JPH0933118A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 積層型冷媒蒸発器８の冷媒冷媒熱交換部４３
と冷媒空気熱交換部４５の表面に付着する水滴のドレン
機構を共通化して価格の上昇を抑えることが可能な自動
車用空気調和装置１を提供する。 【解決手段】 自動車用空気調和装置１のクーリングユ
ニットのユニットケース４１内に形成される通風路５４
の中に積層型冷媒蒸発器８の冷媒空気熱交換部４５およ
び冷媒冷媒熱交換部４３の両方とも収容するようにして
いる。そして、そのユニットケース４１の下方にドレン
パンを設置することにより、冷媒空気熱交換部４５およ
び冷媒冷媒熱交換部４３の排水機構を共通化できる。こ
れにより、冷媒空気熱交換部４５用の排水機構に対し
て、新たに冷媒冷媒熱交換部４３用の排水機構を追加す
る必要がなくなるので、排水機構を備えるクーリングユ
ニットのコストを低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば自動車用
空気調和装置等に用いられるクーリングユニットに関す
るもので、特に入口流路内を通過する冷媒と出口流路内
を通過する冷媒とを熱交換させる冷媒冷媒熱交換部を有
する冷媒蒸発器をダクト内に配した空気調和装置に係わ
る。

【０００２】

【従来の技術】空気調和装置のクーリングユニットの構
成要素である冷媒蒸発器は、その熱交換効率（冷却効
率）を向上させるために、複数の冷媒蒸発流路に分配す
る冷媒の量が均一であることが望ましい。そこで、例え
ば特開平５−１９６３２１号公報には、膨張弁より流入
した冷媒が流れる入口流路、冷媒圧縮機へ冷媒を流出さ
せる出口流路を有する冷媒冷媒熱交換部、および入口流
路に減圧手段を介して連通する複数の冷媒蒸発流路を有
し、入口流路より流入した冷媒と空気とを熱交換させて
冷媒を蒸発させる冷媒空気熱交換部よりなる冷媒蒸発器
が記載されている。ここで、冷媒蒸発器の冷媒空気熱交
換部の通風抵抗を考慮して、冷媒蒸発器の冷媒空気熱交
換部をダクト内に配し、冷媒冷媒熱交換部をダクト外に
配することが考えられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この場合に
は、冷媒冷媒熱交換部内に低圧冷媒が通過するため、ダ
クト外の空気が冷媒冷媒熱交換部に当たると、ダクト外
の空気中の水蒸気が凝縮して、冷媒冷媒熱交換部の表面
に水滴が付着してしまう。このため、ダクト内の冷媒空
気熱交換部の表面に付着する水滴を排水するための排水
機構（ドレン機構）に、ダクト外に突出した冷媒冷媒熱
交換部に付着する水滴を排水するための排水機構を追加
することになるので、クーリングユニットのコストが上
昇し、結果的に空気調和装置の価格が上昇する問題が生
じる。

【０００４】この発明の目的は、冷媒空気熱交換部の表
面および冷媒冷媒熱交換部の表面に付着する水滴の排水
機構を共通化して価格の上昇を抑えることが可能な空気
調和装置を提供することにある。また、冷媒空気熱交換
部の入口側の冷媒の凝縮量を増加させることにより冷媒
分配性能を向上させることが可能な空気調和装置を提供
することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、冷媒空気熱交換部および冷媒冷媒熱交換部の両
方ともユニットケース内に収容することにより、冷媒空
気熱交換部の表面および冷媒冷媒熱交換部の表面に付着
する水滴の排水機構を共通化できる。したがって、水滴
の排水機構を簡素化して空気調和装置の価格の上昇を抑
えることができるという効果が得られる。

【０００６】また、ユニットケースの通風路の中に冷媒
冷媒熱交換部と冷媒空気熱交換部を共に収容することに
よって、冷媒空気熱交換部の入口側冷媒流路内を流れる
冷媒が出口側冷媒流路内を流れる冷媒だけでなく、ダク
トの通風路内を通過する空気によっても冷却されるの
で、冷媒の凝縮量を増加させることができる。したがっ
て、減圧手段を通過する際の冷媒の乾き度が低下するこ
とにより、冷媒空気熱交換部の複数の冷媒蒸発流路へ冷
媒を均一に分配する分配性能を向上することができると
いう効果が得られる。

【０００７】請求項２に記載の発明によれば、ユニット
ケース中から冷凍サイクルの冷媒圧縮機、冷媒凝縮器お
よび気液分離器の設置場所側に向かって入口配管および
出口配管の両方を同一方向となるように取り出すことに
より、入口配管および出口配管に接続される上流側、下
流側の冷媒配管の取回しが容易となる。したがって、上
流側、下流側の冷媒配管の取回し作業が簡素化されるの
で、その作業時間が短縮されることにより、空気調和装
置の価格を低減することができるという効果が得られ
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に、この発明の空気調和装置
を、車両用空気調和装置、特に自動車用空気調和装置に
適用した実施例に基づいて説明する。

