JPH05296586A - 冷凍サイクル - Google Patents

冷凍サイクル

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JPH05296586A
JPH05296586A JP9265992A JP9265992A JPH05296586A JP H05296586 A JPH05296586 A JP H05296586A JP 9265992 A JP9265992 A JP 9265992A JP 9265992 A JP9265992 A JP 9265992A JP H05296586 A JPH05296586 A JP H05296586A
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JP
Japan
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refrigerant
gas
evaporator
refrigeration cycle
liquid
Prior art date
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Application number
JP9265992A
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English (en)
Inventor
Shinji Kakehashi
伸治 梯
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Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の冷媒蒸発器を並列に接続した冷凍サイ
クルにおいて、その冷凍サイクル内のガス不足が生じた
際に、優先したい冷媒蒸発器の冷却能力の低下を少なく
すること。 【構成】 フロント側の冷媒蒸発器2とリヤ側の冷媒蒸
発器3とを並列に接続して、各冷媒蒸発器2、3の上流
にそれぞれ膨張弁7、8を配した冷凍サイクル1におい
て、レシーバ6の下流に気液分離器10が設けられてい
る。この気液分離器10は、レシーバ6より導かれた気
液二相流の冷媒を乾き度の低い冷媒と乾き度の高い冷媒
とに分離し、乾き度の低い冷媒はフロント側の膨張弁7
に導かれ、乾き度の高い冷媒はリヤ側の膨張弁8に導か
れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複数の冷媒蒸発器を備
えた冷凍サイクルに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、乗用車やワゴン車等に搭載さ
れた空気調和装置では、前席側と後席側とで独立して冷
房を行うことのできるデュアルエアコンシステムがあ
る。このシステムは、前席側の冷房を行うフロント側蒸
発器の他に、乗用車のトランクルーム内やワゴン車の天
井部等に後席側の冷房を行うリア側蒸発器を備えたもの
で、一つの冷凍サイクル中にフロント側蒸発器とリア側
蒸発器とが並列に接続されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のシス
テムでは、ガス洩れによって冷凍サイクル内の冷媒が不
足し、レシーバより流出する冷媒中にガス冷媒が混入し
てくると、フロント側蒸発器およびリア側蒸発器に対応
した各膨張弁に、それぞれガス冷媒の混入した気液二相
の冷媒が流入することになる。その結果、フロント側蒸
発器およびリア側蒸発器の両方がガス不足の影響を受け
るため、フロント側もリア側も同様に冷房能力の低下を
招くことになる。このように、デュアルエアコンシステ
ムを採用する車両等では、冷凍サイクル内の冷媒が不足
してきた時に、前席に対して利用頻度の低い後席側の冷
房能力を犠牲にしても、前席側の冷房能力を維持、ある
いは冷房能力の低下を少なくしたいという要求がある。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目
的は、複数の冷媒蒸発器を並列に接続した冷凍サイクル
において、その冷凍サイクル内のガス不足が生じた際
に、優先したい冷媒蒸発器の冷却能力の低下を少なくす
ることにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、請求項1では、冷媒凝縮器の下流側と冷
