(57)【要約】【課題】冷媒流動条件に拘わらず複数のチューブの冷媒通路に冷媒の液相とガス相とをほぼ均一に分配して熱交換効率の向上を図る。【解決手段】複数の積層されたチューブ２内に設けられた複数の冷媒通路２ｃと、各冷媒通路２ｃの一端側がそれぞれ連通された入口タンク１０と、各冷媒通路２ｃの他端側がそれぞれ連通された出口タンク１１と、入口タンク１０内の全域に亘り挿入されたインナーパイプ部１２を有し、インナーパイプ部１２の冷媒用孔１４より冷媒を入口タンク１０内に供給する冷媒入口パイプ３とを備えた蒸発器において、入口タンク１０挿入されたインナーパイプ部１２の冷媒用孔１４は、軸方向Ｌ１に対して等間隔の位置で、且つ、周方向に対してインナーパイプ部１２内の最下点ａより上方位置と、インナーパイプ部１２内の最上点ｂより下方の少なくとも２箇所の高さ位置に設けられた。【選択図】      図１
2004278935.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の積層されたチューブ（２）と、前記複数のチューブ（２）の一端側がそれぞれ連通された入口タンク（１０）と、前記複数のチューブ（２）の他端側がそれぞれ連通された出口タンク（１１）と、前記入口タンク（１０）内の全域に亘り挿入されたインナーパイプ部（１２）を有し、このインナーパイプ部（１２）の冷媒用孔（１４）より冷媒を前記入口タンク（１０）内に供給する冷媒入口パイプ（３）と、前記出口タンク（１１）内に接続された冷媒出口パイプ（４）とを備え、前記入口タンク（１０）が前記複数のチューブ（２）の上方或いは下方に配置される蒸発器（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ）であって、前記インナーパイプ部（１２）の前記冷媒用孔（１４）は、周方向に対して前記インナーパイプ部（１２）内の最下点（ａ）より上方位置で、最上点（ｂ）より下方位置の間に少なくとも２箇所の高さ位置に設けられたことを特徴とする蒸発器（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ）。
【請求項２】
請求項１記載の蒸発器（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ）であって、前記インナーパイプ部（１２）の前記冷媒用孔（１４）は、軸方向（Ｌ１）に対して前記複数のチューブ（２）の各々に同数対応するように配置されていることを特徴とする蒸発器（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ）。
【請求項３】
請求項１乃至２記載の蒸発器（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ）であって、
前記冷媒用孔（１４）は、前記インナーパイプ部（１２）の周方向に対して３箇所の高さ位置に設けられ、前記インナーパイプ部（１２）内の最下点（ａ）より上方位置で、且つ、前記インナーパイプ部（１２）の中心位置（Ｏ）より下方に位置する下方孔（１４ａ）と、前記インナーパイプ部（１２）の中心位置（Ｏ）とほぼ同一高さの中間孔（１４ｂ）と、前記インナーパイプ部（１２）の最上点（ｂ）より下方位置で、且つ、前記インナーパイプ部（１２）の中心位置（Ｏ）より上方に位置する上方孔（１４ｃ）とから構成されたことを特徴とする蒸発器（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ）。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３記載の蒸発器（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ）であって、
前記下方孔（１４ａ）は、前記インナーパイプ部（１２）内の全体の断面積に対し、前記下方孔（１４ａ）を交点とする水平線（Ｈ）より下方に位置する前記インナーパイプ部（１２）内の断面積が３分の１程度になる位置に設定されたことを特徴とする蒸発器（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ）。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４記載の蒸発器（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ）であって、
前記上方孔（１４ｃ）は、前記インナーパイプ部（１２）内の全体の断面積に対し、前記上方孔（１４ｃ）を交点とする水平線（Ｉ）より上方に位置する前記インナーパイプ部（１２）内の断面積が３分の１程度になる位置に設定されたことを特徴とする蒸発器（１Ｂ、１Ｄ）。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載された蒸発器（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ）であって、
