(57)【要約】【課題】冷却の効率を向上させることができる熱交換器を提供する。【解決手段】熱交換器３０は、冷媒が流れる冷媒側熱交換部２７と、サーモサイフォン１０の作動流体が流れる管の一部で構成される凝縮部１４と、冷媒側熱交換部２７の内部に配置されたガイド部材３１とを備える。冷媒側熱交換部２７は、冷凍サイクルの膨張弁で減圧された後であって、冷凍サイクルの圧縮機に吸入される前の冷媒が流れる冷媒配管２６の一部で構成される。凝縮部１４は、冷媒側熱交換部２７に対して熱伝導可能に連結される。ガイド部材３１は、冷媒側熱交換部２７の上流側から冷媒側熱交換部２７の内部のうち中心側の部分に向かう冷媒流れを、冷媒側熱交換部２７の内部のうち中心側の部分よりも外側の部分に導く。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍サイクルの冷媒との熱交換によって流体を冷却する熱交換器であって、
冷凍サイクルの膨張弁で減圧された後であって、冷凍サイクルの圧縮機に吸入される前の冷媒が流れる冷媒配管（２６、２９）の一部で構成される冷媒側熱交換部（２７）と、
前記冷媒側熱交換部に対して熱伝導可能に連結され、前記流体が流れる管の一部で構成される相手側熱交換部（１４）と、
前記冷媒側熱交換部の内部に配置され、前記冷媒側熱交換部の上流側から前記冷媒側熱交換部の内部のうち中心側の部分に向かう冷媒流れを、前記冷媒側熱交換部の内部のうち前記中心側の部分よりも外側の部分に導くガイド部材（３１）と、を備える、熱交換器。
【請求項２】
前記冷媒側熱交換部は、前記冷媒配管のうち前記冷媒側熱交換部の隣りの部分であって前記相手側熱交換部と非接触の部分に対して、継ぎ目なく連続している、請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記ガイド部材または前記冷媒側熱交換部は、前記ガイド部材と前記冷媒側熱交換部の壁との間に旋回流を形成する旋回流形成部（３４、３５、３６、２７ａ、２７ｂ）を有する、請求項１または２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記冷媒側熱交換部と前記ガイド部材との間を流れる冷媒の流路において、冷媒流れ下流側での流路断面積（Ａ１）は、冷媒流れ上流側での流路断面積（Ａ２）よりも大きい、請求項１または２に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記ガイド部材は、前記冷媒側熱交換部または前記冷媒配管のうち前記冷媒側熱交換部を除く部位に形成された位置決め部（２６ａ）によって、前記冷媒配管の内部における前記ガイド部材の長手方向での位置が決められている、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項６】
前記ガイド部材は、前記ガイド部材の内部に形成されたバイパス流路（４１ａ、４２ａ）を有し、
前記バイパス流路は、前記冷媒側熱交換部に流入する冷媒の一部を、前記冷媒側熱交換部の内面に面する冷媒の流路のうち冷媒流れの上流側の流路を迂回させて、前記冷媒の流路のうち前記上流側の流路よりも冷媒流れの下流側の流路に導く流路である、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項７】
前記ガイド部材は、前記冷媒側熱交換部の流路抵抗を調整する抵抗調整部（４５、４６、７２）を有し、
前記抵抗調整部は、前記ガイド部材よりも冷媒流れの上流側の冷媒と前記ガイド部材よりも冷媒流れの下流側の冷媒との圧力差が所定値よりも大きい場合に、前記圧力差が前記所定値よりも小さい場合と比較して、前記流路抵抗を低減させる、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項８】
前記ガイド部材は、前記ガイド部材の内部に形成されたバイパス流路（４３ａ）と、前記バイパス流路を流れる冷媒の流量を調整するバイパス調整部（４５、４６）とを有し、
前記バイパス流路は、前記冷媒側熱交換部に流入する冷媒の一部を、前記冷媒側熱交換部の内面に面する冷媒の流路のうち冷媒流れの上流側の流路を迂回させて、前記冷媒の流路のうち前記上流側の流路よりも冷媒流れの下流側の流路に導く流路であり、または、前記冷媒側熱交換部に向かって流れる冷媒の一部を、前記冷媒側熱交換部を迂回させて、前記冷媒配管のうち前記冷媒側熱交換部よりも冷媒流れの下流側の部分に導く流路であり、
前記バイパス調整部は、前記ガイド部材よりも冷媒流れ上流側の冷媒と前記ガイド部材よりも冷媒流れ下流側の冷媒との圧力差が所定値よりも大きい場合に、前記圧力差が前記所定値よりも小さい場合と比較して、前記バイパス流路を流れる冷媒の流量を増大させる、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項９】
前記ガイド部材は、前記ガイド部材の内部に形成されたバイパス流路（６１ａ）と、前記バイパス流路を流れる冷媒の流量を調整するバイパス調整部（６３、６４、６６）とを有し、
前記バイパス流路は、前記冷媒側熱交換部に流入する冷媒の一部を、前記冷媒側熱交換部の内面に面する冷媒の流路のうち冷媒流れの上流側の流路を迂回させて、前記冷媒の流路のうち前記上流側の流路よりも冷媒流れの下流側の流路に導く流路であり、または、前記冷媒側熱交換部に向かって流れる冷媒の一部を、前記冷媒側熱交換部を迂回させて、前記冷媒配管のうち前記冷媒側熱交換部よりも冷媒流れの下流側の部分に導く流路であり、
前記バイパス調整部は、前記冷媒配管のうち前記冷媒側熱交換部よりも冷媒流れ下流側を流れる冷媒の温度が所定温度よりも高い場合に、前記温度が前記所定温度よりも低い場合と比較して、前記バイパス流路を流れる冷媒の流量を増大させる、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項１０】
前記相手側熱交換部は、サーモサイフォン（１０）の凝縮部（１４）である、請求項１ないし９のいずれか１つに記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、ヒートパイプで構成された冷却装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２２００８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者は、ヒートパイプの管の一部で構成される凝縮部と、冷凍サイクルの低圧配管の一部で構成される冷媒側熱交換部とが熱伝導可能に連結され、冷凍サイクルの冷媒との熱交換によって、ヒートパイプの作動流体を冷却する熱交換器を検討した。冷凍サイクルの低圧配管は、膨張弁で減圧された後であって、圧縮機に吸入される前の冷媒が流れる冷媒配管である。
【０００５】
しかし、冷媒側熱交換部の内部のうち中心側の部分を流れる冷媒は、冷媒側熱交換部の壁から離れているため、ヒートパイプの作動流体と熱交換せずに、冷媒側熱交換部を通過する。このため、冷媒による作動流体の冷却の効率が低いという課題が生じることが、発明者によって見出された。
【０００６】
なお、この課題は、ヒートパイプの作動流体を冷却する場合に限らず、ヒートパイプの作動流体以外の流体を冷却する場合においても生じる。
【０００７】
本発明は上記点に鑑みて、冷却の効率を向上させることができる熱交換器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】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明によれば、
冷凍サイクルの冷媒との熱交換によって流体を冷却する熱交換器は、
冷凍サイクルの膨張弁で減圧された後であって、冷凍サイクルの圧縮機に吸入される前の冷媒が流れる冷媒配管（２６）の一部で構成される冷媒側熱交換部（２７）と、
冷媒側熱交換部に対して熱伝導可能に連結され、流体が流れる管の一部で構成される相手側熱交換部（１４）と、
冷媒側熱交換部の内部に配置され、冷媒側熱交換部の上流側から冷媒側熱交換部の内部のうち中心側の部分に向かう冷媒流れを、冷媒側熱交換部の内部のうち中心側の部分よりも外側の部分に導くガイド部材（３１）と、を備える、熱交換器。
【０００９】
これによれば、熱交換器がガイド部材を有していない場合と比較して、冷媒側熱交換部の内面の近傍を流れる冷媒の流量および流速を増大させることができる。このため、冷媒側熱交換部の壁と冷媒との間の熱移動量を増大させることができる。よって、冷媒と流体との間の熱交換量を増大させることができる。冷却の効率を向上させることができる。
