WO2021187358A1 - 冷凍機 - Google Patents

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WO2021187358A1
WO2021187358A1 PCT/JP2021/010052 JP2021010052W WO2021187358A1 WO 2021187358 A1 WO2021187358 A1 WO 2021187358A1 JP 2021010052 W JP2021010052 W JP 2021010052W WO 2021187358 A1 WO2021187358 A1 WO 2021187358A1
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WO
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heater
heat exchanger
condensed water
refrigerant
pressure refrigerant
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/010052
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
川野 茂
Original Assignee
株式会社デンソー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32Cooling devices

Definitions

  • This disclosure relates to a refrigerator.
  • This vehicle air conditioner includes a pump, a first container for storing condensed water generated by an evaporator, a second container for storing condensed water sent from the first container by the pump, and a condensation stored in the second container. It is equipped with a nozzle that discharges water to the container.
  • the high-pressure refrigerant in the condenser can dissipate heat to the condensed water and evaporate the condensed water.
  • the refrigerator includes a first heat exchanger that cools the high-pressure refrigerant by the first air flow by heat exchange between the high-pressure refrigerant discharged from the compressor and the first air flow.
  • a steam compression refrigeration cycle is constructed with a compressor, a first heat exchanger, and a decompressor that decompresses the high-pressure refrigerant that has passed through the first heat exchanger, and the low-pressure refrigerant that has passed through the decompressor and the second air flow
  • a second heat exchanger that absorbs low-pressure refrigerant from the second air stream by heat exchange
  • a casing that houses the first heat exchanger and the second heat exchanger,
  • the heater placed in the casing and A guide portion, which is arranged in the casing and guides the condensed water generated by the heat exchange of the second heat exchanger to the heater by gravity, is provided.
  • the casing forms an air flow path that allows the first airflow that has passed through the first heat exchanger to flow to the outside of the casing.
  • the heater evaporates the condensed water into the air flow path, so that the water vapor of the condensed water can be discharged to the outside of the casing by the first air flow.
  • the guide part guides the condensed water to the heater by gravity, a pump is not required to guide the condensed water to the heater.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the vehicle air conditioner according to the first embodiment, in a state where the upper cover and the blower are removed. It is sectional drawing which includes the blower side blower in line II-II of FIG. It is sectional drawing which includes the exhaust side blower in line III-III of FIG.
  • it is a block diagram which shows the electric control system of the air conditioner for a vehicle.
  • it is a schematic diagram corresponding to FIG. 2, and is a diagram for assisting the explanation of the internal configuration of the vehicle air conditioner, the flow of condensed water generated by the evaporator, and evaporation.
  • FIG. 5 is a view taken along the line VI in FIG.
  • FIG. 5 is a diagram for assisting the explanation of the internal configuration of the vehicle air conditioner of FIG.
  • the vehicle air conditioner according to the second embodiment it is a schematic diagram corresponding to FIG. 2, and is a diagram for assisting the explanation of the internal configuration of the vehicle air conditioner, the flow of condensed water generated by the evaporator, and evaporation. ..
  • FIG. 8 is a view taken along the line IX in FIG.
  • FIG. 8 is a diagram for assisting the explanation of the internal configuration of the vehicle air conditioner of FIG.
  • the vehicle air conditioner according to the fourth embodiment it is a schematic diagram corresponding to FIG. 2, and is a diagram for assisting the explanation of the internal configuration of the vehicle air conditioner, the flow of condensed water generated by the evaporator, and evaporation.
  • FIG. 10 is a view taken along the line XI in FIG. 10, and is a diagram for assisting the explanation of the internal configuration of the vehicle air conditioner of FIG.
  • the vehicle air conditioner 1 of the present embodiment is installed under the seat of a vehicle or personal mobility (hereinafter referred to as a vehicle or the like), and is used to blow air conditioning air from the side surface of the seat or the like to enhance the comfort of the occupants. It is a small air conditioner.
  • the compressor 2 As shown in FIGS. 1 to 3, in the vehicle air conditioner 1, the compressor 2, the condenser 3, the decompressor 4, the evaporator 5, the accumulator 6, the blower side blower 7, the exhaust side blower 8, and the like are inside the air conditioner casing 10. It is a refrigerating device for vehicles housed in.
  • a compressor 2 In the vehicle air conditioner 1, a compressor 2, a condenser 3, a decompressor 4, an evaporator 5, an accumulator 6 and the like are connected by a refrigerant pipe to form a vapor compression refrigeration cycle.
  • an HFC-based refrigerant for example, R134a
  • an HFO-based refrigerant for example, R1234yf
  • a natural refrigerant for example, carbon dioxide
  • the refrigerant that flows from the discharge port 22 of the compressor 2 to the decompressor 4 via the condenser 3 is referred to as a high-pressure refrigerant.
  • the refrigerant flowing from the outlet of the decompressor 4 to the suction port 21 of the compressor 2 via the evaporator 5 is used as a low-pressure refrigerant.
  • the compressor 2 compresses the refrigerant sucked from the suction port 21 and discharges it from the discharge port 22.
  • the compressor 2 is an electric compressor in which a compression mechanism is driven by an electric motor.
  • a compression mechanism for example, a rotary type such as a scroll type or a vane type is used.
  • a reciprocating type such as a row type or a swash plate type may be used.
  • the rotation speed of the electric motor is controlled by a control signal transmitted from the control device 30 shown in FIG. Therefore, the control device 30 controls the rotation speed of the electric motor to change the refrigerant discharge capacity of the compressor 2.
  • the refrigerant inlet of the condenser 3 is connected to the refrigerant outlet of the compressor 2 from which the high-pressure refrigerant is discharged by a refrigerant pipe.
  • the condenser 3 is a heat exchanger that exchanges heat between the high-temperature high-pressure refrigerant discharged from the compressor 2 and the air flow passing through the condenser 3 (that is, the first air flow).
  • the high-pressure refrigerant flowing through the condenser 3 dissipates heat to the air flow passing through the condenser 3 and cools and condenses.
  • the air flow passing through the condenser 3 absorbs heat from the refrigerant flowing through the condenser 3 and becomes warm air.
  • a decompressor 4 is provided in the middle of the refrigerant pipe connecting the refrigerant outlet of the condenser 3 and the refrigerant inlet of the evaporator 5.
  • the decompressor 4 expands the refrigerant flowing out of the condenser 3 under reduced pressure, and uses various expansion mechanisms such as a fixed expansion valve such as an orifice or a capillary tube, a temperature expansion valve, or an electrically controlled expansion valve. Can be done.
  • the evaporator 5 provided on the downstream side of the refrigerant flow of the decompressor 4 is a low-temperature low-pressure refrigerant that flows out of the decompressor 4 and is in a gas-liquid two-phase state, and an air flow that passes through the evaporator 5 (that is, a second air flow). It is a heat exchanger that exchanges heat with.
  • the refrigerant flowing through the evaporator 5 absorbs heat from the air flow passing through the evaporator 5 and evaporates.
  • the air flow passing through the evaporator 5 dissipates heat to the refrigerant flowing through the evaporator 5 and becomes cold air.
  • An accumulator 6 is provided on the refrigerant outlet side of the evaporator 5.
  • the accumulator 6 separates the gas-liquid two-phase refrigerant flowing out of the evaporator 5 into a gas-phase refrigerant and a liquid-phase refrigerant, stores the liquid-phase refrigerant, and supplies the vapor-phase refrigerant to the suction port 21 of the compressor 2. ..
  • the condenser 3 described above is arranged on one side of the air conditioning casing 10 in the width direction (for example, the right side in FIG. 1), and the evaporator 5 is arranged on the other side of the air conditioning casing 10 in the width direction (for example, the left side in FIG. 1). There is.
  • the width direction is the horizontal direction when the vehicle air conditioner 1 is mounted on the vehicle.
  • the condenser 3 and the evaporator 5 are provided at positions separated from the bottom 19 of the air conditioning casing 10 by a predetermined distance. Specifically, the condenser 3 and the evaporator 5 are arranged at the same position in the vertical direction, respectively.
  • a warm air flow path 50 as an air flow path for guiding the air flow passing through the condenser 3 to the blower side blower 7 or the exhaust side blower 8 is provided between the bottom 19 of the air conditioning casing 10 and the condenser 3. .. That is, the warm air flow path 50 is arranged below the condenser 3.
  • a cold air flow path 40 for guiding the air flow passing through the evaporator 5 to the blower side blower 7 or the exhaust side blower 8 is provided between the bottom 19 of the air conditioning casing 10 and the evaporator 5.
  • the bottom 19 is located below the condenser 3 and the evaporator 5.
  • blower side blower 7 and an exhaust side blower 8 are provided between the condenser 3 and the evaporator 5.
  • the blower side blower 7 is a blower for blowing out the air that has passed through the condenser 3 or the evaporator 5 into the vehicle interior, which is the air conditioning target space.
  • a blowout duct (not shown) is connected to the downstream side of the blower side blower 7.
  • the cold air or hot air that is, air-conditioning air
  • the cold air or hot air generated in the air-conditioning casing 10 by driving the blower-side blower 7 is blown into the vehicle interior from the side surface of the seat or the like through the air-conditioning duct. Specifically, the cold air or hot air is blown toward or near the occupant seated in the seat.
  • the exhaust side blower 8 is a blower for discharging the air that has passed through the condenser 3 or the evaporator 5 to the outside of the air conditioning casing 10.
  • An exhaust duct (not shown) is connected to the downstream side of the exhaust side blower 8. The exhaust generated in the air-conditioning casing 10 by driving the exhaust-side blower 8 is discharged to a place that does not directly hit the occupant or outside the vehicle interior through the exhaust duct.
  • Both the blower side blower 7 and the exhaust side blower 8 are provided on the downstream side in the air flow direction with respect to the condenser 3 or the evaporator 5. That is, both the blower side blower 7 and the exhaust side blower 8 are provided so as to suck in the air flow passing through the condenser 3 or the evaporator 5.
  • the blower side blower 7 and the exhaust side blower 8 are composed of an impeller and an electric motor that rotates the impeller.
  • various types such as an axial flow type, a centrifugal type, and a once-through type can be used.
  • the rotation speeds of the blower side blower 7 and the exhaust side blower 8 are controlled by the control signals transmitted from the control device 30 shown in FIG. 5, respectively.
  • control device 30 controls the rotation speed of the blower side blower 7, so that the amount of air blown by the blower side blower 7 is changed. Further, the control device 30 controls the rotation speed of the exhaust side blower 8, so that the amount of air blown by the exhaust side blower 8 is changed.
  • the air conditioning casing 10 is formed in a substantially rectangular parallelepiped.
  • the shape of the air-conditioning casing 10 is not limited to this, and may be any shape according to the mounting space for a vehicle or the like.
  • the air-conditioning casing 10 houses the blower side blower 7, the exhaust side blower 8, and the like together with the compressor 2, the condenser 3, the decompressor 4, the evaporator 5, the accumulator 6, and the like described above.
  • the air conditioning casing 10 has a plurality of walls for partitioning the compressor 2, the condenser 3, the evaporator 5, the blower side blower 7 and the exhaust side blower 8, respectively.
  • the wall provided between the blower side blower 7 and the exhaust side blower 8 and the condenser 3 is referred to as a first wall 11.
  • the wall provided between the blower side blower 7 and the exhaust side blower 8 and the evaporator 5 is referred to as a second wall 12.
