JP2023148750A - 移動体用ヒートポンプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】移動体への搭載性に優れ、かつ暖房能力に優れた移動体用ヒートポンプ装置を提供する。【解決手段】本発明の移動体用ヒートポンプ装置３０は、ハウジング１３と凝縮器７との間に中間圧プレート５をさらに備えている。圧縮機構１５は、圧縮途中の圧縮室に連通する中間圧導入口１５ｄを含んでいる。中間圧プレート５は、凝縮器７から流出した冷媒Ｒが流入する第３流入口１０３ａと、第３流入口１０３ａから流入した冷媒を減圧する減圧手段５ｅと、減圧手段５ｅの下流に設けられ、冷媒Ｒの気液分離を行う気液分離器５ｆと、気液分離器５ｆの下流に設けられ、気液分離器５ｆで気液分離された気相の冷媒Ｒを中間圧導入口１５ｄに導くインジェクション口１０３ｃと、気液分離器５ｆで気液分離された液相の冷媒Ｒを蒸発器１１に向けて流出する第３流出口１０３ｂとを有する。【選択図】図２

Description

本発明は移動体用ヒートポンプ装置に関する。

特許文献１に従来の移動体用ヒートポンプ装置（以下、単にヒートポンプ装置という）が開示されている。このヒートポンプ装置は、移動体としての電気自動車に搭載されている。ヒートポンプ装置は、電動圧縮機と、凝縮器と、蒸発器とを備えている。

電動圧縮機は、ハウジングと圧縮機構と電動モータとを有する。圧縮機構は、ハウジング内に設けられ、吸入口、吐出口及び圧縮室を有している。圧縮機構は、圧縮室によって吸入口から吸入した冷媒を圧縮して吐出口から吐出させる。電動モータは、ハウジング内に設けられて圧縮機構を作動させる。ここで、同文献では、吸入口及び吐出口が配置された具体的な個所は不明である。凝縮器は、冷媒と加熱用液体とで熱交換を行う。凝縮器は、吐出口から吐出された冷媒を流入させる第１流入口と、蒸発器に向けて冷媒を流出させる第１流出口とを有している。蒸発器は、冷媒と冷却用液体とで熱交換を行う。蒸発器は、第１流出口から流出した冷媒を流入させる第２流入口と、吸入口に向けて冷媒を流出させる第２流出口とを有している。

このヒートポンプ装置では、ハウジングの径方向において、ハウジングと蒸発器とが一体化されている。これにより、凝縮器は圧縮機構及び電動モータの外周側に配置されている。一方、蒸発器は、ハウジングの軸方向でハウジングと一体化されている。なお、ハウジングの径方向とハウジングの軸方向とは、互いに直交する関係にある。

そして、このヒートポンプ装置では、凝縮器において冷媒と加熱用液体とが熱交換を行うことにより、加熱用液体が加熱される。また、蒸発器において冷媒と冷却液体とが熱交換を行うことにより、冷却用液体が冷却される。こうして凝縮器で加熱された加熱用液体は車室内の暖房に用いられる。一方、蒸発器で冷却された冷却用液体は走行用モータ等の冷却に用いられる。

特開２０１４－１２５１５７号公報

ところで、移動体にはヒートポンプ装置以外にも種々の機器が搭載されることから、ヒートポンプ装置を搭載するためのスペースを十分に確保することが難しい。そこで、このように搭載スペースが限られる場合であっても、ヒートポンプ装置は、移動体に容易に搭載し得ることが求められる。特に、この車両用ヒートポンプ装置は、暖房能力が十分ではなく、暖房能力を増大させるために凝縮器を大型化しようとすると、車両用ヒートポンプ装置が益々径方向で大型化し、移動体への搭載性が悪化してしまう。

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、移動体への搭載性に優れ、かつ暖房能力に優れた移動体用ヒートポンプ装置を提供することを解決すべき課題としている。

