JP2004061076A - 凝縮器及び車両用空調装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】凝縮器の凝縮性能を向上させる条件を満たすこと。
【解決手段】蒸発器３３と、コンプレッサ３１と、受液部３２と、冷媒配管３４と、凝縮器１とを有する車両用空調装置において、凝縮器１の両側端部に冷媒が通過するヘッダパイプ２、３を配置し、ヘッダパイプ２、３の内、外表面に、突起部２１または凹凸部を設け、内、外表面積を拡大させることにより、熱交換量が増大し、凝縮器１の凝縮性能が向上する。また、外表面の突起をラジエータ５４側と凝縮器１の両端から前方の間に設けることにより、エンジンルーム５１からの高温空気が遮られ、遮風対策品取付費用を削減できる車両用空調装置を提供する。
【選択図】 図１
【解決手段】蒸発器３３と、コンプレッサ３１と、受液部３２と、冷媒配管３４と、凝縮器１とを有する車両用空調装置において、凝縮器１の両側端部に冷媒が通過するヘッダパイプ２、３を配置し、ヘッダパイプ２、３の内、外表面に、突起部２１または凹凸部を設け、内、外表面積を拡大させることにより、熱交換量が増大し、凝縮器１の凝縮性能が向上する。また、外表面の突起をラジエータ５４側と凝縮器１の両端から前方の間に設けることにより、エンジンルーム５１からの高温空気が遮られ、遮風対策品取付費用を削減できる車両用空調装置を提供する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、凝縮器及び本凝縮器を使用する車両空調装置の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９は、従来の車両用空調装置の凝縮器を示す概観斜視図である。図１０は、本凝縮器の主要構成部品を示す展開図である。図１１は、従来の車両用空調装置の車両への装着状態及び冷却空気の流れを示す概略図である。同図において、凝縮器１は左右一対のヘッダパイプ２，３と、これら一対のヘッダパイプ２，３が相対する片側面に多数のチューブ挿入穴１１を穿設し、このチューブ挿入穴１１を貫通してヘッダパイプ２，３間に並列して配置され、本一対のヘッダパイプ２，３を接続している断面矩形の多数のチューブ４と、隣り合うチューブ４の間に密着挿入された多数のコルゲートフィン５と、上下最外側に位置するコルゲートフィン５の外側に組付けられた側板６，７と、ヘッダパイプ２の片面に穿設した取付け穴１２に貫通して配置した冷媒入り口パイプ８及びヘッダパイプ３の側面に穿設した取付け穴（ヘッダパイプ３の取付け穴は図示省略）に貫通して配置した冷媒出口パイプ９と、ヘッダパイプ２，３の両端部に配置されたキャップ１０等によって構成され、これらは全て一体ロウ付けにより組付けられている。
【０００３】
冷媒入り口パイプ８からヘッダパイプ２に入った冷媒は、ヘッダパイプ２とヘッダパイプ３を接続する複数の冷媒通路を有する各チューブ４を通ってヘッダパイプ３に入り、これに設置された冷媒出口パイプ９から流出して行く。なお、ヘッダパイプ２、３の途中に仕切板を設け、冷媒入り口パイプ８から流入した冷媒を、各チューブ４を数回蛇行するよう流過させ、冷媒出口パイプ９から流出させるようにしてもよく、この場合、冷媒の入り口パイプ８と出口パイプ９は同じヘッダパイプに設けることもできるし、別のヘッダパイプに設けることもできる。この冷媒は、上記各チューブ４を流過する過程で、コルゲートフィン５の間を通過する冷却空気との間で熱交換される。また、図１１において、車両用のエンジン５３によって駆動されるコンプレッサ３１、凝縮器１、受液部である受液器３２、蒸発器３３及びこれらを接続する冷媒配管３４等にて構成される車両用空調装置では、凝縮器１は車両用のラジエータ５４の前方部に配置され、冷却ファン５５により強制空気冷却される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記凝縮器１では、凝縮性能を向上させる方法として凝縮器１の外形サイズを大きくすることや、コルゲートフィン５のフィンピッチを小さくしてコルゲートフィン５の表面積を大きくすること等が通常考えられる。
【０００５】
しかしながら、図１１に示すように、凝縮器１は車両５０のエンジンルーム５１内に設置されているため、搭載スペースが制約されてその外形サイズをむやみに大きくすることは出来ない。また、コルゲートフィン５のフィンピッチを小さくすると、凝縮器１の空気側圧力損失が大きくなり、冷却ファン５５による冷却空気の通過量が減少したり、冷却ファンモータの消費電力がアップしたりする等デメリットが生じる。
【０００６】
そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、凝縮器の凝縮性能を向上させることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、この発明に係る凝縮器は、凝縮器の両側端部に冷媒が通過するパイプを配置し、パイプの外表面に、放熱用突起部を設けたことを特徴とする。このように、パイプの表面に放熱用の突起部を設けることで、パイプの外表面積が拡大し、限られた収納スペースで伝熱面積を大きくできる。これによって、パイプ部での熱交換量の増大できるから、凝縮性能を向上させることができる。
【０００８】
また、この発明に係る凝縮器は、凝縮器の両側端部に冷媒が通過するパイプを配置し、パイプの外表面に、このパイプの軸方向に放熱用突起部を略放射状に設けたことを特徴とする。このように、パイプの表面に放熱用の突起部を略放射状に設けることで、パイプの外表面積が拡大し、限られた収納スペースで伝熱面積を大きくできる。これによって、パイプ部での熱交換量の増大できるから、凝縮性能を向上させることができる。軸方向に放熱用突起を設けているので、押出し成形にてパイプを安価に製作できる。
【０００９】
ここで、パイプの横断面での放熱用突起の形状は、略矩形状のみならず、曲線状、波状、台形状、歯車状、Ｌ字型、Ｔ時型、隣り合う突起同士の隙間が各々の突起の幅より狭い形状を含む。また、前記突起にさらに放熱性を向上するために溝を設け、外表面積を拡大させたものをも含む。また、これらの形状が組み合わされたものでもよい（以下同様）。さらに、略放射状とは、中心から四方八方に広がっていることを含み、周方向の一部区間において突起がない状態も含む。また、１箇所のみ突起している場合をも含む。さらに、中心から取付面に対し、傾斜して取り付けられた状態をも含む。
【００１０】
また、この発明に係る凝縮器は、その内部に冷媒が通過する熱交換部分の両側に、当該熱交換部分の内部に連通するパイプをそれぞれ設け、このパイプの外面に、この外面に接合状態となる突起部を連続的または断続的にパイプの略軸方向に複数設けたことを特徴とする。
【００１１】
凝縮器において上記熱交換部分は、例えば冷媒が通過するチューブと、当該チューブに密接するコルゲートフィンとから構成されており、パイプ部には熱交換機能を持たせていなかったが、上記構造とすることにより、パイプの外表面積を拡大することで当該パイプ部にも熱交換機能を持たせることができる。したがって、主たる熱交換部分を小さくする又は限られたスペースで熱交換量を大きくできる。
