(57)【要約】      （修正有）【課題】車両用空調装置において、冷媒を凝縮する冷媒凝縮器に関し、複数のチューブへの冷媒流入量や複数のチューブからの冷媒流出量を、均等に近づけ、効率のよい冷却を実現するための冷媒凝縮器を提供する。【解決手段】内部を冷媒が通流する冷媒凝縮器１であって、積層して配置された複数のチューブ１１と、積層方向を長手方向とし複数のチューブの両端に接続された一対のヘッダタンク１３、１４と、一対のヘッダタンクのいずれかの側面に設けられた冷媒流入部１５とを備え、冷媒流入部は、積層方向と交差する方向に延びた流入通路１７を有し、流入通路の下流端が、積層方向に長くなるようにする。流出通路１８についても同様とする。【選択図】図１
0003195404.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
内部を冷媒が通流する冷媒凝縮器であって、
積層して配置された複数のチューブと、
積層方向を長手方向とし前記複数のチューブの両端に接続された一対のヘッダタンクと、
前記一対のヘッダタンクのいずれかの側面に設けられた冷媒流入部と、
を備え、
前記冷媒流入部は、前記積層方向と交差する方向に延びた流入通路を有し、前記流入通路の下流端は、前記積層方向に長いことを特徴とする車両空調用の冷媒凝縮器。
【請求項２】
前記流入通路の前記積層方向における長さは、当該流入通路の上流端またはその近傍から下流端となるにつれて長くなることを特徴とする請求項１に記載の車両空調用の冷媒凝縮器。
【請求項３】
前記流入通路の断面積は、当該流入通路の上流端またはその近傍から下流端となるにつれて大きくなることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の車両空調用の冷媒凝縮器。
【請求項４】
内部を冷媒が通流する冷媒凝縮器であって、
積層して配置された複数のチューブと、
積層方向を長手方向とし前記複数のチューブの両端に接続された一対のヘッダタンクと、
前記一対のヘッダタンクのいずれかの側面に設けられた冷媒流出路と、
を備え、
前記冷媒流出部は、前記積層方向と交差する方向に延びた流出通路を有し、前記流出通路の断面積は、当該流出通路の上流端から下流端またはその近傍となるにつれて小さくなることを特徴とする車両空調用の冷媒凝縮器。
【請求項５】
前記流出通路の前記積層方向における長さは、当該流出通路の上流端から下流端またはその近傍となるにつれて短くなることを特徴とする請求項４に記載の車両空調用の冷媒凝縮器。
【請求項６】
前記冷媒流入部と前記冷媒流出部とは、いずれか一方または両方が、冷媒配管が締結される継手部であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の車両空調用の冷媒凝縮器。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、空調装置に用いられる冷媒の凝縮器に関し、特に、車両用空調装置において空調用の冷媒を凝縮する冷媒凝縮器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年は、車両の空調のために、低温・低圧の気体の冷媒を圧縮して高温、高圧気体にするコンプレッサ、圧縮された高温・高圧冷媒を、ラジエタ―ファンの送風や車両の走行により受ける風によって冷却し、中温、高圧の気・液混合状態とする凝縮器、凝縮器からの気・液混合の冷媒から気体と液体とを分離し、液体のみを送出するリキッドタンク、高圧の液体冷媒を減圧し、霧状とするエキスパンションバルブ、霧状の冷媒を気化させて、周囲の空気から熱を奪うエバポレータなどを含む冷凍サイクルからなる車両用空調装置が広く用いられている。
【０００３】
冷媒としては、従来はフロン類のＣＦＣ冷媒のＲ−１２が用いられてきたが、オゾン層破壊の恐れから、ＨＦＣ冷媒であるＲ−１３４ａに切り替わってきており、将来的には、更に、地球温暖化係数が低いＨＦＯ冷媒であるＲ−１２３ｙｆや、ＣＯ２も用いられるものと考えられている。
【０００４】