本発明の移動体用ヒートポンプ装置は、ハウジングと、前記ハウジング内に設けられ、吸入口、吐出口及び圧縮室を有して前記圧縮室によって前記吸入口から吸入した冷媒を圧縮して前記吐出口から吐出させる圧縮機構と、前記ハウジング内に設けられて前記圧縮機構を作動させる電動モータとを有する電動圧縮機と、
冷媒と加熱用液体とで熱交換を行う凝縮器と、
冷媒と冷却用液体とで熱交換を行う蒸発器とを備え、
前記凝縮器は、前記吐出口から吐出された冷媒を吸入させる第１流入口と、前記蒸発器に向けて冷媒を流出させる第１流出口とを有し、
前記蒸発器は、前記第１流出口から流出した冷媒を流入させる第２流入口と、前記吸入口に向けて冷媒を流出させる第２流出口とを有している移動体用ヒートポンプ装置であって、
前記凝縮器と前記蒸発器との間に前記電動圧縮機が配置されつつ、前記凝縮器、前記電動圧縮機及び前記蒸発器が一体化され、
前記吐出口は前記吸入口よりも前記凝縮器の近くに配置され、
前記吸入口は前記吐出口よりも前記蒸発器側の近くに配置され、
前記圧縮機構は、前記吸入口から吸入された冷媒の吸入圧よりも高く、前記吐出口から吐出された冷媒の吐出圧よりも低い中間圧の冷媒を、圧縮途中の前記圧縮室に連通する中間圧導入口を含み、
前記電動圧縮機と前記凝縮器との間又は前記凝縮器の前記電動圧縮機側とは反対側に中間圧プレートをさらに備え、
前記中間圧プレートは、前記凝縮器から流出した冷媒が流入する第３流入口と、前記第３流入口から流入した冷媒を減圧する減圧手段と、前記減圧手段の下流に設けられ、冷媒の気液分離を行う気液分離器と、前記気液分離器の下流に設けられ、前記気液分離器で気液分離された気相の冷媒を前記中間圧導入口に導くインジェクション口と、前記気液分離器で気液分離された液相の冷媒を前記蒸発器に向けて流出する第３流出口とを有することを特徴とする。

本発明の移動体用ヒートポンプ装置では、凝縮器と蒸発器との間に電動圧縮機が配置されつつ、凝縮器、電動圧縮機及び蒸発器が一体化されている。そして、このヒートポンプ装置では、吐出口が吸入口よりも凝縮器の近くに配置されており、吸入口が吐出口よりも蒸発器の近くに配置されている。

このため、例えば、吐出口が吸入口よりも凝縮器から遠くに配置されている場合に比べて、このヒートポンプ装置では、吐出口から吐出された冷媒が凝縮器の第１流入口に至るまでの距離を短くすることができる。同様に、蒸発器の第２流出口から流出した冷媒が吸入口に至るまでの距離も短くすることができる。これにより、このヒートポンプ装置では全体としての大型化を抑制できる。

また、この移動体用ヒートポンプ装置では、圧縮機構が圧縮途中の圧縮室に連通する中間圧導入口を含んでいる。そして、インジェクション口が中間圧の冷媒を中間圧導入口に導く。中間圧の冷媒の圧力は、蒸発器を経て圧縮機構の圧縮室に吸入される冷媒の吸入圧よりも高く、圧縮室から吐出される冷媒の吐出圧よりも低いため、圧縮室から吐出される冷媒の温度が上がり、暖房能力が増大する。

しかも、この移動体用ヒートポンプ装置では、電動圧縮機と凝縮器との間又は凝縮器の電動圧縮機側とは反対側に中間圧プレートを設け、この中間圧プレートに第３流入口、減圧手段、気液分離器、インジェクション口及び第３流出口を設けることにより、中間圧の冷媒を圧縮機構の中間圧導入口に導入することとしている。このため、この移動体用ヒートポンプ装置は、径方向で依然として大型化しない。

したがって、本発明の移動体用ヒートポンプ装置は、移動体への搭載性に優れ、かつ暖房能力に優れる。

第１流出口と第２流入口とは循環通路によって接続され得る。循環通路は、少なくとも一部がハウジングに形成されていることが好ましい。この場合、循環流路の少なくとも一部を移動体用ヒートポンプ装置と一体とすることができ、移動体への搭載性が向上する。

中間圧プレートは、ハウジングと凝縮器とで挟持され得る。そして、気液分離器及びインジェクション口は中間圧プレートと他部材との間で区画されていることが好ましい。この場合、気液分離器及びインジェクション流路が容易に構成される。

減圧手段は、中間圧プレートと他部材との間で区画されたオリフィスであることが好ましい。この場合、減圧手段が容易に構成される。

ハウジングと蒸発器とはハウジングにおける凝縮器とは逆側で一体とされていることが好ましい。この場合、蒸発器も移動体用ヒートポンプ装置と軸方向で一体となり、移動体への搭載性が向上する。

