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図面 (8)

課題

サブラジエータ用の冷却水冷媒を冷却する水冷式コンデンササブクールを備えた車両用空調システムにおいて、水冷式のコンデンサを出た冷媒を十分に過冷却することができて、車両内部の冷却効率を向上させることができると共に、車両に搭載する際の配管作業工作性を向上できる、車両用空調システム、車両、及び車両の冷却方法を提供する。

解決手段

水冷式のコンデンサ42aを出た冷媒RGを過冷却器42cで過冷却すると共に、気液分離器42bを通過した後の冷媒RGを冷却水Wsで過冷却する前段過冷却器42caと、前段過冷却器42caを通過した冷媒RGを蒸発器44を通過した後の冷媒RGで過冷却する後段過冷却器42cbとで構成すると共に、前段過冷却器42caと後段過冷却器42cbと凝縮器42aとを一つのモジュールにする。

概要

背景

一般に、車両用空調システム車両用エアコン)は、コンプレッサ圧縮器)、コンデンサ凝縮器)、膨張弁及びエバポレータ蒸発器)を備え、大気サブラジエータ用の冷却水等で冷媒を冷却しながら、コンプレッサ、コンデンサ、膨張弁、エバポレータ、コンプレッサの順に循環させることで、車両の内部を冷却している。

このコンデンサは、空冷式では、1.5bar〜2.0barの圧力の冷媒を大気で冷却して大気温度付近凝縮して気体から液体にしている。一方、水冷式では、低水温型のサブラジエータで大気温度よりも5℃〜10℃高い温度に冷却される冷却水を用いており、そのため、空冷に比べてコンデンサの出口冷媒温度が高くなる。

そのため、冷却水温下げるためにサブラジエータの拡大やこのサブラジエータに送風するための冷却ファンの風量を増加する必要が生じたり、冷却水量の増加のために冷却ポンプの性能を増強したり、冷媒の圧力を高めるためにコンプレッサの性能を増強したり、コンデンサを出た冷媒を過冷却する必要が生じる。

しかしながら、水冷式は、空冷式に比べて、コンデンサを走行風が当たり易い車両の一番前に配置する必要がなく、コンデンサをサブラジエータと室内機の間に配置することができ、また、さらには、コンデンサを室内機と一体化してコンパクトなものにすることが可能となるという利点を持っている。

例えば、図3又は図6に示すように、この水冷式の車両用空調システム40X、40Yは、車両の冷却システム1X、1Yに組み込まれて、サブラジエータ30で冷却された冷却水Wsがポンプ31で、凝縮用装置42X、42Yに送られて、冷媒RGを冷却した後、サブラジエータ30に戻っている。一方、ラジエータ20で冷却されたエンジン冷却水Wは、ポンプ22で、エンジン本体11に送られてエンジン本体11を冷却した後、サーモスタット23を経由してラジエータ20に戻る。なお、エンジン冷却水Wの水温によりラジエータ20をバイパスする。

図4〜図5、又は図7に示すように、この車両用空調システム40X、40Yでは、冷媒RGをコンプレッサ41で圧縮して高温高圧化した半液体状態とし、この冷媒RGを凝縮用装置42X、42Yで冷却水Wsと熱交換させて凝縮及び液化して、さらに、熱交換器46を経由させて低温化して、膨張弁43で気化乃至霧化させた後で、エバポレータ44に通過させる。冷媒RGはエバポレータ44で周辺の気体と熱交換して摂氏数度低温低圧気体状態となり、さらに熱交換器46で、膨張弁43を通過前の液体状態の冷媒RGと熱交換した後、コンプレッサ41に戻り再循環する。

そして、この車両用空調システム40X、40Yでは、冷媒RGがエバポレータ44で、エバポレータ44の周辺に設置したブロワファン(図示しない)からの送風気体と熱交換することにより、この送風気体を冷却し、この冷却した送風気体を車両の内部に供給して、車両の内部を冷却している。

より詳細には、凝縮用装置42X、42Yのコンデンサ42aでは、冷媒RGを冷却水Wsで冷却することで、凝縮して気体から液体にするが、冷媒RGの一部は凝縮されずに気体のままになっているので、図3〜図5に示すように、凝縮用装置42Xの内部にモジュレータ気液分離部)42bを設けたり、図6に示すように、凝縮用装置42Yとは別にレシーバ(気液分離部)47を設置したりして、液体と気体を分離して、液体のみが下流側の膨張弁43に流入するように構成されている。