前記冷媒用孔（１４）が設けられる軸方向（Ｌ１）の間隔は、前記チューブ（２）のピッチ間隔（Ｐ）の整数倍若しくは２分の１ピッチの間隔であることを特徴とする蒸発器（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ）。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載された蒸発器（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ）であって、
前記冷媒用孔（１４）は、前記インナーパイプ部（１２）の左右対称位置にそれぞれ設けられたことを特徴とする蒸発器（１Ａ、１Ｃ）。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載された蒸発器（１Ａ、１Ｃ）であって、
前記入口タンク（１０）は前記複数のチューブ（２）の上端に配置され、前記インナーパイプ部（１２）の外周面には、前記各冷媒用孔（１４）より吐出された冷媒をそれぞれの真下方より滴下させる凹凸面（１５）が形成されていることを特徴とする蒸発器（１Ａ、１Ｃ）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のチューブ内に冷媒を供給する入口タンク内にインナーパイプ部を挿入した蒸発器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の蒸発器としては、図１３〜図１５に示すようなものがある（例えば、特許文献１参照。）。この蒸発器１００は、図１３に示すように、積層された複数のチューブ１０１と、このチューブ１０１間に配置された複数の波形フィン１０２と、複数のチューブ１０１の上端に固定された入口タンク１０３及び出口タンク１０４と、入口タンク１０３の一端側に接続された冷媒入口パイプ１０５と、出口タンク１０４の一端側に接続された冷媒出口パイプ１０６とを備えている。各チューブ１０１内にはチューブ長手方向に配置されたＵ字状の冷媒通路（図示せず）が形成され、この冷媒通路の一端が入口タンク１０３内に、冷媒通路の他端側がヘッダ出口タンク１０４内にそれぞれ連通されている。
【０００３】
入口タンク１０３内は、図１５に示すように、２枚の仕切り壁１０７によって３つの室１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ（Ａ、Ｂ、Ｃの領域）に分割されている。また、冷媒入口パイプ１０５は、入口タンク１０３内の全域に亘って挿入されたインナーパイプ部１０９を有し、このインナーパイプ部１０９はＡ、Ｂ、Ｃの各室１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃを貫通している。そして、インナーパイプ部１０９にはＡ、Ｂ、Ｃの各室１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃに開口するよう３箇所に冷媒用孔１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃが形成されている。
【０００４】
次に、上記蒸発器１００の冷媒流れを説明する。図１４には冷媒の流れの概略が示され、冷媒入口パイプ１０５から流入する冷媒は、インナーパイプ部１０９の冷媒用孔１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃより入口タンク１０３内に流入し、入口タンク１０３より各チューブ１０１の冷媒通路（図示せず）に流入される。冷媒通路に流入した冷媒は、Ｕ字状の経路に沿って流れ、ここを流れる過程で外部の流体との間で熱交換が行われる。冷媒通路を流れた冷媒は、出口タンク１０４内に流入し、ここで他のチューブ１０１の冷媒通路を循環して来た冷媒と合流し、その後に冷媒出口パイプ１０６より流出される。
【０００５】
上記蒸発器１００によれば、冷媒入口パイプ１０５から入口タンク１０３内への冷媒供給が、インナーパイプ部１０９の複数の冷媒吐出孔１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃを利用して１箇所ではなく複数箇所より分割して供給され、これにより各チューブ１０１内に供給される冷媒の液相とガス相の偏在を極力解消して熱交換効率の向上を意図している。
【０００６】
