することができ、混合風MAを供給口14から供給可能な状態にすることができる。
そして、エアミックスモードにおいて、第2送風機31を作動させると、第2送風機31は、上述した冷房モード等と同様に、排気用空間57Aから空気を吸い込み、排気口16を介して、空調対象空間の外部に送風する。
そして、コンデンサ22を通過した温風WAは、温風側通風路17を流通して、温風排気用開口37から排気用空間57Aに流入する。同様に、エバポレータ24を通過した冷風CAは、冷風側通風路18を流通して、冷風排気用開口42から排気用空間57Aに流入する。
従って、エアミックスモードでは、排気用空間57Aに対しても、温風WAと冷風CAが流入して混合される。そして、排気用空間57Aの内部の空気は、第2送風機31によ
って吸い込まれ、混合風MAとして、排気口16から空調対象空間の外部へ送風される。
上述したように、排気用スライドドア47は、温風排気用開口37の開口面積及び、冷風排気用開口42の開口面積を調整する機能を有している。このため、排気用空間57Aに流入する温風WA及び冷風CAの風量割合を調整することができ、混合風MAを排気口16から送風可能な状態にすることができる。
次に、本実施形態のリリーフ装置25Aについて図15〜図18を参照して説明する。
リリーフ装置25Aは、図15に示すように、アキュムレータ25に配置されている。
まず、リリーフ装置25Aの説明に先立って、アキュムレータ25の構造について説明する。
図16に示すように、アキュムレータ25は、金属製の円筒状のアキュレータケース70を備える。アキュレータケース70には、冷媒入口71、分離部72、貯液部73、気相冷媒通路74、冷媒出口75、および放冷媒出口76が設けられている。
冷媒入口71は、アキュレータケース70の側壁77aのうち上側に開口されて分離部72に連通されている。冷媒入口71は、エバポレータ24を通過した気液二相冷媒を分離部72に導くための冷媒入口である。分離部72は、アキュレータケース70内部のうち上側に配置されている。分離部72は、冷媒入口71を通して導入される気液二相冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離する。
分離部72内には、冷媒入口71を通して導入される気液二相冷媒のうち液相冷媒を貯液部73に滴下させる分離壁部72aが設けられている。分離壁部72aは、アキュレータケース70の天井77bから下側に延びるように形成されている。
分離壁部72aは、軸線Sを中心とする円筒状に形成されている。軸線Sは、天地方向に延びるように配置されている。分離壁部72aは、分離部72のうち上側に配置されている。分離部72は、軸線Sを中心とする円筒状に形成されている。
貯液部73は、軸線Sを中心とする環状に形成されている。貯液部73は、気液二相冷媒のうち分離部72にて分離された液相冷媒を貯める。気相冷媒通路74は、分離部72内に対して軸線Sを中心として径方向中央部に配置されている中央通路74aと、中央通路74aと冷媒出口75とを連通する連通路74bとを備える。
連通路74bは、アキュレータケース70のうち分離部72に対して径方向下側に配置されている。冷媒出口75は、アキュレータケース70の側壁77aのうち下側に開口されている。冷媒出口75は、気相冷媒通路74を通過した気相冷媒をコンプレッサ21の冷媒入口に導くための冷媒出口である。
放冷媒出口76は、アキュレータケース70の底部77cから下側にて空調ケーシング10内に開口されている。放冷媒出口76は、貯液部73に連通されている。本実施形態のリリーフ装置25Aは、放冷媒出口76に設けられている。リリーフ装置25Aは、アキュレータケース70内の冷媒圧力に応じて開弁する破裂防止安全栓である。
本実施形態のリリーフ装置25Aは、アキュレータケース70内の冷媒圧力が所定値未満であるときには、放冷媒出口76を閉じた閉弁状態を維持する(図17参照)。
冷凍サイクル20の停止時にて、車室内の火災等により冷凍サイクル20の周辺が高温になりアキュレータケース70内の冷媒圧力が所定値以上になると、リリーフ装置25Aが塑性変形により開弁して放冷媒出口76を開けた状態になる(図18参照)。
このことにより、アキュレータケース70内の冷媒が放冷媒出口76から空調ケーシング10内に放出される。これにより、空調ケーシング10に形成される嵌合部等の隙間から車室内に穏やかに放出される。
すなわち、リリーフ装置25Aから冷凍サイクル20の外側に冷媒が急激に排出されることを空調ケーシング10が緩衝することができる。
次に、本実施形態の電子制御装置60によるコンプレッサ21および第1送風機30及び第2送風機31を制御する制御処理について図19を参照して説明する。図19は、電子制御装置60による制御処理の詳細を示すフローチャートである。電子制御装置60は、図19のフローチャートにしたがって、制御処理を実行する。
まず、電子制御装置60は、コンプレッサ21の回転数を目標回転数Ncに近づけるための交流電流をコンプレッサ21の電動モータに流すようにインバータ26を制御する(ステップS100)。
これに伴い、コンプレッサ21の回転数を目標回転数Ncに近づけるための交流電流がインバータ26から電動モータに流れる。このため、電動モータの回転数が、インバータ26によって制御される。このことにより、コンプレッサ21の回転数を目標回転数Ncに近づくことになる。
