JP2019148389A - 蒸発器 - Google Patents

Abstract

【課題】蒸発器において冷媒が内部を流通する際の異音の発生を抑制する。【解決手段】蒸発器１０を構成する第１タンク１２には、供給配管２２と連通した冷媒供給室２６に消音部材２０が設けられ、この消音部材２０は、冷媒供給室２６の内壁面に当接する断面半円状のプレート部３２と、該プレート部３２の内周面から径方向内側に向かって突出した複数のリブ３４とを有している。そして、冷媒供給室２６内に供給される冷媒に気泡が含まれていた場合、複数のリブ３４に接触させることで前記気泡を細かくし、該気泡の崩壊に伴ってリブ３４が振動することで崩壊音を吸収できる。さらに、消音部材２０のプレート部３２によって第１タンク１２の壁部３６が厚くなるため、気泡の崩壊音が外部へと放出されることが抑制される。【選択図】図１

Description

本発明は、内部に冷媒を流通させ、空気を通過させることで該冷媒と熱交換を行うことが可能な蒸発器に関する。

従来から、自動車等の車両に搭載される空調用の冷凍サイクルでは、特許文献１に開示されるように、蒸発器等を循環する冷媒を圧縮するための可変容量圧縮機を用いたものが知られている。この可変容量圧縮機は、従来の圧縮機のようにエンジンからの動力伝達を切り替えるための内部クラッチのオン・オフ制御を行うことがなく、しかも、エンジンの回転数の影響を受けることなく冷媒を常時圧縮可能としているため、安定した温度制御やドライブフィーリングの向上を図ることができる。

特開２００７−１０２８９号公報

しかしながら、上述したような可変容量圧縮機は、内部クラッチを備えておらずに常時駆動し続ける構造であるため、冷媒を圧縮させる必要の少ない低圧縮状態において、冷媒が凝縮器を通過しても全て液冷媒とならずに気体冷媒が残ってしまうことがある。そのため、凝縮器からの冷媒が下流側の膨張弁によって減圧された際に大きな気泡が発生することがあり、この気泡が膨張弁の下流側に配置された蒸発器へと供給され、該蒸発器のタンク内で崩壊することで異音が発生することがある。

本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、冷媒が内部を流通する際の異音の発生を抑制することが可能な蒸発器を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、外部を流れる空気と冷媒との間で熱交換を行う蒸発器であって、
蒸発器は、冷媒を蓄える中空状の一組のタンクと、
一方のタンクと他方のタンクとを接続すると共に該タンクの延在方向に沿って並列に配置される複数のチューブと、
一方のタンクにおいて延在方向に沿ったいずれか一方の端部に接続され、冷媒の導入される冷媒導入口と、
タンクの内部において冷媒導入口近傍に設けられる消音部材と、
を備え、
消音部材は、タンクの内壁に沿って配置されるプレート部と、
プレート部からタンクの中央に向かって延在するリブと、
を有することを特徴とする。

本発明によれば、蒸発器を構成するタンクには、その延在方向に沿った端部に冷媒を導入する冷媒導入口が接続されると共に、冷媒導入口近傍となるタンクの内部には、冷媒が内部を流れる際の異音を低減可能な消音部材が設けられ、消音部材は、タンクの内壁に沿って配置されるプレート部と、プレート部からタンクの中央に向かって延在するリブとを有している。

従って、冷媒導入口からタンク内へと供給される冷媒中に気泡が含まれていた場合でも、この冷媒が消音部材を通過することでリブによって気泡を意図的に崩壊させ小さくすることができると共に、気泡の崩壊音がプレート部によって厚くなったタンクの外部へと放出されることが抑制される。さらに、リブに接触して気泡が崩壊する際のエネルギーがリブが振動することで好適に減衰されて吸音することができる。

その結果、タンクへと供給される冷媒中に気泡が含まれていた場合でも、タンク内に消音部材を設けることで、気泡の崩壊に起因した異音の発生を抑制することができる。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、蒸発器を構成するタンクには、冷媒を導入する冷媒導入口近傍となる位置に消音部材が設けられ、この消音部材が、タンクの内壁に沿って配置されるプレート部と、プレート部からタンクの中央に向かって延在するリブとを有することで、冷媒導入口からタンク内へと供給される冷媒中に気泡が含まれていた場合でも、気泡をリブによって崩壊させて小さくすることができ、さらに気泡の崩壊音がプレート部によって厚くなったタンクの外部へと放出されることが抑制される。さらに、リブに接触して気泡が崩壊する際のエネルギーがリブが振動することで好適に減衰され吸音することができる。