電動モータは、圧縮機構と蒸発器との間に配置されていることが好ましい。この場合、電動モータを冷媒によって冷却でき、耐久性が向上する。

凝縮器は、複数枚の熱交換プレートと、熱交換プレートを間に挟み、冷媒を流通させる第１流体路と加熱用液体を流通させる第２流体路とを熱交換プレートに形成する複数枚のスペーサとを有し得る。そして、各熱交換プレートと各スペーサとは締結部材によって積層されて締結されていることが好ましい。この場合、熱交換プレートとスペーサとを積層して締結することにより、凝縮器が移動体用ヒートポンプ装置と一体となり、移動体への搭載性が向上する。

蒸発器も、複数枚の熱交換プレートと、熱交換プレートを間に挟み、冷媒を流通させる第１流体路と冷却用液体を流通させる第３流体路とを熱交換プレートに形成する複数枚のスペーサとを有し得る。そして、各熱交換プレートと各スペーサとは締結部材によって積層されて締結されていることが好ましい。この場合、熱交換プレートとスペーサとを積層して締結することにより、蒸発器も移動体用ヒートポンプ装置と一体となり、移動体への搭載性が向上する。

本発明の移動体用ヒートポンプは、移動体への搭載性に優れ、かつ暖房能力に優れる。

図１は、実施例の移動体用ヒートポンプの正面図である。 図２は、実施例の移動体用ヒートポンプの回路図である。 図３は、実施例の移動体用ヒートポンプに用いる中間圧プレートに係り、加熱側プレート側の平面図である。 図４は、実施例の移動体用ヒートポンプに用いたプレート式熱交換器の拡大断面図である。

以下、本発明を具体化した実施例を図面を参照しつつ説明する。図１及び図２に示すように、実施例の移動体用ヒートポンプ装置３０は、電動圧縮機１、加熱側プレート３、中間圧プレート５、凝縮器７、冷却側プレート９、蒸発器１１を備えている。

電動圧縮機１は、軸方向Ｏに延びるハウジング１３と、ハウジング１３内に設けられた圧縮機構１５と、ハウジング１３内に設けられた電動モータ１７とを有している。圧縮機構１５は、容積を縮小する圧縮室を有するスクロール式圧縮機構である。電動モータ１７は圧縮機構１５を作動させる。

圧縮機構１５は、図２に示すように、電動モータ１７側に位置する吸入口１５ａと、加熱側プレート３側に位置する吐出口１５ｂとを有する。圧縮室は、圧縮機構１５が作動することにより、吸入口１５ａから冷媒Ｒを吸入して圧縮し、吐出口１５ｂから吐出する。圧縮機構１５には、圧縮途中の圧縮室に連通する中間圧導入口１５ｄが形成されている。

ハウジング１３には第４循環流路１３ａ及び第１吸入通路１３ｃが形成されている。第４循環流路１３ａは、軸方向Ｏに延びて貫設され、加熱側プレート３と冷却側プレート９とに開口している。第１吸入通路１３ｃは、軸方向Ｏに延びて貫設され、吸入口１５ａと連通しているとともに、冷却側プレート９に開口している。また、ハウジング１３には、中間圧導入口１５ｄに連通する第３インジェクション流路１３ｂが形成されている。また、ハウジング１３における軸方向Ｏの一方側及び他方側には、後述するボルト７５が螺合される４つの雌ねじが形成されている。

加熱側プレート３は、中間圧プレート５及び凝縮器７とともに電動圧縮機１のハウジング１３にボルト７５によって軸方向Ｏで締結されている。加熱側プレート３には、加熱用クーラントＬ１が流入する第１流入口３ａと、加熱用クーラントＬ１が流出する第１流出口３ｂとが形成されている。加熱用クーラントＬ１が加熱用液体に相当する。

第１流入口３ａは、加熱側プレート３内で屈曲し、中間圧プレート５に向かって開口している。第１流出口３ｂも、加熱側プレート３内で屈曲し、中間圧プレート５に向かって開口している。

また、加熱側プレート３には、第１吐出通路３ｃと、第３循環流路３ｄと、第２インジェクション流路３ｅとが形成されている。第１吐出通路３ｃは、吐出口１５ｂと連通しており、加熱側プレート３に厚さ方向で貫設されている。第３循環流路３ｄは、電動圧縮機１のハウジング１３に開口し、第４循環流路１３ａに連通している。第３循環流路３ｄの軸方向Ｏの一方側は中間圧プレート５に向かって開口している。第２インジェクション流路３ｅの途中には開閉弁１９が設けられている。開閉弁１９は第２インジェクション流路３ｅを開閉できるようになっている。第２インジェクション流路３ｅは、電動圧縮機１のハウジング１３に開口し、第３インジェクション流路１３ｂと連通している。第２インジェクション流路３ｅの軸方向Ｏの一方側は中間圧プレート５に向かって開口している。

