JP7151560B2 - 蓄冷熱交換器 - Google Patents
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Description
第1実施形態に係る蓄冷熱交換器を備えた冷凍サイクル装置の構成を図1に示す。この冷凍サイクル装置は、車両用空調装置を構成する。冷凍サイクル装置1は、圧縮機10、放熱器20、減圧器30、および蒸発器40を有する。これら構成部品は、配管によって環状に接続され、冷媒循環路を構成する。
蓄冷材容器47は、隣接する2つのチューブ45の間に配置されている。蓄冷材容器47は、その両側に配置された2つのチューブ45に熱的に第1凸部47aで結合している。蓄冷材容器47は、熱伝達に優れた接合材によって、隣接する2つのチューブ45に接合されている。接合材としては、ろう材または接着材などの樹脂材料を用いることができる。本例の蓄冷材容器47は、チューブ45にろう付けされている。より詳細には、蓄冷材容器47の外側表面には、第1熱交換部48を構成するチューブ45および第2熱交換部49を構成するチューブ45の双方が接合されている。
第2実施形態に係る蓄冷熱交換器の蓄冷材容器47を図12に示す。本実施形態の蓄冷材容器47は、第1凸部47aを複数備えている。また、複数の第1凸部47aの内周側に複数の第2凸部47bを備えている。したがって、複数の第1凸部47aがチューブ45と接合するので、さらに伝熱性を向上することができる。
第3実施形態に係る蓄冷熱交換器の蓄冷材容器47を図13に示す。図13中の左側から右側に空気が流れるようになっている。本実施形態の蓄冷材容器47は、空気流れ上流側から下流側に跨る第3凸部47dを備えている。第3凸部47dは、チューブ45にろう付けされる。
第4実施形態に係る蓄冷熱交換器の蓄冷材容器47の構成を図14~図15に示す。本実施形態の蓄冷材容器47は、長手方向と直交する方向の中央部に、空気側フィン46側に向かって突出する第5凸部47fを有している。第5凸部47fは、蓄冷材を封入する流路を形成する。第5凸部47fにより、蓄冷材が封入される方向と同じ方向に流入経路ができるため、封入性が向上する。第5凸部47fはチューブ45とろう付されていない。なお、第5凸部47fを空気側フィン46にろう付してもよい。
また、図17に示すように、第5凸部47fの高さを第1凸部47aと同じにしてもよい。これにより、ろう付け前の段積み性を悪化させずに第5凸部47fを設けることができる。
第5実施形態に係る蓄冷熱交換器の蓄冷材容器47の構成を図18に示す。本実施形態の蓄冷熱交換器は、第4凸部47eを有している。第4凸部47eの突出量は、第1凸部47aと同じになっている。第4凸部47eは、第1凸部47aの内周側に配置されている。ただし、第4凸部47eには、第2凸部47bのような貫通孔473は形成されていない。第4凸部47eは、チューブ45にろう付けされている。
第6実施形態に係る蓄冷熱交換器のインナーフィン60の構成を図19に示す。上記第1実施形態のインナーフィン60は、図6に示したように、蓄冷材容器47の長手方向に対して交差する方向に波打つように形成されている。これに対し、本実施形態のインナーフィン60は、図19に示すように、蓄冷材容器47の長手方向と直交する方向に対して交差する方向に波打つように形成されている。
第7実施形態に係る蓄冷熱交換器の蓄冷材容器47の構成を図20に示す。本実施形態の蓄冷材容器47には、第1、第2プレート部材471、472にバーリング加工によって第2凸部47bおよび貫通孔473が形成されている。板厚の薄いプレート部材471、472に第2凸部47bおよび貫通孔473を容易に形成することが可能である。
第8実施形態に係る蓄冷熱交換器の蓄冷材容器47の構成を図21に示す。図に示すように、チューブ45と第1凸部47aの外周壁のなす角度θ1が、チューブ45と第1凸部47aの内周壁のなす角度θ2よりも大きくなっている。
