JP3301100B2 - 蒸発器および冷凍サイクル装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は蒸発器およびそれを用い
た冷凍サイクル装置に関し、例えば、自動車用空気調和
装置等に用いられる冷凍サイクルシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用空気調和装置等に用いられる冷
凍サイクルシステムは、例えば、圧縮機，凝縮器，受液
器（レシーバ），膨張弁（減圧手段），蒸発器等により
構成されている。そして、この密閉された回路内で冷媒
を循環させて室内空気と蒸発器とで熱交換を行ない、室
内を冷却するものである。膨張弁を通り断熱膨張した冷
媒は、気体と液体との二相流の状態となって蒸発器に入
り、外部より熱を吸収して気化（蒸発）し、等温膨張を
続け室内空気の冷却作用を果たす。そして、過熱蒸気と
なって圧縮機に吸入される。

【０００３】しかし、蒸発器に入る冷媒は気液混合状態
であるので、気液が分離し易い。そのため蒸発器内の複
数の配管へ冷媒を分配しても、気液の割合が配管毎に異
なる場合がある。気体状冷媒よりも液体状冷媒の方が熱
伝達率が高くかつ冷却能力が高い。そのため、気液割合
の偏りが生ずると、特に蒸発器の下流側で熱交換効率が
低下して、室内空気の冷却が不均一になる場合があっ
た。特に自動車用空気調和装置にては、吹出空気の攪拌
のためのスペースが確保しにくいので、その影響は大き
い。

【０００４】気液の割合を均一化するものとして、特公
昭５８−４１４２９号に積層型蒸発器が提案されてい
る。ここでは、各蒸発部毎に固定の絞りを設けること
で、凝縮器で凝縮液化された冷媒をそのまま（膨張弁を
通過させずに）導入して、冷媒の分配を均一にさせてい
る。

【０００５】また、液体状冷媒を圧縮することによる圧
縮機の破壊を防止するために、蒸発器から圧縮機に供給
される冷媒は完全に気化されている必要がある。このた
め通常は、蒸発器出口の冷媒が一定の過熱度（スーパヒ
ート）を持つように過熱蒸気の状態にまで蒸発器内で室
内空気と熱交換させている。ところが、冷媒は、蒸発時
には温度変化しないが、蒸発が終わり過熱蒸気となると
温度上昇してしまう。このため、上述した特公昭５８−
４１４２９号の積層型蒸発器においても、冷媒が蒸発し
ている蒸発器入口側と、冷媒が過熱蒸気となる蒸発器出
口側とでは、熱交換された空気の温度に差が生じて、空
気が均一に冷却されず、使用者に不快感を与えてしま
う。

【０００６】そこで、１９８５年３月１５日発行の日本
電装公開技報４０−０７６号に示された冷凍システムで
は、膨張弁上流側の高温配管と蒸発器下流側（蒸発器と
感温筒との間）の低温配管とを熱交換させ、蒸発器内で
の液体状の冷媒が存在する距離を長くし、蒸発器末端で
冷媒が過熱蒸気になるようにして、不均一冷却を抑えた
技術が開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このように
蒸発器末端で冷媒が過熱蒸気になるようにしても、現実
には、熱交換効率が下流側で依然として低く、冷却の不
均一性が十分に解決されていなかった。

【０００８】本発明は、上記課題を解決し熱交換効率を
高めて十分な冷却能力のもとに均一な冷却を実現する冷
凍サイクル装置の提供、およびその冷凍サイクル装置に
用いられ熱交換効率を向上できる蒸発器の提供を目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１発明は、冷媒を循環
させる冷凍サイクルに適用される蒸発器において、 上記
冷媒の圧力を所定量減圧させるための減圧手段と、上記
減圧手段から流出した冷媒を導入して所定距離通過させ
る入口流路と、上記入口流路に絞り部を介して連通する
冷媒蒸発流路と、上記冷媒蒸発流路の下流端から流出し
た気液二相冷媒を所定距離通過させて送り出す出口流路
と、を備えると共に、上記入口流路の冷媒と上記出口流
路の冷媒とを熱交換可能に上記入口流路と上記出口流路
とを近接配置したこと、を特徴とする。

【００１０】第２発明は、冷媒を循環させる冷凍サイク
ルに適用される蒸発器において、 上記冷媒の圧力を所定
量減圧させるための減圧手段と、前記減圧手段から流出
する冷媒を導入し所定距離通過させて該冷媒を蒸発圧力
まで減圧する入口流路と、前記入口流路の下流端側から
複数に分岐し、冷媒の蒸発領域となる複数の分岐流路
と、前記各分岐流路の下流端から流出した気液二相冷媒
を所定距離通過させて送り出す出口流路と、を備えると
共に、前記入口流路と前記出口流路とを近接配置して、
前記入口流路の冷媒と前記出口流路の冷媒とを熱交換さ
せることを特徴とする。

【００１１】第３発明は、圧縮機、凝縮器および蒸発器
を備え、冷媒を循環させる冷凍サイクル装置において、
上記蒸発器が、上記冷媒の圧力を所定量減圧させるため
の第１の減圧手段と、 上記第１の減圧手段から流出する
冷媒を導入し所定距離通過させる入口流路と、上記入口
流路に連通する冷媒蒸発流路と、上記冷媒蒸発流路の下
流端から流出した冷媒を所定距離通過させて送り出す出
口流路と、上記入口流路内の冷媒を冷却する冷却手段
と、上記冷却手段の内部、上記冷却手段と上記冷媒蒸発
流路との間、または上記冷媒蒸発流路内の上流端近傍に
設けられた第２の減圧手段と、上記出口流路内の冷媒を
昇温する昇温手段と、を備えるとともに、上記第１の減
圧手段又は上記第２の減圧手段による減圧量を調整する
ことにより、上記出口流路内で、冷媒の乾き度が１未満
から１以上に変化するよう設定されたことを特徴とす
る。

