JP6776949B2 - 凝縮器 - Google Patents
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Description
上記課題を解決する他の凝縮器(10)は、コア部(20)と、第1ヘッダタンク(40)及び第2ヘッダタンク(41)と、入口側コネクタ(50)と、モジュレータタンク(60)と、を備える。コア部は、冷媒が流通する複数のチューブ21の積層構造により構成され、チューブの外側を流れる外部流体との熱交換により冷媒を放熱させる。第1ヘッダタンク及び第2ヘッダタンクは、チューブの積層方向に延びるように形成されるとともに、コア部におけるチューブの長手方向の両端部にそれぞれ接続される。入口側コネクタは、第1ヘッダタンクに冷媒を流入させる配管が接続される。モジュレータタンクは、第2ヘッダタンクから流出する冷媒を液相冷媒と気相冷媒とに分離して液相冷媒を貯留する。モジュレータタンクは、第1モジュレータタンク(61)と、第2モジュレータタンク(62)と、を有する。第1モジュレータタンクは、チューブの積層方向に延びるように形成されるとともに、第2ヘッダタンクに隣接して配置され、第2ヘッダタンクの内部空間(412b)に連通される。第2モジュレータタンクは、第1モジュレータタンクから第1ヘッダタンクに向かって延びるように形成され、第1モジュレータタンクの内部空間(610)に連通される。入口側コネクタは、冷媒を配管から第1ヘッダタンクに流入させる冷媒流路(500)と、冷媒流路の途中に設けられるベンチュリ部(501)と、第2モジュレータタンクの内部の気相冷媒をベンチュリ部に導入する導入流路(502)と、を有している。凝縮器は、第2モジュレータタンクの鉛直方向上方の部分と入口側コネクタとを接続する配管(70)を更に備える。配管は、導入流路に連通されている。
上記課題を解決する他の凝縮器(10)は、コア部(20)と、第1ヘッダタンク(40)及び第2ヘッダタンク(41)と、入口側コネクタ(50)と、モジュレータタンク(60)と、を備える。コア部は、冷媒が流通する複数のチューブ21の積層構造により構成され、チューブの外側を流れる外部流体との熱交換により冷媒を放熱させる。第1ヘッダタンク及び第2ヘッダタンクは、チューブの積層方向に延びるように形成されるとともに、コア部におけるチューブの長手方向の両端部にそれぞれ接続される。入口側コネクタは、第1ヘッダタンクに冷媒を流入させる配管が接続される。モジュレータタンクは、第2ヘッダタンクから流出する冷媒を液相冷媒と気相冷媒とに分離して液相冷媒を貯留する。モジュレータタンクは、第1モジュレータタンク(61)と、第2モジュレータタンク(62)と、を有する。第1モジュレータタンクは、チューブの積層方向に延びるように形成されるとともに、第2ヘッダタンクに隣接して配置され、第2ヘッダタンクの内部空間(412b)に連通される。第2モジュレータタンクは、第1モジュレータタンクから第1ヘッダタンクに向かって延びるように形成され、第1モジュレータタンクの内部空間(610)に連通される。入口側コネクタは、冷媒を配管から第1ヘッダタンクに流入させる冷媒流路(500)と、冷媒流路の途中に設けられるベンチュリ部(501)と、第2モジュレータタンクの内部の気相冷媒をベンチュリ部に導入する導入流路(502)と、を有している。凝縮器は、第2モジュレータタンク及び入口側コネクタに取り付けられ、第2モジュレータタンクの内部の気相冷媒を導入流路に導くキャップ部材(80,90)を更に備える。
<第1実施形態>
はじめに、図1に示される第1実施形態の凝縮器10について説明する。図1に示される凝縮器10は、車両用の空調装置に適用される蒸気圧縮式の冷凍サイクルを構成する熱交換器である。冷凍サイクルは、圧縮機、凝縮器10、減圧機構、蒸発器等を配管により順次接続した閉回路として構成されている。冷凍サイクルでは、エンジンの動力に基づき駆動するエンジン駆動式の圧縮機が採用されている。なお、圧縮機は、電動モータから伝達される動力により駆動する電動式の圧縮機を採用してもよい。
