(57)【要約】【課題】管部材に対して螺旋部材を固定できるとともに、管部材の内部を流れる冷媒と外部を流れる冷媒との間における熱交換効率をさらに向上できる二重管を提供する。【解決手段】二重管６１は、内部にガス状冷媒が流れる内管６２と、内管６２を内部に有し、内管６２との間に液状冷媒が流れる外管と、を備える。内管６２は、円筒形に形成される管部材６４と、管部材６４の内部に配され、ガス状冷媒の流れを螺旋状に案内する螺旋部材６５と、管部材６４の内周の少なくとも一部に内方に向けて形成され、螺旋部材６５の長手方向端部の一端６５ａ又は他端６５ｂに当接する少なくとも一つの突起として第１突起６６ａと第２突起６６ｂと、を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にガス状流体が流れる内管と、
前記内管を内部に有し、前記内管との間に液状流体が流れる外管と、
を備え、
前記内管は、
円筒形に形成される管部材と、
前記管部材の内部に配され、前記ガス状流体の流れを螺旋状に案内する螺旋部材と、
前記管部材の内周の少なくとも一部に内方に向けて形成され、前記螺旋部材の長手方向端部に当接する少なくとも一つの突起と、
を有する、
ことを特徴とする二重管。
【請求項２】
請求項１に記載の二重管であって、
前記突起は、前記ガス状流体の流れ方向の下流側に設けられる、
ことを特徴とする二重管。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の二重管であって、
前記突起は、前記螺旋部材の長手方向に対して所定の角度をもって前記螺旋部材の前記長手方向端部に当接し、前記長手方向端部の位置を規制する、
ことを特徴とする二重管。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の二重管であって、
前記突起は、前記管部材の内周に複数形成され、
前記螺旋部材は、複数の前記突起の少なくとも一つと当接する、
ことを特徴とする二重管。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の二重管であって、
前記突起は、前記管部材の内周のうち少なくとも半周分に形成される、
ことを特徴とする二重管。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一つに記載の二重管であって、
前記突起は、前記ガス状流体の流れを案内するガイド部を有する、
ことを特徴とする二重管。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一つ記載の二重管であって、
前記突起は、前記管部材の一部が変形されることによって形成され、
前記管部材は、前記突起の裏側に凹部を有する、
ことを特徴とする二重管。
【請求項８】
請求項７に記載の二重管であって、
前記外管は、
前記内管との間に流通させる前記液状流体を外部から取り入れる液状流体入口と、
前記内管との間を流通した前記液状流体を外部へ流す液状流体出口と、
を有し、
前記凹部は、前記液状流体入口及び前記液状流体出口の少なくとも一方と対向する位置に形成される、
ことを特徴とする二重管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二重管に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ：排気再循環）ガスが流通する管部材と、管部材の内周を挿通してＥＧＲガスを撹拌する螺旋部材と、を備え、外部を流通する冷却水との間の熱交換によってＥＧＲガスを冷却する熱交換チューブが開示されている。この熱交換チューブでは、管部材は、内周に突出して形成されて螺旋部材を固定する複数の二次元突起を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１７９４１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の熱交換チューブでは、螺旋部材を固定する二次元突起の高さ分だけ、螺旋部材と管部材との間には、隙間が生じることとなる。そのため、管部材の内部を流れる流体が隙間に集中して流れ、熱交換が行われる前に管部材を通過する懸念がある。
【０００５】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、管部材に対して螺旋部材を固定できるとともに、管部材の内部を流れる冷媒と外部を流れる冷媒との間における熱交換効率をさらに向上できる二重管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】
