WO2022202306A1 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

冷凍サイクル装置（１０）は、放熱部（２）と、減圧部（３）と、吸熱部（４）と、を備える。放熱部（２）は、圧縮機（１）で圧縮された冷媒を放熱させる。減圧部（３）は、放熱部（２）で放熱された冷媒を減圧させる。吸熱部（４）は、減圧部（３）で減圧された冷媒を蒸発させる。圧縮機（１）は、冷媒を圧縮して吐出する。放熱部（２）、減圧部（３）および吸熱部（４）は、付加製造により一体に形成された一体構造体（１００）である。

Description

冷凍サイクル装置 関連出願の相互参照

　本出願は、２０２１年３月２５日に出願された日本特許出願２０２１－５１９５５号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。

　本開示は、冷凍サイクル装置に関する。

　従来、冷媒の蒸発潜熱を利用して冷却を行うための複数の機能部品間が、複数の冷媒配管にて接続された冷凍サイクル装置が知られている。特許文献１では、冷媒配管同士を接続した部位のシール部、および冷媒配管と機能部品とを接続した部位のシール部に、冷媒に溶けない溶媒を塗布した冷凍サイクル装置が提案されている。これによると、振動や熱の影響によりシール部に隙間ができた場合、シール部に塗布した溶媒により、その隙間が塞がれ、シール部からの冷媒洩れが防止される。

　また、特許文献２では、小型の筐体内部に冷凍サイクルの構成装置を収容した小型冷凍サイクル装置が提案されている。特許文献１の小型冷凍サイクル装置では、放熱器、減圧部および蒸発器の冷媒流路は、一組のプレート部材を張り合わせることによって形成されている。そして、放熱器、減圧部および蒸発器は、一組のプレート部材を複数組積層することによって構成されている。

特開２００３－２６２４０７号公報 特許第６７６９３１５号公報

　ところで、特許文献１には、冷媒配管としてゴム系の可撓性のホースおよび金属製のパイプを採用し、ホースとパイプとを機械的に接続した例が記載されている。また、特許文献１には、冷媒配管として金属製のパイプを採用し、パイプ同士を機械的に接続するとともに、接続部にＯリングを配置した例が記載されている。

　このように、特許文献１の冷凍サイクル装置では、冷媒配管同士を機械的に接合しているので、冷媒配管同士の接続時に、接合部に異物を挟み込んだり、接合部が変形したりする可能性がある。これにより、接合部における密着性が低下して冷媒漏れが生じるおそれがある。

　これに対し、特許文献２の小型冷凍サイクル装置では、放熱器、減圧部および蒸発器は、一組のプレート部材を複数組積層することによって構成されているので、放熱器、減圧部および蒸発器を接続する冷媒配管を設ける必要がない。このため、冷媒配管同士の接合部からの冷媒漏れを防止することができる。

　しかしながら、特許文献２の小型冷凍サイクル装置では、積層されたプレート部材同士を接合する必要があるため、接合の不良により冷媒漏れが生じる可能性がある。

　また、特許文献２の小型冷凍サイクル装置では、同一形状のプレートを複数積層するため、プレート積層方向に対して形状を変更するのが困難であり、形状の自由度が低下する可能性がある。

　本開示は、上記点に鑑みて、冷媒漏れを抑制しつつ、形状の自由度を向上させることができる冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。

　上記目的を達成するため、本開示の第１の態様に係る冷凍サイクル装置は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機で圧縮された冷媒を放熱させる放熱部と、放熱部で放熱された冷媒を減圧させる減圧部と、減圧部で減圧された冷媒を蒸発させる吸熱部と、を備え、
　放熱部、減圧部および吸熱部は、付加製造により一体に形成された一体構造体である。

　これによれば、放熱部、減圧部および吸熱部が一体構造体であるので、放熱部、減圧部および吸熱部の各部品間に接合部が存在しない。このため、接合部からの冷媒漏れを抑制できる。また、放熱部、減圧部および吸熱部が付加製造により一体に形成されるので、形状の自由度を向上させることができる。

　また、本開示の第２の態様に係る冷凍サイクル装置は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、圧縮機で圧縮された冷媒を放熱させる放熱部と、放熱部で放熱された冷媒を減圧させる減圧部と、減圧部で減圧された冷媒を蒸発させる吸熱部と、を備える冷凍サイクル装置であって、
　圧縮機は、冷媒を圧縮する圧縮機構部と、圧縮機構部を駆動させる駆動部および圧縮機構部を収容するハウジングと、を有しており、
　圧縮機構部は、ハウジングに対して固定された固定部と、駆動部から駆動力が伝達されることで固定部に対して変位する可動部と、を有しており、
　放熱部、減圧部、吸熱部、ハウジングおよび固定部は、付加製造により一体に形成された一体構造体であり、
　可動部は、一体構造体とは別体として構成されている。

