(57)【要約】【課題】二酸化炭素を含む非共沸性混合冷媒を使用しつつ、効率良く除湿できる蒸発器を提供する。【解決手段】本発明は、第１蒸発器コア１１と、第２蒸発器コア１２とを備えた蒸発器を対象としている。二酸化炭素を含む非共沸性混合冷媒Ｒを第１および第２蒸発器コア１１，１２にこの順に流通させて蒸発させるとともに、空気Ａを第１および第２蒸発器コア１１，１２にこの順に通過させて、冷媒との間で熱交換させる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１蒸発器コアと、第２蒸発器コアとを備えた蒸発器であって、
二酸化炭素を含む非共沸性混合冷媒を第１および第２蒸発器コアにこの順に流通させて蒸発させるとともに、
空気を前記第１および第２蒸発器コアにこの順に通過させて、冷媒との間で熱交換させるようにしたことを特徴とする蒸発器。
【請求項２】
前記第１および第２蒸発器コアが、空気の流れ方向に対し直交する方向に並列に配置された複数の熱交換チューブをもってそれぞれ構成され、
前記第１および第２蒸発器コアが空気の流れ方向に沿って並列に配置され、
前記第１および第２蒸発器コアにおける複数の熱交換チューブの各間に通過させる空気と、複数の熱交換チューブ内に流通させる冷媒との間で熱交換させるようにした請求項１に記載の蒸発器。
【請求項３】
前記第１蒸発器コアにおける複数の熱交換チューブの冷媒流入側端部が、流入側ヘッダーに連通接続されるとともに、前記第２蒸発器コアにおける複数の熱交換チューブの冷媒流出側端部が、流出側ヘッダーに連通接続され、
前記第１蒸発器コアにおける複数の熱交換チューブの冷媒流出側端部と、前記第２蒸発器コアにおける複数の熱交換チューブの冷媒流入側端部とが、冷媒ターン用ヘッダーにそれぞれ連通接続される請求項２に記載の蒸発器。
【請求項４】
前記熱交換チューブは、チューブ長さ方向に連続する複数の冷媒通路孔がチューブ幅方向に並列に設けられる請求項２または３に記載の蒸発器。
【請求項５】
前記熱交換チューブは、隣合う冷媒通路孔間の仕切壁に、隣合う冷媒通路孔同士を連通する連通孔が形成されて、冷媒通路孔を流通する冷媒が、前記連通孔を介して冷媒通路孔間を行き来できるよう構成される請求項４に記載の蒸発器。
【請求項６】
冷媒が、二酸化炭素を主成分とするジメチルエーテルとの混合冷媒によって構成される請求項１〜５のいずれか１項に記載の蒸発器。
【請求項７】
前記蒸発器コアが３つ以上設けられ、
冷媒を前記複数の蒸発器コアに順次流通させるとともに、その流通順序と同じ順序で空気を前記複数の蒸発器コアに通過させるようにした請求項１〜６のいずれか１項に記載の蒸発器。
【請求項８】
圧縮機によって圧縮された冷媒が冷却器によって冷却されるとともに、その冷却冷媒が減圧手段によって減圧されて蒸発器で蒸発されてから、前記圧縮機に戻る冷凍サイクルであって、
前記蒸発器が、請求項１〜７のいずれか１項に記載の蒸発器によって構成されたことを特徴とする冷凍サイクル。
【請求項９】
前記蒸発器を通過した空気を加熱するための加熱器が設けられた請求項８に記載の冷凍サイクル。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の冷凍サイクルを備えたことを特徴とする自動車用エアコン。
【請求項１１】
請求項８または９に記載の冷凍サイクルを備えたことを特徴とするルームエアコン。
【請求項１２】
第１蒸発器コアと、第２蒸発器コアとを備えた除湿空気調和装置であって、
二酸化炭素を含む非共沸性混合冷媒を第１および第２蒸発器コアにこの順に流通させて蒸発させるとともに、
空気を前記第１および第２蒸発器コアにこの順に通過させて、冷媒との間で熱交換させる一方、
空気を前記第１蒸発器コアで除湿するようにしたことを特徴とする除湿空気調和装置。
【請求項１３】
空気を前記第２蒸発器コアで加熱するようにした請求項１２に記載の除湿空気調和装置。
【請求項１４】
第１蒸発器コアと、第２蒸発器コアとを備え、
二酸化炭素を含む非共沸性混合冷媒を第１および第２蒸発器コアにこの順に流通させて蒸発させるとともに、
空気を前記第１および第２蒸発器コアにこの順に通過させて、冷媒との間で熱交換させるようにしたことを特徴とする蒸発方法。
【請求項１５】
第１蒸発器コアと、第２蒸発器コアとを備え、
二酸化炭素を含む非共沸性混合冷媒を第１および第２蒸発器コアにこの順に流通させて蒸発させるとともに、
