(57)【要約】      （修正有）【課題】コストの増加を最小限に抑えつつ、より効率的に温度分布の均一化を図る。【解決手段】上下方向に冷媒を流通させるように且つ通風方向前後に２列となるように複数配されるチューブ、前記チューブ群の上端部と連通する第１、第２の上側タンク部、前記チューブ群の下端部と連通する第１、第２の下側タンク部、前記第１の上側タンク部と前記第２の上側タンク部と連通させる連通路、前記第１の上側タンク部及び前記第２の上側タンク部の略中央部分を仕切る仕切り手段、前記第１の上側タンク部の他方側の端部と連通し外部から冷媒を流入させる流入口、前記第２の上側タンク部の他方側の端部と連通し外部へ冷媒を流出させる流出口を備えて構成される熱交換器において、前記流入口の開口面積を前記流出口の開口面積よりも小さくし、また前記流入口の開口中心が、前記流出口の開口中心よりも上方に位置するようにする。【選択図】図３
2005156095.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を上下方向に流通させるように且つ通風方向前後に２列となるように複数配されるチューブ、前記チューブの一方の列のチューブ群の上端部と連通する第１の上側タンク部、前記チューブの他方の列のチューブ群の上端部と連通する第２の上側タンク部、前記チューブの一方の列のチューブ群の下端部と連通する第１の下側タンク部、前記チューブの他方の列のチューブ群の下端部と連通する第２の下側タンク部、前記第１の上側タンク部と前記第２の上側タンク部との一方側の端部を連通させる連通路、前記第１の上側タンク部及び前記第２の上側タンク部の略中央部分を仕切る仕切り手段、前記第１の上側タンク部の他方側の端部と連通し外部から冷媒を流入させる流入口、前記第２の上側タンク部の他方側の端部と連通し外部へ冷媒を流出させる流出口を備えて構成される熱交換器であって、
前記流入口の開口面積が、前記流出口の開口面積よりも小さいことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記流入口の開口中心が、前記流出口の開口中心よりも上方に位置することを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】
前記流入口の開口面積が、２５〜６５ｍｍ2の範囲内にあることを特徴とする請求項１又は２記載の熱交換器。
【請求項４】
可変容量型圧縮機を含んで構成される冷凍サイクルにおいて用いられるものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍サイクルの構成要素として用いられるエバポレータ等の熱交換器に関し、特にその熱交換部の温度分布の均一化を図るための構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の熱交換器として、冷媒を上下方向に流すように且つ通風方向前後に２列となるように配された複数のチューブ、前記チューブの上端と連通する上側タンク部、前記チューブの下端と連通する下側タンク部等を有して構成される４パス構造のものがある（特許文献１参照）。
【０００３】
上記のような４パス構造の熱交換器においては、図５（ａ）に示すように、上側タンク部１００を流れる冷媒が、重力の影響によって、冷媒流通方向上流側のチューブに多く流れ、また下側タンク部１０１を流れる冷媒が、慣性力の影響によって、冷媒流通方向下流側のチューブに多く流れる傾向がある。このため、第１パス部１１０のエリアＡ、第２パス部１１１のエリアＢ、第３パス部１１２のエリアＣ、そして第４パス部１１３のエリアＤにおける冷媒の流量が少なくなり、これらの部分の温度が高くなりやすい。特に、第１パス部１１０のエリアＡと第４パス部１１３のエリアＤとが通風方向前後に重なることにより生ずるエリアＥ（図５（ｂ）参照）は、熱交換部全体の温度分布を乱す原因となる。このような傾向は、冷媒の低流量時において顕著に現れる。
【０００４】
上記問題に対処するために、上記特許文献１記載の蒸発器においては、第２パス部及び第４パス部の下側タンク部に、複数の絞り穴を設けることにより、冷媒流量の調整が図られている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００１−７４３８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に開示される熱交換器は、タンクの構造が複雑となるため、コストの増加が避けられないという問題がある。また、上述したような上側タンク部における問題、即ち重力の影響により冷媒が手前側に多く流れてしまうことへの対処が示されていない。