【００１０】
なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態における冷却システムの全体構成を示す模式図である。
【図２】図１中の熱交換器の縦断面図である。
【図３】図２のIII−III断面図である。
【図４】図２中のガイド部材の斜視図である。
【図５】図２のV−V断面図である。
【図６】図２のVI−VI断面図である。
【図７】図３の変形例を示す冷媒側熱交換部および凝縮部の横断面図である。
【図８】図３の変形例を示す冷媒側熱交換部および凝縮部の横断面図である。
【図９】図３の変形例を示す冷媒側熱交換部および凝縮部の横断面図である。
【図１０】第２実施形態における熱交換器の縦断面図である。
【図１１】図１０のXI−XI断面図である。
【図１２】第３実施形態における熱交換器の縦断面図である。
【図１３】図１２のXIII−XIII断面図である。
【図１４】第４実施形態における熱交換器の縦断面図である。
【図１５】図１４のXV−XV断面図である。
【図１６】図１４のXVI−XVI断面図である。
【図１７】第４実施形態における熱交換器の斜視図である。
【図１８】第５実施形態における熱交換器の縦断面図である。
【図１９】図１８のXIX−XIX断面図である。
【図２０】図１８のXX−XX断面図である。
【図２１】第６実施形態における熱交換器の縦断面図である。
【図２２】第７実施形態における熱交換器の縦断面図である。
【図２３】図２２のXXIII−XXIII断面図である。
【図２４】第８実施形態における熱交換器の縦断面図である。
【図２５】第８実施形態における熱交換器の縦断面図である。
【図２６】第９実施形態における熱交換器の縦断面図である。
【図２７】第９実施形態における熱交換器の縦断面図である。
【図２８】第１０実施形態における熱交換器の縦断面図である。
【図２９】第１０実施形態における熱交換器の縦断面図である。
【図３０】第１１実施形態における熱交換器の縦断面図である。
【図３１】第１１実施形態におけるガイド部材の斜視図である。
【図３２】図３０のXXXII−XXXII断面図である。
【図３３】図３２の変形例を示す冷媒側熱交換部の横断面図である。
【図３４】図３２の変形例を示す冷媒側熱交換部の横断面図である。
【図３５】他の実施形態における冷却システムの車両搭載例を示す車両の断面模式図である。
【図３６】他の実施形態における冷却システムの車両搭載例を示す車両の断面模式図である。
【図３７】他の実施形態における冷却システムの全体構成を示す模式図である。
【図３８】他の実施形態における冷却システムの全体構成を示す模式図である。
【図３９】他の実施形態における冷却システムの全体構成を示す模式図である。
【図４０】他の実施形態における熱交換器の横断面図である。
【図４１】他の実施形態における熱交換器の横断面図である
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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、同一符号を付して説明を行う。
【００１３】
（第１実施形態）
まず、図１に示すサーモサイフォン１０と冷凍サイクル２０とを含む冷却システムの全体構成について説明する。
【００１４】
サーモサイフォン１０は、車両に搭載される。サーモサイフォン１０は、車両に搭載される組電池ＢＰを冷却する。すなわち、サーモサイフォン１０により冷却される対象機器は、組電池ＢＰである。車両としては、組電池ＢＰを電源とする図示しない走行用電動モータによって走行可能な電気自動車、または、ハイブリッド自動車等が想定される。
【００１５】
組電池ＢＰは、直方体形状の複数の電池セルを有している。そして、組電池ＢＰは、その複数の電池セルを積層配置した積層体で構成されている。複数の電池セルは、電気的に直列に接続されている。各電池セルは、充放電可能な二次電池（例えば、リチウムイオン電池、鉛蓄電池）で構成されている。なお、各電池セルは、直方体形状に限らず、円筒形状等の他の形状を有していてもよい。また、組電池ＢＰは、電気的に並列に接続された電池セルを含んで構成されていてもよい。
【００１６】
サーモサイフォン１０は、密閉容器１１と、作動流体１２とを備える。サーモサイフォン１０は、密閉容器１１の内部に封入された作動流体１２の液相と気相の相変化により熱移動を行うヒートパイプの一種である。図１の密閉容器１１の内部の実線の矢印は、液相の作動流体１２の流れを示している。図１の密閉容器１１の内部の破線の矢印は、気相の作動流体１２の流れを示している。なお、実線の矢印と破線の矢印が示すことは、他の図においても同様である。
【００１７】
密閉容器１１は、１本の管で構成されている。密閉容器１１は、蒸発部１３と凝縮部１４とを含む。蒸発部１３は、組電池ＢＰと熱伝導可能に連結されている。蒸発部１３は、組電池ＢＰから作動流体１２に吸熱させることによって、蒸発部１３の内部の作動流体１２を蒸発させるとともに、組電池ＢＰを冷却する。凝縮部１４は、作動流体１２を放熱させることによって、作動流体１２を凝縮させる。サーモサイフォン１０では、凝縮部１４で凝縮した液相の作動流体は、重力を利用して、蒸発部１３に還流する。作動流体１２としては、蒸気圧縮式の冷凍サイクルに用いられるＲ１３４ａ、Ｒ１２３４ｙｆ等の冷媒が用いられる。作動流体１２としては、冷凍サイクル２０と同じ種類の冷媒が用いられる。なお、作動流体としては、冷凍サイクル２０と異なる種類の冷媒が用いられてもよい。
【００１８】
冷凍サイクル２０は、車両空調装置に用いられる蒸気圧縮式の冷凍サイクルである。冷凍サイクル２０は、圧縮機２１と、放熱器２２と、膨張弁２３と、蒸発器２４と、冷媒配管２５、２６とを備える。
【００１９】
圧縮機２１は、冷媒吸入口２１ｂから吸入した冷媒を圧縮し、圧縮した高圧の冷媒を冷媒吐出口２１ａから吐出する。放熱器２２は、圧縮機２１から吐出された冷媒を放熱させる。膨張弁２３は、放熱器２２から流出した冷媒を減圧させ、膨張させる。蒸発器２４は、膨張弁２３で減圧された冷媒と、車室内に送られる空気と冷媒との熱交換によって、冷媒を蒸発させるとともに、空気を冷却する。蒸発器２４を流出した冷媒は、圧縮機２１の冷媒吸入口２１ｂから吸入される。
【００２０】
冷媒配管２５、２６は、圧縮機２１、放熱器２２、膨張弁２３および蒸発器２４等の冷凍サイクル２０の構成部品をつなぐ管である。冷媒配管２５、２６は、主としてアルミニウム合金等の金属材料で構成されている。冷媒配管２５、２６は、高圧配管２５と低圧配管２６とを含む。高圧配管２５は、圧縮機２１の冷媒吐出口２１ａから吐出され、膨張弁２３で減圧される前の高圧の冷媒が流れる配管である。低圧配管２６は、膨張弁２３で減圧された後であって、冷凍サイクル２０の圧縮機２１の冷媒吸入口２１ｂから吸入される前の冷媒が流れる配管である。低圧配管２６は、円筒状である。冷媒としては、Ｒ１３４ａ、Ｒ１２３４ｙｆ等が用いられる。
【００２１】
次に、図１、２に示す本実施形態の熱交換器３０について説明する。
【００２２】
熱交換器３０は、冷凍サイクル２０の冷媒との熱交換によってサーモサイフォン１０の作動流体を冷却する。熱交換器３０は、冷凍サイクル２０の冷媒側熱交換部２７と、サーモサイフォン１０の凝縮部１４とを備える。冷媒側熱交換部２７は、低圧配管２６の一部で構成される。低圧配管２６の一部は、低圧配管２６のうち蒸発器２４と圧縮機２１の冷媒吸入口２１ｂとの間に位置する。凝縮部１４は、作動流体１２が流れる管の一部で構成される作動流体側熱交換部である。作動流体側熱交換部は、相手側熱交換部に相当する。冷媒側熱交換部２７および凝縮部１４は、どちらも上下方向に延伸しており、互いに並行に延伸している。
【００２３】
冷媒側熱交換部２７と凝縮部１４とは、熱伝導可能に連結されている。具体的には、図３に示すように、凝縮部１４は、円筒状である。冷媒側熱交換部２７は、凝縮部１４の外面と面接触するように、凝縮部１４の外面に対応した凹形状の凹部２７１を有する。冷媒側熱交換部２７の凹部２７１と凝縮部１４とは、直に接した状態で、ろう付け、溶接等の接合によって連結されている。なお、冷媒側熱交換部２７の凹部２７１と凝縮部１４とは、クリップやクランプ等の機械的な締結によって連結されてもよい。また、冷媒側熱交換部２７の凹部２７１と凝縮部１４とは、熱伝導グリスまたは熱伝導シート等の介在物を介して、接した状態であってもよい。
【００２４】
