JP6406026B2 - Condenser - Google Patents
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Description
本発明は、内部を流れる冷媒と外気との熱交換を行うことにより当該冷媒を凝縮させる凝縮器に関する。 The present invention relates to a condenser that condenses the refrigerant by exchanging heat between the refrigerant flowing inside and the outside air.
冷凍サイクルの一部として用いられる凝縮器は、コンプレッサから送り込まれた冷媒を外気との熱交換によって冷却し、凝縮させ液相冷媒とした後に蒸発器側へと送り出すための熱交換器である。 The condenser used as a part of the refrigeration cycle is a heat exchanger for cooling the refrigerant sent from the compressor by heat exchange with the outside air, condensing it into a liquid phase refrigerant, and sending it to the evaporator side.
凝縮器には、蒸発器側へと流出する冷媒の気液を分離するとともに貯留するモジュレータタンクが備えられる。モジュレータタンクは、凝縮器のヘッダタンクの側部に、その長手方向がヘッダタンクの長手方向(重力方向)に一致するように設けられている。冷媒は、凝縮器に入った後、凝縮器のチューブを通って外気と熱交換して冷却されて、凝縮器のヘッダタンクからモジュレータタンクへと供給される。モジュレータタンクに供給された冷媒は気液混合の状態となっていることがあるが、モジュレータタンクにおいて気液分離される。液相冷媒は、例えば、凝縮器のサブクール部を通って外気との熱交換により更に冷却され、安定した液相の状態となって蒸発器側へと送り出される。 The condenser is provided with a modulator tank that separates and stores the gas-liquid refrigerant flowing out to the evaporator side. The modulator tank is provided on the side of the header tank of the condenser so that its longitudinal direction coincides with the longitudinal direction (gravity direction) of the header tank. After entering the condenser, the refrigerant is cooled by exchanging heat with the outside air through the condenser tube and supplied from the header tank of the condenser to the modulator tank. Although the refrigerant supplied to the modulator tank may be in a gas-liquid mixed state, it is gas-liquid separated in the modulator tank. For example, the liquid refrigerant is further cooled by heat exchange with the outside air through the subcool portion of the condenser, and is sent to the evaporator side in a stable liquid phase state.
近年、車両用空調装置には、車両内における設置スペースの制約により更なる小型化が求められている。しかしながら、モジュレータタンクは一定の容積が必要なものである為、凝縮器の全体を十分に小型化することは困難であった。また、モジュレータタンク以外の構成部品のみを小型化しても、モジュレータタンクは前記の理由で小さくする事ができず、相対的にモジュレータタンクの周囲にデッドスペースが増加してしまうこととなるため、車両内のスペースを有効に活用することができなかった。 In recent years, further downsizing of the air conditioner for vehicles has been required due to the restriction of the installation space in the vehicle. However, since the modulator tank requires a certain volume, it has been difficult to sufficiently downsize the entire condenser. Further, even if only the components other than the modulator tank are downsized, the modulator tank cannot be reduced for the above-described reason, and the dead space around the modulator tank is relatively increased. The space inside could not be used effectively.
その対策として、本出願人は、モジュレータタンクを単一のタンクとするのではなく、複数のタンクに分かれた構成とした凝縮器を提案している(下記特許文献1)。このような構成であれば、それぞれのモジュレータタンクを小型化しながらも、モジュレータタンク全体の容積が十分に確保される。このため、冷凍サイクルの性能を低下させることなく、モジュレータタンクを含む凝縮器全体を小型化することが可能となる。
As a countermeasure, the present applicant has proposed a condenser having a configuration in which the modulator tank is divided into a plurality of tanks instead of a single tank (
内燃機関から発せられる熱が車両内部を流れる空気に伝わり、熱風となって車両内部を流れる。車両内部での熱風による高温領域は、車両のグリル開口の形状や、車両内に配置されている各種構成機器の配置などにより様々である。様々な位置で発生する高温熱風は、特にアイドリングストップなど車両停車時に顕著に影響を与える。 The heat generated from the internal combustion engine is transferred to the air flowing inside the vehicle, and flows as hot air inside the vehicle. The high temperature region by hot air inside the vehicle varies depending on the shape of the grill opening of the vehicle, the arrangement of various components arranged in the vehicle, and the like. Hot hot air generated at various locations has a significant effect when the vehicle is stopped, particularly when idling stops.
熱風が凝縮器の近傍に到達し、モジュレータタンクに直接当たってしまうと、液相の状態で蓄えられていた冷媒が熱風により加熱され、一部の冷媒が気化してしまう。その結果、モジュレータタンク内の圧力が上昇し、例えばA/C再起動時に冷媒を圧縮機(コンプレッサ)から供給し、凝縮器で熱交換されて凝縮された液冷媒がモジュレータタンクに入ることができず、凝縮器内で停滞し、同じ性能を導出するためにシステムが圧縮機の回転数を上げるため、入口が高圧化する。 When the hot air reaches the vicinity of the condenser and directly hits the modulator tank, the refrigerant stored in the liquid phase is heated by the hot air, and a part of the refrigerant is vaporized. As a result, the pressure in the modulator tank rises. For example, when A / C is restarted, the refrigerant is supplied from the compressor (compressor), and the liquid refrigerant condensed by heat exchange in the condenser can enter the modulator tank. Instead, it stagnates in the condenser and the system increases the compressor speed to derive the same performance, resulting in a high pressure inlet.
上記特許文献1に記載された凝縮器は、複数のチューブが並んでいる領域(以下、当該領域のことを「コア部」とも称する)の左右両側に、一対のモジュレータタンクが配置された構成となっている。このため、当該部分に熱風が到達するような車両内に凝縮器が設置された場合には、モジュレータタンクが加熱されてしまうことを防止することができない。尚、コア部から十分離れた位置にそれぞれのモジュレータタンクを配置することも考えられるが、その場合には凝縮器全体が大型化してしまうこととなってしまうので望ましくない。
The condenser described in
このように、上記特許文献1に記載された凝縮器は、モジュレータタンクの形状や配置を最適化するにあたり、更なる改良の余地があるものであった。
Thus, the condenser described in
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、モジュレータタンクの配置を最適化することにより、モジュレータタンクが加熱されてしまうことを防止しながらも、全体が大型化してしまうことのない凝縮器を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and the object thereof is to optimize the arrangement of the modulator tank, thereby preventing the modulator tank from being heated and increasing the overall size. It is to provide a condenser that does not endure.
上記課題を解決するために、本発明に係る凝縮器は、冷媒と外気との熱交換を行うことにより冷媒を凝縮させる凝縮器であって、上下に積層配置されており、冷媒が流れる流路(310)が内部に形成された複数のチューブ(300)と、チューブが積層されている方向に沿って延びており、それぞれのチューブの一端が接続された第1ヘッダタンク(110)と、チューブが積層されている方向に沿って延びており、それぞれのチューブの他端が接続された第2ヘッダタンク(120)と、第1ヘッダタンクからの冷媒が流入可能となるように、第1ヘッダタンクの内部に連通するモジュレータタンク(200)と、で構成されている。 In order to solve the above problems, the condenser according to the present invention is a condenser that condenses the refrigerant by exchanging heat between the refrigerant and the outside air, and is disposed in a stacked manner on the upper and lower sides, and the flow path through which the refrigerant flows. (310) a plurality of tubes (300) formed therein, a first header tank (110) extending in the direction in which the tubes are stacked, and having one end of each tube connected thereto, and tubes The second header tank (120) to which the other end of each tube is connected, and the first header so that the refrigerant from the first header tank can flow in. And a modulator tank (200) communicating with the inside of the tank.
また、モジュレータタンクは、チューブが積層されている方向に沿って延びており、第1ヘッダタンクに沿うように配置された第1モジュレータタンク(210)と、チューブの長手方向に沿って延びており、チューブにより上下から挟み込まれる位置に配置され、第1モジュレータタンクの内部に連通する第2モジュレータタンク(220)と、を有している。第2モジュレータタンクの内部空間は、第1ヘッダタンクの内部空間(112,113)を介して第1モジュレータタンクの内部空間と連通しており、第1ヘッダタンクの内部空間を上下に分ける第1セパレータ(101)と、第1ヘッダタンクの内部空間のうち、第1セパレータよりも下方側の空間を更に上下に分ける第2セパレータ(102)と、を有しており、第2モジュレータタンクの内部空間は、第1ヘッダタンクの内部空間のうち第1セパレータと第2セパレータとの間の空間を介して、第1モジュレータタンクの内部空間と連通しており、第1ヘッダタンクの内部空間のうち第1セパレータよりも上方側の空間(111)と、第1ヘッダタンクの内部空間のうち第2セパレータよりも下方側の空間(115)と、を連通させる接続配管(PI)が設けられている。 Further, the modulator tank extends along the direction in which the tubes are stacked, and extends along the first modulator tank (210) disposed along the first header tank and the longitudinal direction of the tubes. The second modulator tank (220) is disposed at a position sandwiched from above and below by the tube and communicates with the inside of the first modulator tank . The internal space of the second modulator tank communicates with the internal space of the first modulator tank via the internal space (112, 113) of the first header tank, and the first space that divides the internal space of the first header tank vertically. A separator (101), and a second separator (102) that further divides a space below the first separator among the internal spaces of the first header tank into upper and lower sides, and the interior of the second modulator tank The space communicates with the internal space of the first modulator tank via the space between the first separator and the second separator in the internal space of the first header tank, and among the internal space of the first header tank, The space (111) above the first separator communicates with the space (115) below the second separator in the internal space of the first header tank. Connection pipe (PI) is provided.
つまり、モジュレータタンクが第1モジュレータタンクと第2モジュレータタンクの二つに分かれており、それぞれの内部空間とが互いに連通した構成となっている。これにより、第1モジュレータタンクと第2モジュレータタンクのそれぞれを小型化しながらも、モジュレータタンク全体の容積を確保することが可能となる。 That is, the modulator tank is divided into two parts, a first modulator tank and a second modulator tank, and the respective internal spaces communicate with each other. Thereby, it is possible to secure the volume of the entire modulator tank while reducing the size of each of the first modulator tank and the second modulator tank.
第1モジュレータタンクは、チューブが積層されている方向に沿って延びている。これにより、モジュレータタンクの気液分離性が十分に確保される。 The first modulator tank extends along the direction in which the tubes are stacked. Thereby, the gas-liquid separability of a modulator tank is fully ensured.
第2モジュレータタンクは、チューブの長手方向に沿って延びており、チューブにより上下から挟み込まれる位置に配置される。「チューブにより上下から挟み込まれる位置」とは、最も上方に配置されたチューブよりも低い位置であり、且つ最も下方に配置されたチューブよりも高い位置である。つまり、互いに隣り合う一対のチューブにより上下から挟み込まれるような位置である。 The second modulator tank extends along the longitudinal direction of the tube and is disposed at a position sandwiched from above and below by the tube. The “position sandwiched from above and below by the tube” is a position lower than the tube disposed at the uppermost position and a position higher than the tube disposed at the lowermost position. That is, it is a position that is sandwiched from above and below by a pair of adjacent tubes.
