(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記伝熱部材は、長手方向に沿って凸部と凹部が交互に形成されたインナーフィンで構成されていることを特徴とする請求項5から請求項8の何れか1項に記載の蓄冷熱交換器。
一方の前記冷媒チューブの途中には、該冷媒チューブ内への前記冷媒の侵入の有無を確認する確認用窓が開口されていることを特徴とする請求項5から請求項10の何れか1項に記載の蓄冷熱交換器。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0013】
(第1実施形態)
図1〜
図4は本発明の第1実施形態を示す。蒸発器としての蓄冷熱交換器1は、図示しないコンプレッサ、凝縮器、膨張弁等と共に冷凍サイクルを構成している。冷凍サイクルは、車両の空気調和装置に適用されている。コンプレッサは、エンジンの回転力によって駆動し、エンジンが停止すると停止する。つまり、アイドルストップ時には、コンプレッサが停止し、蓄冷熱交換器1への冷媒流れも停止する。蓄冷熱交換器1は、空調ユニット(図示せず)の送風路内に配置されている。送風路に供給された空気は、蓄冷熱交換器1等を通って車室内に吹き出される。以下、蓄冷熱交換器1の構成を説明する。
【0014】
図1に示すように、蓄冷熱交換器1は、間隔を置いて平行配置された複数の冷媒チューブ2,2Aと、隣り合う冷媒チューブ2,2Aの間の隙間に配置された複数のアウターフィン3と、隣り合う冷媒チューブ2,2Aの間の隙間で、アウターフィン3が介在されない隙間に配置された複数の蓄冷ケース4とを備えている。蓄冷熱交換器1は、冷媒チューブ2内を冷媒が上下方向に流れる向きに設置されている(
図2に示す向きに設置)。各部品同士は、互いに接触している箇所でロー付け接合されている。
【0015】
冷媒チューブ2は、アルミニューム材より形成されている。冷媒チューブ2は、2枚の伝熱プレート21を重ね合わせて形成されている。冷媒チューブ2は、両端部にそれぞれ2つの連通孔22を有する。尚、一部の冷媒チューブ2は、連通孔22を有さず、端部が閉塞されたものも含まれる。冷媒流れを下記するように複数パスとするためである。
【0016】
冷媒チューブ2は、両端部の2つの連通孔22間を連通する2つの冷媒通路23を内部に有する。2つの冷媒通路23は、各伝熱プレート21の外壁の窪み壁部24で仕切ることによって完全に分割されている。各冷媒通路23は、空気流れの直交方向に沿って延びている。各冷媒通路23には、伝熱部材であるインナーフィン25が配置されている。
【0017】
冷媒チューブ2の積層群は、
図2に示すように、空気流れの上流側(冷媒通路群)が第1熱交換部11とされ、空気流れの下流側(冷媒通路群)が第2熱交換部12とされている。第1熱交換部11の出口と第2熱交換部12の入口は、例えば連通管13をよって連通されている。外部から流入した冷媒は、
図2にて矢印のごとく冷媒チューブ2の積層体内をジグザグに流れ、第2熱交換部12(例えば3パス)を流れた後に第1熱交換部11(例えば3パス)を流れて外部に流出する。尚、
図2で符号14は、冷媒チューブ2に連通孔22が形成されていない位置を示している。
【0018】
蓄冷ケース4の一方側の冷媒チューブ2Aは、それ以外の冷媒チューブ2と構成が異なる。下記に詳述する。
【0019】
アウターフィン3は、アルミニューム材より形成されている。アウターフィン3は、空気流れの方向から見て、波形状である。アウターフィン3が配置された隣り合う冷媒チューブ2の間を通る空気は、アウターフィン3と冷媒チューブ2によって形成された隙間を通る。
【0020】
蓄冷ケース4は、積層された冷媒チューブ2の数に較べて少なく(この実施形態では冷媒チューブ2,2Aの5、6本に1本の割合)、等間隔に配置されている。蓄冷ケース4は、アルミニューム材より形成されている。蓄冷ケース4は、内部に蓄冷材(図示せず)が充填されている。蓄冷ケース4は、2枚のケースプレート41を重ね合わせて形成されている。蓄冷ケース4は、両側の冷媒チューブ2,2Aに当接されている。従って、蓄冷ケース4と冷媒チューブ2,2Aの間には空気が通過しない。蓄冷ケース4は、その側面のほぼ全域で冷媒チューブ2,2Aに面接触されている。双方の熱伝導効率を可能な限り高めるためである。
【0021】
蓄冷ケース4の一方の冷媒チューブ2Aは、
