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WO2011024744A1 - 蓄冷熱交換器およびその製造方法 - Google Patents

蓄冷熱交換器およびその製造方法 Download PDF

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WO2011024744A1
WO2011024744A1 PCT/JP2010/064152 JP2010064152W WO2011024744A1 WO 2011024744 A1 WO2011024744 A1 WO 2011024744A1 JP 2010064152 W JP2010064152 W JP 2010064152W WO 2011024744 A1 WO2011024744 A1 WO 2011024744A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
storage material
cold storage
heat exchanger
cold
regenerator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2010/064152
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English (en)
French (fr)
Inventor
広仲 佐々木
直久 東山
博 小沼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Resonac Holdings Corp
Original Assignee
Showa Denko KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Showa Denko KK filed Critical Showa Denko KK
Publication of WO2011024744A1 publication Critical patent/WO2011024744A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—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
    • 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
    • F28D1/04—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
    • F28D1/053—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
    • 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
    • F28D1/05391—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators with multiple rows of conduits or with multi-channel conduits combined with a particular flow pattern, e.g. multi-row multi-stage radiators
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/02—Materials undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/06—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to solid or vice versa
    • C09K5/063—Materials absorbing or liberating heat during crystallisation; Heat storage materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F28D20/02—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
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    • F28D2020/0004—Particular heat storage apparatus
    • F28D2020/0013—Particular heat storage apparatus the heat storage material being enclosed in elements attached to or integral with heat exchange conduits
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/141—Feedstock

Definitions

  • the present invention relates to a cold storage heat exchanger used for 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, and a method for manufacturing the same.
  • liquid paraffin means a paraffinic hydrocarbon that is liquid at normal temperature and atmospheric pressure.
  • normal temperature means 20 ⁇ 15 ° C. defined in JIS Z8703.
  • a plurality of refrigerant circulation pipe portions through which the refrigerant flows and a plurality of cool storage material containers in which the cool storage material is enclosed are provided, and the cool storage material in the cool storage material container is a coolant.
  • a car air conditioner using a cold storage heat exchanger that is cooled by the cold heat of the refrigerant flowing in the circulation pipe portion is considered.
  • the car air conditioner when the compressor is operating, the low-pressure gas-liquid mixed phase two-phase refrigerant compressed by the compressor and cooled by the refrigerant cooler and decompressed by the decompressor is stored in the cold storage heat.
  • the passenger compartment By evaporating while flowing through the refrigerant flow pipe part of the exchanger, the passenger compartment is cooled, and further, the cold storage material in the cold storage material container is cooled by the cold heat of the refrigerant flowing in the refrigerant flow pipe part, and the compressor
  • the vehicle interior is cooled using the cold energy stored in the cold storage material in the cold storage material container of the cold storage heat exchanger (see Patent Document 1).
  • regenerator heat exchanger In the regenerator heat exchanger described in Patent Document 1, decanol and tetradecane are used as the regenerator material enclosed in the regenerator material container, but these regenerator materials are liquid at room temperature, and for some reason. If the cool storage material leaks from the cool storage material container, there is a risk of burning, which is dangerous.
  • a gel-like material obtained by a chemical reaction is also known.
  • the gel-like regenerator material by such a chemical reaction cannot be fluidized again, when enclosed in the regenerator container of the regenerator heat exchanger as described above, when the regenerator heat exchanger is discarded. It is extremely difficult to take out the regenerator material from the regenerator container.
  • the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, prevent leakage of the regenerator material from the regenerator material container, and easily store the regenerator material from the regenerator material container at the time of disposal. It is in providing an exchanger and its manufacturing method.
  • the present invention comprises the following aspects in order to achieve the above object.
  • It has a plurality of refrigerant flow pipe parts through which the refrigerant flows and a cold storage material container in which the cold storage material is enclosed, and the cold storage material in the cold storage material container is cooled by the cold heat of the refrigerant flowing in the refrigerant flow pipe part.
  • a method of manufacturing a regenerative heat exchanger adapted to A liquid paraffin and gelling agent 12-hydroxystearic acid composition is heated above the melting point of 12-hydroxystearic acid and then placed in a cold storage container, and then cooled to room temperature to gel the liquid paraffin.
  • the manufacturing method of the cool storage heat exchanger including making a cool storage material and enclosing the cool storage material in the cool storage material container.
  • a method of manufacturing a regenerative heat exchanger adapted to Liquid paraffin is gelled by placing a composition comprising liquid paraffin and 12-hydroxystearic acid as a gelling agent in a cold storage container, then heating to a temperature higher than the melting point of 12-hydroxystearic acid, and then cooling to room temperature.
  • the manufacturing method of the cool storage heat exchanger including making the cool storage material into a cold storage material and enclosing the cool storage material in the cool storage material container.
  • the cold storage heat exchanger of 1) since the cold storage material obtained by gelling liquid paraffin using a gelling agent made of 12-hydroxystearic acid is enclosed in the cold storage material container, the cold storage material container Leakage of the regenerator material from the inside can be prevented.
  • the regenerator can be completely reflowed by heating to about 80 ° C., which exceeds the melting point of 12-hydroxystearic acid in the regenerator. Therefore, when the cool storage heat exchanger is discarded, the cool storage material can be easily taken out from the cool storage material container.
  • the cold storage heat exchanger of 2) since the content of 12-hydroxystearic acid in the cold storage material is 2 to 20% by mass with the cold storage material being 100% by mass, a sufficient cold storage effect is secured. Above, the whole cold storage material can be completely gelled. Moreover, the temperature at which the gelled regenerator material completely reflows can be maintained at a relatively high temperature.
  • the cold storage heat exchanger of 3 since the granular material made of the heat conductive material is blended so as to be dispersed throughout the cold storage material, the heat transfer performance of the cold storage material is improved, and the cold storage material The efficiency at the time of storing cold heat and releasing the cold heat stored in the cold storage material is improved.
