CN107816826B - 带蓄冷功能的蒸发器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种带蓄冷功能的蒸发器，能够在抑制了通常制冷时的冷却性能降低的基础上延长冷能释放时间。具有热交换芯部(4)，其具有材质相同的多个制冷剂流通管(12、13)、蓄冷材料容器(16)和外散热片(17)，且在相邻的制冷剂流通管彼此之间形成有间隙(15A、15B)。在第1间隙(15A)中配置有蓄冷材料容器，在第2间隙(15B)中配置有外散热片。在所有制冷剂流通管中，包含左右两侧壁(12a)与外散热片接触的第1制冷剂流通管(12)、和一个侧壁(13a)与蓄冷材料容器接触并且另一个侧壁(13b)与外散热片接触的第2制冷剂流通管(13)。第2制冷剂流通管的与蓄冷材料容器接触的侧壁的壁厚比第1制冷剂流通管的左右两侧壁的壁厚大。

Description

带蓄冷功能的蒸发器

技术领域

本发明涉及带蓄冷功能的蒸发器。

在本说明书及权利要求书中，将图1～图3中从以箭头X示出的通风方向的下游侧观察到的上下、左右(图1的上下、左右)设为上下、左右。

背景技术

例如，以环保和汽车的燃油效率提高等为目的，提出了一种在等待信号灯等的停车时使发动机自动停止的汽车。

在该汽车的车载空调中，考虑对蒸发器付与蓄冷功能，在发动机停止而压缩机停止时，释放蓄存在蒸发器中的冷能来将车室内冷却。

作为这种带蓄冷功能的蒸发器，本申请人先前提出了如下的带蓄冷功能的蒸发器，具有热交换芯部，该热交换芯部具有：多个扁平状制冷剂流通管，其将长度方向朝向上下方向并且将宽度方向朝向通风方向；蓄冷材料容器，其封入有蓄冷材料；和外散热片，在热交换芯部中，沿左右方向隔开间隔地配置有多个由沿通风方向排列的两个制冷剂流通管构成的管组，由此在相邻的管组彼此之间形成有间隙，在该所有间隙中的一部分且多个间隙中以与制冷剂流通管接触的方式配置有蓄冷材料容器，在上述所有间隙中的剩余的间隙中以与制冷剂流通管接触的方式配置有外散热片，并且配置有外散热片的间隙成为通风间隙，所有制冷剂流通管的材质相同，在所有制冷剂流通管中具有左右两侧壁与外散热片接触的第1制冷剂流通管、和左右两侧壁中的至少某一个侧壁与蓄冷材料容器接触的第2制冷剂流通管，第1制冷剂流通管的左右两侧壁的壁厚与第2制冷剂流通管的左右两侧壁的壁厚相同(参照专利文献1)。

根据专利文献1所记载的带蓄冷功能的蒸发器，在压缩机动作的通常制冷时，在第1制冷剂流通管内流动的制冷剂所具有的冷能经由其左右两侧壁而向两侧的外散热片传递，通过传递到外散热片的冷能而将在通风间隙中流动的空气冷却，将冷却后的空气送入到车室内。另外，在压缩机动作的通常制冷时，在第2制冷剂流通管内流动的制冷剂所具有的冷能经由其左右两侧壁中的与蓄冷材料容器接触的侧壁而向蓄冷材料容器内的蓄冷材料传递并蓄存在蓄冷材料中。

在压缩机停止时，蓄存在蓄冷材料容器内的蓄冷材料中的冷能经由第2制冷剂流通管(其左右两侧壁中的一个侧壁与蓄冷材料容器接触并且另一个侧壁与外散热片接触)中的与蓄冷材料容器接触的上述一个侧壁而向第2制冷剂流通管传递，并经由第2制冷剂流通管的上述另一个侧壁而向外散热片传递，通过传递到外散热片的冷能而将在通风间隙中流动的空气冷却，将冷却后的空气送入到车室内。因此，在发动机停止而压缩机停止时，能够释放蓄存在蒸发器中的冷能来将车室内冷却，从而抑制了发动机停止时的制冷能力的急剧降低。

