(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被冷却流体と冷媒との間で熱交換を行わせる冷媒蒸発器（１）であって、
互いに隙間を隔てて並ぶ複数の風上側チューブ（１１ｃ）を有し、前記複数の風上側チューブ内を流れる冷媒と被冷却流体との間で熱交換を行わせる風上側コア部（１１）と、
互いに隙間を隔てて並ぶ複数の風下側チューブ（２１ｃ）を有し、被冷却流体の流れ方向において前記風上側コア部の下流側で前記風上側コア部と重複するように配置され、前記複数の風下側チューブ内を流れる冷媒と前記風上側コア部を通過した被冷却流体との間で熱交換を行わせる風下側コア部（２１）と、
前記風下側チューブの下流端から流出した冷媒を前記風上側チューブの上流端に流入させるように導く連絡流路（１３，２３，３３）と、
内部に蓄冷材（４１）を収容し、隣り合う前記風上側チューブ間の隙間と、隣り合う前記風下側チューブ間の隙間と、に配置されるとともに、前記風上側コア部と前記風下側コア部とを跨ぐように配置される複数の蓄冷ケース（４０）と、を備え、
前記風上側チューブには、液相の冷媒と気相の冷媒とが混在する気液混在域（ＧＬ）と、気相の冷媒が加熱されるスーパーヒート域（ＳＨ）と、が形成され、
前記気液混在域と前記スーパーヒート域との境界をスーパーヒート境界（ＳＨ１）としたとき、
前記蓄冷ケースは、前記気液混在域及び前記スーパーヒート域に対向するように前記風上側チューブに隣接して配置され、
前記蓄冷材は、前記蓄冷ケース内のうち、前記スーパーヒート境界よりも前記気液混在域側に配置されている部位のみに収容されている、冷媒蒸発器。
【請求項２】
前記風上側コア部及び前記風下側コア部は、被冷却流体の流れ方向に直交する所定の平面に対して面対称となるように配置され、
前記複数の蓄冷ケースは、前記複数の風上側チューブ及び前記複数の風下側チューブが並ぶ方向において、前記風上側コア部及び前記風下側コア部のそれぞれの中央を通る面に対して面対称となる位置に配置されている、請求項１に記載の冷媒蒸発器。
【請求項３】
前記風下側コア部は、
被冷却流体の一部と冷媒の一部との間で熱交換を行わせる第１コア部（２１ａ）と、
被冷却流体の他の一部と冷媒の他の一部との間で熱交換を行わせる第２コア部（２１ｂ）と、を有し、
前記風上側コア部は、
被冷却流体の流れ方向において前記第１コア部と重複して配置され、前記被冷却流体の一部と前記冷媒の他の一部との間で熱交換を行わせる第３コア部（１１ａ）と、
被冷却流体の流れ方向において前記第２コア部と重複して配置され、前記被冷却流体の他の一部と前記冷媒の一部との間で熱交換を行わせる第４コア部（１１ｂ）と、を有し、
前記第１コア部の近傍に冷媒の入口（２２ａ）を有し、前記第１コア部及び前記第２コア部を構成する複数の風下側チューブの上流端に設けられ、該風下側チューブに冷媒を分配する分配タンク部（２２）と、
前記第１コア部を構成する複数の風下側チューブの下流端に設けられ、該風下側チューブを通過した冷媒を集合させる第１集合部（２３ａ）と、
前記第２コア部を構成する複数の風下側チューブの下流端に設けられ、該風下側チューブを通過した冷媒を集合させる第２集合部（２３ｂ）と、
前記第３コア部を構成する複数の風上側チューブの上流端に設けられ、該風上側チューブに冷媒を分配する第１分配部（１３ａ）と、
前記第４コア部を構成する複数の風上側チューブの上流端に設けられ、該風上側チューブに冷媒を分配する第２分配部（１３ｂ）と、
前記第１集合部と前記第２分配部とを連通する第１通路（３３ａ）と、
前記第２集合部と前記第１分配部とを連通する第２通路（３３ｂ）と、を備えている、請求項１又は２に記載の冷媒蒸発器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被冷却流体と冷媒との間で熱交換を行わせる冷媒蒸発器に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷凍サイクルを用いた車両用空調装置が広く普及している。当該冷凍サイクルは、車両の走行のための駆動力を発生させるエンジンの出力によって圧縮機を駆動させる。圧縮機によって圧送された冷媒は、冷凍サイクルに設けられる冷媒蒸発器等の内部流路を流れ、空気との間で熱交換を行う。車両用空調装置は、このように熱交換を行った空気を車室内に供給することにより、車室内の空気の温度を調整することができる。
【０００３】
