JP2014228161A - 冷媒蒸発器 - Google Patents

Abstract

【課題】冷凍サイクルを流れる冷媒流量が低流量の場合に、冷媒蒸発器を通過する送風空気に温度分布が生じることを抑制する。
【解決手段】冷媒蒸発器１は、第２風下側タンク部２３の内部に形成された第１冷媒集合部２３ａと第２風上側タンク部１３の内部に形成された第２冷媒分配部１３ｂとを連結すると共に、第２風下側タンク部２３の内部に形成された第２冷媒集合部２３ｂと第２風上側タンク部１３の内部に形成された第１冷媒分配部１３ａとを連結して、冷媒の流れ方向を各熱交換コア部１１、２１のコア幅方向で入れ替える構成となっている。そして、第１風下側タンク部２２内には、冷媒導入部２２ａから流入した液相冷媒の流れを堰き止める堰き止めプレート２４が設けられている。堰き止めプレート２４は、送風空気の流れ方向から見たときに、第１風上側熱交換コア部１１ａと第２風上側熱交換コア部１１ｂとの境目１１０と重合する位置に配置されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、被冷却流体から吸熱して冷媒を蒸発させることで、被冷却流体を冷却する冷媒蒸発器に関する。

冷媒蒸発器は、外部を流れる被冷却流体（例えば、空気）から吸熱して、内部を流れる冷媒（液相冷媒）を蒸発させることで、被冷却流体を冷却する冷却用熱交換器として機能する。

この種の冷媒蒸発器としては、複数のチューブを積層して構成される熱交換コア部、および複数のチューブの両端部に接続された一対のタンク部を備える第１、第２蒸発部を被冷却流体の流れ方向に直列に配置し、各蒸発部における一方のタンク部同士を一対の連通部を介して連結する構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１の冷媒蒸発器では、第１蒸発部の熱交換コア部を流れた冷媒を、各蒸発部の一方のタンク部および当該タンク部同士を連結する一対の連通部を介して第２蒸発部の熱交換コア部に流す際に、冷媒の流れを熱交換コア部の幅方向（左右方向）で入れ替える構成としている。つまり、冷媒蒸発器は、一対の連通部のうち、一方の連通部によって、第１蒸発部の熱交換コア部の幅方向一側を流れる冷媒を第２蒸発部の熱交換コア部の幅方向他側に流すと共に、他方の連通部によって第１蒸発部の熱交換コア部の幅方向他側を流れる冷媒を第２蒸発部の熱交換コア部の幅方向一側に流すように構成されている。

この特許文献１に記載の冷媒蒸発器１においては、冷凍サイクル内を循環する冷媒流量が少ない低流量運転時において、第１蒸発部の熱交換コア部の幅方向一側を流れる冷媒を第２蒸発部の熱交換コア部の幅方向他側に流す冷媒通路Ａ、および第１蒸発部の熱交換コア部の幅方向他側を流れる冷媒を第２蒸発部の熱交換コア部の幅方向一側に流す冷媒通路Ｂのうち、冷媒流路Ａに全ての液相冷媒が流れ、冷媒流路Ｂに全く液相冷媒が流れない状態が存在するおそれがある。

この場合、冷媒流路Ａには液相冷媒が流れるので、第１蒸発部の熱交換コア部の幅方向一側と、第２蒸発部の熱交換コア部の幅方向他側には、液相冷媒が流れることになる。したがって、冷媒蒸発器を送風空気の流れ方向から見たときに、第１蒸発部の熱交換コア部および第２蒸発部の熱交換コア部における重合する部位の全域に液相冷媒が流れる。

このように液相冷媒が分布する冷媒蒸発器では、各蒸発部の熱交換コア部のいずれかによって、冷媒が送風空気から顕熱および潜熱を吸熱するので、送風空気を充分に冷却することが可能となる。

低流量運転時において上述のような液相冷媒の分配を行うためには、第１蒸発部の熱交換コア部に冷媒を分配する入口側タンク部において、冷媒を導入する冷媒導入部から、第２蒸発部の二つの熱交換コア部の境目と対向する位置（以下、境対向部位という）まで、冷媒を流す必要がある。

これに対し、特許文献２に、冷媒導入部にノズルを設けることで、低流量運転時においても入口側タンク部の奧側（冷媒導入部と反対側の端部）まで液相冷媒を飛ばすことで、液相冷媒の分配性を向上させる冷媒蒸発器が開示されている。

特許第４１２４１３６号公報 特許第４１０６９９８号公報

ここで、上記特許文献２に記載のノズルを、上記特許文献１に記載の冷媒蒸発器に適用した場合、第１蒸発部の二つの熱交換コア部のうち冷媒導入部に近い側の熱交換コア部（以下、入口側熱交換コア部という）に液相冷媒を充分に流すためには、冷媒導入部から当該境目対向部位よりも奧側まで液相冷媒を飛ばす必要がある。

しかしながら、冷媒導入部から当該境目対向部位よりも奧側まで液相冷媒を飛ばすと、入口側熱交換コア部に流れる液相冷媒の流量が不足し、冷媒蒸発器を送風空気の流れ方向から見たときに、液相冷媒が流れない領域が発生する。このため、冷媒蒸発器を通過する送風空気に温度分布が生じてしまうという問題がある。

