WO2023218834A1

WO2023218834A1 - 圧縮機モジュール

Info

Publication number: WO2023218834A1
Application number: PCT/JP2023/014694
Authority: WO
Inventors: 裕紀杉山; 隆宏前田; 淳司山田; 聡鈴木; 雅之竹内; 雅貴内山
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2022-05-13
Filing date: 2023-04-11
Publication date: 2023-11-16
Anticipated expiration: 2024-11-13
Also published as: JP2025090878A; CN119213263A; US20250042225A1

Abstract

蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒を蒸発させる蒸発器（１８、１９）と、液相の冷媒を蓄える貯液部（２０）と、冷媒を吸入して圧縮する圧縮機（１１）と、熱交換器、貯液部、圧縮機が取り付けられるとともに、冷媒の流路の少なくとも一部を形成する流路形成部材（１１０）とを備え、圧縮機は、流路形成部材の下方側に配置されており、冷媒の流路のうち、圧縮機に吸入される気相の冷媒が流れる吸入冷媒流路（２８）は、圧縮機側に向かうにつれて上方側へ立ち上がる立ち上がり部（２８ａ）を有している。

Description

圧縮機モジュール

関連出願の相互参照

　本出願は、２０２２年５月１３日に出願された日本特許出願２０２２－７９３５６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、圧縮機を含む蒸気圧縮式冷凍サイクルの構成機器を一体化させた圧縮機モジュールに関する。

　従来、この種の圧縮機モジュールが特許文献１に開示されている。この従来技術における圧縮機モジュールでは、圧縮機、凝縮器、蒸発器、チラーおよびアキュムレータ等の構成機器がベースプレートの上に置かれて冷媒配管で互いに繋がれている。

韓国公開特許第１０－２０２１－００９０００４号公報

　上記従来技術では、狭いスペースに多数の冷媒配管が存在するため、冷媒配管の取り回しや接続作業が困難である。この対策として、ベースプレートの内部に冷媒流路を形成することで冷媒配管を削減できる。

　しかしながら、圧縮機の冷媒吸入口は圧縮機の上部に配置されることが多いため、ベースプレートの内部に冷媒流路を形成するとベースプレートと圧縮機の冷媒吸入口との間の冷媒流路が長くなり熱損失や圧力損失が大きくなってしまう。この対策として、圧縮機をベースプレートの下方側に配置することが考えられる。

　しかしながら、圧縮機をベースプレートの下方側に配置すると、圧縮機の停止時に液相冷媒が重力によってベースプレートから圧縮機に流下しやすくなる。

　すなわち、圧縮機の稼動時に冷媒流路や熱交換器の内部等に存在する気相冷媒は、圧縮機が停止すると時間の経過とともに周囲に放熱して凝縮液化し、液化した冷媒が重力によって圧縮機に流下しやすくなる。

　このように圧縮機に液相冷媒が溜まった状態で圧縮機を再稼動すると、圧縮機で液圧縮が生じて圧縮機の耐久性を低下させてしまうおそれがある。

　本開示は、上記点に鑑みて、圧縮機の再稼動時に液圧縮が生じることを抑制することを目的とする。

　本開示の一態様による圧縮機モジュールは、蒸発器と、貯液部と、圧縮機と、流路形成部材とを備える。

　蒸発器は、蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒を蒸発させる。貯液部は、液相の冷媒を蓄える。圧縮機は、冷媒を吸入して圧縮する。流路形成部材は、蒸発器、貯液部、圧縮機が取り付けられるとともに、冷媒の流路の少なくとも一部を形成する。

　圧縮機は、流路形成部材の下方側に配置されている。冷媒の流路のうち、圧縮機に吸入される気相の冷媒が流れる吸入冷媒流路は、圧縮機側に向かうにつれて上方側へ立ち上がる立ち上がり部を有している。

　これによると、圧縮機の停止時に気相の冷媒が周囲に放熱して凝縮液化しても、液化した冷媒が重力によって圧縮機に流下することを立ち上がり部で抑制することができる。したがって、圧縮機の再稼動時に液圧縮が生じることを抑制できる。

　本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確となる。
第１実施形態の車両用空調装置を示す全体構成図である。第１実施形態の圧縮機モジュールを示す斜視図である。第１実施形態の圧縮機モジュールを示す正面図である。第１実施形態の圧縮機モジュールの流路プレートを示す斜視図である。第１実施形態の圧縮機モジュールを模式的に示す側面図である。第２実施形態の圧縮機モジュールを模式的に示す断面図である。第３実施形態の圧縮機モジュールの流路プレートを模式的に示す断面図である。

　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み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わ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わせることも可能である。

　（第１実施形態）
　図１～図５を用いて、本実施形態の圧縮機モジュールを説明する。本実施形態の圧縮機モジュールは、電気自動車に搭載された車両用空調装置１に適用されている。電気自動車は、走行用の駆動力を電動モータから得る車両である。車両用空調装置１は、空調対象空間である車室内の空調、および車載機器の温度調整を行うヒートポンプサイクル装置である。従って、車両用空調装置１は、車載機器温度調整機能付きの空調装置、あるいは、空調機能付きの車載機器温度調整装置と呼ぶことができる。

　車両用空調装置１では、車載機器として、具体的に、バッテリ（図示せず）の温度調整を行う。バッテリは、電気によって作動する複数の車載機器へ供給される電力を蓄える二次電池である。バッテリは、積層配置された複数の電池セルを、電気的に直列あるいは並列に接続することによって形成された組電池である。本実施形態の電池セルは、リチウムイオン電池である。

