JP2012126149A - Evaporator with cool storage function - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、停車時に圧縮機の駆動源であるエンジンを一時的に停止させる車両のカーエアコンに用いられる蓄冷機能付きエバポレータに関する。 The present invention relates to an evaporator with a cold storage function used in a car air conditioner of a vehicle that temporarily stops an engine that is a drive source of a compressor when the vehicle is stopped.
近年、環境保護や自動車の燃費向上などを目的として、信号待ちなどの停車時にエンジンを自動的に停止させる自動車が提案されている。 In recent years, automobiles have been proposed that automatically stop the engine when the vehicle stops, such as when waiting for a signal, for the purpose of environmental protection or improvement in automobile fuel efficiency.
しかしながら、通常のカーエアコンにおいては、エンジンを停止させると、エンジンを駆動源とする圧縮機が停止するので、エバポレータに冷媒が供給されなくなり、冷房能力が急激に低下するという問題がある。 However, in a normal car air conditioner, when the engine is stopped, the compressor using the engine as a driving source stops, so that there is a problem that the refrigerant is not supplied to the evaporator and the cooling capacity is rapidly reduced.
そこで、このような問題を解決するために、エバポレータに蓄冷機能を付与し、エンジンが停止して圧縮機が停止した際に、エバポレータに蓄えられた冷熱を利用して車室内を冷却することが考えられている。 Therefore, in order to solve such a problem, the evaporator is provided with a cold storage function, and when the engine stops and the compressor stops, the interior of the vehicle can be cooled using the cold energy stored in the evaporator. It is considered.
この種の蓄冷機能付きエバポレータとして、上下方向に間隔をおいて配置された１対のタンクと、両タンク間に、幅方向を通風方向に向けるとともにタンクの長さ方向に間隔をおいて配置され、かつ両端部がそれぞれ両タンクに通じさせられた複数の扁平状冷媒流通管と、内部空間を有しかつ冷媒流通管と熱的に接触させられた複数の蓄冷材容器とを備えており、各蓄冷材容器が、１つの密閉された空間を有するとともに、当該空間内に潜熱蓄冷材が封入されており、蓄冷材容器内の蓄冷材が、冷媒流通管内を流れる冷媒の有する冷熱により冷却されるようになされている蓄冷機能付きエバポレータが提案されている（特許文献１参照）。 As an evaporator with this kind of cold storage function, a pair of tanks arranged at intervals in the vertical direction, and between the two tanks, the width direction is directed in the direction of ventilation and the tanks are arranged at intervals in the length direction. And a plurality of flat refrigerant flow pipes whose both ends are connected to both tanks, and a plurality of cold storage material containers having an internal space and in thermal contact with the refrigerant flow pipes, Each regenerator material container has one sealed space, and the latent heat regenerator material is enclosed in the space, and the regenerator material in the regenerator material container is cooled by the cold heat of the refrigerant flowing in the refrigerant distribution pipe. There has been proposed an evaporator with a cold storage function configured to be configured (see Patent Document 1).
ところで、この種の蓄冷機能付きエバポレータの蓄冷材容器内に封入される蓄冷材としては、融点が５〜１０℃に調整されたパラフィン系の潜熱蓄熱材を用いるのが一般的である。たとえば特許文献１に記載された蓄冷機能付きエバポレータにおいても、蓄冷材容器内に封入される蓄冷材としては、融点が６℃であるテトラデカンが用いられている。 By the way, as a cool storage material enclosed in the cool storage material container of this kind of evaporator with a cool storage function, it is common to use the paraffin-type latent heat storage material in which melting | fusing point was adjusted to 5-10 degreeC. For example, also in the evaporator with a cool storage function described in Patent Document 1, tetradecane having a melting point of 6 ° C. is used as the cool storage material enclosed in the cool storage material container.
しかしながら、使用環境温度、たとえば−４０〜９０℃の範囲において、液相状態の蓄冷材が密度変化するとともに、蓄冷材容器内に残存している空気が熱膨張することがあり、蓄冷材容器における１つの密閉された空間の内容積に対する封入された蓄冷材の体積の比率である蓄冷材充填率によっては、蓄冷材容器が内圧により破損するおそれがある。 However, in the use environment temperature, for example, in the range of −40 to 90 ° C., the density of the liquid phase regenerator material may change, and the air remaining in the regenerator container may thermally expand. Depending on the cold storage material filling rate, which is the ratio of the volume of the enclosed cold storage material to the internal volume of one sealed space, the cold storage material container may be damaged by internal pressure.
この発明の目的は、上記問題を解決し、使用環境温度での蓄冷材封入部の破損を防止しうる蓄冷機能付きエバポレータを提供することにある。 The objective of this invention is providing the evaporator with a cool storage function which can solve the said problem and can prevent the failure | damage of the cool storage material enclosure part in use environment temperature.
本発明は、上記目的を達成するために以下の態様からなる。 In order to achieve the above object, the present invention comprises the following aspects.
1)冷媒が流れる複数の冷媒流通管と、１つの密閉された空間を有し、かつ当該空間内にパラフィン系の潜熱蓄冷材が封入された蓄冷材封入部とを備えており、蓄冷材封入部内の蓄冷材が、冷媒流通管内を流れる冷媒の有する冷熱により冷却されるようになされている蓄冷機能付きエバポレータにおいて、
蓄冷材封入部における１つの密閉された空間の内容積に対する封入された蓄冷材の体積の比率である蓄冷材充填率が、７０〜９０％である蓄冷機能付きエバポレータ。
1) It has a plurality of refrigerant flow pipes through which refrigerant flows, and a regenerator material enclosing part that has one sealed space and in which a paraffin-based latent heat regenerator material is enclosed, and encloses the regenerator material In the evaporator with a cold storage function in which the cold storage material in the unit is cooled by the cold heat of the refrigerant flowing in the refrigerant flow pipe,
An evaporator with a cold storage function, in which a cold storage material filling ratio, which is a ratio of a volume of the enclosed cold storage material to an inner volume of one sealed space in the cold storage material enclosure, is 70 to 90%.
