JP2020067188A - 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２８に消音部２０が設けられ、この消音部２０は、供給配管２２の下流側端部を前記冷媒供給室２８内まで延長することで構成され、管状の本体部３４と、該本体部３４の外周壁に開口した複数の開口３６とからなる。この開口３６は、本体部３４の延在方向に沿って互いに等間隔離れて形成されている。そして、供給配管２２から冷媒供給室２８内に供給される冷媒に気泡が含まれていた場合、冷媒の一部が複数の開口３６を通過することで前記気泡を細かくし、気泡の崩壊時に生じる異音の発生が抑制される。【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、本発明の態様は、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、
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、
一方のタンクの内部において冷媒導入口近傍に設けられ、タンクの延在方向に沿って延在した消音部と、
を備え、
消音部は、冷媒導入口に接続され冷媒を供給する供給配管の下流側端部に形成され、冷媒の流れ方向と交差する方向に開口した複数の開口を有する。

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近傍となる内部に、冷媒を供給する供給配管の下流側端部に形成され、冷媒が内部を流れる際の異音を低減可能な消音部が設けられ、消音部は冷媒の流れ方向と交差する方向に開口した複数の開口を有している。

従って、供給配管及び冷媒導入口を通じて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、この冷媒が消音部へと到達して開口を通過することで気泡を意図的に崩壊させ小さくすることができる。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、タンク内に設けられた消音部によって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の内部には、冷媒を供給する供給配管の下流側端部に形成された消音部が冷媒導入口近傍に設けられ、この消音部が冷媒の流れ方向と交差する方向に開口した複数の開口を有している。

そのため、供給配管及び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、この冷媒が消音部の開口を通過することで気泡を崩壊させて小さくすることができる。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第１タンクを一部切り欠いた外観斜視図であり、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２６とが接続される。

また、供給配管２２及び排出配管２６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は上流側となる一端部が膨張弁２４に接続され、下流側となる他端部の一部が第１タンク１２内へ挿入され後述する消音部２０を構成している。一方、排出配管２６は、その下流側が図示しない圧縮機に接続されている。

また、第１タンク１２の内部には、図１Ａ及び図１Ｂに示されるように、供給配管２２の他端部が挿入される冷媒供給室２８と、排出配管２６と接続されて連通した冷媒排出室３０とが略平行に設けられ、前記冷媒供給室２８及び冷媒排出室３０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（矢印Ｂ、Ｃ方向）に沿って延在する分離板３２が設けられることで、両者を厚さ方向（矢印Ａ方向）に分離している。

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２８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、再び複数のチューブ１６を通じて前記第１タンク１２の冷媒排出室３０へと戻って排出配管２６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２０は、図１Ａ及び図１Ｂに示されるように、第１タンク１２内となる供給配管２２の他端部に設けられ、管状の本体部３４と、該本体部３４の外周壁に開口した複数の開口３６とを含む。すなわち、消音部２０は、供給配管２２の他端部側を第１タンク１２内まで延長することで形成された管体からなる。

本体部３４は、管状に形成され第１タンク１２の延在方向（矢印Ｃ方向）に沿って所定長さで一直線状に形成され、その下流側端部が前記第１タンク１２の冷媒供給室２８で開口している。

開口３６は、本体部３４の延在方向（矢印Ｃ方向）に対して直交する径方向に貫通し、且つ、前記延在方向に沿って互いに等間隔離れるように一列に形成されると共に、複数の開口３６はそれぞれ同一直径で形成されている。また、開口３６は、本体部３４の内周径よりも小さな直径で形成される。

そして、消音部２０は、第１タンク１２の壁部３８に対して離れるように冷媒供給室２８の内部に配置されている（図１Ｂ参照）。

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２４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２８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３０へと循環した後、排出配管２６を通じて排出されて図示しない圧縮機へと供給され再び圧縮される。

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２４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２４から供給配管２２を通じて第１タンク１２の冷媒供給室２８へと供給されると、該供給配管２２の下流側に設けられた消音部２０の本体部３４を前記冷媒が通過し、その冷媒の一部が複数の開口３６を通じて径方向外側へと流れる。この冷媒が開口３６を通る際に気泡が崩壊し、少なくとも各開口３６の直径よりも小さな気泡となる。

そして、複数の開口３６を流れることで細かくなった気泡を含んだ冷媒が、本体部３４に沿って直線的に流れた残りの冷媒と消音部２０の下流側で合流し、第１タンク１２から複数のチューブ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、冷媒供給室２８の内部に供給配管２２の下流側端部に形成された消音部２０を設け、この消音部２０を、管状に形成された本体部３４と、該本体部３４の外周壁に開口した複数の開口３６とから構成している。

これにより、供給配管２２を通じて冷媒供給室２８へと冷媒が流れる際、気泡を含んだ冷媒が開口３６を通過することで、本体部３４に対して意図的に気泡を接触させて崩壊させ細かくすることができる。

その結果、冷媒の供給される第１タンク１２の冷媒供給室２８に消音部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、気泡を予め小さくしておくことで該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、供給配管２２の下流側端部を利用して消音部２０を形成しているため、例えば、前記消音部２０を別部材から構成する場合と比較して製造コスト及び部品点数の削減を図ることができる。

さらに、消音部２０における開口３６の数量及び配置は上述した構成に限定されるものではなく、例えば、冷媒中に含まれる気泡の数や大きさ等に応じて適宜設定すればよい。

なお、本発明に係る蒸発器は、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 １８…フィン
２０…消音部 ２２…供給配管
２８…冷媒供給室 ３４…本体部
３６…開口

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、
   前記一方のタンクの内部において前記冷媒導入口近傍に設けられ、前記タンクの延在方向に沿って延在した消音部と、
   を備え、
   前記消音部は、前記冷媒導入口に接続され前記冷媒を供給する供給配管の下流側端部に形成され、該冷媒の流れ方向と交差する方向に開口した複数の開口を有する、蒸発器。

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