JP6149237B2 - 車両用冷暖房装置および膨張弁 - Google Patents
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Description
[第1実施形態]
図1は、第1実施形態に係る車両用冷暖房装置のシステム構成を表す図である。この車両用冷暖房装置は、電気自動車の冷暖房装置として具体化されたものである。
図3は、膨張弁42の構成を表す断面図である。膨張弁42は、アルミニウム合金からなる素材を押出成形して得た部材に所定の切削加工を施して形成されたボディ102を有する。このボディ102は角柱状をなし、その内部には冷媒の絞り膨張を行う弁部が設けられている。ボディ102の長手方向の端部には、感温部として機能するパワーエレメント103が設けられている。
図6は、変形例に係る膨張弁42の構成を表す断面図である。なお、同図において上記実施形態(図3)と同様の構成については同一の符号を付している。
本変形例においては、ディスク159が有底段付円筒状をなし、その延在部160の内方に内部空間が形成されている。一方、ダイヤフラム158は円環状に構成され、その内周部がディスク159の上面に接合されている。パワーエレメント153において、アッパーハウジング126、ダイヤフラム158およびディスク159によって囲まれる密閉空間がガス室Sを形成している。すなわち、本変形例では上記実施形態とは異なり、ガス室Sが第2内部通路114の位置まで延在している。シャフト163は、上記実施形態のシャフト133よりもやや短く、その上端面がディスク159の下端面に当接している。このような構成により、第2内部通路114を流れる冷媒の温度がガス室Sに速やかに伝達されるため、パワーエレメント153の感度が向上する。すなわち、このようなガス室Sを形成する構造が「感温促進構造」として機能している。なお、この変形例が膨張弁41についても適用可能であることは言うまでもない。
図7は、他の変形例に係る膨張弁42の構成を表す断面図である。なお、同図において上記実施形態(図3)と同様の構成については同一の符号を付している。
本変形例においては、パワーエレメント173の全体が第2内部通路114に配置される。ボディ172の上端開口部は、蓋部材180により閉止される。パワーエレメント173のディスク179と弁体118との間にシャフト163が介装される。ボディ172には、第1内部通路113と第2内部通路114との隔壁から第2内部通路114の内方に向けて延出する円ボス状の区画壁176が設けられている。パワーエレメント173は、区画壁176の上端開口部を封止するように取り付けられている。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態に係る車両用冷暖房装置は、第2の膨張弁の構成が異なる点を除けば第1実施形態と同様である。このため、第1実施形態と同様の構成については同一の符号を付す等して適宜その説明を省略する。図8は、第2実施形態に係る車両用冷暖房装置のシステム構成を表す図である。図9は、第2実施形態に係る第2の膨張弁の構成を表す断面図である。
図10は、変形例に係る車両用冷暖房装置のシステム構成を表す図である。なお、各図において第2実施形態(図8)と同様の構成については同一の符号を付している。
本変形例においては、図10(A)に示すように、バイパス通路244に過熱度制御弁246が設けられる。過熱度制御弁246は、バイパス通路244の出口側(室外熱交換器5の出口側)の過熱度を感知して動作し、その過熱度が予め設定された値(設定過熱度)に近づくよう弁開度を調整する。すなわち、膨張弁242と過熱度制御弁246との協働により、圧縮機2の入口側の冷媒状態が過熱度0℃に近づくように制御する。
図11は、他の変形例に係る車両用冷暖房装置のシステム構成を表す図である。なお、各図において第2実施形態(図8)と同様の構成については同一の符号を付している。
本変形例においては、図11(A)に示すように、バイパス通路244の入口を膨張弁342における弁部の上流側位置に設けている。バイパス通路244には過熱度制御弁246が設けられる。このような構成により、膨張弁342における感温部の下流側には、第2実施形態とは異なり、高温・高圧の液冷媒の一部が導入されるようになる。過熱度制御弁246は、バイパス通路244の出口側(室外熱交換器5の出口側)の過熱度を感知して動作し、その過熱度が予め設定された値(設定過熱度)に近づくよう弁開度を調整する。すなわち、膨張弁242と過熱度制御弁246との協働により、圧縮機2の入口側の冷媒状態が過熱度0℃に近づくように制御する。
Claims (9)
- 冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、
冷房運転時に冷媒を放熱させる室外凝縮器として機能する一方、暖房運転時には冷媒を蒸発させる室外蒸発器として機能する室外熱交換器と、
冷媒を蒸発させる室内蒸発器と、
前記室外熱交換器とは別に冷媒を放熱させる補助凝縮器と、
冷房運転時に前記圧縮機から吐出された冷媒が前記室外凝縮器、前記室内蒸発器を順次経由して前記圧縮機に戻るように循環可能な第1冷媒循環通路と、