【００１２】
また、この発明に係る凝縮器は、凝縮器の両側端部に冷媒が通過するパイプを配置し、パイプの外表面に、パイプ軸を横切る方向にリング状突起部を設けたことを特徴とする。
【００１３】
このように、冷媒が通過するパイプにリング状突起部を設けたので、パイプの外表面積が拡大し、限られた収納スペースで伝熱面積を大きくできる。これによって、限られたスペースであってもパイプ部での熱交換量を増大できる。
【００１４】
また、この発明に係る凝縮器は、凝縮器の両側端部に冷媒が通過するパイプを配置し、パイプの内表面に、このパイプの軸方向に放熱用突起部または放熱用凹凸部を設け、このパイプの内表面積を拡大させることを特徴とする。
【００１５】
このように、突起部をパイプの内表面に設けたので、外形を変化させずに伝熱面積を大きくできる。これによって、パイプ部での熱交換量を増大できる。また、外形を変化させずに熱交換量を増大させることができるので、限られた収納スペースで伝熱効率を改善できる。
【００１６】
また、この発明に係る凝縮器は、凝縮器の両側端部に冷媒が通過するパイプを配置し、パイプの外表面に、このパイプの軸方向に放熱用突起部を略放射状に設け、かつ前記パイプの内表面に、このパイプの軸方向に放熱用突起部または放熱用凹凸部を設けたことを特徴とする。
【００１７】
このように、パイプの内、外表面に突起部または凹凸部を設けたので、パイプの内外表面積をさらに拡大できる。このため、限られた収納スペースで伝熱面積をさらに大きくできるから、限られたスペースでパイプ部における熱交換量を増大できる。
【００１８】
また、この発明に係る車両用空調装置は、蒸発器と、コンプレッサと、受液部と、冷媒配管と、上記した凝縮器とを有し、更に前記凝縮器のパイプには、前記凝縮器の少なくとも後方外側から前部の間に突起部を設けたことを特徴とする。このように、上記凝縮器を使用することにより前記パイプの内外表面積を拡大できるから、凝縮性能の向上限られた車両内の収納スペースであっても、熱交換量を大きくして高い凝縮性能を得ることができる。
【００１９】
また、車両に搭載する凝縮器では、伝熱面積を確保しようとしてコルゲートフィンのピッチを小さくすると、凝縮器の空気側圧力損失が大きくなり、冷却ファンによる冷却空気の通過量が減少したり、冷却ファンモータの消費電力がアップしたりする等のデメリットが生じる。しかしながら、本発明では、凝縮器のパイプの伝熱面積を大きくしているので、コルゲートフィンのピッチを小さくする必要がない。よって、冷却ファンによる冷却空気の通過量、および冷却ファンモータの消費電力は変化しない。
【００２０】
また、この発明に係る車両用空調装置は、蒸発器と、コンプレッサと、受液部と、冷媒配管と、凝縮器とを有し、上記凝縮器を、車両用のラジエータの前部に設置し、さらに、前記凝縮器のパイプには、前記ラジエータの前部側でかつ前記凝縮器の後方側に突起部を設けたことを特徴とする。
【００２１】
凝縮器のパイプに、上記車両用空調装置において、更にラジエータの前部側でかつ前記凝縮器の後方側に突起部を設けたので、パイプの表面積拡大により凝縮性能を向上させると共に、エンジンルームから凝縮器およびラジエータの前部へ流れる高温空気を遮ることができる。これにり、高温空気の吸い込みによるラジエータの凝縮性能低下を防止できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの或いは実質的に同一のものが含まれる。さらに、従来例で述べたものと同一の構成については、説明を省略すると共に、符号を統一して説明する。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１に係る凝縮器のヘッダパイプの側面形状図（ａ）および上面図（ｂ）である。実施の形態１に係る凝縮器のヘッダパイプは、ヘッダパイプの外表面に、このパイプの軸方向に放熱用突起部を放射状に設けた点に特徴がある。同図において、チューブ挿入穴１１が形成されていない範囲のヘッダパイプ２の外表面には、上端から下端にわたり且つ外側に放射するように複数の突起２１ａが形成されている。そして、ヘッダパイプ２ａの内部は、冷媒通路２３ａとなっている。突起２１ａの断面は矩形であり、当該複数の突起２１ａによりヘッダパイプ２の外表面積が拡大されるので、凝縮器の放熱性能が向上する。前記突起２１ａの材質は、ヘッダパイプ２と同材質もしくは熱伝導率が高いものであることが望ましい。このような材料としては、一般的に熱伝導性の良いとされる金属材料を用いるのが好ましく、特にアルミニウム、アルミニウム合金、銅等が好適である。
【００２４】
突起２１ａは、ヘッダパイプ２の成形用ダイスに突起形状を設けておき、押出し成形時に一体形成する。このようにすれば、ヘッダパイプ２を安価に製作できる。また、突起２１ａは、ヘッダパイプ２にロウ付け又は溶接等にて取り付けることができる。また、図示しないがチューブ挿入穴１１を塞がないようにチューブ挿入穴１１同士の間に、突起２１ａを設けても良い。これにより、更に外表面積を拡大できる。その際、チューブ挿入穴１１は機械加工により形成するので、ヘッダパイプ全周に突起２１ａを形成してから、所定位置に機械加工を施して前記チューブ挿入穴１１を設けるようにする。
【００２５】
以下に、突起の形状の変形例を示す。図２は、実施の形態１の変形例に係る突起を示す説明図である。同図（ａ）は、突起形状が台形状である凝縮器のヘッダパイプ２の上面図である。このように、突起２１の断面形状を台形状とすると、矩形と比較して多少表面積が小さくなるが、その分押出しでの一体成形が容易となる。同図（ｂ）は、突起２１の形状が波状である凝縮器のヘッダパイプ２の上面図である。突起２１の形状を波形状とすると、矩形と比較してコーナー部がなくなるので、その分押出しでの一体成形が容易となる。同図（ｃ）は、突起２１の形状がＬ字形である凝縮器のヘッダパイプ２の上面図である。突起２１の形状をＬ字形状とすると、ヘッダパイプ２に図１に示したような突起２１ａを取り付けたときの外形寸法が同じ場合には、表面積を大きくとれるので、放熱性能をさらに向上させることができる。
【００２６】
同図（ｄ）は、突起２１の形状がＴ字形である凝縮器のヘッダパイプ２の上面図である。突起２１の形状をＴ字形状とすると、ヘッダパイプ２に同図（ｃ）に示したような突起２１を取り付けたときの外形寸法が同じ場合には、表面積を大きくとれるので、放熱性能を向上させることができる。同図（ｅ）は、別の変形例に係るヘッダパイプ２の上面図である。突起２１の形状が隣り合う突起２１同士の隙間Ｓ１が各々の突起２１の幅Ｓ２より狭い形状とすることで、従来のヘッダパイプ２よりも強度が向上し、更に表面積が大きくとれるので放熱性能を向上させることができる。同図（ｆ）は、突起２１に溝２４を設けた凝縮器のヘッダパイプ２の上面図である。突起２１に溝２４を設けることで、表面積がさらに大きくなり、放熱性能も良くなる。なお、この溝２４をヘッダパイプ２に設けてもよいし、上記横断面の形状が矩形や台形等の突起にこの溝２４を設けてもよい。
【００２７】
