JP3611417B2

JP3611417B2 - コンデンサ

Info

Publication number: JP3611417B2
Application number: JP34572996A
Authority: JP
Inventors: 浩行稲葉
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Calsonic Kansei Corp
Priority date: 1996-12-25
Filing date: 1996-12-25
Publication date: 2005-01-19
Anticipated expiration: 2016-12-25
Also published as: JPH10185360A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明に係るコンデンサは、自動車用空調機を構成する蒸気圧縮式冷凍機のコンプレッサとエバポレータとの間に直列に組み込む。そして、コンプレッサで圧縮した冷媒を放熱し凝縮させてから、リキッドタンクを介してエバポレータに送り出す。
【０００２】
【従来の技術】
自動車室内の冷房や除湿を行なう自動車用空調機には、蒸気圧縮式冷凍機が組み込まれている。図４は、特開平４−９５５２２号公報に記載された、蒸気圧縮式冷凍機の基本構成を示す回路図である。コンプレッサ１から吐出された高温・高圧のガス状冷媒は、コンデンサ２を通過する間に空気との間で熱交換を行なって温度低下し、凝縮液化する。この結果生じた液状の冷媒は、一度リキッドタンク３に溜められてから、膨張弁４を介してエバポレータ５に送られ、このエバポレータ５内で蒸発する。エバポレータ５の温度は、蒸発潜熱を奪われて低下する為、このエバポレータ５に空調用の空気を流通させれば、この空気の温度を低下させると同時に、この空気中に含まれる水蒸気を取り除く事ができる。エバポレータ５内で蒸発気化した冷媒は、上記コンプレッサ１に吸引されて圧縮され、再び上記サイクルを繰り返す。
【０００３】
次に、図５は、本発明の対象となるコンデンサ２を示している。このコンデンサ２は、上下に間隔をあけてそれぞれ水平方向に配置された上下１対のヘッダパイプ６ａ、６ｂ同士の間で冷媒が上下方向に流れる、所謂縦流れ式である。この様な縦流れ式のコンデンサ２は、近接設置される図示しないラジエータのコア部との間でフィンを共通化して、これらコンデンサ２とラジエータとのコンパクト化を図れる為、研究されている。この様なコンデンサ２を構成する各ヘッダパイプ６ａ、６ｂの内側には、それぞれ１乃至複数枚の隔壁を設けて、各ヘッダパイプ６ａ、６ｂの内側を、気密・液密を保持した状態で、複数の室に仕切っている。又、このコンデンサ２のコア部９を構成する複数本の伝熱管７、７は、上記１対のヘッダパイプ６ａ、６ｂ同士の間に、水平方向に隣り合う伝熱管７、７同士の間にフィン８、８を挟持した状態で、上下方向に配設している。又、これら各伝熱管７、７及びフィン８、８から成るコア部９の左右両端縁部には、それぞれサイドプレート１０ａ、１０ｂを設けている。
【０００４】
そして、上側のヘッダパイプ６ｂの一端（図５の右端）部上面には、入口ブロック１１をろう付け固定している。この入口ブロック１１には入口ポート１２を設け、この入口ポート１２を、上記上側のヘッダパイプ６ｂの一端部内側に通じさせている。上記入口ポート１２から送り込まれた冷媒は、図５に矢印で示す様に、上記１対のヘッダパイプ６ａ、６ｂの間部分を折り返しつつ流れる。
【０００５】
更に、前記上側のヘッダパイプ６ｂの他端（図５の左端）部で、コンデンサ２の最も下流側に存在する室に対応する部分の上面には、出口管１３を固定している。この出口管１３は、上記上側のヘッダパイプ６ｂの他端部内側に通じさせている。上記コンデンサ２に流れ込み、このコンデンサ２内を図５に矢印で示す様に流れた冷媒は、上記上側のヘッダパイプ６ｂの他端部内側に達する。そして、この冷媒は、上記出口管１３から吐出され、リキッドタンク３、膨張弁４を経て、エバポレータ５（図４参照）に送られる。
【０００６】
従来考えられていたコンデンサ２の場合、上記出口管１３は、図６に示す様に、上側のヘッダパイプ６ｂの上面に設けた接続孔１６を通じこのヘッダパイプ６ｂ内に挿入して、このヘッダパイプ６ｂの上部空間に開口している。又、この出口管１３の外周面と上記接続孔１６の内周縁とはろう付により気密且つ液密に接合している。又、前記伝熱管７の上端部は、上記上側のヘッダパイプ６ｂの下面に設けた接続孔１７を通じてこのヘッダパイプ６ｂ内に挿入している。そして、伝熱管７の上端開口部１５を、上記上側のヘッダパイプ６ｂの上下方向中央部に位置させている。従って、図６に示す様に、上記上側のヘッダパイプ６ｂ内に滞溜している液状の冷媒が少量の時（高負荷時）の液面２１は、出口管１３の先端開口部１４まで届かず、液状の冷媒が多量の時（低負荷時）の液面２２が、出口管１３の先端開口部１４まで届く。
