(57)【要約】【課題】  チューブとタンクとが別部材で構成され、チューブが略上下方向に延びるように配設された場合であっても、排水性を向上することが可能な冷媒蒸発器を提供すること。【解決手段】  チューブ１１が接合された下側のヘッダタンク３０に、タンク内空間である流通部４１および連通部５２を避けるように排水溝６０を設け、チューブ１１に沿って流れ落ちてきた凝縮水を、膨出部５１の傾斜面５３に沿って排水溝６０に導き、排水溝６０を介して排水できる。したがって、排水溝６０を設けていない場合より排水性を向上することができる。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
間隔を開けて積層された略上下方向に延びる複数のチューブ（１１）を有するコア部（１０）と、
前記複数のチューブ（１１）の上下両端部側に設けられ、前記コア部（１０）形成面に直交する方向における外形が前記チューブ（１１）の幅方向端部より外方にあり、前記複数のチューブ（１１）の上下方向端部が挿入接合されて前記複数のチューブ（１１）内と連通する前記複数のチューブ（１１）とは別体の一対のタンク（２０、３０）と、
前記タンク（３０）内に、前記複数のチューブ（１１）の積層方向に延設され、前記コア部（１０）形成面に直交する方向における幅（Ｗ１）が前記チューブ（１１）の幅（Ｗ２）より小さく、内部を前記冷媒が流通する流通部（４１）と、
前記チューブ（１１）の接合位置に対応して前記タンク（３０）内に設けられ、前記流通部（４１）と前記チューブ（１１）内とを連通する連通部（５２）とを備え、
前記複数のチューブ（１１）内を流れる冷媒の蒸発潜熱により、前記コア部（１０）を前記コア部（１０）形成面略垂直方向に流れる空気を冷却する冷媒蒸発器において、
前記一対のタンク（２０、３０）のうち、下側のタンク（３０）に、前記流通部（４１）および前記連通部（５２）から隔離されて略上下方向に貫通する貫通部（６０）を設けたことを特徴とする冷媒蒸発器。
【請求項２】
間隔を開けて積層された略上下方向に延びる複数のチューブ（１１）を複数列有するコア部（１０）と、
前記複数のチューブ（１１）の上下両端部側に設けられ、前記コア部（１０）形成面に直交する方向における外形が前記チューブ（１１）の幅方向端部より外方にあり、前記複数のチューブ（１１）の上下方向端部が挿入接合されて前記複数のチューブ（１１）内と連通する前記複数のチューブ（１１）とは別体の一対のタンク（２０、１３０）と、
前記一対のタンク（２０、１３０）のうち、下側のタンク（１３０）内に設けられ、異なる列の対応する前記チューブ（１１）内同士を連通して冷媒流れをターンする連通部（１４５）とを備え、
前記複数のチューブ（１１）内を流れる冷媒の蒸発潜熱により、前記コア部（１０）を前記コア部（１０）形成面略垂直方向に流れる空気を冷却する冷媒蒸発器であって、
前記下側のタンク（１３０）に、前記連通部（１４５）から隔離されて略上下方向に貫通する貫通部（６０、６２）を設けたことを特徴とする冷媒蒸発器。
【請求項３】
前記貫通部（６０）は、前記下側のタンク（３０）の側面部に凹状に形成された貫通凹部（６０）であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷媒蒸発器。
【請求項４】
前記貫通部（６１）は、前記下側のタンク（３０）の側面部より内側に形成された貫通孔（６１）であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷媒蒸発器。
【請求項５】
前記貫通部（６０）は、前記下側のタンク（３０）において隣接する前記複数のチューブ（１１）の接合箇所の間に配設されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の冷媒蒸発器。
【請求項６】
前記貫通部（６０）は、前記複数のチューブ（１１）の接合箇所の間に配設されている部位の寸法（Ｌ）が、前記コア部（１０）形成面に直交する方向において２ｍｍ以上であることを特徴とする請求項５に記載の冷媒蒸発器。
【請求項７】
前記下側のタンク（３０）の上面には膨出部（５１）が形成され、前記複数のチューブ（１１）は前記膨出部（５１）に接合されており、
前記膨出部（５１）は、側面に、前記チューブ（１１）の接合箇所から前記貫通部（６０）に向かって下降する傾斜面（５３）を有することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１つに記載の冷媒蒸発器。
【請求項８】
前記膨出部（５１）は、高さ（Ｈ１）が１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項７に記載の冷媒蒸発器。
【請求項９】
前記膨出部（５１）は、肉厚が０．５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の冷媒蒸発器。
【請求項１０】
前記チューブ（１１）の前記膨出部（５１）内への突き出し寸法は、前記膨出部（５１）の内部空間（５２）高さ以下であることを特徴とする請求項７ないし請求項９のいずれか１つに記載の冷媒蒸発器。
【請求項１１】
前記下側のタンク（３０）は、前記複数のチューブ（１１）が接合されるプレート部材（５０）と、前記プレート部材（５０）とともにタンク内空間（４１、５２）を形成するタンク部材（４０）とからなり、
前記プレート部材（５０）および前記タンク部材（４０）の少なくともいずれかを塑性変形して相互をかしめるかしめ部（５４）が設けられており、前記かしめ部（５４）の塑性変形によって前記貫通部（６０）が形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか１つに記載の冷媒蒸発器。
【請求項１２】
前記タンク部材（４０）には前記貫通部（６０）に応じた欠損部（４２）が設けられているとともに、前記プレート部材（５０）の前記欠損部（４２）に対応する部位に設けられた爪部（５４）が下方側に塑性変形されて前記プレート部材（５０）および前記タンク部材（４０）相互がかしめられ、前記貫通部（６０）が形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の冷媒蒸発器。
【請求項１３】