2)蓄冷材充填率が７０〜８０％である上記1)記載の蓄冷機能付きエバポレータ。 2) The evaporator with a cold storage function according to the above 1), wherein the filling rate of the cold storage material is 70 to 80%.
3)内部空間を有する複数の蓄冷材容器を備えており、各蓄冷材容器が、１つの密閉された空間を有しかつ当該空間内に蓄冷材が封入された蓄冷材封入部となっている上記1)または2)記載の蓄冷機能付きエバポレータ。 3) It has a plurality of regenerator containers having an internal space, and each regenerator container has a sealed space and is a regenerator enclosing part in which the regenerator material is enclosed. The evaporator with a cold storage function as described in 1) or 2) above.
4)内部空間を有する複数の蓄冷材容器を備えており、少なくとも一部の複数の蓄冷材容器の内部空間どうしが連通部を介して通じさせられ、連通部および連通部により通じさせられた複数の蓄冷材容器が、１つの密閉された空間を有しかつ当該空間内に蓄冷材が封入された蓄冷材封入部となっている上記1)または2)記載の蓄冷機能付きエバポレータ。 4) A plurality of regenerator containers having an internal space are provided, and the internal spaces of at least some of the plurality of regenerator containers are communicated with each other through the communication part, and the communication part and the plurality of communication parts communicated with each other. The evaporator with a cool storage function according to the above 1) or 2), wherein the cool storage material container has a sealed space and a cool storage material enclosure portion in which the cool storage material is enclosed.
上記1)〜4)の蓄冷機能付きエバポレータによれば、蓄冷材封入部における１つの密閉された空間の内容積に対する封入された蓄冷材の体積の比率である蓄冷材充填率が、７０〜９０％であるから、使用環境温度、たとえば−４０〜９０℃の範囲において、液相状態の蓄冷材が密度変化するとともに、蓄冷材容器内に残存している空気が熱膨張したとしても、蓄冷材封入部の内圧による破損が防止される。 According to the evaporator with a cool storage function of the above 1) to 4), the regenerator filling rate, which is the ratio of the volume of the enclosed cool storage material to the inner volume of one sealed space in the cool storage material enclosure, is 70 to 90. Since the density of the cold storage material in the liquid phase changes in the operating environment temperature, for example, in the range of −40 to 90 ° C., and the air remaining in the cold storage material container is thermally expanded, the cold storage material Damage to the enclosure due to internal pressure is prevented.
上記2)の蓄冷機能付きエバポレータによれば、使用環境温度域での蓄冷材封入部の内圧による破損が効果的に防止される。 According to the evaporator with a cold storage function of 2) above, breakage due to the internal pressure of the cold storage material enclosure in the operating environment temperature range is effectively prevented.
以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
以下の説明において、通風方向下流側（図１、図２および図６に矢印Ｘで示す方向）を前、これと反対側を後というものとする。また、前方から後方を見た際の左右、すなわち図１の左右を左右というものとする。 In the following description, the downstream side in the ventilation direction (the direction indicated by the arrow X in FIGS. 1, 2, and 6) is referred to as the front, and the opposite side is referred to as the rear. Further, the left and right when viewing the rear from the front, that is, the left and right in FIG.
さらに、以下の説明において、「アルミニウム」という用語には、純アルミニウムの他にアルミニウム合金を含むものとする。 Furthermore, in the following description, the term “aluminum” includes aluminum alloys in addition to pure aluminum.
図１はこの発明による蓄冷機能付きエバポレータの全体構成を示し、図２および図３はその要部の構成を示す。 FIG. 1 shows the overall configuration of an evaporator with a cold storage function according to the present invention, and FIGS. 2 and 3 show the configuration of the main part thereof.
図１において、蓄冷機能付きエバポレータ(1)は、上下方向に間隔をおいて配置された左右方向にのびるアルミニウム製第１ヘッダタンク(2)およびアルミニウム製第２ヘッダタンク(3)と、両ヘッダタンク(2)(3)間に設けられた熱交換コア部(4)とを備えている。 In FIG. 1, an evaporator with a cold storage function (1) includes an aluminum first header tank (2) and an aluminum second header tank (3) extending in the horizontal direction and spaced apart in the vertical direction, and both headers. And a heat exchange core part (4) provided between the tanks (2) and (3).
第１ヘッダタンク(2)は、前側（通風方向下流側）に位置する冷媒入口ヘッダ部(5)と、後側（通風方向上流側）に位置しかつ冷媒入口ヘッダ部(5)に一体化された冷媒出口ヘッダ部(6)とを備えている。冷媒入口ヘッダ部(5)の右端部に冷媒入口(7)が設けられ、冷媒出口ヘッダ部(6)の右端部に冷媒出口(8)が設けられている。第２ヘッダタンク(3)は、前側に位置する第１中間ヘッダ部(9)と、後側に位置しかつ第１中間ヘッダ部(9)に一体化された第２中間ヘッダ部(11)とを備えている。第２ヘッダタンク(3)の第１中間ヘッダ部(9)内と第２中間ヘッダ部(11)内とは、両中間ヘッダ部(9)(11)の右端部に跨って接合され、かつ内部が通路となった連通部材(12)を介して通じさせられている。 The first header tank (2) is integrated with the refrigerant inlet header (5) located on the front side (downstream in the ventilation direction) and the refrigerant inlet header (5) located on the rear side (upstream in the ventilation direction). And a refrigerant outlet header portion (6). A refrigerant inlet (7) is provided at the right end of the refrigerant inlet header (5), and a refrigerant outlet (8) is provided at the right end of the refrigerant outlet header (6). The second header tank (3) includes a first intermediate header portion (9) located on the front side and a second intermediate header portion (11) located on the rear side and integrated with the first intermediate header portion (9). And. The first intermediate header portion (9) and the second intermediate header portion (11) of the second header tank (3) are joined across the right end portions of the intermediate header portions (9) and (11), and The inside is communicated via a communication member (12) that forms a passage.
