| 【発明の名称】 |
熱交換装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】久保田 悦郎
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| 【要約】 |
【課題】より冷却効率のよい熱交換装置を提供することにある。
【解決手段】一対のヘッダーパイプ２１、２２を接続する複数の熱交換管３を有する凝縮器１と、この凝縮器１で次第に液化した熱媒体の気液分離を行う受液器１０とを備えたものであって、熱交換管３は、受液器１０の上流側に配置されたコンデンサーパス部３１ａ，３１ｂと、受液器１０に対して下流側に配置されたサブクールパス部３２ａ、３２ｂとを備えた構成になっており、サブクールパス部３２ａ、３２ｂは、熱媒体が連続的に流れることを前提とし、一対のヘッダーパイプ２１、２２間を所定の方向に１回延在するのを１パスとした場合に、少なくとも２パス設け、これによって冷却効率の向上を図ったものとなっている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 一対のヘッダーパイプを接続するように配置された複数の熱交換管を有する凝縮器と、この凝縮器で次第に液化した熱媒体の気液分離を行う受液器とを備えた熱交換装置であって、上記凝縮器における熱交換管は、上記受液器に対して上流側に配置されたコンデンサーパス部と、同受液器に対して下流側に配置されたサブクールパス部とを備えた構成になっており、上記サブクールパス部は、熱媒体が連続的に流れることを前提とし、一対のヘッダーパイプ間を所定の方向に１回延在するのを１パスとした場合に、少なくとも２パス設けられていることを特徴とする熱交換装置。
【請求項２】 サブクールパス部における熱交換管の断面積は、コンデンサーパス部における熱交換管の断面積より小さくなっていることを特徴とする請求項１記載の熱交換装置。
【請求項３】 サブクールパス部における熱交換管の断面積は、下流側に位置するサブクールパス部ほど小さくなっていることを特徴とする請求項１又は２記載の熱交換装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば自動車や家屋等に設置する空調設備に適用されたものであって、熱媒体を液化する際に使用される熱交換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、自動車や家屋等の冷暖房機として使用される空調システムは、図２に示すように、圧縮機ａ、凝縮器ｂ、受液器ｃ、膨張弁ｄ及び蒸発器ｅを備えたものが知られている。また、図においてｆはこれらを順次接続する配管である。このように構成される空調システムＡＣにおいては、圧縮機ａから吐出された高温高圧のガス状熱媒体が凝縮器ｂを通過する間に、被熱交換流体例えば空気との間で熱交換を行って潜熱を放出することにより、凝縮して液化し始める。このようにして液化した高温の熱媒体は、一旦受液器ｃに貯留されながら気液分離されて、液体のみが膨張弁ｄに送られ、膨張弁ｄにて図示しない小孔から噴射させることにより、断熱膨張されて低温低圧の霧状となって蒸発器ｅに送られる。
【０００３】この蒸発器ｅ内で、熱媒体は被熱交換流体例えば空気と熱交換を行って潜熱を吸収することにより、蒸発して気化する。このようにして気化した低温低圧の熱媒体は、上記圧縮機ａに送られて断熱圧縮され、高温高圧のガス状熱媒体となって再び凝縮器ｂへ送られる。このような一連のサイクルを繰り返すことによって、空調システムＡＣを冷房・暖房に供することができる。
【０００４】上記凝縮器ｂ及び受液器ｃは、熱媒体を液化する過程で使用される熱交換装置を構成しており、図３に示すように一体的に組み立てられたものとなっている。即ち、凝縮器ｂは、第１及び第２のヘッダーパイプｂ１、ｂ２と、これらのヘッダーパイプｂ１、ｂ２を接続するように設けられた複数の熱交換管ｂ３と、この熱交換管ｂ３に取り付けられた冷却フィンｂ４を備えている。また、最外位置の冷却フィンｂ４には、同冷却フィンｂ４の外周部を保護するサイドプレートｂ５が設けられている。
