JP2014098528A - 蓄冷機能付きエバポレータ - Google Patents

Abstract

【課題】蓄冷部を設けることによる冷房性能の低下を抑制するとともに、蓄冷部を無用に大きくすることなく、必要最小限の大きさにできるようにしてコスト低減を図る。
【解決手段】冷媒圧縮機から吐出された冷媒が膨張弁を経て供給されるとともに、冷熱を蓄える蓄冷部を備えた蓄冷機能付きエバポレータ１において、蓄冷部１１０を、冷媒吐出量が減少したときに表面温度の上昇速さ速い部分の風下側に配置し、上昇速度の遅い部分の風下側には配置しないようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷熱を蓄えることができる蓄冷機能付きエバポレータに関するものである。

従来から、例えば、車両用空調装置にはエンジンで駆動される冷媒圧縮機を備えた冷凍サイクルが使用されており、冷凍サイクルのエバポレータを空気冷却器としているのが一般的である。

近年、燃費向上及び環境負荷軽減の観点からエンジンを自動停止する、いわゆるアイドリングストップ機能を備えた車両が普及してきている。エンジンが停止すると冷媒圧縮機も停止するので、車室の冷房性能が確保できなくなり、ひいては、エンジンの再始動が頻繁に起こり、アイドリングストップ機能の効果が十分に得られなくなる。

そこで、例えば、特許文献１、２に開示されているようにエバポレータに蓄冷機能を持たせることにより、アイドリングストップ中における冷風温度の上昇を抑制することが考えられている。

特許文献１のエバポレータは、複数のチューブ及びフィンからなるコアと、チューブの端部に連通する一対のヘッダタンクとを備えたチューブアンドフィンタイプの熱交換器である。ヘッダタンクの内部は、外部空気の流れ方向に２つに仕切られており、外部空気の上流側の空間には冷媒が流通し、一方、下流側の空間には蓄冷材を封入している。チューブは、ヘッダタンク内部において冷媒が流通する部分に連通する冷媒流通チューブと、蓄冷材を封入する部分に連通する蓄冷材封入チューブとで構成されている。

特開２０１１−１３３１２６号公報

ところで、特許文献１の蓄冷機能付きエバポレータでは、蓄冷部が冷熱を蓄えていない状況下において、エバポレータの外部空気流れ方向上流側（風上側）で冷却された冷風の冷熱が蓄冷部で蓄冷材に奪われてしまう。特に、特許文献１では外部空気の流れ方向下流側（風下側）の全体に蓄冷材封入チューブが配設されていて、エバポレータの風下側全体が蓄冷部となっているので、風上側の冷風の全量が蓄冷部を通過することになる。従って、冷房性能の低下が懸念される。

また、特許文献１では、風下側全体に蓄冷材を封入するようにしているので、その分、エバポレータが大型化してしまう。また、空調装置によっては蓄冷材が風下側全体に必要ない場合があり、この場合には無用なコストアップとなる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、蓄冷部を設けることによる冷房性能の低下を抑制するとともに、蓄冷部を無用に大きくすることなく、必要最小限の大きさにできるようにしてコスト低減を図ることにある。

上記目的を達成するために、本発明では、冷媒圧縮機の冷媒吐出量が減少したときに表面温度の上昇速さが遅い部分の風下側には蓄冷材を設けないようにし、表面温度の上昇速さが速い部分の風下側に蓄冷材を設けるようにした。

第１の発明は、冷媒圧縮機から吐出された冷媒が膨張弁を経て供給されるとともに、冷熱を蓄える蓄冷部を備えた蓄冷機能付きエバポレータにおいて、
上記冷媒圧縮機の冷媒吐出量が減少したときに、表面温度の上昇速さが第１の速さである第１の部分と、第１の速さよりも遅い第２の速さで上昇する第２の部分とを有し、
上記蓄冷部は、上記第１の部分の風下側に配置され、上記第２の部分の風下側に配置されないことを特徴とするものである。

この構成によれば、例えば冷媒圧縮機が停止して冷媒吐出量が減少したときに、エバポレータの表面温度は、第１の部分の上昇速さが速く、第２の部分の上昇速さが遅くなる。蓄冷部は、第１の部分の風下側に配置されているので、第１の部分の表面温度が速く上昇しても、蓄冷部によって冷風温度を低く維持することが可能になるので、冷媒圧縮機が停止した場合であっても快適性は良好に維持される。

一方、冷媒圧縮機の冷媒吐出量が減少していない通常時には、蓄冷部が第２の部分の風下側には配置されていないので、第２の部分を通過する空気が蓄冷部を通過しない。よって、低温の空気を室内に供給することが可能になるので、高い冷房性能が確保される。

そして、蓄冷部が第２の部分の風下側に配置されないので、上述のように快適性に影響を殆ど与えることなく、蓄冷部の大きさを小さくすることが可能になる。

第２の発明は、第１の発明において、
冷媒の流れ方向に連なる複数のパスを有しており、
上記第２の部分は、冷媒の流れ方向最上流のパスであることを特徴とするものである。

