WO2017086269A1 - 蓄冷熱交換器 - Google Patents

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WO2017086269A1
WO2017086269A1 PCT/JP2016/083684 JP2016083684W WO2017086269A1 WO 2017086269 A1 WO2017086269 A1 WO 2017086269A1 JP 2016083684 W JP2016083684 W JP 2016083684W WO 2017086269 A1 WO2017086269 A1 WO 2017086269A1
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WO
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refrigerant
cold storage
refrigerant pipe
side plate
storage material
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English (en)
French (fr)
Inventor
優輝 高橋
隆行 大野
Original Assignee
サンデン・オートモーティブクライメイトシステム株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/053—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14—Thermal energy storage

Definitions

  • the present invention relates to a cold storage heat exchanger used as an evaporator of a vehicle air conditioner, for example.
  • regenerator heat exchanger one having a plurality of refrigerant tubes arranged at intervals from each other and a regenerator material container provided between adjacent refrigerant tubes is known. (For example, refer to Patent Document 1).
  • the cold storage heat exchanger is used, for example, as an evaporator of a vehicle air conditioner.
  • the cold storage heat exchanger cools the air supplied to the passenger compartment by evaporating the refrigerant discharged from the compressor driven by the engine and condensed by the condenser, and at the same time, cool storage material stored in the cold storage container It is designed to cool.
  • the cold storage heat exchanger cools the air supplied to the passenger compartment by exchanging heat between the cooled cold storage material and the air supplied to the passenger compartment, even when the compressor is stopped by stopping the engine. Is possible.
  • the cold storage material container has a first side plate facing one refrigerant pipe and a second side plate facing the other refrigerant pipe.
  • the first side plate is formed with a plurality of convex portions protruding from the outer surface at intervals, and the first side plate and the one side plate are joined by brazing the tip of the convex portion to one refrigerant pipe.
  • An air flow path is formed between the refrigerant pipe and the air that exchanges heat with the cold storage material.
  • the second side plate is joined to the other refrigerant pipe by brazing so as to constitute a heat exchanging section for exchanging heat between the refrigerant flowing through the other refrigerant pipe and the cold storage material stored in the cold storage material container.
  • the cold storage heat exchanger is required to improve the heat exchange efficiency between the refrigerant and the cold storage material in the heat exchange section. Therefore, as a cold storage heat exchanger capable of improving the heat exchange efficiency between the refrigerant and the cold storage material in the heat exchange section, a hole is formed in the second side plate of the cold storage material container, and the cold storage material is connected to the refrigerant pipe through the hole. A method of directly contacting the outer surface of the substrate is considered.
  • a cold storage heat exchanger capable of bringing a cold storage material into direct contact with the outer surface of the refrigerant pipe
  • a plurality of convex portions are formed on the second side plate, and a hole is formed at the center of the tip surface of the convex portion.
  • the cold storage material in the cold storage material container is brought into contact with the outer surface of the refrigerant pipe through a hole by joining the front end surface of the section to the outer surface of the refrigerant pipe (for example, Patent Document 2). reference).
  • the second side plate is provided with a plurality of recesses, and a hole is provided in a part of the plurality of recesses,
  • the second side plate is joined to the outer surface of the refrigerant tube so that the cold storage material in the cold storage material container is brought into contact with the outer surface of the refrigerant tube through a hole (for example, see Patent Document 3). ).
  • the portion located between the convex portion and the convex portion becomes a space that does not contain the regenerator material, and thus the capacity of the regenerator material container is reduced.
  • the area of the heat exchange part is also reduced.
  • the area where the cool storage material contacts the outer surface of the refrigerant pipe can be increased by increasing the number of recesses forming the holes. Since the joint portion is located at the center portion of the side plate, it is difficult to find an incomplete joint state of the joint portion even if an airtight test of the cold storage material container is performed.
  • An object of the present invention is to provide a cold storage heat exchanger that can improve the heat exchange efficiency between the refrigerant flowing through the refrigerant pipe and the cold storage material and can easily check the bonding state of the joint. It is in.
  • the present invention has a refrigerant flow path, a plurality of refrigerant pipes arranged at intervals from each other, a space in which a regenerator material is accommodated, and between adjacent refrigerant pipes.
  • a regenerator material container the regenerator material container has a first side plate facing one refrigerant pipe and a second side plate facing the other refrigerant pipe, the first side plate and the first side plate On one side of the two side plates, there are a concave part whose outer surface is formed in a concave shape along the direction in which the refrigerant pipe extends, a joint part joined to the refrigerant pipe over the entire outer periphery of the concave part, and the inside of the regenerator container in the concave part. And a communication hole communicating with the outside.
  • the cold storage material is injected into the space surrounded by the recess and the other refrigerant tube, the injected cold storage material is cooled in direct contact with the refrigerant tube.
  • the junction part of the outer peripheral side of a recessed part is joined to a refrigerant pipe, the joining state with a refrigerant pipe is made
  • the cold storage material injected into the space surrounded by the recess and the other refrigerant pipe can be brought into direct contact with the outer surface of the refrigerant pipe, heat exchange between the cold storage material and the refrigerant flowing through the refrigerant pipe is possible. Efficiency can be improved.
  • the joining state with a refrigerant pipe can be confirmed by the airtight test of the cool storage material container, it is possible to improve the accuracy of finding an incomplete joining state in the product inspection of the cool storage heat exchanger.
  • 1 to 6 show a first embodiment of the present invention.
  • the cold storage heat exchanger of the present invention is applied to a vehicle air conditioner.
