(57)【要約】【課題】出口空気温度をヘッダ部の長さ方向の一端部側と他端部側で均一化しうるエバポレータを提供する。【解決手段】エバポレータ１は、１対のヘッダ部4,5,6,7と、両ヘッダ部4,5,6,7間に、幅方向を前後方向に向けて配置された扁平状熱交換管8,9とを有する前後方向に並んだ２つの熱交換部2,3を備えている。両熱交換部2,3に、それぞれ複数の熱交換管8,9からなる熱交換管部群31A〜31E,32A〜32Eを設ける。前側熱交換部２の右端部の熱交換管部群31Aが最上流側熱交換管部群となり、同じく前左端部の熱交換管部群31Eが最下流側熱交換管部群となる。後側熱交換部３の右端部の熱交換管部群32Aが最上流側熱交換管部群となり、同じく左端部の熱交換管部群32Eが最下流側熱交換管部群となる。前側熱交換部２の熱交換管８の幅を、後側熱交換部３の熱交換管９の幅よりも狭くする。【選択図】図１
2010096469.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに間隔をおいて配置された１対のヘッダ部と、両ヘッダ部間に、幅方向を前後方向に向けるとともにヘッダ部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ヘッダ部に通じさせられた複数の扁平状熱交換管部とを有する熱交換部が、前後方向に並んで２つ配置され、両熱交換部の各ヘッダ部が、ヘッダ部の長さ方向に並びかつ互いに独立した複数の区画に分割されるとともに、これらの区画に熱交換管部が通じさせられ、両熱交換部に、それぞれ長さ方向に連続して並んだ複数の熱交換管部からなる熱交換管部群が、ヘッダ部の長さ方向に並んで設けられ、前側熱交換部におけるヘッダ部の長さ方向の一端部の熱交換管部群が、当該熱交換管部群を構成する熱交換管部内を冷媒が最初に流れる最上流側熱交換管部群となり、前側熱交換管部群におけるヘッダ部の長さ方向の他端部の熱交換管部群が、当該熱交換管部群を構成する熱交換管部内を冷媒が最後に流れる最下流側熱交換管部群となり、後側熱交換部における前側熱交換部の最下流側熱交換管部群と同一端部の熱交換管部群が、当該熱交換管部群を構成する熱交換管部内を冷媒が最初に流れる最上流側熱交換管部群となり、後側熱交換部における前側熱交換部の最上流側熱交換管部群と同一端部の熱交換管部群が、当該熱交換管部群を構成する熱交換管部内を冷媒が最後に流れる最下流側熱交換管部群となり、前後両熱交換部の一方のヘッダ部における最上流側熱交換管部群の熱交換管部が接続されている区画にそれぞれ冷媒入口が形成されるとともに、最下流側熱交換管部群の熱交換管部が接続されている区画にそれぞれ冷媒出口が形成され、各熱交換部において、冷媒入口から流入した冷媒が、最上流側熱交換管部から最下流側熱交換管部に向かって蛇行状に流れ、冷媒出口から流出するようになされているエバポレータであって、
前側熱交換部の熱交換管部の幅が、後側熱交換部の熱交換管部の幅よりも狭くなっているエバポレータ。
【請求項２】
後側熱交換部の熱交換管部の幅をＷ１ｍｍ、前側熱交換部の熱交換管部の幅をＷ２ｍｍとした場合、０．５５＜Ｗ１／（Ｗ１＋Ｗ２）＜０．８０の関係を満たす請求項１記載のエバポレータ。
【請求項３】
後側熱交換部の熱交換管部の幅をＷ１ｍｍ、前側熱交換部の熱交換管部の幅をＷ２ｍｍとした場合、０．６０＜Ｗ１／（Ｗ１＋Ｗ２）＜０．７５の関係を満たす請求項１記載のエバポレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、たとえば自動車に搭載されるカーエアコンに好適に使用されるエバポレータに関する。
【０００２】
この明細書および特許請求の範囲において、隣接する熱交換管どうしの間の通風間隙を流れる空気の下流側（図１、図３、図４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。
【背景技術】
【０００３】
たとえばカーエアコンに使用されるエバポレータとして、互い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、幅方向を前後方向に向けるとともにヘッダ部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接続された複数の扁平状熱交換管とを備えており、第１タンクに、第１タンクの長さ方向および前後方向に並ぶように４つのヘッダ部が設けられ、第１タンクの前側の両ヘッダ部のうち一方のヘッダ部が入口ヘッダ部となされ、後側の両ヘッダ部のうち入口ヘッダ部と同じ側のヘッダ部が出口ヘッダ部となされ、冷媒入口ヘッダ部の外端に冷媒入口が形成されるとともに、出口ヘッダ部における冷媒入口と同一端部に冷媒出口が形成され、第２タンクに、第２タンクの長さ方向および前後方向に並ぶように４つのヘッダ部が設けられ、第１タンクの各ヘッダ部と第２タンクの各ヘッダ部とが対向させられ、第１タンクの各ヘッダ部と第２タンクの各ヘッダ部との間にそれぞれ複数の熱交換管が配置されてヘッダ部に接続され、第１タンクの各ヘッダ部と第２タンクの各ヘッダ部との間に、複数の熱交換管からなる熱交換管群が設けられたものが知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１記載のエバポレータにおいては、第１タンクの入口ヘッダ部と第２タンクの前側の一方のヘッダ部とが熱交換管を介して通じさせられ、第２タンクの前側の両ヘッダ部が相互に通じさせられ、第２タンクの前側の他方のヘッダ部と第１タンクにおける入口ヘッダ部に隣接する前側のヘッダ部とが熱交換管を介して通じさせられ、第１タンクにおける入口ヘッダ部に隣接する前側のヘッダ部と出口ヘッダ部に隣接する後側のヘッダ部とが相互に通じさせられ、第１タンクにおける出口ヘッダ部に隣接する後側のヘッダ部と第２タンクにおける当該ヘッダ部に対向するヘッダ部とが熱交換管を介して通じさせられ、第２タンクの後側の両ヘッダ部が相互に通じさせられ、第１タンクの出口ヘッダ部と第２タンクにおける出口ヘッダ部に対向するヘッダ部とが熱交換管を介して通じさせられており、冷媒入口から入口ヘッダ部内に流入した冷媒が、全ヘッダ部および全熱交換管を通って出口ヘッダ部に入り、冷媒出口から流出するようになっている。そして、第１タンクの入口ヘッダ部と第２タンクの入口ヘッダ部に対向するヘッダ部との間に配置された熱交換管群が、当該熱交換管群を構成する熱交換管部内を冷媒が最初に流れる最上流側熱交換管群となり、第１タンクの出口ヘッダ部と第２タンクの出口ヘッダ部と対向するヘッダ部との間に配置された熱交換管群が、当該熱交換管群を構成する熱交換管部内を冷媒が最後に流れる最下流側熱交換管群となっている。