另外，在专利文献1所记载的带蓄冷功能的蒸发器中，为了延长发动机停止而压缩机停止时的冷能的释放时间，增加蓄冷材料的数量是有效的，但在该情况下，在将热交换芯部的高度及左右方向的尺寸设为固定的情况下，需要增加蓄冷材料容器的数量，配置有外散热片的通风间隙的数量会减少而通常制冷时的制冷性能会降低。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-126307号公报

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种能够在抑制了通常制冷时的冷却性能降低的基础上延长冷能释放时间的带蓄冷功能的蒸发器。

本发明为了实现上述目的而由以下方案构成。

1)一种带蓄冷功能的蒸发器，具有热交换芯部，该热交换芯部具有：多个扁平状制冷剂流通管，其将长度方向朝向上下方向并且将宽度方向朝向通风方向；蓄冷材料容器，其封入有蓄冷材料；和外散热片，在热交换芯部中，多个制冷剂流通管沿左右方向隔开间隔地配置，由此在沿左右方向相邻的制冷剂流通管彼此之间形成有间隙，蓄冷材料容器以与制冷剂流通管接触的方式配置在所有上述间隙中的一部分且多个间隙中，外散热片以与制冷剂流通管接触的方式配置在作为所有上述间隙的剩余的多个间隙中，在上述带蓄冷功能的蒸发器中，

所有制冷剂流通管的材质相同，在所有制冷剂流通管中，包含左右两侧壁与外散热片接触的第1制冷剂流通管、和左右两侧壁中的某一个侧壁与蓄冷材料容器接触并且其另一个侧壁与外散热片接触的第2制冷剂流通管，第2制冷剂流通管中的与蓄冷材料容器接触的侧壁的壁厚比第1制冷剂流通管的左右两侧壁的壁厚大。

2)在上述1)所记载的带蓄冷功能的蒸发器中，第2制冷剂流通管中的与蓄冷材料容器接触的侧壁的壁厚比与外散热片接触的侧壁的壁厚大。

3)在上述2)所记载的带蓄冷功能的蒸发器中，第1制冷剂流通管的左右两侧壁的壁厚相同，第2制冷剂流通管中的与外散热片接触的侧壁的壁厚与第1制冷剂流通管的左右两侧壁的壁厚相同。

4)在上述1)所记载的带蓄冷功能的蒸发器中，第1制冷剂流通管的左右两侧壁的壁厚相同，第2制冷剂流通管的左右两侧壁的壁厚相同，并且比第1制冷剂流通管的左右两侧壁的壁厚大。

发明效果

根据上述1)～4)的带蓄冷功能的蒸发器，所有制冷剂流通管的材质相同，在所有制冷剂流通管中包含左右两侧壁与外散热片接触的第1制冷剂流通管、和左右两侧壁中的某一个侧壁与蓄冷材料容器接触并且其另一个侧壁与外散热片接触的第2制冷剂流通管，第2制冷剂流通管中的与蓄冷材料容器接触的侧壁的壁厚比第1制冷剂流通管的左右两侧壁的壁厚大，因此第2制冷剂流通管中的与蓄冷材料容器接触的侧壁的热容量比第1制冷剂流通管的左右两侧壁的热容量大。因此，在使第1制冷剂流通管的左右两侧壁的壁厚与专利文献1的第1制冷剂流通管的左右两侧壁的壁厚相等的情况下，在压缩机停止时，能够将蓄存在蓄冷材料容器内的蓄冷材料中的冷能经由第2制冷剂流通管而传递到外散热片的时间与专利文献1所记载的带蓄冷功能的蒸发器相比延迟，从而能够延长通过外散热片冷却在通风间隙中流动的空气的冷能释放时间。而且，能够使第1制冷剂流通管的左右两侧壁的壁厚设为可将通常制冷时在第1制冷剂流通管内流动的制冷剂所具有的冷能高效地传递到外散热片的壁厚，并且能够抑制蓄冷材料容器的数量增加而抑制配置有外散热片的通风间隙的数量减少，从而能够抑制通常制冷时的制冷性能的降低。

根据上述2)及3)的带蓄冷功能的蒸发器，能够使第2制冷剂流通管中的与外散热片接触的侧壁的壁厚设为可将通常制冷时在第2制冷剂流通管内流动的制冷剂所具有的冷能高效地传递到外散热片的壁厚，从而能够抑制通常制冷时的制冷性能的降低。