同図（ｇ）は、別の変形例に係るヘッダパイプ２の上面図である。このように、前記突起２１をヘッダパイプ２の中心から取付面に対し傾斜して取り付けると、ヘッダパイプ２に図１に示したような突起２１ａを取り付けたときの外形寸法が同じ場合、表面積を大きくとれるので、放熱性能を向上できる。同図（ｈ）は、別の変形例に係るヘッダパイプ２の上面図である。このように、前記突起２１が曲面を形成していると、図１に示したような突起２１ａを取り付けたときの外形寸法が同じ場合、表面積を大きくとれるので、放熱性能を向上できる。また、図示しないが、突起が歯車形状をしていれば、矩形と比較して多少表面積が小さくなるが、その分押出しでの一体成形が容易となる。また、図示しないが、上記形状の２以上を任意に組み合わせれば、放熱効率の改善に更に有効である。
【００２８】
（実施の形態２）
図３は、この発明の実施の形態２に係る凝縮器のヘッダパイプの側面形状図（ａ）および上面図（ｂ）である。この実施の形態２に係る凝縮器は、ヘッダパイプの外表面に突起部を設けた点で実施の形態１に係る凝縮器と略同様の構成であるが、突起部をヘッダパイプの軸に対して傾斜させて設けた点が異なる。他の構成は実施の形態１と同様なので同じ符号を付すとともに、その説明を省略する。
【００２９】
同図において、前記チューブ挿入穴１１が形成されていない範囲のヘッダパイプ２の外表面には、複数の突起２１ｂがヘッダパイプ２の軸方向に対して所定角度傾斜して連続的または断続的に設けられている。なお、ヘッダパイプの軸方向に対して傾斜して成形されているので、引抜き成形が困難であり、ロウ付けもしくは溶接にて突起２１ｂを形成するのが好ましい。ヘッダパイプ２の内部は冷媒通路２３ｂとなる。前記ヘッダパイプ２の外表面には突起２１ｂが複数個形成されているので、ヘッダパイプ２の外表面積が拡大し、凝縮器の放熱性能が向上する。前記突起２１ｂの材質はヘッダパイプ２と同材質もしくは伝導率が高いものであることが望ましい。なお、実施の形態１で説明した突起を、実施の形態２に係る突起に適用できることはいうまでもない。
【００３０】
（実施の形態３）
図４は、この発明の実施の形態３に係る凝縮器のヘッダパイプの側面形状図（ａ）および上面図（ｂ）である。この実施の形態２に係る凝縮器は、ヘッダパイプの外表面に突起部を設けた点で実施の形態１または２に係る凝縮器と略同様の構成であるが、この突起部がリング状になっている点が異なる。他の構成は実施の形態１または２と同様なので同じ符号を付すとともに、その説明を省略する。
【００３１】
同図において、凝縮器のヘッダパイプ２の外部片側側面には多数のチューブ挿入穴１１が穿設され、隣接するチューブ挿入穴１１の各中間部の外表面には、リング状突起２１ｃがヘッダパイプ２に密着して嵌め込まれている。そして、ヘッダパイプ２の内部は冷媒通路２３ｃとなる。前記ヘッダパイプ２の外表面には複数のリング状突起２１ｃが密着して装着されているので、ヘッダパイプ２の外表面積が拡大し、それだけ凝縮器の放熱性能が向上する。
【００３２】
前記突起２１ｃの材質はヘッダパイプ２と同材質もしくは伝導率が高いものであることが望ましい。図示しないが、前記リング状突起２１ｃは、円盤形状のものでもよいし、円盤に穴があいた形状であってもよい。また、リング状突起２１ｃでは、プレスで抜き出すときの板材の歩留まりがあまりよくない。また、ヘッダパイプ２にリング状突起２１ｃを挿入するとき、傷が付くことがある。そこで、リング状突起２１ｃを分割してヘッダパイプ２に取り付けると、部材の部留りがよくなり、また、ヘッダパイプ２に挿入するときの傷がつかなくなる。
【００３３】
（実施の形態４）
図５は、この発明の実施の形態４に係る凝縮器ヘッダパイプを示す説明図である。この実施の形態４に係る凝縮器は、ヘッダパイプに突起部を設けた点で実施の形態１〜３に係る凝縮器と略同様の構成であるが、ヘッダパイプの内表面に突起部または凹凸部を設けた点が異なる。他の構成は実施の形態１または２と同様なので同じ符号を付すとともに、その説明を省略する。
【００３４】
同図において、凝縮器のヘッダパイプ２の外部片側側面には多数のチューブ挿入穴１１が穿設され、ヘッダパイプ２の内表面には、このヘッダパイプ２の軸方向に放熱用突起２２ｄが設けられ、且つ当該ヘッダパイプ２の内部は冷媒通路２３ｄとなっている。このヘッダパイプ２の内表面には複数の放熱用突起２２ｄが設けられているので、ヘッダパイプ２の内表面積が拡大し、それだけ凝縮器の放熱性能が向上する。
【００３５】
突起２２ｄは、ヘッダパイプ２の成形用ダイスに突起形状を設けておき、押出し成形時に一体形成する。このようにすれば、ヘッダパイプ２を安価に製作できる。また、前記放熱用突起２２ｄに加え、ヘッダパイプ２内表面に凹部２５を設けるようにしても良い。即ち、ヘッドパイプの基準となる内面に突起２２ｄを設けると共にこの基準となる内面に対して凹部２５を形成し、これら突起２２ｄと凹部２５により内表面積を拡大するようにしても良い。これにより、凝縮器の放熱性能を更に向上させることができる。なお、放熱用突起部もしくは放熱用凹凸部の形状は、略矩形状、台形状、歯車状、波形としてもよい。
【００３６】
（実施の形態５）
図６（ａ）は、この発明の実施の形態５に係る凝縮器のヘッダパイプ２を示す説明図である。この実施の形態５に係る凝縮器は、ヘッダパイプ２に突起部を設けた点で実施の形態１、２または４に係る凝縮器と同様であるが、ヘッダパイプ２の内外表面に同時に突起部２２ｅまたはヘッドパイプの基準となる内面に突起部２２ｅを設けると共にこの基準となる内面に対して凹部２５を設けた点が異なる。他の構成は実施の形態１、２または４と同様なので同じ符号を付すとともに、その説明を省略する。
【００３７】
同図に示すように、ヘッダパイプ２の軸方向に放熱用突起部２１ｅを略放射状に設けると共に、前記ヘッダパイプ２の内表面に当該ヘッダパイプ２の軸方向に向かって放熱用突起２２ｅまたはヘッドパイプの基準となる内面に突起部２２ｅを設けると共にこの基準となる内面に対して凹部２５を設ける。前記ヘッダパイプ２の内部は冷媒通路２３ｅとなる。前記ヘッダパイプ２の内外表面には複数の突起部２２ｅまたは、かつ凹部２５が設けられているので、ヘッダパイプ２の内外表面積が拡大する。これにより、凝縮器の放熱性能が更に向上し、凝縮性能をより向上することができる。また、ヘッダパイプ２の内表面で凹部２５が設けられた外表面部分に突起部２１ｅを設けると、ヘッダパイプ２での放熱性に優れた凝縮器を提供できる。ここで、これら突起２１ｅ，２２ｅ、凹部２５を有するヘッダパイプ２は一体押出し成形することにより安価に製作できる。なお、実施の形態２または４で説明した突起を、実施の形態５に係る突起に適用することもできる。また、図６（ｂ）はヘッダパイプの変形例に係る上面図である。これは、ヘッダパイプ自身が波を打ったような形状をしている。このようにすることにより、円筒形のヘッダパイプよりも内外表面積が拡大する。これにより、凝縮器の放熱性能が更に向上し、凝縮性能をより向上することができる。さらに、このヘッダパイプに前記突起部２１ｅを設けることにより、更なる凝縮性能の向上が期待できる。
【００３８】
（実施の形態６）