この構成によれば、冷媒圧縮機から吐出された冷媒は、エバポレータの冷媒流れ方向最上流のパスを流通した後、下流側のパスを流通する。最上流のパスは、冷媒の液相率が高いため、冷媒圧縮機の冷媒吐出量が減少しても液冷媒の蒸発潜熱による蓄冷効果がある。つまり、最上流のパスは他のパスに比べて表面温度の上昇速さが遅いので、この最上流のパスを第２の部分として風下側に蓄冷部を配置しないようにすることで、冷房時の快適性が良好に維持される。

第３の発明は、第１の発明において、
上下方向に延びるとともに、冷媒が流通するチューブを有しており、
上記第２の部分は、上記チューブの下側部分であることを特徴とするものである。

この構成によれば、冷房時にチューブの表面に発生した結露水は、チューブが上下方向に延びているので、チューブの表面において下側部分に流れ落ちることになる。この結露水は冷却されているので、冷媒吐出量が減少しても結露水の持つ冷熱によってチューブの下側部分の表面温度の上昇速さが遅くなる。このチューブの下側部分を第２の部分として風下側に蓄冷部を配置しないようにすることで、冷房時の快適性が良好に維持される。

第４の発明は、第１の発明において、
冷媒の流れ方向に連なる複数のパスと、
上下方向に延びるとともに、冷媒が流通するチューブとを有しており、
上記第２の部分は、冷媒の流れ方向最上流のパス及び上記チューブの下側部分であることを特徴とするものである。

この構成によれば、最上流のパス及びチューブの下側部分の風下側に蓄冷部を配置しないようにすることで、冷房時の快適性が良好に維持される。

第５の発明は、第１から４のいずれか１つの発明において、
上記蓄冷部は、上記エバポレータの本体部分とは別体とされ、該本体部分に取り付けられていることを特徴とするものである。

この構成によれば、蓄冷部が別体であるため、エバポレータの本体部分の冷媒のフローパターンや結露水の排水構造等に影響を与えることなく、蓄冷部の大きさを自由に設定することが可能になる。

第６の発明は、第１から４のいずれか１つの発明において、
上記蓄冷部は、上記エバポレータの本体部分に組み込まれていることを特徴とするものである。

この構成によれば、エバポレータを例えば空調ケーシングに収容する際に、蓄冷部をエバポレータの本体部分と一緒に収容することが可能になるので、空調装置の製造時の作業性が良好になる。

第１の発明によれば、蓄冷部を、冷媒吐出量が減少したときに表面温度の上昇速さの速い第１の部分の風下側に配置し、上昇速度の遅い第２の部分の風下側には配置しないようにしたので、蓄冷部を設けることによる冷房性能の低下を抑制できるとともに、蓄冷部を無用に大きくすることなく、必要最小限の大きさにしてコスト低減を図ることができる。

第２の発明によれば、冷媒の流れ方向最上流のパスは表面温度の上昇速さが遅く、この最上流のパスの風下側に蓄冷部を配置しないようにすることで、第１の発明の効果がより一層顕著なものとなる。

第３の発明によれば、上下方向に延びるチューブの下側部分の表面温度の上昇速さは遅く、このチューブの下側部分の風下側に蓄冷部を配置しないようにすることで、第１の発明の効果がより一層顕著なものとなる。

第４の発明によれば、冷媒の流れ方向最上流のパス及びチューブの下側部分の風下側に蓄冷部を配置しないようにしたので、第１の発明の効果がより一層顕著なものとなる。

第５の発明によれば、蓄冷部をエバポレータの本体部分とは別体にしたので、エバポレータの本体部分の冷媒のフローパターンや結露水の排水構造等に影響を与えることなく、蓄冷部の大きさを自由に設定することができる。

第６の発明によれば、蓄冷部がエバポレータの本体部分に組み込まれているため、空調装置の製造時の作業性を良好にできる。

実施形態１に係る蓄冷機能付きエバポレータを風下側から見た斜視図である。 図１のII−II線断面図である。 実施形態１に係る蓄冷機能付きエバポレータを模式的に示した図である。 実施形態２に係る蓄冷機能付きエバポレータの図１相当図である。 実施形態３に係る蓄冷機能付きエバポレータの図１相当図である。 実施形態４に係る蓄冷機能付きエバポレータの図１相当図である。 実施形態５に係る蓄冷機能付きエバポレータの図１相当図である。 実施形態６に係る蓄冷機能付きエバポレータの図１相当図である。 実施形態７に係る蓄冷機能付きエバポレータの図３相当図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る蓄冷機能付きエバポレータ１を風下側（外部空気の流れ方向下流側）から見た斜視図である。図２は、エバポレータ１の上側ヘッダタンク３の水平断面を示す図である。このエバポレータ１は、図示しないが、車両用空調装置の冷凍サイクルの一要素である。冷凍サイクルは、エバポレータ１の他、熱交換媒体としての冷媒を圧縮する冷媒圧縮機、凝縮器、膨張弁を備えており、これら機器は冷媒配管によって接続されて冷媒が循環するようになっている。冷媒圧縮機は、車両のエンジンによって駆動されるようになっているので、エンジンが停止すると冷媒圧縮機からの冷媒吐出量が減少し、０になる。

