JP2010038447A - 熱交換器 - Google Patents

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Abstract

【課題】熱交換性能を向上しうる熱交換器を提供する。
【解決手段】この発明の熱交換器を適用したエバポレータ１は、２つのヘッダタンク2,3と、両ヘッダタンク2,3間に配置された複数の熱交換管14とを備えている。第１ヘッダタンク２の冷媒入口ヘッダ部５内を、第１分流板19により２つの空間5a,5bに分ける。冷媒入口ヘッダ部５内の熱交換管14側の空間5bを、第１仕切板21により複数の区画22,23に分ける。第１分流板19の各区画22,23に対応する部分に分流口24を設ける。第２ヘッダタンク３の第１および第２中間ヘッダ部９,11内を、冷媒入口ヘッダ部５の各区画22,23と同数の区画27,28,29,31に分ける。冷媒入口ヘッダ部５の各区画22,23に通じる熱交換管14を、第１中間ヘッダ部９の各区画27,28に通じさせ、第１中間ヘッダ部９および第２中間ヘッダ部11の各区画27,28,29,31どうしを通じさせる。
【選択図】図２

Description

この発明は、たとえば自動車に搭載される冷凍サイクルであるカーエアコンのエバポレータに好適に使用される熱交換器に関する。
小型軽量化および高性能化を満たしたカーエアコン用エバポレータに用いられる熱交換器として、本出願人は、先に、互いに間隔をおいて配置された２つのヘッダタンクと、両ヘッダタンク間に設けられた熱交換コア部とを備えており、第１ヘッダタンクに、冷媒入口を有する冷媒入口ヘッダ部および冷媒出口を有する冷媒出口ヘッダ部が通風方向に並んで設けられ、第２ヘッダタンクに、第１中間ヘッダ部および第２中間ヘッダ部が通風方向に並んで設けられ、第１中間ヘッダ部と第２中間ヘッダ部とが相互に通じさせられ、熱交換コア部が、ヘッダタンクの長さ方向に間隔をおいて配置され、かつ両端部が冷媒入口ヘッダ部および第１中間ヘッダ部に接続された複数の熱交換管からなる第１熱交換管列と、ヘッダタンクの長さ方向に間隔をおいて配置され、かつ両端部が冷媒出口ヘッダ部および第２中間ヘッダ部に接続された複数の熱交換管からなる第２熱交換管列と、ヘッダタンクの長さ方向に隣接する熱交換管どうしの間の通風間隙および両端の熱交換管の外側に、それぞれ両熱交換管列の熱交換管に共有されるように配置されて熱交換管にろう付されたコルゲートフィンとよりなる熱交換器を提案した（特許文献１参照）。
特許文献１記載の熱交換器においては、冷媒入口ヘッダ部の冷媒入口および冷媒出口ヘッダ部の冷媒出口は、冷媒入出用タンクの同一端部に形成されているか、あるいは冷媒入出用タンクの長さ方向の中央部において当該長さ方向に近接した位置に形成されている。
しかしながら、本発明者が種々検討した結果、特許文献１記載の熱交換器においては、通常、十分な熱交換性能を有するものの、さらなる熱交換性能の向上が求められる場合、その要求を満たすことができない場合があることが判明した。すなわち、冷媒入口ヘッダ部の冷媒入口および冷媒出口ヘッダ部の冷媒出口が冷媒入出用タンクの同一端部に形成されている場合、または第１ヘッダタンクの長さ方向の中央部において当該長さ方向に近接した位置に形成されている場合、冷媒入口から冷媒出口まで冷媒が流れる際に、多くの冷媒が両熱交換管列における冷媒入口および冷媒出口に近い位置にある熱交換管内を流れ、他の部分の熱交換管内の冷媒流通量は少なくなることがあり、全熱交換管の冷媒流通量が不均一になる。その結果、熱交換コア部を通過して来た空気の温度も場所によって不均一になって、熱交換器の熱交換性能のさらなる向上効果が十分得られないことが判明した。
そこで、このような問題を解決するために、本出願人は、先に、特許文献１記載の熱交換器において、第１ヘッダタンクの冷媒入口ヘッダ部内が複数の冷媒通過穴を有する第１分流制御壁により熱交換管の長さ方向に２つの空間に仕切られ、第１ヘッダタンクの冷媒出口ヘッダ部内が複数の冷媒通過穴を有する第２分流制御壁により熱交換管の長さ方向に２つの空間に仕切られ、第２ヘッダタンクの第２中間ヘッダ部内が複数の冷媒通過穴を有する第３分流制御壁により熱交換管の長さ方向に２つの空間に仕切られ、第２ヘッダタンクの第１中間ヘッダ部内と、第２中間ヘッダ部の熱交換管の長さ方向外側の区画内とが第２ヘッダタンクの一端部において連通させられた熱交換器を提案した（特許文献２参照）。
