JP2004218979A

JP2004218979A - Evaporator

Info

Publication number: JP2004218979A
Application number: JP2003008397A
Authority: JP
Inventors: Koji Maeda; 耕児前田; Shiro Ikuta; 四郎生田; Yoshihiro Sasaki; 美弘佐々木
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2003-01-16
Filing date: 2003-01-16
Publication date: 2004-08-05

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To increase heat exchange efficiency by performing uniform and effective heat exchange in each tube. <P>SOLUTION: The subject evaporator comprises an inflow head tank 11 having a refrigerant inlet pipe 11a and flowing refrigerant led from the refrigerant inlet pipe 11a in a direction perpendicular to a gravitational direction G and a plurality of tubes 12 having upper end side opening parts 12b opened at specified intervals in the refrigerant flow direction A of the inflow head tank 11 and disposed on the underside of the inflow head tank 11. The opening part 12b of each tube 12 at the upper end side thereof is formed at the upper position of the lower surface of the inflow head tank 11 and in a surface perpendicular to the refrigerant flow direction A. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷媒を流通させるチューブを備えた蒸発器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の蒸発器としては、図１０及び図１１に示すようなものがある。この蒸発器１は、図１０に示すように、一端側に冷媒入口パイプ２ａを有し、この冷媒入口パイプ２ａから導入された冷媒を重力方向Ｇの直交方向に流す流入ヘッダタンク２と、この流入ヘッダタンク２の冷媒流れ方向Ａに間隔を置いて上端側が開口するように接続されて流入ヘッダタンク２の下側に配置された複数のチューブ３と、各チューブ３間の空気通路に介在された複数のフィン４と、複数のチューブ３の下端側が開口され、各チューブ３を流れた冷媒を流出させる図示しない流出ヘッダタンクとを備えている。各チューブ３の上端側の開口部３ａは、図１１（ａ）〜（ｃ）に示すように、流入ヘッダタンク２の下面に臨むように配置されている。
【０００３】
上記構成において、気液２相の冷媒は、冷媒循環圧送力により冷媒入口パイプ２ａから流入ヘッダタンク２内に流入されると、流入ヘッダタンク２内を冷媒循環圧送力により冷媒流入方向Ａに流れる。流入ヘッダタンク２内を流れる冷媒は、冷媒循環圧送力及び重力により各開口部３ａからそれぞれ各チューブ３内に導かれ、これにより冷媒が複数のチューブ３に分流される。そして、各チューブ３内を流れる冷媒がチューブ３外の空気通路を流れる空気と熱交換し、これにより空気を冷却する。各チューブ３内を流れた冷媒は、図示しない流出ヘッダタンクに入り、これにより分流された冷媒が合流される。流出ヘッダタンクに導かれた冷媒は、冷媒循環圧送力により図示しない冷媒出口パイプより流出される。
【０００４】
また、従来の他の蒸発器６としては、図１２及び図１３に示されている。この蒸発器６は、図１２に示すように、一端側に冷媒入口パイプ７ａを有し、この冷媒入口パイプ７ａから導入された冷媒を重力方向Ｇの直交方向に流す流入ヘッダタンク７と、この流入ヘッダタンク７の冷媒流入方向Ａに間隔を置いて下端側が開口され、且つ流入ヘッダタンク７の上方に配置された複数のチューブ８と、各チューブ８間の空気通路に介在された複数のフィン９と、複数のチューブ３の上端側が開口され、各チューブ３を流れた冷媒を流出させる図示しない流出ヘッダタンクとを備えている。各チューブ８の下端側の開口部８ａは、図１３（ａ）〜（ｃ）に示すように、流入ヘッダタンク７の上面に臨むように配置されている。
【０００５】
この蒸発器６では、冷媒循環圧送力により冷媒入口パイプ７ａから流入ヘッダタンク７内に流入されると、流入ヘッダタンク７内を冷媒循環圧送力により冷媒流入方向Ａに流れる。流入ヘッダタンク７内を流れる冷媒は、冷媒循環圧送力により各開口部８ａからそれぞれ各チューブ８内に導かれ、これにより冷媒が複数のチューブ８に分流される。そして、各チューブ８内を流れる冷媒がチューブ８外の空気通路を流れる空気と熱交換し、これにより空気を冷却する。各チューブ８内を流れた冷媒は、図示しない流出ヘッダタンクに入り、これにより分流された冷媒が合流される。流出ヘッダタンクに導かれた冷媒は、冷媒循環圧送力により冷媒出口パイプより流出される。
【０００６】
さらに、他の従来例としては、チューブを積層して冷媒を導入するための導入口を有する入口タンクを構成したタイプの蒸発器（例えば、特許文献１参照。）がある。この蒸発器では、チューブに冷媒を貯留する保持部を設けて液面の高さを均一にした後、冷媒をチューブに分配するようにしたものがある。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１−３０５２７５号公報（第２頁、第１図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した蒸発器１、６では、共に各チューブ３、８で均一な熱交換が行われず、トータルの熱交換効率が悪いという問題がある。つまり、気液２相の冷媒は、液冷媒と冷媒蒸気とが混合した形態で流入ヘッダタンク２、７内を流入する。そして、前者の蒸発器１では、冷媒の液冷媒が重力の作用によって冷媒流れ方向Ａの上流側の開口部３ａに優先して流入されるため、冷媒流れ方向Ａの下流側の開口部３ａには冷媒の冷媒蒸気が多く流入することになる。従って、冷却能力のある液冷媒がチューブ３に均等に分流されず、各チューブ３で均一で、且つ、有効な熱交換が行われないためである。
【０００９】
また、図１２に示した蒸発器６では、冷媒の冷媒蒸気が冷媒循環圧送力の作用によって冷媒流量の少ないときには冷媒流れ方向Ａの上流側の開口部８ａに優先して流入されるため、冷媒流れ方向Ａの下流側の開口部８ａには液蒸気が多く流入することになる。従って、冷却能力のある液冷媒がチューブ３に均等に分流されず、各チューブ３で均一で、且つ、有効な熱交換が行われないためである。
【００１０】
さらに、特許文献１に記載された蒸発器では、入口タンクが冷媒を保持する保持部を有するものの、入口タンクとチューブとの間の連通通路には、圧送される冷媒流が流れ込み易い構造であるため、保持部に冷媒が蓄積される前に冷媒流がチューブに流れ込んでしまい、冷媒流の上流側に位置するチューブへの冷媒流入量が大きくなるという問題点があった。