尚、ここで言う高負荷時とは、自動車用空調機の設定温度と実際の車内温度との差が大きく、この自動車用空調機内を流れる冷媒の循環が頻繁な状態であり、低負荷時とは、自動車用空調機の設定温度と実際の車内温度との差が小さく、この自動車用空調機内を流れる冷媒の循環が少ない状態である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来構造では、上記上側のヘッダパイプ６ｂ内に滞溜する液状の冷媒が少量の時に、この冷媒の液面２１が、出口管１３の先端開口部１４より下方に位置する結果、出口管１３内に液状の冷媒が流入しない。この為、コンデンサ２から膨張弁４に送られる液状の冷媒の量が低下し、エバポレータ５（図４）の温度を低下させる事ができず、自動車用空調機の冷却能力を十分に発揮させる事ができない。
【０００８】
これに対して、上記上側のヘッダパイプ６ｂ内に滞溜する液状の冷媒が多量の時には、液面２２が出口管１３の先端開口部１４の上方にまで達し、上述した不都合がなくなる代りに、次の様な問題を生じる。即ち、液面２２が伝熱管７の上端開口部１５よりも上方に位置する結果、伝熱管７内を上昇して上記上側のヘッダパイプ６ｂ内に流入する冷媒は、このヘッダパイプ６ｂ内に滞溜している液状の冷媒を押し退けつつ、このヘッダパイプ６ｂ内に入り込む。液状の冷媒は、冷媒蒸気に比べて粘性が高く、押し退ける事に対する抵抗も大きい。従って、上記伝熱管７から上記上側のヘッダパイプ６ｂ内に冷媒が入り込む事に対する抵抗、延てはコンデンサ２の抵抗が増大する。コンデンサ２の抵抗の増大は、このコンデンサ２を組み込んだ蒸気圧縮式冷凍機の性能低下につながる為、好ましくない。
本発明のコンデンサは、この様な不都合を何れも解消すべく発明したものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のコンデンサは、前述した従来から考えられているコンデンサと同様に、上下方向に互いに間隔をあけてそれぞれ水平方向に配置された上下１対のヘッダパイプと、これら１対のヘッダパイプ同士の間に設けられ、それぞれの上下両端部を上記各ヘッダパイプの内側に開口させた、互いに平行な複数本の伝熱管と、水平方向に隣り合う伝熱管同士の間に設けられたフィンと、上記１対のヘッダパイプのうち上側のヘッダパイプに設けられた出口管とを備える。
特に、本発明のコンデンサに於いては、上記上側のヘッダパイプ内に存在する上記出口管の先端開口が、上記伝熱管の上端開口部より下方に位置する。
【００１０】
更に、好ましくは、上記出口管は、上側のヘッダパイプの上面を上下に貫通する状態で設けられており、この出口管の開口部の下端縁に設けた少なくとも１個の突片の先端縁を、上記上側のヘッダパイプの底面で、且つ、左右に隣り合う伝熱管同士の間部分に突き当てている。
【００１１】
【作用】
上述したように構成される本発明のコンデンサは、上側のヘッダパイプに設けられた出口管の先端開口部が水平方向に隣り合う伝熱管の上端開口部よりも下方に位置することにより、液状の冷媒が比較的少量の時でも、出口管の先端開口部は液面よりも下側に位置する。この為、液状の冷媒を出口管の内部に送り込む事が可能となる。又、複数の伝熱管の上端開口部は、常に上記上側のヘッダパイプ内に滞溜する液状の冷媒の液面よりも上方に突出する。この為、この滞溜している液状の冷媒が、上記複数の伝熱管から上側のヘッダパイプ内に吐出する事に対する抵抗にならず、コンデンサの抵抗の低減を図れる。更に、出口管の先端縁を上側のヘッダパイプの底面に突き当てれば、このヘッダパイプに対する出口管の支持剛性を向上させる事ができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１〜２は、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例のコンデンサの基本構成は前述の図５に示した従来構造と同様である。但し、本発明のコンデンサは、上側のヘッダパイプ６ｂに設けられた出口管１３ａの先端開口部１４ａと、水平方向に隣り合う伝熱管７、７の上端開口部１５との位置関係の点が、前述した従来のコンデンサとは異なる。そこで、前述した従来構造と同等の部分に就いては、重複する図示及び説明を省略若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。
【００１３】
