JP2001133077A - レシーバタンク付き熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型軽量化を図りつつ、高い冷凍効果を得る
ことができるレシーバタンク付き熱交換器を提供する。 【解決手段】 本発明は、凝縮部Ｃと過冷却部Ｓとを有
する熱交換器本体１０と、レシーバタンク５０とを備え
るレシーバタンク付き熱交換器１を対象としている。凝
縮部Ｃにおける複数のパスＰ１〜Ｐ５のち、最終パスＰ
５の１つ手前のパスＰ４を、その前後のパスＰ３、Ｐ５
に比べてチューブ本数を少なくすることにより、冷媒圧
力低下用の減圧パスとして構成する。第１ないし第３パ
スＰ１〜Ｐ３で凝縮した冷媒を、減圧パスＰ４で減圧し
て一部を気化させ、その低圧ガス冷媒をＰ５で再凝縮す
る。更にその凝縮された冷媒をレシーバタンク５０によ
り気液分離して、液冷媒のみを過冷却部Ｓにより過冷却
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば車両の空気
調和用冷凍システム等に好適に用いられるレシーバタン
ク付き熱交換器に関する。

【０００２】

【発明の背景】車両等の空気調和用冷凍システムは、通
常、コンプレッサー、凝縮器、膨張弁、及び蒸発器を用
いた蒸気圧縮式の冷凍サイクルを有している。

【０００３】このような冷凍サイクルにおける冷媒状態
を、縦軸に圧力、横軸にエンタルピーを取ったモリエル
線図（図９）に示す。なお同図において、液相線よりも
左側の領域では冷媒は液相状態、液相線と気相線との間
の領域では気液混相状態、気相線よりも右側の領域では
気相状態となる。

【０００４】同図の実線に示すように、コンプレッサー
によって圧縮された冷媒は、Ａ点からＢ点の状態に移行
して高温・高圧のガス冷媒となり、続いて凝縮器により
冷却されて、Ｂ点からＣ点の状態に移行して液冷媒とな
る。更にこの液冷媒は膨張弁により減圧膨張されて、Ｃ
点からＤ点の状態に移行して低圧・低温の霧化状態の冷
媒となる。そしてこの冷媒が、蒸発器において空気と熱
交換することによって、蒸発・気化されて、Ｄ点からＡ
点の状態に移行してガス冷媒となる。ここで、Ｄ点から
Ａ点までのエンタルピー差が、冷却に作用する熱量に相
当するものであり、このエンタルピー差が大きいほど、
冷凍能力が大きくなる。

【０００５】従来、このような冷凍サイクルにおいて、
冷媒をＢ点からＣ点の状態に移行させるための凝縮器と
して、マルチフロータイプと称される熱交換器からなる
ものが周知である。この凝縮器は、図１０に示すよう
に、一対のヘッダー（１０２）（１０２）に、両端を連
通接続した多数の熱交換チューブが並列状に配置され
て、コア（１０１）が形成されている。更にヘッダー
（１０２）内に設けられた仕切部材（１０３）により、
多数の熱交換チューブが複数のパス（Ｐ１）〜（Ｐ４）
に区分けされる。そして、この凝縮器においては、冷媒
入口（１０１ａ）から流入された冷媒が、各パス（Ｐ
１）〜（Ｐ４）を順に通って蛇行状に流通する間に、外
気との間で熱交換されて凝縮されて、冷媒出口（１０１
ｂ）から流出されるものである。

【０００６】ところで、上記冷凍サイクルにおいて、Ｄ
点からＡ点までのエンタルピー差が大きいほど、冷凍能
力が大きくなることは、既述した通りである。そこで近
年になって、冷媒をＢ点からＣ点に移行させる凝縮過程
において凝縮された冷媒を、Ｃ点よりも更に数度低い温
度にまで過冷却して放熱量を増加させることにより、蒸
発時のエンタルピー差を大きくするという考え方に基づ
く凝縮器（熱交換器）の開発が進められている。