【０００９】〔第１実施例の構成〕図１ないし図３はこ
の発明の第１実施例を示したもので、図１は自動車用空
気調和装置を示した図で、図２は自動車用空気調和装置
のクーリングユニットを示した図である。

【００１０】自動車用空気調和装置１は、自動車の車室
２とエンジンルーム３とを区隔するダッシュパネル４よ
り車室２側に装備したダクト５を有しており、このダク
ト５内には、その上流から下流にかけて、内外気切替ダ
ンパ６、多翼送風機７、積層型冷媒蒸発器８、エアミッ
クスダンパ９、ヒータコア１０、デフダンパ１１、フェ
イスダンパ１２およびフットダンパ１３が配設されてい
る。

【００１１】内外気切替ダンパ６は、サーボモータ等の
駆動手段により駆動され、ダクト５の外気吸込口１４か
ら室外空気（外気）を導入する外気導入モード、内気吸
込口１５から室内空気を導入する内気循環モード等の吸
込口切替モードを切り替える内外気切替手段である。な
お、内外気切替ダンパ６は、ダクト５の最上流部を構成
する内外気切替箱１６内に回動自在に取り付けられてい
る。

【００１２】多翼送風機７は、遠心式送風機であって、
ダクト５の通風路５４内において車室２に向かう空気流
を発生するファン１７、このファン１７を回転駆動する
ブロワモータ１８、およびファン１７を回転自在に収納
する渦巻き型ケーシング１９より構成されている。な
お、渦巻き型ケーシング１９は、ダクト５の上流側部を
構成しており、内外気切替箱１６の下流側に一体的に設
けられている。

【００１３】積層型冷媒蒸発器８は、所謂冷凍サイクル
２０の冷媒蒸発器（エバポレータ）で、その冷凍サイク
ル２０の作動に応じ、多翼送風機７により送られてきた
空気を冷却する。なお、冷凍サイクル２０は、積層型冷
媒蒸発器８の他に、冷媒圧縮機２１、冷媒凝縮器２２、
レシーバ２３、温度自動式膨張弁２４等を備えている。
冷凍サイクル２０の起動は、冷媒圧縮機２１の電磁クラ
ッチ２５への通電（オン）によりエンジン２６の回転力
がベルト２７を介して冷媒圧縮機２１に伝達されること
によって開始される。ここで、冷媒圧縮機２１の駆動手
段としては、エンジン２６の他に電動モータを用いても
良い。

【００１４】冷媒圧縮機２１は、エンジンルーム３内の
エンジン２６の近傍に設置され、電磁クラッチ２５、ベ
ルト２７を介してエンジン２６に駆動連結されている。
この冷媒圧縮機２１は、吸入した冷媒を圧縮して高温、
高圧のガス冷媒を吐出するコンプレッサである。冷媒凝
縮器２２は、エンジンルーム３内の自動車の走行風を受
け易い場所に設置されている。この冷媒凝縮器２２は、
冷却ファン２８により吹き付けられる室外空気と高温、
高圧のガス冷媒とを熱交換させて冷媒を凝縮液化させる
コンデンサである。レシーバ２３は、エンジンルーム３
内の冷媒凝縮器２２の近傍に設置されている。このレシ
ーバ２３は、ガス冷媒と液冷媒とを気液分離して液冷媒
のみ温度自動式膨張弁２４へ供給する気液分離器、受液
器である。

【００１５】温度自動式膨張弁２４は、積層型冷媒蒸発
器８の冷却能力を十分に発揮させるために積層型冷媒蒸
発器８の出口で冷媒の蒸発気化が完了するように、例え
ば積層型冷媒蒸発器８の出口での過熱量が一定となるよ
うに減圧量および冷媒循環量を自動的に調節するエキス
パンションバルブである。この温度自動式膨張弁２４
は、箱型膨張弁であって、自動車のダッシュパネル４よ
り車室２側に取り付けられた金属製のハウジング２９内
に収められている。

【００１６】ハウジング２９は、本発明の上流側の冷媒
配管、下流側の冷媒配管であって、図３に示したよう
に、内部に積層型冷媒蒸発器８内に冷媒を流入させる入
口側冷媒流路３０、および積層型冷媒蒸発器８より冷媒
を流出させる出口側冷媒流路３１を形成している。そし
て、入口側冷媒流路３０内には膨張弁本体３２が取り付
けられ、出口側冷媒流路３１内には感温筒３３が取り付
けられている。なお、感温筒３３は出口側冷媒流路３１
を形成する冷媒配管の外周面に接するように取り付けら
れていても良い。

【００１７】なお、膨張弁本体３２は、ニードル弁（図
示せず）およびダイヤフラム（図示せず）等から構成さ
れている。また、ダイヤフラムの一端側に形成されるダ
イヤフラム室と感温筒３３の内部とはキャピラリチュー
ブ３５により連通している。そして、ハウジング２９と
冷媒圧縮機２１およびレシーバ２３とは、ダッシュパネ
ル４に組み付けられた配管継手３６を介して接続されて
いる。

