JP3804166B2 - 受液器一体型冷媒凝縮器の搭載構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍サイクルに用いられる受液器一体型冷媒凝縮器の搭載構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車用空調装置の冷凍サイクルでは、受液器と凝縮器とは別個独立して配置されている。そのため、部品点数の低減によるコスト低減が困難であり、また受液器と凝縮器とで互いに取付スペースを占めるため、省スペースの要望に応えることができないという不具合があった。
【０００３】
そこで、上記不具合を解消するために、特開平４−３２０７７１号公報では、凝縮器の出口側ヘッダの壁部に、この出口側ヘッダと同方向に延びる筒状の受液器を一体に接合し、出口側ヘッダと受液器とを連通する連通路を設けた、いわゆる受液器一体型冷媒凝縮器が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、本発明者らは、上記従来技術に基づいて受液器一体型冷媒凝縮器を試作し、この試作した受液器一体型冷媒凝縮器を図３に示すように車体１００に搭載したところ、後述のような問題が発生することがわかった。
まず、本発明者らの試作による、受液器一体型冷媒凝縮器３の車体１００への搭載構造を説明する。図３において、車体１００の最前方部１００ａ後方には、上部補強部材（アッパクロスメンバ）１０１および下部補強部材（ロワクロスメンバ）１０２が設けられている。
【０００５】
そして、エンジンルーム１０４の右側（車両幅方向の一方側）には、補強部材１０１、１０２に近接するようにエンジンＥが配置されており、エンジンルーム１０４の左側（車両幅方向の他方側）においては、ラジエータ１０５が上部補強部材１０２にて保持されている。このラジエータ１０５の前方に、受液器一体型冷媒凝縮器３が重なるように近接配置されている。なお、凝縮器３は、受液器タンク３７が車体１００の中央部にくるように配置されている。
【０００６】
そして、車体１００の最前方部１００ａの中央部には、上下方向（図３中紙面垂直方向）に延びるエアガイド１０３が設けられている。このエアガイド１０３は、受液器タンク３７部位まで延びており、エンジンＥによる熱風が凝縮器３上流に回り込むのを防止している。
また、ラジエータ１０５の外縁部と凝縮器３の外縁部とはパッキン１０８にてシールされている。このパッキン１０８により、ラジエータ１０５と凝縮器３との間の空気通路を形成するとともに、ラジエータ１０５と凝縮器３との間にエンジンＥによる熱風が回り込むのを防止している。
【０００７】
ところが、このような配置では、エンジンＥと受液器タンク３７との間の間隙Ｃが非常に小さくなっている。このため、エンジンＥの輻射熱により受液器タンク３７内部の冷媒が加熱される、といった問題があった。
この問題を解決するために、ラジエータ１０５および凝縮器３を、図３に示す位置よりも車両前方側へ移動させた場合、ラジエータ１０５を保持する補強部材１０２も移動させる必要があり、エンジンルーム１０４が大型化する、といった問題がある。
【０００８】
また、上記問題を解消するために、凝縮器３のみを図３に示す位置よりも車両前方側へ移動させると、パッキン１０８の幅が大きくなり、コスト高となる、といった問題がある。また、凝縮器３の車両幅方向の寸法を縮小して、受液器タンク３７を図３に示す位置よりも左側へ移動させると、凝縮器３のコア１４の面積が縮小されるため、凝縮能力が低下する、といった問題がある。
【０００９】