更に、この凝縮用装置42Xでは、図3〜図5に示すように、モジュレータ42bの下流側にサブクール過冷却器)42cを備えて冷媒RGを冷却水Wsでさらに冷却することで、冷媒RGが有するエネルギーエンタルピー)を増大させている。つまり、図7に示す、過冷却工程SCの幅を長くしている。また、図3及び図6に示す構成では、この凝縮用装置42Xを出た冷媒RGを更に過冷却するために、さらに、二重管構造冷媒間熱交換器46を設けて、凝縮用装置42Xを出た冷媒RGを、エバポレータ44を通過した後の冷媒RGで冷却している。

これに関連して、冷媒凝縮器(サブクール)で過冷却状態にした液体状態の冷媒を、蒸発器(エバポレータ)で低温低圧化した気体状態の冷媒で冷却する熱交換器を二重管構造で形成し、この二重管構造の一方の第1冷媒流管に液体状態の冷媒を通過させ、他方の第2冷媒流路に気体状態の冷媒を通過させる冷凍サイクル装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。

しかしながら、この熱交換器を二重管構造で構成している場合には伝熱面積が限られてしまうため、過冷却の度合いを高めるのに限度がある上に、配管が特別な二重配管構造となるため、車両に搭載する際の配管作業特殊化し、工作性が悪化するという問題がある。

概要

サブラジエータ用の冷却水で冷媒を冷却する水冷式のコンデンサとサブクールを備えた車両用空調システムにおいて、水冷式のコンデンサを出た冷媒を十分に過冷却することができて、車両内部の冷却効率を向上させることができると共に、車両に搭載する際の配管作業の工作性を向上できる、車両用空調システム、車両、及び車両の冷却方法を提供する。水冷式のコンデンサ42aを出た冷媒RGを過冷却器42cで過冷却すると共に、気液分離器42bを通過した後の冷媒RGを冷却水Wsで過冷却する前段過冷却器42caと、前段過冷却器42caを通過した冷媒RGを蒸発器44を通過した後の冷媒RGで過冷却する後段過冷却器42cbとで構成すると共に、前段過冷却器42caと後段過冷却器42cbと凝縮器42aとを一つのモジュールにする。

目的

本発明は、上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、サブラジエータ用の冷却水で冷媒を冷却する水冷式のコンデンサとサブクールを備えた車両用空調システムにおいて、水冷式のコンデンサを出た冷媒を十分に過冷却することができて、車両内部の冷却効率を向上させることができると共に、車両に搭載する際の配管作業の工作性を向上できる、車両用空調システム、車両、及び車両の冷却方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

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請求項1

冷媒サブラジエータからの冷却水で冷却して凝縮する凝縮器と、この凝縮した冷媒を気液分離する気液分離器と、気液分離後液体の冷媒を更に過冷却する過冷却器とを有する凝縮用装置を備えて、冷媒を、圧縮器、前記凝縮用装置、膨張弁蒸発器、前記圧縮器の順に循環させて、車両の内部を冷却する車両用空調システムにおいて、前記過冷却器を、前記気液分離器を通過した後の冷媒を前記冷却水で過冷却する前段過冷却器と、該前段過冷却器を通過した冷媒を前記蒸発器を通過した後の冷媒で過冷却する後段過冷却器とで構成すると共に、前記前段過冷却器と前記後段過冷却器と前記凝縮器とを一つのモジュールにしたことを特徴とする車両用空調システム。

請求項2

前記凝縮器と前記前段過冷却器と前記後段過冷却器とを同じタイプの熱交換器で構成したことを特徴とする車両用空調システム。

請求項3

請求項1または2に記載の車両用空調システムを備えたことを特徴とする車両。

請求項4

圧縮器で高圧高温にされた冷媒を、凝縮器でサブラジエータからの冷却水で冷却して凝縮し、この凝縮した冷媒を気液分離器で気液分離し、この気液分離後の液体の冷媒を過冷却器で更に過冷却して、この過冷却された冷媒を膨張弁と蒸発器を通過させて気化させて、前記圧縮器に再循環すると共に、前記蒸発器における冷媒の気化により前記蒸発器の周囲の熱を奪って車両の内部を冷却する車両の冷却方法において、前記過冷却器を通過する冷媒を、前記凝縮器と一つのモジュールにした前段過冷却器で前記冷却水で過冷却した後に、さらに、前記凝縮器と一つのモジュールにした後段過冷却器で前記蒸発器を通過した冷媒で過冷却することを特徴とする車両の冷却方法。

