(57)【要約】【課題】熱交換器の全長に渡る温度分布の均一性を簡便な手段で改善することを可能とする。【解決手段】熱交換器、特に自動車空調装置の蒸発器は、冷媒が貫流する少なくとも１つの多穴管（６）を各々が有する複数の流路と、冷媒を該熱交換器に供給および排出するための供給管路（１）および排出管路（２）と、少なくとも区画が前記複数の流路に接続されている少なくとも１つの回収領域（３）とを有する。冷媒を冷却するための冷気が横方向に熱交換器の中を貫流でき、横方向に対してほぼ垂直方向である長手方向に横方向よりも大きな構造長を有し、前記供給管路（１）が長手方向に回収領域（３）に設けられ、該回収領域（３）に接続されている。該供給管路が回収領域との接続領域において長手方向に有効な供給管路長を有し、該供給管路長が回収領域（３）の有効全長よりも明らかに短い。【選択図】図１
2008531976.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換器、特に自動車空調装置の蒸発器であって、
冷媒が貫流する少なくとも１つの多穴管（６）を各々が有する複数の流路と、
冷媒を該熱交換器に供給および排出するための供給管路（１）および排出管路（２）と、
少なくとも区画が前記複数の流路に接続されている少なくとも１つの回収領域（３）と
を具備し、
冷媒を冷却するための冷気が横方向に熱交換器の中を貫流でき、
横方向に対してほぼ垂直方向である長手方向に横方向よりも大きな構造長を有し、
前記供給管路（１）が長手方向に回収領域（３）に設けられ、該回収領域（３）に接続されている熱交換器において、
該供給管路が回収領域との接続領域において長手方向に有効な供給管路長を有し、該供給管路長が回収領域（３）の有効全長よりも明らかに短いことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記有効な供給管路長が前記回収領域（３）の有効長の半分の長さを超えないことを特徴とする、請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記回収領域（３）に接続された循環管路（５）が設けられており、冷媒が流路の第１のサブセットから循環管路（５）へ流入し、循環管路（５）から流路の第２のサブセットへ流出することを特徴とする、請求項１または２に記載の熱交換器。
【請求項４】
グループを成す供給管路（１）、排出管路（２）、循環管路（５）の少なくともいずれか１つが分離部材を有し、該分離部材によって当該管路の少なくとも２つの区画が耐冷媒透過性を有するように互いに分離されていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記回収領域（３）が複数のプレート部材（７，８，９）を包含し、該プレート部材を積層することによって回収領域（３）が少なくとも部分的に構成可能であることを特徴とする、前記請求項のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項６】
前記供給管路（１）が、前記回収領域（３）の上部プレート部材（９）に接続されており、複数のそれぞれ対応する貫通孔（９ａ）が該上部プレート材（９）および供給管路（１）に設けられていることを特徴とする、請求項５に記載の熱交換器。
【請求項７】
供給管路（１）と上部プレート部材（９）との少なくとも１つの貫通孔（９ａ）が少なくとも２つの流路へつながっていることを特徴とする、請求項６に記載の熱交換器。
【請求項８】
少なくとも流路の１つに対して、供給管路（１）と上部プレート部材（９）とのただ１つの貫通孔（９ａ）が割り当てられていることを特徴とする、請求項６または７に記載の熱交換器。
【請求項９】
プレート状の分配部材（８）が設けられており、該分配部材（８）に設けられた複数の貫通孔（８ａ）によって前記複数の流路へ冷媒を分配することが可能であることを特徴とする、請求項５から８のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項１０】
下部プレート部材（７）が複数の貫通孔（７ａ）を有し、前記流路が該貫通孔（７ａ）の領域において下部プレート部材（７）に固着されていることを特徴とする、請求項５から９のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項１１】
前記流路の少なくとも１つが複数のチャンバ（６ａ）を備えたＵ字形の偏平管（６）として構成されていることを特徴とする、前記請求項のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項１２】
前記複数の流路が幾つかの区画にグループ化されており、各区画が少なくとも１つの流路を有し、それらの区画が熱交換器の長手方向に並列に設けられており、流体力学上、該区画の少なくとも２つの間に冷媒の中間回収のために適した容量が備えられていることを特徴とする、前記請求項のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項１３】
前記区画の数が全部で２つまたはそれ以上の偶数個であることを特徴とする、請求項１２に記載の熱交換器。
【請求項１４】
