(57)【要約】【課題】  流入される冷媒の量に変更、特に小容量時に冷媒が一部のチューブしか片によって流れることを防止するもので、全てのチューブにほぼ均等に流すことで、温度分布の改善を図るものである。【解決手段】  チューブ４とフィン５を交互に積層し、該チューブ４の両端にタンク２，３を設けた熱交換器１に採用されるもので、前記冷媒の流入側のタンク２内に前記チューブ４側に壁３０を反チューブ接続側から突出させ、そして、且つその長手方向に設けている。壁３０にてタンク２内は空調風の上流側部位と下流側部位とに分けられ、さらに、チューブ４も空調風の上流側部位４ａと下流側部位４ｂに分離される。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チューブとフィンを交互に積層し、該チューブの両端にタンクを設けた熱交換器において、
前記タンク内に前記チューブ側に突出する壁を反チューブ接続側から、その長手方向に設けたことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記壁により前記タンクがその長手方向に空調風の上流側部位と下流側部位に仕切られ、空調風の上流側部位に冷媒流入手段が接続されたことを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】
前記壁により前記チューブが空調風の上流側部位と下流側部位とに分けられ、冷媒の多くはチューブの上流側部位に流されるようにした請求項１又は２記載の熱交換器。
【請求項４】
前記チューブ内に縦方向に流れを規制する規制手段を持つことを特徴とする請求項１又は３記載の熱交換器。
【請求項５】
前記チューブ内にインナーフィンを配したことを特徴とする請求項４記載の熱交換器。
【請求項６】
前記タンクの上流側部位の断面積を下流側部位の断面積より大きくしたことを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項７】
前記壁が前記チューブと非接触することを特徴とする請求項１又は３記載の熱交換器。
【請求項８】
前記壁が前記チューブと接触することを特徴とする請求項１又は３記載の熱交換器。
【請求項９】
前記壁に多数の孔を形成したことを特徴とする請求項８記載の熱交換器。
【請求項１０】
冷媒の流れが４パス方式の熱交換器において、１パス、２パス目に前記請求項１の構成を、該熱交換器の風上側の前面に採用したことを特徴とする熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、特に冷媒が流されエバポレータとして利用される熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷却作用を司るエバポレータとしての熱交換器は、熱交換効率の向上から、特許文献１等で示されるように、冷媒の流れが４パス方式のものが採用されている。冷媒の入口部８から入った冷媒は、タンク６の画室６Ａに流入し、仕切り部１０により規制されたチューブ２を流れ、下方のタンク７の画室７Ａに至る。それから、画室７Ａを積層方向に流れ、画室６Ｂと一端が接続された下流側のチューブ２の下方まで到達した後に、該チューブ２に流入し、画室６Ｂに向かって上昇し、該画室６Ｂに至る。
【特許文献１】特開２００２−１４７９９２
【０００３】
画室６Ｂに至った冷媒は、空調風の下流側の画室６Ｃに至り、チューブ２を下降する。このチューブ２を下降した冷媒は、下部のタンク７の画室７Ｂに至る。そして、画室７Ｂ内を積層方向に移動し、画室６Ｃと一端が接続された上流側のチューブ２の下方まで到達した後に、該チューブ２に流入し、画室６Ｃに向かって上昇し、該画室６Ｃに至る。そして、出口部９から熱交換器１の外部に流出される。
【０００４】
また、近年、自動車用空調装置にあっては、制御性の向上から、可変容量コンプレッサが採用されてきている。この可変容量コンプレッサは、熱負荷に比例して制御され、その吐出量は、小容量（例えば２０ｃｃ／ｓ）から大容量（１５０ｃｃ／ｓ）にわたり変化され、前記したような４パス方式のエバポレータに流される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述のように、可変容量コンプレッサからの吐出量が減少してくると、前述の４パスのエバポレータと言えども、冷媒の流れが片より熱交換器に温度のむらが生じ、それが吹出風の温度むらになっていた。
【０００６】
この対策を講じた従来技術は発見できなかったが、特許文献２に示すようなものが発見できた。この例は、タンクへの入口パイプの接続位置により、各チューブへ流れる冷媒の不均一を防ぐように、分配板２０をタンクの長手方向に配し、この分配板２０に径の異なる多数の連通孔２３を形成している。しかし、この例では、流入される冷媒の減少時における冷媒の片よりによる流れから生じる温度むらを防ぐことはできない。
