(57)【要約】【課題】熱交換性能が高く、かつ製造コストの低い蒸発器を提供することを目的とする。【解決手段】蒸発器を、互いに平行に配置される複数のチューブと、各チューブの一端同士を接続する第一ヘッダ３と、各チューブの他端同士を接続する第二ヘッダと、第一ヘッダ３のチューブ配列方向の一端側に接続される冷媒取入口と、第二ヘッダのチューブ配列方向の一端側に接続される冷媒取出口とを有する構成とする。第一ヘッダ３には、その内部をチューブ配列方向に仕切って複数の区画Ｐを形成する仕切壁を設ける。第一ヘッダ３において、チューブとの接続部とは反対側に、冷媒取入口から前記区画Ｐのうちチューブ配列方向の他端に位置する第一区画まで通じる冷媒導入路１１を設ける。冷媒導入路１１を第一ヘッダ３と一体的に形成する。【選択図】      図２
2007139320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに平行に配置される複数のチューブと、
該各チューブの一端同士を接続する第一ヘッダと、
前記各チューブの他端同士を接続する第二ヘッダと、
前記第一ヘッダの前記チューブ配列方向の一端側に接続される冷媒取入口と、
前記第二ヘッダの前記チューブ配列方向の一端側に接続される冷媒取出口とを有し、
前記第一ヘッダと前記第二ヘッダとのうち少なくとも前記第一ヘッダには、その内部を前記チューブ配列方向に仕切って複数の区画を形成する仕切壁が設けられ、
前記第一ヘッダには、前記チューブとの接続部とは反対側に、前記冷媒取入口から前記区画のうち前記チューブ配列方向の他端に位置する第一区画まで通じる冷媒導入路が設けられており、
該冷媒導入路が、前記第一ヘッダと一体的に形成されている蒸発器。
【請求項２】
前記第一ヘッダの前記各区画が、前記チューブとの接続部とは反対側に凹部を有しており、
前記冷媒導入路は、前記凹部に沿って設けられている請求項１記載の蒸発器。
【請求項３】
前記冷媒導入路が、前記チューブへの外気の供給方向下流側に位置して設けられている請求項２に記載の蒸発器。
【請求項４】
前記冷媒導入路が、断面視における前記チューブの長手方向の寸法が前記チューブの長手方向に直交する方向の寸法よりも小さい扁平形状をなしている請求項１から３のいずれかに記載の蒸発器。
【請求項５】
前記第一ヘッダと前記冷媒導入路とが、押出成形によって一体的に形成されている請求項１から４のいずれかに記載の蒸発器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車両用空気調和装置等の冷凍サイクルに用いられる蒸発器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
蒸発器は、冷凍サイクル内の気液二相状態の冷媒と周辺雰囲気との間で熱交換を行うものである。
このような蒸発器としては、例えば後記の特許文献１に記載の蒸発器が知られている。
この蒸発器において、熱交換が行われる部分を構成する蒸発器コアは、略水平配置される上下のヘッダと、左右方向に間隔をおいて配されかつ両端が上下ヘッダに接続された複数の垂直熱交換管とを備えている。また、この蒸発器では、片面側に所定形状の凹部が形成されたコアプレートを凹部同士が向かい合うようにして接合し、このコアプレートの接合体をその接合方向に複数接合することによって上下のヘッダ及び垂直熱交換管が形成されている。すなわち、この蒸発器は、積層型の蒸発器とされている。
【０００３】
この蒸発器では、下ヘッダの右端に冷媒入口が設けられ、上ヘッダの右端に冷媒出口が設けられている。また、下ヘッダの右端から蒸発器コアの全長のほぼ３分の１のところに、下ヘッダ内を左右に区画する仕切壁が設けられており、上ヘッダの右端から蒸発器コアの全長のほぼ３分の１のところに、上ヘッダ内を左右に区画する仕切壁が設けられている。
さらに、下ヘッダには、その冷媒入口から、下ヘッダの仕切壁を貫通させてマルチパス形成用インナーパイプが挿入されている。下ヘッダの仕切壁には貫通孔が設けられており、マルチパス形成用インナーパイプは、先端をこの貫通孔に挿入した状態にして、ろう付けによって固定されている。
【０００４】
上記の構成により、蒸発器コア内には、下ヘッダの左側区画に接続された複数の熱交換管によって第１パスが形成され、蒸発器コアの中央部に位置する複数の熱交換管によって第２パスが形成され、上ヘッダの右側区画に接続された複数の熱交換管によって第３パスが形成されている。
