JP2002310587A - 熱交換器用伝熱管素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エバポレータ等の熱交換器の小型化と性能確
保との両立を図る。 【解決手段】 第一金属板３３の片面に、底板部３５
と、この底板部３５の周縁部に設けて、第一金属板３３
の重ね合わせ方向に突出する１対の側壁部３６、３６と
から成る、第一、第二浅凹部２２ａ、２３ａを設ける。
上記各側壁部３６、３６の複数個所に半円状の突部３
７、３７を、上記各浅凹部２２ａ、２３ａを構成する１
対の側壁部３６、３６同士で互いに対向する側に突出す
る状態で形成する。上記第一金属板３３を１対、互いの
凹部２２ａ、２３ａを対向させた状態で最中状に重ね合
わせて接合して、内側に流路を有する第一伝熱管素子と
する。これら各流路内に送り込んだ冷媒を、これら各流
路内に上記各突部３７、３７により流れ方向を変化させ
つつ流す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明に係る熱交換器用伝
熱管素子は、空気調和装置、特に自動車用空気調和装置
に組み込んで、車室内を空気調和する為の空気を冷却す
る為のエバポレータや、オイルクーラー等の熱交換器を
構成する為に利用する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用空気調和装置には、内部で冷媒
を蒸発させ、外部を流通する空気を冷却するエバポレー
タを組み込んでいる。又、この様な、自動車用空気調和
装置に組み込むエバポレータとして従来から、例えば特
開昭６２−７９８号公報、実開平７−１２７７８号公
報、特開平９−３１８１９５号公報、特開２０００−１
４６３６２号公報等に記載されている様な、複数枚の金
属板を互いに積層して成る、所謂積層型エバポレータが
知られている。この積層型エバポレータは、それぞれが
２枚の金属板を最中状に組み合わせて成る伝熱管素子を
複数個、互いに積層する事により構成している。図１２
〜１５は、このうちの特開２０００−１４６３６２号公
報に記載された積層型エバポレータを示している。

【０００３】このエバポレータ１は、内側に冷媒を流す
為の流路を有する、それぞれ複数ずつの第一、第二伝熱
管素子２、３と、複数のコルゲート型のフィン４、４と
を積層して成るコア部５を有する。このうちの各第一、
第二伝熱管素子２、３は、それぞれの片面に凹部を形成
した金属板を２枚１組とし、互いの凹部同士を対向させ
た状態で最中状に重ね合わせて互いにろう付けして成
る。そして、上記各第一伝熱管素子２は、図１４（Ａ）
に示す様に、内側中間部に、扁平で互いに独立した第
一、第二直線状流路６、７を形成している。又、上記各
第一伝熱管素子２の上下両端部の２個所位置で合計４個
所位置に、第一〜第四タンク空間９〜１１を形成してい
る。これら各タンク空間９〜１１は、上記各第一伝熱管
素子２の中間部に設けた第一、第二直線状流路６、７の
両端部に連通している。これに対して、上記各第二伝熱
管素子３は、図１４（Ｂ）に示す様に、内側中間部に、
扁平で上端部で１８０度折り返したＵ字形流路１２を形
成している。又、上記各第二伝熱管素子３の上下両端部
の２個所位置で合計４個所位置に、第五〜第八タンク空
間１３〜１６を形成している。これら各タンク空間１３
〜１６のうち、第七、第八タンク空間１５、１６は、上
記Ｕ字形流路１２の両端部に連通している。これに対し
て、上記第五、第六タンク空間１３、１４は、上記Ｕ字
形流路１２とは独立して設けている。

【０００４】又、従来のエバポレータ１の場合、上述の
様な第一、第二伝熱管素子２、３を構成する為に、それ
ぞれの片面に凹部を形成した、第一、第二金属板１７を
使用している。例えば、上記各第一伝熱管素子２を構成
する為に、図１５（Ａ）（Ｂ）に詳示する様な、第一金
属板１７を使用している。この第一金属板１７は、上端
部に互いに独立した第一、第二深凹部１８、１９を設け
ている。又、下端部に互いに独立した第三、第四深凹部
２０、２１を設けている。更に、中間部には、上記第
一、第三深凹部１８、２０同士を連通させる第一浅凹部
２２と、この第一浅凹部２２と独立した状態で設けて上
記第二、第四深凹部１９、２１同士を連通させる第二浅
凹部２３とを設けている。又、上記各第一、第二浅凹部
２２、２３は、底板部２４と、この底板部２４の周縁部
に設けて、上記各第一金属板１７の重ね合わせ方向に突
出する側壁部２５とにより構成している。更に、上記底
板部２４の複数個所に、上記第一、第二浅凹部２２、２
３の内側に向け突出する短円柱状の突起２６、２６を形
成している。

