(57)【要約】【課題】重量の増大を抑制しうる蓄冷機能付きエバポレータを提供する。【解決手段】蓄冷機能付きエバポレータは、長手方向を上下方向に向けるととも幅方向を通風方向に向けた状態で、互いに間隔をおいて並列状に配置された複数の冷媒流通管12を備えている。隣り合う冷媒流通管12どうしの間に形成されたすべての間隙14A,14Bのうち一部の複数の間隙14Aに凝縮水貯留部材15を配置し、残りの間隙14Bに伝熱フィン16を配置する。凝縮水貯留部材15が配置された間隙14Aの両側の間隙14Bに伝熱フィン16が位置している。凝縮水貯留部材15の左右両側面に、上下方向に間隔をおいて形成された複数の通風路17,18からなる通風路列17A,18Aを２列設ける。風上側通風路列17Aの通風路17の風下側端部と、同風下側通風路列18Aの通風路18の風上側端部とが上下方向にずれている。【選択図】図３
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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、互いに間隔をおいて並列状に配置された複数の扁平状冷媒流通管を備えており、隣り合う冷媒流通管どうしの間に形成されたすべての間隙のうち一部の複数の間隙に凝縮水貯留部材が配置されるとともに、残りの間隙に伝熱フィンが配置され、凝縮水貯留部材が配置された間隙の両側の間隙のうち少なくともいずれか一方の間隙に伝熱フィンが位置し、凝縮水貯留部材における冷媒流通管の厚み方向の両側面に、上下方向に間隔をおいて形成された複数の通風路からなる通風路列が、通風方向に間隔をおいて複数列設けられ、通風方向に隣り合う２つの通風路列のうち風上側通風路列の通風路の風下側端部と、同風下側通風路列の通風路の風上側端部とが上下方向にずれている蓄冷機能付きエバポレータ。
【請求項２】
最も風上側に位置する通風路列を除いた通風路列のうち少なくとも１つの通風路列の通風路が、風下側に向かって上方に傾斜している請求項１記載の蓄冷機能付きエバポレータ。
【請求項３】
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管組が、冷媒流通管の厚み方向に間隔をおいて複数配置され、隣り合う管組どうしの間に間隙が形成され、凝縮水貯留部材に通風方向に並んだ２つの通風路列が設けられ、風上側通風路列の通風路が水平であるとともに、風下側通風路列の通風路が風下側に向かって上方に傾斜しており、風上側通風路列の通風路の風下側端部、および風下側通風路列の通風路の風上側端部が、それぞれ風下側冷媒流通管の幅方向の範囲内に位置している請求項２記載の蓄冷機能付きエバポレータ。
【請求項４】
凝縮水貯留部材が２枚の金属板を接合することにより形成されており、通風路が、両金属板に設けられて冷媒流通管側に突出するとともに突出端が冷媒流通管に接合された２つの通風路用凸部の間に形成されている請求項１〜３のうちのいずれかに記載の蓄冷機能付きエバポレータ。
【請求項５】
凝縮水貯留部材の１つの通風路を形成する２つの通風路用凸部の間において、各金属板に、他の金属板側に突出した接合用凸部が設けられ、両金属板の接合用凸部どうしがろう付されている請求項４記載の蓄冷機能付きエバポレータ。
【請求項６】
凝縮水貯留部材の一方の金属板における通風路用凸部の突出端と、同他方の金属板における通風路用凸部の突出端との間の最短距離が、伝熱フィンにおける冷媒流通管の厚み方向の寸法であるフィン高さと等しくなっている請求項５記載の蓄冷機能付きエバポレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は蓄冷機能付き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】
近年、環境保護や自動車の燃費向上などを目的として、信号待ちなどの停車時にエンジンを自動的に停止させる自動車が提案されている。
【０００４】
しかしながら、通常のカーエアコンにおいては、エンジンを停止させると、エンジンを駆動源とする圧縮機が停止するので、エバポレータに冷媒が供給されなくなり、冷房能力が急激に低下するという問題がある。
【０００５】
そこで、このような問題を解決するために、エバポレータに蓄冷機能を付与し、エンジンが停止して圧縮機が停止した際に、エバポレータに蓄えられた冷熱を放冷して車室内を冷却することが考えられている。
【０００６】
