JP2008267752A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】優れた気液分離効果を得ることができ、かつ比較的簡単に製造することができる熱交換器を提供する。
【解決手段】熱交換器１は、凝縮部２と、過冷却部３と、凝縮部２と過冷却部３との間に配置された気液分離部４とを備えており、凝縮部２から流出した冷媒が気液分離部４を通過して過冷却部３に流入する。気液分離部４は、上下方向に並んで配置された複数の受液管22,23を備えている。隣り合う受液管22,23を相互に通じさせる。気液分離部４の第１ヘッダ20を冷媒流入側部分20aと冷媒流出側部分20bとに区画する第１仕切部材27を下側受液管(23)の高さ方向の中間部に設け、下側受液管23の一端開口の第１仕切部材27よりも上側部分を冷媒入口45、同下側部分を冷媒出口46とする。凝縮部２から流出した冷媒は、下側受液管23冷媒入口45から気液分離部４に流入するとともに、冷媒出口46から過冷却部３に流出する。
【選択図】図２

Description

この発明は、たとえばカーエアコンを構成する冷凍サイクルに使用される熱交換器に関する。

この明細書および特許請求の範囲において、図１、図５、図８、図１１および図１２の上下、左右をそれぞれ上下、左右というものとする。また、図１、図５、図８、図１１および図１２の紙面裏側（通風方向下流側）を前、これと反対側を後というものとする。

近年、車体への組み付け性の向上を図ることを目的とし、カーエアコンを構成する冷凍サイクルの熱交換器として、互いに間隔をおいて配置された１対のヘッダ、両ヘッダ間に配置されて両端部が両ヘッダに接続された複数の熱交換管、および隣り合う熱交換管どうしの間に配置されて熱交換管に接合されたコルゲートフィンからなる凝縮部と、互いに間隔をおいて配置された１対のヘッダ、両ヘッダ間に配置されて両端部が両ヘッダに接続された複数の熱交換管、および隣り合う熱交換管どうしの間に配置されて熱交換管に接合されたコルゲートフィンからなる過冷却部と、凝縮部の一方のヘッダと過冷却部の一方のヘッダとに跨って固定された垂直状受液器とを備えており、互いに間隔をおいて配置された上下方向にのびる１対のタンク内が、それぞれ仕切部材により仕切られることによって、凝縮部および過冷却部の両ヘッダが形成され、受液器が、凝縮部の一方のヘッダに通じる冷媒流入通路および過冷却部の一方のヘッダに通じる冷媒流出通路を有し、かつ両ヘッダに跨って一方のタンクに固定されたブロックと、下端部がブロックに着脱自在に固定された垂直円筒状受液器本体とよりなるものが知られている。この熱交換器においては、冷凍サイクルの冷凍能力の向上を図るために、凝縮部で凝縮された液状冷媒を、過冷却部においてさらに凝縮温度よりも５〜１５℃程度低い温度まで過冷却するようになっている。

しかしながら、上述した熱交換器においては、受液器本体の直径が凝縮部および過冷却部の通風方向の幅よりも大きくなるので、この熱交換器をエンジンルーム内に配置した場合、無駄なスペースが生じるという問題がある。また、受液器本体とブロックとの間のシール部材や、受熱器本体をブロックに固定するための固定部材などが必要となり、部品点数が多くなるという問題がある。

そこで、このような問題を解決した熱交換器として、本出願人は先に、互いに間隔をおいて配置された上下方向にのびる左右１対のタンクを備えているとともに、凝縮部、気液分離部および過冷却部がこの順番で上から配置されており、凝縮部および過冷却部が、互いに間隔をおいて配置された左右１対のヘッダ、および両ヘッダ間に配置されて両端部が両ヘッダに接続された複数の熱交換管からなり、気液分離部が、互いに間隔をおいて配置された左右１対のヘッダ、および両ヘッダ間に配置されて両端部が両ヘッダに固定された受液管からなり、両タンクに、凝縮部、気液分離部および過冷却部のヘッダを仕切る仕切部材が設けられ、凝縮部から流出した冷媒が気液分離部を通って過冷却部内に流入するようになされ、気液分離部に、気液分離部内に流入する冷媒の流速を低下させる流速低下手段が設けられている熱交換器を提案した（特許文献１参照）。

しかしながら、特許文献１記載の熱交換器においては、気液分離部での優れた気液分離性能を得るためには、流速低下手段の構造を比較的複雑にしなければならず、製造が困難になるおそれがある。
特開２００６−２０７９９５号公報

この発明の目的は、上記問題を解決し、優れた気液分離効果を得ることができるとともに、比較的簡単に製造することができる熱交換器を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために以下の態様からなる。

1)互いに間隔をおいて配置された左右１対のヘッダ、および両ヘッダ間に配置されて両端部が両ヘッダに接続された複数の熱交換管からなる凝縮部と、互いに間隔をおいて配置された左右１対のヘッダ、および両ヘッダ間に配置されて両端部が両ヘッダに接続された複数の熱交換管からなり、かつ凝縮部の下方に配置された過冷却部と、凝縮部から過冷却部に流入する冷媒の気液分離を行う気液分離部とを備えており、凝縮部から流出した冷媒が気液分離部を通って過冷却部内に流入するようになされた熱交換器であって、
気液分離部が、上下方向に並んで配置された左右方向にのびる複数の管状受液部を備えているとともに、隣り合う管状受液部が相互に通じさせられており、凝縮部から流出した冷媒が上端の管状受液部を除いたいずれか１つの管状受液部の一端に設けられた冷媒入口から気液分離部に流入するとともに、下端の管状受液部における冷媒入口と同一端に設けられた冷媒出口から過冷却部に流出するようになされ、冷媒入口および冷媒出口が設けられていない管状受液部における冷媒入口および冷媒出口と同一側の端部が、凝縮部および過冷却部に対して非連通状態となされ、すべての管状受液部における冷媒入口および冷媒出口とは反対側の端部が、凝縮部および過冷却部に対して非連通状態となされている熱交換器。

