JP4508006B2 - 車両用冷凍サイクル装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばアイドルストップ車両のように走行条件に応じて車両エンジンが停止される車両に用いて好適な車両用冷凍サイクル装置に関するものである。

従来の自動車用空調装置として、例えば特許文献１に示されるものが知られている。即ち、この自動車用空調装置は、アイドルストップ車両のように走行中の停車時にエンジンが停止される車両に搭載されるものであって、冷凍サイクル内には、空調空気を冷却する第１の蒸発器に加えて、蓄冷材が付加された第２の蒸発器が設けられている。両蒸発器は、空気案内ハウジング（空調ケース）内に配設され、空調空気が選択的に個々の蒸発器を、あるいは両方の蒸発器を流通可能となるようにしている。

そして、エンジン作動時においては、第１の蒸発器で空調空気が冷却される共に、第２蒸発器を流れる冷媒によって付加された蓄熱材の凍結がなされる。また、アイドルストップ機能によりエンジンが停止されて冷凍サイクル内の圧縮機も停止されると、空調空気は第２の蒸発器側を流れ、蓄冷材の冷熱によって冷却されるようになっている。尚、最大冷凍出力が必要とされる場合（プルダウン運転時）は、両方の蒸発器によって空調空気が冷却される。
特開２００２−２７４１６５号公報

しかしながら、上記空調装置においては、２つの蒸発器を空気案内ハウジングに配設する必要があるため、自ずと室内機が大型となってしまう。近年の車両においては、乗員の居住スペースを優先するために室内機の小型化が強く求められており、従来の室内機の体格を維持しようとすると各々の蒸発器を小型にしなければならない。この場合は、基本的な冷房性能を犠牲にしなければならない。

本発明の目的は、上記問題に鑑み、室内機の蒸発器を増設すること無く、圧縮機停止時にも冷凍機能の継続を可能とする車両用冷凍サイクル装置を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。

請求項１に記載の発明では、圧縮機（１１０）、凝縮器（１２０）、減圧器（１４０）、蒸発器（１５０）が順次環状に接続され、蒸発器（１５０）が室内ユニット（１５０Ａ）内に配設されており、蒸発器（１５０）で、圧縮機（１１０）から圧縮吐出され、凝縮器（１２０）、減圧器（１４０）を経た冷媒に、室内ユニット（１５０Ａ）内を流通する空調空気から吸熱させることで空調空気を冷却する車両用冷凍サイクル装置において、
内部に蓄冷材を有し、冷媒によって予め蓄冷材に蓄冷しておき、圧縮機（１１０）の停止時に蓄冷された蓄冷材から冷媒に対して放冷する蓄冷熱交換器（１６０）を備えると共に、
蓄冷熱交換器（１６０）は、室内ユニット（１５０Ａ）の外部で、且つ、蒸発器（１５０）と圧縮機（１１０）との間に配設され、
更に、蓄冷熱交換器（１６０）は、タンク（１７０）内に配設されており、
タンク（１７０）内において、蓄冷熱交換器（１６０）の上側には、蓄冷熱交換器（１６０）の流入側と連通する小空間が形成され、蓄冷熱交換器（１６０）の下側には、蓄冷熱交換器（１６０）の流出側と連通して、蓄冷材が放冷する際に凝縮される冷媒を溜める大空間が形成され、
蒸発器（１５０）の流出側がタンク（１７０）内の小空間に連通され、
大空間の下端側に開口端部（１７２ｂ）が位置して、蓄冷熱交換器（１６０）を貫通して、タンク（１７０）の上側外部に通じて圧縮機（１１０）の吸入側に接続される流出パイプ（１７２）が設けられ、
流出パイプ（１７２）には、小空間に連通する開口部（１７２ａ）が設けられたことを特徴としている。

これにより、圧縮機（１１０）の作動により冷媒が各機器（１２０、１４０、１５０）を循環する際は、蒸発器（１５０）で冷媒が吸熱することによって空調空気が冷却されると共に、蒸発器（１５０）から流出される低温の冷媒によって蓄冷熱交換器（１６０）の蓄冷材が蓄冷される。

