(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する一対のヘッダパイプ間を並行に延びる複数のチューブで連通するとともに、少なくとも一方のヘッダパイプ内に乾燥剤が収納された乾燥剤収容体が内挿される熱交換器において、前記乾燥剤収容体を、長手方向に連続的に延びる開口部を有する筒状体から構成したことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記乾燥剤収容体の横断面が略Ｃ字状に形成されている、請求項１の熱交換器。
【請求項３】
前記乾燥剤収容体の開口部が、乾燥剤収容体の横断面中心を中心とする円周角の１０°以上、９０°以下の開口に設定されている、請求項１または２の熱交換器。
【請求項４】
前記乾燥剤収容体が樹脂からなる請求項１ないし３のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項５】
前記乾燥剤収容体が金属からなる請求項１ないし３のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項６】
前記熱交換器が、冷媒を凝縮する冷媒凝縮コアと、該冷媒凝縮コアで凝縮された冷媒をさらに凝縮するサブクールコアとを有するサブクールタイプコンデンサからなる、請求項１ないし５のいずれかに記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用空調装置等に用いられる熱交換器に関し、とくにヘッダパイプ内に乾燥剤が収納された乾燥剤収容体が内挿される熱交換器、たとえば受液器一体型凝縮器等に好適な熱交換器の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱交換器、たとえば受液器を凝縮器に一体化した受液器一体型凝縮器においては、いずれか一方のヘッダパイプ内に、乾燥剤が収納された乾燥剤収容体が内挿されている。たとえば、図５、図６に示すように、複数のチューブ１０１が挿入されたヘッダパイプ１０２内には、通液性を有す袋体１０３に充填された乾燥剤１０４が収納された乾燥剤収容体１０５が内挿されている。乾燥剤収容体１０５は支持部材１０６、１０７に支持されている。乾燥剤収容体１０５の下部はストレーナ部１０８に挿入されている。ヘッダパイプ１０２の端部には蓋体１１０、１１１が設けられており、ストレーナ部１０８は蓋体１１１に支持されている。なお、図５において、１１２はチューブ１０１間に配設されたフィンを示している。
【０００３】
上記のような熱交換器１００においては、支持部材１０７の上部に接続されたチューブ１０１からヘッダパイプ１０２内に流入した冷媒は、乾燥剤収容体１０５に設けられた開口部１１３から該収容体１０５内に流入し乾燥剤１０４により水分が除去された後、ヘッダパイプ１０２の支持部材１０７の下部に形成された液溜め部１１４に一時的に貯留され該液溜め部１１４に連通されたサブクールコアを形成する各チューブ１０１に流入するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような熱交換器においては、乾燥剤１０４が収納される乾燥剤収容体１０５は、周面に複数の開口部１１３が形成された樹脂または金属（たとえば、純アルミニウムまたはアルミニウム合金）からなる筒状体から構成されているので、以下のような問題が生じるおそれがある。たとえば、収容体１０５を射出成形等により成形する場合には、金型の抜きテーパ部１１５を設ける必要がある。このため、図７に示すように、収容体１０５の内面は長手方向の略中央に向かって徐々にその内径が縮小する形状に形成されるため、乾燥剤が充填された袋体１０３（以下、単に乾燥剤等と言うこともある。）を収容体１０５へ挿入する際の作業性が著しく低下するおそれがある。また、周面に開口部１１３が形成された筒状の収容体１０５を射出成形するためには、金型に複雑な入れ子構造、スライド構造をもたせる必要があるため、金型が高価になるばかりでなく成形上のトラブルも発生し易くなるおそれがある。
【０００５】
なお、収容体１０５への乾燥剤等の挿入作業性を向上すべく、押し出し成形等により、樹脂または金属製の直管状のパイプを成形し、これに開口部１１１３を加工したのでは、工数の増加により収容体１０５、ひいては熱交換器のコストアプを招くおそれがある。
【０００６】
本発明の課題は、乾燥剤収容体への乾燥剤等の挿入作業性を向上するとともに、乾燥剤収容体の製造コストを低減し、装置全体としての組み付け作業性を向上しつつコストダウンを達成可能な熱交換器を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る熱交換器は、対向する一対のヘッダパイプ間を並行に延びる複数のチューブで連通するとともに、少なくとも一方のヘッダパイプ内に乾燥剤が収納された乾燥剤収容体が内挿される熱交換器において、前記乾燥剤収容体を、長手方向に連続的に延びる開口部を有する筒状体から構成したことを特徴とするものからなる。
