| 【発明の名称】 |
サブクールシステムコンデンサ |
| 【発明者】 |
【氏名】瀬畑 博行
【氏名】佐々木 広仲
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| 【要約】 |
【課題】部品点数及び組付作業数を削減でき、熱交換器とレシーバータンクとを簡単に連通接続することができ、しかもレシーバータンクの保守、点検等も支障なく行えるサブクールシステムコンデンサを提供する。
【解決手段】一対のヘッダー１１間に、熱交換管路が並列配置されたコア１を有し、コア１の上位に凝縮部２、下位にサブクール部３が設けられた熱交換器１０と、レシーバータンク３０とを備える。レシーバータンク２０の冷媒出入口２０ａ、２０ｂにユニオンねじ２１、２２が一体に形成される。コア１の凝縮部冷媒出口２ｂ及びサブクール部冷媒入口３ａに連結された冷媒管５１、５２の端部に、ユニオンナット６１、６２が設けられる。ユニオンナット６１、６２がユニオンねじ２１、２２に締結されて、冷媒管５１、５２とレシーバータンク２０の出入口２０ａ、２０ｂとが連通接続される。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 垂直方向に沿う一対のヘッダー間に、両端を両ヘッダーに連通接続する複数の熱交換管路が並列状に配置されたコアを有し、そのコアの上位に凝縮部が設けられるとともに、下位にサブクール部が設けられた熱交換器と、一方のヘッダーに併設されるレシーバータンクとを備え、前記レシーバータンクが、その上部を構成するタンク上側部材と、下部を構成するタンク下側部材とを含み、前記タンク上側部材に設けられたタンク冷媒入口に、第１のユニオンねじが一体的に形成されるとともに、前記タンク下側部材に設けられたタンク冷媒出口に、第２のユニオンねじが一体的に形成され、前記一方のヘッダーの上部に設けられた凝縮部冷媒出口に、第１の冷媒管の一端が連結されるとともに、その第１の冷媒管の他端に、前記第１のユニオンねじに対応する第１のユニオンナットが設けられ、前記一方のヘッダーの下部に設けられたサブクール部冷媒入口に、第２の冷媒管の一端が連結されるとともに、その第２の冷媒管の他端に、前記第２のユニオンねじに対応する第２のユニオンナットが設けられ、前記第１のユニオンナットが前記第１のユニオンねじに締結されることにより、前記第１の冷媒管の他端が前記タンク冷媒入口に連通接続されるとともに、前記第２のユニオンナットが前記第２のユニオンねじに締結されることにより、前記第２の冷媒管の他端が前記タンク冷媒出口に連通接続されてなることを特徴とするサブクールシステムコンデンサ。
【請求項２】 前記タンク上側部材が、下端に開口部を有する円筒型のものにより構成される一方、前記タンク下側部材が、上端に開口部を有し、その開口周縁部が拡径形成されて、前記開口周縁部の下端に内周段部が形成された段付き円筒型のものにより構成され、前記タンク下側部材の内周段部に、フィルターの外周縁部が配置されるとともに、そのフィルター上に乾燥剤が配置された状態で、前記タンク上側部材の下端周縁部が、前記タンク下側部材の開口周縁部内に嵌め込まれて、前記タンク上側部材及び下側部材が互いにろう付け一体化されてなる請求項１記載のサブクールシステムコンデンサ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主としてカークーラー用の冷房機構等に採用さ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】一般に、カークーラー用の冷房機構は、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凝縮器において外気との熱交換によって冷却・凝縮させ、気液混合状態としてレシーバータンク（レシーバードライヤー、リキッドタンク等とも称される）に流入させ、このレシーバータンク内で気液分離された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、そこで車内空気との熱交換によって蒸発・気化させて上記のコンプレッサーに戻す、という冷却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】このような冷房機構においては、冷媒が凝縮器により十分に凝縮されず僅かな受熱や圧力損失によって気化する不安定な状態となる場合があり、冷却性能の低下や変動を生じる恐れがある。