JP2004347158A

JP2004347158A - コンデンサ

Info

Publication number: JP2004347158A
Application number: JP2003141822A
Authority: JP
Inventors: Naohisa Kamiyama; 直久神山; Toshiharu Watanabe; 年春渡辺
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2003-05-20
Filing date: 2003-05-20
Publication date: 2004-12-09

Abstract

【課題】熱交換部の面積を狭めずに、熱交換媒体中から分離した潤滑油を滞留させないコンデンサを提供する。
【解決手段】ヘッダーパイプ１１，１２を複数の熱交換用チューブ２１によって連結し、ヘッダーパイプ１１，１２の内部を長軸方向に画成する仕切壁１８〜２０を設け、この仕切壁１８〜２０に対応して、ヘッダーパイプ１１，１２と熱交換用チューブ２１とを複数の凝縮部２５〜２８に画成したコンデンサであって、下部ヘッダーパイプ１２の底部１２ａのうち仕切壁２０近傍の熱交換媒体２９の流れ方向上流側に、熱交換媒体２９から分離した潤滑油３０を吸引するバルブ４０と配管４１を設けている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱交換媒体が上下方向に流れる、いわゆる縦流れコンデンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、自動車には、エンジン冷却用のラジエータや空調用のコンデンサ、オートマチック車用トランスミッションオイル冷却用のオイルクーラ（ＡＴＦクーラ）やエンジンオイル冷却用のオイルクーラ等、数々の熱交換器が配設されている。前記コンデンサとして、熱交換媒体が上下方向（縦方向）に流れる縦流れコンデンサが採用されている。この縦流れコンデンサは、コンプレッサとエバポレータとの間に直列に組み込まれており、コンプレッサで熱交換媒体を圧縮し、縦流れコンデンサで放熱して凝縮させたのち、リキッドタンクを介してエバポレータに送り出している。
【０００３】
ここで、コンプレッサを潤滑するために熱交換媒体中には潤滑油を混入させており、コンデンサ内における熱交換媒体中の潤滑油の残留を防止すべく、コンデンサのタンク内にオイルセパレータを設け、該オイルセパレータによって分離させた潤滑油を配管を介してコンプレッサに戻している（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１７４１０２公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のコンデンサにあっては、限られた車両レイアウトの範囲内において、オイルセパレータをコンデンサのタンク内に配設しているため、コンデンサの熱交換部の面積を狭めてしまい、熱交換性能が低下するおそれがあった。
【０００６】
そこで、本発明は、熱交換部の面積を縮小させずに、熱交換媒体中から分離した潤滑油を効率的に排出させるコンデンサを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記請求項１に記載されたコンデンサは、上下方向に間隔を隔てて上部ヘッダーパイプと下部ヘッダーパイプを配置し、これらのヘッダーパイプ同士を複数の熱交換用チューブによって連結する一方、前記ヘッダーパイプの内部を長軸方向に画成する仕切壁を設け、この仕切壁に対応して、前記ヘッダーパイプと熱交換用チューブとを複数の凝縮部に画成したコンデンサであって、前記下部ヘッダーパイプの底部のうち前記仕切壁近傍の熱交換媒体の流れ方向上流側に、熱交換媒体から分離した潤滑油を吸引する吸引手段を設けたことを特徴とする。
【０００８】
前記請求項２に記載されたコンデンサは、請求項１に記載のコンデンサであって、前記吸引手段は、圧縮した熱交換媒体をコンデンサに送給するコンプレッサの吸入側に接続されたバルブと配管であることを特徴とする。
【０００９】
【発明の効果】