図２に示すように、冷媒側熱交換部２７は、低圧配管２６のうち凝縮部１４と熱伝導可能に連結されている部分である。冷媒側熱交換部２７は、低圧配管２６の蒸発器２４と圧縮機２１との間の部分のうち冷媒側熱交換部２７の隣りに位置する冷媒側熱交換部以外の部分と継ぎ目なく連続している。冷媒側熱交換部以外の部分は、凝縮部１４と非接触の部分である。
【００２５】
図２、３、４に示すように、熱交換器３０は、冷媒側熱交換部２７の内部に配置されたガイド部材３１を備える。ガイド部材３１は、ガイド部材３１と冷媒側熱交換部２７の内面との間に冷媒流路を形成するように配置される。
【００２６】
ガイド部材３１は、冷媒流れを調整するための部材である。ガイド部材３１は、冷媒側熱交換部２７の上流側から冷媒側熱交換部２７の内部のうち中心側の部分に向かう冷媒流れを、冷媒側熱交換部２７の内部のうち中心側の部分よりも外側の部分に導く。ガイド部材３１は、熱交換器３０がガイド部材３１を有していない場合と比較して、冷媒側熱交換部２７の中心部の流量および流速を抑制し、冷媒側熱交換部２７の内面近傍の流量および流速を増大させる。
【００２７】
図２、図３、図４、図５、図６に示すように、ガイド部材３１は、本体部３２と複数の突出部３３とを有する。本体部３２は、横断面形状が半円の中実形状である。複数の突出部３３は、本体部３２から突出している。各突出部３３は、冷媒側熱交換部２７の内面に接することで、ガイド部材３１と冷媒側熱交換部２７の内面との間に、冷媒流路となる空間を形成するスペーサである。
【００２８】
ガイド部材３１は、主として合成樹脂で構成されている。本実施形態では、ガイド部材３１の全部が合成樹脂で構成されている。しかしながら、ガイド部材３１の一部のみが合成樹脂で構成され、ガイド部材３１の他の一部が合成樹脂以外の材料で構成されていてもよい。
【００２９】
図２に示すように、低圧配管２６のうち冷媒側熱交換部２７を除く部位には、位置決め部２６ａが形成されている。低圧配管２６のうち冷媒側熱交換部２７を除く部位は、低圧配管２６のうち冷媒側熱交換部２７よりも下側の部分である。換言すると、低圧配管２６のうち冷媒側熱交換部２７を除く部位は、低圧配管２６のうち冷媒側熱交換部２７よりも冷媒流れ下流側の部分である。
【００３０】
位置決め部２６ａは、低圧配管２６の内部におけるガイド部材３１の長手方向での位置を決める。ガイド部材３１の長手方向は、低圧配管２６の軸線方向と同じ意味である。位置決め部２６ａは、低圧配管２６の外面が凹まされて、低圧配管２６の内面が突出した突出部である。すなわち、位置決め部２６ａは、低圧配管２６の外面の凹みに対応する位置で、低圧配管２６の内面が凸となっている部分である。なお、位置決め部２６ａは、低圧配管２６とは別体の部材で構成されてもよい。また、ガイド部材３１の下端部が冷媒側熱交換部２７の内部に位置する場合、冷媒側熱交換部２７に、位置決め部２６ａが形成されてもよい。
【００３１】
次に、サーモサイフォン１０が組電池ＢＰを冷却し、冷凍サイクル２０によって車室内の冷房が行われるときの冷却システムの作動について説明する。
【００３２】
冷凍サイクル２０では、圧縮機２１が作動する。圧縮機２１の冷媒吐出口２１ａから吐出された冷媒は、放熱器２２、膨張弁２３、蒸発器２４、冷媒側熱交換部２７、圧縮機２１の冷媒吸入口２１ｂの順に流れる。蒸発器２４での冷媒と空気との熱交換によって、車室内へ送られる空気が冷却される。すなわち、車室内の冷房が行われる。冷媒側熱交換部２７には、蒸発器２４から流出した気相と液相の２相の冷媒が流入する。なお、冷媒側熱交換部２７に、蒸発器２４から流出した気相の冷媒のみが流入するようになっていてもよい。
【００３３】
サーモサイフォン１０では、蒸発部１３が組電池ＢＰから受熱する。蒸発部１３の内部の液相の作動流体１２は、組電池ＢＰの熱によって蒸発する。これにより、組電池ＢＰは、熱を奪われ、冷却される。蒸発部１３で蒸発した気相の作動流体１２は、密閉容器１１の内部で上昇し、凝縮部１４に到達する。
【００３４】
熱交換器３０において、凝縮部１４の内部の作動流体１２から、凝縮部１４および冷媒側熱交換部２７の壁を介して、冷媒側熱交換部２７の内部を流れる冷媒へ熱が移動する。これにより、凝縮部１４の内部の作動流体１２が冷却される。このように、凝縮部１４の内部の気相の作動流体１２は、熱交換器３０で、冷媒側熱交換部２７を流れる冷媒との熱交換によって冷却される。冷却されることで、気相の作動流体１２は凝縮し、液相の作動流体１２になる。液相の作動流体１２は、重力により落下して、蒸発部１３に還流される。このように、作動流体１２の液相と気相の相変化が密閉容器１１の内部で繰り返されることにより、組電池ＢＰは冷却される。
【００３５】
以上の説明の通り、本実施形態の熱交換器３０によれば、冷媒側熱交換部２７の内部にガイド部材３１が配置されている。
【００３６】
本実施形態の熱交換器３０と異なり、冷媒側熱交換部２７の内部にガイド部材３１が配置されていない場合であっても、冷媒側熱交換部２７の壁を介して、冷媒と作動流体とを熱交換させることができる。
【００３７】
しかし、この場合、冷媒側熱交換部２７の内部のうち中心側の部分では、冷媒側熱交換部２７の壁から離れているため、冷媒は熱交換せずに流れる。このため、冷媒側熱交換部２７の壁と冷媒との間の熱移動量が少なく、冷媒と作動流体との間の熱交換量が少ない。このように、熱交換器がガイド部材３１を有していない場合、冷媒による作動流体の冷却の効率が低いという課題が発明者によって見出された。
【００３８】
これに対して、本実施形態によれば、図２に示す矢印のように、ガイド部材３１によって、冷媒側熱交換部２７の上流側から冷媒側熱交換部２７の内部のうち中心側の部分に向かう冷媒流れを、冷媒側熱交換部２７の内部のうち外側の部分に導くことができる。すなわち、冷媒側熱交換部２７の内面の近傍に冷媒を導くことができる。なお、図２中の白抜き矢印は、冷媒の流れを示している。このことは、他の図においても同様である。
【００３９】
これにより、熱交換器３０がガイド部材３１を有していない場合と比較して、冷媒側熱交換部２７の内面の近傍を流れる冷媒の流量および流速を増大させることができる。このため、冷媒側熱交換部２７の壁と冷媒との間の熱移動量を増大させることができる。
【００４０】
具体的には、冷媒側熱交換部２７の壁のうち凝縮部１４との接触部の内面の近傍を流れる冷媒の流量および流速が増大する。このため、冷媒側熱交換部２７の接触部と冷媒との間の熱移動量を増大させることができる。これにより、冷媒と作動流体との間の熱移動量を増大させることができる。
【００４１】
さらに、冷媒側熱交換部２７の壁のうち凝縮部１４と接触していない非接触部の内面の近傍を流れる冷媒の流量および流速が増大する。このため、冷媒側熱交換部２７の非接触部と冷媒との間の熱移動量を増大させることができる。非接触部と接触部との間の熱伝導によって、冷媒と作動流体との間の熱移動量を増大させることができる。
【００４２】
このように、冷媒と作動流体との間の熱交換量を増大させることができる。換言すると、作動流体から冷媒へ効率良く熱を伝えることができる。したがって、熱交換器３０の冷却の効率を向上させることができる。
【００４３】
また、冷媒側熱交換部２７の内部にガイド部材３１が配置されていない場合、冷媒と作動流体との間の熱交換量を十分に確保するためには、冷媒側熱交換部２７の配管長さおよび凝縮部１４の管長さを長くすることが必要となる。しかし、冷媒側熱交換部２７および凝縮部１４を長くすることは、熱ロスが生じる、製造費が増大する、搭載スペースを確保できない等の問題が生じるため、好ましくない。
【００４４】
これに対して、本実施形態によれば、冷媒側熱交換部２７および凝縮部１４を長くしなくても、冷媒と作動流体との間の熱交換量を十分に確保することができる。
【００４５】
また、本実施形態によれば、冷媒側熱交換部２７は、低圧配管２６のうち冷媒側熱交換部２７の隣りに位置する冷媒側熱交換部以外の部分と継ぎ目なく連続している。このため、冷媒側熱交換部２７を簡易に製造することができる。このため、冷媒側熱交換部２７を安価に製造することができる。また、冷媒側熱交換部２７とその隣の部分との間に継ぎ目が存在しないため、漏れに対する信頼性を高くすることができる。なお、これらの問題を回避することができれば、冷媒側熱交換部２７とその隣の部分との間に継ぎ目があってもよい。
【００４６】
なお、本実施形態では、冷媒側熱交換部２７と凝縮部１４とのうち、冷媒側熱交換部２７のみに凹部２７１が設けられている。しかしながら、図７に示すように、冷媒側熱交換部２７と凝縮部１４とのうち、凝縮部１４のみに凹部が設けられてもよい。この場合、円筒状の冷媒側熱交換部２７と凝縮部１４の凹部とが、直に接した状態で、または、介在物を介した状態で、連結される。このようにして、冷媒側熱交換部２７と凝縮部１４とが、熱伝導可能に連結されてもよい。