前記区画の数が全部で３つまたはそれ以上の奇数個であることを特徴とする、請求項１２に記載の熱交換器。
【請求項１５】
冷媒が二酸化炭素（Ｒ７４４）であることを特徴とする、前記請求項のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項１６】
前記供給管路が前記回収領域との接合部において有効な供給管路長を長手方向に有し、該有効な供給管路長が供給管路自体の長さよりも短いことを特徴とする、前記請求項の少なくともいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項１７】
前記供給管路が前記回収領域との接合部において複数のパイプまたはパイプ領域または部分パイプ領域に区分されていることを特徴とする、前記請求項の少なくともいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項１８】
前記供給管路（３０１）が熱交換器のほぼ全長に渡って延設されていることを特徴とする、前記請求項の少なくともいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項１９】
少なくとも前記供給管路（３０１）または排出管路（３０２）が偏平面（３０１ｂ）を有し、該偏平面（３０１ｂ）が前記回収領域（３０３）と面状にろう接されていることを特徴とする、前記請求項のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項２０】
少なくとも前記供給管路（３０１）または排出管路（３０２）がほぼＤ字形の断面を有することを特徴とする、請求項１９に記載の熱交換器。
【請求項２１】
少なくとも前記供給管路（３０１）または排出管路（３０２）の断面が前記面状のろう接部分以外においてほぼ円形であることを特徴とする、請求項２０に記載の熱交換器。
【請求項２２】
少なくとも前記供給管路（３０１）または排出管路（３０２）が、前記回収領域の形状（３０９ｂ）との形状結合によって供給管路（３０１）または排出管路（３０２）の位置決めを行う働きをする仕上げ形状（３０１ｃ）を有し、該仕上げ形状（３０１ｂ，３０９ｂ）が冷媒の通過を不可能にすることを特徴とする、前記請求項のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項２３】
少なくとも前記供給管路（３０１）または排出管路（３０２）が複数の貫通孔（３０１ａ）を有し、該貫通孔が、冷媒が通過できるように前記回収領域（３０３）の複数の貫通孔（３０９ａ）と位置合わせされており、それらの貫通孔（３０１ａ，３０９ｂ）が形状結合する働きをしないことを特徴とする、前記請求項のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項２４】
少なくとも前記供給管路（３０１）または排出管路（３０２）が媒体を通過させるための貫通孔（３０１ａ）を有し、該貫通孔が穿孔または材料除去を伴う打ち抜き加工によって設けられていることを特徴とする、前記請求項のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項２５】
少なくとも前記供給管路（３０１）または排出管路（３０２）が媒体を通過させるための貫通孔（３０１ａ）を有し、該貫通孔が材料除去を伴わない打ち抜き加工によって設けられていることを特徴とする、前記請求項のいずれか１項に記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器、特に自動車空調装置の蒸発器であって、冷媒（クーラント）が貫流する少なくとも１つの多穴管を各々が有する複数の流路と、冷媒を該熱交換器に供給および排出するための供給管路および排出管路と、少なくとも区画が前記複数の流路に接続されている少なくとも１つの回収領域とを具備し、冷媒を冷却するための冷気が横方向に熱交換器の中を貫流でき、横方向に対してほぼ垂直方向である長手方向に横方向よりも大きな構造長を有し、前記供給管路が長手方向に回収領域に設けられ、該回収領域に接続されている熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１で説明されている自動車空調装置用蒸発器では、冷媒用の幾つかの流路がそれぞれ複数のプレートで構成された回収領域へ入り込んでいる。この出願では、クール媒体（クーラント）という用語を例えばＣＯ２やＲ１３４ａなどの冷媒と同義に用いている。冷媒は、回収領域に供給管路を介して供給され、この供給管路は熱交換器のほぼ全長に渡って延びている。供給管路と回収領域との間には一定の間隔を置いて接続穴が設けられている。従って、この蒸発器への高圧側からの冷媒の給送は、蒸発器のほぼ全長に渡ってほぼ平行に行われる。ごく一般的にまた特に長い蒸発器の場合、ならびに気相と液相とに分離する臨界状態にある冷媒の場合、前記冷媒給送時に、冷媒の不均一が周期的に生じる。例えば、高圧側で流速が小さくなることによって液相と気相との分離が促進されるということが周期的に生じる。そのために最終的に温度分布あるいは熱交換性能が長手方向に不均一となる。これはまた効率の悪化を招く。既知の対策、例えば接続穴の直径を蒸発器の全長に渡って変化を持たせるといった対策では、不十分な効果しか得られない。
