(57)【要約】【課題】圧縮機のオン、オフのサイクルを長くしうるエバポレータを提供する。【解決手段】エバポレータの隣り合う冷媒流通管13どうしの間に形成されたすべての通風間隙15に配置されたコルゲートフィン16は、通風方向にのびる波頂部16a、通風方向にのびる波底部16b、および波頂部16aと波底部16bとを連結する連結部16cよりなり、表面に親水性処理が施されている。コルゲートフィン16の連結部16cにルーバ18を形成する。連結部16cおよびルーバ18におけるフィン高さ方向の中央部を中心としてフィン高さHの５０〜８０％の範囲の部分Rの表面に、他の部分に比べて親水性が低く、かつ凝縮水を一定の厚みを有する凝縮水層として保持する低親水性部分20を設ける。低親水性部分20の接触角を２０〜３０度とし、コルゲートフィン16における低親水性部分20を除いた高親水性部分21の接触角を１０度以下とする。【選択図】図３
2014134311.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向が上下方向を向くとともに幅方向が通風方向を向いた複数の扁平状冷媒流通管が、冷媒流通管の厚み方向に間隔をおいて並列状に配置され、隣り合う冷媒流通管どうしの間に通風間隙が形成され、すべての通風間隙のうちの少なくとも一部の通風間隙に、通風方向にのびる波頂部、通風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フィンが配置されており、コルゲートフィンの連結部に、連結部の幅方向にのびる複数のルーバが通風方向に並んで形成され、コルゲートフィンの表面に親水性処理が施されているエバポレータであって、
コルゲートフィンの連結部およびルーバにおけるフィン高さ方向の中央部を中心としてフィン高さの５０〜８０％の範囲の部分の表面に、他の部分に比べて親水性が低く、かつ凝縮水を一定の厚みを有する凝縮水層として保持する低親水性部分が設けられているエバポレータ。
【請求項２】
前記低親水性部分の接触角が２０〜３０度であり、コルゲートフィンにおける低親水性部分を除いた高親水性部分の接触角が１０度以下である請求項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、自動車に搭載される冷凍サイクルであるカーエアコンに好適に用いら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、図１および図３の上下を上下というものとする。
【背景技術】
【０００３】
カーエアコンに用いられるエバポレータとして、本出願人は、先に、長手方向を、上下方向および通風方向の２方向と直角をなす方向に向けた状態で、上下方向に間隔をおいて配置された１対のヘッダタンクと、上下両ヘッダタンク間に長手方向を上下方向に向けるとともに幅方向を通風方向に向けて配置された複数の扁平状冷媒流通管とを備えており、各ヘッダタンクに、長手方向をヘッダタンクの長手方向に向けた風下側ヘッダ部および風上側ヘッダ部が通風方向に並んで設けられ、一方のヘッダタンクの風下側ヘッダ部の一端部に冷媒入口が設けられるとともに、同じく風上側ヘッダ部における冷媒入口と同一端部に冷媒出口が設けられ、通風方向に間隔をおいて配置された２つの扁平状冷媒流通管からなる複数の管組が、ヘッダタンクの長手方向に間隔をおいて並列状に配置され、隣り合う管組どうしの間に通風間隙が形成され、すべての通風間隙に、管組の両冷媒流通管に跨るようにコルゲートフィンが配置され、コルゲートフィンが通風方向にのびる波頂部、通風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り、連結部に、連結部の幅方向にのびかつ長さが等しい複数のルーバが通風方向に並んで形成されたエバポレータを提案した（特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１記載のエバポレータは、圧縮機、冷媒冷却器としてのコンデンサおよび減圧器としての膨張弁などとともに冷凍サイクルを構成し、カーエアコンとして車両、たとえば自動車に搭載される。ところで、このようなカーエアコンにおいては、圧縮機の作動時に、エバポレータのコルゲートフィンの表面に凝縮水が発生するので、熱交換性能の低下や凝縮水の飛散を抑制し、さらに凝縮水の排水性を向上させる目的で、コルゲートフィンの表面に親水性処理が施されることが一般的である。すなわち、コルゲートフィンの表面に親水性処理を施すことにより、コルゲートフィン表面の接触角を１０度以下とし、コルゲートフィンの表面に発生した凝縮水をコルゲートフィンの表面全体に薄膜状に拡げることによって、熱交換性能の低下や凝縮水の飛散を抑制し、さらに凝縮水の排水性を向上させている。
