JPH10220918A

JPH10220918A - コンデンサ

Info

Publication number: JPH10220918A
Application number: JP2023897A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Inaba; 浩行稲葉; Tatsu Asanuma; 達浅沼
Original assignee: Calsonic Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 1997-02-03
Filing date: 1997-02-03
Publication date: 1998-08-21

Abstract

(57)【要約】【課題】ガス・液混合の冷媒を吐出管２２より安定し
て吐出させる事により、自動車用空調機の性能向上を図
る。【解決手段】コンデンサ２は、上下１対のヘッダ６
ａ、６ｂと、これらヘッダ６ａ、６ｂ内にその両端部を
開口させた伝熱管７、７とを有する。更に、コンデンサ
２は、伝熱管７、７の間にフィン８、８を設ける。そし
て、上記下側のヘッダ６ｂの一部でこの下側のヘッダ６
ｂの軸方向端部寄り部分に、冷媒吐出口である吐出管２
２を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用空調機を
構成する蒸気圧縮式冷凍機のコンプレッサとエバポレー
タとの間に直列に組み込み、コンプレッサで圧縮した冷
媒を放熱し凝縮させてから、リキッドタンクを介してエ
バポレータに送り出すコンデンサの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車室内の冷房や除湿を行なう自動車
用空調機には、蒸気圧縮式冷凍機が組み込まれている。
図７は、特開平４−９５５２２号公報に記載された、蒸
気圧縮式冷凍機の基本構成を示す回路図である。コンプ
レッサ１から吐出された高温・高圧のガス状冷媒は、コ
ンデンサ２を通過する間に空気との間で熱交換を行なっ
て温度低下し、凝縮液化する。この結果生じた液状の冷
媒は、一度リキッドタンク３に溜められてから、膨張弁
４を介してエバポレータ５に送られ、このエバポレータ
５内で蒸発する。エバポレータ５の温度は、蒸発潜熱を
奪われて低下する為、このエバポレータ５に空調用の空
気を流通させれば、この空気の温度を低下させると同時
に、この空気中に含まれる水蒸気を取り除く事ができ
る。エバポレータ５内で蒸発気化した冷媒は、上記コン
プレッサ１に吸引されて圧縮され、再び上記サイクルを
繰り返す。

【０００３】次に、図８は、本発明の対象となるコンデ
ンサ２を示している。このコンデンサ２は、上下に間隔
をあけてそれぞれ水平方向に配置された上下１対のヘッ
ダ６ａ、６ｂ同士の間で冷媒が上下方向に流れる、所謂
縦流れ式である。この様な縦流れ式のコンデンサ２は、
近接設置されるラジエータ２６（本発明の実施例を示す
図３参照）のコア部との間でフィンを共用化して、これ
らコンデンサ２とラジエータ２６とのコンパクト化を図
れる為、研究されている。このコンデンサ２を構成する
各ヘッダ６ａ、６ｂの内側には、それぞれ１乃至複数枚
の隔壁を設けて、各ヘッダ６ａ、６ｂの内側を気密・液
密を保持した状態で、複数の室に仕切っている。この隔
壁には、上側のヘッダ６ａ内を第一上部室１５と第二上
部室１６との２室に仕切る上部隔壁１３と、下側のヘッ
ダ６ｂ内を第一下部室１７と第二下部室１８との２室に
仕切る下部隔壁１４とがある。又、このコンデンサ２を
構成するコア部９は、上記１対のヘッダ６ａ、６ｂ同士
の間に上下方向に配設した複数本の伝熱管７、７と、水
平方向に隣り合う伝熱管７、７同士の間に設けたフィン
８、８とから成る。上記各伝熱管７、７は、上端部を上
記第一上部室１５に、下端部を上記第一下部室１７に、
それぞれ通じさせた、複数本の第一伝熱管１９、１９
と、上端部を上記第二上部室１６に、下端部を上記第一
下部室１７に、それぞれ通じさせた、複数本の第二伝熱
管２０、２０と、上端部を上記第二上部室１６に、下端
部を上記第二下部室１８に、それぞれ通じさせた、複数
本の第三伝熱管２１、２１とから成る。これら第一〜第
三伝熱管１９、２０、２１は、上記上部、下部各隔壁１
３、１４を境にして分けられる。このうち、上記各第一
伝熱管１９、１９は、最も上流側に存在する複数本の伝
熱管７、７であり、冷媒を下方に流す。又、上記各第二
伝熱管２０、２０は、中間部分に存在する複数本の伝熱
管７、７であり、冷媒を上方に流す。更に、上記各第三
伝熱管２１、２１は、最も下流側に存在する複数の伝熱
管７、７であり、冷媒を下方に流す。そして、上記各伝
熱管７、７及びフィン８、８から成るコア部９の左右両
端縁部には、それぞれサイドプレート１０ａ、１０ｂを
設けている。