また、この車両には、停車時で、かつ、エンジン自動停止の所定条件が成立した場合にエンジンのアイドリングを自動停止するように構成された、いわゆるアイドリングストップ装置が搭載されている。アイドリングストップ装置の構成については、従来周知のものなので説明を省略する。アイドリングストップ装置は、空調装置の作動中であっても、車両制御装置が、例えば乗員の要求する冷房性能や暖房性能を確保できると判断した場合には、アイドリングの自動停止を許可し、乗員の要求する冷房性能や暖房性能を確保できないと判断した場合には、アイドリングの自動停止を禁止するようになっている。

エバポレータ１は、例えば加熱用熱交換器等と共にケーシング１００（図１にのみ仮想線で示す）に収容されている。ケーシング１００には、エアミックスダンパや吹出方向切替ダンパ等を収容することもできるようになっている。

エバポレータ１は、コア２と、上側ヘッダタンク３と、下側ヘッダタンク４とを備えている。コア２は、図２に示す複数の風下側チューブ２１及び風上側チューブ２２（図３には模式的に示す）と、図１に示す複数のフィン２３と、一対のエンドプレート２４とを備えている。

風下側チューブ２１は、エバポレータ１の外部空気流れ方向（各図に矢印Ｘで示す方向）下流側に配置され、風上側チューブ２２は、エバポレータ１の外部空気流れ方向上流側に配置されている。このエバポレータ１は、外部空気の流れ方向に２列のチューブ２１，２２が配置された複列型の構造となっている。

風下側チューブ２１及び風上側チューブ２２は、共に上下方向に延びており、外部空気の流れ方向に長い断面形状を有する偏平チューブである。風下側チューブ２１は、エバポレータ１の幅方向（図１の左右方向）に所定の間隔をあけて配置されており、隣り合う風下側チューブ２１間に上記フィン２３が配置されている。風下側チューブ２１は、後述する上側ヘッダタンク３の第２仕切板３２の配設によって左右に２つのチューブ群に分けられており、第２仕切板３２よりも右側のチューブ２１ａには蓄冷材が充填され、第２仕切板３２よりも左側のチューブ２１ｂには、冷媒が流通するようになっている。このチューブ２１ｂで構成されたパスが冷媒流れ方向最上流に位置する最上流パス１０１（図２及び図３に示す）である。チューブ２１ａとチューブ２１ｂとは、断面形状、外形状、長さ等が同じに設定された同一チューブである。

尚、蓄冷材としては、従来から使用されているものを用いることができ、種類は特に限定されない。また、チューブ２１ａの上端部及び下端部を閉塞して蓄冷材をチューブ２１ａに封入してもよいし、チューブ２１ａの上端部及び下端部は閉塞せずに、ヘッダタンク３，４におけるチューブ２１ａの連通する空間に蓄冷材を充填してもよい。

図３中、太線で囲まれた部分は、蓄冷材が充填されたチューブ２１ａからなる蓄冷部１１０を表している。蓄冷部１１０は、冷媒圧縮機の冷媒吐出量が減少したときに、エバポレータ１における表面温度の上昇速さが速い部分の風下側にのみ配置され、表面温度の上昇速さが遅い部分の風下側には配置されていない。蓄冷部１１０をチューブ２１ａで構成したので、エバポレータ１の本体部分に組み込んだ状態とすることができ、蓄冷部１１０が本体部分から飛び出して配置されるようなことはない。

また、風上側チューブ２２も風下側チューブ２１と同様に配置されているので、風下側チューブ２１及び風上側チューブ２２は、外部空気の流れ方向から見たとき、互いに重複することになる。このため、例えば、外部空気の流れ方向上流側から風上側チューブ２２を見たときには風下側チューブ２１は殆ど見えない。

図２に示すように、風上側チューブ２２は、第３仕切板３３によって左側のチューブ２２群と右側のチューブ２２群とに分けられている。左側のチューブ２２群で構成されたパスは、最上流パス１０１の冷媒流れ方向下流側に連通する中間パス１０２（図２に示す）である。右側のチューブ２群で構成されたパスは、中間パス１０２の冷媒流れ方向下流側に連通する最下流パス１０３（図２に示す）である。

フィン２３は、上下方向に延びるコルゲートフィンである。このフィン２３は、エバポレータ１の風下側チューブ２１から風上側チューブ２２に亘って連続している。つまり、コア２は、複数の風下側チューブ２１と風上側チューブ２２及びフィン２３が交互にエバポレータ１の幅方向に並ぶように配置されてなるものである。

エンドプレート２４は、コア２の外端部のフィン２３を外側から覆うように配置されている。

上側ヘッダタンク３は、チューブ２１、２２の上端部に配置されており、エバポレータ１の幅方向（チューブ２１，２２及びフィン２３の並び方向）に延びる筒状をなしている。上側ヘッダタンク３の内部には、該上側ヘッダタンク３の内部空間を、外部空気の流れ方向下流側の風下側空間Ｒと上流側の風上側空間Ｓとに仕切るための第１仕切板３１と、風下側空間Ｒをエバポレータ１左側の左側空間Ｒ２と右側の右側空間Ｒ１とに仕切るための第２仕切板３２と、風上側空間Ｓをエバポレータ１左側の左側空間Ｓ２と右側の右側空間Ｓ１とに仕切るための第３仕切板３３とが設けられている。第１〜第３仕切板３１〜３３は、上側ヘッダタンク３の仕切部となるものである。

