JP2018076983A - 凝縮器 - Google Patents

Abstract

【課題】強度を確保しつつ、熱交換対象流体の流通抵抗の増加を抑えると共に、チューブを流れる冷媒の熱がモジュレータタンクに移動することを抑制可能な凝縮器を提供する。【解決手段】凝縮器１は、積層方向に沿って延びると共に、第１ヘッダタンク５に連通する第１モジュレータタンク１１を備える。また、凝縮器１は、上方側補強プレート３の上方側において長手方向に沿って延びると共に、第１モジュレータタンク１１の内部に連通する第２モジュレータタンク１２を備える。さらに、凝縮器１は、上方側補強プレート３から第２モジュレータタンク１２側に向かって突き出る少なくとも１つのフランジ部１３を備える。そして、第２モジュレータタンク１２は、一対のヘッダタンク５、６それぞれから離間すると共に、上方側補強プレート３との間に空気が流通可能な流通空間１６が形成されるようにフランジ部１３に対して接合されている。【選択図】図１

Description

本発明は、液溜め機能を有する気液分離器を備える凝縮器に関する。

近年、市場では、従来の凝縮器の放熱性能を維持しつつ、搭載性のよい薄型な凝縮器が求められている。このような要求に対して、凝縮器の熱交換部であるコア部の側方部に配置された縦置きのモジュレータタンクに加えて、コア部の上方側に横に寝かした姿勢で配置された横置きのモジュレータタンクを備える構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１には、振動等に対する強度を確保するため、横置きのモジュレータタンクを、コア部におけるチューブの積層方向の端部に配置されるアウターフィンおよびヘッダタンクの双方に接合する構成が開示されている。

特許第５７９６６６６号公報

ところで、横置きのモジュレータタンクをコア部のアウターフィンおよびヘッダタンクに接合する構成では、アウターフィンおよびヘッダタンクを介してチューブを流れる冷媒の熱が横置きのモジュレータタンクに伝わってしまう。

横置きのモジュレータタンクに冷媒の熱が伝わると、モジュレータタンク内部に貯留された液相の冷媒が蒸発し、モジュレータタンク内部の圧力が上昇することで、ヘッダタンクからモジュレータタンクへの冷媒の移動が阻害される。このことは、凝縮器全体の圧力が過度に上昇する要因となることから好ましくない。

さらに、横置きのモジュレータタンクをコア部のアウターフィンおよびヘッダタンクに接合する構成では、各部品が密集することで、凝縮器を通過する熱交換対象流体の流通抵抗が増加してしまう。このことは、例えば、凝縮器の後方に他の熱交換器が配置される場合に、他の熱交換器における熱交換性能に悪影響を及ぼす虞があることから好ましくない。

本発明は上記点に鑑みて、強度を確保しつつ、熱交換対象流体の流通抵抗の増加を抑えると共に、チューブを流れる冷媒の熱がモジュレータタンクに移動することを抑制可能な凝縮器を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、熱交換対象流体と冷媒とを熱交換させて冷媒を凝縮させる凝縮器を対象としている。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、
内部に冷媒が流通する冷媒通路を有する複数のチューブ（２ａ）が、所定の間隔をあけて上下に積層されると共に、チューブの長手方向およびチューブの積層方向の双方に交差する方向から熱交換対象流体が流入するコア部（２）と、
コア部における積層方向の上方側に配置され、コア部を補強する上方側補強プレート（３）と、
複数のチューブにおける長手方向の端部が接続され、複数のチューブの内部と連通する一対のヘッダタンク（５、６）と、
積層方向に沿って延びると共に、一対のヘッダタンクの一方のヘッダタンク（５）から流出した冷媒の気液を分離して、分離した液相冷媒の一部を内部に貯留する第１モジュレータタンク（１１）と、
上方側補強プレートの上方側において長手方向に沿って延びると共に、第１モジュレータタンクの内部に連通する第２モジュレータタンク（１２）と、
上方側補強プレートに設けられ、第２モジュレータタンク側に向かって突き出る少なくとも１つのフランジ部（１３、１３Ａ）と、を備える。

そして、第２モジュレータタンクは、一対のヘッダタンクそれぞれから離間すると共に、上方側補強プレートとの間に熱交換対象流体が流通可能な流通空間（１６）が形成されるようにフランジ部に対して接合されている。

このように、第２モジュレータタンクを上方側補強プレートに設けたフランジ部に接合する構成とすれば、第２モジュレータタンクがフランジ部に支持されることで、第２モジュレータタンクにおける振動等に対する強度を確保することができる。

また、第２モジュレータタンクは、一対のヘッダタンクそれぞれから離間すると共に、コア部と直接的に接触しない構成となるので、チューブを流れる冷媒の熱が第２モジュレータタンクに対して伝わることを抑制することができる。

さらに、第２モジュレータタンクと上方側補強プレートとの間には、熱交換対象流体が流通可能な流通空間が形成されるので、凝縮器を通過する熱交換対象流体の流通抵抗の増加を抑えることができる。このため、例えば、凝縮器の後方に他の熱交換器が配置される場合において、他の熱交換器における熱交換性能の悪化を抑えることができる。

以上のように、本発明によれば、強度を確保しっつ、熱交換対象流体の流通抵抗の増加を抑えると共に、チューブを流れる冷媒の熱がモジュレータタンクに移動することを抑制可能な凝縮器を実現することができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。

第１実施形態の凝縮器の模式的な斜視図である。 第１実施形態の凝縮器の模式的な断面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。 図２のＩＶ部分の拡大図である。 図２のＶ−Ｖ断面図である。 コア部の側方に単一のモジュレータタンクが配設された凝縮器を示す模式図である。 第１実施形態の凝縮器を示す模式図である。 第１実施形態の凝縮器の第１モジュレータタンクと従来の凝縮器のモジュレータタンクの大きさの違いを説明するための要部断面図である。 第２実施形態の凝縮器の模式的な断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態において、先行する実施形態で説明した事項と同一もしくは均等である部分には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する場合がある。また、実施形態において、構成要素の一部だけを説明している場合、構成要素の他の部分に関しては、先行する実施形態において説明した構成要素を適用することができる。以下の実施形態は、特に組み合わせに支障が生じない範囲であれば、特に明示していない場合であっても、各実施形態同士を部分的に組み合わせることができる。