　バッテリは、作動時（すなわち、充放電時）に発熱する。バッテリは、低温になると出力が低下しやすく、高温になると劣化が進行しやすいという特性を有している。このため、バッテリの温度は、適切な温度範囲内（本実施形態では、１５℃以上、かつ、５５℃以下）に維持されている必要がある。そこで、本実施形態の電気自動車では、車両用空調装置１を用いてバッテリの温度調整を行う。

　車両用空調装置１は、ヒートポンプサイクル１０、高温熱媒体回路３０、第１低温熱媒体回路４０、第２低温熱媒体回路５０、室内空調ユニット（図示せず）、制御装置（図示せず）等を備えている。

　ヒートポンプサイクル１０は、高温熱媒体回路３０を循環する高温熱媒体、ならびに第１低温熱媒体回路４０および第２低温熱媒体回路５０を循環する低温熱媒体の温度を調整する蒸気圧縮式冷凍サイクル装置である。ヒートポンプサイクル１０は、車室内の空調および車載機器の冷却のために、各種運転モードに応じて、冷媒回路を切替可能に構成されている。

　ヒートポンプサイクル１０は、圧縮機１１、凝縮器１２、中間圧膨張弁１３、気液分離器１４、冷房用膨張弁１５、冷却用膨張弁１６、ホットガス流量調整弁１７、空調用チラー１８、冷却用チラー１９、アキュムレータ２０、中間圧開閉弁２１、バイパス開閉弁２２等を有している。

　ヒートポンプサイクル１０では、冷媒としてＨＦＯ系冷媒（具体的には、Ｒ１２３４ｙｆ）を採用している。ヒートポンプサイクル１０は、高圧側冷媒の圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成する。冷媒には、圧縮機１１を潤滑するための冷凍機油が混入されている。冷凍機油は、液相冷媒に相溶性を有するＰＡＧオイルである。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１１は、ヒートポンプサイクル１０において、冷媒を吸入し、圧縮して吐出する。圧縮機１１は、吐出容量が固定された固定容量型の圧縮機構を電動モータにて駆動する電動圧縮機である。圧縮機１１は、制御装置から出力される制御信号によって、回転数（すなわち、冷媒吐出能力）が制御される。

　圧縮機１１は、二段昇圧式の電動圧縮機となっている。二段昇圧式の電動圧縮機である圧縮機１１は、その外殻を形成するハウジングの内部に、低段側圧縮機構と高段側圧縮機構との２つの圧縮機構、および双方の圧縮機構を回転駆動する電動モータを収容している。

　圧縮機１１のハウジングには、吸入ポート１１ａ、中間圧ポート１１ｂ、吐出ポート１１ｃが設けられている。吸入ポート１１ａは、ハウジングの外部から低段側圧縮機構へ低圧冷媒を吸入させるための吸入口である。吐出ポート１１ｃは、高段側圧縮機構から吐出された高圧冷媒をハウジングの外部へ吐出させる吐出口である。

　中間圧ポート１１ｂは、ハウジングの外部からハウジングの内部へ中間圧冷媒を流入させて低圧から高圧への圧縮過程の冷媒に合流させるための中間圧吸入口である。つまり、中間圧ポート１１ｂは、ハウジングの内部で低段側圧縮機構の吐出口側および高段側圧縮機構の吸入口側に接続されている。

　本実施形態の圧縮機１１は、２つの圧縮機構を１つのハウジング内に収容しているが、二段昇圧式の圧縮機の形式はこれに限定されない。本実施形態の圧縮機１１は、中間圧ポート１１ｂから中間圧冷媒を流入させて低圧から高圧への圧縮過程の冷媒に合流させることが可能であれば、ハウジングの内部に、１つの固定容量型の圧縮機構と、圧縮機構を回転駆動する電動モータとを収容している電動圧縮機であってもよい。

　本実施形態の圧縮機１１は、２つの圧縮機を直列に接続して、低段側に配置される低段側圧縮機の吸入口を吸入ポート１１ａとし、高段側に配置される高段側圧縮機の吐出口を吐出ポート１１ｃとし、さらに低段側圧縮機の吐出口と高段側圧縮機との吸入口とを接続する接続部に中間圧ポート１１ｂを設け、低段側圧縮機と高段側圧縮機との双方によって１つの二段昇圧式の圧縮機を構成する電動圧縮機であってもよい。

　凝縮器１２は、圧縮機１１から吐出された冷媒と高温熱媒体回路３０の高温熱媒体とを熱交換させる熱交換部である。凝縮器１２では、圧縮機１１から吐出された冷媒の有する熱を加熱対象流体である高温熱媒体へ放熱させて、高温熱媒体を加熱する。

　高温熱媒体回路３０には、高温熱媒体ポンプ、ヒータコア、ラジエータ、切替弁および電気ヒータ（いずれも図示せず）が配置されている。高温熱媒体ポンプは、高温熱媒体回路３０の高温熱媒体を吸入して吐出する。ヒータコアは、高温熱媒体回路３０の高温熱媒体と車室内へ送風される空気とを熱交換させて空気を加熱する熱交換器である。高温熱媒体回路３０の高温熱媒体は、例えばエチレングリコール水溶液である。