【００１８】エアミックスダンパ９は、ダクト５の通風
路５４の中においてヒータコア１０の上流側に回動自在
に取り付けられている。このエアミックスダンパ９は、
サーボモータ等の駆動手段により駆動されて、その開度
に応じて、ヒータコア１０を通過する空気量とヒータコ
ア１０を迂回する空気量とを調節する空気量調節手段で
ある。

【００１９】ヒータコア１０は、ダクト５の通風路５４
の中に設置され、自動車のエンジン冷却水回路からの冷
却水の温度に応じ、積層型冷媒蒸発器８を通ってきた空
気を加熱してデフダンパ１１、フェイスダンパ１２およ
びフットダンパ１３に向け流動させる空気加熱手段であ
る。

【００２０】デフダンパ１１、フェイスダンパ１２およ
びフットダンパ１３は、それぞれサーボモータ等の駆動
手段により駆動され、ダクト５の最下流部を構成するヒ
ータユニットケース（吹出口切替箱）４０に形成された
デフロスタ吹出口３７、フェイス吹出口３８およびフッ
ト吹出口３９を開閉する。なお、エアミックスダンパ
９、ヒータコア１０、デフダンパ１１、フェイスダンパ
１２およびフットダンパ１３は、ヒータユニットケース
４０に収納されている。

【００２１】デフダンパ１１、フェイスダンパ１２およ
びフットダンパ１３は、選択的に開閉されることによっ
て、フェイス吹出口３８から乗員の頭胸部に向けて主に
冷風を吹き出させることにより室内冷房を行うフェイス
モード、頭寒足熱の心地良い暖房を行うバイレベルモー
ド、乗員の足元に向けて主に温風を吹き出させることに
より室内暖房を行うフットモード、室内暖房とフロント
ガラスのくもりの除去を行うフットデフモード、フロン
トガラスのくもりの除去や解氷を行うデフロスタモード
等のように吹出口モードを切り替える。

【００２２】次に積層型冷媒蒸発器８の詳細を図１ない
し図３に基づいて説明する。なお、図３の図中におい
て、積層型冷媒蒸発器８内の液冷媒の部分にハッチング
を施した。この積層型冷媒蒸発器８は、図２に示したよ
うに、自動車用空気調和装置１のクーリングユニットの
ユニットケース４１内に収容されている。なお、ユニッ
トケース４１は、ポリプロピレン樹脂製で、断面形状が
口の字形状に形成されている。

【００２３】この積層型冷媒蒸発器８は、図３に示した
ように、温度自動式膨張弁２４を内蔵するハウジング２
９を接続するジョイントブロック４２、上流側（入口
側、中間圧側）冷媒と下流側（出口側、低圧側）冷媒と
の熱交換を行う冷媒冷媒熱交換部４３、上流側冷媒を減
圧する固定絞り４４、および固定絞り４４を通過して流
入する冷媒と空気との熱交換を行う冷媒空気熱交換部４
５等から構成されている。なお、積層型冷媒蒸発器８の
下方に、すなわち、冷媒冷媒熱交換部４３および冷媒空
気熱交換部４５の下方のユニットケース４１内、あるい
はユニットケース４１の下方には、凝縮水（水滴）の排
水機構（ドレン機構）としてのドレンパン（図示せず）
が配設されている。そのドレンパンには、凝縮水を自動
車の車外に排出するためのドレンホース（図示せず）が
取り付けられている。

【００２４】ジョイントブロック４２は、ハウジング２
９内の入口側冷媒流路３０に連通する入口配管（入口通
路）４６、およびハウジング２９内の出口側冷媒流路３
１に連通する出口配管（出口通路）４７等を設けてい
る。入口配管４６および出口配管４７は、ユニットケー
ス４１の中からユニットケース４１のエンジンルーム３
側の外壁面を介してエンジンルーム３側に突き出すよう
に積層型冷媒蒸発器８に取り付けられている。

【００２５】冷媒冷媒熱交換部４３は、ダクト５の通風
路５４の中に設置され、上流側冷媒と下流側冷媒とを熱
交換させることにより上流側冷媒を凝縮液化させ、下流
側冷媒を蒸発気化させる冷媒冷媒熱交換器である。この
冷媒冷媒熱交換部４３は、一対の薄い板状の成形プレー
トをろう付け等の溶接手段により複数積層することによ
って設けられている。

【００２６】また、冷媒冷媒熱交換部４３は、内部に入
口配管４６より固定絞り４４へ冷媒を送る入口側冷媒流
路４８、および冷媒空気熱交換部４５より出口配管４７
へ冷媒を送る出口側冷媒流路４９が蛇行するように形成
されている。なお、入口側冷媒流路４８と出口側冷媒流
路４９とは、入口側冷媒流路４８内を通過する上流側冷
媒と出口側冷媒流路４９内を通過する下流側冷媒との間
で熱交換が行えるように所定距離にわたって近接して設
けられている。

【００２７】固定絞り４４は、本発明の減圧手段であっ
て、冷媒冷媒熱交換部４３と冷媒空気熱交換部４５との
間に介在される一対の成形プレートの一部を潰すことに
より細管状に設けられている。この固定絞り４４は、入
口側冷媒流路４８から冷媒空気熱交換部４５へ冷媒を送
る流路面積を絞ることにより、内部を通過する冷媒を減
圧する減圧手段である。

