JP2014105900A - Air cooler with cold storage function - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷熱を蓄えることができる蓄冷機能付き空気冷却器に関するものである。 The present invention relates to an air cooler with a cold storage function capable of storing cold heat.
従来から、例えば、車両用空調装置にはエンジンで駆動される圧縮機を備えた冷凍サイクルが使用されており、冷凍サイクルの蒸発器を空気冷却器としているのが一般的である。 Conventionally, for example, a refrigeration cycle including a compressor driven by an engine has been used in a vehicle air conditioner, and an evaporator of the refrigeration cycle is generally used as an air cooler.
近年、燃費向上及び環境負荷軽減の観点からエンジンを自動停止する、いわゆるアイドリングストップ機能を備えた車両が普及してきている。エンジンが停止すると冷凍サイクルの動作も停止するので、車室の冷房性能が確保できなくなり、ひいては、エンジンの再始動が頻繁に起こり、アイドリングストップ機能の効果が十分に得られなくなる。 In recent years, vehicles equipped with a so-called idling stop function that automatically stops an engine from the viewpoint of improving fuel efficiency and reducing environmental load have become widespread. When the engine is stopped, the operation of the refrigeration cycle is also stopped, so that the cooling performance of the passenger compartment cannot be ensured. As a result, the engine is frequently restarted, and the effect of the idling stop function cannot be sufficiently obtained.
そこで、例えば、特許文献1〜5に開示されているように空気冷却器に蓄冷機能を持たせることにより、アイドリングストップ中における冷風温度の上昇を抑制することが考えられている。
Therefore, for example, as disclosed in
特許文献1の空気冷却器は、複数のチューブ及びフィンからなるコアと、チューブの端部に連通する一対のヘッダタンクとを備えたチューブアンドフィンタイプの熱交換器である。ヘッダタンクの内部は、外部空気の流れ方向に2つに仕切られており、外部空気の上流側の空間には冷媒が流通し、一方、下流側の空間には蓄冷材を封入している。チューブは、ヘッダタンク内部において冷媒が流通する部分に連通する冷媒流通チューブと、蓄冷材を封入する部分に連通する蓄冷材封入チューブとで構成されている。
The air cooler of
特許文献2〜4の空気冷却器は、冷媒が流通するチューブアンドフィンタイプのエバポレータと、蓄冷材が封入された蓄冷器とを備えている。蓄冷器は、エバポレータとは別体に構成され、エバポレータに取り付けて使用される。 The air coolers disclosed in Patent Documents 2 to 4 include a tube-and-fin type evaporator through which a refrigerant flows and a regenerator in which a regenerator material is enclosed. The regenerator is configured separately from the evaporator, and is used by being attached to the evaporator.
特許文献5の空気冷却器は、冷媒が流通するチューブアンドフィンタイプのエバポレータに蓄冷機能を付与する構造として、エバポレータのチューブとは別体のチューブに蓄冷材を封入し、この蓄冷材封入チューブをエバポレータのチューブにろう付けするようにしている。 The air cooler of Patent Document 5 has a structure for providing a cold storage function to a tube-and-fin type evaporator in which a refrigerant flows, and a cold storage material is sealed in a tube separate from the evaporator tube. It is brazed to the evaporator tube.
ところで、特許文献1では、ヘッダタンクの内部を、冷媒流通空間と、蓄冷材封入空間とに仕切るようにしている。言い換えると、冷媒を流通させるためのヘッダタンクに、蓄冷材封入用ヘッダタンクを一体化した構成であるので、蓄冷材封入用ヘッダタンクを設けた分、ヘッダタンクが大型化し、空調装置のケーシングに収容してヘッダタンクを保持する際の作業性が悪くなる。
By the way, in
また、ヘッダタンクには、冷媒を各チューブに適切に分流させるため分流構造が設けられることがあるが、特許文献1ではヘッダタンクに蓄冷材封入構造を設けなければならないので、分流構造が制約されて冷媒の分流性の悪化が懸念される。
In addition, the header tank may be provided with a flow dividing structure for appropriately diverting the refrigerant to each tube. However, in
そこで、例えば特許文献2〜4のように、エバポレータとは別体の蓄冷器をエバポレータに取り付けるようにすることが考えられる。こうすれば、エバポレータのヘッダタンクに蓄冷材封入構造を設けなくて済むので、ヘッダタンクの大型化を回避できるとともに、ヘッダタンクに冷媒の分流構造を設けるのも容易になる。 Therefore, for example, as in Patent Documents 2 to 4, it is conceivable to attach a regenerator separate from the evaporator to the evaporator. By doing so, it is not necessary to provide a structure for enclosing the regenerator material in the header tank of the evaporator. Therefore, it is possible to avoid an increase in the size of the header tank and to easily provide a refrigerant branching structure in the header tank.
しかしながら、特許文献2〜4ではエバポレータのチューブと蓄冷器のチューブとが別体であるため、エバポレータのチューブと蓄冷器のチューブとの間の熱伝達効率が悪い。その結果、エバポレータの冷媒の冷熱が蓄冷器の蓄冷材に効率良く伝達されずに、冷房性能低下を招く恐れがある。また、蓄冷器をエバポレータに取り付けるための取付構造も必要になり、コスト高を招く。 However, in Patent Documents 2 to 4, since the evaporator tube and the regenerator tube are separate, the heat transfer efficiency between the evaporator tube and the regenerator tube is poor. As a result, the cooling heat of the evaporator refrigerant may not be efficiently transmitted to the regenerator material of the regenerator, and the cooling performance may be reduced. Moreover, an attachment structure for attaching the regenerator to the evaporator is also required, resulting in high costs.