【０００６】
本発明のある態様による二重管は、内部にガス状流体が流れる内管と、前記内管を内部に有し、前記内管との間に液状流体が流れる外管と、を備え、前記内管は、円筒形に形成される管部材と、前記管部材の内部に配され、前記ガス状流体の流れを螺旋状に案内する螺旋部材と、前記管部材の内周の少なくとも一部に内方に向けて形成され、前記螺旋部材の長手方向端部に当接する少なくとも一つの突起と、を有する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
上記態様によれば、管部材の内周に形成された突起が螺旋部材の長手方向端部に当接するので、螺旋部材が管部材の内部で長手方向に動くことを規制できる。また、螺旋部材の長手方向端部に突起が当接するので、螺旋部材と管部材との間に突起の高さ分だけ隙間が生じガス状冷媒が隙間に集中して流れることを抑制できる。その結果、管部材に対して螺旋部材を固定することができ、かつ、管部材の内部を流れるガス状冷媒と外部を流れる液状冷媒との間における熱交換効率をさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る二重管が適用される空調装置の構成図である。
【図２】図２は、二重管の概略構成図である。
【図３】図３は、二重管の一部を拡大した構成図である。
【図４Ａ】図４Ａは、図２のＩＶＡ−ＩＶＡ線に沿う断面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図２のＩＶＢ−ＩＶＢ線に沿う断面図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態の変形例に係る二重管の断面図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態の第２の変形例に係る二重管の断面図である。
【図７】図７は、本発明の実施形態の第３の変形例に係る二重管の一部を拡大した構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【００１０】
図１は本発明の実施形態に係る二重管６１が適用される空調装置１を示す概略構成図である。
【００１１】
空調装置１は、流体としての冷媒が循環する冷凍サイクル２と、温水が循環する高水温サイクル４と、車室内の空調に利用する空気が通過するＨＶＡＣ（Ｈｅａｔｉｎｇ  Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ａｉｒ  Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ）ユニット５と、弁の動作などを制御するコントローラ１０と、から構成される冷暖房可能なヒートポンプシステムである。例えば、冷媒にはＨＦＣ−１３４ａが用いられ、温水には不凍液が用いられる。
【００１２】
冷凍サイクル２は、コンプレッサ２１と、水冷コンデンサ２２と、室外熱交換器２３と、リキッドタンク２４と、内部熱交換器としての二重管６１と、エバポレータ２５と、アキュムレータ２６と、これらを冷媒が循環可能となるように接続する冷媒流路２０と、から構成される。
【００１３】
コンプレッサ２１は、ガス状冷媒を吸入し圧縮する。これにより、ガス状冷媒は高温高圧になる。
【００１４】
水冷コンデンサ２２は、暖房時に、コンプレッサ２１を通過した後の冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する。水冷コンデンサ２２は、コンプレッサ２１によって高温高圧となった冷媒と高水温サイクル４を循環する温水との間で熱交換を行い、冷媒の熱を温水に伝達する。
【００１５】
室外熱交換器２３は、例えば車両のエンジンルーム（電気自動車においてはモータルーム）内に配置され、冷媒と外気との間で熱交換を行う。室外熱交換器２３は、冷房時には凝縮器として機能し、暖房時には蒸発器として機能する。室外熱交換器２３には、車両の走行や室外ファン３２の回転によって、外気が導入される。
【００１６】
リキッドタンク２４は、冷房時に、室外熱交換器２３を通過して凝縮した冷媒を一時的に溜めるとともに、冷媒をガス状冷媒と液状冷媒とに気液分離する。リキッドタンク２４からは、分離した液状冷媒のみが二重管６１へと流れる。
【００１７】
二重管６１は、後述するように冷媒流路２０の冷媒の温度差を利用して熱交換を行う内部熱交換器である。
【００１８】
エバポレータ２５は、ＨＶＡＣユニット５内に配置され、冷房時に、エバポレータ２５を通過する空気の熱を冷媒に吸収させることで、冷媒を蒸発させる。エバポレータ２５によって蒸発した冷媒は、二重管６１を通ってアキュムレータ２６へ流れる。