【００２８】冷媒空気熱交換部４５は、ダクト５の通風
路５４の中に設置され、冷媒と空気とを熱交換させるこ
とにより冷媒を蒸発気化させ、空気を冷却する冷媒空気
熱交換器、空気冷却器、空気冷却手段である。この冷媒
空気熱交換部４５は、ユニットケース４１内を通過する
空気と冷媒との熱交換効率を向上させるためのコルゲー
トフィン５０と一対の薄い板状の成形プレートとをろう
付け等の溶接手段により複数積層することによって設け
られている。

【００２９】なお、冷媒空気熱交換部４５は、固定絞り
４４より冷媒が流入する入口側タンク部５１、内部を通
過する冷媒が蒸発気化する複数の冷媒蒸発流路５２、お
よび複数の冷媒蒸発流路５２より流入した冷媒を冷媒冷
媒熱交換部４３の出口側冷媒流路４９へ送る出口側タン
ク部５３を有している。

【００３０】〔第１実施例の作用〕次に、この実施例の
自動車用空気調和装置１の冷凍サイクル２０の作用を図
１ないし図３に基づいて簡単に説明する。

【００３１】電磁クラッチ２５が通電され、エンジン２
６が始動されると、エンジン２６の回転力がベルト２
７、電磁クラッチ２５を介して冷媒圧縮機２１に伝達さ
れる。これにより、冷媒圧縮機２１は吸入口より冷媒を
吸入して圧縮を開始する。そして、冷媒圧縮機２１で圧
縮され、吐出口より吐出された高温、高圧のガス冷媒
は、冷媒凝縮器２２内に流入する。冷媒凝縮器２２内に
流入したガス冷媒は、冷媒凝縮器２２を通過する際に室
外空気に熱を奪われて冷却され、凝縮液化される。

【００３２】その後に、冷媒凝縮器２２より流出した高
温の液冷媒は、レシーバ２３内に流入して、気液分離さ
れて、液冷媒のみ配管継手３６を通ってハウジング２９
の入口側冷媒流路３０に流入して温度自動式膨張弁２４
の膨張弁本体３２に到達する。膨張弁本体３２に到達し
た液冷媒は、膨張弁本体３２を通過する際に減圧されて
ガス冷媒と液冷媒との気液二相状態の冷媒となり、その
後にジョイントブロック４２の入口配管４６を通って積
層型冷媒蒸発器８の冷媒冷媒熱交換部４３の入口側冷媒
流路４８内に流入する。なお、この実施例では、冷媒冷
媒熱交換部４３の入口側冷媒流路４８と出口側冷媒流路
４９とが内部を流れる冷媒同士が熱交換可能に近接配置
されている。このため、入口側冷媒流路４８内に流入し
た気液二相状態の冷媒は、出口側冷媒流路４９内を流れ
る出口側冷媒と熱交換して冷却され、気液二相状態から
液相側へ移行し、ほぼ液単相状態となる。

【００３３】その後に、ほぼ液単相状態の冷媒は、固定
絞り４４内に流入し、固定絞り４４を通過する際に減圧
される。このように、液相成分が多く、さらに低温化さ
れた気液二相状態の冷媒は、冷媒空気熱交換部４５の入
口側タンク部５１内部に流入して各冷媒蒸発流路５２に
均等（均一）に分配される。そして、冷媒は、各冷媒蒸
発流路５２を通過する際に、コルゲートフィン５０を介
して通風路５４内の空気と熱交換され蒸発気化される。
なお、この実施例では、後述するように、出口側冷媒流
路４９にてスーパーヒートを得るようにしているので、
各冷媒蒸発流路５２を通過する冷媒を過熱蒸気になるま
で蒸発気化させないようにしている。

【００３４】各冷媒蒸発流路５２より流出した冷媒は、
出口側タンク部５３内で合流して冷媒冷媒熱交換部４３
の出口側冷媒流路４９内に流入する。出口側冷媒流路４
９内に流入した冷媒は、入口側冷媒流路４８内を流れる
入口側冷媒と熱交換して加熱され、冷媒の乾き度が１の
過熱蒸気となる。そして、過熱蒸気となったガス冷媒
は、出口配管４７、感温筒３３を取り付けたハウジング
２９の出口側冷媒流路３１、配管継手３６を通って冷媒
圧縮機２１の吸入口に吸入される。

【００３５】一方、多翼送風機７の作用によりダクト５
の通風路５４内を通過する暖かい空気は、冷媒空気熱交
換部４５の複数の冷媒蒸発流路５２の周囲を通過する際
に冷媒に熱を奪われて冷却された後に例えばフェイス吹
出口３８より車室２に吹き出され冷房がなされる。

【００３６】なお、通風路５４内の暖かい空気は、積層
型冷媒蒸発器８の冷媒空気熱交換部４５のコルゲートフ
ィン５０に当たって露点温度以下に冷却されると、空気
中の水分が凝縮液化しコルゲートフィン５０の表面に水
滴が付着する。この水滴（凝縮水）は、積層型冷媒蒸発
器８の下方、すなわち、冷媒冷媒熱交換部４３および冷
媒空気熱交換部４５の下方に設置されたドレンパンに落
下した後にドレンホースによって自動車の車外に放出さ
れる。