附图说明

图1是表示本发明的带蓄冷功能的蒸发器的整体结构的局部切缺立体图。

图2是图1的A-A线剖视放大图。

图3是表示用于图1的带蓄冷功能的蒸发器的蓄冷材料容器的左视图。

图4是图2的主要部分放大图。

图5是表示与图4不同的部分的、图2的主要部分放大图。

图6是表示图1的带蓄冷功能的蒸发器中的、左右两侧壁中的某一个侧壁与蓄冷材料容器接触并且其另一个侧壁与外散热片接触的第2制冷剂流通管的变形例的与图5相当的图。

具体实施方式

以下参照附图来说明本发明的实施方式。

在以下的说明中，“铝”这一术语除纯铝以外还包含铝合金。

图1示出本发明的带蓄冷功能的蒸发器的整体结构，图2～图5示出其主要部分的结构。

在图1～图3中，带蓄冷功能的蒸发器1具有：在将长度方向朝向左右方向并且将宽度方向朝向通风方向的状态下在上下方向上隔开间隔地配置的铝制上集液箱2及铝制下集液箱3；和设在两个集液箱2、3之间的热交换芯部4。

上集液箱2具有位于下风侧的下风侧上集液部5、和位于上风侧且与下风侧上集液部5一体化的上风侧上集液部6。在下风侧上集液部5的左端部设有制冷剂入口7，在上风侧上集液部6的左端部设有制冷剂出口8。下集液箱3具有位于下风侧的下风侧下集液部9、和位于上风侧且与下风侧下集液部9一体化的上风侧下集液部11。

在热交换芯部4中，由在将长度方向朝向上下方向并且将宽度方向朝向通风方向的状态下沿通风方向隔开间隔地配置的多个、在此为两个铝制扁平状制冷剂流通管12、13构成的多个管组14沿左右方向隔开间隔地配置，由此在由沿通风方向排列的两个制冷剂流通管12、13构成的管组14的相邻管组彼此之间形成有间隙15A、15B。在下风侧排列的制冷剂流通管12、13的上端部与下风侧上集液部5连接，并且其下端部与下风侧下集液部9连接。另外，在上风侧排列的制冷剂流通管12、13的上端部与上风侧上集液部6连接，并且其下端部与上风侧下集液部11连接。

所有制冷剂流通管12、13的材质相同。在所有制冷剂流通管12、13中，具有：第1制冷剂流通管12，其位于沿左右方向相邻的第2间隙15B彼此之间，且左右两侧壁12a与外散热片17接触；和第2制冷剂流通管13，其位于第1间隙15A的左右两侧，且左右两侧壁13a、13b中的某一个侧壁13a与蓄冷材料容器16接触并且其另一个侧壁13b与外散热片17接触(参照图2)。

在热交换芯部4中的所有间隙15A、15B中的一部分且多个第1间隙15A中，以跨着构成各管组14的两个第2制冷剂流通管13的方式配置有封入了蓄冷材料的铝制蓄冷材料容器16，其通过钎焊材料而与该两个制冷剂流通管13的一个侧壁13a接合。以下将基于钎焊材料进行的接合称为钎焊。在热交换芯部4中的所有间隙15A、15B中的剩余的多个第2间隙15B中，以跨着构成各管组14的两个第1及第2制冷剂流通管12、13的方式配置有波纹状的外散热片17，该波纹状的外散热片17由两面具有钎焊材料层的铝硬钎焊片构成，且由沿通风方向延伸的波峰部、沿通风方向延伸的波谷部、及将波峰部与波谷部连结的连结部构成，第2间隙15B成为通风间隙。配置在第1间隙15A的两侧相邻的第2间隙15B中的外散热片17被钎焊在第1制冷剂流通管12的一个侧壁12a及第2制冷剂流通管13的另一个侧壁13b上，配置在其他第2间隙15B中的外散热片17被钎焊在第1制冷剂流通管12的侧壁12a上。在左右两端的管组14的外侧也以跨着构成管组14的两个第1制冷剂流通管12的方式配置有外散热片17，其被钎焊在该两个制冷剂流通管12的侧壁12a上，而且在左右两端的外散热片17的外侧配置有铝制侧板18，其被钎焊在外散热片17上。