【００１２】

【作用】

［第１発明の作用］第１発明の蒸発器では、減圧手段か
ら流出した冷媒が入口流路に導入され所定距離通過した
後、流路面積を狭くする絞り部を通過し冷媒蒸発流路に
入る。この絞り部を通過した冷媒は冷媒蒸発流路内で減
圧されしかも低温となり、室内空気と熱交換する。そし
て出口流路を所定距離通過すると同時に入口流路の冷媒
と熱交換する。出口流路の冷媒は、既に絞り部を通過し
ていることから低温となっているため、入口流路の冷媒
を冷却する。この冷却により、入口流路の冷媒は、減圧
手段から流出した気体と液体との二相状態（気液二相状
態）から、液相側へシフトし、ほぼ液単相状態となる。
逆に、出口流路の冷媒は、入口流路の冷媒により加熱さ
れて気相側へシフトし、過熱蒸気状態となる。

【００１３】このため、絞り部の上流では、冷媒は前述
のように液相側へシフトし冷媒のほとんどが液相状態と
なっている。そして絞り部を通過した冷媒は、減圧され
て冷媒蒸発流路において室内空気と熱交換して蒸発を開
始する。この冷媒蒸発流路の蒸発も冷媒の全体が液相側
へシフトした状態で行われる。従って冷媒蒸発流路内の
冷媒全体が液相側へシフトしているので、次に述べる理
由から室内空気との熱交換効率を向上させることが出来
る。また出口流路の冷媒側は過熱蒸気とすることができ
るので、液体状冷媒が圧縮機に到達するのを防止でき
る。

【００１４】冷媒蒸発流路内の冷媒全体が液相側へシフ
トしていると、熱交換効率が向上する理由は次の通りで
ある。即ち、冷媒が過熱蒸気になる以前の気液二相状態
でも、ある程度乾き度が高くなると、液体状冷媒は気体
状冷媒中に浮遊している状態となり、蒸発器の内面は乾
燥した状態（ドライアウト）になる。

【００１５】このような状態では、蒸発器と冷媒との熱
伝達率が低くなり、その結果として蒸発器は室内空気と
熱交換し難くなる。従って、冷媒の乾き度が低くなるほ
ど、言い替えると液相側にシフトしているほど、液体状
冷媒が蒸発器内面を覆っている部分の割合が増加して、
熱交換効率が向上する。 ［第２発明の作用］本発明にかかる蒸発器では、減圧手
段から気液二相状態で流出した冷媒は、入口流路に導か
れ所定距離通過する際、入口流路内での圧力損失によっ
て蒸発圧力まで減圧され低温化する。そのように減圧さ
れ低温化した冷媒は各分岐流路へ送り込まれ、室内空気
と熱交換し蒸発して等温膨張を続けた後、出口流路を所
定距離通過する。

【００１６】その際、出口流路の冷媒と入口流路の冷媒
との間で熱交換が行なわれる。そして、入口流路内の圧
力損失によって低温化し低温を維持したまま出口流路に
至った冷媒は、入口流路の冷媒を冷却し液相側へシフト
させ、ほぼ液単相状態とする。逆に、出口流路の冷媒
は、入口流路の冷媒により加熱されて気相側へシフト
し、過熱蒸気状態となる。

【００１７】このように各分岐流路内の冷媒は液相側へ
シフトしているので、第１発明と同様な理由で熱交換効
率を向上させることが出来る。また出口流路の冷媒側は
過熱蒸気とすることができるので、液体状冷媒が圧縮機
に到達するのを防止できる。 ［第３発明の作用］第３発明では、減圧手段を、冷却手
段の内部、冷却手段と冷媒蒸発流路との間、または冷媒
蒸発流路内の上流端近傍に設けることにより、入口流路
の冷媒と出口流路の冷媒との間に圧力差を設定でき、室
内空気と冷媒蒸発流路との熱交換可能としている。そし
て、冷却手段により、入口流路内で冷却して入口流路の
冷媒を液相側にシフトし、冷媒蒸発流路内全域で乾き度
を低下させるとともに、昇温手段により、出口流路内で
昇温して出口流路の冷媒の乾き度を１未満の状態から１
以上の状態へ変更している。このことにより、いわゆる
ドライアウト部分が冷媒蒸発流路内とならないように設
定し、第１発明と同様の作用で蒸発器部分での熱伝達率
を向上させ、液体状冷媒が圧縮機に到達するのを防止す
る。

【００１８】

【実施例】以上説明した各発明の構成・作用を一層明ら
かにするために、以下各発明の蒸発器の実施例について
説明する。 ［第１発明の実施例］図１乃至図１５は、第１発明の第
１実施例を示すものである。図２，図３は第１実施例の
積層型蒸発器１の外観を表すもので、図２はその平面
図、図３は正面図である。また、図１は積層型蒸発器１
の模式図である。

【００１９】積層型蒸発器（以下、単に蒸発器と呼ぶ）
１は、自動車用冷凍サイクルに用いられるものである。
蒸発器１は、冷凍サイクルの配管に接続された膨張弁１
００と、この膨張弁１００から流出した冷媒の導入およ
び気化後の冷媒を蒸発器１の外に送出するための接続部
となるジョイントブロック１０と、冷媒間で熱交換（後
述する）させる熱交換部２０と、冷媒と室内空気とを熱
交換させる冷媒蒸発部５０とからなる。尚、膨張弁１０
０が、減圧手段に該当する。

