(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）内部を流れる冷媒を凝縮する凝縮部、およびこの凝縮部で凝縮された冷媒を過冷却する過冷却部を上下に配設したコアと、
（ｂ）このコアの一端部において上下方向に延ばされ、上側部に前記凝縮部の下流端が接続され、下側部に前記過冷却部の上流端が接続され、内部を、前記凝縮部の下流端のみに連通する上流側連通室と前記過冷却部の上流端のみに連通する下流側連通室とに区画する第１仕切り部を有するタンク部と、
（ｃ）内部に、流入した冷媒を気液分離する気液分離室を有し、且つこの気液分離室と前記上流側連通室および前記下流側連通室とを仕切る第２仕切り部を有する受液部とを備えた受液器一体型冷媒凝縮器であって、
（ｄ）前記第２仕切り部は、
前記上流側連通室の下部で開口し、かつ前記受液部の下側で開口し、前記上流側連通室より前記気液分離室内へ冷媒を流入させる冷媒流入口、および
この冷媒流入口より下方で開口し、かつ前記受液部の下部で開口し、前記気液分離室より前記下流側連通室内へ冷媒を流出させる冷媒流出口を有し、
前記冷媒流入口から前記気液分離室を通って前記冷媒流出口までの冷媒流路のみで前記上流側連通室と前記下流側連通室とが連通されていることを特徴とする受液器一体型冷媒凝縮器。
【請求項２】
請求項１に記載の受液器一体型冷媒凝縮器において、
前記受液部は、前記タンク部に一体成形されたことを特徴とする受液器一体型冷媒凝縮器。
【請求項３】
請求項１に記載の受液器一体型冷媒凝縮器において、
前記タンク部の外側に、前記タンク部と別部品で設けた前記受液部を接続したことを特徴とする受液器一体型冷媒凝縮器。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の受液器一体型冷媒凝縮器において、
前記過冷却部よりも下流に、冷媒の状態を観察するためのサイトグラスを接続したことを特徴とする受液器一体型冷媒凝縮器。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の受液器一体型冷媒凝縮器において、
前記気液分離室内の上部には、冷媒中の水分を取り除くドライヤが設けられたことを特徴とする受液器一体型冷媒凝縮器。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の受液器一体型冷媒凝縮器において、
前記冷媒流入口から前記気液分離室を通って前記冷媒流出口までの冷媒流れがＵターン流れとなっていることを特徴とする受液器一体型冷媒凝縮器。
【請求項７】
熱交換を行うコア（１４）、このコア（１４）の水平方向の一端側に配された第１ヘッダ（１５）、および前記コア（１４）の水平方向の他端側に配された第２ヘッダ（１６）とを備え、前記第２ヘッダ（１６）に受液部（９）を一体成形、又は前記第２ヘッダ（１６）の外側に別部品で設けた受液部を接続してなり、前記コア（１４）は凝縮部（８）および過冷却部（１０）よりなり、前記受液部は内部に気液分離室を有し、炉中にて一体ろう付けして製造された受液器一体型冷媒凝縮器（３）であって、
前記第２ヘッダ（１６）は、上下方向に延びる筒状を呈し、タンク部を構成するヘッダプレート（３６）を備え、前記タンク部は、前記凝縮部の下流端のみに連通する上流側連通室と、前記過冷却部の上流端のみに連通する下流側連通室とに、第１仕切り部（４２）によって区画されており、
前記第２ヘッダ（１６）と前記受液部（９）とは第２仕切り部（４１）によって区画されており、
前記第２仕切り部（４１）には、
前記上流側連通室の下部で開口し、かつ前記受液部の下側で開口し、前記上流側連通室より前記気液分離室内へ冷媒を流入させる冷媒流入口（４４）、および
この冷媒流入口より下方で開口し、かつ前記受液部の下部で開口し、前記気液分離室より前記下流側連通室内へ冷媒を流出させる冷媒流出口（４５）を有し、
前記冷媒流入口（４４）から前記気液分離室（４８）を通って前記冷媒流出口（４５）までの冷媒流れがＵターン流れとなっており、
前記冷媒流入口から前記気液分離室を通って前記冷媒流出口までの冷媒流路のみで前記上流側連通室と前記下流側連通室とが連通されていることを特徴とする受液器一体型冷媒凝縮器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、例えば冷媒循環量が変動可能な車両用空気調和装置に用いられる受液器一体型冷媒凝縮器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、車両用空気調和装置の冷凍サイクルの受液器と凝縮器とは別個独立して配置されている。そのため、部品点数の低減即ちコスト低減が困難であり、また受液器と凝縮器とで互いに取付スペースを占めるため、省スペースの要望に応えることができないという不具合があった。そこで、その不具合を解消する目的で、米国特許第４９７２６８３号公報に開示された技術や実開平２−１０３６６７号公報に開示された技術が提案されている。
【０００３】
