JPH0612127U

JPH0612127U - 自動車用空気調和装置のコンデンサ

Info

Publication number: JPH0612127U
Application number: JP1692392U
Authority: JP
Inventors: 克一郎田島
Original assignee: カルソニック株式会社
Priority date: 1992-03-30
Filing date: 1992-03-30
Publication date: 1994-02-15

Abstract

(57)【要約】【目的】封入冷媒量の変化に対してもある程度継続的
にサイクルの安定性を確保し、封入冷媒量のバラツキや
冷媒漏れに対しても裁量のサイクルの安定性を確保する
ようにした自動車用空気調和装置のコンデンサを提供す
ることを目的とする。【構成】コンデンサのヘッダパイプの内、少なくとも
最終パスとこの最終パスより１つ上流側のパスとの間に
あるヘッダパイプの容積を他のヘッダパイプより所定量
大きくし、この増量分に見合うだけリキッドタンクの容
量を低減したことを特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、自動車用空気調和装置に組み込まれる多パス式のコンデンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、自動車用空気調和装置における冷房運転は、コンプレッサから吐出された高温高圧の気化冷媒をコンデンサで凝縮し、この液冷媒を膨脹弁を介してエバポレータに供給し、このエバポレータにおいて空気と熱交換を行ない、冷媒によって空気を冷却し、この空気を車室内に吹出すようにしている。そして、エバポレータが受ける熱負荷に変動があれば、エバポレータに供給される冷媒量を膨脹弁の開度を制御することにより変化させ、生じた余剰冷媒をコンデンサの下流域に設けられたリキッドタンクにおいて一時的に貯溜したり、このリキッドタンク内の貯溜冷媒をエバポレータに放出している。

【０００３】ところが、冷房サイクル内の冷媒は、長期間使用している間に冷房サイクル外に漏れたり、場合によっては冷房サイクル内に過剰の冷媒が封入され、常に冷房サイクル内の冷媒が所定量存在しているとは限らない。ただ、このような場合でも、前記リキッドタンクの冷媒貯溜機能あるいはコンデンサ自体の冷媒貯溜機能により、ある程度正常な冷房運転ができるようになっている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、最近のコンデンサに対しては、小形化、高性能化の要請があることから、全体形状を小さく形成するとともにいわゆる多パス式とし、コンデンサ内を冷媒がＵターンしつつ流れるようにしている。また、自動車用空気調和装置に対しても地球環境保護の観点から使用冷媒量の小量化という要請がある。このため、高性能コンデンサを用いて少量の冷媒を流す場合には、僅かな熱負荷の変動に対してもコンデンサ内の冷媒状態は変動し、冷房運転が安定的に行なわれず、車室内吹出し温度も変動する虞がある。

【０００５】さらに詳述すれば、１）冷房サイクル中の封入冷媒量が少ない過少冷媒状態の場合には、コンデンサ内での冷媒凝縮が十分に行なわれず、図７ａに示すように、コンデンサ１０の出口部、膨脹弁２４の入口部は、ガス冷媒が存在する状態となっている。このような状態の冷媒がエバポレータに流入しても、冷力を発揮できず、また冷媒流量も少ないため、コンプレッサの冷媒吐出圧、つまりコンデンサの入口部の冷媒の圧力（以下Ｐｄ値）は低く、車室内に吹出される空気の温度（以下Ｔ値）は高くなる。

【０００６】図４は、従来のコンデンサの作用状態におけるＰｄ値、Ｔ値、サブクールの状態を破線で示すグラフであるが、前述した状態は、この図４のａ位置に対応する破線で示す状態である。

