(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに平行に延びる上下一対のヘッダタンクと、
これら一対のヘッダタンクを連通する複数のチューブと、
各ヘッダタンク内にそれぞれ設けられて前記複数のチューブを第１及び第２のチューブ群からなる２つのチューブ群に分割するセパレータと、
前記複数のチューブに対して平行に立設されるレシーバタンクと、
下側のヘッダタンクのうち前記第１のチューブ群に連通する部分と前記レシーバタンクとを連通する第１の連通管と、
下側のヘッダタンクのうち前記第２のチューブ群に連通する部分と前記レシーバタンクとを連通する第２の連通管と、
を含んで構成される熱交換器であって、
前記レシーバタンクは、その底部に、前記第１の連通管の開口端に接続する第１の冷媒流通口と、前記第２の連通管の開口端に接続する第２の冷媒流通口と、を備え、
前記熱交換器が凝縮器として機能する場合に、冷媒が前記第１のチューブ群から前記第１の連通管、前記レシーバタンク、及び前記第２の連通管を通って前記第２のチューブ群へ流れることにより、前記第１のチューブ群にて冷媒が凝縮して前記第２のチューブ群にて冷媒が過冷却され、
前記熱交換器が蒸発器として機能する場合に、冷媒が前記第２のチューブ群から前記第２の連通管、前記レシーバタンク、及び前記第１の連通管を通って前記第１のチューブ群へ流れることにより、前記第２のチューブ群にて冷媒の一部が蒸発し、かつ、前記第１のチューブ群にて冷媒の残部が蒸発することを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記第１のチューブ群を構成する複数のチューブは、前記一対のヘッダタンクの少なくとも一方に更に設けられたセパレータにより複数のチューブ群に更に分割され、これら複数のチューブ群は、各々の総流路断面積が、前記第２のチューブ群の総流路断面積以上であることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記レシーバタンクの底部の前記第１及び第２の冷媒流通口の少なくとも一方に冷媒の流量を調整する流量調整部を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記第１及び第２のチューブ群に対する前記第２のチューブ群の面積割合であるサブクール占有率が１０．０％〜１６．７％の範囲内にあることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項５】
前記サブクール占有率は、前記第１及び第２のチューブ群の総チューブ本数に対する前記第２のチューブ群のチューブ本数の割合であることを特徴とする請求項４に記載の熱交換器。
【請求項６】
上側のヘッダタンクのうち前記第２のチューブ群に連通する部分に接続されて冷媒が流通する冷媒流通管を更に備え、この冷媒流通管は、その流路断面積が、前記第２のチューブ群の総流路断面積以下であることを特徴とする請求項１〜請求項５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、互いに平行に延びる上下一対のヘッダタンクとこれら一対のヘッダタンクを連通する複数のチューブとを含んで構成されて、これら複数のチューブ内を冷媒が上下方向に流れる、いわゆる縦流れ式の熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、車両用空調装置を構成する縦流れ式の熱交換器を開示している。この熱交換器は、互いに平行に延びる上下一対のヘッダタンクと、これら一対のヘッダタンクを連通する複数のチューブと、各ヘッダタンク内にそれぞれ設けられて複数のチューブを２つのチューブ群（コンデンサ部及びサブコンデンサ部）に分割する隔壁と、を備えている。
【０００３】
特許文献１では、下側のヘッダタンクにレシーバタンク（リキッドタンク）が連結固定されている。レシーバタンクには、その底部に、第１及び第２の冷媒通路が形成されている。第１の冷媒通路は、下側のヘッダタンクのうちコンデンサ部に連通する部分とレシーバタンクとを連通している。第２の冷媒通路は、下側ヘッダタンクのうちサブコンデンサ部に連通する部分とレシーバタンクとを連通している。
【０００４】
特許文献１では、レシーバタンク内に冷媒移送管が設けられている。冷媒移送管は上下方向に延びており、その下端開口部が第１の冷媒通路に接続し、上端開口部がレシーバタンク内の上部に位置している。
【０００５】
