(57)【要約】【課題】  タンクの入口側から奥側に至る各チューブへの冷媒の流入量を均一化し、そこで熱交換される空気の温度を蒸発器全体で均一化する。【解決手段】  複数本のチューブ２Ａ〜２Ｆと、各チューブ２Ａ〜２Ｆの一端側がそれぞれ挿入されて連通された入口側タンク４と、各チューブ２Ａ〜２Ｆの他端側がそれぞれ挿入されて連通された出口側タンク５と、上記入口側タンク４に接続され当該入口側タンク４内に冷媒１１を供給する冷媒入口パイプ６と、上記出口側タンク５に接続され上記各チューブ２Ａ〜２Ｆ内を流通した冷媒１１を外部へ排出させる冷媒出口パイプ７とを備えた蒸発器１において、前記チューブ２が前記入口側タンク４に挿入された位置でのタンク内断面積をＳＡとし、その位置での冷媒１１が通過可能な冷媒通過断面積をＳＣとしたときに、ＳＣ／ＳＡ＝０．３〜０．６とした。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本のチューブ（２）と、各チューブ（２）の一端側がそれぞれ挿入されて連通された入口側タンク（４）と、各チューブ（２）の他端側がそれぞれ挿入されて連通された出口側タンク（５）と、上記入口側タンク（４）に接続され当該入口側タンク（４）内に冷媒を供給する冷媒入口パイプ（６）と、上記出口側タンク（５）に接続され上記各チューブ（２）内を流通した冷媒（１１）を外部へ排出させる冷媒出口パイプ（７）とを備えた蒸発器（１）において、
前記チューブ（２）が前記入口側タンク（４）に挿入された位置でのタンク内断面積をＳＡとし、その位置での冷媒（１１）が通過可能な冷媒通過断面積をＳＣとしたときに、ＳＣ／ＳＡ＝０．３〜０．６とした
ことを特徴とする蒸発器。
【請求項２】
請求項１に記載の蒸発器であって、
前記ＳＣ／ＳＡ＝０．３〜０．６とされるチューブ（２Ａ〜２Ｃ）は、少なくとも前記入口側タンク（４）の入口側近傍部に設ける
ことを特徴とする蒸発器。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の蒸発器であって、
前記入口側タンク（４）内に挿入されたチューブ（２）の挿入部分（２ａ）が、タンク内流路（９）を閉塞している
ことを特徴とする蒸発器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車用空気調和装置等に用いられる蒸発器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の蒸発器としては、例えば図５及び図６に示すような構造の蒸発器１０１が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
かかる蒸発器１０１は、図５に示すように、内部に平行で独立した複数列の分岐流路１０２が形成された偏平通液管１０３を、一端の入口部１０４から他端の出口部１０５に至るまで蛇行させると共に、この蛇行部１０６における通液管１０３の相互間にコルゲートフィン１０７を介装させた構造としている。
【０００４】
そして、この蒸発器１０１では、図６に示すように、入口部１０４に設けた流体供給用導管１０８及び出口部１０５に設けた流体排出用導管１０９の空気の流れ方向Ａにおける下流側端部より上流側端部の方を、各導管１０８、１０９の内壁１０８ａ、１０９ａとの間隔が広くなるように構成している。すなわち、空気流れ方向Ａの上流側端部では、各導管１０８、１０９の内周壁１０８ａ、１０９ａと分岐流路１０２の開口端１１０、１１１との間隔を大きく取り、下流側ではこれを小さくするように構成し、これにより流入空気と接触する側の分岐流路には流体（冷媒）が流れ難くしている。
【０００５】
このように構成すれば、流体供給用導管１０８から流入した流体は、通液管１０３に流入する際に手前側に位置する分岐流路１０２の開口端１１０ａには流入し難く、間隔の広い奥部分の分岐流路１０２の開口端１１０ａから多量に流入することになる。各導管１０８、１０９に突出する偏平通液管１０３をこのように傾斜させることなく、平らにすると、流体入口に近い分岐流路１０２に多く流体が流れ込み、奥の分岐流路１０２には流体の流れ込みが減り、流量ばらつきにより蒸発器の部位によって熱交換される空気温度にばらつきが生じてしまう。しかしながら、本構造にすれば、蒸発器全域に亘って熱交換作用の均質化がなされ、熱交換効率が向上する。
