JP2013029257A

JP2013029257A - コンデンサ

Info

Publication number: JP2013029257A
Application number: JP2011166111A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Fujii; 隆行藤井; Kazumi Tokizaki; 和美鴇崎
Original assignee: Keihin Thermal Technology Corp
Current assignee: Mahle Behr Thermal Systems Japan Ltd
Priority date: 2011-07-29
Filing date: 2011-07-29
Publication date: 2013-02-07
Also published as: CN202757356U

Abstract

【課題】過冷却部での過冷却性能が向上したコンデンサを提供する。
【解決手段】コンデンサ１の一端部側に、凝縮部1Aの冷媒流れ方向下流端の熱交換パスP3を除いた熱交換パスP1,P2の熱交換管2Aが接続される第１ヘッダタンク３と、凝縮部1Aの冷媒流れ方向下流端の熱交換パスP3の熱交換管2Bが接続される第２ヘッダタンク４と、過冷却部1Bの熱交換パスP4の熱交換管2Cが接続される第３ヘッダタンク５とを設ける。第２ヘッダタンク４を、第１および第３ヘッダタンク3,5よりも左右方向外側に配置する。第２ヘッダタンク４の上端を第１ヘッダタンク３の下端よりも上方に位置させ、同じく下端を第３ヘッダタンク５の上端よりも下方に位置させる。第２ヘッダタンク４は気液を分離しかつ液を溜める機能を有する。第２ヘッダタンク４と第３ヘッダタンク５とを連通部19を介して通じさせる。
【選択図】図１

Description

この発明は、たとえば自動車に搭載されるカーエアコンに好適に用いられるコンデンサに関する。

また、この明細書および特許請求の範囲において、上下、左右は図１および図２の上下、左右をいうものとする。

たとえばカーエアコンのコンデンサとして、凝縮部および過冷却部が、前者が上側に位置するように設けられており、長さ方向を左右方向に向けるとともに上下方向に間隔をおいて並列状に配置された複数の熱交換管と、隣り合う熱交換管どうしの間に配置されたフィンと、長さ方向を上下方向に向けて配置されるとともに熱交換管の左右両端部が接続されたヘッダタンクとを備え、すべての熱交換管の長さが等しくなっており、上下に連続して並んだ複数の熱交換管からなる熱交換パスが、凝縮部および過冷却部において１つずつ設けられ、凝縮部に設けられた熱交換パスが、冷媒を凝縮させる冷媒凝縮パスであり、過冷却部に設けられた熱交換パスが冷媒を過冷却する冷媒過冷却パスであり、左右両端部側に、それぞれすべての熱交換管が接続される１つのヘッダタンクが設けられ、両ヘッダタンク内が、それぞれ冷媒凝縮パスと冷媒過冷却パスとの間の高さ位置に設けられた仕切板により上側ヘッダ部と下側ヘッダ部とに区画され、冷媒凝縮パスの全熱交換管の左右両端部が両ヘッダタンクの上側ヘッダ部に接続され、冷媒過冷却パスの全熱交換管の左右両端部が両ヘッダタンクの下側ヘッダ部に接続され、一方のヘッダタンクの上側ヘッダ部に冷媒入口が設けられるとともに、同下側ヘッダ部に冷媒出口が設けられ、他方のヘッダタンクに気液を分離しかつ液を溜める受液器が接合されるとともに、前記他方のヘッダタンクの上下両ヘッダ部内と受液器内とが相互に通じさせられ、冷媒が、前記他方のヘッダタンクの上側ヘッダ部から受液器内に流入し、受液器内において気液が分離された後、液相主体混相冷媒が前記他方のヘッダタンクの下側ヘッダタンクに流入するようになされているコンデンサが知られている（特許文献１参照）。

しかしながら、特許文献１記載のコンデンサにおいては、上記他方のヘッダタンクの上ヘッダ部から受液器内に流入する冷媒が気液混相であるから、受液器内には気泡が激しく流入する。したがって、受液器内に乾燥剤のような緩衝物を適切に配置しない場合には、受液器内での気液分離効果が低下し、気泡が下ヘッダ部に流入して過冷却部の熱交換管内に流入するおそれもある。したがって、過冷却部での過冷却性能が不十分になるという問題がある。

