JPH11211277A - サブクールシステムコンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 凝縮した冷媒を過冷却状態として導出する機
能を備えるサブクールシステムコンデンサとして、全体
がコンパクトに一体化され、設置スペースや他の機器と
の配置レイアウトの制約が少なく、自動車の狭いエンジ
ンルーム等へも有利に取付け可能なものを提供する。 【解決手段】 一対の垂直方向に沿うヘッダー（１ａ）
（１ｂ）を備え、一方のヘッダー（１ｂ）の一端側が他
方のヘッダー（１ａ）の一端よりも長く延設され、両ヘ
ッダー（１ａ）（１ｂ）間に複数本の熱交換管路（２）
…が並列配置してコア部（10）を形成し、コア部（10）
がマルチフロー構造の凝縮部（Ｃ）を構成し、ヘッダー
（１ｂ）の延設部分を含む一端側内部が仕切られてタン
ク部（Ｔ）をなし、タンク部（Ｔ）内の液相下部と冷媒
出口（６ｂ）との間に押出多孔チューブ（３）が連通連
結されてサーペンタイン構造のサブクール部（Ｓ）を構
成してなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、カーエアコン用
凝縮器等として用いられるサブクールシステムコンデン
サに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、カーエアコン等の冷房機構
は、コンプレッサーより圧縮状態で吐出される高温高圧
のガス冷媒をコンデンサにおいて外気との熱交換によっ
て冷却・凝縮させたのちリキッドタンク（レシーバーと
も称される）に溜め、このリキッドタンクより液冷媒の
みを膨張弁を介して低圧・低温の霧化状態としてエバポ
レータへ送り、車内空気との熱交換によって蒸発・ガス
化させて前記コンプレッサーへ送る、というサイクルに
よって車内の熱を車外へ排出するものである。

【０００３】しかして、コンデンサ内で凝縮した冷媒は
過冷却度が不充分であり、下流側での僅かな受熱や圧損
によって気化する不安定な状態にあり、このために冷房
性能の低下や変動を生じ易い。この対策として、従来よ
り、リキッドタンクの下流側に第二のコンデンサを介在
させ、このコンデンサによって液冷媒を凝縮温度よりも
２〜５℃程度低い温度まで過冷却し、液冷媒として安定
化した状態でエバポレータへ送り、該エバポレータでの
冷媒吐出温度を低くして冷房効率を高める方式とするこ
とが検討されている。

【０００４】ところが、このような過冷却用の第二のコ
ンデンサを別個に介在させる構成では、該コンデンサの
設置スペースが必要になると共に、冷媒サイクルに封入
する冷媒量が増加し、負荷変動への対応のためにリキッ
ドタンクを大型化せねばならず、特にカーエアコン用と
して狭いエンジンルーム内に組み込む場合、スペース的
に大きな制約を受け、他の機器類との関係で配置レイア
ウトが非常に複雑化し、また耐振性を確保するために強
固な取付け構造を必要とすることから、エンジンルーム
全体としての組立コストが高く付き、且つエンジンルー
ムのコンパクト化が困難になるという難点があった。

