(57)【要約】【課題】フィンの表面に発生した凝縮水の排水性に優れたエバポレータを提供する。【解決手段】エバポレータは、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、両ヘッダタンク間に、幅方向を前後方向に向けるとともに左右方向に間隔をおいて配置され、かつ両端部がヘッダタンクに接続された複数の扁平状熱交換管45と、隣り合う熱交換管45間に配置されたコルゲートフィン５とを備えている。熱交換管45の前後両端壁45aの左右両側部分に、熱交換管45の左右方向の中央部に向かって前後方向外方に直線状に傾斜した傾斜部55を設ける。傾斜部55とコルゲートフィン５の左右両側縁部とのなす角度θを２５〜４０度とする。【選択図】図３
2011085363.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、両ヘッダタンク間に、幅方向を前後方向に向けるとともに左右方向に間隔をおいて配置され、かつ両端部がヘッダタンクに接続された複数の扁平状熱交換管と、隣り合う熱交換管間に配置されたコルゲートフィンとを備えているエバポレータであって、
熱交換管の前後両端壁の左右両側部分に、熱交換管の左右方向の中央部に向かって前後方向外方に直線状に傾斜した傾斜部が設けられており、当該傾斜部とコルゲートフィンの左右両側縁部とのなす角度が２５〜４０度であるエバポレータ。
【請求項２】
熱交換管の左右両側面にコルゲートフィンが接触しており、熱交換管の前後方向の幅をＷ１ｍｍ、熱交換管の左右両側面とコルゲートフィンとの接触部の前後方向の長さをＷ２ｍｍとした場合、Ｗ２／Ｗ１＝８０〜９５％である請求項１記載のエバポレータ。
【請求項３】
熱交換管の前後方向の幅が１０〜２０ｍｍである請求項１または２記載のエバポレータ。
【請求項４】
熱交換管の左右方向の厚みが１〜１．８ｍｍである請求項１〜３のうちのいずれかに記載のエバポレータ。
【請求項５】
熱交換管が、プレス加工が施された２枚の長方形状金属板どうしが積層状に接合された扁平中空体に設けられており、扁平中空体を形成する両金属板が外方に膨出させられることによって上下両端が開口した熱交換管が設けられ、各金属板における熱交換管を形成する外方膨出部の前後両壁が、扁平中空体の厚みの中央部に向かって前後方向外方に直線状に傾斜している請求項１〜４のうちのいずれかに記載のエバポレータ。
【請求項６】
扁平中空体の前側縁部において、両金属板のうちのいずれか一方の金属板に、先端部が同他方の金属板よりも当該他方の金属板が接触しているコルゲートフィン側に突出した凸条が全長にわたって形成されている請求項５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好適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、隣接する熱交換管どうしの間の通風間隙を流れる空気の下流側（図１、図２、図７および図９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し、図１の上下、左右を上下、左右というものとする。
【背景技術】
【０００３】
小型軽量化および高性能化を図りうるカーエアコン用エバポレータとして、本出願人は、先に、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、両ヘッダタンク間に、幅方向を前後方向に向けるとともにヘッダタンクの長さ方向に間隔をおいて配置され、かつ両端部がヘッダタンクに接続された複数のアルミニウム押出形材製の扁平状熱交換管と、隣り合う熱交換管どうしの間に配置されたルーバ付きコルゲートフィンとを備えており、上側ヘッダタンクが、前後方向に並んで設けられるとともに相互に一体化された冷媒入口ヘッダ部および冷媒出口ヘッダ部を備え、下側ヘッダタンクが、冷媒入口ヘッダ部と対向するように設けられた第１中間ヘッダ部と、冷媒出口ヘッダ部と対向するように第１中間ヘッダ部の後側に設けられるとともに第１中間ヘッダ部に一体化された第２中間ヘッダ部とを備え、前側の熱交換管の上下両端部が冷媒入口ヘッダ部および第１中間ヘッダ部に接続されるとともに、同じく後側の熱交換管の上下両端部が冷媒出口ヘッダ部および第２中間ヘッダ部に接続されており、熱交換管の前後両端壁の横断面形状が前後方向外方に突出した円弧状である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においては、小型軽量化および高性能化が図られているので、コルゲートフィンの表面に多くの凝縮水が発生し、エバポレータの単位体積あたりの凝縮水量が多くなる。ところで、通常のエバポレータにおいては、フィン表面に発生した凝縮水は、隣り合うルーバ間の間隙を通って落下するようになっており、排水性を高めるにはルーバの長さを長くすればよい。ところが、特許文献１のエバポレータのように、小型軽量化を図るためには、ヘッダタンクの長さ方向に隣接する熱交換管の間隔も小さくする必要があるので、ルーバ長さを長くすることにも限界があり、凝縮水量が多い場合、排水性が不足するおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【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】
【０００６】
この発明の目的は、上記問題を解決し、フィンの表面に発生した凝縮水の排水性に優れた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)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、両ヘッダタンク間に、幅方向を前後方向に向けるとともに左右方向に間隔をおいて配置され、かつ両端部がヘッダタンクに接続された複数の扁平状熱交換管と、隣り合う熱交換管間に配置されたコルゲートフィンとを備えているエバポレータであって、