  • the wall provided between the blower side blower 7 and the exhaust side blower 8 is called a third wall 13.
  • the first wall 11, the second wall 12, and the third wall 13 are all provided at positions separated from the bottom 19 of the air conditioning casing 10 by a predetermined distance in the upward direction. That is, a space is provided between the first wall 11, the second wall 12, and the third wall 13 and the bottom 19 of the air conditioner casing 10.
  • the wall provided between the compressor 2 and the accumulator 6 and the condenser 3, the blower side blower 7 and the evaporator 5 is referred to as a fourth wall 14.
  • the fourth wall 14 is connected to the bottom 19 of the air conditioning casing 10.
  • the wall provided parallel to the bottom 19 of the air conditioning casing 10 is called the fifth wall 15.
  • the fifth wall 15 is provided with a hole 151 corresponding to the outer diameter of the impeller of the blower side blower 7.
  • the wall provided parallel to the bottom 19 of the air conditioning casing 10 on the air suction side of the exhaust side blower 8 (that is, the bottom 19 side of the air conditioning casing 10) is called the sixth wall 16.
  • the sixth wall 16 is provided with a hole 161 corresponding to the outer diameter of the impeller of the exhaust side blower 8.
  • the blower side blower 7 and the fifth wall 15 may be integrally formed, and the exhaust side blower 8 and the sixth wall 16 may be integrally formed.
  • a blowout door 60 is provided between the bottom 19 of the air conditioning casing 10 and the blowout side blower 7.
  • the blowout door 60 can block approximately half the area of the lower space of the blowout side blower 7.
  • the blow-out door 60 closes a substantially half area on the condenser 3 side and opens a substantially half area on the evaporator 5 side in the space under the blow-out side blower 7. Indicates the state.
  • the blowout door 60 is driven by a door actuator 70 and is provided so as to straddle the first wall 11, the partition wall 17, and the second wall 12 so as to be reciprocally movable between them.
  • the rack 61 provided on the surface of the blow-out door 60 on the blow-out side blower 7 side meshes with a pinion (not shown).
  • the door actuator 70 rotates and drives the pinion, so that the blowout door 60 moves.
  • the partition wall 17 is formed in the air conditioning casing 10 in the vertical direction.
  • the partition wall 17 is supported by the third wall 13, the fourth wall 14, and the like, and supports the blowout door 60 and the exhaust door 80 from below.
  • An exhaust door 80 is provided between the bottom 19 of the air conditioning casing 10 and the exhaust side blower 8.
  • the exhaust door 80 can block an area of approximately half of the space below the exhaust side blower 8.
  • the exhaust door 80 opens a substantially half area on the condenser 3 side while blocking a substantially half area on the evaporator 5 side in the space under the exhaust side blower 8. Indicates the state.
  • the exhaust door 80 is also driven by the door actuator 70 and is provided so as to straddle the first wall 11, the partition wall 17, and the second wall 12 so as to be reciprocally movable between them.
  • the rack 81 provided on the surface of the exhaust door 80 on the exhaust side blower 8 side also meshes with a pinion (not shown).
  • the exhaust door 80 moves when the door actuator 70 rotates and drives the pinion.
  • the bottom 19 of the air conditioning casing 10 is provided with a groove 19a and an inclined surface (that is, an inclined portion) 19b.
  • the groove portion 19a is provided on one side of the bottom portion 19 in the width direction.
  • the groove portion 19a is arranged below the capacitor 3.
  • the groove portion 19a is formed so as to be recessed below the inclined surface 19b.
  • the groove portion 19a is formed in a planar shape extending in the width direction and the vertical direction.
  • a heater 20 as a high temperature portion is arranged in the groove portion 19a.
  • the heater 20 is arranged below the capacitor 3.
  • a warm air flow path 50 is arranged between the heater 20 and the condenser 3.
  • the heater 20 is composed of a metal plate-shaped member, and constitutes a refrigerant flow path 20a as a high-pressure refrigerant flow path arranged between the refrigerant outlet of the condenser 3 and the refrigerant inlet of the decompressor 4. ..
  • the refrigerant flow path 20a is a liquid line formed in a meandering shape in the heater 20.
  • the heater 20 of the present embodiment evaporates the condensed water, as will be described later.
  • the inclined surface 19b is arranged on the opposite side in the width direction with respect to the groove portion 19a.
  • the inclined surface 19b is formed so as to be inclined downward from the other side in the width direction toward one side in the width direction. That is, the inclined surface 19b is formed so as to be inclined toward the lower side from the lower side of the evaporator 5 toward the heater 20 side.
  • the inclined surface 19b of the present embodiment guides the condensed water generated by the evaporator 5 to the heater 20 side.
  • the drive of the compressor 2, the blower side blower 7, the exhaust side blower 8, the door actuator 70, and the like included in the vehicle air conditioner 1 is controlled by the control device 30 shown in FIG.
  • the control device 30 is composed of a processor that performs control processing and arithmetic processing, a microcomputer that includes a storage unit such as a ROM and a RAM that stores programs and data, and peripheral circuits thereof.
  • the storage unit of the control device 30 is composed of a non-transitional substantive storage medium.
  • the control device 30 performs various control processes and arithmetic processes based on the program stored in the storage unit, and controls the operation of each device connected to the output port.
  • the control device 30 may be provided inside the air-conditioning casing 10, or may be provided at a location away from the air-conditioning casing 10.
  • control device 30 controls the compressor 2, the blower side blower 7, and the exhaust side blower.
  • the compressor 2 sucks in the low-pressure refrigerant, compresses it, and discharges the high-pressure refrigerant.
  • This high-pressure refrigerant flows through the capacitor 3.
  • the high-pressure refrigerant flowing through the condenser 3 dissipates heat to the air flow passing through the condenser 3.
  • the heat-dissipated high-pressure refrigerant passes through the refrigerant flow path 20a of the heater 20 and flows to the decompressor 4.
  • the high-pressure refrigerant flowing through the decompressor 4 is decompressed by the decompressor 4.
  • the low-pressure refrigerant that has passed through the decompressor 4 absorbs heat from the air flow in the evaporator 5.
  • the absorbed low-pressure refrigerant is separated into a gas phase refrigerant and a liquid phase refrigerant by the accumulator 6, and the separated vapor phase refrigerant is sucked into the compressor 2.
  • the control device 30 drives the door actuator 70, and the blowout door 60 closes a region of about half of the space under the blowout side blower 7 on the condenser 3 side, and is abbreviated on the evaporator 5 side.
  • the half area is left open.
  • the control device 30 drives the door actuator 70, and the exhaust door 80 closes about half of the space under the exhaust side blower 8 on the evaporator 5 side and about half on the condenser 3 side.
  • the area of is open.
  • the cold air that has passed through the evaporator 5 is sucked into the blower side blower 7 through the opening 62 formed by the blowout door 60, and is sucked into the seat through the blowout duct (not shown). It is blown toward or near the seated occupant.
  • the warm air that has passed through the condenser 3 is sucked into the exhaust side blower 8 through the opening 82 formed by the exhaust door 80, and an exhaust duct (not shown) is formed. It is discharged to a place that does not directly hit the occupants or outside the passenger compartment.
  • the low-pressure refrigerant flowing through the evaporator 5 absorbs heat from the air flow passing through the evaporator 5. Therefore, the water vapor contained in the air flow may be condensed to generate condensed water.
  • This condensed water is dropped on the inclined surface 19b of the bottom 19 of the air conditioning casing 10.
  • the dropped condensed water is guided to the heater 20 side by the inclined surface 19b and flows.
  • the heater 20 dissipates heat from the high-pressure refrigerant to the condensed water and evaporates it into the warm air flow path 50.
  • the evaporated water vapor is sucked into the exhaust side blower 8 through the opening 82 together with the warm air that has passed through the condenser 3, and is discharged to a place that does not directly hit the occupant or outside the vehicle interior through an exhaust duct (not shown). ..
  • the condensed water is vaporized by the heater 20 and discharged to the outside of the air conditioning casing 10 through the warm air flow path 50 and the opening 82.
  • the blowout door 60 and the exhaust door 80 are moved to the left and right opposite sides of the state shown in FIGS. 1 to 3. ..
  • the control device 30 drives the door actuator 70, and the blowout door 60 closes approximately half of the space under the blowout side blower 7 on the evaporator 5 side. It is assumed that approximately half of the area on the capacitor 3 side is open. Further, the control device 30 drives the door actuator 70, and the exhaust door 80 closes about half of the space under the exhaust side blower 8 on the condenser 3 side, and is about half on the evaporator 5 side. The area of is open.
  • the control device 30 drives the compressor 2 of the refrigeration cycle, the blower side blower 7, and the exhaust side blower 8. Then, the warm air that has passed through the condenser 3 is sucked into the blower side blower 7 through the opening formed by the blowout door 60, and is blown into the vehicle interior through a blowout duct (not shown). Specifically, the warm air is blown toward or near the occupant seated in the seat. At that time, the cold air that has passed through the evaporator 5 is sucked into the exhaust side blower 8 through the opening formed by the exhaust door 80, and is not directly hit by the occupant through an exhaust duct (not shown) or outside the vehicle interior. Is discharged to.
  • the vehicle air conditioner 1 is a condenser 3 as a first heat exchanger that cools the high pressure refrigerant by the air flow by heat exchange between the high pressure refrigerant discharged from the compressor 2 and the air flow. To be equipped.
  • the vehicle air conditioner 1 includes an evaporator 5 as a second heat exchanger.
  • the evaporator 5 constitutes a vapor compression refrigeration cycle together with a compressor 2, a condenser 3, and a pressure reducing device 4 for reducing the pressure of the high-pressure refrigerant passing through the condenser 3, and heat of the low-pressure refrigerant passing through the pressure reducing device 4 and an air flow.
  • the exchange causes the low pressure refrigerant to absorb heat from the air stream.
  • the vehicle air conditioner 1 includes an air conditioner casing 10 for accommodating an evaporator 5 and a condenser 3, and a heater 20 arranged in the air conditioner casing 10.
  • the air-conditioning casing 10 forms a warm air flow path 50 for discharging the air flow that has passed through the condenser 3 to the outside of the air-conditioning casing 10.
  • the vehicle air conditioner 1 is arranged in the air conditioner casing 10 and includes an inclined surface 19b as a guide portion for guiding condensed water generated by heat exchange of the evaporator 5 to the heater 20 by gravity.
  • the heater 20 heats the condensed water guided to the heater 20 by the inclined surface 19b with a high-pressure refrigerant and evaporates it into the warm air flow path 50. Therefore, the water vapor of the condensed water can be discharged to the outside of the air conditioning casing 10 by the air flow in the warm air flow path 50.
  • the inclined surface 19b guides the condensed water generated by the heat exchange of the evaporator 5 to the heater 20 by gravity, the condensed water generated in the evaporator 5 can be guided to the heater 20 without using a pump or the like.
  • the inclined surface 19b is formed between the lower side of the evaporator 5 and the heater 20, and constitutes an inclined surface that goes downward as the heater 20 approaches from the lower side of the evaporator 5. Therefore, the condensed water generated in the evaporator 5 can be reliably guided to the heater 20.
  • the heater 20 since the condensed water comes into direct contact with the heater 20, heat can be efficiently transferred from the heater 20 to the condensed water. Therefore, the heater 20 can surely evaporate the condensed water.