そして、圧縮機（１１０）が停止された際には、蒸発器（１５０）で吸熱して蒸発された冷媒は、蓄冷熱交換器（１６０）の蓄冷材からの放冷によって凝縮液化されて冷媒体積を縮小させ、蒸発器（１５０）側の圧力を低圧に維持するので、蓄冷材の蓄冷熱が保持されている間は凝縮器（１２０）と蒸発器（１５０）との間の残圧により、冷媒は継続して蒸発器（１５０）に流入可能となり、蒸発器（１５０）による空調空気の冷却を継続可能とすることができる。

よって、従来技術のように室内ユニット（１５０Ａ）内に蒸発器（１５０）を増設させること無く、圧縮機（１１０）の停止時にも冷凍機能の継続を可能とする車両用冷凍サイクル装置（１００）とすることができる。

また、蓄冷熱交換器（１６０）は、タンク（１７０）内に配設されるようにしており、タンク（１７０）内において、蓄冷熱交換器（１６０）の流出側と連通して、蓄冷材が放冷する際に凝縮される冷媒を溜める大空間が形成されるようにしているので、蓄冷材によって凝縮された冷媒が蓄冷熱交換器（１６０）内に停滞することが無くなるので、蓄冷熱交換器（１６０）における蓄冷材と冷媒との熱交換を効率良く行うことができる。

また、蓄冷熱交換器（１６０）は、タンク（１７０）内に配設されるようにしており、タンク（１７０）内において、蓄冷熱交換器（１６０）の下側には、蓄冷熱交換器（１６０）の流出側と連通して、蓄冷材が放冷する際に凝縮される冷媒を溜める大空間が形成されるようにしているので、蓄冷材によって凝縮された冷媒が重力によってタンク（１７０）内に流れ落ちるので、冷媒を効率良くタンク（１７０）内に溜めることができる。

また、流出パイプ（１７２）には、小空間に連通する開口部（１７２ａ）が設けられているので、圧縮機（１１０）の再起動時に、圧縮機（１１０）はタンク（１７０）内の気相冷媒を吸引するので、液圧縮による不具合を回避できる。

また、大空間の下端側に開口端部（１７２ｂ）が位置して、蓄冷熱交換器（１６０）を貫通して、タンク（１７０）の上側外部に通じて圧縮機（１１０）の吸入側に接続される流出パイプ（１７２）が設けられているので、圧縮機（１１０）は一部の液相冷媒を吸入することができるので、通常、液相冷媒に混入される潤滑油を補充することができ、圧縮機（１１０）の耐久性を維持向上させることができる。

また、蓄冷熱交換器（１６０）は、タンク（１７０）内に配設されて、一体的に形成されているので、コンパクトな車両用冷凍サイクル装置（１００）とすることができる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、タンク（１７０）と圧縮機（１１０）との間の冷媒と、凝縮器（１２０）と減圧器（１４０）との間の冷媒との間で熱交換する内部熱交換器（１８０）が設けられたことを特徴としている。

これにより、内部熱交換器（１８０）によって蓄冷熱交換器（１６０）と圧縮機（１１０）との間の冷媒（低圧側冷媒）に過熱度を持たせることができるので、蒸発器（１５０）から流出される冷媒に加熱度を持たす必要が無く、蒸発器（１５０）における冷媒圧力を下げること無く、つまり、冷凍サイクル装置（１００）としての冷凍機効率（ＣＯＰ）を低下させること無く、蓄冷熱交換器（１６０）に流入する冷媒温度を低下させて、蓄冷材に対する確実な蓄冷が可能となる。
また、凝縮器（１２０）から流出する高圧側冷媒は、内部熱交換器（１８０）によって過冷却され、液相冷媒量を増加させて蒸発器（１５０）側に供給できる。蒸発器（１５０）では液相冷媒量の増加に伴い冷媒流通抵抗が減少し、空調空気の冷却能力が向上する。更に、蒸発器（１５０）において過熱度を小さく設定できることから、冷媒温度を低下させて、空調空気との温度差を拡大して空調空気の冷却性能を向上させることができる。そして、蓄冷熱交換器（１６０）から流出する低圧側冷媒は、内部熱交換器（１８０）によって過熱され確実に気相冷媒となるので、圧縮機（１１０）に対する液圧縮を防止できる。