【０００７】このような改善提案として、熱交換器に凝
縮部と過冷却部とを設けて、その間にレシーバタンクを
配設したレシーバタンク付き熱交換器が提案されてい
る。

【０００８】この提案例のレシーバタンク付き熱交換器
は、図１１に示すように、マルチフロータイプの熱交換
器本体（１１１）と、その一方のヘッダー（１１２）に
併設されたレシーバタンク（１１５）とを備え、熱交換
器本体（１１１）の上流側を凝縮部（Ｃ）として構成
し、下流側を過冷却部（Ｓ）として構成するものであ
る。そしてこの凝縮器においては、冷媒入口（１１１
ａ）から流入される冷媒を、凝縮部（Ｃ）の各パス（Ｐ
１）〜（Ｐ３）に順に通過させて蛇行状に流通させる間
に、外気との間で熱交換させて凝縮し、更にその凝縮冷
媒をレシーバタンク（１１５）に導いて気液分離し、液
冷媒のみを過冷却部（Ｓ）に導いて過冷却した後、冷媒
出口（１１１ｂ）から流出させるものである。

【０００９】かかる熱交換器を用いた冷凍サイクルにお
いては、図９の点線に示すように、コンプレッサーによ
って圧縮された冷媒が、Ａ点からＢs 点の状態に移行し
て高温・高圧のガス冷媒となり、続いて凝縮部（Ｃ）に
より冷却されて、Ｂs 点からＣs1点の状態に移行して液
冷媒となる。更にこの液冷媒は、レシーバタンク（１１
５）を通った後、過冷却部（Ｓ）によって過冷却され
て、Ｃs1点からＣs2点の状態に移行して、完全な液冷媒
となる。そしてこの液冷媒が、膨張弁により減圧膨張さ
れて、Ｃs2点からＤs 点の状態に移行して、霧化状態の
冷媒となり、蒸発器において蒸発・気化されて、Ｄs 点
からＡ点の状態に移行してガス冷媒となる。

【００１０】この冷凍サイクルにおいては、凝縮された
冷媒を、Ｃs1〜Ｃs2に示すように過冷却することによ
り、蒸発時のエンタルピー差（Ｄs 〜Ａ）を、通常の冷
凍サイクルの蒸発時のエンタルピー差（Ｄ〜Ａ）よりも
大きくすることができ、優れた冷凍効果を得ることがで
きる。

【００１１】このような技術背景の下、図１１に示す従
来提案のレシーバタンク付き熱交換器や、図１０に示す
既存の凝縮器等の熱交換器は、自動車内の限られたスペ
ース内に設置されるものであり、小型軽量化は言うまで
もなく、自動車の高性能化に伴い、熱交換器自体の高性
能化、つまり冷凍効果の向上が、なお一層求められてい
るのが現状である。

【００１２】この発明は、上記の事情に鑑みてなされた
ものであり、小型軽量化を図りつつ、高い冷凍効果を得
ることができるレシーバタンク付き熱交換器を提供する
ことを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明のレシーバタンク付き熱交換器は、間隔を
おいて互いに平行に配置される一対のヘッダー間に、両
端を両ヘッダーに連通接続する複数の熱交換チューブが
配置されるとともに、前記両ヘッダーの内部が互いに同
位で仕切られて、前記複数の熱交換チューブが、凝縮部
と、その凝縮部に対し独立する過冷却部とに区分けされ
た熱交換器本体と、前記凝縮部を通過した冷媒を気液分
離して、液冷媒を前記過冷却部に流入させるレシーバタ
ンクとを備え、前記凝縮部における前記複数の熱交換チ
ューブが複数のパスに区分けされて、それらの各パスを
冷媒が順に通過する冷媒経路が形成されるとともに、前
記冷媒経路の途中に、冷媒圧力を低下させるための減圧
手段が設けられてなるものを要旨としている。

【００１４】この発明の熱交換器は、凝縮部及び過冷却
部を有する熱交換器本体と、レシーバタンクとを備える
ものであり、コンプレッサー、膨張弁、蒸発器と共に、
車両の空気調和用等の冷凍システムを構築するものであ
る。