  • the vehicle air conditioner includes a refrigerant circuit 1 to which a cold storage heat exchanger 10 of the present invention installed in a passenger compartment A is connected.
  • a compressor 2 driven by an engine for traveling of the vehicle
  • a condenser 3 for condensing the refrigerant discharged from the compressor 2
  • a condenser 3 for condensing the refrigerant discharged from the compressor 2
  • the expansion valve 4 for reducing the pressure of the refrigerant condensed by the is connected.
  • the vehicle air conditioner distributes the air that exchanges heat with the outdoor fan 5 for circulating the air that exchanges heat with the refrigerant that flows through the condenser 3, and the refrigerant that flows through the cold storage heat exchanger 10.
  • Indoor side blower 6. The outdoor blower 5 and the indoor blower 6 are each driven by electric power generated by an alternator provided in the vehicle or by battery power.
  • the cold storage heat exchanger 10 includes an upper header 11 provided at an upper portion, a lower header 12 provided at a lower portion, one end connected to the upper header 11, and the other end a lower header 12.
  • a plurality of refrigerant tubes 13 connected to each other, fins 14 provided between adjacent refrigerant tubes 13, and a regenerator container 20 provided between some adjacent refrigerant tubes 13. .
  • the upper header 11 is made of a metal member such as aluminum, and is formed in a cylindrical shape extending in the horizontal direction.
  • the upper header 11 has an internal space partitioned in the front-rear direction.
  • One space of the upper header 11 is an inflow header portion 11 a into which the refrigerant that has flowed out of the condenser 3 flows.
  • the other space of the upper header 11 is an outflow header portion 11b through which the refrigerant flowing out of the cold storage heat exchanger 10 flows.
  • the inflow header portion 11a is provided with a refrigerant inflow port 11c.
  • the outflow header portion 11b is provided with a refrigerant outlet 11d.
  • the lower header 12 is made of a metal member such as aluminum, and is formed in a cylindrical shape extending in the horizontal direction.
  • the lower header 12 has an internal space partitioned in the front-rear direction. The spaces before and after the lower header 12 are in communication with each other, and the refrigerant flowing into one space flows toward the other space.
  • the refrigerant tube 13 is a hollow member formed into a flat plate shape as shown in FIG. 6 by extruding a metal such as aluminum, for example.
  • the refrigerant pipe 13 is partitioned in the longitudinal direction (width direction) of the flow path cross section, and a plurality of refrigerant flow paths 13a through which the refrigerant flows are formed in the longitudinal direction (width direction) of the flow path cross section.
  • the refrigerant pipes 13 are arranged at a predetermined interval with the flat portions facing each other with respect to the adjacent refrigerant pipes 13.
  • the plurality of refrigerant pipes 13 includes a rear row communicating the inflow header portion 11 a of the upper header 11 and one space of the lower header 12, and the outflow header portion 11 b of the upper header 11 and the other space of the lower header 12. It is arranged in two rows before and after the communicating front row.
  • the refrigerant tubes 13 in the rear row and the refrigerant tubes 13 in the front row are arranged so as to be aligned in the front-rear direction.
  • the fin 14 is a corrugated fin obtained by bending a metal plate such as aluminum into a corrugated shape, and the apex portion of the corrugated shape is joined to the flat portion of the refrigerant pipe 13 by brazing.
  • the cold storage material container 20 is made of a metal member such as aluminum, for example, and the cold storage material such as paraffin is accommodated therein.
  • the regenerator material container 20 is formed such that the vertical dimension is substantially the same as the dimension between the upper header 11 and the lower header 12 and the width dimension is adjacent to each other. 13 and approximately the same dimension as the dimension between the front end of the refrigerant tube 13 in the front row and the rear end of the refrigerant tube 13 in the rear row.
  • an inlet 20 a for injecting the cold storage material into the inside is provided at the upper part of the cold storage material container 20.
  • the cold storage material container 20 includes a first side plate 21 that faces one refrigerant tube 13, a second side plate 22 that faces the other refrigerant tube 13, a first side plate 21, and a second side plate 22. And an inner fin 23 provided between the two.
  • the first side plate 21 includes a flange 21a provided at the outer peripheral portion, a flat surface 21b provided at a portion excluding the flange 21a, and a truncated cone protruding outward from the flat surface 21b. And a plurality of convex portions 21c formed in a shape. The plurality of convex portions 21c are arranged at intervals from the adjacent convex portions 21c. The front end surface of the convex portion 21 c is a joint portion 21 d that is joined to the flat surface of one refrigerant tube 13 by brazing.
  • the second side plate 22 includes a flange 22a provided at the outer peripheral portion, a flat surface 22b provided at a portion excluding the flange 22a, and a front and rear formed in a concave shape on the flat surface 22b.
  • the second side plate 22 is formed integrally with the first side plate 21 by joining the flange 22a to the flange 21a of the first side plate 21 by brazing.
  • the pair of concave portions 22c are formed in a concave shape along the direction in which the refrigerant pipe 13 extends at positions facing the other refrigerant pipes 13 arranged in the front-rear direction.
  • 22 d of communicating holes which connect the inner side and the outer side of the cool storage material container 20 are provided in the up-and-down both ends side of each of a pair of recessed part 22c.
  • FIG. 5 and 6 indicate the flow direction of the air that exchanges heat with the refrigerant that flows through the refrigerant pipe 13, and the front-rear direction of the joint 22 e located on the most upstream side in the air flow direction.
  • the dimension W1 is formed larger than the dimension W2 in the front-rear direction of the other joint 22e in order to improve the corrosion resistance.