その後、電子制御装置60は、圧力センサ62の検出値に基づいて高圧冷媒の圧力が設定圧力Aよりも小さいか否かを判定する(ステップS110)。
このとき、電子制御装置60は、高圧冷媒の圧力が設定圧力Aよりも小さいときには、
YESと判定して、ステップS111に移行する。これに伴い、コンプレッサ21の回転数を規定回転数ΔN上昇させるための交流電流を電動モータに流すようにインバータ26を制御する。
このため、電動モータの回転数が、インバータ26によって制御される。このことにより、コンプレッサ21の回転数が規定回転数ΔN上昇される。このため、コンプレッサ21の吐出冷媒量が上昇する。その後、ステップS100に戻る。
このため、高圧冷媒の圧力が設定圧力Aよりも小さい状態が継続されると、目標回転数指示処理(ステップS100)、ステップS110のYES判定、およびコンプレッサ回転数上昇処理(ステップS111)を繰り返す。
その後、高圧冷媒の圧力が設定圧力A以上になると、電子制御装置60は、上記ステップS110において、NOと判定する。これに伴い、ステップS120において、圧力センサ62の検出値に基づいて高圧冷媒の圧力が設定圧力Bよりも小さいか否かを判定する。
本実施形態の設定圧力Bは、特許請求の範囲における「閾値」であって、設定圧力Aよりも大きな値が設定されている。
このとき、電子制御装置60は、高圧冷媒の圧力が設定圧力Bよりも小さいときには、
上記ステップS110においてYESと判定して、ステップS121に移行する。これに伴い、コンプレッサ21の回転数を現状の回転数のまま維持させるための交流電流を電動モータに流すようにインバータ26を制御する。
このため、電動モータの回転数が、インバータ26によって制御される。このことにより、コンプレッサ21の回転数が現状の回転数のまま維持される。このため、コンプレッサ21の吐出冷媒量が現状のまま維持される。その後、ステップS100に戻る。
このため、高圧冷媒の圧力が設定圧力Bよりも小さい状態が維持される。すると、電子制御装置60は、目標回転数指示処理(ステップS100)、ステップS110のNO判定、ステップS120のYES判定、およびコンプレッサ回転数維持処理(ステップS121)を繰り返す。
次に、高圧冷媒の圧力が設定圧力B以上になると、電子制御装置60は、上記ステップS120において、NOと判定する。これに伴い、電子制御装置60は、ステップS130において、圧力センサ62の検出値に基づいて高圧冷媒の圧力が設定圧力Cよりも小さいか否かを判定する。
本実施形態では、設定圧力Cは、設定圧力Aよりも高く、かつ設定圧力Bよりも高い圧力値が採用される。
このとき、電子制御装置60は、高圧冷媒の圧力が設定圧力Cよりも小さいときには、
上記ステップS130においてYESと判定して、ステップS131に移行する。これに伴い、コンプレッサ21の回転数を規定回転数ΔN低下させるための交流電流を電動モータに流すようにインバータ26を制御する。
このため、電動モータの回転数が、インバータ26によって制御される。このことにより、コンプレッサ21の回転数が規定回転数ΔN低下される。これに伴い、コンプレッサ21の吐出冷媒量が低下する。その後、電子制御装置60は、ステップS140に移行させる。
また、上記ステップS130において、高圧冷媒の圧力が設定圧力C以上であるときには、NOと判定して、ステップS132に移行する。これに伴い、コンプレッサ21の回転を停止させるようにインバータ26を制御する。
これにより、コンプレッサ21が停止する。その後、電子制御装置60は、ステップS140に移行させる。
このようにステップS140に移行すると、電子制御装置60は、コンデンサ22を通過する風量を増大させるべきか否かを判定する。
具体的には、電子制御装置60は、圧力センサ62の検出値に基づいて高圧冷媒の圧力が設定圧力Cよりも大きいか否かを判定する。
このとき、電子制御装置60は、高圧冷媒の圧力が設定圧力Cよりも大きいときには、
上記ステップS140において、コンデンサ22を通過する風量を増大させるべきであるとして、YESと判定する。
この場合、電子制御装置60は、ステップS141において、コンデンサ22を通過する風量を増大させるために第1送風機30および第2送風機31を制御する。
例えば、図7に示す冷房モードでは、電子制御装置60は、第2送風機31の回転数を増大させるように第2送風機31の送風量を制御する。このため、温風用通気口12からコンデンサ22の熱交換部22Aを通過する送風量が増大する。
例えば、図10に示す暖房モードでは、電子制御装置60は、第1送風機30の回転数を増大させるように第1送風機30の送風量を制御する。このため、温風用通気口12からコンデンサ22の熱交換部22Aを通過する送風量が増大する。
例えば、図13に示すエアミックスモードでは、電子制御装置60は、第1送風機30の回転数を増大させるように第1送風機30を制御する。このため、温風用通気口12からコンデンサ22の熱交換部22Aを通過する送風量が増大する。
これに加えて、図14に示すエアミックスモードでは、電子制御装置60は、第2送風機31の回転数を増大させるように第2送風機31の送風量を制御する。このため、温風用通気口12からコンデンサ22の熱交換部22Aを通過する送風量が増大する。
以上により、第1送風機30および第2送風機31が電子制御装置60によって制御されて、コンデンサ22を通過する風量を増大する。
