JP2002031436A - サブクールタイプコンデンサ - Google Patents
サブクールタイプコンデンサInfo
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- F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
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- F28D1/0535—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight the conduits having a non-circular cross-section
- F28D1/05366—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators
- F28D1/05375—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators with particular pattern of flow, e.g. change of flow direction
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F25B39/00—Evaporators; Condensers
- F25B39/04—Condensers
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
- F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
- F28F3/025—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being corrugated, plate-like elements
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- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2339/00—Details of evaporators; Details of condensers
- F25B2339/04—Details of condensers
- F25B2339/044—Condensers with an integrated receiver
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- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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- F25B40/00—Subcoolers, desuperheaters or superheaters
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- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ヘッダ自身に液溜め機能を持たせることによ
り、別体に構成されていたリキッドタンクを不要化し、
かつ、極めて簡単な構造でコンデンサ全体を容易に小型
かつ安価に構成し得る、所望の冷媒再液化性能を備えた
サブクールタイプコンデンサを提供する。 【解決手段】 ２本のヘッダ間を並行に延びる複数の熱
交換チューブで連通したコンデンサであって、前記コン
デンサは、冷媒を凝縮する冷媒凝縮コアと、該冷媒凝縮
コアで凝縮された冷媒をさらに過冷却するサブクールコ
アとに区画したサブクールタイプコンデンサであるとと
もに、前記２本のヘッダのうちサブクールコアへの入口
部に相当するヘッダ部を構成する第２のヘッダは、前記
冷媒凝縮コアのヘッダ部と前記サブクールコアのヘッダ
部が一体に構成されたものであり、少なくとも前記サブ
クールコアへの入口部に相当するヘッダ部を、冷媒の液
溜め部に構成するとともに、前記第２のヘッダの内容積
Ｖｈを、１００ｃｃ≦Ｖｈ≦２５０ｃｃの範囲にしたこ
とを特徴とするサブクールタイプコンデンサ。
り、別体に構成されていたリキッドタンクを不要化し、
かつ、極めて簡単な構造でコンデンサ全体を容易に小型
かつ安価に構成し得る、所望の冷媒再液化性能を備えた
サブクールタイプコンデンサを提供する。 【解決手段】 ２本のヘッダ間を並行に延びる複数の熱
交換チューブで連通したコンデンサであって、前記コン
デンサは、冷媒を凝縮する冷媒凝縮コアと、該冷媒凝縮
コアで凝縮された冷媒をさらに過冷却するサブクールコ
アとに区画したサブクールタイプコンデンサであるとと
もに、前記２本のヘッダのうちサブクールコアへの入口
部に相当するヘッダ部を構成する第２のヘッダは、前記
冷媒凝縮コアのヘッダ部と前記サブクールコアのヘッダ
部が一体に構成されたものであり、少なくとも前記サブ
クールコアへの入口部に相当するヘッダ部を、冷媒の液
溜め部に構成するとともに、前記第２のヘッダの内容積
Ｖｈを、１００ｃｃ≦Ｖｈ≦２５０ｃｃの範囲にしたこ
とを特徴とするサブクールタイプコンデンサ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、サブクールタイプ
コンデンサ（サブクールタイプ凝縮器）に関し、とく
に、ヘッダ自身にリキッドタンクの機能をもたせたサブ
クールタイプコンデンサに関する。
コンデンサ（サブクールタイプ凝縮器）に関し、とく
に、ヘッダ自身にリキッドタンクの機能をもたせたサブ
クールタイプコンデンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】通常、冷凍サイクルにおいては、コンプ
レッサで圧縮した冷媒を、コンデンサに送り、該コンデ
ンサで冷媒を凝縮した後、レシーバタンクを介し膨張弁
を通してエバポレータ（蒸発器）に送り、エバポレータ
で外部流体と熱交換することにより冷却能力を発揮し、
エバポレータからの冷媒がコンプレッサに送られて再び
圧縮される。このような従来のレシーバサイクル（コン
デンサ＋レシーバ）では、気化冷媒を１００％再液化す
ることはできず、一部の気化冷媒は気体として残り、そ
の状態でエバポレータに送られている。したがって、こ
の気化冷媒が残存している分、冷凍サイクルの冷却能力
には限界がある。
レッサで圧縮した冷媒を、コンデンサに送り、該コンデ
ンサで冷媒を凝縮した後、レシーバタンクを介し膨張弁
を通してエバポレータ（蒸発器）に送り、エバポレータ
で外部流体と熱交換することにより冷却能力を発揮し、
エバポレータからの冷媒がコンプレッサに送られて再び
圧縮される。このような従来のレシーバサイクル（コン
デンサ＋レシーバ）では、気化冷媒を１００％再液化す
ることはできず、一部の気化冷媒は気体として残り、そ
の状態でエバポレータに送られている。したがって、こ
の気化冷媒が残存している分、冷凍サイクルの冷却能力
には限界がある。
【０００３】上記のようなレシーバサイクルに対し、最
近、サブクールタイプコンデンサが注目され始めてい
る。サブクールタイプコンデンサは、熱交換器のコア全
体の熱交換領域を、冷媒凝縮コア領域と、該冷媒凝縮コ
ア領域で凝縮された冷媒をさらに過冷却するサブクール
コア領域とに区画し、サブクールコア領域において、残
った一部の気化冷媒を過冷却により１００％に近い状態