本発明は上記点に鑑みて、冷凍サイクルを流れる冷媒流量が低流量の場合に、冷媒蒸発器を通過する送風空気に温度分布が生じることを抑制することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、外部を流れる被冷却流体と冷媒との間で熱交換を行う冷媒蒸発器において、被冷却流体の流れ方向に対して直列に配置された第１蒸発部（２０）および第２蒸発部（１０）を備え、第１蒸発部（２０）および第２蒸発部（１０）それぞれは、冷媒が流れる複数のチューブ（１１１、２１１）を積層して構成された熱交換コア部（１１、２１）と、複数のチューブ（１１１、２１１）の両端部に接続され、複数のチューブ（１１１、２１１）を流れる冷媒の集合あるいは分配を行う一対のタンク部（１２、１３、２２、２３）と、を有し、第１蒸発部（２０）における熱交換コア部（２１）は、複数のチューブ（２１１）のうち、一部のチューブ群で構成される第１コア部（２１ａ）、および残部のチューブ群で構成される第２コア部（２１ｂ）を有し、第２蒸発部（１０）における熱交換コア部（１１）は、複数のチューブ（１１１）のうち、被冷却流体の流れ方向において第１コア部（２１ａ）の少なくとも一部と対向するチューブ群で構成される第３コア部（１１ａ）、および被冷却流体の流れ方向において第２コア部（２１ｂ）の少なくとも一部と対向するチューブ群で構成される第４コア部（１１ｂ）を有し、第１蒸発部（２０）における一対のタンク部（２２、２３）のうち、一方のタンク部（２３）は、第１コア部（２１ａ）からの冷媒を集合させる第１冷媒集合部（２３ａ）、第２コア部（２１ｂ）からの冷媒を集合させる第２冷媒集合部（２３ｂ）を含んで構成され、第２蒸発部（１０）における一対のタンク部（１２、１３）のうち、一方のタンク部（１３）は、第３コア部（１１ａ）に冷媒を分配させる第１冷媒分配部（１３ａ）、第４コア部（１１ｂ）に冷媒を分配させる第２冷媒分配部（１３ｂ）を含んで構成され、第１蒸発部（２０）および第２蒸発部（１０）は、第１冷媒集合部（２３ａ）の冷媒を第２冷媒分配部（１３ｂ）に導く第１連通部（３１ａ、３２ｂ、３３ａ）、および第２冷媒集合部（２３ｂ）の冷媒を第１冷媒分配部（１３ａ）に導く第２連通部（３１ｂ、３２ａ、３３ｂ）を有する冷媒入替部（３０）を介して連結されており、第１蒸発部（２０）の一対のタンク部（２２、２３）のうち他方のタンク部（２２）におけるチューブ（２１１）の積層方向の端部には、他方のタンク部（２２）内部へ冷媒を導入するための冷媒導入部（２２ａ）が接続されており、第１蒸発部（２０）の他方のタンク部（２２）内には、冷媒導入部（２２ａ）から当該他方のタンク部（２２）内に流入した液相冷媒の流れを堰き止める堰き止め手段（２４、２２１ａ、２５１）が設けられており、堰き止め手段（２４、２２１ａ、２５１）は、被冷却流体の流れ方向から見たときに、第２蒸発部（１０）における第３コア部（１１ａ）と第４コア部（１１ｂ）との境目（１１０）と重合する位置に配置されていることを特徴とする。

これによれば、第１蒸発部（２０）の他方のタンク部（２２）内に、冷媒導入部（２２ａ）から当該他方のタンク部（２２）内に流入した液相冷媒の流れを堰き止める堰き止め手段（２４、２２１ａ、２５１）を設けることで、冷凍サイクルを流れる冷媒流量が低流量の場合であっても、冷媒導入部２２ａと堰き止め手段（２４、２２１ａ、２５１）との間に配置されるチューブ（２１１）に液相冷媒を確実に流入させることができる。

そして、この堰き止め手段（２４、２２１ａ、２５１）を、被冷却流体の流れ方向から見たときに、第２蒸発部（１０）における第３コア部（１１ａ）と第４コア部（１１ｂ）との境目（１１０）と重合する位置に配置することで、第２蒸発部（１０）における第３コア部（１１ａ）および第４コア部（１１ｂ）のうち、冷媒導入部２２ａと堰き止め手段（２４、２２１ａ、２５１）との間に配置されるチューブ（２１１）と対向しない方のコア部に、液相冷媒を流すことができる。

したがって、冷媒蒸発器を被冷却流体の流れ方向から見たときに、第１蒸発部（２０）および第２蒸発部（１０）の熱交換コア部（１１、２１）における重合する部位の全域に液相冷媒を流すことができる。このため、冷凍サイクルを流れる冷媒流量が低流量の場合に冷媒蒸発器を通過する送風空気に温度分布が生じることを抑制できる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

第１実施形態に係る冷媒蒸発器の模式的な斜視図である。 図１に示す冷媒蒸発器の分解斜視図である。 実施形態における中間タンク部の模式的な斜視図である。 図３に示す中間タンク部の分解斜視図である。 第１実施形態における第１風下側タンク部近傍を示す拡大断面図である。 第１実施形態における堰き止めプレートを示す正面図である。 実施形態に係る冷媒蒸発器における冷媒の流れを説明するための説明図である。 比較例に係る冷媒蒸発器の各熱交換コア部を流れる液相冷媒の分布を説明するための説明図である。 第１実施形態に係る冷媒蒸発器の各熱交換コア部を流れる液相冷媒の分布を説明するための説明図である。 第２実施形態における第１風下側タンク部近傍を示す拡大断面図である。 第３実施形態における第１風下側タンク部近傍を示す拡大断面図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図１〜図９を用いて説明する。本実施形態に係る冷媒蒸発器１は、車室内の温度を調整する車両用空調装置の蒸気圧縮式の冷凍サイクルに適用され、車室内へ送風する送風空気から吸熱して冷媒（液相冷媒）を蒸発させることで、送風空気を冷却する冷却用熱交換器である。なお、本実施形態では、送風空気が特許請求の範囲における「外部を流れる被冷却流体」に相当する。

冷凍サイクルは、周知の如く、冷媒蒸発器１以外に、図示しない圧縮機、放熱器（凝縮器）、膨張弁等を備えおり、本実施形態では、放熱器と膨張弁との間に受液器を配置するレシーバサイクルとして構成されている。また、冷凍サイクルの冷媒には、圧縮機を潤滑するための冷凍機油が混入されており、冷凍機油の一部は冷媒とともにサイクルを循環している。

ここで、図２では、後述する各熱交換コア部１１、２１におけるチューブ１１１、２１１、およびフィン１１２、２１２の図示を省略している。

図１、図２に示すように、本実施形態の冷媒蒸発器１は、送風空気の流れ方向（被冷却流体の流れ方向）Ｘに対して直列に配置された２つの蒸発部１０、２０を備えて構成されている。ここで、本実施形態では、２つの蒸発部１０、２０のうち、送風空気の空気流れ方向の風上側（上流側）に配置される蒸発部を風上側蒸発部１０と称し、送風空気の流れ方向の風下側（下流側）に配置される蒸発部を風下側蒸発部２０と称する。なお、本実施形態における風上側蒸発部１０が、特許請求の範囲の「第２蒸発部」を構成し、風下側蒸発部２０が、特許請求の範囲の「第１蒸発部」を構成している。