【００１５】そして、本発明のレシーバタンク付き熱交
換器においては、図７の実線に示すように、冷媒は、コ
ンプレッサーにより圧縮されて、Ａ点からＢt 点の状態
に移行して高温・高圧のガス冷媒となる。続いてこの冷
媒は、凝縮されてＢt 点からＣt1点の状態に移行して液
冷媒となり、その液冷媒が減圧手段によって減圧されて
Ｃt1点からＣt2点の状態に移行して、低温・低圧のガス
冷媒となる。更にそのガス冷媒が再凝縮されてＣt2点か
らＣt3点の状態に移行して液冷媒となり、その再凝縮さ
れた液冷媒がレシーバタンクにより気液分離されて、液
冷媒のみが過冷却部によって過冷却されてＣt3点からＣ
t4点の状態に移行し、安定状態の液冷媒となる。続い
て、この液冷媒が膨張弁により減圧膨張されて、Ｃt4点
からＤt 点の状態に移行して低圧・低温の霧化状態の冷
媒となり、その後、蒸発器において空気と熱交換するこ
とによって、蒸発・気化されて、Ｄt 点からＡ点の状態
に移行してガス冷媒となる。

【００１６】本発明の熱交換器は、上記の冷凍サイクル
における１次凝縮（Ｂt 〜Ｃt1）と、減圧（Ｃt1〜Ｃt
2）と、２次凝縮（Ｃt2〜Ｃt3）と、レシーバタンクに
よる気液分離と、過冷却（Ｃt3〜Ｃt4）とを行うもので
ある。

【００１７】従ってこの熱交換器において、冷媒は、１
次凝縮によって、放熱して吸熱能力を増大させた後、そ
の冷媒は、減圧されて再凝縮されることにより、更に放
熱して吸熱能力を一段と増大させる。その上、その冷媒
は過冷却されて、より一層、吸熱能力を増大させる。こ
のため、蒸発時のエンタルピー差を大きくすることがで
き、優れた冷凍効果を得ることができる。

【００１８】しかも、本発明の熱交換器は、凝縮過程上
流側の１次凝縮において、相変化により冷媒を効率良く
放熱させた後、減圧気化させることにより、凝縮過程下
流側の２次凝縮においても、有効に相変化させて多量に
放熱させて、更に過冷却によって液状態に安定させるも
のである。つまり本発明の熱交換器は、相変化を有効に
利用して凝縮させることにより、多くの放熱量を確保す
るものであるため、例えば従来提案のレシーバタンク付
き熱交換器よりも、優れた冷凍能力を得ることができ
る。つまり、従来提案のレシーバタンク付き熱交換器で
は、その凝縮過程の下流側においては、冷媒の乾き度が
小さく、有効に相変化されず、効率良く放熱させること
が困難であるが、本発明の熱交換器は、既述したよう
に、凝縮過程の下流側（２次凝縮部）においても、相変
化を有効に利用して、効率良く放熱させることができ
る。実際に、本発明の熱交換器を用いた冷凍サイクル
は、冷媒蒸発時のエンタルピー差（Ｄt 〜Ａ）が、上記
従来提案のレシーバタンク付き熱交換器を用いた冷凍サ
イクル（図７の破線参照）における冷媒蒸発時のエンタ
ルピー差（Ｄs 〜Ａ）よりも大きくなり、優れた冷凍効
果を得ることができる。

【００１９】このように本発明においては、熱交換器の
小型軽量化、ひいては冷凍システム全体の小型化及び軽
量化を図りつつ、冷凍能力を一段と増大させることがで
きる。

【００２０】なお、本発明の熱交換器においては、減圧
手段により、冷媒を必ずしも完全に気化させる必要はな
く、減圧手段の上流側で凝縮された液冷媒を、減圧手段
により気化させずに液状態のまま下流側に導くような場
合もあり得る。

【００２１】もっとも、冷媒圧力の上昇を有効に防止す
るには、減圧手段によって、液冷媒の少なくとも一部を
気化させて再凝縮（２次凝縮）させるのが好ましい。

【００２２】すなわち、本発明の熱交換器においては、
前記冷媒経路における前記減圧手段よりも上流側で凝縮
された冷媒が、前記減圧手段により減圧されて少なくと
も一部が気化され、その低圧ガス冷媒が前記冷媒経路に
おける前記減圧手段よりも下流側で再凝縮されるよう構
成されてなるものを採用するのが好ましい。