  • the condensed water since the condensed water is exposed to the warm air in the warm air flow path 50, the condensed water absorbs heat from the warm air and evaporates. Along with this, the condensed water guided by the inclined surface 19b can be more reliably evaporated.
  • the vehicle air conditioner of Patent Document 1 has a configuration in which condensed water is discharged to the condenser 3 and evaporated by using a nozzle, a first container, a second container, a pump, and the like.
  • the vehicle air conditioner of the present embodiment is not configured to discharge condensed water to the condenser 3 by using a nozzle, a first container, a second container, a pump, or the like. Therefore, the vehicle air conditioner of the present embodiment can be made smaller than the vehicle air conditioner of Patent Document 1.
  • a drain pan that collects the condensed water generated by the evaporator by arranging the evaporator above the condenser, a water discharge section that discharges the condensed water to the condenser, and a water supply section that guides the condensed water from the drain pan to the water discharge section by gravity.
  • An air conditioner equipped with the above can be considered.
  • the evaporator 5 and the condenser 3 are arranged at the same position in the vertical direction (that is, the position in the same height direction) in the air conditioning casing 10.
  • the inclined surface 19b is arranged below the evaporator 5 and the condenser 3.
  • the space for accommodating the evaporator 5, the condenser 3, and the inclined surface 19b can be reduced as compared with the air conditioner provided with the water discharge unit described above. Along with this, it is possible to reduce the size of the air-conditioning casing 10 and eventually the vehicle air-conditioning device 1.
  • FIG. 7 shows FIG. 7 for the third embodiment in which the heater 20 is configured by a part of the capacitor 3. It will be explained with reference to.
  • the capacitor 3 of the present embodiment is composed of a capacitor main body 3a, a connecting portion 3b, and a heater 20A.
  • the condenser main body 3a is a heat exchanger main body arranged on one side of the air conditioning casing 10 in the width direction.
  • the condenser main body 3a is provided at a position separated by a predetermined distance in the vertical direction from the bottom 19 of the air conditioning casing 10.
  • the capacitor main body 3a of the present embodiment is composed of a distribution tank, a plurality of tubes, heat exchange fins, a recovery tank, and the like.
  • the distribution tank, the tubes, the heat exchange fins, and the recovery tank are each made of a metal material such as aluminum.
  • the distribution tank distributes the high-pressure refrigerant discharged from the compressor 2 to each of the plurality of tubes.
  • Each of the plurality of tubes allows the high-pressure refrigerant from the compressor 2 to flow.
  • Heat exchange fins are arranged on the outer surface of a plurality of tubes.
  • the heat exchange fins exchange heat between the high pressure refrigerant and the air flow.
  • the recovery tank collects the high-pressure refrigerant from a plurality of tubes.
  • the connecting portion 3b is arranged between the capacitor main body portion 3a and the heater 20A.
  • the connecting portion 3b connects the capacitor main body portion 3a and the heater 20A.
  • the connecting portion 3b is formed along the inner wall of the air conditioning casing 10.
  • the connecting portion 3b constitutes a refrigerant flow path for guiding the high-pressure refrigerant recovered in the recovery tank to the heater 20A.
  • the heater 20A is provided in place of the heater 20 of the first embodiment, and is formed in a planar shape extending in the width direction and the vertical direction.
  • the heater 20A is arranged in the groove 19a of the bottom 19 of the air conditioning casing 10.
  • the heater 20A constitutes a refrigerant flow path through which the high-pressure refrigerant flows from the refrigerant flow path of the connecting portion 3b.
  • the refrigerant flow path of the heater 20A is formed in a meandering shape like the refrigerant flow path 20a of the first embodiment.
  • the connecting portion 3b and the heater 20A are made of a metal material such as aluminum, like the distribution tank, a plurality of tubes, the heat exchange fins, and the recovery tank.
  • the distribution tank, the plurality of tubes, the heat exchange fins, the recovery tank, the connecting portion 3b, and the heater 20A are integrally formed by brazing.
  • the capacitor main body 3a, the heater 20A, and the connecting portion 3b form an integrally molded product. That is, the heater 20A of the present embodiment constitutes a part of the capacitor 3.
  • the compressor 2 sucks in the refrigerant, compresses it, and discharges the high-pressure refrigerant.
  • This high-pressure refrigerant flows into the capacitor main body 3a of the capacitor 3.
  • the high-pressure refrigerant flowing through the condenser main body 3a dissipates heat to the air flow passing through the condenser main body 3a.
  • the high-pressure refrigerant that has passed through the capacitor main body 3a flows to the heater 20A through the connecting portion 3b.
  • the high-pressure refrigerant that has passed through the heater 20A is decompressed by the decompressor 4.
  • the low-pressure refrigerant that has passed through the decompressor 4 absorbs heat from the air flow in the evaporator 5.
  • the absorbed low-pressure refrigerant is separated into a gas phase refrigerant and a liquid phase refrigerant by the accumulator 6, and the separated vapor phase refrigerant is sucked into the compressor 2.
  • the cold air that has passed through the evaporator 5 is sucked into the blower side blower 7 through the opening 62 formed by the blowout door 60.
  • This sucked cold air is blown toward or near the occupant seated in the seat through a blowout duct (not shown).
  • the warm air that has passed through the condenser main body 3a is sucked into the exhaust side blower 8 through the opening 82 formed by the exhaust door 80, and does not directly hit the occupant through an exhaust duct (not shown). Or it is discharged to the outside of the passenger compartment.
  • the condensed water generated by the evaporator 5 is dropped onto the inclined surface 19b of the bottom 19 of the air conditioning casing 10.
  • the dropped condensed water is guided to the heater 20 side by the inclined surface 19b and flows.
  • the heater 20A dissipates heat from the high-pressure refrigerant to the condensed water and evaporates it into the warm air flow path 50.
  • the evaporated water vapor is sucked into the exhaust side blower 8 through the opening 82 together with the warm air that has passed through the condenser main body 3a, and is discharged to a place that does not directly hit the occupant or outside the vehicle interior through an exhaust duct (not shown). Will be done.
  • the condensed water is vaporized by the heater 20A and discharged to the outside of the air conditioning casing 10 through the warm air flow path 50 and the opening 82.
  • the condensed water is evaporated into the warm air flow path 50 and discharged to the outside of the air conditioning casing 10 without using a pump.
  • the air conditioner 1 can be provided.
  • the condensed water when the heater 20A evaporates the condensed water, the condensed water can take the heat of vaporization from the high-pressure refrigerant to cool the high-pressure refrigerant. Therefore, the heat dissipation capacity of the high-pressure refrigerant can be increased by using the condensed water. Therefore, it is possible to reduce the size and power consumption of the vehicle air conditioner 1.
  • the capacitor main body 3a and the heater 20A form an integrally molded product as described above. Therefore, in the present embodiment, the number of parts can be reduced as compared with the case where the capacitor main body 3a and the heater 20A are independent parts.
  • the plate material 27 is formed in a plate shape by a metal material.
  • the plate member 27 is formed in a planar shape extending between the lower side of the capacitor 3 and the lower side of the evaporator 5.
  • the guide plate 26 and the heater 20 of the present embodiment are integrated by injection molding using a mold. That is, the guide plate 26 and the heater 20 form an integrally molded product.
  • the bottom 19 of the air conditioning casing 10 includes an inclined surface 19b and a bottom surface 19c.
  • the bottom surface 19c is provided in place of the groove portion 19a, and the bottom surface 19c is formed in a planar shape extending in the width direction and the vertical direction.
  • the bottom surface 19c is provided on one side of the bottom portion 19 in the width direction.
  • the inclined surface 19b is arranged on the opposite side in the width direction with respect to the bottom surface 19c.
  • the inclined surface 19b is formed so as to be inclined downward from the other side in the width direction toward one side. That is, the inclined surface 19b is formed so as to be inclined toward the lower side from the lower side of the evaporator 5 toward the heater 20 side.
  • the guide plate 26 of the present embodiment is a guide portion formed in an inclined shape along the inclined surface 19b so as to go downward from the lower side of the evaporator 5 toward the heater 20 side.
  • the guide plate 26 guides the condensed water generated by the evaporator 5 to the heater 20 side.
  • the heater 20 of the present embodiment constitutes a refrigerant flow path 20a arranged between the refrigerant outlet of the condenser 3 and the refrigerant inlet of the decompressor 4 as in the first embodiment.
  • the guide plate 26 constitutes the decompressor 4. That is, the decompressor 4 and the heater 20 form an integrally molded product.
  • the decompressor 4 of the present embodiment constitutes a throttle flow path that narrows the refrigerant flow path between the refrigerant outlet of the condenser 3 and the refrigerant inlet of the evaporator 5.
  • the throttle flow path constitutes a capillary tube forming an elongated refrigerant flow path extending in the refrigerant flow direction.
  • the plate material 27 is configured with a refrigerant flow path in which the refrigerant flow path 20a and the decompressor 4 are connected in series in the refrigerant flow direction.
  • the refrigerant flow path is formed in a meandering shape in the plate material 27.
  • the compressor 2 sucks in the refrigerant, compresses it, and discharges the high-pressure refrigerant.
  • This high-pressure refrigerant flows through the capacitor 3.
  • the high-pressure refrigerant flowing through the condenser 3 dissipates heat to the air flow passing through the condenser 3.
  • the high-pressure refrigerant that has passed through the condenser 3 flows to the heater 20 through the connecting portion 3b.
  • the high-pressure refrigerant that has passed through the heater 20 is decompressed by the decompressor 4.
  • the low-pressure refrigerant that has passed through the decompressor 4 absorbs heat from the air flow in the evaporator 5.
  • the absorbed low-pressure refrigerant is separated into a gas phase refrigerant and a liquid phase refrigerant by the accumulator 6, and the separated vapor phase refrigerant is sucked into the compressor 2.
  • the low-pressure refrigerant flowing through the evaporator 5 may absorb heat from the air flow passing through the evaporator 5 and the water vapor contained in the air flow may be condensed to generate condensed water.
  • This condensed water is dropped on the guide plate 26.
  • the dropped condensed water is guided to the heater 20 side by the guide plate 26 and flows.
  • the heater 20 dissipates heat from the high-pressure refrigerant to the condensed water and evaporates it into the warm air flow path 50.
  • the evaporated water vapor is sucked into the exhaust side blower 8 through the opening 82 together with the warm air that has passed through the condenser 3, and is discharged to a place that does not directly hit the occupant or outside the vehicle interior through an exhaust duct (not shown). ..
  • the condensed water is evaporated into the warm air flow path 50 and discharged to the outside of the air conditioning casing 10 without using a pump.
  • the air conditioner 1 can be provided.
  • a capillary tube is used as the decompressor 4.
  • the capillary tube constitutes a throttle flow path that is longer than the orifice. Therefore, since the pressure fluctuation in the refrigerant flow direction of the capillary tube is smaller than that of the orifice, it is possible to suppress the generation of the refrigerant passing noise as compared with the orifice.
  • the guide plate 26 and the heater 20 constitute an integrally molded product. Therefore, heat can be dissipated from the high-pressure refrigerant in the refrigerant flow path 20a to the condensed water via the guide plate 26.
  • the guide plate 26 and the heater 20 form an integrally molded product as described above. Therefore, in this embodiment, the number of parts can be reduced as compared with the case where the guide plate 26 and the heater 20 are independent parts.