その結果、タンクへと供給される冷媒中に気泡が含まれていた場合でも、タンク内に消音部材を設けることで、気泡の崩壊に起因した異音の発生を抑制することができる。

図１Ａは、本発明の実施の形態に係る蒸発器の一部切欠外観斜視図であり、図１Ｂは、図１ＡのＩＢ−ＩＢ線に沿った断面図である。

本発明に係る蒸発器について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１Ａ及び図１Ｂにおいて、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る蒸発器を示す。

この蒸発器１０は、図１Ａに示されるように、一組の第１及び第２タンク１２、１４と、前記第１タンク１２と第２タンク１４との間を接続する複数のチューブ１６と、前記チューブ１６の間に設けられ波状に折曲された複数のフィン１８と、前記第１タンク１２の内部に収納される消音部材２０とを含む。

第１及び第２タンク１２、１４は、例えば、中空箱状に形成され、互いに平行となるように所定間隔離間して設けられる。この第１タンク１２は、例えば、蒸発器１０において上部側に設けられ、その長手方向に沿った一端部には、外部から冷媒の供給される供給配管（冷媒導入口）２２と、該蒸発器１０の内部を循環した前記冷媒が排出される排出配管２４とが接続される。なお、供給配管２２及び排出配管２４は、蒸発器１０の厚さ方向（図１Ａ中、矢印Ａ方向）に並列となるように配置され、この供給配管２２は上流側となる膨張弁２３に接続され、排出配管２４は下流側となる圧縮機（図示せず）に接続されている。

また、第１タンク１２の内部には、図１Ｂに示されるように、供給配管２２と連通した冷媒供給室２６と、排出配管２４と連通した冷媒排出室２８とが設けられ、前記冷媒供給室２６及び冷媒排出室２８は、それぞれ断面半円状に形成され、両者の境界部位には、該第１タンク１２の長手方向に沿って延在する分離板３０が設けられ厚さ方向（矢印Ａ方向）に分離されている。

チューブ１６は、図１Ａに示されるように、例えば、金属製材料からなる薄板で中空状且つ一直線状に形成され、第１及び第２タンク１２、１４に対して略直交方向に延在し、その一端部が第１タンク１２に接続され、他端部が第２タンク１４に接続されて互いに連通している。また、複数のチューブ１６は、第１及び第２タンク１２、１４の長手方向（矢印Ｂ、Ｃ方向）に沿って互いに等間隔離間して略平行に配置されている。

そして、供給配管２２から第１タンク１２の冷媒供給室２６へと供給された冷媒が複数のチューブ１６を経て第２タンク１４へと循環した後に、再び前記第１タンク１２の冷媒排出室２８へと戻って排出配管２４から排出される。

フィン１８は、例えば、アルミニウム等の薄板を波状に折曲することで形成され、隣接する２つのチューブ１６の間に設けられ、例えば、ろう付けによって前記チューブ１６に対して固定される。

消音部材２０は、図１Ａ及び図１Ｂに示されるように、第１タンク１２の冷媒供給室２６において供給配管２２側（矢印Ｂ方向）となる一端部側に収納される。この消音部材２０は、例えば、金属製材料から形成され、板材から断面半円状に形成されたプレート部３２と、該プレート部３２の内周面から径方向内側へと突出した複数のリブ３４とを有し、前記プレート部３２は、その外周面が冷媒供給室２６の内壁面に当接するように設けられている。

また、リブ３４は、例えば、プレート部３２の内周面に沿って互いに等間隔離間して３本設けられ、前記プレート部３２よりも薄い板状に形成されると共に、前記内周面からそれぞれ同一長さだけ突出するように形成される。すなわち、各リブ３４が、冷媒供給室２６（第１タンク１２）の中心に向かって互いに接近するように突出している。

そして、消音部材２０は、断面半円状のプレート部３２、複数のリブ３４を有した断面形状で長手方向に沿って所定長さで形成され、前記プレート部３２の外周面が、冷媒供給室２６の内壁面に当接した状態でろう付け等によって一体的に固定される。すなわち、第１タンク１２において、冷媒供給室２６における一端部側（図１Ａ中、矢印Ｂ方向）の壁部３６が消音部材２０のプレート部３２によって厚くなるように形成される。

本発明の実施の形態に係る蒸発器１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。ここでは、車両に搭載される空調用冷凍サイクルに蒸発器１０が用いられた場合について説明する。

先ず、この空調用冷凍サイクルを構成する凝縮器（図示せず）において冷媒が凝縮されることで液状態となり、この液状態の冷媒が膨張弁２３へと供給され減圧された後に、蒸発器１０の供給配管２２へと供給される。この液状態にある冷媒は、第１タンク１２の冷媒供給室２６から複数のチューブ１６を通じて第２タンク１４へと流れることで、前記蒸発器１０を通過する空気との熱交換がなされ、該空気が冷却されて下流側へと供給されると共に、前記冷媒が徐々に加熱されて気化していく。