【特許文献１】欧州特許出願公開第１４５９０２６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、熱交換器の全長に渡る温度分布の均一性を簡便な手段で改善することが可能である、冒頭に挙げた熱交換器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題は、本発明においては請求項１に記載の特徴によって解決される。
【発明の実施の形態】
【０００５】
有効な供給管路長、すなわち冷媒（クーラント）が熱交換器の長手方向に流れる際に通過する供給管路の長さが、有効全長、すなわち冷媒が貫流する熱交換器の長さよりも短いので、非常に長い構造を有し、しかも供給管路領域で冷媒の相分離が生じない熱交換器を実現することが可能となる。これにより、冷媒の液相が全体的に均一に分布することが可能となり、従ってまた、冷却性能に重要な気化が熱交換器の全長に渡って可能となり、また多数の流路を設けることが可能となる。その際、有効な供給管路長は、回収領域の有効長の半分の長さを超えないことが好ましい。これにより、改善が特に顕著となる。
【０００６】
本発明の好ましい実施形態では、回収領域に循環管路が接続されており、冷媒が流路の第１のサブセットから循環管路へ流入し、その循環路から流路の第２のサブセットへ流出する。これによって、簡便な方法で、流路の各グループを連続的に接続することが可能となり、その結果、供給管路が短くなるにもかかわらず、最終的に蒸発器全体に液相を均一に給送することができる。
【０００７】
また、好ましい実施形態では、グループを成す供給管路、排出管路、循環管路のうち少なくとも１つが分離部材を有し、この分離部材を介して、当該管路の少なくとも２つの区画が耐冷媒透過性を有するように互いに分離されている。これによって、管路が、複数の方法で、例えば、供給管路としても循環管路としても利用でき、従って、特に省スペースかつ低コストの構成が可能となる。
【０００８】
好ましい熱交換器の場合、回収領域が複数のプレート部材を有し、このプレート部材を積層することによって回収領域が少なくとも部分的に構成可能である。これにより、回収領域を低コストかつ耐圧性の構造にすることが可能である。その際、供給管路が回収領域の上部プレート部材に接続されていることが有利であり、複数のそれぞれ対応する貫通孔が上部プレート部材と供給管路とに設けられている。これによって、供給管路と回収領域とを簡単に接続することが可能となる。
【０００９】
有利な１つの実施形態では、供給管路および上部プレート部材の少なくとも１つの貫通孔が少なくとも２つの流路へつながっており、これにより、貫通孔の数を削減することができる。しかしまた、もう１つの代替的なまたは補完的な実施形態では、供給管路およびプレート部材の１つの貫通孔に１つの流路を割り当てることも可能である。この場合、貫通孔の数が増えるので、供給管路が特に確実に固定されることになる。
【００１０】
好ましい構成では、回収領域にプレート状の分配部材が設けられており、その分配部材に設けられた複数の貫通孔を介して冷媒を複数の流路へ分配することができる。このように溝付きリンク状に形成された分配部材は、回収領域をプレートからなる簡単な構造にすることを可能にするだけでなく、貫通孔の成形によって簡単に冷媒を各流路に分配することを可能にする。その際、分配は、個別に並列に行うことも可能であり、また直列的に連続させて行うことも可能である。
【００１１】
また、下部プレート部材が複数の貫通孔を有することが好ましく、流路は貫通孔の部分で下部プレート部材に固着されている。これにより、例えば、ろう接によって、流路を回収領域に特に低コストでかつ確実に接続することができる。
【００１２】
流路の少なくとも１つは、複数のチャンバを有するＵ字形の偏平管として構成されていることが好都合である。これにより、冷媒と流路との大きな共通の平面が、低コストでかつ耐圧性を有して実現される。
【００１３】
本発明の特に有利な構成では、複数の流路は幾つかの区画にグループ化され、各区画が少なくとも１つの流路を有する。これらの区画は、熱交換器の長手方向に並列して設けられ、また、区画のうち少なくとも２つの間に、冷媒の中間回収に適した容量が備えられている。これによって、流路をグループ単位で連続して配置することが可能となり、この配置は、短い供給管路にも十分に適している。中間回収は、流路内で分離し始めた冷媒を再び混合する働きをする。これにより、熱交換器の効率と均一性が向上する。また、それ自体公知である熱交換器を、例えば分配部材の部分にわずかに変更を加えるだけで利用することが可能であり、コストを低減することができる。
【００１４】
その際、好ましい１つの実施形態では、区画の総数が２つである。また、区画の数はその他の数であってもよく、特に、３以上の偶数または３以上の奇数であることが好ましい。
【００１５】
一般的に、この熱交換器は自動車空調装置の蒸発器であることが好ましく、冷媒は二酸化炭素（Ｒ７４４）である。二酸化炭素は、従来技術における上述の問題点に関連して特に重要であり、また高圧を必要とする。このことは、上記の提案された解決策と特によく適合する。しかしまた一般的に、例えばＲ１３４ａのような従来の冷媒を本発明に係る熱交換器と組み合わせることも、製造コストおよび寸法の点から見てこの熱交換器の優れた特性故に有利である。