  • FIGS. 10 and 11 the same reference numerals as those in FIGS. 5 and 6 are shown, and the description thereof will be omitted.
  • the wick 25 of the present embodiment is formed in a plate shape that extends in the width direction and the vertical direction.
  • the wick 25 is formed so as to extend in a plane direction intersecting (for example, orthogonally) in the vertical direction.
  • the wick 25 is in contact with the heater 20.
  • the wick 25 is arranged so as to cover the heater 20 from above. That is, the wick 25 is in contact with the heater 20 on the upper side in the plane direction.
  • the wick 25 of the present embodiment is made of a metal porous body.
  • the low-pressure refrigerant flowing through the evaporator 5 absorbs heat from the air flow passing through the evaporator 5, and the water vapor contained in the air flow passing through the evaporator 5 is condensed and condensed. Water may be produced.
  • This condensed water is dropped on the inclined surface 19b.
  • the dropped condensed water is guided to the wick 25 side (that is, the heater 20 side) by the inclined surface 19b and flows.
  • the condensed water permeates into the wick 25 and spreads in the width direction and the vertical direction due to a capillary phenomenon or the like. That is, the condensed water permeates the inside of the wick 25 in the plane direction due to the osmotic pressure.
  • the plane direction is a direction that intersects (for example, orthogonally) in the vertical direction.
  • the heater 20 dissipates heat from the high-pressure refrigerant to the wick 25.
  • the heater 20 evaporates the condensed water into the warm air flow path 50 by the heat released from the high-pressure refrigerant in the wick 25.
  • the evaporated water vapor is sucked into the exhaust side blower 8 through the opening 82 together with the warm air that has passed through the condenser 3, and is discharged to a place that does not directly hit the occupant or outside the vehicle interior through an exhaust duct (not shown). ..
  • the vehicle air conditioner 1 in which the condensed water is sufficiently evaporated without using a pump, as in the first embodiment.
  • the wick 25 is made of a metal porous body. Therefore, the heat exchange area for heat exchange between the high-pressure refrigerant and the condensed water can be expanded. That is, the wick 25 can expand the heat exchange area in the same manner as the heat exchange fins.
  • the wick 25 is arranged so as to cover the heater 20 from above. Therefore, the condensed water permeates the inside of the wick 25 and spreads in the surface direction of the heater 20. Along with this, the wick 25 can expand the heat exchange area for heat exchange between the high-pressure refrigerant and the condensed water.
  • the wick 25 by using the wick 25, the amount of heat radiated from the high-pressure refrigerant to the condensed water can be increased. Therefore, the ability to evaporate the condensed water can be increased as compared with the first embodiment.
  • the refrigerator of the present invention may be applied to an air conditioner for various moving objects such as airplanes, trains, and trains other than the vehicle air conditioner 1.
  • the refrigerator of the present invention may be applied to various air conditioners such as household air conditioners and building air conditioners other than the vehicle air conditioner 1.
  • the refrigerator of the present invention may be applied to a refrigerator, a freezer, a cold storage, etc. other than the vehicle air conditioner 1.
  • the wick 25 is arranged on the upper side of the heater 20 is shown, but the present invention is not limited to this, and if the wick 25 is in contact with the heater 20, the heater is not limited to this.
  • the wick 25 may be arranged at any position with respect to 20.
  • the wick 25 may be arranged below the heater 20. In this case, it is necessary to form the warm air flow path 50 on the lower side of the wick 25.
  • the high-pressure refrigerant flowing in the high-pressure refrigerant flow path between the refrigerant outlet of the condenser 3 and the refrigerant inlet of the decompressor 4 dissipates heat to the condensed water to evaporate the condensed water.
  • An example using the heater 20 has been described.
  • a heater 20 may be used that radiates heat from the high-pressure refrigerant flowing in the high-pressure refrigerant flow path between the refrigerant outlet of the compressor 2 and the refrigerant inlet of the condenser 3 to the condensed water to evaporate the condensed water.
  • the sensor when it is described that the external environment information of the vehicle (for example, the humidity outside the vehicle) is acquired from the sensor, the sensor is abolished and the external environment information is obtained from the server or the cloud outside the vehicle. It is also possible to receive. Alternatively, it is possible to abolish the sensor, acquire related information related to the external environmental information from a server or cloud outside the vehicle, and estimate the external environmental information from the acquired related information.
  • the external environment information of the vehicle for example, the humidity outside the vehicle
  • the sensor is abolished and the external environment information is obtained from the server or the cloud outside the vehicle. It is also possible to receive. Alternatively, it is possible to abolish the sensor, acquire related information related to the external environmental information from a server or cloud outside the vehicle, and estimate the external environmental information from the acquired related information.
  • the refrigerator is the heat of the high pressure refrigerant discharged from the compressor and the first air flow.
  • a first heat exchanger is provided in which the high-pressure refrigerant is cooled by the first air flow by replacement.
  • the refrigerator is provided with a second heat exchanger that absorbs heat from the second air stream by heat exchange between the low pressure refrigerant that has passed through the decompressor and the second air stream.