【００１９】
アキュムレータ２６は、冷媒流路２０を流れる冷媒を一時的に溜めるとともに、ガス状冷媒と液状冷媒とに気液分離する。アキュムレータ２６からは、分離したガス状冷媒のみがコンプレッサ２１へと流れる。
【００２０】
冷媒流路２０には、冷媒を減圧膨張させる第１膨張弁２７と、第２膨張弁２８と、が配置される。また、冷媒流路２０には、開閉によって冷媒の流れを切り換える第１開閉弁２９と、第２開閉弁３０と、第３開閉弁３１と、が配置される。
【００２１】
第１膨張弁２７は、水冷コンデンサ２２と室外熱交換器２３との間に配置され、水冷コンデンサ２２で凝縮した冷媒を減圧膨張させる。第１膨張弁２７には、例えば、固定絞りや可変絞りが用いられる。固定絞りには、例えば、オリフィスやキャピラリーチューブを用いることができ、予め使用頻度の高い特定の運転条件に対応するように絞り量が設定される。また、可変絞りには、例えば、段階的に又は無段階的に開度を調節できる電磁弁を用いることができる。
【００２２】
第２膨張弁２８は、二重管６１とエバポレータ２５との間に配置され、二重管６１を通過した液状冷媒を減圧膨張させる。第２膨張弁２８には、エバポレータ２５を通過した冷媒の温度に応じて開度が調節される温度式膨張弁が用いられる。
【００２３】
第１開閉弁２９及び第３開閉弁３１は、冷房時に開かれ、暖房時に閉じられる。第１開閉弁２９が開かれることで、コンプレッサ２１によって圧縮された冷媒は、室外熱交換器２３へ直接流入する。また、第３開閉弁３１が開かれることで、二重管６１を通過した液状冷媒は、エバポレータ２５へと流れる。
【００２４】
第２開閉弁３０は、暖房時に開かれ、冷房時に閉じられる。第２開閉弁３０が開かれることで、室外熱交換器２３で蒸発した冷媒は、アキュムレータ２６に直接流入する。
【００２５】
高水温サイクル４は、ウォータポンプ４１と、ヒータコア４２と、補助加熱器４３と、水冷コンデンサ２２と、これらを温水が循環可能となるように接続する温水流路４０と、から構成される。
【００２６】
ウォータポンプ４１は、温水流路４０内の温水を送液して循環させる。
【００２７】
ヒータコア４２は、ＨＶＡＣユニット５内に配置され、暖房時に、ヒータコア４２を通過する空気に温水の熱を吸収させることで、空気を加熱する。
【００２８】
補助加熱器４３は、内部に図示しないヒータを有し、通過する温水を加熱する。ヒータには、例えば、シーズヒータやＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）ヒータが用いられる。
【００２９】
ＨＶＡＣユニット５は、空調に利用する空気を冷却又は加熱する。ＨＶＡＣユニット５は、空気を送風するブロワ５２と、ヒータコア４２を通過する空気の量を調整するエアミックスドア５３と、を備える。ＨＶＡＣユニット５内にはヒータコア４２とエバポレータ２５とが配置され、ブロワ５２から送風された空気は、ヒータコア４２及びエバポレータ２５内を流れる冷媒との間で熱交換を行う。
【００３０】
ブロワ５２は、ＨＶＡＣユニット５内に空気を送風する送風機である。
【００３１】
エアミックスドア５３は、ＨＶＡＣユニット５内に配置されたヒータコア４２のブロワ５２側に設置される。エアミックスドア５３は、暖房時にヒータコア４２側を開き、冷房時にヒータコア４２側を閉じる。エアミックスドア５３の開度によって、空気とヒータコア４２内の温水との間の熱交換量が調節される。
【００３２】
空調装置１には、吐出圧センサ１１と、室外熱交換器出口温センサ１２と、エバポレータ温度センサ１３と、水温センサ１４と、が設置されている。
【００３３】
吐出圧センサ１１は、コンプレッサ２１の吐出側の冷媒流路２０に設置され、コンプレッサ２１に圧縮されたガス状冷媒の圧力を検出する。
【００３４】
室外熱交換器出口温センサ１２は、室外熱交換器２３の出口付近の冷媒流路２０に設置され、室外熱交換器２３を通過した冷媒の温度を検出する。なお、室外熱交換器出口温センサ１２は、室外熱交換器２３の出口部分に設置されてもよい。
【００３５】
エバポレータ温度センサ１３は、ＨＶＡＣユニット５のエバポレータ２５の空気流れ下流側に設置され、エバポレータ２５を通過した空気の温度を検出する。なお、エバポレータ温度センサ１３は、エバポレータ２５に直接設置されてもよい。
【００３６】
水温センサ１４は、補助加熱器４３の出口付近の温水流路４０に設置され、補助加熱器４３を通過した温水の温度を検出する。
【００３７】
