JP2017190940A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】貯液器の液面が乱れることを抑えることで、貯液器としての機能を果たすことができる熱交換器を提供する。【解決手段】熱交換器３００は、熱交換部３４と、熱交換部３４から流出した気液二相冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに気液分離し、液相冷媒を溜める貯液器３６と、熱交換部３４から流出する気液二相冷媒を貯液器３６に流入させる流入流路１２と、を備えている。流入流路１２は、貯液器３６に溜められた液相冷媒の液面よりも上方に設けられてなる流入口８１ａに連通するように繋がれている。【選択図】図５

Description

本発明は、熱交換器に関する。

従来、この種の熱交換器が用いられた冷凍サイクル装置として、例えば下記特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に記載れた冷凍サイクル装置は、冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離する気液分離器と、冷媒が循環する冷媒回路を第１モードの冷媒回路と第２モードの冷媒回路との一方に切り替える切替手段とを有している。具体的には、その気液分離器は、室外熱交換器から流出した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離し、気相冷媒を気相冷媒出口から流出させ、液相冷媒を液相冷媒出口から流出させることが可能な構成となっている。また、第１モードの冷媒回路は、気液分離器の液相冷媒出口から液相冷媒を流出させて第２減圧手段及び蒸発器に流入させ、更に圧縮機に吸入させる冷媒回路である。第２モードの冷媒回路は、気液分離器の気相冷媒出口から気相冷媒を流出させて圧縮機に吸入させる冷媒回路である。特許文献１に開示されている気液分離器では、冷媒を下方から導入している。

特開２０１４−１４９１２３号公報

従来の様に気液分離器の下方から冷媒を導入すると、暖房運転時には液相冷媒中に気相冷媒が吹き出されることになり、液相冷媒と気相冷媒とが入り乱れてしまい、液相冷媒の液面が安定しないことになり、貯液器としての機能を果たすことができない。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、貯液器の液面乱れを抑えることで、貯液器としての機能を果たすことができる熱交換器を供給することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る熱交換器は、冷凍サイクルを構成する熱交換器であって、内部を通過する冷媒と空気とを熱交換させる熱交換部（３４）と、前記熱交換部から流出した気液二相冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに気液分離し、液相冷媒を溜める貯液器（３６，３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅ，３６Ｆ，３６Ｇ）と、前記熱交換部から流出する気液二相冷媒を前記貯液器に流入させる流入流路（１２）と、前記貯液器から気相冷媒を流出させる気相流出流路（１３）と、前記貯液器から液相冷媒を流出させる液相流出流路（１４）と、を備えている。前記流入流路は、前記貯液器に溜められた液相冷媒の液面よりも上方に設けられてなる流入口（８１ａ）に連通するように繋がれ、前記気相流出流路は、記貯液器に溜められた液相冷媒の液面よりも上方に設けられてなる気相流出口（８１ｂ）に連通するように繋がれ、前記液相流出流路は、記貯液器に溜められた液相冷媒の液面よりも下方に設けられてなる液相流出口（８１ｃ）に連通するように繋がれている。

本発明によれば、冷媒は液面よりも上方から流入するので、貯液器内部に溜められた液相冷媒内に気相冷媒が流入することがなく、液面の乱れを抑制することができる。

更に本発明では、気相流出流路及び液相流出流路を有しており、レシーバとしてもアキュムレータとしても機能させることができる。特にレシーバとして機能させた場合に流入口を上方に設けることによって、気液二相冷媒が上方から流入することになり、これによって生じる更なる課題を解決することが必要となる。

そこで本発明では、前記貯液器が、前記流入口と前記気相流出口の間に仕切部（８２，８２Ｂ，８２Ｃ）を有することも好ましい。

流入口と気相流出口の間に仕切部を設けることで、流入口から流入した冷媒は、気相流出口から流出する前に仕切部に当たって下方に向かうことになる。従って、液相冷媒が気相流出口から流出してしまうことを抑制できる。

本発明では更に、流入口と液相冷媒の液面との間に緩衝部（８３，８３Ｂ，８３Ｃ）が設けられていることも好ましい。

流入する冷媒が略液相冷媒である場合、緩衝部に当たってから液面に向かうことになる。そのため、内部に溜められた液相冷媒の液面に直接冷媒が当たることなく、液面の乱れを抑制することができる。

この液面乱れ抑制の観点から本発明では、前記流入流路は、その中心線を延伸すると、前記貯液器（３６Ｄ，３６Ｅ，３６Ｆ，３６Ｇ）の中央（８１５，８１２Ｇａ）を通らずに前記貯液器の内壁面（８１６）に至るように設けられていることも好ましい。

流入する冷媒が略液相冷媒である場合、貯液器の内壁面に当たってから液面に向かうことになる。そのため、内部に溜められた液相冷媒の液面に直接冷媒が当たることなく、液面の乱れを抑制することができる。

尚、「課題を解決するための手段」及び「特許請求の範囲」に記載した括弧内の符号は、後述する「発明を実施するための形態」との対応関係を示すものであって、「課題を解決するための手段」及び「特許請求の範囲」に記載の発明が、後述する「発明を実施するための形態」に限定されることを示すものではない。

本発明によれば、貯液器の液面が乱れることを抑えることで、貯液器としての機能を果たすことができる熱交換器を提供することができる。

図１は、本発明の各実施形態に係る熱交換器が適用される冷凍サイクルの一例を説明するための図である。 図２は、図１に示される冷凍サイクルを冷房運転した場合について説明するための図である。 図３は、図１に示される冷凍サイクルを暖房運転した場合について説明するための図である。 図４は、図１に示される熱交換器について説明を加えるための図である。 図５は、本発明の第１実施形態に係る熱交換器を模式的に示す図である。 図６は、貯液器内部の液面高さを説明するための図である。 図７は、貯液器内部を説明するための図である。 図８は、貯液器内部を説明するための図である。 図９は、第２実施形態に係る貯液器を説明するための図である。 図１０は、図９のX-X断面を示す図である。 図１１は、第３実施形態に係る貯液器を説明するための図である。 図１２は、第３実施形態に係る貯液器を説明するための図である。 図１３は、第３実施形態の変形例に係る貯液器を説明するための図である。 図１４は、第４実施形態に係る貯液器を説明するための図である。 図１５は、第５実施形態に係る貯液器を説明するための図である。 図１６は、第５実施形態の変形例に係る貯液器を説明するための図である。 図１７は、第５実施形態の変形例に係る貯液器を説明するための図である。 図１８は、第２実施形態の変形例に係る貯液器を説明するための図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

