(57)【要約】【課題】  本発明は、凝縮水を下方に導き易いタンク形状とした積層型蒸発器を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明にかかる積層型蒸発器１は、２枚の板材９が重ね合わされて内部に少なくとも一つの冷媒流路１７が設けられたチューブエレメント３と、冷却フィン５とが交互に積層されて構成され、チューブエレメント３の両側には、それぞれ冷媒流路１７の一端部に連続する開口部１９を有する冷媒タンク１５が形成され、積層されて隣り合う冷媒タンク１５の開口部１９同士が、接続されて冷媒通路２１が形成されている積層型蒸発器１において、下側に配置された冷媒タンク１５の開口部の上部には、水平方向に対して傾斜させた傾斜面２３が形成されていることを特徴とする。【選択図】      図２
2005214520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２枚の板材が重ね合わされて内部に少なくとも一つの冷媒流路が設けられた冷媒流路部と、冷却フィンとが交互に積層されて構成され、
前記冷媒流路部の両側には、それぞれ前記冷媒流路の一端部に連続する開口部を有する冷媒タンクが形成され、
積層されて隣り合う前記冷媒タンクの前記開口部同士が、接続されて冷媒通路が形成されている積層型蒸発器において、
下側に配置された前記冷媒タンクの開口部の上部には、水平方向に対して傾斜させた傾斜面が形成されていることを特徴とする積層型蒸発器。
【請求項２】
下側に配置された前記冷媒タンクの開口部は、縦長の外形形状を有することを特徴とする請求項１に記載された積層型蒸発器。
【請求項３】
下側に配置された前記冷媒タンクの開口部外形は、長軸が略鉛直方向に沿った楕円形状で形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載された積層型蒸発器。
【請求項４】
前記下側に配置された前記冷媒タンクの内側に形成される冷媒通路の上下位置を、冷媒の流入位置から遠ざかるほど下側に位置させたことを特徴とする請求項２または３に記載された積層型蒸発器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調装置に用いられる積層型蒸発器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
積層型蒸発器は、内部に冷媒が流れる冷媒流路を有するチューブと冷却フィンとが交互に積層された構造をしている。そして、冷媒流路の端部にはタンクが突出して設けられ、隣接するタンクが連接されて、複数のチューブを縦通する冷媒通路が設けられている。
このタンク部の形状は、例えば特許文献１に示すように、冷却フィンに面する面に平坦部が形成されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−３１８１９５号公報（段落［００３６］〜［００３７］，及び図３〜図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、積層型蒸発器は、冷媒流路を流れる冷媒によって、冷却フィンを配置した空間を通過する空気から、熱を奪い、冷たい空気とする。これと同時に空気中の水分が凝縮されてチューブやフィンの表面に凝縮水が付着して下方に流下する。
そのため、特許文献１のように、冷却フィンに面する面に平坦部が形成されていると、チューブやフィンから流下した凝縮水がこの平坦部に溜まる。水が溜まると、異臭発生の原因となる。また、腐食の問題が起きる。さらに、蒸発器を通過する空気で下流側に飛散する等の問題点があった。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑み、凝縮水がタンク部に溜まることなく、凝縮水を下方に導き易いタンク形状とした積層型蒸発器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の積層型蒸発器は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる積層型蒸発器では、２枚の板材が重ね合わされて内部に少なくとも一つの冷媒流路が設けられた冷媒流路部と、冷却フィンとが交互に積層されて構成され、前記冷媒流路部の両側には、それぞれ前記冷媒流路の一端部に連続する開口部を有する冷媒タンクが突出して形成され、積層されて隣り合う前記冷媒タンクの前記開口部同士が、接続されて冷媒通路が形成されている積層型蒸発器において、下側に配置された前記冷媒タンクの開口部の上部には、水平方向に対して傾斜させた傾斜面が形成されていることを特徴とする。