図７（ａ）は、この発明の実施の形態６に係る車両空調装置を示す説明図である。通常、車両５０の前部に装着される車両用空調装置の凝縮器１は、車両５０走行風或いは冷却ファンにより車両５０前方から導入される外気に晒される。複数の放熱用突起２１を装着して外気と熱交換する外表面積を拡大したヘッダパイプ２を凝縮器１に組込むことによって、ヘッダパイプ２には積極的な熱交換機能が付与される。この熱交換機能によって冷媒の凝縮が促進されるので、凝縮器１全体の凝縮性能をさらに向上させることができる。この車両用空調装置は、凝縮性能が向上した凝縮器１を採用しているので、従来と比べ、冷却性能が向上する。よって、消費電力が少なくてすみ、車両５０の燃費向上に寄与できる。
【００３９】
また、凝縮器１を通過して温度が高くなった車外からの空気の全てが、エンジンルーム５１から排出される訳ではない。従来の車両においては、図１１の点線矢印６１で示すように、高温空気の一部が凝縮器１の前方部に逆流して高温空気の再吸い込みが発生する。この高温空気の再吸い込みによる凝縮器１の性能低下を防ぐため、従来の車両においては、凝縮器１にスポンジ等の遮風手段４１を取り付ける場合が多い。このため、部品の追加、それらの取付け加工費等によるコストアップが発生する問題があった。
【００４０】
図７（ｂ）に示すように、ヘッダパイプ３の外表面において、凝縮器１の後方外側から両端部を経由し前方内側の間（図中Ａで示す領域）に放熱用突起２１が設けられていれば、本放熱用突起２１が放熱手段のみならず遮風板としても機能し、凝縮器１を通過した高温の空気が凝縮器１の前面へ回り込み、再吸込されるのを防止する。ここで、凝縮器１の前方、前面とは、車両５０の進行方向、車両５０の進行方向に向かっている面を示す。高温空気の回り込み防止としては、放熱用突起２１は凝縮器１の両端から車両５０の進行方向の間（図中Ｂで示す領域）に取り付けられるのが好ましい。
【００４１】
よって、放熱用突起２１付きのヘッダパイプ２及び３を組込み込んだ凝縮器１により、高い熱交換機能により凝縮機能を高めることができると共に、凝縮器１前面への遮風対策部品取付け費用の削減によるコストダウンをも図ることができる。
【００４２】
（実施の形態７）
図８は、この発明の実施の形態７に係る車両空調装置を示す説明図である。実施の形態７に係る車両空調装置は、実施の形態１、２、または５の凝縮器１が構成の一部である点で実施の形態６に係る車両空調装置と同様であるが、凝縮器１のヘッダパイプ２において、ラジエータ５４の前部側でかつ前記凝縮器１の後方側に突起部２１を設けた点が異なる。他の構成は実施の形態６と同様なので同じ符号を付すとともに、その説明を省略する。
【００４３】
車両５０の前部に装着される車両用空調装置の凝縮器１は、ラジエータ５４の前方つまり、車両５０の進行方向前側に設置されることが多い。これは、車両用空調装置の冷媒の温度がラジエータ５４の冷媒温度よりも低く、限られたスペースで効率よく熱交換を行えるように配置されているためである。この車両用空調装置の凝縮器１は、車両走行風或いは冷却ファンにより車両前方から導入される外気に晒される。複数の放熱用突起２１を装着して外気と熱交換する外表面積を拡大したヘッダパイプ２を凝縮器１に組込むことによって、ヘッダパイプ２には積極的な熱交換機能が付与される。この熱交換機能によって冷媒の凝縮が促進されるので、凝縮器１全体の凝縮性能をさらに向上させることができる。この車両用空調装置は、凝縮性能が向上した凝縮器１を採用しているので、従来と比べ、冷却性能が向上する。よって、この車両用空調装置は、消費電力が少なくてすみ、車両５０の燃費向上に寄与するものとなる。
【００４４】
また、凝縮器１及びラジエータ５４を通過する過程で、熱交換し温度が高くなった空気の全てがエンジンルーム５１から排出されずに、図１１の実線矢印６２で示すように一部がラジエータ５４と凝縮器１の間隙に逆流して高温空気の再吸い込みが発生する。この高温空気の再吸い込みによるラジエータ５４の性能低下を防ぐため、凝縮器１またはラジエータ５４にスポンジ等の簡単な材料で構成した遮風手段４２を取り付ける場合が多い。このため、部品の追加、それらの取付け加工費等によるコストアップが発生する問題があった。
【００４５】
そこで、図８に示すように、複数の放熱用突起２１を装着して外気と熱交換する外表面積を拡大したヘッダパイプ２において、凝縮器１とラジエータ５４の間隙に突起２１を設置することにより、本突起２１が遮風板としても機能して、凝縮器１およびラジエータ５４を通過した高温の空気がラジエータ５４および凝縮器１の前面へ回り込んで再吸込されるのを防止する。よって、放熱用突起２１付きのヘッダパイプ２及び３を組込み込んだ凝縮器１により、効率の良い熱交換を行うことで凝縮能力を向上させると共に、凝縮器１とラジエータ５４の間隙への遮風対策部品取付け費用の削減によるコストダウンをも図ることができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の凝縮器では、パイプの外表面積および／または内表面積の拡大によりパイプに積極的な熱交換機能が付与され、凝縮器全体の凝縮性能が向上する。
【００４７】
また、この発明の車両用空調装置では、上記凝縮器による高い凝縮効果を持つ車両用空調装置を提供できると共に、エンジンルームからの高温空気が凝縮器の前部に入るのを防止できるので、凝縮器の性能低下を防止できる。同様に、この発明の車両用空調装置では、エンジンルームからの高温空気がラジエータと凝縮器の前部に入るのを防止できるので、ラジエータの性能低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るヘッダパイプの第一実施例の側面形状図および上面図である。
【図２】本発明に係るヘッダパイプの第一実施例の変形例である。
【図３】本発明に係るヘッダパイプの第二実施例の側面形状図および上面図である。
【図４】本発明に係るヘッダパイプの第三実施例の側面形状図および上面図である。
【図５】本発明に係るヘッダパイプの第四実施例の断面形状図である。
【図６】本発明に係るヘッダパイプの第五実施例の断面形状図である。
【図７】本発明に係る凝縮器を使用した車両用空調装置の車両装着状態図である。
【図８】本発明に係る凝縮器を使用した車両用空調装置の車両装着状態図である。
【図９】凝縮器の概観斜視図である。
【図１０】図９に示す凝縮器の主要構成部品の展開図である。
【図１１】車両用空調装置の車両への装着状態及び冷却空気の流れを示す概略図である。
【符号の説明】
１ 凝縮器
２、３ ヘッダパイプ
２１ 突起部または凹凸部
２２ 突起部
２４ 溝
２５ 凹部
３１ コンプレッサ
３２ 受液部
３３ 蒸発器
３４ 冷媒配管
５１ エンジンルーム
５４ ラジエータ
【発明の属する技術分野】
