(57)【要約】【課題】熱交換効率のバラつきを抑制し、蒸発器全体の熱交換効率を向上させる。【解決手段】風下側熱交換部１０の上部タンク部１４の端部には冷媒を導入する冷媒入口部１６が設けられ、風上側熱交換部２０の上部タンク部における冷媒入口部１６と同じ側の端部には、熱交換路を通過した冷媒を導出する冷媒出口部２６が設けられている。風下側熱交換部１０および風上側熱交換部２０は、熱交換路を流れる冷媒が下降する下降流パスと冷媒が上昇する下降流パスとをそれぞれ少なくとも１つ有し、冷媒入口部１６から最も遠い位置の風下側熱交換部１０および風上側熱交換部２０における下降流パスＳ３または上昇流パスＳ４を迂回するように、風下側熱交換部１０から風上側熱交換部２０へ冷媒を分流させる分流路６０を設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
設置状態において、上下方向に延び、かつ内部に冷媒が流れる熱交換路（１１）を複数列、横方向に並べて形成されるコア部（１３）と、前記熱交換路（１１）の上下両端にそれぞれ接続され、前記熱交換路（１１）を流れる冷媒を合流分配する上下一対のタンク部（１４，１５，２４，２５）と、を備えた熱交換部（１０，２０）を、空気流れ方向の風下側と風上側とに少なくとも配置して成る蒸発器（１Ａ，１Ｂ）であって、
風下側熱交換部（１０）の上部タンク部（１４）の端部には冷媒を導入する冷媒入口部（１６）が設けられ、風上側熱交換部（２０）の上部タンク部（２４）における前記冷媒入口部（１６）と同じ側の端部には、前記熱交換路（１１）を通過した冷媒を導出する冷媒出口部（２６）が設けられており、
前記風下側熱交換部（１０）および風上側熱交換部（２０）は、前記熱交換路（１１）を流れる冷媒が下降する下降流パスと冷媒が上昇する上昇流パスとをそれぞれ少なくとも１つ有し、
前記冷媒入口部（１６）から最も遠い位置の風下側熱交換部（１０）および風上側熱交換部（２０）における下降流パスまたは上昇流パスを迂回するように、風下側熱交換部（１０）から風上側熱交換部（２０）へ冷媒を分流させる分流路（６０，７０）を設けた、
ことを特徴とする蒸発器。
【請求項２】
請求項１に記載の蒸発器であって、
前記タンク部内の長手方向に配設された仕切板（４０）により、風下側熱交換部（１０）を構成する風下側タンク部（１４，１５）と、風上側熱交換部（２０）を構成する風上側タンク部（２４，２５）とが仕切られており、
前記分流路（６０，７０）は、前記仕切板（４０）に設けられた穴部（６５）で構成される、
ことを特徴とする蒸発器。
【請求項３】
請求項１に記載の蒸発器において、
前記分流路（６０，７０）は、風下側タンク部（１４，１５）と、風上側タンク部（２４，２５）とを接続して冷媒を分流させるパイプ（８０）で構成される、
ことを特徴とする蒸発器。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の蒸発器であって、
前記分流路（６０，７０）は、同一パス内においては前記冷媒入口部（１６）から遠い位置に設けられている、
ことを特徴とする蒸発器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気の流れ方向に沿って複数の熱交換器を有する蒸発器に関する。
【背景技術】
【０００２】
図９は、従来の蒸発器の一例を示している。
【０００３】
この図に示す蒸発器１００では、導入された冷媒が、上昇流パスと下降流パスとを繰り返して、空調空気の流れに対して直列に並んだ風下流路群１１０と風上流路群１２０とに並行して流れている。また、冷媒入口から最も遠い側の風下側下部タンク１３０から風上側下部タンク１４０に冷媒を通過させる連通路１５０が設けてあり、冷媒の一部が連通路１５０を通って風上側に供給されるようになっている。連通路１５０を設けたことにより、慣性力によって液相冷媒が風下流路群１１０よりも風上流路群１２０に多く流れることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５１３６０５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載された技術では、空調空気は風上流路群１２０を通過する際には十分に冷却されることとなるが、反面、風下流路群１１０の熱交換効率が低下してしまう。