【００２０】ジョイントブロック１０は、膨張弁１００
から流出した二相状態の冷媒の入口となる流入口１１
と、気化後の冷媒を送り出す流出口１２とが設けられて
いる。熱交換部２０は、図４に示す板状のプレート２１
をろう付けにより複数積層し、各プレート２１の間に冷
媒を流すように構成される。図５は図４のＡ−Ａ線ある
いはＣ−Ｃ線断面図であり、図６は図４のＢ−Ｂ線断面
図である。このプレート２１は、積層したときに冷媒の
流路が形成されるように平板に凹凸を形成したものであ
り上下対称である。プレート２１の中央には、縦方向に
複数の溝２２が形成される。従って、プレート２１の裏
面では、この溝２２が形成されていない部位で図６に示
すように複数の溝２３が形成されることとなる。プレー
ト２１の下部の一方には、凹面部２４が形成され、この
凹面部２４に、ジョイントブロック１０の流入口１１を
介して送られてきた冷媒（以下、入口冷媒と呼ぶ）を流
入するための円孔２５が穿設されている。一方、プレー
ト２１下部の他方には、凸面部２６が形成され、この凸
面部２６に、後述する出口冷媒（冷媒蒸発部５０から送
られてきた冷媒）をジョイントブロック１０の流出口１
２に送る横長の円孔２７が穿設されている。

【００２１】同様に、プレート２１の上部には、凹面部
２８および凸面部２９が形成され、それぞれ円孔２５，
２７と同一形状の円孔３０，３１が穿設されている。
尚、図５において、括弧を付した符号は、図４のＡ−Ａ
線での各部の符号を表す。このプレート２１の積層状態
の断面を図７，図８に示す。図７は図４Ａ−Ａ線での積
層状態断面図であり、図８は図４Ｂ−Ｂ線での積層状態
断面図である。尚、プレート２１の下部（円孔２５，２
７が形成される部位）の積層状態も、図７と同一であ
る。図示するように、熱交換部２０は、両側のエンドプ
レート３２，３３間に、プレート２１を互いに表面と裏
面とを向かい合わせて積層して形成される。冷媒蒸発部
５０に面するエンドプレート３２には、プレート２１の
円孔３０，３１と向かい合う位置に、それらと同一形状
の円孔３４，３５が穿設され、ジョイントブロック１０
に面するエンドプレート３３には、プレート２１の円孔
２５，２７と向かい合う位置に、それらと同一形状の円
孔３６，３７が穿設されている。

【００２２】このように積層することで、図７に示すよ
うに、熱交換部２０の上部には、円孔３０を穿設した凹
面部２８により空洞部４０（以下、上入口冷媒タンク部
４０と呼ぶ）と、円孔３１を穿設した凸面部２９により
空洞部４１（以下、上出口冷媒タンク部４１と呼ぶ）と
が形成される。同様に、後述の図１１にて示すが、熱交
換部２０の下部には、円孔２５を穿設した凹面部２４に
より空洞部４２（以下、下入口冷媒タンク部４２と呼
ぶ）と、円孔２７を穿設した凸面部２６により空洞部４
３（以下、下出口冷媒タンク部４３と呼ぶ）とが形成さ
れる。また、図８に示すように、熱交換部２０の中央に
は、溝２２により上入口冷媒タンク部４０と下入口冷媒
タンク部４２とを結ぶ複数の流路４４（以下、入口冷媒
流路４４と呼ぶ）と、溝２３により上出口冷媒タンク部
４１と下出口冷媒タンク部４３とを結ぶ複数の流路４５
（以下、出口冷媒流路４５と呼ぶ）とが形成される。

【００２３】尚、上入口冷媒タンク部４０、入口冷媒流
路４４および下入口冷媒タンク部４２が、入口流路に該
当し、上出口冷媒タンク部４１、出口冷媒流路４５およ
び下出口冷媒タンク部４３が出口流路に該当する。ここ
で、冷媒の流れについて、図９，図１０，図１１に基づ
いて説明する。図９は、図３のＤ−Ｅ線矢視図、図１０
はＤ−Ｆ線矢視図、図１１はＤ−Ｇ線矢視図である。ジ
ョイントブロック１０の流入口１１から流入した冷媒
（入口冷媒）は、図１１の矢印ａに示すように、下入口
冷媒タンク部４２に送られ、図１０に示す各プレート２
１間に形成された複数の入口冷媒流路４４に分配されて
流れ込み、上方に送られる。そして、各入口冷媒流路４
４を流れる入口冷媒は、図９の矢印ｂに示すように、上
入口冷媒タンク部４０に流れ込み合流して冷媒蒸発部５
０に送られる。冷媒蒸発部５０での冷媒の流れについて
は後述する。

【００２４】冷媒蒸発部５０で一部気化された冷媒（出
口冷媒）は、図９の矢印ｃに示すように、熱交換部２０
の上出口冷媒タンク部４１に送られ、図１０に示す各プ
レート２１間に形成された複数の出口冷媒流路４５に分
配されて流れ込み、ここで完全に気化し、過熱蒸気とな
って下方に送られる。そして、各出口冷媒流路４５を流
れる出口冷媒は、図１１の矢印ｄに示すように、下出口
冷媒タンク部４３に流れ込み合流し、ジョイントブロッ
ク１０の流出口１２から流出し、図１に示す感温筒１０
１を経て圧縮機（図示略）へ送られる。

【００２５】従って、後述するように、入口冷媒とで出
口冷媒とが、この熱交換部２０で熱交換されることとな
る。冷媒蒸発部５０は、室内空気を効率的に冷却するた
めの波板状のコルゲートフィン５１（以下、フィン５１
と呼ぶ）と図１２に示すプレート５２とをろう付けによ
り積層したもので、この積層状態の断面を図１３（図２
のＨ−Ｈ線での断面正面図）、図１４（図１２，図１３
のＪ−Ｊ線での断面平面図）に示す。

