JP6905895B2 - コンデンサ - Google Patents

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Description

この発明は、たとえば自動車に搭載される冷凍サイクルであるカーエアコンに用いられるコンデンサに関する。
この明細書および特許請求の範囲において、図１の上下、左右を上下、左右というものとする。
また、この明細書において、「液相冷媒」という用語には、微量の気相冷媒が混入した液相主体混相冷媒を含むものとする。
カーエアコンのコンデンサとして、本出願人は、先に、長手方向を上下方向に向けて配置された凝縮部出口ヘッダ、および長手方向を左右方向に向けるとともに長手方向一端が凝縮部出口ヘッダに接続された複数の熱交換管を有する凝縮部と、長手方向を上下方向に向けて凝縮部出口ヘッダの下方に配置された過冷却部入口ヘッダ、および長手方向を左右方向に向けるとともに長手方向一端が過冷却部入口ヘッダに接続された複数の熱交換管を有し、かつ凝縮部の下方に設けられた過冷却部と、凝縮部と過冷却部との間に設けられ、かつ凝縮部から流入した気液混相冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離する受液器とを備えており、受液器が、上端が開口するとともに下端が閉鎖された筒状のベース部材と、上端が閉鎖されるとともに下端が開口した円筒状であり、かつベース部材にねじ止めされた受液器本体とよりなり、ベース部材に、凝縮部の凝縮部出口ヘッダから冷媒が流入する冷媒流入穴および過冷却部の過冷却部入口ヘッダに冷媒が流出する冷媒流出穴が、冷媒流入穴が上方に位置するように上下方向に間隔をおいて形成されており、ベース部材内における冷媒流入穴と冷媒流出穴との間の高さ位置に、受液器内を上下に区画する板状の仕切部材が配置され、仕切部材に、受液器内の仕切部材よりも上方の第１区画内の冷媒の液面が規定液面に達してから冷媒を仕切部材よりも下方の第２区画に流すオーバーフロー管が設けられ、オーバーフロー管の上端が冷媒流入穴よりも上方の高さ位置にあり、オーバーフロー管の管路の横断面積が、冷媒流入穴の穴面積とほぼ同一となっているコンデンサを提案した（特許文献１参照）。
特許文献１記載のコンデンサにおいては、凝縮部出口ヘッダから冷媒流入穴を通って受液器内の第１区画に流入した気液混相冷媒は、第１区画において気液に分離され、一定量の液相冷媒が第１区画に溜まった後、液相冷媒がオーバーフロー管を通って第２区画に流入するようになっており、優れた気液分離性能を有している。
しかしながら、特許文献１記載のコンデンサにおいては、このコンデンサを用いた冷凍サイクルへの冷媒封入の際に、液相冷媒は、第１区画内で一定量が溜まった後に第２区画、冷媒流出穴および過冷却部入口ヘッダを経て過冷却部の熱交換管内に流入するので、過冷却部の熱交換管内を早い段階で液相冷媒で満たすことができず、過冷度が一定となる安定化域に達するまでに比較的多くの冷媒を必要とする。したがって、冷媒封入量を比較的多くする必要がある。
特開２０１０−１８５６４８号公報
この発明の目的は、上記実情に鑑み、過冷度が一定となる安定化域に達するまでに必要とする冷媒量を少なくすることにより冷媒封入量を減らすことのできるコンデンサを提供することにある。
本発明は、上記目的を達成するために以下の態様からなる。
1)長手方向を上下方向に向けて配置された凝縮部出口ヘッダ、および長手方向を左右方向に向けるとともに長手方向一端が凝縮部出口ヘッダに接続された複数の熱交換管を有する凝縮部と、長手方向を上下方向に向けて凝縮部出口ヘッダの下方に配置された過冷却部入口ヘッダ、および長手方向を左右方向に向けるとともに長手方向一端が過冷却部入口ヘッダに接続された複数の熱交換管を有し、かつ凝縮部の下方に設けられた過冷却部と、凝縮部と過冷却部との間に設けられ、かつ凝縮部から流入した気液混相冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離する受液器とを備えており、受液器が、長手方向を上下方向に向け、かつ上端が閉鎖されるとともに下端が開口した受液器本体と、受液器本体内に下方から着脱自在に嵌め入れられて受液器本体の下端開口を閉鎖するプラグとからなり、受液器本体に、凝縮部出口ヘッダから冷媒が流入する冷媒流入穴および過冷却部入口ヘッダに冷媒が流出する冷媒流出穴が、冷媒流入穴が上方に位置するように上下方向に間隔をおいて形成されているコンデンサであって、
受液器が、プラグの上端よりも上方に形成されかつ冷媒流入穴が臨む第１空間、およびプラグの上端よりも下方に形成されかつ冷媒流出穴が臨む第２空間を有し、
プラグが、筒状の周壁部と、周壁部における冷媒流出穴よりも下方の部分に設けられ、かつ周壁部の内部と受液器の外部とを隔てる下隔壁部と、周壁部の上端に設けられ、かつ周壁部の内部と第１空間とを隔てる上隔壁部とを備えており、
プラグの上端が冷媒流入穴と冷媒流出穴との間の高さ位置にあり、プラグの周壁部の外周面における冷媒流出穴よりも上方に位置する部分と、受液器本体の内周面における冷媒流入穴および冷媒流出穴の間に位置する部分との間がシール部材によりシールされ、当該シール部材よりも下方の部分において、プラグの周壁部の外周面と受液器本体の内周面との間に第２空間が形成され、