また、風上流路群１２０での冷媒の蒸発量が増加するため、相対的に冷媒流れが後流となる風上流路群１２０の下降流路１６０、上昇流路１７０では液相冷媒が少なくなり、熱交換効率が低下してしまうという課題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、空調空気との効率的な熱交換が可能な蒸発器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため本発明は、設置状態において、上下方向に延び、かつ内部に冷媒が流れる熱交換路（１１）を複数列、横方向に並べて形成されるコア部（１３）と、前記熱交換路（１１）の上下両端にそれぞれ接続され、前記熱交換路（１１）を流れる冷媒を合流分配する上下一対のタンク部（１４，１５，２４，２５）と、を備えた熱交換部（１０，２０）を、空気流れ方向の風下側と風上側とに少なくとも配置して成る蒸発器（１Ａ，１Ｂ）であって、風下側熱交換部（１０）の上部タンク部（１４）の端部には冷媒を導入する冷媒入口部（１６）が設けられ、風上側熱交換部（２０）の上部タンク部（２４）における前記冷媒入口部（１６）と同じ側の端部には、前記熱交換路（１１）を通過した冷媒を導出する冷媒出口部（２６）が設けられており、前記風下側熱交換部（１０）および風上側熱交換部（２０）は、前記熱交換路（１１）を流れる冷媒が下降する下降流パスと冷媒が上昇する上昇流パスとをそれぞれ少なくとも１つ有し、前記冷媒入口部（１６）から最も遠い位置の風下側熱交換部（１０）および風上側熱交換部（２０）における下降流パスまたは上昇流パスを迂回するように、風下側熱交換部（１０）から風上側熱交換部（２０）へ冷媒を分流させる分流路（６０，７０）を設けた、ことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、熱交換効率のバラつきを抑制し、蒸発器全体の熱交換効率を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る蒸発器の一実施形態の全体概略構成を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る蒸発器に設けられる分流路の一例を冷媒出入口側から見た部分斜視図である。
【図３】図１に示す蒸発器における冷媒の流れを示す説明である。
【図４】分流なしの場合の各パスＳ１〜Ｓ６における液相冷媒の多少と熱交換効率の大小を示す説明図である。
【図５】本発明の実施形態である分流ありの場合の各パスＳ１〜Ｓ６における液相冷媒の多少と熱交換効率の大小を示す説明図である。
【図６】本発明に係る蒸発器の他の実施形態の全体概略構成を示す斜視図である。
【図７】図６に示す蒸発器における冷媒の流れを示す説明図である。
【図８】本発明に係る蒸発器に設けられる分流路の他の例を冷媒出入口側から見た部分斜視図である。
【図９】従来例の概略構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明に係る蒸発器の第１の実施形態の全体概略構成を示す斜視図、図２は、本発明に係る蒸発器に設けられる分流路の一例を冷媒出入口側から見た部分斜視図である。
【００１１】
図１、図２に示すように、第１の実施形態における蒸発器１Ａは、空気流れの風下に配置された風下側熱交換部１０と、風上に配置された風上側熱交換部２０とを有し、風下側熱交換部１０と風上側熱交換部２０は、両端に配置された補強板３０等によって連結されている。
【００１２】
風下側熱交換部１０は、図１、図２に示すように、設置状態（車両にあっては車両搭載状態）において、上下方向に延びかつ内部に冷媒が流れる熱交換路であるチューブ１１及び隣り合うチューブ１１間の空気通過路に配置された複数のフィン１２から成るコア部１３と、複数のチューブ１１の両端側に配置された風下側上部タンク部１４及び風下側下部タンク部１５と、風下側上部タンク部１４の一端に設けられた冷媒入口部１６とを備えている。
【００１３】
風上側熱交換部２０も風下側熱交換部１０と同様、間隔を置いて配置された複数の冷媒流路管であるチューブ及び隣り合うチューブ間の空気通過路に配置された複数のフィンから成るコア部（何れも図示せず）と、複数のチューブの両端側に配置された風上側上部タンク部２４及び風上側下部タンク部２５と、冷媒入口部１６と同じ側の風上側上部タンク部２４の一端に設けられた冷媒出口部２６とを備えている。
【００１４】
また、図２に示すように、風下側及び風上側上部タンク部１４，２４は、断面コ字状のアッパープレートＵＰとロアプレートＬＰとを開口部を嵌合させて構成される一つのタンク部を、その長手方向の中央付近を仕切板４０で仕切ることによって形成されている。図示は省略するが、風下側及び風上側下部タンク部１５，２５も同様に構成されている。
【００１５】
また、タンク部１４，１５，２４，２５は、２つのデバイド５１，５２により、タンク内部が区画され、これにより、風下側熱交換部１０では、冷媒入口部１６から導入された冷媒が、下降流である第１パスＳ１と、上昇流である第２パスＳ２と、下降流である第３パスＳ３の３パスで流れる。同様に、風上側熱交換部２０では、風下側熱交換部１０から流れてきた冷媒が、上昇流である第４パスＳ４と、下降流である第５パスＳ５と、上昇流である第６パスＳ６の３パスで流れて冷媒出口部２６から導出される。