特許文献２記載の熱交換器によれば、２つの熱交換管列のすべての熱交換管への分流が均一に行われて全熱交換管の冷媒流通量が均一化され、熱交換性能がさらに向上する。
しかしながら、特許文献２記載の熱交換器の場合、冷媒が第１〜第３分流制御壁の冷媒通過穴を通過する際の流路抵抗が大きくなり、熱交換性能向上効果を阻害するおそれがある。
特開２００３−７５０２４号公報 特開２００６−１７０５９８号公報
この発明の目的は、上記問題を解決し、熱交換性能を向上しうる熱交換器を提供することにある。
本発明は、上記目的を達成するために以下の態様からなる。
1)互いに間隔をおいて配置された２つのヘッダタンクと、両ヘッダタンク間に配置されかつ両端部がそれぞれ両ヘッダタンクに接続された複数の熱交換管とを備えており、第１のヘッダタンクに、通風方向に並んで配置された冷媒入口ヘッダ部と冷媒出口ヘッダ部とが設けられるとともに、第２のヘッダタンクに、通風方向に並んで配置された第１中間ヘッダ部と第２中間ヘッダ部とが設けられ、冷媒入口ヘッダ部と第１中間ヘッダ部、および冷媒出口ヘッダ部と第２中間ヘッダ部とがそれぞれ熱交換管を介して通じさせられている熱交換器において、
冷媒入口ヘッダ部内の熱交換管に通じる部分が、ヘッダタンクの長さ方向に複数の区画に分けられ、冷媒入口ヘッダ部に、冷媒入口ヘッダ部内に流入してきた冷媒を各区画に分流させる分流手段が設けられ、第１中間ヘッダ部内および第２中間ヘッダ部内が、それぞれ冷媒入口ヘッダ部の各区画と同数の区画に分けられ、冷媒入口ヘッダ部の各区画に通じる熱交換管が、第１中間ヘッダ部の各区画に通じさせられ、第１中間ヘッダ部および第２中間ヘッダ部の各区画どうしが通じさせられている熱交換器。
2)冷媒入口ヘッダ部内が、入口ヘッダ部内分流部材により熱交換管の長さ方向に２つの空間に分けられ、冷媒入口ヘッダ部内の熱交換管側の空間が熱交換管に通じる部分になるとともに、当該空間が、入口ヘッダ部内仕切部材によってヘッダタンクの長さ方向に複数の区画に分けられ、入口ヘッダ部内分流部材における熱交換管側の空間の各区画に対応する部分に、冷媒入口ヘッダ部内に流入してきた冷媒を各区画に分流させる分流口からなる分流手段が設けられている上記1)記載の熱交換器。
3)第２ヘッダタンクの第２中間ヘッダ部の各区画内が、第２中間ヘッダ部内分流部材により熱交換管の長さ方向に２つの空間に分けられるとともに、各区画の両空間が相互に通じさせられている上記1)または2)記載の熱交換器。
4)第１ヘッダタンクの冷媒出口ヘッダ部内が、出口ヘッダ部内分流部材により熱交換管の長さ方向に２つの空間に分けられ、冷媒出口ヘッダ部内の熱交換管側の空間が熱交換管に通じる部分になるとともに、当該空間が、出口ヘッダ部内仕切部材によってヘッダタンクの長さ方向に、冷媒入口ヘッダ部と同数の区画に分けられ、当該各区画が、冷媒出口ヘッダ部内の熱交換管とは反対側の空間に通じさせられている上記1)〜3)のうちのいずれかに記載の熱交換器。
5)第１ヘッダタンクの冷媒入口ヘッダ部の区画の数、第２ヘッダタンクの第１中間ヘッダ部の区画の数および第２中間ヘッダ部の区画の数が２つであり、第１中間ヘッダ部および第２中間ヘッダ部のヘッダタンクの長さ方向片側の区画どうし、および同他側の区画どうしが、それぞれヘッダタンクの端部に設けられた連通部を介して通じさせられている上記1)〜4)のうちのいずれかに記載の熱交換器。
6)第２ヘッダタンク内が仕切部材により通風方向に２つの空間に仕切られることによって第１中間ヘッダ部と第２中間ヘッダ部とが形成されており、仕切部材に第１中間ヘッダ部と第２中間ヘッダ部とを通じさせる冷媒通過穴が形成されている上記1)〜4)のうちのいずれかに記載の熱交換器。