図１に示されるように、統合弁装置６は、車両に搭載され車室内の空調を行う車両用空調装置２に用いられる。車両用空調装置２は、冷凍サイクル装置３と、水サイクル装置４と、空調ユニット５と、を備えている。空調ユニット５は、車室内に温風を吹き出したり、冷風を吹き出したりするためのユニットである。冷凍サイクル装置３及び水サイクル装置４は、空調ユニット５から吹き出される空気の温度を調整するためのヒートポンプユニットとして構成されている。

冷凍サイクル装置３及び統合弁装置６について説明する。冷凍サイクル装置３は、冷媒流路３０と、コンプレッサ３１と、コンデンサ３２と、第１熱交換器３４と、第２熱交換器３５と、貯液器３６と、膨張弁３７と、エバポレータ３８と、統合弁装置６と、を備えている。第１熱交換器３４と、第２熱交換器３５と、貯液器３６とは、本発明の熱交換器に相当する。

統合弁装置６は、固定絞り６１と、第１弁６２と、第２弁６４と、第３弁６３と、を備えている。水サイクル装置４は、水流路４０と、ウォータポンプ４１と、水側熱交換器４２と、ヒータコア４３と、を備えている。空調ユニット５は、ケーシング５１と、エアミックスドア５２と、送風ファン５３と、内外気切替ドア５４と、を備えている。

冷媒流路３０は、コンプレッサ３１と、コンデンサ３２と、第１熱交換器３４と、第２熱交換器３５と、貯液器３６と、膨張弁３７と、エバポレータ３８と、を繋ぎ、内部に冷媒を通す流路である。冷媒としては、例えばＨＦＣ系冷媒やＨＦＯ系冷媒を用いることができる。冷媒には、コンプレッサ３１を潤滑するためのオイルが混入されている。

コンプレッサ３１は、電動式圧縮機であって、吸入口３１１と吐出口３１２とを有する。コンプレッサ３１は、吸入口３１１から冷媒を吸入して圧縮する。コンプレッサ３１は、圧縮されることにより過熱状態となった冷媒を吐出口３１２から吐出する。吐出口３１２から吐出された冷媒は、コンデンサ３２に流れる。

コンデンサ３２は、周知の熱交換器であって、流入口３２１と流出口３２２とを有する。コンデンサ３２は、水側熱交換器４２と熱交換するように構成されている。コンデンサ３２と水側熱交換器４２とは、互いに熱交換可能なように構成されているので、水−冷媒熱交換器を構成している。コンプレッサ３１から吐出された高温高圧の冷媒は、流入口３２１からコンデンサ３２内に流入する。流入した冷媒は、水側熱交換器４２を流れる水との間で熱交換し、温度が下がった状態で流出口３２２から流出する。流出口３２２から流出した冷媒は、統合弁装置６を構成する固定絞り６１及び第１弁６２に流れ込む。

第１弁６２が閉じられていると、冷媒は固定絞り６１を通って減圧され、低圧の冷媒となって第１熱交換器３４に流れ込む。一方、第１弁６２が開かれていると、冷媒は減圧されずに高圧の冷媒として第１熱交換器３４に流れ込む。

第１熱交換器３４は、車室外に配置される室外熱交換器であって、外気との間で熱交換するように構成されている。第１熱交換器３４に流れ込んだ冷媒は、外気との間で熱交換して貯液器３６に流れ込む。

貯液器３６は、気相冷媒と液相冷媒とを分離し、液相冷媒を貯めるものである。分離された気相冷媒は、第３弁６３に流れ込む。第３弁６３に流れ込んだ気相冷媒は、第３弁６３が開かれているとコンプレッサ３１に向かって流れる。一方、分離された液相冷媒は、貯液器３６内に溜められると共に、第２熱交換器３５に流出する。

第２熱交換器３５は、車室外に配置される室外熱交換器であって、外気との間で熱交換するように構成されている。第２熱交換器３５は、流入する液相冷媒と外気との間で熱交換することにより、第１熱交換器３４との協働によって冷媒の熱交換効率を更に高めるものである。第２熱交換器３５から流出した冷媒は、第２弁６４に流れ込む。

第２弁６４は、流入した冷媒をコンプレッサ３１側か膨張弁３７側かに向けて選択的に流す三方弁として構成されている。膨張弁３７は、流入した冷媒を減圧して吐出する。膨張弁３７から吐出された冷媒は、エバポレータ３８に向かって流れる。膨張弁３７は、エバポレータ３８から吐出される冷媒の過熱度が所定範囲内となるように、エバポレータ３８に流入する冷媒を減圧膨張させる温度感応型の機械式膨張弁である。

エバポレータ３８は、流入口３８１と流出口３８２とを有する。エバポレータ３８に向かって流れる冷媒は、流入口３８１からエバポレータ３８内に流入する。エバポレータ３８は、ケーシング５１内に配置されているので、ケーシング５１内を流れる空気と熱交換する。エバポレータ３８内を流れる冷媒は、ケーシング５１内を流れる空気と熱交換して流出口３８２からコンプレッサ３１に向けて流出する。

続いて、水サイクル装置４について説明する。水流路４０は、ウォータポンプ４１と、水側熱交換器４２と、ヒータコア４３と、を繋ぎ、内部に水を通す流路である。ウォータポンプ４１は、吸入口４１１と吐出口４１２とを有する。ウォータポンプ４１は、吸入口４１１から水を吸入し、吐出口４１２から吐出する。ウォータポンプ４１を駆動することで、水流路４０に水の流れを形成することができる。