前記プレート部材（５０）には前記貫通部（６０）に応じた欠損部（５５）が設けられているとともに、前記タンク部材（４０）の前記欠損部（５５）に対応する部位に設けられた爪部（４３）が上方側に塑性変形されて前記プレート部材（５０）および前記タンク部材（４０）相互がかしめられ、前記貫通部（６０）が形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の冷媒蒸発器。
【請求項１４】
積層された前記複数のチューブ（１１）の間に、熱交換効率を高めるためのフィン（１２）を備え、
前記下側のタンク（３０）の上面と前記フィン（１２）の下端とは、間隔（Ｈ２）が５ｍｍ以下となるように近接していることを特徴とする請求項１ないし請求項１３のいずれか１つに記載の冷媒蒸発器。
【請求項１５】
前記下側のタンク（３０）の上面と前記フィン（１２）の下端との間隔（Ｈ２）が３ｍｍ以上であり、
前記コア部（１０）形成面に直交する方向における前記コア部（１０）の外方に、前記下側のタンク（３０）の上面と前記フィン（１２）の下端と間への空気の流通を抑制する防風壁（７０）を設けたことを特徴とする請求項１４に記載の冷媒蒸発器。
【請求項１６】
積層された前記複数のチューブ（１１）の間に、熱交換効率を高めるためのフィン（１２）を備え、
前記フィン（１２）は、ピッチ（ＦＰ）が４ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし請求項１５のいずれか１つに記載の冷媒蒸発器。
【請求項１７】
積層された前記複数のチューブ（１１）の間に、熱交換効率を高めるためのフィン（１２）を備え、
前記複数のチューブ（１１）の積層方向の間隔（ＦＨ）は１０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし請求項１６のいずれか１つに記載の冷媒蒸発器。
【請求項１８】
前記コア部（１０）は、前記コア部（１０）形成面に直交する方向における厚さ（Ｄ）が６５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし請求項１７のいずれか１つに記載の冷媒蒸発器。
【請求項１９】
前記冷媒は、二酸化炭素であることを特徴とする請求項１ないし請求項１８のいずれか１つに記載の冷媒蒸発器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍サイクルの冷媒を蒸発させる冷媒蒸発器に関し、例えば、車両用空調装置に用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、下記特許文献１に開示された冷媒と空気とを熱交換する熱交換器がある。この熱交換器は、コア部を構成する複数のチューブと、この複数のチューブ内と連通するタンク（ヘッダタンク）とが別体となっており、チューブの端部がタンクに挿入接合されている。
【０００３】
タンクにはチューブが挿入されるため、タンクの幅はチューブ端部の幅より大きくなる。そこで、この熱交換器では、タンク内において複数のチューブの積層方向に冷媒を流通する流通部の幅寸法を、チューブ端部の幅寸法より小さくすることにより、タンクを小型化している。
【特許文献１】特開２００３−３１４９８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術の熱交換器を冷媒蒸発器として用い、コア部の複数のチューブが略上下方向に延びるように配設した場合には、タンクがコア部の上下両側（チューブの上下両端部側）に配置されることになる。
【０００５】
この冷媒蒸発器内において冷媒が蒸発してコア部の外部を流通する空気から吸熱した場合には、コア部において凝縮水が生成され、チューブに沿って流れ落ち、下側のタンク上面に到達する。
【０００６】
この凝縮水は、チューブ端部より幅広のタンクにより堰き止められて排水され難く、下側タンク上方（コア部の最下方部）に滞留し易いという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、チューブとタンクとが別部材で構成され、チューブが略上下方向に延びるように配設された場合であっても、排水性を向上することが可能な冷媒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】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、
間隔を開けて積層された略上下方向に延びる複数のチューブ（１１）を有するコア部（１０）と、
複数のチューブ（１１）の上下両端部側に設けられ、コア部（１０）形成面に直交する方向における外形がチューブ（１１）の幅方向端部より外方にあり、複数のチューブ（１１）の上下方向端部が挿入接合されて複数のチューブ（１１）内と連通する複数のチューブ（１１）とは別体の一対のタンク（２０、３０）と、
このタンク（３０）内に、複数のチューブ（１１）の積層方向に延設され、コア部（１０）形成面に直交する方向における幅（Ｗ１）がチューブ（１１）の幅（Ｗ２）より小さく、内部を冷媒が流通する流通部（４１）と、
チューブ（１１）の接合位置に対応してタンク（３０）内に設けられ、流通部（４１）とチューブ（１１）内とを連通する連通部（５２）とを備え、
複数のチューブ（１１）内を流れる冷媒の蒸発潜熱により、コア部（１０）をコア部（１０）形成面略垂直方向に流れる空気を冷却する冷媒蒸発器において、
一対のタンク（２０、３０）のうち、下側のタンク（３０）に、流通部（４１）および連通部（５２）から隔離されて略上下方向に貫通する貫通部（６０）を設けたことを特徴としている。
【０００９】
これによると、冷媒が流通する流通部（４１）および連通部（５２）から隔離された略上下方向に延びる貫通部（６０）を介して、下側タンク（３０）の上面側から凝縮水を排水することができ、排水性を向上することができる。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明では、
間隔を開けて積層された略上下方向に延びる複数のチューブ（１１）を複数列有するコア部（１０）と、
複数のチューブ（１１）の上下両端部側に設けられ、コア部（１０）形成面に直交する方向における外形がチューブ（１１）の幅方向端部より外方にあり、複数のチューブ（１１）の上下方向端部が挿入接合されて複数のチューブ（１１）内と連通する複数のチューブ（１１）とは別体の一対のタンク（２０、１３０）と、
