集成閥的制作方法
【專利摘要】汽-液分離空間(141b)設置在本體(140)中。本體(140)容納減壓液相制冷劑的固定節(jié)流閥(17)和選擇性地打開或關閉液相制冷劑通道(141d)和汽相制冷劑通道(142b)的集成閥構件(29)。集成閥構件(29)由經(jīng)由軸(29c)連接至集成閥構件(29)的步進馬達(28)移動。因而，可以簡化作為氣體噴射循環(huán)工作的熱泵循環(huán)(10)的循環(huán)構造。
【專利說明】集成閥
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請基于2011年10月5日遞交的日本專利申請N0.2011-221016和2012年8月24日遞交的日本專利申請N0.2012-185549，通過引用將這些日本專利申請的全部內(nèi)容結合于此。
【技術領域】
[0003]本公開內(nèi)容涉及用于用作氣體噴射循環(huán)的熱泵循環(huán)的集成閥。
【背景技術】
[0004]傳統(tǒng)上，用于車輛，例如，用于難以確保用于加熱車廂的熱源的電動車輛的空氣調節(jié)器已知是以熱泵循環(huán)(即，蒸汽壓縮制冷劑循環(huán))加熱被吹入車廂中的空氣。
[0005]例如，專利文獻I和專利文獻2描述了用于這種車輛空氣調節(jié)器的熱泵循環(huán)，其中冷卻操作中的制冷劑循環(huán)和加熱操作中的制冷劑循環(huán)被構造成是可切換的。更具體地，在專利文獻I和專利文獻2的熱泵循環(huán)中，制冷劑循環(huán)被切換使得制冷劑在外部熱交換器處從外部空氣吸收熱量，并在內(nèi)部冷凝器處將熱量釋放至被吹送空氣，從而在加熱操作中加熱被吹送空氣。
[0006]在專利文獻2的熱泵循環(huán)中，在加熱操作中，由兩個壓縮機構，如低級壓縮機構和高級壓縮機構，通過多級加壓制冷劑。中間壓力氣相制冷劑與從低級壓縮機構排出的制冷劑混合，并且混合的制冷劑被吸入高級壓縮機構。也就是說，氣體噴射循環(huán)(即，節(jié)約型制冷劑循環(huán))被設置以用于提高加熱操作中的性能系數(shù)(C0P)。
[0007]現(xiàn)有技術文獻
[0008]專利文獻1:日本專利N0.3331765
[0009]專利文獻2:日本專利N0.3257361

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]然而，根據(jù)本公開的發(fā)明人的調查，專利文獻I和專利文獻2中描述的熱泵循環(huán)需要具有多個閥，如開閉閥或四通閥，以在冷卻操作中的制冷劑循環(huán)和加熱操作中的制冷劑循環(huán)之間進行切換。因此，用于切換循環(huán)結構或制冷劑循環(huán)的切換控制可能變得復雜。
[0011]具體地，當構造作為氣體噴射循環(huán)工作的制冷劑循環(huán)(如專利文獻2中描述的制冷劑循環(huán))時，循環(huán)結構與常規(guī)制冷劑循環(huán)相比可能傾向于變復雜。進一步，與復雜的循環(huán)結構相關聯(lián)，存在可能降低將熱泵循環(huán)作為整體安裝至諸如車輛之類的物體上的簡易性的風險。
[0012]已經(jīng)考慮到前述幾點作出了本公開，并且本公開內(nèi)容的目標是提供用于簡化熱泵循環(huán)的循環(huán)構造的集成閥。
[0013]本公開內(nèi)容的集成閥用于熱泵循環(huán)，該熱泵循環(huán)能夠作為氣體噴射循環(huán)工作并包括壓縮機、使用側熱交換器、高級側減壓器和蒸發(fā)器。壓縮機減壓從吸入口吸入的制冷劑，從排出口排放高壓制冷劑，并具有中間壓力端口，該中間壓力端口抽吸循環(huán)中的中間壓力制冷劑并將中間壓力制冷劑與被減壓的制冷劑混合。在使用側熱交換器中，熱交換流體與從排出口排出的高壓制冷劑交換熱量以被加熱。高級側減壓器將流出使用側熱交換器的高壓制冷劑減壓成中間壓力制冷劑。蒸發(fā)器使循環(huán)中的低壓制冷劑蒸發(fā)并使蒸發(fā)的低壓制冷劑流動至吸入口。
[0014]根據(jù)本公開內(nèi)容的集成閥的第一示例，集成閥具有本體、集成閥構件和驅動裝置。在本體中，設置制冷劑入口、汽-液分離空間、汽相制冷劑出口和液相制冷劑出口。在高級側減壓器處被減壓的中間壓力制冷劑流過制冷劑入口。汽-液分離空間將從制冷劑入口流動的制冷劑分離成汽相制冷劑和液相制冷劑。在汽-液分離空間中分離的汽相制冷劑通過汽相制冷劑出口流出至中間壓力端口側。在汽-液分離空間中分離的液相制冷劑通過液相制冷劑出口流出至蒸發(fā)器側。集成閥構件設置在本體中，并打開或關閉(i)從汽-液分離空間延伸至液相制冷劑出口的液相制冷劑通道和(ii)從汽-液分離空間延伸至汽相制冷劑出口的汽相制冷劑通道。驅動裝置經(jīng)由驅動機構連接至集成閥構件并操作集成閥構件。驅動裝置操作并移動集成閥構件(i)以在液相制冷劑通道打開時關閉汽相制冷劑通道以使得液相制冷劑流向液相制冷劑出口側，并且(ii)在汽相制冷劑通道打開并且汽相制冷劑流動至汽相制冷劑出口側時使集成閥構件移位，以便流動至液相制冷劑出口的液相制冷劑被減壓。
[0015]因而，通過采用單個集成閥，中間壓力制冷劑可以分離成汽相制冷劑和液相制冷齊U，液相制冷劑通道和汽相制冷劑通道可以打開或關閉，并且液相制冷劑可以被減壓。而且，通過僅采用驅動裝置移位集成閥構件，可以切換該循環(huán)中的制冷劑回路用于作為氣體噴射循環(huán)工作的制冷劑回路。
[0016]因此，作為氣體噴射循環(huán)工作的熱泵循環(huán)可以被構造成具有簡單的循環(huán)構造。應當注意，“汽相制冷劑”不僅包括處于汽相狀態(tài)的制冷劑(即，單相制冷劑)，而且包括處于汽-液混合狀態(tài)的主要包括處于汽相狀態(tài)的制冷劑的制冷劑，并且“液相制冷劑”不僅包括處于液相狀態(tài)的制冷劑(即，單相制冷劑)，而且包括處于汽-液混合狀態(tài)的主要包括處于液相狀態(tài)的制冷劑的制冷劑。
[0017]可替換地，根據(jù)本公開內(nèi)容的集成閥的第二示例，在汽相制冷劑通道打開使得汽相制冷劑流向汽相制冷劑出口側時減壓流動至液相制冷劑出口側的液相制冷劑的固定節(jié)流閥被容納在本體中。在汽相制冷劑通道打開以使得汽相制冷劑流動至汽相制冷劑出口側時，驅動裝置可以操作集成閥構件以關閉液相制冷劑通道。
[0018]因而，當集成閥構件關閉液相制冷劑通道時，在汽-液分離空間中分離的汽相制冷劑通過汽相制冷劑出口流出，并且在固定節(jié)流閥處被減壓的液相制冷劑通過液相制冷劑出口流出。
[0019]另一方面，當集成閥構件打開液相制冷劑通道時，制冷劑可以通過液相制冷劑出口流出而不流出汽相制冷劑出口。
[0020]因此，液相制冷劑通道和汽相制冷劑通道可以由單個閥體選擇性地打開或關閉，而不用將閥體設置到液相制冷劑通道和汽相制冷劑通道中的每一個上。因而，可以簡化能夠作為氣體噴射循環(huán)工作的熱泵循環(huán)的循環(huán)構造。
[0021]可替換地，根據(jù)本公開內(nèi)容的集成閥的第三示例，液相制冷劑通道和固定節(jié)流閥可以位于已分離汽相制冷劑出口孔的下方，汽相制冷劑通過已分離汽相制冷劑出口孔通過汽-液分離空間流出至汽相制冷劑通道側。
[0022]因而，在汽-液分離空間中由于重力分離的液相制冷劑可以被引導到液相制冷劑通道中并被引導至固定節(jié)流閥側。
[0023]可替換地，根據(jù)本公開內(nèi)容的集成閥的第四示例，在汽相制冷劑通道打開時，并且在汽相制冷劑流動至汽相制冷劑出口側時，驅動裝置可以操作集成閥構件使得液相制冷劑通道稍微打開以減壓流動至液相制冷劑出口側的液相制冷劑。
[0024]因而，當集成閥構件打開汽相制冷劑通道時，在汽-液分離空間中分離的汽相制冷劑可以通過汽相制冷劑出口流出，并且液相制冷劑可以在在集成閥構件和液相制冷劑通道之間設置的空隙處被減壓并可以通過液相制冷劑出口流出。
[0025]另一方面，當集成閥構件打開液相制冷劑通道時，制冷劑可以通過液相制冷劑出口流出而不流出汽相制冷劑出口。
[0026]因此，液相制冷劑通道和汽相制冷劑通道可以由單個閥體選擇性地打開或關閉，而不用將閥體設置到液相制冷劑通道和汽相制冷劑通道中的每一個中以打開或關閉這些通道，并且可以簡化集成閥的內(nèi)部結構。因而，可以簡化能夠作為氣體噴射循環(huán)工作的熱泵循環(huán)的循環(huán)構造。
[0027]此外，當集成閥構件打開汽相制冷劑通道時，液相制冷劑可以在設置在集成閥構件和液相制冷劑通道之間的空隙處被減壓。因此，不需要固定節(jié)流閥，并且可以簡化集成閥的結構。
[0028]具體地，根據(jù)本公開內(nèi)容的集成閥的第五示例，汽-液分離空間可以設置成圓筒形形狀。圓筒形已分離汽相制冷劑出口管可以與汽-液分離空間同軸地設置在汽-液分離空間內(nèi)，并在其中提供汽相制冷劑通道。汽相制冷劑通過其從汽-液分離空間流出至汽相制冷劑通道側的已分離汽相制冷劑出口孔可以位于已分離汽相制冷劑出口管在縱向方向上的一端處。集成閥構件可以打開或關閉已分離液相制冷劑出口孔，從已分離汽相制冷劑出口孔側和汽-液分離空間流出的液相制冷劑通過已分離液相制冷劑出口孔流動至液相制冷劑通道側。
[0029]可替換地，根據(jù)本公開內(nèi)容的集成閥的第六示例，汽-液分離空間可以包括漩渦空間、分離空間和儲存空間。漩渦空間設置在汽-液分離空間的內(nèi)壁面和已分離汽相制冷劑出口管的外壁面之間，并且從制冷劑入口流動的制冷劑沿著汽-液分離空間的內(nèi)壁面渦旋。分離空間(i)位于漩渦空間下方，(?)設置在已分離汽相制冷劑出口管在縱向方向上的所述一端和集成閥構件之間，以及(iii)將制冷劑分離成汽相和液相。儲存空間位于分離空間下方并儲存從分離空間中的制冷劑分離的液相制冷劑。集成閥構件可以設置在位于分離空間中的已分離汽相制冷劑出口孔和位于儲存空間中的已分離液相制冷劑出口孔之間，并且可以由大于已分離液相制冷劑出口孔的內(nèi)徑的盤狀構件制成。
[0030]因而，通過集成閥構件，可以限制液相制冷劑從位于儲存空間中的已分離液相制冷劑出口孔側分散至位于分離空間中的已分離汽相制冷劑出口孔側。因此，可以節(jié)省用于汽-液分離空間的空間，并且整個集成閥構件可以小型化。而且，整個熱泵循環(huán)可以小型化，并且可以改善熱泵循環(huán)在目標物體中的可安裝性。
[0031]可 替換地，根據(jù)本公開內(nèi)容的集成閥的第七示例，當(i)集成閥構件的外徑被定義為Ds，(ii)已分離汽相制冷劑出口管的外徑被定義為Dp，(iii)汽-液分離空間的內(nèi)徑被定義為Dr,以及(iv)已分離液相制冷劑出口孔的內(nèi)徑被定義為Do時,這些直徑Ds、Dp、Dr 和 Do 可以滿足下述公式:Dp ^ Ds ^ (Dx+Dr)/2,以及 Dx= (Dr2-Do2)1/2。
[0032]通過以這種方式確定集成閥構件的外徑，可以限制由集成閥構件引起的壓力損失，并且可以提高集成閥內(nèi)的汽-液分離效率。
[0033]可替換地，根據(jù)本公開內(nèi)容的集成閥的第八示例，集成閥構件的至少在已分離汽相制冷劑出口孔側的外周部的直徑可以從已分離液相制冷劑出口孔側至已分離汽相制冷劑出口孔側連續(xù)地減小。
[0034]因而，當制冷劑在集成閥構件附近流動時，制冷劑可以從已分離汽相制冷劑出口孔側平滑地流動至已分離液相制冷劑出口孔側，并且由集成閥構件引起的壓力損失可以減少。
[0035]可替換地，根據(jù)本公開內(nèi)容的集成閥的第九示例，引導制冷劑從制冷劑入口流動至汽-液分離空間的制冷劑引入通道可以經(jīng)由設置在汽-液分離空間的徑向外壁面處的制冷劑引入孔與汽-液分離空間連通。制冷劑引入孔可以在遠離已分離汽相制冷劑出口管在縱向方向上的所述一端且靠近已分離汽相制冷劑出口管在縱向方向上的另一端的位置處開口。
[0036]通過將制冷劑引入孔設置成在汽-液分離空間的軸向方向上遠離已分離汽相制冷劑出口孔，⑴可以確保汽-液分離空間141b中的制冷劑的進入?yún)^(qū)，(ii)離心力可以有效地作用于流入汽-液分離空間中的制冷劑，并且(iii)可以提高集成閥內(nèi)的汽-液分離效率。
[0037]可替換地，根據(jù)本公開內(nèi)容的集成閥的第十示例，制冷劑引入孔可以是在汽-液分離空間的軸向方向上延伸的橢圓形孔。
[0038]因而，制冷劑被限制徑向向內(nèi)地向汽-液分離空間分散，并且可以沿著汽-液分離空間的徑向外壁面流動。因此，離心力可以有效地作用于流入汽-液分離空間中的制冷劑，并且可以提高集成閥內(nèi)的汽-液分離效率。
[0039]可替換地，根據(jù)本公開內(nèi)容的集成閥的第十一示例，當(i)在軸向方向上從制冷劑引入孔的對應于已分離汽相制冷劑出口管在縱向方向上的所述一端的一端至已分離汽相制冷劑出口管在縱向方向上的另一端的距離被定義為Lv，以及(ii)制冷劑引入孔在汽-液分離空間的軸向方向上延伸的尺寸被定義為Dv時，距離Lv和尺寸Dv可以滿足下述公式=Lv≥(1/2) XDv。
[0040]通過以這種方式確定從制冷劑引入孔的該端至已分離汽相制冷劑出口管的該端的距離，可以確保在汽-液分離空間中渦旋的制冷劑的進入?yún)^(qū)，并且可以提高集成閥內(nèi)的汽-液分離效率。
[0041]可替換地，根據(jù)本公開內(nèi)容的集成閥的第十二示例，本體可以具有管狀部，液相制冷劑通道和已分離液相制冷劑出口孔設置在管狀部中。管狀部可以具有高于圍繞該管狀部的部分的熱阻的熱阻。
[0042]因而，經(jīng)由本體和圓筒形部在通過集成閥構件的移位被減壓的液相制冷劑和汽-液分離空間中的制冷劑之間的熱傳遞受到限制。
[0043]因此，制冷劑在被減壓之前難以由通過集成閥構件的移位被減壓的液相制冷劑冷卻，并且限制減壓特性被集成閥構件的移位改變。因此，在制冷劑的流動方向上設置在集成閥的下游并吸收熱量的熱交換器的熱量的降低受到限制。進一步，可以限制流出汽相制冷劑通道的汽相制冷劑的溫度由于通過集成閥構件的移位被減壓的液相制冷劑而降低。因而，當熱泵循環(huán)作為氣體噴射循環(huán)工作時，可以減少加熱能力的降低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0044]圖1是圖示根據(jù)第一實施例的冷卻操作模式/除濕和加熱操作模式中的制冷劑循環(huán)的整體不意圖；
[0045]圖2是圖示根據(jù)第一實施例的熱泵循環(huán)的第一加熱模式中的制冷劑循環(huán)的整體示意圖；
[0046]圖3是圖示根據(jù)第一實施例的熱泵循環(huán)的第二加熱模式中的制冷劑循環(huán)的整體示意圖；
[0047]圖4是根據(jù)第一實施例的集成閥的、在已分離汽相制冷劑出口孔打開時沿著沿上下方向延伸的線截取的剖視圖；
