JP6126361B2 - 蓄冷機能付き空気冷却器 - Google Patents

Description

本発明は、冷熱を蓄えることができる蓄冷機能付き空気冷却器に関するものである。

従来から、例えば、車両用空調装置にはエンジンで駆動される圧縮機を備えた冷凍サイクルが使用されており、冷凍サイクルの蒸発器を空気冷却器としているのが一般的である。

近年、燃費向上及び環境負荷軽減の観点からエンジンを自動停止する、いわゆるアイドリングストップ機能を備えた車両が普及してきている。エンジンが停止すると冷凍サイクルの動作も停止するので、車室の冷房性能が確保できなくなり、ひいては、エンジンの再始動が頻繁に起こり、アイドリングストップ機能の効果が十分に得られなくなる。

そこで、例えば、特許文献１〜５に開示されているように空気冷却器に蓄冷機能を持たせることにより、アイドリングストップ中における冷風温度の上昇を抑制することが考えられている。

特許文献１の空気冷却器は、複数のチューブ及びフィンからなるコアと、チューブの端部に連通する一対のヘッダタンクとを備えたチューブアンドフィンタイプの熱交換器である。ヘッダタンクの内部は、外部空気の流れ方向に２つに仕切られており、外部空気の上流側の空間には冷媒が流通し、一方、下流側の空間には蓄冷材を封入している。チューブは、ヘッダタンク内部において冷媒が流通する部分に連通する冷媒流通チューブと、蓄冷材を封入する部分に連通する蓄冷材封入チューブとで構成されている。

特許文献２〜４の空気冷却器は、冷媒が流通するチューブアンドフィンタイプのエバポレータと、蓄冷材が封入された蓄冷器とを備えている。蓄冷器は、エバポレータとは別体に構成され、エバポレータに取り付けて使用される。

特許文献５の空気冷却器は、冷媒が流通するチューブアンドフィンタイプのエバポレータに蓄冷機能を付与する構造として、エバポレータのチューブとは別体のチューブに蓄冷材を封入し、この蓄冷材封入チューブをエバポレータのチューブにろう付けするようにしている。

特開２０１１−１３３１２６号公報 特開２０１０−７００７１号公報 特開２０１０−２４３０６５号公報 特開２０１０−１３９２０１号公報 特開２０１０−１６４２１１号公報

ところで、特許文献１では、ヘッダタンクの内部を、冷媒流通空間と、蓄冷材封入空間とに仕切るようにしている。言い換えると、冷媒を流通させるためのヘッダタンクに、蓄冷材封入用ヘッダタンクを一体化した構成であるので、蓄冷材封入用ヘッダタンクを設けた分、ヘッダタンクが大型化し、空調装置のケーシングに収容してヘッダタンクを保持する際の作業性が悪くなる。

また、ヘッダタンクには、冷媒を各チューブに適切に分流させるため分流構造が設けられることがあるが、特許文献１ではヘッダタンクに蓄冷材封入構造を設けなければならないので、分流構造が制約されて冷媒の分流性の悪化が懸念される。

そこで、例えば特許文献２〜４のように、エバポレータとは別体の蓄冷器をエバポレータに取り付けるようにすることが考えられる。こうすれば、エバポレータのヘッダタンクに蓄冷材封入構造を設けなくて済むので、ヘッダタンクの大型化を回避できるとともに、ヘッダタンクに冷媒の分流構造を設けるのも容易になる。

しかしながら、特許文献２〜４ではエバポレータのチューブと蓄冷器のチューブとが別体であるため、エバポレータのチューブと蓄冷器のチューブとの間の熱伝達効率が悪い。その結果、エバポレータの冷媒の冷熱が蓄冷器の蓄冷材に効率良く伝達されずに、冷房性能低下を招く恐れがある。また、蓄冷器をエバポレータに取り付けるための取付構造も必要になり、コスト高を招く。

一方、特許文献５のように、エバポレータのチューブに、別体の蓄冷材封入チューブをろう付けするようにすれば、エバポレータのチューブと蓄冷材封入チューブとの間の熱伝達効率は特許文献２〜４のものに比べれば高まると考えられるが、ろう付け工程が必要になるので、生産性が悪い。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、蓄冷機能を付与する場合に、ヘッダタンクの大型化を回避し、かつ、熱交換媒体の分流構造に影響を与えることなく、しかも、熱交換媒体と蓄冷材との間の熱伝達効率を高めながら、生産性を良好にしてコストを低減することにある。