一対のタンク（２０、１３０）のうち、下側のタンク（１３０）内に設けられ、異なる列の対応する前記チューブ（１１）内同士を連通して冷媒流れをターンする連通部（１４５）とを備え、
複数のチューブ（１１）内を流れる冷媒の蒸発潜熱により、コア部（１０）をコア部（１０）形成面略垂直方向に流れる空気を冷却する冷媒蒸発器であって、
下側のタンク（１３０）に、連通部（１４５）から隔離されて略上下方向に貫通する貫通部（６０、６２）を設けたことを特徴としている。
【００１１】
これによると、チューブ（１１）の積層方向に延びる流通部を有さず、チューブ（１１）内同士の連通部（１４５）を備える冷媒蒸発器においても、冷媒が流通する連通部（１４５）から隔離された略上下方向に延びる貫通部（６０、６２）を介して、下側タンク（１３０）の上面側から凝縮水を排水することができ、排水性を向上することができる。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明のように、貫通部（６０）は、下側のタンク（３０）の側面部に凹状に形成された貫通凹部（６０）とすることができる。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明のように、貫通部（６１）は、下側のタンク（３０）の側面部より内側に形成された貫通孔（６１）とすることもできる。
【００１４】
また、請求項５に記載の発明では、貫通部（６０）は、下側のタンク（３０）において隣接する複数のチューブ（１１）の接合箇所の間に配設されていることを特徴としている。
【００１５】
このように、貫通部（６０）の一部もしくは全部が、複数のチューブ（１１）の接合箇所の間に設けられていれば、水が滞留し易い下側タンク（３０）上面のチューブ（１１）間の表面積を減少できるとともに、チューブ（１１）に沿って流れ落ちてきた凝縮水の落下エネルギーを利用して貫通部（６０）から凝縮水を確実に排水することができる。
【００１６】
また、請求項６に記載の発明のように、具体的には、貫通部（６０）の複数のチューブ（１１）の接合箇所の間に配設されている部位の寸法（Ｌ）が、コア部（１０）形成面に直交する方向において２ｍｍ以上であれば、より確実に凝縮水を排水することができる。
【００１７】
また、請求項７に記載の発明では、
下側のタンク（３０）の上面には膨出部（５１）が形成され、複数のチューブ（１１）はこの膨出部（５１）に接合されており、
膨出部（５１）は、側面に、チューブ（１１）の接合箇所から貫通部（６０）に向かって下降する傾斜面（５３）を有することを特徴としている。
【００１８】
これによると、チューブ（１１）に沿って流れ落ちてきた凝縮水は、傾斜面（５３）に沿って流れ貫通部（６０）に流入し易い。したがって、一層確実に凝縮水を排水することができる。
【００１９】
また、請求項８に記載の発明のように、膨出部（５１）は、高さ（Ｈ１）が１ｍｍ以上であれば、傾斜面（５３）の傾斜角度を確保し易く、凝縮水を傾斜面（５３）に沿って流し易い。
【００２０】
また、請求項９に記載の発明では、膨出部（５１）は、肉厚が０．５ｍｍ以上であることを特徴としている。
【００２１】
膨出部（５１）をプレス加工等により形成すると、膨出部（５１）はタンクの他の部位より肉厚が薄くなる。熱交換器材料として一般的なアルミニウム合金材によりタンク（３０）を形成しても、膨出部（５１）の肉厚を０．５ｍｍ以上確保すれば、冷凍サイクル低圧側としては比較的高圧である４ＭＰａ程度の冷媒圧力に充分耐えることができる。
【００２２】
また、請求項１０に記載の発明では、チューブ（１１）の膨出部（５１）内への突き出し寸法は、膨出部（５１）の内部空間（５２）高さ以下であることを特徴としている。
【００２３】
これによると、タンク（３０）内を流通する冷媒の圧力損失の増大を防止することができる。
【００２４】
また、請求項１１に記載の発明では、
下側のタンク（３０）は、複数のチューブ（１１）が接合されるプレート部材（５０）と、プレート部材（５０）とともにタンク内空間（４１、５２）を形成するタンク部材（４０）とからなり、
プレート部材（５０）およびタンク部材（４０）の少なくともいずれかを塑性変形して相互をかしめるかしめ部（５４）が設けられており、かしめ部（５４）の塑性変形によって貫通部（６０）が形成されていることを特徴としている。
【００２５】
これによると、プレート部材（５０）とタンク部材（４０）とをかしめるときに、かしめ部（５４）によって貫通部（６０）を形成することができる。
【００２６】
プレート部材（５０）とタンク部材（４０）とをかしめるときに、かしめ部（５４）によって貫通部（６０）を形成する場合には、
請求項１２に記載の発明のように、タンク部材（４０）に貫通部（６０）に応じた欠損部（４２）を設けるとともに、プレート部材（５０）の欠損部（４２）に対応する部位に設けた爪部（５４）を下方側に塑性変形してプレート部材（５０）およびタンク部材（４０）相互をかしめ、貫通部（６０）を形成することができる。
【００２７】
また、請求項１３に記載の発明のように、プレート部材（５０）に貫通部（６０）に応じた欠損部（５５）を設けるとともに、タンク部材（４０）の欠損部（５５）に対応する部位に設けた爪部（４３）を上方側に塑性変形してプレート部材（５０）およびタンク部材（４０）相互をかしめ、貫通部（６０）を形成することができる。
【００２８】
特に、請求項１２に記載の発明のようにすれば、かしめる際に爪部（５４）が下方側に変形されるので、貫通部（６０）へ凝縮水をスムースに流入させることができる。
【００２９】
また、請求項１４に記載の発明では、積層された複数のチューブ（１１）の間に、熱交換効率を高めるためのフィン（１２）を備え、下側のタンク（３０）の上面とフィン（１２）の下端とは、間隔（Ｈ２）が５ｍｍ以下となるように近接していることを特徴としている。
【００３０】
コア部（１０）の最下部における凝縮水の滞留を防止するために、下側のタンク（３０）の上面とフィン（１２）の下端との間隔を５ｍｍ超とすると、この熱交換をし難い部分を通過する空気量が増加し、熱交換性能が低下する。
【００３１】