[0048]圖5是根據(jù)第一實施例的集成閥的、在已分離汽相制冷劑出口孔關閉時沿著沿上下方向延伸的線截取的剖視圖；
[0049]圖6是沿著圖4的線V1-VI截取的剖視圖；
[0050]圖7是沿著圖6的線VI1-VII截取的剖視圖；
[0051]圖8是圖示制冷劑引入通道的位置的修改示例的剖視圖；
[0052]圖9是示出熱損失如何影響根據(jù)第一實施例的固定節(jié)流閥的流動特性的曲線圖；
[0053]圖10是示出在集成閥構件的外徑改變的情況中的汽-液分離效率和壓力損失的說明圖。
[0054]圖11是示出根據(jù)第一實施例的熱泵循環(huán)的冷卻操作模式中的制冷劑狀態(tài)的莫利爾圖；
[0055]圖12是示出根據(jù)第一實施例的熱泵循環(huán)的第一加熱模式中的制冷劑狀態(tài)的莫利爾圖；
[0056]圖13是示出根據(jù)第一實施例的熱泵循環(huán)的第二加熱模式中的制冷劑狀態(tài)的莫利爾圖；
[0057]圖14是示出根據(jù)第一實施例的熱泵循環(huán)的第一除濕和加熱模式的莫利爾圖；
[0058]圖15是示出根據(jù)第一實施例的熱泵循環(huán)的第二除濕和加熱模式的莫利爾圖；
[0059]圖16是示出根據(jù)第一實施例的熱泵循環(huán)的第三除濕和加熱模式的莫利爾圖；
[0060]圖17是示出根據(jù)第一實施例的熱泵循環(huán)的第四除濕和加熱模式的莫利爾圖；
[0061]圖18是圖不現(xiàn)有的熱栗循環(huán)的整體不意圖；
[0062]圖19是根據(jù)第二實施例的集成閥的、在已分離汽相制冷劑出口孔打開時沿著沿上下方向延伸的線截取的剖視圖；
[0063]圖20是根據(jù)第二實施例的集成閥的、在已分離汽相制冷劑出口孔關閉時沿著沿上下方向延伸的線截取的剖視圖；
[0064]圖21是圖示根據(jù)第三實施例的集成閥的放大的主要部分的放大剖視圖；
[0065]圖22是圖示集成閥構件的修改示例的剖視圖；[0066]圖23是圖示集成閥構件的修改示例的剖視圖；
[0067]圖24是根據(jù)第四實施例的集成閥的沿著沿上下方向延伸的線截取的剖視圖；
[0068]圖25是圖示根據(jù)第五實施例的集成閥的放大的主要部分的放大剖視圖；
[0069]圖26A是圖示根據(jù)第六實施例的集成閥構件打開已分離汽相制冷劑出口孔的情況的剖視圖；
[0070]圖26B是圖示根據(jù)第六實施例的集成閥構件關閉已分離汽相制冷劑出口孔的情況的剖視圖；
[0071 ] 圖27A是第六實施例的修改示例的剖視圖；
[0072]圖27B是第六實施例的修改示例的剖視圖；
[0073]圖28A是圖示根據(jù)第七實施例的集成閥構件打開已分離汽相制冷劑出口孔的情況的剖視圖；
[0074]圖28B是圖示根據(jù)第七實施例的集成閥構件關閉已分離汽相制冷劑出口孔的情況的剖視圖；
[0075]圖29A是第七實施例的修改示例的剖視圖；
[0076]圖29B是第七實施例的修改示例的剖視圖；
[0077]圖30A是圖示根據(jù)第八實施例的集成閥構件打開已分離汽相制冷劑出口孔的情況的剖視圖；
[0078]圖30B是圖示根據(jù)第八實施例的集成閥構件關閉已分離汽相制冷劑出口孔的情況的剖視圖；
[0079]圖31A是第八實施例的修改示例的剖視圖；以及
[0080]圖31B是第八實施例的修改示例的剖視圖。
【具體實施方式】
[0081]以下將參照附圖描述本公開內(nèi)容的實施例。在實施例中，可以給對應于在之前的實施例中描述的內(nèi)容的部件分配相同的附圖標記，并且可以省略該部件的重復說明。
[0082]第一實施例
[0083]參照圖1至18，以下將描述本公開內(nèi)容的第一實施例。根據(jù)第一實施例，熱泵循環(huán)(即，蒸汽壓縮制冷劑循環(huán))10具有本公開內(nèi)容的集成閥14，熱泵循環(huán)10用于電動車輛的車輛空氣調節(jié)器I。電動車輛從電動馬達獲得用于驅動電動車輛的驅動力。在車輛空氣調節(jié)器I中，熱泵循環(huán)10執(zhí)行冷卻操作或加熱操作以冷卻或加熱被吹入車廂中的被吹送空氣，車廂是被空氣調節(jié)的目標空間的一個示例。因此，在第一實施例中熱交換的目標流體是被吹送空氣。
[0084]進一步，如圖1的整體示意圖中所示，熱泵循環(huán)10被構造成在(i)冷卻車廂的冷卻操作模式(即，冷卻被吹送空氣的冷卻操作模式)中或除濕和加熱車廂的除濕和加熱操作模式(即，除濕模式)中的制冷劑循環(huán)和(ii)加熱車廂的加熱操作模式(即，加熱被吹送空氣的加熱操作模式)中的制冷劑循環(huán)之間進行切換。
[0085]具體地，熱泵循環(huán)10在第一加熱模式(圖2)和第二加熱模式(圖3)之間進行切換，第一加熱模式是加熱操作模式的示例并且在外部溫度超低(如，低于(TC)時被執(zhí)行，在第二加熱模式中執(zhí)行正常加熱。在圖1-3中，每個操作模式的制冷劑流動由實線箭頭示出。[0086]熱泵循環(huán)10采用氫氟碳化合物(HFC)基制冷劑，具體地，R134a，作為制冷劑，并構造其中高壓側制冷劑壓力Pd不超過制冷劑的亞臨界壓力的蒸汽壓縮亞臨界制冷劑循環(huán)?？梢圆捎闷渌评鋭?，如氫氟烯烴(HFO)基制冷劑，例如，R1234yf0進一步，制冷劑與潤滑壓縮機11的制冷機油混合，制冷機油的一部分與制冷劑一起在熱泵循環(huán)10中循環(huán)。
[0087]壓縮機11是熱泵循環(huán)10中的一個部件并定位在車輛的發(fā)動機罩中。在熱泵循環(huán)10中，當將制冷劑供給至壓縮機11時，壓縮機11壓縮制冷劑并排放壓縮的制冷劑。壓縮機11是被構造成包括殼體的雙級壓縮電動壓縮機。該殼體限定壓縮機11的外壁并容納兩個壓縮機構(即，低級壓縮機構和高級壓縮機構)和電動馬達，電動馬達操作并使這兩個壓縮機構旋轉。
[0088]壓縮機11的殼體具有吸入口 11a、中間壓力端口 Ilb和排出口 11c。吸入口 Ila將低壓制冷劑從殼體的外側吸引至低級壓縮機構。中間壓力端口 Ilb將中間壓力制冷劑從殼體的外側供給至殼體的內(nèi)側，并將中間壓力制冷劑與被從低壓壓縮成高壓的制冷劑混合。排出口 Ilc將來自高級壓縮機構的高壓制冷劑排放到殼體的外側。
[0089]具體地，中間壓力端口 Ilb連接至低級壓縮機構的制冷劑出口側(S卩，高級壓縮機構的制冷劑進口側)。低級壓縮機構和高級壓縮機構可以是漩渦型壓縮機構、葉片型壓縮機構、柱塞型壓縮機構等。
[0090]電動馬達的操作(S卩，轉速)由從稍后將被描述的空氣調節(jié)控制器40輸出的控制信號控制，并且電動馬達可以是交流或直流馬達。壓縮機11的制冷劑排量通過轉數(shù)控制改變。根據(jù)第一實施例，電動馬達構成改變壓縮機11的制冷劑排量的排量改變部。
[0091]雖然根據(jù)第一實施例使用其中由單個殼體容納兩個壓縮機構的壓縮機11，但壓縮機的類型不限于壓縮機11。也就是說，只要使中間壓力制冷劑流過中間壓力端口 Ilb并與被從低壓壓縮成高壓的制冷劑混合，壓縮機11可以是電動壓縮機。電動壓縮機被構造成使得一個固定容量型壓縮機構和旋轉操作該固定容量型壓縮機構的電動馬達容納在殼體中。
[0092]進一步，雙級壓縮電動壓縮機可以具有其中兩個壓縮機，即低級側壓縮機和高級側壓縮機，串聯(lián)連接的結構。吸入口 Ila可以是定位在低級側的低級側壓縮機的吸入口。排出口 Ilc可以是定位在高級側的高級側壓縮機的排出口。中間壓力端口 Ilb可以位于連接低級側壓縮機的排出口和高級側壓縮機的吸入口的連接部處。
[0093]內(nèi)部冷凝器12的制冷劑入口側連接至壓縮機11的排出口 11c。內(nèi)部冷凝器12是加熱通過稍后將被描述的內(nèi)部蒸發(fā)器23的被吹送空氣的使用側熱交換器(即，第一使用側熱交換器)，并設置在位于稍后將被描述的車輛空氣調節(jié)器I中的內(nèi)部空氣調節(jié)單元30的空氣調節(jié)殼體31中。內(nèi)部冷凝器12作為散發(fā)從壓縮機11，具體地，從高級側壓縮機構排放的高溫高壓制冷劑的熱量的散熱器工作。
[0094]內(nèi)部冷凝器12的制冷劑出口側與高級側膨脹閥13的入口側連接，高級側膨脹閥13作為將流出內(nèi)部冷凝器12的高壓制冷劑減壓成中間壓力制冷劑的高級側減壓器(S卩，第一減壓器)工作。高級側減壓器是包括閥體和電致動器的電動可變節(jié)流閥機構，其中閥體的節(jié)流開口度可以改變，電致動器具有改變閥體的節(jié)流開口度的步進馬達。
[0095]具體地，當高級側膨脹閥13部分地關閉以減壓制冷劑時，節(jié)流開口度改變使得節(jié)流通道面積的等效直徑在Φ0.5-C>3mm的范圍內(nèi)。進一步，當節(jié)流開口度完全打開時,節(jié)流通道面積的等效直徑可以保持為(Φ)10_，以便不施加制冷劑減壓作用。高級側膨脹閥13的操作由從空氣調節(jié)控制器40輸出的控制信號控制。高級側膨脹閥13的出口側與集成閥14的制冷劑入口 141a連接。
[0096]集成閥14被構造以便集成汽-液分離部(例如，汽-液分離空間141b)、閥裝置(如，集成閥構件29)、減壓器(如，固定節(jié)流閥17)等。汽-液分離部將流出高級側膨脹閥13的制冷劑分離成汽相制冷劑和液相制冷劑。閥裝置打開或關閉汽相制冷劑通道142b和液相制冷劑通道141d，由汽-液分離部分離的汽相制冷劑通過汽相制冷劑通道142b。減壓器減壓由汽-液分離部分離的液相制冷劑。
[0097]換句話說，集成閥14具有其中驅動作為氣體噴射循環(huán)的熱泵循環(huán)10所需要的構成裝置的一部分被集成的結構。而且，集成閥14執(zhí)行作為切換制冷劑在其中循環(huán)的制冷劑循環(huán)的制冷劑循環(huán)切換部的功能。
[0098]以后將參照圖4-8描述集成閥14的結構的細節(jié)。圖4和5是第一實施例的集成閥14的沿著沿上下方向延伸的線截取的示意性剖視圖。圖4是示出稍后將被描述的在下述情況中的步進馬達28的剖視圖:其中步進馬達28操作集成閥構件29以便已分離汽相-制冷劑出口孔142d被打開。圖5是示出稍后將被描述的在下述情況中的步進馬達28的剖視圖:其中步進馬達28操作集成閥構件29以便已分離汽相-制冷劑出口孔142d被關閉。圖6是沿著圖6的線V1-VI截取的剖視圖，圖7是沿著圖6的線VI1-VII截取的剖視圖，圖8示出集成閥14內(nèi)的位置配置的修改示例。
[0099]集成閥14具有本體140，本體140限定集成閥14的外殼并在其中容納集成閥構件29等。本體140由具有大致方形管狀形狀的金屬塊體構成，并且金屬塊體的軸線方向沿上下方向延伸。汽-液分離空間141b設置在本體140中。汽-液分離空間141b被構造成具有大致圓筒形形狀，并且該大致圓筒形形狀的軸線方向沿上下方向延伸。
[0100]制冷劑入口 141a被限定在本體140的外壁面處，流出高級側膨脹閥13之后的制冷劑通過制冷劑入口 141a被引入汽-液分離空間141b。
[0101]將制冷劑從制冷劑入口 141a引入汽-液分離空間141b的制冷劑引入通道141h經(jīng)由制冷劑引入孔141g與汽-液分離空間141b連通。
[0102]如圖7的剖視圖中所示，當沿汽-液分離空間141b的軸向方向(即，沿本實施例的上下方向)觀看時，本實施例的制冷劑引入通道141h沿一圓的切向方向延伸，該圓是汽-液分離空間141b的內(nèi)壁面的橫截面形狀。
[0103]因此，被從制冷劑入口 141a引入汽-液分離空間141b中的制冷劑沿著橫截面具有大致圓形形狀的汽-液分離空間141b的內(nèi)壁面轉動和渦旋。
[0104]通過由這種渦流產(chǎn)生的離心力的作用，流入汽-液分離空間141b的制冷劑被分離成汽相制冷劑和液相制冷劑，液相制冷劑通過重力作用向汽-液分離空間141b下部移動。換句話說，汽-液分離空間141b構成離心式汽-液分離部。
[0105]如圖6所示，漩渦空間Al、分離空間A2和儲存空間A3構成汽-液分離空間141b。在漩渦空間Al中，流出制冷劑入口 141a的制冷劑以圓形沿著內(nèi)壁面流動。分離空間A2將制冷劑分離成汽相制冷劑和液相制冷劑。在儲存空間A3中儲存在分離空間A2中分離的液相制冷劑。
[0106]漩渦空間Al是設置在汽-液分離空間141b的內(nèi)壁面和稍后將被描述的氣相制冷劑出口管142c的外壁面之間的空間。漩渦空間Al沿汽-液分離空間141b的軸向方向的長度長于汽-液分離空間141b沿軸向方向的整體長度的一半。
[0107]分離空間A2定位在漩渦空間Al下方，并且是設置在已分離汽相制冷劑出口管142c的沿縱向方向的一端(即，底端)和集成閥構件29之間的空間。分離空間A2沿汽-液分離空間141b的軸向方向的長度等于已分離汽相制冷劑出口管142c的內(nèi)徑。
[0108]儲存空間A3定位在分離空間A2下方，并且是設置在汽-液分離空間141b的內(nèi)壁面和稍后將被描述的管狀部143的外壁面之間的空間。儲存空間A3沿汽-液分離空間141b的軸向方向的長度是汽-液分離空間141b的整體長度中除了漩渦空間Al的長度和分離空間A2的長度之外的剩余長度。
[0109]如圖6的剖視圖中所示，本實施例的制冷劑引入孔141g由沿汽-液分離空間141b的軸向方向延伸的細長孔構成。換句話說，制冷劑引入孔141g沿汽-液分離空間141b的軸向方向延伸的垂直尺寸Dv大于制冷劑引入孔141g沿垂直于汽-液分離空間141b的切向方向的方向延伸的水平尺寸Dh (Dv)Dh)。
[0110]因此，當被引入汽-液分離空間141b的制冷劑在汽-液分離空間141b中渦旋時，制冷劑的主要流動沿著汽-液分離空間141b的徑向外壁旋轉而不擴散到汽-液分離空間141b的徑向內(nèi)側。因此，離心力可以有效地作用于流入汽-液分離空間141b中的制冷劑，并且集成閥14中的汽-液分離效率可以提高。
[0111]而且，制冷劑引入孔141g在一位置處開口，該位置遠離已分離汽相制冷劑出口管142c沿縱向方向的一端(B卩，下端)且靠近已分離汽相制冷劑出口管142c沿縱向方向的另一端(即，上端)。
[0112]從制冷劑引入孔141g的下端至已分離汽相制冷劑出口管142c的所述一端(即，下端)的距離Lv是基于制冷劑引入孔141g的垂直尺寸Dv確定的。具體地，從制冷劑引入孔141g的下端至已分離汽相制冷劑出口管142c的所述一端(B卩，下端)的距離Lv被確定為大于制冷劑引入孔141g的垂直尺寸Dv的一半，如下述公式Fl中所示。
[0113]Lv ≥(1/2) XDv…(Fl)
[0114]制冷劑引入孔141g的下端的位置對應于稍后將被描述的已分離汽相制冷劑出口管142c的所述一個端側處的端部。
[0115]如上所述，當從制冷劑引入孔141g的端部位置至已分離汽相制冷劑出口管142c的所述一端的距離Lv被設置成滿足公式Fl時，可以保持進口長度，制冷劑在汽-液分離空間141b中在該進口長度內(nèi)充分地渦旋。因此，可以提高集成閥14的汽-液分離效率。