【００２３】本発明においては、前記熱交換器本体のト
ータル通路断面積に対し、前記過冷却部のトータル通路
断面積が、１０〜３０％に設定されてなる構成を採用す
るのが望ましい。すなわちこの構成を採用する場合、凝
縮部における凝縮と、過冷却部における過冷却とをバラ
ンス良く行うことができ、所望の液冷媒を安定した状態
で流出させることができる。

【００２４】また本発明においては、前記凝縮部におけ
るパスが３つ以上設けられ、それらのパスのうち、第１
パスと最終パスとの間の中間のパスが、前記減圧手段を
構成する減圧パスとして形成されてなる構成を採用する
ことができる。

【００２５】更に本発明においては、前記最終パスの１
つ手前のパスが、前記減圧パスとして構成するのが好ま
しい。すなわちこの場合、１次凝縮及び２次凝縮を効率
良く行うことができる。

【００２６】また本発明においては、所定のパスを、確
実に減圧パスとして構成するために、前記減圧パスのト
ータル通路断面積が、前記減圧パスの前後のパスの各ト
ータル通路断面積よりも、それぞれ小さく設定されてな
る構成を採用するのが良い。

【００２７】この場合、減圧パスのトータル通路断面積
を、減圧パスの１つ手前のパスのトータル通路断面積に
対し、１０〜５０％に設定するのが良く、より好ましく
は、下限値を２０％以上、上限値を３０％以下に設定す
るのが良い。すなわち、減圧パスの通路断面積が、手前
のパスに対し小さ過ぎると、減圧パスの手前において、
冷媒が滞留し易くなり、冷媒の循環をスムーズに行えな
い恐れがある。逆に減圧パスの通路断面積が大き過ぎる
と、減圧パスにおいて、冷媒を十分に減圧できない恐れ
がある。

【００２８】更に減圧パスのトータル通路断面積は、減
圧パスの１つ後のパスのトータル通路断面積に対し、１
０〜５５％に設定するのが良く、より好ましくは下限値
を２０％以上、上限値を３０％以下に設定するのが良
い。すなわち、減圧パスの通路断面積が小さ過ぎると、
減圧パス下流側のパスの通路断面積が必要以上に大きく
なってしまい、凝縮に寄与しない無駄なスペースが生じ
て、放熱を効率良く行えない恐れがある。逆に減圧パス
の通路断面積が大きくなり過ぎて、減圧パス下流側パス
の通路断面積が小さくなると、２次凝縮を十分に行えな
い恐れがある。

【００２９】更に減圧パスのトータル通路断面積が、全
てのパスのトータル通路断面積に対し、２〜１０％に設
定されてなる構成を採用するのが望ましい。すなわち減
圧パスの通路断面積が小さ過ぎると、減圧パスの手前
で、冷媒が滞留し易くなり、冷媒の循環をスムーズに行
えない恐れがあり、逆に大き過ぎると、減圧パスにおい
て、冷媒を十分に減圧できない恐れがある。

【００３０】更に減圧パスの上流側に配置される全ての
パスのトータル通路断面積と、下流側に配置される全て
のパスのトータル通路断面積との比が、６５〜９０％：
３５〜１０％に設定されてなる構成を採用することがで
きる。この場合、減圧パスの上流側のパスの通路断面積
が大き過ぎて、減圧パス下流側のパスの通路断面積が小
さくなり過ぎると、２次凝縮を確実に行うのが困難にな
る恐れがあり、冷媒の放熱を効率良く行えないことがあ
る。逆に減圧パス上流側のパスの通路断面積が小さ過ぎ
ると、１次凝縮を十分に行うのが困難になる恐れがあ
り、冷媒の放熱を効率良く行えないことがある。

【００３１】また本発明においては、所定のパスを、簡
単かつ確実に減圧パスとして構成するために、前記減圧
パスを構成する熱交換チューブの数が、前記減圧パスの
前後のパスを構成する熱交換チューブの数よりも、それ
ぞれ少なく設定されてなる構成を採用するのが良い。