2)各管状受液部が相互に独立した受液管からなり、隣り合う受液管どうしの間に、複数の連通部材が受液管の長さ方向に間隔をおいて配置されて両受液管に接合され、隣り合う受液管どうしが、受液管の周壁に形成された貫通穴および各連通部材に形成された連通穴を介して通じさせられている上記1)記載の熱交換器。

3)各管状受液部が相互に独立した受液管からなり、隣り合う受液管どうしの間に、受液管の長さ方向にのびる１つの連通部材が配置されて両受液管に接合され、隣り合う受液管どうしが、受液管の周壁に長さ方向に間隔をおいて形成された複数の貫通穴、および連通部材に長さ方向に間隔をおいて形成された複数の連通穴を介して通じさせられている上記1)記載の熱交換器。

4)各管状受液部が相互に独立した受液管からなり、隣り合う受液管のうちのいずれか一方の受液管の周壁に貫通穴が形成され、同他方の受液管の周壁に、前記一方の受液管側に突出しかつ先端部が前記貫通穴内に挿入されるとともに、前記他方の受液管の内外を通じさせる連通穴を有する連通部が設けられ、隣り合う受液管どうしが、連通部に形成された連通穴を介して通じさせられている上記1)記載の熱交換器。

5)すべての管状受液部が、前後２つの受液部形成部材を相互に接合することにより形成されており、各受液部形成部材に、左右方向にのびる複数の受液部用外方膨出部が上下方向に間隔をおきかつ同一高さ位置に来るように形成され、両受液部形成部材の受液部用外方膨出部により管状受液部が形成され、両受液部形成部材のうち少なくともいずれか一方の受液部形成部材における上下に隣り合う受液部用外方膨出部間に、複数の連通用外方膨出部が左右方向に間隔をおいて形成され、当該連通用外方膨出部により上下に隣り合う管状受液部が通じさせられている上記1)記載の熱交換器。

6)冷媒入口が設けられた管状受液部よりも上方に配置された管状受液部における冷媒入口および冷媒出口と同一側の端部が閉鎖され、これにより凝縮部および過冷却部に対して非連通状態となされている上記1)〜5)のうちのいずれかに記載の熱交換器。

7)互いに間隔をおいて配置された上下方向にのびる左右１対のタンクを備えているとともに、凝縮部と過冷却部との間に、互いに間隔をおいて配置された左右１対のヘッダ、および両ヘッダ間に配置されて両端部が両ヘッダに固定された管状受液部からなる気液分離部が配置され、両タンクに凝縮部、気液分離部および過冷却部のヘッダが設けられており、左右１対のタンクのうち管状受液部の冷媒入口および冷媒出口側に位置する第１のタンクにおける冷媒入口と冷媒出口との間の高さ位置に第１の仕切部材が設けられることにより、第１タンクに、凝縮部の第１ヘッダ、気液分離部の第１ヘッダおよび過冷却部の第１ヘッダが形成されとともに、気液分離部の第１ヘッダが、凝縮部の第１ヘッダに連通する冷媒流入側部分と、過冷却部の第１ヘッダに連通する冷媒流出側部分とに区画され、左右１対のタンクのうちの他の第２のタンクにおける上端の管状受液部よりも上方の高さ位置および下端の管状受液部よりも下方の高さ位置にそれぞれ第２および第３の仕切部材が設けられることにより、第２タンクに、凝縮部の第２ヘッダ、第２仕切部材により凝縮部の第２ヘッダと区画された気液分離部の第２ヘッダ、および第３仕切部材により気液分離部の第２ヘッダと区画された過冷却部の第２ヘッダが設けられている上記1)〜6)のうちのいずれかに記載の熱交換器。

8)前記第２タンクに設けられた第２および第３仕切部材により、気液分離部のすべての管状受液部における冷媒入口および冷媒出口とは反対側の端部が、凝縮部および過冷却部に対して非連通状態となされている上記7)記載の熱交換器。

9)気液分離部のすべての管状受液部が、前記第２タンクの第２ヘッダを介して相互に通じている上記7)または8)記載の熱交換器。

10)互いに間隔をおいて配置された上下方向にのびる左右１対のタンクを備えているとともに、凝縮部と過冷却部との間に、互いに間隔をおいて配置された左右１対のヘッダ、および両ヘッダ間に配置されて両端部が両ヘッダに固定された管状受液部からなる気液分離部が配置され、両タンクに凝縮部、気液分離部および過冷却部のヘッダが設けられており、左右１対のタンクのうち管状受液部の冷媒入口および冷媒出口側に位置する第１のタンクにおける冷媒入口と冷媒出口との間の高さ位置に第１の仕切部材が設けられることにより、第１タンクに、凝縮部の第１ヘッダ、気液分離部の第１ヘッダおよび過冷却部の第１ヘッダが形成されとともに、気液分離部の第１ヘッダが、凝縮部の第１ヘッダに連通する冷媒流入側部分と、過冷却部の第１ヘッダに連通する冷媒流出側部分とに区画され、左右１対のタンクのうちの他の第２のタンクにおける上端の管状受液部よりも上方の高さ位置および下端の管状受液部よりも下方の高さ位置にそれぞれ第２および第３の仕切部材が設けられることにより、第２タンクに、凝縮部の第２ヘッダ、第２仕切部材により凝縮部の第２ヘッダと区画された気液分離部の第２ヘッダ、および第３仕切部材により気液分離部の第２ヘッダと区画された過冷却部の第２ヘッダが設けられ、前記第２タンクに設けられた第２および第３仕切部材により、気液分離部のすべての管状受液部における冷媒入口および冷媒出口とは反対側の端部が、凝縮部および過冷却部に対して非連通状態となされ、気液分離部のすべての管状受液部が、前記第２タンクの第２ヘッダのみを介して相互に通じている上記1)記載の熱交換器。