本発明は上記点に鑑み、車両幅方向に延びる補強部材の後方において、車両幅方向の一方側にエンジンが配置され、他方側にラジエータが配置されており、このラジエータの前方に受液器一体型冷媒凝縮器３を重なるように近接配置する受液器一体型凝縮器の搭載構造であって、凝縮器の受液器タンク内の冷媒が加熱されるのを抑制することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１ないし４に記載の発明では、エンジンルーム（１０４）の前方には、車両幅方向に延びる補強部材（１０１、１０２）が設けられ、
この補強部材（１０１、１０２）の後方において、車両幅方向の一方側にエンジン（Ｅ）が配置され、他方側にラジエータ（１０５）が配置された車両において、
ラジエータ（１０５）の前方に受液器一体型冷媒凝縮器（３）を重なるように近接配置する受液器一体型凝縮器の搭載構造であって、
受液器一体型冷媒凝縮器（３）は、ガス冷媒を凝縮する凝縮部（８）と、この凝縮部（８）のうちエンジン（Ｅ）側の側方において、上下方向に延びるように配置され、凝縮部（８）からの冷媒を気液分離する受液器タンク（３７）とを備え、
受液器一体型冷媒凝縮器（３）およびラジエータ（１０５）の車両前方側から車両後方側にかけて、送風ファン（１０６）にて送風されるようになっており、
受液器タンク（３７）は、凝縮部（８）に対して車両前方へ所定角度だけ変位して配置されていることを特徴としている。
【００１１】
このような構成によれば、受液器タンク（３７）がエンジン（Ｅ）から遠ざかるように配置され、受液器タンク（３７）がエンジン（Ｅ）からの輻射熱の影響を受けにくくなるので、受液器タンク（３７）内の冷媒が上記輻射熱により加熱されるのを防止できる。
また、受液器一体型冷媒凝縮器（３）における受液器タンク（３７）の搭載位置を変位させるだけであるので、輻射熱を遮断する部材を特別に設ける場合に比べてコスト安でる。
【００１２】
また、受液器一体型冷媒凝縮器（３）の凝縮部（８）やラジエータ（１０５）の位置は従来と同じでよいため、上述のように、エンジンルーム（１０４）が拡大されることはない。
また、受液器一体型冷媒凝縮器（３）の凝縮部（８）は従来と同じでよいため、この凝縮部（８）の凝縮能力が低下することはない。
【００１３】
また、請求項１に記載の発明のような、送風ファン（１０６）の送風空気を受液器一体型冷媒凝縮器（３）に導く空気通路形成部材（１０７、１０８）を備えたものに、上記した構成を採用して好適である。
また、請求項２に記載の発明のように、受液器一体型冷媒凝縮器（３）の凝縮部（８）の幅が、ラジエータ（１０５）の幅と略同一、または、ラジエータ（１０５）の幅よりも長いようなものにも、上記した構成を採用可能である。
【００１４】
また、請求項３、４に記載の発明のように、補強部材（１０１、１０２）の車両前方側に、エンジン（Ｅ）による熱風が受液器一体型冷媒凝縮器（３）の前方へ移動するのを阻止するガイド部材（１０３）が設けられているものにおいて、受液器タンク（３７）をガイド部材（１０３）に近接して配置することにより、ガイド部材（１０３）の寸法を縮小できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。
本実施形態は、自動車用空調装置の冷凍サイクルにおける受液器一体型冷媒凝縮器に本発明を適用したものである。図１に示す自動車用空調装置の冷凍サイクル１は、冷媒圧縮機２、受液器一体型冷媒凝縮器３、サイトグラス４、膨張弁５および冷媒蒸発器６を、冷媒配管７によって順次接続している。
【００１６】
冷媒圧縮機２は、自動車のエンジンルーム１０４内に設置されたエンジンＥにベルトＶと電磁クラッチ（動力断続手段）Ｃを介して連結されている。この冷媒圧縮機２は、エンジンＥの回転動力が伝達されると、冷媒蒸発器６より内部に吸入した気相（ガス）冷媒を圧縮して、高温高圧の気相冷媒を受液器一体型冷媒凝縮器３へ吐出する。
【００１７】
