JP2024047055A - 冷媒ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】冷媒流路の流路長の短縮化を図ると共に、減圧装置から複数の熱交換器に至る冷媒流路、又は、複数の熱交換器から減圧装置に至る冷媒流路の流路長の差を可能な限り小さくする。【解決手段】冷媒回路と、冷媒回路の構成要素を集約的に支持する単一の支持部材１２とを備えた冷媒ユニット１０であって、冷媒回路は、機能の異なる第１熱交換器３０と第２熱交換器４１，４２を備え、第１熱交換器は、複数の第２熱交換器の間に配置されていることを特徴とする冷媒ユニットを提供する。【選択図】図１

Description

本発明は、冷媒ユニットに関するものである。

車両用等の熱管理システムは、冷媒回路の吸放熱を利用して、車室内空調等の温調対象に対する熱管理を行うものである。熱管理システムの心臓部である冷媒回路は、車両等の装置内での集中管理を可能にするため、或いは、スペース効率良く装置内に配備できるようにするために、構成要素をコンパクトにユニット化することが求められている。

ユニット化された冷媒回路（冷媒ユニット）は、冷媒回路の構成要素である、圧縮機、蒸発器又は凝縮器として機能する熱交換器、減圧装置（膨張弁）、気液分離器（アキュムレータ）などを、ベースとなる支持部材に対して集約配置すると共に、この支持部材に冷媒流路（マニホールド）を形成することで、ユニットのアッセンブル化を図っている（下記特許文献１参照）。

韓国公開特許第１０－２０２１－００９０００４

熱管理システムは、温調対象が複数存在する場合には、冷媒ユニットの蒸発器として機能する熱交換器と凝縮器として機能する熱交換器の一方又は両方を複数設けて、各熱交換器を複数の温調対象毎に対応させている。この際、蒸発器又は凝縮器として機能する複数の熱交換器に冷媒を分流する流路、又は複数の熱交換器からの冷媒を合流させる流路は、可能な限り短い流路長で行うことが求められる。

また、冷媒ユニットにおいて、同一機能の熱交換器を複数の温調対象に対応させて複数設ける場合には、各熱交換器の出力差を小さくするために、減圧装置から複数の熱交換器に至る冷媒流路、又は、複数の熱交換器から減圧装置に至る流路は、流路長の差を可能な限り小さくすることが求められる。

本発明は、このような要求に対応することを課題としている。すなわち、複数の温調対象に対応する複数の熱交換器を備えた冷媒ユニットおいて、複数の熱交換器に冷媒を分流する流路、又は複数の熱交換器から冷媒を合流させる流路の流路長短縮化を可能にすること、或いは、同一機能の熱交換器を複数の温調対象に対応させて複数設ける場合に、冷媒回路における減圧装置から複数の熱交換器に至る冷媒流路、又は、複数の熱交換器から減圧装置に至る冷媒流路の流路長の差を可能な限り小さくすること、が本発明の課題である。

このような課題を解決するために、本発明の一態様に係る冷媒ユニットは、以下の構成を具備するものである。
冷媒回路と、前記冷媒回路の構成要素を集約的に支持する単一の支持部材とを備えた冷媒ユニットであって、前記冷媒回路は、機能の異なる第１熱交換器と第２熱交換器を備え、前記第１熱交換器は、複数の前記第２熱交換器の間に配置されていることを特徴とする冷媒ユニット。

このような特徴を有する冷媒ユニットは、複数の温調対象に対応する複数の熱交換器を備えた冷媒ユニットおいて、複数の熱交換器に冷媒を分流する流路、又は複数の熱交換器から冷媒を合流させる流路の流路長短縮化を図ることができる。

また、同一機能の熱交換器を複数の温調対象に対応させて複数設ける場合に、冷媒回路における減圧装置から複数の熱交換器に至る冷媒流路、又は、複数の熱交換器から減圧装置に至る冷媒流路の流路長の差を可能な限り小さくすることで、同一機能の各熱交換器の出力差を小さくすることができる。

本発明の実施形態に係る冷媒ユニットの斜視図である。 本発明の実施形態に係る冷媒ユニットの斜視図である。 本発明の実施形態に係る冷媒ユニットの分解斜視図である。 本発明の実施形態に係る冷媒ユニットにおいて、第２固定面側からみた支持部材と各熱交換器の位置関係を表す平面図である。 本発明の実施形態に係る冷媒ユニットに適用される第１流路モジュール及び第２流路モジュールの第１固定面と同一面側に配置される面の平面図である。 本発明の実施形態に係る冷媒ユニットに適用される第１流路モジュール及び第２流路モジュールの第２固定面と同一面側に配置される面の平面図である。 本発明の実施形態に係る冷媒ユニットにおいて、冷房運転時の冷媒の流れを示す参考図である。 本発明の実施形態に係る冷媒ユニットにおいて、暖房運転時の冷媒の流れを示す参考図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の説明において、同一の符号は同一の機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。

図１及び図２は、本実施形態に係る冷媒ユニット１０の斜視図であり、図３は、冷媒ユニット１０の分解斜視図である。本実施形態に係る冷媒ユニット１０は、冷媒回路を構成する各構成要素を支持部材１２に固定してユニット化したものであり、例えば、走行用バッテリを備えた車両に搭載され、車室内の空調や車載機器の温度調整などを行う空調装置や熱管理システムに用いられる。