先ず、米国特許第４９７２６８３号公報に開示された技術は、冷媒凝縮器の片側ヘッダ内の気液分離室の断面積を大きくして冷媒の流速を落とすことにより気相冷媒の浮力を利用して気液分離させるものであった。次に、実開平２−１０３６６７号公報に開示された技術は、冷媒凝縮器の出口側ヘッダの内部を２部屋に区画する仕切り部材に２部屋を連通するための貫通路を設け、出口側ヘッダの片側の部屋を気液分離室として用いるものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、米国特許第４９７２６８３号公報に開示された技術においては、凝縮用チューブの流路径が微細で、しかも数多く気液二相状態の冷媒を吹き出す。このために、凝縮用チューブから出る気泡状の気相冷媒が小さいので、浮力の効果が期待できず、容易に気相冷媒を気液分離室より下流へ送り出してしまう。したがって、冷媒凝縮器より下流側に接続された温度作動式膨張弁で流動音が発生する等の問題が発生してしまう。
【０００５】
そこで、温度作動式膨張弁に気相冷媒が送り込まれないようにするために、凝縮部と過冷却部を上下に配した冷媒凝縮器も考えられるが、この冷媒凝縮器の場合でも気液分離室へ冷媒を導く凝縮用チューブのうちの最下部の凝縮用チューブと気液分離室から液相冷媒のみを送り出すための過冷却用チューブのうちの最上部の過冷却用チューブとの距離が接近する。このため、容易に気相冷媒を気液分離室より下流側の過冷却部へ送り出し易く、過冷却部が有効に働かない。
【０００６】
また、実開平２−１０３６６７号公報に開示された技術において、気液分離室内への冷媒流入口が気液分離室の上部にある場合は、特に冷媒圧縮機を高速運転した時のように冷媒循環量が大きい場合は、気液分離室内の断面積がかなり大きくないと、気液分離室内で気液界面ができない。したがって、気液分離室の下流側へ気相冷媒を送り出すことになる。
【０００７】
そして、気液分離室内への冷媒流入口が気液分離室の下部（但し気液分離室内からの冷媒流出口よりも上方）にある場合は、気液分離室の冷媒流入口と冷媒流出口の距離が近く、また気液分離室の冷媒流入口から冷媒流出口への冷媒の流れのベクトル方向が同じである。このため、気液分離室の下流側へ容易に気相冷媒を送り出してしまうため、前述の問題が発生する。
【０００８】
この発明の目的は、仮に凝縮部の最下部と過冷却部の最上部とが接近していても、受液部の気液分離室内での冷媒の気液分離性を維持し、且つ受液部の気液分離室より下流の過冷却部へ簡単に気相冷媒が流出しないようにすることが可能な受液器一体型冷媒凝縮器を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は、内部を流れる冷媒を凝縮する凝縮部、およびこの凝縮部で凝縮された冷媒を過冷却する過冷却部を上下に配設したコアと、このコアの一端部において上下方向に延ばされ、上側部に前記凝縮部の下流端が接続され、下側部に前記過冷却部の上流端が接続され、内部を、前記凝縮部の下流端のみに連通する上流側連通室と前記過冷却部の上流端のみに連通する下流側連通室とに区画する第１仕切り部を有するタンク部と、内部に、流入した冷媒を気液分離する気液分離室を有し、且つこの気液分離室と前記上流側連通室および前記下流側連通室とを仕切る第２仕切り部を有する受液部とを備えた受液器一体型冷媒凝縮器であって、前記第２仕切り部は、前記上流側連通室の下部で開口し、かつ前記受液部の下側で開口し、前記上流側連通室より前記気液分離室内へ冷媒を流入させる冷媒流入口、およびこの冷媒流入口より下方で開口し、かつ前記受液部の下部で開口し、前記気液分離室より前記下流側連通室内へ冷媒を流出させる冷媒流出口を有し、前記冷媒流入口から前記気液分離室を通って前記冷媒流出口までの冷媒流路のみで前記上流側連通室と前記下流側連通室とが連通されている技術手段を採用した。
別の発明では、熱交換を行うコア（１４）、このコア（１４）の水平方向の一端側に配された第１ヘッダ（１５）、および前記コア（１４）の水平方向の他端側に配された第２ヘッダ（１６）とを備え、前記第２ヘッダ（１６）に受液部（９）を一体成形、又は前記第２ヘッダ（１６）の外側に別部品で設けた受液部を接続してなり、前記コア（１４）は凝縮部（８）および過冷却部（１０）よりなり、前記受液部は内部に気液分離室を有し、炉中にて一体ろう付けして製造された受液器一体型冷媒凝縮器（３）であって、前記第２ヘッダ（１６）は、上下方向に延びる筒状を呈し、タンク部を構成するヘッダプレート（３６）を備え、前記タンク部は、前記凝縮部の下流端のみに連通する上流側連通室と、前記過冷却部の上流端のみに連通する下流側連通室とに、第１仕切り部（４２）によって区画されており、前記第２ヘッダ（１６）と前記受液部（９）とは第２仕切り部（４１）によって区画されており、前記第２仕切り部（４１）には、前記上流側連通室の下部で開口し、かつ前記受液部の下側で開口し、前記上流側連通室より前記気液分離室内へ冷媒を流入させる冷媒流入口（４４）、およびこの冷媒流入口より下方で開口し、かつ前記受液部の下部で開口し、前記気液分離室より前記下流側連通室内へ冷媒を流出させる冷媒流出口（４５）を有し、前記冷媒流入口（４４）から前記気液分離室（４８）を通って前記冷媒流出口（４５）までの冷媒流れがＵターン流れとなっており、前記冷媒流入口から前記気液分離室を通って前記冷媒流出口までの冷媒流路のみで前記上流側連通室と前記下流側連通室とが連通されていることを特徴とする受液器一体型冷媒凝縮器を採用した。
【００１０】
なお、前記受液部を、前記タンク部に一体成形しても良い。また、前記受液部を、前記ヘッダに間接的または直接的に接続しても良い。さらに、過冷却部よりも下流に、冷媒の状態を観察するためのサイトグラスを接続しても良い。そして、気液分離室内の上部に、冷媒中の水分を取り除くドライヤを設けても良い。
【００１１】
【作用】
