(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】エバポレータは、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た状態で配置された複数の扁平状冷媒流通管６を有している。冷媒流通管６に、上下方向にのびる波頂部17a、上下方向にのびる波底部17b、および波頂部17aと波底部17bとを連結する連結部17cを有するコルゲート状インナーフィン17を配置する。インナーフィン17に、冷媒の下方への流れに抵抗を付与する抵抗付与部21を設ける。抵抗付与部21は、インナーフィン17の波頂部17aおよび波底部17bのうち少なくともいずれか一方に上下方向に間隔をおいて形成され、かつ冷媒流通管６内方に凹んだ複数の変形部からなる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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た状態で配置された複数の扁平状冷媒流通管を有しており、冷媒流通管内に、上下方向にのびる波頂部、上下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を有するコルゲート状インナーフィンが配置されているエバポレータにおいて、
インナーフィンに、冷媒の下方への流れに抵抗を付与する抵抗付与部が設けられているエバポレータ。
【請求項２】
抵抗付与部が、インナーフィンの波頂部および波底部のうち少なくともいずれか一方に上下方向に間隔をおいて形成され、かつ冷媒流通管内方に凹んだ複数の変形部からなる請求項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、たとえば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、図１の上下、左右を上下、左右といい、通風間隙を流れる空気の下流側（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。
【背景技術】
【０００３】
従来、カーエアコン用エバポレータとして、周縁部どうしが互いに接合された２枚の縦長金属板からなり、かつ両金属板間に、通風方向に間隔をおいて設けられた上下方向に伸びる２つの冷媒流通管および各冷媒流通管の上下両端に連なって設けられたヘッダ形成部とを備えている複数の扁平中空体が、積層状に配置されて隣接する扁平中空体のヘッダ形成部どうしが接合されることにより形成されており、上下方向に間隔をおいて設けられた２つのヘッダ部、および上下両ヘッダ部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た状態で配置された複数の扁平状冷媒流通管を備え、冷媒流通管内に、上下方向にのびる波頂部、上下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を有するコルゲート状インナーフィンが配置されている積層型エバポレータが知られている（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、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】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２８７７８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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】
【０００７】
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。
【０００８】
1)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た状態で配置された複数の扁平状冷媒流通管を有しており、冷媒流通管内に、上下方向にのびる波頂部、上下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を有するコルゲート状インナーフィンが配置されているエバポレータにおいて、
インナーフィンに、冷媒の下方への流れに抵抗を付与する抵抗付与部が設けられているエバポレータ。
【０００９】
2)抵抗付与部が、インナーフィンの波頂部および波底部のうち少なくともいずれか一方に上下方向に間隔をおいて形成され、かつ冷媒流通管内方に凹んだ複数の変形部からなる上記1)記載のエバポレータ。
【発明の効果】
【００１０】