特開２００１−３３１２１号公報

この発明の目的は、上記問題を解決し、過冷却部での過冷却性能が向上したコンデンサを提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために以下の態様からなる。

1)凝縮部および過冷却部が、前者が上側に位置するように設けられており、長さ方向を左右方向に向けるとともに上下方向に間隔をおいて並列状に配置された複数の熱交換管と、長さ方向を上下方向に向けて配置されるとともに熱交換管の左右両端部が接続されたヘッダタンクとを備え、凝縮部に、上下に連続して並んだ複数の熱交換管からなる２以上の熱交換パスが設けられ、過冷却部に、上下に連続して並んだ複数の熱交換管からなる少なくとも１つの熱交換パスが設けられ、凝縮部の熱交換管を流れた全冷媒が過冷却部の熱交換管に流入するようになされたコンデンサであって、
左右いずれか一端部側に、凝縮部の冷媒流れ方向下流端の熱交換パスを除いた熱交換パスの熱交換管が接続される第１ヘッダタンクと、凝縮部の冷媒流れ方向下流端の熱交換パスの熱交換管が接続される第２ヘッダタンクと、過冷却部の全熱交換パスの熱交換管が接続される第３ヘッダタンクとが設けられ、第２ヘッダタンクが、第１ヘッダタンクおよび第３ヘッダタンクよりも左右方向外側に配置され、第２ヘッダタンクの上端が第１ヘッダタンクの下端よりも上方に位置しているとともに、同じく下端が第３ヘッダタンクの上端よりも下方に位置し、第２ヘッダタンクが気液を分離しかつ液を溜める機能を有しており、第２ヘッダタンクと第３ヘッダタンクとが連通部を介して通じさせられているコンデンサ。

2)第２ヘッダタンクにおける第３ヘッダタンクの上端よりも下方に位置する部分と、第３ヘッダタンクとが連通部を介して通じさせられている上記1)記載のコンデンサ。

3)第１ヘッダタンクと第３ヘッダタンクとが、通風方向および左右方向の同一位置に設けられており、第１ヘッダタンクが第３ヘッダタンクの真上に位置している上記1)または2)記載のコンデンサ。

4)凝縮部において、冷媒が、上端の熱交換パスから下端の熱交換パスに向かって流れるようになされている上記1)〜3)のうちのいずれかに記載のコンデンサ。

上記1)〜3)のコンデンサによれば、左右いずれか一端部側に、凝縮部の冷媒流れ方向下流端の熱交換パスを除いた熱交換パスの熱交換管が接続される第１ヘッダタンクと、凝縮部の冷媒流れ方向下流端の熱交換パスの熱交換管が接続される第２ヘッダタンクと、過冷却部の全熱交換パスの熱交換管が接続される第３ヘッダタンクとが設けられ、第２ヘッダタンクが、第１ヘッダタンクおよび第３ヘッダタンクよりも左右方向外側に配置され、第２ヘッダタンクの上端が第１ヘッダタンクの下端よりも上方に位置しているとともに、同じく下端が第３ヘッダタンクの上端よりも下方に位置し、第２ヘッダタンクが気液を分離しかつ液を溜める機能を有しており、第２ヘッダタンクと第３ヘッダタンクとが連通部を介して通じさせられているので、過冷度が一定となる冷媒封入量となっていると、凝縮部の冷媒流れ方向下流端の熱交換パスから第２ヘッダタンク内に流入する冷媒が気液混相であったとしても、気泡は冷媒流れ方向下流端の熱交換パスの上側の熱交換管を通って第２ヘッダタンク内に流入する。したがって、第２ヘッダタンク内への冷媒の流入速度が低下して緩やかに流入することになり、第２ヘッダタンク内での気液分離効果が向上する。その結果、気泡が過冷却部の熱交換パスの熱交換管内に流入することが防止される。

この発明によるコンデンサの全体構成を具体的に示す正面図である。図１のコンデンサを模式的に示す正面図である。図１のＡ−Ａ線拡大断面図である。図１のコンデンサの要部を示す分解斜視図である。