一方、特許文献5のように、エバポレータのチューブに、別体の蓄冷材封入チューブをろう付けするようにすれば、エバポレータのチューブと蓄冷材封入チューブとの間の熱伝達効率は特許文献2〜4のものに比べれば高まると考えられるが、ろう付け工程が必要になるので、生産性が悪い。 On the other hand, as in Patent Document 5, if a separate cool storage material enclosing tube is brazed to the evaporator tube, the heat transfer efficiency between the evaporator tube and the cool storage material enclosing tube is as described in Patent Documents 2 to 2. Although it is thought that it will increase compared with 4 things, since a brazing process is needed, productivity is bad.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、蓄冷機能を付与する場合に、ヘッダタンクの大型化を回避し、かつ、熱交換媒体の分流構造に影響を与えることなく、しかも、熱交換媒体と蓄冷材との間の熱伝達効率を高めながら、生産性を良好にしてコストを低減することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and the object of the present invention is to avoid an increase in the size of the header tank and to affect the shunt structure of the heat exchange medium when providing a cold storage function. Moreover, it is to improve the productivity and reduce the cost while improving the heat transfer efficiency between the heat exchange medium and the cold storage material.
上記目的を達成するために、本発明では、蓄冷材充填部をチューブに一体成形し、ヘッダタンクとは別に閉塞するようにした。 In order to achieve the above object, in the present invention, the regenerator filling portion is formed integrally with the tube and closed separately from the header tank.
第1の発明は、熱交換媒体が流通する熱交換媒体流路が形成されるとともに、所定方向に並設された複数のチューブを有するコアと、
上記チューブが連通するとともに、熱交換媒体を該チューブに分流させるヘッダタンクと、
蓄冷材が充填された蓄冷材充填部とを備え、
熱交換媒体が持つ冷熱によって外部空気を冷却しながら、熱交換媒体の冷熱を蓄冷材に蓄冷させるように構成された蓄冷機能付き空気冷却器において、
上記蓄冷材充填部は、上記チューブに一体成形されるとともに、上記ヘッダタンクとは別体の閉塞手段によって閉塞されていることを特徴とするものである。
The first invention includes a core having a plurality of tubes arranged in parallel in a predetermined direction while a heat exchange medium flow path through which the heat exchange medium flows is formed.
A header tank that communicates with the tube and diverts the heat exchange medium to the tube;
A regenerator filling part filled with a regenerator,
In the air cooler with a cold storage function configured to cool the cold air of the heat exchange medium in the cold storage material while cooling the external air with the cold heat of the heat exchange medium,
The cold storage material filling portion is integrally formed with the tube and is closed by a closing means separate from the header tank.
この構成によれば、蓄冷材充填部をヘッダタンクとは別体の閉塞手段によって閉塞したので、ヘッダタンクの大型化を招くことがなくなるとともに、蓄冷材充填部がヘッダタンクの冷媒分流構造に影響を与えることもない。 According to this configuration, since the regenerator filling part is closed by the closing means separate from the header tank, the header tank is not increased in size, and the regenerator filling part affects the refrigerant flow structure of the header tank. Never give.
また、蓄冷材充填部をチューブに一体成形したことで、熱交換媒体流路と蓄冷材充填部との間の熱伝達効率が高まる。よって、熱交換媒体の冷熱が蓄冷材充填部の蓄冷材に効率良く伝達される。 Moreover, the heat transfer efficiency between the heat exchange medium flow path and the cold storage material filling portion is increased by integrally forming the cold storage material filling portion in the tube. Therefore, the cold heat of the heat exchange medium is efficiently transmitted to the cool storage material of the cool storage material filling unit.
さらに、蓄冷材充填部をチューブに一体成形したことで、蓄冷材充填部をコア等に取り付けるための取り付け構造やろう付け工程が不要になり、生産性が良好になる。 Furthermore, since the cool storage material filling part is integrally formed in the tube, an attachment structure and a brazing process for attaching the cool storage material filling part to a core or the like are not required, and productivity is improved.
第2の発明は、第1の発明において、
上記チューブの外面における熱交換媒体流路に対応する部位には、第1フィンが配設され、
上記チューブの蓄冷材充填部の外面には、上記第1フィンとは別体の第2フィンが配設されていることを特徴とするものである。
According to a second invention, in the first invention,
A first fin is disposed in a portion corresponding to the heat exchange medium flow path on the outer surface of the tube,
A second fin separate from the first fin is disposed on the outer surface of the regenerator filling portion of the tube.
この構成によれば、チューブの熱交換媒体流路側と蓄冷材充填部側とでそれぞれの要求に合致した別々のフィンとすることが可能になる。 According to this structure, it becomes possible to set it as the separate fin which matched each request | requirement by the heat exchange medium flow path side and the cool storage material filling part side of a tube.
第3の発明は、第1または2の発明において、
上記チューブの熱交換媒体流路における上記チューブ並設方向の寸法は、上記蓄冷材充填部における上記チューブ並設方向の寸法とは異なる寸法に設定されていることを特徴とするものである。
According to a third invention, in the first or second invention,
The dimension of the tube juxtaposition direction in the heat exchange medium flow path of the tube is set to a dimension different from the dimension of the tube juxtaposition direction in the cold storage material filling part.
この構成によれば、蓄冷材充填部の寸法を、熱交換媒体流路の寸法に影響されることなく、蓄冷材の充填量等に応じて任意に設定することが可能になる。 According to this configuration, it is possible to arbitrarily set the size of the regenerator material filling portion according to the amount of regenerator material charged without being affected by the size of the heat exchange medium flow path.
第4の発明は、第1から3のいずれか1つの発明において、
上記蓄冷材充填部の端部は、上記チューブの上記熱交換媒体流路の長手方向両端部よりも該チューブの長手方向中央部寄りに位置していることを特徴とするものである。
According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions,
The end of the cold storage material filling part is located closer to the longitudinal center of the tube than both longitudinal ends of the heat exchange medium flow path of the tube.