[0116]制冷劑引入通道141h的中心線Cl和汽-液分離空間141b在徑向外壁面處的平行于中心線Cl的切線Tl之間的距離Lh是基于制冷劑引入孔141g的水平尺寸Dh確定的。具體地，中心線Cl和切線Tl之間的距離Lh被確定為長于制冷劑引入孔141g的水平尺寸Dh的一半且短于制冷劑引入孔141g的水平尺寸Dh的一又二分之一(3/2)，如公式F2所示。
[0117](1/2) XDh ^ Lh ^ (3/2) XDh...(F2)
[0118]圖7是在中心線Cl和切線Tl之間的距離Lh等于制冷劑引入孔141g的水平尺寸Dh的一半的情況中沿著圖6的線VI1-VII截取的剖視圖。圖8是在中心線Cl和切線Tl之間的距離Lh等于制冷劑引入孔141g的水平尺寸Dh的一又二分之一(3/2)的情況中沿著圖6的線VI1-VII截取的剖視圖。
[0119]由于中心線Cl和切線Tl之間的距離Lh被設置成滿足公式F2，因此當流入汽-液分離空間141b的制冷劑沿著徑向汽-液分離空間141b的外壁面渦旋時，制冷劑可以接收大的離心力。因此，可以提高集成閥14中的汽-液分離效率。
[0120]將在汽-液分離空間141b中分離的汽相制冷劑引向汽相制冷劑出口 142a的已分離汽相制冷劑出口管142c設置在本體140處。已分離汽相制冷劑出口管142c形成為圓筒形形狀并定位成與汽-液分離空間141b同軸。因此，流入汽-液分離空間141b的制冷劑沿著已分離汽相制冷劑出口管142c流動和渦旋。
[0121]已分離汽相制冷劑出口管142c延伸使得已分離汽相制冷劑出口管142c的終端部定位在汽-液分離空間141b內(nèi)。已分離汽相制冷劑出口孔142d設置在流出在汽-液分離空間141b中分離的汽相制冷劑的終端部處。
[0122]根據(jù)本實施例，汽相制冷劑通道142b設置在已分離汽相制冷劑出口管142c中。一連通孔設置在已分離汽相制冷劑出口管142c的上側處，已分離汽相制冷劑出口管142c的上側通過該連通孔與本體140的外側連通。連通孔在本體140的外側上的開口限定汽相制冷劑出口 142a。連通孔延伸以垂直于汽相制冷劑出口管142的軸線方向。
[0123]汽-液分離空間141b容納已分離汽相制冷劑出口管142c的已分離汽相制冷劑出口孔142d和打開或關閉已分離液相制冷劑出口孔141c的集成閥構件29，已分離液相制冷劑出口孔141c定位在位于本體140的下側的管狀部143處。
[0124]管狀部143由大致圓筒形樹脂部形成，該大致圓筒形樹脂部定位成使得該樹脂部的軸向方向與汽-液分離空間141b同軸，并被固定和緊固在本體140的終端部處。管狀部143是構成液相制冷劑通道141d和固定節(jié)流閥17的部分。因此，液相制冷劑通道141d和固定節(jié)流閥17定位在已分離汽相制冷劑出口孔142d的下方。密封部定位在本體140的內(nèi)周側和管狀部143的外周側之間，以便制冷劑不會從本體140的內(nèi)周邊側和管狀部143的外周邊側之間的間隙泄漏。
[0125]液相制冷劑通道141d被限定在管狀部143的內(nèi)周邊側上。管狀部143的上端側的開口限定將在汽-液分離空間141b處分離的液相制冷劑引導至液相制冷劑通道141d側的已分離液相制冷劑出口孔141c。管狀部143的下端側的開口限定使在汽-液分離空間141b處分離的液相制冷劑流出到集成閥14外面的液相制冷劑出口 141e。已分離液相制冷劑出口孔141c被設置成與已分離汽相制冷劑出口管142c的已分離汽相制冷劑出口孔142d相對。
[0126]具有環(huán)形形狀并向汽-液分離空間141b側突出的突出部設置在管狀部143的上端側的開口處。管狀部143的突出部的上端面設置有閥座部143a，在集成閥構件29關閉已分離液相制冷劑出口孔141c (即，液相制冷劑通道141d)時，閥座部143a接觸集成閥構件29的液相制冷劑側密封部29a。
[0127]進一步，固定節(jié)流閥17設置在管狀部143的突出部的外周邊側上，以在集成閥構件29關閉液相制冷劑通道141d時減壓和排放在汽-液分離空間141b處分離的液相制冷劑至液相制冷劑出口 141e側。更具體地，固定節(jié)流閥17延伸成平行于設置在閥座部143a內(nèi)側的制冷劑通道。
[0128]如果在分離空間A2的漩渦空間Al中速度波動范圍寬的制冷劑直接流入固定節(jié)流閥17，則可能擔心固定節(jié)流閥17的減壓特性變得不穩(wěn)定。
[0129]在本實施例中，固定節(jié)流閥17被構造成開口于汽-液分離空間141b的儲存空間A3。因此，汽相制冷劑被限制流入固定節(jié)流閥17，并且可以穩(wěn)定固定節(jié)流閥17的減壓特性。
[0130]具體地，開口度固定的噴嘴或節(jié)流孔可以用作固定節(jié)流閥17。在諸如噴嘴和節(jié)流孔之類的固定節(jié)流閥中，孔通道面積急劇地減小或增加。因此，在上游側和下游側之間存在壓力差(即，入口和出口之間的壓力差)的同時，通過固定節(jié)流閥的制冷劑的流量和固定節(jié)流閥的上游側的制冷劑的干度可以被自動控制(即，平衡)。
[0131]具體地，當上游側和下游側之間的壓力差相對大時，固定節(jié)流閥17的上游側的制冷劑的干度被平衡成是大的，同時作為在循環(huán)中循環(huán)所需要的流量的循環(huán)制冷劑的需要流量減少。另一方面，當所述壓力差相對小時，固定節(jié)流閥17的上游側的制冷劑的干度被平衡成是小的，同時循環(huán)制冷劑的需要流量增加。
[0132]然而，當固定節(jié)流閥17的上游側的制冷劑的干度大時，并且外部熱交換器20作為蒸發(fā)器工作時，該循環(huán)的性能系數(shù)(COP)下降，同時外部熱交換器20處的制冷劑的熱吸收量(即，制冷能力)減小。根據(jù)本實施例，即使循環(huán)制冷劑的需要流量通過加熱操作模式(即，第一加熱模式)中的負載變化的變動改變，也能限制COP下降，使得固定節(jié)流閥17的上游側的制冷劑的干度X小于或等于0.1。
[0133]換句話說，即使循環(huán)制冷劑的流量以及固定節(jié)流閥的入口和出口之間的壓力差在熱泵循環(huán)10中引起負載變化時的預期的范圍內(nèi)變化，本實施例的固定節(jié)流閥17被調整以使得固定節(jié)流閥的上游側的制冷劑的干度被自動控制為小于或等于0.1。
[0134]通過固定節(jié)流閥17之后的制冷劑的溫度和通過固定節(jié)流閥17之前的制冷劑的溫度之間的溫度差大(如，約30°C )。因此，當構成液相制冷劑通道141d和固定節(jié)流閥17的管狀部143是金屬塊時，通過固定節(jié)流閥17之前的高溫制冷劑的熱量與通過固定節(jié)流閥17之后的低溫制冷劑(即，汽-液混合狀態(tài)制冷劑)交換熱量，并且經(jīng)由本體140和管狀部143被冷卻。也就是說，當本體140和管狀部143由具有相對高的導熱率的金屬材料制成時，存在通過固定節(jié)流閥17之前的制冷劑與通過固定節(jié)流閥17之后的制冷劑經(jīng)由本體140和管狀部143間接進行熱交換的可能性。
[0135]這種熱傳遞引起(i)在制冷劑的流動方向上定位在集成閥14的下游側的外部熱交換器20的熱傳遞量減小，以及(ii)熱泵循環(huán)10作為氣體噴射循環(huán)運行時的加熱能力減小。
[0136]相反，根據(jù)本實施例，管狀部143由具有比由金屬塊制成的本體140大的熱阻的樹脂材料制成。通過限制通過固定節(jié)流閥17之前的制冷劑與通過固定節(jié)流閥17之后的制冷劑之間經(jīng)由本體140和固定節(jié)流閥17的間接熱傳遞，固定節(jié)流閥17的減壓特性可以穩(wěn)定。因此，可以限制在制冷劑的流動方向上定位在集成閥14的下游的外部熱交換器20的熱傳遞量的減小。而且，經(jīng)由汽相制冷劑通道142b流出的汽相制冷劑的溫度降低可以受到通過集成閥構件29的操作減壓的液相制冷劑的限制。因而，當熱泵循環(huán)10作為氣體噴射循環(huán)運行時，限制加熱能力減小。
[0137]進一步，根據(jù)本實施例，汽-液分離空間141b、液相制冷劑通道141d和固定節(jié)流閥17被一體地構造在本體140內(nèi)。因此，與其中連接汽-液分離空間141b的已分離液相制冷劑出口孔141c和固定節(jié)流閥的制冷劑通道由管道單獨地提供的情況相比，從外面通過液相制冷劑通道141d的制冷劑的熱傳遞量可以減小。
[0138]因此，可以減少將被稱為熱損失的現(xiàn)象，在該現(xiàn)象中通過液相制冷劑通道141d的制冷劑通過獲得來自集成閥14外部的熱量而沸騰和蒸發(fā)。將參照圖9描述這一點。圖9是流動特性曲線圖(即，節(jié)流特性曲線圖)，示出在固定節(jié)流閥17的上游側的制冷劑壓力和固定節(jié)流閥17的下游側的制冷劑壓力之間的壓力差固定的條件下熱損失的影響。
[0139]如圖9中看到的那樣，在固定節(jié)流閥的上游的制冷劑的干度由于熱損失增加時，通過固定節(jié)流閥17的制冷劑的流量Q減小。進一步，當通過液相制冷劑通道141d的制冷劑的密度減小時，在制冷劑通過液相制冷劑通道141d的同時，流量Q通過由熱損失引起的壓力損失的增加而減小。
[0140]根據(jù)本實施例，汽-液分離空間141b、液相制冷劑通道141d和固定節(jié)流閥17被一體地構造在本體140中。因此，由熱損失引起的干度X的增加和壓力損失的增加受到限制，并且可以有效地限制固定節(jié)流閥17處的流量Q減小。
[0141]集成閥構件29定位在位于分離空間A2中的已分離汽相制冷劑出口孔142d和位于儲存空間A3中的已分離液相制冷劑出口孔141c之間。集成閥構件29沿垂直于汽-液分離空間141b的軸線方向的方向(即，根據(jù)本實施例為水平方向)延伸，并由盤形部分形成。盤形部分大于已分離液相制冷劑出口孔141c的內(nèi)徑。
[0142]根據(jù)本實施例，考慮到集成閥14中的汽-液分離效率和集成閥14的由集成閥構件29引起的壓力損失Λ P，集成閥構件29的外徑Ds在滿足以下示出的關系式F3和關系式F4的范圍內(nèi)被確定。
[0143]Dp ^ Ds ^ (Dx+Dr)/2…F3
[0144]Ji X (Dr/2)2-1i X (Dx/2)2= π X (Do/2)2—F4
[0145]Dp是已分離汽相制冷劑出口管142c的外徑，Dr是汽-液分離空間141b的內(nèi)徑，Do是已分離液相制冷劑出口孔141c的內(nèi)徑。當沿軸向方向觀看時，在設置在汽-液分離空間141b和集成閥構件29之間的環(huán)形部的面積等于已分離液相制冷劑出口孔141c的沿徑向方向的橫截面面積的條件下，Dx是集成閥構件29的外徑(即，等效直徑)。環(huán)形部的面積對應于上述關系式F4的左手側，已分離液相制冷劑出口孔141c沿徑向方向的橫截面面積對應于關系式F4的右手側。關系式F4被簡化成Dx= (Dr2-Do2) V2。
[0146]將參照圖10描述上述關系。圖10是說明圖，示出在圖6中示出的集成閥14的集成閥構件29的外徑Ds改變時，⑴集成閥14的集成閥構件中的壓力損失Λ P的變化，以及(ii)汽-液分離空間141b的汽-液分離效率)的變化。壓力損失Λ P是其中集成閥構件29中的已分離液相制冷劑出口孔141c打開并且已分離汽相制冷劑出口孔142d關閉的操作模式中的測量值。汽-液分離效率是其中已分離液相制冷劑出口孔141c0閉且已分離汽相制冷劑出口孔142d打開的操作模式的測量值。
[0147]如圖10所示，當集成閥構件29的外徑Ds減小時，汽-液分離效率趨向于減小。而且，當集成閥構件29的外徑Ds小于已分離汽相制冷劑出口管142c的外徑Dp時,汽-液分離效率明顯地降低。反過來，當集成閥構件29的外徑Ds大于或等于已分離汽相制冷劑出口管142c的外徑Dp時，汽-液分離效率被可靠地維持為高。
[0148]因此，根據(jù)本實施例，從集成閥14內(nèi)的汽-液分離效率的觀點看，集成閥構件29的外徑Ds的最小值被確定為與已分離汽相制冷劑出口管142c的外徑Dp相同的值(Dp ^ Ds)。
[0149]當集成閥構件29的外徑Ds過大時，在集成閥構件29打開141c且關閉142d的操作模式(冷卻操作模式等)中，集成閥構件29自身可能變?yōu)榧砷y構件29的外周邊側和汽-液分離空間141b之間的通道阻力。在該情況中，在集成閥構件29的外周邊側和汽-液分離空間141b之間通過的制冷劑的壓力損失可能增加。
[0150]具體地，如圖10所示，壓力損失Λ P在集成閥構件29的外徑Ds大于外徑Dx時明顯地增加。集成閥14內(nèi)的壓力損失Λ P的這種增加可能降低系統(tǒng)性能。
[0151]因此，本公開內(nèi)容的發(fā)明人通過考慮由壓力損失Λ P引起的系統(tǒng)性能降低的可接受范圍確定集成閥構件29的外徑Ds的最大值在汽-液分離空間141b的外徑Dx和內(nèi)徑Dr之間的中間值處(=(Dx+Dr) /2)。
[0152]從減少集成閥14中的壓力損失Λ P的觀點看，集成閥構件29的外徑Ds的上限優(yōu)選地被設置為Dx。在該情況中，設置在汽-液分離空間141b和集成閥構件29之間的環(huán)形部的面積大于已分離液相制冷劑出口孔141c在徑向方向上的截面積。因此，限制集成閥14中由于設置集成閥構件29引起的壓力損失Λ P增加。
[0153]根據(jù)本實施例，(i)由樹脂制成并具有環(huán)形形狀的液相制冷劑側密封部29a定位在集成閥構件29的底表面?zhèn)龋约?ii)由樹脂制成并具有環(huán)形形狀的汽相-制冷劑側密封部29b定位在集成閥構件29的頂表面?zhèn)?。如圖5所示，在集成閥構件29關閉汽相制冷劑通道142b時，汽相-制冷劑側密封部29b抵接已分離汽相制冷劑出口管142c的已分離汽相制冷劑出口孔142d。
[0154]而且，集成閥構件29與步進馬達28的可動部連接，采用諸如緊固螺栓等之類的緊固部件經(jīng)由適合作為驅動機構的軸29c將步進馬達28固定至本體140的上側。軸29c與已分離汽相制冷劑出口管142c同軸地設置并穿過已分離汽相制冷劑出口管142c ( S卩，汽相制冷劑通道142b)的內(nèi)側。
[0155]步進馬達28是在軸29c的軸向方向(即，上下方向)上移動集成閥構件29的驅動裝置，并且從空氣調節(jié)控制器40輸出的控制脈沖控制步進馬達28的操作。
[0156]步進馬達28被構造成在已分離液相制冷劑出口孔141c(即，液相制冷劑通道141d)打開以將制冷劑排向液相制冷劑出口孔141e側時將集成閥構件29移動至關閉已分離汽相制冷劑出口孔142d(即，汽相制冷劑通道142b)的位置。具體地，步進馬達28向上移動集成閥構件29，使得已分離汽相制冷劑出口孔142d關閉，并且已分離液相制冷劑出口孔141c打開。