熱交換管の前後両端壁の左右両側部分に、熱交換管の左右方向の中央部に向かって前後方向外方に直線状に傾斜した傾斜部が設けられており、当該傾斜部とコルゲートフィンの左右両側縁部とのなす角度が２５〜４０度であるエバポレータ。
【０００９】
2)熱交換管の左右両側面にコルゲートフィンが接触しており、熱交換管の前後方向の幅をＷ１ｍｍ、熱交換管の左右両側面とコルゲートフィンとの接触部の前後方向の長さをＷ２ｍｍとした場合、Ｗ２／Ｗ１＝８０〜９５％である上記1)記載のエバポレータ。
【００１０】
3)熱交換管の前後方向の幅が１０〜２０ｍｍである上記1)または2)記載のエバポレータ。
【００１１】
4)熱交換管の左右方向の厚みが１〜１．８ｍｍである上記1)〜3)のうちのいずれかに記載のエバポレータ。
【００１２】
5)熱交換管が、プレス加工が施された２枚の長方形状金属板どうしが積層状に接合された扁平中空体に設けられており、扁平中空体を形成する両金属板が外方に膨出させられることによって上下両端が開口した熱交換管が設けられ、各金属板における熱交換管を形成する外方膨出部の前後両壁が、扁平中空体の厚みの中央部に向かって前後方向外方に直線状に傾斜している上記1)〜4)のうちのいずれかに記載のエバポレータ。
【００１３】
6)扁平中空体の前側縁部において、両金属板のうちのいずれか一方の金属板に、先端部が同他方の金属板よりも当該他方の金属板が接触しているコルゲートフィン側に突出した凸条が全長にわたって形成されている上記5)記載のエバポレータ。
【発明の効果】
【００１４】
上記1)〜6)のエバポレータによれば、熱交換管の前後両端壁の左右両側部分に、熱交換管の左右方向の中央部に向かって前後方向外方に直線状に傾斜した傾斜部が設けられており、当該傾斜部とコルゲートフィンの左右両側縁部とのなす角度が２５〜４０度であるから、熱交換管の前後両端壁の傾斜部と、コルゲートフィンの左右両側縁部との間に、熱交換管の幅方向内側の角部が鋭角となっている入り隅部分が形成されることになる。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、表面張力により上記入り隅部分に引き寄せられるように流れ、その後上記入り隅部分を通って下方に流れ落ちる。したがって、コルゲートフィンの表面に発生した凝縮水の排水性が向上し、凝縮水の飛散や、凝縮水の氷結による熱交換性能の低下が防止される。
【００１５】
上記2)のエバポレータによれば、熱交換管の前後両端壁の傾斜部と、コルゲートフィンの左右両側縁部との間に形成された入り隅部分内への凝縮水の流れを妨げることなく、熱交換管とコルゲートフィンとの接触面積の減少に起因する伝熱性能の低下を抑制することができる。
【００１６】
上記5)のエバポレータによれば、熱交換管の前後両端壁の左右両側部分に、比較的簡単に、熱交換管の左右方向の中央部に向かって前後方向外方に直線状に傾斜した傾斜部を形成することができるとともに、当該傾斜部とコルゲートフィンの左右両側縁部とのなす角度を２５〜４０度とすることができる。
【００１７】
上記6)のエバポレータによれば、扁平中空体の前側縁部からの凝縮水の飛散を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の実施形態１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】一部を省略した図１のＡ−Ａ線拡大断面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ線拡大断面図である。
【図４】実験例１〜２および比較実験例１〜２の結果を示すグラフである。
【図５】実験例１〜２および比較実験例１において、３０分経過した時点での保水量、熱交換管の前後方向の幅に対する熱交換管の左右両側面とコルゲートフィンとの接触部の前後方向の長さの比率である接触率、ならびに実験例１〜２および比較実験例１における熱交換管の傾斜部とコルゲートフィンの左右両側縁部とのなす角度の関係を示すグラフである。
【図６】図５のグラフから求めた実験例１〜２および比較実験例１における排水性および伝熱性、ならび実験例１〜２および比較実験例１における熱交換管の傾斜部とコルゲートフィンの左右両側縁部とのなす角度の関係を示すグラフである。
【図７】この発明の実施形態２のエバポレータを示す図２相当の図である。
【図８】図７の一部を省略したＣ−Ｃ線拡大断面図である。
【図９】この発明のエバポレータの実施形態３を示す図２相当の図である。
【図１０】図９の一部を省略したＤ−Ｄ線拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。全図面を通じて同一部分および同一物には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００２０】
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。
【００２１】
実施形態１
この実施形態は図１〜図３に示すものである。図１はエバポレータの全体構成を示し、図２および図３はエバポレータの要部の構成を示す。
【００２２】