　これによれば、放熱部、減圧部および吸熱部、並びに圧縮機のハウジングおよび固定部（以下、圧縮機の一部という）が一体構造体であるので、放熱部、減圧部、吸熱部および圧縮機の一部の各部品間に接合部が存在しない。このため、接合部からの冷媒漏れを抑制できる。また、放熱部、減圧部、吸熱部および圧縮機の一部が付加製造により一体に形成されるので、形状の自由度を向上させることができる。

第１実施形態に係る冷凍サイクル装置を示す正面図である。 図１のＩＩ－ＩＩ断面を示す説明図である。 第１実施形態における圧縮機の圧縮機構を説明するための説明図である。 第２実施形態に係る冷凍サイクル装置を示す正面図である。 第２実施形態に係る冷凍サイクル装置を示す斜視図である。 第３実施形態に係る冷凍サイクル装置を示す斜視図である。 図６のＶＩＩ－ＶＩＩ断面を示す説明図である。 図６のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ断面を示す説明図である。 第４実施形態における減圧部の減圧流路を説明するための説明図である。 第５実施形態に係る冷凍サイクル装置を示す正面図である。 図１０のＸＩ－ＸＩ断面を示す説明図である。 他の実施形態（６）における減圧部の減圧流路を説明するための説明図である。 他の実施形態（６）における減圧部の減圧流路を説明するための説明図である。 他の実施形態（６）における減圧部の減圧流路を説明するための説明図である。

　以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各実施形態において先行する実施形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の実施形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

　また、各図における上下、左右、前後を示す矢印は、実施形態における各構成の位置関係の理解を容易にする為に、三次元空間の直交座標系（例えば、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）に対応する基準として例示したものである。したがって、本開示に係る冷凍サイクル装置の姿勢等は、各図に示す状態に限定されるものではなく、適宜変更可能である。

　（第１実施形態）
　図１～図３を用いて、本開示を実施するための第１実施形態を説明する。なお、図２における矢印は、冷媒の流れを示している。

　図１および図２に示すように、第１実施形態に係る冷凍サイクル装置１０は、車両の車室内に配置されたシートを空調対象空間として、シートに座った乗員の快適性を高めるためのシート空調装置に搭載される。

　シート空調装置は、シートの座面部と車室床面との間の小さなスペースに配置されており、シートに配置されたダクトを介して、空調風（例えば、冷風や温風）を供給することで、シートに座った乗員の快適性を高めるように構成されている。なお、シート空調装置、冷凍サイクル装置１０および図示しない送風機等を、図示しない筐体の内部に収容して構成される。

　したがって、シート空調装置は、送風機の作動による送風空気を冷凍サイクル装置１０によって温度調整し、シートに配置されたダクト等を介して、シートに座った乗員に供給することができる。

　本実施形態に係る冷凍サイクル装置１０は、筐体の内部に収容されており、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを構成している。そして、冷凍サイクル装置１０は、圧縮機１と、凝縮器２と、減圧部３と、蒸発器４と、を有している。冷凍サイクル装置１０は、圧縮機１の作動によって冷媒を循環させることで、空調対象空間であるシート周辺へ送風される空気を冷却或いは加熱する。

　ここで、冷凍サイクル装置１０は、冷媒として、ＨＦＣ系冷媒（具体的には、Ｒ１３４ａ）を採用しており、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない蒸気圧縮式の亜臨界冷凍サイクルを構成している。もちろん、冷媒としてＨＦＯ系冷媒（例えば、Ｒ１２３４ｙｆ）や自然冷媒（例えば、Ｒ７４４）等を採用してもよい。更に、冷媒には圧縮機１を潤滑するための冷凍機油が混入されており、冷凍機油の一部は冷媒とともにサイクルを循環している。

　圧縮機１は、冷凍サイクル装置１０において、冷媒を吸入し、圧縮して吐出する。圧縮機１は、吐出容量が固定された固定容量型の圧縮機構を駆動部である電動モータ（図示せず）にて駆動する電動圧縮機として構成されている。圧縮機１は、凝縮器２と蒸発器４との間に配置されている。

　圧縮機１を構成する電動モータは、図示しない制御部から出力される制御信号によって、その作動（すなわち、回転数）が制御される。そして、制御部が電動モータの回転数を制御することによって、圧縮機１の冷媒吐出能力が変更される。

　本実施形態では、圧縮機１の圧縮機構として、スクロール型圧縮機構を採用している。具体的には、図２および図３に示すように、本実施形態の圧縮機１は、冷媒を吸入する吸入部１２および冷媒を吐出する吐出部１１を有するハウジング１５を備えている。