【０００８】
上記乾燥剤収容体を構成する筒状体は、横断面を略Ｃ字状に形成することができる。たとえば、一枚の平板を長手方向に連続的に延びる開口部を形成するようにロール成形したり、あるいは横断面が円形、だ円形、一部に平面を有するトラック形、多角形等の直管状パイプに長手方向に連続的に延びる切欠きを設ければ簡単に上記のような乾燥剤収容体を構成することができる。
【０００９】
上記乾燥剤収容体の開口部は、筒状体の横断面中心を中心とする円周角の１０°以上、９０°以下の範囲に開口することが好ましい。１０°未満になり開口寸法が小さくなると乾燥剤収容体内部への通液抵抗が著しく増大するおそれがある。一方、９０°を越え開口寸法が大きくなり過ぎると乾燥剤収容体による乾燥剤等の保持強度が低下するおそれがある。
【００１０】
また、上記乾燥剤収容体を構成する筒状体は、樹脂または純アルミニウム、アルミニウム合金等の金属から構成することができる。
【００１１】
本発明に係る熱交換器は、ヘッダパイプ内に乾燥剤を収納した乾燥剤収容体が挿入されるタイプの熱交換器に広く適用することができるが、とくにヘッダパイプの下部に液溜め部が形成され、冷却コアとサブクールコアとを有するサブクールタイプコンデンサに好適なものである。
【００１２】
上記のような熱交換器においては、乾燥剤収容体は長手方向に連続的に延びる開口部を有する筒状体から構成されている。このような筒状体は、たとえば、一枚の平板の両端部に隙間をあけてロール成形することにより、また、市販の直管状パイプに長手方向に連続的に延びる切り欠きを設けることにより、あるいは射出成形、押し出し成形等により一つの工程で簡単に成形することができる。また、上記のような開口部を設ければ、乾燥剤等を挿入する際には開口部を両側に拡げ筒状体を弾性変形させることができるので、乾燥剤等の挿入作業性を向上できる。また、乾燥剤等の挿入後は筒状体が弾性復元することにより乾燥剤等を確実に保持することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る熱交換器の望ましい実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１ないし図４は、本発明の一実施態様に係る熱交換器を示している。本実施態様においては、主として受液器一体型凝縮器、中でもとくにサブクールタイプコンデンサに本発明を適用した場合について説明する。
【００１４】
図において、１はサブクールタイプコンデンサを示している。サブクールタイプコンデンサ１は、上下方向に互いに並行に延びる第２のヘッダパイプ２および第１のヘッダパイプ３と、両ヘッダパイプ２、３間を連通する、並行に延びる複数の熱交換チューブ４を有している。各熱交換チューブ４間およびそれらの最外層部には、コルゲートタイプのフィン５が設けられている。第２のヘッダ２の上部には冷媒の入口パイプ６が、下部には冷媒の出口パイプ７が、それぞれ設けられている。
【００１５】
第２のヘッダパイプ２内には仕切板８が設けられており、該仕切板８により、第２のヘッダパイプ２内が上部空間と下部空間とに区画されている。この仕切板８により、上記複数の熱交換チューブ４の配設領域が、コンデンサ１に導入されてきた冷媒を凝縮する冷媒凝縮コア９と、該冷媒凝縮コア９で凝縮された冷媒をさらに過冷却するサブクールコア１０とに区画されている。すなわち、一体に形成された第２のヘッダパイプ２内に仕切板８を設けることにより、コンデンサ１のコア全体が、冷媒凝縮コア９とサブクールコア１０とに区画されている。そして本実施態様では、冷媒凝縮コア９における、並行に延びる複数の熱交換チューブ４によって形成される冷媒通路が１パス通路に形成されている。したがって、入口パイプ６から第２のヘッダパイプ２内に導入された冷媒は、冷媒凝縮コア９の各熱交換チューブ４を１パス通路形態で通過して第１のヘッダパイプ３内に流入し、第１のヘッダパイプ３内を下方に流動した後、直接、サブクールコア１０への入口側に導入されてサブクールコア１０の各熱交換チューブ４を通過し、出口パイプ７から流出される。ただし、冷媒凝縮コア９部を２パス以上の通路に構成することも可能である。
【００１６】
なお、本実施態様においては、サブクールタイプコンデンサコア全体に対する、サブクールコア部の占有率を約１０％程度にしている。本出願人による実験によれば、占有率は、５〜１２％程度が好ましく、この範囲内に設定することにより、車両エンジンルーム内のコンデンサ設置スペースの制限、すなわち、限られたコンデンササイズ内におけるサブクール化から生じる、高圧側圧力の上昇、それに伴う、車両燃費の低下を抑制しつつ、最適な過冷却度を実現できる。