特許文献１では、コンデンサ部にて凝縮された冷媒が、第１の冷媒通路と冷媒移送管とを通って、レシーバタンク内の上部に送られる。また、レシーバタンク内の冷媒は、第２の冷媒通路を通ってサブコンデンサ部に流入し、このサブコンデンサ部にて冷媒が過冷却される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−１７０８５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前述のようなレシーバタンク付きの熱交換器では、レシーバタンク内に冷媒移送管が設けられている。
このため、ヒートポンプ式の車両用空調装置を構成する蒸発器として前述のようなレシーバタンク付きの熱交換器を用いるべく、熱交換器内の冷媒の流通方向を逆転させることにより（すなわち冷媒を逆流させることにより）、サブコンデンサ部及びコンデンサ部で液状冷媒を蒸発させる場合には、レシーバタンク内の液状冷媒の液位が冷媒移送管の高さを下回るとレシーバタンクからコンデンサ部へ液状冷媒が供給されないので、コンデンサ部での冷媒流量が不安定になる虞があった。
【０００８】
本発明は、このような実状に鑑み、蒸発器として機能し得るレシーバタンク付きの熱交換器の冷媒流量を安定させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そのため本発明に係る熱交換器は、互いに平行に延びる上下一対のヘッダタンクと、これら一対のヘッダタンクを連通する複数のチューブと、各ヘッダタンク内にそれぞれ設けられて複数のチューブを第１及び第２のチューブ群からなる２つのチューブ群に分割するセパレータと、複数のチューブに対して平行に立設されるレシーバタンクと、下側のヘッダタンクのうち第１のチューブ群に連通する部分とレシーバタンクとを連通する第１の連通管と、下側のヘッダタンクのうち第２のチューブ群に連通する部分とレシーバタンクとを連通する第２の連通管と、を含んで構成される。レシーバタンクは、その底部に、第１の連通管の開口端に接続する第１の冷媒流通口と、第２の連通管の開口端に接続する第２の冷媒流通口と、を備える。本発明に係る熱交換器は、それが凝縮器として機能する場合に、冷媒が第１のチューブ群から第１の連通管、レシーバタンク、及び第２の連通管を通って第２のチューブ群へ流れることにより、第１のチューブ群にて冷媒が凝縮して第２のチューブ群にて冷媒が過冷却される。本発明に係る熱交換器は、それが蒸発器として機能する場合に、冷媒が第２のチューブ群から第２の連通管、レシーバタンク、及び第１の連通管を通って第１のチューブ群へ流れることにより、第２のチューブ群にて冷媒の一部が蒸発し、かつ、第１のチューブ群にて冷媒の残部が蒸発する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、レシーバタンクは、その底部に、第１の連通管の開口端に接続する第１の冷媒流通口と、第２の連通管の開口端に接続する第２の冷媒流通口と、を備える。これにより、熱交換器が蒸発器として機能する場合には、第２のチューブ群からの冷媒が第２の連通管及び第２の冷媒流通口を通ってレシーバタンク内に流入し、更に、第１の冷媒流通口及び第１の連通管を通って第１のチューブ群へ流れるので、レシーバタンク内を冷媒が比較的スムーズに流通することができ、ひいては、冷媒流量を安定化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態における車室内冷房時のヒートポンプ回路を示す図
【図２】同上実施形態における車室内暖房時のヒートポンプ回路を示す図
【図３】車室外熱交換器の斜視図、及び、チューブ間の構成を示す部分拡大図
【図４】車室外熱交換器の概略構成と内部の冷媒の流れとを示す図
【図５】車室外熱交換器での冷媒の温度低下量とサブクール占有率との関係を示す図
【図６】レシーバタンクの概略構成を示す図
【図７】レシーバタンクの底部に設けられる冷媒の流量調整部の変形例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１及び図２は、本発明の一実施形態におけるヒートポンプ回路の概要を示す。尚、本実施形態では、車両用空調装置のヒートポンプ回路を例にとって、本発明に係る熱交換器を説明するが、本発明に係る熱交換器が適用されるヒートポンプ回路はこれに限らない。
【００１４】
図１は車室内冷房時のヒートポンプ回路を示す。また、図２は車室内暖房時のヒートポンプ回路を示す。
【００１５】
車両用空調装置１のヒートポンプ回路は、圧縮機２と、車室内の送風路３の下流側に配設された車室内コンデンサ４と、車室外に配設された車室外熱交換器５と、車室内の送風路３の上流側に配設された車室内エバポレータ６と、を含んで構成される。ここで、車室外熱交換器５が、本発明に係る熱交換器に対応する。