【０００５】そこで、近年においては、本来の凝縮用の
コンデンサ部と過冷却用のコンデンサ部つまりサブクー
ル部とを一体化すると共に、この一体化したコンデンサ
本体の側方にリキッドタンクを突出状態に取り付け、リ
キッドタンクと前者のコンデンサ部の冷媒出口ならびに
後者のコンデンサ部の冷媒入口とを各々配管にて連通さ
せた構成のサブクールシステムコンデンサが多々提案さ
れている（特開平４−９２７１４号、同４−２２７４３
６号、同９−１７０８５３号、同９−１７０８５４号、
実開平６−３６９１２号の各公報等）。すなわち、これ
らのサブクールシステムコンデンサによれば、過冷却用
のコンデンサを別個に設ける構成に比較し、冷媒封入量
を少なくできると共に設置スペースも小さくなり、取付
け構造も簡素化するという利点がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記提
案のサブクールシステムコンデンサでは、コンデンサ本
体の側方にリキッドタンクが突出状態に取り付けられて
いることにより、やはり設置スペース上の制約を受け、
他の機器との配置レイアウトの関係から採用困難であっ
たり、その採用のために他の機器の配置変更や設計変更
を余儀なくされる等、まだ多分に改良の余地を残してい
る。特に、カーエアコン用のコンデンサとする場合、車
体前部のラジエーターとラジエーターグリルとの間の狭
いスペース内に設置することになるから、リキッドタン
クの突出分だけコンデンサ本体のコア部を狭く設計せね
ばならず、これによってコンデンサひいてはカーエアコ
ンの性能低下を招くと共に、エンジンルームのコンパク
ト化に支障をきたし、車種によっては採用不能である
上、リキッドタンクの耐振性を確保するための格別な取
付け構造を必要とし、それだけ組み付けに手間を要して
コストが高く付くという問題があった。

【０００７】この発明は、上述の事情に鑑みて、凝縮し
た冷媒を充分な過冷却状態としてエバポレータ側へ送る
機能を備えるサブクールシステムコンデンサとして、従
来のリキッドタンクに相当する部分を含む全体がコンパ
クトに一体化され、コンデンサ本体より側方や前後に大
きく突出する部分がなく、設置スペースや他の機器との
配置レイアウトの制約が少なく、自動車の狭いエンジン
ルーム等へも有利に取付け可能なものを提供することを
目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の請求項１に係るサブクールシステムコン
デンサは、離間して対峙する一対の垂直方向に沿うヘッ
ダーを備え、一方のヘッダーの一端側が他方のヘッダー
の一端よりも長く延設され、この延設部分を除いて両ヘ
ッダー間に、各々両端を両ヘッダーに連通接続した複数
本の水平方向に沿う熱交換管路が並列配置してコア部を
形成し、このコア部が冷媒入口より流入した冷媒を両ヘ
ッダ内の仕切りによって蛇行状に流すマルチフロー構造
の凝縮部を構成し、前記一方のヘッダーの延設部分を含
む一端側内部が仕切られて凝縮した液冷媒及びガス冷媒
を溜めるタンク部をなすと共に、このタンク部内の液相
下部と冷媒出口との間に、蛇行状に曲成された押出多孔
チューブが連通連結されてサーペンタイン構造のサブク
ール部を構成し、前記凝縮部を経た冷媒が前記タンク部
へ流入し、このタンク部より液冷媒のみがサブクール部
に流入して過冷却を受けて冷媒出口へ導かれるように設
定されてなるものである。

【０００９】上記のサブクールシステムコンデンサで
は、冷媒入口から流入したガス冷媒がマルチフロー構造
の凝縮部を蛇行状に流れる過程で外気との効率のよい熱
交換によって冷却・凝縮し、気液混合状態でタンク部に
流入する。このタンク部においては、未凝縮のガス冷媒
が上部に溜まり、下部に溜まる液冷媒のみがサーペンタ
イン構造のサブクール部へ流入し、このサブクール部に
おいて外気との熱交換によって過冷却され、冷媒出口か
ら安定した液冷媒としてエバポレータ側へ送られること
になる。この場合、サブクール部を通過する冷媒は液状
態で圧損が低いため、サーペンタイン構造であっても支
障を生じない。

【００１０】しかして、タンク部では循環サイクルにお
ける冷媒の余剰分を負荷変動に応じて気液比率を変化さ
せる形で貯留でき、また従来のサブクールシステムコン
デンサのようなコンデンサ本体と別体のリキッドタンク
とを接続する導出入管路がないため、冷媒封入量の増加
を伴わずに負荷変動への対応能力を高めることができ
る。しかも、このサブクールシステムコンデンサでは、
凝縮部及びサブクール部とタンク部を含む全体が一枚の
平坦なパネル形態になり、従来のサブクールシステムコ
ンデンサにおけるリキッドタンクのようなコンデンサ本
体から大きく突出した部分が存在しないため、設置スペ
ースや他の機器との配置レイアウトの制約が極めて小さ
く、また防振性確保のための格別な取付け構造も不要と
なる。

