(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）冷媒を空気と熱交換させて蒸発させる風下側蒸発通路、およびこの風下側蒸発通路の両側に風下側タンク部を有する複数の風下側流路管と、
（ｂ）これらの風下側流路管よりも空気の流れ方向の風上側に配され、
前記複数の風下側蒸発通路から流入した冷媒を空気と熱交換させて蒸発させる風上側蒸発通路、およびこの風上側蒸発通路の両側に風上側タンク部を有する複数の風上側流路管と
を共に空気の流れ方向に直交する幅方向に並列してなる冷媒蒸発器であって、
前記冷媒蒸発器は、前記風上側蒸発通路の通路幅を、前記風下側蒸発通路の通路幅よりも狭くし、
前記風下側蒸発通路は、冷媒の流れ方向に対して角度を持って設けられた風下側伝熱促進部を有し、
前記風上側蒸発通路は、冷媒の流れ方向に平行に設けられた風上側伝熱促進部を有することを特徴とする冷媒蒸発器。
【請求項２】
請求項１に記載の冷媒蒸発器において、
前記冷媒蒸発器は、前記風上側タンク部の内部空間の断面積を、前記風下側タンク部の内部空間の断面積よりも大きくしたことを特徴とする冷媒蒸発器。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の冷媒蒸発器において、
前記冷媒蒸発器は、前記複数の風下側流路管を空気の流れ方向に直交する幅方向に並列してなる風下側蒸発器本体と、この風下側蒸発器本体よりも空気の流れ方向の風上側に配され、前記複数の風上側流路管を前記風下側流路管と同一方向に並列してなる風上側蒸発器本体とを備え、
前記風下側蒸発器本体は、前記複数の風下側蒸発通路を、前記風上側蒸発通路よりも多い分割個数となるように２個以上の風下側蒸発通路群に分割する風下側分割手段を有することを特徴とする冷媒蒸発器。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の冷媒蒸発器において、
前記冷媒蒸発器は、減圧装置から入口側接続配管を経て前記風下側流路管内に冷媒を流入させる入口配管と、前記風上側流路管内から出口側接続配管を経て冷媒圧縮機へ冷媒を流出させる出口配管とを備え、
前記入口配管および前記出口配管は、前記冷媒蒸発器の幅方向の片側部から同一方向に向かって取り出されていることを特徴とする冷媒蒸発器。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の冷媒蒸発器において、
前記複数の風下側流路管のうちの少なくとも１つの風下側流路管、およびこの風下側流路管の空気流れ方向に隣設される前記風上側流路管は、一対の成形プレートにより一体成形されていることを特徴とする冷媒蒸発器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、冷媒と空気とを熱交換させる冷媒流路管を空気の流れ方向に対して直交する方向に複数積層してなる冷媒蒸発器に関するもので、特に蒸発器本体の空気の流れ方向に直交する方向に平行な幅方向の一端側面から入口配管および出口配管が取り出された積層型冷媒蒸発器に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
近年、冷凍サイクルの一構成部品である冷媒蒸発器には、ユニットケース内の空気の流れ方向と同一方向となる奥行き寸法を薄くする小型化、ユニットケース内の空気の流れ方向と直交する幅方向寸法および高さ寸法を大きくする大型化、および冷媒蒸発器より吹き出す空気の吹出温度分布の均一化への要望が強い。さらに、冷媒蒸発器と共に冷凍サイクルを構成する他の冷凍サイクル機器の配置の関係から、入口配管と出口配管とを蒸発器本体の片側側面から同一方向へ取り出して欲しいという要求もある。
このため、図１３に示したような片側にタンク部１０１、１０２を有する片側タンク方式（シングルタンク・タイプ）の積層型冷媒蒸発器１００（第１従来例）では、冷媒通路の分割個数を増加し、それに伴って熱交換部１０３とは独立した冷媒導入通路（または冷媒導出通路）１０４を設けることで対応がなされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、積層型冷媒蒸発器１００と共に冷凍サイクルを構成する冷媒圧縮機内での液圧縮を防止するために積層型冷媒蒸発器１００の風上側蒸発通路１０５内で冷媒の蒸発を完了させなくてはならない。すなわち、積層型冷媒蒸発器１００の冷媒出口側には、内部を流れる冷媒が過熱蒸気（過熱ガス）となる過熱蒸気域（過熱ガス域）が設けられる。
したがって、片側タンク方式の積層型冷媒蒸発器１００には、熱交換効率の悪い部分が必ず存在することになるので、積層型冷媒蒸発器１００より吹き出す空気の吹出温度分布の均一化が困難であるという問題が生じている。
【０００４】
そこで、図１４に示したように、上下両側にタンク部２０１、２０２を配することで、冷媒導入通路（または冷媒導出通路）等の別通路を設けずに、吹き出す空気の吹出温度分布の均一化を目指す両側タンク方式（ダブルタンク・タイプ）の積層型冷媒蒸発器２００（第２従来例）も提案されているが、上述のように、積層型冷媒蒸発器２００の風上側蒸発通路２０３内を流れる冷媒は必ず過熱蒸気であるため、積層型冷媒蒸発器２００が幅方向に有効に活用されていないという問題が生じている。