車両の内部空間のうち凝縮器が設置される箇所及びその近傍においては、一般に、コア部の上方部分又は下方部分に熱風が到達しやすくなっていることが多い。本発明では、このような位置を避けて第2モジュレータタンクが配置されるため、第2モジュレータタンクが加熱されることを防止することができる。 Generally, hot air tends to easily reach the upper part or the lower part of the core part at and near the place where the condenser is installed in the interior space of the vehicle. In the present invention, since the second modulator tank is arranged avoiding such a position, it is possible to prevent the second modulator tank from being heated.
尚、コア部のうち上下方向における中央部に、熱風が最も到達しやすくなっているような場合も考えられる。このような車両に凝縮器が設置される場合には、コア部のうち中央部よりも上方又は下方となる位置のいずれかに、第2モジュレータタンクを配置すればよい。例えば、最も上方に配置されたチューブと、その一つ下方に配置されたチューブとの間となる位置に、第2モジュレータタンクを配置すればよい。 A case where hot air is most likely to reach the central part in the vertical direction of the core part is also conceivable. In the case where the condenser is installed in such a vehicle, the second modulator tank may be arranged at any position above or below the central portion of the core portion. For example, what is necessary is just to arrange | position a 2nd modulator tank in the position which becomes between the tube arrange | positioned uppermost and the tube arrange | positioned one below.
このように、コア部のうち上端及び下端を除いた範囲における最適な位置に第2モジュレータタンクを配置することで、熱風により第2モジュレータタンクが加熱されてしまうことを防止することが可能となる。また、第2モジュレータタンクはコア部から離れた位置に配置されるのではなく、チューブの間となる位置に配置されるため、凝縮器全体が大型化してしまうことがない。 Thus, by arranging the second modulator tank at an optimal position in the range excluding the upper end and the lower end of the core portion, it is possible to prevent the second modulator tank from being heated by hot air. . Moreover, since the second modulator tank is not disposed at a position away from the core portion but is disposed at a position between the tubes, the entire condenser is not increased in size.
本発明によれば、モジュレータタンクの配置を最適化することにより、モジュレータタンクが加熱されてしまうことを防止しながらも、全体が大型化してしまうことのない凝縮器を提供することができる。 According to the present invention, by optimizing the arrangement of the modulator tank, it is possible to provide a condenser that prevents the modulator tank from being heated while preventing the modulator tank from being heated.
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate the understanding of the description, the same constituent elements in the drawings will be denoted by the same reference numerals as much as possible, and redundant description will be omitted.
本発明の第1実施形態に係る凝縮器10は、車両用の空調装置として構成される冷凍サイクルの一部をなす熱交換器である。凝縮器10は、コンプレッサ(不図示)から送り込まれた冷媒を空気(外気)との熱交換によって冷却し、気体から液体へと変化させた後に蒸発器(不図示)側へと送り出すものである。図1に示されるように、凝縮器10は、ヘッダタンク100と、チューブ300と、コルゲートフィン400と、モジュレータタンク200と、を備えている。
The
ヘッダタンク100は、後述のチューブ300に供給される冷媒、及びチューブ300を通った後の冷媒を一時的に受け入れるためのタンクである。ヘッダタンク100は、略円柱形状に形成された二つのタンク(第1ヘッダタンク110、第2ヘッダタンク120)により構成されている。第1ヘッダタンク110及び第2ヘッダタンク120は、いずれもその長手方向を鉛直方向に沿わせた状態で、互いに離間して配置されている。
The
尚、図1においては、水平方向であり且つ第1ヘッダタンク110から第2ヘッダタンク120に向かう方向をy方向としてy軸を設定している。また、水平方向であり且つy方向に垂直な方向をx方向としてx軸を設定している。更に、鉛直上方に向かう方向をz方向としてz軸を設定している。以降の図面においても、同様にしてx軸、y軸、z軸を設定している。
In FIG. 1, the y-axis is set with the horizontal direction and the direction from the
第2ヘッダタンク120には、コンプレッサから凝縮器10に供給される冷媒の入口である入口コネクタ130と、凝縮器10から蒸発器に向かう冷媒の出口である出口コネクタ140とが形成されている。入口コネクタ130は、第2ヘッダタンク120の上端部近傍に形成されている。出口コネクタ140は、第2ヘッダタンク120の下端部近傍に形成されている。入口コネクタ130及び出口コネクタ140は、いずれも−x方向側に向けて開口している。入口コネクタ130及び出口コネクタ140には、冷凍サイクルを循環する冷媒が通る配管(不図示)の一端がそれぞれ接続される。入口コネクタ130から供給された冷媒が凝縮器10を流れる経路については、後に説明する。
The
チューブ300は、断面が扁平の多穴チューブであり(図2参照)、鉛直方向に沿って複数並ぶように配置されている。それぞれのチューブ300は、平坦な主面の法線方向が鉛直方向に沿うように配置されている。また、それぞれのチューブ300はその長手方向がy軸に沿うように配置されており、一端が第1ヘッダタンク110に接続され、他端が第2ヘッダタンク120に接続されている。チューブ300の内部には、長手方向(y軸)に沿って形成された複数の貫通穴310がx方向に並ぶように形成されている。
The
チューブ300のうち−y方向側の端部は第1ヘッダタンク110の内部空間に配置されている。また、チューブ300のうちy方向側の端部は第2ヘッダタンク120の内部空間に配置されている。このため、第1ヘッダタンク110の内部空間と第2ヘッダタンク120の内部空間とは、チューブ300の貫通穴310により連通されている。貫通穴310は冷媒が通る流路となっている。冷媒は、チューブ300の貫通穴310を通って、第1ヘッダタンク110から第2ヘッダタンク120へと、もしくは第2ヘッダタンク120から第1ヘッダタンク110へと流れる。
The end portion on the −y direction side of the
コルゲートフィン400は、凝縮器10をx方向に通過する空気と、チューブ300の内部を通る冷媒との熱交換が効率的に行われるように配置されたフィンであって、隣り合うチューブ300の間の略全体に亘って配置されている。チューブ300の貫通穴310を通る冷媒の熱は、チューブ300の外表面から空気に直接伝達されるだけでなく、コルゲートフィン400を介しても空気に伝達される。つまり、コルゲートフィン400によって空気との接触面積が大きくなっており、冷媒と空気との熱交換が効率よく行われる。
The
モジュレータタンク200は、凝縮器10内において冷却され液体となった冷媒を一時的に貯留するためのタンクである。モジュレータタンク200は二つのタンク(第1モジュレータ210、第2モジュレータ220)により構成されている。
The
第1モジュレータ210は略円柱形状のタンクであり、その長手方向を鉛直方向に沿わせた状態で、第1ヘッダタンク110の−y方向側に配置されている。第1モジュレータ210は、不図示の取り付け機構(例えば締結機構)により、第1ヘッダタンク110に対して取り付けられ固定されている。
The
第2モジュレータ220は、断面が矩形(図2参照)のタンクであって、その長手方向をy軸に沿わせた状態で配置されている。本実施形態においては、第2モジュレータ220は凝縮器10のうちz方向に沿って略中央となる位置に配置されており、当該部分において互いに隣り合うチューブ300の間となる位置に配置されている。つまり、二つのチューブ300によって上下から挟み込まれるような位置に配置されている。
The
図3に示されるように、第2モジュレータ220のうちy方向側の端部は第2ヘッダタンク120に接続されている。当該端部は蓋221により封止されており、第2ヘッダタンク120の内部空間に配置されている。第2モジュレータ220のうち−y方向側(第1モジュレータ210側)の端部は第1ヘッダタンク110に接続されている。当該端部は開口端となっており、第1ヘッダタンク110の内部空間に配置されている。その結果、第2モジュレータ220の内部空間と第1ヘッダタンク110の内部空間とは繋がっている。
As shown in FIG. 3, the end of the
第2モジュレータ220と第2ヘッダタンク120との接続は、第2ヘッダタンク120に形成された開口部(不図示)に第2モジュレータ220を挿入し、開口部の縁と第2モジュレータ220の外周面との間をろう接することにより行われる。このため、第2モジュレータ220と第2ヘッダタンク120との接合部は水密となっており、当該接合部から冷媒が漏出することはない。他の接合部、例えばチューブ300と第1ヘッダタンク110との接合部なども、これと同様の方法で接合されている。
The
図2に示されるように、第2モジュレータ220とその直上に配置されたコルゲートフィン400との間には、接合プレート503が配置されている。接合プレート503は、その上面がコルゲートフィン400の下端に当接しており、その下面が第2モジュレータ220の上面に当接している。
As shown in FIG. 2, a joining
また、第2モジュレータ220とその直下に配置されたコルゲートフィン400との間には、接合プレート504が配置されている。接合プレート504は、その上面が第2モジュレータ220の下面に当接しており、その下面がコルゲートフィン400の上端に当接している。
Further, a joining
接合プレート503及び接合プレート504は、それぞれx方向に沿った寸法において第2モジュレータ220と略同一となるように形成された矩形の金属板である。接合プレート503及び接合プレート504は、いずれも、−y方向側の端部が第1ヘッダタンク110に接合されており、y方向側の端部が第2ヘッダタンク120に接合されている。
The joining
尚、接合プレート503及び接合プレート504をいずれも設けずに、第2モジュレータ220の上下それぞれにコルゲートフィン400を直接当接させてもよい。以下の説明及び図面においては、接合プレート503及び接合プレート504の図示を適宜省略することとする。
Note that the
第1モジュレータ210のうち第2モジュレータ220と略同一の高さとなる位置には、第1モジュレータ210から第1ヘッダタンク110に向かって伸びる配管211が配置されている。配管211により、第1モジュレータ210の内部空間と第1ヘッダタンク110の内部空間とが連通されている。その結果、第1モジュレータ210の内部空間と第2モジュレータ220の内部空間とは、第1ヘッダタンク110の内部空間(空間112)及び配管211を介して互いに繋がっている。つまり、モジュレータタンク200は上記のように二つのタンクにより構成されているのであるが、その内部空間は一つに繋がっている。
A
最も上方に配置されたコルゲートフィン400の更に上方側には、サイドプレート501が配置されている。サイドプレート501は、第1ヘッダタンク110の上端と第2ヘッダタンク120の上端とを繋ぐように取り付けられた金属板である。サイドプレート501は、y軸に対して垂直な断面の形状が略コ字型となるようにプレス成形されており、これにより剛性が高められている。
A
最も下方に配置されたコルゲートフィン400の更に下方側には、サイドプレート502が配置されている。サイドプレート502は、第1ヘッダタンク110の下端と第2ヘッダタンク120の下端とを繋ぐように取り付けられた金属板である。サイドプレート501と同様に、サイドプレート502は、y軸に対して垂直な断面の形状が略コ字型となるようにプレス成形されており、これにより剛性が高められている。
A
このようなサイドプレート501及びサイドプレート502が取り付けられることにより、複数のチューブ300及びコルゲートフィン400の変形が抑制されている。
By attaching