この構成によれば、空気冷却器を空調ケーシングに収容してヘッダタンクを空調ケーシングに保持する場合に、蓄冷材充填部の端部がチューブの長手方向中央部寄りに位置しているので、空調ケーシングに干渉することはない。従って、蓄冷材充填部が有るタイプと、無いタイプとで空調ケーシングを作り分ける必要がなく、空調ケーシングを共通化することが可能になる。 According to this configuration, when the air cooler is housed in the air conditioning casing and the header tank is held in the air conditioning casing, the end of the regenerator filling portion is located closer to the center in the longitudinal direction of the tube. There is no interference with the casing. Therefore, it is not necessary to make a separate air conditioning casing for the type having the regenerator filling portion and the type having no cold storage material filling portion, and the air conditioning casing can be shared.
第5の発明は、第1から4のいずれか1つの発明において、
上記蓄冷材充填部は、上記チューブの長手方向に延びており、
上記蓄冷材充填部の長手方向一端部には、上記閉塞手段としてのキャップが設けられ、
上記蓄冷材充填部の長手方向他端部には、複数の該蓄冷材充填部を接続するように形成される上記閉塞手段としてのタンクが設けられ、
上記タンクには、蓄冷材の注入口が設けられていることを特徴とするものである。
According to a fifth invention, in any one of the first to fourth inventions,
The regenerator filling portion extends in the longitudinal direction of the tube,
A cap as the closing means is provided at one end in the longitudinal direction of the regenerator filling portion,
The other end in the longitudinal direction of the cold storage material filling portion is provided with a tank as the closing means formed so as to connect a plurality of the cold storage material filling portions,
The tank is provided with an inlet for a regenerator material.
この構成によれば、蓄冷材充填部がキャップとタンクとで閉塞されることになる。このとき、タンクは複数の蓄冷材充填部を接続するように形成されるので、蓄冷材充填部の他端部の各々にキャップを設ける場合に比べて閉塞手段の構造がシンプルになる。 According to this configuration, the regenerator filling portion is closed by the cap and the tank. At this time, since the tank is formed so as to connect a plurality of regenerator filling parts, the structure of the closing means is simplified as compared with the case where a cap is provided at each of the other ends of the regenerator filling parts.
また、タンクによって複数の蓄冷材充填部を連通させているので、蓄冷材を注入口から各蓄冷材充填部に充填することが可能になり、蓄冷材の充填作業が容易に行えるようになる。 Further, since the plurality of cool storage material filling portions are communicated with each other by the tank, the cool storage material can be filled into each cool storage material filling portion from the inlet, and the refrigerating material filling operation can be easily performed.
第6の発明は、第5の発明において、
隣り合う上記蓄冷材充填部の上記キャップが連結されていることを特徴とするものである。
According to a sixth invention, in the fifth invention,
The caps of the adjacent regenerator filling portions are connected to each other.
この構成によれば、隣り合う蓄冷材充填部をキャップで閉塞することにより、蓄冷材充填部のピッチを略一定に保つことが可能になり、組み立て作業が容易になる。 According to this configuration, it is possible to keep the pitch of the cold storage material filling portions substantially constant by closing the adjacent cold storage material filling portions with the caps, thereby facilitating assembly work.
第7の発明は、第1から6のいずれか1つの発明において、
上記コアにおける上記チューブの並設方向外端部には、上記チューブの熱交換媒体流路側から蓄冷材充填部側までの範囲に対応したエンドプレートが設けられていることを特徴とする。
A seventh invention is the invention according to any one of the first to sixth inventions,
An end plate corresponding to a range from the heat exchange medium flow path side to the regenerator filling portion side of the tube is provided at the outer end portion of the tubes in the parallel arrangement direction in the core.
この構成によれば、コアの熱交換媒体流路側と、蓄冷材充填部側とを共通のエンドプレートで保護することが可能になるので、別々のエンドプレートを設ける場合に比べて生産性が高まる。 According to this configuration, since it becomes possible to protect the core heat exchange medium flow path side and the regenerator filling portion side with the common end plate, productivity is increased compared to the case where separate end plates are provided. .
第1の発明によれば、蓄冷材充填部をヘッダタンクとは別体の閉塞手段によって閉塞したので、ヘッダタンクの大型化を回避できるとともに、ヘッダタンクの熱交換媒体の分流構造に影響を与えないようにして熱交換媒体の分流性を良好にすることができる。しかも、蓄冷材充填部をチューブに一体成形したので、熱交換媒体と蓄冷材との間の熱伝達効率を高めて空調性能を高めることができ、さらに、生産性を良好にしてコストを低減することができる。 According to the first invention, since the regenerator filling portion is closed by the closing means separate from the header tank, it is possible to avoid an increase in the size of the header tank and to affect the flow dividing structure of the heat exchange medium in the header tank. In such a manner, the diversion property of the heat exchange medium can be improved. In addition, since the cold storage material filling part is integrally formed in the tube, the heat transfer efficiency between the heat exchange medium and the cold storage material can be increased to improve the air conditioning performance, and the productivity can be improved and the cost can be reduced. be able to.
第2の発明によれば、熱交換媒体流路に対応する部位に第1フィンを配設し、蓄冷材充填部の外面に第1フィンとは別体の第2フィンを配設したので、熱交換媒体流路側と蓄冷材充填部側とでそれぞれの要求に合致した別々のフィンとすることができ、空調性能を向上させることができる。 According to the second invention, the first fin is disposed in the portion corresponding to the heat exchange medium flow path, and the second fin separate from the first fin is disposed on the outer surface of the cold storage material filling portion. Separate fins meeting the respective requirements can be provided on the heat exchange medium flow path side and the regenerator filling side, and air conditioning performance can be improved.