つまり、インナーパイプ部１０９を用いることなく冷媒入口パイプ１０５を入口タンク１０３の１端側に単純に接続して冷媒を１箇所より供給する構造では、冷媒の内で比重の大きい液相が下方に滞留するため、冷媒入口パイプ１０５に近いチューブ１０１の冷媒通路に冷媒の液相が多く、冷媒入口パイプ１０５より遠いチューブ１０１の冷媒通路に冷媒のガス相が多く流入することになる。
【０００７】
また、上記とは逆に、チューブ１０１の下端側に冷媒入口パイプ１０５が配置されている場合には、冷媒の内で比重の小さいガス相が上方に滞留するため、冷媒入口パイプ１０５に近いチューブ１０１の冷媒通路に冷媒のガス相が多く、冷媒入口パイプ１０５より遠いチューブ１０１の冷媒通路に冷媒の液相が多く流入することになる。このように複数のチューブ１０１内に液相とガス相の比率の異なる冷媒が流れると、蒸発器１００の全域において効率的な熱交換が行われない。
【０００８】
そこで、冷媒入口パイプ１０５より入口タンク１０３内への冷媒の流出箇所を複数設けて各チューブ１０１内に供給される冷媒の液相とガス相の偏在を極力解消するようにしたものである。
【０００９】
【特許文献１】
特開平９−１６６３６８号公報、第４頁、図５
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の蒸発器１００では、間隔を置いた各位置に単一の冷媒用孔１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃを設けた構造であり、同じ冷媒用孔１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃより冷媒の液相とガス相が同時に噴出されるので、ガス相の動圧を液相が受けてガス圧の強さに応じて液相が吐出される。従って、冷媒流動条件（冷媒流量の大小）により分配が不均一になり熱交換効率の低下をもたらすという問題がある。
【００１１】
そこで、本発明は、冷媒流動条件に拘わらず複数のチューブの冷媒通路に冷媒の液相とガス相とをほぼ均一に分配して熱交換効率の向上を図ることができる蒸発器を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、複数の積層されたチューブと、前記複数のチューブの一端側がそれぞれ連通された入口タンクと、前記複数のチューブの他端側がそれぞれ連通された出口タンクと、前記入口タンク内の全域に亘り挿入されたインナーパイプ部を有し、このインナーパイプ部の冷媒用孔より冷媒を前記入口タンク内に供給する冷媒入口パイプと、前記出口タンク内に接続された冷媒出口パイプとを備え、前記入口タンクが前記複数のチューブの上方或いは下方に配置される蒸発器であって、前記インナーパイプ部の前記冷媒用孔は、周方向に対して前記インナーパイプ部内の最下点より上方位置で、最上点より下方の位置の間に少なくとも２箇所の高さ位置に設けられたことを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の蒸発器であって、前記インナーパイプ部の前記冷媒用孔は、軸方向に対して前記複数のチューブの各々に同数対応するように配置されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項１乃至２記載の蒸発器であって、前記冷媒用孔は、前記インナーパイプ部の周方向に対して３箇所の高さ位置に設けられ、前記インナーパイプ部内の最下点より上方位置で、且つ、前記インナーパイプ部の中心位置より下方に位置する下方孔と、前記インナーパイプ部の中心位置とほぼ同一高さの中間孔と、前記インナーパイプ部の最上点より下方位置で、且つ、前記インナーパイプ部の中心位置より上方に位置する上方孔とから構成されたことを特徴とする。
【００１５】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３記載の蒸発器であって、前記下方孔は、前記インナーパイプ部内の全体の断面積に対し、前記下方孔を交点とする水平線より下方に位置する前記インナーパイプ部内の断面積が３分の１程度になる位置に設定されたことを特徴とする。
【００１６】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求項４記載の蒸発器であって、前記上方孔は、前記インナーパイプ部内の全体の断面積に対し、前記上方孔を交点とする水平線より上方に位置する前記インナーパイプ部内の断面積が３分の１程度になる位置に設定されたことを特徴とする。
【００１７】
請求項６記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載された蒸発器であって、前記冷媒用孔が設けられる軸方向の間隔は、前記チューブのピッチ間隔の整数倍若しくは２分の１ピッチの間隔であることを特徴とする。