上記1)の熱交換器によれば、冷媒入口ヘッダ部内の熱交換管に通じる部分が、ヘッダタンクの長さ方向に複数の区画に分けられ、冷媒入口ヘッダ部に、冷媒入口ヘッダ部内に流入してきた冷媒を各区画に分流させる分流手段が設けられ、第１中間ヘッダ部内および第２中間ヘッダ部内が、それぞれ冷媒入口ヘッダ部の各区画と同数の区画に分けられ、冷媒入口ヘッダ部の各区画に通じる熱交換管が、第１中間ヘッダ部の各区画に通じさせられ、第２ヘッダタンクの第１中間ヘッダ部および第２中間ヘッダ部の各区画どうしが通じさせられているので、分流手段により冷媒入口ヘッダ部の各区画に分流させられた冷媒は、熱交換管を通って第１中間ヘッダ部の各区画内に流れ、ついで第２中間ヘッダ部の各区画内に入り、熱交換管を通って冷媒出口ヘッダ部内に流れ、冷媒出口から流出する。したがって、第２中間ヘッダ部の各区画から冷媒出口ヘッダ部に流れる冷媒流量は、常に冷媒入口ヘッダ部の各区画から第１中間ヘッダ部の各区画に流れる冷媒流量と等しくなる。その結果、すべての熱交換管への分流が均一に行われて全熱交換管の冷媒流通量が均一化され、熱交換性能がさらに向上する。また、特許文献２記載の熱交換器のように、冷媒通過穴を有する第１〜第３分流制御壁を必要としないので、冷媒が熱交換器を流れる際の通路抵抗を低減することが可能となり、熱交換性能向上効果が優れたものになる。
また、上記1)の熱交換器を適用したエバポレータによれば、エバポレータを通過する空気の風速が、ヘッダタンクの長さ方向の一端側と他端側とで比較的大きく異なる場合であっても、エバポレータ通過後の空気の温度分布のヘッダタンクの長さ方向でのばらつきを低減することができる。すなわち、特許文献１記載のエバポレータを通過する風速が、ヘッダタンクの長さ方向の一端側と他端側とで比較的大きく異なる場合、風速が大きい側では冷媒が気化しやすいので、熱交換管内を多くの気相冷媒が流れることになって大きな抵抗を受け、これとは逆に風速の低い側の熱交換管に多くの液相の冷媒が流れることになるので、エバポレータを通過した空気の温度もヘッダタンクの長さ方向に不均一になる。しかしながら、上記1)の熱交換器を適用したエバポレータの場合、エバポレータを通過する空気の風速が、ヘッダタンクの長さ方向の一端側と他端側とで比較的大きく異なっていたとしても、冷媒入口ヘッダ部、第１中間ヘッダ部および第２中間ヘッダ部の各区画の範囲を通過する空気の風速は、各区画の範囲の長さ方向の一端側と他端側とでさほど大きく異ならない。したがって、各区画の範囲の熱交換管を流れる冷媒流通量は均一化され、エバポレータを通過した空気の温度分布のヘッダタンクの長さ方向でのばらつきを低減することができる。
さらに、上記1)の熱交換器を適用したエバポレータによれば、エバポレータを通過する空気の風速が、ヘッダタンクの長さ方向の各部分において比較的大きく異なる場合、すなわち冷媒入口ヘッダ部、第１中間ヘッダ部および第２中間ヘッダ部の各区画の範囲を通過する空気の風速が区画毎に比較的大きく異なる場合であっても、風速が低い部分の区画に通じる熱交換管を流れる冷媒の流れは、風速が大きい部分の区画に通じる熱交換管を流れる冷媒の流れの影響を受けにくくなり、各区画に通じる熱交換管においてはエバポレータを通過した空気の温度も各区画の長さ方向に均一化される。したがって、エバポレータを通過した空気の温度分布のヘッダタンクの長さ方向でのばらつきを低減することができる。
上記2)の熱交換器によれば、上記1)の熱交換器に比べて、全熱交換管の冷媒流通量が一層均一化される。
上記3)の熱交換器によれば、上記1)の熱交換器に比べて、全熱交換管の冷媒流通量が一層均一化される。
上記4)の熱交換器によれば、上記1)の熱交換器に比べて、全熱交換管の冷媒流通量が一層均一化される。
上記5)の熱交換器によれば、連通部の通路断面積を調整することによって、第１ヘッダタンクの冷媒入口ヘッダ部の一方の区画、第２ヘッダタンクの第１中間ヘッダ部の一方の区画および第２中間ヘッダ部の一方の区画を流れる冷媒量と、第１ヘッダタンクの冷媒入口ヘッダ部の他方の区画、第２ヘッダタンクの第１中間ヘッダ部の他方の区画および第２中間ヘッダ部の他方の区画を流れる冷媒量を等しくすることができる。したがって、すべての熱交換管への分流が均一に行われて全熱交換管の冷媒流通量が均一化され、熱交換性能がさらに向上する。
上記6)の熱交換器によれば、冷媒の流れる経路を短くすることができるので、通路抵抗を低減することができる。
以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。以下に述べる実施形態は、この発明による熱交換器を、フロン系冷媒を使用するカーエアコンのエバポレータに適用したものである。
なお、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。