【０００４】そして、上側のヘッダ６ａの一端（図８の
右端）部上面には、入口ブロック１１をろう付け固定し
ている。この入口ブロック１１には、冷媒送り込み口で
ある入口ポート１２を設けており、この入口ポート１２
を、前記第一上部室１５の内側に通じさせている。上記
入口ポート１２から送り込まれた冷媒は、図８に矢印で
示す様に、上記１対のヘッダ６ａ、６ｂの間部分を、折
り返しつつ流れる。

【０００５】更に、前記下側のヘッダ６ｂの他端（図８
の左端）部で最も下流側に存在する室（第二下部室１
８）に対応する部分の一部には、冷媒吐出口である吐出
管２２の上流端を、ろう付け等により固定している。こ
の吐出管２２の上流端は、上記第二下部室１８の下部隔
壁１４寄りに開口している。コンデンサ２に流れ込み、
このコンデンサ２内を図８に矢印で示す様に流れた冷媒
は、上記下側のヘッダ６ｂの第二下部室１８の内側に達
する。そして、この冷媒は、上記吐出管２２から吐出さ
れ、リキッドタンク３、膨張弁４を経て、エバポレータ
５（図７参照）に送られる。

【０００６】以上の様に構成される従来構造のコンデン
サ２の内部には、上記コンプレッサ１（図７参照）から
送られてくる冷媒が、凝縮液化しつつ流れる。即ち、上
記入口ポート１２からコンデンサ２内に送り込まれた冷
媒は、コンデンサ２を通過する間にコア部９を表裏方向
に通過する空気との間で熱交換を行なって温度低下す
る。この結果、コンデンサ２内の冷媒は、凝縮液化した
液状の冷媒と、液化しなかったガス状の冷媒との二形態
に分かれる。従って、上記第三伝熱管２１、２１に対応
する各伝熱管７、７には、上記液状の冷媒とガス状の冷
媒とが混在して流れる事になる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、複数の第三
伝熱管２１、２１のうち、コア部９の中央寄り（図８の
右寄り）に配置された第三伝熱管２１、２１の下端開口
は、上記吐出管２２の上流端開口に対向している。この
為、上記液状の冷媒は、上記コア部９の中央寄りの第三
伝熱管２１、２１を多く流れる傾向となる。この理由
は、第二上部室１６内を上側のヘッダ６ａの他端（図８
の左端）に向けて流れる液状の冷媒が、自重により流下
する傾向となる為である。この結果、上記第二上部室１
６の上流側に位置する、コア部９の中央寄りの第三伝熱
管２１、２１に、液状の冷媒のうちの多くの部分が流入
する。そして、この様に中央寄りの第三伝熱管２１、２
１内に流入した液状の冷媒は、そのまま上記吐出管２２
の上流端開口に達し、コンデンサ２外に吐出される。こ
れに対して、上記ガス状の冷媒は、流速が速いだけでな
く、自重の影響も受けにくい。この為、このガス状の冷
媒は、上記第二上部室１６の下流端に迄達した後に、図
８の斜格子部分に存在する、上記コア部９の端部寄り部
分に配置された第三伝熱管２１、２１を流下し、第二下
部室１８の他端寄り部分（図８の左端寄り部分）に流入
する。この様にして、上記第二下部室１８内に流入した
ガス状の冷媒は、この第二下部室１８を、下側のヘッダ
６ｂの中央寄りに移動してから、上記吐出管２２より、
コンデンサ２外に吐出される。