（第１実施形態）
本実施形態について、図１〜図８を参照して説明する。本実施形態では、車両用の空調装置に搭載される蒸気圧縮式の冷凍サイクルに、本発明の凝縮器１を適用した例について説明する。冷凍サイクルは、圧縮機、凝縮器１、減圧機構、蒸発器等を順次配管接続した閉回路として構成される。

本実施形態の冷凍サイクルは、冷媒として、ＨＦＣ系冷媒（例えば、Ｒ１３４ａ）が採用されている。もちろん、冷凍サイクルの冷媒としては、ＨＦＣ系冷媒よりも地球温暖化係数の低いＨＦＯ系冷媒（例えば、Ｒ１２３４ｙｆ）等が採用されていてもよい。

また、本実施形態の冷凍サイクルは、圧縮機として、エンジンからの動力により駆動するエンジン駆動式の圧縮機が採用されている。なお、圧縮機は、エンジン駆動式の圧縮機に限らず、電動モータからの動力により駆動する電動圧縮機が採用されていてもよい。

凝縮器１は、図示しない圧縮機から吐出された高温高圧の気相冷媒と熱交換対象流体である車室外空気とを熱交換させて、冷媒を凝縮させる熱交換器である。凝縮器１は、内部で凝縮した冷媒を図示しない減圧機構を介して冷媒を蒸発させる図示しない蒸発器側へ導出する。

凝縮器１は、車両を駆動する駆動力を出力するエンジンが設置されたエンジンルーム内に配置されている。凝縮器１は、例えば、エンジンルーム内の最前部に形成された走行風の導入路に配置されている。なお、図示しないが、凝縮器１は、エンジンの冷却水を放熱させるラジエータ等の他の熱交換器の空気流れ上流側に配置されている。

まず、本実施形態の凝縮器１の全体構成について、図１を参照して説明する。ここで、図１に示す矢印ＤＲｘ、ＤＲｙ、ＤＲｚは、車両上下方向、車両幅方向、車両前後方向を示している。このことは、図１以外の図面においても同様である。

本実施形態の凝縮器１は、主たる構成要素として、コア部２、一対のサイドプレート３、４、一対のヘッダタンク５、６、一対のコネクタ７、８、気液分離器１０を備える。凝縮器１を構成する主な部材は、アルミニウムやアルミニウム合金等のアルミニウム製の金属材料で構成されている。凝縮器１は、金属材料で構成される各構成部品が組み付けられた状態で、各部材の必要な部位に予め設けられたろう材によりろう接（すなわち、ろう付け接合）されている。

コア部２は、内部に冷媒が流通する冷媒通路を有する複数のチューブ２ａが所定の間隔をあけて上下に積層された積層体である。コア部２は、チューブ２ａを流れる冷媒をチューブ２ａの外側を流れる熱交換対象流体である車室外空気と熱交換させて放熱させる熱交換部を構成する。

コア部２は、隣接するチューブ２ａ間に、冷媒と空気との熱交換を促進するアウターフィン２ｂが設けられている。本実施形態のアウターフィン２ｂは、波状に曲折されたコルゲートフィンで構成されている。なお、アウターフィン２ｂは、コルゲートフィンに限らず、プレートフィン等で構成されていてもよい。

本実施形態の各チューブ２ａは、扁平な断面を有する単穴あるいは多穴の管で構成されている。各チューブ２ａは、隣り合うチューブ２ａの間を空気が流通するように、互いに所定間隔をあけて積層されている。なお、本実施形態では、車両幅方向ＤＲｙに延在する各チューブ２ａが上下方向ＤＲｘに積層されている。このため、本実施形態では、車両幅方向ＤＲｙが各チューブ２ａの長手方向となり、車両上下方向ＤＲｘが各チューブ２ａの積層方向となっている。

本実施形態のコア部２は、冷媒を凝縮させる凝縮部２１、および凝縮部２１から流出し、気液分離器１０で分離された液相冷媒を冷却する過冷却部（すなわち、サブクーラ）２２を有する。本実施形態のコア部２は、過冷却部２２が凝縮部２１の下方側に位置する構成となっている。なお、本実施形態では、コア部２における図１の太い一点鎖線ＤＬよりも上方側に位置する部位が凝縮部２１を構成し、図１の太い一点鎖線よりも下方側に位置する部位が過冷却部２２を構成している。

一対のサイドプレート３、４は、コア部２を補強する補強部材である。一対のサイドプレート３、４は、平板状に成形されている。本実施形態のサイドプレート３、４は、コア部２におけるチューブ２ａの積層方向（すなわち、図１の車両上下方向ＤＲｘ）の両端部に配置されている。

一対のサイドプレート３、４のうち、車両上下方向ＤＲｘにおける上方側に位置する上方側補強プレート３は、コア部２における上端に位置するアウターフィン２ｂに対して接合されている。

また、一対のサイドプレート３、４のうち、車両上下方向ＤＲｘにおける下方側に位置する下方側補強プレート４は、コア部２における下端に位置するアウターフィン２ｂに対して接合されている。

本実施形態の上方側補強プレート３には、後述する気液分離器１０の第２モジュレータタンク１２を支持する支持部材として機能する複数のフランジ部１３が設けられている。複数のフランジ部１３は、上方側補強プレート３から後述する気液分離器１０の第２モジュレータタンク１２に向かって突き出るように、上方側補強プレート３に設けられている。なお、複数のフランジ部１３の詳細については、後述する。

一対のヘッダタンク５、６は、各チューブ２ａを流れる冷媒の集合・分配を行うタンクとして機能する。一対のヘッダタンク５、６は、チューブ２ａの長手方向の両端部に接続されている。すなわち、一方のヘッダタンク５が、チューブ２ａの長手方向の一端側に接続され、他方のヘッダタンク６がチューブ２ａの長手方向の他端側に接続されている。