【００１８】
請求項７記載の発明は、請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載された蒸発器であって、前記冷媒用孔は、前記インナーパイプ部の左右対称位置にそれぞれ設けられたことを特徴とする。
【００１９】
請求項８の発明は、請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載された蒸発器であって、前記入口タンクは前記複数のチューブの上端に配置され、前記インナーパイプ部の外周面には、前記各冷媒用孔より吐出された冷媒をそれぞれの真下方より滴下させる凹凸面が形成されていることを特徴とする。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、インナーパイプ部内に流入した冷媒は、その液相がインナーパイプ部内の下方の全域に貯留され、ガス相がインナーパイプ部内の上方の全域に貯留される。そして、液相の液位が下方の冷媒用孔に達すると、液相のオーバーフローによって下方の各冷媒用孔より流出するので、ガス相の動圧に基本的に影響されることなく、等間隔に設けられた下方の各冷媒用孔からほぼ均等な量の液相が流出される。一方、インナーパイプ部内に貯留されたガス相は、ガス圧によって上方の各冷媒用孔より流出するが、各冷媒用孔がガス流に対してフィルタの役目をすることによって等間隔に設けられた上方の各冷媒用孔よりほぼ均等に流出される。従って、冷媒流動条件に拘わらず各々のチューブに冷媒の液相とガス相とがほぼ均一に分配され、熱交換効率の向上を図ることができる。
【００２１】
請求項２記載の発明によれば請求項１記載の発明の効果に加え、前記インナーパイプ部の前記冷媒用孔は、軸方向に対して前記複数のチューブの各々に同数対応して配置されているので各チューブに流入する液相とガス相を略均等に分配することが出来る。
【００２２】
請求項３記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加え、下方孔からは主に冷媒の液相が流出し、上方孔からは主に冷媒のガス相が流出し、中間孔からは冷媒の液相及びガス相の両方が流出することになる。従って、液相がガス相の動圧の影響をほとんど受けることがなく、各チューブへの均一な分配に寄与する。
【００２３】
請求項４記載の発明によれば、請求項３記載の発明の効果に加え、インナーパイプ部内に３分の１の体積の液相が貯留されるため、オーバーフローによる安定した液相の流出が期待できる。
【００２４】
請求項５記載の発明によれば、請求項４記載の発明の効果に加え、インナーパイプ部内に３分の１の体積のガス相が貯留されるため、フィルタ作用による安定したガス相の流出が期待できる。
【００２５】
請求項６記載の発明によれば、請求項５の発明の効果に加え、チューブの数に対応した間隔で冷媒用孔が配置されるため、各チューブへの冷媒分配の均一化を図ることができる。
【００２６】
請求項７記載の発明によれば、請求項６の発明の効果に加え、インナーパイプ部の左右位置から冷媒の液相及びガス相をそれぞれ流出できるため、インナーパイプ部内から冷媒の液相及びガス相をスムーズに流出できる。また、インナーパイプ部内と入口タンク内の左右位置で圧力格差が発生することを防止できる。
【００２７】
請求項８記載の発明によれば、請求項７の発明の効果に加え、入口タンクが上方にある場合は、インナ−パイプ部にわずかな傾斜等があっても、各冷媒用孔より流出した液相がインナーパイプ部の各冷媒用孔の真下方位置より流下するため、各チューブへの冷媒分配の均一化を図ることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２９】
（第１の実施の形態）
図１〜図４は本発明の第１の実施の形態を示し、図１は蒸発器の断面図、図２はインナーパイプ部の斜視図、図３は図１のＡ−Ａ線断面図、図４はインナーパイプ部と入口側タンク付近の拡大断面図である。
【００３０】
この蒸発器１Ａは、図１に示すように、積層された複数のチューブ２と、このチューブ２間に配置された複数のアウターフィン５と、複数のチューブ２の上端側に接続された入口側タンク１０に接続された冷媒入口パイプ３と、出口側タンク１１に接続された冷媒出口パイプ（図示せず）とを備えている。
【００３１】
各チューブ２は、図１及び図３に示すように、入口側タンク１０と出口側タンク１１間にインナーフィン２ｅが配置されるストレート状の冷媒通路２ｃ、２ｃとこれら冷媒通路を接続するＵターン冷媒通路２ｆが設けられている。この冷媒通路２ｃ、２ｃの上端側は入口側タンク１０と出口側タンク１１に連通している。
【００３２】