【０００５】上記各第一伝熱管素子２を造る場合には、
上記第一金属板１７を１対ずつ、それぞれの凹部１８〜
２３同士を対向させた状態で最中状に重ね合わせる。そ
して、上記第一〜第四深凹部１８〜２１同士が突き合わ
された部分により前記第一〜第四タンク空間８〜１１を
構成し、上記第一、第二浅凹部２２、２３同士が突き合
わされた部分により前記第一、第二直線状流路６、７を
構成している。又、この場合には、上記各第一、第二浅
凹部２２、２３内に設けた複数の突起２６、２６の先端
面が、上記第一金属板１７の周縁部及び上記第一、第二
浅凹部２２、２３同士の間部分等と共に、互いに突き合
わされてろう付けされる。この様な複数の突起２６、２
６は、上記第一、第二直線状流路６、７内を流れる冷媒
の流れを攪乱する役目を果たす。又、上記各第二伝熱管
素子３は、それぞれが片面に第五〜第八深凹部と、Ｕ字
形の第三浅凹部とを設けた第二金属板を１対ずつ、互い
の凹部同士を対向させた状態で重ね合わせてろう付けし
て成る。

【０００６】そして、それぞれが上述の様に構成する複
数の第一伝熱管素子２、２を、隣り合う第一伝熱管素子
２、２同士の間にフィン４、４を設けた状態で重ね合わ
せる事により、第一部分２７を構成し、それぞれが上述
の様に構成する複数の第二伝熱管素子３、３を、隣り合
う第二伝熱管素子３、３同士の間にフィン４、４を設け
た状態で重ね合わせる事により、第二部分２８を構成し
ている。そして、上記第一部分２７と第二部分２８と
を、上記各第一、第二伝熱管素子２、３の重ね合わせ方
向に関して互いに重ね合わせる事により、前記コア部５
を構成している。又、上記各第二伝熱管素子３、３の第
二金属板に設ける第三浅凹部を構成する底板部にも、上
記各第一伝熱管素子２、２を構成する第一金属板１７に
設けた第一、第二浅凹部２２、２３の場合と同様に、複
数の突起を形成している。

【０００７】又、前記各タンク空間１３〜１６のうち、
上記各第一、第二伝熱管素子２、３を重ね合わせた状態
で、隣り合うタンク空間１３〜１６のうち、少なくとも
一部のタンク空間１３〜１６同士を連通させる事によ
り、上記コア部５の上下両端部に複数のタンク部を設け
ている。そして、これら複数のタンク部の一部に冷媒を
送り込む為の冷媒送り込み管２９の端部と、上記複数の
タンク部の一部から冷媒を取り出す為の冷媒取り出し管
３０の端部とを、それぞれ通じさせている。

【０００８】エバポレータ１の使用時には、冷媒送り込
み管２９を通じてコア部５の内部に液状若しくは気液混
合状態の冷媒を送り込む。このコア部５に送り込まれた
冷媒は、このコア部５に設けた、上記各第一、第二直線
状流路６、７及び各Ｕ字形流路１２の内部を流通する。
この様に上記冷媒が上記コア部５内を流れる間にこの冷
媒は、上記コア部５の外部を、このコア部５の厚さ方向
（図１２の表裏方向、図１３の左右方向）に通過する空
気調和用の空気との間で熱交換を行なって蒸発する。そ
して、上記コア部５内で蒸発したガス状の冷媒は、上記
冷媒取り出し管３０を通じて外部に取り出され、図示し
ないコンプレッサに送られる。この結果、上記空気調和
用の空気は、上記熱交換により冷却される。又、前記第
一、第二金属板１７を構成する浅凹部２２、２３内に設
けた複数の突起２６、２６同士を突き合わせた部分によ
り、前記各第一、第二直線状流路６、７及び各Ｕ字形流
路１２内を流れる冷媒の流れを攪乱して、上記空気調和
用の空気とこの冷媒との間での熱交換を効率良く行なわ
せる事ができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】近年、エバポレータ１
を組み込んだ自動車用空気調和装置の小型化が望まれて
おり、これに伴って、上記エバポレータ１の厚さＤ（図
１３）を小さくする事が望まれている。この様な要請に
応えるべく、上述した従来のエバポレータ１の厚さＤを
小さくする場合には、上記第一、第二金属板１７を構成
する浅凹部２２、２３内に設ける複数の突起２６、２６
の外径を小さくする事が望ましい。但し、これら各突起
２６、２６は、上記第一、第二金属板１７をプレス成形
する為の金型に設けた複数の突部により形成するもので
あり、上記各突起２６、２６の外径を小さくした場合に
は、上記金型に設けた複数の突部の直径も小さくなる
為、この金型の強度を十分に確保できない可能性があ
る。この為、上記各突起２６、２６の外径を従来から製
造されているものよりも小さくする事には限界がある。
そして、上記各突起２６、２６の外径を或る程度大きく
した状態のまま、上記エバポレータ１の厚さＤを小さく
した場合には、上記各第一、第二直線状流路６、７及び
各Ｕ字形流路１２内で、冷媒が流通できる部分の幅が極
めて小さくなり、エバポレータ１の性能を十分に確保で
きなくなる可能性がある。これに対して、上記各浅凹部
２２、２３内に突出する複数の突起２６を省略すれば、
エバポレータ１の厚さＤを小さくした場合でも、上記各
流路６、７、１２内で、冷媒が流通できる部分の幅を或
る程度確保できる。但し、この場合には、これら各流路
６、７、１２内を流れる冷媒の流れを攪乱する事ができ
なくなる為、やはりエバポレータ１の性能を十分に確保
する事ができなくなる可能性がある。本発明は、この様
な事情に鑑みて、エバポレータ等の熱交換器の小型化と
性能確保との両立を図れる構造を実現すべく発明したも
のである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の熱交換器用伝熱
管素子は、前述した従来の熱交換器である、エバポレー
タと同様に、それぞれの片面に凹部を形成した金属板を
２枚１組とし、互いの凹部同士を対向させた状態で最中
状に重ね合わせて互いに気密且つ液密に接合する事によ
り、内側に扁平な流路を有する伝熱管素子とし、複数枚
の伝熱管素子を、隣り合う伝熱管素子同士の間にフィン
を設けた状態で重ね合わせる事により構成したコア部を
有する熱交換器を構成する為のものである。

