JP2014196864A - 熱交換器 - Google Patents
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Abstract
【課題】コンプレッサのオフ時にあって、温度センサがその設置位置に関わらず極力正確にコンプレサオン時の温度を検知できる熱交換器を提供する。
【解決手段】周囲を通る空気と内部に収容された蓄冷剤との間で熱交換する蒸発器1Aであって、蓄冷剤は、空気流れの速度分布に応じて配置され、蓄冷剤は、空気流れの速い領域には潜熱量の大きい第1蓄冷剤が収容され、空気流れの遅い領域には潜熱量の小さい第2蓄冷剤が収容された。
【選択図】図1
【解決手段】周囲を通る空気と内部に収容された蓄冷剤との間で熱交換する蒸発器1Aであって、蓄冷剤は、空気流れの速度分布に応じて配置され、蓄冷剤は、空気流れの速い領域には潜熱量の大きい第1蓄冷剤が収容され、空気流れの遅い領域には潜熱量の小さい第2蓄冷剤が収容された。
【選択図】図1
Description
本発明は、蓄冷剤が収容された熱交換器に関する。
この種の従来の熱交換器としては、特許文献1に開示されたものがある。この蒸発器100は、図11〜図14に示すように、冷媒を空気と熱交換させる熱交換部101,110,120が空気流れに沿って3台配置されている。3台の熱交換部101,110,120は、空気流れ上流の第1熱交換部101と、第1熱交換部101より下流の第2熱交換部110と、空気流れ下流の第3熱交換部120とから構成されている。
第1熱交換部101と第2熱交換部110は、複数の並列配置された複数のチューブ102,111と、チューブ102,111の両端側に配置された一対のタンク部103,112とを有する。各チューブ102,111内には冷媒流路102a,111aが形成されている。各タンク部103,112内には、各チューブ102,111の冷媒流路102a,111aが開口している。
第3熱交換部120は、複数の並列配置された複数のチューブ121とチューブ121の両端側に配置された一対のタンク部125とを有する。チューブ121は、二重チューブであり、インナーチューブ122とインナーチューブ122の外周を覆うように配置されたアウターチューブ123より構成されている。各チューブ121内は、その内周路が冷媒流路122aに、外周路が蓄冷剤収容路122bに形成されている。蓄冷剤収容路122bには、蓄冷剤(図示せず)が収容されている。各タンク部125は、図14に詳しく示すように、冷媒タンク室125aと蓄冷剤タンク室125bを内部に有する。冷媒タンク室125aには、各チューブ121の冷媒流路122aが開口されている。各蓄冷剤タンク室125bには、各チューブ121の蓄冷剤収容路122bが開口されている。
上記構成において、冷媒は、第1〜第3熱交換部101,110,120の冷媒流路102a,111a,122aを流れ、この流れる過程で空気と熱交換する。これにより、空気が冷却される。蓄冷剤(図示せず)は、冷却された空気や冷媒と熱交換し、冷熱を蓄える。例えば蒸発器100が車両用空調装置の冷却源として車両に搭載された場合、アイドルストップ等でエンジン停止し、これにより蒸発器100への冷媒流れが停止する場合でも、冷却された蓄冷剤が空気を冷却し、車室内に極力冷風を吹き出させることができる。これにより、動力の削減を行いつつ車室内の冷房状態を極力維持できる。
ところで、例えば車両用空調装置には、蒸発器を通過する空気温度を検知する温度センサを設け、蒸発器の出口側温度に基づいてコンプレッサをオンオフ制御するものがある。このようなシステムに上記した蒸発器100を適用すると、次のような問題が発生する。
つまり、上記した蒸発器100は、蓄冷剤が空気通過領域の全域に配置され、どの空気通過領域でも均一量の冷熱を蓄冷する。
しかし、蒸発器100を通過する送風の速度は、通過する位置によって一定ではない。例えば、第3熱交換部120の空気通過領域の中心箇所を通る空気流れは速く、第3熱交換部120の空気通過領域の外周箇所を通る空気流れが遅い。すると、コンプレッサのオフ時、空気流れが速い位置では空気と蓄冷剤との熱交換性が良く、蓄冷剤の放熱が速くて第3熱交換部120の出口側の空気温度の上昇が早い。一方、空気流れが遅い位置では、空気と蓄冷剤との熱交換性が悪く、蓄冷剤の放熱が遅くて第3熱交換部120の出口側の空気温度の上昇が遅い。すると、温度センサが空気流れの速い位置に設置された場合には、実際の出口側の平均温度より低い温度でコンプレッサがオンし、冷房過剰になる恐れがある。又、温度センサが空気流れの遅い位置に設置された場合には、実際の出口側の平均温度よりも高い温度でコンプレッサがオンし、ムレ臭が発生する恐れがある。
そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、コンプレッサのオフ時にあって、温度センサがその設置位置に関わらず極力正確にコンプレッサオン時の温度を検知できる熱交換器を提供することを目的とする。
本発明は、周囲を通る空気と内部に収容された蓄冷剤との間で熱交換する熱交換器であって、前記蓄冷剤は、空気流れの速度分布に応じて配置されたことを特徴とする熱交換器である。
前記蓄冷剤は、空気流れの速い領域には潜熱量の大きいものが収容され、空気流れの遅い領域には潜熱量の小さいものが収容されるものであっても良い。
潜熱量の大きい前記蓄冷剤は、前記送風路の中央領域に、潜熱量の小さい前記蓄冷剤は、前記送風路の周辺領域にそれぞれ収容されるものであっても良い。
前記蓄冷剤は、空気流れの速い領域には収容され、空気流れの遅い領域には収容しないものであっても良い。
前記蓄冷剤は、空気流れの速い領域では多くの量が収容され、空気流れの遅い領域では少ない量が収容されるものであっても良い。
間隔を置いて配置された複数のチューブと、複数の前記チューブの長手方向の端部に配置されたタンクとを有し、前記各チューブと前記タンク内に前記蓄冷剤が収容されるものを含む。
複数のプレートが積層され、隣り合う前記プレートによって蓄冷剤収容室と空気通過路が交互に構成され、前記蓄冷剤収容室に前記蓄冷剤が収容されるものを含む。
本発明によれば、蓄冷剤が空気流れの速度分布に応じて配置されているので、コンプレッサオフ時における蓄冷剤の空気への放熱量を位置に応じて調整できるため、温度センサがその設置位置に関わらずコンプレッサオン時の温度を極力正確に検知するようにできる。
従来例の蒸発器の概略断面図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。熱交換器である蒸発器は、コンプレッサ等と共に蒸気圧縮式冷凍サイクルを構成し、この蒸気圧縮式冷凍サイクルが車両用空気調和装置に適用されているものとして説明する。
(第1実施形態)
図1〜図3は、本発明の第1実施形態を示す。図1に示すように、熱交換器である蒸発器1Aは、間隔を置いて配置された複数の第1及び第2チューブ2A,2Bと、隣り合う第1及び第2チューブ2A,2B間の空気通過路に配置された複数のフィン3と、複数の第1及び第2チューブ2A,2Bの両端側に配置された一対のタンク部4とを備えている。
図1〜図3は、本発明の第1実施形態を示す。図1に示すように、熱交換器である蒸発器1Aは、間隔を置いて配置された複数の第1及び第2チューブ2A,2Bと、隣り合う第1及び第2チューブ2A,2B間の空気通過路に配置された複数のフィン3と、複数の第1及び第2チューブ2A,2Bの両端側に配置された一対のタンク部4とを備えている。
第1及び第2チューブ2A,2Bとフィン3の配置領域が空気通過領域であり、空気通過領域の中心箇所は空気流れの速い領域(図1にてMで示す)であり、空気通過領域の外周箇所は空気流れの遅い領域である。
第1チューブ2Aは、チューブ並設方向の左右の両端位置以外に配置されている。第2チューブ2Bは、チューブ並設方向の左右の両端位置に配置されている。つまり、第1チューブ2Aは、空気流れが速い領域に、第2チューブ2Bは空気流れが遅い領域にそれぞれ大略配置されている。
図2(a)に示すように、第1チューブ2Aは、長手方向に延びる冷媒流路20と第1蓄冷剤収容路21を有する。冷媒流路20は、幅方向の中央に位置する。第1蓄冷剤収容路21は、幅方向の左右に位置する。第1チューブ2Aの両端は、冷媒流路20に対応する幅方向の中央より左右が短く形成されている。
図2(b)に示すように、第2チューブ2Bは、第1チューブ2Aと同じ長さ寸法である。第2チューブ2Bは、長手方向に延びる冷媒流路20と第2蓄冷剤収容路22を有する。冷媒流路20は、幅方向の中央に位置する。第2蓄冷剤収容路22は、幅方向の左右に位置する。第2チューブ2Bの両端は、冷媒流路20に対応する幅方向の中央より左右がそれぞれ短くカットされている。このカット量は、第1チューブ2Aよりも大きい。
各タンク部4の内部には、外側位置に冷媒タンク室40が、中央位置に第1蓄冷剤タンク室41が、内側位置に第2蓄冷剤タンク室42がそれぞれ設けられている。各冷媒タンク室40には、第1チューブ2A及び第2チューブ2Bの冷媒流路20がそれぞれ開口している。第1蓄冷剤タンク室41には、第1チューブ2Aの第1蓄冷剤収容路21が開口している。第2蓄冷剤タンク室42には、第2チューブ2Bの第2蓄冷剤収容路22が開口している。