【０００７】２）冷媒封入量が適正に近いかやや少ない場合には、図７ｂに示すように、コンデンサ１０の出口部、膨脹弁２４の入口部に液冷媒（図中の斜線部分）が貯溜される状態となり、コンデンサ１０の出口部分で冷媒は液化するのみで、サブクールつまり過冷却を十分とることができない。したがって、コンデンサ１０内の冷媒は、気液混合の飽和状態となっており、出口管１７等が受ける僅かな受熱や圧損により冷媒はガス化するという不安定な状態にある。このため、実際には、膨脹弁２４に流入する冷媒は、液状態とガス状態とを交互に繰返す、いわゆるハンチング状態（図４のｂ位置付近で破線矢印で示すように曲線が上下に変動する状態）となり、エバポレータの冷却性能も低くなり、車室内に吹出される空気の温度も変動することになる。この状態は、図４のｂ位置に対応する破線で示す状態である。

【０００８】３）冷媒封入量が軽度の過封入の場合には、図７ｃに示すように、コンデンサ内を冷媒が蛇行して流通した後の最終流通経路となる部分（後述する最終パスＰ ₁ の部分）及びコンデンサ出口部や、膨脹弁入口部の冷媒が液状態で、リキッドタンク２０にも液冷媒（図中の斜線部分）が満液の状態となっている。この状態では、コンデンサ１０の最終パスＰ₁にある液冷媒は、コンデンサを通って流れる空気により過冷却されるので、コンデンサ出口部や、膨脹弁入口部の冷媒はサブクールがとられることになる。したがって、出口管１７等が受ける僅かな受熱や多少の圧損があっても、冷媒は前記飽和状態の場合のようにガス化したり、ハンチング状態が起ることもなく、Ｐｄ値はやや上昇するものの、エバポレータの冷却性能も向上し、サイクルの安定性、冷力確保の面からも好ましい状態となる。図４においては、ｃ位置に対応する破線で示す状態である。

【０００９】しかし、この状態は、冷媒封入量に対しワンポイント的で、僅かでも冷媒が減少すると前述の気液混合の飽和状態（図７ｃに示す状態）のような不安定な状態となり、僅かに冷媒が追加された場合には後述する冷媒過封入状態となる。したがって、この状態は、サイクル内に封入される冷媒の量が一定量でない点や冷媒漏れ等が生じることを考慮すれば、実用的でないという問題がある。

【００１０】４）冷媒封入量が冷媒過封入状態の場合には、図７ｄに示すように、コンデンサ１０内の蓄液部分（図中の斜線部分）が増大し、コンデンサの凝縮機能発揮領域が液冷媒により極端に狭められ、Ｐｄ値が過度に上昇することになる。図４では、ｄ位置に対応する破線で示す状態である。この状態は、余剰冷媒量が多く好ましくない状態である。

【００１１】このように封入冷媒量によって性能が異なるコンデンサを、小形化高性能化されたものを使用すれば、この傾向はより顕著に現れ、前述した軽度の冷媒過封入状態が得られるように封入冷媒量を調節しても、この状態を維持することは難しく、冷媒封入量の変化に対するサイクルの安定性確保はより困難なものとなっている。

【００１２】なお、従来から、コンデンサの下部に流入口及び流出口と連通して冷媒貯溜タンクを設けたもの（実開昭２−３８，０５５公報参照）、コンデンサの出口側のヘッダパイプの一部を大径としたもの（実開閉２−４８，７６５号公報参照）があり、余剰液冷媒をコンデンサの熱交換領域以外の部分に貯溜し、コンデンサの凝縮機能が減殺されないようにしている。

【００１３】しかし、このようにコンデンサの出口近傍に冷媒貯溜タンクを設けたり、コンデンサの出口側のヘッダパイプの一部を大径としても、実質的にはリキッドタンクの容量を増大させたものであり、リキッドタンクの容量低減、使用冷媒量の低減を図ろうとしても、困難である。また、このようにしても、前述した理想的な軽度の冷媒過封入状態を維持することはできず、膨脹弁にサブクールのとれた液冷媒を安定的に供給することも困難である。