【００１６】
特に、第１の実施形態では、第２パスＳ２を流れてきた冷媒を第５パスＳ５に分流させる分流路６０が、風下側上部タンク部１４と風上側上部タンク部２４との間に形成されている。具体的には、この分流路６０は、図２に示すように、仕切板４０に形成された穴部６５で構成されている。
【００１７】
分流路６０が形成される位置は、冷媒入口部１６から最も遠い位置の風下側熱交換部１０および風上側熱交換部２０における上昇流パスまたは下降流パスを迂回する位置である。すなわち、図１においては、第３パスＳ３または第４パスＳ４を迂回する位置である第２パスＳ２から第５パスＳ５に分流する位置である。加えて、パス内においては分流路６０が形成される位置は、冷媒入口部１６から遠い位置に形成されている。ここで、「遠い位置」とは、同じ第２パスＳ２および第５パスＳ５内でも、第１パスＳ１および第６パスＳ６に近い位置ではなく、冷媒入口部１６から遠い位置である第３パスＳ３および第４パスＳ４にできるだけ近い位置を指す。
【００１８】
＜第１の実施形態の作用＞
次に、第１の実施形態の作用を説明する。
【００１９】
冷媒入口部１６から導入された冷媒の流れは、図３に示すように、第１パスＳ１→第２パスＳ２→第３パスＳ３→第４パスＳ４→第５パスＳ５→第６パスＳ６を経て冷媒出口部２６から導出されるルートと、第２パスＳ２から分流路６０を経て第５パスＳ５に合流する迂回ルートとから成る。
【００２０】
≪分流路がない場合≫
図４に示すように、分流路６０がない場合、冷媒は、圧縮機、凝縮器（いずれも図示せず）を経て液相状態となって冷媒入口部１６から導入され、風下側の下降パスである第１パスＳ１から上昇パスである第２パスＳ２に流れる。第１パスＳ１では、液相冷媒の割合が十分多いため、熱交換率が大きい状態で流れる。続く第３パスＳ３では、第４パスＳ４で冷やされた空気との熱交換が行われる。
【００２１】
すなわち、分流なしの状態では、冷媒は第４パスＳ４で初めて空調されていない空気と熱交換が行われるため、第４パスＳ４での熱交換効率が大きくなる。逆に、第３パスＳ３では、第４パスＳ４で冷却された空気との熱交換となるので、液相冷媒が多く存在するにも関わらず、熱交換効率は低下してしまう、つまり、液相冷媒の量に見合った熱交換効率が発揮できていないこととなる。また、温度の高い空気との熱交換が行われた結果、第４パスＳ４では液相冷媒の蒸発量が多くなり、第５パスＳ５、第６パスＳ６では相対的に気相冷媒の割合が高くなってしまう。このため、第５パスＳ５、第６パスＳ６では熱交換効率が低下することとなる。これは、第５パスＳ５、第６パスＳ６を通過した空気があまり冷却されないため、液相冷媒の多い風下側の第１パスＳ１、第２パスＳ２での熱交換効率が上昇することになり、各パスＳ１〜Ｓ６での熱交換効率のバランスが悪いものになってしまう。特に、冷房負荷の低い運転状態、つまり冷媒流量の少ない運転状態の時に、上記の状況が顕著になる。これは、図９に示した蒸発器１００においても、図４の第４パスＳ４に相当する風上流路群１２０に液相冷媒を多く供給していることにより、同様の状況が発生する。
【００２２】
≪分流路がある場合≫
図５に示すように、第１の実施形態では、第３パスに近い側の第２パスＳ２から第５パスＳ５に冷媒を分流させる分流路６０を設けている。すなわち、第２パスＳ２では、未だ液相冷媒が多くあるので、第２パスＳ２から分流路６０を通じて第５パスＳ５に液相冷媒を多く含む冷媒の一部を分流させる。これにより、最初に空調されていない空気と熱交換する第５パスＳ５、第６パスＳ６に液相冷媒を多く含んだ冷媒が供給され、第５パスＳ５と第６パスＳ６の熱交換効率が向上することとなる。一部の冷媒が分流された結果、第３パスＳ３では、液相冷媒は分流がない場合よりも少なくなり、その分だけ熱交換効率は低くなっている。しかし、第３パスＳ３では、第４パスＳ４で冷やされた空気との熱交換であるので、液相冷媒量が少なくても十分な熱交換効率を確保できる。このため、分流がない場合の第３パスＳ３にて生じていた、液相冷媒量に見合わない熱交換効率が解消され、熱交換効率の全体のバラツキが抑制される。
【００２３】
＜第１実施形態の効果＞
以上、第１の実施形態によれば、冷媒入口部１６から最も遠い風下側パス（第３パスＳ３）、風上側パス(第４パスＳ４)を迂回するように冷媒が流れる分流路６０を設けたことにより、風下側熱交換部１０と風上側熱交換部２０との熱交換効率のバラつきを抑制し、蒸発器１Ａ全体の熱交換効率を向上させることが可能となる。また、分流路６０は仕切板４０に形成された穴部５０で構成することができ、簡単な構造で蒸発器１Ａに分流路６０を設けることができる。また、穴の面積を変更したり、穴の数を変えたりすることで、冷媒の分流割合を容易に設定することが可能になる。