【００１６】
もう１つの好ましい実施形態では、供給管路が熱交換器のほぼ全長に渡って延設されている。これは、設計スペースの要件によっては好都合である。本発明においては、供給管路の有効長、すなわち冷媒（クーラント）が回収領域へ流入するまでに通過する長さが大きくならないことが必須要件である。
【００１７】
好ましい実施形態では、少なくとも供給管路または排出管路が偏平面（３０１ｂ）を有し、該偏平面は回収領域に面状にろう接されている。これによって、簡単な方法で管路が回収領域に確実かつ密接に固定される。その際、少なくとも供給管路または排出管路がほぼＤ字形の断面を有していることが特に好ましい。この断面は、低コストの円管を後加工することによって実現することが可能であり、また押出し成形法やその他の既知の方法によっても実現可能である。さらに、少なくとも供給管路または排出管路の断面は、面状ろう接部分以外がほぼ円形であることが好ましい。これにより、少なくとも面状ろう接部分以外は、特殊な断面を有する管路よりも低コストである標準管を用いることが可能となる。Ｄ字形の断面を有する部材を、円形の断面を有する部材に溶接できることが特に好ましい。しかしまた、完全に円形の管を偏平化することによって成形してもよく、従って、円形部分とＤ字形部分は、管路を製造する前の時点でも単一の管を形成していてもよい。
【００１８】
少なくとも供給管路または排出管路の仕上げ形状が、回収領域の仕上げ形状と形状結合して供給管路または排出管路を位置決めする働きをするような形状であることが効果的である。この仕上げ形状によって冷媒の漏出が防止される。このような仕上げ形状により、特に熱交換器の製造中に正確な位置決めが可能となる。
【００１９】
特に効果的であるのは、少なくとも供給管路または排出管路が複数の貫通孔を有し、該貫通孔が、冷媒が通過できるように回収領域の複数の貫通孔と位置合わせされているが、形状結合しない場合である。これにより、整列する貫通孔の部分でほとんどねじれが生じることがなく、従って、製造時に不良品の発生がほとんどなくなり、重要な接合部分の持続的な密閉性が保たれる。
【００２０】
好ましい構成では、少なくとも供給管路または排出管路が冷媒通過用の貫通孔を有し、該貫通孔が穿孔によって、または材料除去を伴う打ち抜き加工によって設けられる。これにより、管路の断面が貫通孔の部分でも維持される。また、代替的または補完的な方法として、供給管路および／または排出管路が有する冷媒通過用の貫通孔（３０１ａ）を、材料除去を伴わない打ち抜きによって設けることも可能である。ただし、この場合、一般的に管路の当該箇所の断面は小さくなる。しかし、ゆるく付着した材料の残滓が、熱交換器をその後使用した際に冷媒の中へ入り込むといったことを、特に確実に防止することができる。
【００２１】
本発明に係る熱交換器のその他の効果および特徴については、以下で説明する実施例および従属請求項で明らかにされる。
【００２２】
以下で、本発明に係る熱交換器の３つの好ましい実施例および幾つかの変更形態について説明し、添付した図面を用いながら詳述する。
【実施例】
【００２３】
第１の実施例における熱交換器は、自動車空調装置用の蒸発器であり、パイプ状の供給管路１およびパイプ状の排出管路２を有する。両管路１，２は、互いに平行に蒸発器の長手方向に、蒸発器の全長に渡って延びる回収領域３の上方に設置されている。供給管路１と排出管路２とは、回収領域３を超えて共通のフランジプレート４にまで続いており、該フランジプレート４を介して自動車のもう１方の空調装置に接続されている（図示されていない）。これらの管路は、回収領域３とフランジプレート４との間に位置する管部１ａ，２ａに幾つかの屈曲部および湾曲部を有し、これにより、管路が車両内の設置スペースの各幾何学的形状に適合する形状となっている。従って、本発明においては、供給管路１あるいは排出管路２とは、管路のうち、蒸発器に直接的に設置されている区画のみを指すものとする。
【００２４】
また、供給管路１および排出管路２に平行に、循環管路５が回収領域３の上部に設けられており、蒸発器の全長に渡って延びている。循環管路５は、その両端がそれぞれ閉じられた管状区画として構成されており、供給管路１および排出管路２とほぼ同じ直径を有している。しかしまた、供給管路、排出管路、循環管路の直径はそれぞれ異なっていてもよい。
【００２５】
回収領域３の下面には、全部で２０本のそれぞれＵ字形に曲げられた偏平管６が設置されており、このＵ字形の偏平管の脚部高さに回収領域の高さと供給管路あるいは排出管路の直径とを加えた合計値が、蒸発器の全高となる。
【００２６】
各偏平管６は複数のチャンバまたはチャネル６ａを有する（図１０に示された偏平管脚部の１つの断面図を参照）。本例では、各偏平管のチャンバ６ａの各半分ずつだけが１つの流路を形成するか、あるいは水力学的に平行に設けられている。従って、冷気の流れ方向に、すなわち図１の図面に対して垂直方向に、各偏平管の中にそれぞれ２つの流路が奥へ向かって前後に並んでいる。
【００２７】
