(57)【要約】【課題】本発明は、伝熱フィンが凍結しても冷却性能を十分発揮することができる蒸発器を提供することを課題とする。【解決手段】伝熱フィンは、第１のフィン２１と第２のフィン２２で構成し、第１のフィン２１に対して第２のフィン２２の伝熱面積又は伝熱効率を、小さく設定し、且つ、これらの第１のフィン２１と第２のフィン２２とを交互に配置したことを特徴とする。【効果】伝熱面積又は伝熱効率を、小さく設定した第２のフィン２２は凍結しにくい。一方、伝熱面積又は伝熱効率が大きい第１のフィン２１はよく冷却される。仮に、第１のフィン２１が凍結しても、空気は第２のフィン２２を通過するため、空気量を確保することができる。この際、熱伝導作用により第２のフィン２２から第１のフィン２１に熱の移動が起こる。これにより、第２のフィン２２で空気を十分に冷却することができる。即ち、伝熱フィンが凍結しても冷却性能を十分発揮することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの冷媒タンクの間に冷媒が流れるチューブを複数本渡し、隣り合うチューブ間に伝熱フィンを介在させ、前記チューブの外周面及び前記伝熱フィンに空気を当て、前記冷媒の蒸発作用で前記空気を冷却する蒸発器において、
前記伝熱フィンは、第１のフィンと第２のフィンで構成し、第１のフィンに対して第２のフィンの伝熱面積又は伝熱効率を、小さく設定し、且つ、第１のフィンと第２のフィンとを交互に配置した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、冷媒の蒸発作用で空気を冷却する蒸発器に関し、特に車両用空調装置に好適な蒸発器に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用空調装置の構成要素の一つが、蒸発器であり、この蒸発器の構造は各種のものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２０００−３４６５６８公報（図６）
【０００３】
特許文献１を次図に基づいて説明する。
図１０は従来の技術の基本原理を説明する図であり、蒸発器に相当する熱交換器１００は、パイプ１０１から複数のチューブ１０２を垂下し、これらのチューブ１０２に冷媒を流す形式のものである。隣り合うチューブ１０２、１０２間に伝熱フィン１０３が設けられている。
【０００４】
このような構造の熱交換器１００に白抜き矢印のように暖かい空気を送ると、この空気の保有熱の一部が伝熱フィン１０３を介してチューブ１０２に伝わり、更に冷媒に伝わる。一方、チューブ１０２内を流れる冷媒は蒸発することで大量の熱を周囲から奪う。
そのため、空気の保有熱は盛んに冷媒に吸収され、結果として、空気は冷却される。
【０００５】
ところで、このような熱交換器１００の冷却性能を上げるために伝熱フィン１０３のピッチを短くすると、熱交換器１００付近に存在する大気中の水分がチューブ１０２や伝熱フィン１０３の表面で凍結して霜（フロスト）が着く。霜が着くと伝熱フィン１０３の間を通過する風の流れが悪くなる。即ち伝熱フィン１０３の間を風が通過しずらくなることにより、車内の冷却性能が低下する。
【０００６】
伝熱フィンが凍結しても冷却性能を十分発揮することができる蒸発器の提供が望まれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、伝熱フィンが凍結しても冷却性能を十分発揮することができる蒸発器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明は、２つの冷媒タンクの間に冷媒が流れるチューブを複数本渡し、隣り合うチューブ間に伝熱フィンを介在させ、前記チューブの外周面及び前記伝熱フィンに空気を当て、前記冷媒の蒸発作用で前記空気を冷却する蒸発器において、
前記伝熱フィンは、第１のフィンと第２のフィンで構成し、第１のフィンに対して第２のフィンの伝熱面積又は伝熱効率を、小さく設定し、且つ、第１のフィンと第２のフィンとを交互に配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に係る発明では、伝熱フィンは、第１のフィンと第２のフィンで構成し、第１のフィンに対して第２のフィンの伝熱面積又は伝熱効率を、小さく設定し、且つ、これらの第１のフィンと第２のフィンとを交互に配置した。伝熱面積又は伝熱効率を、小さく設定した第２のフィンは凍結しにくい。一方、伝熱面積又は伝熱効率が大きい第１のフィンはよく冷却される。
