(57)【要約】【課題】快適な空気調和の実現と、小型化及び性能確保の両立とを図る。【解決手段】コア部９ａの幅方向片半部の風下側部分で、第一冷媒移送タンク部６２内を流れた冷媒が、複数の第一伝熱管素子に設けた第一直線状流路４２と、複数の第二伝熱管素子に設けた第二直線状流路４３とに分流する。このうちの各第一直線状流路４２内を流れた冷媒は、風上側部分で、空気の通過方向αに関して上記各第二伝熱管素子の第二直線状流路４３と対向する位置に設けた、これら各第二伝熱管素子の第一直線状流路４２内を流れる。風下側部分で上記各第二伝熱管素子の第二直線状流路４３内を流れた冷媒は、風上側部分で、上記空気の通過方向αに関して上記各第一伝熱管素子の第一直線状流路４２と対向する位置に設けた、これら各第一伝熱管素子の第二直線状流路４３内を流れる。【選択図】　　図１
2004044851.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側に冷媒を流す為の複数の扁平な流路と、隣り合う流路同士の間に設けられた複数のフィンとから成るコア部と、このコア部の両端部に中間部に存在する複数の流路と連通する状態で設けられた複数のタンク部と、これら複数のタンク部の一部に冷媒を送り込む為の冷媒送り込み口と、上記複数のタンク部の一部から冷媒を取り出す為の冷媒取り出し口とを備え、上記コア部の厚さ方向に空気調和用の空気を通過させる状態で使用する熱交換器に於いて、
上記コア部の少なくとも幅方向一部で、厚さ方向片側部分に設けたタンク部に送り込まれた冷媒が、この厚さ方向片側部分のうちの幅方向片側部分に設けた第一流路と、この厚さ方向片側部分のうちの幅方向他側部分に設けた第二流路とに分流した後、上記第一流路内を流れた冷媒が、上記コア部の厚さ方向他側部分で、上記空気の通過方向に関して上記第二流路と対向する位置に設けた第三流路内を流れると共に、この第二流路内を流れた冷媒が、上記コア部の厚さ方向他側部分で、上記空気の通過方向に関して上記第一流路と対向する位置に設けた第四流路内を流れる事を特徴とするエバポレータ。
【請求項２】
コア部の少なくとも幅方向一部は、互いに内部構造が同じである複数の第一伝熱管素子を、互いの表裏方向を同方向にしつつ、隣り合う第一伝熱管素子同士の間にフィンを設けた状態で重ね合わせて成る第一部分と、これら各第一伝熱管素子と同じ内部構造を有する複数の第二伝熱管素子を、互いの表裏方向を同方向にしつつ、隣り合う第二伝熱管素子同士の間にフィンを設けた状態で重ね合わせて成る第二部分とを、上記各第一伝熱管素子と上記各第二伝熱管素子との表裏方向を互いに異ならせた状態で、幅方向に重ね合わせる事により構成しており、
上記各第一、第二伝熱管素子は、それぞれの片面の長さ方向一端部に互いに独立した状態で設けられた第一、第二、第三凹部と、同じく長さ方向他端部に互いに独立した状態で設けられた第四、第五凹部と、同じく中間部に設けられてこのうちの第二、第四凹部同士を連通させる第一浅凹部と、同じく中間部に設けられて上記第三、第五凹部同士を連通させる第二浅凹部とを備えた１対の金属板を、それぞれの凹部同士を対向させた状態で最中状に重ね合わせて互いに接合する事により、上記第一凹部同士が突き合わされた部分に第一タンク空間を、上記第二凹部同士が突き合わされた部分に第二タンク空間を、上記第三凹部同士が突き合わされた部分に第三タンク空間を、上記第四凹部同士が突き合わされた部分に第四タンク空間を、上記第五凹部同士が突き合わされた部分に第五タンク空間を、上記第一浅凹部同士が突き合わされた部分に上記第二、第四タンク空間同士を連通させる第一直線状流路を、上記第二浅凹部同士が突き合わされた部分に上記第三、第五タンク空間同士を連通させる第二直線状流路を、それぞれ設けたものであり、
上記各第一伝熱管素子により構成する第一部分と、上記各第二伝熱管素子により構成する第二部分とを互いに重ね合わせた状態で、互いに対向する、上記各第一伝熱管素子に設けた第一タンク空間同士を連通して、第一タンク部を構成しており、
互いに対向する、上記各第一伝熱管素子に設けた第二タンク空間と上記各第二伝熱管素子に設けた第二タンク空間とを互いに連通して、第二タンク部を構成しており、
互いに対向する、上記各第二伝熱管素子に設けた第一タンク空間同士を連通して、第三タンク部を構成しており、
互いに対向する、上記各第一伝熱管素子に設けた第四タンク空間と上記各第二伝熱管素子に設けた第五タンク空間とを互いに連通して、第四タンク部を構成しており、
互いに対向する、上記各第一伝熱管素子に設けた第五タンク空間と上記各第二伝熱管素子に設けた第四タンク空間とを互いに連通して、第五タンク部を構成しており、
上記第一タンク部と上記第三タンク部とを、連通路を介して連通させており、第一流路が、上記各第一伝熱管素子に設けた第一直線状流路であり、第二流路が、上記各第二伝熱管素子に設けた第二直線状流路であり、第三流路が、これら各第二伝熱管素子に設けた第一直線状流路であり、第四流路が、上記各第一伝熱管素子に設けた第二直線状流路である、請求項１に記載した熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明の熱交換器は、例えば、自動車用空気調和装置に組み込んで、車室内を空気調和する為の空気を冷却するエバポレータとして利用する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用空気調和装置には、内部で冷媒を蒸発させ、外部を流通する空気を冷却するエバポレータを組み込んでいる。又、この様な、自動車用空気調和装置に組み込むエバポレータとして従来から、例えば特開昭６２−７９８号公報、実開平７−１２７７８号公報、特開平９−３１８１９５号公報等に記載されている様な、複数枚の金属板を互いに積層して成る、所謂積層型エバポレータが知られている。この積層型エバポレータは、それぞれが２枚の金属板を最中状に組み合わせて成る伝熱管素子を複数個、互いに積層する事により構成している。図８〜９は、この様に従来から知られている積層型エバポレータの１例を示している。
