(57)【要約】【課題】部品点数を低減しうるエバポレータを提供する。【解決手段】エバポレータ１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互いに間隔をおいて配置された複数の扁平状冷媒流通管12と、隣り合う冷媒流通管どうしの間に形成された間隙に配置されたフィンとを備えている。冷媒流通管12の上下両側部分にそれぞれヘッダタンク2,3を配置し、冷媒流通管12の上下両端寄りの一定長さ部分をヘッダタンク2,3内に挿入する。冷媒流通管12の下ヘッダタンク3内に存在する部分に、冷媒の流れに抵抗を付与する抵抗付与部17を設ける。【選択図】図２
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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配置された複数の扁平状冷媒流通管と、隣り合う冷媒流通管どうしの間に形成された間隙に配置されたフィンとを備えているエバポレータにおいて、
冷媒流通管の長手方向の一部に、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エバポレータ。
【請求項２】
抵抗付与部が、冷媒流通管の長手方向の中央部よりも下側に設けられている請求項１記載のエバポレータ。
【請求項３】
冷媒流通管に少なくとも１つの管路が設けられており、抵抗付与部が、少なくとも１つの管路の長手方向の一部分に形成された絞り部からなる請求項１または２記載のエバポレータ。
【請求項４】
冷媒流通管における絞り部が設けられた管路の総断面積が、冷媒流通管における絞り部とは長手方向にずれた位置の全管路の総断面積の１／４以上１／２以下である請求項３記載のエバポレータ。
【請求項５】
絞り部が、冷媒流通管の風下側の管路に設けられている請求項３または４記載のエバポレータ。
【請求項６】
絞り部が、冷媒流通管の管壁における管高さ方向の両側部分のうちの少なくともいずれか一方を内側に変形させることにより形成されている請求項３〜５のうちのいずれかに記載のエバポレータ。
【請求項７】
冷媒流通管の上下両側部分にそれぞれヘッダタンクが配置されるとともに、冷媒流通管の上下両端部が両ヘッダタンクに接続され、冷媒流通管の上下両端寄りの一定長さ部分がヘッダタンク内に挿入され、絞り部が、冷媒流通管におけるヘッダタンク内に存在する部分に形成されている請求項６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、図２、図４および図５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】
この種のエバポレータとして、上下方向にのびるとともに幅方向が通風方向を向いた複数の扁平状冷媒流通管が、互いに間隔をおいて並列状に配置されており、隣り合う冷媒流通管どうしの間に間隙が形成され、全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、残りの間隙にアウターフィンが配置され、アウターフィンが配置された間隙が通風間隙となり、蓄冷材容器が、２枚の金属板の周縁部どうしを接合することにより形成され、蓄冷材容器内にインナーフィンが配置されている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、蓄冷材容器の両側壁を形成する金属板に伝えられた後、直接またはインナーフィンを介して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、直接またはインナーフィンを介して蓄冷材容器の両側壁を形成する金属板に伝えられた後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アウターフィンに伝えられ、アウター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記載のエバポレータによれば、蓄冷材容器を形成する金属板を必要とし、部品点数が多くなるという問題がある。また、全ての間隙にアウターフィンが配置されていないので、全アウターフィンと間隙を流れる空気との間の伝熱面積が不足するおそれがある。しかも、エバポレータを通過する空気に対する通気抵抗が比較的大きくなる。
【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、部品点数を低減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】
【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配置された複数の扁平状冷媒流通管と、隣り合う冷媒流通管どうしの間に形成された間隙に配置されたフィンとを備えているエバポレータにおいて、
冷媒流通管の長手方向の一部に、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エバポレータ。
【００１３】
2)抵抗付与部が、冷媒流通管の長手方向の中央部よりも下側に設けられている上記1)記載のエバポレータ。
【００１４】
3)冷媒流通管に少なくとも１つの管路が設けられており、抵抗付与部が、少なくとも１つの管路の長手方向の一部分に形成された絞り部からなる上記1)または2)記載のエバポレータ。
【００１５】