【００１１】特に、本発明の熱交換器用伝熱管素子に於
いては、上記金属板に上記流路を構成すべく設けた凹部
の少なくとも一部が、底板部と、この底板部の周縁部
に、上記各金属板の重ね合わせ方向に突出する状態で設
けられた側壁部とから成る。そして、この側板部の一部
に、上記各流路内を流れる流体の流れ方向を変化させる
為の突部を設けている。

【００１２】

【作用】上述の様に構成する本発明の熱交換器用伝熱管
素子によれば、金属板に設けた凹部を構成する為の底板
部に複数の突起を形成する事なく、伝熱管素子の内部を
流れる流体の流れを攪乱する事ができる。この為、本発
明によれば、この伝熱管素子を複数枚重ね合わせる事に
より構成した熱交換器の厚さを小さくしても、この熱交
換器の使用時に、上記伝熱管素子の内部を流れる流体
と、この伝熱管素子の外部を通過する空気等との間での
熱交換を効率良く行なわせる事ができる。しかも、本発
明によれば、上記熱交換器の厚さを小さくした場合で
も、伝熱管素子に設けた流路の内部で、流体が流通でき
る部分の幅を十分に確保できる。この結果、本発明の熱
交換器用伝熱管素子により構成するエバポレータ等の熱
交換器の小型化と性能確保との両立を図れる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１〜９は、それぞれが本発明の
実施の形態の第１例の熱交換器用伝熱管素子である、第
一伝熱管素子３１及び第二伝熱管素子３２と、これら各
第一、第二伝熱管素子３１、３２を組み込んだ熱交換器
である、エバポレータ１ａとを示している。このうちの
第一、第二伝熱管素子３１、３２は、それぞれの片面に
凹部を形成した第一、第二金属板３３、３４をそれぞれ
２枚１組とし、互いの凹部同士を対向させた状態で最中
状に重ね合わせて互いに気密且つ液密に接合する事によ
り造ったもので、内側に冷媒を流す為の扁平な流路を有
する。先ず、このうちの第一伝熱管素子３１に就いて説
明する。図１（Ａ）、図２にそれぞれ示す、この第一伝
熱管素子３１は、図３、４に詳示する形状を有する第一
金属板３３を２枚、互いの凹部を対向させた状態で最中
状に重ね合わせ、一体にろう付けして成る。この為にこ
の第一金属板３３は、芯材（比較的融点が高いアルミニ
ウム合金）の両面にろう材（Siを多く含み、比較的融点
が低いアルミニウム合金）を積層した、所謂両面クラッ
ド材としている。又、この第一金属板３３は、それぞれ
の片面の上端部に、互いに独立した第一、第二深凹部１
８、１９を設けている。又、それぞれの片面の下端部
に、互いに独立した第三、第四深凹部２０、２１を設け
ている。更に、中間部には、上記第一、第三深凹部１
８、２０同士を連通させる第一浅凹部２２ａと、この第
一浅凹部２２ａと独立した状態で設けて、上記第二、第
四深凹部１９、２１同士を連通させる第二浅凹部２３ａ
とを設けている。

【００１４】特に、本発明の熱交換器用伝熱管素子の場
合には、上記第一金属板３３に設ける上記第一、第二浅
凹部２２ａ、２３ａを、底板部３５と、この底板部３５
の周縁部に、上記第一金属板３３の重ね合わせ方向に突
出する状態で設けた、それぞれ１対ずつの側壁部３６、
３６とにより構成している。そして、これら各側壁部３
６、３６の複数個所に、上記各第一、第二浅凹部２２
ａ、２３ａを構成する１対の各側壁部３６、３６同士で
互いに対向する側に突出する半円状の突部３７、３７を
形成している。又、本例の場合には、上記各第一、第二
伝熱管素子２２ａ、２３ａを構成する上記１対の側壁部
３６、３６同士で、上記各第一、第二浅凹部２２ａ、２
３ａの長さ方向（図３、４の上下方向）に関して交互に
存在する、上記各側壁部３６、３６の複数個所に、上記
各突部３７、３７を設けている。

