JP3223572B2 - 冷却装置用コンデンサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、航空機、車両、船舶等
の乗り物に搭載される冷却装置で使用される冷媒を凝縮
して気体状態から液体状態にする冷却装置用コンデンサ
に関する。前記冷却装置用コンデンサは、乗り物に搭載
される冷却の必要な部材（電子機器等）を冷却するため
の冷却液や冷却用空気等を冷却するための冷却装置で使
用される。

【０００２】

【従来の技術】前記種類の冷却装置は、前記冷却液、冷
却用空気等の冷却用流体とフロン等の冷媒（すなわち、
気体状態から凝縮されて液化するとともに、冷却対象物
の熱を奪って液体状態から気化することを繰り返す冷
媒）とを熱伝導可能に接触させて熱交換を行わせること
により、冷却用流体を冷却している。このような冷却装
置では、普通、エバポレータにおいて前記冷却用流体と
の熱交換により気化した冷媒をコンプレッサで圧縮し、
冷却装置用コンデンサで凝縮して液化する。前記冷却装
置用コンデンサは、冷媒を流す冷媒流路およびこの冷媒
流路に接して設けられ前記冷媒流路を流れる冷媒との間
で熱交換可能な凝縮用冷却剤を流す凝縮用冷却剤流路を
有し、前記冷媒流路を流れる冷媒を気体状態から液体状
態に変化させる冷媒凝縮容器と、前記冷媒凝縮容器の冷
媒流路上流端に設けられた気体状冷媒供給口および前記
冷媒流路下流端に設けられた液体状冷媒排出口を有して
いる。前記冷媒凝縮容器の下流側部分には、凝縮され液
化した冷媒が存在している。

【０００３】前記冷却装置用コンデンサで液化した冷媒
は下流側の冷却装置用レシーバに移送される。前記冷却
装置用レシーバは、冷媒を気液混相状態で一時的に貯溜
し、下流側には液体状冷媒のみを移送する機能を有して
いる。前記冷却装置用レシーバから排出される液体状冷
媒は膨張弁に移送される。前記膨張弁は適当に開度を調
節されて冷媒の気相、液相の割合を調節する。この調節
された冷媒は、エバポレータに移送され、エバポレータ
において、冷却用流体との間で前記熱交換が行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、乗り物に急
激な加速度又は減速度が発生すると、前記冷却装置用コ
ンデンサの冷媒凝縮容器内の液体状冷媒には慣性力が作
用する。この慣性力によって冷媒凝縮容器内の液体状冷
媒が逆流すると、コンデンサ上流側に設置されるコンプ
レッサの損傷や、コンデンサ下流側への冷媒の供給量不
足による冷却装置の冷却能力の低下等の不都合が生じ
る。

【０００５】前述の不都合は、加速度、姿勢変化の大き
な高機動航空機においては特に頻繁に発生するようにな
る。本発明は前述の事情に鑑み、下記（Ｂ1）の記載事
項を課題とする。 （Ｂ1）冷却装置用コンデンサの冷媒凝縮容器内の液体
状冷媒の外力による逆流を抑止すること。

【０００６】

【課題を解決するための手段】次に、前記課題を解決す
るために案出した本発明の構成を説明するが、本発明の
構成要素には、後述の実施例の構成要素との対応を容易
にするため、実施例の構成要素の符号をカッコで囲んだ
ものを付記する。なお、本発明を後述の実施例の符号と
対応させて説明する理由は、本発明の理解を容易にする
ためであり、本発明の範囲を実施例に限定するためでは
ない。

【０００７】前記課題を解決するために、本発明の冷却
装置用コンデンサ（３）は、下記の構成要件（Ａ1）〜
（Ａ3）を備えた冷却装置用コンデンサ（３）におい
て、下記の構成要件（Ａ4）を備えたことを特徴とす
る、 （Ａ1） 気体状態から凝縮されて液化するとともに、冷
却対象物の熱を奪って液体状態から気化することを繰り
返す冷媒を流す冷媒流路（５b）およびこの冷媒流路
（５b）に接して設けられ前記冷媒流路（５b）を流れる
冷媒との間で熱交換可能な凝縮用冷却剤を流す凝縮用冷
却剤流路（５d）を有し、前記冷媒流路（５b）を流れる
冷媒を気体状態から液体状態に変化させる冷媒凝縮容器
（５）、 （Ａ2） 前記冷媒凝縮容器（５）の冷媒流路（５b）上
流端に設けられた気体状冷媒供給口（５a）、 （Ａ3） 前記冷媒凝縮容器（５）の冷媒流路（５b）下
流端に設けられた液体状冷媒排出口（５c）、 （Ａ4） 前記冷媒凝縮容器（５）内の液体状冷媒の外力
による逆流を抑止するために冷媒流路を絞る液体状冷媒
逆流抑止手段（６，７）。なお、前記「外力」として
は、慣性力、重力等がある。また、前記「冷媒」として
は、フロン、アンモニア等を使用することができる。