第1蓄冷剤収容路21及び第1蓄冷剤タンク室41には、第2蓄冷剤に較べて潜熱量の大きい第1蓄冷剤が収容されている。第2蓄冷剤収容路22及び第2蓄冷剤タンク室42には、第1蓄冷剤に較べて潜熱量の小さい第2蓄冷剤が収容されている。この第1及び第2蓄冷剤の融解温度は、同じであり、下記するサーモスイッチのオフ点とオン点の間にある。第1及び第2蓄冷剤は、例えばパラフィンである。
蒸発器1Aの出口側には、温度センサ(図示せず)が配置されている。温度センサは、蒸発器1Aの出口側の空気温度を検知する。蒸発器1Aの出口側のフィン温度を検知するようにしても良い。この温度センサの検知温度によってサーモスイッチ(図示せず)がオンオフされる。このサーモスイッチのオンオフによって、冷凍サイクルのコンプレッサ(図示せず)がオンオフされる。
上記構成において、コンプレッサオン時には、蒸発器1Aに冷媒が流入される。流入された冷媒は、第1及び第2チューブ2A,2Bの冷媒流路20を流れ、ここで空気との間で熱交換して空気を冷却し、冷風が車室内に吹き出される。アイドルストップ等でエンジン停止すると、コンプレッサがオフする。これにより蒸発器1Aへの冷媒流れが停止するが、蒸発器1A内の冷却された蓄冷剤が空気を冷却し、車室内に極力冷風を吹き出させることができる。これにより、動力の削減を行いつつ車室内の冷房状態を極力維持できる。
また、図3に示すように、コンプレッサオン時にあって、蒸発器1Aの出口部の温度センサ(図示せず)がコンプレッサオフ温度を検知すると、コンプレッサがオフされる。すると、空気流れが速い蒸発器1Aの中心箇所では、空気と第1蓄冷剤との熱交換性が良く、第1蓄冷剤の放熱が速くて蒸発器1Aを通過する空気温度の上昇が早い。一方、空気流れが遅い蒸発器1Aの外周箇所では、空気と第2蓄冷剤との熱交換性が悪く、第2蓄冷剤の放熱が遅くて蒸発器1Aを通過する空気温度の上昇が遅い。
第1蓄冷剤の温度が融解温度まで上がると、第1蓄冷剤は融解熱を放出して空気を冷却し、蒸発器1Aの中心箇所の出口部の温度が上昇しなくなる。そのうちに、第2蓄冷剤の温度が融解温度まで上がり、第2蓄冷剤が融解熱を放出して空気を冷却し、蒸発器1Aの外周箇所の出口部の温度が上昇しなくなる。第2蓄冷剤の潜熱量が小さいために第1蓄冷剤よりも早く融解熱を全て放出し、蒸発器1Aの外周箇所の出口部の温度が再び上昇し始める。その後に、第1蓄冷剤が全ての融解熱を放出し、蒸発器1Aの中心箇所の出口部の温度が再び上昇し始める。上記した理由によって、空気流れが速い蒸発器1Aの中心箇所では、蒸発器1Aを通過する空気温度の上昇が早く、空気流れが遅い蒸発器1Aの外周箇所では、蒸発器1Aを通過する空気温度の上昇が遅いため、コンプレッサのオン温度の周辺温度で蒸発器1Aの出口側のどの位置でもほぼ同じ温度となる。従って、コンプレッサのオフ時にあって、温度センサがその設置位置に関わらず極力正確にコンプレッサオン時の温度を検知することができる。
このように、温度センサがコンプレッサオン時の温度を極力正確に検知するため、蒸発器1Aの出口側の実際の平均温度より低い温度でコンプレッサがオンして冷房過剰になったり、蒸発器1Aの出口側の実際の平均温度よりも高い温度でコンプレッサがオンし、ムレ臭が発生する恐れがない。また、温度センサの設置位置に自由度があり、蒸発器1Aの設計が容易となる。
(第2実施形態)
図4及び図5は本発明の第2実施形態を示す。図4に示すように、熱交換器である蒸発器1Bは、間隔を置いて配置された複数の第1及び第2チューブ2C,2Dと、隣り合う第1及び第2チューブ2C,2D間の空気通過路に配置された複数のフィン3と、複数の第1及び第2チューブ2C,2Dの両端側に配置された一対のタンク部4とを備えている。
図4及び図5は本発明の第2実施形態を示す。図4に示すように、熱交換器である蒸発器1Bは、間隔を置いて配置された複数の第1及び第2チューブ2C,2Dと、隣り合う第1及び第2チューブ2C,2D間の空気通過路に配置された複数のフィン3と、複数の第1及び第2チューブ2C,2Dの両端側に配置された一対のタンク部4とを備えている。
第1及び第2チューブ2C,2Dとフィン3の配置領域が空気通過領域であり、空気通過領域の中心箇所は空気流れの速い領域であり、空気通過領域の外周箇所は空気流れの遅い領域である。
第1チューブ2Cは、チューブ並設方向の左右の両端位置以外に配置されている。第2チューブ2Dは、チューブ並設方向の左右の両端位置に配置されている。つまり、第1チューブ2Cは、空気流れが速い領域に、第2チューブ2Dは空気流れが遅い領域にそれぞれ大略配置されている。
図5(a)に示すように、第1チューブ2Cは、長手方向に延びる冷媒流路20と、長手方向の中心に位置する第1蓄冷剤収容路21と、長手方向の両端側に位置する一対の第2蓄冷剤収容路22とを有する。冷媒流路20は、幅方向の中央に位置する。第1蓄冷剤収容路21及び第2蓄冷剤収容路22は、幅方向の左右に位置する。第1蓄冷剤収容路21には蓄冷剤注入口23が開口されている。蓄冷剤注入口23は、閉塞栓24によって閉塞されている。第1チューブ2Cの両端は、冷媒流路20に対応する幅方向の中央より左右が短くカットされている。