全部で２０本の偏平管６が有する４０個の終端部は、それぞれ下部プレート部材７の凹部７ａ（図９を参照）に嵌め込むことができ、その部分にろう接することが可能である。プレート部材７の長手方向に走る中央の仕切壁７ｂが、チャンバ６ａの２つのグループを互いに分離している。
【００２８】
回収領域３をさらに構成するために、分配プレート８（図７を参照）が下部プレート部材７に平らに載置され、面状に、しかし少なくとも閉じられた稜線に沿って凹部７ａとろう接される。分配プレート８は、幾つかの溝付きリンク状の貫通孔８ａを有し、該貫通孔８ａは部分的に下部プレート部材７の凹部７ａに位置合わせされており、従ってまた偏平管６の前面と位置合わせされている。分配プレート８の貫通孔の位置合わせされていない部分、例えばＨ字形の貫通孔８ｂは、異なった流路を互いに接続するために設けられている。図のＨ字形貫通孔は、それぞれ２つの隣接する偏平管６あるいは４つの流路を互いに接続している。
【００２９】
分配プレート８の上方では、回収領域３の上部プレート部材９が分配プレート８上に平らにろう接されている。上部プレート部材９は、幾つかの円形の貫通孔９ａを有し、該貫通孔はそれぞれ同じ側からの打ち抜き加工によって設けられている。打ち抜き加工によって、分配プレートから遠い方の面に張り出した襟部９ｂが生じる（図８の上部プレート部材側面図を参照）。この襟部９ｂによって、供給管路１および排出管路２および循環管路５が特に容易に設置可能となる。実寸比の図８から分かるように、貫通孔９ａはグループごとに異なった幅を有しており、その結果、蒸発器内のさまざまな圧力および冷媒密度に対応できる。
【００３０】
図４から図６に示されているように、パイプ状の各管路１，２および５には穿孔が設けられており、該穿孔が上部プレート部材の上述の貫通孔９ａに対応している。従って、蒸発器の取り付け時に、管路１，２，５は襟部９ｂへ嵌合され、耐冷媒透過性を有するようにろう接される。これにより、同時にまた、回収領域と管路１，２，５との間が機械的に確実に接続される。
【００３１】
最も遠く離れた穿孔間の距離が、各管路１，２，５の有効長となる。熱交換に関連する蒸発器有効全長は蒸発器の長手方向における２つの流路の最大距離、と定義するのが有意義である。従って、本実施例では、供給管路１の有効長は蒸発器有効長の４０％未満となる。
【００３２】
本発明は次の通り動作する。すなわち、
供給管路１によって、高圧下にある、液相および気相からなる冷媒（クーラント）が蒸発器に送給される。該冷媒は、本例では二酸化炭素（Ｒ７４４）である。該冷媒は、供給管路の貫通孔９ａあるいは穴を通り、８本の流路からなる第１のグループへ流入する。Ｈ字形の貫通孔において８本のそれぞれ対向する流路への移動が行われる。その際、最初に延通する流路とそれに続く流路とは同じ偏平管に属している（「深部での移動」）。蒸発器の全部で４０本の流路のうち１６本を通過した後、冷媒は幾分大きな穿孔を通って循環流路５へ流入する。これらの最初の１６本の流路は、図１では右側から最初の８本の偏平管に相当し、従って、第１の区画に分類される。
【００３３】
循環管路５は、中間回収装置の働きを有し、異なった流路の冷媒が新たに混合される。同時にまた、冷媒は図１では左方向へ流れ、そこでの流速は、供給管路１に比して明らかに増大している。相の分離によって生じる問題は、この箇所では明らかに小さくなる。
【００３４】
蒸発器の左側では、残りの１２本の偏平管が、全部で２４本の流路６からなる第２のグループあるいは第２の区画を形成する。そこでは、貫通孔９ａを通じて、循環管路から第２区画の最初の１２本の流路への流入が生じ、それに続いて、分配プレートのＨ字形の貫通孔を介して第２区画の第２の１２本の流路への流入が生じる。第２区画の流路の数が多くなることが想定されているのは、等圧とみなせる循環管路５の場合、第２区画の貫通孔９ａの直径が第１区画における８個の貫通孔の直径よりも小さいことによる（図８および図６を参照）。しかし、貫通孔の直径は、別の相対比を有していてもよい。
【００３５】
最後に、完全に気化され、減圧された冷媒は特に大きな１２個の貫通孔から排出管路へ流入し、そこからさらに冷却回路へ送給される。
【００３６】
この蒸発器の機能では、上記の動作中に、偏平管の周囲を冷気が流れる。該冷気は、その後、車両室内の空調に用いられる。
【００３７】
第２の好ましい実施例が図１１および図１２に示されている。この第２の実施例が第１の実施例と異なっている点は、貫通孔９ａ’の構造とそれに対応する管路１，２，５の穴の構造、さらに分配プレート８’の仕上がり形状のみである。第１の実施例と異なり、第２の実施例では、貫通孔９ａ’の幾つかが、２つの流路６ａに各々１つの穴を通じて直接的に冷媒が送り込まれるように成形されている。ただし、第１の実施例と同じように蒸発器の各区画では、２つの流路を冷媒が貫流することになる。その際、この例でも、Ｈ字形の貫通孔８ａ’がこの流路間の移動を可能にする機能を担う。
【００３８】
これにより、全体的には、穴あるいは貫通孔９ａ’の数は削減され、貫通孔９ａ’は２４個のみとなり、しかも管路１，２，５への冷媒の各流出部あるいは流入部用はそれぞれ６個ずつとなる。従って、第２の実施例では、２つの連続する流路区画あるいは流路グループは等しい大きさである。しかし、これは必要に応じて容易に変更可能である。
【００３９】