【０００５】
ところで、特許文献１記載のエバポレータにおいては、入口ヘッダ部内に流入した気液混相の冷媒は、最上流側熱交換管群から最下流側熱交換管群に向かって流れる間に順次蒸発することになり、冷媒が過熱状態となる部位、すなわちスーパーヒート部は最下流側熱交換管群に生じる。したがって、隣り合う熱交換管部間の通風間隙を通過してきた空気の温度は、両タンクにおける入口ヘッダ部および出口ヘッダ部が設けられた側と、これと反対側では異なることとなり、エバポレータを通過した空気の温度である出口空気温度が、タンクの長さ方向の一端側と他端側で著しく不均一になる。
【０００６】
そこで、このような問題を解決したエバポレータとして、互いに間隔をおいて配置された１対のヘッダ部と、両ヘッダ部間に、幅方向を前後方向に向けるとともにヘッダ部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ヘッダ部に通じさせられた複数の扁平状熱交換管部とを有する熱交換部が、前後方向に並んで２つ配置され、両熱交換部の各ヘッダ部が、ヘッダ部の長さ方向に並びかつ互いに独立した複数の区画に分割されるとともに、これらの区画に熱交換管部が通じさせられ、両熱交換部に、それぞれ長さ方向に連続して並んだ複数の熱交換管部からなる熱交換管部群が、ヘッダ部の長さ方向に並んで設けられ、両熱交換部の熱交換管部群を構成する熱交換管部の数、および熱交換管部群の両熱交換部の数が等しくなっており、前側熱交換部におけるヘッダ部の長さ方向の一端部の熱交換管部群が、当該熱交換管部群を構成する熱交換管部内を冷媒が最初に流れる最上流側熱交換管部群となり、前側熱交換管部群におけるヘッダ部の長さ方向の他端部の熱交換管部群が、当該熱交換管部群を構成する熱交換管部内を冷媒が最後に流れる最下流側熱交換管部群となり、後側熱交換部における前側熱交換部の最下流側熱交換管部群と同一端部の熱交換管部群が、当該熱交換管部群を構成する熱交換管部内を冷媒が最初に流れる最上流側熱交換管部群となり、後側熱交換部における前側熱交換部の最上流側熱交換管部群と同一端部の熱交換管部群が、当該熱交換管部群を構成する熱交換管部内を冷媒が最後に流れる最下流側熱交換管部群となり、前後両熱交換部の一方のヘッダ部における最上流側熱交換管部群の熱交換管部が接続されている区画にそれぞれ冷媒入口が形成されるとともに、最下流側熱交換管部群の熱交換管部が接続されている区画にそれぞれ冷媒出口が形成され、各熱交換部において、冷媒入口から流入した冷媒が、最上流側熱交換管部から最下流側熱交換管部に向かって蛇行状に流れ、冷媒出口から流出するようになされているエバポレータが知られている（特許文献２参照）。
【０００７】
特許文献２記載のエバポレータにおいては、前側熱交換部におけるヘッダ部の一端側に位置する最下流側熱交換管部群および後側熱交換部におけるヘッダ部の他端側に位置する最下流側熱交換管部群においてスーパーヒート部が生じることになり、エバポレータを通過した空気の温度である出口空気温度を、特許文献１記載のエバポレータに比較して、ヘッダ部の長さ方向の一端部側と他端部側とで均一化することができる。
【０００８】
しかしながら、本発明者が鋭意検討した結果、特許文献２記載のエバポレータにおいても、前後両熱交換部の熱交換管部の前後方向の幅が相互に等しくなっていることに起因して、エバポレータを通過した空気の温度である出口空気温度を、ヘッダ部の長さ方向の一端部側と他端部側とで均一化する効果が十分ではないことを見出し、本発明を完成した。
【０００９】
次に、特許文献２記載のエバポレータにおいて、エバポレータを通過した空気の温度である出口空気温度が、ヘッダ部の長さ方向の一端部側と他端部側とで不均一になる理由についで述べる。なお、後側熱交換部の最下流側熱交換管部（スーパーヒート部）は通風方向下流側（前方）から見て左側に位置し、前側熱交換部の最下流側熱交換管部（スーパーヒート部）は前方から見て右側に位置するものとする。
【００１０】
後側熱交換部の入口空気温度をＴa1、同じく出口空気温度Ｔa2、同じく熱交換管部の表面温度をＴe1とすると、前方から後側熱交換部を見た際の熱交換管部の長さ方向（上下方向）の中央部における左右方向の温度分布は図１１に示すようになる。すなわち、後側熱交換部のスーパーヒート部が存在する左側においては表面温度Ｔe1および出口空気温度Ｔa2はスーパーヒート部以外の部分（以下、単に蒸発部と称する）に比べて高くなる。また、前側熱交換部の入口空気温度をＴa3（＝後側熱交換部の出口空気温度Ｔa2）、同じく出口空気温度（＝エバポレータの出口空気温度）をＴa4、同じく熱交換管部の表面温度をＴe2とすると、前方から前側熱交換部を見た際の熱交換管部の上下方向の中央部における左右方向の温度分布は図１２に示すようになる。すなわち、前側熱交換部のスーパーヒート部が存在する右側においては表面温度Ｔe2は蒸発部に比べて高くなる。ここで、両熱交換部の表面温度Ｔe1およびＴe2におけるスーパーヒート部と蒸発部との温度差は等しくなる。また、前側熱交換部のスーパーヒート部が存在する右側、および後側熱交換部のスーパーヒート部が存在する左側においては出口空気温度Ｔa4は、両熱交換部の蒸発部に比べて高くなる。また、各熱交換部の出口空気温度Ｔa2およびＴa4における各熱交換部のスーパーヒート部の影響を受けた部分と、各熱交換部のスーパーヒート部の影響を受けていない部分との温度差は等しくなる。さらに、後側熱交換部のスーパーヒート部が存在する左側においては、後側熱交換部の出口空気が、前側熱交換部において冷却されるので、前側熱交換部の出口空気温度Ｔa4における後側熱交換部のスーパーヒート部の影響を受けた部分と、両熱交換部のスーパーヒート部の影響を受けていない部分との温度差は、前側熱交換部の出口空気温度Ｔa4における前側熱交換部のスーパーヒート部の影響を受けた部分と、両熱交換部のスーパーヒート部の影響を受けていない部分との温度差よりも小さくなる。したがって、エバポレータを通過した空気の温度である出口空気温度が、ヘッダ部の長さ方向の一端部側と他端部側とで不均一になる。
【００１１】
次に、前側熱交換部の出口空気温度Ｔa4に、左側と右側とで図１２に示すような温度差が生じる理由について、図１３および図１４を参照して説明する。
【００１２】
