JP2006214714A - 空調設備用の凝縮器、特に自動車の空調設備用の凝縮器 - Google Patents

Abstract

【課題】 空調設備用の凝縮器の、特に集合器、冷却剤ガイド、冷却剤の脱ガスについて改良する。
【解決手段】 パイプフィンブロック（２）と側方に配置された集合管（３、４）を有し、パイプフィンブロック（２）が水平に延びるパイプ、凝縮部分（Ｐ１からＰ５）および凝縮部分の上方に配置された過冷却部分（Ｐ６）を有し、かつ集合管の１つに対して平行に配置された、乾燥剤−フィルタ−挿入片（１０）と登り管（１５）とを収容する集合器（５）を有し、前記集合器が第１のオーバーフロー開口部（８）を介して凝縮部分（Ｐ５）と、第２のオーバーフロー開口部（９）を介して過冷却部分（Ｐ６）と冷却剤接続されている、自動車の空調設備用の凝縮器（１）において、集合器（５）内の第１のオーバーフロー開口部（８）の領域に、流入室（１３）が配置されており、前記流入室が上方へ向かって栓（１１）によって、下方へ向かっては乾燥剤−フィルタ挿入片（１０）によって画成されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、−本出願人のドイツ公開公報ＤＥ１９９１２３８１Ａ１から知られている−請求項１の上位概念に記載の空調設備用の凝縮器（すなわち、パイプフィンブロックと側方に配置された集合管を有し、パイプフィンブロックが水平に延びるパイプ、凝縮部分および凝縮部分の上方に配置された過冷却部分を有し、かつ集合管の１つに対して平行に配置された、乾燥剤−フィルタ−挿入片と登り管とを収容する集合器を有し、前記集合器が第１のオーバーフロー開口部を介して凝縮部分と、第２のオーバーフロー開口部を介して過冷却部分と冷却剤接続されている空調設備用の凝縮器、特に自動車の空調設備用の凝縮器）に関する。

自動車の空調設備用の凝縮器は、通常、複数潮流で上から下へ貫流され、その場合に凝縮器の下方の領域には過冷却部分があって、その中で冷却剤が凝縮温度の下に冷却される。乾燥器を備えた、内蔵の集合器も有する、この種の横流凝縮器は、本出願人の従来技術（たとえば特許文献１、２、３を参照）から知られている。車両内の所定の組込み状況において、下方に位置する過冷却区間を有するこの構造、すなわち下方の端面領域において凝縮器の前に他の熱伝達体、たとえば過給空気クーラーが接続されている場合は、余り効果的でない。この場合に、凝縮器の過冷却部分は、十分に冷却されない。従って、本出願人の他の従来技術（たとえば、特許文献４、５を参照）から知られているように、上に位置する過冷却区間を有する凝縮器が、すでに提案されている。第１の場合において、既知の横流凝縮器は、上から下へ貫流される、下方に位置する凝縮器部分と、上方に位置する過冷却部分とを有しており、その過冷却部分が集合器ないし集合管内に配置されている冷却剤導管を介して集合器の下方の領域と接続されている。第２の場合において、（本出願人の）既知の凝縮器は下方に位置する凝縮部分を有しており、それが下から上へ貫流され、すなわち冷却剤は上の領域において凝縮部分を出て、その後集合器内へオーバーフローし、その集合器が乾燥剤−フィルタ−挿入片を収容しており、それが登り管によって貫かれている。乾燥剤−フィルタ−挿入片は、集合器の下方の領域に配置されており、集合器の中央の領域には液状およびガス状の冷却剤を収容するための空間が設けられている。乾燥器の下方に方向変換室が配置されており、そこから液状の冷却剤が登り管と集合器内の上方の室を介して上方に位置する過冷却区間内へ達する。
ドイツ公開公報ＤＥ１０３０６１９２Ａ１ ドイツ公開公報ＤＥ１０３３８５２６Ａ１ ドイツ公開公報ＤＥ１９８４８７４４Ａ１ ドイツ公開公報ＤＥ１９８３０３２９Ａ１ ドイツ公開公報ＤＥ１９９１２３８１Ａ１