にまで再液化するようにしたものである。
近、サブクールタイプコンデンサが注目され始めてい
る。サブクールタイプコンデンサは、熱交換器のコア全
体の熱交換領域を、冷媒凝縮コア領域と、該冷媒凝縮コ
ア領域で凝縮された冷媒をさらに過冷却するサブクール
コア領域とに区画し、サブクールコア領域において、残
った一部の気化冷媒を過冷却により１００％に近い状態
にまで再液化するようにしたものである。
【０００４】このようなサブクールタイプのコンデンサ
においては、従来、熱交換器のヘッダとは別体のリキッ
ドタンクを設け、冷媒凝縮コアからの冷媒を一旦リキッ
ドタンクに溜めた後、サブクールコアに送るようにした
ものが一般的である。
においては、従来、熱交換器のヘッダとは別体のリキッ
ドタンクを設け、冷媒凝縮コアからの冷媒を一旦リキッ
ドタンクに溜めた後、サブクールコアに送るようにした
ものが一般的である。
【０００５】しかし、別体に構成されたリキッドタンク
を付設する構造では、サブクールタイプコンデンサ全体
が大型化するとともに、部品や配管が多くなり構造の複
雑化、コスト増大を招くという問題がある。また、リキ
ッドタンクを熱交換器のヘッダと一体に構成する構造も
提案されているが、ヘッダ内の構造が著しく複雑にな
り、製造コストの増大を招く。
を付設する構造では、サブクールタイプコンデンサ全体
が大型化するとともに、部品や配管が多くなり構造の複
雑化、コスト増大を招くという問題がある。また、リキ
ッドタンクを熱交換器のヘッダと一体に構成する構造も
提案されているが、ヘッダ内の構造が著しく複雑にな
り、製造コストの増大を招く。
【０００６】また、特開平５−１０６３３号公報には、
冷媒凝縮コアとサブクールコアとの間に気液分離部を設
けた凝縮器が提案されているが、この気液分離部が比較
的大きな面積を占めているため、凝縮器のコアサイズ、
ひいては凝縮器全体のサイズが大型化するとともに、構
造の複雑化を招くという問題がある。
冷媒凝縮コアとサブクールコアとの間に気液分離部を設
けた凝縮器が提案されているが、この気液分離部が比較
的大きな面積を占めているため、凝縮器のコアサイズ、
ひいては凝縮器全体のサイズが大型化するとともに、構
造の複雑化を招くという問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、ヘッ
ダ自身に液溜め機能を持たせることにより、別体に構成
されていたリキッドタンクを不要化し、かつ、極めて簡
単な構造でコンデンサ全体を容易に小型かつ安価に構成
し得る、所望の冷媒再液化性能を備えたサブクールタイ
プコンデンサを提供することにある。
ダ自身に液溜め機能を持たせることにより、別体に構成
されていたリキッドタンクを不要化し、かつ、極めて簡
単な構造でコンデンサ全体を容易に小型かつ安価に構成
し得る、所望の冷媒再液化性能を備えたサブクールタイ
プコンデンサを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係るサブクールタイプコンデンサは、２本
のヘッダ間を並行に延びる複数の熱交換チューブで連通
したコンデンサであって、前記コンデンサは、冷媒を凝
縮する冷媒凝縮コアと、該冷媒凝縮コアで凝縮された冷
媒をさらに過冷却するサブクールコアとに区画したサブ
クールタイプコンデンサであるとともに、前記２本のヘ
ッダのうちサブクールコアへの入口部に相当するヘッダ
部を構成する第２のヘッダは、前記冷媒凝縮コアのヘッ
ダ部と前記サブクールコアのヘッダ部が一体に構成され
たものであり、少なくとも前記サブクールコアへの入口
部に相当するヘッダ部を、冷媒の液溜め部に構成すると
ともに、前記第２のヘッダの内容積Ｖｈを、１００ｃｃ
≦Ｖｈ≦２５０ｃｃの範囲にしたことを特徴とするもの
からなる。
に、本発明に係るサブクールタイプコンデンサは、２本
のヘッダ間を並行に延びる複数の熱交換チューブで連通
したコンデンサであって、前記コンデンサは、冷媒を凝
縮する冷媒凝縮コアと、該冷媒凝縮コアで凝縮された冷
媒をさらに過冷却するサブクールコアとに区画したサブ
クールタイプコンデンサであるとともに、前記２本のヘ
ッダのうちサブクールコアへの入口部に相当するヘッダ
部を構成する第２のヘッダは、前記冷媒凝縮コアのヘッ
ダ部と前記サブクールコアのヘッダ部が一体に構成され
たものであり、少なくとも前記サブクールコアへの入口
部に相当するヘッダ部を、冷媒の液溜め部に構成すると
ともに、前記第２のヘッダの内容積Ｖｈを、１００ｃｃ
≦Ｖｈ≦２５０ｃｃの範囲にしたことを特徴とするもの
からなる。
【０００９】第２のヘッダの内容積Ｖｈの好ましい範囲
は、１５０ｃｃ≦Ｖｈ≦２００ｃｃである。
は、１５０ｃｃ≦Ｖｈ≦２００ｃｃである。
【００１０】上記第２のヘッダの内容積Ｖｈの範囲は、
サブクールコア部分における過冷却の度合とサブクール
タイプコンデンサへの冷媒封入量との関係を示す特性図
においてプラトー領域（棚領域）の幅を最適な幅にする
ことができる第２のヘッダの内容積の範囲として設定さ
れたものである。ここでプラトー領域とは、冷媒封入量
（サブクールタイプコンデンサ内の冷媒存在量）が変化
しても、サブクールコア部分における過冷却の度合が、
たとえば±１℃以内に納まる領域であり、その領域範囲
内で冷媒封入量を増量あるいは減量しても、その冷媒存
在量の変動によっては、サブクールタイプコンデンサ内
の各部位において高圧圧力等の変化による影響を実質的
に受けない、安定した冷房運転を維持できる領域であ
る。本発明では、このプラトー領域の最適な範囲を見出
し、その最適なプラトー領域の範囲を実現するために、
そのプラトー領域範囲に対応する、最適な液溜め機能を
有する第２のヘッダパイプの内容積を規定したものであ
る。この最適なプラトー領域の範囲における上下限の数
値の根拠については、後述の実験結果の説明により明ら
かにする。すなわち、本発明は、サブクールタイプコン
デンサの第２のヘッダに最適な冷媒の液溜め機能をもた
せるとともに、第２のヘッダパイプの内容積を最適な範
囲に規定したものである。
サブクールコア部分における過冷却の度合とサブクール
タイプコンデンサへの冷媒封入量との関係を示す特性図
においてプラトー領域（棚領域）の幅を最適な幅にする
ことができる第２のヘッダの内容積の範囲として設定さ
れたものである。ここでプラトー領域とは、冷媒封入量
（サブクールタイプコンデンサ内の冷媒存在量）が変化
しても、サブクールコア部分における過冷却の度合が、
たとえば±１℃以内に納まる領域であり、その領域範囲
内で冷媒封入量を増量あるいは減量しても、その冷媒存
在量の変動によっては、サブクールタイプコンデンサ内
の各部位において高圧圧力等の変化による影響を実質的
に受けない、安定した冷房運転を維持できる領域であ
る。本発明では、このプラトー領域の最適な範囲を見出
し、その最適なプラトー領域の範囲を実現するために、
そのプラトー領域範囲に対応する、最適な液溜め機能を
有する第２のヘッダパイプの内容積を規定したものであ
る。この最適なプラトー領域の範囲における上下限の数
値の根拠については、後述の実験結果の説明により明ら
かにする。すなわち、本発明は、サブクールタイプコン
デンサの第２のヘッダに最適な冷媒の液溜め機能をもた
せるとともに、第２のヘッダパイプの内容積を最適な範
囲に規定したものである。
【００１１】本発明に係るサブクールタイプコンデンサ
においては、第２のヘッダの少なくともサブクールコア
への入口部に相当するヘッダ部の内容積が、第１のヘッ
ダのサブクールコア出口部に相当するヘッダ部の内容積
よりも大きいことが好ましい。とくに、第２のヘッダの