受液器一体型冷媒凝縮器３は、凝縮部８、受液部９および過冷却部１０を一体的に設けている。凝縮部８は、冷媒圧縮機２の吐出側に接続され、冷媒圧縮機２より内部に流入した気相冷媒を送風ファン１０６（図２参照）等により送られる室外空気と熱交換させて冷媒を凝縮液化させる凝縮手段として働く。
受液部９は、凝縮部８より内部に流入した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに気液分離して、液相冷媒のみ過冷却部１０に供給する気液分離手段として働く。過冷却部１０は、上側に配置された凝縮部８より下方に隣接して設けられ、受液部９より内部に流入した液相冷媒を送風ファン１０６（図２参照）等により送られる室外空気と熱交換させて液相冷媒を過冷却する過冷却手段として働く。
【００１８】
サイトグラス４は、受液器一体型冷媒凝縮器３の過冷却部１０より下流側に接続され、冷凍サイクル１内を循環する冷媒の気液状態を観察して、サイクル内封入冷媒量の過不足を点検する冷媒量点検手段として働くものである。このサイトグラス４は、自動車のエンジンルーム１０４内において点検者が視認し易い場所、例えば受液器一体型冷媒凝縮器３に隣設した冷媒配管７の途中に単独で架装されている。
【００１９】
そして、サイトグラス４は、両端部が冷媒配管７に接続される管状の金属ボディ１１、および、この金属ボディ１１の上面に形成された覗き窓１２に嵌め込まれた溶着ガラス１３等より構成されている。一般に覗き窓１２から気泡が見られるときは冷媒不足であり、気泡が見られないときは冷媒量が適正量である。
膨張弁５は、冷媒蒸発器６の冷媒入口部側に接続され、サイトグラス４より流入した高温高圧の液相冷媒を断熱膨張して低温低圧の気液二相の霧状冷媒にする減圧手段として働くもので、本例では冷媒蒸発器６の冷媒出口部の冷媒過熱度を所定値に維持するよう弁開度を自動調整する温度作動式膨張弁が用いられている。
【００２０】
冷媒蒸発器６は、冷媒圧縮機２の吸入側と膨張弁５の下流側との間に接続され、膨張弁５より内部に流入した気液二相状態の冷媒をブロワ（図示せず）により吹き付けられる室外空気または室内空気と熱交換させて冷媒を蒸発させ、その蒸発潜熱により送風空気を冷却する冷却手段として働く。
次に、受液器一体型冷媒凝縮器３の構造、および、受液器一体型冷媒凝縮器３の車体１００への搭載構造を詳しく説明する。
【００２１】
この受液器一体型冷媒凝縮器３は、例えば高さが３００mm〜４００mm、幅が３００mm〜６００mmの大きさで、図２に示すように、自動車のエンジンＥが配置されるエンジンルーム１０４内において、走行風を受け易い場所、通常は、車体１００の最前方部１００ａ近傍において、エンジン冷却水冷却用ラジエータ１０５の前方（風上側）に重なるように近接配置されており、図示しない取付ブラケットを介して車体１００に取り付けられている。
【００２２】
なお、受液器一体型冷媒凝縮器３の凝縮部８の幅は、ラジエータ１０５の幅と略同一に構成されている。そして、ラジエータ１０５と凝縮器３とは微少な間隙（例えば１５ｍｍ程度）を隔てて配置され、ラジエータ１０５の外縁部と凝縮器３の外縁部とは、パッキン１０８にてシールされている。このパッキン１０８により、エンジンＥによる熱風の侵入を防止するとともに、ラジエータ１０５と凝縮器３との間の空気通路を形成している。また、ラジエータ１０５の後方側（風下側）には、前方側の空気を吸い込む送風ファン１０６が配置されており、ラジエータ１０５の外縁部とファン１０６の外周部との間には、送風ファン１０６の吸い込み空気を確実にラジエータ１０５に通過させるシュラウド１０７が設けられている。
【００２３】