技術分野

0001

本発明は、サブラジエータ用の冷却水冷媒を冷却する水冷式コンデンサ過冷却器を備えた車両用空調システム、車両、及び車両の冷却方法に関する。

背景技術

0002

一般に、車両用空調システム(車両用エアコン)は、コンプレッサ圧縮器)、コンデンサ(凝縮器)、膨張弁及びエバポレータ蒸発器)を備え、大気やサブラジエータ用の冷却水等で冷媒を冷却しながら、コンプレッサ、コンデンサ、膨張弁、エバポレータ、コンプレッサの順に循環させることで、車両の内部を冷却している。

0003

このコンデンサは、空冷式では、1.5bar〜2.0barの圧力の冷媒を大気で冷却して大気温度付近凝縮して気体から液体にしている。一方、水冷式では、低水温型のサブラジエータで大気温度よりも5℃〜10℃高い温度に冷却される冷却水を用いており、そのため、空冷に比べてコンデンサの出口冷媒温度が高くなる。

0004

そのため、冷却水温下げるためにサブラジエータの拡大やこのサブラジエータに送風するための冷却ファンの風量を増加する必要が生じたり、冷却水量の増加のために冷却ポンプの性能を増強したり、冷媒の圧力を高めるためにコンプレッサの性能を増強したり、コンデンサを出た冷媒を過冷却する必要が生じる。

0005

しかしながら、水冷式は、空冷式に比べて、コンデンサを走行風が当たり易い車両の一番前に配置する必要がなく、コンデンサをサブラジエータと室内機の間に配置することができ、また、さらには、コンデンサを室内機と一体化してコンパクトなものにすることが可能となるという利点を持っている。

0006

例えば、図3又は図6に示すように、この水冷式の車両用空調システム40X、40Yは、車両の冷却システム1X、1Yに組み込まれて、サブラジエータ30で冷却された冷却水Wsがポンプ31で、凝縮用装置42X、42Yに送られて、冷媒RGを冷却した後、サブラジエータ30に戻っている。一方、ラジエータ20で冷却されたエンジン冷却水Wは、ポンプ22で、エンジン本体11に送られてエンジン本体11を冷却した後、サーモスタット23を経由してラジエータ20に戻る。なお、エンジン冷却水Wの水温によりラジエータ20をバイパスする。

0007

図4図5、又は図7に示すように、この車両用空調システム40X、40Yでは、冷媒RGをコンプレッサ41で圧縮して高温高圧化した半液体状態とし、この冷媒RGを凝縮用装置42X、42Yで冷却水Wsと熱交換させて凝縮及び液化して、さらに、熱交換器46を経由させて低温化して、膨張弁43で気化乃至霧化させた後で、エバポレータ44に通過させる。冷媒RGはエバポレータ44で周辺の気体と熱交換して摂氏数度低温低圧気体状態となり、さらに熱交換器46で、膨張弁43を通過前の液体状態の冷媒RGと熱交換した後、コンプレッサ41に戻り再循環する。

0008

そして、この車両用空調システム40X、40Yでは、冷媒RGがエバポレータ44で、エバポレータ44の周辺に設置したブロワファン(図示しない)からの送風気体と熱交換することにより、この送風気体を冷却し、この冷却した送風気体を車両の内部に供給して、車両の内部を冷却している。

0009

より詳細には、凝縮用装置42X、42Yのコンデンサ42aでは、冷媒RGを冷却水Wsで冷却することで、凝縮して気体から液体にするが、冷媒RGの一部は凝縮されずに気体のままになっているので、図3図5に示すように、凝縮用装置42Xの内部にモジュレータ気液分離部)42bを設けたり、図6に示すように、凝縮用装置42Yとは別にレシーバ(気液分離部)47を設置したりして、液体と気体を分離して、液体のみが下流側の膨張弁43に流入するように構成されている。