具体的には、図１の左側に示す第１ヘッダタンク５は、チューブ２ａの積層方向に沿って延びると共に、コア部２におけるチューブ２ａの長手方向の一端側に接続されている。また、図１の右側に示す第２ヘッダタンク６は、チューブ２ａの積層方向に沿って延びると共に、コア部２におけるチューブ２ａの長手方向の他端側に接続されている。

各ヘッダタンク５、６は、チューブ２ａの積層方向に沿って延びる筒状の中空部材で構成されている。各ヘッダタンク５、６は、その内部に各チューブ２ａの内部と連通する内部空間が形成されている。

一対のコネクタ７、８は、凝縮器１における冷媒の出入口として機能する。一対のコネクタ７、８は、第２ヘッダタンク６に接合されている。一対のコネクタ７、８のうち、冷媒の入口部を構成する入口側コネクタ７は、第２ヘッダタンク６における上端側に近接する位置に接合されている。入口側コネクタ７には、圧縮機から吐出された冷媒が流通する外部配管が接続される。また、一対のコネクタ７、８のうち、冷媒の出口部を構成する出口側コネクタ８は、第２ヘッダタンク６における下端側に近接する位置に接合されている。出口側コネクタ８は、凝縮器１を通過した冷媒を減圧機構側へ導出する外部配管が接続される。

気液分離器１０は、コア部２の凝縮部２１から流出した冷媒の気液を分離して、液相冷媒を一時的に貯留する部材である。気液分離器１０の内部には、液相冷媒を貯留する冷媒貯留空間が形成されている。気液分離器１０は、冷凍サイクルの負荷変動に合わせて、サイクル内を循環する冷媒の循環量を調整する役割を果たしている。

本実施形態の気液分離器１０は、チューブ２ａの積層方向に沿って延びる第１モジュレータタンク１１、およびチューブ２ａの長手方向に沿って延びる第２モジュレータタンク１２を備えている。

本実施形態の気液分離器１０は、第１モジュレータタンク１１および第２モジュレータタンク１２が別部材で構成されている。気液分離器１０は、全体形状がＬ字形状となるように、第１モジュレータタンク１１に対して第２モジュレータタンク１２の端部が接合されている。

第１モジュレータタンク１１は、その上方側の端部が第１ヘッダタンク５の上方側端部よりも上方に位置するように、第１ヘッダタンク５に隣接して配置されている。第１モジュレータタンク１１は、後述する冷媒導入部１１２ａ、冷媒導出部１１２ｂを介して第１ヘッダタンク５の内部に連通している。

第２モジュレータタンク１２は、第１ヘッダタンク５側の端部が第１モジュレータタンク１１に接続されている。第２モジュレータタンク１２は、第１モジュレータタンク１１の内部に連通している。

本実施形態の第２モジュレータタンク１２は、上方側補強プレート３の上方側において、チューブ２ａの長手方向に沿って第１ヘッダタンク５側から第２ヘッダタンク６側まで延びている。第２モジュレータタンク１２は、第１ヘッダタンク５および第２ヘッダタンク６の双方から離間した状態で、第１モジュレータタンク１１における上端側の受入開口部１１１ａに接続されている。

次に、本実施形態の凝縮器１の詳細について、図２を参照して説明する。図２は凝縮器１の模式的な正面図である。なお、説明の便宜のため、図２では、コア部２を構成するチューブ２ａおよびアウターフィン２ｂの図示を一部省略している。また、図２では、気液分離器１０の内部構成を説明するために、気液分離器１０について車両上下方向ＤＲｘに切断した切断面を図示している。このことは、後述する第２実施形態の図９についても同様である。

図２に示すように、本実施形態の第１ヘッダタンク５には、内部空間を上下に仕切る仕切部材として、２つのセパレータ５ａ、５ｂが設けられている。第１ヘッダタンク５の内部は、２つのセパレータ５ａ、５ｂにより、３つの内部空間５１ａ〜５１ｃに区分されている。

第１ヘッダタンク５の３つの内部空間５１ａ〜５１ｃは、上方の内部空間５１ａ、および中央の内部空間５１ｂがコア部２の凝縮部２１に連通し、下方の内部空間５１ｃがコア部２の過冷却部２２に連通している。

第１ヘッダタンク５における上方の内部空間５１ａは、凝縮部２１における冷媒の流れ方向を転向させる空間である。

第１ヘッダタンク５における中央の内部空間５１ｂは、凝縮部２１を通過した冷媒を集合させる空間である。本実施形態の中央の内部空間５１ｂは、後述する気液分離器１０における冷媒導入部１１２ａを介して気液分離器１０の冷媒貯留空間に連通している。このため、凝縮部２１を通過した冷媒は、第１ヘッダタンク５の中央の内部空間５１ｂ、および冷媒導入部１１２ａを介して、気液分離器１０の内部に導入される。

第１ヘッダタンク５における下方の内部空間５１ｃは、過冷却部２２へ冷媒を分配する分配空間である。本実施形態の下方の内部空間５１ｃは、後述する気液分離器１０の冷媒導出部１１２ｂを介して気液分離器１０の冷媒貯留空間に連通している。このため、気液分離器１０の内部の液相冷媒は、後述する冷媒導出部１１２ｂ、および第１ヘッダタンク５の下方の内部空間５１ｃを介して過冷却部２２へ導出される。

続いて、本実施形態の第２ヘッダタンク６には、内部空間を上下に仕切る仕切部材として２つのセパレータ６ａ、６ｂが設けられている。各セパレータ６ａ、６ｂは、コア部２の凝縮部２１における冷媒の流れがＳ字を描く流れとなるように設定されている。

具体的には、第２ヘッダタンク６のセパレータ６ａは、車両上下方向ＤＲｘにおいて、第１ヘッダタンク５のセパレータ５ａよりも上方となる位置に配置されている。第２ヘッダタンク６のセパレータ６ｂは、車両上下方向ＤＲｘにおいて第１ヘッダタンク５のセパレータ５ｂに対応する位置に配置されている。

第２ヘッダタンク６の内部には、２つのセパレータ６ａ、６ｂにより、３つの内部空間６１ａ〜６１ｃに区分されている。各内部空間６１ａ〜６１ｃは、上方の内部空間６１ａおよび中央の内部空間６１ｂがコア部２の凝縮部２１に連通し、下方の内部空間６１ｃがコア部２の過冷却部２２に連通している。