【０００５】また、凝縮器ｂは、熱交換管ｂ３として種々の本数を有するものが採用されているが、例えば図３に示すような１８本の熱交換管ｂ３を備えたものであると、流入口ｇ１から第１のヘッダーパイプｂ１に流入した気体状の熱媒体がまず上側の６本の熱交換管ｂ３に流入するようになっている。即ち、上側６本の熱交換管ｂ３によって、第１コンデンサーパス部ｂ６が構成されている。この第１コンデンサーパス部ｂ６を通過した熱媒体は、第２のヘッダーパイプｂ２で合流後向きを変えて、更に下側の６本の熱交換管ｂ３を通って第１のヘッダーパイプｂ１に戻るようになっている。即ち、下側の６本の熱交換管ｂ３によって、第２コンデンサーパス部ｂ７が構成されている。第１のヘッダーパイプｂ１には、第１コンデンサーパス部ｂ６と第２コンデンサーパス部ｂ７との境に仕切板ｂ８が設けられているため、第１コンデンサーパス部ｂ６を通る前の熱媒体と第２コンデンサーパス部ｂ７を通った後の熱媒体とが混ざることがない。
【０００６】気体状の熱媒体は、第１及び第２コンデンサーパス部ｂ６、ｂ７を通る間に冷却されて、次第に液化されることになる。そして、この気液混合された熱媒体は、受液器ｃに入ることによって気液分離され、液体状の熱媒体が第２コンデンサーパス部ｂ７の下側に配置された６本の熱交換管ｂ３を通って第２のヘッダーパイプｂ２に流れるようになっている。即ち、第２コンデンサーパス部ｂ７の下側の６本の熱交換管ｂ３によって液状の熱媒体を通すサブクールパス部ｂ９が構成されている。
【０００７】また、第１のヘッダーパイプｂ１には、受液器ｃに入る前の部分と同受液器ｃから出た後の部分を仕切る仕切板ｂ１０が設けられているため、受液器ｃの前後で熱媒体が混ざることがない。更に、第２のヘッダーパイプｂ２には、第２コンデンサーパス部ｂ７とサブクールパス部ｂ９との境に仕切板ｂ１１が設けられているため、第２コンデンサーパス部ｂ７を通る前の熱媒体とサブクールパス部ｂ９を通った後の熱媒体とが混ざることがない。そして、サブクールパス部ｂ９を通った後の熱媒体は、第２のヘッダーパイプｂ２における流出口ｇ２を介して膨張弁ｄに送られるようになっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記凝縮器ｂと受液器ｃとを備えた熱交換装置においては、サブクールパス部ｂ９に、液体のみの熱媒体が流れているものと思われており、これを前提とした設計がなされてきた。しかし、種々の実験等を繰り返すうち、実際にはサブクールパス部にも気体状の熱媒体が含まれていることがわかってきた。そして、この点を考慮した設計を行うことにより、より冷却効率のよい熱交換装置を開発することができるという知見を得た。
【０００９】この発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、より冷却効率のよい熱交換装置を提供することを課題としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、一対のヘッダーパイプを接続するように配置された複数の熱交換管を有する凝縮器と、この凝縮器で次第に液化した熱媒体の気液分離を行う受液器とを備えた熱交換装置であって、 上記凝縮器における熱交換管は、上記受液器に対して上流側に配置されたコンデンサーパス部と、同受液器に対して下流側に配置されたサブクールパス部とを備えた構成になっており、 上記サブクールパス部は、熱媒体が連続的に流れることを前提とし、一対のヘッダーパイプ間を所定の方向に１回延在するのを１パスとした場合に、少なくとも２パス設けられていることを特徴とする。
【００１１】このように構成することにより、受液器から流出した後の熱媒体がサブクールパス部を少なくとも２パス分流れることになり、熱媒体が熱交換管を通過する距離が長くなる。このため、熱媒体を十分に冷却することができると共に、冷却効率の向上を図ることができる。即ち、受液器を通過後の熱媒体であっても、気体成分をある程度含んでいるため、その気体成分が熱交換管に接触する部分ではサブクールが取れない状態になる。しかし、サブクールパス部の区間が長くなることにより、ある程度残っていた気体状の熱媒体が完全に液化し、この液体成分のみとなった熱媒体が熱交換管に接触することになるので、完全にサブクールを取ることができ、蒸発器の冷却効率向上を図ることができる。