在沿左右方向相邻的两个第1间隙15A彼此之间，存在多个、在此为三个第2间隙15B。此外，优选沿左右方向相邻的两个第1间隙15A彼此之间的第2间隙15B的数量为两个以上，优选其上限为七个。另外，两个第1间隙15A可以沿左右方向排列地形成，也可以在由沿左右方向排列的两个第1间隙15A构成的间隙对之间形成两个以上的第2间隙15B。

外散热片17的上风侧端部与上风侧制冷剂流通管12、13的上风侧端部处于通风方向上的相同位置，外散热片17的下风侧端部处于相对于下风侧制冷剂流通管12、13的下风侧端部而向下风侧稍微突出、例如突出1mm左右的位置。将外散热片17的通风方向的宽度设为热交换芯部4的通风方向的整个宽度。

蓄冷材料容器16是将长度方向朝向上下方向并且将宽度方向朝向通风方向的大致纵长方形的扁平中空状，由位于热交换芯部4的通风方向的整个宽度的范围内且被钎焊在各管组14的两个第2制冷剂流通管13上的容器主体部19、和以仅与容器主体部19的下风侧缘部的一部分、在此为上部相连并且与外散热片17的下风侧端部相比向下风侧伸出的方式设置的外侧伸出部21构成(参照图3)。

蓄冷材料容器16由通过对两面具有钎焊材料层的铝硬钎焊片实施冲压加工而形成、且将具有固定宽度的周缘的带状部22a、23a彼此相互钎焊的两张大致纵长方形状的铝制容器结构板22、23构成。在蓄冷材料容器16中，通过使两个容器结构板22、23的除了带状部22a、23a的部分向外侧鼓出，而在从容器主体部19到外侧伸出部21的范围内形成有中空状的蓄冷材料封入部24，在蓄冷材料封入部24内放入有蓄冷材料。

在蓄冷材料容器16的蓄冷材料封入部24的存在于容器主体部19的部分的左右两侧壁25外表面上，沿通风方向隔开间隔地形成有多个冷凝水排水槽26，该多个冷凝水排水槽26分别在上下方向上具有固定的流路长度并且上下两端开口，且使冷凝水从上方向下方流动而从下端开口排出(参照图3)。各冷凝水排水槽26形成于设在蓄冷材料容器16的蓄冷材料封入部24的左右两侧壁25中的存在于容器主体部19的部分上且向外侧鼓出的两个排水槽用凸部27之间。相邻的两个冷凝水排水槽26共有位于两个冷凝水排水槽26之间的排水槽用凸部27。所有的排水槽用凸部27的鼓出端的至少一部分被钎焊在构成第1间隙15A的左右两侧的管组14的两个第2制冷剂流通管13的一个侧壁13a上。左侧壁25的冷凝水排水槽26及排水槽用凸部27、和右侧壁25的冷凝水排水槽26及排水槽用凸部27以在整体上不重复的方式在同一水平面内沿通风方向错开地设置。此外，在冷凝水排水槽26内也流动有微量的空气。

在蓄冷材料容器16的容器主体部19内，在上下方向的大致整体范围内配置有偏置(offset)状的铝制内散热片28。内散热片28通过波状带板29沿上下方向排列多个并且相互一体地连结而形成，其中该波状带板29由沿上下方向延伸的波峰部、沿上下方向延伸的波谷部、及将波峰部与波谷部连结的连结部构成，沿上下方向相邻的两个波状带板29的波峰部彼此及波谷部彼此在通风方向上错位(参照图2)。

在蓄冷材料容器16的外侧伸出部21上设有向左右两个方向膨胀、且左右方向的尺寸为蓄冷材料封入部24的左右方向的尺寸以上的膨胀部21a，膨胀部21a与外散热片17的通风方向下游侧端部相比位于通风方向外侧(通风方向下游侧)。在蓄冷材料容器16的外侧伸出部21的上端部固定有蓄冷材料注入部件31，蓄冷材料从蓄冷材料注入部件31通过而注入到蓄冷材料封入部24内，蓄冷材料注入部件31在蓄冷材料注入到蓄冷材料封入部24内之后被封固。

在本实施方式的蒸发器1的情况下，制冷剂从制冷剂入口7通过而进入蒸发器1的下风侧上集液部5内，并从所有制冷剂流通管12、13通过而从上风侧上集液部6的制冷剂出口8流出。