【００４７】
また、図８に示すように、冷媒側熱交換部２７と凝縮部１４との両方に設けられた平坦面同士が、直に接した状態で、または、介在物を介した状態で、連結されてもよい。このようにして、冷媒側熱交換部２７と凝縮部１４とが、熱伝導可能に連結されてもよい。
【００４８】
また、図９に示すように、円筒状の冷媒側熱交換部２７と円筒状の凝縮部１４との間に配置された伝熱部材３０１を介して、冷媒側熱交換部２７と凝縮部１４とが連結されてもよい。伝熱部材３０１は、熱伝導率が高いアルミニウム合金等の金属材料で構成される。このようにして、冷媒側熱交換部２７と凝縮部１４とが、熱伝導可能に連結されてもよい。
【００４９】
（第２実施形態）
図１０、図１１に示すように、本実施形態の熱交換器３０では、ガイド部材３１は、本体部３２と、１つまたは複数のらせん状の突出部３４とを有する。本体部３２は、横断面形状が円形の中実形状である。らせん状の突出部３４は、本体部３２の外周面に設けられている。らせん状の突出部３４は、らせん状に連続して延びている。らせん状の突出部３４の先端は、冷媒側熱交換部２７の内面に接している。
【００５０】
上記以外の熱交換器３０の構成は、第１実施形態と同じである。よって、第１実施形態と共通の構成によって、第１実施形態と同一の効果が得られる。
【００５１】
さらに、本実施形態によれば、らせん状の突出部３４によって、本体部３２と冷媒側熱交換部２７との間に、冷媒の旋回流を形成することができる。したがって、らせん状の突出部３４は、ガイド部材と冷媒側熱交換部の壁との間に旋回流を形成する旋回流形成部に相当する。
【００５２】
ここで、液相冷媒は、気相冷媒よりも密度が大きい。温度が低い気相冷媒は、温度が高い気相冷媒よりも密度が大きい。このため、液相冷媒および温度が低い気相冷媒は、遠心力によって、旋回流のうち外側に偏って流れる。
【００５３】
よって、旋回流を形成することで、液相冷媒および温度が低い気相冷媒を冷媒側熱交換部２７の内面の近傍に流すことができる。これにより、熱交換量をさらに増大させることができる。冷却の効率をさらに向上させることができる。
【００５４】
なお、本実施形態では、らせん状の突出部３４は、らせん状に連続して延びているが、一部がつながっていなくてもよい。また、ガイド部材３１は、らせん状の突出部３４に替えて、らせん状の溝を有していてもよい。
【００５５】
（第３実施形態）
図１２、図１３に示すように、本実施形態の熱交換器３０では、ガイド部材３１は、本体部３２と、タービンの羽根状に配置された複数の突出部３５、３６とを有する。本体部３２は、円柱状であり、中実形状である。複数の突出部３５、３６は、本体部３２の外周面に設けられている。複数の突出部３５、３６は、複数の第１突出部３５と、複数の第２突出部３６とを含む。
【００５６】
複数の第１突出部３５は、本体部３２の長手方向での同じ位置で、本体部３２の周方向に間をあけて配置されている。複数の第２突出部３６は、複数の第１突出部３５よりも冷媒流れの下流側に配置されている。複数の第２突出部３６は、本体部３２の長手方向での同じ位置で、本体部３２の周方向に間をあけて配置されている。
【００５７】
図１３に示すように、複数の第２突出部３６のそれぞれは、複数の第１突出部３５のそれぞれに対して、周方向でずらして配置されている。
【００５８】
上記以外の熱交換器３０の構成は、第１実施形態と同じである。よって、第１実施形態と共通の構成によって、第１実施形態と同一の効果が得られる。また、本実施形態においても、複数の突出部３５、３６によって、第２実施形態と同様に、本体部３２と冷媒側熱交換部２７との間に、冷媒の旋回流を形成することができる。このため、第２実施形態と同一の効果が得られる。本実施形態では、複数の突出部３５、３６は、ガイド部材と冷媒側熱交換部の壁との間に旋回流を形成する旋回流形成部に相当する。
【００５９】
（第４実施形態）
図１４、図１５、図１６に示すように、本実施形態の熱交換器３０では、冷媒側熱交換部２７は、二条らせん状の突出部２７ａ、２７ｂを有する。突出部２７ａ、２７ｂは、冷媒側熱交換部２７の内面に形成されている。突出部２７ａ、２７ｂは、ガイド部材３１の長さ方向で、二条らせん状に連続して延びている。突出部２７ａ、２７ｂの頂部は、ガイド部材３１に接している。ガイド部材３１は、円柱状であり、中実形状である。
【００６０】
冷媒側熱交換部２７は、冷媒側熱交換部２７の外面のうち突出部２７ａ、２７ｂに対応する位置に、二条らせん状の凹部２７ｃ、２７ｄを有する。図１７に示すように、凹部２７ｃ、２７ｄの一方に沿って、凝縮部１４は冷媒側熱交換部２７にらせん状に巻き付けられている。凹部２７ｃ、２７ｄの一方と凝縮部１４とが面接触している。
【００６１】
上記以外の熱交換器３０の構成は、第１実施形態と同じである。よって、第１実施形態と共通の構成によって、第１実施形態と同一の効果が得られる。
【００６２】
また、本実施形態においても、突出部２７ａ、２７ｂによって、第２実施形態と同様に、ガイド部材３１と冷媒側熱交換部２７との間に、冷媒の旋回流を形成することができる。このため、第２実施形態と同一の効果が得られる。本実施形態では、突出部２７ａ、２７ｂは、ガイド部材と冷媒側熱交換部の壁との間に旋回流を形成する旋回流形成部に相当する。
【００６３】
また、凝縮部１４は、冷媒側熱交換部２７にらせん状に巻き付けられている。これにより、凝縮部１４が直線状の場合と比較して、冷媒側熱交換部２７との接触面積を増大させることができる。
【００６４】
（第５実施形態）
図１８に示すように、本実施形態の熱交換器３０では、冷媒側熱交換部２７は、円筒状である。ガイド部材３１は、一方向に直線状に延びる中実形状である。ガイド部材３１の横断面形状は円形状である。ガイド部材３１の外形は、冷媒流れの上流側から下流側に向かうにつれて、段階的に細くなっている。
【００６５】
このため、図１９、図２０を比較してわかるように、冷媒側熱交換部２７とガイド部材３１との間を流れる冷媒の流路において、冷媒流れ下流側での流路断面積Ａ１は、冷媒流れ上流側での流路断面積Ａ２よりも大きい。
【００６６】
上記以外の熱交換器３０の構成は、第１実施形態と同じである。よって、第１実施形態と共通の構成によって、第１実施形態と同一の効果が得られる。さらに、本実施形態によれば、下記の効果が得られる。
【００６７】
本実施形態と異なり、冷媒側熱交換部２７とガイド部材３１との間を流れる冷媒の流路において、冷媒流れ下流側での流路断面積が、冷媒流れ上流側での流路断面積Ａ２と同じ場合を想定する。この場合、冷媒側熱交換部２７を流れる冷媒が蒸発することで、冷媒の体積が増大する。このため、冷媒流れ下流側での冷媒の圧力損失は大きくなる。しかしながら、本実施形態によれば、この場合と比較して、冷媒側熱交換部２７とガイド部材３１との間を流れる冷媒の流路のうち冷媒流れ下流側での冷媒の圧力損失を低減することができる。
【００６８】
（第６実施形態）
図２１に示すように、本実施形態の熱交換器３０では、冷媒側熱交換部２７は、円筒状である。ガイド部材３１は、一方向に直線状に延びる中実形状である。一方向は、上下方向である。ガイド部材３１の外形は、冷媒流れの上流側から下流側に向かうにつれて、徐々に細くなっている。ガイド部材３１の横断面形状は円形状である。
【００６９】
これにより、本実施形態においても、第５実施形態と同様に、冷媒側熱交換部２７とガイド部材３１との間を流れる冷媒の流路において、冷媒流れ下流側での流路断面積Ａ１は、冷媒流れ上流側での流路断面積Ａ２よりも大きい。よって、本実施形態によっても、第５実施形態と同様の効果が得られる。
【００７０】
なお、第５、第６実施形態では、冷媒側熱交換部２７の太さは均一である。ガイド部材３１のうち冷媒流れの下流側の部分が、ガイド部材３１のうち冷媒流れの上流側の部分よりも細くなっている。しかしながら、冷媒側熱交換部２７のうち冷媒流れの下流側の部分が、冷媒側熱交換部２７のうち冷媒流れの上流側の部分よりも太くなっていてもよい。これによって、冷媒側熱交換部２７とガイド部材３１との間を流れる冷媒の流路において、冷媒流れ下流側での流路断面積が、冷媒流れ上流側での流路断面積よりも大きくなっていてもよい。
【００７１】
（第７実施形態）
図２２、図２３に示すように、ガイド部材３１は、第１筒部４１と、第２筒部４２と、位置決め部４０とを含む。
【００７２】