[0157]在集成閥構件29定位成打開已分離液相制冷劑出口孔141c的狀態(tài)中，由通過液相制冷劑通道141d的制冷劑引起的壓力損失比由通過固定節(jié)流閥17的制冷劑引起的壓力損失小很多。因此，在集成閥構件29定位成打開已分離液相制冷劑出口孔141c的狀態(tài)中，制冷劑通過液相制冷劑出口孔141e流出至集成閥14外側而基本上不經(jīng)由設置在閥座部143a的內(nèi)周邊側的制冷劑通道被減壓。
[0158]步進馬達28還被構造成在已分離汽相制冷劑出口孔142d(即，汽相制冷劑通道142b)打開以將汽相制冷劑排放至汽相制冷劑出口孔142a側時將集成閥構件29移動至減壓流向液相制冷劑出口孔141e側的汽相制冷劑的位置。具體地，步進馬達28將集成閥構件29移動至關閉已分離液相制冷劑出口孔141c ( S卩，液相制冷劑通道141d)的位置以打開已分離汽相制冷劑出口孔142d。
[0159]當已分離液相制冷劑出口孔141c由集成閥構件29以這種方式關閉時，在汽-液分離空間141b中分離的液相制冷劑在被固定節(jié)流閥17減壓之后通過液相制冷劑出口 141e流出至集成閥14的外側。
[0160]止回閥(未示出)定位在集成閥14的從汽相制冷劑出口 142a延伸至壓縮機11的中間壓力端口 Ilb的制冷劑管道處，并且僅允許制冷劑從集成閥14流動至壓縮機11的中間壓力端口 lib。因而，制冷劑被限制從壓縮機11側流出至集成閥14側。止回閥可以與集成閥14或壓縮機11 一體地構造而成。
[0161]如圖1-3所示，外部熱交換器20的制冷劑入口側連接至集成閥14的液相制冷劑出口 141e。外部熱交換器20定位在發(fā)動機罩中，并且熱量在外部熱交換器20內(nèi)流動的制冷劑和被吹風機21吹送的外部空氣之間傳遞。外部熱交換器20作為使低壓制冷劑蒸發(fā)的蒸發(fā)器工作，使得低壓制冷劑至少在加熱操作(如，第一加熱模式和第二加熱模式)中發(fā)揮吸熱作用，并且作為散熱器工作使得高壓制冷劑在冷卻操作模式等中散發(fā)熱量。
[0162]作為第二減壓裝置的冷卻膨脹閥22的制冷劑入口側與外部熱交換器20的制冷劑出口側的出口側連接。冷卻膨脹閥22在冷卻操作模式等中減壓通過外部熱交換器20流入內(nèi)部蒸發(fā)器23中的制冷劑。冷卻膨脹閥22的基本結構與高級側膨脹閥13相同，并且冷卻膨脹閥22的操作由從空氣調節(jié)控制器40輸出的控制信號控制。
[0163]內(nèi)部蒸發(fā)器23的制冷劑入口側與冷卻膨脹閥22的出口側連接。內(nèi)部蒸發(fā)器23在吹送空氣方向上在內(nèi)部冷凝器12的上游側處設置在內(nèi)部空氣調節(jié)單元30的空氣調節(jié)殼體31中。內(nèi)部蒸發(fā)器23是適合作為蒸發(fā)器(如，第二使用側熱交換器)的熱交換器，并且通過蒸發(fā)通過內(nèi)部蒸發(fā)器23的制冷劑而冷卻吹送空氣，使得制冷劑在冷卻操作模式、除濕和加熱操作模式等中發(fā)揮吸熱作用。
[0164]蓄能器24的入口側與內(nèi)部蒸發(fā)器23的出口側連接。蓄能器24是將吸入蓄能器24的制冷劑分離成汽相制冷劑和液相制冷劑并儲存多余的制冷劑的低壓側汽-液分離器。此外，壓縮機11的吸入口 Ila與蓄能器24的汽相制冷劑出口連接。因此，內(nèi)部蒸發(fā)器23與蓄能器24連接以使制冷劑流向壓縮機11的吸入口 Ila側。
[0165]進一步，外部熱交換器20的出口側與膨脹閥旁路通道25連接，膨脹閥旁路通道25引導從外部熱交換器20流動至蓄能器24的入口側的制冷劑，使得制冷劑旁通(繞過)冷卻膨脹閥22和內(nèi)部蒸發(fā)器23。旁路通道切換閥27位于膨脹閥旁路通道25處。
[0166]旁路通道切換閥27是切換膨脹閥旁路通道25以打開或關閉的電磁閥，并且旁路通道切換閥27的打開和關閉操作由從空氣調節(jié)控制器40輸出的控制電壓控制。由經(jīng)過旁路通道切換閥27的制冷劑引起的壓力損失比由經(jīng)過冷卻膨脹閥22的制冷劑引起的壓力損失小很多。
[0167]因此，當旁路通道切換閥27打開時，流出外部熱交換器20的制冷劑經(jīng)由膨脹閥旁路通道25流入蓄能器24。在該情況中，冷卻膨脹閥22可以完全打開。
[0168]當旁路通道切換閥27關閉時，制冷劑經(jīng)由冷卻膨脹閥22流入內(nèi)部蒸發(fā)器23。因而，旁路通道切換閥27可以切換熱泵循環(huán)10的制冷劑循環(huán)。因此，本實施例的旁路通道切換閥27與集成閥14 一起構成制冷劑循環(huán)切換裝置。
[0169]將描述內(nèi)部空氣調節(jié)單元30。內(nèi)部空氣調節(jié)單元30設置在位于車廂的前部處的儀表板(即，儀表板)內(nèi)，并且其中具有空氣調節(jié)殼體31?？諝庹{節(jié)殼體31提供內(nèi)部空氣調節(jié)單元30的外殼并具有空氣通道，被吹向車廂的空氣在該空氣通道中流動。吹風機32、內(nèi)部冷凝器12、內(nèi)部蒸發(fā)器23等設置在該空氣通道中。
[0170]在內(nèi)部空氣(即，車廂內(nèi)的空氣)和外部空氣之間切換進入空氣的內(nèi)部空氣/外部空氣切換裝置33在空氣調節(jié)殼體31中設置在沿空氣流動方向的最上游側處。內(nèi)部空氣/外部空氣切換裝置33通過使用內(nèi)部空氣/外部空氣切換門連續(xù)地調節(jié)(i)將內(nèi)部空氣引入空氣調節(jié)殼體31中的內(nèi)部空氣進口的開口面積和(ii)將外部空氣引入空氣調節(jié)殼體31中的外部空氣進口的開口面積，以便連續(xù)地改變內(nèi)部空氣體積與外部空氣體積的空氣體積比。
[0171]將經(jīng)由內(nèi)部空氣/外部空氣切換裝置33抽吸的空氣吹向車廂的吹風機32沿空氣流動方向定位在內(nèi)部空氣/外部空氣切換裝置33的下游。吹風機32是電動吹風機，其中離心式多葉片吹風機(即，西羅克風扇)由電動馬達操作，并且基于從空氣調節(jié)控制器40輸出的控制電壓控制轉速(即，吹送空氣體積)。
[0172]內(nèi)部蒸發(fā)器23和內(nèi)部冷凝器12以內(nèi)部蒸發(fā)器23和內(nèi)部冷凝器12的順序在空氣流動方向上設置在吹風機32的下游側。換句話說，內(nèi)部蒸發(fā)器23在空氣流動方向上設置在內(nèi)部冷凝器12的上游側。
[0173]在空氣調節(jié)殼體31中，設置引導經(jīng)過內(nèi)部蒸發(fā)器23之后的吹送空氣以旁通內(nèi)部冷凝器12的旁路通道35，并且空氣混合門34在空氣流動方向上定位在內(nèi)部蒸發(fā)器23的下游側和內(nèi)部冷凝器12的上游側。
[0174]本實施例的空氣混合門34是流量調節(jié)器，其調節(jié)被吹送到內(nèi)部冷凝器12中的吹送空氣的流量(即，空氣體積)，以便在吹送空氣通過內(nèi)部蒸發(fā)器23之后調節(jié)在內(nèi)部冷凝器12側經(jīng)過的吹送空氣的空氣體積與通過旁路通道35的吹送空氣的空氣體積之比。空氣混合門34用作調節(jié)內(nèi)部冷凝器12的熱交換能力的調節(jié)器。
[0175]混合空間36在空氣流動方向上設置在內(nèi)部冷凝器12和旁路通道35的下游側處。在混合空間36中，通過在內(nèi)部冷凝器12處與制冷劑交換熱量被加熱的吹送空氣與通過旁路通道35的未被加熱的吹送空氣混合。
[0176]多個開口在空氣流動方向上位于空氣調節(jié)殼體31的最下游，使得在混合空間36中混合的吹送空氣被吹至作為被冷卻的空間的車廂。具體地，作為所述開口設置了(i)將已調節(jié)空氣吹向車輛的擋風玻璃的內(nèi)表面的除霜開口 37a，(ii)將已調節(jié)空氣吹向車廂中的乘客的上身的面部開口 37b，以及(iii)將已調節(jié)空氣吹向車廂中的乘客的腳部的腳部開口 37c。
[0177]因此，空氣混合門34調節(jié)在內(nèi)部冷凝器12側經(jīng)過的吹送空氣的空氣體積與通過旁路通道35的吹送空氣的空氣體積之比，以便調節(jié)混合空間36中的空氣的溫度?？諝饣旌祥T34由伺服馬達(未示出)操作，并且基于從空氣調節(jié)控制器40輸出的控制信號控制伺服馬達的的操作。
[0178]而且，調節(jié)除霜開口 37a的開口面積的除霜門38a、調節(jié)面部開口 37b的開口面積的面部門38b、以及調節(jié)腳部開口 37c的開口面積的腳部門38c分別位于除霜開口 37a、面部開口 37b和腳部開口 37c的上游。
[0179]除霜門38a、面部門38b和腳部門38c構成用于打開或關閉開口 37a_37c的出口模式切換部，并經(jīng)由連桿機構等由基于從空氣調節(jié)控制器40輸出的控制信號操作的伺服馬達(未示出)控制。[0180]設置在車廂中的面部出口、腳部出口和除霜出口經(jīng)由提供空氣通道的導管分別連接至除霜開口 37a、面部開口 37b和腳部開口 37c在空氣流動方向上的下游側。
[0181]出口模式，例如，是(i)其中面部開口 37b完全打開以經(jīng)由面部出口將空氣吹向乘客的上身的面部模式，(ii)其中面部開口 37b和腳部開口 37c都打開以將空氣吹向乘客的上身和腳部的雙級模式，以及(iii)其中腳部開口 37c完全打開且除霜開口 37a以小的程度打開以主要從腳部出口吹送空氣的腳部模式。
[0182]將描述本實施例的電氣控制裝置?？諝庹{節(jié)控制器40由包括CPU、ROM、RAM等和外圍電路的公知微型計算機構成，并進行多種算術處理?？諝庹{節(jié)控制器40基于在ROM處存儲的空氣調節(jié)控制程序控制連接至輸出側的各種空氣調節(jié)裝置(如，壓縮機11、集成閥
14、旁路通道切換閥27、吹風機32等)的操作。
[0183]用于多種空氣調節(jié)控制的傳感器組41連接至空氣調節(jié)控制器40的輸入側。傳感器組41包括(i)檢測車廂中的溫度的內(nèi)部空氣傳感器、(ii)檢測外部空氣的溫度的外部空氣傳感器、(iii)檢測進入車廂中的太陽輻射量的太陽輻射傳感器、(iv)用于蒸發(fā)器的檢測被從內(nèi)部蒸發(fā)器23吹送的吹送空氣的溫度(即，蒸發(fā)器的溫度)的溫度傳感器、(V)檢測從壓縮機11排放的高壓制冷劑的壓力的排放壓力傳感器、(vi)檢測流出內(nèi)部冷凝器12的制冷劑的溫度的冷凝器溫度傳感器、(vii)檢測被吸入壓縮機11中的吸入制冷劑的壓力的吸入壓力傳感器等。
[0184]進一步，控制面板(未示出)定位在位于車廂的前部區(qū)域處的儀表板附近并連接至空氣調節(jié)控制器40的輸入側。來自設置到控制面板的各種空氣調節(jié)操作開關的控制信號輸入至空氣調節(jié)控制器40。各種空氣調節(jié)操作開關具體地是(i)車輛空氣調節(jié)器I的操作開關，(?)設置車廂中的溫度的內(nèi)部溫度設置開關、(iii)選擇性地設置冷卻操作模式、(iv)除濕和加熱操作模式、或(V)加熱操作模式等的模式選擇開關。
[0185]控制連接至空氣調節(jié)控制器40的輸出側的各種空氣調節(jié)控制裝置的操作的控制部被集成以提供空氣調節(jié)控制器40，并且控制每個受控目標設備的操作的結構(硬件和軟件)構成控制每個受控目標設備的操作的控制部。
[0186]例如，根據(jù)本實施例，控制壓縮機11的電動馬達的操作的結構(硬件和軟件)構成排放能力控制部，控制集成閥14和旁路通道切換閥27的操作的結構(硬件和軟件)構成制冷劑回路控制部。排放能力控制部、制冷劑回路控制部等可以被構造成獨立于空氣調節(jié)控制器40的控制裝置。
[0187]將描述本實施例的具有上述結構的車輛空氣調節(jié)器I的操作。如上所述，本實施例的車輛空氣調節(jié)器I選擇性地切換(i)冷卻車廂的冷卻操作模式、(ii)加熱車廂的加熱操作模式、以及(iii)除濕和加熱車廂的除濕和加熱模式。將描述每種操作模式中的操作。
[0188](a)冷卻操作模式
[0189]當在控制面板的操作開關接通的狀態(tài)中由模式選擇開關設置冷卻操作模式時，啟動冷卻操作模式。在冷卻操作模式中，空氣調節(jié)控制器40 (i)操作高級側膨脹閥13以完全打開，(ii)移動集成閥構件29使得集成閥14c的步進馬達28關閉已分離汽相制冷劑出口孔142d，(iii)部分地關閉冷卻膨脹閥22以發(fā)揮減壓作用，以及(iv)關閉旁路通道切換閥27。
[0190] 因而，如圖5所示，集成閥構件29打開集成閥14中的已分離液相制冷劑出口孔141c并關閉已分離汽相制冷劑出口孔142d，并且熱泵循環(huán)10設置其中制冷劑由圖1中的實線箭頭所示進行流動的制冷劑循環(huán)。
[0191]在制冷劑循環(huán)的上述構造中，空氣調節(jié)控制器40讀取傳感器組41的用于空氣調節(jié)控制的檢測信號和操縱面板的操作信號?；跈z測信號和操作信號計算作為被吹入車廂中的空氣的目標溫度的目標空氣溫度ΤΑ0。而且，空氣調節(jié)控制器40基于計算出的目標空氣溫度TAO和傳感器組41的檢測信號確定連接至空氣調節(jié)控制器40的輸出側的各種空氣調節(jié)控制裝置的操作狀態(tài)。
[0192]例如，如接下來的描述那樣確定壓縮機11的制冷劑排放能力，換句話說，輸入壓縮機11的電動馬達的控制信號。基于目標空氣溫度ΤΑ0，采用在空氣調節(jié)控制器40處存儲的控制地圖確定作為來自內(nèi)部蒸發(fā)器23的空氣出口的空氣的溫度的目標蒸發(fā)器空氣溫度TEO。
[0193]基于目標蒸發(fā)器空氣溫度TEO和由蒸發(fā)器溫度傳感器檢測到的內(nèi)部蒸發(fā)器23的出口處的空氣的溫度之間的偏差確定被輸出至壓縮機11的電動馬達的控制信號，以便通過采用反饋控制使得從內(nèi)部蒸發(fā)器23吹送的空氣的溫度接近目標蒸發(fā)器空氣溫度ΤΕ0。
[0194]確定被輸出至冷卻膨脹閥22的控制信號，使得流入冷卻膨脹閥22的制冷劑的過冷度接近目標過冷度。該目標過冷度是預先確定的，使得COP大致接近最大值。確定被輸出至空氣混合門34的伺服馬達的控制信號，使得空氣混合門34關閉內(nèi)部冷凝器12的空氣通道，并且在通過內(nèi)部蒸發(fā)器23之后的所有的吹送空氣量都通過旁路通道35。
[0195]以上述方式被確定的控制信號等輸出至各種空氣調節(jié)控制裝置。隨后，重復以下控制程序，例如(i)讀取檢測信號和操作信號、(ii)計算目標空氣溫度TAO、(iii)確定各種空氣調節(jié)控制裝置的每個操作狀態(tài)、(iv)輸出控制電壓和控制信號等，直到經(jīng)由控制面板要求停止車輛空氣調節(jié)器的操作的預定時期。在其它操作模式中類似地進行這種控制程序的重復。