中間圧プレート５は加熱側プレート３と外周が一致している。中間圧プレート５は、加熱側プレート３と凝縮器７との間に配置されている。中間圧プレート５には、第１流入口３ａと連通する第１流入通路５ａと、第１流出口３ｂと連通する第１流出通路５ｂとが形成されている。第１流入通路５ａ及び第１流出通路５ｂは中間圧プレート５を厚さ方向で貫通している。

また、中間圧プレート５には、第２吐出通路５ｃと、第１循環流路５ｄと、オリフィス５ｅと、レシーバ５ｆと、第２循環流路５ｇとが形成されている。第２吐出通路５ｃは、第１吐出通路３ｃと連通しており、中間圧プレート５に厚さ方向で貫設されている。図３に示すように、第１循環流路５ｄ、オリフィス５ｅ、レシーバ５ｆ及び第２循環流路５ｇの加熱側プレート３側の部分は、中間圧プレート５の加熱側プレート３側の面から凹設されている。レシーバ５ｆが気液分離器に相当する。

第１循環流路５ｄは、凝縮器７側から中間圧プレート５の厚さ方向に延び、中間圧プレート５の加熱側プレート３側の面で上方に延びている。第１循環流路５ｄの凝縮器７側の開口が第３流入口１０３ａである。第１循環流路５ｄとレシーバ５ｆとの間は狭められることにより、冷媒を減圧するオリフィス５ｅとなっている。オリフィス５ｅが減圧手段に相当する。レシーバ５ｆは冷媒の気液分離を行う。

レシーバ５ｆの上部には、第１インジェクション流路５ｈが中間圧プレート５の厚さ方向に延びている。第１インジェクション流路５ｈの加熱側プレート３側の開口がインジェクション口１０３ｃである。第１インジェクション流路５ｈは、図２に示すように、インジェクション口１０３ｃによって第２インジェクション流路３ｅと連通している。図３に示すように、レシーバ５ｆの下部に第２循環流路５ｇが形成されている。第２循環流路５ｇは、中間圧プレート５の厚さ方向に延びている。第２循環流路５ｇの加熱側プレート３側の開口が第３流出口１０３ｂである。第２循環流路５ｇは、図２に示すように、第３流出口１０３ｂによって第３循環流路３ｄと連通している。

図３に示すように、中間圧プレート５の四隅にはボルト穴５ｉが貫設されている。図示はしないが、加熱側プレート３には図示しないボルト穴が貫設され、中間圧プレート５の各ボルト穴５ｉは加熱側プレート３のボルト穴と整合している。

図２に示すように、凝縮器７はプレート式熱交換器で構成されている。この凝縮器７は、図４に示すように、複数枚の熱交換プレート７１と、複数枚のスペーサ７２と、１枚のエンドプレート７３と、４本のボルト７５とからなる。ボルト７５が締結部材に相当する。各熱交換プレート７１、各スペーサ７２及びエンドプレート７３は中間圧プレート５と外周が一致している。

熱交換プレート７１は、板状をなし、凹凸部７１ａが区画されているとともに、凹凸部７１ａ周りに第１～４開口７１ｂ（一つのみを図示）が貫設されている。各スペーサ７２は、熱交換プレート７１を間に挟む板状をなしている。各スペーサ７２は、板状をなすステンレス製のスペーサ本体７２Ｂと、スペーサ本体７２Ｂの両面に形成されたゴム製のシール層７２Ｓ、７２Ｓとからなる。各スペーサ７２は、熱交換プレート７１の第１～４開口７１ｂ（一つのみを図示）のうちの二つと凹凸部７１ａとにより、凹凸部７１ａに冷媒Ｒを流通させる第１流体路Ｆ１と、凹凸部７１ａに加熱用クーラントＬ１を流通させる第２流体路Ｆ２とを熱交換プレート７１に対して選択的に形成する。

