(57)【要約】【課題】熱交換路に流入する冷媒の偏りを抑制する蒸発器を提供する。【解決手段】蒸発器５は、内部を冷媒が流れる熱交換路１４を並列に並べて形成されるコア部１０と、熱交換路１４の並び方向に沿って形成され、熱交換路１４と連通するタンク１１と、タンク１１の長手方向の端部に設けられ、タンク１１内に冷媒を流入し、熱交換路１４に流入する冷媒を分配する冷媒分配部１３とを備え、冷媒分配部１３は、タンク１１内で開口する第１管部２０と、第１管部２０の内側に配置され、タンク１１内で開口する第２管部２１とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を冷媒が流れる熱交換路を並列に並べて形成されるコア部と、
前記熱交換路の並び方向に沿って形成され、前記熱交換路と連通するタンクと、
前記タンクの長手方向の端部に設けられ、前記タンク内に前記冷媒を流入し、前記熱交換路に流入する前記冷媒を分配する冷媒分配部とを備え、
前記冷媒分配部は、
前記タンク内で開口する第１管部と、
前記第１管部の内側に配置され、前記タンク内で開口する第２管部とを備える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、
前記冷媒分配部は、膨張弁と一体となって形成され、
前記第１管部は、前記膨張弁の減圧部から連続して形成されることを特徴とする蒸発器。
【請求項３】
請求項１または２に記載の蒸発器であって、
前記第１管部は、前記冷媒の流れ方向に沿って流路面積が大きくなることを特徴とする蒸発器。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一つに記載の蒸発器であって、
前記第２管部は、前記冷媒の流れ方向に沿って流路面積が大きくなることを特徴とする蒸発器。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一つに記載の蒸発器であって、
前記第２管部は、前記第１管部よりも前記タンク内に突出す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】
本発明は蒸発器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プレートを積層して、冷媒が導入される入口タンク、冷媒を貯留する保持部、及び冷媒が流入するチューブが形成された蒸発器が特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１１０１２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記蒸発器では、保持部を設けることで、各チューブに分配される冷媒の流量を均一にしている。
【０００５】
しかし、上記蒸発器を、例えば車両などに搭載した場合には、車両が傾き、蒸発器が傾くと、保持部の冷媒の液面も傾き、保持部に冷媒が貯留されない箇所が生じるおそれがある。これにより、各チューブに供給される冷媒の流量に偏りが生じ、冷房性能が低下する、といった問題点がある。また、上記蒸発器では、保持部を設けることで、圧力損失が大きくなる、といった問題点がある。
【０００６】
本発明はこのような問題点を解決するために発明されたもので、蒸発器が傾いた場合でも、各チューブに供給される冷媒の流量に偏りが生じることを抑制し、冷房性能の低下を抑制し、さらに圧力損失を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある態様に係る蒸発器は、内部を冷媒が流れる熱交換路を並列に並べて形成されるコア部と、熱交換路の並び方向に沿って形成され、熱交換路と連通するタンクと、タンクの長手方向の端部に設けられ、タンク内に冷媒を流入し、熱交換路に流入する冷媒を分配する冷媒分配部とを備え、冷媒分配部は、タンク内で開口する第１管部と、第１管部の内側に配置され、タンク内で開口する第２管部とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