【００３２】この場合、具体的には、減圧パスを構成す
る熱交換チューブの数が、１〜５本に設定されてなる構
成、減圧パスよりも１つ手前のパスを構成する熱交換チ
ューブの数が、３〜４０本に設定されてなる構成、前記
減圧パスの１つ後のパスを構成する熱交換チューブの数
が、３〜１２本、好ましくは３〜８本に設定されてなる
構成、又は過冷却部を構成する熱交換チューブの数が、
３〜１８本、好ましくは５〜１２本に設定されてなる構
成を採用するのが好ましい。

【００３３】なお、本発明においては、必要に応じて、
以下の構成を採用することができる。

【００３４】すなわち本発明においては、第１パスと最
終パスとの間における複数のパスを、減圧パスとして構
成することが可能である。

【００３５】また本発明においては、減圧パスを構成す
る熱交換チューブが、減圧パスの前後のパスを構成する
熱交換チューブに対し、相当直径（equivalent diamete
r）が小さく設定されてなる構成を採用することも可能
である。

【００３６】ここで、相当直径は、流路の断面積の４倍
を濡れ周囲長によって除した値である。つまり、相当直
径が小さいほど、単位面積当たりに接触する流量が多く
なり、熱交換率が向上する。

【００３７】

【発明の実施の形態】図１はこの発明の実施形態である
レシーバタンク付き熱交換器（１）を示す正面図、図２
はその熱交換器（１）の冷媒回路構成図である。両図に
示すように、この熱交換器（１）は、熱交換器本体（１
０）と、レシーバタンク（５０）とを有している。

【００３８】熱交換器本体（１０）は、離間して対峙し
た左右一対の垂直方向に沿うヘッダー（１１）（１１）
が設けられる。この一対のヘッダー（１１）（１１）間
には、熱交換チューブとしての多数本の水平方向に沿う
扁平チューブ（１２）が、それらの各両端を両ヘッダー
（１１）（１１）に連通した状態で、上下方向に所定の
間隔おきに並列状に配置される。更に扁平チューブ（１
２）の各間、及び最外側の扁平チューブ（１２）の外側
にコルゲートフィン（１３）が配置される。また最外側
のフィン（１３）の外側には、そのフィン（１３）を保
護するための帯板状のサイドプレート（１４）が設けら
れる。

【００３９】なお、扁平チューブ（１２）としては、図
３に示すように、内部に複数の冷媒通路（１２ａ）が併
設されたハモニカチューブが一般に使用されるが、本発
明においては、図４及び図５に示すように、内部に複数
の冷媒通路（１２ａ）が併設されるとともに、隣り合う
冷媒通路間の仕切壁（１２ｂ）に、隣り合う冷媒通路同
士を連通する複数の連通孔（１２ｃ）が形成される扁平
チューブ等も好適に使用することができる。

【００４０】図１及び図２に示すように、両ヘッダー
（１１）（１１）の下側部における同じ高さ位置（同
位）には、ヘッダー内部を仕切る仕切部材（１６）が設
けられて、この仕切部材（１６）を境にして、熱交換器
本体（１０）の上側が凝縮部（Ｃ）として構成されると
ともに、下側が、凝縮部（Ｃ）に対し独立する過冷却部
（Ｓ）として構成されている。

【００４１】更に凝縮部（Ｃ）において、ヘッダー（１
１）（１１）の所定位置に、複数の仕切部材（１５）が
適宜設けられて、凝縮部（Ｃ）における多数の扁平チュ
ーブ（１２）が、複数のパス（Ｐ１）〜（Ｐ５）に区分
けされる。そしてこれらのパス（Ｐ１）〜（Ｐ５）のう
ち、第４パス（Ｐ４）が減圧パス（減圧手段）として構
成され、その減圧パス（Ｐ４）を境にして、上側が第１
凝縮部（Ｃ１）、下側が第２凝縮部（Ｃ２）として構成
される。

【００４２】なお、図２においては、各パス（Ｐ１）〜
（Ｐ５）及び過冷却部（Ｓ）を構成する扁平チューブ
（１２）の本数を括弧書で示す。

【００４３】一方側（左側）のヘッダー（１１）におけ
る凝縮部（Ｃ）の上端に対応する位置は、凝縮部入口
（２１ａ）が設けられるとともに、他方側（右側）のヘ
ッダー（１１）における凝縮部（Ｃ）の下端に対応する
位置には、凝縮部出口（２１ｂ）が設けられている。