【００１５】上記第一伝熱管素子３１は、上述の様な第
一金属板３３を１対、それぞれの凹部同士を対向させた
状態、即ち、第一深凹部１８同士、第二深凹部１９同
士、第三深凹部２０同士、第四深凹部２１同士、第一浅
凹部２２ａ同士、第二浅凹部２３ａ同士を互いに対向さ
せた状態で最中状に重ね合わせている。そして、上記第
一深凹部１８同士が突き合わされた部分に第一タンク空
間８を、上記第二深凹部１９同士が突き合わされた部分
に第二タンク空間９を、上記第三深凹部２０同士が突き
合わされた部分に第三タンク空間１０を、上記第四深凹
部２１同士が突き合わされた部分に第四タンク空間１１
を、それぞれ形成している。

【００１６】又、上記第一浅凹部２２ａ同士が突き合わ
された部分を第一直線状流路６ａとして、上記第一、第
三タンク空間８、１０同士を連通させている。更に、上
記第二浅凹部２３ａ同士が突き合わされた部分を第二直
線状流路７ａとして、上記第二、第四タンク空間９、１
１同士を連通させている。又、本例の場合には、前述し
た従来構造の場合と異なり、上記第一、第二浅凹部２２
ａ、２３ａを構成する底板部３５、３５に突起２６（図
１５）を形成していない。そして、本発明の場合には、
上記各第一、第二浅凹部２２ａ、２３ａを構成する側壁
部３６、３６に上述の様な複数の突部３７、３７を形成
している為、上記各第一、第二直線状流路６ａ、７ａ内
に流す冷媒の流れ方向が、図２に矢印で示す様に、上記
第一伝熱管素子３１の長さ方向に関して傾斜する方向で
異なる方向に、交互に変化する。

【００１７】又、図１（Ｂ）に示す、前記第二伝熱管素
子３２は、図５に詳示する様な形状を有する第二金属板
３４を２枚、互いの凹部を対向させた状態で最中状に重
ね合わせ、一体にろう付けして成る。やはり両面クラッ
ド材である素板にプレス加工を施して成る、この第二金
属板３４は、それぞれの片面の上端部に、互いに独立し
た第五、第六深凹部３８、３９を設けている。又、それ
ぞれの片面の下端部に、互いに独立した第七、第八深凹
部４０、４１を設けている。更に、中間部には、途中で
１８０度折り返されて、上記第七、第八深凹部４０、４
１同士を連通させる、１本の第三浅凹部４２を設けてい
る。

【００１８】特に、本発明の熱交換器用伝熱管素子の場
合、上記第二金属板３４に設ける上記第三浅凹部４２
を、底板部４３と、この底板部４３の周縁部に、上記第
二金属板３４の重ね合わせ方向に突出する状態で設け
た、１対の側壁部４４、４４とにより構成している。そ
して、これら各側壁部４４、４４の複数個所に、前記第
一伝熱管素子３１を構成する第一金属板３３に設けた第
一、第二浅凹部２２ａ、２３ａの場合と同様に、上記１
対の側壁部４４、４４同士で互いに対向する側に突出す
る半円状の突部３７、３７を形成している。

【００１９】上記第二伝熱管素子３２は、上述の様な第
二金属板３４を１対、それぞれの凹部同士を対向させた
状態、即ち、第五深凹部３８同士、第六深凹部３９同
士、第七深凹部４０同士、第八深凹部４１同士、第三浅
凹部４２同士を互いに対向させた状態で最中状に重ね合
わせている。そして、上記第五深凹部３８同士が突き合
わされた部分に第五タンク空間１３を、上記第六深凹部
３９同士が突き合わされた部分に第六タンク空間１４
を、上記第七深凹部４０同士が突き合わされた部分に第
七タンク空間１５を、上記第八深凹部４１同士が突き合
わされた部分に第八タンク空間１６を、それぞれ形成し
ている。

【００２０】又、上記第三浅凹部４２同士が突き合わさ
れた部分をＵ字形流路１２ａとして、上記第七、第八タ
ンク空間１５、１６同士を連通させている。尚、上記第
三浅凹部４２を構成する底板部４３にも、前述した第一
金属板３３に設けた第一、第二浅凹部２２ａ、２３ａの
場合と同様に、突起２６を形成していない。

【００２１】そして、前述した様に構成する第一伝熱管
素子３１と、上述した様に構成する第二伝熱管素子３２
とは、それぞれ複数枚ずつを重ね合わせてエバポレータ
１ａの一部に組み込んだ状態で使用する。即ち、このエ
バポレータ１ａは、図６〜９に示す様に、それぞれ複数
ずつの第一伝熱管素子３１、３１と、第二伝熱管素子３
２、３２と、コルゲート型のフィン４、４とを積層して
成るコア部５ａを有する。そして、このコア部５ａの幅
方向片側部分（図６、９の左側部分）を、上記複数の第
一伝熱管素子３１、３１を、隣り合う第一伝熱管素子３
１、３１同士の間にフィン４を設けた状態で重ね合わせ
た第一部分２７とし、同じく幅方向他側部分（図６、９
の右側部分）を、上記複数の第二伝熱管素子３２、３２
を、隣り合う第二伝熱管素子３２、３２同士の間にフィ
ン４を設けた状態で重ね合わせた第二部分２８としてい
る。又、空気調和用の空気の通過方向αに関する上記コ
ア部５ａの風上側端面（図６、９の裏側面）のうち、こ
のコア部５ａの幅方向中央部に、送り込み側コネクタ４
５と取り出し側コネクタ４６とを設けている。このうち
の送り込み側コネクタ４５には、上記コア部５ａ内に液
状若しくは気液混合状態の冷媒を送り込む為の冷媒送り
込み管２９の下流端部を接続している。又、上記取り出
し側コネクタ４６には、上記コア部５ａからガス状の冷
媒を取り出す為の冷媒取り出し管３０の上流端部を接続
している。