【０００３】
このエバポレータ１は、それぞれの片面に凹部を形成した金属板を２枚１組とし、互いの凹部同士を整合させた状態で最中状に重ね合わせて互いに気密且つ液密に接合する事により、内側に扁平で上端部で１８０度折り返したＵ字形流路２を有する複数の第一伝熱管素子３、３と、内側に扁平で互いに独立した２本の直線状流路４、４を有する複数の第二伝熱管素子５、５とを、それぞれ構成している。そして、上記複数の第一伝熱管素子３、３を、隣り合う第一伝熱管素子３、３同士の間にフィン６、６を設けた状態で重ね合わせて第一部分７を構成すると共に、上記複数の第二伝熱管素子５、５を、隣り合う第二伝熱管素子５、５同士の間にフィン６、６を設けた状態で重ね合わせて第二部分８を構成している。そして、上記第一部分６と第二部分８とを、上記各第一、第二伝熱管素子３、５の重ね合わせ方向に関して互いに重ね合わせる事により、コア部９を構成している。
【０００４】
又、上記各第一、第二伝熱管素子３、５の上下両端部のそれぞれ２個所位置で合計４個所位置に、タンク空間を設けている。これら複数のタンク空間のうち、上記各第一伝熱管素子３、３の下端部に設けた１対のタンク空間は、上記各Ｕ字形流路２、２の両端部に接続している。又、上記各第一伝熱管素子３、３の上端部に設けた１対のタンク空間は、上記各Ｕ字形流路２、２とは独立して設けている。これに対して、上記各第二伝熱管素子５、５の４個所位置に設けた複数のタンク空間は、中間部に存在する上記各直線状流路４、４の上下両端部に接続している。そして、上記各タンク空間のうち、上記各第一、第二伝熱管素子３、５を重ね合わせた状態で、隣り合うタンク空間同士を互いに連通させる事により、入口タンク部１０と中間タンク部１１、１１と出口タンク部１２とを構成している。そして、上記コア部９の上端部に設けた入口タンク部１０の長さ方向一端部（図９の左端部）に冷媒送り込み管１３の下流端部を、同じく出口タンク部１２の長さ方向一端部（図９の左端部）に冷媒取り出し管１４の上流端部を、それぞれ接続している。
【０００５】
エバポレータ１の使用時には、冷媒送り込み管１３に設けた冷媒送り込み口１５を通じてコア部９の内部に液状若しくは気液混合状態の冷媒を送り込む。このコア部９に送り込まれた冷媒は、このコア部９の厚さ方向片側部分（図８、９の右側部分）にそれぞれ存在する、一部の直線状流路４内とＵ字形流路２の上流側半部内とを流れた後、上記コア部９の厚さ方向他側部分（図８、９の左側部分）にそれぞれ存在する、Ｕ字形流路２の下流側半部内と残部の直線状流路４内とを流れる。上記冷媒が上記コア部９内を流れる間に、この冷媒は上記コア部９の外部を、図８、９の矢印α方向に通過する空気調和用の空気との間で熱交換を行なって蒸発する。又、上記コア部９内で蒸発したガス状の冷媒は、出口タンク部１２から冷媒取り出し管１４に設けた冷媒取り出し口１６を通じて外部に取り出され、図示しないコンプレッサに送られる。この結果、上記空気調和用の空気は、上記熱交換により冷却される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述の様に構成し作用する従来から知られているエバポレータ１に就いて、本発明の発明者が使用時の表面の温度分布を測定したところ、図１０に示す様な測定結果を得た。この図１０は、上述の図８、９を右方から見た状態での、コア部９の表面の温度分布の測定結果を示しており、斜格子部が最も低温である事を、無地部が最も高温である事を、梨地部が中間の温度である事を、それぞれ表している。この図１０で示した結果から明らかな様に、上記コア部９の幅方向片半部（図１０の右半部）である第二部分８では、表面の温度分布がほぼ均一になっている。但し、上記コア部９の幅方向他半部（図１０の左半部）である第一部分７では、幅方向片側部分（図１０の左側部分）で低温になっているのに対し、幅方向他側部分（図１０の右側部分）の一部で高温になっており、温度分布に偏りがある。この様にコア部９の表面の温度分布に偏りがある場合に、空気調和用の空気をこのコア部９の厚さ方向に通過させた場合には、車室内の吹き出し口から吹き出した空気に温度差が生じて、乗員に違和感を生じさせる。又、この様に上記温度分布に偏りがある場合には、エバポレータ１の効率が低下して、性能確保と小型化との両立を図る事が難しくなる。
【０００７】
この様に、上述した従来構造を有するエバポレータ１で、上記第一部分７の表面の温度分布に偏りがある理由に就いて、本発明の発明者は、次の様に考えた。先ず、図１１に示す様に、１対の中間タンク部１１、１１のうちの一方（図１１の表側）の中間タンク部１１から上記第一部分７に、液状若しくは気液混合状態の冷媒が送り込まれる状態を考える。この状態で、上記一方の中間タンク部１１内を流れる冷媒には慣性力が作用する為、この一方の中間タンク部１１の下流端寄り部分（図１１の左端寄り部分）に接続したＵ字形流路２に冷媒が多く送り込まれる傾向となる。逆に、この一方の中間タンク部１１の上流端寄り部分（図１１の右端寄り部分）に接続したＵ字形流路２内には冷媒が送り込まれにくくなる。尚、図１１で示した矢印のうち、実線矢印はＵ字形流路２内を多くの冷媒が流れる事を、破線矢印はＵ字形流路２内を少量の冷媒が流れる事を、それぞれ表している。この様に、上記第一部分７を構成する複数のＵ字形流路２、２内を流れる冷媒量に差が生じた場合には、この第一部分７を構成する各第一伝熱管素子３同士及び各フィン６（図８参照）同士の間で、表面の温度に差が生じる。即ち、この第一部分７のうち、幅方向片側部分（図１１の左側部分）では、Ｕ字形流路２内を流れる液状冷媒が多く蒸発する事で、表面の温度が大きく低下するのに対して、幅方向他側部分（図１１の右側部分）では、Ｕ字形流路２内を流れる液状冷媒の蒸発量が少ない為、表面の温度が低下する程度が小さい。本発明の発明者は、この様な理由により、上記第一部分７の表面の温度分布に偏りが生じると考えた。