すなわち、この蒸発器では、冷媒入口に供給された冷媒は、マルチパス形成用インナーパイプを通じて下ヘッダの右側区画に供給され、以降は、第一パス、上ヘッダの右側区画、第二パス、下ヘッダの左側区画、第三パス、上ヘッダの左側区画を順次通過して、各パスにて外気との熱交換が行われたのちに、冷媒出口に到達する。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２５４６４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、この蒸発器では、冷媒入口と冷媒出口とを蒸発器コアの同一端側に形成するために、下ヘッダに、下ヘッダとは別部材のマルチパス形成用インナーパイプを挿入している。
このため、この蒸発器では、マルチパス形成用インナーパイプによって下ヘッダ内の空間が一部占拠されていて、下ヘッダ内に形成される冷媒通路面積が小さいので、冷媒圧損が大きく、交換熱量が少ない。さらに、流路を流れる流体は、流路内壁面近傍では、内壁面との摩擦抵抗を受ける。この蒸発器のように下ヘッダ内にマルチパス形成用パイプを挿入した構成では、下ヘッダ内の流体が、ヘッダの内面に加えてパイプの外周面からも摩擦抵抗を受けるので、冷媒圧損が大きく、交換熱量が少ない。
また、この蒸発器では、製造工程で下ヘッダに対してマルチパス形成用インナーパイプを位置決めする位置決め作業、及び下ヘッダに対してマルチパス形成用インナーパイプをろう付けする固定作業が必要で、製造工程が複雑となるので、製造コストが高い。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、熱交換性能が高く、かつ製造コストの低い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】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明は、互いに平行に配置される複数のチューブと、該各チューブの一端同士を接続する第一ヘッダと、前記各チューブの他端同士を接続する第二ヘッダと、前記第一ヘッダの前記チューブ配列方向の一端側に接続される冷媒取入口と、前記第二ヘッダの前記チューブ配列方向の一端側に接続される冷媒取出口とを有し、前記第一ヘッダと前記第二ヘッダとのうち少なくとも前記第一ヘッダには、その内部を前記チューブ配列方向に仕切って複数の区画を形成する仕切壁が設けられ、前記第一ヘッダには、前記チューブとの接続部とは反対側に、前記冷媒取入口から前記区画のうち前記チューブ配列方向の他端に位置する第一区画まで通じる冷媒導入路が設けられており、該冷媒導入路が、前記第一ヘッダと一体的に形成されている蒸発器を提供する。
【０００９】
このように構成される蒸発器では、第一ヘッダのチューブ配列方向の一端に設けられる冷媒取入口に供給された冷媒は、冷媒導入路を通じて第一ヘッダの他端の第一区画に供給され、以降は第一ヘッダと第二ヘッダとの間のチューブによって形成されたパス、及び第一ヘッダ、第二ヘッダを通過して、第二ヘッダのチューブ配列方向の一端に設けられた冷媒取出口に到達する。
この蒸発器では、冷媒導入路が、第一ヘッダのチューブとの接続部とは反対側に、第一ヘッダ内の区画とは独立して設けられている。
このため、この蒸発器では、第一ヘッダの各区画内の空間を十分に確保することができるので、冷媒圧損が小さく、交換熱量が大きい。また、この構成では、第一ヘッダ内の流体は、第一ヘッダの内面からのみ摩擦抵抗を受けるので、冷媒圧損が小さく、交換熱量が多い。
また、この蒸発器では、第一ヘッダと冷媒導入路とが一体の部材によって構成されているので、製造工程が簡略化されることになり、製造コストが抑えられる。
【００１０】
上記本発明において、第一ヘッダの前記各区画が、前記チューブとの接続部とは反対側に凹部を有しており、前記冷媒導入路は、前記凹部に沿って設けられていてもよい。
この場合には、冷媒導入路の一部が各区画の凹部内に収容されるので、蒸発器においてチューブの延在方向に沿った寸法に占める第一ヘッダの割合が低減される。
すなわち、この構成では、蒸発器においてチューブの延在方向に沿った寸法に占めるチューブの割合が大きく、蒸発器の設置スペースに占める有効熱交換領域が大きいので、熱交換性能が高い。
【００１１】
また、上記構成において、前記冷媒導入路が、前記チューブへの外気の供給方向下流側に位置して設けられていてもよい。