【００２２】尚、上記送り込み側コネクタ４５（取り出
し側コネクタ４６も同様）と上記冷媒送り込み管２９
（冷媒取り出し管３０の場合も同様）とは、図７（Ａ）
に示す様に、互いに別体に形成したものをろう付けした
ものであっても、或は同図（Ｂ）に示す様に、一体とし
たものであっても良い。尚、図７（Ｂ）の４７は、上記
送り込み側コネクタ４５の先端開口を塞ぐ蓋板である。
更には、図８（Ｂ）（Ｃ）に示す様に、上記送り込み側
コネクタ４５（取り出し側コネクタ４６も同様）と、上
記各第一伝熱管素子３１（或は第二伝熱管素子３２）を
構成する第一金属板３３（或は第二金属板３４）とを一
体に形成する事もできる。即ち、上記第一、第二金属板
３３、３４の上端部の形状は、通常は図７（Ａ）に示す
様なものであるが、上記各コネクタ４５、４６を設置す
べき部分の金属板として、上端部の形状が図８（Ｂ）又
は（Ｃ）に示すようなものを使用すれば、部品点数の削
減を図れる。

【００２３】前記エバポレータ１ａを造る場合には、上
記第一、第二金属板３３、３４と、フィン４、４と、送
り込み側コネクタ４５と、取り出し側コネクタ４６とを
組み合わせ、加熱炉中で加熱して、ろう材により上記各
部材３３、３４、４、４５、４６を、互いにろう付け接
合する。又、エバポレータ１ａを自動車用空気調和装置
の一部に組み付けた状態で、上記各第一伝熱管素子３
１、３１内の第二直線状流路７ａと、上記各第二伝熱管
素子３２、３２内のＵ字形流路１２ａの下流側半部と
を、空気調和用の空気の通過方向αに関して風上側（図
６、９の裏側）に位置させる。これに対して、上記各第
一伝熱管素子３１、３１内の第一直線状流路６ａと、上
記各第二伝熱管素子３２、３２内のＵ字形流路１２ａの
上流側半部とは、上記空気の通過方向αに関して風下側
（図６、９の表側）に位置させる。

【００２４】そして、この様に上記各第一伝熱管素子３
１、３１と上記各第二伝熱管素子３２、３２とを重ね合
わせた状態で、互いに対向する、上記各第一伝熱管素子
３１、３１の第一タンク空間８、８を互いに連通して、
入口タンク部４８を構成している。この為に、上記各第
一伝熱管素子３１、３１を構成する第一金属板３３に形
成した第一深凹部１８の底部には、上記各第一金属板３
３のうち、上記第二部分２８と反対側の端部（図１、９
の左端）に位置する１枚の第一金属板３３を除き、冷媒
を通過させる為の通孔４９を形成している。この様にし
て構成した、上記入口タンク部４８は、前記送り込み側
コネクタ４５を介して、前記冷媒送り込み管２９に通じ
させている。

【００２５】又、互いに対向する、上記各第一伝熱管素
子３１、３１の第三タンク空間１０と、上記第二伝熱管
素子３２、３２の第七タンク空間１５とを互いに連通し
て、第一中間タンク部５０を構成している。この為、上
記各第一伝熱管素子３１、３１を構成する第一金属板３
３に形成した第三深凹部２０の底部と、上記各第二伝熱
管素子３２、３２を構成する第二金属板３４に形成した
第七深凹部４０の底部とには、上記コア部５ａの幅方向
両端に位置する２枚の第一、第二金属板３３、３４を除
き、冷媒を通過させる為の通孔４９を形成している。

【００２６】又、互いに対向する、上記各第一伝熱管素
子３１、３１の第四タンク空間１１と、上記各第二伝熱
管素子３２、３２の第八タンク空間１６とを互いに連通
して、第二中間タンク部５１を構成している。この為、
上記各第一伝熱管素子３１、３１を構成する第一金属板
３３に形成した第四深凹部２１の底部と、上記各第二伝
熱管素子３２、３２を構成する第二金属板３４に形成し
た第八深凹部４１の底部とには、上記コア部５ａの幅方
向両端に位置する２枚の第一、第二金属板３３、３４を
除き、冷媒を通過させる為の通孔４９を形成している。