上記目的を達成するために、本発明では、蓄冷材充填管部を熱交換媒体管部と一体成形し、ヘッダタンクとは別に閉塞するようにした。

第１の発明は、熱交換媒体が流通する熱交換媒体流路を構成する熱交換媒体管部と、蓄冷材が充填された蓄冷材充填管部と、該熱交換媒体管部及び該蓄冷材充填管部の間に位置し該熱交換媒体管部及び該蓄冷材充填管部を連結する連結板部とが外部空気の流れ方向に並ぶように配置されて一体成形された複数のチューブが所定方向に並設されたコアと、
上記チューブの上記熱交換媒体管部が連通するとともに、熱交換媒体を該熱交換媒体管部に分流させるヘッダタンクとを備え、
熱交換媒体が持つ冷熱によって外部空気を冷却しながら、熱交換媒体の冷熱を蓄冷材に蓄冷させるように構成された蓄冷機能付き空気冷却器において、
上記蓄冷材充填管部の長手方向両端部は、上記ヘッダタンクとは別体の閉塞手段によって閉塞されていることを特徴とするものである。

この構成によれば、蓄冷材充填管部をヘッダタンクとは別体の閉塞手段によって閉塞したので、ヘッダタンクの大型化を招くことがなくなるとともに、蓄冷材充填管部がヘッダタンクの冷媒分流構造に影響を与えることもない。

また、蓄冷材充填管部を熱交換媒体管部に一体成形したことで、熱交換媒体管部と蓄冷材充填管部との間の熱伝達効率が高まる。よって、熱交換媒体の冷熱が蓄冷材充填管部の蓄冷材に効率良く伝達される。

さらに、蓄冷材充填管部を熱交換媒体管部に一体成形したことで、蓄冷材充填管部をコア等に取り付けるための取り付け構造やろう付け工程が不要になり、生産性が良好になる。

第２の発明は、第１の発明において、
上記チューブの上記熱交換媒体管部の外面には、第１フィンが配設され、
上記チューブの上記蓄冷材充填管部の外面には、上記第１フィンとは別体の第２フィンが配設されていることを特徴とするものである。

この構成によれば、チューブの熱交換媒体管部側と蓄冷材充填管部側とでそれぞれの要求に合致した別々のフィンとすることが可能になる。

第３の発明は、第１または２の発明において、
上記チューブの熱交換媒体流路における上記チューブ並設方向の寸法は、上記蓄冷材充填管部における上記チューブ並設方向の寸法とは異なる寸法に設定されていることを特徴とするものである。

この構成によれば、蓄冷材充填管部の寸法を、熱交換媒体流路の寸法に影響されることなく、蓄冷材の充填量等に応じて任意に設定することが可能になる。

第４の発明は、第１から３のいずれか１つの発明において、
上記蓄冷材充填管部の長手方向の端部は、上記チューブの上記熱交換媒体管部の長手方向両端部よりも該熱交換媒体管部の長手方向中央部寄りに位置していることを特徴とするものである。

この構成によれば、空気冷却器を空調ケーシングに収容してヘッダタンクを空調ケーシングに保持する場合に、蓄冷材充填管部の端部が熱交換媒体管部の長手方向中央部寄りに位置しているので、空調ケーシングに干渉することはない。従って、蓄冷材充填管部が有るタイプと、無いタイプとで空調ケーシングを作り分ける必要がなく、空調ケーシングを共通化することが可能になる。

第５の発明は、第１から４のいずれか１つの発明において、
上記蓄冷材充填管部の長手方向一端部には、上記閉塞手段としてのキャップが設けられ、
上記蓄冷材充填管部の長手方向他端部には、複数の該蓄冷材充填管部を接続するように形成される上記閉塞手段としてのタンクが設けられ、
上記タンクには、蓄冷材の注入口が設けられていることを特徴とするものである。

この構成によれば、蓄冷材充填管部がキャップとタンクとで閉塞されることになる。このとき、タンクは複数の蓄冷材充填管部を接続するように形成されるので、蓄冷材充填管部の他端部の各々にキャップを設ける場合に比べて閉塞手段の構造がシンプルになる。

また、タンクによって複数の蓄冷材充填管部を連通させているので、蓄冷材を注入口から各蓄冷材充填管部に充填することが可能になり、蓄冷材の充填作業が容易に行えるようになる。

第６の発明は、第５の発明において、
隣り合う上記蓄冷材充填管部の上記キャップが連結されていることを特徴とするものである。

この構成によれば、隣り合う蓄冷材充填管部をキャップで閉塞することにより、蓄冷材充填管部のピッチを略一定に保つことが可能になり、組み立て作業が容易になる。

第７の発明は、第１から６のいずれか１つの発明において、
上記コアにおける上記チューブの並設方向外端部には、上記チューブの上記熱交換媒体管部側から上記蓄冷材充填管部側までの範囲に対応したエンドプレートが設けられていることを特徴とする。