第１筒部４１は、その内部に第１内部流路４１ａを有する円筒である。第２筒部４２は、その内部に第２内部流路４２ａを有する円筒である。このように、第１筒部４１および第２筒部４２は、中空の形状である。第２筒部４２の外径は、第１筒部４１の内径よりも小さい。第２筒部４２の大部分は、第１筒部４１の冷媒流れの下流側に配置されている。第２筒部４２の冷媒流れの上流側の一部は、第１筒部４１の冷媒流れの下流側の一部の内側に配置されている。第２筒部４２の冷媒流れの下流側の端部は、冷媒側熱交換部２７の冷媒流れ下流側の端部よりも、冷媒流れの上流側に位置する。
【００７３】
第１筒部４１と冷媒側熱交換部２７との間に第１外部流路４１ｂが形成されている。第２筒部４２と冷媒側熱交換部２７との間に第２外部流路４２ｂが形成されている。第１内部流路４１ａを流れる冷媒の一部は、第２外部流路４２ｂに流入する。したがって、第１内部流路４１ａは、冷媒側熱交換部２７に流入する冷媒の一部を、第１外部流路４１ｂを迂回させて、第２外部流路４２ｂへ導くバイパス流路である。第１外部流路４１ｂは、冷媒側熱交換部２７の内面に面する冷媒の流路のうち上流側の流路に相当する。第２外部流路４２ｂは、冷媒側熱交換部２７の内面に面する冷媒の流路のうち上流側の流路よりも下流側の流路に相当する。
【００７４】
また、第１内部流路４１ａを流れる冷媒の他の一部は、第２内部流路４２ａに流入する。第２内部流路４２ａは、冷媒側熱交換部２７に流入する冷媒の一部を、第２外部流路４２ｂを迂回させて、冷媒側熱交換部２７の内面に面する冷媒の流路のうち第２外部流路４２ｂよりも下流側の流路へ冷媒を導くバイパス流路である。第２外部流路４２ｂは、冷媒側熱交換部２７の内面に面する冷媒の流路のうち上流側の流路に相当する。
【００７５】
位置決め部４０は、第２筒部４２から冷媒側熱交換部２７の径方向に延びている。位置決め部４０は、冷媒側熱交換部２７の内部における冷媒側熱交換部２７の径方向での第１筒部４１、第２筒部４２のそれぞれの位置決めをしている。
【００７６】
本実施形態では、冷媒側熱交換部２７に流入した冷媒の一部は、第１外部流路４１ｂと第２外部流路４２ｂとを順に流れる。冷媒側熱交換部２７に流入した冷媒の他の一部は、第１外部流路４１ｂを流れずに、第１内部流路４１ａを流れる。第１内部流路４１ａを流れる冷媒の一部は、第２外部流路４２ｂに流入する。第１内部流路４１ａを流れる冷媒の一部は、第２外部流路４２ｂを流れずに、第２内部流路４２ａを流れる。第２内部流路４２ａを流れる冷媒は、冷媒側熱交換部２７の内面に面する冷媒の流路のうち第２外部流路４２ｂよりも下流側の流路に流入する。
【００７７】
上記以外の熱交換器３０の構成は、第１実施形態と同じである。本実施形態のガイド部材３１によっても、熱交換器３０がガイド部材３１を有していない場合と比較して、冷媒側熱交換部２７の内面の近傍を流れる冷媒の流量および流速を増大させることができる。すなわち、ガイド部材３１によっても、冷媒側熱交換部２７の上流側から冷媒側熱交換部２７の内部のうち中心側の部分に向かう冷媒流れを、冷媒側熱交換部２７の内部のうち外側の部分に導くことができる。よって、本実施形態によれば、第１実施形態と同一の効果が得られる。さらに、本実施形態によれば、下記の効果が得られる。
【００７８】
本実施形態によれば、第１内部流路４１ａによって、第２外部流路４２ｂに、作動流体と熱交換されていない冷媒を流入させることができる。第２内部流路４２ａによって、冷媒側熱交換部２７の内面に面する冷媒の流路のうち第２外部流路４２ｂよりも下流側の流路に、作動流体と熱交換されていない冷媒を流入させることができる。このため、ガイド部材３１が第１内部流路４１ａおよび第２内部流路４２ａを有していない場合と比較して、冷媒側熱交換部２７の内面に面する冷媒の流路のうち第１外部流路４１ｂよりも下流側の流路を流れる冷媒の温度上昇を抑制することができる。
【００７９】
本実施形態では、ガイド部材３１は、第２筒部４２を有している。しかしながら、ガイド部材３１は、第２筒部４２を有していなくてもよい。また、第２筒部４２を、第２内部流路４２ａを有していない中実形状の部材に変更してもよい。この場合、第１筒部４１は、第１部材に相当する。第２筒部４２は、第２部材に相当する。
【００８０】
（第８実施形態）
図２４に示すように、ガイド部材３１は、筒部４３と、弁座４４と、弁体４５と、バネ４６と、バネ支持部４７とを有する。
【００８１】
筒部４３は、その内部に内部流路４３ａを有する円筒である。このように、筒部４３は、中空の形状である。筒部４３と冷媒側熱交換部２７との間に外部流路４３ｂが形成されている。
【００８２】
本実施形態では、筒部４３の冷媒流れの下流側の端部は、冷媒側熱交換部２７の冷媒流れ下流側の端部よりも、冷媒流れの上流側に位置する。内部流路４３ａは、冷媒側熱交換部２７に流入する冷媒の一部を、外部流路４３ｂを迂回させて、冷媒側熱交換部２７の内面に面する冷媒の流路のうち外部流路４３ｂよりも下流側の流路へ導くバイパス流路である。
【００８３】
なお、筒部４３の冷媒流れの下流側の端部は、冷媒側熱交換部２７の冷媒流れ下流側の端部よりも、冷媒流れの下流側に位置していてもよい。この場合、内部流路４３ａは、冷媒側熱交換部２７に向かって流れる冷媒の一部を、冷媒側熱交換部２７を迂回させて、低圧配管２６のうち冷媒側熱交換部２７よりも冷媒流れの下流側の部分に導く流路である。
【００８４】
弁座４４は、筒部４３の冷媒流れ上流側の端部に設けられている。弁座４４は、開口部４４ａを有する。弁体４５は、弁座４４に対して冷媒流れ下流側に配置されている。弁体４５は、弁座４４に接触したり、離れたりすることで、開口部４４ａを開閉する。バネ４６は、弁体４５に対して冷媒流れ下流側に配置されている。バネ４６は、弁体４５を弁座４４に押し付ける方向へ、弁体４５を付勢する。バネ支持部４７は、バネ４６に対して冷媒流れ下流側に配置されている。バネ支持部４７は、バネ４６の冷媒流れ下流側の端部を支持している。
【００８５】
図２４に示すように、弁体４５よりも冷媒流れ上流側の冷媒と弁体４５よりも冷媒流れ下流側の冷媒との圧力差が所定値よりも小さい場合に、開口部４４ａが閉じられる。すなわち、内部流路４３ａが閉じられる。この場合、冷媒は、外部流路４３ｂを流れる。
【００８６】
図２５に示すように、その圧力差がその所定値よりも大きい場合に、開口部４４ａが開かられる。すなわち、内部流路４３ａが開く。この場合、冷媒の一部は、外部流路４３ｂを流れる。冷媒の他の一部は、内部流路４３ａを流れる。内部流路４３ａを流れる冷媒の流量が増大する。これにより、その圧力差がその所定値よりも小さい場合と比較して、冷媒側熱交換部２７の流路抵抗が低減される。流路抵抗は、冷媒の流れを妨げる力である。
【００８７】
本実施形態では、弁体４５、バネ４６等は、バイパス流路を流れる冷媒の流量を調整するバイパス調整部に相当する。また、弁体４５、バネ４６等は、冷媒側熱交換部２７の流路抵抗を調整する抵抗調整部に相当する。弁体４５、バネ４６等は、ガイド部材３１よりも冷媒流れの上流側の冷媒とガイド部材３１よりも冷媒流れの下流側の冷媒との圧力差が所定値よりも大きい場合に、その圧力差が所定値よりも小さい場合と比較して、流路抵抗を低減させる。
【００８８】
上記以外の熱交換器３０の構成は、第１実施形態と同じである。よって、第１実施形態と共通の構成によって、第１実施形態と同一の効果が得られる。さらに、本実施形態によれば、下記の効果が得られる。
【００８９】
一般的に、冷凍サイクル２０の蒸発器２４の冷却能力の増大のために、圧縮機２１の回転数が増大されることがある。この場合、圧縮機２１に吸入される冷媒の圧力が低下する。これにより、圧縮機２１に吸入される冷媒の流量および圧縮機２１から吐出される冷媒の流量が増大し、冷却能力が増大する。
【００９０】
しかしながら、ガイド部材３１と冷媒側熱交換部２７との間の冷媒流路を流れる冷媒の圧力損失が大きすぎると、冷媒の圧力損失の影響で、冷媒が膨張する。冷媒が膨張することで、密度が低い気相冷媒が圧縮機２１に流入する。この結果、圧縮機２１の回転数の増大による冷却能力の増大の効果が低減されてしまう。このため、空調装置の冷却能力を向上させたいときに、空調装置の冷却能力を十分に向上させることができないという問題が生じる。すなわち、空調装置の冷却能力の向上幅が小さいという問題が生じる。
【００９１】