凝縮器10は車両の前方側部分に配置されており、チューブ300の長手方向が車両の進行方向に対して垂直になるように配置されている。車両のフロントグリルから流入し後方側に向かって流れる空気(外気)は、図1のx方向に沿って流れて、各チューブ300及びコルゲートフィン400の間を通過する。
The
図3乃至図5を参照しながら、凝縮器10の内部の具体的な構成について説明する。尚、図3では個々のチューブ300及びコルゲートフィン400の図示を省略しており、第2モジュレータ220の上下に配置された一対のチューブ300及びコルゲートフィン400のみを図示している。
A specific configuration inside the
第2ヘッダタンク120の内部には、セパレータ104及びセパレータ105が配置されている。これらはいずれも水平な金属板であり、第2ヘッダタンク120の内部空間を上下に区分するように配置されている。
A
セパレータ104は、第2モジュレータ220よりも高い位置であり、且つ入口コネクタ130よりも下方となる位置に配置されている。セパレータ105は、第2モジュレータ220よりも低い位置であり、且つ出口コネクタ140よりも上方となる位置に配置されている。第2ヘッダタンク120の内部空間は、セパレータ104よりも上方側の空間121と、セパレータ104とセパレータ105との間の空間122と、セパレータ105よりも下方側の空間123とに区分されている。セパレータ104、105のそれぞれの外周は、いずれも第2ヘッダタンク120の内周面に対して全周に亘って当接している。その結果、空間121、空間122、及び空間123の間で、冷媒がセパレータ104、105を越えて直接行き来することはできなくなっている。
The
第1ヘッダタンク110の内部には、セパレータ101、102、及び103が配置されている。セパレータ104、105と同様に、これらはいずれも水平な金属板であり、第1ヘッダタンク110の内部空間を上下に区分するように配置されている。
セパレータ101は、第2ヘッダタンク120内のセパレータ104よりも下方となる位置に配置されている。また、第2モジュレータ220と、その直上にあるチューブ300との間となる高さに配置されている。セパレータ102は、セパレータ101よりも下方となる位置に配置されている。また、第2モジュレータ220と、その直下にあるチューブ300との間となる高さに配置されている。
The
セパレータ103は、セパレータ102の下方側であって、第2ヘッダタンク120内のセパレータ105と同じ高さとなる位置に配置されている。
The
第1ヘッダタンク110の内部空間は、セパレータ101よりも上方側の空間111と、セパレータ101とセパレータ102との間の空間112と、セパレータ102とセパレータ103との間の空間113と、セパレータ103よりも下方側の空間114とに区分されている。セパレータ101、102、及び103のそれぞれの外周は、いずれも第1ヘッダタンク110の内周面に対して全周に亘って当接している。その結果、空間111、空間112、空間113、及び空間114の間で、冷媒がセパレータ101、102、103を越えて直接行き来することはできなくなっている。
The internal space of the
第1モジュレータ210のうち、セパレータ102とセパレータ103との間となる高さの位置には、第1モジュレータ210から第1ヘッダタンク110に向かって伸びる配管212が配置されている。配管212により、第1モジュレータ210の内部空間と第1ヘッダタンク110の空間113とが連通されている。
A
同様に、第1モジュレータ210のうち、セパレータ103よりも下方側となる位置には、第1モジュレータ210から第1ヘッダタンク110に向かって伸びる配管213が配置されている。配管213により、第1モジュレータ210の内部空間と第1ヘッダタンク110の空間114とが連通されている。
Similarly, a
引き続き図3乃至図5を参照しながら、凝縮器10における冷媒の流れについて説明する。コンプレッサの動力により冷凍サイクルを循環する冷媒は、入口コネクタ130からまず第2ヘッダタンク120の空間121内に供給される。このとき、冷媒の温度はその凝縮温度よりも高く、供給された冷媒は全て気体の状態となっている。
Next, the flow of the refrigerant in the
冷媒は、空間121からチューブ300の貫通穴310内に流入し、チューブ300内を−方向に向かって流れる。尚、このように冷媒が流れるチューブ300は、複数のチューブ300のうちセパレータ104よりも上方(図3では点線DL1よりも上方)に配置されたチューブ300である。冷媒は、凝縮器10を通過する空気との熱交換によって熱を奪われるため、チューブ300内を流れながら次第にその温度を低下させていく。その後、冷媒は第1ヘッダタンク110の空間111に流入する。
The refrigerant flows from the
冷媒は、空間111内を下方に向かって流れた後、セパレータ104(点線DL1)と第2モジュレータ220との間に配置されたチューブ300内をy方向に向かって流れる。空気との熱交換により、冷媒は更にその温度を低下させていく。その後、冷媒は第2ヘッダタンク120の空間122に流入する。
The refrigerant flows downward in the
冷媒は、空間122内を下方に向かって流れた後、セパレータ102とセパレータ103との間に配置されたチューブ300内を−y方向に向かって流れる。空気との熱交換により、冷媒は更にその温度を低下させていく。その後、冷媒は第1ヘッダタンク110の空間113に流入し、配管212を通って第1モジュレータ210内に流入する。
The refrigerant flows downward in the
第1モジュレータ210内に流入した時点において、冷媒の温度は凝縮温度前後まで低下しており、冷媒の一部は凝縮して液体の状態となっている。つまり、冷媒は気液混合の状態となって第1モジュレータ210内に流入する。
When the refrigerant flows into the
冷媒のうち液体の状態となっているものは、第1モジュレータ210の下方部分に一時的に蓄積される。第1モジュレータ210はその長手方向を鉛直方向に沿わせて配置されているので、貯留された冷媒の液面の位置は比較的高い位置となる。本実施形態では、液面の高さが常にセパレータ103よりも高くなるように、第1モジュレータ210の形状や冷凍サイクル全体を循環する冷媒の量(充填量)が調整されている。
The refrigerant that is in a liquid state is temporarily accumulated in a lower portion of the
第1モジュレータ210に蓄積された液体の冷媒は、配管213を通って第1ヘッダタンク110の空間114に流入する。その後、セパレータ103よりも下方側に配置されたチューブ300内をy方向に向かって流れる。このとき、冷媒は液体の状態となっているのであるが、チューブ300を流れながら空気との熱交換によって更にその温度を低下させる。
The liquid refrigerant accumulated in the
冷媒は、チューブ300を通って第2ヘッダタンク120の空間123に流入し、出口コネクタ140から排出される。その後、不図示の配管を通って蒸発器に供給される。空間123に流入した時点においては、冷媒はその温度が凝縮温度よりも十分に低い状態(サブクール状態)となっている。このため、液体として安定した状態のまま蒸発器に供給される。
The refrigerant flows into the
以下の説明においては、第1ヘッダタンク110と第2ヘッダタンク120との間の領域、すなわち、複数のチューブ300及びコルゲートフィン400が配置された領域の全体のことを「コア部CP」とも称する。また、コア部CPのうちセパレータ103及びセパレータ105よりも高い部分のことを「主冷却部MC」とも称する。更に、コア部CPのうちセパレータ103及びセパレータ105よりも低い部分のことを「サブクール部SC」とも表記する。
In the following description, the region between the
通常の運転状態においては、主冷却部MCを流れる冷媒は気体もしくは気液混合の状態となっている。また、サブクール部SCを流れる冷媒は全て液体の状態となっている。 In a normal operation state, the refrigerant flowing through the main cooling part MC is in a gas or gas-liquid mixed state. Moreover, all the refrigerant | coolants which flow through the subcool part SC are in a liquid state.
冷凍サイクルの全体を冷媒が循環する過程において、冷媒には水分や異物(塵等)が混入してしまうことがある。そこで、これらを除去することを目的として、第2モジュレータ220の内部には乾燥剤610と異物フィルタ620とが配置されている。
In the process in which the refrigerant circulates through the entire refrigeration cycle, moisture and foreign matter (such as dust) may be mixed into the refrigerant. Therefore, for the purpose of removing these, a
乾燥剤610は、第2モジュレータ220内において、少なくともその一部が冷媒の液面よりも下方となるような位置に配置されている。乾燥剤610としては、冷媒中の水分濃度が低い状態においても吸着性能が高いゼオライト(モレキュラーシーブ)やシリカゲルを採用することができる。
The
異物フィルタ620は、塵等の異物の通過を抑制し、冷媒のみの通過を許容するフィルタであって、第2モジュレータ220内のうち下端部近傍に配置されている。第2モジュレータ220に一時的に蓄積された冷媒は、全て異物フィルタ620を通った後に配管213に供給される。
The
図6は、凝縮器10の内部における冷媒(液体)の分布を模式的に示す図である。図6では、第1モジュレータ210及びコア部CPに存在する冷媒のうち、液体の状態となっている冷媒の分布が斜線で示されている。尚、図6においては、第2モジュレータ220等、一部の構成部品の図示を省略している。
FIG. 6 is a diagram schematically illustrating the distribution of the refrigerant (liquid) inside the
図6における点線DL2は、セパレータ103の位置(高さ)を示すものである。図6に示されるように、第1モジュレータ210に蓄積された冷媒の液面RSの高さは、少なくとも通常の運転時(後述の熱害が生じていないとき)においてはセパレータ103の高さよりも高くなっている。
A dotted line DL2 in FIG. 6 indicates the position (height) of the
ところで、凝縮器10に冷媒を送り込むコンプレッサは、車両のエンジンの回転によって駆動される。このため、凝縮器10に送り込まれる冷媒の流量は、エンジンの回転数の変化に伴って変動することとなる。例えば、アイドルストップ状態からエンジンの回転がスタートした直後においては、多量の冷媒が凝縮器10に送り込まれることにより、第2モジュレータ220内の液面RSは一時的に上昇する。逆に、エンジンの回転数が低下すると、凝縮器10に供給される冷媒の流量が小さくなり、第2モジュレータ220内の液面RSは一時的に下降する。液面RSが低下してセパレータ103(点線DL2)よりも低くなると、サブクール部SCの一部を気体の状態の冷媒が通過することとなり、冷媒の一部が気体のまま蒸発器に供給されることとなってしまう。このような現象は、冷凍サイクルの効率を低下させてしまうため、望ましくない。
By the way, the compressor that sends the refrigerant to the
液面RSの高さの変動は、液体となった冷媒を貯留するモジュレータタンク200の全体容積が小さいほど大きくなる。このため、液面RSがセパレータ103の高さよりも常に高くなる程度に、モジュレータタンク200の全体の容積を確保する必要がある。
The fluctuation in the height of the liquid level RS increases as the overall volume of the
一方で、車両内の空間を有効に活用するために、凝縮器10にはその全体を可能な限り小型化することが求められている。近年の技術革新により、ヘッダタンク100やチューブ300、コルゲートフィン400の厚さ寸法(x軸に沿った寸法)については小型化されてきている。しかしながら、上記のようにモジュレータタンク200についてはある程度の容積が必要であるため、小型化することが困難であった。
On the other hand, in order to effectively use the space in the vehicle, the
これに対し、本実施形態においては、モジュレータタンク200を単一のタンクとするのではなく、複数のタンク(第1モジュレータ210及び第2モジュレータ220)に分かれた構成としている。その結果、第1モジュレータ210及び第2モジュレータ220をそれぞれ小型化しながらも、モジュレータタンク200全体の容積が十分に確保されており、第2モジュレータ220内における液面RSがセパレータ103よりも低い位置まで低下してしまうことは確実に防止されている。
On the other hand, in this embodiment, the
図7は、凝縮器10のうち第2モジュレータ210及び第1ヘッダタンク110の近傍を模式的に描いた図である。仮に、第2モジュレータ220が設けられておらず、モジュレータタンク200が第1モジュレータ210のみにより構成されていたとした場合には、モジュレータタンク200全体の容積を確保するために、第1モジュレータ210のサイズは大型化せざるを得ない。図7の点線DL3は、第2モジュレータ220が存在しない場合(従来品の場合)における第1モジュレータ210の必要サイズを示したものである。
FIG. 7 is a diagram schematically illustrating the vicinity of the
図7に示されるように、第2モジュレータ220が存在しない場合における第1モジュレータ210の直径DI2は、実際の第1モジュレータ210の直径DI1よりもはるかに大きくする必要がある。その結果、凝縮器10においては第1モジュレータ210のみがx方向側に突出することとなってしまうため、コア部CPの周囲にはデッドスペースが生じてしまう。