【００１１】
そこで、本発明は、各チューブで均一な熱交換効率を向上した蒸発器を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、冷媒入口を有し、この冷媒入口から導入された冷媒を重力方向と直交する方向に流す流入ヘッダタンクと、この流入ヘッダタンクの冷媒流れ方向に間隔を置いて上端側が流入ヘッダタンク内で開口するように配置された複数のチューブとを備えた蒸発器であって、各チューブの開口部を、流入ヘッダタンクの内壁の最下面より上方位置で、且つ開口部が冷媒流れ方向に対向しないように配置されていることを特徴とする。
【００１３】
この請求項１記載の発明では、気液２相の冷媒が冷媒入口より流入ヘッダタンクに流入されると、各チューブの開口部が冷媒ヘッダタンクの下面より高い位置に位置することから冷媒がここに一時的に溜まる。冷媒が一時的に停滞すると、重力の作用によって下層が液冷媒で上層が冷媒蒸気の２層に分離し、液冷媒の液面が開口部を越えることによって各チューブに流入する。また、各チューブの開口部の高さが同じであるため、各チューブに冷媒が均一に流入される。さらに、この発明では、特に開口部が冷媒流れ方向に対向しないように配置されているため、圧送される冷媒流が開口部に直接飛び込むことがなく、確実に各チューブに冷媒を均一に流入させることができる。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１記載の蒸発器であって、各チューブの開口部の開口端面は、冷媒流れ方向に平行をなすことを特徴とする。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２記載の蒸発器であって、各チューブの開口部の下端の位置は、流入ヘッダタンク内の高さの１／２の位置より上に位置することを特徴とする。
【００１６】
請求項４の発明は、冷媒入口を有し、冷媒入口から導入された冷媒を重力方向と直交する方向に流す流入ヘッダタンクと、流入ヘッダタンクの冷媒流れ方向に間隔を置いて下端側が前記流入ヘッダタンク内で開口するように配置された複数のチューブとを備えた蒸発器であって、各チューブの開口部を、流入ヘッダタンクの内壁の最上面より下方位置で、且つ開口部が冷媒流れ方向に対向しないように配置されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項４記載の発明では、気液２相の冷媒が冷媒入口より流入ヘッダタンクに流入されると、チューブの開口部が冷媒ヘッダタンクの上面より低い位置に位置することから冷媒蒸気がここに一時的に溜まる。そして、冷媒蒸気が一時的に停滞すると、重力の作用によって下層が液冷媒で上層が冷媒蒸気の２層に分離し、冷媒蒸気の下面が開口部より下がると、冷媒循環圧送力によって各チューブに冷媒蒸気が流入する。各チューブの開口部の高さが同じであることから均一に冷媒蒸気、ひいては液冷媒が各チューブに流入される。さらに、この発明では、特に開口部が冷媒流れ方向に対向しないように配置されているため、圧送される冷媒流が開口部に直接飛び込むことがなく、確実に各チューブに冷媒を均一に流入させることができる。
【００１８】
請求項５の発明は、請求項４記載の蒸発器であって、各チューブの開口部の開口端面は、冷媒流れ方向に平行をなすことを特徴とする。
【００１９】
請求項６の発明は、請求項４又は請求項５に記載された蒸発器であって、各チューブの開口部の高さ位置は、流入ヘッダタンク内の高さの１／２の位置より下に位置することを特徴とする。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、各チューブで均一で、且つ有効な熱交換が行われ、熱交換効率が向上する。また、各チューブの開口部が冷媒流入方向に対向しない面であるため、流入ヘッダタンク内を流れる冷媒がその流れの勢いによってチューブの開口部に流入することがなく、各チューブへの不均一な液冷媒の流入を防止できる。
【００２１】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果に加え、流入ヘッダタンク内を流れる冷媒がその流れの勢いによってチューブの開口部に流入することがないと共に、流入ヘッダタンク内を流れる冷媒の反射流がその流れの勢いによってチューブの開口部に流入することもないため、より均一に液冷媒を各チューブに流入させることができる。
【００２２】
請求項３の発明によれば、請求項１及び請求項２の発明の効果に加え、流入ヘッダタンクの容積の少なくとも半分を冷媒の一時的な停滞容積にできるため、流入ヘッダタンクに流入した冷媒について液冷媒と冷媒蒸気の２層に確実に分離できるる。このため、液冷媒を各チューブに均一に流入させることができる。
【００２３】
請求項４の発明によれば、各チューブで均一で、且つ、有効な熱交換が行われ、熱交換効率が向上する。また、各チューブの開口部が冷媒流れ方向に対向しない面であるため、流入ヘッダタンク内を流れる冷媒蒸気がその流れの勢いによってチューブの開口部に流入することがなく、各チューブへの不均一な冷媒蒸気の流入を防止できる。
【００２４】
請求項５の発明によれば、請求項４の発明の効果に加え、流入ヘッダタンク内を流れる冷媒蒸気がその流れの勢いによってチューブの開口部に流入することがないと共に、流入ヘッダタンク内を流れる冷媒蒸気の反射流がその流れの勢いによってチューブの開口部に流入することもないため、より均一に冷媒蒸気、ひいては液冷媒を各チューブに流入させることができる。
【００２５】
請求項６の発明によれば、請求項４及び請求項５の発明の効果に加え、流入ヘッダタンクの容積の少なくとも半分を冷媒蒸気の一時的な停滞容積にできるため、流入ヘッダタンクに流入した冷媒について液冷媒と冷媒蒸気の２層に確実に分離できるため、より均一に冷媒蒸気、ひいては液冷媒を各チューブに流入させることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る蒸発器の詳細を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００２７】
（第１の実施の形態）
図１及び図２は本発明に係る蒸発器の第１の実施の形態を示し、図１（ａ）は蒸発器の要部斜視図、図１（ｂ）は流入ヘッダタンクとチューブとの接続箇所を冷媒流入方向と直角なす面で切断した状態を示す断面図、図２（ａ）は流入ヘッダタンクとチューブとの接続箇所を冷媒流入方向に沿って流入ヘッダタンクのみを切断した要部断面図、図２（ｂ）は流入ヘッダタンクとチューブとの接続箇所を冷媒流入方向に沿って流入ヘッダタンクのみを切断した状態を示す要部断面図である。
【００２８】
図１（ａ）に示すように、蒸発器１０は、一端側に冷媒入口である冷媒入口パイプ１１ａを有し、この冷媒入口パイプ１１ａから導入された冷媒を重力方向Ｇの直交方向に流す流入ヘッダタンク１１と、この流入ヘッダタンク１１の冷媒流れ方向Ａに間隔を置いて上端側が開口され、且つ流入ヘッダタンク１１の下方に互いに平行をなすように配置された複数のチューブ１２と、各チューブ１２間の空気通路（間隙）にそれぞれ介在されたフィン１３と、流入ヘッダタンク１１に平行に配置され、且つ複数のチューブ１２の下端側が内部で開口されている図示しない流出ヘッダタンクとを備えて構成されている。
【００２９】
各チューブ１２は偏平形状を有し、図１（ｂ）、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、内部には冷媒を重力方向Ｇに流す冷媒流通路１２ａが形成されている。各チューブ１２の上端側は、図１（ｂ）、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、流入ヘッダタンク１１の幅より細く設定されている。この細く設定された部分は、流入ヘッダタンク１１の下面に形成された孔１１ｂより流入ヘッダタンク１１内に挿入されて固定（ロウ付け）されている。流入ヘッダタンク１１内に挿入されたチューブ１２の上端側には、冷媒流通路１２ａに連通する開口部１２ｂが設けられている。各開口部１２ｂの下端部の位置は、流入ヘッダタンク１１内の高さの１／２より上に位置するように設定されている。また、これら開口部１２ｂは、冷媒流れ方向Ａと平行な面で開口されている。