これに対して、本実施形態によれば、蒸発器２４の冷却能力の増大のために、圧縮機２１の回転数が増大されると、圧縮機２１に吸入される冷媒の圧力が低下する。上記の圧力差が上昇する。そして、この圧力差が所定値よりも大きくなると、圧力差によって内部流路４３ａが開かれる。内部流路４３ａを流れる冷媒の流量が増大する。これにより、冷媒が冷媒側熱交換部２７を流れるときの冷媒の圧力損失を低減できる。よって、冷媒の密度の低下を抑制しつつ、圧縮機２１に吸入される冷媒の流量を増大させることができる。この結果、圧縮機２１の回転数の増大による冷却能力の増大の効果の低減を抑制することができる。空調装置の冷却能力の向上幅を増大させることができる。
【００９２】
（第９実施形態）
図２６に示すように、ガイド部材３１は、第１筒部４３と、第１弁座４４と、第１弁体４５と、第１バネ４６と、第１バネ支持部４７とを有する。第１筒部４３、第１弁座４４、第１弁体４５、第１バネ４６、第１バネ支持部４７は、それぞれ、第８実施形態の筒部４３、弁座４４、弁体４５、バネ４６、バネ支持部４７と同じものである。本実施形態では、外部流路４３ｂは、第１外部流路４３ｂである。なお、第１筒部４３は、第８実施形態の筒部４３よりも短い。第１バネ４６は、第８実施形態のバネ４６よりも短い。
【００９３】
さらに、ガイド部材３１は、第２筒部５１と、第２弁座５２と、第２弁体５３と、第２バネ５４と、第２バネ支持部５５とを有する。
【００９４】
第２筒部５１は、その内部に第２内部流路５１ａを有する円筒である。このように、第２筒部５１は、中空の形状である。第２筒部５１の外径は、第１筒部４３の内径よりも小さい。第２筒部５１の大部分は、第１筒部４３に対して冷媒流れの下流側に配置されている。第２筒部５１の冷媒流れの上流側の一部は、第１筒部４３の冷媒流れの下流側の一部の内側に配置されている。第２筒部５１と冷媒側熱交換部２７との間に第２外部流路５１ｂが形成されている。第２筒部５１の冷媒流れの下流側の端部は、冷媒側熱交換部２７の冷媒流れ下流側の端部よりも、冷媒流れの上流側に位置する。
【００９５】
本実施形態では、第７実施形態と同様に、第１内部流路４３ａを流れる冷媒の一部は、第２外部流路５１ｂに流入する。したがって、第１内部流路４３ａは、冷媒側熱交換部２７に流入する冷媒の一部を、第１外部流路４３ｂを迂回させて、第２外部流路５１ｂへ導くバイパス流路である。第１外部流路４３ｂは、冷媒側熱交換部２７の内面に面する冷媒の流路のうち上流側の流路に相当する。第２外部流路５１ｂは、冷媒側熱交換部２７の内面に面する冷媒の流路のうち上流側の流路よりも下流側の流路に相当する。
【００９６】
また、第１内部流路４３ａを流れる冷媒の他の一部は、第２内部流路５１ａに流入する。第２内部流路５１ａは、冷媒側熱交換部２７に流入する冷媒の一部を、第２外部流路５１ｂを迂回させて、冷媒側熱交換部２７の内面に面する冷媒の流路のうち第２外部流路５１ｂよりも下流側の流路へ冷媒を導くバイパス流路である。第２外部流路５１ｂは、冷媒側熱交換部２７の内面に面する冷媒の流路のうち上流側の流路に相当する。
【００９７】
なお、第２筒部５１の冷媒流れの下流側の端部は、冷媒側熱交換部２７の冷媒流れ下流側の端部よりも、冷媒流れの下流側に位置していてもよい。この場合、第１内部流路４３ａおよび第２内部流路５１ａは、冷媒側熱交換部２７に向かって流れる冷媒の一部を、冷媒側熱交換部２７を迂回させて、低圧配管２６のうち冷媒側熱交換部２７よりも冷媒流れの下流側の部分に導くバイパス流路である。
【００９８】
第２弁座５２は、第２筒部５１の冷媒流れ上流側の端部に設けられている。第２弁座５２は、開口部５２ａを有する。第２弁体５３は、第２弁座５２に対して冷媒流れ下流側に配置されている。第２弁体５３は、第２弁座５２に接触したり、離れたりすることで、開口部５２ａを開閉する。第２バネ５４は、第２弁体５３に対して冷媒流れ下流側に配置されている。第２バネ５４は、第２弁体５３を第２弁座５２に押し付ける方向へ、第２弁体５３を付勢する。第２バネ支持部５５は、第２バネ５４に対して冷媒流れ下流側に配置されている。第２バネ支持部５５は、第２バネ５４の冷媒流れ下流側の端部を支持している。
【００９９】
図２６に示すように、ガイド部材３１よりも冷媒流れ上流側の冷媒とガイド部材３１よりも冷媒流れ下流側の冷媒との差圧が所定値よりも小さい場合に、第１弁体４５によって第１弁座４４の開口部４４ａが閉じられるとともに、第２弁体５３によって第２弁座５２の開口部５２ａが閉じられる。すなわち、第１内部流路４３ａが閉じられるとともに、第２内部流路５１ａが閉じられる。この場合、冷媒は、第１外部流路４３ｂと第２外部流路５１ｂとを流れる。
【０１００】
図２７に示すように、その差圧が、所定値よりも大きい場合に、第１内部流路４３ａおよび第２内部流路５１ａが開かれる。この場合、冷媒の一部は、第１外部流路４３ｂおよび第２外部流路５１ｂを流れる。冷媒の他の一部は、第１内部流路４３ａを流れる。さらに、第１内部流路４３ａを流れる冷媒の一部は、第２外部流路５１ｂを流れる。第１内部流路４３ａを流れる冷媒の他の一部は、第２内部流路５１ａを流れ、冷媒側熱交換部２７の内面に面する冷媒の流路のうち第２外部流路５１ｂよりも下流側の流路へ流入する。このため、本実施形態によっても、第８実施形態と同じ効果が得られる。
【０１０１】
（第１０実施形態）
図２８に示すように、ガイド部材３１は、筒部６１と、弁座６２と、弁体６３と、第１バネ６４と、第１バネ支持部６５と、第２バネ６６と、第２バネ支持部６７とを有する。
【０１０２】
筒部６１は、その内部に内部流路６１ａを有する円筒である。このように、筒部６１は、中空の形状である。筒部６１の冷媒流れの下流側の端部は、冷媒側熱交換部２７の冷媒流れ下流側の端部よりも、冷媒流れの上流側に位置する。筒部６１と冷媒側熱交換部２７との間に外部流路６１ｂが形成されている。
【０１０３】
内部流路６１ａは、冷媒側熱交換部２７に流入する冷媒の一部を、外部流路６１ｂを迂回させて、冷媒側熱交換部２７の内面に面する冷媒の流路のうち外部流路６１ｂよりも下流側の流路へ導くバイパス流路である。外部流路６１ｂは、冷媒側熱交換部２７の内面に面する冷媒の流路のうち上流側の流路に相当する。
【０１０４】
なお、筒部６１の冷媒流れの下流側の端部は、冷媒側熱交換部２７の冷媒流れ下流側の端部よりも、冷媒流れの下流側に位置していてもよい。この場合、内部流路６１ａは、冷媒側熱交換部２７に向かって流れる冷媒の一部を、冷媒側熱交換部２７を迂回させて、低圧配管２６のうち冷媒側熱交換部２７よりも冷媒流れの下流側の部分に導くバイパス流路である。
【０１０５】
弁座６２は、筒部６１の内部のうち筒部６１の長さ方向での中央部に設けられている。弁座６２は、開口部６２ａを有する。弁体６３は、弁座６２の開口部６２ａを開閉する。弁体６３は、弁座６２に対して冷媒流れの上流側に配置されている。弁体６３のうち冷媒流れの上流側に作動軸６３ａが設けられている。弁体６３のうち冷媒流れの下流側に作動軸６３ｂが設けられている。
【０１０６】
第１バネ６４は、弁体６３に対して冷媒流れの上流側に配置されている。第１バネ６４のうち冷媒流れの下流側の下流側端部は、弁体６３に固定されている。第１バネ支持部６５は、第１バネ６４のうち冷媒流れの上流側の上流側端部を支持している。第１バネ支持部６５によって、第１バネ６４の上流側端部の位置が固定されている。第１バネ６４は、圧縮に対する反発力によって、弁体６３を弁座６２に押し付ける方向に、弁体６３を付勢している。
【０１０７】
第２バネ６６は、弁体６３に対して冷媒流れの下流側に配置されている。第２バネ６６のうち冷媒流れ上流側の上流側端部は、弁体６３に固定されている。第２バネ支持部６７は、第２バネ６６のうち冷媒流れ下流側の下流側端部を支持している。第２バネ支持部６７によって、第２バネ６６の下流側端部の位置が固定されている。第２バネ６６は、圧縮に対する反発力によって、弁体６３を弁座６２から離す方向に、弁体６３を付勢している。
【０１０８】
第１バネ６４は、バイアスコイルバネである。第２バネ６６は、形状記憶合金コイルバネである。形状記憶合金コイルばねは、温度に応じて形状が変化する変化部である。第２バネ６６は、第２バネ６６の温度が所定温度よりも高くなると、圧縮に対する反発力が増大する。
【０１０９】
第２バネ６６の温度が所定温度よりも低いときに、弁体６３が弁座６２に押し付けられる。これにより、弁体６３によって開口部６２ａが塞がれ、閉弁の状態となる。第２バネ６６の温度が所定温度よりも高いときに、弁体６３が弁座６２から離れる。これにより、開口部６２ａが開き、開弁の状態となる。これが実現されるように、第１バネ６４と第２バネ６６とが設定されている。本実施形態では、弁体６３、第１バネ６４および第２バネ６６等が、バイパス流路を流れる冷媒の流量を調整するバイパス調整部に相当する。
【０１１０】