【００２４】
さらに、タンクの内部では、慣性力により冷媒入口部１６から遠い方に液相冷媒の比率が高くなる傾向があるため、第１の実施形態では、分流路６０は、パスの範囲内で冷媒入口部１６から遠い位置に設けるようにしており、効率よく液相冷媒を風上側熱交換部２０に供給することができる。
【００２５】
＜第２の実施形態＞
図６は、本発明に係る蒸発器の第２の実施形態の全体概略構成を示す斜視図である。
【００２６】
第２の実施形態の蒸発器１Ｂは、デバイド５３により２つに区切られており、風下側に第１パスＳ１と第２パスＳ２、風上側に第３パスＳ３と第４パスＳ４の２パス構成のものである。
【００２７】
風下側下部タンク部１５と風上側下部タンク部２５との仕切板には、第１パスＳ１から第４パスＳ４に冷媒を分流させる分流路７０が形成されている。すなわち、図７に示すように、冷媒入口部１６から導入された冷媒の流れは、第１パスＳ１→第２パスＳ２→第３パスＳ３→第４パスＳ４を経て冷媒出口部２６から導出されるルートと、第１パスＳ２から分流路７０を経て第４パスＳ４に合流する迂回ルートとから構成される。分流路７０は、分流路６０と同様、風下側下部タンク部１５と風上側下部タンク部２５とを仕切る仕切板に形成された穴部６５で構成できる。
【００２８】
また、分流路７０が形成される位置は、冷媒入口部１６から最も遠い位置の風下側熱交換部１０および風上側熱交換部２０における上昇流パスまたは下降流パスを迂回する位置である。すなわち、図６においては、第１パスＳ２または第４パスＳ４を迂回する位置である第１パスＳ１から第４パスＳ４に分流する位置である。加えて、パス内においては分流路７０が形成される位置は、冷媒入口部１６から遠い位置に形成されている。ここで、「遠い位置」とは、同じ第１パスＳ１および第４パスＳ４内でも、冷媒入口部１６から遠い位置である第２パスＳ２および第３パスＳ３にできるだけ近い位置を指す。
【００２９】
第２の実施形態でも、第１の実施形態と同様の効果を奏することが可能となる。
【００３０】
すなわち、第２の実施形態において、第１パスＳ１では、液相冷媒が多くあるので、第１パスＳ１から分流路７０を通じて風上側の第４パスＳ４に液相冷媒を多く含む冷媒の一部を分流させる。これにより、最初に空調されていない空気と熱交換する風上側の第４パスＳ４に液相冷媒を多く含んだ冷媒が供給され、第４パスＳ４の熱交換効率が向上することとなる。他方、風下側の第２パスＳ２では、第３パスＳ３で冷やされた空気との熱交換であるので、液相冷媒量が少なくても十分な熱交換効率を確保できる。このため、分流がない場合と比較して、熱交換効率の全体のバラツキを抑制することができる。
【００３１】
＜他の実施形態＞
なお、図８に示すように、分流路６０，７０は、風下側タンク部１４（１５）と、風上側タンク部２４（２５）とを接続して冷媒を分流させるパイプ８０で構成することができる。図８に示すように、すなわち、図２に示すような、一つのタンク部を仕切板で仕切って風下側タンク部１４（１５）と風上側タンク部２４（２５）とを形成するのではなく、風下側タンク部１４（１５）と風上側タンク部２４（２５）とが独立して形成されている場合には、後付で両タンク部間をパイプ８０で接続することによって、簡単な工事によって、分流路６０，７０を設けることができる。
【００３２】
なお、以上の各実施形態は、一例であり、発明の範囲を限定するものではない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。
【符号の説明】
【００３３】
１Ａ，１Ｂ  蒸発器
１０  風下側熱交換部
１１  チューブ（熱交換路）
１２  フィン
１３  コア部
１４  風下側上部タンク部
１５  風下側下部タンク部
１６  冷媒入口部
２０  風上側熱交換部
２４  風上側上部タンク部
２５  風上側下部タンク部
２６  冷媒出口部
３０  補強板
４０  仕切板
５１，５２，５３  デバイド
６０，７０  分流路
６５  穴部
８０  パイプ
Ｓ１  第１パス（下降流パス）
Ｓ２  第２パス（上降流パス）
Ｓ３  第３パス（下降流パス）
Ｓ４  第４パス（上降流パス）
Ｓ５  第５パス（下降流パス）
Ｓ６  第６パス（上降流パス）
【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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