本発明の課題は、冒頭で挙げた種類の凝縮器（すなわち、パイプフィンブロックと側方に配置された集合管を有し、パイプフィンブロックが水平に延びるパイプ、凝縮部分および凝縮部分の上方に配置された過冷却部分を有し、かつ集合管の１つに対して平行に配置された、乾燥剤−フィルタ−挿入片と登り管とを収容する集合器を有し、前記集合器が第１のオーバーフロー開口部を介して凝縮部分と、第２のオーバーフロー開口部を介して過冷却部分と冷却剤接続されている空調設備用の凝縮器、特に自動車の空調設備用の凝縮器）を、特にその集合器、冷却剤ガイドおよび冷却剤の脱ガスに関して改良することである。

この課題は、請求項１に記載の特徴、すなわち、集合器（５）内の第１のオーバーフロー開口部（８）の領域に、流入室（１３）が配置されており、前記流入室が上方へ向かって栓（１１）によって、下方へ向かっては乾燥剤−フィルタ挿入片（１０）によって画成されていることによって解決される。また、請求項４の特徴、すなわち、集合器（５）内に、流入側のパイプ端部を有する立上がり管（１９、２１）が配置されており、前記パイプ端部が第１のオーバーフロー開口部（８）と接続されていることによって解決される。

発明の実施形態

本発明によれば、集合器内の凝縮部分からの冷却剤のオーバーフロー開口部の領域に、流入室が配置されており、その流入室に上方へ向かって栓が、下方へ向かっては乾燥剤が連続している。従って流入室内へ流入する冷却剤が、集合器の横断面全体にわたって均一に分配されて、その後乾燥剤内へ流入し、冷却剤がその乾燥剤を上から下へ向かって強制的に貫流する。その場合に冷却剤が乾燥されて、フィルタリングされる。従って乾燥剤は、集合室の中央から上までの領域内に、すなわち凝縮部分からのオーバーフロー開口部のすぐ下に配置されている。従って冷却剤の効果的な乾燥を達成することができる。

本発明の他の形態においては、乾燥剤−フィルタ挿入片の下方に冷却剤のためのストック室が設けられており、そのストック室は冷却剤を貯蔵するためだけでなく、冷却剤の脱ガスにも用いられる。冷却剤の流れ速度が減速されることによって、気泡が液体から分離して、上方へ昇ることができる。

本発明の他の好ましい形態において、乾燥剤−フィルタ挿入片を貫通する登り管の下方の端部がストック室内へ突出しており、その上方の端部は栓と結合され、その栓が過冷却部分への冷却剤の方向変換をもたらす。栓は、集合器内へ挿入されて、周側においてＯリングを介して、特に２つのオーバーフロー開口部の間で、シールされている。それによって、凝縮部分から集合器内へ流入する冷却剤が直接、すなわち乾燥され、フィルタリングされ、かつ脱ガスされることなしに、過冷却部分内へ達することが防止される。

本発明の課題は、請求項４の特徴、すなわち集合器（５）内に、流入側のパイプ端部を有する立上がり管（１９、２１）が配置されており、前記パイプ端部が第１のオーバーフロー開口部（８）と接続されていることによっても解決される。本発明によれば、集合器内に立上がり管が設けられており、それが−間接的に−栓を介して凝縮部分のオーバーフロー開口部と接続されており、冷却剤をフィルタ−乾燥剤まで案内する。それによって、冷却剤のガス状の相と液状の相の混合が制限される、という利点が得られる。

本発明の他の好ましい形態において、立上がり管はフィルタ−乾燥剤を通って室内へ案内され、その室内へ冷却剤が流れ速度を減少させながら流入し、同時に脱ガスが行われる。その場合にフィルタ−乾燥剤、すなわち分子ふるいは、強制貫流されず、冷却剤の密度差に基づいて貫流される。その場合に、立上がり管の延長によってガス状の冷却剤と液状の冷却剤の混合の可能性がさらに制限され、ないしは阻止され、それによって過冷却区間へ供給される冷却剤のより良好な脱ガスが得られることが、効果的である。