11)気液分離部の下端の管状受液部の高さ方向の中間部において、第１タンクに第１仕切部材が設けられており、下端の管状受液部における第１タンク側開口における第１仕切部材よりも上側の部分が冷媒入口、同じく下側の部分が冷媒出口となされている上記7)〜10)のうちのいずれかに記載の熱交換器。

12)管状受液部の数が２つである上記1)１記載の熱交換器。

13)管状受液部の通風方向の幅が、第１および第２タンクの通風方向の幅以下となされている上記7)〜12)のうちのいずれかに記載の熱交換器。

上記1)〜6)、9)および10)の熱交換器によれば、気液混相の冷媒が、凝縮部から気液分離部の上端の管状受液部を除いたいずれか１つの管状受液部内に流入すると、重力の作用により気相の冷媒は上側の受液部内に入り、液相の冷媒のみが下端の受液部内に入った後過冷却部に流入する。したがって、気液分離効果が優れたものになる。しかも、特許文献１記載の熱交換器において、流速低下手段の構造を複雑にして気液分離効果を優れたものに場合に比べて、構造が簡単になって製造が容易になる。

上記3)の熱交換器によれば、部品点数が少なくなるとともに、各部品の構造も簡易なものになる。

上記5)の熱交換器によれば、部品点数が少なくなる。

上記7)および10)の熱交換器によれば、１対のタンクを利用して凝縮部、気液分離部および凝縮部が設けられるので、構成が簡単になる。

上記12)の熱交換器によれば、部品点数が少なくなる。

上記13)の熱交換器によれば、管状受液部がタンクよりも通風方向に突出しないので、この熱交換器をエンジンルーム内に配置した場合、無駄なスペースが生じることを防止することが可能になる。したがって、自動車の衝突基準を満たすように、バンパーから熱交換器までの距離を大きくすることができる。

以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。なお、全図面を通じて同一部分および同一物には同一符号を付して重複する説明を省略する。

以下の説明において、「アルミニウム」という用語には、純アルミニウムの他にアルミニウム合金を含むものとする。

実施形態１
この実施形態は図１〜図４に示すものである。

図１はこの実施形態の熱交換器の全体構成を示し、図２〜図４はその要部の構成を示す。

図１および図２において、熱交換器(1)は、凝縮部(2)および過冷却部(3)が、同一垂直面内において、前者が上方に位置するように上下方向に間隔をおいて設けられ、凝縮部(2)と過冷却部(3)との間に気液分離部(4)が設けられ、凝縮部(2)から流出した冷媒が気液分離部(4)に流入し、気液分離部(4)を通過して過冷却部(3)に流入するようになっている。

凝縮部(2)は、左右方向に互いに間隔をおいて配置されかつ上下方向にのびるアルミニウム製第１および第２ヘッダ(5)(6)と、両ヘッダ(5)(6)間に、幅方向を前後方向に向けるとともに上下方向に間隔をおいて配置され、かつ両端部が両ヘッダ(5)(6)にそれぞれ接続された左右方向にのびる複数のアルミニウム製扁平状熱交換管(7)と、隣接する熱交換管(7)間に配置されて熱交換管(7)にろう付されたアルミニウム製コルゲートフィン(8)とを備えている。上端の熱交換管(7)の上方にはこの熱交換管(7)と間隔をおいてアルミニウム製サイドプレート(9)が配置され、サイドプレート(9)と熱交換管(7)との間にもアルミニウム製コルゲートフィン(8)が配置されてサイドプレート(9)および熱交換管(7)にろう付されている。

右側の第１ヘッダ(5)は、上下方向の中程よりも下方の高さ位置に設けられたアルミニウム製通路群形成用第１仕切板(11)により上ヘッダ部(5a)と下ヘッダ部(5b)とに区画されている。左側の第２ヘッダ(6)は、第１仕切板(11)よりも上方の高さ位置に設けられたアルミニウム製通路群形成用第２仕切板(12)により上ヘッダ部(6a)と下ヘッダ部(6b)とに区画されている。そして、凝縮部(2)には、第２仕切板(12)よりも上方の部分、第２仕切板(12)と第１仕切板(11)との間の部分および第１仕切板(11)よりも下方の部分において、それぞれ上下に連続して並んだ複数の熱交換管(7)からなる通路群(13)(14)(15)が設けられている。各通路群(13)を構成する熱交換管(7)の本数は、上端の通路群(13)から下端の通路群(15)に向かって漸次減少している。また、各通路群(13)(14)(15)を構成する全ての熱交換管(7)における冷媒の流れ方向が同一となっているとともに、隣り合う通路群(13)(14)および(14)(15)における冷媒の流れ方向が異なっている。第２ヘッダ(6)の上ヘッダ部(6a)に、図示しない冷媒入口に通じるアルミニウム製冷媒入口部材(10)がろう付されている。