各熱交換プレート７１、各スペーサ７２及びエンドプレート７３の四隅にはボルト穴７１ｃ、７２ａ、７３ａ（一つずつのみを図示）が貫設されている。各ボルト穴７１ｃ、７２ａ、７３ａは整合して軸方向Ｏに延びている。

各熱交換プレート７１、各スペーサ７２及びエンドプレート７３の各ボルト穴７１ｃ、７２ａ、７３ａ（一つずつのみを図示）は、全て同一径の円孔であり、それぞれ中間圧プレート５の各ボルト穴５ｉと整合している。

この凝縮器７は、スペーサ７２、熱交換プレート７１、スペーサ７２、熱交換プレート７１、…、スペーサ７２というように、スペーサ７２と熱交換プレート７１とが交互に積層される。この際、スペーサ７２及び熱交換プレート７１は交互に反転される。

また、エンドプレート７３及び中間圧プレート５が各熱交換プレート７１及び各スペーサ７２を挟持する。そして、４本のボルト７５がボルト穴７１ｃ、７２ａ、７３ａ、ボルト穴５ｉ及び加熱側プレート３のボルト穴を挿通し、電動圧縮機１のハウジング１３の雌ねじに螺合される。こうして、各熱交換プレート７１、各スペーサ７２、エンドプレート７３、中間圧プレート５及び加熱側プレート３をハウジング１３に締結する。ボルト７５の締結力によって、各熱交換プレート７１と各スペーサ７２との間が封止されているとともに、中間圧プレート５及び加熱側プレート３をハウジング１３に締結している。

凝縮器７は、図２に示すように、第１流体路Ｆ１が第２吐出通路５ｃ及び第１循環流路５ｄと連通し、第２流体路Ｆ２が第１流入通路５ａ及び第１流出通路５ｂと連通する。第２吐出通路５ｃと連通する第１流体路Ｆ１の中間圧プレート５側の開口が第１流入口１０１ａであり、第１循環流路５ｄの第３流入口１０３ａと連通する第１流体路Ｆ１の中間圧プレート５側の開口が第１流出口１０１ｂである。

冷却側プレート９も、蒸発器１１とともに電動圧縮機１のハウジング１３にボルト７５によって軸方向Ｏで締結されている。冷却側プレート９には、冷却用クーラントＬ２が流入する第２流入口９ａと、冷却用クーラントＬ２が流出する第２流出口９ｂとが形成されている。冷却用クーラントＬ２が冷却用液体に相当する。また、冷却側プレート９にも図示しないボルト穴が貫設されている。

第２流入口９ａは、冷却側プレート９内で屈曲し、蒸発器１１に向かって開口している。第２流出口９ｂも、冷却側プレート９内で屈曲し、蒸発器１１に向かって開口している。

また、冷却側プレート９には、第５循環流路９ｃ及び第２吸入通路９ｄが形成されている。第５循環流路９ｃの途中には膨張弁２１が設けられている。第５循環流路９ｃの軸方向Ｏの一方側は電動圧縮機１のハウジング１３に開口し、第３循環流路１３ａに連通している。第５循環流路９ｃの軸方向Ｏの他方側は蒸発器１１に向かって開口している。第２吸入通路９ｄの軸方向Ｏの一方側は電動圧縮機１のハウジング１３に開口し、第１吸入通路１３ｃに連通している。第２吸入通路９ｄの軸方向Ｏの他方側は蒸発器１１に向かって開口している。

蒸発器１１は、凝縮器７と同様、プレート式熱交換器で構成されている。そして、４本のボルト７５がボルト穴７１ｃ、７２ａ、７３ａ及び冷却側プレート９のボルト穴を挿通し、電動圧縮機１のハウジング１３の雌ねじに螺合される。こうして、各熱交換プレート７１、各スペーサ７２、エンドプレート７３及び冷却側プレート９をハウジング１３に締結する。ボルト７５の締結力によって、各熱交換プレート７１と各スペーサ７２との間が封止されているとともに、冷却側プレート９をハウジング１３に締結している。

蒸発器１１も、第１流体路Ｆ１が第５循環流路９ｃ及び第２吸入通路９ｄと連通し、第２流体路Ｆ２が第２流入口９ａ及び第２流出口９ｂと連通する。第５循環流路９ｃと連通する第１流体路Ｆ１の冷却側プレート９側の開口が第２流入口１０２ａであり、第２吸入通路９ｄと連通する第１流体路Ｆ１の冷却側プレート９側の開口が第２流出口１０２ｂである。