　ハウジング１５は、可動部材である可動スクロール１６および固定部材である固定スクロール１７を支持している。可動スクロール１６および固定スクロール１７は、圧縮機構部を構成している。ハウジング１５は、電動モータおよび圧縮機構部を密閉状態で収容する。

　圧縮機１の吸入部１２は、蒸発器４から流出した冷媒をハウジング１５内に吸引する。圧縮機１は、圧縮機構を作動することで、ハウジング１５内を吸入圧力雰囲気となるようにして、吸入部１２を介してハウジング１５内に冷媒を取り込む。

　固定スクロール１７は、可動スクロール１６に対向して配置されている。固定スクロール１７は、ハウジング１５に固定されている。

　可動スクロール１６は、駆動部である電動モータから駆動力が伝達されることで固定スクロール１７に対して変位する。可動スクロール１６は、可動側渦巻１６ａを有している。可動側渦巻１６ａは、固定スクロール１７側に向かって突出し、平面形状がインボリュート曲線状になっている。

　固定スクロール１７のうち可動スクロール１６側の端面には、固定側渦巻１７ａが形成されている。圧縮室１８は、可動スクロール１６の可動側渦巻１６ａと固定スクロール１７の固定側渦巻１７ａとの間に形成される空間である。固定スクロール１７には、圧縮室１８に冷媒を吸入する吸入口１７ｂが形成されている。

　電動モータに接続された回転主軸（図示せず）が回転すると可動スクロール１６が固定スクロール１７に対して旋回するので、複数の圧縮室１８が容積を縮小し、固定側渦巻１７ａの最外周側に連通する吸入室（図示せず）に供給された冷媒を圧縮する。

　可動スクロール１６と固定スクロール１７とによって圧縮された冷媒は、吐出口（ずしせず）から吐出室（図示せず）に吐出される。吐出口は、固定側渦巻１７ａの中心部にて固定スクロール１７を軸方向に貫通している。吐出室は、固定スクロール１７に対して固定側渦巻１７ａの反対側に形成された密閉空間である。吐出室に吐出された冷媒は、吐出部１１を通じてハウジング１５の外側に吐出される。

　図１および図２に示すように、圧縮機１にて圧縮された高圧冷媒が吐出される吐出部１１には、凝縮器２の凝縮冷媒入口２２０が接続されている。圧縮機１の吐出部１１と凝縮器２の凝縮冷媒入口２２０とは、直接接続されている。換言すると、圧縮機１の吐出部１１と凝縮器２の凝縮冷媒入口２２０とは、他の部材を介することなく接続されている。

　凝縮器２は、複数の凝縮チューブ２１及び凝縮フィン２４を積層して構成された凝縮熱交換部２０を有している。凝縮器２は、凝縮熱交換部２０を通過する空気と、各凝縮チューブ２１を流れる高圧冷媒とを熱交換させる。なお、凝縮器２の詳細な構成については後述する。

　凝縮器２は、圧縮機１から吐出された高温高圧の吐出冷媒と空気とを熱交換させて、空気を加熱して温風にすることができる。すなわち、凝縮器２は、加熱用熱交換器として作動し、圧縮機１で圧縮された冷媒を放熱させる放熱部として機能する。

　凝縮器２の凝縮冷媒出口２３０には、減圧部３の流入口側が接続されている。凝縮器２の凝縮冷媒出口２３０と減圧部３とは、直接接続されている。換言すると、凝縮器２の凝縮冷媒出口２３０と減圧部３とは、他の部材を介することなく接続されている。

　減圧部３は、いわゆる固定絞りによって構成されており、凝縮器２から流出した冷媒を減圧させる。減圧部３は、凝縮器２で放熱された冷媒が流れる減圧流路３０を有している。減圧部３は、凝縮器２と蒸発器４との間、かつ、圧縮機１の前側に配置されている。

　なお、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、減圧部３として固定絞りを用いているが、この態様に限定されるものではない。凝縮器２から流出した冷媒を減圧可能であれば、減圧部３として、種々の構成を採用することができる。例えば、キャピラリーチューブを減圧部３として採用してもよい。

　減圧部３の流出口側には、蒸発器４の蒸発冷媒入口４２０が接続されている。減圧部３と蒸発器４の蒸発冷媒入口４２０とは、直接接続されている。換言すると、減圧部３と蒸発冷媒入口４２０とは、他の部材を介することなく接続されている。

　蒸発器４は、複数の蒸発チューブ４１及び蒸発フィン４４を積層して構成された蒸発熱交換部４０を有している。蒸発器４は、蒸発熱交換部４０を通過する空気から吸熱して、各蒸発チューブ４１を流れる低圧冷媒を蒸発させる。なお、蒸発器４の詳細な構成については後述する。

　蒸発器４は、空気と、減圧部３にて減圧された低圧冷媒とを熱交換させて、空気を冷却して冷風にすることができる。すなわち、蒸発器４は、冷却用熱交換器として作動し、吸熱部として機能する。

