JP4221823B2 - Receiver integrated refrigerant condenser - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷媒の気液を分離して液冷媒を蓄える受液器を一体に構成した冷媒凝縮器において、受液器への冷媒充填特性の改善に関するもので、車両用空調装置に用いて好適なものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、車両用空調装置においては、車両搭載性の向上を図るために、冷媒凝縮器に受液器を一体に構成して、この冷媒凝縮器と受液器の車両搭載スペースを縮小するようにしたものが種々提案されている(例えば、特開平8−219588号公報参照)。
【0003】
この従来技術における冷媒凝縮器は、一般にマルチフロータイプと称されているものであって、図7に示すように、上下方向に配置された一対のヘッダタンク21、22を有し、この一対のヘッダタンク21、22の間に、水平方向に冷媒を流すチューブ24を有するコア部23を配置し、一方の(第1)ヘッダタンク21の上端側に冷媒の入口側配管ジョイント26を、下端側に冷媒の出口側配管ジョイント27をそれぞれ配置している。
【0004】
そして、両方のヘッダタンク21、22内に配置したセパレータ28a、28b、29a、29bによりヘッダタンク21、22内部をそれぞれ上下方向に複数の空間21a〜21c、22a〜22cに仕切っている。これにより、入口側配管ジョイント26からの冷媒(圧縮機吐出ガス)を一対のヘッダタンク21、22とコア部23との間で図示の矢印のごとく蛇行状に流通させるようにしている。
【0005】
また、一対のヘッダタンク21、22のうち、冷媒の出入口配管ジョイント26、27を設けてない側の第2ヘッダタンク22に受液器31を一体に構成し、この受液器31内部の空間と第2ヘッダタンク22とをヘッダタンク下方側の部位に設けた第1の連通穴32にて連通させ、コア部23の凝縮部36にて凝縮した液冷媒を第1の連通穴32を通して受液器31内部に流入させ、受液器31内部において冷媒の気液を分離して液冷媒を蓄える。
【0006】
そして、第1の連通穴32よりも下方の部位に第2の連通穴35を配置するとともに、この第1の連通穴32と第2の連通穴35との間を仕切るセパレータ29bを第2ヘッダタンク22内に配置している。これにより、受液器31内部の液冷媒を第2の連通穴35から第2ヘッダタンク22の最下部の空間22c内に流入させ、さらにコア部23の過冷却部37を経て液冷媒を過冷却した後に、第1ヘッダタンク21の最下部の空間21cを経て過冷却液冷媒を出口側配管ジョイント27から外部へ流出させている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来技術について実際に試作検討して、冷凍サイクル内(具体的には、受液器31内)への冷媒充填特性を評価してみると、冷凍サイクル効率化のために要望される理想通りの冷媒充填特性が得られにくいことが判明した。
【0008】
図3は冷媒凝縮器2の出口側配管ジョイント27から流出した液冷媒のサブクール(過冷却度)を縦軸にとり、出口側配管ジョイント27下流部に設けられるサイトグラス(図1の符号3参照)にて冷媒中から気泡(ガス冷媒)が消滅した時点(泡消点)以降におけるサイクル内への冷媒封入増加分を横軸にとったものである。なお、実験条件としては、冷凍サイクルの圧縮機を駆動する車両エンジン回転数=1500rpm、外気温度=30°C、空調用室内ファン速度=最高速(Hi)設定→風量=450m3 /hである。
【0009】
車両用空調装置の冷凍サイクルの場合、将来、冷媒漏れが多少発生しても、冷房性能への影響がないように、冷媒封入量は、通常、泡消点以降、100g程度の冷媒増加分を追加するように設計しており、そして、この追加分の規定値(泡消点以降の100gの冷媒増加分)には、冷媒封入作業のバラツキを考慮してある程度の範囲の公差を設けている。
【0010】
従って、図3の特性Aのように泡消点以降、80g〜180gの冷媒封入量の増加分範囲においては、サブクールが略一定値に維持される領域を設定して、この増加分範囲では、サブクールの増加によるサイクル高圧の上昇を防止して、圧縮機動力の増加を抑制することが望まれている。
【0011】
ところで、上記従来技術の冷媒充填特性を実験検討してみると、図3の従来品▲2▼のごとく受液器31に冷却風を十分当てた場合は、上記のAの理想的な冷媒充填特性を得ることができるが、図3の従来品▲1▼のごとく受液器31を断熱材にて断熱した場合は、Bの特性に示すように、泡消点以降、冷媒封入量を増加すると、これに伴って、液冷媒のサブクールが連続的に増加してしまうことが分かった。
【0012】
このため、冷媒充填特性Bでは、泡消点以降、僅かな冷媒量の追加によって過充填サイクル状態となり、高圧上昇による圧縮機動力の増加を招くという問題が発生する。
【0013】
なお、車両エンジンルームのフロントグリルの冷却風入口部の横幅寸法には、車両デザイン等の面から制約があるので、車両への実際の搭載状態では、受液器31をフロントグリルの冷却風入口部横幅寸法の範囲外に配置せざるを得ない場合が多々発生する。この結果、受液器31への冷却風の送風をほとんど期待できない状態となり、図3の従来品▲1▼に近似した使用状態が発生することになる。
【0014】
そこで、本発明は上記点に鑑み、受液器一体型冷媒凝縮器において、泡消点以降における冷媒封入量の増加分に対して、所定範囲にわたって冷媒サブクールを略一定値に維持できる冷媒充填特性を設定できるようにすることを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
まず、最初に、従来技術において図3のBに示す冷媒充填特性になってしまう原因について述べると、従来技術では、凝縮部36での冷媒流れのターン数を増やして凝縮能力を向上するために、受液器31が一体化される第2ヘッダタンク22内部を、セパレータ29a、29bにより上下方向に仕切っている。このため、上側の空間22aに比して中間部の空間22bでは凝縮部36での冷媒流路抵抗により圧力が低くなるので、上側の空間22aではその圧力差分だけ、冷媒温度が中間部空間22bより高くなる。例えば、上側の空間22aの圧力=1.50MPa(冷媒飽和温度=55.3°C)のとき、中間部空間22bでは、圧力=1.45MPa(冷媒飽和温度=53.9°C)となり、上側の空間22aより1.4°C低い温度となる。
【0016】
そして、受液器31への冷却空気の送風が不十分であると、第2ヘッダタンク22と受液器31との間はアルミニュウム等の熱伝導性に優れた金属の薄板で仕切られているだけであるので、第2ヘッダタンク22からの熱伝導により受液器31においても上下方向に温度差が発生する。すなわち、受液器31内へ第1の連通穴32から流入してくる冷媒の温度に比して、受液器31内上部の冷媒温度が高くなる。
【0017】
ところで、受液器31は、本来、サイクル中の余剰冷媒の蓄積機能を受持ち、サイクルからの冷媒漏れに対応するものであって、受液器31内に液冷媒が溜まり始めてから、液冷媒が受液器31よりオーバーフローするまでの間は、サイクルの挙動に変化が生じないようにしている。
【0018】
しかし、サイクル内への冷媒封入時に、泡消点以降、さらに冷媒封入量を増加していくと、受液器31内での冷媒液面が次第に上昇していき、セパレータ29aの高さを越えると、上記理由から第2ヘッダタンク22内部の上側空間22aからの熱伝導により受液器31内の液冷媒がガス化して、セパレータ29aの位置より上方へは液冷媒が上昇しずらいという現象が発生する。
【0019】
このように、受液器31内において液冷媒の上昇が困難になると、冷媒封入時にそれ以降追加された冷媒は受液器31内に蓄積できないので、行き場がなくなって、凝縮器2のコア部23内に液冷媒がオーバーフローし、前述の特性Bとなることが判明した。
【0020】
このような原因解明に基づいて、本発明では、ヘッダタンク(22)内の上部空間(22a)内の高温冷媒の熱が受液器(31)内の液冷媒に伝導するのを抑制できる構成とすることにより、前述の目的を達成しようとするものである。
【0021】
すなわち、請求項1記載の発明では、コア部(23)の一端側に配置される第1ヘッダタンク(21)と、コア部(23)の他端側に配置される第2ヘッダタンク(22)とのいずれか一方に、受液器(31)を一体に構成する受液器一体型冷媒凝縮器において、
一方のヘッダタンク(22)内に、その内部空間を上下方向に仕切るセパレータ(29a)を配置し、
受液器(31)はセパレータ(29a)の上下両側にわたる高さ寸法を有しており、
受液器(31)内における冷媒の気液界面は、冷媒封入量の正常時にはセパレータ(29a)と受液器(31)の上端面との中間高さに位置するようになっており、
一方のヘッダタンク(22)と受液器(31)とが対向する箇所に、セパレータ(29a)の上下両側にわたって延びる連通路(30)を形成し、
連通路(30)のうち、セパレータ(29a)の下側部位を受液器(31)内部の下側部位に連通させる下側連通穴(33)、および連通路(30)のうち、セパレータ(29a)の上側部位を受液器(31)内部の上側部位に連通させる上側連通穴(34)を受液器(31)に設け、
一方のヘッダタンク(22)の内部空間のうちセパレータ(29a)下側の空間(22b)にはコア部(23)で凝縮した冷媒が流入するとともに、一方のヘッダタンク(22)の内部空間のうちセパレータ(29a)の上側空間(22a)には、セパレータ(29a)下側の空間(22b)よりも上流側部位の温度の高い冷媒が流入するようになっており、
連通路(30)内には、コア部(23)で凝縮した冷媒が、セパレータ(29a)下側の空間(22b)を経由して流入するようになっており、
さらに、連通路(30)内の冷媒を下側連通穴(33)および上側連通穴(34)を介して連通路(30)の上下両側から受液器(31)内に流入させるようになっており、
下側連通穴(33)からの冷媒は、受液器(31)内の冷媒気液界面よりも下方の液冷媒中に流入するようになっており、
連通路(30)のうち、セパレータ(29a)の上側部位は、一方のヘッダタンク(22)の内部空間のうちセパレータ(29a)の上側空間(22a)と受液器(31)の上側内部空間との間に介在される低温冷媒通路を構成することを特徴としている。
【0022】
これによると、コア部(23)で凝縮した冷媒が連通路(30)を通って、この連通路(30)の上下両側から受液器(31)内に流入するから、セパレータ(29a)の上側空間(22a)内の温度の高い冷媒雰囲気と、受液器(31)との間に、連通路(30)による温度の低い冷媒雰囲気を介在させることができる。