【特許文献１】実公昭５９−３２５１号公報（第２頁、第４図〜第６図参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、かかる特許文献１に記載の蒸発器１０１では、図７に示すように、偏平通液管１０３と導管１０８、１０９との間には、その偏平通液管１０３の側面を流体１１２が流通する隙間１１３Ａ、１１３Ｂが存在している。
【０００７】
そのため、折角、流体入口側の偏平通液管１０３の突出量を多くして入口側の分岐流路１０２に流体１１２を流入し難くしても、その偏平通液管１０３の側面と導管１０８、１０９と間の隙間１１３Ａ、１１３Ｂから流体１１２が流れてしまい、結果として入口近傍の分岐流路１０２に流体１１２が多く流れ込んでしまう。
【０００８】
そこで、本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、タンクの入口側から奥側に至る各チューブへの冷媒の流入量を均一化し、そこで熱交換される空気の温度を蒸発器全体で均一化することのできる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】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、複数本のチューブと、各チューブの一端側がそれぞれ挿入されて連通された入口側タンクと、各チューブの他端側がそれぞれ挿入されて連通された出口側タンクと、上記入口側タンクに接続され当該入口側タンク内に冷媒を供給する冷媒入口パイプと、上記出口側タンクに接続され上記各チューブ内を流通した冷媒を外部へ排出させる冷媒出口パイプとを備えた蒸発器において、前記チューブが前記入口側タンクに挿入された位置でのタンク内断面積をＳＡとし、その位置での冷媒が通過可能な冷媒通過断面積をＳＣとしたときに、ＳＣ／ＳＡ＝０．３〜０．６としたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の蒸発器であって、前記ＳＣ／ＳＡ＝０．３〜０．６とされるチューブは、少なくとも前記入口側タンクの入口側近傍部に設けることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の蒸発器であって、前記入口側タンク内に挿入されたチューブの挿入部分が、タンク内流路を閉塞していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、チューブが入口側タンクに挿入された位置でのタンク内断面積をＳＡとし、その位置での冷媒が通過可能な冷媒通過断面積をＳＣとしたときに、ＳＣ／ＳＡ＝０．３〜０．６とすると、タンク内に突き出たチューブによって冷媒が通過可能な冷媒通過断面積が狭まることになるから、そこを流れる冷媒の流速が速まり入口から奥へと冷媒がより多く流れるようになる。したがって、タンクの奥側よりも入口側で冷媒が多く流れ込み易い状態から各チューブへ均等に冷媒が流れるようになり、タンク入口から奥に至る各チューブへの冷媒の流入量が均一化され、そこで熱交換される空気の温度を蒸発器全体で均一なものとすることができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、ＳＣ／ＳＡ＝０．３〜０．６とされるチューブを、少なくとも入口側タンクの入口側近傍部に設ければ、入口側タンクに挿入された各チューブへ流れる冷媒の流量を均一なものとすることができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、入口側タンク内に挿入されたチューブの挿入部分が、タンク内流路を閉塞しているので、チューブ側面とタンクとの間から冷媒が流れるのを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施の形態は、自動車用空気調和装置の蒸発器に、本発明を適用した例である。
