(57)【要約】【課題】  リキッドタンク内における凝縮冷媒液面の乱れによって気液分離が不十分な状態で過冷却部に送られることを防止することができる熱交換器のリキッドタンク構造の提供。【解決手段】  リキッドタンク４内で出力側接続管４ａの開口部（入力ポート）ａと入力側接続管４ｂの開口部（出力ポート）ｂとの間には、リキッドタンク４の底部に溜まった凝縮冷媒Ｑの揺れを静める通水性を有する揺れ防止部材１１が配置されている。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凝縮部と過冷却部とで構成される熱交換器コアにおける前記凝縮部と過冷却部との間を繋ぐ一対のヘッダの一方は入力ポートを備えると共に前記凝縮部と連結された入力部と、出力ポートを備えると共に前記過冷却部と連結された出力部とに区画され、もう一方のヘッダはリキッドタンクの入力ポートに接続される出力側接続管を備えると共に前記凝縮部と連結された出力部と、前記リキッドタンクの出力ポートに連結される入力側接続管を備えると共に前記過冷却部と連結された入力部とに区画された熱交換器において、
前記リキッドタンク内でその入力ポートと出力ポートとの間にリキッドタンクの底部に溜まる凝縮冷媒の揺れを静める揺れ防止部材が配置されていることを特徴とする熱交換器のリキッドタンク構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器のリキッドタンク構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、凝縮部と過冷却部とで構成される熱交換器コアにおける前記凝縮部と過冷却部との間を繋ぐ一対のヘッダの一方は入力ポートを備えると共に前記凝縮部と連結された入力部と、出力ポートを備えると共に前記過冷却部と連結された出力部とに区画され、もう一方のヘッダはリキッドタンクの入力ポートに接続される出力側接続管を備えると共に前記凝縮部と連結された出力部と、前記リキッドタンクの出力ポートに連結される入力側接続管を備えると共に前記過冷却部と連結された入力部とに区画され、前記リキッドタンクでは、該リキッドタンク内上部の入力ポートから流れ込む凝縮冷媒の気液を上下方向に分離し、下方に溜まった凝縮冷媒を出力ポートから過冷却部へ流通させるようになっている（特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開平１１−３１６０６４号公報
【特許文献２】特開２０００−４６４４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の熱交換器のリキッドタンク構造にあっては、気液分離のため、図１０に示すように、凝縮冷媒の入力部１０１が出力部１０２よりは上方に設けられるため、入力部１０１から勢い良く流れ込む凝縮冷媒が、リキッドタンク１００の底部に溜まった凝縮冷媒１０３に落下する際に液面が乱されることで再び気液が混合して白濁し、凝縮冷媒１０３に気体が含まれた状態で過冷却部に出力されるという問題がある。
【０００４】
その結果、冷媒の最適封入量を決定する試験において、図５に示すように、横軸を冷媒封入量、縦軸を過冷却度とした時、点線で示す最適ラインに対し、実線で示すように、冷媒の量を沢山入れないと過冷却度が取れにくい傾向になり、このため、冷媒の封入量が必要以上に増え、昨今環境上問題となっている冷媒使用量が多くなってしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、リキッドタンク内における凝縮冷媒液面の乱れによって気液分離が不十分な状態で過冷却部に送られることを防止することができる熱交換器のリキッドタンク構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１記載の発明は、凝縮部と過冷却部とで構成される熱交換器コアにおける前記凝縮部と過冷却部との間を繋ぐ一対のヘッダの一方は入力ポートを備えると共に前記凝縮部と連結された入力部と、出力ポートを備えると共に前記過冷却部と連結された出力部とに区画され、もう一方のヘッダはリキッドタンクの入力ポートに接続される出力側接続管を備えると共に前記凝縮部と連結された出力部と、前記リキッドタンクの出力ポートに連結される入力側接続管を備えると共に前記過冷却部と連結された入力部とに区画された熱交換器において、前記リキッドタンク内でその入力ポートと出力ポートとの間にリキッドタンクの底部に溜まる凝縮冷媒の揺れを静める揺れ防止部材５が配置されていることを特徴とする手段とした。