JP2006266570A

JP2006266570A - 車両用冷却装置

Info

Publication number: JP2006266570A
Application number: JP2005083710A
Authority: JP
Inventors: Masatake Niihama; 正剛新濱; Tomoaki Uehara; 智明上原
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2005-03-23
Filing date: 2005-03-23
Publication date: 2006-10-05

Abstract

【課題】凝縮部と過冷却部をそれぞれ独立配置し、車体フレームに応じた柔軟なレイアウトを可能とし、さらに、凝縮部とレシーバ及び、レシーバと過冷却部との連結管を直管として冷媒をスムーズに通過させ、圧力損失を低減させることによって冷却効率を向上させた車両用冷却装置を提供する。
【解決手段】冷媒ガスの熱交換を行う凝縮部１と、端部に冷媒流入口１４及び冷媒流出口１５が設けられ、凝縮部１より流出した冷媒を前記冷媒流入口から導入して、液冷媒のみを前記冷媒流出口から流出させるレシーバ２と、前記凝縮部１のコアとは独立したコアを形成し、レシーバ２からの液冷媒をさらに冷却する過冷却部３とを備え、前記凝縮部１とレシーバ２を直状の連結管４によって連結し、さらに、前記レシーバ２と過冷却部３を直状の連結管５によって連結した。
【選択図】図１

Description

本発明は、カーエアコン用の冷房装置に採用される車両用冷却装置に関する。

一般に、乗用車の空調装置における冷房装置は、蒸発器，コンプレッサ，凝縮器，受液器および膨張弁を備え、それらに冷媒を循環させる構成となっている。コンプレッサは、エンジンの回転力により駆動されるもので、これにより冷媒を圧縮して送り出して冷凍サイクルを運転する。
蒸発器では、冷媒が外部の熱を吸収する作用により、車室内に送り出す空気の熱を吸収させることができ、もって車室内の冷房が行なわれるのである。

このような冷房装置を搭載する車両では、特に、車室容積が広い大型車両においては、冷凍サイクルの効率を向上させるために、次のようにして冷媒に過冷却度を持たせるようにしている。
レシーバから膨張弁に至る冷媒通路に過冷却部を設け、レシーバから流出される飽和液状態の冷媒を過冷却部により外気温度近くまで冷却して過冷却度を持たせるようにしている。このような構成とすることで、過冷却度が高められた状態の冷媒を蒸発器側に送ることができるので、効率良く冷却動作を行なわせることができる。
そして、このような車両用冷却装置に関する技術として、特開２０００−３１４５７４号公報記載の技術が知られている。
特開２０００−３１４５７４号公報

しかしながら、近年の車両用冷却装置では、部品のモジュール化により、凝縮部と過冷却部が一体として構成されている。そのため、レシーバの取付け位置が限定され、レシーバとの接続配管が複雑に屈曲するという問題があった。
特に、大型車両では、冷房能力を高めるため、凝縮部の面積を大きくとりたいが、サイドメンバ間の距離の制約もあり、おおよそラジエータコアサポートのセンター近傍に車両剛性を確保するためのラジエータコアサポートロア等が設定されている。このため、レシーバの配置が凝縮部から遠くなり、レシーバと過冷却間の配管レイアウトが複雑になっている。
このように、配管が複雑になることにより、レシーバとの連結管が屈曲し、冷媒が流通する際の抵抗が発生し、そのため冷却効率が低下するという問題があった。
また、いわゆるサーペンタインコンデンサの場合では、凝縮部及び過冷却部にはヘッダに相当する部分がなく、レシーバと過冷却部を連通する部分がコアを構成するチューブであるため、その取付け構造が複雑になるという問題があった。

本発明はかかる従来の問題点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、凝縮部と過冷却部をそれぞれ独立配置し、車体フレームに応じた柔軟なレイアウトを可能とし、さらに、凝縮部とレシーバ及び、レシーバと過冷却部との連結管を直管として冷媒をスムーズに通過させ、圧力損失を低減させることによって冷却効率を向上させた車両用冷却装置を提供することにある。

本発明の請求項１記載の車両用冷却装置では、垂直に配置される一対のヘッダ間に、両端を両ヘッダに連通接続する複数の熱交換チューブが並列状に配置されてコアが形成され、ヘッダ上部に設けられた入口より流入された冷媒が、前記複数の熱交換チューブを流れて、ヘッダ下部に設けられた出口より流出される凝縮部と、端部に冷媒流入口及び冷媒流出口が設けられ、凝縮部より流出した冷媒を前記冷媒流入口から導入して、液冷媒のみを前記冷媒流出口から流出させるレシーバと、前記凝縮部のコアとは独立したコアを形成し、レシーバからの液冷媒をさらに冷却する過冷却部とを備え、前記凝縮部とレシーバを直状の連結管によって連結し、さらに、前記レシーバと過冷却部を直状の連結管によって連結したことを特徴とする。