　ラジエータは、高温熱媒体回路３０の高温熱媒体と外気とを熱交換させて空気を加熱する熱交換器である。切替弁は、高温熱媒体回路３０の高温熱媒体がヒータコアを流れる状態とラジエータを流れる状態とを切り替える。電気ヒータは、電力を供給されることによって発熱して、高温熱媒体回路３０の高温熱媒体を加熱する熱媒体加熱器である。

　中間圧膨張弁１３は、凝縮器１２から流出した冷媒を減圧させるとともに、下流側へ流出させる冷媒の流量を調整する減圧部である。中間圧膨張弁１３の作動は、制御装置から出力される制御信号（具体的には、制御パルス）によって制御される。従って、中間圧膨張弁１３は、電気式機器である。中間圧膨張弁１３は、絞り通路を全開にすることで流量調整作用および冷媒減圧作用を殆ど発揮することなく単なる冷媒流路として機能する全開機能を有している。

　気液分離器１４は、冷媒入口１４ａと気相冷媒出口１４ｂと液相冷媒出口１４ｃとを有している。冷媒入口１４ａには、中間圧膨張弁１３から流出した冷媒が流入する。気液分離器１４は、冷媒入口１４ａから流入した冷媒の気液を分離し、分離した気相冷媒を気相冷媒出口１４ｂから流出させ、分離した液相冷媒を液相冷媒出口１４ｃから流出させる。

　冷房用膨張弁１５および冷却用膨張弁１６は、気液分離器１４の液相冷媒出口１４ｃから流出した液相冷媒を減圧させるとともに、下流側へ流出させる冷媒の流量を調整する減圧部である。冷房用膨張弁１５および冷却用膨張弁１６の基本的構成は、中間圧膨張弁１３と同様である。従って、冷房用膨張弁１５および冷却用膨張弁１６は、電気式機器である。冷房用膨張弁１５および冷却用膨張弁１６は、絞り通路を全閉とすることで、冷媒流路を閉塞させる全閉機能を有している。

　ホットガス流量調整弁１７は、ホットガス流路２３を流通する冷媒を減圧させるとともに、下流側へ流出させる冷媒の流量を調整する電動式の可変絞り機構である。ホットガス流量調整弁１７の基本的構成は、中間圧膨張弁１３と同様である。従って、ホットガス流量調整弁１７は、電気式機器である。ホットガス流量調整弁１７は、絞り通路を全閉とすることで、冷媒流路を閉塞させる全閉機能を有している。

　空調用チラー１８は、冷房用膨張弁１５にて減圧された低圧側冷媒と、第１低温熱媒体回路４０の低温熱媒体とを熱交換させる熱交換部である。空調用チラー１８では、低圧側冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させることによって、低温熱媒体を冷却する蒸発器である。

　第１低温熱媒体回路４０には、第１低温熱媒体ポンプおよびクーラコア（いずれも図示せず）が配置されている。第１低温熱媒体ポンプは、第１低温熱媒体回路４０の低温熱媒体を吸入して吐出する。クーラコアは、第１低温熱媒体回路４０の低温熱媒体と車室内へ送風される空気とを熱交換させて空気を冷却する熱交換器である。第１低温熱媒体回路４０の低温熱媒体は、例えばエチレングリコール水溶液である。

　冷却用チラー１９は、冷却用膨張弁１６にて減圧された低圧側冷媒と、第２低温熱媒体回路５０の低温熱媒体とを熱交換させる熱交換部である。冷却用チラー１９では、低圧側冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させることによって、低温熱媒体を冷却する蒸発器である。

　第２低温熱媒体回路５０には、第２低温熱媒体ポンプおよびバッテリ（いずれも図示せず）が配置されている。第２低温熱媒体ポンプは、第２低温熱媒体回路５０の低温熱媒体を吸入して吐出する。クーラコアは、第２低温熱媒体回路５０の低温熱媒体がバッテリ内の熱媒体流路を流れることによって低温熱媒体がバッテリから吸熱してバッテリが冷却される。第２低温熱媒体回路５０の低温熱媒体は、例えばエチレングリコール水溶液である。

　アキュムレータ２０は、内部に流入した冷媒の気液を分離して、サイクル内の余剰液相冷媒を蓄える低圧側の気液分離器である。アキュムレータ２０は貯液部である。

　中間圧開閉弁２１は、中間圧流路２４を開閉する電磁弁である。中間圧開閉弁２１は、制御装置から出力される制御電圧によって、その開閉作動が制御される電磁弁である。従って、中間圧開閉弁２１は、電気式機器である。中間圧流路２４は、気液分離器１４の気相冷媒出口１４ｂと圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂとに接続されている。

　バイパス開閉弁２２は、バイパス流路２５を開閉する電磁弁である。バイパス開閉弁２２は、制御装置から出力される制御電圧によって、その開閉作動が制御される電磁弁である。従って、バイパス開閉弁２２は、電気式機器である。

　ヒートポンプサイクル１０は、冷媒の流れを分岐させる第１分岐部２６ａ、第２分岐部２６ｂおよび第３分岐部２６ｃを有している。ヒートポンプサイクル１０は、冷媒の流れを合流させる第１合流部２７ａ、第２合流部２７ｂおよび第３合流部２７ｃを有している。

　第１分岐部２６ａは、圧縮機１１から吐出された冷媒の流れを凝縮器１２側とホットガス流路２３側とに分岐する。第２分岐部２６ｂは、気液分離器１４の液相冷媒出口１４ｃから流出した液相冷媒の流れを冷房用膨張弁１５側と冷却用膨張弁１６側とに分岐する。第３分岐部２６ｃは、第１合流部２７ａで合流した冷媒の流れをアキュムレータ２０側とバイパス流路２５側とに分岐する。