【００２６】プレート５２は、略長方形の板状で、その
上部に略円筒形の入口タンク５３と出口タンク５４とが
形成されている。入口タンク５３は、熱交換部２０の上
入口冷媒タンク部４０に整合する位置に設けられ、その
中央に円孔５５が穿設されており、熱交換部２０から送
られてきた冷媒が導入される部位となる。出口タンク５
４は、熱交換部２０の上出口冷媒タンク部４１に整合す
る位置に設けられ、その中央に横長の円孔５６が穿設さ
れており、熱交換部２０の上出口冷媒タンク部４１に冷
媒を送り出す部位となる。

【００２７】このプレート５２は、積層したときにプレ
ート５２間に冷媒の流路が形成されるように、外周に対
して中央部がくぼんでいる。この中央部である中央凹面
部５７には、冷媒の伝熱促進のための複数のクロスリブ
５８と、冷媒を下方に導き更に方向転換して出口タンク
５４に導く中央隔壁５９が凸状に形成されている。この
中央隔壁５９は、圧力損失を均一にするために冷媒の蒸
発による膨張に合わせて斜め方向に形成されている。

【００２８】入口タンク５３と中央凹面部５７との間に
は、両者を結ぶ細い溝５９ａが形成されている。このた
め、入口タンク５３の冷媒は、この溝５９ａを通過して
中央凹面部５７に流れる。冷媒蒸発部５０は、端面とな
るエンドプレート６１と熱交換部２０のエンドプレート
３２との間で、上述したプレート５２を図１３，図１４
に示すように向かい合わせて冷媒の流路を形成し、各プ
レート５２の裏面の間に波板状のフィン５１を装着して
ろう付けにより形成される。このとき、各プレート５２
に形成された溝５９ａが向かい合って、冷媒の流路面積
を狭くする絞り部６０が形成される。また、各フィン５
１には、冷媒と室内空気との熱交換を促進するための細
い溝６２が複数形成されている。尚、向かい合わせてろ
う付けされるプレート５２の形状は、左右反対、つまり
一方のプレート５２に対して他方のプレート５２の形状
を鏡に映した形状としている。但し、向かい合うクロス
リブ５８は、互いに交差する方向に形成されている。

【００２９】このようにプレート５２を積層したときの
プレート５２内での冷媒の流れを図１２の矢印ｅ，ｆ，
ｇにて示す。熱交換部２０から各入口タンク５３（以
下、各入口タンク５３を重ねることで形成された冷媒の
溜り部を入口タンク部７０と呼ぶ）に送られた冷媒は、
分配されて各絞り部６０を通過し、中央凹面部５７間を
下方に向かって流れ（矢印ｅ）、更に下部で方向転換し
て上方に向い（矢印ｆ）、各出口タンク５４（以下、各
出口タンク５４を重ねることで形成された冷媒の溜り部
を出口タンク部７１と呼ぶ）に流れ込み（矢印ｇ）、合
流して熱交換部２０の上出口冷媒タンク部４１に送られ
る。このとき、プレート５２の中央凹面部５７間では、
交差するクロスリブ５８により、冷媒が分散され全体に
広く行き渡る。尚、図１４において８１が下方に向かう
冷媒の流路となり、８２が上方に向かう冷媒の流路とな
る（以下、この流路８１，８２、即ち、中央凹面部５７
間の冷媒の流路を冷媒蒸発流路８０と総称する）。この
冷媒蒸発流路８０を冷媒が流れるときに、冷媒は、フィ
ン５１を介して室内空気と熱交換し、一部が蒸発しつつ
等温膨張を続ける。

【００３０】次に、以上のように構成された第１実施例
の蒸発器での冷媒の状態を図１５，図１を用いて説明す
る。図１５は、冷凍サイクル上での冷媒の状態を表すモ
リエ線図である。図示しない圧縮機により圧縮された
（図中線ｍ部分）高圧の冷媒は、図示しない凝縮器で放
熱し（図中線ｎ部分）、気体状冷媒から液体状冷媒へと
相変化する。そして、通常の冷凍サイクルでは、膨張弁
により、線ｏ上を点Ｗまで膨張させているため、冷媒は
蒸発器の入口で気体と液体との気液二相状態となり、蒸
発器内で冷媒の分配が均等に行なわれない。そこで、本
実施例の蒸発器１では、熱交換部２０で入口冷媒と出口
冷媒（後述するが、絞り部６０により入口冷媒よりも低
温となっている）を熱交換させることで入口冷媒を冷却
し、冷媒を線ｐ上に沿って点Ｘまで変化させて液相方向
へシフトしている。このため、冷媒は完全に液体とな
り、冷媒蒸発部５０の入口タンク部７０から各プレート
５２間の冷媒蒸発流路８０に均等に分配される。このと
き、冷媒蒸発流路８０の入口となる絞り部６０により、
冷媒は線ｑ上に沿って点Ｙにまで減圧されて、一層低温
化した気液二相状態となり、フィン５１を介して室内空
気と熱交換され蒸発を開始する（図中線ｒ部分）。冷媒
は、その一部が蒸発した状態（点Ｚ１）、即ち乾き度が
１未満で冷媒蒸発部５０の出口タンク部７１で合流し熱
交換部２０に送られる。この冷媒（出口冷媒）は、熱交
換部２０のプレート２１間に形成された出口冷媒流路４
５を通過することで入口冷媒と熱交換される。このた
め、出口冷媒流路４５内で冷媒の乾き度は１以上となっ
て（点Ｚ２）冷媒は過熱蒸気となり（図中線ｓ１，ｓ２
部分）、感温筒１０１を経て圧縮機へと送られる。