【００１６】
図１は本実施の形態の蒸発器の斜視図、図２は図１のＡ−Ａ線位置における要部拡大断面図、図３（Ａ）は図２のＢ−Ｂ線位置における要部拡大断面図、図３（Ｂ）は図２のＣ−Ｃ線位置における要部拡大断面図、図４は各チューブに流入する冷媒流量分布を示す特性図である。
【００１７】
蒸発器１は、図１及び図２に示すように、複数本のチューブ２（２Ａ〜２Ｆ）と、これらチューブ２間に配置された波型形状のアウターフィン３と、各チューブ２の一端側がそれぞれ挿入されて連通された入口側タンク４と、各チューブ２の他端側がそれぞれ挿入されて連通された出口側タンク５と、上記入口側タンク４に接続され当該入口側タンク４内に冷媒を供給する冷媒入口パイプ６と、上記出口側タンク５に接続され上記各チューブ２内を流通した冷媒を外部へ排出させる冷媒出口パイプ７とを備えている。
【００１８】
チューブ２は、内部に冷媒を流通させる冷媒流通孔８を有した偏平チューブとして形成されている。本実施の形態では、６本のチューブ２が使用される。アウターフィン３は、波型形状とされ、所定間隔を置いて配置されるチューブ２間に接して設けられている。
【００１９】
入口側タンク４は、チューブ２の一端側を所定間隔を置いて挿入保持させる座板４Ａと、この座板４Ａに取り付けられるタンク部材４Ｂとからなり、それら座板４Ａとタンク部材４Ｂとで形成される空間を冷媒流入用のタンク内流路９としている。
【００２０】
出口側タンク５は、やはり入口側タンク４と同様、チューブ２の他端側を所定間隔を置いて挿入保持させる座板５Ａと、この座板５Ａに取り付けられるタンク部材５Ｂとからなり、それら座板５Ａとタンク部材５Ｂとで形成される空間を冷媒流出用のタンク内流路（図示は省略する）としている。
【００２１】
冷媒入口パイプ６は、入口側タンク４におけるタンク部材４Ｂの一側面に取り付けられ、冷媒を入口側タンク４内へと流入させる。冷媒出口パイプ７は、出口側タンク５におけるタンク部材５Ｂの一側面に取り付けられ、出口側タンク５から冷媒を蒸発器１外へと流出させる。
【００２２】
そして特に本実施の形態では、入口側タンク４とチューブ２とは、図３に示すように、入口側タンク４内に挿入されたチューブ２（２Ａ）の挿入部分２ａがタンク部材４Ｂの内壁面４ｂとの間に隙間が生じないように接して設けられ、タンク内流路９の下端側を塞ぐようになっている。出口側タンク５とチューブ２も同様の構造とされている。
【００２３】
また、本実施の形態では、図２に示すように、入口側タンク４の入口側から奥に向かって３本のチューブ２Ａ、２Ｂ、２Ｃは、その挿入部分２ａがタンク内高さＨの約半分位の位置まで突き出ている。残りの３本のチューブ２Ｄ、２Ｅ、２Ｆは、入口側近傍のチューブ２Ａ、２Ｂ、２Ｃとは異なり、その挿入部分２ａがタンク内に僅かに突き出している。
【００２４】
また、本実施の形態では、前記入口側近傍部に設けられた３本のチューブ２Ａ、２Ｂ、２Ｃは、チューブ挿入位置でのタンク内断面積をＳＡとし、その位置での冷媒１１が通過可能な冷媒通過断面積をＳＣとしたときに、ＳＣ／ＳＡ＝０．３〜０．６とされている。
【００２５】
このように、タンク内流路９の約下半分をチューブ２の挿入部分２ａで閉塞する構造としたことで、冷媒入口パイプ６から入口側タンク４内へと流入する冷媒１１は、入口側のチューブ２Ａから順次奥のチューブ２Ｂ、２Ｃ・・・へと乗り越えながらタンク奥方向へ流入する。このとき、入口側近傍部に設けられた３本のチューブ２Ａ、２Ｂ、２Ｃが配置される部分では、奥側に設けられた３本のチューブ２Ｄ、２Ｅ、２Ｆに比べて前記した冷媒通過断面積ＳＣが狭くされているため、冷媒１１が各チューブ２Ａ、２Ｂ、２Ｃを乗り越える際のスピードが速くなり、入口側タンク４の入口側から奥へとより多く冷媒１１が流れることになる。
【００２６】
