(57)【要約】【課題】蒸発器経路における冷媒の乾き度上昇を防止できて、優れた熱交換効率が得られるＣＯ２  冷媒用蒸発器を提供する。【解決手段】本発明は、冷媒を流入させる冷媒入口５１ｂと、冷媒を流出させる冷媒出口５１ａと、冷媒入口５１ｂから流入された冷媒を蒸発させて冷媒出口５１ａへと導く蒸発器経路とを備えるＣＯ２  冷媒用蒸発器を対象とする。蒸発器経路の中間位置に中間出口（気相出口７３）を設ける。冷媒入口５１ｂから蒸発器経路を通って冷媒出口５１ａに導かれる冷媒のうち、乾き度が高い気相冷媒を、中間出口７３から流出させて、冷媒乾き度の上昇を抑制する。【選択図】      図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍システムに用いられる蒸発器であって、
冷媒を流入させる冷媒入口と、
冷媒を流出させる冷媒出口と、
前記冷媒入口から流入された冷媒を蒸発させて前記冷媒出口へと導く蒸発器経路とを備え、
前記蒸発器経路の中間位置に、その中間位置を通過する冷媒のうち、乾き度が高い冷媒を流出させるための中間出口が設けられてなることを特徴とする蒸発器。
【請求項２】
冷凍システムに用いられる蒸発器であって、
冷媒入口及び冷媒出口が設けられ、かつ並列に配置される一対のヘッダータンクと、
両端が両ヘッダータンクに連通接続され、かつヘッダータンク長さ方向に沿って並列状に配置される複数の熱交換チューブと、
前記複数の熱交換チューブが区分けされて形成された複数のパスと、
前記冷媒入口から流入された冷媒を前記複数のパスに順次通過させて前記冷媒出口へと導く蒸発器経路とを備え、
前記蒸発器経路の中間位置に、その中間位置を通過する冷媒のうち、乾き度が高い冷媒を流出させるための中間出口が設けられてなることを特徴とする蒸発器。
【請求項３】
冷凍システムに用いられる蒸発器であって、
冷媒を流入させる冷媒入口と、
冷媒を流出させる冷媒出口と、
冷媒を通過させて蒸発させるための複数の蒸発路と、
前記冷媒入口から流入された冷媒を前記複数の蒸発路に順に通過させて前記冷媒出口へと導く蒸発器経路とを備え、
隣合う前記蒸発路間に対応する前記蒸発器経路の中間位置に、その中間位置を通過する冷媒のうち、乾き度が高い冷媒を流出させるための中間出口が設けられてなることを特徴とする蒸発器。
【請求項４】
乾き度が０．５以上の冷媒が、前記中間出口から流出されるよう構成されてなる請求項１ないし３のいずれかに記載の蒸発器。
【請求項５】
前記蒸発器経路の中間出口から流出される冷媒を、分流冷媒とし、前記蒸発器経路の中間位置から前記冷媒出口に導かれる冷媒を、主流冷媒としたとき、
分流冷媒の流出によって、前記蒸発器経路の中間位置における主流冷媒の乾き度が０．３〜０．７に調整されるよう構成されてなる請求項１ないし３のいずれかに記載の蒸発器。
【請求項６】
前記蒸発器経路の中間出口から流出される冷媒を、分流冷媒とし、前記蒸発器経路の中間位置から前記冷媒出口に導かれる冷媒を、主流冷媒としたとき、
主流冷媒に対し、分流冷媒が前記冷媒出口の周辺において合流されるよう構成されてなる請求項１ないし３のいずれかに記載の蒸発器。
【請求項７】
冷媒として、超臨界冷媒が用いられてなる請求項１ないし３のいずれかに記載の蒸発器。
【請求項８】
冷媒として、二酸化炭素（ＣＯ２  ）冷媒が用いられてなる請求項１ないし３のいずれかに記載の蒸発器。
【請求項９】
冷凍システムに用いられる蒸発器であって、
冷媒を流入させる冷媒入口と、
冷媒を流出させる冷媒出口と、
前記冷媒入口から流入された冷媒を蒸発させて前記冷媒出口へと導く蒸発器経路とを備え、
前記蒸発器経路の中間位置に、その中間位置を通過する冷媒のうち、気相冷媒を流出させるための中間出口が設けられてなることを特徴とする蒸発器。
【請求項１０】
冷凍システムに用いられる蒸発器であって、
冷媒入口及び冷媒出口が設けられ、かつ並列に配置される一対のヘッダータンクと、
両端が両ヘッダータンクに連通接続され、かつヘッダータンク長さ方向に沿って並列状に配置される複数の熱交換チューブと、
前記複数の熱交換チューブが区分けされて形成された複数のパスと、
前記冷媒入口から流入された冷媒を前記複数のパスに順次通過させて前記冷媒出口へと導く蒸発器経路とを備え、
前記蒸発器経路の中間位置に、その中間位置を通過する冷媒のうち、気相冷媒を流出させるための中間出口が設けられてなることを特徴とする蒸発器。
【請求項１１】
冷凍システムに用いられる蒸発器であって、
冷媒を流入させる冷媒入口と、
冷媒を流出させる冷媒出口と、
冷媒を通過させて蒸発させるための複数の蒸発路と、
前記冷媒入口から流入された冷媒を前記複数の蒸発路に順に通過させて前記冷媒出口へと導く蒸発器経路とを備え、
隣合う前記蒸発路間に対応する前記蒸発器経路の中間位置に、その中間位置を通過する冷媒のうち、気相冷媒を流出させるための中間出口が設けられてなることを特徴とする蒸発器。
【請求項１２】
前記蒸発器経路の中間位置に気液分離器が設けられ、その気液分離器により分離された気相冷媒が前記冷媒出口から流出されるとともに、液相冷媒が前記蒸発器経路を通って前記冷媒出口に導かれるよう構成されてなる請求項９ないし１１のいずれかに記載の蒸発器。
【請求項１３】
前記蒸発器経路の中間出口から流出される冷媒を、分流冷媒とし、前記蒸発器経路の中間位置から前記冷媒出口に導かれる冷媒を、主流冷媒としたとき、
主流冷媒に対し、分流冷媒が前記冷媒出口の周辺において合流されるよう構成されてなる請求項９ないし１１のいずれかに記載の蒸発器。
【請求項１４】
冷媒として、超臨界冷媒が用いられてなる請求項９ないし１１のいずれかに記載の蒸発器。
【請求項１５】
冷媒として、二酸化炭素（ＣＯ２  ）冷媒が用いられてなる請求項９ないし１１のいずれかに記載の蒸発器。
【請求項１６】
圧縮機によって圧縮された高温高圧冷媒を冷却器によって冷却し、前記冷却器によって冷却された低温高圧冷媒を減圧器によって減圧し、前記減圧器によって減圧された冷媒を蒸発器によって蒸発させて、前記圧縮機に戻すようにした冷凍システムであって、
前記蒸発器は、
冷媒を流入させる冷媒入口と、
冷媒を流出させる冷媒出口と、
前記冷媒入口から流入された冷媒を蒸発させて前記冷媒出口へと導く蒸発器経路とを備え、
前記蒸発器経路の中間位置に、その中間位置を通過する冷媒のうち、乾き度が高い冷媒を流出させるための中間出口が設けられてなることを特徴とする冷凍システム。
【請求項１７】
圧縮機によって圧縮された高温高圧冷媒を冷却器によって冷却し、前記冷却器によって冷却された低温高圧冷媒を減圧器によって減圧し、前記減圧器によって減圧された冷媒を蒸発器によって蒸発させて、前記圧縮機に戻すようにした冷凍システムであって、
前記蒸発器は、
冷媒入口及び冷媒出口が設けられ、かつ並列に配置される一対のヘッダータンクと、
両端が両ヘッダータンクに連通接続され、かつヘッダータンク長さ方向に沿って並列状に配置される複数の熱交換チューブと、
前記複数の熱交換チューブが区分けされて形成された複数のパスと、
前記冷媒入口から流入された冷媒を前記複数のパスに順次通過させて前記冷媒出口へと導く蒸発器経路とを備え、
前記蒸発器経路の中間位置に、その中間位置を通過する冷媒のうち、乾き度が高い冷媒を流出させるための中間出口が設けられてなることを特徴とする冷凍システム。
【請求項１８】
圧縮機によって圧縮された高温高圧冷媒を冷却器によって冷却し、前記冷却器によって冷却された低温高圧冷媒を減圧器によって減圧し、前記減圧器によって減圧された冷媒を蒸発器によって蒸発させて、前記圧縮機に戻すようにした冷凍システムであって、
前記蒸発器は、
冷媒を流入させる冷媒入口と、
冷媒を流出させる冷媒出口と、
冷媒を通過させて蒸発させるための複数の蒸発路と、
前記冷媒入口から流入された冷媒を前記複数の蒸発路に順に通過させて前記冷媒出口へと導く蒸発器経路とを備え、
隣合う前記蒸発路間に対応する前記蒸発器経路の中間位置に、その中間位置を通過する冷媒のうち、乾き度が高い冷媒を流出させるための中間出口が設けられてなることを特徴とする冷凍システム。
【請求項１９】
乾き度が０．５以上の冷媒が、前記中間出口から流出されるよう構成されてなる請求項１６ないし１８のいずれかに記載の冷凍システム。
【請求項２０】
前記蒸発器経路の中間出口から流出される冷媒を、分流冷媒とし、前記蒸発器経路の中間位置から前記冷媒出口に導かれる冷媒を、主流冷媒としたとき、
分流冷媒の流出によって、前記蒸発器経路の中間位置における主流冷媒の乾き度が０．３〜０．７に調整されるよう構成されてなる請求項１６ないし１８のいずれかに記載の冷凍システム。
【請求項２１】
前記蒸発器経路の中間出口から流出される冷媒を、分流冷媒とし、前記蒸発器経路の中間位置から前記冷媒出口に導かれる冷媒を、主流冷媒としたとき、
主流冷媒に対し、分流冷媒が前記冷媒出口の周辺において合流されるよう構成されてなる請求項１６ないし１８のいずれかに記載の冷凍システム。
【請求項２２】
冷媒として、超臨界冷媒が用いられてなる請求項１６ないし１８のいずれかに記載の冷凍システム。
【請求項２３】
冷媒として、二酸化炭素（ＣＯ２  ）冷媒が用いられてなる請求項１６ないし１８のいずれかに記載の冷凍システム。
【請求項２４】