少なくともサブクールコアへの入口部に相当するヘッダ
部の内容積は、第１のヘッダのサブクールコア出口部に
相当するヘッダ部の内容積の２〜３倍の範囲にあること
が好ましい。
においては、第２のヘッダの少なくともサブクールコア
への入口部に相当するヘッダ部の内容積が、第１のヘッ
ダのサブクールコア出口部に相当するヘッダ部の内容積
よりも大きいことが好ましい。とくに、第２のヘッダの
少なくともサブクールコアへの入口部に相当するヘッダ
部の内容積は、第１のヘッダのサブクールコア出口部に
相当するヘッダ部の内容積の２〜３倍の範囲にあること
が好ましい。
【００１２】また、上記第２のヘッダは、冷媒凝縮コア
のヘッダ部とサブクールコアのヘッダ部が同一の横断面
積をもって一体に形成されたヘッダとして構成すること
ができる。
のヘッダ部とサブクールコアのヘッダ部が同一の横断面
積をもって一体に形成されたヘッダとして構成すること
ができる。
【００１３】第１のヘッダは、冷媒凝縮コアのヘッダ部
とサブクールコアのヘッダ部が一体に形成されたヘッダ
として構成することができる。そして、冷媒凝縮コアと
サブクールコアとは、第１のヘッダを区画することによ
り区画することができる。たとえば、冷媒凝縮コアとサ
ブクールコアとは、第１のヘッダ内に、仕切板を設ける
ことにより区画することができる。
とサブクールコアのヘッダ部が一体に形成されたヘッダ
として構成することができる。そして、冷媒凝縮コアと
サブクールコアとは、第１のヘッダを区画することによ
り区画することができる。たとえば、冷媒凝縮コアとサ
ブクールコアとは、第１のヘッダ内に、仕切板を設ける
ことにより区画することができる。
【００１４】また、上記冷媒凝縮コアにおける、並行に
延びる複数の熱交換チューブによって形成される冷媒通
路が、１パス通路に形成されていることが好ましい。す
なわち、１パスの冷媒通路に形成された冷媒凝縮コアを
通過した冷媒が、液溜め部を経てサブクールコアに流入
される。冷媒凝縮コアの冷媒通路が１パス通路に形成さ
れることにより、サブクールタイプコンデンサ全体の構
造の簡素化、小型化が容易になる。ただし本発明におい
ては、冷媒凝縮コアにおける冷媒通路を２パス通路に形
成することも可能である。
延びる複数の熱交換チューブによって形成される冷媒通
路が、１パス通路に形成されていることが好ましい。す
なわち、１パスの冷媒通路に形成された冷媒凝縮コアを
通過した冷媒が、液溜め部を経てサブクールコアに流入
される。冷媒凝縮コアの冷媒通路が１パス通路に形成さ
れることにより、サブクールタイプコンデンサ全体の構
造の簡素化、小型化が容易になる。ただし本発明におい
ては、冷媒凝縮コアにおける冷媒通路を２パス通路に形
成することも可能である。
【００１５】さらに、本発明に係るサブクールタイプコ
ンデンサは、上記２本のヘッダが上下方向に延びてお
り、複数の熱交換チューブが水平方向に延びている構成
とすることができる。これら２本のヘッダのうち第２の
ヘッダが、冷媒凝縮コアのヘッダ部とサブクールコアの
ヘッダ部が一体に構成されたものからなり、かつ、第２
のヘッダの少なくともサブクールコアへの入口部に相当
するヘッダ部を、冷媒の液溜め部に構成すればよい。
ンデンサは、上記２本のヘッダが上下方向に延びてお
り、複数の熱交換チューブが水平方向に延びている構成
とすることができる。これら２本のヘッダのうち第２の
ヘッダが、冷媒凝縮コアのヘッダ部とサブクールコアの
ヘッダ部が一体に構成されたものからなり、かつ、第２
のヘッダの少なくともサブクールコアへの入口部に相当
するヘッダ部を、冷媒の液溜め部に構成すればよい。
【００１６】上記のような本発明に係るサブクールタイ
プコンデンサにおいては、別体としてのリキッドタンク
を設けることなく、第２のヘッダ内に直接冷媒の液溜め
部が形成され、冷媒凝縮コアを通過した冷媒は第２のヘ
ッダ内を通して直接的にサブクールコアに導入される。
このとき、とくにサブクールコアへの入口部に相当する
ヘッダ部の内容積が、第１のヘッダのサブクールコア出
口部に相当するヘッダ部の内容積よりも大きくされ、第
２のヘッダ内に適切な容量の液溜め部が形成されること
により、不都合を生じることなく、サブクールコア部に
おける冷媒の再液化を促進することができ、１００％に
近い再液化が可能になる。
プコンデンサにおいては、別体としてのリキッドタンク
を設けることなく、第２のヘッダ内に直接冷媒の液溜め
部が形成され、冷媒凝縮コアを通過した冷媒は第２のヘ
ッダ内を通して直接的にサブクールコアに導入される。
このとき、とくにサブクールコアへの入口部に相当する
ヘッダ部の内容積が、第１のヘッダのサブクールコア出
口部に相当するヘッダ部の内容積よりも大きくされ、第
２のヘッダ内に適切な容量の液溜め部が形成されること
により、不都合を生じることなく、サブクールコア部に
おける冷媒の再液化を促進することができ、１００％に
近い再液化が可能になる。
【００１７】すなわち、第２のヘッダ自身に、従来のリ
キッドタンクと同等の性能をもたせることができ、第２
のヘッダ内の一部を液溜め部に形成するので、実質的に
部品点数を増加することなく所望の再液化機能を持たせ
ることができ、極めて簡素な構造として、容易にコンデ
ンサ全体の小型化、コストダウンをはかることができ
る。
キッドタンクと同等の性能をもたせることができ、第２
のヘッダ内の一部を液溜め部に形成するので、実質的に
部品点数を増加することなく所望の再液化機能を持たせ
ることができ、極めて簡素な構造として、容易にコンデ
ンサ全体の小型化、コストダウンをはかることができ
る。
【００１８】そして、第２のヘッダの内容積を、最適な
プラトー領域の幅を実現できるように最適な範囲に設定
したので、好ましい過冷却機能を安定して発揮させるこ
とができ、冷房システム全体としても効率の良い安定運
転が可能となる。
プラトー領域の幅を実現できるように最適な範囲に設定
したので、好ましい過冷却機能を安定して発揮させるこ
とができ、冷房システム全体としても効率の良い安定運
転が可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の望ましい実施の
形態を、図面を参照して説明する。図１および図２は、
本発明の一実施態様に係るサブクールタイプコンデンサ
を示している。図１において、１はサブクールタイプコ
ンデンサ全体を示しており、サブクールタイプコンデン
サ１は、上下方向に互いに並行に延びる第１のヘッダ２
および第２のヘッダ３と、両ヘッダ２、３間を連通す
る、並行に延びる複数の熱交換チューブ４を有してい
る。各熱交換チューブ４間およびそれらの最外層部に
は、コルゲートタイプのフィン５が設けられている。第
１のヘッダ２には、その上部に冷媒の入口パイプ６が、
下部に冷媒の出口パイプ７が、それぞれ設けられてい
る。
形態を、図面を参照して説明する。図１および図２は、
本発明の一実施態様に係るサブクールタイプコンデンサ
を示している。図１において、１はサブクールタイプコ
ンデンサ全体を示しており、サブクールタイプコンデン
サ１は、上下方向に互いに並行に延びる第１のヘッダ２
および第２のヘッダ３と、両ヘッダ２、３間を連通す
る、並行に延びる複数の熱交換チューブ４を有してい
る。各熱交換チューブ４間およびそれらの最外層部に
は、コルゲートタイプのフィン５が設けられている。第
１のヘッダ２には、その上部に冷媒の入口パイプ６が、
下部に冷媒の出口パイプ７が、それぞれ設けられてい
る。
【００２０】第１のヘッダ２内には仕切板８が設けられ