このような冷凍サイクルでは、所謂アイドリングストップの際等にエンジンが停止すると、圧縮機が駆動できなくなる。そこで、圧縮機の停止中も、冷媒蒸発器における空気の冷却を継続的に行わせようとする検討が進められている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、蓄冷容器を備えた冷媒蒸発器が記載されている。この蓄冷容器は、内部に蓄冷材を収容する空間を有しており、熱交換部に配置される。圧縮機の駆動中は、蓄冷材は冷媒蒸発器に供給される低温の冷媒と熱交換を行うことにより温度が低下する（以下、このことを「冷熱を蓄える」とも称する）。一方、圧縮機の停止中は、蓄冷材は空気から吸熱することで、当該空気の冷却を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−９１２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
冷凍サイクルでは、冷媒蒸発器の下流側に圧縮機が配置されることが一般的である。この圧縮機に液相冷媒が供給されると、液相冷媒を圧縮しようとして圧縮機に過大な負荷が生じてしまう。
【０００７】
したがって、冷媒蒸発器から圧縮機に供給される冷媒は、完全に気化した状態であることが好ましい。このことから、冷媒蒸発器では、その内部流路の下流端近傍に「スーパーヒート域」等と称される部位が設けられる。スーパーヒート域は、当該スーパーヒート域よりも上流側で気化した冷媒を更に加熱して温度上昇させ、冷媒を確実に気相にする。
【０００８】
しかしながら、特許文献１記載の冷媒蒸発器では、このスーパーヒート域を設けることにより、圧縮機停止中の蓄冷材による空気の冷却が阻害されるという課題があった。具体的には、圧縮機駆動中に蓄冷材がスーパーヒート域の高温の冷媒から受熱してしまい、冷熱を十分に蓄えることができなくなり、圧縮機停止中に空気の冷却を十分に行えなくなるという課題があった。
【０００９】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、スーパーヒート域によって冷媒を確実に気化させながらも、蓄冷材に冷熱を十分に蓄えることが可能な冷媒蒸発器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明に係る冷媒蒸発器は、被冷却流体と冷媒との間で熱交換を行わせる冷媒蒸発器（１）であって、互いに隙間を隔てて並ぶ複数の風上側チューブ（１１ｃ）を有し、複数の風上側チューブ内を流れる冷媒と被冷却流体との間で熱交換を行わせる風上側コア部（１１）と、互いに隙間を隔てて並ぶ複数の風下側チューブ（２１ｃ）を有し、被冷却流体の流れ方向において風上側コア部の下流側で風上側コア部と重複するように配置され、複数の風下側チューブ内を流れる冷媒と風上側コア部を通過した被冷却流体との間で熱交換を行わせる風下側コア部（２１）と、風下側チューブの下流端から流出した冷媒を風上側チューブの上流端に流入させるように導く連絡流路（１３，２３，３３）と、内部に蓄冷材（４１）を収容し、隣り合う風上側チューブ間の隙間と、隣り合う風下側チューブ間の隙間と、に配置されるとともに、風上側コア部と風下側コア部とを跨ぐように配置される複数の蓄冷ケース（４０）と、を備える。風上側チューブには、液相の冷媒と気相の冷媒とが混在する気液混在域（ＧＬ）と、気相の冷媒が加熱されるスーパーヒート域（ＳＨ）と、が形成され、気液混在域とスーパーヒート域との境界をスーパーヒート境界（ＳＨ１）としたとき、蓄冷ケースは、気液混在域及びスーパーヒート域に対向するように風上側チューブに隣接して配置され、蓄冷材は、蓄冷ケース内のうち、スーパーヒート境界よりも気液混在域側に配置されている部位のみに収容されている。
【００１１】
上位機構成では、蓄冷材は、蓄冷ケース内のうち、スーパーヒート境界よりも気液混在域側と対応する部位のみに収容されている。これにより、蓄冷材がスーパーヒート域の高温の冷媒から受熱することを抑制し、蓄冷材に冷熱を十分に蓄えることが可能になる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、スーパーヒート域によって冷媒を確実に気化させながらも、蓄冷材に冷熱を十分に蓄えることが可能な冷媒蒸発器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態に係る冷媒蒸発器を示す斜視図である。
【図２】図１の冷媒蒸発器を示す側面図である。
【図３】図１の冷媒蒸発器における冷媒の流れを示す分解斜視図である。
【図４】図３の仕切部材を示す斜視図である。