図5(b)に示すように、第2チューブ2Dは、第1チューブ2Cと同じ長さ寸法である。第2チューブ2Dは、第1チューブ2Cと異なり、長手方向に延びる冷媒流路20の他に第2蓄冷剤収容路22のみを有する。冷媒流路20は、幅方向の中央に位置する。第2蓄冷剤収容路22は、幅方向の左右に位置する。第2チューブ2Dの両端は、冷媒流路20に対応する幅方向の中央より左右がそれぞれ短くカットされている。このカット量は、第1チューブ2Cよりも大きい。
各タンク部4の内部には、外側位置に冷媒タンク室40が、内側位置に第2蓄冷剤タンク室42がそれぞれ設けられている。各冷媒タンク室40には、第1チューブ2C及び第2チューブ2Dの冷媒流路20がそれぞれ開口している。第2蓄冷剤タンク室42には、第2チューブ2Dの第2蓄冷剤収容路22が開口している。
第1蓄冷剤収容路21には、第2蓄冷剤より潜熱量が大きい第1蓄冷剤が収容されている。蓄冷剤注入口23は、第1蓄冷剤収容の後に閉塞栓24によって閉塞される。第2蓄冷剤収容路22及び第2蓄冷剤タンク室42には、第1蓄冷剤より潜熱量が小さい第2蓄冷剤が収容されている。この第1及び第2蓄冷剤の融解温度は、同じ温度であり、下記するサーモスイッチのオフ点とオン点の間にある。蓄冷剤は、例えばパラフィンである。
蒸発器1Bの出口側には、温度センサ(図示せず)が配置されている。温度センサは、蒸発器1Bの出口側の空気温度を検知する。蒸発器1Bの出口側のフィン温度を検知するようにしても良い。この温度センサの検知温度によってサーモスイッチ(図示せず)がオンオフされる。このサーモスイッチのオンオフによって、冷凍サイクルのコンプレッサ(図示せず)がオンオフされる。
この第2実施形態においても、前記第1実施形態と同様の作用によって、コンプレッサのオフ時にあって、温度センサがその設置位置に関わらず極力正確にコンプレッサオン時の温度を検知することができる。
(第3実施形態)
図6は、本発明の第3実施形態を示す。図6に示すように、熱交換器である蒸発器1Cは、間隔を置いて配置された複数の第1、第2及び第3チューブ2A,2B,2Eと、隣り合う第1、第2及び第3チューブ2A,2B,2E間の空気通過路に配置された複数のフィン3と、複数の第1、第2及び第3チューブ2A,2B,2Eの両端側に配置された一対のタンク部4とを備えている。
図6は、本発明の第3実施形態を示す。図6に示すように、熱交換器である蒸発器1Cは、間隔を置いて配置された複数の第1、第2及び第3チューブ2A,2B,2Eと、隣り合う第1、第2及び第3チューブ2A,2B,2E間の空気通過路に配置された複数のフィン3と、複数の第1、第2及び第3チューブ2A,2B,2Eの両端側に配置された一対のタンク部4とを備えている。
第1、第2及び第3チューブ2A,2B,2Eとフィン3の配置領域が空気通過領域であり、空気通過領域の中心箇所は空気流れの速い領域であり、空気通過領域の外周箇所は空気流れの遅い領域である。
第1チューブ2Aと第3チューブ2Eは、チューブ並設方向の左右の両端位置以外の位置で、チューブ並設方向に交互に配置されている。第2チューブ2Bは、チューブ並設方向の左右の両端位置に配置されている。つまり、第1チューブ2Aは、空気流れが速い領域に、第2チューブ2Bは空気流れが遅い領域にそれぞれ大略配置されている。
第1チューブ2A及び第2チューブ2Bは、前記第1実施形態のものと同一構成であるため、説明を省略する。
第3チューブ2Eは、第1及び第2チューブ2A、2Bと同じ長さ寸法である。第3チューブ2Eは、長手方向に延びる冷媒流路(図示せず)のみを3本有する。第3チューブ2Eの両端は、第1及び第2チューブ2A,2Bのように両端がカットされておらず、同一長さである。
各タンク部4の内部には、外側位置に冷媒タンク室40が、中央位置に第1蓄冷剤タンク室41が、内側位置に第2蓄冷剤タンク室42がそれぞれ設けられている。各冷媒タンク室40には、第1、第2及び第3チューブ2A,2B,2Eの冷媒流路がそれぞれ開口している。第1蓄冷剤タンク室41には、第1チューブ2Aの第1蓄冷剤収容路が開口している。第2蓄冷剤タンク室42には、第2チューブ2Bの第2蓄冷剤収容路が開口している。
第1蓄冷剤収容路及び第1蓄冷剤タンク室41には、第2蓄冷剤に較べて潜熱量が大きい第1蓄冷剤が収容されている。第2蓄冷剤収容路及び第2蓄冷剤タンク室42には、第1蓄冷剤に較べて潜熱量が小さい第2蓄冷剤が収容されている。この第1及び第2蓄冷剤の融解温度は、同じ温度で、下記するサーモスイッチのオフ点とオン点の間にある。蓄冷剤は、例えばパラフィンである。