各図に示すように、冷媒ユニット１０は、圧縮機２０、アキュムレータ２２、第１熱交換器３０、第２熱交換器４１，４２、第１流路モジュール５１、第２流路モジュール５２、流路方向切替手段としての四方弁６０、減圧装置としての膨張弁７１，７２、及び、流路切替弁としての電磁弁８１，８２を冷媒配管９１～９４によって接続した冷媒回路と、これらを集約的に支持する支持部材１２とを備えている。

図１から図３に示すように、冷媒ユニット１０では、冷媒回路を構成する圧縮機２０、アキュムレータ２２、第１熱交換器３０、及び、第２熱交換器４１，４２がそれぞれ支持部材１２に固定されている。また、後述するように、四方弁６０はアキュムレータ２２に固定され、第１流路モジュール５１及び第２流路モジュール５２は第１熱交換器３０及び第２熱交換器４１，４２に固定され、膨張弁７１，７２は第１流路モジュール５１に固定され、電磁弁８１，８２は第２流路モジュール５２に固定されることにより、支持部材１２に間接的に固定されている。

（各構成要素の位置関係について）
図１は、圧縮機２０及びアキュムレータ２２側から見た斜視図、図２は、第１熱交換器３０及び第２熱交換器４１，４２側から見た斜視図であり、図３は、圧縮機２０側から見た分解斜視図である。

支持部材１２は、略矩形状の板状部材である底板部１５と、底板部１５と一体的に形成され、底板部１５の一端側において底板部１５に対して垂直に設けられる略矩形状の枠体部１６とを有している。支持部材１２は、圧縮機２０、アキュムレータ２２を配置でき、冷媒ユニット１０に備えられた各構成要素と冷媒配管が干渉しない十分な幅を有する。

底板部１５は、枠体部１６が設けられている面（表面）が冷媒回路の構成要素を固定する固定面であり、枠体部１６と反対側の面（裏面）が冷媒ユニット１０を車体等に取り付けるための取付面となっている。底板部１５の裏面の４隅を、ゴムブッシュ１１を介して締結具１３によってそれぞれ締結することで、冷媒ユニット１０を車体等の取付対象に取り付けることができる。

枠体部１６は、底板部１５と平行な一対の横辺部１６１，１６２と、底板部１５に対して垂直な一対の縦辺部１６３，１６４と、横辺部１６１，１６２と縦辺部１６３，１６４との間に形成される空間部１６５を有している。

枠体部１６は、その両面が冷媒回路の各構成要素を固定する固定面であり、特に、枠体部１６において、底板部１５が設けられた面と反対側の面（一方側の面）は第１熱交換器３０及び第２熱交換器４１，４２を固定する第１固定面であり、底板部１５が設けられた面と同一側の面（他方側の面）は圧縮機２０及びアキュムレータ２２を固定する第２固定面となっている。

枠体部１６において、鉛直方向の上側に位置する横辺部１６１の一端側及び他端側には、第２熱交換器４１，４２を固定するための固定片１７１，１７２がそれぞれ設けられ、鉛直方向の下側に位置する横辺部１６２の中央部には、第１熱交換器３０を固定するための固定片１７３が設けられている。

図４は、第２固定面側からみた支持部材１２と第１熱交換器３０及び第２熱交換器４１，４２の位置関係を表す平面図である。図４に示すように、枠体部１６において、第１固定面には、第１熱交換器３０が横辺部１６１と固定片１７３とによって固定され、第２熱交換器４１が横辺部１６２と固定片１７１とによって固定され、第２熱交換器４２が横辺部１６２と固定片１７２とによって固定されている。

これにより、第１固定面において、第１熱交換器３０及び第２熱交換器４１，４２は、空間部１６５を挟んで横辺部１６１と横辺部１６２とを架け渡すように設けられる。また、第１固定面において、水平方向に並んで第２熱交換器４１、第１熱交換器３０、第２熱交換器４２が互いに平行且つ離間して設けられている。

図１から図４の例では、第１熱交換器３０は、第２熱交換器４１，４２の間に配置され、第１熱交換器３０及び第２熱交換器４１，４２が等間隔で配置されている。
上述のように、第１熱交換器３０及び第２熱交換器４１，４２を、横辺部１６１と横辺部１６２とを架け渡すように固定して梁として機能させることで、支持部材１２の強度を向上させながら、空間部１６５を確保することができ、支持部材１２の軽量化と強度の向上を実現することができる。

なお、第１熱交換器３０の第１固定面に対する固定位置は、第２熱交換器４１，４２の第１固定面に対する固定位置と、鉛直方向に異なる位置となっている。本実施形態においては、第１熱交換器３０は、第２熱交換器４１，４２よりも鉛直方向においてやや上方に位置するように第１固定面に固定されている。

第１熱交換器３０及び第２熱交換器４１，４２には、第１流路モジュール５１及び第２流路モジュール５２が固定される。第１流路モジュール５１及び第２流路モジュール５２は、第１熱交換器３０及び第２熱交換器４１，４２が第２固定面に固定されたときに、枠体部１６の空間部１６５内に配置されるようになっている。なお、空間部１６５内において、鉛直方向の下方側に第１流路モジュール５１が、鉛直方向の上方側に第２流路モジュール５２が配置される。

なお、第１流路モジュール５１及び第２流路モジュール５２の固定の態様は、第１熱交換器３０及び第２熱交換器４１，４２に固定するだけでなく、様々な態様を採用することができる。例えば、第１流路モジュール５１及び第２流路モジュール５２を、ブラケットなどの固定部材によって少なくとも一部を枠体部１６に固定することができる。また、第１流路モジュール５１及び第２流路モジュール５２にフランジを形成して、フランジ部を締結することで直接的に枠体部１６に固定することができる。