空気を前記第１および第２蒸発器コアにこの順に通過させて、冷媒との間で熱交換させる一方、
空気を前記第１蒸発器コアで除湿するようにしたことを特徴とする除湿空気調和方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、冷媒として二酸化炭素を含む非共沸性混合冷媒が用いられる蒸発器およびその関連技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用エアコンなどの空気調和装置においては、燃費向上のために、省動力化が要求されている。特に電気自動車用空気調和装置では、暖房用のヒータや、冷凍サイクルの圧縮機駆動用モータによる消費電力が、自動車の走行距離に多大な影響を及ぼすため、省電力化が強く要求される。
【０００３】
自動車用空気調和装置において、省電力化を図るには、内気循環量を多くして冷暖房負荷を低下させることが有効であるが、外気温度が低い場合に、内気循環量を多くしておくと、窓ガラス（ウインドシールド）に曇りが発生する。そこで自動車用空気調和装置ではたとえば、除湿することによって窓ガラスの曇りを防止するようにしている。
【０００４】
従来より、除湿機能付きの空気調和装置（除湿空気調和装置）としては特許文献１，２に示すように、再熱除湿方式のものが多く採用されている。
【０００５】
同文献に示す除湿空気調和装置においては、蒸発器で空気を冷却することにより空気中の水分の一部を凝縮させて除湿する。そしてその冷却除湿された空気を加熱器によって快適温度まで再加熱してから室内に導入するようにしている。
【０００６】
ところが、特許文献１，２に示すような除湿空気調和装置においては、蒸発器によって冷却した空気を、加熱器によって加熱するものであるため、この加熱処理に多くの電力を消費してしまい、省電力で効率良く除湿することが困難であるという問題が発生する。
【０００７】
一方、自動車用空気調和装置においては従来より、系内を循環する冷媒としてＲ１３４ａなどのフロン系冷媒が用いられているが、フロン系冷媒は、オゾン破壊物質、温暖化物質であり、地球環境問題に対処できないため、脱フロン化の空調技術として特許文献３に示すように、自然界に存在する二酸化炭素（ＣＯ2 ）を冷媒として用いる冷凍サイクルが注目を集めている。
【特許文献１】特許第３１８１４１８号（図１，２）
【特許文献２】特開２００４−１２０７０号（図１，２）
【特許文献３】特開２００１−９９５２２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献３に示すように二酸化炭素冷媒を用いた冷凍サイクルにおいては、冷媒系内が、フロン系冷媒に比べて非常に高圧になるため、耐圧性を確保することが困難であり、所望の冷凍性能を得ることができないという問題があった。
【０００９】
このような技術背景の下、本発明者らは、日々研究を重ねた結果、自然界に存在する二酸化炭素を主体とした非共沸性混合冷媒を使用することによって、所望の冷凍性能を得ることができることを見出した。従って、その二酸化炭素を主体とした非共沸性混合冷媒を使用した上で、上記再熱除湿方式によって効率良く除湿することができる蒸発器などの冷凍システム技術の開発が強く望まれているというのが現状である。
【００１０】
この発明は、上記従来技術の問題を解消し、二酸化炭素を含む非共沸性混合冷媒を使用しつつ、効率良く除湿することができる蒸発器およびその関連技術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】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明は以下の構成を要旨としている。
【００１２】
［１］  第１蒸発器コアと、第２蒸発器コアとを備えた蒸発器であって、
二酸化炭素を含む非共沸性混合冷媒を第１および第２蒸発器コアにこの順に流通させて蒸発させるとともに、
空気を前記第１および第２蒸発器コアにこの順に通過させて、冷媒との間で熱交換させるようにしたことを特徴とする蒸発器。
【００１３】
［２］  前記第１および第２蒸発器コアが、空気の流れ方向に対し直交する方向に並列に配置された複数の熱交換チューブをもってそれぞれ構成され、
前記第１および第２蒸発器コアが空気の流れ方向に沿って並列に配置され、
