JP6797777B2 - 空調回路のための冷媒供給源を伴うコンデンサ - Google Patents

Description

本発明は、特に自動車用の、空調回路のための冷凍流体リザーブを有するコンデンサに関する。

この分野では、長い間、車両の前面に配置されるコンデンサが知られてきた。これらのコンデンサは、コンデンサ内を流れる冷凍流体と流入する空気流との間で熱交換をもたらす。コンデンサは、時として、冷凍流体のリザーブまたはボトルを伴い、リザーブの出口で冷凍流体のサブ冷却（ｓｕｂ−ｃｏｏｌｉｎｇ）の実行を可能とする部分が設けられている。

また、冷却液を用いて冷凍流体を冷却するための第１の熱交換ユニットと、冷却液による冷凍流体のサブ冷却のための第２の熱交換ユニットとを備え、これらの熱交換ユニット間に冷凍流体リザーブが介在するコンデンサも知られている。これらのユニットは積み重ねられたプレートを備え、該プレートは、それらの間に、冷凍流体プレートが２つの冷却流体プレート間に配置されるように冷凍流体の循環プレートを規定する。しかしながら、プレートの２つの積層体を伴うそのような解決策は、一体化の度合いが低い。

何らかの改良を与えようとする試みでは、プレートに対して横方向に配置され、冷凍流体リザーブが積層体に組み込まれるコンデンサが提案されてきた。しかしながら、そのようなリザーブは作動に関して最良の形態ではない。これは、積層体の高さに対応するリザーブの軸方向高さが、使用されるプレートの数によって制限されるからである。

したがって、そのようなコンデンサを改良する必要性があり、また、これに関し、本発明は、空調回路のためのコンデンサであって、該コンデンサが、ボトルとしても知られる冷凍流体リザーブに接続されるように構成される筐体を備え、筐体が、冷凍流体と冷却流体との間の第１の熱交換部を受け入れ、第１の熱交換部が、冷凍流体を冷凍流体リザーブへ運ぶように構成され、筐体が、リザーブの出口で冷凍流体と冷却流体との間の熱交換の補足をもたらすように構成される第２の熱交換部を受け入れる、コンデンサを提案する。

結果として、冷凍流体リザーブは、筐体に閉じ込められず、代わりに、長さに関して、好ましくは筐体の長さにわたって、自由に延在可能であり、例えば、減じられた空間要件で大きな長さにわたって延在するために、筐体の長手サイドに隣接している。また、１つの同じアセンブリに２つの熱交換領域が存在し、それにより、コンデンサの構成要素の数を制限することができる。

冷凍流体リザーブは、有利には、好ましくはそれぞれ内に又は外に延在する冷凍流体の入口チューブ及び出口チューブを備えるフランジによって、筐体に固定される。

コンデンサは、有利には、熱交換部の少なくとも１つの冷却液回路を備え、該回路は、熱交換部に共通であってもよく、あるいは、熱交換部ごとに異なってもよい。

コンデンサは、有利には、積み重ねられたプレートのアセンブリを備え、熱交換部において、それらのプレートは、それらの間に、特に冷凍流体プレートが２つの冷却流体プレート間に配置されるように、冷凍流体および冷却流体の循環プレートを規定し、積み重ねられたプレートのアセンブリは、第１の熱交換部から流体リザーブへ向かい、その後、リザーブから第２の熱交換部内へ向かう、筐体における冷凍流体の連続的な循環を可能にする冷凍流体の循環経路を与えるように構成される。

積み重ねられたプレートのアセンブリは、有利には、熱交換部において延在する冷却流体の循環経路、好ましくは第２の熱交換部から第１の熱交換部に延在する冷却流体の循環経路を、与えるように構成される。変形において、積み重ねられたプレートのアセンブリは、前述した異なる回路とそれぞれ関連付けられる２つの異なる経路を規定してもよい。