【００３１】即ち、図１に示すように、膨張弁１００か
ら送られた気液二相状態の冷媒（入口冷媒）は、入口冷
媒流路４４を流れるときに出口冷媒流路４５を流れる低
温の冷媒（出口冷媒）と熱交換して冷却されて、より液
相側へシフトし、冷媒蒸発部５０の入口タンク部７０に
送られる。尚、図中において冷媒の液状態部分にハッチ
ングを施す。そして、均一に各冷媒蒸発流路８０に流れ
込むと共に、絞り部６０により減圧されて室内空気と熱
交換して一部が気化しつつ等温膨張する。冷媒は気液二
相状態のまま、冷媒蒸発部５０の出口タンク部７１に送
られて合流し、熱交換部２０の出口冷媒流路４５を流れ
る。このとき、冷媒（出口冷媒）は、入口冷媒流路４４
を流れる入口冷媒と熱交換して加熱されすべて乾き度が
１以上の過熱蒸気となる。つまり、図１５の線ｐにおけ
る冷媒と線ｓ１，ｓ２における冷媒とを熱交換してい
る。従って、各冷媒蒸発流路８０における冷媒を過熱蒸
気になるまで熱交換せずに、つまり冷媒のスーパヒート
を熱交換部２０で行うことで、一定温度を維持すること
ができる。

【００３２】以上説明したように、第１実施例の蒸発器
１によれば、熱交換部２０および絞り部６０を設けたこ
とにより、入口冷媒と出口冷媒とを熱交換して各冷媒蒸
発流路８０に冷媒を均一に分配することができ、しか
も、冷媒蒸発流路８０において、過熱蒸気にするのでは
なく出口冷媒流路４５部分ではじめて乾き度が１以上の
過熱蒸気に変えている。従って、冷媒蒸発流路８０にお
いて内面がドライアウトすることを防止でき、熱交換効
率を高めることができる。

【００３３】更にこの結果、蒸発器１の熱交換性能が向
上し、冷媒の室内空気との熱交換を均一にすることがで
き、フィンを通過した室内空気の温度を均一かつ十分に
低下させることができる。また、従来の積層型蒸発器１
の横に熱交換部２０を設け、その横に膨張弁１００，感
温筒１０１が設けられるという構成となり、膨張弁１０
０と感温筒１０１との間で熱交換が行なわれるため、良
好な制御性を維持できる。また、従来の冷凍システムに
本実施例の蒸発器１を用いても、ほとんどシステムの変
更を要しなく、システム構成が複雑にならない。また、
絞り部６０を設けていても、各部品を高耐圧仕様にする
必要もない。更に、熱交換部２０で入口冷媒流路４４の
冷媒の流れる方向に対して、出口冷媒流路４５の冷媒の
流れる方向が逆方向となるため、熱交換性に優れてい
る。

【００３４】また、熱交換部２０の各冷媒タンク部４
０，４１，４２，４３の任意な円孔２５，２７，３０，
３１を盲プレート等を用いて塞ぐことにより、入口冷媒
と出口冷媒との流路を変更することができるため、スー
パヒート等の調整が可能となる。

【００３５】次に、図１６乃至図１９は、第１発明の第
２実施例及び第３実施例を示すものである。これらの実
施例では、第１実施例と絞り部の設置位置が相違する
が、他の部分の構造は第１実施例と同様である。したが
って、第１実施例と同一構造のものは、以下同一番号を
付して説明する。

【００３６】図１６乃至図１８は、第２実施例を示すも
のである。第２実施例では、オリフィスの形状で内径が
１，０〜５，０ｍｍの絞り部１６０を冷媒蒸発部５０と
熱交換部２０との間に設けられているエンドプレート３
２の入口冷媒流路４４側に設けている。このような絞り
部１６０を設けると、絞り部１６０を通過して入口タン
ク部７０に送られる入口冷媒は、気体と液体との気液二
相状態となる。この時、入口タンク部７０内では、上方
に設けられた複数の冷媒蒸発流路１８２ａ，１８２ｂ，
１８２ｃ，１８２ｄ，１８２ｅ…の内、入口冷媒流路４
４側の冷媒蒸発流路１８２ａまたは、１８２ａと１８２
ｂに、液より上方に位置する気体の全部が流れるため、
残りの殆どの冷媒蒸発流路入口では第１実施例と同様の
液単相状態となり、入口冷媒がほぼ均一に分配される。
したがって、入口冷媒の均一分配と、第１実施例と同様
の液相側へのシフトにより熱交換性能が向上する。しか
も、絞り部１６０が１箇所のみ設けられているので、複
数の絞り部を用いた場合に生じる絞り径の加工精度の違
いによる各冷媒蒸発流路１８２ａ，１８２ｂ，１８２
ｃ，１８２ｄ，１８２ｅ…での冷媒流量の相違による熱
交換性能の低下を生じることもない。

【００３７】図１９は、第３実施例を示すものである。
第３実施例は、絞り部１９０の形状をチョークの形状に
したもので、他の構造は第２実施例と同様である。この
ように、第３実施例は、絞り部１９０の形状をチョーク
の形状としたので、冷媒蒸発部５０と熱交換部２０との
間が、第２実施例に比べて離れて距離がある場合の入口
冷媒の絞り部に有用である。尚、図１７に示すプレート
５２では、中央隔壁５９が斜め方向に形成されている
が、この中央隔壁５９をプレート５２の中央に設け、冷
媒流路を入口タンク５３から出口タンク５４まで同一幅
となるように形成してもよい。

【００３８】上記各実施例では、冷媒蒸発部５０と熱交
換部２０との一体型としているが、冷媒蒸発部５０と熱
交換部２０とを分離して配管等により接続した別置タイ
プにしてもよい。例えば、自動車用エアコンの場合、冷
媒蒸発部５０を車室内に、熱交換部２０を車室外に設置
して配管接続してもよい。

【００３９】図２０〜２２は第４実施例を示す。第４実
施例は自動車のエアコンの蒸発器として使用されるサー
ペンタイン型蒸発器に関するものである。従来のサーペ
ンタイン型蒸発器は多孔の帯状のチューブを蛇行させた
ものであり、チューブの途中で冷媒はドライアウトす
る。そしてドライアウト以後のチューブの部分は蒸発器
の性能を低下させる原因となっているが、エアコンサイ
クルの制約上、冷媒を完全に蒸発させ圧縮機には液冷媒
を戻さないようにする必要があるため冷媒のドライアウ
ト以後も室内空気の冷却を行っていた。このため従来の
サーペンタイン型は前述のように蒸発器の性能が低い。
第４実施例はこの点をも解決するものである。