【００３０】
また、チューブ１２の下端側には図示しない流出ヘッダタンクに開口する開口部（図示せず）が設けられており、上端側の開口部１２ａよりチューブ１２内に流入した冷媒は、冷媒流通通路１２ｂを流れて下端側の図示しない開口部より流出するようになっている。
【００３１】
次に、蒸発器１０の作用を説明する。気液２相の冷媒は、冷媒循環圧送力により冷媒入口パイプ１１ａから流入ヘッダタンク１１内に流入されると、流入ヘッダタンク１１内を冷媒循環圧送力により冷媒流れ方向Ａに流れる。ここで、チューブ１２の開口部１２ｂが冷媒ヘッダタンク１１の下面より高い位置（冷媒ヘッダタンク１１の内部高さの１／２より高い位置）に位置することから冷媒が開口部１２ｂの下側に溜まるようになっている。そして、冷媒が溜まると、図１（ｂ）に示すように、重力の作用によって下側が液冷媒で上側が冷媒蒸気の２層に分離し、液冷媒の液面が開口部１２ｂの下端縁を越えることによって各チューブ１２に流入する。各チューブ１２の開口部１２ｂの高さが同じであるため、全てのチューブ１２に均一に液冷媒が流入される。各チューブ１２に分流された冷媒は、冷媒循環圧送力及び重力により冷媒流通路１２ａを流れる。各チューブ１２内を流れる冷媒は、チューブ１２及びフィン１３を介してチューブ１２外の空気通路を流れる空気と熱交換され、これにより空気を冷却する。各チューブ１２内を流れた冷媒は、流出ヘッダタンク（図示せず）に入り、これにより分流された冷媒が合流される。流出ヘッダタンクに導かれた冷媒は、冷媒循環圧送力により冷媒出口パイプ（図示せず）より流出される。
【００３２】
本実施の形態では、全てのチューブ１２に均一に液冷媒が流入されるので、各チューブ１２で均一で、且つ、有効な熱交換が行われ、熱交換効率が向上する。また、従来の蒸発器に対し、チューブ１２の上端側を設計変更するだけで対応できるため、低コストで実現できる。
【００３３】
また、本実施の形態では、各チューブ１２の開口部１２ｂを設ける面は、冷媒流れ方向Ａに平行をなす面としたことにより、流入ヘッダタンク１１内を流れる冷媒がその流れの勢いによってチューブ１２の開口部１２ｂに流入することがない。さらに、流入ヘッダタンク１１内を流れる冷媒の反射流がその流れの勢いによってチューブ１２の開口部１２ｂに流入することもほとんどないため、より均一に液冷媒を各チューブ１２に流入させることができる。なお、この第１の実施の形態では、チューブ１２の開口部１２ｂは、冷媒流れ方向Ａに平行をなす面に設けたが、冷媒流れ方向Ａの入口側に対向しない面に設ければ良い。例えば、冷媒流れ方向Ａの入口と反対方向を向く面に設けても良い。すなわち、重力方向に平行で冷媒流れ方向に対向しない面に設けている。
【００３４】
この第１の実施の形態では、流入ヘッダタンク１１の容積の少なくとも半分を冷媒の一時的な停滞容積にできるため、流入ヘッダタンク１１に流入した冷媒について液冷媒と冷媒蒸気の２層に確実に分離できるため、より均一に液冷媒を各チューブ１２に流入させることができる。
【００３５】
（第２の実施の形態）
図３及び図４は本発明の第２の実施の形態を示し、図３（ａ）は蒸発器の要部斜視図、図３（ｂ）は流入ヘッダタンクとチューブとの接続箇所を示す要部断面図、図４（ａ）は流入ヘッダタンクとチューブとの接続箇所を冷媒流入方向に沿って流入ヘッダタンクのみを切断した要部断面図、図４（ｂ）は流入ヘッダタンクとチューブとの接続箇所を冷媒流入方向に沿って流入ヘッダタンクのみを切断した要部断面図である。
【００３６】
蒸発器２０は、上記第１の実施の形態に係る蒸発器１０と比較して流入ヘッダタンク７及び流出ヘッダタンク（図示せず）の位置が逆に配置されたものであり、図３（ａ）に示すように、一端側に冷媒入口である冷媒入口パイプ２１ａを有し、この冷媒入口パイプ２１ａから導入された冷媒を重力方向Ｇの直交方向に流す流入ヘッダタンク２１と、この流入ヘッダタンク２１の冷媒流れ方向Ａに間隔を置いて下端側が開口され、且つ、流入ヘッダタンク２１の上方に配置された複数のチューブ２２と、この各チューブ２２間の空気通路に介在された複数のフィン２３と、複数のチューブ２２の上端側が開口され、前記流入ヘッダタンク２１に平行に配置された図示しない流出ヘッダタンクとを備えている。
【００３７】
各チューブ２２は偏平形状を有し、内部には冷媒を重力方向Ｇの逆方向に流す冷媒流通路２２ａ（図３（ｂ）などに示す）が形成されている。各チューブ２２の下端側は、図３（ｂ）、図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように、流入ヘッダタンク２１の幅より細く設定され、この細くされた部分が流入ヘッダタンク２１の上面の孔２１ｂより流入ヘッダタンク２１内に挿入されている。流入ヘッダタンク２１内に挿入されたチューブ２２の下端側には冷媒流通路２２ａに連通する開口部２２ｂが設けられている。各開口部２２ｂは、流入ヘッダタンク２１の上面より下方位置で、且つ、冷媒流れ方向Ａと平行をなす面に開口されている。各チューブの開口部２２ｂの高さ位置は、流入ヘッダタンク１１内の２分の１高さより下の位置とされている。
【００３８】
また、チューブ２２の上端側には、図示しない流出ヘッダタンクに開口する図示しない開口部が設けられており、下端側の開口部２２ａよりチューブ２２内に流入した冷媒は、冷媒流通通路２２ｂを流れて上端側の図示しない開口部より流出するようになっている。
【００３９】
次に、蒸気蒸発器２０の作用を説明する。気液２相の冷媒は、冷媒循環圧送力により冷媒入口パイプ２１ａから流入ヘッダタンク２１内に流入されると、流入ヘッダタンク２１内を冷媒循環圧送力により冷媒流れ方向Ａに流れる。ここで、チューブ２２の開口部２２ｂが冷媒ヘッダタンク２１の上面より下方位置に位置することから冷媒蒸気がここに一時的に溜まる。そして、冷媒蒸気が一時的に停滞すると、図３（ｂ）に示すように、重力の作用によって下層が液冷媒で上層が冷媒蒸気の２層に分離し、冷媒蒸気の液面が開口部２２ｂより下がると、冷媒循環圧送力によって各チューブ２２に流入する。各チューブ２２の開口部２２ｂの高さが同じであるため、全てのチューブ２２に均一に冷媒蒸気、ひいては液冷媒が流入される。各チューブ２２に分流された冷媒は、冷媒循環圧送力により冷媒流通路２２ａを流れる。各チューブ２２内を流れる冷媒がチューブ２２外の空気通路を流れる空気と熱交換し、これにより空気を冷却する。各チューブ２２内を流れた冷媒は、流出ヘッダタンク（図示せず）に入り、これにより分流された冷媒が合流される。流出ヘッダタンクに導かれた冷媒は、冷媒循環圧送力により冷媒出口パイプ（図示せず）より流出される。
【００４０】
以上、全てのチューブ２２に均一に冷媒蒸気、ひいては液冷媒が流入されるので、各チューブ２２で均一で、且つ、有効な熱交換が行われ、熱交換効率が向上する。また、従来の蒸発器に対し、チューブ２２の下端側を設計変更するだけで対応できるため、低コストで実現できる。
【００４１】
この第２の実施の形態では、各チューブ２２の開口部２２ｂを設ける面は、冷媒流れ方向に直交する面としたので、流入ヘッダタンク２１内を流れる冷媒蒸気がその流れの勢いによってチューブ２２の開口部２２ｂに流入することがないと共に、流入ヘッダタンク２１内を流れる冷媒蒸気の反射流がその流れの勢いによってチューブ２２の開口部１２ｂに流入することもないため、より均一に液冷媒を各チューブ２２に流入させることができる。なお、この第２の実施の形態では、チューブ２２の開口部２２ｂは、冷媒流れ方向Ａに直交する面に設けたが、冷媒流入方向Ａに対向しない面に設ければ良い。例えば、冷媒流れ方向Ａの反対方向に対向する面に設けても良い。すなわち、重力方向に平行で冷媒流れ方向に対向しない面に設けている。
