JPH09310935A

JPH09310935A - 熱交換器

Info

Publication number: JPH09310935A
Application number: JP12605096A
Authority: JP
Inventors: Sadahisa Onimaru; 貞久鬼丸; Mitsuo Inagaki; 稲垣　　光夫; Yukikatsu Ozaki; 幸克尾崎; Masaru Kadokawa; 優角川
Original assignee: Nippon Soken Inc
Current assignee: Soken Inc
Priority date: 1996-05-21
Filing date: 1996-05-21
Publication date: 1997-12-02
Also published as: DE19721111A1

Abstract

(57)【要約】【課題】空調ケーシング内に配置されている熱交換器
のチューブから漏れ出した可燃性冷媒が室内に流れ込む
ことを防止する熱交換器を提供する。【解決手段】チューブ６１の外壁６１ａと所定の隙間
を介在させてチューブ６１を覆う隔壁６２と、チューブ
６１の外壁６１ａとによって形成される空間６３を空調
ケーシング７外に連通可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、可燃性冷媒を用い
た空調装置に用いられる熱交換器に関するもので、室内
に吹き出す空気が流れる空調ケーシング内に配置された
熱交換器に適用して有効である。

【０００２】

【従来の技術】近年の空調装置の冷媒の脱フロン化対策
として、プロパンガス、ブタン等の炭化水素系の可燃性
冷媒を用いたものが提案されている。ところが、熱交換
器の構造は、フロンを冷媒とする従来からの熱交換器と
同様に、冷媒が流れるチューブ等から構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、空調ケーシン
グ内に配置されている熱交換器のチューブに疲労破壊等
により亀裂が生じると、この亀裂から漏れ出した可燃性
冷媒が室内に流れ込んでしまうという問題が発生する。
本発明は、上記点に鑑み、空調ケーシング内に配置され
ている熱交換器のチューブから漏れ出した可燃性冷媒が
室内に流れ込むことを防止する熱交換器を提供すること
を目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、以下の技術的手段を用いる。請求項１〜
５に記載の発明では、チューブ（６１）の外壁（６１
ａ）と所定の隙間を介在させてチューブ（６１）を覆う
隔壁（６２）と、チューブ（６１）の外壁（６１ａ）と
によって形成される空間（６３）は空調ケーシング
（７）外に連通可能であることを特徴とする。

【０００５】これにより、仮にチューブ（６１）に亀裂
が発生してチューブ（６１）から可燃性冷媒が漏れ出し
た場合、その漏れ出した可燃性冷媒は、空間（６３）を
流れて空調ケーシング（７）外に流出させることができ
る。したがって、漏れ出した可燃性冷媒が、空調ケーシ
ング（７）内に流れ込むことを防止することができるの
で、漏れ出した冷媒が室内に流れ込むことを防止するこ
とができる。

【０００６】請求項２に記載の発明では、チューブ（６
１）と隔壁（６２）との間の熱移動を促進させる熱伝導
部（６５）が空間（６３）に形成されていることを特徴
とする。これにより、チューブ（６１）内を流れる可燃
性冷媒と空調ケーシング（７）内を流れる空気との熱交
換を促進させることができる。したがって、チューブ
（６１）から漏れ出した冷媒が室内に流れ込むことを防
止しつつ、熱交換器の熱交換能力の低下を抑制すること
ができる。

【０００７】請求項３に記載発明では、空調ケーシング
（７）内を流れる空気と隔壁（６２）との間の熱交換を
促進する突出部（６６）が隔壁（６２）に形成されてい
ることを特徴とする。これにより、隔壁６２に突出部
（６６）が形成されているので、熱交換器の熱交換能力
の低下をさらに抑制することができる。

【０００８】請求項４に記載の発明では、空間（６３）
は、空調ケーシング（７）外と常時連通していることを
特徴とする。請求項５に記載の発明では、空間（６３）
と空調ケーシング（７）外と連通させる開口部（６９）
を閉塞する蓋体（７０）は、空間（６３）内圧が所定圧
力に達したときに開口部を開放することを特徴とする。