風上側蒸発部１０および風下側蒸発部２０の基本的構成は同一であり、それぞれ熱交換コア部１１、２１と、熱交換コア部１１、２１の上下両側に配置された一対のタンク部１２、１３、２２、２３を有して構成されている。

なお、本実施形態では、風上側蒸発部１０における熱交換コア部を風上側熱交換コア部１１と称し、風下側蒸発部２０における熱交換コア部を風下側熱交換コア部２１と称する。また、風上側蒸発部１０における一対のタンク部１２、１３のうち、上方側に配置されるタンク部を第１風上側タンク部１２と称し、下方側に配置されるタンク部を第２風上側タンク部１３と称する。同様に、風下側蒸発部２０における一対のタンク部２２、２３のうち、上方側に配置されるタンク部を第１風下側タンク部２２と称し、下方側に配置されるタンク部を第２風下側タンク部２３と称する。

本実施形態の風上側熱交換コア部１１および風下側熱交換コア部２１それぞれは、上下方向に延びる複数のチューブ１１１、２１１と、隣合うチューブ１１１、２１１の間に接合されるフィン１１２、２１２とが交互に積層配置された積層体で構成されている。なお、以下、複数のチューブ１１１、２１１および複数のフィン１１２、２１２の積層体における積層方向をチューブ積層方向と称し、チューブ１１１、２１１の長手方向をチューブ長手方向と称する。

本実施形態では、チューブ１１１、２１１の長手方向が鉛直方向と平行になっており、チューブ積層方向が水平方向と平行になっている。

ここで、風上側熱交換コア部１１は、複数のチューブ１１１のうち、一部のチューブ群で構成される第１風上側熱交換コア部１１ａ、および残部のチューブ群で構成される第２風上側熱交換コア部１１ｂを有している。なお、本実施形態における第１風上側熱交換コア部１１ａが、特許請求の範囲における「第３コア部」を構成し、第２風上側熱交換コア部１１ｂが、特許請求の範囲における「第４コア部」を構成する。

本実施形態では、風上側熱交換コア部１１を送風空気の流れ方向から見たときに、チューブ積層方向の右側に存するチューブ群で第１風上側熱交換コア部１１ａが構成され、チューブ積層方向の左側に存するチューブ群で第２風上側熱交換コア部１１ｂが構成されている。

また、風下側熱交換コア部２１は、複数のチューブ２１１のうち、一部のチューブ群で構成される第１風下側熱交換コア部２１ａ、および残部のチューブ群で構成される第２風下側熱交換コア部２１ｂを有している。なお、本実施形態における第１風下側熱交換コア部２１ａが、特許請求の範囲における「第１コア部」を構成し、第２風下側熱交換コア部２１ｂが、特許請求の範囲における「第２コア部」を構成する。

本実施形態では、風下側熱交換コア部２１を送風空気の流れ方向から見たときに、チューブ積層方向の右側に存するチューブ群で第１風下側熱交換コア部２１ａが構成され、チューブ積層方向の左側に存するチューブ群で第２風下側熱交換コア部２１ｂが構成されている。なお、本実施形態では、送風空気の流れ方向から見たときに、第１風上側熱交換コア部１１ａおよび第１風下側熱交換コア部２１ａそれぞれが重合（対向）するように配置されると共に、第２風上側熱交換コア部１１ｂおよび第２風下側熱交換コア部２１ｂそれぞれが重合（対向）するように配置されている。

各チューブ１１１、２１１は、内部に冷媒が流れる冷媒通路が形成されると共に、その断面形状が送風空気の流れ方向に沿って延びる扁平形状となる扁平チューブで構成されている。

風上側熱交換コア部１１のチューブ１１１は、長手方向の一端側（上端側）が第１風上側タンク部１２に接続されると共に、長手方向の他端側（下端側）が第２風上側タンク部１３に接続されている。また、風下側熱交換コア部２１のチューブ２１１は、長手方向の一端側（上端側）が第１風下側タンク部２２に接続されると共に、長手方向の他端側（下端側）が第２風下側タンク部２３に接続されている。

各フィン１１２、２１２は、薄板材を波上に曲げて成形したコルゲートフィンであり、チューブ１１１、２１１における平坦な外面側に接合され、送風空気と冷媒との伝熱面積を拡大させるための熱交換促進手段を構成する。

チューブ１１１、２１１およびフィン１１２、２１２の積層体には、チューブ積層方向の両端部に、各熱交換コア部１１、１２を補強するサイドプレート１１３、２１３が配置されている。なお、サイドプレート１１３、２１３は、チューブ積層方向の最も外側に配置されたフィン１１２、２１２に接合されている。

第１風上側タンク部１２は、一端側（送風空気の流れ方向から見たときの左側端部）が閉塞されると共に、他端側（送風空気の流れ方向から見たときの右側端部）にタンク内部から圧縮機（図示略）の吸入側に冷媒を導出するための冷媒導出部１２ａが形成された筒状の部材で構成されている。この第１風上側タンク部１２は、底部に各チューブ１１１の一端側（上端側）が挿入接合される貫通穴（図示略）が形成されている。つまり、第１風上側タンク部１２は、その内部空間が風上側熱交換コア部１１の各チューブ１１１に連通するように構成されており、風上側熱交換コア部１１の各コア部１１ａ、１１ｂからの冷媒を集合させる冷媒集合部として機能する。

第１風下側タンク部２２は、一端側が閉塞されると共に、他端側にタンク内部に膨張弁（図示略）にて減圧された低圧冷媒を導入するための冷媒導入部２２ａが形成された筒状の部材で構成されている。この第１風下側タンク部２２は、底部に各チューブ２１１の一端側（上端側）が挿入接合される貫通穴（図示略）が形成されている。つまり、第１風下側タンク部２２は、その内部空間が風下側熱交換コア部２１の各チューブ２１１に連通するように構成されており、風下側熱交換コア部２１の各コア部２１ａ、２１ｂへ冷媒を分配する冷媒分配部として機能する。