この発明によれば、凝縮部より流出した気液二相状態の冷媒をタンク部の上流側連通室内に一旦集め、その後に受液部の第２仕切り部の冷媒流入口を介して受液部の気液分離室内へ送り出すようにしている。これにより、凝縮部より出る細かい気泡状の気相冷媒がタンク部の上流側連通室で集められて径の大きい気泡状の気相冷媒となって浮力の影響を大きく受けるようになり、受液部の気液分離室内で気液分離し易くなる。
また、タンク部の第１仕切り部により、第２仕切り部の冷媒流入口から気液分離室を通って第２仕切り部の冷媒流出口までの冷媒の流れがＵターン流れとなっているので、気液が遠心力により分離し気泡状の気相冷媒がより集まることで気泡状の気相冷媒の径がより大きくなり、浮力の影響を大きく受けて気液分離がよりし易くなる。
【００１２】
そして、仮に凝縮部の最下部と過冷却部の最上部とが接近していても、タンク部の第１仕切り部により凝縮部の下流端から過冷却部の上流端までの流路長さが長くなり、気液分離室から過冷却部へ分離できていない気泡状の気相冷媒を送り出すことがなくなる。
そして、受液部の気液分離室の下流側に過冷却部が設けられているため、気液分離室での気液分離が完全でなくても、過冷却部にて気泡状の気相冷媒は消滅するので、気液分離室の容積、つまり気液分離室の断面積を小さくすることが可能となり、凝縮部と過冷却部の有効放熱面積が小さくならない。
【００１３】
【実施例】
次に、この発明の受液器一体型冷媒凝縮器を自動車用空気調和装置に適用した実施例に基づいて説明する。
【００１４】
〔第１実施例の構成〕
図１ないし図４はこの発明の第１実施例を示したもので、図１は自動車用空気調和装置の冷凍サイクルを示した図である。この自動車用空気調和装置の冷凍サイクル１は、冷媒圧縮機２、受液器一体型冷媒凝縮器３、サイトグラス４、膨張弁５および冷媒蒸発器６を、金属製パイプまたはゴム製パイプよりなる冷媒配管７によって順次接続されている。
【００１５】
冷媒圧縮機２は、自動車のエンジンルーム（図示せず）内に設置されたエンジンＥにベルト（図示せず）と電磁クラッチ（図示せず）を介して連結されている。この冷媒圧縮機２は、エンジンＥの回転動力が伝達されると、冷媒蒸発器６より内部に吸入した気相冷媒を圧縮して、高温高圧の気相冷媒を受液器一体型冷媒凝縮器３へ吐出する。
【００１６】
受液器一体型冷媒凝縮器３は、凝縮部８、受液部９および過冷却部１０を一体的に設けている。凝縮部８は、冷媒圧縮機２の吐出側に接続され、冷媒圧縮機２より内部に流入した気相冷媒をクーリングファン（図示せず）等により送られてくる室外空気と熱交換させて冷媒を凝縮液化させる凝縮器として働く。
【００１７】
受液部９は、凝縮部８より内部に流入した気液二相状態の冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに気液分離して、液相冷媒のみ過冷却部１０に供給する受液器として働く。過冷却部１０は、凝縮部８より下方に隣接して設けられ、受液部９より内部に流入した液相冷媒をクーリングファン等により送られてくる室外空気と熱交換させて液相冷媒を過冷却する過冷却器として働く。
【００１８】
サイトグラス４は、受液器一体型冷媒凝縮器３の過冷却部１０より下流側に接続され、冷凍サイクル１内を循環する冷媒の状態を観察するものである。このサイトグラス４は、自動車のエンジンルーム内において点検者が視認し易い場所、例えば受液器一体型冷媒凝縮器３に隣設した冷媒配管７の途中に単独で架装されている。
【００１９】
そして、サイトグラス４は、図１に示したように、両端部が冷媒配管７に溶接や締結等の手段で接続される管状の金属ボディ１１、およびこの金属ボディ１１の上面に形成された覗き窓１２に嵌め込まれた溶着ガラス１３等より構成されている。一般に覗き窓１２から気泡が見られるときは冷媒不足であり、気泡が見られないときは冷媒量が適正量である。
【００２０】
膨張弁５は、冷媒蒸発器６の冷媒入口部側に接続され、サイトグラス４より流入した高温高圧の液相冷媒を断熱膨張して低温低圧の霧状冷媒にするもので、本例では冷媒蒸発器６の冷媒出口部の冷媒過熱度を所定値に維持するよう弁開度を自動調整する温度作動式膨張弁が用いられている。
【００２１】
冷媒蒸発器６は、冷媒圧縮機２の吸入側と膨張弁５の下流側との間に接続され、膨張弁５より内部に流入した気液二相状態の冷媒をブロワ（図示せず）により吹き付けられる室外空気または室内空気と熱交換させて冷媒を蒸発気化させる熱交換器として働く。
【００２２】
次に、この実施例の受液器一体型冷媒凝縮器３を図２ないし図４に基づいて詳細に説明する。この受液器一体型冷媒凝縮器３は、例えば高さが３００ｍｍ〜４００ｍｍ、幅が３００ｍｍ〜６００ｍｍで、自動車のエンジンルーム内の走行風を受け易い場所に取付ブラケット（図示せず）を介して一体的に取り付けられている。そして、受液器一体型冷媒凝縮器３は、熱交換を行うコア１４、このコア１４の水平方向の一端側に配された第１ヘッダ１５、およびコア１４の水平方向の他端側に配された第２ヘッダ１６等から構成され、炉中にて一体ろう付けして製造される。
【００２３】
コア１４は、凝縮部８および過冷却部１０よりなり、上端部および下端部に受液器一体型冷媒凝縮器３を自動車に取り付けるための取付用ブラケットを固定するサイドプレート１７、１８がろう付け等の手段により接合されている。凝縮部８は、複数の凝縮用チューブ１９およびコルゲートフィン２０よりなり、これらはろう付け等の手段により接合されている。過冷却部１０は、複数の過冷却用チューブ２１およびコルゲートフィン２２よりなり、これらはろう付け等の手段により接合されている。
【００２４】