すなわち、送風機30、31の送風量、およびコンプレッサ21の吐出冷媒量のうち少なくとも一方を制御することにより、高圧冷媒の圧力が低下させることになる。送風機30、31とは、第1送風機30および第2送風機31を纏めた表現である。
このため、高圧冷媒の圧力が設定圧力B以上であり、かつ高圧冷媒の圧力が設定圧力C未満である状態が維持される。このことにより、高圧冷媒の圧力が異常高圧になることが抑えられる。その後、ステップS100に戻る。
電子制御装置60は、ステップS100、ステップS110、S120のそれぞれのNO判定、ステップS130のYES判定、ステップS131、ステップS140のYES、およびステップS141の実行を繰り返す。
その後、電子制御装置60は、上記ステップS140において、圧力センサ62の検出値に基づいて高圧冷媒の圧力が設定圧力C未満であると判定するときには、コンデンサ22を通過する風量を増大させるべきではないとして、NOと判定する。
すると、電子制御装置60は、ステップS141のコンデンサ風量上昇処理をスキップしてステップS100に戻る。この場合、コンデンサ22を通過する風量を増大させることなく、高圧冷媒の圧力が異常高圧になることが抑えられることになる。
以上により、上述したステップS100〜S140の各制御処理が繰り返される。このため、コンプレッサ21の回転数指示処理(ステップS100)を実行する毎に、コンプレッサ21の回転数を制御したり、第1送風機30や第2送風機31によってコンデンサ22を通過する風量を増大させる制御を実施する。このことにより、高圧冷媒の圧力が異常高圧になることが抑えられる。
以上説明した本実施形態によれば、車両用空調装置1は、電子制御装置60および冷凍サイクル20を備え、この冷凍サイクル20を車室内に配置してなる。冷凍サイクル20は、冷媒を圧縮するコンプレッサ21と、コンプレッサ21から吐出される高圧冷媒を放熱するコンデンサ22とを備える。
冷凍サイクル20は、コンデンサ22を通過した高圧冷媒を減圧する減圧弁23と、減圧弁23を通過した低圧冷媒と車室内空気との間で熱交換させて車室内空気を低圧冷媒によって冷却させるエバポレータ24とを有する
電子制御装置60は、冷凍サイクル20の運転時に、ステップS131、S132、S141にて、コンプレッ21サの吐出冷媒量、および送風機30、31の送風量を制御して高圧冷媒の圧力が異常高圧になることを抑える高圧保護部を備える。
このことにより、冷凍サイクル20の内部に冷媒を維持した状態で高圧冷媒の圧力が異常高圧になることを抑えることができる。このため、冷凍サイクル20の運転時に、異常高圧を起因とした冷凍サイクル20における配管等の破裂や冷媒漏れを避けることができる。
本実施形態の冷凍サイクル20の停止時に、車室内の火災等により冷凍サイクル20の周辺が高温になりアキュレータケース70内の冷媒圧力が所定値以上になると、リリーフ装置25Aが塑性変形により開弁して放冷媒出口76を開けた状態にする。
このことにより、アキュレータケース70内の冷媒が放冷媒出口76から空調ケーシング10内に放出される。これにより、空調ケーシング10に形成される嵌合部等の隙間から車室内に穏やかに放出される。このため、冷凍サイクル20の破裂や爆発を未然に防ぐことができる。
本実施形態の冷凍サイクル20は、空調ケーシング10内に配置されているため、リリーフ装置25Aが開弁した状態で、冷媒に含まれる潤滑オイルが空調ケーシング10内に放出される。このため、冷凍サイクル20内から潤滑オイルがミスト状で勢い良く車室内全体に拡散されることを未然に防ぐことができる。このため、潤滑オイルの爆発や余計な延焼を防止することができる。
以上により、連通配管を用いることなく、冷凍サイクル20内の冷媒圧力が異常高圧になることを避けるようにした車両用空調装置1を提供することができる。
例えば、シートに車両用空調装置1を搭載した場合には、シートスライドに対応するために柔軟性のあるホースや蛇腹ダクトなどで連通配管を構成する必要があり、ユニット体格以上に搭載スペースが必要となる恐れがある。
これに対して、本実施形態の車両用空調装置1は、連通配管を用いない。このため、柔軟性のあるホースや蛇腹ダクトなどで連通配管を構成する必要が無い。これにより、大きな搭載スペースが不必要となる。
本実施形態のリリーフ装置25Aは、アキュレータケース70に設けられている。アキュレータケース70には、冷凍サイクル20を構成する他の機器に対して比較的スペースに余裕がある。このため、リリーフ装置25Aをアキュレータケース70に配置しても、アキュレータケース70の体格の増大化を抑えることができる。
本実施形態のアキュレータケース70は、冷凍サイクル20を構成する他の機器に対して肉部の厚み寸法を確保し易く、リリーフ装置25Aをアキュレータケース70に低コストで搭載が可能である。肉部とは、アキュレータケース70のうち金属材料によって構成されている部位である。
本実施形態のアキュレータケース70は、冷凍サイクル20を構成する他の機器に対して冷媒を収容する容量が大きいため、冷媒圧力の変動を緩和することが期待できる。このため、リリーフ装置25Aの誤動作を未然に防ぐことができる。
本実施形態では、アキュレータケース70のうち下側に開口する放冷媒出口76にリリーフ装置25Aが設けられている。このため、アキュレータケース70内の液相冷媒が放冷媒出口76から空調ケーシング10内に放出される。