この態様によると、第１管部と、第２管部とから冷媒をタンク内に流入させることで、圧力損失を低減し、蒸発器が傾いた場合でも、タンク内で冷媒の偏りが発生することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態の冷凍サイクルの概略構成図である。
【図２】蒸発器の概略構成図である。
【図３】冷媒分配部の概略断面図である。
【図４】図３のIV−IV断面図である。
【図５】第２実施形態の膨張弁の概略断面図である。
【図６】第３実施形態の膨張弁の概略断面図である。
【図７】膨張弁の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図１は、本実施形態の冷凍サイクル１の概略構成図である。
【００１１】
冷凍サイクル１は、圧縮機２と、凝縮器３と、膨張弁４と、蒸発器５と、これらを冷媒が循環可能となるように接続する冷媒流路６とから構成される。冷凍サイクル１では、冷媒が圧縮機２によって加圧され、高温、高圧となった冷媒は、凝縮器３によって冷却されて液化する。液化した冷媒は、膨張弁４を介して蒸発器５内に噴射されて蒸発器５で気化し、気化した冷媒は、再び圧縮機２によって加圧される。冷凍サイクル１は、蒸発器５によって冷媒が蒸発する時に、蒸発器５の周囲の空気を冷却（除湿）する。
【００１２】
次に、蒸発器５について図２を用いて説明する。図２は蒸発器５の概略構成図であり、風下側コア部１０ｂを正面側から見た図である。
【００１３】
蒸発器５は、コア部１０と、上部タンク１１と、下部タンク１２と、冷媒分配部１３とを備える。
【００１４】
コア部１０は、図１に示すように、空気の流れ方向に沿って風上側コア部１０ａと、風下側コア部１０ｂとが並べて配置されている。各コア部１０ａ、１０ｂは、冷媒が流入する複数のチューブ１４が並列に配置され、隣接するチューブ１４の間にフィン１５が設けられる。冷媒はチューブ１４を流れる間に気化し、この時、周囲の空気が冷却（除湿）される。
【００１５】
上部タンク１１は、各コア部１０ａ、１０ｂのチューブ１４の並び方向に沿って延設され、各コア部１０ａ、１０ｂに接続している。上部タンク１１は、風下側コア部１０ｂのチューブ１４と連通し、風下側コア部１０ｂのチューブ１４に冷媒を流入する冷媒導入部１６と、風上側コア部１０ａのチューブ１４と連通し、気化した冷媒が風上側コア部１０ａのチューブ１４から流入する冷媒排出部（図示せず）とを備える。
【００１６】
下部タンク１２は、各コア部１０ａ、１０ｂのチューブ１４の並び方向に沿って延設され、上部タンク１１が接続する側とは反対側の風上側コア部１０ａ、及び風下側コア部１０ｂに接続している。下部タンク１２は、風下側コア部１０ｂのチューブ１４と、風上側コア部１０ａのチューブ１４と連通し、風下側コア部１０ｂから風上側コア部１０ａへ冷媒を流入させる。
【００１７】
蒸発器５では、冷媒分配部１３、冷媒導入部１６、風下側コア部１０ｂのチューブ１４、下部タンク１２、風上側コア部１０ａのチューブ１４、冷媒排出部の順に冷媒が流れる。冷媒排出部に流入した冷媒は、冷媒流路６を介して圧縮機２に流入する。
【００１８】
次に、冷媒分配部１３について、図３を用いて説明する。図３は、冷媒分配部１３の概略断面図である。
【００１９】
冷媒分配部１３は、冷媒導入部１６の長手方向の端部に接続しており、冷媒導入部１６と連通し、配管１７を介して膨張弁４と連通している。冷媒分配部１３は、第１管部２０と、第２管部２１とを備える。冷媒分配部１３は、膨張弁４によって減圧された冷媒を第１管部２０、及び第２管部２１によって分配して冷媒導入部１６に流入させる。
【００２０】
第１管部２０は、一方の端部が配管１７と接続し、もう一方の端部が、冷媒分配部１３が接続する冷媒導入部１６の端部側の内部で開口する。また、第１管部２０は、図４に示すように軸断面が環状となる。図４は、図３のIV−IV断面図である。
【００２１】
第２管部２１は、第１管部２０の内側に、第１管部２０の内壁との間に空間が生じるように配置され、第１管部２０よりも冷媒導入部１６内に突出するように設けられる。第２管部２１は一方の端部が第１管部２０内で開口し、もう一方の端部が冷媒導入部１６内で開口する。第２管部２１は、連結部２２を介して第１管部２０に支持されている。また、第２管部２１は、図４に示すように軸断面が環状となる。