【００１６】
車室外熱交換器５は、それが凝縮器として機能する場合にガス冷媒を凝縮液化する冷媒凝縮部５１と、冷媒凝縮部５１からの液状冷媒を貯留可能なレシーバタンク５２と、レシーバタンク５２からの液状冷媒を過冷却するサブクール部５３と、を含んで構成されており、その詳細については図３〜図７を用いて後述する。
【００１７】
送風路３の上流端部にはファン７が配設され、車室内コンデンサ４の通気口には、この通気口を開閉するダンパ８が装着されている。
【００１８】
第１冷媒配管９は、圧縮機２の冷媒吐出口から車室内コンデンサ４を経て車室外熱交換器５の冷媒凝縮部５１に至る。第１冷媒配管９の途中には、第１開閉弁１０が介装されている。
第２冷媒配管１１は、第１開閉弁１０と車室外熱交換器５の冷媒凝縮部５１との間の第１冷媒配管９より分岐して圧縮機２の冷媒吸入口に至る。第２冷媒配管１１の途中には、第２開閉弁１２及びアキュームレータ１３が介装されている。
【００１９】
第３冷媒配管１４は、車室外熱交換器５のサブクール部５３から車室内エバポレータ６に至る。第３冷媒配管１４の途中には、第３開閉弁１５、第１逆止弁１６、内部熱交換器１７の高温部１７Ａ及び第１膨張弁１８が介装されている。
第４冷媒配管１９は、車室内エバポレータ６から第２開閉弁１２とアキュームレータ１３との間に至って第２冷媒配管１１に接続される。第４冷媒配管１９の途中には、第４開閉弁２０及び内部熱交換器１７の低温部１７Ｂが介装されている。内部熱交換器１７では、高温部１７Ａを流通する冷媒と低温部１７Ｂを流通する冷媒との間で熱交換が行われる。
【００２０】
第５冷媒配管２１は、第１冷媒配管９の第１開閉弁１０上流側にて分岐して車室外熱交換器５のサブクール部５３と第３開閉弁１５との間に至って第３冷媒配管１４に接続される。第５冷媒配管２１の途中には、第２膨張弁２３及び第２逆止弁２４が介装されている。ここで、第２膨張弁２３は、第１開閉弁１０が開のときは第１開閉弁１０に比較して通路抵抗が大きいため実質的に閉となるが、強制的に閉としてもよい。従って、第２膨張弁２３と第１開閉弁１０とは、選択的に開となる。
第６冷媒配管２５は、第１冷媒配管９の第１開閉弁１０上流側にて分岐して第１逆止弁１６と内部熱交換器１７の高温部１７Ａとの間に至って第３冷媒配管１４に接続される。第６冷媒配管２５の途中には、第５開閉弁２７が介装されている。
【００２１】
次に、車両用空調装置１の冷房運転時及び暖房運転時の概要を説明する。
【００２２】
車室内冷房時には、図１に示すように、第１開閉弁１０、第３開閉弁１５及び第４開閉弁２０が開とされ、ダンパ８、第２開閉弁１２、第２膨張弁２３及び第５開閉弁２７が閉とされる。
【００２３】
圧縮機２で加圧された高温・高圧のガス冷媒は、車室内コンデンサ４を流通するが、ダンパ８が閉とされて車室内コンデンサ４への送風が遮断されているため、送風空気との熱交換（冷却）が殆ど行われず、冷媒は高温・高圧のガス状態のまま流出し、第１開閉弁１０を介して車室外熱交換器５の冷媒凝縮部５１に流入する。
【００２４】
車室外熱交換器５は凝縮器として機能し、その冷媒凝縮部５１では外気と熱交換（放熱）してガス冷媒が凝縮液化される。この液状冷媒は、レシーバタンク５２を経てサブクール部５３にて過冷却される。過冷却された液状冷媒は、第３開閉弁１５、第１逆止弁１６、内部熱交換器１７の高温部１７Ａを通って第１膨張弁１８に至り、第１膨張弁１８で減圧され気液混合状態となって車室内エバポレータ６に流入する。車室内エバポレータ６では、ファン７から送風された車室内空気と熱交換（吸熱）して冷媒は、ガス化（気化）される。この熱交換によって冷却された車室内空気は車室内に送風され、車室内を冷房する。車室内エバポレータ６にてガス化された冷媒は、第４開閉弁２０、内部熱交換器１７の低温部１７Ｂ、アキュームレータ１３を通って圧縮機２の吸入口に戻る。このようにして、車室内冷房時のヒートポンプサイクルが繰り返される。
【００２５】
尚、車室内除湿冷房時には、簡易的には、前述の車室内冷房時の状態でダンパ８を開く。これにより、車室内エバポレータ６によって冷却・凝縮されて水分が減少した車室内空気を、下流の車室内コンデンサ４によって再加熱して相対湿度の低い空気を車室内に送風することができる。また、車室内エバポレータ６による冷却除湿機能をより高めるために、第６冷媒配管２５に介装された第５開閉弁２７を開いて、車室内エバポレータ６に供給される冷媒流量を増大するようにしてもよい。
【００２６】
一方、車室内暖房時には、図２に示すように、第１開閉弁１０、第３開閉弁１５、第４開閉弁２０及び第５開閉弁２７が閉とされ、ダンパ８、第２開閉弁１２及び第２膨張弁２３が開とされる。