ウォータポンプ４１の駆動により吐出口４１２から吐出された水は、水側熱交換器４２に向かって流れる。水側熱交換器４２は、上記したようにコンデンサ３２ととともに水−冷媒熱交換器を構成している。水側熱交換器４２は、流入口４２１と流出口４２２とを有している。流入口４２１から水側熱交換器４２の内部に流れこんだ水は、コンデンサ３２を流れる冷媒と熱交換し、流出口４２２から流出する。コンデンサ３２を流れる冷媒は、高温高圧の冷媒なので、水側熱交換器４２を流れる水は加温されてヒータコア４３に向かって流れる。

ヒータコア４３は、空調ユニット５のケーシング５１内に配置されている。ヒータコア４３は、ケーシング５１内を流れる空気と熱交換するためのものである。ヒータコア４３は、流入口４３１と流出口４３２とを有している。流入口４３１には、水側熱交換器４２を通って加温された水が流入する。ヒータコア４３に流入した水は、ケーシング５１内を流れる空気と熱交換する。ヒータコア４３内を流れた水は、温度が降下して流出口４３２からウォータポンプ４１に向かって流れ出る。

続いて、空調ユニット５について説明する。ケーシング５１は、車室内に流れる空調風を流す流路を形成し、その内部に上流側から、内外気切替ドア５４と、送風ファン５３と、エバポレータ３８と、エアミックスドア５２と、ヒータコア４３と、が配置されている。

内外気切替ドア５４は、ケーシング５１内を流れる空気を車室外から取り入れるか、車室内を循環させるかを切り替えるドアである。送風ファン５３は、ケーシング５１内に空気流を形成し、車室内に空調風を送り出すためのものである。エアミックスドア５２は、ケーシング５１内を流れる空気が、ヒータコア４３を通るか否かを切り替えるためのドアである。

車両用空調装置２は、統合弁装置６の各弁を開閉して冷凍サイクル装置３を流れる冷媒を調整し、ウォータポンプ４１を駆動して水サイクル装置４を流れる水を調整し、送風ファン５３を駆動して空調ユニット５を流れる空気を調整することで、車室内を冷暖房する装置である。

図２を参照しながら、車両用空調装置２が冷房運転する場合の動作について説明する。図２においては、冷媒の流れをＦＬｃで示している。冷房運転時においては、ウォータポンプ４１は駆動されないので、水サイクル装置４内には水の流れが発生しない。従って、コンプレッサ３１から吐出される高温高圧の気相冷媒は、そのまま統合弁装置６に向かって流れる。冷房運転時において、第１弁６２は、開かれた状態となっている。従って、コンデンサ３２から流れ込む冷媒は、減圧されずにそのまま第１熱交換器３４に向かって流れる。

第１熱交換器３４に流れ込む高温高圧の気相冷媒は、外気との間で熱交換して温度が低下し、冷却されて気液二相の冷媒となって貯液器３６に流出する。貯液器３６は、冷房運転の場合には主として液相冷媒を流出させるレシーバとして機能している。第３弁６３は閉じられているので、貯液器３６からは液相冷媒が第２熱交換器３５に流出する。

冷房運転時において、第２熱交換器３５は過冷却器として機能する。第２熱交換器３５に流入した冷媒は、外気との熱交換により更に冷却される。冷房運転時においては、冷凍サイクル装置３の凝縮器としての機能は第１熱交換器３４及び第２熱交換器３５が果たしている。

第２熱交換器３５から流出した液相冷媒は、第２弁６４に流れ込む。冷房運転時において第２弁６４は、流入する冷媒を膨張弁３７に向かってのみ流すように切り替えられている。膨張弁３７によって減圧された冷媒は、エバポレータ３８に流れ込む。

冷房運転時においては、送風ファン５３が駆動され、エアミックスドア５２はヒータコア４３側を塞ぐように位置している。従って、ケーシング５１内を流れる空気は、エバポレータ３８において低温の冷媒と熱交換し冷却される。冷却された空気は、ケーシング５１内を流れて車室内に供給される。

図３を参照しながら、車両用空調装置２が暖房運転する場合の動作について説明する。図３においては、冷媒の流れをＦＬｈで示している。暖房運転時においては、ウォータポンプ４１が駆動されるので、水サイクル装置４内には水の流れが発生する。従って、コンプレッサ３１から吐出される高温高圧の気相冷媒は、コンデンサ３２において水側熱交換器４２内を流れる水と熱交換し冷却され、統合弁装置６に向かって流れる。暖房運転時において、第１弁６２は、閉じられた状態となっている。従って、コンデンサ３２から流れ込む冷媒は、減圧されて第１熱交換器３４に向かって流れる。

第１熱交換器３４に流れ込む低圧の気液二相冷媒は、外気との間で熱交換して蒸発し、貯液器３６に流出する。貯液器３６は、暖房運転の場合は主として気相冷媒を流出させるアキュムレータとして機能している。第３弁６３は開かれているので、気相冷媒がコンプレッサ３１に向けて流出する。

貯液器３６においては、流入した冷媒を気液分離し、液相冷媒を貯めている。液相冷媒は第２熱交換器３５側に流出する。第２弁６４は、吸入口３１１に向かう流路を開いているので、液相冷媒とオイルは徐々にコンプレッサ３１に戻る。

暖房運転時においては、送風ファン５３が駆動され、エアミックスドア５２はヒータコア４３側を開くように位置している。従って、ケーシング５１内を流れる空気は、ヒータコア４３において高温の水と熱交換し加温される。加温された空気は、ケーシング５１内を流れて車室内に供給される。

本実施形態の統合弁装置６は、固定絞り６１、第１弁６２、第２弁６４、及び第３弁６３を一体のものとして形成すると共に、貯液器３６の内部に収容することができるように構成されている。