【０００５】
また、上述したカーエアコンにおいては、エバポレータの隣り合う冷媒流通管どうしの間に配置されたコルゲートフィンの連結部間に挿入されたサーミスタにより検出された温度に基づいて圧縮機をオン、オフさせることによって、エバポレータが、凝縮水が凍結しない程度に低温（５℃程度）に維持され、エバポレータを通過して冷却された後にエンジン冷却水により高温（９０℃程度）に維持されたヒータコアを通過した空気と、エバポレータを通過して冷却された後にヒータコアを迂回した空気とを混合することにより、車室内へ吹き出される空気の温度が制御されるようになっているのが一般的である。しかしながら、エバポレータの凝縮水が凍結するのを防止するために圧縮機をオフにした時にサーミスタにより検出されるエバポレータの温度が急激に上昇すると、圧縮機のオン、オフが頻繁に切り替わることになって燃費が悪化する。そこで、エバポレータの温度の急激な上昇を抑制し、圧縮機がオフからオンに切り替わるまでの時間を長くすることによって、燃費を改善することが要求されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２００９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明の目的は、上記要求に応え、圧縮機のオン、オフのサイクルを長く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】
【０００８】
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。
【０００９】
1)長手方向が上下方向を向くとともに幅方向が通風方向を向いた複数の扁平状冷媒流通管が、冷媒流通管の厚み方向に間隔をおいて並列状に配置され、隣り合う冷媒流通管どうしの間に通風間隙が形成され、すべての通風間隙のうちの少なくとも一部の通風間隙に、通風方向にのびる波頂部、通風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フィンが配置されており、コルゲートフィンの連結部に、連結部の幅方向にのびる複数のルーバが通風方向に並んで形成され、コルゲートフィンの表面に親水性処理が施されているエバポレータであって、
コルゲートフィンの連結部およびルーバにおけるフィン高さ方向の中央部を中心としてフィン高さの５０〜８０％の範囲の部分の表面に、他の部分に比べて親水性が低く、かつ凝縮水を一定の厚みを有する凝縮水層として保持する低親水性部分が設けられているエバポレータ。
【００１０】
2)前記低親水性部分の接触角が２０〜３０度であり、コルゲートフィンにおける低親水性部分を除いた高親水性部分の接触角が１０度以下である上記1)記載のエバポレータ。
【発明の効果】
【００１１】
上記1)および2)のエバポレータによれば、コルゲートフィンの連結部およびルーバにおけるフィン高さ方向の中央部を中心としてフィン高さの５０〜８０％の範囲の部分の表面に、他の部分に比べて親水性が低く、かつ凝縮水を一定の厚みの凝縮水層として保持する低親水性部分が設けられているので、このエバポレータをカーエアコンに組み込んだ場合、圧縮機の作動時にコルゲートフィンの表面に発生した凝縮水は、低親水性部分の表面に比較的多く溜められる。そして、低親水性部分に溜められた凝縮水の量が多くなりすぎて前記凝縮水層が一定の厚みを超えると、凝縮水を低親水性部分に溜めることができなくなるので、コルゲートフィンの連結部における隣り合うルーバ間に形成される間隙を通って下方に排水されるとともに、コルゲートフィンにおける低親水性部分を除いた高親水性部分に流れて下方に排水される。したがって、コルゲートフィンの表面に発生した凝縮水は、低親水性部分に比較的多く溜まった後に排水されることになり、圧縮機のオフ時に、前記低親水性部分に溜まっている凝縮水の冷熱によって、エバポレータの温度の急激な上昇を抑制することができる。その結果、圧縮機が、オフからオンに切り替わるまでの時間を延ばすことができ、圧縮機のオン、オフサイクルを長くすることが可能になって、自動車の燃費の向上を図ることができる。しかも、圧縮機のオフ時に、エバポレータの温度の急激な上昇を抑制することができるので、エバポレータを通過する空気の温度である吐気温の急激な上昇も抑制される。
【００１２】