  • the inner fin 23 is a corrugated fin obtained by bending a plate-like member into a waveform, and the waveform is continuous in the vertical direction (the direction in which the refrigerant pipe 13 extends).
  • the vertex part of a waveform is joined to the inner surface of the 1st side board 21 and the 2nd side board 22 by brazing.
  • the interior of the vehicle compartment A is cooled by driving the compressor 2 and the outdoor blower 5 and the indoor blower 6.
  • the outdoor blower 5 may be stopped because the traveling wind can be used as air that exchanges heat with the refrigerant flowing through the condenser 3.
  • the refrigerant discharged from the compressor 2 circulates through the condenser 3 to dissipate heat, and then circulates through the cold storage heat exchanger 10 via the expansion valve 4 to absorb heat and compress the compressor 2. Inhaled.
  • the refrigerant flows from the refrigerant inlet 11 c into the inflow header portion 11 a of the upper header 11, and then flows downward through the refrigerant pipe 13 in the rear row to one of the lower headers 12. Flows into the space.
  • the refrigerant flowing into one space of the lower header 12 flows into the other space of the lower header 12, then flows upward through the refrigerant pipe 13 in the front row and flows into the outflow header portion 11 b of the upper header 11. And flows out from the refrigerant outlet 11d.
  • air passing between the refrigerant pipe 13 and the refrigerant pipe 13 is cooled by contact with the refrigerant pipe 13 and the fin 14 by the refrigerant that absorbs heat, and is joined to the other refrigerant pipe 13.
  • the cool storage material accommodated inside the stored cool storage material container 20 is cooled.
  • the cool storage material in the cool storage material container 20 is cooled by exchanging heat with the coolant through the coolant pipe 13 and the joint portions 21d and 22e. Further, the regenerator material positioned in the space 22f is cooled by exchanging heat with the refrigerant only through the refrigerant pipe 13.
  • the joining state by brazing of the second side plate 22 of the cool storage material container 20 and the other refrigerant pipe 13 can be confirmed by an airtight test of the cool storage material container 20. That is, since the interior of the regenerator container 20 and the space 22f are in communication, the state in which the brazing between the second side plate 22 and the other refrigerant pipe 13 is incomplete is the liquid (cold accumulator) filled in the regenerator container 20. It can be discovered by leaking material.
  • the second side plate 22 has the concave portion 22c whose outer surface is formed in a concave shape along the direction in which the refrigerant pipe 13 extends, and the outer peripheral side of the concave portion 22c.
  • a joint portion 22e joined to the other refrigerant tube 13 over the entire circumference and a communication hole 22d communicating the inside and the outside of the cold storage material container 20 in the recess 22c are formed.
  • regenerator material injected into the space 22f surrounded by the recess 22c of the second side plate 22 and the other refrigerant tube 13 can be brought into direct contact with the outer surface of the other refrigerant tube 13, so that the regenerator material and the refrigerant tube
  • tube 13 can be confirmed by the airtight test of the cool storage material container 20, the incomplete joining state in the product inspection of the cool storage heat exchanger 10 is discovered. The accuracy can be improved.
  • first side plate 21 is formed with a plurality of convex portions 21c protruding from the outer surface at an interval from each other, and the convex portion 21c is joined to one refrigerant pipe 13 at the tip end surface, and the first side plate 21 and one side Between the refrigerant pipes 13 is formed an air passage 21e through which air for heat exchange with the cold storage material flows.
  • heat exchange is performed between the cold storage material and the air supplied into the vehicle compartment A via the first side plate 21, and heat exchange is performed between the cold storage material and the refrigerant flowing through the other refrigerant pipe 13 via the second side plate 22. Therefore, it is possible to reliably cool the air supplied to the passenger compartment A with the cool storage material and cool the cool storage material with the refrigerant.
  • the communication hole 22d is provided on both ends of the recess 22c in the direction in which the refrigerant pipe 13 extends.
  • one communication hole 22d functions as an air vent, so that the regenerator material can surely flow into the space 22f, so that the refrigerant pipe in the space 22f
  • a plate-like inner fin 23 is provided inside the cold storage material container 20.
  • the inner fins 23 are formed in a waveform continuous in the direction in which the refrigerant pipe 13 extends by bending the plate-like member.
  • the strength of the regenerator material container 20 can be increased, and due to a change in pressure in the regenerator material container 20. It becomes possible to prevent the cold storage material container 20 from being deformed.
  • FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention.
  • symbol is attached
  • the cool storage material container 20 of the cool storage heat exchanger 10 of the present embodiment includes a partition portion 22g that is provided in the center portion in the front-rear direction of the space 22f and partitions the space 22f in the front-rear direction across the vertical direction.
  • the partition portion 22g is integrally formed on one side of the refrigerant pipe 13 and the second side plate 22, and when the second side plate 22 is joined to the refrigerant pipe 13 by brazing, the refrigerant pipe 13 and the second side plate are formed. 22 is joined to the other side.
  • the second side plate 22 and the other refrigerant pipe 13 are connected to each other in the vertical direction by the partition portion 22g at the center in the front-rear direction in the space 22f.
  • the shape of the space 22f is maintained with respect to the pressure change in the material container 20. Thereby, it becomes possible to enlarge the dimension of the space 22f in the front-rear direction, and it is possible to further improve the heat exchange efficiency between the cold storage material and the refrigerant flowing through the refrigerant pipe 13.
  • FIG. 8 shows a third embodiment of the present invention.
  • symbol is attached
  • the waveform of the inner fin 24 is continuous in the front-rear direction (longitudinal direction of the flow path cross section).