As shown in FIG. 7, the diameter DI <b> 2 of the
換言すれば、本実施形態では、モジュレータタンク200を第1モジュレータ210と第2モジュレータ220とに分けて配置することにより、これらの厚さ寸法(x軸に沿った寸法)を第1ヘッダタンク110等の厚さ寸法と同程度まで小さくすることに成功している。
In other words, in this embodiment, the
凝縮器10に高温の空気(熱風)が到達することにより生じる凝縮器10の性能低下(熱害)について、図8及び図9を参照しながら説明する。
The performance deterioration (thermal damage) of the
凝縮器10は車両内の空間に設置されている。このため、車両が備える内燃機関等では、これらから発せられる熱が車両内部を流れる空気に伝わり、当該空気が熱風となって車両内部を流れる。その結果、熱風が凝縮器10に到達してしまい、凝縮器10の一部が当該空気により加熱されてしまうことがある。
The
図8は、図6と同様の図であって、第1モジュレータ210及びコア部CPに存在する冷媒のうち、液体の状態となっている冷媒の分布を斜線で示す図である。図8では、モジュレータタンク200に高温の空気が直接到達してしまった場合の状態が模式的に示されている。
FIG. 8 is a view similar to FIG. 6, and shows the distribution of the refrigerant in the liquid state among the refrigerants present in the
第1モジュレータ210又は第2モジュレータ220(図8では不図示)に熱風が直接到達し、これらが加熱されてしまうと、これらの内部に液体の状態で貯留されていた冷媒が加熱され、一部が気相となって膨張してしまう場合がある。このような現象(熱害)が生じると、冷媒の体積増加に伴ってモジュレータタンク200内の圧力は上昇し、例えばA/C再起動時に冷媒を圧縮機(コンプレッサ)から供給しようとした際、凝縮器10で熱交換されて凝縮された液冷媒がモジュレータタンク200に入ることができなくなる。その結果、図8に斜線で示されるように、コア部CPの広範囲に亘ってチューブ300の内部が液体の冷媒で満たされた状態となり、凝縮器10の熱交換性能は著しく低下してしまうこととなる。
When hot air directly reaches the
また、凝縮器10の内圧が高くなってしまうと、同じ性能を導出するためにシステムが圧縮機の回転数を上げるため、凝縮器10のうち入口部分は更に高圧となってしまい、入口コネクタ130からは冷媒が流入しにくくなる。このため、コンプレッサの駆動力を増加させる必要が生じてしまう。その結果、冷凍サイクル全体の運転効率が低下してしまうという問題も生じる。
Further, if the internal pressure of the
このような現象を防止するためには、車両の内部のうち熱風が到達するような場所を避けるように、第1モジュレータ210及び第2モジュレータ220をそれぞれ配置することが望ましい。特に、外気が流入するコア部CPの一部に配置される第2モジュレータ220については、熱風が直接到達してしまう可能性が高い。このため、その配置は慎重に検討する必要がある。
In order to prevent such a phenomenon, it is desirable to arrange the
図9では、車両の内部のうち、特に前方側(図9では左側)部分における空気の流れが模式的に示されている。図9(A)に示されるのは、車体BDのうち下方側部分にのみグリルの開口OP1が形成され、上方側部分には開口が形成されていない場合における、凝縮器10に到達する空気の流れである。このような車両に凝縮器10が設置された場合には、車両の内部に流入した空気は主に凝縮器10(コア部CP)の下方側にその多くが到達し、上方側には到達しにくい。その結果、コア部CPのうち上方側部分(点線で示された範囲)は空気による冷却が行われなくなるため、当該部分が高温となってしまう可能性が高い。
FIG. 9 schematically shows the air flow particularly in the front side (left side in FIG. 9) portion of the interior of the vehicle. FIG. 9A shows the opening OP1 of the grill only in the lower part of the vehicle body BD and the air reaching the
図9(B)に示されるのは、車体BDの上方側から下方側に至る広い範囲に、グリルの開口(OP2、OP3)が形成されている場合における、凝縮器10に到達する空気の流れである。このような車両に凝縮器10が設置された場合には、車両の内部に流入した空気は凝縮器10のコア部CP全体に到達することとなる。しかしながら、このような場合であっても、車両の後方側に設置された内燃機関により加熱された高温の空気(熱風)が、車体BDの底面に沿って前方側に向かって流れ込み、開口OP3から流入する外気の流れにより引き込まれながらコア部CPに直接当たってしまうことがある。図9(B)では、このような熱風の流れが矢印AR1で示されている。この場合、熱風はコア部CPのうち下方側部分に到達することとなり、当該部分が高温となってしまう可能性が高い。
FIG. 9B shows the flow of air reaching the
このように、車両の内部、特に凝縮器10が設置される車両前方側においては、コア部CPの上方側部分又は下方側部分に熱風が到達しやすい。従って、本実施形態のように、このような部分を避けて(鉛直方向に沿った略中央部分に)第2モジュレータ220を配置すれば、第2モジュレータ220に熱風が直接当たってしまうようなことを防止することができる。
Thus, hot air tends to reach the upper part or the lower part of the core part CP in the interior of the vehicle, particularly on the vehicle front side where the
尚、熱風は、上記のようにコア部CPのうち上方側部分又は下方側部分に到達する可能性が高いのであるが、実際に到達する箇所は車体BDの形状や車両内部の構成機器の配置等により異なる。車両によっては、コア部CPの中央部分に熱風が到達してしまうことも起こりうる。図9(C)は、このような車両の例を示したものである。 Note that hot air is likely to reach the upper part or the lower part of the core part CP as described above. However, the location where the hot air actually reaches is determined by the shape of the vehicle body BD or the arrangement of components inside the vehicle. Varies depending on etc. Depending on the vehicle, hot air may reach the central portion of the core portion CP. FIG. 9C shows an example of such a vehicle.
図9(C)に示された車体BDでは、上方側に形成された開口OP4、及び下方側に形成された開口OP5の両方から外気が導入され、コア部CPを通過する。この例では、車体BDの内側面に沿って後方側から前方側(−y方向側)へと伸びるバンパーリインフォースRFが、上下方向の略中央部分に配置されている。その結果、車両の後方側に設置された内燃機関により加熱された高温の空気(熱風)が、当該バンパーリインフォースRFに沿って前方側に流れ込み、開口OP5等から流入する外気の流れにより引き込まれながらコア部CPの中央部分に直接当たってしまう。図9(C)では、このような熱風の流れが矢印AR2で示されている。 In the vehicle body BD shown in FIG. 9C, outside air is introduced from both the opening OP4 formed on the upper side and the opening OP5 formed on the lower side, and passes through the core portion CP. In this example, a bumper reinforcement RF extending from the rear side to the front side (−y direction side) along the inner side surface of the vehicle body BD is disposed at a substantially central portion in the vertical direction. As a result, high-temperature air (hot air) heated by the internal combustion engine installed on the rear side of the vehicle flows forward along the bumper reinforcement RF and is drawn in by the flow of outside air flowing in from the opening OP5 and the like. It directly hits the central part of the core part CP. In FIG. 9C, such a flow of hot air is indicated by an arrow AR2.
この例のように、コア部CPのうち上下方向における中央部に、熱風が最も到達しやすくなっているような場合も考えられる。このような車両に凝縮器10が設置される場合には、コア部CPのうち中央部よりも上方又は下方となる位置のいずれかに、第2モジュレータ220が配置された構成とすればよい。例えば、最も上方に配置されたチューブ300と、その一つ下方に配置されたチューブ300との間となる位置に、第2モジュレータ220が配置されていればよい。
As in this example, there may be a case where hot air is most likely to reach the central portion in the vertical direction of the core portion CP. In the case where the
つまり、凝縮器10が搭載される車両の構成に応じて、コア部CPのうち上端及び下端を除いた範囲における最適な位置(熱風が到達しにくい位置)に第2モジュレータ220を配置すれば、熱風により第2モジュレータ220が加熱されてしまうことを防止し、図8に基づいて説明したような熱害を防止することできる。尚、第2モジュレータ220はコア部CPから離れた位置に配置されるのではなく、コア部CPのうちチューブ300の間となる位置に配置されるため、凝縮器10全体が大型化してしまうことはない。
In other words, depending on the configuration of the vehicle on which the
続いて、凝縮器10の「充填特性」について、図10及び図11を参照しながら説明する。充填特性とは、凝縮器10を含む冷凍サイクル全体を循環する冷媒の総量(以下、「冷媒充填量」とも称する)を変化させたときに、それに伴って凝縮器10から排出される冷媒の温度がどのように変化するのかを示す特性のことである。図10は、凝縮器10の充填特性を示すグラフである。
Next, “filling characteristics” of the
当該グラフの横軸は冷媒充填量である。グラフの縦軸は、冷凍サイクルを(当該冷媒充填量において)運転させたときに、出口コネクタ140から排出される冷媒の温度(単位:℃)を凝縮温度(単位:℃)から差し引いた値(以下、「サブクール度」とも称する)である。
The horizontal axis of the graph represents the refrigerant charging amount. The vertical axis of the graph represents a value obtained by subtracting the temperature (unit: ° C) of the refrigerant discharged from the
例えば、サブクール度が10というのは、出口コネクタ140から排出される冷媒の温度が凝縮温度よりも10℃低いことを意味する。この場合、凝縮温度が例えば50℃だとすれば、出口コネクタ140から排出される冷媒の温度は40℃ということになる。また、サブクール度が0というのは、出口コネクタ140から排出される冷媒の温度が凝縮温度に等しいことを意味する。
For example, a subcool degree of 10 means that the temperature of the refrigerant discharged from the
図10に示されるように、冷媒充填量が少ない状態(図10の充填量FF1よりも少ない状態)で冷凍サイクルを運転させた場合には、サブクール度は比較的小さい。また、冷媒充填量を増やしていくと、それに比例してサブクール度は大きくなる傾向がある。 As shown in FIG. 10, when the refrigeration cycle is operated in a state where the refrigerant filling amount is small (a state smaller than the filling amount FF1 in FIG. 10), the subcool degree is relatively small. Further, as the refrigerant charging amount is increased, the subcooling degree tends to increase in proportion thereto.