【０００８】

【作用】次に、前述の特徴を備えた本発明の作用を説明
する。前述の特徴を備えた本発明の冷却装置用コンデン
サ（３）は、気体状態から凝縮されて液化するととも
に、冷却対象物の熱を奪って液体状態から気化すること
を繰り返す冷媒が、冷媒凝縮容器（５）の冷媒流路（５
b）上流端に設けられた気体状冷媒供給口（５a）に供給
される。冷媒凝縮容器（５）の冷媒流路（５b）上流端
の気体状冷媒供給口（５a）に供給された気体状冷媒
は、冷媒凝縮容器（５）の冷媒流路（５b）を流れる。
前記冷媒流路（５b）に接して凝縮用冷却剤流路（５d）
が設けられているので、前記冷媒流路（５b）を流れる
冷媒と凝縮用冷却剤流路（５d）を流れる凝縮用冷却剤
との間で熱交換が行われる。その熱交換により前記冷媒
流路（５b）を流れる冷媒は凝縮され、気体状態から液
体状態に変化する。前記冷媒凝縮容器（５）で液体に変
化した液体状冷媒は前記冷媒凝縮容器（５）の冷媒流路
（５b）下流端に設けられた液体状冷媒排出口（５c）か
ら排出される。

【０００９】前記冷媒凝縮容器（５）内の液体状冷媒に
外力が作用して、液体状冷媒が逆流しようとした場合、
冷媒流路を絞る液体状冷媒逆流抑止手段（６，７）は、
前記外力による液体状冷媒の逆流を抑止する。このた
め、冷媒凝縮容器（５）の上流側に液体状冷媒が多量に
流れることがなくなる。したがって、冷媒凝縮容器
（５）の下流側（コンデンサ下流側）への冷媒の供給量
不足による冷却装置の冷却能力の低下等の発生が防止さ
れる。

【００１０】

【実施例】次に図面を参照しながら、本発明の実施例の
冷却装置用コンデンサを説明するが、本発明は以下の実
施例に限定されるものではない。図１は、本発明の実施
例１の冷却装置用コンデンサを有する冷却装置Ｕの説明
図である。この冷却装置Ｕは、航空機に搭載されてい
る。航空機に搭載された冷却装置Ｕは、コントローラＣ
及び電源Ｂにより駆動されるモータドライバＤを有して
いる。モータドライバＤにより駆動されるモータ１の出
力軸にはフロンコンプレッサ２が接続されている。フロ
ンコンプレッサ２は冷媒であるフロンを圧縮してコンデ
ンサ３に移送する機能を有している。コンデンサ３は前
記フロンコンプレッサ２から流入するフロン（冷媒）
と、凝縮用冷却剤供給源４から供給される外部空気又は
燃料等の凝縮用冷却剤との間で熱交換を行う熱交換器に
よって構成されている。

【００１１】図２において、前記コンデンサ３は、前記
フロンコンプレッサ２から供給される気体状冷媒を凝縮
して液体に変化させる冷媒凝縮容器５を有している。冷
媒凝縮容器５は、気体状冷媒供給口５a、冷媒流路５b、
液体状冷媒排出口５cを有している。また、前記コンデ
ンサ３は、前記冷媒流路５bに接して配置された凝縮用
冷却剤流路５dを有している。前記凝縮用冷却剤流路５d
には、前記凝縮用冷却剤供給源４（図１参照）から、外
部空気、または燃料等の凝縮用冷却剤が供給され、その
凝縮用冷却剤は、前記冷媒流路５bを流れる気体状の冷
媒の熱を奪って、冷媒を液化する。