本発明の熱交換器は、この様な事情に鑑みて、コア部の内部での冷媒の流れを工夫する事により、このコア部を通過した空気調和用の空気の温度分布をほぼ均一にして、使用者にとって快適な空気調和を実現すると共に、性能確保と小型化との両立を図るべく発明したものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の熱交換器は、上述した従来から知られている熱交換器と同様に、内側に冷媒を流す為の複数の扁平な流路と、隣り合う流路同士の間に設けられた複数のフィンとから成るコア部と、このコア部の両端部に中間部に存在する複数の流路と連通する状態で設けられた複数のタンク部と、これら複数のタンク部の一部に冷媒を送り込む為の冷媒送り込み口と、上記複数のタンク部の一部から冷媒を取り出す為の冷媒取り出し口とを備える。そして、上記コア部の厚さ方向に空気調和用の空気を通過させる状態で使用する。
【０００９】
特に、本発明の熱交換器に於いては、上記コア部の少なくとも幅方向一部で、厚さ方向片側部分に設けたタンク部に送り込まれた冷媒が、この厚さ方向片側部分のうちの幅方向片側部分に設けた第一流路と、この厚さ方向片側部分のうちの幅方向他側部分に設けた第二流路とに分流した後、上記第一流路内を流れた冷媒が、上記コア部の厚さ方向他側部分で、上記空気の通過方向に関して上記第二流路と対向する位置に設けた第三流路内を流れると共に、この第二流路内を流れた冷媒が、上記コア部の厚さ方向他側部分で、上記空気の通過方向に関して上記第一流路と対向する位置に設けた第四流路内を流れる。
【００１０】
更に、請求項２に記載した熱交換器の場合には、上記コア部の少なくとも幅方向一部は、互いに内部構造が同じである複数の第一伝熱管素子を、互いの表裏方向を同方向にしつつ、隣り合う第一伝熱管素子同士の間にフィンを設けた状態で重ね合わせて成る第一部分と、これら各第一伝熱管素子と同じ内部構造を有する複数の第二伝熱管素子を、互いの表裏方向を同方向にしつつ、隣り合う第二伝熱管素子同士の間にフィンを設けた状態で重ね合わせて成る第二部分とを、上記各第一伝熱管素子と上記各第二伝熱管素子との表裏方向を互いに異ならせた状態で、幅方向に重ね合わせる事により構成している。
又、上記各第一、第二伝熱管素子は、それぞれの片面の長さ方向一端部に互いに独立した状態で設けられた第一、第二、第三凹部と、同じく長さ方向他端部に互いに独立した状態で設けられた第四、第五凹部と、同じく中間部に設けられてこのうちの第二、第四凹部同士を連通させる第一浅凹部と、同じく中間部に設けられて上記第三、第五凹部同士を連通させる第二浅凹部とを備えた１対の金属板を、それぞれの凹部同士を対向させた状態で最中状に重ね合わせて互いに接合する事により、上記第一凹部同士が突き合わされた部分に第一タンク空間を、上記第二凹部同士が突き合わされた部分に第二タンク空間を、上記第三凹部同士が突き合わされた部分に第三タンク空間を、上記第四凹部同士が突き合わされた部分に第四タンク空間を、上記第五凹部同士が突き合わされた部分に第五タンク空間を、上記第一浅凹部同士が突き合わされた部分に上記第二、第四タンク空間同士を連通させる第一直線状流路を、上記第二浅凹部同士が突き合わされた部分に上記第三、第五タンク空間同士を連通させる第二直線状流路を、それぞれ設けたものである。
そして、上記各第一伝熱管素子により構成する第一部分と、上記各第二伝熱管素子により構成する第二部分とを互いに重ね合わせた状態で、互いに対向する、上記各第一伝熱管素子に設けた第一タンク空間同士を連通して、第一タンク部を構成している。
又、互いに対向する、上記各第一伝熱管素子に設けた第二タンク空間と上記各第二伝熱管素子に設けた第二タンク空間とを互いに連通して、第二タンク部を構成している。
又、互いに対向する、上記各第二伝熱管素子に設けた第一タンク空間同士を連通して、第三タンク部を構成している。
又、互いに対向する、上記各第一伝熱管素子に設けた第四タンク空間と上記各第二伝熱管素子に設けた第五タンク空間とを互いに連通して、第四タンク部を構成している。
又、互いに対向する、上記各第一伝熱管素子に設けた第五タンク空間と上記各第二伝熱管素子に設けた第四タンク空間とを互いに連通して、第五タンク部を構成している。
更に、上記第一タンク部と上記第三タンク部とを、連通路を介して連通させている。
そして、前記第一流路が、上記各第一伝熱管素子に設けた第一直線状流路であり、前記第二流路が、上記各第二伝熱管素子に設けた第二直線状流路であり、前記第三流路が、これら各第二伝熱管素子に設けた第一直線状流路であり、前記第四流路が、上記各第一伝熱管素子に設けた第二直線状流路である。
【００１１】
【作用】
上述の様に構成する本発明の熱交換器によれば、コア部の少なくとも幅方向一部で、比較的温度が高くなる部分同士、又は比較的温度が低くなる部分同士が、空気調和用の空気の通過方向に関して、互いに重畳する事を少なくできる。この為、上記コア部を通過した空気調和用の空気の温度分布をほぼ均一にでき、使用者にとって快適な空気調和を実現できる。又、熱交換器の小型化と性能確保との両立を図り易くなる。