よって、本実施形態では、アキュレータケース70内の気相冷媒が放冷媒出口76から空調ケーシング10内に放出される場合に比べて、放冷媒出口76から冷媒が放出される勢いが弱くなる。このため、アキュレータケース70の放冷媒出口76から放出される気相冷媒によって空調ケーシング10を突き破ることを未然に防ぐことができる。
(第2実施形態)
上記第1実施形態では、リリーフ装置25Aを配置するための放冷媒出口76を、アキュムレータ25のアキュレータケース70の底部77cに配置した例について説明した。しかし、これに代えて、本第2実施形態では、アキュムレータ25のアキュレータケース70の天井77bに放冷媒出口76に配置した例について図20を参照して説明する。
本実施形態の放冷媒出口76は、天井77bのうち軸線Sを中心とする径方向内側に配置されている。放冷媒出口76は、アキュレータケース70のうち分離壁部72aのうち軸線Sを中心とする径方向内側に連通している。
このことにより、リリーフ装置25Aは、アキュレータケース70の天井77bに配置されている。
冷凍サイクル20の停止時にて、車室内の火災等により冷凍サイクル20の周辺が高温になりアキュレータケース70内の冷媒圧力が所定値以上になると、リリーフ装置25Aが塑性変形により開弁して放冷媒出口76を開けた状態になる。この場合、アキュレータケース70のうち分離部72から気相冷媒が放冷媒出口76を通して空調ケーシング10内に放出されることになる。
(第3実施形態)
上記第1実施形態では、コンプレッサ21の吐出冷媒量を制御して冷凍サイクル20の内部に冷媒を維持した状態で高圧冷媒の圧力が異常高圧になることを抑える高圧保護部について説明した。
しかし、本第3実施形態では、低圧冷媒の圧力と高圧冷媒の圧力との差分の絶対値であるの差圧によって開閉する差圧弁80を高圧保護部として用いる例について図21および図22を参照して説明する。
本実施形態の差圧弁80は、コンデンサ22の冷媒出口とエバポレータ24の冷媒入口との間に配置されている。差圧弁80は、弁ケース81、弁体82、および、ばね83を備える。
弁ケース81は、コンデンサ22の冷媒出口からの冷媒をエバポレータ24の冷媒入口に導くための冷媒流路を形成する。弁ケース81は、コンデンサ22の冷媒出口からの高圧冷媒が流れる冷媒入口81aと、エバポレータ24の冷媒入口に低圧冷媒を導く冷媒出口81bとを備える。
冷媒入口81aは、弁ケース81の天井から上側に開口されている。冷媒出口81bは、
弁ケース81の側壁から左側に開口されている。
弁体82およびばね83は、弁ケース81内に配置されている。ばね83は、弁体82および弁ケース81の底部の間に配置されている。弁体82は、ばね83に支持された状態になっている。
このことにより、弁体82は、冷媒入口81aに対して下側に配置されている。弁体82は、ばね83の弾性変形による伸長に伴って、上下に変位する。このため、弁体82は、冷媒入口81aを開閉する。
本実施形態の弁体82は、厚み方向が上下方向に一致するように配置されている。弁体82には、上下方向に貫通する減圧器としての絞り通路82aが一体化されている。絞り通路82aは、冷媒入口81aから弁ケース81に流入される冷媒通路の流路断面積を絞る通路である。
以上説明した本実施形態によれば、コンデンサ22の冷媒出口を流れる高圧冷媒の圧力を高圧圧力PHとし、エバポレータ24の冷媒入口に流れる低圧冷媒の圧力を低圧圧力PLとする。
高圧圧力PHと低圧圧力PLとの差分の絶対値である差圧ΔP(=|PH−PL|)に基づいて弁体82に作用する力を力Faとし、弁体82に作用するばね83の弾性力を力Fbとする。
ここで、高圧圧力PHが正常で閾値未満であるとき、力Faが力Fb(>Fa)よりも小さくなる。このとき、弁体82がばね83によって支持された状態で、弁ケース81のうち冷媒入口81aを形成する開口形成部84に弁体82が密着した状態になる。このことにより、冷媒入口81aを弁体82が閉じた状態になる。
この場合、コンデンサ22の冷媒出口から冷媒入口81aに流される高圧冷媒が絞り通路82aに通過することにより減圧される。この減圧され冷媒が低圧冷媒として冷媒出口81bからエバポレータ24の冷媒入口に流れる。
また、冷凍サイクル20の運転時に、高圧圧力PHが上昇して、閾値以上になると、差圧ΔPが大きくなる。これに伴い、力Faが力Fb(>Fa)よりも大きくなると、弁体82がばね83によって支持された状態で、弁体82が図27中下側に変位して、冷媒入口81aを弁体82が開けた状態になる。
つまり、力Faが力Fb(>Fa)よりも大きくなると、弁体82が絞り通路82aとともに変位して、冷媒入口81aを開けた状態になる。
このため、コンデンサ22の冷媒出口から冷媒入口81aに流入される高圧冷媒が、絞り通路82aを迂回して冷媒出口81bに流れる。すなわち、冷媒入口81aから高圧冷媒が、冷媒出口81bを通してエバポレータ24の冷媒入口に流れる。これにより、弁体82によって、冷凍サイクル20の内部に冷媒を維持した状態で高圧冷媒の圧力が異常高圧になることを抑えることができる。
以上により、連通配管を用いることなく、冷凍サイクル20内の冷媒圧力が異常高圧になることを抑えるようにした車両用空調装置1を提供することができる。
本実施形態では、弁体82および絞り通路82aが一体化されている。このため、差圧弁80および絞り通路82aの体格を小型化することができる。