図１および図２に示すように、熱交換コア部(4)には、上下方向にのびるとともに幅方向が通風方向（前後方向）を向いた複数のアルミニウム押出形材製扁平状冷媒流通管(13)が、左右方向に間隔をおいて並列状に配置されている。すなわち、前後方向に間隔をおいて配置された複数、ここでは２つの冷媒流通管(13)からなる複数の組(14)が左右方向に間隔をおいて配置されており、前後の冷媒流通管(13)よりなる組(14)の隣り合うものどうしの間に通風間隙(15)が形成されている。前側の冷媒流通管(13)の上端部は冷媒入口ヘッダ部(5)に接続されるとともに、同下端部は第１中間ヘッダ部(9)に接続されている。また、後側の冷媒流通管(13)の上端部は冷媒出口ヘッダ部(6)に接続されるとともに、同下端部は第２中間ヘッダ部(11)に接続されている。 As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the heat exchange core (4) has a plurality of extruded aluminum flat refrigerant flow pipes that extend in the vertical direction and whose width direction faces the ventilation direction (front-rear direction). 13) are arranged in parallel at intervals in the left-right direction. That is, a plurality of sets (14) composed of a plurality of refrigerant distribution pipes (13) arranged at intervals in the front-rear direction, here two refrigerant distribution pipes (13), are arranged at intervals in the left-right direction. A ventilation gap (15) is formed between adjacent ones of the group (14) consisting of (13). The upper end of the front refrigerant flow pipe (13) is connected to the refrigerant inlet header (5), and the lower end is connected to the first intermediate header (9). The upper end of the rear refrigerant flow pipe (13) is connected to the refrigerant outlet header (6), and the lower end is connected to the second intermediate header (11).
熱交換コア部(4)における全通風間隙(15)のうち一部の複数の通風間隙(15)でかつ隣接していない通風間隙(15)において、密閉状の内部空間(16a)内に蓄冷材（図示略）が封入されたアルミニウム製蓄冷材容器(16)が、前後両冷媒流通管(13)に跨るように配置されており、その結果蓄冷機能付きエバポレータ(1)は、互いに独立した密閉状の内部空間(16a)を有する複数の蓄冷材容器(16)を備えていることになる。そして、各蓄冷材容器(16)が、１つの密閉された内部空間(16a)を有する蓄冷材封入部となっている。また、残りの通風間隙(15)に、両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートからなるコルゲート状のアウターフィン(17)が、前後両冷媒流通管(13)に跨るように配置されて通風間隙(15)を形成する左右両側の組(14)を構成する前後両冷媒流通管(13)にろう付されている。すなわち、蓄冷材容器(16)が配置された通風間隙(15)の両側の通風間隙(15)にそれぞれアウターフィン(17)が配置されている。また、左右両端の冷媒流通管(13)の組(14)の外側にも両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートからなるアウターフィン(17)が配置されて前後両冷媒流通管(13)にろう付され、さらに左右両端のアウターフィン(17)の外側にアルミニウム製サイドプレート(18)が配置されてアウターフィン(17)にろう付されている。 Cold storage in the sealed internal space (16a) in some of the plurality of ventilation gaps (15) in the heat exchange core section (4) and in the non-adjacent ventilation gaps (15) An aluminum regenerator container (16) filled with a material (not shown) is placed so as to straddle the front and rear refrigerant flow pipes (13). As a result, the evaporator with a regenerator function (1) is independent of each other. A plurality of cold storage material containers (16) having a sealed internal space (16a) are provided. Each regenerator material container (16) is a regenerator material enclosing part having one sealed internal space (16a). Further, in the remaining ventilation gap (15), corrugated outer fins (17) made of an aluminum brazing sheet having a brazing filler metal layer on both sides are disposed so as to straddle both the front and rear refrigerant flow pipes (13). The front and rear refrigerant flow pipes (13) constituting the pair (14) on both the left and right sides forming (15) are brazed. That is, the outer fins (17) are arranged in the ventilation gaps (15) on both sides of the ventilation gap (15) in which the cool storage material container (16) is arranged. In addition, outer fins (17) made of an aluminum brazing sheet having a brazing filler metal layer on both sides are also arranged outside the set (14) of the refrigerant flow pipes (13) at the left and right ends, and the front and rear refrigerant flow pipes (13) are arranged. An aluminum side plate (18) is disposed outside the outer fins (17) at both the left and right ends and brazed to the outer fins (17).