この種の蓄冷機能付きエバポレータとして、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、互いに間隔をおいて並列状に配置された複数の扁平状冷媒流通管を備えており、隣り合う冷媒流通管どうしの間に形成されたすべての間隙のうち一部の複数の間隙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、残りの間隙に伝熱フィンが配置され、蓄冷材容器が配置された間隙の両側の間隙のうち少なくともいずれか一方の間隙に伝熱フィンが位置している蓄冷機能付きエバポレータが提案されている（特許文献１参照）。
【０００７】
特許文献１記載の蓄冷機能付きエバポレータによれば、圧縮機が作動している通常の冷房時には、冷媒流通管内を流れる冷媒の有する冷熱が、蓄冷材容器内の蓄冷材に伝わって蓄冷材に冷熱が蓄えられるようになっている。一方、圧縮機が停止した際には、蓄冷材容器内の蓄冷材に蓄えられた冷熱が冷媒流通管に伝えられ、冷媒流通管を通って蓄冷材容器が配置された間隙の両隣の間隙に配置された伝熱フィンに伝えられ、伝熱フィンから当該間隙を流れる空気に放冷されるようになっている。
【０００８】
しかしながら、特許文献１記載の蓄冷機能付きエバポレータによれば、蓄冷材が封入された蓄冷材容器を備えているので、全体の重量が増大するという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１３−６１１３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
この発明の目的は、上記問題を解決し、重量の増大を抑制しうる蓄冷機能付き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】
【００１１】
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。
【００１２】
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、互いに間隔をおいて並列状に配置された複数の扁平状冷媒流通管を備えており、隣り合う冷媒流通管どうしの間に形成されたすべての間隙のうち一部の複数の間隙に凝縮水貯留部材が配置されるとともに、残りの間隙に伝熱フィンが配置され、凝縮水貯留部材が配置された間隙の両側の間隙のうち少なくともいずれか一方の間隙に伝熱フィンが位置し、凝縮水貯留部材における冷媒流通管の厚み方向の両側面に、上下方向に間隔をおいて形成された複数の通風路からなる通風路列が、通風方向に間隔をおいて複数列設けられ、通風方向に隣り合う２つの通風路列のうち風上側通風路列の通風路の風下側端部と、同風下側通風路列の通風路の風上側端部とが上下方向にずれている蓄冷機能付きエバポレータ。
【００１３】
2)最も風上側に位置する通風路列を除いた通風路列のうち少なくとも１つの通風路列の通風路が、風下側に向かって上方に傾斜している上記1)記載の蓄冷機能付きエバポレータ。
【００１４】
3)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管組が、冷媒流通管の厚み方向に間隔をおいて複数配置され、隣り合う管組どうしの間に間隙が形成され、凝縮水貯留部材に通風方向に並んだ２つの通風路列が設けられ、風上側通風路列の通風路が水平であるとともに、風下側通風路列の通風路が風下側に向かって上方に傾斜しており、風上側通風路列の通風路の風下側端部、および風下側通風路列の通風路の風上側端部が、それぞれ風下側冷媒流通管の幅方向の範囲内に位置している上記2)記載の蓄冷機能付きエバポレータ。
【００１５】
4)凝縮水貯留部材が２枚の金属板を接合することにより形成されており、通風路が、両金属板に設けられて冷媒流通管側に突出するとともに突出端が冷媒流通管に接合された２つの通風路用凸部の間に形成されている上記1)〜3)のうちのいずれかに記載の蓄冷機能付きエバポレータ。
【００１６】
5)凝縮水貯留部材の１つの通風路を形成する２つの通風路用凸部の間において、各金属板に、他の金属板側に突出した接合用凸部が設けられ、両金属板の接合用凸部どうしがろう付されている上記4)記載の蓄冷機能付きエバポレータ。
【００１７】
6)凝縮水貯留部材の一方の金属板における通風路用凸部の突出端と、同他方の金属板における通風路用凸部の突出端との間の最短距離が、伝熱フィンにおける冷媒流通管の厚み方向の寸法であるフィン高さと等しくなっている上記5)記載の蓄冷機能付きエバポレータ。
【発明の効果】
【００１８】