【０００５】
〔請求項１の目的〕
請求項１に記載の発明の目的は、風下側蒸発通路と風上側蒸発通路とで熱交換性能が異なるという点に着目し、風上側蒸発通路の通路幅を風下側蒸発通路の通路幅よりも狭くして、冷媒蒸発器の熱交換性能の高性能化を図ると共に、冷媒蒸発器より吹き出される空気の吹出温度分布を均一化することにより上記問題点を解決することを目的とする。
【０００６】
また、請求項１に記載の発明の目的は、風下側伝熱促進部および風上側伝熱促進部が角度によって熱交換特性が異なるという点に着目し、風下側蒸発通路に冷媒の流れに対し角度を持った風下側伝熱促進部を使用し、風上側蒸発通路に冷媒の流れに平行な風上側伝熱促進部を使用して、冷媒蒸発器の熱交換性能の高性能化を図ることにより上記問題点を解決することを目的とする。
【０００７】
〔請求項２の目的〕
請求項２に記載の発明の目的は、風上側タンク部内を流れる冷媒の圧力損失の低減化を図ることのできる冷媒蒸発器を提供することにある。
〔請求項３の目的〕
請求項３に記載の発明の目的は、複数の風下側蒸発通路内を流れる冷媒の圧力損失の低減化を図ることのできる冷媒蒸発器を提供することにある。
【０００８】
〔請求項４の目的〕
請求項４に記載の発明の目的は、入口配管および出口配管に接続する冷媒配管の取回しが容易で、且つ冷媒配管の短縮化を図ることのできる冷媒蒸発器を提供することにある。
〔請求項５の目的〕
請求項５に記載の発明の目的は、風下側流路管と風上側流路管とを一対の成形プレートにより一体成形することのできる冷媒蒸発器を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
〔請求項１の構成〕
請求項１に記載の発明は、冷媒を空気と熱交換させて蒸発させる風下側蒸発通路、およびこの風下側蒸発通路の両側に風下側タンク部を有する複数の風下側流路管と、
これらの風下側流路管よりも空気の流れ方向の風上側に配され、前記複数の風下側蒸発通路から流入した冷媒を空気と熱交換させて蒸発させる風上側蒸発通路、およびこの風上側蒸発通路の両側に風上側タンク部を有する複数の風上側流路管と
を共に空気の流れ方向に直交する幅方向に並列してなる冷媒蒸発器であって、
前記冷媒蒸発器は、前記風上側蒸発通路の通路幅を、前記風下側蒸発通路の通路幅よりも狭くし、
前記風下側蒸発通路は、冷媒の流れ方向に対して角度を持って設けられた風下側伝熱促進部を有し、
前記風上側蒸発通路は、冷媒の流れ方向に平行に設けられた風上側伝熱促進部を有する技術手段を採用した。
【００１０】
〔請求項１の作用〕
請求項１に記載の発明によれば、風下側流路管内に流入した冷媒は、一方側の風下側タンク部から風下側蒸発通路を通って他方側の風下側タンク部に流入する。このとき、冷媒は、風下側蒸発通路を通過する際に空気と熱交換して蒸発気化して液成分の多い気液二相状態となる。
そして、風下側タンク部から風上側流路管内に流入した冷媒は、一方側の風上側タンク部から風上側蒸発通路を通って他方側の風上側タンク部に流入する。このとき、冷媒は、風上側蒸発通路を通過する際に空気と熱交換して全てガス成分である過熱蒸気となる。
ここで、冷媒の流れ方向の出口側である風上側蒸発通路の通路幅が冷媒の流れ方向の入口側である風下側蒸発通路の通路幅よりも狭いので、内部を流れる冷媒が過熱蒸気となる過熱蒸気域が内部を流れる冷媒が気液二相状態となる気液二相域よりも小さくなる。
【００１１】
〔請求項１の効果〕
請求項１に記載の発明は、内部を流れる冷媒が過熱蒸気となる風上側蒸発通路の通路幅を、内部を流れる冷媒が気液二相状態となる風下側蒸発通路の通路幅よりも狭くすることにより、熱交換効率の悪い部分を熱交換効率の良い部分よりも小さくすることができるので、冷媒蒸発器の熱交換性能の低下を抑えることができると共に、冷媒蒸発器より吹き出される空気の吹出温度分布を均一化し易くなる。
【００１３】
また、請求項１に記載の発明によれば、風下側蒸発通路を流れる冷媒は風下側伝熱促進部により攪乱されて外側を通過する空気と良好に熱交換することにより、冷媒蒸発器の熱交換性能の高性能化を図ることができる。また、風上側蒸発通路を流れる冷媒は風上側伝熱促進部によりあまり攪乱されることなくスムーズに流れるので、風下側蒸発通路よりも通路幅の狭い風上側蒸発通路内を流れる冷媒の圧力損失の増加を抑えることができる。すなわち、風上側流路管内を流れる冷媒の圧力損失の増加を抑えることができる。
【００１４】
〔請求項２の構成〕
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の冷媒蒸発器に加えて、前記冷媒蒸発器は、前記風上側タンク部の内部空間の断面積を、前記風下側タンク部の内部空間の断面積よりも大きくした技術手段を採用した。
【００１５】
〔請求項２の作用および効果〕