以上のように構成されたヒートポンプ装置３０では、電動圧縮機１は、電動モータ１７が圧縮機構１５を作動し、圧縮機構１５が圧縮室によって冷媒を吸入口１５ａから吸入し、圧縮して吐出口１５ｂから吐出する。吐出口１５ｂから吐出された高温高圧の冷媒Ｒは、第１吐出通路３ｃ及び第２吐出通路５ｃを経て第１流入口１０１ａから凝縮器７の第１流体路Ｆ１に流入し、第１流入口１０１ａから第１循環流路５ｄに流出する。この間、冷媒Ｒと加熱用クーラントＬ１とにより熱交換が行われ、冷媒Ｒは冷却され、加熱用クーラントＬ１は加熱される。

第１循環流路５ｄ内の冷媒Ｒは、オリフィス５ｅで減圧され、レシーバ５ｆで気液分離される。レシーバ５ｆ内の気相の冷媒Ｒは、インジェクション口１０３ｃから第１インジェクション流路５ｈに流入する。第１インジェクション流路５ｈ内の気相の冷媒Ｒは、開閉弁１９が開いておれば、第２インジェクション流路３ｅ及び第３インジェクション流路１３ｂを経て中間圧導入口１５ｄに至り、圧縮機構１５の圧縮途中の圧縮室に導入される。

レシーバ５ｆ内の液相の冷媒Ｒは、第２循環流路５ｇ、第３循環流路３ｄ、第４循環流路１３ａ及び第５循環流路９ｃに至り、膨張弁２１によって減圧される。膨張弁２１で減圧された冷媒Ｒは第２流入口１０２ａから蒸発器１１の第１流体路Ｆ１に流入し、第２流入口１０２ｂから第２吸入通路９ｄに流出する。この間、冷媒Ｒと冷却用クーラントＬ２とにより熱交換が行われ、冷媒Ｒは加熱され、冷却用クーラントＬ２は冷却される。

このため、このヒートポンプ装置３０は、凝縮器７で加熱された加熱用クーラントＬ１によって車両の暖房等を行うことができるとともに、蒸発器１１で冷却された冷却用クーラントＬ２によって車両の冷房等を行うことができる。また、電動圧縮機１のハウジング１３と凝縮器７と蒸発器１１とが軸方向Ｏで一体とされていることから、車両への搭載性が向上している。

特に、このヒートポンプ装置３０は、凝縮器７と蒸発器１１との間に電動圧縮機１が配置されつつ、凝縮器７、電動圧縮機１及び蒸発器１１が一体化されている。そして、このヒートポンプ装置３０では、吐出口１５ｂが吸入口１５ａよりも凝縮器７の近くに配置されており、吸入口１５ａが吐出口１５ｂよりも蒸発器１１の近くに配置されている。

このため、例えば、吐出口１５ｂが吸入口１５ａよりも凝縮器７から遠くに配置されている場合に比べて、このヒートポンプ装置３０では、吐出口１５ｂから吐出された冷媒Ｒが凝縮器７の第１流入口１０１ａに至るまでの距離を短くすることができている。同様に、蒸発器１１の第２流出口１０２ｂから流出した冷媒Ｒが吸入口１５ａに至るまでの距離も短くすることができている。これにより、このヒートポンプ装置３０では全体としての大型化を抑制できている。

また、このヒートポンプ装置３０では、圧縮機構１５が圧縮途中の圧縮室に連通する中間圧導入口１５ｄを含んでいる。そして、インジェクション口１０３ｃが中間圧の冷媒Ｒを中間圧導入口１５ｄに導く。中間圧の冷媒Ｒの圧力は、蒸発器１１を経て圧縮機構１５の圧縮室に吸入される冷媒Ｒの吸入圧よりも高く、圧縮室から吐出される冷媒Ｒの吐出圧よりも低いため、圧縮室から吐出される冷媒Ｒの温度が上がり、暖房能力が増大する。

しかも、このヒートポンプ装置３０では、電動圧縮機１と凝縮器７との間に中間圧プレート５を設け、この中間圧プレート５に第３流入口１０３ａ、オリフィス５ｅ、レシーバ５ｆ、インジェクション口１０３ｃ及び第３流出口１０３ｂを設けることにより、中間圧の冷媒Ｒを圧縮機構１５の中間圧導入口１５ｄに導入することとしている。このため、このヒートポンプ装置３０は、径方向で依然として大型化していない。