  • the cool storage material since the cool storage material is gelatinized, it becomes possible to mix
  • the regenerator heat exchanger of the above 5) and 6 According to the manufacturing method of the regenerator heat exchanger of the above 5) and 6), leakage of the regenerator material from the inside of the regenerator container in the manufactured regenerator heat exchanger can be prevented.
  • the regenerator can be completely reflowed by heating to about 80 ° C., which exceeds the melting point of 12-hydroxystearic acid in the regenerator. Therefore, when the cool storage heat exchanger is discarded, the cool storage material can be easily taken out from the cool storage material container.
  • the entire regenerator material can be completely gelled while ensuring a sufficient regenerator effect of the regenerator material of the manufactured regenerator heat exchanger. Moreover, the temperature at which the gelled regenerator material completely reflows can be maintained at a relatively high temperature.
  • the heat transfer performance of the regenerator material of the manufactured regenerator heat exchanger is improved, and when storing the cold energy in the regenerator material, and the cold energy stored in the regenerator material The efficiency at the time of releasing is improved.
  • the cool storage material is gelatinized, it becomes possible to mix
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view taken along line AA in which a part of FIG. 1 is omitted.
  • FIG. 3 is an enlarged sectional view taken along line BB in FIG. 2.
  • FIG. 3 is an enlarged sectional view taken along the line CC of FIG. 2. It is a perspective view which shows the some cool storage material container integrated. It is a disassembled perspective view which shows one cool storage material container.
  • 5 is a graph showing the relationship between the content of 12-hydroxystearic acid as a gelling agent in a cold storage material enclosed in a cold storage material container and the heat of fusion when thawing a frozen cold storage material.
  • the downstream side in the ventilation direction (the direction indicated by the arrow X in FIGS. 1 to 4) is the front, and the opposite side is the rear.
  • aluminum includes aluminum alloys in addition to pure aluminum.
  • FIG. 1 shows the overall configuration of a regenerative heat exchanger according to the present invention
  • FIGS. 2 to 6 show the configuration of the main part thereof.
  • the regenerator heat exchanger (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 a heat exchange core portion (4) provided between the header tanks (2) and (3).
  • 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.
  • the heat exchange core portion (4) is made of a plurality of, two aluminum extruded sections, with the width direction facing in the front-rear direction and spaced in the front-rear direction.
  • the flat refrigerant flow pipe (13) (refrigerant flow pipe section) and the width direction thereof are directed in the front-rear direction, and both refrigerants are brought into contact across one side of the front and rear refrigerant flow pipes (13), here the left side.
  • a plurality of sets (15) of flat aluminum cold storage containers (14) brazed to the flow pipe (13) and filled with a cold storage material (not shown) are arranged at intervals in the left-right direction. Has been.
  • 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).
  • the gap between adjacent ones of the refrigerant circulation pipe (13) and the cool storage material container (14) (15) is a ventilation gap (16), and an aluminum corrugated fin (17) is provided in the ventilation gap (16). Is disposed and brazed to the refrigerant flow pipe (13) and the cold storage material container (14).
  • aluminum corrugated fins (17) are also arranged outside the ones located at the left and right ends of the set (15) consisting of the refrigerant flow pipe (13) and the cold storage container (14), and the corrugated fins (17 ) Is brazed over both the front and rear refrigerant flow pipes (13), and the corrugated fin (17) at the left end is brazed to the cold storage material container (14).
  • Aluminum side plates (18) are disposed outside the corrugated fins (17) at the left and right ends, and are brazed to the corrugated fins (17).
  • the front portion of the cool storage material container (14) is protruded forward from the front coolant circulation pipe (13), and the front coolant circulation in the cool storage material container (14) is projected.
  • the container height which is the dimension in the thickness direction (left-right direction) of the cold storage material container (14)
  • the other part that is, the front side of the refrigerant circulation pipe (13) on the front side.
  • the container height of the internal volume increasing part (22) is equal to the pipe height (pipe part height) which is the dimension in the thickness direction of the refrigerant flow pipe (13), and the container body part (21) of the regenerator container (14). It is equal to the height of the container plus.
  • the upper and lower ends of the inner volume increasing portion (22) of the cold storage material container (14) protrude outward in the vertical direction, and the protruding tank forming portion (23) bulging outward in the left-right direction is formed in the protruding portion. Is provided.
  • the tank forming portions (23) of the inner volume increasing portions (22) of the adjacent cool storage material containers (14) are brazed to each other, so that all the cool storage material containers (14) are integrated.
  • the inside of the tank forming portion (23) of the inner volume increasing portion (22) of the adjacent cool storage material container (14) has a communication hole (24) formed in the bulging end wall of the tank forming portion (23). Is communicated through.
  • the upper and lower tank forming portions (23) of the inner volume increasing portion (22) of all the regenerator containers (14) form the upper and lower communication tanks (25), and all the regenerator containers (14) The inside communicates with the upper and lower communication tanks (25).
  • a regenerator filling port is formed in one of the upper and lower communication tanks (25), and an air vent is formed in the other, and all the regenerator containers are formed through the regenerator filling port.
  • the cold storage material is filled inside.
  • the cold storage material container (14) is composed of two vertically rectangular aluminum plates (26) (27) in which peripheral portions are brazed to each other. All the aluminum plates (26) and (27) are made of an aluminum brazing sheet having a brazing filler metal layer on both sides, and the outer shapes viewed from both the left and right sides are the same.
  • the left aluminum plate (26) constituting the regenerator container (14) occupies most of the portion excluding the front side portion, and forms a first bulge portion for forming the container body portion (21) bulged to the left ( 28) and a first bulge for forming an internal volume increasing portion (22) connected to the front side of the first bulging portion (28) and bulging to the left and having the same bulging height as the first bulging portion (28).
  • the right aluminum plate (27) constituting the cold storage material container (14) includes a flat part (32) for forming the container body part (21) that occupies most of the front part, and the front side of the flat part (32).
  • first bulging portion (33) for forming an inner volume increasing portion (22) that bulges to the right and the upper and lower ends of the first bulging portion (33) and bulges to the right.