本発明の請求項１記載の発明にあっては、垂直に配置される一対のヘッダ間に、両端を両ヘッダに連通接続する複数の熱交換チューブが並列状に配置されてコアが形成され、ヘッダ上部に設けられた入口より流入された冷媒が、前記複数の熱交換チューブを流れて、ヘッダ下部に設けられた出口より流出される凝縮部と、端部に冷媒流入口及び冷媒流出口が設けられ、凝縮部より流出した冷媒を前記冷媒流入口から導入して、液冷媒のみを前記冷媒流出口から流出させるレシーバと、前記凝縮部のコアとは独立したコアを形成し、レシーバからの液冷媒をさらに冷却する過冷却部とを備え、前記凝縮部とレシーバを直状の連結管によって連結し、さらに、前記レシーバと過冷却部を直状の連結管によって連結したので、レシーバとの冷媒の流通が直管を通して行われる。したがって、屈曲した管を経由しない分流通抵抗が低減され、冷却効率が向上する。
また、凝縮部コア、過冷却部のコアを別体としたので、車両への搭載スペースを柔軟に設定でき、多様なレイアウトが可能となる。

請求項２記載の発明にあっては、凝縮部コアの垂直ヘッダの側部に沿ってレシーバを配置し、そのレシーバの直下に過冷却部コアのヘッダを位置させ、凝縮部コアの垂直ヘッダとレシーバを水平の連結管によって連結し、レシーバの下面から垂直方向に連結管を延ばして過冷却部のヘッダに連結したので、接続がスムーズに行なわれ、凝縮部とレシーバ及びレシーバと過冷却部を最短距離で確実に接続することができる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

図１は第１実施例に係る車両用冷却装置の概略正面図である。
まず、本発明の一実施例について、全体構成を説明する。
本発明の車両用冷却装置は、図１に示すように、圧縮機からの吐出冷媒を凝縮させる凝縮部１と、この凝縮部１で凝縮した冷媒の気液を分離して液冷媒を蓄えるレシーバ２と、このレシーバ２からの液冷媒を過冷却する過冷却部３を備えており、凝縮部1とレシーバ２、及びレシーバ２と過冷却部３を直状の連結管４，５によって連結したものである。

前記凝縮部１は、コンプレッサから送り込まれてきた高温・高圧の冷媒ガスを冷却し、凝縮液化させるための熱交換機である。
凝縮部１は所定間隔を開けて配置された冷媒流入側ヘッダ６と冷媒流出側ヘッダ７を有し、このヘッダ６，７は上下方向に延びる筒状のタンクをなしており、両ヘッダ６，７間に熱交換用のコアが形成されている。
左右のヘッダ６，７間には水平方向に冷媒を流すチューブ８が並列して多数配置され、このチューブ８が左右のヘッダ間を連通している。そして、この多数の配管の間にコルゲートフィン９が接合されている。

冷媒流入側ヘッダ７の上端側の側部には冷媒の入口側コネクタ１０が配置されて、コンプレッサからの配管に接続している。この入口側コネクタ１０から冷媒が送り込まれてくる。

また、ヘッダ６，７内にはセパレータ１１が配置されて上下方向に複数の空間に仕切られている。このセパレータ１１が配置されていることにより、入口から送り込まれた冷媒ガスは、最初のセパレータで仕切られた空間に流入し、その空間に接続されたチューブを流れて反対側のヘッダ７へ移動する。そして、ヘッダ７ではセパレータで仕切られた空間に冷媒ガスが滞留して、その空間からチューブを流れて基のヘッダ６へ戻ることになる。すなわち、セパレータで仕切られていることにより、冷媒ガスはヘッダ６，７間を移動しながら、Ｓ字型に蛇行して流れることになる。
チューブ８を通過しながら冷却された冷媒ガスは、最終的に、ヘッダ７の下端部からレシーバ２へ導かれる。

過冷却部３は凝縮部と独立して配置され、凝縮部より上下幅が小さいコアを形成している。そして、その構成は、所定間隔を開けて配置された冷媒流入側ヘッダ１２と冷媒流出側ヘッダ１３を有し、左右のヘッダ１２，１３間には水平方向に冷媒を流すチューブ８が並列して多数配置され、このチューブが左右のヘッダ間を連通している。そして、この多数の配管の間にコルゲートフィン９が接合されている。

レシーバ２は、凝縮器１から流入される冷媒を気液分離して液化された冷媒のみを過冷却部３に送り出すもので、タンク本体の側面に冷媒流入口１４が設けられ、タンク本体の底面に冷媒流出口１５が設けられている。
また、レシーバ２は、凝縮部１コアの垂直ヘッダ７の側部に沿って配置され、ヘッダ７下端部と冷媒流入口１４が直状の水平連結管４によって連結されている。そして、レシーバ２の直下に過冷却部コアのヘッダ１２が位置し、そのヘッダ１２の上端部と冷媒流出口１５が直状の垂直連結管５によって連結されている。