蒸発器1Cの出口側には、温度センサ(図示せず)が配置されている。温度センサは、蒸発器1Cの出口側の空気温度を検知する。蒸発器1Cの出口側のフィン温度を検知するようにしても良い。この温度センサの検知温度によってサーモスイッチ(図示せず)がオンオフされる。このサーモスイッチのオンオフによって、冷凍サイクルのコンプレッサ(図示せず)がオンオフされる。
この第3実施形態においても、前記第1実施形態と同様の作用によって、コンプレッサのオフ時にあって、温度センサがその設置位置に関わらず極力正確にコンプレッサオン時の温度を検知することができる。
(第4実施形態)
図7は本発明の第4実施形態を示す。図7に示すように、熱交換器である蒸発器1Dは、間隔を置いて配置された複数の第1及び第2チューブ2F,2Gと、隣り合う第1及び第2チューブ2F,2G間の空気通過路に配置された複数のフィン3と、複数の第1及び第2チューブ2F,2Gの両端側に配置された一対のタンク部4とを備えている。
図7は本発明の第4実施形態を示す。図7に示すように、熱交換器である蒸発器1Dは、間隔を置いて配置された複数の第1及び第2チューブ2F,2Gと、隣り合う第1及び第2チューブ2F,2G間の空気通過路に配置された複数のフィン3と、複数の第1及び第2チューブ2F,2Gの両端側に配置された一対のタンク部4とを備えている。
第1及び第2チューブ2F,2Gとフィン3の配置領域が空気通過領域であり、空気通過領域の中心箇所は空気流れの速い領域であり、空気通過領域の外周箇所は空気流れの遅い領域である。
第1チューブ2Fは、チューブ並設方向の左右の両端位置以外に配置されている。第2チューブ2Gは、チューブ並設方向の左右の両端位置に配置されている。つまり、第1チューブ2Fは、空気流れが速い領域に、第2チューブ2Gは空気流れが遅い領域にそれぞれ大略配置されている。
第1及び第2チューブ2F,2Gは、前記第1実施形態の第2チューブ2Bや前記第2実施形態の第2チューブ2Dと同じ構成である。第1チューブ2Fは、内部の左右の流路が第1蓄冷剤収容路(図示せず)とされる。第2チューブ2Gは、内部の左右の流路が第2蓄冷剤収容路(図示せず)とされる。
各タンク部4の内部には、外側位置に冷媒タンク室40が、内側位置に第1蓄冷剤タンク室41及び第2蓄冷剤タンク室42がそれぞれ設けられている。第1蓄冷剤タンク室41と第2蓄冷剤タンク室42は、仕切壁43で仕切ることによって形成されている。第1蓄冷剤タンク室41は、中央箇所に、第2蓄冷剤タンク室は、左右の両端箇所に形成されている。一方のタンク部4には、第1蓄冷剤タンク室41と2箇所の第2蓄冷剤タンク室42に開口する蓄冷剤注入口44a,44bが設けられている。この各蓄冷剤注入口44a,44bは、各閉塞栓45で閉塞されている。各冷媒タンク室40には、第1及び第2チューブ2F,2Gの冷媒流路がそれぞれ開口している。第1蓄冷剤タンク室41には、第1チューブ2Fの第1蓄冷剤収容路が開口している。第2蓄冷剤タンク室42には、第2チューブ2Gの第2蓄冷剤収容路が開口している。
第1蓄冷剤収容路及び第1蓄冷剤タンク室41には、第2蓄冷剤に較べて潜熱量が大きい第1蓄冷剤が収容されている。蓄冷剤注入口44aは、第1蓄冷剤収容の後に閉塞栓45によって閉塞される。第2蓄冷剤収容路及び第2蓄冷剤タンク室42には、第1蓄冷剤に較べて潜熱量が小さい第2蓄冷剤が収容されている。この第1及び第2蓄冷剤の融解温度は、同じ温度で、下記するサーモスイッチのオフ点とオン点の間にある。蓄冷剤は、例えばパラフィンである。
蒸発器1Dの出口側には、温度センサ(図示せず)が配置されている。温度センサは、蒸発器1Dの出口側の空気温度を検知する。蒸発器1Dの出口側のフィン温度を検知するようにしても良い。この温度センサの検知温度によってサーモスイッチ(図示せず)がオンオフされる。このサーモスイッチのオンオフによって、冷凍サイクルのコンプレッサ(図示せず)がオンオフされる。
この第4実施形態においても、前記第1実施形態と同様の作用によって、コンプレッサのオフ時にあって、温度センサがその設置位置に関わらず極力正確にコンプレッサオン時の温度を検知することができる。
(第5実施形態)
図8は、本発明の第5実施形態を示す。図8に示すように、熱交換器である蒸発器1Eは、間隔を置いて配置された複数の第1、第2及び第3チューブ2A,2B,2Hと、隣り合う第1、第2及び第3チューブ2A,2B,2H間の空気通過路に配置された複数のフィン3と、複数の第1、第2及び第3チューブ2A,2B,2Hの両端側に配置された一対のタンク部4とを備えている。