  • the height dimension of the inner fin 24 is substantially the same as the dimension between the inside of the flat surface 21 b of the first side plate 21 and the inside of the flat surface 22 b of the second side plate 22.
  • the peak part of a waveform is joined to the inner surface of the 1st side board 21 and the 2nd side board 22 by brazing.
  • the heat exchange between the cold storage material and the refrigerant in the cold storage material container 20 and the heat exchange between the cold storage material and the air are promoted similarly to the first embodiment. It becomes possible.
  • FIG. 9 shows a fourth embodiment of the present invention.
  • symbol is attached
  • the regenerator container 20 of the regenerator heat exchanger 10 is configured such that the inner fins 25 are continuous in the front-rear direction (longitudinal direction of the channel cross-section), and each apex of the corrugation extends in the front-rear direction. It is the height dimension joined to the inner surface of 22. That is, the height of the corrugated apex located in the recess 22c of the second side plate 22 is formed to be greater than the height of the corrugated apex located on the flat surface 22b.
  • the heat exchange between the cold storage material and the refrigerant in the cold storage material container 20 and the heat exchange between the cold storage material and the air are promoted similarly to the third embodiment. It becomes possible.
  • the inner fins 25 are joined to the inner surface of the second side plate 22, it is possible to further promote the heat exchange between the cold storage material and the refrigerant in the cold storage material container 20. Moreover, since the peak part of the waveform of the inner fin 23 is uniformly bonded to the entire surface of the second side plate 22, the strength of the regenerator container 20 can be increased, and the pressure change in the regenerator container 20 can be increased. It becomes possible to prevent the cold storage material container 20 from being deformed.
  • the present invention is applied to a vehicle air conditioner.
  • the present invention is not limited to this, and the present invention is a cooling device capable of continuing a cooling operation with the compressor stopped. It is possible to apply.
  • the inner fins 23, 24, and 25 of the above-described embodiment can appropriately select the plate thickness and the waveform interval of the members that constitute the inner fins 23, 24, and 25, and the required cold storage container 20 It is possible to exhibit the strength and heat transfer performance.