その理由について、図11を参照しながら説明する。尚、図11では、第1モジュレータ210及びコア部CPのうち、冷媒が液体の状態となって存在する範囲が斜線で示されている。
The reason will be described with reference to FIG. In FIG. 11, a range where the refrigerant exists in a liquid state in the
冷媒充填量が少ないときには、図11(A)に示されるように、第1モジュレータ210内に貯留される液体の冷媒も少なく、その液面RSはセパレータ103(点線DL2)よりも低い位置にある。このため、サブクール部SCに含まれるチューブ300のうち液体の冷媒が通るのは、下方側のチューブ300のみとなり、上方側のチューブ300を通る冷媒は液体の状態となっていない。液体の状態でサブクール部SCを通り、十分に冷却されてから出口コネクタ140に到達するような冷媒が少ないため、サブクール度は比較的小さくなるのである。
When the refrigerant charging amount is small, as shown in FIG. 11A, the liquid refrigerant stored in the
冷媒充填量を増やしていくと、それに伴って第2モジュレータ220内の液面RSは高くなっていく。また、サブクール部SCに含まれるチューブ300のうち、液体の冷媒が通るチューブ300の本数も(下方側から上方側に向かって)多くなっていく。液体の状態でサブクール部SCを通り、十分に冷却されてから出口コネクタ140に到達するような冷媒の量は、冷媒充填量の増加に伴って増えていくこととなる。このため、冷媒充填量が充填量FF1よりも少ない範囲においては、冷媒充填量の増加に伴ってサブクール度も大きくなっていくのである。
As the refrigerant charge amount increases, the liquid level RS in the
冷媒充填量が充填量FF1よりも多くなると、冷媒充填量によらずサブクール度は略一定となる(図10の充填量FF1から充填量FF3までの範囲)。これは、図11(B)に示されるように、サブクール部SCに含まれるチューブ300を通る冷媒は全て液体の状態となっているため、冷媒充填量を増やしても、サブクール部SCを通る際における冷媒の温度低下量が変化しないことによる。つまり、液体の状態で冷媒が通るチューブ300の本数が、冷媒充填量を増やしても増加しないので、充填量FF1から充填量FF3までの範囲においてはサブクール度が略一定となるのである。
When the refrigerant filling amount becomes larger than the filling amount FF1, the subcool degree becomes substantially constant regardless of the refrigerant filling amount (range from the filling amount FF1 to the filling amount FF3 in FIG. 10). This is because, as shown in FIG. 11B, all the refrigerant passing through the
ところで、冷媒充填量を増やしていくと、これに伴って第1モジュレータ210内の液面RSは高くなっていく。ただし、第1モジュレータ210と第1ヘッダタンク110を接続する配管211においては、主冷却部MCから第1モジュレータ210に向かう(気液混合状態の)冷媒の流れが存在する。このため、図11(B)のように液面RSが高くなっても、第1モジュレータ210から主冷却部MCへと液体の冷媒が逆流してしまうことは抑制されている。つまり、サブクール部SCにおいてのみならず、主冷却部MCにおいても、液体の状態で冷媒が通るチューブ300の本数は増加しない。その結果、充填量FF1から充填量FF3までの範囲においては、サブクール度は冷媒充填量を増やしてもほぼ変化しない。
By the way, when the refrigerant filling amount is increased, the liquid level RS in the
図10に示されるように、冷媒充填量が充填量FF3よりも更に多くなると、サブクール度は再び冷媒充填量に比例して上昇するようになる。これは、図11(C)に示されるように、冷凍サイクルを循環する冷媒の量が過剰となる結果、主冷却部MCに含まれるチューブ300においても液体の冷媒が流れるようになるためと考えられる。この場合、主冷却部MCの一部においても液体となった冷媒が冷却されることとなる。つまり、主冷却部MCの一部の領域もサブクール部SCとして機能してしまうこととなる。このような領域は冷媒充填量の増加に伴って広がるので、それに比例してサブクール度が上昇してしまうのである。
As shown in FIG. 10, when the refrigerant charging amount becomes larger than the charging amount FF3, the subcool degree again increases in proportion to the refrigerant charging amount. As shown in FIG. 11C, this is because the liquid refrigerant flows through the
凝縮器10における熱交換性能は、可能な限り安定して発揮されることが望ましい。換言すれば、冷媒充填量がばらついたり、冷凍サイクルを循環する冷媒の量が時間の経過とともに減少したりした場合であっても、それに伴ってサブクール度が変動してしまうのは望ましくない。この点に鑑みれば、図10に示されるグラフのうちサブクール度が略一定となるような範囲(図10では充填量FF1から充填量FF3までの範囲)は、可能な限り広い方が望ましい。更に、このような範囲が広く確保されるような凝縮器10においては、コンプレッサから送り込まれる冷媒の流量が変動した場合であっても、サブクール度の変動が抑制されやすいという利点もある。
It is desirable that the heat exchange performance in the
例えば図7の点線DL3で示されるように、モジュレータタンク200(第1モジュレータ210)を大型のタンクとして形成すれば、サブクール度が略一定となるような冷媒充填量の範囲を広く確保することは比較的容易である。一方、本発明者らが行った実験によれば、モジュレータタンク200を小型化したり、その長手方向の向きを変更したりした場合には、サブクール度が略一定となるような冷媒充填量の範囲は狭くなってしまう傾向があることが判明している。
For example, as shown by the dotted line DL3 in FIG. 7, if the modulator tank 200 (first modulator 210) is formed as a large tank, it is possible to ensure a wide range of refrigerant charge amount so that the subcool degree is substantially constant. It is relatively easy. On the other hand, according to an experiment conducted by the present inventors, when the
それに対し、本実施形態に係る凝縮器10における充填特性では、図10に示されるように、サブクール度が略一定となるような冷媒充填量の範囲が十分に広く確保されている。図10に示される充填特性は、モジュレータタンク200を単一且つ大型のタンクとした場合(第2モジュレータ220を無くして、第1モジュレータ210の内径を大きくした場合)の充填特性とほぼ一致するものである。つまり、本実施形態では、充填特性を悪化させることなく、モジュレータタンク200を含む凝縮器10全体を小型化することに成功している。
On the other hand, in the charging characteristics in the
尚、図10に示される本実施形態の充填特性においては、充填量FF1から充填量FF3までの範囲のうち前半部分(充填量FF1から充填量FF2までの範囲)ではサブクール度は完全には一定とはなっておらず、冷媒充填量の増加に伴って僅かに増加している。その理由と、これに対する対策については後述する。 In the filling characteristics of this embodiment shown in FIG. 10, the subcooling degree is completely constant in the first half of the range from the filling amount FF1 to the filling amount FF3 (the range from the filling amount FF1 to the filling amount FF2). However, it increases slightly with the increase in the refrigerant charge amount. The reason and countermeasures for this will be described later.
本発明の第2実施形態に係る凝縮器10Aについて、図12乃至図14を参照しながら説明する。凝縮器10Aは、第2モジュレータ220が主冷却部MCのうち最も下方側部分、すなわち、サブクール部SCの直上となる位置に配置されている点において凝縮器10と異なっているが、他の構成については概ね凝縮器10と同様である。
A
凝縮器10Aにおいては、第2モジュレータ220の−y方向側の端部は、空間112ではなく空間113に接続されている。セパレータ102は、第2モジュレータ220とその直上にあるチューブ300との間となる位置に配置されている。また、セパレータ103は、第2モジュレータ220とその直下にあるチューブ300との間となる位置に配置されている。第2モジュレータ220の内部空間は、空間113及び配管212を介して第1モジュレータ210の内部空間と繋がっている。
In the
また、本実施形態においては、第2ヘッダタンク120内のうちセパレータ104とセパレータ105との間、具体的には、第2モジュレータ220とその直上にあるチューブ300との間となる位置に、セパレータ106が配置されている。セパレータ106とセパレータ105との間の空間124に、第2モジュレータ220のy方向側の端部が配置されている。
In the present embodiment, the separator in the
本実施形態においては、第2モジュレータ220のy方向側端部が開放端となっており、空間124が第2モジュレータ220の内部空間と繋がっている。つまり、空間124もモジュレータタンク200の一部として機能する構成となっている。図3と図12とを比較すると明らかなように、本実施形態においては、空間122に流入した冷媒を、第2モジュレータ220よりも下方側に送り込む必要が無い。このため、空間122の下方に形成された空間124を、上記のようにモジュレータタンク200の一部とすることができる。
In the present embodiment, the y-direction side end of the
本実施形態では、第2モジュレータ220が比較的下方側に配置されている。このような構成は、例えば図9(C)に示されるように、コア部CPのうち高さ方向における中央部に熱風が到達するような車両や、中央部及びそれよりも高い範囲の全体に熱風が到達するような車両に凝縮器が搭載される場合において、採用することができる。
In the present embodiment, the
本発明の第3実施形態に係る凝縮器10Bについて、図15及び図16を参照しながら説明する。凝縮器10Bでは、第2モジュレータ220、配管211、及びセパレータ101、102の位置が、凝縮器10におけるそれぞれの位置よりも僅かに上方側となっている。また、第1ヘッダタンク110内のうちセパレータ102とセパレータ103との間(且つ配管212よりも上方側)となる位置に、セパレータ107が配置されている。セパレータ102とセパレータ107との間には空間115が存在している。
A
また、第1ヘッダタンク110の内部には配管PIが配置されている。配管PIは、その長手方向が鉛直方向に沿うように配置された円管である。配管PIは、セパレータ101に形成された開口部(不図示)を上下に貫いており、当該開口部の縁と配管PIの外周面との間が全周に亘ってろう接されている。同様に、配管PIは、セパレータ102に形成された開口部(不図示)を上下に貫いており、当該開口部の縁と配管PIの外周面との間が全周に亘ってろう接されている。
A pipe PI is arranged inside the
配管PIの上端は開口端となっており、空間111に配置されている。また、配管PIの下端も開口端となっており、空間115に配置されている。その結果、空間111と空間115とは配管PIによって連通されている。
The upper end of the pipe PI is an open end and is disposed in the
このような構成の凝縮器10Bにおいては、空間111に流入した冷媒の一部は、セパレータ104と第2モジュレータ220との間に配置されたチューブ300の内部をy方向に向かって流れて、第2ヘッダタンク120の空間122に流入する。一方、空間111に流入した冷媒の他部は、配管PIを通って空間115に流入した後、第2モジュレータ220とセパレータ107との間に配置されたチューブ300の内部をy方向に向かって流れて、第2ヘッダタンク120の空間122に流入する。
In the
図3と図15とを比較すると、本実施形態に係る凝縮器10Bにおいては、第2ヘッダタンク120の上下両側を、冷媒が同じ方向に向かって流れるように構成されている点において、図3に示された凝縮器10と異なっている。
Comparing FIG. 3 and FIG. 15, in the
このように、第1モジュレータ210と第2モジュレータ220との接続が第1ヘッダタンク110内の空間(空間112)を介して行われる構成においても、コア部CPを流れる冷媒の流路の引き回しは何ら制約されず、自由に設計することが可能である。つまり、第1ヘッダタンク110のうち第2モジュレータ220が接続されている部分の空間は、セパレータ101及びセパレータ102によって区分される必要があるのであるが、図3のように当該空間(空間112)の上下両側で冷媒の流れ方向を異ならせることもできるし、図15のように流れ方向を一致させることもできる。
As described above, even in the configuration in which the connection between the
本発明の第4実施形態に係る凝縮器10Cについて、図17乃至図20を参照しながら説明する。凝縮器10Cでは、空間111と空間115との接続が、第1ヘッダタンク110の内部に配置された配管PIではなく、第1ヘッダタンク110の外部に配置された接続部材250によって行われている点において、凝縮器10Bと異なっている。
A
図19に示されるように、接続部材250は第1モジュレータ210と一体形成されている。接続部材250は、基部251と湾曲部252とを有している。基部251は、第1モジュレータ210の側面からy方向側(第1ヘッダタンク110側)に向かって突出するように形成されている部分である。湾曲部252は、基部251の先端から第1ヘッダタンク110の外周面に沿うように形成された板状の部分である。湾曲部252のうちy方向側の面BSは、その略全体が第1ヘッダタンク110の外周面に当接するように凹状に湾曲している。
As shown in FIG. 19, the
湾曲部252には、セパレータ受け入れ部253、254と、連通溝255と、貫通穴256とが形成されている。
In the