風下側空間Ｒの左側空間Ｒ２には、風下側チューブ２１のうち、冷媒が流通する最上流パス１０１のチューブ２１ｂの上端部が接続されている。また、風下側空間Ｒの右側空間Ｒ１には、蓄冷材が充填されたチューブ２１ａが接続されている。また、上側ヘッダタンク３の風上側空間Ｓには、風上側チューブ２２の上端部が接続されている。

図１に示すように、上側ヘッダタンク３の右端面の風下側には、上側ヘッダタンク３に冷媒を供給する供給管５０が設けられており、この供給管５０は、上側ヘッダタンク３の風下側空間Ｒの右側空間Ｒ１に接続されている。上側ヘッダタンク３の右端面の風上側には、上側ヘッダタンク３内の冷媒を排出する排出管５１が設けられており、この排出管５１は、上側ヘッダタンク３の風上側空間Ｓの右側空間Ｓ１に接続されている。従って、供給管５０及び排出管５１は、エバポレータ１の同一側面から該ヘッダタンク３に接続されており、互いに隣接している。

また、上側ヘッダタンク３の風下側空間Ｒの右側空間Ｒ１の内部には、バイパス通路を構成するバイパス管３９が設けられている。バイパス管３９は、供給管５０から供給された冷媒を、右側空間Ｒ１をバイパスして左側空間Ｒ２に流すためのものである。バイパス管３９の上流側は供給管５０に接続されている。バイパス管３９の下流側は第２仕切板３２を貫通して左側空間Ｒ２に接続されている。従って、供給管５０はバイパス管３９を介して左側空間Ｒ２に連通することになる。

また、上側ヘッダタンク３の第１仕切板３１における第２仕切板３２よりも左側の部分には、風下側空間Ｒの左側空間Ｒ２と風上側空間Ｓの左側空間Ｓ２とを連通させるための連通孔３１ａが形成されている。

下側ヘッダタンク４は、チューブ２１，２２の下端部に配置されており、エバポレータ１の幅方向に延びる筒状をなしている。下側ヘッダタンク４の内部には、該下側ヘッダタンク４の内部空間を、外部空気の流れ方向下流側の風下側空間Ｔと上流側の風上側空間Ｕとに仕切るための第１仕切板４１と、風下側空間Ｔをエバポレータ１左側の左側空間Ｔ２と右側の右側空間Ｔ１とに仕切るための第２仕切板４２とが設けられている。第１、第２仕切板４１、４２は、下側ヘッダタンク４の仕切部となるものである。

風下側空間Ｔの左側空間Ｔ２には、風下側チューブ２１のうち、冷媒が流通するチューブ２１ｂの下端部が接続されている。また、風下側空間Ｔの右側空間Ｔ１には、蓄冷材が充填されたチューブ２１ａが接続されている。また、下側ヘッダタンク４の風上側空間Ｕには、風上側チューブ２２の下端部が接続されている。

また、図３に示すように、下側ヘッダタンク４の第１仕切板４１における第２仕切板４２よりも左側の部分には、風下側空間Ｔの左側空間Ｔ２と風上側空間Ｕとを連通させるための連通孔４１ａが形成されている。

次に、上記のように構成されたエバポレータ１の作用について説明する。エンジンが運転状態にあり、冷媒圧縮機が作動している場合には、膨張弁を介して減圧された冷媒が供給管５０から図３の矢印Ａで示すように上側ヘッダタンク３の風下側空間Ｒの右側空間Ｒ１内のバイパス管３９に流入し、矢印Ｂで示すようにバイパス管３９を左側へ流れる。

バイパス管３９を流れた冷媒は、風下側空間Ｒの左側空間Ｒ２に流入した後、分流し、矢印Ｃ１で示すように風下側チューブ２１ｂ（最上流パス１０１）に流入し、風下側チューブ２１ｂを流通して下側ヘッダタンク４の風下側空間Ｔの左側空間Ｔ２に流入するとともに、矢印Ｃ２で示すように連通孔３１ａから風上側空間Ｓの左側空間Ｓ２に流入する。下側ヘッダタンク４の風下側空間Ｔの左側空間Ｔ２に流入した冷媒は、矢印Ｄで示すように下側ヘッダタンク３の連通孔４１ａから風上側空間Ｕに流入する。一方、上側ヘッダタンク３の風上側空間Ｓの左側空間Ｓ２に流入した冷媒は、矢印Ｅで示すように左側空間Ｓ２に接続された風上側チューブ２２（図２に示す中間パス１０２）に流入し、風上側チューブ２２を流通して下側ヘッダタンク４の風上側空間Ｕに流入する。下側ヘッダタンク４の風上側空間Ｕに流入した冷媒は、矢印Ｆで示すように上側ヘッダタンク３の風上側空間Ｓの右側空間Ｓ１に接続された風上側チューブ２２（図２に示す最下流パス１０３）に流入し、風上側チューブ２２を流通して上側ヘッダタンク３の風上側空間Ｓの右側空間Ｓ１に流入する。上側ヘッダタンク３の風上側空間Ｓの右側空間Ｓ１に流入した冷媒は、矢印Ｇで示すように排出管５１から外部へ排出される。

この形態では、上側ヘッダタンク３の風下側空間Ｒの左側空間Ｒ２の冷媒を、矢印Ｃ２で示すように、蓄冷材が充填されたチューブ２１ａの風上側に重複する風上側チューブ２２に流すようにしている。これにより、蓄冷材が充填されたチューブ２１ａの外部空気流れ方向上流側に位置するチューブ２２に流通する冷媒の流量を増加させることができる。