4)冷媒流通管における絞り部が設けられた管路の総断面積が、冷媒流通管における絞り部とは長手方向にずれた位置の全管路の総断面積の１／４以上１／２以下である上記3)記載のエバポレータ。
【００１６】
5)絞り部が、冷媒流通管の風下側の管路に設けられている上記3)または4)記載のエバポレータ。
【００１７】
6)絞り部が、冷媒流通管の管壁における管高さ方向の両側部分のうちの少なくともいずれか一方を内側に変形させることにより形成されている上記3)〜5)のうちのいずれかに記載のエバポレータ。
【００１８】
7)冷媒流通管の上下両側部分にそれぞれヘッダタンクが配置されるとともに、冷媒流通管の上下両端部が両ヘッダタンクに接続され、冷媒流通管の上下両端寄りの一定長さ部分がヘッダタンク内に挿入され、絞り部が、冷媒流通管におけるヘッダタンク内に存在する部分に形成されている上記6)記載のエバポレータ。
【発明の効果】
【００１９】
上記1)〜7)のエバポレータによれば、冷媒流通管の長手方向の一部に、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、圧縮機の停止時にも、抵抗付与部よりも上方の部分に溜まった液相冷媒が、冷媒流通管から短時間で流出することが防止される。したがって、圧縮機の停止後にも、液相冷媒が冷媒流通管の抵抗付与部よりも上方の部分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、エバポレータを通過した空気の温度である吐気温の急激な上昇を抑制することができる。
【００２０】
したがって、特許文献１記載のエバポレータのように２枚の金属板からなる蓄冷材容器を必要とせず、または特許文献１記載のエバポレータに比べて２枚の金属板からなる蓄冷材容器の数を減らすことができるので、部品点数を低減することができる。また、特許文献１記載のエバポレータに比べて、空気が通過する間隙の数を増やすことができるので、空気が通過する間隙にフィンを配置することにより、特許文献１記載のエバポレータに比較して、全フィンとエバポレータを通過する空気との間の伝熱面積を増大させることが可能になる。しかも、特許文献１記載のエバポレータに比べて蓄冷材容器の数を減らすことができるので、エバポレータを通過する空気に対する通気抵抗が小さくなる。
【００２１】
上記2)のエバポレータによれば、圧縮機が停止した場合に、冷媒流通管における抵抗付与部よりも上方の部分に溜まる液相冷媒の量が多くなり、圧縮機の停止後の吐気温の急激な上昇を効果的に抑制することができる。
【００２２】
上記4)のエバポレータによれば、圧縮機が作動している通常時の冷房性能の低下を抑制した上で、圧縮機の停止後の吐気温の急激な上昇を抑制することができる。
【００２３】
上記5)のエバポレータによれば、圧縮機が作動している通常時には、風下側の管路を流れる冷媒の乾き度が低く、液相冷媒量が多くなっているので、圧縮機の停止時にも、抵抗付与部よりも上方の部分に溜まる液相冷媒量が比較的多くなる。したがって、圧縮機の停止後の吐気温の急激な上昇を効果的に抑制することができる。
【００２４】
上記6)のエバポレータによれば、抵抗付与部を構成する絞り部を比較的簡単に形成することができる。
【００２５】
上記7)のエバポレータによれば、冷媒流通管とフィンとの間の伝熱効率の低下を防止することができる。すなわち、上記6)のように、絞り部が、冷媒流通管の管壁における管高さ方向の両側部分のうちの少なくともいずれか一方を内側に変形させることにより形成されている場合、絞り部がヘッダタンクの外側に存在すると、フィンと冷媒流通管との間に非接触部が形成されることになり、冷媒流通管とフィンとの間の伝熱効率が低下する。しかしながら、上記7)のように、絞り部が冷媒流通管におけるヘッダタンク内に存在する部分に形成されていると、フィンと冷媒流通管との間に非接触部が形成されることが防止され、冷媒流通管とフィンとの間の伝熱効率の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明によるエバポレータの全体構成を概略的に示す一部切り欠き斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１のエバポレータに用いられる冷媒流通管の抵抗付与部が設けられた部分の横断面図である。
【図４】冷媒流通管に設けられる抵抗付与部の変形例を示す図２相当の図である。
【図５】冷媒流通管に設けられる抵抗付与部の他の変形例を示す図２相当の図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
【００２８】
以下の説明において、通風方向下流側（図１、図２、図４および図５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、通風方向上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。
【００２９】
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。
【００３０】
なお、全図面を通じて同一物および同一部分には同一符号を付す。
【００３１】
図１はこの発明によるエバポレータの全体構成を概略的に示し、図２および図３はその要部の構成を示す。
【００３２】