【００１７】
そして、本実施態様では、第１のヘッダパイプ３における、サブクールコア１０への入口側に相当するヘッダ部分が、液冷媒一時貯留部（液溜め部）１１に構成されている。冷媒凝縮コア９からの冷媒、つまり、第１のヘッダ３の上部側からの冷媒は乾燥剤１２により水分が除去された後、この液冷媒一時貯留部１１に溜められ、そこからサブクールコア１０の各熱交換チューブ４へと流入されることになる。
【００１８】
また、第１のヘッダパイプ３内には、乾燥剤ユニット１３が挿入されている。乾燥剤ユニット１３は、乾燥剤１２が充填された通液性を有する袋体１７とこれらが収納される乾燥剤収容体１８とを有している。
【００１９】
本実施態様においては、乾燥剤収容体１８は長手方向に連続的に延びる開口部１９を有する筒状体から構成されており、横断面は略Ｃ字状になっている。また、本実施態様においては、乾燥剤収容体１８の開口部１９は、図２に示すように冷媒凝縮コア９を構成する熱交換チューブ群４から流出した冷媒が乾燥剤収容体１８の外周面とヘッダパイプ３の内周面との間を回り込んだ後に乾燥剤収容体１８内へ流入する方向、換言すれば開口部１９はチューブ４から流出した冷媒が乾燥剤収容体１８内へ直接流入しない方向に向けられている。このため、チューブ４から流出した冷媒が直接開口部１９から流入することはなく、乾燥剤収容体１８内における冷媒液面および流れの乱れが防止されるので、安定した気液分離が行われるようになっている。また、開口部１９の開口寸法Ｃｒは、図３に示すように横断面中心を中心とする円周角の１０°以上、９０°以下の範囲に開口されている。
【００２０】
乾燥剤収容体１８は、樹脂または金属から構成することができる。長手方向に連続的に延びる開口部１９を有する乾燥剤収容体１８は、たとえば樹脂等からなる一枚の平板の両端部に隙間をあけてロール成形することにより、また市販の直間状のパイプに長手方向に連続的に延びる切り欠きを設けることにより、あるいは射出成形、押し出し成形等により一つの工程で簡単に成形することができる。
【００２１】
また、乾燥剤収容体１８は環状の支持部材１５、１６に支持されている。乾燥剤収容体１８の下部は冷媒中に混入した異物等を捕捉するストレーナ１４に挿入されている。ストレーナ１４は、ヘッダパイプ３の一端に螺合された蓋体２０に支持されている。ヘッダパイプ３の他端には蓋体２１がろう付けされている。
【００２２】
本実施態様においては、乾燥剤収容体１８は長手方向に連続的に延びる開口部１９を有する筒状体から構成されているので、乾燥剤収容体１８内に、乾燥剤等を挿入する際には、開口部１９を両側に拡げ乾燥剤収容体１８を弾性変形させれば乾燥剤等を内部に容易に収納させることができ乾燥剤等の挿入作業性を向上できる。また、乾燥剤等の挿入作業終了後は乾燥剤収容体１８が弾性復元され乾燥剤等が確実に保持される。
【００２３】
また、本実施態様においては、開口部１９の開口寸法Ｃｒは乾燥剤収容体１８の横断中心を中心とする円周角の１０°以上９０°以下の範囲に設定されているので、乾燥剤収容体１８内への冷媒の流路抵抗の増大を防止しつつ、乾燥剤収容体１８による乾燥剤等の保持強度が十分確保されるようになっている。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の熱交換器によるときは、乾燥剤収容体を一つの工程で容易にしかも低コストで製造できるとともに、乾燥剤収容体への乾燥剤等の挿入作業性を向上することができるので、装置全体としての組み付け作業性を向上しコストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様に係る熱交換器の正面図である。
【図２】図１の熱交換器の第１のヘッダパイプの拡大縦断面図である。
【図３】図１の熱交換器の第１のヘッダパイプの拡大横断面図である。
【図４】図１の熱交換器の乾燥剤収容体の斜視図である。
【図５】従来の熱交換器の乾燥剤収容体が内挿されるヘッダパイプの縦断面図である。
【図６】図５のヘッダパイプの横断面図である。
【図７】図５の熱交換器の乾燥剤収容体の概略縦断面図である。
【符号の説明】
１  サブクールタイプコンデンサ
２  第２のヘッダパイプ
３  第１のヘッダパイプ
４  熱交換チューブ
５  フィン
６  入口パイプ
７  出口パイプ
８  仕切板
９  冷媒凝縮コア
１０  サブクールコア
１１  液冷媒一時貯留部（液溜め部）
１２  乾燥剤
１３  乾燥剤ユニット
１４  ストレーナ
１５、１６  支持部材
１７  袋体
１８  乾燥剤収容体
１９  開口部
２０、２１  蓋体
【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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