プラグの上隔壁部の上面が平坦面であってプラグの上端と同一高さ位置にあり、プラグの上隔壁部に、上端が上隔壁部の上面に開口するとともに下端が同下面に開口し、かつ周壁部の内部と第１空間とを通じさせる第１貫通穴が形成され、当該第１貫通穴の穴面積が冷媒流入穴の穴面積よりも小さくなっており、プラグの周壁部に、周壁部の内部と第２空間とを通じさせる第２貫通穴が形成され、第１貫通穴、周壁部の内部空間および第２貫通穴のみによって、一端が第１空間に開口するとともに他端が第２空間に開口した流路が構成され、第１貫通穴が当該流路の第１空間側開口になるとともに第２貫通穴が当該流路の第２空間側開口になり、流路の第１空間側開口である第１貫通穴が冷媒流入穴よりも下方の高さ位置にあり、第１貫通穴が、断面積が冷媒流入穴の穴面積よりも小さい絞り部分となっているコンデンサ。
2)長手方向を上下方向に向けて配置された凝縮部出口ヘッダ、および長手方向を左右方向に向けるとともに長手方向一端が凝縮部出口ヘッダに接続された複数の熱交換管を有する凝縮部と、長手方向を上下方向に向けて凝縮部出口ヘッダの下方に配置された過冷却部入口ヘッダ、および長手方向を左右方向に向けるとともに長手方向一端が過冷却部入口ヘッダに接続された複数の熱交換管を有し、かつ凝縮部の下方に設けられた過冷却部と、凝縮部と過冷却部との間に設けられ、かつ凝縮部から流入した気液混相冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離する受液器とを備えており、受液器が、長手方向を上下方向に向け、かつ上端が閉鎖されるとともに下端が開口した受液器本体と、受液器本体内に下方から着脱自在に嵌め入れられて受液器本体の下端開口を閉鎖するプラグとからなり、受液器本体に、凝縮部出口ヘッダから冷媒が流入する冷媒流入穴および過冷却部入口ヘッダに冷媒が流出する冷媒流出穴が、冷媒流入穴が上方に位置するように上下方向に間隔をおいて形成されているコンデンサであって、
受液器が、プラグの上端よりも上方に形成されかつ冷媒流入穴が臨む第１空間、およびプラグの上端よりも下方に形成されかつ冷媒流出穴が臨む第２空間を有し、
プラグが、筒状の周壁部と、周壁部における冷媒流出穴よりも下方の部分に設けられ、かつ周壁部の内部と受液器の外部とを隔てる隔壁部と、隔壁部に設けられ、かつ外周面が周壁部の内周面から離隔した上方突出部とを備えており、プラグの周壁部の上端が冷媒流入穴と冷媒流出穴との間の高さ位置にあり、当該周壁部の外周面における冷媒流出穴よりも上方に位置する部分と、受液器本体の内周面における冷媒流入穴および冷媒流出穴の間に位置する部分との間がシール部材によりシールされており、当該シール部材よりも下方の部分において、プラグの周壁部の外周面と受液器本体の内周面との間に第２空間が形成され、プラグの周壁部の内周面と上方突出部の外周面との間に、周壁部の上端と同一高さ位置において上方に開口しかつ第１空間に通じる冷媒流通間隙が全周にわたって形成され、冷媒流通間隙の横断面積が上下方向の全体にわたって同一であるとともに、冷媒流通間隙の上端開口の面積が冷媒流入穴の穴面積よりも小さくなっており、プラグの周壁部に、冷媒流通間隙と第２空間とを通じさせる貫通穴が形成され、冷媒流通間隙および周壁部の貫通穴のみによって、一端が第１空間に開口するとともに他端が第２空間に開口した流路が構成され、冷媒流通間隙の上端開口が当該流路の第１空間側開口になるとともに周壁部の貫通穴が当該流路の第２空間側開口になり、流路の第１空間側開口である冷媒流通間隙の上端開口が冷媒流入穴よりも下方の高さ位置にあり、冷媒流通間隙が、断面積が冷媒流入穴の穴面積よりも小さい絞り部分となっているコンデンサ。
3)上方突出部の上端が冷媒流入穴の下端よりも上方の高さ位置にあり、冷媒流入穴から受液器内に流入した冷媒が、上方突出部の外周面に当たるようになっている上記2)記載のコンデンサ。
4)上方突出部の上端が冷媒流入穴の上端以上の高さ位置にある上記3)記載のコンデンサ。
5)受液器本体の内周面における冷媒流出穴よりも下方の部分にめねじ部が設けられ、プラグの外周面における上下方向の中間部でかつ冷媒流出穴よりも下方の部分におねじ部が設けられるとともに、当該おねじ部が受液器本体ののめねじ部にねじ嵌められており、受液器本体の内周面におけるめねじ部よりも下方に位置する部分と、プラグの外周面におけるおねじ部よりも下方に位置する部分との間が下シール部材によりシールされている上記1)〜4)のうちのいずれかに記載のコンデンサ。
6)受液器本体が、上下両端が開口した筒状であり、かつコンデンサのヘッダタンクに接合されたベース部材と、上端が閉鎖されるとともに下端が開口した筒状であり、かつ下端部がベース部材に固定されたタンク部材とよりなり、プラグが、ベース部材内に下方から嵌め入れられている上記1)〜5)のうちのいずれかに記載のコンデンサ。
上記1)〜6)のコンデンサによれば、受液器が、プラグの上端よりも上方に形成されかつ冷媒流入穴が臨む第１空間、およびプラグの上端よりも下方に形成されかつ冷媒流出穴が臨む第２空間を有し、プラグに、一端が第１空間に開口するとともに他端が第２空間に開口した流路が形成され、当該流路の第１空間側開口が冷媒流入穴よりも下方の高さ位置にあり、流路に、断面積が冷媒流入穴の穴面積よりも小さい絞り部分が設けられているので、凝縮部の凝縮部出口ヘッダから冷媒流入穴を通って受液器の第１空間に流入した冷媒は、第１空間において気液に分離され、液相冷媒がプラグの流路を通って受液器の第２空間に流入し、ついで冷媒流出穴を通って過冷却部入口ヘッダ内に流入する。そして、プラグの流路の第１空間側開口が冷媒流入穴よりも下方の高さ位置にあるので、冷媒流入穴を通って受液器の第１空間に流入した気液混相冷媒のうち高密度の液相冷媒が、低密度の気相冷媒に比べて流路を通って第２空間に流れやすくなる。さらに、プラグの流路に、断面積が冷媒流入穴の穴面積よりも小さい絞り部分が設けられているので、絞り部分の働きによって、冷媒流入穴を通って受液器の第１空間に流入した気液混相冷媒のうち比体積の大きい気相冷媒は流路を流れにくくなり、比体積の小さい液相冷媒が流路を通って第２空間に流れやすくなる。したがって、受液器における気液分離効果が向上し、冷房性能が優れたものになる。