過冷却部(3)は、左右方向に互いに間隔をおいて配置されかつ上下方向にのびるアルミニウム製第１および第２ヘッダ(16)(17)と、両ヘッダ(16)(17)間に、幅方向を前後方向に向けるとともに上下方向に間隔をおいて配置され、かつ両端部が両ヘッダ(16)(17)にそれぞれ接続された左右方向にのびる複数のアルミニウム製扁平状熱交換管(7)と、隣接する熱交換管(7)間に配置されて熱交換管(7)にろう付されたアルミニウム製コルゲートフィン(8)とを備えている。左側の第２ヘッダ(17)に、図示しない冷媒出口に通じるアルミニウム製冷媒出口部材(18)がろう付されている。熱交換管(7)は凝縮部(2)の熱交換管(7)と同一のものであり、下端の熱交換管(7)の下方にはこの熱交換管(7)と間隔をおいてアルミニウム製サイドプレート(9)が配置され、サイドプレート(9)と熱交換管(7)との間にもアルミニウム製コルゲートフィン(8)が配置されてサイドプレート(9)および熱交換管(7)にろう付されている。

気液分離部(4)は、左右方向に互いに間隔をおいて配置されかつ上下方向にのびるアルミニウム製第１および第２ヘッダ(20)(21)と、両ヘッダ(20)(21)間に、上下方向に間隔をおいて配置されかつ両端部が両ヘッダ(20)(21)にそれぞれ固定されるとともに、互いに独立した左右方向にのびる複数、ここでは２本のアルミニウム製円形受液管(22)(23)（管状受液部）とを備えている。上側の受液管(22)内には、通液性および通気性を有する容器(24a)内に乾燥剤(24b)が充填されることにより形成された乾燥剤ユニット(24)が配置されている。また、気液分離部(4)の上側受液管(22)と凝縮部(2)の下端の熱交換管(7)、および気液分離部(4)の下側受液管(23)と過冷却部(3)の上端の熱交換管(7)との間にもそれぞれアルミニウム製コルゲートフィン(8)が配置され、アルミニウム製スペーサ(19)を介して受液管(22)(23)にろう付されるとともに熱交換管(7)にろう付されている。

熱交換器(1)は、互いに間隔をおいて配置された上下方向にのびる左右１対のタンク(25)(26)を備えており、両タンク(25)(26)に凝縮部(2)、気液分離部(4)および過冷却部(3)のヘッダ(5)(20)(16)(6)(21)(17)が設けられている。以下、右側のタンク(25)を第１タンク、左側のタンク(26)を第２タンクというものとする。第１タンク(25)における気液分離部(4)の下側受液管(23)（下端の受液管(23)）の高さ方向の中間部に第１仕切部材(27)が設けられることにより、第１タンク(25)に、凝縮部(2)の第１ヘッダ(5)、気液分離部(4)の第１ヘッダ(20)および過冷却部(3)の第１ヘッダ(16)がこの順序で上側から設けられるとともに、気液分離部(4)の第１ヘッダ(20)が、凝縮部(2)の第１ヘッダ(5)に連通する冷媒流入側部分(20a)と、過冷却部(3)の第１ヘッダ(16)に連通する冷媒流出側部分(20b)とに区画されている。また、第２タンク(26)における気液分離部(4)の上側受液管(22)（上端の受液管(22)）よりも上方の高さ位置および下側受液管(23)（下端の受液管(23)）よりも下方の高さ位置にそれぞれ第２および第３の仕切部材(28)(29)が設けられることにより、第２タンク(26)に、凝縮部(2)の第２ヘッダ(6)、第２仕切部材(28)により凝縮部(2)の第２ヘッダ(6)と区画された気液分離部(4)の第２ヘッダ(21)、および第３仕切部材(29)により気液分離部(4)の第２ヘッダ(21)と区画された過冷却部(3)の第２ヘッダ(17)が設けられている。気液分離部(4)の両受液管(22)(23)は、外径が両タンク(25)(26)の前後方向の幅と等しいか、またはこれよりも小さい円管からなる。なお、受液管(22)(23)としては、前後方向の幅が両タンク(25)(26)の前後方向の幅と等しいか、またはこれよりも小さいものであれば、円管に限らず、その横断面形状は変更可能であり、角管等を用いることができる。

気液分離部(4)の上下に隣り合う受液管(22)(23)どうしの間に、複数のアルミニウム製連通部材(31)が受液管(22)(23)の長さ方向に間隔をおいて配置されるとともに両受液管(22)(23)にろう付されている。図３および図４に示すように、各連通部材(31)の上下両面は、受液管(22)(23)の外周面の一部分が密接するように部分凹円筒面状となされている。そして、上下両受液管(22)(23)の周壁における各連通部材(31)と対応する位置に形成された貫通穴(32)(33)、および各連通部材(31)に形成された連通穴(34)により、上下に隣り合う受液管(22)(23)どうしが相互に通じさせられている。

気液分離部(4)のすべての受液管(22)(23)は、第１タンク(25)にろう付されたアルミニウム製固定部材(35)を介して第１ヘッダ(20)に固定されている。固定部材(35)の左側面には、すべての受液管(22)の右端部を嵌め入れる複数、ここでは２つの凹所(36)(37)が上下方向に間隔をおいて形成されている。また、固定部材(35)には、下側の凹所(37)の底面と固定部材(35)の右側面とを通じさせる上下２つの冷媒通路(38)(39)が貫通状に形成されている。両冷媒通路(38)(39)は第１タンク(25)の第１仕切部材(27)を挟むように上下に間隔をおいて形成されている。また、第１タンク(25)の周壁における第１仕切部材(27)の上下両側部分に、固定部材(35)の２つの冷媒通路(38)(39)と通じるように、貫通穴(41)(42)が形成されている。固定部材(35)の右側面は第１タンク(25)の外周面の一部分が密接するように部分凹円筒面状となされており、その上端部に位置決めピン(43)が一体に形成され、位置決めピン(43)が第１タンク(25)の周壁に形成された位置決め穴(44)に挿入された状態で第１タンク(25)にろう付されている。