圧縮機によって圧縮された高温高圧冷媒を冷却器によって冷却し、前記冷却器によって冷却された低温高圧冷媒を減圧器によって減圧し、前記減圧器によって減圧された冷媒を蒸発器によって蒸発させて、前記圧縮機に戻すようにした冷凍システムであって、
前記蒸発器は、
冷媒を流入させる冷媒入口と、
冷媒を流出させる冷媒出口と、
前記冷媒入口から流入された冷媒を蒸発させて前記冷媒出口へと導く蒸発器経路とを備え、
前記蒸発器経路の中間位置に、その中間位置を通過する冷媒のうち、気相冷媒を流出させるための中間出口が設けられてなることを特徴とする冷凍システム。
【請求項２５】
圧縮機によって圧縮された高温高圧冷媒を冷却器によって冷却し、前記冷却器によって冷却された低温高圧冷媒を減圧器によって減圧し、前記減圧器によって減圧された冷媒を蒸発器によって蒸発させて、前記圧縮機に戻すようにした冷凍システムであって、
前記蒸発器は、
冷媒入口及び冷媒出口が設けられ、かつ並列に配置される一対のヘッダータンクと、
両端が両ヘッダータンクに連通接続され、かつヘッダータンク長さ方向に沿って並列状に配置される複数の熱交換チューブと、
前記複数の熱交換チューブが区分けされて形成された複数のパスと、
前記冷媒入口から流入された冷媒を前記複数のパスに順次通過させて前記冷媒出口へと導く蒸発器経路とを備え、
前記蒸発器経路の中間位置に、その中間位置を通過する冷媒のうち、気相冷媒を流出させるための中間出口が設けられてなることを特徴とする冷凍システム。
【請求項２６】
圧縮機によって圧縮された高温高圧冷媒を冷却器によって冷却し、前記冷却器によって冷却された低温高圧冷媒を減圧器によって減圧し、前記減圧器によって減圧された冷媒を蒸発器によって蒸発させて、前記圧縮機に戻すようにした冷凍システムであって、
前記蒸発器は、
冷媒を流入させる冷媒入口と、
冷媒を流出させる冷媒出口と、
冷媒を通過させて蒸発させるための複数の蒸発路と、
前記冷媒入口から流入された冷媒を前記複数の蒸発路に順に通過させて前記冷媒出口へと導く蒸発器経路とを備え、
隣合う前記蒸発路間に対応する前記蒸発器経路の中間位置に、その中間位置を通過する冷媒のうち、気相冷媒を流出させるための中間出口が設けられてなることを特徴とする冷凍システム。
【請求項２７】
前記蒸発器経路の中間位置に気液分離器が設けられ、その気液分離器により分離された気相冷媒が前記冷媒出口から流出されるとともに、液相冷媒が前記蒸発器経路を通って前記冷媒出口に導かれるよう構成されてなる請求項２４ないし２６のいずれかに記載の冷凍システム。
【請求項２８】
前記蒸発器経路の中間出口から流出される冷媒を、分流冷媒とし、前記蒸発器経路の中間位置から前記冷媒出口に導かれる冷媒を、主流冷媒としたとき、
主流冷媒に対し、分流冷媒が前記冷媒出口の周辺において合流されるよう構成されてなる請求項２４ないし２６のいずれかに記載の冷凍システム。
【請求項２９】
冷媒として、超臨界冷媒が用いられてなる請求項２４ないし２８のいずれかに記載の冷凍システム。
【請求項３０】
冷媒として、二酸化炭素（ＣＯ２  ）冷媒が用いられてなる請求項２４ないし２６のいずれかに記載の冷凍システム。
【請求項３１】
蒸発器によって冷媒を蒸発させるようにした冷媒の蒸発方法であって、
前記蒸発器は、
冷媒を流入させる冷媒入口と、
冷媒を流出させる冷媒出口と、
前記冷媒入口から流入された冷媒を蒸発させて前記冷媒出口へと導く蒸発器経路とを備え、
前記蒸発器経路の中間位置において、その中間位置を通過する冷媒のうち、乾き度が高い冷媒を流出させるものとした冷媒の蒸発方法。
【請求項３２】
蒸発器によって冷媒を蒸発させるようにした冷媒の蒸発方法であって、
前記蒸発器は、
冷媒入口及び冷媒出口が設けられ、かつ並列に配置される一対のヘッダータンクと、
両端が両ヘッダータンクに連通接続され、かつヘッダータンク長さ方向に沿って並列状に配置される複数の熱交換チューブと、
前記複数の熱交換チューブが区分けされて形成された複数のパスと、
前記冷媒入口から流入された冷媒を前記複数のパスに順次通過させて前記冷媒出口へと導く蒸発器経路とを備え、
前記蒸発器経路の中間位置において、その中間位置を通過する冷媒のうち、乾き度が高い冷媒を流出させるものとした冷媒の蒸発方法。
【請求項３３】
蒸発器によって冷媒を蒸発させるようにした冷媒の蒸発方法であって、
前記蒸発器は、
冷媒を流入させる冷媒入口と、
冷媒を流出させる冷媒出口と、
冷媒を通過させて蒸発させるための複数の蒸発路と、
前記冷媒入口から流入された冷媒を前記複数の蒸発路に順に通過させて前記冷媒出口へと導く蒸発器経路とを備え、
隣合う前記蒸発路間に対応する前記蒸発器経路の中間位置において、その中間位置を通過する冷媒のうち、乾き度が高い冷媒を流出させるものとした冷媒の蒸発方法。
【請求項３４】
乾き度が０．５以上の冷媒を、前記蒸発器経路の中間位置から流出されるものとした請求項３１ないし３３のいずれかに記載の冷媒の蒸発方法。
【請求項３５】
前記蒸発器経路の中間位置から流出される冷媒を、分流冷媒とし、前記蒸発器経路の中間位置から前記冷媒出口に導かれる冷媒を、主流冷媒としたとき、
分流冷媒の流出によって、前記蒸発器経路の中間位置における主流冷媒の乾き度を０．３〜０．７に調整するものとした請求項３１ないし３３のいずれかに記載の冷媒の蒸発方法。
【請求項３６】
前記蒸発器経路の中間位置から流出される冷媒を、分流冷媒とし、前記蒸発器経路の中間位置から前記冷媒出口に導かれる冷媒を、主流冷媒としたとき、
主流冷媒に対し、分流冷媒を前記冷媒出口の周辺において合流させるものとした請求項３１ないし３３のいずれかに記載の冷媒蒸発方法。
【請求項３７】
冷媒として、超臨界冷媒が用いられてなる請求項３１ないし３３のいずれかに記載の冷媒の蒸発方法。
【請求項３８】
冷媒として、二酸化炭素（ＣＯ２  ）冷媒が用いられてなる請求項３１ないし３３のいずれかに記載の冷媒の蒸発方法。
【請求項３９】
蒸発器によって冷媒を蒸発させるようにした冷媒の蒸発方法であって、
前記蒸発器は、
冷媒を流入させる冷媒入口と、
冷媒を流出させる冷媒出口と、
前記冷媒入口から流入された冷媒を蒸発させて前記冷媒出口へと導く蒸発器経路とを備え、
前記蒸発器経路の中間位置において、その中間位置を通過する冷媒のうち、気相冷媒を流出させるものとした冷媒の蒸発方法。
【請求項４０】
蒸発器によって冷媒を蒸発させるようにした冷媒の蒸発方法であって、
前記蒸発器は、
冷媒入口及び冷媒出口が設けられ、かつ並列に配置される一対のヘッダータンクと、
両端が両ヘッダータンクに連通接続され、かつヘッダータンク長さ方向に沿って並列状に配置される複数の熱交換チューブと、
前記複数の熱交換チューブが区分けされて形成された複数のパスと、
前記冷媒入口から流入された冷媒を前記複数のパスに順次通過させて前記冷媒出口へと導く蒸発器経路とを備え、
前記蒸発器経路の中間位置において、その中間位置を通過する冷媒のうち、気相冷媒を流出させるものとした冷媒の蒸発方法。
【請求項４１】
蒸発器によって冷媒を蒸発させるようにした冷媒の蒸発方法であって、
前記蒸発器は、
冷媒を流入させる冷媒入口と、
冷媒を流出させる冷媒出口と、
冷媒を通過させて蒸発させるための複数の蒸発路と、
前記冷媒入口から流入された冷媒を前記複数の蒸発路に順に通過させて前記冷媒出口へと導く蒸発器経路とを備え、
隣合う前記蒸発路間に対応する前記蒸発器経路の中間位置において、その中間位置を通過する冷媒のうち、気相冷媒を流出させるものとした冷媒の蒸発方法。
【請求項４２】
前記蒸発器経路の中間位置に気液分離器が設けられ、その気液分離器により分離された気相冷媒を流出させるとともに、液相冷媒を前記蒸発器経路に通して前記冷媒出口に導くものとした請求項３９ないし４１のいずれかに記載の冷媒の蒸発方法。
【請求項４３】
前記蒸発器経路の中間位置から流出される冷媒を、分流冷媒とし、前記蒸発器経路の中間位置から前記冷媒出口に導かれる冷媒を、主流冷媒としたとき、
主流冷媒に対し、分流冷媒が前記冷媒出口の周辺において合流させるものとした請求項３９ないし４１のいずれかに記載の冷媒の蒸発方法。
【請求項４４】
冷媒として、超臨界冷媒が用いられてなる請求項３９ないし４１のいずれかに記載の冷媒の蒸発方法。
【請求項４５】
冷媒として、二酸化炭素（ＣＯ２  ）冷媒が用いられてなる請求項３９ないし４１のいずれかに記載の冷媒の蒸発方法。
【請求項４６】
車両用冷凍システムに用いられる蒸発器であって、
冷媒を流入させる冷媒入口と、
冷媒を流出させる冷媒出口と、
前記冷媒入口から流入された冷媒を蒸発させて前記冷媒出口へと導く蒸発器経路とを備え、
前記蒸発器経路の中間位置に、その中間位置を通過する冷媒のうち、乾き度が高い冷媒を流出させるための中間出口が設けられてなることを特徴とする車両用冷凍システムの蒸発器。
【請求項４７】
車両用冷凍システムに用いられる蒸発器であって、
冷媒を流入させる冷媒入口と、
冷媒を流出させる冷媒出口と、
前記冷媒入口から流入された冷媒を蒸発させて前記冷媒出口へと導く蒸発器経路とを備え、
前記蒸発器経路の中間位置に、その中間位置を通過する冷媒のうち、気相冷媒を流出させるための中間出口が設けられてなることを特徴とする車両用冷凍システムの蒸発器。
【請求項４８】
冷媒として、超臨界冷媒が用いられてなる請求項４６又は４７記載の車両用冷凍システムの蒸発器。
【請求項４９】
冷媒として、二酸化炭素（ＣＯ２  ）冷媒が用いられてなる請求項４６又は４７記載の車両用冷凍システムの蒸発器。