その結果、タンクの奥側よりも入口側で冷媒１１がより多く流れ込み易い状態から各チューブ２Ａ〜２Ｆへ均等に冷媒１１が流れるようになり、タンク入口から奥に至る各チューブ２Ａ〜２Ｆへの冷媒１１の流入量が均一化され、そこで熱交換される空気の温度を蒸発器全体で均一なものとすることができる。
【００２７】
本発明者等は、入口側近傍部に設けた３本のチューブ２Ａ、２Ｂ、２Ｃの入口側タンク４内への突き出し量を多くして（冷媒通過断面積ＳＣを狭めて）、冷媒１１が各チューブ２Ａ、２Ｂ、２Ｃを乗り越える際のスピードを速め、通過冷媒量が多くなることを実験で確認した。実験は、６本のチューブ２Ａ〜２Ｆのうち、入口側の３本のチューブ２Ａ、２Ｂ、２Ｃのタンク内への突き出し量を変化させ、そのときの各チューブ２Ａ〜２Ｆ内に流入する冷媒流量を測定した。その結果を図４に示す。
【００２８】
この結果から分かるように、チューブ２の突き出しによって冷媒通過断面積ＳＣを一定の範囲で狭めれば、各チューブ２内に流入する冷媒１１の流量ばらつきを無視できる程度まで無くすことができる。具体的には、ＳＣ／ＳＡ＝０．３〜０．６の範囲とすれば、実用上、各チューブ２Ａ〜２Ｆに流入する冷媒流量のばらつきを無視することができる。
【００２９】
以上、本実施の形態の蒸発器１によれば、チューブ２が入口側タンク４に挿入された位置でのタンク内断面積をＳＡとし、その位置での冷媒１１が通過可能な冷媒通過断面積をＳＣとしたときに、ＳＣ／ＳＡ＝０．３〜０．６とすると、タンク内に突き出たチューブ２によって冷媒１１が通過可能な冷媒通過断面積ＳＣが狭まることになるから、そこを流れる冷媒１１の流速が速まり入口から奥へと冷媒１１がより多く流れるようになる。したがって、入口側タンク４の奥側よりも入口側で冷媒１１が多く流れ込み易い状態から各チューブ２Ａ〜２Ｆへ均等に冷媒１１が流れるようになり、タンク入口から奥に至る各チューブ２Ａ〜２Ｆへの冷媒１１の流量が均一化され、そこで熱交換される空気の温度を蒸発器１全体で均一なものとすることができる。
【００３０】
また、本実施の形態の蒸発器１によれば、ＳＣ／ＳＡ＝０．３〜０．６とされるチューブ２Ａ〜２Ｃを、少なくとも入口側タンク４の入口側近傍部に設ければ、入口側タンク４に挿入された各チューブ２Ａ〜２Ｆへ流れる冷媒１１の流量を均一なものとすることができる。
【００３１】
また、本実施の形態の蒸発器１によれば、入口側タンク４内に挿入されたチューブ２Ａ〜２Ｆの挿入部分２ａが、タンク内流路９を閉塞しているので、チューブ側面とタンクとの間から冷媒１１が流れるのを防止できる。
【００３２】
以上、本発明を適用した具体的な実施の形態について説明したが、上述の実施の形態は、本発明の一例に過ぎないからこれら実施の形態に本発明が制限されることはない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本実施の形態の蒸発器の斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線位置における要部拡大断面図である。
【図３】図３（Ａ）は図２のＢ−Ｂ線位置における要部拡大断面図、図３（Ｂ）は図２のＣ−Ｃ線位置における要部拡大断面図である。
【図４】各チューブに流入する冷媒流量分布を示す特性図である。
【図５】従来の蒸発器の斜視図である。
【図６】図６（Ａ）は図５の流体入口側の要部断面図、図６（Ｂ）は図５の流体出口側の要部断面図である。
【図７】図５の蒸発器の導管に通液管が挿入された状態を示す要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１…蒸発器
２（２Ａ〜２Ｆ）…チューブ
３…アウターフィン
４…入口側タンク
４Ａ…座板
４Ｂ…タンク部材
５…出口側タンク
５Ａ…座板
５Ｂ…タンク部材
６…冷媒入口パイプ
７…冷媒出口パイプ
８…冷媒流通路
９…タンク内流路
１１…冷媒
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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