　蒸発器４の蒸発冷媒出口４３０には、圧縮機１の吸入部１２が接続されている。圧縮機１には、蒸発器４から流出した冷媒が吸入部１２を介して吸入される。蒸発器４の蒸発冷媒出口４３０と圧縮機１の吸入部１２とは、直接接続されている。換言すると、蒸発器４の蒸発冷媒出口４３０と圧縮機１の吸入部１２とは、他の部材を介することなく接続されている。

　続いて、本実施形態における凝縮器２の構成について、図面を参照しつつ説明する。図２に示すように、凝縮器２は、いわゆるタンクアンドチューブ型の熱交換器で構成されている。したがって、凝縮器２は、内部に冷媒が流通する複数積層された凝縮チューブ２１と、一対の凝縮ヘッダタンク２２、２３とを備えている。

　凝縮チューブ２１は、冷媒が流れる流路を形成する流路形成部材である。凝縮チューブ２１は、平板状に形成されている。複数の凝縮チューブ２１は、上下方向に積層配置されている。

　凝縮チューブ２１の内部には、冷媒が流れる内部凝縮流路２１０が形成されている。凝縮チューブ２１の内部において、内部凝縮流路２１０は、蛇行状に形成されている。

　凝縮チューブ２１は、内部凝縮流路２１０に冷媒を流入させる内部凝縮流入部２１１と、内部凝縮流路２１０から冷媒を流出させる内部凝縮流出部２１２と、を有している。内部凝縮流入部２１１および内部凝縮流出部２１２は、凝縮チューブ２１における圧縮機１および減圧部３と対向する側（本実施形態では、右側）の端部に設けられている。内部凝縮流出部２１２は、内部凝縮流入部２１１よりも減圧部３側（本実施形態では、前方側）に配置されている。

　図１に示すように、凝縮チューブ２１の外表面には、伝熱部材としての波形状の凝縮フィン２４が接合されている。凝縮フィン２４により、凝縮チューブ２１周りを流れる空気との熱交換面積（すなわち、伝熱面積）が増大されて冷媒と空気との熱交換が促進される。

　上述した凝縮熱交換部２０は、複数の凝縮チューブ２１および複数の凝縮フィン２４が交互に積層された積層体により構成されている。

　図２に示すように、凝縮ヘッダタンク２２、２３は、複数の凝縮チューブ２１と連通しており、複数の凝縮チューブ２１に対して冷媒の集合または分配を行う。凝縮ヘッダタンク２２、２３は、凝縮チューブ２１における圧縮機１および減圧部３と対向する側（本実施形態では、右側）の端部に設けられている。凝縮ヘッダタンク２２、２３は、凝縮チューブ２１の積層方向（本実施形態では、上下方向）に延びている。

　ここで、一対の凝縮ヘッダタンク２２、２３のうち、後側に配置されるとともに凝縮チューブ２１に対して冷媒の分配を行うものを、凝縮入口タンク２２という。また、一対の凝縮ヘッダタンク２２、２３のうち、前側に配置されるとともに、凝縮チューブ２１から流出する冷媒の集合を行うものを、凝縮出口タンク２３という。

　凝縮チューブ２１の内部凝縮流入部２１１は、凝縮入口タンク２２に接続されている。凝縮チューブ２１の内部凝縮流出部２１２は、凝縮出口タンク２３に接続されている。

　凝縮入口タンク２２には、圧縮機１から吐出された高圧冷媒を凝縮入口タンク２２内に流入させる流入口としての凝縮冷媒入口２２０が設けられている。凝縮出口タンク２３には、冷媒を減圧部３の流入口側に流出させる流出口としての凝縮冷媒出口２３０が設けられている。

　続いて、本実施形態における蒸発器４の構成について、図面を参照しつつ説明する。蒸発器４は、凝縮器２と同等の構成を有している。すなわち、図２に示すように、蒸発器４は、いわゆるタンクアンドチューブ型の熱交換器で構成されている。したがって、蒸発器４は、内部に冷媒が流通する複数積層された蒸発チューブ４１と、一対の蒸発ヘッダタンク４２、４３とを備えている。

　蒸発チューブ４１は、冷媒が流れる流路を形成する流路形成部材である。蒸発チューブ４１は、平板状に形成されている。複数の蒸発チューブ４１は、上下方向に積層配置されている。

　蒸発チューブ４１の内部には、冷媒が流れる内部蒸発流路４１０が形成されている。蒸発チューブ４１の内部において、内部蒸発流路４１０は、蛇行状に形成されている。

　蒸発チューブ４１は、内部蒸発流路４１０に冷媒を流入させる内部蒸発流入部４１１と、内部蒸発流路４１０から冷媒を流出させる内部蒸発流出部４１２と、を有している。内部蒸発流入部４１１および内部蒸発流出部４１２は、蒸発チューブ４１における圧縮機１および減圧部３と対向する側（本実施形態では、左側）の端部に設けられている。内部蒸発流出部４１２は、内部蒸発流入部４１１よりも圧縮機１側（本実施形態では、後方側）に配置されている。