この対策として、従来より、レシーバータンクの下流側に第２の凝縮器（過冷却器）を介在させ、この過冷却器によって液冷媒を凝縮温度よりも２〜５℃程度低い温度にまで過冷却し、液冷媒として安定した状態でエバポレータに送り、冷却効率を高める方式が提案されている。
【０００４】特に、近年においては、一対のヘッダーに多数の熱交換管路が並列状に配設されたマルチフロータイプの熱交換器において、その上位を凝縮部として構成し、下位を過冷却用の凝縮部、つまりサブクール部として構成するとともに、一方のヘッダーにレシーバータンクを付設したサブクールシステムコンデンサが登場している。
【０００５】このようなサブクールシステムコンデンサにおいては、熱交換器や、レシーバータンクとして、多くの機種が存在する上更に、これらの機器が適用される車種も多数存在するので、熱交換器とレシーバータンクとの連結方法も多数提案されているが、例えばユニオンジョイントを用いる連結方法においては、熱交換器に取り付けられた冷媒管の先端に、ユニオンナットを取り付けるとともに、レシーバータンク側に、ユニオンねじ部材を組み付け、ユニオンナットをユニオンねじ部材に締結することにより、熱交換器とレシーバータンクとを冷媒管を介して連通接続するのが一般的である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従来の熱交換器とレシーバータンクとの連結方法においては、レシーバータンクに、それとは別体のユニオンねじ部材を組み付ける必要があるので、部品点数の増加及び組立作業工数の増加を来たし、コストの増大を招くという問題があった。
【０００７】一方、従来においては、熱交換器に取り付けられた冷媒管の先端を、例えばろう付け等の溶接により、レシーバータンクの出入口に接続するという方法も採用されているが、ろう付け処理は非常に面倒であり、冷媒管のレシーバータンクへの連結作業が困難になるばかりか、ろう付けにより冷媒管をレシーバータンクに固定してしまうと、冷媒管をレシーバータンクから容易に取り外すことができず、レシーバータンクの保守、点検等に支障を来すという問題が発生する。
【０００８】この発明は、上記従来技術の問題を解消し、部品点数及び組付作業数を削減できて、コストを削減できるとともに、熱交換器とレシーバータンクとを簡単に連通接続することができ、しかもレシーバータンクの保守、点検等も支障なく行うことができるサブクールシステムコンデンサを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、この発明のサブクールシステムコンデンサは、垂直方向に沿う一対のヘッダー間に、両端を両ヘッダーに連通接続する複数の熱交換管路が並列状に配置されたコアを有し、そのコアの上位に凝縮部が設けられるとともに、下位にサブクール部が設けられた熱交換器と、一方のヘッダーに併設されるレシーバータンクとを備え、前記レシーバータンクが、その上部を構成するタンク上側部材と、下部を構成するタンク下側部材とを含み、前記タンク上側部材に設けられたタンク冷媒入口に、第１のユニオンねじが一体的に形成されるとともに、前記タンク下側部材に設けられたタンク冷媒出口に、第２のユニオンねじが一体的に形成され、前記一方のヘッダーの上部に設けられた凝縮部冷媒出口に、第１の冷媒管の一端が連結されるとともに、その第１の冷媒管の他端に、前記第１のユニオンねじに対応する第１のユニオンナットが設けられ、前記一方のヘッダーの下部に設けられたサブクール部冷媒入口に、第２の冷媒管の一端が連結されるとともに、その第２の冷媒管の他端に、前記第２のユニオンねじに対応する第２のユニオンナットが設けられ、前記第１のユニオンナットが前記第１のユニオンねじに締結されることにより、前記第１の冷媒管の他端が前記タンク冷媒入口に連通接続されるとともに、前記第２のユニオンナットが前記第２のユニオンねじに締結されることにより、前記第２の冷媒管の他端が前記タンク冷媒出口に連通接続されてなるものを要旨とする。