第２ヘッダタンク６における上方の内部空間６１ａは、凝縮部２１へ冷媒を分配する空間である。第２ヘッダタンク６の上方の内部空間６１ａは、凝縮部２１を構成するチューブ２ａを介して、第１ヘッダタンク５の上方の内部空間５１ａに連通している。

第２ヘッダタンク６における中央の内部空間６１ｂは、凝縮部２１における冷媒の流れ方向を転向させる空間である。第２ヘッダタンク６の中央の内部空間６１ｂは、凝縮部２１を構成するチューブ２ａを介して、第１ヘッダタンク５の上方の内部空間５１ａ、および中央の内部空間５１ｂに連通している。

第２ヘッダタンク６における下方の内部空間６１ｃは、過冷却部２２を通過した冷媒を集合させる空間である。第２ヘッダタンク６の下方の内部空間６１ｃは、過冷却部２２を構成するチューブ２ａを介して、第１ヘッダタンク５の下方の内部空間５１ｃに連通している。

ここで、第２ヘッダタンク６には、上方の内部空間６１ａを構成する部位に入口側コネクタ７が接続されている。また、第２ヘッダタンク６には、下方の内部空間６１ｃを構成する部位に出口側コネクタ８が接続されている。

次に、本実施形態の気液分離器１０について説明する。気液分離器１０は、第１モジュレータタンク１１が第１ヘッダタンク５に沿って延びると共に、第２モジュレータタンク１２がコア部２の上端に位置する上方側補強プレート３の上方側において、上方側補強プレート３の延在方向に沿って延びている。

気液分離器１０は、各モジュレータタンク１１、１２の接続部が、車両上下方向ＤＲｘにおいて、各ヘッダタンク５、６の上方側端部、および上方側補強プレート３よりも上方側に位置している。そして、気液分離器１０は、車両上下方向ＤＲｘにおいて、第２モジュレータタンク１２がコア部２および各ヘッダタンク５、６と重なり合うように配置されている。

続いて、気液分離器１０の特徴について説明する。第１モジュレータタンク１１の内部には、円柱状の空間が形成されている。第１モジュレータタンク１１は、耐圧性を考慮して内壁の断面形状を円形状とすることが望ましい。

具体的には、第１モジュレータタンク１１は、チューブ２ａの積層方向に沿って延びる円筒状の筒状部１１１、筒状部１１１の下方側端部を補強する筒状の補強部１１２、補強部１１２の端部を閉塞するネジ式のタンクキャップ１１３を有する。

第１モジュレータタンク１１の筒状部１１１は、外径が第１ヘッダタンク５の車両前後方向ＤＲｚの寸法と同程度の大きさとなっている。第１モジュレータタンク１１の筒状部１１１は、車両幅方向ＤＲｙにおいて、第１ヘッダタンク５における凝縮部２１に接続される部位に対して対向配置されている。

第１モジュレータタンク１１の筒状部１１１には、その上方側の部位に、第２モジュレータタンク１２の一端側の端部を受け入れる受入開口部１１１ａが設けられている。第２モジュレータタンク１２は、その一端側の端部が受入開口部１１１ａに挿入された状態で、第１モジュレータタンク１１に対してろう接されている。また、第１モジュレータタンク１１の筒状部１１１は、受入開口部１１１ａよりも上方側に位置する上方側端部がキャップ１１４によって閉塞されている。

補強部１１２は、車両幅方向ＤＲｙにおいて、第１ヘッダタンク５における過冷却部２２に接続される部位に対して対向配置されている。補強部１１２には、第１ヘッダタンク５の中央の内部空間５１ｂに対応する部位に、内部空間５１ｂから気液分離器１０の冷媒貯留空間へ冷媒を導入する冷媒導入部１１２ａが設けられている。冷媒導入部１１２ａは、第１ヘッダタンク５の中央の内部空間５１ｂを構成する部位に接合されている。

また、補強部１１２には、第１ヘッダタンク５の下方の内部空間５１ｃに対応する部位に、気液分離器１０の冷媒貯留空間から内部空間５１ｃへ液相冷媒を導出する冷媒導出部１１２ｂが設けられている。冷媒導出部１１２ｂは、第１ヘッダタンク５の下方の内部空間５１ｃを構成する部位に接合されている。

また、本実施形態の第１モジュレータタンク１１の内部には、フィルタ１４、および乾燥剤１５が配置されている。フィルタ１４は、冷凍サイクル内の異物を捕捉する部材である。本実施形態のフィルタ１４は、タンクキャップ１１３の上部に配置されている。フィルタ１４は、例えば、円筒状の網状体で構成される。

乾燥剤１５は、冷凍サイクルに混入した水を吸着する部材である。本実施形態の乾燥剤１５は、第１モジュレータタンク１１の内部において、少なくとも一部が冷媒の液面よりも下方側に位置するように配置されている。

乾燥剤１５は、冷媒が通過可能な袋状部材の内部に粒状の乾燥剤を収容して構成される。粒状の乾燥剤としては、例えば、冷媒中の水分濃度が低い状況でも吸着性能に優れるシリカゲルやゼオライトを採用することができる。

タンクキャップ１１３は、第１モジュレータタンク１１の筒状部１１１に対して着脱可能に構成されている。タンクキャップ１１３は、フィルタ１４を保持する保持部材を構成している。第１モジュレータタンク１１は、筒状部１１１からタンクキャップ１１３を着脱することで、第１モジュレータタンク１１内部に収容されたフィルタ１４や乾燥剤１５を交換することが可能となっている。

続いて、第２モジュレータタンク１２は、上方側補強プレート３の上方側において複数のチューブ２ａの長手方向に沿って延びている。本実施形態の第２モジュレータタンク１２は、チューブ２ａの積層方向において各ヘッダタンク５、６と重なり合うように、チューブ２ａの長手方向における長さが設定されている。すなわち、本実施形態の第２モジュレータタンク１２は、チューブ２ａの長手方向における長さが各ヘッダタンク５、６の間隔よりも大きくなるように設定されている。