ここで、冷媒凝縮器（コンデンサとも呼ぶ）については、平行に設置された複数のチューブ、チューブの間に設けられたフィン、チューブの開口部と連通しうる一対のヘッダタンクとから構成されることが多い。特許文献１には、このような構造の凝縮器本体の技術思想が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３０４４８９号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の構造においては、冷媒流入口から第１ヘッダタンクの第１空間を通ってチューブに冷媒が供給される際に、冷媒流入口が円筒状の構造となっているため、冷媒流入口からの距離によってチューブに流入する冷媒の流量が不均等になるため、第１ヘッダタンクの末端で冷媒量が不足し、放熱性能が不足するなど、効率のよい冷却を実現することが難しいという問題があった。また、冷媒流出口についても同様のことが言える。
【０００７】
そこで、上記問題を解決するため、本考案は、冷媒凝縮器において、複数のチューブへの冷媒流入量を均等に近づけ、効率のよい冷却を実現するための冷媒凝縮器を提供することを課題とした。
【０００８】
併せて、冷媒流出口においても、冷媒流出量を均等に近づけ、同様に効率のよう冷却を実現するための冷媒凝縮器を提供することを課題とした。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる課題を解決するため、本考案は、
内部を冷媒が通流する車両空調用の冷媒凝縮器であって、
−積層して配置された複数のチューブと、
−積層方向を長手方向とし複数のチューブの両端に接続された一対のヘッダタンクと、
−一対のヘッダタンクのいずれかの側面に設けられた冷媒流入部と、
を備え、冷媒流入部は、積層方向と交差する方向に延びた流入通路を有し、流入通路の下流端は、前記積層方向に長いことを特徴とする。
【００１０】
これによれば、冷媒をヘッダタンクの長手方向に効率的に分散し、冷媒凝縮器の放熱性能を向上することができる。
【００１１】
また、本考案は、車両空調用の冷媒凝縮器であって、流入通路の積層方向における長さは、当該流入通路の上流端またはその近傍から下流端となるにつれて長くなることを特徴としてもよい。これによれば、冷媒を、より効率的に、ヘッダタンクの長手方向に分散することができる。
【００１２】
あるいは、本考案は、車両空調用の冷媒凝縮器であって、流入通路の断面積は、当該流入通路の上流端またはその近傍から下流端となるにつれて大きくなることを特徴としてもよい。これによれば、冷媒をヘッダタンクの長手方向に分散すると同時に、流入通路の冷媒通路抵抗を低減することができる。
【００１３】
更に、本考案は、車両空調用の冷媒凝縮器であって、
−積層して配置された複数のチューブと、
−積層方向を長手方向とし複数のチューブの両端に接続された一対のヘッダタンクと、
−一対のヘッダタンクのいずれかの側面に設けられた冷媒流出路と、
を備え、冷媒流出部は、積層方向と交差する方向に延びた流出通路を有し、流出通路の断面積は、当該流出通路の上流端から下流端またはその近傍となるにつれて小さくなることを特徴とする。これによれば、流出通路の冷媒通路抵抗を低減することができる。
【００１４】
更に、本考案は、車両空調用の冷媒凝縮器であって、流出通路の積層方向における長さは、当該流出通路の上流端から下流端またはその近傍となるにつれて短くなることを特徴としてもよい。これによれば、分散した冷媒を、効果的に回収することができる。
【００１５】
なお、本考案は、車両空調用の冷媒凝縮器であって、冷媒流入部と冷媒流出部とは、いずれか一方または両方が、冷媒配管が締結される継手部であることを特徴としてもよい。これによると、継手部を、冷媒を効率的に分散できる合理的な形状とすることができる。
【考案の効果】
【００１６】
本考案に係る冷媒凝縮器では、複数のチューブへの冷媒流入量を均等に近づけ、あるいは、複数のチューブからの冷媒流出量を均等に近づけることができ、それにより効率のよい冷却を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本考案の一実施形態に係る冷媒凝縮器の断面図である。
