(57)【要約】【課題】冷媒が膨張弁を通過する際に発生した異音の増幅を抑制しうるエバポレータおよび車両用空調装置を提供する。【解決手段】エバポレータは、圧縮機と、コンデンサと、膨張弁５とともに車両用空調装置を構成する。エバポレータは、冷媒入口ヘッダ部、冷媒出口ヘッダ部および熱交換コア部を有するエバポレータ本体と、一端部が冷媒入口ヘッダ部に接続されかつ冷媒入口ヘッダ部内に冷媒を流入させる冷媒入口管３と、一端部が冷媒出口ヘッダ部に接続されかつ冷媒出口ヘッダ部から冷媒を流出させる冷媒出口管とを備えている。冷媒入口管３の他端部を、冷媒供給路32と通じるように膨張弁５に接続し、冷媒出口管の他端部を、冷媒排出路と通じるように膨張弁５に接続する。膨張弁５の冷媒供給路32の内径をＡｍｍ、冷媒入口管３の内径をＢｍｍとした場合、Ｂ／Ａ≦１．０という関係を満たす。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、圧縮機で圧縮された冷媒を冷却する冷媒冷却器と、冷媒供給路および冷媒排出路を有しかつ冷媒冷却器で冷却された冷媒を減圧する膨張弁とともに車両用空調装置を構成するエバポレータであって、冷媒入口ヘッダ部、冷媒出口ヘッダ部および熱交換コア部を有するエバポレータ本体と、一端部がエバポレータ本体の冷媒入口ヘッダ部に接続されかつ冷媒入口ヘッダ部内に冷媒を流入させる冷媒入口管と、一端部がエバポレータ本体の冷媒出口ヘッダ部に接続されかつ冷媒出口ヘッダ部から冷媒を流出させる冷媒出口管とを備え、冷媒入口管の他端部が、冷媒供給路と連通状態で膨張弁に接続されるようになされ、冷媒出口管の他端部が、冷媒排出路と連通状態で膨張弁に接続されるようになされたエバポレータにおいて、
膨張弁の冷媒供給路の内径をＡｍｍ、冷媒入口管の内径をＢｍｍとした場合、Ｂ／Ａ≦１．０という関係を満たすエバポレータ。
【請求項２】
圧縮機、圧縮機で圧縮された冷媒を冷却する冷媒冷却器、冷媒冷却器で冷却された冷媒を減圧する膨張弁、および請求項１記載のエバポレータを備えた車両用空調装置であって、
膨張弁の冷媒供給路の内径をＡｍｍ、冷媒入口管の内径をＢｍｍとした場合、Ｂ／Ａ≦１．０という関係を満たす車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エバポレータおよびエバポレータを備えた車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車に搭載される車両用空調装置に用いられるエバポレータとして、冷媒入口ヘッダ部、冷媒出口ヘッダ部および熱交換コア部を有するエバポレータ本体と、一端部がエバポレータ本体の冷媒入口ヘッダ部に接続されかつ冷媒入口ヘッダ部内に冷媒を流入させる冷媒入口管と、一端部がエバポレータ本体の冷媒出口ヘッダ部に接続されかつ冷媒出口ヘッダ部から冷媒を流出させる冷媒出口管とを備えたものが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１記載のエバポレータは、圧縮機と、圧縮機で圧縮された冷媒を冷却する冷媒冷却器と、冷媒供給路および冷媒排出路を有しかつ冷媒冷却器で冷却された冷媒を減圧する膨張弁とともに車両用空調装置を構成するものであって、特許文献１に明示はされていないが、冷媒入口管の他端部が冷媒供給路に通じるように膨張弁に接続され、冷媒出口管の他端部が冷媒排出路に通じるように膨張弁に接続される。
【０００４】