  • second bulging portion (34) for forming a tank forming portion (23) having a bulging height higher than that of the first bulging portion (33).
  • a communication hole (24) is formed in the bulging end wall of the second bulging portion (34) in the right aluminum plate (27) constituting the cold storage material container (14) excluding the rightmost cold storage material container (14). Yes.
  • the two aluminum plates (26) and (27) are brazed in combination so that the openings of the bulging portions (28), (29), (31), (33), and (34) face each other.
  • a material container (14) is formed.
  • the tank forming portions (23) of two adjacent cool storage material containers (14) are mutually connected so that the communication holes (24) of the third bulging portion (31) and the second bulging portion (34) communicate with each other. It is brazed.
  • the front portion of the corrugated fin (17) protrudes forward from the front refrigerant flow tube (13), and the front refrigerant flow tube in the corrugated fin (17) excluding the corrugated fins (17) at both left and right ends. Portions protruding forward from (13) are brazed to the left and right side surfaces of the internal volume increasing portion (22) of the cold storage material container (14) located on the left and right sides. Further, the portion of the corrugated fin (17) located at the left end that protrudes forward from the front refrigerant flow pipe (13) is the left side surface of the internal volume increasing portion (22) of the regenerator container (14) located on the right side.
  • the portion of the corrugated fin (17) that is brazed to the front and protrudes forward from the front refrigerant flow pipe (13) is the inner volume increasing portion (22) of the regenerator container (14) located on the left side. Is brazed to the right side of
  • a liquid paraffin obtained by gelling with a gelling agent composed of 12-hydroxystearic acid is used.
  • the liquid paraffin hexadecane, pentadecane, and tetradecane are preferably used, and these are used alone or in admixture of two or more.
  • the regenerator material is obtained by heating a composition composed of liquid paraffin and 12-hydroxystearic acid as a gelling agent to a temperature equal to or higher than the melting point of 12-hydroxystearic acid, and then cooling to room temperature. Is absorbed, and as a result, liquid paraffin is gelled.
  • the content of 12-hydroxystearic acid in the cold storage material is preferably 2 to 20% by mass, and preferably 2 to 10% by mass with respect to 100% by mass of the cold storage material. If the content of 12-hydroxystearic acid in the regenerator material is too small, the whole regenerator material may not be completely gelled and liquid paraffin may remain, and the gelated regenerator material will completely reflow. If the temperature drops too much, on the contrary, if it is too much, there is a possibility that a sufficient cold storage effect cannot be obtained.
  • the regenerator material is blended so that the granular material made of the heat conductive material is dispersed throughout.
  • the blending amount of the granular material made of the heat conductive material is preferably 20 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the cold storage material.
  • the heat conduction performance of the cold storage material is improved, and the efficiency at the time of storing cold heat in the cold storage material and releasing the cold heat stored in the cold storage material is improved.
  • the cool storage material is gelatinized, it becomes possible to mix
  • the heat conductive performance improvement effect of a cool storage material is not enough, and when too large, there exists a possibility that the cool storage effect of a cool storage material may fall remarkably too much.
  • the granular material made of a heat conductive material for example, particles or powder made of metal such as aluminum, copper (including copper alloy), iron (including iron alloy), or particles or powder made of carbon are used.
  • the cold storage material is enclosed in the cold storage material container (14) when the cold storage heat exchanger (1) is manufactured by the following method. That is, a composition in which a predetermined amount of 12-hydroxystearic acid is contained in liquid paraffin made of at least one of hexadecane, pentadecane, and tetradecane under normal atmospheric pressure.
  • the composition is a liquid.
  • the composition is heated to a temperature equal to or higher than the melting point of 12-hydroxystearic acid, and then put into all the cool storage material containers (14) through the cool storage material filling port.
  • the liquid paraffin is gelled to obtain a cold storage material.
  • the regenerator filling port and the air vent port are closed by appropriate means (not shown).
  • the gelled cold storage material is enclosed in the cold storage material container (14).
  • the enclosure of the regenerator material in the regenerator container (14) when the regenerator heat exchanger (1) is manufactured is also performed by the following method. That is, a composition in which a predetermined amount of 12-hydroxystearic acid is contained in liquid paraffin made of at least one of hexadecane, pentadecane, and tetradecane under normal atmospheric pressure.
  • the composition is a liquid.
  • the composition is put into all the regenerator containers (14) through the regenerator filling port.
  • the regenerator heat exchanger (1) is heated so that the temperature of the composition is equal to or higher than the melting point of 12-hydroxystearic acid, and then cooled to room temperature to gel the liquid paraffin to obtain a regenerator material. . Thereafter, the regenerator filling port and the air vent port are closed by appropriate means (not shown). Thus, the gelled cold storage material is enclosed in the cold storage material container (14).
  • the amount of the cold storage material filled in the cold storage material container (14) is preferably set so as to fill the entire cold storage material container (14) up to the upper end.
  • the above-described regenerative heat exchanger (1) 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 decompresses the refrigerant that has passed through the condenser (Car air conditioner is configured with a decompressor. In the car air conditioner, 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) to store cold heat.
  • 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). Then, while the refrigerant flows through the refrigerant flow pipe (13), heat exchange is performed with the air passing through the ventilation gap (16), and the refrigerant flows out as a gas phase.
  • the cool storage material in the container body (21) of the cool storage material container (14) is cooled by the coolant flowing in the refrigerant flow pipes (13) on both sides, and is cooled by the coolant through the ventilation gap (16).
  • the cool storage material in the internal volume increasing part (22) of the cool storage material container (14) is cooled by the air thus formed, and as a result, the cool storage material is frozen and cold energy is stored.
  • the cold heat of the cool storage material in the container main body (21) of the cool storage material container (14) is transferred from the left side of the container main body (21) to the left side of the cool storage material container (14). It is transmitted to the air passing through the ventilation gap (16) through the corrugated fin (17) brazed to the refrigerant, and the refrigerant flow pipe (13) and the refrigerant flow pipe ( It is transmitted to the air passing through the ventilation gap (16) through the corrugated fin (17) brazed to 13), and the regenerator material is thawed.
