(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
扁平部を向かい合わせにして所定の間隔で並設される複数の扁平状冷媒管と、隣合う冷媒管の扁平部間の空隙に配置されるフィンと、一部の空隙に前記フィンに代えて配置され蓄冷材が封入される蓄冷材容器とを備える、蓄冷熱交換器であって、
前記蓄冷材容器は、一方の冷媒管側の第1側板と、他方の冷媒管側の第2側板と、を含んで構成され、
前記第1側板は、平坦面を有して、該平坦面にて前記一方の冷媒管とろう付け接合され、
前記第2側板は、平坦面から外側に突出する複数の凸部を有して、凸部の頂壁にて前記他方の冷媒管とろう付け接合され、
前記第2側板の平坦面と前記他方の冷媒管との間に空気通路が形成され、前記空気通路は、前記蓄冷材容器の片方の側だけに存在する、蓄冷熱交換器。
扁平部を向かい合わせにして所定の間隔で並設される複数の扁平状冷媒管と、隣合う冷媒管の扁平部間の空隙に配置されるフィンと、一部の空隙に前記フィンに代えて配置され蓄冷材が封入される蓄冷材容器とを備える、蓄冷熱交換器であって、
前記蓄冷材容器は、一方の冷媒管側の第1側板と、中間の第2側板と、他方の冷媒管側の第3側板と、を含んで構成されて、前記第1側板と前記第2側板との間に前記蓄冷材が封入され、
前記第1側板は、平坦面を有して、該平坦面にて前記一方の冷媒管とろう付け接合され、
前記第2側板は、平坦面から外側に突出する複数の凸部を有し、
前記第3側板は、平坦面と、該平坦面から内側に突出する凹部とを有して、該平坦面にて前記他方の冷媒管とろう付け接合され、
前記第2側板と前記第3側板とは、前記第2側板の凸部の頂壁と前記第3側板の凹部の底壁とでろう付け接合されて、前記第2側板の平坦面と前記第3側板の平坦面との間に前記空気通路が形成される、蓄冷熱交換器。
前記第1側板及び第2側板のうち少なくとも一方の側板は、平坦面から内側に突出する凹部を有し、前記蓄冷材容器内で、前記凹部の底壁と他方の側板の平坦面とがろう付け接合される、請求項1又は請求項2記載の蓄冷熱交換器。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、従来の蓄冷熱交換器において、蓄冷材容器は、特許文献1などに示されるように、その両方の側板に、それぞれ、平坦面から外側に突出する複数の凸部を設けて、凸部頂壁を冷媒管の扁平部にろう付け接合している。そして、両方の側板の平坦面と冷媒管との間にそれぞれ空気通路を形成している。
【0006】
しかしながら、このような従来の蓄冷熱交換器にあっては、次のような問題点がある。(1)所定幅の空隙内で、蓄冷材容器の両面に凸部を設けるため、その分、蓄冷材容器の容積が減少し、蓄冷材の封入量が少なくなり、蓄冷能力が低下する。特に空気通路を設ける以上は、結露水で空気通路が詰まらないように通路幅(凸部の高さ)を確保する必要があり、このことが蓄冷材容器の容積減少に拍車を掛けている。
(2)蓄冷材容器と冷媒管との接合が容器側の凸部頂壁にてなされるため、接触面積が少なく、伝熱効率が悪い。
【0007】
本発明は、このような実状に鑑み、蓄冷材の封入量を増加させ、なおかつ伝熱効率を向上させることができるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明に係る蓄冷熱交換器は、扁平部を向かい合わせにして所定の間隔で並設される複数の扁平状冷媒管と、
隣合う冷媒管の扁平部間の空隙に配置されるフィンと、一部の空隙に前記フィンに代えて配置され蓄冷材が封入される蓄冷材容器とを備えることを前提とする。
【0009】
前記蓄冷材容器は、一方の冷媒管側の第1側板と、他方の冷媒管側の第2側板と、を含んで構成される。前記第1側板は、平坦面を有して、該平坦面にて前記一方の冷媒管とろう付け接合される。前記第2側板は、平坦面から外側に突出する複数の凸部を有して、凸部の頂壁にて前記他方の冷媒管とろう付け接合される。そして、前記第2側板の平坦面と前記他方の冷媒管との間に空気通路が形成され
