JP6128188B2 - 蓄冷熱交換器 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1実施形態としての冷凍サイクル1の構成を示すブロック図である。冷凍サイクル1は、車両用の空調装置に用いられる。車両は、車両に搭載された動力源2を備える。動力源2は、走行用の内燃機関、または冷凍サイクル1のための電動機である。冷凍サイクル1は、圧縮機3、放熱器4、減圧器5、および蒸発器6を有する。これら構成部品は、配管によって環状に接続され、冷媒循環路を構成する。
図4に図示されるように、蓄冷材容器30は、板材31、32、33によって形成されている。蓄冷材容器30は、第1の側板部分31と第2の側板部分32とは、互いに平行に配置され、それらの間に蓄冷材50を収容するための部屋を区画している。第1の側板部分31と第2の側板部分32とは、折り曲げ部33において連続する一枚の板材によって提供されている。側板部分31、32は、一辺において折り曲げ部33によって閉じられ、残る三辺において接合部34によって閉じられた部屋を区画している。接合部34は、ろう付けによって接合されている。側板部分31、32は、プレス加工によって凹凸形状を与えられている。ここでは、蓄冷材容器30の内側から外側へ向かう方向を凸と表現する。よって、外側から内側へ向かう方向を凹と表現する。
図9は、上記実施形態を基礎的な構成とする第2実施形態を示す。上記実施形態では、円錐台状の凹部36、37を採用した。これに代えて、種々の形状をもつ凹部を採用することができる。この実施形態の蓄冷材容器30は、細長い長円形の凹部236を有する。凹部236は、蒸発器6の高さ方向Yおよび幅方向Zに対して傾斜して延びる長円形である。また、上記実施形態では、閉塞型の凹部37を併用した。これに代えて、この実施形態の蓄冷材容器30は、開放型の凹部236だけを有する。この実施形態でも、蓄冷速度が速い蓄冷熱交換器を提供することができる。
図10は、上記実施形態を基礎的な構成とする第3実施形態を示す。上記実施形態では、側板部分31、32だけで蓄冷材容器30を構成した。これに代えて、この実施形態では、インナーフィン60を追加的に採用している。インナーフィン60は、蓄冷材容器30の内部に配置されている。インナーフィン60は、蓄冷材50への熱伝導を促進する。インナーフィン60は、側板部分31、32の間に挟まれて固定されている。インナーフィン60は、側板部分31、32にろう付けされている。
図11は、上記実施形態を基礎的な構成とする第4実施形態を示す。上記実施形態では、収容部には蓄冷材容器30だけを配置した。これに代えて、この実施形態では、収容部には、アウターフィン425と蓄冷材容器30とを配置している。アウターフィン425は、通風方向ARに関して、蓄冷材容器30より上流側に配置されている。アウターフィン425は、冷媒管20に接合されている。アウターフィン425は、蓄冷材容器30に当たる空気を冷却する。蓄冷材容器30は、冷媒管21の全体と、冷媒管22の下流部分とに対応する大きさを有している。
図12は、上記実施形態を基礎的な構成とする第5実施形態を示す。上記実施形態では、凹部36、37の頂部分を接合した。これに代えて、この実施形態では、蓄冷材容器30は、頂部分が互いに接合されない凹部536、537を採用する。また、上記実施形態では、蓄冷材容器30の厚さTsは、フィン25の厚さTfと等しい。これに代えて、この実施形態では、蓄冷材容器30の厚さTsはフィン25の厚さTfより小さい。薄い蓄冷材容器30は、側板部分31、32からの蓄冷材50中の熱伝導距離を小さくする。なお、厚さTs、Tfは、蒸発器6の長さ方向Xに関する寸法を指す。
図13は、上記実施形態を基礎的な構成とする第6実施形態を示す。上記実施形態では、蓄冷材容器30内には蓄冷材50だけを注入した。これに代えて、この実施形態では、蓄冷材容器30の内部には、蓄冷材50と、蓄冷材50より高い熱伝導率をもつ多数の熱伝導促進部材670とを収容している。熱伝導促進部材670は、蓄冷材容器30の外殻を提供する側板部分31、32に固定的に接合されていない。熱伝導促進部材670は、蓄冷材50とともに流動可能な粒子状の部材である。熱伝導促進部材670は、蓄冷材50より高い熱伝導率をもつ金属によって提供することができる。熱伝導促進部材670は、微小な球状の形態をもつことができる。熱伝導促進部材670は、先行する他の実施形態にも適用することができる。
図14は、上記実施形態を基礎的な構成とする第7実施形態を示す。上記実施形態では、球状の熱伝導促進部材670を蓄冷材50に混ぜた。これに代えて、この実施形態では、棒状の熱伝導促進部材770が蓄冷材50に混ぜられている。熱伝導促進部材770は、蓄冷材容器30の外殻を提供する側板部分31、32に固定的に接合されていない。熱伝導促進部材770は、蓄冷材50とともに流動可能な微細な棒状の部材である。熱伝導促進部材770は、蓄冷材50より高い熱伝導率をもつ金属またはカーボンナノチューブによって提供することができる。熱伝導促進部材770は、先行する他の実施形態にも適用することができる。この実施形態でも、蓄冷材容器30の内部における蓄冷材50の熱伝導率が改善される。
図15は、上記実施形態を基礎的な構成とする第8実施形態を示す。上記実施形態では、微小な熱伝導促進部材670、770を蓄冷材50に混ぜた。これに代えて、この実施形態では、蓄冷材容器30は、側板部分31、32に固定的に接合されないインナーフィン870を備える。インナーフィン870は、アルミニウム等の金属製である。インナーフィン870は、側板部分31、32にろう付けされていない。インナーフィン870は、蓄冷材50の中を移動可能である。インナーフィン870と側板部分31、32との間には、移動を可能とするために十分に大きな隙間Gpが形成されている。インナーフィン870は、先行する他の実施形態にも適用することができる。この実施形態でも、蓄冷材容器30の内部における蓄冷材50の熱伝導率が改善される。