ており、該仕切板８により、第１のヘッダ２内が上部空
間と下部空間とに区画されている。この仕切板８によ
り、上記複数の熱交換チューブ４の配設領域が、コンデ
ンサ１に導入されてきた冷媒を凝縮する冷媒凝縮コア９
と、該冷媒凝縮コア９で凝縮された冷媒をさらに過冷却
するサブクールコア１０とに区画されている。すなわ
ち、一体に形成された第１のヘッダ２内に仕切板８を設
けることにより、コンデンサ１のコア全体が、冷媒凝縮
コア９とサブクールコア１０とに区画されている。そし
て本実施態様では、冷媒凝縮コア９における、並行に延
びる複数の熱交換チューブ４によって形成される冷媒通
路が１パス通路に形成されている。したがって、入口パ
イプ６から第１のヘッダ２内に導入された冷媒は、冷媒
凝縮コア９の各熱交換チューブ４を１パス通路形態で通
過して第２のヘッダ３内に流入し、第２のヘッダ３内を
下方に流動した後、直接、サブクールコア１０への入口
部に導入されてサブクールコア１０の各熱交換チューブ
４を通過し、出口パイプ７から流出される。
ており、該仕切板８により、第１のヘッダ２内が上部空
間と下部空間とに区画されている。この仕切板８によ
り、上記複数の熱交換チューブ４の配設領域が、コンデ
ンサ１に導入されてきた冷媒を凝縮する冷媒凝縮コア９
と、該冷媒凝縮コア９で凝縮された冷媒をさらに過冷却
するサブクールコア１０とに区画されている。すなわ
ち、一体に形成された第１のヘッダ２内に仕切板８を設
けることにより、コンデンサ１のコア全体が、冷媒凝縮
コア９とサブクールコア１０とに区画されている。そし
て本実施態様では、冷媒凝縮コア９における、並行に延
びる複数の熱交換チューブ４によって形成される冷媒通
路が１パス通路に形成されている。したがって、入口パ
イプ６から第１のヘッダ２内に導入された冷媒は、冷媒
凝縮コア９の各熱交換チューブ４を１パス通路形態で通
過して第２のヘッダ３内に流入し、第２のヘッダ３内を
下方に流動した後、直接、サブクールコア１０への入口
部に導入されてサブクールコア１０の各熱交換チューブ
４を通過し、出口パイプ７から流出される。
【００２１】なお、本実施態様においては、サブクール
タイプコンデンサコア全体に対する、サブクールコア部
の占有率を約１０〜１２％にしている。本出願人による
実験によれば、占有率は、５〜１２％程度が好ましく、
この範囲内に設定することにより、車両エンジンルーム
内のコンデンサ設置スペースの制限、すなわち、限られ
たコンデンササイズ内におけるサブクール化から生じ
る、高圧側圧力の上昇、それにともなう、車両燃費の低
下を抑制しつつ、最適な過冷却度を実現できる。
タイプコンデンサコア全体に対する、サブクールコア部
の占有率を約１０〜１２％にしている。本出願人による
実験によれば、占有率は、５〜１２％程度が好ましく、
この範囲内に設定することにより、車両エンジンルーム
内のコンデンサ設置スペースの制限、すなわち、限られ
たコンデンササイズ内におけるサブクール化から生じ
る、高圧側圧力の上昇、それにともなう、車両燃費の低
下を抑制しつつ、最適な過冷却度を実現できる。
【００２２】さらに、本実施態様では、第２のヘッダ３
における、少なくとも上記サブクールコア１０への入口
部に相当するヘッダ部分が、冷媒の液溜め部１１に構成
されている。図２に示すように、冷媒凝縮コア９からの
冷媒はこの液溜め部１１に溜められ、そこからサブクー
ルコア１０の各熱交換チューブ４へと流入されることに
なる。図１、図２における各矢印１２は、この冷媒の流
れを表わしている。
における、少なくとも上記サブクールコア１０への入口
部に相当するヘッダ部分が、冷媒の液溜め部１１に構成
されている。図２に示すように、冷媒凝縮コア９からの
冷媒はこの液溜め部１１に溜められ、そこからサブクー
ルコア１０の各熱交換チューブ４へと流入されることに
なる。図１、図２における各矢印１２は、この冷媒の流
れを表わしている。
【００２３】そして、上記冷媒の液溜め部１１が構成さ
れた第２のヘッダ３の内容積Ｖｈが特定の範囲内に設定
される。すなわち、前述の如く、最適なプラトー領域の
幅を実現するために、第２のヘッダ３の内容積Ｖｈが、 １００ｃｃ≦Ｖｈ≦２５０ｃｃ の範囲にされ、好ましくは、 １５０ｃｃ≦Ｖｈ≦２００ｃｃ の範囲とされる。このような最適なプラトー領域の幅を
実現するためのＶｈの範囲は、本発明で目標とするサブ
クールタイプコンデンサの性能および実験結果から決め
られたものである。上記のような範囲を決定するための
根拠、およびそれを求めるために行った実験の結果の詳
細については後述する。
れた第２のヘッダ３の内容積Ｖｈが特定の範囲内に設定
される。すなわち、前述の如く、最適なプラトー領域の
幅を実現するために、第２のヘッダ３の内容積Ｖｈが、 １００ｃｃ≦Ｖｈ≦２５０ｃｃ の範囲にされ、好ましくは、 １５０ｃｃ≦Ｖｈ≦２００ｃｃ の範囲とされる。このような最適なプラトー領域の幅を
実現するためのＶｈの範囲は、本発明で目標とするサブ
クールタイプコンデンサの性能および実験結果から決め
られたものである。上記のような範囲を決定するための
根拠、およびそれを求めるために行った実験の結果の詳
細については後述する。
【００２４】また上記実施態様では、第２のヘッダ３の
少なくともサブクールコア１０への入口部に相当するヘ
ッダ部の内容積が、第１のヘッダ２のサブクールコア１
０の出口部に相当するヘッダ部の内容積よりも大きくさ
れている。とくに、この第２のヘッダ３の少なくともサ
ブクールコア１０への入口部に相当するヘッダ部の内容
積は、第１のヘッダ２のサブクールコア１０の出口部に
相当するヘッダ部の内容積の２〜３倍の範囲に設定され
ている。２倍以上に設定することにより、後述の試験結
果のように優れた性能を発揮することができるが、３倍
を超えると、車両のエンジンルーム内への設置時のスペ
ースの問題や、冷媒封入量の増加の問題を招くおそれが
あるため好ましくない。
少なくともサブクールコア１０への入口部に相当するヘ
ッダ部の内容積が、第１のヘッダ２のサブクールコア１
０の出口部に相当するヘッダ部の内容積よりも大きくさ
れている。とくに、この第２のヘッダ３の少なくともサ
ブクールコア１０への入口部に相当するヘッダ部の内容
積は、第１のヘッダ２のサブクールコア１０の出口部に
相当するヘッダ部の内容積の２〜３倍の範囲に設定され
ている。２倍以上に設定することにより、後述の試験結
果のように優れた性能を発揮することができるが、３倍
を超えると、車両のエンジンルーム内への設置時のスペ
ースの問題や、冷媒封入量の増加の問題を招くおそれが
あるため好ましくない。
【００２５】上記第２のヘッダ３の少なくともサブクー
ルコア１０への入口部に相当するヘッダ部の内容積と、
第１のヘッダ２のサブクールコア１０の出口部に相当す
るヘッダ部の内容積との好ましい関係は、本実施態様で
は、第２のヘッダ３の内径を第１のヘッダ２の内径より
も大きくすることで達成されている。すなわち、本実施
態様では、第１のヘッダ２および第２のヘッダ３は、そ
れぞれ、上記冷媒凝縮コア９のヘッダ部とサブクールコ
ア１０のヘッダ部が、同一の横断面積を有するヘッダと
して形成されている。したがって、第２のヘッダ３の内
径を、第１のヘッダ２のそれよりも大きくし、かつ、適
切な大きさに設定することにより、上記内容積の好まし
い関係に設定することができる。
ルコア１０への入口部に相当するヘッダ部の内容積と、
第１のヘッダ２のサブクールコア１０の出口部に相当す
るヘッダ部の内容積との好ましい関係は、本実施態様で
は、第２のヘッダ３の内径を第１のヘッダ２の内径より