【００４０】第４実施例は、冷媒の出口チューブを冷媒
の入口チューブで加熱して、出口チューブ内の冷媒を過
熱蒸気とし、室内空気を冷却するのは冷媒がドライアウ
トするチューブの部位までとすることを実施例としての
特徴としている。以下、図２０〜２２により詳細に説明
する。図２０は蒸発器を示す。この蒸発器１１０は従来
のサーペンタイン型蒸発器と同様にフィン１１１、多孔
チューブ１１２、ヘッダ１１４ａ、１１４ｂ、入口パイ
プ１１５ａ、出口パイプ１１５ｂを備える。本実施例で
はチューブ１１２は冷媒の出、入口で接触しており、冷
媒入口側のチューブ接触部ではチューブ１１２の端部に
図２１に示すようにチューブ１１２を圧縮して絞り部１
１３が形成されている。入口パイプ１１５ａの上流端に
は図示しない膨張弁が設けられている。出口パイプ１１
５ｂは図示しない圧縮機、凝縮器、及び上記膨張弁を介
して入口パイプ１１５ａと連通している。なお、ヘッダ
１１４ａから絞り部１１３までのチューブ１１２を入口
チューブ１１２ａと呼び、絞り部１１３からヘッダ１１
４ｂまでのチューブ１１２を出口チューブ１１２ｂと呼
ぶ。出口チューブ１１２ｂのフィン１１１と接触する部
分は第１実施例の冷媒蒸発部５０の冷媒蒸発流路８０に
該当し、入口チューブ１１２ａと接触する部分は第１実
施例の熱交換部２０の出口冷媒流路４５に該当する。又
入口チューブ１１２ａは第１実施例の熱交換部２０の入
口冷媒流路４４に該当する。尚、膨張弁が、減圧手段に
該当する。

【００４１】上記構成の蒸発器１１０の作用をモリエル
線図で説明すると図２２のようになり、蒸発器１１０部
分では線ｂ→ｃ→ｄ→ａの順に冷媒が流れる。線ｃは図
２０の絞り部１１３による断熱膨張域であり、この絞り
部１１３により冷媒は断熱膨張して気化し一層低温とな
るので、気化する前の冷媒入口温度は冷媒出口温度より
高くなっている。従って冷媒入口側のチューブ接触部で
は入口チューブ１１２ａ内の冷媒は出口チューブ１１２
ｂ内の冷媒により冷却されて液相側へシフトし、気液２
相から液相となる。又冷媒出口側のチューブ接触部では
出口チューブ１１２ｂ内の冷媒は入口チューブ１１２ａ
内の冷媒により加熱されて乾き度が１以上となり過熱蒸
気となる。即ち、入口側のチューブ接触部が線ｂであ
り、フィン１１１により室内空気が冷やされる部分が線
域ｄであり、冷媒出口側のチューブ接触部が線ａの過熱
状態へと変化する部分となって室内空気の冷却に使用さ
れないので均一で良好な熱交換性が得られる。なお、図
２２の線ｍ、ｎ、ｏは図１５の線ｍ、ｎ、ｏと同じであ
るので説明を省く。又線域ｄ′は従来の蒸発器の場合を
示す。

【００４２】図２３、２４は第５実施例を示す。自動車
用エアコンサイクルにおける蒸発器において、蒸発器の
入口冷媒の単相化と過熱蒸気域をなくすため蒸発器の入
口冷媒と出口冷媒とを熱交換する熱交換部については、
前記各実施例のごとくである。

【００４３】第１，２，３実施例の蒸発器２０００では
図６３（ａ）、（ｂ）に示すように入口、出口冷媒を熱
交換する熱交換部２０１０が冷媒蒸発部２０２０のサイ
ド部に設けられているため、蒸発器２０００の配管２０
４０の取り出し位置が図６４に示すようにコア部２０３
０の中央部にしたいときは配管の取り回しが困難であっ
た。第５実施例はこの点も解決するものである。

【００４４】図２３、２４により第５実施例の蒸発器１
２０を説明する。蒸発器１２０は熱交換部１２１の両側
に同型の冷媒蒸発部１２２を配置した構成を有してい
る。入口流路１２３は熱交換部１２１の下部で左右に分
岐して冷媒蒸発部１２２内に入り、複数の絞り部１２４
を介して複数の分岐冷媒蒸発流路１２５に連通する。分
岐冷媒蒸発流路１２５にはフイン１２６が取り付けられ
ている。各分岐蒸発通路１２５は冷媒蒸発部１２２内を
上昇し、次いで下方に屈曲して冷媒蒸発部１２２の下部
で合流し、熱交換部１２１内において出口流路１２７と
なり、出口流路１２７は図示しない圧縮機に連通する。
入口流路１２３と出口流路１２７とは熱交換部１２１内
で近接して配置され相互に熱交換が可能となっている。
蒸発器１２０の作用は第１実施例の蒸発器と同じである
ので説明を省く。なお、絞り部は図２４で符号１２４ａ
で表示するように入口流路１２３が熱交換部１２１の下
部で左右に分岐する部分に設けてもよい。

【００４５】このことにより第１実施例と同様な効果を
有する。 ［第２発明の実施例］ 次に第２発明の実施例を説明する。図２５に模式的に示
すように、本発明の第１実施例である積層型蒸発器３０
１は、自動車用空気調和装置の冷凍サイクルを構成し、
その上流端には減圧手段としての膨張弁４００を備え
る。積層型蒸発器３０１と、その下流に設けられた圧縮
機（図示しない）との間の流路には、感温筒４０１が設
けられ、そこで検出された冷媒の気化状態に基づき膨張
弁４００が冷媒の流量を調節している。