(第4実施形態)
上記第1実施形態では、冷凍サイクル20の停止時に、冷凍サイクル20内の冷媒圧力が異常高圧になったとき、冷媒を冷凍サイクル20の外側に放出するために、リリーフ部として、リリーフ装置25Aを設けた例について説明した。
しかし、これに代えて、本第4実施形態の冷凍サイクル20を構成する冷媒配管20aにリリーフ部としての可溶栓25Bを設けた例について説明する。
本実施形態の冷媒配管20aは、減圧弁23の冷媒出口およびコンプレッサ21の冷媒入口の間に配置されて減圧弁23の冷媒出口からの低圧冷媒をコンプレッサ21の冷媒入口に流通させる配管である。可溶栓25Bは、例えば、冷媒配管20aのうち減圧弁23の冷媒出口およびエバポレータ24の冷媒入口の間に配置されている。
可溶栓25Bは、冷媒配管20aの内側と外側とを貫通する貫通孔20b内に配置されている。可溶栓25Bは、筒状に形成されて中空部25bを有する栓本体25aと、栓本体25aの中空部25bに充填されている可溶部25cとを備える。中空部25bは、貫通孔20bを通して冷媒配管20aの内側と外側とを貫通する。
本実施形態の栓本体25aは、銅等の金属材料によって形成されている。可溶部25cは、栓本体25aに比べて融点の低い金属材料(例えば、鉛やスズ等の金属材料)によって形成されている。
このため、冷媒配管20a内の冷媒圧力が所定値未満であるとき、可溶栓25Bの可溶部25cは、固体の状態で、中空部25bを閉じた状態となる。
一方、車室内の火災等で冷媒配管20a内の冷媒温度が上昇して冷媒圧力が所定値以上になると、可溶栓25Bの可溶部25cが溶けて中空部25b(すなわち、貫通孔20b)が開いた状態となる。このため、冷媒配管20a内の冷媒を中空部25b、および貫通孔20bを通して空調ケーシング10内に放出することができる(図24参照)。
以上により、連通配管を用いることなく、冷凍サイクル20内の冷媒圧力が異常高圧になることを抑えるようにした車両用空調装置1を提供することができる。
(第5実施形態)
上記第3実施形態では、差圧弁80が減圧器を構成した例について説明したが、これに代えて、差圧弁80Aを減圧弁とは独立して構成した第5実施形態について図25〜図27を参照して説明する。
本実施形態の差圧弁80Aは、図25に示すように、コンデンサ22の冷媒入口およびエバポレータ24の冷媒出口の間において冷媒の流れに対してコンプレッサ21と差圧弁80Aとを並列に配置されている。差圧弁80Aは、図21、図22の差圧弁80から絞り通路82aを削除した構成になっている。
具体的には、差圧弁80Aは、図26、図27に示すように、弁ケース81、弁体82A、およびばね83を備える。図26、図27において、図21、図22と同一符号は、同一のものを示し、その説明を省略する。弁体82Aは、図21、図22の差圧弁80から絞り通路82aを削除した弁体である。
このように構成される本実施形態では、コンデンサ22の冷媒入口を流れる高圧冷媒の圧力を高圧圧力PHとし、エバポレータ24の冷媒出口を流れる低圧冷媒の圧力を低圧圧力PLとする。高圧圧力PHと低圧圧力PLとの差分の絶対値である差圧ΔP(=|PH−PL|)に基づいて弁体82に作用する力を力Faとする。弁体82に作用するばね83の弾性力を力Fbとする。
ここで、高圧圧力PHが正常で閾値未満であるとき力Faが力Fb(>Fa)よりも小さくなる。このため、弁体82Aがばね83によって支持された状態で、弁ケース81のうち冷媒入口81aを形成する開口形成部84に弁体82が密着した状態になる。このことにより、冷媒入口81aを弁体82が閉じた状態になる。すなわち、差圧弁80Aが閉弁した状態になる。
また、冷凍サイクル20の運転時に、高圧圧力PHが上昇して閾値以上になると、力Faが力Fb(>Fa)よりも大きくなる。このため、弁体82がばね83によって支持された状態で、図27中下側に変位して、冷媒入口81aを弁体82が開けた状態になる。すなわち、差圧弁80Aが開弁した状態になる。
このため、コンプレッサ21の冷媒出口側からの高圧冷媒が差圧弁80Aを通してコンプレッサ21の冷媒入口側に流れる。これにより、弁体82によって、冷凍サイクル20の内部に冷媒を維持した状態で高圧冷媒の圧力が異常高圧になることを抑えることができる。
以上により、連通配管を用いることなく、冷凍サイクル20内の冷媒圧力が異常高圧になることを抑えるようにした車両用空調装置1を提供することができる。
(第6実施形態)
上記第5実施形態では、コンデンサ22の冷媒入口およびエバポレータ24の冷媒出口の間において冷媒の流れに対してコンプレッサ21と差圧弁80Aとを並列に配置した例について説明した。
しかし、これに代えて、コンデンサ22の冷媒出口およびエバポレータ24の冷媒入口の間において冷媒の流れに対して減圧弁23と差圧弁80Aを並列に配置した本第6実施形態について図28を参照して説明する。
本実施形態と上記第5実施形態とは、差圧弁80Aの配置が相違するだけで、その他の構成は、同一である。図28において、図25と同一の符号は、同一のものを示し、その説明を省略する。
このように構成される本実施形態では、コンデンサ22の冷媒出口に流れる高圧冷媒の高圧圧力PHとして、エバポレータ24の冷媒入口に流れる低圧冷媒の低圧圧力PLとする。