前記第１および第２蒸発器コアにおける複数の熱交換チューブの各間に通過させる空気と、複数の熱交換チューブ内に流通させる冷媒との間で熱交換させるようにした前項１に記載の蒸発器。
【００１４】
［３］  前記第１蒸発器コアにおける複数の熱交換チューブの冷媒流入側端部が、流入側ヘッダーに連通接続されるとともに、前記第２蒸発器コアにおける複数の熱交換チューブの冷媒流出側端部が、流出側ヘッダーに連通接続され、
前記第１蒸発器コアにおける複数の熱交換チューブの冷媒流出側端部と、前記第２蒸発器コアにおける複数の熱交換チューブの冷媒流入側端部とが、冷媒ターン用ヘッダーにそれぞれ連通接続される前項２に記載の蒸発器。
【００１５】
［４］  前記熱交換チューブは、チューブ長さ方向に連続する複数の冷媒通路孔がチューブ幅方向に並列に設けられる前項２または３に記載の蒸発器。
【００１６】
［５］  前記熱交換チューブは、隣合う冷媒通路孔間の仕切壁に、隣合う冷媒通路孔同士を連通する連通孔が形成されて、冷媒通路孔を流通する冷媒が、前記連通孔を介して冷媒通路孔間を行き来できるよう構成される前項４に記載の蒸発器。
【００１７】
［６］  冷媒が、二酸化炭素を主成分とするジメチルエーテルとの混合冷媒によって構成される前項１〜５のいずれか１項に記載の蒸発器。
【００１８】
［７］  前記蒸発器コアが３つ以上設けられ、
冷媒を前記複数の蒸発器コアに順次流通させるとともに、その流通順序と同じ順序で空気を前記複数の蒸発器コアに通過させるようにした前項１〜６のいずれか１項に記載の蒸発器。
【００１９】
［８］  圧縮機によって圧縮された冷媒が冷却器によって冷却されるとともに、その冷却冷媒が減圧手段によって減圧されて蒸発器で蒸発されてから、前記圧縮機に戻る冷凍サイクルであって、
前記蒸発器が、前項１〜７のいずれか１項に記載の蒸発器によって構成されたことを特徴とする冷凍サイクル。
【００２０】
［９］  前記蒸発器を通過した空気を加熱するための加熱器が設けられた前項８に記載の冷凍サイクル。
【００２１】
［１０］  前項８または９に記載の冷凍サイクルを備えたことを特徴とする自動車用エアコン。
【００２２】
［１１］  前項８または９に記載の冷凍サイクルを備えたことを特徴とするルームエアコン。
【００２３】
［１２］  第１蒸発器コアと、第２蒸発器コアとを備えた除湿空気調和装置であって、
二酸化炭素を含む非共沸性混合冷媒を第１および第２蒸発器コアにこの順に流通させて蒸発させるとともに、
空気を前記第１および第２蒸発器コアにこの順に通過させて、冷媒との間で熱交換させる一方、
空気を前記第１蒸発器コアで除湿するようにしたことを特徴とする除湿空気調和装置。
【００２４】
［１３］  空気を前記第２蒸発器コアで加熱するようにした前項１２に記載の除湿空気調和装置。
【００２５】
［１４］  第１蒸発器コアと、第２蒸発器コアとを備え、
二酸化炭素を含む非共沸性混合冷媒を第１および第２蒸発器コアにこの順に流通させて蒸発させるとともに、
空気を前記第１および第２蒸発器コアにこの順に通過させて、冷媒との間で熱交換させるようにしたことを特徴とする蒸発方法。
【００２６】
［１５］  第１蒸発器コアと、第２蒸発器コアとを備え、
二酸化炭素を含む非共沸性混合冷媒を第１および第２蒸発器コアにこの順に流通させて蒸発させるとともに、
空気を前記第１および第２蒸発器コアにこの順に通過させて、冷媒との間で熱交換させる一方、
空気を前記第１蒸発器コアで除湿するようにしたことを特徴とする除湿空気調和方法。
【発明の効果】
【００２７】
上記発明［１］における蒸発器によれば、二酸化炭素を含む非共沸性混合冷媒の特性、つまり蒸発過程において蒸発温度が上昇するという特性を利用して、再熱除湿を行うものである。すなわち本発明の蒸発器は、風上から順に第１および第２蒸発器コアが配置され、蒸発温度が低い第１蒸発器コアによって空気の冷却除湿を行った後、蒸発温度の高い第２蒸発器コアによって空気を再加熱するものである。このように加熱器などの加熱手段を用いずに、蒸発器のみで再熱除湿を行うことができるため、加熱器による電力消費がなくなり、省電力で効率良く除湿することができる。
【００２８】
なお本発明は、自然界に存在する二酸化炭素を含む混合冷媒を用いるものであるため、フロン系冷媒に比べて、環境への負荷が小さく、地球温暖化などの環境問題にも十分に対処することができる。さらにこの混合冷媒は、二酸化炭素単独の冷媒と比較して、作動圧力を低くできるため、冷凍サイクルの高圧域における冷媒圧力を低下させることができる。