【００４６】この積層型蒸発器３０１は、図２６及び図
２７に、その外観の平面及び正面を各々示すように、大
別して３つの構成部分であるジョイントブロック３１
０、熱交換部３２０、及び冷媒蒸発部３５０から成る。
ジョイントブロック３１０は、膨張弁４００の下流及び
圧縮機の上流に各々接続するために設けられ、膨張弁４
００側に接続されて蒸発器３０１への冷媒の入口となる
流入口３１１と、圧縮機側に接続されて蒸発器３０１か
らの冷媒の出口となる流出口３１２とで構成されてい
る。

【００４７】熱交換部３２０は、ジョイントブロック３
１０と後述する冷媒蒸発部３５０との間にあって、流入
口３１１から送り込まれた冷媒（以下、入口冷媒とい
う）を冷媒蒸発部３５０へ導くための入口流路と、冷媒
蒸発部３５０から送り出される冷媒（以下、出口冷媒と
いう）を流出口３１２へ導く出口流路とを近接配置し
て、入口冷媒と出口冷媒とを熱交換させるために設けら
れている。すなわち熱交換部３２０は、下入口冷媒室３
４２、接続タンク３２６ｂ、入口冷媒流路３４４、接続
タンク３２９ｂ及び上入口冷媒室３４０の順に複数繰り
返し連接されて入口流路を構成する部分と、下出口冷媒
タンク部３４３、出口冷媒流路３４５及び上出口冷媒タ
ンク部３４１の順に連接されて出口流路を構成する部分
とから成る。

【００４８】冷媒蒸発部３５０は、冷媒を室内空気と熱
交換させて室内空気を冷却する機能を果たす部分であ
り、熱交換部３２０からの入口冷媒を受け入れる入口タ
ンク部３７０、出口冷媒を通過させて熱交換部３２０へ
送り込む出口タンク部３７１、両タンク部３７０、３７
１を接続すると共に蒸発領域となる複数の蒸発流路３８
０、及び各蒸発流路間に密着して設けられるコルゲート
フィン３５１（以下、フィン３５１という）から構成さ
れている。

【００４９】熱交換部３２０の片側にはジョイントブロ
ック３１０が接続され、流入口３１１の一端が入口流路
の一端に位置する下入口冷媒室３４２に、流出口３１２
の一端が下出口冷媒タンク部３４３に、それぞれ接続さ
れている。熱交換部３２０の他の片側には冷媒蒸発部３
５０が隣接して設けられている。入口流路の他端に位置
する上入口冷媒室３４０は入口タンク部３７０に接続さ
れ、上出口冷媒タンク部３４１は出口タンク部３７１に
接続されている。

【００５０】なお、図２５における斜線は、冷媒の気液
二相の割合を模式的に例示するものである。熱交換部３
２０及び冷媒蒸発部３５０の具体的な構造並びにそれら
における冷媒の流れを図２８乃至図３６に基づき以下詳
細に説明する。

【００５１】熱交換部３２０は、図２８に示す板状アル
ミ製のプレート３２１をろう付して複数積層し、その積
層によって形成された空隙に冷媒を流す構造とされてい
る。図２９は図２８のＡ−Ａ線矢視断面図であり、図３
０は図２８のＢ−Ｂ線矢視断面図である。なお、図２８
のＡ−Ａ線矢視断面の形状と略等しいＣ−Ｃ線矢視断面
における各部の符号を図２９に括弧を付して示す。

【００５２】プレート３２１は、上下に長い矩形状の平
板に凹凸を形成したものであり、後述する下部に穿設さ
れた円孔３２５が上部に穿設されていない点を除き、上
下対称である。プレート３２１の中央には、上下方向に
延びる複数の溝３２２が形成されている。各溝３２２の
間及び溝３２２の両側部には複数の凸条が形成され、そ
れらの凸条はプレート３２１の裏面で複数の溝３２３と
なっている（図３０参照）。

【００５３】プレート３２１の下部には、左側に凹面部
３２４が形成され右側に凸面部３２６が形成されてい
る。凹面部３２４も凸面部３２６も上下方向の長さは略
等しいが、横方向は凹面部３２４に比べ凸面部３２６の
方が２倍乃至３倍長い。凹面部３２４には、入口冷媒を
導くための円孔３２５が穿設されており、凸面部３２６
には出口冷媒を導くための横長矩形状の横長孔３２７が
穿設されている。その凹面部３２４と凸面部３２６との
間及びそれらと各溝３２２、３２３との間に設けられた
接続部３２６ａは、凹面部３２４と凸面部３２６との境
界を成すと共に、凹面部３２４と各溝３２２の一端とを
接続し、凸面部３２６の裏面と各溝３２３の一端とを接
続している。但し、１枚のプレート３２１に形成された
複数の溝３２３のうち、両側端に位置する溝３２３の各
端部は直接凸面部３２６の裏面に連なっている。

【００５４】プレート３２１の上部には下部に対応し
て、凹面部３２８、凸面部３２９、及び接続部３２９ａ
が形成されており、凸面部３２９には、下部の横長孔３
２７に対応する横長孔３３１が穿設されているが、凹面
部３２８に円孔は設けられていない。