本発明によれば、下側のタンク（３０）の上面とフィン（１２）の下端との間隔が５ｍｍ以下であっても、貫通部（６０）を介して凝縮水の排水を良好に行なうことができるので、熱交換性能を向上することができる。
【００３２】
また、請求項１５に記載の発明のように、下側のタンク（３０）の上面とフィン（１２）の下端との間隔が３ｍｍ以上かつ５ｍｍ以下の場合には、コア部（１０）形成面に直交する方向におけるコア部（１０）の外方に、下側のタンク（３０）の上面とフィン（１２）の下端と間への空気の流通を抑制する防風壁（７０）を設けることにより、この部分を通過する空気量を抑制し、熱交換性能を向上することができる。
【００３３】
また、請求項１６に記載の発明では、フィン（１２）のピッチ（ＦＰ）が４ｍｍ以下であることを特徴としている。
【００３４】
これによると、凝縮水を滞留し易いピッチ（ＦＰ）が４ｍｍ以下のフィン（１２）を採用した場合であっても、貫通部（６０）を介して凝縮水の排水を良好に行なうことができる。
【００３５】
また、請求項１７に記載の発明では、複数のチューブ（１１）の積層方向の間隔（ＦＨ）は１０ｍｍ以下であることを特徴としている。
【００３６】
これによると、チューブ（１１）の積層方向の間隔（ＦＨ）、すなわちフィン（１２）高さ（フィンのチューブ積層方向の高さ）（ＦＨ）は１０ｍｍ以下となる。このように、凝縮水を滞留し易い高さが１０ｍｍ以下のフィン（１２）を採用した場合であっても、貫通部（６０）を介して凝縮水の排水を良好に行なうことができる。
【００３７】
また、請求項１８に記載の発明では、コア部（１０）は、コア部（１０）形成面に直交する方向における厚さ（Ｄ）が６５ｍｍ以下であることを特徴としている。
【００３８】
冷媒蒸発器の熱交換性能が略同等である場合には、コア部厚さ（Ｄ）が薄い方が同一面積に流れ落ちる凝縮水量が多くなる。本発明のように、コア部厚さ（Ｄ）を同一面積に流れ落ちる凝縮水量が極めて多くなる６５ｍｍ以下とした場合であっても、貫通部（６０）を介して凝縮水の排水を良好に行なうことができる。
【００３９】
また、請求項１９に記載の発明では、冷媒蒸発器内で蒸発する冷媒は、二酸化炭素であることを特徴としている。
【００４０】
二酸化炭素を冷媒とする冷凍サイクルでは、フロン等を冷媒とする冷凍サイクルに対して冷媒圧力が極めて高い。このため、板厚等において設計自由度が高いチューブ（１１）とタンク（２０、３０）とが別体の冷媒蒸発器を採用することが軽量化やコストにおいて有利である。したがって、二酸化炭素を冷媒とする冷媒蒸発器に本発明を適用することは、極めて有効である。
【００４１】
なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００４３】
（第１の実施形態）
図１は、二酸化炭素を冷媒とする車両用空調装置の超臨界冷凍サイクルにおける冷媒蒸発器（以下、蒸発器）に本発明を適用した第１の実施形態の正面図であり、図２は、左側面図である。また、図３は、図１のＡ−Ａ断面図（一部のみを拡大図示）である。そして、図４は、図３のＢ−Ｂ断面図であり、図５は、図３のＣ−Ｃ断面図である。
【００４４】
ちなみに、超臨界冷凍サイクルとは、冷凍サイクル中の高圧側圧力が冷媒の臨界圧力以上になるものを言う。
【００４５】
蒸発器１は図１、２に示す方向を上下方向として、図示しない車両用空調装置の空調ユニットケース内に設置される。蒸発器１には図示しない送風機により図２の矢印方向に空気が送風され、この送風空気と冷媒とが熱交換する。
【００４６】
図１に示すように、蒸発器１は、コア部１０および上下のヘッダタンク（本発明のタンクに相当）２０、３０から構成され、これらを構成する各部材は、アルミニウム合金材等からなり、嵌合、かしめ、治具固定等により組み付けられ、各部材表面の必要部位に予め設けられたろう材により、一体にろう付けされている。
【００４７】
コア部１０は、内部を冷媒が流通する複数のチューブ１１および波形に形成された複数のフィン１２が交互に積層され、左右の最外方フィン１２の更に外方に強度部材としてのサイドプレート１３が配設されたものであり、一体ろう付けされている。
【００４８】
本例では、チューブ１１は多孔チューブであり、フィン１２はコルゲートフィンであるが、これに限定されるものではなく、例えば、インナフィンを有するチューブやプレートフィンを採用することもできる。
【００４９】
このコア部１０の上下部、すなわち、複数のチューブ１１の長手方向におけるチューブ端部１１ａに、チューブ１１の積層方向に延びる一対のヘッダタンク２０、３０が設けられている。
【００５０】
ヘッダタンク２０、３０には各チューブ端部１１ａが接合され、ヘッダタンク２０、３０の内部にチューブ１１積層方向に延設された流通部４１とチューブ１１の内部とが互いに連通するようにろう付けされている。なお、チューブ１１との接合箇所を含むヘッダタンク２０、３０の構造は、本発明の特徴部であり、詳細については後述する。
【００５１】
そして、両ヘッダタンク２０、３０の長手方向端部には、エンドキャップ２１、３１（図２参照）がろう付けされ、流通部４１によって形成される開口端を閉塞するようにしている。
【００５２】
本実施形態の蒸発器１は、図２に示すように、送風空気流れ方向（コア部１０の形成面に直交する方向）において、空気流れの上流側と下流側とに２列に配置されたチューブ１１（すなわち、２面のコア部１０）を有している。そして、これらのチューブ１１列に対応して、ヘッダタンク２０、３０には、それぞれ流通部４１が２列延設されている。
【００５３】
本実施形態では、蒸発器１の図１中左側の上部に１つのジョイントブロック７が配置され、図２に示すように、このジョイントブロック７に冷媒導入口８と冷媒導出口９が設けられている。そして、冷媒導入口８は、上側のヘッダタンク２０の空気流れ下流側の流通部４１と連通しており、冷媒導出口９は、上側のヘッダタンク２０の空気流れ上流側の流通部４１と連通している。
【００５４】
また、上側のヘッダタンク２０内には、内部の２つの流通部４１を略中央においてそれぞれ仕切る図示しないセパレータがろう付けされている。このセパレータにより、蒸発器１内に、冷媒導入口８から導入された冷媒が、空気流れ下流側のコア部１０でＵターン流れした後、空気流れ上流側のコア部１０でＵターン流れして冷媒導出口９から導出される冷媒流路が形成されている。
【００５５】