第２風上側タンク部１３は、両端側が閉塞された筒状の部材で構成されている。この第２風上側タンク部１３は、天井部に各チューブ１１１の他端側（下端側）が挿入接合される貫通穴（図示略）が形成されている。つまり、第２風上側タンク部１３は、その内部空間が各チューブ１１１に連通するように構成されている。

また、第２風上側タンク部１３の内部には、長手方向の中央位置に仕切部材１３１が配置されており、この仕切部材１３１によって、タンク内部空間が第１風上側熱交換コア部１１ａを構成する各チューブ１１１が連通する空間と、第２風上側熱交換コア部１１ｂを構成する各チューブ１１１が連通する空間とに仕切られている。

ここで、第２風上側タンク部１３の内部のうち、第１風上側熱交換コア部１１ａを構成する各チューブ１１１に連通する空間が、第１風上側熱交換コア部１１ａに冷媒を分配する第１冷媒分配部１３ａを構成し、第２風上側熱交換コア部１１ｂを構成する各チューブ１１１に連通する空間が、第２風上側熱交換コア部１１ｂに冷媒を分配する第２冷媒分配部１３ｂを構成する。

第２風下側タンク部２３は、両端側が閉塞された筒状の部材で構成されている。この第２風下側タンク部２３は、天井部に各チューブ２１１の他端側（下端側）が挿入接合される貫通穴（図示略）が形成されている。つまり、第２風下側タンク部２３は、その内部空間が各チューブ２１１に連通するように構成されている。

第２風下側タンク部２３の内部には、長手方向の中央位置に仕切部材２３１が配置されており、この仕切部材２３１によって、タンク内部空間が第１風下側熱交換コア部２１ａを構成する各チューブ２１１が連通する空間と、第２風下側熱交換コア部２１ｂを構成する各チューブ２１１が連通する空間とに仕切られている。

ここで、第２風下側タンク部２３の内部のうち、第１風下側熱交換コア部２１ａを構成する各チューブ２１１に連通する空間が、第１風下側熱交換コア部２１ａからの冷媒を集合させる第１冷媒集合部２３ａを構成し、第２風下側熱交換コア部２１ｂを構成する各チューブ２１１が連通する空間が、第２風下側熱交換コア部２１ｂからの冷媒を集合させる第２冷媒集合部２３ｂを構成する。

第２風上側タンク部１３、および第２風下側タンク部２３それぞれは、冷媒入替部３０を介して連結されている。この冷媒入替部３０は、第２風下側タンク部２３における第１冷媒集合部２３ａ内の冷媒を第２風上側タンク部１３における第２冷媒分配部１３ｂに導くと共に、第２風下側タンク部２３における第２冷媒集合部２３ｂ内の冷媒を第２風上側タンク部１３における第１冷媒分配部１３ａに導くように構成されている。すなわち、冷媒入替部３０は、冷媒の流れを各熱交換コア部１１、２１においてコア幅方向に入れ替えるように構成されている。

具体的には、冷媒入替部３０は、第２風下側タンク部２３における第１、第２冷媒集合部２３ａ、２３ｂに連結された一対の集合部連結部材３１ａ、３１ｂと、第２風上側タンク部１３における各冷媒分配部１３ａ、１３ｂに連結された一対の分配部連結部材３２ａ、３２ｂと、一対の集合部連結部材３１ａ、３１ｂおよび一対の分配部連結部材３２ａ、３２ｂそれぞれに連結された中間タンク部３３と、を有して構成されている。

一対の集合部連結部材３１ａ、３１ｂそれぞれは、内部に冷媒が流通する冷媒流通路が形成された筒状の部材で構成されており、その一端側が第２風下側タンク部２３に接続されると共に、他端側が中間タンク部３３に接続されている。

一対の集合部連結部材３１ａ、３１ｂのうち、一方を構成する第１集合部連結部材３１ａは、一端側が第１冷媒集合部２３ａに連通するように第２風下側タンク部２３に接続されており、他端側が後述する中間タンク部３３内の第１冷媒流通路３３ａに連通するように中間タンク部３３に接続されている。

また、他方を構成する第２集合部連結部材３１ｂは、一端側が第２冷媒集合部２３ｂに連通するように第２風下側タンク部２３に接続されており、他端側が後述する中間タンク部３３内の第２冷媒流通路３３ｂに連通するように中間タンク部３３に接続されている。

本実施形態では、第１集合部連結部材３１ａの一端側が、第１冷媒集合部２３ａのうち、仕切部材２３１に近い位置に接続され、第２集合部連結部材３１ｂの一端側が、第２冷媒集合部２３ｂのうち、第２風下側タンク部２３の閉塞端に近い位置に接続されている。

一対の分配部連結部材３２ａ、３２ｂそれぞれは、内部に冷媒が流通する冷媒流通路が形成された筒状の部材で構成されており、その一端側が第２風上側タンク部１３に接続されると共に、他端側が中間タンク部３３に接続されている。

一対の分配部連結部材３２ａ、３２ｂのうち、一方を構成する第１分配部連結部材３２ａは、一端側が第１冷媒分配部１３ａに連通するように第２風上側タンク部１３に接続されており、他端側が後述する中間タンク部３３内の第２冷媒流通路３３ｂに連通するように中間タンク部３３に接続されている。すなわち、第１分配部連結部材３２ａは、中間タンク部３３の第２冷媒流通路３３ｂを介して、上述の第２集合部連結部材３１ｂと連通している。

また、他方を構成する第２分配部連結部材３２ｂは、一端側が第２冷媒分配部１３ｂに連通するように第２風上側タンク部１３に接続されており、他端側が後述する中間タンク部３３内の第１冷媒流通路３３ａに連通するように中間タンク部３３に接続されている。すなわち、第２分配部連結部材３２ｂは、中間タンク部３３の第１冷媒流通路３３ａを介して、上述の第１集合部連結部材３１ａと連通している。

本実施形態では、第１分配部連結部材３２ａの一端側が、第１冷媒分配部１３ａのうち、第２風上側タンク部１３の閉塞端に近い位置に接続され、第２分配部連結部材３２ｂの一端側が、第２冷媒分配部１３ｂのうち、仕切部材１３１に近い位置に接続されている。