ここで、両熱交換部の伝熱面積が等しくなっているとともに、両熱交換部のスーパーヒート部の熱交換管部の表面温度が等しくなっており、さらに両熱交換部と空気との間の熱伝達率が等しくなっていることを前提条件とする。
【００１３】
そして、両熱交換部の出口空気温度Ｔa2およびＴa4を算出する。なお、温度差を算出することを目的とするので、計算を簡単にするため、温度の単位を無次元化し、後側熱交換部の入口空気温度Ｔa1を１、後側熱交換部の蒸発部の熱交換管部の表面温度Ｔe1vおよび前側熱交換部の蒸発部の表面温度Ｔe2vを０とする。また、両熱交換部におけるスーパーヒート部の熱交換管部の表面温度Ｔe1h、Ｔe2hと、蒸発部の熱交換管部の表面温度Ｔe1v、Ｔe2vとの温度差をｈとする。
【００１４】
まず、後側熱交換部の蒸発部を通過した空気の出口空気温度をＴa2vとすると、
Ｔa2v＝Ｔa1−（Ｔa1−０）×Ａ＝１−Ａ・・・(1)
となる。ここで、Ａは空気側の温度効率である。
【００１５】
また、後側熱交換部のスーパーヒート部を通過した空気の出口空気温度をＴa2hとすると、出口空気温度Ｔa2hは、後側熱交換部の入口空気温度Ｔa1と、スーパーヒート部の熱交換管部の表面温度Ｔe1hとの温度差（＝１−ｈ）に、空気側温度効率Ａを掛けた分だけ後側熱交換部の入口空気温度Ｔa1よりも低くなるので、
Ｔa2h＝１−（１−ｈ）Ａ＝（ｈ−１）Ａ＋１・・・(2)
したがって、後側熱交換部のスーパーヒート部を通過した空気の出口空気温度Ｔa2hと、蒸発部を通過した空気の出口空気温度Ｔa2vとの温度差ΔＴa2は、上記式(1)および(2)から、
ΔＴa2＝｛（ｈ−１）Ａ＋１｝−｛１−Ａ｝＝Ａｈ・・・(3)
となる。
【００１６】
次に、後側熱交換部の蒸発部を通過した後、前側熱交換部の蒸発部を通過した空気の出口空気温度をＴa4v1（前側熱交換部の出口空気温度Ｔa4における後側熱交換部のスーパーヒート部の影響を受けていない部分の空気温度）とすると、出口空気温度Ｔa4v1は、後側熱交換部の蒸発部を通過した空気の出口空気温度Ｔa2vと、前側熱交換部の蒸発部の熱交換管部の表面温度Ｔe2vとの温度差（＝Ｔa2v−０）に、空気側温度効率Ａを掛けた分だけ後側熱交換部の蒸発部を通過した出口空気温度Ｔa2vよりも低くなるので、
Ｔa4v1＝Ｔa2v−（Ｔa2v−０）Ａ・・・(4)
となる。
【００１７】
ここで、上記(1)式からＴa2v＝１−Ａなので、
Ｔa4v1＝（１−Ａ）−｛（１−Ａ）−０｝Ａ＝Ａ２−２Ａ＋１・・・(5)
次に、後側熱交換部のスーパーヒート部を通過した後、前側熱交換部の蒸発部を通過した空気の出口空気温度をＴa4v2（前側熱交換部の出口空気温度Ｔa4における後側熱交換部のスーパーヒート部の影響を受けている部分の空気温度）とすると、出口空気温度Ｔa4v2は、後側熱交換部のスーパーヒート部を通過した空気の出口空気温度Ｔa2hと、前側熱交換部の蒸発部の熱交換管部の表面温度Ｔe2vとの温度差（＝Ｔa2h−０）に、空気側温度効率Ａを掛けた分だけ後側熱交換部のスーパーヒート部を通過した出口空気温度Ｔa2hよりも低くなるので、
Ｔa4v2＝Ｔa2h−（Ｔa2h−０）Ａ・・・(6)
となる。
【００１８】
ここで、上記(2)式から、Ｔa2h＝（ｈ−１）Ａ＋１なので、
Ｔa4v2＝（ｈ−１）Ａ＋１−｛（ｈ−１）Ａ＋１−０｝Ａ
＝（ｈ−１）Ａ＋１−（ｈ−１）Ａ２−Ａ
＝（１−ｈ）Ａ２＋（ｈ−２）Ａ＋１・・・(7)
となる。したがって、後側熱交換部の蒸発部を通過した後、前側熱交換部の蒸発部を通過した空気の出口空気温度Ｔa4v1と、後側熱交換部のスーパーヒート部を通過した後、前側熱交換部の蒸発部を通過した空気の出口空気温度Ｔa4v2との温度差ΔＴa4は、上記(5)式および(7)式から、
ΔＴa4＝Ｔa4v2−Ｔa4v1
＝（１−ｈ）Ａ２＋（ｈ−２）Ａ＋１−（Ａ２−２Ａ＋１）
＝ｈＡ（１−Ａ）・・・(8)
となる。上記(3)式および(8)式から明らかなように、ΔＴa4はΔＴa2に（１−Ａ）を掛けた値である。ここで、（１−Ａ）＜１であるから、後側熱交換部の蒸発部を通過した後、前側熱交換部の蒸発部を通過した空気の出口空気温度Ｔa4v1と、後側熱交換部のスーパーヒート部を通過した後、前側熱交換部の蒸発部を通過した空気の出口空気温度Ｔa4v2との温度差ΔＴa4は、後側熱交換部のスーパーヒート部を通過した空気の出口空気温度Ｔa2hと、蒸発部を通過した空気の出口空気温度Ｔa2vとの温度差ΔＴa2よりも小さくなる。
【００１９】
次に、後側熱交換部の蒸発部を通過した後、前側熱交換部のスーパーヒート部を通過した空気の出口空気温度をＴa4hとすると、出口空気温度Ｔa4hは、後側熱交換部の蒸発部を通過した空気の出口空気温度Ｔa2vと、前側熱交換部のスーパーヒート部の熱交換管部の表面温度Ｔe2hとの温度差（＝Ｔa2v−ｈ）に、空気側温度効率Ａを掛けた分だけ後側熱交換部の蒸発部を通過した出口空気温度Ｔa2vよりも低くなるので、
Ｔa4h＝Ｔa2v−（Ｔa2v−ｈ）Ａ・・・(9)
となる。
【００２０】
ここで、上記(1)式からＴa2v＝１−Ａなので、
Ｔa4h＝１−Ａ−（１−Ａ−ｈ）Ａ＝Ａ２＋（ｈ−２）Ａ＋１・・・(10)
となる。したがって、後側熱交換部の蒸発部を通過した後、前側熱交換部のスーパーヒート部を通過した空気の出口空気温度Ｔa4hと、後側熱交換部の蒸発部を通過した後、前側熱交換部の蒸発部を通過した空気の出口空気温度Ｔa4v1との温度差ΔＴa4xは、上記(5)式および(10)式から、
ΔＴa4x＝Ｔa4h−Ｔa4v1
＝Ａ２＋（ｈ−２）Ａ＋１−（Ａ２−２Ａ＋１）
＝ｈＡ・・・(11)
となる。
【００２１】
上記式(3)および式(11)により、ΔＴa2＝ΔＴa4xとなり、後側熱交換部の蒸発部を通過した後、前側熱交換部のスーパーヒート部を通過した空気の出口空気温度Ｔa4hと、後側熱交換部の蒸発部を通過した後、前側熱交換部の蒸発部を通過した空気の出口空気温度Ｔa4v1との温度差ΔＴa4xは、後側熱交換部のスーパーヒート部を通過した空気の出口空気温度Ｔa2hと、蒸発部を通過した空気の出口空気温度Ｔa2vとの温度差ΔＴa2と等しくなる。
【００２２】
また、上記式(8)および式(11)から、後側熱交換部の蒸発部を通過した後、前側熱交換部のスーパーヒート部を通過した空気の出口空気温度Ｔa4hと、後側熱交換部の蒸発部を通過した後、前側熱交換部の蒸発部を通過した空気の出口空気温度Ｔa4v1との温度差ΔＴa4xと、後側熱交換部の蒸発部を通過した後、前側熱交換部の蒸発部を通過した空気の出口空気温度Ｔa4v1と、後側熱交換部のスーパーヒート部を通過した後、前側熱交換部の蒸発部を通過した空気の出口空気温度Ｔa4v2との温度差ΔＴa4との温度差ΔＴa4yは、