しかも、プラグの流路の第１空間側開口が冷媒流入穴よりも下方の高さ位置にあるので、このコンデンサを用いた冷凍サイクルへの冷媒封入の際に、凝縮部出口ヘッダから冷媒流入穴を通って第１空間内に入った冷媒は、プラグの流路、第２空間および冷媒流出穴を経て、比較的早い段階に過冷却部入口ヘッダ部内に入り、過冷却部の熱交換管内を比較的早い段階で液相冷媒で満たすことができる。したがって、過冷度が一定となる安定化域に達するまでに必要とする冷媒量が、特許文献１記載のコンデンサに比べて少なくてすみ、その結果冷媒封入量を減らすことができる。
上記1)のコンデンサによれば、プラグの上端が冷媒流入穴と冷媒流出穴との間の高さ位置にあり、プラグの外周面における冷媒流出穴よりも上方に位置する部分と、受液器本体の内周面における冷媒流入穴および冷媒流出穴の間に位置する部分との間がシール部材によりシールされており、当該シール部材よりも下方の部分において、プラグの外周面と受液器本体の内周面との間に第２空間が形成されているので、凝縮部出口ヘッダから冷媒流入穴を通って受液器の第１空間に流入した冷媒は、プラグの流路を通って第２空間に流れ、ついで冷媒流出穴を通って過冷却部入口ヘッダに流れる。そして、プラグの流路の第１空間側開口が冷媒流入穴よりも下方の高さ位置にあること、およびプラグの流路に絞り部分が設けられていることによって、このコンデンサを用いた冷凍サイクルへの冷媒封入の際に、過冷却部の熱交換管内を早い段階で液相冷媒で満たすことができ、過冷度が一定となる安定化域に達するまでに必要とする冷媒量が、特許文献１記載のコンデンサに比べて少なくてすむ。
上記1)のコンデンサによれば、比較的簡単な構成で、プラグに、一端が第１空間に開口するとともに他端が第２空間に開口した流路を形成することができるとともに、当該流路に絞り部分を設けることができ、しかも当該流路の第１空間側開口を確実に冷媒流入穴よりも下方の高さ位置にすることができる。
上記2)のコンデンサによれば、プラグの周壁部の上端が冷媒流入穴と冷媒流出穴との間の高さ位置にあり、プラグの周壁部の外周面における冷媒流出穴よりも上方に位置する部分と、受液器本体の内周面における冷媒流入穴および冷媒流出穴の間に位置する部分との間がシール部材によりシールされており、当該シール部材よりも下方の部分において、プラグの外周面と受液器本体の内周面との間に第２空間が形成されているので、凝縮部出口ヘッダから冷媒流入穴を通って受液器の第１空間に流入した冷媒は、プラグの流路を通って第２空間に流れ、ついで冷媒流出穴を通って過冷却部入口ヘッダに流れる。そして、プラグの流路の第１空間側開口が冷媒流入穴よりも下方の高さ位置にあること、およびプラグの流路に絞り部分が設けられていることによって、このコンデンサを用いた冷凍サイクルへの冷媒封入の際に、過冷却部の熱交換管内を早い段階で液相冷媒で満たすことができ、過冷度が一定となる安定化域に達するまでに必要とする冷媒量が、特許文献１記載のコンデンサに比べて少なくてすむ。また、比較的簡単な構成で、プラグに、一端が第１空間に開口するとともに他端が第２空間に開口した流路を形成することができるとともに、当該流路に絞り部分を設けることができ、しかも当該流路の第１空間側開口を確実に冷媒流入穴よりも下方の高さ位置にすることができる。
上記3)および4)のコンデンサによれば、冷媒流入穴から受液器の第１空間に流入した冷媒が、上方突出部の外周面に当たることによって、冷媒の流速を低下させて慣性力の影響を抑制して重力の影響を増大させることができる。したがって、凝縮部出口ヘッダから冷媒流入穴を通って受液器の第１空間に流入した気液混相冷媒が、効率良く気液に分離されるとともに、低密度の気相冷媒に比べて高密度の液相冷媒が、流路を通って第２空間に流れやすくなる。したがって、気液分離性能が一層向上する。
この発明によるコンデンサの全体構成を具体的に示す正面図である。 図１に示すコンデンサを模式的に示す正面図である。 図１に示すコンデンサの左側ヘッダタンクおよび受液器を拡大して示す正面から見た一部切り欠き垂直断面図である。 図１に示すコンデンサの左側ヘッダタンクおよび受液器を示す一部切り欠き分解斜視図である。 図１に示すコンデンサの受液器に用いられるプラグの変形例を示す図３相当の図である。 図１に示すコンデンサの受液器に用いられるプラグの変形例を示す図４相当の図である。 図１に示すコンデンサの受液器に用いられるプラグの他の変形例を示す図３相当の図である。 図１に示すコンデンサの受液器に用いられるプラグの他の変形例を示す図４相当の図である。
以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
また、以下の説明において、「アルミニウム」という用語には、純アルミニウムの他にアルミニウム合金を含むものとする。
さらに、全図面を通じて同一物および同一部分には同一符号を付す。