なお、サイドプレート１７、１８は、アルミニウムまたはアルミニウム合金でろう材でクラッド処理した金属プレートをプレス加工することによって形状が得られ、水平方向の両端部にそれぞれ第１ヘッダ１５および第２ヘッダ１６に差し込まれる挿入片１７１、１７２、１８１、１８２が形成されている。
【００２５】
複数の凝縮用チューブ１９および過冷却用チューブ２１は耐腐食性、熱伝導性に優れたアルミニウムまたはアルミニウム合金等でろう材をクラッド処理したプレートを押出し加工することによって断面形状が偏平な長円形状に形成され、内部に複数の冷媒流路を有している。また、コルゲートフィン２０、２２は、冷媒の放熱効率を向上させるための放熱フィンで、両側面をろう材でクラッド処理したアルミニウムまたはアルミニウム合金等の金属プレートをコルゲート状にプレス加工したものである。
【００２６】
なお、複数の凝縮用チューブ１９および複数の過冷却用チューブ２１は水平方向に配されている。そして、複数の凝縮用チューブ１９内を流れる冷媒は第１ヘッダ１５から第２ヘッダ１６へ流れ、複数の過冷却用チューブ２１内を流れる冷媒は逆に第２ヘッダ１６から第１ヘッダ１５へ流れる。また、この実施例では、凝縮用チューブ１９の本数を、過冷却用チューブ２１の本数より多くしてあり、実験的経験によれば、過冷却用チューブ２１の本数はコア１４の全体の１５％〜２０％程度が好ましい。
【００２７】
第１ヘッダ１５は、断面形状が略Ｕ字状のヘッダプレート２３および断面形状が半円弧状のタンクプレート２４よりなり、上下方向に延びる円筒形状を呈する。この第１ヘッダ１５は、それぞれ耐腐食性および熱伝導性に優れたアルミニウムまたはアルミニウム合金で両側面をろう材でクラッド処理した金属プレートをプレス加工することによって所定の形状を得ている。
【００２８】
また、第１ヘッダ１５の上側部は凝縮部８を構成する複数の凝縮用チューブ１９の上流端が接続され、下側部は過冷却部１０を構成する複数の過冷却用チューブ２１の下流端が接続されている。そして、第１ヘッダ１５の上下方向（板長さ方向）の上下端部の開口部には、キャップ２５が嵌め込まれている。
【００２９】
なお、キャップ２５は、アルミニウムまたはアルミニウム合金でろう材でクラッド処理した金属プレートをプレス加工することによって形状が得られ、第１ヘッダ１５の上下端部にろう付け等の手段により接合される略円環状の接合片２５１と、この接合片２５１より窪んでおり、上下端部の開口部を塞ぐ略円板状の閉塞部２５２とを有している。
【００３０】
ヘッダプレート２３には、プレス加工によって、長円形状の抜き穴２６が多数形成され、上下端部に貫通穴２７がそれぞれ形成されている。その多数の抜き穴２６には、複数の凝縮用チューブ１９の上流端および複数の過冷却用チューブ２１の下流端が差し込まれた状態でろう付け等の手段により接合されている。また、２個の貫通穴２７には、サイドプレート１７、１８の挿入片１７１、１８１が差し込まれた状態でろう付け等の手段により接合されている。
【００３１】
タンクプレート２４には、プレス加工によって、内部を上下に仕切るセパレータ２８を固定する穴部２９、入口配管３０を固定する円形状の冷媒吸入口３１および出口配管３２を固定する円形状の冷媒吐出口３３が形成されている。そのセパレータ２８は、略円板形状に形成され、第１ヘッダ１５の内部を、凝縮部８の上流端のみに連通する入口側連通室３４と過冷却部１０の下流端のみに連通する出口側連通室３５とに分割するものである。
【００３２】
入口配管３０は、円管形状を呈し、冷媒圧縮機２より吐出された高温高圧の気相冷媒を入口側連通室３４内に流入させるための配管で、ろう付け等の手段により冷媒吸入口３１に接合されている。また、出口配管３２は、円管形状を呈し、出口側連通室３５内の液相冷媒をサイトグラス４へ送り出す配管で、ろう付け等の手段により冷媒吐出口３３に接合されている。
【００３３】
第２ヘッダ１６は、図４にも示したように、断面形状が略Ｕ字状のヘッダプレート３６および断面形状が略Ｒ形状の筒状体３７よりなり、上下方向に延びる二重筒状を呈し、受液部９がタンク部に一体成形されている。この第２ヘッダ１６は、それぞれ耐腐食性および熱伝導性に優れたアルミニウムまたはアルミニウム合金で所定の形状を得ている。なお、本例では、ヘッダプレート３６と筒状体３７の図示左側部分とでタンク部を構成し、筒状体３７の筒部分で受液部９を構成している。
【００３４】
また、第２ヘッダ１６の上側部は凝縮部８を構成する複数の凝縮用チューブ１９の下流端が接続され、下側部は過冷却部１０を構成する複数の過冷却用チューブ２１の上流端が接続されている。そして、第２ヘッダ１６の上下方向（板長さ方向）の上下端部の開口部には、キャップ３８が嵌め込まれている。
【００３５】
なお、キャップ３８は、第２ヘッダ１６の上下端部にろう付け等の手段により接合される略円環状の接合片３８１と、この接合片３８１より窪んでおり、第２ヘッダ１６の上下端部の内側の開口部を塞ぐ略円板状の閉塞部３８２と、第２ヘッダ１６の上下端部の外側の開口部を塞ぐ偏平な楕円形状の閉塞部３８３とを有している。
【００３６】
ヘッダプレート３６には、両側面をろう材でクラッド処理した金属プレートをプレス加工することによって、長円形状の抜き穴３９が多数形成され、上下端部に貫通穴４０がそれぞれ形成されている。その多数の抜き穴３９には、複数の凝縮用チューブ１９の下流端および複数の過冷却用チューブ２１の上流端が差し込まれた状態でろう付け等の手段により接合されている。また、２個の貫通穴４０には、サイドプレート１７、１８の挿入片１７２、１８２が差し込まれた状態でろう付け等の手段により接合されている。