  • the second heat exchanger constitutes a vapor compression refrigeration cycle together with a compressor, a first heat exchanger, and a decompressor that depressurizes the high-pressure refrigerant that has passed through the first heat exchanger.
  • the refrigerator includes a casing that houses the first heat exchanger and the second heat exchanger, a heater that is arranged in the casing, and condensed water that is arranged in the casing and is generated by heat exchange of the second heat exchanger. Is provided with a guide portion for guiding the heater to the heater by gravity.
  • the casing forms an air flow path that allows the first air flow that has passed through the first heat exchanger to flow to the outside of the casing.
  • the heater heats the condensed water guided to the heater by the guide portion and evaporates it in the air flow path.
  • the guide portion is formed between the lower side of the second heat exchanger and the heater, and the inclined portion from the lower side of the second heat exchanger toward the lower side as it approaches the heater. Consists of.
  • the air flow path is arranged between the first heat exchanger and the heater.
  • the air flow path is arranged below the first heat exchanger.
  • the heater constitutes a high-pressure refrigerant flow path for guiding from the refrigerant outlet of the compressor to the refrigerant inlet of the decompressor, and dissipates heat from the high-pressure refrigerant in the high-pressure refrigerant flow path to the condensed water to condense water. To evaporate.
  • the condensed water can be satisfactorily evaporated by the heat of the high-pressure refrigerant.
  • the high-pressure refrigerant flow path is a refrigerant flow path for guiding from the refrigerant outlet of the first heat exchanger to the refrigerant inlet of the decompressor.
  • the heater radiates heat from the high-pressure refrigerant flowing from the refrigerant outlet of the first heat exchanger to the refrigerant inlet of the decompressor to the condensed water to evaporate the condensed water.
  • the heater and the decompressor constitute an integrally molded product.
  • the number of parts can be reduced as compared with the case where the heater and the decompressor are independent parts.
  • the refrigerator is provided with a wick made of a metal porous body and in contact with the heater.
  • the wick permeates the condensed water guided to the heater by the guide portion into the inside of the wick, and evaporates the permeated condensed water by the heat released from the heater.
  • the heat dissipation area from the heater to the condensed water can be expanded, so that the efficiency of heat dissipation from the heater to the condensed water can be improved.
  • the heater is formed so as to spread in the plane direction intersecting in the vertical direction.
  • the wick is formed so as to cover the heater, and the condensed water guided to the heater by the guide portion is permeated in the surface direction, and the permeated condensed water is evaporated by the heat released from the heater.
  • the first heat exchanger includes a heat exchanger main body that cools the high-pressure refrigerant by the first air flow by heat exchange between the high-pressure refrigerant and the first air flow.
  • the heat exchanger body and the heater constitute an integrally molded product.

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Abstract

冷凍機は、コンプレッサ(2)から吐出される高圧冷媒を第1空気流によって冷却する第1熱交換器(3)と、コンプレッサ、第1熱交換器、および第1熱交換器を通過した高圧冷媒を減圧する減圧器(4)とともに、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを構成し、減圧器を通過した低圧冷媒と第2空気流との熱交換によって低圧冷媒を第2空気流から吸熱させる第2熱交換器(5)と、第1熱交換器および第2熱交換器を収納するケーシング(10)と、ケーシング内に配置されているヒータ(20、3b)と、ケーシング内に配置されて、第2熱交換器の熱交換によって生じる凝縮水を重力によってヒータに導くためのガイド部(26、19b)と、を備える。ケーシングは、第1熱交換器を通過した第1空気流をケーシングの外側に流通させる空気流路(50)を形成する。ヒータは、ガイド部によってヒータに導かれた凝縮水を加熱して空気流路内に蒸発させる。

Description

冷凍機 関連出願への相互参照
 本出願は、2020年3月20日に出願された日本特許出願番号2020-050361号に基づくもので、ここにその記載内容が参照により組み入れられる。
 本開示は、冷凍機に関するものである。
 従来、車両用空調装置において、エバポレータより発生する凝縮水をコンデンサに放水して凝縮水を蒸発させるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この車両用空調装置は、ポンプと、エバポレータでより発生する凝縮水を溜める第1容器と、ポンプによって第1容器から送水される凝縮水を溜める第2容器と、この第2容器に溜められる凝縮水をコンデンサに放水するノズルとを備える。
 このことにより、コンデンサ内の高圧冷媒が凝縮水に放熱して凝縮水を蒸発させることができる。
特開平7-40732号公報
 上記特許文献1の車両用空調装置では、上述の如く、ノズルから凝縮水をコンデンサに放水させる。このため、高圧冷媒から凝縮水に十分な熱量を凝縮水に与えることができるため、凝縮水を十分に蒸発させることができる。
 しかし、発明者の検討によれば、この場合、ノズル、第1容器、第2容器以外にポンプを用いることが必要となる。このため、ノズル、第1容器、第2容器、ポンプ等を収納するのに大きなスペースを必要として、車両用空調装置(すなわち、冷凍機)としての体格の大型化を招く。
 本開示は、ポンプを用いることなく、凝縮水を蒸発して排出させるようにした冷凍装置を提供することを目的とする。
 本開示の1つの観点によれば、冷凍機は、コンプレッサから吐出される高圧冷媒と第1空気流との熱交換によって高圧冷媒を第1空気流によって冷却する第1熱交換器と、
 コンプレッサ、第1熱交換器、および第1熱交換器を通過した高圧冷媒を減圧する減圧器とともに、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを構成し、減圧器を通過した低圧冷媒と第2空気流との熱交換によって低圧冷媒を第2空気流から吸熱させる第2熱交換器と、
 第1熱交換器および第2熱交換器を収納するケーシングと、
 ケーシング内に配置されているヒータと、
 ケーシング内に配置されて、第2熱交換器の熱交換によって生じる凝縮水を重力によってヒータに導くためのガイド部と、を備え、
 ケーシングは、第1熱交換器を通過した第1空気流をケーシングの外側に流通させる空気流路を形成し、
 ヒータは、ガイド部によってヒータに導かれた凝縮水を加熱して空気流路内に蒸発させるようになっている。
 これによれば、ヒータが凝縮水を空気流路内に蒸発させることにより、凝縮水の水蒸気を第1空気流によってケーシングの外側に排出することができる。
 ここで、ガイド部が凝縮水を重力によってヒータに導くため、凝縮水をヒータに導くためにポンプを必要としない。
 以上により、ポンプを用いることなく、凝縮水を蒸発して排出させるようにした冷凍装置を提供することができる。
 なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。
第1実施形態に係る車両用空調装置において、上部カバーおよび送風機を除いた状態の断面図である。 図1のII―II線において吹出側送風機を含む断面図である。 図1のIII―III線において、排気側送風機を含む断面図である。 第1実施形態において、車両用空調装置の電気制御系統を示すブロック図である。 第1実施形態において、図2に相当する模式図であり、車両用空調装置の内部構成、およびエバポレータで生じる凝縮水の流れ、蒸発の説明を補助するための図である。 図5中VI矢視図であり、図2の車両用空調装置の内部構成の説明を補助するための図である。 第2実施形態に係る車両用空調装置において、図2に相当する模式図であり、車両用空調装置の内部構成、およびエバポレータで生じる凝縮水の流れ、蒸発の説明を補助するための図である。 第3実施形態に係る車両用空調装置において、図2に相当する模式図であり、車両用空調装置の内部構成、およびエバポレータで生じる凝縮水の流れ、蒸発の説明を補助するための図である。 図8中IX矢視図であり、図2の車両用空調装置の内部構成の説明を補助するための図である。 第4実施形態に係る車両用空調装置において、図2に相当する模式図であり、車両用空調装置の内部構成、およびエバポレータで生じる凝縮水の流れ、蒸発の説明を補助するための図である。 図10中XI矢視図であり、図2の車両用空調装置の内部構成の説明を補助するための図である。
 以下、本開示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実施形態について図面を参照しつつ説明する。
 本実施形態の車両用空調装置1は、車両またはパーソナルモビリティなど(以下、車両等という)の座席下などに設置され、座席の側面などから空調風を吹き出して乗員の快適性を高めることに用いられる小型空調装置である。
 図1~図3に示すように、車両用空調装置1は、コンプレッサ2、コンデンサ3、減圧器4、エバポレータ5、アキュムレータ6、吹出側送風機7、および、排気側送風機8などが空調ケーシング10内に収容される車両用の冷凍装置である。
 車両用空調装置1は、コンプレッサ2、コンデンサ3、減圧器4、エバポレータ5、および、アキュムレータ6などが冷媒配管によって接続され、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを構成している。