【０００８】上述の様に、それぞれが別々の第三伝熱管
２１、２１を通過して第二下部室１８内に達した液状の
冷媒とガス状の冷媒とが、この第二下部室１８内で混ざ
り合ってから、上記吐出管２２より吐出されれば、特に
問題は生じない。ところが、上記第二下部室１８の他端
寄り部分に流入したガス状の冷媒は、そのまま吐出管２
２の上流端開口の近傍部分に流下し、上記第二下部室１
８の一端寄り部分に一時的に止まる液状の冷媒に阻ま
れ、吐出管２２内に流れ込めない場合がある。この様に
吐出管２２内に流れ込めず、上記第二下部室１８内に止
まったガス状の冷媒の量が或る程度多くなると、このガ
ス状の冷媒が自らの圧力上昇に基づき、一挙に上記吐出
管２２内に流れ込む。この様な状態が繰り返されると、
液状の冷媒のみが吐出管２２から吐出される状態と、ガ
ス・液混合の冷媒が吐出管２２から吐出される状態とが
交互に出現し、冷媒の吐出状態が不安定になる。この結
果、自動車用空調機による温度調整機能が損なわれる
為、好ましくない。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のコンデンサは、
前述した従来から考えられているコンデンサと同様に、
それぞれが水平方向に亙って設けられ、上下方向に亙り
互いに離隔して配置された上下１対のヘッダと、上記上
側のヘッダと上記下側のヘッダとの間に設けられ、上端
部を上記上側のヘッダ内に、下端部を上記下側のヘッダ
内に、それぞれ通じさせた、複数本の伝熱管と、それぞ
れ水平方向に隣り合う伝熱管同士の間に配置されて、こ
れら複数本の伝熱管と共にコア部を構成するフィンと、
上記下側のヘッダの一部で冷媒流路の下流端に位置する
部分に設けられた冷媒吐出口と、何れかのヘッダの一部
で冷媒流路の上流端に位置する部分に設けられた冷媒送
り込み口とを備える。

【００１０】特に、本発明のコンデンサは、上記冷媒吐
出口を、上記上側のヘッダ内の冷媒の流れ方向に関して
下流端に対応する側で、上記下側のヘッダの軸方向端部
寄り部分に設けている。

【００１１】又、請求項２に記載した本発明のコンデン
サは、下側のヘッダの一部をコア部の端部よりも水平方
向に突出させて突出部とし、上端部に冷媒吐出口を設け
た吐出管の下端部を、この突出部の上面に接続してい
る。

【００１２】更に、請求項３に記載した本発明のコンデ
ンサは、下側のヘッダの一部をコア部の端部よりも水平
方向に突出させて突出部とし、上端部に冷媒吐出口を設
けた吐出管の下端部を、この突出部の端面に接続してい
る。

【００１３】

【作用】上述の様な本発明のコンデンサは、冷媒吐出口
である上記吐出管を、上記下側のヘッダの一部でこの下
側のヘッダの軸方向端部寄り部分に設けている。この
為、コア部を構成する一部の伝熱管内を流下した液状の
冷媒がそのまま上記吐出管の上流端開口に達しなくな
り、液状の冷媒のみが吐出管内に流れ込む事を防止す
る。即ち、一部の伝熱管内を流れた液状の冷媒と、残部
の伝熱管内を流れたガス状の冷媒とは、下側のヘッダ内
を上記吐出管に向け流れる間に、互いに混ざり合う。こ
の結果、この吐出管内には、コンデンサの下流端に達し
た冷媒がガス・液混合状態である限り、常にガス・液混
合の冷媒が流れ込む事になり、冷媒の吐出状態が安定す
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は、請求項１に対応する、本
発明の実施の形態の第１例を示している。本例のコンデ
ンサ２の基本構造は、前述の従来から考えられているコ
ンデンサの構造と同様である。特に、本発明のコンデン
サ２は、冷媒吐出口である吐出管２２の水平方向位置を
異ならせた点に、特徴を有する。そこで、前述した従来
構造と同等の部分に就いては、重複する説明を省略若し
くは簡略にし、以下、本発明の特徴部分を中心に説明す
る。

【００１５】本例のコンデンサ２の場合には、図１に示
す様に、冷媒吐出口である上記吐出管２２を、下側のヘ
ッダ６ｂの一部でこの下側のヘッダ６ｂの軸方向他端寄
り（図１の左寄り）部分に設けている。即ち、複数の第
三伝熱管２１、２１を構成する伝熱管７、７のうち、サ
イドプレート１０ａ寄りの伝熱管７、７の下方となる部
分に、上記吐出管２２の上流端を開口させている。この
部分は、上側のヘッダ６ａ内の冷媒の流れ方向に関し
て、下流端（図２の左端）に対応する部分である。