【００２７】
圧縮機２で加圧された高温・高圧のガス冷媒は、車室内コンデンサ４に流入し、ファン７から送風された車室内空気と熱交換（放熱）して凝縮液化される。この熱交換によって、車室内空気は加熱される。加熱された車室内空気は車室内に送風され、車室内を暖房する。
【００２８】
車室内コンデンサ４にて凝縮液化された液状冷媒は、第２膨張弁２３を経て減圧されて気液混合状態となり、第２逆止弁２４を介して車室外熱交換器５のサブクール部５３に流入する。
【００２９】
車室外熱交換器５は蒸発器として機能し、そのサブクール部５３及び冷媒凝縮部５１では外気と熱交換（吸熱）して冷媒がガス化される。このガス冷媒は、第２開閉弁１２及びアキュームレータ１３を通って圧縮機２の吸入口に戻る。このようにして、車室内冷房時のヒートポンプサイクルが繰り返される。
【００３０】
尚、車室内除湿暖房時には、例えば、第４冷媒配管１９に介装された第４開閉弁２０と、第６冷媒配管２５に介装された第５開閉弁２７とを開くことにより、車室内エバポレータ６にて車室内空気中の水分を凝縮させて、空気の相対湿度を低下させる。
【００３１】
従って、車室外熱交換器５は、車室内冷房時及び除湿時（除湿冷房時）に凝縮器として機能する一方、車室内暖房時及び除湿時（除湿暖房時）に蒸発器として機能する。
【００３２】
次に、車室外熱交換器５の構成について、図３及び図４を用いて説明する。
図３（ａ）は、車室外熱交換器５の斜視図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）の部分Ａの部分拡大図である。図４は、車室外熱交換器５の概略構成と車室外熱交換器５内の冷媒の流れとを示している。特に、図４（ａ）は、車室外熱交換器５が凝縮器として機能しているときの冷媒の流れを示し、図４（ｂ）は、車室外熱交換器５が蒸発器として機能しているときの冷媒の流れを示す。
【００３３】
車室外熱交換器５は、互いに平行に延びる上下一対のヘッダタンク５４、５５と、これら一対のヘッダタンク５４、５５を連通する１列に並べられた複数のチューブ５６と、チューブ５６、５６間に設けられたコルゲートフィン５７と、を含んで構成される。
尚、本実施形態では、ヘッダタンク５４、５５の延在方向を車室外熱交換器５の幅方向（左右方向）として車室外熱交換器５の前後左右を規定する。そして、車室外熱交換器５の前後方向には外気が流通可能になっている。
【００３４】
チューブ５６は断面扁平なアルミ製のチューブであり、ヘッダタンク５４、５５の延在方向に互いに間隔を空け扁平面同士を向かい合わせて並んでいる。
コルゲートフィン５７は、チューブ５６の扁平面間にろう付けにより接合されて配置されている。尚、コルゲートフィン５７の代わりに、各チューブ５６を貫通させる平板状フィンを上下方向に多数列配置してもよい。
【００３５】
図４に示すように、複数のチューブ５６は、車室外熱交換器５の左側から右側に向かって順に、第１〜第４パス１０１〜１０４からなる４つのパスにグループ分けされている。
第１〜第４パス１０１〜１０４の各々のチューブ本数をＮ１〜Ｎ４とすると、Ｎ１〜Ｎ４は以下の式（１）の関係を満たしている。
【００３６】
Ｎ１≧Ｎ２≧Ｎ３≧Ｎ４  ・・・（１）
【００３７】
ここで、Ｎ１〜Ｎ４の組み合わせの一例を以下の式（２）に示すが、Ｎ１〜Ｎ４の組み合わせはこれに限らない。
【００３８】
（Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４）＝（４０，２８，２６，１５）  ・・・（２）
【００３９】
上側のヘッダタンク５４はアルミ製の円筒状体であり、その内部に２つのセパレータ６１、６２を備えて、両端が蓋部材で閉じられている。
セパレータ６１は、第１パス１０１と第２パス１０２との境界の直上に位置しており、両者を仕切っている。
セパレータ６２は、第３パス１０３と第４パス１０４との境界の直上に位置しており、両者を仕切っている。
【００４０】
従って、上側のヘッダタンク５４の内部空間は、蓋部材とセパレータ６１とによって区画される第１室５４ａ、セパレータ６１、６２によって区画される第２室５４ｂ、及び、セパレータ６２と蓋部材とによって区画される第３室５４ｃに３分割されている。
【００４１】
上側のヘッダタンク５４の第１室５４ａは、予め形成された冷媒流通孔９ａを介して、第１冷媒配管９に連通している。
上側のヘッダタンク５４の第３室５４ｃは、予め形成された冷媒流通孔１４ａを介して、第３冷媒配管１４に連通している。ここで、第３冷媒配管１４は、本発明の「冷媒流通管」に対応するものであり、上側のヘッダタンク５４に接続されてその内部を冷媒が流通する。第３冷媒配管１４は、その流路断面積が、第４パス１０４の総流路断面積（後述するＳ４）以下である。