請求項２に記載の発明によれば、風上側タンク部の内部空間を、風下側タンク部の内部空間よりも広くすることにより、風下側蒸発通路よりも通路幅の狭い風上側蒸発通路内を流れる冷媒の圧力損失の増加を抑えることができる。すなわち、風上側流路管内を流れる冷媒の圧力損失の増加を抑えることができる。
【００１６】
〔請求項３の構成〕
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の冷媒蒸発器に加えて、前記冷媒蒸発器は、前記複数の風下側流路管を空気の流れ方向に直交する幅方向に並列してなる風下側蒸発器本体と、この風下側蒸発器本体よりも空気の流れ方向の風上側に配され、前記複数の風上側流路管を前記風下側流路管と同一方向に並列してなる風上側蒸発器本体とを備え、
前記風下側蒸発器本体は、前記複数の風下側蒸発通路を、前記風上側蒸発通路よりも多い分割個数となるように２個以上の風下側蒸発通路群に分割する風下側分割手段を有する技術手段を採用した。
【００１７】
〔請求項３の作用および効果〕
請求項３に記載の発明によれば、複数の風下側蒸発通路が風下側分割手段により風上側蒸発通路よりも多い分割個数となるように２個以上の風下側蒸発通路群に分割されているため、風下側蒸発通路群の通路断面積よりも複数の風下側蒸発通路の通路断面積が大きくなるので、風下側蒸発通路よりも通路幅の狭い風上側蒸発通路内を流れる冷媒の圧力損失の増加を抑えることができる。
【００１８】
〔請求項４の構成〕
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の冷媒蒸発器に加えて、前記冷媒蒸発器は、減圧装置から入口側接続配管を経て前記風下側流路管内に冷媒を流入させる入口配管と、前記風上側流路管内から出口側接続配管を経て冷媒圧縮機へ冷媒を流出させる出口配管とを備え、
前記入口配管および前記出口配管は、前記冷媒蒸発器の幅方向の片側部から同一方向に向かって取り出されている技術手段を採用した。
【００１９】
〔請求項４の作用および効果〕
請求項４に記載の発明によれば、入口配管を冷媒蒸発器の幅方向の片側部から取り出し、さらに出口配管を冷媒蒸発器の幅方向の片側部から入口配管と同一方向に向かって取り出すことにより、減圧装置と風下側流路管とを接続する入口側接続配管、および風上側流路管と冷媒圧縮機とを接続する出口側接続配管の取回しが容易となる。また、冷媒蒸発器の幅方向の両側部から入口配管と出口配管をそれぞれ取り出すタイプのものと比較して入口側接続配管または出口側接続配管の短縮化を図れる。
【００２０】
〔請求項５の構成〕
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の冷媒蒸発器に加えて、前記複数の風下側流路管のうちの少なくとも１つの風下側流路管、およびこの風下側流路管の空気流れ方向に隣設される前記風上側流路管は、一対の成形プレートにより一体成形されている技術手段を採用した。
【００２１】
〔請求項５の作用および効果〕
請求項５に記載の発明によれば、風下側流路管と風上側流路管とを一対の成形プレートにより一体成形しているので、冷媒蒸発器の幅方向への風下側流路管および風上側流路管を増加または減少する場合に流路管部品を新設しなくても容易に対応することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
〔第１実施例の構成〕
図１ないし図８はこの発明の冷媒蒸発器を積層型冷媒蒸発器に適用した第１実施例を示したもので、図１ないし図４は積層型冷媒蒸発器を示した図である。
【００２３】
積層型冷媒蒸発器１は、例えば車両用空気調和装置の冷凍サイクルのエバポレータを構成する積層型熱交換器で、内部を流れる冷媒と外側を通過する空気とを熱交換させて冷媒を蒸発気化させ、空気を冷却する風下側蒸発器本体（風下側熱交換器本体）２および風上側蒸発器本体（風上側熱交換器本体）３を備えている。また、積層型冷媒蒸発器１は、例えば車両の車室内前方に設置された空調ダクト内に空気の流れ方向に対して直交するように取り付けられている。
【００２４】
風下側蒸発器本体２および風上側蒸発器本体３は、空気の流れ方向に対して直交する幅方向に複数積層された一対の成形プレート４と、隣設する成形プレート４間に配され、冷媒と空気との熱交換効率（伝熱効率）を高めるための複数のコルゲートフィン５と、風下側蒸発器本体２および風上側蒸発器本体３を補強するためのサイドプレート６、７とからなり、これらは炉中にて一体ろう付けされている。
【００２５】
次に、一対の成形プレート４について図１ないし図５に基づいて詳細に説明する。一対の成形プレート４は、熱伝導性に優れたアルミニウム合金製で薄い板状の金属板をプレス成形することによって一体成形されている。そして、一対の成形プレート４は、空気の流れ方向の風下側に風下側流路管１１を形成し、空気の流れ方向の風上側に風上側流路管１２を形成している。風下側流路管１１の内部、すなわち、一対の成形プレート４の風下側間には、風下側蒸発通路（入口側蒸発通路）１３が形成されている。また、風上側流路管１２の内部、すなわち、一対の成形プレート４の風上側間には、風上側蒸発通路（出口側蒸発通路）１４が形成されている。