【００２９】
上記発明［２］［３］における蒸発器によれば、上記の効果をより確実に得ることができる。
【００３０】
上記発明［４］［５］における蒸発器によれば、より一層効率良く除湿することができる。
【００３１】
上記発明［６］における蒸発器によれば、上記の効果をより一層確実に得ることができる。
【００３２】
上記発明［７］によれば、３つ以上の蒸発器コアを有する蒸発器を提供することができる。
【００３３】
上記発明［８］によれば、上記と同様の作用効果を有する冷凍サイクルを提供することができる。
【００３４】
上記発明［９］における冷凍サイクルによれば、上記の効果を奏する上さらに、再熱除湿における再加熱をより一層確実に行うことができる。
【００３５】
上記発明［１０］によれば、上記と同様の作用効果を有する自動車用エアコンを提供することができる。
【００３６】
上記発明［１１］によれば、上記と同様の作用効果を有するルームエアコンを提供することができる。
【００３７】
上記発明［１２］［１３］によれば、上記と同様の作用効果を有する除湿空気調和装置を提供することができる。
【００３８】
上記発明［１４］によれば、上記と同様の作用効果を有する蒸発方法を提供することができる。
【００３９】
上記発明［１５］によれば、上記と同様の作用効果を有する除湿空気調和方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
図１はこの発明の第１実施形態である蒸発器（１０）を示す斜視図、図２はその蒸発器（１０）を示す平面図、図３はその蒸発器（１０）を模式化して示す平面図である。これらの図に示すようにこの蒸発器（１０）は、第１および第２蒸発器コア（１１）（１２）と、流入側ヘッダー（３０ａ）と、流出側ヘッダー（３０ｂ）と、冷媒ターン用ヘッダー（３５）と、を基本的な構成要素として備えている。
【００４１】
第１および第２蒸発器コア（１１）（１２）は、空気（Ａ）の流れ方向に並んで互いに平行に配置されている。さらに空気（Ａ）の流れ方向を基準に風上に向かう方向を前方としたとき、第１蒸発器コア（１１）が、第２蒸発器コア（１２）に対し前方に配置されている。
【００４２】
蒸発器コア（１１）（１２）は、空気（Ａ）の流れ方向に対し直交する水平方向（左右方向）に沿って配置される熱交換チューブ（１５）と、同方向に沿って配置されるコルゲートフィン（１６）とが、空気（Ａ）の流れ方向に対し直交する垂直方向（上下方向）に交互に積層配置されて構成されている。
【００４３】
熱交換チューブ（１５）は図８に示すように、アルミニウムまたはアルミニウム合金の押出チューブをもって構成されており、高さ（厚み）寸法が幅寸法に比べて小さい偏平な断面形状を有している。
【００４４】
この熱交換チューブ（１５）には、長さ方向に連続して延び、かつ幅方向に複数並列に配置された冷媒通路孔（１５ａ）が設けられている。
【００４５】
なお本実施形態においては、熱交換チューブ（１５）として図９および図１０に示すように通路間連通型熱交換チューブを用いることもできる。この通路間連通型熱交換チューブ（１５）は、内部に複数の冷媒通路孔（１５ａ）が併設されるとともに、隣合う冷媒通路孔間の仕切壁（１５ｂ）に、隣合う冷媒通路孔同士を連通する複数の連通孔（１５ｃ）が形成されるものである。
【００４６】
図１に示すようにコルゲートフィン（１６）は、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の帯状板が波状に成形された成形部材によって構成されている。
【００４７】
図１および図２に示すように流入側ヘッダー（３０ａ）は、第１蒸発器コア（１１）の一端側（図２の左側）に上下方向に沿って配置されている。このヘッダー（３０ａ）は、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の丸パイプ部材によって形成され、内部を冷媒（Ｒ）が流通できるよう構成されている。
【００４８】
さらに流入側ヘッダー（３０ａ）の下部には、冷媒入口ノズル（３１ａ）が設けられて、このノズル（３１ａ）から冷媒（Ｒ）がヘッダー内に流入されるよう構成されている。
【００４９】
