(57)【要約】【課題】低コストで冷媒流量に応じて熱交換部の容積を可変できるエバポレータを提供する。【解決手段】通過する空気の送風方向Ｔに沿って積層配置され、空気と冷媒通路内の冷媒との間で熱交換を行う複数の熱交換部２，３と、下流段の熱交換部２の出口タンク部７と上流段の熱交換部３の冷媒出口パイプ１１との間をそれぞれ接続するバイパス通路１２と、下流段の熱交換部３の出口タンク部７と上流段の熱交換部３の入口タンク部９との間を接続する高流量通路１４と、バイパス通路１２に設けられた絞り抵抗部１３と、高流量通路１４に設けられた差圧弁１５とを備えた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通過する空気の送風方向（Ｔ）に沿って積層配置され、空気と冷媒通路内の冷媒との間で熱交換を行う複数の熱交換部（２，３，２１）と、
最上流段以外の前記熱交換部（２，２１）の冷媒排出側（７）とその直ぐ上流段に配置された前記熱交換部（３，２１）の冷媒排出側（１０）との間をそれぞれ接続するバイパス通路（１２）と、
最上流段以外の前記熱交換部（３，２１）の冷媒排出側（７）とその直ぐ上流段に配置された前記熱交換部（３）の冷媒供給側（９）との間をそれぞれ接続する高流量通路（１４）と、
前記バイパス通路（１２）に設けられた絞り抵抗部（１３）と、
前記高流量通路（１４）に設けられ、上流側と下流側の冷媒の圧力差が所定以上になると閉状態から開状態に変化する差圧弁（１５）とを備えたことを特徴とするエバポレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒流量に応じて熱交換部の容積を可変できるエバポレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
空気調和装置には、省動力化のために可変容量コンプレッサが採用されているものがある。可変容量コンプレッサが小冷媒流量で運転されると、エバポレータの熱交換部の温度分布が悪化するため、エバポレータも冷媒流量に応じて熱交換部の容積を可変できるものが提案されている。この種の従来のエバポレータとしては、例えば特許文献１に開示されたものがある。
【０００３】
このエバポレータ１００は、図５に示すように、空気の流れ方向に沿って積層配置された複数の熱交換部１００ａ〜１００ｄを有し、各熱交換部１００ａ〜１００ｄに各分岐管１０１ａ〜１０１ｄを介して冷媒が供給されると共に各熱交換部１００ａ〜１００ｄより各集合管１０２ａ〜１０２ｄを介して冷媒が排出されるよう構成されている。４つの分岐管１０１ａ〜１０１ｄの内の３つには冷媒の流通を阻止できる第１〜第３開閉弁１０３ａ〜１０３ｃが設けられている。冷凍サイクル内の冷媒流量を温度情報として検出する温度センサ１０４が設けられ、制御部１０５は、温度センサ１０４が検出する冷媒流量に応じて第１〜第３開閉弁１０３ａ〜１０３ｃの開閉を制御する。
【特許文献１】特開２００５−２２５３２９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、上記従来のエバポレータ１００では、第１〜第３開閉弁１０３ａ〜１０３ｃに外部制御信号によって制御できる電磁弁を用いる必要がある。電磁弁は高価であるため、エバポレータ１００が高コストになるという問題がある。又、第１〜第３開閉弁１０３ａ〜１０３ｃを外部制御する必要があり、この点からもエバポレータが高コストになる。
【０００５】
そこで、本発明は、低コストで冷媒流量に応じて熱交換部の容積を可変できるエバポレータ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】
上記目的を達成する請求項１の発明は、通過する空気の送風方向に沿って積層配置され、空気と冷媒通路内の冷媒との間で熱交換を行う複数の熱交換部と、最上流段以外の前記熱交換部の冷媒排出側とその直ぐ上流段に配置された前記熱交換部の冷媒排出側との間をそれぞれ接続するバイパス通路と、最上流段以外の前記熱交換部の冷媒排出側とその直ぐ上流段に配置された前記熱交換部の冷媒供給側との間をそれぞれ接続する高流量通路と、前記バイパス通路に設けられた絞り抵抗部と、前記高流量通路に設けられ、上流側と下流側の冷媒の圧力差が所定以上になると閉状態から開状態に変化する差圧弁とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１の発明によれば、低冷媒流通時には差圧弁が閉状態になるため、冷媒が一部の熱交換部にしか流通せず、実質作動する熱交換部の容積が小さい。