以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。

また、以下の説明において、「アルミニウム」という用語には、純アルミニウムの他にアルミニウム合金を含むものとする。

図１はこの発明によるコンデンサのの全体構成を具体的に示し、図２は図１のコンデンサを模式的に示し、図３および図４は図１のコンデンサの要部の構成を示す。図２においては、個々の熱交換管の図示は省略されるとともに、コルゲートフィン、サイドプレート、冷媒入口部材および冷媒出口部材の図示も省略されている。

図１および図２において、コンデンサ(1)には、凝縮部(1A)および過冷却部(1B)が、前者が上側に位置するように設けられており、幅方向を通風方向（図１の紙面表裏方向）に向けるとともに長さ方向を左右方向に向けた状態で上下方向に間隔をおいて配置された複数のアルミニウム製扁平状熱交換管(2A)(2B)(2C)と、長さ方向を上下方向に向けて配置されるとともに熱交換管(2A)(2B)(2C)の左右両端部がろう付により接続された４つのアルミニウム製ヘッダタンク(3)(4)(5)(6)と、隣り合う熱交換管(2A)(2B)(2C)どうしの間および上下両端の外側に配置されて熱交換管(2A)(2C)にろう付されたアルミニウム製コルゲートフィン(7A)(7B)(7C)と、上下両端のコルゲートフィン(7A)(7C)の外側に配置されてコルゲートフィン(7A)(7C)にろう付されたアルミニウム製サイドプレート(8)とを備えている。

コンデンサ(1)の凝縮部(1A)には、上下に連続して並んだ複数の熱交換管(2A)(2B)からなる２以上、ここでは３つの熱交換パス(P1)(P2)(P3)が設けられ、過冷却部(1B)には、上下に連続して並んだ複数の熱交換管(2C)からなる少なくとも１つ、ここでは１つの熱交換パス(P4)が設けられており、凝縮部(1A)に設けられた熱交換パス(P1)(P2)(P3)が冷媒凝縮パスとなり、過冷却部(1B)に設けられた熱交換パス(P4)が冷媒過冷却パスとなっている。各熱交換パス(P1)(P2)(P3)(P4)を構成する全ての熱交換管(2A)(2B)(2C)の冷媒流れ方向が同一となっているとともに、隣り合う２つの熱交換パスの熱交換管(2A)(2B)(2C)の冷媒流れ方向が異なっている。ここで、凝縮部(1A)の熱交換パス(P1)(P2)(P3)を第１〜第３熱交換パスといい、過冷却部(1B)の熱交換パス(P4)を第４熱交換パスというものとする。

コンデンサ(1)の左端側には、凝縮部(1A)に設けられた第１および第２熱交換パス(P1)(P2)（冷媒流れ方向下流端の熱交換パスを除いた熱交換パス）の全熱交換管(2A)の左端部がろう付により接続された第１ヘッダタンク(3)と、凝縮部(1A)に設けられた第３熱交換パス(P3)（冷媒流れ方向下流端の熱交換パス）の全熱交換管(2B)の左端部がろう付により接続された第２ヘッダタンク(4)と、過冷却部(1B)に設けられた第４熱交換パス(P4)の熱交換管(2C)の左端部がろう付により接続された第３ヘッダタンク(5)とが別個に設けられている。

第１ヘッダタンク(3)および第３ヘッダタンク(5)の横断面形状は同一同大である。そして、第１ヘッダタンク(3)と第３ヘッダタンク(5)とは、通風方向および左右方向の同一位置に設けられており、第１ヘッダタンク(3)が第３ヘッダタンク(5)の真上に位置している。

第２ヘッダタンク(4)は、第１ヘッダタンク(3)および第３ヘッダタンク(5)よりも左右方向外側に配置され、第２ヘッダタンク(4)の上端が第１ヘッダタンク(3)の下端よりも上方に位置しているとともに、同じく下端が第３ヘッダタンク(5)の上端よりも下方に位置している。第２ヘッダタンク(4)における第１ヘッダタンク(3)の下端よりも下方で、かつ第３ヘッダタンク(5)の上端よりも上方に位置する部分に、第３熱交換パス(P3)を構成する熱交換管(2B)がろう付により接続されている。第２ヘッダタンク(4)の内容積は、第２ヘッダタンク(4)内に流入した気液混相冷媒のうち液相主体混相冷媒が重力により第２ヘッダタンク(4)内の下部に溜まるとともに、気液混相冷媒のうちの気相成分が重力により第２ヘッダタンク(4)内の上部に溜まり、これにより気液を分離しうるような内容積となっている。したがって、第２ヘッダタンク(4)は、重力を利用して気液を分離しかつ液を溜める受液部としての機能を有している。