本実施形態の第２モジュレータタンク１２は、凝縮器１の薄幅化を考慮して、図３に示すように、内壁の断面形状が矩形状となっている。本実施形態の第２モジュレータタンク１２の内部には、耐圧性を向上させるために、内部にチューブ２ａの長手方向に沿って延びる支柱部１２ａが設けられている。この支柱部１２ａによって、第２モジュレータタンク１２の内部空間は、チューブ２ａの長手方向に沿って延びる２つの空間１２ｂ、１２ｃに仕切られている。なお、本実施形態では、支柱部１２ａが、第２モジュレータタンク１２の内部空間をチューブ２ａの長手方向に沿って延びる複数の空間に仕切る仕切部材を構成している。

図２に戻り、本実施形態の第２モジュレータタンク１２は、チューブ２ａの長手方向に沿って延びる断面矩形状の筒状部１２１、筒状部１２１の第２ヘッダタンク６側の端部を閉塞する蓋部１２２を有する。

第２モジュレータタンク１２の筒状部１２１は、第１ヘッダタンク５側が第１モジュレータタンク１１の上方側に形成された受入開口部１１１ａに接続されている。また、第２モジュレータタンク１２の筒状部１２１は、図４に示すように、第２ヘッダタンク６側の端部が蓋部１２２により閉塞されている。

第２モジュレータタンク１２の筒状部１２１は、図５に示すように、車両前後方向ＤＲｚの寸法がコア部２の前後方向の寸法と同程度の大きさとなっている。第２モジュレータタンク１２の筒状部１２１は、車両上下方向ＤＲｘにおいて、上方側補強プレート３に対して対向配置されている。本実施形態の第２モジュレータタンク１２の筒状部１２１は、各ヘッダタンク５、６や上方側補強プレート３と直に接触しないように、各ヘッダタンク５、６や上方側補強プレート３よりも上方側に配置されている。

ところで、第２モジュレータタンク１２を上方側補強プレート３および各ヘッダタンク５、６から離間させる構成を採用すると、第２モジュレータタンク１２における第１モジュレータタンク１１と反対側の端部が自由端となってしまう。この場合、車両走行時の振動が凝縮器１に作用した際に、第２モジュレータタンク１２が大きく振動する可能性がある。

第２モジュレータタンク１２が大きく振動すると、第２モジュレータタンク１２における第１モジュレータタンク１１との接合部に過度なモーメント等が作用することから、強度面において不充分となってしまうことが懸念される。

このため、第２モジュレータタンク１２の耐震強度を確保するために、第２モジュレータタンク１２を上方側補強プレート３および各ヘッダタンク５、６に直に接触させることが考えられる。

しかしながら、単に第２モジュレータタンク１２を上方側補強プレート３および各ヘッダタンク５、６に接合すると、上方側補強プレート３および各ヘッダタンク５、６を介してチューブ２ａを流れる冷媒の熱が第２モジュレータタンク１２に伝わってしまう。

第２モジュレータタンク１２に冷媒の熱が伝わると、第２モジュレータタンク１２内部に貯留された液相の冷媒が蒸発し、気液分離器１０内部の圧力が上昇することで、第１ヘッダタンク５から第１モジュレータタンク１１への冷媒の移動が阻害される。このことは、凝縮器１全体の圧力が過度に上昇する要因となることから好ましくない。

加えて、単に第２モジュレータタンク１２を上方側補強プレート３および各ヘッダタンク５、６に接合すると、凝縮器１の上方側において各部品が密集することで、凝縮器１を通過する空気の流通抵抗が増加してしまう。このことは、例えば、凝縮器１の後方に他の熱交換器が配置される場合に、他の熱交換器における熱交換性能に悪影響を及ぼす虞があることから好ましくない。

上記点を鑑みて、本実施形態では、上方側補強プレート３に第２モジュレータタンク１２に向かって突き出るフランジ部１３が設けられている。そして、第２モジュレータタンク１２は、各ヘッダタンク５、６から離間した状態で、上方側補強プレート３との間に空気が流通可能な流通空間１６が形成されるように、フランジ部１３に対して接合されている。

図２に示すように、本実施形態の上方側補強プレート３には、チューブ２ａの長手方向において所定の間隔をあけてフランジ部１３が複数形成されている。そして、複数のフランジ部１３の間には、空気が流通可能な流通空間１６が形成されている。

ここで、第２モジュレータタンク１２付近における凝縮器１を通過する空気の流通抵抗のバラツキを抑えるためには、複数のフランジ部１３をチューブ２ａの長手方向において等間隔に配置することが望ましい。

本実施形態の複数のフランジ部１３は、隣り合うフランジ部１３の間隔Ｌαが、フランジ部１３における第２モジュレータタンク１２との接合部位の長手方向の長さＬβよりも大きくなるように、上方側補強プレート３に設けられている。

また、本実施形態のフランジ部１３は、第２モジュレータタンク１２との接合部の位置が第２ヘッダタンク６の上方側端部よりも上方側に位置するように、第２モジュレータタンク１２に向かって突出している。すなわち、本実施形態のフランジ部１３は、第２モジュレータタンク１２と各ヘッダタンク５、６とがチューブ２ａの長手方向において重なり合わないように、その突出高さが設定されている。

具体的には、複数のフランジ部１３は、図２、図５に示すように、上方側補強プレート３における風上側の端部から上方に延びる第１突出部１３１、および上方側補強プレート３における風下側の端部から上方に延びる第２突出部１３２で構成されている。

複数のフランジ部１３は、上方側補強プレート３と一体に成形されている。すなわち、本実施形態の凝縮器１は、複数のフランジ部１３と上方側補強プレート３とが、一体成形物として構成されている。

次に、上述のように構成された凝縮器１における冷媒の流れ方について説明する。エンジンの作動時に、空調の作動スイッチがオンされて、空調装置の運転が開始されると、エンジンからの動力により圧縮機が駆動して、圧縮機が冷媒を圧縮して吐出する。これにより、圧縮機から吐出された高温高圧の気相冷媒が、入口側コネクタ７を介して第２ヘッダタンク６の上方の内部空間６１ａに流入する。