【請求項５０】
圧縮機によって圧縮された高温高圧冷媒を冷却器によって冷却し、前記冷却器によって冷却された低温高圧冷媒を減圧器によって減圧し、前記減圧器によって減圧された冷媒を蒸発器によって蒸発させて、前記圧縮機に戻すようにした車両用冷凍システムであって、
前記蒸発器は、
冷媒を流入させる冷媒入口と、
冷媒を流出させる冷媒出口と、
前記冷媒入口から流入された冷媒を蒸発させて前記冷媒出口へと導く蒸発器経路とを備え、
前記蒸発器経路の中間位置に、その中間位置を通過する冷媒のうち、乾き度が高い冷媒を流出させるための中間出口が設けられてなることを特徴とする車両用冷凍システム。
【請求項５１】
圧縮機によって圧縮された高温高圧冷媒を冷却器によって冷却し、前記冷却器によって冷却された低温高圧冷媒を減圧器によって減圧し、前記減圧器によって減圧された冷媒を蒸発器によって蒸発させて、前記圧縮機に戻すようにした車両用冷凍システムであって、
前記蒸発器は、
冷媒を流入させる冷媒入口と、
冷媒を流出させる冷媒出口と、
前記冷媒入口から流入された冷媒を蒸発させて前記冷媒出口へと導く蒸発器経路とを備え、
前記蒸発器経路の中間位置に、その中間位置を通過する冷媒のうち、気相冷媒を流出させるための中間出口が設けられてなることを特徴とする車両用冷凍システム。
【請求項５２】
冷媒として、超臨界冷媒が用いられてなる請求項５０又は５１記載の車両用冷凍システム。
【請求項５３】
冷媒として、二酸化炭素（ＣＯ２  ）冷媒が用いられてなる請求項５０又は５１記載の車両用冷凍システム。
【請求項５４】
冷凍システムを備えた車両であって、
前記冷凍システムは、圧縮機によって圧縮された高温高圧冷媒を冷却器によって冷却し、前記冷却器によって冷却された低温高圧冷媒を減圧器によって減圧し、前記減圧器によって減圧された冷媒を蒸発器によって蒸発させて、前記圧縮機に戻すように構成され、
前記蒸発器は、冷媒を流入させる冷媒入口と、冷媒を流出させる冷媒出口と、
前記冷媒入口から流入された冷媒を蒸発させて前記冷媒出口へと導く蒸発器経路とを備え、
前記蒸発器経路の中間位置に、その中間位置を通過する冷媒のうち、乾き度が高い冷媒を流出させるための中間出口が設けられてなることを特徴とする冷凍システムを備えた車両。
【請求項５５】
冷凍システムを備えた車両であって、
前記冷凍システムは、圧縮機によって圧縮された高温高圧冷媒を冷却器によって冷却し、前記冷却器によって冷却された低温高圧冷媒を減圧器によって減圧し、前記減圧器によって減圧された冷媒を蒸発器によって蒸発させて、前記圧縮機に戻すように構成され、
前記蒸発器は、冷媒を流入させる冷媒入口と、冷媒を流出させる冷媒出口と、前記冷媒入口から流入された冷媒を蒸発させて前記冷媒出口へと導く蒸発器経路とを備え、
前記蒸発器経路の中間位置に、その中間位置を通過する冷媒のうち、気相冷媒を流出させるための中間出口が設けられてなることを特徴とする冷凍システムを備えた車両。
【請求項５６】
冷媒として、超臨界冷媒が用いられてなる請求項５４又は５５記載の凍システムを備えた車両。
【請求項５７】
冷媒として、二酸化炭素（ＣＯ２  ）冷媒が用いられてなる請求項５４又は５５記載の冷凍システムを備えた車両。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ＣＯ２  冷媒用の冷凍サイクル等に適用される冷凍システムに関し、更にその冷凍システムに好適に採用される蒸発器及び冷媒の蒸発方法、その冷凍システムを備えた車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、蒸気圧縮式の冷凍サイクルにおいては、フロン系の冷媒が多く用いられていたが、近年になって、地球環境保護の観点から、二酸化炭素（ＣＯ２  ）等の自然冷媒を用いるようにした冷凍サイクルが注目されている。
【０００３】
ＣＯ２  冷媒用の凍サイクルに用いられる蒸発器としては、例えば下記の特許文献１、２に記載されるものが周知である。
【０００４】
このような蒸発器においては、圧縮機、ガスクーラ等の冷却器（凝縮器）及び膨張弁等の減圧器を通過した低温低圧の液相状態のＣＯ２  冷媒が流入される。そして蒸発器に流入された冷媒は、蒸発器を通過する間に、外気と熱交換して加熱されることにより、乾き度を次第に上昇させて、気相冷媒となって、蒸発器から流出される。
【０００５】
一方、下記の非特許文献１には、ＣＯ２  冷媒の蒸発過程における乾き度と蒸発熱伝達係数との関係について記載されている。この文献では、ＣＯ２  冷媒の乾き度が所定値よりも低い状態、具体的には乾き度が０．４〜０．６の範囲よりも低い状態では、蒸発熱伝達係数を十分に大きく確保できて、高い熱交換効率が得られるのに対し、乾き度が所定値（０．４〜０．６の範囲）を超える高い状態では、蒸発熱伝達係数が著しく小さくなって、熱交換効率が極端に低下してしまうということが報告されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−８１２９４号
【０００７】
【特許文献２】
特開２０００−３０４４７２号
【０００８】
【非特許文献１】
Ｊ．ＰＥＴＴＥＲＳＥＮ，Ｒ．ＲＩＥＢＥＲＥＲ，Ｓ．Ｔ．ＭＵＮＫＥＪＯＲＤ“ＨＥＡＴ  ＴＲＡＮＳＦＥＲ  ＡＮＤ  ＰＲＥＳＳＵＲＥ  ＤＲＯＰ  ＣＨＡＲＡＣＴＥＲＩＳＴＩＣ  ＯＦ  ＥＶＡＰＯＲＡＴＩＮＧ  ＣＡＲＢＯＮ  ＤＩＯＸＩＤＥ  ＩＮ  ＭＩＣＲＯＣＡＮＮＥＬ  ＴＵＢＥＳ”４ｔｈ  ＩＩＲ  Ｇｕｓｔｖ  Ｌｏｒｅｎｔｚｅｎ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｎａｔｕｒａｌ  Ｗｏｒｋｉｎｇ  Ｆｌｕｉｄｓ  ｐｐ．１０７−１１４，（２０００）
【０００９】
【発明の背景】
上記の技術背景を踏まえた上で、本発明者は、上記特許文献１、２に示す従来の蒸発器において、ＣＯ２  冷媒の乾き度の変化について詳細に分析したところ、従来の蒸発器では、蒸発器全域において十分な熱交換効率が得られず、熱交換性能の低下が懸念されることが判明した。
【００１０】
すなわち図１０に示すように、従来の蒸発器（２００）において、冷媒入口（２０１）から流入された直後の冷媒は、液相冷媒の割合が多くて乾き度が低くなっている。しかしながら、蒸発器（２００）内を流通して、蒸発器経路の後半部を通過していくうちに、外気との熱交換により気相冷媒の割合が多くなり、乾き度が所定値（０．４〜０．６の範囲）まで上昇する。その後、冷媒は乾き度を上昇させながら冷媒出口（２０２）へと導かれる。このよう蒸発器経路の前半部では、冷媒の乾き度が所定値よりも低く、熱伝達係数も十分に確保できて、効率良く熱交換されるが、後半部を通過している際に、乾き度が所定値よりも高くなって、熱交換率が極端に低下してしまい、熱交換性能の低下を来す恐れがある。
【００１１】
この発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、蒸発器経路における冷媒の乾き度が上昇するのを防止できて、熱交換性能を向上させることができる蒸発器、冷凍システム、そのシステムを備えた車両及び冷媒の蒸発方法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】
上記目的を達成するため、本第１発明は、以下の構成を要旨としている。
【００１３】
［１］  冷凍システムに用いられる蒸発器であって、
冷媒を流入させる冷媒入口と、
冷媒を流出させる冷媒出口と、
前記冷媒入口から流入された冷媒を蒸発させて前記冷媒出口へと導く蒸発器経路とを備え、
前記蒸発器経路の中間位置に、その中間位置を通過する冷媒のうち、乾き度が高い冷媒を流出させるための中間出口が設けられてなることを特徴とする蒸発器。
【００１４】
この発明においては、蒸発過程で乾き度を上昇させていく冷媒に対し、蒸発器経路の中間位置で、乾き度の高い冷媒成分を流出させるものであるため、蒸発過程途中で冷媒の乾き度が過度に上昇するのを防止でき、蒸発器経路のほぼ全域において冷媒の乾き度が低い状態で熱交換できるので、熱伝達係数の低下を防止できて、熱交換効率及び熱交換性能の向上を図ることができる。
【００１５】
本第２発明は、以下の構成を要旨としている。
【００１６】
［２］  冷凍システムに用いられる蒸発器であって、
冷媒入口及び冷媒出口が設けられ、かつ並列に配置される一対のヘッダータンクと、
両端が両ヘッダータンクに連通接続され、かつヘッダータンク長さ方向に沿って並列状に配置される複数の熱交換チューブと、
前記複数の熱交換チューブが区分けされて形成された複数のパスと、
前記冷媒入口から流入された冷媒を前記複数のパスに順次通過させて前記冷媒出口へと導く蒸発器経路とを備え、
前記蒸発器経路の中間位置に、その中間位置を通過する冷媒のうち、乾き度が高い冷媒を流出させるための中間出口が設けられてなることを特徴とする蒸発器。
【００１７】
この発明においては、上記と同様、蒸発器経路のほぼ全域において冷媒の乾き度が低い状態で効率良く熱交換することができる。
【００１８】
本第３発明は、以下の構成を要旨としている。
【００１９】
［３］  冷凍システムに用いられる蒸発器であって、
冷媒を流入させる冷媒入口と、
冷媒を流出させる冷媒出口と、