図8は、本発明の第5実施形態を示す。図8に示すように、熱交換器である蒸発器1Eは、間隔を置いて配置された複数の第1、第2及び第3チューブ2A,2B,2Hと、隣り合う第1、第2及び第3チューブ2A,2B,2H間の空気通過路に配置された複数のフィン3と、複数の第1、第2及び第3チューブ2A,2B,2Hの両端側に配置された一対のタンク部4とを備えている。
第1、第2及び第3チューブ2A,2B,2Hとフィン3の配置領域が空気通過領域である。第1〜第4実施形態とは異なり、空気通過領域の中心箇所より一方に偏った箇所が空気流れが速い領域(図8にてMで示す)、中心箇所より他方寄り箇所が空気流れが遅い領域である。又、空気流れが速い領域は、第1〜第4実施形態の場合に較べて上下方向に狭い。
第1チューブ2Aは、チューブ並設方向の空気流れが速い一方側の端に2本配置されている。第2チューブ2Bは、チューブ並設方向の空気流れが遅い他方側の端に3本配置されている。第3チューブ2Hは、第1チューブ2Aと第2チューブ2Bの間に3本配置されている。つまり、第1チューブ2A及び第3チューブ2Hは、空気流れが速い領域に、第2チューブ2Bは空気流れが遅い領域にそれぞれ大略配置されている。
第1チューブ2A及び第2チューブ2Bは、前記第2実施形態の第2チューブ2Dと同じ構成である。第3チューブ2Hは、前記第2実施形態の第1チューブ2Cと同じ構成である。第1チューブ2Aは、その内部の左右通路が第1蓄冷剤収容路(図示せず)とされる。第2チューブ2Bは、その内部の左右通路が第2蓄冷剤収容路(図示せず)とされる。第3チューブ2Hは、その内部の左右通路で、且つ、長手方向の端部の通路が第2蓄冷剤収容路(図示せず)とされる。第3チューブ2Hは、その内部の左右通路で、且つ、長手方向の中央部の通路が第1蓄冷剤収容路(図示せず)とされる。
各タンク部4の内部には、外側位置に冷媒タンク室40が、内側位置に第1蓄冷剤タンク室41及び第2蓄冷剤タンク室42がそれぞれ設けられている。第1蓄冷剤タンク室41と第2蓄冷剤タンク室42は、仕切壁43で仕切ることによって形成されている。第1蓄冷剤タンク室41は、一方の端部側に、第2蓄冷剤タンク室は、中央箇所及び他方の端部側の領域に形成されている。一方のタンク部4には、第1蓄冷剤タンク室41と第2蓄冷剤タンク室42に開口する各蓄冷剤注入口44a,44bが設けられている。この各蓄冷剤注入口44a,44bは、各閉塞栓45で閉塞されている。各冷媒タンク室40には、第1、第2及び第3チューブ2A,2B,2Hの冷媒流路がそれぞれ開口している。第1蓄冷剤タンク室41には、第1チューブ2Aの第1蓄冷剤収容路が開口している。第2蓄冷剤タンク室42には、第2及び第3チューブ2B,2Hの第2蓄冷剤収容路が開口している。
第1蓄冷剤収容路及び第1蓄冷剤タンク室41には、第2蓄冷剤に較べて潜熱量が大きい第1蓄冷剤が収容されている。蓄冷剤注入口44aは、第1蓄冷剤収容の後に閉塞栓45によって閉塞される。第2蓄冷剤収容路及び第2蓄冷剤タンク室42には、第1蓄冷剤に較べて潜熱量が小さい第2蓄冷剤が収容されている。この第1及び第2蓄冷剤の融解温度は、同じ温度で、下記するサーモスイッチのオフ点とオン点の間にある。蓄冷剤は、例えばパラフィンである。
蒸発器1Eの出口側には、温度センサ(図示せず)が配置されている。温度センサは、蒸発器1Eの出口側の空気温度を検知する。蒸発器1Eの出口側のフィン温度を検知するようにしても良い。この温度センサの検知温度によってサーモスイッチ(図示せず)がオンオフされる。このサーモスイッチのオンオフによって、冷凍サイクルのコンプレッサ(図示せず)がオンオフされる。
この第5実施形態においても、前記第1実施形態と同様の作用によって、コンプレッサのオフ時にあって、温度センサがその設置位置に関わらず極力正確にコンプレッサオン時の温度を検知することができる。
(第6実施形態)
図9及び図10は本発明の第6実施形態を示す。図9に示すように、熱交換器である蒸発器1Fは、間隔を置いて配置された複数の第1及び第2チューブ2I,2Jと、隣り合う第1及び第2チューブ2I,2J間の空気通過路に配置された複数のフィン3と、複数の第1及び第2チューブ2I,2Jの両端側に配置された一対のタンク部4とを備えている。
図9及び図10は本発明の第6実施形態を示す。図9に示すように、熱交換器である蒸発器1Fは、間隔を置いて配置された複数の第1及び第2チューブ2I,2Jと、隣り合う第1及び第2チューブ2I,2J間の空気通過路に配置された複数のフィン3と、複数の第1及び第2チューブ2I,2Jの両端側に配置された一対のタンク部4とを備えている。
第1及び第2チューブ2I,2Jとフィン3の配置領域が空気通過領域であり、空気通過領域の中心箇所は空気流れの速い領域(図9にてMで示す)であり、空気通過領域の外周箇所は空気流れの遅い領域である。