[0196]因此，在熱泵循環(huán)10的冷卻操作模式中，從壓縮機11的排出口 Ilc排出的高壓制冷劑(圖11中的點an)流入內(nèi)部冷凝器12。在冷卻操作模式中，空氣混合門34關閉內(nèi)部冷凝器12的空氣通道，并且流入內(nèi)部冷凝器12的制冷劑通過內(nèi)部冷凝器12流出以將很少量熱量散發(fā)至被吹送至車廂的空氣。
[0197]高級側膨脹閥13完全打開，并且流出內(nèi)部冷凝器12的制冷劑通過高級側膨脹閥13而不被減壓。制冷劑經(jīng)由集成閥14的制冷劑入口 141a流入汽-液分離空間141b。
[0198]流入集成閥14的制冷劑是具有過熱度的汽相制冷劑，并且汽相制冷劑流入液相制冷劑通道141d而不在集成閥14的汽-液分離空間141b中被分離成汽相和液相。進一步，由于集成閥構件29定位成打開已分離液相制冷劑出口孔141c，因此流入液相制冷劑通道141d的汽相制冷劑流出液相制冷劑出口 141e而基本上沒有在固定節(jié)流閥17處減壓。
[0199]也就是說，流入集成閥14的制冷劑通過液相制冷劑出口 141e流出而基本上不引起壓力損失。在這種情況下，集成閥構件29關閉已分離汽相制冷劑出口孔142d，并且制冷劑不從已分離汽相制冷劑出口 142a流出。
[0200]流出集成閥14的液相制冷劑出口 141e的汽相制冷劑流入外部熱交換器20。流入外部熱交換器20的制冷劑通過與被吹風機21吹送的外部空氣交換熱量而散發(fā)熱量(圖11中從點an至點bn)。由于旁路通道切換閥27處于關閉狀態(tài)，因此流出外部熱交換器20的制冷劑流入稍微打開的冷卻膨脹閥22并等焓地減壓和膨脹成低壓制冷劑(圖11中點bn至點C11) O
[0201]在冷卻膨脹閥22處被減壓的低壓制冷劑流入內(nèi)部蒸發(fā)器23，從被吹風機32吹向車廂的空氣吸收熱量，并蒸發(fā)(圖11中點C11至點dn)。因而，被吹向車廂的空氣被冷卻。
[0202]流出內(nèi)部蒸發(fā)器23的制冷劑在蓄能器24中分離成汽相制冷劑和液相制冷劑。已分離汽相制冷劑被吸入壓縮機11的吸入口 lla(圖11中的點en)并以低級側壓縮機構和高級側壓縮機構的順序(以圖11中點en、點aln、點an的順序)再次被減壓。另一方面，分離的液相制冷劑作為多余的對進行所需要的制冷能力的循環(huán)來說不必要的制冷劑存儲在畜能器24中。
[0203]如圖11所示，由于⑴通過從蓄能器24延伸至壓縮機11的吸入口 Ila的制冷劑管道的汽相制冷劑的壓力損失，以及(ii)作為從外側(即，外部空氣)吸收熱量的汽相制冷劑的熱量的吸熱量，點dn不同于點en。因此,在理想的循環(huán)中，點dn優(yōu)選與點en重合。這一內(nèi)容類似于接下來的描述中的莫利爾圖。
[0204]如上所述，在冷卻操作模式中，由于內(nèi)部壓縮機12的空氣通道由空氣混合門34關閉，在內(nèi)部蒸發(fā)器23處被冷卻的空氣可以被吹入車廂中。因而，可以進行車廂的冷卻操作。
[0205](b)加熱操作模式
[0206]下文將描述加熱操作模式。如上所述，在本實施例的熱泵循環(huán)10中，可以作為加熱操作模式進行第一加熱模式或第二加熱模式。當在車輛空氣調節(jié)器的操作開關接通的狀態(tài)中通過采用模式選擇開關選擇加熱操作模式時，加熱操作模式啟動。
[0207]當加熱操作模式運行時，空氣調節(jié)控制器40讀取來自傳感器組41的用于空氣調節(jié)控制的檢測信號和來自操縱面板的操作信號，并確定壓縮機11的制冷劑排放能力(即，轉速)。此外，空氣調節(jié)控制器40基于所確定的轉速使第一加熱模式或第二加熱模式運行。
[0208](b-Ι)第一加熱模式
[0209]下文將描述第一加熱模式。當?shù)谝患訜崮Ｊ竭\行時，空氣調節(jié)控制器40控制(i)高級側膨脹閥13稍微打開，(ii)集成閥構件29移動至步進馬達28關閉已分離液相制冷劑出口孔141c的位置，(iii)冷卻膨脹閥22完全關閉，以及(iv)旁路通道切換閥27關閉。
[0210]因而，在圖4中示出的集成閥14中，集成閥構件29定位成打開已分離汽相制冷劑出口孔142d并關閉已分離液相制冷劑出口孔141c，熱泵循環(huán)10被設置到其中制冷劑如圖2由實線箭頭所示的那樣流動的制冷劑流動通道。
[0211]在制冷劑流動通道的構造(即，循環(huán)構造)中，類似于冷卻操作模式的情況，空氣調節(jié)控制器40 (i)讀取由傳感器組41檢測的用于空氣調節(jié)的檢測信號和來自操作面板的操作信號，以及(ii)基于目標空氣溫度TAO和傳感器組的檢測信號確定電連接至空氣調節(jié)控制器40的輸出側的各種空氣控制裝置的操作狀態(tài)。
[0212]在第一加熱模式中，確定輸入高級側膨脹閥13的控制信號，使得內(nèi)部冷凝器12處的制冷劑的壓力變?yōu)轭A定目標高壓，或者流出內(nèi)部冷凝器12的制冷劑的過冷度變?yōu)轭A定的目標過冷度。確定輸入空氣混合門34的伺服馬達的控制信號，使得空氣混合門34定位成關閉旁路通道35并且通過內(nèi)部蒸發(fā)器23之后的所有體積的吹送空氣都通過內(nèi)部冷凝器12。
[0213]因此，在熱泵循環(huán)10的第一加熱模式中，如圖12中的莫利爾圖所示，從壓縮機11的排出口 Ilc排出的高壓制冷劑(圖12中的點a12)流入內(nèi)部冷凝器12。流入內(nèi)部冷凝器12的制冷劑通過與從吹風機32吹送的被吹向車廂的空氣交換熱量而散發(fā)熱量，并且通過內(nèi)部蒸發(fā)器23 (圖12中點a12至點b12)。因而，被吹向車廂的空氣被加熱。
[0214]流出內(nèi)部冷凝器12的制冷劑在稍微打開的高級側膨脹閥13處被等焓地減壓成中間壓力制冷劑(圖12中點b12至點Cl12)。在高級側膨脹閥13處被減壓的中間壓力制冷劑從集成閥14的汽相制冷劑出口 142a流入汽-液分離空間141b并分離成汽相制冷劑和液相制冷劑(圖12中從點Cl12至點c212，以及從點Cl12至點c312)。
[0215]由于集成閥構件29定位成關閉已分離液相制冷劑出口孔141c，因此在汽-液分離空間141b中分離的液相制冷劑在固定節(jié)流閥17處被等焓地減壓和膨脹成低壓制冷劑(圖12中點c312至點c412)，并通過液相制冷劑出口 141e流出。
[0216]集成閥構件29定位成打開已分離汽相制冷劑出口孔142d。因此，在汽-液分離空間141b中分離的汽相制冷劑通過集成閥14的汽相制冷劑出口 142a流出，進入壓縮機11的鄰近中間壓力端口 Ilb的一側(圖12中的點c212)。
[0217]流入中間壓力端口 Ilb的制冷劑與從低壓側壓縮機構排出的制冷劑混合(圖12中的點al12)，并且混合制冷劑被吸入高級側壓縮機構(圖12中的點a212)。另一方面，經(jīng)由固定節(jié)流閥17流出集成閥14的液相制冷劑出口 141e的制冷劑流入外部熱交換器20，并通過與由吹風機21吹送的外部空氣交換熱量而吸收熱量(圖12中點c412至點d12)。
[0218]由于旁路通道切換27處于打開狀態(tài)，因此流出外部熱交換器20的制冷劑經(jīng)由膨脹閥旁路通道25流入蓄能器24并分離成汽相制冷劑和液相制冷劑。被吸入壓縮機11的吸入口 Ila的已分離汽相制冷劑(圖12中的點el2)再次被減壓。另一方面，已分離液相制冷劑作為多余的對進行所需要的制冷能力的循環(huán)來說不必要的制冷劑存儲在蓄能器24中。
[0219]如上所述，在第一加熱模式中，從壓縮機11排出的制冷劑的熱量在內(nèi)部冷凝器12處散發(fā)至被吹入車廂中的吹送空氣，并且被加熱的吹送空氣被吹入車廂。因而，可以進行車廂的加熱操作。
[0220]進一步，在第一加熱模式中，可以構造氣體噴射循環(huán)(即，節(jié)約型制冷劑循環(huán))。在氣體噴射循環(huán)中，在固定節(jié)流閥17處被減壓的低壓制冷劑被從壓縮機11的吸入口 Ila抽吸，并且在高級側膨脹閥13處被減壓的中間壓力制冷劑流入中間壓力端口 Ilb并與被壓縮的制冷劑混合。
[0221]因此，溫度低的混合制冷劑可以被吸入高級側壓縮機構中。因此，被吸入的制冷劑的壓力和排放的制冷劑的壓力之間的壓力差在高級側壓縮機構和低級側壓縮機構中都降低，從而提高高級側壓縮機構的壓縮效率，并且可以同時提高高級側壓縮機構的壓縮效率和低級側壓縮機構的壓縮效率。因而，可以提高整個熱泵循環(huán)10中的C0P。
[0222](b-2)第二加熱模式
[0223]下文將描述第二加熱模式。當?shù)诙訜崮Ｊ竭\行時，空氣調節(jié)控制器40控制(i)高級側膨脹閥13稍微打開，(ii)集成閥構件29定位成使得集成閥14的步進馬達28關閉已分離汽相制冷劑出口孔142d，(iii)冷卻膨脹閥22完全關閉，以及(iv)旁路通道切換閥27打開。因而，類似于冷卻操作模式，集成閥14處于圖5中示出的狀態(tài)，并且熱泵循環(huán)10被設置到其中制冷劑如由圖3中的實線箭頭所示的那樣流動的制冷劑流動通道。[0224]在制冷劑流動通道的構造(即，循環(huán)構造)中，類似于冷卻操作模式，空氣調節(jié)控制器40(i)讀取由傳感器組41檢測的用于空氣調節(jié)的檢測信號和來自操縱面板的操作信號，以及(ii)基于目標空氣溫度TAO和傳感器組的檢測信號確定連接至空氣調節(jié)控制器40的輸出側的各種空氣控制裝置的操作狀態(tài)。
[0225]在第二加熱模式中，確定輸入高級側膨脹閥13的控制信號，使得內(nèi)部冷凝器12處的制冷劑的壓力變?yōu)轭A定目標高壓，或者流出內(nèi)部冷凝器12的制冷劑的過冷度變?yōu)轭A定的目標過冷度。確定輸入空氣混合門34的伺服馬達的控制信號，使得空氣混合門34定位成關閉旁路通道35并且使通過內(nèi)部蒸發(fā)器23之后的所有體積的吹送空氣都通過內(nèi)部冷凝器12。
[0226]因此，在熱泵循環(huán)10的第二加熱模式中，如圖13中的莫利爾圖所示，從壓縮機11的排出口 Ilc排出的高壓制冷劑(圖13中的點a13)流入內(nèi)部冷凝器12，并且類似于第一加熱模式中的情況，通過交換熱量而散發(fā)熱量至被吹向車廂的空氣(圖13中點a13至點b13)。因而，被吹向車廂的空氣被加熱。
[0227]流出內(nèi)部冷凝器12的制冷劑在稍微打開的高級側膨脹閥13處被等焓地減壓和膨脹成低壓制冷劑(圖13中點b13至點C13)并流入集成閥14的汽-液分離空間141b。類似于冷卻操作模式中的情況，流入汽-液分離空間141b的制冷劑通過液相制冷劑出口 141e流出，而不流出汽相制冷劑出口 142a且未被減壓。
[0228]流出液相制冷劑出口 141e的低壓制冷劑流入外部熱交換器20并通過交換熱量由從吹風機21吹送的外部空氣吸收熱量(圖13中從點C13至點d13)。因為旁路通道切換閥27處于打開狀態(tài)，因此流出外部熱交換器20的制冷劑經(jīng)由膨脹閥旁路通道25進入蓄能器24，并且在蓄能器24中分離成汽相制冷劑和液相制冷劑。已分離汽相制冷劑被吸入壓縮機11的吸入口 IIa(圖13中的點e13)。
[0229]如上所述，在第二加熱模式中，從壓縮機11排出的制冷劑的熱量在內(nèi)部冷凝器12處散發(fā)至被吹向車廂的空氣，并且被加熱的吹送空氣可以吹入車廂中。因而，可以進行車廂的加熱操作。
[0230]將描述在加熱負荷相對于第一加熱模式來說相對低的狀態(tài)中，例如，在外部溫度高的狀態(tài)中運行第二加熱模式的效果。在第一加熱模式中，如上所述，可以構造氣體噴射循環(huán)，并且可以提高整個熱泵循環(huán)10中的C0P。
[0231]也就是說，理論上，只要壓縮機11的轉速固定，第一加熱模式就可以以比第二加熱模式的加熱能力高的加熱能力執(zhí)行。換句話說，壓縮機11進行相同的加熱能力所需要的轉速(即，制冷劑排放能力)在第一加熱模式中低于第二加熱模式中的壓縮機11的轉速。
[0232]然而,在壓縮機構中,存在壓縮效率最大(即，壓縮效率達到峰值)時針對最大效率的轉速。當轉速低于用于最大效率的轉速時，壓縮效率極大地降低。因此，當壓縮機11在加熱負荷相對低的情況中以低于針對最大效率的轉速的轉速運行時，在第一加熱模式中可能相當?shù)亟档土?C0P。
[0233]根據(jù)本實施例，針對最大效率的轉速被確定為標準轉速。當在第一加熱模式中壓縮機11的轉速低于標準轉速時，第一加熱模式被切換至第二加熱模式。當壓縮機11的轉速在第二加熱模式中超過目標轉速和預定轉速的總和轉速時，第二加熱模式被切換至第一加熱模式。[0234]因而，第一加熱模式和第二加熱模式中的一種可以被設置以執(zhí)行較高的COP。因此，當壓縮機11的轉速在第一加熱模式中低于標準轉速時，通過將第一加熱模式切換至第二加熱模式，可以提高整個熱泵循環(huán)10中的C0P。
[0235](c)除濕和加熱操作模式
[0236]將描述除濕和加熱操作模式。當在冷卻操作模式中由車廂溫度設置開關設置的設定溫度高于外部溫度時，除濕和加熱操作模式運行。
[0237]當設置除濕和加熱操作模式時，空氣調節(jié)控制器40控制(i)高級側膨脹閥13完全打開或稍微打開，(ii)集成閥構件29移動使得集成閥14的步進馬達28操作以關閉已分離汽相制冷劑出口孔142d，(iii)冷卻膨脹閥22完全打開或稍微打開，以及(iv)旁路通道切換閥27關閉。因而，與冷卻操作模式一樣，熱泵循環(huán)10被切換到其中制冷劑如由圖1中的實線箭頭所示的那樣流動的制冷劑流動通道。
[0238]在制冷劑流動通道的構造(即，循環(huán)構造)中，空氣調節(jié)控制器40 (i)讀取由傳感器組41檢測的用于空氣調節(jié)的檢測信號和來自操縱面板的操作信號，以及(ii)基于目標空氣溫度TAO和傳感器組的檢測信號確定連接至空氣調節(jié)控制器40的輸出側的各種空氣控制裝置的操作狀態(tài)。
[0239]例如，確定輸入空氣混合門34的伺服馬達的控制信號，使得空氣混合門34關閉旁路通道35并且通過內(nèi)部蒸發(fā)器23之后的所有體積的吹送空氣都通過內(nèi)部冷凝器12。進一步，在本實施例的除濕和加熱模式中，根據(jù)設定溫度和外部溫度之間的溫度差改變高級側膨脹閥13的開口度和冷卻膨脹閥22的開口度。具體地，與增加目標空氣溫度TAO相關，運行從第一至第四除濕和加熱模式的四級除濕和加熱模式。
[0240](c-Ι)第一除濕和加熱模式
[0241]在第一除濕和加熱模式中，高級側膨脹閥13完全關閉，并且冷卻膨脹閥22稍微打開。在第一除濕和加熱模式中，雖然該循環(huán)的構造(即，制冷劑流動通道的構造)與冷卻操作模式的循環(huán)相同，但空氣混合門34被調整使得內(nèi)部冷凝器12的空氣通道完全打開。因而，在該循環(huán)中循環(huán)的制冷劑的狀態(tài)如圖14中的莫利爾圖所示的那樣改變。