冷媒を通過させて蒸発させるための複数の蒸発路と、
前記冷媒入口から流入された冷媒を前記複数の蒸発路に順に通過させて前記冷媒出口へと導く蒸発器経路とを備え、
隣合う前記蒸発路間に対応する前記蒸発器経路の中間位置に、その中間位置を通過する冷媒のうち、乾き度が高い冷媒を流出させるための中間出口が設けられてなることを特徴とする蒸発器。
【００２０】
この発明においては、上記と同様、蒸発器経路のほぼ全域において冷媒の乾き度が低い状態で効率良く熱交換することができる。
【００２１】
上記第１ないし第３発明は、蒸発過程における冷媒の乾き度の上昇を、より確実に抑制するため、以下の構成［４］［５］を採用するのが好ましい。
【００２２】
［４］  乾き度が０．５以上の冷媒が、前記中間出口から流出されるよう構成されてなる前項１ないし３のいずれかに記載の蒸発器。
【００２３】
［５］  前記蒸発器経路の中間出口から流出される冷媒を、分流冷媒とし、前記蒸発器経路の中間位置から前記冷媒出口に導かれる冷媒を、主流冷媒としたとき、
分流冷媒の流出によって、前記蒸発器経路の中間位置における主流冷媒の乾き度が０．３〜０．７に調整されるよう構成されてなる前項１ないし３のいずれかに記載の蒸発器。
【００２４】
［６］  前記蒸発器経路の中間出口から流出される冷媒を、分流冷媒とし、前記蒸発器経路の中間位置から前記冷媒出口に導かれる冷媒を、主流冷媒としたとき、
主流冷媒に対し、分流冷媒が前記冷媒出口の周辺において合流されるよう構成されてなる前項１ないし３のいずれかに記載の蒸発器。
【００２５】
本発明において、前項６の構成を採用する場合には、冷媒の循環をスムーズに行うことができる。
【００２６】
上記第１ないし第３発明においては、以下の構成［７］［８］のように、二酸化炭素（ＣＯ２  ）冷媒等の超臨界冷媒を用いる蒸発器に好適に採用することができる。
【００２７】
［７］  冷媒として、超臨界冷媒が用いられてなる前項１ないし３のいずれかに記載の蒸発器。
【００２８】
［８］  冷媒として、二酸化炭素（ＣＯ２  ）冷媒が用いられてなる前項１ないし３のいずれかに記載の蒸発器。
【００２９】
本第４発明は、以下の構成を要旨としている。
【００３０】
［９］  冷凍システムに用いられる蒸発器であって、
冷媒を流入させる冷媒入口と、
冷媒を流出させる冷媒出口と、
前記冷媒入口から流入された冷媒を蒸発させて前記冷媒出口へと導く蒸発器経路とを備え、
前記蒸発器経路の中間位置に、その中間位置を通過する冷媒のうち、気相冷媒を流出させるための中間出口が設けられてなることを特徴とする蒸発器。
【００３１】
この発明においては、蒸発過程で乾き度を上昇させていく冷媒に対し、蒸発器経路の中間位置で、乾き度の高い気相成分を流出させるものであるため、蒸発過程途中で冷媒の乾き度が過度に上昇するのを防止でき、蒸発器経路のほぼ全域において冷媒の乾き度が低い状態で熱交換できるので、熱伝達係数の低下を防止できて、熱交換効率及び熱交換性能の向上を図ることができる。
【００３２】
本第５発明は、以下の構成を要旨としている。
【００３３】
［１０］  冷凍システムに用いられる蒸発器であって、
冷媒入口及び冷媒出口が設けられ、かつ並列に配置される一対のヘッダータンクと、
両端が両ヘッダータンクに連通接続され、かつヘッダータンク長さ方向に沿って並列状に配置される複数の熱交換チューブと、
前記複数の熱交換チューブが区分けされて形成された複数のパスと、
前記冷媒入口から流入された冷媒を前記複数のパスに順次通過させて前記冷媒出口へと導く蒸発器経路とを備え、
前記蒸発器経路の中間位置に、その中間位置を通過する冷媒のうち、気相冷媒を流出させるための中間出口が設けられてなることを特徴とする蒸発器。
【００３４】
この発明においては、上記と同様、蒸発器経路のほぼ全域において冷媒の乾き度が低い状態で効率良く熱交換することができる。
【００３５】
本第６発明は、以下の構成を要旨としている。
【００３６】
［１１］  冷凍システムに用いられる蒸発器であって、
冷媒を流入させる冷媒入口と、
冷媒を流出させる冷媒出口と、
冷媒を通過させて蒸発させるための複数の蒸発路と、
前記冷媒入口から流入された冷媒を前記複数の蒸発路に順に通過させて前記冷媒出口へと導く蒸発器経路とを備え、
隣合う前記蒸発路間に対応する前記蒸発器経路の中間位置に、その中間位置を通過する冷媒のうち、気相冷媒を流出させるための中間出口が設けられてなることを特徴とする蒸発器。
【００３７】
この発明においては、上記と同様、蒸発器経路のほぼ全域において冷媒の乾き度が低い状態で効率良く熱交換することができる。
【００３８】
［１２］  前記蒸発器経路の中間位置に気液分離器が設けられ、その気液分離器により分離された気相冷媒が前記冷媒出口から流出されるとともに、液相冷媒が前記蒸発器経路を通って前記冷媒出口に導かれるよう構成されてなる前項９ないし１１のいずれかに記載の蒸発器。
【００３９】
本発明において、前項１２の構成を採用する場合には、蒸発器経路の中間位置において確実に気相冷媒を抽出して流出させることができるため、熱交換効率をより一層向上させることができる。
【００４０】
［１３］  前記蒸発器経路の中間出口から流出される冷媒を、分流冷媒とし、前記蒸発器経路の中間位置から前記冷媒出口に導かれる冷媒を、主流冷媒としたとき、
主流冷媒に対し、分流冷媒が前記冷媒出口の周辺において合流されるよう構成されてなる前項９ないし１１のいずれかに記載の蒸発器。
【００４１】
本発明において、前項１３の構成を採用する場合には、冷媒の循環をスムーズに行うことができる。
【００４２】
上記第１ないし第３発明においては、以下の構成［１４］［１５］のように、二酸化炭素（ＣＯ２  ）冷媒等の超臨界冷媒を用いる蒸発器に好適に採用することができる。
【００４３】
［１４］  冷媒として、超臨界冷媒が用いられてなる前項９ないし１１のいずれかに記載の蒸発器。
【００４４】
［１５］  冷媒として、二酸化炭素（ＣＯ２  ）冷媒が用いられてなる前項９ないし１１のいずれかに記載の蒸発器。
【００４５】
なお、前項［１１］〜［１５］に示す上記第４ないし第６発明の好適構成は、上記第１ないし第３発明にも適用可能である。
【００４６】
更に前項［４］〜［８］に示す上記第１ないし第３発明の好適構成は、上記第４ないし第６発明にも適用可能である。
【００４７】
上記第１ないし第３発明は、以下に示すように、冷凍システムに好適に採用することができる。
【００４８】
すなわち、本第７発明は、以下の構成を要旨としている。
【００４９】
［１６］  圧縮機によって圧縮された高温高圧冷媒を冷却器によって冷却し、前記冷却器によって冷却された低温高圧冷媒を減圧器によって減圧し、前記減圧器によって減圧された冷媒を蒸発器によって蒸発させて、前記圧縮機に戻すようにした冷凍システムであって、
前記蒸発器は、
冷媒を流入させる冷媒入口と、
冷媒を流出させる冷媒出口と、
前記冷媒入口から流入された冷媒を蒸発させて前記冷媒出口へと導く蒸発器経路とを備え、
前記蒸発器経路の中間位置に、その中間位置を通過する冷媒のうち、乾き度が高い冷媒を流出させるための中間出口が設けられてなることを特徴とする冷凍システム。
【００５０】
この発明においては、上記と同様、蒸発器経路のほぼ全域において冷媒の乾き度が低い状態で効率良く熱交換することができる。
【００５１】
本第８発明は、以下の構成を要旨としている。
【００５２】
［１７］  圧縮機によって圧縮された高温高圧冷媒を冷却器によって冷却し、前記冷却器によって冷却された低温高圧冷媒を減圧器によって減圧し、前記減圧器によって減圧された冷媒を蒸発器によって蒸発させて、前記圧縮機に戻すようにした冷凍システムであって、
前記蒸発器は、
冷媒入口及び冷媒出口が設けられ、かつ並列に配置される一対のヘッダータンクと、
両端が両ヘッダータンクに連通接続され、かつヘッダータンク長さ方向に沿って並列状に配置される複数の熱交換チューブと、
前記複数の熱交換チューブが区分けされて形成された複数のパスと、
前記冷媒入口から流入された冷媒を前記複数のパスに順次通過させて前記冷媒出口へと導く蒸発器経路とを備え、
前記蒸発器経路の中間位置に、その中間位置を通過する冷媒のうち、乾き度が高い冷媒を流出させるための中間出口が設けられてなることを特徴とする冷凍システム。
【００５３】
この発明においては、上記と同様、蒸発器経路のほぼ全域において冷媒の乾き度が低い状態で効率良く熱交換することができる。
【００５４】
本第９発明は、以下の構成を要旨としている。
【００５５】
［１８］  圧縮機によって圧縮された高温高圧冷媒を冷却器によって冷却し、前記冷却器によって冷却された低温高圧冷媒を減圧器によって減圧し、前記減圧器によって減圧された冷媒を蒸発器によって蒸発させて、前記圧縮機に戻すようにした冷凍システムであって、
前記蒸発器は、
冷媒を流入させる冷媒入口と、
冷媒を流出させる冷媒出口と、
冷媒を通過させて蒸発させるための複数の蒸発路と、
前記冷媒入口から流入された冷媒を前記複数の蒸発路に順に通過させて前記冷媒出口へと導く蒸発器経路とを備え、
隣合う前記蒸発路間に対応する前記蒸発器経路の中間位置に、その中間位置を通過する冷媒のうち、乾き度が高い冷媒を流出させるための中間出口が設けられてなることを特徴とする冷凍システム。
【００５６】