【図５】図１の風上側蒸発部と、風上側チューブ及び蓄冷ケースとを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付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。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００１５】
まず、図１乃至図４を参照しながら、冷媒蒸発器１の構成について説明する。冷媒蒸発器１は、空気を被冷却流体とする熱交換器である。冷媒蒸発器１は、風上側蒸発部１０と、風下側蒸発部２０と、中間タンク部３３と、複数の蓄冷ケース４０と、を備えている。
【００１６】
風上側蒸発部１０は、風上側コア部１１と、風上側分配タンク部１３と、風上側集合タンク部１２と、を有している。
【００１７】
図１に示されるように、風上側コア部１１は、複数の風上側チューブ１１ｃと、複数のフィン１１ｄとが水平方向に交互に積層された積層体によって構成されている。風上側チューブ１１ｃは、その断面が扁平状で上下方向に延びており、冷媒を流すための流路が内部に形成されている。フィン１１ｄは、コルゲートフィンであり、薄い金属板を屈曲させることで形成されている。フィン１１ｄは、隣り合う風上側チューブ１１ｃの間に配置され、風上側チューブ１１ｃの外側面のうち平坦な面に接合されている。また、複数の風上側チューブ１１ｃ及び複数のフィン１１ｄから構成される積層体の積層方向（以下、この方向を単に「積層方向」ともいう）の両端部には、サイドプレート１１ｅが配置され、風上側コア部１１を補強している。図２及び図３では、風上側コア部１１を構成する風上側チューブ１１ｃ、フィン１１ｄ及びサイドプレート１１ｅの図示が省略されている。
【００１８】
図３に示されるように、風上側コア部１１は、第３コア部１１ａ及び第４コア部１１ｂを有している。第３コア部１１ａは、複数の風上側チューブ１１ｃの一部で、一つの列を成すように配列された一群の風上側チューブ１１ｃによって構成されている。第４コア部１１ｂは、複数の風上側チューブ１１ｃの残部で、一つの列を成すように配列された一群の風上側チューブ１１ｃによって構成されている。第３コア部１１ａ及び第４コア部１１ｂは、積層方向に隣り合うように配置されている。空気が流れる方向であるＸ方向に沿って冷媒蒸発器１を見た場合に、第３コア部１１ａは積層方向の右側に配置されたチューブ群で構成され、第４コア部１１ｂは積層方向の左側に配置されたチューブ群で構成されている。すなわち、Ｘ方向に流れる空気は、その一部が第３コア部１１ａを通過し、他の一部が第４コア部を通過する。第３コア部１１ａ及び第４コア部１１ｂは、いずれも、Ｘ方向の寸法に比べて積層方向の寸法が大きい幅広形状となっている。
【００１９】
風上側分配タンク部１３は、風上側コア部１１の下方に配置されている。風上側分配タンク部１３は、両端が閉塞された筒状体であり、冷媒を流す流路が内部に形成されている。風上側分配タンク部１３の上部には、不図示の貫通孔が複数形成されている。当該貫通孔には、風上側コア部１１を構成する複数の風上側チューブ１１ｃの下端部が挿入され接合されている。つまり、風上側分配タンク部１３は、その内部の流路が風上側コア部１１の複数の風上側チューブ１１ｃに連通するように構成されている。これにより、風上側分配タンク部１３は、風上側コア部１１を構成する複数の風上側チューブ１１ｃへ冷媒を分配するための分配部として機能する。
【００２０】
図３に示されるように、風上側分配タンク部１３の内部であって、長手方向の中央位置には、仕切板１３ｃが配置されている。仕切板１３ｃは、風上側分配タンク部１３の内部流路を、第１分配部１３ａと第２分配部１３ｂとに区画している。第１分配部１３ａは、第３コア部１１ａを構成する複数の風上側チューブ１１ｃに連通する空間である。第１分配部１３ａは、第３コア部１１ａを構成する複数の風上側チューブ１１ｃに冷媒を分配する。第２分配部１３ｂは、第４コア部１１ｂを構成する複数の風上側チューブ１１ｃに連通する空間である。第２分配部１３ｂは、第４コア部１１ｂを構成する複数の風上側チューブ１１ｃに冷媒を分配する。風上側分配タンク部１３の側面であって中間タンク部３３側の部分には、第１分配部連通口１３１及び第２分配部連通口１３２が形成されている。第１分配部連通口１３１は、風上側分配タンク部１３の管壁を貫通し、第１分配部１３ａの内外を連通している。第２分配部連通口１３２は、風上側分配タンク部１３の管壁を貫通し、第２分配部１３ｂの内外を連通している。
【００２１】