も大きくすることで達成されている。すなわち、本実施
態様では、第１のヘッダ２および第２のヘッダ３は、そ
れぞれ、上記冷媒凝縮コア９のヘッダ部とサブクールコ
ア１０のヘッダ部が、同一の横断面積を有するヘッダと
して形成されている。したがって、第２のヘッダ３の内
径を、第１のヘッダ２のそれよりも大きくし、かつ、適
切な大きさに設定することにより、上記内容積の好まし
い関係に設定することができる。
【００２６】また本実施態様では、冷媒凝縮コア９部分
および／またはサブクールコア１０部分の熱交換チュー
ブについて、次のような好ましい構成が採用されてい
る。
および／またはサブクールコア１０部分の熱交換チュー
ブについて、次のような好ましい構成が採用されてい
る。
【００２７】まず、冷媒凝縮コア９においては、冷媒を
第１の方向（冷媒凝縮コア９における冷媒流れ方向）に
流すチューブ４に対して入口側となる第１のヘッダ２の
抵抗パラメータαに対する該チューブ４の抵抗パラメー
タβの比である分流パラメータγが０．５以上、好まし
くは０．５〜１．５の範囲とされている。 ここで、γ＝β／α β＝Ｌｔ／（Ｄｔ・ｎ） α＝Ｌｈ／Ｄｈ Ｌｔ：チューブの長さ Ｄｔ：１本のチューブの水力直径 ｎ：冷媒を第１の方向に流すチューブの本数 Ｌｈ：第１のヘッダの冷媒凝縮コア９部分の長さ Ｄｈ：第１のヘッダの水力直径 である。
第１の方向（冷媒凝縮コア９における冷媒流れ方向）に
流すチューブ４に対して入口側となる第１のヘッダ２の
抵抗パラメータαに対する該チューブ４の抵抗パラメー
タβの比である分流パラメータγが０．５以上、好まし
くは０．５〜１．５の範囲とされている。 ここで、γ＝β／α β＝Ｌｔ／（Ｄｔ・ｎ） α＝Ｌｈ／Ｄｈ Ｌｔ：チューブの長さ Ｄｔ：１本のチューブの水力直径 ｎ：冷媒を第１の方向に流すチューブの本数 Ｌｈ：第１のヘッダの冷媒凝縮コア９部分の長さ Ｄｈ：第１のヘッダの水力直径 である。
【００２８】冷媒凝縮コア９をこのように構成すること
により、ヘッダ２内圧力と熱交換チューブ４内圧力（と
くに、チューブの抵抗）との関係がγなるパラメータを
介して最適な関係とされ、チューブ４の通路抵抗が適切
に高くされ、それにより、ヘッダ２の冷媒入口の最も圧
力が高い部分に接続されているチューブ４に冷媒が集中
的に流れることが阻害され、ヘッダ２内に一旦冷媒を均
一に停留させる様な効果を発生させることになる。その
結果、ヘッダ２内の冷媒圧力を均一にすることができ、
結果的に各チューブ４にかかる圧力が均一になることで
良好な分流状態が得られる。したがって、この冷媒凝縮
コア９を通過した冷媒も、良好な分流状態で第２のヘッ
ダ３内に集められ、第２のヘッダ３の少なくともサブク
ールコア１０への入口部に相当するヘッダ部分の横断面
積（容積）を最小化でき、これにより、冷媒封入量を最
小限に抑えることが可能になるとともに、サブクールタ
イプコンデンサ１全体の小型化が可能になる。
により、ヘッダ２内圧力と熱交換チューブ４内圧力（と
くに、チューブの抵抗）との関係がγなるパラメータを
介して最適な関係とされ、チューブ４の通路抵抗が適切
に高くされ、それにより、ヘッダ２の冷媒入口の最も圧
力が高い部分に接続されているチューブ４に冷媒が集中
的に流れることが阻害され、ヘッダ２内に一旦冷媒を均
一に停留させる様な効果を発生させることになる。その
結果、ヘッダ２内の冷媒圧力を均一にすることができ、
結果的に各チューブ４にかかる圧力が均一になることで
良好な分流状態が得られる。したがって、この冷媒凝縮
コア９を通過した冷媒も、良好な分流状態で第２のヘッ
ダ３内に集められ、第２のヘッダ３の少なくともサブク
ールコア１０への入口部に相当するヘッダ部分の横断面
積（容積）を最小化でき、これにより、冷媒封入量を最
小限に抑えることが可能になるとともに、サブクールタ
イプコンデンサ１全体の小型化が可能になる。
【００２９】上記のγを所望の範囲にするには、ヘッダ
内圧力とチューブの抵抗との相対関係を所望の関係にす
る必要があり、とくに、チューブを、内部を冷媒が温度
分布を発生させないように流れつつ、比較的大きな抵抗
を有する構造に設計することが有効である。このように
各チューブに比較的大きな抵抗をもたせるには、チュー
ブ内を小流路に分割した構造が有効である。
内圧力とチューブの抵抗との相対関係を所望の関係にす
る必要があり、とくに、チューブを、内部を冷媒が温度
分布を発生させないように流れつつ、比較的大きな抵抗
を有する構造に設計することが有効である。このように
各チューブに比較的大きな抵抗をもたせるには、チュー
ブ内を小流路に分割した構造が有効である。
【００３０】γを上記のような目標とする範囲に納める
ためには、チューブ内を単に直線状の小流路に分割した
ような構造、たとえば押出成形または引抜成形によって
内部に複数の直線状の小流路を形成したチューブ構造で
も可能であるが、同時に各チューブ内での温度むらを小
さく抑えるためには、たとえば、各チューブ内に、熱交
換媒体がチューブの長手方向および幅方向に実質的に自
由に流通可能な複数の流路が形成されている構造がより
好ましい。このような複数の流路は、インナーフィン
や、チューブ内面に設けられた凸部によって形成するこ
とができる。
ためには、チューブ内を単に直線状の小流路に分割した
ような構造、たとえば押出成形または引抜成形によって
内部に複数の直線状の小流路を形成したチューブ構造で
も可能であるが、同時に各チューブ内での温度むらを小
さく抑えるためには、たとえば、各チューブ内に、熱交
換媒体がチューブの長手方向および幅方向に実質的に自
由に流通可能な複数の流路が形成されている構造がより
好ましい。このような複数の流路は、インナーフィン
や、チューブ内面に設けられた凸部によって形成するこ
とができる。
【００３１】チューブ内の複数の流路をインナーフィン
で形成する場合には、たとえば図３に示すような構造を
採用できる。図３に示すインナーフィン８１は、平板状
部材に複数の山部と谷部が切り起こして曲げ加工され、
山部８２、第１の平坦部８３、谷部８４、第２の平坦部
８５がこの順にくり返し形成された凹凸条８６が複数互
いに隣接して配置されているとともに、隣接する凹凸条
８６が一方の凹凸条の第１の平坦部８３が他方の凹凸条
の第２の平坦部８５と連続した平坦部を形成する位置関
係にあるインナーフィン８１に構成されている。凹凸条
８６により形成された各連通孔８７を介して、冷媒が自
由に出入り、分流できるようになっている。冷媒の流れ
方向は、８８の方向、８９の方向のいずれにも設定でき
る。
で形成する場合には、たとえば図３に示すような構造を
採用できる。図３に示すインナーフィン８１は、平板状
部材に複数の山部と谷部が切り起こして曲げ加工され、
山部８２、第１の平坦部８３、谷部８４、第２の平坦部
８５がこの順にくり返し形成された凹凸条８６が複数互
いに隣接して配置されているとともに、隣接する凹凸条
８６が一方の凹凸条の第１の平坦部８３が他方の凹凸条
の第２の平坦部８５と連続した平坦部を形成する位置関
係にあるインナーフィン８１に構成されている。凹凸条
８６により形成された各連通孔８７を介して、冷媒が自
由に出入り、分流できるようになっている。冷媒の流れ
方向は、８８の方向、８９の方向のいずれにも設定でき
る。
【００３２】また、図示は省略するが、チューブ内の複
数の流路をチューブ内面に設けられた凸部によって形成
することもでき、その場合には、該凸部はチューブ壁の
エンボス加工により形成することができる。
数の流路をチューブ内面に設けられた凸部によって形成
することもでき、その場合には、該凸部はチューブ壁の