如图4及图5所示，第1制冷剂流通管12的左右两侧壁12a的壁厚t1相同。另外，第2制冷剂流通管13中的与蓄冷材料容器16接触的侧壁13a的壁厚t2比第1制冷剂流通管12的左右两侧壁12a的壁厚t1、及第2制冷剂流通管13中的与外散热片17接触的侧壁13b的壁厚t3大。第2制冷剂流通管13中的与外散热片17接触的侧壁13b的壁厚t3与第1制冷剂流通管12的左右两侧壁12a的壁厚t1相同。此外，第2制冷剂流通管13中的与外散热片17接触的侧壁13b的壁厚t3并不一定需要与第1制冷剂流通管12的左右两侧壁12a的壁厚t1相同。而且，在两个制冷剂流通管12、13中经由分隔壁34、35而形成有沿通风方向排列的多个流路32、33。

带蓄冷功能的蒸发器1与将车辆的发动机作为驱动源的压缩机、对从压缩机排出的制冷剂进行冷却的冷凝器(制冷剂冷却器)、对从冷凝器通过的制冷剂进行减压的膨胀阀(减压器)一起构成制冷循环，作为车载空调，搭载在停车时使作为压缩机驱动源的发动机暂时停止的车辆、例如汽车上。

在压缩机动作的通常制冷时，被压缩机压缩并从冷凝器及膨胀阀通过了的低压的气液混相的两相制冷剂从制冷剂入口7通过而进入带蓄冷功能的蒸发器1的下风侧上集液部5内，从所有制冷剂流通管12、13通过而进入上风侧上集液部6，并从制冷剂出口8流出。此时，在第1制冷剂流通管12内流动的制冷剂所具有的冷能经由第1制冷剂流通管12的左右两侧壁12a而向配置在左右两侧的第2间隙15B中的外散热片17传递。另外，在第2制冷剂流通管13内流动的制冷剂所具有的冷能经由第2制冷剂流通管13中的与配置在第1间隙15A的两侧的第2间隙15B中的外散热片17接触的侧壁13b而向该外散热片17传递。并且，通过传递到外散热片17的冷能来将在第2间隙15B中流动的空气冷却，将冷却后的空气送入到车室内来供于制冷。另一方面，在两个制冷剂流通管12、13内流动的制冷剂成为气相而流出。

另外，在压缩机动作的通常制冷时，在第2制冷剂流通管13内流动的制冷剂所具有的冷能传递到第2制冷剂流通管13中的与蓄冷材料容器16接触的侧壁13a，从该侧壁13a经由排水槽用凸部27的鼓出顶壁而直接向蓄冷材料容器16内的蓄冷材料传递(其中排水槽用凸部27设在蓄冷材料容器16的蓄冷材料封入部24的左右两侧壁25中的存在于容器主体部19的部分上)，并且从排水槽用凸部27的鼓出顶壁经由左右两侧壁25中的没有钎焊在制冷剂流通管13上的部分及内散热片28而向蓄冷材料容器16内的蓄冷材料整体传递，从而将冷能蓄存在蓄冷材料中。

在压缩机动作的通常制冷时在所有制冷剂流通管12、13内流动的制冷剂成为气相而流出。

在压缩机动作的通常制冷时，在蓄冷材料容器16表面产生冷凝水，但该冷凝水会进入冷凝水排水槽26内。当积留在冷凝水排水槽26内的冷凝水增多时，作用于所积留的冷凝水的重力会变得大于表面张力，而冷凝水在冷凝水排水槽26内流下，被向下方排出。

在压缩机停止时，蓄存在蓄冷材料容器16内的蓄冷材料中的冷能经由排水槽用凸部27的鼓出顶壁而向第2制冷剂流通管13中的与蓄冷材料容器16接触的侧壁13a传递(其中排水槽用凸部27设在蓄冷材料容器16的蓄冷材料封入部24的左右两侧壁25中的存在于容器主体部19的部分上)，并且从内散热片28经由左右两侧壁25中的没有钎焊在第2制冷剂流通管13上的部分及排水槽用凸部27的鼓出顶壁而向第2制冷剂流通管13中的与蓄冷材料容器16接触的侧壁13a传递。传递到该侧壁13a的冷能经由分隔壁35及与外散热片17接触的侧壁13b而向外散热片17传递，从而向从第1间隙15A的两侧相邻的第2间隙15B通过的空气传递。传递到外散热片17的冷能向从配置有蓄冷材料容器16的第1间隙15A的两侧相邻的第2间隙15B通过的空气传递。因此，即使从蒸发器1通过的风的温度上升，该风也会被冷却，因此防止了制冷能力的急剧降低。

