JP2014218191A

JP2014218191A - 蓄冷熱交換器

Info

Publication number: JP2014218191A
Application number: JP2013099470A
Authority: JP
Inventors: 聡史上村; Satoshi Kamimura; 理郎松下; Michiro Matsushita; 隆哉有本; Takaya Arimoto
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2013-05-09
Filing date: 2013-05-09
Publication date: 2014-11-20
Also published as: WO2014181687A1

Abstract

【課題】蓄冷機能を付加しても、蓄冷熱交換器の空気流れ方向の厚みを増やすことなく空調ユニットへの搭載性を向上することができ、重量、製造コストの増加を抑制することが可能な蓄冷熱交換器を提供する。【解決手段】空気の流れ方向に対して交差する方向に沿って上下に配置され内部に冷媒が供給される一対の冷媒タンク２と、一対の冷媒タンク２間に空気流れ方向に対して交差する方向に複数列配置され冷媒タンク２から供給された冷媒と冷媒タンク２間を通過する空気との間で熱交換する冷媒チューブ３とを備える。冷媒チューブ３には冷媒タンク２から供給された冷媒が通過する冷媒通路１１、１２が空気流れ方向に沿って複数箇所設けられ、空気流れ方向Ａの冷媒通路１１、１２間に蓄冷材が貯留される蓄冷材貯留部１３、１４を設ける。【選択図】図４

Description

本発明は自動車に搭載されて車内に空調風を供給する空調ユニットに組み込まれる蓄冷熱交換器に関する。

車両の一時停止時にエンジンの駆動を停止するアイドリングストップ機能を搭載した車両が提案されている。このアイドリングストップ機能を搭載した車両では、アイドリングストップ時に、エンジンからの駆動により作動している冷媒圧縮用の圧縮機も停止する。冷媒圧縮機が停止すると所望の空調風を車室内に送ることができない。特許文献１には、アイドリングストップ時でも冷風を供給するために蓄冷材を予め蒸発器の近傍に設けておき、蒸発器への冷媒の供給が停止しても蓄冷材と空気との熱交換によって冷風を供給することができるようにした構造の蓄冷熱交換器が記載されている。

特許文献１に記載された蓄冷熱交換器では、空気流れの後流側（下流側）に蓄冷材を内蔵した蓄冷器を配置し、通常走行による冷媒圧縮機の作動により形成された冷風で蓄冷器に蓄冷しておき、アイドリングストップ時にこの蓄冷器を通過する空気を冷却している。

特表２００９−５２５９１１号公報

しかしながら、特許文献１に記載された蒸発器の後流側に蓄冷器を配置した構造では、蓄冷熱交換器全体の厚みが増加してしまい、空調ユニット内でのスペースが増加するなど搭載性が悪い。また、蓄冷器を製造して組み込む分、部品点数が増加し、重量、製造コストが増加してしまう。

そこで、本発明は、蓄冷機能を付加しても、蓄冷熱交換器の空気流れ方向の厚みを増やすことなく空調ユニットへの搭載性を向上することができ、重量、製造コストの増加を抑制することが可能な蓄冷熱交換器の提供を目的とする。

上記目的を達成するため本発明は、空気の流れ方向に対して交差する方向に沿って上下に配置され内部に冷媒が供給される一対の冷媒タンクと、一対の冷媒タンク間に空気流れ方向に対して交差する方向に複数列配置され冷媒タンクから供給された冷媒と冷媒タンク間を通過する空気との間で熱交換する冷媒チューブと、冷媒チューブに供給されて冷媒タンク間を通過する空気により冷却される蓄冷材とを備え、冷媒チューブには冷媒タンクから供給された冷媒が通過する冷媒通路が空気流れ方向に沿って所定の隙間を空けて複数箇所設けられた蓄冷熱交換器であって、冷媒通路間の隙間内に、蓄冷材が貯留される蓄冷材貯留部を設けたことを特徴としている。