凝縮部１４の温度が想定以上に高くなると、冷凍サイクル２０の冷媒とサーモサイフォン１０の作動流体との温度差が大きくなる。このため、冷媒の吸熱量も想定以上に大きくなる。作動流体との熱交換後の冷媒の温度が想定以上に高くなる。
【０１１１】
ここで、圧縮機２１に吸入される冷媒の温度が高いほど、冷媒の密度が低く、圧縮機２１の効率が悪化する。圧縮機２１の効率の悪化は、冷凍サイクル２０の蒸発器２４の冷却能力の低下となる。すなわち、空調装置の冷却能力の低下となる。
【０１１２】
本実施形態によれば、冷媒側熱交換部２７を流れる冷媒が凝縮部１４からの熱を受けることで、冷媒の温度が上昇する。冷媒の温度が上昇することで、第２バネ６６の温度が上昇する。第２バネ６６の温度が所定温度よりも高くなると、図２９に示すように、開弁の状態になる方向に、第２バネ６６は作動する。開弁することで、内部流路６１ａを冷媒が流れる。すなわち、内部流路６１ａを流れる冷媒の流量が増大する。これにより、冷媒側熱交換部２７を流れる冷媒とサーモサイフォン１０の作動流体との熱交換を抑制することができる。圧縮機２１に流入する冷媒の温度上昇を抑制することができる。よって、圧縮機２１の効率の悪化を抑制することができる。すなわち、空調装置の冷却能力の低下を抑制することができる。
【０１１３】
なお、本実施形態では、第２バネ６６は、第１バネ６４よりも冷媒流れ下流側に配置されている。しかしながら、第２バネ６６は、第１バネ６４よりも冷媒流れ上流側に配置されてもよい。ただし、冷媒側熱交換部２７を流れる冷媒の温度上昇を検知しやすいように、第２バネ６６は、第１バネ６４よりも冷媒流れ下流側に配置されていることが好ましい。
【０１１４】
また、本実施形態では、弁体６３の駆動部として、形状記憶合金コイルバネが用いられている。しかしながら、弁体６３の駆動部として、形状記憶合金コイルバネ以外の、温度に応じて形状または性質が変化する変化部が用いられてもよい。このような変化部としては、サーモワックスが挙げられる。
【０１１５】
（第１１実施形態）
図３０、３１に示すように、ガイド部材３１は、本体部７１と、フラップ７２とを有する。本体部７１は、冷媒側熱交換部２７の内部のうち中心側の部分とその外側の部分とを仕切る壁である。図３２に示すように、本体部７１の長手方向に対して垂直な面で切断した本体部７１の横断面の形状は、Ｕ字状である。本体部７１は、冷媒側熱交換部２７の内部のうち中心側の部分とその外側の部分とを完全に隔てていない。フラップ７２は、板状の弾性部材である。フラップ７２は、本体部７１のうち冷媒流れの上流側の部分に設けられている。フラップ７２は、冷媒側熱交換部２７の流路抵抗を調整する抵抗調整部である。
【０１１６】
フラップ７２の冷媒流れの上流側の冷媒とフラップ７２の冷媒流れの下流側の冷媒との圧力差が所定値よりも小さい場合、図３０の実線で示すように、フラップ７２は、平板状である。換言すると、ガイド部材３１の冷媒流れの上流側の冷媒とガイド部材３１の冷媒流れの下流側の冷媒との圧力差が所定値よりも小さい場合、フラップ７２は、平板状である。このとき、フラップ７２は、冷媒側熱交換部２７の内部のうち中心側の部分を覆い、冷媒側熱交換部２７の内部のうち中心側よりも外側の部分を覆っていない。
【０１１７】
フラップ７２の冷媒流れの上流側の冷媒とフラップ７２の冷媒流れの下流側の冷媒との圧力差が所定値よりも大きい場合、図３０の破線で示すように、フラップ７２は、たわむ。これにより、その圧力差が所定値よりも小さい場合と比較して、冷媒側熱交換部２７の内部のうち外側の部分の流路断面積を増大させることができる。その圧力差が所定値よりも小さい場合と比較して、冷媒側熱交換部２７の流路抵抗を低減させることができる。これにより、冷媒が冷媒側熱交換部２７を流れるときの冷媒の圧力損失を低減できる。よって、本実施形態によれば、第８実施形態と同じ効果が得られる。
【０１１８】
なお、本実施形態では、本体部７１の横断面の形状は、Ｕ字状である。しかしながら、図３３に示すように、本体部７１の横断面の形状は、Ｃ字状でもよい。また、図３４に示すように、本体部７１の横断面の形状は、Ｌ字状でもよい。
【０１１９】
（他の実施形態）
（１）上記各実施形態では、冷媒側熱交換部２７および凝縮部１４は、どちらも鉛直方向に平行に延伸している。しかしながら、図３５に示すように、冷媒側熱交換部２７および凝縮部１４は、鉛直方向および水平方向に対して傾いた方向に、延伸していてもよい。凝縮部１４の内部に液溜まりが生じると、作動流体が凝縮しない。これを回避するためには、凝縮部１４は、鉛直方向に平行または傾いた方向に延伸していることが好ましい。すなわち、凝縮部１４は、凝縮部１４のうち液相の作動流体の排出側となる一方側の端部が、凝縮部１４のうちその反対側の端部よりも下に位置するように、延伸していることが好ましい。
【０１２０】
また、図３５に示す熱交換器３０は、車室外に配置されている。しかしながら、熱交換器３０は、車室内に配置されていてもよい。
【０１２１】
（２）上記各実施形態のサーモサイフォン１０では、蒸発部１３と凝縮部１４との間の流路が、気相の作動流体が流れる気相流路と液相の作動流体が流れる液相流路とに分離されていない。しかしながら、図３６に示すように、サーモサイフォン１０は、気相の作動流体１２ａが流れる気相流路１５と、液相の作動流体１２ｂが流れる液相流路１６とが分離して設けられたループ型であってもよい。
【０１２２】
（３）上記各実施形態では、低圧配管２６のうち蒸発器２４と圧縮機２１の冷媒吸入口２１ｂとの間に位置する部分が、冷媒側熱交換部２７を構成している。しかしながら、低圧配管２６のうちこれとは別の一部が、冷媒側熱交換部２７を構成してもよい。
【０１２３】
例えば、図３７に示すように、低圧配管２６のうち膨張弁２３と蒸発器２４との間の部分が、冷媒側熱交換部２７を構成してもよい。また、図３８に示すように、膨張弁２３および蒸発器２４に対して並列に設けられた冷媒配管の一部が、冷媒側熱交換部２７を構成してもよい。膨張弁２３は第１膨張弁２３である。この冷媒配管の途中には、第２膨張弁２８が接続される。冷媒配管の一部とは、第２膨張弁２８で減圧された後であって、圧縮機２１の冷媒吸入口２１ｂから吸入される前の冷媒が流れる低圧配管２９の一部である。また、図３９に示すように、冷凍サイクル２０が蒸発器２４を有していない場合の低圧配管２６の一部が、冷媒側熱交換部２７を構成してもよい。
【０１２４】
（４）上記の各実施形態では、冷媒側熱交換部２７に連結される凝縮部１４は１つである。しかしながら、図４０、４１に示すように、冷媒側熱交換部２７に連結される凝縮部１４は、複数であってもよい。
【０１２５】
（５）上記の各実施形態では、ガイド部材３１は、主として合成樹脂で構成されている。しかしながら、熱交換量をより増大させるために、ガイド部材は、主として金属材料で構成されていてもよい。金属材料としては、熱伝導率が高いアルミニウム合金等が挙げられる。この場合、ガイド部材の突出部または本体部が冷媒側熱交換部の内面に熱伝導可能に接触する。
【０１２６】
（６）第８実施形態では、弁体４５は、圧力差によって駆動する。第１０実施形態では、弁体６３は、温度によって変形する部材によって駆動する。しかしながら、これらの弁体は、電動モータや電磁石等の駆動部によって、駆動するようになっていてもよい。この場合、制御部は、圧力差または温度をセンサで検出する。この検出結果に応じて、制御部は、上記の駆動部を作動させる。
【０１２７】
また、第８実施形態では、圧力差が所定値よりも小さい場合、内部流路４３ａが閉じられる。しかしながら、この場合、内部流路４３ａは完全に閉じられなくてもよい。圧力差が所定値よりも大きい場合、圧力差が所定値よりも小さい場合と比較して、内部流路４３ａを流れる冷媒の流量が増大するように、弁体４５が作動するようになっていればよい。第９実施形態も同様である。
【０１２８】
また、第１０実施形態では、温度が所定温度よりも低いときに、内部流路６１ａが閉じられる。しかしながら、この場合も、内部流路６１ａは完全に閉じられなくてもよい。温度が所定温度よりも大きい場合、温度が所定温度よりも低い場合と比較して、内部流路６１ａを流れる冷媒の流量が増大するように、弁体６３が作動するようになっていればよい。
【０１２９】
（７）上記の各実施形態では、熱交換器３０において、冷媒側熱交換部２７と熱伝導可能に連結される相手側熱交換部は、サーモサイフォン１０の凝縮部１４である。しかしながら、相手側熱交換部は、ウィックを用いたヒートパイプの凝縮部でもよい。ウィックを用いたヒートパイプは、両端を有する一本の配管で構成されていたり、複数本の配管で構成されていたり、環状の配管で構成されていたりしてもよい。また、相手側熱交換部は、ヒートパイプの作動流体以外の流体を冷却する冷却部であってもよい。この冷却部は、管の一部で構成される。