次に、本実施形態の要部であるヘッダタンク２０、３０の構造について説明する。なお、本実施形態の蒸発器１では、構成部品の共通化等のために、ヘッダタンク２０、３０を略同一の構造としているが、本発明の効果は下側のヘッダタンク３０において発現されるものであるので、以下ヘッダタンク３０について説明する。
【００５６】
図４に示すように、ヘッダタンク３０は、コア部１０形成面に直交する方向における外形がチューブ１１の幅方向端部より外方にあり、チューブ１１の長手方向（上下方向）端部１１ａが挿入して接合されている。
【００５７】
ヘッダタンク３０は、タンク部（タンク部材）４０とプレート部（プレート部材）５０とからなり、タンク内空間のうち前述の流通部４１は、タンク部４０に延設されている。そして、この流通部４１の幅Ｗ１は、チューブ１１の幅Ｗ２より小さくなっている。
【００５８】
ヘッダタンク３０の上面部をなすプレート部５０には、上方向きに膨出した長円ドーム状の膨出部５１が、チューブ１１の積層ピッチと同一ピッチで形成され、チューブ１１は膨出部５１に接合されている。そして、この膨出部５１の内部空間が、流通部４１と、流通部４１より幅が広いチューブ１１内とを連通する連通部５２となっている。
【００５９】
すなわち、連通部５２は、ヘッダタンク３０の長手方向（流通部４１の延設方向）において、チューブ１１の接合箇所に対応する部位に設けられ、隣接するチューブ１１間に対応する部位（図５に示す部位）には設けられていない。
【００６０】
なお、チューブ１１の膨出部５１内への突き出し寸法は、膨出部５１の内部空間である連通部５２の高さより小さくしており、連通部５２内の冷媒流路を確保するとともに、チューブ１１を流通部４１に突出させることなく、ヘッダタンク３０内を流通する冷媒の圧力損失の増大を防止している。
【００６１】
図３に示すように、ヘッダタンク３０には、図中上下側の側面部（幅方向端面部）に、ヘッダタンク３０を上下方向に貫通する凹状に形成された排水溝（貫通部、貫通凹部に相当）６０が設けられている。
【００６２】
排水溝６０は、チューブ１１の積層ピッチと同一ピッチで形成され、隣接するチューブ１１間に対応する部位に配設され、ヘッダタンク３０内の連通部５２から隔離されている。また、排水溝６０は、ヘッダタンク３０内の流通部４１と重複しない範囲内において、隣接するチューブ１１の間（隣接するチューブ１１に挟まれた部位）にまで配設されている。すなわち、排水溝６０は、流通部４１および連通部５２から隔離されつつ、一部が隣接するチューブ１１の接合箇所の間に入り込むように配設されている。
【００６３】
これにより、膨出部５１の排水溝６０に面した側面部は、チューブ１１の接合箇所から排水溝６０に向かって下降する傾斜面５３となっている。
【００６４】
また、排水溝６０は、図５に示すように、タンク部４０に排水溝６０形状に対応した欠損部４２を設けるとともに、プレート部５０のタンク部４０欠損部４２に対応する部位に設けた爪部５４を下方側に巻かしめ（塑性変形）して、プレート部５０およびタンク部４０相互を組付けるときに、欠損部４２の位置に形成されている。
【００６５】
なお、図１では、蒸発器１の概略構成を示しており、フィン１２を一部のみ図示し残部を省略するとともに、要部の図示も省略している。また、図３〜図５においては、フィン１２の図示を省略している。
【００６６】
次に、上記構成に基づき、蒸発器１の作動について説明する。
【００６７】
蒸発器１は、図２中の冷媒導入口８が図示しない冷凍サイクル中の減圧手段側に接続され、冷媒導出口９が図示しない圧縮機の吸入側に接続される。
【００６８】
そして、減圧手段で減圧された低温低圧の気液２層冷媒は、冷媒導入口８から冷媒導出口９へ至る前述の冷媒流路（送風空気の下流側と上流側とでＵターンする冷媒流路）を流通し、コア部１０における熱交換で送風空気から吸熱して蒸発し、気相冷媒となって圧縮機に吸入される。
【００６９】
このとき、コア部１０の外面では、送風空気が冷却され、送風空気中の水蒸気が凝縮して凝縮水が生成される。この凝縮水は、コア部１０のチューブ１１に沿って流れ落ち、ヘッダタンク３０の上面に到達する。
【００７０】
ヘッダタンク３０はチューブ１１のコア部１０形成面に直交する方向の端部より外方に張り出しているが、ヘッダタンク３０の上面に到達した凝縮水の大部分は、膨出部５１の傾斜面５３に沿って流れ、排水溝６０に導かれる。そして、排水溝６０を介して下方に排水され、図示しない空調ユニットケースのドレン口から車外に排出される。
【００７１】
上述の構成および作動によれば、下側のヘッダタンク３０に、タンク内空間である流通部４１および連通部５２を避けるように排水溝６０を設け、この排水溝６０介してコア部１０で生成した凝縮水を排水している。したがって、排水溝６０を設けていない場合より排水性を向上することができる。排水溝６０は上下方向に貫通しており、ヘッダタンク上面近傍に傾斜溝等として設けられる排水ガイド手段とは異なるので、排水性は極めて良好である。
【００７２】
ヘッダタンク３０上面、すなわちコア部１０最下部に凝縮水が滞留すると、空気側有効伝熱面積の減少を招くとともに、水膜厚さの増加に応じて熱抵抗が増大し、蒸発器１の熱交換性能が低下する。本実施形態によれば、ヘッダタンク３０上面からの排水性を向上しているので、熱交換性能の低下を防止することができる。
【００７３】
また、凝縮水の滞留が少ないので、送風空気による水滴飛散（車室内への水飛び）も防止することができる。
【００７４】
また、蒸発器１の空気流れ下流側において、コア部１０最下部近傍に吹出空気温度センサが設けられる場合であっても、コア部１０最下部に凝縮水が滞留し難いので、正常な温度検出が可能であり、異常温度検出に伴なう蒸発器１のフロストを防止することができる。
【００７５】
また、排水溝６０は、流通部４１および連通部５２と重ならない範囲で、隣接する複数のチューブ１１の接合箇所の間にまで形成され、チューブ１１はヘッダタンク３０上面の膨出部５１に接合されている。したがって、チューブ１１に沿って流れ落ちてきた凝縮水を、膨出部５１の傾斜面５３に沿って排水溝６０に導くことができる。
【００７６】
傾斜面５３を設けていない場合より、ヘッダタンク３０上面がチューブ１２に沿って流れ落ちる凝縮水の落下エネルギーを受け止め難いので、この落下エネルギーを利用して効率よく排水することができる。