【００１２】
更に、請求項２に記載した熱交換器によれば、コア部を構成する伝熱管素子の種類を少なくできる為、コスト低減を図れる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１〜７は、本発明の実施の形態の１例を示している。本発明の熱交換器であるエバポレータ１ａは、それぞれが複数ずつの第一伝熱管素子１９と、第二伝熱管素子２０、２０と、第三伝熱管素子２１、２１と、コルゲート型のフィン６、６とを積層して成るコア部９ａを有する。そして、このコア部９ａの幅方向片半部（図１、５、６の右半部）を、上記複数の第一伝熱管素子１９を、隣り合う第一伝熱管素子１９同士の間にフィン６を設けた状態で重ね合わせて成る第一部分２２と、上記複数の第二伝熱管素子２０、２０を、隣り合う第二伝熱管素子２０、２０同士の間にフィン６を設けた状態で重ね合わせて成る第二部分２３とを、１個のフィン６を介して互いに幅方向に重ね合わせる事により構成している。
【００１４】
又、上記コア部９ａの幅方向他半部（図１、５、６の左半部）を、上記複数の第三伝熱管素子２１、２１を、隣り合う第三伝熱管素子２１、２１同士の間にフィン６を設けた状態で重ね合わせて成る、第三部分２８としている。上記各第一〜第三伝熱管素子１９〜２１のうち、各第一伝熱管素子１９と各第二伝熱管素子２０、２０とは、互いの内部構造を同じにしている。これに対して、第三伝熱管素子２１の内部構造は、これら第一、第二各伝熱管素子１９、２０の内部構造と異ならせている。又、上記各第一〜第三伝熱管素子１９〜２１は、それぞれの片面に凹部を形成した第一金属板２９（又は第二金属板４５）をそれぞれ２枚１組とし、互いの凹部同士を対向させた状態で最中状に重ね合わせて互いに気密且つ液密に接合する事により造ったもので、内側に冷媒を流す為の扁平な流路を有する。
【００１５】
上記第一、第二各金属板２９、４５は、芯材（比較的融点が高いアルミニウム合金）の両面にろう材（Ｓｉを多く含み、比較的融点が低いアルミニウム合金）を積層した、所謂両面クラッド材としている。上記エバポレータ１ａを造る場合には、上記各第一、第二金属板２９、４５と、各フィン６、６と、冷媒送り込み口１５を有する冷媒送り込み管１３と、冷媒取り出し口１６を有する冷媒取り出し管１４と、内部に連通路２６を設けたサイドタンク２７とを組み合わせ、加熱炉中で加熱して、上記ろう材により上記各部材２９、４５、６、１３、１４、２７を、互いにろう付け接合する。この状態で、上記コア部９ａの幅方向片半部のうち、幅方向片側部分（図１の右側部分）は、複数の第一伝熱管素子１９とフィン６とを重ね合わせた第一部分２２となり、同じく幅方向他側部分は、複数の第二伝熱管素子１８、１８とフィン６とを重ね合わせた第二部分２３となり、上記コア部９ａの幅方向他半部は、複数の第三伝熱管素子２１、２１とフィン６とを重ね合わせた第三部分２８となる
【００１６】
上記コア部９ａの第一部分２２を構成する各第一伝熱管素子１９と、同じく第二部分２３を構成する各第二伝熱管素子２０、２０とは、それぞれ図３（Ａ）（Ｂ）に詳示する様な第一金属板２９を２枚、互いの凹部を対向させた状態で最中状に重ね合わせ、一体にろう付けして成る。アルミニウム合金製の両面クラッド材である素板にプレス加工を施して成る、上記第一金属板２９は、それぞれの片面の上端部に、互いに独立した第一〜第三凹部３０〜３２を設けている。又、それぞれの片面の下端部に、互いに独立した第四、第五凹部３３、３４を設けている。更に、中間部には、上記第一、第三凹部３０、３３同士を連通させる、上記各第一〜第五凹部３０〜３４よりも浅い第一浅凹部３５と、この第一浅凹部３５と独立した状態で設けて、上記第二、第四凹部３１、３４同士を連通させる、やはり上記各第一〜第五凹部３０〜３４よりも浅い第二浅凹部３６とを設けている。
【００１７】
上記各第一、第二伝熱管素子１９、２０はそれぞれ、上述の様な第一金属板２９を１対ずつ、それぞれの凹部同士を対向させた状態、即ち、第一凹部３０同士、第二凹部３１同士、第三凹部３２同士、第四凹部３３同士、第五凹部３４同士、第一浅凹部３５同士、第二浅凹部３６同士を互いに対向させた状態で最中状に重ね合わせている。そして、上記第一凹部３０同士が突き合わされた部分に第一タンク空間３７を、上記第二凹部３１同士が突き合わされた部分に第二タンク空間３８を、上記第三凹部３２同士が突き合わされた部分に第三タンク空間３９を、上記第四凹部３３同士が突き合わされた部分に第四タンク空間４０を、上記第五凹部３４同士が突き合わされた部分に第五タンク空間４１を、それぞれ設けている。
【００１８】
又、上記第一浅凹部３５同士が突き合わされた部分を第一直線状流路４２として、上記第一、第四タンク空間３７、４０同士を連通させている。更に、上記第二浅凹部３６同士が突き合わされた部分を第二直線状流路４３として、上記第二、第五タンク空間３８、４１同士を連通させている。尚、上記第一、第二浅凹部３５、３６内には多数の突起４４、４４を形成している。これら各突起４４、４４の先端面は、１対の上記第一金属板２９同士を最中状に組み合わせる際に、これら第一金属板２９の周縁部及び上記第一、第二浅凹部３５、３６同士の間部分等と共に、互いに突き合わされてろう付けされる。そして、上記各第一伝熱管素子１９の耐圧強度を確保すると共に、上記第一、第二直線状流路４２、４３内を流れる冷媒の流れを攪乱する役目を果たす。
【００１９】