【特許文献２】特開２００１−２５５０９５
【０００７】
そこで、この発明は、流入される冷媒が小容量時にあっても、冷媒の流れに片より生じず、温度分布を良好にする熱交換器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る熱交換器は、チューブとフィンを交互に積層し、該チューブの両端にタンクを設けた熱交換において、前記タンク内に前記チューブ側に突出する壁を反チューブ接続側から、その長手方向に設けたことにある（請求項１）。このため、冷媒がタンク内に流入されるが、その容量が減少して小容量時に、冷媒はタンク内の壁に遮られて、タンクの空調風の上流側部位に、冷媒のほとんどが流入することになる。このため、冷媒がチューブの空調風の上流側部位に流入する。即ちチューブは半分ほどの流路断面積となり、全てのチューブに冷媒を均一に流すことができる。なお、チューブの空調風の下流側部位には、壁をくぐって流れた一部の冷媒が流される。なお、壁の位置によって空調風の上流側部位、下流側部位の断面積比を適宜に変更することも可能である（請求項６）。
【０００９】
前記壁により前記タンクがその長手方向に空調風の上流側部位と下流側部位に仕切られ、空調風の上流側部位に冷媒流入手段が接続されたことにある（請求項２）。即ち、入口パイプなどの入口部が壁により分割されたタンクの上流側部位に接続することにより、前記したように、全てのチューブに冷媒を均一に流すことに寄与することになる。
【００１０】
また、前記壁に前記チューブが空調風の上流側部位と下流側部位とに分けられ、冷媒の多くは、上流側部位に流されるようにしたことにある（請求項３）。
【００１１】
前記チューブ内に縦方向に流れを規制する規制手段を持つことにあり（請求項４）、具体的には、インナーフィンをチューブ内に配したことにある（請求項５）。この規制手段、インナーフィンにより、チューブの一方側にのみ冷媒を流すことができる。なお、図示しないが、規制手段として、押し出しチューブのように、縦方向に複数の通路を有するものでも良い。
【００１２】
前記壁は前記チューブと非接触させたり、又は接触しても良い（請求項７，８）。非接触の場合には、冷媒が壁の下方又は上方から、壁と越えてチューブの空調風の下流側部位に流れ、接触の場合には、冷媒がチューブ間の空間を通って流れることになる。また、壁に多数の孔を形成したことにある（請求項９）。
【００１３】
さらに、請求項１の構成を、４パス方式の熱交換器にあっては、１パス、２パス目に採用し（請求項１０）、熱交換器の前面が冷媒量の小容量時でも均一に流す作用を得る構成にでき、温度分布を良好にすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、この発明によれば、熱交換器へ送られてくる冷媒量の減少時には、該冷媒がタンク内の壁に遮られて、タンクの空調風の上流側部位に流れ、そして、チューブの空調風の上流側部位に流れることになる。チューブの空調風の上流側部位の流路は、該チューブの断面積の半分ほどとなり、流量が小容量でも、全てのチューブに冷媒を流すことが出来る。これにより、熱交換器の温度分布を均一にすることができる。４パス方式の熱交換器にあっては、１パス目、２パス目に本発明を風上側の前面に設けることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、この発明の実施例を図面にもとづいて説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１に示される熱交換器１は、例えば自動車用空調装置の冷凍サイクルの一部を構成するエバポレータとして用いられている。この熱交換器１は、対をなすタンク２，３と、このタンク２，３を連通する複数のチューブ４と、このチューブ４間に挿入接合されたコルゲート状のフィン５と、チューブ４の積層方向端に配されるサイドプレート６と、熱交換媒体である冷媒の入口部７、出口部８を備えたコネクタ９が取付られている。このコネクタ９は図示しない膨張弁と接続される。
【００１７】
そして、この熱交換器１は、図示しない膨張弁を介して送られてくる冷媒を、入口パイプ１０を介して流入させ、チューブ２によってタンク２，３間を移動させ、その過程においてフィン５間を通過する空気と熱交換させ、最終的に出口パイプ１１を介して送出されるようにしている。
【００１８】
このうち、チューブ４は、タンク２，３に挿入される両端が開口され、冷媒の流路１４が内部に形成された偏平管にインナーフィン１５（図３参照）、を収納して構成されている。この実施例では、チューブ４は、ロールホーミングにより一枚の素材を折り曲げることで形成されているが、押し出し形成して、複数の流路を設けたチューブであっても良い。