高圧圧力PHおよび低圧圧力PLの差圧の絶対値である差圧ΔP(=|PH−PL|)に基づいて弁体82に作用する力を力Faとする。弁体82に作用するばね83の弾性力を力Fbとする。
ここで、高圧圧力PHが正常で閾値以下であり、力Faが力Fb(>Fa)よりも小さくなる。この場合、弁体82Aがばね83によって支持された状態で、弁ケース81のうち冷媒入口81aを形成する開口形成部84に弁体82が密着した状態になる。
このことにより、冷媒入口81aを弁体82が閉じた状態になる。すなわち、差圧弁80Aが閉弁した状態になる。
また、冷凍サイクル20の運転時に、高圧圧力PHが上昇して閾値以上になると、力Faが力Fb(>Fa)よりも大きくなる。すると、弁体82がばね83によって支持された状態で、冷媒入口81aを弁体82が開けた状態になる。すなわち、差圧弁80Aが開弁した状態になる。
このため、減圧弁23の冷媒入口側からの高圧冷媒が差圧弁80Aを介して減圧弁23の冷媒出口側に流れる。これにより、弁体82によって、冷凍サイクル20の内部に冷媒を維持した状態で高圧冷媒の圧力が異常高圧になることを抑えることができる。
以上により、連通配管を用いることなく、冷凍サイクル20内の冷媒圧力が異常高圧になることを抑えるようにした車両用空調装置1を提供することができる。
(他の実施形態)
(1)上記第1〜第6実施形態では、冷凍サイクル20を車両用空調装置1とした例について説明したが、これに代えて、車両用空調装置1以外の車両用冷凍機器(例えば、車両用冷凍庫、車両用冷蔵庫)に冷凍サイクル20を適用してもよい。
(2)上記第1〜第6実施形態では、圧力センサ62をコンプレッサ21の冷媒出口およびコンデンサ22の冷媒入口の間に配置した例について説明した。しかし、これに限らず、コンプレッサ21の冷媒出口および減圧弁23の冷媒入口の間であれば、どの部位に圧力センサ62を配置してもよい。
例えば、コンデンサ22内の冷媒通路が異物によって閉塞されることを検出するために、コンプレッサ21の冷媒出口側に圧力センサ62を配置してもよい。
また、コンプレッサ21から吐出される異物、潤滑油、冷媒脈動等の影響を圧力センサ62の検出値が受けることを避けたい場合には、コンデンサ22の冷媒出口および減圧弁23の冷媒入口の間に圧力センサ62を配置してもよい。
(3)上記第1実施形態では、リリーフ部としてリリーフ装置25Aを用いた例を説明し、上記第4実施形態では、可溶栓25Bをリリーフ部として用いた例について説明した。しかし、これに代えて、リリーフ部としてリリーフバルブを用いてもよい。
(4)上記第4実施形態では、可溶栓25Bを冷媒配管20aのうち減圧弁23の冷媒出口およびエバポレータ24の冷媒入口の間に配置した例について説明したが、これに代えて、次の(a)(b)(c)(d)のようにしてもよい。
(a)冷媒配管20aのうちエバポレータ24の冷媒出口およびアキュムレータ25の冷媒入口の間に可溶栓25Bを配置してもよい。
(b)冷媒配管20aのうちアキュムレータ25の冷媒入口およびコンプレッサ21の冷媒入口の間に可溶栓25Bを配置してもよい。
(c)エバポレータ24に可溶栓25Bを配置してもよい。
(d)アキュムレータ25に可溶栓25Bを配置してもよい。
(5)上記第1実施形態では、リリーフ装置25Aを冷凍サイクル20のうち減圧弁23の冷媒出口およびコンプレッサ21の冷媒入口の間で低圧冷媒が流れる低圧側(具体的には、アキュムレータ25)に配置した例について説明した。
しかし、これに代えて、リリーフ装置25Aを冷凍サイクル20のうちコンプレッサ21の冷媒出口および減圧弁23の冷媒入口の間で高圧冷媒が流れる高圧側に配置してもよい。
同様に、上記第4実施形態の可溶栓25Bを冷凍サイクル20のうちコンプレッサ21の冷媒出口および減圧弁23の冷媒入口の間で高圧冷媒が流れる高圧側に配置してもよい。
(6)上記第1〜第6実施形態では、電子制御装置60が圧力制御部(ステップS131、ステップS132、ステップS141)を実行して、高圧冷媒の圧力を低下させる例について説明した。
圧力制御部は、高圧冷媒の圧力を低下させるために、送風機30、31の送風量、およびコンプレッサ21の吐出冷媒量のうち少なくとも一方を制御する処理である。
しかし、これに代えて、電子制御装置60は、高圧冷媒の圧力を低下させるために、送風機30、31の送風量、およびコンプレッサ21の吐出冷媒量のうち、送風機30、31の送風量だけを制御してもよい。
或いは、電子制御装置60は、高圧冷媒の圧力を低下させるために、送風機30、31の送風量、およびコンプレッサ21の吐出冷媒量のうちコンプレッサ21の吐出冷媒量だけを制御してもよい。
(7)上記第1〜第6実施形態では、コンデンサ22を通過する空気流を発生させるために第1送風機30および第2送風機31を用いた例について説明した。しかし、これに代えて、第1送風機30および第2送風機31のうちいずれか一方を用いてコンデンサ22を通過する空気流を発生させてもよい。
(8)上記第1〜第6実施形態では、冷凍サイクル20の全てを車室内に収納した例について説明したが、これに限らず、冷凍サイクル20の大半を車室内に収納して冷凍サイクル20の一部を車室外に配置してもよい。
(9)上記第4実施形態では、減圧弁23の冷媒出口およびコンプレッサ21の冷媒入口の間に可溶栓25Bを配置した例について説明したが、これに限らず、次の(e)(f)(g)のようにしてもよい。