【0023】
これにより、一方のヘッダタンク(22)の上部空間(22a)内部の温度の高い冷媒の熱が受液器(31)内部の冷媒に伝導するのを抑制することができる。従って、受液器(31)に冷却風を十分送風できない場合においても、受液器(31)内部での液冷媒のガス化を良好に抑制でき、受液器(31)の容積を液冷媒の蓄積のために有効に使用できる。
【0024】
この結果、一方のヘッダタンク(22)内に、その内部空間を上下方向に仕切るセパレータ(29a)を配置し、受液器(31)をセパレータ(29a)の上下両側にわたって配置するタイプの、受液器一体型冷媒凝縮器においても、泡消点以降における冷媒封入量の増加分に対して、所定範囲にわたって冷媒サブクールを略一定値に維持できる冷媒充填特性(図3のA特性)を設定できる。よって、過充填サイクル状態の発生に起因する圧縮機動力の増加といった不具合を確実に防止できる。
【0025】
請求項2記載の発明のように、請求項1に記載の受液器一体型冷媒凝縮器において、セパレータ(29a)下側の空間(22b)を連通路(30)に連通させる連通穴(32)を、下側連通穴(33)より上方側であって、かつ、上側連通穴(34)よりも下方側に設ければよい。
また、請求項3記載の発明では、コア部(23)の一端側に配置される第1ヘッダタンク(21)と、コア部(23)の他端側に配置される第2ヘッダタンク(22)とのいずれか一方に、受液器(31)を一体に構成する受液器一体型冷媒凝縮器において、
コア部(23)の上側部にて冷媒を凝縮する凝縮部(36)を構成するとともに、コア部(23)の下側部にて冷媒を過冷却する過冷却部(37)を構成し、
受液器(31)と一体に構成される一方のヘッダタンク(22)内に上側および下側の少なくとも2枚のセパレータ(29a、29b)を配置し、
この2枚のセパレータ(29a、29b)により一方のヘッダタンク(22)内を上下方向に3つの空間(22a、22b、22c)に仕切り、
受液器(31)は上側セパレータ(29a)の上下両側にわたる高さ寸法を有しており、
受液器(31)内における冷媒の気液界面は、冷媒封入量の正常時には上側セパレータ(29a)と受液器(31)の上端面との中間高さに位置するようになっており、
一方のヘッダタンク(22)と受液器(31)とが対向する箇所に、上側セパレータ(29a)の上下両側にわたって延びる連通路(30)を形成し、
連通路(30)のうち、上側セパレータ(29a)の下側部位を受液器(31)内部の下側部位に連通させる下側連通穴(33)、および連通路(30)のうち、上側セパレータ(29a)の上側部位を受液器(31)内部の上側部位に連通させる上側連通穴(34)を受液器(31)に設け、
一方のヘッダタンク(22)の内部空間のうち上側セパレータ(29a)と下側セパレータ(29b)との間の中間部空間(22b)には凝縮部(36)で凝縮した冷媒が流入するとともに、一方のヘッダタンク(22)の内部空間のうち上側セパレータ(29a)の上側空間(22a)には、中間部空間(22b)よりも上流側部位の温度の高い冷媒が流入するようになっており、
連通路(30)内には、凝縮部(36)で凝縮した冷媒が、中間部空間(22b)を経由して流入するようになっており、
さらに、連通路(30)内の冷媒を下側連通穴(33)および上側連通穴(34)を介して連通路(30)の上下両側から受液器(31)内に流入させるようになっており、
下側連通穴(33)からの冷媒は、受液器(31)内の冷媒気液界面よりも下方の液冷媒中に流入するようになっており、
受液器(31)内に溜まる液冷媒は、一方のヘッダタンク(22)の内部空間のうち下側セパレータ(29b)の下側空間(22c)を通過して過冷却部(37)に流入するようになっており、
連通路(30)のうち、上側セパレータ(29a)の上側部位は、一方のヘッダタンク(22)の内部空間のうち上側セパレータ(29a)の上側空間(22a)と受液器(31)の上側内部空間との間に介在される低温冷媒通路を構成することを特徴としている。
【0026】
これによると、コア部(23)の上下に凝縮部(36)と過冷却部(37)を一体に構成する受液器一体型冷媒凝縮器において、請求項1と同様の、良好なる冷媒充填特性(図3のA特性)を設定できる。
【0027】
請求項4記載の発明のように、請求項3に記載の受液器一体型冷媒凝縮器において、中間部空間(22b)を連通路(30)に連通させる連通穴(32)を、下側連通穴(33)より上方側であって、かつ、上側連通穴(34)よりも下方側に設ければよい。
なお、請求項1記載の発明および請求項3記載の発明において、いずれか一方のヘッダタンク(22)に受液器(31)を一体に構成するとは、別部品を一体に接合する場合と、一体成形品による場合の両方を包含している。
【0028】
すなわち、請求項5記載の発明のように、一方のヘッダタンク(22)と受液器(31)が、互いに別部品として形成された後に一体に接合する構造とすることができる。
【0029】
また、請求項9記載の発明のように、一方のヘッダタンク(22)と受液器(31)を一体の押出し成形部品(318)で形成し、この押出し成形部品(318)に上下方向に延びる中空形状部(319)を形成し、この中空形状部(319)により連通路(30)を形成するようにしてもよい。
【0030】
これによると、ヘッダタンク(22)と受液器(31)とを一体成形すると同時に連通路(30)を形成できるので、部品加工工数と凝縮器接合箇所の大幅低減を図ることができる。
【0031】
次に、請求項6記載の発明では、請求項5において、一方のヘッダタンク(22)の構成部品(222)もしくは受液器(31)の構成部品(311)のいずれか一方に、上下方向に延びる凹部(222b)を形成し、この凹部(222b)により連通路(30)を形成することを特徴としている。
【0032】
これによると、ヘッダタンク(22)もしくは受液器(31)の構成部品(222、311)に一体成形した凹部(222b)により、簡単に連通路(30)を形成することができ、製造コストの低減を図ることができる。
【0033】
また、請求項7記載の発明のごとく、受液器(31)の構成部品(311)の内部に上下方向に延びる仕切り部材(316)を配置し、この仕切り部材(316)により連通路(30)を受液器(31)の内部に形成してもよい。
【0034】
また、請求項8記載の発明では、受液器(31)の構成部品(311)を押出し成形することにより、受液器(31)の構成部品(311)自身に、上下方向に延びる中空形状部(317)を形成し、この中空形状部(317)により連通路(30)を形成することを特徴としている。
【0035】
これによると、受液器(31)の構成部品(311)自身に押出し成形によって連通路(30)を簡単に一体成形できる。
【0036】
なお、請求項10に記載のごとく走行用エンジンにより駆動される、いわゆる開放型の圧縮機(1)を有する車両用冷凍装置においては、配管接続部等から微小量の冷媒漏れが発生しやすいのであるが、本発明は、このような車両用冷凍装置において要望される冷媒充填特性を良好に満足できるものであり、実用上のメリットが大である。
【0037】
なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【0038】
【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。
(第1実施形態)
図1は第1実施形態を示しており、本発明を自動車用空調装置における受液器一体型冷媒凝縮器に適用した例を示している。この自動車用空調装置の冷凍装置(冷凍サイクル)は、冷媒圧縮機1、受液器一体型冷媒凝縮器2、サイトグラス3、温度作動式膨張弁(減圧手段)4および冷媒蒸発器5を、金属製パイプまたはゴム製パイプよりなる冷媒配管によって順次接続した閉回路より構成されている。
【0039】
冷媒圧縮機1は、自動車のエンジンルーム(図示せず)内に設置された走行用エンジンにベルトと電磁クラッチ(動力断続手段)1aを介して連結されている。この冷媒圧縮機1は、電磁クラッチ1aが接続状態となり、エンジンの回転動力が伝達されると、冷媒蒸発器5下流側よりガス冷媒を吸入、圧縮して、高温高圧の過熱ガス冷媒を受液器一体型冷媒凝縮器2へ吐出する。
【0040】
受液器一体型冷媒凝縮器2は、所定間隔を開けて配置された一対のヘッダタンク、すなわち、第1、第2ヘッダタンク21、22を有し、この第1、第2ヘッダタンク21、22は上下方向に略円筒状に延びる形状になっている。この第1、第2ヘッダタンク21、22の間に熱交換用のコア部23を配置している。
【0041】
本例の冷媒凝縮器2は、一般にマルチフロータイプと称されているものであって、コア部23は第1、第2ヘッダタンク21、22の間で、水平方向に冷媒を流す偏平チューブ24を多数並列配置し、この多数の偏平チューブ24の間にコルゲートフィン25を介在して接合している。偏平チューブ24の一端部は第1ヘッダタンク21内に連通し、他端部は第2ヘッダタンク22内に連通している。
【0042】
そして、一方の(第1)ヘッダタンク21の上端側に冷媒の入口側配管ジョイント(冷媒入口部)26を配置し接合しており、また、下端側に冷媒の出口側配管ジョイント(冷媒出口部)27を配置し接合している。
【0043】
さらに、本例においては、第1ヘッダタンク21内に第1、第2の2枚のセパレータ28a、28bを配置するとともに、第2ヘッダタンク22内に第3、第4の2枚のセパレータ29a、29bを配置している。これにより、第1、第2ヘッダタンク21、22の内部をそれぞれ上下方向に複数(3個づつ)の空間21a、21b、21c、22a、22b、22cに仕切っている。従って、入口側配管ジョイント26からの冷媒を第1、第2ヘッダタンク21、22とコア部23との間で蛇行状に流通させる。
【0044】
ここで、第1ヘッダタンク21内の上方側の第1セパレータ28aに対して第2ヘッダタンク22内の上方側の第3セパレータ29aの高さは低くしてあるが、第1ヘッダタンク21内の下方側の第2セパレータ28bと第2ヘッダタンク22内の下方側の第4セパレータ29bは同一高さに配置してある。
【0045】
また、第2ヘッダタンク22には、冷媒の気液を分離して液冷媒を蓄える受液器31が一体に構成してある。この受液器31も略円筒形状であり、第2ヘッダタンク22の外面側方(コア部23と反対側の部位)に配置され、第2ヘッダタンク22の外面に一体に接合される。受液器31は第2ヘッダタンク22より若干低い高さを有しており、受液器31の上端部は第2ヘッダタンク22の上側空間22aの上端部近くまで延びている。
【0046】
なお、本例では、冷媒凝縮器2の各部および受液器31はアルミニュウム材で成形され、一体ろう付けにて組付けられている。
【0047】