このようにすることで、第１流路モジュール５１及び第２流路モジュール５２を支持部材１２に強固に固定することができ、支持部材１２延いては、冷媒ユニット１０からの脱落を防止することができる。なお、固定部材やフランジを断熱部材で形成することにより、第１流路モジュール５１及び第２流路モジュール５２から固定部材や支持部材１２への熱移動を防止することができる。

また、第１流路モジュール５１には第１流路モジュール５１の内部に形成される冷媒流路（後述）に設けられる膨張弁７１，７２が固定されている。また、第２流路モジュール５２には、第２流路モジュール５２の内部に形成される冷媒流路（後述）に設けられる電磁弁８１，８２が固定されている。枠体部１６の空間部１６５内において、膨張弁７１及び電磁弁８１は、第１熱交換器３０と第２熱交換器４１との間に、膨張弁７２及び電磁弁８２は、第１熱交換器３０と第２熱交換器４２との間に配置されている。

枠体部１６には、第２固定面において、空間部１６５を挟んで横辺部１６１と横辺部１６２とを架け渡すように梁状部材１８が固定されている。また、第２固定面の一方の縦辺部１６４には、圧縮機２０を固定するブラケット１９が固定されている。梁状部材１８を設けることで、支持部材１２の強度を向上させることができる。

枠体部１６において、第２固定面には、圧縮機２０及びアキュムレータ２２が固定される。具体的には、圧縮機２０は、底板部１５から離間した状態で、梁状部材１８と、ブラケット１９を介して第２固定面に固定される。アキュムレータ２２は、底板部１５に載置されるとともに、図示しないブラケットを介して第２固定面に固定されている。

（第１熱交換器３０及び第２熱交換器４１，４２について）
第１熱交換器３０及び第２熱交換器４１，４２は、冷媒と熱媒体（例えば、水）との熱交換を行う冷媒－熱媒体熱交換器であり、冷媒の熱を、熱媒体回路（図示せず）を介して温調対象に供給することで車室内の空調や車載機器の温調などを行う。

第１熱交換器３０には、冷媒の流通方向に応じて冷媒流入部又は冷媒流出部となる一対の冷媒流入出口３０４，３０５が設けられている。同様に、第２熱交換器４１には、冷媒の流通方向に応じて冷媒の流入口又は流出口となる一対の冷媒流入出口４１４，４１５が設けられ、第２熱交換器４２には、冷媒の流通方向に応じて冷媒の流入口又は流出口となる一対の冷媒流入出口４２４，４２５が設けられている。

本実施形態係る冷媒ユニット１０では、四方弁６０により冷媒の流通方向を切り替えることが可能であり、第１熱交換器３０及び第２熱交換器４１，４２は、冷媒の流通方向に応じて蒸発器又は凝縮器として機能する。この際、第１熱交換器３０と第２熱交換器４１，４２は、互いに異なる機能を有するようになっている。

すなわち、冷媒ユニット１０では、四方弁６０を制御して冷媒の流通方向を切り替えることで、第１熱交換器３０を凝縮器として機能させると共に、第２熱交換器４１，４２を蒸発器として機能させるように冷媒を循環させるか、又は、第１熱交換器３０を蒸発器として機能させると共に、第２熱交換器４１，４２を凝縮器として機能させるように冷媒を循環させることができる。

図２に示すように、第１熱交換器３０には、熱媒体回路を循環する熱媒体が流入又は流出する熱媒体配管３０１，３０２が接続され、第２熱交換器４１には、熱媒体回路を循環する熱媒体が流入又は流出する熱媒体配管４１１，４１２が接続され、第２熱交換器４２には、熱媒体回路を循環する熱媒体が流入又は流出する熱媒体配管４２１，４２２が接続されている。

第１熱交換器３０には、熱媒体回路を循環する熱媒体が、熱媒体配管３０１又は熱媒体配管３０２の何れか一方から流入し第１熱交換器３０において冷媒と熱交換して熱媒体配管３０２又は熱媒体配管３０１の何れか他方に流出する。

同様に、第２熱交換器４１には、熱媒体回路を循環する熱媒体が、熱媒体配管４１１又は熱媒体配管４１２の何れか一方から流入し、第２熱交換器４１において冷媒と熱交換して熱媒体配管４１２又は熱媒体配管４１１の何れか他方に流出する。

第２熱交換器４２には、熱媒体回路を循環する熱媒体が、熱媒体配管４２１又は熱媒体配管４２２の何れか一方から流入し、第２熱交換器４２において冷媒と熱交換して熱媒体配管４２２又は熱媒体配管４２１の何れか他方に流出する。

（第１流路モジュール５１及び第２流路モジュール５２について）
続いて、第１流路モジュール５１及び第２流路モジュール５２について説明する。
図５及び図６に、第１流路モジュール５１及び第２流路モジュール５２の平面図を示す。図５は、第１流路モジュール５１及び第２流路モジュール５２の第１固定面と同一面側に配置される面の平面図、図６は、第１流路モジュール５１及び第２流路モジュール５２の第２固定面と同一面側に配置される面の平面図である。

第１流路モジュール５１及び第２流路モジュール５２は、例えば、アルミニウムなどの金属からなるブロック体の内部に複数の冷媒流路が一体的に形成されたマニホールド構造をなし、冷媒回路における冷媒流路の少なくとも一部を一体部品として構成したものである。