　第１合流部２７ａは、ホットガス流路２３から流出した冷媒の流れと、空調用チラー１８で蒸発した冷媒の流れとを合流させる。第２合流部２７ｂは、バイパス流路２５から流出した冷媒の流れと、アキュムレータ２０から流出した気相冷媒の流れとを合流させる。第３合流部２７ｃは、冷却用チラー１９で蒸発した冷媒の流れと、第２合流部２７ｂで合流した冷媒の流れとを合流させる。

　第３合流部２７ｃの冷媒出口と圧縮機１１の吸入ポート１１ａとの間には吸入冷媒流路２８が接続されている。

　室内空調ユニット（図示せず）は、車室内の空調のために適切な温度に調整された空気を、車室内の適切な箇所へ吹き出すために、複数の構成機器を一体化したユニットである。室内空調ユニットは、車室内最前部の計器盤（インストルメントパネル）の内側に配置されている。

　室内空調ユニットは、空気通路を形成する空調ケース（図示せず）内に、室内送風機（図示せず）、クーラコアおよびヒータコア等を収容することによって形成されている。

　ヒートポンプサイクル１０は、冷媒圧力センサ群および冷媒温度センサ群を有している。冷媒圧力センサ群は、吸入冷媒圧力センサ６１および吐出冷媒圧力センサ６２等である。吸入冷媒圧力センサ６１は、圧縮機１１の吸入ポート１１ａに吸入される冷媒の圧力を検出する冷媒圧力センサである。吐出冷媒圧力センサ６２は、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから吐出された冷媒の圧力を検出する冷媒圧力センサである。

　冷媒温度センサ群は、凝縮冷媒温度センサ６３および蒸発冷媒温度センサ６４等である。凝縮冷媒温度センサ６３は、凝縮器１２から流出した冷媒の温度を検出する冷媒温度センサである。蒸発冷媒温度センサ６４は、冷却用チラー１９から流出した冷媒の温度を検出する冷媒温度センサである。

　冷媒圧力センサ群および冷媒温度センサ群の検出信号は制御装置に入力される。制御装置は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路を有している。制御装置は、ＲＯＭ内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行う。そして、制御装置は、演算、処理結果に基づいて、出力側に接続された各種制御対象機器の作動を制御する。

　制御装置の入力側には、図示しない操作パネルが接続されている。操作パネルは、車室内前部の計器盤付近に配置されており、各種操作スイッチが設けられている。制御装置には、操作パネルに設けられた各種操作スイッチからの操作信号が入力される。

　操作パネルに設けられた各種操作スイッチとしては、具体的に、オートスイッチ、エアコンスイッチ、風量設定スイッチ、温度設定スイッチ等がある。

　オートスイッチは、車両用空調装置１の自動制御運転を設定あるいは解除する操作スイッチである。エアコンスイッチは、クーラコアで空気の冷却を行うことを要求する操作スイッチである。風量設定スイッチは、車室内へ送風される空気の風量（すなわち、室内送風機の送風量）をマニュアル設定する操作スイッチである。温度設定スイッチは、車室内の設定温度を設定する操作スイッチである。

　図２および図３に示す圧縮機モジュール１００は、主にヒートポンプサイクル１０を構成する複数の構成機器を一体化させた構成部品である。図２および図３の上下方向の矢印は、圧縮機モジュール１００が搭載された電気自動車の上下方向を示している。

　本実施形態の圧縮機モジュール１００では、ヒートポンプサイクル１０の構成機器のうち、圧縮機１１、凝縮器１２、中間圧膨張弁１３、気液分離器１４、冷房用膨張弁１５、冷却用膨張弁１６、ホットガス流量調整弁１７、空調用チラー１８、冷却用チラー１９、アキュムレータ２０、中間圧開閉弁２１、バイパス開閉弁２２等が一体化されている。

　これらの構成機器は、圧縮機モジュール１００の流路プレート１１０に取り付けられることによって一体化されている。従って、流路プレート１１０は、複数の構成機器を取り付けるための取付部材である。

　流路プレート１１０は、金属（本実施形態では、アルミニウム合金）で鋳造によって形成されている。流路プレート１１０は、水平方向に延びる板状に形成されている。

　流路プレート１１０の上面には、凝縮器１２、中間圧膨張弁１３、気液分離器１４、冷房用膨張弁１５、冷却用膨張弁１６、ホットガス流量調整弁１７、空調用チラー１８、冷却用チラー１９、バイパス開閉弁２２が固定されている。中間圧開閉弁２１は、気液分離器１４と一体化されている。

　流路プレート１１０の下面には、圧縮機１１およびアキュムレータ２０が固定されている。流路プレート１１０の側面にはブラケット（図示せず）が取り付けられている。ブラケットは、圧縮機モジュール１００を車両に固定するために用いられる部材である。例えば、ブラケットは、圧縮機１１およびアキュムレータ２０を跨ぐように下方に延びている。

　流路プレート１１０は、その内部にヒートポンプサイクル１０の冷媒を流通させる複数の冷媒流路、高温熱媒体回路３０の高温熱媒体を流通させる複数の熱媒体流路、ならびに第１低温熱媒体回路４０および第２低温熱媒体回路５０の低温熱媒体を流通させる複数の熱媒体流路が形成された流路形成部材である。