受液器一体型冷媒凝縮器３は、熱交換を行うコア１４、このコア１４の水平方向の一端側に配された第１ヘッダ１５、およびコア１４の水平方向の他端側に配された第２ヘッダ１６等から構成されている。コア１４は、上記した凝縮部８および過冷却部１０よりなり、これらの上端部および下端部に受液器一体型冷媒凝縮器３を自動車の車体に取り付けるための取付用ブラケットを固定するサイドプレート１７、１８が設けられている。
【００２４】
凝縮部８は、水平方向に延びる複数の凝縮用チューブ１９およびコルゲートフィン２０を上下方向に列設してなり、過冷却部１０も、水平方向に延びる複数の過冷却用チューブ２１およびコルゲートフィン２２を上下方向に列設してなる。そして、冷媒入口側の第１ヘッダ１５から冷媒は複数の凝縮用チューブ１９内を水平方向に流れて第２ヘッダ１６へ流入し、一方、複数の過冷却用チューブ２１内を流れる冷媒は、第２ヘッダ１６から水平方向に流れて第１ヘッダ１５へ流入する。
【００２５】
第１ヘッダ１５は、上下方向に延びる略円筒形状で、両端が閉塞されている。この第１ヘッダ１５の上側部は、凝縮部８を構成する複数の凝縮用チューブ１９の上流端が接続され、下側部は、過冷却部１０を構成する複数の過冷却用チューブ２１の下流端が接続されている。
第１ヘッダ１５には、サイドプレート１７、１８の一端部、複数の凝縮用チューブ１９の上流端、および、複数の過冷却用チューブ２１の下流端が差し込まれている。第１ヘッダ１５には、入口配管３０および出口配管３２が差し込まれており、この第１ヘッダ１５内に設けたセパレータ２８により、第１ヘッダ１５内を上下に仕切る、換言すれば、凝縮部８の上流端のみに連通する入口側連通室３４と、過冷却部１０の下流端のみに連通する出口側連通室３５とに仕切っている。
【００２６】
入口配管３０は、冷媒圧縮機２より吐出された高温高圧の気相冷媒を入口側連通室３４内に流入させるための配管で、出口配管３２は、出口側連通室３５内の液相冷媒をサイトグラス４側へ送り出す配管である。
第２ヘッダ１６は、上下方向に延びる略円筒形状で、両端が閉塞されている。この第１ヘッダ１６の上側部は凝縮部８を構成する複数の凝縮用チューブ１９の下流端が接続され、下側部は過冷却部１０を構成する複数の過冷却用チューブ２１の上流端が接続されている。第２ヘッダ１６には、長円形状の抜き穴（図示せず）が多数形成され、この多数の抜き穴には、サイドプレート１７、１８の他端部、複数の凝縮用チューブ１９の下流端、および、複数の過冷却用チューブ２１の上流端が差し込まれている。
【００２７】
第２ヘッダ１６内に設けられたセパレータ４２により、第２ヘッダ１６内を上下に仕切る、換言すれば、凝縮部８の下流端のみに連通する連通室４６と、過冷却部１０の上流端のみに連通する連通室４７とに仕切っている。これら両連通室４６、４７の側方（外側）に、上下方向に延びる略円筒形状（両端が閉塞されている）を呈する受液器タンク３７が位置して、この受液器タンク３７の内部に受液部９を構成する気液分離室４８が形成されている。
【００２８】
なお、連通室４６は、その底部近く（凝縮部８の最下部）に設けられた冷媒流入口４４にて気液分離室４８の冷媒液面９ａ（この液面９ａはサイクル内への冷媒封入量が通常の適正量であるときの液面である）より下方、換言すれば、気液分離室４８内の液冷媒貯留部位に連通している。さらに、気液分離室４８は、その底部近く（換言すれば冷媒流入口４４より下方位置）に設けられた冷媒流出口４５にて下流側連通室４７に連通している。
【００２９】
なお、冷媒流入口４４は、上流側連通室４６の下部（凝縮部８の最下部）で開口し、上流側連通室４６内の冷媒を気液分離室４８内の液面９ａより下方の液冷媒貯留部に流入させる冷媒流入手段をなすものである。冷媒流出口４５は、冷媒流入口４４より下方で開口し、気液分離室４８内の液冷媒を下流側連通室４７内に流出させる冷媒流出手段をなす。気液分離室４８は、上流側連通室４６より内部に流入した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して液相冷媒のみを下流側連通室４７へ送り出す役割を果している。