受液器31内部の空間と第2ヘッダタンク22との連通構造を本発明では特徴としており、この連通構造について以下詳述すると、図2は第2ヘッダタンク22と受液器31の横断面図であり、第2ヘッダタンク22は、偏平チューブ24の端部が接合され、支持される断面半円状の第1プレート221を有し、この第1プレート221に略W字状の断面形状を持つ第2プレート222を接合することにより、略円筒状の形状を構成している。なお、第2ヘッダタンク22の上下両端部はキャップ部材223、224(図1)により閉塞される。
【0048】
一方、受液器31の円筒本体部311は図2に示すように一枚のプレートを円筒状に曲げ加工して接合することにより略円筒状の形状を構成している。そして、受液器31の上端部はキャップ部材312により閉塞されている。また、受液器31の下端部は取付台座313により閉塞されている。この取付台座313は円筒本体部311に図示しないシール材を介して気密に、かつ、脱着可能にねじ止め固定される。この支持台313の上部には、水分吸着用の乾燥剤314および異物除去用のフィルタ315が一体に設けられている。フィルタ315は円筒状の網状体で構成さている。
【0049】
そして、第2ヘッダタンク22の第2プレート222に平面部222aを形成するとともに、受液器31の円筒本体部311に平面部311aを形成し、この両平面部222a、311a同志を当接させて一体に接合するようになっている。ここで、第2プレート222の平面部222aの中央部にヘッダタンク内側へ凹んだ凹部222bを一体成形している。
【0050】
この凹部222bは第2プレート222の長手方向(上下方向)において、上側空間22aおよび中間部空間22bの両方にわたって形成され、この凹部222bの形成により、第2プレート222の外面側と受液器31の円筒本体部311の外面側との間に、これら部材の長手方向(上下方向)に延びる連通路30を形成している。換言すると、連通路30は第2ヘッダタンク22と受液器31とが対向する箇所に形成されている。連通路30の上端部は図1に示すように受液器31の上端部近傍に位置している。
【0051】
そして、図1に示すように、凹部222bのうち、第3セパレータ29aと第4セパレータ29bとの間の中間部位に第1の連通穴32を設けて、第2ヘッダタンク22の中間部空間22bを上記の連通路30に連通させている。また、受液器31の円筒本体部311の平面部311aのうち、連通路30の下端部近傍および上端部近傍に対応する部位に、第2(下側)および第3(上側)の連通穴33、34を設けて、連通路30の下端部近傍および上端部近傍の2か所を受液器31内に連通させている。
【0052】
ここで、第2の連通穴33から受液器31内に流入する冷媒量よりも、第3の連通穴34から受液器31内に流入する冷媒量の方を多くするために、第2の連通穴33の開口面積A1 に比して第3の連通穴34の開口面積A2 を十分大きくしてある。この点の詳細については後述する。なお、第1〜第3の連通穴32〜34は本例ではいずれも縦長の略長方形の形状にしてある。
【0053】
さらに、第2ヘッダタンク22の第2プレート222の平面部222aおよび受液器31の円筒本体部311の平面部311aのうち、第4セパレータ29bよりも下方の部位に第4の連通穴35を設けて、受液器31内部の底部近傍を第2ヘッダタンク22の下方部空間22cに連通させている。なお、受液器31内部に溜まる液冷媒は乾燥剤314の周囲を通過した後、円筒状の網状体からなるフィルタ315の内部に必ず流入し、その後、フィルタ315を通過して第4の連通穴35に流入する。
【0054】
コア部23において、第2、第4セパレータ28b、29bより上方側の部位は、冷媒圧縮機1の吐出ガス冷媒をクーリングファン(図示せず)等により送られてくる室外空気と熱交換させて冷媒を冷却、凝縮させる凝縮部36を構成している。また、コア部23において、第2、第4セパレータ28b、29bより下方側の部位は、受液器31内部において気液分離された液冷媒を室外空気と熱交換させて過冷却する過冷却部37を構成している。
【0055】
従って、本例の冷媒凝縮器2は、冷媒流れの上流側から順次、凝縮部36、受液器31、および過冷却部37を構成するとともに、これらを一体に設けた構成となっている。なお、受液器31内における冷媒の気液界面は、冷媒封入量の正常時には、第3セパレータ29aと受液器31の上端面との中間高さに位置するようになっている。
【0056】
また、冷媒凝縮器2は周知のように、自動車エンジンルーム内において最前部(エンジン冷却用ラジエータの前方位置)に配置されて、エンジン冷却用ラジエータと共通のクーリングファンにより冷却される。
【0057】
次に、冷凍サイクルの他の機器について簡単に説明すると、サイトグラス3は、受液器一体型冷媒凝縮器2の過冷却部37で過冷却され、出口側配管ジョイント27より流出してくる冷媒の気液状態を作業者が目視観察して、冷凍装置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用いるものである。このサイトグラス3は、溶着ガラスにより気密にシールされた覗き窓3aを有し、この覗き窓3aから気泡が見られるときは冷媒不足であると判定し、気泡が見られないときは冷媒量が適正量であると判定する。温度作動式膨張弁4は、冷媒蒸発器5の冷媒入口側に接続され、高温高圧の液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、冷媒蒸発器5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。
【0058】
冷媒蒸発器5は、膨張弁4の下流側と冷媒圧縮機1の吸入側との間に接続され、膨張弁4より内部に流入した気液二相状態の冷媒を空調用送風機(図示せず)により送風さ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。冷媒蒸発器5は、車室内に設置される空調ユニット(図示せず)のケース内に設けられる。
【0059】
次に、上記構成において作動を説明する。いま、自動車用空調装置の運転が開始され、電磁クラッチ1aに通電されると、電磁クラッチ1aが接続状態となり、自動車エンジンの回転が圧縮機1に伝達され、圧縮機1が冷媒を圧縮し、吐出する。
【0060】
これにより、圧縮機1から吐出された過熱ガス冷媒は、入口側配管ジョイント26から凝縮器2の第1ヘッダタンク21の上部空間21aより凝縮部36の上側チューブ24を通過した後、第2ヘッダタンク22の上部空間22aに流入する。そして、冷媒はこの上部空間22aでUターンして凝縮部36の中間部チューブ24を通過した後、第1ヘッダタンク21の中間部空間21bに流入する。次に、冷媒はこの中間部空間21bでUターンして凝縮部36の下側チューブ24を通過した後、第2ヘッダタンク22の中間部空間22bに流入する。
【0061】
この間に、冷媒はチューブ24およびフィン25を介して冷却空気と熱交換して冷却され、ガス冷媒を一部含む飽和液冷媒となる。この飽和液冷媒は、上記の中間部空間22bから第1の連通穴32を通って連通路30に流入する。この連通路30内の冷媒は、連通路30の下端部近傍の第2の連通穴33および連通路30の上端部近傍の第3の連通穴34を通って受液器31内に流入する。
【0062】
そして、受液器31内において冷媒の気液が分離され、液冷媒が蓄えられる。受液器31内の液冷媒は第4の連通穴35を通って第2ヘッダタンク22の下部空間22cを経由して過冷却部37を通過する。この過冷却部37において、液冷媒は再度冷却されて過冷却状態となり、この過冷却液冷媒は第1ヘッダタンク21の下部空間21cを通って出口側配管ジョイント27から凝縮器2外へ流出する。
【0063】
そして、過冷却液冷媒はサイトグラス3を通って、温度作動式膨張弁4に流入する。この膨張弁4において、過冷却液冷媒は減圧され、低温、低圧の気液2相冷媒となる。次いで、この気液2相冷媒は蒸発器5にて空調用空気と熱交換して蒸発し、その蒸発潜熱を空調用空気から吸熱して、空調用空気を冷却する。蒸発器5にて蒸発した過熱ガス冷媒は圧縮機1に吸入され、再度圧縮される。
【0064】
次に、本発明の要部である「連通路30、第2、第3の連通穴33、34による受液器31への冷媒流入経路」の形成に伴う冷媒充填特性の改善について詳述する。
【0065】
本実施形態によると、コア部23で凝縮した冷媒が連通路30を通って、この連通路30の上下両側から受液器31内に流入するから、セパレータ29aの上側空間22a内に形成される温度の高い冷媒雰囲気と、受液器31との間に、連通路30による温度の低い冷媒雰囲気を介在させることができる。
【0066】
これにより、第2ヘッダタンク22の上部空間22a内部の温度の高い冷媒の熱が受液器31内部の冷媒に伝導するのをほとんどなくすことができる。従って、受液器31が車両エンジンルームのフロントグリルの冷却風入口部横幅寸法の範囲外に位置して、受液器31に冷却風を十分送風できない場合においても、受液器31内部での液冷媒のガス化を良好に抑制できる。その結果、受液器31の容積全体を液冷媒の蓄積のために有効に使用できる。
【0067】
これにより、泡消点以降における冷媒封入量の増加分に対して、所定範囲(80〜180g)にわたって冷媒サブクールを略一定値に維持できる、理想的な冷媒充填特性を設定できる。
【0068】
図3において本発明品は、従来品▲1▼と同様に受液器31を断熱した条件にて冷媒充填特性を測定した結果を示しており、本発明品では受液器31に冷却風を送風しない状態(断熱状態)でも、理想的な冷媒充填特性Aを設定できることを確認できた。
【0069】
(第2実施形態)
図4は第2実施形態であり、連通路30を受液器31の円筒本体部311の内部に形成するものである。すなわち、第2実施形態では第2ヘッダタンク22の第2プレート222の平面部222aに凹部222bを形成しない代わりに、円筒本体部311の内周側に仕切りプレート316を接合して、円筒本体部311の内周面と仕切りプレート316との間に連通路30を形成している。
【0070】
従って、第2プレート222の平面部222aと受液器31の円筒本体部311の平面部311aを貫通して第1の連通穴32を設けている。また、図示しないが、仕切りプレート316の下端部近傍および上端部近傍の部位に第2の連通穴33および第3の連通穴34を設けて、連通路30の下端部近傍および上端部近傍の2か所を受液器31内に連通させる。以上により、第2実施形態でも第1実施形態と同様の作用効果を発揮できる。
【0071】
(第3実施形態)