【０００７】
冷却フィンが配設されている空気通路を、空気が通過すると、空気は冷媒流路を流れる冷媒により熱を奪われて冷風となる。このとき、空気中に含まれる水分が凝縮し凝縮水として、板材または冷却フィンに付着する。この付着した凝縮水が板材または冷却フィンを伝って下方に流れる。
本発明によれば、下側に位置しておりかつ突出した冷媒タンクの上部には、水平方向に対して傾斜させた傾斜面が形成されているので、板材または冷却フィンを伝って下方に流れてくる凝縮水は、傾斜面に沿って流れて、滑らかに下方に排出できる。
このように、下側に位置している冷媒タンクの上部に凝縮水が滞留することなく下方へ流れ落ちるので、凝縮水の滞留に伴う異臭発生、腐食発生および空気による下流側への飛散等を防止できる。
なお、「傾斜面」には、断面が直線状のものも、曲面のものも包含されている。また、中高形状で傾斜面が2つあるものも包含している。
【０００８】
また、本発明にかかる積層型蒸発器では、下側に配置された前記冷媒タンクの開口部は、縦長の外形形状を有することを特徴とする。
【０００９】
このように、下側に位置している冷媒タンクは、縦長の外形形状を有しているので、同じ断面積とすると、傾斜面の長さが短縮できるか、または、傾斜角（接線と水平線のなす角度）を大きくできる。そのため、凝縮水はより早く排出できる。
また、下側に位置している冷媒タンクの冷媒通路が、縦長の外形形状に沿った形状とすれば、冷媒通路面積を確保しつつ冷媒通路幅を狭くできる。このように、冷媒通路幅が狭くできれば、板材の幅を狭くできるので、積層型蒸発器を薄くできる。
なお、「縦長」とは、幅に対する高さの比が１より大きいことを意味している。幅に対する高さの比は、望ましくは、１．２〜２．５程度がよい。
【００１０】
また、本発明にかかる積層型熱交換器では、下側に配置された前記冷媒タンクの開口部外形は、長軸が略鉛直方向に沿った楕円形状で形成されたことを特徴とする。
【００１１】
このように、下側に位置している冷媒タンクの外形は、長軸が略鉛直方向に沿った楕円形状で形成されているので、上部は円に比べて曲率が大きくなる。このように、曲率が大きいと傾斜角が大きくなるので、凝縮水を効率よく排出できる。
また、同じ冷媒通路面積を確保する場合、冷媒通路幅は円に比べて狭くできるので、板材の幅を狭くでき、その分だけ積層型蒸発器を薄くできる。
さらに、楕円形状は、全周に亘り平坦部がないので、平坦部を有するものに比べて強度が強い。そのため、積層型蒸発器の強度が増加するので、従来と同程度の強度とすれば、例えば板材を薄肉にすることができる。
【００１２】
また、本発明にかかる積層型熱交換器では、前記下側に配置された前記冷媒タンクの内側に形成される冷媒通路の上下位置を、冷媒の流入位置から遠ざかるほど下側に位置させたことを特徴とする。
【００１３】
このように、下側に配置された冷媒タンクの内側に形成される冷媒通路の上下位置を、冷媒の流入位置から遠ざかるほど下側に位置させたので、冷媒中に含まれる液部分が、下流側に円滑に流れる。したがって、冷媒中の液部分が上流側に滞ることがないので、冷媒通路の流れ方向で、冷媒の量を均一にすることができる。これにより、積層型蒸発器の冷却効率を向上できる。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、下側に位置している冷媒タンクの上部には、水平方向に対して傾斜させた傾斜面が形成されているので、凝縮水の滞留に伴う異臭発生、腐食発生および空気による下流側への飛散等を防止できる。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、下側に位置している冷媒タンクは、縦長の外形形状を有しているので、凝縮水はより早く排出できる。
また、下側に位置している冷媒タンクの冷媒通路が、縦長の外形形状に沿った形状とすれば、積層型蒸発器が薄くできる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、下側に位置している冷媒タンクの外形は、長軸が略鉛直方向に沿った楕円形状で形成されているので、凝縮水を効率よく排出できる。
また、同じ冷媒通路面積を確保する場合、冷媒通路幅は円に比べて狭くできるので、板材の幅を狭くでき、その分積層型蒸発器を薄くできる。