　図１に示すように、蒸発チューブ４１の外表面には、伝熱部材としての波形状の蒸発フィン４４が接合されている。蒸発フィン４４により、蒸発チューブ４１周りを流れる空気との熱交換面積が増大されて冷媒と空気との熱交換が促進される。

　上述した蒸発熱交換部４０は、複数の蒸発チューブ４１および複数の蒸発フィン４４が交互に積層された積層体により構成されている。

　図２に示すように、蒸発ヘッダタンク４２、４３は、複数の蒸発チューブ４１と連通しており、複数の蒸発チューブ４１に対して冷媒の集合または分配を行う。蒸発ヘッダタンク４２、４３は、蒸発チューブ４１における圧縮機１および減圧部３と対向する側（本実施形態では、左側）の端部に設けられている。蒸発ヘッダタンク４２、４３は、蒸発チューブ４１の積層方向に延びている。

　ここで、一対の蒸発ヘッダタンク４２、４３のうち、前側に配置されるとともに蒸発チューブ４１に対して冷媒の分配を行うものを、蒸発入口タンク４２という。また、一対の蒸発ヘッダタンク４２、４３のうち、後側に配置されるとともに、蒸発チューブ４１から流出する冷媒の集合を行うものを、蒸発出口タンク４３という。

　蒸発チューブ４１の内部蒸発流入部４１１は、蒸発入口タンク４２に接続されている。蒸発チューブ４１の内部蒸発流出部４１２は、蒸発出口タンク４３に接続されている。

　蒸発入口タンク４２には、減圧部３にて減圧された低圧冷媒を蒸発入口タンク４２内に流入させる流入口としての蒸発冷媒入口４２０が設けられている。蒸発出口タンク４３には、冷媒を圧縮機１の吸入部１２側に流出させる流出口としての蒸発冷媒出口４３０が設けられている。

　ところで、冷凍サイクル装置１０の構成部品のうち、凝縮器２、減圧部３、蒸発器４、並びに圧縮機１のハウジング１５および固定部１７は、付加製造により一体に形成された一体構造体１００である。すなわち、凝縮器２、減圧部３、蒸発器４、並びに圧縮機１のハウジング１５および固定部１７は、同一の材質（すなわち、単一材質）で一体に形成されている。具体的には、凝縮器２、減圧部３、蒸発器４、並びに圧縮機１のハウジング１５および固定部１７は、金属粉末、樹脂粉末、セラミックス粉末、またはそれらの混合粉末を固めて一体成形することにより、形成されている。一方、冷凍サイクル装置１０の構成部品のうち、圧縮機１の可動部１６は、一体構造体とは別体として構成されている。

　以上説明したように、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、凝縮器２、減圧部３および蒸発器４を、付加製造により一体に形成された一体構造体１００としている。これによれば、凝縮器２、減圧部３および蒸発器４の各部品間に接合部が存在しないので、接合部からの冷媒漏れを抑制できる。また、凝縮器２、減圧部３および蒸発器４が付加製造により一体に形成されるので、形状の自由度を向上させることができる。

　さらに、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、凝縮器２、減圧部３および蒸発器４、並びに、圧縮機１のハウジング１５および固定部１７を、付加製造により一体に形成された一体構造体１００としている。以下、圧縮機１のハウジング１５および固定部１７を、圧縮機１の一部構成部品１５、１７という。

　これによれば、凝縮器２、減圧部３、蒸発器４および圧縮機１の一部構成部品１５、１７の各部品間に接合部が存在しないので、接合部からの冷媒漏れを抑制できる。また、凝縮器２、減圧部３、蒸発器４および圧縮機１の一部構成部品１５、１７が付加製造により一体に形成されるので、形状の自由度を向上させることができる。

　また、冷凍サイクル装置１０の一体構造体１００では、各部品間に接合部が存在しないので、接合部の組み付け時に異物を挟み込むことや、接合部が変形することを抑制できる。

　ここで、比較例１、２として、圧縮機１、凝縮器２、減圧部３および蒸発器４を冷媒配管で接続した冷凍サイクル装置１０が考えられる。比較例１では、冷媒配管として、ゴム系の可撓性のホースおよび金属製のパイプを採用し、ホースとパイプとを機械的に接続している。比較例２では、冷媒配管として金属製のパイプを採用し、パイプ同士を機械的に接続するとともに、接続部にＯリングを配置している。