  • the pair of communication holes 22d are formed on both sides in the vertical direction of the recess 22c of the second side plate 22.
  • one or more communication holes may be formed in the recess. .
  • the partitioning portion 22g is also arranged at the portion where the communication hole 22d is located.
  • the portion other than the communication hole 22d of the space 22f may be arranged to partition in the front-rear direction.
  • the partition part 22g may be provided over the up-down direction of the space 22f, and you may make it provide a communicating hole in the front and back both sides of the space partitioned by the partition part 22g.

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Abstract

冷媒管を流通する冷媒と蓄冷材との熱交換効率を向上させるとともに、接合部の接合状態の確認を容易に行うことのできる蓄冷熱交換器を提供する。　第２側板２２には、冷媒管１３の延びる方向に沿って外面が凹状に形成された凹部２２ｃと、凹部２２ｃの外周側の全周にわたって他方の冷媒管１３に接合される接合部２２ｅと、凹部２２ｃにおいて蓄冷材容器２０の内側と外側とを連通する連通孔２２ｄと、が形成されている。

Description

蓄冷熱交換器
　本発明は、例えば、車両用空気調和装置の蒸発器として用いられる蓄冷熱交換器に関するものである。
　従来、この種の蓄冷熱交換器としては、互いに間隔をおいて配置された複数の冷媒管と、隣り合う冷媒管の間に設けられた蓄冷材容器と、を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
　蓄冷熱交換器は、例えば、車両用空気調和装置の蒸発器として用いられるものである。蓄冷熱交換器は、エンジンで駆動する圧縮機から吐出されて凝縮器で凝縮した冷媒を蒸発させることで、車室内に供給する空気を冷却すると同時に、蓄冷材容器内に収容された蓄冷材を冷却するようになっている。蓄冷熱交換器は、エンジンを停止させて圧縮機が停止した状態においても、冷却された蓄冷材と車室内に供給する空気とを熱交換させることで、車室内に供給する空気を冷却することが可能となっている。
　前記蓄冷材容器は、一方の冷媒管に対向する第１側板と、他方の冷媒管に対向する第２側板と、を有している。第１側板には、互いに間隔をおいて外面から突出する複数の凸部が形成されており、凸部の先端部を一方の冷媒管にロウ付けによって接合することで、第１側板と一方の冷媒管との間に蓄冷材と熱交換する空気が流通する空気流路が形成される。また、第２側板には、他方の冷媒管にロウ付けによって接合することで、他方の冷媒管を流通する冷媒と蓄冷材容器に収容された蓄冷材とを熱交換する熱交換部が構成される。
　前記蓄冷熱交換器では、熱交換部における冷媒と蓄冷材との熱交換効率の向上が求められている。そこで、熱交換部における冷媒と蓄冷材との熱交換効率を向上させることが可能な蓄冷熱交換器として、蓄冷材容器の第２側板に孔を形成し、孔を介して蓄冷材を冷媒管の外面に直接接触させる方法が考えられている。
　蓄冷材を冷媒管の外面に直接接触させることが可能な蓄冷熱交換器としては、第２側板に複数の凸部を形成するとともに、凸部の先端面の中央部に孔を形成し、凸部の先端面を冷媒管の外面に接合することで、蓄冷材容器内の蓄冷材を、孔を介して冷媒管の外面に接触させるようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
　また、蓄冷材を冷媒管の外面に直接接触させることが可能な他の蓄冷熱交換器としては、第２側板に複数の凹部を設けるとともに、複数の凹部のうちの一部に孔を設け、第２側板を冷媒管の外面に接合することで、蓄冷材容器内の蓄冷材を、孔を介して冷媒管の外面に接触させるようにしたものが知られている（例えば、特許文献３参照）。
特開２０１３－１７３３９３号公報 特開２０１３－２２８２０６号公報 特開２０１４－０３５０９９号公報
　しかし、凸部の先端部に孔を設けた蓄冷熱交換器では、凸部と凸部の間に位置する部分が、蓄冷材が収容されない空間となるため、蓄冷材容器の容量が小さくなるとともに、熱交換部の面積も小さくなる。
　また、凹部に孔を設けた蓄冷熱交換器では、孔を形成する凹部の数を多くすることによって、冷媒管の外面に対して蓄冷材が接触する面積を大きくすることはできるが、第２側板の中央部分に接合部が位置することになるため、蓄冷材容器の気密試験を行ったとしても接合部の不完全な接合状態の発見が困難である。
　本発明の目的とするところは、冷媒管を流通する冷媒と蓄冷材との熱交換効率を向上させるとともに、接合部の接合状態の確認を容易に行うことのできる蓄冷熱交換器を提供することにある。
　本発明は、前記目的を達成するために、冷媒流路を有し、互いに間隔をおいて配置された複数の冷媒管と、蓄冷材が収容される空間を有し、隣り合う冷媒管の間に設けられた蓄冷材容器と、を備え、蓄冷材容器は、一方の冷媒管に対向する第１側板と、他方の冷媒管に対向する第２側板と、を有し、第１側板及び第２側板の一方には、冷媒管の延びる方向に沿って外面が凹状に形成された凹部と、凹部の外周側の全周にわたって冷媒管に接合される接合部と、凹部において蓄冷材容器の内側と外側とを連通する連通孔と、が形成されている。