【０００６】
そこで、本発明は、コストの増加を最小限に抑えつつ、より効率的に温度分布の均一化を図ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、冷媒を上下方向に流通させるように且つ通風方向前後に２列となるように複数配されるチューブ、前記チューブの一方の列のチューブ群の上端部と連通する第１の上側タンク部、前記チューブの他方の列のチューブ群の上端部と連通する第２の上側タンク部、前記チューブの一方の列のチューブ群の下端部と連通する第１の下側タンク部、前記チューブの他方の列のチューブ群の下端部と連通する第２の下側タンク部、前記第１の上側タンク部と前記第２の上側タンク部との一方側の端部を連通させる連通路、前記第１の上側タンク部及び前記第２の上側タンク部の略中央部分を仕切る仕切り手段、前記第１の上側タンク部の他方側の端部と連通し外部から冷媒を流入させる流入口、前記第２の上側タンク部の他方側の端部と連通し外部へ冷媒を流出させる流出口を備えて構成される熱交換器、即ち４パス構造を有するものにおいて、前記流入口の開口面積が、前記流出口の開口面積よりも小さいことを特徴とするものである（請求項１）。
【０００８】
また、前記流入口の開口中心が、前記流出口の開口中心よりも上方に位置していることが好ましい（請求項２）。
【０００９】
また、前記流入口の開口面積が、２５〜６５ｍｍ2の範囲内にあることが好ましい（請求項３）。
【００１０】
また、本発明の熱交換器は、可変容量型圧縮機を含んで構成される冷凍サイクルにおいて好適に用いることができる（請求項４）。
【発明の効果】
【００１１】
上記のように、流入口の面積を小さく絞ることにより、冷媒の流入時の流速が上がると共に、その形成位置が通常よりも上方にあることにより、第１の上側タンク部内に流入した冷媒は、重力に抗して遠くまで流れ、第１パスのチューブ群に略均等に分配されるようになる。これにより、第１パス部における温度分布が略均一となり、通風方向前後の位置関係にある第１パスと第４パス部の高温部が重なり合うことがなくなるため、熱交換部全体の温度分布を均一化することができる。また、本構成は、部品点数の増加を必要としないため、コストの増加も最小限に抑えられる。また、本発明は、冷媒の低流量時において特に大きな効果を得るものであるから、可変容量型圧縮機を備える冷凍サイクルにおいて、好適に利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付した図面を参考にして本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１に示す本実施例に係る熱交換器１は、冷凍サイクルの一部を構成する蒸発器として用いられるものであり、チューブ２、フィン３、上側タンク４、下側タンク５、エンドプレート６，７、仕切り板８、流入口９、流出口１０を有して構成されている。
【００１４】
チューブ２は、アルミ等の素材から中空且つ扁平状に形成されるものであり、流通方向が上下となるように、且つ通風方向前後に２列となるように複数配されており、通風方向下流側の列の第１のチューブ群２ａと、通風方向上流側の列の第２のチューブ群２ｂとからなっている。これらのチューブ２間には、アルミ等の素材からなるコルゲート形状のフィン３が挟持されており、チューブ２とフィン３の積層方向の両端部には、それぞれ金属板等からなるエンドプレート６，７が固定されている。
【００１５】
上側タンク４は、前記チューブ２の上端部と連通しており、通風方向下流側に形成された第１の上側タンク部４ａ、通風方向上流側に形成された第２の上側タンク部４ｂ、第１及び第２の上側タンク部４ａ，４ｂを流入口９及び流出口１０とは反対側の端部において連通させる連通路４ｃを有して構成されている。前記第１の上側タンク部４ａは、前記第１のチューブ群２ａと連通し、前記第２の上側タンク部４ｂは、前記第２のチューブ群２ｂと連通している。
【００１６】