特に、プレートの積層体は、第１の熱交換部と第２の熱交換部との間での冷凍流体の循環を妨げる障壁を規定するように構成される。

そのようなことから、プレートのそれぞれは、有利には、第１の熱交換部および第２の熱交換部の領域で材料が連続した状態で延在する。

したがって、冷凍流体の循環プレートを規定するコンデンサプレートは、第１の熱交換部と第２の熱交換部との間での冷凍流体の循環を妨げる障壁を規定するように隆起部を備えてもよい。

プレートの積層体は、有利には、第１の熱交換部および／または第２の熱交換部の領域において冷凍流体の循環プレートと連通する冷凍流体の入口コレクタおよび／または出口コレクタを備え、及び／又は、冷却液の循環プレートと連通する冷却液の入口コレクタおよび／または出口コレクタを備える。

冷凍流体の入口コレクタおよび／または出口コレクタ、ならびに、冷却流体の入口コレクタおよび／または出口コレクタは、有利には、筐体の一方のサイドおよび／またはリザーブと対向するように意図されている反対サイドで開口する。

一方では第１の交換部における冷凍流体の入口コレクタと第２の交換部の冷凍流体の出口コレクタとが、また他方では第２の交換部における冷凍流体の入口コレクタと第１の交換部の冷凍流体の出口コレクタとが、有利には、筐体の対向する両側で開口する。

一緒にあるいは別々に解釈されてもよい本発明の他の実施形態によれば、
− コレクタは、開口および／または流体入口および／または出口フランジを介して筐体から開口する；
− 第１の交換部における冷凍流体の入口コレクタは、筐体における冷凍流体の入口開口と対向して配置され、また、第１の交換部の冷凍流体の出口コレクタは、リザーブにおける冷凍流体の入口開口と対向して配置される；
− 第１の熱交換部は、第１の交換部における冷凍流体の入口コレクタと第１の交換部の冷凍流体の出口コレクタとの間で筐体において延在する；
− 第２の交換部における冷凍流体の入口コレクタは、リザーブの冷凍流体の出口開口と対向して配置され、また、第２の交換部の冷凍流体の出口コレクタは、筐体の冷凍流体の出口開口と対向して配置される；
− 第２の熱交換部は、第２の交換部内の冷凍流体の入口コレクタと第２の熱交換部の冷凍流体の出口コレクタとの間に延在する；
− 第１の交換部における冷凍流体の入口コレクタおよび第２の交換部の冷凍流体の出口コレクタは、筐体の２つの両側の側面近傍で開口する；
− 冷却液の入口コレクタおよび出口コレクタは、有利には、同じ両側の側面近傍で開口する；
− 積み重ねられたプレートのアセンブリは、直方体体積を成して延在し、例えば筐体の直方体体積に対応する；
− 冷却液の入口コレクタおよび出口コレクタ、ならびに、第１の交換部における冷凍流体の入口コレクタおよび第２の交換部の冷凍流体の出口コレクタは、筐体の４つの縁に沿って平行に方向付けられる；
− 冷凍液の循環プレートおよび冷却液の循環プレートは異なる断面を有する；
− 流体の複数の循環通路に従って、例えば、一方の通路から他方の通路への流体の循環方向の逆をたどって、第１の熱交換部における冷凍流体を方向付けるように、第１の熱交換部は、プレートと平行な隔壁であって、冷凍流体の入口コレクタおよび冷凍流体の出口コレクタにおいて交互に配置される隔壁を備える。

また、本発明は、前述したコンデンサプレート、および、そのようなコンデンサと対応するリザーブとのアセンブリに関する。

以下、添付図面を参照して、本発明のこれらの特徴および他の特徴について説明する。

本発明に係るコンデンサの一実施形態の斜視図である。 そのコンデンサの底面図である。 図２の線Ｂ−Ｂに沿ったコンデンサの概略断面である。 図２の線Ａ−Ａに沿ったコンデンサの概略断面である。 図４のコンデンサの入口コレクタおよび出口コレクタの部分拡大図である。 構成変形例に係るコンデンサの冷凍流体の経路の概略断面である。 構成変形例に係るコンデンサの冷却流体の経路の概略断面である。