、前記空気通路は、前記蓄冷材容器の片方の側だけに存在する。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、蓄冷材容器の両方の側板(第1側板及び第2側板)のうち、片方の側板(第2側板)にのみ、外側に突出する凸部が形成されるため、蓄冷材容器の容積を確保でき、蓄冷材の封入量を増加させて、放冷性能を向上できる。
また、蓄冷材容器の両方の側板(第1側板及び第2側板)のうち、片方の側板(第1側板)は、平坦面にて冷媒管とろう付け接合されるため、接触面積が増大し、伝熱効率を改善できる。
【0011】
一方、空気通路は、蓄冷材容器の片方の側だけになるが、片側だけである分、通路幅(凸部の高さ)を大きくして、空気への直接的な放冷性能や通気抵抗の低減性能を確保できる。また、大きくすることで、結露水が詰まるのも防止できる。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図1は本発明の一実施形態を示す蓄冷熱交換器(蓄冷エバポレータ)の全体斜視図である。
【0014】
本実施形態の蓄冷熱交換器は、上側ヘッダタンク1と、下側ヘッダタンク2と、上側ヘッダタンク1と下側ヘッダタンク2とを連通する複数の扁平状冷媒管3と、隣合う冷媒管3、3間の空隙に配置されるフィン4と、一部の空隙にフィン4に代えて配置される蓄冷材容器5と、両側のサイドプレート6とを含んで構成される。
【0015】
上側ヘッダタンク1は、水平方向に延在し、また延在方向と直交する前後方向に2つのタンク1A、1Bに分割されている。タンク1Aと1Bは非連通であり、タンク1Aは冷媒入口を有し、タンク1Bは冷媒出口を有している。
【0016】
下側ヘッダタンク2は、上側ヘッダタンク1の下方に、上側ヘッダタンク1と同様、水平方向に延在し、また延在方向と直交する前後方向に2つのタンク2A、2Bに分割されている。タンク2Aと2Bは互いに連通している。
【0017】
冷媒管3は、扁平状であり、扁平部を向かい合わせにして所定の間隔で並設される。ここでは、前後2列に配置され、1列目は上側タンク1Aと下側タンク2Aとを連通し、2列目は上側タンク1Bと下側タンク2Bとを連通する。また、前記並設方向に隣合う冷媒管3、3の扁平部間には、冷媒管3、3内の冷媒と熱交換する空気が通る空隙が形成される。
【0018】
フィン4は、コルゲートフィンであり、前記空隙、すなわち、隣合う冷媒管3、3の扁平部間に、熱交換効率向上のために配置される。
【0019】
蓄冷材容器5は、蓄冷材を封入した扁平な容器であり、一部の隣合う冷媒管3、3の扁平部間の空隙に、前記フィン4に代えて、配置される。
【0020】
ここにおいて、冷媒は、エンジン駆動される圧縮機により凝縮器及び膨張弁を介して供給されて、上側タンク1Aに流入し、1列目の冷媒管3内を下向きに流れて、下側タンク2Aに至る。そして、これと連通している下側タンク2Bに流入し、2列目の冷媒管3内を上向きに流れて、上側タンク1Bに至り、冷媒出口より流出する。従って、1列目の冷媒管3と2列目の冷媒管3とでは冷媒の流れが逆向きとなり、いわゆるカウンターフローとなる。そして、冷媒が冷媒管3内を流れるときに、フィン4を介し、空隙を通過する空気を冷却する。このとき同時に一部の隣合う冷媒管3、3の扁平部間に配置された蓄冷材容器5内の蓄冷材に蓄冷する。その後、エンジンがアイドルストップなどで停止して圧縮機が停止したときは、蓄冷材容器5内の蓄冷材に蓄えた冷熱を利用して空気を冷却し、冷房能力を確保する。
【0021】
次に、一部の隣合う冷媒管3、3間に配置される蓄冷材容器5の詳細構造について、
図2〜
図9により説明する。尚、以下では、蓄冷材容器5が配置される隣合う冷媒管3、3のうち、一方の冷媒管3を「3L」、他方の冷媒管3を「3R」と呼称する。
【0022】
〔第1実施形態〕
図2は第1実施形態を示す蓄冷材容器の分解斜視図、
