车辆用空调装置

摘要

本发明提供一种车辆用空调装置，其包括2个以上蒸发器(3、4)，分别设置与各蒸发器(3、4)相对应的内部热交换器(5、6)，将第1蒸发器(3)配置在乘客室前方部(8A)，并且将第2蒸发器(4)配置在乘客室后方部(8B)，使上述第2蒸发器(4)与从发动机室(7)配置到乘客室(8)的内部热交换器(6)相连接。该内部热交换器(6)采用在高压介质流路(13)与低压介质流路(14)的热交换部之间设有绝热部(15)的3重管结构。

权利要求

1.一种车辆用空调装置，其包括压缩机和使自该压缩机排出的制冷剂与外部空气进行热交换的外部热交换器；

由外部热交换器热交换后的制冷剂分支为并列的两条以上的分支路；

在各分支路上至少连接有一个蒸发器；

使由各蒸发器蒸发了的制冷剂在合流部合流，将该合流后的制冷剂供给到压缩机，其特征在于，在与各分支路相连接的蒸发器的入口侧设有减压装置；

减压装置的入口侧的制冷剂与蒸发器的出口侧的制冷剂能进行热交换，第1分支路与配置在乘客室前方部的蒸发器相连接；

第2分支路向车辆后方延伸，与配置在乘客室后方部的蒸发器相连接，使与第1、第2分支路相连接的减压装置的入口侧的制冷剂同蒸发器的出口侧的制冷剂进行热交换的部位由管状的热交换器形成；

上述管状的热交换器中的、第2分支路的管状的热交换器的单位长度的热交换比第1分支路的管状的热交换器的单位长度的热交换少。

2.根据权利要求1所述的车辆用空调装置，其特征在于，在使减压装置的入口侧的制冷剂与蒸发器的出口侧的制冷剂热交换的部位设有绝热部。

说明书

车辆用空调装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种车辆用空调装置，详细地讲，涉及一种双空调式的车辆用空调装置。

背景技术

[0002] 在日本特开2004-106799号公报中，公开了一种具有对前排座位侧进行空气调节的前排座位用空调单元和对后排座位侧进行空气调节的后排座位用空调单元的双空调式的车辆用空调装置。

[0003] 在该车辆用空调装置中，采用了在前排座位用空调单元和后排座位用空调单元中分别设置蒸发器(evaporator)，并将一个内部热交换器作为共用的热交换器使用的结构。 [0004] 在具有2个蒸发器的双空调式的车辆用空调装置中共用一个内部热交换器的情况下，内部热交换器的规格需要具有同时使用2个蒸发器时所需的热交换性能。 [0005] 因此，在该车辆用空调装置中，例如在仅使前排座位用空调单元工作的情况下，若仅使用前排座位侧的蒸发器则会导致过热，而使压缩机(compressor)的排出温度上升，破坏循环的可靠性或者缩小运转范围。

发明内容

[0006] 因此，本发明是为了解决上述课题而做成的，其目的在于提供一种无论蒸发器的数量多少都能做成最佳的系统，并且能不缩小系统运转条件地大幅度提高循环可靠性，且能简化配管结构、降低组装工时的车辆用空调装置。

[0007] 本发明的一个技术方案是一种车辆用空调装置，其包括压 缩机和使自该压缩机排出的制冷剂与外部空气进行热交换的外部热交换器，由外部热交换器热交换后的制冷剂分支为并列的两条以上的分支路，在各分支路上至少连接有一个蒸发器，使由各蒸发器蒸发了的制冷剂在合流部合流，将该合流的制冷剂供给到压缩机，其特征在于，在与各分支路相连接的蒸发器的入口侧设有减压装置，减压装置的入口侧的制冷剂与蒸发器的出口侧的制冷剂能够进行热交换。

附图说明

[0008] 图1是本实施方式的车辆用空调装置的系统图。

[0009] 图2的(a)是本实施方式的车辆用空调装置的与第2蒸发器连接的内部热交换器的纵剖视图，图2的(b)是本实施方式的车辆用空调装置的与第2蒸发器连接的内部热交换器的横剖视图。