【００１０】本発明のサブクールシステムコンデンサにおいては、ユニオンねじがレシーバータンクに一体に形成されるものであるため、例えばユニオンねじ部材を、別途、レシーバータンクに組み付ける場合に比べて、部品点数及び組立作業工数を削減することができる。
【００１１】また冷媒管のユニオンナットを、レシーバータンクのユニオンねじに締結するだけで簡単に、冷媒管をレシーバータンクに連通接続することができる。
【００１２】更にユニオンナットを緩めて取り外せば、無理なく簡単に、冷媒管をレシーバータンクから取り外すことができる。
【００１３】一方、本発明においては、前記タンク上側部材が、下端に開口部を有する円筒型のものにより構成される一方、前記タンク下側部材が、上端に開口部を有し、その開口周縁部が拡径形成されて、前記開口周縁部の下端に内周段部が形成された段付き円筒型のものにより構成され、前記タンク下側部材の内周段部に、フィルターの外周縁部が載置されるとともに、そのフィルター上に乾燥剤が載置された状態で、前記タンク上側部材の下端周縁部が、前記タンク下側部材の開口周縁部内に嵌め込まれて、前記タンク上側部材及び下側部材が互いにろう付け一体化されてなる構成を採用するのが好ましい。
【００１４】すなわちこの構成を採用する場合には、タンク上側部材と下側部材とをろう付けするというたった一回のろう付け処理により、レシーバータンクを組み立てることができる。
【００１５】しかもタンク下側部材の開口周縁部を、タンク上側部材の取付用として利用する他に、フィルター及び乾燥剤の組付用としても利用しているため、例えばフィルター取付用や、乾燥剤取付用に別途加工等を行う必要がなく、その分、タンク製作加工を簡単に行えるとともに、タンク形状をシンプルに構成することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１はこの発明の実施形態であるサブクールシステムコンデンサを示す図である。同図に示すように、このサブクールシステムコンデンサは、マルチフロー型の熱交換器（１０）と、レシーバータンク（２０）とを基本的な構成として備えている。
【００１７】熱交換器（１０）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（１１）（１１）間に、熱交換管路としての多数本の水平方向に沿う扁平チューブ（１２）が、それらの両端を両ヘッダー（１１）（１１）に連通接続した状態で、上下方向に所定の間隔おきに並列状に配置されるとともに、扁平チューブ（６２）の各間及び最外側の扁平チューブ（１２）の外側にコルゲートフィン（１３）が配置されることにより、コア（１）が構成されている。なお、（１４）は最外側のフィン（１３）を保護するためにそのフィン（１３）の外側に配置される帯板状のサイドプレートである。
【００１８】図１及び図４に示すようにこの熱交換器（１０）のコア（１）は、両ヘッダー（１１）（１１）における下部の同じ高さ位置に仕切り部材（１１ａ）（１１ａ）が設けられて、その仕切り部材（１１ａ）（１１ａ）を境に上位に凝縮部（２）が設けられるとともに、下位に凝縮部（２）に対し独立したサブクール部（３）が設けられる。
【００１９】また凝縮部（２）において、左側ヘッダー（１１）の中間部よりやや上方位置と、右側（一方の）ヘッダー（１１）の上部位置には、仕切り部材（１１ｂ）（１１ｂ）が設けられる。
【００２０】更に左側ヘッダー（１１）の中間部には、凝縮部（２）の左側下端に対応して、凝縮部冷媒入口（２ａ）が設けられるとともに、右側ヘッダー（１１）の上端には、凝縮部（２）の右側上端に対応して、凝縮部冷媒出口（２ｂ）が設けられる。これにより、凝縮部冷媒入口（２ａ）から凝縮部（２）内に流入した冷媒は、凝縮部（２）内を下から上にへ蛇行しながら流通して、凝縮部冷媒出口（２ｂ）から流出されるよう構成される。