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の請求項１記載の発明にあっては、上述のように、リキッドタンク内でその入力ポートと出力ポートとの間にリキッドタンクの底部に溜まる凝縮冷媒の揺れを静める揺れ防止部材が配置されることにより、入力部から勢い良く流れ込む凝縮冷媒が、リキッドタンク底部に溜まった凝縮冷媒に落下する際に液面が乱されても、通水性揺れ防止部材を通過することで揺れが静められるため、気液が分離され、凝縮冷媒のみが出力部から過冷却部へ送られる。
【０００８】
従って、リキッドタンク内における凝縮冷媒液面の乱れによって気液分離が不十分な状態で過冷却部に送られることを防止することができるようになるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１０】
以下、実施例１を説明する。
なお、本実施例１では熱交換器のリキッドタンク構造をコンデンサのリキッドタンクに適用した場合について説明する。
【００１１】
図１は実施例１の熱交換器のリキッドタンク構造が適用されたコンデンサを示す全体正面図、図２は本実施例１の熱交換器のリキッドタンク構造におけるコネクタ部分を示す拡大断面図、図３は本実施例１の熱交換器のリキッドタンク構造におけるコネクタを示す斜視図、図４は本実施例１の熱交換器のリキッドタンク構造の要部であるリキッドタンクを示す拡大断面図である。
【００１２】
まず、全体構成を説明する。
図１に示すように、本実施例１の熱交換器のリキッドタンク構造は、一対のヘッダ１、２と、コンデンサコア３と、リキッドタンク４が備えられている。
【００１３】
コンデンサコア３は、後述する一対のヘッダ１、２の間にチューブ３ａとフィン３ｂが交互に複数配置されることにより形成され、各チューブ３ａの両端部は対応するヘッダ１、２に嵌挿固定されている。
【００１４】
ヘッダ１、２は、それぞれ円柱形状を成してその内部がそれぞれ仕切り部５、６（破線で図示）で仕切られることにより、室Ｒ１〜Ｒ４が形成されている。
【００１５】
そして、室Ｒ１と室Ｒ２がコンデンサにおける上部の凝縮部Ａと接続され、室Ｒ３と室Ｒ４がコンデンサにおける下部の過冷却部Ｂと接続されている。
【００１６】
また、ヘッダ１、２同士は一対のレインフォース９ａ、９ｂで連結固定されている。
また、ヘッダ１の上側には後述するコネクタ１０が設けられている。
【００１７】
コネクタ１０は、図２、３に示すように、アルミ製で全体が略矩形状に形成されており、直管形状に貫通した状態で形成された入力ポート１０ａと、Ｌ字型に屈折した形状に貫通した出力ポート１０ｂと、図外の車両側接続コネクタを固定するための固定穴１０ｃを備えている。
【００１８】
また、コネクタ１０の入力ポート１０ａはヘッダ１の室（入力部）Ｒ１に連通され、出力ポート１０ｂは接続管８を介してヘッダ１の室（出力部）Ｒ４に連通されている。
【００１９】
そして、このコネクタ１０は、入力ポート１０ａを形成している嵌挿部１０ｅの先端がヘッダ１に嵌挿固定された状態でろう付け固定されている。
【００２０】
一方、ヘッダ２にはブラケット７を介してリキッドタンク４が固定されると共に、リキッドタンク４への出力側接続管４ａがヘッダ２における室（出力部）Ｒ２内の底部側に接続され、リキッドタンク４からの入力側接続管４ｂがヘッダ２における室（入力部）Ｒ３内の上部側に接続されている。
【００２１】
リキッドタンク４は、図４に示すように、ヘッダ２に沿った上下方向に長い筒状に形成され、その底部に出力側接続管４ａと入力側接続管４ｂが接続されている。
【００２２】