この発明は、凝縮器及び本凝縮器を使用する車両空調装置の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９は、従来の車両用空調装置の凝縮器を示す概観斜視図である。図１０は、本凝縮器の主要構成部品を示す展開図である。図１１は、従来の車両用空調装置の車両への装着状態及び冷却空気の流れを示す概略図である。同図において、凝縮器１は左右一対のヘッダパイプ２，３と、これら一対のヘッダパイプ２，３が相対する片側面に多数のチューブ挿入穴１１を穿設し、このチューブ挿入穴１１を貫通してヘッダパイプ２，３間に並列して配置され、本一対のヘッダパイプ２，３を接続している断面矩形の多数のチューブ４と、隣り合うチューブ４の間に密着挿入された多数のコルゲートフィン５と、上下最外側に位置するコルゲートフィン５の外側に組付けられた側板６，７と、ヘッダパイプ２の片面に穿設した取付け穴１２に貫通して配置した冷媒入り口パイプ８及びヘッダパイプ３の側面に穿設した取付け穴（ヘッダパイプ３の取付け穴は図示省略）に貫通して配置した冷媒出口パイプ９と、ヘッダパイプ２，３の両端部に配置されたキャップ１０等によって構成され、これらは全て一体ロウ付けにより組付けられている。
【０００３】
冷媒入り口パイプ８からヘッダパイプ２に入った冷媒は、ヘッダパイプ２とヘッダパイプ３を接続する複数の冷媒通路を有する各チューブ４を通ってヘッダパイプ３に入り、これに設置された冷媒出口パイプ９から流出して行く。なお、ヘッダパイプ２、３の途中に仕切板を設け、冷媒入り口パイプ８から流入した冷媒を、各チューブ４を数回蛇行するよう流過させ、冷媒出口パイプ９から流出させるようにしてもよく、この場合、冷媒の入り口パイプ８と出口パイプ９は同じヘッダパイプに設けることもできるし、別のヘッダパイプに設けることもできる。この冷媒は、上記各チューブ４を流過する過程で、コルゲートフィン５の間を通過する冷却空気との間で熱交換される。また、図１１において、車両用のエンジン５３によって駆動されるコンプレッサ３１、凝縮器１、受液部である受液器３２、蒸発器３３及びこれらを接続する冷媒配管３４等にて構成される車両用空調装置では、凝縮器１は車両用のラジエータ５４の前方部に配置され、冷却ファン５５により強制空気冷却される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記凝縮器１では、凝縮性能を向上させる方法として凝縮器１の外形サイズを大きくすることや、コルゲートフィン５のフィンピッチを小さくしてコルゲートフィン５の表面積を大きくすること等が通常考えられる。
【０００５】
しかしながら、図１１に示すように、凝縮器１は車両５０のエンジンルーム５１内に設置されているため、搭載スペースが制約されてその外形サイズをむやみに大きくすることは出来ない。また、コルゲートフィン５のフィンピッチを小さくすると、凝縮器１の空気側圧力損失が大きくなり、冷却ファン５５による冷却空気の通過量が減少したり、冷却ファンモータの消費電力がアップしたりする等デメリットが生じる。
【０００６】
そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、凝縮器の凝縮性能を向上させることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、この発明に係る凝縮器は、凝縮器の両側端部に冷媒が通過するパイプを配置し、パイプの外表面に、放熱用突起部を設けたことを特徴とする。このように、パイプの表面に放熱用の突起部を設けることで、パイプの外表面積が拡大し、限られた収納スペースで伝熱面積を大きくできる。これによって、パイプ部での熱交換量の増大できるから、凝縮性能を向上させることができる。
【０００８】
また、この発明に係る凝縮器は、凝縮器の両側端部に冷媒が通過するパイプを配置し、パイプの外表面に、このパイプの軸方向に放熱用突起部を略放射状に設けたことを特徴とする。このように、パイプの表面に放熱用の突起部を略放射状に設けることで、パイプの外表面積が拡大し、限られた収納スペースで伝熱面積を大きくできる。これによって、パイプ部での熱交換量の増大できるから、凝縮性能を向上させることができる。軸方向に放熱用突起を設けているので、押出し成形にてパイプを安価に製作できる。
【０００９】
ここで、パイプの横断面での放熱用突起の形状は、略矩形状のみならず、曲線状、波状、台形状、歯車状、Ｌ字型、Ｔ時型、隣り合う突起同士の隙間が各々の突起の幅より狭い形状を含む。また、前記突起にさらに放熱性を向上するために溝を設け、外表面積を拡大させたものをも含む。また、これらの形状が組み合わされたものでもよい（以下同様）。さらに、略放射状とは、中心から四方八方に広がっていることを含み、周方向の一部区間において突起がない状態も含む。また、１箇所のみ突起している場合をも含む。さらに、中心から取付面に対し、傾斜して取り付けられた状態をも含む。
【００１０】
また、この発明に係る凝縮器は、その内部に冷媒が通過する熱交換部分の両側に、当該熱交換部分の内部に連通するパイプをそれぞれ設け、このパイプの外面に、この外面に接合状態となる突起部を連続的または断続的にパイプの略軸方向に複数設けたことを特徴とする。
【００１１】
凝縮器において上記熱交換部分は、例えば冷媒が通過するチューブと、当該チューブに密接するコルゲートフィンとから構成されており、パイプ部には熱交換機能を持たせていなかったが、上記構造とすることにより、パイプの外表面積を拡大することで当該パイプ部にも熱交換機能を持たせることができる。したがって、主たる熱交換部分を小さくする又は限られたスペースで熱交換量を大きくできる。
【００１２】
また、この発明に係る凝縮器は、凝縮器の両側端部に冷媒が通過するパイプを配置し、パイプの外表面に、パイプ軸を横切る方向にリング状突起部を設けたことを特徴とする。
【００１３】
このように、冷媒が通過するパイプにリング状突起部を設けたので、パイプの外表面積が拡大し、限られた収納スペースで伝熱面積を大きくできる。これによって、限られたスペースであってもパイプ部での熱交換量を増大できる。
【００１４】
また、この発明に係る凝縮器は、凝縮器の両側端部に冷媒が通過するパイプを配置し、パイプの内表面に、このパイプの軸方向に放熱用突起部または放熱用凹凸部を設け、このパイプの内表面積を拡大させることを特徴とする。
【００１５】
このように、突起部をパイプの内表面に設けたので、外形を変化させずに伝熱面積を大きくできる。これによって、パイプ部での熱交換量を増大できる。また、外形を変化させずに熱交換量を増大させることができるので、限られた収納スペースで伝熱効率を改善できる。
【００１６】
また、この発明に係る凝縮器は、凝縮器の両側端部に冷媒が通過するパイプを配置し、パイプの外表面に、このパイプの軸方向に放熱用突起部を略放射状に設け、かつ前記パイプの内表面に、このパイプの軸方向に放熱用突起部または放熱用凹凸部を設けたことを特徴とする。
【００１７】
このように、パイプの内、外表面に突起部または凹凸部を設けたので、パイプの内外表面積をさらに拡大できる。このため、限られた収納スペースで伝熱面積をさらに大きくできるから、限られたスペースでパイプ部における熱交換量を増大できる。
【００１８】
また、この発明に係る車両用空調装置は、蒸発器と、コンプレッサと、受液部と、冷媒配管と、上記した凝縮器とを有し、更に前記凝縮器のパイプには、前記凝縮器の少なくとも後方外側から前部の間に突起部を設けたことを特徴とする。このように、上記凝縮器を使用することにより前記パイプの内外表面積を拡大できるから、凝縮性能の向上限られた車両内の収納スペースであっても、熱交換量を大きくして高い凝縮性能を得ることができる。