(e)コンプレッサ21のケーシングのうち低圧冷媒が流れる低圧冷媒流路とケーシングの外側との間に貫通孔を設け、貫通孔に可溶栓25Bを配置することになる。この場合、コンプレッサ21のケーシング内の低圧冷媒の温度が上昇すると可溶栓25Bが溶けて開口することになる。
(f)エバポレータ24内に可溶栓25Bを配置してもよい。この場合、エバポレータ24内の低圧冷媒の温度が上昇すると可溶栓25Bが溶けて開口することになる。
(g)減圧弁23のケーシングのうち低圧冷媒が流れる低圧冷媒流路とケーシングの外側との間に貫通孔を設け、貫通孔に可溶栓25Bを配置することになる。この場合、減圧弁23のケーシング内の低圧冷媒の温度が上昇すると可溶栓25Bが溶けて開口することになる。
(10)上記第1〜第6実施形態では、高圧保護部としての制御処理(ステップS131、S132、S141)を実行する電子制御装置60を車室内に配置した例について説明した。
しかし、これに限らず、電子制御装置60を車室外に配置してもよい。例えば、クラウドサーバによって電子制御装置60を構成してもよい。すなわち、車室外に配置されている電子制御装置60によって制御処理(ステップS131、S132、S141)を実行してもよい。
(11)なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、センサから車両の外部環境情報(例えば車外の湿度)を取得することが記載されている場合、そのセンサを廃し、車両の外部のサーバまたはクラウドからその外部環境情報を受信することも可能である。あるいは、そのセンサを廃し、車両の外部のサーバまたはクラウドからその外部環境情報に関連する関連情報を取得し、取得した関連情報からその外部環境情報を推定することも可能である。
(まとめ)
上記第1〜第6実施形態、および他の実施形態の一部または全部に記載された第1の観点によれば、車両に搭載される車両用冷凍機器は、冷凍サイクルを備える。
冷凍サイクルは、冷媒を圧縮するコンプレッサと、コンプレッサから吐出される高圧冷媒から放熱させる第1熱交換器、第1熱交換器を通過した高圧冷媒を減圧する減圧器と、減圧器から流れる低圧冷媒が吸熱して低圧冷媒を蒸発させる第2熱交換器とを有する。
冷凍サイクルは、高圧保護部を備える。冷凍サイクルは車室内に配置されている。
冷凍サイクルは、冷凍サイクルの停止時に、冷凍サイクル内の冷媒圧力が所定値以上になると冷凍サイクル内の冷媒を冷凍サイクルの外側に放出して冷凍サイクル内の冷媒圧力が異常高圧になることを抑えるリリーフ部を備える。
高圧保護部は、冷凍サイクルの運転時に、冷凍サイクル内に冷媒を維持した状態で高圧冷媒の圧力が異常高圧になることを抑える。
第2の観点によれば、リリーフ部は、冷凍サイクルのうち減圧器の冷媒出口およびコンプレッサの冷媒入口の間に配置されて低圧冷媒が流通する低圧機器に配置されている。
第3の観点によれば、低圧機器は、第2熱交換器を通過した低圧冷媒のうち液相冷媒と気相冷媒とを分離して、液相冷媒を貯めて気相冷媒をコンプレッサの冷媒入口に導くためのアキュムレータである。
第4の観点によれば、車室内に配置されて冷凍サイクルを収納するケーシングを備え、リリーフ部は、冷凍サイクル内の冷媒をケーシング内に放出する。
このため、リリーフ部から冷凍サイクルの外側に冷媒が急激に排出されることをケーシングが緩衝することができる。
第5の観点によれば、車両用冷凍機器は、第1熱交換器を通過する空気流を発生させる送風機を備える。第1熱交換器は、コンプレッサから吐出される高圧冷媒と空気流との間の熱交換によって高圧冷媒から空気流に放熱させる。
高圧保護部は、高圧冷媒の圧力を検出する圧力センサの検出値に基づいて、コンプレッサの吐出冷媒量、および送風機の送風量のうち少なくとも一方を制御して高圧冷媒の圧力が異常高圧になることを抑える圧力制御部を備える。
第6の観点によれば、高圧保護部は、冷凍サイクルのうちコンプレッサの冷媒出口と減圧器の冷媒入口との間で高圧冷媒が流れる高圧側と、減圧器の冷媒出口とコンプレッサの冷媒入口との間で低圧冷媒が流れる低圧側との間に配置されている差圧弁を備える。
差圧弁は、高圧冷媒の圧力と低圧冷媒の圧力との差分の絶対値が閾値未満であるときには、高圧側と低圧側との間を閉じる。差圧弁は、高圧冷媒の圧力と低圧冷媒の圧力との差分の絶対値が閾値以上になると、高圧側と低圧側との間を開けて、高圧冷媒の圧力が異常高圧になることを抑える。
第7の観点によれば、差圧弁は、第2熱交換器の冷媒出口と第1熱交換器の冷媒入口との間において冷媒の流れに対してコンプレッサと並列になるように配置されている。
第8の観点によれば、差圧弁は、第1熱交換器の冷媒出口と第2熱交換器の冷媒入口との間において冷媒の流れに対して減圧器に対して並列になるように配置されている。
第9の観点によれば、高圧保護部は、冷凍サイクルのうち第1熱交換器の冷媒出口と第2熱交換器の冷媒入口との間に配置されている差圧弁を備える。
差圧弁は、第1熱交換器の冷媒出口に流れる高圧冷媒の圧力と第2熱交換器の冷媒入口に流れる低圧冷媒の圧力との差分の絶対値が閾値未満であるときには、第1熱交換器の冷媒出口と第2熱交換器の冷媒入口との間を閉じる。
差圧弁は、第1熱交換器の冷媒出口を流れる高圧冷媒の圧力と第2熱交換器の冷媒入口を流れる低圧冷媒の圧力との差分の絶対値が閾値以上になると、第1熱交換器の冷媒出口と第2熱交換器の冷媒入口との間を開けて、高圧冷媒の圧力が異常高圧になることを抑える。