このように構成される一対の集合部連結部材３１ａ、３１ｂそれぞれは、冷媒入替部３０における冷媒の流入口を構成し、一対の分配部連結部材３２ａ、３２ｂそれぞれは、冷媒入替部３０における冷媒の流出口を構成している。

中間タンク部３３は、両端側が閉塞された筒状の部材で構成されている。この中間タンク部３３は、第２風上側タンク部１３、および第２風下側タンク部２３との間に配置されている。具体的には、本実施形態の中間タンク部３３は、送風空気の流れ方向Ｘから見たときに、その一部（上方側の部位）が第２風上側タンク部１３、および第２風下側タンク部２３と重合し、他部（下方側の部位）が第２風上側タンク部１３、および第２風下側タンク部２３と重合しないように配置されている。

このように、中間タンク部３３の一部を第２風上側タンク部１３、および第２風下側タンク部２３と重合しないように配置する構成とすれば、送風空気の流れ方向Ｘにおいて、風上側蒸発部１０および風下側蒸発部２０を近接した配置形態とすることができるので、中間タンク部３３を設けることによる冷媒蒸発器１の体格の増大を抑制することが可能となる。

図３、図４に示すように、中間タンク部３３の内部には、上方側に位置する部位に仕切部材３３１が配置されており、この仕切部材３３１によって、タンク内部の空間が第１冷媒流通路３３ａと第２冷媒流通路３３ｂとに仕切られている。

第１冷媒流通路３３ａは、第１集合部連結部材３１ａからの冷媒を第２分配部連結部材３２ｂへ導く冷媒流通路を構成している。一方、第２冷媒流通路３３ｂは、第２集合部連結部材３１ｂからの冷媒を第１分配部連結部材３２ａへ導く冷媒流通路を構成している。

ここで、本実施形態では、第１集合部連結部材３１ａ、第２分配部連結部材３２ｂ、中間タンク部３３における第１冷媒流通路３３ａが、特許請求の範囲に記載の「第１連通部」を構成している。また、第２集合部連結部材３１ｂ、第１分配部連結部材３２ａ、中間タンク部３３における第２冷媒流通路３３ｂが、特許請求の範囲に記載の「第２連通部」を構成している。

図５に示すように、第１風下側タンク部２２内部には、冷媒導入部２２ａから当該第１風下側タンク部２２内に流入した液相冷媒の流れを堰き止める堰き止め手段としての堰き止めプレート２４が設けられている。

堰き止めプレート２４は、図６に示すように、略円板状に形成されており、その外周面が第１風下側タンク部２２の内周面に接合されている。また、堰き止めプレート２４には、その表裏を貫通する貫通穴２４１が形成されている。この貫通穴２４１は、堰き止めプレート２４における鉛直方向の中央部からやや上方側（チューブ長手方向における風下側熱交換コア部２１と反対側）に配置されている。

これにより、堰き止めプレート２４の鉛直方向下方側（チューブ長手方向における風下側熱交換コア部２１に近い側）部分における貫通穴２４１が形成されていない部位（以下、堰き止め部２４２という）において、液相冷媒の流れを堰き止めることができる。本実施形態では、堰き止め部２４２は、第１風下側タンク部２２の下端部から上方側に向かって延びている。また、堰き止め部２４２の上方側端部は、チューブ２１１の長手方向端部よりも上方側に位置している。

また、堰き止めプレート２４の鉛直方向上方側（チューブ長手方向における風下側熱交換コア部２１と反対側）部分における貫通穴２４１が形成されていない部位（以下、突出部２４３という）において、冷媒導入部２２ａから流入する際に飛散した液相冷媒を落下させることができる。本実施形態では、突出部２４３は、第１風下側タンク部２２の上部から下方側に向かって延びている。

図２に示すように、堰き止めプレート２４は、冷媒蒸発器１を送風空気の流れ方向Ｘから見たときに、風上側蒸発部１０における第１風上側熱交換コア部１１ａと第２風上側熱交換コア部１１ｂとの境目１１０と重合する位置（図５中の一点鎖線参照）に配置されている。

本実施形態では、風上側蒸発部１０における第１風上側熱交換コア部１１ａと第２風上側熱交換コア部１１ｂとの境目１１０は、風上側蒸発部１０におけるチューブ積層方向中央部に位置しているので、堰き止めプレート２４は、第１風下側タンク部２２におけるチューブ積層方向中央部に配置されている。

なお、本実施形態における堰き止めプレート２４（より詳細には堰き止め部２４２）が、特許請求の範囲の「堰き止め手段」を構成し、突出部２４３が、特許請求の範囲の「突出手段」を構成している。

次に、本実施形態に係る冷媒蒸発器１における冷媒の流れについて図７を用いて説明する。

図７に示すように、膨張弁（図示略）にて減圧された低圧冷媒は、矢印Ａの如く第１風下側タンク部２２の一端側に形成された冷媒導入部２２ａからタンク内部に導入される。第１風下側タンク部２２の内部に導入された冷媒は、矢印Ｂの如く風下側熱交換コア部２１の第１風下側熱交換コア部２１ａを下降する。また、堰き止めプレート２４の貫通穴２４１を通過した冷媒は矢印Ｃの如く風下側熱交換コア部２１の第２風下側熱交換コア部２１ｂを下降する。

第１風下側熱交換コア部２１ａを下降した冷媒は、矢印Ｄの如く第２風下側タンク部２３の第１冷媒集合部２３ａに流入する。一方、第２風下側熱交換コア部２１ｂを下降した冷媒は、矢印Ｅの如く第２風下側タンク部２３の第２冷媒集合部２３ｂに流入する。

第１冷媒集合部２３ａに流入した冷媒は、矢印Ｆの如く第１集合部連結部材３１ａを介して中間タンク部３３の第１冷媒流通路３３ａに流入する。また、第２冷媒集合部２３ｂに流入した冷媒は、矢印Ｇの如く第２集合部連結部材３１ｂを介して中間タンク部３３の第２冷媒流通路３３ｂに流入する。