以下の説明において、同一の参照数字は、同一または同様の要素を示すために使用される。

図１〜図４に示されるように、本発明は、図示されない空調回路、特に自動車用の空調回路のための、冷凍流体リザーブ３またはボトルを有するコンデンサ１に関する。冷凍流体は、例えば、Ｒ１３４ａという名で知られる流体または同様のものである。そのコンデンサ１は、冷凍流体リザーブ３に接続されるように構成される筐体５、好ましくは本ケースにおけるように直方体筐体、を備え、冷凍流体リザーブ３は、筐体５から離れるようにあるいは本ケースにおけるように筐体５に隣接して固定されるように設けられてもよい。

リザーブ３は、本ケースでは、筐体の側面１１’と対向して、すなわち、筐体の長手方向端面１２、１４間に配置される筐体の面と対向して配置される。したがって、リザーブは、コンデンサの長い長さにわたって空間体積を小さくして延在することができる。

図１および図４において分かるように、冷凍流体リザーブ３は、２つのチューブ７、９、すなわち、冷凍流体がそのリザーブに入る入口チューブと冷凍流体がそのリザーブから出る出口チューブとをそれぞれ備えるフランジによって筐体５に固定される。

筐体５は、本ケースでは冷却液との熱交換によって冷凍流体の凝縮を確保するようになっている第１の熱交換部１３と、本ケースではリザーブ３からの出口で冷却液による冷凍流体のサブ冷却をもたらすための第２の熱交換部１５とを受け入れる。このようにして、２つの熱交換部が１つの同じ構造ユニットに組み込まれる。

冷却液は熱交換部１３、１５の冷却液回路１７内で流れ、この回路は、図３に示されるようにこれらの熱交換部に共通であってもよく、あるいは、図７に示されるように熱交換部ごとに異なってもよい。冷却液は例えばグリコール水である。

図３〜図５を参照すると、コンデンサ１はプレート１９のアセンブリを備え、これらのプレートは、積み重ね方向、ここではプレートに対して実質的に直交する方向に従って積み重ねられる。有利には、それらのプレートは、材料が第１および第２の熱交換部１３、１５にわたって連続する状態で延在する。熱交換部において、プレートは、それらの間に、冷凍流体循環プレート２１を規定し、それにより、冷凍流体プレート２１（図４）は、冷却液回路１７（図３）の２つの冷却流体プレート２３間に配置されるようになっている。循環プレートは、本ケースでは、異なる高さを有する。

プレートは、特にアルミニウムおよび／またはアルミニウム合金の、金属シートによって構成される。これらのプレートは例えばスタンピング加工によって形成される。これらのプレートは、外周隆起縁部の領域ではんだ付けすることによって互いに組み付けられてもよい。

積み重ねられたプレート１９のアセンブリは、本ケースでは筐体５を構成し、該筐体５は、積み重ねられたプレート１９のアセンブリを受け入れるように更に形成されてもよい。

積み重ねられたプレート１９のアセンブリは、図４に矢印に従って示されるように、第１の熱交換部１３から流体リザーブ３へ向かい、その後、そのリザーブから第２の熱交換部１５内へ向かう、筐体５における冷凍流体の連続的な循環を可能にする冷凍流体の循環経路を与えるように構成される。

したがって、第１の熱交換部１３において凝縮される冷凍流体が冷凍流体リザーブ３へ運ばれ、それにより、冷凍流体の気相／液相の分離が引き起こされ、及び／又は、冷凍流体の濾過および／または脱水がもたらされる。

積み重ねられたプレート１９のアセンブリは、熱交換部１３、１５において延在する冷却流体の循環経路１７、より具体的には、向流冷却をもたらすべく図３に矢印に従って示されるように第２の熱交換部１５から第１の熱交換部１３へ延びる冷却流体の循環経路１７を与えるように更に構成される。