図3は第1実施形態での冷媒管間に配置される蓄冷材容器の平面横断面図である。
【0023】
本実施形態の蓄冷材容器5は、一方の冷媒管3L側の第1側板11と、他方の冷媒管3R側の第2側板12とを含んで構成される。第1側板11及び第2側板12はそれぞれ外周部に枠状のフランジ部を有し、フランジ部同士がろう付け接合されることで、第1側板11と第2側板12との間に蓄冷材封入空間が形成される。尚、第1側板11及び第2側板12の一部には蓄冷材の注入口部20が設けられる。
【0024】
第1側板11は、平坦面11aを有し、該平坦面11aにて冷媒管3Lとろう付け接合される。
【0025】
第2側板12は、平坦面12aから外側に突出する円錐台形状の凸部12bを複数有し、凸部12bの頂壁にて冷媒管3Rとろう付け接合される。尚、複数の凸部12bは互いに独立している。また、各凸部12bは図では円錐台形状に示したが、これに限るものではない。但し、凸部12bの頂壁は、ろう付け接合のため、平坦になっていることが望ましい。
【0026】
ここにおいて、第2側板12の平坦面12aと冷媒管3Rとの間には、前記凸部12bの高さの分、空気通路15が形成される。
【0027】
本実施形態の蓄冷材容器5は、第1側板11と第2側板12との間に配置されるコルゲートタイプのインナーフィン14を更に含んで構成される。インナーフィン14は、蓄冷材容器5内に収納され、第1側板11の平坦面11aと第2側板12の平坦面12aとにろう付け接合される。
【0028】
本実施形態によれば、次のような基本的効果が得られる。
(1)蓄冷材容器5の両方の第1側板11及び第2側板12のうち、片方の第2側板12にのみ、外側に突出する凸部12bが形成されるため、蓄冷材容器5の容積を確保でき、蓄冷材の封入量を増加させて、放冷性能を向上できる。
(2)蓄冷材容器5の両方の第1側板11及び第2側板12のうち、片方の第1側板11は、平坦面11aにて冷媒管3Lとろう付け接合されるため、接触面積が増大し、伝熱効率を改善できる。
(3)空気通路15は、蓄冷材容器5の片方の側だけになるが、片側だけである分、通路幅(凸部12bの高さ)を大きくして、空気への直接的な放冷性能や通気抵抗の低減性能を確保できる。また、大きくすることで、結露水が詰まるのを防止でき、排水性能を確保できる。
【0029】
一方、蓄冷材容器5は、内部が中空であると、外圧及び内圧に対し形状を維持できなくなってしまうおそれがあり、十分な強度を持たせる必要がある。
この点、本実施形態の蓄冷材容器5は、第1側板11と第2側板12との間に配置されるインナーフィン14を含んで構成されるので、十分な強度を持たせることが可能となる。このため、ろう付け時の蓄冷材容器5の変形・破損を抑制することができる。また、蓄冷材の熱膨張に起因する内圧の変化による蓄冷材容器5の変形・破損を抑制することができる。
【0030】
〔第2実施形態〕
図4は第2実施形態を示す蓄冷材容器の分解斜視図、
図5は第2実施形態での冷媒管間に配置される蓄冷材容器の平面横断面図である。
【0031】
本実施形態の蓄冷材容器5は、一方の冷媒管3L側の第1側板11と、他方の冷媒管3R側の第2側板12とを含んで構成される。第1側板11及び第2側板12はそれぞれ外周部に枠状のフランジ部を有し、フランジ部同士がろう付け接合されることで、第1側板11と第2側板12との間に蓄冷材封入空間が形成される。尚、第1側板11及び第2側板12の一部には蓄冷材の注入口部20が設けられる。
【0032】
第1側板11は、平坦面11aを有し、該平坦面11aにて冷媒管3Lとろう付け接合される。第2側板12は、平坦面12aから外側に突出する凸部12bを複数有し、凸部12bの頂壁にて冷媒管3Rとろう付け接合される。ここにおいて、第2側板12の平坦面12aと冷媒管3Rとの間には、前記凸部12bの高さの分、空気通路15が形成される。
【0033】
以上は前述の第1実施形態と同じであり、本実施形態では、蓄冷材容器5の強度アップのため、インナーフィン4を入れる代わりに、下記の構造を採用している。
