(57)【要約】【課題】簡単な構成で蓄冷材容器からの蓄冷材の漏洩を確実に防止し、信頼性の高い蓄冷材容器ひいては蓄冷熱交換器を提供する。【解決手段】冷媒が流れる複数の冷媒流通管部（２）と、冷媒流通管部を流れる冷媒により冷却される蓄冷材が封入された蓄冷材容器（４）とを備えた蓄冷熱交換器（１）であって、蓄冷材容器は、冷媒流通管部に近接配置される容器本体（１６）と、容器本体の長手方向一端側に突設され、容器本体に連通する蓄冷材の封入管（１８）と、封入管に挿入された蓋部材（２０）とを有し、封入管は蓋部材よりも外方の開口端壁（２４）を縮径した縮径部（３２）を含み、蓋部材は開口端壁の全内周に亘って気密に当接される当接部（４０）を含む。【選択図】図４
2014098517.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒が流れる複数の冷媒流通管部と、前記冷媒流通管部を流れる冷媒により冷却される蓄冷材が封入された蓄冷材容器とを備えた蓄冷熱交換器であって、
前記蓄冷材容器は、前記冷媒流通管部に近接配置される容器本体と、前記容器本体の長手方向一端側に突設され、前記容器本体に連通する前記蓄冷材の封入管と、前記封入管に挿入された蓋部材とを有し、
前記封入管は前記蓋部材よりも外方の開口端壁を縮径した縮径部を含み、前記蓋部材は開口端壁の全内周に亘って気密に当接される当接部を含むことを特徴とする蓄冷熱交換器。
【請求項２】
前記蓋部材はポリアセタール樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載の蓄冷熱交換器。
【請求項３】
前記縮径部は前記開口端壁の管長方向に切欠き部を有することを特徴とする請求項２に記載の蓄冷熱交換器。
【請求項４】
前記縮径部は前記開口端壁の周方向に切れ目部を有することを特徴とする請求項２に記載の蓄冷熱交換器。
【請求項５】
前記当接部は前記小径部の全周に亘って配されたＯリングであることを特徴とする請求項２乃至４の何れかに記載の蓄冷熱交換器。
【請求項６】
前記蓄冷材容器は、前記容器本体の長手方向他端側に突設され、前記容器本体に連通する空気の排出管を有することを特徴とする請求項２乃至５の何れかに記載の蓄冷熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄冷熱交換器に関し、詳しくはアイドリングストップ車両に搭載された車両用空調装置の冷媒回路に組み込まれて好適な蓄冷熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の蓄冷熱交換器は、冷媒が流れる複数の冷媒流通管部と、冷媒流通管部を流れる冷媒により冷却される蓄冷材が封入された蓄冷材容器とを備え、蓄冷材容器には、冷媒流通管部に近接配置される容器本体の長手方向一端側に、容器本体に連通する蓄冷材の封入口（充填口）が形成されたものが知れられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−５１３９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、蓄冷材としてパラフィン等を用いた場合、周囲の温度環境による蓄冷材の熱膨張によって蓄冷材容器の内圧が上昇し、この内圧上昇によって封入口を閉塞する蓋部材が外方に移動して脱落したり、或いは、封入口と蓋部材との間に隙間を生じたりして、蓄冷材容器から蓄冷材が漏洩するおそれがある。
本発明の目的は、簡単な構成で蓄冷材容器からの蓄冷材の漏洩を確実に防止し、信頼性の高い蓄冷材容器ひいては蓄冷熱交換器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成するため、本発明の蓄冷熱交換器は、冷媒が流れる複数の冷媒流通管部と、冷媒流通管部を流れる冷媒により冷却される蓄冷材が封入された蓄冷材容器とを備えた蓄冷熱交換器であって、蓄冷材容器は、冷媒流通管部に近接配置される容器本体と、容器本体の長手方向一端側に突設され、容器本体に連通する蓄冷材の封入管と、封入管に挿入された蓋部材とを有し、封入管は蓋部材よりも外方の開口端壁を縮径した縮径部を含み、蓋部材は開口端壁の全内周に亘って気密に当接される当接部を含む。
【０００６】
好ましくは、蓋部材はポリアセタール樹脂からなる。
好ましくは、縮径部は、開口端壁の管長方向に切欠き部を有し、或いは、開口端壁の周方向に切れ目部を有する。