風上側集合タンク部１２は、風上側コア部１１の上方に配置されている。風上側集合タンク部１２は、筒状体であり、冷媒を流す流路が内部に形成されている。風上側集合タンク部１２は、Ｘ方向に沿って見た場合に、左端が閉塞され、右端に冷媒出口１２ａが形成されている。冷媒出口１２ａは、風上側集合タンク部１２の内部から、不図示の圧縮機の吸入側に冷媒を導出する。風上側集合タンク部１２の底部には、不図示の貫通孔が複数形成されている。当該貫通孔には、風上側コア部１１を構成する複数の風上側チューブ１１ｃの上端部が挿入され接合される。つまり、風上側集合タンク部１２は、その内部の流路が風上側コア部１１の複数の風上側チューブ１１ｃに連通するように構成されている。これにより、風上側集合タンク部１２は、風上側コア部１１の複数の風上側チューブ１１ｃから流出した冷媒を集めるための集合部として機能する。
【００２２】
風下側蒸発部２０は、Ｘ方向に沿って見た場合に風上側蒸発部１０と重合するように配置されている。風下側蒸発部２０は、風下側コア部２１と、風下側分配タンク部２２と、風下側集合タンク部２３と、を有している。
【００２３】
図１に示されるように、風下側コア部２１は、複数の風下側チューブ２１ｃと、複数のフィン２１ｄとが水平方向に交互に積層された積層体によって構成されている。風下側チューブ２１ｃは、その断面が扁平状で上下方向に延びており、冷媒を流すための流路が内部に形成されている。フィン２１ｄは、コルゲートフィンであり、薄い金属板を屈曲させることで形成されている。フィン２１ｄは、隣り合う風下側チューブ２１ｃの間に配置され、風下側チューブ２１ｃの外側面のうち平坦な面に接合されている。また、複数の風下側チューブ２１ｃ及び複数のフィン２１ｄから構成される積層体の積層方向の両端部には、サイドプレート２１ｅが配置され、風下側コア部２１を補強している。図２及び図３では、風下側コア部２１を構成する風下側チューブ２１ｃ、フィン２１ｄ及びサイドプレート２１ｅの図示が省略されている。
【００２４】
図３に示されるように、風下側コア部２１は、第１コア部２１ａ及び第２コア部２１ｂを有している。第１コア部２１ａは、複数の風下側チューブ２１ｃの一部で、一つの列を成すように配列された一群の風下側チューブ２１ｃによって構成されている。第２コア部２１ｂは、複数の風下側チューブ２１ｃの残部で、一つの列を成すように配列された一群の風下側チューブ２１ｃによって構成されている。第１コア部２１ａ及び第２コア部２１ｂは、積層方向に隣り合うように配置されている。空気が流れるＸ方向に沿って冷媒蒸発器１を見た場合に、第１コア部２１ａは積層方向の右側に配置されたチューブ群で構成され、第２コア部２１ｂは積層方向の左側に配置されたチューブ群で構成されている。また、Ｘ方向に沿って冷媒蒸発器１を見た場合に、第１コア部２１ａは第３コア部１１ａと重複し、第２コア部２１ｂは第４コア部１１ｂと重複するように配置されている。これにより、Ｘ方向に流れる空気は、その一部が第３コア部１１ａを通過した後に第１コア部２１ａを通過する一方で、他の一部が第４コア部１１ｂを通過した後に第２コア部２１ｂを通過する。第１コア部２１ａ及び第２コア部２１ｂは、いずれも、Ｘ方向の寸法に比べて積層方向の寸法が大きい幅広形状となっている。
【００２５】
風下側分配タンク部２２は、風下側コア部２１の上方に配置されている。風下側分配タンク部２２は、筒状体であり、冷媒を流す流路が内部に形成されている。風下側分配タンク部２２は、Ｘ方向に沿って見た場合に、左端が閉塞され、右端に冷媒入口２２ａが形成されている。冷媒入口２２ａは、不図示の膨張弁によって減圧された低圧冷媒を導入する。風下側分配タンク部２２の底部には、不図示の貫通孔が複数形成されている。当該貫通孔には、風下側コア部２１を構成する複数の風下側チューブ２１ｃの上端部が挿入され接合されている。つまり、風下側分配タンク部２２は、その内部の流路が風下側コア部２１の複数の風下側チューブ２１ｃに連通するように構成されている。これにより、風下側分配タンク部２２は、風下側コア部２１を構成する複数の風下側チューブ２１ｃへ冷媒を分配するための分配部として機能する。
【００２６】
風下側集合タンク部２３は、風下側コア部２１の下方に配置されている。風下側集合タンク部２３は、両端が閉塞された筒状体であり、冷媒を流す流路が内部に形成されている。風下側集合タンク部２３の上部には、不図示の貫通孔が複数形成されている。当該貫通孔には、風下側コア部２１を構成する複数の風下側チューブ２１ｃの下端部が挿入され接合されている。つまり、風下側集合タンク部２３は、その内部の流路が複数の風下側チューブ２１ｃに連通するように構成されている。
【００２７】