【００３７】〔第１実施例の効果〕以上のように、自動
車用空気調和装置１は、積層型冷媒蒸発器８が複数の冷
媒蒸発流路５２の上流側に冷媒冷媒熱交換部４３の入口
側冷媒流路４８および固定絞り４４を設けているので、
入口側タンク部５１内に流入する冷媒が液相成分の多い
気液二相状態の冷媒となる。これにより、各冷媒蒸発流
路５２内に冷媒を均一に分配することができる。

【００３８】しかも、複数の冷媒蒸発流路５２の出口の
冷媒を過熱蒸気にするのではなく、冷媒冷媒熱交換部４
３の出口側冷媒流路４９の出口の冷媒を乾き度が１の過
熱蒸気にしている。よって、複数の冷媒蒸発流路５２の
出口側においても冷媒を効率良く空気と熱交換させるこ
とができるので、各冷媒蒸発流路５２の入口より出口に
わたって空気の冷却性能をほぼ均一にすることができ
る。

【００３９】したがって、複数の冷媒蒸発流路５２の周
囲を通過した空気の吹出温度を冷媒空気熱交換部４５の
幅方向（複数の冷媒蒸発流路５２の並列方向、通風路５
４内の空気の流れ方向に直交する方向）にわたってほぼ
均一にすることができ、空気の温度分布の発生を抑える
ことができる。

【００４０】そして、入口側冷媒流路４８内の冷媒の流
れ方向と出口側冷媒流路４９内の冷媒の流れ方向とが逆
方向とされているので、冷媒冷媒熱交換部４３内におい
て入口側冷媒と出口側冷媒との熱交換性能に優れてお
り、入口側冷媒流路４８内での冷媒の凝縮性能（冷却性
能）および出口側冷媒流路４９内での冷媒の蒸発性能
（加熱性能）に優れている。

【００４１】さらに、仮にダクト５（ユニットケース４
１）内を通過する空気が冷媒冷媒熱交換部４３に当たっ
て、冷媒冷媒熱交換部４３の入口側冷媒流路４８内に中
間圧の冷媒が通過し、出口側冷媒流路４９内に低圧の冷
媒が通過することによって、空気中の水蒸気が凝縮し
て、冷媒冷媒熱交換部４３の表面に水滴が付着すること
が考えられる。

【００４２】しかし、この実施例では、ユニットケース
４１の下方に、すなわち、冷媒冷媒熱交換部４３および
冷媒空気熱交換部４５の下方に１組のドレンパン、ドレ
ンホースが設置されている。すなわち、ユニットケース
４１内に冷媒冷媒熱交換部４３と冷媒空気熱交換部４５
を入れることにより、冷媒冷媒熱交換部４３と冷媒空気
熱交換部４５の排水機構を共通化することができる。こ
のため、冷媒空気熱交換部４５用の排水機構に対して、
新たに冷媒冷媒熱交換部４３用の排水機構を追加する必
要はない。したがって、このような排水機構を備えるク
ーリングユニットのコストを低減できるので、そのよう
なクーリングユニットを備えた自動車用空気調和装置１
のコストも低減でき、結果的に自動車用空気調和装置１
を搭載した自動車の価格を低減できる。

【００４３】この実施例では、ユニットケース４１内に
形成される通風路５４の中に冷媒空気熱交換部４５およ
び冷媒冷媒熱交換部４３の両方とも収容している。した
がって、冷媒冷媒熱交換部４３の入口側冷媒流路４８内
を流れる中間圧の冷媒が出口側冷媒流路４９内を流れる
低圧の冷媒だけでなく、通風路５４内を通って冷媒冷媒
熱交換部４３に衝突し冷媒冷媒熱交換部４３の風上側で
渦巻く空気によっても冷却されるので、入口側冷媒流路
４８内を流れる冷媒の凝縮量が空気との熱交換分だけさ
らに増加する。これにより、固定絞り４４を通過する際
の冷媒の乾き度が低下することにより、冷媒中の液相成
分が増え、冷媒空気熱交換部４５の複数の冷媒蒸発流路
５２へ均一に分配する分配性能がさらに向上する。

【００４４】この実施例では、入口配管４６および出口
配管４７の両方の取出方向を、ユニットケース４１中か
ら冷凍サイクル２０の冷媒圧縮機２１、冷媒凝縮器２２
およびレシーバ２３が設置されているエンジンルーム３
側に向かって同一方向とすることにより、入口配管４６
および出口配管４７と温度自動式膨張弁２４のハウジン
グ２９との接続が接続配管を使用しなくても接続できる
ようになる。これにより、接続配管の取回し作業が不要
となるので、入口配管４６および出口配管４７とハウジ
ング２９との接続作業の作業時間が短縮できる。したが
って、このような積層型冷媒蒸発器８および温度自動式
膨張弁２４を備えるクーリングユニットのコストを低減
できるので、そのようなクーリングユニットを備えた自
動車用空気調和装置１のコストも低減でき、結果的に自
動車用空気調和装置１を搭載した自動車の価格を低減で
きる。