具体的には、当接部は開口端壁の全内周に亘って気密に当接されるＯリングである。
好ましくは、蓄冷材容器は、容器本体の長手方向他端側に突設され、容器本体に連通する空気の排出管を有する
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、封入管が縮径部を有し、更に蓋部材が当接部を有することにより、封入管の封入機構に、蓋部材の外方への移動を規制するロック機能と、蓋部材と封入管との間のシール機能との双方を持たせることができる。これにより、蓄冷材が熱膨張して容器本体の内圧が上昇したとしても、封入管からの蓋部材の抜け止めを図りながら、容器本体からの蓄冷材の漏洩を阻止することができる。従って、縮径部と当接部とを設けるだけの簡単な構成で、信頼性の高い蓄冷材容器ひいては蓄冷熱交換器を実現することができる。
【０００８】
また、蓋部材がポリアセタール樹脂からなることにより、蓄冷材に常時曝される環境にある蓋部材に、耐蓄冷材性（耐膨潤性）、耐熱性、耐水性、及び所定の強度を持たせることができる。従って、蓋部材が蓄冷材に曝されて膨潤したり、周囲の高温雰囲気により熱性劣化したり、冷媒流通管部の表面で生じた凝縮水に接触して劣化したり、或いは、衝撃を受けて損壊したりすることが防止され、更に信頼性の高い蓄冷材容器ひいては蓄冷熱交換器を実現することができる。
【０００９】
また、縮径部の開口端壁の管長方向に切欠き部を有することにより、或いは、縮径部の開口端壁の周方向に切れ目部を有することにより、かしめる等して比較的低荷重で縮径部を容易に形成することができるため、更に簡単な構成で、信頼性の高い蓄冷材容器ひいては蓄冷熱交換器を実現することができる。
また、具体的にはＯリングによって当接部が形成される。
【００１０】
また、蓄冷材容器が容器本体に連通する空気の排出管を有することにより、封入管から容器本体に蓄冷材を封入する際に、容器本体に溜まった空気を容易に排出することができるため、蓄冷材封入の作業性を高めながら、信頼性の高い蓄冷材容器ひいては蓄冷熱交換器を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施例に係る蓄冷エバポレータを通風方向から見た斜視図である。
【図２】図１の蓄冷材容器を示す斜視図である。
【図３】図２の封入管の開口端部を示す斜視図である。
【図４】図３の開口端部の縦断面図である。
【図５】図３の開口端部を縮径部側から見た正面図である。
【図６】本発明の変形例に係る封入管の開口端部を示す斜視図である。
【図７】図６の開口端部を縮径部側から見た正面図である。
【図８】本発明の別の変形例に係る封入管の開口端部を示す斜視図である。
【図９】図８の開口端部を縮径部側から見た正面図である。
【図１０】本発明の更に別の変形例に係る蓄冷材容器を通風方向から見た斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る蓄冷エバポレータ（蓄冷熱交換器）であり、このエバポレータ１は、冷媒が流れる複数の扁平形状の冷媒流通管部２と、冷媒流通管部２を流れる冷媒により冷却される蓄冷材が封入された蓄冷材容器４とを備えている。
各冷媒流通管部２は、図１の前側及び後側において上側ヘッダタンク６と下側ヘッダタンク８とに接続されている。上側ヘッダタンク６内は図示しない仕切壁で気密に仕切られ、仕切られた各空間には、冷媒出口管１０、冷媒入口管１２がそれぞれ連通されるとともに前側及び後側の各冷媒流通管部２が連通されている。
【００１３】
一方、下側ヘッダタンク８は接続された前側及び後側の各冷媒流通管部２が連通可能となっており、すなわち本実施例のエバポレータ１は所謂カウンターフロータイプである。  詳しくは、空調装置の冷媒回路を循環する冷媒は、冷媒入口管１２から上側ヘッダタンク６に流入され、前側の各冷媒流通管部２を流通しながら通風される外気と熱交換し、下側ヘッダタンク８に流入した後、後側の各冷媒流通管部２を流通しながら通風される外気と再び熱交換し、再び上側ヘッダタンク６に流入され、冷媒出口管１０から冷媒回路に戻される。
【００１４】
前側及び後側において隣り合う各冷媒流通管部２の間には、各冷媒流通管部２を流れる冷媒と外気との熱交換を高めるフィン１４が配設されている。そして、本実施例の蓄冷材容器４は、一群の冷媒流通管部２及びフィン１４からなる一群の熱交換コア構成体の間にそれぞれ独立して個々に配置されている。