【００１２】また、例えば、サブクールパス部を２パス設けた場合には、受液器側から例えば膨張弁に簡単に接続することができる。即ち、装置のコンパクト化を図るために、空調システムに関する部品の集約化が行われるが、その場合、受液器の次のサイクル位置となる膨張弁を受液器の近傍に配置することが行われる。しかし、サブクールパス部を１パスしか設けていなければ、受液器から出た熱媒体がこの受液器とは反対側のヘッダーパイプに流れてしまうので、このヘッダーパイプから受液器側に戻すような長い配管が必要になる。この点、サブクールパス部を２パス設けた場合には、受液器側のヘッダーパイプから膨張弁に直接又はきわめて短い配管を用いて接続することができるので、受液器側から膨張弁に簡単に接続することができると共に、装置のコンパクト化、部品点数の低減、コストの低減等を図ることができる。なお、サブクールパス部を４以上の偶数パス設けた場合も同様の作用効果を奏する。
【００１３】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、サブクールパス部における熱交換管の断面積は、コンデンサーパス部における熱交換管の断面積より小さくなっていることを特徴とする。
【００１４】このように構成することにより、体積の大きい気体状の熱媒体が断面積の大きなコンデンサーパス部を流れ、凝縮により体積が急激に小さくなったほぼ液状の熱媒体が断面積の小さなサブクールパス部を流れることになる。このため、サブクールパス部では、液体状の熱媒体が熱交換管に接触する面積が増加することになるので、熱伝達率が向上し、冷却効率の向上を図ることができる。従って、サブクールパス部において、例えば熱交換管の本数を減らすことによって、熱交換管の断面積を小さくしも、冷却能力が低下するのを防止することができる。また、サブクールパス部で熱交換管の本数を減らした分、コンデンサーパス部の熱交換管の本数を増やすことによって、冷却能力をかえって向上させることができる。更に、熱媒体が液化することによって、その体積が急激に低下するので、サブクールパス部の熱交換管の断面積が小さくなっても、流路抵抗が大きくなることがない。
【００１５】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、サブクールパス部における熱交換管の断面積は、下流側に位置するサブクールパス部ほど小さくなっていることを特徴とする。
【００１６】このように構成することにより、受液器を通過後であっても気体成分を比較的多く含む体積の大きな熱媒体が断面積の大きな上流側のサブクールパス部を流れ、この上流側のサブクールパス部で冷却され、気体成分が減少した体積の小さな熱媒体が断面積の小さな下流側のサブクールパス部を流れることになる。このため、下流側のサブクールパス部では、液体状の熱媒体が熱交換管に接触する面積が増加することになるので、熱伝達率が向上し、冷却効率の向上を図ることができる。従って、下流側のサブクールパス部において、例えば熱交換管の本数を減らすことによって、熱交換管の断面積を小さくしも、冷却能力が低下するのを防止することができる。また、下流側のサブクールパス部で熱交換管の本数を減らした分、上流側のサブクールパス部の熱交換管の本数を増やすことによって、冷却能力をかえって向上させることができる。更に、気体成分として残った熱媒体が液化することによって、その体積が急激に低下するので、下流側のサブクールパス部の熱交換管の断面積が小さくなっても、流路抵抗が大きくなることがない。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。ここでは自動車等の空調機器に使用される、パラレルフロー型の凝縮器と、この凝縮器に一体的にろう付接合した受液器とを備えた熱交換装置について説明する。
【００１８】凝縮器１は、図１に示すように、一対のものとして平行に配置された第１及び第２のヘッダーパイプ２１、２２と、これらへッダーパイプ２１、２２間に平行に架設される複数の熱交換管３と、各熱交換管３の間にあって、これらの熱交換管３に一体的にろう付接合される熱交換用フィン例えばコルゲートフィン４とで主に構成されている。