この構成によれば、コアの熱交換媒体管部側と、蓄冷材充填管部側とを共通のエンドプレートで保護することが可能になるので、別々のエンドプレートを設ける場合に比べて生産性が高まる。

第１の発明によれば、蓄冷材充填管部をヘッダタンクとは別体の閉塞手段によって閉塞したので、ヘッダタンクの大型化を回避できるとともに、ヘッダタンクの熱交換媒体の分流構造に影響を与えないようにして熱交換媒体の分流性を良好にすることができる。しかも、蓄冷材充填管部をチューブに一体成形したので、熱交換媒体と蓄冷材との間の熱伝達効率を高めて空調性能を高めることができ、さらに、生産性を良好にしてコストを低減することができる。

第２の発明によれば、熱交換媒体管部に対応する部位に第１フィンを配設し、蓄冷材充填管部の外面に第１フィンとは別体の第２フィンを配設したので、熱交換媒体管部側と蓄冷材充填管部側とでそれぞれの要求に合致した別々のフィンとすることができ、空調性能を向上させることができる。

第３の発明によれば、チューブの熱交換媒体流路の寸法と、蓄冷材充填管部の寸法とを異なる寸法にすることで、蓄冷材充填管部の寸法を、蓄冷材の充填量等に応じて任意に設定することができ、空調性能を向上させることができる。

第４の発明によれば、蓄冷材充填管部の端部がチューブの長手方向中央部寄りに位置しているので、空調ケーシングを、蓄冷材充填管部の有るタイプと無いタイプとで共通化できる。これにより、本発明の空気冷却器を使用した空調装置の低コスト化を図ることができる。

第５の発明によれば、蓄冷材充填管部の一端部にキャップを設け、蓄冷材充填管部の他端部に蓄冷材充填管部に連通するタンクを設け、このタンクに蓄冷材の注入口を設けたので、蓄冷材充填管部の閉塞手段の構造をシンプルにしながら、蓄冷材の充填作業を容易に行うことができる。

第６の発明によれば、隣り合う蓄冷材充填管部のキャップを連結したので、蓄冷材充填管部のピッチを略一定に保つことができ、組み立て作業を容易に行うことができる。

第７の発明によれば、コアの熱交換媒体管部側と、蓄冷材充填管部側とを共通のエンドプレートで保護することができるので、生産性を高めることができる。

実施形態１に係る蓄冷機能付き空気冷却器を外部空気の流れ方向下流側から見た図である。 空気冷却器を収容したケーシングの内部構造を示す図である。 実施形態１に係る蓄冷機能付き空気冷却器を外部空気の流れ方向上流側から見た図である。 実施形態１に係る蓄冷機能付き空気冷却器の側面図である。 実施形態１に係る蓄冷機能付き空気冷却器の水平断面図である。 蓄冷機能の無い空気冷却器の側面図である。 蓄冷機能の無い空気冷却器の図５相当図である。 蓄冷機能の無い空気冷却器を収容したケーシングの内部構造を示す図である。 実施形態２に係る蓄冷機能付き空気冷却器の図１相当図である。 実施形態２に係る蓄冷機能付き空気冷却器の図５相当図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る蓄冷機能付き空気冷却器１を外部空気の流れ方向下流側から見た図である。空気冷却器１は、図示しないが車両用空調装置の冷凍サイクルの一要素であるエバポレータである。冷凍サイクルは、空気冷却器１の他、熱交換媒体としての冷媒を圧縮する圧縮機、凝縮器、膨張弁を備えており、これら機器は冷媒配管によって接続されて冷媒が循環するようになっている。圧縮機は、車両のエンジンによって駆動されるようになっている。この車両には、停車時で、かつ、エンジン自動停止の所定条件が成立した場合にエンジンのアイドリングを自動停止するように構成された、いわゆるアイドリングストップ装置が搭載されている。アイドリングストップ装置の構成については、従来周知のものなので説明を省略する。アイドリングストップ装置は、空調装置の作動中であっても、車両制御装置が、例えば乗員の要求する冷房性能や暖房性能を確保できると判断した場合には、アイドリングの自動停止を許可し、乗員の要求する冷房性能や暖房性能を確保できないと判断した場合には、アイドリングの自動停止を禁止するようになっている。