ΔＴa4y＝ΔＴa4x−ΔＴa4
＝ｈＡ−ｈＡ（１−Ａ）
＝ｈＡ２・・・(12)
となる。したがって、後側熱交換部の蒸発部を通過した後、前側熱交換部のスーパーヒート部を通過した空気の出口空気温度Ｔa4hは、後側熱交換部のスーパーヒート部を通過した後、前側熱交換部の蒸発部を通過した空気の出口空気温度Ｔa4v2よりも常に高くなり、エバポレータを通過した空気の温度である出口空気温度を、ヘッダ部の長さ方向に均一化する効果が十分ではないことが分かる。この現象は、特に、空気側温度効率がより高くなる場合、たとえば風量が低い運転条件の場合に顕著である。
【００２３】
ここで、特許文献２記載のエバポレータと同様の構成を有しており、かつ前後両熱交換部の熱交換管部の幅が等しくなっているエバポレータについて、コンピュータシミュレーションを行った結果を図１５および図１６に示す。シミュレーション条件は、後側熱交換部の入口空気温度Ｔa1：３０℃、後側熱交換部の冷媒出口での冷媒圧力：０．２９３ＭＰａ、スーパーヒート：５℃を両図に示す結果を求めるための共通の条件とし、さらに図１５に示す結果は空気流量：２５０ｍ３／時として求め、図１６に示す結果は空気流量：４００ｍ３／時として求めた。なお、図１５および図１６の横軸は、エバポレータにおける空気入口部から空気出口部の距離を表したものであり、両熱交換部の熱交換管部の幅の合計が１、後側熱交換部の熱交換管部の後側縁部が０、同じく前側縁部が０．５、前側熱交換部の熱交換管部の後側縁部が０．５、同じく前側縁部が１で表されている。すなわち、図１５および図１６は、エバポレータにおける空気入口部から空気出口部にかけての空気温度の変化を示す。
【００２４】
図１５および図１６において、○は後側熱交換部のスーパーヒート部および前側熱交換部の蒸発部を通過した空気の温度を示し、◇は後側熱交換部の蒸発部および前側熱交換部のスーパーヒート部を通過した空気の温度を示し、△は両熱交換部の蒸発部を通過した空気の温度を示す。図１５および図１６に示す結果から、後側熱交換部のスーパーヒート部および前側熱交換部の蒸発部を通過した空気の温度と、後側熱交換部の蒸発部および前側熱交換部のスーパーヒート部を通過した空気の温度には比較的大きな温度差があり、その結果エバポレータの出口空気温度がヘッダ部の長さ方向の一端部側と他端部側で不均一になっていることが分かる。
【特許文献１】特開２００１−３２４２９０号公報
【特許文献２】米国特許第６、５１６，４８６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
この発明の目的は、上記問題を解決し、特許文献１および２記載のエバポレータに比べて、出口空気温度をヘッダ部の長さ方向の一端部側と他端部側で均一化しうるエバポレータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
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。
【００２７】
1)互いに間隔をおいて配置された１対のヘッダ部と、両ヘッダ部間に、幅方向を前後方向に向けるとともにヘッダ部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ヘッダ部に通じさせられた複数の扁平状熱交換管部とを有する熱交換部が、前後方向に並んで２つ配置され、両熱交換部の各ヘッダ部が、ヘッダ部の長さ方向に並びかつ互いに独立した複数の区画に分割されるとともに、これらの区画に熱交換管部が通じさせられ、両熱交換部に、それぞれ長さ方向に連続して並んだ複数の熱交換管部からなる熱交換管部群が、ヘッダ部の長さ方向に並んで設けられ、前側熱交換部におけるヘッダ部の長さ方向の一端部の熱交換管部群が、当該熱交換管部群を構成する熱交換管部内を冷媒が最初に流れる最上流側熱交換管部群となり、前側熱交換管部群におけるヘッダ部の長さ方向の他端部の熱交換管部群が、当該熱交換管部群を構成する熱交換管部内を冷媒が最後に流れる最下流側熱交換管部群となり、後側熱交換部における前側熱交換部の最下流側熱交換管部群と同一端部の熱交換管部群が、当該熱交換管部群を構成する熱交換管部内を冷媒が最初に流れる最上流側熱交換管部群となり、後側熱交換部における前側熱交換部の最上流側熱交換管部群と同一端部の熱交換管部群が、当該熱交換管部群を構成する熱交換管部内を冷媒が最後に流れる最下流側熱交換管部群となり、前後両熱交換部の一方のヘッダ部における最上流側熱交換管部群の熱交換管部が接続されている区画にそれぞれ冷媒入口が形成されるとともに、最下流側熱交換管部群の熱交換管部が接続されている区画にそれぞれ冷媒出口が形成され、各熱交換部において、冷媒入口から流入した冷媒が、最上流側熱交換管部から最下流側熱交換管部に向かって蛇行状に流れ、冷媒出口から流出するようになされているエバポレータであって、
前側熱交換部の熱交換管部の幅が、後側熱交換部の熱交換管部の幅よりも狭くなっているエバポレータ。
【００２８】
2)後側熱交換部の熱交換管部の幅をＷ１ｍｍ、前側熱交換部の熱交換管部の幅をＷ２ｍｍとした場合、０．５５＜Ｗ１／（Ｗ１＋Ｗ２）＜０．８０の関係を満たす上記1)記載のエバポレータ。
【００２９】
3)後側熱交換部の熱交換管部の幅をＷ１ｍｍ、前側熱交換部の熱交換管部の幅をＷ２ｍｍとした場合、０．６０＜Ｗ１／（Ｗ１＋Ｗ２）＜０．７５の関係を満たす上記1)記載のエバポレータ。エバポレータ。
【発明の効果】
【００３０】
上記1)のエバポレータによれば、特許文献１および２記載のエバポレータに比べて、出口空気温度を、ヘッダ部の長さ方向の一端部側と他端部側とで均一化しうる。
【００３１】
上記2)および3)のエバポレータにおいてによれば、たとえばカーエアコンに用いた場合、カーエアコンの実用風量範囲において、出口空気温度を、ヘッダ部の長さ方向の一端部側と他端部側とで均一化する効果が顕著なものになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
【００３３】
なお、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。
【００３４】
以下の説明において、図１、図２、図４および図５の上下、左右を上下、左右というものとする。また、全図面を通じて同一部分および同一物には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００３５】