前記請求項１に記載されたコンデンサによれば、下部ヘッダーパイプの底部に吸引手段を設けているため、熱交換媒体から分離した潤滑油成分が吸引手段によってコンデンサの外部に効率的に排出することができる。本発明によれば、熱交換部の面積を削減しないので、熱交換性能を保持することができ、これによって、コンデンサを含む熱交換システム内における潤滑油の循環量を一定に維持することができる。
【００１０】
前記請求項２に記載されたコンデンサによれば、コンプレッサの吸入側に接続されたバルブ及び配管を吸引手段としているため、特別な設備はほとんど用いることなく、既存の設備を有効利用して熱交換媒体から分離した潤滑油成分をコンデンサからコンプレッサに戻すことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態によるコンデンサ１０を示す斜視図である。この図１に示すように、コンデンサ１０は、上方に配設された円筒状の上部ヘッダーパイプ１１と、下方に配設された円筒状の下部ヘッダーパイプ１２と、これらの上部ヘッダーパイプ１１及び下部ヘッダーパイプ１２を上下に連結するコア部１３とを備えている。
【００１３】
上部ヘッダーパイプ１１の入口側（図１の右側）には、入口ブロック１４がろう付けによって取り付けられており、前記入口ブロック１４には入口ポート１５が貫通して設けられている。この入口ポート１５は上部ヘッダーパイプ１１の内部に連通して設けられている。また、上部ヘッダーパイプ１１の出口側（図１の左側）には、出口ポート１６が貫通して設けられた出口ブロック１７がろう付けによって取り付けられている。また、上部ヘッダーパイプ１１内には長手方向に間隔を隔てて２枚の仕切壁１８，１９が配設されており、これらの仕切壁１８，１９によって、上部ヘッダーパイプ１１は長手方向に３室に画成されている。
【００１４】
さらに、前記下部ヘッダーパイプ１２は、上部ヘッダーパイプ１１と一対になって配置されており、上部ヘッダーパイプ１１における２枚の仕切壁１８，１９の中間部に対応する位置に１枚の仕切壁２０が配設されている。この仕切壁２０によって、下部ヘッダーパイプ１２は長手方向に２室に画成されている。
【００１５】
そして、前記コア部１３は、上下方向に沿って延びる複数の熱交換用チューブ２１と、これらの熱交換用チューブ２１の間に配置されて左右に延びるフィン２２とからなり、コア部１３の左右両端には、サイドプレート２３，２４が取り付けられている。また、コア部１３は、前記仕切壁１８，１９，２０によって、入口ブロック１４側から出口ブロック１７側にかけてヘッダーパイプ１１，１２の長手方向に沿って、第１〜第４凝縮部２５，２６，２７，２８に画成されている。なお、コア部１３の構成を明瞭にするため、図１では個々の熱交換用チューブ２１とフィン２２を一部のみ描いている。
【００１６】
前記コンデンサ１０においては、後述するように、図示しないコンプレッサから送られた熱交換媒体２９は、入口ブロック１４の入口ポート１５から上部ヘッダーパイプ１１に入り、コア部１３の第１凝縮部２５を介して下部ヘッダーパイプ１２に流れ、この下部ヘッダーパイプ１２内でＵターン（第１ターン）して第２凝縮部２６内を上昇する。次いで、上部ヘッダーパイプ１１に流入し、この上部ヘッダーパイプ１１内で再度Ｕターン（第２ターン）し、第３凝縮部２７内を下方に流れ、下部ヘッダーパイプ１２内でＵターン（第３ターン）したのち、第４凝縮部２８を上昇し、出口ブロック１７から図示しないリキッドタンクに流れる。
【００１７】
ここで、図１のＡ部を拡大した図２に示すように、下部ヘッダーパイプ１２の仕切壁２０近傍においては、熱交換媒体２９内から分離した潤滑油３０が仕切壁２０の流れ方向上流側に滞留している。以下、簡単に説明する。
【００１８】
熱交換媒体２９と潤滑油３０とは、それらの物性値の相違から熱交換媒体２９の温度によって熱交換媒体２９に潤滑油３０が溶解しない二層分離温度がある。例えば、熱交換媒体２９としてＨＦＣ１３４ａを、潤滑油３０としてロータリコンプレッサ用オイルを用いた場合、二層分離温度は約６０℃である。これは、通常の外気温度でエアーコンデショナーを作動させたときでも十分に二層分離してしまう温度である。コンデンサ１０に入った直後の熱交換媒体２９は気体の状態であるため、潤滑油３０の密度の方が高く、二層に分離したときは密度の高い潤滑油３０は、熱交換媒体２９よりも下側に滞留する。また、図２に示すように、仕切壁２０近傍は熱交換媒体２９が上方に流れを変更する部位であるため、本来的に滞留が生じやすくなっている。