図4に詳しく示すように、冷媒通路23内に冷媒を完全に流さない遮蔽部26を有する。遮蔽部26は、一方の冷媒チューブ2Aの冷媒通路23の上端位置に配置されている。遮蔽部26は、各伝熱プレート21をプレス成形することで形成されている。双方の伝熱プレート21の遮蔽部26は、その頂点箇所同士がロー付け接合されている。遮蔽部26は、縦壁部26aとこの縦壁部26aの両端から左右斜め方向にそれぞれ延びる2箇所の横壁部26b,26cとを有する。遮蔽部26は、2箇所の横壁部26b,26cによって冷媒通路23を2重に仕切っている。これにより、一方の横壁部26b(又は26c)にロー付け不良が発生しても冷媒通路23に冷媒が流れるのを阻止できる。
【0022】
尚、蓄冷ケース4の他方の冷媒チューブ2は、冷媒通路23内に遮蔽部26を有しておらず、冷媒が流れる。
【0023】
このように構成された蓄冷熱交換器1は、冷媒チューブ2内を流れる冷媒と冷媒チューブ2の外を流れる空気とが熱交換し、空気を冷却する。アウターフィン3は、冷媒と空気との間の熱交換を促進する。蓄冷ケース4は、冷媒チューブ2より伝達される冷媒の冷熱を蓄熱する。蓄熱された冷熱は、冷媒チューブ2の温度上昇時(冷媒が流れない時期)に冷媒チューブ2に放熱される。これにより、蓄冷熱交換器1は、車両空調に使用された場合にあって、冷媒チューブ2内を冷媒が流れない時(例えば、車両のアイドルストップ時)でも空気を冷やし、冷えた空気を車室内に供給できる。
【0024】
以上説明したように、蓄冷熱交換器1は、蓄冷ケース4の両面に冷媒チューブ2が当接し、一方の冷媒チューブ2A内を冷媒が全く流さないよう形成されている。従って、蓄熱された冷熱は、冷媒チューブ2,2Aの温度上昇時(冷媒が流れない時期)に冷媒チューブ2,2Aに放冷されるが、冷媒への放冷が一方の冷媒チューブ2Aには行われず、冷媒への放冷が他方の冷媒チューブ2のものに限られ、蓄冷材へ蓄えた冷熱が空気の冷却に有効に使われる。
【0025】
遮蔽部26は、一方の冷媒チューブ2Aの上端位置に配置されている。従って、冷媒チューブ2Aの上方の連通路22より冷媒が冷媒通路23に入り込むことを防止できる。これによっても、蓄熱された冷熱の冷媒への放冷防止に寄与する。
【0026】
一方の冷媒チューブ2は、内部の冷媒通路23内にインナーフィン25を有する。蓄冷ケース4に蓄冷された冷熱がインナーフィン25を介しても空気側に伝熱されるため、空気の冷却に寄与する。
【0027】
(第2実施形態)
図5は、第2実施形態を示す。第2実施形態の蓄冷熱交換器は、前記第1実施形態のものと比較して、蓄冷ケース4の一方の冷媒チューブ2Bの構成のみが相違する。
【0028】
つまり、遮蔽部26は、一方の冷媒チューブ2Bの冷媒通路23の上端位置と下端位置の両側に配置されている。各遮蔽部26の構成は、前記第1実施形態のものと同様であるため、図面の同一構成箇所に同一符号を付して説明を省略する。
【0029】
この第2実施形態でも、蓄熱された冷熱は、冷媒チューブ2,2Bの温度上昇時(冷媒が流れない時期)に冷媒チューブ2,2Bに放冷されるが、冷媒への放冷が他方の冷媒チューブ2のものに限られ、蓄冷材へ蓄えた冷熱が空気の冷却に有効に使われる。
【0030】
遮蔽部26は、一方の冷媒チューブ2Bの上端位置と下端位置に配置されている。従って、いずれか一方の遮蔽部26に漏洩箇所が発生しても冷媒が冷媒チューブ2内を流れるのを防止できる。
【0031】
(第3実施形態)
図6は、第3実施形態を示す。第3実施形態の蓄冷熱交換器は、前記第2実施形態のものと比較して、蓄冷ケース4の一方の冷媒チューブ2Cの構成のみが相違する。
【0032】
つまり、一方の冷媒チューブ2Cは、上端位置と下端位置に遮蔽部26が配置されているが、2つの遮蔽部26の間の冷媒チューブ2の箇所に切欠き部27が形成されている。この切欠き部27によって一方の冷媒通路23が大気に解放されている。
【0033】
この第3実施形態でも、蓄熱された冷熱は、冷媒チューブ2,2Cの温度上昇時(冷媒が流れない時期)に冷媒チューブ2,2Cに放冷されるが、冷媒への放冷が他方の冷媒チューブ2のものに限られ、蓄冷材へ蓄えた冷熱が空気の冷却に有効に使われる。
【0034】