以下の説明において、隣接する熱交換管どうしの間の通風間隙を流れる空気の下流側（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し、各図の上下、左右を上下、左右というものとする。
また、全図面を通じて同一部分および同一物には同一符号を付して重複する説明を省略する。
実施形態１
この実施形態は図１および図２に示すものである。図１および図２はエバポレータの全体構成を示す。
図１において、エバポレータ(1)は、上下方向に間隔をおいて配置されたアルミニウム製第１ヘッダタンク(2)およびアルミニウム製第２ヘッダタンク(3)と、両ヘッダタンク(2)(3)の間に設けられた熱交換コア部(4)とを備えている。
第１ヘッダタンク(2)は、前側（通風方向下流側）に位置する冷媒入口ヘッダ部(5)と、後側（通風方向上流側）に位置しかつ冷媒入口ヘッダ部(5)に一体化された冷媒出口ヘッダ部(6)とを備えている。冷媒入口ヘッダ部(5)の右端部に冷媒入口(7)が設けられ、冷媒出口ヘッダ部(6)の右端部に冷媒出口(8)が設けられている。第２ヘッダタンク(3)は、前側に位置する第１中間ヘッダ部(9)と、後側に位置しかつ第１中間ヘッダ部(9)に一体化された第２中間ヘッダ部(11)とを備えている。ここでは、冷媒入口ヘッダ部(5)と冷媒出口ヘッダ部(6)は第１ヘッダタンク(2)内を垂直状の仕切壁(12)により前後２つの空間に仕切ることにより形成され、第１中間ヘッダ部(9)と第２中間ヘッダ部(11)とは第２ヘッダタンク(3)内を垂直状の仕切壁(13)により前後２つの空間に仕切ることにより形成されている。
熱交換コア部(4)は、左右方向に間隔をおいて配置された上下方向にのびる複数の扁平状熱交換管(14)からなる熱交換管列(15)(16)が、前後方向に並んで複数列、ここでは２列配置され、各熱交換管列(15)(16)の隣接する熱交換管(14)どうしの間の通風間隙および左右両端の熱交換管(14)の外側に、それぞれ前後両熱交換管列(15)(16)の熱交換管(14)に跨るようにアルミニウム製コルゲートフィン(17)が配置されて熱交換管(14)にろう付され、左右両端のコルゲートフィン(14)の外側にそれぞれアルミニウム製サイドプレート(18)が配置されてコルゲートフィン(14)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(15)の熱交換管(14)は第１ヘッダタンク(2)の冷媒入口ヘッダ部(5)と第２ヘッダタンク(3)の第１中間ヘッダ部(9)との間に配置され、その上下両端部は冷媒入口ヘッダ部(5)および第１中間ヘッダ部(9)に接続されている。後側熱交換管列(16)の熱交換管(14)は第１ヘッダタンク(2)の冷媒出口ヘッダ部(6)と第２ヘッダタンク(3)の第２中間ヘッダ部(11)との間に配置され、その上下両端部は冷媒出口ヘッダ部(6)および第２中間ヘッダ部(11)接続されている。
図２(a)および(b)に示すように、第１ヘッダタンク(2)の冷媒入口ヘッダ部(5)内は、水平状の第１分流板(19)（入口ヘッダ部内分流板）により上下方向（熱交換管(14)の長さ方向）に２つの空間(5a)(5b)に仕切られている。なお、冷媒入口(7)は上側空間(5a)内に通じている。冷媒入口ヘッダ部(5)内の下側空間(5b)（熱交換管(14)側の空間）が熱交換管(14)に通じる部分となっており、下側空間(5b)が、垂直状の第１仕切板(21)（入口ヘッダ部内仕切部材）によって左右方向（第１ヘッダタンク(2)の長さ方向）に複数、ここでは２つの区画(22)(23)に分けられている。第１分流板(19)における各区画(22)(23)内に存在する部分の左端部（冷媒流れ方向下流側端部）に、冷媒入口ヘッダ部(5)の上側空間(5a)内に流入してきた冷媒を各区画(22)(23)に分流させる貫通穴状の分流口(24)からなる分流手段が設けられている。