【００１１】このようなサブクールシステムコンデンサ
におけるサーペンタイン構造のサブクール部を、請求項
２の発明のように、上下が一方のヘッダーの前記延出部
に対応して、且つ左右が該ヘッダーの内側端と他方のヘ
ッダーの外側端との間隔に対応する領域内に、凝縮部の
コア部と平面的に隣接するように配置してなる構成とす
れば、コンデンサ全体がよりコンパクトにまとまるか
ら、設置スペースや他の機器との配置レイアウトの制約
がより少なくなる。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、この発明に係るサブクール
システムコンデンサの実施例について、図面を参照して
具体的に説明する。図１は第一実施例のコンデンサを示
し、（イ）は正面図、（ロ）は原理図である。また図２
は第二実施例のコンデンサを示し、（イ）は正面図、
（ロ）は原理図である。

【００１３】第一実施例のサブクールシステムコンデン
サは、離間して対峙した左右一対の垂直方向に沿うヘッ
ダー（１ａ）（１ｂ）間に、熱交換管路としての水平方
向に沿う偏平チューブ（２）の多数本が、各々両端を両
ヘッダー（１ａ）（１ｂ）に連通連結した状態で、等間
隔的に平行配置してコア部（10）を構成している。そし
て、右側ヘッダー（１ｂ）は左側ヘッダー（１ａ）より
も下方へ長く延出しており、この延出部を上下とし、左
右がコア部（10）の下方から左側ヘッダー（１ａ）の下
方に至る幅の領域内に、水平方向に沿う直線部の端部で
繰り返しＵターンする蛇行状に曲成されたサーペンタイ
ンチューブ（３）が配置し、このサーペンタインチュー
ブ（３）の下側端部が右側ヘッダー（１ｂ）の延出した
下端部に連通連結されると共に、左側ヘッダー（１ａ）
の下端近傍に位置する該サーペンタインチューブ（３）
の上側端部に冷媒出口（６ｂ）が設けられている。

【００１４】（４）はコルゲートフィンであり、偏平チ
ューブ（２）…の隣接間、コア部（10）の上縁に設けら
れた帯板状のカバー（５）と最上位の偏平チューブ
（２）との間、サーペンタインチューブ（３）の直線部
の隣接間、最下位の偏平チューブ（２）とサーペンタイ
ンチューブ（３）の最上位の直線部との間、の各スペー
スの略全長（図では中央部の図示を省略）にわたって配
置している。

【００１５】左側ヘッダー（１ａ）は上部に冷媒入口
（６ａ）を有して内部が仕切り板（７）によって上下に
仕切られ、また右側ヘッダー（１ｂ）の内部は左側ヘッ
ダー（１ａ）の仕切り位置よりも低い位置で仕切り板
（７）によって上下に仕切られ、もってコア部（10）が
３パスのマルチフロー構造の凝縮部（Ｃ）を構成してい
る。そして、右側ヘッダー（１ｂ）の下方延出部を含む
下部空間（11ａ）はタンク部（Ｔ）を、サーペンタイン
チューブ（３）はサブクール部（Ｓ）を、それぞれ構成
している。

【００１６】第二実施例のサブクールシステムコンデン
サでは、右側ヘッダー（１ｂ）が前記第一実施例とは逆
に上方へ長く延出しており、この延出部を上下とし、左
右がコア部（10）の上方から左側ヘッダー（１ａ）の上
方に至る幅の領域内に、前記同様の蛇行状に曲成された
サーペンタインチューブ（３）が配置している。そし
て、このサーペンタインチューブ（３）の下側端部が、
右側ヘッダー（１ｂ）における最上位の偏平チューブ
（２）の連結位置からコルゲートフィン（４）の配置ス
ペース分だけ上位に連結されると共に、該サーペンタイ
ンチューブ（３）の上側端部に冷媒出口（６ｂ）が設け
られている。