0010

更に、この凝縮用装置42Xでは、図3図5に示すように、モジュレータ42bの下流側にサブクール(過冷却器)42cを備えて冷媒RGを冷却水Wsでさらに冷却することで、冷媒RGが有するエネルギーエンタルピー)を増大させている。つまり、図7に示す、過冷却工程SCの幅を長くしている。また、図3及び図6に示す構成では、この凝縮用装置42Xを出た冷媒RGを更に過冷却するために、さらに、二重管構造冷媒間熱交換器46を設けて、凝縮用装置42Xを出た冷媒RGを、エバポレータ44を通過した後の冷媒RGで冷却している。

0011

これに関連して、冷媒凝縮器(サブクール)で過冷却状態にした液体状態の冷媒を、蒸発器(エバポレータ)で低温低圧化した気体状態の冷媒で冷却する熱交換器を二重管構造で形成し、この二重管構造の一方の第1冷媒流管に液体状態の冷媒を通過させ、他方の第2冷媒流路に気体状態の冷媒を通過させる冷凍サイクル装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。

0012

しかしながら、この熱交換器を二重管構造で構成している場合には伝熱面積が限られてしまうため、過冷却の度合いを高めるのに限度がある上に、配管が特別な二重配管構造となるため、車両に搭載する際の配管作業特殊化し、工作性が悪化するという問題がある。

先行技術

0013

特許第4114471号

発明が解決しようとする課題

0014

本発明は、上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、サブラジエータ用の冷却水で冷媒を冷却する水冷式のコンデンサとサブクールを備えた車両用空調システムにおいて、水冷式のコンデンサを出た冷媒を十分に過冷却することができて、車両内部の冷却効率を向上させることができると共に、車両に搭載する際の配管作業の工作性を向上できる、車両用空調システム、車両、及び車両の冷却方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0015

上記の目的を達成するための本発明の車両用空調システムは、冷媒をサブラジエータからの冷却水で冷却して凝縮する凝縮器と、この凝縮した冷媒を気液分離する気液分離器と、気液分離後の液体の冷媒を更に過冷却する過冷却器とを有する凝縮用装置を備えて、冷媒を、圧縮器、前記凝縮用装置、膨張弁、蒸発器、前記圧縮器の順に循環させて、車両の内部を冷却する車両用空調システムにおいて、前記過冷却器を、前記気液分離器を通過した後の冷媒を前記冷却水で過冷却する前段過冷却器と、該前段過冷却器を通過した冷媒を前記蒸発器を通過した後の冷媒で過冷却する後段過冷却器とで構成すると共に、前記前段過冷却器と前記後段過冷却器と前記凝縮器とを一つのモジュールにして構成される。

0016

すなわち、本発明の車両用空調システムでは、蒸発器を通過した後の気体の冷媒で過冷却する際に、従来技術における、水冷式の過冷却器を出た後の液体の冷媒をコンデンサとは別体に形成された伝熱面積に限度がある二重管構造の熱交換器を用いる替りに、凝縮器と同じタイプの伝熱面積を十分に大きくすることができる熱交換器で形成される後段過冷却器を用いる。

0017

この構成によれば、従来技術の液ガスの二重管構造の熱交換器に比べて、凝縮器と同じタイプの多板式や多管式等の熱交換器を使用して伝熱面積を大きく取ることができるので、十分に過冷却することができ、また、凝縮器と一つのモジュールにしているので、全体をコンパクトに形成でき、製造が容易となる。また、車両への搭載時における、凝縮器と前段過冷却器と後段過冷却器との間の配管作業と、二重配管構造の配管作業がなくなり、工作性を向上することができる。また、前段過冷却器と後段過冷却器を凝縮器と同じタイプの熱交換器で構成し易くなる。

0018

上記の車両用空調システムにおいて、前記凝縮器と前記前段過冷却器と前記後段過冷却器とを同じタイプの熱交換器で構成すると、凝縮器を製造する際に同時に製造でき、その上、車両に搭載する際の配管作業において、通常の冷却水配管冷媒配管のみで配管作業できるようになるので、工作性を向上させることができる。