内部空間６１ａに流入した冷媒は、図２の矢印に示すように、凝縮部２１における上方側のチューブ２ａに分配されて、当該チューブ２ａを通過する際に空気と熱交換して冷却された後、第１ヘッダタンク５の上方の内部空間５１ａに流入する。

内部空間５１ａに流入した冷媒は、凝縮部２１における中段付近のチューブ２ａに分配されて、当該チューブ２ａを通過する際に空気と熱交換して冷却された後、第２ヘッダタンク６の中央の内部空間６１ｂに流入する。

内部空間６１ｂに流入した冷媒は、凝縮器１における下方側のチューブ２ａに分配されて、当該チューブ２ａを通過する際に空気と熱交換して冷却された後、第１ヘッダタンク５の中央の内部空間５１ｂに流入する。内部空間５１ｂには、気相冷媒を一部に含む飽和液冷媒またはある程度の過冷却度を有する過冷却液冷媒が流入する。

内部空間５１ｂに流入した冷媒は、冷媒導入部１１２ａを介して気液分離器１０に流入して、気液分離器１０の内部で冷媒の比重差により気相冷媒と液相冷媒とに分離される。気液分離器１０の内部には、比重の軽い気相冷媒が上方側に集まり、気相冷媒よりも比重の重い液相冷媒が下方側に集まって貯留される。

気液分離器１０の内部に貯留された液相冷媒は、その一部が乾燥剤１５により水分が吸着された後、フィルタ１４、および冷媒導出部１１２ｂを介して、第１ヘッダタンク５の下方の内部空間５１ｃに流入する。

内部空間５１ｃに流入した液相冷媒は、過冷却部２２を構成するチューブ２ａに分配されて、当該チューブ２ａを通過する際に空気と熱交換して過冷却された後、第２ヘッダタンク６の内部空間６１ｃに流入する。そして、内部空間６１ｃに流入した過冷却度を有する液相冷媒は、出口側コネクタ８を介して減圧機構側へ流出する。

ここで、図６は、コア部ＭＣの左右方向の一方にモジュレータタンクＭＴを設けた凝縮器（比較例）ＣＰの模式図である。図７は、本実施形態に係る凝縮器１の模式図である。そして、図８は、図６に示す凝縮器ＣＰのモジュレータタンクＭＴと本実施形態に係る凝縮器１の第１モジュレータタンク１１との大きさの違いを説明するための要部断面図である。図８は、凝縮器１における第１モジュレータタンク１１を含む要部を左右方向に切断した切断面を示している。

図８に示すように、比較例の凝縮器ＣＰの場合、モジュレータタンクＭＴは、冷凍サイクルに負荷変動の調整に必要な冷媒量を貯留するために、モジュレータタンクＭＴの直径を第１ヘッダタンク５に対して大きくする必要がある。このため、比較例の凝縮器ＣＰでは、第１ヘッダタンク５に対して寸法Ａ、Ｂの分だけモジュレータタンクＭＴが前方および左方に突き出てしまう。このことは、凝縮器ＣＰの周囲に無駄なスペースが生ずる要因となることから、好ましくない。

これに対して、本実施形態の凝縮器１の場合、第１モジュレータタンク１１に加えて第２モジュレータタンク１２にも液相冷媒を貯留することができる。このため、第１モジュレータタンク１１の直径をモジュレータタンクＭＴの直径よりも小さくすることが可能となる。すなわち、本実施形態の凝縮器１では、第１モジュレータタンク１１の直径をコア部２の前後寸法や第１ヘッダタンク５の前後寸法に近づけることが可能となる。

以上説明した本実施形態の凝縮器１は、第２モジュレータタンク１２が、一対のヘッダタンク５、６それぞれから離間すると共に、上方側補強プレート３との間に空気が流通可能な流通空間１６が形成されるようにフランジ部１３に対して接合されている。

このように、第２モジュレータタンク１２が上方側補強プレート３に設けたフランジ部１３に接合される構成では、第２モジュレータタンク１２がフランジ部１３に支持されることで、第２モジュレータタンク１２における振動等に対する強度を確保することができる。

また、第２モジュレータタンク１２は、一対のヘッダタンク５、６それぞれから離間すると共に、コア部２と直接的に接触しない構成となるので、チューブ２ａを流れる冷媒の熱が第２モジュレータタンク１２に対して伝わることを抑制することができる。

さらに、本実施形態の凝縮器１は、第２モジュレータタンク１２と上方側補強プレート３との間に空気が流通可能な流通空間１６が形成されるので、凝縮器１を通過する空気の流通抵抗の増加を抑えることができる。このため、例えば、凝縮器１の後方にラジエータ等の他の熱交換器が配置される場合において、他の熱交換器における熱交換性能の悪化を抑えることができる。

以上のように、本実施形態によれば、強度を確保しっつ、空気の流通抵抗の増加を抑えると共に、チューブ２ａを流れる冷媒の熱が気液分離器１０に移動することを抑制可能な凝縮器１を実現することができる。

また、本実施形態の凝縮器１は、フランジ部１３がチューブ２ａの長手方向において所定の間隔をあけて上方側補強プレート３に複数形成されている。そして、隣り合うフランジ部１３の間の隙間によって、空気が流通可能な流通空間１６が形成されている。

これによれば、隣り合うフランジ部１３の間を介して空気が凝縮器１の前方側から後方側へと流れ易くなるので、凝縮器１を通過する空気の流通抵抗の増加を充分に抑えることができる。

さらに、本実施形態の凝縮器１は、隣り合うフランジ部１３の間隔Ｌαが、フランジ部１３における第２モジュレータタンク１２との接合部位の長手方向の長さＬβよりも大きくなっている。

これによれば、チューブ２ａを流れる冷媒の熱がフランジ部１３を介して第２モジュレータタンク１２へ移動し難くなると共に、空気が流通する流通空間１６を充分に確保することができる。すなわち、本構成によれば、凝縮器１における空気の流通抵抗の増加を充分に抑えつつ、チューブ２ａを流れる冷媒の熱が気液分離器１０に移動することを充分に抑制することが可能となる。