第3の発明によれば、チューブの熱交換媒体流路の寸法と、蓄冷材充填部の寸法とを異なる寸法にすることで、蓄冷材充填部の寸法を、蓄冷材の充填量等に応じて任意に設定することができ、空調性能を向上させることができる。 According to the third invention, the dimensions of the heat storage medium flow path of the tube and the dimensions of the regenerator material filling part are made different from each other, so that the regenerator material filling part has a different size according to the amount of refrigerating material filling, etc. The air conditioning performance can be improved.
第4の発明によれば、蓄冷材充填部の端部がチューブの長手方向中央部寄りに位置しているので、空調ケーシングを、蓄冷材充填部の有るタイプと無いタイプとで共通化できる。これにより、本発明の空気冷却器を使用した空調装置の低コスト化を図ることができる。 According to the fourth aspect of the invention, the end of the regenerator filling portion is located closer to the central portion in the longitudinal direction of the tube, so that the air conditioning casing can be shared between the type having the regenerator filling portion and the type having no regenerator filling portion. Thereby, the cost reduction of the air conditioner using the air cooler of this invention can be achieved.
第5の発明によれば、蓄冷材充填部の一端部にキャップを設け、蓄冷材充填部の他端部に蓄冷材充填部に連通するタンクを設け、このタンクに蓄冷材の注入口を設けたので、蓄冷材充填部の閉塞手段の構造をシンプルにしながら、蓄冷材の充填作業を容易に行うことができる。 According to the fifth invention, a cap is provided at one end of the regenerator filling part, a tank communicating with the regenerator filling part is provided at the other end of the regenerator filling part, and an inlet for the regenerator is provided in this tank. Therefore, the refrigerating material filling operation can be easily performed while simplifying the structure of the closing means of the regenerator filling portion.
第6の発明によれば、隣り合う蓄冷材充填部のキャップを連結したので、蓄冷材充填部のピッチを略一定に保つことができ、組み立て作業を容易に行うことができる。 According to the sixth invention, since the caps of the adjacent regenerator filling parts are connected, the pitch of the regenerator filling parts can be kept substantially constant, and the assembly work can be easily performed.
第7の発明によれば、コアの熱交換媒体流路側と、蓄冷材充填部側とを共通のエンドプレートで保護することができるので、生産性が高めることができる。 According to the seventh invention, the heat exchange medium flow path side of the core and the cold storage material filling part side can be protected by the common end plate, so that productivity can be improved.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the following description of the preferred embodiment is merely illustrative in nature, and is not intended to limit the present invention, its application, or its use.
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係る蓄冷機能付き空気冷却器1を外部空気の流れ方向下流側から見た図である。空気冷却器1は、図示しないが車両用空調装置の冷凍サイクルの一要素であるエバポレータである。冷凍サイクルは、空気冷却器1の他、熱交換媒体としての冷媒を圧縮する圧縮機、凝縮器、膨張弁を備えており、これら機器は冷媒配管によって接続されて冷媒が循環するようになっている。圧縮機は、車両のエンジンによって駆動されるようになっている。この車両には、停車時で、かつ、エンジン自動停止の所定条件が成立した場合にエンジンのアイドリングを自動停止するように構成された、いわゆるアイドリングストップ装置が搭載されている。アイドリングストップ装置の構成については、従来周知のものなので説明を省略する。アイドリングストップ装置は、空調装置の作動中であっても、車両制御装置が、例えば乗員の要求する冷房性能や暖房性能を確保できると判断した場合には、アイドリングの自動停止を許可し、乗員の要求する冷房性能や暖房性能を確保できないと判断した場合には、アイドリングの自動停止を禁止するようになっている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a view of an