第２ヘッダタンク(3)の第１中間ヘッダ部(9)内および第２中間ヘッダ部(11)内は、それぞれ垂直状の第２および第３仕切板(25)(26)（第１中間ヘッダ部内仕切部材および第２中間ヘッダ部内仕切部材）によって左右方向（第１ヘッダタンク(2)の長さ方向）に冷媒入口ヘッダ部(5)の区画(22)(23)と同数の区画(27)(28)(29)(31)に分けられている。第１中間ヘッダ部(9)内および第２中間ヘッダ部(11)内の各区画(27)(28)(29)(31)の左右方向の長さは、冷媒入口ヘッダ部(5)の下側空間(5b)内の各区画(22)(23)の左右方向の長さと等しくなっている。冷媒入口ヘッダ部(5)の下側空間(5b)内の各区画(22)(23)に通じる熱交換管(14)が、第１中間ヘッダ部(9)内の各区画(27)(28)に通じている。第１中間ヘッダ部(9)および第２中間ヘッダ部(11)の右側（ヘッダタンクの長さ方向片側）の区画(27)(29)どうしが、第２ヘッダタンク(3)の右端部に設けられた連通部(32)を介して通じさせられ、第１中間ヘッダ部(9)および第２中間ヘッダ部(11)の左側（ヘッダタンクの長さ方向他側）の区画(28)(31)どうしが、第２ヘッダタンク(3)の左端部に設けられた連通部(33)を介して通じさせられている。
そして、前側熱交換管列(15)を構成する熱交換管(14)は、第１ヘッダタンク(2)の冷媒入口ヘッダ部(5)の右側の区画(22)および第２ヘッダタンク(3)の第１中間ヘッダ部(9)の右側の区画(27)に通じる第１熱交換管群(15A)と、第１ヘッダタンク(2)の冷媒入口ヘッダ部(5)の左側の区画(23)および第２ヘッダタンク(3)の第１中間ヘッダ部(9)の左側の区画(28)に通じる第２熱交換管群(15B)とに分けられる。また、後側熱交換管列(16)を構成する熱交換管(14)は、第１熱交換管群(15A)の熱交換管(14)の後側に配置された熱交換管(14)からなり、かつ第２ヘッダタンク(3)の第２中間ヘッダ部(11)の右側の区画(29)に通じる第３熱交換管群(16A)と、第２熱交換管群(15B)の熱交換管(14)の後側に配置された熱交換管(14)からなり、かつ第２ヘッダタンク(3)の第２中間ヘッダ部(11)の左側の区画(31)に通じる第４熱交換管群(16B)とに分けられる。
上述したエバポレータ(1)は、圧縮機および冷媒冷却器としてのコンデンサとともにフロン系冷媒を使用する冷凍サイクルを構成し、カーエアコンとして車両、たとえば自動車に搭載される。そして、圧縮機、コンデンサおよび膨張弁を通過した気液混相の２相冷媒が、冷媒入口(7)を通って第１ヘッダタンク(2)の冷媒入口ヘッダ部(5)の上側空間(5a)内に入る。冷媒入口ヘッダ部(5)の上側空間(5a)内に入った冷媒は左方に流れ、分流口(24)を通って下側空間(5b)の両区画(22)(23)内に入る。
冷媒入口ヘッダ部(5)の下側空間(5b)の両区画(22)(23)内に入った冷媒は、分流して前側熱交換管列(15)の両熱交換管群(15A)(15B)の熱交換管(14)内に流入する。熱交換管(14)内に流入した冷媒は、熱交換管(14)内を下方に流れて第２ヘッダタンク(3)の第１中間ヘッダ部(9)の両区画(27)(28)内に入る。第１中間ヘッダ部(9)の右側の区画(27)内に入った冷媒は右方に流れ、右端部の連通部(32)を通って第２中間ヘッダ部(11)の右側の区画(29)内に入る。一方、第１中間ヘッダ部(9)の左側の区画(28)内に入った冷媒は左方に流れ、左端部の連通部(33)を通って第２中間ヘッダ部(11)の左側の区画(31)内に入る。
第２中間ヘッダ部(11)の両区画(29)(31)内に入った冷媒は、分流して後側熱交換管列(16)の両熱交換管群(16A)(16B)の熱交換管(14)内に流入する。熱交換管(14)内に流入した冷媒は、熱交換管(14)内を上方に流れて第１ヘッダタンク(2)の冷媒出口ヘッダ部(6)内に入る。冷媒出口ヘッダ部(6)内に入った冷媒は右方に流れ、冷媒出口(8)を通って流出する。
そして、冷媒が前側熱交換管列(15)の熱交換管(14)内、および後側熱交換管列(16)の熱交換管(14)内を流れる間に、熱交換コア部(4)の通風間隙を通過する空気（図１矢印Ｘ参照）と熱交換をし、冷媒は気相となって流出する。
このとき、第２中間ヘッダ部(11)の各区画(29)(31)から冷媒出口ヘッダ部(6)に流れる冷媒流量は、常に、冷媒入口ヘッダ部(5)の各区画(22)(23)から第１中間ヘッダ部(9)の各区画(27)(28)に流れる冷媒量と等しくなる。すなわち、後側熱交換管列(16)の第３熱交換管群(16A)を構成する熱交換管(14)を流れる全冷媒流量は、前側熱交換管列(15)の第１熱交換管群(15A)を構成する熱交換管(14)を流れる全冷媒流量と等しくなり、後側熱交換管列(16)の第４熱交換管群(16B)を構成する熱交換管(14)を流れる全冷媒流量は、前側熱交換管列(15)の第２熱交換管群(15B)を構成する熱交換管(14)を流れる全冷媒流量と等しくなる。その結果、すべての熱交換管(14)への分流が均一に行われて全熱交換管(14)の冷媒流通量が均一化され、熱交換性能が向上する。