請求項３に記載の発明では、内部熱交換器（１８０）は、二重管構造となっていることを特徴としている。

これにより、高圧側冷媒が流通する高圧側配管と低圧側冷媒が流通する低圧側配管を活用して、いずれか一方を他方の内側に配設することで容易に内部熱交換器（１８０）を形成することができる。

請求項４に記載の発明では、請求項２〜請求項３に記載の発明において、減圧器（１４０）は、蒸発器（１５０）から流出される冷媒の温度に応じて絞り開度が調整される温度式膨張弁（１４０）であり、この温度式膨張弁（１４０）は、冷媒温度に基づく冷媒過熱度を所定値よりも小さくするように設定されたことを特徴としている。

これにより、蒸発器（１５０）側の冷媒圧力を低下させずに流出される冷媒の温度上昇を抑えて、冷凍機効率（ＣＯＰ）を悪化させずに、蓄冷材への蓄冷を行うことができる。

請求項５に記載の発明では、上記所定値はゼロであることを特徴としている。

これにより、更に蒸発器（１５０）から流出される冷媒温度を下げることができるので、蓄冷材への蓄冷を容易とすることができると共に、蒸発器（１５０）における空調空気への冷却性能を向上させることができる。

請求項６に記載の発明では、冷媒温度を検出する感温部（１４２）は、蒸発器（１５０）と蓄冷熱交換器（１６０）との間に設けられたことを特徴としている。

これにより、蒸発器（１５０）における冷媒の入口側および出口側を同一の側面に設定することで、感温部（１４２）を容易に温度式膨張弁（１４０）に一体化させることができる。

請求項７に記載の発明では、請求項２〜請求項３に記載の発明において、減圧器（１４０）は、蒸発器（１５０）から流出される冷媒の温度に応じて絞り開度が調整される温度式膨張弁（１４０）であり、この温度式膨張弁（１４０）は、冷媒温度に基づく冷媒状態を、内部熱交換器（１８０）による加熱によって圧縮機（１１０）へ吸入される冷媒が確実に気相冷媒となる程度の気液二相状態とすることを特徴としている。

これにより、上記請求項４、５に記載の発明と同様に、蒸発器（１５０）における冷媒の温度を低下させることができるので、冷凍機効率（ＣＯＰ）を悪化させずに、蓄冷材への蓄冷が可能となる。また、蒸発器（１５０）における空調空気への冷却性能を向上させることができる。

請求項８に記載の発明では、請求項４〜請求項７に記載の発明において、温度式膨張弁（１４０）に並列に介在される固定絞り部（１９１）を有することを特徴としている。

これにより、圧縮機（１１０）の停止時に温度式膨張弁（１４０）の絞り開度が冷媒温度に応じて小さく調整されても、凝縮器（１２０）からの冷媒を固定絞り部（１９１）を通して蒸発器（１５０）に流入させることができるので、圧縮機（１１０）停止時における冷凍能力を確保することができる。

尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
第１実施形態は、本発明に係る車両用冷凍サイクル装置（以下、冷凍サイクル装置）１００を、例えば信号待ち等のように走行状態からアイドリングでの停車状態に移行した際にエンジンが停止されるいわゆるアイドルストップ車両に適用したものであり、以下、図１〜図３を用いてその基本構成について説明する。尚、図１は冷凍サイクル装置１００の全体構成を示す模式図、図２は蓄冷熱交換器１６０を示す斜視図、図３は蓄冷熱交換器１６０および蓄冷タンク１７０を示す断面図である。

冷凍サイクル装置１００は、低温側の熱を高温側に移動させて冷熱および温熱を空調に利用するもので、図１に示すように、通常の圧縮機１１０、凝縮器１２０、受液タンク１３０、温度式膨張弁１４０、蒸発器１５０が順次環状に接続されるサイクルに、蓄冷熱交換器１６０、蓄冷タンク１７０が付加されて形成されるようにしている。