　これにより、凹部と他方の冷媒管によって囲まれた空間に蓄冷材が注入されることから、注入された蓄冷材が直接冷媒管に接触した状態で冷却される。また、凹部の外周側の接合部が冷媒管に接合されることから、蓄冷材容器の気密試験によって冷媒管との接合状態の確認がなされる。
　本発明によれば、凹部と他方の冷媒管によって囲まれた空間に注入された蓄冷材を直接冷媒管の外面に接触させることができるので、蓄冷材と冷媒管を流通する冷媒との熱交換効率を向上させることが可能となる。また、蓄冷材容器の気密試験によって冷媒管との接合状態の確認を行うことができるので、蓄冷熱交換器の製品検査における不完全な接合状態を発見する精度を向上させることが可能となる。
本発明の第１実施形態を示す車両用空気調和装置の概略構成図である。 蓄冷熱交換器の全体斜視図である。 蓄冷材容器の全体斜視図である。 蓄冷材容器の分解斜視図である。 蓄冷材容器を第２側板側から見た図である。 蓄冷材容器の要部断面図である。 本発明の第２実施形態を示す蓄冷材容器の要部断面図である。 本発明の第３実施形態を示す蓄冷材容器の要部断面図である。 本発明の第４実施形態を示す蓄冷材容器の要部断面図である。
　図１乃至図６は、本発明の第１実施形態を示すものである。
　本発明の蓄冷熱交換器は、車両用空気調和装置に適用されるものである。この車両用空気調和装置は、図１に示すように、車室Ａ内に設置される本発明の蓄冷熱交換器１０が接続された冷媒回路１を備えている。冷媒回路１には、蓄冷熱交換器１０の他に、車両の走行用のエンジンによって駆動する圧縮機２と、圧縮機２から吐出された冷媒を凝縮するための凝縮器３と、凝縮器３によって凝縮された冷媒を減圧するための膨張弁４と、が接続されている。また、車両用空気調和装置は、凝縮器３を流通する冷媒と熱交換する空気を流通させるための室外側送風機５と、蓄冷熱交換器１０を流通する冷媒と熱交換する空気を流通させるための室内側送風機６と、を備えている。室外側送風機５及び室内側送風機６は、それぞれ車両に設けられたオルタネータで発電された電力またはバッテリの電力によって駆動する。
　蓄冷熱交換器１０は、図２に示すように、上部に設けられた上側ヘッダ１１と、下部に設けられた下側ヘッダ１２と、一端が上側ヘッダ１１に接続され他端が下側ヘッダ１２に接続された複数の冷媒管１３と、隣り合う冷媒管１３の間に設けられたフィン１４と、一部の隣り合う冷媒管１３の間に設けられた蓄冷材容器２０と、を備えている。
　上側ヘッダ１１は、例えばアルミニウム等の金属製の部材からなり、水平方向に延びる筒状に形成されている。上側ヘッダ１１は、内部の空間が前後に仕切られている。上側ヘッダ１１の一方の空間は、凝縮器３から流出した冷媒が流入する流入ヘッダ部１１ａである。上側ヘッダ１１の他方の空間は、蓄冷熱交換器１０から流出する冷媒が流通する流出ヘッダ部１１ｂである。流入ヘッダ部１１ａには、冷媒流入口１１ｃが設けられている。また、流出ヘッダ部１１ｂには、冷媒流出口１１ｄが設けられている。
　下側ヘッダ１２は、例えばアルミニウム等の金属製の部材からなり、水平方向に延びる筒状に形成されている。下側ヘッダ１２は、内部の空間が前後に仕切られている。下側ヘッダ１２の前後の空間は、互いに連通しており、一方の空間に流入した冷媒が他方の空間に向かって流通する。
　冷媒管１３は、例えばアルミニウム等の金属を押出成型によって、図６に示すように、平板状に形成した中空の部材である。冷媒管１３は、内部が流路断面の長手方向（幅方向）に仕切られており、冷媒が流通する冷媒流路１３ａが流路断面の長手方向（幅方向）に複数形成されている。
　冷媒管１３は、隣り合う冷媒管１３に対して平坦部同士を対向させて、互いに所定の間隔をおいて配置されている。複数の冷媒管１３は、上側ヘッダ１１の流入ヘッダ部１１ａと下側ヘッダ１２の一方の空間とを連通する後列と、上側ヘッダ１１の流出ヘッダ部１１ｂと下側ヘッダ１２の他方の空間とを連通する前列と、の前後２列に配置されている。後列の各冷媒管１３と前列の各冷媒管１３は、互いに前後方向に並ぶように配置されている。
　フィン１４は、例えばアルミニウム等の金属板を波形に屈曲したコルゲートフィンであり、波形の頂点部分が冷媒管１３の平坦部にロウ付けによって接合される。
　蓄冷材容器２０は、例えばアルミニウム等の金属製の部材からなり、内部にパラフィン等の蓄冷材が収容されるようになっている。蓄冷材容器２０は、図２または図６に示すように、上下方向の寸法が上側ヘッダ１１と下側ヘッダ１２の間の寸法と略同一に形成され、幅方向の寸法が互いに隣り合う冷媒管１３の間の寸法と略同一に形成され、前後方向の寸法が前列の冷媒管１３の前端部と後列の冷媒管１３の後端部との間寸法と略同一に形成されている。蓄冷材容器２０の上部には、図３及び図５に示すように、蓄冷材を内部に注入するための注入口２０ａが設けられている。
　蓄冷材容器２０は、図６に示すように、一方の冷媒管１３に対向する第１側板２１と、他方の冷媒管１３に対向する第２側板２２と、第１側板２１と第２側板２２との間に設けられたインナーフィン２３と、を有している。
　第１側板２１は、図４及び図６に示すように、外周部に設けられたフランジ２１ａと、フランジ２１ａを除く部分に設けられた平坦面２１ｂと、平坦面２１ｂから外側に突出する円錐台形状に形成された複数の凸部２１ｃと、を有している。複数の凸部２１ｃは、それぞれ隣り合う凸部２１ｃと間隔をおいて配置されている。凸部２１ｃの先端面は、一方の冷媒管１３の平坦面に対してロウ付けによって接合される接合部２１ｄとなる。
　第１側板２１の接合部２１ｄが一方の冷媒管１３の平坦部に接合された状態において、第１側板２１と一方の冷媒管１３との間には、図６に示すように、蓄冷材と熱交換する空気が流通する空気流路２１ｅが形成される。
　第２側板２２は、図５及び図６に示すように、外周部に設けられたフランジ２２ａと、フランジ２２ａを除く部分に設けられた平坦面２２ｂと、平坦面２２ｂに凹状に形成された前後一対の凹部２２ｃと、を有している。第２側板２２は、フランジ２２ａを第１側板２１のフランジ２１ａに対してロウ付けによって接合することにより、第１側板２１と一体に形成される。
　一対の凹部２２ｃは、それぞれ前後に並ぶ他方の冷媒管１３のそれぞれに対向する位置において、冷媒管１３の延びる方向に沿って凹状に形成されている。また、一対の凹部２２ｃのそれぞれの上下両端側には、蓄冷材容器２０の内側と外側とを連通する連通孔２２ｄが設けられている。