そしてこの流入側ヘッダー（３０ａ）に、上記第１蒸発器コア（１１）における各熱交換チューブ（１５）の一端側（冷媒流入側端部）がそれぞれ連通接続されている。これにより、冷媒入口ノズル（３１ａ）を介して流入側ヘッダー（３０ａ）内に流入された冷媒（Ｒ）は、第１蒸発器コア（１１）の各熱交換チューブ（１５）に均等に分散されて流入されるよう構成されている。
【００５０】
流出側ヘッダー（３０ｂ）は、流入側ヘッダー（３０ａ）の後方に対応して、第２蒸発器コア（１１）の一端側に上下方向に沿って配置されている。このヘッダー（３０ｂ）は、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の丸パイプ部材によって形成され、内部を冷媒（Ｒ）が流通できるよう構成されている。
【００５１】
さらに流出側ヘッダー（３０ｂ）の上部には、冷媒出口ノズル（３１ｂ）が設けられて、ヘッダー内の冷媒（Ｒ）が冷媒出口ノズル（３１ｂ）から流出されるよう構成されている。
【００５２】
そしてこの流出側ヘッダー（３０ｂ）に、上記第２蒸発器コア（１２）における各熱交換チューブ（１５）の一端側（冷媒流出側端部）がそれぞれ連通接続されている。これにより、第２蒸発器コア（１２）の各熱交換チューブ（１５）から冷媒（Ｒ）が流出側ヘッダー（３０ｂ）内に流入されて、冷媒出口ノズル（３１ｂ）を介して流出されるよう構成されている。
【００５３】
冷媒ターン用ヘッダー（３５）は、第１および第２蒸発器コア（１１）（１２）の他端側（図２の右側）に上下方向に沿って配置されている。この冷媒ターン用ヘッダー（３５）は、水平断面が前後方向に長いアルミニウム製またはアルミニウム合金製パイプ部材によって構成されており、前半部が第１蒸発器コア（１１）に対応するとともに、後半部が第２蒸発器コア（１２）に対応して配置されている。
【００５４】
この冷媒ターン用ヘッダー（３５）の前半部に、第１蒸発器コア（１１）における各熱交換チューブ（１５）の他端側（冷媒流出側端部）がそれぞれ連通接続されるとともに、冷媒ターン用ヘッダー（３５）の後半部に、第２蒸発器コア（１２）における各熱交換チューブ（１５）の他端側（冷媒流入側端部）がそれぞれ連通接続されている。これにより第１蒸発器コア（１１）の熱交換チューブ（１５）から冷媒ターン用ヘッダー（３５）に流入された冷媒（Ｒ）は、ヘッダー（３５）内を通って折り返されて、第２蒸発器コア（１２）の各熱交換チューブ（１５）内に均等に導入されるよう構成されている。
【００５５】
以上の構成の蒸発器（１０）においては、たとえばコルゲートフィン（１６）やヘッダー（３０ａ）（３０ｂ）（３５）として、芯材の少なくとも片面にろう材がクラッドされたアルミニウムブレージングシート製のものなどによって構成されている。そして熱交換チューブ（１５）、フィン（１６）、ヘッダー（３０ａ）（３０ｂ）（３５）などの蒸発器構成部材が、蒸発器形状に仮組された後、その仮組製品が炉中にて一括ろう付けされることによって全体が接合一体化されて、蒸発器（１０）が製造されるものである。
【００５６】
本実施形態の蒸発器（１０）は、除湿機能付きの空気調整装置（除湿空気調整装置）として用いられ、自動車用冷凍システムにおける冷凍サイクルなどに好適に用いられる。
【００５７】
すなわち図４に示すように、本実施形態において、自動車用冷凍サイクルを構成する冷媒回路は、上記の蒸発器（１０）の他に、圧縮機（１）と、冷媒冷却器としてのガスクーラー（２）と、減圧手段としての膨張弁（３）と、これらの機器を接続する冷媒管などの冷媒経路と、を備えている。このとき圧縮機（１）の冷媒出口（１ｂ）がガスクーラー（２）の冷媒入口（２ａ）に接続され、ガスクーラー（２）の冷媒出口（２ｂ）が膨張弁（３）を介して蒸発器（１０）の冷媒入口ノズル（３１ａ）に接続される。さらに蒸発器（１０）の冷媒出口ノズル（３１ｂ）が圧縮機（１）の冷媒入口（１ａ）に接続される。
【００５８】
なお既述したように、この冷凍サイクルにおいては、蒸発器（１０）における第１蒸発器コア（１１）は第２蒸発器コア（１２）に対し空気（Ａ）の流れ方向に対し風上側に配置されている。
【００５９】
またこの冷凍サイクルにおいては、冷媒（Ｒ）として二酸化炭素（ＣＯ2 ）を主成分（主体）とする非共沸性混合冷媒が用いられる。たとえば本実施形態においては、９０質量％（重量％）の二酸化炭素と１０質量％のジメチルエーテル（ＤＭＥ）とが混合された非共沸性混合冷媒が用いられる。なお本発明においては、９９〜６０質量％の二酸化炭素と１〜４０質量％のジメチルエーテル（ＤＭＥ）とが混合された非共沸性混合冷媒を好適に用いることができる。