ここで、本実施形態の第２モジュレータタンク１２は、一対のヘッダタンク５、６のうち、第１ヘッダタンク５の反対側に配置された第２ヘッダタンク６と積層方向に重なり合うように、長手方向の長さが設定されている。

このように、積層方向において第２ヘッダタンク６と重なり合うように第２モジュレータタンク１２を長手方向に延在させる構成では、第２モジュレータタンク１２のタンク径を大きくすることなく、第２モジュレータタンク１２の内容積を確保することができる。このことは、凝縮器１における薄幅化に大きく寄与する。

ところが、第２モジュレータタンク１２を長手方向に延在させる構成では、上述の利点があるものの、第２ヘッダタンク６と接触し易くなるといった背反がある。

このことを考慮して、本実施形態では、フランジ部１３と第２モジュレータタンク１２との接合部の位置が、第２ヘッダタンク６の上方側端部よりも上方側に位置するように、フランジ部１３を第２モジュレータタンク１２に向かって突出させている。

これにより、第２モジュレータタンク１２のタンク径を大きくすることなく、第２モジュレータタンク１２の内容積を充分に確保すると共に、第２モジュレータタンク１２と第２ヘッダタンク６との接触を防止することができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について、図９を参照して説明する。本実施形態では、上方側補強プレート３に対して単一のフランジ部１３Ａが設けられている点が第１実施形態と相違している。

図９に示すように、本実施形態の上方側補強プレート３には、第２モジュレータタンク１２に向かって突き出る単一のフランジ部１３Ａが設けられている。なお、フランジ部１３Ａにおける突出高さについては、第１実施形態と同様に設定されている。

本実施形態のフランジ部１３Ａには、熱交換対象流体である空気流れ方向の上流側と下流側とを連通させる連通部１３３が形成されている。本実施形態のフランジ部１３Ａには、連通部１３３によって空気が流通可能な流通空間１６が形成されている。

具体的には、本実施形態の連通部１３３は、フランジ部１３Ａにおける第２モジュレータタンク１２に当接する部位に形成された矩形状の複数の切欠き１３３ａによって形成されている。なお、切欠き１３３ａの形状は、矩形状に限らず、例えば、三角形状や円弧形状となっていてもよい。

本実施形態の凝縮器１における他の構成は、第１実施形態と同様である。本実施形態の凝縮器１は、第１実施形態と共通の構成から奏される作用効果を第１実施形態の凝縮器１と同様に得ることができる。

特に、本実施形態では、フランジ部１３Ａに形成した連通部１３３によって、凝縮器１を流通する空気の流通空間１６を形成している。これによれば、フランジ部１３Ａに形成された連通部１３３を介して空気が凝縮器１の前方側から後方側へと流れ易くなるので、凝縮器１を通過する空気の流通抵抗の増加を充分に抑えることができる。この結果、凝縮器１の後方に配置されるラジエータ等の他の熱交換器における熱交換性能の悪化を抑えることができる。

（他の実施形態）
以上、本発明の代表的な実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されることなく、例えば、以下のように種々変形可能である。

上述の各実施形態では、フランジ部１３を上方側補強プレート３における風上側の端部および風下側の端部に設けた第１突出部１３１および第２突出部１３２で構成する例について説明したが、これに限定されない。フランジ部１３は、第２モジュレータタンク１２を支持することが可能なものであればよく、例えば、第１突出部１３１および第２突出部１３２の一方だけで構成されていてもよい。

上述の各実施形態では、フランジ部１３と上方側補強プレート３とが一体成形物として構成として構成される例について説明したが、これに限定されない。フランジ部１３および上方側補強プレート３は、別体で構成されていてもよい。

上述の第２実施形態では、単一のフランジ部１３Ａに対して、連通部１３３を設ける例について説明したが、これに限定されない。例えば、第１実施形態の如く、上方側補強プレート３に複数のフランジ部１３が設けられた構成において、複数のフランジ部１３の少なくとも一部に対して連通部１３３を設けるようにしてもよい。

上述の第２実施形態では、連通部１３３を切欠き１３３ａで形成する例について説明したが、これに限定されない。連通部１３３は、例えば、フランジ部１３に形成された貫通穴で構成されていてもよい。

気液分離器１０における冷媒を貯留する容積を確保する上では、上述の各実施形態の如く、第２モジュレータタンク１２を第１ヘッダタンク５から第２ヘッダタンク６まで延在させる構成とすることが望ましいが、これに限定されない。第２モジュレータタンク１２は、例えば、車両幅方向ＤＲｙにおいて第２ヘッダタンク６の手前まで延びる構成となっていてもよい。

上述の各実施形態では、支柱部１２ａによって、第２モジュレータタンク１２の内部を２つの空間１２ｂ、１２ｃに仕切る例について説明したが、これに限らず、支柱部１２ａによって、第２モジュレータタンク１２の内部が３つ以上の空間に仕切られていてもよい。なお、上述の各実施形態の如く、第２モジュレータタンク１２の耐圧性を向上させるために、第２モジュレータタンク１２の内部に支柱部１２ａを設けることが望ましいが、これに限らず、支柱部１２ａが省略されていてもよい。

上述の各実施形態では、コア部２の左側に気液分離器１０の第１モジュレータタンク１１が配置される例について説明したが、これに限定されない。凝縮器１は、例えば、コア部２の右側に第１モジュレータタンク１１が配置される構成となっていてもよい。

上述の各実施形態の如く、隣接するチューブ２ａ間にアウターフィン２ｂを配置することが望ましいが、これに限定されず、アウターフィン２ｂが省略されていてもよい。

上述の各実施形態では、凝縮器１のコア部２が凝縮部２１および過冷却部２２で構成される例について説明したが、これに限定されない。凝縮器１のコア部２は、凝縮部２１だけで構成されていてもよい。

上述の各実施形態では、凝縮器１の凝縮部２１における冷媒の流れがＳ字状となる例について説明したが、凝縮部２１における冷媒の流れは、Ｓ字状に限らず、例えば、Ｕ字状となっていてもよい。

上述の各実施形態では、本発明の凝縮器１を車両用空調装置に適用される冷凍サイクルの凝縮器に適用する例について説明したが、これに限定されない。本発明の凝縮器１は、例えば、据置型の空調装置に対して適用可能である。