【００２１】また、右側ヘッダー（１１）の下端には、サブクール部（３）の右端に対応して、サブクール部冷媒入口（３ａ）が設けられるとともに、左側ヘッダー（１１）の下端には、サブクール部（３）の左端に対応して、サブクール部冷媒出口（３ｂ）が設けられており、サブクール部冷媒入口（３ａ）から流入された冷媒は、サブクール部（３）を通って過冷却された後、冷媒出口（３ｂ）から流出されるよう構成されている。
【００２２】コア（１）における凝縮部冷媒入口（２ａ）には、冷媒導入管（１ａ）が連通接続されるとともに、サブクール部出口（３ｂ）には、冷媒導出管（１ｂ）が連通接続されている。
【００２３】またコア（１）における凝縮部冷媒出口（２ｂ）には、第１の冷媒管（５１）の一端が連通接続されるとともに、サブクール部冷媒入口（３ａ）には、第２の冷媒管（５２）が連通接続されている。更に右側ヘッダー（１１）の中央部には、後述するレシーバータンク（２０）を固定するためのブラケット（１５）が取り付けられている。
【００２４】図１及び図３に示すように、第１の冷媒管（５１）の他端には、フランジ（５１ａ）及びＯリング装着用周溝（５１ｂ）が形成されるとともに、第１のユニオンナット（６１）が取り付けられている。更に第２の冷媒管（５２）の他端には、フランジ（５２ａ）及びＯリング装着用周溝（５２ｂ）が形成されるとともに、第２のユニオンナット（６２）が取り付けられている。
【００２５】以上の構成の熱交換器（１０）において、ヘッダー（１１）、扁平チューブ（１２）、フィン（１３）、サイドプレート（１４）等の熱交換器構成部材の他、ブラケット（１５）、冷媒管（１ａ）（１ｂ）（５１）（５２）等の付設部材は、アルミニウム又はその合金からなり、互いにろう付け可能な材料の組み合わせ、例えばブレージングシートとベア材との組み合わせや、ブレージングシートとブレージングシートとの組み合わせによって構成されている。そして、これらの各部材が仮組みされて、その仮組み状態で、炉中にて一括ろう付けすることにより、全体が連結一体化されている。
【００２６】一方、図２及び図３に示すように、レシーバータンク（２０）は、その上部を構成するタンク上側部材（３０）と、下部を構成するタンク下側部材（４０）とを備えている。
【００２７】タンク上側部材（３０）は、例えばアルミニウム又はその合金からなる円筒形の鍛造切削品により構成され、下端に開口部（３１）が設けられるとともに、天井壁の中央にタンク冷媒入口（２０ａ）が設けられている。このタンク上側部材（３０）における冷媒入口（２０ａ）の周縁部は、上方へ突出するように形成されるとともに、その突出部外周に雄ねじが刻設されることにより、上記第１のユニオンナット（５１）に対応する第１のユニオンねじ（２１）が、タンク上側部材（３０）に一体的に形成されている。
【００２８】またタンク下側部材（４０）は、上側部材（３０）と同様、アルミニウム又はその合金からなる段付き円筒形の鍛造切削品により構成され、上端に開口部（４１）が設けられるとともに、底壁の中央にタンク冷媒出口（２０ｂ）が設けられている。更にこの下側部材（４０）の開口周縁部（４２）は、拡径するように形成されて、その開口周縁部（４２）の下端に、周方向に連続する内周段部（４３）が形成されている。更にこのタンク下側部材（４０）における冷媒出口（２０ｂ）の周縁部は、下方へ突出するように形成されるとともに、その突出部外周に雄ねじが刻設されることにより、上記第２のユニオンナット（５２）に対応する第２のユニオンねじ（２２）が、タンク下側部材（４０）に一体的に形成されている。
【００２９】レシーバータンク（２０）は、ハウジングが、上記の上側部材（３０）及び下側部材（４０）により構成されており、そのハウジング内に、フィルター（２５）及び乾燥剤（２６）が収容されるよう、以下のように組み立てられる。