【００６０】
このような構成の冷凍サイクルの動作を、図５のモリエル線図を用いて説明すると、まず冷媒（Ｒ）は圧縮機（１）によって圧縮されて、ａ点からｂ点の状態に移行して、高温高圧の冷媒（Ｒ）となる。さらにこの高温高圧の冷媒（Ｒ）が、ガスクーラー（２）を通って外気により定圧状態で冷却されて、ｂ点からｃ点の状態に移行する。
【００６１】
続いてこの低温高圧の冷媒（Ｒ）が、膨張弁（３）により減圧膨張されて、ｃ点からｄ点の状態に移行して、低温低圧冷媒（Ｒ）となる。
【００６２】
さらにその低温低圧冷媒（Ｒ）は、蒸発器（１０）における第１蒸発器コア（１１）を通って空気（Ａ）との間で熱交換されて、次第に冷媒温度を上昇させてｄ点からｅ点の状態に移行する。続けてこの冷媒（Ｒ）は、蒸発器（１０）における第２蒸発器コア（１２）を通って空気（Ａ）との間で熱交換されて、冷媒温度をさらに上昇させてｅ点からａ点の状態に移行する。こうして高温状態となった冷媒（Ｒ）は、上記圧縮機（１）に戻り、上記の動作を繰り返すものである。
【００６３】
ここで本実施形態では、冷媒（Ｒ）として非共沸性混合冷媒を用いているため、図５のｄ点からａ点にかけての蒸発過程において、蒸発温度が次第に上昇している。たとえば二酸化炭素単独の冷媒を用いた冷凍サイクルにおいては、図６に示すように、乾き度が「０」から「１」にかけての蒸発過程においては冷媒温度（蒸発温度）が一定であるのに対し、本実施形態の冷凍サイクルでは、乾き度が「０」から「１」にかけての蒸発過程において、冷媒温度が次第に上昇している。詳述すると本実施形態の蒸発器（１０）における第１蒸発器コア（１１）での１次蒸発過程（ａ点→ｅ点）の蒸発温度に比べて、第２蒸発器コア（１２）での２次蒸発過程（ｅ点→ａ点）の蒸発温度が高くなっている。具体的には蒸発開始時の蒸発温度は０℃であるのに対し、蒸発終了時の蒸発温度は２０℃付近まで上昇している。
【００６４】
このため、第１蒸発器コア（１１）は低温で空気（Ａ）の露点温度よりも低くなり、その露点温度よりも低い第１蒸発器コア（１１）を通過する空気（Ａ）は、空気中の水分の一部が凝縮して除去される。こうして冷却除湿された空気（Ａ）は、高温の第２蒸発器コア（１２）を通過することにより適当な温度にまで加熱される。このように空気（Ａ）は、第１および第２コア（１１）（１２）を通過することによって、快適な湿度および温度に調整されて車室内に導入される。
【００６５】
なお本実施形態において、第２蒸発器コア（１２）による空気（Ａ）の加熱が必要でない場合には、図７に示すように、空気（Ａ）を第１蒸発器コア（１１）にのみ通過させて、第２蒸発器コア（１２）を迂回させることも可能である。もっとも、車室内に快適な湿度を得るためには、つまり相対湿度を低下させるためには、冷房運転時においても空気（Ａ）を第２蒸発器コア（１２）にも通過させるのが通例である。
【００６６】
以上のように、本第１実施形態の蒸発器（１０）によれば、二酸化炭素を主体とするジメチルエーテルとの混合冷媒の特性、つまり蒸発過程において蒸発温度が上昇するという特性を利用して、再熱除湿を行うものである。すなわち風上から順に第１および第２蒸発器コア（１１）（１２）が配置されて、冷媒（Ｒ）の蒸発温度が低い第１蒸発器コア（１１）の１次蒸発によって、空気（Ａ）の冷却除湿を行った後、冷媒（Ｒ）の蒸発温度が高い第２蒸発器コア（１２）の２次蒸発によって、空気（Ａ）を再加熱するものである。このように加熱器などの加熱手段を用いずに、蒸発器（１０）のみで再熱除湿を行うことができるため、加熱手段による電力消費がなくなり、省電力で効率良く除湿することができる。
【００６７】
もっとも本発明においては、蒸発器の風下側にヒーターや熱交換器などの加熱手段を設けて、本発明の蒸発器によって再熱除湿された空気（Ａ）を、さらに加熱してから車室内に導入するようにしても良い。
【００６８】
また本実施形態は、冷媒（Ｒ）として、自然界に存在する二酸化炭素およびジメチルエーテルの混合冷媒を用いるものであるため、フロン系冷媒に比べて、環境への負荷が小さく、地球温暖化などの環境問題にも十分に対処することができる。
【００６９】