図１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た左右方向にのびる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。
【００３３】
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)の右端部に冷媒入口(7)が設けられ、風上側上ヘッダ部(6)の右端部に冷媒出口(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。
【００３４】
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おり、隣り合う冷媒流通管(12)どうしの間に間隙(14)が形成されている。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(14)が形成されている。なお、冷媒流通管(12)としては、アルミニウム押出形材製のものに限らず、１枚のアルミニウム板を曲げることにより形成されたロールフォーミングチューブを用いることも可能である。前側の冷媒流通管(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、後側の冷媒流通管(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。そして、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。
【００３５】
熱交換コア部(4)における全間隙(14)に、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り、かつ前後方向にのびる波頂部、前後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よりなるアルミニウム製コルゲートフィン(15)が、前後両冷媒流通管(12)に跨るように配置されて間隙(14)を形成する左右両側の組(13)を構成する前後両冷媒流通管(12)にろう付されている。また、左右両端の冷媒流通管(12)の組(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コルゲートフィン(15)が配置されて前後両冷媒流通管(12)にろう付され、さらに左右両端のコルゲートフィン(15)の外側にアルミニウム製サイドプレート(16)が配置されてコルゲートフィン(15)にろう付されている。
【００３６】
図２に示すように、冷媒流通管(12)の上下両端寄りの一定長さ部分は、風下側上下ヘッダ部(5)(9)および風上側上下ヘッダ部(6)(11)内に挿入されており、冷媒流通管(12)における風下側下ヘッダ部(9)および風上側下ヘッダ部(11)内に存在する部分、すなわち冷媒流通管(12)の長手方向の一部に、冷媒の流れに抵抗を付与する抵抗付与部(17)が設けられている。図３に示すように、冷媒流通管(12)には複数の管路(18)が冷媒流通管(12)の幅方向（前後方向）に並んで設けられており、抵抗付与部(17)は、全管路(18)のうちの一部でかつ通風方向に連続して並んだ複数の管路(18)、ここでは冷媒流通管(12)の幅方向の中央部分において連続して並んだ複数の管路(18)に形成された絞り部(19)からなる。絞り部(19)は、冷媒流通管(12)の管壁(12a)における左右両側部分（管高さ方向の両側部分）の一部分を内側に変形させて管路(18)の断面積を減少させることにより形成されている。管壁(12a)の左右両側部分における内側変形部を(20)で示す。
【００３７】
ここで、冷媒流通管(12)における絞り部(19)が設けられた管路(18)の総断面積は、冷媒流通管(12)における絞り部(19)とは長手方向にずれた位置の全管路(18)の総断面積の１／４以上１／２以下であることが好ましい。また、断面積のほぼ等しい複数の管路(18)が冷媒流通管(12)の幅方向（前後方向）に並んで設けられている場合、絞り部(19)が設けられた管路(18)の数は、冷媒流通管(12)の全管路(18)の数の１／４以上１／２以下であることが好ましい。なお、絞り部(19)が設けられた管路(18)の数は、当然のことながら整数である。さらに、絞り部(19)が設けられていない管路(18)の管高さ方向の寸法が０．９ｍｍの場合、管路(18)の絞り部(19)の管高さ方向の寸法は０．２〜０．６ｍｍ程度であることが好ましい。
【００３８】
上述したエバポレータ(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(14)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。
【００３９】
圧縮機の停止時には、絞り部(19)が形成された管路(18)における下側の抵抗付与部(17)よりも上方の部分に溜まった液相冷媒が、冷媒流通管(12)から短時間で流出することが防止される。したがって、圧縮機の停止後にも、液相冷媒が、絞り部(19)が形成された管路(18)における下側の抵抗付与部(17)よりも上方の部分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)の間隙(14)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)の間隙(14)を通過した空気の温度である吐気温の急激な上昇を抑制することができる。