空気冷却器１には、詳細は後述するが一部に蓄冷材が充填されており、冷熱を一時的に蓄えた後、放出することができるようになっている。

図２に示すように、空調ケーシング５０の内部には、空気冷却器１の他に、空気加熱器としてのヒータコア５１、エアミックスダンパ５２、吹出方向切替ダンパ５３〜５５等が収容されている。また、空調ケーシング５０の側壁には、図示しない送風ユニットから送られてきた空調用空気を導入するための空気導入口５６が形成されている。空気導入口５６から導入された空調用空気は、空調ケーシング５０内を図２の左側（車両前側）から右側（車両後側）へ流れて空気冷却器１を通過した後、エアミックスダンパ５２の開閉によって設定された空気量がヒータコア５１を通過し、その他の空気はヒータコア５１をバイパスして流れてヒータコア５１を通過した空気と合流する。合流後の空気は、吹出方向切替ダンパ５３〜５５の開閉状態に応じて図示しないインストルメントパネルのデフロスタ吹出口、ベント吹出口、ヒート吹出口から選択的に吹き出すようになっている。

空調ケーシング５０には、空気冷却器１の下部を保持する下側保持部５８と、空気冷却器１の上部を保持する上側保持部５９とが設けられている。下側保持部５８は、空気冷却器１の下側ヘッダタンク１５の下側部分が嵌るように形成されている。上側保持部５９は、空気冷却器１の上側ヘッダタンク１４の上側部分が嵌るように形成されている。

図１に示すように、空気冷却器１は、コア１３と、上側ヘッダタンク１４と、下側ヘッダタンク１５とを備えている。図３〜図５に示すように、コア１３は、複数の風上側及び風下側チューブ９，１０と、冷媒伝熱用及び蓄冷材伝熱用フィン１１，１２とが交互に図１の左右方向に並設されてなるものであり、チューブ９，１０、冷媒伝熱用及び蓄冷材伝熱用フィン１１，１２の他に、これらチューブ９，１０及びフィン１１，１２の並設方向両外端部に配設されるエンドプレート１６も備えている。空気冷却器１を構成する各部材は、例えばアルミニウム合金等で構成することができ、周知のろう材によってろう付けして一体化することができる。図４や図５に示す白抜きの矢印は外部空気の流れ方向を示している。

風上側チューブ９は、例えば押出成形法によって得ることができるものであり、コア１３における外部空気の流れ方向上流側に配置されて上下方向に延びている。図５に示すように、風上側チューブ９の断面形状は、外部空気の流れ方向に長い扁平状であり、内部には冷媒が流通する上流側冷媒流路Ｒが形成されている。風上側チューブ９の上端部は、上側ヘッダタンク１４に差し込まれて該上側ヘッダタンク１４に連通状態となっている。風上側チューブ９の下端部は、下側ヘッダタンク１５に差し込まれて該下側ヘッダタンク１５に連通状態となっている。並設方向に隣り合う風上側チューブ９，９の間隔は、冷媒伝熱用フィン（第１フィン）１１のフィン高さと略一致しており、風上側チューブ９の両外側面にはそれぞれ冷媒伝熱用フィン１１がろう付けされている。

風下側チューブ１０は、風上側チューブ９よりも外部空気の流れ方向下流側に配置されて上下方向に延びている。風上側チューブ９と風下側チューブ１０とは、外部空気の流れ方向に沿って見たときにちょうど重複するように位置している。並設方向に隣り合う風下側チューブ１０，１０の間隔は、風上側チューブ９，９と同じに設定されている。

風下側チューブ１０は、上下方向に延びる冷媒流路Ｓを構成する冷媒管部１０ａと、蓄冷材が充填される蓄冷材充填管部（蓄冷材充填部）１０ｂと、冷媒管部１０ａ及び蓄冷材充填管部１０ｂを連結する連結板部１０ｃとを備えている。風下側チューブ１０は、例えば風上側チューブ９と同様に押出成形されたものであり、冷媒管部１０ａ、蓄冷材充填管部１０ｂ及び連結板部１０ｃは一体成形されている。

冷媒管部１０ａは、風上側チューブ９と同様に扁平形状である。冷媒管部１０ａにおけるチューブ９，１０の並設方向（図１の左右方向）の寸法、即ち厚みは、風上側チューブ９における同方向の寸法と略同じに設定されている。冷媒管部１０ａにおける外部空気の流れ方向の寸法、即ち幅も、風上側チューブ９の幅と略同じに設定されている。