セパレータ受け入れ部253は、面BSの一部を−y方向側に後退させるように形成された溝であり、セパレータ101のうち第1ヘッダタンク110の外側に突出する部分(突出部101b:図20参照)との干渉を避けるために形成された溝である。
The
図20に示されるように、セパレータ101は、上面視において第1ヘッダタンク110内の空間の断面形状と略一致するように形成された主部101aと、主部101aから−y方向側(第1モジュレータ210側)に向けて突出する突出部101bとを有している。突出部101bは、第1ヘッダタンク110に形成されたスリット上の溝(不図示)に挿入されており、その先端部が第1ヘッダタンク110の外側に突出している。尚、セパレータ101の一部を第1ヘッダタンク110の外側に突出させているのは、セパレータ101の存在及びその取り付け状態を外部から確認可能とするためである。他のセパレータについても同様の形状となっている。
As shown in FIG. 20, the
セパレータ受け入れ部254は、面BSの一部を−y方向側に後退させるように形成された溝であり、セパレータ102のうち第1ヘッダタンク110の外側に突出する部分(突出部102b)との干渉を避けるために形成された溝である。セパレータ受け入れ部253、254が形成されていることにより、湾曲部252と突出部101b、102bとが互いに干渉してしまうことはなく、面BSの略全体を第1ヘッダタンク110の外周面に当接させることが可能となっている。
The
連通溝255は、面BSの一部を−y方向側に後退させるように形成された溝である。連通溝255は、セパレータ受け入れ部253、254よりも−x方向側において上下に伸びるように形成されている。連通溝255の上端はセパレータ受け入れ部253よりも上方側であり、連通溝255の下端はセパレータ受け入れ部254よりも下方側である。
The
面BSを第1ヘッダタンク110の側面に当接させた際において、第1ヘッダタンク110のうち連通溝255の上端部近傍と対向する位置には、貫通穴HL1が形成されている。貫通穴HL1により、連通溝255の内部と空間111とが連通されている。同様に、第1ヘッダタンク110のうち連通溝255の下端部近傍と対向する位置には、貫通穴HL2が形成されている。貫通穴HL2により、連通溝255の内部と空間115とが連通されている。
When the surface BS is brought into contact with the side surface of the
このような構成により、空間111と空間115とは連通溝255により連通されている。つまり、本実施形態における連通溝255は、凝縮器10Bにおける配管PIと同様の機能を有するものである。このように、空間111と空間115との接続は、第1ヘッダタンク110の内部ではなく外部で行われてもよい。
With such a configuration, the
尚、連通溝255と第1ヘッダタンク110の外表面とにより区画された空間を冷媒が通るのであるが、その際、冷媒が連通溝255の外側に漏出してしまうことを防止するために、連通溝255の周囲には不図示のシール材(例えばOリング)が配置されている。
Note that the refrigerant passes through the space defined by the
貫通穴256は、接続部材250をy軸に沿って貫くように形成された穴である。貫通穴256は、セパレータ受け入れ部253、254よりもx方向側であり、且つ上下方向においてセパレータ受け入れ部253とセパレータ受け入れ部254との間となる位置に形成されている。
The through
面BSを第1ヘッダタンク110の側面に当接させた際において、第1ヘッダタンク110のうち貫通穴256と対向する位置には、貫通穴HL3が形成されている。貫通穴HL3により、貫通穴256の内部と空間112とが連通されている。このような構成により、第1モジュレータ210の内部と空間112とは、貫通穴256及び貫通穴HL3により連通されている。つまり、接続部材250は、凝縮器10Bにおける配管PIと同様の機能を有することに加え、配管211と同様の機能をも有する。
A through hole HL3 is formed at a position facing the through
尚、本実施形態においては、接続部材250が第1モジュレータ210と一体に形成されているが、別体として形成された接続部材250が第1モジュレータ210に取り付けられた構成としてもよい。ただし、部品点数の削減や組み立て工程の簡略化に鑑みれば、本実施形態のように一体に形成された構成とした方が望ましい。
In the present embodiment, the
本発明の第5実施形態に係る凝縮器10Dについて、図21を参照しながら説明する。凝縮器10Dでは、第2モジュレータ220とその直上に配置されたチューブ300との間、及び、第2モジュレータ220とその直下に配置されたチューブ300との間のいずれにも、コルゲートフィン400が配置されていない。凝縮器10Dは、この点においてのみ凝縮器10と異なっており、他の構成については凝縮器10と同様である。
A
このような構成としたことにより、第2モジュレータ220の上下にはそれぞれ空間GPが形成されている。当該空間GPにより、第2モジュレータ220とその上下にあるチューブ300との間の伝熱が抑制されている。つまり、これらの空間GPは伝熱抑制部として機能する。
With such a configuration, spaces GP are formed above and below the
冷凍サイクルの運転中において、第1モジュレータ210内の冷媒の液面RSが第2モジュレータ220よりも低くなっている場合には、第2モジュレータ220の内部は気体の冷媒で満たされている。このとき、(凝縮器10のように)第2モジュレータ220とその直上又は直下にあるチューブ300との間にコルゲートフィン400が存在していると、コア部CPよよって第2モジュレータ220が冷却されることにより、第2モジュレータ220の内部で一部の冷媒が凝縮し液体となってしまうことがある。
During operation of the refrigeration cycle, when the liquid level RS of the refrigerant in the
第2モジュレータ220で生じた液体の冷媒は、第1モジュレータ210内に流入する。このとき、第1モジュレータ210内の冷媒の液面RSは低い位置にあるので、第2モジュレータ220から流入した液体の冷媒は液面RSに向けて落下する。その結果、第1モジュレータ210の下方部分に蓄積されていた液体の冷媒は、液面RSが乱れる(波打つ)ことにより気体の冷媒を内部に巻き込んでしまう。つまり、気液分離が不十分な状態となってしまう。
The liquid refrigerant generated in the
気液分離が不十分な状態となると、凝縮器の熱交換性能は変化して、サブクール度が僅かに低下してしまうこととなる。図10において、充填量FF1から充填量FF2の範囲ではサブクール度が完全に一定となっていなかったのは、上記のような現象が原因であると考えられる。 When the gas-liquid separation is in an insufficient state, the heat exchange performance of the condenser changes, and the subcooling degree slightly decreases. In FIG. 10, the reason why the subcool degree is not completely constant in the range from the filling amount FF1 to the filling amount FF2 is considered to be due to the phenomenon as described above.
そこで、本実施形態に係る凝縮器10Dでは、上記のように第2モジュレータ220の上下に伝熱抑制部(空間GP)を設けることにより、第2モジュレータ220が冷却されてしまうことを防止している。
Therefore, in the
図22は、凝縮器10Dの充填特性を示すグラフである。図22と図10とを比較すると、本実施形態では、充填量FF1から充填量FF3の範囲において、サブクール度の変化が完全に一定となっている。このように、第2モジュレータ220の上下に伝熱抑制部を設けることにより、更に良好な充填特性を実現することが可能である。
FIG. 22 is a graph showing the charging characteristics of the condenser 10D. 22 and FIG. 10 are compared, in this embodiment, the change in the subcooling degree is completely constant in the range from the filling amount FF1 to the filling amount FF3. As described above, by providing the heat transfer suppression portions above and below the
本発明の第6実施形態に係る凝縮器10Eについて、図23及び図24を参照しながら説明する。凝縮器10Eは、第2モジュレータ220とその直上にあるチューブ300と、及び第2モジュレータ220とその直下にあるチューブ300との間(空間GP)に、それぞれ補強部材710が配置されている点において凝縮器10Dと異なっている。
A
図24に示されるように、補強部材710は、プレス成形によって断面がコの字に形成された金属板である。補強部材710は、当該コの字の開放部分を第2モジュレータ220側に向けた状態で、第2モジュレータ220の上面及び下面に沿ってそれぞれ配置されている。
As shown in FIG. 24, the reinforcing
それぞれの補強部材710は第2モジュレータ220に対して当接している。つまり、第2モジュレータ220は、凝縮器10D(図21)のように長手方向の両端のみで保持されているのではなく、補強部材710によって上下からも保持されている。このため、第2モジュレータ220の一部に局所的な大きな応力が加わってしまうことが防止されており、凝縮器10Eのコア剛性が向上している。
Each reinforcing
補強部材710は、上記のように断面がコの字に形成された金属板であるから、長手方向(x軸)に対して垂直な断面の形状が略矩形をなしており、且つその内部が中空となっている。当該中空部分によって、第2モジュレータ220とチューブ300との間の伝熱が抑制されている。つまり、補強部材710は、凝縮器10D(図21)における空間GPと同様に、第2モジュレータ220とその上下にあるチューブ300との間の伝熱を抑制するための機能をも有する。
Since the reinforcing
補強部材710には、第2モジュレータ220側の端部から矩形に切り欠くように形成された通気穴711が、その長手方向に沿って並ぶように複数形成されている。図24に示されるように、通気穴711は、補強部材710のうち−x方向側及びx方向側の両方に形成されている。このため、コア部CPに向けて供給される空気は、通気穴711を通ってx方向(チューブ300の長手方向及び第1モジュレータ210の長手方向のいずれに対しても垂直な方向)に流れることとなる。このため、第2モジュレータ220の近傍における空気の流れが、補強部材710によって妨げられたり乱れたりしてしまうことが抑制されている。
The reinforcing
補強部材710の形状としては、図24に示されているようなものに限られる必要はなく、様々な形状を採用し得る。図25は、その変形例である補強部材710aの形状を示している。補強部材710aは、第2モジュレータ220側の端部近傍を内側に折り曲げることにより、第2モジュレータ220の上面(及び下面)に対して平行な当接部712aが形成されている。このような当接部712aにより、補強部材710aと第2モジュレータ220との接触面積が増加する結果、第2モジュレータ220をより強固に保持することができる。通気穴711aは、補強部材710aのうち高さ方向の略中央部をx方向に貫くように形成された矩形の開口であり、補強部材710aの長手方向に沿って複数並ぶように形成されている。
The shape of the reinforcing
図26は、補強部材710の他の変形例である補強部材710bの形状を示している。補強部材710bは、断面がコの字型ではなくロの字型に形成された金属板により構成されている。通気穴711bは、補強部材710bのうち高さ方向の略中央部をx方向に貫くように形成された矩形の開口であり、補強部材710bの長手方向に沿って複数並ぶように形成されている。また、通気穴711bは、補強部材710bのうち−x方向側及びx方向側の両方に形成されている。補強部材710bは、第2モジュレータ220側の面全体において第2モジュレータ220に当接する。このため、補強部材710bと第2モジュレータ220との接触面積は更に増加しており、第2モジュレータ220はより強固に保持される。
FIG. 26 shows the shape of a reinforcing
ところで、補強部材710を空気が通過する際に受ける通風抵抗は、コア部CPのうち他の部分(コルゲートフィン400)を空気が通過する際に受ける通風抵抗よりも小さくなっている。このため、コア部CPを通過する空気の全体の流れにおいては、補強部材710の近傍において僅かに乱れが生じてしまうことが考えられる。
By the way, the ventilation resistance received when air passes through the reinforcing
このような空気の乱れを抑制するためには、補強部材710における通風抵抗を調整し、コルゲートフィン400における通風抵抗に近づければよい。具体的な方法としては、例えば図27に示されるように、それぞれの補強部材710の内部(中空部分)に多孔質体800を配置し、通気穴711を通過する空気が受ける通風抵抗を高くすることが考えられる。
In order to suppress such air turbulence, the ventilation resistance in the reinforcing
第1モジュレータ210と第2モジュレータ220との接続部分の他の構成例について、図28乃至図30を参照しながら説明する。図28に示される例では、第1ヘッダタンク110が上下二つに分かれた構成となっている。つまり、第1ヘッダタンク110のうちセパレータ101とセパレータ102との間の部分が取り除かれており、上方側部分110Aと下方側部分110Bとに分かれた構成となっている。第2モジュレータ220は、その一部が上方側部分110Aと下方側部分110Bとの間に配置されており、その−y方向側の端部(開口端)が第1モジュレータ210に直接接続されている。
Another configuration example of the connecting portion between the
図29に示される例では、第1ヘッダタンク110をy軸に沿って貫く配管229が配置されている。配管229は金属製の円管であって、その両端が開口端となっている。y軸に沿って見た場合における配管229の外周面の形状は、第2モジュレータ220の内周面の形状と略等しい。
In the example shown in FIG. 29, a
配管229の−y方向側の端部は、第1モジュレータ210の内部空間に配置されている。配管229のy方向側の端部は、第2モジュレータ220に接続されている。具体的には、配管229のy方向側の端部が第1ヘッダタンク110の外表面からy方向側に突出しており第2モジュレータ220は、配管229の突出部分をその内部に収納した状態で、−y方向側の端部を第1ヘッダタンク110に当接させている。つまり、この構成例においては、第1モジュレータ210と第2モジュレータ220との接続が配管229によって行われている。
An end of the