コントローラ１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどによって構成され、ＲＯＭに記憶されたプログラムをＣＰＵによって読み出すことで、空調装置１に各種機能を発揮させる。コントローラ１０には、吐出圧センサ１１と、室外熱交換器出口温センサ１２と、エバポレータ温度センサ１３と、水温センサ１４と、からの信号が入力される。なお、コントローラ１０には、図示しない外気温度センサ等の信号が入力されてもよい。
【００３８】
コントローラ１０は、入力された信号に基づいて、冷凍サイクル２の制御を実行する。すなわち、コントローラ１０は、図１に破線で示すように、コンプレッサ２１の出力を設定するとともに、第１開閉弁２９、第２開閉弁３０、及び第３開閉弁３１の開閉制御を実行する。また、コントローラ１０は、図示しない出力信号を送信することで、高水温サイクル４やＨＶＡＣユニット５の制御も実行する。
【００３９】
次に、冷凍サイクル２の二重管６１について、図２から図４Ｂを用いて詳しく説明する。図２は、二重管６１の概略構成図であり、図３は、二重管６１の一部を拡大した構成図である。図４Ａは、図２のＩＶＡ−ＩＶＡ線に沿う断面図であり、図４Ｂは、図２のＩＶＢ−ＩＶＢ線に沿う断面図である。
【００４０】
二重管６１は、図２に示すように、内管６２と、内管６２を内部に有する外管６３と、を備える。内管６２の内部には、ガス状冷媒が流れる内側流路２０ａが形成される。内管６２と外管６３との間には、液状冷媒が流れる外側流路２０ｂが形成される。
【００４１】
内側流路２０ａには、図１に示す冷媒流路２０のエバポレータ２５からアキュムレータ２６へと流れる低圧のガス状冷媒が流通する。外側流路２０ｂには、冷媒流路２０のリキッドタンク２４から第２膨張弁２８へ流れる高圧の液状冷媒が流通する。これにより、内側流路２０ａを流れるガス状冷媒と外側流路２０ｂを流れる液状冷媒との間において、内管６２を介した熱交換が行われる。
【００４２】
外管６３は、外側流路２０ｂに流通させる液状冷媒を外部から取り入れる液状冷媒入口６３ａと、外側流路２０ｂを流通した液状冷媒を外部へ流す液状冷媒出口６３ｂと、を有する。
【００４３】
内管６２は、図４Ａに示すように内径Ｄｉｎの円筒形に形成される管部材６４と、図２に示すように管部材６４の内周を挿通しガス状流体の流れを螺旋状に案内する螺旋部材６５と、管部材６４の内周に内方に向けて形成される第１突起６６ａ及び第２突起６６ｂと、を有する。
【００４４】
第１突起６６ａ及び第２突起６６ｂは、管部材６４の一部が変形されることによって形成される。具体的には、第１突起６６ａは螺旋部材６５を管部材６４の内部に挿入する前に予め液状冷媒入口６３ａと対向する位置から形成され、第２突起６６ｂは螺旋部材６５を管部材６４の内部に挿入した後に液状冷媒出口６３ｂと対向する位置から形成される。また、第１突起６６ａの裏側には液状冷媒入口６３ａと対向するように第１凹部６７ａが形成され、第２突起６６ｂの裏側には液状冷媒出口６３ｂと対向するように第２凹部６７ｂが形成される。
【００４５】
螺旋部材６５は、管部材６４の内径Ｄｉｎと同じ幅の板状の金属板から形成される。螺旋部材６５は、板状の金属板の長手方向の一端が支持され、他端が長手方向の軸中心に回転させ捩られることによって形成される。螺旋部材６５は、捩られることによって、幅方向の両端が長手方向に螺旋を描くように形成され、管部材６４の内径Ｄｉｎよりも僅かに縮径して、管部材６４の中に挿入可能となる。このように、螺旋部材６５は、管部材６４とは別体に形成された後、管部材６４の内部に長手方向に延在するように挿入される。
【００４６】
管部材６４の内部に挿入される螺旋部材６５は、図３に示すように、内側流路２０ａのガス状冷媒の流れ方向の下流側に設けられた第１突起６６ａと当接する位置まで挿入される。
【００４７】
第１突起６６ａは、管部材６４と螺旋部材６５との間に生じる図示しない僅かな隙間よりも高くなるように形成され、図４Ｂに示すように管部材６４の周方向に全周にわたって形成される。
【００４８】
第１突起６６ａは、図３に示すように、側方に第１ガイド部６６ｃ、６６ｄをそれぞれ有する。第１ガイド部６６ｃは第１突起６６ａの上流側の側方として形成され、第１ガイド部６６ｄは下流側の側方として形成される。
【００４９】
第１ガイド部６６ｃは、ガス状冷媒の流れ方向の上流側から管部材６４の内部に螺旋部材６５が挿入されると、螺旋部材６５の長手方向に対して所定の角度をもって長手方向端部の一端６５ａに当接し、一端６５ａの位置を規制する。所定の角度は、第１ガイド部６６ｃによって長手方向及び幅方向から一端６５ａの位置が規制される角度であり、例えば、４５度に設定される。このように、第１ガイド部６６ｃが所定の角度をもって一端６５ａに当接することで、第１突起６６ａは、螺旋部材６５との接触面積を増やすことができ、保持性を向上させることができる。