高冷媒流通時には差圧弁が開状態になるため、冷媒が大部分若しくは全部の熱交換部を流通し、実質作動する熱交換部の容積が大きくなる。このようにして冷媒流量に応じて熱交換部の実質容積が可変される。そして、このような熱交換部の容積調整をバイパス通路の絞り抵抗部と高流量通路の差圧弁によって行うことができ、これら絞り抵抗部及び差圧弁は安価である。又、絞り抵抗部及び差圧弁を外部から制御する必要もない。以上より、低コストで冷媒流量に応じて熱交換部の容積を可変できる熱交換器を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１〜図３は本発明の一実施形態を示し、図１はエバポレータの斜視図、図２はエバポレータ内の冷媒の流れを説明する便宜上の斜視図、図３はエバポレータ内の冷媒の流れを説明する概念構成図である。
【０００９】
図１において、エバポレータ１は、冷凍サイクルの一構成部品として圧縮機、放熱器、膨脹弁１８（図３に示す）等と共に設置される。圧縮機は、冷凍サイクル内の冷媒を断熱圧縮し、且つ、負荷に応じて冷凍サイクル内を流通させる冷媒量を可変する。エバポレータ１は、冷凍サイクル内の冷媒量に応じて熱交換部の容積を可変するよう構成されている。以下、エバポレータ１の構成を説明する。
【００１０】
エバポレータ１は、通過する空気の送風方向Ｔに沿って積層配置された２段の熱交換部２，３を有する。各熱交換部２，３は、間隔を置いて平行配置され、内部に冷媒通路（図示せず）が形成された複数のチューブ４ａ，４ｂと、この隣接するチューブ４ａ，４ｂ間にそれぞれ介在されたフィン５ａ，５ｂとを備え、各熱交換部２，３は、冷媒通路（図示せず）を流通する冷媒と空気との間で熱交換を行う。
【００１１】
下流段の熱交換部３の上端には冷媒供給部である入口タンク部６が、熱交換部３の下端には冷媒排出部である出口タンク部７がそれぞれ設けられている。入口タンク部６と出口タンク部７は、それぞれ各チューブ４ａ内に連通している。この入口タンク部６には冷媒供給パイプ８が接続されており、この冷媒供給パイプ８を介して冷凍サイクルの冷媒がエバポレータ１に供給される。
【００１２】
上流段の熱交換部３の下端には冷媒供給部である入口タンク部９が、熱交換部の上端には冷媒排出部である出口タンク部１０がそれぞれ設けられている。入口タンク部９と出口タンク部１０は、それぞれ各チューブ４ｂ内に連通している。出口タンク部１０には冷媒出口パイプ１１が接続されており、この冷媒出口パイプ１１を介してエバポレータ１内の冷媒が冷凍サイクルに排出される。
【００１３】
図２及び図３にも示すように、下流段の熱交換部２の出口タンク部７と上流段の熱交換部３に接続された冷媒出口パイプ１１との間は、バイパス通路１２によって接続されている。バイパス通路１２には絞り抵抗部１３が設けられている。絞り抵抗部１３は、高冷媒流通時にあって、下記する差圧弁１５が開状態の場合に、冷媒がバイパス通路１２を通って上流段の熱交換部３をバイパスしないようにする。
【００１４】
下流段の熱交換部２の出口タンク部７と上流段の熱交換部３の入口タンク部９との間は、高流量通路１４によって接続されている。高流量通路１４には差圧弁１５が設けられている。差圧弁１５は、その上流側と下流側の冷媒圧力差が所定未満では閉状態に、冷媒圧力差が所定以上では開状態になる。つまり、差圧弁１５は、冷凍サイクルの冷媒流量が小流量の場合には上記冷媒圧力差が小さいために閉状態に、冷凍サイクル内の冷媒流量が大流量の場合には上記冷媒圧力差が大きくなるために開状態になる。
【００１５】
差圧弁１５の上流側と下流側の圧力は絞り抵抗部１３の流通抵抗の影響を受ける。そのため、絞り抵抗部１３と差圧弁１５は、設定最大冷媒流量に対して約２０％から８０％の間の任意の設定流量になると、差圧弁１５が閉状態から開状態に可変するよう調整されている。
【００１６】