蓄冷材容器(16)は、前側冷媒流通管(13)の前側縁よりも後方に位置し、かつ各組(14)の前後２つの冷媒流通管(13)にろう付された容器本体部(21)と、容器本体部(21)の前側縁部（風下側縁部）に連なるとともに前側冷媒流通管(13)の前側縁よりも前方（通風方向外側）に張り出すように設けられた外方張り出し部(22)とを備えている。蓄冷材容器(16)の容器本体部(21)の厚み方向（左右方向）の寸法は全体に等しくなっている。蓄冷材容器(16)の外方張り出し部(22)は、上下方向の寸法が容器本体部(21)の上下方向の寸法と等しく、かつ左右方向の寸法が容器本体部(21)の左右方向の寸法よりも大きくなっており、容器本体部(21)に対して左右方向外方に膨出している。外方張り出し部(22)の左右方向の寸法は、冷媒流通管(13)の管高さに、蓄冷材容器(16)の容器本体部(21)の左右方向の寸法を加えた高さと等しくなっている。 The cool storage material container (16) is located behind the front edge of the front refrigerant flow pipe (13) and is brazed to the two refrigerant flow pipes (13) before and after each pair (14) ( 21) and the outside of the container body (21) connected to the front side edge (leeward side edge) and extending forward (outward in the ventilation direction) from the front side edge of the front refrigerant flow pipe (13) And a projecting portion (22). The thickness direction (left-right direction) dimension of the container main-body part (21) of the cool storage material container (16) is equal to the whole. The outwardly projecting portion (22) of the cold storage material container (16) has the vertical dimension equal to the vertical dimension of the container main body (21) and the horizontal dimension of the container main body (21) in the horizontal direction. And is bulged outwardly in the left-right direction with respect to the container main body (21). The lateral dimension of the outward projecting part (22) is equal to the height of the refrigerant distribution pipe (13) plus the lateral dimension of the container body (21) of the cold storage container (16). It has become.
蓄冷材容器(16)内へ充填される蓄冷材としては、凝固点が５〜１０℃程度に調整されたパラフィン系潜熱蓄冷材が用いられる。具体的には、ペンタデカン、テトラデカンなどが用いられる。また、蓄冷材封入部である蓄冷材容器(16)における１つの密閉された内部空間(16a)の内容積に対する封入された蓄冷材の体積の比率である蓄冷材充填率は、７０〜９０％である。上記蓄冷材充填率は７０〜８０％であることが好ましい。 As the regenerator material filled in the regenerator material container (16), a paraffin-based latent heat regenerator material whose freezing point is adjusted to about 5 to 10 ° C is used. Specifically, pentadecane, tetradecane, or the like is used. The regenerator filling rate, which is the ratio of the volume of the enclosed regenerator to the inner volume of one sealed internal space (16a) in the regenerator container (16), which is a regenerator encapsulant, is 70 to 90%. It is. It is preferable that the said cool storage material filling rate is 70 to 80%.
図３に示すように、蓄冷材容器(16)は、両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートにプレス加工が施されることにより形成され、かつ周縁部どうしが互いにろう付された２枚の略縦長方形状アルミニウム板(24)(25)よりなる。蓄冷材容器(16)を構成する右側のアルミニウム板(24)における容器本体部(21)を形成する部分、すなわち前側部分を除いた大部分には、右方に膨出した第１膨出部(26)が設けられ、同じく外方張り出し部(22)を形成する部分、すなわち前側部分には、第１膨出部(26)の前側に連なるとともに右方に膨出し、かつ第１膨出部(26)よりも膨出高さの高い第２膨出部(27)が、上下方向の全長にわたって設けられている。また、右側アルミニウム板(24)の容器本体部(21)を形成する部分の外面における冷媒流通管(13)がろう付される部分には、格子状の溝(28)が形成されている。蓄冷材容器(16)を構成する左側のアルミニウム板(25)は、右側アルミニウム板(24)を左右逆向きにしたものであり、同一部分には同一符号を付す。 As shown in FIG. 3, the cold storage material container (16) is formed by pressing aluminum brazing sheets having a brazing filler metal layer on both sides, and the peripheral portions are brazed to each other. It consists of substantially vertical rectangular aluminum plates (24) and (25). A portion of the right aluminum plate (24) constituting the cool storage material container (16) forming the container main body portion (21), that is, most of the portion excluding the front side portion, is bulged to the right. (26) is provided, and the portion that also forms the outwardly projecting portion (22), that is, the front side portion, is connected to the front side of the first bulging portion (26) and bulges to the right, and the first bulging portion A second bulge portion (27) having a bulge height higher than that of the portion (26) is provided over the entire length in the vertical direction. In addition, lattice-shaped grooves (28) are formed in the portion where the refrigerant flow pipe (13) is brazed on the outer surface of the portion of the right aluminum plate (24) that forms the container body (21). The left aluminum plate (25) constituting the cold storage material container (16) is the right aluminum plate (24) reversed in the left-right direction, and the same parts are denoted by the same reference numerals.
そして、２枚のアルミニウム板(24)(25)を、第１および第２膨出部(26)(27)の開口どうしが対向するように組み合わせてろう付することによって、蓄冷材容器(16)が形成されている。ここで、両アルミニウム板(24)(25)の第１膨出部(26)により容器本体部(21)が形成され、第２膨出部(27)により外方張り出し部(22)が形成されている。 The two aluminum plates (24) and (25) are brazed in combination so that the openings of the first and second bulge portions (26) and (27) face each other, thereby the cold storage material container (16 ) Is formed. Here, the container body part (21) is formed by the first bulge part (26) of both aluminum plates (24) and (25), and the outwardly projecting part (22) is formed by the second bulge part (27). Has been.