【００１４】本考案は、このような課題に鑑みてなされたもので、封入冷媒量の変化に対してもある程度継続的にサイクルの安定性を確保し、封入冷媒量のバラツキや冷媒漏れに対しても最良のサイクルの安定性を確保するようにした自動車用空気調和装置のコンデンサを提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するための本考案は、相互間に伝熱フィンが介装されて並設された多数の扁平管の両端にそれぞれヘッダパイプを設けることによりコア部を形成し、前記各ヘッダ部内に仕切板を設けることにより入口管から流入した被熱交換流体が出口管に至るまで前記コア部内を蛇行しつつ流下するようにした多パス式コンデンサにおいて、前記ヘッダパイプの内、少なくとも最終パスとこの最終パスより１つ上流側のパスとの間にあるヘッダパイプの容積を他のヘッダパイプより所定量大きくしたことを特徴とする自動車用空気調和装置のコンデンサである。前記ヘッダパイプ増量部分は、リキッドタンクの容積を小さくした量と対応するようにすることが好ましい。

【００１６】

【作用】

このように構成した本考案では、ヘッダパイプの内、少なくとも最終パスとこの最終パスより１つ上流側のパスとの間にあるヘッダパイプの容積を他のヘッダパイプより所定量大きくしたので、この容積を増量したヘッタパイプが液冷媒を貯溜することになり、理想的な軽度の冷媒過封入状態の場合には、この増量ヘッダパイプが液冷媒を調節してコンデンサの最終パスに流すことになり、この理想的な状態を維持し易くなる。

【００１７】

【実施例】

以下、本考案に係る実施例を図面に基づいて説明する。図１は、一般的な小型で高性能のコンデンサを示す概略斜視図、図２は、本考案の一実施例に係るコンデンサの概略断面図、図３は、同実施例の作用状態を示す概略断面図であり、Ａは過少冷媒状態を、Ｂはコンデンサ出口部等に液冷媒が貯溜されつつあるような冷媒状態を、Ｃは軽度の冷媒過封入状態を、Ｄは冷媒過封入状態を示すものである。図４は、前記Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに対応するＰｄ値、Ｔ値、サブクールの状態を示すグラフである。なお、図７に示すものと共通する部分には同一の符号を付してある。

【００１８】図１に示す小型で高性能のコンデンサ１０は、いわゆる多パス式のマルチフロータイプである。このコンデンサ１０は、所定長離間され、かつ平行に対設された一対のヘッダパイプ１１，１２間に、両端が開放された直状の扁平管１３が多数相互に平行に前記ヘッダパイプ１１，１２と連通するように設けられ、この扁平管１３相互間には伝熱フィンｆが介装されてコア部１４を形成している。

【００１９】このヘッダパイプ１１，１２は、アルミニウム製の管により形成されており、その肉厚は、約１．５mm程度であり、厚い剛性のあるものとなっている。

【００２０】ヘッダパイプ１１，１２には、その両開放端を密閉するために蓋１５がろう付け等により固着されており、一方のヘッダパイプ１１には、冷媒が流入する入口管１６が取付けられ、他方のヘッダパイプ１２には、前記冷媒が流出する出口管１７が取付けられている。

【００２１】各ヘッダパイプ１１，１２内には、仕切板１８（図２参照）が設けられ、入口管１６からヘッダパイプ１１に流入した冷媒が複数本の扁平管１３内を通って前記コア１４内を蛇行して流れ、出口管１７から流出するようにしている。つまり、一方のヘッダパイプ１１から他方のヘッダパイプ１２に冷媒が流れる経路（以下パスと称す）が多数形成されるようにしている。

【００２２】なお、扁平管１３は、ヘッダパイプ１１，１２に穿設された当該扁平管１３の外形形状に対応した複数の係合孔（不図示）にその端部を挿入してその周囲をろう付け等により密封状態で固着されている。

【００２３】前記ヘッダパイプ１２には、ブラケット１９が取付けられ、このブラケット１９にリキッドタンク２０が支持されている。リキッドタンク２０は、図２に示すように、出口管１７と連通された本体２１と、本体２１内に設けられた乾燥剤２２と、乾燥剤２２を貫通し本体２１の底部近傍まで垂下された冷媒取出管２３とを有し、冷媒取出管２１は、膨脹弁２４と連通されている。