図５に示すように、第１流路モジュール５１には、第１固定面側において同一平面上に、他の構成要素と第１流路モジュール５１とを接続して冷媒を相互に流通させるための接続部５１１，５１２，５１３，７５１Ａ，７５１Ｂ，７５２Ａ，７５２Ｂが設けられている。また、図６に示すように、第１流路モジュール５１には、第２固定面側において同一平面上に、冷媒ユニット１０を循環する冷媒の状態を検出する検出装置Ｓ１，Ｓ２を取り付ける取付部５１８，５１９が設けられている。

各接続部は、第１流路モジュール５１が接続される機器の冷媒流入出口の位置に対応して設けられている。具体的には、接続部５１１は第２熱交換器４１の冷媒流入出口４１５に対応する位置に、接続部５１２は第２熱交換器４２の冷媒流入出口４２５に対応する位置に、接続部５１３は第１熱交換器３０の冷媒流入出口３０５と対応する位置にそれぞれ設けられている。

また、第１流路モジュール５１において、膨張弁７１に繋がる冷媒流路５１Ａと第１熱交換器３０との接続部７５１Ａが、膨張弁７１に繋がる冷媒流路５１Ｃと第２熱交換器４１との接続部７５１Ｂに対して鉛直方向にずれて配置されている。一対の接続部７５１Ａ，７５１Ｂは、膨張弁７１の一対の冷媒流入出口（冷媒流入部又は冷媒流出部）７１Ａ，７１Ｂに対応する位置に設けられている。

同様に、第１流路モジュール５１において、膨張弁７２に繋がる冷媒流路５１Ｂと第１熱交換器３０との接続部７５２Ａが、膨張弁７２に繋がる冷媒流路５２Ｄと第２熱交換器４２との接続部７５２Ｂに対して鉛直方向にずれて配置されている。一対の接続部７５２Ａ，７５２Ｂは、膨張弁７２に設けられる一対の冷媒流入出口７２Ａ，７２Ｂに対応する位置に設けられている。
このように、第１流路モジュール５１に接続部７５１Ａ，７５１Ｂ，７５２Ａ，７５２Ｂを設けて膨張弁７１，７２を接続することにより、膨張弁７１，７２の着脱が容易となり、メンテナンス性が向上する。

なお、図３に示すように、膨張弁７１の一対の冷媒流入出口７１Ａ，７１Ｂは、鉛直方向に沿って異なる高さに配置されている。冷媒の流通方向に応じて、一方が冷媒流入部となり、他方が冷媒流出部となる。同様に、膨張弁７２の一対の冷媒流入出口７２Ａ，７２Ｂは、鉛直方向に沿って異なる高さに配置され、冷媒の流通方向に応じて、一方が冷媒流入部となり、他方が冷媒流出部となる。

第１流路モジュール５１の内部には、接続部５１３と接続部７５１Ａとを連通する冷媒流路５１Ａと、接続部５１３と接続部７５２Ａとを連通する冷媒流路５１Ｂと、接続部７５１Ｂと接続部５１１とを連通する冷媒流路５１Ｃと、接続部７５２Ｂと接続部５１２とを連通する冷媒流路５１Ｄとが形成されている。接続部５１３は、冷媒流路５１Ａ及び冷媒流路５１Ｂの分岐点または合流点となる。

第１流路モジュール５１において、接続部５１３，７５１Ａ，７５２Ａは、鉛直方向において略同じ高さに配置されている。また、接続部５１１，５１２，７５１Ｂ，７５２Ｂは、鉛直方向において略同じ高さに配置され、これらは接続部５１３，７５１Ａ，７５２Ａよりも鉛直方向の下方に位置している。
従って、冷媒流路５１Ａ～５１Ｄは、略平行に配置され、冷媒流路５１Ａ，５１Ｂが冷媒流路５１Ｃ，５１Ｄよりも鉛直方向の上方に位置している。

取付部５１８は、接続部５１３の裏面側に配置され、取付部５１９は、接続部７５１Ｂの裏面側に配置される。したがって、検出装置Ｓ１，Ｓ２は、第１流路モジュール５１において第１熱交換器３０及び第２熱交換器４１，４２が接続される面と反対側の面に取り付けられる。

また、取付部５１８に取り付けられる検出装置Ｓ１は、冷媒流路５１Ａと冷媒流路５１Ｂとの分岐点又は合流点に設けられ、取付部５１９に取り付けられる検出装置Ｓ２は、冷媒流路５１Ｃと膨張弁７１との接続点に設けられる。つまり、検出装置Ｓ１は、冷媒流路５１Ａと冷媒流路５１Ｂによって形成される第１熱交換器３０と第２熱交換器４１，４２とを繋ぐ冷媒流路の分岐点又は合流点に設けられ、検出装置Ｓ２は、この分岐点又は合流点の近傍に設けられる。

検出装置Ｓ１又は検出装置Ｓ２により、第１熱交換器３０を流出して第２熱交換器４１，４２に分流される直前の冷媒の温度や圧力など冷媒の状態を検出することができるので、第２熱交換器４１，４２にそれぞれ検出装置を設ける必要がなく、冷媒ユニット１０において、検出装置の数を減らすことができる。つまり、検出装置Ｓ１又は検出装置Ｓ２の配置位置を適正化することで、効率よく冷媒の状態を検出することができる。なお、検出装置Ｓ１，Ｓ２の検出結果は、図示しない制御装置に出力され、検出結果に応じて冷媒回路が制御される。