第１冷媒流通路３３ａに流入した冷媒は、矢印Ｈの如く第２分配部連結部材３２ｂを介して第２風上側タンク部１３の第２冷媒分配部１３ｂに流入する。また、第２冷媒流通路３３ｂに流入した冷媒は、矢印Ｉの如く第１分配部連結部材３２ａを介して第２風上側タンク部１３の第１冷媒分配部１３ａに流入する。

第２風上側タンク部１３の第２冷媒分配部１３ｂに流入した冷媒は、矢印Ｊの如く風上側熱交換コア部１１の第２風上側熱交換コア部１１ｂを上昇する。一方、第１冷媒分配部１３ａに流入した冷媒は、矢印Ｋの如く風上側熱交換コア部１１の第１風上側熱交換コア部１１ａを上昇する。

第２風上側熱交換コア部１１ｂを上昇した冷媒、および第１風上側熱交換コア部１１ａを上昇した冷媒は、それぞれ矢印Ｌ、Ｍの如く第１風上側タンク部１２のタンク内部に流入し、矢印Ｎの如く第１風上側タンク部１２の一端側に形成された冷媒導出部１２ａから圧縮機（図示略）吸入側に導出される。

以上説明した本実施形態に係る冷媒蒸発器１では、第１風下側タンク部２２内に、冷媒導入部２２ａから当該第１風下側タンク部２２内に流入した液相冷媒の流れを堰き止める堰き止めプレート２４を設けている。これにより、冷凍サイクルを流れる冷媒流量が低流量の場合であっても、冷媒導入部２２ａと堰き止めプレート２４との間に配置されるチューブ２１１（本実施形態では、第１風下側熱交換コア部２１ａを構成するチューブ２１１）に液相冷媒を確実に流入させることができる。

そして、この堰き止めプレート２４を、送風空気の流れ方向Ｘから見たときに、第１風上側熱交換コア部１１ａと第２風上側熱交換コア部１１ｂとの境目１１０と重合する位置に配置することで、第１風下側熱交換コア部２１ａと対向しない第２風上側熱交換コア部１１ｂに、液相冷媒を流すことができる。

したがって、冷媒蒸発器１を送風空気の流れ方向Ｘから見たときに、風上側熱交換コア部１１および風下側熱交換コア部２１における重合する部位の全域に液相冷媒を流すことができる。このため、冷凍サイクルを流れる冷媒流量が低流量の場合に冷媒蒸発器１を通過する送風空気に温度分布が生じることを抑制できる。

ここで、図８は、比較例に係る冷媒蒸発器１（第１風下側タンク部２３内に堰き止めプレート２４が配置されていない冷媒蒸発器）の各熱交換コア部１１、２１を流れる液相冷媒の分布を説明するための説明図であり、図９は、本実施形態に係る冷媒蒸発器１の各熱交換コア部１１、２１を流れる液相冷媒の分布を説明するための説明図である。

図８（ａ）および図９（ａ）は、風上側熱交換コア部１１を流れる液相冷媒の分布を示し、図８（ｂ）および図９（ｂ）は、風下側熱交換コア部２１を流れる液相冷媒の分布を示し、図８（ｃ）および図８（ｃ）は、各熱交換コア部１１、２１を流れる液相冷媒の分布の合成を示している。

なお、図８および図９は、冷媒蒸発器１を図１の矢印Ｙ方向（送風空気の流れ方向Ｙの逆方向）から見たときの液相冷媒の分布を示すもので、図中の網掛部分で示す箇所が、液相冷媒が存する部分を示す。また、図９における破線は、説明のために、比較例に係る冷媒蒸発器１における液相冷媒の分布を示すものである。

まず、風下側熱交換コア部２１を流れる液相冷媒の分布については、図８（ｂ）で示すように、比較例に係る冷媒蒸発器１では、第１風下側熱交換コア部２１ａの一部および第２風下側熱交換コア部２１ｂの大部分に液相冷媒が流れ難い箇所（図中の白抜き箇所）が生ずる。

このため、比較例に係る冷媒蒸発器１における風上側熱交換コア部１１を流れる液相冷媒の分布については、図８（ａ）に示すように、風上側熱交換コア部１１の第１風上側熱交換コア部１１ａでは、第２風上側熱交換コア部１１ｂよりも液相冷媒の流量が少なくなり、第１風上側熱交換コア部１１ａおよび第２風上側熱交換コア部１１ｂの双方に液相冷媒が流れ難い箇所（図中の白抜き箇所）が生ずる。

そして、図８（ｃ）に示すように、比較例に係る冷媒蒸発器１を送風空気の流れ方向Ｘから見たときに、風上側熱交換コア部１１および風下側熱交換コア部２１における重合する部位の一部に液相冷媒が流れ難い箇所（図中の白抜き箇所）が生ずる。

これに対し、本実施形態に係る冷媒蒸発器１では、第１風下側タンク部２２内部に堰き止めプレート２４が設けられている。これにより、風下側熱交換コア部２１を流れる液相冷媒の分布については、図９（ｂ）で示すように、堰き止めプレート２４により堰き止められた液相冷媒が第１風下側熱交換コア部２１ａに流入するので、第１風下側熱交換コア部２１ａのほぼ全域に液相冷媒が流れる。一方、第２風下側熱交換コア部２１ｂには液相冷媒がほとんど流入しないので、第２風下側熱交換コア部２１ｂのほぼ全域に液相冷媒が流れ難い箇所（図中の白抜き箇所）が生ずる。

このため、本実施形態に係る冷媒蒸発器１における風上側熱交換コア部１１を流れる液相冷媒の分布については、図９（ａ）に示すように、風上側熱交換コア部１１の第２風上側熱交換コア部１１ｂに流入する液相冷媒の流量が増加して、第２風上側熱交換コア部１１ｂのほぼ全域に液相冷媒が流れる。一方、第１風上側熱交換コア部１１ａに流入する液相冷媒の流量は減少するので、第１風上側熱交換コア部１１ａのほぼ全域に液相冷媒が流れ難い箇所（図中の白抜き箇所）が生ずる。