【００７７】
また、排水溝６０近傍に滞留している凝縮水の水膜があったとしても、チューブ１２に沿って流れ落ちる凝縮水の落下エネルギーによりこの水膜を破壊し、ともに排水溝６０から排水することができる。このように、チューブ１１間に入り込んだ排水溝６０、および膨出部５１の傾斜面５３により、確実に凝縮水を排出することができる。
【００７８】
本発明者らの評価によれば、排水溝６０のチューブ１１間への入り込み寸法（図５に示す隣接するチューブ１１の接合箇所の間に配設されている部位の寸法Ｌ）は、２ｍｍ以上であることが好ましい。また、膨出部５１は、高さ（図５に示すＨ１）が１ｍｍ以上であることが傾斜面５３の傾斜角度を確保し易く好ましい。これらよれば、より確実に凝縮水を排出することができる。
【００７９】
なお、膨出部５１は、肉厚が０．５ｍｍ以上であることが好ましい。膨出部５１はプレス加工等により形成され、膨出部５１は膨出部５１以外の部位より肉厚が薄くなり易い。膨出部５１の肉厚を０．５ｍｍ以上確保すれば、二酸化炭素を冷媒とする超臨界冷凍サイクル低圧側として一般的な３．５〜４．５ＭＰａの冷媒圧力に充分耐えることができる。
【００８０】
また、ヘッダタンク３０上面とフィン１２の下端とは、間隔（図６に示すＨ２）が５ｍｍ以下となるように近接していることが好ましい。なお、図６は、蒸発器１の要部を拡大図示した正面図である。
【００８１】
ヘッダタンク３０上面における凝縮水の滞留を防止するために、ヘッダタンク３０上面とフィン１２下端との間隔Ｈ２を５ｍｍ超とすると、フィンを有さず熱交換をし難い部分を通過する空気量が増加し、熱交換性能が低下する。本実施形態によれば、ヘッダタンク３０上面とフィン１２下端との間隔Ｈ２が５ｍｍ以下としても、排水溝６０を介して凝縮水の排水を良好に行なうことができるので、熱交換性能を向上することができる。
【００８２】
また、排水溝６０は、タンク部４０の欠損部４２にプレート部５０の爪部５４をかしめるときに、これらからなるかしめ部に容易に形成することができる。また、このかしめ部においてプレート部５０の爪部５４は、タンク部４０側に下向きに塑性変形されるので、排水溝６０の上端において凝縮水流入の障害となり難い。
【００８３】
なお、蒸発器１において、図６に示すフィン１２ピッチＦＰが４ｍｍ以下、チューブ１１の積層方向の間隔、すなわちフィン１２高さＦＨが１０ｍｍ以下、図３に示すコア部１０厚さＤ（コア部形成面に直交する方向におけるチューブ１１幅の総和）が６５ｍｍ以下の少なくともいずれかである場合に、排水溝６０を設けていないときには、コア部１０最下部に凝縮水が滞留し易く、水膜厚さも厚くなり易い。
【００８４】
したがって、上記各条件のうち、少なくともいずれかが該当する場合には、本発明を適用して効果は顕著である。
【００８５】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について図７に基づいて説明する。なお、図７は、第１の実施形態における図５に相当する図である。
【００８６】
本第２の実施形態は、前述の第１の実施形態と比較して、ヘッダタンク３０に設けた排水経路の構造が異なる。なお、第１の実施形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その説明を省略する。
【００８７】
図７に示すように、本実施形態では、ヘッダタンク３０の側面部より内側に、流通部４１および連通部５２を避けるように上下方向に貫通する排水孔（貫通部、貫通孔に相当）６１を設けている。
【００８８】
この排水孔６１も、第１の実施形態の排水溝６０と同様に、タンク部４０に排水孔６１形状に対応した欠損部４２を設けるとともに、プレート部５０のタンク部４０欠損部４２に対応する部位に設けた爪部５４を下方側に巻かしめ（塑性変形）して、プレート部５０およびタンク部４０相互を組付けるときに、欠損部４２の位置に形成されている。
【００８９】
上述の構成によっても、コア部１０で生成した凝縮水を、ヘッダタンク３０上面から排水孔６１を介して良好に排水することができる。
【００９０】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について図８に基づいて説明する。なお、図８は、第１の実施形態における図５に相当する図である。
【００９１】
本第３の実施形態は、前述の第１の実施形態と比較して、かしめ部における爪部のかしめ方向が異なる。なお、第１の実施形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その説明を省略する。
【００９２】
図８に示すように、本実施形態では、排水溝６０は、プレート部５０に排水溝６０形状に対応した欠損部５５を設けるとともに、タンク部４０のプレート部５０欠損部５５に対応する部位に設けた爪部４３を上方側に巻かしめ（塑性変形）して、プレート部５０およびタンク部４０相互を組付けるときに、欠損部５５の位置に形成されている。
【００９３】
上述の構成によっても、一部を、爪部４３を回り込むように流して、コア部１０で生成した凝縮水を、ヘッダタンク３０上面から排水溝６０を介して排水することができる。
【００９４】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について図９に基づいて説明する。なお、図９は、第１の実施形態における図３に相当する図である。
【００９５】
本第４の実施形態は、前述の第１の実施形態と比較して、排水溝の形成領域が異なる。なお、第１の実施形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その説明を省略する。
【００９６】
図９に示すように、本実施形態では、排水溝１６０は、流通部４１および連通部５２から隔離されているものの、隣接するチューブ１１の接合箇所の間には入り込んでいない。
【００９７】
上述の構成によっても、コア部１０で生成した凝縮水を、ヘッダタンク３０上面から排水溝１６０を介して排水することができ、排水溝１６０を設けていない場合より排水性を向上することができる。
【００９８】
（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態について図１０、１１に基づいて説明する。なお、図１０は第１の実施形態における図４に相当する図であり、図１１は第１の実施形態における図５に相当する図である。