第２の実施例では、供給管路の有効長が蒸発器の有効全長の半分よりもわずかに小さい。これは、供給管路１と蒸発器との対応する穴の、長手方向における最大間隔から生じる。
【００４０】
次に、本発明の概念範囲を明確にするために２３個の変更形態が図１４から図３６に示されている。これらはそれぞれ、供給管路、排出管路および必要に応じて追加された循環管路の概念上の配置を示している。管路からの冷媒の各流出は、斜め十字の入った円で示されており、一方、各流入は点の入った円で示されている。冷媒用の流路は管路間の連結線で示されている。
【００４１】
図１４は、詳述した２つの実施例の原理に準拠した変更形態を示しており、供給管路、排出管路、循環管路、２つの流路区画を有するが、この第２の区画が２倍の数の流路を有している。
【００４２】
図１５は、図１４の変更形態を示し、供給管路と排出管路とが反対側に設けられている。
【００４３】
図１６は、図１５の変更形態を示し、２つの等しい大きさの区画を有している。
【００４４】
図１７は、３つの区画を有する変更形態を示し、第３の区画に給送するための第２の循環管路が設けられている。
【００４５】
図１８は、図１７の変更形態を示し、循環管路が短くなっている。
【００４６】
図１９も３つの区画を有する変更形態を示すが、各循環管路が、供給管路の１区画および排出管路の１区画を仕切ることで、耐冷媒透過性の分離部材によって構成されている。これにより、２つの管路が互いに平行に延びているだけなので、特に薄い構造の蒸発器を実現することが可能となる。
【００４７】
図２０は、３つの区画と別個の循環パイプとを有する変更形態を示す。この形態では、排出管路が、加えられた循環パイプを仕切るための分離部材を有し、供給方向とは逆方向に蒸発器からの排出を行う。
【００４８】
図２１は、３つの区画と２つの別個の循環パイプとを有する変更形態を示す。この形態では、供給管路と排出管路とが同じ側に設けられている。
【００４９】
図２２は、図２１に類似した変更形態を示すが、短い循環管路を有している。
【００５０】
図２３は、３つの区画と、別個の循環管路と、供給管路および排出管路における分離部材とを有する変更形態を示す。この形態では、供給管路と排出管路とは反対方向に設けられている。
【００５１】
図２４は、５つの区画を有する変更形態を示す。この形態では、実際上４本の循環管路を作り出すためにそれぞれ１つの分離部材を有する２つの別個の循環管路が設けられている。
【００５２】
図２５は、全部で３つの平行管路を有する５つの区画を設ける方策を示す。これは、供給管路と循環管路とに適当な分離部材を設けることによって実現される。
【００５３】
図２６は、４つの平行管路と５つの区画とを備えた方策を示す。ここでは、分離部材が追加されている。
【００５４】
図２７は、４つの区画を有する変更形態を示す。この形態では、３つの管路が設けられており、供給管路と排出管路が反対方向に延設されている。この方策では、区画の数は原則として６以上の偶数個に拡大することが可能である。
【００５５】
図２８は、４つ以上の偶数個の区画を有する変更形態を示す。この形態では、供給管路と排出管路とが同じ管路内に分離部材によって設けられており、さらに循環管路が１本だけ具備されている。
【００５６】
図２９は、図２８の変更形態を示す。この形態は、ただ２つの区画を有し、従ってただ１つの分離部材が供給管路と排出管路との間に設けられている。
【００５７】
図３０は、供給管路および反対側の排出管路および循環管路に４つ以上の区画を有する方策を示す。
【００５８】
図３１に示された異形態では、供給管路と排出管路とが、長手方向の中央にそれぞれの接続部を有し、長手方向に対して垂直方向に延設されている。さらに、２つの区画と１本の循環管路とが具備されている。
【００５９】
図３２は、図２９の異形態を示す。この形態は、区画が非対称的に分離されており、蒸発器の終端部でそれぞれ屈曲した供給管路と排出管路とを有している。
【００６０】
図３３は、図３２の異形態を示す。この形態は、供給用と排出用に別個の管路を有しており、従って分離部材を必要としない。
【００６１】
図３４は、図３３の異形態を示す。この形態は、供給と排出とが気流を基準にして互いに反対方向に行われる。
【００６２】
図３５は、２つの区画を有する異形態を示す。この形態では、第１の区画が個々の流路に関してそれぞれ半分ずつ両終端領域へ配分されており、第２の区画が、第１区画の流路のサブグループ間に位置する。これにより、気流の分布に対して細密な調整を行うことが可能となる。
【００６３】
図３６は、図３５に変更を加えた構成を示す。この構成では、第２区画の流路サブグループがそれぞれ蒸発器の終端部に設けられている。このサブグループは、より正確に調整するために非対称的に配分されており、一方の終端には第２区画のただ１つの流路が設けられ、もう一方の終端には３つの流路が設けられている。
【００６４】
図３７から図４３に示された、本発明に係る第３の実施例では、供給管路３０１は、熱交換器ハウジングのほぼ全長に渡って延設されており、排出管路３０２と循環管路３０５との間に配置されている。供給管路の有効長Ｌｚは、供給方向に並べて設けられた全部で５個の貫通孔３０１ａの最大距離となる。この貫通孔を介して冷媒が熱交換器内へ流入する。回収領域３０３の有効長Ｌｓは、熱交換器の長手方向における２つの流路の最大距離となる。本例では、供給管路の有効長Ｌｚはこの蒸発器の有効長Ｌｓの約４３％である。図３７から図４３は、それぞれ実寸比で示されている。