【００２７】更に、互いに対向する、上記各第一伝熱管
素子３１、３１の第二タンク空間９を互いに連通して、
出口タンク部５２を構成している。この為、上記各第一
伝熱管素子３１、３１を構成する各第一金属板３３に形
成した第二深凹部１９の底部には、上記各第一金属板３
１、３１のうち、前記第二部分２８と反対側の端部（図
１、９の左端）に位置する１枚の第一金属板３３を除
き、冷媒を通過させる為の通孔４９を形成している。こ
の様にして構成した、上記出口タンク部５２は、前記取
り出し側コネクタ４６を介して、前記冷媒取り出し管３
０に通じさせている。

【００２８】上述の様に本発明の熱交換器用伝熱管素子
である、第一、第二伝熱管素子３１、３２を組み込んで
構成するエバポレータ１ａの使用時には、コンデンサか
ら吐出され、膨張弁を通過した液状若しくは気液混合状
態の冷媒を、前記冷媒送り込み管２９から送り込み側コ
ネクタ４５を介して、前記入口タンク部４８内に送り込
む。この入口タンク部４８内に送り込まれた冷媒は、図
６、９に実線矢印イで示す様に、この入口タンク部４８
の全体に広がる。この入口タンク部４８内に広がった冷
媒は、続いて、同図に実線矢印ロ、ロで示す様に、前記
コア部５ａの風下側部分の幅方向片側部分を構成する、
各第一伝熱管素子３１、３１内の第一直線状流路６ａ、
６ａ内を、前記第一中間タンク部５０に向けて、図６、
９の矢印α方向に通過する空気との間で熱交換を行ない
つつ流れる。

【００２９】この様にして第一中間タンク部５０内に流
れ込んだ冷媒は、この第一中間タンク部５０内を図６、
９に実線矢印ハで示す様に、上記コア部５ａの風下側部
分の下端部を、水平方向に流れる。そして、このコア部
５ａの幅方向他側部分を構成する、前記各第二伝熱管素
子３２、３２内のＵ字形流路１２ａ、１２ａ内に流入す
る。これら各Ｕ字形流路１２ａ、１２ａ内に流入した冷
媒は、同図に実線矢印ニ、ニで示す様に、上記熱交換を
行ないつつ、上記コア部５ａの幅方向他側部分の風下側
部分を下から上に流れた後、上記各Ｕ字形流路１２ａ、
１２ａの上端部で１８０度折り返されて、破線矢印ホ、
ホで示す様に、上記コア部５ａの幅方向他側部分の風上
側部分を上から下に流れ、前記第二中間タンク部５１に
入り込む。

【００３０】そして、この第二中間タンク部５１に入り
込んだ冷媒は、この第二中間タンク部５１内を同図に鎖
線矢印へで示す様に流れた後、上記コア部５ａの幅方向
片側部分を構成する各第一伝熱管素子３１、３１内で風
上側に存在する第二直線状流路７ａ、７ａ内に流入す
る。これら各第二直線状流路７ａ、７ａ内に流入した冷
媒は、これら各第二直線状流路７ａ、７ａ内を、同図に
鎖線矢印ト、トで示す様に、下から上に上記熱交換をし
つつ流れて、前記出口タンク部５２に達する。

【００３１】この様にして出口タンク部５２に達した、
過熱状態のガス状冷媒は、同図に鎖線矢印チで示す様
に、この出口タンク部５２内を流れた後、前記取り出し
側コネクタ４６を介して前記冷媒取り出し管３０に流出
し、この冷媒取り出し管３０の下流端に接続した配管を
通じて、コンプレッサの吸入口に送られる。

【００３２】前述の様に構成し、上述の様にコア部５ａ
の内部を流れる冷媒とこのコア部５ａの外部を通過する
空気との間で熱交換を行ない、この空気を冷却するエバ
ポレータ１ａの一部に組み込んで使用する、本発明の熱
交換器用伝熱管素子の場合、上記各第一、第二伝熱管素
子３１、３２を構成する各第一、第二金属板３３、３４
に、各第一〜第三浅凹部２２ａ、２３ａ、４２を構成す
べく設けた各側壁部３６、４４に、各第一、第二直線状
流路６ａ、７ａ及び各Ｕ字形流路１２ａの内部を流れる
冷媒の流れ方向を変化させる為の複数の突部７ａ、７ａ
を形成している。この為、上記各第一〜第三浅凹部２２
ａ、２３ａ、４２を構成する底板部３５、４３に複数の
突起を形成する事なく、上記各第一、第二伝熱管素子３
１、３２の内部を流れる冷媒の流れを攪乱する事ができ
る。従って、本発明によれば、これら各第一、第二伝熱
管素子３１、３２を複数枚重ね合わせる事により構成し
たエバポレータ１ａの厚さＤ（図１３参照）を小さくし
ても、このエバポレータ１ａの使用時に、上記各第一、
第二伝熱管素子３１、３２の内部を流れる冷媒と、これ
ら各第一、第二伝熱管素子３１、３２の外部を通過する
空気調和用の空気との間での熱交換を効率良く行なわせ
る事ができる。しかも、本発明の場合には、上記各浅凹
部２２ａ、２３ａ、４２を構成する為の底板部３５、４
３に突起を形成する必要がなくなる。この為、上記エバ
ポレータ１ａの厚さを小さくした場合でも、上記各第
一、第二伝熱管素子３１、３２に設けた、上記各第一、
第二直線状流路６ａ、７ａ及び各Ｕ字形流路１２ａの内
部で、冷媒が流通できる部分の幅を十分に確保できる。
この結果、上記各第一、第二伝熱管素子３１、３２を組
み込んで構成するエバポレータ１ａの小型化と性能確保
との両立を図れる。