気液分離部(4)の両受液管(22)(23)の左右両端部には、それぞれ縮径部(22a)(23a)が設けられている。下側受液管(23)の右端縮径部(23a)は、固定部材(35)の下側凹所(37)内に嵌め入れられて固定部材(35)にろう付されており、当該受液管(23)の右端開口の上側部分が、上側冷媒通路(38)および上側貫通穴(41)を介して凝縮部(2)の第１ヘッダ(5)に連なった気液分離部(4)の第１ヘッダ(20)の冷媒流入側部分(20a)に通じるとともに、当該受液管(23)の右端開口の下側部分が、下側冷媒通路(39)および下側貫通穴(42)を介して過冷却部(3)の第１ヘッダ(16)に連なった気液分離部(4)の第１ヘッダ(20)の冷媒流出側部分(20b)に通じている。したがって、第１タンク(25)の第１仕切部材(27)は、気液分離部(4)における下端の受液管(23)の高さ方向の中間部に設けられていることになり、当該受液管(23)の右端開口における第１仕切部材(27)よりも上側の部分が冷媒入口(45)、同じく下側の部分が冷媒出口(46)となっている。一方、気液分離部(4)の上側受液管(22)（冷媒入口(45)および冷媒出口(26)が設けられていない受液管(22)）の右端縮径部(22a)は、固定部材(35)の上側凹所(36)内に嵌め入れられて固定部材(35)にろう付されており、これにより当該受液管(22)の右端開口が閉鎖されて、凝縮部(2)および過冷却部(3)と非連通状態となされている。また、気液分離部(4)のすべての受液管(22)(23)の左端縮径部は、第２タンク(26)に形成された挿入穴(47)に挿入されて第２タンク(26)にろう付されることにより、第２ヘッダ(21)に連通状に接続されており、これにより相互に通じさせられるとともに、第２タンク(26)に設けられた第２および第３仕切部材(28)(29)によって凝縮部(2)および過冷却部(3)と非連通状態となされている。

上述した熱交換器(1)は、圧縮機、減圧器（膨張弁）および蒸発器とともに冷凍サイクルを構成するようになっている。このような冷凍サイクルは、たとえば自動車のような車両のエアコンとして用いられる。

上述した熱交換器(1)において、冷凍サイクルの運転時には、気液混相の冷媒が、冷媒入口部材(10)から図示しない冷媒入口を通って凝縮部(2)の第２ヘッダ(6)の上ヘッダ部(6a)内に流入する。第２ヘッダ(6)の上ヘッダ部(6a)内に流入した気液混相の冷媒は、上端通路群(13)の熱交換管(7)を通って第１ヘッダ(5)の上ヘッダ部(5a)内に流入した後、中間通路群(14)の熱交換管(7)を通って第２ヘッダ(6)の下ヘッダ部(6b)内に流入し、さらに下端通路群(15)の熱交換管(7)を通って第１ヘッダ(5)の下ヘッダ部(5b)内に流入する。下ヘッダ部(5b)内に流入した冷媒は、気液分離部(4)の第１ヘッダ(20)の冷媒流入側部分(20a)内に流入し、上側貫通穴(41)、上側冷媒通路(38)および下側受液管(23)の冷媒入口(45)を通って下側受液管(23)内に乱流状態で流入する。気液混相の冷媒が、凝縮部(2)から気液分離部(4)の下側受液管(23)内に流入すると、重力の作用により気相の冷媒は、下側受液管(23)の周壁の貫通穴(33)、連通部材(31)の連通穴(34)および上側受液管(22)の周壁の貫通穴(32)を通るとともに、第２ヘッダ(21)を通って上側の受液管(22)内に入り、液相の冷媒のみが下側受液管(23)の冷媒出口(46)から下側冷媒通路(39)および下側貫通穴(42)を通って気液分離部(4)の第１ヘッダ(20)の冷媒流出側部分(20b)に入った後、過冷却部(3)の第１ヘッダ(16)内に流入する。したがって、気液分離部(4)での気液分離効果が優れたものになり、過冷却部(3)内に流入する気相冷媒の量が少なくなり、過冷却部(3)での過冷却効果が十分となって冷凍サイクル全体の冷却効果が向上する。過冷却部(3)の第１ヘッダ(16)内に流入した冷媒は、熱交換管(7)を通って第２ヘッダ(17)内に流入し、図示しない冷媒出口から冷媒出口部材(18)を通って減圧器に送られる。

実施形態２
この実施形態は図５〜図７に示すものである。

この実施形態の熱交換器(50)の場合、気液分離部(4)の上下に隣接する２つの受液管(22)(23)のうち上側受液管(22)の周壁の下部および下側受液管(23)の周壁の上部における左右両端部を除いた部分が、それぞれ内側に平坦となるように凹まされている。両受液管(22)(23)の周壁における凹まされた平坦部を(51)(52)で示す。上下に隣接する２つの受液管(22)(23)の周壁の平坦部(51)(52)間に、左右方向に長い帯板状の１つの連通部材(53)が、幅方向を前後方向に向けて配置され、両受液管(22)(23)にろう付されている。そして、上下に隣接する２つの受液管(22)(23)の周壁の平坦部(51)(52)に、それぞれ左右方向に間隔をおいて複数の貫通穴(54)(55)が形成されるとともに、連通部材(53)における貫通穴(54)(55)と対応する位置に連通穴(56)が形成されており、貫通穴(54)(55)および連通穴(56)により上下に隣接する受液管(22)(23)どうしが通じさせられている。