空気冷却器1には、詳細は後述するが一部に蓄冷材が充填されており、冷熱を一時的に蓄えた後、放出することができるようになっている。
Although the
図2に示すように、空調ケーシング50の内部には、空気冷却器1の他に、空気加熱器としてのヒータコア51、エアミックスダンパ52、吹出方向切替ダンパ53〜55等が収容されている。また、空調ケーシング50の側壁には、図示しない送風ユニットから送られてきた空調用空気を導入するための空気導入口56が形成されている。空気導入口56から導入された空調用空気は、空調ケーシング50内を図2の左側(車両前側)から右側(車両後側)へ流れて空気冷却器1を通過した後、エアミックスダンパ52の開閉によって設定された空気量がヒータコア51を通過し、その他の空気はヒータコア51をバイパスして流れてヒータコア51を通過した空気と合流する。合流後の空気は、吹出方向切替ダンパ53〜55の開閉状態に応じて図示しないインストルメントパネルのデフロスタ吹出口、ベント吹出口、ヒート吹出口から選択的に吹き出すようになっている。
As shown in FIG. 2, in addition to the
空調ケーシング50には、空気冷却器1の下部を保持する下側保持部58と、空気冷却器1の上部を保持する上側保持部59とが設けられている。下側保持部58は、空気冷却器1の下側ヘッダタンク15の下側部分が嵌るように形成されている。上側保持部59は、空気冷却器1の上側ヘッダタンク14の上側部分が嵌るように形成されている。
The
図1に示すように、空気冷却器1は、コア13と、上側ヘッダタンク14と、下側ヘッダタンク15とを備えている。図3〜図5に示すように、コア13は、複数の風上側及び風下側チューブ9,10と、冷媒伝熱用及び蓄冷材伝熱用フィン11,12とが交互に図1の左右方向に並設されてなるものであり、チューブ9,10、冷媒伝熱用及び蓄冷材伝熱用フィン11,12の他に、これらチューブ9,10及びフィン11,12の並設方向両外端部に配設されるエンドプレート16も備えている。空気冷却器1を構成する各部材は、例えばアルミニウム合金等で構成することができ、周知のろう材によってろう付けして一体化することができる。図4や図5に示す白抜きの矢印は外部空気の流れ方向を示している。
As shown in FIG. 1, the
風上側チューブ9は、例えば押出成形法によって得ることができるものであり、コア13における外部空気の流れ方向上流側に配置されて上下方向に延びている。図5に示すように、風上側チューブ9の断面形状は、外部空気の流れ方向に長い扁平状であり、内部には冷媒が流通する上流側冷媒流路Rが形成されている。風上側チューブ9の上端部は、上側ヘッダタンク14に差し込まれて該上側ヘッダタンク14に連通状態となっている。風上側チューブ9の下端部は、下側ヘッダタンク15に差し込まれて該下側ヘッダタンク15に連通状態となっている。並設方向に隣り合う風上側チューブ9,9の間隔は、冷媒伝熱用フィン(第1フィン)11のフィン高さと略一致しており、風上側チューブ9の両外側面にはそれぞれ冷媒伝熱用フィン11がろう付けされている。
The
風下側チューブ10は、風上側チューブ9よりも外部空気の流れ方向下流側に配置されて上下方向に延びている。風上側チューブ9と風下側チューブ10とは、外部空気の流れ方向に沿って見たときにちょうど重複するように位置している。並設方向に隣り合う風下側チューブ10,10の間隔は、風上側チューブ9,9と同じに設定されている。
The
風下側チューブ10は、上下方向に延びる冷媒流路Sを構成する冷媒管部10aと、蓄冷材が充填される蓄冷材充填管部(蓄冷材充填部)10bと、冷媒管部10a及び蓄冷材充填管部10bを連結する連結板部10cとを備えている。風下側チューブ10は、例えば風上側チューブ9と同様に押出成形されたものであり、冷媒管部10a、蓄冷材充填管部10b及び連結板部10cは一体成形されている。
The
冷媒管部10aは、風上側チューブ9と同様に扁平形状である。冷媒管部10aにおけるチューブ9,10の並設方向(図1の左右方向)の寸法、即ち厚みは、風上側チューブ9における同方向の寸法と略同じに設定されている。冷媒管部10aにおける外部空気の流れ方向の寸法、即ち幅も、風上側チューブ9の幅と略同じに設定されている。
The
風下側チューブ10の冷媒管部10aの上端部は、上側ヘッダタンク14に差し込まれて該上側ヘッダタンク14に連通状態となっている。風下側チューブ10の冷媒管部10aの下端部は、下側ヘッダタンク15に差し込まれて該下側ヘッダタンク15に連通状態となっている。風下側チューブ10の冷媒管部10aの両外側面には、それぞれ、風上側チューブ9にろう付けされたものと同じ冷媒伝熱用フィン11がろう付けされている。この冷媒伝熱用フィン11は、上下方向に連続する波型に成形された、いわゆるコルゲートフィンであって風上側チューブ9の風上側端部から風下側チューブ10の冷媒管部10aの風下側端部まで延びている。冷媒伝熱用フィン11は、風下側チューブ10の外面における冷媒流路Sに対応する部位に配設されるフィンである。
The upper end portion of the
連結板部10cは、冷媒管部10aにおける風下側の端部から風下側へ突出して上下方向に延びている。従って、連結板部10cは、冷媒伝熱用フィン11よりも風下側に位置している。連結板部10cの下端部は、下側ヘッダタンク15の上面から上方に離れており、また、上端部は、上側ヘッダタンク14の下面から下方に離れている。
The connecting
蓄冷材充填管部10bは、連結板部10cの風下側の端部から風下側へ突出して上下方向に延びており、外部空気の流れ方向に細長い断面形状を有している。蓄冷材充填管部10bの下端部は、下側ヘッダタンク15の上面から上方に離れており、下側ヘッダタンク15を下側保持部58で保持した際に、蓄冷材充填管部10bが下側保持部58に接触しないようになっている。また、蓄冷材充填管部10bの上端部は、上側ヘッダタンク14の下面から下方に離れており、上側ヘッダタンク14を空調ケーシング50の上側保持部59で保持した際に、蓄冷材充填管部10bが上側保持部59に接触しないようになっている。つまり、蓄冷材充填管部10bの上端部及び下端部は、風下側チューブ10の長手方向中央部寄りに位置している。