蓄冷材容器(16)内には、容器本体部(21)の後端部から外方張り出し部(22)の前端部に至るアルミニウム製インナーフィン(29)が、上下方向のほぼ全体にわたって配置されている。インナーフィン(29)は、前後方向にのびる波頂部、前後方向にのびる波底部、および波頂部と波底部とを連結する連結部よりなるコルゲート状である。インナーフィン(29)のフィン高さは全体に等しく、蓄冷材容器(16)の容器本体部(21)の左右両側壁内面にろう付されている。 Inside the cool storage material container (16), aluminum inner fins (29) extending from the rear end of the container main body (21) to the front end of the outwardly projecting portion (22) are arranged over substantially the entire vertical direction. ing. The inner fin (29) has a corrugated shape including a wave crest extending in the front-rear direction, a wave bottom extending in the front-rear direction, and a connecting portion connecting the wave crest and the wave bottom. The fins of the inner fins (29) have the same height, and are brazed to the inner surfaces of the left and right side walls of the container main body (21) of the cold storage material container (16).
アウターフィン(17)は、前後方向にのびる波頂部、前後方向にのびる波底部、および波頂部と波底部とを連結する連結部よりなるコルゲート状である。アウターフィン(17)は、前側冷媒流通管(13)の前側縁よりも後方に位置し、かつ各組(14)の前後の冷媒流通管(13)にろう付されたフィン本体部(31)と、フィン本体部(31)の前側縁に連なるとともに後側冷媒流通管(13)の前側縁よりも前方に張り出すように設けられた外方張り出し部(32)とを備えている。そして、蓄冷材容器(16)が配置された通風間隙(15)の両隣の通風間隙(15)に配置されたアウターフィン(17)の外方張り出し部(32)が、蓄冷材容器(16)の外方張り出し部(22)の左右両側面にろう付されている。また、隣接するアウターフィン(17)の外方張り出し部(32)間にはアルミニウム製スペーサ(36)が配置されており、外方張り出し部(32)にろう付されている。 The outer fin (17) has a corrugated shape including a wave crest extending in the front-rear direction, a wave bottom extending in the front-rear direction, and a connecting portion connecting the wave crest and the wave bottom. The outer fin (17) is located behind the front edge of the front refrigerant flow pipe (13) and is finned to the refrigerant flow pipe (13) before and after each set (14) by the fin main body (31) And an outwardly projecting portion (32) provided so as to extend forward of the front side edge of the rear refrigerant flow pipe (13) while continuing to the front side edge of the fin body portion (31). Then, the outwardly projecting portion (32) of the outer fin (17) disposed in the ventilation gap (15) on both sides of the ventilation gap (15) where the cold storage material container (16) is arranged, the cold storage material container (16) Are brazed to the left and right side surfaces of the outwardly projecting portion (22). An aluminum spacer (36) is disposed between the outwardly projecting portions (32) of the adjacent outer fins (17), and is brazed to the outwardly projecting portion (32).
上述した蓄冷機能付きエバポレータ(1)は、車両のエンジンを駆動源とする圧縮機、圧縮機から吐出された冷媒を冷却するコンデンサ（冷媒冷却器）、コンデンサを通過した冷媒を減圧する膨張弁（減圧器）とともに冷凍サイクルを構成し、カーエアコンとして、停車時に圧縮機の駆動源であるエンジンを一時的に停止させる車両、たとえば自動車に搭載される。そして、圧縮機が作動している場合には、圧縮機で圧縮されてコンデンサおよび膨張弁を通過した低圧の気液混相の２相冷媒が、冷媒入口(7)を通って蓄冷機能付きエバポレータ(1)の冷媒入口ヘッダ部(5)内に入り、前側の全冷媒流通管(13)を通って第１中間ヘッダ部(9)内に流入する。第１中間ヘッダ部(9)内に入った冷媒は、連通部材(12)を通って第２中間ヘッダ部(11)内に入った後、後側の全冷媒流通管(13)を通って出口ヘッダ部(6)内に流入し、冷媒出口(8)から流出する。そして、冷媒が冷媒流通管(13)内を流れる間に、通風間隙(15)を通過する空気と熱交換をし、冷媒は気相となって流出する。 The evaporator with a cold storage function (1) described above includes a compressor that uses a vehicle engine as a drive source, a condenser that cools the refrigerant discharged from the compressor (refrigerant cooler), and an expansion valve that depressurizes the refrigerant that has passed through the condenser ( A refrigeration cycle is configured together with a decompressor, and is mounted as a car air conditioner on a vehicle, such as an automobile, that temporarily stops an engine that is a drive source of a compressor when the vehicle stops. When the compressor is operating, the low-pressure gas-liquid mixed-phase two-phase refrigerant compressed by the compressor and passed through the condenser and the expansion valve passes through the refrigerant inlet (7) and has an evaporator with a cold storage function ( The refrigerant enters the refrigerant inlet header part (5) of 1) and flows into the first intermediate header part (9) through the front all refrigerant circulation pipe (13). The refrigerant that has entered the first intermediate header portion (9) passes through the communication member (12), enters the second intermediate header portion (11), and then passes through the rear refrigerant flow pipe (13). It flows into the outlet header (6) and flows out from the refrigerant outlet (8). While the refrigerant flows in the refrigerant flow pipe (13), heat exchange is performed with the air passing through the ventilation gap (15), and the refrigerant flows out in a gas phase.