エンボス加工により形成することができる。
【００３３】上記のようなサブクールタイプコンデンサ
１は、たとえば図４に示すような冷凍サイクル２０に組
み込まれて使用される。図４に示すように、コンプレッ
サ２１で圧縮された冷媒は、サブクールタイプコンデン
サ１に送られ凝縮された後過冷却されて再液化され、膨
張弁２２を介してエバポレータ２３に送られる。エバポ
レータ２３における吸熱作用により冷却機能が発揮され
る。エバポレータ２３からの冷媒は、コンプレッサ２１
に送られて再び圧縮される。
１は、たとえば図４に示すような冷凍サイクル２０に組
み込まれて使用される。図４に示すように、コンプレッ
サ２１で圧縮された冷媒は、サブクールタイプコンデン
サ１に送られ凝縮された後過冷却されて再液化され、膨
張弁２２を介してエバポレータ２３に送られる。エバポ
レータ２３における吸熱作用により冷却機能が発揮され
る。エバポレータ２３からの冷媒は、コンプレッサ２１
に送られて再び圧縮される。
【００３４】図１、図２に示したようなサブクールタイ
プコンデンサ１の性能を確認するために、図５に示すよ
うな従来型のサブクールタイプコンデンサ３１との比較
試験を行った。図５に示す従来型のサブクールタイプコ
ンデンサ３１は、ヘッダ３２、３３にそれぞれ仕切板３
４、３５を設けることにより、コア部が冷媒凝縮コア３
６とサブクールコア３７とに区画し、ヘッダ３３の横に
リキッドタンク３８を設けたものである。一方、性能比
較を行った本発明に係るサブクールタイプコンデンサ１
は、コア部全体としてはサブクールタイプコンデンサ３
１のそれと同じ大きさを有し、第２のヘッダ３の内容積
と第１のヘッダ２の内容積との比が２．３２：１のもの
を使用した。また、熱交換チューブ４内に図３に示した
インナーフィン８１を設けたものを用いた。
プコンデンサ１の性能を確認するために、図５に示すよ
うな従来型のサブクールタイプコンデンサ３１との比較
試験を行った。図５に示す従来型のサブクールタイプコ
ンデンサ３１は、ヘッダ３２、３３にそれぞれ仕切板３
４、３５を設けることにより、コア部が冷媒凝縮コア３
６とサブクールコア３７とに区画し、ヘッダ３３の横に
リキッドタンク３８を設けたものである。一方、性能比
較を行った本発明に係るサブクールタイプコンデンサ１
は、コア部全体としてはサブクールタイプコンデンサ３
１のそれと同じ大きさを有し、第２のヘッダ３の内容積
と第１のヘッダ２の内容積との比が２．３２：１のもの
を使用した。また、熱交換チューブ４内に図３に示した
インナーフィン８１を設けたものを用いた。
【００３５】結果を、図６、図７に示す。実施例として
示したデータが本発明に係るサブクールタイプコンデン
サ１に係るものであり、従来例として示したデータがサ
ブクールタイプコンデンサ３１に係るものである。
示したデータが本発明に係るサブクールタイプコンデン
サ１に係るものであり、従来例として示したデータがサ
ブクールタイプコンデンサ３１に係るものである。
【００３６】図６は、図４に示したような冷凍サイクル
における、サブクールタイプコンデンサのコンプレッサ
吐出冷媒圧力Ｐｄ（ＭＰａ）と冷媒封入量（ｇｒ）の関
係を示したものである。図６から判るように、サブクー
ルタイプコンデンサ１ではコンプレッサ吐出冷媒圧力が
適切に高められ、少ない冷媒封入量でもより好ましい圧
縮が行われていることが判る。
における、サブクールタイプコンデンサのコンプレッサ
吐出冷媒圧力Ｐｄ（ＭＰａ）と冷媒封入量（ｇｒ）の関
係を示したものである。図６から判るように、サブクー
ルタイプコンデンサ１ではコンプレッサ吐出冷媒圧力が
適切に高められ、少ない冷媒封入量でもより好ましい圧
縮が行われていることが判る。
【００３７】また図７は、サブクールタイプコンデンサ
のサブクールコア部分における過冷却（Ｓｕｐｅｒ Ｃ
ｏｏｌｉｎｇ）の度合（以下、Ｓ．Ｃ．と省略すること
もあり、単位を「℃」（ｄｅｇｒｅｅ）で表わす。）
と、サブクールタイプコンデンサを含む冷凍サイクルへ
の冷媒封入量との関係を示したものである。図７から判
るように、図１に示したような本発明に係るサブクール
タイプコンデンサ１においては、ある冷媒封入量以上に
なると、Ｓ．Ｃ．がある特性線に沿って徐々に増大し、
増大した後には、冷媒封入量を増加してもＳ．Ｃ．が略
一定に保たれる安定したプラトー領域（棚領域）を形成
し、それよりも冷媒封入量を増加すると再びＳ．Ｃ．が
増大する特性を示す。このＳ．Ｃ．は、たとえば５℃以
上で良好な過冷却機能、つまり、冷媒の再液化性能を示
すが、図１に示したようなサブクールタイプコンデンサ
１においては、上記プラトー領域は、図７に示すよう
に、サブクールタイプコンデンサ３１に比べ、広い安定
した領域として形成でき、しかも、より少ない冷媒封入
量にて優れたＳ．Ｃ．の特性を得ることができる。すな
わち、より少ない冷媒封入量でありながら、所望の再液
化機能が得られることになる。
のサブクールコア部分における過冷却（Ｓｕｐｅｒ Ｃ
ｏｏｌｉｎｇ）の度合（以下、Ｓ．Ｃ．と省略すること
もあり、単位を「℃」（ｄｅｇｒｅｅ）で表わす。）
と、サブクールタイプコンデンサを含む冷凍サイクルへ
の冷媒封入量との関係を示したものである。図７から判
るように、図１に示したような本発明に係るサブクール
タイプコンデンサ１においては、ある冷媒封入量以上に
なると、Ｓ．Ｃ．がある特性線に沿って徐々に増大し、
増大した後には、冷媒封入量を増加してもＳ．Ｃ．が略
一定に保たれる安定したプラトー領域（棚領域）を形成
し、それよりも冷媒封入量を増加すると再びＳ．Ｃ．が
増大する特性を示す。このＳ．Ｃ．は、たとえば５℃以
上で良好な過冷却機能、つまり、冷媒の再液化性能を示
すが、図１に示したようなサブクールタイプコンデンサ
１においては、上記プラトー領域は、図７に示すよう
に、サブクールタイプコンデンサ３１に比べ、広い安定
した領域として形成でき、しかも、より少ない冷媒封入
量にて優れたＳ．Ｃ．の特性を得ることができる。すな
わち、より少ない冷媒封入量でありながら、所望の再液
化機能が得られることになる。
【００３８】このように、図６、図７から、本発明に係
るサブクールタイプコンデンサ１では、サブクールタイ
プコンデンサ３１に比べて優れた性能が得られる。しか
も、別体のリキッドタンク３８を設ける必要がなく、ヘ
ッダ３自身に所望のリキッドタンク機能を持たせること
ができるので、構造が簡素であり、全体として小型、か
つ安価に構成できる。
るサブクールタイプコンデンサ１では、サブクールタイ
プコンデンサ３１に比べて優れた性能が得られる。しか
も、別体のリキッドタンク３８を設ける必要がなく、ヘ
ッダ３自身に所望のリキッドタンク機能を持たせること
ができるので、構造が簡素であり、全体として小型、か
つ安価に構成できる。
【００３９】なお、上記実施態様では、液溜め部１１
を、大径の第２のヘッダ３の下部に形成したが、この液
溜め部の形成は、他の方法によってもよい。たとえば、
図８に変形例を示すように、第２のヘッダ４２の下部の
み大径に形成してその部分に液溜め部４３を構成したサ
ブクールタイプコンデンサ４１としてもよい。また、図
９に別の変形例を示すように、第２のヘッダ５２をその
下部側ほど断面積が大きくなるテーパ形のヘッダに構成
し、その下部側に液溜め部５３を構成したサブクールタ
イプコンデンサ５１としてもよい。
を、大径の第２のヘッダ３の下部に形成したが、この液
溜め部の形成は、他の方法によってもよい。たとえば、
図８に変形例を示すように、第２のヘッダ４２の下部の
み大径に形成してその部分に液溜め部４３を構成したサ