【００４２】
下側のヘッダタンク５５はアルミ製の円筒状体であり、その内部に２つのセパレータ６３、６４を備えて、両端が蓋部材で閉じられている。
セパレータ６３は、第２パス１０２と第３パス１０３との境界の直下に位置しており、両者を仕切っている。
セパレータ６４は、第３パス１０３と第４パス１０４との境界の直下に位置しており、両者を仕切っている。
【００４３】
従って、下側のヘッダタンク５５の内部空間は、蓋部材とセパレータ６３とによって区画される第１室５５ａ、セパレータ６３、６４によって区画される第２室５５ｂ、及び、セパレータ６４と蓋部材とによって区画される第３室５５ｃに３分割されている。
【００４４】
下側のヘッダタンク５５の第２室５５ｂは、予め形成された冷媒流通孔２８ａを介して、第７冷媒配管２８に連通している。
第７冷媒配管２８は、下側のヘッダタンク５５の第２室５５ｂとレシーバタンク５２とを連通するものであり、本発明の「第１の連通管」に対応する。
【００４５】
下側のヘッダタンク５５の第３室５５ｃは、予め形成された冷媒流通孔２９ａを介して、第８冷媒配管２９に連通している。
第８冷媒配管２９は、下側のヘッダタンク５５の第３室５５ｃとレシーバタンク５２とを連通するものであり、本発明の「第２の連通管」に対応する。
【００４６】
次に、車室外熱交換器５内の冷媒の流れの概要を説明する。
【００４７】
図４（ａ）に示すように、車室外熱交換器５が凝縮器として機能しているときには、第１冷媒配管９からの冷媒が上側のヘッダタンク５４の第１室５４ａに流入し、第１パス１０１、下側のヘッダタンク５５の第１室５５ａ、第２パス１０２、上側のヘッダタンク５４の第２室５４ｂ、第３パス１０３、下側のヘッダタンク５５の第２室５５ｂを経て、第７冷媒配管２８を介して、レシーバタンク５２へ流出する。このときに第１〜第３パス１０１〜１０３にて外気と熱交換（放熱）して冷媒が凝縮液化される。すなわち、第１〜第３パス１０１〜１０３が前述の冷媒凝縮部５１及び本発明の「第１のチューブ群」に対応して、冷媒を凝縮する。
【００４８】
また、レシーバタンク５２内を通過した冷媒は、第８冷媒配管２９を介して下側のヘッダタンク５５の第３室５５ｃに流入し、第４パス１０４及び上側のヘッダタンク５４の第３室５４ｃを経て、第３冷媒配管１４へ流出する。このときに第４パス１０４にて外気と熱交換（放熱）して冷媒が過冷却される。すなわち、第４パス１０４が前述のサブクール部５３及び本発明の「第２のチューブ群」に対応して、冷媒を過冷却する。
【００４９】
それゆえ、セパレータ６２、６４は、複数のチューブ５６を冷媒凝縮部５１とサブクール部５３とに分割している。
また、セパレータ６１、６３は、冷媒凝縮部５１を構成する複数のチューブ５６を第１パス１０１〜第３パス１０３からなる３つのチューブ群に分割している。
【００５０】
一方、図４（ｂ）に示すように、車室外熱交換器５が蒸発器として機能しているときには、第３冷媒配管１４からの冷媒が上側のヘッダタンク５４の第３室５４ｃに流入し、第４パス１０４及び下側のヘッダタンク５５の第３室５５ｃを経て、第８冷媒配管２９を介してレシーバタンク５２へ流出する。このときに第４パス１０４にて外気と熱交換（吸熱）して冷媒の一部がガス化される。すなわち、サブクール部５３（第２のチューブ群）にて冷媒の一部が蒸発する。
【００５１】
また、レシーバタンク５２内を通過した冷媒は、第７冷媒配管２８を介して下側のヘッダタンク５５の第２室５５ｂに流入し、第３パス１０３、上側のヘッダタンク５４の第２室５４ｂ、第２パス１０２、下側のヘッダタンク５５の第１室５５ａ、第１パス１０１、上側のヘッダタンク５４の第１室５４ａを経て、第１冷媒配管９へ流出する。このときに第１〜第３パス１０３にて外気と熱交換（吸熱）して冷媒の残部がガス化される。すなわち、冷媒凝縮部５１（第１のチューブ群）にて冷媒の残部が蒸発する。
【００５２】
ここで、第１〜第４パス１０１〜１０４のチューブ本数Ｎ１〜Ｎ４については、前述の式（１）に示したように、Ｎ１≧Ｎ２≧Ｎ３≧Ｎ４の関係を満たしている。それゆえ、第１〜第４パス１０１〜１０４の各々の総流路断面積（各パス内のチューブ５６の断面積の総和）をＳ１〜Ｓ４とすると、Ｓ１〜Ｓ４は以下の式（３）の関係を満たしている。
【００５３】
Ｓ１≧Ｓ２≧Ｓ３≧Ｓ４  ・・・（３）
【００５４】