そして、冷媒は、第２タンク１４から再び複数のチューブ１６を通じて第１タンク１２の冷媒排出室２８へと循環した後、排出配管２４を経て導出されて図示しない圧縮機へと供給されることで再び圧縮される。

一方、上述した空調用冷凍サイクルにおいて常時駆動している可変容量圧縮機が用いられた場合には、冷媒を圧縮する必要の少ない低圧縮時において、前記可変容量圧縮機によって圧縮された冷媒が完全に液化せずに気体を含んでおり、膨張弁２３によって減圧されることで大きな気泡となって液冷媒と共に蒸発器１０へと供給されることがある。

この場合には、気泡を含んだ冷媒が、膨張弁２３から供給配管２２を通じて第１タンク１２の冷媒供給室２６へと供給されると、上流側に設けられた消音部材２０の内部を通過して下流側（図１Ａ中、矢印Ｃ方向）へと流れることとなる。気泡を含んだ冷媒が、プレート部３２の内側において複数のリブ３４の間を流れることで前記気泡が前記リブ３４に接触して崩壊し、少なくとも各リブ３４の間隔よりも小さな気泡となる。

また、各リブ３４に気泡が接触して崩壊する際、この崩壊によって前記リブ３４が振動することでエネルギーが減衰され崩壊音が吸収されるため、該崩壊音に起因した異音の発生が抑制される。

さらに、消音部材２０の内部で発生した崩壊音は、第１タンク１２の壁部３６に沿って設けられたプレート部３２によって厚みが増しているため、前記崩壊音が冷媒供給室２６から外部へと放出されることが抑制される。

そして、消音部材２０に接触することで細かくなった気泡を含んだ冷媒が、第１タンク１２内において消音部材２０の下流側へと流れ、複数のチューブ１６を通じて第２タンク１４側へと流通する。

なお、上述したように、消音部材２０を通過した冷媒中にも未だ気泡が含まれているが、供給配管２２を通じて供給された際の気泡と比べて小さいため、崩壊した際に発生する崩壊音が小さく異音の原因となることはない。

以上のように、本実施の形態では、蒸発器１０を構成する第１タンク１２において、冷媒の供給される供給配管２２の接続される冷媒供給室２６に消音部材２０を設け、この消音部材２０は、第１タンク１２の壁部３６（冷媒供給室２６の内壁面）に当接する断面半円状のプレート部３２と、該プレート部３２の内周面から径方向内側へと突出した複数のリブ３４とを有している。

これにより、第１タンク１２における冷媒供給室２６の一端部側の壁部３６の厚さをプレート部３２を加えることで厚くできるため、気泡を含んだ冷媒が供給配管２２から冷媒供給室２６へと供給され、この気泡が崩壊した場合でも崩壊音の外部への放出が抑制される。

また、消音部材２０の内部を液体と共に気泡が流通する際、この気泡が複数のリブ３４に当たることで意図的に崩壊させ細かくすることができ、さらに前記気泡が崩壊した際に前記リブ３４が振動することでエネルギーが好適に分散されて吸音することができる。

その結果、冷媒の供給される第１タンク１２の冷媒供給室２６に消音部材２０を設けることで、第１タンク１２への供給される冷媒中に気泡が含まれていた場合でも、気泡の崩壊に起因した異音の発生を確実に抑制することができる。

また、上述した消音部材２０は金属製材料から形成され、第１タンク１２に対してろう付けによって一体的に固定される場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、消音部材２０を樹脂製材料から形成して何らかの固定手段によって固定するようにしてもよい。

なお、本発明に係る蒸発器１０は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０…蒸発器 １２…第１タンク
１６…チューブ ２０…消音部材
２２…供給配管 ２６…冷媒供給室
３２…プレート部 ３４…リブ
３６…壁部

Claims (1)

1. 外部を流れる空気と冷媒との間で熱交換を行う蒸発器であって、
   前記蒸発器は、前記冷媒を蓄える中空状の一組のタンクと、
   一方のタンクと他方のタンクとを接続すると共に該タンクの延在方向に沿って並列に配置される複数のチューブと、
   一方の前記タンクにおいて前記延在方向に沿ったいずれか一方の端部に接続され、前記冷媒の導入される冷媒導入口と、
   前記タンクの内部において前記冷媒導入口近傍に設けられる消音部材と、
   を備え、
   前記消音部材は、前記タンクの内壁に沿って配置されるプレート部と、
   前記プレート部から前記タンクの中央に向かって延在するリブと、
   を有することを特徴とする蒸発器。

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