【００１９】第１及び第２のヘッダーパイプ２１、２２は、例えばアルミニウム製の押出形材にて略円筒状に形成されており、その上下端部にはキャップ部材５が被着固定されている。また、第１のヘッダーパイプ２１（図１の右側）には、その上端近傍に熱媒体の流入口７が設けられており、その下端近傍に熱媒体の流出口８が設けられている。更に、第１のヘッダーパイプ２１には、受液器１０がろう付により一体的に接合されている。そして、第１のヘッダーパイプ２１及び受液器１０には、第１のヘッダーパイプ２１から受液器１０への熱媒体の流入を可能にする流入孔（貫通孔）９ａと、受液器１０から第１のヘッダーパイプ２１への熱媒体の流出を可能にする流出孔（貫通孔）９ｂが形成されている。
【００２０】上記熱交換管３は、アルミニウム製の押出形材にて例えば偏平な筒状に形成されており、その内部には長手方向に向かって貫通する複数に区画された熱媒体の流路（図示せず）が形成されている。このように形成される熱交換管３は、複数（この実施形態では１８本）のものが各ヘッダーパイプ２１、２２に掛け渡すように接続されている。即ち、熱交換管３の各端部は、各ヘッダーパイプ２１、２２の対向する側壁部に、適宜間隔をおいて互いに平行に配列されたスリット（図示せず）に挿入されて、ろう付により接合されている。
【００２１】また、コルゲートフィン４は、アルミニウム製の板材を屈曲することにより、第１及び第２のヘッダーパイプ２１、２２の間にわたって連続波形状に形成したものであり、各熱交換管３にろう付されている。この場合、最上段及び最下段に配設された熱交換管３の外方側にもコルゲートフィン４がろう付接合されており、これらの両コルゲートフィン４を保護するために、両コルゲートフィン４の更に外方側にはサイドプレート６がろう付接合されている。
【００２２】そして、凝縮器１は、流入口７から第１のヘッダーパイプ２１に流入した気体状の熱媒体がまず上側の７本の熱交換管３に流入するようになっている。即ち、上側７本の熱交換管３によって、第１コンデンサーパス部３１ａが構成されている。この第１コンデンサーパス部３１ａを並列に通過した熱媒体は、第２のヘッダーパイプ２２で合流後向きを変えて、更に下側の５本の熱交換管３を並列に通過して第１のヘッダーパイプ２１に戻るようになっている。即ち、下側の５本の熱交換管３によって、第２コンデンサーパス部３１ｂが構成されている。
【００２３】また、第１のヘッダーパイプ２１には、第１コンデンサーパス部３１ａと第２コンデンサーパス部３１ｂとの境に仕切板２１ａが設けられているため、第１コンデンサーパス部３１ａを通る前の熱媒体と第２コンデンサーパス部３１ｂを通った後の熱媒体とが混ざることがない。そして、第１コンデンサーパス部３１ａと第２コンデンサーパス部３１ｂとは、直列に接続されており、第１コンデンサーパス部３１ａを流れた後の熱媒体が連続して第２コンデンサーパス部３１ｂに流れるようになっている。
【００２４】流入口７から流入した気体状の熱媒体は、第１及び第２コンデンサーパス部３１ａ、３１ｂを通る間に冷却されて、次第に液化されることになる。そして、この気液混合された熱媒体は、第１のヘッダーパイプ２１から流入孔９ａを介して受液器１０に流入し、この受液器１０で気液分離されてほぼ液体状となった熱媒体が受液器１０から流出孔９ｂを介して再び第１のヘッダーパイプ２１に流出するようになっている。受液器１０は、熱媒体の気液分離を行うと共に、その内部に設けた図示しないフィルタ及び乾燥剤によって、熱媒体の浄化及び湿気の除去を行うようになっている。
【００２５】受液器１０から流出後の熱媒体は、第２コンデンサーパス部３１ｂの下側に配置された４本の熱交換管３を通って第２のヘッダーパイプ２２に流れるようになっている。即ち、第２コンデンサーパス部３１ｂの下側の４本の熱交換管３によって、受液器１０を通過後の熱媒体を通す第１サブクールパス部３２ａが構成されている。
【００２６】また、第１のヘッダーパイプ２１には、流入孔９ａと流出孔９ｂとの間に仕切板２１ｂが設けられているため、受液器１０に流入前の熱媒体と受液器１０から流出後の熱媒体とが混ざることがない。更に、第２のヘッダーパイプ２２には、第２コンデンサーパス部３１ｂと第１サブクールパス部３２ａとの境に仕切板２２ａが設けられているため、第２コンデンサーパス部３１ｂを通る前の熱媒体と第１サブクールパス部３２ａを通った後の熱媒体とが混ざることがない。