【００３３】更に、本例の熱交換器用伝熱管素子を組み
込んで構成する、上述したエバポレータ１ａの場合に
は、冷媒が上記コア部５ａの幅方向全長に亙り、風上側
と風下側とに重畳した状態で流れる。そして、このコア
部５ａ内を流れる冷媒のうち、最も低温の冷媒と最も高
温の冷媒とが重畳し、中間温度の冷媒が重畳した状態で
流れる。又、互いに重畳する部分のうち、比較的高温の
冷媒が風上側を、同じく低温の冷媒が風下側を、それぞ
れ流れる。即ち、上記各第一直線状流路６ａ、６ａ内を
図６、９の実線矢印ロ、ロで示す様に流れる、最も低温
の冷媒と、上記各第二直線状流路７ａ、７ａ内を図６、
９の鎖線矢印ト、トで示す様に流れる、最も高温の冷媒
とが、空気調和用の空気の通過方向αに関して互いに重
畳し、しかも最も高温の冷媒が風上側を、最も低温の冷
媒が風下側を、それぞれ流れる。又、図６、９の実線
ニ、ニ及び破線ホ、ホで示す様に流れる、中間程度の温
度の冷媒が、やはり上記空気の通過方向αに関して互い
に重畳し、比較的高温の下流側の冷媒が風上側を、比較
的低温の上流側の冷媒が風下側を、それぞれ流れる。

【００３４】従って、上記コア部５ａの温度分布が、幅
方向全長に亙りほぼ均一になる。又、各重畳部分では、
比較的高温の下流側部分と比較的低温の上流側部分とが
互いに重畳する。従って、上記コア部５ａの温度分布
は、上下方向に亙ってもほぼ均一になる。この結果、こ
のコア部５ａを通過後の空気の温度分布がほぼ均一にな
って、乗員に快適な空気調和を実現できる。しかも、コ
ア部５ａの内部に設けた、それぞれが冷媒通路である第
一、第二直線状流路６ａ、７ａとＵ字形流路１２ａとを
流れる冷媒の温度と、上記コア部５ａの外部を通過しつ
つ流れる空気調和用の空気の温度との差を、このコア部
５ａ全体に亙って十分に確保できる。この為、これら冷
媒と空気との間の熱交換を効率良く行なわせて、エバポ
レータ１ａの熱交換性能、延てはこのエバポレータ１ａ
を組み込んだ自動車用空気調和装置の性能向上を図れ
る。

【００３５】更に、上記エバポレータ１ａによれば、上
記コア部５ａを構成する素子３１、３２の種類が、２種
類で済む。この為、部品製作、部品管理、組立作業が何
れも容易になって、エバポレータ１ａのコスト低減を図
れる。更に、本例の場合、上記コア部５ａの風下側部分
に設けた複数の流路と、同じく風上側部分に設けた複数
の流路とを、複数のＵ字形流路１２ａ、１２ａの一部に
より連通させている。この為、圧力損失が増大する原因
となる、サイドタンク部を設ける必要がなくなり、エバ
ポレータ１ａを大型化する事なく、圧力損失の低減を図
れて、十分な性能確保を図れる。

【００３６】尚、本発明の熱交換器用伝熱管素子の場合
には、前記第一伝熱管素子３１を構成する第一金属板３
３（又は各第二伝熱管素子３２を構成する第二金属板３
４）の第一、第二浅凹部２２ａ、２３ａ（又は第三浅凹
部４２）を構成する為の側壁部３６（又は４４）に設け
る各突部３７、３７を、図示の例の様な形状のものに限
定するものではない。例えば、これら各側壁部３６（又
は４４）に設ける各突部３７は、図１０に、本発明の実
施の形態の第２例として示す様に、第一伝熱管素子３１
（又は第二伝熱管素子３２）の長さ方向に関して互いに
異なる方向に傾斜した、１対の平板部５３、５３を連続
させたものとする事もできる。或は、図１１に、本発明
の実施の形態の第３例として示す様に、上記各第一伝熱
管素子３１（又は第二伝熱管素子３２）の長さ方向に関
して傾斜した平板部５３と、曲面部５４とを連続させた
て突部３７とする事もできる。要するに、本発明の熱交
換器用伝熱管素子の場合には、各伝熱管素子３１、３２
を構成する各金属板３３、３４の浅凹部２２ａ、２３
ａ、４２を構成する為の側壁部３６、４４の一部に設け
る突部３７が、各流路６ａ、７ａ、１２ａ内を流れる冷
媒の流れ方向を変化させるものであれば良い。又、これ
ら各流路６ａ、７ａ、１２ａ内を流れる冷媒を十分に攪
乱して、エバポレータ１ａの性能を十分に確保する為
に、好ましくは、上記各突部３７の形状を、これら各突
部３７により上記各流路６ａ、７ａ、１２ａ内を流れる
冷媒の流れ方向を、これら各流路６ａ、７ａ、１２ａの
途中で急激に変化させるものとする。