そして、図９（ｃ）に示すように、本実施形態に係る冷媒蒸発器１を送風空気の流れ方向Ｘから見たときに、風上側熱交換コア部１１および風下側熱交換コア部２１における重合する部位の全域に液相冷媒が流れる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図１０に基づいて説明する。本第２実施形態は、上記第１実施形態と比較して、堰き止め手段の構成が異なっている。

ここで、風下側蒸発部２０における複数のチューブ２１１のうち、送風空気の流れ方向Ｘから見たときに、風上側蒸発部１０における第１風上側熱交換コア部１１ａと第２風上側熱交換コア部１１ｂとの境目１１０と重合する部位（図中の一点鎖線参照）に最も近い位置に配置されるチューブ２１１を、境目チューブ２１１ａという。

第１風下側タンク部２２内部において、境目チューブ２１１ａの長手方向端部が、風下側蒸発部２０における複数のチューブ２１１のうち境目チューブ２１１ａ以外のチューブ２１１の長手方向端部よりも、風下側熱交換コア部２１と反対側に突出している。具体的には、境目チューブ２１１ａの上方側端部が、風下側蒸発部２０における複数のチューブ２１１のうち境目チューブ２１１ａ以外のチューブ２１１の上方側端部よりも、上方側に突出している、
この境目チューブ２１１ａにおける第１風下側タンク部２２内部に配置される部位によって、冷媒導入部２２ａから第１風下側タンク部２２内に流入した液相冷媒（図中の点ハッチング部分）の流れが堰き止められる。これにより、冷凍サイクルを流れる冷媒流量が低流量の場合であっても、冷媒導入部２２ａと堰き止めプレート２４との間に配置されるチューブ２１１（本実施形態では、第１風下側熱交換コア部２１ａを構成するチューブ２１１）に液相冷媒を確実に流入させることができるので、上記第１実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。

なお、本実施形態の境目チューブ２１１ａが、特許請求の範囲に記載の「堰き止め手段」を構成している。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図１１に基づいて説明する。本第３実施形態は、上記第１実施形態と比較して、堰き止め手段の構成が異なっている。

第１風下側タンク部２２における、送風空気の流れ方向Ｘから見たときに、風上側蒸発部１０における第１風上側熱交換コア部１１ａと第２風上側熱交換コア部１１ｂとの境目１１０と重合する部位（図中の一点鎖線参照）には、第１風下側タンク部２２内方側へ向かって突出する凸部２５が、当該境目１１０と重合する部位の全周にわたって形成されている。この凸部２５は、第１風下側タンク部２２自体を、タンク内方側へ向けて突出するように変形させることにより、形成されている。

凸部２５のうち、上方側、すなわちチューブ長手方向における風下側コア部２１に近い側に位置する部位（以下、第１凸部２５１という）において、冷媒導入部２２ａから流入した液相冷媒の流れを堰き止めることができる。また、凸部２５のうち、下方側、すなわちチューブ長手方向における風下側コア部２１と反対側に位置する部位（以下、第２凸部２５２という）において、冷媒導入部２２ａから流入する際に飛散した液相冷媒を落下させることができる。

本実施形態によれば、冷凍サイクルを流れる冷媒流量が低流量の場合であっても、冷媒導入部２２ａと堰き止めプレート２４との間に配置されるチューブ２１１（本実施形態では、第１風下側熱交換コア部２１ａを構成するチューブ２１１）に液相冷媒を確実に流入させることができるので、上記第１実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。

なお、本実施形態における第１凸部２５１が、特許請求の範囲の「堰き止め手段」を構成し、第２凸部２５２が、特許請求の範囲の「突出手段」を構成している。

（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。

（１）上述の実施形態では、冷媒入替部３０を一対の集合部連結部材３１ａ、３１ｂ、一対の分配部連結部材３２ａ、３２ｂ、および中間タンク部３３で構成する例を説明したが、これに限らず、例えば、冷媒入替部３０の中間タンク部３３を廃し、各連結部材３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ同士を直接接続するように構成してもよい。

（２）上述の実施形態では、冷媒蒸発器１として、送風空気の流れ方向から見たときに、第１風上側熱交換コア部１１ａおよび第１風下側熱交換コア部２１ａが重合するように配置されると共に、第２風上側熱交換コア部１１ｂおよび第２風下側熱交換コア部２１ｂが重合するように配置される例について説明したが、これに限られない。冷媒蒸発器１としては、送風空気の流れ方向から見たときに、第１風上側熱交換コア部１１ａおよび第１風下側熱交換コア部２１ａの少なくとも一部が重合するように配置したり、第２風上側熱交換コア部１１ｂおよび第２風下側熱交換コア部２１ｂの少なくとも一部が重合するように配置したりしてもよい。

（３）上述の実施形態の如く、冷媒蒸発器１における風上側蒸発部１０を風下側蒸発部２０よりも送風空気の流れ方向Ｘにおける上流側に配置することが望ましいが、これに限らず、風上側蒸発部１０を風下側蒸発部２０よりも送風空気の流れ方向Ｘにおける下流側に配置するようにしてもよい。

（４）上述の実施形態では、各熱交換コア部１１、２１を複数のチューブ１１１、２１１とフィン１１２、２１２で構成する例を説明したが、これに限らず、複数のチューブ１１１、２１１だけで各熱交換コア部１１、２１を構成するようにしてもよい。また、各熱交換コア部１１、２１を複数のチューブ１１１、２１１とフィン１１２、２１２で構成する場合、フィン１１２、２１２は、コルゲートフィンに限らずプレートフィンを採用してもよい。

（５）上述の実施形態では、冷媒蒸発器１を車両用空調装置の冷凍サイクルに適用する例について説明したが、これに限らず、例えば、給湯機等に用いられる冷凍サイクルに適用してもよい。

１０ 風上側蒸発部（第２蒸発部）
１１ａ 第１風上側熱交換コア部（第３コア部）
１１ｂ 第２風上側熱交換コア部（第４コア部）
２０ 風下側蒸発部（第１蒸発部）
２１ａ 第１風下側熱交換コア部（第１コア部）
２１ｂ 第２風下側熱交換コア部（第２コア部）
２２ａ 冷媒導入部
２４ 堰き止めプレート（堰き止め手段）

Claims (6)