【００１６】上述の様に構成する事により、上記複数の
第三伝熱管２１、２１のうち、コア部９の中央寄り（図
１の右寄り）部分に配置した第三伝熱管２１、２１内を
流下した液状の冷媒が、そのまま上記吐出管２２の上流
端開口に達しなくなる。即ち、これら中央寄りの第三伝
熱管２１、２１内を流下して第二下部室１８内に達した
液状の冷媒は、この第二下部室１８内を下側のヘッダ６
ｂの他端部に向け、この下側のヘッダ６ｂ内を流れる。
この間に上記液状の冷媒は、コア部９の端部寄りに配置
された第三伝熱管２１、２１内を流れて上記第二下部室
１８内に達したガス状の冷媒と混ざり合う。従って、第
二下部室１８内に達する冷媒がガス・液混合状態であっ
ても、液状の冷媒のみが吐出管２２内に流れ込む事を防
止できる。この結果、この吐出管２２内には、ガス・液
混合の冷媒が常に流れ込む事になり、冷媒の吐出状態が
安定する。

【００１７】次に、図２は、請求項２に対応する、本発
明の実施の形態の第２例を示している。本例のコンデン
サ２は、下側のヘッダ６ｂの一部をコア部９の端部より
も水平方向に突出させて突出部２３としている。そし
て、吐出管２５の下端部を、この突出部２３の上面に接
続している。更に、この吐出管２５の上端部に、冷媒吐
出口２４を設けている。

【００１８】上述の様に構成する事により、前述した第
１例の場合と同様に、一部の第三伝熱管２１、２１を流
下して第二下部室１８内に達した液状の冷媒がそのまま
上記吐出管２５の上流端開口に達しなくなる。この為、
液状の冷媒のみが吐出管２５内に流れ込む事を防止し、
この吐出管２５内に、ガス・液混合の冷媒を常に送り込
む様にして、冷媒の吐出状態を安定させる事ができる。
又、本例の場合には、下側のヘッダ６ｂから冷媒を取り
出す構造にも拘らず、冷媒吐出口２４をコンデンサ２の
上部に設けている。この為、配管の接続性向上を図れる
等、蒸気圧縮式冷凍機のレイアウト性を向上できる。そ
の他の構成及び作用は、上述した第１例の場合と同様で
あるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説
明を省略する。尚、本例の場合、図１、図８に示すコン
デンサ２に対して、冷媒の流れる方向が異なっている
が、実質上同じものである。冷媒の流れ方向は、コンデ
ンサ２を設置すべき自動車の構造等に応じて、設計的に
定める。

【００１９】尚、図３は、好ましくない構造の１例を示
している。この図３に示した構造の場合、吐出管２２ａ
を複数個所で折り曲げ、この吐出管２２ａの一部を、コ
ンデンサ２に近接配置したラジエータ２６の下側に配設
している。この様な構造では、上記ラジエータ２６の熱
が上記吐出管２２ａを通過する冷媒を暖める結果、蒸気
圧縮式冷凍機式の性能を悪化させる。そこで、コンデン
サ２の横幅方向（図３の左右方向）にスペース的に余裕
がある場合には、上述の図２に示した様に、下側のヘッ
ダ６ｂの一部をコア部９の端部よりも水平方向に突出さ
せて突出部２３とし、上端部に冷媒吐出口２４を設けた
吐出管２５の下端部を、この突出部２３の上面に接続す
る。この様に構成すれば、吐出管２５をラジエータ２６
から遠ざけて、このラジエータ２６の熱が上記吐出管２
５を通過する冷媒を暖める事をなくせる。

【００２０】次に、図４〜５は、請求項３に対応する、
本発明の実施の形態の第３例を示している。本例のコン
デンサ２は、上述した第２例のコンデンサ２と同様に、
下側のヘッダ６ｂの一部をコア部９の端部よりも水平方
向に突出させて突出部２３としている。特に、本例の場
合には、上端部に冷媒吐出口２４を設けた吐出管２５の
下端部をこの突出部２３の端面に、上記下側のヘッダ６
ｂの端部開口を塞ぐ蓋体２７を介して接続している。即
ち、上記吐出管２５の下端部を上記蓋体２７に、この蓋
体２７を直径方向に横切る状態で結合すると共に、上記
吐出管２５の下端部をこの蓋体２７の内側に通じさせて
いる。

【００２１】上述の様に構成される本例の場合には、吐
出管２５の下端部外周面を下側のヘッダ６ｂの端面に、
上記蓋体２７を介して支持固定している為、図５の矢印
方向の力に対する剛性を図２に示した第２例の構造に比
べて確保し易い。その他の構成及び作用は、上述した第
２例と同様であるから、同等部分には同一符号を付し
て、重複する説明を省略する。