入口パイプ３は、図１及び図２に示すように、入口側タンク１０内の全域に亘って挿入されたインナーパイプ部１２を備えている。このインナーパイプ部１２の外径は入口側タンク１１の内径よりも小さく設定されており、また、その先端が閉塞キャップ１３で閉塞されている。
【００３３】
インナーパイプ部１２には、その径が好ましくは０．５ｍｍ〜数ミリ程度の大きさの冷媒用孔１４であるが本実施例では１ｍｍの孔が多数設けられている。この多数の冷媒用孔１４は、チューブ２の積層方向である軸方向Ｌ１に対して等間隔の位置で、且つ、周方向（軸方向Ｌ１の直交方向）に対して３箇所の高さ位置に設けられている。具体的には、各冷媒用孔１４は、図４に示すように、インナーパイプ部１２の左右対称位置に設けられ、インナーパイプ部１２内の最下点ａより上方位置で、且つ、インナーパイプ部１２の中心位置Ｏより下方に位置する下方孔１４ａと、インナーパイプ部１２の中心位置Ｏとほぼ同一高さの中間孔１４ｂと、インナーパイプ部１２の中心位置Ｏより上方に位置し最上点ｂより下方に位置する上方孔１４ｃとから構成されている。下方孔１４ａは、インナーパイプ部１２内の全体の断面積に対し、下方孔１４ａを交点とする水平線Ｈより下方に位置するインナーパイプ部１２内の断面積が３分の１程度になる位置に設定されている。
【００３４】
また、冷媒用孔１４ａ、１４ｂ、１４ｃが設けられる軸方向Ｌ１の間隔は、チューブ２のピッチ間隔Ｐの整数倍若しくは２分の１ピッチの間隔に設定されるが、本実施例ではチューブピッチの２倍の例が示されている。
【００３５】
次に、上記蒸発器１Ａの冷媒流れを説明する。入口パイプ３から流入する冷媒は、インナーパイプ部１２の冷媒用孔１４より入口側タンク１０内に流入し、各チューブ２の冷媒通路２ｃに流入される。各冷媒通路２ｃに流入した冷媒は、各冷媒通路２ｃを下方に向かって流れ、Ｕターン冷媒通路２ｆを介して冷媒通路２ｃを上方に向かって流れ出口側タンク１１に入り他のチューブ２の冷媒通路２ｃを循環して来た冷媒と合流し、出口パイプ４より流出される。前記冷媒通路を流れる過程で外部の流体との間で熱交換が行われる。
【００３６】
上記冷媒流通過程中にあって、インナーパイプ部１２内から入口タンク１０内に冷媒が供給される動作を詳しく説明する。
【００３７】
インナーパイプ部１２内に流入した冷媒は、図４に示すように、その液相Ａがインナーパイプ部１２内の下方の全域に貯留され、ガス相Ｂがインナーパイプ部１２内の上方の全域に貯留される。液相Ａの液位が下方孔１４ａ達すると、液相Ａがオーバーフローにより等間隔に設けられた各下方孔１４ａより流出される。
オーバーフローによって下方の各冷媒用孔１４ａより流出されるため、ガス相の動圧に基本的に影響されることなく、等間隔に設けられた下方の各冷媒用孔１４ａからはほぼ均等な量の液相が流出されることになる。
【００３８】
一方、インナーパイプ部１２内に貯留されたガス相Ｂは、ガス圧によって各冷媒用孔１４より流出される。ここで、各冷媒用孔１４はガス流に対してフィルタの役目をするため、等間隔に設けられた各上方孔１４ａからほぼ均等に流出されることになる。また、中間孔１４ｂからは、インナーパイプ部１２内のガス圧や液相の量に応じて液相Ａ又はガス相Ｂの何れか或いは混在したものが流出される。以上より、冷媒流動条件に拘わらず複数のチューブ２に冷媒の液相Ａとガス相Ｂとがほぼ均一に分配され、熱交換効率の向上を図ることができる。
【００３９】
上記第１の実施の形態では、冷媒用孔１４は、インナーパイプ部１２の周方向に対して３箇所の高さ位置に設けられた下方孔１４ａ、中間孔１４ｂ及び上方孔１４ｃから構成されているので、下方孔１４ａからは主に冷媒の液相Ａが流出し、上方孔１４ｃからは主に冷媒のガス相Ｂが流出し、中間孔１４ｂからは冷媒の液相Ａ及びガス相Ｂの両方が流出することになる。従って、液相Ａがガス相Ｂの動圧の影響をほとんど受けることがなく、各チューブ２への均一な分配に寄与する。
【００４０】
上記第１の実施の形態では、下方孔１４ａは、インナーパイプ部１２内の全体の断面積に対し、下方孔１４ａを交点とする水平線Ｈより下方に位置するインナーパイプ部内の断面積が３分の１程度になる位置に設定されているので、インナーパイプ部１２内に３分の１の体積の液相Ａが常時貯留されるため、オーバーフローによる安定した液相Ａの流出が期待できる。
【００４１】
また、上記第１の実施の形態では、上方孔１４ｃは、インナーパイプ部１２内の全体の断面積に対し、上方孔１４ｃを交点とする水平線Ｉより上方に位置するインナーパイプ部内の断面積が３分の１程度になる位置に設定されているので、インナーパイプ部１２内に３分の１の体積のガス相Ｂが常時貯留されるため、オーバフローによる安定したガス相Ｂの流出が期待できる。
【００４２】