　第１分岐部２６ａ、第２分岐部２６ｂ、第３分岐部２６ｃ、第１合流部２７ａ、第２合流部２７ｂおよび第３合流部２７ｃは、流路プレート１１０の内部に形成されている。

　図４に示すように、流路プレート１１０の上面には、凝縮器１２を固定するための複数の座面部１１１ａ、空調用チラー１８を固定するための複数の座面部１１１ｂ、および冷却用チラー１９を固定するための複数の座面部１１１ｃが形成されている。図４の上下方向の矢印は、圧縮機モジュール１００が搭載された電気自動車の上下方向を示している。

　流路プレート１１０の上面には、凝縮器１２への冷媒の出口１１２ａ、凝縮器１２からの冷媒の入口１１２ｂ、空調用チラー１８への冷媒の出口１１２ｃ、空調用チラー１８からの冷媒の入口１１２ｄ、冷却用チラー１９への冷媒の出口１１２ｅ、および冷却用チラー１９からの冷媒の入口１１２ｆが形成されている。

　流路プレート１１０の上面には、凝縮器１２への高温熱媒体の出口１１３ａ、空調用チラー１８への低温熱媒体の出口１１３ｃ、空調用チラー１８からの低温熱媒体の入口１１３ｄ、冷却用チラー１９への低温熱媒体の出口１１３ｅ、および冷却用チラー１９からの低温熱媒体の入口１１３ｆが形成されている。

　流路プレート１１０の上面には、中間圧膨張弁１３が取り付けられる取付穴１１４ａ、気液分離器１４が取り付けられる取付穴１１４ｂ、冷房用膨張弁１５が取り付けられる取付穴１１４ｃ、冷却用膨張弁１６が取り付けられる取付穴１１４ｄ、ホットガス流量調整弁１７が取り付けられる取付穴１１４ｅ、およびバイパス開閉弁２２が取り付けられる取付穴１１４ｆが形成されている。

　流路プレート１１０の上面には、高温熱媒体が流入する高温熱媒体入口１１５ａ、低温熱媒体が流入する低温熱媒体入口１１５ｂ、および低温熱媒体が流出する高温熱媒体出口１１５ｃが形成されている。

　流路プレート１１０の上面には吸入冷媒出口１１６が形成されている。吸入冷媒出口１１６は第３合流部２７ｃの冷媒出口である。

　図２、図３および図５に示すように、流路プレート１１０の外部には、吐出冷媒配管１２０、中間圧冷媒配管１２１および吸入冷媒配管１２２が配置されている。図５の上下方向の矢印は、圧縮機モジュール１００が搭載された電気自動車の上下方向を示している。

　吐出冷媒配管１２０は、図１に示す圧縮機１１の吐出ポート１１ｃと第１分岐部２６ａとの間の冷媒流路２９を形成する流路形成部材である。

　中間圧冷媒配管１２１は、図１に示す中間圧流路２４のうち中間圧開閉弁２１から圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂとの間の流路を形成する流路形成部材である。吸入冷媒配管１２２は、吸入冷媒流路２８を形成する流路形成部材である。

　図５に模式的に示すように、吸入冷媒配管１２２は、流路プレート１１０の上面に開口する吸入冷媒出口１１６から上方に立ち上がった後、流路プレート１１０の貫通穴１１７に向かって垂下し、さらに流路プレート１１０の貫通穴１１７を貫通して流路プレート１１０の下方まで垂下して圧縮機１１の吸入ポート１１ａに接続されている。

　吸入冷媒配管１２２のうち第３合流部２７ｃの吸入冷媒出口１１６から上方に立ち上がっている部分は、吸入冷媒流路２８を重力方向上方へ立ち上げる立ち上がり部２８ａを形成している。

　次に、上記構成における本実施形態の車両用空調装置１の作動について説明する。本実施形態の車両用空調装置１では、車室内の空調およびバッテリの温度調整を行うために、各種運転モードを切り替える。運転モードの切り替えは、予め制御装置に記憶されている制御プログラムが実行されることによって行われる。制御装置が中間圧膨張弁１３、冷房用膨張弁１５、冷却用膨張弁１６、ホットガス流量調整弁１７、中間圧開閉弁２１、バイパス開閉弁２２の作動を制御することによって運転モードが切り替えられる。

　車両用空調装置１の各種運転モードとしては、例えば、単独冷房モード、冷却冷房モード、単独除湿暖房モード、冷却除湿暖房モード、単独冷却モード等がある。

　単独冷房モードは、クーラコアで冷却された空気を車室内へ吹き出すことによって車室内の冷房を行う運転モードである。

　冷却冷房モードは、クーラコアで冷却された空気を車室内へ吹き出すことによって車室内の冷房を行うとともに、冷却用チラー１９で冷却された低温熱媒体によってバッテリの冷却を行う運転モードである。

　単独除湿暖房モードは、クーラコアで冷却された空気をヒータコアで加熱して車室内へ吹き出すことによって車室内の除湿暖房を行う運転モードである。

　冷却除湿暖房モードは、クーラコアで冷却された空気をヒータコアで加熱して車室内へ吹き出すことによって車室内の除湿暖房を行うとともに、冷却用チラー１９で冷却された低温熱媒体によってバッテリの冷却を行う運転モードである。