【００９９】
本第５の実施形態は、前述の第１の実施形態と比較して、連通部の形成位置が異なる。なお、第１の実施形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その説明を省略する。
【０１００】
図１０に示すように、本実施形態では、流通部４１および連通部４５は、ともにタンク部４０に形成されている。タンク部４０には、下方向きに膨出した長円ドーム状の膨出部４４が、チューブ１１の積層ピッチと同一ピッチで形成され、チューブ１１は膨出部４４に対応した位置において平板状のプレート部５０に接合されている。そして、この膨出部４４の内部空間が、流通部４１と、流通部４１より幅が広いチューブ１１内とを連通する連通部４５となっている。
【０１０１】
図１１に示すように、排水溝６０は、第１の実施形態と同様に、流通部４１および連通部４５から隔離して形成されている。
【０１０２】
第１の実施形態のようにチューブ１１の接合箇所から排水溝６０に向かう傾斜面は形成されていないものの、上述の構成によっても、コア部１０で生成した凝縮水を、ヘッダタンク３０上面から排水溝６０を介して排水することができる。
【０１０３】
（第６の実施形態）
次に、第６の実施形態について図１２に基づいて説明する。なお、図１２は、第１の実施形態における図３に相当する図である。
【０１０４】
本第６の実施形態は、前述の第１の実施形態と比較して、チューブ列間に排水孔を追加した点が異なる。なお、第１の実施形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その説明を省略する。
【０１０５】
図１２に示すように、本実施形態では、貫通部として、排水溝６０とともに、排水孔６２が設けられている。排水孔６２は、２列に積層されたチューブ１１列間（上流側のコア部１０と下流側のコア部１０との間）において、流通部４１および連通部５２から隔離された部位に形成され、一部が隣接するチューブ１１の接合箇所の間に入り込むように配設されている。
【０１０６】
上述の構成によれば、コア部１０で生成した凝縮水を、ヘッダタンク３０上面から排水溝６０および排水孔６２を介して排水することができ、第１の実施形態より一層排水性を向上することができる。
【０１０７】
（第７の実施形態）
次に、第７の実施形態について図１３、１４に基づいて説明する。なお、図１３は第１の実施形態における図４に相当する図であり、図１４は第１の実施形態における図５に相当する図である。
【０１０８】
本第７の実施形態は、前述の第１、第６の実施形態と比較して、下側のタンクが流通部を備えておらずヘッダタンクではない点が異なる。なお、第１、第６の実施形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その説明を省略する。
【０１０９】
図１３に示すように、本実施形態の下側のタンクであるタンク１３０には、積層された２列のチューブ１１列群間において、異なる列の対応するチューブ１１内同士（コア部形成面に直交する方向に隣接するチューブ１１内同士）を連通する連通部１４５が形成されている。
【０１１０】
本実施形態のタンク部４０には、下方向きに膨出した長円ドーム状の膨出部１４４が、チューブ１１の積層ピッチと同一ピッチで形成され、チューブ１１は膨出部１４４に対応した位置において平板状のプレート部５０に接合されている。そして、この膨出部４４の内部空間が、空気流れ上流側コア部１０を構成するチューブ１１内と、空気流れ下流側コア部１０を構成するチューブ１１内とを、１対１で連通する連通部１４５となっている。
【０１１１】
本実施形態のヘッダタンク２０内にはセパレータは設けられておらず、空気流れ下流側コア部１０を構成するチューブ１１内を下降した冷媒は、連通部１４５内においてＵターンし、空気流れ上流側コア部１０を構成するチューブ１１内を上昇するようになっている。
【０１１２】
図１４に示すように、排水溝６０および排水孔６２は、連通部１４５から隔離して形成されている。
【０１１３】
上述の構成によれば、第６の実施形態と同様に、コア部１０で生成した凝縮水を、ヘッダタンク３０上面から排水溝６０および排水孔６２を介して排水することができる。また、タンク１３０長手方向に延びる流通部を有していないので、連通部１４５と重複しない領域内であれば、排水溝６０および排水孔６２を大きく確保することができる。したがって、排水性をさらに向上することができる。
【０１１４】
（他の実施形態）
上記第１〜第６の実施形態では、ヘッダタンク３０には、空気流れの上流側と下流側とに２列に配置されたチューブ１１列に対応して流通部４１が２列延設され、チューブ１１の接合箇所に対応する部位に、流通部４１とチューブ１１内とを連通する連通部５２が設けられていた。そして、貫通部（排水溝６０、排水孔６１、６２）は、流通部４１および連通部５２から隔離されるように設けられていた。しかし、貫通部は、下側のヘッダタンク３０の流通部４１および連通部５２と重複しない領域において略上下方向に貫通するように形成されていれば、蒸発器１の構成は上記第１〜第６の実施形態に限定されるものではない。
【０１１５】
例えば、図１５に示すように、積層されるチューブ１１列を１列としたものであってもよいし、図１６に示すような排水溝６０や排水孔６２形状としてもかまわない。また、図１７に示すように、ヘッダタンク３０をタンク部４０、プレート部５０および中間プレート５０ａから構成するものであってもよいし、図１８に示すように、排水溝６０形成部にかしめ構造を有しないものであってもよい。また、貫通部は上下方向（重力方向）から若干傾斜していてもかまわない。
【０１１６】
また、第１の実施形態において、フィン非形成部の風抜けを低減するためヘッダタンク３０上面とフィン１２下端との間隔Ｈ２を５ｍｍ以下としても、排水溝６０を介して凝縮水の排水を良好に行なうことができるので、熱交換性能を向上することができる旨の説明をしたが、ヘッダタンク３０上面とフィン１２下端との間隔が５ｍｍ以下であっても３ｍｍ以上である場合には、コア部１０形成面に直交する方向におけるコア部１０の外方に、ヘッダタンク３０上面とフィン１２下端と間への空気の流通を抑制する防風壁を設けることにより、この部分を通過する空気量をさらに抑制し、熱交換性能を一層向上することができる。