図30に示される例では、第2モジュレータ220が第1ヘッダタンク110をy方向に沿って貫通した状態で配置されている。また、第2モジュレータ220の−y方向側の端部(開口端)は、第1モジュレータ210に直接接続されている。このように、第1ヘッダタンク110を二つに分けた構成としなくても、第1モジュレータ210と第2モジュレータ220とを直接接続することができる。
In the example shown in FIG. 30, the
本発明の第7実施形態に係る凝縮器10Fについて、図31及び図32を参照しながら説明する。凝縮器10Fでは、モジュレータタンク200が第3モジュレータ230を更に備えている点において、凝縮器10と異なっている。
A
第3モジュレータ230は、第2モジュレータ220と同様に、その長手方向をy軸に沿わせた状態で配置されたタンクである。第3モジュレータ230はサイドプレート501の上面に設置されている。すなわち、コア部CPのうち最も上方に配置されたチューブ300よりも更に上方となる位置に配置されている。第3モジュレータ230は、その−y方向側の端部(開口端)が第1モジュレータ210の上端部近傍に接続されている。尚、第1ヘッダタンク110の上端位置は、第3モジュレータ230よりも低い位置となっている。このため、第1ヘッダタンク110と第3モジュレータ230との干渉が防止されている。
Similar to the
モジュレータタンク200はその全体が略Fの字型となっており、その内部空間の容積が更に大きくなっている。このような構成により、凝縮器10Fの充填特性をさらに向上させることができる。
The
尚、第1ヘッダタンク110の上端位置が比較的高い位置にあり、例えば第1モジュレータ210の上端位置と略一致するような場合であっても、上記のような第3モジュレータ230を設けることができる。図33には、そのような場合の変形例が示されている。
Even if the upper end position of the
この変形例では、第1ヘッダタンク110をy軸に沿って貫く配管239が配置されている。配管239は金属製の円管であって、その両端が開口端となっている。y軸に沿って見た場合における配管239の外周面の形状は、第3モジュレータ230の内周面の形状と略等しい。
In this modification, a
配管239の−y方向側の端部は、第1モジュレータ210の内部空間に配置されている。配管239のy方向側の端部は、第3モジュレータ230に接続されている。具体的には、配管239のy方向側の端部が第1ヘッダタンク110の外表面からy方向側に突出しており、第3モジュレータ230は、配管239の突出部分をその内部に収納した状態で、−y方向側の端部を第1ヘッダタンク110に当接させている。つまり、この構成例においては、第3モジュレータ230と第2モジュレータ220との接続が配管239によって行われている。
An end of the
図2を参照しながら既に説明したように、第2モジュレータ220は断面が矩形のタンクとなっている。このような第2モジュレータ220は押し出し成形によって形成することもできるが、プレス成形(曲げ加工)された複数の金属板を溶接等により接合して形成することもできる。
As already described with reference to FIG. 2, the
具体的には、図34に示されるように、断面がコの字型となるように成形された二つの金属板223、224を接合して形成することができる。図35に示されるように、断面がコの字型となるように成形された金属板225と、平板である金属板226とを接合して形成することもできる。また、図36に示されるように、断面がL字型となるように成形された二つの金属板227、228を接合して形成することもできる。
Specifically, as shown in FIG. 34, two
更に、図37に示されるように、チューブ300と同一形状の多穴チューブ300A、上下方向に複数重ねられた構成の第2モジュレータ220Aとしてもよい。図35に示される例では、4つの多穴チューブ300Aが、スペーサ400Aをそれぞれの間に介在させた状態で上下に重ねられており、これらがろう接により接合され一体となっている。尚、スペーサ400Aはコルゲートフィン400を構成する部材を流用したものであり、コルゲートフィン400の厚さ(z軸に沿った寸法)を薄くしたような形状となっている。このような構成の第2モジュレータ220Aは、チューブ300及びコルゲートフィンをそれぞれ構成する部材を流用することにより低コストで制作することができる。
Furthermore, as shown in FIG. 37, a
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。 The embodiments of the present invention have been described above with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples. In other words, those specific examples that have been appropriately modified by those skilled in the art are also included in the scope of the present invention as long as they have the characteristics of the present invention. For example, the elements included in each of the specific examples described above and their arrangement, materials, conditions, shapes, sizes, and the like are not limited to those illustrated, but can be changed as appropriate. Moreover, each element with which each embodiment mentioned above is provided can be combined as long as technically possible, and the combination of these is also included in the scope of the present invention as long as it includes the features of the present invention.
10,10A,10B,10C,10D,10E,10F:凝縮器
100:ヘッダタンク
110:第1ヘッダタンク
120:第2ヘッダタンク
300:チューブ
200:モジュレータタンク
210:第1モジュレータタンク
220:第2モジュレータタンク
101,102,103,104,105,106,107:セパレータ
250:接続部材
10, 10A, 10B, 10C, 10D, 10E, 10F: condenser 100: header tank 110: first header tank 120: second header tank 300: tube 200: modulator tank 210: first modulator tank 220:
Claims (22)
上下に積層配置されており、前記冷媒が流れる流路(310)が内部に形成された複数のチューブ(300)と、
前記チューブが積層されている方向に沿って延びており、それぞれの前記チューブの一端が接続された第1ヘッダタンク(110)と、
前記チューブが積層されている方向に沿って延びており、それぞれの前記チューブの他端が接続された第2ヘッダタンク(120)と、
前記第1ヘッダタンクからの冷媒が流入可能となるように、前記第1ヘッダタンクの内部に連通するモジュレータタンク(200)と、を備え、
前記モジュレータタンクは、
前記チューブが積層されている方向に沿って延びており、前記第1ヘッダタンクに沿うように配置された第1モジュレータタンク(210)と、
前記チューブの長手方向に沿って延びており、前記チューブにより上下から挟み込まれる位置に配置され、前記第1モジュレータタンクの内部に連通する第2モジュレータタンク(220)と、で構成されており、
前記第2モジュレータタンクの内部空間は、前記第1ヘッダタンクの内部空間(112,113)を介して前記第1モジュレータタンクの内部空間と連通しており、
前記第1ヘッダタンクの内部空間を上下に分ける第1セパレータ(101)と、
前記第1ヘッダタンクの内部空間のうち、前記第1セパレータよりも下方側の空間を更に上下に分ける第2セパレータ(102)と、を有しており、
前記第2モジュレータタンクの内部空間は、前記第1ヘッダタンクの内部空間のうち前記第1セパレータと前記第2セパレータとの間の空間を介して、前記第1モジュレータタンクの内部空間と連通しており、
前記第1ヘッダタンクの内部空間のうち前記第1セパレータよりも上方側の空間(111)と、前記第1ヘッダタンクの内部空間のうち前記第2セパレータよりも下方側の空間(115)と、を連通させる接続配管(PI)が設けられていることを特徴とする凝縮器。 A heat exchanger of a refrigeration cycle that condenses the refrigerant by performing heat exchange between the refrigerant and outside air,
A plurality of tubes (300) that are stacked one above the other and that have a flow path (310) through which the refrigerant flows;
A first header tank (110) that extends along a direction in which the tubes are stacked and to which one end of each tube is connected;
A second header tank (120) that extends along the direction in which the tubes are stacked and to which the other end of each tube is connected;
A modulator tank (200) communicating with the inside of the first header tank so that the refrigerant from the first header tank can flow in,
The modulator tank is
A first modulator tank (210) extending along the direction in which the tubes are stacked and disposed along the first header tank;
A second modulator tank (220) that extends along the longitudinal direction of the tube, is disposed at a position sandwiched from above and below by the tube, and communicates with the inside of the first modulator tank ;
The internal space of the second modulator tank communicates with the internal space of the first modulator tank via the internal space (112, 113) of the first header tank,
A first separator (101) that divides the internal space of the first header tank into upper and lower portions;
A second separator (102) that further divides the space below the first separator in the internal space of the first header tank into upper and lower parts,
The internal space of the second modulator tank communicates with the internal space of the first modulator tank through a space between the first separator and the second separator in the internal space of the first header tank. And
Of the internal space of the first header tank, the space above the first separator (111), Of the internal space of the first header tank, the space below the second separator (115), A condenser having a connection pipe (PI) for communicating with each other.
前記接続部材に形成された貫通孔(256)を介して、前記第1モジュレータタンクの内部空間と前記第2モジュレータタンクの内部空間とが連通していることを特徴とする、請求項1に記載の凝縮器。 A connecting member (250) is disposed between the first modulator tank and the first header tank,
Via said connecting member through-hole formed (256), the internal space of the inner space and the second modulator tank of said first modulator tank is equal to or in communication with, claim 1 Condenser.
前記第1ヘッダタンクの内部空間のうち、前記第1セパレータよりも下方側の空間を更に上下に分ける第2セパレータ(102)と、を有しており、
前記第2モジュレータタンクの内部空間は、前記第1ヘッダタンクの内部空間のうち前記第1セパレータと前記第2セパレータとの間に形成された空間(112)、及び前記貫通孔を介して、前記第1モジュレータタンクの内部空間と連通していることを特徴とする、請求項3に記載の凝縮器。 A first separator (101) that divides the internal space of the first header tank into upper and lower portions;
A second separator (102) that further divides the space below the first separator in the internal space of the first header tank into upper and lower parts,
The internal space of the second modulator tank is a space (112) formed between the first separator and the second separator in the internal space of the first header tank, and the through hole. The condenser according to claim 3 , wherein the condenser communicates with an internal space of the first modulator tank.