風下側チューブ１０の冷媒管部１０ａの上端部は、上側ヘッダタンク１４に差し込まれて該上側ヘッダタンク１４に連通状態となっている。風下側チューブ１０の冷媒管部１０ａの下端部は、下側ヘッダタンク１５に差し込まれて該下側ヘッダタンク１５に連通状態となっている。風下側チューブ１０の冷媒管部１０ａの両外側面には、それぞれ、風上側チューブ９にろう付けされたものと同じ冷媒伝熱用フィン１１がろう付けされている。この冷媒伝熱用フィン１１は、上下方向に連続する波型に成形された、いわゆるコルゲートフィンであって風上側チューブ９の風上側端部から風下側チューブ１０の冷媒管部１０ａの風下側端部まで延びている。冷媒伝熱用フィン１１は、風下側チューブ１０の外面における冷媒流路Ｓに対応する部位に配設されるフィンである。

連結板部１０ｃは、冷媒管部１０ａにおける風下側の端部から風下側へ突出して上下方向に延びている。従って、連結板部１０ｃは、冷媒伝熱用フィン１１よりも風下側に位置している。連結板部１０ｃの下端部は、下側ヘッダタンク１５の上面から上方に離れており、また、上端部は、上側ヘッダタンク１４の下面から下方に離れている。

蓄冷材充填管部１０ｂは、連結板部１０ｃの風下側の端部から風下側へ突出して上下方向に延びており、外部空気の流れ方向に細長い断面形状を有している。蓄冷材充填管部１０ｂの下端部は、下側ヘッダタンク１５の上面から上方に離れており、下側ヘッダタンク１５を下側保持部５８で保持した際に、蓄冷材充填管部１０ｂが下側保持部５８に接触しないようになっている。また、蓄冷材充填管部１０ｂの上端部は、上側ヘッダタンク１４の下面から下方に離れており、上側ヘッダタンク１４を空調ケーシング５０の上側保持部５９で保持した際に、蓄冷材充填管部１０ｂが上側保持部５９に接触しないようになっている。つまり、蓄冷材充填管部１０ｂの上端部及び下端部は、風下側チューブ１０の長手方向中央部寄りに位置している。

図１や図４に示すように、蓄冷材充填管部１０ｂの下端部には、下端部を閉塞するための閉塞手段としてのキャップ１０ｄがそれぞれ設けられている。キャップ１０ｄは、蓄冷材充填管部１０ｂの下端部にろう付けされている。このキャップ１０ｄも、下側ヘッダタンク１５の上面から上方に離れており、下側ヘッダタンク１５を下側保持部５８で保持した際に、蓄冷材充填管部１０ｂが下側保持部５８に接触しないようになっている。

一方、蓄冷材充填管部１０ｂの上端部には、上端部を閉塞するための閉塞手段としてのタンク１０ｅが設けられている。タンク１０ｅは、風下側チューブ１０の並設方向に延びており、全ての蓄冷材充填管部１０ｂの上端部が差し込まれた状態で連通している。図１に示すように、タンク１０ｅの長手方向一端部には、蓄冷材を注入するための注入口１０ｆが設けられている。この注入口１０ｆは、タンクキャップ１０ｇにより閉塞される。

タンク１０ｅは、上側ヘッダタンク１４の下面から下方に離れており、上側ヘッダタンク１４を空調ケーシング５０の上側保持部５９で保持した際に、蓄冷材充填管部１０ｂが上側保持部５９に接触しないようになっている。

図５に示すように、風下側チューブ１０の蓄冷材充填管部１０ｂの間には、蓄冷材伝熱用フィン１２が配設されている。蓄冷材伝熱用フィン１２は、冷媒伝熱用フィン１１と同様なコルゲートフィンである。風下側チューブ１０の蓄冷材充填管部１０ｂの両外側面には、それぞれ、蓄冷材伝熱用フィン１２がろう付けされている。蓄冷材伝熱用フィン１２は、風下側チューブ１０の蓄冷材充填管部１０ｂの外面に配設される第２チューブである。

蓄冷材伝熱用フィン１２は、上記冷媒伝熱用フィン１１とは別体とされているので、蓄冷材伝熱用フィン１２と蓄冷材伝熱用フィン１２とでフィン構造を変えることができる。また、蓄冷材伝熱用フィン１２と蓄冷材伝熱用フィン１２とは、外部空気の流れ方向に離れている。

エンドプレート１６は、コア１３の側面における風上側チューブ９側から風下側チューブ１０の蓄冷材充填管部１０ｂ側までの範囲に対応したプレートである。すなわち、エンドプレート１６は、風上側チューブ９側から風下側チューブ１０の冷媒管部１０ａ側の範囲を覆う本体部１６ａと、本体部１６ａから風下側へ延出する延出板部１６ｂとを有している。この延出板部１６ｂが、コア１３の側面における蓄冷材充填管部１０ｂ側を覆うようになっている。このようにエンドプレート１６に蓄冷材充填管部１０ｂ側を覆う延出板部１６ｂを一体成形したことで、部品点数が削減されて生産性が向上する。