図１はこの発明によるコンデンサの全体構成を具体的に示し、図２は図１のコンデンサを模式的に示し、図３および図４は図１のコンデンサの要部の構成を示す。図２においては、個々の熱交換管の図示は省略されるとともに、コルゲートフィン、サイドプレート、冷媒入口部材および冷媒出口部材の図示も省略されている。
図１および図２において、コンデンサ(1)は、凝縮部(2)と、凝縮部(2)の下方に設けられた過冷却部(3)と、長手方向を上下方向に向けた状態で凝縮部(2)と過冷却部(3)との間に設けられ、かつ凝縮部(2)で凝縮した気液混相冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離し、かつ液相冷媒を貯留するとともに液相冷媒を過冷却部(3)に供給するアルミニウム製タンク状受液器(4)とからなる。コンデンサ(1)は、圧縮機、膨張弁（減圧器）およびエバポレータとともに冷凍サイクルを構成し、カーエアコンとして車両に搭載される。
コンデンサ(1)は、幅方向を通風方向に向けるとともに長手方向を左右方向に向けた状態で上下方向に間隔をおいて配置された複数のアルミニウム製扁平状熱交換管(5)と、長手方向を上下方向に向けた状態で左右方向に間隔をおいて配置されるとともに熱交換管(5)の左右両端部が接続された２つのアルミニウム製ヘッダタンク(6)(7)と、隣り合う熱交換管(5)どうしの間および上下両端の熱交換管(5)の外側に配置されて熱交換管(5)にろう材により接合されたアルミニウム製コルゲートフィン(8)と、上下両端のコルゲートフィン(8)の外側に配置されてコルゲートフィン(8)にろう材により接合されたアルミニウム製サイドプレート(9)とを備えている。以下、ろう材による接合をろう付というものとする。
コンデンサ(1)の凝縮部(2)および過冷却部(3)には、それぞれ上下に連続して並んだ複数の熱交換管(5)からなる少なくとも１つ、ここでは１つの熱交換パス(P1)(P2)が設けられており、凝縮部(2)に設けられた熱交換パス(P1)が冷媒凝縮パスとなり、過冷却部(3)に設けられた熱交換パス(P2)が冷媒過冷却パスとなっている。そして、各熱交換パス(P1)(P2)を構成する全ての熱交換管(5)の冷媒流れ方向が同一となっているとともに、隣り合う２つの熱交換パスの熱交換管(5)の冷媒流れ方向が異なっている。ここで、凝縮部(2)の熱交換パス(P1)を第１熱交換パスといい、過冷却部(3)の熱交換パス(P2)を第２熱交換パスというものとする。なお、この実施形態においては、凝縮部(2)および過冷却部(3)にそれぞれ１つの熱交換パスが設けられているが、熱交換パスの数はこれに限定されるものではなく、凝縮部(2)の冷媒流れ方向最下流側の熱交換パスの熱交換管(5)における冷媒流れ方向下流側端部と、過冷却部(3)の冷媒流れ方向最上流側の熱交換パスの熱交換管(5)における冷媒流れ方向上流側端部とが、左右いずれか同じ側に位置するのであれば、適宜変更可能である。ここでは、凝縮部(2)および過冷却部(3)にそれぞれ１つの熱交換パス(P1)(P2)が設けられているので、第１熱交換パス(P1)が、凝縮部(2)の冷媒流れ方向最上流側の熱交換パスであると同時に、冷媒流れ方向最下流側の熱交換パスとなり、第２熱交換パス(P2)が、過冷却部(3)の冷媒流れ方向最上流側の熱交換パスであると同時に、冷媒流れ方向最下流側の熱交換パスとなっている。
両ヘッダタンク(6)(7)内は、第１熱交換パス(P1)と第２熱交換パス(P2)との間でかつ下側の同一高さ位置に設けられたアルミニウム製仕切部材(11)により上下方向に並んだ２つの区画に仕切られており、コンデンサ(1)における両仕切部材(11)よりも上方に位置する部分が凝縮部(2)となり、両仕切部材(11)よりも下方に位置する部分が過冷却部(3)となっている。
右側ヘッダタンク(6)の周壁における仕切部材(11)よりも上方部分に，圧縮機により圧縮された気相冷媒が流入する冷媒入口(12)が形成され、右側ヘッダタンク(6)の周壁における仕切部材(11)よりも下方の部分に、液相冷媒が膨張弁に向かって流出する冷媒出口(13)が形成されている。また、右側ヘッダタンク(6)に、冷媒入口(12)に通じるアルミニウム製冷媒入口部材(14)と、冷媒出口(13)に通じるアルミニウム製冷媒出口部材(15)とがろう付されている。左側ヘッダタンク(7)の周壁における仕切部材(11)よりも上方部分に、気液混相冷媒が受液器(4)内に流出する冷媒流出口(16)が形成され、左側ヘッダタンク(7)の周壁における仕切部材(11)よりも下方の部分に、液相冷媒が過冷却部(3)に流入する冷媒流入口(17)が形成されている。したがって、右側ヘッダタンク(6)における仕切部材(11)よりも上方の区画が凝縮部入口ヘッダ(18)となっているとともに、左側ヘッダタンク(7)における仕切部材(11)よりも上方の区画が凝縮部出口ヘッダ(19)となり、左側ヘッダタンク(7)における仕切部材(11)よりも下方の区画が過冷却部入口ヘッダ(21)となっているとともに、右側ヘッダタンク(6)における仕切部材(11)よりも下方の区画が過冷却部出口ヘッダ(22)となっている。
図３および図４に示すように、受液器(4)は、長手方向を上下方向に向け、かつ上端が閉鎖されるとともに下端が開口した受液器本体(20)と、受液器本体(20)内に下方から着脱自在に嵌め入れられて受液器本体(20)の下端開口を閉鎖するプラグ(25)とからなり、受液器本体(20)に、凝縮部出口ヘッダ(19)から冷媒が流入する冷媒流入穴(27)および過冷却部入口ヘッダ(21)に冷媒が流出する冷媒流出穴(28)が、冷媒流入穴(27)が上方に位置するように上下方向に間隔をおいて形成されている。