【００２２】次に、図６は、請求項１に対応する、本発
明の実施の形態の第４例を示している。本例のコンデン
サ２の場合には、前述した第２例及び上述した第３例の
コンデンサ２とは異なり、下側のヘッダ６ｂの一部をコ
ア部９の端部よりも水平方向に突出させてはいない。そ
の代わりに本例の場合には、上端部に冷媒吐出口２４を
設けた吐出管２５の下端部に、四分の一円弧状に湾曲し
た曲がり部２８を介して、水平部２９を設けている。そ
して、この水平部２９の開口端部を上記下側のヘッダ６
ｂの端部に、ろう付けにより接続している。尚、互いに
径の異なるヘッダ６ｂと吐出管２５との端部同士を接続
する為に、例えば、径の小さい吐出管２５の端部にフレ
ア加工を施し、これらヘッダ６ｂの端縁と吐出管２５の
端縁とを突き合わせ、互いにろう付けする。或はこれと
は逆に、上記ヘッダ６ｂの端部に絞り加工を施して、こ
れらヘッダ６ｂの端縁と吐出管２５の端縁とを突き合わ
せ自在とする事もできる。

【００２３】上述の様に構成される本例の場合には、ヘ
ッダ６ｂと吐出管２５との接続部の加工が容易で、コン
デンサ２全体としてのコスト低減を図れる。又、上記接
続部で冷媒の流れが急に変化する事を防止して、この接
続部で冷媒の流れに対する抵抗が大きくなる事を防止で
きる。その他の構成及び作用は、前述した第２例及び上
述した第３例と同様であるから、同等部分には同一符号
を付して、重複する説明を省略する。

【００２４】

【発明の効果】本発明のコンデンサは、以上の様に構成
され作用する為、冷媒の吐出状態を安定させ、自動車用
空調機の性能向上を図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す斜視図。

【図２】本発明の実施の形態の第２例を示す斜視図。

【図３】好ましくない構造の１例を示す斜視図。

【図４】本発明の実施の形態の第３例を示す斜視図。

【図５】図４のＡ部拡大図。

【図６】本発明の実施の形態の第４例を示す斜視図。

【図７】コンデンサが組み込まれる蒸気圧縮式冷凍機の
回路図。

【図８】従来のコンデンサの一例を示す斜視図。

【符号の説明】

１コンプレッサ２コンデンサ３リキッドタンク４膨張弁５エバポレータ６ａ、６ｂヘッダ７伝熱管８フィン９コア部１０ａ、１０ｂサイドプレート１１入口ブロック１２入口ポート１３上部隔壁１４下部隔壁１５第一上部室１６第二上部室１７第一下部室１８第二下部室１９第一伝熱管２０第二伝熱管２１第三伝熱管２２、２２ａ吐出管２３突出部２４冷媒吐出口２５吐出管２６ラジエータ２７蓋体２８曲がり部２９水平部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれが水平方向に亙って設けられ、
上下方向に亙り互いに離隔して配置された上下１対のヘ
ッダと、上記上側のヘッダと上記下側のヘッダとの間に
設けられ、上端部を上記上側のヘッダ内に、下端部を上
記下側のヘッダ内に、それぞれ通じさせた、複数本の伝
熱管と、それぞれ水平方向に隣り合う伝熱管同士の間に
配置されて、これら複数本の伝熱管と共にコア部を構成
するフィンと、上記下側のヘッダの一部で冷媒流路の下
流端に位置する部分に設けられた冷媒吐出口と、何れか
のヘッダの一部で冷媒流路の上流端に位置する部分に設
けられた冷媒送り込み口とを備えたコンデンサに於い
て、上記冷媒吐出口を、上記上側のヘッダ内の冷媒の流
れ方向に関して下流端に対応する側で、上記下側のヘッ
ダの軸方向端部寄り部分に設けた事を特徴とするコンデ
ンサ。
【請求項２】下側のヘッダの一部をコア部の端部より
も水平方向に突出させて突出部とし、上端部に冷媒吐出
口を設けた吐出管の下端部を、この突出部の上面に接続
した、請求項１に記載したコンデンサ。
【請求項３】下側のヘッダの一部をコア部の端部より
も水平方向に突出させて突出部とし、上端部に冷媒吐出
口を設けた吐出管の下端部を、この突出部の端面に接続
した、請求項１に記載したコンデンサ。
【請求項４】上端部に冷媒吐出口を設けた吐出管の下
端部に、曲がり部を介して水平部を設け、この水平部の
開口端部を下側のヘッダの端部に接続した、請求項１に
記載したコンデンサ。