この発明においては、上記と同様、蒸発器経路のほぼ全域において冷媒の乾き度が低い状態で効率良く熱交換することができる。
【００５７】
上記第７ないし第９発明は、上記第１ないし第３発明と同様、以下の構成を採用するのが好ましい。
【００５８】
［１９］  乾き度が０．５以上の冷媒が、前記中間出口から流出されるよう構成されてなる前項１６ないし１８のいずれかに記載の冷凍システム。
【００５９】
［２０］  前記蒸発器経路の中間出口から流出される冷媒を、分流冷媒とし、前記蒸発器経路の中間位置から前記冷媒出口に導かれる冷媒を、主流冷媒としたとき、
分流冷媒の流出によって、前記蒸発器経路の中間位置における主流冷媒の乾き度が０．３〜０．７に調整されるよう構成されてなる前項１６ないし１８のいずれかに記載の冷凍システム。
【００６０】
［２１］  前記蒸発器経路の中間出口から流出される冷媒を、分流冷媒とし、前記蒸発器経路の中間位置から前記冷媒出口に導かれる冷媒を、主流冷媒としたとき、
主流冷媒に対し、分流冷媒が前記冷媒出口の周辺において合流されるよう構成されてなる前項１６ないし１８のいずれかに記載の冷凍システム。
【００６１】
［２２］  冷媒として、超臨界冷媒が用いられてなる前項１６ないし１８のいずれかに記載の冷凍システム。
【００６２】
［２３］  冷媒として、二酸化炭素（ＣＯ２  ）冷媒が用いられてなる前項１６ないし１８のいずれかに記載の冷凍システム。
【００６３】
上記第４ないし第６発明は、以下に示すように、冷凍システムに好適に採用することができる。
【００６４】
すなわち、本第１０発明は、以下の構成を要旨としている。
【００６５】
［２４］  圧縮機によって圧縮された高温高圧冷媒を冷却器によって冷却し、前記冷却器によって冷却された低温高圧冷媒を減圧器によって減圧し、前記減圧器によって減圧された冷媒を蒸発器によって蒸発させて、前記圧縮機に戻すようにした冷凍システムであって、
前記蒸発器は、
冷媒を流入させる冷媒入口と、
冷媒を流出させる冷媒出口と、
前記冷媒入口から流入された冷媒を蒸発させて前記冷媒出口へと導く蒸発器経路とを備え、
前記蒸発器経路の中間位置に、その中間位置を通過する冷媒のうち、気相冷媒を流出させるための中間出口が設けられてなることを特徴とする冷凍システム。
【００６６】
この発明においては、上記と同様、蒸発器経路のほぼ全域において冷媒の乾き度が低い状態で効率良く熱交換することができる。
【００６７】
本第１１発明は、以下の構成を要旨としている。
【００６８】
［２５］  圧縮機によって圧縮された高温高圧冷媒を冷却器によって冷却し、前記冷却器によって冷却された低温高圧冷媒を減圧器によって減圧し、前記減圧器によって減圧された冷媒を蒸発器によって蒸発させて、前記圧縮機に戻すようにした冷凍システムであって、
前記蒸発器は、
冷媒入口及び冷媒出口が設けられ、かつ並列に配置される一対のヘッダータンクと、
両端が両ヘッダータンクに連通接続され、かつヘッダータンク長さ方向に沿って並列状に配置される複数の熱交換チューブと、
前記複数の熱交換チューブが区分けされて形成された複数のパスと、
前記冷媒入口から流入された冷媒を前記複数のパスに順次通過させて前記冷媒出口へと導く蒸発器経路とを備え、
前記蒸発器経路の中間位置に、その中間位置を通過する冷媒のうち、気相冷媒を流出させるための中間出口が設けられてなることを特徴とする冷凍システム。
【００６９】
この発明においては、上記と同様、蒸発器経路のほぼ全域において冷媒の乾き度が低い状態で効率良く熱交換することができる。
【００７０】
本第１２発明は、以下の構成を要旨としている。
【００７１】
［２６］  圧縮機によって圧縮された高温高圧冷媒を冷却器によって冷却し、前記冷却器によって冷却された低温高圧冷媒を減圧器によって減圧し、前記減圧器によって減圧された冷媒を蒸発器によって蒸発させて、前記圧縮機に戻すようにした冷凍システムであって、
前記蒸発器は、
冷媒を流入させる冷媒入口と、
冷媒を流出させる冷媒出口と、
冷媒を通過させて蒸発させるための複数の蒸発路と、
前記冷媒入口から流入された冷媒を前記複数の蒸発路に順に通過させて前記冷媒出口へと導く蒸発器経路とを備え、
隣合う前記蒸発路間に対応する前記蒸発器経路の中間位置に、その中間位置を通過する冷媒のうち、気相冷媒を流出させるための中間出口が設けられてなることを特徴とする冷凍システム。
【００７２】
この発明においては、上記と同様、蒸発器経路のほぼ全域において冷媒の乾き度が低い状態で効率良く熱交換することができる。
【００７３】
上記第１０ないし第１２発明は、上記第４ないし第６発明と同様、以下の構成を採用するのが好ましい。
【００７４】
［２７］  前記蒸発器経路の中間位置に気液分離器が設けられ、その気液分離器により分離された気相冷媒が前記冷媒出口から流出されるとともに、液相冷媒が前記蒸発器経路を通って前記冷媒出口に導かれるよう構成されてなる前項２４ないし２６のいずれかに記載の冷凍システム。
【００７５】
［２８］  前記蒸発器経路の中間出口から流出される冷媒を、分流冷媒とし、前記蒸発器経路の中間位置から前記冷媒出口に導かれる冷媒を、主流冷媒としたとき、
主流冷媒に対し、分流冷媒が前記冷媒出口の周辺において合流されるよう構成されてなる前項２４ないし２６のいずれかに記載の冷凍システム。
【００７６】
［２９］  冷媒として、超臨界冷媒が用いられてなる前項２４ないし２８のいずれかに記載の冷凍システム。
【００７７】
［３０］  冷媒として、二酸化炭素（ＣＯ２  ）冷媒が用いられてなる前項２４ないし２６のいずれかに記載の冷凍システム。
【００７８】
上記第１ないし第３発明は、以下に示すように、冷媒の蒸発方法に好適に採用することができる。
【００７９】
すなわち、本第１３発明は、以下の構成を要旨としている。
【００８０】
［３１］  蒸発器によって冷媒を蒸発させるようにした冷媒の蒸発方法であって、
前記蒸発器は、
冷媒を流入させる冷媒入口と、
冷媒を流出させる冷媒出口と、
前記冷媒入口から流入された冷媒を蒸発させて前記冷媒出口へと導く蒸発器経路とを備え、
前記蒸発器経路の中間位置において、その中間位置を通過する冷媒のうち、乾き度が高い冷媒を流出させるものとした冷媒の蒸発方法。
【００８１】
この発明においては、上記と同様、蒸発器経路のほぼ全域において冷媒の乾き度が低い状態で効率良く熱交換することができる。
【００８２】
本第１４発明は、以下の構成を要旨としている。
【００８３】
［３２］  蒸発器によって冷媒を蒸発させるようにした冷媒の蒸発方法であって、
前記蒸発器は、
冷媒入口及び冷媒出口が設けられ、かつ並列に配置される一対のヘッダータンクと、
両端が両ヘッダータンクに連通接続され、かつヘッダータンク長さ方向に沿って並列状に配置される複数の熱交換チューブと、
前記複数の熱交換チューブが区分けされて形成された複数のパスと、
前記冷媒入口から流入された冷媒を前記複数のパスに順次通過させて前記冷媒出口へと導く蒸発器経路とを備え、
前記蒸発器経路の中間位置において、その中間位置を通過する冷媒のうち、乾き度が高い冷媒を流出させるものとした冷媒の蒸発方法。
【００８４】
この発明においては、上記と同様、蒸発器経路のほぼ全域において冷媒の乾き度が低い状態で効率良く熱交換することができる。
【００８５】
本第１５発明は、以下の構成を要旨としている。
【００８６】
［３３］  蒸発器によって冷媒を蒸発させるようにした冷媒の蒸発方法であって、
前記蒸発器は、
冷媒を流入させる冷媒入口と、
冷媒を流出させる冷媒出口と、
冷媒を通過させて蒸発させるための複数の蒸発路と、
前記冷媒入口から流入された冷媒を前記複数の蒸発路に順に通過させて前記冷媒出口へと導く蒸発器経路とを備え、
隣合う前記蒸発路間に対応する前記蒸発器経路の中間位置において、その中間位置を通過する冷媒のうち、乾き度が高い冷媒を流出させるものとした冷媒の蒸発方法。
【００８７】
この発明においては、上記と同様、蒸発器経路のほぼ全域において冷媒の乾き度が低い状態で効率良く熱交換することができる。
【００８８】
上記第１３ないし第１５発明は、上記第１ないし第３発明と同様、以下の構成を採用するのが好ましい。
【００８９】
［３４］  乾き度が０．５以上の冷媒を、前記蒸発器経路の中間位置から流出されるものとした前項３１ないし３３のいずれかに記載の冷媒の蒸発方法。
【００９０】
［３５］  前記蒸発器経路の中間位置から流出される冷媒を、分流冷媒とし、前記蒸発器経路の中間位置から前記冷媒出口に導かれる冷媒を、主流冷媒としたとき、
分流冷媒の流出によって、前記蒸発器経路の中間位置における主流冷媒の乾き度を０．３〜０．７に調整するものとした前項３１ないし３３のいずれかに記載の冷媒の蒸発方法。
【００９１】
［３６］  前記蒸発器経路の中間位置から流出される冷媒を、分流冷媒とし、前記蒸発器経路の中間位置から前記冷媒出口に導かれる冷媒を、主流冷媒としたとき、
主流冷媒に対し、分流冷媒を前記冷媒出口の周辺において合流させるものとした前項３１ないし３３のいずれかに記載の冷媒蒸発方法。
【００９２】
［３７］  冷媒として、超臨界冷媒が用いられてなる前項３１ないし３３のいずれかに記載の冷媒の蒸発方法。
【００９３】
［３８］  冷媒として、二酸化炭素（ＣＯ２  ）冷媒が用いられてなる前項３１ないし３３のいずれかに記載の冷媒の蒸発方法。
【００９４】