【０１１７】
例えば、図１９に示すように、ヘッダタンク３０上面とフィン１２下端（一点鎖線で図示）との間に対応する部位の空気流れ下流側領域に、空調ユニットケースの蒸発器支持壁を延設して風抜け防止壁７０を設け、防風壁としてもかまわない。
【０１１８】
また、上記第７の実施形態では、下側タンク１３０のタンク部４０に連通部１４５が形成され、連通部１４５は空気流れの上流側チューブ列と下流側チューブ列との対応するチューブ１１内同士を連通しており、貫通部（排水溝６０、排水孔６２）は、連通部１４５から隔離されるように設けられていたが、貫通部は、下側タンク１３０の連通部１４５と重複しない領域において略上下方向に貫通するように形成されていれば、蒸発器１の構成は上記第７の実施形態に限定されるものではない。
【０１１９】
例えば、図２０に示すように、タンク部４０とプレート部５０とに、それぞれ膨出部１４４、１５１を形成して連通部１４５を設けたものであってもかまわない。
【０１２０】
また、上記各実施形態では、貫通部（排水溝や排水孔）を上下のタンクの空気流れ上流側縁部、下流側縁部、および一部の実施形態では中央部に設けていたが、少なくとも下側タンクに設けられていればよい。また、下側タンクにおいても、チューブに沿って凝縮水が流れ落ち易い部位に形成されていればよい。
【０１２１】
例えば、チューブに沿って流れ落ちる凝縮水が送風空気に押し流され易い場合には、貫通部を下側タンクの空気流れ下流側縁部のみに設けるものであってもよいし、コア部形成面が空気流れ上流側に若干前傾している場合には、貫通部を下側タンクの空気流れ上流側縁部のみに設けるものであってもよい。
【０１２２】
また、蒸発器１内の冷媒流路は、上記各実施形態の冷媒流路に限定されるものではなく、本発明はチューブとタンクとが別体であり、チューブがタンクに挿入接合される蒸発器であれば、広く適用可能である。
【０１２３】
また、上記各実施形態では、蒸発器１内を流れる冷媒は二酸化炭素であったが、冷媒はこれに限定されるものではない。ただし、冷媒を二酸化炭素とする超臨界冷凍サイクルでは、フロン等を冷媒とする冷凍サイクルに対して冷媒圧力が極めて高い。このため、板厚等において設計自由度が高いチューブとタンクとが別体の冷媒蒸発器を採用することが軽量化やコストにおいて有利である。したがって、二酸化炭素を冷媒とする冷媒蒸発器に本発明を適用することは、極めて有効である。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】本発明を適用した第１の実施形態における冷媒蒸発器１の概略構成を示す正面図である。
【図２】第１の実施形態における冷媒蒸発器１の概略構成を示す側面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線一部拡大断面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図３のＣ−Ｃ線断面図である。
【図６】冷媒蒸発器１の要部を拡大図示した正面図である。
【図７】第２の実施形態における冷媒蒸発器１の要部断面図である。
【図８】第３の実施形態における冷媒蒸発器１の要部断面図である。
【図９】第４の実施形態における冷媒蒸発器１の要部断面図である。
【図１０】第５の実施形態における冷媒蒸発器１の要部断面図である。
【図１１】第５の実施形態における冷媒蒸発器１の要部断面図である。
【図１２】第６の実施形態における冷媒蒸発器１の要部断面図である。
【図１３】第７の実施形態における冷媒蒸発器１の要部断面図である。
【図１４】第７の実施形態における冷媒蒸発器１の要部断面図である。
【図１５】他の実施形態における冷媒蒸発器１の要部断面図である。
【図１６】他の実施形態における冷媒蒸発器１の要部断面図である。
【図１７】他の実施形態における冷媒蒸発器１の要部断面図である。
【図１８】他の実施形態における冷媒蒸発器１の要部断面図である。
【図１９】他の実施形態における冷媒蒸発器１の要部断面図である。
【図２０】他の実施形態における冷媒蒸発器１の要部断面図である。
【符号の説明】
【０１２５】
１  冷媒蒸発器
１０  コア部
１１  チューブ
１２  フィン
２０、３０  ヘッダタンク（タンク）
４０  タンク部（タンク部材）
４１  流通部（タンク内空間の一部）
４２、５５  欠損部
４３、５４  爪部（かしめ部）
４５、５２、１４５  連通部（タンク内空間の一部、膨出部内部空間）
５０  プレート部（プレート部材）
５１  膨出部
５３  傾斜面
６０、１６０  排水溝（貫通部、貫通凹部）
６１、６２  排水孔（貫通部、貫通孔）
７０  風抜け防止壁（防風壁）
１３０  下側タンク（タンク）
Ｄ  コア部厚さ
ＦＨ  フィン高さ（チューブ積層方向間隔）
ＦＰ  フィンピッチ
Ｈ１  膨出部高さ
Ｈ２  下側タンク上面とフィン下端との間隔
Ｌ  排水溝のチューブ接合箇所間配設部位の寸法
Ｗ１  流通部の幅
Ｗ２  チューブの幅
【図１】
2005283018.tif 000003
【図２】
2005283018.tif 000004
【図３】
2005283018.tif 000005
【図４】
2005283018.tif 000006
【図５】
2005283018.tif 000007
【図６】
2005283018.tif 000008
【図７】
2005283018.tif 000009
【図８】
2005283018.tif 000010
【図９】
2005283018.tif 000011
【図１０】
2005283018.tif 000012
【図１１】
2005283018.tif 000013
【図１２】
2005283018.tif 000014
【図１３】
2005283018.tif 000015
【図１４】
2005283018.tif 000016
【図１５】
2005283018.tif 000017
【図１６】
2005283018.tif 000018
【図１７】
2005283018.tif 000019
【図１８】
2005283018.tif 000020
【図１９】
2005283018.tif 000021
【図２０】
2005283018.tif 000022