【００４４】更に右側ヘッダー（１１）における過冷却
部（Ｓ）に対応する位置には、過冷却部入口（２２ａ）
が設けられるとともに、左側ヘッダー（１１）における
過冷却部（Ｓ）に対応する位置には、過冷却部出口（２
２ｂ）が設けられる。

【００４５】一方、右側ヘッダー（１１）に沿うように
設けられるレシーバタンク（５０）は、凝縮部（Ｃ）に
より凝縮された冷媒を気液分離して、過冷却部（Ｓ）に
流入させるためのものであって、このレシーバタンク
（５０）の入口（５０ａ）が冷媒管（５１）を介して凝
縮部入口（２１ｂ）に接続されるとともに、レシーバタ
ンク出口（５０ｂ）が冷媒管（５２）を介して過冷却部
入口（２２ａ）に接続される。

【００４６】この熱交換器（１）においては、凝縮部入
口（２１ａ）からヘッダー（１１）内に流入した冷媒
が、第１ないし第５パス（Ｐ１）〜（Ｐ５）を蛇行状に
通過した後、凝縮部出口（２１ｂ）、冷媒管（５１）及
びレシーバタンク入口（５０ａ）を介して、レシーバタ
ンク（５０）に導かれ、更にその冷媒がレシーバタンク
出口（５０ｂ）、冷媒管（５２）及び過冷却部入口（２
２ａ）を介して過冷却部（Ｓ）に導かれて、過冷却部
（Ｓ）を通過した後、過冷却部出口（２２ｂ）から流出
されるよう構成されている。

【００４７】以上の構成の熱交換器（１）は、図６に示
すように、コンプレッサー（２）、膨張弁（３）、及び
蒸発器（４）に冷媒管により接続されて、車両用冷凍シ
ステムとして採用される。

【００４８】この冷凍システムにおいて、コンプレッサ
ー（２）から吐出される高温高圧のガス冷媒は、熱交換
器（１）に流入して、第１ないし第３パス（Ｐ１）〜
（Ｐ３）、すなわち第１凝縮部（Ｃ１）を通過して凝縮
液化されて、図７のＢt 点状態からＣt1状態となり、減
圧パス（Ｐ４）に流入する。

【００４９】ここで、減圧パス（Ｐ４）は、その上流側
のパス（Ｐ３）に比べて、チューブ本数が少なくて、ト
ータル通路断面積が小さいため、冷媒が減圧パス（Ｐ
４）を通過する際に、流速が増して減圧されて一部が気
化し、図７のＣt1点状態からＣt2状態となり、最終パス
（Ｐ５）、つまり第２凝縮部（Ｃ２）に導かれる。そし
てその低圧ガス冷媒は、第２凝縮部（Ｃ２）において、
再度冷却されて凝縮されることにより多量の熱を失い、
図７のＣt2点状態からＣt3点状態となる。

【００５０】こうして多量の熱を失って吸熱能力が増大
した冷媒が、凝縮部（Ｃ）から流出されてレシーバタン
ク（５０）内に導かれ、そこで気液分離されて、液冷媒
のみが過冷却部（Ｓ）に導入される。過冷却部（Ｓ）に
流入された冷媒は、冷却（過冷却）されて温度を低下さ
せることにより、図７のＣt3点状態からＣt4点状態に移
行して、安定した液状態の冷媒となって、過冷却部
（Ｓ）から流出される。

【００５１】その後、この安定状態の液冷媒は、膨張弁
（３）により減圧膨張されて、図７のＣt4点状態からＤ
t 点状態となり、その低圧・低温の霧化状態の冷媒が、
蒸発器（４）に送り込まれ、そこで車内空気との熱交換
によって蒸発気化して、Ｄt点状態からＡ点状態にな
り、上記コンプレッサ（２）に戻る。