図１および図２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かつ左右方向にのびるアルミニウム製第１ヘッダタンク(2)およびアルミニウム製第２ヘッダタンク(3)と、両ヘッダタンク(2)(3)間に、幅方向を前後方向に向けるとともに長さ方向を上下方向に向けた状態で左右方向（ヘッダタンク(2)(3)の長さ方向）に間隔をおいて配置された複数のアルミニウム製扁平中空体(4)と、隣接する扁平中空体(4)どうしの間の通風間隙、および左右両端の扁平中空体(4)の外側にそれぞれ配置されて扁平中空体(4)にろう付されたアルミニウム製ルーバ付きコルゲートフィン(5)と、左右両端のコルゲートフィン(5)の外側にそれぞれ配置されてコルゲートフィン(5)にろう付されたアルミニウム製サイドプレート(6)とを備えている。
【００２３】
第１ヘッダタンク(2)は、前側（通風方向下流側）に位置しかつ左右方向にのびる冷媒入口ヘッダ部(7)と、後側（通風方向上流側）に位置しかつ左右方向にのびる冷媒出口ヘッダ部(8)と、両ヘッダ部(7)(8)を相互に連結一体化する連結部(9)とを備えている。第１ヘッダタンク(2)の冷媒入口ヘッダ部(7)にアルミニウム製冷媒入口管(11)が接続され、同じく冷媒出口ヘッダ部(8)にアルミニウム製冷媒出口管(12)が接続されている。第２ヘッダタンク(3)は、前側に位置しかつ左右方向にのびる第１中間ヘッダ部(13)と、後側に位置しかつ左右方向にのびる第２中間ヘッダ部(14)と、両ヘッダ部(13)(14)を相互に連結一体化する連結部(15)とを備えている。
【００２４】
第１ヘッダタンク(2)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にプレス加工を施すことにより形成されかつすべての扁平中空体(4)が接続されたプレート状の第１部材(16)と、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にプレス加工を施すことにより形成されかつ第１部材(16)の上側を覆う第２部材(17)と、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またはアルミニウムベア材にプレス加工を施すことにより形成されかつ第１部材(16)と第２部材(17)との間に配置されて両部材(16)(17)にろう付された平坦な仕切部形成用板(18)と、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にプレス加工を施すことにより形成されかつ第１部材(16)、第２部材(17)および仕切部形成用板(18)の左右両端にろう付されたアルミニウム製左右両端部材(19)と、右端部材(19)の外面に、冷媒入口ヘッダ部(7)および冷媒出口ヘッダ部(8)に跨るようにろう付された前後方向に長いアルミニウム製のジョイントプレート(21)とよりなり、ジョイントプレート(21)に、冷媒入口管(11)および冷媒出口管(12)が接続されている。なお、ジョイントプレート(21)は、アルミニウムベア材にプレス加工を施すことにより形成されている。
【００２５】
第１部材(16)は、冷媒入口ヘッダ部(7)および冷媒出口ヘッダ部(8)の下部を形成する下方膨出状の前後両ヘッダ形成部(22)(23)と、前後両ヘッダ形成部(22)(23)どうしを一体に連結しかつ連結部(9)の下部を形成する連結壁(24)とよりなる。第１部材(21)の両ヘッダ形成部(22)(23)に、それぞれ前後方向に長い複数の管挿通穴(25)が、左右方向に間隔をおきかつ左右方向に関して同一位置に来るように形成されている。
【００２６】
第２部材(17)は、冷媒入口ヘッダ部(7)および冷媒出口ヘッダ部(8)の上部を形成する上方膨出状の前後両ヘッダ形成部(26)(27)と、前後両ヘッダ形成部(26)(27)どうしを一体に連結しかつ連結部(9)の上部を形成する連結壁(28)とよりなる。
【００２７】
仕切部形成用板(18)は、冷媒入口ヘッダ部(7)内を上下２つの空間(7A)(7B)に区画する前側仕切部(29)と、冷媒出口ヘッダ部(8)内を上下２つの空間(8A)(8B)に区画する後側仕切部(31)と、両仕切部(29)(31)を一体に連結しかつ連結部(9)の上下方向の中間部を形成する連結壁(32)とよりなる。仕切部形成用板(18)の前側仕切部(29)における左端部に配置された扁平中空体(4)よりも左側の部分には、冷媒入口ヘッダ部(7)内の上下２つの空間(7A)(7B)を通じさせる連通穴(33)が形成されている。仕切部形成用板(18)の前側仕切部(29)の前後方向の中間部には、冷媒入口ヘッダ部(7)の上下両空間(7A)(7B)を通じさせる複数の円形連通穴(34)が、左右方向に間隔をおいて形成されている。また、仕切部形成用板(18)の後側仕切部(31)の後側部分における左右両端部を除いた部分には、左右方向に長くかつ冷媒出口ヘッダ部(8)の上下両空間(8A)(8B)を通じさせる複数の長円形連通穴(35)が、左右方向に間隔をおいて形成されている。中央部の長円形連通穴(35)の長さは他の長円形連通穴(35)の長さよりも短くなっている。
【００２８】
左端部材(19)は、冷媒入口ヘッダ部(7)および冷媒出口ヘッダ部(8)の左端開口を閉鎖し、右端部材(19)は、冷媒入口ヘッダ部(7)および冷媒出口ヘッダ部(8)の右端開口を閉鎖する。図示は省略したが、右端部材(19)の冷媒入口ヘッダ部(7)の右端開口を閉鎖する部分における上側空間(7A)に臨む部分に冷媒入口が形成され、冷媒出口ヘッダ部(8)の右端開口を閉鎖する部分における上側空間(8A)に臨む部分に冷媒出口が形成されている。ジョイントプレート(21)は、右端部材(19)の冷媒入口および冷媒出口に通じる冷媒通路を有している。
【００２９】
第２ヘッダタンク(3)は、第１ヘッダタンクとほぼ同様な構成であるとともに、第１ヘッダタンク(2)とは上下逆向きに配置されたものであり、同一部分には同一符号を付す。
