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公開番号2021146955
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210927
出願番号2020050361
出願日20200320
発明の名称冷凍機
出願人株式会社デンソー
代理人特許業務法人ゆうあい特許事務所
主分類B60H 1/00 20060101AFI20210830BHJP(車両一般)
要約【課題】車両用空調装置1において凝縮水を十分に蒸発させる。
【解決手段】車両用空調装置1は、エバポレータ5およびコンデンサ3を収納して、コンデンサ3を通過した空気流を流通させる温風流路50を形成する空調ケーシング10と、空調ケーシング10内に配置されているヒータ20とを備える。車両用空調装置1は、エバポレータ5に生じる凝縮水を重力によってヒータ20に導くための傾斜面19bを備える。ヒータ20は、傾斜面19bによってヒータ20に導かれた凝縮水を加熱して温風流路50内に蒸発させるよう。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
コンプレッサ(2)から吐出される高圧冷媒と第1空気流との熱交換によって前記高圧冷媒を前記第1空気流によって冷却する第1熱交換器(3)と、
前記コンプレッサ、前記第1熱交換器、および前記第1熱交換器を通過した前記高圧冷媒を減圧する減圧器(4)とともに、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを構成し、前記減圧器を通過した低圧冷媒と第2空気流との熱交換によって前記低圧冷媒を前記第2空気流から吸熱させる第2熱交換器(5)と、
前記第1熱交換器および前記第2熱交換器を収納するケーシング(10)と、
前記ケーシング内に配置されているヒータ(20、3b)と、
前記ケーシング内に配置されて、前記第2熱交換器の熱交換によって生じる凝縮水を重力によって前記ヒータに導くためのガイド部(26、19b)と、を備え、
前記ケーシングは、前記第1熱交換器を通過した前記第1空気流を前記ケーシングの外側に流通させる空気流路(50)を形成し、
前記ヒータは、前記ガイド部によって前記ヒータに導かれた前記凝縮水を加熱して前記空気流路内に蒸発させるようになっている冷凍機。
続きを表示(約 1,000 文字)【請求項2】
前記ガイド部は、前記第2熱交換器の下側と前記ヒータとの間に亘って形成され、前記第2熱交換器の下側から前記ヒータに近づくほど下側に向かう傾斜部を構成している請求項1に記載の冷凍機。
【請求項3】
前記空気流路は、前記第1熱交換器および前記ヒータの間に配置されている請求項1または2に記載の冷凍機。
【請求項4】
前記空気流路は、前記第1熱交換器に対して下側に配置されている請求項3に記載の冷凍機。
【請求項5】
前記ヒータは、前記コンプレッサの冷媒出口から前記減圧器の冷媒入口に導くための高圧冷媒流路(20a)を構成し、前記高圧冷媒流路内の前記高圧冷媒から前記凝縮水に放熱して前記凝縮水を蒸発させる請求項1ないし4のいずれか1つに記載の冷凍機。
【請求項6】
前記高圧冷媒流路は、前記第1熱交換器の冷媒出口から前記減圧器の冷媒入口に導くための冷媒流路であり、
前記ヒータは、前記第1熱交換器の冷媒出口から前記減圧器の冷媒入口に流れる前記高圧冷媒から前記凝縮水に放熱して前記凝縮水を蒸発させる請求項5に記載の冷凍機。
【請求項7】
前記ヒータと前記減圧器とは、一体成形品を構成する請求項6に記載の冷凍機。
【請求項8】
金属製の多孔質体によって構成されて前記ヒータに接触しているウィック(25)を備え、
前記ウィックは、前記ガイド部によって前記ヒータに導かれた前記凝縮水を前記ウィックの内部に浸透させてこの浸透された前記凝縮水を前記ヒータから放出される熱によって蒸発させる請求項7に記載の冷凍機。
【請求項9】
前記ヒータは、上下方向に交差する面方向に拡がるように形成されており、
前記ウィックは、前記ヒータを覆うように形成されて、前記ガイド部によって前記ヒータに導かれた前記凝縮水を前記面方向に浸透させ、この浸透された前記凝縮水を前記ヒータから放出される熱によって蒸発させる請求項8に記載の冷凍機。
【請求項10】
前記第1熱交換器は、前記高圧冷媒と前記第1空気流との熱交換によって前記高圧冷媒を前記第1空気流によって冷却する熱交換器本体(3a)を備え、
前記熱交換器本体および前記ヒータ(3b)は、一体成形品を構成している請求項1に記載の冷凍機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、冷凍機に関するものである。