【００５２】このように本実施形態の熱交換器（１）に
おいて、冷媒は、第１及び第２凝縮部（Ｃ１）（Ｃ２）
で段階的に放熱して吸熱能力を増大させた後更に、過冷
却部（Ｓ）で放熱して一段と吸熱能力を増大させ、優れ
た冷凍効果を得ることができる。ここで、冷媒は、第１
凝縮部（Ｃ１）においてはもちろん、その下流側に位置
する第２凝縮部（Ｃ２）においても、有効に相変化させ
て凝縮させることにより、多くの放熱量を確保するもの
であるため、例えば従来提案のレシーバタンク付き熱交
換器のように、凝縮過程の下流側において有効に相変化
されないものと比較して、効率良く放熱させることがで
きる。このため本実施形態の熱交換器においては、多量
に放熱された安定状態の液冷媒を、より確実に得ること
ができ、熱交換器自体の小型軽量化を図りつつ、冷凍効
果を向上させることができる。

【００５３】その上更に、本実施形態の熱交換器（１）
においては、減圧パス（Ｐ４）に入る冷媒が確実に液化
していない場合、減圧パス（Ｐ４）を流れる冷媒にガス
が混入して体積が大きくなるので、冷媒の減圧パス（Ｐ
４）を流れる抵抗が増大して、冷媒の流れが減圧パス
（Ｐ４）で阻害され流量が低下する。こうして流量が低
下すると上流側での凝縮負荷が減少し、凝縮が促進され
て、完全な液化冷媒のみが減圧パス（Ｐ４）へと導かれ
る。つまり、減圧パス（Ｐ４）は、冷媒流量の自己制御
機能を保有しており、オリフィスチューブとして作用す
る。このため、減圧パス（Ｐ４）は常に最良の状態に保
たれ、減圧されると同時に冷却されながらその一部は気
化しガスとなり最終パス（Ｐ５）へと導かれて、上記し
たように再凝縮が確実に行われるので、冷媒の放熱量
を、常に高く維持することができ、優れた冷凍効果を維
持することができる。

【００５４】ところで、本発明においては、減圧パス
（Ｐ４）のトータル通路断面積を、全パス（Ｐ１）〜
（Ｐ５）のトータル通路断面積に対し、２〜１０％に設
定するのが好ましい。すなわち、減圧パス（Ｐ２）のト
ータル通路断面積が大き過ぎる場合には、減圧パス（Ｐ
２）において、冷媒を十分に減圧させることができず、
例えばオリフィスチューブとしての自己制御機能を十分
に発揮することができない恐れがある。また逆に、減圧
パス（Ｐ２）のトータル通路断面積が小さ過ぎると、冷
媒がスムーズに流通せず、冷媒の循環が不十分になる恐
れがある。

【００５５】また、本発明においては、減圧パスを構成
するチューブを、他のチューブに対し、減圧効果を高め
るために、異なる構成のものを使用することもできる。
例えば図８に示すように、減圧パス用のチューブ（１
２）として、内部に、小円形の複数の冷媒通路（１２
ａ）が並設された円孔通路型ハモニカチューブを用いて
も良い。

【００５６】更に本発明においては、パス数や、各パス
のチューブ本数、特に減圧パスのチューブ本数等は、限
定されるものではなく、例えば１本のチューブや３本以
上のチューブからなるパスを減圧パス（減圧手段）とす
ることも可能である。

【００５７】更に本発明においては、複数のパスのう
ち、２つ以上のパスを減圧パスとして構成するようにし
ても良い。

【００５８】また、本発明においては、減圧パスを構成
するチューブとして、必ずしも直線状のものを用いる必
要はなく、サーペンタイン型熱交換器に採用される蛇行
形状チューブや、キャピラリーチューブを、減圧パス用
のチューブとして用いることもできる。

【００５９】また、本発明においては、減圧手段は、必
ずしも、熱交換チューブ自体により構成する必要はな
く、チューブ内に、オリフィス付き仕切板や、絞りバル
ブ等の減圧手段を別途設けるようにしても良い。

【００６０】更に本発明は、減圧手段を、必ずしも熱交
換チューブ（パス）に設ける必要はなく、ヘッダーに設
けるようにしても良く、要は、凝縮部における冷媒経路
の途中に、減圧手段が設けられてさえいれば良い。