【００５０】
第１ガイド部６６ｄは、ガス状冷媒の流れを案内するように傾斜する。そのため、第１突起６６ａを通過する際に、ガス状冷媒は、第１ガイド部６６ｄによって流れが案内されるので、拡流の発生により圧損が大きくなることを抑制することができる。
【００５１】
また、第１ガイド部６６ｃ、６６ｄは、管部材６４と滑らかに接続されるように曲線状に形成されているので、ガス状冷媒の流れを効率的に案内でき、圧損が大きくなることをより抑制することができる。
【００５２】
第２突起６６ｂは、螺旋部材６５の長手方向端部が第１突起６６ａに当接した状態で、液状冷媒出口６３ｂと対向する位置が縮径されることによって形成される。第２突起６６ｂは、螺旋部材６５に対して内側流路２０ａのガス状冷媒の流れ方向の上流側に位置する。第２突起６６ｂは、第１突起６６ａと同様の高さに形成され、管部材６４の周方向に全周にわたって形成される。
【００５３】
また、第２突起６６ｂは、図２に示すように、側方に第２ガイド部６６ｅ、６６ｆをそれぞれ有する。第２ガイド部６６ｅは第２突起６６ｂの下流側の側方として形成され、第２ガイド部６６ｆは上流側の側方として形成される。
【００５４】
第２ガイド部６６ｅは、管部材６４が縮径された際に、螺旋部材６５の長手方向に対して所定の角度をもって長手方向端部の他端６５ｂに当接し、他端６５ｂの位置を規制する。所定の角度は、第１突起６６ａの第１ガイド部６６ｃの場合と同様に、例えば、４５度に設定される。このように、第２突起６６ｂにおいても、第２ガイド部６６ｅと螺旋部材６５との接触面積を増やすことができるので、保持性を向上させることができる。
【００５５】
このように、螺旋部材６５は、第１ガイド部６６ｃや第２ガイド部６６ｅに保持されることによって、一端６５ａ及び他端６５ｂの位置が規制される。その結果、螺旋部材６５は、管部材６４内の一定の位置に固定される。
【００５６】
なお、第１ガイド部６６ｃや第２ガイド部６６ｅに当接させる際に、螺旋部材６５の一端６５ａ及び他端６５ｂをカシメることによって螺旋部材６５を管部材６４内に固定してもよい。
【００５７】
第２ガイド部６６ｆは、ガス状冷媒の流れを案内するように傾斜する。そのため、第２突起６６ｂを通過する際に、ガス状冷媒は、第２ガイド部６６ｆによって流れが案内されるので、縮流の発生により圧損が大きくなることを抑制することができる。
【００５８】
また、第２ガイド部６６ｅ、６６ｆも、第１ガイド部６６ｃ、６６ｄと同様に、管部材６４と滑らかに接続されるように曲線状に形成されているので、ガス状冷媒の流れを効率的に案内でき、圧損が大きくなることをより抑制することができる。
【００５９】
螺旋部材６５が挿入された内管６２が外管６３の内部に組み込まれることで、図２に示すような二重管６１が形成される。内管６２は、挿入された螺旋部材６５によって内部から支持される。また、管部材６４には、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、螺旋部材６５に内部が分割されることによって２つの室６２ａ、６２ｂが形成される。２つの室６２ａ、６２ｂは、ガス状流体が流通する内管６２の内側流路２０ａとして機能する。
【００６０】
次に、空調装置１の各空調運転モードについて説明する。
【００６１】
＜暖房モード＞
暖房モードでは、コントローラ１０は、いわゆる外気吸熱ヒートポンプ運転を実行し、第１開閉弁２９及び第３開閉弁３１を閉じた状態にするとともに、第２開閉弁３０を開いた状態にする。これにより、コンプレッサ２１で圧縮され高温になった冷媒は、水冷コンデンサ２２へと流れる。
【００６２】
水冷コンデンサ２２へ流れた冷媒は、水冷コンデンサ２２の内部で温水を加熱することにより熱を奪われて低温になった後、第１膨張弁２７を通って減圧膨張することでさらに低温となって、室外熱交換器２３へと流れる。室外熱交換器２３へ流れた冷媒は、室外熱交換器２３に導入される外気との間で熱交換を行い加熱された後、そのまま第２開閉弁３０を通って、アキュムレータ２６へと流れて気液分離される。そして、アキュムレータ２６で気液分離された冷媒のうちガス状冷媒が、再びコンプレッサ２１へと流れる。
【００６３】
一方で、水冷コンデンサ２２で冷媒によって加熱された温水は、循環してヒータコア４２に流れ、ヒータコア４２の周囲の空気を加熱する。加熱された空気は、ＨＶＡＣユニット５の下流側に流されることで、暖房風として用いられる。なお、水冷コンデンサ２２で冷媒が十分に温水を加熱できない場合には、外気吸熱ヒートポンプ運転と併用して又は独立して補助加熱器４３を運転させることによって温水を加熱してもよい。