上下に積層配置されており、前記冷媒が流れる流路(310)が内部に形成された複数のチューブ(300)と、
前記チューブが積層されている方向に沿って延びており、それぞれの前記チューブの一端が接続された第1ヘッダタンク(110)と、
前記チューブが積層されている方向に沿って延びており、それぞれの前記チューブの他端が接続された第2ヘッダタンク(120)と、
前記第1ヘッダタンクからの冷媒が流入可能となるように、前記第1ヘッダタンクの内部に連通するモジュレータタンク(200)と、を備え、
前記モジュレータタンクは、
前記チューブが積層されている方向に沿って延びており、前記第1ヘッダタンクに沿うように配置された第1モジュレータタンク(210)と、
前記チューブの長手方向に沿って延びており、前記チューブにより上下から挟み込まれる位置に配置され、前記第1モジュレータタンクの内部に連通する第2モジュレータタンク(220)と、で構成されており、
前記第2モジュレータタンクの内部空間は、前記第1ヘッダタンクの内部空間(112,113)を介して前記第1モジュレータタンクの内部空間と連通しており、
前記第1モジュレータタンクと前記第1ヘッダタンクとの間には接続部材(250)が配置されており、
前記接続部材に形成された貫通孔(256)を介して、前記第1モジュレータタンクの内部空間と前記第2モジュレータタンクの内部空間とが連通しており、
前記第1ヘッダタンクの内部空間を上下に分ける第1セパレータ(101)と、
前記第1ヘッダタンクの内部空間のうち、前記第1セパレータよりも下方側の空間を更に上下に分ける第2セパレータ(102)と、を有しており、
前記第2モジュレータタンクの内部空間は、前記第1ヘッダタンクの内部空間のうち前記第1セパレータと前記第2セパレータとの間に形成された空間(112)、及び前記貫通孔を介して、前記第1モジュレータタンクの内部空間と連通しており、
前記第1ヘッダタンクの内部空間のうち前記第1セパレータよりも上方側の空間と、前記第1ヘッダタンクの内部空間のうち前記第2セパレータよりも下方側の空間と、を連通させる接続流路(255)が、前記接続部材に形成されていることを特徴とする凝縮器。 A heat exchanger of a refrigeration cycle that condenses the refrigerant by performing heat exchange between the refrigerant and outside air,
A plurality of tubes (300) that are stacked one above the other and that have a flow path (310) through which the refrigerant flows;
A first header tank (110) that extends along a direction in which the tubes are stacked and to which one end of each tube is connected;
A second header tank (120) that extends along the direction in which the tubes are stacked and to which the other end of each tube is connected;
A modulator tank (200) communicating with the inside of the first header tank so that the refrigerant from the first header tank can flow in,
The modulator tank is
A first modulator tank (210) extending along the direction in which the tubes are stacked and disposed along the first header tank;
A second modulator tank (220) that extends along the longitudinal direction of the tube, is disposed at a position sandwiched from above and below by the tube, and communicates with the inside of the first modulator tank;
The internal space of the second modulator tank communicates with the internal space of the first modulator tank via the internal space (112, 113) of the first header tank,
A connecting member (250) is disposed between the first modulator tank and the first header tank,
The internal space of the first modulator tank and the internal space of the second modulator tank communicate with each other through a through hole (256) formed in the connection member,
A first separator (101) that divides the internal space of the first header tank into upper and lower portions;
A second separator (102) that further divides the space below the first separator in the internal space of the first header tank into upper and lower parts,
The internal space of the second modulator tank is a space (112) formed between the first separator and the second separator in the internal space of the first header tank, and the through hole. Communicates with the interior space of the first modulator tank,
A connecting flow path that communicates a space above the first separator in the internal space of the first header tank and a space below the second separator in the internal space of the first header tank. (255) is, condenser coagulation you characterized in that it is formed in the connecting member.
上下に積層配置されており、前記冷媒が流れる流路(310)が内部に形成された複数のチューブ(300)と、
前記チューブが積層されている方向に沿って延びており、それぞれの前記チューブの一端が接続された第1ヘッダタンク(110)と、
前記チューブが積層されている方向に沿って延びており、それぞれの前記チューブの他端が接続された第2ヘッダタンク(120)と、
前記第1ヘッダタンクからの冷媒が流入可能となるように、前記第1ヘッダタンクの内部に連通するモジュレータタンク(200)と、を備え、
前記モジュレータタンクは、
前記チューブが積層されている方向に沿って延びており、前記第1ヘッダタンクに沿うように配置された第1モジュレータタンク(210)と、
前記チューブの長手方向に沿って延びており、前記チューブにより上下から挟み込まれる位置に配置され、前記第1モジュレータタンクの内部に連通する第2モジュレータタンク(220)と、で構成されており、
前記第2モジュレータタンクと前記チューブとの間の伝熱を抑制するために伝熱抑制部(GP)が設けられており、
前記伝熱抑制部では、前記第2モジュレータタンクの上面及び下面に沿って配置された補強部材(710,710a,710b)によって、前記第2モジュレータタンクが保持されており、コア剛性が向上していることを特徴とする凝縮器。 A heat exchanger of a refrigeration cycle that condenses the refrigerant by performing heat exchange between the refrigerant and outside air,
A plurality of tubes (300) that are stacked one above the other and that have a flow path (310) through which the refrigerant flows;
A first header tank (110) that extends along a direction in which the tubes are stacked and to which one end of each tube is connected;
A second header tank (120) that extends along the direction in which the tubes are stacked and to which the other end of each tube is connected;
A modulator tank (200) communicating with the inside of the first header tank so that the refrigerant from the first header tank can flow in,
The modulator tank is
A first modulator tank (210) extending along the direction in which the tubes are stacked and disposed along the first header tank;
A second modulator tank (220) that extends along the longitudinal direction of the tube, is disposed at a position sandwiched from above and below by the tube, and communicates with the inside of the first modulator tank;
In order to suppress heat transfer between the second modulator tank and the tube, a heat transfer suppression part (GP) is provided,
In the heat transfer suppression unit, the second modulator tank is held by the reinforcing members (710, 710a, 710b) arranged along the upper surface and the lower surface of the second modulator tank, and the core rigidity is improved. condenser coagulation characterized in that there.
前記チューブの長手方向及び前記第1モジュレータタンクの長手方向のいずれに対しても垂直な方向に沿って空気が通過するよう、通気穴(711,711a,711b)が形成されていることを特徴とする、請求項9又は10に記載の凝縮器。 The reinforcing member includes
Ventilation holes (711, 711a, 711b) are formed so that air passes along a direction perpendicular to both the longitudinal direction of the tube and the longitudinal direction of the first modulator tank. The condenser according to claim 9 or 10 .
前記チューブの長手方向に沿って延びており、最も上方に配置された前記チューブよりも更に上方となる位置に配置された第3モジュレータタンク(230)を有しており、
前記第3モジュレータタンクのうち前記第1ヘッダタンク側の端部において、前記第1モジュレータタンクの内部空間と前記第3モジュレータタンクの内部空間とが連通していることを特徴とする、請求項1乃至14のいずれか1項に記載の凝縮器。 The modulator tank is
A third modulator tank (230) that extends along the longitudinal direction of the tube and is disposed at a position that is further above the uppermost tube;
The internal space of the first modulator tank and the internal space of the third modulator tank communicate with each other at an end of the third modulator tank on the first header tank side. The condenser of any one of thru | or 14 .
上下に積層配置されており、前記冷媒が流れる流路(310)が内部に形成された複数のチューブ(300)と、
前記チューブが積層されている方向に沿って延びており、それぞれの前記チューブの一端が接続された第1ヘッダタンク(110)と、
前記チューブが積層されている方向に沿って延びており、それぞれの前記チューブの他端が接続された第2ヘッダタンク(120)と、
前記第1ヘッダタンクからの冷媒が流入可能となるように、前記第1ヘッダタンクの内部に連通するモジュレータタンク(200)と、を備え、
前記モジュレータタンクは、
前記チューブが積層されている方向に沿って延びており、前記第1ヘッダタンクに沿うように配置された第1モジュレータタンク(210)と、
前記チューブの長手方向に沿って延びており、前記チューブにより上下から挟み込まれる位置に配置され、前記第1モジュレータタンクの内部に連通する第2モジュレータタンク(220)と、で構成されており、
前記第1ヘッダタンクは上下二つに分かれた構成となっており、前記第2モジュレータタンクの一部が、二つの前記第1ヘッダタンクの間となる位置に配置されていることを特徴とする凝縮器。 A heat exchanger of a refrigeration cycle that condenses the refrigerant by performing heat exchange between the refrigerant and outside air,
A plurality of tubes (300) that are stacked one above the other and that have a flow path (310) through which the refrigerant flows;
A first header tank (110) that extends along a direction in which the tubes are stacked and to which one end of each tube is connected;
A second header tank (120) that extends along the direction in which the tubes are stacked and to which the other end of each tube is connected;
A modulator tank (200) communicating with the inside of the first header tank so that the refrigerant from the first header tank can flow in,
The modulator tank is
A first modulator tank (210) extending along the direction in which the tubes are stacked and disposed along the first header tank;
A second modulator tank (220) that extends along the longitudinal direction of the tube, is disposed at a position sandwiched from above and below by the tube, and communicates with the inside of the first modulator tank;
The first header tank is divided into two parts, and a part of the second modulator tank is arranged at a position between the two first header tanks. that coagulation condenser.
前記第1貫通配管の一端は、前記第1モジュレータタンクの内部に配置されており、前記第1貫通配管の他端には、前記第2モジュレータタンクが接続されていることを特徴とする、請求項1乃至17のいずれか1項に記載の凝縮器。 A first through pipe (229) passing through the first header tank is provided;
One end of the first through pipe is disposed inside the first modulator tank , and the second modulator tank is connected to the other end of the first through pipe. Item 18. The condenser according to any one of Items 1 to 17 .
前記チューブの長手方向に沿って延びており、前記第1モジュレータタンクの上端部近傍において前記第1モジュレータタンクに接続され、前記第1モジュレータタンクの内部に連通する第3モジュレータタンク(230)を更に有していることを特徴とする、請求項1乃至20のいずれか1項に記載の凝縮器。 The modulator tank is
Extends along the longitudinal direction of the tube, the first being connected in the vicinity of an upper end portion of the modulator tank to said first modulator tank, further a third modulator tank connected (230) to the inside of the first modulator tank The condenser according to any one of claims 1 to 20 , wherein the condenser is provided.
前記第2貫通配管の一端は、前記第1モジュレータタンクの内部に配置されており、前記第2貫通配管の他端には、前記第3モジュレータタンクが接続されていることを特徴とする、請求項21に記載の凝縮器。 A second through pipe (239) penetrating the first header tank is provided;
One end of the second through pipe is disposed inside the first modulator tank , and the other end of the second through pipe is connected to the third modulator tank. Item 22. The condenser according to Item 21 .
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