【０００９】ところで、チューブ（６１）から可燃性冷
媒が漏れ出すと、空間（６３）内圧が上昇してゆく。そ
して、空間（６３）内圧が所定圧力に達したときに開口
部（６９）が開放し、漏れ出した冷媒が空調ケーシング
（７）外に放出される。したがって、請求項５に記載の
発明によれば、チューブ（６１）からの可燃性冷媒の漏
れがない通常時には空間（６３）を密閉することができ
るので、通常時に熱交換器が空調ケーシング（７）内の
空気と熱交換せず、空調ケーシング（７）外の空気と熱
交換してしまうことを防止することができる。

【００１０】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すもの
である。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施の形
態について説明する。（第１実施形態）図１は、本実施形態に係る熱交換器を
プロパンガス、ブタン等の炭化水素系の可燃性ガスを冷
媒とする車両用空調装置の蒸発器に適用した場合を示し
ており、１は車室内と車室外（エンジンルーム）とを仕
切る隔壁であり、通常この隔壁１は車両のボディの一部
を形成している。

【００１２】そして、エンジンルーム内には、車両走行
用エンジン２から駆動力を得て冷媒を圧縮する圧縮機３
と、圧縮機３にて圧縮された高温高圧の冷媒を凝縮させ
る凝縮器４と、凝縮した冷媒を減圧する膨張弁等の周知
の手段による減圧手段５と、減圧手段５にて減圧した低
温低圧の冷媒を気化させる蒸発器６とが配設されてお
り、これらの機器３〜６により周知の蒸気圧縮式冷凍サ
イクルを形成している。

【００１３】また、蒸発器６は、車室内に連通するして
空気流路をなす樹脂製の空調ケーシング７内のうち車室
外（エンジンルーム）側に配設されており、空調ケーシ
ング７内の空気上流側には、空調ケーシング７内に空気
を送風する送風機８が配設されている。なお、送風機８
の空気上流は、車室内に連通する図示されていない開口
部と、車室外に連通する図示されていない開口部とが形
成されているとともに。両開口部を選択的に開閉する図
示されていない吸入空気切換装置が配設されている。

【００１４】なお、空調ケーシング７のうち車室外（エ
ンジンルーム）に位置する部分は、図示されていない発
泡樹脂等の断熱材にて覆われている。次に、蒸発器６に
ついて述べる。図２、３は蒸発器６の断面図であり、図
２中、６１は空調ケーシング７内の空気と対向する表面
積が増加するように蛇行して形成されたアルミニウム製
のチューブである。そして、このチューブ６１内には、
減圧手段５にて減圧された液相冷媒が流入し、チューブ
６１内を流れる間に空調ケーシング７内の空気から蒸発
潜熱を奪って空調ケーシング７内の空気を冷却した後、
気相冷媒となって流出する。

【００１５】また、チューブ６１の外方には、チューブ
６１の外壁６１ａと所定の隙間を介在させてチューブ６
１を覆うアルミニウム製の隔壁６２が形成されており、
この隔壁６２とチューブ６１の外壁６１ａとによって形
成される空間６３は、図４に示すように、空調ケーシン
グ７外に常時連通している。６４は、チューブ６１およ
び隔壁６２を保持する蒸発器６の側壁部であり、この蒸
発器６は、側壁部６４と空調ケーシング７の内壁部７ａ
との間に弾性材料からなるシール部材７ｂを介在させて
空調ケーシング７内に固定されている。そして、このシ
ール部材７ｂにより、蒸発器６と空調ケーシング７の内
壁部７ａとの隙間、および隔壁６２と内壁部７ａとの隙
間６２ａを密閉している。

【００１６】また、チューブ６１には、チューブ６１と
隔壁６２との間の熱移動を促進させるアルミニウム製の
熱伝導部６５がチューブ６１の外壁６１ａにろう付けさ
れており、この熱伝導部６５は隔壁６２と結合してい
る。そして、熱伝導部６５は隔壁６２を貫通して空調ケ
ーシング７内を流れる空気に直接触れる部位まで延び
て、隔壁６２と空調ケーシング７内を流れる空気との間
の熱交換を促進する冷却フィン（突出部）６６を形成し
ている。なお、熱伝導部６５および冷却フィン６６と隔
壁６２との隙間６６ａは、ろう付け等により密閉されて
いる。

【００１７】因みに、熱伝導部６５および冷却フィン６
６は、空調ケーシング７内の空気流れに平行な面を有す
るように板状に形成されており、熱伝導部６５の空気流
れ方向寸法は、図３に示すように、隔壁６２の内壁６２
ａと熱伝導部６５との間に隙間６５ａが生じるように、
隔壁６２の空気流れ方向の内径寸法より小さくなってい
る。