風下側集合タンク部２３の内部であって、長手方向の中央位置には、仕切板２３ｃが配置されている。仕切板２３ｃは、風下側集合タンク部２３の内部流路を、第１集合部２３ａと、第２集合部２３ｂとに区画している。第１集合部２３ａは、第１コア部２１ａを構成する複数の風下側チューブ２１ｃに連通する空間である。第１集合部２３ａは、第１コア部２１ａを構成する複数の風下側チューブ２１ｃから流出した冷媒を集める。第２集合部２３ｂは、第２コア部２１ｂを構成する複数の風下側チューブ２１ｃに連通する空間である。第２集合部２３ｂは、第２コア部２１ｂを構成する複数の風下側チューブ２１ｃから流出した冷媒を集める。すなわち、風下側集合タンク部２３は、第１コア部２１ａから流出する冷媒と、第２コア部２１ｂから流出する冷媒とを別々に集める集合部として機能する。
【００２８】
風下側集合タンク部２３の側面であって中間タンク部３３側の部分には、第１集合部連通口２３１及び第２集合部連通口２３２が形成されている。第１集合部連通口２３１は、風下側集合タンク部２３の管壁を貫通し、第１集合部２３ａの内外を連通している。また、第２集合部連通口２３２は、風下側集合タンク部２３の管壁を貫通し、第２集合部２３ｂの内外を連通している。
【００２９】
中間タンク部３３は、風上側蒸発部１０の風上側分配タンク部１３と、風下側蒸発部２０の風下側集合タンク部２３との間に設けられている。中間タンク部３３は、冷媒が流れる流路が内部に形成された筒状体である。
【００３０】
図３に示されるように、中間タンク部３３の内部には仕切部材３４が設けられている。図４に示されるように、仕切部材３４は、いずれも所定の厚みを有する板状の側板３４ａ，３４ｂ及び底板３４ｃを有している。側板３４ａ，３４ｂは、互いに間隔を空けて配置されるとともに、その一端が中間タンク部３３の内壁面に沿うように湾曲形成されている。底板３４ｃは、側板３４ａ，３４ｂの他端を連結するように延びている。
【００３１】
仕切部材３４は、中間タンク部３３内の上部寄りの部位に設けられている。中間タンク部３３内は、この仕切部材３４によって第１通路３３ａと第２通路３３ｂとに区画されている。
【００３２】
図３に示されるように、第１通路３３ａは、中間タンク部３３の上部の管壁と、仕切部材３４の側板３４ａ，３４ｂ及び底板３４ｃによって囲まれる空間である。第１通路３３ａの容積は、第２通路３３ｂの容積よりも小さい。
【００３３】
図３に示されるように、第２通路３３ｂは、中間タンク部３３内の空間のうち、第１通路３３ａの周囲に形成される部分である。第２通路３３ｂは、絞り流路３３ｋを有する。絞り流路３３ｋは、仕切部材３４によって中間タンク部３３の下部に形成されている。また、絞り流路３３ｋの上流側には端部流路３３ｍが形成され、下流側には端部流路３３ｎが形成されている。端部流路３３ｍ，３３ｎは、いずれも絞り流路３３ｋよりも流路断面積が大きい。
【００３４】
図３に示されるように、中間タンク部３３の側面であって風下側集合タンク部２３側の部分には、第１連通口３３１及び第２連通口３３２が形成されている。第１連通口３３１は、中間タンク部３３の管壁を貫通し、第１通路３３ａの内外を連通している。また、第２連通口３３２は、中間タンク部３３の管壁を貫通し、第２通路３３ｂの内外を連通している。
【００３５】
また、中間タンク部３３の側面であって風上側分配タンク部１３側の部分には、第３連通口３３３及び第４連通口３３４が形成されている。第３連通口３３３は、中間タンク部３３の管壁を貫通し、第２通路３３ｂの内外を連通している。また、第４連通口３３４は、中間タンク部３３の管壁を貫通し、第１通路３３ａの内外を連通している。
【００３６】
複数の蓄冷ケース４０は、断面が扁平状で上下方向に延びる部材である。複数の蓄冷ケース４０は、積層方向において対称となる位置に配置されている。図５を参照しながら後述するように、蓄冷ケース４０は、その内部に収容空間４２が形成されている。当該収容空間４２には、蓄冷材４１が収容されている。蓄冷材４１としては、例えばパラフィンを用いることができる。
【００３７】
蓄冷ケース４０は、風上側コア部１１の隣り合う風上側チューブ１１ｃ，１１ｃ間の隙間と、風下側コア部２１の隣り合う風下側チューブ２１ｃ，２１ｃ間の隙間と、に配置される。すなわち、蓄冷ケース４０は、図２に示されるように、風上側コア部１１と風下側コア部２１とを跨ぐように配置される。
【００３８】
次に、図３を参照しながら、冷媒蒸発器１における冷媒の流れと、それによる空気の冷却について説明する。
【００３９】
不図示のエンジンの出力を受けて圧縮機が駆動すると、不図示の膨張弁によって減圧された低圧冷媒が、液相の状態で冷媒蒸発器１に供給される。冷媒は、矢印Ａで示されるように、冷媒入口２２ａから風下側分配タンク部２２の内部に導入される。この冷媒は、風下側分配タンク部２２の内部において分配され、矢印Ｂ及び矢印Ｃで示されるように、風下側コア部２１の第１コア部２１ａ及び第２コア部２１ｂに流入する。