図４に示されるように、貯液器３６内に統合弁装置６を挿入配置する場合、挿入端部９０が最も奥まで挿入される。挿入端部９０から下方に延出するように、第４流出口７４が設けられている。統合弁装置６の一側方に第１熱交換器３４及び第２熱交換器３５が配置されるので、第１熱交換器３４及び第２熱交換器３５と冷媒の授受を行う流出口及び流入口は第１熱交換器３４及び第２熱交換器３５側に配置することが好ましい。この観点から、第１熱交換器３４に冷媒を流出させる第１流出口７６は、第１熱交換器３４側の上方に配置されている。第２熱交換器３５から冷媒が流れ込む第２流入口７５は、第２熱交換器３５側であって、第１流出口７６よりも下方に配置されている。第１流入口７１、第２流出口７２、及び第３流出口７３は、第１熱交換器３４及び第２熱交換器３５に対向する側面とは反対側に設けられている。流入流路１２、気相流出流路１３、及び液相流出流路１４については引き続いて説明する。

図５を参照しながら本発明の第１実施形態に係る熱交換器３００について説明する。図５を参照しながら説明する熱交換器３００は、図１から図４を参照しながら説明した第１熱交換器３４、第２熱交換器３５、及び貯液器３６を簡略化して記述するためのものであって、説明の便宜上必要な部分以外は省略する。

熱交換器３００は、上流側熱交換部である第１熱交換器３４と、下流側熱交換部である第２熱交換器３５と、貯液器３６と、を備えている。第１熱交換器３４は、上流側コア３４２と、ヘッダタンク３４１，３４３と、を有している。本実施形態では一例として１つの上流側コア３４２を有するものを示したが、コアは２つ以上でも構わない。上流側コア３４２は、内部を流れる冷媒と外部を流れる空気との間で熱交換をする部分であって、冷媒が通るチューブと、チューブ間に設けられたフィンとを有する。

上流側コア３４２の上流側端には、ヘッダタンク３４１が取り付けられている。上流側コア３４２の下流側端には、ヘッダタンク３４３が取り付けられている。

ヘッダタンク３４１には流入流路１１が設けられている。ヘッダタンク３４３には流入流路１２が設けられている。流入流路１１から流入した冷媒は、ヘッダタンク３４１から上流側コア３４２に流入する。上流側コア３４２を流れた冷媒は、ヘッダタンク３４３に流入する。ヘッダタンク３４３に流入した冷媒は、流入流路１２に流出する。流入流路１２は貯液器３６に繋がれている。流入流路１２に流出した冷媒は、貯液器３６の本体部８１内部に流入する。

貯液器３６は、本体部８１と、流入流路１２と、液相流出流路１４と、気相流出流路１３と、を有している。本体部８１は、流入流路１２から流入する気液二相冷媒を液相冷媒と気相冷媒とに分離し、液相冷媒を溜める部分である。

本体部８１には、流入流路１２と、液相流出流路１４と、気相流出流路１３と、が繋がれている。流入流路１２は、第１熱交換器３４と貯液器３６とを繋ぐ流路である。流入流路１２は、本体部８１に設けられた流入口８１ａに繋がっている。液相流出流路１４は、貯液器３６と第２熱交換器３５とを繋ぐ流路である。液相流出流路１４は、本体部８１に設けられた液相流出口８１ｃに繋がっている。液相流出流路１４から流出した液相冷媒は、第２熱交換器３５に流入する。気相流出流路１３は、貯液器３６から気相冷媒を流出させる流路である。気相流出流路１３は、本体部８１に設けられた気相流出口８１ｂに繋がっている。

第２熱交換器３５は、ヘッダタンク３５１と、下流側コア３５２と、ヘッダタンク３５３と、を有している。ヘッダタンク３５１には、液相流出流路１４が繋がれている。ヘッダタンク３５１は、下流側コア３５２の上流側端に設けられている。下流側コア３５２の下流側端には、ヘッダタンク３５３が設けられている。ヘッダタンク３５３には、流出流路１５が繋がれている。

ヘッダタンク３５１から下流側コア３５２に液相冷媒が流入する。下流側コア３５２は、内部を流れる冷媒と外部を流れる空気との間で熱交換をする部分であって、冷媒が通るチューブと、チューブ間に設けられたフィンとを有する。従って、下流側コア３５２に流れこんだ液相冷媒は、過冷却されながらヘッダタンク３５３に向かう。

下流側コア３５２からヘッダタンク３５３に流れ込んだ液相冷媒は、流出流路１５に流出する。流出流路１５は、冷凍サイクル装置を構成する膨張弁に繋がっており、膨張弁より先にはエバポレータが繋がれている。

尚、本実施形態では、ヘッダタンク３４１とヘッダタンク３５３とは、一体的に形成されたタンクを仕切部３５６によって仕切ることで形成している。同様に、ヘッダタンク３４３とヘッダタンク３５１とは、一体的に形成されたタンクを仕切部３５６によって仕切ることで形成している。

貯液器３６に対して、液相流出流路１４は下方側に繋がれ、流入流路１２は液相流出流路１４よりも上方側に繋がれている。流入流路１２は、貯液器３６の長手方向において、半分よりも上方に繋がれている。貯液器３６の高さは、図４においては第４流出口７４下端９０までの高さとなる。貯液器３６の高さは、実質的に液冷媒を貯液できる限界の高さとして定義される。

図６に示されるように、貯液器３６の高さは、「経年漏れ」「負荷変動吸収」「余裕等」を積み上げることで設定されている。「経年漏れ」とは、熱交換器２が冷凍サイクルに用いられた場合に、使用年数によって各部から漏れ出す冷媒量を想定し、その分を見込んでいるものである。「負荷変動吸収」とは、冷凍サイクルを運転するにあたって、流入する液相冷媒の量の変動量を見込んだものである。「経年漏れ」及び「負荷変動吸収」分は、貯液器３６の設計上必要となる液面高さであるので、流入流路１２は、この高さよりも上方に設けられることが好ましい。