その他の構成は、実施形態１の熱交換器(1)と同様であり、実施形態１の熱交換器(1)と同様にして効率良く気液分離される。

実施形態３
この実施形態は図８〜図１０に示すものである。

この実施形態の熱交換器(60)の場合、気液分離部(4)の上下に隣接する２つの受液管(22)(23)のうち上側受液管(22)の周壁の下部に、左右方向に間隔をおいて複数の貫通穴(61)が形成されている。また、下側受液管(23)における貫通穴(61)と対応する位置に上方に突出しかつ先端部が上側受液管(22)の貫通穴(61)内に挿入される連通部(62)が一体に形成されており、連通部(62)の突出端部には、下側受液管(23)の内外を通じさせる連通穴(63)が形成されている。そして、連通部(62)の連通穴(63)により上下に隣接する受液管(22)(23)どうしが通じさせられている。なお、連通部(62)は先端に向かって細くなった先細り状であってもよい。

その他の構成は、実施形態１の熱交換器(1)と同様であり、実施形態１の熱交換器(1)と同様にして効率良く気液分離される。

なお、実施形態３においては、上側受液管(22)に貫通穴(61)が形成され、下側受液管(23)に連通穴(63)を有する連通部(62)が形成されているが、これとは逆に、下側受液管(23)に貫通穴(61)が形成され、上側受液管(22)に連通穴(63)を有する連通部(62)が形成されていてもよい。また、上下両受液管(22)(23)に、それぞれ貫通穴(61)および連通穴(63)を有する連通部(62)が混在していてもよい。さらに、連通部(62)は受液管(22)(23)に一体に形成されている必要はなく、別個に形成されたものが固着されていてもよい。

実施形態４
この実施形態は図１１に示すものである。

この実施形態の熱交換器(65)の場合、上下両受液管(22)(23)間には、実施形態１や実施形態２の連通部材(31)(53)は配置されておらず、また実施形態３の連通部(62)は設けられておらず、上下両受液管(22)(23)は、第２タンク(26)に設けられた気液分離部(4)の第２ヘッダ(21)のみを介して相互に通じている。

その他の構成は、実施形態１の熱交換器(1)と同様であり、実施形態１の熱交換器(1)と同様にして効率良く気液分離される。

実施形態５
この実施形態は図１２〜図１５に示すものである。

この実施形態の熱交換器(70)の場合、気液分離部(4)には、上下方向に並んで配置された左右方向にのびる複数、ここでは２つの円管状受液部(71)(72)が設けられている。すべての円管状受液部(71)(72)は、前後２つのアルミニウム製受液部形成部材(73)(74)を相互にろう付することにより形成されている。図示は省略したが、この熱交換器(70)においては、上側の円管状受液部(71)(72)内に乾燥剤ユニットが配置されている。

前側受液器形成部材(73)は板材にプレス加工を施すことにより形成されたものであり、上下方向に間隔をおいて形成されかつ前方に膨出するとともに左右方向にのびる２つの受液部用半円筒状部(75)(76)（受液部用外方膨出部）と、各半円筒状部(75)(76)の両端部に一体に形成された縮径部用小径半円筒状部(75a)(76a)と、両半円筒状部(75)(76)を、小径半円筒状部(75a)(76a)を除いて全長にわたって連結する垂直状連結壁(77)と、上側半円筒状部(75)の上縁の小径半円筒状部(75a)を除いた部分に全長にわたって一体に形成された垂直状上方突出壁(78)と、下側半円筒状部(76)の下縁の小径半円筒状部(76a)を除いた部分に全長にわたって一体に形成された垂直状下方突出壁(79)とを備えている。

前側受液器形成部材(73)の連結壁(77)には、前方に膨出するとともに上下方向にのび、かつ両半円筒状部(75)(76)の内部どうしを通じさせる連通用外方膨出部(81)が形成されている。また、連結壁(77)における隣り合う連通用外方膨出部(81)間にはかしめピン挿通穴(82)が形成されている。前側受液器形成部材(73)の上方突出壁(78)および下方突出壁(79)には、それぞれ左右方向に間隔をおいてその先端から形成された２つのスリット(83)からなるスリット対(83A)が、前側受液器形成部材(73)の長さ方向に間隔をおいて複数設けられている。各スリット列(83A)の２つのスリット(83)間の部分は、上方突出壁(78)の他の部分に比べて若干上方に突出している。

後側受液部形成部材(74)は、前側受液部形成部材(73)とほぼ同様な構成であって、前側受液部形成部材(73)と前後逆向きとなるように配置されており、両部材(73)(74)の同一部分には同一符号を付す。後側受液部形成部材(74)においては、上方突出壁(78)および下方突出壁(79)における前側受液部形成部材(73)のスリット対(83A)に対応する部分に、各スリット対(83A)の２つのスリット(83)間の部分を曲げた際に嵌る切り欠き(85)が形成されている点が、前側受液部形成部材(73)と異なっている。