従って、第１〜第３パス１０１〜１０３は、各々の総流路断面積Ｓ１〜Ｓ３が、第４パス１０４の総流路断面積Ｓ４以上である。換言すれば、冷媒凝縮部５１の流路断面積は、サブクール部５３の流路断面積以上である。これにより、車室外熱交換器５が蒸発器として機能しているときには、サブクール部５３から冷媒蒸発部５１へ冷媒が流れつつ冷媒の蒸発が進んで冷媒の密度が減少するので、この密度減少による流量変動分を流路断面積の増大による流量変動分で相殺することができ、ひいては、冷媒流量を安定化させることができる。
【００５５】
尚、第７冷媒配管２８の流路断面積をＳ５とし、第８冷媒配管２９の流路断面積Ｓ６とすると、Ｓ３〜Ｓ６は以下の式（４）の関係を満たしている。
【００５６】
Ｓ３≧Ｓ５≧Ｓ６≧Ｓ４  ・・・（４）
【００５７】
次に、車室外熱交換器５の冷媒凝縮能力の最適化について図５を用いて説明する。
【００５８】
図５は、車室外熱交換器５が凝縮器として機能しているときの車室外熱交換器５での冷媒の温度低下量とサブクール占有率との関係を示す。ここで、サブクール占有率とは、冷媒凝縮部５１（第１のチューブ群）及びサブクール部５３（第２のチューブ群）に対するサブクール部５３（第２のチューブ群）の面積割合であり、換言すれば、冷媒凝縮部５１内及びサブクール部５３内のチューブ５６の表面積の総和に対するサブクール部５３内のチューブ５６の表面積の総和の割合である。よって、サブクール占有率は、例えば、冷媒凝縮部５１及びサブクール部５３の総チューブ本数（Ｎ１＋Ｎ２＋Ｎ３＋Ｎ４）に対するサブクール部５３のチューブ本数（Ｎ４）の割合である。
【００５９】
図５に示すように、サブクール占有率が１０．０％より小さくなると車室外熱交換器５での冷媒の温度低下量が８℃未満になる。また、サブクール占有率が１０．０％より小さくなるほど、車室外熱交換器５での冷媒の温度低下量が比較的急に減少する。すなわち、サブクール占有率が１０．０％より小さくなるほど、車室外熱交換器５の冷媒凝縮能力の低下量が大きくなる。これは、サブクール占有率を１０．０％より小さくすると、サブクール部５３にて冷媒の過冷却が十分に行われないことにより、サブクール部５３での顕熱変化が十分に行われず、この結果、冷媒の温度が十分に下がらないことが一因であると考えられる。
【００６０】
また、サブクール占有率が１６．７％より大きくなると車室外熱交換器５での冷媒の温度低下量が８℃未満になる。また、サブクール占有率が１６．７％より大きくなるほど、車室外熱交換器５での冷媒の温度低下量が比較的急に減少する。すなわち、サブクール占有率が１６．７％より大きくなるほど、車室外熱交換器５の冷媒凝縮能力の低下量が大きくなる。これは、サブクール占有率を１６．７％より大きくすると、冷媒の潜熱変化が行われる冷媒凝縮部５１の領域が狭くなり、凝縮圧力が上昇して、冷媒凝縮能力が低下することが一因であると考えられる。
【００６１】
これらの知見に基づいて、本発明者は、サブクール占有率を１０．０〜１６．７％の範囲内（図５に示すサブクール占有率Ｐｓｃの範囲内）とすることにより、車室外熱交換器５の良好な冷媒凝縮能力を得ることができることを見出した。このため、本実施形態では、サブクール占有率を１０．０〜１６．７％の範囲内としている。尚、車室外熱交換器５の第１〜第４パス１０１〜１０４の各々のチューブ本数が前述の式（２）であれば、サブクール占有率は、（１５／（４０＋２８＋２６＋１５））×１００＝１３．８％になる。
【００６２】
次に、レシーバタンク５２の詳細について、図３及び図４に加えて、図６を用いて説明する。
【００６３】
図６は、レシーバタンク５２の概略構成を示す。
レシーバタンク５２は、複数のチューブ５６に対して平行に立設されており、金属製で下面開口の有蓋円筒状の胴体７０と、胴体７０の下面開口を塞ぐ底部部材７１とを備える。
【００６４】
胴体７０の上部は、取付部材３０を介して、車室外熱交換器５の右側フレーム３１に取り付けられている。ここで右側フレーム３１は上下方向に延在しており、その両端がヘッダタンク５４、５５の端部に固定されている（図３（ａ）参照）。
また、底部部材７１の下部は、取付部材３２を介して、下側のヘッダタンク５５の端部に取り付けられている（図３（ａ）参照）。
【００６５】
胴体７０の内部の上側には吸湿剤７２が充填され、その下方に不織布などからなるフィルタ７３が配置されている。
フィルタ７３の下方にはパンチメタルなどからなる補強板７４が配置されており、この補強板７４は、ノッチ加工部７５によって胴体７０に固定されている。
【００６６】
底部部材７１にはレシーバタンク５２の内外を連通する２つの連通孔７６、７７が形成されている。
底部部材７１の連通孔７６の下端には、第７冷媒配管２８の開口端が連結している。ここで、連通孔７６の上面開口７６ａが本発明の「第１の冷媒流通口」に対応する。