1. 外部を流れる被冷却流体と冷媒との間で熱交換を行う冷媒蒸発器であって、
   前記被冷却流体の流れ方向に対して直列に配置された第１蒸発部（２０）および第２蒸発部（１０）を備え、
   前記第１蒸発部（２０）および前記第２蒸発部（１０）それぞれは、
   冷媒が流れる複数のチューブ（１１１、２１１）を積層して構成された熱交換コア部（１１、２１）と、
   前記複数のチューブ（１１１、２１１）の両端部に接続され、前記複数のチューブ（１１１、２１１）を流れる冷媒の集合あるいは分配を行う一対のタンク部（１２、１３、２２、２３）と、を有し、
   前記第１蒸発部（２０）における前記熱交換コア部（２１）は、前記複数のチューブ（２１１）のうち、一部のチューブ群で構成される第１コア部（２１ａ）、および残部のチューブ群で構成される第２コア部（２１ｂ）を有し、
   前記第２蒸発部（１０）における前記熱交換コア部（１１）は、前記複数のチューブ（１１１）のうち、前記被冷却流体の流れ方向において前記第１コア部（２１ａ）の少なくとも一部と対向するチューブ群で構成される第３コア部（１１ａ）、および前記被冷却流体の流れ方向において前記第２コア部（２１ｂ）の少なくとも一部と対向するチューブ群で構成される第４コア部（１１ｂ）を有し、
   前記第１蒸発部（２０）における前記一対のタンク部（２２、２３）のうち、一方のタンク部（２３）は、前記第１コア部（２１ａ）からの冷媒を集合させる第１冷媒集合部（２３ａ）、前記第２コア部（２１ｂ）からの冷媒を集合させる第２冷媒集合部（２３ｂ）を含んで構成され、
   前記第２蒸発部（１０）における前記一対のタンク部（１２、１３）のうち、一方のタンク部（１３）は、前記第３コア部（１１ａ）に冷媒を分配させる第１冷媒分配部（１３ａ）、前記第４コア部（１１ｂ）に冷媒を分配させる第２冷媒分配部（１３ｂ）を含んで構成され、
   前記第１蒸発部（２０）および前記第２蒸発部（１０）は、前記第１冷媒集合部（２３ａ）の冷媒を前記第２冷媒分配部（１３ｂ）に導く第１連通部（３１ａ、３２ｂ、３３ａ）、および前記第２冷媒集合部（２３ｂ）の冷媒を前記第１冷媒分配部（１３ａ）に導く第２連通部（３１ｂ、３２ａ、３３ｂ）を有する冷媒入替部（３０）を介して連結されており、
   前記第１蒸発部（２０）の前記一対のタンク部（２２、２３）のうち他方のタンク部（２２）における前記チューブ（２１１）の積層方向の端部には、前記他方のタンク部（２２）内部へ冷媒を導入するための冷媒導入部（２２ａ）が接続されており、
   前記第１蒸発部（２０）の前記他方のタンク部（２２）内には、前記冷媒導入部（２２ａ）から当該他方のタンク部（２２）内に流入した液相冷媒の流れを堰き止める堰き止め手段（２４、２２１ａ、２５１）が設けられており、
   前記堰き止め手段（２４、２２１ａ、２５１）は、前記被冷却流体の流れ方向から見たときに、前記第２蒸発部（１０）における前記第３コア部（１１ａ）と前記第４コア部（１１ｂ）との境目（１１０）と重合する位置に配置されていることを特徴とする冷媒蒸発器。
2. 前記第１蒸発部（２０）の前記他方のタンク部（２２）内には、板状の堰き止めプレート（２４）が設けられており、
   前記堰き止めプレート（２４）は、当該他方のタンク部（２２）における前記第１蒸発部（２０）の前記熱交換コア部（２１）に近い側から前記第１蒸発部（２０）の前記熱交換コア部（２１）と反対側に向かって突出するように配置されており、
   前記堰き止めプレート（２４）が、前記堰き止め手段を構成していることを特徴とする請求項１に記載の冷媒蒸発器。
3. 前記第１蒸発部（２０）における前記複数のチューブ（２１１）のうち、前記被冷却流体の流れ方向から見たときに、前記第２蒸発部（１０）における前記第３コア部（１１ａ）と前記第４コア部（１１ｂ）との境目（１１０）と重合する部位に最も近い位置に配置されるチューブ（２１１ａ）を境目チューブ（２１１ａ）としたとき、
   前記第１蒸発部（２０）の前記他方のタンク部（２２）内部において、前記境目チューブ（２１１ａ）の長手方向端部が、前記第１蒸発部（２０）における前記複数のチューブ（２１１）のうち前記境目チューブ（２１１ａ）以外のチューブ（２１１）の長手方向端部よりも、前記熱交換コア部（２１）と反対側に突出しており、
   前記境目チューブ（２１１ａ）が、前記堰き止め手段を構成していることを特徴とする請求項１に記載の冷媒蒸発器。
4. 前記第１蒸発部（２０）の前記他方のタンク部（２２）には、当該他方のタンク部（２２）における前記第１蒸発部（２０）の前記熱交換コア部（２１）に近い側から前記第１蒸発部（２０）の前記熱交換コア部（２１）と反対側に向かって突出する凸部（２５１）が一体に形成されており、
   前記凸部（２５１）が、前記堰き止め手段を構成していることを特徴とする請求項１に記載の冷媒蒸発器。
5. 前記第１蒸発部（２０）の前記他方のタンク部（２２）における、前記第１蒸発部（２０）の前記複数のチューブ（２１１）の長手方向端部よりも前記熱交換コア部（２１）と反対側に位置する面には、当該熱交換器コア部（２１）側に向かって突出する突出手段（２４３、２５２）が設けられており、
   前記突出手段（２４３、２５２）は、前記被冷却流体の流れ方向から見たときに、前記第２蒸発部（１０）における前記第３コア部（１１ａ）と前記第４コア部（１１ｂ）との境目（１１０）と重合する位置に配置されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の冷媒蒸発器。
6. 前記第１蒸発部（２０）および前記第２蒸発部（１０）は、前記チューブ（１１１、２１１）の長手方向が、水平方向に対して交差するように配置されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の冷媒蒸発器。

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