次に、本発明の作用を説明する。
車両の冷凍サイクルにおいては、コンプレッサが運転されると、蒸発器から気体状態の冷媒を吸入しこれを圧縮して高温高圧の気体冷媒として出力するようになる。コンプレッサの吐出口から吐出される高温高圧の気体冷媒は凝縮部１へ流出される。
凝縮部コネクタ１０から導入された高温高圧の冷媒ガスは、凝縮部１を蛇行状に流れて、その流動中に、外気との熱交換により、冷却凝縮されて、気液混合の冷媒となって、凝縮部出口から流出される。そして、その気液混合冷媒は、連結管４を介して冷媒流入口１４からレシーバ２に導入される。こうしてレシーバ２に導入された気液混合の冷媒は、液状とされて、液冷媒のみが、冷媒流出口１５から垂直管５を通して過冷却部３へ導かれる。

ここで、凝縮部１とレシーバ２は直状の連結管４によって連結されているので、冷媒がこの直管をスムーズに通過する。すなわち、屈曲した連結管では冷媒ガスの流通抵抗が大きくなり、コンプレッサ出力を高く確保する必要があるが、本発明では、これを直管としていることにより、冷媒ガスがスムーズに通過する。そのため、圧力損失が低減され、冷房効率が向上する。
また、レシーバ２と過冷却部３も同様に、直状の連結管５によって連結されているので、冷媒ガスがスムーズに通過し、圧力損失が低減され、冷房効率が向上する。

次に、過冷却部３に導かれた液冷媒は、チューブ８を通過する間に、外気との熱交換により、凝縮温度よりも数度低い温度にまで過冷却されて安定状態となって、コネクタ１６から流出されて、膨張弁、エバポレータへと送り出される。

次に、効果を説明する。
以上説明したように、本実施例では、過冷却部３は凝縮部１のコアとは独立したコアを形成しているので、車両への搭載スペースを柔軟に設定でき、多様なレイアウトが可能となる。
また、凝縮部１とレシーバ２を直状の連結管４によって連結し、さらに、前記レシーバ２と過冷却部３を直状の連結管５によって連結したので、冷媒の通過時の圧力損失が低減され、冷房効率が向上する。
さらに、凝縮部コアの垂直ヘッダ７の側部に沿ってレシーバ２を配置し、そのレシーバ２の直下に過冷却部コアのヘッダ１２を位置させ、凝縮部コアの垂直ヘッダ７とレシーバ２を水平の連結管４によって連結し、レシーバ２の下面から垂直方向に連結管５を延ばして過冷却部のヘッダ１２に連結したので、接続がスムーズに行なわれ、凝縮部１とレシーバ２及びレシーバ２と過冷却部３を最短距離で確実に接続することができる。

以上、本実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、前記実施例では、レシーバ２と凝縮部１及び過冷却部３を、水平、垂直方向に連結管を延ばして接続する構成としたが、この連結管４，５を斜め方向に延ばす場合であっても本発明に含まれる。

本発明の一実施例にかかる車両用冷却装置の概略正面図である。

符号の説明

１凝縮部
２レシーバ
３過冷却部
４連結管
５連結管
６ヘッダ
７ヘッダ
８チューブ
９フィン
１０コネクタ
１１セパレータ
１２ヘッダ
１３ヘッダ
１４冷媒流入口
１５冷媒流出口
１６コネクタ

Claims

垂直に配置される一対のヘッダ間に、両端を両ヘッダに連通接続する複数の熱交換チューブが並列状に配置されてコアが形成され、ヘッダ上部に設けられた入口より流入された冷媒が、前記複数の熱交換チューブを流れて、ヘッダ下部に設けられた出口より流出される凝縮部と、
端部に冷媒流入口及び冷媒流出口が設けられ、凝縮部より流出した冷媒を前記冷媒流入口から導入して、液冷媒のみを前記冷媒流出口から流出させるレシーバと、
前記凝縮部のコアとは独立したコアを形成し、レシーバからの液冷媒をさらに冷却する過冷却部とを備え、
前記凝縮部とレシーバを直状の連結管によって連結し、さらに、前記レシーバと過冷却部を直状の連結管によって連結したことを特徴とする車両用冷却装置。
凝縮部コアの垂直ヘッダの側部に沿ってレシーバを配置し、
そのレシーバの直下に過冷却部コアのヘッダを位置させ、
凝縮部コアの垂直ヘッダとレシーバを水平の連結管によって連結し、レシーバの下面から垂直方向に連結管を延ばして過冷却部のヘッダに連結したことを特徴とする請求項１記載の車両用冷却装置。