本発明によれば、冷媒チューブに設けた空気流れ方向に沿って複数箇所設けられた冷媒通路間の隙間に蓄冷材が貯留される蓄冷材貯留部を設けたことにより、別体の蓄冷器を蓄冷熱交換器の後流側に設けないので、その分、蓄冷熱交換器の空気流れ方向の厚みを増やすことなく空調ユニットへの搭載性を向上することができる。又、別体の蓄冷器を製造して組み込む必要がないので、部品点数が増加することがなく、重量、製造コストの増加を抑制することができる。

本発明の一実施形態の蓄冷熱交換器の全体の斜視図である。蓄冷熱交換器の全体の側面図である。図２のＭ−Ｍ線断面図である。冷媒チューブの斜視図である。冷媒チューブを示す平面図である。冷媒チューブに凹部を設けた本発明の別の実施形態の平面図である。冷媒チューブに凹部を設けた本発明の別の実施形態の斜視図である。冷媒チューブに凹部を設けた本発明のさらに別の実施形態の平面図である。

図１〜図５は、本発明の一実施形態の蓄冷熱交換器１を示し、図１は全体の斜視図、図２は側面図、図３は図２のＭ−Ｍ線断面図、図４は冷媒チューブ３の斜視図、図５は冷媒チューブ３の平面図である。

図１及び図２に示すように、本実施形態の蓄冷熱交換器１は、一対の冷媒タンク２と、一対の冷媒タンク２の間に配置された冷媒チューブ３と、隣接する冷媒チューブ３の間に設けられたフィン４とを備えている。

一対の冷媒タンク２は空気の流れ方向Ａに対して交差する方向に沿って上下に配置されており、内部に冷媒が供給される。

冷媒チューブ３は上下一対の冷媒タンク２の間に空気流れ方向Ａに対して交差する方向（直交する方向）に複数列配列されることにより上下一対の冷媒タンク２を連結している。冷媒チューブ３の内部には冷媒タンク２から冷媒が供給され、供給された冷媒と冷媒タンク２の間を通過する空気との間で熱交換する。この冷媒チューブ３の内部には蓄冷材（図示省略）が配置される。

図３〜図５に示すように、冷媒チューブ３は空気の流れ方向Ａに沿って冷媒通路１１、１２が間隔を有して設けられている。それぞれの冷媒通路１１、１２は図４及び図５に示すように複数の通路部１１ａ、１２ａを横並び状に設けることにより形成されている。冷媒通路１１、１２の長さ方向の両端部は開口されることにより冷媒通路開口部１１ｂ、１２ｂとなっている。長さ方向の両端部の冷媒通路開口部１１ｂ、１２ｂが、上下一対の冷媒タンク２に差し込まれることにより冷媒タンク２からの冷媒が冷媒通路１１、１２に供給される。

冷媒通路１１、１２の間には蓄冷材が貯留される蓄冷材貯留部１３、１４が設けられている。蓄冷材貯留部１３、１４は横並び状に設けられることにより、冷媒通路１１、１２の間に空気の流れ方向Ａに沿って設けられている。この蓄冷材貯留部１３、１４は冷媒通路１１、１２と一体となって冷媒チューブ３に形成されている。このように蓄冷材貯留部１３、１４が冷媒通路１１、１２の間に一体に設けられることにより、別体の蓄冷器を設ける必要がなくなる。

図３は冷媒タンク２の内部を示し、アッパープレート１５、ミドルプレート１６及びロアプレート１７が組み付けられることにより形成されている。アッパープレート１５とミドルプレート１６の間は冷媒供給通路２０となっている。また、ミドルプレート１６とロアプレート１７との間は蓄冷材が貯留される蓄冷材タンク部１９となっている。図３に示すように、蓄冷材貯留部１３、１４の長さ方向の両端部は、開口されることにより蓄冷材貯留部開口部１３ｂ、１４ｂとなっており、この蓄冷材貯留部開口部１３ｂ、１４ｂが蓄冷材タンク部１９に差し込まれることにより蓄冷材タンク部１９内の蓄冷材が蓄冷材貯留部１３、１４に供給されて貯留される。