図７に示されるように、貯液器３６の本体部８１内には、仕切部８２及び緩衝部８３が設けられている。仕切部８２は、気相流出流路１３から下方に延びる円筒状の部分となっている。緩衝部８３は、仕切部８２の下端に繋がっており、仕切部８２の下端から徐々に拡径するように設けられている。

冷房運転時、流入流路１２から流入する冷媒が略液相冷媒である場合、緩衝部８３に当たってから液面に向かうことになる。そのため、内部に溜められた液相冷媒の液面に直接冷媒が当たることなく、液面の乱れを抑制することができる。

図８に示されるように、暖房運転時、流入流路１２から流入する冷媒が略気相冷媒である場合、仕切部８２の周囲を旋回しながら、気液分離される。気液分離された液相冷媒は、緩衝部８３に当たりながら落下する。従って、内部に溜められた液相冷媒の液面に直接冷媒が当たることなく、液面の乱れを抑制することができる。このように液相冷媒を分離することができるので、気相冷媒が緩衝部８３の下端から仕切部８２内に入り、気相流出流路１３から流出する。

液面の乱れを抑制するという観点からは、図９及び図１０に示されるように、第２実施形態である貯液器３６Ａの内部を複数の空間に区分することが好ましい。貯液器３６Ａの本体部８１Ａには、主液溜め空間８１１Ａと、副液溜め空間８１２Ａとが形成されている。

図１０に示されるように、流入流路１２から冷媒が流入すると、主液溜め空間８１１Ａと、副液溜め空間８１２Ａとに分配されて液相冷媒が溜められる。本実施形態では、主液溜め空間８１１Ａと、副液溜め空間８１２Ａとを仕切る仕切壁８１４Ａを、流入流路１２に対向する高さまで設け、その上部に連通路８１３Ａを設けている。仕切壁８１４Ａは、必ずしも流入流路１２に対向する高さまで設ける必要はなく、もっと低い位置まで設けてもよい。

図１１に示される第３実施形態に係る貯液器３６Ｂは、本体部８１内に仕切部８２Ｂ及び緩衝部８３Ｂが設けられている。仕切部８２Ｂは、気相流出流路１３から下方に延びる円筒状の部分となっている。緩衝部８３Ｂは、仕切部８２Ｂの下端に繋がっており、円板状の部材として構成されている。

図１１のＡ矢視図として図１２に示されるように、円板状の緩衝部８３Ｂは、円板部材８３１によって構成されている。円板部材８３１には、気相流出流路１３に繋がる流出穴８４Ｂが設けられている。円板部材８３１の周囲には、４つの切り欠き部８３２が設けられている。

変形例である緩衝部８３Ｂａとして図１３に示されるように、緩衝部８３Ｂａは、円板部材８３１ａによって構成されてもよい。円板部材８３１ａは、流出穴８４Ｂの周囲に落下穴８３３が４つ設けられている。このようにすることで、気液分離された液相冷媒が直接液面に当たることを抑制しつつ、流入流路１２より流入した気液二相冷媒の旋回流れを止めることができるため、気相流出流路１３に気相冷媒を送り出すことができる。

図１４に示される第４実施形態に係る貯液器３６Ｃは、本体部８１内に仕切部８２Ｃ及び緩衝部８３Ｃが設けられている。仕切部８２Ｃは、気相流出流路１３から下方に延びる円筒状の部分となっている。緩衝部８３Ｃは、仕切部８２Ｃの下方に設けられ、本体部８１の内壁から延びる板状部材である。

図１５は、第５実施形態に係る貯液器３６Ｄの長手方向の中心軸であって、中央８１５を通る軸に直交する断面における断面図である。貯液器３６Ｄは、本体部８１に対する流入流路１２Ｄの取付位置や取付角度を工夫し、溜められている液相冷媒に対し流入する液相冷媒が勢い良く当たってしまうことで液面が乱れることを抑制するためのものである。

流入流路１２Ｄの中心線１２１Ｄを延伸すると貯液器３６Ｄの中央８１５を通らないように、本体部８１に対して流入流路１２Ｄが設けられている。流入流路１２Ｄの中心線１２１Ｄは、図１５に示される断面において、流入流路１２Ｄにおける冷媒の流れ方向の幅を略等分する線である。

流入流路１２Ｄは、流入流路１２Ｄを通り流入口８１ａＤから流入する気液二相冷媒が、貯液器３６Ｄの内壁面８１６に衝突してから貯液器３６Ｄ内部に溜められた液相冷媒に落ちるように設けられている。

貯液器３６Ｄは、流入口８１ａＤから流入口８１ａＤに対向する貯液器３６Ｄの内壁面部分８１６ａＤまでの距離Ｌｄが、貯液器３６Ｄの内壁面８１６において最も離れた部分間の距離ｄよりも短くなるように設けられている。

本体部８１は略円筒形なので、中央８１５は円断面の中心になっている。貯液器３６Ｄの内壁面８１６において最も離れた部分間の距離ｄは、内壁面８１６の直径である。従って、貯液器３６Ｄの内壁面８１６は断面が略円形を成しており、流入口８１ａＤから流入口８１ａＤに対向する貯液器３６Ｄの内壁面８１６ａＤまでの距離Ｌｄが、貯液器３６Ｄの内壁面８１６の直径ｄよりも短くなるように設けられている。

図１６は、第５実施形態の変形例に係る貯液器３６Ｅを示している。貯液器３６Ｅでは、流入口８１ａＥが、図１５に示した流入口８１ａＤよりも図中上方に移動し、流入口８１ａＥの位置のみでみれば、本体部８１の中央８１５に正対するような位置に設けられている。しかしながら、流入流路１２Ｅの角度を変えることで、流入流路１２Ｅの中心線１２１Ｅを延伸すると貯液器３６Ｅの中央８１５を通らないように、本体部８１に対して流入流路１２Ｅが設けられている。

流入流路１２Ｅは、流入流路１２Ｅを通り流入口８１ａＥから流入する気液二相冷媒が、貯液器３６Ｅの内壁面８１６に衝突してから貯液器３６Ｅ内部に溜められた液相冷媒に落ちるように設けられている。