　比較例１、２の冷凍サイクル装置１０では、可撓性のホースやＯリングは樹脂により構成されているため、冷媒が透過してしまうという特性を有している。このため、冷凍サイクル装置１０に封入する冷媒量を増加させる必要がある。

　一方、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１の一部、凝縮器２、減圧部３および蒸発器４を一体構造体１００としているので、ホースやＯリング等の樹脂製の接合部材を廃止することができる。このため、樹脂製の接合部材から冷媒が透過することを防止できるので、冷凍サイクル装置に封入する冷媒量の増加を抑制できる。

　また、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１を、凝縮器２と蒸発器４との間に配置している。これによれば、凝縮器２と蒸発器４との間の距離を離すことができるので、凝縮器２と蒸発器４との間での伝熱を抑制することができる。その結果、冷凍サイクル装置１０のサイクル性能を向上させることができる。

　（第２実施形態）
　次に、本開示の第２実施形態について図４および図５に基づいて説明する。本実施形態では、第１実施形態に対して、一体構造体１００の形状を変更している。

　図４および図５に示すように、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、一体構造体１００は、一体構造体１００の外表面が湾曲した湾曲部２６、４６を有している。本実施形態では、湾曲部２６、４６は、一体構造体１００のうち、凝縮器２および蒸発器４を構成する部位に設けられている。本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、湾曲部として、凝縮側湾曲部２６および蒸発側湾曲部４６を有している。

　具体的には、凝縮側湾曲部２６は、凝縮器２の上端面および下端面の各々に設けられている。凝縮側湾曲部２６は、凝縮器２の空気流れ方向（すなわち、前後方向）に垂直な断面において、凝縮器２の上下方向における外側に向かって膨らんだ円弧状に形成されている。凝縮側湾曲部２６は、凝縮器２の上端面および下端面の各々のうち、凝縮チューブ２１の長手方向（すなわち、左右方向）の中央部に設けられている。

　蒸発側湾曲部４６は、蒸発器４の上端面および下端面の各々に設けられている。蒸発側湾曲部４６は、蒸発器４の空気流れ方向（すなわち、前後方向）に垂直な断面において、蒸発器４の上下方向における外側に向かって膨らんだ円弧状に形成されている。蒸発側湾曲部４６は、蒸発器４の上端面および下端面の各々のうち、蒸発チューブ４１の長手方向（すなわち、左右方向）の中央部に設けられている。

　図５に示すように、凝縮側湾曲部２６および蒸発側湾曲部４６は、凝縮器２および蒸発器４の各々に空気を送風する送風機５０１、５０２の外形に対応する形状となっている。つまり、凝縮側湾曲部２６は、凝縮器２に空気を送風する凝縮側送風機５０１の外形に対応する形状となっている。蒸発側湾曲部４６は、蒸発器４に空気を送風する蒸発側送風機５０２の外形に対応する形状となっている。

　すなわち、凝縮側湾曲部２６における前述の円弧状の半径は、凝縮側送風機５０１の羽根車の半径と同等である。蒸発側湾曲部４６における前述の円弧状の半径は、蒸発側送風機５０２の羽根車の半径と同等である。なお、凝縮側送風機５０１および蒸発側送風機５０２は、軸流送風機である。

　以上説明したように、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、一体構造体１００に、一体構造体１００の外表面が湾曲した湾曲部２６、４６を設けている。具体的には、凝縮側湾曲部２６および蒸発側湾曲部４６を、凝縮器２および蒸発器４に空気を送風する送風機５０１、５０２の外形に対応する形状としている。これによれば、送風空気の風速分布の影響を最小限にできるので、冷凍サイクル装置１０のサイクル性能を向上させることが可能となる。

　（第３実施形態）
　次に、本開示の第３実施形態について図６～図８に基づいて説明する。本実施形態では、第１実施形態に対して、一体構造体１００の形状を変更している。

　図６、図７および図８に示すように、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、一体構造体１００は、一体構造体１００の外表面が凹んだ凹部１０１を有している。本実施形態では、凹部１０１は、一体構造体１００のうち蒸発器４を構成する部位の上面に設けられている。

　これによれば、冷凍サイクル装置１０の搭載予定場所の一部に障害物があった場合でも、一体構造体１００のうち障害物と対応する部位に凹部１０１を設けることで、搭載予定場所に冷凍サイクル装置１０を搭載することが可能となる。すなわち、本実施形態では、冷凍サイクル装置１０を搭載スペースに合わせた形状とすることができるので、搭載性を向上させることができる。その結果、限られたスペースであっても、冷凍サイクル装置１０において最大限の性能を発揮させることができる。

　（第４実施形態）
　次に、本開示の第４実施形態について図９に基づいて説明する。本実施形態では、第１実施形態に対して、減圧部３の構成を変更している。

　図９に示すように、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、減圧部３の減圧流路３０は、三次元構造を有している。具体的には、減圧流路３０は、螺旋状に形成されているとともに、螺旋の中心軸が左右方向に対して平行となっている。