  • the cold heat of the regenerator material in the internal volume increasing portion (22) of the regenerator container (14) will be transferred from the left and right side surfaces of the internal volume increasing portion (22) to the left and right side surfaces of the internal volume increasing portion (22). It is transmitted to the air passing through the ventilation gap (16) through the attached corrugated fin (17), and the regenerator material is thawed. 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.
  • regenerator heat exchanger (1) When disposing of the regenerator heat exchanger (1), heat the regenerator heat exchanger (1) to about 80 ° C where the temperature of the regenerator material exceeds the melting point of 12-hydroxystearic acid. Next, after the liquid paraffin reflowed by opening the regenerator filling port and the air vent port to flow out from the regenerator filling port, the regenerator heat exchanger (1) is discarded.
  • the relationship between the content of 12-hydroxystearic acid in the gelled regenerator and the heat of solidification when freezing the regenerator and the heat of fusion when thawing the frozen regenerator is determined. It was. That is, as the liquid paraffin, a composition comprising tetradecane: 15% by mass and hexadecane: 85% by mass is used, and a composition comprising the liquid paraffin and 12-hydroxystearic acid as a gelling agent is used as 12-hydroxystearic acid. A gelled regenerator material was obtained by heating to above the melting point and cooling to room temperature.
  • Table 1 shows the relationship between the content of 12-hydroxystearic acid in the cold storage material and the heat of solidification when the cold storage material is frozen and the heat of fusion when the frozen cold storage material is thawed.
  • FIG. 7 shows the relationship between the content of 12-hydroxystearic acid in the cold storage material and the heat of fusion when thawing the frozen cold storage material.
  • the relationship between the content of 12-hydroxystearic acid in the gelled regenerator material and the temperature at which the regenerator material completely reflows was determined. That is, the gelled regenerator material obtained as described above was heated at 50 ° C. to 5 ° C. intervals for 15 minutes, and the fluidization state of the regenerator material was observed. As a result, when the content is 0.5% by mass or less, it fluidizes at 55 ° C., when the content is 0.5 to 1.0% by mass, fluidizes at 60 ° C., and 1.0 to 2.0% by mass at 65 ° C. Fluidized. Moreover, at 80 degreeC, the cool storage material fluidized by all content.
  • the refrigerant flow pipe portion of the regenerator heat exchanger is a flat hollow body formed by brazing the peripheral portions with two aluminum plates facing each other, as in the case of a so-called laminated evaporator. May be provided. That is, it may be formed in a bulging shape between both aluminum plates constituting the flat hollow body.