貯液器３６Ｅは、流入口８１ａＥから流入口８１ａＥに対向する貯液器３６Ｅの内壁面部分８１６ａＥまでの距離Ｌｅが、貯液器３６Ｅの内壁面８１６において最も離れた部分間の距離ｄよりも短くなるように設けられている。

本体部８１は略円筒形なので、中央８１５は円断面の中心になっている。貯液器３６Ｅの内壁面８１６において最も離れた部分間の距離ｄは、内壁面８１６の直径である。従って、貯液器３６Ｅの内壁面８１６は断面が略円形を成しており、流入口８１ａＥから流入口８１ａＥに対向する貯液器３６Ｅの内壁面８１６ａＥまでの距離Ｌｅが、貯液器３６Ｅの内壁面８１６の直径ｄよりも短くなるように設けられている。

図１７は、第５実施形態の変形例に係る貯液器３６Ｆを示している。貯液器３６Ｆでは、流入口８１ａＦが、図１５に示した流入口８１ａＤよりも図中下方に移動している。流入流路１２Ｆも同様に図中下方に移動している。更に、流入流路１２Ｆの角度を変えずに図中下方に移動させることで、流入流路１２Ｆの中心線１２１Ｆを延伸すると貯液器３６Ｆの中央８１５を通らないように、本体部８１に対して流入流路１２Ｆが設けられている。

流入流路１２Ｆは、流入流路１２Ｆを通り流入口８１ａＦから流入する気液二相冷媒が、貯液器３６Ｆの内壁面８１６に衝突してから貯液器３６Ｆ内部に溜められた液相冷媒に落ちるように設けられている。

貯液器３６Ｆは、流入口８１ａＦから流入口８１ａＦに対向する貯液器３６Ｆの内壁面部分８１６ａＦまでの距離Ｌｆが、貯液器３６Ｆの内壁面８１６において最も離れた部分間の距離ｄよりも短くなるように設けられている。

貯液器３６Ｆの内壁面８１６は断面が略円形を成しており、流入口８１ａＦから流入口８１ａＦに対向する貯液器３６Ｆの内壁面８１６ａＦまでの距離Ｌｆが、貯液器３６Ｆの内壁面８１６の直径ｄよりも短くなるように設けられている。

更に、流入流路１２Ｆの内壁面１２２Ｆの一部が貯液器３６Ｆの内壁面８１６の接線に沿うように設けられている。

図９及び図１０を参照しながら説明した貯液器３６Ａにおいても、流入流路１２の配置を工夫することで同様の効果を得ることができる。図１８は、貯液器３６Ａの変形例としての貯液器３６Ｇを示すものであり、図９に示した断面に相当する断面を示すものである。

流入流路１２Ｇの中心線１２１Ｇを延伸すると、副液溜め空間８１２Ｇの中央８１２Ｇａを通らないように、本体部８１Ｇに対して流入流路１２Ｇが設けられている。流入流路１２Ｇの中心線１２１Ｇは、図１８に示される断面において、流入流路１２Ｇにおける冷媒の流れ方向の幅を略等分する線である。

流入流路１２Ｇは、流入流路１２Ｇを通り流入口８１ａＧから流入する気液二相冷媒が、副液溜め空間８１２Ｇの内壁面８１２Ｇｂに衝突してから副液溜め空間８１２Ｇ内部に溜められた液相冷媒に落ちるように設けられている。

副液溜め空間８１２Ｇは、流入口８１ａＧから流入口８１ａＧに対向する内壁面部分８１２Ｇｃまでの距離Ｌｇ２が、副液溜め空間８１２Ｇの内壁面８１２Ｇｂにおいて最も離れた部分間の距離ｄ２よりも短くなるように設けられている。

副液溜め空間８１２Ｇと主液溜め空間８１１Ｇとを繋ぐ連通路８１３Ｇの配置も、流入流路１２Ｇの配置と同様に工夫している。連通路８１３Ｇの中心線８１３Ｇａを延伸すると、主液溜め空間８１１Ｇの中央８１１Ｇａを通らないように、連通路８１３Ｇが設けられている。連通路８１３Ｇの中心線８１３Ｇａは、図１８に示される断面において、連通路８１３Ｇにおける冷媒の流れ方向の幅を略等分する線である。

主液溜め空間８１１Ｇは略円筒形なので、中央８１１Ｇａは円断面の中心になっている。主液溜め空間８１１Ｇの内壁面８１１Ｇｂにおいて最も離れた部分間の距離ｄ１は、内壁面８１１Ｇｂの直径である。従って、内壁面８１１Ｇｂは断面が略円形を成しており、主液溜め空間８１１Ｇへの流入口８１１Ｇｃからそれに対向する内壁面部分８１１Ｇｄまでの距離Ｌｇ１が、内壁面８１１Ｇｂの直径ｄ１よりも短くなるように設けられている。

上記したように、本実施形態に係る熱交換器３００は、内部を通過する冷媒と空気とを熱交換させる上流側熱交換部である第１熱交換器３４と、第１熱交換器３４から流出した気液二相冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに気液分離し、液相冷媒を溜める貯液器３６，３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅ，３６Ｆ，３６Ｇと、第１熱交換器３４から流出する気液二相冷媒を貯液器３６，３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅ，３６Ｆ，３６Ｇに流入させる流入流路１２，１２Ｄ，１２Ｅ，１２Ｆ，１２Ｇと、貯液器３６，３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅ，３６Ｆ，３６Ｇから気相冷媒を流出させる気相流出流路１３と、貯液器３６，３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅ，３６Ｆ，３６Ｇから液相冷媒を流出させる液相流出流路１４と、を備えている。流入流路１２，１２Ｄ，１２Ｅ，１２Ｆ，１２Ｇは、貯液器３６，３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅ，３６Ｆ，３６Ｇに溜められた液相冷媒の液面よりも上方に設けられてなる流入口８１ａ，８１ａＤ，８１ａＥ，８１ａＦ，８１ａＧに連通するように繋がれ、気相流出流路１３は、貯液器３６，３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅ，３６Ｆ，３６Ｇに溜められた液相冷媒の液面よりも上方に設けられてなる気相流出口８１ｂに連通するように繋がれ、液相流出流路１４は、貯液器３６，３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅ，３６Ｆ，３６Ｇに溜められた液相冷媒の液面よりも下方に設けられてなる液相流出口８１ｃに連通するように繋がれている。