第10の観点によれば、差圧弁は、変位によって、第1熱交換器の冷媒出口と第2熱交換器の冷媒入口との間を開ける弁体を備える。弁体は、減圧器とともに変位するように構成されている。
これにより、差圧弁および減圧器の体格の小型化を図ることができる。
1 車両用空調装置
10 空調ケーシング
20 冷凍サイクル
21 コンプレッサ
22 コンデンサ
25 アキュムレータ
25A リリーフ装置
30 第1送風機
31 第2送風機
60 電子制御装置
80 差圧弁

Claims (10)

  1. 車両に搭載される車両用冷凍機器であって
    冷媒を圧縮するコンプレッサ(21)と、前記コンプレッサから吐出される高圧冷媒から放熱させる第1熱交換器(22)、前記第1熱交換器を通過した前記高圧冷媒を減圧する減圧器(23、82a)と、前記減圧器から流れる低圧冷媒が吸熱して前記低圧冷媒を蒸発させる第2熱交換器(24)とを有する冷凍サイクル(20)と
    高圧保護部(80、80A、S131、S132、S141)と、を備え、
    前記冷凍サイクルは車室内に配置されており、
    前記冷凍サイクルは、前記冷凍サイクルの停止時に、前記冷凍サイクル内の冷媒圧力が所定値以上になると前記冷凍サイクル内の前記冷媒を前記冷凍サイクルの外側に放出して前記冷凍サイクル内の前記冷媒圧力が異常高圧になることを抑えるリリーフ部(25A)を備え、
    前記高圧保護部は、前記冷凍サイクルの運転時に、前記冷凍サイクル内に前記冷媒を維持した状態で前記高圧冷媒の圧力が異常高圧になることを抑える車両用冷凍機器。
  2. 前記リリーフ部は、前記冷凍サイクルのうち前記減圧器の冷媒出口および前記コンプレッサの冷媒入口の間に配置されて前記低圧冷媒が流通する低圧機器(25)に配置されている請求項1に記載の車両用冷凍機器。
  3. 前記低圧機器は、前記第2熱交換器を通過した前記低圧冷媒のうち液相冷媒と気相冷媒とを分離して、前記液相冷媒を貯めて前記気相冷媒を前記コンプレッサの冷媒入口に導くためのアキュムレータである請求項2に記載の車両用冷凍機器。
  4. 前記車室内に配置されて前記冷凍サイクルを収納するケーシング(10)を備え、
    前記リリーフ部は、前記冷凍サイクル内の前記冷媒を前記ケーシング内に放出する請求項1ないし3のいずれか1つに記載の車両用冷凍機器。
  5. 前記第1熱交換器を通過する空気流を発生させる送風機(30、31)を備え、
    前記第1熱交換器は、前記コンプレッサから吐出される前記高圧冷媒と前記空気流との間の熱交換によって前記高圧冷媒から前記空気流に放熱させ、
    前記高圧保護部は、前記高圧冷媒の圧力を検出する圧力センサ(62)の検出値に基づいて、前記コンプレッサの吐出冷媒量、および前記送風機の送風量のうち少なくとも一方を制御して前記高圧冷媒の圧力が異常高圧になることを抑える圧力制御部(S131、S132、S141)を備える請求項1ないし4のいずれか1つに記載の車両用冷凍機器。
  6. 前記高圧保護部は、
    前記冷凍サイクルのうち前記コンプレッサの冷媒出口と前記減圧器の冷媒入口との間で
    前記高圧冷媒が流れる高圧側と、前記減圧器の冷媒出口と前記コンプレッサの冷媒入口との間で前記低圧冷媒が流れる低圧側との間に配置されている差圧弁(80A)を備え、
    前記差圧弁は、前記高圧冷媒の圧力と前記低圧冷媒の圧力との差分の絶対値が閾値未満であるときには、前記高圧側と前記低圧側との間を閉じ、
    前記差圧弁は、前記高圧冷媒の圧力と前記低圧冷媒の圧力との差分の絶対値が前記閾値以上になると、前記高圧側と前記低圧側との間を開けて、前記高圧冷媒の圧力が異常高圧になることを抑える請求項1ないし4のいずれか1つに記載の車両用冷凍機器。
  7. 前記差圧弁は、前記第2熱交換器の冷媒出口と前記第1熱交換器の冷媒入口との間において前記冷媒の流れに対して前記コンプレッサと並列になるように配置されている請求項6に記載の車両用冷凍機器。
  8. 前記差圧弁は、前記第1熱交換器の冷媒出口と前記第2熱交換器の冷媒入口との間において前記冷媒の流れに対して前記減圧器に対して並列になるように配置されている請求項6に記載の車両用冷凍機器。
  9. 前記高圧保護部は、
    前記冷凍サイクルのうち前記第1熱交換器の冷媒出口と前記第2熱交換器の冷媒入口との間に配置されている差圧弁(80)を備え、
    前記差圧弁は、前記第1熱交換器の冷媒出口に流れる前記高圧冷媒の圧力と前記第2熱交換器の冷媒入口に流れる前記低圧冷媒の圧力との差分の絶対値が閾値未満であるときには、前記第1熱交換器の冷媒出口と前記第2熱交換器の冷媒入口との間を閉じ、
    前記差圧弁は、前記第1熱交換器の冷媒出口を流れる前記高圧冷媒の圧力と前記第2熱交換器の冷媒入口を流れる前記低圧冷媒の圧力との差分の絶対値が前記閾値以上になると、前記第1熱交換器の冷媒出口と前記第2熱交換器の冷媒入口との間を開けて、前記高圧冷媒の圧力が異常高圧になることを抑える請求項1ないし4のいずれか1つに記載の車両用冷凍機器。
  10. 前記差圧弁は、変位によって、前記第1熱交換器の冷媒出口と前記第2熱交換器の冷媒入口との間を開ける弁体(82)を備え、
    前記弁体は、前記減圧器(82a)とともに変位するように構成されている請求項9に記載の車両用冷凍機器。
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