さらに、楕円形状は、全周に亘り平坦部がないので、従来と同程度の強度とすれば、例えば板材を薄肉にすることができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、下側に配置された前記冷媒タンクの内側に形成される冷媒通路の上下位置を、冷媒の流入位置から遠ざかるほど下側に位置させたので、積層型蒸発器の冷却効率を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態について、図１および図２を用いて説明する。
本実施形態は、本発明を車両空調装置の蒸発器に適用したものである。図１は、蒸発器１の全体構成を、一部を省略して示す正面図である。
【００１９】
蒸発器１には、複数のチューブエレメント（冷媒流路部）３と、複数のコルゲートフィン（フィン）５と、冷媒出入口部７とが設けられている。
チューブエレメント３は、間隔を隔てて並列状に配置されている。冷却フィン５は、互いに隣接するチューブエレメント３の間に配置されている。冷却フィン５は、例えば板厚０．０８ｍｍのアルミニウム合金板をコルゲート状に成形したものである。
冷媒出入口部７の冷媒出入口フランジには、入口部１１と出口部１３が設けられている。
【００２０】
各チューブエレメント３は、２枚の板材９から構成されている。板材９は、一枚のアルミニウム合金板をプレス加工して形成され、浅い皿状形状をしている。
チューブエレメント３は、２枚の板材９が背中合わせに接合されており、内部に皿状部により空間が形成されている。この空間が、冷媒流路１７を構成している。
【００２１】
この皿状部の上下両端部に、この皿状部より深く、板厚方向に開口した開口部１９を有する冷媒タンク１５が形成されている。この冷媒タンク１５は、板材９の平面部分から突出するように形成されている。隣接するチューブエレメント３の冷媒タンク１５同士は、それぞれの開口部１９が連通するように接合されている。したがって、複数のチューブエレメント３により、冷媒タンク１５が連続した状態で冷媒通路２１が図１において左右方向に形成されている。
【００２２】
図２により、板材９について説明する。板材９は、前述のとおりプレス加工で形成されるので、外形は、全て薄い、例えば厚さ０．４〜０．５ｍｍのアルミニウム合金板で構成されている。
板材９には、間隔を隔てて並列状に配置された冷媒流路１７が設けられている。各冷媒流路１７の両端部には、冷媒タンク１５が凸部を形成するように設けられている。
【００２３】
冷媒タンク１５の外形は、長軸が略鉛直方向に沿った楕円形状をしている。そして、短軸の長さ（幅）に対する長軸の長さ（高さ）の比は、略２である。
このように、冷媒タンク１５は、縦長な形状をしているとともに、上部には水平な面は全くなく、全て傾斜角度（接線と水平線のなす角度）を有する傾斜面２３が形成されている。
開口部１９の形状は、冷媒タンク１５の外形と略相似形をなしている。
【００２４】
上述した構成を有する本実施形態にかかる蒸発器１の動作について説明する。
膨張弁で低温低圧となり、一部気化された液冷媒が、冷媒出入口部７の冷媒出入口フランジの入口部１１から導入される。導入された冷媒は、端部のチューブエレメント３に設けられた冷媒流路１７を通って下方に送られる。そして、冷媒は下側の冷媒通路２１を通って下流側のチューブエレメント３に送られる。各チューブエレメント３では、冷媒が気化されつつ冷媒流路１７を通って上方に送られ、上部の冷媒通路２１を通って冷媒出入口フランジの出口部１３からコンプレッサに送られる。
【００２５】
冷媒流路１７を通る冷媒によってチューブエレメント３の表面および冷却フィン５が冷やされる。この状態で、空気が冷却フィン５を配置した空間を通過すると、空気は冷やされたチューブエレメント３の表面および冷却フィン５により熱を奪われ、冷たい空気とされる。
【００２６】
空気が冷やされると、空気中に含まれていた水分が凝縮して、チューブエレメント３の表面および冷却フィン５の表面に付着する。付着した凝縮水は、チューブエレメント３の表面および冷却フィン５の表面を伝って流下する。冷媒タンク１５の上方を流下する凝縮水は、下方に位置している冷媒タンク１５に到着し、冷媒タンク１５の上部に形成された傾斜面２３に沿って滑らかに流下して排出される。ここで、傾斜面２３は、設置時の水平方向に対して傾斜していれば足りるものであり、曲面もしくは平面から形成されることにより流下排出を実現する。
【００２７】
より具体的には、本実施形態における冷媒タンク１５は、開口部の断面形状でみると、長軸が略鉛直方向に沿った楕円形状をしているので、上部は円に比べて傾斜角度が大きくなる曲面で形成される傾斜面を有することになる。そのため、開口部上部に表面張力などにより凝縮水が滞留しようとしても、上部の頂部から離れるにしたがって傾斜率が高くなり流れ落ちやすくなるため溜まることができず、結果として、円に比べて凝縮水の排出効率が大きくなる。