受液器(4)は、プラグ(25)の上端よりも上方に形成されかつ冷媒流入穴(27)が臨む第１空間(29)、およびプラグ(25)の上端よりも下方に形成されかつ冷媒流出穴(28)が臨む第２空間(30)を有し、プラグ(25)に、一端が第１空間(29)に開口するとともに他端が第２空間(30)に開口した流路(31)が形成され、流路(31)に、断面積が冷媒流入穴(27)の穴面積よりも小さい絞り部分(32)が設けられている。
受液器(4)の受液器本体(20)は、左側ヘッダタンク(7)にろう付され、かつ軸線方向が上下方向を向くとともに上下両端が開口した円筒状のベース部材(23)と、長手方向を上下方向に向けた円筒状であり、かつ下端部がベース部材(23)に固定されたタンク部材(24)とよりなる。タンク部材(24)は、上端が閉鎖されるとともに下端が開口しており、タンク部材(24)の内部空間がベース部材(23)の内部空間に通じさせられている。
ベース部材(23)は、たとえばアルミニウム押出形材などのアルミニウムベア材から形成されており、内周面における上下方向の中間部、ここでは上下方向中央部よりも若干下方の部分にめねじ部(26)が設けられている。ベース部材(23)におけるめねじ部(26)よりも上方の部分に、凝縮部出口ヘッダ(19)の冷媒流出口(16)に通じる冷媒流入穴(27)と、過冷却部入口ヘッダ(21)の冷媒流入口(17)に通じる冷媒流出穴(28)とが、冷媒流入穴(27)が上方に位置するように上下方向に間隔をおいて形成されている。
ベース部材(23)の外周面における冷媒流入穴(27)および冷媒流出穴(28)と対応する部分に、それぞれコンデンサ(1)の左側ヘッダタンク(7)の外面に密着する部分円筒状密着面を有する固定片(23a)が一体に設けられている。冷媒流入穴(27)の両端は、ベース部材(23)の内周面および上側固定片(23a)の密着面に開口し、冷媒流出穴(28)の両端は、ベース部材(23)の内周面および下側固定片(23a)の密着面に開口している。上側固定片(23a)は、冷媒流入穴(27)が凝縮部出口ヘッダ(19)の冷媒流出口(16)に合致するように左側ヘッダタンク(7)の外面にろう付され、下側固定片(23a)は、冷媒流出穴(28)が過冷却部入口ヘッダ(21)の冷媒流入口(17)に合致するように左側ヘッダタンク(7)の外面にろう付されている。
ベース部材(23)の上端部に、外形が小径となった円筒状の挿入部(33)が段部(34)を介して設けられている。さらに、ベース部材(23)の内周面におけるめねじ部(26)より下方の部分に、めねじ部(26)の谷径よりも大径の円筒面状下シール面(35)が設けられ、同じくめねじ部(26)よりも上方の部分に、めねじ部(26)の内径よりも小径の円筒面状上シール面(36)が設けられている。ベース部材(23)は、両固定片(23a)が設けられている部分の横断面形状の外形と同一形状である押出形材に、切削加工やねじ切り加工を施すことによってつくられる。
タンク部材(24)は、アルミニウム押出形材などのアルミニウムベア材から形成され、かつ長手方向が上下方向を向くとともに上下両端が開口した円筒体(37)と、両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートから形成され、かつ円筒体(37)の上端に接合されて上端開口を閉鎖する閉鎖部材(38)とよりなる。
タンク部材(24)の円筒体(37)の上端部に、コンデンサ(1)の左側ヘッダタンク(7)の外面に密着する部分円筒状密着面を有するスペーサ部(37a)が一体に設けられている。円筒体(37)の内径は、ベース部材(23)の挿入部(33)の外径よりも大径となっている。スペーサ部(37a)は、左側ヘッダタンク(7)の外面にろう付されている。円筒体(37)は、スペーサ部(37a)が設けられている部分の横断面形状の外形と同一形状である押出形材に、切削加工を施すことによってつくられる。
ベース部材(23)とタンク部材(24)の円筒体(37)とは、接続リング(44)を介して接合されている。接続リング(44)は、アルミニウムブレージングシートにプレス加工を施すことによってつくられたものであり、ベース部材(23)の挿入部(33)の外周面と円筒体(37)の内周面との間に存在する短円筒部(45)、および短円筒部(45)の下端に一体に設けられかつベース部材(23)の段部(34)と円筒体(37)の下端面との間に存在する外向きフランジ(46)を有している。そして、接続リング(44)の短円筒部(45)がベース部材(23)の挿入部(33)の外周面と円筒体(37)の内周面にろう付され、同じく外向きフランジ(46)がベース部材(23)の段部(34)と円筒体(37)の下端面にろう付されることによって、ベース部材(23)とタンク部材(24)の円筒体(37)とは、接続リング(44)を介して接合されている。
プラグ(25)は合成樹脂により一体に形成されており、外周面が段付き円筒面となっている周壁部(39)と、周壁部(39)における冷媒流出穴(28)よりも下方の部分に設けられ、かつ周壁部(39)の内部と受液器(4)の外部とを隔てる下隔壁部(40)と、周壁部(39)における冷媒流出穴(28)よりも上方の部分に設けられ、かつ周壁部(39)の内部と第１空間(29)とを隔てる上隔壁部(41)とを備えている。プラグ(25)の周壁部(39)の上端は冷媒流入穴(27)と冷媒流出穴(28)との間の高さ位置にある。