本発明の他の好ましい形態において、栓、登り管および／または立上がり管が一体的に形成され、かつ好ましくは乾燥剤−フィルタ挿入片と共に構成ユニットとして結合されており、それが予め形成されている部品として集合器内へ挿入されて、保守目的のために交換することもできる。そのために集合器に取り外し可能な栓が設けられている。

本発明の実施例を図面に示し、以下で詳細に説明する。

図１は、複数潮流で貫流可能な横流凝縮器１を示しており、その凝縮器はパイプフィンブロック２、側方に配置された集合管３、４および一体化された集合器５を有している。交代する方向を向いた矢印Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５およびＰ６は、パイプフィンブロック２の詳細には示されていないパイプグループ内の冷却剤の流れ方向を示しており、その場合に冷却剤は下方に位置する短管３ａを介して流入し、上方に位置する短管３ｂを介して流出する。パイプフィンブロック２は、矢印Ｐ１からＰ５に相当する凝縮部分と、凝縮部分の上方に位置する、矢印Ｐ６によって示される過冷却部分からなる。過冷却部分内では、大体において、液状の冷却剤が流れ、それが凝縮器１へ供給される周囲空気によって冷却剤の凝縮温度の下に冷却される。次に、冷却剤は短管３ｂを介して凝縮器１を去る。

図２は、凝縮器１の集合管４を有する集合器５の断面を、３−Ｄ表示で示している。集合管４のうちの２つの上方の室４ａ、４ｂのみが示されており、それらは凝縮器の凝縮部分の最後の通路Ｐ５ないし過冷却部分Ｐ６と接続されている。集合器５は、−冒頭で挙げた従来技術から知られているように−パイプ５ａと押出し成形されたプロフィール片５ｂから組み立てられた、円筒状の容器からなる。集合器５は、下は半田付けされた底６によって取り外しできないように閉鎖されており、上は取り外し可能な閉鎖栓７によって終端を形成されている。室４ａは第１のオーバーフロー開口部８を介して、室４ｂは第２のオーバーフロー開口部９を介して、集合器５の内部と冷却剤側で接続されている。集合器５の内部には、フィルタ−乾燥剤１０（乾燥剤−フィルタ−挿入片とも称する）が配置されており、それが−従来技術から知られているように−乾燥材料、いわゆる分子ふるいを充填されており、上側と下側、すなわち冷却剤流入側と冷却剤流出側に、冷却剤をフィルタリングするための、たとえばフリース（図示せず）の形式の、ふるいを有している。乾燥剤１０の上方に栓１１が配置されており、その栓は２つのオーバーフロー開口部８、９の間の領域内でＯリング１２を介して周面側でプロフィール片５ｂの内部に対してシールされている。栓１１と乾燥剤１０の間において、オーバーフロー開口部８の領域に流入室１３が形成されている。乾燥剤１０の下方には、ストック室１４が設けられており、それが液状および／またはガス状の冷却剤の貯蔵に用いられる。集合器５の内部には、さらに、偏心して壁近傍に登り管１５が配置されており、その登り管はフィルタ−乾燥剤１０を通して案内され、下方へ向かってストック室１４内へ潜り込み、ないしは底６へ達して上方へ向かって栓１１内へ延びており、その栓が登り管１５を開口部１１ａを介して室４ｂおよびそれに伴って過冷却部分Ｐ６と接続している。従って栓１１内で、登り管１５から室４ｂ内への冷却剤の、図示されていない方向変換が行われる。登り管１５は、底６の領域に開口部１５ａを有しており、その開口部を介して冷却剤が登り管１５内へ流入することができる。

上述した、フィルタ−乾燥剤１０を有する集合器５の機能は、以下のごとくである：凝縮器１の凝縮部分の最後の通路Ｐ５から流出した冷却剤が、オーバーフロー開口部８を介して流入室１３内へ達し、そこで冷却剤が集合器５の断面にわたって均一に分配されて、それによってその流れ速度が減少される。流入室１３から冷却剤は（強制的に）フィルタ−乾燥剤１０を通って流れ、それを通してフィルタリングされて、乾燥される。フィルタ−乾燥剤１０から流出した後に、冷却剤はストック室１４内へ達して、そこでその流れ速度がさらに減少される。その場合に冷却剤のガス状の成分を分離することができ、それが上方へ昇って、ストック室１４の上方の領域内に集まる。ストック室１４の下方の領域、底６において、冷却剤は流入開口部１５ａを介して登り管１５内へ流入して、この登り管を下から上へ貫流し、すなわち登り管１５内のフィルタ−乾燥剤１０を横切って、栓１１内へ達し、そこで室４ｂ内へ方向変換されて、そこから過冷却部分Ｐ６内へ流入する。