【００２７】第１サブクールパス部３２ａを並列に通過した熱媒体は、第２のヘッダーパイプ２２で合流後向きを変えて、更に下側の２本の熱交換管３を並列に通過して第１のヘッダーパイプ２１に戻るようになっている。即ち、下側の２本の熱交換管３によって、第２サブクールパス部３２ｂが構成されている。また、第１のヘッダーパイプ２１には、第１サブクールパス部３２ａと第２サブクールパス部３２ｂとの境に仕切板２１ｃが設けられているため、第１サブクールパス部３２ａを通る前の熱媒体と第２サブクールパス部３２ｂを通った後の熱媒体とが混ざることがない。そして、第１サブクールパス部３２ａと第２サブクールパス部３２ｂとは、直列に接続されており、第１サブクールパス部３２ａを流れた後の熱媒体が連続して第２サブクールパス部３２ｂに流れるようになっている。
【００２８】第２サブクールパス部３２ｂを通過した熱媒体は、第２のヘッダーパイプ２１における流出口８を介して膨張弁ｄ（図２参照）に送られるようになっている。
【００２９】また、上記各パス部３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂは、連続的につながっており、第１及び第２のヘッダーパイプ２１、２２間を一回移動するのを１パスとすると、合計４パスのもので構成されている。即ち、受液器１０の上流側においては、第１コンデンサーパス部３１ａと第２コンデンサーパス部３１ｂとの２パスのもので構成されており、受液器１０の下流側においては、第１サブクールパス部３２ａと第２サブクールパス部３２ｂとの２パスのもので構成されている。
【００３０】また、各パス部３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂにおける熱交換管３の断面積、即ち熱媒体が一度に通過する熱交換管３の合計断面積は、熱交換管ｂ３の本数に比例して、下流側のパス部にいくほど小さくなっている。例えば、第１コンデンサーパス部３１ａの熱交換管３の断面積を１とした場合、第２コンデンサーパス部３１ｂの熱交換管３の断面積は５／７、第１サブクールパス部３２ａの熱交換管３の断面積は４／７、第２サブクールパス部３２ｂの熱交換管３の断面積は２／７になっている。ここでは、断面積の変更を同一径パイプの本数を変えることによって行っているが、同一径パイプによる場合の他に、異なるパイプ径によって断面積を変更してもよい。
【００３１】上記のように構成された熱交換装置においては、流入口７から流入した気体状の熱媒体が第１及び第２コンデンサーパス部３１ａ、３１ｂを通る間に冷却されて徐々に液体となる。即ち、体積が大きな気体状の熱媒体が断面積の大きな第１コンデンサーパス部３１ａを主として流れ、液化により急激に体積が小さくなった気液混合状態の熱媒体が断面積の小さな第２コンデンサーパス部３１ｂを主として流れることになる。このため、第２コンデンサーパス部３１ｂでは、気体状の熱媒体が熱交換管３に接触する面積が増加することになるので、熱伝達率が向上し、冷却効率の向上を図ることができる。従って、第２コンデンサーパス部３１ｂにおける熱交換管３の断面積を小さくしも、冷却能力が低下するのを防止することができる。むしろ、第２コンデンサーパス部３１ｂで熱交換管３の本数を減らした分、第１コンデンサーパス部３１ａの熱交換管３の本数を増やすことができるので、冷却能力の向上を図ることができる。更に、熱媒体が液化することによって、その体積が急激に低下するので、第２コンデンサーパス部３１ｂの熱交換管３の断面積が小さくなっても、流路抵抗が大きくなることがない。
【００３２】また、第２コンデンサーパス部３１ｂと第１サブクールパス部３２ａとの関係においても、上記第１コンデンサーパス部３１ａと第２コンデンサーパス部３１ｂとの関係によって生じる作用効果を奏することができる。
【００３３】一方、受液器１０を流出後の熱媒体は、第１及び第２サブクールパス部３２ａ、３２ｂを流れるようになっており、熱交換管３を通過する距離が従来のものより２倍長くなっている。このため、熱媒体３を十分に冷却することができると共に、冷却効率の向上を図ることができる。即ち、受液器１０を通過後の熱媒体であっても、ある程度気体成分を含んでいるため、その気体成分が熱交換管３に接触する部分ではサブクールを取れない状態になる。しかし、熱交換管３が２パス分設けられていて冷却区間が長くなっているので、ある程度残ってしまった気体状の熱媒体も完全に液化することができ、この液体のみの熱媒体が熱交換管に接触する区間を長くすることができる。従って、サブクールを確実に取ることができ、冷却効率の向上を図ることができる。