【００４２】
この第２の実施の形態では、流入ヘッダタンク２１の容積の少なくとも半分を冷媒蒸気の溜め容積にできるため、流入ヘッダタンク２１に流入した冷媒について液冷媒と冷媒蒸気の２層に確実に分離できるため、より均一に冷媒蒸気、ひいては液冷媒を各チューブ２２に流入させることができる。
【００４３】
（第３の実施の形態）
図５は本発明の第３の実施の形態を示し、蒸発器の全体斜視図である。図５に示すように、この蒸発器３０は、流入ヘッダタンク３１及び流出ヘッダタンク３２が共にチューブ３３の上方位置で、且つ、重力方向Ｇの直交方向に並列状態で配置されている。チューブ３３内の冷媒流通路（図示せず）は、図５にて仮想線で流れ方向Ｃを示すようにＵ字状に流れるように設けられている。チューブ３３の上端側の開口部３３ｂの構成は、上記第１の実施の形態のものと同一であるため省略する。
【００４４】
この蒸発器３０でも、上記第１の実施の形態と同様の作用により全てのチューブ３３に均一に液冷媒が流入されるので、各チューブ３３で均一で、且つ、有効な熱交換が行われ、熱交換効率が向上する。また、従来の蒸発器に対し、チューブ３３の上端側を設計変更するだけで対応できるため、低コストで実現できる。
【００４５】
（第４の実施の形態）
図６は本発明の第４の実施の形態を示し、蒸発器の全体斜視図である。図６に示すように、この蒸発器４０は、流入ヘッダタンク４１及び流出ヘッダタンク４２と共にチューブ４３の下方位置で、且つ、重力方向Ｇの直交方向に並列状態で配置されている。チューブ４３内の冷媒流通路（図示せず）は、図６にて仮想線で流れ方向Ｄを示すように逆Ｕ字状に流れるように設けられている。チューブ４３の下端側の開口部４３ｂの構成は、前記第２の実施の形態のものと同一であるため省略する。
【００４６】
この蒸発器４０でも、上記第２の実施の形態と同様の作用により全てのチューブ４３に均一に液冷媒が流入されるので、各チューブ４３で均一で、且つ、有効な熱交換が行われ、熱交換効率が向上する。また、従来の蒸発器に対し、チューブ４３の下端側を設計変更するだけで対応できるため、低コストで実現できる。
【００４７】
（第５の実施の形態）
図７〜図９は、本発明に係る蒸発器の第５の実施の形態を示している。なお、図７は蒸発器の要部を示す側面図、図８はチューブを構成する構成部材の正面図、図９は図８のＸ−Ｙ断面図である。
【００４８】
本実施形態の蒸発器５０は、図７に示すように複数のチューブ５１が積層されて構成されている。また、チューブ５１同士の間は、フィン５２が介在された空気通路となっている。これらチューブ５１は、上端部同士が接合されて流入ヘッダタンク部５３を構成し、下端部同士が接合されて図示しない流出ヘッダタンク部を構成している。
【００４９】
チューブ５１は、図９に示すように、一対のチューブ形成板５４、５５を対向した状態で接合して形成されている。なお、図９においては、チューブ形成板５５を一点鎖線で示す。チューブ形成板５４の端部には、図８に示すように、一側方へ突出する筒状の突部５６が形成されている。この突部５６の先端は、開口部５７が形成されている。
【００５０】
チューブ形成板５４における突部５６の基部側（チューブ内側）には、突部５６の筒孔に沿って、幅方向の一側縁から他側縁に向けて開口部５７の高さの半分よりやや上の位置まで流路壁部５８が形成されている。なお、この流路壁部５８は、チューブ形成板５４の他側縁までは延設されず、図８及び図９に示すように、流路壁部５８の端縁５８Ａと他側縁とは離間されている。また、チューブ形成板５４の他側面の周縁には、周壁部５４Ａが形成されている。図９に示すように、この周壁部５４Ａに、他方のチューブ形成板５５の周縁部が接合されている。また、一方のチューブ形成板５４と他方のチューブ形成板５５との間には、流体が流通する空隙が形成されている。なお、一方のチューブ形成板５４の内壁には、他方のチューブ形成板５５に向けて突出するスペーサとしての複数のリブ５４Ｂが形成されている。
【００５１】
本実施形態においては、複数のチューブ５４が積層されて構成された流入ヘッダタンク部５３の容積の少なくとも半分を冷媒の一時的な停滞容積にできるため、流入ヘッダタンク部５３に流入した冷媒について液冷媒と冷媒蒸気の２層に確実に分離できるため、より均一に液冷媒を各チューブ５４に流入させることができる。
【００５２】
なお、本実施形態では、チューブ５４の上端部に流入ヘッダタンク部５３を設けたが、下端部側に流入ヘッダタンク部を設ける構成としてもよい。
【００５３】
以上、第１〜５の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく構成の要旨に付随する各種の変更が可能である。
【００５４】
例えば、上記した実施形態においては、冷媒入口パイプをヘッダの端部に設けたがヘッダの中央部にヘッダと直角に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明に係る蒸発器の第１の実施の形態の要部斜視図、（ｂ）は流入ヘッダタンクとチューブとの接続箇所を示す要部断面図である。
【図２】（ａ）は本発明に係る蒸発器び第１の実施の形態における流入ヘッダタンクとチューブとの接続箇所を冷媒流入方向に沿って流入ヘッダタンクのみを切断した要部断面図、（ｂ）は流入ヘッダタンクとチューブとの接続箇所を冷媒流入方向に沿って流入ヘッダタンクのみを切断した要部断面図である。
【図３】（ａ）は本発明に係る蒸発器の第２の実施の形態の要部斜視図、（ｂ）は流入ヘッダタンクとチューブとの接続箇所を示す要部断面図である。
【図４】（ａ）は本発明に係る蒸発器の第２の実施の形態における流入ヘッダタンクとチューブとの接続箇所を冷媒流入方向に沿って流入ヘッダタンクのみを切断した要部断面図、（ｂ）は流入ヘッダタンクとチューブとの接続箇所を冷媒流入方向に沿って流入ヘッダタンクのみを切断した要部断面図である。
【図５】本発明に係る蒸発器の第３の実施の形態を示す全体斜視図である。
【図６】本発明に係る蒸発器の第４の実施の形態を示す全体斜視図である。
【図７】本発明に係る蒸発器の第５の実施の形態を示す要部側面図である。
【図８】本発明に係る蒸発器の第５の実施の形態におけるチューブの上端部を示す要部正面図である。
【図９】図８のＸ−Ｙ断面図である。
【図１０】従来の蒸発器を示す要部斜視図である。
【図１１】（ａ）は従来の蒸発器の流入ヘッダタンクとチューブとの接続箇所を冷媒流入方向に沿って流入ヘッダタンクのみを切断した要部断面図、（ｂ）は流入ヘッダタンクとチューブとの接続箇所を冷媒流入方向に沿って流入ヘッダタンクのみを切断した要部断面図、（ｃ）は図８（ｂ）のＥ−Ｅ断面図である。
【図１２】従来の他の蒸発器の要部斜視図である。
【図１３】（ａ）は従来の他の蒸発器における流入ヘッダタンクとチューブとの接続箇所を冷媒流入方向に沿って流入ヘッダタンクのみを切断した要部断面図、（ｂ）は流入ヘッダタンクとチューブとの接続箇所を冷媒流入方向に沿って流入ヘッダタンクのみを切断した要部断面図、（ｃ）は図１０（ａ）のＦ−Ｆ断面図である。
【符号の説明】
１０、２０、３０、４０、５０蒸発器
１１、２１、３１、４１流入ヘッダタンク
１１ａ、２１ａ冷媒入口パイプ（冷媒入口）
１２、２２、３３、４３チューブ
１２ｂ、２２ｂ、３３ｂ、４３ｂ開口部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an evaporator provided with a tube through which a refrigerant flows.