上記1)〜6)の蓄冷機能付きエバポレータによれば、凝縮水貯留部材が配置された間隙においては、風が通り抜けにくくなるので、圧縮機の作動時に凝縮水貯留部材の表面に発生した凝縮水は、凝縮水貯留部材に比較的長時間保持される。そして、エンジンが停止して圧縮機が停止した際には、凝縮水貯留部材に保持されている凝縮水の顕熱としての冷熱や、凝縮水貯留部材において凝縮水が凍結していた場合には、凍結した凝縮水の潜熱としての冷熱および溶融した後の凝縮水の顕熱としての冷熱が、凝縮水貯留部材が配置された間隙を流れる空気に放冷される。さらに、上述した凝縮水の顕熱としての冷熱や、凝縮水貯留部材において凝縮水が凍結していた場合には、凍結した凝縮水の潜熱としての冷熱および溶融した後の凝縮水の顕熱としての冷熱が、凝縮水貯留部材の両側の冷媒流通管を通って凝縮水貯留部材が配置された間隙の両側の間隙のうち少なくともいずれか一方に位置する伝熱フィンに伝えられ、伝熱フィンから伝熱フィンが配置されている間隙を流れる空気に放冷される。したがって、放冷時間を延長することが可能になり、冷房能力の低下をより長時間抑制することができる。その結果、潜熱蓄熱材を収容した蓄冷材容器を必要とせず、特許文献１記載の蓄冷機能付きエバポレータに比べて軽量化を図ることが可能になる。
【００１９】
上記2)および3)の蓄冷機能付きエバポレータによれば、凝縮水貯留部材が配置された間隙において、一層風が通り抜けにくくなるので、圧縮機の作動時に凝縮水貯留部材の表面に発生した凝縮水は熱交換コア部外に排出されにくくなる。したがって、凝縮水の凝縮水貯留部材に保持される時間を効果的に延長することが可能になる。
【００２０】
上記3)の蓄冷機能付きエバポレータによれば、風下側通風路列の通風路が風下側に向かって上方に傾斜しているので、風下側通風路列の通風路の表面に発生した凝縮水の飛散を抑制することができる。
【００２１】
上記4)の蓄冷機能付きエバポレータによれば、通風路を有する凝縮水貯留部材を比較的簡単につくることができる。
【００２２】
上記5)の蓄冷機能付きエバポレータによれば、凝縮水貯留部材における凝縮水が発生する部分の面積を増大させることができ、圧縮機が停止した際の放冷時間を効果的に延長することができる。
【００２３】
上記6)の蓄冷機能付きエバポレータによれば、隣り合う冷媒流通管どうしの間に形成された間隙における冷媒流通管の厚み方向の寸法を、すべての間隙において等しくすることができ、蓄冷機能付きエバポレータの製造作業が比較的簡単になる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明の蓄冷機能付きエバポレータの全体構成を示す一部を省略した斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線拡大断面図である。
【図３】図１の蓄冷機能付きエバポレータに用いられる凝縮水貯留部材を示す左側面図である。
【図４】図１の蓄冷機能付きエバポレータに用いられる凝縮水貯留部材を示す部分拡大斜視図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】図４のＣ−Ｃ線断面図である。
【図７】図４のＤ−Ｄ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、この発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００２６】
以下の説明において、通風方向下流側（図１〜図３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、通風方向下流側から見た際の左右（図１の左右）を左右というものとする。
【００２７】
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。
【００２８】
図１はこの発明による蓄冷機能付きエバポレータの全体構成を示し、図２〜図７はその要部の構成を示す。
【００２９】
図１において、蓄冷機能付きエバポレータ(1)は、長手方向を左右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。
【００３０】
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)の左端部に冷媒入口(7)が設けられ、風上側上ヘッダ部(6)の左端部に冷媒出口(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。
【００３１】