上記各伝熱管７、７の上端開口部１５、１５は、上側のヘッダパイプ６ｂの上下方向のほぼ中央部に存在するのに対して、上記出口管１３ａの先端開口部１４ａは、上記ヘッダパイプ６ｂの下半部に存在する。従って、この先端開口部１４ａは、上記各伝熱管７、７の上端開口部１５、１５よりも下側に存在する。このように、上記出口管１３ａの先端開口部１４ａを上記ヘッダパイプ６ｂの下半部に存在させている為、このヘッダパイプ６ｂ内に滞溜する液状の冷媒が比較的少量の時でも、出口管１３ａの先端開口部１４ａが液面２１よりも下側に位置する。この為、上記液状の冷媒が比較的少量の時でも、この液状の冷媒を出口管１３ａの内部に送り込む事が可能になる。又、上記複数の伝熱管７、７の上端開口部１５、１５は、常に上記上側のヘッダパイプ６ｂ内に滞溜する液状の冷媒よりも上方に突出する。この為、上記複数の伝熱管７、７内を上昇した冷媒は、常にこのヘッダパイプ６ｂ内の冷媒蒸気内に吐出する。言い換えれば、これら各伝熱管７、７の上端開口部１５、１５から冷媒が、滞溜している液状の冷媒内に吐出する事がない。この為、この滞溜している液状の冷媒が、上記複数の伝熱管７、７からヘッダパイプ６ｂ内に吐出する冷媒に対する抵抗にはならない。従って、コンデンサ２の抵抗を小さく抑える事ができる。
【００１４】
更に、冷媒中に混入してコンデンサ２内を通過する潤滑油が、上記上側のヘッダパイプ６ｂの下流端部に滞留する事も、有効に防止できる。即ち、コンデンサ２を通過する冷媒中には、コンプレッサ１（図４）を潤滑する為の潤滑油が混入している。又、上記上側のヘッダパイプ６ｂの一部で冷媒の流れ方向に関して下流端部に於ける冷媒の流速は、この冷媒が凝縮・液化する事に基づく体積減少により、低下している。この為、前述の図６に示した従来構造の場合には、上記下流端部に位置する部分に達した潤滑油が、流動性の低下に基づいて上記上側のヘッダパイプ６ｂの底面近傍部分に滞留し、出口管１３に吐出されにくくなる。これに対して本発明のコンデンサの場合には、上記下流端部に達した潤滑油が、上記出口管１３ａ内に効率良く送り込まれる為、当該部分での潤滑油の滞留を少なく抑え、蒸気圧縮式冷凍機のサイクル内での潤滑油の循環性を向上させる事ができる。
【００１５】
次に、図３は、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例のコンデンサは、上述した第１例のコンデンサと同様に構成した上、出口管１３ｂの先端開口部１４ｂの下端縁に、それぞれがこの出口管１３ｂの軸方向に突出する、１対の突片１９、１９を形成している。そして、この突片１９、１９の先端縁２０、２０を、上側のヘッダパイプ６ｂの底面で左右に隣り合う伝熱管７、７同士の間（図２参照）に突き当てて、突き当て部をろう付けしている。尚、上記突片１９、１９の数は、２個に限定するものではなく、少なくとも１個あれば足りる。又、出口管１３ｂの先端開口部１４ｂで、上記突片１９、１９から外れた部分の下端縁と、上側のヘッダパイプ６ｂの底面との間には、液状の冷媒を通す為に十分な通路が確保されれば良い。
【００１６】
以上のように構成した本例の場合、出口管１３ｂは、上側のヘッダパイプ６ｂに設けられた接続孔１６（図１〜２参照）の周縁部分と、このヘッダパイプ６ｂの底面との２個所位置で支持・固定される。この為、上記出口管１３ｂの取付強度が向上する。その他の構成及び作用は、上述した第１例の場合と同様である為、重複する図示並びに説明は省略する。
【００１７】
【発明の効果】
本発明のコンデンサは、以上の様に構成され作用する為、上側のヘッダパイプ内の液状の冷媒の滞溜量に影響されることが少なく、安定した冷却性能を発揮する事が可能となり、しかも抵抗を減少させて、自動車用空調機の性能向上を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す、図５の拡大Ｂ−Ｂ断面に相当する図。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】本発明の実施の形態の第２例に使用する出口管の端部斜視図。
【図４】コンデンサを組み込んだ蒸気圧縮式冷凍機の回路図。
【図５】本発明の対象となるコンデンサの１例を示す略斜視図。
【図６】従来構造を示す、図１と同様の図。
【符号の説明】
１コンプレッサ
２コンデンサ
３リキッドタンク
４膨張弁
５エバポレータ
６ａ、６ｂヘッダパイプ
７伝熱管
８フィン
９コア部
１０ａ、１０ｂサイドプレート
１１入口ブロック
１２入口ポート
１３、１３ａ、１３ｂ出口管
１４、１４ａ、１４ｂ先端開口部
１５上端開口部
１６接続孔
１７接続孔
１９突片
２０先端部
２１、２２液面

Claims

上下方向に互いに間隔をあけてそれぞれ水平方向に配置された上下１対のヘッダパイプと、これら１対のヘッダパイプ同士の間に設けられ、それぞれの上下両端部を上記各ヘッダパイプの内側に開口させた、互いに平行な複数本の伝熱管と、水平方向に隣り合う伝熱管同士の間に設けられたフィンと、上記１対のヘッダパイプのうち上側のヘッダパイプに設けられた出口管とを備えるコンデンサに於いて、上記上側のヘッダパイプ内に存在する上記出口管の先端開口が、上記伝熱管の上端開口部より下方に位置する事を特徴とするコンデンサ。
出口管は、上側のヘッダパイプの上面を上下に貫通する状態で設けられており、この出口管の開口部の下端縁に設けた少なくとも１個の突片の先端縁を、上記上側のヘッダパイプの底面で、且つ、左右に隣り合う伝熱管同士の間部分に突き当てた、請求項１に記載したコンデンサ。