プラグ(25)の周壁部(39)の外周面の下部は上部よりも大径となっており、当該大径部(39a)の上部でかつ冷媒流出穴(28)よりも下方の部分におねじ部(47)が設けられ、おねじ部(47)がベース部材(23)のめねじ部(26)にねじ嵌められることによって、プラグ(25)がベース部材(23)内に着脱自在に嵌め入れられている。プラグ(25)の周壁部(39)の外周面の小径部(39b)における冷媒流入穴(27)と冷媒流出穴(28)のと間の部分に、１つの環状Ｏリング溝(53)が形成され、当該Ｏリング溝(53)に嵌め入れられたＯリング(54)(シール部材)により、プラグ(25)の周壁部(39)の外周面における冷媒流出穴(28)よりも上方に位置する部分と、ベース部材(23)の内周面における冷媒流入穴(27)および冷媒流出穴(28)の間に位置する上シール面(36)との間がシールされている。さらに、プラグ(25)の外周面におけるおねじ部(47)よりも下方の部分に、２つの環状Ｏリング溝(55)が上下方向に間隔をおいて形成され、当該Ｏリング溝(55)に嵌め入れられたＯリング(56)(下シール部材)により、プラグ(25)の外周面におけるおねじ部(47)よりも下方に位置する部分と、ベース部材(23)の内周面におけるめねじ部(26)よりも下方に位置する下シール面(35)との間がシールされている。
上側のＯリング(54)よりも下方でかつめねじ部(26)およびおねじ部(47)よりも上方の部分において、プラグ(25)の周壁部(39)の外周面の小径部(39b)に環状溝(42)が形成されるとともにベース部材(23)の内周面に環状溝(43)が形成されることによって、プラグ(25)の周壁部(39)の外周面の小径部(39b)とベース部材(23)の内周面との間に、冷媒流出穴(28)に通じる第２空間(30)が形成されている。プラグ(25)の上隔壁部(41)の中心部に、穴面積が冷媒流入穴(27)の穴面積よりも小さくなっているとともに周壁部(39)の内部と第１空間(29)とを通じさせる上貫通穴(50)（第１貫通穴）が形成されている。また、プラグ(25)の周壁部(39)における上側Ｏリング溝(53)とおねじ部(47)との間の部分に、周壁部(39)の内部と第２空間(30)とを通じさせる複数の下貫通穴(51)（第２貫通穴）が周方向に間隔をおいて形成されている。第２貫通穴(51)にはメッシュ状のフィルタ(52)が張設されている。そして、周壁部(39)の内部空間と両貫通穴(50)(51)とによって一端が第１空間(29)に開口するとともに他端が第２空間(30)に開口した流路(31)が形成され、上貫通穴(50)が、断面積が冷媒流入穴(27)の穴面積よりも小さい絞り部分(32)となっている。
なお、プラグ(25)の周壁部(39)内における下隔壁部(40)よりも下方の部分に、下方に開口しかつプラグ(25)を回す工具が挿入される有底状の工具穴(48)が形成されている。
図示は省略したが、受液器内のプラグ(25)よりも上方の第１空間(29)に、通気性および通液性を有するとともに乾燥剤が収容され、かつ長手方向が上下方向を向いた乾燥剤バッグが配置されている。
上述した構成のコンデンサ(1)を備えたカーエアコンにおいて、圧縮機により圧縮された高温高圧の気相冷媒が、冷媒入口部材(14)および冷媒入口(12)を通って右側ヘッダタンク(6)の凝縮部入口ヘッダ(18)内に流入し、第１熱交換パス(P1)の熱交換管(5)内を左方に流れる間に凝縮させられて左側ヘッダタンク(7)の凝縮部出口ヘッダ(19)内に流入する。左側ヘッダタンク(7)の凝縮部出口ヘッダ(19)内に流入した冷媒は、ヘッダ側冷媒流出口(16)および冷媒流入穴(27)を通って受液器(4)内の第１空間(29)に入る。
受液器(4)内の第１空間(29)に流入した冷媒は気液混相冷媒であり、当該気液混相冷媒のうち液相冷媒は重力により受液器(4)内の下部に溜まり、気相冷媒は受液器(4)内の上部に溜まる。液相冷媒は、プラグ(25)の流路(31)を通って受液器(4)の第２空間(30)に流入し、ついで冷媒流出穴(28)を通って過冷却部入口ヘッダ(21)内に流入する。そして、プラグ(25)の流路(31)の第１空間(29)側開口、すなわち上貫通穴(50)の上端開口が冷媒流入穴(27)よりも下方の高さ位置にあるので、冷媒流入穴(27)を通って受液器(4)の第１空間(29)に流入した気液混相冷媒のうち高密度の液相冷媒が、低密度の気相冷媒に比べて流路(31)を通って第２空間(30)に流れやすくなる。しかも、プラグ(25)の流路(31)に、断面積が冷媒流入穴(27)の穴面積よりも小さい絞り部分(32)が設けられているので、絞り部分(32)の働きによって、冷媒流入穴(27)を通って受液器(4)の第１空間(29)に流入した気液混相冷媒のうち比体積の大きい気相冷媒は流路(31)を流れにくくなり、比体積の小さい液相冷媒が流路(31)を通って第２空間(30)に流れやすくなる。したがって、受液器(4)での気液分離性能が向上する。
左側ヘッダタンク(7)の過冷却部入口ヘッダ(21)内に入った冷媒は、第２熱交換パス(P2)の熱交換管(5)内を右方に流れる間に過冷却された後、右側ヘッダタンク(6)の過冷却部出口ヘッダ(22)内に入り、冷媒出口(13)および冷媒出口部材(15)を通って流出し、膨張弁を経てエバポレータに送られる。