底部部材７１の連通孔７７の下端には、第８冷媒配管２９の開口端が連結している。ここで、連通孔７７の上面開口７７ａが本発明の「第２の冷媒流通口」に対応する。
【００６７】
底部部材７１の連通孔７７には、ストレーナ７８が挿着されている。ストレーナ７８は、連通孔７７の内径より若干小さな外径を有する円管部材７８ａと、円管部材７８ａの上面を覆うメッシュ部材７８ｂとにより構成されている。
【００６８】
レシーバタンク５２は、冷媒の気液分離を行う機能と、液状冷媒を貯留する機能と、を有する。これら機能は、特に、車室外熱交換器５が凝縮器として機能しているときに実現される。
レシーバタンク５２のこれら機能を実現できる冷媒流量になるように、ストレーナ７８のメッシュ部材７８ｂの線径、目開き、開口率などが設定される。すなわち、ストレーナ７８は、本発明の「流量調整部」として機能して冷媒の流量を調整し、これにより、レシーバタンク５２の気液分離機能や冷媒貯留機能を実現している。
【００６９】
尚、本実施形態では、レシーバタンク５２を流通する冷媒の流量を調整する流量調整部としてストレーナ７８を挙げて説明したが、流量調整部の構成はこれに限らない。
【００７０】
図７は、流量調整部の変形例を示す。
図７（ａ）は、流量調整部として、連通孔７６にオリフィス７９を挿着した例を示している。図７（ｂ）は、流量調整部として、内面に段差部８０ａを有する円筒部材８０を連通孔７６に挿着した例を示している。
【００７１】
ストレーナ７８、オリフィス７９、段差部８０ａを有する円筒部材８０などの流量調整部は、レシーバタンク５２の気液分離機能や冷媒貯留機能を実現できるように、連通孔７６、７７の少なくとも一方に設置される。
【００７２】
本実施形態によれば、車室外熱交換器５は、互いに平行に延びる上下一対のヘッダタンク５４、５５と、これら一対のヘッダタンク５４、５５を連通する複数のチューブ５６と、各ヘッダタンク５４、５５内にそれぞれ設けられて複数のチューブ５６を冷媒凝縮部５１及びサブクール部５３（第１及び第２のチューブ群）からなる２つのチューブ群に分割するセパレータ６２、６４と、複数のチューブ５６に対して平行に立設されるレシーバタンク５２と、下側のヘッダタンク５５のうち冷媒凝縮部５１に連通する部分（第２室５５ｂ）とレシーバタンク５２とを連通する第７冷媒配管２８（第１の連通管）と、下側のヘッダタンク５５のうちサブクール部５３に連通する部分（第３室５５ｃ）とレシーバタンク５２とを連通する第８冷媒配管２９（第２の連通管）と、を含んで構成される。レシーバタンク５２は、その底部（底部部材７１）に、第７冷媒配管２８の開口端に接続する貫通孔７６の上面開口７６ａ（第１の冷媒流通口）と、第８冷媒配管２９の開口端に接続する貫通孔７７の上面開口７７ａ（第２の冷媒流通口）と、を備える。これにより、車室外熱交換器５が蒸発器として機能する場合には、サブクール部５３からの冷媒が第８冷媒配管２９及び貫通孔７７の上面開口７７ａを通ってレシーバタンク５２内に流入し、更に、貫通孔７６の上面開口７６ａ及び第７冷媒配管２８を通って冷媒凝縮部５１へ流れるので、レシーバタンク５２内を冷媒が比較的スムーズに流通することができ、ひいては、冷媒流量を安定化させることができる。
【００７３】
また本実施形態によれば、車室外熱交換器５が凝縮器として機能する場合に、冷媒が冷媒凝縮部５１から第７冷媒通路２８、レシーバタンク５２、及び第８冷媒配管２９を通ってサブクール部５３へ流れることにより、冷媒凝縮部５１にて冷媒が凝縮してサブクール部５３にて冷媒が過冷却される。これにより、車室外熱交換器５にて冷媒を良好に凝縮して放熱することができるので、車室内エバポレータ６にて良好な吸熱を行うことができ、ひいては、車両用空調装置１の良好な冷房性能を得ることができる。
【００７４】
また本実施形態によれば、車室外熱交換器５が蒸発器として機能する場合に、冷媒がサブクール部５３から第８冷媒配管２９、レシーバタンク５２、及び第７冷媒配管２８を通って冷媒凝縮部５１へ流れることにより、冷媒凝縮部５１及びサブクール部５３にて冷媒が蒸発する。これにより、レシーバタンク５２付きの車室外熱交換器５において、冷媒凝縮部５１のみならずサブクール部５３でも冷媒のガス化を行うことができるので、吸熱面積を十分に確保することができる。これにより、車室内コンデンサ４にて良好な放熱を行うことができるので、車両用空調装置１の良好な暖房性能を得ることができる。
【００７５】