【００１２】前記冷媒凝縮容器５の上流端および下流端
にはそれぞれ複数の流体連通孔が形成された液体状冷媒
逆流抑止手段しての上流側絞り板６および下流側絞り板
７が配置されている。前記各絞り板６，７は、冷却装置
Ｕ（図１参照）を搭載している航空機に急激な加速度、
減速度等が生じたときに、液体状冷媒が慣性力によって
逆流するのを抑止する機能を有している。前記符号５〜
７で示された要素からコンデンサ３が構成されている。

【００１３】図１において、前記コンデンサ３は、熱交
換により液化した冷媒（すなわち、液体状冷媒）を移送
する液体状冷媒移送管８を介して、冷却装置用レシーバ
９に接続されている。冷却装置用レシーバ９は、前記液
体状冷媒移送管８で移送された冷媒を一旦貯溜する機能
を有している。また、冷却装置用レシーバ９は、液体状
冷媒移送管１１によって膨張弁１２（図１参照）に接続
されている。前記液体状冷媒移送管１１に接続された膨
張弁１２は、前記コントローラＣによって開度を制御さ
れるように構成されている。

【００１４】膨張弁１２で膨張され気液混相状態となっ
た冷媒は気液混相流移送管１３によってエバポレータ１
４と接続されている。エバポレータ１４は、前記気液混
相流移送管１３から流入する冷媒と、図示しない電子機
器等の冷却する必要のある部材（要冷却部材）１５との
間で循環する不凍性の冷却液との間で熱交換を行う熱交
換器によって構成されている。前記不凍性の冷却液は熱
を奪われて温度が下がり、前記電子機器等の要冷却部材
１５に移送され、そのとき要冷却部材１５を冷却してか
ら再びエバポレータ１７に戻るようになっている。

【００１５】また、前記エバポレータ１４において、前
記冷媒は前記不凍性の冷却液から気化熱を奪い、気化す
る。エバポレータ１４を通過した冷媒は、エバポレータ
１４とフロンコンプレッサ２とを接続する接続管１６を
流れて、前記フロンコンプレッサ２に戻るようになって
いる。前記接続管１６には、そこを流れる冷媒の圧力、
温度を検出するセンサ１７が設けられている。センサ１
７の検出信号は前記コントローラＣに入力されている。
前記コントローラＣは、前記センサ１７の検出信号に基
づいて、前記接続管１６を流れる冷媒の圧力、温度を所
定値に保持するように、前記膨張弁１２の開度を制御す
る機能を有している。

【００１６】（実施例１の作用）次に、前述の構成を備
えた前記実施例１の作用を説明する。前記エバポレータ
１４で不凍性の冷却液の熱を奪って気化した冷媒（フロ
ン）は、前記接続管１６を通る。接続管１６を通る冷媒
の温度、圧力はコントローラＣに入力され、コントロー
ラＣは、前記センサ１７の検出信号に基づいて、前記接
続管１６を流れる冷媒の圧力、温度を所定値に保持する
ように、前記膨張弁１２の開度を制御する。

【００１７】フロンコンプレッサ２で圧縮されて昇温、
昇圧した冷媒はコンデンサ３に移送される。コンデンサ
３において冷媒と凝縮用冷却剤との間で熱交換が行わ
れ、冷媒は凝縮され液化する。したがって、コンデンサ
３の冷媒凝縮容器５内には冷媒流路５bの下流側に液体
状冷媒が存在する。図２において、航空機に急激な下向
き（矢印Ｚ2方向）の加速度が生じて、そのとき液体状
冷媒に相対的に作用する上向き（矢印Ｚ1方向）の慣性
力によって液体状冷媒が逆流しようとすると、その逆流
は前記絞り板６，７によって抑止される。また、図２の
状態で航空機が上下反転した場合には重力により液体状
冷媒が上方に逆流しようとするが、その場合にも液体状
冷媒の逆流は前記絞り板６，７によって抑止される。す
なわち、液体状冷媒に作用する慣性力、または重力等の
外力によってコンデンサ３の冷媒凝縮容器５内の液体状
冷媒が逆流しようとした場合、その逆流は絞り板６，７
によって抑止される。

【００１８】前記コンデンサ３で液化した冷媒、すなわ
ち液体状冷媒は、冷媒移送管８により移送され、冷却装
置用レシーバ９に流入する。冷却装置用レシーバ９に一
旦貯溜された液体状冷媒は液体状冷媒移送管１１から膨
張弁１２に移送される。前記液体状冷媒は前記膨張弁１
２により断熱膨張して、冷媒の液相部分と気相部分との
割合が所定の値に制御された状態で、エバポレータ１４
に流入する。そしてエバポレータ１４において不凍性の
冷却液の熱を奪って気化した冷媒（フロン）は、前記接
続管１６を通り、再び前記フロンコンプレッサ２に流入
する。