上述したコンデンサを用いたカーエアコンに冷媒を封入する際には、プラグ(25)の流路(31)の第１空間(29)側開口が冷媒流入穴(27)よりも下方の高さ位置にあるので、凝縮部出口ヘッダ(19)から受液器(4)の第１空間(29)内に入った冷媒は、プラグ(25)の流路(31)、第２空間(30)および冷媒流出穴(28)を経て、比較的早い段階に過冷却部入口ヘッダ部(21)内に入り、第２熱交換パス(P2)の熱交換管(5)内を比較的早い段階で液相冷媒で満たすことができ、過冷度が一定となる安定化域に達するまでに必要とする冷媒量が、特許文献１記載のコンデンサに比べて少なくてすむ。したがって、冷媒封入量を減らすことが可能になる。
図５〜図８は図１に示すコンデンサ(1)の受液器(4)に用いられるプラグの変形例を示す。
図５および図６に示すプラグ(60)は合成樹脂により一体に形成されたものであり、外周面が段付き円筒面状となっている周壁部(39)と、周壁部(39)における冷媒流出穴(28)よりも下方の部分に設けられ、かつ周壁部(39)の内部と受液器(4)の外部とを隔てる隔壁部(61)と、隔壁部(61)に設けられた円柱状の上方突出部(62)とを備えている。
プラグ(60)の周壁部(39)の内周面と上方突出部(62)の外周面との間に、上方に開口しかつ受液器(4)内におけるプラグ(60)よりも上方の第１空間(29)に通じる冷媒流通間隙(63)が全周にわたって形成されている。プラグ(60)の周壁部(39)の内周面における隔壁部(61)よりも上方の部分と、上方突出部(62)の外周面とは、上下方向の全体にわたって径の等しい円筒面状であり、冷媒流通間隙(63)の横断面積が上下方向の全体にわたって同一となっている。また、冷媒流通間隙(63)の上端開口の面積は冷媒流入穴(27)の穴面積よりも小さくなっている。そして、冷媒流通間隙(63)と下貫通穴(51)とによって一端が第１空間(29)に開口するとともに他端が第２空間(30)に開口した流路(31)が形成され、冷媒流通間隙(63)が、断面積が冷媒流入穴(27)の穴面積よりも小さい絞り部分(32)となっている。なお、上方突出部(62)の上端と周壁部(39)の上端とは同一高さ位置にある。
その他の構成は、図３および図４に示すプラグ(25)と同様である。
図７および図８に示すプラグ(70)の場合、上方突出部(62)の上端が周壁部(39)の上端よりも上方に突出している。ここでは、上方突出部(62)の上端が冷媒流入穴(27)の上端以上の高さ位置にある。そして、冷媒流入穴(27)から受液器(4)内に流入した冷媒が、上方突出部(62)の外周面に当たるようになっている。
プラグ(70)を備えたコンデンサ(1)を用いたカーエアコンにおいて、凝縮部出口ヘッダ(19)から冷媒流入穴(27)を通って受液器(4)内の第１空間(29)に流入した冷媒が上方突出部(62)の外周面に当たることによって、冷媒の流速を低下させて慣性力の影響を抑制して重力の影響を増大させることができる。したがって、凝縮部出口ヘッダ(19)から冷媒流入穴(27)を通って受液器(4)の第１空間(29)に流入した気液混相冷媒が、効率良く気液に分離されるとともに、低密度の気相冷媒に比べて高密度の液相冷媒が、流路(31)を通って第２空間(30)に流れやすくなる。その結果、受液器(4)の気液分離性能が一層向上する。
その他の構成は、図５および図６に示すプラグ(60)と同様である。
この発明によるコンデンサは、自動車に搭載されるカーエアコンに好適に用いられる。
(1)：コンデンサ
(2)：凝縮部
(3)：過冷却部
(4)：受液器
(5)：熱交換管
(7)：左側ヘッダタンク
(16)：冷媒流出口
(17)：冷媒流入口
(19)：凝縮部出口ヘッダ
(20)：受液器本体
(21)：過冷却部入口ヘッダ
(23)：ベース部材
(24)：タンク部材
(25)(60)(70)：プラグ
(26)：めねじ部
(27)：冷媒流入穴
(28)：冷媒流出穴
(29)：第１空間
(30)：第２空間
(31)：流路
(32)：絞り部分
(39)：周壁部
(40)：下隔壁部
(41)：上隔壁部
(47)：おねじ部
(50)：上貫通穴(第１貫通穴)
(51)：下貫通穴(第２貫通穴)
(61)：隔壁部
(62)：上方突出部
(63)：冷媒流通間隙
(54)：上側Ｏリング(シール部材)
(56)：下側Ｏリング(下シール部材)

Claims (6)

  1. 長手方向を上下方向に向けて配置された凝縮部出口ヘッダ、および長手方向を左右方向に向けるとともに長手方向一端が凝縮部出口ヘッダに接続された複数の熱交換管を有する凝縮部と、長手方向を上下方向に向けて凝縮部出口ヘッダの下方に配置された過冷却部入口ヘッダ、および長手方向を左右方向に向けるとともに長手方向一端が過冷却部入口ヘッダに接続された複数の熱交換管を有し、かつ凝縮部の下方に設けられた過冷却部と、凝縮部と過冷却部との間に設けられ、かつ凝縮部から流入した気液混相冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離する受液器とを備えており、受液器が、長手方向を上下方向に向け、かつ上端が閉鎖されるとともに下端が開口した受液器本体と、受液器本体内に下方から着脱自在に嵌め入れられて受液器本体の下端開口を閉鎖するプラグとからなり、受液器本体に、凝縮部出口ヘッダから冷媒が流入する冷媒流入穴および過冷却部入口ヘッダに冷媒が流出する冷媒流出穴が、冷媒流入穴が上方に位置するように上下方向に間隔をおいて形成されているコンデンサであって、
    受液器が、プラグの上端よりも上方に形成されかつ冷媒流入穴が臨む第１空間、およびプラグの上端よりも下方に形成されかつ冷媒流出穴が臨む第２空間を有し、
    プラグが、筒状の周壁部と、周壁部における冷媒流出穴よりも下方の部分に設けられ、かつ周壁部の内部と受液器の外部とを隔てる下隔壁部と、周壁部の上端に設けられ、かつ周壁部の内部と第１空間とを隔てる上隔壁部とを備えており、