上記構成において、冷凍サイクル内の冷媒流量が少ない低冷媒流量時には、差圧弁１５が閉状態となる。従って、エバポレータ１に供給された冷媒は、図２及び図３にて矢印で示すように、下流段の入口タンク部６、熱交換部２、出口タンク部７よりバイパス通路１２を通って上流段の熱交換部３をバイパスして冷媒出口パイプ１１に導かれる。冷凍サイクル内の冷媒流量が多い高冷媒流量時には、差圧弁１５が開状態となる。従って、エバポレータ１に供給された冷媒は、図２及び図３にて矢印で示すように、下流段の入口タンク部６、熱交換部２、出口タンク部７より高流量通路１４を通って上流段の入口タンク部９、熱交換部３、出口タンク部１０を通って冷媒出口パイプ１１に導かれる。
【００１７】
以上、低冷媒流通時には冷媒が下流段の熱交換部２にしか流通せず、実質作動する熱交換部２の容積が小さい。高冷媒流通時には冷媒が下流段と上流段の双方の熱交換部２，３を流通し、実質作動する熱交換部２，３の容積が大きくなる。このようにして冷媒流量に応じて熱交換部２，３の実質容積が可変される。そして、熱交換部２，３の容積調整をバイパス通路１２の絞り抵抗部１３と高流量通路１４の差圧弁１５によって行うことができ、これら絞り抵抗部１３及び差圧弁１５は安価である。又、従来例のように、絞り抵抗部１３及び差圧弁１５を外部から制御する必要もない。以上より、低コストで冷媒流量に応じて熱交換部２，３の実質容積を可変できるエバポレータ１を提供できる。
【００１８】
図４は他の実施形態に係るエバポレータの斜視図である。図４に示すように、エバポレータ２０は、一体型の２段の熱交換部２１を有する。２段の熱交換部２１は、単一のチューブ２２とフィン２３とから構成されている。チューブ２２内には、下流段側の冷媒通路（図示せず）と上流段側の冷媒通路（図示せず）が互いに仕切られて形成されている。
【００１９】
他の構成は、前記実施形態と同様であるため、図面の同一箇所に同一符号を付してその説明を省略する。
【００２０】
この他の実施形態においても、低コストで冷媒流量に応じて熱交換部２１の容積を可変できるエバポレータ２０を提供できる。
【００２１】
尚、上記各実施形態では、バイパス通路１２の他端は、上流段側の冷媒出口パイプ１１に接続されているが、上流段の出口タンク部１０に接続しても良い。つまり、上流段の冷媒排出部側に接続すれば良い。
【００２２】
尚、上記各実施形態では、熱交換部２，３，２１を２段有するものについて説明したが、熱交換部を３段以上有するものであっても良い。この場合には、最上流段のものを除く熱交換部の冷媒排出部側とその直ぐ上流段に配置された熱交換部の冷媒排出部側との間をバイパス通路でそれぞれ接続し、最上流段のものを除く熱交換部の冷媒排出部側とその直ぐ上流段に配置された熱交換部の冷媒供給部側との間を高流量通路でそれぞれ接続し、各バイパス通路に絞り抵抗部を設け、各高流量通路に差圧弁を設ければ良い。そして、各段毎に差圧弁が動作する冷媒流差圧のレベルを適当に調整すれば、冷媒流量に応じて細かい熱交換部の容積変化を行うことができる。
【００２３】
尚、エバポレータ１を一構成部品とする冷凍サイクルは、蒸気圧縮サイクルであっても、超臨界サイクルであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態を示し、エバポレータの斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態を示し、エバポレータ内の冷媒の流れを説明する便宜上の斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態を示し、エバポレータ内の冷媒の流れを説明する概念構成図である。
【図４】本発明の一実施形態を示し、エバポレータの斜視図である。
【図５】従来例のエバポレータを適用した自動車用空気調和装置の構成図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  エバポレータ
２  下流段の熱交換部
３  上流段の熱交換部
７  下流段の熱交換部の出口タンク部（下流段側の冷媒排出側）
９  上流段の熱交換部の入口タンク部（上流段側の冷媒供給側）
１０  上流段の熱交換部の出口タンク部（上流段側の冷媒排出側）
１１  冷媒出口パイプ（上流段側の冷媒排出側）
１２  バイパス通路
１３  絞り抵抗部
１４  高流量通路
１５  差圧弁
２０  エバポレータ
２１  下流段及び上流段の熱交換部
【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】
2007309582.tif 000007