【００６４】
＜冷房モード＞
冷房モードでは、コントローラ１０は、第２開閉弁３０を閉じた状態にするとともに、第１開閉弁２９及び第３開閉弁３１を開いた状態にする。これにより、コンプレッサ２１で圧縮され高温高圧になった冷媒は、第１開閉弁２９を通ってそのまま室外熱交換器２３へと流れる。
【００６５】
室外熱交換器２３へ流れた冷媒は、室外熱交換器２３に導入される外気と熱交換を行い冷却された後、リキッドタンク２４を通って気液分離される。リキッドタンク２４の下流側に接続される二重管６１の外側流路２０ｂには、リキッドタンク２４で気液分離された冷媒のうち液状冷媒が、図２に示すように流通する。
【００６６】
外側流路２０ｂを流通する液状冷媒は、高圧の流体であり、リキッドタンク２４で気液分離されることで、過冷却度がほぼ０℃の略飽和液状態となっている。
【００６７】
他方で、内側流路２０ａを流通するガス状冷媒は、第２膨張弁２８を通過する際に減圧膨張した低圧の流体であり、エバポレータ２５を通過する際に空気によって暖められ蒸発している。
【００６８】
エバポレータ２５で蒸発したガス状冷媒は、リキッドタンク２４で気液分離された液状冷媒と比べて低圧になっているので、冷媒の飽和温度特性に基づいて、所定の過熱度を超えるまでは飽和液状態の液状冷媒よりも低温となる。
【００６９】
したがって、二重管６１の外側流路２０ｂを流通する際に、液状冷媒は、低温のガス状冷媒との間で内管６２を介して熱交換を行うことで、ガス状冷媒によって過度に冷却される。過度に冷却された液状冷媒は、飽和液状態から過冷却度をもった過冷却状態となる。また、内側流路２０ａを流通するガス状冷媒は、液状冷媒によって加熱されることで過熱度をもった過熱状態となる。
【００７０】
さらに、内側流路２０ａを流通するガス状冷媒の流れが螺旋部材６５によって螺旋状に撹拌されながら案内されるので、より多くのガス状冷媒が内管６２の内壁と熱的に接触する。そのため、ガス状冷媒は、内管６２を介して、外側流路２０ｂを流通する液状冷媒との間で熱交換を行い易くなる。そして、ガス状冷媒は、内管６２を介してだけでなく、螺旋部材６５を介して、液状冷媒との間で熱交換を行うこともできる。その結果、液状冷媒は、ガス状冷媒によって冷却され易くなり、より大きな過冷却度をもった過冷却状態となる。
【００７１】
二重管６１の外側流路２０ｂを流通する際に過冷却状態となった液状冷媒は、第２膨張弁２８を通って減圧膨張することでさらに低温となって、エバポレータ２５へと流れる。
【００７２】
エバポレータ２５へ流れた液状冷媒は、エバポレータ２５を通過する空気との間で熱交換を行い加熱されることで蒸発し、ガス状冷媒となって二重管６１へと流れる。その際、液状冷媒は、過冷却状態になるまで過度に冷却されているので、エバポレータ２５を通過する空気を、より冷却することができる。
【００７３】
エバポレータ２５における熱交換により蒸発しガス状冷媒となった冷媒は、二重管６１の内側流路２０ａへ流通し、上述の様に内管６２を介して外側流路２０ｂを流通する液状冷媒を冷却する。そして、ガス状冷媒は、液状冷媒によって加熱された後、アキュムレータ２６を介して再びコンプレッサ２１へと流れ圧縮される。
【００７４】
一方で、エバポレータ２５で冷媒によって冷却された空気は、ＨＶＡＣユニット５の下流側に流されることで、冷房風として用いられる。
【００７５】
なお、エバポレータ２５で空気を冷却することによって空気中の水蒸気を凝縮させ取り除いた後、ヒータコア４２で再加熱することによって、除湿風を得ることもできる（除湿モード）。
【００７６】
以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
【００７７】
二重管６１は、内部にガス状冷媒が流れる内管６２と、内管６２を内部に有し、内管６２との間に液状冷媒が流れる外管６３と、を備える。内管６２は、円筒形に形成される管部材６４と、管部材６４の内部に配され、ガス状冷媒の流れを螺旋状に案内する螺旋部材６５と、管部材６４の内周の少なくとも一部に内方に向けて形成され、螺旋部材６５の長手方向端部の一端６５ａ又は他端６５ｂに当接する少なくとも一つの突起として第１突起６６ａと第２突起６６ｂと、を有する。
【００７８】