一方の冷媒チューブ2Cは、2つの遮蔽部26の間の一方の冷媒通路23が大気に解放されている。従って、一方の冷媒チューブ2Cの1つの冷媒通路23に対して冷媒への放冷を確実に阻止できると共に蓄冷された冷熱が一方の冷媒チューブ2C内の大気を冷却、つまり、空気の冷却に用いられる。又、蓄冷熱交換器1をロー付けした後に、冷媒チューブ2、2C内に冷媒を注入するが、その際に遮蔽部26のロー付けが不十分であれば冷媒漏れが発生し、不良品を容易に見つけることができる。
【0035】
(第4実施形態)
図7は、第4実施形態を示す。第4実施形態の蓄冷熱交換器は、前記第1実施形態に係る蓄冷熱交換器と比較して、遮蔽部を連通孔22の近傍に形成される壁部260で構成する点が異なる。
【0036】
より具体的には、
図4および
図5に示す遮蔽部26に代えて、連通孔22とインナーフィン25との間に起立される壁部260を設けている。
【0037】
なお、伝熱部材としてのインナーフィン25は、アルミニウム等に金属板で構成され、長手方向に沿って凸部25aと凹部25bが交互に形成されている。
【0038】
壁部260の上端部は、連通孔22の縁部22a、伝熱プレート21Aの長手方向の縁部261a、261bおよび窪み壁部262の端面と面一となるように構成されている。
【0039】
これにより、比較的簡易な構成で、連通孔22からインナーフィン25側への冷媒の侵入を阻止することができ、冷媒侵入による不具合の発生を未然に防止することができる。
【0040】
(第5実施形態)
図8〜
図10は、第5実施形態およびその変形例を示す。第5実施形態の蓄冷熱交換器は、前記第4実施形態に係る蓄冷熱交換器と比較して、壁部300が長手方向に直交して複数列に亘って形成されている点が異なる。
【0041】
より具体的には、
図8に示す構成例では、壁部300a、300bが長手方向に直交して2列に亘って形成されている。
【0042】
なお、壁部300a、300bの上端部は、連通孔22の縁部22a、伝熱プレート21Bの長手方向の縁部261a、261bおよび窪み壁部262の端面と面一となるように構成されている。
【0043】
このように2列の壁部300a、300bを設けることにより、連通孔22からインナーフィン25側への冷媒の侵入をより確実に阻止することができ、冷媒侵入による不具合の発生を未然に防止することができる。
【0044】
また、本実施形態では、壁部300a、300bの間隙部301には、ロー付け用の蝋材(いわゆる置き蝋)250が配置されている。
【0045】
これにより、
図9に示すように、伝熱プレート21B同士をロー付けする際に、壁部300a、300bの間も蝋材250によって確実にロー付けされる。
【0046】
このように2列の壁部300a、300bの間をロー付けすることにより、連通孔22からインナーフィン25側への冷媒の侵入を一層確実に阻止することができ、冷媒侵入による不具合の発生を未然に防止することができる。
【0047】
また、
図10に示す第5実施形態の変形例では、一方の冷媒チューブ2A(伝熱プレート21B)の途中には、冷媒チューブ2A内への冷媒の侵入の有無を確認する確認用窓400が開口されている。
【0048】
これにより、2列の壁部300a、300bおよび壁部300a、300bの間隙部301のロー付けにより、冷媒のインナーフィン25側への侵入が実際に阻止されているか否かを目視で確認することができ、冷媒が侵入した不具合品を確実に発見することができる。
【0049】
(第6実施形態)
図11(a)、(b)および
図12を参照して、第6実施形態について説明する。
【0050】
第6実施形態では、
図11および
図12に示すように、一方の冷媒チューブ2A(伝熱プレート21C)の内部に、インナーフィン25Aの長手方向の位置決めを行う位置決め突起200が設けられている。
【0051】
より具体的には、
図11(b)および
図12に示すように、伝熱プレート21Aの長手方向の縁部261a、261bの内壁部および窪み壁部262の側壁部には、位置決め突起200がプレス加工により一体的に形成されている。
【0052】
これにより、
図11(a)、(b)に示すように、第4実施形態で用いたインナーフィン25よりも長手方向の寸法が短いインナーフィン25Aを用いる場合に、伝熱プレート21Cの内部の両端側の適当箇所に位置決め突起200を形成することにより、インナーフィン25Aの位置決めを容易に行うことができ、組付け作業の効率化を図ることができる。また、位置決め突起200間でインナーフィン25Aの端部を保持することにより、インナーフィン25Aのガタつきを防止することができる。また、短尺のインナーフィン25Aを用いることによりコストの低廉化を図ることができる。