また本実施形態によれば、冷媒凝縮部５１を構成する複数のチューブ５６は、一対のヘッダタンク５４、５５の少なくとも一方に更に設けられたセパレータ６１、６３により複数のチューブ群（第１〜第３パス１０１〜１０３）に更に分割され、第１〜第３パス１０１〜１０３は、各々の総流路断面積Ｓ１〜Ｓ３が、第４パス１０４（サブクール部５３）の総流路断面積Ｓ４以上である。これにより、車室外熱交換器５が蒸発器として機能しているときには、サブクール部５３から冷媒凝縮部５１へ冷媒が流れつつ冷媒の蒸発が進んで冷媒の密度が減少するので、この密度減少による流量変動分を流路断面積の増大による流量変動分で相殺することができ、ひいては、冷媒流量を安定化させることができる。
【００７６】
また本実施形態によれば、レシーバタンク５２の底部（底部部材７１）の連通孔７６、７７の少なくとも一方に冷媒の流量を調整する流量調整部（ストレーナ７８、オリフィス７９、段差部８０ａ付きの円筒部材８０）を備えることにより、レシーバタンク５２の気液分離機能と冷媒貯留機能とを実現することができる。
【００７７】
また本実施形態によれば、サブクール占有率が１０．０％〜１６．７％の範囲内にあることにより、車室外熱交換器５が凝縮器として機能しているときには、車室外熱交換器５内を流通する冷媒が冷媒凝縮部５１にて良好に潜熱変化し、更に、サブクール部５３にて良好に顕熱変化するので、車室外熱交換器５の良好な冷媒凝縮能力を得ることができる。
【００７８】
また本実施形態によれば、サブクール占有率は、冷媒凝縮部５１及びサブクール部５３の総チューブ本数（Ｎ１＋Ｎ２＋Ｎ３＋Ｎ４）に対するサブクール部５３のチューブ本数（Ｎ４）の割合であるので、所望のサブクール占有率を簡易に実現することができる。
【００７９】
また本実施形態によれば、上側のヘッダタンク５４のうちサブクール部５３に連通する部分（第３室５４ｃ）に接続されて冷媒が流通する第３冷媒配管１４（冷媒流通管）を更に備え、第３冷媒配管１４は、その流路断面積が、サブクール部５３の総流路断面積Ｓ４以下である。これにより、車室外熱交換器５が蒸発器として機能しているときには、第３冷媒配管１４からサブクール部５３へ流入する冷媒の圧力損失を低減することができるので、車両用空調装置１の良好な暖房性能を得ることができる。
【００８０】
尚、図示の実施形態はあくまで本発明を例示するものであり、本発明は、説明した実施形態により直接的に示されるものに加え、特許請求の範囲内で当業者によりなされる各種の改良・変更を包含するものであることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００８１】
１  車両用空調装置
２  圧縮機
３  送風路
４  車室内コンデンサ
５  車室外熱交換器
６  車室内エバポレータ
７  ファン
８  ダンパ
９  第１冷媒配管
９ａ  冷媒流通孔
１０  第１開閉弁
１１  第２冷媒配管
１２  第２開閉弁
１３  アキュームレータ
１４  第３冷媒配管（冷媒流通管）
１４ａ  冷媒流通孔
１５  第３開閉弁
１６  第１逆止弁
１７  内部熱交換器
１７Ａ  高温部
１７Ｂ  低温部
１８  第１膨張弁
１９  第４冷媒配管
２０  第４開閉弁
２１  第５冷媒配管
２３  第２膨張弁
２４  第２逆止弁
２５  第６冷媒配管
２７  第５開閉弁
２８  第７冷媒配管（第１の連通管）
２８ａ  冷媒流通孔
２９  第８冷媒配管（第２の連通管）
２９ａ  冷媒流通孔
３０  取付部材
３１  右側フレーム
３２  取付部材
５１  冷媒凝縮部（第１のチューブ群）
５２  レシーバタンク
５３  サブクール部（第２のチューブ群）
５４  上側のヘッダタンク
５４ａ  第１室
５４ｂ  第２室
５４ｃ  第３室
５５  下側のヘッダタンク
５５ａ  第１室
５５ｂ  第２室
５５ｃ  第３室
５６  チューブ
５７  コルゲートフィン
６１〜６４  セパレータ
７０  胴体
７１  底部部材
７２  吸湿剤
７３  フィルタ
７４  補強板
７５  ノッチ加工部
７６  連通孔
７６ａ  上面開口（第１の冷媒流通口）
７７  連通孔
７７ａ  上面開口（第２の冷媒流通口）
７８  ストレーナ
７８ａ  円管部材
７８ｂ  メッシュ部材
７９  オリフィス
８０  円筒部材
８０ａ  段差部
１０１  第１パス
１０２  第２パス
１０３  第３パス
１０４  第４パス
【図１】
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【図２】
0005999627.tif 000003
【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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