  • the cold storage heat exchanger according to the present invention is suitably used for a refrigeration cycle that constitutes 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.

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Abstract

　蓄冷熱交換器１は、複数の冷媒流通管13と、冷媒流通管13の片面にろう付され、かつ蓄冷材が封入された蓄冷材容器14とを備えている。液体パラフィンを、１２－ヒドロキシステアリン酸からなるゲル化剤を用いてゲル化した蓄冷材を、蓄冷材容器14内に封入する。蓄冷材容器14内の蓄冷材を、冷媒流通管13内を流れる冷媒の有する冷熱により冷却する。

Description

蓄冷熱交換器およびその製造方法
　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熱交換器およびその製造方法に関する。
　この明細書および特許請求の範囲において、「液体パラフィン」という用語は、常温の大気圧下で液体であるパラフィン系炭化水素を意味するものとする。また、「常温」とは、JIS Ｚ８７０３に定められた２０±１５℃を意味するものとする。
　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。
　ところで、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。
　そこで、このような問題を解決するために、冷媒が流れる複数の冷媒流通管部と、蓄冷材が封入された複数の蓄冷材容器とを備えており、蓄冷材容器内の蓄冷材が、冷媒流通管部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熱交換器を使用したカーエアコンが考えられている。当該カーエアコンにおいては、圧縮機が作動している場合には、圧縮機で圧縮されて冷媒冷却器で冷却されるとともに減圧器で減圧された低圧の気液混相の２相冷媒が、蓄冷熱交換器の冷媒流通管部を流通する間に蒸発させられることにより、車室内が冷却され、さらに蓄冷材容器内の蓄冷材が、冷媒流通管部内を流れる冷媒の有する冷熱により冷却され、圧縮機が停止した場合には、蓄冷熱交換器の蓄冷材容器内の蓄冷材に蓄えられた冷熱を利用して車室内を冷却するようになっている（特許文献１参照）。
　特許文献１記載の蓄冷熱交換器においては、蓄冷材容器内に封入される蓄冷材としては、デカノールやテトラデカンが用いられているが、これらの蓄冷材は、常温では液体であり、何らかの原因で蓄冷材容器からの蓄冷材の洩れが発生した場合、燃焼するおそれがあって危険である。
　また、一般的な蓄冷材としては、化学反応により得られたゲル状物も知られている。しかしながら、このような化学反応によるゲル状蓄冷材は、再度流動化させることができないので、上述したような蓄冷熱交換器の蓄冷材容器内に封入した場合、蓄冷熱交換器の廃棄の際に、蓄冷材を蓄冷材容器内から取り出すことが極めて困難である。
特許第４０４３７７６号公報
　この発明の目的は、上記問題を解決し、蓄冷材容器内からの蓄冷材の洩れを防止することができるとともに、廃棄の際に蓄冷材容器内から蓄冷材を簡単に取り出すことができる蓄冷熱交換器およびその製造方法を提供することにある。
　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。
　1)冷媒が流れる複数の冷媒流通管部と、蓄冷材が封入された蓄冷材容器とを備えており、蓄冷材容器内の蓄冷材が、冷媒流通管部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熱交換器において、
　液体パラフィンを、１２－ヒドロキシステアリン酸からなるゲル化剤を用いてゲル化した蓄冷材が、蓄冷材容器内に封入されている蓄冷熱交換器。
　2)上記蓄冷材中の１２－ヒドロキシステアリン酸の含有量が、蓄冷材を１００質量％として２～２０質量％である上記1)記載の蓄冷熱交換器。
　3)上記蓄冷材中に、熱伝導性材料からなる粒状体が、全体に分散するように配合されている上記1)または2)記載の蓄冷熱交換器。
　4)上記粒状体の配合量が、蓄冷材１００重量部に対して２０～５０重量部である上記3)記載の蓄冷熱交換器。
　5)冷媒が流れる複数の冷媒流通管部と、蓄冷材が封入された蓄冷材容器とを備えており、蓄冷材容器内の蓄冷材が、冷媒流通管部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熱交換器を製造する方法であって、
　液体パラフィンおよびゲル化剤としての１２－ヒドロキシステアリン酸からなる組成物を、１２－ヒドロキシステアリン酸の融点以上に加熱した後蓄冷材容器内に入れ、その後常温に冷却することにより液体パラフィンをゲル化させて蓄冷材とし、これにより蓄冷材を蓄冷材容器内に封入することを含む蓄冷熱交換器の製造方法。
　6)冷媒が流れる複数の冷媒流通管部と、蓄冷材が封入された蓄冷材容器とを備えており、蓄冷材容器内の蓄冷材が、冷媒流通管部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熱交換器を製造する方法であって、
　液体パラフィンおよびゲル化剤としての１２－ヒドロキシステアリン酸からなる組成物を、蓄冷材容器内に入れた後１２－ヒドロキシステアリン酸の融点以上に加熱し、その後常温に冷却することにより液体パラフィンをゲル化させて蓄冷材とし、これにより蓄冷材を蓄冷材容器内に封入することを含む蓄冷熱交換器の製造方法。
　7)上記組成物中の１２－ヒドロキシステアリン酸の含有量が、上記組成物を１００質量％として２～２０質量％である上記5)または6)記載の蓄冷熱交換器の製造方法。
　8)上記組成物中に、熱伝導性材料からなる粒状体を、全体に分散するように配合しておく上記5)～7)のうちのいずれかに記載の蓄冷熱交換器の製造方法。
　9)上記粒状体の配合量を、上記組成物１００重量部に対して２０～５０重量部とする上記8)記載の蓄冷熱交換器。
　上記1)の蓄冷熱交換器によれば、液体パラフィンを、１２－ヒドロキシステアリン酸からなるゲル化剤を用いてゲル化した蓄冷材が、蓄冷材容器内に封入されているので、蓄冷材容器内からの蓄冷材の洩れを防止することができる。しかも、蓄冷材中の１２－ヒドロキシステアリン酸の融点を超えた８０℃程度に加熱すると、蓄冷材を完全に再流動化することができる。したがって、蓄冷熱交換器の廃棄の際には、蓄冷材容器内から蓄冷材を簡単に取り出すことができる。
　上記2)の蓄冷熱交換器によれば、上記蓄冷材中の１２－ヒドロキシステアリン酸の含有量が、蓄冷材を１００質量％として２～２０質量％であるから、十分な蓄冷効果を確保した上で、蓄冷材全体を完全にゲル化することができる。しかも、ゲル化した蓄冷材が完全に再流動化する温度を比較的高温に保つことができる。