【００２２】
第１管部２０、及び第２管部２１を設けることで、第１管部２０によって冷媒導入部１６に流入する冷媒の流速と、第２管部２１によって冷媒導入部１６に流入する冷媒の流速とが異なる。流路面積が小さい管部を流れる冷媒の流速は、流路面積が大きい管部を流れる冷媒の流速よりも大きい。ここでは、第２管部２１によって冷媒導入部１６に流入する冷媒の流速が、第１管部２０によって冷媒導入部１６に流入する冷媒の流速よりも大きくなるように、第１管部２０、及び第２管部２１が形成される。つまり、第２管部２１の流路面積が、第１管部２０と第２管部２１との間の空間によって形成される流路の面積よりも小さくなるように第１管部２０、及び第２管部２１が形成される。なお、本実施形態では、第１管部２０と第２管部２１との間の空間によって形成される流路の面積を第１管部２０の流路面積とする。
【００２３】
次に本実施形態の作用について説明する。
【００２４】
膨張弁４から噴射された冷媒は、配管１７を介して冷媒分配部１３に流入する。冷媒分配部１３に流入した冷媒は、第１管部２０の流路面積、及び第２管部２１の流路面積に応じて流速が異なり、流路面積が小さくなると流速が大きくなる。冷媒分配部１３に流入した冷媒のうち、流路面積が大きい第１管部２０から冷媒導入部１６に流入する冷媒は、流速が小さく、冷媒分配部１３が接続する冷媒導入部１６の端部側から冷媒導入部１６の中央部付近のチューブ１４に流入する。また、流路面積が小さい第２管部２１から冷媒導入部１６に流入する冷媒は、流速が大きく、冷媒導入部１６の中央付近から冷媒分配部１３が接続する端部とは反対側の冷媒導入部１６の端部側のチューブ１４に流入する。つまり、第２管部２１から冷媒導入部１６に流入する冷媒は、冷媒分配部１３からの距離が長いチューブ１４に流入する。図３において、第１管部２０から冷媒導入部１６に流入した冷媒を白丸で表し、第２管部２１から冷媒導入部１６に流入した冷媒を黒丸で表している。
【００２５】
本発明の本実施形態の効果について説明する。
【００２６】
冷媒導入部１６で冷媒の偏りが生じないように、冷媒を貯留する保持部を冷媒導入部１６に設けることも考えられるが、例えば、冷凍サイクル１が車両に搭載され、車両が傾き、蒸発器５が傾いた場合に、保持部で貯留される冷媒の液面が傾き、チューブ１４に供給される冷媒に偏りが生じるおそれがある。また、保持部を設けると圧力損失が大きくなるおそれがある。
【００２７】
本実施形態では、冷媒分配部１３を第１管部２０と、第１管部２０の内側に設けられた第２管部２１とによって構成することで、第１管部２０、及び第２管部２１を介して冷媒導入部１６に冷媒を流入させている。第１管部２０から冷媒導入部１６に流入する冷媒の流速と、第２管部２１から冷媒導入部１６に流入する冷媒の流速とは異なり、蒸発器５が傾いた場合であっても、第２管部２１から流入する流速の大きい冷媒は、冷媒分配部１３からの距離が長いチューブ１４に流入するので、チューブ１４に流入する冷媒の偏りを抑制することができ、各コア部１０ａ、１０ｂにおける温度のバラツキを抑制することができ、冷房性能（除湿性能）を向上することができる。また、保持部を設けずに、冷媒を冷媒導入部１６によって分配することができ、保持部を設けた場合と比較して、圧力損失を低減することができる。
【００２８】
第２管部２１が第１管部２０よりも冷媒導入部１６内に突出することで、第２管部２１によって冷媒分配部１３からの距離が長いチューブ１４まで冷媒を供給することができ、冷媒を均等にチューブ１４へ流入させることができ、各コア部１０ａ、１０ｂにおける温度のバラツキを抑制することができ、冷房性能（除湿性能）を向上することができる。
【００２９】
次に本発明の第２実施形態について図５を用いて説明する。図５は、本実施形態の膨張弁３０の概略断面図である。本実施形態では、冷媒分配部３４は膨張弁３０と一体に形成されている。ここでは、第１実施形態と異なる箇所について説明する。
【００３０】
膨張弁３０は、本体部３１と、パワーエレメント３２と、弁体３３とを備える。
【００３１】