[0242]也就是說，如圖14所示，從壓縮機11的排出口 Ilc排放的高壓制冷劑(圖14中的點a14)流入內(nèi)部冷凝器12并通過與被吹向車廂并已在內(nèi)部蒸發(fā)器23處被冷卻和除濕的空氣交換熱量而散發(fā)熱量(圖14中從點a14至點bl14)。因而，在內(nèi)部冷凝器12中加熱被吹向車廂的空氣。
[0243]與冷卻操作模式相同，流出內(nèi)部冷凝器12的制冷劑順序地經(jīng)由高級側膨脹閥13和集成閥14流入外部熱交換器20。流入外部熱交換器20的高壓制冷劑通過與從吹風機21吹送的外部空氣交換熱量進一步散發(fā)熱量(圖14中從點bl14至點b214)。接下來的操作與冷卻操作模式相同。
[0244]如上所述，在第一除濕和加熱模式中，在內(nèi)部蒸發(fā)器23處被冷卻和除濕的被吹向車廂的空氣可以在內(nèi)部冷凝器12處被加熱并被吹入車廂。因此，可以進行車廂的除濕和加熱操作。
[0245](c-2)第二除濕和加熱模式
[0246]當在第一除濕和加熱模式中目標空氣溫度TAO超過預定的第一標準溫度時，對于第一除濕和加熱模式切換第二除濕和加熱模式。在第二除濕和加熱模式中，高級側膨脹閥13稍微打開，并且冷卻膨脹閥22處于其中冷卻膨脹閥22的開口度大于冷卻膨脹閥22在第一除濕和加熱模式中的開口度的節(jié)流狀態(tài)。因此，在第二除濕和加熱模式中，在該循環(huán)中循環(huán)的制冷劑的狀態(tài)如圖15中的莫利爾圖所示的那樣改變。
[0247]也就是說，如圖15所示，類似于第一除濕和加熱模式，從壓縮機11的排出口 11。排出的高壓制冷劑(圖15中的點a15)流入內(nèi)部冷凝器12，并通過與在內(nèi)部蒸發(fā)器23處被冷卻和除濕的被吹向車廂的空氣交換熱量而散發(fā)熱量(圖15中從點a15至點bl15)。因此，被吹向車廂的空氣在內(nèi)部冷凝器12處被加熱。
[0248]流出內(nèi)部冷凝器12的制冷劑在稍微打開的高級側膨脹閥13處被等焓地減壓成中間壓力制冷劑(圖15中點bl15至點b215)，所述中間壓力制冷劑的溫度高于外部溫度。類似于冷卻操作模式，在高級側膨脹閥13處被減壓的中間壓力制冷劑經(jīng)由集成閥14流入外部熱交換器20。
[0249]流入外部熱交換器20的中間壓力制冷劑通過與從吹風機21吹送的外部空氣交換熱量而散發(fā)熱量(圖15中從點b215至點b315)。接下來的操作與冷卻操作模式相同。
[0250]如上所述，在第二除濕和加熱模式中，類似于第一除濕和加熱模式，在內(nèi)部蒸發(fā)器23處被冷卻和除濕的被吹向車廂的空氣可以在內(nèi)部冷凝器12處被加熱并被吹入車廂。因此，可以進行車廂的除濕和加熱操作。
[0251]在第二除濕和加熱模式中，高級側膨脹閥13稍微打開，并且流入外部熱交換器20的制冷劑的溫度可以低于第一除濕和加熱模式的溫度。因此，外部熱交換器20處的制冷劑的溫度和外部溫度之間的溫度差減小，并且在外部熱交換器20處制冷劑散發(fā)的熱量可以減少。
[0252]因而，與第一除濕和加熱模式相比，內(nèi)部冷凝器12處的制冷劑壓力可以增加而不增加在該循環(huán)中循環(huán)的制冷劑的流量，并且被從內(nèi)部冷凝器12吹送的空氣的溫度可以增加以大于第一除濕和加熱模式。
[0253](c-3)第三除濕和加熱模式
[0254]當在第二除濕和加熱模式中目標空氣溫度TAO超過預定的第二標準溫度時，第三除濕和加熱模式運行。在第三除濕和加熱模式中，高級側膨脹閥13的開口度小于第二除濕和加熱模式的開口度，并且冷卻膨脹閥22的開口度大于第二除濕和加熱模式的開口度。因此，在第三除濕和加熱模式中，在該循環(huán)中循環(huán)的制冷劑的狀態(tài)如圖16中的莫利爾圖所示那樣改變。
[0255]也就是說，如圖16所示，類似于第一和第二除濕和加熱模式，從壓縮機11的排出口 Ilc排出的高壓制冷劑(圖16中的點a16)流入內(nèi)部冷凝器12，并通過與在內(nèi)部蒸發(fā)器23處被冷卻和除濕的被吹向車廂的空氣交換熱量而散發(fā)熱量(圖16中從點a16至點b16)。因此，被吹向車廂的空氣在內(nèi)部冷凝器12處被加熱。
[0256]流出內(nèi)部冷凝器12的制冷劑在稍微打開的高級側膨脹閥13處被等焓地減壓成溫度低于外部溫度的中間壓力制冷劑(圖16中點b16至點Cl16)。類似于冷卻操作模式，在高級側膨脹閥13處被減壓的中間壓力制冷劑經(jīng)由集成閥14流入外部熱交換器20。
[0257]流入外部熱交換器20的中間壓力制冷劑通過交換熱量從由吹風機21吹送的外部空氣吸收熱量(圖16中從點Cl16至點c216)。進一步，流出外部熱交換器20的制冷劑在冷卻膨脹閥22處被等焓地減壓(圖16中從點c216至點c316)并流入內(nèi)部蒸發(fā)器23。接下來的操作與冷卻操作模式相同。
[0258]如上所述，在第三除濕和加熱模式中，類似于第一和第二除濕和加熱模式，在內(nèi)部蒸發(fā)器23處被冷卻和除濕的被吹向車廂的空氣可以在內(nèi)部冷凝器12處被加熱并被吹入車廂。因此，可以進行車廂的除濕和加熱操作。
[0259]在第三除濕和加熱模式中，高級側膨脹閥13的開口度減小，使得外部熱交換器20作為蒸發(fā)器工作。因此，與第二除濕和加熱模式相比，在外部熱交換器20處吸收熱量的制冷劑的吸熱量可以增加。
[0260]因而，與第二除濕和加熱模式相比，(i)被吸入壓縮機11的制冷劑的密度可以增力口，(ii)內(nèi)部冷凝器12處的制冷劑壓力可以增加而不增加壓縮機11的轉速，以及(iii)被從內(nèi)部冷凝器12吹送的空氣的溫度可以增加大于第二除濕和加熱模式。
[0261](c-4)第四除濕和加熱模式
[0262]當在第三除濕和加熱模式中目標空氣溫度TAO超過預定的第三標準溫度時，第四除濕和加熱模式運行。在第四除濕和加熱模式中，高級側膨脹閥13的開口度小于第三除濕和加熱模式的開口度，并且冷卻膨脹閥22處于完全打開狀態(tài)。因此，在第四除濕和加熱模式中，在該循環(huán)中循環(huán)的制冷劑的狀態(tài)如圖17中的莫利爾圖所示的那樣改變。
[0263]也就是說，如圖17所示，類似于第一和第二除濕和加熱模式，從壓縮機11的排出口 Ilc排出的高壓制冷劑(圖17中的點a17)流入內(nèi)部冷凝器12，并通過與在內(nèi)部蒸發(fā)器23處被冷卻和除濕的被吹向車廂的空氣交換熱量而散發(fā)熱量(圖17中從點a17至點b17)。因此，被吹向車廂的空氣在內(nèi)部冷凝器12處被加熱。
[0264]流出內(nèi)部冷凝器12的制冷劑在稍微打開的高級側膨脹閥13處被等焓地減壓成溫度低于外部溫度的低壓制冷劑(圖17中點b17至點Cl17)。類似于冷卻操作模式，在高級側膨脹閥13處被減壓的低壓制冷劑經(jīng)由集成閥14流入外部熱交換器20。
[0265]流入外部熱交換器20的低壓制冷劑通過交換熱量從由吹風機21吹送的外部空氣吸收熱量(圖17中從點Cl17至點c217)。進一步，冷卻膨脹閥22處于完全打開狀態(tài)，并且流出外部熱交換器20的制冷劑流入內(nèi)部蒸發(fā)器23而未被減壓。接下來的操作與冷卻操作模式相同。
[0266]如上所述，在第四除濕和加熱模式中，與第一、第二和第三除濕和加熱模式相同，在內(nèi)部蒸發(fā)器23處被冷卻和除濕的被吹向車廂的空氣可以在內(nèi)部冷凝器12處被加熱并被吹入車廂。因此，可以進行車廂的除濕和加熱操作。
[0267]在第四除濕和加熱模式中，與第三除濕和加熱模式相同，外部熱交換器20作為蒸發(fā)器工作，并且高級側膨脹閥13的開口度小于第三除濕和加熱模式的開口度。因而，外部熱交換器20處的制冷劑的蒸發(fā)溫度可以降低。因此，外部熱交換器20處的制冷劑的溫度和外部溫度之間的溫度差大于第三除濕和加熱模式的溫度差，并且在內(nèi)部冷凝器12處由制冷劑吸收的吸熱量可以增加。
[0268]因而，與第三除濕和加熱模式相比，(i)被吸入壓縮機11的制冷劑的密度可以增力口，(ii)內(nèi)部冷凝器12處的制冷劑壓力可以增加而不增加壓縮機11的轉速，以及(iii)被從內(nèi)部冷凝器12吹送的空氣的溫度可以高于第三除濕和加熱模式中的溫度。
[0269]根據(jù)本實施例的車輛空氣調節(jié)器I，如上所述，熱泵循環(huán)10的制冷劑流動通道被切換，以便實施各種循環(huán)構造來進行車廂的適當?shù)睦鋮s、加熱、以及除濕和加熱。[0270]進一步，本實施例的能夠用于電動車輛的車輛空氣調節(jié)器I不能采用廢熱用于加熱安裝有內(nèi)燃機(發(fā)動機)的車輛中的車廂。因此，本實施例的熱泵循環(huán)10對于以高COP運行的情況極其有效，與加熱操作模式中的加熱負荷無關。
[0271]根據(jù)本實施例，使用集成閥14，并且在集成閥中，對熱泵循環(huán)10用作氣體噴射循環(huán)來說必要的必要部件的一部分被一體地構造。因此，構成氣體噴射循環(huán)的熱泵循環(huán)的構造可以簡單。因而，可以改善熱泵循環(huán)在目標物體中的可安裝性。
[0272]根據(jù)本實施例，單個集成閥14執(zhí)行(i)將中間壓力制冷劑分離為汽相和液相，(?)打開或關閉液相制冷劑通道141d和汽相制冷劑通道142b，以及(iii)減壓液相制冷劑。
[0273]進一步，根據(jù)本實施例的集成閥14，當集成閥構件29打開汽相制冷劑通道142b和液相制冷劑通道141d中的一個時，另一個可以關閉。集成閥構件29可以選擇性地打開或關閉汽相制冷劑通道142b和液相制冷劑通道141d。而且，僅通過采用步進馬達28移位集成閥構件29，該循環(huán)中的制冷劑回路可以被切換成作為氣體噴射循環(huán)工作的制冷劑回路。
[0274]因而，液相制冷劑通道141d和汽相制冷劑通道142b可以由單個閥體選擇性地打開或關閉，而不需要將閥體設置于液相制冷劑通道141d和汽相制冷劑通道142b中的每一個。因此，集成閥14的內(nèi)部結構可以簡化，并且作為氣體噴射循環(huán)工作的熱泵循環(huán)的構造可以簡化。
[0275]因此，關于圖18中示出的其中制冷劑流動通道被切換的公知可切換型熱泵循環(huán)，通過(i)將圖18中示出的壓縮機11’改變成兩級壓縮類型壓縮機，(ii)在由虛線圍繞的部分處布置本實施例的集成閥14，以及(iii)將集成閥14的汽相制冷劑出口 142a與中間壓力端口 Ilb彼此連接，可以容易地構造至少作為氣體噴射循環(huán)工作的熱泵循環(huán)。
[0276]更具體地，當集成閥構件29打`開液相制冷劑通道141d時，循環(huán)構造被設置成使得內(nèi)部冷凝器12和外部熱交換器20中的至少一個作為制冷劑在該處散發(fā)熱量的散熱器工作，并且內(nèi)部蒸發(fā)器23作為制冷劑在該處被蒸發(fā)的蒸發(fā)器工作。
[0277]另一方面，當集成閥構件29關閉液相制冷劑通道141d時，熱泵循環(huán)可以被容易地切換成氣體噴射循環(huán)，在該氣體噴射循環(huán)中內(nèi)部冷凝器12作為制冷劑在該處散發(fā)熱量的散熱器工作，內(nèi)部蒸發(fā)器23作為制冷劑在該處被蒸發(fā)的蒸發(fā)器工作。
[0278]圖18的熱泵循環(huán)10是公知熱泵循環(huán)的一個示例，其中(i)當旁路通道切換閥27處于關閉狀態(tài)時，內(nèi)部冷凝器12和外部熱交換器20作為散熱器工作，并且內(nèi)部蒸發(fā)器23作為蒸發(fā)器工作，或者(ii)當旁路通道切換閥27處于打開狀態(tài)時，內(nèi)部冷凝器12作為散熱器工作，外部熱交換器20作為蒸發(fā)器工作。
[0279]在圖18中，給對應于或等同于在本實施例中描述的部件的部分分配相同的附圖標記。這一條件對于其它附圖也類似。進一步，在圖18中，為了圖示清楚，省略了空氣調節(jié)控制器40以及電連接空氣調節(jié)控制器40和各種部件的電力配線、信號配線等的圖示。
[0280]根據(jù)本實施例的集成閥14,汽-液分尚空間141b構成尚心式汽-液分尚部。因而，與其中采用諸如重力、表面張力等之類的效應發(fā)揮汽-液分離性能的構造相比，集成閥14發(fā)揮高的汽-液分離性能。在該情況中，可以節(jié)省用于汽-液分離空間141b的空間，并且可以降低集成閥的整體尺寸?？商鎿Q地，根據(jù)所需要的汽-液分離性能，可以采用諸如重力、表面張力等之類的效應在集成閥14中進行汽-液分離。[0281]而且，液相制冷劑通道141d和固定節(jié)流閥17定位在已分離汽相制冷劑出口孔142d下方，且汽相制冷劑通道142b定位在已分離汽相制冷劑出口孔142d上方。因此，通過采用重力在汽-液分離空間141b中分離的液相制冷劑被可靠地引導至液相制冷劑通道141d側和固定節(jié)流閥17側，并且已分離汽相制冷劑被可靠地引導至汽相制冷劑通道142b側。
[0282]此外，根據(jù)本實施例的集成閥14，制冷劑引入孔141g是橢圓形孔。橢圓形孔沿汽-液分離空間141b的軸向方向延伸，并在遠離已分離汽相制冷劑出口管142c在縱向方向上的一端且靠近已分離汽相制冷劑出口管142c在縱向方向上的另一端的位置處開口。
[0283]因而，制冷劑在汽-液分離空間141b的徑向向內(nèi)方向上的擴散受到限制，同時確保汽-液分離空間141b中的制冷劑的進入?yún)^(qū)，并且制冷劑可以沿著汽-液分離空間141b的徑向外壁面流動。因此，離心力有效地作用于流入汽-液分離空間141b中的制冷劑，并且可以提高集成閥14的汽-液分離效率。因此，可以節(jié)省用于汽-液分離空間141b的空間，并且可以降低集成閥14的整體尺寸。因而，熱泵循環(huán)10的整體尺寸可以降低，并且可以改善熱泵循環(huán)在目標物體中的可安裝性。
[0284]根據(jù)本實施例，集成閥構件29定位在位于分離空間A2中的已分離汽相制冷劑出口孔142d和位于儲存空間A3中的已分離液相制冷劑出口孔141c之間，并由內(nèi)徑大于已分離液相制冷劑出口孔141c的內(nèi)徑的盤狀構件制成。
[0285]因此，集成閥構件29限制液相制冷劑從已分離液相制冷劑出口孔141c側擴散至已分離汽相制冷劑出口孔142d側。因而，可以提高集成閥14中的汽-液分離效率。因此，可以節(jié)省用于汽-液分離空間141b的空間，并且可以降低集成閥的整體尺寸。因而，熱泵循環(huán)10的整體尺寸可以降低，并且可以改善熱泵循環(huán)在目標物體中的可安裝性。
[0286]而且，根據(jù)本實施例的集成閥14，考慮集成閥14中的汽-液分離效率和集成閥14內(nèi)由集成閥構件29引起的壓力損失Λ P確定集成閥構件29的外徑Ds。。因此，可以提高集成閥14內(nèi)的汽-液分離效率，同時可以限制由集成閥構件29引起的壓力損失的產(chǎn)生。