The regenerator material filling
図1や図4に示すように、蓄冷材充填管部10bの下端部には、下端部を閉塞するための閉塞手段としてのキャップ10dがそれぞれ設けられている。キャップ10dは、蓄冷材充填管部10bの下端部にろう付けされている。このキャップ10dも、下側ヘッダタンク15の上面から上方に離れており、下側ヘッダタンク15を下側保持部58で保持した際に、蓄冷材充填管部10bが下側保持部58に接触しないようになっている。
As shown in FIG. 1 and FIG. 4, caps 10d as closing means for closing the lower end portion are provided at the lower end portion of the regenerator material filling
一方、蓄冷材充填管部10bの上端部には、上端部を閉塞するための閉塞手段としてのタンク10eが設けられている。タンク10eは、風下側チューブ10の並設方向に延びており、全ての蓄冷材充填管部10bの上端部が差し込まれた状態で連通している。図1に示すように、タンク10eの長手方向一端部には、蓄冷材を注入するための注入口10fが設けられている。この注入口10fは、タンクキャップ10gにより閉塞される。
On the other hand, a
タンク10eは、上側ヘッダタンク14の下面から下方に離れており、上側ヘッダタンク14を空調ケーシング50の上側保持部59で保持した際に、蓄冷材充填管部10bが上側保持部59に接触しないようになっている。
The
図5に示すように、風下側チューブ10の蓄冷材充填管部10bの間には、蓄冷材伝熱用フィン12が配設されている。蓄冷材伝熱用フィン12は、冷媒伝熱用フィン11と同様なコルゲートフィンである。風下側チューブ10の蓄冷材充填管部10bの両外側面には、それぞれ、蓄冷材伝熱用フィン12がろう付けされている。蓄冷材伝熱用フィン12は、風下側チューブ10の蓄冷材充填管部10bの外面に配設される第2チューブである。
As shown in FIG. 5, the regenerator material
蓄冷材伝熱用フィン12は、上記冷媒伝熱用フィン11とは別体とされているので、蓄冷材伝熱用フィン12と蓄冷材伝熱用フィン12とでフィン構造を変えることができる。また、蓄冷材伝熱用フィン12と蓄冷材伝熱用フィン12とは、外部空気の流れ方向に離れている。
Since the regenerator
エンドプレート16は、コア13の側面における風上側チューブ9側から風下側チューブ10の蓄冷材充填管部10b側までの範囲に対応したプレートである。すなわち、エンドプレート16は、風上側チューブ9側から風下側チューブ10の冷媒管部10a側の範囲を覆う本体部16aと、本体部16aから風下側へ延出する延出板部16bとを有している。この延出板部16bが、コア13の側面における蓄冷材充填管部10b側を覆うようになっている。このようにエンドプレート16に蓄冷材充填管部10b側を覆う延出板部16bを一体成形したことで、部品点数が削減されて生産性が向上する。
The
図4に示すように、上側ヘッダタンク14の左端壁部には、冷媒供給口14aと冷媒排出口14bとが外部空気の流れ方向に並ぶように形成されている。冷媒供給口14aには、膨張弁から吐出された気液二相状態の冷媒が冷媒配管を介して流入するようになっている。冷媒排出口14bからは、空気冷却器1の内部を循環した冷媒が排出されるようになっている。
As shown in FIG. 4, a
図示しないが、上側ヘッダタンク14及び下側ヘッダタンク15の内部には、冷媒が流れる複数のパスを構成するように風上側チューブ9及び風下側チューブ10を分ける仕切壁が設けられている。この実施形態では、冷媒供給口14aから上側ヘッダタンク14に供給された冷媒が、上側ヘッダタンク14から風下側チューブ10の冷媒管部10aに分流して流れた後、下側ヘッダタンク15で集合する。その後、風上側チューブ9に分流して流れた後、上側ヘッダタンク14で集合して冷媒排出口14bから排出される。
Although not shown, partition walls that divide the
空気冷却器1の冷媒を各チューブ9、10に狙い通りに分流させる分流性については、上側ヘッダタンク14及び下側ヘッダタンク15の壁部の形状や、仕切壁の形状及び位置によってコントロールすることが可能である。この実施形態では、上側ヘッダタンク14及び下側ヘッダタンク15に蓄冷材の封入構造を設けていないので、上側ヘッダタンク14及び下側ヘッダタンク15は冷媒の分流性を重視した構造にすることが可能である。また、上側ヘッダタンク14及び下側ヘッダタンク15に蓄冷材を充填しないので、上側ヘッダタンク14及び下側ヘッダタンク15の大型化を回避できる。
About the diversion property which diverts the refrigerant | coolant of the
尚、冷媒のフローパターンは、上記したパターンに限られるものではなく、要求される性能等に応じて任意に設定することができる。 The flow pattern of the refrigerant is not limited to the above pattern, and can be arbitrarily set according to required performance.
次に、上記のように構成された空気冷却器1に蓄冷材を充填する要領について説明する。まず、風上側チューブ9、風下側チューブ10と、冷媒伝熱用及び蓄冷材伝熱用フィン11,12とを交互に並べてコア13を構成し、さらに、このコア13に、上側ヘッダタンク14及び下側ヘッダタンク15を組み付ける。コア13の外端部には、エンドプレート16を配置しておく。また、風下側チューブ10の蓄冷材充填管部10bの下端部にはキャップ10dを組み付け、上端部にはタンク10eを組み付ける。タンク10eの注入口10fは開放状態にしておく。
Next, the point which fills the
上記のようにして各部材を組み付けた後、ろう付け用の炉内に搬送して各部をろう付けする。 After assembling each member as described above, it is conveyed into a brazing furnace to braze each part.