ブクールタイプコンデンサ４１としてもよい。また、図
９に別の変形例を示すように、第２のヘッダ５２をその
下部側ほど断面積が大きくなるテーパ形のヘッダに構成
し、その下部側に液溜め部５３を構成したサブクールタ
イプコンデンサ５１としてもよい。
【００４０】また、上記実施態様では、冷媒凝縮コア９
を１パスの冷媒通路構成としたが、２パス（つまり、１
回折り返す構造）の冷媒通路構成、それ以上のパスの冷
媒通路構成とすることも可能である。ただし、いずれの
場合にも、たとえば、ヘッダ内に設けた仕切壁により、
あるいは、第１のヘッダの冷媒凝縮コアの入口部に相当
するヘッダ部とサブクールコアの出口部に相当するヘッ
ダ部とを別部材で構成することにより、冷媒凝縮コアと
サブクールコアとを明確に区画することが必要である。
すなわち、本発明においては、第２のヘッダには、サブ
クールコア入口部のヘッダおよび冷媒凝縮コア出口部の
ヘッダとも仕切が設けられていない（１パスの場合）、
あるいは、設けられていても冷媒凝縮コア出口部のヘッ
ダのほぼ中間にのみ設けられているだけである（２バス
の場合）ため、冷媒凝縮コア出口部のヘッダ全体または
同ヘッダの下半分を液溜め部として利用することがで
き、別途、液溜め部材を設けたり、必要以上に容量の大
きなヘッダを設けなくもよい。そのため、熱交換器全体
の小型化を達成しつつ、最適なサブクールタイプコンデ
ンサを提供できる。
を１パスの冷媒通路構成としたが、２パス（つまり、１
回折り返す構造）の冷媒通路構成、それ以上のパスの冷
媒通路構成とすることも可能である。ただし、いずれの
場合にも、たとえば、ヘッダ内に設けた仕切壁により、
あるいは、第１のヘッダの冷媒凝縮コアの入口部に相当
するヘッダ部とサブクールコアの出口部に相当するヘッ
ダ部とを別部材で構成することにより、冷媒凝縮コアと
サブクールコアとを明確に区画することが必要である。
すなわち、本発明においては、第２のヘッダには、サブ
クールコア入口部のヘッダおよび冷媒凝縮コア出口部の
ヘッダとも仕切が設けられていない（１パスの場合）、
あるいは、設けられていても冷媒凝縮コア出口部のヘッ
ダのほぼ中間にのみ設けられているだけである（２バス
の場合）ため、冷媒凝縮コア出口部のヘッダ全体または
同ヘッダの下半分を液溜め部として利用することがで
き、別途、液溜め部材を設けたり、必要以上に容量の大
きなヘッダを設けなくもよい。そのため、熱交換器全体
の小型化を達成しつつ、最適なサブクールタイプコンデ
ンサを提供できる。
【００４１】次に、本発明に係るサブクールタイプコン
デンサにおける第２のヘッダの内容積について説明す
る。第２のヘッダの内容積Ｖｈは、 １００ｃｃ≦Ｖｈ≦２５０ｃｃ の範囲とされ、好ましくは、 １５０ｃｃ≦Ｖｈ≦２００ｃｃ の範囲とされる。
デンサにおける第２のヘッダの内容積について説明す
る。第２のヘッダの内容積Ｖｈは、 １００ｃｃ≦Ｖｈ≦２５０ｃｃ の範囲とされ、好ましくは、 １５０ｃｃ≦Ｖｈ≦２００ｃｃ の範囲とされる。
【００４２】第２のヘッダの内容積Ｖｈの最適な範囲を
検討するにあたり、図１に示したようなサブクールタイ
プコンデンサにおいて、第２のヘッダの内容積を種々変
更して、得られたプラトー領域の幅（冷媒封入量の幅
（ｇｒ）で表示）との関係を求めた。結果を図１０に示
す。
検討するにあたり、図１に示したようなサブクールタイ
プコンデンサにおいて、第２のヘッダの内容積を種々変
更して、得られたプラトー領域の幅（冷媒封入量の幅
（ｇｒ）で表示）との関係を求めた。結果を図１０に示
す。
【００４３】図１０において、本発明で目標としたサブ
クールタイプコンデンサの性能を得るためには、プラト
ー領域の幅として５０ｇｒ以上必要であり、１５０ｇｒ
以下とするのが適切であると決定した。５０ｇｒを下限
としたのは、冷房運転条件の変化（冷凍負荷の変化、冷
凍サイクル内の冷媒循環量の変化）による変動分として
最低限５０ｇｒは必要であるためである。５０ｇｒ未満
のプラトー領域幅にすると、必要な冷房能力を確保でき
ない場合が生じ、冷房装置として機能しない場合が生じ
るおそれがあるためである。一方、１５０ｇｒを上限と
したのは、冷房装置の寿命年数は通常十数年であり、そ
の間に洩れる冷媒量と初期冷媒封入時の封入量誤差分を
含めて考慮すると、プラトー領域幅が１５０ｇｒあれば
充分であるとともに、それ以上プラトー領域幅を大きく
しても、冷房能力が変化することはなく、むしろ、ヘッ
ダの内容積が大きくなりすぎて、製品の小型化の要請に
対応できなくなるからである。この５０ｇｒ以上、１５
０ｇｒ以下の必要とされるプラトー領域幅の範囲は、通
常の冷房システム、たとえば車両用空調装置に適用され
る冷房システムにおいては、装置のサイズによってはそ
れほど変わらず、５０ｇｒ以上、１５０ｇｒ以下の範囲
内に設定されていれば十分である。ただしこれらは、最
小値と最大値であり、好ましいプラトー領域幅は、９０
ｇｒ〜１２０ｇｒの範囲である。
クールタイプコンデンサの性能を得るためには、プラト
ー領域の幅として５０ｇｒ以上必要であり、１５０ｇｒ
以下とするのが適切であると決定した。５０ｇｒを下限
としたのは、冷房運転条件の変化（冷凍負荷の変化、冷
凍サイクル内の冷媒循環量の変化）による変動分として
最低限５０ｇｒは必要であるためである。５０ｇｒ未満
のプラトー領域幅にすると、必要な冷房能力を確保でき
ない場合が生じ、冷房装置として機能しない場合が生じ
るおそれがあるためである。一方、１５０ｇｒを上限と
したのは、冷房装置の寿命年数は通常十数年であり、そ
の間に洩れる冷媒量と初期冷媒封入時の封入量誤差分を
含めて考慮すると、プラトー領域幅が１５０ｇｒあれば
充分であるとともに、それ以上プラトー領域幅を大きく
しても、冷房能力が変化することはなく、むしろ、ヘッ
ダの内容積が大きくなりすぎて、製品の小型化の要請に
対応できなくなるからである。この５０ｇｒ以上、１５
０ｇｒ以下の必要とされるプラトー領域幅の範囲は、通
常の冷房システム、たとえば車両用空調装置に適用され
る冷房システムにおいては、装置のサイズによってはそ
れほど変わらず、５０ｇｒ以上、１５０ｇｒ以下の範囲
内に設定されていれば十分である。ただしこれらは、最
小値と最大値であり、好ましいプラトー領域幅は、９０
ｇｒ〜１２０ｇｒの範囲である。
【００４４】上記のプラトー領域幅の範囲、つまり５０
ｇｒ以上、１５０ｇｒ以下の範囲に対応する第２のヘッ
ダの内容積Ｖｈの範囲は、図１０から、 １００ｃｃ≦Ｖｈ≦２５０ｃｃ の範囲となる。また、好ましいプラトー領域幅の範囲９
０ｇｒ〜１２０ｇｒに対応する第２のヘッダの内容積Ｖ
ｈの範囲が、 １５０ｃｃ≦Ｖｈ≦２００ｃｃ の範囲となる。したがって、本発明では、これらの範囲
が規定されている。
ｇｒ以上、１５０ｇｒ以下の範囲に対応する第２のヘッ
ダの内容積Ｖｈの範囲は、図１０から、 １００ｃｃ≦Ｖｈ≦２５０ｃｃ の範囲となる。また、好ましいプラトー領域幅の範囲９
０ｇｒ〜１２０ｇｒに対応する第２のヘッダの内容積Ｖ
ｈの範囲が、 １５０ｃｃ≦Ｖｈ≦２００ｃｃ の範囲となる。したがって、本発明では、これらの範囲
が規定されている。
【００４５】図１０における、内容積Ｖｈが１７２ｃｃ
のサブクールタイプコンデンサを含む冷凍サイクルの冷
媒封入量（ｇｒ）とＳ．Ｃ．（ｄｅｇ）との関係は図１
１に示すようになった。±１ｄｅｇのＳ．Ｃ．の範囲内
に入っていることをプラトー領域の条件とすると、図１
１に示すように、約１００ｇｒのプラトー領域幅とな
り、上記好ましいプラトー領域幅の範囲（９０ｇｒ〜１
２０ｇｒ）内にあることを確認できた。