　上記3)の蓄冷熱交換器によれば、蓄冷材中に熱伝導性材料からなる粒状体が、全体に分散するように配合されているので、蓄冷材の熱伝導性能が向上し、蓄冷材に冷熱を蓄える際、および蓄冷材中に蓄えられた冷熱を放出する際の効率が向上する。なお、蓄冷材がゲル化しているので、蓄冷材中に熱伝導性材料からなる粒状体を、全体に分散するように配合することが可能になる。
　上記4)の蓄冷熱交換器によれば、蓄冷材の十分な蓄冷効果を確保した上で、熱伝導性能を効果的に向上させることができる。
　上記5)および6)の蓄冷熱交換器の製造方法によれば、製造された蓄冷熱交換器における蓄冷材容器内からの蓄冷材の洩れを防止することができる。しかも、蓄冷材中の１２－ヒドロキシステアリン酸の融点を超えた８０℃程度に加熱すると、蓄冷材を完全に再流動化することができる。したがって、蓄冷熱交換器の廃棄の際には、蓄冷材容器内から蓄冷材を簡単に取り出すことができる。
　上記7)の蓄冷熱交換器の製造方法によれば、製造された蓄冷熱交換器の蓄冷材の十分な蓄冷効果を確保した上で、蓄冷材全体を完全にゲル化することができる。しかも、ゲル化した蓄冷材が完全に再流動化する温度を比較的高温に保つことができる。
　上記8)の蓄冷熱交換器の製造方法によれば、製造された蓄冷熱交換器の蓄冷材の熱伝導性能が向上し、蓄冷材に冷熱を蓄える際、および蓄冷材中に蓄えられた冷熱を放出する際の効率が向上する。なお、蓄冷材がゲル化しているので、蓄冷材中に熱伝導性材料からなる粒状体を、全体に分散するように配合することが可能になる。
　上記9)の蓄冷熱交換器の製造方法によれば、製造された蓄冷熱交換器の蓄冷材の十分な蓄冷効果を確保した上で、熱伝導性能を効果的に向上させることができる。
この発明の蓄冷熱交換器の全体構成を示す一部切り欠き斜視図である。 図１の一部を省略したＡ－Ａ線拡大断面図である。 図２のＢ－Ｂ線拡大断面図である。 図２のＣ－Ｃ線拡大断面図である。 一体化された複数の蓄冷材容器を示す斜視図である。 １つの蓄冷材容器を示す分解斜視図である。 蓄冷材容器内に封入される蓄冷材中のゲル化剤としての１２－ヒドロキシステアリン酸の含有量と、凍結した蓄冷材を解凍する際の融解熱との関係を示すグラフである。
(1)：蓄冷熱交換器
(13)：冷媒流通管（冷媒流通管部）
(14)：蓄冷材容器
　以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
　以下の説明において、通風方向下流側（図１～図４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上下、左右、すなわち図１の上下、左右を上下、左右というものとする。
　また、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。
　図１はこの発明による蓄冷熱交換器の全体構成を示し、図２～図６はその要部の構成を示す。
　図１および図２において、蓄冷熱交換器(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。
　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。
　図１～図４に示すように、熱交換コア部(4)には、幅方向を前後方向に向けるとともに、前後方向に間隔をおいて配置された複数、ここでは２つのアルミニウム押出形材製扁平状冷媒流通管(13)（冷媒流通管部）、および幅方向を前後方向に向けるとともに、前後両冷媒流通管(13)の片面、ここでは左側面に跨るように接触させられて両冷媒流通管(13)にろう付され、かつ内部に蓄冷材（図示略）が封入されたアルミニウム製扁平状蓄冷材容器(14)よりなる複数の組(15)が左右方向に間隔をおいて配置されている。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。冷媒流通管(13)および蓄冷材容器(14)よりなる組(15)の隣り合うものどうしの間の間隙は通風間隙(16)となされ、通風間隙(16)にアルミニウム製コルゲートフィン(17)が配置されて冷媒流通管(13)および蓄冷材容器(14)にろう付されている。また、冷媒流通管(13)および蓄冷材容器(14)よりなる組(15)の左右両端に位置するものの外側にもアルミニウム製コルゲートフィン(17)が配置されており、右端のコルゲートフィン(17)は前後両冷媒流通管(13)に跨ってろう付され、左端のコルゲートフィン(17)は蓄冷材容器(14)にろう付されている。左右両端のコルゲートフィン(17)の外側にはアルミニウム製サイドプレート(18)が配置されてコルゲートフィン(17)にろう付されている。
　図３～図５に示すように、蓄冷材容器(14)の前側部分は、前側の冷媒流通管(13)よりも前方に突出させられており、蓄冷材容器(14)における前側の冷媒流通管(13)よりも前方に突出した部分に、蓄冷材容器(14)の厚み方向（左右方向）の寸法である容器高さが、他の部分、すなわち前側の冷媒流通管(13)の前側縁よりも後方に位置する容器本体部(21)の容器高さよりも高くなった内容積増大部(22)が設けられている。内容積増大部(22)の容器高さは、冷媒流通管(13)の厚み方向の寸法である管高さ（管部高さ）に、蓄冷材容器(14)の容器本体部(21)の容器高さを加えた高さと等しくなっている。蓄冷材容器(14)の内容積増大部(22)の上下両端部は上下方向外側に突出しており、当該突出部に、左右方向外方に膨出した膨出状タンク形成部(23)が設けられている。隣り合う蓄冷材容器(14)の内容積増大部(22)のタンク形成部(23)どうしは相互にろう付されており、これによりすべての蓄冷材容器(14)が一体化されている。また、隣り合う蓄冷材容器(14)の内容積増大部(22)のタンク形成部(23)内どうしは、タンク形成部(23)の膨出端壁に形成された連通穴(24)を介して通じさせられている。そして、すべての蓄冷材容器(14)の内容積増大部(22)の上下のタンク形成部(23)によって上下両連通タンク(25)が形成されており、すべての蓄冷材容器(14)の内部が上下両連通タンク(25)において通じさせられている。図示は省略したが、上下両連通タンク(25)のうちのいずれか一方に蓄冷材充填口が形成されるとともに、同他方に空気抜き口が形成されており、蓄冷材充填口を通して全蓄冷材容器(14)内に蓄冷材が充填されるようになっている。