[0287]而且，本實施例的集成閥的本體140具有位于其中的管狀部143，并且提供了液相制冷劑通道141d和已分離液相制冷劑出口孔141c。管狀部143被構造為具有高于周圍部分的熱阻。
[0288]因而，由于集成閥構件29的移位被減壓的液相制冷劑和汽-液分離空間141b中的制冷劑之間的間接熱傳遞受到限制。因此，限制減壓特性由于集成閥構件29移位而改變。
[0289]根據(jù)本實施例，與集成閥構件29中包括的步進馬達28的可動部連接的軸29c被設置成穿過已分離汽相制冷劑出口管142c的內(nèi)部。因此，沒有必要單獨地提供用于將軸29c布置在本體140內(nèi)的空間，并且集成閥14的整體尺寸可以降低。
[0290](第二實施例)
[0291]如圖19和20的剖視圖所示，在本實施例中未使用固定節(jié)流閥17，但集成閥14被構造如下。也就是說，當集成閥構件29打開已分離汽相制冷劑出口孔142d時，步進馬達28操作集成閥構件29以稍微打開已分離液相制冷劑出口孔141c，以便減壓在汽-液分離空間141b中分離的液相制冷劑。
[0292]具體地，根據(jù)本實施例，當集成閥構件29打開已分離汽相制冷劑出口孔142d時，步進馬達28操作集成閥構件29以便在集成閥構件29和已分離液相制冷劑出口孔141c之間提供空隙，如圖19所示。根據(jù)本實施例，在集成閥構件29和已分離液相制冷劑出口孔141c之間提供的空隙作為用于減壓液相制冷劑的節(jié)流閥工作。進一步，步進馬達28操作集成閥構件29，使得在集成閥構件29打開已分離汽相制冷劑出口孔142d時，位于在集成閥構件29和已分離液相制冷劑出口孔141c之間提供的空隙的上游的制冷劑的干度小于或等于0.1。
[0293]根據(jù)本實施例，步進馬達28操作集成閥構件29以(i)在第一實施例中描述的第一加熱模式中稍微打開已分離液相制冷劑出口孔141c,以及(ii)在第一實施例中描述的冷卻操作模式、除濕和加熱操作模式、以及第二加熱模式中關閉已分離汽相制冷劑出口孔142d。
[0294]車輛空氣調節(jié)器I的其它構造和操作與第一實施例相同。因此，根據(jù)本實施例的車輛空氣調節(jié)器1，與第一實施例一樣切換熱泵循環(huán)10的制冷劑通道，以便通過各種循環(huán)構造的實施執(zhí)行車廂中的合適的冷卻、加熱、以及除濕和加熱。
[0295]進一步，單個閥體可以打開或關閉液相制冷劑通道141d和汽相制冷劑通道142b，并且沒有必要在液相制冷劑通道141d和汽相制冷劑通道142b中的每一個中設置閥體來切換這些通道。因此，可以簡化集成閥14的內(nèi)部結構。因而，可以簡化作為氣體噴射循環(huán)工作的熱泵循環(huán)的循環(huán)構造。
[0296]此外，當集成閥構件29移動并打開汽相制冷劑通道142b時，液相制冷劑在設置在集成閥構件29和液相制冷劑通道141d之間的空隙中被減壓。因此，不需要第一實施例中描述的固定節(jié)流閥17，并且將集成閥14制成為具有更簡單的結構。
[0297]而且，當集成閥構件29定位成打開汽相制冷劑通道142b時，步進馬達28操作集成閥構件29移位，以便可以精細地調整汽相制冷劑通道142b和液相制冷劑通道141d之間的壓力差。例如，步進馬達28操作集成閥構件29移動以減小所述空隙，以便可以在設置在集成閥構件29和液相制冷劑通道141d之間的空隙處減小流入液相制冷劑通道141d的液相制冷劑的流量。
[0298]因此，采用本實施例的構造可以提高作為氣體噴射循環(huán)工作的熱泵循環(huán)的控制能力。
[0299](第三實施例)
[0300]在本實施例中，將描述關于第一實施例改變集成閥14的內(nèi)部結構的不例。關于對應于或等同于第一實施例的部分的部分的描述被省略或簡化。
[0301]在上述第一實施例中，集成閥構件29簡單地由盤狀構件構成。根據(jù)本實施例，集成閥構件29的至少在已分離汽相制冷劑出口孔142d側的外周部的直徑從已分離液相制冷劑出口孔141c側至已分離汽相制冷劑出口孔142d側連續(xù)地減小。
[0302]具體地，如圖21所示，集成閥構件29的已分離汽相制冷劑出口孔142d的外周部具有錐形形狀?？商鎿Q地，集成閥構件29的在已分離汽相制冷劑出口孔142d側的外周部可以具有彎曲形狀。
[0303]因而，當制冷劑在集成閥構件29附近流動時，制冷劑從已分離汽相制冷劑出口孔142d側至已分離液相制冷劑出口孔141c側平滑地流動，并且由集成閥構件29引起的壓力損失Λ P可以減少。[0304]在本實施例中，雖然描述了其中集成閥構件29的在已分離汽相制冷劑出口孔142d側的外周部具有錐形形狀的示例，但集成閥構件29的外周部的形狀不限于該示例。例如，如圖22所示，集成閥構件29的在已分離液相制冷劑出口孔141c側的外周部的直徑從已分離汽相制冷劑出口孔142d側至已分離液相制冷劑出口孔141c連續(xù)地減小。
[0305]因而，通過采用集成閥構件29的在已分離液相制冷劑出口孔141c側的外周部，可以將在集成閥構件29附近流動的制冷劑引導至已分離液相制冷劑出口孔141c的中心側，并且可以減小由集成閥構件29引起的壓力損失Λ P。
[0306]如圖23所示，集成閥構件29可以具有其中由金屬制成的盤形部29d被模制有樹脂29e的結構。因而，被模制到盤形部29d的樹脂29e可以沒有間隙地密封已分離汽相制冷劑出口孔142d和已分離液相制冷劑出口孔141c。
[0307]進一步，本實施例的集成閥構件29可以用作除第一實施例之外的其它實施例中的集成閥構件29。
[0308](第四實施例)
[0309]在本實施例中，將描述關于第一實施例改變集成閥14的內(nèi)部結構的不例。關于對應于或等同于第一實施例的部分的部分的描述被省略或簡化。
[0310]如圖24的剖視圖所示，本實施例的本體140由下本體141和固定在下本體141上面的上本體142構成。
[0311]上本體142由有底的大致方形管狀金屬塊部制成，該金屬塊部的軸向方向沿上下方向延伸，制冷劑入口 141a設置在上本體142的外壁面處。汽-液分離空間141b設置在上本體142中，上本體142以與汽-液分離空間141b同軸的方式容納已分離汽相制冷劑出口管142c。進一步，連通孔在上端側處設置在已分離汽相制冷劑出口管142c處，使得已分離汽相制冷劑出口管142c的上端部與本體140的外面連通。汽相制冷劑出口 142a是本體140的在本體140的鄰近外面一側的開口。
[0312]下本體141由外徑基本上等于上本體142的外徑的大致圓筒形金屬塊部制成。當下本體141固定至上本體142時，已分離液相制冷劑出口孔141c設置在下本體141的最上面的周邊側，與汽-液分離空間141b相對。在汽-液分離空間141b中分離的液相制冷劑經(jīng)由已分離液相制冷劑出口孔141c流動至液相制冷劑通道141d側。已分離液相制冷劑出口孔141c的周邊部構成接觸集成閥構件29的閥座部141f。
[0313]液相制冷劑通道141d設置在汽-液分離空間141b下方，并將在汽-液分離空間141b中分離的液相制冷劑引導至液相制冷劑出口 141e側。液相制冷劑通道141d中的液相制冷劑通過液相制冷劑出口 141e流出集成閥14。
[0314]更具體地，液相制冷劑通道141d在垂直于汽-液分離空間141b的軸向方向的方向(即，在本實施例中的水平方向)上延伸。液相制冷劑通道141d由一連通孔構成，下本體141的內(nèi)部和下本體141的外部通過該連通孔彼此連通。該連通孔在下本體141外側處的開口提供液相制冷劑出口 141e。
[0315]集成閥構件29經(jīng)由軸29c連接至通過諸如栓接之類的緊固方法固定至下本體141的步進馬達28的可動部。本實施例的軸29c與已分離汽相制冷劑出口管142c同軸地布置，并穿過已分離液相制冷劑出口孔141c的一部分和液相制冷劑通道141d的一部分。
[0316]其它構造和操作與第一實施例的那些構造和操作相同，并且本實施例相對于第一實施例具有下述附加效果。
[0317]在本實施例中，連接至集成閥構件29的軸29c被布置成穿過已分離液相制冷劑出口孔141c的一部分和液相制冷劑通道141d的一部分，而不穿過已分離汽相制冷劑出口管142c的內(nèi)部。因而，相對于軸29c設置在已分離汽相制冷劑出口管142c內(nèi)的情況，汽相制冷劑以少的壓力損失經(jīng)過已分離汽相制冷劑出口管142c的內(nèi)部。
[0318]進一步，本實施例的集成閥14的內(nèi)部結構可以應用于除第一實施例之外的其它實施例。
[0319](第五實施例)
[0320]在本實施例中，將描述關于第一實施例改變集成閥14的內(nèi)部結構的不例。關于對應于或等同于第一實施例的部分的部分的描述被省略或簡化。
[0321]如圖25所示，在本實施例的集成閥14中，下本體141和上本體142構成本體140。步進馬達28連接至上本體142的上端部。軸29c布置成穿過已分離汽相制冷劑出口管142c的內(nèi)部。
[0322]在汽-液分離空間141b中分離的液相制冷劑通過重力容易停留在位于汽-液分離空間141b下方的儲存空間A3中。進一步，在儲存空間A3中，液相制冷劑最容易停留在內(nèi)壁面上,在該處最大離心力作用于液相制冷劑。
[0323]本實施例的固定節(jié)流閥17在下本體141中的儲存空間A3的徑向向外的且最低的部分處開口。因而，可以有效地限制汽相制冷劑流入固定節(jié)流閥17，并且可以穩(wěn)定固定節(jié)流閥17的減壓特性。本實施例中描述的集成閥14的內(nèi)部結構可以用于其它實施例。
[0324](第六實施例)
[0325]上述第一實施例是這樣一種示例，其中集成閥構件29通過步進馬達28的驅動力在軸29c的軸向方向上(即，在垂直方向上)線性地移動，以打開或關閉已分離液相制冷劑出口孔141c和已分離汽相制冷劑出口孔142d。在本實施例中，集成閥構件29在汽-液分離空間141b的徑向方向上線性地移動以打開或關閉已分離液相制冷劑出口孔141c和已分離汽相制冷劑出口孔142d。
[0326]如圖26A和26B所示，本實施例的集成閥構件29由盤形的第一閥部291、盤形的第二閥部292、以及將第一閥部291和第二閥部292彼此連接的連接部293構成。
[0327]通過在汽-液分離空間141b的徑向方向移動第一閥部291，打開或關閉已分離液相制冷劑出口孔141c。
[0328]如圖26A所示，伴隨第一閥部291的移位關閉已分離液相制冷劑出口孔141c，第二閥部292移動以打開已分離汽相制冷劑出口孔142d。如圖26B所示，伴隨第一閥部291的移位打開已分離液相制冷劑出口孔141c，第二閥部292移動以關閉已分離汽相制冷劑出口孔 142d。
[0329]如上所述被操作的集成閥構件29經(jīng)由驅動機構(未示出)連接至步進馬達28的可動部，并且集成閥構件29借助于步進馬達28的驅動力能夠在汽-液分離空間141b的徑向方向上移動，使得已分離液相制冷劑出口孔141c和已分離汽相制冷劑出口孔142d可以打開或關閉。
[0330]其它構造和操作與第一實施例的那些構造和操作相同，并且通過采用本公開內(nèi)容的集成閥14，集成閥構件29可以在汽相制冷劑通道142b和液相制冷劑通道141d中的一個打開時關閉另一個。也就是說，集成閥構件29可以選擇性地打開或關閉汽相制冷劑通道142b和液相制冷劑通道141d，并且通過僅移動由步進馬達28操作的集成閥構件29，可以對于作為氣體噴射循環(huán)工作的制冷劑回路切換該循環(huán)中的制冷劑回路。
[0331]類似于第二實施例，在不使用固定節(jié)流閥17并且集成閥構件29打開已分離汽相制冷劑出口孔142d的情況中，步進馬達28可以操作集成閥構件29以稍微打開已分離液相制冷劑出口孔141c，以便減壓在汽-液分離空間141b中分離的液相制冷劑。
[0332]具體地，如圖27A所示，步進馬達28可以操作第-閥部291 (i)以在第二閥部292打開已分離汽相制冷劑出口孔142d時稍微打開已分離液相制冷劑出口孔141c，以及(ii)在第二閥部292關閉已分離汽相制冷劑出口孔142d時打開已分離液相制冷劑出口孔141c。
[0333](第七實施例)
[0334]上述第一實施例是這樣一種示例，其中集成閥構件29通過步進馬達28的驅動力在軸29c的軸向方向上(即，在垂直方向上)線性地移動，以便打開或關閉已分離液相制冷劑出口孔141c和已分離汽相制冷劑出口孔142d。本實施例將描述一種示例，其中集成閥構件29能夠可旋轉地移動，以便打開或關閉已分離液相制冷劑出口孔141c和已分離汽相制冷劑出口孔142d。
[0335]在本實施例中，如圖28A和28B所示，已分離汽相制冷劑出口孔142d在汽-液分離空間141b的軸向方向上開口。然而，已分離液相制冷劑出口孔141c開口以與汽-液分離空間141b的軸向方向相交叉。也就是說，本實施例的已分離汽相制冷劑出口孔142d和已分離液相制冷劑出口孔141c開口成使得流出已分離汽相制冷劑出口孔142d的汽相制冷劑的流動方向不同于流出已分離液相制冷劑出口孔141c的液相制冷劑的流動方向。
[0336]集成閥構件29由扇形構件制成,并且已分離液相制冷劑出口孔141c和已分離汽相制冷劑出口孔142d由該扇形構件的弧形的圓周面選擇地打開或關閉。
[0337]具體地，如圖28A所示，當集成閥構件29移動以關閉已分離液相制冷劑出口孔141c時，已分離汽相制冷劑出口孔142d打開。如圖28B所示，當集成閥29移動以打開已分離液相制冷劑出口孔141c時，已分離汽相制冷劑出口孔142d關閉。
[0338]具有上述這利結構的集成閥構件29經(jīng)由作為旋轉軸工作的軸29c連接至步進馬達28的可動部。通過基于步進馬達28的驅動力可旋轉地移動集成閥構件29，可以打開或關閉已分離液相制冷劑出口孔141c和已分離汽相制冷劑出口孔142d。
[0339]其它構造和操作與第一實施例的那些構造和操作相同。甚至在本實施例的集成閥14中，在集成閥構件29打開汽相制冷劑通道142d和液相制冷劑通道141d中的一個時，集成閥構件29可以關閉汽相制冷劑通道142d和液相制冷劑通道141d中的另一個。也就是說，集成閥構件29可以選擇性地打開或關閉汽相制冷劑通道142b和液相制冷劑通道141d，并且僅通過移動由步進馬達28操作的集成閥構件29，可以切換該循環(huán)中的制冷劑回路，用于作為氣體噴射循環(huán)工作的制冷劑回路。
[0340]類似于第二實施例，在不使用固定節(jié)流閥17并且集成閥構件29打開已分離汽相制冷劑出口孔142d的情況中，步進馬達28可以操作集成閥構件29以稍微打開已分離液相制冷劑出口孔141c，以便減壓在汽-液分離空間141b中分離的液相制冷劑。
[0341]具體地，步進馬達28可以操作集成閥構件29⑴以在集成閥構件29移動以打開已分離汽相制冷劑出口孔142d時稍微打開已分離液相制冷劑出口孔141c，如圖29A所示，以及(ii)在集成閥構件29移動以關閉已分離汽相制冷劑出口孔142d時打開已分離液相制冷劑出口孔141c，如圖29B所不。