集合器５は、取り外しできる閉鎖栓７を有しているので、フィルタ−乾燥剤１０、登り管１５および栓１１を保守目的のために交換することができる。これは、フィルタ−乾燥剤１０、登り管１５および栓１１が予め形成されてまとめられた構成ユニットとして形成されている場合に、特に簡単に取り扱うことができる。

図３と図４は、本発明の他の実施例として、集合管４を有する集合器５を示しており、その場合に同一の部分には、上述したのと同一の参照符号が使用される。集合管４の室４ａと４ｂは、オーバーフロー開口部８、９を介して集合器５と接続されている。集合器５の下方の領域に、フィルタ−乾燥剤１０が配置されており、それが図３では部分的にだけ、従って上方の前フランジ１０ａと下方の前フランジ１０ｂによってのみ、示されている。フィルタ−乾燥剤１０は、登り管１５によって貫通されている。オーバーフロー開口部８、９の領域において、集合器５内に栓１６が配置されており、その栓はオーバーフロー開口部８、９と整合する２つの通路開口部１７、１８を有しており、それら通路開口部の間にシールするためにＯリング１６ａが配置されている。通路開口部１７は、流入通路１７ａを介して立上がり管１９と接続されており、その立上がり管の上方の管端部が流入通路１７ａ内へ連通して、栓１６によって収容される。立上がり管１９は、下方へ向かってフィルタ−乾燥剤１０の前フランジ１０ａの近傍まで延びており、下方の管端部に、直径方向に対向する流出開口部１９ａを有している。フィルタ−乾燥剤１０の下方、すなわち下方の前フランジ１０ｂと底６の間に、冷却剤のための方向変換室２０が設けられており、流出開口部（図示せず）を有する登り管の下方の端部１５ａがその方向変換室内へ突出している。登り管１４の上方の端部１５ｂは、栓１６内に収容されて、方向変換通路１８ａと接続されており、その方向変換通路が通路流出開口部１８とそれに伴って過冷却区間Ｐ６の室４ｂ内へ通じている。

立上がり管１９を有する集合器５は、次のように作用する：冷却剤は、凝縮部分の最後の流れ通路Ｐ５から室４ａと流入開口部１７を介して直接立上がり管１９内へ達し、その中で下方へ向かって流れる。流出開口部１９ａ通って冷却剤が立上がり管１９から両側へ流出し、従って集合器５の内側断面へ分配され、それによって流れ速度の減速がもたらされる。その後冷却剤はフィルタ−乾燥剤１０内へ流入し、それを（強制的に）上から下へ向かって貫流する。その場合に入口と出口において、図示されていないフリースによって冷却剤のフィルタリングが行われる。それによって乾燥された冷却剤は、フィルタ−乾燥剤１０から流出した後に、下方の方向変換室２０内へ達して、その後登り管１５の下方の管端部１５ａ内へ流入して、この登り管を下から上へ向かって栓１６まで貫流し、その栓内で方向変換されて、過冷却区間Ｐ６へ至る室４ｂ内へ案内される。立上がり管１９から流出する際に冷却剤流が減速されることによって、液状の冷却剤からガス状の成分が分離されることができ、それが上方へ昇る。さらなる脱ガスは、フィルタ−乾燥剤１０を通る途上で行うことができる。立上がり管１９とそれが直接室４ａに結合されていることによって、分離したガス成分が凝縮部分から供給される液状の冷却剤と混合することが、防止される。従って栓の下方に、分離された気泡のためのガス室を形成することができ、そのガス室は凝縮部分および流入する冷却剤に対して分離され、かつシールされている。