上記1)および2)のエバポレータによれば、インナーフィンに、冷媒の流れに抵抗を付与する抵抗付与部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、圧縮機のオフ時に、抵抗付与手段により液相冷媒の下方への流れに抵抗が付与されることになって、液相冷媒が冷媒流通管内に比較的長時間保持される。そして、圧縮機がオフになった後であっても液相冷媒がエバポレータの冷媒流通管内に残留している間は、残留した液相冷媒とエバポレータを通過する空気との間の熱交換が継続して行われるので、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。
【００１１】
上記2)のエバポレータによれば、比較的簡単にインナーフィンに抵抗付与部を設けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明によるエバポレータの全体構成を示す斜視図である。
【図２】図１のエバポレータを風上側から見た一部を省略した部分拡大垂直断面図である。
【図３】図１のエバポレータに用いられる大部分の扁平中空体の冷媒流通管の部分の横断面図である。
【図４】図１のエバポレータの冷媒流通管内に配置されるインナーフィンの一部分を示す拡大斜視図である。
【図５】図１のエバポレータに用いられる大部分の扁平中空体を示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１４】
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。
【００１５】
図１は実施形態１のエバポレータの全体構成を示し、図２〜図５はその要部の構成を示す。
【００１６】
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設けられた１対の風下側ヘッダタンク部(2)(3)と、上下方向に間隔をおくとともに、両風下側ヘッダタンク部(2)(3)の風上側に並んで設けられた１対の風上側ヘッダタンク部(4)(5)と、両風下側ヘッダタンク部(2)(3)間および両風上側ヘッダタンク部(4)(5)間に、それぞれ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た状態で左右方向に間隔をおいて設けられた複数の冷媒流通管(6)と、左右方向に隣り合う冷媒流通管(6)間に配置されたアルミニウム製コルゲート状アウターフィン(7)とを備えている。なお、図示は省略したが、左右両端の冷媒流通管(6)の外側にアルミニウム製コルゲート状アウターフィンが配置され、左右両端に配置されたアウターフィンの外側にアルミニウム製サイドプレートが配置されていてもよい。
【００１７】
上側の風下側ヘッダタンク部(4)の右端部に冷媒入口(8)が形成され、上側の風上側ヘッダタンク部(6)の右端部に冷媒出口(9)が形成されており、冷媒入口(8)から流入した冷媒が、全ヘッダタンク部(2)(3)(4)(5)および全冷媒流通管(6)を通って冷媒出口(9)から流出するように、ヘッダタンク部(2)(3)(4)(5)は必要箇所において、図示しない仕切部材により左右方向に並んだ区画に仕切られている。
【００１８】
エバポレータ(1)のヘッダタンク部(2)(3)(4)(5)および冷媒流通管(6)は、左右方向に並んで配置された複数の扁平中空体(11)をろう付することにより形成されている。扁平中空体(11)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るプレート(12)の周縁部どうしをろう付することにより形成されたものであり、前後方向に間隔をおいて形成された上下方向にのびる２つの膨出状冷媒流通管(6)と、各冷媒流通管(6)の上下両端に連なって形成されかつ冷媒流通管(6)よりも膨出高さの高い膨出状ヘッダタンク形成部(13)とを備えており、隣接する扁平中空体(11)のヘッダタンク形成部(13)どうしが、内部が連通するようにろう付されている。
【００１９】
扁平中空体(11)の前後の冷媒流通管(6)内には、それぞれアルミニウム製コルゲート状インナーフィン(17)が配置されており、扁平中空体(11)を形成する両プレート(12)にろう付されている。両インナーフィン(17)は、連結部(18)を介して一体化されている。なお、各冷媒流通管(6)内に別々にアルミニウム製コルゲート状インナーフィンが配置されていてもよい。
【００２０】
図４に示すように、インナーフィン(17)は、上下方向にのびる波頂部(17a)、上下方向にのびる波底部(17b)、および波頂部(17a)と波底部(17b)とを連結する(17c)からなる。インナーフィン(17)に、冷媒の下方への流れに抵抗を付与する抵抗付与部(21)が設けられている。抵抗付与部(21)は、インナーフィン(17)の波頂部(17a)および波底部(17b)のうち少なくともいずれか一方に上下方向に間隔をおいて形成され、かつ冷媒流通管(6)内方に凹んだ複数の変形部(22)からなる。ここでは、変形部(22)は、波頂部(17a)のみに形成されているが、波底部(17b)のみに上下方向に間隔をおいて形成されていてもよいし、あるいは波頂部(17a)および波底部(17b)の両者に形成されていてもよい。変形部(22)が波頂部(17a)および波底部(17b)の両者に形成される場合、波頂部(17a)の変形部(22)と波底部(17b)の変形部(22)とは上下方向の異なった位置に形成されていることが好ましい。