【００３７】
筒状体３７は、押出し加工にて所定の形状に形成され、内側部に第２ヘッダ１６内を第１の部屋と第２の部屋とに２分割（区画）する第１セパレータ４１を有している。この第１セパレータ４１には、プレス加工による追加工によって、第１の部屋の内部を上側の部屋（上流側連通室４６）と下側の部屋（下流側連通室４７）とに２分割（区画）する第２セパレータ４２を固定する穴部４３、第１の部屋と第２の部屋とを連通する円形状の冷媒流入口４４および円形状の冷媒流出口４５が形成されている。
【００３８】
第１セパレータ４１および第２セパレータ４２は、凝縮部８の下流端のみに連通する上流側連通室４６と過冷却部１０の上流端のみに連通する下流側連通室４７と外側に形成される受液部９を構成する気液分離室４８とに、第２ヘッダ１６の内部を３分割する仕切り部である。また、第１セパレータ４１は本発明の第２仕切り部を構成し、第２セパレータ４２は本発明の第１仕切り部を構成する。
【００３９】
なお、冷媒流入口４４は上流側連通室４６の下部（凝縮部８の最下部）で開口し、上流側連通室４６内の冷媒を気液分離室４８内に流入させる連通口で、冷媒流出口４５は冷媒流入口４４より下方で開口し、気液分離室４８内の冷媒を下流側連通室４７内に流出させる連通口である。また、気液分離室４８は、上流側連通室４６より内部に流入した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して液相冷媒のみを下流側連通室４７へ送り出す。
【００４０】
〔第１実施例の作用〕
次に、この実施例の自動車用空気調和装置の冷凍サイクル１の作用を図１および図２に基づいて簡単に説明する。自動車用空気調和装置の運転が開始されると、電磁クラッチが通電され、冷媒圧縮機がベルトと電磁クラッチを介してエンジンＥによって回転駆動される。
【００４１】
このため、冷媒圧縮機２内で圧縮されて吐出された高温高圧の気相冷媒は、入口配管３０を通って第１ヘッダ１５の入口側連通室３４内に流入する。入口側連通室３４内に流入した気相冷媒は、入口側連通室３４内で凝縮部８を構成する複数の凝縮用チューブ１９に分配される。
【００４２】
そして、複数の凝縮用チューブ１９に分配された気相冷媒は、これらの凝縮用チューブ１９を通過する際にコルゲートフィン２０を介して室外空気と熱交換して凝縮液化され、一部の気相冷媒を残してほとんど液相冷媒となる。このような気液二相状態の冷媒は、複数の凝縮用チューブ１９より第２ヘッダ１６の上流側連通室４６内に流入する。上流側連通室４６内に流入した気液二相状態の冷媒は、一旦集められた後に、冷媒流入口４４を通って受液部９（気液分離室４８）内へ流入する。
【００４３】
受液部９（気液分離室４８）では、その断面積をある程度大きく（例えば５００ｍｍ２  ）とることで冷媒の速度を低減させ、且つ気泡状の気相冷媒の浮力を利用している。さらに、第２セパレータ４２によって、複数の凝縮用チューブ１９のうちの最下部の凝縮用チューブ１９の下流端から複数の過冷却用チューブ２１のうちの最下部の過冷却用チューブ２１の上流端までの流路長さを長くとっている。
【００４４】
その上、第２セパレータ４２によって、複数の凝縮用チューブ１９から第２ヘッダ１６内に流入した冷媒がＵターンして複数の過冷却用チューブ２１へ流出するようにしているので、気液二相状態の冷媒が遠心力により気液分離し気泡状の気相冷媒がより一箇所（内側）に集められる。
【００４５】
すなわち、冷媒流入口４４が上流側連通室４６の下部で開口しており、冷媒流入口４４と冷媒流出口４５とが比較的に接近しているので、気液二相状態の冷媒が冷媒流入口４４→受液部９→冷媒流出口４５を通過する時に、遠心力を受けて比重の大きい液相冷媒が筒状体３７の外側部に移行し、比重の小さい気泡状の気相冷媒が第２セパレータ４２の受液部９内への突出部分に集まる。
【００４６】
したがって、受液部９内で気液二相状態の冷媒が効率良く気液分離するため、受液部９の上部に気相冷媒が、下部に液相冷媒が溜まることになる。よって、受液部９内において気液界面ができるだけの十分な冷媒が冷凍サイクル１内に充填されているならば、受液部９の下部にある冷媒流出口４５からは過冷却度を持たない液相冷媒のみが下流側連通室４７内に流入する。下流側連通室４７内に流入した液相冷媒は、下流側連通室４７内で過冷却部１０を構成する複数の過冷却用チューブ２１に分配される。
【００４７】
そして、複数の過冷却用チューブ２１に分配された液相冷媒は、これらの過冷却用チューブ２１を通過する際にコルゲートフィン２２を介して室外空気と熱交換して過冷却され、過冷却度を持つ液相冷媒となり、第１ヘッダ１５の出口側連通室３５内に流入する。
【００４８】
出口側連通室３５内に流入した液相冷媒は、出口配管３２、サイトグラス４を通って膨張弁５内へ流入する。なお、膨張弁５内には気相冷媒を含まない単相の液相冷媒が供給されるため、膨張弁５内に流入する液相冷媒の冷媒循環量が低下することはない。これにより、十分な量の霧状冷媒が冷媒蒸発器６内へ供給されるので、自動車用空気調和装置の冷凍能力を低下を防止することができる。
【００４９】
〔第１実施例の効果〕
以上のように、自動車用空気調和装置の冷凍サイクル１は、上流側連通室４６の下部、つまり受液部９の下側で冷媒流入口４４が開口しているので、特に冷媒圧縮機２を高速運転した時のように冷媒循環量が大きい場合でも、受液部９の断面積を異様に大きくしなくても、受液部９内で気液界面ができる。