両受液部形成部材(73)(74)は、連結壁(77)どうし、上方突出壁(78)どうしおよび下方突出壁(79)どうしが密接させられ、両部材(73)(74)のピン挿通穴(82)に通されたピン(84)がかしめられるとともに、前側受液部形成部材(73)の各スリット対(83A)の両スリット(83)間の部分が後側に曲げられて後側受液部形成部材(74)の切り欠き(85)内に嵌められて上方突出壁(78)および下方突出壁(79)に係合させられることにより仮止めされ、この状態で相互にろう付されている。そして、前後両受液部形成部材(73)(74)の受液部用半円筒状部(75)(76)により上下に並んだ円管状受液部(71)(72)が形成され、両円管状受液部(71)(72)が、両受液部形成部材(73)(74)の連通用外方膨出部(81)により形成された連通部(86)により相互に通じさせられている。両円管状受液部(71)(72)の外径は、ヘッダ(21)(22)の前後方向の幅と等しいか、またはこれよりも小さいことが好ましい。なお、受液部(71)(72)としては、前後方向の幅が両タンクの前後方向の幅と等しいか、またはこれよりも小さいものであれば、円管状に限らず、その横断面形状は変更可能であり、角管状等であってもよい。また、前後両受液部形成部材(73)(74)の小径半円筒状部(75a)(76a)により形成された縮径部（図示略）が、固定部材(35)の凹所(36)(37)および第２タンク(26)の貫通穴(47)に嵌め入れられている。

その他の構成は、実施形態１の熱交換器(1)と同様であり、実施形態１の熱交換器と同様にして効率良く気液分離される。

上記５つの実施形態においては、気液分離部(4)に２つの受液管(22)(23)または円管状受液部(71)(72)が設けられているが、これに限定されるものではなく、受液管(22)(23)または円管状受液部(71)(72)の数は３以上であってもよい。

この発明の実施形態１の熱交換器の全体構成を示す正面図である。 図１に示す熱交換器の一部分を示す部分省略拡大垂直断面図である。 図１に示す熱交換器の気液分離部の第１タンク側端部を示す分解斜視図である。 図１の一部を省略したＡ−Ａ線拡大断面図である。 この発明の実施形態２の熱交換器の全体構成を示す正面図である。 図５に示す熱交換器の気液分離部の第１タンク側端部を示す分解斜視図である。 図５の一部を省略したＢ−Ｂ線拡大断面図である。 この発明の実施形態３の熱交換器の全体構成を示す正面図である。 図８に示す熱交換器の気液分離部の第１タンク側端部を示す分解斜視図である。 図８の一部を省略したＣ−Ｃ線拡大断面図である。 この発明の実施形態４の熱交換器の全体構成を示す正面図である。 この発明の実施形態５の熱交換器の全体構成を示す正面図である。 図１２に示す熱交換器の気液分離部の第１タンク側端部を示す分解斜視図である。 図１２の一部を省略したＤ−Ｄ線拡大断面図である。 図１２の一部を省略したＥ−Ｅ線拡大断面図である。

符号の説明

(1)(50)(60)(65)(70)：熱交換器
(2)：凝縮部
(3)：過冷却部
(4)：気液分離部
(5)：第１ヘッダ
(6)：第２ヘッダ
(7)：熱交換管
(20)：第１ヘッダ
(20a)：冷媒流入側部分
(20b)：冷媒流出側部分
(21)：第２ヘッダ
(22)(23)：受液管（管状受液部）
(25)：第１タンク
(26)：第２タンク
(27)：第１仕切部材
(28)：第２仕切部材
(29)：第３仕切部材
(31)：連通部材
(32)(33)：貫通穴
(34)：連通穴
(45)：冷媒入口
(46)：冷媒出口
(53)：連通部材
(54)(55)：貫通穴
(56)：連通穴
(61)：貫通穴
(62)：連通部
(63)：連通穴
(71)(72)：円管状受液部
(73)(74)：受液部形成部材
(75)(76)：受液部用半円筒状部（受液部用外方膨出部）
(81)：連通用外方膨出部
(86)：連通部

Claims (13)