 冷凍サイクルを循環する冷媒として、例えばHFC系冷媒(例えば、R134a)またはHFO系冷媒(例えば、R1234yf)等が用いられる。なお、冷媒として、自然冷媒(例えば、二酸化炭素)等を用いてもよい。
 なお、以下、説明の便宜上、冷凍サイクルを循環する冷媒のうち、コンプレッサ2の吐出口22からコンデンサ3を経由して減圧器4へ流れる冷媒を高圧冷媒とする。減圧器4の出口からエバポレータ5を経由してコンプレッサ2の吸入口21へ流れる冷媒を低圧冷媒とする。
 コンプレッサ2は、吸入口21から吸入した冷媒を圧縮し、吐出口22から吐き出すものである。このコンプレッサ2は、電動モータにより圧縮機構を駆動する電動コンプレッサである。圧縮機構として、例えば、スクロール型、ベーン型などの回転式のものが用いられる。
 なお、圧縮機構として、列型、斜板型などの往復式のものを用いてもよい。電動モータは、図4に示す制御装置30から伝送される制御信号によって回転数が制御される。したがって、制御装置30が電動モータの回転数を制御することにより、コンプレッサ2の冷媒吐出能力が変更される。
 コンプレッサ2のうち高圧冷媒が吐き出される冷媒出口には、冷媒配管によってコンデンサ3の冷媒入口が接続されている。コンデンサ3は、コンプレッサ2から吐き出された高温の高圧冷媒と、コンデンサ3を通過する空気流(すなわち、第1空気流)との熱交換を行う熱交換器である。
 コンデンサ3を流れる高圧冷媒は、コンデンサ3を通過する空気流に放熱して冷却凝縮する。コンデンサ3を通過する空気流は、コンデンサ3を流れる冷媒から吸熱して温風となる。
 コンデンサ3の冷媒出口とエバポレータ5の冷媒入口とを接続する冷媒配管の途中に減圧器4が設けられている。減圧器4は、コンデンサ3から流出した冷媒を減圧膨張させるものであり、例えば、オリフィスまたはキャピラリーチューブなどの固定絞り、温度式膨張弁、あるいは電気制御式膨張弁など、種々の絞り機構を用いることができる。
 減圧器4の冷媒流れの下流側に設けられるエバポレータ5は、減圧器4から流出して気液二相状態の低温の低圧冷媒と、エバポレータ5を通過する空気流(すなわち、第2空気流)との熱交換を行う熱交換器である。エバポレータ5を流れる冷媒は、エバポレータ5を通過する空気流から吸熱して蒸発する。エバポレータ5を通過する空気流は、エバポレータ5を流れる冷媒に放熱して冷風となる。
 エバポレータ5の冷媒出口側には、アキュムレータ6が設けられている。アキュムレータ6は、エバポレータ5から流出した気液二相冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離し、液相冷媒を蓄えるとともに、気相冷媒をコンプレッサ2の吸入口21に供給するものである。
 上記したコンデンサ3は、空調ケーシング10のうち幅方向の一方側(例えば図1では右側)に配置され、エバポレータ5は空調ケーシング10の幅方向の他方側(例えば図1では左側)に配置されている。幅方向とは、車両用空調装置1が車両に搭載された状態で水平方向となる。
 図2および図3に示すように、コンデンサ3およびエバポレータ5は、空調ケーシング10の底部19から所定距離離れた位置に設けられている。具体的には、コンデンサ3およびエバポレータ5は、それぞれ、上下方向において同一位置に配置されている。
 空調ケーシング10の底部19とコンデンサ3との間には、コンデンサ3を通過した空気流を吹出側送風機7或いは排気側送風機8に導くための空気流路としての温風流路50が設けられている。すなわち、温風流路50は、コンデンサ3に対して下側に配置されている。
 空調ケーシング10の底部19とエバポレータ5との間には、エバポレータ5を通過した空気流を吹出側送風機7或いは排気側送風機8に導くための冷風流路40が設けられている。車両用空調装置1が車両に搭載された状態では、底部19は、コンデンサ3およびエバポレータ5に対して下側に位置することになる。
 コンデンサ3とエバポレータ5との間には、図2および図3に示すように、吹出側送風機7と排気側送風機8が設けられている。吹出側送風機7は、コンデンサ3、或いはエバポレータ5を通過させた空気を、空調対象空間である車室内に吹き出すための送風機である。
 吹出側送風機7の下流側には、図示しない吹出ダクトが接続される。吹出側送風機7の駆動により、空調ケーシング10内で生成された冷風または温風(すなわち、空調風)は、吹出ダクトを介して座席の側面などから車室内に吹き出される。具体的には、その冷風または温風は、座席に着座する乗員またはその近傍に向けて吹き出される。
 一方、排気側送風機8は、コンデンサ3またはエバポレータ5を通過させた空気を空調ケーシング10の外側に排出するための送風機である。排気側送風機8の下流側には、図示しない排気ダクトが接続される。排気側送風機8の駆動により、空調ケーシング10内で生成された排気は、排気ダクトを介して乗員に直接当たらない場所または車室外などに排出される。
 吹出側送風機7と排気側送風機8はいずれも、コンデンサ3またはエバポレータ5に対して空気流れ方向の下流側に設けられている。すなわち、吹出側送風機7と排気側送風機8はいずれも、コンデンサ3またはエバポレータ5を通過する空気流を吸い込むように設けられている。
 吹出側送風機7と排気側送風機8は、羽根車と、その羽根車を回転させる電動モータにより構成されている。吹出側送風機7と排気側送風機8として、軸流式、遠心式、または貫流式など、種々の形態のものを用いることができる。吹出側送風機7と排気側送風機8は、それぞれ、図5に示す制御装置30から伝送される制御信号によって回転数が制御される。
 したがって、制御装置30が吹出側送風機7の回転数を制御することにより、吹出側送風機7の送風量が変更される。また、制御装置30が排気側送風機8の回転数を制御することにより、排気側送風機8の送風量が変更される。
 空調ケーシング10は、略直方体に形成されている。なお、空調ケーシング10の形状は、これに限るものでなく、車両等への取り付けスペースに合わせて任意の形状とすることができる。
 空調ケーシング10は、上述したコンプレッサ2、コンデンサ3、減圧器4、エバポレータ5およびアキュムレータ6等とともに、吹出側送風機7、排気側送風機8などを収容している。空調ケーシング10は、コンプレッサ2、コンデンサ3、エバポレータ5、吹出側送風機7および排気側送風機8をそれぞれ区画するための複数の壁を有している。
 以下の説明では、吹出側送風機7および排気側送風機8と、コンデンサ3との間に設けられている壁を、第1壁11と呼ぶ。吹出側送風機7および排気側送風機8と、エバポレータ5との間に設けられている壁を、第2壁12と呼ぶ。吹出側送風機7と、排気側送風機8との間に設けられている壁を、第3壁13と呼ぶ。第1壁11、第2壁12および第3壁13はいずれも、空調ケーシング10の底部19から上方向に所定距離離れた位置に設けられている。すなわち、第1壁11、第2壁12および第3壁13と、空調ケーシング10の底部19との間には、空間が設けられている。
 また、コンプレッサ2およびアキュムレータ6と、コンデンサ3、吹出側送風機7およびエバポレータ5との間に設けられている壁を、第4壁14と呼ぶ。第4壁14は、空調ケーシング10の底部19に接続している。
 吹出側送風機7の空気吸入側(すなわち、空調ケーシング10の底部19側)において、空調ケーシング10の底部19と平行に設けられている壁を、第5壁15と呼ぶ。第5壁15には吹出側送風機7の羽根車の外径に対応した穴151が設けられている。
 排気側送風機8の空気吸入側(すなわち、空調ケーシング10の底部19側)において、空調ケーシング10の底部19と平行に設けられている壁を、第6壁16と呼ぶ。第6壁16には排気側送風機8の羽根車の外径に対応した穴161が設けられている。なお、吹出側送風機7と第5壁15とは一体に形成されていてもよく、排気側送風機8と第6壁16とは一体に形成されていてもよい。
 空調ケーシング10の底部19と吹出側送風機7との間には、吹出用ドア60が設けられている。吹出用ドア60は、吹出側送風機7の下側空間の略半分の領域を塞ぐことが可能である。
 図1および図2では、吹出用ドア60が、吹出側送風機7の下側の空間のうち、コンデンサ3側の略半分の領域を塞ぎつつ、エバポレータ5側の略半分の領域を開放している状態を示している。
 吹出用ドア60は、ドア用アクチュエータ70により駆動され、第1壁11と仕切壁17と第2壁12とに跨るように、その間を往復移動可能に設けられている。具体的には、吹出用ドア60の吹出側送風機7側の面に設けられたラック61は、図示しないピニオンに噛み合うようになっている。ドア用アクチュエータ70がそのピニオンを回転駆動することで、吹出用ドア60が移動する。
 仕切壁17は、空調ケーシング10内において、縦方向に亘って形成されている。仕切壁17は、第3壁13、第4壁14等に支持されて、吹出用ドア60、排気用ドア80を下側から支える。
 空調ケーシング10の底部19と排気側送風機8との間には、排気用ドア80が設けられている。排気用ドア80は、排気側送風機8の下側の空間の略半分の領域を塞ぐことが可能である。
 図1および図3では、排気用ドア80が、排気側送風機8の下側の空間のうち、エバポレータ5側の略半分の領域を塞ぎつつ、コンデンサ3側の略半分の領域を開放している状態を示している。排気用ドア80も、ドア用アクチュエータ70により駆動され、第1壁11と仕切壁17と第2壁12とに跨るように、その間を往復移動可能に設けられている。
 具体的には、排気用ドア80の排気側送風機8側の面に設けられたラック81も、図示しないピニオンに噛み合うようになっている。ドア用アクチュエータ70がそのピニオンを回転駆動することで、排気用ドア80が移動する。
 本実施形態では、空調ケーシング10の底部19には、溝部19aと傾斜面(すなわち、傾斜部)19bとが設けられている。溝部19aは、底部19のうち幅方向一方側に設けられている。溝部19aは、コンデンサ3に対して下側に配置されている。
 溝部19aは、傾斜面19bよりも下側に凹むように形成されている。溝部19aは、幅方向と縦方向とに拡がる面状に形成されている。溝部19a内は、図5、図6に示すように、高温部としてのヒータ20が配置されている。このことにより、ヒータ20は、コンデンサ3に対して下側に配置されていることになる。ヒータ20およびコンデンサ3の間には、温風流路50が配置されていることになる。
 ヒータ20は、金属製の板状部材によって構成されて、コンデンサ3の冷媒出口と減圧器4の冷媒入口との間に配置されている高圧冷媒流路としての冷媒流路20aを構成している。冷媒流路20aは、ヒータ20内において蛇行状に形成されている液ラインである。本実施形態のヒータ20は、後述するように、凝縮水を蒸発させる。
 傾斜面19bは、溝部19aに対して幅方向他方側に配置されている。傾斜面19bは、幅方向他方側から幅方向一方側に向かうほど下側に向かう傾斜状に形成されている。すなわち、傾斜面19bは、エバポレータ5の下側からヒータ20側に向かうほど下側に向かう傾斜状に形成されている。本実施形態の傾斜面19bは、エバポレータ5で生じる凝縮水をヒータ20側に案内する。 
 車両用空調装置1が備えるコンプレッサ2、吹出側送風機7、排気側送風機8、ドア用アクチュエータ70などは、図4に示す制御装置30によりその駆動が制御される。制御装置30は、制御処理や演算処理を行うプロセッサ、プログラムやデータ等を記憶するROM、RAM等の記憶部を含むマイクロコンピュータ、およびその周辺回路で構成されている。
 なお、制御装置30の記憶部は、非遷移的実体的記憶媒体で構成されている。制御装置30は、記憶部に記憶されたプログラムに基づいて、各種制御処理および演算処理を行い、出力ポートに接続された各機器の作動を制御する。制御装置30は、空調ケーシング10の内部に設けられていてもよく、空調ケーシング10から離れた場所に設けられていてもよい。
 次に、本実施形態の車両用空調装置1の冷房運転時の作動について図1~図3を参照して説明する。
 まず、制御装置30は、コンプレッサ2、吹出側送風機7、および排気側送風機を制御する。
 この際、コンプレッサ2は、低圧冷媒を吸入して圧縮して高圧冷媒を吐出する。この高圧冷媒は、コンデンサ3に流れる。このコンデンサ3を流れる高圧冷媒は、コンデンサ3を通過する空気流に放熱する。
 この放熱した高圧冷媒は、ヒータ20の冷媒流路20aを通過して減圧器4に流れる。この減圧器4に流れる高圧冷媒は、減圧器4によって減圧される。この減圧器4を通過した低圧冷媒は、エバポレータ5において空気流から吸熱する。この吸熱した低圧冷媒は、アキュムレータ6で気相冷媒と液相冷媒に分離され、この分離された気相冷媒は、コンプレッサ2に吸入される。
 この際に、制御装置30は、ドア用アクチュエータ70を駆動し、吹出用ドア60が、吹出側送風機7の下側の空間のうちコンデンサ3側の略半分の領域を塞ぎ、エバポレータ5側の略半分の領域を開放した状態とする。また、制御装置30は、ドア用アクチュエータ70を駆動し、排気用ドア80が、排気側送風機8の下側の空間のうち、エバポレータ5側の略半分の領域を塞ぎ、コンデンサ3側の略半分の領域を開放した状態とする。
 すると、図2の矢印CAに示すように、エバポレータ5を通過した冷風は、吹出用ドア60により形成された開口62を通って吹出側送風機7に吸い込まれ、図示しない吹出ダクトを介して座席に着座する乗員またはその近傍に向けて吹き出される。
 また、その際、図3の矢印HAに示すように、コンデンサ3を通過した温風は、排気用ドア80により形成された開口82を通って排気側送風機8に吸い込まれ、図示しない排気ダクトを介して乗員に直接当たらない場所または車室外などに排出される。
 このとき、エバポレータ5を流れる低圧冷媒がエバポレータ5を通過する空気流から吸熱する。このため、空気流に含まれる水蒸気が凝縮し、凝縮水が生成されることがある。
 この凝縮水は、空調ケーシング10の底部19の傾斜面19bに滴下する。この滴下した凝縮水は、傾斜面19bによってヒータ20側に案内されて流れる。
 このとき、ヒータ20内の冷媒流路20a内には、コンデンサ3を通過した高圧冷媒が流れる。このため、ヒータ20は、高圧冷媒から凝縮水に放熱させて温風流路50内に蒸発させる。