【0034】
本実施形態では、第1側板11の平坦面11aから内側に突出する円錐台形状の凹部(ディンプル)11cを複数設け、蓄冷材容器5内で、凹部11cの底壁と第2側板12の平坦面12aとをろう付け接合している。
【0035】
また、第2側板12の平坦面12aから内側に突出する円錐台形状の凹部(ディンプル)12cを複数設け、蓄冷材容器5内で、凹部12cの底壁と第1側板11の平坦面11aとをろう付け接合している。
【0036】
尚、これらの構造のうちいずれか一方のみを採用してもよい。両方採用する場合は、第1側板11の凹部11cと第2側板12の凹部12cとが重ならないように位置をずらして設ける。
【0037】
本実施形態によれば、前述の第1実施形態と同じ基本的効果が得られる他、強度に関し、次のような効果が得られる。
第1側板11及び第2側板12のうち、少なくとも一方の側板11、12に平坦面11a、12aから内側に突出する凹部11c、12cを設け、凹部11c、12cの底壁と他方の側板12、11の平坦面12a、11aとをろう付け接合したことにより、蓄冷材容器5に十分な強度を持たせることが可能となる。このため、ろう付け時の蓄冷材容器5の変形・破損を抑制することができる。また、蓄冷材の熱膨張に起因する内圧の変化による蓄冷材容器5の変形・破損を抑制することができる。
【0038】
〔第3実施形態〕
図6は第3実施形態を示す蓄冷材容器の分解斜視図、
図7は第3実施形態での冷媒管間に配置される蓄冷材容器の平面横断面図である。
【0039】
本実施形態の蓄冷材容器5は、一方の冷媒管3L側の第1側板11と、他方の冷媒管3R側の第2側板12とを含んで構成される。第1側板11及び第2側板12はそれぞれ外周部に枠状のフランジ部を有し、フランジ部同士がろう付け接合されることで、第1側板11と第2側板12との間に蓄冷材封入空間が形成される。尚、第1側板11及び第2側板12の一部には蓄冷材の注入口部20が設けられる。
【0040】
第1側板11は、平坦面11aを有し、該平坦面11aにて冷媒管3Lとろう付け接合される。第2側板12は、平坦面12aから外側に突出する凸部12bを複数有し、凸部12bの頂壁にて冷媒管3Rとろう付け接合される。ここにおいて、第2側板12の平坦面12aと冷媒管3Rとの間には、前記凸部12bの高さの分、空気通路15が形成される。
【0041】
以上は前述の第1実施形態と同じであり、本実施形態では、蓄冷材容器5の強度アップのため、インナーフィン4を入れる代わりに、下記の構造を採用している。
【0042】
本実施形態では、第1側板11の平坦面11aから内側に突出する凹部(ディンプル)11cを複数設けると共に、これに対応させて、第2側板12の平坦面12aから内側に突出する凹部(ディンプル)12cを複数設けている。そして、蓄冷材容器5内で、第1側板11の凹部11cの底壁と第2側板12の凹部12cの底壁と対向・接触させて、ろう付け接合している。
【0043】
本実施形態によれば、前述の第1実施形態と同じ基本的効果が得られる他、強度に関し、次のような効果が得られる。
第1側板11及び第2側板12の両方に平坦面11a、12aから内側に突出する凹部11c、12cを設け、第1側板11の凹部11cの底壁と第2側板12の凹部12cの底壁とをろう付け接合したことにより、蓄冷材容器5に十分な強度を持たせることが可能となる。このため、ろう付け時の蓄冷材容器5の変形・破損を抑制することができる。また、蓄冷材の熱膨張に起因する内圧の変化による蓄冷材容器5の変形・破損を抑制することができる。
【0044】
尚、前述の第2実施形態と比べると、第1側板11及び第2側板12の両方に凹部11c、12cを形成する必要があるが、凹部11c、12cの高さ(凹み)方向の加工量を少なくできる利点がある。
【0045】
〔第4実施形態〕
図8は第4実施形態を示す蓄冷材容器の分解斜視図、
図9は第4実施形態での冷媒管間に配置される蓄冷材容器の平面横断面図である。