[0002]
[Prior art]
Conventional evaporators include those shown in FIGS. As shown in FIG. 10, the evaporator 1 has a refrigerant inlet pipe 2a on one end side, and an inflow header tank 2 for flowing the refrigerant introduced from the refrigerant inlet pipe 2a in a direction perpendicular to the direction of gravity G. A plurality of tubes 3 connected at an upper end side to be open at intervals in the refrigerant flow direction A of the inflow header tank 2 and arranged below the inflow header tank 2, and are interposed in air passages between the tubes 3. A plurality of fins 4 and a plurality of tubes 3 are provided with an outlet header tank (not shown) for opening the lower ends of the tubes 3 and allowing the refrigerant flowing through each tube 3 to flow out. The openings 3a on the upper end side of each tube 3 are arranged so as to face the lower surface of the inflow header tank 2, as shown in FIGS.
[0003]
In the above configuration, when the gas-liquid two-phase refrigerant flows into the inflow header tank 2 from the refrigerant inlet pipe 2a by the refrigerant circulation pumping force, it flows in the inflow header tank 2 in the refrigerant inflow direction A by the refrigerant circulation pumping force. . The refrigerant flowing in the inflow header tank 2 is guided into each of the tubes 3 from each of the openings 3 a by the refrigerant circulating pumping force and gravity, whereby the refrigerant is divided into a plurality of tubes 3. Then, the refrigerant flowing in each tube 3 exchanges heat with the air flowing in the air passage outside the tube 3, thereby cooling the air. The refrigerant flowing in each tube 3 enters an outflow header tank (not shown), whereby the divided refrigerants are combined. The refrigerant guided to the outflow header tank flows out from a refrigerant outlet pipe (not shown) due to the refrigerant circulating pressure.
[0004]
Another conventional evaporator 6 is shown in FIGS. As shown in FIG. 12, the evaporator 6 has a refrigerant inlet pipe 7a on one end side, and an inflow header tank 7 for flowing the refrigerant introduced from the refrigerant inlet pipe 7a in a direction orthogonal to the direction of gravity G. A plurality of tubes 8 whose lower ends are opened at intervals in the refrigerant inflow direction A of the inflow header tank 7 and are disposed above the inflow header tank 7, and a plurality of fins interposed in the air passage between the tubes 8. 9 and an outflow header tank (not shown) for opening the upper end side of the plurality of tubes 3 and allowing the refrigerant flowing through each tube 3 to flow out. The openings 8a on the lower end side of each tube 8 are arranged so as to face the upper surface of the inflow header tank 7, as shown in FIGS.
[0005]
In the evaporator 6, when the refrigerant flows into the inflow header tank 7 from the refrigerant inlet pipe 7a by the refrigerant circulation pumping force, it flows in the refrigerant inflow direction A in the inflow header tank 7 by the refrigerant circulation pumping force. The refrigerant flowing in the inflow header tank 7 is guided into each of the tubes 8 from each of the openings 8 a by the refrigerant circulating pressure, whereby the refrigerant is divided into a plurality of tubes 8. Then, the refrigerant flowing in each tube 8 exchanges heat with the air flowing in the air passage outside the tube 8, thereby cooling the air. The refrigerant flowing in each tube 8 enters an outflow header tank (not shown), whereby the divided refrigerants are combined. The refrigerant guided to the outflow header tank flows out of the refrigerant outlet pipe due to the refrigerant circulating pressure.
[0006]
Furthermore, as another conventional example, there is an evaporator of a type in which an inlet tank having an inlet for introducing a refrigerant by stacking tubes is configured (for example, see Patent Document 1). In some evaporators, a holding section for storing a refrigerant is provided in a tube to make the liquid level uniform, and then the refrigerant is distributed to the tube.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-1-305275 (page 2, FIG. 1)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the evaporators 1 and 6 described above, uniform heat exchange is not performed in each of the tubes 3 and 8, and there is a problem that the total heat exchange efficiency is poor. That is, the gas-liquid two-phase refrigerant flows into the inflow header tanks 2 and 7 in a form in which the liquid refrigerant and the refrigerant vapor are mixed. In the former evaporator 1, the liquid refrigerant of the refrigerant flows into the upstream opening 3a in the refrigerant flow direction A preferentially by the action of gravity, so that the liquid refrigerant flows into the downstream opening 3a in the refrigerant flow direction A. Means that a large amount of refrigerant vapor flows into the refrigerant. Therefore, the liquid refrigerant having a cooling ability is not evenly distributed to the tubes 3 and uniform and effective heat exchange is not performed in each tube 3.
[0009]
In the evaporator 6 shown in FIG. 12, the refrigerant vapor of the refrigerant flows into the opening 8a on the upstream side in the refrigerant flow direction A preferentially when the flow rate of the refrigerant is small due to the operation of the refrigerant circulation pumping force. A large amount of liquid vapor flows into the opening 8a on the downstream side in the flow direction A. Therefore, the liquid refrigerant having a cooling ability is not evenly distributed to the tubes 3 and uniform and effective heat exchange is not performed in each tube 3.
[0010]
Furthermore, in the evaporator described in Patent Document 1, although the inlet tank has a holding portion for holding the refrigerant, the pressure-fed refrigerant flow easily flows into the communication passage between the inlet tank and the tube. Therefore, there is a problem that the refrigerant flow flows into the tube before the refrigerant is accumulated in the holding unit, and the amount of refrigerant flowing into the tube located on the upstream side of the refrigerant flow increases.
[0011]
Therefore, an object of the present invention is to provide an evaporator in which the heat exchange efficiency of each tube is improved.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 has a refrigerant inlet, an inflow header tank for flowing the refrigerant introduced from the refrigerant inlet in a direction orthogonal to the direction of gravity, and an upper end side spaced apart in the refrigerant flow direction of the inflow header tank. An evaporator comprising a plurality of tubes arranged to open in the inflow header tank, wherein the opening of each tube is located above the lowermost surface of the inner wall of the inflow header tank, and the opening is the refrigerant. It is characterized by being arranged so as not to face the flow direction.
[0013]
According to the first aspect of the present invention, when the gas-liquid two-phase refrigerant flows into the inflow header tank from the refrigerant inlet, the opening of each tube is positioned higher than the lower surface of the refrigerant header tank. Accumulate temporarily. When the refrigerant temporarily stagnates, the lower layer is separated into two layers of the refrigerant vapor by the action of gravity and the upper layer is separated into two layers of the refrigerant vapor, and the liquid refrigerant flows into each tube as the liquid level passes through the opening. Further, since the height of the opening of each tube is the same, the refrigerant flows uniformly into each tube. Furthermore, in the present invention, particularly, since the openings are arranged so as not to oppose in the refrigerant flow direction, the refrigerant flow to be pumped does not directly jump into the openings, and the refrigerant flows into each tube reliably and uniformly. be able to.
[0014]
According to a second aspect of the present invention, in the evaporator according to the first aspect, an opening end face of the opening of each tube is parallel to a refrigerant flow direction.
[0015]
According to a third aspect of the present invention, in the evaporator according to the first or second aspect, the position of the lower end of the opening of each tube is located above a half of the height in the inflow header tank. It is characterized by doing.
[0016]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an inflow header tank having a refrigerant inlet, in which the refrigerant introduced from the refrigerant inlet flows in a direction perpendicular to the direction of gravity, and the lower end of the inflow header tank is spaced apart from the inflow header tank in the flow direction. An evaporator comprising a plurality of tubes arranged to open in the header tank, wherein the opening of each tube is located at a position lower than the uppermost surface of the inner wall of the inflow header tank, and the opening has a refrigerant flow. It is characterized by being arranged not to oppose in the direction.