ここで、第１ヘッダタンク(3)に接続された熱交換管(2A)を第１熱交換管といい、第２ヘッダタンク(4)に接続された熱交換管(2B)を第２熱交換管といい、第３ヘッダタンク(5)に接続された熱交換管(2C)を第３熱交換管というものとする。また、隣り合う第１熱交換管(2A)どうしの間、上端の第１熱交換管(2A)と上側サイドプレート(8)との間、および下端の第１熱交換管(2A)と上端の第２熱交換管(2B)との間に配置されたコルゲートフィン(7A)を第１コルゲートフィンといい、隣り合う第２熱交換管(2B)どうしの間に配置されたコルゲートフィン(7B)を第２コルゲートフィンといい、隣り合う第３熱交換管(2C)どうしの間、上端の第３熱交換管(2C)と下端の第２熱交換管(2B)との間、および下端の第３熱交換管(2C)と下側サイドプレート(8)との間に配置されたコルゲートフィン(7C)を第３コルゲートフィンというものとする。

コンデンサ(1)の右端部側には、第１〜第４熱交換パス(P1)(P2)(P3)(P4)を構成する全ての熱交換管(2A)(2B)(2C)の右端部が接続される第４ヘッダタンク(6)が配置されている。第４ヘッダタンク(6)の横断面形状は第１および第３ヘッダタンク(3)(5)と同一である。

第４ヘッダタンク(6)内は、第１熱交換パス(P1)と第２熱交換パス(P2)との間の高さ位置、および第３熱交換パス(P3)と第４熱交換パス(P4)との間の高さ位置に設けられたアルミニウム製仕切板(9)(11)により上側ヘッダ部(12)と中間ヘッダ部(13)と下側ヘッダ部(14)とに区画されている。第４ヘッダタンク(6)の上側ヘッダ部(12)に冷媒入口(15)が形成されるとともに、下側ヘッダ部(14)に冷媒出口(16)が形成されている。また、第４ヘッダタンク(6)に、冷媒入口(15)に通じる冷媒入口部材(17)および冷媒出口(16)に通じる冷媒出口部材(18)が接合されている。

第２ヘッダタンク(4)における第３ヘッダタンク(5)の上端よりも下方に位置する部分が、連通部(19)を介して第３ヘッダタンク(5)に通じさせられている。連通部(19)は、図３および図４に示すように、第２ヘッダタンク(4)の周壁に形成された貫通穴(21)と、第３ヘッダタンク(5)の周壁に形成された貫通穴(22)と、両ヘッダタンク(4)(5)の貫通穴(21)(22)どうしを通じさせる流路(24)を有し、かつ両ヘッダタンク(4)(5)にろう付されたアルミニウム製円筒状連通部材(23)とを備えている。連通部材(23)の長さ方向の中央部に両ヘッダタンク(4)(5)間に位置する環状ビード(25)が形成されており、連通部材(23)における環状ビード(25)の左側部分に、第２ヘッダタンク(4)の貫通穴(21)内に挿入された第１挿入部(26)が設けられるとともに、同右側部分に、第３ヘッダタンク(5)の貫通穴(22)に挿入された第２挿入部(27)が設けられている。

コンデンサ(1)は、すべての部品を一括してろう付することにより製造される。

コンデンサ(1)は、圧縮機、膨張弁（減圧器）およびエバポレータとともに冷凍サイクルを構成し、カーエアコンとして車両に搭載される。

上述した構成のコンデンサ(1)において、圧縮機により圧縮された高温高圧の気相冷媒が、冷媒入口部材(17)および冷媒入口(15)を通って第４ヘッダタンク(6)の上側ヘッダ部(12)内に流入し、第１熱交換パス(P1)の第１熱交換管(2A)内を左方に流れる間に凝縮させられて第１ヘッダタンク(3)内に流入する。第１ヘッダタンク(3)内に流入した冷媒は、第２熱交換パス(P2)の第１熱交換管(2A)内を右方に流れる間に凝縮させられて第４ヘッダタンク(6)の中間ヘッダ部(13)内に流入し、さらに第３熱交換パス(P3)の第２熱交換管(2B)内を左方に流れて第２ヘッダタンク(4)内に流入する。