本実施形態によれば、冷媒は液面よりも上方から流入するので、貯液器内部に溜められた液相冷媒内に気相冷媒が流入することがなく、液面の乱れを抑制することができる。

また本実施形態では、貯液器３６，３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅ，３６Ｆ，３６Ｇは、流入口８１ａと気相流出口８１ｂの間に仕切部８２，８２Ｂ，８２Ｃを有する。

流入口８１ａと気相流出口８１ｂの間に仕切部８２，８２Ｂ，８２Ｃを設けることで、流入口８１ａから流入した冷媒は、気相流出口８１ｂから流出する前に仕切部８２，８２Ｂ，８２Ｃに当たって下方に向かうことになる。従って、液相冷媒が気相流出口８１ｂから流出してしまうことを抑制できる。

また本実施形態では、仕切部８２，８２Ｂ，８２Ｃは、その少なくとも一部が流入口８１ａに対向するように配置されている。このように対向配置することで、流入口８１ａから流入した冷媒を確実に仕切部８２，８２Ｂ，８２Ｃに当てることができる。

また本実施形態では、流入口８１ａと液相冷媒の液面との間に緩衝部８３，８３Ｂ，８３Ｃが設けられている。緩衝部８３，８３Ｂ，８３Ｃを設けることで、流入口８１ａら流入した冷媒が直接液面に落下することを抑制することができ、液面の乱れを低減することができる。

また本実施形態では、緩衝部８３，８３Ｂ，８３Ｃは、その少なくとも一部が流入口８１ａから液相流出口８１ｃの間であって、流入口８１ａよりも液面側に配置されている。このような位置に設けることで、流入口８１ａから流入した液相冷媒をより確実に緩衝部８３，８３Ｂ，８３Ｃに当てて、液面の乱れを抑制することができる。

また本実施形態では、貯液器３６，３６Ｂ，３６Ｃは、その内部に液相冷媒を貯液可能な略円筒状の本体部８１を有しており、緩衝部８３，８３Ｂ，８３Ｃから本体部８１の内壁までの平均距離が、本体部８１の半径の３分の１以下であることが好ましい。

また本実施形態では、貯液器３Ａは、その内部に液相冷媒を貯液可能な略円筒状の本体部８１Ａを有しており、本体部８１Ａには、主液溜め空間８１１Ａと、主液溜め空間８１１Ａよりも液面面積が小さくなる副液溜め空間８１２Ａと、が形成されている。このように構成することで、液面の乱れを抑制することができる。

また本実施形態では、流入流路１２Ｄ，１２Ｅ，１２Ｆ，１２Ｇは、その中心線１２１Ｄ，１２１Ｅ，１２１Ｆ，１２１Ｇを延伸すると、貯液器３６Ｄ，３６Ｅ，３６Ｆ，３６Ｇの中央８１５，８１２Ｇａを通らずに貯液器３６Ｄ，３６Ｅ，３６Ｆ，３６Ｇの内壁面８１６，８１２Ｇｂに至るように設けられている。

このように構成することで、流入流路１２Ｄ，１２Ｅ，１２Ｆ，１２Ｇから流入する気液二相冷媒を、貯液器３６Ｄ，３６Ｅ，３６Ｆ，３６Ｇの内壁面８１６，８１２Ｇｂに当ててから落下させることができる。従って、貯液器３６Ｄ，３６Ｅ，３６Ｆ，３６Ｇ内部に溜められた液相冷媒に直接落下することを抑制できるので、液相冷媒の液面乱れを抑制することができる。

また本実施形態では、流入流路１２Ｄ，１２Ｅ，１２Ｆ，１２Ｇは、流入流路１２Ｄ，１２Ｅ，１２Ｆ，１２Ｇを通り流入口８１ａＤ，８１ａＥ，８１ａＦ，８１ａＧから流入する気液二相冷媒が、貯液器３６Ｄ，３６Ｅ，３６Ｆ，３６Ｇの内壁面８１６，８１２Ｇｂに衝突してから貯液器３６Ｄ，３６Ｅ，３６Ｆ，３６Ｇに溜められた液相冷媒に落ちるように設けられている。

このように構成することで、流入流路１２Ｄ，１２Ｅ，１２Ｆ，１２Ｇから流入する気液二相冷媒を、貯液器３６Ｄ，３６Ｅ，３６Ｆ，３６Ｇの内壁面８１６，８１２Ｇｂに確実に当ててから落下させることができる。

また本実施形態では、流入口８１ａＤ，８１ａＥ，８１ａＦ，８１ａＧから流入口８１ａＤ，８１ａＥ，８１ａＦ，８１ａＧに対向する貯液器３６Ｄ，３６Ｅ，３６Ｆ，３６Ｇの内壁面部分８１６ａＤ，８１６ａＥ，８１６ａＧ，８１１Ｇｄ，８１２Ｇｃまでの距離Ｌｄ，Ｌｅ，Ｌｆ，Ｌｇ１，Ｌｇ２が、貯液器３６Ｄ，３６Ｅ，３６Ｆ，３６Ｇの内壁面において最も離れた部分間の距離ｄ，ｄ１，ｄよりも短くなるように設けられている。

このように構成することで、流入流路１２Ｄ，１２Ｅ，１２Ｆ，１２Ｇから流入する気液二相冷媒を、貯液器３６Ｄ，３６Ｅ，３６Ｆ，３６Ｇの内壁面８１６，８１２Ｇｂに確実に当ててから落下させることができる。