　単独冷却モードは、冷却用チラー１９で冷却された低温熱媒体によってバッテリの冷却を行う運転モードである。

　ホットガス流量調整弁１７を絞り状態とすることで、空調用チラー１８および冷却用チラー１９のうち少なくとも一方から流出したエンタルピの低い冷媒と、ホットガス流路２３から流出したエンタルピの高い冷媒とが混合して圧縮機１１に吸入される。

　圧縮機１１に吸入される冷媒の過熱度が目標過熱度に近づくように制御装置がホットガス流量調整弁１７の絞り開度を制御することによって、圧縮機１１に吸入される冷媒の状態を、過熱度を有する気相冷媒とすることができる。

　中間圧開閉弁２１を開弁状態とすることで、中間圧膨張弁１３および気液分離器１４を経た気相状態の中間圧冷媒を圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂに流入させることができる。したがって、圧縮機１１において吸入ポート１１ａから吸入された昇圧過程の冷媒に対して、中間圧膨張弁１３および気液分離器１４を経た気相状態の中間圧冷媒を合流させることができる。即ち、ヒートポンプサイクル１０は、ガスインジェクションサイクルを構成することができる。

　バイパス開閉弁２２を開弁状態にすることによって、第１合流部２７ａで合流した冷媒の一部を、アキュムレータ２０をバイパスさせてバイパス流路２５に流すことができる。これにより、アキュムレータ２０での冷媒の圧力損失を低減させてヒートポンプサイクル１０の性能を向上させることができる。

　これらの運転モードにおいて、ヒートポンプサイクル１０の冷媒流路には、液相冷媒が流れる領域と、気相冷媒が流れる領域とがある。ホットガス流量調整弁１７で減圧された気相冷媒、空調用チラー１８で蒸発した気相冷媒、および冷却用チラー１９で蒸発した気相冷媒は、第３合流部２７ｃから吸入冷媒配管１２２内の吸入冷媒流路２８を通じて圧縮機１１の吸入ポート１１ａに吸入される。

　ヒートポンプサイクル１０が運転を停止すると（換言すれば、圧縮機１１が停止すると）、冷媒流路中の高温の気相冷媒、空調用チラー１８内の気相冷媒、および冷却用チラー１９内の気相冷媒は、時間の経過に伴って周囲に放熱して凝縮液化していく。

　ヒートポンプサイクル１０の運転停止中に凝縮液化した冷媒は、重力の作用によってヒートポンプサイクル１０の冷媒流路内を高い方から低い方へ流下する。ヒートポンプサイクル１０の運転停止中に凝縮液化した冷媒が流下して流路プレート１１０から圧縮機１１の吸入ポート１１ａへ流れ込むと、ヒートポンプサイクル１０を再運転させたとき（換言すれば、圧縮機を再稼動したとき）に、圧縮機１１に溜まった液相冷媒が圧縮されて圧縮機１１の耐久性を低下させてしまうおそれがある。

　この点、本実施形態では、吸入冷媒配管１２２が流路プレート１１０の吸入冷媒出口１１６から上方に立ち上がっているので、ヒートポンプサイクル１０の運転停止中に凝縮液化した冷媒が重力によって圧縮機１１の吸入ポート１１ａに流下することを抑制できる。そのため、圧縮機の再稼動時に圧縮機１１で液圧縮が生じることを抑制できる。

　本実施形態では、圧縮機１１は、流路プレート１１０の下方側に配置されており、吸入冷媒流路２８は、圧縮機１１側に向かうにつれて上方側へ立ち上がる立ち上がり部２８ａを有している。

　これによると、圧縮機１１の停止時に気相の冷媒が周囲に放熱して凝縮液化しても、液化した冷媒が重力によって流路プレート１１０から圧縮機１１に流下することを立ち上がり部２８ａで抑制することができる。したがって、圧縮機１１の再稼動時に液圧縮が生じることを抑制できる。

　本実施形態では、アキュムレータ２０は、流路プレート１１０の下方側に配置されている。これによると、圧縮機１１の停止時に液化した冷媒が重力によってアキュムレータ２０に流下してアキュムレータ２０に溜まりやすくなる。そのため、液化した冷媒が重力によって流路プレート１１０から圧縮機１１に流下することを抑制できるので、圧縮機１１の再稼動時に液圧縮が生じることを抑制できる。

　本実施形態では、空調用チラー１８および冷却用チラー１９は、流路プレート１１０の上方側に配置されている。これにより、空調用チラー１８および冷却用チラー１９と圧縮機１１とを流路プレート１１０の上下両方側に分けて効率良く配置することができる。

　本実施形態では、吸入冷媒配管１２２が流路プレート１１０の吸入冷媒出口１１６から上方に立ち上がっていることによって立ち上がり部２８ａが形成されている。これにより、立ち上がり部２８ａを容易に形成できる。

　本実施形態では、流路プレート１１０は、水平方向に拡がる板状の部材であり、圧縮機１１は流路プレート１１０の下面に固定されている。これにより、圧縮機１１やヒートポンプサイクル１０の他の構成機器を流路プレート１１０に効率良く配置できる。

　（第２実施形態）
　上記第１実施形態では、吸入冷媒流路２８が吸入冷媒配管１２２で形成されているが、本実施形態では、図６に示すように、吸入冷媒流路２８が流路プレート１１０の内部に形成されており、流路プレート１１０の内部に吸入冷媒流路２８の立ち上がり部２８ａが形成されている。図６の上下方向の矢印は、圧縮機モジュール１００が搭載された電気自動車の上下方向を示している。