【００３０】
なお、第２ヘッダタンク(3)の第１部材(16)の両ヘッダ形成部(22)(23)は第１中間ヘッダ部(13)および第２中間ヘッダ部(14)の上部を形成し、第２部材(17)の両ヘッダ形成部(26)(27)は第１中間ヘッダ部(13)および第２中間ヘッダ部(14)の下部を形成する。また、仕切部形成用板(18)の前側仕切部(29)によって第１中間ヘッダ部(13)内が上下２つの空間(13A)(13B)に区画され、後側仕切部(31)によって第２中間ヘッダ部(14)内が上下２つの空間(14A)(14B)に区画されている。さらに、仕切部形成用板(18)の連結壁(32)によって連結部(15)の上下方向の中間部が形成されている。
【００３１】
第２ヘッダタンク(3)の第１ヘッダタンク(2)との相違点は、次の通りである。
【００３２】
第１の相違点は、第２部材(17)における両中間ヘッダ部(13)(14)の下側空間(13B)(14B)どうしを区画する部分に、第１中間ヘッダ部(13)の下側空間(13B)内と、第２中間ヘッダ部(14)の下側空間(14B)内とを通じさせる複数の連通部(36)が、左右方向に間隔をおいて設けられていることにある。連通部(36)は、第２中間ヘッダ部(14)内における第２ヘッダタンク(3)の長さ方向での冷媒量を均一にしうる複数箇所において、左右方向に隣り合う扁平中空体(4)どうしの間に設けられている。
【００３３】
第２の相違点は、仕切部形成用板(18)の前側仕切部(29)に、連通穴(33)および円形連通穴(34)に代えて、左右方向に長い比較的大きな複数の方形連通穴(37)が、左右方向に間隔をおいて形成され、後側仕切部(31)の後側部分に、長円形連通穴(34)に代えて、複数の円形連通穴(38)が左右方向に間隔をおいて貫通状に形成されていることにある。
【００３４】
第３の相違点は、右端部材(21)には冷媒入口および冷媒出口が形成されておらず、ジョイントプレート(21)がろう付されていないことにある。
【００３５】
図２および図３に示すように、扁平中空体(4)は、プレス加工が施されたアルミニウムブレージングシート製の２枚の長方形状金属板(41)の前後両側縁部どうしおよび前後方向中央部どうしが全長にわたってろう付されることにより形成されたものであり、上下方向にのびるとともに上下両端が開口した熱交換管(45)が、前後方向に間隔をおいて２つ、すなわち第１ヘッダタンク(2)および第２ヘッダタンク(3)のヘッダ部(7)(8)(13)(14)の数と同数だけ設けられている。扁平中空体(4)の熱交換管(45)は、両金属板(41)の前後両側縁部どうしのろう付部(46)と前後方向中央部どうしのろう付部(47)との間の部分において、両金属板(41)にそれぞれ全長にわたる外方膨出部(48)が形成されることにより設けられており、幅方向を前後方向に向けた扁平状となっている。
【００３６】
扁平中空体(4)における両金属板(41)の前後両側縁部どうしのろう付部(46)の上下両端部は、前後方向外側縁から上下両端面にかけて切除されている。当該切除部を(51)で示す。また、扁平中空体(4)における両金属板(41)の前後方向中央部どうしのろう付部(47)の上下両端部は、他の部分よりも前後方向の幅が広くなっており、幅広ろう付部(47a)に上下方向外端部から切り欠き(52)が形成されている。なお、扁平中空体(4)に幅広ろう付部(47a)が設けられることにより、熱交換管(45)の上下両端部は、他の部分よりも前後方向の幅が狭くなっている。そして、前後両側縁部のろう付部(46)に切除部(51)が形成されるとともに、前後方向中央部の幅広ろう付部(47a)に切り欠き(52)が形成されることによって、各熱交換管(45)の上下両端部が他の部分よりも上下方向外方に突出することになり、当該突出部が、第１ヘッダタンク(2)および第２ヘッダタンク(3)の管挿通穴(25)内に挿入される挿入部(53)となっている。扁平中空体(4)は、前側の熱交換管(45)の上下両端挿入部(53)が、第１ヘッダタンク(2)および第２ヘッダタンク(3)における第１部材(16)の前側管挿通穴(25)に挿入されるとともに、後側の熱交換管(45)の上下両端挿入部(53)が、第１ヘッダタンク(2)および第２ヘッダタンク(3)における第１部材(16)の後側管挿通穴(25)に挿入され、さらに扁平中空体(4)における前後両側縁部のろう付部(46)の切除部(51)の底辺部分、および前後方向中央部の幅広ろう付部(47a)の切り欠き(52)の底辺部分が第１ヘッダタンク(2)および第２ヘッダタンク(3)における第１部材(16)の両ヘッダ形成部(22)(23)外面に当接することにより扁平中空体(4)の端部の位置決めが行われた状態で、両ヘッダタンク(2)(3)の第１部材(16)にろう付されている。コルゲートフィン(5)は、扁平中空体(4)の前後両熱交換管(45)に共有されているとともに、コルゲートフィン(5)の波頂部または波底部が熱交換管(45)にろう付されている。また、コルゲートフィン(5)の波頂部と波底部との連結部に複数のルーバが形成されている。さらに、扁平中空体(4)の両熱交換管(45)内に跨るように、アルミニウム製コルゲート状インナーフィン(54)が配置されており、両金属板(41)にろう付されている。
【００３７】