【００３０】
ここで、図２に示すように、車体１００の最前方部１００ａより後方（エンジンルーム１０４の前方には、上部補強部材（アッパクロスメンバ）１０１および下部補強部材（ロワクロスメンバ）１０２（上部補強部材１０１の紙面奥側に配置）が車両幅方向に延びるように設けられている。また、車体１００の最前方部１００ａの中央部には、上下方向（図２中紙面垂直方向）に延びるエアガイド（ガイド部材）１０３が設けられている。
【００３１】
このエアガイド１０３は、受液器タンク３７部位まで延びており、エンジンＥによる熱風が凝縮器３上流に回り込むのを防止している。なお、本実施形態のエアガイド１０３は、従来技術におけるエアガイド１０３（図３参照）に比べて、受液器タンク３７を傾けた分だけ車両前後方向の幅を短縮できる。また、車体１００の最前方部１００ａの一端部および他端部は、ヘッドランプが配置される部位に沿って、車両後方側にへこむへこみ部１１０が形成されている。
【００３２】
そして、受液器タンク３７は、凝縮部８に対して車両前方へ所定角度（例えば４５°）だけ変位して配置され、しかも、この受液器タンク３７は、エアガイド１０３に近接するように配置されているだけ変位して配置されている。これにより、受液器タンク３７がエンジンＥから遠ざかるように配置され、受液器タンク３７がエンジンＥからの輻射熱の影響を受けにくくなるので、受液器タンク３７内の冷媒が上記輻射熱により加熱されるのを防止できる。
【００３３】
また、受液器タンク３７がエアガイド１０３に近接して配置されているので、受液器タンク３７とエアガイド１０３との間からの空気漏れは小さい。
また、第１ヘッダ１５はへこみ部１１０に近接して配置されているので、第１ヘッダ１５とへこみ部１００との間からの空気漏れも小さい。
なお、上記した冷凍サイクル１の作動については公知であるため、この説明は省略する。
【００３４】
（他の実施形態）
上記実施形態では、１つの送風ファン１０６にて凝縮器３およびラジエータ１０５に送風していたが、凝縮器３およびラジエータ１０５のそれぞれに送風ファンを設けて送風してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる自動車用空調装置の冷凍サイクルを示す構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係わる受液器一体型冷媒凝縮器の車体への搭載構造を示す上面図である。
【図３】本発明者が試作した受液器一体型冷媒凝縮器の車両への搭載構造を示す上面図である。
【符号の説明】
１０４…エンジンルーム、１０１、１０２…補強部材、Ｅ…エンジン、
１０５…ラジエータ、３…受液器一体型冷媒凝縮器、８…凝縮部、
３７…受液器タンク、１０６…送風ファン。

Claims (4)

1. エンジンルーム（１０４）の前方には、車両幅方向に延びる補強部材（１０１、１０２）が設けられ、
   この補強部材（１０１、１０２）の後方において、車両幅方向の一方側にエンジン（Ｅ）が配置され、他方側にエンジン冷却水冷却用のラジエータ（１０５）が車両幅方向に沿って配置される車両において、
   前記ラジエータ（１０５）の前方に受液器一体型冷媒凝縮器（３）を重なるように近接配置する受液器一体型冷媒凝縮器の搭載構造であって、
   前記受液器一体型冷媒凝縮器（３）は、車両幅方向に沿って配置され、ガス冷媒を凝縮する凝縮部（８）と、前記凝縮部（８）のうち前記エンジン（Ｅ）側の側方において、上下方向に延びるように配置され、前記凝縮部（８）からの冷媒を気液分離する受液器タンク（３７）とを備え、