図１および図２に示すように、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）を向いた複数のアルミニウム押出形材製扁平状冷媒流通管(12)が、左右方向（冷媒流通管(12)の厚み方向）に間隔をおいて並列状に配置されている。ここでは、前後方向に間隔をおいて配置された２つの冷媒流通管(12)からなる複数の組(13)が左右方向に間隔をおいて配置されており、前後の冷媒流通管(12)よりなる組(13)の隣り合うものどうしの間に間隙(14A)(14B)が形成されている。風下側の冷媒流通管(12)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、風上側の冷媒流通管(12)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。冷媒は、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(12)を通って風上側上ヘッダ部(6)の冷媒出口(8)から流出するようになっている。
【００３２】
熱交換コア部(4)における全間隙(14A)(14B)のうち一部の複数の間隙(14A)でかつ隣接していない間隙(14A)において、アルミニウム製凝縮水貯留部材(15)が、前後両冷媒流通管(12)に跨るように配置されて間隙(14A)を形成する左右両側の管組(13)の前後両冷媒流通管(12)にろう付され、残りの間隙(14B)において、アルミニウム製伝熱フィン(16)が、前後両冷媒流通管(12)に跨るように配置されて間隙(14B)を形成する左右両側の管組(13)の前後両冷媒流通管(12)にろう付されている。ここでは、凝縮水貯留部材(15)が配置された間隙(14A)の左右両側に隣り合う間隙(14B)にはそれぞれコルゲート状の伝熱フィン(16)が配置されており、左右方向に隣り合う凝縮水貯留部材(15)間には２つの伝熱フィン(16)が位置している。また、左右両端の冷媒流通管(12)の管組(13)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伝熱フィン(16)が配置されて前後両冷媒流通管(12)にろう付され、さらに左右両端の伝熱フィン(16)の外側にアルミニウム製サイドプレート(26)が配置されて伝熱フィン(16)にろう付されている。
【００３３】
図３〜図７に示すように、凝縮水貯留部材(15)の左右両側面（凝縮水貯留部材(15)における冷媒流通管(12)の厚み方向の両側面）に、上下方向に間隔をおいて形成された複数の通風路(17)(18)からなる通風路列(17A)(18A)が、通風方向に間隔をおいて複数列、ここでは２列設けられており、通風方向に隣り合う２つの通風路列(17A)(18A)のうち風上側通風路列(17A)の通風路(17)の風下側端部と、同風下側通風路列(18A)の通風路(18)の風上側端部とは上下方向にずれている。凝縮水貯留部材(15)の風上側通風路列(17A)の通風路(17)は水平であるとともに、風下側通風路列(18A)の通風路(18)は風下側に向かって上方に傾斜しており、風上側通風路列(17A)の通風路(17)の風下側端部、および風下側通風路列(18A)の通風路(18)の風上側端部が、それぞれ各管組(13)の風下側冷媒流通管(12)の幅方向の範囲内に位置している。なお、風上側通風路列(17A)の通風路(17)の風上側端部は熱交換コア部(4)の風上側に開口し、風下側通風路列(18A)の通風路(18)の風下側端部は熱交換コア部(4)の風下側に開口している。図３においては、風上側通風路列(17A)の１つの通風路(17)、および風下側通風路列(18A)の１つの通風路(18)にそれぞれ網掛けを付して示している。
【００３４】
凝縮水貯留部材(15)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２枚の金属板(19)(21)を積層してろう付することにより形成されており、通風路(17)(18)は、両金属板(19)(21)に膨出状に設けられて冷媒流通管(12)側に突出するとともに平坦な突出端が冷媒流通管(12)にろう付された２つの通風路用凸部(22)(23)の間に形成されている。なお、両金属板(19)(21)の通風路用凸部(22)どうしの間には、一端が風上側に開口するとともに他端が閉鎖された空間が形成され、同じく通風路用凸部(23)どうしの間には、一端が風下側に開口するとともに他端が閉鎖された空間が形成されている。また、凝縮水貯留部材(15)の１つの通風路(17)(18)を形成する２つの通風路用凸部(22)(23)の間において、各金属板(19)(21)に、他の金属板(21)(19)側に突出した接合用凸部(24)(25)が設けられ、両金属板(19)(21)の接合用凸部(24)(25)どうしがろう付されている。凝縮水貯留部材(15)の一方の金属板(19)における通風路用凸部(22)(23)の突出端と、同他方の金属板(21)における通風路用凸部(22)(23)の突出端との間の最短距離は、伝熱フィン(16)における冷媒流通管(12)の厚み方向（左右方向）の寸法であるフィン高さと等しくなっている。