【００２６】
風下側蒸発通路１３は、風上側蒸発通路１４よりも冷媒の流れ方向の上流側に設けられ、主に液成分の多い気液二相状態の冷媒と空気とを熱交換させて冷媒を蒸発気化させる冷媒通路である。この風下側蒸発通路１３の通路幅（空気の流れ方向と同一の方向の奥行き寸法）は、風上側蒸発通路１４の通路幅（空気の流れ方向と同一の方向の奥行き寸法）よりも例えば２倍程度広くなるように形成されている。
【００２７】
成形プレート４の風下側蒸発通路１３を形成する面（対向面）には、冷媒の流れ方向｛成形プレート４の長手方向（上下方向、高さ方向）｝に対して所定の傾斜角度（例えば４０°〜５０°）だけ傾斜した多数のリブ部１５が形成されている。これらのリブ部１５は、本発明の風下側伝熱促進部であって、冷媒が風下側蒸発通路１３を通路幅方向に広く行き渡るようにするための突条部で、プレス成形により成形プレート４に一体成形されている。
【００２８】
風上側蒸発通路１４は、風下側蒸発通路１３よりも冷媒の流れ方向の下流側に設けられ、主にガス成分の多い気液二相状態の冷媒と空気とを熱交換させて冷媒を蒸発気化させる冷媒通路である。この風上側蒸発通路１４の通路幅（空気の流れ方向と同一の方向の奥行き寸法）は、風下側蒸発通路１３の通路幅（空気の流れ方向と同一の方向の奥行き寸法）よりも狭くなるように形成されている。
【００２９】
成形プレート４の風上側蒸発通路１４を形成する面（対向面）には、冷媒の流れ方向｛成形プレート４の長手方向（上下方向、高さ方向）｝に平行な多数のリブ部１６が形成されている。これらのリブ部１６は、本発明の風上側伝熱促進部であって、冷媒が風上側蒸発通路１４をスムーズに流れるようにするための一文字状の突条部で、プレス成形により成形プレート４に一体成形されている。
【００３０】
風下側流路管１１の上端部および下端部、すなわち、風下側蒸発通路１３よりも上方および下方には、風下側タンク部２１、２２が形成されている。また、風上側流路管１２の上端部および下端部、すなわち、風上側蒸発通路１４よりも上方および下方には、風上側タンク部２３、２４が形成されている。風下側タンク部２１、２２および風上側タンク部２３、２４には、隣接する風下側流路管１１、風上側流路管１２内と連通させるための円形状の連通孔２５、２６および楕円形状の連通孔２７、２８がそれぞれ形成されている。したがって、成形プレート４は、上半分と下半分とが対称形状とされている。
【００３１】
ここで、風下側蒸発器本体２の上端部には、風下側タンク部２１を風下側流路管１１の列設方向（積層方向）に複数積層することによって、図１ないし図３に示したように、風下側タンク３１が形成される。また、風下側蒸発器本体２の下端部には、風下側タンク部２２を風下側流路管１１の列設方向（積層方向）に複数積層することによって、図１、図２および図４に示したように、風下側タンク３２が形成される。
【００３２】
そして、風上側蒸発器本体３の上端部には、風上側タンク部２３を風上側流路管１２の列設方向（積層方向）に複数積層することによって、図１ないし図３に示したように、風上側タンク３３が形成される。また、風上側蒸発器本体３の下端部には、風上側タンク部２４を風上側流路管１２の列設方向（積層方向）に複数積層することによって、図１、図２および図４に示したように、風上側タンク３４が形成される。
【００３３】
なお、下端側の風下側タンク３２の略中央部には、風下側タンク３２を風下側タンク部群２２ａと風下側タンク部群２２ｂとに２分割するセパレータ３５が設けられている。このセパレータ３５は、本発明の風下側分割手段であって、略中央部に隣接して配される２つの風下側流路管１１の風下側タンク部２２の側壁に連通孔２６を設けないことにより形成される仕切り壁で、複数の風下側蒸発通路１３も風下側蒸発通路群１３ａと風下側蒸発通路群１３ｂとに分割する。
【００３４】
次に、サイドプレート６について図１ないし図６に基づいて詳細に説明する。サイドプレート６には、入口配管８と出口配管９とが隣合った状態でジョイント１０により接続されている。そして、サイドプレート６は、積層型冷媒蒸発器１を構成する複数の成形プレート４のうち最も奥側（入口配管８の接続側と逆側）に配される成形プレート４との間に、入口側通路３６および出口側通路３７を形成している。したがって、サイドプレート６は、上半分と下半分とが対称形状とされ、左半分と右半分とが対称形状とされている。
【００３５】
入口側通路３６は、入口配管８より流入した冷媒を風下側流路管１１の風下側タンク部２２内に供給する冷媒通路である。出口側通路３７は、風上側流路管１２の風上側タンク部２３内より流出した冷媒を出口配管９に供給する冷媒通路である。
【００３６】