上記第１の実施の形態では、冷媒用孔１４が設けられる軸方向Ｌ１の間隔は、チューブ２ピッチ間隔の２倍のピッチ間隔であるので、チューブ２の数に対応した間隔で冷媒用孔１４が配置されるため、各チューブ２への冷媒分配の均一化を図ることができる。
【００４３】
上記第１の実施の形態では、冷媒用孔１４は、インナーパイプ部１２の左右対称位置にそれぞれ設けられているので、インナーパイプ部１２の左右位置から冷媒の液相Ａ及びガス相Ｂをそれぞれ流出できるため、インナーパイプ部１２内から冷媒の液相Ａ及びガス相Ｂがスムーズに流出される。また、インナーパイプ部１２内や入口タンク１０内の左右位置で圧力格差が発生することを防止できる。
【００４４】
図５はインナーパイプ部１２の第１変形例の斜視図である。図５に示すように、インナーパイプ部１２の外周面の下端には、冷媒用孔１４のピッチに合わせた凹凸面１５が形成されている。各下方孔１４ｃの真下位置に凹凸面１５の凸部１５ａが配置されている。
【００４５】
この第１変形例のインナーパイプ部１２を用いても前記第１の実施の形態と同様の作用・効果が得られる。その上、第１変形例のインナーパイプ部１２を用いた場合には、インナーパイプ部１２にわずかな傾斜等があっても、各冷媒用孔１４ａより流出した液相が凹凸面１５を伝って各凸部１５ａに導かれ、この各凸部１５ａの先端、つまり、各冷媒用孔１４ａの真下位置より流下する。従って、各チューブ２への冷媒分配の均一化を図ることができる。なお、インナーパイプ部１２の外周面に形成する凹凸面１５は、各冷媒用孔１４より吐出された冷媒をそれぞれの真下位置より滴下させるものであれば形状を問わない。
【００４６】
図６はインナーパイプ部１２の第２変形例の斜視図である。図６に示すように、インナーパイプ部１２は、先端に向かうに従って徐々に先細りする形状を有している。つまり、インナーパイプ部１２の断面積は入口側が最大で、先端に向かうに従って徐々に減少する。
【００４７】
この第２変形例のインナーパイプ部１２を用いても前記第１の実施の形態と同様の作用・効果が得られる。
【００４８】
図７〜図９は本発明の第２実施の形態を示し、図７は蒸発器の断面図、図８は図７のＢ−Ｂ線断面図、図９はインナーパイプ部と入口タンク付近の拡大断面図である。
【００４９】
この蒸発器１Ｂは、図７及び図８に示すように、第１の実施の形態のものと比較して入口タンク１０及び冷媒入口パイプ３の位置が下端側にある場合を示している。
【００５０】
この蒸発器１Ｂは、図７に示すように、積層された複数のチューブ２と、このチューブ２間に配置された複数のアウターフィン５と、複数のチューブ２の下端側に接続された冷媒入口パイプ３と、複数のチューブ２の上端側に接続された冷媒出口パイプ４とを備えている。
【００５１】
各チューブ２は、図７及び図８に示すように、その上下端側にヘッダ室２ａ、２ｂがそれぞれ設けられ、各ヘッダ室２ａ、２ｂの両側はほぼ円形状の貫通孔２ｄによって開口されている。チューブ２の積層状態では、左右のそれぞれのヘッダ室２ａ、２ｂが各貫通孔２ｄを介してそれぞれ連通され、全チューブ２の下端側のヘッダ室２ａの集合によって入口タンク１０が、全チューブ２の上端側ヘッダ室２ｂの集合によってヘ出口タンク１１がそれぞれ形成されている。なお、入口タンク１０内及び出口タンク１１内は密閉空間にされている。
【００５２】
また、各チューブ２内には、上下のヘッダ室２ａ、２ｂの間にストレート状の冷媒通路２ｃが設けられ、冷媒通路２ｃ内にはインナーフィン２ｅが配置されている。この冷媒通路２ｃの下端側はヘッダ室２ａ、つまり、入口タンク１１内に、冷媒通路２ｃの上端側はヘッダ室２ｂ、つまり、出口タンク１２内にそれぞれ連通されている。
【００５３】
そして、冷媒入口パイプ３より突設されたインナーパイプ部１２の外径は貫通孔２ｄの内径より小さい。上記第１の実施の形態と同様に、多数の冷媒用孔１４が設けられている。多数の冷媒用孔１４は、上記第１の実施の形態と結果的に同様な位置に設定されているがその設定条件を説明すると、軸方向Ｌ１に対して等間隔の位置で、且つ、周方向（軸方向Ｌ１の直交方向）に対して３箇所の高さ位置に設けられている。具体的には、各冷媒用孔１４は、図９に示すように、インナーパイプ部１２の左右対称位置に設けられ、インナーパイプ部１２内の最上点ｂより下方位置で、且つ、インナーパイプ部１２の中心位置Ｏより上方に位置する上方孔１４ｃと、インナーパイプ部１２の中心位置Ｏとほぼ同一高さの中間孔１４ｂと、インナーパイプ部１２の中心位置Ｏより下方位置に位置する下方孔１４ａとから構成されている。上方孔１４ｃは、インナーパイプ部１２内の全体の断面積に対し、上方孔１４ｃを交点とする水平線Ｈより上方に位置するインナーパイプ部１２内の断面積が３分の１程度になる位置に設定されている。
【００５４】
また、冷媒用孔１４ａ、１４ｂ、１４ｃが設けられる軸方向Ｌ１の間隔は、上記第１の実施の形態と異なり、チューブ２のピッチ間隔設定されている。