[0017]
According to the fourth aspect of the present invention, when the gas-liquid two-phase refrigerant flows into the inflow header tank from the refrigerant inlet, the refrigerant vapor flows therethrough because the opening of the tube is positioned lower than the upper surface of the refrigerant header tank. Collects temporarily. When the refrigerant vapor is temporarily stagnated, the lower layer is separated into two layers of the refrigerant vapor by the action of gravity and the upper layer is separated into two layers of the refrigerant vapor. Refrigerant vapor flows in. Since the height of the opening of each tube is the same, the refrigerant vapor and, consequently, the liquid refrigerant uniformly flow into each tube. Furthermore, in the present invention, particularly, since the openings are arranged so as not to oppose in the refrigerant flow direction, the refrigerant flow to be pumped does not directly jump into the openings, and the refrigerant flows into each tube reliably and uniformly. be able to.
[0018]
A fifth aspect of the present invention is the evaporator according to the fourth aspect, wherein an opening end face of the opening of each tube is parallel to the refrigerant flow direction.
[0019]
According to a sixth aspect of the present invention, in the evaporator according to the fourth or fifth aspect, the height of the opening of each tube is lower than a half of the height in the inflow header tank. It is characterized by being located in.
[0020]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the invention, uniform and effective heat exchange is performed in each tube, and heat exchange efficiency is improved. In addition, since the opening of each tube is a surface that does not face the refrigerant inflow direction, the refrigerant flowing in the inflow header tank does not flow into the opening of the tube due to the force of the flow, and unevenness to each tube is not uniform. The inflow of liquid refrigerant can be prevented.
[0021]
According to the invention of claim 2, in addition to the effect of the invention of claim 1, the refrigerant flowing in the inflow header tank does not flow into the opening of the tube due to the flow force, and flows in the inflow header tank. Since the reflected flow of the refrigerant does not flow into the opening of the tube due to the force of the flow, the liquid refrigerant can flow more uniformly into each tube.
[0022]
According to the third aspect of the present invention, in addition to the effects of the first and second aspects of the present invention, at least half of the volume of the inflow header tank can be made a temporary stagnant volume of the refrigerant, so that the refrigerant flowing into the inflow header tank Can be reliably separated into two layers of liquid refrigerant and refrigerant vapor. For this reason, the liquid refrigerant can flow uniformly into each tube.
[0023]
According to the invention of claim 4, uniform and effective heat exchange is performed in each tube, and the heat exchange efficiency is improved. In addition, since the opening of each tube is a surface that does not oppose the refrigerant flow direction, the refrigerant vapor flowing in the inflow header tank does not flow into the opening of the tube due to the momentum of the flow, and unevenness to each tube is uneven. It is possible to prevent the flow of the refrigerant vapor.
[0024]
According to the fifth aspect of the present invention, in addition to the effect of the fourth aspect of the present invention, the refrigerant vapor flowing in the inflow header tank does not flow into the opening of the tube due to the momentum of the flow, and the inside of the inflow header tank does not flow. Since the reflected flow of the flowing refrigerant vapor does not flow into the opening of the tube due to the force of the flow, the refrigerant vapor, and thus the liquid refrigerant, can flow into each tube more uniformly.
[0025]
According to the invention of claim 6, in addition to the effects of the invention of claims 4 and 5, at least half of the volume of the inflow header tank can be made a temporary stagnant volume of the refrigerant vapor, so that the refrigerant flows into the inflow header tank. Since the refrigerant can be surely separated into two layers of the liquid refrigerant and the refrigerant vapor, the refrigerant vapor and, consequently, the liquid refrigerant can flow into each tube more uniformly.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, details of the evaporator according to the present invention will be described based on an embodiment shown in the drawings.
[0027]
(First Embodiment)
1 and 2 show a first embodiment of an evaporator according to the present invention. FIG. 1 (a) is a perspective view of a main part of the evaporator, and FIG. 1 (b) is a connection between an inflow header tank and a tube. FIG. 2A is a cross-sectional view showing a state where a portion is cut along a plane perpendicular to the coolant inflow direction, and FIG. 2A is a cross-sectional view of a main part in which only a connection portion between the inflow header tank and the tube is cut along the coolant inflow direction only the inflow header tank; FIG. 2B is a cross-sectional view of a main part showing a state where only the inflow header tank is cut along the refrigerant inflow direction at a connection point between the inflow header tank and the tube.
[0028]
As shown in FIG. 1A, the evaporator 10 has a refrigerant inlet pipe 11a as a refrigerant inlet on one end side, and the refrigerant introduced from the refrigerant inlet pipe 11a flows in a direction perpendicular to the direction of gravity G. A header tank 11; a plurality of tubes 12 having upper ends opened at intervals in the refrigerant flow direction A of the inflow header tank 11 and arranged below the inflow header tank 11 so as to be parallel to each other; Fins 13 interposed in the air passages (gap) between the tubes 12, and an outflow header tank (not shown) arranged in parallel with the inflow header tank 11 and having lower ends of the plurality of tubes 12 opened inside. It is configured.
[0029]
Each of the tubes 12 has a flat shape, and as shown in FIGS. 1 (b), 2 (a) and (b), a refrigerant flow passage 12a for flowing the refrigerant in the direction of gravity G is formed inside. The upper end side of each tube 12 is set narrower than the width of the inflow header tank 11, as shown in FIGS. 1 (b), 2 (a) and 2 (b). This narrow portion is inserted into the inflow header tank 11 through a hole 11b formed in the lower surface of the inflow header tank 11 and fixed (brazed). At the upper end side of the tube 12 inserted into the inflow header tank 11, an opening 12b communicating with the refrigerant flow passage 12a is provided. The position of the lower end of each opening 12 b is set so as to be higher than より of the height in the inflow header tank 11. These openings 12b are opened in a plane parallel to the refrigerant flow direction A.
[0030]
An opening (not shown) that opens to an outflow header tank (not shown) is provided at the lower end side of the tube 12, and the refrigerant flowing into the tube 12 from the upper end side opening 12 a passes through the refrigerant circulation passage 12 b And flows out from an opening (not shown) on the lower end side.
[0031]
Next, the operation of the evaporator 10 will be described. When the gas-liquid two-phase refrigerant flows into the inflow header tank 11 from the refrigerant inlet pipe 11a by the refrigerant circulation pumping force, the refrigerant flows in the inflow header tank 11 in the refrigerant flow direction A by the refrigerant circulation pumping force. Here, since the opening 12b of the tube 12 is located at a position higher than the lower surface of the refrigerant header tank 11 (a position higher than １／ of the internal height of the refrigerant header tank 11), the refrigerant is located below the opening 12b. It has become accumulated. When the refrigerant accumulates, as shown in FIG. 1B, the lower side is separated into two layers of the refrigerant vapor and the upper side is separated into two layers of the refrigerant vapor by the action of gravity, and the liquid surface of the liquid refrigerant is aligned with the lower edge of the opening 12b. By passing over, it flows into each tube 12. Since the height of the opening 12b of each tube 12 is the same, the liquid refrigerant flows into all the tubes 12 uniformly. The refrigerant diverted to each tube 12 flows through the refrigerant flow passage 12a by the refrigerant circulating pressure and gravity. The refrigerant flowing through each tube 12 exchanges heat with the air flowing through the air passage outside the tube 12 via the tube 12 and the fins 13, thereby cooling the air. The refrigerant flowing in each tube 12 enters an outflow header tank (not shown), whereby the divided refrigerants are combined. The refrigerant guided to the outflow header tank flows out of the refrigerant outlet pipe (not shown) by the refrigerant circulation pressure.
[0032]
In the present embodiment, since the liquid refrigerant flows into all the tubes 12 uniformly, heat is exchanged uniformly and effectively in each tube 12, and the heat exchange efficiency is improved. Moreover, since it can respond to the conventional evaporator only by changing the design of the upper end side of the tube 12, it can be realized at low cost.