【００１０】
仮に、第１のフィンが凍結しても、空気は第２のフィンを通過するため、空気量を確保することができる。この際に、熱伝導作用により第２のフィンから第１のフィンに熱の移動が起こり、第２のフィンが冷却される。そのため、第２のフィンで空気を十分に冷却することができる。
即ち、伝熱フィンが凍結しても冷却性能を十分発揮することができる。
【００１１】
また、第１のフィンが凍結していないときには、第１のフィンを通った空気の温度が第２のフィンを通った空気より低くなり、温度差が不可避的に発生する。しかし、第１のフィンと第２のフィンを交互に配置したことにより、両方の空気を速やかに混合させることができ、温度差は解消される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る蒸発器を備える空調ケースの断面図であり、蒸発器１０は、ダクト形状の空調ケース１１にシール部材１２、１２を介して収納される。
蒸発器１０の詳細については次図で説明する。
【００１３】
図２は図１の２−２線断面図であり、蒸発器１０は、冷媒導入管１３を介して外部から冷媒が導入される下部冷媒タンク１４と、この下部冷媒タンク１４に締結される複数のチューブ１５と、これらのチューブ１５に締結される上部冷媒タンク１６と、上部冷媒タンク１６内の冷媒を導出する冷媒導出管１７と、隣り合うチューブ１５間に配置される伝熱フィン２１、２２、２１、２２とから構成される。
【００１４】
伝熱フィン２１、２２は、ピッチを短くすることにより伝熱面積を大きくした第１のフィン２１、２１と、ピッチを長くすることにより伝熱面積を小さくした第２のフィン２２、２２とが交互に配置される。
【００１５】
図３は図２の３部拡大図であり、伝熱フィン２１とチューブ１５との接合には、例えばろう付けを用いることができる。即ち、伝熱フィン２１とチューブ１５との間にろう２４、２４を配置し、これらをろう付け炉に入れることにより行うことができる。
伝熱フィン２２（図２）についても同様なので、説明は省略する。
【００１６】
以上の構成からなる蒸発器の作用を次に述べる。
図４は本発明に係る蒸発器の冷媒の流れを説明する図であり、冷媒は矢印（１）で示されるように冷媒導入管１３から下部冷媒タンク１４に流入される。
【００１７】
下部冷媒タンク１４内の冷媒は、矢印（２）で示すようにチューブ１５を通過する。この際、冷媒によりチューブ１５の表面及びこれに接合される伝熱フィン２１、２２は冷却される。このとき、伝熱面積の大きな第１のフィン２１の方が、伝熱面積の小さな第２のフィン２２よりも冷却される。
【００１８】
チューブ１５内を通過した冷媒は、矢印（３）で示されるように上部冷媒タンク１６へと流れ、矢印（４）で示されるように上部冷媒タンク１６から冷媒導出管１７を介して外部へ導出される。
このようにして冷却された、チューブ１５の表面及び伝熱フィン２１、２２に向かって図面表裏方向に風を流す。風の流れについては次図で説明する。
【００１９】
図５は風の流れを説明する図であり、送風機（不図示）により、空調ケース１１内に白抜き矢印で示される風を送る。風は、矢印（５）で示されるように、伝熱フィン２１、２２やチューブ１５の間を通過する。伝熱フィン２１、２２及びチューブ１５の表面は冷却されているため、風が冷却される。
【００２０】
蒸発器１０を通過した風は、伝熱フィン２１を通過した直後に想像線３２で示されるように図面左右へ広がる。伝熱フィン２２も同様である。そして、矢印（６）で示されるように車内に向かって送られる。このとき第１のフィン２１、２１を通過した空気と、第２のフィン２２、２２を通過した空気とでは温度が異なるが、空気が広がるように吹出されるため、蒸発器１０を通過した後、速やかに混合され、温度差は解消される。
【００２１】
このように蒸発器１０を作動させ、所定の時間が経過した場合の作用について次図で説明する。
