JPH062970A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 別途に過冷却用の熱交換器を製作することな
く、簡単に過冷却度を持たせた冷媒を供給できる冷凍サ
イクルを実現する。 【構成】 コンプレッサ１３の吐出口側に第１および第
２の冷媒通路１４および１５を接続する。冷媒通路１４
には第１の凝縮器１６を配設し、冷媒通路１５には第２
の凝縮器１７およびレシーバ１８を直列にして配設す
る。冷却風の送風通路において、第１の凝縮器１６は第
２の凝縮器１７よりも上流側に配置する。コンプレッサ
１２からの気体冷媒を、凝縮器１６により過冷却状態の
液体冷媒として送り出し、第２の凝縮器１７およびレシ
ーバ１８により飽和液状態の液体冷媒として送り出す。
これらは合流されて膨張弁１９の冷媒入口側において
は、過冷却度を有する液冷媒として得られるので、冷却
の効率を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷凍サイクルを有する
車両用空調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、乗用車の空調装置における冷凍
サイクルは、図３に示すように構成される。即ち、蒸発
器１，コンプレッサ２，凝縮器３，受液器４および膨張
弁５を環状に連結し、熱の移動作用を行なう冷媒を封入
して内部で循環するように構成している。コンプレッサ
２は、図示しないエンジンの回転力により駆動されるも
ので、これにより冷媒を圧縮して送り出して冷凍サイク
ルを運転するようになっている。

【０００３】この場合、冷凍サイクルを循環する冷媒は
次のように状態変化をする。気体状態の冷媒は、コンプ
レッサ２にて圧縮されて高温高圧の冷媒として凝縮器３
に送り込まれ、凝縮器３において液化されて高温高圧の
液体冷媒とされる。液化された冷媒は、受液器４を通っ
た後膨張弁５に移動し、ここで急激に膨張されて低温低
圧の霧状となって蒸発器１内を移動する。蒸発器１内を
移動する間に外部の熱を吸収して蒸発して気体状態とな
って再びコンプレッサ２に吸入される。

【０００４】このような作用を繰り返しているのが冷凍
サイクルの運転状態であり、蒸発器１において冷媒が外
部の熱を吸収する作用により、車室内に送り出す空気の
熱を吸収させることができ、もって車室内の冷房が行な
われるのである。

【０００５】しかし、このような一般的な乗用車用の冷
凍サイクルでは、受液器４を介して飽和液状態の冷媒を
蒸発器１側に送る構成であるため、冷媒の過冷却度が殆
どなく、冷凍サイクルの効率としてはあまり良くないも
のである。

【０００６】そこで、空調制御空間が大容量であるバス
用空調装置等においては、できるだけ冷凍サイクルの効
率を向上させるために、次のように構成して冷媒に過冷
却度を持たせるようにしている。

【０００７】即ち、図４に示すように、受液器４から膨
張弁５に至る冷媒通路にスーパークーラ（過冷却用の熱
交換器）６を設け、受液器４から流出される飽和液状態
の冷媒をスーパークーラ６により外気温度近くまで冷却
して過冷却度を持たせるようにしている。このような構
成とすることで、過冷却度が高められた状態の冷媒を蒸
発器１側に送ることができるので、効率良く冷却動作を
行なわせることができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように、飽和液状態の冷媒に過冷却度を持たせて冷却す
る場合には、スーパークーラ６を別途に製作して配設す
る必要があるが、適切な冷却風を送るためにその配設位
置を考慮する必要があると共に、コストが高くなる等の
不具合があり、改善が望まれている。

【０００９】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、別途に製作した過冷却用の熱交換器を
配置構成することなく、簡単且つ安価な構成で冷凍サイ
クルの冷媒に過冷却度を持たせることができて効率を向
上しうる車両用空調装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、冷凍サイクル
を有する車両用空調装置を対象とするものであり、前記
冷凍サイクルのコンプレッサと蒸発器との間に第１およ
び第２の冷媒通路を設け、この第１の冷媒通路に第１の
凝縮器を設け、前記第２の冷媒通路に第２の凝縮器を設
け、前記第２の冷媒通路に前記第２の凝縮器からの冷媒
を受ける受液器を設け、前記第１の凝縮器を、その冷却
風の送風通路において前記第２の凝縮器よりも上流側に
配置したところに特徴を有する。また、第１の凝縮器と
第２の凝縮器とを同一形状に形成すると良い。