【００２４】特に、本実施例では、図２に示すように、多パス式コンデンサ１０のヘッダパイプ１１における、最終パスＰ₁と、この最終パスＰ₁より１つ上流側となるパスＰ₂との間にあるヘッダパイプ１１Ａの容積を他の部分より所定量だけ大きくし、また、この増量分に見合うだけリキッドタンク２０の本体２１の容量を小さくしている。

【００２５】次に、上記実施例の作用を説明する。１）封入冷媒量が過少冷媒状態にある場合この状態では、図３Ａに示すように、コンデンサ出口部、膨脹弁入口部は、ガス冷媒が存在する状態となっている。この状態では、冷媒がエバポレータに流入しても冷力はなく、また冷媒流量も少ないため、コンプレッサの冷媒吐出圧、つまりコンデンサの入口部の冷媒の圧力（以下Ｐｄ値）は低く、車室内に吹出される空気の温度（以下Ｔ値）は高くなる。この状態は、図４のＡ位置に対応する実線で示す状態である。

【００２６】２）コンデンサ出口部等に液冷媒が貯溜されつつある飽和状態の場合この状態では、図３Ｂに示すように、コンデンサ出口部、膨脹弁入口部に液冷媒（図中の斜線部分）が貯溜されつつあり、コンデンサの出口部分で冷媒は液化するのみで、サブクールが十分とられていない状態である。したがって、コンデンサ内の冷媒は、気液混合の飽和状態となっており、出口管１７等が受ける僅かな受熱や圧損により冷媒はガス化するという不安定な状態にある。

【００２７】３）軽度の冷媒過封入状態における第１の段階この軽度の冷媒過封入状態は、図３Ｃ₁に示すように、ヘッダパイプ１１Ａの下部域、コンデンサの最終パスＰ₁及びコンデンサの出口部や、膨脹弁入口部は、液冷媒が存在する状態で、リキッドタンク２０にも液冷媒が満液の状態である。この状態では、コンデンサ１０の最終パスＰ₁にある液冷媒が過冷却されるので、コンデンサ出口部や、膨脹弁入口部の冷媒はサブクールがとられている。したがって、出口管１７等が受ける僅かな受熱や多少の圧損があっても、冷媒は前記飽和状態の場合のようにガス化することはなく、ハンチング状態が起ることもなく、Ｐｄ値はやや上昇するもののエバポレータの冷却性能も向上し、サイクルの安定性、冷力確保の面からも好ましい理想的な状態となる。図４では、Ｃ^＊位置に対応する実線で示す状態である。また、リキッドタンクが小容量となっている分、従来よりも少ない冷媒封入量で、この理想的な状態に到達できる。

【００２８】４）軽度の冷媒過封入状態の第２の段階前記第１の段階の状態でエバポレータの熱負荷が変動し冷媒過多の状態となった場合あるいは冷媒が追加された場合には、余剰冷媒が容積を大きくしたヘッダパイプ１１Ａ内に次第に液冷媒となって貯溜されることになる。しかし、この余剰冷媒は、図３Ｃ₂に示すように、増量されたヘッダパイプ１１Ａに徐々に貯溜され、前のパスＰ₂には蓄液されることはないので、ヘッダパイプ１１Ａが満液になるまでの間、この理想的な軽度の冷媒過封入状態が維持されることになる。したがって、前述した軽度の冷媒過封入状態の第１の段階からこの第２の段階に至るまで相当長期にわたり理想的な状態を維持し、従来のようなワンポイント的なものではなく、実用上優れたものとなる。また、ヘッダパイプの増量分をリキッドタンクの容積減少分と対応させれば、従来のもののＣ点と本実施例のＣ₂点とり冷媒封入量は略一致し、従来のものに対し冷媒量を増やす必要はない。

【００２９】５）冷媒過封入状態の場合この状態は、図３Ｄに示すように、コンデンサ１０内の蓄液状態部分が増大し、コンデンサ１０の凝縮機能発揮領域が液冷媒により極端に狭められ、Ｐｄ値は上昇することになる。