図5は第3実施形態であり、受液器31の円筒本体部311をアルミニウムの押出し成形により形成するとともに、この円筒本体部311の円周方向の一部に上下方向に延びる中空形状部317を一体成形している。すなわち、第3実施形態では第2実施形態の仕切りプレート316に相当する中空形状部317を押出し成形で円筒本体部311に一体成形して、この中空形状部317により連通路30を形成している。従って、連通路30は、受液器31の構成部品である円筒本体部311自身に内蔵させることができる。他の点は、第1、第2実施形態と同じである。
【0072】
(第4実施形態)
図6は第4実施形態であり、受液器31の円筒本体部311と第2ヘッダタンク22とをアルミニウムの一体押出し成形部品318により形成するとともに、この押出し成形部品318において円筒本体部311と第2ヘッダタンク22とが対向する箇所(円筒本体部311と第2ヘッダタンク22との中間部位)に、上下方向に延びる中空形状部318を一体成形している。この中空形状部318により連通路30を構成している。なお、第4実施形態では、連通路30を上下方向に2つ並列に構成している。
【0073】
第4実施形態では、押出し成形部品318の成形後に、連通路30と受液器31の円筒本体部311内部および第2ヘッダタンク22内部との連通を行う第1〜第4の連通穴32〜35(図6では図示を省略)を開ける。同様に、第2ヘッダタンク22において、扁平チューブ24の端部が挿入されるチューブ穴225も押出し成形部品318の成形後に開けられる。
【0074】
(他の実施形態)
なお、本発明は上述の実施形態に限定されることなく種々変形可能なものであり、例えば、第1実施形態では、第2ヘッダタンク22の第2プレート222の平面部222aに凹部222bを形成しているが、この凹部222bに相当するものを受液器31の円筒本体部311の平面部311a側に形成しても連通路30を同様に形成できる。
【0075】
上述の第1実施形態では、冷媒の出入口ジョイント26、27を設けていない第2ヘッダタンク22に受液器31を一体に構成しているが、冷媒の出入口ジョイント26、27を設けている第1ヘッダタンク21に受液器31を一体に構成してもよい。
【0076】
また、凝縮器2のコア部23を凝縮部36のみとし、過冷却部37をコア部23から切り離して独立に構成するタイプの受液器一体型冷媒凝縮器に本発明を適用することもできる。
【0077】
この場合は、第1ヘッダタンク21における出口側配管ジョイント27を廃止て、その代わりに、受液器31にその内部の液冷媒を流出させる出口側配管ジョイント(冷媒出口部)を設置し、この出口側配管ジョイントからの液冷媒を配管を介して過冷却部に流入させるようにすればよい。
【0078】
また、過冷却部37を持たない冷凍装置においても、本発明は同様に実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態の冷媒凝縮器を示す正面図である。
【図2】図1の要部の横断面図である。
【図3】冷凍サイクル内への冷媒充填特性の実験結果を示すグラフである。
【図4】本発明の第2実施形態の要部の横断面図である。
【図5】本発明の第3実施形態の要部の横断面図である。
【図6】本発明の第4実施形態の要部の横断面図である。
【図7】従来技術の冷媒凝縮器を示すもので、ヘッダータンク部を断面図示した正面図である。
【符号の説明】
1…圧縮機、2…凝縮器、3…サイトグラス、4…膨張弁、5…蒸発器、
21…第1ヘッダタンク、21a、21b、21c…空間、
22…第2ヘッダタンク、22a、22b、22c…空間、23…コア部、
24…チューブ、28a、28b、29a、29b…第1〜第4セパレータ、
30…連通路、31…受液器、32〜35…連通穴、36…凝縮部、
37…過冷却部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement in refrigerant filling characteristics of a liquid receiver, in which a liquid receiver that separates gas and liquid of a refrigerant and stores liquid refrigerant is integrated, and is used for a vehicle air conditioner. Is preferred.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in a vehicle air conditioner, in order to improve vehicle mountability, a liquid receiver is integrated with a refrigerant condenser, and the vehicle mounting space of the refrigerant condenser and the liquid receiver is reduced. Various proposals have been proposed (see, for example, JP-A-8-219588).
[0003]
The refrigerant condenser in this prior art is generally called a multi-flow type, and has a pair of
[0004]
The
[0005]
In addition, a
[0006]
The
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when the above-mentioned prior art is actually tested for trial and the refrigerant filling characteristic in the refrigeration cycle (specifically, in the liquid receiver 31) is evaluated, it is desired to improve the efficiency of the refrigeration cycle. It was found that it was difficult to obtain the ideal refrigerant charging characteristics.
[0008]
FIG. 3 shows a sight glass provided on the downstream side of the outlet
[0009]
In the case of a refrigeration cycle for a vehicle air conditioner, the refrigerant charging amount is usually about 100 g after the bubble extinction point so that the cooling performance will not be affected even if some refrigerant leakage occurs in the future. It is designed to be added, and the specified value for this additional amount (the amount of increase in the refrigerant of 100 g after the bubble extinction point) has a certain range of tolerance in consideration of variations in the refrigerant filling operation. .
[0010]
Therefore, after the bubble extinction point as shown by the characteristic A in FIG. 3, an area where the subcooling is maintained at a substantially constant value is set in the increase range of the refrigerant filling amount of 80 g to 180 g, and in this increase range, It is desired to prevent an increase in compressor power by preventing an increase in cycle high pressure due to an increase in subcooling.
[0011]
By the way, when the refrigerant filling characteristics of the above-mentioned prior art are examined experimentally, when the cooling air is sufficiently applied to the
[0012]
For this reason, in the refrigerant filling characteristic B, after the bubble extinction point, a slight refrigerant amount is added to cause an overfill cycle state, which causes a problem that the compressor power increases due to an increase in high pressure.
[0013]
Note that the width of the cooling air inlet portion of the front grill of the vehicle engine room is restricted from the viewpoint of vehicle design and the like, and therefore, in the actual mounting state on the vehicle, the
[0014]