また、このヒートポンプ装置３０では、第１流出口１０１ｂと第２流入口１０２ａとが内部の第１～５循環通路５ｄ、５ｇ、３ｄ、１３ａ、９ｃによって接続されているため、移動体への搭載性がより向上している。

また、このヒートポンプ装置３０では、中間圧プレート５が加熱側プレート３を介してハウジング１３と凝縮器７とで挟持されている。そして、中間圧プレート５は、第１循環流路５ｄ、オリフィス５ｅ、レシーバ５ｆ、インジェクション口１０３ｃ及び第２循環流路５ｇを他部材としての加熱側プレート３との間で区画している。このため、第１循環流路５ｄ、オリフィス５ｅ、レシーバ５ｆ、インジェクション口１０３ｃ及び第２循環流路５ｇを容易に構成している。

また、電動モータ１７が圧縮機構１５と蒸発器１１との間に配置されているため、電動モータ１７を第１吸入通路１３を流通する冷媒Ｒによって冷却でき、耐久性が向上している。

さらに、凝縮器７及び蒸発器１１が複数枚の熱交換プレート７１と複数枚のスペーサ７２とを有し、複数本のボルト７５によって軸方向Ｏで積層されて締結されているため、凝縮器７及び蒸発器１１がヒートポンプ装置３０と一体となり、移動体への搭載性が向上している。

したがって、このヒートポンプ装置３０は、移動体への搭載性に優れ、かつ暖房能力に優れる。

以上において、本発明を実施例に即して説明したが、本発明は上記実施例に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。

すなわち、実施例では、中間圧プレート５を加熱側プレート３と凝縮器７との間に設けたが、中間圧プレート５は電動圧縮機１のハウジング１３と加熱側プレート３との間に設けられてもよい。この場合、中間圧プレート５に凹設された第１循環流路５ｄ、オリフィス５ｅ、レシーバ５ｆ、インジェクション口１０３ｃ及び第２循環流路５ｇは、他部材としてのハウジング１３との間で区画される。

また、中間圧プレート５は、電動圧縮機１側とは反対側、つまり凝縮器７の外側に配置されていてもよい。

さらに、実施例では、加熱用クーラントＬ１が流入する第１流入口３ａと、加熱用クーラントＬ１が流出する第１流出口３ｂとがハウジング１３と凝縮器７との間の加熱側プレート３に設けられたが、第１流入口３ａと第１流出口３ｂとの位置はこれに限定されない。すなわち、このヒートポンプ装置において、第１流入口３ａ及び第１流出口３ｂをハウジング１３と凝縮器７との間に形成するに当たっては、ハウジング１３に第１流入口３ａ及び第１流出口３ｂの両方を形成してもよい。また、凝縮器７に第１流入口３ａ及び第１流出口３ｂの両方を形成してもよい。また、ハウジング１３に第１流入口３ａを形成し、凝縮器７に第１流出口３ｂを形成してもよい。また、ハウジング１３に第１流出口３ｂを形成し、凝縮器７に第１流入口３ａを形成してもよい。また、第１流入口３ａ及び第１流出口３ｂが形成された他部材をハウジング１３と凝縮器７との間に配置してもよい。

実施例では、冷却用クーラントＬ２が流入する第２流入口９ａと、冷却用クーラントＬ２が流出する第２流出口９ｂとがハウジング１３と蒸発器１１との間の冷却側プレート９に設けられたが、第２流入口９ａと第２流出口９ｂとの位置はこれに限定されず、上記と同様に配置され得る。

本発明は、電動車両等の移動体における空調及びシステム加熱冷却装置等に利用可能である。

Ｏ…軸方向
１３…ハウジング
１５ａ…吸入口
Ｒ…冷媒
１５ｂ…吐出口
１５…圧縮機構
１…電動圧縮機
Ｌ１…加熱用液体（加熱用クーラント）
７…凝縮器
Ｌ２…冷却用液体（冷却用クーラント）
１１…蒸発器
１０１ａ…第１流入口
１０１ｂ…第１流出口
１０２ａ…第２流入口
１０２ｂ…第２流出口
３０…移動体用ヒートポンプ装置
１５ｄ…中間圧導入口
５…中間圧プレート
１０３ａ…第３流入口
５ｅ…減圧手段、オリフィス
５ｆ…気液分離器（レシーバ）
１０３ａ…インジェクション口
１０３ｂ…第３流出口
５ｄ、５ｇ、３ｄ、１３ａ、９ｃ…第１～５循環流路
７１…熱交換プレート
Ｆ１…第１流体路
Ｆ２…第２流体路
７２…スペーサ
７５…締結部材（ボルト）