図５と６は、本発明の第３の実施例として、つながった、すなわちフィルタ−乾燥剤１０を貫通する立上がり管２１を有する集合管４を備えた集合器５を示している（ここでも同一の部分には同一の参照番号が使用される）。栓１６の配置と形成は、図３と４に示す上述した実施例のものに相当する。同様に、立上がり管２１の上方の管端部と登り管１５が栓１６内に収容されて、栓１６内の方向変換通路を介して集合管４の室４ａ、４ｂと接続されている。フィルタ−乾燥剤１０および下方の前フランジ１０ｂの下方に室２２が配置されており、立上がり管２１の下方の管端部２１ａがその室内へ連通している。室２２は、下方へ向かっては前フランジ２２ａによって画成されているが、上方へ向かっては開放しており、そこに立上がり管１５の下方の管端部１５ａを有する方向変換室２０が設けられている。フィルタ−乾燥剤は、前フランジ１０ａ、１０ｂの領域において、両側にフリースとして形成されたフィルタないしふるい（図示せず）を有している。

つながった立上がり管２１を有する集合器５の実施例は、以下のように作動する：冷却剤は−上述した実施例と同様に−直接立上がり管２１内へ流入して、それを上から下へ向かって貫流して、下方の管端部２１ａに設けられた室２２内で始めて立上がり管２１から流出する。室２２内で冷却剤は集合器の横断面にわたって分配され、それによって流れ速度の減速とそれに伴ってガス状の成分を分離させる可能性が得られる。従って冷却剤の一部は、フィルタ−乾燥剤１０を通って上方へ向かって登り、その途上で乾燥物質と接触し、それによって乾燥が行われる。その場合にフィルタ−乾燥剤１０、すなわちその乾燥物質は、強制貫流されない。冷却剤の他の部分は、−矢印Ｕで示すように−方向変換室２０内へ流入して、その後登り管１５の下方の管端部１５ａ内へ流入する。次に冷却剤は、−上述した実施例におけるように−登り管１５、栓１６を介して過冷却区間Ｐ６内へ流入する。

本発明は、吸湿性の材料からなる顆粒を充填されたフィルタ−乾燥剤に限定されるものではない。本発明の枠内において、本出願人のドイツ公開公報ＤＥ１０２３４８８９Ａ１に記載されているような、挿入された分子ふるいを有する固体のプラスチック材料からなる、コンパクトな乾燥器も可能である。

上方に位置する過冷却区間と側方に配置された集合器とを有する横流凝縮器を示している。 隣接する集合管を有する集合器断面で示している。 立上がり管を有する集合器（本発明の第２の実施例）を示している。 図３に示す集合器を、栓とフィルタ−乾燥剤と共に示している。 フィルタ−乾燥剤を貫通する立上がり管を有する集合器（本発明の第３の実施例）を示している。 図５に示す集合管を、栓とフィルタ−乾燥剤と共に示している。

符号の説明

１ 凝縮器
２ パイプフィンブロック
３、４ 集合管
４ａ、４ｂ 集合管の室
５ 集合器
６ 底
７ 閉鎖栓
８、９ オーバーフロー開口部
１０ フィルタ−乾燥剤
１０ａ、１０ｂ 前フランジ
１１、１６ 栓
１２、１６ａ Ｏリング
１３ 流入室
１４ ストック室
１５ 登り管
１７、１８ 通路開口部
１７ａ 流入通路
１８ａ 方向変換通路
１９、２１ 立上がり管
１９ａ 流出開口部
２０ 方向変換室
２２ 室

Claims (15)