このとき、冷媒流通管(13)内を流れる冷媒によって蓄冷材容器(16)の容器本体部(21)内の蓄冷材が冷却されるとともに、容器本体部(21)内の冷却された蓄冷材の有する冷熱がインナーフィン(29)を介して蓄冷材容器(16)の外方張り出し部(22)内の蓄冷材に伝えられ、さらに通風間隙(15)を通って冷媒により冷やされた空気によって蓄冷材容器(16)の外方張り出し部(22)内の蓄冷材が冷却され、その結果蓄冷材容器(16)内全体の蓄冷材に冷熱が蓄えられる。 At this time, the cool storage material in the container main body (21) of the cool storage material container (16) is cooled by the refrigerant flowing in the refrigerant flow pipe (13), and the cooled cool storage material in the container main body (21) Is transferred to the cold storage material in the outwardly projecting portion (22) of the cold storage material container (16) through the inner fin (29), and is further cooled by the air cooled by the refrigerant through the ventilation gap (15). The cold storage material in the outward projecting portion (22) of the cold storage material container (16) is cooled, and as a result, cold heat is stored in the entire cold storage material in the cold storage material container (16).
圧縮機が停止した場合には、蓄冷材容器(16)の容器本体部(21)および外方張り出し部(22)内の蓄冷材の有する冷熱が、インナーフィン(29)を介して容器本体部(21)および外方張り出し部(22)の左右両側壁に伝えられる。容器本体部(21)の左右両側壁に伝えられた冷熱は、冷媒流通管(13)を通過し、当該冷媒流通管(13)にろう付されているアウターフィン(17)のフィン本体部(31)を介して蓄冷材容器(16)が配置されている通風間隙(15)の両隣の通風間隙(15)を通過する空気に伝えられる。外方張り出し部(22)の左右両側壁に伝えられた冷熱は、外方張り出し部(22)の左右両側面にろう付されたアウターフィン(17)の外方張り出し部(32)を介して通風間隙(15)を通過する空気に伝えられる。したがって、エバポレータ(1)を通過した風の温度が上昇したとしても、当該風は冷却されるので、冷房能力の急激な低下が防止される。 When the compressor is stopped, the cold heat of the cold storage material in the container main body portion (21) and the outward projecting portion (22) of the cold storage material container (16) is transferred to the container main body portion via the inner fin (29). (21) and the left and right side walls of the outward projection (22). The cold heat transmitted to the left and right side walls of the container body (21) passes through the refrigerant flow pipe (13), and the fin main body (17) of the outer fin (17) brazed to the refrigerant flow pipe (13) ( It is transmitted to the air passing through the ventilation gap (15) adjacent to the ventilation gap (15) where the cool storage material container (16) is arranged via 31). The cold heat transmitted to the left and right side walls of the outward projecting part (22) passes through the outer projecting part (32) of the outer fin (17) brazed to the left and right side surfaces of the outer projecting part (22). It is transmitted to the air passing through the ventilation gap (15). Therefore, even if the temperature of the wind that has passed through the evaporator (1) rises, the wind is cooled, so that a rapid decrease in the cooling capacity is prevented.
蓄冷材封入部である蓄冷材容器(16)における１つの密閉された内部空間(16a)の内容積に対する封入された蓄冷材の体積の比率である蓄冷材充填率を、７０〜９０％に限定したのは、コンピュータシミュレーション計算をしたところ、
図４および図５に示すような結果が得られたからである。
The cold storage material filling ratio, which is the ratio of the volume of the enclosed cold storage material to the internal volume of one sealed internal space (16a) in the cold storage material container (16) that is the cold storage material enclosure, is limited to 70 to 90%. I did a computer simulation calculation,
This is because the results shown in FIGS. 4 and 5 were obtained.
図４に示すコンピュータシミュレーション計算は、蓄冷材としてペンタデカンを使用し、封入時（初期）の雰囲気温度を２０℃として、蓄冷材容器(16)内への蓄冷材充填率、蓄冷材容器が配置される雰囲気温度を変化させて行った。 The computer simulation calculation shown in FIG. 4 uses pentadecane as the cold storage material, sets the ambient temperature at the time of encapsulation (initial) to 20 ° C., and fills the cold storage material container (16) with the cold storage material filling rate and the cold storage material container. The ambient temperature was changed.
図５に示すコンピュータシミュレーション計算は、蓄冷材としてペンタデカンを使用し、蓄冷機能付きエバポレータ(1)の空気側温度：２５℃、相対湿度（ＲＨ）：５０％、蓄冷機能付きエバポレータ(1)の風上側風量：２００ｍ３／ｈという条件で、蓄冷材容器(16)内への蓄冷材充填率を変化させて行った。 The computer simulation calculation shown in FIG. 5 uses pentadecane as a cold storage material, the air side temperature of the evaporator with the cold storage function (1): 25 ° C., the relative humidity (RH): 50%, the wind of the evaporator with the cold storage function (1) It carried out by changing the cold storage material filling rate in the cold storage material container (16) under the condition of the upper air volume: 200 m 3 / h.
図４に示すグラフの横軸は蓄冷材容器を配置した雰囲気温度を示し、縦軸は蓄冷材容器(16)の内部圧力を示す。また、図５の横軸は蓄冷材容器(16)内の蓄冷材に必要な冷熱を蓄えるのに要する蓄冷時間を示し、縦軸は蓄冷材容器(16)内の蓄冷材から必要な量の冷熱が放出される放冷時間を示す。 The horizontal axis of the graph shown in FIG. 4 indicates the ambient temperature at which the cool storage material container is arranged, and the vertical axis indicates the internal pressure of the cool storage material container (16). In addition, the horizontal axis of FIG. 5 shows the cool storage time required to store the cold energy required for the cool storage material in the cool storage material container (16), and the vertical axis shows the necessary amount from the cool storage material in the cool storage material container (16). Indicates the cooling time during which cold heat is released.