Claims (8)

1. ハウジングと、前記ハウジング内に設けられ、吸入口、吐出口及び圧縮室を有して前記圧縮室によって前記吸入口から吸入した冷媒を圧縮して前記吐出口から吐出させる圧縮機構と、前記ハウジング内に設けられて前記圧縮機構を作動させる電動モータとを有する電動圧縮機と、
   冷媒と加熱用液体とで熱交換を行う凝縮器と、
   冷媒と冷却用液体とで熱交換を行う蒸発器とを備え、
   前記凝縮器は、前記吐出口から吐出された冷媒を吸入させる第１流入口と、前記蒸発器に向けて冷媒を流出させる第１流出口とを有し、
   前記蒸発器は、前記第１流出口から流出した冷媒を流入させる第２流入口と、前記吸入口に向けて冷媒を流出させる第２流出口とを有している移動体用ヒートポンプ装置であって、
   前記凝縮器と前記蒸発器との間に前記電動圧縮機が配置されつつ、前記凝縮器、前記電動圧縮機及び前記蒸発器が一体化され、
   前記吐出口は前記吸入口よりも前記凝縮器の近くに配置され、
   前記吸入口は前記吐出口よりも前記蒸発器側の近くに配置され、
   前記圧縮機構は、前記吸入口から吸入された冷媒の吸入圧よりも高く、前記吐出口から吐出された冷媒の吐出圧よりも低い中間圧の冷媒を、圧縮途中の前記圧縮室に連通する中間圧導入口を含み、
   前記電動圧縮機と前記凝縮器との間又は前記凝縮器の前記電動圧縮機側とは反対側に中間圧プレートをさらに備え、
   前記中間圧プレートは、前記凝縮器から流出した冷媒が流入する第３流入口と、前記第３流入口から流入した冷媒を減圧する減圧手段と、前記減圧手段の下流に設けられ、冷媒の気液分離を行う気液分離器と、前記気液分離器の下流に設けられ、前記気液分離器で気液分離された気相の冷媒を前記中間圧導入口に導くインジェクション口と、前記気液分離器で気液分離された液相の冷媒を前記蒸発器に向けて流出する第３流出口とを有することを特徴とする移動体用ヒートポンプ装置。
2. 前記第１流出口と前記第２流入口とは循環通路によって接続され、
   前記循環通路は、少なくとも一部が前記ハウジングに形成されている請求項１記載の移動体用ヒートポンプ装置。
3. 前記中間圧プレートは、前記ハウジングと前記凝縮器とで挟持され、
   前記気液分離器及び前記インジェクション口は前記中間圧プレートと他部材との間で区画されている請求項１又は２記載の移動体用ヒートポンプ装置。
4. 前記減圧手段は、前記中間圧プレートと他部材との間で区画されたオリフィスである請求項３記載の移動体用ヒートポンプ装置。
5. 前記ハウジングと前記蒸発器とは前記ハウジングにおける前記凝縮器とは逆側で一体とされている請求項１乃至４のいずれか１項記載の移動体用ヒートポンプ装置。
6. 前記電動モータは、前記圧縮機構と前記蒸発器との間に配置されている請求項５項記載の移動体用ヒートポンプ装置。
7. 前記凝縮器は、複数枚の熱交換プレートと、前記熱交換プレートを間に挟み、前記冷媒を流通させる第１流体路と前記加熱用液体を流通させる第２流体路とを前記熱交換プレートに形成する複数枚のスペーサとを有し、
   前記各熱交換プレートと前記各スペーサと前記ハウジングとは締結部材によって前記軸方向で積層されて締結され、
   前記締結部材の締結力によって、前記各熱交換プレートと前記各スペーサとの間が封止されている請求項１乃至６のいずれか１項記載の移動体用ヒートポンプ装置。
8. 前記蒸発器は、複数枚の前記熱交換プレートと、前記熱交換プレートを間に挟み、前記冷媒を流通させる第１流体路と前記冷却用液体を流通させる第３流体路とを前記熱交換プレートに形成する複数枚の前記スペーサとを有し、
   前記各熱交換プレートと前記各スペーサと前記ハウジングとは締結部材によって前記軸方向で積層されて締結され、
   前記締結部材の請求項５乃至７のいずれか１項記載の移動体用ヒートポンプ装置。

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