【００４５】〔第２実施例〕図４はこの発明の第２実施
例を示したもので、自動車用空気調和装置のクーリング
ユニットを示した図である。

【００４６】この実施例では、冷媒冷媒熱交換部４３と
冷媒空気熱交換部４５とを分離して冷媒配管６１、６２
によって接続している。なお、冷媒冷媒熱交換部４３
は、冷媒空気熱交換部４５より高さ方向の寸法が短いの
で、ユニットケース４１と冷媒冷媒熱交換部４３との隙
間に空気の漏洩を防止するための風洩れ防止用スペーサ
６３を取り付けている。

【００４７】〔第３実施例〕図５および図６はこの発明
の第３実施例を示したもので、図５は自動車用空気調和
装置の冷凍サイクルを示した図で、図６は自動車用空気
調和装置のクーリングユニットを示した図である。

【００４８】この実施例では、第２実施例の冷媒配管６
１、６２の代わりに温度自動式膨張弁２４を内蔵したハ
ウジング６４を取り付けている。なお、この実施例で
は、図５に示したように、冷媒冷媒熱交換部４３の入口
側冷媒流路４８内に高温、高圧の液冷媒が流れ、出口側
冷媒流路４９内に低温、低圧の気液二相状態の冷媒が流
れる。すなわち、冷媒冷媒熱交換部４３では、温度自動
式膨張弁２４に流入する前の高圧の冷媒と複数の冷媒蒸
発流路５２より流出した低圧の冷媒とが熱交換すること
になり、冷媒同士の温度差を第１実施例より大きくとる
ことができ、熱交換性能を向上できる。

【００４９】〔第４実施例の構成〕図７ないし図９はこ
の発明の第４実施例を示したもので、図７（Ａ）は自動
車用空気調和装置の冷凍サイクルを示した図である。

【００５０】次に、この実施例の温度自動式膨張弁２４
を図７（Ａ）および図８に基づいて詳細に説明する。温
度自動式膨張弁２４のハウジング２９内には、入口側冷
媒流路３０および出口側冷媒流路３１が形成されてい
る。また、ハウジング２９の隣には、内部にバイパス流
路６５を形成するバイパス配管６６が設けられている。

【００５１】そして、バイパス流路６５には、定圧弁６
７が取り付けられている。この定圧弁６７は、図７
（Ａ）に示したように、冬期などで冷媒凝縮器２２の凝
縮圧力（冷凍サイクル２０の高圧圧力）が所定の圧力
（例えば６ｋｇ／ｃｍ² Ｇ）以下に低下した時に開弁し
て、積層型冷媒蒸発器８の冷媒冷媒熱交換部４３の入口
側冷媒流路４８を迂回させて冷媒空気熱交換部４５へ直
接冷媒を導く。これは、高圧圧力が例えば６ｋｇ／ｃｍ
² Ｇ以下であれば、定圧弁６７を通過する際に減圧した
冷媒の乾き度が、冷媒冷媒熱交換部４３で熱交換させた
冷媒の乾き度とほぼ等しくなるからである。

【００５２】次に、この実施例の積層型冷媒蒸発器８を
図７（Ａ）、図８および図９に基づいて詳細に説明す
る。この積層型冷媒蒸発器８は、ジョイントブロック４
２、冷媒冷媒熱交換部４３、および冷媒空気熱交換部４
５等から構成され、第１実施例と同様にダクト５のユニ
ットケース４１内に収容されている。ジョイントブロッ
ク４２には、ハウジング２９の入口側冷媒流路３０に連
通する入口通路７１、出口側冷媒流路３１に連通する出
口通路７２、およびバイパス流路６５を形成するバイパ
ス通路７３が形成されている。

【００５３】冷媒冷媒熱交換部４３は、図８に示したよ
うに、一対のエンドプレート７４間に、一対のコアプレ
ート７５、７６を水平方向に複数積層することによって
設けられている。一対のコアプレート７５、７６は、プ
レス加工等により同一形状の薄い板状に成形された成形
プレートで、ろう付け等の溶接手段を用いて互いに接合
されている。

【００５４】コアプレート７５の表面とコアプレート７
６の裏面との間には、入口通路７１より冷媒空気熱交換
部４５へ冷媒を送る入口側冷媒流路４８が形成されてい
る。また、コアプレート７５の裏面とコアプレート７６
の表面との間には、冷媒空気熱交換部４５より出口通路
７２へ冷媒を送る出口側冷媒流路４９が形成されてい
る。

【００５５】入口側冷媒流路４８は、図８および図９に
示したように、コアプレート７６、７５の上端部または
下端部に形成された円形状の連通孔７７ａ、７７ｂを通
じて連通し、且つジョイントブロック４２の入口通路７
１にも連通している。すなわち、入口側冷媒流路４８
は、冷媒のターン数を多くすることで流路抵抗を持たせ
ることにより徐々に減圧する減圧手段として働き、コア
プレート７６、７５間に形成される複数の入口側冷媒流
路４８の全てが直列に連通することになる。