以上、開示された発明の好ましい実施形態について説明したが、開示された発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、種々変形して実施することが可能である。上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、開示された発明の技術的範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。開示された複数の発明は、実施形態において示された組み合わせに限定されることなく、それぞれ独立して実施可能である。開示された発明の技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。
6 蒸発器(蓄冷熱交換器)、20 冷媒管、25 フィン、
30 蓄冷材容器、31 側板部分、32 側板部分、
33 折り曲げ部、34 接合部、35 凸部、
36、236、336、536 開放型の凹部、
36a、36b 連通穴、36c 接合部、
37、337、537 閉塞型の凹部、
38 嵌合凸部(嵌合部)、
39 注入部、50 蓄冷材、55 空気室、60 インナーフィン、
425 アウターフィン、670、770、870 熱伝導促進部材。
Claims (8)
- 冷媒通路を有し、互いに間隔を設けて配置された複数の冷媒管(20)と、
蓄冷材(50)を収容する部屋を区画する蓄冷材容器であって、少なくともひとつの前記冷媒管に隣接して配置され、当該冷媒管と接合された蓄冷材容器(30)とを備え、
前記冷媒管および/または前記蓄冷材容器は空気と熱交換するための空気通路を区画しており、
さらに、前記空気の通風方向(AR)に関して前記蓄冷材容器(30)より上流側に配置され、前記冷媒管に接合され、前記蓄冷材容器に当たる空気を冷却するアウターフィン(425)を備え、
前記冷媒管は、前記空気の通風方向(AR)に沿って少なくとも二列(21、22)をなして配置されており、
前記蓄冷材容器(30)は、
前記冷媒管に沿って広がる広い凸部(35)と、
前記蓄冷材容器の外側に向けて前記凸部よりさらに突出し、前記冷媒管に沿って延びる凸条であって、二列をなす前記冷媒管の間に嵌り合うことにより前記冷媒管に対する前記蓄冷材容器の位置を位置決めする嵌合凸部(38)とを備えることを特徴とする蓄冷熱交換器。 - 冷媒通路を有し、互いに間隔を設けて配置された複数の冷媒管(20)と、
蓄冷材(50)を収容する部屋を区画する蓄冷材容器であって、少なくともひとつの前記冷媒管に隣接して配置され、当該冷媒管と接合された蓄冷材容器(30)とを備え、
前記冷媒管および/または前記蓄冷材容器は空気と熱交換するための空気通路を区画しており、
前記蓄冷材容器(30)の厚さ(Ts)は、前記空気通路の厚さ(Tf)より小さく、
前記冷媒管は、前記空気の通風方向(AR)に沿って少なくとも二列(21、22)をなして配置されており、
前記蓄冷材容器(30)は、
前記冷媒管に沿って広がる広い凸部(35)と、
前記蓄冷材容器の外側に向けて前記凸部よりさらに突出し、前記冷媒管に沿って延びる凸条であって、二列をなす前記冷媒管の間に嵌り合うことにより前記冷媒管に対する前記蓄冷材容器の位置を位置決めする嵌合凸部(38)とを備えることを特徴とする蓄冷熱交換器。 - 複数の前記冷媒管における隣り合う前記冷媒管それぞれに接合される前記蓄冷材容器は、隣り合う前記冷媒管と接合される部位における厚さが、前記空気通路の厚さより小さいことを特徴とする請求項2に記載の蓄冷熱交換器。
- 冷媒通路を有し、互いに間隔を設けて配置された複数の冷媒管(20)と、
蓄冷材(50)を収容する部屋を区画する蓄冷材容器であって、少なくともひとつの前記冷媒管に隣接して配置され、当該冷媒管と接合された蓄冷材容器(30)とを備え、
前記冷媒管および/または前記蓄冷材容器は空気と熱交換するための空気通路を区画しており、
前記蓄冷材容器(30)の内部には、前記蓄冷材より高い熱伝導率を有し、前記蓄冷材容器に固定的に接合されない熱伝導促進部材(670、770、870)が収容されており、
前記冷媒管は、前記空気の通風方向(AR)に沿って少なくとも二列(21、22)をなして配置されており、
前記蓄冷材容器(30)は、
前記冷媒管に沿って広がる広い凸部(35)と、
前記蓄冷材容器の外側に向けて前記凸部よりさらに突出し、前記冷媒管に沿って延びる凸条であって、二列をなす前記冷媒管の間に嵌り合うことにより前記冷媒管に対する前記蓄冷材容器の位置を位置決めする嵌合凸部(38)とを備えることを特徴とする蓄冷熱交換器。 - 前記蓄冷材(50)は、前記蓄冷材容器の内部に空気室(55)を残すように収容され、前記蓄冷材容器の内部における充填率が90%未満であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の蓄冷熱交換器。
- 前記蓄冷材容器(30)は、前記冷媒管と嵌り合うことにより前記冷媒管に対する前記蓄冷材容器の位置を位置決めする嵌合部(38)を備えることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載の蓄冷熱交換器。
- 前記蓄冷材容器(30)の厚さ(Ts)は、前記空気通路の厚さ(Tf)より小さいことを特徴とする請求項1または請求項4に記載の蓄冷熱交換器。
- 前記蓄冷材容器(30)の内部には、前記蓄冷材より高い熱伝導率を有し、前記蓄冷材容器に固定的に接合されない熱伝導促進部材(670、770、870)が収容されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の蓄冷熱交換器。
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