暖房運転時に前記圧縮機から吐出された冷媒が前記補助凝縮器、前記室外蒸発器を順次経由して前記圧縮機に戻るように循環可能な第2冷媒循環通路と、
前記第1冷媒循環通路に設けられ、冷房運転時に前記室外凝縮器から導入された冷媒を絞り膨張させて前記室内蒸発器へ向けて導出可能な第1膨張弁と、
前記第2冷媒循環通路に設けられ、暖房運転時に前記補助凝縮器から導入された冷媒を絞り膨張させて前記室外蒸発器へ向けて導出可能な第2膨張弁と、
を備え、
前記第1膨張弁は、
前記第1冷媒循環通路において前記室内蒸発器と前記圧縮機とをつなぐ通路に設けられ、前記室内蒸発器から前記圧縮機へ向かう冷媒の温度と圧力を感知して駆動力を発生させる第1感温部と、
前記第1冷媒循環通路において前記室外凝縮器と前記室内蒸発器とをつなぐ通路に設けられ、前記第1感温部の駆動力により開度が調整される第1弁部と、
を含み、前記第1弁部の開度により前記室外凝縮器から前記室内蒸発器へ向かう冷媒の流量を調整する第1温度式膨張弁として構成され、
前記第2膨張弁は、
前記第2冷媒循環通路において前記室外蒸発器と前記圧縮機とをつなぐ通路に設けられ、前記室外蒸発器から前記圧縮機へ向かう冷媒の温度と圧力を感知して駆動力を発生させる第2感温部と、
前記第2冷媒循環通路において前記補助凝縮器と前記室外蒸発器とをつなぐ通路に設けられ、前記第2感温部の駆動力により開度が調整される第2弁部と、
を含み、前記第2弁部の開度により前記補助凝縮器から前記室外蒸発器へ向かう冷媒の流量を調整する第2温度式膨張弁として構成され、
暖房運転時において前記圧縮機の入口側の冷媒状態が乾き度0.9から過熱度5℃の間となるよう弁開度を調整することを特徴とする車両用冷暖房装置。 - 前記第2膨張弁は、ノーマルチャージ方式の温度式膨張弁であることを特徴とする請求項1に記載の車両用冷暖房装置。
- 前記第2膨張弁は、その感温部が感知する過熱度範囲が過熱度0℃から2℃の間に収まるよう自律的に動作するように設定されていることを特徴とする請求項2に記載の車両用冷暖房装置。
- 前記補助凝縮器と前記室外蒸発器とを接続する第1通路と、前記室外蒸発器と前記圧縮機とを接続する第2通路とを接続するバイパス通路を含み、前記圧縮機の入口側の冷媒状態を過熱度0℃に近づけることを補助するための過熱度調整構造を備えることを特徴とする請求項2又は3に記載の車両用冷暖房装置。
- 前記バイパス通路が、前記第1通路における前記第2膨張弁の弁部よりも下流側位置と、前記第2通路における前記第2膨張弁の感温部よりも下流側位置とを接続するように設けられていることを特徴とする請求項4に記載の車両用冷暖房装置。
- 前記バイパス通路に冷媒の流れを制限するためのオリフィスが設けられていることを特徴とする請求項4又は5に記載の車両用冷暖房装置。
- 冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、
冷房運転時に冷媒を放熱させる室外凝縮器として機能する一方、暖房運転時には冷媒を蒸発させる室外蒸発器として機能する室外熱交換器と、
冷媒を蒸発させる室内蒸発器と、
前記室外熱交換器とは別に冷媒を放熱させる補助凝縮器と、
冷房運転時に前記圧縮機から吐出された冷媒が前記室外凝縮器、前記室内蒸発器を順次経由して前記圧縮機に戻るように循環可能な第1冷媒循環通路と、
暖房運転時に前記圧縮機から吐出された冷媒が前記補助凝縮器、前記室外蒸発器を順次経由して前記圧縮機に戻るように循環可能な第2冷媒循環通路と、
前記第1冷媒循環通路に設けられ、前記室外凝縮器から導入された冷媒を絞り膨張させて前記室内蒸発器へ向けて導出可能な第1膨張弁と、
前記第2冷媒循環通路に設けられ、前記補助凝縮器から導入された冷媒を絞り膨張させて前記室外蒸発器へ向けて導出可能な第2膨張弁と、
を備え、
前記第2膨張弁は、暖房運転時において前記圧縮機の入口側の冷媒状態が乾き度0.9から過熱度5℃の間となるよう弁開度を調整し、
前記第2膨張弁は、前記室外蒸発器から前記圧縮機へ向かう冷媒の温度と圧力を感知して自律的に動作し、前記補助凝縮器から前記室外蒸発器へ向かう冷媒の流量を調整するノーマルチャージ方式の温度式膨張弁であり、
前記補助凝縮器と前記室外蒸発器とを接続する第1通路と、前記室外蒸発器と前記圧縮機とを接続する第2通路とを接続するバイパス通路を含み、前記圧縮機の入口側の冷媒状態を過熱度0℃に近づけることを補助するための過熱度調整構造をさらに備え、
前記バイパス通路に前記第2通路側の過熱度を感知して弁開度を調整する過熱度制御弁が設けられていることを特徴とする車両用冷暖房装置。 - 前記第1通路における前記バイパス通路への分岐部よりも下流側に差圧を発生させるための差圧発生構造を有することを特徴とする請求項4〜7のいずれかに記載の車両用冷暖房装置。
- 前記第2膨張弁は、前記室外蒸発器の出口側の温度を感知するための時定数を小さくするための感温促進構造を有することを特徴とする請求項2〜8のいずれかに記載の車両用冷暖房装置。
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