[0010] 图3是本实施方式的车辆用空调装置的与第2蒸发器连接的内部热交换器的另一例子的剖视图。

具体实施方式

[0011] 下面，参照附图详细说明应用了本发明的具体实施方式。

[0012] 图1是本实施方式的车辆用空调装置的系统图，图2的(a)是本实施方式的车辆用空调装置的与第2蒸发器连接的内部热交换器的纵剖视图，图2的(b)是本实施方式的车辆用空调装置的与第2蒸发器连接的内部热交换器的横剖视图，图3是本实施方式的车辆用空调装置的与第2蒸发器连接的内部热交换器的另一例子的剖视图。 [0013] 本实施方式的车辆用空调装置使用二氧化碳气体作为制冷剂，该车辆用空调装置具有用于压缩制冷剂的压缩机1和使由 该压缩机1压缩、升温后的制冷剂与外部空气之间进行热交换的外部热交换器2。另外，在该车辆用空调装置中，在外部热交换器进行了热交换后的制冷剂在分支部17处分支为2条并列的分支路(第1分支路18和第2分支路19)。而且，在该车辆用空调装置中，在第1分支路18上设有配置在乘客室前方部8A的车辆前排座位侧的第1蒸发器(evaporator)3和与该第1蒸发器3相对应地设置的该第1蒸发器专用的第1内部热交换器5，在第2分支路19上设有配置在乘客室后方部8B的车辆后排座位侧的第
2蒸发器4和与该第2蒸发器4相对应地设置的该第2蒸发器专用的第2内部热交换器6。 [0014] 另外，本实施方式的车辆用空调装置在外部热交换器2内的制冷剂处于制冷剂临界压力以上的条件下运转。

[0015] 在发动机室7内设有压缩机1和外部热交换器2。在车辆的发动机室7后侧的乘客室8中设有第1蒸发器3和第2蒸发器4。第2内部热交换器6自发动机室7一直设置到乘客室8。

[0016] 在第1蒸发器3与第1内部热交换器5之间设有作为减压装置的第1膨胀阀9。另外，在第2蒸发器4与第2内部热交换器6之间设有作为减压装置的第2膨胀阀10。另外，在外部热交换器2的出口设有将由该外部热交换器2冷却后的制冷剂供给到第1内部热交换器5或者第2内部热交换器6的电磁阀11。各分支路、即第1分支路18和第2分支路19在合流部20处合流，该合流后的制冷剂被供给到压缩机1中。

[0017] 压缩机1获得来自未图示的电动机或者车辆驱动装置的驱动力而压缩气相状态的二氧化碳气体，将其作为高温高压的制冷剂排出。

[0018] 外部热交换器2使由压缩机1压缩、升温后的制冷剂与外部空气进行热交换，使外部空气吸收热量而冷却制冷剂。

[0019] 第1蒸发器3配置在设于前排座位侧的空调管道内，用于使由第1膨胀阀9减压(膨胀)后的低温低压的制冷剂蒸发。

[0020] 第1膨胀阀9使自第1内部热交换器5输出的高压的制冷剂减压(膨胀)而呈雾状，将该呈雾状的制冷剂输出到第1蒸发器3。

[0021] 第2蒸发器4配置在设于后排座位侧的空调管道内，用于使由第2膨胀阀10减压后的低温低压的制冷剂蒸发。

[0022] 第2膨胀阀10使自第2内部热交换器6输出的高压的制冷剂减压而呈雾状，将该呈雾状的制冷剂输出到第2蒸发器4。

[0023] 电磁阀11起到对将由外部热交换器2冷却后的制冷剂向第1蒸发器3供给的制冷剂流路和向第2蒸发器4供给的制冷剂流路进行切换的作用。在仅前排座位侧空调运转的情况下，关闭电磁阀11而使制冷剂流向第1蒸发器3。该电磁阀11进行的切换动作是指，不仅能使制冷剂仅流向第1蒸发器3，也能使制冷剂流向第1蒸发器3和第2蒸发器4这两者。