【００３７】

【発明の効果】本発明の熱交換器用伝熱管素子は、以上
に述べた通り構成され作用するので、エバポレータやオ
イルクーラー等の熱交換器の小型化と性能確保との両立
を図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の第１例の熱交換器用伝熱
管素子である、第一、第二伝熱管素子を、それぞれ示す
略透視図。

【図２】図１（Ａ）のＣ部拡大図。

【図３】図１（Ａ）及び図２に示した第一伝熱管素子を
構成する第一金属板を示す斜視図。

【図４】同じくそれぞれ異なる方向から見た状態で示す
図。

【図５】図１（Ｂ）に示した第二伝熱管素子を構成する
第二金属板を、それぞれ異なる方向から見た状態で示す
図。

【図６】それぞれ複数ずつの第一、第二伝熱管素子を組
み込んで構成するエバポレータを示す略透視分解斜視
図。

【図７】コネクタの構造の２例を示す分解斜視図。

【図８】コネクタの形状の別例を説明する為の、金属板
の端部斜視図。

【図９】エバポレータに於ける冷媒の流れ状態を説明す
る為の、略透視斜視図。

【図１０】本発明の実施の形態の第２例を示す、図２に
相当する図。

【図１１】同じく第３例を示す、図２に相当する図。

【図１２】従来構造の１例を示す正面図。

【図１３】同じく側面図。

【図１４】従来構造の１例に使用する２種類の伝熱管素
子を、それぞれ図１３と同方向から見た状態で示す略透
視図。

【図１５】図１４（Ａ）に示した第一伝熱管素子を構成
する第一金属板を示しており、（Ａ）は図１２と同方向
から、（Ｂ）は図１３と同方向から、それぞれ見た図。

【符号の説明】

１、１ａ エバポレータ ２ 第一伝熱管素子 ３ 第二伝熱管素子 ４ フィン ５、５ａ コア部 ６、６ａ 第一直線状流路 ７、７ａ 第二直線状流路 ８ 第一タンク空間 ９ 第二タンク空間 １０ 第三タンク空間 １１ 第四タンク空間 １２、１２ａ Ｕ字形流路 １３ 第五タンク空間 １４ 第六タンク空間 １５ 第七タンク空間 １６ 第八タンク空間 １７ 第一金属板 １８ 第一深凹部 １９ 第二深凹部 ２０ 第三深凹部 ２１ 第四深凹部 ２２、２２ａ 第一浅凹部 ２３、２３ａ 第二浅凹部 ２４ 底板部 ２５ 側壁部 ２６ 突起 ２７ 第一部分 ２８ 第二部分 ２９ 冷媒送り込み管 ３０ 冷媒取り出し管 ３１ 第一伝熱管素子 ３２ 第二伝熱管素子 ３３ 第一金属板 ３４ 第二金属板 ３５ 底板部 ３６ 側壁部 ３７ 突部 ３８ 第五深凹部 ３９ 第六深凹部 ４０ 第七深凹部 ４１ 第八深凹部 ４２ 第三浅凹部 ４３ 底板部 ４４ 側壁部 ４５ 送り込み側コネクタ ４６ 取り出し側コネクタ ４７ 蓋板 ４８ 入口タンク部 ４９ 通孔 ５０ 第一中間タンク部 ５１ 第二中間タンク部 ５２ 出口タンク部 ５３ 平板部 ５４ 曲面部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅沼 達 東京都中野区南台５丁目24番15号 カルソ ニックカンセイ株式会社内 (72)発明者 小島 一浩 東京都中野区南台５丁目24番15号 カルソ ニックカンセイ株式会社内 (72)発明者 古賀 美章 東京都中野区南台５丁目24番15号 カルソ ニックカンセイ株式会社内 Ｆターム(参考） 3L103 AA05 BB38 CC09 CC23 CC28 DD15 DD55 DD57

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれの片面に凹部を形成した金属板
   を２枚１組とし、互いの凹部同士を対向させた状態で最
   中状に重ね合わせて互いに気密且つ液密に接合する事に
   より、内側に扁平な流路を有する伝熱管素子とし、複数
   枚の伝熱管素子を、隣り合う伝熱管素子同士の間にフィ
   ンを設けた状態で重ね合わせる事により構成したコア部
   を有する熱交換器を構成する為の熱交換器用伝熱管素子
   に於いて、上記金属板に上記流路を構成すべく設けた凹
   部の少なくとも一部が、底板部と、この底板部の周縁部
   に、上記各金属板の重ね合わせ方向に突出する状態で設
   けられた側壁部とから成り、この側壁部の一部に、上記
   各流路内を流れる流体の流れ方向を変化させる為の突部
   を設けている事を特徴とする熱交換器用伝熱管素子。