【００１５】
図２に示すように、個々の蓄冷材容器４は、冷媒流通管部２に近接配置される容器本体１６と、容器本体１６に蓄冷材を封入するための封入管１８と、封入管１８に挿入された蓋部材２０とから概略構成されている。
容器本体１６は、２枚のアルミニウム製の厚み約１ｍｍのプレートを重ね合わせてろう付けされた厚み幅５ｍｍ程度の容器であり、内部には図示しないインナーフィンが配設され、例えば蓄冷材としてパラフィンが充填、封入されている。
【００１６】
パラフィンは、凍った状態の固体から液体に溶けるときに３〜３０℃程度の相変化温度による潜熱によって周囲を冷却し、また、昇温に応じて１０％程度膨張する性状を有している。
封入管１８は、同じくアルミニウム製の管であり、容器本体１６の長手方向下端側においてエバポレータ１に対する通風方向に突設され、封入管１８から蓄冷材を封入した後に蓋部材２０で密閉される。
【００１７】
このように構成されるエバポレータ１は、例えば図示しないアイドリングストップ車両に搭載された車両用空調装置の冷媒回路に組み込まれる。このアイドリングストップ車両は、環境保護や自動車の燃費向上等を目的として、信号待ち等の停車時にエンジンを自動的に停止させる機能を備えている。
エンジンが停止し、エンジンの駆動力を駆動源とするとともに空調装置の冷媒回路を構成する圧縮機が停止し、ひいてはエバポレータ１への冷媒供給が停止した場合には、蓄冷エバポレータ１に通風される空気が蓄冷材容器４内に蓄えられた蓄冷材の冷熱により冷却されて車室内の冷房が行われ、空調装置の冷房能力が一定時間維持される。
【００１８】
ここで図３〜図５に示すように、本実施例の封入管１８の開口端部２２は、何れも開口端壁２４から形成された、大径管部２６、大径管部２６に段差部２８を存して連なる小径管部３０、及び大径管部２６において蓋部材２０よりも外方の開口端壁２４の直交する２つの開口径方向を縮径したテーパ面形状の縮径部３２から構成されている。
一方、蓋部材２０は、ポリアセタール樹脂から成型され、大径管部２６に位置付けられる大径部３４、小径管部３０に位置付けられる小径部３６、及び小径部３６の全周に亘って凹設された環状溝３８に配されたＯリング（当接部）４０から構成されている。
【００１９】
ポリアセタール樹脂は、耐蓄冷材性（耐膨潤性）、耐熱性（約−４５℃〜約８５℃程度の温度範囲の耐熱性）、耐水性、及び所定の剛性を有している。
また、本実施例の縮径部３２は、開口端壁２４の管長方向に４つの切欠き部４２が形成され、各切欠き部４２によって開口端壁２４に形成された４つの爪部４４を封入管１８の管内側に手作業或いは自動装置でかしめる等することにより加工成形される。これに伴い開口端壁２４の周方向には環状の折曲部４６が形成され、この折曲部４６は、開口端壁２４の管長方向において大径部３４の外端面４８とほぼ同じ位置か、或いは若干外方側に位置付けられる。
【００２０】
この状態において大径部３４の環状の下端面５０は段差部２８に当接され、これより封入管１８における蓋部材２０の外方側及び内方側の移動が略規制される。
また、小径部３６は小径管部３０に中間ばめ程度のはめあい交差で嵌め込まれ、更に環状溝３８に配された断面略真円のＯリング４０が湾曲しながら小径管部３０の開口端壁２４の全内周に亘って気密に当接している。
【００２１】
図５に示すように、縮径部３２を正面から見たときの開口端壁２４の端面は環状をなしており、この環状の径方向距離Ｄの寸法を管理することにより縮径部３２の加工管理がなされている。すなわち、径方向距離Ｄが所定の設定距離Ｄｓ以下であるか否かを管理することにより、縮径部３２における、かしめ等の折曲加工が蓋部材２０の外方への脱落を防止できる範囲で適正に行われている否かを管理可能である。
【００２２】
以上のように本実施例では、封入管１８が大径管部２６に大径部３４の外方の開口端壁２４を縮径した縮径部３２を有し、更に蓋部材２０が小径部３６に小径管部３０の全内周に亘って気密に当接されるＯリング４０を有することにより、封入管１８の封入機構に、蓋部材２０の外方への移動を規制するロック機能と、蓋部材２０と封入管１８との間のシール機能との双方を持たせることができる。これにより、蓄冷材が熱膨張して容器本体１６の内圧が上昇したとしても、封入管１８からの蓋部材２０の抜け止めを図りながら、容器本体１６からの蓄冷材の漏洩を阻止することができる。従って、縮径部３２とＯリング４０とを設けるだけの簡単な構成で、信頼性の高い蓄冷材容器４ひいては蓄冷エバポレータ１を実現することができる。