【0046】
本実施形態の蓄冷材容器5は、一方の冷媒管3L側の第1側板11と、中間の第2側板12と、他方の冷媒管3R側の第3側板13とを含んで構成される。
【0047】
第1側板11及び第2側板12はそれぞれ外周部に枠状のフランジ部を有し、フランジ部同士がろう付け接合されることで、第1側板11と第2側板12との間に蓄冷材封入空間が形成される。尚、第1側板11及び第2側板12の一部には蓄冷材の注入口部20が設けられる。
【0048】
第1側板11は、平坦面11aを有し、該平坦面11aにて冷媒管3Lとろう付け接合される。
第2側板12は、平坦面12aから外側に突出する凸部12bを複数有し、凸部12bの頂壁にて後述するように第3側板13とろう付け接合される。尚、複数の凸部12bは互いに独立している。
【0049】
第3側板13は、板状で、冷媒管3R側に平坦面13aを有し、該平坦面13aにて冷媒管3Rとろう付け接合される。
また、第3側板13は、平坦面13aから内側に突出する凹部(ディンプル)13cを複数有する。そして、第2側板12の凸部12bの頂壁と第3側板13の凹部13cの底壁とが対向配置されてろう付け接合される。
【0050】
ここにおいて、第2側板12の平坦面12aと第3側板13の平坦面13aとの間には、前記凸部12bの高さ+前記凹部13cの高さ(深さ)の分、空気通路16が形成される。
【0051】
従って、本実施形態では、第2側板12は、第3側板13を介して、この第3側板13の平坦面13aで、冷媒管3Rとろう付け接合される。そして、第2側板12と第3側板13とは、第2側板12の凸部12b頂壁と第3側板13の凹部13c底壁とでろう付け接合されて、第2側板12の平坦面12aと第3側板13の平坦面13aとの間に空気通路16が形成される。
【0052】
本実施形態によれば、次のような基本的効果が得られる。
(1)蓄冷材容器5の両側の第1側板11と第2、第3側板12、13とのうち、片方の第2、第3側板12、13にのみ、外側に突出する凸部12b(及び凹部13c)が形成されるため、蓄冷材容器5の容積を確保でき、蓄冷材の封入量を増加させて、放冷性能を向上できる。
(2)蓄冷材容器5の両側の第1側板11と第2、第3側板12、13とのうち、片方の第1側板11は、平坦面11aにて冷媒管3Lとろう付け接合されるため、接触面積が増大し、伝熱効率を改善できる。
(3)空気通路16は、蓄冷材容器5の片方の側だけになるが、片側だけである分、通路幅(凸部12b及び凹部13cの高さ)を大きくして、空気への直接的な放冷性能や通気抵抗の低減性能を確保できる。また、大きくすることで、結露水が詰まるのを防止でき、排水性能を確保できる。
【0053】
一方、蓄冷材容器5は、内部が中空であると、外圧及び内圧に対し形状を維持できなくなってしまうおそれがあり、十分な強度を持たせる必要がある。
このため、蓄冷材容器5内で第1側板11と第2側板12との間に強度アップ構造を設ける。強度アップ構造としては、第1実施形態〜第3実施形態にて示した構造を採用することができる。
【0054】
但し、本実施形態(
図9)では第2実施形態と同じ構造を採用している。
すなわち、第1側板11の平坦面11aから内側に突出する凹部(ディンプル)11cを複数設け、蓄冷材容器5内で、凹部11cの底壁と第2側板12の平坦面12aとをろう付け接合している。
【0055】
また、第2側板12の平坦面12aから内側に突出する凹部(ディンプル)12cを複数設け、蓄冷材容器5内で、凹部12cの底壁と第1側板11の平坦面11aとをろう付け接合している。
【0056】
尚、図示の実施形態はあくまで本発明を例示するものであり、本発明は、説明した実施形態により直接的に示されるものに加え、特許請求の範囲内で当業者によりなされる各種の改良・変更を包含するものであることは言うまでもない。
【0057】
例えば凸部12b(及び凹部11c、12c、13c)は、図では代表的に円錐台形状に示したが、これに限るものでない。