Accordingly, in view of the above points, the present invention provides a refrigerant filling characteristic in which the refrigerant subcool can be maintained at a substantially constant value over a predetermined range with respect to the increase in the refrigerant filling amount after the bubble extinction point in the receiver-integrated refrigerant condenser. The purpose is to be able to set.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
First, the cause of the refrigerant filling characteristics shown in FIG. 3B in the prior art will be described. In the prior art, in order to increase the number of turns of the refrigerant flow in the
[0016]
If the cooling air is not sufficiently blown to the
[0017]
Incidentally, the
[0018]
However, when the refrigerant filling amount is further increased after the bubble extinction point at the time of filling the refrigerant in the cycle, the liquid level in the
[0019]
As described above, when it is difficult to raise the liquid refrigerant in the
[0020]
On the basis of such cause elucidation, in the present invention, it is possible to suppress the heat of the high-temperature refrigerant in the upper space (22a) in the header tank (22) from being conducted to the liquid refrigerant in the liquid receiver (31). By doing so, the above-described object is achieved.
[0021]
That is, in the first aspect of the invention, the first header tank (21) disposed on one end side of the core portion (23) and the second header tank (22) disposed on the other end side of the core portion (23). ), A receiver-integrated refrigerant condenser that integrally configures the receiver (31),
In one header tank (22), a separator (29a) for partitioning the internal space in the vertical direction is arranged,
The liquid receiver (31) has a height dimension across the upper and lower sides of the separator (29a),
The gas-liquid interface of the refrigerant in the liquid receiver (31) is positioned at an intermediate height between the separator (29a) and the upper end surface of the liquid receiver (31) when the refrigerant filling amount is normal.
A communication path (30) extending across the upper and lower sides of the separator (29a) is formed at a location where one header tank (22) and the liquid receiver (31) face each other,
Of the communication passage (30), the lower communication hole (33) for communicating the lower portion of the separator (29a) to the lower portion of the interior of the liquid receiver (31), and of the communication passage (30), the separator ( 29a) is provided with an upper communication hole (34) for communicating the upper part of the liquid receiver (31) with the upper part of the receiver (31).
The refrigerant condensed in the core (23) flows into the space (22b) below the separator (29a) in the internal space of one header tank (22), and the internal space of the one header tank (22) Among them, the refrigerant having a higher temperature in the upstream portion than the space (22b) below the separator (29a) flows into the upper space (22a) of the separator (29a),
In the communication path (30), the refrigerant condensed in the core part (23) flows through the space (22b) below the separator (29a),
Further, the refrigerant in the communication path (30) flows into the liquid receiver (31) from both the upper and lower sides of the communication path (30) via the lower communication hole (33) and the upper communication hole (34). And
The refrigerant from the lower communication hole (33) flows into the liquid refrigerant below the refrigerant gas-liquid interface in the liquid receiver (31),
The upper part of the separator (29a) in the communication passage (30) is the upper space (22a) of the separator (29a) and the upper internal space of the liquid receiver (31) in the internal space of one header tank (22). And a low-temperature refrigerant passage interposed between the two.
[0022]
According to this, since the refrigerant condensed in the core part (23) flows into the liquid receiver (31) from both the upper and lower sides of the communication path (30) through the communication path (30), the separator (29a) A low-temperature refrigerant atmosphere by the communication path (30) can be interposed between the high-temperature refrigerant atmosphere in the upper space (22a) and the liquid receiver (31).
[0023]
Thereby, it can suppress that the heat | fever of the refrigerant | coolant with a high temperature inside the upper space (22a) of one header tank (22) is conducted to the refrigerant | coolant inside a liquid receiver (31). Therefore, even when the cooling air cannot be sufficiently blown to the liquid receiver (31), gasification of the liquid refrigerant inside the liquid receiver (31) can be satisfactorily suppressed, and the volume of the liquid receiver (31) can be reduced. Can be used effectively for the accumulation of.