第２流路モジュール５２には、第１固定面側において同一平面上に、他の構成要素と第２流路モジュール５２とを接続して冷媒を相互に流通させるための接続部５２１，５２２，８５１Ａ，８５１Ｂ，８５２Ａ，８５２Ｂが設けられている。また、第２流路モジュール５２は、第２固定面側に、冷媒配管９３と接続される接続部５２９が設けられている。

各接続部は、第２流路モジュール５２が接続される機器の冷媒流入出口の位置に対応して設けられている。具体的には、接続部５２１は第２熱交換器４１の冷媒流入出口４１４に対応する位置に、接続部５２２は第２熱交換器４２の冷媒流入出口４２４と対応する位置にそれぞれ設けられている。

また、一対の接続部８５１Ａ，８５１Ｂは、電磁弁８１の一対の冷媒流入出口（冷媒流入部又は冷媒流出部）８１Ａ，８１Ｂに対応する位置に、一対の接続部８５２Ａ，８５２Ｂは、電磁弁８２の一対の冷媒流入出口（冷媒流入部又は冷媒流出部）８２Ａ，８２Ｂに対応する位置に設けられている。このように、第２流路モジュール５２に接続部８５１Ａ，８５１Ｂ，８５２Ａ，８５２Ｂを設けて電磁弁８１，８２を接続することにより、電磁弁８１，８２の着脱が容易となり、メンテナンス性が向上する。

なお、図３に示すように、電磁弁８１の一対の冷媒流入出口８１Ａ，８１Ｂは、鉛直方向に沿って異なる高さに配置され、冷媒の流通方向に応じて、一方が冷媒流入部となり、他方が冷媒流出部となる。同様に、電磁弁８２の一対の冷媒流入出口８２Ａ，８２Ｂは、鉛直方向に沿って異なる高さに配置され、冷媒の流通方向に応じて、一方が冷媒流入部となり、他方が冷媒流出部となる。

第２流路モジュール５２の内部には、接続部５２９と接続部８５１Ｂとを連通する冷媒流路５２Ａと、接続部５２９と接続部８５２Ｂとを連通する冷媒流路５２Ｂと、接続部８５１Ａと接続部５２１とを連通する冷媒流路５２Ｃと、接続部８５２Ａと接続部５２２とを連通する冷媒流路５２Ｄとが形成されている。接続部５２９は、冷媒流路５２Ａ及び冷媒流路５２Ｂの分岐点または合流点となる。

第２流路モジュール５２において、接続部５２９，８５１Ｂ，８５２Ｂは、鉛直方向において略同じ高さに配置されている。また、接続部５２１，５２２，８５１Ａ，８５２Ａは、鉛直方向において略同じ高さに配置され、これらは接続部５２９，８５１Ｂ，８５２Ｂよりも鉛直方向の上方に位置している。
従って、冷媒流路５２Ａ～５２Ｄは、略平行に配置され、冷媒流路５２Ｃ，５２Ｄが冷媒流路５２Ａ，５２Ｂよりも鉛直方向の上方に位置している。

（冷媒回路の各構成要素の接続関係について）
冷媒ユニット１０において、冷媒回路の各構成要素は、次のように接続されている（図７及び図８参照）。圧縮機２０の冷媒吸入口は、冷媒配管９４によって四方弁６０を介してアキュムレータ２２と接続され、圧縮機２０の冷媒吐出口は、冷媒配管９１によって四方弁６０に接続されている。また、四方弁６０は、冷媒配管９２によって第１熱交換器３０と接続されると共に、冷媒配管９３によって第２流路モジュール５２の接続部５２９と接続されている。冷媒配管９３が第２流路モジュール５２の接続部５２９に接続されることで、冷媒配管９３と冷媒流路５２Ａ，５２Ｂとが連通し、相互に冷媒が流通するようになっている。

第１流路モジュール５１において、接続部５１１は第２熱交換器４１の冷媒流入出口４１５と接続され、接続部５１２は第２熱交換器４２の冷媒流入出口４２５と接続され、接続部５１３は第１熱交換器３０の冷媒流入出口３０５と接続される。また、接続部７５１Ａ，７５１Ｂは、膨張弁７１の冷媒流入出口７１Ａ，７１Ｂにそれぞれ接続される。同様に、接続部７５２Ａ，７５２Ｂは、膨張弁７２の冷媒流入出口７２Ａ，７２Ｂにそれぞれ接続される。

これにより、第１流路モジュール５１の内部において、接続部５１１と接続部５１３との間が冷媒流路５１Ａと膨張弁７１と冷媒流路５１Ｃにより連通し、第１熱交換器３０と第２熱交換器４１とを繋ぐ冷媒流路が形成される。また、第１流路モジュール５１の内部において、接続部５１３と接続部５１２との間が冷媒流路５１Ｂと膨張弁７２と冷媒流路５１Ｄとにより連通し、第１熱交換器３０と第２熱交換器４２とを繋ぐ冷媒流路が形成される。

なお、流路抵抗に起因した熱交換器間の能力差を抑制するために、第１熱交換器３０は、第２熱交換器４１，４２の間に配置され、第１熱交換器３０と第２熱交換器４１との距離、及び、第１熱交換器３０と第２熱交換器４２との距離が略等しくなるように配置し、第１熱交換器３０と第２熱交換器４１とを繋ぐ冷媒流路の長さと、第１熱交換器３０と第２熱交換器４２とを繋ぐ冷媒流路の長さとが等しくなるように構成することが好ましい。一方側の冷媒流路と他方側の冷媒流路との流路長の差をできる限り小さくすることで、両者において生じる流路抵抗の差を小さくし、２つの第２熱交換器４１，４２間に生じる能力差を抑制することができる。