また、エバポレータ(1)を通過する空気の風速が、左右方向の一端側と他端側とで比較的大きく異なっていたとしても、冷媒入口ヘッダ部(5)、第１中間ヘッダ部(9)および第２中間ヘッダ部(11)の各区画(22)(23)(27)(28)(29)(31)の左右方向の範囲を通過する空気の風速は、各区画(22)(23)(27)(28)(29)(31)の左右方向の範囲の一端側と他端側とでさほど大きくならない。すなわち、前側熱交換管列(15)の第１熱交換管群(15A)および後側熱交換管列(16)の第３熱交換管群(16A)における隣り合う熱交換管(14)どうしの間の通風間隙を通過する空気の風速、ならびに前側熱交換管列(15)の第２熱交換管群(15B)および後側熱交換管列(16)の第４熱交換管群(16B)における隣り合う熱交換管(14)どうしの間の通風間隙を通過する空気の風速は、各区画(22)(23)(27)(28)(29)(31)の左右方向の範囲の一端側と他端側とでさほど大きくならない。したがって、各区画(22)(23)(27)(28)(29)(31)の左右方向の範囲の熱交換管(14)を流れる冷媒流量、すなわち前側熱交換管列(15)の第１熱交換管群(15A)を構成する熱交換管(14)を流れる全冷媒流量、後側熱交換管列(16)の第３熱交換管群(16A)を構成する熱交換管(14)を流れる全冷媒流量、前側熱交換管列(15)の第２熱交換管群(15B)を構成する熱交換管(14)を流れる全冷媒流量および後側熱交換管列(16)の第４熱交換管群(16B)を構成する熱交換管(14)を流れる全冷媒流量はそれぞれ均一化され、エバポレータ(1)を通過する空気の温度分布の左右方向でのばらつきを低減することができる。
さらに、エバポレータ(1)を通過する空気の風速が、冷媒入口ヘッダ部(5)、第１中間ヘッダ部(9)および第２中間ヘッダ部(11)の各区画(22)(23)(27)(28)(29)(31)の左右方向の範囲を通過する空気の風速が区画(22)(23)(27)(28)(29)(31)毎に比較的大きく異なる場合、すなわち前側熱交換管列(15)の第１熱交換管群(15A)および後側熱交換管列(16)の第３熱交換管群(16A)における隣り合う熱交換管(14)どうしの間の通風間隙を通過する空気の風速と、前側熱交換管列(15)の第２熱交換管群(15B)および後側熱交換管列(16)の第４熱交換管群(16B)における隣り合う熱交換管(14)どうしの間の通風間隙を通過する空気の風速とが比較的大きく異なる場合であっても、風速が低い部分の区画に通じる熱交換管群の熱交換管(14)を流れる冷媒の流れは、風速が大きい部分の区画に通じる熱交換管群の熱交換管(14)を流れる冷媒の流れの影響を受けにくくなり、各区画(22)(23)(27)(28)(29)(31)に通じる熱交換管群の熱交換管(14)においてはエバポレータ(1)を通過した空気の温度も各区画(22)(23)(27)(28)(29)(31)の長さ方向に均一化される。したがって、エバポレータ(1)を通過した空気の温度分布の左右方向でのばらつきを低減することができる。
実施形態２
この実施形態は図３に示すものである。図３はエバポレータの全体構成を示す。
図３(a)および(b)に示すエバポレータ(40)の場合、第１ヘッダタンク(2)の冷媒出口ヘッダ部(6)内は、水平状の第２分流板(41)（出口ヘッダ部内分流部材）により上下方向（熱交換管(14)の長さ方向）に２つの空間(6a)(6b)に仕切られている。なお、冷媒出口(8)は上側空間(6a)内に通じている。冷媒出口ヘッダ部(6)内の下側空間(6b)（熱交換管(14)側の空間）が熱交換管(14)に通じる部分となっており、下側空間(6b)が、垂直状の第２仕切板(42)（出口ヘッダ部内仕切部材）によって左右方向（第１ヘッダタンク(2)の長さ方向）に冷媒入口ヘッダ部(5)の区画(22)(23)と同数の区画(43)(44)に分けられている。また、第２分流板(41)における各区画(43)(44)内に存在する部分に、各区画(43)(44)と冷媒出口ヘッダ部(6)内の上側空間(6a)とを通じさせる連通穴(45)が形成されている。