また、同一面積の円に比べれば、幅が狭くなるので、同じ冷媒通路面積を確保する場合、板材９の幅を狭くできる。したがって、積層型蒸発器１を薄くできる。
【００２８】
さらに、冷媒タンク１５が縦長なので、目的に応じて冷媒通路の高さ位置を調整した製品とすることができる。例えば、冷媒通路の高さ位置を、冷媒の流入位置から遠ざかるほど下側に位置させれば、冷媒中に含まれる液部分が、下流側に円滑に流れる。したがって、冷媒中の液部分が上流側に滞ることがないので、冷媒通路の流れ方向で、冷媒の量を均一にすることができる。これにより、積層型蒸発器の冷却効率を向上できる。
【００２９】
以下、本実施形態にかかる積層型蒸発器１の作用・効果を説明する。
冷却フィン５が配設されている空気通路を、空気が通過すると、空気は冷媒流路１７を流れる冷媒により熱を奪われて冷風となる。このとき、空気中に含まれる水分が凝縮し凝縮水として、板材または冷却フィンに付着する。この付着した凝縮水が板材９または冷却フィン５を伝って下方に流れる。
本実施形態によれば、下側に位置している冷媒タンク１５の上部には、水平方向に対して傾斜させた傾斜面が形成されているので、板材９または冷却フィン１５を伝って下方に流れてくる凝縮水は、傾斜面２３に沿って流れて、滑らかに下方に排出できる。
このように、下側に位置している冷媒タンク１５の上部に凝縮水が滞留することなく下方へ流れ落ちるので、凝縮水の滞留に伴う異臭発生、腐食発生および空気による下流側への飛散等を防止できる。
【００３０】
下側に位置している冷媒タンク１５は、縦長の外形形状を有しているので、同じ断面積とすると、傾斜面の長さが短縮できるか、または、傾斜角を大きくできる。そのため、凝縮水はより早く排出できる。
また、下側に位置している冷媒タンク１５の冷媒通路が、縦長の外形形状に沿った形状とすれば、冷媒通路面積を確保しつつ冷媒通路幅を狭くできる。このように、冷媒通路幅が狭くできれば、板材９の幅を狭くできるので、積層型蒸発器１が薄くできる。
【００３１】
下側に位置している冷媒タンク１５の外形は、長軸が略鉛直方向に沿った楕円形状で形成されているので、上部は円に比べて曲率が大きくなる。このように、曲率が大きいと傾斜角が大きくなるので、凝縮水を効率よく排出できる。
また、同じ冷媒通路面積を確保する場合、冷媒通路幅は円に比べて狭くできるので、板材９の幅を狭くでき、その分積層型蒸発器１を薄くできる。
さらに、楕円形状は、全周に亘り平坦部がないので、平坦部を有するものに比べて強度が強い。そのため、積層型蒸発器１の強度が増加するので、従来と同程度の強度とすれば、例えば板材９を薄肉にすることができる。
【００３２】
なお、本実施形態では、冷媒タンク１５は長軸が略鉛直方向に沿った楕円形状をしているが、本発明はこれに限定されるものではない。上部に傾斜面を有していればよいので、種々な形状を含むものである。例えば、上部が本実施形態と同じ半楕円形状とし、下部は省略しても、または長方形等適宜形状を有するものとしてもよい。
また、長手方向を鉛直方向に向けた長円形状としてもよい。さらに半長円形状としてもよい。
さらに、直線で形成された平坦部を傾斜させて傾斜面を構成してもよい。
また、さらに、上方に凸な形状、例えば三角形を代表とする水平部分がない多角形形状としてもよい。
【００３３】
また、本実施形態では、２列の冷媒流路１７が並列配置された蒸発器１に本発明を適用しているが、蒸発器１の形式は限定されるものではない。
例えば、図３に示すように、冷媒流路１７が１列の蒸発器１にも適用できる。特に、この形式の蒸発器１は、蒸発器１の薄形化に有効である。
【００３４】
また、図４に示すように、冷媒流路１７が逆Ｕ字形状をし、冷媒タンク１５が下方にのみ二つ設けられている蒸発器１にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態の蒸発器の全体構造を一部省略して示す正面図である。
【図２】本発明の一実施形態の蒸発器を構成する板材を示す正面図である。
【図３】本発明の他の実施形態を示す正面図である。
【図４】本発明の他の実施形態を示す正面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  積層型蒸発器
３  チューブエレメント
５  冷却フィン
９  板材
１５  冷媒タンク
１７  冷媒流路
１９  開口部
２１  冷媒通路
２３  傾斜面
【図１】
2005214520.tif 000003
【図２】
2005214520.tif 000004
【図３】
2005214520.tif 000005
【図４】
2005214520.tif 000006