【００５６】また、出口側冷媒流路４９は、コアプレー
ト７５、７６の上端部または下端部に形成された円形状
の連通孔７８ａ、７８ｂを通じて連通し、且つジョイン
トブロック４２の出口通路７２にも連通している。な
お、コアプレート７５、７６間に形成される複数の出口
側冷媒流路４９は、並列して配置されている。そして、
コアプレート７５、７６の一端部には、ジョイントブロ
ック４２のバイパス通路７３（バイパス流路６５）に連
通する長円形状のバイパス孔７９が形成されている。

【００５７】冷媒空気熱交換部４５は、コルゲートフィ
ン５０と内部に冷媒蒸発流路５２を形成する冷媒流路管
８１とを水平方向に複数積層することによって設けられ
ている。冷媒流路管８１は、一対のコアプレート８２を
ろう付け等の溶接手段を用いて接合して構成されてい
る。一対のコアプレート８２の下端部には、入口タンク
部８３および出口タンク部８４が一体形成されている。

【００５８】〔第４実施例の作用〕次に、この実施例の
自動車用空気調和装置１の冷凍サイクル２０の作用を図
７ないし図９に基づいて簡単に説明する。ここで、図７
（Ｂ）は冷凍サイクル２０の冷媒回路上の冷媒の状態点
をモリエル線図上に描いたもので、図７（Ａ）の冷凍サ
イクル２０の冷媒回路上の冷媒の状態点ａ〜ｇが図７
（Ｂ）のモリエル線図上のａ〜ｇに対応する。

【００５９】冷媒圧縮機２１で圧縮され、吐出口より吐
出された高温、高圧のガス冷媒（状態点ａ）は、冷媒凝
縮器２２内に流入する。冷媒凝縮器２２内に流入したガ
ス冷媒は、冷媒凝縮器２２を通過する際に室外空気に熱
を奪われて冷却され、凝縮液化される。その後に、冷媒
凝縮器２２より流出した高温の液冷媒は、レシーバ２３
内に流入して、気液分離されて（状態点ｂ）、温度自動
式膨張弁２４の膨張弁本体３２に到達する。

【００６０】膨張弁本体３２に到達した液冷媒は、膨張
弁本体３２を通過する際に減圧されてガス冷媒と液冷媒
との気液二相状態の冷媒となり（状態点ｃ）、その後に
積層型冷媒蒸発器８の冷媒冷媒熱交換部４３の入口側冷
媒流路４８内に流入する。そして、入口側冷媒流路４８
内に流入した気液二相状態の冷媒は、出口側冷媒流路４
９内を流れる出口側冷媒と熱交換して冷却され、気液二
相状態から液相側へ移行し、ほぼ液単相状態となる（状
態点ｄ、状態点ｅ）。なお、入口側冷媒流路４８は、図
８に示したように、ターン数が多いため、冷媒を減圧す
る減圧手段としても働くため、固定絞りを廃止すること
ができるので、部品点数を減少できる。

【００６１】その後に、ほぼ液単相状態の冷媒は、冷媒
空気熱交換部４５内に流入して各冷媒蒸発流路５２に均
等（均一）に分配される。そして、冷媒は、各冷媒蒸発
流路５２を通過する際に、ユニットケース４１内の空気
と熱交換され蒸発気化される（状態点ｆ）。なお、この
実施例では、後述するように、出口側冷媒流路４９にて
スーパーヒートを得るようにしているので、各冷媒蒸発
流路５２を通過する冷媒を過熱蒸気になるまで蒸発気化
させないようにしている。

【００６２】各冷媒蒸発流路５２より流出した冷媒は、
冷媒冷媒熱交換部４３の出口側冷媒流路４９内に流入す
る。出口側冷媒流路４９内に流入した冷媒は、入口側冷
媒流路４８内を流れる入口側冷媒と熱交換して加熱さ
れ、過熱蒸気となる（状態点ｇ）。そして、過熱蒸気と
なったガス冷媒は、出口配管４７、感温筒３３を取り付
けたハウジング２９の出口側冷媒流路３１、配管継手３
６を通って冷媒圧縮機２１の吸入口に吸入される。

【００６３】〔第５実施例〕図１０はこの発明の第５実
施例を示したもので、自動車用空気調和装置の冷凍サイ
クルの主要部を示した図である。

【００６４】この実施例の積層型冷媒蒸発器８は、温度
自動式膨張弁２４の膨張弁本体３２より流入した冷媒を
冷媒冷媒熱交換部４３の入口側冷媒流路４８を迂回させ
るバイパス流路９１を備え、第１実施例と同様にダクト
５のユニットケース４１内に収容されている。そして、
バイパス流路９１には、減圧手段としての固定絞り９２
が設けられている。また、冷媒冷媒熱交換部４３の入口
側冷媒流路４８にも、減圧手段としての固定絞り９３が
設けられている。