【００３０】このように本実施例では、最近のコンデンサのように、小形化高性能化しても、極力、軽度の冷媒過封入状態を維持することができ、冷媒封入量の変化に対するサイクルの安定性が確保されることになる。

【００３１】上述した実施例は、図２に示すように、ヘッダパイプ１１に入口管１６を設け、３パス式のコンデンサとしたので、容量増大部分をヘッダパイプ１１側に形成したが、本考案は、これのみに限定されるものではなく、コンデンサ１０のヘッダパイプ１１，１２の内、少なくとも最終パスＰ₁とこの最終パスＰ₁より１つ上流側のパスＰ₂との間にあるヘッダパイプの容積を他のヘッダパイプより所定量大きくするものであれば、どのようなパスであろうといずれのヘッダパイプであってもよい。

【００３２】したがって、例えば、図５に示すように、２パス式のコンデンサとした場合には、図中斜線を付した部分の左側のヘッダパイプ１２Ａの全体あるいは一部を増量してもよく、また、図６に示すように、４パス式のコンデンサとした場合には、図中斜線を付した部分のヘッダパイプ１２Ｂを増量ヘッダパイプとしてもよい

【００３３】。

【考案の効果】

以上のように、本考案によれば、ヘッダパイプの内、少なくとも最終パスとこの最終パスより１つ上流側のパスとの間にあるヘッダパイプの容積を他のヘッダパイプより所定量大きくしたので、封入冷媒量の変化に対してもある程度継続的にサイクルの安定性を確保し、封入冷媒量のバラツキや冷媒漏れに対しても最良のサイクルの安定性を確保することができる。また、このヘッダパイプの容積の増量分に見合ってリキッドタンクの容量を低減すれば、従来と同等又は少ない冷媒封入量で、最良のサイクル状態を達成できる。この状態の下では、冷房サイクルの出口管等が僅かな受熱や圧損を受けても、膨脹弁には、サブクールのとれた液状態の冷媒が供給され、ハンチング状態とならず、エバポレータの冷却性能も向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】は、一般的な小型高性能コンデンサを示す概略
斜視図、

【図２】は、本考案の実施例を示す概略断面図、

【図３】は、同実施例の作用状態を示す概略断面図、

【図４】は、同実施例の作用状態におけるＰｄ値、Ｔ
値、サブクールの状態を示すグラフ、

【図５】は、本考案の他の実施例を示す概略断面図、

【図６】は、本考案のさらに他の実施例を示す概略断面
図、

【図７】は、同コンデンサの作用状態を示す概略断面図
である。

【符号の説明】

１１，１２…ヘッダパイプ、１３…扁平
管、１４…コア部、１６…入
口管、１７…出口管、１８…
仕切板、２０…リキッドタンク、ｆ…
伝熱フィン、Ｐ₁…最終パス、Ｐ₂…
最終パスより１つ上流側のパス。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】相互間に伝熱フィン(f) が介装されて並
設された多数の扁平管(13)の両端にそれぞれヘッダパイ
プ(11,12) を設けることによりコア部(14)を形成し、前
記各ヘッダ部(11,12) 内に仕切板(18)を設けることによ
り入口管(16)から流入した被熱交換流体が出口管(17)に
至るまで前記コア部(14)内を蛇行しつつ流下するように
した多パス式コンデンサにおいて、前記ヘッダパイプ(1
1,12)の内、少なくとも最終パス(P₁) とこの最終パス
(P₁) より１つ上流側のパス(P₂) との間にあるヘッダ
パイプ(11,12) の容積を他のヘッダパイプ(11,12) より
所定量大きくしたことを特徴とする自動車用空気調和装
置のコンデンサ。
【請求項２】ヘッダパイプの増量部分は、リキッドタ
ンク(20)の容積を小さくした量と対応するようにした請
求項１に記載の自動車用空気調和装置のコンデンサ。