   前記受液器一体型冷媒凝縮器（３）および前記ラジエータ（１０５）の車両前方側から車両後方側にかけて、送風ファン（１０６）にて送風されるようになっており、
   前記受液器タンク（３７）は、前記凝縮部（８）に対して車両前方へ所定角度だけ変位して配置されており、
   前記送風ファン（１０６）の送風空気を前記受液器一体型冷媒凝縮器（３）に導く空気通路形成部材（１０７、１０８）を備えていることを特徴とする受液器一体型冷媒凝縮器の搭載構造。
2. エンジンルーム（１０４）の前方には、車両幅方向に延びる補強部材（１０１、１０２）が設けられ、
   この補強部材（１０１、１０２）の後方において、車両幅方向の一方側にエンジン（Ｅ）が配置され、他方側にエンジン冷却水冷却用のラジエータ（１０５）が車両幅方向に沿って配置される車両において、
   前記ラジエータ（１０５）の前方に受液器一体型冷媒凝縮器（３）を重なるように近接配置する受液器一体型冷媒凝縮器の搭載構造であって、
   前記受液器一体型冷媒凝縮器（３）は、車両幅方向に沿って配置され、ガス冷媒を凝縮する凝縮部（８）と、前記凝縮部（８）のうち前記エンジン（Ｅ）側の側方において、上下方向に延びるように配置され、前記凝縮部（８）からの冷媒を気液分離する受液器タンク（３７）とを備え、
   前記受液器一体型冷媒凝縮器（３）および前記ラジエータ（１０５）の車両前方側から車両後方側にかけて、送風ファン（１０６）にて送風されるようになっており、
   前記受液器タンク（３７）は、前記凝縮部（８）に対して車両前方へ所定角度だけ変位して配置されており、
   前記受液器一体型冷媒凝縮器（３）の前記凝縮部（８）の幅は、前記ラジエータ（１０５）の幅と略同一、または、前記ラジエータ（１０５）の幅よりも長いことを特徴とする受液器一体型冷媒凝縮器の搭載構造。
3. 前記補強部材（１０１、１０２）の車両前方側には、前記エンジン（Ｅ）による熱風が前記受液器一体型冷媒凝縮器（３）の前方へ移動するのを阻止するガイド部材（１０３）が設けられており、前記受液器タンク（３７）は、前記ガイド部材（１０３）に近接して配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の受液器一体型冷媒凝縮器の搭載構造。
4. エンジンルーム（１０４）の前方には、車両幅方向に延びる補強部材（１０１、１０２）が設けられ、
   この補強部材（１０１、１０２）の後方において、車両幅方向の一方側にエンジン（Ｅ）が配置され、他方側にエンジン冷却水冷却用のラジエータ（１０５）が車両幅方向に沿って配置される車両において、
   前記ラジエータ（１０５）の前方に受液器一体型冷媒凝縮器（３）を重なるように近接配置する受液器一体型冷媒凝縮器の搭載構造であって、
   前記受液器一体型冷媒凝縮器（３）は、車両幅方向に沿って配置され、ガス冷媒を凝縮 する凝縮部（８）と、前記凝縮部（８）のうち前記エンジン（Ｅ）側の側方において、上下方向に延びるように配置され、前記凝縮部（８）からの冷媒を気液分離する受液器タンク（３７）とを備え、
   前記受液器一体型冷媒凝縮器（３）および前記ラジエータ（１０５）の車両前方側から車両後方側にかけて、送風ファン（１０６）にて送風されるようになっており、
   前記受液器タンク（３７）は、前記凝縮部（８）に対して車両前方へ所定角度だけ変位して配置されており、
   前記補強部材（１０１、１０２）の車両前方側には、前記エンジン（Ｅ）による熱風が前記受液器一体型冷媒凝縮器（３）の前方へ移動するのを阻止するガイド部材（１０３）が設けられており、
   前記受液器タンク（３７）は、前記ガイド部材（１０３）に近接して配置されていることを特徴とする受液器一体型冷媒凝縮器の搭載構造。

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