【００４０】
第１コア部２１ａ及び第２コア部２１ｂに流入した冷媒は、それぞれを構成する複数の風下側チューブ２１ｃの内部を下方に流れる。このとき、複数の風下側チューブ２１ｃの内部を流れる冷媒が、複数の風下側チューブ２１ｃの間をＸ方向に通過する空気との間で熱交換を行う。これにより、液相の冷媒の一部が蒸発して空気から吸熱し、空気の冷却が行われる。
【００４１】
第１コア部２１ａの下端部から流出した冷媒は、矢印Ｄで示されるように、風下側集合タンク部２３の第１集合部２３ａに流入して集められる。また、第２コア部２１ｂの下端部から流出した冷媒は、矢印Ｅで示されるように、風下側集合タンク部２３の第２集合部２３ｂに流入して集められる。
【００４２】
第１集合部２３ａに集められた冷媒は、矢印Ｆで示されるように、第１集合部連通口２３１を介して第１集合部２３ａから排出される。この冷媒は、第１連通口３３１を介して第１通路３３ａに流入する。また、第２集合部２３ｂに集められた冷媒は、矢印Ｇで示されるように、第２集合部連通口２３２を介して第２集合部２３ｂから排出される。この冷媒は、第２連通口３３２を介して第２通路３３ｂの端部流路３３ｍに流入する。
【００４３】
第２通路３３ｂの端部流路３３ｍに流入した冷媒は、第１通路３３ａの下方に回り込むようにして絞り流路３３ｋに流入する。絞り流路３３ｋは端部流路３３ｍよりも流路断面積が小さいため、絞り流路３３ｋに流入した冷媒は流速が増加する。絞り流路３３ｋを高速で流れた冷媒は、その下流側の端部流路３３ｎに流入する。この冷媒は、第３連通口３３３に向かって流れる。
【００４４】
中間タンク部３３の第１通路３３ａを通過した冷媒は、矢印Ｈで示されるように、第４連通口３３４を介して第１通路３３ａから排出される。この冷媒は、風上側分配タンク部１３に向かって流れ、第２分配部連通口１３２を介して第２分配部１３ｂに流入する。
【００４５】
一方、中間タンク部３３の第２通路３３ｂを通過した冷媒は、矢印Ｉで示されるように第３連通口３３３を介して第２通路３３ｂから排出される。この冷媒は、風上側分配タンク部１３に向かって流れ、第１分配部連通口１３１を介して第１分配部１３ａに流入する。
【００４６】
第１分配部１３ａに流入した冷媒は、矢印Ｋで示されるように、第３コア部１１ａの下端部から流入する。詳細には、第１分配部１３ａの冷媒は、第３コア部１１ａを構成する複数の風上側チューブ１１ｃに分配される。
【００４７】
第２分配部１３ｂに流入した冷媒は、矢印Ｊで示されるように、第４コア部１１ｂの下端部から流入する。詳細には、第２分配部１３ｂの冷媒は、第４コア部１１ｂを構成する複数の風上側チューブ１１ｃに分配される。
【００４８】
すなわち、風上側分配タンク部１３は、風下側集合タンク部２３及び中間タンク部３３とともに、風下側チューブ２１ｃの下流端から流出した冷媒を風上側チューブ１１ｃの上流端に流入させるように導く連絡流路として機能する。
【００４９】
第３コア部１１ａ及び第４コア部１１ｂに流入した冷媒は、それぞれを構成する複数の風上側チューブ１１ｃの内部を上方に流れる。このとき、複数の風上側チューブ１１ｃの内部を流れる冷媒が、複数の風上側チューブ１１ｃの間をＸ方向に通過する空気との間で熱交換を行う。これにより、液相の冷媒の一部が蒸発して空気から吸熱し、空気の冷却が行われる。
【００５０】
第３コア部１１ａ及び第４コア部１１ｂの上端部から流出した冷媒は、矢印Ｍ及び矢印Ｌで示されるように、いずれも風上側集合タンク部１２の内部に流入して合流する。この冷媒は、矢印Ｎで示されるように、風上側集合タンク部１２の内部を流れ、冷媒出口１２ａから冷媒蒸発器１の外部に流出する。この後、冷媒は、不図示の圧縮機の吸入側に供給される。
【００５１】
このように、第１コア部２１ａの近傍の冷媒入口２２ａから風下側分配タンク部２２内に冷媒を流入させる構成では、第１コア部２１ａと第２コア部２１ｂとに分配される冷媒の流量に差異が生じる。すなわち、冷媒入口２２ａに近く冷媒が流入し易い第１コア部２１ａには、冷媒入口２２ａから遠い第２コア部２１ｂと比べて、大きな流量の冷媒が供給される傾向がある。
【００５２】
このような冷媒の流量の差異が生じると、第１コア部２１ａを通過する空気は、第２コア部２１ｂを通過する空気と比べて、冷媒との間の熱交換を活発に行う。このため、Ｘ方向に通過する空気において温度分布の偏りが生じるおそれがある。
【００５３】