　ここで、比較例として、放熱器、減圧部および蒸発器を、一組のプレート部材を複数組積層することによって構成した冷凍サイクル装置１０が考えられる。比較例では、減圧部として、二枚のプレート部材を接合することにより細長いキャピラリーチューブ状を形成するため、接合代を含めて平面上で大きな面積が必要となってしまう。

　一方、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、減圧部３の減圧流路３０を三次元構造としているので、コンパクトに減圧流路３０の長さを確保することができる。

　（第５実施形態）
　次に、本開示の第４実施形態について図１０および図１１に基づいて説明する。本実施形態では、第１実施形態に対して、圧縮機１、凝縮器２および蒸発器４の構成を変更している。なお、図１１における矢印は、冷媒の流れを示している。

　図１０および図１１に示すように、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１、凝縮器２および蒸発器４を、圧縮機１、凝縮器２、蒸発器４の順に配置している。

　図１１に示すように、蒸発器４の蒸発チューブ４１は、左右方向に延びるとともに、冷媒が流れる蒸発側接続冷媒流路４１５を有している。蒸発側接続冷媒流路４１５は、凝縮器２の後方側に配置されている。蒸発側接続冷媒流路４１５の下流側端部は、蒸発出口タンク４３に接続されている。

　圧縮機１と蒸発器４とは、蒸発側接続冷媒流路４１５によって接続されている。圧縮機１および蒸発器４は、蒸発側接続冷媒流路４１５以外の部位において互いに接触しないように構成されている。したがって、蒸発側接続冷媒流路４１５は、接続冷媒流路の一例に相当する。

　凝縮器２と蒸発器４とは、減圧部３の減圧流路３０によって接続されている。凝縮器２および蒸発器４は、減圧流路３０以外の部位において互いに接触しないように構成されている。したがって、減圧流路３０は、接続冷媒流路の一例に相当する。

　以上説明したように、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、凝縮器２および蒸発器４を、減圧流路３０以外の部位において互いに接触しないように構成している。これによれば、凝縮器２と蒸発器４との間での伝熱を最小限とすることができるので、冷凍サイクル装置１０のサイクル性能の低下を抑制できる。

　本開示は上述の実施形態に限定されることなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。

　（１）上述した実施形態では、本開示に係る冷凍サイクル装置１０を、シート空調装置に適用した例について説明したが、この態様に限定されるものではない。本開示に係る冷凍サイクル装置は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを利用可能な装置であれば、種々の用途に用いることができる。例えば、本開示に係る冷凍サイクル装置を、車室内に配置可能な冷蔵庫における冷凍機として利用してもよい。

　（２）上述した実施形態では、サイクル構成部品１～４を、金属粉末、樹脂粉末、セラミックス粉末、またはそれらの混合粉末を固めて一体成形することにより形成したが、サイクル構成部品１～４の形成方法はこの態様に限定されない。例えば、サイクル構成部品１～４を、溶融した樹脂を固めて一体成形してもよい。

　（３）上述した実施形態では、圧縮機１の圧縮機構として、スクロール型圧縮機構を採用した例について説明したが、この態様に限定されるものではない。例えば、圧縮機１の圧縮機構として、ベーン型圧縮機構を採用してもよい。

　（４）上述した実施形態では、凝縮器２、減圧部３、蒸発器４および圧縮機１の一部構成部品１５、１７を、付加製造により一体に形成された一体構造体１００とした例について説明したが、この態様に限定されるものではない。例えば、凝縮器２、減圧部３および蒸発器４を一体構造体とするとともに、圧縮機１の全ての構成部品を一体構造体１００とは別体として構成してもよい。

　（５）上述した第３実施形態では、凹部１０１を、一体構造体１００のうち蒸発器４を構成する部位の上面に設けた例について説明したが、凹部１０１の配置はこの態様に限定されるものではない。例えば、凹部１０１を、一体構造体１００のうち、圧縮機１を構成する部位に設けてもよいし、凝縮器２を構成する部位に設けてもよい。

　（６）上述した第４実施形態では、減圧部３の減圧流路３０を螺旋状に形成した例について説明したが、減圧流路３０の形状は、三次元構造を有していれば任意の形状とすることができる。

　例えば、図１２に示すように、減圧流路３０を、上下方向に延びるＵ字状の冷媒流路を前後方向および左右方向に複数配置した形状としてもよい。また、図１３に示すように、減圧流路３０を、上下方向に垂直な平面において渦巻状に形成した冷媒流路を複数有する形状としてもよい。また、図１４に示すように、減圧流路３０を、斜め上方から見て渦巻状に形成してもよい。