【００１８】また、本実施形態では、蛇行するチューブ
６１の屈曲部（図２のＤ部）は、冷却フィン６６と直交
する部位と、冷却フィン６６と平行な部位とをろう付け
等により接合することにより製造されているが、これは
熱伝導部６５および冷却フィン６６のチューブ６１への
組付け性を考慮したものであり、通常のサーペンタイン
型の熱交換器のように１本のチューブから製造してもよ
い。

【００１９】次に、本実施形態の特徴を述べる。チュー
ブ６１を覆う隔壁６２が形成されているとともに、チュ
ーブ６１の外壁６１ａと隔壁６２とによって形成される
空間６３が空調ケーシング７外に連通しているので、仮
にチューブ６１に亀裂が発生してチューブ６１から冷媒
が漏れ出した場合、その漏れ出した冷媒は、空間６３を
流れて空調ケーシング７外に流出する。したがって、漏
れ出した冷媒が、空調ケーシング７内に流れ込むことを
防止することができるので、漏れ出した冷媒が車室内に
流れ込むことを防止することができる。

【００２０】また、チューブ６１と隔壁６２との間の熱
移動を促進させる熱伝導部６５が形成されているので、
チューブ６１内を流れる冷媒と空調ケーシング７内を流
れる空気との熱交換を促進させることができる。したが
って、チューブ６１から漏れ出した冷媒が車室内に流れ
込むことを防止しつつ、蒸発器６の熱交換能力の低下を
抑制することができる。

【００２１】また、隔壁６２に冷却フィン６６が形成さ
れているので、蒸発器６の熱交換能力の低下をさらに抑
制することができる。熱伝導部６５と冷却フィン６６と
が一体形成されているので、チューブ６１と空調ケーシ
ング７内に空気との間の単位時間当たりの熱移動量を増
加させることができる。したがって、蒸発器６の熱交換
能力の低下をより一層抑制することができる。（第２実施形態）上述の実施形態では、隔壁６２の内壁
６２ａと熱伝導部６５との間に隙間６５ａを形成するこ
とにより隣り合う熱伝導部６５間の空間を連通させた
が、本実施形態では、図５に示すように、熱伝導部６５
に連通穴６７を形成して隣り合う熱伝導部６５間の空間
を連通させたものである。

【００２２】（第３実施形態）本実施形態は、隔壁６２
を空調ケーシング７にて形成したもので、図６、７に示
すように、空調ケーシング７内の空気流路を複数個（本
実施形態では、５つ）の空気流路７１〜７５に分割し、
チューブ６１を各空気流７１〜７５を分割する分割壁７
１ａ、７１ｂ〜７５ａ、７５ｂ間に配設したものであ
る。

【００２３】（第４実施形態）本実施形態は、図８、９
に示すように、冷却フィン６６とを波（コルゲート）形
状に形成したものである。なお、熱伝導部６５も冷却フ
ィン６６とともに一体に波形状に形成されている。（第５実施形態）本実施形態は、図１０に示すように、
複数本のチューブ６１ｂ〜６１ｅと、これらのチューブ
６１ｂ〜６１ｅを流れる冷媒を分配集合させるタンク６
１ｆ、６１ｇとからなる蒸発器に適用したものである。

【００２４】（第６実施形態）本実施形態は、チューブ
６１の外壁６１ａと隔壁６２とによって形成される空間
６３内に熱伝導部５６に換えて、エンジン冷却水等の熱
伝導率の大きな液体で満たすことによりチューブ６１と
隔壁６２との間の熱移動の促進を図るとともに、図１１
に示すように、空間６３と空調ケーシング７外と連通さ
せる空間６３の開口部６９に、この開口部６９を閉塞す
る蓋体７０を配設したものである。

【００２５】そして、蓋体７０は、空間６３内の圧力が
所定圧力に達したときに開口部６９を開放する程度に所
定の圧力にて圧入されている。そして、チューブ６１か
ら冷媒が漏れ出すと、空間６３内の圧力が上昇してゆ
き、空間６３内の圧力が所定圧力に達したときに開口部
６９が開放して漏れ出した冷媒が空調ケーシング７外に
放出される。