次に、サイドプレート７について図１ないし図５、図７に基づいて詳細に説明する。サイドプレート７は、積層型冷媒蒸発器１を構成する複数の成形プレート４のうち最も手前側（入口配管８の接続側）に配される成形プレート４との間に、図７に示したように、連通路３８を形成している。この連通路３８は、下端側の風下側タンク３２の奥側の風下側タンク部２２と下端側の風上側タンク３４の奥側の風上側タンク部２４とを直接連通する冷媒通路である。したがって、成形プレート４は、上半分と下半分とが対称形状とされ、左半分と右半分とが対称形状とされている。
【００３７】
入口配管８は、冷凍サイクルの温度自動膨張弁やキャピラリチューブ等の減圧装置（図示せず）から入口側接続配管（図示せず）を経て風下側蒸発器本体２内に冷媒を流入させる配管である。出口配管９は、風上側蒸発器本体３内から出口側接続配管（図示せず）を経て冷媒圧縮機（図示せず）へ冷媒を流出させる配管である。入口配管８および出口配管９は、積層型冷媒蒸発器１の片側部（基本的には冷媒圧縮機や冷媒凝縮器が設置されているエンジンルーム側部、実施例ではサイドプレート６）より同一方向に取り出されている。
【００３８】
ここで、風下側蒸発器本体２の内部にはセパレータ３５により風下側冷媒流路Ａが形成され、風上側蒸発器本体３の内部には風上側冷媒流路Ｂが形成される。
風下側蒸発器本体２の風下側冷媒流路Ａは、入口配管８から流入した冷媒を、入口側通路３６→下端側の風下側タンク３２の風下側タンク部群２２ａ→風下側蒸発通路群１３ａを構成する各風下側蒸発通路１３→上端側の風下側タンク３１の各風下側タンク部２１→風下側蒸発通路群１３ｂを構成する各風下側蒸発通路１３→下端側の風下側タンク３２の風下側タンク部群２２ｂを経由して連通路３８へ導く冷媒経路となる。
【００３９】
風上側蒸発器本体３の風上側冷媒流路Ｂは、連通路３８から流入した冷媒を、下端側の風上側タンク３４の各風上側タンク部２４→各風上側蒸発通路１４→上端側の風上側タンク３３の風上側タンク部２３→出口側通路３７を経由して出口配管９へ導く冷媒経路となる。
【００４０】
〔第１実施例の作用〕
次に、この実施例の積層型冷媒蒸発器１の作用を図１ないし図７に基づいて簡単に説明する。
【００４１】
減圧装置を通過する際に断熱膨張された低温低圧の気液二相状態の冷媒は、入口側接続配管、入口配管８を通って入口側通路３６内に流入する。入口側通路３６内に流入した冷媒は、連通孔２６を通って下端側の風下側タンク３２の風下側タンク部群２２ａ内に流入する。風下側タンク部群２２ａ内に流入した冷媒は、ここで風下側蒸発通路群１３ａを構成する各風下側蒸発通路１３に均等に分配される。
【００４２】
そして、風下側蒸発通路群１３ａを構成する各風下側蒸発通路１３内に流入した冷媒は、各風下側蒸発通路１３内を流れる際に、風下側流路管１１の外側を通過する空気と熱交換して蒸発気化し、液成分が多い気液二相状態の冷媒となって、上端側の風下側タンク３１の各風下側タンク部２１内に流入し、ここで風下側蒸発通路群１３ｂを構成する各風下側蒸発通路１３に均等に分配される。
【００４３】
そして、風下側蒸発通路群１３ｂを構成する各風下側蒸発通路１３内に流入した冷媒は、各風下側蒸発通路１３内を流れる際に、風下側流路管１１の外側を通過する空気と熱交換して蒸発気化し、液成分よりもガス成分が多い気液二相状態の冷媒となる。そして、冷媒は、下端側の風下側タンク３２の風下側タンク部群２２ｂ内に流入し、連通孔２６、連通路３８、連通孔２８を通って下端側の風上側タンク３４の各風上側タンク部２４内に流入し、ここで各風上側蒸発通路１４に均等に分配される。
【００４４】
そして、各風上側蒸発通路１４内に流入した冷媒は、各風上側蒸発通路１４内を流れる際に、風上側流路管１２の外側を通過する空気と熱交換して蒸発気化し過熱蒸気（過熱ガス）となって、上端側の風上側タンク３３の各風上側タンク部２３内に流入して、連通孔２７、出口側通路３７を通って出口配管９より流出する。出口配管９より流出した過熱蒸気は、出口側接続配管を通って冷媒圧縮機の吸入口に吸入される。
【００４５】
〔第１実施例の効果〕
以上のように、積層型冷媒蒸発器１は、各風上側蒸発通路１４の通路幅を各風下側蒸発通路１３の通路幅よりも狭くすることにより、冷媒と空気との熱交換効率の悪い風上側蒸発通路１４を熱交換効率の良い風下側蒸発通路１３よりも小さくしている。すなわち、積層型冷媒蒸発器１の冷媒流路断面積において過熱蒸気域を小さくすることができるので、積層型冷媒蒸発器１を通過する空気が効率良く熱交換することになる。したがって、積層型冷媒蒸発器１の奥行き寸法を短くしても、積層型冷媒蒸発器１の冷房性能を向上することができる。また、積層型冷媒蒸発器１を幅方向および高さ方向に大型化しても、積層型冷媒蒸発器１より吹き出される空気の吹出温度分布の悪化を防止することができる。
【００４６】
ここで、風下側蒸発通路１３と風上側蒸発通路１４との通路幅比率を種々変化させて、吹出空気温度差および冷房性能がどのように変化するかについて調査した複数の実験について説明する。第１の実験は、風下側蒸発通路１３と風上側蒸発通路１４との通路幅比率を変化させ、風下側蒸発通路１３の外側を通過した吹出空気温度と風上側蒸発通路１４の外側を通過した吹出空気温度との吹出空気温度差について調査したもので、その実験結果を図８のグラフに示した。第２の実験は、風下側蒸発通路１３と風上側蒸発通路１４との通路幅比率を変化させ、積層型冷媒蒸発器１の冷房性能について調査したもので、その実験結果を図８のグラフに示した。