さらに本実施形態における二酸化炭素を主成分とするジメチルエーテルとの混合冷媒は、二酸化炭素単独の冷媒と比較して、作動圧力が低いため、冷凍サイクルの高圧域における冷媒圧力を低下させることができ、冷媒の循環をスムーズに行えて、冷凍性能をより一層向上させることができる。
【００７０】
また本実施形態において、熱交換チューブ（１５）として図９および図１０に示すように通路間連通型熱交換チューブを用いる場合には、チューブ内において、冷媒（Ｒ）が連通孔（１５ｃ）を介して冷媒通路間を行き来することにより、冷媒（Ｒ）がチューブ内を均等に分散するため、冷媒分布の偏りを有効に防止でき、熱交換効率をさらに向上させることができる。
【００７１】
なお上記実施形態においては、蒸発器（１０）における第１蒸発器コア（１１）と第２蒸発器コア（１２）とを、ほぼ同じコア面積（容量）に設定しているが、それだけに限られず、本発明においては、第１蒸発器コアと第２蒸発器コアとのコア面積を異なる大きさに形成しても良い。たとえば第１蒸発器コアのコア面積を、第２蒸発器コアのそれよりも小さくしたり、あるいは図１１に示すように第１蒸発器コア（１１）のコア面積を、第２蒸発器コア（１２）のコア面積よりも大きくするようにしても良い。同図に示す蒸発器（１０）においては第２蒸発器コア（１２）が小さいため、空気（Ａ）を第２蒸発器（１２）に通過させないような場合、図１２に示すように第２蒸発器コア（１２）を容易に迂回させることができる。
【００７２】
図１３はこの発明の第２実施形態である蒸発器（２０）を示す斜視図、図１４はその蒸発器（２０）を示す平面図である。両図に示すようにこの蒸発器（２０）は、流入側および流出側ヘッダー（３０ａ）（３０ｂ）と、第１および第２冷媒ターン用ヘッダー（３５ａ）（３５ｂ）と、第１〜第３の３つの蒸発器コア（１１）〜（１３）と、を基本的な構成要素として備えている。
【００７３】
蒸発器コア（１１）〜（１３）は、上記第１実施形態と同様、熱交換チューブ（１５）およびコルゲートフィン（１３）とが交互に積層されて構成されている。
【００７４】
そして空気（Ａ）の流れ方向に対し風上側から順に、第１〜第３蒸発器コア（１１）〜（１３）が並列に配置される。
【００７５】
流入側および流出側ヘッダー（３０ａ）（３０ｂ）は、上記第１実施形態と同様、丸パイプ部材をもって構成されるとともに、第１および第２冷媒ターン用ヘッダー（３５ａ）（３５ｂ）は、上記第１実施形態の冷媒ターン用ヘッダー（３５）と同様、水平断面が前後方向に長いパイプ部材をもって構成されている。
【００７６】
流入側ヘッダー（３０ａ）は、第１蒸発器コア（１１）の他端側（図１４の右側）に対応して配置されて、そのヘッダー（３０ａ）に第１蒸発器コア（１１）の各熱交換チューブ（１５）の他端側（冷媒流入側端部）が連通接続されている。
【００７７】
第１冷媒ターン用ヘッダー（３５ａ）は、第１および第２蒸発器コア（１１）（１２）の一端側（図１４の左側）に対応して配置され、そのヘッダー（３５ａ）の前半部に第１蒸発器コア（１１）における各熱交換チューブ（１５）の一端側（冷媒流出側端部）が連通接続されるとともに、後半部に第２蒸発器コア（１２）における各熱交換チューブ（１５）の一端側（冷媒流入側端部）が連通接続される。
【００７８】
第２冷媒ターン用ヘッダー（３５ｂ）は、第２および第３蒸発器コア（１２）（１３）の他端側に対応して配置され、そのヘッダー（３５ｂ）の前半部に第２蒸発器コア（１２）における各熱交換チューブ（１５）の他端側（冷媒流出側端部）が連通接続されるとともに、後半部に第３蒸発器コア（１３）における各熱交換チューブ（１５）の他端側（冷媒流入側端部）が連通接続される。
【００７９】
流出側ヘッダー（３０ｂ）は、第３蒸発器コア（１３）の一端側に対応して配置されて、そのヘッダー（３０ｂ）に第３蒸発器コア（１３）における各熱交換チューブ（１５）の一端側（冷媒流出側端部）が連通接続される。
【００８０】
この第２実施形態の蒸発器（３０）において、他の構成は、上記第１実施形態の蒸発器（１０）と実質的に同様であるため、同一または相当部分に同一または相当符号を付して、重複説明は省略する。
【００８１】
この蒸発器（２０）においては、流入側ヘッダー（３０ａ）に導入された冷媒（Ｒ）は、第１蒸発器コア（１１）を通過し、第１冷媒ターン用ヘッダー（３５ａ）で折り返されて、第２蒸発器コア（１２）を通過し、さらに第２冷媒ターン用ヘッダー（３５ｂ）で折り返されて、第３蒸発器コア（１３）を通過した後、流出側ヘッダー（３５ｂ）を介して流出される。