ところで、特許文献１記載のエバポレータを用いた車両用空調装置の場合、冷媒が膨張弁を通過する際に異音が発生し、エバポレータの冷媒入口管などで著しく増幅されて車室内の乗員に不快感を与えるおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１６４２２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明の目的は、上記問題を解決し、冷媒が膨張弁を通過する際に発生した異音の増幅を抑制しうるエバポレータおよび車両用空調装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者等は、上記課題を解決すべく種々実験、研究を重ねた結果、特許文献１記載のエバポレータにおいては、冷媒入口管の内径が膨張弁の冷媒供給路の内径に比べてかなり大きいために、冷媒が膨張弁の冷媒供給路から冷媒入口管に流入する際に、冷媒の体積が増えるように変化し、この体積変化に起因して、冷媒が膨張弁を通過する際に発生した異音が著しく増幅されることを見出した。
【０００８】
この発明は、このような知見に基づいて完成されたものであり、以下の態様よりなる。
【０００９】
1)圧縮機と、圧縮機で圧縮された冷媒を冷却する冷媒冷却器と、冷媒供給路および冷媒排出路を有しかつ冷媒冷却器で冷却された冷媒を減圧する膨張弁とともに車両用空調装置を構成するエバポレータであって、冷媒入口ヘッダ部、冷媒出口ヘッダ部および熱交換コア部を有するエバポレータ本体と、一端部がエバポレータ本体の冷媒入口ヘッダ部に接続されかつ冷媒入口ヘッダ部内に冷媒を流入させる冷媒入口管と、一端部がエバポレータ本体の冷媒出口ヘッダ部に接続されかつ冷媒出口ヘッダ部から冷媒を流出させる冷媒出口管とを備え、冷媒入口管の他端部が、冷媒供給路と連通状態で膨張弁に接続されるようになされ、冷媒出口管の他端部が、冷媒排出路と連通状態で膨張弁に接続されるようになされたエバポレータにおいて、
膨張弁の冷媒供給路の内径をＡｍｍ、冷媒入口管の内径をＢｍｍとした場合、Ｂ／Ａ≦１．０という関係を満たすエバポレータ。
【００１０】
2)圧縮機、圧縮機で圧縮された冷媒を冷却する冷媒冷却器、冷媒冷却器で冷却された冷媒を減圧する膨張弁、および上記1)記載のエバポレータを備えた車両用空調装置であって、
膨張弁の冷媒供給路の内径をＡｍｍ、冷媒入口管の内径をＢｍｍとした場合、Ｂ／Ａ≦１．０という関係を満たす車両用空調装置。
【発明の効果】
【００１１】
上記1)のエバポレータによれば、膨張弁の冷媒供給路の内径をＡｍｍ、冷媒入口管の内径をＢｍｍとした場合、Ｂ／Ａ≦１．０という関係を満たしているので、このエバポレータを車両用空調装置に組み込んだ場合、冷媒が膨張弁の冷媒供給路から冷媒入口管に流入する際に、冷媒の体積が増えるような体積変化を抑制することができる。したがって、冷媒が膨張弁を通過する際に発生した異音の増幅が抑制され、車室内の乗員に不快感を与えることが防止される。
【００１２】
上記2)の車両用空調装置によれば、膨張弁の冷媒供給路の内径をＡｍｍ、冷媒入口管の内径をＢｍｍとした場合、Ｂ／Ａ≦１．０という関係を満たしているので、冷媒が、膨張弁の冷媒供給路から冷媒入口管に流入する際に、冷媒の体積が増えるような体積変化を抑制することができる。したがって、冷媒が膨張弁を通過する際に発生した異音の増幅が抑制され、車室内の乗員に不快感を与えることが防止される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】車両用空調装置に用いられるこの発明のエバポレータおよび膨張弁を示す一部切り欠き斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線拡大断面図である。
【図３】本発明品および比較品を用いて行った実験結果を示すグラフである。