そこで、冷媒蒸発器１は、上記のように、風下側集合タンク部２３から風上側分配タンク部１３へ向かう冷媒を、Ｘ方向に対して交差させるように構成されている。つまり、風下側集合タンク部２３の第１集合部２３ａ内の冷媒は、中間タンク部３３を介して風上側分配タンク部１３の第２分配部１３ｂに導かれる。さらに、風下側集合タンク部２３の第２集合部２３ｂ内の冷媒は、中間タンク部３３を介して風上側分配タンク部１３の第１分配部１３ａに導かれる。
【００５４】
このように、冷媒をＸ方向に対して交差するように入れ替えることにより、第１コア部２１ａ及び第３コア部１１ａを通過する一部の空気が熱交換を行う冷媒の流量と、第２コア部２１ｂ及び第４コア部１１ｂを通過する他の一部の空気が熱交換を行う冷媒の流量と、の差異を小さくすることが可能となる。この結果、Ｘ方向に通過する空気において温度分布の偏りを抑制することが可能となる。
【００５５】
また、蓄冷ケース４０のうち、風上側コア部１１の隣り合う風上側チューブ１１ｃ，１１ｃ間の隙間と、風下側コア部２１の隣り合う風下側チューブ２１ｃ，２１ｃ間の隙間と、に配置される部分では、蓄冷ケース４０の管壁を挟んで、蓄冷材４１と低圧冷媒との間で熱交換が行われる。これにより、蓄冷ケース４０内の蓄冷材４１の温度が低下する。すなわち、蓄冷材４１は圧縮機の駆動中に冷熱を蓄える。
【００５６】
一方、所謂アイドリングストップの際等にエンジンが停止すると、圧縮機が駆動できなくなり、冷媒蒸発器１への冷媒の供給が停止する。したがって、圧縮機の停止中は、冷媒蒸発器１内において冷媒が流れなくなる。
【００５７】
しかしながら、冷媒蒸発器１では、圧縮機の停止中でも、それまで冷熱を蓄えていた蓄冷材４１によって空気の冷却を行うことができる。すなわち、低温になっている蓄冷材４１が、蓄冷ケース４０の管壁を挟んで、風上側チューブ１１ｃや風下側チューブ２１ｃの内部に留まっている冷媒との間で熱交換を行う。これにより、当該冷媒が冷却され、その温度が比較的低い値に維持される。このように温度維持される冷媒と空気との間で熱交換が行われることで、圧縮機の停止中も空気の冷却が継続的に行われる。
【００５８】
次に、図５を参照しながら、風上側チューブ１１ｃや蓄冷ケース４０の内部について説明する。図５は、図１に示されるＹ方向に沿って見た風上側蒸発部１０を示している。また、風上側蒸発部１０の右側には、風上側チューブ１１ｃの断面と、蓄冷ケース４０の断面と、を模式的に示している。図５は、圧縮機が駆動中の状態における風上側蒸発部１０、風上側チューブ１１ｃ及び蓄冷ケース４０を示している。
【００５９】
前述したように、冷媒５０は風上側蒸発部１０の風上側チューブ１１ｃの内部を上方に流れる。風上側チューブ１１ｃの内部は、上下方向において、冷媒５０の状態に基づいて３つの部位に区分することができる。具体的には、風上側チューブ１１ｃの内部は、液相の冷媒５０のみが存在する液相域ＬＬと、液相の冷媒５０と気相の冷媒５０とが混在する気液混在域ＧＬと、気相の冷媒５０のみが存在するスーパーヒート域ＳＨと、に区分することができる。気液混在域ＧＬとスーパーヒート域ＳＨとの境界を、スーパーヒート境界ＳＨ１と称する。
【００６０】
冷媒蒸発器１を含む冷凍サイクルは、風上側チューブ１１ｃの下流端である第３コア部１１ａ及び第４コア部１１ｂの上端部に、スーパーヒート域ＳＨが形成されるように運転される。スーパーヒート域ＳＨでは、その上流側の気液混在域ＧＬにおいて気化した冷媒５０を、空気との間で熱交換を行わせることで更に加熱する。これにより、冷媒５０はスーパーヒート域ＳＨにおいて気相の状態で温度上昇する。冷凍サイクルにおいて冷媒蒸発器１の下流側に配置される圧縮機には、この気相の冷媒５０が供給される。これにより、圧縮機において液相の冷媒を圧縮して過大な負荷が生じることを抑制できる。
【００６１】
スーパーヒート域ＳＨを流れる気相の冷媒５０は、空気との間で熱交換を行うことによって高温になる。蓄冷ケース４０の収容空間４２に収容されている蓄冷材４１がこの高温の冷媒５０から受熱してしまうと、冷熱を十分に蓄えることができなくなるおそれがある。この場合、圧縮機停止中に、蓄冷材４１によって風上側チューブ１１ｃや風下側チューブ２１ｃの内部の冷媒５０を冷却することができなくなる。すなわち、圧縮機停止中に冷媒蒸発器１による空気の冷却を適切に行えなくなる。
【００６２】
そこで、蓄冷ケース４０の収容空間４２に収容されている蓄冷材４１は、その上面４１１が、スーパーヒート境界ＳＨ１よりも下方に位置するように配置されている。蓄冷材４１は、その温度変化に伴って膨張、収縮するため、その上面４１１の位置も変化する。冷媒蒸発器１を含む冷凍サイクルは、蓄冷材４１の上面４１１が最も上方に位置する場合でも、スーパーヒート境界ＳＨ１よりも下方に位置する条件において運転される。