図４に示すように、上側ヘッダタンク１４の左端壁部には、冷媒供給口１４ａと冷媒排出口１４ｂとが外部空気の流れ方向に並ぶように形成されている。冷媒供給口１４ａには、膨張弁から吐出された気液二相状態の冷媒が冷媒配管を介して流入するようになっている。冷媒排出口１４ｂからは、空気冷却器１の内部を循環した冷媒が排出されるようになっている。

図示しないが、上側ヘッダタンク１４及び下側ヘッダタンク１５の内部には、冷媒が流れる複数のパスを構成するように風上側チューブ９及び風下側チューブ１０を分ける仕切壁が設けられている。この実施形態では、冷媒供給口１４ａから上側ヘッダタンク１４に供給された冷媒が、上側ヘッダタンク１４から風下側チューブ１０の冷媒管部１０ａに分流して流れた後、下側ヘッダタンク１５で集合する。その後、風上側チューブ９に分流して流れた後、上側ヘッダタンク１４で集合して冷媒排出口１４ｂから排出される。

空気冷却器１の冷媒を各チューブ９、１０に狙い通りに分流させる分流性については、上側ヘッダタンク１４及び下側ヘッダタンク１５の壁部の形状や、仕切壁の形状及び位置によってコントロールすることが可能である。この実施形態では、上側ヘッダタンク１４及び下側ヘッダタンク１５に蓄冷材の封入構造を設けていないので、上側ヘッダタンク１４及び下側ヘッダタンク１５は冷媒の分流性を重視した構造にすることが可能である。また、上側ヘッダタンク１４及び下側ヘッダタンク１５に蓄冷材を充填しないので、上側ヘッダタンク１４及び下側ヘッダタンク１５の大型化を回避できる。

尚、冷媒のフローパターンは、上記したパターンに限られるものではなく、要求される性能等に応じて任意に設定することができる。

次に、上記のように構成された空気冷却器１に蓄冷材を充填する要領について説明する。まず、風上側チューブ９、風下側チューブ１０と、冷媒伝熱用及び蓄冷材伝熱用フィン１１，１２とを交互に並べてコア１３を構成し、さらに、このコア１３に、上側ヘッダタンク１４及び下側ヘッダタンク１５を組み付ける。コア１３の外端部には、エンドプレート１６を配置しておく。また、風下側チューブ１０の蓄冷材充填管部１０ｂの下端部にはキャップ１０ｄを組み付け、上端部にはタンク１０ｅを組み付ける。タンク１０ｅの注入口１０ｆは開放状態にしておく。

上記のようにして各部材を組み付けた後、ろう付け用の炉内に搬送して各部をろう付けする。

その後、蓄冷材をタンク１０ｅの注入口１０ｆからタンク１０ｅ内に注入する。注入された蓄冷材は、タンク１０ｅ内から各蓄冷材充填管部１０ｂにその上端部から流入する。これにより、１つの注入口１０ｆから蓄冷材を注入するだけで複数の蓄冷材充填管部１０ｂに充填することができるので、作業性が良好になる。蓄冷材の注入後、タンク１０ｅの注入口１０ｆをタンクキャップ１０ｇで閉塞する。

上記空気冷却器１を空調ケーシング５０の内部に収容する際には、下側ヘッダタンク１５を下側保持部５８に保持させ、上側ヘッダタンク１４を上側保持部５９に保持させる。このとき、蓄冷材充填管部１０ｂが下側保持部５８及び上側保持部５９に接触しないので、下側保持部５８及び上側保持部５９の形状は、蓄冷材充填管部１０ｂの無い空気冷却器１００（図６及び図７に示す）を保持する場合（図８に示す）と同じ形状で済む。すなわち、蓄冷機能の無い空気冷却器１００と同じ空調ケーシング５０を、蓄冷機能付き空気冷却器１でも使用することができるので、空調装置の低コスト化を図ることができる。

次に、空気冷却器１の作用について説明する。冷媒が冷媒供給口１４ａから上側ヘッダタンク１４に供給されると、風下側チューブ１０の冷媒管部１０ａを流通した後、風上側チューブ９を流通する。風下側チューブ１０の冷媒管部１０ａ及び風上側チューブ９を流通する冷媒は、主に冷媒伝熱用フィン１１を介して外部空気と熱交換し、外部空気を冷却する。さらに、風下側チューブ１０の冷媒管部１０ａを流通する冷媒の冷熱は、外部空気及び連結板部１０ｃを介して蓄冷材充填管部１０ｂの蓄冷材に伝わって蓄冷される。このとき、風下側チューブ１０の冷媒管部１０ａと蓄冷材充填管部１０ｂとは連結板部１０ｃを介して一体成形されているので、冷媒管部１０ａの冷媒の冷熱が蓄冷材に伝わりやすくなり、効率よく蓄冷することができる。