【図４】冷媒入口管および膨張弁取付部材の変形例を示す図２相当の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１５】
以下の説明において、通風方向下流側（図１に矢印Ｘで示す方向）を前、これと反対側を後というものとする。また、前方から後方を見た際の左右、すなわち図１の左右を左右というものとする。
【００１６】
さらに、以下の説明において、「アルミニウム」という用語には、純アルミニウムの他にアルミニウム合金を含むものとする。
【００１７】
図１は車両用空調装置に用いられるこの発明のエバポレータおよび膨張弁を示し、図２はその要部の構成を示す。
【００１８】
図１において、エバポレータ(1)は、エバポレータ本体(2)と、冷媒入口管(3)および冷媒出口管(4)とを備えており、周知のように、圧縮機（図示略）、圧縮機で圧縮された冷媒を冷却する冷媒冷却器としてのコンデンサ（凝縮部の他に過冷却部を備えたサブクールコンデンサも含む）（図示略）、およびコンデンサで冷却された冷媒を減圧する膨張弁(5)とともに車両用空調装置を構成し、膨張弁(5)により減圧された冷媒を蒸発させるようになっている。
【００１９】
エバポレータ本体(2)は、上下方向に間隔をおいて配置された左右方向にのびるアルミニウム製第１ヘッダタンク(11)およびアルミニウム製第２ヘッダタンク(12)と、両ヘッダタンク(11)(12)間に設けられた熱交換コア部(13)とを備えている。第１ヘッダタンク(11)は、前側（通風方向下流側）に位置する冷媒入口ヘッダ部(14)と、後側（通風方向上流側）に位置しかつ冷媒入口ヘッダ部(14)に一体化された冷媒出口ヘッダ部(15)とを備えている。冷媒入口ヘッダ部(14)の右端部に冷媒入口(16)が設けられており、冷媒入口(16)内にアルミニウム製冷媒入口管(3)の一端部が挿入されて冷媒入口ヘッダ部(14)に接続されている。また、冷媒出口ヘッダ部(15)の右端部に冷媒出口(17)が設けられており、冷媒出口(17)内にアルミニウム製冷媒出口管(4)の一端部が挿入されて冷媒出口ヘッダ部(15)に接続されている。そして、冷媒が、冷媒入口管(3)から冷媒入口(16)を経て冷媒入口ヘッダ部(14)内に流入するとともに、冷媒出口ヘッダ部(15)から冷媒出口(17)を経て冷媒出口管(4)に流出するようになっている。
【００２０】
第２ヘッダタンク(12)は、前側に位置する第１中間ヘッダ部(18)と、後側に位置しかつ第１中間ヘッダ部(18)に一体化された第２中間ヘッダ部(19)とを備えている。第２ヘッダタンク(12)の第１中間ヘッダ部(18)内と第２中間ヘッダ部(19)内とは、両中間ヘッダ部(18)(19)の右端部に跨って接合され、かつ内部が通路となったアルミニウム製連通部材(21)を介して通じさせられている。
【００２１】
熱交換コア部(13)には、幅方向が通風方向（前後方向）を向くとともに長さ方向が上下方向を向き、かつ左右方向に間隔をおいて並列状に配置された複数のアルミニウム押出形材製扁平状熱交換管(22)からなる熱交換管列(23)が、前後方向に間隔をおいて２列設けられ、各熱交換管列(23)の左右方向に隣接する熱交換管(22)どうしの間の通風間隙および左右両端の熱交換管(22)の外側に、それぞれ前後の熱交換管列(23)の熱交換管(22)に跨るようにアルミニウム製コルゲートフィン(24)が配置されて熱交換管(22)にろう付され、左右両端のコルゲートフィン(24)の外側にアルミニウム製サイドプレート(25)が配置されてコルゲートフィン(24)にろう付されることにより構成されている。前側熱交換管列(23)の熱交換管群(23)の上下両端部は、それぞれ冷媒入口ヘッダ部(14)および第１中間ヘッダ部(18)にろう付により接続されている。また、後側熱交換管列(23)の熱交換管群(23)の上下両端部は、それぞれ冷媒出口ヘッダ部(15)および第２中間ヘッダ部(19)にろう付により接続されている。