【００２６】したがって、本実施形態によれば、チュー
ブ６１からの冷媒の漏れがない通常時には空間６３を密
閉することができるので、通常時に蒸発器６が空調ケー
シング７内の空気と熱交換せず、空調ケーシング７外の
空気と熱交換してしまうことを防止することができる。
延いては、車両用空調装置の冷房運転時の能力低下を防
止することができる。

【００２７】（第７実施形態）蓋体７０を開口部６９に
圧入する手段に換えて、図１２に示すように、開口部６
９に鋼球等のボール７６をバネ等の弾性手段７７にて押
圧したものである。これによれば、ボール７６に作用す
る圧力が所定圧力を越えると、弾性手段７７の弾性力に
打ち勝ってボール７６を移動させ、開口部６９が開放さ
れる。したがって、第６実施形態と同様な作動を得るこ
とがでる。

【００２８】ところで、第１〜５実施形態では、熱伝導
部６５と冷却フィン６６とを一体成形したが、これらを
別体として本発明を実施することができる。また、熱伝
導部６５と冷却フィン６６とを別体とした場合に、両者
６５、６６の配設位置を一致させずにチューブ６１の長
手方向にずらして配設してもよい。また、上述の実施形
態では、蒸発器６を車室外（エンジンルーム）に配設し
たが、車室内に配設してもよい。但し、この場合は、空
間６３が車室外に連通可能にするダクトを設ける必要が
ある。

【００２９】また、上述の実施形態では、本発明に係る
熱交換器を蒸発器に適用したが、冷暖房切換可能なヒー
トポンプ式空調装置の室内熱交換機に適用してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の熱交換器を車両用空調装置に適用した
場合の模式図である。

【図２】第１実施形態に係る熱交換器の断面図である。

【図３】図２のＢ−Ｂ断面図である。

【図４】図２のＣ部拡大図である。

【図５】第２実施形態に係る熱交換器の断面図である。

【図６】第３実施形態に係る熱交換器の断面図である。

【図７】図６のＥ−Ｅ断面図である。

【図８】第４実施形態に係る熱交換器の断面図である。

【図９】図８のＧ−Ｇ断面図である。

【図１０】第５実施形態に係る熱交換器の断面図であ
る。

【図１１】第６実施形態に係る熱交換器の断面図であ
る。

【図１２】第７実施形態に係る熱交換器の断面図であ
る。

【符号の説明】

６…蒸発器、６１…チューブ、６２…隔壁、６３…空
間、６４…側壁部、６５…熱伝導部、６６…冷却フィン
（突出部）、６７…連通穴、６９…開口部、７０…蓋
体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者角川優愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地株式会社日本自動車部品総合研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】室内に空気を吹き出す開口部に連通して
空気流路を形成する空調ケーシング（７）内に配置さ
れ、可燃性冷媒と空調ケーシング（７）内を流れる空気
との間で熱交換を行う熱交換器（６）において、前記可燃性冷媒が流れるチューブ（６１）と、前記チューブ（６１）の外壁（６１ａ）と所定の隙間を
介在させて前記チューブ（６１）を覆う隔壁（６２）と
を有し、前記チューブ（６１）の外壁（６１ａ）と前記隔壁（６
２）とによって形成される空間（６３）は前記空調ケー
シング（７）外に連通可能であることを特徴とする熱交
換器。
【請求項２】前記チューブ（６１）と前記隔壁（６
２）との間の熱移動を促進させる熱伝導部（６５）が前
記空間（６３）に形成されていることを特徴とする請求
項１に記載の熱交換器。
【請求項３】前記隔壁（６２）から突出し、前記空調
ケーシング（７）内を流れる空気と前記隔壁（６２）と
の間の熱交換を促進する突出部（６６）が前記隔壁（６
２）に形成されていることを特徴とする請求項１または
２に記載の熱交換器。
【請求項４】前記空間（６３）は、前記空調ケーシン
グ（７）外と常時連通していることを特徴とする請求項
１ないし３のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項５】前記空間（６３）と前記空調ケーシング
（７）外と連通させる開口部（６９）には、この開口部
（６９）を閉塞する蓋体（７０）が配設されており、前記蓋体（７０）は、前記空間（６３）内の圧力が所定
圧力に達したときに前記開口部を開放することを特徴と
する請求項１ないし３のいずれか１つに記載の熱交換
器。