媒圧縮機の上流側との間で、冷却能力を優先したい特定
の冷媒蒸発器を含む複数の冷媒蒸発器を並列に接続する
とともに、その各冷媒蒸発器の上流にそれぞれ減圧手段
を配した冷凍サイクルにおいて、前記冷媒凝縮器と前記
各減圧手段との間に、前記冷媒凝縮器より導かれた気液
二相流の冷媒を乾き度の低い冷媒と乾き度の高い冷媒と
に分離する気液分離手段を配し、この気液分離手段で分
離された乾き度の低い冷媒を前記特定の冷媒蒸発器の上
流に配された前記減圧手段に導き、前記気液分離手段で
分離された乾き度の高い冷媒を前記特定の冷媒蒸発器以
外の前記冷媒蒸発器の上流に配された前記減圧手段に導
くことを技術的手段とする。また、請求項2では、冷媒
凝縮器の下流側と冷媒圧縮機の上流側との間で、冷却能
力を優先したい特定の冷媒蒸発器を含む複数の冷媒蒸発
器を並列に接続するとともに、その各冷媒蒸発器の上流
にそれぞれ減圧手段を配した冷凍サイクルにおいて、前
記特定の冷媒蒸発器の上流に配された前記減圧手段に導
かれる冷媒を、前記冷媒蒸発器で蒸発した冷媒、あるい
は前記特定の冷媒蒸発器以外の前記冷媒蒸発器の上流に
配された前記減圧手段で減圧された冷媒と熱交換させる
熱交換部を設けたことを技術的手段とする。
【0005】
【作用】請求項1に係る本発明の冷凍サイクルは、気液
分離手段に流入した気液二相流の冷媒が乾き度の低い冷
媒と乾き度の高い冷媒とに分離されて、乾き度の低い冷
媒が特定の冷媒蒸発器の上流に配された減圧手段に導か
れ、乾き度の高い冷媒が特定の冷媒蒸発器以外の冷媒蒸
発器の上流に配された減圧手段に導かれる。また、気液
分離手段に流入する冷媒が液単相の冷媒である時は、気
液分離手段で乾き度の低い冷媒と乾き度の高い冷媒とに
分離されることなく、液冷媒がそのまま各減圧手段に導
かれる。請求項2に係る本発明の冷凍サイクルは、特定
の冷媒蒸発器の上流に配された減圧手段に導かれる冷媒
を、冷媒蒸発器で蒸発した冷媒、あるいは特定の冷媒蒸
発器以外の冷媒蒸発器の上流に配された減圧手段で減圧
された冷媒と熱交換させることで、特定の冷媒蒸発器の
上流に配された減圧手段に導かれる冷媒が冷却される。
これにより、特定の冷媒蒸発器の上流に配された減圧手
段に導かれる冷媒が、ガス冷媒の混入した気液二相流で
ある時、ガス冷媒の凝縮液化により乾き度が低くなる。
【0006】
【実施例】次に、車両用空気調和装置に適用された本発
明の冷凍サイクルの実施例を図1および図2を基に説明
する。図1は車両用空気調和装置の冷凍サイクル図であ
る。本実施例の車両用空気調和装置は、車両のフロント
側とリヤ側とを別々に冷房することのできるデュアルエ
アコンシステムで、一つの冷凍サイクル1内で並列に接
続された二つの冷媒蒸発器2、3を備える。冷凍サイク
ル1は、二つの冷媒蒸発器2、3の他に、冷媒圧縮機
4、冷媒凝縮器5、レシーバ6、および各冷媒蒸発器
2、3の上流に配された二つの膨張弁7、8(本発明の
減圧手段)を備え、冷媒配管9によって接続されてい
る。また、この冷凍サイクル1には、レシーバ6の下流
に気液分離器10(本発明の気液分離手段)を備え、こ
の気液分離器10で二方向に分岐して流出する各冷媒
が、それぞれの膨張弁7、8に導かれる。
【0007】冷媒圧縮機4は、電磁クラッチ4aを介し
て、車両エンジン(図示しない)によって駆動され、吸
入したガス冷媒を高温、高圧に圧縮して吐出する。冷媒
凝縮器5は、凝縮器用ファン11の送風を受けて、冷媒
圧縮機4より吐出された高温、高圧の冷媒を凝縮液化す
る。レシーバ6は、冷媒凝縮器5の下流に配されて、液
冷媒のみを流出させる。膨張弁7、8は、気液分離器1
0より導かれた冷媒を減圧膨張して冷媒蒸発器2、3内
に吐出するもので、冷媒蒸発器2、3出口の過熱度が一
定となるように冷媒流量を調節する温度作動式である。
冷媒蒸発器2、3は、図示しないブロワの送風を受け
て、膨張弁7、8で減圧された冷媒を蒸発させるもの
で、車両のフロント側とリヤ側とにそれぞれ配されてい
る。なお、本発明の特定の冷媒蒸発器は、車両のフロン
ト側に配された冷媒蒸発器2である。
【0008】気液分離器10は、冷凍サイクル1内の冷
媒が不足して、レシーバ6よりガス冷媒の混入した冷媒
が流出した時に、その気液二相流の冷媒を乾き度の低い
冷媒と乾き度の高い冷媒とに分離するものである。この
気液分離器10は、図2に示すように、冷媒が流入する
一つの流入口10aと、冷媒が流出する第1流出口10
bおよび第2流出口10cの二つの流出口とを備える。