図１〜図３はこの発明によるエバポレータの全体構成を示す。
【００３６】
図１〜図３において、エバポレータ(1)は、上下方向に間隔をおいて配置された第１ヘッダ部(4)(5)および第２ヘッダ部(6)(7)と、両ヘッダ部(4)(5)および(6)(7)間に、幅方向を前後方向に向けるとともに左右方向（ヘッダ部の長さ方向）に間隔をおいて配置され、かつ両端部がそれぞれ両ヘッダ部に連通状に接続された複数のアルミニウム製扁平状熱交換管(8)(9)（扁平状熱交換管部）とを有する熱交換部(2)(3)が、前後方向に並んで２つ配置されたものである。
【００３７】
前後両熱交換部(2)(3)の第１ヘッダ部(4)(5)は、両端が閉鎖された中空状でありかつ横断面横長方形状であるアルミニウム製上側タンク(11)内を、左右方向にのびる垂直板状の仕切部材(13)により前後２つの空間に仕切ることにより形成され、前後両熱交換部(2)(3)の第２ヘッダ部(6)(7)は、両端が閉鎖された中空状でありかつ横断面横長方形状であるアルミニウム製下側タンク(12)内を、左右方向にのびる垂直板状の仕切部材(14)により前後２つの空間に仕切ることにより形成されている。前側熱交換部(2)の第１ヘッダ部(4)および第２ヘッダ部(6)の前後方向の幅は相互に等しく、かつ後側熱交換部(3)の第１ヘッダ部(5)および第２ヘッダ部(7)の前後方向の幅よりも狭くなっている。なお、後側熱交換部(3)の第１ヘッダ部(5)および第２ヘッダ部(7)の前後方向の幅は相互に等しくなっている。
【００３８】
前後両熱交換部(2)(3)の第１ヘッダ部(4)(5)は、垂直板状の分割部材(15)(16)により左右方向に並ぶとともに互いに独立した複数、ここでは３つの区画(4A)(4B)(4C)(5A)(5B)(5C)に分割されている。前側熱交換部(2)の第１ヘッダ部(4)における右端部の区画(4C)と左右方向中央部の区画(4B)の左右方向の長さは互いに等しくなっており、同じく左端部の区画(4A)の左右方向の長さは他の２つの区画(4B)(4C)の略１／２となっている。後側熱交換部(3)の第１ヘッダ部(5)における左端部の区画(5C)と左右方向中央部の区画(5B)の左右方向の長さは互いに等しくなっており、同じく右端部の区画(5A)の左右方向の長さは他の２つの区画の略１／２となっている。そして、上側タンク(11)の頂壁における前側熱交換部(2)の第１ヘッダ部(4)の左端の区画(4A)に臨む部分、および後側熱交換部(3)の第１ヘッダ部(5)の右端の区画(5A)に臨む部分に、それぞれ冷媒入口(17)が形成されている。以下、前側熱交換部(2)の第１ヘッダ部(4)の区画を、左から順に第１〜第３区画(4A)(4B)(4C)というものとし、後側熱交換部(3)の第１ヘッダ部(5)の区画を、右から順に第１〜第３区画(5A)(5B)(5C)というものとする。上側タンク(11)の頂壁の上面に、前後両熱交換部(2)(3)の第１ヘッダ部(4)(5)における第１区画(4A)(5A)内に冷媒を流入させるアルミニウム製入口部材(18)がろう付されている。入口部材(18)は、一端が冷媒流入口(19)となされた幹管部(18a)と、幹管部(18a)の他端から分岐するとともに、先端部が冷媒入口(17)に接続された２つの枝管部(18b)とよりなる。
【００３９】
前後両熱交換部(2)(3)の第２ヘッダ部(6)(7)は、垂直板状の分割部材(21)(22)により左右方向に並ぶとともに互いに独立した複数、ここでは３つの区画(6A)(6B)(6C)(7A)(7B)(7C)に分割されている。前側熱交換部(2)の第２ヘッダ部(6)における左端部の区画(6A)と左右方向中央部の区画(6B)の左右方向の長さは互いに等しくなっており、同じく右端部の区画(6C)の左右方向の長さは他の２つの区画(6A)(6B)の略１／２となっている。後側熱交換部(3)の第２ヘッダ部(7)における右端部の区画(7A)と左右方向中央部の区画(7B)の左右方向の長さは互いに等しくなっており、同じく左端部の区画(7C)の左右方向の長さは他の２つの区画(7A)(7B)の略１／２となっている。そして、下側タンク(12)の底壁における前側熱交換部(2)の第２ヘッダ部(6)の右端の区画(6C)に臨む部分、および後側熱交換部(3)の第２ヘッダ部(7)の左端の区画(7C)に臨む部分に、それぞれ冷媒出口(23)が形成されている。以下、前側熱交換部(2)の第２ヘッダ部(6)の区画を、左から順に第１〜第３区画(6A)(6B)(6C)というものとし、後側熱交換部(3)の第２ヘッダ部(7)の区画を、右から順に第１〜第３区画(7A)(7B)(7C)というものとする。下側タンク(12)の底壁下面に、前後両熱交換部(2)(3)の第２ヘッダ部(6)(7)における第３区画(6C)(7C)内から冷媒を流出させるアルミニウム製出口部材(24)がろう付されている。出口部材(24)は、一端が冷媒流出口(25)となされた幹管部(24a)と、幹管部(24a)の他端から分岐するとともに、先端部が冷媒出口(23)に接続された２つの枝管部(24b)とよりなる。
【００４０】
前側熱交換部(2)の第２ヘッダ部(6)の第１区画(6A)は、第１ヘッダ部(4)の第１区画(4A)および第２区画(4B)の左側部分に対応した位置にあり、同じく第２ヘッダ部(6)の第２区画(6B)は、第１ヘッダ部(4)の第２区画(4A)の右側部分および第３区画(4C)の左側部分に対応した位置にあり、同じく第２ヘッダ部(6)の第３区画(6C)は、第１ヘッダ部(4)の第３区画(4C)の右側部分に対応した位置にある。後側熱交換部(3)の第２ヘッダ部(7)の第１区画(7A)は、第１ヘッダ部(5)の第１区画(5A)および第２区画(5B)の右側部分に対応した位置にあり、同じく第２ヘッダ部(7)の第２区画(7B)は、第１ヘッダ部(5)の第２区画(5B)の左側部分および第３区画(5C)の右側部分に対応した位置にあり、同じく第２ヘッダ部(7)の第３区画(7C)は、第１ヘッダ部(5)の第３区画(5C)の左側部分に対応した位置にある。
【００４１】