ヘッダ２の室Ｒ２に接続された出力側接続管４ａはリキッドタンク４内上方へ向けて長く差し込まれることにより上端部付近で開口され、ヘッダ２の室Ｒ３に接続された入力側接続管４ｂはリキッドタンク４の下端部付近で開口されている。
【００２３】
また、リキッドタンク４内で接続管４ａの開口部（入力ポート）ａと接続管４ｂの開口部（出力ポート）ｂとの間には、リキッドタンク４の底部に溜まった凝縮冷媒Ｑの揺れを静める流通性を有する揺れ防止部材１１が配置されている。なお、この揺れ防止部材１１は、この実施例１では、接続管４ｂの開口部ｂより少し上方の位置に配置されていて、通常その上面にも凝縮冷媒Ｑが溜まるようになっている。
【００２４】
この揺れ防止部材１１としては、上下方向に所定の厚みを有するフェルト、目の細かいメッシュの多数積層体、多数の金属線が絡んだ金属たわし状のもの等の内部が中空ではないものが用いられる。
なお、図において１２はリキッドタンク４内上部に配置された乾燥剤、１３はフィルタである。
【００２５】
次に、本実施例１の作用を説明する。
【００２６】
この実施例１では上述のように構成されるため、コネクタ１０の入力ポート１０ａからヘッダ１の室Ｒ１に流入した約８０℃前後の流通媒体（図２の破線矢印Ｘで図示）は、室Ｒ１、Ｒ２に対応するチューブ３ａ（凝縮部Ａ）を流れる間にフィン３ｂを介して車両走行風またはファンによる強制風と熱交換して冷却されて凝縮された後、ヘッダ２の室Ｒ２に流入する。
【００２７】
次に、ヘッダ２の室Ｒ２の凝縮媒体は、出力側接続管４ａを介してリキッドタンク４の上端部に流入して気液分離された後、入力側接続管４ｂを介してヘッダ２の室Ｒ３に流入する。
【００２８】
次に、ヘッダ２の室Ｒ３の凝縮媒体は、室Ｒ３、Ｒ４に対応するチューブ３ａ（過冷却部Ｂ）を流れる間にフィン３ｂを介して車両走行風またはファンによる強制風と熱交換して約４０℃前後まで過冷却された後、ヘッダ１の室Ｒ４に流入する。
【００２９】
次に、ヘッダ１の室Ｒ４の凝縮媒体（図２の破線矢印Ｙで図示）は、接続管８からコネクタ１０の出力ポート１０ｂを介して図外の膨張弁へ排出され、コンデンサとして機能する。
【００３０】
次に、リキッドタンク４内に配置された揺れ防止部材５の作用・効果を説明する。
即ち、リキッドタンク４内の上端部において出力側接続管４ａからリキッドタンク４内に流れ込む凝縮冷媒は、乾燥剤１２、フィルタ１３、通水性揺れ防止部材５の順で通過して下方へ落下し、気液分離された状態でリキッドタンク４の内底部に溜まった後、入力側接続管４ｂからヘッダ２の室Ｒ３を経由して過冷却部Ｂへ流れる。
【００３１】
そして、出力側接続管４ａからリキッドタンク４内に勢い良く流れ込む凝縮冷媒が、乾燥剤１２及びフィルタ１３を通過した後、リキッドタンク４の底部に溜まった凝縮冷媒Ｑに落下する際に凝縮冷媒Ｑの液面が乱されるが、その下流側に配置された揺れ防止部材１１を通過することで揺れが静められるため、気液が分離され、凝縮冷媒Ｑのみが入力側接続管４ｂからヘッダ２の室Ｒ３を経由して過冷却部Ｂへ送られる。ここで揺れ防止部材１１は内部が中空でない構造であるため、凝縮冷媒Ｑの落下による液面の乱れを吸収することができる。
【００３２】
従って、リキッドタンク４内における凝縮冷媒液面の乱れによって気液分離が不十分な状態で過冷却部Ｂに送られることを防止することができるようになるという効果が得られる。
【００３３】
その結果、冷媒の最適封入量Ｄを決定する試験において、図５の点線で示す最適ラインに基づいて、封入量Ｄを最小限に抑えた値（Ｄ１<Ｄ<Ｄ２の範囲内）に設定することができるようになる。もちろん、封入量Ｄは、Ｄ１〜Ｄ３の範囲内で設定可能であるが、従来の範囲（Ｄ２〜Ｄ３）に比べ、コンデンサの仕様に応じて設定範囲を広げることができるようになる。
【００３４】
次に、他の実施例について説明する。この他の実施例の説明にあたっては、前記実施例１と同様の構成部分については図示を省略し、もしくは同一の符号を付けてその説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
【実施例２】
【００３５】