【００４７】
この図８のグラフからも確認できるように、風下側蒸発通路１３の通路幅と風上側蒸発通路１４の通路幅との通路幅比率が１：１の場合には、吹出空気温度差が最も大きく、冷却性能も悪化する傾向にあることが分かる。また、風下側蒸発通路１３の通路幅と風上側蒸発通路１４の通路幅との通路幅比率が３：１の場合には、吹出空気温度差は最も小さくなるが、冷却性能が悪化する傾向にあることが分かる。そして、風下側蒸発通路１３の通路幅と風上側蒸発通路１４の通路幅との通路幅比率が２：１の場合には、冷却性能が最も良く、吹出空気温度差も小さくなる傾向にあることが分かる。
【００４８】
ここで、風上側蒸発通路１４の通路幅と風下側蒸発通路１３の通路幅との通路幅比率を２：１とすることにより風上側蒸発通路１４を流れる冷媒の圧力損失が増加する問題が生じる。しかし、この実施例では、風下側蒸発通路１３に冷媒の流れ方向に対して傾斜した多数のリブ部１５、および風上側蒸発通路１４に冷媒の流れ方向に平行な多数のリブ部１６を設けたり、風上側タンク部２３、２４の内部空間を、風下側タンク部２１、２２の内部空間よりも広くすることにより、風上側流路管１２内（風上側蒸発通路１４内および風上側タンク部２３、２４内）を流れる冷媒の圧力損失の増加を抑えるようにしている。また、風下側蒸発通路１３に冷媒の流れを攪乱する多数のリブ部１５が形成されているので、冷媒と空気との熱交換性能が更に高まる。なお、リブ部１５、１６を成形プレート４に一体成形しているので、一対の成形プレート４間にインナーフィンを入れるものと比較して部品点数を低減でき、積層型冷媒蒸発器１の価格を低減できる。
【００４９】
さらに、複数の風下側蒸発通路１３をセパレータ３５により風下側蒸発通路群１３ａと風下側蒸発通路群１３ｂとに２分割し、複数の風上側蒸発通路１４を分割しないようにしているため、風下側冷媒流路Ａの流路断面積よりも風上側冷媒流路Ｂの流路断面積を大きくしている。このため、風上側蒸発通路１４内を流れる冷媒の圧力損失の増加を更に抑えることができる。
【００５０】
入口配管８および出口配管９を共に積層型冷媒蒸発器１の片側部から同一方向に例えば冷媒凝縮器等の室外機や冷媒圧縮機等が設置されているエンジンルーム側に取り出すことにより、それらと積層型冷媒蒸発器１とを接続する入口側接続配管および出口側接続配管の取回しが容易となる。また、積層型冷媒蒸発器の両側部から入口配管と出口配管をそれぞれ取り出すタイプのものと比較して入口側接続配管または出口側接続配管の長さを短くすることができる。
【００５１】
さらに、この実施例では、風下側流路管１１と風上側流路管１２とを一対の成形プレート４により一体成形しているので、積層型冷媒蒸発器１の幅方向への風下側流路管１１および風上側流路管１２を増加または減少する場合に流路管部品を新設しなくても容易に対応することができる。また、風下側流路管１１と風上側流路管１２の形状が仮に複雑となっても簡単に積層型冷媒蒸発器１を製造することができる。
【００５２】
〔第２実施例〕
図９はこの発明の第２実施例を示したもので、積層型冷媒蒸発器内の冷媒の流れ方向を示した図である。
【００５３】
この実施例では、入口配管８を風下側蒸発器本体２の上端側の風下側タンク３１に接続し、出口配管９を風上側蒸発器本体３の下端側の風上側タンク３４に接続し、入口配管８および出口配管９を積層型冷媒蒸発器１の片側部（基本的にはエンジンルーム側）より取り出している。
【００５４】
そして、上端側の風下側タンク３１の略中央部には、風下側タンク３１を風下側タンク部群２１ａと風下側タンク部群２１ｂとに２分割するセパレータ４１が設けられている。このセパレータ４１は、複数の風下側蒸発通路１３も風下側蒸発通路群１３ａと風下側蒸発通路群１３ｂとに分割する風下側分割手段である。
【００５５】
そして、積層型冷媒蒸発器１を構成する複数の成形プレートのうち最も奥側（入口配管８の接続側と逆側）に配される成形プレートとサイドプレートとの間には、上端側の風下側タンク３１の奥側の風下側タンク部２１と上端側の風上側タンク３３の奥側の風上側タンク部２３とを直接連通する連通路４２が形成されている。
【００５６】
風下側蒸発器本体２の風下側冷媒流路Ａは、入口配管８から流入した冷媒を、上端側の風下側タンク３１の風下側タンク部群２１ａ→風下側蒸発通路群１３ａを構成する各風下側蒸発通路１３→下端側の風下側タンク３２の各風下側タンク部２２→風下側蒸発通路群１３ｂを構成する各風下側蒸発通路１３→上端側の風下側タンク３１の風下側タンク部群２１ｂを経由して連通路４２に導く冷媒経路となる。
【００５７】
風上側蒸発器本体３の風上側冷媒流路Ｂは、連通路４２から流入した冷媒を、上端側の風上側タンク３３の各風上側タンク部２３→各風上側蒸発通路１４→下端側の風上側タンク３４の各風上側タンク部２４を経由して出口配管９に導く冷媒経路となる。
【００５８】
〔第３実施例〕