【００２３】
また、蓋部材２０をポリアセタール樹脂から成型することにより、蓄冷材に常時曝される環境にある蓋部材２０に、耐蓄冷材性（耐膨潤性）、耐熱性、耐水性、及び所定の強度を持たせることができる。従って、蓋部材２０が蓄冷材に曝されて膨潤したり、周囲の高温雰囲気により熱性劣化したり、冷媒流通管部２の表面で生じた凝縮水に接触して劣化したり、或いは、衝撃を受けて損壊したりすることが防止され、更に信頼性の高い蓄冷材容器４ひいては蓄冷エバポレータ１を実現することができる。
【００２４】
また、縮径部３２の開口端壁２４の管長方向に切欠き部４２を有することにより、かしめる等して比較的低荷重で縮径部３２を容易に形成することができるため、更に簡単な構成で、信頼性の高い蓄冷材容器４ひいては蓄冷エバポレータ１を実現することができる。
本発明は前記実施例に制約されるものではなく、種々の変形が可能である。
具体的には、Ｏリング４０を備えることは必須ではなく、例えば蓋部材２０をゴム等の弾性力をも備えた材質で成型し、更に小径部３６と小径管部３０とのはめあい交差を考慮することにより、小径部３６に小径管部３０の全内周に亘って気密に当接される、Ｏリング４０に代わる当接部としての機能を持たせることが可能である。
【００２５】
また、封入管１８は前記実施例における形状に限定されるものではない。
具体的には図６及び図７に示すように、開口端壁２４の周方向に所定高さ及び所定幅のスリット（切れ目部）５２を対向する２箇所に形成し、開口端壁２４のこれらスリット５２の上部を開口径方向に縮径して縮径部３２を形成するようにしても良い。この場合であっても、切欠き部４２を有する場合と同様に、かしめる等して比較的低荷重で縮径部３２を容易に形成することができるため、更に簡単な構成で、信頼性の高い蓄冷材容器４ひいては蓄冷エバポレータ１を実現することができる。
【００２６】
また、図８及び図９に示すように、切欠き部４２やスリット５２を設けなくても、大径部３４において蓋部材２０よりも外方の開口端壁２４を少なくとも１つの開口径方向にかしめる等して縮径することにより縮径部３２を形成可能である。この場合であっても、封入管１８に、少なくとも蓋部材２０の外方への移動を規制するロック機能と、蓋部材２０と封入管１８との間のシール機能との双方を持たせることはできるため、更に簡単な構成で、信頼性の高い蓄冷材容器４ひいては蓄冷エバポレータ１を実現することができる。
【００２７】
また、図１０に示すように、容器本体１６の長手方向上端側に突設され、容器本体１６に連通する、封入管１８と同形状及び同構成の空気の排出管５４を蓄冷材容器４に形成しても良い。この場合には、封入管１８から容器本体１６に蓄冷材を封入する際に、容器本体１６に溜まった空気を容易に排出することができるため、蓄冷材封入の作業性を高めながら、信頼性の高い蓄冷材容器４ひいては蓄冷エバポレータ１を実現することができる。
【００２８】
また、本発明は、エバポレータ１に限らず他の用途の熱交換器にも適用可能であり、また、個々の蓄冷材容器４を連結、連通させた蓄冷ユニットとした場合であっても適用可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００２９】
１    蓄冷エバポレータ（蓄冷熱交換器）
２    冷媒流通管部
４    蓄冷材容器
１６    容器本体
１８    封入管
２０    蓋部材
２４    開口端壁
３２    縮径部
４０    Ｏリング（当接部）
４２    切欠き部
５２    スリット（切れ目部）
５４    排出管
【図１】
2014098517.tif 000003
【図２】
2014098517.tif 000004
【図３】
2014098517.tif 000005
【図４】
2014098517.tif 000006
【図５】
2014098517.tif 000007
【図６】
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【図７】
2014098517.tif 000009
【図８】
2014098517.tif 000010
【図９】
2014098517.tif 000011
【図１０】
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