プレート１９の積層体は、第１および／または第２の熱交換部の領域における冷凍流体の循環プレートと連通する冷凍流体の入口コレクタ３３、３７および／または出口コレクタ３５、３９を備える。その積層体は、冷却液の循環プレートと連通する冷却液の入口コレクタ２２および／または出口コレクタ２４を更に備える。

コレクタ２２、２４、３３、３５、３７、３９は、リザーブ３と対向して配置される筐体の側面１１’の領域や反対側の側面１１の領域で、すなわち、プレートの積み重ね方向に対して垂直に向けられる筐体の両側面の領域で開口する。これは、コレクタ２２、２４、３３、３５、３７、３９が有利には互いに平行に且つ積み重ね方向と平行に延在するからである。

本ケースでは、積み重ね方向に対して垂直な側面１１、１１’の領域において対向する態様で、一方では、第１の交換部１３内の冷凍流体の入口コレクタ３３と第２の交換部１５の冷凍流体の出口コレクタ３９とが、他方では、第２の交換部１５内の冷凍流体の入口コレクタ３７と第１の交換部１３の冷凍流体の出口コレクタ３５とが開口する。どのようにしてそのような特徴によりリザーブ３が長さに関して第１の交換部における冷凍流体の入口コレクタ３３の真下の位置まで延在できるのかに気付くことができる。

冷却液の入口コレクタ２２および出口コレクタ２４は、本ケースでは、リザーブ３と対向して配置される側面１１’と反対側の側面１１で開口する。

冷却液の入口コレクタ２２および出口コレクタ２４、第１の熱交換部内の冷凍流体の入口コレクタ３３、および、第２の熱交換部の冷凍流体の出口コレクタ３９は、ここでは冷却液の入口チューブ２９および出口チューブ３１としてならびに冷凍流体の入口チューブ２５および出口チューブ２７として形成される筐体の開口に通じる。他のコレクタ３５、３７はリザーブのチューブ７、９で開口する。

第１の交換部内の冷凍流体の入口コレクタ３３および第２の交換部の冷凍流体の出口コレクタ３９は、筐体の２つの長手方向端面１２、１４の近傍で開口する。同様に、冷却液の入口コレクタ２２および出口コレクタ２４は、筐体の対向する長手方向端面１２、１４の近傍で開口する。

図示の平行六面体形態において、冷却液の入口コレクタ２２および出口コレクタ２４、ならびに、第１の交換部内の冷凍流体の入口コレクタ３３および第２の交換部の冷凍流体の出口コレクタ３９は、有利には、筐体の４つの縁に沿って平行に方向付けられてもよい。このようにすると、入口チューブおよび出口チューブ２２、２４、２５、２７は、有利には、ボトルと対向して配置される側面１１’の反対側の側面１１の４つの角の領域に配置される。コレクタ２２、２４、３３、３９が筐体の対向する側面の領域内に配置されることにより、冷凍流体および冷却液が最大範囲にわたって流れる。

第１の交換部内の冷凍流体の入口コレクタ３３は、筐体内の冷凍流体の入口チューブ２５と対向して配置され、また、第１の交換部の冷凍流体の出口コレクタ３５は、本ケースではリザーブを筐体に固定するためのフランジのチューブのうちの第１のチューブ７と連通するリザーブ３内の冷凍流体の入口開口と対向して配置される。第１の熱交換部は、第１の交換部内の冷凍流体の入口コレクタ３３と第１の交換部の冷凍流体の出口コレクタ３５との間で筐体内において延在する。

第２の交換部内の冷凍流体の入口コレクタ３７は、ここではリザーブを筐体に固定するためのフランジのチューブのうちの第２のチューブ９と連通するリザーブ３の冷凍流体の出口開口と対向して配置され、また、第２の交換部の冷凍流体の出口コレクタ３９は、筐体の冷凍流体の出口チューブ２７と対向して配置される。第２の熱交換部は、第２の交換部内の冷凍流体の入口コレクタ３７と第２の交換部の冷凍流体の出口コレクタ３９との間で延在する。