圧縮機１１０は、車両のエンジン（図示せず）を駆動源として作動され、冷凍サイクル装置１００内の冷媒を高温高圧に圧縮して吐出する流体機械である。凝縮器１２０は、圧縮機１１０の冷媒吐出側に設けられ、高温高圧に圧縮された冷媒を冷却して、凝縮液化する熱交換器である。受液タンク１３０は、凝縮器１２０で凝縮された冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して液相冷媒を流出させるレシーバである。

温度式膨張弁（本発明における減圧器に対応し、以下膨張弁）１４０は、受液タンク１３０で分離された液相冷媒を等エンタルピ的に減圧膨脹させるもので、弁部１４１と、蒸発器１５０の冷媒流出側（蒸発器１５０と蓄冷熱交換器１７０との間）に設けられた感温部１４２とを有している。膨張弁１４０は、感温部１４２で検出される冷媒温度に応じて弁部１４１の絞り開度が制御されて、蒸発器１５０から流出される冷媒の過熱度を所定値（例えば５〜１０℃）とするようになっている。

蒸発器１５０は、膨張弁１４０にて減圧された冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮する熱交換器であり、空調ケース１５１内に配設されて、この空調ケース１５１内に供給される空調空気を冷却（空調空気から吸熱）する。尚、空調ケース１５１内には、この他に図示しない空調空気送風用の送風機、空調空気加熱用の熱交換器、冷却空気および加熱空気の混合割合を調整するエアミックスドア機構等が設けられて、室内ユニット１５０Ａを形成しており、この室内ユニット１５０Ａは車室内のインストルメントパネル内に配設されている。

そして、蒸発器１５０と圧縮機１１０との間には（蒸発器１５０に対して直列となるように）、蓄冷熱交換器１６０が配設されている。蓄冷熱交換器１６０は、蒸発器１５０から流出される冷媒と、内部に設けられた蓄冷材との間で熱交換を行う熱交換器である。

具体的には、蓄冷熱交換器１６０は、シェルアンドチューブタイプの熱交換器としており、図２に示すように、複数積層された円形状のプレートフィン１６２の積層方向に複数の冷媒チューブ１６１が貫通され、この冷媒チューブ１６１およびプレートフィン１６２が熱的に接合されてケーシング（シェル）１６３内に配設されている。尚、各冷媒チューブ１６１の両長手方向端部は、ケーシング１６３の外部に開口するようにしている。更に、蓄冷材封入部１６４からケーシング１６３内に蓄冷材が封入されており（蓄冷材封入後、蓄冷材封入部１６４は封止される）、蓄冷材が冷媒チューブ１６１およびプレートフィン１６２の表面に接触するようにしている。蓄冷材としてはパラフィンや氷等とすることができる。

更に、上記蓄冷熱交換器１６０と圧縮機１１０との間には、蓄冷熱交換器１６０で蓄冷材が放冷する際に凝縮液化される冷媒を溜めるための蓄冷タンク（本発明におけるタンクに対応）１７０が配設されている。ここでは、蓄冷タンク１７０は蓄冷熱交換器１６０の下側に配置され、加えて蓄冷熱交換器１６０と蓄冷タンク１７０とが一体的に形成されるようにしている。

即ち、蓄冷タンク１７０は、図３に示すように、その軸線が天地方向を向き、両端部側が閉塞されて、下側が絞られた円筒状のタンクとしており、蓄冷タンク１７０内部の上側に、冷媒チューブ１６１の長手方向が天地方向となるようにして蓄冷熱交換器１６０が配設されている。蓄冷タンク１７０内において、蓄冷熱交換器１６０の上側に小空間が、下側に大空間が形成されて、蓄冷熱交換器１６０の冷媒チューブ１６１の上側端部は小空間に連通し、冷媒チューブ１６１の下側端部は大空間に連通している。大空間は、後述するように蓄冷熱交換器１６０で蓄冷材が放冷する際に凝縮液化される冷媒を溜めるためのタンク貯留部となる。