【図２】本考案の一実施形態に係る冷媒凝縮器の斜視図である。
【図３】従来例の冷媒凝縮器の部分断面図及び部分側面図である。
【図４】本考案の一実施形態に係る冷媒凝縮器の部分断面図及び部分側面図である。
【図５】本考案の一実施形態に係る冷媒流入部の断面図及び側面図である。
【図６】本考案の別の実施形態に係る冷媒流入部の断面図及び側面図である。
【図７】本考案の更に別の実施形態に係る冷媒流入部の断面図及び側面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照し、本考案の実施形態にかかる冷媒凝縮器１について説明する。なお、以下では本考案の目的を達成するための説明に必要な範囲を模式的に示し、本考案の該当部分の説明に必要な範囲を主に説明することとし、説明を省略する箇所については公知技術によるものとする。
【００１９】
図１は本考案の一実施形態に係る冷媒凝縮器１の断面図であり、図２は本考案の一実施形態に係る冷媒凝縮器１の斜視図である。
【００２０】
冷媒凝縮器１は、複数の、積層され、直線状に延伸した中空のチューブ１１と、チューブ１１の積層方向を長手方向とし、各チューブ１１との間で冷媒が通流しうるようにチューブの一端に連結された第１のヘッダタンク１３と、チューブ１１の積層方向を長手方向とし、各チューブ１１との間で冷媒が通流しうるようにチューブの他端に連結された第２のヘッダタンク１４と、第１のヘッダタンク１３の側面に設けられ、第１のヘッダタンク１３に冷媒を流入させる冷媒流入部１５と、第１のヘッダタンク１３の側面に設けられ、第１のヘッダタンクから冷媒を流出させる冷媒流出部１６を有している。
【００２１】
ここで、冷媒流入部１５は、内部の冷媒の流入通路１７が、チューブ１１の積層方向と垂直で、かつ、チューブ１１の延伸方向と平行になるように、第１のヘッダタンク１３に連結される。また、冷媒流出部１６は、内部の冷媒の流出通路１８が、チューブ１１の積層方向と垂直で、かつ、チューブ１１の延伸方向と平行になるように、第１のヘッダタンク１３に連結される。
【００２２】
なお、第１のヘッダタンク１３の内部は、仕切板１３１により、第１の区画１３２と第２の区画１３３に分けられ、第１の区画１３２に冷媒流入部１５が連結され、第２の区画１３３に冷媒流出部１６が連結されている。
【００２３】
更に、積層されたチューブ１１の層間には、放熱用のフィン１２が設けられている。
【００２４】
次に、冷媒流入部１５及び冷媒流出部１６の形状について詳述する。図３は従来例の冷媒凝縮器の部分断面図及び部分側面図、図４は本考案の一実施形態に係る冷媒凝縮器の部分断面図及び部分側面図、図５は本考案の一実施形態に係る冷媒流入部の断面図及び側面図である。
【００２５】
従来は、図３に示すように、冷媒流入部１５の流入通路１７ａの形状は、上流側は、図示しないコンプレッサなどの冷媒供給部からの冷媒を受け入れるように円筒形となっており、流入通路１５１の下流側も、同様に円筒形となっている。
【００２６】
一方、図４及び図５に示す本考案の一実施例においては、冷媒流入部１５の流入通路１７ｂは、上流側は、図示しないコンプレッサなどの冷媒供給部からの冷媒を受け入れるように円筒形となっている。この部分は、冷媒配管が締結される継手部となっている。流入通路１７ｂの下流側については、チューブ１１の積層方向に最も長い長穴（ここでは長方形の角部を円弧とした形状）の断面となっている。
【００２７】
なお、冷媒の出口にあたる冷媒流出部１６についても、従来例では、流出経路１８ａの上流側、下流側とも円筒形断面となっている（図３）のに対し、本考案においては、図４及び図５に示すように、流出経路１８ｂが、上流側で、チューブ１１の積層方向に最も長い長穴（ここでは長方形の角部を円弧とした形状）の断面となっており、下流側では継手部として用いられる円筒形となっている。
【００２８】
このような構成の冷媒凝縮器１の作用について説明する。
【００２９】