上記第４ないし第６発明は、以下に示すように、冷媒の蒸発方法に好適に採用することができる。
【００９５】
すなわち、本第１６発明は、以下の構成を要旨としている。
【００９６】
［３９］  蒸発器によって冷媒を蒸発させるようにした冷媒の蒸発方法であって、
前記蒸発器は、
冷媒を流入させる冷媒入口と、
冷媒を流出させる冷媒出口と、
前記冷媒入口から流入された冷媒を蒸発させて前記冷媒出口へと導く蒸発器経路とを備え、
前記蒸発器経路の中間位置において、その中間位置を通過する冷媒のうち、気相冷媒を流出させるものとした冷媒の蒸発方法。
【００９７】
この発明においては、上記と同様、蒸発器経路のほぼ全域において冷媒の乾き度が低い状態で効率良く熱交換することができる。
【００９８】
本第１７発明は、以下の構成を要旨としている。
【００９９】
［４０］  蒸発器によって冷媒を蒸発させるようにした冷媒の蒸発方法であって、
前記蒸発器は、
冷媒入口及び冷媒出口が設けられ、かつ並列に配置される一対のヘッダータンクと、
両端が両ヘッダータンクに連通接続され、かつヘッダータンク長さ方向に沿って並列状に配置される複数の熱交換チューブと、
前記複数の熱交換チューブが区分けされて形成された複数のパスと、
前記冷媒入口から流入された冷媒を前記複数のパスに順次通過させて前記冷媒出口へと導く蒸発器経路とを備え、
前記蒸発器経路の中間位置において、その中間位置を通過する冷媒のうち、気相冷媒を流出させるものとした冷媒の蒸発方法。
【０１００】
この発明においては、上記と同様、蒸発器経路のほぼ全域において冷媒の乾き度が低い状態で効率良く熱交換することができる。
【０１０１】
本第１８発明は、以下の構成を要旨としている。
【０１０２】
［４１］  蒸発器によって冷媒を蒸発させるようにした冷媒の蒸発方法であって、
前記蒸発器は、
冷媒を流入させる冷媒入口と、
冷媒を流出させる冷媒出口と、
冷媒を通過させて蒸発させるための複数の蒸発路と、
前記冷媒入口から流入された冷媒を前記複数の蒸発路に順に通過させて前記冷媒出口へと導く蒸発器経路とを備え、
隣合う前記蒸発路間に対応する前記蒸発器経路の中間位置において、その中間位置を通過する冷媒のうち、気相冷媒を流出させるものとした冷媒の蒸発方法。
【０１０３】
この発明においては、上記と同様、蒸発器経路のほぼ全域において冷媒の乾き度が低い状態で効率良く熱交換することができる。
【０１０４】
上記第１６ないし第１８発明は、上記第４ないし第６発明と同様、以下の構成を採用するのが好ましい。
【０１０５】
［４２］  前記蒸発器経路の中間位置に気液分離器が設けられ、その気液分離器により分離された気相冷媒を流出させるとともに、液相冷媒を前記蒸発器経路に通して前記冷媒出口に導くものとした前項３９ないし４１のいずれかに記載の冷媒の蒸発方法。
【０１０６】
［４３］  前記蒸発器経路の中間位置から流出される冷媒を、分流冷媒とし、前記蒸発器経路の中間位置から前記冷媒出口に導かれる冷媒を、主流冷媒としたとき、
主流冷媒に対し、分流冷媒が前記冷媒出口の周辺において合流させるものとした前項３９ないし４１のいずれかに記載の冷媒の蒸発方法。
【０１０７】
［４４］  冷媒として、超臨界冷媒が用いられてなる前項３９ないし４１のいずれかに記載の冷媒の蒸発方法。
【０１０８】
［４５］  冷媒として、二酸化炭素（ＣＯ２  ）冷媒が用いられてなる前項３９ないし４１のいずれかに記載の冷媒の蒸発方法。
【０１０９】
本発明は、以下に説明するように、車両用のものとして好適に用いることができる。
【０１１０】
本第１９発明は、以下の構成を要旨としている。
【０１１１】
［４６］  車両用冷凍システムに用いられる蒸発器であって、
冷媒を流入させる冷媒入口と、
冷媒を流出させる冷媒出口と、
前記冷媒入口から流入された冷媒を蒸発させて前記冷媒出口へと導く蒸発器経路とを備え、
前記蒸発器経路の中間位置に、その中間位置を通過する冷媒のうち、乾き度が高い冷媒を流出させるための中間出口が設けられてなることを特徴とする車両用冷凍システムの蒸発器。
【０１１２】
本第２０発明は、以下の構成を要旨としている。
【０１１３】
［４７］  車両用冷凍システムに用いられる蒸発器であって、
冷媒を流入させる冷媒入口と、
冷媒を流出させる冷媒出口と、
前記冷媒入口から流入された冷媒を蒸発させて前記冷媒出口へと導く蒸発器経路とを備え、
前記蒸発器経路の中間位置に、その中間位置を通過する冷媒のうち、気相冷媒を流出させるための中間出口が設けられてなることを特徴とする車両用冷凍システムの蒸発器。
【０１１４】
上記第１９又は２０発明は、以下の構成を好適に採用することができる。
【０１１５】
［４８］  冷媒として、二酸化炭素（ＣＯ２  ）冷媒が用いられてなる前項４６又は４７のいずれかに記載の車両用冷凍システムの蒸発器。
【０１１６】
［４９］  冷媒として、二酸化炭素（ＣＯ２  ）冷媒が用いられてなる前項４６又は４７記載の車両用冷凍システムの蒸発器。
【０１１７】
本第２１発明は、以下の構成を要旨としている。
【０１１８】
［５０］  圧縮機によって圧縮された高温高圧冷媒を冷却器によって冷却し、前記冷却器によって冷却された低温高圧冷媒を減圧器によって減圧し、前記減圧器によって減圧された冷媒を蒸発器によって蒸発させて、前記圧縮機に戻すようにした車両用冷凍システムであって、
前記蒸発器は、
冷媒を流入させる冷媒入口と、
冷媒を流出させる冷媒出口と、
前記冷媒入口から流入された冷媒を蒸発させて前記冷媒出口へと導く蒸発器経路とを備え、
前記蒸発器経路の中間位置に、その中間位置を通過する冷媒のうち、乾き度が高い冷媒を流出させるための中間出口が設けられてなることを特徴とする車両用冷凍システム。
【０１１９】
本第２２発明は、以下の構成を要旨としている。
【０１２０】
［５１］  圧縮機によって圧縮された高温高圧冷媒を冷却器によって冷却し、前記冷却器によって冷却された低温高圧冷媒を減圧器によって減圧し、前記減圧器によって減圧された冷媒を蒸発器によって蒸発させて、前記圧縮機に戻すようにした車両用冷凍システムであって、
前記蒸発器は、
冷媒を流入させる冷媒入口と、
冷媒を流出させる冷媒出口と、
前記冷媒入口から流入された冷媒を蒸発させて前記冷媒出口へと導く蒸発器経路とを備え、
前記蒸発器経路の中間位置に、その中間位置を通過する冷媒のうち、気相冷媒を流出させるための中間出口が設けられてなることを特徴とする車両用冷凍システム。
【０１２１】
上記発明の車両用冷凍システムにおいては、以下の構成を好適に採用することができる。
【０１２２】
［５２］  冷媒として、超臨界冷媒が用いられてなる前項５０又は５１のいずれかに記載の車両用冷凍システム。
【０１２３】
［５３］  冷媒として、二酸化炭素（ＣＯ２  ）冷媒が用いられてなる前項５０又は５１記載の車両用冷凍システム。
【０１２４】
本第２３発明は、以下の構成を要旨としている。
【０１２５】
［５４］  冷凍システムを備えた車両であって、
前記冷凍システムは、圧縮機によって圧縮された高温高圧冷媒を冷却器によって冷却し、前記冷却器によって冷却された低温高圧冷媒を減圧器によって減圧し、前記減圧器によって減圧された冷媒を蒸発器によって蒸発させて、前記圧縮機に戻すように構成され、
前記蒸発器は、冷媒を流入させる冷媒入口と、冷媒を流出させる冷媒出口と、
前記冷媒入口から流入された冷媒を蒸発させて前記冷媒出口へと導く蒸発器経路とを備え、
前記蒸発器経路の中間位置に、その中間位置を通過する冷媒のうち、乾き度が高い冷媒を流出させるための中間出口が設けられてなることを特徴とする冷凍システムを備えた車両。
【０１２６】
本第２４発明は、以下の構成を要旨としている。
【０１２７】
［５５］  冷凍システムを備えた車両であって、
前記冷凍システムは、圧縮機によって圧縮された高温高圧冷媒を冷却器によって冷却し、前記冷却器によって冷却された低温高圧冷媒を減圧器によって減圧し、前記減圧器によって減圧された冷媒を蒸発器によって蒸発させて、前記圧縮機に戻すように構成され、
前記蒸発器は、冷媒を流入させる冷媒入口と、冷媒を流出させる冷媒出口と、前記冷媒入口から流入された冷媒を蒸発させて前記冷媒出口へと導く蒸発器経路とを備え、
前記蒸発器経路の中間位置に、その中間位置を通過する冷媒のうち、気相冷媒を流出させるための中間出口が設けられてなることを特徴とする冷凍システムを備えた車両。
【０１２８】
上記発明の車両においては、以下の構成を好適に採用することができる。
【０１２９】
［５６］  冷媒として、超臨界冷媒が用いられてなる前項５４又は５５記載の凍システムを備えた車両。
【０１３０】
［５７］  冷媒として、二酸化炭素（ＣＯ２  ）冷媒が用いられてなる前項５４又は５５記載の冷凍システムを備えた車両。
【０１３１】
【発明の実施の形態】
図１ないし図５はこの発明の実施形態である車両用冷凍システムに適用される蒸発装置を示す図である。これらの図に示すように、この蒸発装置は、ＣＯ２  を冷媒とする蒸気圧縮式冷凍サイクルに採用されるものであって、蒸発器（１００）と、その蒸発器（１００）における冷媒経路の途中に設けられた気液分離器（７０）とを有している。
【０１３２】