0019

また、上記の目的を達成するための本発明の車両は、上記の車両用空調システムを備えて構成され、上記の車両用空調システムと同様の作用効果を奏することができる。

0020

また、上記の目的を達成するための本発明の車両の冷却方法は、圧縮器で高圧高温にされた冷媒を、凝縮器でサブラジエータからの冷却水で冷却して凝縮し、この凝縮した冷媒を気液分離器で気液分離し、この気液分離後の液体の冷媒を過冷却器で更に過冷却して、この過冷却された冷媒を膨張弁と蒸発器を通過させて気化させて、前記圧縮器に再循環すると共に、前記蒸発器における冷媒の気化により前記蒸発器の周囲の熱を奪って車両の内部を冷却する車両の冷却方法において、前記過冷却器を通過する冷媒を、前記凝縮器と一つのモジュールにした前段過冷却器で前記冷却水で過冷却した後に、さらに、前記凝縮器と一つのモジュールにした後段過冷却器で前記蒸発器を通過した後の冷媒で過冷却することを特徴とする方法である。この方法によれば、上記の車両用空調システムと同様の作用効果を奏することができる。

発明の効果

0021

本発明の車両用空調システム、車両、及び車両の冷却方法によれば、サブラジエータ用の冷却水で冷媒を冷却する水冷式のコンデンサとサブクールを備えた車両用空調システムにおいて、水冷式のコンデンサを出た冷媒を十分に過冷却することができて、車両内部の冷却効率を向上させることができると共に、車両に搭載する際の配管作業の工作性を向上できる、

図面の簡単な説明

0022

本発明に係る実施の形態の車両の冷却システムの構成を模式的に示す図である。
図1の車両用空調システムの構成を示す図である。
従来技術に係る車両の冷却システムで、モジュレータを設けた構成を模式的に示す図である。
図3の車両用空調システムの構成を模式的に示す図である。
図4のコンデンサとモジュレータとサブクールの構成を模式的に示す図である。
従来技術に係る車両の冷却システムで、レシーバを設けた構成を模式的に示す図である。
車両用空調システムにおける、冷却サイクルの「p−h線図(モリエル線図)」を示す図である。

実施例

0023

以下、本発明に係る実施の形態の車両用空調システム、車両、及び車両の冷却方法について図面を参照しながら説明する。なお、本発明に係る実施の形態の車両は、本発明に係る実施の形態の車両用空調システム40を備えて構成され、後述する車両用空調システム40が奏する作用効果と同様の作用効果を奏することができる。

0024

図1に示すように、本発明に係る実施の形態の車両の冷却システム1を備える車両には、エンジン(内燃機関)10が搭載される。このエンジン10は、エンジン本体11と吸気通路12と排気通路13とEGR通路14を備えている。

0025

吸気通路12は、吸気マニホールド11aに接続し、上流側より順に、エアクリーナ15、空気流量(MAFセンサ(図示しない)、ターボ式過給システム16Sのターボチャージャターボ式過給機)16のコンプレッサ16b、後述するサブラジエータ30用の冷却水Wsを冷却媒体とする水冷式インタークーラ17が設けられている。

0026

また、排気通路13は、排気マニホールド11bに接続し、上流側より順に、ターボチャージャ16のタービン16a、排気ガス浄化処理装置18が設けられている。また、EGR通路14は、排気マニホールド11bと吸気マニホールド11aとを接続して設けられ、上流側より順に、EGRバルブ14a、EGRクーラ14bが設けられている。

0027

そして、大気から導入される新気Aが、必要に応じて、EGR通路14から吸気マニホールド11aに流入するEGRガスGeを伴って、気筒シリンダ)10a内の燃焼室(図示しない)に送られ、燃焼室にて燃料噴射装置(図示しない)より噴射された燃料と混合圧縮されて、燃料が燃焼することで、エンジン10に動力を発生させる。そして、エンジン10での燃焼により発生した排気ガスGが、排気マニホールド11bに流出し、その一部はEGR通路14にEGRガスGeとして流れ、残りの排気ガスGa(=G−Ge)は、排気通路13に流出して、タービン16aを経由して、排気ガス浄化処理装置18により浄化処理された後、排気ガスGcとして、マフラー(図示しない)を経由して大気へ放出される。

0028

また、図1に示すように、車両の冷却システム1のエンジン10の前方に設けた空冷のメインラジエータ20を含む冷却水Wのメインラインでは、エンジン冷却水Wを、メインラジエータ20、ポンプ22、エンジン本体11、一部がEGRクーラ14b、サーモスタット(流路切替弁)23を順に循環させて、エンジン本体11とEGRクーラ14bを流れるEGRガスGe等を冷却する。そして、エンジン本体11とEGRクーラ14bを通過後昇温したエンジン冷却水Wは、メインラジエータ20で、このメインラジエータ20の近傍に設けた冷却ファン21により発生した冷却風(大気)CAにより冷却される。