一方、上記コア部９ａの第三部分２８を構成する、前記各第三伝熱管素子２１、２１は、図４（Ａ）（Ｂ）に詳示する様な第二金属板４５を２枚、最中状に重ね合わせ、互いにろう付けして成る。やはりアルミニウム合金製の両面クラッド材である素板にプレス加工を施して成る、上記第二金属板４５は、それぞれの片面の上端部に、互いに独立した第六、第七、第八凹部４６、４７、４８を設けている。又、それぞれの片面の下端部に、互いに独立した第九、第十凹部４９、５０を設けている。更に、中間部には、上記第六、第九凹部４６、４９同士を連通させる第三浅凹部５１と、上記第八、第十凹部４８、５０同士を連通させる第四浅凹部５２とを、それぞれ設けている。これら各第三、第四浅凹部５１、５２は、上記各第六〜第十凹部４６〜５０よりも浅い。
【００２０】
上記各第三伝熱管素子２１、２１はそれぞれ、上述の様な第二金属板４５を１対ずつ、それぞれの凹部同士を対向させた状態、即ち、第六凹部４６同士、第七凹部４７同士、第八凹部４８同士、第九凹部４９同士、第十凹部５０同士、第三浅凹部５１同士、第四浅凹部５２同士を互いに対向させた状態で最中状に重ね合わせている。そして、上記第六凹部４６同士が突き合わされた部分に第六タンク空間５３を、上記第七凹部４７同士が突き合わされた部分に第七タンク空間５４を、上記第八凹部４８同士が突き合わされた部分に第八タンク空間５５を、上記第九凹部４９同士が突き合わされた部分に第九タンク空間５６を、上記第十凹部５０同士が突き合わされた部分に第十タンク空間５７を、それぞれ形成している。
【００２１】
又、上記第三浅凹部５１同士が突き合わされた部分を第三直線状流路５８として、上記第六、第九タンク空間５３、５６同士を連通させている。更に、上記第四浅凹部５２同士が突き合わされた部分を第四直線状流路５９として、上記第八、第十タンク空間５５、５７同士を連通させている。尚、上記第三、第四浅凹部５１、５２内にも、前述した第一金属板２９に設けた第一、第二浅凹部３５、３６の場合と同様に、多数の突起４４、４４を形成している。
【００２２】
前記コア部９ａは、それぞれが前述した様に構成する複数の第一伝熱管素子１９及びフィン６から成る第一部分２２と、同じく複数の第二伝熱管素子２０、２０及びフィン６から成る第二部分２３と、それぞれが上述した様に構成する複数の第二伝熱管素子２１、２１及びフィン６から成る第三部分２８とを、間部分にフィン６を設けた状態で互いに重ね合わせる事により構成している。このうちの第一部分２２は、それぞれ上記複数の第一伝熱管素子１９を、互いの表裏方向を同方向にしつつ、隣り合う第一伝熱管素子１９同士の間にフィン６を設けた状態で重ね合わせる事により構成している。又、上記第二部分２３は、それぞれ上記複数の第二伝熱管素子２０、２０を、互いの表裏方向を同方向にしつつ、隣り合う第二伝熱管素子２０、２０同士の間にフィン６を設けた状態で重ね合わせる事により構成している。そして、上記第一、第二部分２２、２３同士を、これら各部分２２、２３を構成する第一、第二伝熱管素子１９、２０の表裏方向を互いに異ならせた状態で、フィン６を介して幅方向（各伝熱管素子１９、２０の積層方向）に重ね合わせている。又、上記第三部分２８は、複数の第三伝熱管素子２１、２１を、隣り合う第三伝熱管素子２１、２１同士の間にフィン６を設けた状態で重ね合わせる事により構成している。
【００２３】
そして、エバポレータ１ａを自動車用空気調和装置の一部に組み付けた状態で、上記各第一伝熱管素子１９内の第二直線状流路４３と、上記各第二伝熱管素子２０、２０内の第一直線状流路４２、４２と、上記各第三伝熱管素子２１、２１内の第四直線状流路５９、５９とを、空気調和用の空気の通過方向αに関して風上側（図１、５、６の裏側）に位置させている。
【００２４】
そして、この様に上記各第一〜第三伝熱管素子１９〜２１を重ね合わせた状態で、互いに対向する、上記各第三伝熱管素子２１、２１の第六タンク空間５３、５３同士を互いに連通して、入口タンク部６０を構成している。この為、上記各第三伝熱管素子２１、２１を構成する第二金属板４５に形成した第六凹部４６の底部には、上記第三部分２８の幅方向一端（図１、５、６の左端）に位置する１枚の第二金属板４５を除き、冷媒を通過させる為の通孔６１を形成している。この様にして構成した、上記入口タンク部６０の長さ方向一端部（図１、５、６の左端部）には、前記冷媒送り込み管１３の下流端を接続している。
【００２５】
又、互いに対向する、上記各第三伝熱管素子２１、２１の第九タンク空間５６、５６と、上記各第二伝熱管素子１８、１８の第五タンク空間４１、４１と、上記各第一伝熱管素子１９の第四タンク空間４０とを互いに連通して、第一冷媒移送タンク部６２を構成している。この為、上記各第三伝熱管素子２１、２１を構成する第二金属板４５に形成した第九凹部４９の底部と、上記各第二伝熱管素子２０、２０を構成する第一金属板２９に形成した第五凹部３４の底部と、上記各第一伝熱管素子１９を構成する第四凹部３３の底部とには、上記コア部９ａの幅方向両端に位置する２枚の第一、第二金属板２９、４５を除き、冷媒を通過させる為の通孔６１を形成している。尚、上記第一冷媒移送タンク部６２の一端側半部（図１、５、６の右半部）が、請求項２に記載した第四タンク部に相当する。
【００２６】
又、互いに対向する、上記各第二伝熱管素子２０、２０の第三タンク空間３９、３９と、上記各第一伝熱管素子１９の第一タンク空間３７とを互いに連通して、第一中間タンク部６３を構成している。この為、上記各第二伝熱管素子２０、２０を構成する第一金属板２９に形成した第三凹部３２の底部と、上記各第一伝熱管素子１９を構成する第一金属板２９に形成した第一凹部３０の底部とには、前記第二部分２３の幅方向一端（図１、５、６の左端）に位置する１枚の第一金属板２９を除き、冷媒を通過させる為の通孔６１を形成している。尚、本例の場合、上記第一中間タンク部６３の一端側半部（図１、５、６の右半部）が、請求項２に記載した第一タンク部に相当する。