1. 互いに間隔をおいて配置された左右１対のヘッダ、および両ヘッダ間に配置されて両端部が両ヘッダに接続された複数の熱交換管からなる凝縮部と、互いに間隔をおいて配置された左右１対のヘッダ、および両ヘッダ間に配置されて両端部が両ヘッダに接続された複数の熱交換管からなり、かつ凝縮部の下方に配置された過冷却部と、凝縮部から過冷却部に流入する冷媒の気液分離を行う気液分離部とを備えており、凝縮部から流出した冷媒が気液分離部を通って過冷却部内に流入するようになされた熱交換器であって、
   気液分離部が、上下方向に並んで配置された左右方向にのびる複数の管状受液部を備えているとともに、隣り合う管状受液部が相互に通じさせられており、凝縮部から流出した冷媒が上端の管状受液部を除いたいずれか１つの管状受液部の一端に設けられた冷媒入口から気液分離部に流入するとともに、下端の管状受液部における冷媒入口と同一端に設けられた冷媒出口から過冷却部に流出するようになされ、冷媒入口および冷媒出口が設けられていない管状受液部における冷媒入口および冷媒出口と同一側の端部が、凝縮部および過冷却部に対して非連通状態となされ、すべての管状受液部における冷媒入口および冷媒出口とは反対側の端部が、凝縮部および過冷却部に対して非連通状態となされている熱交換器。
2. 各管状受液部が相互に独立した受液管からなり、隣り合う受液管どうしの間に、複数の連通部材が受液管の長さ方向に間隔をおいて配置されて両受液管に接合され、隣り合う受液管どうしが、受液管の周壁に形成された貫通穴および各連通部材に形成された連通穴を介して通じさせられている請求項１記載の熱交換器。
3. 各管状受液部が相互に独立した受液管からなり、隣り合う受液管どうしの間に、受液管の長さ方向にのびる１つの連通部材が配置されて両受液管に接合され、隣り合う受液管どうしが、受液管の周壁に長さ方向に間隔をおいて形成された複数の貫通穴、および連通部材に長さ方向に間隔をおいて形成された複数の連通穴を介して通じさせられている請求項１記載の熱交換器。
4. 各管状受液部が相互に独立した受液管からなり、隣り合う受液管のうちのいずれか一方の受液管の周壁に貫通穴が形成され、同他方の受液管の周壁に、前記一方の受液管側に突出しかつ先端部が前記貫通穴内に挿入されるとともに、前記他方の受液管の内外を通じさせる連通穴を有する連通部が設けられ、隣り合う受液管どうしが、連通部に形成された連通穴を介して通じさせられている請求項１記載の熱交換器。
5. すべての管状受液部が、前後２つの受液部形成部材を相互に接合することにより形成されており、各受液部形成部材に、左右方向にのびる複数の受液部用外方膨出部が上下方向に間隔をおきかつ同一高さ位置に来るように形成され、両受液部形成部材の受液部用外方膨出部により管状受液部が形成され、両受液部形成部材のうち少なくともいずれか一方の受液部形成部材における上下に隣り合う受液部用外方膨出部間に、複数の連通用外方膨出部が左右方向に間隔をおいて形成され、当該連通用外方膨出部により上下に隣り合う管状受液部が通じさせられている請求項１記載の熱交換器。
6. 冷媒入口が設けられた管状受液部よりも上方に配置された管状受液部における冷媒入口および冷媒出口と同一側の端部が閉鎖され、これにより凝縮部および過冷却部に対して非連通状態となされている請求項１〜５のうちのいずれかに記載の熱交換器。
7. 互いに間隔をおいて配置された上下方向にのびる左右１対のタンクを備えているとともに、凝縮部と過冷却部との間に、互いに間隔をおいて配置された左右１対のヘッダ、および両ヘッダ間に配置されて両端部が両ヘッダに固定された管状受液部からなる気液分離部が配置され、両タンクに凝縮部、気液分離部および過冷却部のヘッダが設けられており、左右１対のタンクのうち管状受液部の冷媒入口および冷媒出口側に位置する第１のタンクにおける冷媒入口と冷媒出口との間の高さ位置に第１の仕切部材が設けられることにより、第１タンクに、凝縮部の第１ヘッダ、気液分離部の第１ヘッダおよび過冷却部の第１ヘッダが形成されとともに、気液分離部の第１ヘッダが、凝縮部の第１ヘッダに連通する冷媒流入側部分と、過冷却部の第１ヘッダに連通する冷媒流出側部分とに区画され、左右１対のタンクのうちの他の第２のタンクにおける上端の管状受液部よりも上方の高さ位置および下端の管状受液部よりも下方の高さ位置にそれぞれ第２および第３の仕切部材が設けられることにより、第２タンクに、凝縮部の第２ヘッダ、第２仕切部材により凝縮部の第２ヘッダと区画された気液分離部の第２ヘッダ、および第３仕切部材により気液分離部の第２ヘッダと区画された過冷却部の第２ヘッダが設けられている請求項１〜６のうちのいずれかに記載の熱交換器。
8. 前記第２タンクに設けられた第２および第３仕切部材により、気液分離部のすべての管状受液部における冷媒入口および冷媒出口とは反対側の端部が、凝縮部および過冷却部に対して非連通状態となされている請求項７記載の熱交換器。
9. 気液分離部のすべての管状受液部が、前記第２タンクの第２ヘッダを介して相互に通じている請求項７または８記載の熱交換器。
10. 互いに間隔をおいて配置された上下方向にのびる左右１対のタンクを備えているとともに、凝縮部と過冷却部との間に、互いに間隔をおいて配置された左右１対のヘッダ、および両ヘッダ間に配置されて両端部が両ヘッダに固定された管状受液部からなる気液分離部が配置され、両タンクに凝縮部、気液分離部および過冷却部のヘッダが設けられており、左右１対のタンクのうち管状受液部の冷媒入口および冷媒出口側に位置する第１のタンクにおける冷媒入口と冷媒出口との間の高さ位置に第１の仕切部材が設けられることにより、第１タンクに、凝縮部の第１ヘッダ、気液分離部の第１ヘッダおよび過冷却部の第１ヘッダが形成されとともに、気液分離部の第１ヘッダが、凝縮部の第１ヘッダに連通する冷媒流入側部分と、過冷却部の第１ヘッダに連通する冷媒流出側部分とに区画され、左右１対のタンクのうちの他の第２のタンクにおける上端の管状受液部よりも上方の高さ位置および下端の管状受液部よりも下方の高さ位置にそれぞれ第２および第３の仕切部材が設けられることにより、第２タンクに、凝縮部の第２ヘッダ、第２仕切部材により凝縮部の第２ヘッダと区画された気液分離部の第２ヘッダ、および第３仕切部材により気液分離部の第２ヘッダと区画された過冷却部の第２ヘッダが設けられ、前記第２タンクに設けられた第２および第３仕切部材により、気液分離部のすべての管状受液部における冷媒入口および冷媒出口とは反対側の端部が、凝縮部および過冷却部に対して非連通状態となされ、気液分離部のすべての管状受液部が、前記第２タンクの第２ヘッダのみを介して相互に通じている請求項１記載の熱交換器。
11. 気液分離部の下端の管状受液部の高さ方向の中間部において、第１タンクに第１仕切部材が設けられており、下端の管状受液部における第１タンク側開口における第１仕切部材よりも上側の部分が冷媒入口、同じく下側の部分が冷媒出口となされている請求項７〜１０のうちのいずれかに記載の熱交換器。
12. 管状受液部の数が２つである請求項１１記載の熱交換器。
13. 管状受液部の通風方向の幅が、第１および第２タンクの通風方向の幅以下となされている請求項７〜１２のうちのいずれかに記載の熱交換器。

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