そして、第３熱交換管群(16A)の熱交換管(14)は冷媒出口ヘッダ部(6)内の右側の区画(43)に通じさせられ、第４熱交換管群(16B)の熱交換管(14)は冷媒出口ヘッダ部(6)内の左側の区画(44)に通じさせられている。
その他の構成は実施形態１のエバポレータ(1)と同様である。
実施形態３
この実施形態は図４に示すものである。図４はエバポレータの全体構成を示す。
図４(a)および(b)に示すエバポレータ(50)の場合、第２ヘッダタンク(3)の第２中間ヘッダ部(11)の各区画(29)(31)内が、水平状の第３分流板(51)(52)（第２中間ヘッダ部内分流部材）によって上下方向（熱交換管(14)の長さ方向）に２つの空間(29a)(29b)(31a)(31b)に仕切られている。第３分流板(51)(52)に、各区画(29)(31)の上下の空間(29a)(29b)(31a)(31b)を通じさせる連通穴(53)が形成されている。右端部の連通部(32)は、第１中間ヘッダ部(9)の右側の区画(27)と、第２中間ヘッダ部(11)の右側の区画(29)の下側空間(29b)とを通じさせる。また、左端部の連通部(33)は、第１中間ヘッダ部(9)の左側の区画(28)と、第２中間ヘッダ部(11)の左側の区画(31)の下側空間(31b)とを通じさせる。
そして、第３熱交換管群(16A)の熱交換管(14)は第２中間ヘッダ部(11)内の右側の区画(29)の上側空間(29a)に通じさせられ、第４熱交換管群(16B)の熱交換管(14)は第２中間ヘッダ部(11)内の左側の区画(31)の上側空間(31a)に通じさせられている。
その他の構成は実施形態１のエバポレータ(1)と同様である。
実施形態４
この実施形態は図５に示すものである。図５はエバポレータの全体構成を示す。
図５(a)および(b)に示すエバポレータ(60)の場合、第２ヘッダタンク(3)の両端部には連通部(32)(33)は設けられていない。そして、第２ヘッダタンク(3)内を前後２つの空間に仕切って第１中間ヘッダ部(9)と第２中間ヘッダ部(11)とを形成する仕切壁(13)に、左右方向に間隔をおいて複数の冷媒通過穴(61)が形成されている。したがって、第１中間ヘッダ部(9)の各区画(27)(28)内に流入した冷媒は、冷媒通過穴(61)を通って第２中間ヘッダ部(11)の各区画(29)(31)内に流入する。
その他の構成は実施形態１のエバポレータ(1)と同様である。
図６は、実施形態１〜４のエバポレータ(1)(40)(50)(60)における第１ヘッダタンク(2)の入口ヘッダ部(5)の変形例を示す。
図６において、第１分流板(19)における各区画(22)(23)内に存在する部分に、冷媒入口ヘッダ部(5)の上側空間(5a)内に流入してきた冷媒を各区画(22)(23)に分流させる複数の貫通穴状の分流口(24)からなる分流手段が、左右方向に間隔をおいて設けられている。ここでは、冷媒入口(7)に近い右側の区画(22)に設けられた分流口(24)の数は、冷媒入口(7)から遠い左側の区画(23)に設けられた分流口(24)の数よりも少なくなっており、これにより両区画(22)(23)内に流れる冷媒量が均一化される。右側の区画(22)に設けられた分流口(24)の数が、左側の区画(23)に設けられた分流口(24)の数と同数である場合、冷媒入口(7)から冷媒入口ヘッダ部(5)の上側空間(5a)内に流入した冷媒は、冷媒入口(7)に近い部分の分流口(24)に流れやすくなるために、右側の区画(22)内に流入しやすくなるからである。
この発明による熱交換器を適用したエバポレータの実施形態１の全体構成を示す一部切り欠き斜視図である。 (a)は一部を省略した図１のＡ−Ａ線断面図であり、(b)は一部を省略した図１のＢ−Ｂ線断面図である。 (a)はこの発明による熱交換器を適用したエバポレータの実施形態２の全体構成を示す図２(a)相当の図であり、(b)はこの発明による熱交換器を適用したエバポレータの実施形態２の全体構成を示す図２(b)相当の図である。 (a)はこの発明による熱交換器を適用したエバポレータの実施形態３の全体構成を示す図２(a)相当の図であり、(b)はこの発明による熱交換器を適用したエバポレータの実施形態３の全体構成を示す図２(b)相当の図である。 (a)はこの発明による熱交換器を適用したエバポレータの実施形態４の全体構成を示す図２(a)相当の図であり、(b)はこの発明による熱交換器を適用したエバポレータの実施形態４の全体構成を示す図２(b)相当の図である。 第１ヘッダタンクの入口ヘッダ部の変形例を示す図２(a)相当の図である。