図１０はこの発明の第３実施例を示したもので、積層型冷媒蒸発器内の冷媒の流れ方向を示した図である。
【００５９】
上端側の風下側タンク３１の入口寄りには、風下側タンク３１を風下側タンク部群２１ａと風下側タンク部群２１ｂとに２分割するセパレータ５１が設けられている。このセパレータ５１は、本発明の風下側分割手段であって、複数の風下側蒸発通路１３も風下側蒸発通路群１３ａと風下側蒸発通路群１３ｂとに分割する。
【００６０】
また、下端側の風下側タンク３２の出口寄りには、風下側タンク３２を風下側タンク部群２２ａと風下側タンク部群２２ｂとに２分割するセパレータ５２が設けられている。このセパレータ５２は、複数の風下側蒸発通路１３も風下側蒸発通路群１３ｂと風下側蒸発通路群１３ｃとに分割する風下側分割手段である。
【００６１】
さらに、下端側の風上側タンク３４の出口寄りには、風上側タンク３４を風下側タンク部群２４ａと風下側タンク部群２４ｂとに２分割するセパレータ５３が設けられている。このセパレータ５３は、複数の風上側蒸発通路１４も風上側蒸発通路群１４ａと風上側蒸発通路群１４ｂとに分割する風上側分割手段である。
【００６２】
そして、積層型冷媒蒸発器１を構成する複数の成形プレートのうち最も奥側（入口配管８の接続側と逆側）に配される成形プレートとサイドプレートとの間には、下端側の風下側タンク３２の奥側の風下側タンク部２２と下端側の風上側タンク３４の奥側の風上側タンク部２４とを直接連通する連通路５４が形成されている。
【００６３】
風下側蒸発器本体２の風下側冷媒流路Ａは、入口配管８から流入した冷媒を、上端側の風下側タンク３１の風下側タンク部群２１ａ→風下側蒸発通路群１３ａを構成する各風下側蒸発通路１３→下端側の風下側タンク３２の風下側タンク部群２２ａ→風下側蒸発通路群１３ｂを構成する各風下側蒸発通路１３→上端側の風下側タンク３１の風下側タンク部群２１ｂ→風下側蒸発通路群１３ｃを構成する各風下側蒸発通路１３→下端側の風下側タンク３２の風下側タンク部群２２ｂを経由して連通路５４に導く冷媒経路となる。
【００６４】
風上側蒸発器本体３の風上側冷媒流路Ｂは、連通路５４から流入した冷媒を、下端側の風上側タンク３４の風上側タンク部群２４ａ→風上側蒸発通路群１４ａを構成する各風上側蒸発通路１４→上端側の風上側タンク３３の各風上側タンク部２３→風上側蒸発通路群１４ｂを構成する各風上側蒸発通路１４→下端側の風上側タンク３４の風上側タンク部群２４ｂを経由して出口配管９に導く冷媒経路となる。
【００６５】
〔第４実施例〕
図１１はこの発明の第４実施例を示したもので、積層型冷媒蒸発器内の冷媒の流れ方向を示した図である。
【００６６】
この実施例では、入口配管８を風下側蒸発器本体２の上端側の風下側タンク３１に接続し、出口配管９を風上側蒸発器本体３の上端側の風上側タンク３３に接続し、入口配管８および出口配管９を積層型冷媒蒸発器１の片側部（基本的にはエンジンルーム側）より取り出している。このため、入口配管８および出口配管９に直接ボックス型温度自動膨張弁（図示せず）を取り付けることができる。
【００６７】
そして、上端側の風下側タンク３１の略中央部には、第２実施例と同様に、セパレータ４１が設けられている。そして、積層型冷媒蒸発器１を構成する複数の成形プレートのうち最も奥側（入口配管８の接続側と逆側）に配される成形プレートとサイドプレートとの間には、上端側の風下側タンク３１の奥側の風下側タンク部２１と下端側の風上側タンク３４の奥側の風上側タンク部２４とを直接連通する連通路４３が形成されている。
【００６８】
風下側蒸発器本体２の風下側冷媒流路Ａは、入口配管８から流入した冷媒を、上端側の風下側タンク３１の風下側タンク部群２１ａ→風下側蒸発通路群１３ａを構成する各風下側蒸発通路１３→下端側の風下側タンク３２の各風上側タンク部２２→風下側蒸発通路群１３ｂを構成する各風下側蒸発通路１３→上端側の風下側タンク３１の風下側タンク部群２１ｂを経由して連通路４３に導く冷媒経路となる。
【００６９】
風上側蒸発器本体３の風上側冷媒流路Ｂは、連通路４３から流入した冷媒を、下端側の風上側タンク３４の各風上側タンク部２４→各風上側蒸発通路１４→上端側の風上側タンク３３の各風上側タンク部２３を経由して出口配管９に導く冷媒経路となる。
【００７０】
〔第５実施例〕
図１２はこの発明の第５実施例を示したもので、積層型冷媒蒸発器内の冷媒の流れ方向を示した図である。
【００７１】
上端側の風下側タンク３１の入口寄りには、第３実施例と同様に、セパレータ５１が設けられている。また、下端側の風下側タンク３２の出口寄りには、第３実施例と同様に、セパレータ５２が設けられている。さらに、上端側の風上側タンク３３の出口寄りには、風上側タンク３３を風上側タンク部群２３ａと風上側タンク部群２３ｂとに２分割するセパレータ５５が設けられている。
【００７２】
そして、積層型冷媒蒸発器１を構成する複数の成形プレートのうち最も奥側（入口配管８の接続側と逆側）に配される成形プレートとサイドプレートとの間には、下端側の風下側タンク３２の奥側の風下側タンク部２２と上端側の風上側タンク３３の奥側の風上側タンク部２３とを直接連通する連通路５６が形成されている。