【0053】
(第7実施形態)
図11(c)を参照して、第7実施形態について説明する。第7実施形態では、一方の冷媒チューブ2A(伝熱プレート21D)の内部の中央に仕切壁500を設けている。
【0054】
連通孔22側の縁部501、伝熱プレート21Dの長手方向の縁部261a、261b、窪み壁部262および仕切壁500によって、4つの収容部502a〜502dが形成される。
【0055】
そして、収容部502a〜502dには、第4、第5実施形態で用いたインナーフィン25、25Aよりも長手方向の寸法がさらに短いインナーフィン25Bが収容されている。
【0056】
このような構成により、インナーフィン25Bの位置決めを容易に行うことができ、組付け作業の効率化を図ることができる。また、収容部502a〜502dでインナーフィン25Bを保持することにより、インナーフィン25Bのガタつきを防止することができる。また、短尺のインナーフィン25Bを用いることによりコストの低廉化を図ることができる。さらに、仕切壁500により、積層方向の剛性を向上させることができる。
【0057】
(第8実施形態)
図1および
図13〜
図16を参照して、第8実施形態に係る蓄冷熱交換器および比較例について説明する。
【0058】
ここで、
図13は、本発明の第8実施形態における一方の冷媒チューブの要部の斜視図、
図14(a)〜(c)は、第8実施形態における一方の冷媒チューブの実施例を示す平面図、
図15は、比較例に係る冷媒チューブの平面図、
図16(a)、(b)は、第8実施形態に係る冷媒チューブの構成および気密検査の状態を示す説明図である。
【0059】
第8実施形態に係る蓄冷熱交換器の基本的な構成は、上述の第1実施形態、第4実施形態等に係る蓄冷熱交換器と同様である。同様の構成については、
図1〜
図12に示す第1実施形態等に係る蓄冷熱交換器と同一符号を付する。
【0060】
第8実施形態に係る蓄冷熱交換器1は、2枚の伝熱プレート21E(
図16(a)参照、なお、
図13等では、一方の伝熱プレートのみを示す)をロー付けして形成した冷媒チューブ2A(
図16(a)参照)を備える。
【0061】
冷媒チューブ2A(伝熱プレート21E)は、両端部に連通孔22が設けられ、両端の連通孔22の間を連通する冷媒通路23が設けられている。
【0062】
また、蓄冷熱交換器1は、蓄冷材(図示せず)を収容した蓄冷ケース4を備えている(
図1参照)。
【0063】
そして、蓄冷ケース4の両面に当接された一方の冷媒チューブ2Aには、各連通孔22と冷媒通路23との間で冷媒が流れるのを阻止する遮蔽壁260がそれぞれ設けられている。
【0064】
なお、壁部260の上端部は、連通孔22の縁部、伝熱プレート21Eの長手方向の縁部および窪み壁部262の端面と面一となるように構成されている。これにより、比較的簡易な構成で、連通孔22から後述するインナーフィン25側への冷媒の侵入を阻止することができ、冷媒侵入による不具合の発生を未然に防止することができる。
【0065】
また、
図13において一点鎖線で囲った範囲610は、他方の伝熱プレート21Eと遮蔽壁260の対向面を介して、図示しないロー材によってロー付けされる範囲を示す。
【0066】
図14(a)〜(c)に示すように、伝熱プレート21E(冷媒チューブ2A)の冷媒通路23には、冷媒チューブ21Eの両内面にロー付けされたインナーフィン25A(25A1、25A2)が配置されている。また、冷媒通路23には、インナーフィン25Aが配置されない空隙領域600が設けられている。
【0067】
より具体的には、
図14(a)に示す実施例では、並列された2個のインナーフィン25A1、25A2の各両端側(図上、左右両端側)に、空隙領域600が設けられている。
【0068】
また、
図14(b)に示す実施例では、インナーフィン25A1の端部側(図上、右端側)に、空隙領域600が設けられている。また、インナーフィン25A2の他方の端部側(図上、左端側)に、空隙領域600が設けられている。
【0069】
また、
図14(c)に示す実施例では、インナーフィン25A1、25A2の一方の端部側(図上、左端側)に、空隙領域600が設けられている。