図示しないコンプレッサなどの冷媒供給源から、冷媒流入部１５に冷媒が供給される。図１及び図２に示すように、冷媒は、冷媒流入部１５の中の流入通路１７を経由して第１のヘッダタンク１３の中の第１の区画１３２へ、更に、第１の区画１３２に連結された複数のチューブ１１へと流入する。
【００３０】
チューブ１１中を流れる冷媒は、チューブ１１の他端において、第２のヘッダタンク１４へと流出する。更に、第２のヘッダタンク１４を流れる冷媒は、第１のヘッダタンク１３の第２の区画１３３と連結する複数のチューブ１１（図１では、下側４本に位置するチューブ）へと、流入時とは逆方向に流れる。その後、第２の区画１３３から冷媒流出部１６の中の流出通路１８を通って、図示しないリキッドタンクなどの次工程へと向かうこととなる。
【００３１】
ここで、図３に示す従来例では、冷媒流入部１５の流入通路１７ａの上流側及び下流側は、ともに円形断面の円筒状となっている。そのため、流入通路１７ａから第１のヘッダタンク１３へと流入する冷媒は、図３の矢印方向へと進むが、流入通路１７ａに近いところのチューブ１１への流量が最も多く、両端に行くに従ってチューブ１１への流入量が減少し、その不均等の状態が著しい。
【００３２】
一方、本考案の一実施形態である図４の場合には、冷媒流入部１５の流入通路１７ｂの上流側は円形断面の円筒状であるが、下流側は、チューブ１１の積層方向に最も長い長穴断面の筒状になっている。そのため、流入通路１７ａから第１のヘッダタンク１３へと流入する冷媒は、図４の矢印方向へと進むが、長穴の長手方向に拡散され、流入通路１７ｂの近傍のチューブ１１の流量が減少するとともに、流入通路１７ｂから離れたチューブ１１の流量が増加し、従来例に比べて大幅に均等に近くなっている。
【００３３】
なお、冷媒流出部１６についても、図３の従来例では、流出通路１８ａの上流側及び下流側が円形断面の円筒状になっているため、チューブ１１からの流出流量が不均等となり、効率的な運転を行うことができない。一方、図４の本考案の一実施形態では流出通路１８ｂの下流側は円筒形であるが、上流側がチューブ１１の積層方向に最も長い長穴断面の筒状になっており、各チューブ１１からの流出流量は大幅に均等化される。
【００３４】
図６は本考案の別の実施形態に係る冷媒流入部の断面図及び側面図である。ここで、冷媒流入部１５の流入通路１７ｃの上流側は円形断面の円筒状であるが、下流側は、チューブ１１の積層方向に最も長い長穴断面の筒状になっている。更に、流入通路１７ｃの下流側の途中に、チューブ１１の積層方向に拡大する段付部１７１を設けている。なお、段付部１７１は、１カ所には限定されず、図示しないが徐々に長手方向を拡大していくように、２カ所以上設けてもよい。
【００３５】
このような構造であると、冷媒流入部１５の供給側から供給された冷媒は、まず、流入通路１７ｃの上流側の円筒状の部分から、長穴断面の筒状部を通過した後に、更に、断付部１７１を経て拡大された長穴筒状部へと向かう。そこで、冷媒は、チューブ１１の積層方向、特に、チューブが多数配置されている長穴断面が拡大された方向への拡散が広範囲に行われ、第１のヘッダタンク１３から、チューブ１１への均等な流入が実現できる。
【００３６】
図７は本考案の更に別の実施形態に係る冷媒流入部１５の断面図及び側面図である。ここで、冷媒流入部１５の流入通路１７ｄの上流側は円形断面の円筒状であるが、下流側は、チューブ１１の積層方向に最も長い長穴断面となっており、更に、流入通路１７ｄの下流側に向けて、滑らかに長穴断面の長手方向を拡大させる部分１７２を設けている。
【００３７】
このような構造であると、冷媒流入部１５の供給側から供給された冷媒は、まず、上流側の円筒状の部分から、長穴断面の部分に入り、更に、滑らかに拡大された部分１７２を流れていく。ここで、冷媒は、チューブ１１積層方向、特に、チューブが多数配置されている長穴断面が拡大された方向への拡散が滑らかにかつ広範囲に行われ、第１のヘッダタンク１３から、チューブ１１への均等な流入が実現できる。
【００３８】
なお、これまで説明した冷媒流入部１５に関する別の２つの実施形態は、冷媒流出部１６についても適用が可能である。