[0024] 在本实施方式的车辆用空调装置中，针对第1蒸发器3设有该蒸发器专用的第1内部热交换器5，针对第2蒸发器4设有该蒸发器专用的第2内部热交换器6。 [0025] 第1内部热交换器5使在外部热交换器2中进行了热交换之后在分支部17流入到第1分支路18中的、第1减压装置9的入口侧的制冷剂和由第1蒸发器3蒸发后的第1蒸发器3的出口侧的制冷剂进行热交换。第2内部热交换器6使在外部热交换器2热交换之后在分支部17流入到第2分支路19中的、第2减压装置10的入口侧的制冷剂和由第2蒸发器4蒸发后的第2蒸发器4的出口侧的制冷剂进行热交换。即，第1内部热交换器5被设计为具有在供第1蒸发器3使用时所需的热交换性能，第2内部热交换器6也被设计为具有在供第2蒸发器4使用时所需的热交换性能。

[0026] 另外，在第1蒸发器3的下游连接有对出口侧制冷剂进行气液分离而使气体制冷剂主要流向下游的气液分离器(accumulator)21，从而使气体制冷剂流向第1内部热交换器5的入口。由此，在气液分离器21的出口处，制冷剂的过热度(superheat)大致恒定。 [0027] 因此，在2个蒸发器使用1个内部热交换器的情况下，使用1个蒸发器时会导致过热，压缩机的排出温度上升而破坏循环的可靠性，但在本实施方式中，由于各蒸发器3、4分别使用专用的内部热交换器5、6，因此，能够解决这些问题。由此，采用本实施方式，在使用2个蒸发器的情况下也能够做成最佳的系统，在仅对前排座位侧进行冷暖调节运转或仅对后排座位侧进行冷暖调节运转的情况下都能获得舒适的环境。

[0028] 第2内部热交换器6与配置在发动机室7内的第1内部热交换器5不同，自发动机室7向车辆后方配置，成为车辆用空调装置的配管的一部分。该第2内部热交换器6在采用与第1内部热交换器5相同结构的情况下，由于其长度大于第1内部热交换器5的长度，因此会导致过度热交换。因此，为了使该第2内部热交换器6具有与第1内部热交换器5同等的性能，使第2内部热交换器6对高压制冷剂和低压制冷剂的单位长度的热交换比第
1内部热交换器5对高压制冷剂和低压制冷剂的单位长度的热交换少。

[0029] 作为实现这一目的的方法，如图2所示，由使高压介质(入口侧制冷剂)在第2内部热交换器6的中心部流动的高压介质流路13、使低压介质(出口侧制冷剂)以该高压介质流路13为中心而在其周围流动的多个低压介质流路14、设置在上述高压介质流路13与低压介质流路14之间(热交换的部位)的绝热部15构成第2内部热交换器6。 [0030] 绝热部15形成为可供空气流通到其内部的中空孔，该绝热部15作为空气层(绝热层)而在上述高压介质流路13与低压介质流路14之间设有多个。通过将该绝热部15设置在高压介质流路13与低压介质流路14之间，能够抑制高压介质与低压介质间的热交换，即使第2内部热交换器6的长度较长，也能防止过度热交换。

[0031] 这样，采用本实施方式，将做成为由高压介质流路13、低压介质流路14和绝热部15构成的3重管结构的第2内部热交换器6作为配管的一部分使用，从发动机室7到乘客室8能够用一根配管(第2内部热交换器)组装。因此，采用本实施方式的车辆用空调装置，能简化配管结构，从而能大幅度降低组装工时。