図４に示すグラフから、蓄冷機能付きエバポレータを備えたカーエアコンの通常の使用温度域の上限である９０℃を超えた雰囲気温度においても、内部圧力の急激な上昇を防止しうるのは、蓄冷材容器内への蓄冷材充填率が９０％以下の場合であることが分かる。また、図５に示すグラフから、比較的短い蓄冷時間で、必要な放冷時間(T)を得るには、蓄冷材容器内への蓄冷材充填率が７０％以上の場合であることが分かる。 From the graph shown in FIG. 4, it is possible to prevent a sudden increase in internal pressure even at an ambient temperature exceeding 90 ° C., which is the upper limit of the normal operating temperature range of a car air conditioner equipped with an evaporator with a cold storage function. It turns out that it is a case where the cold storage material filling rate in a material container is 90% or less. Further, from the graph shown in FIG. 5, it can be seen that in order to obtain a necessary cooling time (T) with a relatively short cool storage time, the cool storage material filling rate into the cool storage material container is 70% or more. .
図６はこの発明による蓄冷機能付きエバポレータの他の実施形態を示す。 FIG. 6 shows another embodiment of an evaporator with a cold storage function according to the present invention.
図６において、熱交換コア部(4)における前後２つの冷媒流通管(13)からなる各組(14)の片面、ここでは左側面側に、各組(14)の２つの冷媒流通管(13)に跨るように、密閉状の内部空間(40a)内に蓄冷材（図示略）が封入されたアルミニウム製蓄冷材容器(40)が配置されており、その結果蓄冷機能付きエバポレータは、互いに独立した密閉状の内部空間(40a)を有する複数の蓄冷材容器(40)を備えていることになる。そして、各蓄冷材容器(40)が、１つの密閉された内部空間(40a)を有する蓄冷材封入部となっている。 In FIG. 6, the two refrigerant distribution pipes (14) of each group (14) are arranged on one side, here the left side, of the pair (14) consisting of two refrigerant circulation pipes (13) before and after the heat exchange core (4). 13) An aluminum regenerator container (40) in which a regenerator material (not shown) is enclosed is disposed in a sealed internal space (40a) so as to straddle 13). A plurality of regenerator containers (40) having independent sealed internal spaces (40a) are provided. And each cool storage material container (40) becomes the cool storage material enclosure part which has one sealed internal space (40a).
蓄冷材容器(40)は、前側冷媒流通管(13)の前側縁よりも後方に位置し、かつ各組(14)の前後の冷媒流通管(13)にろう付された容器本体部(42)と、容器本体部(42)の前側縁に連なるとともに前側冷媒流通管(13)よりも前方に張り出すように設けられ、かつ厚み方向（左右方向）の寸法が容器本体部(42)の厚み方向（左右方向）の寸法よりも高くなった外方張り出し部(43)とよりなる。容器本体部(42)の左右方向の寸法は全体に等しくなっている。外方張り出し部(43)の左右方向の寸法は、冷媒流通管(13)の厚み方向（左右方向）の寸法である管高さに、蓄冷材容器(40)の容器本体部(42)の厚み方向の寸法を加えた高さと等しくなっている。外方張り出し部(43)は、容器本体部(42)対して右方のみに膨出しており、容器本体部(42)および外方張り出し部(43)の左側面は面一である。蓄冷材容器(40)は、周縁部どうしが互いにろう付された２枚の略縦長方形状アルミニウム板(45)(46)よりなる。 The cold storage material container (40) is positioned behind the front edge of the front refrigerant flow pipe (13) and is brazed to the refrigerant flow pipe (13) before and after each set (14). ) And the front side edge of the container main body (42), and is provided so as to protrude forward from the front refrigerant flow pipe (13), and the thickness direction (left-right direction) of the container main body (42) It consists of an outward projecting part (43) which became higher than the dimension of the thickness direction (left-right direction). The dimensions of the container main body (42) in the left-right direction are the same as the whole. The dimension of the laterally extending portion (43) in the left-right direction is equal to the height of the refrigerant flow pipe (13) in the thickness direction (left-right direction) of the container body (42) of the regenerator container (40). It is equal to the height with the dimension in the thickness direction added. The outward projecting portion (43) bulges only to the right with respect to the container body portion (42), and the left side surfaces of the container body portion (42) and the outward projecting portion (43) are flush with each other. The cool storage material container (40) is composed of two substantially vertical rectangular aluminum plates (45) and (46) in which peripheral portions are brazed to each other.
蓄冷材容器(40)内へ充填される蓄冷材としては、凝固点が５〜１０℃程度に調整されたパラフィン系潜熱蓄冷材が用いられる。具体的には、ペンタデカン、テトラデカンなどが用いられる。また、蓄冷材封入部である蓄冷材容器(40)における１つの密閉された内部空間(40a)の内容積に対する封入された蓄冷材の体積の比率である蓄冷材充填率は、上記実施形態１の場合と同様に、７０〜９０％である。上記蓄冷材充填率は７０〜８０％であることが好ましい。 As the cold storage material filled in the cold storage material container (40), a paraffin-based latent heat cold storage material having a freezing point adjusted to about 5 to 10 ° C is used. Specifically, pentadecane, tetradecane, or the like is used. In addition, the regenerator filling rate, which is the ratio of the volume of the enclosed regenerator to the inner volume of one sealed internal space (40a) in the regenerator container (40) that is the regenerator enclosing part, is the above-described first embodiment. As in the case of, 70 to 90%. It is preferable that the said cool storage material filling rate is 70 to 80%.