冷媒は、風下側チューブ２１ｂ及び風上側チューブ２２を流通する間に外部空気と熱交換して外部空気を冷却するとともに、風下側チューブ２１ａ内の蓄冷材に冷熱を与えて蓄冷材に冷熱が蓄えられる。このとき、風下側チューブ２１ａには、風上側チューブ２２を通過して冷却された冷風が接触するので、蓄冷材への蓄冷時間が短縮される。さらに、冷媒が流れる風下側チューブ２１ｂが風下側チューブ２１ａの左側に隣接しているので、風下側チューブ２１ｂの冷熱が風下側チューブ２１ａの蓄冷材に伝わりやすくなり、このことによっても蓄冷材への蓄冷時間が短縮される。

蓄冷材が十分に蓄冷するまでは、風上側チューブ２２間を通過して冷却された冷風の冷熱が風下側チューブ２１ａの間を通過する際に、蓄冷材と熱交換するので冷風の温度が上昇することになる。この実施形態では、最上流パス１０１を構成するチューブ２１ｂの風下側には蓄冷部１１０が配置されていないので、最上流パス１０１のチューブ２１ｂ間を通過する冷風の冷熱は蓄冷部１１０に奪われない。しかも、最上流パス１０１を構成するチューブ２１ｂの冷媒は液相率が高いので、蒸発潜熱が大きく、チューブ２１ｂ間を通過する冷風はより一層温度低下する。従って、蓄冷部１１０を設けても高い最大冷房性能を得ることができる。

エンジンのアイドリングが自動停止した場合には、冷媒圧縮機からの冷媒吐出量が０になるので、エバポレータ１への冷媒流入量が０になる。エバポレータ１への冷媒流入量が０になっても、しばらくの間は、最上流パス１０１を構成するチューブ２１ｂの内部の冷媒の液相率が高い状態であるため、最上流パス１０１を構成するチューブ２１ｂでは液冷媒の蒸発潜熱による蓄冷効果がある。一方、最上流パス１０１よりも冷媒流れ下流側の最下流パス１０３を構成するチューブ２２内の冷媒は、最上流パス１０１を構成するチューブ２１ｂ内の冷媒よりも液相率が低く、殆どガス状態であるので蒸発潜熱による蓄冷効果は、最上流パス１０１を構成するチューブ２１ｂよりも低い。よって、最上流パス１０１を構成するチューブ２１ｂの表面温度の上昇速さは、最下流パス１０３を構成するチューブ２２の表面温度の上昇速さよりも遅くなり、この実施形態では、最上流パスを構成するチューブ２１ｂの風下側には蓄冷部１１０を配置せずに、最下流パス１０３を構成するチューブ２２の風下側にのみ蓄冷部１１０を配置している。

最下流パス１０３を構成するチューブ２２は、本発明の第１の部分に相当するものであり、冷媒圧縮機の冷媒吐出量が減少したときに上昇する表面温度の上昇速さは第１の速さである。一方、最上流パス１０１を構成するチューブ２１ｂは、本発明の第２の部分に相当するものであり、冷媒圧縮機の冷媒吐出量が減少したときに上昇する表面温度の上昇速さは第２の速さである。

蓄冷部１１０は、最下流パス１０３を構成するチューブ２２の風下側に配置されているので、最下流パス１０３を構成するチューブ２２の表面温度が速く上昇しても、蓄冷部１１０に蓄えられた冷熱が放出されて冷風温度を低く維持することが可能になる。よって、冷媒圧縮機が停止した場合であっても快適性は良好に維持される。

この実施形態では、蓄冷性能を向上させる場合には、蓄冷材の充填された風下側チューブ２１ａの本数を増やせばよく、具体的には、上側ヘッダタンク３の第２仕切板３２を左側に移動させるとともに、下側ヘッダタンク４の第２仕切板４２を同様に左側に移動させる。蓄冷性能を低下させる場合には、第２仕切板３２，４２を右側に移動させればよい。

一方、最大冷房性能を向上させる場合には、冷媒の流通する風下側チューブ２１ｂの本数を増やせばよく、具体的には、上側ヘッダタンク３の第２仕切板３２を右側に移動させるとともに、下側ヘッダタンク４の第２仕切板４２を同様に右側に移動させる。最大冷房性能を低下させる場合には、第２仕切板３２，４２を左側に移動させればよい。

蓄冷性能や最大冷房性能を変更するにあたっては、上側ヘッダタンク３や下側ヘッダタンク４に大きな構造変更が伴わず、また、外部空気の流れ方向についてチューブの列数を変更する必要もなく、容易に行うことが可能となっている。

また、この実施形態では、蓄冷材をチューブ２１ａに充填するようにしているので、フィン２３を潰す必要はなく、蓄冷機能を付与するためにエバポレータ１の通風抵抗が増大することはない。

以上説明したように、この実施形態１に係るエバポレータ１によれば、蓄冷部１１０を、冷媒吐出量が減少したときに表面温度の上昇速さの速い最下流パス１０３のチューブ２２の風下側に配置し、上昇速度の遅い最上流パス１０１のチューブ２１ｂの風下側には配置しないようにしている。これにより、蓄冷部１１０を設けることによる冷房性能の低下を抑制できるとともに、蓄冷部１１０を無用に大きくすることなく、必要最小限の大きさにしてコスト低減を図ることができる。