続きを表示(約 4,200 文字)【背景技術】
【0002】
従来、車両用空調装置において、エバポレータより発生する凝縮水をコンデンサに放水して凝縮水を蒸発させるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
この車両用空調装置は、ポンプと、エバポレータでより発生する凝縮水を溜める第1容器と、ポンプによって第1容器から送水される凝縮水を溜める第2容器と、この第2容器に溜められる凝縮水をコンデンサに放水するノズルとを備える。
【0004】
このことにより、コンデンサ内の高圧冷媒が凝縮水に放熱して凝縮水を蒸発させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
特開平7−40732号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上記特許文献1の車両用空調装置では、上述の如く、ノズルから凝縮水をコンデンサに放水させる。このため、高圧冷媒から凝縮水に十分な熱量を凝縮水に与えることができるため、凝縮水を十分に蒸発させることができる。
【0007】
しかし、この場合、ノズル、第1容器、第2容器以外にポンプを用いることが必要となる。このため、ノズル、第1容器、第2容器、ポンプ等を収納するのに大きなスペースを必要として、車両用空調装置(すなわち、冷凍機)としての体格の大型化を招く。
【0008】
本発明は上記点に鑑みて、ポンプを用いることなく、凝縮水を蒸発して排出させるようにした冷凍装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、コンプレッサ(2)から吐出される高圧冷媒と第1空気流との熱交換によって高圧冷媒を第1空気流によって冷却する第1熱交換器(3)と、
コンプレッサ、第1熱交換器、および第1熱交換器を通過した高圧冷媒を減圧する減圧器(4)とともに、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを構成し、減圧器を通過した低圧冷媒と第2空気流との熱交換によって低圧冷媒を第2空気流から吸熱させる第2熱交換器(5)と、
第1熱交換器および第2熱交換器を収納するケーシング(10)と、
ケーシング内に配置されているヒータ(20、3b)と、
ケーシング内に配置されて、第2熱交換器の熱交換によって生じる凝縮水を重力によってヒータに導くためのガイド部(19b)と、を備え、
ケーシングは、第1熱交換器を通過した第1空気流をケーシングの外側に流通させる空気流路(50)を形成し、
ヒータは、ガイド部によってヒータに導かれた凝縮水を加熱して空気流路内に蒸発させるようになっている。
【0010】
請求項1に記載の発明によれば、ヒータが凝縮水を空気流路内に蒸発させることにより、凝縮水の水蒸気を第1空気流によってケーシングの外側に排出することができる。
【0011】
ここで、ガイド部が凝縮水を重力によってヒータに導くため、凝縮水をヒータに導くためにポンプを必要としない。
【0012】
以上により、ポンプを用いることなく、凝縮水を蒸発して排出させるようにした冷凍装置を提供することができる。
【0013】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【0014】
第1実施形態に係る車両用空調装置において、上部カバーおよび送風機を除いた状態の断面図である。
図1のII―II線において吹出側送風機を含む断面図である。
図1のIII―III線において、排気側送風機を含む断面図である。
第1実施形態において、車両用空調装置の電気制御系統を示すブロック図である。
第1実施形態において、図2に相当する模式図であり、車両用空調装置の内部構成、およびエバポレータで生じる凝縮水の流れ、蒸発の説明を補助するための図である。
図5中VI矢視図であり、図2の車両用空調装置の内部構成の説明を補助するための図である。
第2実施形態に係る車両用空調装置において、図2に相当する模式図であり、車両用空調装置の内部構成、およびエバポレータで生じる凝縮水の流れ、蒸発の説明を補助するための図である。
第3実施形態に係る車両用空調装置において、図2に相当する模式図であり、車両用空調装置の内部構成、およびエバポレータで生じる凝縮水の流れ、蒸発の説明を補助するための図である。
図8中IX矢視図であり、図2の車両用空調装置の内部構成の説明を補助するための図である。
第4実施形態に係る車両用空調装置において、図2に相当する模式図であり、車両用空調装置の内部構成、およびエバポレータで生じる凝縮水の流れ、蒸発の説明を補助するための図である。