扁平中空体(4)の両熱交換管(45)の前後両端壁(45a)の左右両側部分には、熱交換管(45)の左右方向の中央部に向かって前後方向外方に直線状に傾斜した傾斜部(55)が設けられている。すなわち、扁平中空体(4)の各金属板(41)における両熱交換管(45)を形成する外方膨出部(48)の前後両側壁(48a)は、扁平中空体(4)の厚みの中央部に向かって前後方向外方に直線状に傾斜している。そして、扁平中空体の熱交換管(45)の前後両端壁(45a)の傾斜部(55)外面とコルゲートフィン(5)の左右両側縁部との間に、それぞれ入り隅部分(56)が形成されている。入り隅部分(56)における熱交換管(45)の幅方向内側の角部は鋭角となっている。両熱交換管(45)の前後両端壁(45a)の傾斜部(55)とコルゲートフィン(5)の左右両側縁部とのなす角度θは、扁平中空体(4)およびコルゲートフィン(5)の表面に発生した凝縮水の排水性を考慮して２５〜４０度となっている。また、熱交換管(45)の前後方向の幅をＷ１ｍｍ、熱交換管(45)の左右両側面とコルゲートフィン(5)との接触部の前後方向の長さをＷ２ｍｍとした場合、熱交換管(45)の前後方向の幅：Ｗ１に対する熱交換管(45)の左右両側面とコルゲートフィン(5)との接触部の前後方向の長さ：Ｗ２の比率である接触率：Ｗ２／Ｗ１＝８０〜９５％であることが好ましい。さらに、熱交換管(45)の前後方向の幅Ｗ１が１０〜２０ｍｍであり、熱交換管(45)の左右方向の厚みＨが１〜１．８ｍｍであることが好ましい。
【００３８】
扁平中空体(4)の前後両側縁部において、両金属板(41)のうちのいずれか一方の金属板(41)に、先端部が同他方の金属板(41)よりも当該他方の金属板(41)が接触しているコルゲートフィン(5)側に突出した凸条(57)が全長にわたって形成されている。すなわち、扁平中空体(4)の左側金属板(41)の前側縁部に、先端部が右側金属板(41)よりも右方に突出した凸条(57)が全長にわたって形成され、同じく右側金属板(41)の後側縁部に、先端部が左側金属板(41)よりも左方に突出した凸条(57)が全長にわたって形成されている。
【００３９】
上述したエバポレータ(1)は、入口管(11)および出口管(12)を除いたすべての部品が組み合わされて一括ろう付されることにより製造される。
【００４０】
エバポレータ(1)は、コンプレッサおよび冷媒冷却器としてのコンデンサとともに、フロン系冷媒を使用する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。
【００４１】
上述したエバポレータ(1)においては、コンプレッサのオン時には、コンプレッサ、コンデンサおよび膨張弁を通過した気液混相の２相冷媒は、冷媒入口管(11)から冷媒入口ヘッダ部(7)の上側空間(7A)内に入り、同下側空間(7B)、扁平中空体(4)の前側の熱交換管(45)、第１中間ヘッダ部(13)の上側空間(13A)、同下側空間(13B)、第２中間ヘッダ部(14)の下側空間(14B)、扁平中空体(4)の後側の熱交換管(45)、冷媒出口ヘッダ部(8)の下側空間(8B)および同上側空間(8A)を経て冷媒出口管(12)に流出する。
【００４２】
そして、冷媒が扁平中空体(4)の前後両熱交換管(45)内を流れる間に、隣り合う扁平中空体(4)どうしの間の通風間隙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。
【００４３】
このとき、コルゲートフィン(5)の表面に凝縮水が発生する。この凝縮水は、表面張力によって、扁平中空体(4)における熱交換管(45)の前後両端壁(45a)の傾斜部(55)外面とコルゲートフィン(5)の左右両側縁部との間に形成された入り隅部分(56)に引き寄せられるように流れ、その後入り隅部分(56)を通って下方に流下する。したがって、凝縮水の排水性が向上し、エバポレータ(1)の性能低下が防止される。また、扁平中空体(4)の前側縁部の凸条(57)の働きにより、凝縮水の前方への飛散が抑制される。
【００４４】
次に、実施形態１のエバポレータ(1)の扁平中空体(4)を用いて行った実験例について、比較実験例とともに説明する。
【００４５】
実験例１
実施形態１のエバポレータ(1)から両ヘッダタンク(2)(3)、冷媒入口管(11)および冷媒出口管(12)を除いた扁平中空体(4)、コルゲートフィン(5)およびサイドプレート(6)のろう付された組み合わせ体を用意した。扁平中空体(4)の熱交換管(45)の前後両端壁(45a)の傾斜部(55)とコルゲートフィン(5)の左右両側縁部とのなす角度θは２５度である。そして、上記組み合わせ体を水槽内の水に浸し、上記組み合わせたに残存していた空気を除去した後、３０分間放置した。ついで、上記組み合わせ体を、扁平中空体(4)が垂直になるように吊り上げて水から出し、この状態で上記組み合わせ体の重量を３０分間測定することにより保水量変化を調べた。
【００４６】
実験例２
熱交換管(45)の前後両端壁(45a)の傾斜部(55)とコルゲートフィン(5)の左右両側縁部とのなす角度θを３５度とした他は、実験例１と同様な組み合わせ体を用意し、実験例１と同様にして保水量変化を調べた。なお、熱交換管(45)の前後方向の幅Ｗ１および熱交換管(4)の左右方向の厚みＨは、実験例１と同じである。
【００４７】
比較実験例１
熱交換管(45)の前後両端壁(45a)の傾斜部(55)とコルゲートフィン(5)の左右両側縁部とのなす角度θを４５度とした他は、実験例１と同様な組み合わせ体を用意し、実験例１と同様にして保水量変化を調べた。なお、熱交換管(45)の前後方向の幅Ｗ１および熱交換管(4)の左右方向の厚みＨは、実験例１と同じである。
【００４８】
比較実験例２
扁平中空体(4)の代わりに、前後方向に間隔をおいて並んだ２つの熱交換管からなる組と、コルゲートフィン(5)と、サイドプレート(6)とをろう付した組み合わせ体を用意した。熱交換管としては、特許文献１記載の熱交換管、すなわち前後両端壁の横断面形状が前後方向外方に突出した円弧状である熱交換管を用いた。なお、比較実験例２の熱交換管の前後方向の幅および左右方向の厚みは、実験例１と同じである。そして、実験例１と同様にして保水量変化を調べた。