蒸発器（１００）は、上下に配置される一対の扁平なヘッダータンク（１０）（３０）と、一対のヘッダータンク（１０）（３０）間に、両端を両ヘッダータンク（１０）（３０）に連通接続され、ヘッダータンク長さ方向（左右方向）に沿って並列に、かつヘッダータンク幅方向（前後方向）に２列配置される扁平な熱交換チューブ（１ａ）（１ｂ）と、左右に隣合うチューブ（１ａ）（１ｂ）間にそれぞれ配置されたコルゲートフィン（５）とを基本的な構成要素として備えている。
【０１３３】
図２ないし図４に示すように、下側ヘッダータンク（１０）は、ヘッダータンク本体（１１）と、カバープレート（２０）とを有している。
【０１３４】
ヘッダータンク本体（１１）は、その内部に長さ方向に連続して延び、かつ前後方向に沿って並列に配置された６本の冷媒流通路（１２ａ）（１２ｂ）が形成されている。
【０１３５】
ヘッダータンク本体（１１）の平坦な上面には、熱交換チューブ（１ａ）（１ｂ）の端面形状に対応する長孔形状の複数のチューブ接続孔（１４ａ）（１４ｂ）が、ヘッダータンク長さ方向に沿ってそれぞれ所定の間隔おきに形成されている。
【０１３６】
ヘッダータンク本体（１１）の上面には、前側３本の冷媒流通路（１２ａ）の各間に対応し、かつ前側のチューブ接続孔（１４ａ）の各間に対応して、円形の連通孔（１５ａ）が形成されるとともに、後側３本の冷媒流通路（１２ｂ）の各間に対応し、かつ後側のチューブ接続孔（１４ｂ）の各間に対応して、連通孔（１５ｂ）が形成されている。各連通孔（１５ａ）（１５ｂ）及びチューブ接続孔（１４ａ）（１４ｂ）は、対応する冷媒流通路（１２ａ）（１２ｂ）に連通されており、前側の連通孔（１５ａ）及び前側チューブ接続孔（１４ａ）によって前側３本の冷媒流通路（１２ａ）が互いに連通されるとともに、後側の連通孔（１５ｂ）及び後側チューブ接続孔（１４ｂ）によって後側３本の冷媒流通路（１２ｂ）が互いに連通されている。
【０１３７】
ヘッダータンク本体（１１）の両端部下面側には、前端面から後端面にかけて連続し、かつ６本の冷媒流通路（１２ａ）（１２ｂ）を横断するように切込部（１６）が形成されている。
【０１３８】
更にヘッダータンク本体（１１）の中間部下面側には、前端面から中間部にかけて連続し、かつ前側３本の冷媒流通路（１２ａ）を横断するように切込部（１６ａ）が形成されている。
【０１３９】
板状のカバープレート（２０）は、ヘッダータンク本体（１１）の上面に対応する大きさを有している。このカバープレート（２０）には、ヘッダータンク本体（１１）の各チューブ接続孔（１４ａ）（１４ｂ）に対応して、前後２列で長さ方向に所定の間隔おきに、複数の長孔状のチューブ挿通孔（２４ａ）（２４ｂ）が形成されている。
【０１４０】
このカバープレート（２０）が、チューブ挿通孔（２４ａ）（２４ｂ）をチューブ接続孔（１４ａ）（１４ｂ）に適合させるようにして、ヘッダータンク本体（１１）の上面に積層状態に固定されて、連通孔（１５ａ）（１５ｂ）が閉塞される。
【０１４１】
図４及び図５に示すように、上側のヘッダータンク（３０）は、ヘッダータンク本体（３１）と、カバープレート（４０）とを有している。
【０１４２】
ヘッダータンク本体（３１）には、上記と同様、６本の冷媒流通路（３２ａ）（３２ｂ）、チューブ接続孔（３４ａ）（３４ｂ）及び連通孔（１５ａ）（１５ｂ）が形成されている。
【０１４３】
また図１に示すように、上側ヘッダータンク本体（３１）の上面側には、両端部に、切込部（３６）が形成されている。更にヘッダータンク（３１）の中間部下面側には、後端面から中間部にかけて連続し、かつ後側３本の冷媒流通路（３２ｂ）を横断するように切込部（３６ｂ）が形成されている。
【０１４４】
またカバープレート（４０）は、上側ヘッダータンク本体（３１）の下面に、上記と同様に、チューブ挿通孔（４４ａ）（４４ｂ）が形成されている。
【０１４５】
このカバープレート（４０）が、チューブ挿通孔（４４ａ）（４４ｂ）をチューブ接続孔（３４ａ）（３４ｂ）に適合させるようにして、ヘッダータンク本体（３１）の下面に積層状態に固定されて、連通孔（１５ａ）（１５ｂ）が閉塞される。
【０１４６】
なお、上側ヘッダータンク（３０）において、他の構成は、上記した下側ヘッダータンク（１０）と実質的に同様であるため、同一又は相当部分に相当符号を付して重複説明は省略する。
【０１４７】
一方、熱交換チューブ（１ａ）（１ｂ）は、押出成形品や引抜成形品により構成され、扁平な断面形状を有している。熱交換チューブ（１ａ）（１ｂ）には、その長さ方向に連続して延び、かつチューブ幅方向に並列に配置される複数のチューブ孔（２）が形成されている。なお本実施形態においては、チューブ孔（２）によって、熱交換路が構成されている。
【０１４８】
そして、複数の熱交換チューブ（１ａ）（１ｂ）の上下各両端部が、上記ヘッダータンク（１０）（３０）におけるカバープレート（２０）（４０）のチューブ挿通孔（２４ａ）（２４ｂ）に挿通されて、ヘッダータンク本体（１１）（３１）のチューブ接続孔（１４ａ）（１４ｂ）（３４ａ）（３４ｂ）にそれぞれ挿入接続される。
【０１４９】
こうして、上下のヘッダータンク（１０）（３０）間において、複数の熱交換チューブ（１ａ）（１ｂ）が前後２列で、幅方向に沿って並列に配置される。
【０１５０】
また熱交換チューブ（１ａ）（１ｂ）の各間には、コルゲートフィン（５）がそれぞれ配置される。
【０１５１】
これにより、ヘッダータンク（１０）（３０）の前側冷媒流通路（１２ａ）（３２ａ）間が前列の熱交換チューブ（１ａ）によって連通されるとともに、後側冷媒流通路（１２ｂ）（３２ｂ）間が後列の熱交換チューブ（１ｂ）によって連通される。
【０１５２】
図１及び図６に示すように、各ヘッダータンク（１０）（３０）の切込部（１６）（１６ａ）（３６）（３６ａ）には、仕切板（５１）〜（５６）が、各冷媒流通路（１２ａ）（１２ｂ）（３２ａ）（３２ｂ）を仕切る態様に収容固定される。
【０１５３】
上側ヘッダータンク（３０）の一端部（右側端部）に設けられる仕切板（５１）は、後側冷媒流通路（３２ｂ）に対応する位置に、冷媒入口（５１ｂ）が形成されて、残りの領域は閉塞されている。
【０１５４】
両ヘッダータンク（１０）（３０）の中間部に設けられる仕切板（５２）（５５）は、その全域が閉塞されている。
【０１５５】
上側ヘッダータンク（３０）の他端部（左側端部）に設けられる仕切板（５３）は、後側冷媒流通路（３２ｂ）に対応する位置に、上側外部連通口（５３ｂ）が形成されて、残りの領域は閉塞されている。
【０１５６】
下側ヘッダータンク（１０）の他端部に設けられる仕切板（５４）は、前側冷媒流通路（１２ａ）に対応する位置に、下側外部連通口（５４ａ）が形成されて、残りの領域は閉塞されている。
【０１５７】
下側ヘッダータンク（１０）の一端部に設けられる仕切板（５６）は、前側冷媒流通路（１２ａ）に対応する位置に、冷媒出口（５６ａ）が形成されて、残りの領域は閉塞されている。
【０１５８】
図１及び図７に示すように、上側ヘッダータンク（３０）の一端面後部から挿入された冷媒流入管（６１ｂ）の端部が冷媒入口（５１ｂ）に連結されて、その流入管（６１ｂ）が、上側ヘッダータンク（３０）の後側冷媒流通路（３２ｂ）に連通接続される。
【０１５９】
蒸発器（１００）の一端面前部に沿って上下方向に配置される冷媒流出管（６１ａ）は、その下端部が下側ヘッダータンク（１０）側に屈曲されて、下側ヘッダータンク（１０）の一端面前部から挿入されて、冷媒出口（５６ａ）に連結される。これにより、冷媒流出管（６１ａ）が下側ヘッダータンク（１０）の前側冷媒流通路（１２ａ）に連通接続される。
【０１６０】
一方、蒸発器（１００）の他端面に沿って上下方向に気液分離器（７０）が配置されている。この気液分離器（７０）の冷媒導入口（７１）には、第１連結管（８１）の一端が連結されるとともに、その連結管（８１）の他端が、上側ヘッダータンク（３０）の他端面後部から挿入されて、上側外部連結口（５３ｂ）に連結されている。これにより、気液分離器（７０）の冷媒導入口（７１）が第１連結管（８１）を介して、上側ヘッダータンク（３０）の後側冷媒流通路（３２ｂ）に連通接続される。
【０１６１】
更に気液分離器（７０）の液相出口（７２）には、第２連結管（８２）の一端が連結されるとともに、その連結管（８２）の他端が、下側ヘッダータンク（１０）の他端面前部から挿入されて、下側外部連通口（５４ａ）に連結されている。これにより、気液分離器（７０）の液相出口（７２）が第２連結管（８２）を介して、下側ヘッダータンク（３０）の前側冷媒流通路（１２ａ）に連通接続される。
【０１６２】
また気液分離器（７０）の気相出口（７３）には、バイパス管（８３）の一端が連結されるとともに、そのバイパス管（８３）の他端が、上記冷媒流出管（６１ａ）に連結される。これにより、気液分離器（７０）の気相出口（７３）がバイパス管（８３）を介して、冷媒流出管（６１ａ）に連通接続される。
【０１６３】
ここで、本実施形態においては、気液分離器（７０）の気相出口（７３）によって中間出口が構成されている。
【０１６４】
以上の構成による本実施形態の蒸発装置は、圧縮機、ガスクーラ等の冷却器（凝縮器）及び膨張弁等の減圧器と共に、ＣＯ２  冷媒用冷凍システムを形成するものである。
【０１６５】
この冷凍システムにおいて、圧縮機により圧縮された高温高圧の気相冷媒は、凝縮器によって冷却された後、その低温高圧の冷媒（液相冷媒）が膨張弁によって膨張減圧されて、低温低圧の冷媒となる。この低温低圧の液相冷媒が、冷媒流入管（６１ｂ）を介して、蒸発器（１００）の上側ヘッダータンク（３０）における後側冷媒流通路（３２ｂ）の一端側半部（右側半部）に導入される。