【００３４】また、サブクールパス部を第１及び第２サブクールパス部３２ａ、３２ｂの２パス設けているので、受液器１０側から膨張弁ｄ（図２参照）に簡単に接続することができる。即ち、装置のコンパクト化を図るために、空調システムに関する部品の集約化が行われるが、その場合、受液器１０の次のサイクル位置となる膨張弁ｄを受液器１０の近傍に配置することが行われる。しかし、サブクールパス部を１パスしか設けていなければ、受液器１０から出た熱媒体がこの受液器１０とは反対側の第２のヘッダーパイプ２２に流れてしまうので、このヘッダーパイプ２２から受液器１０側に戻すような長い配管（例えば、図３に示す配管ｆ）が必要になる。この点、本実施形態ではサブクールパス部を２パス設けているので、受液器１０側の第１のヘッダーパイプ２１から流出口８を介して膨張弁ｄに直接又はきわめて短い配管を用いて接続することができる。従って、受液器１０側から膨張弁ｄに簡単に接続することができると共に、装置のコンパクト化、部品点数の低減、コストの低減等を図ることができる。なお、サブクールパス部を４以上の偶数パス設けた場合も同様の作用効果を奏する。
【００３５】更に、受液器１０の下流側においては、受液器１０を通過後の気体成分を比較的多く含む体積の大きな熱媒体が断面積の大きな第１サブクールパス部３２ａを主として流れ、この第１サブクールパス部３２ａで冷却され、気体成分が液化した体積の小さな熱媒体が断面積の小さな第２サブクールパス部３２ｂを主として流れることになる。このため、特に、第２サブクールパス部３２ｂでは、液体状の熱媒体が熱交換管３に接触する面積が増加することになるので、熱伝達率が向上し、冷却効率の向上を図ることができる。従って、下流側の第２サブクールパス部３２ｂにおける熱交換管３の断面積を小さくしも、冷却能力が低下するのを防止することができる。また、第２サブクールパス部３２ｂで熱交換管３の本数を減らした分、上流側の第１サブクールパス部３２ａの熱交換管３の本数を増やすことによって、冷却能力をかえって向上させることができる。更に、気体成分として残った熱媒体が液化することによって、その体積が急激に低下するので、第２サブクールパス部３２ｂの熱交換管３の断面積が小さくなっても、流路抵抗が大きくなることがない。
【００３６】また、熱交換管３として１８本のものを採用し、放熱面積が従来例のものと同一になるように構成しているが、熱媒体のサブクールが大きくなるのを考慮して、蒸発器の冷却効率の向上を図っているので、冷却能力を従来例のものより向上させることができる。
【００３７】なお、上記実施形態では、熱交換管３の本数を１８に設定し、各パス部３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂの熱交換管３の本数をそれぞれ７、５、４、２のように設定したが、これに限定するものでないことはいうまでもない。例えば、第１コンデンサーパス部３１ａにおける７本の熱交換管３を従来例のように６本に減らしても、従来例以上の冷却能力を発揮することができる。そして、この場合には熱交換装置の小型化を図ることができる。また、第２サブクールパス部３２ｂにおける熱交換管３の本数を３にしてもよい。
【００３８】また、コンデンサーパス部やサブクールパス部をそれぞれ２パス分だけ設けるように構成したが、更に多く設けるように構成してもよいことはいうまでもない。
【００３９】
【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれば、上記のように構成されているので、以下のような優れた効果が得られる。
【００４０】（１）請求項１記載の発明によれば、受液器から流出した後の熱媒体がサブクールパス部を少なくとも２パス分流れることになり、熱媒体が熱交換管を通過する時間及び距離が長くなる。このため、熱媒体を十分に冷却することができると共に、冷却効率の向上を図ることができる。即ち、受液器を通過後の熱媒体であっても、気体成分をある程度含んでいるため、その気体成分が熱交換管に接触する部分ではサブクールが取れない状態になる。しかし、サブクールパス部の区間が長くなることにより、ある程度残っていた気体状の熱媒体が完全に液化し、この液体成分のみとなった熱媒体が熱交換管に接触することになるので、サブクールが広がり、蒸発器の冷却効率の向上を図ることができる。