【００６１】

【発明の効果】以上のように、本発明のレシーバタンク
付き熱交換器によれば、冷媒を凝縮する過程において減
圧するとともに、その凝縮冷媒をレシーバタンクで気液
分離した後、過冷却するものであるため、小型軽量化を
図りつつ、多量に放熱された液冷媒を安定状態で得るこ
とができ、優れた冷凍効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態であるレシーバタンク付き
熱交換器を示す正面図である。

【図２】実施形態の熱交換器における冷媒回路構成図で
ある。

【図３】実施形態の熱交換器の熱交換チューブとして適
用された扁平チューブを示す断面図である。

【図４】本発明における熱交換チューブの変形例として
適用可能な扁平チューブを分解して示す斜視図である。

【図５】上記図４の扁平チューブを示す図であって、同
図（ａ）は正面断面図、同図（ｂ）は側面断面図であ
る。

【図６】実施形態の熱交換器が適用された冷凍システム
を示す概略ブロック図である。

【図７】本発明の熱交換器を用いた冷凍サイクルにおけ
るモリエル線図である。

【図８】本発明における減圧パス用チューブの変形例を
示す円孔通路型扁平チューブを示す断面図である。

【図９】従来の冷凍サイクルにおけるモリエル線図であ
る。

【図１０】従来のマルチフロー型凝縮器における冷媒回
路構成図である。

【図１１】従来の提案にかかるレシーバタンク付き熱交
換器における冷媒回路構成図である。

【符号の説明】

１…レシーバタンク付き熱交換器 １０…熱交換器本体 １１…ヘッダー １２…扁平チューブ（熱交換チューブ） ５０…レシーバタンク Ｃ、Ｃ１、Ｃ２…凝縮部 Ｐ１〜Ｐ５…パス Ｐ４…減圧パス Ｓ…過冷却部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 間隔をおいて互いに平行に配置される一
   対のヘッダー間に、両端を両ヘッダーに連通接続する複
   数の熱交換チューブが配置されるとともに、前記両ヘッ
   ダーの内部が互いに同位で仕切られて、前記複数の熱交
   換チューブが、凝縮部と、その凝縮部に対し独立する過
   冷却部とに区分けされた熱交換器本体と、 前記凝縮部を通過した冷媒を気液分離して、液冷媒を前
   記過冷却部に流入させるレシーバタンクとを備え、 前記凝縮部における前記複数の熱交換チューブが複数の
   パスに区分けされて、それらの各パスを冷媒が順に通過
   する冷媒経路が形成されるとともに、 前記冷媒経路の途中に、冷媒圧力を低下させるための減
   圧手段が設けられてなることを特徴とするレシーバタン
   ク付き熱交換器。
2. 【請求項２】 前記冷媒経路における前記減圧手段より
   も上流側で凝縮された冷媒が、前記減圧手段により減圧
   されて少なくとも一部が気化され、その低圧ガス冷媒が
   前記冷媒経路における前記減圧手段よりも下流側で再凝
   縮されるよう構成されてなる請求項１記載のレシーバタ
   ンク付き熱交換器。
3. 【請求項３】 前記熱交換器本体のトータル通路断面積
   に対し、前記過冷却部のトータル通路断面積が、１０〜
   ３０％に設定されてなる請求項１又は２記載のレシーバ
   タンク付き熱交換器。
4. 【請求項４】 前記凝縮部におけるパスが３つ以上設け
   られ、それらのパスのうち、第１パスと最終パスとの間
   の中間のパスが、前記減圧手段を構成する減圧パスとし
   て形成されてなる請求項１ないし３のいずれかに記載の
   レシーバタンク付き熱交換器。
5. 【請求項５】 前記最終パスの１つ手前のパスが、前記
   減圧パスとして構成されてなる請求項４記載のレシーバ
   タンク付き熱交換器。
6. 【請求項６】 前記減圧パスのトータル通路断面積が、
   前記減圧パスの前後のパスの各トータル通路断面積より
   も、それぞれ小さく設定されてなる請求項４又は５記載
   のレシーバタンク付き熱交換器。
7. 【請求項７】 前記減圧パスを構成する熱交換チューブ
   の数が、前記減圧パスの前後のパスを構成する熱交換チ
   ューブの数よりも、それぞれ少なく設定されてなる請求
   項４又は５記載のレシーバタンク付き熱交換器。