【００５５】
他の構成は、上記第１の実施の形態と略同様であるため、図面の同一構成箇所には同一符号を付してその説明を省略する。
【００５６】
次に、上記蒸発器１Ｂの冷媒流れを説明する。冷媒入口パイプ３から流入する冷媒は、インナーパイプ部１２の冷媒用孔１４より入口タンク１０内に流入し、ヘッダ入口タンク１０より各チューブ２の冷媒通路２ｃに流入される。各冷媒通路２ｃに流入した冷媒は、各冷媒通路２ｃを上方に向かって流れ、ここを流れる過程で外部の流体との間で熱交換が行われる。冷媒通路２ｃを流れた冷媒は、出口タンク１１内に流入し、ここで他のチューブ２の冷媒通路２ｃを循環して来た冷媒と合流し、冷媒出口パイプ４より流出される。
【００５７】
上記冷媒流通過程中にあって、インナーパイプ部１２内から入口タンク１０内に冷媒が供給される動作を詳しく説明する。
【００５８】
インナーパイプ部１２内に流入した冷媒は、図９に示すように、その液相Ａがインナーパイプ部１２内の下方の全域に貯留され、ガス相Ｂがインナーパイプ部１２内の上方の全域に貯留される。インナーパイプ部１２内に貯留された液相Ａは、下方孔１４ａより液位が上昇するとヘッダ入口タンク１０内に徐々に流出し、この流出する液相Ａによって入口タンク１０内が充填される。ヘッダ入口タンク１０内の液相Ａは、インナーパイプ部１２内に貯留されたガス相Ｂの圧力によってインナーパイプ部１２内に逆流することはない。また、インナーパイプ部１２内には下方孔１４ａの液位までしか液相が貯留されずに貯留量が少ないため、低流量から高流量までガス相Ｂと液相Ａが互いに影響を与えない。
【００５９】
このような状態にあって、インナーパイプ部１２内に貯留されたガス相Ｂは、オーバーフローによって各上方孔１４ｃより流出されるが、オーバーフローによるため等間隔に設けられた各上方孔１４ｃよりほぼ均等な量が流出される。この各上方孔１４ｃより流出したガス相Ｂは、液相Ａ内を上昇して液相Ａの液面近傍で液相Ａに混在される。以上より、冷媒流動条件に拘わらず各チューブ２に冷媒の液相Ａとガス相Ｂとがほぼ均一に分配され、熱交換効率の向上を図ることができる。
【００６０】
上記第２実施の形態では、冷媒用孔１４は、インナーパイプ部１２の周方向に対して３箇所の高さ位置に設けられた下方孔１４ａ、中間孔１４ｂ及び上方孔１４ｃから構成されているので、下方孔１４ａからは主に冷媒の液相Ａが流出し、上方孔１４ｃからは主に冷媒のガス相Ｂが流出し、中間孔１４ｂからは冷媒の液相Ａ及びガス相Ｂの両方が流出することになる。従って、液相Ａがガス相Ｂの動圧の影響をほとんど受けることがなく、各チューブ２への均一な分配に寄与する。
【００６１】
上記第２実施の形態では、上方孔１４ｃは、インナーパイプ部１２内の全体の断面積に対し、上方孔１４ｃを交点とする水平線Ｉより上方に位置するインナーパイプ部１２内の断面積が３分の１程度になる位置に設定されているので、インナーパイプ部１２内に３分の１の体積のガス相Ｂが貯留されるため、オーバーフローによる安定したガス相Ｂの流出が期待できる。
【００６２】
上記第２実施の形態では、冷媒用孔１４の軸方向Ｌ１の間隔は、チューブ２のピッチ間隔Ｐと等しく、チューブ２の真下に設定されているので、各チューブ２への冷媒分配の均一化を図ることができる。
【００６３】
上記第２実施の形態では、冷媒用孔１４は、インナーパイプ部１２の左右対称位置にそれぞれ設けられているので、インナーパイプ部１２の左右位置から冷媒の液相Ａ及びガス相Ｂをそれぞれ流出できるため、インナーパイプ部１２内から冷媒の液相Ａ及びガス相Ｂをスムーズに流出できる。また、インナーパイプ部１２内と入口タンク１０内の左右位置で圧力格差が発生することを防止できる。
【００６４】
図１０は下方孔１４ａを設ける位置（垂直線に対する下方孔１４ａの位置の中心角度θ）に対する比率の特性を実測し、その結果を示す図である。図１０に示すように、中心角度θが大きくなると、つまり、下方孔１４ａを最下端位置ａより上方に設ければ設けるほど比率の値が大きくなることが分かる。
【００６５】
図１１は本発明の第３実施の形態を示し、図１１（ａ）は蒸発器の断面図、図１１（ｂ）はチューブの断面図である。図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、この第３実施の形態の蒸発器１Ｃは、Ｕ字状の冷媒通路２ｃを有するチューブ２が使用されており、第１の実施例との違いは入口タンク１０、出口タンク１１とチューブ２が一体の構造となっている点が異なる。
【００６６】
冷媒入口パイプ３及びこれに突設されたインナーパイプ部１２の構成は、前記第２の実施の形態のものと同一であり、重複説明を回避するため、その説明を省略する。
【００６７】
この第３実施の形態においても、同一の作用・効果が得られる。