 この蒸発された水蒸気は、コンデンサ3を通過した温風とともに、開口82を通って排気側送風機8に吸い込まれ、図示しない排気ダクトを介して乗員に直接当たらない場所または車室外などに排出される。
 すなわち、凝縮水は、ヒータ20によって気化されて、温風流路50、および開口82を通して、空調ケーシング10の外側に排出されることになる。
 なお、車両用空調装置1が車室内の暖房運転を行う場合、図1~図3で図示した状態に対し、吹出用ドア60と排気用ドア80とが互いに左右逆側に移動した状態となる。その状態の図示は省略するが、制御装置30は、ドア用アクチュエータ70を駆動し、吹出用ドア60が、吹出側送風機7の下側の空間のうちエバポレータ5側の略半分の領域を塞ぎ、コンデンサ3側の略半分の領域を開放した状態とする。また、制御装置30は、ドア用アクチュエータ70を駆動し、排気用ドア80が、排気側送風機8の下側の空間のうち、コンデンサ3側の略半分の領域を塞ぎ、エバポレータ5側の略半分の領域を開放した状態とする。そして、制御装置30は、冷凍サイクルのコンプレッサ2と、吹出側送風機7と、排気側送風機8を駆動する。すると、コンデンサ3を通過した温風は、吹出用ドア60により形成された開口を通って吹出側送風機7に吸い込まれ、図示しない吹出ダクトを介して車室内に吹き出される。具体的には、その温風は、座席に着座する乗員またはその近傍に向けて吹き出される。また、その際、エバポレータ5を通過した冷風は、排気用ドア80により形成された開口を通って排気側送風機8に吸い込まれ、図示しない排気ダクトを介して乗員に直接当たらない場所または車室外などに排出される。
 以上説明した本実施形態によれば、車両用空調装置1は、コンプレッサ2から吐出される高圧冷媒と空気流との熱交換によって高圧冷媒を空気流によって冷却する第1熱交換器としてのコンデンサ3を備える。
 車両用空調装置1は、第2熱交換器としてのエバポレータ5を備える。エバポレータ5は、コンプレッサ2、コンデンサ3、およびコンデンサ3を通過した高圧冷媒を減圧する減圧器4とともに、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを構成し、減圧器4を通過した低圧冷媒と空気流との熱交換によって低圧冷媒を空気流から吸熱させる。
 車両用空調装置1は、エバポレータ5およびコンデンサ3を収納する空調ケーシング10と、空調ケーシング10内に配置されているヒータ20とを備える。空調ケーシング10は、コンデンサ3を通過した空気流を空調ケーシング10の外側に排出するための温風流路50を形成する。
 車両用空調装置1は、空調ケーシング10内に配置されて、エバポレータ5の熱交換によって生じる凝縮水を重力によってヒータ20に導くためのガイド部としての傾斜面19bを備える。ヒータ20は、傾斜面19bによってヒータ20に導かれた凝縮水を高圧冷媒によって加熱して温風流路50内に蒸発させる。このため、凝縮水の水蒸気を温風流路50内の空気流によって空調ケーシング10の外側に排出することができる。
 本実施形態では、傾斜面19bは、エバポレータ5の熱交換によって生じる凝縮水を重力によってヒータ20に導くため、ポンプ等を用いることなく、エバポレータ5に生じる凝縮水をヒータ20に導くことができる。
 以上により、ポンプを用いることなく、凝縮水を蒸発させて空調ケーシング10の外側に排出させ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、傾斜面19bは、エバポレータ5の下側とヒータ20との間に亘って形成され、エバポレータ5の下側からヒータ20に近づくほど下側に向かう傾斜面を構成している。このため、エバポレータ5に生じる凝縮水を確実にヒータ20に案内することができる。
 本実施形態では、ヒータ20に凝縮水が直接接触するため、ヒータ20から凝縮水に効率的に熱を伝えることができる。このため、ヒータ20によって凝縮水を確実に蒸発させることができる。
 これに加えて、凝縮水は、温風流路50内の温風に曝されるため、凝縮水が温風から吸熱して蒸発される。これに伴い、傾斜面19bによって案内された凝縮水をより確実に蒸発させることができる。
 上記特許文献1の車両用空調装置は、上述の如く、ノズル、第1容器、第2容器、ポンプ等を用いて凝縮水をコンデンサ3に放水して蒸発させる構成になっている。
 これに対して、本実施形態の車両用空調装置は、ノズル、第1容器、第2容器、ポンプ等を用いて凝縮水をコンデンサ3に放水する構成になっていない。このため、本実施形態の車両用空調装置は、上記特許文献1の車両用空調装置に比べて体格を小型化することができる。
 また、エバポレータをコンデンサよりも上側に配置してエバポレータで生じる凝縮水を集めるドレインパンと、コンデンサに凝縮水を放水する放水部と、ドレインパンから放水部に凝縮水を重力によって導くための送水部とを備える空調装置が考えられる。
 この空調装置では、エバポレータをコンデンサよりも上側に配置し、かつエバポレータおよびコンデンサの間において、放水部を傾斜させて配置することが必要である。このため、エバポレータ、コンデンサ、および放水部を収納するための大きなスペースを必要とする。
 これに対して、本実施形態では、エバポレータ5およびコンデンサ3は、空調ケーシング10のうち、上下方向における同一位置(すなわち、同一の高さ方向の位置)に配置されている。傾斜面19bは、エバポレータ5およびコンデンサ3に対して下側に配置されている。
 このため、本実施形態では、上述した放水部を備える空調装置に比べて、エバポレータ5、コンデンサ3、および傾斜面19bを収納するためのスペースを小さくすることができる。これに伴い、空調ケーシング10、ひいては車両用空調装置1の体格の小型化を図ることができる。
 (第2実施形態)
 上記第1実施形態では、コンデンサ3とヒータ20とを独立して構成した例について説明したが、これに代えて、コンデンサ3の一部によってヒータ20を構成する本第3実施形態について図7を参照して説明する。
 本実施形態のコンデンサ3は、コンデンサ本体部3a、連結部3b、およびヒータ20Aによって構成されている。
 コンデンサ本体部3aは、空調ケーシング10のうち幅方向の一方側に配置されている熱交換器本体である。コンデンサ本体部3aは、空調ケーシング10の底部19から上下方向に所定距離離れた位置に設けられている。
 本実施形態のコンデンサ本体部3aは、分配タンク、複数のチューブ、熱交換フィン、および回収タンク等によって構成されている。分配タンク、複数のチューブ、熱交換フィン、および回収タンクは、それぞれ、アルミニウム等の金属材料によって構成されている。
 分配タンクは、コンプレッサ2から吐出される高圧冷媒を複数のチューブのそれぞれに分配する。複数のチューブは、それぞれ、コンプレッサ2からの高圧冷媒を流通させる。
 熱交換フィンは、複数のチューブの外表面に配置されている。熱交換フィンは、高圧冷媒と空気流との間の熱交換を行う。回収タンクは、複数のチューブからの高圧冷媒を回収する。
 連結部3bは、コンデンサ本体部3aおよびヒータ20Aの間に配置されている。連結部3bは、コンデンサ本体部3aおよびヒータ20Aを連結する。連結部3bは、空調ケーシング10の内壁に沿うように形成されている。連結部3bは、回収タンクで回収された高圧冷媒をヒータ20Aに導くための冷媒流路を構成する。
 ヒータ20Aは、上記第1実施形態のヒータ20に代えて設けられ、幅方向および縦方向に延びる面状に形成されている。ヒータ20Aは、空調ケーシング10の底部19の溝部19a内に配置されている。ヒータ20Aは、連結部3bの冷媒流路からの高圧冷媒を流通させる冷媒流路を構成する。ヒータ20Aの冷媒流路は、上記第1実施形態の冷媒流路20aと同様に蛇行状に形成されている。
 連結部3bは、およびヒータ20Aは、分配タンク、複数のチューブ、熱交換フィン、回収タンクと同様に、アルミニウム等の金属材料によって構成されている。分配タンク、複数のチューブ、熱交換フィン、回収タンク、連結部3bは、およびヒータ20Aは、ろう付けによって一体成形されている。
 このことにより、コンデンサ本体部3a、ヒータ20A、および連結部3bは、一体成形品を構成している。すなわち、本実施形態のヒータ20Aは、コンデンサ3の一部を構成している。
 次に、本実施形態の車両用空調装置1の冷房運転時の作動について説明する。
 まず、コンプレッサ2は冷媒を吸入して圧縮して高圧冷媒を吐出する。この高圧冷媒は、コンデンサ3のコンデンサ本体部3aに流れる。このコンデンサ本体部3aを流れる高圧冷媒は、コンデンサ本体部3aを通過する空気流に放熱する。このコンデンサ本体部3aを通過した高圧冷媒は連結部3bを通してヒータ20Aに流れる。
 このヒータ20Aを通過した高圧冷媒は、減圧器4によって減圧される。この減圧器4を通過した低圧冷媒は、エバポレータ5において空気流から吸熱する。この吸熱した低圧冷媒は、アキュムレータ6で気相冷媒と液相冷媒に分離され、この分離された気相冷媒は、コンプレッサ2に吸入される。
 この際に、上記第1実施形態と同様に、エバポレータ5を通過した冷風は、吹出用ドア60により形成された開口62を通って吹出側送風機7に吸い込まれる。この吸い込まれる冷風は、図示しない吹出ダクトを介して座席に着座する乗員またはその近傍に向けて吹き出される。
 また、その際、コンデンサ本体部3aを通過した温風は、排気用ドア80により形成された開口82を通って排気側送風機8に吸い込まれ、図示しない排気ダクトを介して乗員に直接当たらない場所または車室外などに排出される。
 この際に、エバポレータ5で生じる凝縮水は、空調ケーシング10の底部19の傾斜面19bに滴下する。この滴下した凝縮水は、傾斜面19bによってヒータ20側に案内されて流れる。
 このとき、ヒータ20A内の冷媒流路内には、コンデンサ本体部3aおよび連結部3bを通過した高圧冷媒が流れる。このため、ヒータ20Aは、高圧冷媒から凝縮水に放熱させて温風流路50内に蒸発させる。
 この蒸発された水蒸気は、コンデンサ本体部3aを通過した温風とともに、開口82を通って排気側送風機8に吸い込まれ、図示しない排気ダクトを介して乗員に直接当たらない場所または車室外などに排出される。
 すなわち、凝縮水は、ヒータ20Aによって気化されて、温風流路50、および開口82を通して、空調ケーシング10の外側に排出されることになる。
 以上説明した本実施形態によれば、上記第1実施形態と同様に、ポンプを用いることなく、凝縮水を温風流路50内に蒸発させて空調ケーシング10の外側に排出す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、ヒータ20Aは、凝縮水を蒸発させる際に、凝縮水は高圧冷媒から気化熱を奪って高圧冷媒を冷却することができる。このため、凝縮水を用いて高圧冷媒の放熱能力を増大させることができる。したがって、車両用空調装置1の小型化や省電力化を図ることができる。
 本実施形態では、コンデンサ本体部3aおよびヒータ20Aは、上述の如く、一体成形品を構成している。このため、本実施形態では、コンデンサ本体部3aおよびヒータ20Aを独立した部品とする場合に比べて、部品点数を減らすことができる。
 (第3実施形態)
 上記第1実施形態では、傾斜面9bによってガイド部を構成した例について説明したが、これに代えて、傾斜面9bの上側に沿うように形成される案内板26をガイド部とする第3実施形態について図8、図9を参照して説明する。
 案内板26は、ヒータ20とともに、一枚の板材27を構成する。板材27は、金属材料によって板状に形成されている。板材27は、コンデンサ3の下側およびエバポレータ5の下側の間に亘って拡がる面状に形成されている。
 ここで、本実施形態の案内板26およびヒータ20は、金型を用いた射出成形によって一体化されている。すなわち、案内板26およびヒータ20は、一体成形品を構成することになる。
 本実施形態では、空調ケーシング10の底部19は、傾斜面19bおよび底面19cを備える。底面19cは、溝部19aに代えて設けられており、底面19cは、幅方向および縦方向に拡がる面状に形成されている。底面19cは、底部19のうち幅方向一方側に設けられている。
 傾斜面19bは、底面19cに対して幅方向他方側に配置されている。傾斜面19bは、幅方向他方側から一方側に向かうほど下側に向かう傾斜状に形成されている。すなわち、傾斜面19bは、エバポレータ5の下側からヒータ20側に向かうほど下側に向かう傾斜状に形成されている。
 本実施形態の案内板26は、傾斜面19bに沿って、エバポレータ5の下側からヒータ20側に向かうほど下側に向かう傾斜状に形成されているガイド部である。案内板26は、エバポレータ5で生じる凝縮水をヒータ20側に案内する。
 本実施形態のヒータ20は、上記第1実施形態と同様に、コンデンサ3の冷媒出口と減圧器4の冷媒入口との間に配置されている冷媒流路20aを構成している。案内板26は、減圧器4を構成している。すなわち、減圧器4およびヒータ20は、一体成形品を構成することになる。
 本実施形態の減圧器4は、コンデンサ3の冷媒出口とエバポレータ5の冷媒入口との間の冷媒流路を絞る絞り流路を構成している。絞り流路は、冷媒流れ方向に延びる細長い冷媒流路を形成するキャピラリーチューブを構成している。
 このことにより、板材27には、冷媒流路20aおよび減圧器4が冷媒の流れ方向に直列に接続された冷媒流路が構成されることになる。冷媒流路は、板材27内において蛇行状に形成されている。
 次に、本実施形態の車両用空調装置1の冷房運転時の作動について説明する。
 まず、コンプレッサ2は冷媒を吸入して圧縮して高圧冷媒を吐出する。この高圧冷媒は、コンデンサ3に流れる。このコンデンサ3を流れる高圧冷媒は、コンデンサ3を通過する空気流に放熱する。このコンデンサ3を通過した高圧冷媒は連結部3bを通してヒータ20に流れる。
 このヒータ20を通過した高圧冷媒は、減圧器4によって減圧される。この減圧器4を通過した低圧冷媒は、エバポレータ5において空気流から吸熱する。この吸熱した低圧冷媒は、アキュムレータ6で気相冷媒と液相冷媒に分離されれ、この分離された気相冷媒は、コンプレッサ2に吸入される。
 このとき、エバポレータ5を流れる低圧冷媒がエバポレータ5を通過した空気流から吸熱して空気流に含まれる水蒸気が凝縮し、凝縮水が生成されることがある。
 この凝縮水は、案内板26に滴下する。この滴下した凝縮水は、案内板26によってヒータ20側に案内されて流れる。