蓄冷材容器(40)内には、容器本体部(42)の後側縁部から外方張り出し部(43)の前端部に至るアルミニウム製インナーフィン(44)が、上下方向のほぼ全体にわたって配置されている。インナーフィン(44)は、前後方向にのびる波頂部、前後方向にのびる波底部、および波頂部と波底部とを連結する連結部よりなるコルゲート状である。インナーフィン(44)のフィン高さは全体に等しく、蓄冷材容器(40)の容器本体部(42)および外方張り出し部(43)の左側壁内面と、容器本体部(42)の右側壁内面とにろう付されている。 Inside the cool storage material container (40), an aluminum inner fin (44) extending from the rear edge of the container main body (42) to the front end of the outwardly projecting part (43) is disposed over substantially the entire vertical direction. Has been. The inner fin (44) has a corrugated shape including a wave crest extending in the front-rear direction, a wave bottom extending in the front-rear direction, and a connecting portion connecting the wave crest and the wave bottom. The fin height of the inner fin (44) is the same as the whole, the inner surface of the left side wall of the container body (42) and the outwardly projecting part (43) of the cold storage material container (40), and the right side wall of the container body (42) It is brazed to the inner surface.
熱交換コア部(4)において、前後方向に並んだ２つの冷媒流通管(13)からなる各組(14)および各組(14)の２つの冷媒流通管(13)に跨って配置された蓄冷材容器(40)によって、複数の組み合わせ体(41)が構成されている。当該組み合わせ体(41)は左右方向に間隔をおいて配置されており、隣り合う組み合わせ体(41)どうしの間が通風間隙(15)となるとともに、当該通風間隙(15)にアルミニウム製アウターフィン(17)が配置されて冷媒流通管(13)および蓄冷材容器(40)にろう付されている。各組(14)の冷媒流通管(13)および蓄冷材容器(40)からなる組み合わせ体(41)の右側に位置するアウターフィン(17)のフィン本体部(31)は各組(14)の前後の冷媒流通管(13)にろう付され、同じく外方張り出し部(32)は蓄冷材容器(40)の外方張り出し部(43)にろう付されている。また、各組(14)の冷媒流通管(13)および蓄冷材容器(40)からなる組み合わせ体(41)の左側に位置するアウターフィン(17)のフィン本体部(31)は蓄冷材容器(40)の容器本体部(42)にろう付され、同じく外方張り出し部(32)は蓄冷材容器(40)の外方張り出し部(43)にろう付されている。 In the heat exchange core part (4), each pair (14) composed of two refrigerant flow pipes (13) arranged in the front-rear direction and the two refrigerant flow pipes (13) of each set (14) are arranged straddling. The cool storage material container (40) constitutes a plurality of combinations (41). The combination body (41) is arranged in the left-right direction with an interval between adjacent combination bodies (41) serving as a ventilation gap (15), and an aluminum outer fin in the ventilation gap (15). (17) is arranged and brazed to the refrigerant flow pipe (13) and the cool storage material container (40). The fin body portion (31) of the outer fin (17) located on the right side of the combination body (41) comprising the refrigerant flow pipe (13) and the cold storage container (40) of each pair (14) The outer projecting portion (32) is brazed to the outer projecting portion (43) of the cold storage material container (40). Further, the fin body portion (31) of the outer fin (17) located on the left side of the combination body (41) composed of the refrigerant flow pipe (13) and the cold storage material container (40) of each set (14) is a cold storage material container ( 40) is brazed to the container body (42), and the outwardly projecting part (32) is also brazed to the outwardly projecting part (43) of the cold storage material container (40).
上記２つの実施形態においては、各蓄冷材容器(16)(40)が、１つの密閉された内部空間(16a)(40a)を有する蓄冷材封入部となっているが、これに限定されるものではない。すなわち、全蓄冷材容器(16)(40)のうち、少なくとも一部の複数の蓄冷材容器(16)(40)の内部空間(16a)(40a)どうしが、適当な連通部を介して通じさせられ、連通部および連通部により通じさせられた複数の蓄冷材容器(16)(40)が、１つの密閉された空間を有する蓄冷材封入部となっていてもよい。 In the above two embodiments, each cold storage material container (16) (40) is a cool storage material enclosure having one sealed internal space (16a) (40a), but is not limited thereto. It is not a thing. That is, the internal spaces (16a) and (40a) of at least some of the plurality of cool storage material containers (16) and (40) communicate with each other through appropriate communication portions. The plurality of regenerator containers (16) and (40) communicated by the communication part and the communication part may be a regenerator enclosing part having one sealed space.
この発明による蓄冷機能付きエバポレータは、停車時に圧縮機の駆動源であるエンジンを一時的に停止させる車両のカーエアコンを構成する冷凍サイクルに好適に用いられる。 The evaporator with a cold storage function according to the present invention is suitably used in a refrigeration cycle constituting a car air conditioner for a vehicle that temporarily stops an engine that is a drive source of a compressor when the vehicle is stopped.
(1)：蓄冷機能付きエバポレータ
(13)：冷媒流通管
(16)(40)：蓄冷材容器
(16a)(40a)：内部空間
(1): Evaporator with cool storage function
(13): Refrigerant distribution pipe
(16) (40): Cold storage container
(16a) (40a): Interior space
Claims (4)
蓄冷材封入部における１つの密閉された空間の内容積に対する封入された蓄冷材の体積の比率である蓄冷材充填率が、７０〜９０％である蓄冷機能付きエバポレータ。 A plurality of refrigerant flow pipes through which refrigerant flows, and a regenerator material enclosing portion having a single sealed space and a paraffin-based latent heat regenerator material enclosed in the space, In the evaporator with the cold storage function, where the cold storage material is cooled by the cold heat of the refrigerant flowing in the refrigerant flow pipe,
An evaporator with a cold storage function, in which a cold storage material filling ratio, which is a ratio of a volume of the enclosed cold storage material to an inner volume of one sealed space in the cold storage material enclosure, is 70 to 90%.
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