1. パイプフィンブロック（２）と側方に配置された集合管（３、４）を有し、パイプフィンブロック（２）が水平に延びるパイプ、凝縮部分（Ｐ１からＰ５）および凝縮部分の上方に配置された過冷却部分（Ｐ６）を有し、かつ集合管の１つに対して平行に配置された、乾燥剤−フィルタ−挿入片（１０）と登り管（１５）とを収容する集合器（５）を有し、前記集合器が第１のオーバーフロー開口部（８）を介して凝縮部分（Ｐ５）と、第２のオーバーフロー開口部（９）を介して過冷却部分（Ｐ６）と冷却剤接続されている空調設備用の凝縮器（１）、特に自動車の空調設備用の凝縮器（１）において、
   集合器（５）内の第１のオーバーフロー開口部（８）の領域に、流入室（１３）が配置されており、前記流入室が上方へ向かって栓（１１）によって、下方へ向かっては乾燥剤−フィルタ挿入片（１０）によって画成されていることを特徴とする、空調設備用の凝縮器。
2. 集合器（５）内の乾燥剤−フィルタ挿入片（１０）の下方に、冷却剤のためのストック室（１４）が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の凝縮器。
3. 乾燥剤−フィルタ挿入片（１０）を貫通する登り管（１５）が、ストック室（１４）内に配置された流入開口部（１５ａ）と上方の流出端部（１５ｂ）とを有しており、前記流出端部が栓（１１）を介して過冷却区間（Ｐ６）と接続されていることを特徴とする請求項２に記載の凝縮器。
4. パイプフィンブロック（２）と側方に配置された集合管（３、４）を有し、パイプフィンブロック（２）が水平に延びるパイプ、凝縮部分（Ｐ１からＰ５）および凝縮部分の上方に配置された過冷却部分（Ｐ６）を有し、かつ集合管の１つに対して平行に配置された、乾燥剤−フィルタ−挿入片（１０）と登り管（１５）とを収容する集合器（５）を有し、前記集合器が第１のオーバーフロー開口部（８）を介して凝縮部分（Ｐ５）と、第２のオーバーフロー開口部（９）を介して過冷却部分（Ｐ６）と冷却剤接続されている空調設備用の凝縮器（１）、特に自動車の空調設備用の凝縮器（１）において、
   集合器（５）内に、流入側のパイプ端部を有する立上がり管（１９、２１）が配置されており、前記パイプ端部が第１のオーバーフロー開口部（８）と接続されていることを特徴とする、空調設備用の凝縮器。
5. 立上がり管（１９、２１）の流入側のパイプ端部が、栓（１６）内に収容されており、前記栓が第１のオーバーフロー開口部から第２のオーバーフロー開口部（８、９）へ延びていることを特徴とする請求項４に記載の凝縮器。
6. 立上がり管（１９）が、流出側の管端部を有し、前記管端部がフィルタ−乾燥剤（１０、１０ａ）の上方に配置されていることを特徴とする請求項４または５に記載の凝縮器。
7. 立上がり管（２１）が、フィルタ−乾燥剤（１０）を貫通して、室（２２）内に連通しており、前記室がフィルタ−乾燥剤（１０）の下方に配置されていることを特徴とする請求項４または５に記載の凝縮器。
8. 立上がり管（１９、２１）の流出側の管端部（２１ａ）が、直径方向に対向する流出開口部（１９ａ）を有していることを特徴とする請求項６または７に記載の凝縮器。
9. フィルタ−乾燥剤（１０）が、集合器（５）の下方の領域に配置されて、登り管（１５）によって貫通されていることを特徴とする請求項４から８のいずれか１項に記載の凝縮器。
10. 登り管（１５）が、上方の管端部（１５ｂ）を有しており、前記管端部が栓（１６）内に収容されて、冷却剤側において第２のオーバーフロー開口部（９）と接続されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の凝縮器。
11. 栓（１１、１６）が、登り管（１５、１５ｂ）から第２のオーバーフロー開口部（９）へ通じる方向変換通路（１１ａ、１８ａ）を有していることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の凝縮器。
12. 栓（１１、１６）が、周側において集合器（５）に対して、特にＯリング（１２、１６ａ）によってシール可能であることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の凝縮器。
13. 栓（１１、１６）、登り管（１５）および／または立上がり管（１９、２１）が一体的に、特にプラスチック射出成形部品として、形成されていることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の凝縮器。
14. 栓（１１、１６）、登り管（１５）、立上がり管（１９、２１）および／または乾燥剤−フィルタ挿入片（１０）が、交換可能な構成ユニットを形成することを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載の凝縮器。
15. 集合器（５）が、取り外し可能な閉鎖栓（７）によって閉鎖可能であることを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載の凝縮器。
    

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