そして、蒸発器１５０の流出側から接続されて、蓄冷タンク１７０の小空間に連通される流入パイプ１７１と、大空間の下端側に開口端部（本発明における液相冷媒流入部に対応）１７２ｂが位置して、蓄冷熱交換器１６０を貫通して、蓄冷タンク１７０の上側外部に通じて圧縮機１１０の吸入側に接続される流出パイプ１７２とが設けられている。流出パイプ１７２の小空間に対応する部位には、この小空間に連通する開口部１７２ａが設けられている。流出パイプ１７２の開口端部１７２ｂ部は細く形成され、その開口面積は開口部１７２ａの開口面積よりも小さく形成されている。

尚、上記のように一体的に形成された蓄冷熱交換器１６０および蓄冷タンク１７０は、車両エンジンルーム内に配設されるが、車室内に許容搭載スペースがあれば、車室内に配設されるのが好ましい。

次に、上記構成に基づく冷凍サイクル装置１００の作動およびその作用効果について説明する。

１．蓄冷モード
車両走行時に、エンジンにより圧縮機１１０が駆動され、冷凍サイクル装置１００が作動する。圧縮機１１０で圧縮吐出された冷媒は、凝縮器１２０で凝縮液化され、受液タンク１３０を経て膨張弁１４０で減圧され、蒸発器１５０で空調空気から吸熱して蒸発し、空調空気を冷却する（冷房する）。

そして、蒸発器１５０から流出される冷媒は、流入パイプ１７１を通り、蓄冷熱交換器１６０の冷媒チューブ１６１を通流し、蓄冷材を冷却する（蓄冷材は冷媒からの吸熱により蓄冷される）。蒸発器１５０、蓄冷熱交換器１６０でそれぞれ吸熱した冷媒は、過熱ガス冷媒となって冷媒チューブ１６１から蓄冷タンク１７０の大空間に至り、流出パイプ１７２の開口部１７２ａあるいは開口端部１７２ｂから吸引されて圧縮機１１０に戻る。尚、冷凍サイクル装置１００としては、車室内熱負荷に加えてこの蓄冷材の冷却熱負荷がトータルの冷房負荷となり、蓄冷材への蓄冷が完了すると、蓄冷熱交換器１６０での冷媒と蓄冷材との間の熱移動は停止される。

２．放冷モード
車両が停車してエンジンが停止されると、圧縮機１１０も停止される。この時、冷凍サイクル装置１００内では高圧側となる凝縮器１２０、受液タンク１３０から、低圧側となる蒸発器１５０、蓄冷熱交換器１６０および蓄冷タンク１７０に、その残圧により膨張弁１４０を通じて冷媒が流入する。

蒸発器１５０に流入した冷媒は空調空気との熱交換により空調空気を冷却して過熱ガス冷媒となるが、流入パイプ１７１から蓄冷熱交換器１６０に流入して、蓄冷材の蓄冷熱により冷却されて凝縮液化し、重力により蓄冷タンク１７０下側の大空間に液冷媒として溜められる。

つまり、蒸発器１５０からの過熱ガス冷媒は、蓄冷熱交換器１６０で凝縮されて体積を縮小させて、圧力を低圧に維持するので、圧縮機１１０が停止されても蓄冷材の蓄冷熱が保持されている間は凝縮器１２０と蒸発器１５０との間の残圧により、冷媒は継続して蒸発器１５０に流入可能となり、蒸発器１５０による空調空気の冷却を継続可能とすることができる。

よって、従来技術のように室内ユニット１５０Ａ内に蒸発器１５０を増設させること無く、圧縮機１１０の停止時にも冷凍機能の継続を可能とする車両用冷凍サイクル装置１００とすることができる。