流入口10aは、気液分離器10の側面上部寄りに開口
して、レシーバ6の出口と連絡されている。第1流出口
10bは、気液分離器10の底面に開口して、フロント
側の膨張弁7に連絡され、第2流出口10cは、流入口
10aと水平方向に対向する気液分離器10の側面上部
寄りに開口して、リヤ側の膨張弁8に連絡されている。
なお、気液分離器10の流入口10aおよび第2流出口
10cに接続される冷媒配管9は、気液分離器10の前
後(上流側と下流側)で水平方向に布設されている。こ
の気液分離器10では、気液二相流の冷媒が水平方向に
流れる場合、比重の軽いガス冷媒と比重の重い液冷媒と
が上下二相状態で流れることから、流入口10aより流
入した気液二相流の冷媒は、比重の重い液冷媒(乾き度
の低い冷媒)が気液分離器10の底面に開口する第1流
出口10bより流出し、比重の軽いガス冷媒を含む乾き
度の高い冷媒が、第2流出口10cより流出する。
【0009】次に、本実施例に示す冷凍サイクル1の作
動を説明する。冷媒圧縮機4で圧縮された高温、高圧の
冷媒は、冷媒凝縮器5で凝縮器用ファン11の送風を受
けて凝縮液化された後、レシーバ6を通って気液分離器
10へ導かれる。この時、冷凍サイクル1内に適正量の
冷媒が充填されている場合には、レシーバ6より液冷媒
のみが流出するため、気液分離器10内は液冷媒で満た
される。従って、気液分離器10の第1流出口10bお
よび第2流出口10cからは共に液冷媒が流出する。気
液分離器10より流出した液冷媒は、フロント側の膨張
弁7およびリヤ側の膨張弁8に導かれて減圧され、フロ
ント側の冷媒蒸発器2およびリヤ側の冷媒蒸発器3で送
風空気との熱交換によって蒸発した後、合流して冷媒圧
縮機4に吸入される。
【0010】上記の作動において、冷凍サイクル1内の
冷媒量が不足してくると、ガス冷媒の混入した気液二相
流の冷媒がレシーバ6より流出するようになる。レシー
バ6より流出した気液二相流の冷媒は、水平方向に布設
された冷媒配管9内を上下二相状態で流れながら気液分
離器10内に流入し、気液分離器10内で比重の軽いガ
ス冷媒と比重の重い液冷媒とが上下に分離される。そし
て、乾き度の低い液冷媒は気液分離器10の底面に開口
する第1流出口10bより流出してフロント側の膨張弁
7に導かれ、ガス冷媒を含む乾き度の高い冷媒は、流入
口10aと対向する第2流出口10cより流出してリヤ
側の膨張弁8に導かれる。この結果、冷凍サイクル1内
に適正量の冷媒が充填されている場合と比較して、乾き
度の高い冷媒が導かれるリヤ側の冷媒蒸発器3では冷房
能力が低下するが、乾き度の低い液冷媒が導かれるフロ
ント側の冷媒蒸発器2では冷房能力の低下を少なくする
ことができる。
【0011】なお、上記実施例では、本発明の気液分離
手段として気液分離器10を設けたが、図3に示すよう
に、リヤ側の膨張弁8に接続された冷媒配管9の底部側
に液冷媒の取出口12を設け、この取出口12に接続さ
れた配管9aをフロント側の膨張弁7に接続するように
構成しても良い。また、図4に示すように、液冷媒の取
出口12付近の配管径を拡げることで、気液分離性能を
向上させても良い。上記実施例および図3、図4に示す
気液分離手段は、比重の軽いガス冷媒と比重の重い液冷
媒とを重力を利用して分離する方法であるが、図5およ
び図6に示すように、遠心力を利用して分離する構造で
も良い。図5では、比重の軽いガス冷媒が気液分離器1
0内に開口する第2流出口10cより流出し、比重の重
い液冷媒が気液分離器10の外周側面に開口する第1流
出口10bより流出する。図6では、比重の重い液冷媒
が曲がりの小さい外側の通路10dを流れ、比重の軽い
ガス冷媒が曲がりの大きい内側の通路10eを流れる。
【0012】次に、本発明の第2実施例を図7を基に説
明する。本実施例の冷凍サイクル1は、気液分離器10
の下流側で並列に接続された二つの冷媒蒸発器2、3の
うち、一方の冷媒蒸発器2(本発明の特定の冷媒蒸発
器)がエンジンの燃料を冷却する燃料クーラとして使用
され、他方の冷媒蒸発器3が車室内の冷房用に使用され
るものである。この冷凍サイクル1では、冷凍サイクル
1内の冷媒不足時に、燃料温度の上昇に伴うエバポガス
の発生を防止するために、一方の冷媒蒸発器2を優先す
る。従って、冷媒不足時には、気液分離器10で分離さ
れた乾き度の低い冷媒が一方の冷媒蒸発器2の上流に配
された膨張弁7に導かれ、乾き度の高い冷媒が他方の冷
媒蒸発器3の上流に配された膨張弁8に導かれる。これ