上述の実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

上述の実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されない。

上述の実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されない。

（まとめ）
上述の実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、凝縮器は、第２モジュレータタンクが、一対のヘッダタンクから離間すると共に、上方側補強プレートとの間に熱交換対象流体が流通可能な流通空間が形成されるようにフランジ部に接合されている。

また、第２の観点によれば、凝縮器は、上方側補強プレートに、長手方向において所定の間隔をあけてフランジ部が複数形成されている。そして、流通空間は、隣り合うフランジ部の間の隙間で形成されている。

これによれば、隣り合うフランジ部の間を介して熱交換対象流体が凝縮器の前方側から後方側へと流れ易くなるので、凝縮器を通過する熱交換対象流体の流通抵抗の増加を充分に抑えることができる。

また、第３の観点によれば、凝縮器は、隣り合うフランジ部の間隔が、フランジ部における第２モジュレータタンクとの接合部位の長手方向の長さよりも大きくなっている。

これによれば、チューブを流れる冷媒の熱がフランジ部を介して第２モジュレータタンクへ移動し難くなると共に、熱交換対象流体が流通する流通空間を充分に確保することができる。すなわち、本構成によれば、凝縮器における熱交換対象流体の流通抵抗の増加を充分に抑えつつ、チューブを流れる冷媒の熱がモジュレータタンクに移動することを充分に抑制することが可能となる。

また、第４の観点によれば、凝縮器は、熱交換対象流体の流れ方向の上流側と下流側とを連通させる連通部がフランジ部に形成されている。そして、流通空間は、連通部によって形成されている。

これによれば、フランジ部に形成された連通部を介して熱交換対象流体が凝縮器の前方側から後方側へと流れ易くなるので、凝縮器を通過する熱交換対象流体の流通抵抗の増加を充分に抑えることができる。

また、第５の観点によれば、凝縮器は、第２モジュレータタンクが、一対のヘッダタンクのうち、一方のヘッダタンクの反対側に配置された他方のヘッダタンクと積層方向に重なり合うように、第２モジュレータタンクの長手方向の長さが設定されている。

このように、積層方向において他方のヘッダタンクと重なり合うように、第２モジュレータタンクを長手方向に延在させる構成では、第２モジュレータタンクのタンク径を大きくすることなく、第２モジュレータタンクの内容積を確保することができる。このことは、凝縮器における薄幅化に大きく寄与する。

ところが、第２モジュレータタンクを長手方向に延在させる構成では、上述の利点があるものの、他方のヘッダタンクと接触し易くなるといった背反がある。

このことを考慮して、本構成では、フランジ部と第２モジュレータタンクとの接合部の位置が、他方のヘッダタンクの上方側端部よりも上方側に位置するように、フランジ部を第２モジュレータタンクに向かって突出させている。

これにより、第２モジュレータタンクのタンク径を大きくすることなく、第２モジュレータタンクの内容積を充分に確保すると共に、第２モジュレータタンクと他方のヘッダタンクとの接触を防止することができる。

１ 凝縮器
２ コア部
２ａ チューブ
３ 上方側補強プレート
５ 第１ヘッダタンク
６ 第２ヘッダタンク
１１ 第１モジュレータタンク
１２ 第２モジュレータタンク
１３、１３Ａ フランジ部
１６ 流通空間

Claims (5)

1. 熱交換対象流体と冷媒とを熱交換させて冷媒を凝縮させる凝縮器であって、
   内部に冷媒が流通する冷媒通路を有する複数のチューブ（２ａ）が、所定の間隔をあけて上下に積層されると共に、前記チューブの長手方向および前記チューブの積層方向の双方に交差する方向から前記熱交換対象流体が流入するコア部（２）と、
   前記コア部における前記積層方向の上方側に配置され、前記コア部を補強する上方側補強プレート（３）と、
   前記複数のチューブにおける前記長手方向の端部が接続され、前記複数のチューブの内部と連通する一対のヘッダタンク（５、６）と、
   前記積層方向に沿って延びると共に、前記一対のヘッダタンクの一方のヘッダタンク（５）から流出した冷媒の気液を分離して、分離した液相冷媒の一部を内部に貯留する第１モジュレータタンク（１１）と、
   前記上方側補強プレートの上方側において前記長手方向に沿って延びると共に、前記第１モジュレータタンクの内部に連通する第２モジュレータタンク（１２）と、
   前記上方側補強プレートに設けられ、前記第２モジュレータタンク側に向かって突き出る少なくとも１つのフランジ部（１３、１３Ａ）と、を備え、
   前記第２モジュレータタンクは、前記一対のヘッダタンクそれぞれから離間すると共に、前記上方側補強プレートとの間に前記熱交換対象流体が流通可能な流通空間（１６）が形成されるように前記フランジ部に対して接合されている凝縮器。
2. 前記上方側補強プレートには、前記長手方向において所定の間隔をあけて前記フランジ部（１３）が複数形成されており、
   前記流通空間は、隣り合う前記フランジ部の間の隙間で形成されている請求項１に記載の凝縮器。
3. 隣り合う前記フランジ部の間隔（Ｌα）は、前記フランジ部における前記第２モジュレータタンクとの接合部位の前記長手方向の長さ（Ｌβ）よりも大きくなっている請求項２に記載の凝縮器。
4. 前記フランジ部（１３Ａ）には、前記熱交換対象流体の流れ方向の上流側と下流側とを連通させる連通部（１３３）が形成されており、
   前記流通空間は、前記連通部によって形成されている請求項１ないし３のいずれか１つに記載の凝縮器。
5. 前記第２モジュレータタンクは、前記一対のヘッダタンクのうち、前記一方のヘッダタンクの反対側に配置された他方のヘッダタンク（６）と前記積層方向に重なり合うように、前記長手方向の長さが設定されており、
   前記フランジ部は、前記第２モジュレータタンクとの接合部の位置が、前記他方のヘッダタンクの上方側端部よりも上方側に位置するように、前記第２モジュレータタンクに向かって突出している請求項１ないし４のいずれか１つに記載の凝縮器。

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