図10中XI矢視図であり、図2の車両用空調装置の内部構成の説明を補助するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。
【0016】
(第1実施形態)
第1実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【0017】
本実施形態の車両用空調装置1は、車両またはパーソナルモビリティなど(以下、車両等という)の座席下などに設置され、座席の側面などから空調風を吹き出して乗員の快適性を高めることに用いられる小型空調装置である。
【0018】
図1〜図3に示すように、車両用空調装置1は、コンプレッサ2、コンデンサ3、減圧器4、エバポレータ5、アキュムレータ6、吹出側送風機7、および、排気側送風機8などが空調ケーシング10内に収容される車両用の冷凍装置である。
【0019】
車両用空調装置1は、コンプレッサ2、コンデンサ3、減圧器4、エバポレータ5、および、アキュムレータ6などが冷媒配管によって接続され、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを構成している。
【0020】
冷凍サイクルを循環する冷媒として、例えばHFC系冷媒(例えば、R134a)またはHFO系冷媒(例えば、R1234yf)等が用いられる。なお、冷媒として、自然冷媒(例えば、二酸化炭素)等を用いてもよい。
【0021】
なお、以下、説明の便宜上、冷凍サイクルを循環する冷媒のうち、コンプレッサ2の吐出口22からコンデンサ3を経由して減圧器4へ流れる冷媒を高圧冷媒とする。減圧器4の出口からエバポレータ5を経由してコンプレッサ2の吸入口21へ流れる冷媒を低圧冷媒とする。
【0022】
コンプレッサ2は、吸入口21から吸入した冷媒を圧縮し、吐出口22から吐き出すものである。このコンプレッサ2は、電動モータにより圧縮機構を駆動する電動コンプレッサである。圧縮機構として、例えば、スクロール型、ベーン型などの回転式のものが用いられる。
【0023】
なお、圧縮機構として、列型、斜板型などの往復式のものを用いてもよい。電動モータは、図4に示す制御装置30から伝送される制御信号によって回転数が制御される。したがって、制御装置30が電動モータの回転数を制御することにより、コンプレッサ2の冷媒吐出能力が変更される。
【0024】
コンプレッサ2のうち高圧冷媒が吐き出される冷媒出口には、冷媒配管によってコンデンサ3の冷媒入口が接続されている。コンデンサ3は、コンプレッサ2から吐き出された高温の高圧冷媒と、コンデンサ3を通過する空気流(すなわち、第1空気流)との熱交換を行う熱交換器である。
【0025】
コンデンサ3を流れる高圧冷媒は、コンデンサ3を通過する空気流に放熱して冷却凝縮する。コンデンサ3を通過する空気流は、コンデンサ3を流れる冷媒から吸熱して温風となる。
【0026】
コンデンサ3の冷媒出口とエバポレータ5の冷媒入口とを接続する冷媒配管の途中に減圧器4が設けられている。減圧器4は、コンデンサ3から流出した冷媒を減圧膨張させるものであり、例えば、オリフィスまたはキャピラリーチューブなどの固定絞り、温度式膨張弁、あるいは電気制御式膨張弁など、種々の絞り機構を用いることができる。
【0027】
減圧器4の冷媒流れの下流側に設けられるエバポレータ5は、減圧器4から流出して気液二相状態の低温の低圧冷媒と、エバポレータ5を通過する空気流(すなわち、第2空気流)との熱交換を行う熱交換器である。エバポレータ5を流れる冷媒は、エバポレータ5を通過する空気流から吸熱して蒸発する。エバポレータ5を通過する空気流は、エバポレータ5を流れる冷媒に放熱して冷風となる。
【0028】
エバポレータ5の冷媒出口側には、アキュムレータ6が設けられている。アキュムレータ6は、エバポレータ5から流出した気液二相冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離し、液相冷媒を蓄えるとともに、気相冷媒をコンプレッサ2の吸入口21に供給するものである。
【0029】
上記したコンデンサ3は、空調ケーシング10のうち幅方向の一方側(例えば図1では右側)に配置され、エバポレータ5は空調ケーシング10の幅方向の他方側(例えば図1では左側)に配置されている。幅方向とは、車両用空調装置1が車両に搭載された状態で水平方向となる。
【0030】
図2および図3に示すように、コンデンサ3およびエバポレータ5は、空調ケーシング10の底部19から所定距離離れた位置に設けられている。具体的には、コンデンサ3およびエバポレータ5は、それぞれ、上下方向において同一位置に配置されている。
(【0031】以降は省略されています)

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