　本実施形態では、吸入冷媒出口１１６は、流路プレート１１０の下面に形成されていて圧縮機１１の吸入ポート１１ａに直接接続されている。

　上記第１実施形態と同様に、吸入冷媒流路２８の立ち上がり部２８ａによって、運転停止中に凝縮液化した冷媒が圧縮機１１に流下することを抑制できるので、圧縮機１１の再稼動時に液圧縮が生じることを抑制できる。

　本実施形態では、立ち上がり部２８ａは、流路プレート１１０の内部に形成されているので、圧縮機モジュール１００の体格の増大を極力抑制しつつ立ち上がり部２８ａを形成することができる。

　（第３実施形態）
　本実施形態では、図７に示すように、流路プレート１１０の内部の冷媒流路１１８に、下方側に窪んだ液溜め部１１９が形成されている。図７の上下方向の矢印は、圧縮機モジュール１００が搭載された電気自動車の上下方向を示している。

　液溜め部１１９には、運転停止中に凝縮液化した冷媒が溜まる。したがって、運転停止中に凝縮液化した冷媒が圧縮機１１の再稼動時に圧縮機１１に流入することを抑制できる。

　上記実施形態では、運転停止中に凝縮した冷媒がアキュムレータ２０に溜まりやすくなるようにアキュムレータ２０が流路プレート１１０に対して下方に配置されている。運転停止中に凝縮液化した冷媒が重力で流路プレート１１０からアキュムレータ２０に流下しやすくなるからである。

　これに対し、本実施形態では、液溜め部１１９が形成されていることによって、流路プレート１１０の内部に液相冷媒を貯めることができるので、アキュムレータ２０が流路プレート１１０に対して側方または上方に配置することが可能になる。

　上記実施形態では、運転停止中に空調用チラー１８で凝縮液化した冷媒がアキュムレータ２０に溜まりやすくなるように空調用チラー１８が流路プレート１１０に対して上方に配置され、アキュムレータ２０が流路プレート１１０に対して下方に配置されている。運転停止中に空調用チラー１８で凝縮液化した冷媒が重力でアキュムレータ２０に流下しやすくなるからである。これにより、運転停止中に空調用チラー１８で凝縮液化した冷媒が圧縮機１１の再稼動時にバイパス流路２５を通じて圧縮機１１に流入することを抑制している。

　一方、本実施形態の液溜め部１１９がバイパス流路２５に形成されていれば、運転停止中に空調用チラー１８で凝縮液化した冷媒が圧縮機１１の再稼動時にバイパス流路２５を通じて圧縮機１１に流入することを抑制できるので、空調用チラー１８を流路プレート１１０に対して下方に配置することが可能になる。

　上記第２実施形態のように吸入冷媒流路２８が流路プレート１１０の内部に形成されている場合、吸入冷媒流路２８に液溜め部１１９が形成されていてもよい。

　本実施形態では、流路プレート１１０は、液相の冷媒が溜まるように冷媒流路１１８を下方側に窪ませた液溜め部１１９を有している。

　これによると、圧縮機１１の停止時に液化した冷媒が液溜め部１１９に溜まるので、液化した冷媒が重力によって圧縮機１１に流下することを抑制できる。そのため、圧縮機１１の再稼動時に液圧縮が生じることを抑制できる。

　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。

　上述の実施形態では、圧縮機モジュールが適用されるヒートポンプサイクル装置として、車両用空調装置１について説明したが、圧縮機モジュールが適用されるヒートポンプサイクル装置は、車両用空調装置に限定されない。

　例えば、室内の空調を行いつつ、温度調整対象物（例えば、コンピュータ、コンピュータ用サーバ装置、その他の電気式機器）の温度を調整する温度調整機能付きの据置型空調装置であってもよい。

　また、上述の実施形態では、温度調整対象物となる車載機器として、バッテリの温度を調整する例を説明したが、車載機器はバッテリに限定されない。例えば、インバータ、ＰＣＵ、トランスアクスル、ＡＤＡＳ用の制御装置等の温度を調整するようになっていてもよい。

　インバータは、モータジェネレータ等に電力を供給する。ＰＣＵは、変電や電力分配を行う電力制御ユニットである。トランスアクスルは、トランスミッションやディファレンシャルギア等を一体化させた動力伝達機構である。ＡＤＡＳ用の制御装置は、先進運転支援システム用の制御装置である。

　圧縮機モジュール１００の具体的構成は、上述の実施形態に開示された構成に限定されない。

　例えば、圧縮機モジュール１００に一体化されるヒートポンプサイクル１０の各構成機器は、上述の実施形態に開示された構成機器に限定されない。少なくとも流路プレート１１０に圧縮機１１、少なくとも１つの蒸発器、およびアキュムレータ２０が一体化されていれば、その他の各構成機器は、一体化されていてもよいし、一体化されていなくてもよい。

　上述の実施形態では、流路プレート１１０を形成する材料として、アルミニウム合金を採用した例を説明したが、流路プレート１１０の材料はアルミニウム合金に限定されない。

　圧縮機モジュールが適用されるヒートポンプサイクル装置の具体的構成は、上述の実施形態に開示された構成に限定されない。

　例えば、ヒートポンプサイクル１０の冷媒は、Ｒ１２３４ｙｆに限定されない。冷媒として、Ｒ１３４ａ、Ｒ６００ａ、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０４Ａ、Ｒ３２、Ｒ４０７Ｃ等を採用してもよい。または、これらのうち複数の冷媒を混合させた混合冷媒等を採用してもよい。