【００４１】また、例えば、サブクールパス部を２パス設けた場合には、受液器側から例えば膨張弁に簡単に接続することができる。即ち、装置のコンパクト化を図るために、空調システムに関する部品の集約化が行われるが、その場合、受液器の次のサイクル位置となる膨張弁を受液器の近傍に配置することが行われる。しかし、サブクールパス部を１パスしか設けていなければ、受液器から出た熱媒体がこの受液器とは反対側のヘッダーパイプに流れてしまうので、このヘッダーパイプから受液器側に戻すような長い配管が必要になる。この点、サブクールパス部を２パス設けた場合には、受液器側のヘッダーパイプから膨張弁に直接又はきわめて短い配管を用いて接続することができるので、受液器側から膨張弁に簡単に接続することができると共に、装置のコンパクト化、部品点数の低減、コストの低減等を図ることができる。なお、サブクールパス部を４以上の偶数パス設けた場合も同様の作用効果を奏する。
【００４２】（２）請求項２記載の発明によれば、体積の大きい気体状の熱媒体が断面積の大きなコンデンサーパス部を流れ、凝縮により体積が急激に小さくなったほぼ液状の熱媒体が断面積の小さなサブクールパス部を流れることになる。このため、サブクールパス部では、液体状の熱媒体が熱交換管に接触する面積が増加することになるので、熱伝達率が向上し、冷却効率の向上を図ることができる。従って、サブクールパス部において、例えば熱交換管の本数を減らすことによって、熱交換管の断面積を小さくしも、冷却能力が低下するのを防止することができる。また、サブクールパス部で熱交換管の本数を減らした分、コンデンサーパス部の熱交換管の本数を増やすことによって、冷却能力をかえって向上させることができる。更に、熱媒体が液化することによって、その体積が急激に低下するので、サブクールパス部の熱交換管の断面積が小さくなっても、流路抵抗が大きくなることがない。
【００４３】（３）請求項３記載の発明によれば、受液器を通過後であっても気体成分を比較的多く含む体積の大きな熱媒体が断面積の大きな上流側のサブクールパス部を流れ、この上流側のサブクールパス部で冷却され、気体成分が減少した体積の小さな熱媒体が断面積の小さな下流側のサブクールパス部を流れることになる。このため、下流側のサブクールパス部では、液体状の熱媒体が熱交換管に接触する面積が増加することになるので、熱伝達率が向上し、冷却効率の向上を図ることができる。従って、下流側のサブクールパス部において、例えば熱交換管の本数を減らすことによって、熱交換管の断面積を小さくしも、冷却能力が低下するのを防止することができる。また、下流側のサブクールパス部で熱交換管の本数を減らした分、上流側のサブクールパス部の熱交換管の本数を増やすことによって、冷却能力をかえって向上させることができる。更に、気体成分として残った熱媒体が液化することによって、その体積が急激に低下するので、下流側のサブクールパス部の熱交換管の断面積が小さくなっても、流路抵抗が大きくなることがない。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４７４３
【氏名又は名称】日本軽金属株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年３月１１日（１９９９．３．１１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９６６４４
【弁理士】
【氏名又は名称】中本 菊彦
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| 【公開番号】 |
特開２０００−２５７９８９（Ｐ２０００−２５７９８９Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年９月２２日（２０００．９．２２） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−６４５４８ |
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