前後両熱交換部(2)(3)の熱交換管(8)(9)はアルミニウム押出形材製であり、すべての熱交換管(8)(9)の上下両端部は、上下両タンク(11)(12)に形成された管挿通穴(26)(27)内に挿入されて上下両タンク(11)(12)にろう付されている。前側熱交換部(2)の熱交換管(8)と、後側熱交換部(3)の熱交換管(9)とは左右方向（ヘッダ部の長さ方向）に同一位置にある。左右方向に隣り合う熱交換管(8)(9)どうしの間、および左右両端の外側には前後両熱交換部(2)(3)の熱交換管(8)(9)に跨るようにアルミニウム製コルゲートフィン(28)が配置されており、両熱交換管(8)(9)にろう付されている。また、左右両端のコルゲートフィン(28)の外側にはアルミニウム製サイドプレート(29)が配置されてコルゲートフィン(28)にろう付されている。
【００４２】
前後両熱交換部(2)(3)に、それぞれ左右方向（ヘッダ部(4)(5)(6)(7)の長さ方向）に連続して並んだ複数の熱交換管(8)(9)からなり、かつヘッダ部(4)(5)(6)(7)の区画(4A)〜(4C)(5A)〜(5C)(6A)〜(6C)(7A)〜(7c）の数よりも２つ多い数の熱交換管群(31A)(31B)(31C)(31D)(31E)および(32A)(32B)(32C)(32D)(32E)が、ヘッダ部(4)(5)(6)(7)の長さ方向に並んで設けられている。すなわち、前側熱交換部(2)には、第１ヘッダ部(4)の第１区画(4A)と第２ヘッダ部(6)の第１区画(6A)の左側部分に通じる第１熱交換管群(31A)、第２ヘッダ部(6)の第１区画(6A)の右側部分と第１ヘッダ部(4)の第２区画(4B)の左側部分に通じる第２熱交換管群(31B)、第１ヘッダ部(4)の第２区画(4B)の右側部分と第２ヘッダ部(6)の第２区画(6B)の左側部分に通じる第３熱交換管群(31C)、第２ヘッダ部(6)の第２区画(6B)の右側部分と第１ヘッダ部(4)の第３区画(4C)の左側部分に通じる第４熱交換管群(31D)、および第１ヘッダ部(4)の第３区画(4C)の右側部分と第２ヘッダ部(6)の第３区画(6C)に通じる第５熱交換管群(31D)が設けられている。前側熱交換部(2)の左端部の第１熱交換管群(31A)が、当該熱交換管群(31A)を構成する熱交換管(8)内を冷媒が最初に流れる最上流側熱交換管群となり、前側熱交換部(2)の右端部の熱交換管群(31E)が、当該熱交換管群(31E)を構成する熱交換管(8)内を冷媒が最後に流れる最下流側熱交換管群となっている。また、後側熱交換部(3)には、第１ヘッダ部(5)の第１区画(5A)と第２ヘッダ部(7)の第１区画(7A)の右側部分に通じる第１熱交換管群(32A)、第２ヘッダ部(7)の第１区画(7A)の左側部分と第１ヘッダ部(5)の第２区画(5B)の右側部分に通じる第２熱交換管群(32B)、第１ヘッダ部(5)の第２区画(5B)の左側部分と第２ヘッダ部(7)の第２区画(7B)の右側部分に通じる第３熱交換管群(32C)、第２ヘッダ部(7)の第２区画(7B)の左側部分と第１ヘッダ部(5)の第３区画(5C)の右側部分に通じる第４熱交換管群(32D)、および第１ヘッダ部(5)の第３区画(5C)の左側部分と第２ヘッダ部(7)の第３区画(7C)に通じる第５熱交換管群(32E)が設けられている。後側熱交換部(3)における前側熱交換部(2)の最下流側熱交換管群(31E)と同一端部、すなわち右端部の第１熱交換管群(32A)が、当該熱交換管群(32A)を構成する熱交換管(9)内を冷媒が最初に流れる最上流側熱交換管群となり、後側熱交換部(3)における前側熱交換部(2)の最上流側熱交換管群(31A)と同一端部、すなわち左端部の第５熱交換管群(32E)が、当該熱交換管群(32E)を構成する熱交換管(9)内を冷媒が最後に流れる最下流側熱交換管群となっている。
【００４３】
ここで、前側熱交換部(2)の熱交換管(8)の幅は、後側熱交換部(3)の熱交換管(9)の幅よりも狭くなっている。後側熱交換部(3)の熱交換管(9)の幅をＷ１ｍｍ、前側熱交換部(2)の熱交換管(8)の幅をＷ２ｍｍとした場合、０．５５＜Ｗ１／（Ｗ１＋Ｗ２）＜０．８０の関係を満たしていることが好ましく、０．６０＜Ｗ１／（Ｗ１＋Ｗ２）＜０．７５の関係を満たしていることが望ましい。
【００４４】
上述したエバポレータ(1)において、入口部材(18)を通して前後両熱交換部(2)(3)の冷媒入口(17)から第１ヘッダ部(4)(5)の第１区画(4A)(5A)内に流入した冷媒が、最上流側熱交換管群(31A)(32A)から最下流側熱交換管群(31E)(32E)に向かって蛇行状に流れて第２ヘッダ部(6)(7)の第３区画(6C)(7C)内に入り、冷媒出口(23)から出口部材(24)を通って流出するようになっている。そして、前側熱交換部(2)の最下流側熱交換管群(31E)および後側熱交換部(3)の最下流側熱交換管群(32E)にスーパーヒート部が生じ、前後両熱交換部(2)(3)の第１〜第４熱交換管群(31A)〜(31D)および(32A)〜(32D)は蒸発部となる。
【００４５】
図４〜図６はエバポレータの上側タンクおよび下側タンクの変形例を示す。
【００４６】
図４〜図６に示すエバポレータ(40)の上側タンク(41)の上部における両第１ヘッダ部(4)(5)間の部分に、上側タンク(41)の全長にのびる中空部(42)が形成されている。上側タンク(41)を２つの第１ヘッダ部(4)(5)に仕切る仕切部材(43)は横断面Ｙ字状であり、垂直板状の幹部(43a)と、幹部(43a)の上端部から分岐しかつ上方に向かって前後方向外方に傾斜した傾斜板状の２つの枝部(43b)とからなる。そして、両枝部(43b)の上端部どうしが、上方に突出した横断面円弧状の連結壁(44)により一体に連結されており、仕切部材(43)の両枝部(43b)と連結壁(44)とにより囲まれた空間が中空部(42)となっている。上側タンク(41)の左端部には、中空部(42)内に通じるように入口管(45)が接続されている。そして、仕切部材(43)の前側枝部(43b)における前側熱交換部(2)の第１ヘッダ部(4)の第１空間(4A)に臨む部分、および後側枝部(43b)における後側熱交換部(3)の第１ヘッダ部(5)の第１空間(5A)に臨む部分に、それぞれ冷媒入口(46)が形成されている。
【００４７】
下側タンク(47)は、上側タンク(41)と同一の横断面形状でかつ上側タンク(41)とは上下逆向きに配置されたものであり、下側タンク(47)の下部における両第２ヘッダ部(6)(7)間の部分に、下側タンク(47)の全長にのびる中空部(42)が形成されている。すなわち、下側タンク(47)を２つの第２ヘッダ部(6)(7)に仕切る仕切部材(43)の両枝部(43b)と連結壁(44)とにより囲まれた空間が中空部(42)となっている。下側タンク(47)の左端部には、中空部(42)内に通じるように出口管(48)が接続されている。そして、仕切部材(43)の前側枝部(43b)における前側熱交換部(2)の第２ヘッダ部(6)の第３空間(6C)に臨む部分、および後側枝部(43b)における後側熱交換部(3)の第２ヘッダ部(7)の第３空間(7C)に臨む部分に、それぞれ冷媒出口(49)が形成されている。