【００１９】
また、車両に搭載する凝縮器では、伝熱面積を確保しようとしてコルゲートフィンのピッチを小さくすると、凝縮器の空気側圧力損失が大きくなり、冷却ファンによる冷却空気の通過量が減少したり、冷却ファンモータの消費電力がアップしたりする等のデメリットが生じる。しかしながら、本発明では、凝縮器のパイプの伝熱面積を大きくしているので、コルゲートフィンのピッチを小さくする必要がない。よって、冷却ファンによる冷却空気の通過量、および冷却ファンモータの消費電力は変化しない。
【００２０】
また、この発明に係る車両用空調装置は、蒸発器と、コンプレッサと、受液部と、冷媒配管と、凝縮器とを有し、上記凝縮器を、車両用のラジエータの前部に設置し、さらに、前記凝縮器のパイプには、前記ラジエータの前部側でかつ前記凝縮器の後方側に突起部を設けたことを特徴とする。
【００２１】
凝縮器のパイプに、上記車両用空調装置において、更にラジエータの前部側でかつ前記凝縮器の後方側に突起部を設けたので、パイプの表面積拡大により凝縮性能を向上させると共に、エンジンルームから凝縮器およびラジエータの前部へ流れる高温空気を遮ることができる。これにり、高温空気の吸い込みによるラジエータの凝縮性能低下を防止できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの或いは実質的に同一のものが含まれる。さらに、従来例で述べたものと同一の構成については、説明を省略すると共に、符号を統一して説明する。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１に係る凝縮器のヘッダパイプの側面形状図（ａ）および上面図（ｂ）である。実施の形態１に係る凝縮器のヘッダパイプは、ヘッダパイプの外表面に、このパイプの軸方向に放熱用突起部を放射状に設けた点に特徴がある。同図において、チューブ挿入穴１１が形成されていない範囲のヘッダパイプ２の外表面には、上端から下端にわたり且つ外側に放射するように複数の突起２１ａが形成されている。そして、ヘッダパイプ２ａの内部は、冷媒通路２３ａとなっている。突起２１ａの断面は矩形であり、当該複数の突起２１ａによりヘッダパイプ２の外表面積が拡大されるので、凝縮器の放熱性能が向上する。前記突起２１ａの材質は、ヘッダパイプ２と同材質もしくは熱伝導率が高いものであることが望ましい。このような材料としては、一般的に熱伝導性の良いとされる金属材料を用いるのが好ましく、特にアルミニウム、アルミニウム合金、銅等が好適である。
【００２４】
突起２１ａは、ヘッダパイプ２の成形用ダイスに突起形状を設けておき、押出し成形時に一体形成する。このようにすれば、ヘッダパイプ２を安価に製作できる。また、突起２１ａは、ヘッダパイプ２にロウ付け又は溶接等にて取り付けることができる。また、図示しないがチューブ挿入穴１１を塞がないようにチューブ挿入穴１１同士の間に、突起２１ａを設けても良い。これにより、更に外表面積を拡大できる。その際、チューブ挿入穴１１は機械加工により形成するので、ヘッダパイプ全周に突起２１ａを形成してから、所定位置に機械加工を施して前記チューブ挿入穴１１を設けるようにする。
【００２５】
以下に、突起の形状の変形例を示す。図２は、実施の形態１の変形例に係る突起を示す説明図である。同図（ａ）は、突起形状が台形状である凝縮器のヘッダパイプ２の上面図である。このように、突起２１の断面形状を台形状とすると、矩形と比較して多少表面積が小さくなるが、その分押出しでの一体成形が容易となる。同図（ｂ）は、突起２１の形状が波状である凝縮器のヘッダパイプ２の上面図である。突起２１の形状を波形状とすると、矩形と比較してコーナー部がなくなるので、その分押出しでの一体成形が容易となる。同図（ｃ）は、突起２１の形状がＬ字形である凝縮器のヘッダパイプ２の上面図である。突起２１の形状をＬ字形状とすると、ヘッダパイプ２に図１に示したような突起２１ａを取り付けたときの外形寸法が同じ場合には、表面積を大きくとれるので、放熱性能をさらに向上させることができる。
【００２６】
同図（ｄ）は、突起２１の形状がＴ字形である凝縮器のヘッダパイプ２の上面図である。突起２１の形状をＴ字形状とすると、ヘッダパイプ２に同図（ｃ）に示したような突起２１を取り付けたときの外形寸法が同じ場合には、表面積を大きくとれるので、放熱性能を向上させることができる。同図（ｅ）は、別の変形例に係るヘッダパイプ２の上面図である。突起２１の形状が隣り合う突起２１同士の隙間Ｓ１が各々の突起２１の幅Ｓ２より狭い形状とすることで、従来のヘッダパイプ２よりも強度が向上し、更に表面積が大きくとれるので放熱性能を向上させることができる。同図（ｆ）は、突起２１に溝２４を設けた凝縮器のヘッダパイプ２の上面図である。突起２１に溝２４を設けることで、表面積がさらに大きくなり、放熱性能も良くなる。なお、この溝２４をヘッダパイプ２に設けてもよいし、上記横断面の形状が矩形や台形等の突起にこの溝２４を設けてもよい。
【００２７】
同図（ｇ）は、別の変形例に係るヘッダパイプ２の上面図である。このように、前記突起２１をヘッダパイプ２の中心から取付面に対し傾斜して取り付けると、ヘッダパイプ２に図１に示したような突起２１ａを取り付けたときの外形寸法が同じ場合、表面積を大きくとれるので、放熱性能を向上できる。同図（ｈ）は、別の変形例に係るヘッダパイプ２の上面図である。このように、前記突起２１が曲面を形成していると、図１に示したような突起２１ａを取り付けたときの外形寸法が同じ場合、表面積を大きくとれるので、放熱性能を向上できる。また、図示しないが、突起が歯車形状をしていれば、矩形と比較して多少表面積が小さくなるが、その分押出しでの一体成形が容易となる。また、図示しないが、上記形状の２以上を任意に組み合わせれば、放熱効率の改善に更に有効である。
【００２８】
（実施の形態２）
図３は、この発明の実施の形態２に係る凝縮器のヘッダパイプの側面形状図（ａ）および上面図（ｂ）である。この実施の形態２に係る凝縮器は、ヘッダパイプの外表面に突起部を設けた点で実施の形態１に係る凝縮器と略同様の構成であるが、突起部をヘッダパイプの軸に対して傾斜させて設けた点が異なる。他の構成は実施の形態１と同様なので同じ符号を付すとともに、その説明を省略する。
【００２９】
同図において、前記チューブ挿入穴１１が形成されていない範囲のヘッダパイプ２の外表面には、複数の突起２１ｂがヘッダパイプ２の軸方向に対して所定角度傾斜して連続的または断続的に設けられている。なお、ヘッダパイプの軸方向に対して傾斜して成形されているので、引抜き成形が困難であり、ロウ付けもしくは溶接にて突起２１ｂを形成するのが好ましい。ヘッダパイプ２の内部は冷媒通路２３ｂとなる。前記ヘッダパイプ２の外表面には突起２１ｂが複数個形成されているので、ヘッダパイプ２の外表面積が拡大し、凝縮器の放熱性能が向上する。前記突起２１ｂの材質はヘッダパイプ２と同材質もしくは伝導率が高いものであることが望ましい。なお、実施の形態１で説明した突起を、実施の形態２に係る突起に適用できることはいうまでもない。
【００３０】
（実施の形態３）