本体部３１には、冷媒流入ポート３５から冷媒が流入する弁室３６、及び減圧部３７が形成される。減圧部３７は、冷媒が流れる流路の面積が小さくなるように形成されたオリフィスである。また、本体部３１には、冷媒の流れ方向に沿って拡径するテーパ部３９を介して減圧部３７から冷媒分配部３４の第１管部２０が連続して形成される。第２管部２１は、第１実施形態と同様に、第１管部２０の内側に形成されている。
【００３２】
パワーエレメント３２には、冷媒ガスが封入される室３８が形成され、蒸発器５の出口側の冷媒の温度に応じて、室３８を形成するダイヤフラム３８ａが変形する。
【００３３】
弁体３３は、先端部が減圧部３７に挿入可能となるように構成されており、ダイヤフラム３８ａの変形に応じて進退し、減圧部３７の流路面積を変更する。
【００３４】
膨張弁３０では、蒸発器５の出口側の冷媒の温度が低くなると、弁体３３が前進し、弁体３３の先端部が減圧部３７に挿入されて、減圧部３７の流路面積が小さくなり、冷媒導入部１６に流入する冷媒の流量が少なくなる。また、蒸発器５の出口側の冷媒の温度が高くなると、弁体３３が後退し、減圧部３７の流路面積が大きくなり、冷媒導入部１６に流入する冷媒の流量が多くなる。
【００３５】
本発明の第２実施形態の効果について説明する。
【００３６】
冷媒分配部３４を膨張弁３０と一体にすることで、減圧部３７を通り、流速が大きくなった冷媒を冷媒分配部３４に直接流入させることができ、冷媒導入部１６における冷媒の拡散性を向上することができる。
【００３７】
膨張弁３０と冷媒分配部３４との間に第１実施形態のように配管１７を設ける必要がなく、部品点数を削減することができる。また、配管１７を設けた場合には、配管１７の中で液相冷媒と気相冷媒とが相分離するおそれがあるが、膨張弁３０と冷媒分配部３４とを一体にすることで、これを抑制することができる。
【００３８】
次に本発明の第３実施形態について図６を用いて説明する。図６は、本実施形態の膨張弁４０の概略断面図である。ここでは、第２実施形態と異なる箇所について説明する。
【００３９】
本実施形態の冷媒分配部４１では、第１管部４２を冷媒の流れ方向に沿って流路面積が大きくなるように形成する。なお、本実施形態では、第１管部４２の内壁のみによって形成される流路の面積を第１管部４２の流路面積とする。また、第２管部４３を冷媒の流れ方向に沿って流路面積が大きくなるように形成する。本実施形態では、第１管部４２、及び第２管部４３は、冷媒の流れ方向に沿って拡径している。なお、第１管部４２、または第２管部４３のいずれか一方のみを冷媒の流れ方向に沿って拡径するように形成してもよい。
【００４０】
また、図７に示すように、蒸発器５から排出された冷媒が流入する戻り通路５１を有し、戻り流路５１を流れる冷媒の温度が弁体３３を介してパワーエレメント３２に伝達されて、弁体３３を進退させる温感式膨張弁５０に上記冷媒分配部４１を設けてもよい。
【００４１】
第３実施形態の効果について説明する。
【００４２】
第１管部４２を冷媒の流れ方向に沿って拡径するように形成することで、第１管部４２による冷媒の拡散性を向上することができる。また、第２管部４３を第２冷媒の流れ方向に沿って拡径するように形成することで、第２管部４３による冷媒の拡散性を向上することができる。
【００４３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【００４４】
なお、第１実施形態に第３実施形態の冷媒分配部４１を適用してもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１    冷凍サイクル
５    蒸発器
１０  コア部
１１  上部タンク（タンク）
１３  冷媒分配部
１４  チューブ（熱交換路）
２０  第１管部
２１  第２管部
３０  膨張弁
３４  冷媒分配部
３７  減圧部
４０  膨張弁
４１  冷媒分配部
４２  第１管部
４３  第２管部
【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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