【００４９】
実験例１〜２および比較実験例１〜２の結果を図４に示す。図４に示す結果から明らかなように、実験例１〜２においては、３０分間経過した後の保水量は比較実験例１〜２に比べて少なくなっており、排水性が優れていることが分かる。
【００５０】
また、実験例１〜２および比較実験例１の保水量、実験例１〜２および比較実験例１の熱交換管の前後方向の幅：Ｗ１に対する熱交換管の左右両側面とコルゲートフィンとの接触部の前後方向の長さ：Ｗ２の比率である接触率：Ｗ２／Ｗ１、ならびに熱交換管の前後両端壁の傾斜部とコルゲートフィンの左右両側縁部とのなす角度：θの関係を図５に示す。
【００５１】
さらに、上記接触率：Ｗ２／Ｗ１に対する保水量の比率、ならびに熱交換管の前後両端壁の傾斜部とコルゲートフィンの左右両側縁部とのなす角度：θの関係を図６に示す。上記接触率：Ｗ２／Ｗ１に対する保水量の比率が小さい方が、排水性の低下を防止した上で、熱交換管とコルゲートフィンとの接触面積の減少に起因する伝熱性能の低下の抑制が可能であることを意味する。したがって、図６に示す結果から、熱交換管の前後両端壁の傾斜部とコルゲートフィンの左右両側縁部とのなす角度：θが２５〜４０度の場合に、必要な伝熱性を確保した上で、凝縮水の排水性を向上させることが可能である。
【００５２】
実施形態２
この実施形態は図７および図８に示すものである。図７および図８はエバポレータの要部の構成を示す。
【００５３】
図７および図８において、エバポレータ(60)は、上下方向に間隔をおいて配置されかつ左右方向にのびるアルミニウム製第１ヘッダタンク(61)およびアルミニウム製第２ヘッダタンク(62)と、両ヘッダタンク(61)(62)間に、幅方向を前後方向に向けるとともに左右方向に間隔をおいて配置された複数のアルミニウム製扁平中空体(63)と、隣接する扁平中空体(63)どうしの間の通風間隙、および左右両端の扁平中空体(63)の外側にそれぞれ配置されて扁平中空体(63)にろう付されたアルミニウム製コルゲートフィン(5)と、左右両端のコルゲートフィン(5)の外側にそれぞれ配置されてコルゲートフィン(5)にろう付されたアルミニウム製サイドプレート（図示略）とを備えている。
【００５４】
第１ヘッダタンク(61)の全体が冷媒入口ヘッダ部(65)となっており、第２ヘッダタンク(62)の全体が冷媒出口ヘッダ部(66)となっている。第１ヘッダタンク(61)の冷媒入口ヘッダ部(65)に冷媒入口管（図示略）が接続され、第２ヘッダタンク(62)の冷媒出口ヘッダ部(66)にアルミニウム製冷媒出口管（図示略）が接続されている。
【００５５】
第１ヘッダタンク(61)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にプレス加工を施すことにより形成されかつすべての扁平中空体(63)が接続されたプレート状の第１部材(67)と、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にプレス加工を施すことにより形成されかつ第１部材(67)の上側を覆う第２部材(68)と、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またはアルミニウムベア材にプレス加工を施すことにより形成されかつ第１部材(67)と第２部材(68)との間に配置されて両部材(67)(68)にろう付された平坦な仕切部形成用板(69)と、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にプレス加工を施すことにより形成されかつ第１部材(67)、第２部材(68)および仕切部形成用板(69)の左右両端にろう付されたアルミニウム製左右両端部材（図示略）とを備えている。
【００５６】
第１部材(67)は、冷媒入口ヘッダ部(65)の下部を形成し、第２部材(68)は冷媒入口ヘッダ部(65)の上部を形成する。第１部材(67)に、前後方向に長い複数の管管挿通穴(71)が、左右方向に間隔をおいて形成されている。仕切部形成用板(69)は、冷媒入口ヘッダ部(65)内を上下２つの空間(65A)(65B)に区画する仕切部(73)を備えている。仕切部形成用板(69)の仕切部(73)の前側部分および後側部分には、それぞれ左右方向に長い比較的大きな複数の方形連通穴(74)が、左右方向に間隔をおいて形成されている。左右両端部材は冷媒入口ヘッダ部(65)の左右両端開口を閉鎖する。左端部材または右端部材における上側空間(65A)と対応する部分に冷媒入口が形成されている。
【００５７】
第２ヘッダタンク(62)は、第１ヘッダタンク(61)と同一構成であるとともに第１ヘッダタンク(61)とは上下逆向きに配置されたものであり、同一部分には同一符号を付す。
【００５８】
なお、第２ヘッダタンク(3)の第１部材(67)は冷媒出口ヘッダ部(66)の上部を形成し、第２部材(68)は冷媒出口ヘッダ部(66)の下部を形成する。また、仕切部形成用板(69)の仕切部(73)によって冷媒出口ヘッダ部(66)内が上下２つの空間(66A)(66B)に区画されている。また、左端部材または右端部材における下側空間(66B)と対応する部分に冷媒出口が形成されている。
【００５９】
扁平中空体(63)は、プレス加工が施されたアルミニウムブレージングシート製の２枚の長方形状金属板(75)の前後両側縁部どうしが全長にわたってろう付されることにより形成されたものであり、上下方向にのびるとともに上下両端が開口した熱交換管(76)が、第１ヘッダタンク(61)および第２ヘッダタンク(62)のヘッダ部(65)(66)の数と同数、すなわち１つだけ設けられている。扁平中空体(63)の熱交換管(76)は、両金属板(75)の前後両側縁部どうしのろう付部(77)間の部分において、それぞれ両金属板(75)に全長にわたる外方膨出部(78)が形成されることにより設けられており、幅方向を前後方向に向けた扁平状となっている。