ここで、図３に示すように、冷媒供給通路２０は冷媒タンク２の外側に設けられ、蓄冷材タンク部１９は冷媒タンク２の内側に設けられることにより冷媒タンク２の内部が二重構造となっている。このような構造では、冷媒通路開口部１１ｂ、１２ｂが冷媒タンク２の外側に位置し、蓄冷材貯留部開口部１３ｂ、１４ｂが冷媒タンク２の内側に位置する。

アッパープレート１５とミドルプレート１６との間には板状の仕切り部材１８が掛け渡されており、仕切り部材１８によって冷媒供給通路２０が空気の流れ方向Ａに沿って第１冷媒供給通路２１と第２冷媒供給通路２２とに分離されている。一方の冷媒通路１１の長さ方向の両端部の冷媒通路開口部１１ｂが第１冷媒供給通路２１に差し込まれることにより第１冷媒供給通路２１と連通している。他方の冷媒通路１２の長さ方向の両端部の冷媒通路開口部１２ｂが第２冷媒供給通路２２に差し込まれることにより第２冷媒供給通路２２と連通している。これにより冷媒供給通路２０（２１、２２）内の冷媒が冷媒通路１１、１２に供給されて上下一対の冷媒タンク２の間を冷媒が移動する。

図１及び図５に示すように、フィン４は連続した波形状に形成されており、隣接する冷媒チューブ３の間に設けられて隣接する冷媒チューブ３の間での伝熱を行う。これによりフィン４は空気が冷媒チューブ３の間を通過する際に空気を冷却する。

このような実施形態では、空気の流れ方向Ａに沿って複数配置された冷媒通路１１、１２の間に蓄冷材が貯留される蓄冷材貯留部１３、１４が設けられているため、アイドリングストップ時において、冷媒の供給が停止しても、蓄冷材貯留部１３、１４に貯留された蓄冷材によって空気を熱交換して冷風とすることができる。この蓄冷材貯留部１３、１４が冷媒通路１１、１２の間に設けられているため、別体の蓄冷器を蓄冷熱交換器１の後流側に設ける必要がなくなる。このため、蓄冷熱交換器１の空気流れ方向の厚みを増やすことなく、空調ユニットへの搭載性を向上させることができる。

又、別体の蓄冷器を設ける必要がないため、部品点数が増加することがなく、重量の増加を抑えることができると共に製造コストを低減させることができる。

又、蓄冷材貯留部１３、１４が空気の流れ方向Ａに沿った冷媒通路１１、１２の間に設けられていることにより、蓄冷材貯留部１３、１４も空気の流れＡに沿って設けられており、蓄冷材貯留部１３、１４が空気の流れを遮ることがないため、蓄冷熱交換器１を通過する空気の抵抗が増加することがなく、空調風を効率的に車内に供給することができる。

又、蓄冷材貯留部１３、１４と冷媒通路１１、１２とを冷媒チューブ３に一体に形成しているため、部品点数を削減することができ、組み立てを容易に行うことができる。

又、蓄冷材貯留部１３、１４に蓄冷材を貯留しない場合には、蓄冷熱交換器１を空調ユニットの通常の蒸発器としても使用することができ、アイドリングストップ機能を有していない車両に対してもそのまま用いることができる。

図６〜図８は本発明の別の実施形態の蓄冷熱交換器１を示す。これらの実施形態の蓄冷熱交換器１においては、冷媒チューブ３に凹部３１が形成されている。凹部３１はそれぞれの冷媒チューブ３の両方の外面に上下方向に沿って形成されている。図６〜図８に示すように、凹部３１は冷媒チューブ３の間に設けられたフィン４とは非接触となるように冷媒チューブ３に形成されている。

図６及び図７に示す実施形態において、凹部３１は冷媒チューブ３の蓄冷材貯留部１３、１４の間に形成されており、蓄冷材貯留部１３、１４の冷却によって冷媒チューブ３外面に発生した凝縮水を排水するように機能する。これにより排水性が向上する。