【００１７】このコンデンサの左側ヘッダー（１ａ）は
下部に冷媒入口（６ａ）を有して内部が中間高さで上下
に仕切られ、右側ヘッダー（１ｂ）の内部は最上位の偏
平チューブ（２）の連結位置より数段低い位置で上下に
仕切られることにより、前記第一実施例と同様に、コア
部（10）が３パスのマルチフロー構造の凝縮部（Ｃ）を
構成している。そして、右側ヘッダー（１ｂ）の上方延
出部を含む上部空間（11ｂ）はタンク部（Ｔ）を、サー
ペンタインチューブ（３）はサブクール部（Ｓ）を、そ
れぞれ構成している。

【００１８】なお、各構成部材は、例えば、両ヘッダー
（１ａ）（１ｂ）としてアルミニウムブレージングシー
トを円筒状に曲成したパイプの両端を蓋板にて封鎖した
もの、偏平チューブ（２）…としてアルミニウム製の押
出型材、サーペンタインチューブ（３）としてアルミニ
ウム製の押出多孔チューブを蛇行状に曲成したもの、コ
ルゲートフィン（４）…としてアルミニウムブレージン
グシートをコルゲート状に曲成したもの等が用いられ
る。そして、偏平チューブ（２）…は、両ヘッダー（１
ａ）（１ｂ）の周壁に設けた周方向スリット状の孔に両
端部を挿嵌した状態で、炉中で一括してロウ付けするこ
とにより、両ヘッダー（１ａ）（１ｂ）と連通状態に連
結一体化されている。

【００１９】上記の第一実施例及び第二実施例のサブク
ールシステムコンデンサでは、コンプレッサ（図示省
略）より圧送される高温・高圧のガス冷媒は、冷媒入口
（６ａ）から流入してマルチフロー構造の凝縮部（Ｃ）
を蛇行状に流れる過程で、コア部（11）を紙面に垂直方
向に流通する外気との熱交換によって冷却・凝縮し、気
液混合状態でタンク部（Ｔ）に流入する。そして、該タ
ンク部（Ｔ）では、未凝縮の未凝固のガス冷媒が上部に
溜まり、下部に溜まった液冷媒のみがサブクール部
（Ｓ）へ流入し、サーペンタインチューブ（３）内を通
過する過程で前記同様の外気との熱交換によって過冷却
され、冷媒出口（６ｂ）から安定した低温の液冷媒とし
て流出し、エバポレータ（図示省略）側へ導かれる。

【００２０】しかして、タンク部（Ｔ）では循環サイク
ルにおける冷媒の余剰分を負荷変動に応じて気液比率を
変化させる形で貯留でき、また従来のサブクールシステ
ムコンデンサのようなコンデンサ本体と別体のリキッド
タンクとを接続する導出入管路がないため、冷媒封入量
の増加を伴うことなく負荷変動への高い対応能力を発揮
する。なお、サブクール部（Ｓ）では、通過する冷媒は
液状態で圧損が低いため、サーペンタイン構造であって
も支障を生じない。

【００２１】しかも、このコンデンサでは、凝縮部
（Ｃ）及びサブクール部（Ｓ）とタンク部（Ｔ）を含む
全体が一枚の平坦でコンパクトなパネル形態になり、従
来におけるリキッドタンクのようなコンデンサ本体から
大きく突出した部分が存在しないため、設置スペースや
他の機器との配置レイアウトの制約が極めて小さく、ま
たタンク部（Ｔ）がヘッダー（１ｂ）自体に構成される
ため、従来におけるリキッドタンクのような防振性確保
のための格別な取付け構造も不要となり、自動車のエン
ジンルームのように狭く様々な他の機器類が同居する部
位に対しても支障なく容易に組み込むことができる。