なお、図1では、コア部20を構成するチューブ21及びフィン22の図示が省略されている。
一対のサイドプレート30,31のうち、上端側プレート30は、コア部20における上端に位置するフィン22に対して接合されている。また、一対のサイドプレート30,31のうち、下端側プレート31は、コア部20における下端に位置するフィン22に対して接合されている。
モジュレータタンク60は、コア部20の凝縮部23から流出する冷媒を液相冷媒と気相冷媒とに分離して、液相冷媒を一次的に貯留する。モジュレータタンク60の内部には、液相冷媒を貯留する内部空間610,620が形成されている。モジュレータタンク60は、冷凍サイクルの負荷変動に合わせて、サイクル内を循環する冷媒の循環量を調整する役割を果たしている。
第1モジュレータタンク61は、チューブ21の積層方向に延びるように形成されるとともに、第2ヘッダタンク41に隣接して配置されている。第1モジュレータタンク61は、筒状に形成されており、液相冷媒を貯留するための内部空間610を有している。第1モジュレータタンク61の内部空間610は、流入管611及び流出管612を介して第2ヘッダタンク41の内部に連通されている。流入管611は、第2ヘッダタンク41の中央の内部空間412bから第1モジュレータタンク61の内部空間610に冷媒を流入させる。流出管612は、第1モジュレータタンク61の内部空間610から第2ヘッダタンク41の下方の内部空間412cに液相冷媒を流出させる。
ベンチュリ部501は、冷媒流路500の途中に形成されている。ベンチュリ部501は、冷媒の流れを絞ることにより流速を増加させるとともに、低速部と比較して低い圧力を発生させる部分である。冷媒流路500におけるベンチュリ部501の上流側の部分では、流速が低下するとともに圧力が増加する。また、冷媒流路500におけるベンチュリ部501の下流側の部分は、徐々に流路断面積を拡大させることにより流速を低下させるとともに圧力を増加させるディフューザとして機能している。
図1に示されるように、出口側コネクタ51は、第1ヘッダタンク40の下方の内部空間402cを構成する部位に形成されている。出口側コネクタ51には、凝縮器10を通過した冷媒を減圧機構に導出する外部配管が接続される。
エンジンの作動時に空調装置の作動スイッチがオンされることにより空調装置の運転が開始されると、エンジンの動力により圧縮機が駆動する。これにより、圧縮機が冷媒を圧縮して吐出する。圧縮機から吐出された高温且つ高圧の気相冷媒は外部配管及び入口側コネクタ50を介して第1ヘッダタンク40の上方の内部空間402aに流入する。
具体的には、第1モジュレータタンク61の内部空間610では、比重の軽い気相冷媒が上方部分に集まり、気相冷媒よりも比重の重い液相冷媒が下方部分に集まって貯留される。また、図2に示されるように、第2モジュレータタンク62の内部空間620でも、同様に、比重の軽い気相冷媒が上方部分に集まり、気相冷媒よりも比重の重い液相冷媒が下方部分に集まって貯留される。その際、仕切り板621は、第1内部空間620aにおいて分離される液相冷媒を溜めつつ、第1内部空間620aから第2内部空間620bへの液相冷媒の流入を抑制する部分として機能する。また、第1内部空間620aの上方部分は、連通路622、第2内部空間620b、貫通孔624、及び導入流路502を通じてベンチュリ部501に連通されている。したがって、第1内部空間620aの上方部分に存在する気相冷媒は、ベンチュリ効果によりベンチュリ部501を流れる冷媒の圧力が低下すると、ベンチュリ部501に吸引される。これにより、モジュレータタンク60の気相冷媒をコア部20に再循環させることが可能となっている。
内部空間412cに流入した液相冷媒は、過冷却部24のチューブ21を通過する際に空気と熱交換して過冷却された後、第1ヘッダタンク40の内部空間402cに流入する。内部空間402cに流入した過冷却度を有する液相冷媒は、出口側コネクタ51を介して減圧機構に流れる。