このようなことから、プレート１９の積層体は、第１の熱交換部１３と第２の熱交換部１５との間での冷凍流体の循環を妨げる障壁を規定するように構成される。

図５において更に明確に分かるように、冷凍流体の循環プレートを規定する第１のプレートとして称されるプレート１９は、障壁を規定する隆起部２６を有する。隆起部の高さは、冷凍流体プレートの高さに対応する。隆起縁部は、第１のプレートの幅にわたって、すなわち、本ケースでは、積み重ね方向に対して垂直な側面１１、１１’を接続する筐体の側面１６の一方から反対側の側面１８まで延在する。

第１のプレート１９は、その長手方向側面の一方の両端近傍に、一方では、第１の交換部内の冷凍流体の入口コレクタ３３のための第１の穴を有し、他方では、第２の交換部の冷凍流体の出口コレクタ３９のための第２の穴を有する。第１のプレートは、隆起部２６の一方側および他方側に、第１の交換部の冷凍流体の出口コレクタ３５のための第３の穴、および、第２の交換部内の冷凍流体の入口コレクタ３７のための第４の穴を更に有する。第１のプレートは、その反対側の長手方向側面の両端近傍にカラーを有し、このカラーは、隆起部２６の高さと同一の高さを有し、対象としている冷凍流体プレートの一方側および他方側に配置される冷却液プレート間の連通を可能にするために穴が設けられる。

第２のプレートとして称される積層体の他のプレートは、冷却液プレートを規定するために使用される。これらのプレートには、第１のプレートのカラーおよび穴と協働してコレクタ２２、２４、３３、３５、３７、３９を規定できるようにする穴およびカラーが設けられる。

ここで、構成変形例について説明する。

先に示したように、熱交換部１３、１５は、図７に示されるようにそれぞれ異なる冷却液回路１７’、１７”を備えてもよく、矢印は、冷却液についてのそれらの回路１７’、１７”のそれぞれの冷却液の流れ方向を表す。したがって、第２のプレートには、所望の冷却回路の数に応じて、障壁を形成する隆起部が設けられてもよく、あるいは設けられなくてもよい。

また、図６に示されるように、矢印４３に従った異なる連続した循環通路に応じて、例えば、流体の循環が曲がりくねった循環などの一方の通路から他方の通路まで正反対の方向をたどる通路に従って、第１の熱交換部１３内の冷凍流体を方向付けるために、第１の熱交換部１３は、プレート１９と平行な隔壁４１であって冷凍流体の入口コレクタ３３内および冷凍流体の出口コレクタ３５内において交互に配置される隔壁４１を備えてもよい。

このように、本発明は、特に自動車の空調回路のための、リザーブを有するコンデンサであって、簡単な構造と効率的な作動とを有するコンデンサを提供する。

Claims (13)