図４は、この発明の実施の形態３に係る凝縮器のヘッダパイプの側面形状図（ａ）および上面図（ｂ）である。この実施の形態２に係る凝縮器は、ヘッダパイプの外表面に突起部を設けた点で実施の形態１または２に係る凝縮器と略同様の構成であるが、この突起部がリング状になっている点が異なる。他の構成は実施の形態１または２と同様なので同じ符号を付すとともに、その説明を省略する。
【００３１】
同図において、凝縮器のヘッダパイプ２の外部片側側面には多数のチューブ挿入穴１１が穿設され、隣接するチューブ挿入穴１１の各中間部の外表面には、リング状突起２１ｃがヘッダパイプ２に密着して嵌め込まれている。そして、ヘッダパイプ２の内部は冷媒通路２３ｃとなる。前記ヘッダパイプ２の外表面には複数のリング状突起２１ｃが密着して装着されているので、ヘッダパイプ２の外表面積が拡大し、それだけ凝縮器の放熱性能が向上する。
【００３２】
前記突起２１ｃの材質はヘッダパイプ２と同材質もしくは伝導率が高いものであることが望ましい。図示しないが、前記リング状突起２１ｃは、円盤形状のものでもよいし、円盤に穴があいた形状であってもよい。また、リング状突起２１ｃでは、プレスで抜き出すときの板材の歩留まりがあまりよくない。また、ヘッダパイプ２にリング状突起２１ｃを挿入するとき、傷が付くことがある。そこで、リング状突起２１ｃを分割してヘッダパイプ２に取り付けると、部材の部留りがよくなり、また、ヘッダパイプ２に挿入するときの傷がつかなくなる。
【００３３】
（実施の形態４）
図５は、この発明の実施の形態４に係る凝縮器ヘッダパイプを示す説明図である。この実施の形態４に係る凝縮器は、ヘッダパイプに突起部を設けた点で実施の形態１〜３に係る凝縮器と略同様の構成であるが、ヘッダパイプの内表面に突起部または凹凸部を設けた点が異なる。他の構成は実施の形態１または２と同様なので同じ符号を付すとともに、その説明を省略する。
【００３４】
同図において、凝縮器のヘッダパイプ２の外部片側側面には多数のチューブ挿入穴１１が穿設され、ヘッダパイプ２の内表面には、このヘッダパイプ２の軸方向に放熱用突起２２ｄが設けられ、且つ当該ヘッダパイプ２の内部は冷媒通路２３ｄとなっている。このヘッダパイプ２の内表面には複数の放熱用突起２２ｄが設けられているので、ヘッダパイプ２の内表面積が拡大し、それだけ凝縮器の放熱性能が向上する。
【００３５】
突起２２ｄは、ヘッダパイプ２の成形用ダイスに突起形状を設けておき、押出し成形時に一体形成する。このようにすれば、ヘッダパイプ２を安価に製作できる。また、前記放熱用突起２２ｄに加え、ヘッダパイプ２内表面に凹部２５を設けるようにしても良い。即ち、ヘッドパイプの基準となる内面に突起２２ｄを設けると共にこの基準となる内面に対して凹部２５を形成し、これら突起２２ｄと凹部２５により内表面積を拡大するようにしても良い。これにより、凝縮器の放熱性能を更に向上させることができる。なお、放熱用突起部もしくは放熱用凹凸部の形状は、略矩形状、台形状、歯車状、波形としてもよい。
【００３６】
（実施の形態５）
図６（ａ）は、この発明の実施の形態５に係る凝縮器のヘッダパイプ２を示す説明図である。この実施の形態５に係る凝縮器は、ヘッダパイプ２に突起部を設けた点で実施の形態１、２または４に係る凝縮器と同様であるが、ヘッダパイプ２の内外表面に同時に突起部２２ｅまたはヘッドパイプの基準となる内面に突起部２２ｅを設けると共にこの基準となる内面に対して凹部２５を設けた点が異なる。他の構成は実施の形態１、２または４と同様なので同じ符号を付すとともに、その説明を省略する。
【００３７】
同図に示すように、ヘッダパイプ２の軸方向に放熱用突起部２１ｅを略放射状に設けると共に、前記ヘッダパイプ２の内表面に当該ヘッダパイプ２の軸方向に向かって放熱用突起２２ｅまたはヘッドパイプの基準となる内面に突起部２２ｅを設けると共にこの基準となる内面に対して凹部２５を設ける。前記ヘッダパイプ２の内部は冷媒通路２３ｅとなる。前記ヘッダパイプ２の内外表面には複数の突起部２２ｅまたは、かつ凹部２５が設けられているので、ヘッダパイプ２の内外表面積が拡大する。これにより、凝縮器の放熱性能が更に向上し、凝縮性能をより向上することができる。また、ヘッダパイプ２の内表面で凹部２５が設けられた外表面部分に突起部２１ｅを設けると、ヘッダパイプ２での放熱性に優れた凝縮器を提供できる。ここで、これら突起２１ｅ，２２ｅ、凹部２５を有するヘッダパイプ２は一体押出し成形することにより安価に製作できる。なお、実施の形態２または４で説明した突起を、実施の形態５に係る突起に適用することもできる。また、図６（ｂ）はヘッダパイプの変形例に係る上面図である。これは、ヘッダパイプ自身が波を打ったような形状をしている。このようにすることにより、円筒形のヘッダパイプよりも内外表面積が拡大する。これにより、凝縮器の放熱性能が更に向上し、凝縮性能をより向上することができる。さらに、このヘッダパイプに前記突起部２１ｅを設けることにより、更なる凝縮性能の向上が期待できる。
【００３８】
（実施の形態６）
図７（ａ）は、この発明の実施の形態６に係る車両空調装置を示す説明図である。通常、車両５０の前部に装着される車両用空調装置の凝縮器１は、車両５０走行風或いは冷却ファンにより車両５０前方から導入される外気に晒される。複数の放熱用突起２１を装着して外気と熱交換する外表面積を拡大したヘッダパイプ２を凝縮器１に組込むことによって、ヘッダパイプ２には積極的な熱交換機能が付与される。この熱交換機能によって冷媒の凝縮が促進されるので、凝縮器１全体の凝縮性能をさらに向上させることができる。この車両用空調装置は、凝縮性能が向上した凝縮器１を採用しているので、従来と比べ、冷却性能が向上する。よって、消費電力が少なくてすみ、車両５０の燃費向上に寄与できる。
【００３９】
また、凝縮器１を通過して温度が高くなった車外からの空気の全てが、エンジンルーム５１から排出される訳ではない。従来の車両においては、図１１の点線矢印６１で示すように、高温空気の一部が凝縮器１の前方部に逆流して高温空気の再吸い込みが発生する。この高温空気の再吸い込みによる凝縮器１の性能低下を防ぐため、従来の車両においては、凝縮器１にスポンジ等の遮風手段４１を取り付ける場合が多い。このため、部品の追加、それらの取付け加工費等によるコストアップが発生する問題があった。
【００４０】
図７（ｂ）に示すように、ヘッダパイプ３の外表面において、凝縮器１の後方外側から両端部を経由し前方内側の間（図中Ａで示す領域）に放熱用突起２１が設けられていれば、本放熱用突起２１が放熱手段のみならず遮風板としても機能し、凝縮器１を通過した高温の空気が凝縮器１の前面へ回り込み、再吸込されるのを防止する。ここで、凝縮器１の前方、前面とは、車両５０の進行方向、車両５０の進行方向に向かっている面を示す。高温空気の回り込み防止としては、放熱用突起２１は凝縮器１の両端から車両５０の進行方向の間（図中Ｂで示す領域）に取り付けられるのが好ましい。
【００４１】
よって、放熱用突起２１付きのヘッダパイプ２及び３を組込み込んだ凝縮器１により、高い熱交換機能により凝縮機能を高めることができると共に、凝縮器１前面への遮風対策部品取付け費用の削減によるコストダウンをも図ることができる。