【００２２】なお、タンク部（Ｔ）にモレキュラシーブ
等の適当な吸着材を装填し、冷媒中の水分等の不純物成
分を吸着除去できるように設定してもよい。その他、こ
の発明に係るサブクールシステムコンデンサでは、凝縮
部（Ｃ）のコア部（11）におけるパス数、各パスにおけ
る通路本数、冷媒出入口の位置、コア部（11）の縦横寸
法、サブクール部（Ｓ）のサーペンタインチューブ
（３）の長さ及び蛇行繰り返し数等の細部構成について
は実施例以外に種々設計変更可能である。

【００２３】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、凝縮した冷媒
を充分な過冷却状態としてエバポレータ側へ送る機能を
備えるサブクールシステムコンデンサとして、凝縮部及
びサブクール部と従来のリキッドタンクに相当するタン
ク部が平坦な一枚のパネル形態に一体化され、コンデン
サ本体より側方や前後に大きく突出する部分がないた
め、設置スペースや他の機器との配置レイアウトの制約
が少なく、且つ防振性の確保が容易であり、自動車の狭
いエンジンルーム等へも有利に取付け可能であり、加え
て冷媒サイクルにおける冷媒封入量の増加を伴うことな
く負荷変動への高い対応能力を有するものを提供でき
る。

【００２４】請求項２の発明によれば、上記のサブクー
ルシステムコンデンサにおいて、特に全体がコンパクト
にまとまり、設置スペースや他の機器との配置レイアウ
トの制約がより少なくなるものが提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第一実施例に係るサブクールシステ
ムコンデンサを示し、図（イ）は正面図、図（ロ）は原
理図である。

【図２】この発明の第二実施例に係るサブクールシステ
ムコンデンサを示し、図（イ）は正面図、図（ロ）は原
理図である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ・・・・・ヘッダー ２ ・・・・・偏平チューブ（熱交換管路） ３ ・・・・・サーペンタインチューブ ６ａ ・・・・・冷媒入口 ６ｂ ・・・・・冷媒出口 ７ ・・・・・仕切り板 10 ・・・・・コア部 11ａ ・・・・・下部空間 11ｂ ・・・・・上部空間 Ｃ ・・・・・凝縮部 Ｔ ・・・・・タンク部 Ｓ ・・・・・サブクール部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 離間して対峙する一対の垂直方向に沿う
   ヘッダーを備え、一方のヘッダーの一端側が他方のヘッ
   ダーの一端よりも長く延設され、この延設部分を除いて
   両ヘッダー間に、各々両端を両ヘッダーに連通接続した
   複数本の水平方向に沿う熱交換管路が並列配置してコア
   部を形成し、このコア部が冷媒入口より流入した冷媒を
   両ヘッダ内の仕切りによって蛇行状に流すマルチフロー
   構造の凝縮部を構成し、 前記一方のヘッダーの延設部分を含む一端側内部が仕切
   られて凝縮した液冷媒及びガス冷媒を溜めるタンク部を
   なすと共に、このタンク部内の液相下部と冷媒出口との
   間に、蛇行状に曲成された押出多孔チューブが連通連結
   されてサーペンタイン構造のサブクール部を構成し、 前記凝縮部を経た冷媒が前記タンク部へ流入し、このタ
   ンク部より液冷媒のみがサブクール部に流入して過冷却
   を受けて冷媒出口へ導かれるように設定されてなるサブ
   クールシステムコンデンサ。
2. 【請求項２】 サーペンタイン構造のサブクール部は、
   上下が一方のヘッダーの前記延出部に対応して、且つ左
   右が該ヘッダーの内側端と他方のヘッダーの外側端との
   間隔に対応する領域内に、凝縮部のコア部と平面的に隣
   接するように配置してなる請求項１記載のサブクールシ
   ステムコンデンサ。