また、蓄冷タンク１７０を蓄冷熱交換器１６０の下側に設けるようにしているので、蓄冷材によって凝縮された液冷媒が重力によって蓄冷タンク１７０内に流れ落ちて、蓄冷熱交換器１６０内に停滞することが無くなり、蓄冷熱交換器１６０における蓄冷材と冷媒との熱交換を効率良く行うことができる。即ち、凝縮した液冷媒が蓄冷熱交換器１６０の冷媒チューブ１６１の内壁面に厚い膜となって残らないので、蓄冷材との伝熱面が充分確保され、効率的な熱交換が可能となる訳である。

また、蓄冷熱交換器１６０と蓄冷タンク１７０とを一体的に形成するようにしているので、コンパクトな冷凍サイクル装置１００とすることができる。

上記放冷モードにおいて、車両が走行状態に移行するとエンジンが起動されて、圧縮機１１０も作動される。圧縮機１１０は、流出パイプ１７２において開口面積の大きく設定された開口部１７２ａから主に過熱ガス冷媒を吸入することに成り、液圧縮による不具合を回避して冷凍サイクル装置１００を作動させることができる。

ここで、流出パイプ１７２の開口端部１７２ｂは、蓄冷タンク１７０の大空間の下側に開口するようにしているので、圧縮機１１０は、ここに溜められた液冷媒の一部を同時に吸引する。通常、冷凍サイクル装置１００では液冷媒に潤滑油が混入されており、この潤滑油が液冷媒と共に圧縮機１１０に補充されることになるので、圧縮機１１０の耐久性を維持向上させることができる。

また、膨張弁１４０の感温部１４２を蒸発器１５０と蓄冷熱交換器１６０との間に設けるようにしているので、蒸発器１５０における冷媒の入口側および出口側を同一の側面に設定することで、感温部１４２を容易に温度式膨張弁１４０に一体化させることができる。

尚、凝縮器１２０においては、冷媒の過冷却域まで冷却する方式（いわゆるサブクールコンデンサ）にあっては、凝縮器１２０内にモジュレータタンクとして一体的に構成される場合もあり、この場合には受液タンク１３０は省略しても良い。

また、本実施形態の方式では高圧側冷媒量が多いほど放冷時間が長く確保できる特性があることから、圧縮機１１０停止可能時間を所定時間以上長く維持すべき場合には、必要に応じてこの受液タンク１３０を追加したり、受液タンク１３０の容量あるいは高圧配管径を拡大する等しても良い。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図４に示す。第２実施形態は上記第１実施形態に対して冷凍サイクル装置１００に内部熱交換器１８０を追加したものである。

内部熱交換器１８０は、凝縮器１２０と膨張弁１４０との間（具体的には受液タンク１３０と膨張弁１４０との間）の高圧側冷媒と、蓄冷タンク１７０と圧縮機１１０との間の低圧側冷媒との間で熱交換するものである。内部熱交換器１８０は、例えば、上記高圧側冷媒が流通する高圧側配管の所定領域（所定長さ）の中に、上記低圧側冷媒が流通する低圧側配管を配設して形成される。つまり、高圧側配管と低圧側配管との間に高圧側冷媒が流れ、低圧側配管内を流れる低圧側冷媒と熱交換する訳である。高圧側冷媒は低圧側冷媒によって過冷却され、低圧側冷媒は高圧側冷媒によって過熱されるようにしている。

また、ここでは、上記のように内部熱交換器１８０によって圧縮機１１０に流入する前の冷媒が過熱されることから、蒸発器１５０から流出される冷媒には、できるだけ過熱度を持たせない（過熱度を小さくする）ようにしている。具体的には、過熱度が０〜３℃（本発明における所定値より小さい値に対応）となるように、膨張弁１４０の設定（感温部１４２における冷媒温度に対して絞り開度がより大きくなるように設定等）を行っている。

以上のように構成される第２実施形態においては、蓄冷熱交換器１６０および蓄冷タンク１７０によって、上記第１実施形態と同様の蓄冷モードおよび放冷モードを行い、圧縮機１１０停止時の冷凍機能の継続を可能とする。