上述の通り、膨張弁７１，７２において、それぞれ冷媒流入出口が鉛直方向に並んで配置されている。このため、第１流路モジュール５１に形成される第１熱交換器３０と第２熱交換器４１とを繋ぐ流路には、水平方向に配置される冷媒流路５１Ａ及び冷媒流路５１Ｃと、これらの間に膨張弁７１による鉛直方向の流路が含まれることとなる。つまり、冷媒流路５１Ａと冷媒流路５１Ｃとの間に段差部が形成される。

同様に、第１流路モジュール５１に形成される第１熱交換器３０と第２熱交換器４２とを繋ぐ流路には、水平方向に配置される冷媒流路５１Ｂ及び冷媒流路５１Ｄと、これらの間に膨張弁７２による鉛直方向の流路が含まれることとなる。つまり、冷媒流路５１Ｂと冷媒流路５１Ｄとの間に段差部が形成される。

このため、冷媒流路５１Ａと膨張弁７１と冷媒流路５１Ｃとを流れる冷媒は、段差部により冷媒の流路方向が変更され、冷媒流路５１Ｂと膨張弁７２と冷媒流路５１Ｄとを流れる冷媒は、段差部により冷媒の流路方向が変更される。

つまり、第１流路モジュール５１では、水平の冷媒流路５１Ａ及び冷媒流路５１Ｃと、膨張弁７１内部の鉛直方向の冷媒流路とを含んでおり、水平に流通する冷媒を、鉛直方向に流通させるよう流路方向を変更させ、その後、水平方向に流通させるよう流路方向を再び変更させるようになっている。また、第１流路モジュール５１は、水平の冷媒流路５１Ｂ及び冷媒流路５１Ｄと、膨張弁７２内部の鉛直方向の冷媒流路とを含んでおり、水平に流通する冷媒を、鉛直方向に流通させるよう流路方向を変更させ、その後、水平方向に流通させるよう流路方向を再び変更させるようになっている。

このように、第１流路モジュール５１では、第１熱交換器３０と第２熱交換器４１とを繋ぐ冷媒流路、及び、第１熱交換器３０と第２熱交換器４２とを繋ぐ冷媒流路において、共に流路方向が２回変更されるように形成されている。このように、第１熱交換器３０と第２熱交換器４１とを繋ぐ冷媒流路、及び、第１熱交換器３０と第２熱交換器４２とを繋ぐ冷媒流路における流路方向の変更回数を等しくすることで、流路抵抗に起因した熱交換器間の能力差を抑制することができる。

第２流路モジュール５２において、接続部５２１は第２熱交換器４１の冷媒流入出口４１４と接続され、接続部５２２は第２熱交換器４２の冷媒流入出口４２４と接続される。また、接続部８５１Ａ，８５１Ｂは、電磁弁８１の冷媒流入出口８１Ａ，８１Ｂにそれぞれ接続される。同様に、接続部８５２Ａ，８５２Ｂは、電磁弁８２の冷媒流入出口８２Ａ，８２Ｂにそれぞれ接続される。

これにより、第２流路モジュール５２の内部において、接続部５２１と接続部５２９との間が冷媒流路５２Ｃと電磁弁８１と冷媒流路５２Ａとにより連通し、これらと冷媒配管９３とにより、第２熱交換器４１と四方弁６０を繋ぐ冷媒流路が形成される。また、第２流路モジュール５２の内部において、接続部５２２と接続部５２９とが冷媒流路５２Ｄと電磁弁８２と冷媒流路５２Ｂにより連通し、これらと冷媒配管９３とにより、第２熱交換器４２と四方弁６０とを繋ぐ冷媒流路が形成される。

（冷媒の流れについて）
次に、このような冷媒ユニット１０における冷媒の循環について図７及び図８を用いて説明する。冷媒ユニット１０では、例えば、空調目的又は温調対象に応じて、四方弁６０によって冷媒の循環方向を切替えることができる。

（１）冷房運転時の冷媒の流れ
例えば、冷媒ユニット１０が用いられる空調装置において冷房運転が行われる場合には、冷媒は以下のように循環する（図７参照）。すなわち、冷媒は、圧縮機２０によって圧縮されて高圧のガス冷媒となって吐出され、冷媒配管９１を流通し、四方弁６０に流入する。高圧のガス冷媒は、四方弁から冷媒配管９２を流通し、第１熱交換器３０に流入する。

第１熱交換器３０に流入した冷媒は、第１熱交換器３０において他の熱媒体と熱交換することにより放熱した後に、第１熱交換器３０を流出して第１流路モジュール５１に流入し、第１流路モジュール５１の接続部５１３において分岐し、冷媒流路５１Ａと冷媒流路５１Ｂとに略均等に分流される。

冷媒流路５１Ａを流通する冷媒は膨張弁７１において減圧されて膨張し、低圧冷媒となって第２熱交換器４１に流入する。一方、冷媒流路５１Ｂを流通する冷媒は膨張弁７２において減圧されて膨張し、低圧冷媒となって第２熱交換器４２に流入する。

第２熱交換器４１，４２に流入した低圧冷媒は、第２熱交換器４１，４２において他の熱媒体と熱交換することにより吸熱した後に、第２熱交換器４１，４２から流出する。
第２熱交換器４１から流出した冷媒は、第２流路モジュール５２の冷媒流路５２Ａを流通する過程で電磁弁８１を通過し、接続部５２９で冷媒流路５２Ｂを流れてきた冷媒と合流して冷媒配管９３に流れる。