この実施例２の熱交換器のリキッドタンク構造は、図６の要部であるリキッドタンクの拡大断面図に示すように、揺れ防止部材１１がリキッドタンク４の内底部に配置されている点が、上記実施例１とは相違したものである。
【００３６】
即ち、この実施例２では、揺れ防止部材１１を通過した後、直接接続管４ｂからヘッダ２の室Ｒ３を経由して過冷却部Ｂへ送られる。
従って、この実施例２においても、上記実施例１とほぼ同様の効果が得られる。
【実施例３】
【００３７】
この実施例３の熱交換器のリキッドタンク構造は、図７の要部であるリキッドタンクの拡大断面図に示すように、揺れ防止部材１１が、入力側接続管４ｂの開口部を覆う状態で部分的に配置されている点が、上記実施例１、２とは相違したものである。
【００３８】
即ち、この実施例３では、揺れ防止部材１１を通過した後、直接入力側接続管４ｂからヘッダ２の室Ｒ３を経由して過冷却部Ｂへ送られる。
従って、この実施例３においても、上記実施例２とほぼ同様の効果が得られる。
【００３９】
以上、本実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
【００４０】
例えば、実施例では、ヘッダ２からの両接続管４ａ、４ｂをリキッドタンク４の底部に接続したが、側壁面に接続させてもよい。
【００４１】
また、実施例では、揺れ防止部材１１の上部にも凝縮冷媒Ｑが溜まる場合を示したが、図８に示すように凝縮冷媒が揺れ防止部材１１の上面に直接落下する状態であってもよい。
【００４２】
また、実施例では、揺れ防止部材１１の上面に溜まった凝縮冷媒Ｑの上に凝縮冷媒が落下する状態としたが、図９に示すように、揺れ防止部材１１の上面に溜まった凝縮冷媒Ｑ内に流入するようにしてもよい。
さらに、上述した実施例では、凝縮部Ａにおける凝縮冷媒Ｑの流れをいわゆる１パスとしたが、複数のパスを有する構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本実施例１の熱交換器のリキッドタンク構造が適用されたコンデンサを示す全体正面図である。
【図２】本実施例１の熱交換器のリキッドタンク構造におけるコネクタ部分を示す拡大断面図である。
【図３】本実施例１の熱交換器のリキッドタンク構造におけるコネクタを示す斜視図である。
【図４】本実施例１の熱交換器のリキッドタンク構造の要部であるリキッドタンクを示す拡大断面図である。
【図５】冷媒封入量に対する過冷却度特性図である。
【図６】本実施例２のコネクタが適用された熱交換器のリキッドタンク構造の要部であるリキッドタンクを示す拡大断面図である。
【図７】本実施例３のコネクタが適用された熱交換器のリキッドタンク構造の要部であるリキッドタンクを示す拡大断面図である。
【図８】熱交換器のリキッドタンク構造の他の例を示す要部拡大断面図である。
【図９】熱交換器のリキッドタンク構造の他の例を示す要部拡大断面図である。
【図１０】従来例の熱交換器のリキッドタンク構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
Ｒ１  室
Ｒ２  室（出力部）
Ｒ３  室（入力部）
Ｒ４  室
１  ヘッダ
２  ヘッダ
３  熱交換器のリキッドタンク構造コア
３ａ  チューブ
３ｂ  フィン
４  リキッドタンク
４ａ  出力側
４ｂ入力側
５  仕切り部
６  仕切り部
７  ブラケット
８  接続管
９ａ  レインフォース
９ｂ  レインフォース
１０  コネクタ
１０ａ  入力ポート
１０ｂ  出力ポート
１０ｃ  固定穴
１１  揺れ防止部材
１２  乾燥剤
１３  フィルタ
ａ  開口部（入力ポート）
ｂ  開口部（出力ポート）
【図１】
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【図２】
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【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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