エンジンのアイドリングが自動停止した場合には、圧縮器が停止して空気冷却器１に冷媒が流入しなくなる。この状態では、蓄冷材充填管部１０ｂの蓄冷材が蓄冷しているので、蓄冷材が蓄冷材伝熱用フィン１２を介して外部空気と熱交換し、これにより外部空気が冷却される。

以上説明したように、この実施形態１に係る蓄冷機能付き空気冷却器１によれば、蓄冷材充填管部１０ｂをヘッダタンク１４，１５とは別体のキャップ１０ｄ及びタンク１０ｅによって閉塞したので、ヘッダタンク１４，１５の大型化を招くことがなくなるとともに、蓄冷材充填管部１０ｂがヘッダタンク１４，１５の冷媒分流構造に影響を与えることもない。

また、蓄冷材充填管部１０ｂを風下側チューブ１０に一体成形したことで、冷媒と蓄冷材との間の熱伝達効率が高まる。よって、冷媒の冷熱が蓄冷材に効率良く伝達される。

さらに、蓄冷材充填管部１０ｂを風下側チューブ１０に一体成形したことで、蓄冷材充填管部１０ｂをコア１３に取り付けるための取り付け構造やろう付け工程が不要になり、生産性が良好になる。

したがって、空調性能を高めることができるとともに、生産性を良好にしてコストを低減することができる。

また、風下側チューブ１０の冷媒流路Ｒ側と蓄冷材充填管部１０ｂ側とで別々のフィン１１，１２を設けるようにしたので、冷媒流路Ｒ側と蓄冷材充填管部１０ｂ側との各々の要求に合致したフィン１１，１２とすることができ、空調性能を向上させることができる。

また、蓄冷材充填管部１０ｂの端部が風下側チューブ１０の長手方向中央部寄りに位置しているので、空調ケーシング５０を、蓄冷機能の有るタイプと無いタイプとで共通化できる。これにより、本実施形態の空気冷却器１を使用した空調装置の低コスト化を図ることができる。

また、蓄冷材充填管部１０ｂの一端部にキャップ１０ｄを設け、蓄冷材充填管部１０ｂの他端部に蓄冷材充填管部１０ｂに連通するタンク１０ｅを設け、このタンク１０ｅに蓄冷材の注入口１０ｆを設けたので、蓄冷材充填管部１０ｂの閉塞手段の構造をシンプルにしながら、蓄冷材の充填作業を容易に行うことができる。

（実施形態２）
図９は、本発明の実施形態２に係る蓄冷機能付き空気冷却器１を外部空気の流れ方向下流側から見た図である。

実施形態２の空気冷却器１は、蓄冷材充填管部１０ｂのキャップ１０ｄを連結した点で実施形態１のものと異なっている。すなわち、キャップ１０ｄは、蓄冷材充填管部１０ｂの下端部に設けられているので、風下側チューブ１０の並設方向に並んでいる。隣り合うキャップ１０ｄ，１０ｄは、それらの間に配設される連結部１０ｈによって連結されている。これにより、全てのキャップ１０ｄが一体化するので、各キャップ１０ｄに蓄冷材充填管部１０ｂを保持して蓄冷材充填管部１０ｂの間隔（ピッチ）を所定間隔に維持することができる。

実施形態２によれば、実施形態１と同様に空調性能を高めることができるとともに、生産性を良好にしてコストを低減することができる。さらに、隣り合う蓄冷材充填管部１０ｂのキャップ１０ｄを連結したので、蓄冷材充填管部１０ｂのピッチを略一定に保つことができ、組み立て作業を容易に行うことができる。

また、実施形態２の空気冷却器１は、図１０に示すように、蓄冷材充填管部１０ｂの断面形状及び蓄冷材伝熱用フィン１２の形状が実施形態１のものと異なっている。蓄冷材充填管部１０ｂの断面形状は、略円形とされている。風下側チューブ１０の冷媒流路Ｒにおけるチューブ並設方向の寸法は、蓄冷材充填管部１０ｂにおけるチューブ並設方向の寸法とは異なり、具体的には、蓄冷材充填管部１０ｂにおけるチューブ並設方向の寸法Ｘ１が、冷媒流路Ｒにおけるチューブ並設方向の寸法よりも長く設定されている。つまり、蓄冷材充填管部１０ｂの寸法Ｘ１を、冷媒流路Ｒの同方向の寸法に影響されることなく、蓄冷材の充填量等に応じて任意に設定することが可能である。