[0033]
Further, in the present embodiment, the surface of each tube 12 where the opening 12b is provided is a surface that is parallel to the refrigerant flow direction A, so that the refrigerant flowing in the inflow header tank 11 causes the flow of the tube 12 Does not flow into the opening 12b. Furthermore, since the reflected flow of the refrigerant flowing in the inflow header tank 11 hardly flows into the opening 12b of the tube 12 due to the force of the flow, the liquid refrigerant can flow into each tube 12 more uniformly. In the first embodiment, the opening 12b of the tube 12 is provided on a surface parallel to the refrigerant flow direction A, but may be provided on a surface that does not face the inlet side in the refrigerant flow direction A. For example, it may be provided on a surface facing in the direction opposite to the inlet in the refrigerant flow direction A. That is, they are provided on a surface that is parallel to the direction of gravity and does not face the direction of the refrigerant flow.
[0034]
In the first embodiment, at least half of the volume of the inflow header tank 11 can be set to be a temporary stagnant volume of the refrigerant, so that the refrigerant flowing into the inflow header tank 11 is surely formed into two layers of the liquid refrigerant and the refrigerant vapor. Since the liquid refrigerant can be separated, the liquid refrigerant can flow into each tube 12 more uniformly.
[0035]
(Second embodiment)
3 and 4 show a second embodiment of the present invention. FIG. 3 (a) is a perspective view of a main part of an evaporator, and FIG. 3 (b) is a main part showing a connection portion between an inflow header tank and a tube. FIG. 4A is a cross-sectional view of a main part in which only the inflow header tank is cut along a refrigerant inflow direction at a connection point between the inflow header tank and the tube, and FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part of the connection point of FIG.
[0036]
In the evaporator 20, the positions of the inflow header tank 7 and the outflow header tank (not shown) are reversed compared to the evaporator 10 according to the first embodiment, and FIG. ), An inflow header tank 21 having a refrigerant inlet pipe 21a which is a refrigerant inlet at one end side, and allowing the refrigerant introduced from the refrigerant inlet pipe 21a to flow in a direction orthogonal to the direction of gravity G; A plurality of tubes 22 whose lower ends are opened at intervals in the refrigerant flow direction A of the first tube 21 and are disposed above the inflow header tank 21, and a plurality of fins 23 interposed in the air passage between the tubes 22 And an outflow header tank (not shown) which is opened at the upper end side of the plurality of tubes 22 and is arranged in parallel with the inflow header tank 21.
[0037]
Each tube 22 has a flat shape, and has a refrigerant flow passage 22a (shown in FIG. 3 (b) etc.) through which the refrigerant flows in a direction opposite to the direction of gravity G. The lower end of each tube 22 is set to be narrower than the width of the inflow header tank 21 as shown in FIGS. 3 (b), 4 (a), and 4 (b). 21 is inserted into the inflow header tank 21 through a hole 21b on the upper surface. At the lower end of the tube 22 inserted into the inflow header tank 21, an opening 22b communicating with the refrigerant flow passage 22a is provided. Each opening 22b is opened at a position below the upper surface of the inflow header tank 21 and in a plane parallel to the refrigerant flow direction A. The height of the opening 22b of each tube is lower than half the height in the inflow header tank 11.
[0038]
An opening (not shown) that opens to an outflow header tank (not shown) is provided at the upper end of the tube 22, and the refrigerant flowing into the tube 22 from the opening 22a at the lower end flows through the refrigerant flow passage 22b. And flows out from an opening (not shown) on the upper end side.
[0039]
Next, the operation of the steam evaporator 20 will be described. When the gas-liquid two-phase refrigerant flows into the inflow header tank 21 from the refrigerant inlet pipe 21a by the refrigerant circulation pumping force, the refrigerant flows in the inflow header tank 21 in the refrigerant flow direction A by the refrigerant circulation pumping force. Here, since the opening 22b of the tube 22 is located below the upper surface of the refrigerant header tank 21, the refrigerant vapor temporarily accumulates here. When the refrigerant vapor temporarily stagnates, as shown in FIG. 3B, the lower layer is separated into the liquid refrigerant and the upper layer into two layers of the refrigerant vapor by the action of gravity, and the liquid surface of the refrigerant vapor becomes the opening 22b. If it falls further, it flows into each tube 22 by the refrigerant circulation pumping force. Since the height of the opening 22b of each tube 22 is the same, the refrigerant vapor and, consequently, the liquid refrigerant flow into all the tubes 22 uniformly. The refrigerant diverted to each tube 22 flows through the refrigerant flow passage 22a by the refrigerant circulating pressure. The refrigerant flowing in each tube 22 exchanges heat with the air flowing in the air passage outside the tube 22, thereby cooling the air. The refrigerant flowing through each tube 22 enters an outflow header tank (not shown), whereby the divided refrigerants are joined. The refrigerant guided to the outflow header tank flows out of the refrigerant outlet pipe (not shown) by the refrigerant circulation pressure.
[0040]
As described above, since the refrigerant vapor, and hence the liquid refrigerant, flows uniformly into all the tubes 22, uniform and effective heat exchange is performed in each tube 22, and the heat exchange efficiency is improved. Moreover, since it can respond to the conventional evaporator only by changing the design of the lower end side of the tube 22, it can be realized at low cost.
[0041]
In the second embodiment, the surface of each tube 22 on which the opening 22b is provided is a surface orthogonal to the direction of flow of the refrigerant, so that the refrigerant vapor flowing in the inflow header tank 21 flows through the tube 22 by the force of the flow. Since the refrigerant vapor does not flow into the opening 22b and the reflected flow of the refrigerant vapor flowing in the inflow header tank 21 does not flow into the opening 12b of the tube 22 due to the momentum of the flow, the liquid refrigerant can be evenly distributed to each tube. It can flow into the tube 22. In the second embodiment, the opening 22b of the tube 22 is provided on a surface orthogonal to the coolant flow direction A, but may be provided on a surface not opposed to the coolant inflow direction A. For example, it may be provided on a surface facing the opposite direction of the refrigerant flow direction A. That is, they are provided on a surface that is parallel to the direction of gravity and does not face the direction of the refrigerant flow.
[0042]
In the second embodiment, at least half of the volume of the inflow header tank 21 can be used as the storage volume of the refrigerant vapor, so that the refrigerant flowing into the inflow header tank 21 can be reliably separated into two layers of the liquid refrigerant and the refrigerant vapor. Therefore, the refrigerant vapor and, consequently, the liquid refrigerant can flow into each tube 22 more uniformly.
[0043]
(Third embodiment)
FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention and is an overall perspective view of an evaporator. As shown in FIG. 5, in the evaporator 30, the inflow header tank 31 and the outflow header tank 32 are both arranged at a position above the tube 33 and in a state of juxtaposition in a direction perpendicular to the direction of gravity G. The refrigerant flow passage (not shown) in the tube 33 is provided so as to flow in a U-shape as indicated by a flow direction C by a virtual line in FIG. The configuration of the opening 33b on the upper end side of the tube 33 is the same as that of the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
[0044]
Also in this evaporator 30, since the liquid refrigerant flows into all the tubes 33 uniformly by the same operation as the first embodiment, uniform and effective heat exchange is performed in each tube 33, Heat exchange efficiency is improved. Further, since the conventional evaporator can be coped with only by changing the design of the upper end side of the tube 33, it can be realized at low cost.
[0045]
(Fourth embodiment)
FIG. 6 shows a fourth embodiment of the present invention, and is an overall perspective view of an evaporator. As shown in FIG. 6, the evaporator 40 is disposed below the tube 43 together with the inflow header tank 41 and the outflow header tank 42, and is arranged in parallel in the direction perpendicular to the direction of gravity G. A refrigerant flow passage (not shown) in the tube 43 is provided so as to flow in an inverted U-shape as indicated by a flow direction D by a virtual line in FIG. The configuration of the opening 43b on the lower end side of the tube 43 is the same as that of the second embodiment, and a description thereof will be omitted.