このような二重管６１によれば、管部材６４の内周に形成された第１突起６６ａ又は第２突起６６ｂの少なくとも一つが螺旋部材６５の長手方向端部の一端６５ａ又は他端６５ｂに当接するので、螺旋部材６５が管部材６４の内部で長手方向に動くことを規制できる。また、長手方向端部の一端６５ａに第１突起６６ａが当接し、他端６５ｂに第２突起６６ｂが当接するので、螺旋部材６５と管部材６４との間に第１突起６６ａや第２突起６６ｂの高さ分だけ隙間が生じガス状冷媒が隙間に集中して流れることを抑制できる。その結果、管部材６４に対して螺旋部材６５を固定することができ、かつ、管部材６４の内部を流れるガス状冷媒と外部を流れる液状冷媒との間における熱交換効率をさらに向上させることができる。
【００７９】
また、二重管６１の第１突起６６ａは、螺旋部材６５の長手方向に対して所定の角度をもって螺旋部材６５の長手方向端部の一端６５ａに当接し、一端６５ａの位置を規制する。同様に、二重管６１の第２突起６６ｂも、螺旋部材６５の長手方向に対して所定の角度をもって長手方向端部の他端６５ｂに当接し、他端６５ｂの位置を規制する。したがって、第１突起６６ａや第２突起６６ｂによって螺旋部材６５の長手方向端部の位置が規制されるので、管部材６４に対して螺旋部材６５をより確実に固定することができる。
【００８０】
さらに、二重管６１の第１突起６６ａ及び第２突起６６ｂは、ガス状冷媒の流れを案内する第１ガイド部６６ｃ、６６ｄと第２ガイド部６６ｅ、６６ｆとをそれぞれ有する。したがって、ガス状冷媒が第１突起６６ａや第２突起６６ｂを通過する際にガス状冷媒の流れを案内することができるので、縮流や拡流の発生が抑制され、圧損が大きくならずにガス状冷媒が内側流路２０ａを流通することができる。
【００８１】
また、二重管６１の第１突起６６ａ及び第２突起６６ｂは、管部材６４の一部が変形されることによって形成される。管部材６４は第１突起６６ａ及び第２突起６６ｂの裏側に第１凹部６７ａ及び第２凹部６７ｂをそれぞれ有する。このように、管部材６４の一部が変形されることで第１突起６６ａ及び第２突起６６ｂが管部材６４と一体形成されるので、第１突起６６ａ及び第２突起６６ｂが、管部材６４から外れることがない。また、管部材６４の一部を絞って第１凹部６７ａ及び第２凹部６７ｂを形成するだけで、第１凹部６７ａ及び第２凹部６７ｂに対応する第１突起６６ａ及び第２突起６６ｂをそれぞれ管部材６４の内周に簡単に形成することができる。
【００８２】
二重管６１の外管６３は、内管６２との間に形成される外側流路２０ｂに流通させる液状冷媒を外部から取り入れる液状冷媒入口６３ａと、外側流路２０ｂを流通した液状冷媒を外部へ流す液状冷媒出口６３ｂと、を有する。管部材６４の第１凹部６７ａは液状冷媒入口６３ａと対向する位置に形成され、第２凹部６７ｂは液状冷媒出口６３ｂと対向する位置に形成される。
【００８３】
したがって、第１凹部６７ａが形成されない場合と比べて外側流路２０ｂの液状冷媒入口６３ａ付近の流路を広く確保できるので、圧損が大きくならずに液状冷媒入口６３ａから外側流路２０ｂに液状冷媒を効率よく流入させることができる。また、同様に、液状冷媒出口６３ｂ付近の流路を広く確保できるので、圧損が大きくならずに外側流路２０ｂから液状冷媒出口６３ｂに液状冷媒を効率よく流出させることができる。
【００８４】
なお、管部材６４の第１凹部６７ａ又は第２凹部６７ｂの一方のみを、液状冷媒入口６３ａ又は液状冷媒出口６３ｂと対向する位置に形成してもよい。このような態様によっても、液状冷媒入口６３ａ又は液状冷媒出口６３ｂ付近の流路を広く確保できるので、液状冷媒を効率よく外側流路２０ｂに流通させることができる。
【００８５】
また、管部材６４には、第２突起６６ｂを形成せずに、第１突起６６ａのみを形成することとしてもよい。このような態様による二重管６１によれば、螺旋部材６５は、ガス状流体の流れ方向の下流側に設けられる第１突起６６ａによってガス状冷媒が流れる方向の下流側から保持されるので、ガス状冷媒の流れの勢いによって下流側に移動することがない。したがって、管部材６４に対して螺旋部材６５を固定できるとともに、形成されていない第２突起６６ｂによる内側流路２０ａの圧損を完全になくせるので、熱交換効率をさらに向上させることができる。
【００８６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【００８７】
例えば、図５に示すように、管部材６４の内周に第１突起２６６ａを複数形成してもよい。図５は、本発明の実施形態の変形例に係る二重管２６１の断面図である。また、図示しない第２突起も、第１突起２６６ａと同様に、管部材６４の内周に複数形成される。この場合には、螺旋部材６５は、複数の第１突起２６６ａの少なくとも一つと長手方向端部の一端６５ａが当接し、複数の第２突起の少なくとも一つと長手方向端部の他端６５ｂが当接する。このように、螺旋部材６５は、管部材６４内における周方向の位置に関わらず複数形成された第１突起２６６ａや第２突起のいずれかに必ず保持されるので、管部材６４に対して螺旋部材６５を確実に保持することができる。また、第１突起２６６ａや第２突起は、管部材６４の内周の一部から内方に向けて形成されるので、管部材６４の内周の全周に形成した場合と比べて、圧損の影響を少なくでき、熱交換効率を向上させることができる。