【００６５】
回収領域３０３は、第１の実施例に類似しており、上部プレート部材３０９と、分配プレート３０８と、偏平管３０６を嵌合するための下部プレート部材３０７とで構成されている。分配プレート３０８は、貫通孔３０８ａが厳密に配置されている点で、これまでの実施例とは異なるが、動作原理は同じである。プレート部材３０７，３０８，３０９は、それらの隣接する面が互いに面状にろう接されている。下部プレート部材は、第１の実施例の下部プレート部材と同じである。図４０と図４１とを重ね合わせることで、熱交換器内部での冷媒の流れ方がすぐに明らかになる。これまでの実施例と同様に、圧力の低下に応じて、管路と上部プレート部材３０９との貫通孔は、流れ方向に沿って次第に大きく成形されている。
【００６６】
供給管路３０１、排出管路３０２および循環管路３０５は、上部プレート部材３０９との接触部分にそれぞれ偏平面３０１ｂを有し、その結果、これらの管路は、この区域に渡ってＤ字形の断面を持つ（図３９，図４２を参照）。この接合部分以外は、供給管路３０１も排出管路３０２も断面は円形である。
【００６７】
管路３０１，３０２，３０５は、偏平面３０１ｂの領域に貫通孔３０１ｃを有し、該貫通孔は、上部プレート部材３０９のエンボス加工された凸部３０９ｂと対応している。凸部３０９ｂは冷媒の通過を阻止するので（図４１を参照）、凸部３０９ｂが貫通孔３０１ｃに嵌合すること、すなわち、対応する形状部が形状結合することは、熱交換器の製造時に、管路３０１，３０２，３０５を配置し、取り付けるのに役立つ。その際、上部プレート部材の上面は、面状にろう材で被覆されている。管路３０１，３０２，３０５は、両端を揃えて配置された後、偏平面３０１ｂにおいて面状に上部プレート部材３０９とろう接される。その際、上部プレート部材の貫通孔３０９ａは各貫通孔３０１ａと位置が揃っている。ここでは、第１の実施例とは異なり、貫通孔３０１ａ，３０９ａがかみ合って形状結合する必要がない。好都合には、一方の各貫通孔３０１ａは、冷媒用の所定の通過断面に対して寸法が正確であり、もう一方の各貫通孔３０９ａは過大寸法を有し、管路を配置する際に必然的に公差が考慮される。
【００６８】
図４２では、貫通孔３０１ａにはバリや材料の残滓がない。これは、穿孔または、大抵の場合、低コストの打ち抜き加工とそれに続くバリ取りおよび打ち抜かれた材料の除去とによって実現され、例えば、圧縮空気を利用して実施することができる。その際、一般的に、バリが遊離する恐れや、材料の残滓が完全に除去されない恐れが幾分あり、それらが後に使用した際に冷却回路の中へ入り込む危険性がある。
【００６９】
従って、図４３に示された変更形態では、供給管路３０１が適切な工具３１０を用いて、材料除去を伴わず、すなわち材料を保持したまま打ち抜かれ、貫通孔３０１ａ，３０１ｂが形成される。その際、貫通孔から取り除かれた管路壁の材料３０１ｄは、管路内部に残り、残った壁部にしっかりとつながれたままである。このようにして、材料が剥落して冷却回路に入り込むことが確実に防がれる。ただし、原理上、管路３０１，３０２，３０５の断面は小さくなり、その結果、その分、圧力の低下が生じる。従って、圧力が高く、流速が小さい管路部分のみ、特に供給管路３０１のみ、材料除去を伴わない打ち抜き加工によって製造できることが好都合である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】熱交換器の第１の実施例の正面図である。
【図２】図１に示された熱交換器の平面図である。
【図３】図１に示された熱交換器の側面図である。
【図４】図１に示された熱交換器の供給管路部分の断面図である。
【図５】図１に示された熱交換器の排出管路部分の断面図である。
【図６】図１に示された熱交換器の循環管路部分の断面図である。
【図７】図１に示された熱交換器の分配プレートの平面図である。
【図８】図１に示された熱交換器の上部プレート部材の平面図と側方から見た図である。
【図９】図１に示された熱交換器の下部プレート部材の平面図である。
【図１０】図１に示された熱交換器の偏平管の断面図である。
【図１１】第２の実施例に従った熱交換器の分配プレートの平面図である。
【図１２】図１１に示された分配プレートに対応する、第２の実施例の上部プレート部材を示す。
【図１３】第１および第２の実施例の機能原理を示す概略図である。
【図１４】第１の変更形態に従った、本発明に係る熱交換器の機能原理を示す概略図である。
【図１５】第２の変更形態に従った、本発明に係る熱交換器の機能原理を示す概略図である。
【図１６】第３の変更形態に従った、本発明に係る熱交換器の機能原理を示す概略図である。
【図１７】第４の変更形態に従った、本発明に係る熱交換器の機能原理を示す概略図である。
【図１８】第５の変更形態に従った、本発明に係る熱交換器の機能原理を示す概略図である。
【図１９】第６の変更形態に従った、本発明に係る熱交換器の機能原理を示す概略図である。
【図２０】第７の変更形態に従った、本発明に係る熱交換器の機能原理を示す概略図である。