第1チューブ2Iは、チューブ並設方向の左右の両端位置以外に配置されている。第2チューブ2Jは、チューブ並設方向の左右の両端位置に配置されている。つまり、第1チューブ2Iは、空気流れが速い領域に、第2チューブ2Jは空気流れが遅い領域にそれぞれ大略配置されている。
第1チューブ2Iは、第5実施形態の第2チューブ2Bと同一構成であるため、説明を省略する。第2チューブ2Jは、第3実施形態の第3チューブ2Eと同一構成であるため、説明を省略する。
各タンク部4の内部には、外側位置に冷媒タンク室40が、内側位置に蓄冷剤タンク室46がそれぞれ設けられている。各冷媒タンク室40には、第1チューブ2I及び第2チューブ2Jの冷媒流路がそれぞれ開口している。蓄冷剤タンク室46には、第1チューブ2Iの第1蓄冷剤収容路が開口している。
第1チューブ2Iの第1蓄冷剤収容路と蓄冷剤タンク室46には、蓄冷剤が収容されている。この融解温度は、下記するサーモスイッチのオフ点とオン点の間にある。蓄冷剤は、例えばパラフィンである。
蒸発器1Fの出口側には、温度センサ(図示せず)が配置されている。温度センサは、蒸発器1Fの出口側の空気温度を検知する。蒸発器1Fの出口側のフィン温度を検知するようにしても良い。この温度センサの検知温度によってサーモスイッチ(図示せず)がオンオフされる。このサーモスイッチのオンオフによって、冷凍サイクルのコンプレッサ(図示せず)がオンオフされる。
上記構成において、コンプレッサオン時には、蒸発器1Fに冷媒が流入される。流入された冷媒は、第1及び第2チューブ2I,2Jの冷媒流路を流れ、ここで空気との間で熱交換して空気を冷却し、冷風が車室内に吹き出される。アイドルストップ等でエンジン停止すると、コンプレッサがオフする。これにより蒸発器1Fへの冷媒流れが停止するが、蒸発器1F内の冷却された蓄冷剤が空気を冷却し、車室内に極力冷風を吹き出させることができる。これにより、動力の削減を行いつつ車室内の冷房状態を極力維持できる。
また、図10に示すように、コンプレッサオン時にあって、蒸発器1Fの出口部の温度センサ(図示せず)がコンプレッサオフ温度を検知すると、コンプレッサがオフされる。すると、空気流れが速い蒸発器1Fの中心箇所では、空気と蓄冷剤との熱交換性が良く、蓄冷剤の放熱が速くて蒸発器1Fを通過する空気温度の上昇が早い。一方、空気流れが遅い蒸発器1Fの外周箇所では、空気と冷媒によって冷却された第2チューブ2Jとの熱交換性が悪く、蒸発器1Fを通過する空気温度の上昇が遅い。
蓄冷剤の温度が融解温度まで上がると、蓄冷剤は融解熱を放出して空気を冷却し、蒸発器1Fの中心箇所の出口部の温度が上昇しなくなる。蓄冷剤の融解熱を全て放出すると、蒸発器1Fの中心箇所の出口部の温度が再び上昇し始める。上記した理由によって、空気流れが速い蒸発器1Fの中心箇所では、蒸発器1Fを通過する空気温度の上昇が早く、空気流れが遅い蒸発器1Fの外周箇所では、蒸発器1Fを通過する空気温度の上昇が遅いため、コンプレッサのオン温度の周辺温度で蒸発器1Fの出口側のどの位置でもほぼ同じ温度となる。従って、コンプレッサのオフ時にあって、温度センサがその設置位置に関わらず極力正確にコンプレッサオン時の温度を検知することができる。
このように、温度センサがコンプレッサオン時の温度を極力正確に検知するため、蒸発器1Fの出口側の実際の平均温度より低い温度でコンプレッサがオンして冷房過剰になったり、蒸発器1Fの出口側の実際の平均温度よりも高い温度でコンプレッサがオンし、ムレ臭が発生する恐れがない。また、温度センサの設置位置に自由度があり、蒸発器1Fの設計が容易となる。
第6実施形態では、一種類の蓄冷剤のみを使用するため、コスト安、構成の単純化等を図ることができる。
(その他の実施形態)
前記第1〜第5実施形態では、蒸発器1A〜1Eには、潜熱量が異なる二種類の蓄冷剤を収容したが、潜熱量が異なる三種類以上の蓄冷剤を、空気流れの速度分布に応じて配置しても良い。このように構成すれば、コンプレッサのオフ時にあって、温度センサがその設置位置に関わらず更に正確にコンプレッサオン時の温度を検知することができる。
前記第1〜第5実施形態では、蒸発器1A〜1Eには、潜熱量が異なる二種類の蓄冷剤を収容したが、潜熱量が異なる三種類以上の蓄冷剤を、空気流れの速度分布に応じて配置しても良い。このように構成すれば、コンプレッサのオフ時にあって、温度センサがその設置位置に関わらず更に正確にコンプレッサオン時の温度を検知することができる。
つまり、蓄冷剤が空気流れの速度分布に応じて配置すれば、コンプレッサオフ時における蓄冷剤の空気への放熱量を位置に応じて調整できるため、温度センサがその設置位置に関わらずコンプレッサオン時の温度を極力正確に検知するようにできる。