【0070】
なお、
図14(a)〜(c)に示すように、伝熱プレート21E内には、インナーフィン25A1、25A2の位置決めを行う位置決め突起200が設けられている。
【0071】
これにより、インナーフィン25A1、25A2の位置決めを容易に行うことができ、組付け作業の効率化を図ることができる。また、位置決め突起200間でインナーフィン25A1、25A2の端部を保持することにより、インナーフィン25A1、25A2のガタつきを防止することができる。また、短尺のインナーフィン25A1、25A2を用いることによりコストの低廉化を図ることができる。
【0072】
ここで、
図15を参照して、比較例に係る冷媒チューブ(伝熱プレート)700におけるロー付け不良の状態について説明する。なお、冷媒チューブ700について、第8実施形態に係る蓄冷熱交換器1の伝熱プレート21Eと同様の構成については、同一符号を付して重複した説明は省略する。
【0073】
図15に示すように、壁部260のロー付け部にロー付け不良箇所が発生した場合には、そのロー付け不良箇所からエアコンサイクル中のオイル710がD10方向に侵入してしまう。
【0074】
このオイル710は、インナーフィン25A2が内包されている部位に停留し、コンプレッサの焼付き等の不具合を生じる原因となる。
【0075】
そこで、第8実施形態に係る蓄冷熱交換器1の伝熱プレート21E(冷媒チューブ2A)では、インナーフィン25A1、25A2の端部に意図的に空隙領域600を設けることにより、検査用気体を圧入させる気密検査によってロー付け不良の発生箇所を事前に検知することができるようにした。
【0076】
即ち、ロー付け不良が発生している場合には、気密検査において、
図16(b)に示すように、ロー付け不良が発生している側の伝熱プレート21Eの空隙領域600が、検査用気体の侵入によって膨張する。したがって、その膨張部750の有無を確認することにより、伝熱プレート21E(冷媒チューブ2A)におけるロー付け不良の有無を検知することが可能となる。
【0077】
なお、空隙領域600は、蓄冷ケース4が当接していない位置に配置されている。
【0078】
ここで、
図16(a)に示すように、第8実施形態に係る蓄冷熱交換器1では、2枚の伝熱プレート21Eで構成される冷媒チューブ2Aの端部付近に、上方への膨張時の逃げとなる空間800が設けられている。
【0079】
これにより、
図16(b)に示すように、ロー付け不良の発生があった場合において、気密検査による伝熱プレート21Eが検査用気体の侵入による内圧によって上方に膨張する際に、空間800が、膨張部750aが形成される際の逃げとなるので上側にスムーズに膨らむことができ、視認による膨張部750aの検知を容易に行うことができる。
【0080】
また、伝熱プレート21Eが検査用気体の侵入による内圧によって下方に膨張する際には、伝熱プレート21Eの下方側に位置するアウターフィン3のフィン部801の一部が、膨張部750bとの当接によって座屈する。
【0081】
これにより、フィン部801における座屈部750bの有無を確認することで、ロー付け不良の有無を容易に検知することができる。
【0082】
(変形例)
前記各実施形態では、一方の冷媒チューブ2A,2B,2Cは、冷媒の流通を完全に遮蔽(冷媒チューブ2Cは、一方の冷媒通路23のみ遮蔽)するよう構成されているが、一方の冷媒チューブ2を流れる冷媒量が、他方の冷媒チューブ2内を流れる冷媒量よりも少なくするよう構成しても良い。
【0083】
つまり、本発明は、一方の冷媒チューブ2A,2Bを流れる冷媒量が、他方の冷媒チューブ2内を流れる冷媒量よりも制限するよう構成すれば良く、従来例に較べて、蓄冷材へ蓄えた冷熱が空気の冷却に有効に使われる。
【0084】
前記各実施形態では、蓄冷熱交換器1は、その構成部品である冷媒チューブ2が両端部の連通孔22とその間を連通する冷媒通路23とを内部に有する構造である。しかし、冷媒通路を有する冷媒チューブと、冷媒チューブとは別体で、連通路を形成するタンク部材とを有する構造の蓄冷熱交換器にも本発明は適用できる。
【0085】
前記各実施形態では、蓄冷熱交換器1は、第1熱交換部11と第2熱交換部12から構成したが、3つ以上の熱交換部より構成したものであっても良い。又、1つの熱交換部より構成したものであっても本発明は適用できる。