【００１１】

【作用】本発明の車両用空調装置によれば、蒸発器から
送られる気相の冷媒は第１および第２の冷媒通路に分配
され、第１の冷媒通路に分岐された気相の冷媒は第１の
凝縮器を介して液化され、第２の冷媒通路に分岐された
気相の冷媒は第２の凝縮器により液化された後受液器に
受けられる。この場合、第１の凝縮器は、第２の凝縮器
よりもその送風通路において上流側に配置されているの
で、冷却効果が高くなるため、冷媒は過冷却状態まで冷
却される。これにより、第１の凝縮器からは過冷却状態
の冷媒が蒸発器側に送られ、第２の凝縮器からは受液器
を介して飽和液状態の冷媒が蒸発器側に送られるので、
結果として、合流された冷媒はまだ過冷却度をもった状
態で蒸発器側に送られることになり、冷却効率を向上さ
せることができる。

【００１２】また、第１および第２の凝縮器を同一形状
に形成することにより、簡単且つ安価に構成することが
できるようになる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図１およ
び図２を参照して説明する。図１は冷凍サイクル１１の
概略構成を示すもので、蒸発器１２の冷媒出口側はコン
プレッサ１３の吸入口に配管され、コンプレッサ１３の
吐出口は、第１および第２の冷媒通路１４および１５に
分岐するように配管されている。第１の冷媒通路１４に
は第１の凝縮器１６が設けられ、第２の冷媒通路１５に
は第２の凝縮器１７およびその冷媒出口側に接続された
受液器としてのレシーバ１８が設けられる。第１および
第２の冷媒通路１４および１５の出口側は合流された状
態で膨張弁１９の冷媒入口側に配管接続され、その膨張
弁１９の冷媒出口側は蒸発器１２の冷媒入口側に接続さ
れている。

【００１４】この場合、第１および第２の凝縮器１６お
よび１７は、例えば乗用車用に使用されているもので、
両者は同一形状をなしている。従って、各凝縮器１６，
１７の冷媒通路管の管長寸法も同じである。また、第１
および第２の凝縮器１６および１７は、図示しない冷却
ファンによる冷却の送風通路（図１中矢印Ｐ方向）にお
いて、第１の凝縮器１６のほうが上流側に位置するよう
な状態で並べて配置されている。これにより、第１の凝
縮器１６は、第２の凝縮器１７よりも高い冷却効果が得
られるようになっている。

【００１５】レシーバ１８は、第２の凝縮器１７から流
入される冷媒を気液分離して液化された冷媒のみを膨張
弁１９側に送り出すもので、そのとき送り出される冷媒
は飽和状態であるので過冷却度を殆ど持っていない状態
となっている。また、第１の凝縮器１６においては、第
２の凝縮器１７よりも冷却効果が高いので、冷媒が流通
されると冷媒出口付近まで達すると飽和液状態からさら
に冷却されて過冷却状態となり、過冷却度を有する冷媒
として送り出される。

【００１６】上記構成によれば、冷凍サイクル１１にお
いては、コンプレッサ１３が運転されると、蒸発器１２
から気体状態の冷媒を吸入しこれを圧縮して高温高圧の
気体冷媒として出力するようになる。コンプレッサ１３
の吐出口から吐出される高温高圧の気体冷媒は、第１お
よび第２の冷媒通路１４および１５に略二分されて送り
出され、それぞれ第１および第２の凝縮器１６および１
７の冷媒入口に流入される。

【００１７】第１および第２の凝縮器１６および１７に
おいては、高温高圧の気体冷媒が冷媒通路管の内部を流
れていくうちに、図示しない冷却ファンからの送風によ
り冷却されて液化されていく。この場合、第１の凝縮器
１６は第２の凝縮器１７よりもその送風通路の上流側に
位置されているので、前述したように、第１の凝縮器１
６の冷媒通路管を流れる気体冷媒は、その冷媒出口付近
に達すると飽和液状態からさらに過冷却状態まで冷却さ
れた液体冷媒となっている。

【００１８】一方、第２の凝縮器１７に流入した高温高
圧の気体冷媒は、その冷媒通路管を流れるうちに冷却さ
れて液化されてゆき、飽和液状態の冷媒と液化されなか
った気体状態の冷媒とが混合された状態でレシーバ１８
に流入される。レシーバ１８においては、第２の凝縮器
１７から流入された冷媒を気液分離して膨張弁１９側に
送り出す。このとき、レシーバ１８から送り出される冷
媒は、飽和液状態であり過冷却度は０℃となっている。