実施形態１に比べて寸法Ｘ１が長くなった分、蓄冷材伝熱用フィン１２のフィン高さが低くなっている。

尚、蓄冷材充填管部１０ｂの断面形状は、例えば楕円形等であってもよい。また、蓄冷材充填管部１０ｂにおけるチューブ並設方向の寸法Ｘ１を、冷媒流路Ｒにおけるチューブ並設方向の寸法よりも短く設定してもよい。

また、本発明は、外部空気の流れ方向にチューブが１列だけ並ぶ空気冷却器や、３列以上並ぶ空気冷却器に適用することもできる。

また、蓄冷材充填部の形状や長さは、本発明の目的を逸脱しない範囲で任意に設定することができる。

上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

以上説明したように、本発明に係る蓄冷機能付き空気冷却器は、例えば、車両用空調装置に使用できる。

１ 蓄冷機能付き空気冷却器
９ 風上側チューブ
１０ 風下側チューブ
１０ｂ 蓄冷材充填管部（蓄冷材充填部）
１０ｄ キャップ（閉塞手段）
１０ｅ タンク（閉塞手段）
１０ｆ 注入口
１１ 冷媒伝熱用フィン（第１フィン）
１２ 蓄冷材伝熱用フィン（第２フィン）
１３ コア
１４ 上側ヘッダタンク
１５ 下側ヘッダタンク
１６ エンドプレート

Claims (7)

1. 熱交換媒体が流通する熱交換媒体流路を構成する熱交換媒体管部と、蓄冷材が充填された蓄冷材充填管部と、該熱交換媒体管部及び該蓄冷材充填管部の間に位置し該熱交換媒体管部及び該蓄冷材充填管部を連結する連結板部とが外部空気の流れ方向に並ぶように配置されて一体成形された複数のチューブが所定方向に並設されたコアと、
   上記チューブの上記熱交換媒体管部が連通するとともに、熱交換媒体を該熱交換媒体管部に分流させるヘッダタンクとを備え、
   熱交換媒体が持つ冷熱によって外部空気を冷却しながら、熱交換媒体の冷熱を蓄冷材に蓄冷させるように構成された蓄冷機能付き空気冷却器において、
   上記蓄冷材充填管部の長手方向両端部は、上記ヘッダタンクとは別体の閉塞手段によって閉塞されていることを特徴とする蓄冷機能付き空気冷却器。
2. 請求項１に記載の蓄冷機能付き空気冷却器において、
   上記チューブの上記熱交換媒体管部の外面には、第１フィンが配設され、
   上記チューブの上記蓄冷材充填管部の外面には、上記第１フィンとは別体の第２フィンが配設されていることを特徴とする蓄冷機能付き空気冷却器。
3. 請求項１または２に記載の蓄冷機能付き空気冷却器において、
   上記チューブの熱交換媒体流路における上記チューブ並設方向の寸法は、上記蓄冷材充填管部における上記チューブ並設方向の寸法とは異なる寸法に設定されていることを特徴とする蓄冷機能付き空気冷却器。
4. 請求項１から３のいずれか１つに記載の蓄冷機能付き空気冷却器において、
   上記蓄冷材充填管部の長手方向の端部は、上記チューブの上記熱交換媒体管部の長手方向両端部よりも該熱交換媒体管部の長手方向中央部寄りに位置していることを特徴とする蓄冷機能付き空気冷却器。
5. 請求項１から４のいずれか１つに記載の蓄冷機能付き空気冷却器において、
   上記蓄冷材充填管部の長手方向一端部には、上記閉塞手段としてのキャップが設けられ、
   上記蓄冷材充填管部の長手方向他端部には、複数の該蓄冷材充填管部を接続するように形成される上記閉塞手段としてのタンクが設けられ、
   上記タンクには、蓄冷材の注入口が設けられていることを特徴とする蓄冷機能付き空気冷却器。
6. 請求項５に記載の蓄冷機能付き空気冷却器において、
   隣り合う上記蓄冷材充填管部の上記キャップが連結されていることを特徴とする蓄冷機能付き空気冷却器。
7. 請求項１から６のいずれか１つに記載の蓄冷機能付き空気冷却器において、
   上記コアにおける上記チューブの並設方向外端部には、上記チューブの上記熱交換媒体管部側から上記蓄冷材充填管部側までの範囲に対応したエンドプレートが設けられていることを特徴とする蓄冷機能付き空気冷却器。

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