【００３０】すなわち、タンク下側部材（４０）の内部に、その開口部（４１）から円盤形状のフィルター（２５）を収容して、そのフィルター（２５）の外周縁部をタンク下側部材（４０）の内周段部（４３）に係止することにより、フィルター（２５）をタンク下側部材（４０）内に配置する。更にそのフィルター（２５）の上に、乾燥剤（２６）を載置する。なお、乾燥剤（２６）は、例えば円筒型の容器内に収容するようにして、カートリッジ方式を採用することにより、取り扱いを簡単に行うことができる。
【００３１】続いて、乾燥剤（２６）を収容するように、タンク上側部材（３０）の下端周縁部を、タンク下側部材（４０）の開口周縁部（４２）内に嵌め込み、その状態で、タンク下側部材（４０）の上端縁を、タンク上側部材（３０）の外周側面に、ろう材（２７）により溶接し、こうしてレシーバータンク（２０）を組み立てる。
【００３２】続いて、第１及び第２の冷媒管（５１）（５２）のＯリング装着用周溝（５１ｂ）（５２ｂ）内に、Ｏリング（２４）（２４）を装着した後、第１の冷媒管（５１）の端部を、そのフランジ（５１ａ）がレシーバータンク（２０）における冷媒入口（２０ａ）の周縁部に係止するまで差し込んで、冷媒入口（２０ａ）に適合させて、第１のユニオンナット（６１）を第１のユニオンねじ（２１）に締結するとともに、第２の冷媒管（５２）の端部を、そのフランジ（５２ａ）がレシーバータンク（２０）における冷媒出口（２０ｂ）の周縁部に係止するまで差し込んで、冷媒出口（２０ｂ）に適合させて、第２のユニオンナット（６２）を第１のユニオンねじ（２２）に締結する。
【００３３】これにより、熱交換器（１０）の凝縮部冷媒出口（２ｂ）が第１の冷媒管（５１）を介してタンク冷媒入口（２０ａ）に連通接続されるとともに、タンク冷媒出口（２０ｂ）がサブクール部冷媒入口（３ａ）に連通接続される。
【００３４】更に図１に示すように、レシーバータンク（２０）の外周を、熱交換器（１０）のブラケット（１５）の把持部（１５ａ）により把持させて、レシーバータンク（２０）を右側ヘッダー（１１）に固定する。なお、レシーバータンク（２０）のブラケット（１５）による固定は、ユニオンナット（６１）（６２）をねじ（２１）（２２）に締結する前に行っても良い。
【００３５】以上の構成のサブクールシステムコンデンサにおいては、図１及び図４に示すように、冷媒導入管（１ａ）及び凝縮部冷媒入口（２ａ）を通って、凝縮部（２）内に導入された気相状態の冷媒は、凝縮部（２）を下方から上方に向かって蛇行状に流通しながら冷却凝縮され、凝縮部冷媒出口（２ｂ）及び第１の冷媒管（５１）を介して、レシーバータンク（２０）内に導入される。更にレシーバータンク（２０）内において、冷媒は、乾燥剤（２６）及びフィルター（２５）により水分及び不純物が除去されるとともに、液冷媒のみがタンク冷媒出口（２０ｂ）、第２の冷媒管（５２）及びサブクール部冷媒入口（３ａ）を通ってサブクール部（３）内に導入される。
【００３６】そしてサブクール部（３）内に導入された液冷媒は、所定の温度まで過冷却された後、サブクール部冷媒出口（３ｂ）及び冷媒導出管（１ｂ）を通って、図示しない膨張弁へと送り込まれる。
【００３７】このサブクールシステムコンデンサによれば、ユニオンねじ（２１）（２２）をレシーバータンク（２０）に一体に形成するものであるため、例えばユニオンねじ部材を、別途、レシーバータンクに組み付ける場合と比べて、部品点数及び組立作業工数を削減でき、コストを削減することができる。
【００３８】更に本実施形態において、レシーバータンク（２０）は、ハウジングが、上側部材（３０）と下側部材（４０）とのたった２つの部材により構成しているため、部品点数を、より一層、削減することができる。更にタンク上側部材（３０）と下側部材（４０）とをろう付けするというたった一回のろう付けにより、レシーバータンク（２０）を組み立てることができるので、より一層、組立作業工数を削減することができる。