    プラグの上端が冷媒流入穴と冷媒流出穴との間の高さ位置にあり、プラグの周壁部の外周面における冷媒流出穴よりも上方に位置する部分と、受液器本体の内周面における冷媒流入穴および冷媒流出穴の間に位置する部分との間がシール部材によりシールされ、当該シール部材よりも下方の部分において、プラグの周壁部の外周面と受液器本体の内周面との間に第２空間が形成され、
    プラグの上隔壁部の上面が平坦面であってプラグの上端と同一高さ位置にあり、プラグの上隔壁部に、上端が上隔壁部の上面に開口するとともに下端が同下面に開口し、かつ周壁部の内部と第１空間とを通じさせる第１貫通穴が形成され、当該第１貫通穴の穴面積が冷媒流入穴の穴面積よりも小さくなっており、プラグの周壁部に、周壁部の内部と第２空間とを通じさせる第２貫通穴が形成され、第１貫通穴、周壁部の内部空間および第２貫通穴のみによって、一端が第１空間に開口するとともに他端が第２空間に開口した流路が構成され、第１貫通穴が当該流路の第１空間側開口になるとともに第２貫通穴が当該流路の第２空間側開口になり、流路の第１空間側開口である第１貫通穴が冷媒流入穴よりも下方の高さ位置にあり、第１貫通穴が、断面積が冷媒流入穴の穴面積よりも小さい絞り部分となっているコンデンサ。
  2. 長手方向を上下方向に向けて配置された凝縮部出口ヘッダ、および長手方向を左右方向に向けるとともに長手方向一端が凝縮部出口ヘッダに接続された複数の熱交換管を有する凝縮部と、長手方向を上下方向に向けて凝縮部出口ヘッダの下方に配置された過冷却部入口ヘッダ、および長手方向を左右方向に向けるとともに長手方向一端が過冷却部入口ヘッダに接続された複数の熱交換管を有し、かつ凝縮部の下方に設けられた過冷却部と、凝縮部と過冷却部との間に設けられ、かつ凝縮部から流入した気液混相冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離する受液器とを備えており、受液器が、長手方向を上下方向に向け、かつ上端が閉鎖されるとともに下端が開口した受液器本体と、受液器本体内に下方から着脱自在に嵌め入れられて受液器本体の下端開口を閉鎖するプラグとからなり、受液器本体に、凝縮部出口ヘッダから冷媒が流入する冷媒流入穴および過冷却部入口ヘッダに冷媒が流出する冷媒流出穴が、冷媒流入穴が上方に位置するように上下方向に間隔をおいて形成されているコンデンサであって、
    受液器が、プラグの上端よりも上方に形成されかつ冷媒流入穴が臨む第１空間、およびプラグの上端よりも下方に形成されかつ冷媒流出穴が臨む第２空間を有し、
    プラグが、筒状の周壁部と、周壁部における冷媒流出穴よりも下方の部分に設けられ、かつ周壁部の内部と受液器の外部とを隔てる隔壁部と、隔壁部に設けられ、かつ外周面が周壁部の内周面から離隔した上方突出部とを備えており、プラグの周壁部の上端が冷媒流入穴と冷媒流出穴との間の高さ位置にあり、当該周壁部の外周面における冷媒流出穴よりも上方に位置する部分と、受液器本体の内周面における冷媒流入穴および冷媒流出穴の間に位置する部分との間がシール部材によりシールされており、当該シール部材よりも下方の部分において、プラグの周壁部の外周面と受液器本体の内周面との間に第２空間が形成され、プラグの周壁部の内周面と上方突出部の外周面との間に、周壁部の上端と同一高さ位置において上方に開口しかつ第１空間に通じる冷媒流通間隙が全周にわたって形成され、冷媒流通間隙の横断面積が上下方向の全体にわたって同一であるとともに、冷媒流通間隙の上端開口の面積が冷媒流入穴の穴面積よりも小さくなっており、プラグの周壁部に、冷媒流通間隙と第２空間とを通じさせる貫通穴が形成され、冷媒流通間隙および周壁部の貫通穴のみによって、一端が第１空間に開口するとともに他端が第２空間に開口した流路が構成され、冷媒流通間隙の上端開口が当該流路の第１空間側開口になるとともに周壁部の貫通穴が当該流路の第２空間側開口になり、流路の第１空間側開口である冷媒流通間隙の上端開口が冷媒流入穴よりも下方の高さ位置にあり、冷媒流通間隙が、断面積が冷媒流入穴の穴面積よりも小さい絞り部分となっているコンデンサ。
  3. 上方突出部の上端が冷媒流入穴の下端よりも上方の高さ位置にあり、冷媒流入穴から受液器内に流入した冷媒が、上方突出部の外周面に当たるようになっている請求項２記載のコンデンサ。
  4. 上方突出部の上端が冷媒流入穴の上端以上の高さ位置にある請求項３記載のコンデンサ。
  5. 受液器本体の内周面における冷媒流出穴よりも下方の部分にめねじ部が設けられ、プラグの周壁部の外周面における上下方向の中間部でかつ冷媒流出穴よりも下方の部分におねじ部が設けられるとともに、当該おねじ部が受液器本体のめねじ部にねじ嵌められており、受液器本体の内周面におけるめねじ部よりも下方に位置する部分と、プラグの周壁部の外周面におけるおねじ部よりも下方に位置する部分との間が下シール部材によりシールされている請求項１〜４のうちのいずれかに記載のコンデンサ。
  6. 受液器本体が、上下両端が開口した筒状であり、かつコンデンサのヘッダタンクに接合されたベース部材と、上端が閉鎖されるとともに下端が開口した筒状であり、かつ下端部がベース部材に固定されたタンク部材とよりなり、プラグが、ベース部材内に下方から嵌め入れられている請求項１〜５のうちのいずれかに記載のコンデンサ。
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