【００１９】
タンク２，３は、所定の間隔で対向するように配設され、チューブ４の積層方向に沿って筒状に形成されているもので、筒状体１８と、この筒状体１８の開口部を閉塞するキャップ１９より構成されている。
【００２０】
一方のタンク２について、図２乃至図６を用いて説明すると、タンク２は、チューブの積層方向に延びる仕切り壁２０が筒状体１８と一体に形成され、更に仕切り壁２１が前記仕切り壁２０に直交するように形成され、該タンク２は空調風の上流側の画室２２Ａ，２２Ｂと、空調風の下流側の画室２２Ｃ，２２Ｄ（図１に記述）に分けられている。そして、画室２２Ｂと画室２２Ｄとは冷媒のフローを４パスとするため、連通路２５が形成されている。
【００２１】
また、タンク２には、その下面であるチューブ接続部２３に、チューブ４を挿入させるチューブ挿入孔２４が前記仕切り壁２０を挟んで両側に多数形成されている。このチューブ挿入孔２４に前記チューブ４が挿入され、その端がタンク２内に所定量突出している。
【００２２】
さらに、タンク２内には、その長手方向に反チューブ接続部２７側から、壁３０が突出している。この壁３０の先端は、チューブ２側に向かい非接触状態となっているが、この壁３０により、タンク２の画室２２Ａは、空調風の上流側部位２２ＡＵと下流側部位２２ＡＤとに完全ではないが仕切られている。この上流側部位２ａ側に前記した入口パイプ１０が接続されている。また、この壁３０が前記したチューブ４も空調風の上流側部位４ａと下流側部位４ｂに完全ではないが分けている。
【００２３】
したがって、入口パイプ１０から流入される冷媒の量が小容量時（２０〜５０ｃｃ／ｓ）には、矢印のように、タンク２の空調風の上流側部位２２ＡＵに多く流れることになり、一部の少量が壁３０をくぐってタンク２の空調風の下流側部位２２ＡＤに流れる。
【００２４】
このために、冷媒の多くは、チューブ４の空調風の上流側部位４ａ内を流れることになる。チューブ４内にはインナーフィン１５が入っていることから、チューブ４内の流れが規制され、その上流側部位のみを流れ、下方のタンク３の画室３６Ａに至る。このように、冷媒の流れの小容量時には、１パス目ではチューブ４の流路断面積を小さくしたと同様な効果が得られ、１パス目の全チューブ４に対し、均等に冷媒が流れることになり、温度分布を良好にすることができる。
【００２５】
それから、逆に冷媒の流れの大容量時には、空調風の上流側のみならず、壁３０をくぐってタンク２の下流側部位２２ＡＤにも流れ、チューブ４の上流側部位４ａのみならず下流側部位４ｂ内にも流れることになる。このように、大容量時のみならず小容量時にも均等にチューブ４に冷媒を流すことが可能となる。即ち、この例は４パスの熱交換器１の１パス目に適用した例である。
【００２６】
図６，図７において、２パス目も前記１パス目と同様な構成とした例が示されている。まずこれを説明する前に、下方のタンク３の構成から説明すると、タンク３は、チューブの積層方向に延びる仕切り壁３４が筒状体３５と一体に形成され、該タンク３は空調風の上流側の画室３６Ａと下流側の画室３６Ｂとに分けられている。
【００２７】
また、タンク３には、その上面であるチューブ接続部３７に、チューブ４を挿入させるチューブ挿入孔３８が前記仕切り壁３４の両側に多数形成されている。このチューブ挿入孔２４に前記チューブ４が挿入され、その端がタンク３内に所定量突出している。
【００２８】
さらに、タンク３の画室３６Ａ内には、正面から見て中心に仕切り壁４２が設けられ、該画室３６Ａを左側画室３６ＡＬと右側画室３６ＡＲとに分けられている。この仕切り壁４２には、冷媒の流れを許す穴４３を持っている。
【００２９】
さらにまた、タンク４の左側の画室３６ＡＬ内には、その長手方向に反チューブ接続部（底面）側から壁４０が突出している。この壁４０の先端は、チューブ４側に向かって非接触状態となっているが、この壁４０により、タンク３の空調風の上流側の画室３６Ａの左側の画室３６ＡＬが、空調流の上流側部位３６ＡＬＵと下流側部位３６ＡＬＤとに完全ではないが仕切られている。この上流側部位３６ＡＬＵ側に前記穴４３を介して、前記した画室３６ＡＲと連通している。また、この壁４０がチューブ４も空調風の上流側部位４ａと下流側部位４ｂに完全ではないが分けている。
【００３０】
したがって、穴４３から流入される冷媒の量が小容量時（２０〜５０ｃｃ／ｓ）には、図６，図７の矢印のように、タンク３の空調風の上流側部位３６ＡＬＵに多く流れることになり、一部の少量が壁４０を越えてタンク３の空調風の下流部位３６ＡＬＤに流れる。
【００３１】