　平坦面２２ｂのうち、一対の凹部２２ｃの外周側に位置する部分は、他方の冷媒管１３の平坦部に対して接合される接合部２２ｅとなる。また、図５及び図６において、白抜きの矢印は、冷媒管１３を流通する冷媒と熱交換する空気の流通方向を示し、空気の流通方向の最も上流側に位置する接合部２２ｅの前後方向の寸法Ｗ１は、耐食性を向上させるために、他の接合部２２ｅの前後方向の寸法Ｗ２よりも大きく形成されている。
　第２側板２２の接合部２２ｅが他方の冷媒管１３の平坦部に接合された状態において、第２側板２２の凹部２２ｃと他方の冷媒管１３との間には、図６に示すように、蓄冷材容器２０の内部と連通する空間２２ｆが形成される。蓄冷材容器２０に注入された蓄冷材は、空間２２ｆに流入し、冷媒管１３の外面に直接接触する。
　インナーフィン２３は、板状部材を波形に屈曲したコルゲートフィンであり、波形が上下方向（冷媒管１３の延びる方向）に連続している。インナーフィン２３は、波形の頂点部分が第１側板２１及び第２側板２２の内面にロウ付けによって接合される。
　以上のように構成された車両用空気調和装置では、圧縮機２を駆動させると共に室外側送風機５及び室内側送風機６を駆動させることで、車室Ａ内の冷房を行う。ここで、車両の走行時においては、走行風が凝縮器３を流通する冷媒と熱交換する空気として利用可能であるため、室外側送風機５を停止してもよい。
　このとき、冷媒回路１において、圧縮機２から吐出された冷媒は、凝縮器３を流通して放熱した後、膨張弁４を介して蓄冷熱交換器１０を流通して吸熱して圧縮機２に吸入される。
　また、蓄冷熱交換器１０において、冷媒は、冷媒流入口１１ｃから上側ヘッダ１１の流入ヘッダ部１１ａに流入した後、後列の冷媒管１３を下方に向かって流通して下側ヘッダ１２の一方の空間に流入する。下側ヘッダ１２の一方の空間に流入した冷媒は、下側ヘッダ１２の他方の空間に流入した後、前列の冷媒管１３を上方に向かって流通して上側ヘッダ１１の流出ヘッダ部１１ｂに流入し、冷媒流出口１１ｄから流出する。
　蓄冷熱交換器１０では、吸熱する冷媒によって、冷媒管１３と冷媒管１３との間を通過する空気が冷媒管１３やフィン１４に接触することで冷却されるとともに、他方の冷媒管１３に接合された蓄冷材容器２０の内部に収容された蓄冷材が冷却される。
　このとき、蓄冷材容器２０内の蓄冷材は、冷媒管１３及び接合部２１ｄ，２２ｅを介して冷媒と熱交換して冷却される。また、空間２２ｆに位置する蓄冷材は、冷媒管１３のみを介して冷媒と熱交換して冷却される。
　この車両用空気調和装置では、アイドリングストップ機能等によってエンジンを停止した場合に、室内側送風機６によって流通する空気が、蓄冷材容器２０の第１側板２１と一方の冷媒管１３との間に形成された空気流路２１ｅを流通することで、蓄冷材容器２０に収容された蓄冷材と熱交換して冷却されるため、車室Ａ内の冷房の継続が可能である。
　また、蓄冷材容器２０の第２側板２２と他方の冷媒管１３とのロウ付けによる接合状態は、蓄冷材容器２０の気密試験によって確認することができる。即ち、蓄冷材容器２０の内部と空間２２ｆは連通しているため、第２側板２２と他方の冷媒管１３とのロウ付けが不完全である状態は、蓄冷材容器２０に充填した液体（蓄冷材）が漏洩することで発見することができる。
　このように、本実施形態の蓄冷熱交換器１０によれば、第２側板２２には、冷媒管１３の延びる方向に沿って外面が凹状に形成された凹部２２ｃと、凹部２２ｃの外周側の全周にわたって他方の冷媒管１３に接合される接合部２２ｅと、凹部２２ｃにおいて蓄冷材容器２０の内側と外側とを連通する連通孔２２ｄと、が形成されている。
　これにより、第２側板２２の凹部２２ｃと他方の冷媒管１３によって囲まれた空間２２ｆに注入された蓄冷材を直接他方の冷媒管１３の外面に接触させることができるので、蓄冷材と冷媒管１３を流通する冷媒との熱交換効率を向上させることが可能となる。また、蓄冷材容器２０の気密試験によって第２側板２２と他方の冷媒管１３との接合状態の確認を行うことができるので、蓄冷熱交換器１０の製品検査における不完全な接合状態を発見する精度を向上させることが可能となる。
　また、第１側板２１には、互いに間隔をおいて外面から突出する複数の凸部２１ｃが形成され、凸部２１ｃは、先端面が一方の冷媒管１３に接合され、第１側板２１と一方の冷媒管１３との間には、蓄冷材と熱交換する空気が流通する空気流路２１ｅが形成されている。
　これにより、第１側板２１を介して蓄冷材と車室Ａ内に供給する空気とを熱交換させ、第２側板２２を介して蓄冷材と他方の冷媒管１３を流通する冷媒とを熱交換させることが可能となるので、蓄冷材による車室Ａ内に供給する空気の冷却、及び、冷媒による蓄冷材の冷却を、それぞれ確実に行うことが可能となる。
　また、連通孔２２ｄは、冷媒管１３の延びる方向における凹部２２ｃの両端側に設けられている。
　これにより、蓄冷材容器２０内に蓄冷材を注入する際に、一方の連通孔２２ｄがエア抜きとして機能するため、空間２２ｆに蓄冷材を確実に流入させることができるので、空間２２ｆにおける冷媒管１３を流通する冷媒との熱交換効率をより向上させることが可能となる。
　また、蓄冷材容器２０の内部には、板状のインナーフィン２３が設けられている。
　これにより、蓄冷材容器２０内の蓄冷材と冷媒との熱交換及び蓄冷材と空気との熱交換を、それぞれ促進することが可能となる。
　また、インナーフィン２３は、板状部材を屈曲することによって、冷媒管１３の延びる方向に連続する波形に形成されている。
　これにより、インナーフィン２３の波形の頂点部分が蓄冷材容器２０内の全体に均一に接合されるため、蓄冷材容器２０の強度を大きくすることができ、蓄冷材容器２０内の圧力の変化による蓄冷材容器２０の変形を防止することが可能となる。
　 図７は、本発明の第２実施形態を示すものである。尚、前記実施形態と同様の構成部分には同一の符号を付して示す。
　本実施形態の蓄冷熱交換器１０の蓄冷材容器２０は、空間２２ｆの前後方向中央部に設けられ空間２２ｆを上下方向にわたって前後方向に仕切る仕切部２２ｇを有している。仕切部２２ｇは、冷媒管１３及び第２側板２２の一方側に一体に形成されており、冷媒管１３に対して第２側板２２をロウ付けによって接合する際に、冷媒管１３及び第２側板２２の他方側に接合される。