【００３５】
上述した蓄冷機能付きエバポレータ(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）とともに冷凍サイクルを構成し、カーエアコンとして、停車時に圧縮機の駆動源であるエンジンを一時的に停止させる車両、たとえば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)を通って蓄冷機能付きエバポレータ(1)の風下側上ヘッダ部(5)内に入り、全冷媒流通管(12)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。冷媒が冷媒流通管(12)内を流れる間に、間隙(14B)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。
【００３６】
圧縮機の作動時には、冷媒流通管(12)内を流れる冷媒により冷却されて、凝縮水貯留部材(15)の左右両側面における冷媒流通管(12)にろう付された通風路用凸部(22)(23)の突出端を除いた部分に凝縮水が発生する。そして、凝縮水貯留部材(15)の左右両側面に、上下方向に間隔をおいて形成された複数の通風路(17)(18)からなる通風路列(17A)(18A)が、通風方向に間隔をおいて２列設けられていること、通風方向に隣り合う２つの通風路列(17A)(18A)のうち風上側通風路列(17A)の通風路(17)の風下側端部と、同風下側通風路列(18A)の通風路(18)の風上側端部とは上下方向にずれていること、凝縮水貯留部材(15)の風上側通風路列(17A)の通風路(17)が水平であるとともに、風下側通風路列(18A)の通風路(18)は風下側に向かって上方に傾斜していること、ならびに風上側通風路列(17A)の通風路(17)の風下側端部、および風下側通風路列(18A)の通風路(18)の風上側端部が、それぞれ各管組(13)の風下側冷媒流通管(12)の幅方向の範囲内に位置していることに起因して、凝縮水貯留部材(15)が配置された間隙(14A)においては、風が通り抜けにくくなるので、圧縮機の作動時に凝縮水貯留部材(15)の上述した部分に発生した凝縮水は、凝縮水貯留部材(15)に比較的長時間保持されることになる。その結果、圧縮機のオフ時に、凝縮水貯留部材(15)に保持された凝縮水の顕熱としての冷熱や、凝縮水貯留部材(15)の表面において凝縮水が凍結した場合には、氷の潜熱としての冷熱および溶融した後の凝縮水の顕熱としての冷熱が、冷媒流通管(12)を通過し、伝熱フィン(16)を介して凝縮水貯留部材(15)が配置されている間隙(14A)の両隣の間隙(14B)を通過する空気に伝えられる。したがって、間隙(14B)を流れる空気に放冷される放冷時間を延長することが可能になり、蓄冷機能付きエバポレータ(1)を通過した風の温度が上昇したとしても、当該風は冷却されることになって、冷房能力の急激な低下が比較的長時間にわたって抑制される。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
この発明による蓄冷機能付きエバポレータは、停車時に圧縮機の駆動源であるエンジンを一時的に停止させる車両のカーエアコンを構成する冷凍サイクルの蓄冷機能付きエバポレータに好適に用いられる。
【符号の説明】
【００３８】
(1)：蓄冷機能付きエバポレータ
(12)：冷媒流通管
(13)：管組
(14A)(14B)：間隙
(15)：凝縮水貯留部材
(16)：伝熱フィン
(17)(18)：通風路
(17A)：風上側通風路列
(18A)：風下側通風路列
(19)(21)：金属板
(22)(23)：通風路用凸部
(24)(25)：接合用凸部
【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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【図６】
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【図７】
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