【００３９】しかも本実施形態においては、タンク下側部材（４０）の開口周縁部（４２）を拡径して、タンク上側部材（３０）の嵌合組付部として構成する一方、開口周縁部（４２）下端の内周段部（４３）を利用して、フィルター（２５）及び乾燥剤（２６）を組み付けるようにしている。つまり、タンク下側部材（４０）の開口周縁部（４２）を、タンク上側部材（３０）の取付用として利用する他に、フィルター（２５）及び乾燥剤（２５）の組付用としても利用しているため、例えばフィルター取付用や、乾燥剤取付用に別途加工等を行う必要がなく、その分、タンク製作加工を簡単に行えるとともに、タンク形状をシンプルに構成することができ、一段とコストの削減を図ることができるという利点がある。
【００４０】また本実施形態においては、冷媒管（５１）（５２）のユニオンナット（６１）（６２）を、レシーバータンク（２０）のユニオンねじ（２１）（２２）に締結するだけで簡単に、冷媒管（５１）（５２）をレシーバータンク（２０）に連通接続でき、その連通接続作業を簡単に行うことができる。更にユニオンナット（６１）（６２）を緩めて取り外せば、無理なく簡単に、冷媒管（５１）（５２）をレシーバータンク（２０）から取り外すことができるので、レシーバータンク（２０）の保守、点検等も支障なくスムーズに行える。
【００４１】なお、本発明において、コア（１）、凝縮部（２）、サブクール部（３）におけるパス数、各パスの通路本数、熱交換器（１０）の縦横寸法等の細部構成については、上記実施形態以外に種々設計変更可能である。
【００４２】
【発明の効果】以上のように、本発明のサブクールシステムコンデンサによれば、ユニオンねじがレシーバータンクに一体に形成されるものであるため、例えばユニオンねじ部材を、別途、レシーバータンクに組み付ける場合に比べて、部品点数及び組立作業工数を削減でき、コストを削減することができる。また冷媒管のユニオンナットを、レシーバータンクのユニオンねじに締結するだけで、冷媒管をレシーバータンクに連通接続できるので、その連通接続作業を簡単に行うことができる。更にユニオンナットを緩めて取り外せば、無理なく簡単に、冷媒管をレシーバータンクから取り外すことができるので、レシーバータンクの保守、点検等を支障なく行うことができるという効果がある。
【００４３】本発明において、タンク上側部材として、下端開放型の円筒形のものを使用するとともに、タンク下側部材として、上端開放型の段付き円筒形のものを使用し、タンク下側部材の内周段部を利用して、フィルター及び乾燥剤を配置するとともに、タンク上側部材を下側部材に嵌合してろう付け一体化する場合には、タンク上側部材と下側部材とろう付けするというたった一回のろう付けにより、レシーバータンクを組み立てることができるので、より一層、組み立て作業工数を削減でき、一段とコストを削減することができる。しかもタンク下側部材の開口周縁部を、タンク上側部材の取付用として利用する他に、フィルター及び乾燥剤の組付用としても利用しているため、例えばフィルター取付用や、乾燥剤取付用に別途加工等を行う必要がなく、その分、タンク製作加工を簡単に行えるとともに、タンク形状をシンプルに構成することができ、一段とコストの削減を図ることができるという利点がある。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１８６８４３
【氏名又は名称】昭和アルミニウム株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年７月２９日（１９９８．７．２９） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７１１６８
【弁理士】
【氏名又は名称】清水 久義 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２０００−４６４４４（Ｐ２０００−４６４４４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年２月１８日（２０００．２．１８） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−２１３９５６ |
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