0029

また、メインラジエータ20の前方にサブラジエータ30が設けられる。サブラジエータ30を含む冷却水のサブラインでは、冷却水Wsを、サブラジエータ30、ポンプ31、並行して設けられた水冷式のインタークーラ17と水冷式のコンデンサ42を順に循環させて、インタークーラ17を流れる吸気やコンデンサ42を流れる冷媒RGを冷却する。そして、インタークーラ17やコンデンサ42を通過後昇温した冷却水Wsは、サブラジエータ30で、上述した冷却ファン21により発生した冷却風CAにより冷却される。

0030

なお、図1に示すように、車両の前方からサブラジエータ30、メインラジエータ20、冷却ファン21、エンジン本体11の順に配置するのが通常であるが、メインラジエータ20、サブラジエータ30、冷却ファン21、エンジン本体11の順に配置してもよい。また、図1の構成では、サブラジエータ30用の冷却水Wsのサブラインを、メインラジエータ20用のエンジン冷却水Wのメインラインとは独立した構成として示しているが、サブラインとメインラインが交わってエンジン冷却水Wと冷却水Wsが混合する構成としてもよい。

0031

そして、図1図2に示すように、本発明に係る実施の形態の車両には、車両の内部を冷却するために、本発明に係る実施の形態の車両用空調システム40が配設される。この車両用空調システム40は、コンプレッサ(圧縮器)41、水冷式の凝縮用装置42、膨張弁43、エバポレータ(蒸発器)44及びアキュムレータ45を備えて構成され、この順で冷媒RGを循環させることで、車両の内部を冷却する。なお、アキュムレータ45は、冷媒RGがコンプレッサ41に流入する前までに、冷媒RGが完全に気体化していることが期待できる場合には、省いてもよい。

0032

この凝縮用装置42は、冷媒RGをサブラジエータ30からの冷却水Wsで冷却して凝縮するコンデンサ(凝縮器)42aと、この凝縮した冷媒RGを気液分離するモジュレータ(気液分離器)42bと、気液分離後の液体の冷媒RGを更に過冷却するサブクール(過冷却器)42cを有して構成される。このモジュレータ42bには、冷乾燥剤封入されており、この冷乾燥剤により、気体の冷媒RGを分離して、液体の冷媒RGのみをサブクール42c側に流す。なお、図5に模式的に示すように、凝縮部42a及びサブクール42cを流れる冷却水Wsと冷媒RGは、対向流の形で流して、冷却水Wsと冷媒RGの熱交換量を大きくして、熱交換効率を高めることが好ましい。

0033

そして、本発明では、凝縮用装置42のサブクール42cを、モジュレータ42bを通過した後の冷媒RGを冷却水Wsで過冷却する前段過冷却器42caと、この前段過冷却器42caを通過した冷媒RGをエバポレータ(蒸発器)44を通過した後の冷媒RGで過冷却する後段過冷却器42cbとで構成し、さらに、前段過冷却器42caと後段過冷却器42cbとをコンデンサ42aと一つのモジュールにする。さらには、前段過冷却器42caと後段過冷却器42cbとコンデンサ42aとを同じタイプの熱交換器、例えば、多板式熱交換器多管式熱交換器で構成する。

0034

より詳細には、冷媒RGをコンプレッサ41で圧縮して高温高圧化した半液体状態とし、この冷媒RGを凝縮用装置42のコンデンサ(凝縮器)42aで、サブラジエータ30からの冷却水Wsで冷却して凝縮し、この凝縮した冷媒RGをモジュレータ42bで気液分離し、さらに、気液分離後の液体の冷媒RGをサブクール42cにおいて、前段サブクール42caで冷却水Wsにより、さらに、後段サブクール42cbでエバポレータ44を通過した冷媒RGにより過冷却する。つまり、冷媒RGを凝縮用装置42で冷却水Wsと熱交換させて凝縮及び液化し、さらに、冷却水Wsとエバポレータ44を通過した冷媒RGにより低温化する。