在压缩机停止时，由于第2制冷剂流通管13中的与蓄冷材料容器16接触的侧壁13a的壁厚t2比第1制冷剂流通管12的左右两侧壁12a的壁厚t1大，因此第2制冷剂流通管13中的与蓄冷材料容器16接触的侧壁13a的热容量比第1制冷剂流通管12的左右两侧壁12a的热容量大。因此，能够在压缩机停止时使蓄存在蓄冷材料容器16内的蓄冷材料中的冷能经由第2制冷剂流通管13而传递至外散热片17的时间较迟，从而能够延长从外散热片17向在第2间隙15B中流动的空气的冷能释放时间。而且，能够使第1制冷剂流通管12的左右两侧壁12a的壁厚t1及第2制冷剂流通管13中的与外散热片17接触的侧壁13b的壁厚t3设为可将通常制冷时在两个制冷剂流通管12、13内流动的制冷剂所具有的冷能高效地传递到外散热片17的壁厚，并且能够抑制蓄冷材料容器16的数量增加而抑制配置有外散热片17的第2间隙15B的数量减少，从而能够抑制通常制冷时的制冷性能降低。

图6示出本发明的带蓄冷功能的蒸发器中的位于第1间隙15A的左右两侧、且一个侧壁与蓄冷材料容器16接触并且其另一个侧壁与外散热片17接触的第2制冷剂流通管的变形例。

图6所示的第2制冷剂流通管40的左右两侧壁40a、40b的壁厚t4彼此相同，并且比第1制冷剂流通管12的左右两侧壁12a的壁厚大。即，位于第1间隙15A的左右两侧、且左右两侧壁40a、40b中的某一个侧壁40a与蓄冷材料容器16接触并且其另一个侧壁40b与外散热片17接触的第2制冷剂流通管40的左右两侧壁40a、40b的壁厚t4彼此相同，并且比第1制冷剂流通管12的左右两侧壁12a的壁厚大。

工业实用性

本发明的带蓄冷功能的蒸发器优选用于在停车时使作为压缩机驱动源的发动机暂时停止的车辆的构成车载空调的制冷循环。

Claims (2)

1.一种带蓄冷功能的蒸发器，具有热交换芯部，该热交换芯部具有：多个扁平状制冷剂流通管，其将长度方向朝向上下方向并且将宽度方向朝向通风方向；蓄冷材料容器，其封入有蓄冷材料；和外散热片，在热交换芯部中，多个制冷剂流通管沿左右方向隔开间隔地配置，由此在沿左右方向相邻的制冷剂流通管彼此之间形成有间隙，蓄冷材料容器以与制冷剂流通管接触的方式配置在所有所述间隙中的一部分且多个间隙中，外散热片以与制冷剂流通管接触的方式配置在作为所有所述间隙的剩余的多个间隙中，所述带蓄冷功能的蒸发器的特征在于，

所有制冷剂流通管的材质相同，在所有制冷剂流通管中，包含左右两侧壁与外散热片接触的第1制冷剂流通管、和左右两侧壁中的某一个侧壁与蓄冷材料容器接触并且其另一个侧壁与外散热片接触的第2制冷剂流通管，第2制冷剂流通管中的与蓄冷材料容器接触的侧壁的壁厚比第1制冷剂流通管的左右两侧壁的壁厚大，

第2制冷剂流通管中的与蓄冷材料容器接触的侧壁的壁厚比与外散热片接触的侧壁的壁厚大。

2.如权利要求1所述的带蓄冷功能的蒸发器，其特征在于，

第1制冷剂流通管的左右两侧壁的壁厚相同，第2制冷剂流通管中的与外散热片接触的侧壁的壁厚与第1制冷剂流通管的左右两侧壁的壁厚相同。

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