【０１３０】
（８）上記の各実施形態では、熱交換器３０は、車両に搭載されるものである。しかしながら、熱交換器３０は、車両に搭載されないものであってもよい。
【０１３１】
（９）本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能であり、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の材質、形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。
【０１３２】
（まとめ）
上記各実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、冷凍サイクルの冷媒との熱交換によって流体を冷却する熱交換器は、冷凍サイクルの膨張弁で減圧された後であって、冷凍サイクルの圧縮機に吸入される前の冷媒が流れる冷媒配管の一部で構成される冷媒側熱交換部と、冷媒側熱交換部に対して熱伝導可能に連結され、流体が流れる管の一部で構成される相手側熱交換部と、冷媒側熱交換部の内部に配置され、冷媒側熱交換部の上流側から冷媒側熱交換部の内部のうち中心側の部分に向かう冷媒流れを、冷媒側熱交換部の内部のうち中心側の部分よりも外側の部分に導くガイド部材と、を備える。
【０１３３】
また、第２の観点によれば、冷媒側熱交換部は、冷媒配管のうち冷媒側熱交換部の隣りの部分であって相手側熱交換部と非接触の部分に対して、継ぎ目なく連続している。これによれば、冷媒側熱交換部を簡易に製造することができる。このため、冷媒側熱交換部を安価に製造することができる。また、冷媒側熱交換部とその隣の部分との間に継ぎ目が存在しないため、漏れに対する信頼性を高くすることができる。
【０１３４】
また、第３の観点によれば、ガイド部材または冷媒側熱交換部は、ガイド部材と冷媒側熱交換部の壁との間に旋回流を形成する旋回流形成部を有する。
【０１３５】
ここで、液相冷媒は、気相冷媒よりも密度が大きい。温度が低い気相冷媒は、温度が高い気相冷媒よりも密度が大きい。このため、液相冷媒および温度が低い気相冷媒は、遠心力によって、旋回流のうち外側に偏って流れる。よって、旋回流を形成することで、液相冷媒および温度が低い気相冷媒を冷媒側熱交換部の内面の近傍に流すことができる。これにより、冷却効率をさらに向上させることができる。
【０１３６】
また、第４の観点によれば、冷媒側熱交換部とガイド部材との間を流れる冷媒の流路において、冷媒流れ下流側での流路断面積は、冷媒流れ上流側での流路断面積よりも大きい。これによれば、下流側流路の流路断面積が上流側流路の流路断面積と同じ場合と比較して、冷媒側熱交換部とガイド部材との間を流れる冷媒の流路のうち冷媒流れ下流側での冷媒の圧力損失を低減できる。
【０１３７】
また、第５の観点によれば、ガイド部材は、冷媒側熱交換部または冷媒配管のうち冷媒側熱交換部を除く部位に形成された位置決め部によって、冷媒配管の内部におけるガイド部材の長手方向での位置が決められている。このように、冷媒配管の内部におけるガイド部材の長手方向での位置は、冷媒配管に形成された位置決め部によって決められていることが好ましい。
【０１３８】
また、第６の観点によれば、ガイド部材は、ガイド部材の内部に形成されたバイパス流路を有する。バイパス流路は、冷媒側熱交換部に流入する冷媒の一部を、冷媒側熱交換部の内面に面する冷媒の流路のうち冷媒流れの上流側の流路を迂回させて、冷媒の流路のうち上流側の流路よりも冷媒流れの下流側の流路に導く流路である。
【０１３９】
第６の観点によれば、バイパス流路によって、冷媒側熱交換部の内面に面する冷媒の流路のうち下流側の流路に、流体と熱交換されていない冷媒を流入させることができる。このため、ガイド部材がバイパス流路を有していない場合と比較して、下流側の流路を流れる冷媒の温度上昇を抑制することができる。
【０１４０】
また、第７の観点によれば、ガイド部材は、冷媒側熱交換部の流路抵抗を調整する抵抗調整部を有する。抵抗調整部は、ガイド部材よりも冷媒流れの上流側の冷媒とガイド部材よりも冷媒流れの下流側の冷媒との圧力差が所定値よりも大きい場合に、圧力差が所定値よりも小さい場合と比較して、流路抵抗を低減させる。
【０１４１】
冷凍サイクルの冷却能力の増大のために、圧縮機の回転数が増大されると、圧縮機に吸入される冷媒の圧力が低下する。このとき、第７の観点によれば、上記の圧力差が所定値よりも大きくなることで、冷媒側熱交換部の流路抵抗を低減させることができる。このため、冷媒が冷媒側熱交換部を流れるときの冷媒の圧力損失を低減できる。よって、圧縮機に吸入される冷媒の密度の低下を抑制しつつ、圧縮機に吸入される冷媒の流量を増大させることができる。この結果、冷凍サイクルの冷却能力の増大のために、圧縮機の回転数を増大させたときの冷凍サイクルの冷却能力の向上幅を増大させることができる。
【０１４２】
また、第８の観点によれば、ガイド部材は、ガイド部材の内部に形成されたバイパス流路と、バイパス流路を流れる冷媒の流量を調整するバイパス調整部とを有する。バイパス流路は、冷媒側熱交換部に流入する冷媒の一部を、冷媒側熱交換部の内面に面する冷媒の流路のうち冷媒流れの上流側の流路を迂回させて、冷媒の流路のうち上流側の流路よりも冷媒流れの下流側の流路に導く流路である。または、バイパス流路は、冷媒側熱交換部に向かって流れる冷媒の一部を、冷媒側熱交換部を迂回させて、冷媒配管のうち冷媒側熱交換部よりも冷媒流れの下流側の部分に導く流路である。バイパス調整部は、ガイド部材よりも冷媒流れ上流側の冷媒とガイド部材よりも冷媒流れ下流側の冷媒との圧力差が所定値よりも大きい場合に、圧力差が所定値よりも小さい場合と比較して、バイパス流路を流れる冷媒の流量を増大させる。
【０１４３】
冷凍サイクルの冷却能力の増大のために、圧縮機の回転数が増大されると、圧縮機に吸入される冷媒の圧力が低下する。このとき、第８の観点によれば、上記の圧力差が所定値よりも大きくなることで、バイパス流路の冷媒の流量を増大させることができる。このため、冷媒が冷媒側熱交換部を流れるときの冷媒の圧力損失を低減できる。よって、圧縮機に吸入される冷媒の密度の低下を抑制しつつ、圧縮機に吸入される冷媒の流量を増大させることができる。この結果、冷凍サイクルの冷却能力の増大のために、圧縮機の回転数を増大させたときの冷凍サイクルの冷却能力の向上幅を増大させることができる。
【０１４４】
また、第９の観点によれば、ガイド部材は、ガイド部材の内部に形成されたバイパス流路と、バイパス流路を流れる冷媒の流量を調整するバイパス調整部とを有する。バイパス流路は、冷媒側熱交換部に流入する冷媒の一部を、冷媒側熱交換部の内面に面する冷媒の流路のうち冷媒流れの上流側の流路を迂回させて、冷媒の流路のうち上流側の流路よりも冷媒流れの下流側の流路に導く流路である。または、バイパス流路は、冷媒側熱交換部に向かって流れる冷媒の一部を、冷媒側熱交換部を迂回させて、冷媒配管のうち冷媒側熱交換部よりも冷媒流れの下流側の部分に導く流路である。バイパス調整部は、冷媒配管のうち冷媒側熱交換部よりも冷媒流れ下流側を流れる冷媒の温度が所定温度よりも高い場合に、温度が所定温度よりも低い場合と比較して、バイパス流路を流れる冷媒の流量を増大させる。
【０１４５】
これによれば、冷媒側熱交換部よりも冷媒流れ下流側を流れる冷媒の温度が高い場合に、バイパス流路の冷媒の流量が増大する。これにより、冷媒と作動流体との熱交換を抑制することができる。圧縮機に吸入される冷媒の温度上昇を抑制することができる。よって、冷凍サイクルの蒸発器の冷却能力の低下を抑制することができる。
【０１４６】
また、第１０の観点によれば、相手側熱交換部は、サーモサイフォンの凝縮部である。このように、相手側熱交換部として、サーモサイフォンの凝縮部を用いることができる。
【符号の説明】
【０１４７】
１０    サーモサイフォン
１４    凝縮部
２６    低圧配管
２７    冷媒側熱交換部
３１    ガイド部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2020193792.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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