また本実施形態では、貯液器３６Ｄ，３６Ｅ，３６Ｆ，３６Ｇの内壁面８１６，８１１Ｇｂは断面が略円形を成しており、流入口８１ａＤ，８１ａＥ，８１ａＦ，８１ａＧから流入口８１ａＤ，８１ａＥ，８１ａＦ，８１ａＧに対向する貯液器３６Ｄ，３６Ｅ，３６Ｆ，３６Ｇの内壁面部分８１６ａＤ，８１６ａＥ，８１６ａＧ，８１１Ｇｄまでの距離Ｌｄ，Ｌｅ，Ｌｆ，Ｌｇ１が、貯液器３６Ｄ，３６Ｅ，３６Ｆ，３６Ｇの内壁面８１６，８１２Ｇｂの直径ｄ，ｄ１よりも短くなるように設けられている。

このように構成することで、流入する気液二相冷媒を、貯液器３６Ｄ，３６Ｅ，３６Ｆ，３６Ｇの内壁面８１６，８１１Ｇｂに確実に当ててから落下させることができる。

また本実施形態では、流入流路１２Ｆの内壁面１２２Ｆの一部が貯液器３６Ｆの内壁面８１６の接線に沿うように設けられている。
このように構成することで、流入する気液二相冷媒を、貯液器３６Ｆの内壁面８１６に確実に当ててから落下させることができる。

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

３４：第１熱交換器
３６，３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅ，３６Ｆ，３６Ｇ：貯液器
１２：流入流路
１３：気相流出流路
１４：液相流出流路
８１ａ：流入口
８１ｂ：気相流出口
８１ｃ：液相流出口

Claims (12)

1. 冷凍サイクルを構成する熱交換器であって、
   内部を通過する冷媒と空気とを熱交換させる熱交換部（３４）と、
   前記熱交換部から流出した気液二相冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに気液分離し、液相冷媒を溜める貯液器（３６，３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅ，３６Ｆ，３６Ｇ）と、
   前記熱交換部から流出する気液二相冷媒を前記貯液器に流入させる流入流路（１２，１２Ｄ，１２Ｅ，１２Ｆ，１２Ｇ）と、
   前記貯液器から気相冷媒を流出させる気相流出流路（１３）と、
   前記貯液器から液相冷媒を流出させる液相流出流路（１４）と、
   を備え、
   前記流入流路は、前記貯液器に溜められた液相冷媒の液面よりも上方に設けられてなる流入口（８１ａ）に連通するように繋がれ、前記気相流出流路は、前記貯液器に溜められた液相冷媒の液面よりも上方に設けられてなる気相流出口（８１ｂ）に連通するように繋がれ、前記液相流出流路は、前記貯液器に溜められた液相冷媒の液面よりも下方に設けられてなる液相流出口（８１ｃ）に連通するように繋がれている、熱交換器。
2. 請求項１記載の熱交換器であって、
   前記貯液器は、前記流入口と前記気相流出口の間に仕切部（８２，８２Ｂ，８２Ｃ）を有する、熱交換器。
3. 請求項２記載の熱交換器であって、
   前記仕切部は、その少なくとも一部が前記流入口に対向するように配置されている、熱交換器。
4. 請求項１又は２記載の熱交換器であって、
   前記流入口と液相冷媒の液面との間に緩衝部（８３，８３Ｂ，８３Ｃ）を有する、熱交換器。
5. 請求項４記載の熱交換器であって、
   前記緩衝部は、その少なくとも一部が前記流入口から前記液相流出口の間であって、前記流入口よりも液面側に配置されている、熱交換器。
6. 請求項５記載の熱交換器であって、
   前記貯液器は、その内部に液相冷媒を貯液可能な略円筒状の本体部（８１）を有しており、
   前記緩衝部から前記本体部の内壁までの平均距離が、前記本体部の半径の３分の１以下である、熱交換器。
7. 請求項１記載の熱交換器であって、
   前記貯液器（３６Ａ）は、その内部に液相冷媒を貯液可能な略円筒状の本体部（８１Ａ）を有しており、
   前記本体部は、主液溜め空間（８１１Ａ）と、前記主液溜め空間よりも液面面積が小さくなる副液溜め空間（８１２Ａ）と、が形成されている、熱交換器。
8. 請求項１記載の熱交換器であって、
   前記流入流路（１２Ｄ，１２Ｅ，１２Ｆ，１２Ｇ）は、その中心線を延伸すると、前記貯液器（３６Ｄ，３６Ｅ，３６Ｆ，３６Ｇ）の中央（８１５，８１２Ｇａ）を通らずに前記貯液器の内壁面（８１６，８１２Ｇｂ）に至るように設けられている、熱交換器。
9. 請求項８記載の熱交換器であって、
   前記流入流路は、前記流入流路を通り前記流入口から流入する気液二相冷媒が、前記貯液器の内壁面に衝突してから前記貯液器に溜められた液相冷媒に落ちるように設けられている、熱交換器。
10. 請求項８又は９に記載の熱交換器であって、
    前記流入口から前記流入口に対向する前記貯液器の内壁面部分（８１６ａＤ，８１６ａＥ，８１６ａＧ，８１１Ｇｄ，８１２Ｇｃ）までの距離（Ｌｄ，Ｌｅ，Ｌｆ，Ｌｇ１，Ｌｇ２）が、前記貯液器の内壁面において最も離れた部分間の距離（ｄ，ｄ１，ｄ２）よりも短くなるように設けられている、熱交換器。
11. 請求項１０記載の熱交換器であって、
    前記貯液器の内壁面は断面が略円形を成しており、
    前記流入口から前記流入口に対向する前記貯液器の内壁面部分までの距離（Ｌｄ，Ｌｅ，Ｌｆ，Ｌｇ１）が、前記貯液器の内壁面の直径（ｄ，ｄ１）よりも短くなるように設けられている、熱交換器。
12. 請求項１１記載の熱交換器であって、
    前記流入流路の内壁面の一部が前記貯液器の内壁面の接線に沿うように設けられている、熱交換器。

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