【００２７】
又、互いに対向する、上記各第二伝熱管素子２０、２０の第二タンク空間３８、３８と、上記各第一伝熱管素子１９の第二タンク空間３８とを互いに連通して、請求項２に記載した第二タンク部に相当する、第二中間タンク部６４を構成している。この為、上記各第一、第二伝熱管素子１９、２０を構成する各第一金属板２９に形成した第二凹部３１の底部には、上記第二部分２３の幅方向一端（図１、５、６の左端）と、上記第一部分２２の幅方向他端（図１、５、６の右端）とに位置する２枚の第一金属板２９、２９を除き、冷媒を通過させる為の通孔６１を形成している。
【００２８】
更に、互いに対向する、上記各第二伝熱管素子２０、２０の第一タンク空間３７、３７と、上記各第一伝熱管素子１９の第三タンク空間３９とを互いに連通して、第三中間タンク部６５を構成している。この為、上記各第二伝熱管素子２０、２０を構成する各第一金属板２９に形成した第一凹部３０の底部と、上記各第一伝熱管素子１９を構成する各第一金属板２９に形成した第三凹部３２の底部とには、上記第二部分２３の幅方向一端（図１、５、６の左端）に位置する１枚の第一金属板２９を除き、冷媒を通過させる為の通孔６１を形成している。尚、本例の場合には、上記第三中間タンク部６５の一端側半部（図１、５、６の左半部）が、請求項２に記載した第三タンク部に相当する。
【００２９】
又、互いに対向する、前記各第三伝熱管素子２１、２１の第十タンク空間５７、５７と、上記各第二伝熱管素子２０、２０の第四タンク空間４０、４０と、上記各第一伝熱管素子１９の第五タンク空間４１とを互いに連通して、第二冷媒移送タンク部６６を構成している。この為、上記各第三伝熱管素子２１、２１を構成する第二金属板４５の第十凹部５０の底部と、上記各第二伝熱管素子２０、２０を構成する第一金属板２９の第四凹部３３の底部と、上記各第一伝熱管素子１９を構成する第一金属板２９の第五凹部３４の底部とには、上記コア部９ａの幅方向両端に位置する２枚の第一、第二金属板２９、４５を除き、冷媒を通過させる為の通孔６１を形成している。尚、上記第二冷媒移送タンク部６６の一端側半部（図１の右半部）が、請求項２に記載した第五タンク部に相当する。
【００３０】
更に、上記各第三伝熱管素子２１、２１の第八タンク空間５５、５５同士を互いに連通して、出口タンク部６７を構成している。この為、上記各第三伝熱管素子２１、２１を構成する第二金属板４５の第八凹部４８の底部には、上記第三部分２８の幅方向一端（図１、５、６の右端）に位置する１枚の第二金属板４５を除き、冷媒を通過させる為の通孔６１を形成している。この様にして構成した、上記出口タンク部６７の長さ方向一端部（図１、５、６の左端部）には、前記冷媒取り出し管１４の上流端を接続している。上述した様に、上記各第三伝熱管素子２１、２１を構成する第二金属板４５に設けた、第六、第八〜第十凹部４６、４８〜５０の底部には、一部を除いて、通孔６１、６１を形成している。但し、上記第二金属板４５の上端部中央に設けた第七凹部４７の底部には通孔を形成せず、この第七凹部４７により形成する第七タンク空間５４を、隣り合う第三伝熱管素子２１、２１同士で連通させていない。この様な第七凹部４７は、隣り合う第三伝熱管素子２１、２１同士の結合強度を高める為に設けている。この為、この結合強度を十分に確保できるのであれば、上記第七凹部４７を省略する事もできる。
【００３１】
又、前記コア部９ａの幅方向一端（図１、５、６の右端）に位置する１枚の第一金属板２９の片面（図５の右側面）の上端部の幅方向両端部に、サイドタンク２７の両端部を接続している。そして、このサイドタンク２７の内部に設けた連通路２６を介して、前記第一中間タンク部６３の長さ方向一端部（図１、５、６の右端部）と、前記第三中間タンク部６５の長さ方向一端部（図１、５、６の右端部）とを連通させている。
【００３２】
上述の様に構成する本発明の熱交換器である、エバポレータ１ａの使用時には、コンデンサから吐出され、膨張弁を通過した液状若しくは気液混合状態の冷媒を、前記冷媒送り込み管１３から前記入口タンク部６０内に送り込む。この入口タンク部６０に送り込まれた冷媒は、図１、５、６に実線矢印イで示す様に、この入口タンク部６０の全体に広がる。この入口タンク部６０内に広がった冷媒は、続いて、図１、５、６に実線矢印ロ、ロで示す様に、前記第三部分２８の風下側部分を構成する、各第三伝熱管素子２１、２１内の第三直線状流路５８、５８内を、前記第一冷媒移送タンク部６２に向けて、図１、５、６の矢印α方向に流れる空気との間で熱交換を行ないつつ流れる。
【００３３】
この様にして第一冷媒移送タンク部６２内に流れ込んだ冷媒は、この第一冷媒移送タンク部６２内を図１、５、６に実線矢印ハで示す様に、前記コア部９ａの風下側部分の下端部を、水平方向に流れた後、上記第一冷媒移送タンク部６２の下流側半部で、前記第二部分２３を構成する各第二伝熱管素子２０、２０の第二直線状流路４３、４３内と、前記第一部分２２を構成する各第一伝熱管素子１９の第一直線状流路４２内とに、それぞれ送られる。続いて、上記各第二伝熱管素子２０、２０の第二直線状流路４３、４３内に送られた冷媒は、これら各第二直線状流路４３、４３内を、図１、５、６に実線矢印ニ、ニで示す様に、上記熱交換をしつつ流れた後、前記第二中間タンク部６４に達する。又、上記各第一伝熱管素子１９内の第一直線状流路４２内に送られた冷媒は、これら各第一直線状流路４２を、図１、５、６に実線矢印ニで示す様に、上記熱交換をしつつ流れた後、前記第一中間タンク部６３に達する。
【００３４】