【００３９】
また、これまで説明した流入通路１７は、下流側において、チューブ１１の積層方向が最も長い長穴断面で、長穴は長方形の角部を円弧としたものとしたが、断面形状は長方形の角部を円弧とした長穴に限定されず、長方形のまま、あるいは、角部を直線で面取りした形状、長円、紡錘形など、どのような形状であってもよく、流入通路１７の下流端において、チューブ１１の積層方向に最も長い断面形状であれば、どのような構造でもよい。
【００４０】
更に、流入通路１７の積層方向における長さが、一例として図６あるいは図７に示すように、流入通路１７の上流端またはその近傍から下流端となるにつれて長くなる構造であれば、この構造に限定されず、どのようなものであってもよい。
【００４１】
更に、流入通路１７の断面積が、一例として図６あるいは図７に示すように流入通路１７の上流端またはその近傍から下流端となるにつれて大きくなる構造であれば、この構造に限定されず、どのようなものであってもよい。
【００４２】
また、これまでの説明で、流入通路１７の上流側、及び、流出通路１８の下流側が、冷媒配管の継手部として機能するとしたが、全体の空調装置の構成によっては、どちらか一方のみが継手部として機能してもよく、いずれも継手部として機能しなくてもよい。
【００４３】
なお、本考案の実施形態で説明したチューブ１１の断面形状、本数などについては、特に限定はなく、中空管状で、内部を冷媒が通流できるものであればよい。また、チューブ間に設けられるフィンの有無、構造についても限定はない。
【００４４】
また、冷媒流入部１５は、流入通路１７が、チューブ１１の積層方向と垂直で、かつ、チューブ１１の延伸方向と平行になるように、第１のヘッダタンク１３に連結され、冷媒流出部１６は、流出通路１８が、チューブ１１の積層方向と垂直で、かつ、チューブ１１の延伸方向と平行になるように、第１のヘッダタンク１３に連結されるとして説明したが、冷媒流入部１５は、流入通路１７が、チューブ１１の積層方向と交差する方向であれば垂直でなくてもよく、チューブ１１の延伸方向と平行でなくてもよい。例えば、図１において、紙面の手前側から奥側に向かって流入通路１７が形成されていてもよい。冷媒流出部１６についても同様である。
【００４５】
さらにまた、これまでの説明では、冷媒流入部１５から第１のヘッダタンク１３の第１の区画１３２へ流入した冷媒は、仕切板１３１よりも上方に設けられたチューブ１１の内部を、第２のヘッダタンク１４の内部、仕切板１３１よりも下方に設けられたチューブ１１の内部、第一のヘッダタンク１３の第２の区画１３３の順に流れ、冷媒流出部１６から凝縮器１の外部へと流れ出る構造の冷媒凝縮器１を用いたが、冷媒凝縮器１はこの構造に限定されない。例えば、ヘッダタンク１３は仕切板１３１を備えないもので、冷媒流入部１５から第１のヘッダタンク１３に流入し、チューブ１１を経由して第２のヘッダタンク１４へ流入した冷媒を、第２のヘッダタンク１４に設けた冷媒流出部から流出する構造の冷媒凝縮器であってもよい。ヘッダタンク１３、１４の内部を仕切板１３１により仕切らないので、冷媒流入部１５や冷媒流出部１６に対して、ヘッダタンク１３、１４はチューブ１１の積層方向への延出長さが長いところ、本願の流入通路１７や流出通路１８を適用することで、冷媒の均一な分配や回収の効果を、いっそう効率的に得ることができる。
【符号の説明】
【００４６】
１      冷媒凝縮器
１１    チューブ
１２    フィン
１３    第１のヘッダタンク
１４    第２のヘッダタンク
１５    冷媒流入部
１６    冷媒流出部
１７    流入通路
１８    流出通路
【図１】
0003195404.tif 000003
【図２】
0003195404.tif 000004
【図３】
0003195404.tif 000005
【図４】
0003195404.tif 000006
【図５】
0003195404.tif 000007
【図６】
0003195404.tif 000008
【図７】
0003195404.tif 000009