第２ヘッダタンク(4)内に流入した冷媒は気液混相冷媒であり、当該気液混相冷媒のうち液相主体混相冷媒は重力により第２ヘッダタンク(4)内の下部に溜まり、連通部(19)を構成する連通部材(23)の流路(24)を通って第３ヘッダタンク(5)内に入る。

第３ヘッダタンク(5)内に入った液相主体混相冷媒は、第４熱交換パス(P4)の第３熱交換管(2C)内を右方に流れる間に過冷却された後、第４ヘッダタンク(6)の下側ヘッダ部(14)内に入り、冷媒出口(16)および冷媒出口部材(18)を通って流出し、膨張弁を経て蒸発器に送られる。

一方、第２ヘッダタンク(4)内に流入した気液混相冷媒のうちの気相成分は、第２ヘッダタンク(4)内の上部に溜まる。

図１〜図４に示すコンデンサ(1)において、第２ヘッダタンク(4)内に、乾燥剤やフィルタが配置されていてもよい。

この発明によるコンデンサは、自動車に搭載されるカーエアコンに好適に用いられる。

(1)：コンデンサ
(1A)：凝縮部
(1B)：過冷却部
(2A)(2B)(2C)：熱交換管
(3)：第１ヘッダタンク
(4)：第２ヘッダタンク
(5)：第３ヘッダタンク
(6)：第４ヘッダタンク
(19)：連通部
(P1)：第１熱交換パス
(P2)：第２熱交換パス
(P3)：第３熱交換パス
(P4)：第４熱交換パス

Claims

凝縮部および過冷却部が、前者が上側に位置するように設けられており、長さ方向を左右方向に向けるとともに上下方向に間隔をおいて並列状に配置された複数の熱交換管と、長さ方向を上下方向に向けて配置されるとともに熱交換管の左右両端部が接続されたヘッダタンクとを備え、凝縮部に、上下に連続して並んだ複数の熱交換管からなる２以上の熱交換パスが設けられ、過冷却部に、上下に連続して並んだ複数の熱交換管からなる少なくとも１つの熱交換パスが設けられ、凝縮部の熱交換管を流れた全冷媒が過冷却部の熱交換管に流入するようになされたコンデンサであって、
左右いずれか一端部側に、凝縮部の冷媒流れ方向下流端の熱交換パスを除いた熱交換パスの熱交換管が接続される第１ヘッダタンクと、凝縮部の冷媒流れ方向下流端の熱交換パスの熱交換管が接続される第２ヘッダタンクと、過冷却部の全熱交換パスの熱交換管が接続される第３ヘッダタンクとが設けられ、第２ヘッダタンクが、第１ヘッダタンクおよび第３ヘッダタンクよりも左右方向外側に配置され、第２ヘッダタンクの上端が第１ヘッダタンクの下端よりも上方に位置しているとともに、同じく下端が第３ヘッダタンクの上端よりも下方に位置し、第２ヘッダタンクが気液を分離しかつ液を溜める機能を有しており、第２ヘッダタンクと第３ヘッダタンクとが連通部を介して通じさせられているコンデンサ。
第２ヘッダタンクにおける第３ヘッダタンクの上端よりも下方に位置する部分と、第３ヘッダタンクとが連通部を介して通じさせられている請求項１記載のコンデンサ。
第１ヘッダタンクと第３ヘッダタンクとが、通風方向および左右方向の同一位置に設けられており、第１ヘッダタンクが第３ヘッダタンクの真上に位置している請求項１または２記載のコンデンサ。
凝縮部において、冷媒が、上端の熱交換パスから下端の熱交換パスに向かって流れるようになされている請求項１〜３のうちのいずれかに記載のコンデンサ。