この場合には、第一ヘッダの各区画では、チューブへの外気の供給方向上流側における流路面積が、チューブへの外気の供給方向下流側における流路断面積よりも大きくなる。このため、第一ヘッダの各区画において、外気の供給方向上流側（すなわち外気が直接吹き付けられる側）での冷媒流量が多くなり、第一ヘッダにおける冷媒と外気との交換熱量が多くなり、性能が向上する。
【００１２】
また、上記本発明において、前記冷媒導入路が、断面視における前記チューブの長手方向の寸法が前記チューブの長手方向に直交する方向の寸法よりも小さい扁平形状をなしていてもよい。
この場合には、蒸発器においてチューブの延在方向に沿った寸法に占める第一ヘッダの割合が低減される。
すなわち、この構成では、蒸発器においてチューブの延在方向に沿った寸法に占めるチューブの割合が大きく、蒸発器の設置スペースに占める有効熱交換領域が大きいので、熱交換性能が高い。
【００１３】
また、上記本発明において、前記第一ヘッダと前記冷媒導入路とが、押出成形によって一体的に形成されていてもよい。
この場合には、冷媒導入路が一体的に設けられた第一ヘッダを容易に製造することができるので、蒸発器の製造が容易である。
【発明の効果】
【００１４】
このように構成される蒸発器では、第一ヘッダの各区画内の空間を十分に確保することができるので、冷媒圧損が小さく、交換熱量が大きい。
また、この蒸発器では、第一ヘッダと冷媒導入路とが一体の部材によって構成されているので、製造工程が簡略化されることになり、製造コストが抑えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
［第一実施形態］
以下、本発明の第一実施形態について、図１から図３を用いて説明する。
本実施形態に示す蒸発器１は、車両用空気調和装置の冷凍サイクルに用いられる蒸発器であって、図１に示すように、互いに略平行に配置される複数のチューブ２と、各チューブ２の一端同士を接続する第一ヘッダ３と、各チューブ２の他端同士を接続する第二ヘッダ４とを有している。
【００１６】
これらチューブ２、第一ヘッダ３、及び第二ヘッダ４は、片面側に所定形状の凹部が形成されたコアプレートを凹部同士が向かい合うようにして接合し、このコアプレートの接合体をその接合方向に複数接合することによって形成されている。
第一ヘッダ３のチューブ配列方向の一端側には冷媒取入口３ａが接続されており、第二ヘッダ４のチューブ配列方向の一端側には冷媒取出口４ａが接続されている。
冷媒取入口３ａには、冷凍サイクルを構成する膨張弁５が取り付けられている。
【００１７】
第一ヘッダ３には、その内部をチューブ配列方向に仕切って複数の区画Ｐを形成する仕切壁６が設けられている。本実施形態では、第一ヘッダ３においてチューブ配列方向の一端から他端に向けてチューブ配列方向の全長の約２／３離間した位置に設けられている。これによって、第一ヘッダ３内には、チューブ配列方向の他端側を構成する第一区画Ｐ１と、チューブ配列方向の一端側を構成する第二区画Ｐ２とが形成されている。
第二ヘッダ４には、その内部をチューブ配列方向に仕切って複数の区画Ｐを形成する仕切壁７が設けられている。本実施形態では、第二ヘッダ４においてチューブ配列方向の一端から他端に向けてチューブ配列方向の全長の約１／３離間した位置に設けられている。これによって、第二ヘッダ４内には、チューブ配列方向の他端側を構成する第三区画Ｐ３と、チューブ配列方向の一端側を構成する第四区画Ｐ４とが形成されている。
【００１８】
第一ヘッダ３には、チューブ２との接続部とは反対側に、冷媒取入口３ａからチューブ配列方向の他端に位置する第一区画Ｐ１まで通じる冷媒導入路１１が設けられている。
図２に示すように、この冷媒導入路１１は、第一ヘッダ３と一体的に形成されている。
また、冷媒導入路１１は、断面視におけるチューブの長手方向の寸法Ｙが、チューブの長手方向に直交する方向の寸法Ｙよりも小さい扁平形状をなしている。
【００１９】
このように構成される蒸発器１では、第一ヘッダ３のチューブ配列方向の一端に設けられる冷媒取入口３ａに供給された冷媒は、冷媒導入路１１を通じて第一ヘッダ３の第一区画Ｐ１に供給され、以降は第一区画Ｐ１と第二ヘッダ４の第三区画Ｐ３との間のチューブ２によって形成された第一パス、第二ヘッダ４の第三区画Ｐ３、第三区画Ｐ３と第一ヘッダ３の第二区画Ｐ２との間のチューブ２によって形成された第二パス、第二区画Ｐ２，第二区画Ｐ２と第二ヘッダ４の第四区画Ｐ４との間のチューブ２によって形成された第三パス、及び第四区画Ｐ４をこの順番で通過して、各パスにて外気との熱交換が行われたのちに、第二ヘッダ４に設けられた冷媒取出口４ａに到達する。