【００６３】
このように、冷媒蒸発器１では、蓄冷材４１は、蓄冷ケース４０内のうち、スーパーヒート境界ＳＨ１よりも気液混在域ＧＬ側と対応する部位のみに収容されている。これにより、蓄冷材４１がスーパーヒート域ＳＨの高温の冷媒５０から受熱することを抑制し、蓄冷材４１に冷熱を十分に蓄えることが可能になる。
【００６４】
また、複数の蓄冷ケース４０は、複数の風上側チューブ１１ｃ及び複数の風下側チューブ２１ｃが並ぶ方向において、対称となる位置に配置されている。
【００６５】
この構成によれば、複数の風上側チューブ１１ｃ及び複数の風下側チューブ２１ｃが並ぶ方向（すなわち、前述した積層方向）において、風上側コア部１１及び風下側コア部２１を通過する空気を均等に冷却することができる。詳細には、蓄冷ケース４０内の蓄冷材４１が風上側チューブ１１ｃや風下側チューブ２１ｃの内部の冷媒５０を冷却して温度を低下させ、風上側コア部１１及び風下側コア部２１を通過する空気は、この低温になった冷媒５０と熱交換することによって冷却される。この結果、当該空気において温度分布に偏りが生じることを抑制することが可能になる。
【００６６】
また、風下側コア部２１は、被冷却流体である空気の一部と冷媒の一部との間で熱交換を行わせる第１コア部２１ａと、空気の他の一部と冷媒の他の一部との間で熱交換を行わせる第２コア部２１ｂと、を有する。風上側コア部１１は、空気の流れ方向において第１コア部２１ａと重複して配置され、空気の一部と冷媒の他の一部との間で熱交換を行わせる第３コア部１１ａと、空気の流れ方向において第２コア部２１ｂと重複して配置され、空気の他の一部と冷媒の一部との間で熱交換を行わせる第４コア部１１ｂと、を有する。冷媒蒸発器１は、第１コア部２１ａの近傍に冷媒入口２２ａを有し、第１コア部２１ａ及び第２コア部２１ｂを構成する複数の風下側チューブ２１ｃの上流端に設けられ、該風下側チューブ２１ｃに冷媒を分配する風下側分配タンク部２２を備える。また、冷媒蒸発器１は、第１コア部２１ａを構成する複数の風下側チューブ２１ｃの下流端に設けられ、該風下側チューブ２１ｃを通過した冷媒を集合させる第１集合部２３ａと、第２コア部２１ｂを構成する複数の風下側チューブ２１ｃの下流端に設けられ、該風下側チューブ２１ｃを通過した冷媒を集合させる第２集合部２３ｂと、第３コア部１１ａを構成する複数の風上側チューブ１１ｃの上流端に設けられ、該風上側チューブ１１ｃに冷媒を分配する第１分配部１３ａと、第４コア部１１ｂを構成する複数の風上側チューブ１１ｃの上流端に設けられ、該風上側チューブ１１ｃに冷媒を分配する第２分配部１３ｂと、を備えている。さらに、冷媒蒸発器１は、第１集合部２３ａと第２分配部１３ｂとを連通する第１通路３３ａと、第２集合部２３ｂと第１分配部１３ａとを連通する第２通路３３ｂと、を備えている。
【００６７】
前述したように、第１コア部２１ａの近傍の冷媒入口２２ａから風下側分配タンク部２２内に冷媒を流入させる構成では、第１コア部２１ａと第２コア部２１ｂとに分配される冷媒の流量に差異が生じる。しかしながら、上記構成では、冷媒を交差するように入れ替えることにより、第１コア部２１ａ及び第３コア部１１ａを通過する一部の空気が熱交換を行う冷媒の流量と、第２コア部２１ｂ及び第４コア部１１ｂを通過する他の一部の空気が熱交換を行う冷媒の流量と、の差異を小さくすることが可能となる。この結果、Ｘ方向に通過する空気において温度分布の偏りを抑制することが可能となる。
【００６８】
この結果、圧縮機駆動中は、複数の蓄冷ケース４０内の蓄冷材４１が蓄える冷熱量の偏りを抑制することができる。この結果、圧縮機停止中は、蓄冷材４１により温度分布の偏りを抑制しながら空気の冷却を継続することが可能になる。
【００６９】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１：冷媒蒸発器
１１：風上側コア部
１１ａ：第３コア部
１１ｂ：第４コア部
１１ｃ：風上側チューブ
１３ａ：第１分配部
１３ｂ：第２分配部
２１：風下側コア部
２１ａ：第１コア部
２１ｂ：第２コア部
２１ｃ：風下側チューブ
２２：風下側分配タンク部
２２ａ：冷媒入口
２３ａ：第１集合部
２３ｂ：第２集合部
４０：蓄冷ケース
４１：蓄冷材
【図１】
0006597458.tif 000002
【図２】
0006597458.tif 000003
【図３】
0006597458.tif 000004
【図４】
0006597458.tif 000005
【図５】
0006597458.tif 000006