[0024]
As a result, in one header tank (22), a separator (29a) that divides the internal space in the vertical direction is disposed, and a liquid receiver (31) is disposed over both the upper and lower sides of the separator (29a). Also in the liquid condenser-integrated refrigerant condenser, it is possible to set the refrigerant charging characteristic (A characteristic in FIG. 3) that can maintain the refrigerant subcool at a substantially constant value over a predetermined range with respect to the increase in the refrigerant filling amount after the bubble extinction point. . Therefore, it is possible to reliably prevent problems such as an increase in compressor power due to the occurrence of the overfill cycle state.
[0025]
As in the invention according to
Moreover, in invention of Claim 3, the 1st header tank (21) arrange | positioned at the one end side of a core part (23), and the 2nd header tank (22) arrange | positioned at the other end side of a core part (23) ), A receiver-integrated refrigerant condenser that integrally configures the receiver (31),
A condensing part (36) for condensing the refrigerant at the upper part of the core part (23) and a supercooling part (37) for supercooling the refrigerant at the lower part of the core part (23),
Arranging at least two separators (29a, 29b) on the upper side and the lower side in one header tank (22) configured integrally with the liquid receiver (31),
The two separators (29a, 29b) partition one header tank (22) in the vertical direction into three spaces (22a, 22b, 22c),
The liquid receiver (31) has a height dimension across the upper and lower sides of the upper separator (29a),
The gas-liquid interface of the refrigerant in the liquid receiver (31) is positioned at an intermediate height between the upper separator (29a) and the upper end surface of the liquid receiver (31) when the refrigerant filling amount is normal.
A communication passage (30) extending over both upper and lower sides of the upper separator (29a) is formed at a location where one header tank (22) and the liquid receiver (31) face each other,
Of the communication passage (30), the lower communication hole (33) for communicating the lower portion of the upper separator (29a) with the lower portion of the receiver (31), and the upper portion of the communication passage (30). An upper communication hole (34) for communicating the upper part of the separator (29a) with the upper part of the receiver (31) is provided in the receiver (31).
The refrigerant condensed in the condensing part (36) flows into the intermediate part space (22b) between the upper separator (29a) and the lower separator (29b) in the internal space of one header tank (22), Among the internal space of one header tank (22), the refrigerant having a higher temperature in the upstream portion than the intermediate space (22b) flows into the upper space (22a) of the upper separator (29a). ,
The refrigerant condensed in the condensing part (36) flows into the communication path (30) via the intermediate part space (22b),
Further, the refrigerant in the communication path (30) flows into the liquid receiver (31) from both the upper and lower sides of the communication path (30) via the lower communication hole (33) and the upper communication hole (34). And
The refrigerant from the lower communication hole (33) flows into the liquid refrigerant below the refrigerant gas-liquid interface in the liquid receiver (31),
The liquid refrigerant accumulated in the liquid receiver (31) passes through the lower space (22c) of the lower separator (29b) in the internal space of one header tank (22) and flows into the supercooling section (37). Is supposed to
The upper part of the upper separator (29a) in the communication path (30) is the upper space (22a) of the upper separator (29a) and the upper side of the liquid receiver (31) in the internal space of one header tank (22). It is characterized by constituting a low-temperature refrigerant passage interposed between the internal space.
[0026]
According to this, in the receiver-integrated refrigerant condenser in which the condensing part (36) and the supercooling part (37) are integrally formed above and below the core part (23), the same satisfactory refrigerant charging as in claim 1 Characteristics (A characteristics in FIG. 3) can be set.
[0027]
As in the invention according to
Claims1Described inventionAnd the invention of claim 3In this case, the configuration in which the liquid receiver (31) is integrally formed with any one of the header tanks (22) includes both the case where the separate parts are joined together and the case where the parts are integrally formed.
[0028]
That is, the claim5As described in the present invention, the one header tank (22) and the liquid receiver (31) may be integrally joined after being formed as separate parts.
[0029]
Claims9As in the described invention, one of the header tank (22) and the liquid receiver (31) is formed by an integral extruded part (318), and the extruded part (318) has a hollow shape part extending in the vertical direction ( 319) may be formed, and the communication path (30) may be formed by the hollow portion (319).
[0030]
According to this, since the header tank (22) and the liquid receiver (31) can be integrally formed and the communication path (30) can be formed at the same time, the number of parts processing man-hours and the condenser joint location can be greatly reduced.
[0031]
Next, the claim6In the described invention, the claims5, A concave portion (222b) extending in the vertical direction is formed in either one of the component (222) of one header tank (22) or the component (311) of the liquid receiver (31). ) To form the communication path (30).
[0032]
According to this, the communication path (30) can be easily formed by the recess (222b) formed integrally with the components (222, 311) of the header tank (22) or the liquid receiver (31), and the manufacturing cost is reduced. Can be reduced.
[0033]
Claims7As described in the invention, a partition member (316) extending in the vertical direction is arranged inside the component (311) of the liquid receiver (31), and the communication path (30) is connected to the liquid receiver by the partition member (316). It may be formed inside (31).
[0034]
Claims8In the described invention, the component (311) of the liquid receiver (31) is extruded to form the hollow part (317) extending vertically in the component (311) itself of the liquid receiver (31). It forms, and the communicating path (30) is formed by this hollow shape part (317), It is characterized by the above-mentioned.
[0035]
According to this, the communicating path (30) can be easily integrally formed by extrusion molding on the component (311) itself of the liquid receiver (31).
[0036]
Claims10In the vehicular refrigeration apparatus having a so-called open type compressor (1) driven by the traveling engine as described in 1., a small amount of refrigerant leaks easily from a pipe connection portion or the like. Can satisfactorily satisfy the refrigerant filling characteristics required in such a vehicle refrigeration apparatus, and has a great practical advantage.
[0037]
In addition, the code | symbol in the parenthesis attached | subjected to each said means shows the correspondence with the specific means of embodiment description later mentioned.
[0038]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described below with reference to embodiments shown in the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 shows a first embodiment and shows an example in which the present invention is applied to a receiver-integrated refrigerant condenser in an automotive air conditioner. This refrigeration apparatus (refrigeration cycle) for an automotive air conditioner includes a refrigerant compressor 1, a receiver-integrated
[0039]
The refrigerant compressor 1 is connected to a traveling engine installed in an engine room (not shown) of an automobile via a belt and an electromagnetic clutch (power intermittent means) 1a. In the refrigerant compressor 1, when the electromagnetic clutch 1a is in the connected state and the rotational power of the engine is transmitted, the refrigerant is sucked and compressed from the downstream side of the refrigerant evaporator 5 to receive the high-temperature and high-pressure superheated gas refrigerant. The refrigerant is discharged to the condenser-integrated
[0040]
The liquid receiver-integrated
[0041]
The
[0042]
A refrigerant inlet side pipe joint (refrigerant inlet part) 26 is arranged and joined to the upper end side of one (first)
[0043]
Further, in this example, the first and
[0044]
Here, although the height of the upper
[0045]
The
[0046]
In this example, each part of the
[0047]
The communication structure between the space inside the
[0048]
On the other hand, the cylindrical
[0049]
Then, the
[0050]
The
[0051]
Then, as shown in FIG. 1, a
[0052]
Here, in order to increase the amount of refrigerant flowing into the
[0053]
Furthermore, a
[0054]
In the
[0055]
Therefore, the
[0056]
As is well known, the
[0057]
Next, the other devices of the refrigeration cycle will be briefly described. The sight glass 3 is supercooled by the supercooling
[0058]
The refrigerant evaporator 5 is connected between the downstream side of the
[0059]
Next, the operation in the above configuration will be described. Now, when the operation of the automotive air conditioner is started and the electromagnetic clutch 1a is energized, the electromagnetic clutch 1a is in a connected state, the rotation of the automobile engine is transmitted to the compressor 1, and the compressor 1 compresses the refrigerant, Discharge.