0035

この凝縮用装置42で低温化した液体の冷媒RGを、膨張弁43で気化若しくは霧化させた後で、エバポレータ44を通過させると、冷媒RGは蒸発して気化熱を周囲から奪って摂氏数度の低温低圧の気体となるので、この気体を凝縮用装置42の後段サブクール42cbを通過させて、膨張弁43に流入する前の冷媒RGを冷却する。その後で冷媒RGを、アキュムレータ45を経由させてからコンプレッサ41に循環させる。一方、エバポレータ44では冷媒RGにより、周囲の気体が冷却されるので、このエバポレータ44の周囲の気体を冷房用の気体として車両の内部に供給することで、車両の空調として使用できる。

0036

これを冷却サイクルで説明すると、図7に示すように、コンプレッサ41による圧縮工程a、コンデンサ42aによる凝縮工程b、サブクール42cによる過冷却工程SC、膨張弁43による減圧工程c、エバポレータ44による蒸発工程dを繰り返す。ここでSLL飽和液線を、SVLは飽和蒸気線を示す。

0037

次に、本発明に係る車両の冷却方法について説明する。この車両の冷却方法は、コンプレッサ41で高圧高温にされた冷媒RGを、コンデンサ42aでサブラジエータ30からの冷却水Wsで冷却して凝縮し、この凝縮した冷媒RGをモジュレータ42bで気液分離し、この気液分離後の液体の冷媒RGをサブクーラ42cで更に過冷却して、この過冷却された冷媒RGを膨張弁43とエバポレータ44を通過させて気化させて、コンプレッサ41に再循環すると共に、エバポレータ44における冷媒RGの気化によりエバポレータ44の周囲の熱を奪って車両の内部を冷却する車両の冷却方法であり、この方法において、サブクール42cを通過する冷媒RGを、コンデンサ42aと一つのモジュールにした前段サブクール42caで冷却水Wsで過冷却した後に、さらに、コンデンサ42aと一つのモジュールにした後段サブクール42cbでエバポレータ44を通過した冷媒RGで過冷却する方法である。すなわち、サブクール42cを通過する冷媒RGを、冷却水Wsとエバポレータ44を通過してコンプレッサ41に流入する前の冷媒RGの両方で冷却することを特徴とする方法である。

0038

本発明の車両用空調システム40、車両、及び車両の冷却方法によれば、サブラジエータ30用の冷却水Wsで冷媒RGを冷却する水冷式のコンデンサ42aとサブクール42cを備えた車両用空調システム40において、水冷式のコンデンサ42aを出た冷媒RGを十分に過冷却することができて、車両内部の冷却効率を向上させることができると共に、車両に搭載する際の配管作業の工作性を向上できる、
より詳細には、従来技術の液ガスの二重管構造の熱交換器に比べて、コンデンサ42aと一つのモジュールにしているので、全体をコンパクトに形成でき、製造が容易となる。また、車両への搭載時における、コンデンサ42aと前段サブクール42caと後段サブクール42cbとの間の配管作業と、二重配管構造の配管作業がなくなり、工作性を向上することができる。また、前段サブクール42caと後段サブクール42cbをコンデンサ42aと同じタイプの熱交換器で構成し易くなる。

0039

更に、コンデンサ42aと前段サブクール42caと後段サブクール42cbとを同じタイプの熱交換器で構成すると、コンデンサ42aと同じタイプの多板式や多管式等の熱交換器を使用して伝熱面積を大きく取ることができるので、十分に過冷却することができ、また、コンデンサ42aを製造する際に同時に製造でき、その上、車両に搭載する際の配管作業において、通常の冷却水配管と冷媒配管のみで配管作業できるようになるので、工作性を向上させることができる。

0040

1、1X、1Y 車両の冷却システム
10、10X、10Yエンジン(内燃機関)
20メインラジエータ
30サブラジエータ
40、40X、40Y車両用空調システム
41コンプレッサ(圧縮器)
42、42X、42Y凝縮用装置
42aコンデンサ(凝縮器)
42bモジュレータ(気液分離器+乾燥剤)
42cサブクール(過冷却器)
42ca前段サブクール(前段過冷却器)
42cb後段サブクール(後段過冷却器)
43膨張弁
44エバポレータ(蒸発器)
Wエンジン冷却水(メインライン用)
Ws冷却水(サブライン用)
RG 冷媒

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