　図６に示すように、蓄冷材容器(14)は、周縁部どうしが互いにろう付された２枚の縦長方形状アルミニウム板(26)(27)よりなる。すべてのアルミニウム板(26)(27)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からなり、左右両方から見た外形は同一となっている。蓄冷材容器(14)を構成する左側のアルミニウム板(26)は、前側部分を除いた大部分を占めるとともに、左方に膨出した容器本体部(21)形成用の第１膨出部(28)と、第１膨出部(28)の前側に連なるとともに左方に膨出し、かつ第１膨出部(28)と膨出高さの等しい内容積増大部(22)形成用の第２膨出部(29)と、第２膨出部(29)の上下両端部に設けられて左方に膨出し、かつ第２膨出部(29)よりも膨出高さの高いタンク形成部(23)形成用の第３膨出部(31)とを備えている。左端の蓄冷材容器(14)を除いた蓄冷材容器(14)を構成する左側アルミニウム板(26)における第３膨出部(31)の膨出端壁に連通穴(24)が形成されている。蓄冷材容器(14)を構成する右側のアルミニウム板(27)は、前側部分を除いた大部分を占める容器本体部(21)形成用の平坦部(32)と、平坦部(32)の前側に連なるとともに右方に膨出した内容積増大部(22)形成用の第１膨出部(33)と、第１膨出部(33)の上下両端部に設けられて右方に膨出し、かつ第１膨出部(33)よりも膨出高さの高いタンク形成部(23)形成用の第２膨出部(34)とを備えている。右端の蓄冷材容器(14)を除いた蓄冷材容器(14)を構成する右側アルミニウム板(27)における第２膨出部(34)の膨出端壁に連通穴(24)が形成されている。そして、２枚のアルミニウム板(26)(27)を、膨出部(28)(29)(31)(33)(34)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り、蓄冷材容器(14)が形成されている。隣接する２つの蓄冷材容器(14)のタンク形成部(23)どうしは、第３膨出部(31)と第２膨出部(34)の連通穴(24)どうしが通じるように相互にろう付されている。
　コルゲートフィン(17)の前側部分は、前側の冷媒流通管(13)よりも前方に突出させられており、左右両端のコルゲートフィン(17)を除いたコルゲートフィン(17)における前側の冷媒流通管(13)よりも前方に突出した部分が、左右両側に位置する蓄冷材容器(14)の内容積増大部(22)の左右両側面にろう付されている。また、左端に位置するコルゲートフィン(17)における前側の冷媒流通管(13)よりも前方に突出した部分は、右側に位置する蓄冷材容器(14)の内容積増大部(22)の左側面にろう付され、右端に位置するコルゲートフィン(17)における前側の冷媒流通管(13)よりも前方に突出した部分は、左側に位置する蓄冷材容器(14)の内容積増大部(22)の右側面にろう付されている。
　蓄冷材としては、液体パラフィンを、１２－ヒドロキシステアリン酸からなるゲル化剤を用いてゲル化したものが用いられる。液体パラフィンとしては、ヘキサデカン、ペンタデカン、テトラデカンを用いることが好ましく、これらが単独で、あるいは２種以上混合して用いられる。蓄冷材は、液体パラフィンおよびゲル化剤としての１２－ヒドロキシステアリン酸からなる組成物を、１２－ヒドロキシステアリン酸の融点以上に加熱した後常温に冷却することにより、１２－ヒドロキシステアリン酸に液体パラフィンを吸液させ、その結果液体パラフィンをゲル化させることによって得られる。
　蓄冷材中の１２－ヒドロキシステアリン酸の含有量は、蓄冷材１００質量％に対して２～２０質量％であることが好ましく、２～１０質量％であることが望ましい。蓄冷材中の１２－ヒドロキシステアリン酸の含有量が少なすぎると、蓄冷材全体が完全にゲル化せずに液体パラフィンが残留するおそれがあるとともに、ゲル化した蓄冷材が完全に再流動化する温度が低下しすぎることになり、逆に多すぎると、十分な蓄冷効果が得られないおそれがある。
　また、蓄冷材中に、熱伝導性材料からなる粒状体が、全体に分散するように配合されていることが好ましい。熱伝導性材料からなる粒状体の配合量は、蓄冷材１００重量部に対して２０～５０重量部であることが好ましい。この場合、蓄冷材の熱伝導性能が向上し、蓄冷材に冷熱を蓄える際、および蓄冷材中に蓄えられた冷熱を放出する際の効率が向上する。なお、蓄冷材がゲル化しているので、蓄冷材中に熱伝導性材料からなる粒状体を、全体に分散するように配合することが可能になる。ここで、熱伝導性材料からなる粒状体の配合量が少なすぎると、蓄冷材の熱伝導性能向上効果が十分ではなく、多すぎると蓄冷材の蓄冷効果が著しく低下しすぎるおそれがある。熱伝導性材料からなる粒状体としては、たとえばアルミニウム、銅（銅合金を含む）、鉄（鉄合金を含む）などの金属からなる粒子や粉末、カーボンからなる粒子や粉末が用いられる。
　蓄冷熱交換器(1)を製造する際の蓄冷材容器(14)内への蓄冷材の封入は、次の方法により行われる。すなわち、常温の大気圧下において、ヘキサデカン、ペンタデカン、テトラデカンのうちの少なくとも１種からなる液体パラフィン中に所定量の１２－ヒドロキシステアリン酸を含有させた組成物を得る。当該組成物は液体である。なお、当該組成物中に、熱伝導性材料からなる粒状体を配合して、全体に分散させておいてもよい。ついで、当該組成物を１２－ヒドロキシステアリン酸の融点以上に加熱した後、蓄冷材充填口を通してすべての蓄冷材容器(14)内に入れる。ついで、上記組成物を常温に冷却することにより液体パラフィンをゲル化させて蓄冷材とする。その後、蓄冷材充填口および空気抜き口を、図示しない適当な手段により塞ぐ。こうして、蓄冷材容器(14)内にゲル化した蓄冷材が封入される。
　蓄冷熱交換器(1)を製造する際の蓄冷材容器(14)内への蓄冷材の封入は、また次の方法によっても行われる。すなわち、常温の大気圧下において、ヘキサデカン、ペンタデカン、テトラデカンのうちの少なくとも１種からなる液体パラフィン中に所定量の１２－ヒドロキシステアリン酸を含有させた組成物を得る。当該組成物は液体である。なお、当該組成物中に、熱伝導性材料からなる粒状体を配合して、全体に分散させておいてもよい。ついで、当該組成物を蓄冷材充填口を通してすべての蓄冷材容器(14)内に入れる。ついで、蓄冷熱交換器(1)を、上記組成物の温度が１２－ヒドロキシステアリン酸の融点以上となるように加熱した後、常温に冷却することにより液体パラフィンをゲル化させて蓄冷材とする。その後、蓄冷材充填口および空気抜き口を、図示しない適当な手段により塞ぐ。こうして、蓄冷材容器(14)内にゲル化した蓄冷材が封入される。
　なお、上述した２つの方法において、蓄冷材容器(14)内への蓄冷材の充填量は、全蓄冷材容器(14)内を上端部まで満たすような量とするのがよい。
　上述した蓄冷熱交換器(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）とともにカーエアコンを構成する。当該カーエアコンにおいて、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)を通って蓄冷熱交換器(1)の入口ヘッダ部(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(16)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。