(1)モジュレータタンク60が第1モジュレータタンク61及び第2モジュレータタンク62に分割されて構成されているため、モジュレータタンク60全体の容量はそのままで、第1モジュレータタンク61及び第2モジュレータタンク62として容量の小さいタンクを用いることができる。したがって、第1モジュレータタンク61及び第2モジュレータタンク62を小型化することができるため、凝縮器10を薄幅化することが可能である。また、第2モジュレータタンク62の内部の気相冷媒を、入口側コネクタ50を介してコア部20に再循環させることができるため、冷媒量を減らすことも可能である。
<第2実施形態>
次に、第2実施形態の凝縮器10について説明する。以下、第1実施形態の凝縮器10との相違点を中心に説明する。
(4)第2モジュレータタンク62の鉛直方向上方の部分に溜まる気相冷媒が配管70及び導入流路502を通じてベンチュリ部501に吸引され易くなる。これにより、気相冷媒のみをコア部20に再循環させ易くなるため、凝縮器10における冷媒の凝縮性能を向上させることができる。
次に、第3実施形態の凝縮器10について説明する。以下、第1実施形態の凝縮器10との相違点を中心に説明する。
図4に示されるように、本実施形態の凝縮器10は、第2モジュレータタンク62の内部に仕切り板621が形成されていない点、並びに第2モジュレータタンク62の先端の外壁部623に貫通孔624が形成されていない点で第1実施形態の凝縮器10と異なる。第2モジュレータタンク62の上壁には、その内部空間620から外部に貫通する貫通孔625が形成されている。入口側コネクタ50の上面には、導入流路502の一端部が開口している。
(5)第2モジュレータタンク62の鉛直方向上方の部分に溜まる気相冷媒がキャップ部材80及び導入流路502を通じてベンチュリ部501に吸引され易くなる。これにより、気相冷媒のみをコア部20に再循環させ易くなるため、凝縮器10における冷媒の凝縮性能を向上させることができる。
次に、第3実施形態の凝縮器10の変形例について説明する。
図5に示されるように、本変形例の入口側コネクタ50の上面は、第2モジュレータタンク62の底面よりも低くなっている。第2モジュレータタンク62の先端は、入口側コネクタ50の上方まで延びている。第2モジュレータタンク62の先端の外壁部623における鉛直方向上方側の部分には、その内部空間620から外部に貫通する貫通孔626が形成されている。
なお、各実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
・ベンチュリ部501の構造は、第2モジュレータタンク62の気相冷媒を吸引することのできる構造であれば、適宜変更可能である。
20:コア部
21:チューブ
40:第1ヘッダタンク
41:第2ヘッダタンク
50:入口側コネクタ
60:モジュレータタンク
61:第1モジュレータタンク
62:第2モジュレータタンク
70:配管
80,90:キャップ部材
412b:内部空間
500:冷媒流路
501:ベンチュリ部
502:導入流路
610:内部空間
620a:第1内部空間
620b:第2内部空間
621:仕切り板
622:連通路
Claims (4)
- 冷媒が流通する複数のチューブ(21)の積層構造により構成され、前記チューブの外側を流れる外部流体との熱交換により冷媒を放熱させるコア部(20)と、
前記チューブの積層方向に延びるように形成されるとともに、前記コア部における前記チューブの長手方向の両端部にそれぞれ接続される第1ヘッダタンク(40)及び第2ヘッダタンク(41)と、
前記第1ヘッダタンクに冷媒を流入させる配管が接続される入口側コネクタ(50)と、
前記第2ヘッダタンクから流出する冷媒を液相冷媒と気相冷媒とに分離して液相冷媒を貯留するモジュレータタンク(60)と、を備え、
前記モジュレータタンクは、
前記チューブの積層方向に延びるように形成されるとともに、前記第2ヘッダタンクに隣接して配置され、前記第2ヘッダタンクの内部空間(412b)に連通される第1モジュレータタンク(61)と、
前記第1モジュレータタンクから前記第1ヘッダタンクに向かって延びるように形成され、前記第1モジュレータタンクの内部空間(610)に連通される第2モジュレータタンク(62)と、を有し、