【００４０】
上述したエバポレータ(1)の冷媒流通管(12)において、風下側下ヘッダ部(9)および風上側下ヘッダ部(11)内に存在する部分に抵抗付与部(17)が設けられているが、これに加えて、風下側上ヘッダ部(5)および風上側上ヘッダ部(6)内に存在する部分にも抵抗付与部(17)が設けられていてもよい。
【００４１】
図４および図５は冷媒流通管に設けられる抵抗付与部の変形例を示す。
【００４２】
図４に示す抵抗付与部(25)は、冷媒流通管(12)における風下側下ヘッダ部(9)および風上側下ヘッダ部(11)内に存在する部分、すなわち冷媒流通管(12)の長手方向の一部において、冷媒流通管(12)の幅方向の風下側部分に設けられている。図示は省略したが、抵抗付与部(25)は、図３に示す抵抗付与部(17)と同様に、全管路(18)のうちの一部でかつ通風方向に連続して並んだ複数の管路(18)、ここでは冷媒流通管(12)の幅方向の風下側部分において連続して並んだ複数の管路(18)に形成された絞り部(19)からなる。絞り部(19)は、冷媒流通管(12)の管壁(12a)における左右両側部分の一部分を内側に変形させて断面積を減少させることにより形成されている。
【００４３】
なお、図４において、風下側下ヘッダ部(9)および風上側下ヘッダ部(11)内に存在する部分に設けられた抵抗付与部(25)に加えて、冷媒流通管(12)における風下側上ヘッダ部(5)および風上側上ヘッダ部(6)内に存在する部分において、冷媒流通管(12)の幅方向の風下側部分に抵抗付与部が設けられていてもよい。
【００４４】
図５に示す抵抗付与部(30)は、冷媒流通管(12)の長手方向の中程部分、すなわち冷媒流通管(12)の長手方向の一部において、冷媒流通管(12)の幅方向の中央部分に設けられている。図示は省略したが、抵抗付与部(25)は、図３に示す抵抗付与部(17)と同様に、全管路(18)のうちの一部でかつ通風方向に連続して並んだ複数の管路(18)に形成された絞り部(19)からなる。絞り部(19)は、冷媒流通管(12)の管壁(12a)における左右両側部分の一部分を内側に変形させて断面積を減少させることにより形成されている。
【００４５】
なお、図５において、冷媒流通管(12)の長手方向の中程部分に設けられた抵抗付与部(30)に加えて、冷媒流通管(12)における風下側下ヘッダ部(9)および風上側下ヘッダ部(11)内に存在する部分において、冷媒流通管(12)の幅方向の中央部に抵抗付与部が設けられていてもよい。
【００４６】
また、冷媒流通管(12)の長手方向の中程部分において、冷媒流通管(12)の幅方向の風下側部分に抵抗付与部が設けられていてもよく、さらに当該抵抗付与部に加えて、冷媒流通管(12)における風下側下ヘッダ部(9)および風上側下ヘッダ部(11)内に存在する部分において、冷媒流通管(12)の幅方向の風下側部分に抵抗付与部が設けられていてもよい。
【００４７】
図４および図５に示す抵抗付与部(25)(30)において、冷媒流通管(12)における絞り部(19)が設けられた管路(18)の総断面積は、冷媒流通管(12)における絞り部(19)とは長手方向にずれた位置の全管路(18)の総断面積の１／４以上１／２以下であることが好ましい。また、断面積のほぼ等しい複数の管路(18)が冷媒流通管(12)の幅方向（前後方向）に並んで設けられている場合、絞り部(19)が設けられた管路(18)の数は、冷媒流通管(12)の全管路(18)の数の１／４以上１／２以下であることが好ましい。なお、絞り部(19)が設けられた管路(18)の数は、当然のことながら整数である。さらに、絞り部(19)が設けられていない管路(18)の管高さ方向の寸法が０．９ｍｍの場合、管路(18)の絞り部(19)の管高さ方向の寸法は０．２〜０．６ｍｍ程度であることが好ましい。
【００４８】
また、図２〜図５に示す冷媒流通管(12)において、抵抗付与部(17)(25)(30)は、冷媒流通管(12)の管壁(12a)における左右両側部分（管高さ方向の両側部分）の一部分を内側に変形させることにより形成された絞り部(19)からなるが、これに代えて、たとえば管路(18)内に突起を設けて断面積を減少させることにより抵抗付与部を設けてもよい。
【００４９】
上述したエバポレータ(1)においては、全ての間隙(14)にコルゲートフィン(15)が配置されているが、これに限定されるものではなく、一部の間隙(14)に蓄冷材が封入された蓄冷材容器が配置される場合もある。この場合、蓄冷材容器のみを有する特許文献１記載のエバポレータに比べて、蓄冷材容器の数を低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
この発明による蓄熱材容器は、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エバポレータに好適に用いられる。
【符号の説明】
【００５１】
(1)：エバポレータ
(2)(3)：ヘッダタンク
(12)：冷媒流通管
(12a)：管壁
(14)：間隙
(15)：コルゲートフィン
(17)(25)(30)：抵抗付与部
(18)：管路
(19)：絞り部
(20)：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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