[0060]
As a result, the superheated gas refrigerant discharged from the compressor 1 passes through the
[0061]
During this time, the refrigerant is cooled by exchanging heat with the cooling air via the
[0062]
And the gas-liquid of a refrigerant | coolant is isolate | separated in the
[0063]
Then, the supercooled liquid refrigerant flows into the temperature-operated
[0064]
Next, the improvement of the refrigerant charging characteristic accompanying the formation of “the refrigerant inflow path to the
[0065]
According to the present embodiment, since the refrigerant condensed in the
[0066]
As a result, the heat of the high-temperature refrigerant in the
[0067]
Thereby, it is possible to set an ideal refrigerant charging characteristic that can maintain the refrigerant subcool at a substantially constant value over a predetermined range (80 to 180 g) with respect to the increase in the refrigerant filling amount after the bubble extinction point.
[0068]
In FIG. 3, the product of the present invention shows the result of measuring the refrigerant filling characteristics under the condition that the
[0069]
(Second Embodiment)
FIG. 4 shows a second embodiment in which the
[0070]
Accordingly, the
[0071]
(Third embodiment)
FIG. 5 shows a third embodiment, in which a
[0072]
(Fourth embodiment)
FIG. 6 shows a fourth embodiment, in which the
[0073]
In the fourth embodiment, after the
[0074]
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment and can be variously modified. For example, in the first embodiment, the
[0075]
In the first embodiment described above, the
[0076]
Further, the present invention can be applied to a liquid receiver integrated refrigerant condenser of a type in which the
[0077]
In this case, the outlet-side piping joint 27 in the
[0078]
Further, the present invention can be similarly implemented in a refrigeration apparatus that does not have the supercooling
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing a refrigerant condenser according to a first embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of the main part of FIG.
FIG. 3 is a graph showing experimental results of refrigerant charging characteristics in the refrigeration cycle.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part of a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part of a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a main part of a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a front view showing a header tank section in cross-section, showing a conventional refrigerant condenser.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Compressor, 2 ... Condenser, 3 ... Sight glass, 4 ... Expansion valve, 5 ... Evaporator,
21 ... 1st header tank, 21a, 21b, 21c ... space,
22 ... 2nd header tank, 22a, 22b, 22c ... space, 23 ... core part,
24 ... Tube, 28a, 28b, 29a, 29b ... First to fourth separators,
30 ... Communication path, 31 ... Liquid receiver, 32-35 ... Communication hole, 36 ... Condensing part,
37 ... Supercooling part.
Claims (10)
水平方向に配置されたチューブ(24)を有し、このチューブ(24)内を冷媒が流れるコア部(23)と、
このコア部(23)の一端側において上下方向に延びるように配置され、前記チューブ(24)の一端部と連通する第1ヘッダタンク(21)と、
前記コア部(23)の他端側において上下方向に延びるように配置され、前記チューブ(24)の他端部と連通する第2ヘッダタンク(22)とを備え、
前記第1ヘッダタンク(21)および前記第2ヘッダタンク(22)のいずれか一方に前記受液器(31)を一体に構成するとともに、
この一方のヘッダタンク(22)内に、その内部空間を上下方向に仕切るセパレータ(29a)を配置し、
前記受液器(31)は前記セパレータ(29a)の上下両側にわたる高さ寸法を有しており、
前記受液器(31)内における冷媒の気液界面は、冷媒封入量の正常時には前記セパレータ(29a)と前記受液器(31)の上端面との中間高さに位置するようになっており、
前記一方のヘッダタンク(22)と前記受液器(31)とが対向する箇所に、前記セパレータ(29a)の上下両側にわたって延びる連通路(30)を形成し、
前記連通路(30)のうち、前記セパレータ(29a)の下側部位を前記受液器(31)内部の下側部位に連通させる下側連通穴(33)、および前記連通路(30)のうち、前記セパレータ(29a)の上側部位を前記受液器(31)内部の上側部位に連通させる上側連通穴(34)を前記受液器(31)に設け、
前記一方のヘッダタンク(22)の内部空間のうち前記セパレータ(29a)下側の空間(22b)には前記コア部(23)で凝縮した冷媒が流入するとともに、前記一方のヘッダタンク(22)の内部空間のうち前記セパレータ(29a)の上側空間(22a)には、前記セパレータ(29a)下側の空間(22b)よりも上流側部位の温度の高い冷媒が流入するようになっており、
前記連通路(30)内には、前記コア部(23)で凝縮した冷媒が、前記セパレータ(29a)下側の空間(22b)を経由して流入するようになっており、
さらに、前記連通路(30)内の冷媒を前記下側連通穴(33)および前記上側連通穴(34)を介して前記連通路(30)の上下両側から前記受液器(31)内に流入させるようになっており、
前記下側連通穴(33)からの冷媒は、前記受液器(31)内の冷媒気液界面よりも下方の液冷媒中に流入するようになっており、
前記連通路(30)のうち、前記セパレータ(29a)の上側部位は、前記一方のヘッダタンク(22)の内部空間のうち前記セパレータ(29a)の上側空間(22a)と前記受液器(31)の上側内部空間との間に介在される低温冷媒通路を構成することを特徴とする受液器一体型冷媒凝縮器。A liquid receiver that integrally constitutes a liquid receiver (31) that cools and condenses the superheated refrigerant gas discharged from the compressor (1), separates the gas-liquid of the condensed refrigerant, and stores the liquid refrigerant. In the integrated refrigerant condenser,
A core portion (23) having a tube (24) arranged in the horizontal direction, in which a refrigerant flows in the tube (24);
A first header tank (21) arranged to extend in the vertical direction on one end side of the core portion (23), and communicated with one end portion of the tube (24);
A second header tank (22) arranged to extend in the vertical direction on the other end side of the core portion (23) and communicating with the other end portion of the tube (24);
The liquid receiver (31) is integrated with either one of the first header tank (21) and the second header tank (22), and
In this one header tank (22), a separator (29a) for partitioning the internal space in the vertical direction is arranged,
The liquid receiver (31) has a height dimension across the upper and lower sides of the separator (29a),
The gas-liquid interface of the refrigerant in the liquid receiver (31) is positioned at an intermediate height between the separator (29a) and the upper end surface of the liquid receiver (31) when the refrigerant filling amount is normal. And
In the place where the one header tank (22) and the liquid receiver (31) face each other, a communication path (30) extending across the upper and lower sides of the separator (29a) is formed,
Of the communication passage (30), a lower communication hole (33) for communicating a lower portion of the separator (29a) with a lower portion of the receiver (31), and the communication passage (30) Among them, the liquid receiver (31) is provided with an upper communication hole (34) for communicating the upper part of the separator (29a) with the upper part of the receiver (31).
The refrigerant condensed in the core portion (23) flows into the space (22b) below the separator (29a) in the internal space of the one header tank (22), and the one header tank (22). In the inner space, the upper space (22a) of the separator (29a) flows into the refrigerant having a higher temperature in the upstream portion than the space (22b) below the separator (29a),
The refrigerant condensed in the core part (23) flows into the communication path (30) via the space (22b) below the separator (29a),
Further, the refrigerant in the communication path (30) is transferred from the upper and lower sides of the communication path (30) into the liquid receiver (31) through the lower communication hole (33) and the upper communication hole (34). It is supposed to flow in,
The refrigerant from the lower communication hole (33) flows into the liquid refrigerant below the refrigerant gas-liquid interface in the receiver (31),
The upper part of the separator (29a) in the communication path (30) is the upper space (22a) of the separator (29a) in the internal space of the one header tank (22) and the liquid receiver (31). The receiver-integrated refrigerant condenser is configured to constitute a low-temperature refrigerant passage interposed between the upper internal space and the inner space.