のサブクールタイプコンデンサを含む冷凍サイクルの冷
媒封入量（ｇｒ）とＳ．Ｃ．（ｄｅｇ）との関係は図１
１に示すようになった。±１ｄｅｇのＳ．Ｃ．の範囲内
に入っていることをプラトー領域の条件とすると、図１
１に示すように、約１００ｇｒのプラトー領域幅とな
り、上記好ましいプラトー領域幅の範囲（９０ｇｒ〜１
２０ｇｒ）内にあることを確認できた。
【００４６】このように、本発明においては、第２のヘ
ッダの内容積Ｖｈを最適な範囲に設定することにより、
最適なプラトー領域幅を実現でき、小型のサブクールタ
イプコンデンサでありながら、安定した冷房運転を行う
ことが可能になる。
ッダの内容積Ｖｈを最適な範囲に設定することにより、
最適なプラトー領域幅を実現でき、小型のサブクールタ
イプコンデンサでありながら、安定した冷房運転を行う
ことが可能になる。
【００４７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るサブ
クールタイプコンデンサによれば、別体のリキッドタン
クを設けることなく、第２のヘッダ自身で冷媒の液溜め
部を形成して、サブクールコアで適切に冷媒を再液化で
きるようにし、かつ、第２のヘッダの内容積を最適な範
囲に設定して安定運転のための最適なプラトー領域を形
成できるようにしたので、簡単な構造で望ましい性能を
有するサブクールタイプコンデンサを安価に構成でき、
かつ、コンデンサ全体の小型化も容易にはかることがで
きる。
クールタイプコンデンサによれば、別体のリキッドタン
クを設けることなく、第２のヘッダ自身で冷媒の液溜め
部を形成して、サブクールコアで適切に冷媒を再液化で
きるようにし、かつ、第２のヘッダの内容積を最適な範
囲に設定して安定運転のための最適なプラトー領域を形
成できるようにしたので、簡単な構造で望ましい性能を
有するサブクールタイプコンデンサを安価に構成でき、
かつ、コンデンサ全体の小型化も容易にはかることがで
きる。
【図１】本発明の一実施態様に係るサブクールタイプコ
ンデンサの正面図である。
ンデンサの正面図である。
【図２】図１のコンデンサの拡大部分断面図である。
【図３】図１のコンデンサの熱交換チューブ内に好適に
設けられるインナーフィンの一例を示す部分斜視図であ
る。
設けられるインナーフィンの一例を示す部分斜視図であ
る。
【図４】図１のコンデンサを組み込んだ冷凍サイクルの
一例を示す機器系統図である。
一例を示す機器系統図である。
【図５】比較試験に用いた従来型のサブクールタイプコ
ンデンサの正面図である。
ンデンサの正面図である。
【図６】比較試験における冷媒封入量とコンプレッサ吐
出冷媒圧力との関係図である。
出冷媒圧力との関係図である。
【図７】比較試験における冷媒封入量と過冷却度（Ｓ．
Ｃ．）との関係図である。
Ｃ．）との関係図である。
【図８】図１の変形例に係るサブクールタイプコンデン
サの概略正面図である。
サの概略正面図である。
【図９】図１の別の変形例に係るサブクールタイプコン
デンサの概略正面図である。
デンサの概略正面図である。
【図１０】第２のヘッダの内容積とプラトー領域の幅と
の関係図である。
の関係図である。
【図１１】図１０におけるサブクールタイプコンデンサ
を用いた試験における、冷媒封入量と過冷却度（Ｓ．
Ｃ．）との関係図である。
を用いた試験における、冷媒封入量と過冷却度（Ｓ．
Ｃ．）との関係図である。
１、４１、５１ サブクールタイプコンデンサ ２ 第１のヘッダ ３、４２、５２ 第２のヘッダ ４ 熱交換チューブ ５ フィン ６ 入口パイプ ７ 出口パイプ ８ 仕切板 ９ 冷媒凝縮コア １０ サブクールコア １１ 液溜め部 １２ 冷媒の流れ ２０ 冷凍サイクル ２１ コンプレッサ ２２ 膨張弁 ２３ エバポレータ ８１ インナーフィン ８２ 山部 ８３ 第１の平坦部 ８４ 谷部 ８５ 第２の平坦部 ８６ 凹凸条 ８７ 連通孔 ８８、８９ 冷媒の流れ方向
Claims (9)
- 【請求項１】 ２本のヘッダ間を並行に延びる複数の熱
交換チューブで連通したコンデンサであって、前記コン
デンサは、冷媒を凝縮する冷媒凝縮コアと、該冷媒凝縮
コアで凝縮された冷媒をさらに過冷却するサブクールコ
アとに区画したサブクールタイプコンデンサであるとと
もに、前記２本のヘッダのうちサブクールコアへの入口
部に相当するヘッダ部を構成する第２のヘッダは、前記
冷媒凝縮コアのヘッダ部と前記サブクールコアのヘッダ
部が一体に構成されたものであり、少なくとも前記サブ
クールコアへの入口部に相当するヘッダ部を、冷媒の液
溜め部に構成するとともに、前記第２のヘッダの内容積
Ｖｈを、 １００ｃｃ≦Ｖｈ≦２５０ｃｃ の範囲にしたことを特徴とするサブクールタイプコンデ
ンサ。 - 【請求項２】 前記第２のヘッダの内容積Ｖｈが、 １５０ｃｃ≦Ｖｈ≦２００ｃｃ の範囲にある、請求項１のサブクールタイプコンデン
サ。 - 【請求項３】 前記第２のヘッダの少なくともサブクー
ルコアへの入口部に相当するヘッダ部の内容積を、第１
のヘッダのサブクールコア出口部に相当するヘッダ部の
内容積よりも大きくしている、請求項１または２のサブ
クールタイプコンデンサ。 - 【請求項４】 前記第２のヘッダの少なくともサブクー
ルコアへの入口部に相当するヘッダ部の内容積は、第１
のヘッダのサブクールコア出口部に相当するヘッダ部の
内容積の２〜３倍の範囲にある、請求項３のサブクール
タイプコンデンサ。 - 【請求項５】 前記第２のヘッダは、前記冷媒凝縮コア
のヘッダ部と前記サブクールコアのヘッダ部が同一の横
断面積をもって一体に形成されたヘッダである、請求項
１ないし４のいずれかに記載のサブクールタイプコンデ
ンサ。 - 【請求項６】 第１のヘッダは、前記冷媒凝縮コアのヘ
ッダ部と前記サブクールコアのヘッダ部が一体に形成さ
れたヘッダであるとともに、前記冷媒凝縮コアと前記サ
ブクールコアとは、第１のヘッダを区画することにより
区画されている、請求項１ないし５のいずれかに記載の
サブクールタイプコンデンサ。 - 【請求項７】 前記冷媒凝縮コアと前記サブクールコア
とは、前記第１のヘッダ内に、仕切板を設けることによ
り区画されている、請求項６のサブクールタイプコンデ
ンサ。 - 【請求項８】 前記冷媒凝縮コアにおける、並行に延び
る複数の熱交換チューブによって形成される冷媒通路
が、１パス通路に形成されている、請求項１ないし７の
いずれかに記載のサブクールタイプコンデンサ。 - 【請求項９】 前記２本のヘッダが上下方向に延びてお
り、前記複数の熱交換チューブが水平方向に延びてい
る、請求項１ないし８のいずれかに記載のサブクールタ
イプコンデンサ。
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|---|---|---|---|
| JP2001115155A JP2002031436A (ja) | 2000-05-09 | 2001-04-13 | サブクールタイプコンデンサ |
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| JP2000135415 | 2000-05-09 | ||
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|---|---|
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|---|---|---|---|
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