【００６８】
図１２は本発明の第４実施の形態を示し、図１２（ａ）は蒸発器の断面図、図１２（ｂ）はチューブの断面図である。図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、この第４実施の形態の蒸発器１Ｄは、逆Ｕ字状の冷媒通路２ｃを有するチューブ２が使用されており、複数のチューブ２の下端側に両方のヘッダ室２ａ、２ｂ、つまり、入口タンク１０及び出口タンク１１が設けられているタイプである。冷媒入口パイプ３及びこれに突設されたインナーパイプ部１２の構成は、前記第２実施の形態のものと同一であり、重複説明を回避するため、その説明を省略する。
【００６９】
この第４実施の形態においても、冷媒がチューブ２の冷媒通路２ｃ内を逆Ｕ字状に流通する他を除いて同一の作用・効果が得られる。
【００７０】
なお、上記各実施の形態では、冷媒用孔１４が３箇所の高さ位置に設けられているが、少なくとも２箇所の高さ位置に設ければよい。但し、上記第各実施の形態のように３箇所の高さ位置、又は、３箇所以上の高さ位置に設ければ液相とガス相とを別の冷媒用孔１４より流出でき、好ましい。また、各実施の形態では、１箇所の高さ位置に左右１個の冷媒用孔１４が設けられているが、左右２個以上の冷媒用孔１４を設けてもよい。
【００７１】
なお、前記各実施の形態では、インナーパイプ部１２の断面形状は、円形状であるが、断面形状がどのような形状でもよく、矩形、三角、楕円であってもよい。
【００７２】
なお、前記第１〜第４実施の形態では、チューブ２内の冷媒通路２ｃがストレート形状やＵ字形状であったが、冷媒通路２ｃの形状はどのようなものであってもよいことはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示し、蒸発器の断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態を示し、インナーパイプ部の斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態を示し、図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態を示し、インナーパイプ部と入口タンク付近の拡大断面図である。
【図５】インナーパイプ部の第１変形例の斜視図である。
【図６】インナーパイプ部の第１変形例の斜視図である。
【図７】本発明の第２実施の形態を示し、蒸発器の断面図である。
【図８】本発明の第２実施の形態を示し、図７のＢ−Ｂ線断面図である。
【図９】本発明の第２実施の形態を示し、インナーパイプ部と入口タンク付近の拡大断面図である。
【図１０】本発明の第２実施の形態にあって、下方孔を設ける位置（最下方位置から下方孔までの中心角度θ）に対する比率の特性を実測し、その結果を示す図である。
【図１１】本発明の第３実施の形態を示し、（ａ）は蒸発器の断面図、（ｂ）はチューブの断面図である。
【図１２】本発明の第４実施の形態を示し、（ａ）は蒸発器の断面図、（ｂ）はチューブの断面図である。
【図１３】従来例を示し、蒸発器の斜視図である。
【図１４】従来例の蒸発器における冷媒流れを示す図である。
【図１５】従来例を示し、図１３のＣ−Ｃ線断面図である。
【符号の説明】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ  蒸発器
２  チューブ
２ｃ  冷媒通路
３  冷媒入口パイプ
４  冷媒出口パイプ
１０  入口タンク
１１  出口タンク
１２  インナーパイプ部
１４  冷媒用孔
１４ａ  下方孔
１４ｂ  中間孔
１４ｃ  上方孔
１５  凹凸面
Ａ  液相
Ｂ  ガス相
ａ  最下点
Ｏ  中心位置
Ｈ  水平線
Ｌ１  軸方向
Ｐ  ピッチ間隔
【図１】
2004278935.tif 000003
【図２】
2004278935.tif 000004
【図３】
2004278935.tif 000005
【図４】
2004278935.tif 000006
【図５】
2004278935.tif 000007
【図６】
2004278935.tif 000008
【図７】
2004278935.tif 000009
【図８】
2004278935.tif 000010
【図９】
2004278935.tif 000011
【図１０】
2004278935.tif 000012
【図１１】
2004278935.tif 000013
【図１２】
2004278935.tif 000014
【図１３】
2004278935.tif 000015
【図１４】
2004278935.tif 000016
【図１５】
2004278935.tif 000017