【００５０】
また、複数の凝縮用チューブ１９の下流端より流出した気液二相状態の冷媒を第２ヘッダ１６の上流側連通室４６内にて一旦集め、その後に上流側連通室４６の下部で開口する冷媒流入口４４を介して受液部９内へ送り出すようにしている。これにより、複数の凝縮用チューブ１９の下流端より出る細かい気泡状の気相冷媒が上流側連通室４６内で集められて径の大きい気泡状の気相冷媒となって浮力の影響を大きく受けるようになる。
【００５１】
そして、凝縮部８の下流端と過冷却部１０の上流端との境界の位置に設置した第２セパレータ４２の存在により、冷媒流入口４４から受液部９を通って冷媒流出口４５までの冷媒の流れがＵターン流れ（逆方向のベクトル）となっている。このため、気液が遠心力により分離し気泡状の気相冷媒がより集まることで気泡状の気相冷媒の径がより大きくなり、浮力の影響をより大きく受けて気液分離がよりし易くなる。したがって、冷媒流入口４４より受液部９内へ流入した際に気液分離し易くなり、受液部９内において気相冷媒が上方に液相冷媒が下方に滞留するようになる。
【００５２】
そして、仮に複数の凝縮用チューブ１９のうちの最下部の凝縮用チューブ１９と複数の過冷却用チューブ２１のうちの最上部の過冷却用チューブ２１とが接近していても、凝縮部８の下流端と過冷却部１０の上流端との境界の位置に設置した第２セパレータ４２の存在により複数の凝縮用チューブ１９の下流端から複数の過冷却用チューブ２１の上流端までの流路長さが長くなっている。これにより、受液部９から複数の過冷却用チューブ２１、サイトグラス４および膨張弁５へ分離できていない気泡状の気相冷媒を流出させることがなくなり、過冷却部１０を有効に働かせることができ、且つ膨張弁５での流動音の発生を防止することができる。
【００５３】
そして、受液部９の下流側に過冷却部１０が設けられているため、受液部９での気液分離が完全でなくても、過冷却部１０にて気泡状の気相冷媒は完全に消滅するので、受液部９の容積、つまり受液部９の断面積を小さくすることができ、コア１４の凝縮部８と過冷却部１０の有効放熱面積が縮小化することを防止することができる。
【００５４】
また、この実施例では、受液器一体型冷媒凝縮器３を冷媒圧縮機２とサイトグラス４との間に接続しているので、部品点数の低減即ちコスト低減が図られるため、生産性を向上することができる。また、自動車のエンジンルーム内にコンパクトに収めることができるため、省スペースとなる。
【００５５】
なお、この実施例では、サイトグラス４を過冷却部１０より下流側に接続しているため、受液部９での気液分離性を確実にする必要はなく、受液部９の容積、つまり受液部９の断面積は冷凍サイクル１の負荷変動による冷媒変動量と冷媒漏れに対する余裕量の分だけ見込んでおけば良い。
【００５６】
〔第２実施例〕
図５はこの発明の第２実施例を示したもので、受液器一体型冷媒凝縮器を示した図である。この実施例では、第１ヘッダ１５および第２ヘッダ１６内に、凝縮部８を構成する複数の凝縮用チューブ１９と連通している部屋を第２セパレータ５１、５２により２分割して中間連通室５３および上流側連通室５４を追加し、凝縮部８内での冷媒の流し方をＳターンとしている。
なお、凝縮部８内での冷媒の流し方はセパレータをさらに増やすことでターン数を増やしても良い。但し、凝縮部８内への冷媒吸入口３１と受液部９内への冷媒流入口４４とは相反する位置に設ける必要がある。
【００５７】
〔第３実施例の構成〕
図６および図７はこの発明の第３実施例を示したもので、図６は受液器一体型冷媒凝縮器を示した図で、図７は受液器一体型冷媒凝縮器の受液部を示した図である。この実施例の受液部９（気液分離室４８）内の上部には、冷媒中の水分を取り除くドライヤ６１が組み込まれている。ドライヤ６１は、キャップ３８の楕円形状の閉塞部３８３と楕円形状のホルダ（押さえ）６２に保持されたフィルタ６３との間に設けられている。また、ドライヤ６１は、合成ゼオライト、アルミナゲル、シリカゲル等のシリカアルミナ吸着剤などの多数のフロン系冷媒用乾燥剤（以下乾燥剤と略す）６１１が用いられている。
【００５８】
ホルダ６２は、多数の小穴６４が開けられたパンチングメタルよりなる。なお、フィルタ６３の材質として剛性のあるものを用いた場合にはホルダ６２を設けなくても良い。
フィルタ６３は、例えば耐高温性に優れるセラミックスや金属等よりなり、ドライヤ６１を構成する多数の乾燥剤６１１が長期間使用している間に崩壊したり、磨耗して微粉化して冷凍サイクル内に流出するのを防止するものである。
【００５９】
ここで、ドライヤ６１の組み付け方法を簡単に説明する。先ず、第２ヘッダ１６の筒状体３７内にホルダ６２を圧入して所定の位置に止める。そして、フィルタ６３を第２ヘッダ１６の筒状体３７の上部側開口よりホルダ６２に当接するまで挿入した後に、多数の乾燥剤６１１よりなるドライヤ６１を入れる。そして、第２ヘッダ１６の筒状体３７の上部側開口にキャップ３８の閉塞部３８３を嵌め込んで一体ろう付けすることにより、ドライヤ６１の組み付けがなされる。
【００６０】
〔第３実施例の作用〕
次に、この実施例の受液器一体型冷媒凝縮器３の作用を図６および図７に基づいて簡単に説明する。複数の凝縮用チューブ１９より第２ヘッダ１６の上流側連通室４６内に流入した気液二相状態の冷媒は、一旦集められた後に、冷媒流入口４４を通って受液部９（気液分離室４８）内へ流入する。そして、受液部９内に流入した気液二相状態の冷媒は、第１実施例で説明したように効率良く気液分離して、液相冷媒のみが冷媒流出口４５から下流側連通室４７内に流入する。そして、下流側連通室４７内に流入した液相冷媒は、下流側連通室４７内で過冷却部１０を構成する複数の過冷却用チューブ２１に分配される。