【００１９】
本実施形態においては、図２，３に示すように、仕切壁２０近傍のうち、仕切壁２０の上流側（図２の右側）の底部１２ａに連通孔３１が穿設されており、該連通孔３１の下部に、吸引手段としてオイルバルブ４０と配管４１が接続されている。この配管４１は、コンプレッサ３２（図４参照）の吸引側に接続されており、コンプレッサ３２を作動させると、オイルバルブ４０から配管４１を介して潤滑油３０が吸引されるように構成されている。また、オイルバルブ４０によって潤滑油３０の吸引量を適宜調整することができる。
【００２０】
次いで、本実施形態による熱交換媒体２９の流れを図４を用いて説明する。
【００２１】
図４は、本実施形態によるコンデンサ１０を含む熱交換器システム内における熱交換媒体２９の流れを示す概略図である。
【００２２】
まず、熱交換媒体２９にはコンプレッサ３２を潤滑するための潤滑油３０が含まれており、この熱交換媒体２９をコンプレッサ３２で圧縮したのち、コンデンサ１０に送る。コンデンサ１０に流入した時点では、熱交換媒体２９と潤滑油３０の二層に分離しているため、図２に示すように、第１，第２凝縮部２５，２６側の下部ヘッダーパイプ１２に潤滑油３０が滞留する。この滞留した潤滑油３０は、前記バルブ４０と配管４１を介してコンプレッサ３２（図４参照）の吸引側に送給される。さらに、熱交換媒体２９は、リキッドタンク３３、膨張弁３４及びエバポレータ３５を介してコンプレッサ３２に流れ、前述した流れを繰り返す。
【００２３】
このように、本実施形態によれば、コンプレッサ用の潤滑油３０が熱交換媒体２９中に混入した場合でも、コンデンサ１０の下部ヘッダーパイプ１２に滞留することなく流れるようになる。よって、従来の技術において説明したオイルセパレータを有する空調システムと同様のオイル戻り率を確保することができる。また、分離及び吸引された潤滑油３０は少なくとも第１凝縮部２５を通過しているため、コンプレッサ３２にはほとんど負荷をかけることはない。従って、潤滑を必要とするコンプレッサ３２に潤滑油３０が十分に供給されれてコンプレッサ３２の駆動トルクの上昇を回避することができる。
【００２４】
本発明に係るコンデンサ１０は、前述した実施形態に限定されることなく、種々の変更及び変形が可能である。
【００２５】
例えば、前記実施形態ではリキッドタンク３３が別体のコンデンサについて説明したが、本発明は縦流れ形式のコンデンサであれば、リキッドタンク一体型やサブクール付きコンデンサ等、種々のコンデンサに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態によるコンデンサを示す斜視図である。
【図２】図１のＡ部を拡大した断面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ線による断面図である。
【図４】本発明の実施形態による熱交換器システム内の熱交換媒体の流れを示す概略図である。
【符号の説明】
１０…コンデンサ
１１…上部ヘッダーパイプ
１２…下部ヘッダーパイプ
１２ａ…底部
１３…コア部
１８，１９，２０…仕切壁
２１…熱交換用チューブ
２５…第１凝縮部
２６…第２凝縮部
２７…第３凝縮部
２８…第４凝縮部
３０…潤滑油
３２…コンプレッサ
４０…バルブ（吸引手段）
４１…配管（吸引手段）

Claims

上下方向に間隔を隔てて上部ヘッダーパイプ（１１）と下部ヘッダーパイプ（１２）を配置し、これらのヘッダーパイプ（１１，１２）同士を複数の熱交換用チューブ（２１）によって連結する一方、前記ヘッダーパイプ（１１，１２）の内部を長軸方向に画成する仕切壁（１８〜２０）を設け、この仕切壁（１８〜２０）に対応して、前記ヘッダーパイプ（１１，１２）と熱交換用チューブ（２１）とを複数の凝縮部（２５〜２８）に画成したコンデンサであって、
前記下部ヘッダーパイプ（１２）の底部（１２ａ）のうち前記仕切壁（２０）近傍の熱交換媒体（２９）の流れ方向上流側に、熱交換媒体（２９）から分離した潤滑油（３０）を吸引する吸引手段（４０，４１）を設けたことを特徴とするコンデンサ。
前記吸引手段（４０，４１）は、圧縮した熱交換媒体（２９）をコンデンサ（１０）に送給するコンプレッサ（３２）の吸入側に接続されたバルブ（４０）と配管（４１）であることを特徴とする請求項１に記載のコンデンサ。