同様に、第２熱交換器４２から流出した冷媒は、第２流路モジュール５２の冷媒流路５２Ｂを流通する過程で電磁弁８２を通過し、接続部５２９で冷媒流路５２Ａを流れてきた冷媒と合流して冷媒配管９３に流れる。
第２流路モジュール５２から冷媒配管９３に流入した冷媒は、再び四方弁６０に入り、四方弁６０を介してアキュムレータ２２に流入し、アキュムレータ２２から四方弁６０を介して圧縮機２０へ戻る。圧縮機２０に流入した冷媒は、再び圧縮され、上記循環を繰り返す。

（２）暖房運転時の冷媒の流れ
例えば、冷媒ユニット１０が用いられる空調装置において暖房運転が行われる場合には、冷媒は以下のように循環する（図８参照）。すなわち、冷媒は、圧縮機２０によって圧縮されて高圧のガス冷媒となって吐出され、冷媒配管９１を流通し、四方弁６０に流入する。高圧のガス冷媒は、四方弁から冷媒配管９３を流通し、第２流路モジュール５２の接続部５２９において分岐し、冷媒流路５２Ａ及び冷媒流路５２Ｂに略均等に分流される。

冷媒流路５２Ａを流通した冷媒は、電磁弁８１を通過して第２熱交換器４１に流入し、第２熱交換器４１において他の熱媒体と熱交換することにより放熱した後に、第２熱交換器４１を流出して第１流路モジュール５１の冷媒流路５１Ａに流入する。冷媒流路５１Ａを流通する冷媒は、膨張弁７１において減圧されて膨張し、低圧冷媒となって第１流路モジュール５１の接続部５１３において、冷媒流路５１Ｂを流通してきた冷媒と合流して第１熱交換器３０に流入する。

冷媒流路５２Ｂを流通した冷媒は、電磁弁８２を通過して第２熱交換器４２に流入し、第２熱交換器４２において他の熱媒体と熱交換することにより放熱した後に、第２熱交換器４２を流出して第１流路モジュール５１の冷媒流路５１Ｂに流入する。冷媒流路５１Ｂを流通する冷媒は、膨張弁７２において減圧されて膨張し、低圧冷媒となって第１流路モジュール５１の接続部５１３において、冷媒流路５１Ａを流通してきた冷媒と合流して第１熱交換器３０に流入する。

第１熱交換器３０に流入した冷媒は、第１熱交換器３０において他の熱媒体と熱交換することにより吸熱した後に、第１熱交換器３０から流出し、冷媒配管９２を流れて四方弁６０を経てアキュムレータ２２に流入し、四方弁６０を介して圧縮機２０へ戻る。圧縮機２０に流入した冷媒は、再び圧縮され、上記循環を繰り返す。

以上述べた如く、本実施形態に係る冷媒ユニット１０によれば、冷媒回路の各構成要素が直接的又は間接的に支持部材１２に固定されることでユニット化されている。このため、冷媒ユニット１０に備えられた各構成要素の距離が互いに近接し、冷媒配管９１～９４の長さを最小限に留めることができるので、冷媒配管９１～９４における熱損失や、冷媒圧力損失を低減させることができる。

また、冷媒回路の構成要素である支持部材１２と第１流路モジュール５１と第２流路モジュール５２とがそれぞれ別個独立の部品で構成されているので、第１流路モジュール５１又は第２流路モジュール５２の何れか一方に流通する高圧冷媒に起因した熱が、支持部材１２や第１流路モジュール５１と第２流路モジュール５２の何れか他方に伝わることを抑制することができる。

より詳しくは、第１流路モジュール５１と第２流路モジュール５２とは、冷媒の循環方向が変更された場合であっても、両者には異なる温度帯の冷媒が流通し、何れか一方に高圧冷媒が循環する。このため、第１流路モジュール５１、第２流路モジュール５２及び支持部材１２が一体的に構成されている場合には熱移動が生じる。

本実施形態では、第１流路モジュール５１と第２流路モジュール５２と支持部材１２とをそれぞれ別部材とし、互いに離間して配置することで、各部材間における熱移動を抑制するので、熱移動に起因した熱損失を抑制することができる。つまり、冷媒ユニット１０の冷媒流路における高温冷媒の温度低下や低温冷媒の温度上昇を抑制し、冷媒ユニット１０が適用される熱管理システムの性能維持を図ることができる。

また、上述のように、第１流路モジュール５１において、接続部５１１，５１２，５１３，７５１Ａ，７５１Ｂ，７５２Ａ，７５２Ｂは第１固定面側において同一平面上に設けられ、取付部５１８，５１９は第２固定面側において同一平面上に設けられている。また、第２流路モジュール５２において、接続部５２１，５２２，８５１Ａ，８５１Ｂ，８５２Ａ，８５２Ｂは、第１固定面側において同一平面上に設けられている。

このように、各接続部が、凹凸なく所定の平面上に設けられることで、第１流路モジュール５１及び第２流路モジュール５２とこれに接続される第１熱交換器３０及び第２熱交換器４１，４２とを冷媒流路が短くなるように接続することができ、各機器をコンパクトに配置することができる。

また、第１流路モジュール５１において、膨張弁７１，７２との接続部７５１Ａ，７５１Ｂ，７５２Ａ，７５２Ｂのうち、鉛直方向の下方に位置する接続部７５１Ｂ，７５２Ｂと、第２熱交換器４１，４２との接続部５１１，５１２を鉛直方向において同じ高さに配置している。これにより、第２熱交換器４１と膨張弁７１との間の冷媒流路５１Ｃ、及び、第２熱交換器４２と膨張弁７２との間の冷媒流路５１Ｄの流路長を短くすることができる。