この様にして、この第一中間タンク部６３と上記第二中間タンク部６４とに達した冷媒は、これら各第一、第二中間タンク部６３、６４内を図１、５、６に破線矢印ホ、ホで示す様に流れる。この様にして流れた冷媒のうち、第二中間タンク部６４内を流れた冷媒は、上記第一部分２２を構成する各第一伝熱管素子１９の第二直線状流路４３内に送られ、これら各第二直線状流路４３内を、同図に破線矢印チで示す様に、上から下に上記熱交換をしつつ流れて、第二冷媒移送タンク部６６に達する。
【００３５】
これに対して、上記第一中間タンク部６３内を流れた冷媒は、前記サイドタンク２７に設けた連通路２６を、図１、５、６に実線矢印ヘで示す様に流れた後、前記第三中間タンク部６５内に送られる。続いて、この第三中間タンク部６５内を、図１、５、６に破線矢印トで示す様に流れた冷媒は、上記第二部分２３を構成する各第二伝熱管素子２０、２０の第一直線状流路４２、４２内を、同図に破線矢印チ、チで示す様に、上から下に上記熱交換をしつつ流れて、上記第二冷媒移送タンク部６６に達する。何れにしてもこの第二冷媒移送タンク部６６に達した冷媒は、この第二冷媒移送タンク部６６内を、同図に鎖線矢印リで示す様に、前記コア部９ａの風上側部分の下端部を、水平方向に流れた後、前記第三部分２８を構成する各第三伝熱管素子２１、２１の第四直線状流路５９、５９に達する。そして、これら各第四直線状流路５９、５９内に達した冷媒は、同図に鎖線矢印ヌ、ヌで示す様に、下から上に上記熱交換をしつつ流れて、前記出口タンク部６７に達する。
【００３６】
この様にして出口タンク部６７に達した、過熱状態のガス状冷媒は、同図に破線矢印ルで示す様に、この出口タンク部６７内を流れた後、前記冷媒取り出し管１４に流出し、この冷媒取り出し管１４の下流端に接続した配管を通じて、コンプレッサの吸入口に送られる。
【００３７】
前述の様に構成し、上述の様にコア部９ａの内部を流れる冷媒とこのコア部９ａの外部を通過する空気との間で熱交換を行ない、この空気を冷却する、エバポレータ１ａの場合、上記コア部９ａを通過後の空気の温度分布をほぼ均一にできる。即ち、本発明の場合には、このコア部９ａの幅方向片半部を構成する第一部分２２と第二部分２３とで、比較的温度が高くなる部分同士、及び比較的温度が低くなる部分同士が、空気調和用の空気の通過方向αに関して、それぞれ互いに重畳する事を少なくできる。即ち、上記コア部９ａの風下側部分の下端部に設けた第一冷媒移送タンク部６２を流れる液状若しくは気液混合状態の冷媒には慣性力が作用する。この為、この第一冷媒移送タンク部６２から、中間部に設けた複数の第二伝熱管素子２０、２０の第二直線状流路４３、４３と、同じく複数の第一伝熱管素子１９の第一直線状流路４２とに冷媒が分配される際に、上記第一冷媒移送タンク部６２の下流端近くに設けた、第一伝熱管素子１９の第一直線状流路４２内に、冷媒が多く送り込まれ易くなる。又、逆に、上記第一冷媒移送タンク部６２の上流端近くに設けた、第二伝熱管素子２０、２０の第二直線状流路４３、４３内には冷媒が送り込まれにくくなる。従って、上記各第一伝熱管素子１９の第一直線状流路４２内を流れる冷媒が、上記各第二伝熱管素子２０、２０の第二直線状流路４３、４３内を流れる冷媒よりも多くなる、偏流が生じ易い。
【００３８】
これに対して、本例の場合には、上記第一、第二部分２２、２３の風下側部分で上記各第一伝熱管素子１９の第一直線状流路４２内を流れた冷媒が、同じく風上側部分で、上記空気の通過方向αに関して上記各第二伝熱管素子２０、２０の第二直線状流路４３、４３と対向する位置に設けた、これら各第二伝熱管素子２０、２０の第一直線状流路４２、４２に送られる。又、上記第一、第二部分２２、２３の風下側部分で上記各第二伝熱管素子２０、２０の第二直線状流路４３、４３内を流れた冷媒が、同じく風上側部分で、上記空気の通過方向αに関して上記各第一伝熱管素子１９の第一直線状流路４２と対向する位置に設けた、これら各第一伝熱管素子１９の第二直線状流路４３内に送られる。この為、上記第一、第二部分２２、２３の厚さ方向半部同士で、内部を冷媒が多く流れる流路同士と、内部を少量の冷媒が流れる流路同士とが、それぞれ空気調和用の空気の通過方向αに関して互いに重畳する事を少なくできる。従って、上記第一、第二部分２２、２３で、内部を流れる冷媒の流量が少なくなる事で比較的温度が高くなる、図７に無地で示す、コア部９ａの一部同士が、上記空気の通過方向αに関して互いに重畳する事を少なくできる。又、上記第一、第二部分２２、２３で、内部を流れる冷媒の流路が多くなる事で比較的温度が低くなる、図７に斜格子で示す、コア部９ａの一部同士が、上記空気の通過方向αに関して互いに重畳する事を少なくできる。従って、上記第一、第二部分２２、２３を通過後の空気の温度分布を、ほぼ均一にできる。
【００３９】
しかも、本例の場合には、上記コア部９ａの幅方向他半部である、前記第三部分２８の表面の温度分布に偏りが生じにくい。即ち、この第三部分２８の風下側部分では、上端部に位置する入口タンク部６０内を流れた冷媒が、中間部に設けた複数の第三直線状流路５８、５８に分流する。この際、この入口タンク部６０内を流れる冷媒に重力が作用する事に基づいて、この入口タンク部６０の上流端近くに接続した第三直線状流路５８内に冷媒が多く送り込まれる傾向となる。一方、この入口タンク部６０を流れる冷媒に慣性力が作用する事に基づいて、この入口タンク部６０の下流端近くに接続した第三直線状流路５８内に冷媒が多く送り込まれる傾向となる。この結果、上記入口タンク部６０に連通する複数の第三直線状流路５８、５８同士で、冷媒が、ほぼ均一に流れる事となる。一方、上記第三部分２８の風上側部分では、下端部に位置する第二冷媒移送タンク部６６内を流れる冷媒の多くがガス状になっている。この為、この冷媒に作用する慣性力は小さくなる。この為、この冷媒が、この第二冷媒移送タンク部６６の下流端近くに接続した第四直線状流路５９内に偏って流れる事は少ない。この結果、上記第三部分２８の表面の温度分布をほぼ均一にできる。この為、上記第一、第二部分２２、２３を通過した空気の温度分布をほぼ均一にできる事と相俟って、上記コア部９ａを通過後の空気の温度分布をほぼ均一にでき、乗員にとって快適な冷房状態を実現できる。又、エバポレータ１ａを大型化する事なく、性能の向上を図れる為、性能確保と小型化との両立を図り易くなる。