【００６１】
なお、この実施例においては、ドライヤ６１を冷媒の主流流れを受けない場所に設置している。そして、液相冷媒が溜まる部分は受液部９の下部にあるが、気液分離方法は受液部９の下方から気泡が浮力で上昇し、代わりに液相冷媒を受液部９の下方に補う方式のため、受液部９内の気泡の一部は外部（大気）との熱交換により凝縮液化して受液部９の下方に流れる。このため、気液分離した気泡がホルダ６２の多数の小穴６４、フィルタ６３を通って受液部９の上部に設けたドライヤ６１内に一旦入り、凝縮液化して下方に流れ出る際に冷媒中の水分が取り除かれる。
【００６２】
したがって、冷媒の主流の一部ではあるが、常に冷媒中の水分を除去することができる。また、フィルタ６３を冷媒の主流に配置しないことにより、長期間使用してもフィルタ６３の上流と下流との間に上下圧力差が生じることはなく、冷凍サイクルに悪影響を及ぼさない。さらに、フィルタ６３のホルダ６２も冷媒の主流に配置されないので、冷媒の流れの主流と共にホルダ６２が流出することはなく、これによりドライヤ６１の流出を防止できる。よって、膨張弁５や冷媒圧縮機２の弁機構に引っ掛かってその作動を妨げたり、冷媒圧縮機２のピストン、軸受等の摺動部の焼き付きを防ぐことができる。
【００６３】
〔第４実施例〕
図８はこの発明の第４実施例を示したもので、受液器一体型冷媒凝縮器の受液部を示した図である。この実施例のキャップ３８の閉塞部３８３には、ドライヤ６１を挿入するためのドライヤ挿入口６５が開口している。そして、閉塞部３８３の内周には、シール材としての閉塞栓６６の小径部分（下端部）が嵌め合わされている。
【００６４】
そして、この実施例のドライヤ６１の組み付け方法は、第２ヘッダ１６の筒状体３７内にホルダ６２を圧入しておいて受液器一体型冷媒凝縮器３を炉中で一体ろう付けした後に、キャップ３８の閉塞部３８３に形成したドライヤ挿入口６５から受液部９内にフィルタ６３、ドライヤ６１を挿入するようにしている。そして、ドライヤ６１を挿入した後にドライヤ挿入口６５を閉塞栓６６で塞ぐようにしている。
【００６５】
なお、閉塞栓６６は、トーチろう付け法、アルゴンガス溶接法等のドライヤ６１やフィルタ６３にあまり熱が伝わらないような溶接法を用いてキャップ３８に接合すると良い。
また、閉塞栓６６の接合位置とフィルタ６３とはある程度の距離が保たれているので、フィルタ６３の材質として一般的な樹脂材料を用いることができる。
【００６６】
〔第５実施例〕
図９はこの発明の第５実施例を示したもので、受液器一体型冷媒凝縮器の受液部を示した図である。この実施例のキャップ３８の閉塞部３８３には、ドライヤ６１を挿入するためのドライヤ挿入口６５が開口している。そして、閉塞部３８３の内周にはシール材としての閉塞栓６７の小径部分（下端部）が嵌め合わされている。
【００６７】
また、閉塞部３８３は、他の実施例より板厚が厚く形成されており、その上部側の内周に閉塞栓６７の小径部分の上部外周に形成されたおねじ部（外周ねじ部）６７１に螺合するめねじ部（内周ねじ部）６５１が形成されている。閉塞栓６７の外周とキャップ３８の閉塞部３８３の内周との間には、ドライヤ６１の外部への流出を防止するシール材としてのＯリング６８が装着されている。
【００６８】
そして、この実施例のドライヤ６１の組み付け方法は、第２ヘッダ１６の筒状体３７内にホルダ６２を圧入し、受液器一体型冷媒凝縮器３を炉中で一体ろう付けした後に、キャップ３８の閉塞部３８３のドライヤ挿入口６５から受液部９内にフィルタ６３、ドライヤ６１を挿入し、閉塞栓６７をドライヤ挿入口６５にねじ込むようにしている。この実施例の場合には、冷凍サイクルを長期間使用した後に閉塞栓６７を開けてドライヤ６１およびフィルタ６３の取替え（交換）を行うことができる。
【００６９】
〔第６実施例〕
図１０はこの発明の第６実施例を示したもので、受液器一体型冷媒凝縮器の受液部を示した図である。この実施例のキャップ３８の閉塞部３８３には、ドライヤ６１を挿入するためのドライヤ挿入口６５が形成されており、しかもこのドライヤ挿入口６５を閉じる突起片６９が一体成形されている。なお、突起片６９は弾性変形可能に設けられている。
【００７０】
この実施例の場合も、受液器一体型冷媒凝縮器３を炉中で一体ろう付けし、ドライヤ挿入口６５から受液部９内にフィルタ６３、ドライヤ６１を挿入した後に、キャップ３８の突起片６９を閉塞部３８３と同一平面上に位置するように倒してから、ドライヤ６１の流出を防止するためにドライヤ挿入口６５を塞ぐ。そして、第４実施例と同様にして、突起片６９の外周と閉塞部３８３の内周との隙間をろう付けや溶接により塞ぐ。
【００７１】
〔第７実施例〕
図１１はこの発明の第７実施例を示したもので、受液器一体型冷媒凝縮器の受液部を示した図である。この実施例のキャップ３８の閉塞部３８３には、上方に向かって内径が漸減する円錐状部分と円筒部分よりなる筒部７０が形成されている。この筒部７０内には、ドライヤ６１を挿入するためのドライヤ挿入口７１が開口している。そして、筒部７０内にはシール材としての閉塞栓７２の小径部分（下端部）が嵌め合わされている。
【００７２】
また、筒部７０の上部側の内周には、閉塞栓７２の小径部分の上部外周に形成されたおねじ部（外周ねじ部）７２１に螺合するめねじ部（内周ねじ部）７０１が形成されている。閉塞栓７２の小径部分の外周と筒部７０の内周との間には、ドライヤ６１の外部への流出を防止するシール材としてのＯリング７３が装着されている。