図６は所定の時間が経過した場合の蒸発器の作用について説明する図であり、蒸発器１０を作動させ所定の時間が経過すると、伝熱フィン２１、２２の表面に大気中の水分が凍結することがある。２６は、水分が凍結して形成された凍結部である。
【００２２】
第１のフィン２１の方が伝熱面積が大きくよく冷却されるため、第２のフィン２２に比べ全体に占める凍結部２６の割合が大きくなる。凍結部２６の割合が大きくなると、凍結部２６が抵抗となり図面表裏方向へ風が通りにくくなる。凍結部２６が形成されることにより、図面表裏方向に流れる風の流れが変化する。
【００２３】
図７は凍結部が形成された際の風の流れを説明する図であり、凍結部（図６の凍結部２６）が形成されることにより、第１のフィン２１に接触した風の一部は、矢印（７）で示されるようにより抵抗の少ない第２のフィン２２に向かって流れる。即ち、一部が凍結し抵抗が大きくなった場合であっても、抵抗の少ない第２のフィン２２があるため、十分に風を送ることができる。
【００２４】
加えて、伝熱面積が大きく、よく冷却された第１のフィン２１は、第２のフィン２２と交互に配置される。この結果、温度の高い第２のフィン２２から温度の低い第１のフィン２１に熱の移動が起こる。第２のフィン２２からの熱伝導作用により第２のフィン２２もよく冷却される。第２のフィン２２もよく冷却されるため、第２のフィン２２を通過する風を十分に冷却することができる。
即ち、伝熱フィンが凍結しても冷却性能を十分発揮することができる。
【００２５】
以下に本発明に係る蒸発器の別実施例を説明する。
図８は本発明に係る蒸発器の別実施例図であり、図２と共通要素は符号を流用して、詳細な説明は省略する。縦フィン付きの第１のフィン２８と、縦フィンがない第２のフィン２９とで伝熱フィンを構成した。即ち、第１のフィン２８に対して第２のフィン２９の伝熱面積を小さくした。
【００２６】
第１のフィン２８に対して第２のフィン２９の伝熱面積を小さくし、第１のフィン２８と第２のフィン２９とを交互に配置したことにより、伝熱フィンが凍結しても冷却性能を十分発揮することができる。
【００２７】
図９は本発明に係る蒸発器の更なる別実施例図であり、第１のフィン３１を表面が粗い粗面で構成し、第２のフィン３２を表面が滑らかな滑面で構成した。
即ち、第１のフィン３１に対して第２のフィン３２の伝熱効率を小さくした。
【００２８】
第１のフィン３１に対して第２のフィン３２の伝熱効率を小さくし、第１のフィン３１と第２のフィン３２とを交互に配置したことにより、伝熱フィンが凍結しても冷却性能を十分発揮することができるという本発明の効果を得ることができる。
【００２９】
尚、本発明に係る蒸発器は、図２、図８及び図９を組み合わせて実施することもできる。即ち、第１のフィンにピッチが短く、且つ、粗面のものを用い、第２のフィンにピッチが長く、滑面のものを用いること等、第２のフィンが第１のフィンに比べ凍結しにくいように構成すればその組み合わせは任意である。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明の蒸発器は、車両の冷房装置に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る蒸発器を備える空調ケースの断面図である。
【図２】図１の２−２線断面図である。
【図３】図２の３部拡大図である。
【図４】本発明に係る蒸発器の冷媒の流れを説明する図である。
【図５】風の流れを説明する図である。
【図６】所定の時間が経過した場合の蒸発器の作用について説明する図である。
【図７】凍結部が形成された際の風の流れを説明する図である。
【図８】本発明に係る蒸発器の別実施例図である。
【図９】本発明に係る蒸発器の更なる別実施例図である。
【図１０】従来の技術の基本原理を説明する図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０…蒸発器、１４…下部冷媒タンク、１５…チューブ、１６…上部冷媒タンク、２１、２８、３１…第１のフィン、２２、２９、３２…第２のフィン。
【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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