[0342](第八實施例)
[0343]以下將被描述的本實施例是其中通過可旋轉地移動集成閥構件29打開或關閉已分離液相制冷劑出口孔141c和已分離汽相制冷劑出口孔142d的示例。
[0344]在本實施例中，如圖30A和30B所示，已分離汽相制冷劑出口孔142d在汽-液分離空間141b的軸向方向上開口，然而，已分離液相制冷劑出口孔141c開口成垂直于汽-液分離空間141b的軸向方向。也就是說，本實施例的已分離汽相制冷劑出口孔142d和已分離液相制冷劑出口孔141c開口成使得流出已分離汽相制冷劑出口孔142d的汽相制冷劑的流動方向不同于流出已分離液相制冷劑出口孔141c的液相制冷劑的流動方向。
[0345]集成閥構件29由平板形構件制成，并且集成閥構件29的板表面選擇性地打開或關閉已分離液相制冷劑出口孔141c和已分離汽相制冷劑出口孔142d。
[0346]具體地，如圖30A所示，當集成閥構件29移動以關閉已分離液相制冷劑出口孔141c時，已分離汽相制冷劑出口孔142d打開。如圖30B所示，當集成閥29移動以打開已分離液相制冷劑出口孔141c時，已分離汽相制冷劑出口孔142d關閉。
[0347]具有上述這種結構的集成閥構件29經(jīng)由作為旋轉軸工作的軸29c連接至步進馬達28的可動部。通過基于步進馬達28的驅動力可旋轉地移動集成閥構件29，可以打開或關閉已分離液相制冷劑出口孔141c和已分離汽相制冷劑出口孔142d。
[0348]其它構造和操作與第一實施例的那些構造和操作相同，并且在本實施例的集成閥14中，在集成閥構件29打開汽相制冷劑通道142d和液相制冷劑通道141d中的一個時，集成閥構件29可以關閉汽相制冷劑通道142d和液相制冷劑通道141d中的另一個。也就是說，集成閥構件29可以選擇性地打開或關閉汽相制冷劑通道142b和液相制冷劑通道141d，并且通過由步進馬達28移動集成閥構件29，可以切換該循環(huán)中的制冷劑回路用于作為氣體噴射循環(huán)工作的制冷劑回路。
[0349]類似于第二實施例，在不使用固定節(jié)流閥17并且集成閥構件29打開已分離汽相制冷劑出口孔142d的情況中，步進馬達28可以操作集成閥構件29以稍微打開已分離液相制冷劑出口孔141c，以便減壓在汽-液分離空間141b中分離的液相制冷劑。
[0350]具體地，步進馬達28可以操作集成閥構件29 (i)以在集成閥構件29移動以打開已分離汽相制冷劑出口孔142d時稍微打開已分離液相制冷劑出口孔141c，如圖31A所示，以及(ii)在集成閥構件29移動以關閉已分離汽相制冷劑出口孔142d時打開已分離液相制冷劑出口孔141c，如圖31B所不。
[0351](其它修改)
[0352]本公開內(nèi)容不限于上述實施例，在不偏離本公開內(nèi)容的范圍的情況下可以進行多種變化。
[0353](I)根據(jù)上述實施例，本公開內(nèi)容的熱泵循環(huán)10用在電動車輛的車輛空氣調節(jié)器I中。然而，熱泵循環(huán)10可以有效地用于諸如混合動力車輛之類的車輛中，該混合動力車輛從發(fā)動機(即，內(nèi)燃機)和電動馬達獲得用于車輛驅動的驅動力，其中發(fā)動機的廢熱不足以用作用于加熱的熱源。
[0354]而且，熱泵循環(huán)10例如可以用在固定空氣調節(jié)器、其中的空氣保持在低溫的容器、液體加熱裝置等中。當熱泵循環(huán)10用在液體加熱裝置中時，液體制冷劑熱交換器可以用作使用側熱交換器，并且流量調節(jié)部可以是液體泵或流量調節(jié)閥，該流量調節(jié)閥調節(jié)流入液體制冷劑熱交換器中的液體的流量。
[0355]雖然在上述實施例中制冷劑回路被切換使得熱泵循環(huán)10執(zhí)行各種操作模式，但是，例如，在集成閥構件29由步進馬達28移動以減壓液相制冷劑時，可以構造簡單地作為氣體噴射循環(huán)起作用的熱泵循環(huán)。
[0356](2)雖然在上述實施例中步進馬達28用作操作集成閥構件29的驅動裝置，但驅動裝置不限于步進馬達28。例如，伺服馬達可以用作操作集成閥構件29的驅動裝置。
[0357](3)雖然本體140具有大致圓筒形外部，但本體140的外部形狀不限于該示例，并且可以是矩形柱狀。進一步，通過采用適于將被安裝的物體中的安裝空間的外部形狀，可以極大地改善整個熱泵循環(huán)在該物體中的可安裝性。
[0358](4)雖然本體140的汽-液分尚空間141b被設置成使得汽_液分尚空間141b的軸向方向平行于垂直方向，但汽-液分離空間141b的軸向方向沒有必要與垂直方向重合。例如，在安裝在車輛等中的熱泵循環(huán)10中，在整個車輛在駕駛期間傾斜時汽-液分離空間141b的軸向方向可以不與垂直方向重合。
[0359]在該情況中，基于從車輛等的整體傾角假設的集成閥14的安裝狀態(tài)的假設結果，
(i)液相制冷劑通道141d和固定節(jié)流閥17設置在已分離汽相制冷劑出口孔142d下方，并且(ii)汽相制冷劑通道142b設置在已分離汽相制冷劑出口孔142d上方。
[0360](5)雖然在上述實施例中儲存空間A3設置在汽-液分離空間141b中，但儲存空間A3的位置不限于該示例。例如，汽-液分離空間141b的內(nèi)徑被設置成在與制冷劑入口141a連接的制冷劑管道的內(nèi)徑的1.5倍至3倍的范圍內(nèi)，以便可以減小整個集成閥14的尺寸。
[0361]更具體地，這種修改的汽-液分離空間141b的內(nèi)部體積可以被設置成小于多余的制冷劑體積，這種多余的制冷劑體積是從密封的制冷劑體積中扣除所需要的最大制冷劑體積之后的制冷劑體積。所需要的最大制冷劑體積處于液相狀態(tài)并且是根據(jù)該循環(huán)以該循環(huán)中的最大容量執(zhí)行時所需要的需要制冷劑體積計算的。密封的制冷劑體積處于液相狀態(tài)并且是從在該循環(huán)中密封的制冷劑體積轉換的。換句話說，這種修改的汽-液分離空間141b的內(nèi)部體積可以基本上不儲存多余的制冷劑，即使在該循環(huán)中循環(huán)的制冷劑體積由于負荷變化而改變時。
[0362](6)在上述實施例和修改中，至少描述集成閥14提到的附圖示出了集成閥14的具體示例，應當注意，集成閥14的結構不限于所述具體示例。在這些附圖中示出的集成閥14的各種結構可以組合，只要該組合不存在壞處。
【權利要求】
1.一種用于熱泵循環(huán)(10)的集成閥， 該熱泵循環(huán)(10)能夠作為氣體噴射循環(huán)工作并包括: (i)壓縮機(11)，該壓縮機使從吸入口(Ila)抽吸的制冷劑減壓，從排出口(Ilc)排出高壓制冷劑，并具有中間壓力端口(11b)，該中間壓力端口抽吸該循環(huán)中的中間壓力制冷劑并將中間壓力制冷劑與被減壓的制冷劑混合， (ii)使用側熱交換器(12)，在該使用側熱交換器中熱交換流體與從排出口(Ilc)排出的高壓制冷劑交換熱量以被加熱， (iii)高級側減壓器(13)，將流出使用側熱交換器(12)的高壓制冷劑減壓成中間壓力制冷劑，和 (iv)蒸發(fā)器(20)，使該循環(huán)中的低壓制冷劑蒸發(fā)，并使蒸發(fā)的低壓制冷劑流動至吸入口(11a)， 該集成閥包括: 本體(140)，該本體具有 (i)制冷劑入口(141a)，在高級側減壓器(13)處被減壓的中間壓力制冷劑流過該制冷劑入口， (ii)汽-液分離空間(141b)，將流出制冷劑入口(141a)的制冷劑分離成汽相制冷劑和液相制冷劑， (iii)汽相制冷劑出口(142a)，在汽-液分離空間(141b)中分離的汽相制冷劑通過該汽相制冷劑出口流動至中間壓力端口(Il`b)側，和 (iv)液相制冷劑出口(141e)，在汽-液分離空間(141b)中分離的液相制冷劑通過該液相制冷劑出口流動至蒸發(fā)器(20)側； 集成閥構件(29)，設置在本體(140)中，并打開或關閉(i)從汽-液分離空間(141b)延伸至液相制冷劑出口 (141e)的液相制冷劑通道(141d)和(ii)從汽-液分離空間(141b)延伸至汽相制冷劑出口(142a)的汽相制冷劑通道(142b);和 驅動裝置(28)，經(jīng)由驅動機構(29c)連接至集成閥構件(29)并操作集成閥構件(29)，其中 在液相制冷劑通道(141d)打開使得液相制冷劑流向液相制冷劑出口(141e)側時，驅動裝置(28)操作并移動集成閥構件(29)以關閉汽相制冷劑通道(142b);并且 在汽相制冷劑通道(142b)打開并使汽相制冷劑通過以流動至汽相制冷劑出口(142a)側時，驅動裝置(28)操作并移動集成閥構件(29)使之移位，以便流動至液相制冷劑出口(141e)側的液相制冷劑被減壓。
2.根據(jù)權利要求1所述的集成閥，其中 本體(140)容納固定節(jié)流閥(17)，該固定節(jié)流閥(17)在汽相制冷劑通道(142b)打開以使得汽相制冷劑流向汽相制冷劑出口(142a)側時減壓流動至液相制冷劑出口(141e)側的液相制冷劑，并且 在汽相制冷劑通道(142b)打開以使得汽相制冷劑流動至汽相制冷劑出口(142a)側時，驅動裝置(28)操作集成閥構件(29)以關閉液相制冷劑通道(141d)。
3.根據(jù)權利要求2所述的集成閥，其中 液相制冷劑通道(141d)和固定節(jié)流閥(17)位于已分離汽相制冷劑出口孔(142d)的下方，汽相制冷劑通過已分離汽相制冷劑出口孔(142d)流出汽-液分離空間(141b)并流至汽相制冷劑通道(142b)偵U。
4.根據(jù)權利要求1所述的集成閥，其中 在汽相制冷劑通道(142b)打開時，并且在汽相制冷劑流動至汽相制冷劑出口(142a)側時，驅動裝置(28)操作集成閥構件(29)以使得液相制冷劑通道稍微打開以減壓流動至液相制冷劑出口(141e)側的液相制冷劑。
5.根據(jù)權利要求1-4中任一項所述的集成閥，其中 汽-液分離空間(141b)被限定成圓筒形形狀， 具有圓筒形形狀并在其中提供汽相制冷劑通道(142b)的已分離汽相制冷劑出口管(142c)與汽-液分尚空間(141b)同軸地設置在汽-液分尚空間(141b)內(nèi)， 已分離汽相制冷劑出口管(142c)在該已分離汽相制冷劑出口管(142c)在縱向方向上的一端處設 置有已分離汽相制冷劑出口孔(142d)，汽相制冷劑通過已分離汽相制冷劑出口孔(142d)流出汽-液分離空間(141b)流動至汽相制冷劑通道(142b)側，并且 集成閥構件(29)打開或關閉已分離液相制冷劑出口孔(141c)，從已分離汽相制冷劑出口孔(142d)和汽-液分離空間(141b)流出的液相制冷劑通過已分離液相制冷劑出口孔(141c)流動至液相制冷劑通道(141d)偵U。
6.根據(jù)權利要求5所述的集成閥，其中 汽-液分離空間(141b)包括: 漩渦空間(Al)，設置在汽-液分離空間(141b)的內(nèi)壁面和已分離汽相制冷劑出口管(142c)的外壁面之間，其中從制冷劑入口(141a)流動的制冷劑沿著汽-液分離空間(141b)的內(nèi)壁面渦旋； 分離空間(A2)，⑴位于漩渦空間(Al)下方，(ii)設置在已分離汽相制冷劑出口管(142c)在縱向方向上的所述一端和集成閥構件(29)之間，以及(iii)將制冷劑分離成汽相和液相；和 儲存空間(A3)，位于分離空間(A2)下方并儲存從分離空間(A2)中的制冷劑分離的液相制冷劑，并且 集成閥構件(29)設置在位于分離空間(A2)中的已分離汽相制冷劑出口孔(142d)和位于儲存空間(A3)中的已分離液相制冷劑出口孔(141c)之間，并由大于已分離液相制冷劑出口孔(141c)的內(nèi)徑的盤狀構件制成。
7.根據(jù)權利要求6所述的集成閥，其中 當⑴集成閥構件(29)的外徑被定義為Ds，(ii)已分離汽相制冷劑出口管(142c)的外徑被定義為Dp, (iii)汽-液分離空間(141b)的內(nèi)徑被定義為Dr,以及(iv)已分離液相制冷劑出口孔(141c)的內(nèi)徑被定義為Do時，Ds、Dp、Dr和Do被確定以滿足下述公式:Dp ^ Ds ^ (Dx+Dr)/2,以及 Dx= (Dr2-Do2)1/2。
8.根據(jù)權利要求6或7所述的集成閥，其中 集成閥構件(29)的至少在已分離汽相制冷劑出口孔(142d)側的外周部的直徑從已分離液相制冷劑出口孔(141c)側至已分離汽相制冷劑出口孔(142d)側連續(xù)地減小。
9.根據(jù)權利要求5-8中任一項所述的集成閥，其中 引導制冷劑從制冷劑入口(141a)流動至汽-液分離空間(141b)的制冷劑引入通道(141h)經(jīng)由設置在汽-液分離空間(141b)的徑向外壁面處的制冷劑引入孔(141g)與汽-液分離空間(141b)連通，并且 制冷劑引入孔(141g)在遠離已分離汽相制冷劑出口管(142c)在縱向方向上的所述一端且靠近已分離汽相制冷劑出口管(142c)在縱向方向上的另一端的位置處開口。
10.根據(jù)權利要求9所述的集成閥，其中 制冷劑引入孔(141g)是沿汽-液分離空間(141b)的軸向方向延伸的橢圓形孔。
11.根據(jù)權利要求9或10所述的集成閥，其中 當(i)在軸向方向上從制冷劑引入孔(141g)的對應于已分離汽相制冷劑出口管(142c)在縱向方向上的所述一端的一端至已分離汽相制冷劑出口管(142c)在縱向方向上的另一端的距離被定義為Lv，以及(ii)制冷劑引入孔在汽-液分離空間(141b)的軸向方向上延伸的尺寸被定義為Dv時，Lv和Dv被確定以滿足下述公式:Lv≥(1/2) XDv。
12.根據(jù)權利要求5-11中任一項所述的集成閥，其中 本體(140)具有管狀部(143)，液相制冷劑通道(141d)和已分離液相制冷劑出口孔(141c)設置在管狀部中，并且 管狀部(143)具有高于圍繞該管狀部(143)的部分的熱阻的熱阻。
13.根據(jù)權利要求5-12中任一項所述的集成閥，其中 已分離汽相制冷劑出口孔(142d)和已分離液相制冷劑出口孔(141c)在本體(140)內(nèi)彼此相對地開口，并且 集成閥構件(29)線性地移動以打開或關閉已分離汽相制冷劑出口孔(142d)和已分離液相制冷劑出口孔(141c)。
14.根據(jù)權利要求5-12中任一項所述的集成閥，其中 已分離汽相制冷劑出口孔(142d)和已分離液相制冷劑出口孔(141c)開口為使得流出已分離汽相制冷劑出口孔(142d)的汽相制冷劑的流動方向不同于流出已分離液相制冷劑出口孔(141c)的液相制冷劑的流動方向，并且 集成閥構件(29)可旋轉地移動以打開或關閉已分離汽相制冷劑出口孔(142d)和已分離液相制冷劑出口孔(141c)。
【文檔編號】F25B41/04GK103890504SQ201280048852
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年10月2日 優(yōu)先權日:2011年10月5日
【發(fā)明者】伊藤哲也, 武田幸彥, 堀田照之, 稻葉淳, 吉井桂一, 大石繁次 申請人:株式會社電裝