　例えば、高温熱媒体回路３０の高温熱媒体、ならびに第１低温熱媒体回路４０および第２低温熱媒体回路５０の低温熱媒体は、エチレングリコール水溶液に限定されない。高温熱媒体および低温熱媒体として、ジメチルポリシロキサン、あるいはナノ流体等を含む溶液、不凍液、アルコール等を含む水系の液冷媒、オイル等を含む液媒体を採用してもよい。

　圧縮機モジュールが適用されるヒートポンプサイクル１０の作動態様は、上述の実施形態に開示された態様に限定されない。

　流路プレート１１０の内部の冷媒流路がアキュムレータ２０に向かって下方に下がるように、流路プレート１１０の内部の冷媒流路に傾斜や段差が設けられていてもよい。

　これによると、運転停止中に凝縮した冷媒が重力で自然に流下してアキュムレータ２０に溜まりやすくなるので、再稼動時の圧縮機１１への流入を抑制できる。

　上述の実施形態では、流路プレート１１０は鋳造によって形成されているが、流路プレート１１０は金属板の貼り合わせや切削ブロックの組み合わせによって形成されていてもよい。

　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。

　本明細書に開示された圧縮機モジュールの特徴を以下の通り示す。

　（項目１）
　蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒を蒸発させる蒸発器（１８、１９）と、
　液相の前記冷媒を蓄える貯液部（２０）と、
　冷媒を吸入して圧縮する圧縮機（１１）と、
　前記蒸発器、前記貯液部、前記圧縮機が取り付けられるとともに、前記冷媒の流路の少なくとも一部を形成する流路形成部材（１１０）とを備え、
　前記圧縮機は、前記流路形成部材の下方側に配置されており、
　前記冷媒の流路のうち、前記圧縮機に吸入される気相の前記冷媒が流れる吸入冷媒流路（２８）は、前記圧縮機側に向かうにつれて上方側へ立ち上がる立ち上がり部（２８ａ）を有している圧縮機モジュール。

　（項目２）
　前記貯液部は、前記流路形成部材の下方側に配置されている項目１に記載の圧縮機モジュール。

　（項目３）
　前記蒸発器は、前記流路形成部材の上方側に配置されている項目１または２に記載の圧縮機モジュール。

　（項目４）
　前記吸入冷媒流路のうち前記流路形成部材から前記圧縮機に至る前記冷媒の通路を形成する配管部材である吸入冷媒配管（１２２）を備え、
　前記流路形成部材には、前記冷媒が流出し、前記吸入冷媒配管が接続される吸入冷媒出口（１１６）が形成されており、
　前記吸入冷媒配管が前記吸入冷媒出口から上方に立ち上がっていることによって前記立ち上がり部（２８ａ）が形成されている項目１ないし３のいずれか１つに記載の圧縮機モジュール。

　（項目５）
　前記流路形成部材は、水平方向に拡がる板状の部材であり、
　前記圧縮機は、前記流路形成部材の下面に固定されている項目１ないし４のいずれか１つに記載の圧縮機モジュール。

　（項目６）
　前記流路形成部材は、液相の前記冷媒が溜まるように前記冷媒の流路を下方側に窪ませた液溜め部（１１９）を有している項目１ないし５のいずれか１つに記載の圧縮機モジュール。

　（項目７）
　前記立ち上がり部は、前記流路形成部材の内部に形成されている項目１ないし６のいずれか１つに記載の圧縮機モジュール。

Claims

　蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒を蒸発させる蒸発器（１８、１９）と、
　液相の前記冷媒を蓄える貯液部（２０）と、
　前記冷媒を吸入して圧縮する圧縮機（１１）と、
　前記蒸発器、前記貯液部、前記圧縮機が取り付けられるとともに、前記冷媒の流路の少なくとも一部を形成する流路形成部材（１１０）とを備え、
　前記圧縮機は、前記流路形成部材の下方側に配置されており、
　前記冷媒の流路のうち、前記圧縮機に吸入される気相の前記冷媒が流れる吸入冷媒流路（２８）は、前記圧縮機側に向かうにつれて上方側へ立ち上がる立ち上がり部（２８ａ）を有している圧縮機モジュール。
　前記貯液部は、前記流路形成部材の下方側に配置されている請求項１に記載の圧縮機モジュール。
　前記蒸発器は、前記流路形成部材の上方側に配置されている請求項１または２に記載の圧縮機モジュール。
　前記吸入冷媒流路のうち前記流路形成部材から前記圧縮機に至る前記冷媒の通路を形成する配管部材である吸入冷媒配管（１２２）を備え、
　前記流路形成部材には、前記冷媒が流出し、前記吸入冷媒配管が接続される吸入冷媒出口（１１６）が形成されており、
　前記吸入冷媒配管が前記吸入冷媒出口から上方に立ち上がっていることによって前記立ち上がり部（２８ａ）が形成されている請求項１または２に記載の圧縮機モジュール。
　前記流路形成部材は、水平方向に拡がる板状の部材であり、
　前記圧縮機は、前記流路形成部材の下面に固定されている請求項１または２に記載の圧縮機モジュール。
　前記流路形成部材は、液相の前記冷媒が溜まるように前記冷媒の流路を下方側に窪ませた液溜め部（１１９）を有している請求項１または２に記載の圧縮機モジュール。
　前記立ち上がり部は、前記流路形成部材の内部に形成されている請求項１または２に記載の圧縮機モジュール。