　（７）上述した第４実施形態では、減圧部３を、減圧流路３０が単体として三次元構造を有するように構成した例について説明したが、減圧流路３０を他の構成部品と融合させてもよい。例えば、減圧流路３０を、圧縮機１の周囲を囲むようにネジ状（すなわち、螺旋状）に配置してもよい。

　（８）上述した実施形態では、凝縮フィン２４を波形状とした例について説明したが、凝縮フィン２４の形状はこの態様に限定されない。例えば、凝縮フィン２４を、凝縮器２の外壁面から柱状のピンを多数突出させたピンフィンとしてもよい。また、凝縮フィン２４を、凝縮器２の外壁面から突出させた多数の突起部により構成してもよい。

　同様に、上述した実施形態では、蒸発フィン４４を波形状とした例について説明したが、蒸発フィン４４の形状はこの態様に限定されない。例えば、蒸発フィン４４を、蒸発器４の外壁面から柱状のピンを多数突出させたピンフィンとしてもよい。また、蒸発フィン４４を、蒸発器４の外壁面から突出させた多数の突起部により構成してもよい。

　（９）上述した実施形態では、凝縮チューブ２１を、内部凝縮流路２１０にフィン等を設けない構成とした例について説明したが、凝縮チューブ２１の構成はこの態様に限定されない。例えば、凝縮チューブ２１の内部凝縮流路２１０に、波形状のフィン、または凝縮チューブ２１の内壁面から柱状のピンを多数突出させたピンフィンを設けてもよい。また、凝縮チューブ２１の内部凝縮流路２１０に、凝縮チューブ２１の内壁面から突出させた多数の突起部を設けてもよい。

　同様に、上述した実施形態では、蒸発チューブ４１の各々を、内部蒸発流路４１０にフィン等を設けない構成とした例について説明したが、蒸発フィン４４の形状はこの態様に限定されない。例えば、蒸発チューブ４１の内部蒸発流路４１０に、波形状のフィン、または蒸発チューブ４１の内壁面から柱状のピンを多数突出させたピンフィンを設けてもよい。また、蒸発チューブ４１の内部蒸発流路４１０に、蒸発チューブ４１の内壁面から突出させた多数の突起部を設けてもよい。

　本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims (7)

1. 　冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１）で圧縮された前記冷媒を放熱させる放熱部（２）と、前記放熱部で放熱された前記冷媒を減圧させる減圧部（３）と、前記減圧部で減圧された前記冷媒を蒸発させる吸熱部（４）と、を備え、
   　前記放熱部、前記減圧部および前記吸熱部は、付加製造により一体に形成された一体構造体（１００）である冷凍サイクル装置。
2. 　冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１）と、前記圧縮機で圧縮された前記冷媒を放熱させる放熱部（２）と、前記放熱部で放熱された前記冷媒を減圧させる減圧部（３）と、前記減圧部で減圧された前記冷媒を蒸発させる吸熱部（４）と、を備える冷凍サイクル装置であって、
   　前記圧縮機は、前記冷媒を圧縮する圧縮機構部（１６、１７）と、前記圧縮機構部を駆動させる駆動部および前記圧縮機構部を収容するハウジング（１５）と、を有しており、
   　前記圧縮機構部は、前記ハウジングに対して固定された固定部（１７）と、前記駆動部から駆動力が伝達されることで前記固定部に対して変位する可動部（１６）と、を有しており、
   　前記放熱部、前記減圧部、前記吸熱部、前記ハウジングおよび前記固定部は、付加製造により一体に形成された一体構造体（１００）であり、
   　前記可動部は、前記一体構造体とは別体として構成されている冷凍サイクル装置。
3. 　前記一体構造体は、前記一体構造体の外表面が湾曲した湾曲部（２６、４６）を有している請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置。
4. 　前記一体構造体は、前記一体構造体の外表面が凹んだ凹部（１０１）を有している請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置。
5. 　前記減圧部は、前記放熱部で放熱された前記冷媒が流れる減圧流路（３０）を有しており、
   　前記減圧流路は、三次元構造を有している請求項１ないし４のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
6. 　前記圧縮機は、前記放熱部と前記吸熱部との間に配置されている請求項１ないし５のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
7. 　前記圧縮機、前記放熱部および前記吸熱部は、前記圧縮機、前記放熱部、前記吸熱部の順に配置されており、
   　前記圧縮機と前記吸熱部との間、および、前記放熱部と前記吸熱部との間は、それぞれ、前記冷媒が流れる接続冷媒流路（３０、４１５）によって接続されており、
   　前記圧縮機および前記吸熱部は、前記接続冷媒流路以外の部位において互いに接触しないように構成されており、
   　前記放熱部および前記吸熱部は、前記接続冷媒流路以外の部位において互いに接触しないように構成されている請求項１ないし５のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。

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