第9実施形態に係る蓄冷熱交換器の蓄冷材容器47の構成を図24に示す。本実施形態の蓄冷材容器47は、10個の第1凸部47aを有している。これらの第1凸部47aのうち、4つの第1凸部47aの内周側に第2凸部47bが形成されており、6つの第1凸部47aの内周側には第2凸部47bが形成されていない。これは、チューブ45とタンクとの接合部近傍で拘束力が強くなっていることで、チューブ45と蓄冷材容器47の長手方向の端部にある第1凸部が接合されにくいため、蓄冷材が漏れるのを防ぐためである。
第10実施形態に係る蓄冷熱交換器について図25~図26を用いて説明する。図26は、図25中のXXVI-XXVI断面図であって蓄冷材容器、チューブおよびインナーフィンを含む断面図である。
第11実施形態に係る蓄冷熱交換器について図28~図29を用いて説明する。図28は、図27中のXXVIII-XXVIII断面図であって、蓄冷材容器47およびチューブ45の一部を含む断面図である。また、図29は、図27中のXXIX-XXIX断面図であって、蓄冷材容器47、チューブ45およびインナーフィン60を含む断面図である。上記第10実施形態では、凸部47aにおける蓄冷材容器の長手方向と直交する内周面に貫通孔474が形成されている。これに対し、本実施形態では、凸部47aにおける蓄冷材容器の長手方向の内壁に貫通孔474が形成されている。このように、凸部47aにおける蓄冷材容器の長手方向の壁面に貫通孔474を形成することもできる。これによって、蓄冷材が封入する方向に貫通孔474が形成されるため、封入性が向上する。
第12実施形態に係る蓄冷熱交換器の蓄冷材容器について図30~図31を用いて説明する。図に示すように、本実施形態の蓄冷熱交換器の蓄冷材容器47は、各プレート部材471、472に対して1つの環状の第1凸部47aが形成されている。また、第1凸部47aの内周側に複数の第2凸部47bが形成されている。なお、第2凸部47bには、貫通孔473が形成されている。
(1)上記各実施形態では、蓄冷材容器47の収容空間に蓄冷材50が充填されるとともに、第1、第2プレート部材471、472と冷媒管45との間に貫通孔473を介して蓄冷材50が充填されるよう構成した。これに対し、蓄冷材容器47の収容空間に蓄冷材50が充填されるとともに、第1プレート部材471と隣接する一方の冷媒管45との間および第2プレート部材472と隣接する他方の冷媒管45との間の少なくとも一方に貫通孔473を介して蓄冷材50が充填されるよう構成してもよい。
上記各実施形態の一部または全部で示された第1の観点によれば、蓄冷熱交換器は、冷媒が流れる冷媒流路を有する複数の冷媒管と、蓄冷材が充填される収容空間を有し、複数の冷媒管の間に配置された蓄冷材容器と、を備えている。また、蓄冷材容器の内部に配置され蓄冷材との伝熱を促進させる伝熱促進部材を備えている。蓄冷材容器は、隣接する一方の冷媒管に対向する第1プレート部材と、隣接する他方の冷媒管に対向する第2プレート部材と、を有している。第1プレート部材の隣接する一方の冷媒管に対向する面と、第2プレート部材の隣接する他方の冷媒管に対向する面の少なくとも一方には、対向する冷媒管側に向かって突出する環状の第1凸部が形成されるとともに、該第1凸部の内周側に、対向する冷媒管側に向かって突出する第2凸部が形成されている。第2凸部の突出量は、第1凸部よりも少なくなっており、第2凸部には、蓄冷材を通すための貫通孔が形成され、第1凸部は、対向する冷媒管と接合され、第2凸部と対向する冷媒管との間には隙間が形成されている。そして、蓄冷材容器の収容空間に蓄冷材が充填されるとともに、第1プレート部材と隣接する一方の冷媒管との間および第2プレート部材と隣接する他方の冷媒管との間の少なくとも一方に貫通孔を介して蓄冷材が充填されている。
40 蒸発器
45 チューブ
46 空気側フィン
47 蓄冷材容器
47a 第1凸部
47b 第2凸部
47c 凹部
473~474 貫通孔
60 インナーフィン
Claims (9)