【図２１】第８の変更形態に従った、本発明に係る熱交換器の機能原理を示す概略図である。
【図２２】第９の変更形態に従った、本発明に係る熱交換器の機能原理を示す概略図である。
【図２３】第１０の変更形態に従った、本発明に係る熱交換器の機能原理を示す概略図である。
【図２４】第１１の変更形態に従った、本発明に係る熱交換器の機能原理を示す概略図である。
【図２５】第１２の変更形態に従った、本発明に係る熱交換器の機能原理を示す概略図である。
【図２６】第１３の変更形態に従った、本発明に係る熱交換器の機能原理を示す概略図である。
【図２７】第１４の変更形態に従った、本発明に係る熱交換器の機能原理を示す概略図である。
【図２８】第１５の変更形態に従った、本発明に係る熱交換器の機能原理を示す概略図である。
【図２９】第１６の変更形態に従った、本発明に係る熱交換器の機能原理を示す概略図である。
【図３０】第１７の変更形態に従った、本発明に係る熱交換器の機能原理を示す概略図である。
【図３１】第１８の変更形態に従った、本発明に係る熱交換器の機能原理を示す概略図である。
【図３２】第１９の変更形態に従った、本発明に係る熱交換器の機能原理を示す概略図である。
【図３３】第２０の変更形態に従った、本発明に係る熱交換器の機能原理を示す概略図である。
【図３４】第２１の変更形態に従った、本発明に係る熱交換器の機能原理を示す概略図である。
【図３５】第２２の変更形態に従った、本発明に係る熱交換器の機能原理を示す概略図である。
【図３６】第２３の変更形態に従った、本発明に係る熱交換器の機能原理を示す概略図である。
【図３７】熱交換器の第３の実施例の正面図である。
【図３８】図３７に示された熱交換器の平面図である。
【図３９】図３７に示された熱交換器の側面図である。
【図４０】図３７に示された熱交換器の分配プレートの実寸比の平面図である。
【図４１】図３７に示された熱交換器の上部プレート部材の平面図と、該平面図の線Ａ−Ａに沿った側方断面図である。
【図４２】図３７に示された熱交換器の供給管路の平面図、該平面図の線Ａ−Ａに沿った断面図、側面図である。
【図４３】図４２に示された供給管路の変更形態と打ち抜き工具とを示す断面図および詳細図である。
【図１】
2008531976.tif 000003
【図２】
2008531976.tif 000004
【図３】
2008531976.tif 000005
【図４】
2008531976.tif 000006
【図５】
2008531976.tif 000007
【図６】
2008531976.tif 000008
【図７】
2008531976.tif 000009
【図８】
2008531976.tif 000010
【図９】
2008531976.tif 000011
【図１０】
2008531976.tif 000012
【図１１】
2008531976.tif 000013
【図１２】
2008531976.tif 000014
【図１３】
2008531976.tif 000015
【図１４】
2008531976.tif 000016
【図１５】
2008531976.tif 000017
【図１６】
2008531976.tif 000018
【図１７】
2008531976.tif 000019
【図１８】
2008531976.tif 000020
【図１９】
2008531976.tif 000021
【図２０】
2008531976.tif 000022
【図２１】
2008531976.tif 000023
【図２２】
2008531976.tif 000024
【図２３】
2008531976.tif 000025
【図２４】
2008531976.tif 000026
【図２５】
2008531976.tif 000027
【図２６】
2008531976.tif 000028
【図２７】
2008531976.tif 000029
【図２８】
2008531976.tif 000030
【図２９】
2008531976.tif 000031
【図３０】
2008531976.tif 000032
【図３１】
2008531976.tif 000033
【図３２】
2008531976.tif 000034
【図３３】
2008531976.tif 000035
【図３４】
2008531976.tif 000036
【図３５】
2008531976.tif 000037
【図３６】
2008531976.tif 000038
【図３７】
2008531976.tif 000039
【図３８】
2008531976.tif 000040
【図３９】
2008531976.tif 000041
【図４０】
2008531976.tif 000042
【図４１】
2008531976.tif 000043
【図４２】
2008531976.tif 000044
【図４３】
2008531976.tif 000045
【国際調査報告】
2008531976.tif 000046
2008531976.tif 000047
2008531976.tif 000048
2008531976.tif 000049
2008531976.tif 000050
2008531976.tif 000051