その後、蓄冷材をタンク10eの注入口10fからタンク10e内に注入する。注入された蓄冷材は、タンク10e内から各蓄冷材充填管部10bにその上端部から流入する。これにより、1つの注入口10fから蓄冷材を注入するだけで複数の蓄冷材充填管部10bに充填することができるので、作業性が良好になる。蓄冷材の注入後、タンク10eの注入口10fをタンクキャップ10gで閉塞する。
Thereafter, the cold storage material is injected into the
上記空気冷却器1を空調ケーシング50の内部に収容する際には、下側ヘッダタンク15を下側保持部58に保持させ、上側ヘッダタンク14を上側保持部59に保持させる。このとき、蓄冷材充填管部10bが下側保持部58及び上側保持部59に接触しないので、下側保持部58及び上側保持部59の形状は、蓄冷材充填管部10bの無い空気冷却器100(図6及び図7に示す)を保持する場合(図8に示す)と同じ形状で済む。すなわち、蓄冷機能の無い空気冷却器100と同じ空調ケーシング50を、蓄冷機能付き空気冷却器1でも使用することができるので、空調装置の低コスト化を図ることができる。
When the
次に、空気冷却器1の作用について説明する。冷媒が冷媒供給口14aから上側ヘッダタンク14に供給されると、風下側チューブ10の冷媒管部10aを流通した後、風上側チューブ9を流通する。風下側チューブ10の冷媒管部10a及び風上側チューブ9を流通する冷媒は、主に冷媒伝熱用フィン11を介して外部空気と熱交換し、外部空気を冷却する。さらに、風下側チューブ10の冷媒管部10aを流通する冷媒の冷熱は、外部空気及び連結板部10cを介して蓄冷材充填管部10bの蓄冷材に伝わって蓄冷される。このとき、風下側チューブ10の冷媒管部10aと蓄冷材充填管部10bとは連結板部10cを介して一体成形されているので、冷媒管部10aの冷媒の冷熱が蓄冷材に伝わりやすくなり、効率よく蓄冷することができる。
Next, the operation of the
エンジンのアイドリングが自動停止した場合には、圧縮器が停止して空気冷却器1に冷媒が流入しなくなる。この状態では、蓄冷材充填管部10bの蓄冷材が蓄冷しているので、蓄冷材が蓄冷材伝熱用フィン12を介して外部空気と熱交換し、これにより外部空気が冷却される。
When the engine idling automatically stops, the compressor stops and the refrigerant does not flow into the
以上説明したように、この実施形態1に係る蓄冷機能付き空気冷却器1によれば、蓄冷材充填管部10bをヘッダタンク14,15とは別体のキャップ10d及びタンク10eによって閉塞したので、ヘッダタンク14,15の大型化を招くことがなくなるとともに、蓄冷材充填管部10bがヘッダタンク14,15の冷媒分流構造に影響を与えることもない。
As described above, according to the
また、蓄冷材充填管部10bを風下側チューブ10に一体成形したことで、冷媒と蓄冷材との間の熱伝達効率が高まる。よって、冷媒の冷熱が蓄冷材に効率良く伝達される。
Moreover, the heat transfer efficiency between a refrigerant | coolant and a cool storage material increases by integrally forming the cool storage material filling pipe |
さらに、蓄冷材充填管部10bを風下側チューブ10に一体成形したことで、蓄冷材充填管部10bをコア13に取り付けるための取り付け構造やろう付け工程が不要になり、生産性が良好になる。
Furthermore, since the cool storage material filling
したがって、空調性能を高めることができるとともに、生産性を良好にしてコストを低減することができる。 Therefore, the air conditioning performance can be improved, the productivity can be improved, and the cost can be reduced.
また、風下側チューブ10の冷媒流路R側と蓄冷材充填管部10b側とで別々のフィン11,12を設けるようにしたので、冷媒流路R側と蓄冷材充填管部10b側との各々の要求に合致したフィン11,12とすることができ、空調性能を向上させることができる。
Moreover, since the
また、蓄冷材充填管部10bの端部が風下側チューブ10の長手方向中央部寄りに位置しているので、空調ケーシング50を、蓄冷機能の有るタイプと無いタイプとで共通化できる。これにより、本実施形態の空気冷却器1を使用した空調装置の低コスト化を図ることができる。
Moreover, since the edge part of the cool storage material filling pipe |
また、蓄冷材充填管部10bの一端部にキャップ10dを設け、蓄冷材充填管部10bの他端部に蓄冷材充填管部10bに連通するタンク10eを設け、このタンク10eに蓄冷材の注入口10fを設けたので、蓄冷材充填管部10bの閉塞手段の構造をシンプルにしながら、蓄冷材の充填作業を容易に行うことができる。
Further, a
(実施形態2)
図9は、本発明の実施形態2に係る蓄冷機能付き空気冷却器1を外部空気の流れ方向下流側から見た図である。
(Embodiment 2)
FIG. 9 is a view of the
実施形態2の空気冷却器1は、蓄冷材充填管部10bのキャップ10dを連結した点で実施形態1のものと異なっている。すなわち、キャップ10dは、蓄冷材充填管部10bの下端部に設けられているので、風下側チューブ10の並設方向に並んでいる。隣り合うキャップ10d,10dは、それらの間に配設される連結部10hによって連結されている。これにより、全てのキャップ10dが一体化するので、各キャップ10dに蓄冷材充填管部10bを保持して蓄冷材充填管部10bの間隔(ピッチ)を所定間隔に維持することができる。
The
実施形態2によれば、実施形態1と同様に空調性能を高めることができるとともに、生産性を良好にしてコストを低減することができる。さらに、隣り合う蓄冷材充填管部10bのキャップ10dを連結したので、蓄冷材充填管部10bのピッチを略一定に保つことができ、組み立て作業を容易に行うことができる。
According to the second embodiment, the air conditioning performance can be improved as in the first embodiment, the productivity can be improved, and the cost can be reduced. Furthermore, since the
また、実施形態2の空気冷却器1は、図10に示すように、蓄冷材充填管部10bの断面形状及び蓄冷材伝熱用フィン12の形状が実施形態1のものと異なっている。蓄冷材充填管部10bの断面形状は、略円形とされている。風下側チューブ10の冷媒流路Rにおけるチューブ並設方向の寸法は、蓄冷材充填管部10bにおけるチューブ並設方向の寸法とは異なり、具体的には、蓄冷材充填管部10bにおけるチューブ並設方向の寸法X1が、冷媒流路Rにおけるチューブ並設方向の寸法よりも長く設定されている。つまり、蓄冷材充填管部10bの寸法X1を、冷媒流路Rの同方向の寸法に影響されることなく、蓄冷材の充填量等に応じて任意に設定することが可能である。
Moreover, the
実施形態1に比べて寸法X1が長くなった分、蓄冷材伝熱用フィン12のフィン高さが低くなっている。
The fin height of the regenerator material
尚、蓄冷材充填管部10bの断面形状は、例えば楕円形等であってもよい。また、蓄冷材充填管部10bにおけるチューブ並設方向の寸法X1を、冷媒流路Rにおけるチューブ並設方向の寸法よりも短く設定してもよい。
In addition, the cross-sectional shape of the cool storage material filling
また、本発明は、外部空気の流れ方向にチューブが1列だけ並ぶ空気冷却器や、3列以上並ぶ空気冷却器に適用することもできる。 Further, the present invention can also be applied to an air cooler in which only one row of tubes is arranged in the flow direction of the external air, or an air cooler in which three or more rows are arranged.