　このとき、両側の冷媒流通管(13)内を流れる冷媒によって蓄冷材容器(14)の容器本体部(21)内の蓄冷材が冷却されるとともに、通風間隙(16)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(14)の内容積増大部(22)内の蓄冷材が冷却され、その結果蓄冷材が凍結して冷熱が蓄えられる。
　圧縮機が停止した場合には、蓄冷材容器(14)の容器本体部(21)内の蓄冷材の有する冷熱が、容器本体部(21)の左側面から蓄冷材容器(14)の左側面にろう付されているコルゲートフィン(17)を介して通風間隙(16)を通過する空気に伝えられるとともに、容器本体部(21)の右側面から冷媒流通管(13)および当該冷媒流通管(13)にろう付されているコルゲートフィン(17)を介して通風間隙(16)を通過する空気に伝えられ、蓄冷材が解凍される。また、蓄冷材容器(14)の内容積増大部(22)内の蓄冷材の有する冷熱は、内容積増大部(22)の左右両側面から内容積増大部(22)の左右両側面にろう付されているコルゲートフィン(17)を介して通風間隙(16)を通過する空気に伝えられ、蓄冷材が解凍される。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。
　蓄冷熱交換器(1)を廃棄する際には、蓄冷熱交換器(1)を、蓄冷材の温度が１２－ヒドロキシステアリン酸の融点を超えた８０℃程度に加熱して、蓄冷材を完全に再流動化し、ついで蓄冷材充填口および空気抜き口を開いて再流動化した液体パラフィンを蓄冷材充填口から流出させた後、蓄冷熱交換器(1)を廃棄する。
　参考のために、ゲル化された蓄冷材中の１２－ヒドロキシステアリン酸の含有量と、当該蓄冷材を凍結する際の凝固熱および凍結した蓄冷材を解凍する際の融解熱との関係を求めた。すなわち、液体パラフィンとして、テトラデカン：１５質量％およびヘキサデカン：８５質量％からなるものを使用し、当該液体パラフィンとゲル化剤としての１２－ヒドロキシステアリン酸とからなる組成物を、１２－ヒドロキシステアリン酸の融点以上に加熱した後常温に冷却することにより、ゲル化された蓄冷材を得た。そして、蓄冷材を１００質量％とした場合の１２－ヒドロキシステアリン酸の含有量を変化させて、ゲル化された蓄冷材中の１２－ヒドロキシステアリン酸の含有量と、当該蓄冷材を凍結する際の凝固熱および凍結した蓄冷材を解凍する際の融解熱との関係を求めた。
　蓄冷材中の１２－ヒドロキシステアリン酸の含有量と、蓄冷材を凍結する際の凝固熱および凍結した蓄冷材を解凍する際の融解熱との関係を表１に示す。また、蓄冷材中の１２－ヒドロキシステアリン酸の含有量と、凍結した蓄冷材を解凍する際の融解熱との関係を図７に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　なお、表１は、テトラデカン：１５質量％およびヘキサデカン：８５質量％からなる液体パラフィン（＝１２－ヒドロキシステアリン酸の含有量：０）を凍結する際の凝固熱、および当該液体パラフィンを凍結した後解凍する際の融解熱を、それぞれ１００とした場合の割合を示す。
　さらに、ゲル化蓄冷材中の１２－ヒドロキシステアリン酸の含有量と、蓄冷材が完全に再流動化する温度を関係を求めた。すなわち、上述して得られたゲル化蓄冷材を、５０℃から５℃間隔で１５分間ずつ加熱し、蓄冷材の流動化状況を観察した。その結果、含有量が０．５質量％以下では５５℃で流動化し、含有量が０．５～１．０質量では６０℃で流動化し、１．０～２．０質量％では６５℃で流動化した。また、８０℃ではすべての含有量で蓄冷材が流動化した。
　上記実施形態において、蓄冷熱交換器の冷媒流通管部は、所謂積層型エバポレータの場合と同様に、２枚のアルミニウム板を対向させて周縁部どうしをろう付することにより形成された扁平中空体に設けられていてもよい。すなわち、扁平中空体を構成する両アルミニウム板間に膨出状に形成されたものであってもよい。
　この発明による蓄冷熱交換器は、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。

Claims (9)

  1. 冷媒が流れる複数の冷媒流通管部と、蓄冷材が封入された蓄冷材容器とを備えており、蓄冷材容器内の蓄冷材が、冷媒流通管部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熱交換器において、
    　液体パラフィンを、１２－ヒドロキシステアリン酸からなるゲル化剤を用いてゲル化した蓄冷材が、蓄冷材容器内に封入されている蓄冷熱交換器。
  2. 上記蓄冷材中の１２－ヒドロキシステアリン酸の含有量が、蓄冷材を１００質量％として２～２０質量％である請求項１記載の蓄冷熱交換器。
  3. 上記蓄冷材中に、熱伝導性材料からなる粒状体が、全体に分散するように配合されている請求項１または２記載の蓄冷熱交換器。
  4. 上記粒状体の配合量が、蓄冷材１００重量部に対して２０～５０重量部である請求項３記載の蓄冷熱交換器。
  5. 冷媒が流れる複数の冷媒流通管部と、蓄冷材が封入された蓄冷材容器とを備えており、蓄冷材容器内の蓄冷材が、冷媒流通管部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熱交換器を製造する方法であって、
    　液体パラフィンおよびゲル化剤としての１２－ヒドロキシステアリン酸からなる組成物を、１２－ヒドロキシステアリン酸の融点以上に加熱した後蓄冷材容器内に入れ、その後常温に冷却することにより液体パラフィンをゲル化させて蓄冷材とし、これにより蓄冷材を蓄冷材容器内に封入することを含む蓄冷熱交換器の製造方法。
  6. 冷媒が流れる複数の冷媒流通管部と、蓄冷材が封入された蓄冷材容器とを備えており、蓄冷材容器内の蓄冷材が、冷媒流通管部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熱交換器を製造する方法であって、
    　液体パラフィンおよびゲル化剤としての１２－ヒドロキシステアリン酸からなる組成物を、蓄冷材容器内に入れた後１２－ヒドロキシステアリン酸の融点以上に加熱し、その後常温に冷却することにより液体パラフィンをゲル化させて蓄冷材とし、これにより蓄冷材を蓄冷材容器内に封入することを含む蓄冷熱交換器の製造方法。
  7. 上記組成物中の１２－ヒドロキシステアリン酸の含有量が、上記組成物を１００質量％として２～２０質量％である請求項５または６記載の蓄冷熱交換器の製造方法。
  8. 上記組成物中に、熱伝導性材料からなる粒状体を、全体に分散するように配合しておく請求項５～７のうちのいずれかに記載の蓄冷熱交換器の製造方法。
  9. 上記粒状体の配合量を、上記組成物１００重量部に対して２０～５０重量部とする請求項８記載の蓄冷熱交換器。
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