【００１９】第１および第２の冷媒通路１４および１５
は膨張弁１９に至る途中で合流され、膨張弁１９の冷媒
入口においては、第１の凝縮器１６からの過冷却度を持
った液体冷媒と、第２の凝縮器１７からレシーバ１８を
介して送り出される飽和状態の液体冷媒とが混合された
状態となる。これにより、混合された液体冷媒は、過冷
却度としては両者の中間の値になるが、結果的に過冷却
度を持った液体冷媒として利用することができ、蒸発器
１２における冷却の効率を向上させることができる。

【００２０】図２は冷凍サイクル１１の冷媒の状態変化
を示すモリエル線図であり、図中、横軸はエンタルピー
（ｈ），縦軸は圧力（ｐ）である。この図２において、
冷凍サイクル１１の冷媒は、図中ＡないしＤで示す点間
を移動する行程を経て状態変化をする。

【００２１】ここで、図中点Ａから点Ｂに至る部分は圧
縮行程で、蒸発器１２で気化された高温の冷媒を圧縮し
て高圧の冷媒とする行程である。図中点Ｂから点Ｃに至
る部分は凝縮行程で、高温高圧の気体冷媒が液化される
行程である。図中点Ｃから点Ｄに至る部分は膨張行程
で、高圧の液体冷媒が膨張弁１９を通り抜けて蒸発器１
２の圧力まで減圧される行程である。そして、図中点Ｄ
から点Ａに至る部分は蒸発行程で、蒸発器１２において
冷媒が気化するときに吸収する潜熱で冷却を行う行程で
ある。

【００２２】さて、この図２において、ＢからＣに至る
部分即ち凝縮行程においては、前述のように冷媒が第１
および第２の冷媒通路１４および１５を通っていくの
で、第１の凝縮器１６の出口部分においては点Ｃａの状
態つまり過冷却された状態まで達しており、第２の凝縮
器１７からレシーバ１８を経て流出される冷媒は点Ｃｂ
の状態つまり飽和液点にある状態となっている。そし
て、これらの冷媒が合流された結果、膨張弁１９の入口
部分において、冷媒の状態は点Ｃで示す過冷却度を持っ
た状態となるのである。

【００２３】このような本実施例によれば、乗用車等に
用いられる同一形状の２個の一般的な凝縮器を第１およ
び第２の凝縮器１６，１７として用い、第１の凝縮器１
６を冷却風の送風通路の上流側に配置しているので、第
１の凝縮器１６により冷媒に過冷却度を持たせ、第２の
凝縮器１７からレシーバ１８を介して得られる飽和液冷
媒と合流させて結果的に過冷却度を持たせることがで
き、従って、過冷却用の熱交換器を別途に製作すること
なく簡単且つ安価な構成で、冷媒に過冷却度を持たせて
冷却の効率を向上させることができる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の車両用空
調装置によれば、第１および第２の凝縮器を用いて一方
を送風通路の上流側に配置して受液器を介さない状態で
蒸発器側に冷媒を供給する構成としたので、過冷却用の
熱交換器を別途に構成することなく簡単且つ安価な構成
で冷媒を過冷却状態として蒸発器側に供給することがで
き、冷却の効率を向上できるという優れた効果を奏す
る。

【００２５】また、第１および第２の凝縮器を同一形状
のものを用いることで、さらに安価で簡単な構成とする
ことができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す冷凍サイクルの概略的
構成図

【図２】冷凍サイクルのモリエル線図

【図３】従来例を示す図１相当図

【図４】異なる従来例を示す図１相当図

【符号の説明】

１１は冷凍サイクル、１２は蒸発器、１３はコンプレッ
サ、１４は第１の冷媒通路、１５は第２の冷媒通路、１
６は第１の凝縮器、１７は第２の凝縮器、１８はレシー
バ、１９は膨張弁である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤原 健一 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷凍サイクルを有する車両用空調装置に
   おいて、 前記冷凍サイクルのコンプレッサと蒸発器との間に設け
   られた第１および第２の冷媒通路と、 この第１の冷媒通路に配設された第１の凝縮器と、 前記第２の冷媒通路に配設された第２の凝縮器と、 前記第２の冷媒通路に設けられ前記第２の凝縮器からの
   冷媒を受ける受液器とを具備し、 前記第１の凝縮器は、その冷却風の送風通路において前
   記第２の凝縮器よりも上流側に配置されていることを特
   徴とする車両用空調装置。
2. 【請求項２】 第１の凝縮器と第２の凝縮器とは、同一
   形状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の
   車両用空調装置。