[0046]
Also in the evaporator 40, the liquid refrigerant flows uniformly into all the tubes 43 by the same operation as in the second embodiment, so that a uniform and effective heat exchange is performed in each tube 43. Heat exchange efficiency is improved. Further, since the conventional evaporator can be coped with simply by changing the design of the lower end side of the tube 43, it can be realized at low cost.
[0047]
(Fifth embodiment)
7 to 9 show a fifth embodiment of the evaporator according to the present invention. 7 is a side view showing a main part of the evaporator, FIG. 8 is a front view of components constituting the tube, and FIG. 9 is an XY cross-sectional view of FIG.
[0048]
The evaporator 50 of the present embodiment is configured by stacking a plurality of tubes 51 as shown in FIG. Further, between the tubes 51 is an air passage with a fin 52 interposed. The upper ends of these tubes 51 are joined to form an inflow header tank section 53, and the lower ends thereof are joined to form an outflow header tank section (not shown).
[0049]
As shown in FIG. 9, the tube 51 is formed by joining a pair of tube forming plates 54 and 55 so as to face each other. In FIG. 9, the tube forming plate 55 is indicated by a dashed line. At the end of the tube forming plate 54, as shown in FIG. 8, a cylindrical protrusion 56 protruding to one side is formed. An opening 57 is formed at the tip of the projection 56.
[0050]
On the base side (inside the tube) of the protrusion 56 in the tube forming plate 54, along the cylindrical hole of the protrusion 56, from one side edge in the width direction to the other side edge, more than half the height of the opening 57. The flow path wall 58 is formed to a position slightly above. The flow path wall 58 does not extend to the other side edge of the tube forming plate 54. As shown in FIGS. 8 and 9, the end 58A of the flow path wall 58 and the other side edge are different from each other. Are separated. A peripheral wall portion 54A is formed on the periphery of the other side surface of the tube forming plate 54. As shown in FIG. 9, the peripheral portion of the other tube forming plate 55 is joined to the peripheral wall portion 54A. In addition, a gap through which a fluid flows is formed between one tube forming plate 54 and the other tube forming plate 55. A plurality of ribs 54 </ b> B as spacers protruding toward the other tube forming plate 55 are formed on the inner wall of one tube forming plate 54.
[0051]
In the present embodiment, at least half of the volume of the inflow header tank portion 53 formed by stacking the plurality of tubes 54 can be a temporary stagnation volume of the refrigerant. Since the liquid refrigerant can be reliably separated into two layers of the refrigerant and the refrigerant vapor, the liquid refrigerant can flow into each tube 54 more uniformly.
[0052]
In the present embodiment, the inflow header tank 53 is provided at the upper end of the tube 54, but the inflow header tank may be provided at the lower end.
[0053]
Although the first to fifth embodiments have been described above, the present invention is not limited to these, and various changes accompanying the gist of the configuration are possible.
[0054]
For example, in the above-described embodiment, the refrigerant inlet pipe is provided at the end of the header, but may be provided at the center of the header at right angles to the header.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a perspective view of a main part of a first embodiment of an evaporator according to the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view of a main part showing a connection point between an inflow header tank and a tube.
FIG. 2 (a) is a cross-sectional view of a main part of the evaporator according to the first embodiment of the present invention, in which only the inflow header tank is cut along a connecting direction between the inflow header tank and the tube along the refrigerant inflow direction; FIG. 3B is a cross-sectional view of a main part in which only the inflow header tank is cut along the refrigerant inflow direction at a connection point between the inflow header tank and the tube.
FIG. 3 (a) is a perspective view of a main part of a second embodiment of an evaporator according to the present invention, and FIG. 3 (b) is a cross-sectional view of a main part showing a connection point between an inflow header tank and a tube.
FIG. 4A is a cross-sectional view of a main part of the evaporator according to the second embodiment of the present invention, in which only the inflow header tank is cut along a connecting direction between the inflow header tank and the tube along the refrigerant inflow direction; FIG. 4B is a cross-sectional view of a main part in which only the inflow header tank is cut along a refrigerant inflow direction at a connection point between the inflow header tank and the tube.
FIG. 5 is an overall perspective view showing a third embodiment of the evaporator according to the present invention.
FIG. 6 is an overall perspective view showing a fourth embodiment of the evaporator according to the present invention.
FIG. 7 is a main part side view showing a fifth embodiment of the evaporator according to the present invention.
FIG. 8 is a main part front view showing an upper end portion of a tube in a fifth embodiment of the evaporator according to the present invention.
FIG. 9 is a sectional view taken along line XY of FIG. 8;
FIG. 10 is a perspective view of a main part showing a conventional evaporator.
11A is a cross-sectional view of a main part of the conventional evaporator, in which only the inflow header tank is cut along a refrigerant inflow direction at a connection point between the inflow header tank and the tube, and FIG. FIG. 9C is a cross-sectional view of a main part in which only the inflow header tank is cut along a connection point with the refrigerant along the refrigerant inflow direction, and FIG. 8C is a cross-sectional view taken along the line EE of FIG.
FIG. 12 is a perspective view of a main part of another conventional evaporator.
13A is a cross-sectional view of a main part of the conventional evaporator, in which only the inflow header tank is cut along a connecting direction between the inflow header tank and the tube along the refrigerant inflow direction, and FIG. 10 (a) is a cross-sectional view taken along line FF of FIG. 10 (a), in which only the inflow header tank is cut at the connection point between the tube and the tube along the refrigerant inflow direction.
[Explanation of symbols]
10, 20, 30, 40, 50 Evaporator
11, 21, 31, 41 Inflow header tank
11a, 21a Refrigerant inlet pipe (refrigerant inlet)
12, 22, 33, 43 tubes
12b, 22b, 33b, 43b Opening

Claims

An inflow header tank (11) having a refrigerant inlet (11a) and allowing the refrigerant introduced from the refrigerant inlet (11a) to flow in a direction orthogonal to the direction of gravity (G), and a refrigerant flow in the inflow header tank (11) An evaporator (10) comprising: a plurality of tubes (12) arranged so that an upper end side thereof is opened in the inflow header tank (11) at intervals in the direction (A).
The opening (12b) of each tube (12) is positioned above the lowermost surface of the inner wall of the inflow header tank (11), and the opening (12b) does not face the refrigerant flow direction (A). An evaporator (10), which is arranged.

The evaporator (10) according to claim 1, wherein:
The evaporator (10), wherein an opening end face of the opening (12b) of each of the tubes (12) is parallel to the refrigerant flow direction (A).

The evaporator (10) according to claim 1 or 2, wherein:
The position of the lower end of the opening (12b) of each of the tubes (12) is higher than a half of the height in the inflow header tank (11). ).

An inflow header tank (21) having a refrigerant inlet (21a) for flowing the refrigerant introduced from the refrigerant inlet (21a) in a direction orthogonal to the direction of gravity (G), and a refrigerant flow in the inflow header tank (21) An evaporator (20) comprising: a plurality of tubes (22) arranged so that their lower ends open in the inflow header tank (21) at intervals in the direction (A);
The openings (22b) of the tubes (22) are positioned below the uppermost surface of the inner wall of the inflow header tank (22), and the openings (22b) do not face the refrigerant flow direction (A). An evaporator (20), which is arranged.

The evaporator (20) according to claim 4, wherein:
The evaporator (20), wherein an opening end face of the opening (22b) of each of the tubes (22) is parallel to the refrigerant flow direction (A).

An evaporator (20) according to claim 4 or claim 5, wherein
An evaporator, wherein a height position of the opening (22b) of each tube (22) is lower than a half of a height in the inflow header tank (21).