また、蓄冷部１１０がエバポレータ１の本体部分に組み込まれているため、空調装置の製造時に空調ケーシング１００に収容する際に、蓄冷部１１０をエバポレータ１の本体部分（チューブ２１ｂ、２２，ヘッダタンク３，４、エンドプレート２４，２４等）と一緒に収容することが可能になる。よって、空調装置の製造時の作業性が良好になる。

（実施形態２）
図４は、本発明の実施形態２に係る蓄冷機能付きエバポレータ１を示すものである。この実施形態２は、蓄冷部１１０の構造が実施形態１のものと異なるだけであり、他の部分は実施形態１と同様であるので、以下、実施形態１と異なる部分について説明する。

上記実施形態１では、蓄冷材をチューブ２１ａに充填していたが、実施形態２では、このチューブ２１ａを省略し、一部のフィン２３を、蓄冷材が充填された蓄冷材容器１０９に置き換えている。従って、蓄冷材容器１０９はエバポレータ１の幅方向に並ぶことになる。蓄冷材容器１０９は、上側ヘッダタンク３の下面から下側ヘッダタンク４の上面まで延びている。複数の蓄冷材容器１０９によって蓄冷部１１０が構成されている。エバポレータ１の幅方向に並ぶ蓄冷材容器１０９の間には、フィン２３が配設されている。

この実施形態２のエバポレータ１も実施形態１と同様に、蓄冷部１１０を、冷媒吐出量が減少したときに表面温度の上昇速さの速い最下流パス１０３のチューブ２２の風下側に配置し、上昇速度の遅い最上流パス１０１のチューブ２１の風下側には配置しないようにしている。

これにより、蓄冷部１１０を設けることによる冷房性能の低下を抑制できるとともに、蓄冷部１１０を無用に大きくすることなく、必要最小限の大きさにしてコスト低減を図ることができる。

（実施形態３）
図５は、本発明の実施形態３に係る蓄冷機能付きエバポレータ１を示すものである。この実施形態３は、蓄冷部１１０の構造が実施形態２のものと異なるだけであり、他の部分は実施形態２と同様であるので、以下、実施形態２と異なる部分について説明する。

実施形態２では、蓄冷材容器１０９が下側ヘッダタンク４の上面に達していたが、この実施形態３では、蓄冷材容器１０９の下側が下側ヘッダタンク４の上面から上方に離れている。

空気を冷却する際、チューブ２１，２２の表面に発生した結露水は、チューブ２１，２２が上下方向に延びているので、チューブ２１，２２の表面における下側部分に流れ落ちることになり、フィン２３の隙間等で保水される。この保水された結露水は冷却されているので、冷媒圧縮機からの冷媒吐出量が減少しても結露水の持つ冷熱によってチューブ２１，２２の下側部分の表面温度の上昇速さがチューブ２１，２２の上側部分（保水していない領域）に比べて遅くなる。風上側チューブ２２の上側部分は、表面温度の上昇速さが第１の速さである第１の部分である。風上側チューブ２２の下側部分は、表面温度の上昇速さが第１の速さよりも遅い第２の速さで上昇する第２の部分である。

蓄冷材容器１０９の下側を下側ヘッダタンク４の上面から上方に離すことで、蓄冷部１１０は、風上側チューブ２２の上側部分の風下側にのみ配置され、風上側チューブ２２の下側部分の風下側に配置されないことになる。風上側チューブ２２の下側部分とは、チューブ２２の下端から上に、該チューブ２２の上下寸法の１／４〜１／３程度の範囲である。

したがって、この実施形態３のエバポレータ１では、蓄冷部１１０を、冷媒吐出量が減少したときに表面温度の上昇速さの速い最下流パス１０３の風下側、かつ、風上側チューブ２２の上側部分にのみ配置し、上昇速度の遅い最上流パス１０１のチューブ２１の風下側、かつ、風上側チューブ２２の下側部分には配置しないようにしている。これにより、蓄冷部１１０を設けることによる冷房性能の低下を抑制できるとともに、蓄冷部１１０を無用に大きくすることなく、必要最小限の大きさにしてコスト低減を図ることができる。

（実施形態４）
図６は、本発明の実施形態６に係る蓄冷機能付きエバポレータ１を示すものである。この実施形態４は、蓄冷部１１０の構造が上記実施形態１〜３のものと異なっている。以下、実施形態１〜３と異なる部分について説明する。

実施形態４では、蓄冷部１１０がエバポレータ１の本体部分とは別体とされ、該本体部分に取り付けられている。蓄冷部１１０は、蓄冷材が充填された蓄冷材容器１０９と、フィン１０８とが交互に配設されて一体化されたものである。蓄冷部１１０は、エンドプレート２４やヘッダタンク３，４に固定することができ、エバポレータ１の本体部分から突出している。

また、蓄冷部１１０は、実施形態３と同様に、冷媒吐出量が減少したときに表面温度の上昇速さの速い風上側チューブ２２の上側部分にのみ配置し、上昇速度の遅い風上側チューブ２２の下側部分には配置しないようにしている。