【００２２】
冷媒入口管(3)および冷媒出口管(4)の先端部に跨ってアルミニウム製膨張弁取付部材(26)がろう付され、膨張弁取付部材(26)に膨張弁(5)が取り付けられている。図２に示すように、膨張弁取付部材(26)には、横断面円形の入り側冷媒流路(27)と横断面円形の出側冷媒流路（図示略）とが貫通状に形成されている。入り側冷媒流路(27)の一端部には大径部(27a)が形成されており、大径部(27a)内に冷媒入口管(3)の先端部が挿入されて膨張弁取付部材(26)に溶接やろう付により接合されている。膨張弁取付部材(26)の入り側冷媒流路(27)の他端部（大径部(27a)が形成された側と反対側の端部）が開口した面における入り側冷媒流路(27)の開口の周縁部には、外周面が円筒面状となされた雄パイプ部(28)が外方突出状に一体に形成されている。雄パイプ部(28)の外周面には環状溝(29)が全周にわたって形成されており、環状溝(29)内にＯリング(31)が装着されている。
【００２３】
なお、図示は省略したが、出側冷媒流路の一端部には大径部が形成されており、大径部内に冷媒出口管(4)の先端部が挿入されて膨張弁取付部材(26)に溶接やろう付により接合されている。膨張弁取付部材(26)の出側冷媒流路の他端部が開口した面における出側冷媒流路の開口の周縁部には、外周面が円筒面状となされた雄パイプ部が外方突出状に一体に形成されている。雄パイプ部の外周面には環状溝が全周にわたって形成されており、環状溝内にＯリングが装着されている。
【００２４】
膨張弁(5)には、横断面円形の冷媒供給路(32)と横断面円形の冷媒排出路（図示略）とが形成されている。冷媒供給路(32)の一端部には内周面が円筒面状となされ、かつ膨張弁取付部材(26)の入り側冷媒流路(27)側の雄パイプ部(28)が挿入される挿入穴部(33)が形成されている。
【００２５】
なお、図示は省略したが、冷媒排出路の一端部には内周面が円筒面状となされ、かつ膨張弁取付部材の出側冷媒流路側の雄パイプ部が挿入される挿入穴部が形成されている。
【００２６】
そして、膨張弁(5)の冷媒供給路(32)の挿入穴部(33)内および冷媒排出路の挿入穴部内に、膨張弁取付部材(26)の両雄パイプ部(28)が挿入された状態で、適当な締結手段、たとえばおねじとめねじなどにより膨張弁(5)と膨張弁取付部材(26)とが固定され、これにより冷媒入口管(3)および冷媒出口管(4)が、それぞれ冷媒供給路(32)および冷媒排出路に通じるように膨張弁(5)に接続されている。
【００２７】
ここで、膨張弁(5)の冷媒供給路(32)の内径をＡｍｍ、冷媒入口管(3)の内径をＢｍｍとした場合、Ｂ／Ａ≦１．０という関係を満たしている。Ｂ／Ａ＞１の場合、冷媒が膨張弁(5)の冷媒供給路(32)から冷媒入口管(3)に流入する際に冷媒の体積が増え、その結果冷媒が膨張弁(5)を通過する際に発生した異音が著しく増幅されるからである。なお、冷媒入口管(3)の内径：Ｂの下限は５ｍｍ程度である。
【００２８】
次に、本発明品と比較品との性能を調べるために行った実験結果について説明する。
【００２９】
本発明品として、上述したエバポレータ(1)の冷媒入口管(3)の内径：Ｂを６ｍｍ、膨張弁(5)の冷媒供給路(32)の内径：Ａを８ｍｍとして、Ｂ／Ａ＝０．７５に設定したものを用いた。また、比較品として、上述したエバポレータ(1)の冷媒入口管(3)の内径：Ｂを１０．３ｍｍ、膨張弁(5)の冷媒供給路(32)の内径：Ａを８ｍｍとして、Ｂ／Ａ＝１．３に設定したものを用いた。