下側タンク部５は、前記チューブ２の下端部と連通しており、通風方向下流側に形成された第１の下側タンク部５ａ、通風方向上流側に形成された第２の下側タンク部５ｂを有して構成されており、第１及び第２の下側タンク部５ａ，５ｂは互いに連通していない。前記第１の下側タンク部５ａは、前記第１のチューブ群２ａと連通し、前記第２の下側タンク部５ｂは、前記第２のチューブ群２ｂと連通している。
【００１７】
仕切り版８は、前記第１の上側タンク部４ａ及び第２の上側タンク部４ｂの略中央部を仕切るものである。
【００１８】
流入口９は、冷凍サイクルにおいて減圧後の冷媒を導くものであり、前記第１の上側タンク部４ａと連通するように形成されている。流出口１０は、熱交換器１内部を循環した冷媒を外部機構（圧縮機等）へ導くものであり、前記第２の上側タンク部４ｂと連通するように形成されている。
【００１９】
上記構成により、冷媒は、図２に示すように、熱交換器１内を４パスの流路をたどって流れる。即ち、流入路９から流入した冷媒は、第１の上側タンク部４ａ→第１のチューブ群２ａ→第１の下側タンク部５ａからなる第１パス部２０、第１の下側タンク部５ａ'→第１のチューブ群２ａ'→第１の上側タンク部４ａ'からなる第２パス部２１、第２の上側タンク部４ｂ→第２のチューブ２ｂ→第２の下側タンク部５ｂからなる第３パス部２２、第２の下側タンク部５ｂ'→第２のチューブ群２ｂ'→第２の上側タンク部４ｂ'からなる第４パス部２３を経て、流出口１０から流出する。
【００２０】
そして、本発明に係る熱交換器１の流入口９は、図３に示すように、その直径ｄが、流出口１０の直径ｄ'よりも小さいと共に、その開口中心Ｏが、流出口１０の開口中心Ｏ'よりも、距離ｈだけ上方に位置している。また、前記流入口９の直径ｄは、２５〜６５ｍｍ2の範囲内であることが好ましい。
【００２１】
上記のように、流入口９の面積を小さく絞ることにより、冷媒の流入時の流速が上がると共に、その形成位置が通常よりも上方であることにより、図４（ａ）に示すように、第１パス２０の第１の上側タンク部４ａ内に流入した冷媒は、重力に抗して遠くまで流れ、第１のチューブ群２ａに略均等に分配されるようになる。これにより、第１パス部２０において冷媒流量が少ないことにより他の部分よりも高温となるエリアＸは、従来よりも極めて小さくなり、通風方向前後の位置関係となる第４パス部２３の高温部であるエリアＹと重なり難くなるため、図４（ｂ）に示すように、熱交換部全体の温度分布を均一化することができる。また、本構成は、部品点数の増加を必要とせず、コストの増加が最小限に抑えられる。また、本発明は、冷媒の低流量時において特に大きな効果を得るものであるから、可変容量型圧縮機を備える冷凍サイクルにおいて、好適に利用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
以上のように、本発明によれば、コストの増加を招くことなく、熱交換部の温度分布の均一化が図られた熱交換器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本実施の形態に係る熱交換器の構造を示す正面図（中央）、上面図（上方）、側面図（左横）である。
【図２】図２は、本実施の形態に係る熱交換器における冷媒の流れを示す図である。
【図３】図３は、本実施の形態に係る熱交換器の流入口及び流出口の形状を示す図である。
【図４】図４（ａ）は、本実施の形態に係る熱交換器における冷媒の流れの特徴を示す図であり、図４（ｂ）は、当該熱交換器の温度分布の均一性を説明するための図である。
【図５】図５（ａ）は、従来の熱交換器における冷媒の流れの特徴を示す図であり、図５（ｂ）は、当該熱交換器の温度分布の均一性を説明するための図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  熱交換器
２  チューブ
３  フィン
４  上側タンク
４ａ  第１の上側タンク部
４ｂ  第２の上側タンク部
５  下側タンク
５ａ  第１の下側タンク部
５ｂ  第２の下側タンク部
９  流入口
１０  流出口
【図１】
2005156095.tif 000003
【図２】
2005156095.tif 000004
【図３】
2005156095.tif 000005
【図４】
2005156095.tif 000006
【図５】
2005156095.tif 000007