したがって、実施形態４のエバポレータ１では、蓄冷部１１０を設けることによる冷房性能の低下を抑制できるとともに、蓄冷部１１０を無用に大きくすることなく、必要最小限の大きさにしてコスト低減を図ることができる。

また、蓄冷部１１０をエバポレータ１の本体部分とは別体にしたので、エバポレータ１の本体部分の冷媒のフローパターンや結露水の排水構造等に影響を与えることなく、蓄冷部１１０の大きさを自由に設定することができる。

また、蓄冷部１１０が不要なエバポレータ１では、エバポレータ１の本体部分には殆ど構造変更を施すことなく、蓄冷部１１０を省略するだけで簡単に対応することができる。

（実施形態５）
図７は、本発明の実施形態５に係る蓄冷機能付きエバポレータ１を示すものである。この実施形態５は、蓄冷部１１０の構造が上記実施形態４のものと異なっている。以下、実施形態４と異なる部分について説明する。

実施形態５の蓄冷部１１０は、実施形態４の蓄冷部１１０に比べて幅が狭くなっている。そして、蓄冷部１１０は、冷媒吐出量が減少したときに表面温度の上昇速さの速い最下流パス１０３のチューブ２２の風下側にのみ配置し、上昇速度の遅い最上流パス１０１のチューブ２１ｂの風下側には配置しないようにしている。

したがって、この実施形態５のエバポレータ１では、蓄冷部１１０を、冷媒吐出量が減少したときに表面温度の上昇速さの速い最下流パス１０３の風下側、かつ、風上側チューブ２２の上側部分にのみ配置し、上昇速度の遅い最上流パス１０１のチューブ２１の風下側、かつ、風上側チューブ２２の下側部分には配置しないようにしている。これにより、蓄冷部１１０を設けることによる冷房性能の低下を抑制できるとともに、蓄冷部１１０を無用に大きくすることなく、必要最小限の大きさにしてコスト低減を図ることができる。

（実施形態６）
図８は、本発明の実施形態６に係る蓄冷機能付きエバポレータ１を示すものである。この実施形態６のエバポレータ１は、１本のチューブ２０が屈曲形成されたサーペンタイン型のエバポレータである。

チューブ２０の間には、フィン２３が配設されている。また、チューブ２０の上流端には、冷媒を供給する供給管５０が取り付けられている。チューブ２０の下流端には、冷媒を排出する排出管５１が取り付けられている。

チューブ２０のうち、供給管５０に近い側を流通する冷媒は、排出管５１に近い側を流通する冷媒に比べて液相率が高いので、蒸発潜熱が大きい。エンジンのアイドリングが自動停止した場合に、エバポレータ１への冷媒流入量が０になっても、しばらくの間は、チューブ２０の供給管５０に近い側の冷媒の液相率が高い状態であるため、液冷媒の蒸発潜熱による蓄冷効果がある。

一方、チューブ２０の排出管５１側の冷媒は、供給管５０側よりも液相率が低く、殆どガス状態であるので蒸発潜熱による蓄冷効果は、供給管５０側よりも低い。よって、チューブ２０の供給管５０側の表面温度の上昇速さは、チューブ２０の排出管５１側の表面温度の上昇速さよりも遅くなり、この実施形態では、チューブ２０の供給管５０側の風下側には蓄冷部１１０を配置せずに、チューブ２０の排出管５１側の風下側にのみ蓄冷部１１０を配置している。蓄冷部１１０の構成は実施形態５と同様である。

チューブ２０の排出管５１側は、本発明の第１の部分に相当するものであり、冷媒圧縮機の冷媒吐出量が減少したときに上昇する表面温度の上昇速さは第１の速さである。一方、チューブ２０の供給管５０側は、本発明の第２の部分に相当するものであり、冷媒圧縮機の冷媒吐出量が減少したときに上昇する表面温度の上昇速さは第１の速さよりも遅い第２の速さである。

以上説明したように、この実施形態６に係るエバポレータ１によれば、蓄冷部１１０を、冷媒吐出量が減少したときに表面温度の上昇速さの速いチューブ２０の排出管５１側の風下側に配置し、上昇速度の遅いチューブ２０の供給管５０側の風下側には配置しないようにしている。これにより、実施形態１と同様に、蓄冷部１１０を設けることによる冷房性能の低下を抑制できるとともに、蓄冷部１１０を無用に大きくすることなく、必要最小限の大きさにしてコスト低減を図ることができる。

（実施形態７）
図９は、本発明の実施形態７に係る蓄冷機能付きエバポレータ１を示すものである。この実施形態７は、エバポレータ１の冷媒のフローパターン及び蓄冷部１１０の配置が実施形態１のものと異なっている。以下、実施形態１と異なる部分について詳細に説明する。

実施形態７のエバポレータ１は、４つのパスを有している。すなわち、上側ヘッダタンク３の風下側空間Ｒの第２仕切板３２と、風上側空間Ｓの第３仕切板３３とは、左右方向について同じところに配置されている。上側ヘッダタンク３の第１仕切板３１には、第２仕切板３２よりも左側に連通孔３１ａが設けられている。また、下側ヘッダタンク４には、左右方向に仕切るための仕切板が設けられていない。