また、第１流路モジュール５１において、膨張弁７１，７２との接続部７５１Ａ，７５１Ｂ，７５２Ａ，７５２Ｂのうち、鉛直方向の上方に位置する接続部７５１Ａ，７５２Ａと、第１熱交換器３０との接続部５１３を鉛直方向において同じ高さに配置している。これにより、第１熱交換器３０と膨張弁７１との間の冷媒流路５１Ａ及び第１熱交換器と膨張弁７２との間の冷媒流路５１Ｂの流路長を短くすることができる。

同様に、第２流路モジュール５２において、電磁弁８１，８２との接続部８５１Ａ，８５１Ｂ，８５２Ａ，８５２Ｂのうち、鉛直方向の上方に位置する接続部８５１Ａ，８５２Ａと、第２熱交換器４１，４２との接続部５２１，５２２を鉛直方向において同じ高さに配置している。これにより、第２熱交換器４１から電磁弁８１への冷媒流路５２Ｃと第２熱交換器４２から電磁弁８２への冷媒流路５２Ｄの流路長を短くすることができる。

このように、第１流路モジュール５１に形成される冷媒流路５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄ及び、第２流路モジュール５２に形成される冷媒流路５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ，５２Ｄの流路長を短縮化することができる。すなわち、第１熱交換器３０と第２熱交換器４１，４２間において冷媒を分流又は合流する流路の流路長を短縮化することができ、冷媒ユニット１０の性能向上を図ることができる。

支持部材１２においては、第１固定面において、第１熱交換器３０及び第２熱交換器４１，４２を、横辺部１６１と横辺部１６２とを架け渡すように固定して梁として機能させ、かつ、第２固定面において、横辺部１６１と横辺部１６２とを架け渡すように梁状部材１８を設けている。これにより、支持部材１２の強度を向上させて、冷媒回路の構成要素を安定して支持することができると共に、空間部１６５を広く確保して、支持部材１２の軽量化を図ることができる。

このように本実施形態によれば、複数の温調対象に対応する複数の熱交換器を備えた冷媒ユニット１０において、複数の熱交換器４１，４２に冷媒を分流する冷媒流路５１Ａ，５１Ｂ、又は複数の熱交換器４１，４２から冷媒を合流させる冷媒流路５２Ａ，５２Ｂの流路長短縮化を図ることができる。

また、同一機能の熱交換器４１，４２を複数の温調対象に対応させて複数設ける場合に、冷媒回路における減圧装置としての膨張弁から複数の熱交換器４１，４２に至る冷媒流路、又は、複数の熱交換器から減圧装置に至る冷媒流路の流路長の差を可能な限り小さくすることで、同一機能の各熱交換器の出力差を小さくすることができる。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は上述した実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。

１０：冷媒ユニット、１１：ゴムブッシュ、１２：支持部材、１３：締結具
１５：底板部、１６：枠体部、１８：梁状部材、１９：ブラケット
２０：圧縮機、２２：アキュムレータ、３０：第１熱交換器、４１，４２：第２熱交換器
５１：第１流路モジュール、５２：第２流路モジュール
５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄ，５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ，５２Ｄ：冷媒流路
６０：四方弁、７１，７２：膨張弁、７１Ａ，７１Ｂ，７２Ａ，７２Ｂ：冷媒流入出口
８１，８２：電磁弁、８１Ａ，８１Ｂ，８２Ａ，８２Ｂ：冷媒流入出口
９１～９４：冷媒配管、１６１，１６２：横辺部、１６３，１６４：縦辺部
１６５：空間部、１７１，１７２，１７３：固定片
３０１，３０２，４１１，４１２，４２１，４２２：熱媒体配管
３０４，３０５，４１４，４１５，４２４，４２５：冷媒流入出口
５１１，５１２，５１３，７５１Ａ，７５１Ｂ，７５２Ａ，７５２Ｂ：接続部
５１８，５１９：取付部
５２１，５２２，５２９，８５１Ａ，８５１Ｂ，８５２Ａ，８５２Ｂ：接続部
Ｓ１，Ｓ２：検出装置

Claims (5)

1. 冷媒回路と、前記冷媒回路の構成要素を集約的に支持する単一の支持部材とを備えた冷媒ユニットであって、
   前記冷媒回路は、機能の異なる第１熱交換器と第２熱交換器を備え、
   前記第１熱交換器は、複数の前記第２熱交換器の間に配置されていることを特徴とする冷媒ユニット。
2. 一つの前記第１熱交換器と複数の前記第２熱交換器を繋ぐ複数の冷媒流路のそれぞれに、前記冷媒回路の減圧装置を配備したことを特徴とする請求項１記載の冷媒ユニット。
3. 一つの前記第１熱交換器と複数の前記第２熱交換器を繋ぐ複数の冷媒流路は、流路長が略等しいことを特徴とする請求項１記載の冷媒ユニット。
4. 一つの前記第１熱交換器と複数の前記第２熱交換器を繋ぐ複数の冷媒流路は、流路方向の変更回数が等しいことを特徴とする請求項１記載の冷媒ユニット。
5. 一つの前記第１熱交換器と複数の前記第２熱交換器を繋ぐ複数の冷媒流路は、流路方向切替手段によって、前記第１熱交換器から前記第２熱交換器に向かう流路方向が、前記第２熱交換器から前記第１熱交換器に向かう流路方向に切り替えられることを特徴とする請求項１記載の冷媒ユニット。

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