上記2)のエバポレータによれば、高親水性部分からの排水性を十分に確保した上で、低親水性部分に比較的多くの凝縮水を効率良く保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明のエバポレータの全体構成を示す一部切り欠き斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った断面の一部を拡大して示す図である。
【図３】図１に示すエバポレータの一部を拡大して示す通風方向上流側から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１５】
以下の説明において、通風方向下流側（図１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、後方から前方を見た際の左右、すなわち図１および図３の左右を左右というものとする。
【００１６】
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。
【００１７】
図１はこの発明による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。
【００１８】
図１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左右方向にのびるアルミニウム製上ヘッダタンク(2)およびアルミニウム製下ヘッダタンク(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。
【００１９】
上ヘッダタンク(2)は、前側（通風方向下流側）に位置する風下側上ヘッダ部(5)と、後側（通風方向上流側）に位置しかつ風下側上ヘッダ部(5)に一体化された風上側上ヘッダ部(6)とを備えている。風下側上ヘッダ部(5)の右端部に冷媒入口(7)が設けられ、風上側上ヘッダ部(6)の右端部に冷媒出口(8)が設けられている。下ヘッダタンク(3)は、前側に位置する風下側下ヘッダ部(9)と、後側に位置しかつ風下側下ヘッダ部(9)に一体化された風上側下ヘッダ部(11)とを備えている。下ヘッダタンク(3)の風下側下ヘッダ部(9)内と風上側下ヘッダ部(11)内とは、両下ヘッダ部(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。
【００２０】
熱交換コア部(4)には、長手方向が上下方向を向くとともに幅方向が通風方向（前後方向）を向き、かつ通風方向に間隔をおいて配置された２つの扁平状冷媒流通管(13)からなる複数の管組(14)が、冷媒流通管(13)の厚み方向（左右方向）に間隔をおいて並列状に配置されており、左右方向に隣り合う管組(14)どうしの間に通風間隙(15)が形成されている。風下側の冷媒流通管(13)の上端部は風下側上ヘッダ部(5)に接続されるとともに、同下端部は風下側下ヘッダ部(9)に接続されている。また、風上側冷媒流通管(13)の上端部は風上側上ヘッダ部(6)に接続されるとともに、同下端部は風上側下ヘッダ部(11)に接続されている。
【００２１】
熱交換コア部(4)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りかつ表面に親水性処理が施されたコルゲートフィン(16)が、各管組(14)の前後両冷媒流通管(13)に跨るように配置されている。また、左右両端の冷媒流通管(13)の管組(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コルゲートフィン(16)が配置されており、左右両端のコルゲートフィン(16)の外側にアルミニウム製サイドプレート(17)が配置されてコルゲートフィン(16)にろう付されている。左右両端のコルゲートフィン(16)とサイドプレート(17)との間も通風間隙(15)となっている。
【００２２】
図２および図３に示すように、コルゲートフィン(16)は、かつ前後方向にのびる波頂部(16a)、前後方向にのびる波底部(16b)、および波頂部(16a)と波底部(16b)とを連結する連結部(16c)よりなり、連結部(16a)に、連結部(16a)の幅方向にのびる複数のルーバ(18)が通風方向に並んで形成されている。コルゲートフィン(16)の連結部(16c)およびルーバ(18)におけるフィン高さ方向（左右方向に隣り合う管組(14)の冷媒流通管(13)間に形成された通風間隙(15)の幅方向）の中心(O)を中心としてフィン高さ(H)の５０〜８０％の範囲の部分(R)の表面に、他の部分に比べて親水性が低く、かつ凝縮水を一定の厚みを有する凝縮水層として保持する低親水性部分(20)が設けられている。低親水性部分(20)の接触角は２０〜３０度であることが好ましい。また、コルゲートフィン(16)における低親水性部分(20)を除いた高親水性部分(21)の接触角は１０度以下であることが好ましい。なお、高親水性部分(21)の接触角は、従来のエバポレータ、たとえば特許文献１記載のエバポレータにおける親水性処理が施されたコルゲートフィンの接触角と同等である。