　以上のように構成された蓄冷熱交換器１０では、空間２２ｆ内の前後方向中央部において、第２側板２２と他方の冷媒管１３とが仕切部２２ｇによって上下方向にわたって連結されているため、蓄冷材容器２０内の圧力の変化に対して空間２２ｆの形状が保持される。これにより、空間２２ｆの前後方向の寸法を大きくすることが可能となり、蓄冷材と冷媒管１３を流通する冷媒との熱交換効率をより向上させることが可能となる。
　図８は、本発明の第３実施形態を示すものである。尚、前記実施形態と同様の構成部分には同一の符号を付して示す。
　本実施形態の蓄冷熱交換器１０の蓄冷材容器２０は、インナーフィン２４の波形が前後方向（流路断面の長手方向）に連続している。インナーフィン２４の高さ寸法は、第１側板２１の平坦面２１ｂの内側と第２側板２２の平坦面２２ｂの内側との間の寸法と略同一である。インナーフィン２４は、波形の頂点部分が第１側板２１及び第２側板２２の内面にロウ付けによって接合される。
　以上のように構成された蓄冷熱交換器１０では、第１実施形態と同様に、蓄冷材容器２０内の蓄冷材と冷媒との熱交換及び蓄冷材と空気との熱交換を、それぞれ促進することが可能となる。
　図９は、本発明の第４実施形態を示すものである。尚、前記実施形態と同様の構成部分には同一の符号を付して示す。
　本実施形態の蓄冷熱交換器１０の蓄冷材容器２０は、インナーフィン２５が、波形が前後方向（流路断面の長手方向）に連続するとともに、波形の各頂点部分が前後方向にわたって第２側板２２の内面に接合される高さ寸法となっている。即ち、第２側板２２の凹部２２ｃに位置する波形の頂点部分は、平坦面２２ｂに位置する波形の頂点部分の高さ寸法よりも高さ寸法が大きく形成されている。
　以上のように構成された蓄冷熱交換器１０では、第３実施形態と同様に、蓄冷材容器２０内の蓄冷材と冷媒との熱交換及び蓄冷材と空気との熱交換を、それぞれ促進することが可能となる。
　また、インナーフィン２５の全ての頂点部分が、第２側板２２の内面に接合させることになるため、蓄冷材容器２０内の蓄冷材と冷媒との熱交換を一層促進することが可能となる。また、インナーフィン２３の波形の頂点部分が第２側板２２の全面に均一に接合されることになるため、蓄冷材容器２０の強度を大きくすることができ、蓄冷材容器２０内の圧力の変化による蓄冷材容器２０の変形を防止することが可能となる。
　尚、前記実施形態では、本発明を車両用空気調和装置に適用したものを示したが、これに限られるものではなく、圧縮機を停止した状態で冷却運転を継続可能な冷却装置に本発明を適用することが可能である。
　また、前記実施形態のインナーフィン２３，２４，２５は、インナーフィン２３，２４，２５を構成する部材の板厚や波形の間隔を適宜選択することが可能であり、要求される蓄冷材容器２０の強度や熱伝達の性能を発揮することが可能である。
　また、前記実施形態では、第２側板２２の凹部２２ｃの上下方向両側に一対の連通孔２２ｄを形成したものを示したが、１または３以上の連通孔を凹部に形成するようにしてもよい。また、各連通孔の開口面積についても適宜選択することが可能であり、要求される蓄冷材容器２０の強度や熱伝達の性能を発揮することが可能である。
　また、前記第２実施形態では、仕切部２２ｇを、連通孔２２ｄが位置する部分にも配置しているが、空間２２ｆの連通孔２２ｄ以外の部分を前後方向に仕切るように配置してもよい。また、空間２２ｆの上下方向にわたって仕切部２２ｇを設け、仕切部２２ｇによって仕切られた空間の前後両側に連通孔を設けるようにしてもよい。
　１０…蓄冷熱交換器、１３…冷媒管、２０…蓄冷材容器、２１…第１側板、２１ｃ…凸部、２２…第２側板、２２ｃ…凹部、２２ｄ…連通孔、２２ｅ…接合部、２２ｆ…空間、２２ｇ…仕切部、２３，２４，２５…インナーフィン。

Claims (7)

  1. 　冷媒流路を有し、互いに間隔をおいて配置された複数の冷媒管と、
    　蓄冷材が収容される空間を有し、隣り合う冷媒管の間に設けられた蓄冷材容器と、を備え、
    　蓄冷材容器は、一方の冷媒管に対向する第１側板と、他方の冷媒管に対向する第２側板と、を有し、
    　第１側板及び第２側板の一方には、冷媒管の延びる方向に沿って外面が凹状に形成された凹部と、凹部の外周側の全周にわたって冷媒管に接合される接合部と、凹部において蓄冷材容器の内側と外側とを連通する連通孔と、が形成されている
    　ことを特徴とする蓄冷熱交換器。
  2. 　第１側板及び第２側板の他方には、互いに間隔をおいて外面から突出する複数の凸部が形成され、
    　凸部は、先端部が冷媒管に接合され、
    　第１側板及び第２側板の他方と冷媒管との間には、蓄冷材と熱交換する空気が流通する空気流路が形成されている
    　ことを特徴とする請求項１に記載の蓄冷熱交換器。
  3. 　連通孔は、冷媒管の延びる方向における凹部の両端側に設けられている
    　ことを特徴とする請求項１または２に記載の蓄冷熱交換器。
  4. 　凹部と冷媒管との間の空間を、冷媒管の延びる方向にわたって冷媒管の延びる方向と直交する方向に仕切る仕切部を備えた
    　ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の蓄冷熱交換器。
  5. 　蓄冷材容器の内部には、インナーフィンが設けられている
    　ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の蓄冷熱交換器。
  6. 　インナーフィンは、板状部材を屈曲することによって、冷媒管の延びる方向に連続する波形に形成されている
    　ことを特徴とする請求項５に記載の蓄冷熱交換器。
  7. 　インナーフィンは、板状部材を屈曲することによって、冷媒管の延びる方向と直交する方向に連続する波形に形成されている
    　ことを特徴とする請求項５に記載の蓄冷熱交換器。
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