【００６５】この実施例の場合には、冷媒冷媒熱交換部
４３の入口側冷媒流路４８内を流れる気液二相状態の冷
媒の温度よりも出口側冷媒流路４９内を流れる液冷媒の
温度の方が高温となる（冬期内気モード等の）場合に、
入口側冷媒流路４８内を流れる冷媒が加熱されてしまう
ことを抑えることができる。なお、バイパス流路９１の
分岐点Ｘに気液分離器を設けて，バイパス流路９１側に
主に液冷媒を流し、入口側冷媒流路４８側に主にガス冷
媒を流すようにしても良い。

【００６６】〔変形例〕この実施例では、冷媒蒸発器と
して積層型冷媒蒸発器８を用いたが、冷媒蒸発器として
丸形チューブ・プレートフィンタイプや、異形チューブ
・コルゲートフィンタイプ等のその他の形状のものを用
いても良い。この実施例では、冷媒冷媒熱交換部４３全
体を完全に通風路５４の中に収容したが、冷媒冷媒熱交
換部４３の大部分が通風路５４の中に収容されていれば
良く、冷媒冷媒熱交換部４３のほんの一部が通風路５４
の外側に存在していても、本発明の作用、効果は充分に
達成できる。

【００６７】この実施例では、複数の冷媒蒸発流路５２
と入口側冷媒流路４８との間に１つの固定絞り４４を設
けたが、複数の冷媒蒸発流路５２と入口側冷媒流路４８
との間に複数の固定絞りを設けても良い。また、減圧手
段として固定絞り（オリフィス）を設けたが、キャピラ
リチューブ等の固定絞りや、可変絞り等を用いても良
い。

【００６８】この実施例では、冷凍サイクルとしてレシ
ーバサイクル式の冷凍サイクル２０を利用したが、冷凍
サイクルとしてアキュームレータサイクル式の冷凍サイ
クルを利用しても良い。なお、温度自動式膨張弁２４の
代わりにキャピラリチューブやオリフィス等の固定絞り
を用いても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例に用いた自動車用空気調
和装置を示した概略図である。

【図２】この発明の第１実施例に用いたクーリングユニ
ットを示した透視図である。

【図３】この発明の第１実施例に用いた積層型冷媒蒸発
器を示した模式図である。

【図４】この発明の第２実施例に用いたクーリングユニ
ットを示した透視図である。

【図５】この発明の第３実施例に用いた冷凍サイクルを
示した構成図である。

【図６】この発明の第３実施例に用いたクーリングユニ
ットを示した透視図である。

【図７】（Ａ）はこの発明の第４実施例に用いた冷凍サ
イクルを示した構成図で、（Ｂ）は（Ａ）の冷凍サイク
ルのモリエル線図である。

【図８】この発明の第４実施例に用いた積層型冷媒蒸発
器を示した分解図である。

【図９】図８の積層型冷媒蒸発器のコアプレートを示し
た平面図である。

【図１０】この発明の第５実施例に用いた冷凍サイクル
の主要部を示した構成図である。

【符号の説明】

１ 自動車用空気調和装置 ２ 車室 ３ エンジンルーム ４ ダッシュパネル ５ ダクト ８ 積層型冷媒蒸発器 ２０ 冷凍サイクル ２１ 冷媒圧縮機 ２２ 冷媒凝縮器 ２３ レシーバ（気液分離器） ２４ 温度自動式膨張弁 ２９ ハウジング（上流側の冷媒配管、下流側の冷媒配
管） ４１ ユニットケース ４３ 冷媒冷媒熱交換部 ４４ 固定絞り（減圧手段） ４５ 冷媒空気熱交換部 ４６ 入口配管 ４７ 出口配管 ４８ 入口側冷媒流路 ４９ 出口側冷媒流路 ５１ 入口側タンク部 ５２ 冷媒蒸発流路 ５３ 出口側タンク部 ５４ 通風路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）内部を流れる冷媒を蒸発させる複数
   の冷媒蒸発流路を有し、これらの冷媒蒸発流路内を流れ
   る冷媒と前記複数の冷媒蒸発流路の周囲を通過する空気
   とを熱交換させる冷媒空気熱交換部と、 （ｂ）内部を前記複数の冷媒蒸発流路へ向かう冷媒が流
   れる入口側冷媒流路、および内部を前記複数の冷媒蒸発
   流路より流出した冷媒が流れる出口側冷媒流路を有し、
   前記入口側冷媒流路内を流れる冷媒と前記出口側冷媒流
   路内を流れる冷媒とを熱交換させる冷媒冷媒熱交換部
   と、 （ｃ）前記複数の冷媒蒸発流路の上流側に設けられた減
   圧手段と、 （ｄ）内部を空気が通過する通風路を有し、この通風路
   の中に前記冷媒空気熱交換部および前記冷媒冷媒熱交換
   部を収容したユニットケースとを備えた空気調和装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の空気調和装置において、 前記冷媒冷媒熱交換部は、前記入口側冷媒流路より上流
   側の冷媒配管に接続される入口配管、および前記出口側
   冷媒流路より下流側の冷媒配管に接続される出口配管を
   有し、 前記入口配管および前記出口配管は、前記ユニットケー
   ス中から冷凍サイクルの冷媒圧縮機、冷媒凝縮器および
   気液分離器の設置場所側に向かって突出していることを
   特徴とする空気調和装置。