このため、冷媒の多くは、チューブ４の空調風の上流側部位４ａ内を流れることになる。チューブ４内にはインナーフィン（図示せず）が入ってることから、チューブ４内の流れが規制され、その上流側のみ流れ、上方のタンク２の画室２２Ｂに至る。このように、冷媒の流れの小容量時には、２パス目ではチューブ４の流路断面積を小さくしたと同様な効果が得られ、２パス目の全チューブ４に対し、均等に冷媒が流れることになり、温度分布を良好にすることができる。
【００３２】
それから、逆に冷媒の流れの大容量時には、空調風の上流側のみならず、壁４０を越えてタンク３の下流側部位３６ＡＬＤにも流れ、チューブ４の上流側部位４ａのみならず下流側部位４ｂ内にも流れることになる。このように、大容量時のみならず小容量時にも均等に２パス目のチューブ４に冷媒を流すことが可能となる。即ち、この例は４パスの熱交換器１の２パス目に適用した例である。
【００３３】
タンク２の画室２２Ｂに至った冷媒は、連通路２５から画室２２Ｃに入り、チューブ４から下方へ下降しタンク３の画室３６Ｂに至る。それから、冷媒は画室３６Ｂ内を積層方向に移動し、再びチューブ４内を通り上昇し、タンク２の画室２２Ｃに至り出口パイプ１１より外部へ流出される。
【００３４】
図８には、この発明の冷媒の流れの模式図が示され、４パス方式の熱交換器１にあって、１パス目、２パス目にこの発明が実施されている例で、冷媒が比較的少ない小容量時に、チューブ４の空調風の上流側部位４ａに多くの冷媒が流れるように表示したものである。即ち、×印で冷媒量を示し、１パス目と２パス目のチューブ４の上流側部位４ａに××と示して多く流れていることを示している。
【実施例２】
【００３５】
図９において、この発明の第２の実施例が示されている。即ち、壁３０又は４０がチューブ４０の端に当接している例である。この例では、冷媒はチューブ４間と壁３０又は４０との間に形成の空間４５から冷媒の一部が空調風の下流側部位４ｂに流される。なお、壁３０又は４０はチューブ４の挿入位置を決めるストッパーとしての作用効果をも持つ。その他の部分は前記実施例１と同一のため、同一部分は同一符号を付して説明を省略した。
【実施例３】
【００３６】
前記実施例２の変形例で、前記した空間４５ではチューブ４の下流側部位４ｂに流れる冷媒量が少ないことがあり、壁３０又は４０に穴４６を多数個を穿って解決を図ったものである。その他の部分は前記実施例１と同一のため、同一部分は同一符号を付して説明を省略している。
【００３７】
以上のように、前記実施例１にあっては、４パスにこの発明を採用した例が示されているが、１パス、２パスの熱交換器に適用できることは勿論であり、チューブの上流側のタンク内にこの発明を構成を実施すれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】この発明の熱交換器の第１の実施例の斜視図である。
【図２】一パス目の部分に採用され、同上のタンク２とチューブ４並びに壁３０との関係から冷媒の流れを表示した要部の縦断面図である。
【図３】同上の要部の横断面図である。
【図４】同上のタンク２の長手方向に沿って切断した要部の縦断面図である。
【図５】同上の斜視図である。
【図６】この発明の第１の実施例にあって二パス目の部分の要部横断面図である。
【図７】同上のタンク３とチューブ４並びに壁４０との関係から冷媒の流れを表示した要部の縦断面図である。
【図８】この発明の第１の実施例の冷媒の流れを模式的に示した模式図である。
【図９】この発明の第２の実施例のタンク２又は３の長手方向に沿って切断した要部の縦断面図である。
【図１０】この発明の第３の実施例のタンク２又は３の長手方向に沿って切断した要部の縦断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  熱交換器
２  タンク
３  タンク
４  チューブ
４ａ  空調風の上流側部位
４ｂ  空調風の下流側部位
５  フィン
１０  入口パイプ
１１  出口パイプ
１５  インナーフィン
１８  筒状体
２０  仕切り壁
２２Ａ，２２Ｂ  空調風の上流側の画室
２２Ｃ，２２Ｄ  空調風の下流側の画室
２３  チューブ接続部
２４  チューブ挿入孔
２７  反チューブ接続部
３０  壁
３６Ａ  空調風の上流側の画室
３７  チューブ接続部
３８  チューブ挿入孔
３９  反チューブ接続部
４０  壁
４２  仕切り壁
４３  穴
４５  空間
４６  穴
【図１】
2006266521.tif 000003
【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】
2006266521.tif 000009
【図８】
2006266521.tif 000010
【図９】
2006266521.tif 000011
【図１０】
2006266521.tif 000012