【０１６６】
こうして導入された冷媒は、後列の熱交換チューブ（１ｂ）のうち一端側半部（右側半部）に配置された複数の熱交換チューブ（第１パスＰ１）を下降して、下側ヘッダータンク（１０）における後側冷媒流通路（１２ｂ）の一端側半部（右側半部）に導入される。
【０１６７】
下部後側冷媒流通路（１２ｂ）の一端側半部に導入された冷媒は、後側冷媒流通路（１２ｂ）を通って他端側半部（左側半部）に導入される。下部後側冷媒流通路（１２ｂ）の他端側半部に導入された冷媒は、後列の熱交換チューブ（１ｂ）のうち他端側半部（左側半部）に配置された複数の熱交換チューブ（第２パスＰ２）を上昇して、上側ヘッダータンク（３０）における後側冷媒流通路（３２ｂ）の他端側半部に導入される。
【０１６８】
上部後側冷媒流通路（３２ｂ）の他端側半部に導入された冷媒は、上側外部連通口（５３ｂ）及び第１連結管（８１）を通って、気液分離器（７０）内に導入される。
【０１６９】
気液分離器（７０）に導入された冷媒は、そこで気液分離されて、液相冷媒のみが液相出口（７２）及び第２連結管（８２）を通って、下側ヘッダータンク（１０）における前側冷媒流通路（１２ａ）の他端側半部（右側半部）に導入される。
【０１７０】
下部前側冷媒流通路（１２ａ）の他端側半部に導入された冷媒は、前列の熱交換チューブ（１ａ）のうち他端側半部（左側半部）に配置された複数の熱交換チューブ（第３パスＰ３）を上昇して、上側ヘッダータンク（３０）における前側冷媒流通路（３２ａ）の他端側半部に導入される。
【０１７１】
上部前側冷媒流通路（３２ａ）の他端側半部に導入された冷媒は、その冷媒流通路（３２ａ）を通って、一端側半部に導入される。
【０１７２】
こうして上部前側冷媒流通路（３２ａ）の一端側半部に導入された冷媒は、前列の熱交換チューブ（１ａ）のうち一端側半部（左側半部）に配置された複数の熱交換チューブ（第４パスＰ４）を下降して、下側ヘッダータンク（１０）における前側冷媒流通路（１２ａ）の一端側半部に導入される。
【０１７３】
こうして液相冷媒が第１ないし第４パス（Ｐ１）〜（Ｐ４）を通過する間に、外気と熱交換されて、加熱蒸発するものである。
【０１７４】
こうして蒸発した気相冷媒は、冷媒出口（５６ａ）及び冷媒流出管（６１ａ）を介して流出される。
【０１７５】
一方、気液分離器（７０）によって分離された気相冷媒は、気相出口（７３）からバイパス管（８３）に導入され、そのバイパス管（８３）を通って、上記冷媒流出管（６１ａ）に導入される。
【０１７６】
こうして、第３及び第４パス（Ｐ３）（Ｐ４）を迂回した分流冷媒が、第３及び第４パス（Ｐ３）（Ｐ４）を通過した主流冷媒に、冷媒流出管（６１ａ）内で合流し、その後、圧縮機へと戻されるものである。
【０１７７】
なお本実施形態においては、蒸発装置の冷媒入口（５１ｂ）から冷媒出口（５６ａ）にかけての全ての冷媒経路によって、蒸発器経路が形成されている。
【０１７８】
以上のように、本実施形態の蒸発装置においては、冷媒が第１及び第２パス（Ｐ１）（Ｐ２）を通過して、熱交換により乾き度を次第に上昇させるものの、こうして乾き度が上昇した冷媒のうち、乾き度が高い冷媒成分、つまり気相冷媒を流出させるものであるため、この気相成分（高乾き度成分）の流出により、冷媒全体として乾き度が低下する。このように乾き度の低い冷媒を第３及び第４パス（Ｐ３）（Ｐ４）に通過させることができるため、全てのパス（Ｐ１）〜（Ｐ４）において、低乾き度冷媒によって熱交換することができる。
【０１７９】
換言すると、図９に示すように、本実施形態の蒸発装置によれば、蒸発器経路の途中において、乾き度の高い気相冷媒を排出するものであるため、同図（ａ）に示すように、液相冷媒の気相冷媒に対する割合が低下するのを防止することができる。このため同図（ｂ）に示すように、蒸発器経路内において、冷媒の乾き度が所定値（０．４〜０．６）を大きく超えずに、低い乾き度の状態で蒸発器経路のほぼ全域において熱交換することができ、熱交換効率及び熱交換性能の向上を図ることができる。
【０１８０】
ここで本実施形態においては、第１及び第２パス（Ｐ１）（Ｐ２）を通過する冷媒の乾き度が０．３〜０．７の範囲に達する時点、より好ましくはで０．４〜０．６の範囲に達する時点で、気相冷媒を排出（流出）させるのが良い。
【０１８１】
すなわち気相冷媒の排出時期が遅過ぎる場合には、気相冷媒排出前の冷媒の乾き度が所定値より高くなってしまい、熱交換効率が低下する恐れがある。逆に気相冷媒の排出時期が早過ぎる場合には、気相冷媒排出後、冷媒の乾き度が所定値より高くなってしまい、熱交換効率が低下する恐れがあるので、好ましくない。
【０１８２】
更に第３及び第４パス（Ｐ３）（Ｐ４）での冷媒乾き度を上記の好適範囲に調整するには、蒸発器経路の中間位置から流出させる冷媒として、乾き度が０．５以上、好ましくは０．６以上のものを流出させるのが好ましい。
【０１８３】
ところで、本実施形態においては、蒸発器（１００）の手前に気液分離器を設けて、液相冷媒のみを蒸発器（１００）に導入し、気相冷媒は蒸発器経路を通過した冷媒に、蒸発器出口周辺で合流して流出するよう構成するのが好ましい。すなわちこの構成においては、乾き度の低い液相冷媒のみを蒸発器（１００）に導入することができるため、蒸発器経路内における冷媒乾き度の上昇を、より確実に抑制することができ、一層熱交換効率を向上させることができる。更にヘッダータンク（３０）に導入される冷媒を、液単相とすることができるため、冷媒をヘッダータンク長さ方向に十分に行き渡らせることができ、熱交換路内での分散性が向上し、より一層優れた熱交換性能を得ることができる。
【０１８４】
なお、上記実施形態においては、乾き度の高い冷媒（気相冷媒）を流出させるための中間出口（気相出口７３）を一箇所設ける場合について説明したが、本発明はそれだけに限られず、中間出口を２箇所以上設けるようにしても良い。
【０１８５】
更に上記実施形態においては、中間出口を、第２及び第３パス間に設ける場合について説明したが、それだけに限られず、本発明において、中間出口は、蒸発器経路上であればどの位置に設けても良く、例えば第１及び第２パス間や、第３及び第４パス間等に設けるようにしても良い。また言うまでもなく、パス数は、上記実施例のものに限られることはなく、パス数を３つ以下又は５つ以上に設定しても良い。
【０１８６】
また上記実施形態においては、本発明をヘッダータイプの蒸発器に適用した場合を例に挙げて説明したが、それだけに限られず、本発明は、サーペンタインチューブ型の蒸発器や、ラミネートチューブ型の蒸発器、ドロンカップ型の蒸発器、更にはプレートフィンを有する蒸発器等、他の蒸発器にも適用することができる。
【０１８７】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、蒸発過程で乾き度を上昇させていく冷媒に対し、蒸発器経路の中間位置で、気相冷媒等の乾き度の高い冷媒成分を流出させるものであるため、蒸発過程途中で冷媒の乾き度が過度に上昇するのを防止でき、蒸発器経路のほぼ全域において冷媒の乾き度が低い状態で熱交換できるので、熱伝達係数の低下を防止できて、熱交換効率及び熱交換性能の向上を図ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態である蒸発器が適用された車両用冷凍システムの蒸発装置を示す斜視図である。
【図２】実施形態の蒸発器における下側ヘッダータンク部分を分解して示す斜視図である。
【図３】実施形態の蒸発器における下側ヘッダータンクを示す斜視図である。
【図４】実施形態の蒸発器を示す断面図である。
【図５】実施形態の蒸発器における上側ヘッダータンク部分を分解して示す斜視図である。
【図６】実施形態の蒸発器における仕切板を抜き出して示す斜視図である。
【図７】実施形態の蒸発装置に適用された気液分離器を示す斜視図である。
【図８】実施形態の蒸発装置における冷媒の流れを示す冷媒経路図である。
【図９】同図（ａ）は実施形態の蒸発器装置内における液相冷媒と気相冷媒との関係を示すブロック図、同図（ｂ）は実施形態の蒸発装置内における冷媒の乾き度と蒸発熱伝達係数との関係を示すグラフである。
【図１０】同図（ａ）は従来の蒸発器内における液相冷媒と気相冷媒との関係を示すブロック図、同図（ｂ）は実施形態の蒸発器内における冷媒の乾き度と蒸発熱伝達係数との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ…熱交換チューブ
１０、３０…ヘッダータンク
５１ｂ…冷媒入口
５１ａ…冷媒出口
７０…気液分離器
７３…気相出口（中間出口）
１００…蒸発器
Ｐ１〜Ｐ４…パス（蒸発路）
【図１】
2004333065.tif 000003
【図２】
2004333065.tif 000004
【図３】
2004333065.tif 000005
【図４】
2004333065.tif 000006
【図５】
2004333065.tif 000007
【図６】
2004333065.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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