また、内部熱交換器１８０によって低圧側冷媒に過熱度を持たせることができることから、膨張弁１４０の設定により蒸発器１５０から流出される冷媒に過熱度を持たせないようにしているので、蒸発器１５０における冷媒圧力を下げること無く、つまり、冷凍サイクル装置１００としての冷凍機効率（ＣＯＰ）を低下させること無く、蓄冷熱交換器１６０に流入する冷媒温度を低下させて、蓄冷材に対する確実な蓄冷が可能となる。

また、内部熱交換器１８０を追加することで、凝縮器１２０から蒸発器１５０へ流入する冷媒の過冷却度を高めることができ、凝縮器１２０から流出する液相冷媒量を増加させて蒸発器１５０側に供給できるようになるので、蒸発器１５０では液相冷媒量の増加に伴い冷媒流通抵抗が減少し、空調空気の冷却性能を向上させることができる。更に、蒸発器１５０における過熱度を小さく設定できることから、冷媒温度を低下させて、空調空気との温度差を拡大して空調空気の冷却性能を向上させることができる。そして、蓄冷タンク１７０から流出する冷媒は、内部熱交換器１８０によって過熱され確実に気相冷媒となるので、圧縮機１１０に対する液圧縮を防止できる。

尚、蒸発器１５０における過熱度は、上記説明では例えば０〜３℃としたが、内部熱交換器１８０で所定の過熱度が取れる（気相冷媒とする）ようにすれば、蒸発器１５０においては過熱度を完全に持たせない、つまり過熱度を０℃以下として、冷媒が気液二相状態となるようにしても良い。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態を図５に示す。第３実施形態は、上記第２実施形態に対して、膨張弁１４０に対して並列配置される固定絞り部１９１を設けたものである。

具体的には、膨張弁１４０の弁部１４１をバイパスするバイパス流路１９０を設けて、このバイパス流路１９０に、所定開度に固定された固定絞り部１９１を設けている。

蓄冷モード時（圧縮機１１０が作動されている時）は、膨張弁１４０は感温部１４２の冷媒温度（冷媒過熱度）に応じて弁部１４１を所定開度に開くが、放冷モード時では圧縮機１１０の停止によって低圧側圧力が上昇する一方、感温部１４２が冷えているために弁部１４１は次第に閉じてゆく場合がある。

このように、放冷モード時の冷房能力はこの時の膨張弁１４０の開度によって制限されることになるが、本第３実施形態では、固定絞り部１９１を設けるようにしているので、凝縮器１２０から流出される冷媒を、可変される膨張弁１４０の絞り開度に関わらず、固定絞り部１９１を通して蒸発器１５０に流入させることができるので、圧縮機１１０停止時における冷房能力を確保することができる。

（その他の実施形態）
上記各実施形態における蓄冷熱交換器１６０は、シェルアンドチューブタイプのものとして説明したが、これに限らず、図６（ａ）〜図６（ｃ）に示すように、蓄冷材を封入した蓄冷カプセル１６５（棒状カプセル１６５ａ、球状カプセル１６５ｂ、俵状カプセル１６５ｃ等）を所定のケーシング（図示せず）内に充填し、蓄冷カプセル１６５と蓄冷カプセル１６５との隙間に冷媒が流れるように構成しても良い。

また、内部熱交換器１８０は、二重管構造のものに限らず、内部に並列となる２つの流路が設けられて、一方の流路に高圧側冷媒が流れ、他方の流路に低圧側流体が流れ、両者間での熱の授受がされるものとしても良い。

第１実施形態における冷凍サイクル装置の全体構成を示す模式図である。 蓄冷熱交換器を示す斜視図である。 蓄冷熱交換器および蓄冷タンクを示す断面図である。 第２実施形態における冷凍サイクル装置の全体構成を示す模式図である。 第３実施形態における冷凍サイクル装置の全体構成を示す模式図である。 その他の実施形態における蓄冷熱交換器（蓄冷カプセル）を示す斜視図である。

符号の説明

１００ 車両用冷凍サイクル装置
１１０ 圧縮機
１２０ 凝縮器
１４０ 温度式膨張弁（減圧器）
１４２ 感温部
１５０ 蒸発器
１５０Ａ 室内ユニット
１６０ 蓄冷熱交換器
１７０ 蓄冷タンク（タンク）
１７２ 流出パイプ（配管）
１７２ｂ 開口端部（液相冷媒流入部）
１８０ 内部熱交換器
１９１ 固定絞り部