【００８２】
こうして冷媒（Ｒ）を、第１〜第３蒸発器コア（１１）〜（１３）に順に通過させる一方、空気（Ａ）を第１〜第３蒸発器（１１）〜（１３）に順に通過させて、冷媒（Ｒ）および空気（Ａ）間で熱交換して、冷媒（Ｒ）を蒸発させるものである。
【００８３】
この実施形態の蒸発器（２０）においても、上記第１実施形態と同様に、第１〜第３蒸発器コア（１１）〜（１３）を通過する冷媒は、次第に蒸発温度を上昇させるため、コア（１１）〜（１３）を通過する空気（Ａ）は、コア（１１）〜（１３）の前部（低温部）において冷却されて、空気中の水分の一部が凝縮することにより除湿される。さらに冷却除湿された空気（Ａ）は、コア（１１）〜（１３）の後部（高温部）を通過することにより、適当な温度にまで加熱される。こうして空気（Ａ）は、第１〜第３コア（１１）〜（１３）を通過することによって、快適な湿度および温度に調整されて車室内に導入される。
【００８４】
以上のように、本第２実施形態の蒸発器（２０）においても、上記第１実施形態と同様、加熱器などの加熱手段を用いずに、蒸発器（２０）のみで再熱除湿を行うものであるため、加熱器による電力消費がなくなり、省電力で効率良く除湿することができる。
【００８５】
また本実施形態は、二酸化炭素およびジメチルエーテルの混合冷媒を用いるものであるため、環境への負荷が小さく、地球温暖化などの環境問題にも十分に対処できるとともに、作動圧力も低いため、冷凍サイクルの高圧域における冷媒圧力を低下させることができる。
【００８６】
なお上記実施形態においては、本発明の蒸発器を、自動車用エアコンの冷凍システムに用いる場合を例に挙げて説明したが、それだけに限られず、本発明においては、ルームエアコンなどの他の冷凍システムに用いるようにしても良い。
【００８７】
また上記実施形態においては、蒸発器コアが２つまたは３つの蒸発器を例に挙げて説明したが、それだけに限られず、本発明は、蒸発器コアが４つ以上のものにも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
この発明の蒸発器およびその関連技術は、例えば自動車用エアコンの冷凍システムに採用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】この発明の第１実施形態である蒸発器を示す斜視図である。
【図２】第１実施形態の蒸発器を示す平面図である。
【図３】第１実施形態の蒸発器を模式化して示す平面図である。
【図４】第１実施形態の蒸発器が適用された冷凍サイクルの回路図である。
【図５】第１実施形態の冷凍サイクルにおけるモリエル線図である。
【図６】第１実施形態の蒸発器における冷媒温度と乾き度との関係を示すグラフである。
【図７】第１実施形態の蒸発器において第２蒸発器コアを迂回させる場合の概略平面図である。
【図８】第１実施形態の蒸発器に適用された熱交換チューブを示す断面図である。
【図９】本発明の熱交換器に適用可能な通路間連通型熱交換チューブを示す分解して示す斜視図である。
【図１０】本発明の熱交換器に適用可能な通路間連通型熱交換チューブを示す図であって、同図（ａ）は側面断面図、同図（ｂ）は正面断面図である。
【図１１】本発明の変形例としての蒸発器を示す概略平面図である。
【図１２】変形例の蒸発器において第２蒸発器コアを迂回させる場合の概略平面図である。
【図１３】この発明の第２実施形態である蒸発器を示す斜視図である。
【図１４】第２実施形態の蒸発器を示す平面図である。
【符号の説明】
【００９０】
１…圧縮機
２…ガスクーラー（冷媒冷却器）
３…膨張弁（減圧手段）
１０，２０…蒸発器（除湿空気調和装置）
１１〜１３…蒸発器コア
１５…熱交換チューブ
１５ａ…冷媒通路孔
１５ｂ…仕切壁
１５ｃ…連通孔
３０ａ…流入側ヘッダー
３０ｂ…流出側ヘッダー
３１ａ…冷媒入口ノズル
３１ｂ…冷媒出口ノズル
３５…冷媒ターン用ヘッダー
３５ａ…冷媒ターン用ヘッダー
３５ｂ…冷媒ターン用ヘッダー
Ａ…空気
Ｒ…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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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