【００７３】
風下側蒸発器本体２の風下側冷媒流路Ａは、入口配管８から流入した冷媒を、上端側の風下側タンク３１の風下側タンク部群２１ａ→風下側蒸発通路群１３ａを構成する各風下側蒸発通路１３→下端側の風下側タンク３２の風下側タンク部群２２ａ→風下側蒸発通路群１３ｂを構成する各風下側蒸発通路１３→上端側の風下側タンク３１の風下側タンク部群２１ｂ→風下側蒸発通路群１３ｃを構成する各風下側蒸発通路１３→下端側の風下側タンク３２の風下側タンク部群２２ｂを経由して連通路５６に導く冷媒経路となる。
【００７４】
風上側蒸発器本体３の風上側冷媒流路Ｂは、連通路５６から流入した冷媒を、上端側の風上側タンク３３の風上側タンク部群２３ａ→風上側蒸発通路群１４ａを構成する各風上側蒸発通路１４→下端側の風上側タンク３４の各風上側タンク部２４→風上側蒸発通路群１４ｂを構成する各風上側蒸発通路１４→上端側の風上側タンク３３の風上側タンク部群２３ｂを経由して出口配管９に導く冷媒経路となる。
【００７５】
〔変形例〕
この実施例では、本発明を積層型冷媒蒸発器１に適用したが、本発明をプレートフィンチューブ式の冷媒蒸発器に適用しても良い。また、本発明を偏平チューブ内に複数の冷媒通路を有するマルチフロー型冷媒蒸発器に適用しても良い。
【００７６】
この実施例では、風下側蒸発器本体２と風上側蒸発器本体３とを複数の成形プレート４により一体的に構成したが、風下側蒸発器本体と風上側蒸発器本体とを別体にて製造し、空気の流れ方向の風下側と風上側に並列して配置しても良い。この実施例では、風上側蒸発通路１４に多数のリブ部１６を設けたが、風上側蒸発通路１４にインナーフィンを設けても良い。
【００７７】
この実施例では、最も奥側の風下側流路管１１の風下側タンク部２１または風下側タンク部２２と最も奥側の風上側流路管１２の風上側タンク部２３または風上側タンク部２４とを連通する連通路３８、４２、４３、５４、５６を最も奥側の成形プレートとサイドプレートとの間に形成したが、一対の成形プレート間に風下側タンク部と風上側タンク部とを直結する連通路を設けても良い。
また、サイドプレートに溝状部を設けて連通路３８、４２、４３、５４、５６を形成したが、成形プレートに溝状部を設けて連通路を形成しても良く、また成形プレートとサイドプレートとの両方に溝状部を設けて連通路を形成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】積層型冷媒蒸発器内の冷媒の流れ方向を示した斜視図である（第１実施例）。
【図２】積層型冷媒蒸発器を示した正面図である（第１実施例）。
【図３】積層型冷媒蒸発器を示した平面図である（第１実施例）。
【図４】積層型冷媒蒸発器を示した底面図である（第１実施例）。
【図５】成形プレートを示した正面図である（第１実施例）。
【図６】サイドプレートを示した正面図である（第１実施例）。
【図７】サイドプレートを示した正面図である（第１実施例）。
【図８】通路幅比率に対する冷房性能および吹出空気温度差の関係を示したグラフである（第１実施例）。
【図９】積層型冷媒蒸発器内の冷媒の流れ方向を示した説明図である（第２実施例）。
【図１０】積層型冷媒蒸発器内の冷媒の流れ方向を示した説明図である（第３実施例）。
【図１１】積層型冷媒蒸発器内の冷媒の流れ方向を示した説明図である（第４実施例）。
【図１２】積層型冷媒蒸発器内の冷媒の流れ方向を示した説明図である（第５実施例）。
【図１３】積層型冷媒蒸発器内の冷媒の流れ方向を示した説明図である（第１従来例）。
【図１４】積層型冷媒蒸発器内の冷媒の流れ方向を示した説明図である（第２従来例）。
【符号の説明】
１  積層型冷媒蒸発器（冷媒蒸発器）
２  風下側蒸発器本体
３  風上側蒸発器本体
４  成形プレート
８  入口配管
９  出口配管
１１  風下側流路管
１２  風上側流路管
１３  風下側蒸発通路
１３ａ  風下側蒸発通路群
１３ｂ  風下側蒸発通路群
１４  風上側蒸発通路
１５  リブ部（風下側伝熱促進部）
１６  リブ部（風上側伝熱促進部）
２１  風下側タンク部
２２  風下側タンク部
２３  風上側タンク部
２４  風上側タンク部
３５  セパレータ（風下側分割手段）
５１  セパレータ（風下側分割手段）
【図１】
0003632248.tif 000002
【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】
0003632248.tif 000008
【図８】
0003632248.tif 000009
【図９】
0003632248.tif 000010
【図１０】
0003632248.tif 000011
【図１１】
0003632248.tif 000012
【図１２】
0003632248.tif 000013
【図１３】
0003632248.tif 000014
【図１４】
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