Claims (8)

1. 圧縮機（１１０）、凝縮器（１２０）、減圧器（１４０）、蒸発器（１５０）が順次環状に接続され、前記蒸発器（１５０）が室内ユニット（１５０Ａ）内に配設されており、
   前記蒸発器（１５０）で、前記圧縮機（１１０）から圧縮吐出され、前記凝縮器（１２０）、前記減圧器（１４０）を経た冷媒に、前記室内ユニット（１５０Ａ）内を流通する空調空気から吸熱させることで前記空調空気を冷却する車両用冷凍サイクル装置において、
   内部に蓄冷材を有し、前記冷媒によって予め前記蓄冷材に蓄冷しておき、前記圧縮機（１１０）の停止時に蓄冷された前記蓄冷材から前記冷媒に対して放冷する蓄冷熱交換器（１６０）を備えると共に、
   前記蓄冷熱交換器（１６０）は、前記室内ユニット（１５０Ａ）の外部で、且つ、前記蒸発器（１５０）と前記圧縮機（１１０）との間に配設され、
   更に、前記蓄冷熱交換器（１６０）は、タンク（１７０）内に配設されており、
   前記タンク（１７０）内において、前記蓄冷熱交換器（１６０）の上側には、前記蓄冷熱交換器（１６０）の流入側と連通する小空間が形成され、前記蓄冷熱交換器（１６０）の下側には、前記蓄冷熱交換器（１６０）の流出側と連通して、前記蓄冷材が放冷する際に凝縮される前記冷媒を溜める大空間が形成され、
   前記蒸発器（１５０）の流出側が前記タンク（１７０）内の前記小空間に連通され、
   前記大空間の下端側に開口端部（１７２ｂ）が位置して、前記蓄冷熱交換器（１６０）を貫通して、前記タンク（１７０）の上側外部に通じて前記圧縮機（１１０）の吸入側に接続される流出パイプ（１７２）が設けられ、
   前記流出パイプ（１７２）には、前記小空間に連通する開口部（１７２ａ）が設けられたことを特徴とする車両用冷凍サイクル装置。
2. 前記タンク（１７０）と前記圧縮機（１１０）との間の冷媒と、
   前記凝縮器（１２０）と前記減圧器（１４０）との間の冷媒との間で熱交換する内部熱交換器（１８０）が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の車両用冷凍サイクル装置。
3. 前記内部熱交換器（１８０）は、二重管構造となっていることを特徴とする請求項２に記載の車両用冷凍サイクル装置。
4. 前記減圧器（１４０）は、前記蒸発器（１５０）から流出される冷媒の温度に応じて絞り開度が調整される温度式膨張弁（１４０）であり、
   前記温度式膨張弁（１４０）は、前記冷媒温度に基づく冷媒過熱度を所定値よりも小さくするように設定されたことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の車両用冷凍サイクル装置。
5. 前記所定値はゼロであることを特徴とする請求項４に記載の車両用冷凍サイクル装置。
6. 前記冷媒温度を検出する感温部（１４２）は、前記蒸発器（１５０）と前記蓄冷熱交換器（１６０）との間に設けられたことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の車両用冷凍サイクル装置。
7. 前記減圧器（１４０）は、前記蒸発器（１５０）から流出される冷媒の温度に応じて絞り開度が調整される温度式膨張弁（１４０）であり、
   前記温度式膨張弁（１４０）は、前記冷媒温度に基づく冷媒状態を、前記内部熱交換器（１８０）による加熱によって前記圧縮機（１１０）へ吸入される冷媒が確実に気相冷媒となる程度の気液二相状態とすることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の車両用冷凍サイクル装置。
8. 前記温度式膨張弁（１４０）に並列に介在される固定絞り部（１９１）を有することを特徴とする請求項４〜請求項７のいずれか１つに記載の車両用冷凍サイクル装置。

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