【００１９】〔実施例２〕次に、図３により本発明の実
施例２の冷却装置用コンデンサについて説明する。な
お、この実施例２の説明において、前記実施例１の構成
要素に対応する構成要素には同一の符号を付して、その
詳細な説明を省略する。この実施例２の冷却装置用コン
デンサ３は、前記実施例１と同様の冷却装置Ｕに組み込
んで使用される。

【００２０】図３において、冷却装置用コンデンサ３の
冷媒凝縮容器５の上流端および下流端にはそれぞれ冷媒
の流路を狭める上流側絞り６および下流側絞り７が配置
されている。前記各絞り６，７は、冷却装置Ｕを搭載し
ている航空機に急激な加速度、減速度等が生じたとき
に、液体状冷媒が慣性力によって逆流するのを抑止する
機能を有している。すなわち、この実施例２は実施例１
の絞り板６，７の代わりに、冷媒の流路を狭める絞り
６，７が設けられた点が実施例１と異なっている。

【００２１】前記上流側絞り６では、気体状の冷媒の流
速が高められるので、液体状冷媒の逆流が生じ難くなっ
ており、下流側絞り７では、液体状冷媒が流れ難くなっ
ているので、液体状冷媒の逆流が生じ難くなっている。

【００２２】〔変更例〕以上、本発明の実施例を詳述し
たが、本発明は、前記実施例に限定されるものではな
く、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内
で、種々の小設計変更を行うことが可能である。

【００２３】例えば、本発明は航空機以外の各種乗り物
用の冷却装置用コンデンサにも適用することができる。
また、前記各実施例において、絞り板（または絞り）
６，７は、上流側、または下流側の一方にのみ配置する
ことが可能である。また、実施例１において、絞り板
６，７の各連通孔に対応して冷媒流路を独立させるため
の仕切り板を設けることも可能である。

【００２４】

【発明の効果】前述の構成を備えた本発明の冷却装置用
コンデンサは、冷媒凝縮容器内の液体状冷媒の外力によ
る逆流を抑止することができるので、冷媒凝縮容器の上
流側に液体状冷媒が多量に流れることがなくなる。した
がって、冷媒凝縮容器の下流側（コンデンサ下流側）へ
の冷媒の供給量不足による冷却装置の冷却能力の低下等
の発生が防止される。また、冷却装置用コンデンサの上
流側に設置される部材への悪影響を防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は本発明の実施例１の冷却装置用コンデ
ンサを有する冷却装置の全体説明図である。

【図２】 図２は本発明の実施例１の冷却装置用コンデ
ンサの詳細説明図である。

【図３】 図３は本発明の実施例２の冷却装置用コンデ
ンサの詳細説明図である。

【符号の説明】

３…冷却装置用コンデンサ、５…冷媒凝縮容器、５a…
気体状冷媒供給口、５b…冷媒流路、５c…液体状冷媒排
出口、６…液体状冷媒逆流抑止手段（上流側絞り板、上
流側絞り）、７…液体状冷媒逆流抑止手段（下流側絞り
板、下流側絞り）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭60−176071（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F25B 39/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記の構成要件（Ａ1）〜（Ａ3）を備え
   た冷却装置用コンデンサにおいて、下記の構成要件（Ａ
   4）を備えたことを特徴とする冷却装置用コンデンサ、 （Ａ1） 気体状態から凝縮されて液化するとともに、冷
   却対象物の熱を奪って液体状態から気化することを繰り
   返す冷媒を流す冷媒流路およびこの冷媒流路に接して設
   けられ前記冷媒流路を流れる冷媒との間で熱交換可能な
   凝縮用冷却剤を流す凝縮用冷却剤流路を有し、前記冷媒
   流路を流れる冷媒を気体状態から液体状態に変化させる
   冷媒凝縮容器、 （Ａ2） 前記冷媒凝縮容器の冷媒流路上流端に設けられ
   た気体状冷媒供給口、 （Ａ3） 前記冷媒凝縮容器の冷媒流路下流端に設けられ
   た液体状冷媒排出口、 （Ａ4） 前記冷媒凝縮容器内の液体状冷媒の外力による
   逆流を抑止するために冷媒流路を絞る液体状冷媒逆流抑
   止手段。