【００８８】
さらに、図６に示すように、管部材６４の内周のうち少なくとも半周分に第１突起３６６ａを形成してもよい。図６は、本発明の実施形態の第２の変形例に係る二重管３６１の断面図である。このように、第１突起３６６ａを形成することによって、螺旋部材６５の長手方向の一端６５ａは、管部材６４内における周方向の位置に関わらず第１突起３６６ａと必ず当接する。また、図示しない第２突起も、第１突起３６６ａと同様に、管部材６４の内周のうち少なくとも半周分に形成される。そのため、螺旋部材６５の長手方向の他端６５ｂは、一端６５ａと同様に、第２突起と必ず当接する。
【００８９】
したがって、第１突起３６６ａ及び第２突起によって螺旋部材６５を管部材６４に確実に保持することができる。また、第１突起３６６ａや第２突起を管部材６４の内周の全周に形成した場合と比べて、圧損の影響を少なくでき、熱交換効率を向上させることができる。なお、第１突起３６６ａが図５に示すように複数形成される場合には、複数の第１突起３６６ａの周方向の長さの総和が管部材６４の内周のうち少なくとも半周分となるように設定されることで、同様の効果を得ることができる。
【００９０】
また、上記実施形態では、第１突起６６ａは、断面が台形形状となるように形成されたが、図７に示すように断面が三角形状となるように二重管４６１の第１突起４６６ａを形成してもよい。図７は、本発明の実施形態の第３の変形例に係る二重管４６１の一部を拡大した構成図である。このように、第１突起４６６ａの断面が三角形状となるように形成されることで、内側流路２０ａの縮径された部分の長さが短くなるので、圧損の影響を少なくでき、熱交換効率を向上させることができる。
【００９１】
さらに、上記実施形態では、第１突起６６ａ及び第２突起６６ｂは、管部材６４を変形させることによって管部材６４と一体形成したが、管部材６４とは別体に形成し管部材６４に接合等によって固定してもよい。このように、第１突起及び第２突起を形成することによって、第１突起及び第２突起を様々な形状に簡単に加工できる。
【００９２】
そして、上記実施形態では、螺旋部材６５は、管部材６４の内部を２つの室６２ａ、６２ｂに分けることとしたが、３つ以上の複数の室に分けることとしてもよい。螺旋部材６５は、管部材６４の内部を室６２ａと室６２ｂとに完全に区画する態様に限られず、管部材６４の内部の一部だけを長手方向に沿って区切るようにしてもよい。この場合には、例えば螺旋部材６５は、管部材６４の内径Ｄｉｎよりも短い幅に形成され、管部材６４の内部に挿入される。このような螺旋部材６５によっても、ガス状冷媒を螺旋状に案内して撹拌することができるので、二重管６１の熱交換効率を向上させることができる。
【符号の説明】
【００９３】
１      空調装置
２      冷凍サイクル
４      高水温サイクル
５      ＨＶＡＣユニット
１０      コントローラ
２０      冷媒流路
２０ａ      内側流路
２０ｂ      外側流路
２１      コンプレッサ
２２      水冷コンデンサ
２３      室外熱交換器
２４      リキッドタンク
２５      エバポレータ
２６      アキュムレータ
２７      第１膨張弁
２８      第２膨張弁
２９      第１開閉弁
３０      第２開閉弁
３１      第３開閉弁
６１、２６１、３６１、４６１      二重管
６２      内管
６３      外管
６３ａ      液状冷媒入口（液状流体入口）
６３ｂ      液状冷媒出口（液状流体出口）
６４      管部材
６５      螺旋部材
６５ａ      一端（長手方向端部）
６５ｂ      他端（長手方向端部）
６６ａ、２６６ａ、３６６ａ、４６６ａ      第１突起（突起）
６６ｂ、２６６ｂ、３６６ｂ、４６６ｂ      第２突起（突起）
６６ｃ、６６ｄ      第１ガイド部（ガイド部）
６６ｅ、６６ｆ      第２ガイド部（ガイド部）
６７ａ、２６７ａ、３６７ａ、４６７ａ      第１凹部（凹部）
６７ｂ      第２凹部（凹部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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