【００４８】
その他の構成は、図１〜図３に示すエバポレータの場合と同様である。
【００４９】
以下、図１〜図３に示すエバポレータ(1)と同様の構成を有しており、かつ前側熱交換部(2)の熱交換管(8)の幅が後側熱交換部(3)の熱交換管(9)の幅よりも狭くなっているエバポレータについて、コンピュータシミュレーションを行った結果を図７および図８に示す。シミュレーション条件は、後側熱交換部(3)の入口空気温度Ｔa1：３０℃、後側熱交換部(3)の冷媒出口(23)での冷媒圧力：０．２９３ＭＰａ、スーパーヒート：５℃を両図に示す結果を求めるための共通の条件とし、図７に示す結果は後側熱交換部(3)の熱交換管(9)の幅をＷ１ｍｍ、前側熱交換部(2)の熱交換管(8)の幅をＷ２ｍｍとした場合のＷ１／（Ｗ１＋Ｗ２）＝０．７５、および空気流量：２５０ｍ３／時として求め、図８に示す結果は後側熱交換部(3)の熱交換管(9)の幅をＷ１ｍｍ、前側熱交換部(2)の熱交換管(8)の幅をＷ２ｍｍとした場合のＷ１／（Ｗ１＋Ｗ２）＝０．６５、および空気流量：４００ｍ３／時として求めた。そして、エバポレータ(1)における空気入口部から空気出口部にかけての空気温度の変化を求めた。なお、図７および図８の横軸は、エバポレータ(1)における空気入口部から空気出口部の距離を表したものであり、両熱交換部(2)(3)の熱交換管(8)(9)の幅の合計が１、後側熱交換部(3)の熱交換管(9)の後側縁部が０で表されている。また、図７の場合は、後側熱交換部(3)の熱交換管(9)の前側縁部が０．７５、前側熱交換部(2)の熱交換管(8)の後側縁部が０．７５、同じく前側縁部が１で表されている。さらに、図８の場合は、後側熱交換部(3)の熱交換管(9)の前側縁部が０．６５、前側熱交換部(2)の熱交換管(8)の後側縁部が０．６５、同じく前側縁部が１で表されている。
【００５０】
図７および図８において、○は後側熱交換部(3)のスーパーヒート部および前側熱交換部(2)の蒸発部を通過した空気の温度を示し、◇は後側熱交換部(3)の蒸発部および前側熱交換部(2)のスーパーヒート部を通過した空気の温度を示し、△は両熱交換部(2)(3)の蒸発部を通過した空気の温度を示す。図７および図８に示す結果から、後側熱交換部(3)のスーパーヒート部および前側熱交換部(2)の蒸発部を通過した空気の温度と、後側熱交換部(3)の蒸発部および前側熱交換部(2)のスーパーヒート部を通過した空気の温度にはほとんど温度差がなく、その結果エバポレータの出口空気温度がヘッダ部の長さ方向の一端部側（左端側）と他端部側（右端側）で均一化されていることが分かる。
【００５１】
また、図１〜図３に示すエバポレータ(1)と同様の構成を有しており、かつ前側熱交換部(2)の熱交換管(8)の幅が後側熱交換部(3)の熱交換管(9)の幅よりも狭くなっているエバポレータについて、他のコンピュータシミュレーションを行った結果を図９に示す。シミュレーション条件は、後側熱交換部(3)の入口空気温度Ｔa1：３０℃、後側熱交換部(3)の冷媒出口(23)での冷媒圧力：０．２９３ＭＰａ、スーパーヒート：５℃、空気流量：２５０ｍ３／時とし、後側熱交換部(3)の熱交換管(9)の幅をＷ１ｍｍ、前側熱交換部(2)の熱交換管(8)の幅をＷ２ｍｍとした場合のＷ１／（Ｗ１＋Ｗ２）（熱交換管(8)(9)の幅比）の値を種々変更して、Ｗ１／（Ｗ１＋Ｗ２）と、後側熱交換部(3)のスーパーヒート部および前側熱交換部(2)の蒸発部を通過した空気の温度Ｔa4v2、後側熱交換部(3)の蒸発部および前側熱交換部(2)のスーパーヒート部を通過した空気の温度Ｔa4h、両温度Ｔa4h、Ｔa4v2の温度差ΔＴa4yおよび後側熱交換部(3)の蒸発部および前側熱交換部(2)の蒸発部を通過した空気の温度Ｔa4cを求めた。
【００５２】
図９において、○は後側熱交換部(3)の後側熱交換部(3)のスーパーヒート部および前側熱交換部(2)の蒸発部を通過した空気の温度Ｔa4v2を示し、◇は後側熱交換部(3)の蒸発部および前側熱交換部(2)のスーパーヒート部を通過した空気の温度Ｔa4hを示し、▽は両温度Ｔa4h、Ｔa4v2の温度差を示し、△は後側熱交換部(3)の蒸発部および前側熱交換部(2)の蒸発部を通過した空気の温度Ｔa4cを示す。図９に示す結果から、エバポレータの出口空気温度がヘッダ部の長さ方向の一端部側（左側）と他端部側（右側）で均一化されていることが分かる。特に、０．５５＜Ｗ１／（Ｗ１＋Ｗ２）＜０．８０の関係を満たす場合に、エバポレータの出口空気温度がヘッダ部の長さ方向の一端部側と他端部側で効果的に均一化され、さらに０．６０＜Ｗ１／（Ｗ１＋Ｗ２）＜０．７５の関係を満たす場合に、その効果は一層顕著になっていることが分かる。
【００５３】
さらに、図１〜図３に示すエバポレータと同様の構成を有しており、かつ前側熱交換部(2)の熱交換管(8)の幅が後側熱交換部(3)の熱交換管(9)の幅よりも狭くなっているエバポレータについて、他のコンピュータシミュレーションを行った結果を図１０に示す。シミュレーション条件は、後側熱交換部(3)の入口空気温度Ｔa1：３０℃、後側熱交換部(3)の冷媒出口(23)での冷媒圧力：０．２９３ＭＰａ、スーパーヒート：５℃である。そして、後側熱交換部(3)の熱交換管(9)の幅をＷ１ｍｍ、前側熱交換管(8)の熱交換管(8)(9)の幅をＷ２ｍｍとした場合のＷ１／（Ｗ１＋Ｗ２）（熱交換管(8)(9)の幅比）の値と、空気流量とを種々変更し、空気流量と、Ｗ１／（Ｗ１＋Ｗ２）、ならびに後側熱交換部(3)の蒸発部および前側熱交換部(2)のスーパーヒート部を通過した空気の温度と後側熱交換部(3)のスーパーヒート部および前側熱交換部(2)の蒸発部を通過した空気の温度との温度差の関係を求めた。
【００５４】