前記入口側コネクタは、
冷媒を前記配管から前記第1ヘッダタンクに流入させる冷媒流路(500)と、
前記冷媒流路の途中に設けられるベンチュリ部(501)と、
前記第2モジュレータタンクの内部の気相冷媒を前記ベンチュリ部に導入する導入流路(502)と、を有し、
前記第2モジュレータタンクは、
その内部空間を前記チューブの長手方向において第1内部空間(620a)と第2内部空間(620b)とに仕切る仕切り板(621)と、
前記第1内部空間及び前記第2内部空間のそれぞれの鉛直方向上方の部分を連通させる連通路(622)と、を有し、
前記第2内部空間は、
前記導入流路に連通されている
凝縮器。 - 前記仕切り板は、
前記第2モジュレータタンクにおける前記第1モジュレータタンクに接続される端部とは反対側の端部に設けられている
請求項1に記載の凝縮器。 - 冷媒が流通する複数のチューブ(21)の積層構造により構成され、前記チューブの外側を流れる外部流体との熱交換により冷媒を放熱させるコア部(20)と、
前記チューブの積層方向に延びるように形成されるとともに、前記コア部における前記チューブの長手方向の両端部にそれぞれ接続される第1ヘッダタンク(40)及び第2ヘッダタンク(41)と、
前記第1ヘッダタンクに冷媒を流入させる配管が接続される入口側コネクタ(50)と、
前記第2ヘッダタンクから流出する冷媒を液相冷媒と気相冷媒とに分離して液相冷媒を貯留するモジュレータタンク(60)と、を備え、
前記モジュレータタンクは、
前記チューブの積層方向に延びるように形成されるとともに、前記第2ヘッダタンクに隣接して配置され、前記第2ヘッダタンクの内部空間(412b)に連通される第1モジュレータタンク(61)と、
前記第1モジュレータタンクから前記第1ヘッダタンクに向かって延びるように形成され、前記第1モジュレータタンクの内部空間(610)に連通される第2モジュレータタンク(62)と、を有し、
前記入口側コネクタは、
冷媒を前記配管から前記第1ヘッダタンクに流入させる冷媒流路(500)と、
前記冷媒流路の途中に設けられるベンチュリ部(501)と、
前記第2モジュレータタンクの内部の気相冷媒を前記ベンチュリ部に導入する導入流路(502)と、を有し
前記第2モジュレータタンクの鉛直方向上方の部分と前記入口側コネクタとを接続する配管(70)を更に備え、
前記配管は、
前記導入流路に連通されている
凝縮器。 - 冷媒が流通する複数のチューブ(21)の積層構造により構成され、前記チューブの外側を流れる外部流体との熱交換により冷媒を放熱させるコア部(20)と、
前記チューブの積層方向に延びるように形成されるとともに、前記コア部における前記チューブの長手方向の両端部にそれぞれ接続される第1ヘッダタンク(40)及び第2ヘッダタンク(41)と、
前記第1ヘッダタンクに冷媒を流入させる配管が接続される入口側コネクタ(50)と、
前記第2ヘッダタンクから流出する冷媒を液相冷媒と気相冷媒とに分離して液相冷媒を貯留するモジュレータタンク(60)と、を備え、
前記モジュレータタンクは、
前記チューブの積層方向に延びるように形成されるとともに、前記第2ヘッダタンクに隣接して配置され、前記第2ヘッダタンクの内部空間(412b)に連通される第1モジュレータタンク(61)と、
前記第1モジュレータタンクから前記第1ヘッダタンクに向かって延びるように形成され、前記第1モジュレータタンクの内部空間(610)に連通される第2モジュレータタンク(62)と、を有し、
前記入口側コネクタは、
冷媒を前記配管から前記第1ヘッダタンクに流入させる冷媒流路(500)と、
前記冷媒流路の途中に設けられるベンチュリ部(501)と、
前記第2モジュレータタンクの内部の気相冷媒を前記ベンチュリ部に導入する導入流路(502)と、を有し
前記第2モジュレータタンク及び前記入口側コネクタに取り付けられ、前記第2モジュレータタンクの内部の気相冷媒を前記導入流路に導くキャップ部材(80,90)を更に備える
凝縮器。
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