[0032] 另外，采用本实施方式，能使分别与各分支路18、19相连接的减压装置9、10的入口侧制冷剂与蒸发器3、4的出口侧制冷剂热交换，因此，由于各蒸发器3、4具有专用的可进行热交换的部位，不会产生过热并且压缩机排出温度也不会上升，能提高循环可靠性。 [0033] 另外，采用本实施方式，由于可进行热交换的分支路18、19的数量与蒸发器3、4的数量相同，因此，不需要使一个内部热交换器具有在多个蒸发器3、4共用该一个内部热交换器的情况下使用多个蒸发器3、4时所需的热交换性能，由此，不会产生过热，并且压缩机排出温度也不会上升，能够提高循环可靠性。

[0034] 另外，采用本实施方式，第1分支路18与配置在乘客室前方部8A的蒸发器3相连接，第2分支路19向车辆后方延伸，与配置在乘客室后方部8B的蒸发器4相连接，因此，可进行热交换的第2分支路19起到配管的作用，从发动机室7到乘客室8能够用一根配管(内部热交换器)组装。因而，采用本发明，能简化配管结构，并且能大幅度降低组装工时。

[0035] 另外，采用本实施方式，由于第2分支路19的管状的热交换器比第1分支路18的管状的热交换器的单位长度的热交换少，因此，即使是从发动机室7到乘客室8这样的较长的长度，也能实现与第1蒸发器3相同程度的热交换量。

[0036] 另外，采用本实施方式，由于在使减压装置9、10的入口侧的制冷剂与蒸发器3、4的出口侧的制冷剂热交换的部位设有绝热部15，因此，可以利用绝热部15进行抑制，使得具有从发动机室7到乘客室8的长度的、与第2蒸发器4相连接的内部热交换器不过度进行热交换。

[0037] 另外，采用本实施方式，由于将二氧化碳气体作为制冷剂，因此与H FCl34a空调系统相比，压缩机出口的制冷剂温度升高的二氧化碳空调系统对于本案更为有效。 [0038] 另外，采用本实施方式，由于在与分支路18相连接的蒸发器3的出口侧与管状的热交换器5的入口之间配置有气液分离器21，因此，气液分离器21的出口过热度稳定，制冷性能提高。

[0039] 以上，说明了应用了本发明的具体实施方式，但本发明并不限定于此，可以进行各种变更。

[0040] 例如，在上述实施方式中，将第2内部热交换器6的结构做成设有绝热部15的3重管结构，但也可以如图3所示地，做成截面形状为葫芦形状、使一条流路为供高压介质流动的高压介质流路13、使另一条流路为供低压介质流动的低压介质流路14的、所谓的双联管(pair tube)型的第2内部热交换器6。

[0041] 在该对偶管型的第2内部热交换器6中，高压介质流路13与低压介质流路14之间的部位16的截面积急剧减小，成为难以进行热交换的部位。替代3重管结构的内部热交换器而使用该对偶管型的第2内部热交换器6，也能获得同样的作用效果。 [0042] 另外，为了加长包括第2内部热交换器6在内的制冷剂回路、进一步减少热交换量，可以通过在上述部位16中的除了内部热交换量所需的长度之外的部分设置切口部，而将两制冷剂流路做成一体结构，因此，也能在安装作业性良好的状态下调整热交换量。 [0043] 在本实施方式中，存在使制冷剂仅流入第1蒸发器3中的情况和使制冷剂流入第1蒸发器3及第2蒸发器4这两者的情况，因此，仅在第1蒸发器3的出口侧与第1内部热交换器5的入口之间设置了气液分离器21，但也可以在第2蒸发器4的出口侧与第2内部热交换器6的入口之间(设置在与所有分支路18、19相连接的蒸发器3、4与内部热交换器
5、6之间)设置气液分离器。在仅在1条分支路中设置气液分离器21的情况下，优选设置在始终流通的分支路中，或者设置在热交换量更多的分支路中。

[0044] 工业实用性

[0045] 采用本发明，能够使与各分支路相连接的减压装置的入口侧的制冷剂与蒸发器的出口侧的制冷剂进行热交换，因此，各蒸发器具有专用的可进行热交换的部位，因此不会产生过热并且压缩机排出温度也不会上升，能够提高循环可靠性。