水平方向に配置されたチューブ(24)を有し、このチューブ(24)内を冷媒が流れるコア部(23)と、
このコア部(23)の一端側において上下方向に延びるように配置され、前記チューブ(24)の一端部と連通する第1ヘッダタンク(21)と、
前記コア部(23)の他端側において上下方向に延びるように配置され、前記チューブ(24)の他端部と連通する第2ヘッダタンク(22)とを備え、
前記コア部(23)の上側部にて冷媒を凝縮する凝縮部(36)を構成するとともに、前記コア部(23)の下側部にて冷媒を過冷却する過冷却部(37)を構成し、
前記第1ヘッダタンク(21)および前記第2ヘッダタンク(22)のいずれか一方に前記受液器(31)を一体に構成するとともに、
この一方のヘッダタンク(22)内に上側および下側の少なくとも2枚のセパレータ(29a、29b)を配置し、
この2枚のセパレータ(29a、29b)により前記一方のヘッダタンク(22)内を上下方向に3つの空間(22a、22b、22c)に仕切り、
前記受液器(31)は前記上側セパレータ(29a)の上下両側にわたる高さ寸法を有しており、
前記受液器(31)内における冷媒の気液界面は、冷媒封入量の正常時には前記上側セパレータ(29a)と前記受液器(31)の上端面との中間高さに位置するようになっており、
前記一方のヘッダタンク(22)と前記受液器(31)とが対向する箇所に、前記上側セパレータ(29a)の上下両側にわたって延びる連通路(30)を形成し、
前記連通路(30)のうち、前記上側セパレータ(29a)の下側部位を前記受液器(31)内部の下側部位に連通させる下側連通穴(33)、および前記連通路(30)のうち、前記上側セパレータ(29a)の上側部位を前記受液器(31)内部の上側部位に連通させる上側連通穴(34)を前記受液器(31)に設け、
前記一方のヘッダタンク(22)の内部空間のうち前記上側セパレータ(29a)と前記下側セパレータ(29b)との間の中間部空間(22b)には前記凝縮部(36)で凝縮した冷媒が流入するとともに、前記一方のヘッダタンク(22)の内部空間のうち前記上側セパレータ(29a)の上側空間(22a)には、前記中間部空間(22b)よりも上流側部位の温度の高い冷媒が流入するようになっており、
前記連通路(30)内には、前記凝縮部(36)で凝縮した冷媒が、前記中間部空間(22b)を経由して流入するようになっており、
さらに、前記連通路(30)内の冷媒を前記下側連通穴(33)および前記上側連通穴(34)を介して前記連通路(30)の上下両側から前記受液器(31)内に流入させるようになっており、
前記下側連通穴(33)からの冷媒は、前記受液器(31)内の冷媒気液界面よりも下方の液冷媒中に流入するようになっており、
前記受液器(31)内に溜まる液冷媒は、前記一方のヘッダタンク(22)の内部空間のうち前記下側セパレータ(29b)の下側空間(22c)を通過して前記過冷却部(37)に流入するようになっており、
前記連通路(30)のうち、前記上側セパレータ(29a)の上側部位は、前記一方のヘッダタンク(22)の内部空間のうち前記上側セパレータ(29a)の上側空間(22a)と前記受液器(31)の上側内部空間との間に介在される低温冷媒通路を構成することを特徴とする受液器一体型冷媒凝縮器。A liquid receiver that integrally constitutes a liquid receiver (31) that cools and condenses the superheated refrigerant gas discharged from the compressor (1), separates the gas-liquid of the condensed refrigerant, and stores the liquid refrigerant. In the integrated refrigerant condenser,
A core portion (23) having a tube (24) arranged in the horizontal direction, in which a refrigerant flows in the tube (24);
A first header tank (21) arranged to extend in the vertical direction on one end side of the core portion (23), and communicated with one end portion of the tube (24);
A second header tank (22) arranged to extend in the vertical direction on the other end side of the core portion (23) and communicating with the other end portion of the tube (24);
A condensing part (36) for condensing the refrigerant is formed at the upper part of the core part (23), and a supercooling part (37) for supercooling the refrigerant at the lower part of the core part (23) is formed. And
The liquid receiver (31) is integrated with either one of the first header tank (21) and the second header tank (22), and
At least two separators (29a, 29b) on the upper side and the lower side are arranged in this one header tank (22),
With the two separators (29a, 29b), the one header tank (22) is partitioned into three spaces (22a, 22b, 22c) in the vertical direction,
The liquid receiver (31) has a height dimension across the upper and lower sides of the upper separator (29a),
The gas-liquid interface of the refrigerant in the liquid receiver (31) is positioned at an intermediate height between the upper separator (29a) and the upper end surface of the liquid receiver (31) when the refrigerant filling amount is normal. And
A communication passage (30) extending across the upper and lower sides of the upper separator (29a) is formed at a location where the one header tank (22) and the liquid receiver (31) face each other,
Of the communication passage (30), a lower communication hole (33) for communicating a lower portion of the upper separator (29a) with a lower portion of the receiver (31), and the communication passage (30) Among these, the upper receiving hole (34) for communicating the upper part of the upper separator (29a) with the upper part inside the receiver (31) is provided in the receiver (31),
Of the internal space of the one header tank (22), the refrigerant condensed in the condensing part (36) is placed in the intermediate part space (22b) between the upper separator (29a) and the lower separator (29b). The refrigerant having a higher temperature in the upstream portion than the intermediate space (22b) flows into the upper space (22a) of the upper separator (29a) in the inner space of the one header tank (22). Inflow,
In the communication path (30), the refrigerant condensed in the condensing part (36) flows through the intermediate part space (22b),
Further, the refrigerant in the communication path (30) is transferred from the upper and lower sides of the communication path (30) into the liquid receiver (31) through the lower communication hole (33) and the upper communication hole (34). It is supposed to flow in,
The refrigerant from the lower communication hole (33) flows into the liquid refrigerant below the refrigerant gas-liquid interface in the receiver (31),
The liquid refrigerant that accumulates in the liquid receiver (31) passes through the lower space (22c) of the lower separator (29b) in the internal space of the one header tank (22), and the supercooling part ( 37)
The upper part of the upper separator (29a) in the communication passage (30) is the upper space (22a) of the upper separator (29a) in the internal space of the one header tank (22) and the liquid receiver. A receiver-integrated refrigerant condenser comprising a low-temperature refrigerant passage interposed between the upper internal space of (31).
この凹部(222b)により前記連通路(30)を形成することを特徴とする請求項5に記載の受液器一体型冷媒凝縮器。A concave portion (222b) extending in the vertical direction is formed in one of the component (222) of the one header tank (22) or the component (311) of the receiver (31),
The receiver-integrated refrigerant condenser according to claim 5, wherein the recess (222b) forms the communication path (30).
この中空形状部(317)により前記連通路(30)を形成することを特徴とする請求項5に記載の受液器一体型冷媒凝縮器。By extruding the component (311) of the liquid receiver (31), a hollow shape portion (317) extending in the vertical direction is formed in the component (311) of the liquid receiver (31) itself,
The receiver-integrated refrigerant condenser according to claim 5, wherein the communication path (30) is formed by the hollow portion (317).
この押出し成形部品(318)に上下方向に延びる中空形状部(319)を形成し、
この中空形状部(319)により前記連通路(30)を形成することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の受液器一体型冷媒凝縮器。The one header tank (22) and the liquid receiver (31) are formed of an integral extruded part (318),
A hollow-shaped portion (319) extending in the vertical direction is formed in the extruded part (318),
The receiver-integrated refrigerant condenser according to any one of claims 1 to 4, wherein the communication path (30) is formed by the hollow portion (319).
この圧縮機(1)から吐出された過熱冷媒ガスを凝縮する凝縮器(2)と、
この凝縮器(2)で凝縮した冷媒の気液を分離して、液冷媒を溜める受液器(31)と、
この受液器(31)から流出した液冷媒を減圧膨張させる減圧手段(4)と、
この減圧手段(4)で減圧された気液2相冷媒を蒸発させる蒸発器(5)とを備え、
これらの機器を順次接続した閉回路からなる車両用冷凍装置において、
前記凝縮器(2)と前記受液器(31)とを、請求項1ないし9のいずれか1つに記載の受液器一体型冷媒凝縮器により構成したことを特徴とする車両用冷凍装置。A compressor (1) driven by a traveling engine to compress and discharge refrigerant;
A condenser (2) for condensing superheated refrigerant gas discharged from the compressor (1);
A liquid receiver (31) for separating the gas-liquid of the refrigerant condensed in the condenser (2) and storing the liquid refrigerant;
Decompression means (4) for decompressing and expanding the liquid refrigerant flowing out of the receiver (31);
An evaporator (5) for evaporating the gas-liquid two-phase refrigerant decompressed by the decompression means (4),
In the vehicular refrigeration system consisting of a closed circuit in which these devices are sequentially connected,
The said refrigerator (2) and the said liquid receiver (31) were comprised with the liquid receiver integrated refrigerant condenser as described in any one of Claim 1 thru | or 9, The refrigeration apparatus for vehicles characterized by the above-mentioned. .
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