符号の説明
(1)(40)(50)(60)：エバポレータ（熱交換器）
(2)：第１ヘッダタンク
(3)：第２ヘッダタンク
(5)：冷媒入口ヘッダ部
(5a)：上側空間
(5b)：下側空間
(6)：冷媒出口ヘッダ部
(6a)：上側空間
(6b)：下側空間
(9)：第１中間ヘッダ部
(11)：第２中間ヘッダ部
(13)：仕切壁（仕切部材）
(14)：熱交換管
(19)：第１分流板（冷媒入口ヘッダ部内分流部材）
(21)：第１仕切板（冷媒入口ヘッダ部内仕切部材）
(22)(23)：冷媒入口ヘッダ部の区画
(24)：分流口（分流手段）
(27)(28)：第１中間ヘッダ部の区画
(29)(31)：第２中間ヘッダ部の区画
(32)(33)：連通部
(41)：第２分流板（出口ヘッダ部内分流部材）
(42)：第２仕切板（出口ヘッダ部内仕切部材）
(51)(52)：第３分流板（第２中間ヘッダ部内分流部材）
(61)：冷媒通過穴

Claims (6)

  1. 互いに間隔をおいて配置された２つのヘッダタンクと、両ヘッダタンク間に配置されかつ両端部がそれぞれ両ヘッダタンクに接続された複数の熱交換管とを備えており、第１のヘッダタンクに、通風方向に並んで配置された冷媒入口ヘッダ部と冷媒出口ヘッダ部とが設けられるとともに、第２のヘッダタンクに、通風方向に並んで配置された第１中間ヘッダ部と第２中間ヘッダ部とが設けられ、冷媒入口ヘッダ部と第１中間ヘッダ部、および冷媒出口ヘッダ部と第２中間ヘッダ部とがそれぞれ熱交換管を介して通じさせられている熱交換器において、
    冷媒入口ヘッダ部内の熱交換管に通じる部分が、ヘッダタンクの長さ方向に複数の区画に分けられ、冷媒入口ヘッダ部に、冷媒入口ヘッダ部内に流入してきた冷媒を各区画に分流させる分流手段が設けられ、第１中間ヘッダ部内および第２中間ヘッダ部内が、それぞれ冷媒入口ヘッダ部の各区画と同数の区画に分けられ、冷媒入口ヘッダ部の各区画に通じる熱交換管が、第１中間ヘッダ部の各区画に通じさせられ、第１中間ヘッダ部および第２中間ヘッダ部の各区画どうしが通じさせられている熱交換器。
  2. 冷媒入口ヘッダ部内が、入口ヘッダ部内分流部材により熱交換管の長さ方向に２つの空間に分けられ、冷媒入口ヘッダ部内の熱交換管側の空間が熱交換管に通じる部分になるとともに、当該空間が、入口ヘッダ部内仕切部材によってヘッダタンクの長さ方向に複数の区画に分けられ、入口ヘッダ部内分流部材における熱交換管側の空間の各区画に対応する部分に、冷媒入口ヘッダ部内に流入してきた冷媒を各区画に分流させる分流口からなる分流手段が設けられている請求項１記載の熱交換器。
  3. 第２ヘッダタンクの第２中間ヘッダ部の各区画内が、第２中間ヘッダ部内分流部材により熱交換管の長さ方向に２つの空間に分けられるとともに、各区画の両空間が相互に通じさせられている請求項１または２記載の熱交換器。
  4. 第１ヘッダタンクの冷媒出口ヘッダ部内が、出口ヘッダ部内分流部材により熱交換管の長さ方向に２つの空間に分けられ、冷媒出口ヘッダ部内の熱交換管側の空間が熱交換管に通じる部分になるとともに、当該空間が、出口ヘッダ部内仕切部材によってヘッダタンクの長さ方向に、冷媒入口ヘッダ部と同数の区画に分けられ、当該各区画が、冷媒出口ヘッダ部内の熱交換管とは反対側の空間に通じさせられている請求項１〜３のうちのいずれかに記載の熱交換器。
  5. 第１ヘッダタンクの冷媒入口ヘッダ部の区画の数、第２ヘッダタンクの第１中間ヘッダ部の区画の数および第２中間ヘッダ部の区画の数が２つであり、第１中間ヘッダ部および第２中間ヘッダ部のヘッダタンクの長さ方向片側の区画どうし、および同他側の区画どうしが、それぞれヘッダタンクの端部に設けられた連通部を介して通じさせられている請求項１〜４のうちのいずれかに記載の熱交換器。
  6. 第２ヘッダタンク内が仕切部材により通風方向に２つの空間に仕切られることによって第１中間ヘッダ部と第２中間ヘッダ部とが形成されており、仕切部材に第１中間ヘッダ部と第２中間ヘッダ部とを通じさせる冷媒通過穴が形成されている請求項１〜４のうちのいずれかに記載の熱交換器。
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