図１０において、曲線αは熱交換管幅比を示し、曲線βは後側熱交換部(3)の蒸発部および前側熱交換部(2)のスーパーヒート部を通過した空気の温度と後側熱交換部(3)のスーパーヒート部および前側熱交換部(2)の蒸発部を通過した空気の温度との温度差を示す。図１０に示す結果から次のことがが分かる。すなわち、カーエアコンの実用風量範囲はおよそ１５０〜５５０ｍ３／時であるから、この範囲における熱交換管(8)(9)の幅比は、０．５５＜Ｗ１／（Ｗ１＋Ｗ２）＜０．８０の関係を満たしていることが好ましいことが分かる。また、上記式(12)から空気側の温度効率が低い場合、すなわち空気流量が多いほど曲線βで示される温度差が小さくなるので、４５０ｍ３／時を超えた高風量条件を無視しても実用上の問題はなく、しかも２５０ｍ３／時未満の低風量条件にあわせて前後両熱交換部(2)(3)の熱交換管幅比を最適化するのは困難になるので、熱交換管(8)(9)の幅比は、０．６０＜Ｗ１／（Ｗ１＋Ｗ２）＜０．７５の関係を満たしていることが望ましいことが分かる。
【００５５】
なお、この発明によるエバポレータは、１対の皿状プレートを対向させて周縁部どうしをろう付してなる複数の扁平中空体が並列状に配置されてなり、互いに間隔をおいて配置された１対のヘッダ部と、両ヘッダ部間に、幅方向を前後方向に向けるとともにヘッダ部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ヘッダ部に通じさせられた複数の扁平状熱交換管部とを有する熱交換部が、前後方向に並んで２つ配置され、両熱交換部の各ヘッダ部が互いに独立した複数の区画に分割され、両熱交換部に、それぞれ長さ方向に連続して並んだ複数の熱交換管部からなり、かつヘッダ部の区画の数と同数の熱交換管部群が、ヘッダ部の長さ方向に並んで設けられるとともに、両熱交換部の各熱交換管部群の熱交換管部が各ヘッダ部の各区画に接続され、両熱交換部の熱交換管部群を構成する熱交換管部の数、および熱交換管部群の両熱交換部の数が等しくなっており、前側熱交換部におけるヘッダ部の長さ方向の一端部の熱交換管部群が、当該熱交換管部群を構成する熱交換管部内を冷媒が最初に流れる最上流側熱交換管部群となり、前側熱交換管部群におけるヘッダ部の長さ方向の他端部の熱交換管部群が、当該熱交換管部群を構成する熱交換管部内を冷媒が最後に流れる最下流側熱交換管部群となり、後側熱交換部における前側熱交換部の最下流側熱交換管部群と同一端部の熱交換管部群が、当該熱交換管部群を構成する熱交換管部内を冷媒が最初に流れる最上流側熱交換管部群となり、後側熱交換部における前側熱交換部の最上流側熱交換管部群と同一端部の熱交換管部群が、当該熱交換管部群を構成する熱交換管部内を冷媒が最後に流れる最下流側熱交換管部群となっている形式の所謂積層型エバポレータにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】この発明の実施形態のエバポレータの全体構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示すエバポレータの後方から前方を見た後側熱交換部での垂直断面図である。
【図３】図２の一部を省略したＡ−Ａ線拡大断面図である。
【図４】変形例の上側タンクおよび下側タンクを備えたエバポレータの全体構成を示す斜視図である。
【図５】図４に示すエバポレータの後方から前方を見た後側熱交換部での垂直断面図である。
【図６】図５の一部を省略したＢ−Ｂ線拡大断面図である。
【図７】後側熱交換部の熱交換管の幅をＷ１ｍｍ、前側熱交換部の熱交換管の幅をＷ２ｍｍとした場合のＷ１／（Ｗ１＋Ｗ２）を０．７５としてエバポレータの空気入口から空気出口までの距離と各部での空気温度とを求めた行ったコンピュータシミュレーションの結果を示すグラフである。
【図８】後側熱交換部の熱交換管の幅をＷ１ｍｍ、前側熱交換部の熱交換管の幅をＷ２ｍｍとした場合のＷ１／（Ｗ１＋Ｗ２）を０．６５としてエバポレータの空気入口から空気出口までの距離と各部での空気温度とを求めた行ったコンピュータシミュレーションの結果を示すグラフである。
【図９】後側熱交換部の熱交換管の幅をＷ１ｍｍ、前側熱交換部の熱交換管の幅をＷ２ｍｍとした場合のＷ１／（Ｗ１＋Ｗ２）と、後側熱交換部のスーパーヒート部および前側熱交換部の蒸発部を通過した空気の温度、後側熱交換部の蒸発部および前側熱交換部のスーパーヒート部を通過した空気の温度、両温度の温度差および後側熱交換部の蒸発部および前側熱交換部の蒸発部を通過した空気の温度を求めたコンピュータシミュレーションの結果を示すグラフである。
【図１０】空気流量と、後側熱交換部の熱交換管の幅をＷ１ｍｍ、前側熱交換部の熱交換管の幅をＷ２ｍｍとした場合のＷ１／（Ｗ１＋Ｗ２）と、後側熱交換部の蒸発部および前側熱交換部のスーパーヒート部を通過した空気の温度と後側熱交換部のスーパーヒート部および前側熱交換部の蒸発部を通過した空気の温度との温度差求めたコンピュータシミュレーションの結果を示すグラフである。
【図１１】特許文献２記載のエバポレータにおける後側熱交換部を通過した空気の出口空気温度を示すグラフである。
【図１２】特許文献２記載のエバポレータにおける後側熱交換部を通過した空気の出口空気温度を示すグラフである。
【図１３】図１２に示す結果が現れる理由を説明する後側熱交換部を通過した空気の出口空気温度を示すグラフである。
【図１４】図１２に示す結果が現れる理由を説明する前側熱交換部を通過した空気の出口空気温度を示すグラフである。
【図１５】後側熱交換部の熱交換管部の幅と前側熱交換部の熱交換管部の幅とを等しくしてエバポレータの空気入口から空気出口までの距離と各部での空気温度とを求めたコンピュータシミュレーションの結果を示すグラフである。
【図１６】後側熱交換部の熱交換管部の幅と前側熱交換部の熱交換管部の幅とを等しくしてエバポレータの空気入口から空気出口までの距離と各部での空気温度とを求めた他のコンピュータシミュレーションの結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５７】
(1)(40)：エバポレータ
(2)：前側熱交換部
(3)：後側熱交換部
(4)(5)：第１ヘッダ部
(4A)(4B)(4C)(5A)(5B)(5C)：区画
(6)(7)：第２ヘッダ部
(6A)(6B)(6C)(7A)(7B)(7C)：区画
(8)(9)：熱交換管（熱交換管部）
(17)(46)：冷媒入口
(23)(49)：冷媒出口
(31A)(31B)(31C)(31D)(31E)：熱交換管群（熱交換管部群）
(32A)(32B)(32C)(32D)(32E)：熱交換管群（熱交換管部群）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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