 このとき、ヒータ20内の冷媒流路20a内には、コンデンサ3を通過した高圧冷媒が流れる。このため、ヒータ20は、高圧冷媒から凝縮水に放熱させて温風流路50内に蒸発させる。
 この蒸発された水蒸気は、コンデンサ3を通過した温風とともに、開口82を通って排気側送風機8に吸い込まれ、図示しない排気ダクトを介して乗員に直接当たらない場所または車室外などに排出される。
 以上説明した本実施形態によれば、上記第1実施形態と同様に、ポンプを用いることなく、凝縮水を温風流路50内に蒸発させて空調ケーシング10の外側に排出させ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、減圧器4として、キャピラリーチューブが用いられている。キャピラリーチューブは、オリフィスに比べて長い絞り流路を構成する。このため、キャピラリーチューブは、オリフィスに比べて、冷媒流れ方向当たりの圧力変動が小さいため、オリフィスに比べて冷媒通過音の発生を抑えることができる。
 本実施形態、案内板26およびヒータ20は、一体成形品を構成することになる。このため、冷媒流路20a内の高圧冷媒から案内板26を介して凝縮水に放熱することができる。
 以上により、案内板26を用いることにより、冷媒から凝縮水へ放熱する放熱面積を増大することができる。このため、冷媒から凝縮水へ放熱する効率を向上することができる。
 本実施形態では、案内板26およびヒータ20は、上述の如く、一体成形品を構成することになる。このため、本実施形態は、案内板26およびヒータ20を独立した部品とする場合に比べて、部品点数を減らすことができる。
 (第4実施形態)
 本第4実施形態では、上記第1実施形態の車両用空調装置1において、多孔質体からなるウィック25が追加された例について図10、図11を参照して説明する。
 図10、図11において、図5、図6と同一符号は同一のものを示し、その説明を省略する。
 本実施形態のウィック25は、幅方向および縦方向に拡がる板状に形成されている。ウィック25は、上下方向に交差(例えば、直交)する面方向に拡がるように形成されている。ウィック25は、ヒータ20に接触している。
 ここで、ウィック25は、ヒータ20を上側から覆うように配置されている。すなわち、ウィック25は、ヒータ20のうち上側にて面方向に亘って接触していることになる。本実施形態のウィック25は、金属製の多孔質体によって構成されている。
 このように構成される本実施形態では、冷房運転時にて、エバポレータ5に流れる低圧冷媒がエバポレータ5を通過した空気流から吸熱してエバポレータ5を通過した空気流に含まれる水蒸気が凝縮し、凝縮水が生成されることがある。
 この凝縮水は、傾斜面19bに滴下する。この滴下した凝縮水は、傾斜面19bによってウィック25側(すなわち、ヒータ20側)に案内されて流れる。
 このとき、凝縮水は、ウィック25内に浸透して毛細管現象等によって幅方向と縦方向とに拡がる。すなわち、凝縮水は、浸透圧によってウィック25の内部を面方向に浸透することになる。面方向は、上下方向に交差(例えば、直交)する方向である。
 一方、ヒータ20内の冷媒流路20a内には、コンデンサ3を通過した高圧冷媒が流れる。このため、ヒータ20は、高圧冷媒からウィック25に放熱する。これに伴い、ヒータ20は、ウィック25において、高圧冷媒から放出される熱によって凝縮水を温風流路50内に蒸発させる。
 この蒸発された水蒸気は、コンデンサ3を通過した温風とともに、開口82を通って排気側送風機8に吸い込まれ、図示しない排気ダクトを介して乗員に直接当たらない場所または車室外などに排出される。
 以上説明した本実施形態によれば、上記第1実施形態と同様に、ポンプを用いることなく、凝縮水を十分に蒸発させ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、ウィック25は、金属製の多孔質体によって構成されている。このため、高圧冷媒と凝縮水との間で熱交換する熱交換面積を拡げることができる。すなわち、ウィック25は、熱交換フィンと同様に、熱交換面積を拡げることができる。
 本実施形態においては、ウィック25は、ヒータ20を上側から覆うように配置されている。このため、凝縮水がウィック25内を浸透してヒータ20の面方向に拡がる。これに伴い、ウィック25は、高圧冷媒と凝縮水との間で熱交換する熱交換面積を拡げることができる。
 以上により、ウィック25を用いることにより、高圧冷媒から凝縮水に放熱される放熱量を増大させることができる。このため、上記第1実施形態に比べて、凝縮水を蒸発させる能力を増大させることができる。
 (他の実施形態)
 (1)上記第1~第4の実施形態では、本開示の冷凍機を車両用空調装置1に適用した例について説明したが、これに代えて、次の(a)(b)(c)のようにしてもよい。(a)本発明の冷凍機を車両用空調装置1以外の飛行機、電車、列車等の各種の移動体用の空調装置に適用してもよい。(b)本発明の冷凍機を車両用空調装置1以外の家庭用空調装置、ビル用空調装置等の各種の空調装置に適用してもよい。(c)本発明の冷凍機を車両用空調装置1以外の冷蔵庫、冷凍庫、保冷庫等に適用してもよい。
 (2)上記第1~第4の実施形態では、高圧冷媒から凝縮水に放熱させるヒータ20を用いた例について説明したが、これに代えて、ヒータ20として電気ヒータを用いてもよい。
 (3)上記第1~第4の実施形態では、温風流路50をコンデンサ3に対して下側に配置した例について説明したが、これに代えて、コンデンサ3に対して下側以外の部位に温風流路50を配置してもよい。
 (4)上記第1~第4の実施形態では、ヒータ20の上側にウィック25を配置した例を示したが、これに限らず、ウィック25がヒータ20に接触しているのであれば、ヒータ20に対してウィック25をどのような部位に配置してもよい。
 例えば、ウィック25をヒータ20の下側に配置してもよい。この場合、ウィック25の下側に温風流路50を形成することが必要になる。
 (5)上記第1~第4の実施形態では、コンプレッサ2を空調ケーシング10内に配置した例について説明したが、これに限らず、コンプレッサ2を空調ケーシング10の外側に配置してもよい。
 (6)上記第1、第2、第4の実施形態では、減圧器4を空調ケーシング10内に配置した例について説明したが、これに限らず、減圧器4を空調ケーシング10の外側に配置してもよい。
 (7)上記第1~第4の実施形態では、コンデンサ3の冷媒出口と減圧器4の冷媒入口との間の高圧冷媒流路に流れる高圧冷媒から凝縮水に放熱して凝縮水を蒸発させるヒータ20を用いた例について説明した。
 しかし、これに代えて、コンプレッサ2の冷媒出口とコンデンサ3の冷媒入口との間の高圧冷媒流路に流れる高圧冷媒から凝縮水に放熱して凝縮水を蒸発させるヒータ20を用いてもよい。
 (8)上記第1~第4の実施形態では、空調ケーシング10内において、コンデンサ3およびエバポレータ5を、それぞれ、上下方向において同一位置に配置した例について説明した。
 これに代えて、空調ケーシング10内において、コンデンサ3およびエバポレータ5を、それぞれ、上下方向において異なる位置に配置してもよい。
 (9)なお、本開示は上記した実施形態に限定されるものではなく、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4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、冷凍機は、コンプレッサから吐出される高圧冷媒と第1空気流との熱交換によって高圧冷媒を第1空気流によって冷却する第1熱交換器を備える。
 冷凍機は、減圧器を通過した低圧冷媒と第2空気流との熱交換によって低圧冷媒を第2空気流から吸熱させる第2熱交換器を備える。第2熱交換器は、コンプレッサ、第1熱交換器、および第1熱交換器を通過した高圧冷媒を減圧する減圧器とともに、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを構成する。
 冷凍機は、第1熱交換器および第2熱交換器を収納するケーシングと、ケーシング内に配置されているヒータと、ケーシング内に配置されて、第2熱交換器の熱交換によって生じる凝縮水を重力によってヒータに導くためのガイド部とを備える。
 ケーシングは、第1熱交換器を通過した第1空気流をケーシングの外側に流通させる空気流路を形成する。ヒータは、ガイド部によってヒータに導かれた凝縮水を加熱して空気流路内に蒸発させるようになっている。
 第2の観点によれば、ガイド部は、第2熱交換器の下側とヒータとの間に亘って形成され、第2熱交換器の下側からヒータに近づくほど下側に向かう傾斜部を構成している。
 これによって、ガイド部が凝縮水をヒータに適切に導くことができる。
 第3の観点によれば、空気流路は、第1熱交換器およびヒータの間に配置されている。
 第4の観点によれば、空気流路は、第1熱交換器に対して下側に配置されている。
 第5の観点によれば、ヒータは、コンプレッサの冷媒出口から減圧器の冷媒入口に導くための高圧冷媒流路を構成し、高圧冷媒流路内の高圧冷媒から凝縮水に放熱して凝縮水を蒸発させる。
 これによって、高圧冷媒の熱によって凝縮水を良好に蒸発させることができる。
 具体的には、第6の観点によれば、高圧冷媒流路は、第1熱交換器の冷媒出口から減圧器の冷媒入口に導くための冷媒流路である。ヒータは、第1熱交換器の冷媒出口から減圧器の冷媒入口に流れる高圧冷媒から凝縮水に放熱して凝縮水を蒸発させる。
 第7の観点によれば、ヒータと減圧器とは、一体成形品を構成する。
 これによって、ヒータと減圧器とを独立した部品とした場合に比べて、部品点数を減らすことができる。
 第8の観点によれば、冷凍機は、金属製の多孔質体によって構成されてヒータに接触しているウィックを備える。ウィックは、ガイド部によってヒータに導かれた凝縮水をウィック内部に浸透させてこの浸透された凝縮水をヒータから放出される熱によって蒸発させる。
 これによって、ヒータから凝縮水に放熱させる放熱面積を拡がることができるので、ヒータから凝縮水に放熱する効率を向上することができる。
 第9の観点によれば、ヒータは、上下方向に交差する面方向に拡がるように形成されている。ウィックは、ヒータを覆うように形成されて、ガイド部によってヒータに導かれた凝縮水を面方向に浸透させ、この浸透された凝縮水をヒータから放出される熱によって蒸発させる。
 第10の観点によれば、第1熱交換器は、高圧冷媒と第1空気流との熱交換によって高圧冷媒を第1空気流によって冷却する熱交換器本体を備える。熱交換器本体およびヒータは、一体成形品を構成している。
 これによって、熱交換器本体およびヒータを独立した部品とした場合に比べて、部品点数を減らすことができる。

Claims (10)

  1.  コンプレッサ(2)から吐出される高圧冷媒と第1空気流との熱交換によって前記高圧冷媒を前記第1空気流によって冷却する第1熱交換器(3)と、
     前記コンプレッサ、前記第1熱交換器、および前記第1熱交換器を通過した前記高圧冷媒を減圧する減圧器(4)とともに、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを構成し、前記減圧器を通過した低圧冷媒と第2空気流との熱交換によって前記低圧冷媒を前記第2空気流から吸熱させる第2熱交換器(5)と、
     前記第1熱交換器および前記第2熱交換器を収納するケーシング(10)と、
     前記ケーシング内に配置されているヒータ(20、3b)と、
     前記ケーシング内に配置されて、前記第2熱交換器の熱交換によって生じる凝縮水を重力によって前記ヒータに導くためのガイド部(26、19b)と、を備え、
     前記ケーシングは、前記第1熱交換器を通過した前記第1空気流を前記ケーシングの外側に流通させる空気流路(50)を形成し、
     前記ヒータは、前記ガイド部によって前記ヒータに導かれた前記凝縮水を加熱して前記空気流路内に蒸発させるようになっている冷凍機。
  2.  前記ガイド部は、前記第2熱交換器の下側と前記ヒータとの間に亘って形成され、前記第2熱交換器の下側から前記ヒータに近づくほど下側に向かう傾斜部を構成している請求項1に記載の冷凍機。
  3.  前記空気流路は、前記第1熱交換器および前記ヒータの間に配置されている請求項1または2に記載の冷凍機。
  4.  前記空気流路は、前記第1熱交換器に対して下側に配置されている請求項3に記載の冷凍機。
  5.  前記ヒータは、前記コンプレッサの冷媒出口から前記減圧器の冷媒入口に導くための高圧冷媒流路(20a)を構成し、前記高圧冷媒流路内の前記高圧冷媒から前記凝縮水に放熱して前記凝縮水を蒸発させる請求項1ないし4のいずれか1つに記載の冷凍機。
  6.  前記高圧冷媒流路は、前記第1熱交換器の冷媒出口から前記減圧器の冷媒入口に導くための冷媒流路であり、
     前記ヒータは、前記第1熱交換器の冷媒出口から前記減圧器の冷媒入口に流れる前記高圧冷媒から前記凝縮水に放熱して前記凝縮水を蒸発させる請求項5に記載の冷凍機。
  7.  前記ヒータと前記減圧器とは、一体成形品を構成する請求項6に記載の冷凍機。
  8.  金属製の多孔質体によって構成されて前記ヒータに接触しているウィック(25)を備え、
     前記ウィックは、前記ガイド部によって前記ヒータに導かれた前記凝縮水を前記ウィックの内部に浸透させてこの浸透された前記凝縮水を前記ヒータから放出される熱によって蒸発させる請求項7に記載の冷凍機。
  9.  前記ヒータは、上下方向に交差する面方向に拡がるように形成されており、
     前記ウィックは、前記ヒータを覆うように形成されて、前記ガイド部によって前記ヒータに導かれた前記凝縮水を前記面方向に浸透させ、この浸透された前記凝縮水を前記ヒータから放出される熱によって蒸発させる請求項8に記載の冷凍機。
  10.  前記第1熱交換器は、前記高圧冷媒と前記第1空気流との熱交換によって前記高圧冷媒を前記第1空気流によって冷却する熱交換器本体(3a)を備え、
     前記熱交換器本体および前記ヒータ(3b)は、一体成形品を構成している請求項1に記載の冷凍機。
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