1. 空調回路のためのコンデンサ（１）であって、コンデンサは、冷凍流体リザーブ（３）に接続されるように構成される筐体（５）を備え、筐体（５）は、冷凍流体と冷却流体との間の熱交換の補足をもたらすように構成される第１の熱交換部（１３）を受け入れ、第１の熱交換部（１３）は、冷凍流体を冷凍流体リザーブ（３）へ運ぶように構成され、筐体は、リザーブ（３）の出口で冷凍流体と冷却流体との間の熱交換の補足をもたらすように構成される第２の熱交換部（１５）を受け入れ、
   前記筐体は、積み重ねられたプレート（１９）のアセンブリを備え、前記熱交換部（１３、１５）において、前記プレートは、それらの間に、冷凍流体および冷却流体の循環プレート（２１、２３）を規定し、前記プレート（１９）のアセンブリは、前記第１の熱交換部（１３）から前記流体リザーブ（３）へ向かい、その後、前記リザーブから前記第２の熱交換部（１５）内へ向かう、前記筐体（５）における冷凍流体の連続的な循環を可能にする冷凍流体の循環経路を与えるように構成され、
   前記筺体（５）は、各プレート（１９）が延在する方向と平行な長手方向に配置された前記第１の熱交換部（１３）及び前記第２の熱交換部（１５）を受け入れ、
   前記流体リザーブ（３）は、前記筺体（５）の前記長手方向の端面（１２、１４）間に配置される側面（１１’）に対向して配置される、コンデンサ（１）。
2. 前記熱交換部（１３、１５）に前記冷却流体が流れる共通の回路（１７）を備える請求項１に記載のコンデンサ（１）。
3. 前記熱交換部（１３、１５）のそれぞれに関して前記冷却流体が流れる異なる回路（１７’、１７”）を備える請求項１に記載のコンデンサ（１）。
4. 前記プレート（１９）の積層体は、前記熱交換部（１３、１５）において延在する冷却流体の少なくとも１つの循環経路を与えるように構成される請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載のコンデンサ（１）。
5. 前記プレート（１９）のそれぞれは、前記第１の熱交換部（１３）および前記第２の熱交換部（１５）の領域で延在する請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載のコンデンサ（１）。
6. 前記プレート（１９）の積層体は、前記第１の熱交換部（１３）および／または前記第２の熱交換部（１５）の領域における冷凍流体の循環プレートと連通する冷凍流体の入口コレクタ（３３、３７）および／または出口コレクタ（３５、３９）を備え、および／または、冷却流体の循環プレートと連通する冷却流体の入口コレクタ（２２）および／または出口コレクタ（２４）を備える請求項１から５のうちのいずれか一項に記載のコンデンサ（１）。
7. 冷凍流体の前記入口コレクタ（３３）および／または出口コレクタ（３９）、ならびに、冷却流体の前記入口コレクタ（２２）および／または出口コレクタ（２４）は、前記筐体の一側面（１１）で、および／または、前記リザーブ（３）と対向するようになっている対向側面（１１’）で、開口する請求項６に記載のコンデンサ（１）。
8. 前記筐体の両側の側面（１１、１１’）で、一方では、前記第１の熱交換部（１３）における冷凍流体の前記入口コレクタ（３３）と前記第２の熱交換部（１５）の冷凍流体の前記出口コレクタ（３９）とが、他方では、前記第２の熱交換部（１５）における冷凍流体の前記入口コレクタ（３７）と前記第１の熱交換部（１３）の冷凍流体の前記出口コレクタ（３５）とが、開口する請求項６に記載のコンデンサ（１）。
9. 積み重ねられた前記プレート（１９）のアセンブリが直方体を形成するように延在し、冷却流体の前記入口コレクタ（２２）および前記出口コレクタ（２４）、ならびに、前記第１の熱交換部（１３）における冷凍流体の前記入口コレクタ（３３）および前記第２の熱交換部（１５）の冷凍流体の前記出口コレクタ（３９）は、前記筐体（５）のうち前記プレート（１９）の積み重ね方向に延在する４つの角に沿って平行に方向付けられる請求項６から８のいずれか一項に記載のコンデンサ（１）。
10. 前記第１の熱交換部（１３）における冷凍流体を流体の複数の循環通路（４３）に従って方向付けるために、前記第１の熱交換部（１３）は、前記プレート（１９）と平行な隔壁（４１）であって前記第１の熱交換部（１３）の冷凍流体の前記入口コレクタ（３３）および前記出口コレクタ（３５）において交互に配置される隔壁（４１）を備える請求項６から９のいずれか一項に記載のコンデンサ（１）。
11. 前記プレート（１９）の積層体は、前記第１の熱交換部（１３）と前記第２の熱交換部（１５）との間での冷凍流体の循環を妨げる障壁（２６）を規定するように構成される請求項１から１０のいずれか一項に記載のコンデンサ（１）。
12. 冷凍流体の循環プレートを規定する前記プレート（１９）は、前記障壁（２６）を規定する隆起部を有する金属シートによって形成される請求項１１に記載のコンデンサ（１）。
13. 請求項１から１２のいずれか一項に記載のコンデンサ（１）とリザーブ（３）とのアセンブリ。