蓄冷部１１０は、第２仕切板３２よりも左側に配置されている。さらに、この蓄冷部１１０は、風上側チューブ２２の上側部分の風下側にのみ配置され、風上側チューブ２２の下側部分の風下側に配置されていない。

次に、上記のように構成されたエバポレータ１の作用について説明する。冷媒は、供給管５０から図９の矢印Ａで示すように上側ヘッダタンク３の風下側空間Ｒの右側空間Ｒ１に流入した後、矢印Ｂで示すように右側空間Ｒ１に連通した風下側チューブ２１を流通して、下側ヘッダタンク４の風下側空間Ｔに流入する。

風下側空間Ｔに流入した冷媒は、矢印Ｃで示すように、上側ヘッダタンク３の風下側空間Ｒの左側空間Ｒ２に連通する風下側チューブ２１を流通して左側空間Ｒ２に流入する。その後、矢印Ｄで示すように連通孔３１ａから上側ヘッダタンク３の風上側空間Ｓの左側空間Ｓ２に流入し、矢印Ｅで示すように左側空間Ｓ２に連通する風上側チューブ２２を流通して下側ヘッダタンク４の風上側空間Ｕに流入する。

風上側空間Ｕに流入した冷媒は、矢印Ｆで示すように、上側ヘッダタンク３の風上側空間Ｓの右側空間Ｓ１に連通する風上側チューブ２２を流通して右側空間Ｓ１に流入する。上側ヘッダタンク３の風上側空間Ｓの右側空間Ｓ１に流入した冷媒は、矢印Ｇで示すように排出管５１から外部へ排出される。

この実施形態７において、実施形態３と同様に、風上側チューブ２２の上側部分は、表面温度の上昇速さが第１の速さである第１の部分である。風上側チューブ２２の下側部分は、表面温度の上昇速さが第１の速さよりも遅い第２の速さで上昇する第２の部分である。

この実施形態７においても、実施形態３と同様に、蓄冷部１１０は、冷媒吐出量が減少したときに表面温度の上昇速さの速い風上側チューブ２２の上側部分にのみ配置し、上昇速度の遅い風上側チューブ２２の下側部分には配置しないようにしている。

したがって、実施形態７のエバポレータ１では、蓄冷部１１０を設けることによる冷房性能の低下を抑制できるとともに、蓄冷部１１０を無用に大きくすることなく、必要最小限の大きさにしてコスト低減を図ることができる。

また、風下側チューブ２１のうち、上側ヘッダタンク３の風下側空間Ｒの右側空間Ｒ１に連通するチューブ２１は、冷媒流れ最上流パスを構成しており、この最上流パスの風下側に蓄冷部１１０を配置しないようにすることで、高い最大冷房性能を得ることができる。

尚、エバポレータ１の冷媒のフローパターンは上記したパターンに限られるものではなく、本発明は様々なフローパターンに対応することができる。

上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

以上説明したように、本発明に係る蓄冷機能付きエバポレータは、例えば自動車の空調装置に使用することができる。

１ 蓄冷機能付きエバポレータ
２ コア
３ 上側ヘッダタンク
４ 下側ヘッダタンク
２１ 風下側チューブ
２２ 風上側チューブ
２４ エンドプレート
１０１ 最上流パス（第２の部分）
１０３ 最下流パス（第１の部分）
１１０ 蓄冷部

Claims (6)

1. 冷媒圧縮機から吐出された冷媒が膨張弁を経て供給されるとともに、冷熱を蓄える蓄冷部を備えた蓄冷機能付きエバポレータにおいて、
   上記冷媒圧縮機の冷媒吐出量が減少したときに、表面温度の上昇速さが第１の速さである第１の部分と、第１の速さよりも遅い第２の速さで上昇する第２の部分とを有し、
   上記蓄冷部は、上記第１の部分の風下側に配置され、上記第２の部分の風下側に配置されないことを特徴とする蓄冷機能付きエバポレータ。
2. 請求項１に記載の蓄冷機能付きエバポレータにおいて、
   冷媒の流れ方向に連なる複数のパスを有しており、
   上記第２の部分は、冷媒の流れ方向最上流のパスであることを特徴とする蓄冷機能付きエバポレータ。
3. 請求項１に記載の蓄冷機能付きエバポレータにおいて、
   上下方向に延びるとともに、冷媒が流通するチューブを有しており、
   上記第２の部分は、上記チューブの下側部分であることを特徴とする蓄冷機能付きエバポレータ。
4. 請求項１に記載の蓄冷機能付きエバポレータにおいて、
   冷媒の流れ方向に連なる複数のパスと、
   上下方向に延びるとともに、冷媒が流通するチューブとを有しており、
   上記第２の部分は、冷媒の流れ方向最上流のパス及び上記チューブの下側部分であることを特徴とする蓄冷機能付きエバポレータ。
5. 請求項１から４のいずれか１つに記載の蓄冷機能付きエバポレータにおいて、
   上記蓄冷部は、上記エバポレータの本体部分とは別体とされ、該本体部分に取り付けられていることを特徴とする蓄冷機能付きエバポレータ。
6. 請求項１から４のいずれか１つに記載の蓄冷機能付きエバポレータにおいて、
   上記蓄冷部は、上記エバポレータの本体部分に組み込まれていることを特徴とする蓄冷機能付きエバポレータ。

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