【００３０】
そして、本発明品および比較品のエバポレータ(1)と膨張弁(5)とを備えた車両用空調装置の圧縮機を、回転数を車速４０〜６０ｋｍに相当する回転数とするとともに、空気側温度：３５℃、相対湿度（ＲＨ）：６０％として運転し、発生する音の周波数と音圧レベルとの関係を求めた。その結果を図３に示す。
【００３１】
図３に示す結果から、５０００Ｈｚ以上の周波数帯において、本発明品の音圧レベルが比較品の音圧レベルよりも低くなっていることがわかる。
【００３２】
図４は、冷媒入口管および膨張弁取付部材の変形例を示す
図４において、膨張弁取付部材(40)には、横断面円形の入り側貫通穴(41)および横断面円形の出側貫通穴（図示略）が形成されている。膨張弁取付部材(40)の入り側貫通穴(41)に冷媒入口管(42)が通されるとともに、その先端部が所定長さにわたって膨張弁取付部材(40)から突出している。冷媒入口管(42)の先端部における膨張弁取付部材(40)から突出した部分が、膨張弁(5)の冷媒供給路(32)の挿入穴部(33)内に挿入される嵌合凸部(43)となっている。嵌合凸部(43)の外径は、冷媒入口管(42)の他の部分よりも大径となっている。嵌合凸部(43)の外周面には環状溝(44)が全周にわたって形成されており、環状溝(33)内にＯリング(44)が装着されている。
【００３３】
また、膨張弁取付部材(40)の入り側貫通穴(41)における嵌合凸部(43)とは反対側の端部には大径部(41a)が形成されており、冷媒入口管(42)に形成された環状ビード(42a）が嵌め入れられている。
【００３４】
なお、図示は省略したが、膨張弁取付部材(40)の出側貫通穴に冷媒出口管が通されるとともに、その先端部が所定長さにわたって膨張弁取付部材(40)から突出している。冷媒出口管の先端部における膨張弁取付部材(40)から突出した部分が、膨張弁(5)の冷媒排出路の挿入穴部内に挿入される嵌合凸部となっている。嵌合凸部の外径は、冷媒出口管の他の部分よりも大径となっている。嵌合凸部の外周面には環状溝が全周にわたって形成されており、環状溝内にＯリングが装着されている。
【００３５】
そして、膨張弁(5)の冷媒供給路(32)の挿入穴部(33)内および冷媒排出路の挿入穴部内に、膨張弁取付部材(40)の両嵌合凸部(43)が挿入された状態で、適当な締結手段、たとえばおねじとめねじなどにより膨張弁(5)と膨張弁取付部材(40)とが固定され、これにより冷媒入口管(42)および冷媒出口管が、それぞれ冷媒供給路(32)および冷媒排出路に通じるように膨張弁(5)に接続されている。
【００３６】
ここでも、膨張弁(5)の冷媒供給路(32)の内径をＡｍｍ、冷媒入口管(3)の内径をＢｍｍとした場合、Ｂ／Ａ≦１．０という関係を満たしている。なお、冷媒入口管(3)の内径：Ｂの下限は５ｍｍ程度である。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
この発明によるエバポレータは、車両用空調装置に好適に用いられる。
【符号の説明】
【００３８】
(1)：エバポレータ
(2)：エバポレータ本体
(3)(42)：冷媒入口管
(4)：冷媒出口管
(5)：膨張弁
(13)：熱交換コア部
(14)：冷媒入口ヘッダ部
(15)：冷媒出口ヘッダ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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