蓄冷剤は、空気流れの速度分布に応じて、潜熱量の異なるものを使用したが、空気流れの速度分布に応じて量を調整しても良い。つまり、空気流れが速い領域では多くの量を収容し、空気流れの遅い領域では少ない量を収容するよう構成しても良い。又、空気流れの速度分布に応じて潜熱量の異なる蓄冷剤と共にその量を可変するようにしても良い。
前記各実施形態では、冷媒流路及び蓄冷剤収容路を押し出し成形のチューブによって形成したが、二枚のプレートを組み合わせて形成しても良い。つまり、複数のプレートを積層し、隣り合うプレートによって蓄冷剤収容室と空気通過路を交互に構成し蓄冷剤収容室に蓄冷剤を収容する。プレートを使用した場合には、タンク部も一体に形成できる利点がある。
前記各実施形態では、本発明の熱交換器を蒸発器1A〜1Fに適用したが、蒸発器の下流に配置される蓄冷器に適用しても良い。つまり、蒸発器は冷媒のみを流し、冷媒と空気との間で熱交換させて空気を冷却する。蓄冷器は蓄冷剤のみを収容し、蒸発器に冷媒を流さない時(コンプレッサオフ時)に、蓄冷剤と空気との間で熱交換させて、空気を冷却する。
1A〜1F 蒸発器(熱交換器)
2A、2C、2I 第1チューブ(チューブ)
2B、2D、2F、2I 第2チューブ(チューブ)
2E、2H 第3チューブ(チューブ)
4 タンク部
2A、2C、2I 第1チューブ(チューブ)
2B、2D、2F、2I 第2チューブ(チューブ)
2E、2H 第3チューブ(チューブ)
4 タンク部
Claims (7)
- 周囲を通る空気と内部に収容された蓄冷剤との間で熱交換する熱交換器(1A〜1F)であって、
前記蓄冷剤は、空気流れの速度分布に応じて配置されたことを特徴とする熱交換器(1A〜1F)。 - 請求項1記載の熱交換器(1A〜1E)であって、
前記蓄冷剤は、空気流れの速い領域には潜熱量の大きいものが収容され、空気流れの遅い領域には潜熱量の小さいものが収容されたことを特徴とする熱交換器(1A〜1E)。
徴とする熱交換器。 - 請求項2記載の熱交換器(1A〜1D)であって、
潜熱量の大きい前記蓄冷剤は、前記送風路の中央領域に、潜熱量の小さい前記蓄冷剤は、前記送風路の周辺領域にそれぞれ収容されたことを特徴とする熱交換器(1A〜1D)。 - 請求項1記載の熱交換器(1F)であって、
前記蓄冷剤は、空気流れの速い領域には収容され、空気流れの遅い領域には収容しないことを特徴とする熱交換器(1F)。 - 請求項1記載の熱交換器であって、
前記蓄冷剤は、空気流れの速い領域では多くの量が収容され、空気流れの遅い領域では少ない量が収容されたことを特徴とする熱交換器。 - 請求項1〜請求項5のいずれかに記載の熱交換器(1A〜1F)であって、
間隔を置いて配置された複数のチューブ(2A〜2J)と、複数の前記チューブ(2A〜2J)の長手方向の端部に配置されたタンク(4)とを有し、前記各チューブ(2A〜2J)と前記タンク(4)内に前記蓄冷剤が収容されたことを特徴とする熱交換器(1A〜1F)。 - 請求項1〜請求項6のいずれかに記載の熱交換器であって、
複数のプレートが積層され、隣り合う前記プレートによって蓄冷剤収容室と空気通過路が交互に構成され、前記蓄冷剤収容室に前記蓄冷剤が収容されたことを特徴とする熱交換器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013072647A JP2014196864A (ja) | 2013-03-29 | 2013-03-29 | 熱交換器 |
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JP2013072647A Pending JP2014196864A (ja) | 2013-03-29 | 2013-03-29 | 熱交換器 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017141978A (ja) * | 2016-02-08 | 2017-08-17 | 株式会社ケーヒン・サーマル・テクノロジー | 蓄冷機能付きエバポレータ |
-
2013
- 2013-03-29 JP JP2013072647A patent/JP2014196864A/ja active Pending
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JP2017141978A (ja) * | 2016-02-08 | 2017-08-17 | 株式会社ケーヒン・サーマル・テクノロジー | 蓄冷機能付きエバポレータ |
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