【００２０】
この蒸発器１では、冷媒導入路１１が、第一ヘッダ３のチューブ２との接続部とは反対側に、第一ヘッダ３内の区画Ｐとは独立して設けられている。
このため、この蒸発器１では、第一ヘッダ３の各区画Ｐ内の空間を十分に確保することができるので、冷媒圧損が小さく、交換熱量が大きい。
また、この蒸発器１では、第一ヘッダ３と冷媒導入路１１とが一体の部材によって構成されているので、製造工程が簡略化されることになり、製造コストが抑えられる。
【００２１】
［第二実施形態］
以下、本発明の第二実施形態について、図３を用いて説明する。
本実施形態に示す蒸発器２１は、第一実施形態に示す蒸発器１において、第一ヘッダ３の代わりに、第一ヘッダ２３を用いたものである。
第一ヘッダ２３は、第一実施形態で示した第一ヘッダ３において、各区画Ｐが、チューブ配列方向に直交する断面視において、チューブ２との接続部とは反対側に凹部２４を有する形状に形成されていて、冷媒導入路１１が、この凹部２４に沿って設けられたものである。
本実施形態では、凹部２４は、第一ヘッダ２３の幅方向の略中央位置に設けられている。すなわち、本実施形態では、冷媒導入路１１も、第一ヘッダ２３の幅方向の略中央位置に設けられている。
【００２２】
このように構成される蒸発器２１では、冷媒導入路１１の一部が第一ヘッダ２３の各区画Ｐの凹部２４内に収容されるので、蒸発器２１においてチューブ２の延在方向に沿った寸法に占める第一ヘッダ２３の割合が低減される。
すなわち、この構成では、蒸発器２１においてチューブ２の延在方向に沿った寸法に占めるチューブ２の割合が大きく、蒸発器２１の設置スペースに占める有効熱交換領域が大きいので、熱交換性能が高い。
【００２３】
［第三実施形態］
以下、本発明の第三実施形態について、図４を用いて説明する。
本実施形態に示す蒸発器３１は、第二実施形態に示す蒸発器２１において、第一ヘッダ２３の代わりに、第一ヘッダ３３を用いたものである。
第一ヘッダ３３は、第二実施形態で示した第一ヘッダ２３において、各区画Ｐの凹部２４及び冷媒導入路１１が、チューブ２への外気の供給方向下流側に位置して設けられたものである。
【００２４】
このように構成される蒸発器３１では、第一ヘッダ３３の各区画Ｐでは、チューブ２への外気の供給方向上流側における流路面積が、チューブへの外気の供給方向下流側における流路断面積よりも大きくなる。このため、第一ヘッダ３３の各区画において、外気の供給方向上流側（すなわち外気が直接吹き付けられる側）での冷媒流量が多くなり、第一ヘッダ３３における冷媒と外気との交換熱量が多くなり、性能が向上する。
【００２５】
ここで、上記各実施の形態では、チューブ、第一ヘッダ、及び第二ヘッダを、プレートを張り合わせることによって作成した構成を示したが、これに限られることなく、チューブ、第一ヘッダ、及び第二ヘッダを、それぞれ別部材として作成したのちにろう付け等によって接続してもよい。
この場合には、第一ヘッダと冷媒導入路とを、押出成形によって一体的に形成された構成としてもよい。この場合には、冷媒導入路が一体的に設けられた第一ヘッダを容易に製造することができるので、蒸発器の製造が容易である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第一実施形態に係る蒸発器を示す斜視図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る蒸発器を示す断面図である。
【図３】本発明の第二実施形態に係る蒸発器を示す断面図である。
【図４】本発明の第三実施形態に係る蒸発器を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１，２１，３１  蒸発器
２  チューブ
３，２３，３３  第一ヘッダ
３ａ  冷媒取入口
４  第二ヘッダ
４ａ  冷媒取出口
６  仕切壁
１１  冷媒導入路
２４  凹部
Ｐ  区画
Ｐ１  第一区画
【図１】
2007139320.tif 000003
【図２】
2007139320.tif 000004
【図３】
2007139320.tif 000005
【図４】
2007139320.tif 000006