【００４０】
更に、本例の構造によれば、上記コア部９ａを構成する、内部構造が異なる伝熱管素子の種類が、２種類で済む。この為、部品製作、部品管理、組立作業が何れも容易になって、エバポレータ１ａのコスト低減を図れる。又、本例の場合には、比較的高温側のコア部９ａの厚さ方向他側部分を風上側に、比較的低温側のコア部９ａの厚さ方向片側部分を風下側に、それぞれ位置させている。従って、このコア部９ａと、このコア部９ａを通過する空気との間の温度差を、風上側から風下側迄十分に確保して、上記コア部９ａと空気との熱交換を効率良く行なわせる事ができる。
【００４１】
尚、本発明の熱交換器は、上述した様な、複数のタンク部６０、６２〜６７を、複数の第一〜第三伝熱管素子１９〜２１の一部により構成した構造に限定するものではない。本発明の熱交換器は、内側に冷媒を流す為の扁平な流路を有する複数の伝熱管素子の両端に、これら各伝熱管素子と別体のタンク部材を設けて、これら各タンク部材の内側にタンク部を設けた場合でも実施できる。
【００４２】
又、上述した説明は、コア部９ａを第一〜第三部分２２、２３、２８により構成した場合に就いて説明したが、コア部を、このうちの第一部分２２及び第二部分２３のみから構成する事もできる。この場合には、このコア部を構成する、内部構造が異なる伝熱管素子の種類が１種類で済む為、エバポレータのコストをより低減し易くなる。又、上述した説明は、本発明の熱交換器を、エバポレータとして使用する場合に就いて説明したが、本発明の熱交換器は、エバポレータに限定するものではない。例えば、本発明の熱交換器は、ヒータコアとして使用する場合にも実施できる。この様に本発明の熱交換器をヒータコアとして使用する場合でも、上述の様にエバポレータとして使用する場合と同様に、コア部を通過した空気の温度分布を、ほぼ均一にできる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明の熱交換器は、以上に述べた通り構成され作用するので、快適な空気調和を実現できると共に、小型化及び性能確保の両立を図り易くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の１例の熱交換器に於ける冷媒の流れ状態を説明する為の、略透視斜視図。
【図２】本発明の熱交換器を構成する３種類の素子を、それぞれ図１の右方から見た状態で示す略透視図。
【図３】図２（Ａ）に示した第一伝熱管素子と、図２（Ｂ）に示した第二伝熱管素子とを構成する第一金属板を示しており、（Ａ）は図１の裏表方向から、（Ｂ）は図１の側方から、それぞれ見た図。
【図４】図２（Ｃ）に示した第三伝熱管素子を構成する第二金属板を示しており、（Ａ）は図１の裏表方向から、（Ｂ）は図１の側方から、それぞれ見た図。
【図５】本発明の熱交換器の略分解斜視図。
【図６】コア部の各部での冷媒の流れ状態を量的に説明する為の、略透視斜視図。
【図７】コア部の幅方向片半部のみを取り出して、表面の温度分布状態を説明する為の、略透視斜視図。
【図８】従来構造の１例を示す略斜視図。
【図９】従来構造の１例に於ける冷媒の流れ状態を説明する為の、略斜視図。
【図１０】同じくコア部の表面温度を測定した結果を示す図。
【図１１】同じくコア部の幅方向一部のみを取り出して、冷媒の流れ状態を量的に説明する為の、略透視斜視図。
【符号の説明】
１、１ａ　エバポレータ
２　　Ｕ字形流路
３　　第一伝熱管素子
４　　直線状流路
５　　第二伝熱管素子
６　　フィン
７　　第一部分
８　　第二部分
９、９ａ　コア部
１０　　入口タンク部
１１　　中間タンク部
１２　　出口タンク部
１３　　冷媒送り込み管
１４　　冷媒取り出し管
１５　　冷媒送り込み口
１６　　冷媒取り出し口
１９　　第一伝熱管素子
２０　　第二伝熱管素子
２１　　第三伝熱管素子
２２　　第一部分
２３　　第二部分
２６　　連通路
２７　　サイドタンク
２８　　第三部分
２９　　第一金属板
３０　　第一凹部
３１　　第二凹部
３２　　第三凹部
３３　　第四凹部
３４　　第五凹部
３５　　第一浅凹部
３６　　第二浅凹部
３７　　第一タンク空間
３８　　第二タンク空間
３９　　第三タンク空間
４０　　第四タンク空間
４１　　第五タンク空間
４２　　第一直線状流路
４３　　第二直線状流路
４４　　突起
４５　　第二金属板
４６　　第六凹部
４７　　第七凹部
４８　　第八凹部
４９　　第九凹部
５０　　第十凹部
５１　　第三浅凹部
５２　　第四浅凹部
５３　　第六タンク空間
５４　　第七タンク空間
５５　　第八タンク空間
５６　　第九タンク空間
５７　　第十タンク空間
５８　　第三直線状流路
５９　　第四直線状流路
６０　　入口タンク部
６１　　通孔
６２　　第一冷媒移送タンク部
６３　　第一中間タンク部
６４　　第二中間タンク部
６５　　第三中間タンク部
６６　　第二冷媒移送タンク部
６７　　出口タンク部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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