【００２３】
上述したエバポレータ(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）などとともに冷凍サイクルを構成し、カーエアコンとして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)を通ってエバポレータ(1)の風下側上ヘッダ部(5)内に入り、全冷媒流通管(13)を通って風上側上ヘッダ部(6)の冷媒出口(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。
【００２４】
このとき、冷媒流通管(13)内を流れる冷媒により冷却されて、コルゲートフィン(16)の表面に凝縮水が発生する。コルゲートフィン(16)表面の低親水性部分(20)に発生した凝縮水は、低親水性部分(20)表面に比較的多く溜められ、一定の厚みの凝縮水層が形成される。低親水性部分(20)に溜められた凝縮水の量が増加して多くなりすぎ、前記凝縮水層が一定の厚みを超えると、凝縮水を低親水性部分(20)表面に溜めることができなくなるので、凝縮水は、コルゲートフィン(16)の連結部(16c)における隣り合うルーバ(18)間に形成される間隙を通って下方に排水されるとともに、高親水性部分(21)に流れる。
【００２５】
コルゲートフィン(16)表面の高親水性部分(21)の表面に発生した凝縮水は、冷媒流通管(13)側に流れ、波頂部(16a)および波底部(16b)のうちの冷媒流通管(13)にろう付された部分の上側に形成された入り隅部、および波頂部(16a)および波底部(16b)のうちの冷媒流通管(13)にろう付された部分の屈曲内側部に溜まる。凝縮水が、前記入り隅部および屈曲内側部からあふれると、連結部(16c)に設けられた隣り合うルーバ(18)間に形成される間隙を通って下方に排水されるとともに、風により風下側に流され、冷媒流通管(13)の風下側縁部に沿って下方に流下する。また、低親水性部分(20)に発生し、低親水性部分(20)から高親水性部分(21)に流れた凝縮水も、高親水性部分(21)に発生した凝縮水と同様にして排水される。
【００２６】
したがって、コルゲートフィン(16)の表面に発生した凝縮水は、低親水性部分(20)に比較的多く溜まった後に排水されることになり、圧縮機のオフ時に、低親水性部分(20)に溜まっている凝縮水の冷熱によりエバポレータ(1)が冷却されることになって、コルゲートフィン(16)の連結部(16c)間に挿入されるサーミスタ（図示略）により検出されるエバポレータ(1)の温度の急激な上昇を抑制することができる。その結果、圧縮機が、オフからオンに切り替わるまでの時間を延ばすことができ、圧縮機のオン、オフサイクルを長くすることが可能になって、自動車の燃費の向上を図ることができる。しかも、圧縮機のオフ時に、エバポレータ(1)の温度の急激な上昇を抑制することができるので、エバポレータ(1)を通過する空気の温度である吐気温の急激な上昇も抑制される。
【００２７】
上記実施形態においては、エバポレータ(1)のすべての通風間隙(15)にコルゲートフィン(16)が配置されているが、これに限定されるものではなく、全通風間隙(15)のうち一部の複数の通風間隙(15)に蓄冷材が封入された蓄冷材容器が配置されるとともに、残りの通風間隙(15)に複数のコルゲートフィン(16)が配置されていてもよい。この場合、圧縮機の作動時に蓄冷材容器内の蓄冷材に冷熱が蓄えられ、エンジンが停止して圧縮機が停止した際に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ことができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
この発明によるエバポレータは、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。
【符号の説明】
【００２９】
(1)：エバポレータ
(12)：冷媒流通管
(15)：通風間隙
(16)：コルゲートフィン
(16a)：波頂部
(16b)：波底部
(16c)：連結部
(18)：ルーバ
(20)：低親水性部分
(21)：高親水性部分
【図１】
2014134311.tif 000003
【図２】
2014134311.tif 000004
【図３】
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