【００６０】
扁平中空体(63)における両金属板(75)の前後両側縁部どうしのろう付部(77)の上下両端部は、前後方向外側縁から上下両端面にかけて切除されている。当該切除部を(81)で示す。そして、前後両側縁部のろう付部(77)に切除部(81)が形成されることによって、各熱交換管(76)の上下両端部が他の部分よりも上下方向外方に突出することになり、当該突出部が、第１ヘッダタンク(61)および第２ヘッダタンク(63)の管挿通穴(71)内に挿入される挿入部(82)となっている。扁平中空体(63)は、熱交換管(76)の上下両端挿入部(82)が、第１ヘッダタンク(61)および第２ヘッダタンク(62)における第１部材(67)の管挿通穴(71)に挿入され、さらに扁平中空体(63)における前後両側縁部のろう付部(77)の切除部(81)の底辺部分が第１ヘッダタンク(61)および第２ヘッダタンク(62)における第１部材(67)の外面に当接することにより扁平中空体(63)の端部の位置決めが行われた状態で、両ヘッダタンク(61)(62)の第１部材(67)にろう付されている。コルゲートフィン(5)は、波頂部または波底部が熱交換管(76)にろう付されている。また、扁平中空体(63)の熱交換管(76)内にアルミニウム製コルゲート状インナーフィン(79)が配置されており、両金属板(75)にろう付されている。
【００６１】
扁平中空体(63)の熱交換管(76)の前後両端壁(76a)の左右両側部分には、熱交換管(76)の左右方向の中央部に向かって前後方向外方に直線状に傾斜した傾斜部(83)が設けられている。すなわち、扁平中空体(63)の各金属板(75)における両熱交換管(76)を形成する外方膨出部(78)の前後両側壁(78a)は、扁平中空体(63)の厚みの中央部に向かって前後方向外方に直線状に傾斜している。そして、扁平中空体(63)における熱交換管(76)の前後両端壁(75a)の傾斜部(83)外面とコルゲートフィン(5)の左右両側縁部との間に、それぞれ入り隅部分(84)が形成されている。入り隅部分(84)の前後方向内側の角部は鋭角となっている。熱交換管(76)の前後両端壁(76a)の傾斜部(83)とコルゲートフィン(5)の左右両側縁部とのなす角度θは、扁平中空体(63)およびコルゲートフィン(5)の表面に発生した凝縮水の排水性を考慮して２５〜４０度となっている。また、熱交換管(76)の前後方向の幅をＷ１ｍｍ、熱交換管(76)の左右両側面とコルゲートフィン(5)との接触部の前後方向の長さをＷ２ｍｍとした場合、熱交換管(76)の前後方向の幅：Ｗ１に対する熱交換管(76)の左右両側面とコルゲートフィン(5)との接触部の前後方向の長さ：Ｗ２の比率である接触率：Ｗ２／Ｗ１＝８０〜９５％であることが好ましい。さらに、熱交換管(76)の前後方向の幅Ｗ１が１０〜２０ｍｍであり、熱交換管(76)の左右方向の厚みＨが１〜１．８ｍｍであることが好ましい。
【００６２】
扁平中空体(63)の前後両側縁部において、両金属板(75)のうちのいずれか一方の金属板(75)に、先端部が同他方の金属板(75)よりも当該他方の金属板(75)が接触しているコルゲートフィン(5)側に突出した凸条(85)が全長にわたって形成されている。すなわち、扁平中空体(63)の左側金属板(75)の前側縁部に、先端部が右側金属板(75)よりも右方に突出した凸条(85)が全長にわたって形成され、同じく右側金属板(75)の後側縁部に、先端部が左側金属板(75)よりも左方に突出した凸条(85)が全長にわたって形成されている。
【００６３】
エバポレータ(60)は、コンプレッサおよび冷媒冷却器としてのコンデンサとともに、フロン系冷媒を使用する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。
【００６４】
上述したエバポレータ(60)においては、コンプレッサのオン時には、コンプレッサ、コンデンサおよび膨張弁を通過した気液混相の２相冷媒が、冷媒入口管から右端部材または左端部材の冷媒入口を通って第１ヘッダタンク(61)の冷媒入口ヘッダ部(65)内に入り、熱交換管(76)および冷媒出口ヘッダ部(66)を経て冷媒出口管に流出する。
【００６５】
そして、冷媒が扁平中空体(63)の熱交換管(76)内を流れる間に、隣り合う扁平中空体(63)どうしの間の通風間隙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。
【００６６】
このとき、コルゲートフィン(5)の表面に凝縮水が発生する。この凝縮水は、表面張力によって、扁平中空体(63)の熱交換管(76)の前後両端壁の傾斜部(83)外面とコルゲートフィン(5)の左右両側縁部との間に形成された入り隅部分(84)に引き寄せられるように流れ、その後入り隅部分(84)を通って下方に流下する。したがって、凝縮水の排水性が向上し、エバポレータ(1)の性能低下が防止される。また、扁平中空体(63)の前側縁部の凸条(85)の働きにより、凝縮水の前方への飛散が抑制される。
【００６７】
実施形態３
この実施形態は図９および図１０に示すものである。図９および図１０はエバポレータの要部の構成を示す。
【００６８】