【００７３】
この実施例の場合には、ドライヤ挿入口７１からドライヤ６１を受液部（気液分離室４８）内に挿入した後に、閉塞栓７２でドライヤ挿入口７１を塞いだ場合でも、閉塞栓７２の小径部分の下端部がドライヤ６１を構成する多数の乾燥剤６１１の上面に届かず、多数の乾燥剤６１１の上面を平に保つことができる。
【００７４】
さらに、多数の乾燥剤６１１の上面と閉塞栓７２の小径部分の下端部との間を、シール材としてのフェルト（耐水性の重質紙）７４で塞ぐようにしているので、ドライヤ６１を構成する多数の乾燥剤６１１同士に隙間が発生することを防止できる。なお、多数の乾燥剤６１１同士に隙間があると、車両の振動等により乾燥剤６１１が移動することにより乾燥剤６１１同士が磨耗して微粉化し易くなる。
【００７５】
〔変形例〕
この実施例では、本発明を自動車用空気調和装置に適用したが、本発明を鉄道車両、船舶や航空機等のように冷媒循環量が変動するあらゆる空気調和装置に適用しても良い。また、受液器一体型冷媒凝縮器３の放熱を有効利用するヒートポンプ式冷凍サイクルに適用しても良い。
【００７６】
この実施例では、第２ヘッダ１６をヘッダプレート３６と筒状体３７で構成したが、第２ヘッダ１６を押出し成形により一部品で一体成形しても良い。同様に、第１ヘッダ１５も押出し成形により一部品で一体成形しても良い。
また、第２ヘッダ１６を複数の筒状体を上下方向に張り合わせて構成しても良く、さらに第２ヘッダ１６を１個の筒状体で形成して、その筒状体内に別途設けた第１セパレータ４１を嵌め込んでも良い。
この実施例では、第２ヘッダ１６に受液部９を一体成形したが、第２ヘッダ１６の外側に、第２ヘッダ１６と別部品で設けた受液部を接続しても良い。
【００７７】
第３〜第７実施例では、受液部９内にドライヤ６１を構成する多数の乾燥剤６１１を直接挿入したが、フェルト（耐水性の重質紙）製の袋内に多数の乾燥剤６１１を入れたものを受液部９内に挿入しても良い。
第４〜第７実施例では、フィルタ６３の材質として一般的な樹脂材料を用いて一体ろう付け後に受液部９内に挿入したが、フィルタ６３の材質として耐熱材料を用いることにより一体ろう付け前に受液部９内に挿入しておいても良い。
【００７８】
第３〜第７実施例では、第２ヘッダ１６の筒状体３７の上端面、つまり上端側のキャップ３８にドライヤ挿入口６５、７１を形成したが、第２ヘッダ１６の筒状体３７の下端面（下端側のキャップ３８）または筒状体３７の側面等、受液部９の周囲であればどこにドライヤ挿入口を形成しても良い。
【００７９】
【発明の効果】
この発明は、仮に凝縮部の最下部と過冷却部の最上部とが接近していても、タンク部の第１仕切り部により凝縮部の下流端から過冷却部の上流端までの流路長さが長くなるので、受液部の気液分離室内での冷媒の気液分離性を向上させることができる。また、受液部の気液分離室より下流の過冷却部へ気相冷媒が流出し難くなるので、過冷却部を有効に働かせることができ、さらに膨張弁での作動音の発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施例に用いた自動車用空気調和装置の冷凍サイクルを示した構成図である。
【図２】この発明の第１実施例に用いた受液器一体型冷媒凝縮器を示した断面図である。
【図３】図２の受液器一体型冷媒凝縮器の分解図である。
【図４】図２の受液器一体型冷媒凝縮器のタンク部と受液部を一体成形した第２ヘッダを示した断面図である。
【図５】この発明の第２実施例に用いた受液器一体型冷媒凝縮器を示した断面図である。
【図６】この発明の第３実施例に用いた受液器一体型冷媒凝縮器を示した断面図である。
【図７】図６の受液器一体型冷媒凝縮器の受液部を示した断面図である。
【図８】この発明の第４実施例に用いた受液器一体型冷媒凝縮器の受液部を示した断面図である。
【図９】この発明の第５実施例に用いた受液器一体型冷媒凝縮器の受液部を示した断面図である。
【図１０】この発明の第６実施例に用いた受液器一体型冷媒凝縮器の受液部を示した断面図である。
【図１１】この発明の第７実施例に用いた受液器一体型冷媒凝縮器の受液部を示した断面図である。
【符号の説明】
１  冷凍サイクル
３  受液器一体型冷媒凝縮器
４  サイトグラス
８  凝縮部
９  受液部
１０  過冷却部
１４  コア
１５  第１ヘッダ
１６  第２ヘッダ
１９  凝縮用チューブ
２１  過冷却用チューブ
２５  キャップ
３８  キャップ
４１  第１セパレータ（第２仕切り部）
４２  第２セパレータ（第１仕切り部）
４４  冷媒流入口
４５  冷媒流出口
４６  上流側連通室
４７  下流側連通室
４８  気液分離室
６１  ドライヤ
６２  ホルダ（押さえ）
６３  フィルタ
【図１】
0003617083.tif 000002
【図２】
0003617083.tif 000003
【図３】
0003617083.tif 000004
【図４】
0003617083.tif 000005
【図５】
0003617083.tif 000006
【図６】
0003617083.tif 000007
【図７】
0003617083.tif 000008
【図８】
0003617083.tif 000009
【図９】
0003617083.tif 000010
【図１０】
0003617083.tif 000011
【図１１】
0003617083.tif 000012