また、蓄冷材充填部の形状や長さは、本発明の目的を逸脱しない範囲で任意に設定することができる。 Further, the shape and length of the regenerator filling portion can be arbitrarily set within a range not departing from the object of the present invention.
上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。 The above-described embodiment is merely an example in all respects and should not be interpreted in a limited manner. Further, all modifications and changes belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.
以上説明したように、本発明に係る蓄冷機能付き空気冷却器は、例えば、車両用空調装置に使用できる。 As described above, the air cooler with a cold storage function according to the present invention can be used in, for example, a vehicle air conditioner.
1 蓄冷機能付き空気冷却器
9 風上側チューブ
10 風下側チューブ
10b 蓄冷材充填管部(蓄冷材充填部)
10d キャップ(閉塞手段)
10e タンク(閉塞手段)
10f 注入口
11 冷媒伝熱用フィン(第1フィン)
12 蓄冷材伝熱用フィン(第2フィン)
13 コア
14 上側ヘッダタンク
15 下側ヘッダタンク
16 エンドプレート
DESCRIPTION OF
10d cap (blocking means)
10e Tank (blocking means)
12 Fin for heat storage material heat transfer (second fin)
13
Claims (7)
上記チューブが連通するとともに、熱交換媒体を該チューブに分流させるヘッダタンクと、
蓄冷材が充填された蓄冷材充填部とを備え、
熱交換媒体が持つ冷熱によって外部空気を冷却しながら、熱交換媒体の冷熱を蓄冷材に蓄冷させるように構成された蓄冷機能付き空気冷却器において、
上記蓄冷材充填部は、上記チューブに一体成形されるとともに、上記ヘッダタンクとは別体の閉塞手段によって閉塞されていることを特徴とする蓄冷機能付き空気冷却器。 A heat exchange medium flow path through which the heat exchange medium flows is formed, and a core having a plurality of tubes arranged in parallel in a predetermined direction;
A header tank that communicates with the tube and diverts the heat exchange medium to the tube;
A regenerator filling part filled with a regenerator,
In the air cooler with a cold storage function configured to cool the cold air of the heat exchange medium in the cold storage material while cooling the external air with the cold heat of the heat exchange medium,
The air cooler with a cool storage function, wherein the cool storage material filling unit is integrally formed with the tube and is closed by a closing means separate from the header tank.
上記チューブの外面における熱交換媒体流路に対応する部位には、第1フィンが配設され、
上記チューブの蓄冷材充填部の外面には、上記第1フィンとは別体の第2フィンが配設されていることを特徴とする蓄冷機能付き空気冷却器。 In the air cooler with a cool storage function according to claim 1,
A first fin is disposed in a portion corresponding to the heat exchange medium flow path on the outer surface of the tube,
An air cooler with a cold storage function, wherein a second fin separate from the first fin is disposed on an outer surface of the cold storage material filling portion of the tube.
上記チューブの熱交換媒体流路における上記チューブ並設方向の寸法は、上記蓄冷材充填部における上記チューブ並設方向の寸法とは異なる寸法に設定されていることを特徴とする蓄冷機能付き空気冷却器。 In the air cooler with a cool storage function according to claim 1 or 2,
The air cooling with a regenerative function is characterized in that a dimension in the tube juxtaposition direction in the heat exchange medium flow path of the tube is set to a dimension different from a dimension in the tube juxtaposition direction in the cold storage material filling part vessel.
上記蓄冷材充填部の端部は、上記チューブの上記熱交換媒体流路の長手方向両端部よりも該チューブの長手方向中央部寄りに位置していることを特徴とする蓄冷機能付き空気冷却器。 In the air cooler with a cool storage function according to any one of claims 1 to 3,
An end of the regenerator filling portion is located closer to the longitudinal center of the tube than both longitudinal ends of the heat exchange medium flow path of the tube. .
上記蓄冷材充填部は、上記チューブの長手方向に延びており、
上記蓄冷材充填部の長手方向一端部には、上記閉塞手段としてのキャップが設けられ、
上記蓄冷材充填部の長手方向他端部には、複数の該蓄冷材充填部を接続するように形成される上記閉塞手段としてのタンクが設けられ、
上記タンクには、蓄冷材の注入口が設けられていることを特徴とする蓄冷機能付き空気冷却器。 In the air cooler with a cool storage function according to any one of claims 1 to 4,
The regenerator filling portion extends in the longitudinal direction of the tube,
A cap as the closing means is provided at one end in the longitudinal direction of the regenerator filling portion,
The other end in the longitudinal direction of the cold storage material filling portion is provided with a tank as the closing means formed so as to connect a plurality of the cold storage material filling portions,
An air cooler with a cold storage function, wherein the tank is provided with an inlet for a cold storage material.
隣り合う上記蓄冷材充填部の上記キャップが連結されていることを特徴とする蓄冷機能付き空気冷却器。 In the air cooler with a cool storage function according to claim 5,
An air cooler with a regenerator function, wherein the caps of adjacent regenerator filling parts are connected.
上記コアにおける上記チューブの並設方向外端部には、上記チューブの熱交換媒体流路側から蓄冷材充填部側までの範囲に対応したエンドプレートが設けられていることを特徴とする蓄冷機能付き空気冷却器。 In the air cooler with a cool storage function according to any one of claims 1 to 6,
An end plate corresponding to a range from the heat exchange medium flow path side of the tube to the cool storage material filling portion side is provided at the outer end portion of the tubes in the parallel direction in the core. Air cooler.
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