図９および図１０において、エバポレータ(90)は、実施形態１のエバポレータ(1)の両ヘッダタンク(2)(3)と同一の構成を有しかつ上下方向に間隔をおいて配置された第１ヘッダタンク(2)および第２ヘッダタンク(3)を備えている。が上下方向に間隔をおいて配置されている。両ヘッダタンク(2)(3)間には、幅方向を前後方向に向けるとともに前後方向に間隔をおいて配置された両ヘッダタンク(2)(3)のヘッダ部(7)(8)(13)(14)と同数、ここでは２つのアルミニウム押出形材製扁平状熱交換管(91)からなる組(92)が、左右方向に間隔をおいて複数配置され、前後両熱交換管(91)からなる組(92)どうしの間の通風間隙、および左右両端の組(92)の外側にそれぞれアルミニウム製コルゲートフィン(5)が配置されて熱交換管(91)にろう付され、左右両端のコルゲートフィン(5)の外側にそれぞれアルミニウム製サイドプレート（図示略）が配置されてコルゲートフィン(5)にろう付されている。
【００６９】
前側の熱交換管(91)の上下両端部が、第１ヘッダタンク(2)および第２ヘッダタンク(3)における第１部材(16)の前側管挿通穴(25)に挿入された状態で、両ヘッダタンク(2)(3)の第１部材(16)にろう付され、後側の熱交換管(91)の上下両端部が、第１ヘッダタンク(2)および第２ヘッダタンク(3)における第１部材(16)の後側管挿通穴(25)に挿入された状態で、両ヘッダタンク(2)(3)の第１部材(16)にろう付されている。コルゲートフィン(5)は、前後両熱交換管(91)に共有されているとともに、コルゲートフィン(5)の波頂部または波底部が熱交換管(91)にろう付されている。
【００７０】
熱交換管(91)の前後両端壁(91a)の左右両側部分には、熱交換管(91)の左右方向の中央部に向かって前後方向外方に直線状に傾斜した傾斜部(93)が設けられている。前後両端壁(91a)における両傾斜部(93)間の部分には、コルゲートフィン(5)の左右両側縁部と直角をなす部分が存在する。そして、熱交換管(91)の前後両端壁(91a)の傾斜部(93)外面とコルゲートフィン(5)の左右両側縁部との間に、それぞれ入り隅部分(94)が形成されている。入り隅部分(94)における熱交換管(91)の幅方向内側の角部は鋭角となっている。熱交換管(91)の前後両端壁(91a)の傾斜部(93)とコルゲートフィン(5)の左右両側縁部とのなす角度θは、熱交換管(91)およびコルゲートフィン(5)の表面に発生した凝縮水の排水性を考慮して２５〜４０度となっている。また、熱交換管(91)の前後方向の幅をＷ１ｍｍ、熱交換管(91)の左右両側面とコルゲートフィン(5)との接触部の前後方向の長さをＷ２ｍｍとした場合、熱交換管(91)の前後方向の幅：Ｗ１に対する熱交換管(91)の左右両側面とコルゲートフィン(5)との接触部の前後方向の長さ：Ｗ２の比率である接触率：Ｗ２／Ｗ１＝８０〜９５％であることが好ましい。さらに、熱交換管(91)の前後方向の幅Ｗ１が１０〜２０ｍｍであり、熱交換管(91)の左右方向の厚みＴが１〜１．８ｍｍであることが好ましい。
【００７１】
エバポレータ(90)は、コンプレッサおよび冷媒冷却器としてのコンデンサとともに、フロン系冷媒を使用する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。
【００７２】
上述したエバポレータ(90)においては、コンプレッサのオン時には、コンプレッサ、コンデンサおよび膨張弁を通過した気液混相の２相冷媒が、冷媒入口管(11)から冷媒入口ヘッダ部(7)の上側空間(7A)内に入り、同下側空間(7B)、前側の熱交換管(91)、第１中間ヘッダ部(13)の上側空間(13A)、同下側空間(13B)、第２中間ヘッダ部(14)の下側空間(14B)、後側の熱交換管(91)、冷媒出口ヘッダ部(8)の下側空間(8B)および同上側空間(8A)を経て冷媒出口管(12)に流出する。
【００７３】
そして、冷媒が前後両熱交換管(91)内を流れる間に、隣り合う熱交換管(91)からなる組(92)どうしの間の通風間隙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。
【００７４】
このとき、コルゲートフィン(5)の表面に凝縮水が発生する。この凝縮水は、表面張力によって、各熱交換管(91)の前後両端壁(91a)の傾斜部(93)外面とコルゲートフィン(5)の左右両側縁部との間に形成された入り隅部分(94)に引き寄せられるように流れ、その後入り隅部分(94)を通って下方に流下する。したがって、凝縮水の排水性が向上し、エバポレータ(1)の性能低下が防止される。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
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】
【００７６】
(1)(60)(90)：エバポレータ
(2)(3)(61)(62)：ヘッダタンク
(4)(63)：扁平中空体
(5)：コルゲートフィン
(41)(75)：金属板
(48)(78)：外方膨出部
(48a)(78a)：前後両壁
(45)(76)(91)：熱交換管
(45a)(76a)(91a)：前後両端壁
(55)(83)(93)：傾斜部
(57)(85)：凸条
【図１】
2011085363.tif 000003
【図２】
2011085363.tif 000004
【図３】
2011085363.tif 000005
【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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【図１０】
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