【００４２】
（実施の形態７）
図８は、この発明の実施の形態７に係る車両空調装置を示す説明図である。実施の形態７に係る車両空調装置は、実施の形態１、２、または５の凝縮器１が構成の一部である点で実施の形態６に係る車両空調装置と同様であるが、凝縮器１のヘッダパイプ２において、ラジエータ５４の前部側でかつ前記凝縮器１の後方側に突起部２１を設けた点が異なる。他の構成は実施の形態６と同様なので同じ符号を付すとともに、その説明を省略する。
【００４３】
車両５０の前部に装着される車両用空調装置の凝縮器１は、ラジエータ５４の前方つまり、車両５０の進行方向前側に設置されることが多い。これは、車両用空調装置の冷媒の温度がラジエータ５４の冷媒温度よりも低く、限られたスペースで効率よく熱交換を行えるように配置されているためである。この車両用空調装置の凝縮器１は、車両走行風或いは冷却ファンにより車両前方から導入される外気に晒される。複数の放熱用突起２１を装着して外気と熱交換する外表面積を拡大したヘッダパイプ２を凝縮器１に組込むことによって、ヘッダパイプ２には積極的な熱交換機能が付与される。この熱交換機能によって冷媒の凝縮が促進されるので、凝縮器１全体の凝縮性能をさらに向上させることができる。この車両用空調装置は、凝縮性能が向上した凝縮器１を採用しているので、従来と比べ、冷却性能が向上する。よって、この車両用空調装置は、消費電力が少なくてすみ、車両５０の燃費向上に寄与するものとなる。
【００４４】
また、凝縮器１及びラジエータ５４を通過する過程で、熱交換し温度が高くなった空気の全てがエンジンルーム５１から排出されずに、図１１の実線矢印６２で示すように一部がラジエータ５４と凝縮器１の間隙に逆流して高温空気の再吸い込みが発生する。この高温空気の再吸い込みによるラジエータ５４の性能低下を防ぐため、凝縮器１またはラジエータ５４にスポンジ等の簡単な材料で構成した遮風手段４２を取り付ける場合が多い。このため、部品の追加、それらの取付け加工費等によるコストアップが発生する問題があった。
【００４５】
そこで、図８に示すように、複数の放熱用突起２１を装着して外気と熱交換する外表面積を拡大したヘッダパイプ２において、凝縮器１とラジエータ５４の間隙に突起２１を設置することにより、本突起２１が遮風板としても機能して、凝縮器１およびラジエータ５４を通過した高温の空気がラジエータ５４および凝縮器１の前面へ回り込んで再吸込されるのを防止する。よって、放熱用突起２１付きのヘッダパイプ２及び３を組込み込んだ凝縮器１により、効率の良い熱交換を行うことで凝縮能力を向上させると共に、凝縮器１とラジエータ５４の間隙への遮風対策部品取付け費用の削減によるコストダウンをも図ることができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の凝縮器では、パイプの外表面積および／または内表面積の拡大によりパイプに積極的な熱交換機能が付与され、凝縮器全体の凝縮性能が向上する。
【００４７】
また、この発明の車両用空調装置では、上記凝縮器による高い凝縮効果を持つ車両用空調装置を提供できると共に、エンジンルームからの高温空気が凝縮器の前部に入るのを防止できるので、凝縮器の性能低下を防止できる。同様に、この発明の車両用空調装置では、エンジンルームからの高温空気がラジエータと凝縮器の前部に入るのを防止できるので、ラジエータの性能低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るヘッダパイプの第一実施例の側面形状図および上面図である。
【図２】本発明に係るヘッダパイプの第一実施例の変形例である。
【図３】本発明に係るヘッダパイプの第二実施例の側面形状図および上面図である。
【図４】本発明に係るヘッダパイプの第三実施例の側面形状図および上面図である。
【図５】本発明に係るヘッダパイプの第四実施例の断面形状図である。
【図６】本発明に係るヘッダパイプの第五実施例の断面形状図である。
【図７】本発明に係る凝縮器を使用した車両用空調装置の車両装着状態図である。
【図８】本発明に係る凝縮器を使用した車両用空調装置の車両装着状態図である。
【図９】凝縮器の概観斜視図である。
【図１０】図９に示す凝縮器の主要構成部品の展開図である。
【図１１】車両用空調装置の車両への装着状態及び冷却空気の流れを示す概略図である。
【符号の説明】
１ 凝縮器
２、３ ヘッダパイプ
２１ 突起部または凹凸部
２２ 突起部
２４ 溝
２５ 凹部
３１ コンプレッサ
３２ 受液部
３３ 蒸発器
３４ 冷媒配管
５１ エンジンルーム
５４ ラジエータ
Claims (8)
- 凝縮器の両側端部に冷媒が通過するパイプを配置し、パイプの外表面に、放熱用突起部を設けたことを特徴とする凝縮器。
- 凝縮器の両側端部に冷媒が通過するパイプを配置し、パイプの外表面に、このパイプの軸方向に放熱用突起部を略放射状に設けたことを特徴とする凝縮器。
- 内部に冷媒が通過する熱交換部分の両側に、当該熱交換部分の内部に連通するパイプをそれぞれ設け、このパイプの外面に、この外面に接合状態となる突起部を連続的または断続的にパイプの略軸方向に複数設けたことを特徴とする凝縮器。
- 凝縮器の両側端部に冷媒が通過するパイプを配置し、パイプの外表面に、パイプ軸を横切る方向にリング状突起部を設けたことを特徴とする凝縮器。
- 凝縮器の両側端部に冷媒が通過するパイプを配置し、パイプの内表面に、このパイプの軸方向に放熱用突起部または放熱用凹凸部を設けたことを特徴とする凝縮器。
- 凝縮器の両側端部に冷媒が通過するパイプを配置し、パイプの外表面に、このパイプの軸方向に放熱用突起部を略放射状に設け、
かつ前記パイプの内表面に、このパイプの軸方向に放熱用突起部または放熱用凹凸部を設けたことを特徴とする凝縮器。 - 蒸発器と、コンプレッサと、受液部と、冷媒配管と、凝縮器とを有する車両用空調装置において、
前記凝縮器は請求項１〜６に記載のいずれか一つに記載の凝縮器であって、さらに、前記凝縮器のパイプには、前記凝縮器の少なくとも後方外側から両端部を経由し前方内側の間に突起部を設けたことを特徴とする車両用空調装置。 - 蒸発器と、コンプレッサと、受液部と、冷媒配管と、凝縮器とを有する車両用空調装置において、
請求項７に記載の凝縮器を、車両用のラジエータの前部に設置し、さらに、前記凝縮器のパイプには、前記ラジエータの前部側でかつ前記凝縮器の後方側に突起部を設けたことを特徴とする車両用空調装置。
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| JP2002224083A JP2004061076A (ja) | 2002-07-31 | 2002-07-31 | 凝縮器及び車両用空調装置 |
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-
2002
- 2002-07-31 JP JP2002224083A patent/JP2004061076A/ja not_active Withdrawn
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