図８に示す実施形態において、凹部３１は冷媒チューブ３の蓄冷材貯留部１３、１４の間と、蓄冷材貯留部１３、１４と隣接する冷媒通路１１、１２の間に形成されている。これにより蓄冷材貯留部１３、１４の冷却によって発生した凝縮水及び冷媒通路１１、１２の冷却によって発生した凝縮水の双方を排水することができる。これにより排水性が向上する。

なお、以上の実施形態では、蓄冷材貯留部１３、１４を２つ設けているが、その数は単数であっても良く、３以上であっても良い。

１蓄冷熱交換器
２冷媒タンク
３冷媒チューブ
４フィン
１１、１２冷媒通路
１１ｂ、１２ｂ冷媒通路開口部
１３、１４蓄冷材貯留部
１３ｂ、１４ｂ蓄冷材貯留部開口部
１９蓄冷材タンク部
２０冷媒供給通路
３１凹部
Ａ空気の流れ方向

Claims

空気の流れ方向（Ａ）に対して交差する方向に沿って上下に配置され内部に冷媒が供給される一対の冷媒タンク（２）と、
前記一対の冷媒タンク（２）間に空気流れ方向に対して交差する方向に複数列配置され前記冷媒タンク（２）から供給された冷媒と冷媒タンク（２）間を通過する空気との間で熱交換する冷媒チューブ（３）と、
前記冷媒チューブ（３）に供給されて前記冷媒タンク（２）間を通過する空気により冷却される蓄冷材とを備え、
前記冷媒チューブ（３）には前記冷媒タンク（２）から供給された冷媒が通過する冷媒通路（１１、１２）が前記空気流れ方向に沿って所定の隙間を空けて複数箇所設けられた蓄冷熱交換器（１）であって、
前記冷媒通路（１１、１２）間の前記隙間内に、蓄冷材が貯留される蓄冷材貯留部（１３、１４）を設けたことを特徴とする蓄冷熱交換器（１）。
請求項１記載の蓄冷熱交換器（１）であって、
前記冷媒通路（１１、１２）と前記蓄冷材貯留部（１３、１４）とが前記冷媒チューブ（３）に一体に形成されていることを特徴とする蓄冷熱交換器（１）。
請求項１又は請求項２に記載の蓄冷熱交換器（１）であって、
前記冷媒タンク（２）は、外側に設けられて前記冷媒チューブ（３）の冷媒通路（１１、１２）と連通して供給された冷媒を冷媒通路（１１、１２）内へ供給する冷媒供給通路（２０）と、内側に設けられて前記蓄冷材貯留部（１３、１４）と連通し蓄冷材が貯留される蓄冷材タンク部（１９）とで二重構造に形成されていることを特徴とする蓄冷熱交換器（１）。
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の蓄冷熱交換器（１）であって、
前記空気流れ方向（Ａ）に対して交差する方向の前記複数個の冷媒チューブ（３）間にはそれぞれフィン（４）が設けられ、
前記冷媒チューブ（３）の前記蓄冷材貯留部（１３、１４）の間又は前記蓄冷材貯留部（１３、１４）と隣接する前記冷媒通路（１１、１２）との間に、前記フィン（４）と非接触状態となる凹部（３１）が形成されていることを特徴とする蓄冷熱交換器（１）。
請求項３又は請求項４に記載の蓄冷熱交換器（１）であって、
前記冷媒タンク（２）の冷媒供給通路（２０）と連通する冷媒通路開口部（１１ｂ、１２ｂ）と、前記冷媒タンク（２）の蓄冷材タンク部（１９）と前記冷媒チューブ（３）の蓄冷材貯留部（１３、１４）とを連通する蓄冷材貯留部開口部（１３ｂ、１４ｂ）とが設けられ、前記冷媒通路開口部（１１ｂ、１２ｂ）が外側に位置し、前記蓄冷材貯留部開口部（１３ｂ、１４ｂ）が内側に位置していることを特徴とする蓄冷熱交換器（１）。
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の蓄冷熱交換器（１）であって、
前記空気流れ方向（Ａ）の前記冷媒通路（１１、１２）間に複数個の前記蓄冷材貯留部（１３、１４）が設けられていることを特徴とする蓄冷熱交換器（１）。