- 冷媒が流れる冷媒流路を有する複数の冷媒管(45)と、
蓄冷材が充填される収容空間を有し、複数の前記冷媒管の間に配置された蓄冷材容器(47)と、
前記蓄冷材容器の内部に配置され前記蓄冷材との伝熱を促進させる伝熱促進部材(60)と、を備え、
前記蓄冷材容器は、隣接する一方の前記冷媒管に対向する第1プレート部材(471)と、隣接する他方の前記冷媒管に対向する第2プレート部材(472)と、を有し、
前記第1プレート部材の隣接する前記一方の前記冷媒管に対向する面と、前記第2プレート部材の隣接する前記他方の前記冷媒管に対向する面の少なくとも一方には、前記対向する前記冷媒管側に向かって突出する環状の第1凸部(47a)が形成されるとともに、該第1凸部の内周側に、前記対向する前記冷媒管側に向かって突出する第2凸部(47b)が形成され、
前記第2凸部の突出量は、前記第1凸部よりも少なくなっており、前記第2凸部には、前記蓄冷材を通すための貫通孔(473)が形成され、
前記第1凸部は、前記対向する前記冷媒管と接合され、前記第2凸部と前記対向する前記冷媒管との間には隙間が形成されており、
前記蓄冷材容器の前記収容空間に蓄冷材が充填されるとともに、前記第1プレート部材と隣接する前記一方の前記冷媒管との間および前記第2プレート部材と隣接する前記他方の前記冷媒管との間の少なくとも一方に前記貫通孔を介して前記蓄冷材が充填されている蓄冷熱交換器。 - 前記伝熱促進部材は、波型に形成されたインナーフィンであり、
前記第2凸部と該第2凸部と対向する前記冷媒管との距離および前記第2凸部と前記インナーフィンとの前記第2凸部の突出方向の距離は、前記インナーフィンのフィンピッチの半分よりも短くなっている請求項1に記載の蓄冷熱交換器。 - 前記インナーフィンは、前記蓄冷材容器の長手方向に対して交差する方向に波打つように形成されている請求項2に記載の蓄冷熱交換器。
- 前記インナーフィンは、前記蓄冷材容器の長手方向と直交する方向に対して交差する方向に波打つように形成されている請求項2に記載の蓄冷熱交換器。
- 前記第1凸部の内周側に、複数の前記第2凸部が形成されている請求項1ないし4のいずれか1つに記載の蓄冷熱交換器。
- 前記第2凸部の頂部は、平面となっており、
前記貫通孔は、前記第2凸部の頂部に形成されている請求項1ないし5のいずれか1つに記載の蓄冷熱交換器。 - 前記第1凸部と前記冷媒管との接合部の幅は、0.8ミリメートル以上となっている請求項1ないし6のいずれか1つに記載の蓄冷熱交換器。
- 冷媒が流れる冷媒流路を有する複数の冷媒管(45)と、
蓄冷材が充填される収容空間を有し、複数の前記冷媒管の間に配置された蓄冷材容器(30)と、
前記蓄冷材容器の内部に配置された伝熱促進部材(60)と、を備え、
前記蓄冷材容器は、一方の前記冷媒管に対向する第1プレート部材(471)と、他方の前記冷媒管に対向する第2プレート部材(472)と、を有し、
前記第1プレート部材の隣接する前記一方の前記冷媒管に対向する面と、前記第2プレート部材の隣接する前記他方の前記冷媒管に対向する面の少なくとも一方には、前記対向する前記冷媒管側に向かって突出する環状の凸部(47a)が形成され、
前記凸部の内周面側には、前記蓄冷材を通すための貫通孔(474)が形成され、
前記凸部は、前記対向する前記冷媒管と接合され、
前記蓄冷材容器の前記収容空間に蓄冷材が充填されるとともに、前記第1プレート部材と隣接する前記一方の前記冷媒管との間および前記第2プレート部材と隣接する前記他方の前記冷媒管との間の少なくとも一方に前記貫通孔を介して前記蓄冷材が充填されている蓄冷熱交換器。 - 前記冷媒管と前記蓄冷材容器の積層方向に対して直交する方向に空気が流れるようになっており、
複数の前記冷媒管は、少なくとも前記空気の空気流れ上流側と下流側に並んで配置されている請求項1ないし8のいずれか1つに記載の蓄冷熱交換器。
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