により、車室内の冷房能力は低下するが、燃料の冷却能
力を維持することができ、エバポガス発生による大気汚
染を防止することができる。
【0013】次に、本発明の第3実施例を図8を基に説
明する。本実施例の冷凍サイクル1は、第1実施例と同
様に、車両のフロント側およびリヤ側にそれぞれ冷媒蒸
発器2、3を備えるとともに、フロント側の膨張弁7に
流入する冷媒を凝縮液化するための熱交換部13を備え
る。この熱交換部13は、フロント側の膨張弁7に流入
する冷媒(図中ab間)と、各冷媒蒸発器2、3の下流
で合流した冷媒(図中dh間)とを熱交換させるもの
で、フロント側の膨張弁7に流入する冷媒より各冷媒蒸
発器2、3で蒸発した冷媒の方が低温であることから、
レシーバ6よりガス冷媒の混入した気液二相の冷媒が流
出する場合に、ガス冷媒を凝縮液化させることができ
る。この結果、フロント側の膨張弁7に流入する冷媒の
乾き度が低下して、フロント側の冷房能力の低下を少な
くすることができる。
【0014】なお、熱交換部13では、フロント側の冷
媒蒸発器2で蒸発した冷媒(図中cd間)、リヤ側の冷
媒蒸発器3で蒸発した冷媒(図中gd間)、またはリヤ
側の膨張弁8で減圧された冷媒(図中ef間)と、フロ
ント側の膨張弁7に導かれる冷媒(図中ab間)との熱
交換を行うようにしても良い。また、本実施例の場合、
熱交換部13とともに第1実施例および第2実施例で示
した気液分離器10を組み合わせて使用しても良い。な
お、本発明の減圧手段としては、第1実施例に示した温
度作動式膨張弁に限らず、オリフィスやキャピラリチュ
ーブ等の固定絞りでも良い。
【0015】
【発明の効果】本発明の冷凍サイクルは、冷媒不足時に
優先したい冷媒蒸発器の冷却能力の低下を少なくするこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る冷凍サイクル図であ
る。
【図2】第1実施例に係る気液分離器の断面図である。
【図3】本発明に係る気液分離手段の変形例を示す断面
図である。
【図4】本発明に係る気液分離手段の変形例を示す断面
図である。
【図5】本発明に係る気液分離手段の変形例を示す断面
図である。
【図6】本発明に係る気液分離手段の変形例を示す断面
図である。
【図7】本発明の第2実施例に係る冷凍サイクル図であ
る。
【図8】本発明の第3実施例に係る冷凍サイクル図であ
る。
【符号の説明】
1 冷凍サイクル 2 フロント側の冷媒蒸発器(特定の冷媒蒸発器) 3 リヤ側の冷媒蒸発器 4 冷媒圧縮機 5 冷媒凝縮器 7 フロント側の膨張弁(減圧手段) 8 リヤ側の膨張弁(減圧手段) 10 気液分離器(気液分離手段) 13 熱交換部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】冷媒凝縮器の下流側と冷媒圧縮機の上流側
    との間で、冷却能力を優先したい特定の冷媒蒸発器を含
    む複数の冷媒蒸発器を並列に接続するとともに、その各
    冷媒蒸発器の上流にそれぞれ減圧手段を配した冷凍サイ
    クルにおいて、 前記冷媒凝縮器と前記各減圧手段との間に、前記冷媒凝
    縮器より導かれた気液二相流の冷媒を乾き度の低い冷媒
    と乾き度の高い冷媒とに分離する気液分離手段を配し、
    この気液分離手段で分離された乾き度の低い冷媒を前記
    特定の冷媒蒸発器の上流に配された前記減圧手段に導
    き、前記気液分離手段で分離された乾き度の高い冷媒を
    前記特定の冷媒蒸発器以外の前記冷媒蒸発器の上流に配
    された前記減圧手段に導くことを特徴とする冷凍サイク
    ル。
  2. 【請求項2】冷媒凝縮器の下流側と冷媒圧縮機の上流側
    との間で、冷却能力を優先したい特定の冷媒蒸発器を含
    む複数の冷媒蒸発器を並列に接続するとともに、その各
    冷媒蒸発器の上流にそれぞれ減圧手段を配した冷凍サイ
    クルにおいて、 前記特定の冷媒蒸発器の上流に配された前記減圧手段に
    導かれる冷媒を、前記冷媒蒸発器で蒸発した冷媒、ある
    いは前記特定の冷媒蒸発器以外の前記冷媒蒸発器の上流
    に配された前記減圧手段で減圧された冷媒と熱交換させ
    る熱交換部を設けたことを特徴とする冷凍サイクル。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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