【００２１】
図５に示すように、大部分の扁平中空体(11)を形成するプレート(12)は、上下方向にのびかつ一方に膨出した前後２つの第１膨出部(14)と、各第１膨出部(14)の上下両端に連なり、かつ第１膨出部(14)と同方向に膨出するとともに第１膨出部(14)よりも膨出高さの高い４つの第２膨出部(15)とを備えている。各第２膨出部(15)の頂壁全体は打ち抜かれて貫通穴(16)が形成されている。左右両端に配置された扁平中空体(11)を形成する左右方向外側のプレート(12)における第２膨出部(15)の頂壁には貫通穴は形成されていない。また、上述したヘッダタンク部(2)(3)(4)(5)内を仕切る仕切部材は、扁平中空体(11)を形成する２枚のプレート(12)のうちいずれか一方のプレート(12)における第２膨出部(15)の頂壁に貫通穴を形成しないこと、あるいは２枚のプレート(12)間にセパレートプレートを配置することによって設けられている。そして、２枚のプレート(12)および連結部(18)により連結一体化された２つのインナーフィン(17)を、両プレート(12)の膨出部(14)(15)の開口どうしが対向し、さらに各インナーフィン(17)が両プレート(12)の各膨出部(14)内に位置するとともに連結部(18)が両プレート(12)の前後の膨出部(14)間に位置するように組み合わせ、両プレート(12)どうしおよび両プレート(12)と両インナーフィン(17)および連結部(18)とをろう付することにより、扁平中空体(11)が形成されており、両プレート(12)の第１膨出部(14)により冷媒流通管(6)が構成されるとともに、第２膨出部(15)によりヘッダタンク形成部(13)が構成されている。
【００２２】
エバポレータ(1)は、各構成部材を組み合わせて仮止めし、すべての構成部材を一括してろう付することにより製造される。
【００２３】
エバポレータ(1)は、車両、たとえば自動車の車室内に配置されたケース内に収納され、圧縮機およびコンデンサとともに冷凍サイクルを構成し、カーエアコンとして用いられる。
【００２４】
上述したエバポレータ(1)において、圧縮機のオン時には、圧縮機、凝縮器および膨張弁（減圧手段）を通過した気液混相の２相冷媒が、冷媒入口(8)を通ってエバポレータ(1)の上の風下側ヘッダタンク部(2)内に入り、全ヘッダタンク部(2)(3)(4)(5)および全冷媒流通管(6)を通って上の風上側ヘッダタンク部(4)の冷媒出口(9)から流出する。そして、冷媒が冷媒流通管(6)内を流れる間に、隣り合う冷媒流通管(6)どうしの間の通風間隙を通過する空気（図１矢印Ｘ参照）と熱交換をし、冷媒は気相となって流出する。
【００２５】
圧縮機のオフ時には、インナーフィン(17)の複数の変形部(22)からなる抵抗付与手段(21)により冷媒流通管(6)内に残留した液相冷媒の下方への流れに抵抗が付与されることになって、液相冷媒が冷媒流通管(6)内に比較的長時間保持される。圧縮機がオフになった後であっても液相冷媒がエバポレータ(1)の冷媒流通管(6)内に残留している間は、残留した液相冷媒とエバポレータ(1)を通過する空気との間の熱交換が継続して行われるので、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。
【００２６】
上記実施形態においては、エバポレータ(1)は所謂積層型エバポレータであって、ヘッダタンク部(2)(3)(4)(5)および冷媒流通管(6)は、左右方向に並んで配置された複数の扁平中空体(11)をろう付することにより形成され、扁平中空体(11)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るプレート(12)の周縁部どうしをろう付することにより形成されているが、これに限定されるものではない。たとえば、ヘッダタンクと冷媒流通管とが別個に形成されるとともに、両者が接合されたエバポレータにも適用可能であり、内部にインナーフィンが設けられた冷媒流通管を備えた全てのエバポレータに適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
この発明によるエバポレータは、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】
【００２８】
(1)：エバポレータ
(6)：冷媒流通管
(17)：インナーフィン
(17a)：波頂部
(17b)：波底部
(17c)：連結部
(21)：抵抗付与部
(22)：変形部
【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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