【００５５】プレート３２１として左右逆形状の２つの
型、つまり一方の型のプレート３２１を鏡に映したとき
の形状が他方の型のプレート３２１の形状となるような
２つの型のものが形成される。図３１乃至図３３に基づ
き、プレート３２１の積層状態を説明する。図３１は図
２７Ｄ−Ｅ線矢視図であり、図３２は図２７Ｄ−Ｆ線矢
視図であり、図３３は図２７Ｄ−Ｇ線矢視図である。熱
交換部３２０は、両端に位置する２枚のエンドプレート
３３２、３３３間に、２つの異なる型のプレート３２１
を互いに表面同士又は裏面同士向い合せた状態で複数積
層して、形成されている。その際、まず２枚の異なる型
のプレート３２１の裏面同士を重ねて、各円孔３２５同
士、各横長孔３２７同士、及び各横長孔３３１同士が重
なるようにする。さらに、そのように裏面同士重ねた２
枚のプレート３２１から成る組を、隣接する組毎に上下
逆にして横長孔３２７及び横長孔３３１が重なるように
積層して行く。その際、２枚のプレート３２１から成る
組を貫く円孔３２５は、積層されて隣接する組毎に上下
交互に配設されて行く。

【００５６】このように複数のプレート３２１が積層さ
れた熱交換部３２０の下部において、隣接する２枚のプ
レート３２１間には、図３１に示すように、凹面部３２
４同士又は凹面部３２８同士が向かい合って成る下入口
冷媒室３４２と、接続部３２６ａの裏面同士又は接続部
３２６ａ、３２９ａの表面が向かい合って成る接続タン
ク３２６ｂと、凸面部３２６の裏面同士又は凸面部３２
９の裏面同士が向かい合って成る下出口冷媒タンク３４
３ａとが形成されている。

【００５７】また、熱交換部３２０の上下中程におい
て、隣接する２枚のプレート３２１間には、図３２に示
すように、各溝３２２同士が向かい合って成る複数の入
口冷媒流路３４４と、各溝３２３同士が向かい合って成
る複数の出口冷媒流路３４５とが、それぞれ列状に形成
されている。

【００５８】さらに、熱交換部３２０の上部において、
隣接する２枚のプレート３２１間には、図３３に示すよ
うに、凹面部３２４同士又は凹面部３２８同士が向かい
合って成る上入口冷媒室３４０と、接続部３２６ａの裏
面同士又は接続部３２６ａ、３２９ａの表面が向かい合
って成る接続タンク３２９ｂと、凸面部３２６の裏面同
士又は凸面部３２９の裏面同士が向かい合って成る上出
口冷媒タンク３４１ａとが形成されている。

【００５９】そして積層された２枚のプレート３２１の
間に形成された下入口冷媒室３４２は、接続タンク３２
６ｂを介して各入口冷媒流路３４４の一端に接続され、
各入口冷媒流路３４４の他端は、接続タンク３２９ｂを
介して上入口冷媒室３４０に接続されている。

【００６０】このように接続タンク３２６ｂ、３２９ｂ
及び入口冷媒流路３４４を介して接続されている下入口
冷媒室３４２と上入口冷媒室３４０とは、積層された複
数のプレート３２１間において、左右に隣接する下入口
冷媒室３４２又は上入口冷媒室３４０の各々に互い違い
に、それぞれ円孔３２５によって連通されている。つま
り、その下入口冷媒室３４２が左隣の下入口冷媒室３４
２に連通されている場合、その上入口冷媒室３４０は右
隣の上入口冷媒室３４０に連通されている。

【００６１】また、積層された２枚のプレート３２１の
間に形成された下出口冷媒タンク３４３ａは（接続タン
ク３２６ｂを介して又は直接）各出口冷媒流路３４５の
一端に接続され、各出口冷媒流路３４５の他端は（接続
タンク３２９ｂを介して又は直接）上出口冷媒タンク３
４１ａに接続されている。

【００６２】そして、積層された複数のプレート３２１
間において、隣接する下出口冷媒タンク３４３ａは、重
ねられた横長孔３２７、３３１によって連通され、熱交
換部３２０の下部には、エンドプレート３３２、３３３
間に並んだ複数の下出口冷媒タンク３４３ａが全て連通
されて成る空洞状の下出口冷媒タンク部３４３が形成さ
れている。また、熱交換部３２０の上部には、前述の下
部と同様に、エンドプレート３３２、３３３間に並んだ
複数の上出口冷媒タンク３４１ａが全て横長孔３２７、
３３１によって連通されて成る空洞状の上出口冷媒タン
ク部３４１が形成されている。

【００６３】積層された複数のプレート３２１の両端
に、それぞれ重ねられるエンドプレート３３２、３３３
は、プレート３２１と略同じ大きさの矩形状平板であ
る。冷媒蒸発部３５０に接合されるエンドプレート３３
２の上部には、プレート３２１の円孔３２５、横長孔３
２７、３３１に各々対応する、円孔３３４及び横長孔３
３５が穿設され、ジョイントブロック３１０に接合され
るエンドプレート３３３の下部には、プレート３２１の
円孔３２５、横長孔３２７、３３１に各々対応する、円
孔３３６及び横長孔３３７が穿設されている。

【００６４】図３１乃至図３３に基づき、熱交換部３２
０における冷媒の流れを説明する。図３１中の矢印ａで
示すように、流入口３１１を経て熱交換部３２０に流入
した入口冷媒は、円孔３３６を通って、エンドプレート
３３３と第１のプレート３２１（エンドプレート３３３
に近い側のプレート３２１から順に第１、第２、・・・
以下同様に称する）の間に形成された半端な下入口冷媒
室３４２ａへ導かれる。そこから冷媒は、第１及び第２
のプレート３２１を貫通する円孔３２５を通過し、第２
及び第３のプレート３２１の間に形成された第１の下入
口冷媒室３４２（エンドプレート３３３に一番近い下入
口冷媒室３４２から順に第１、第２、・・・以下同様に
称する、また上入口冷媒室３４０についても同様に称す
る）に導かれる。さらに、冷媒は、第１の下入口冷媒室
３４２から接続タンク３２６ｂを通って第１列の入口冷
媒流路３４４（エンドプレート３３３に一番近い複数の
入口冷媒流路３４４の列から順に第１列、第２列、・・
・以下同様に称する）へ流れ込み上昇して（図３２参
照）、接続タンク３２９ｂを通り第１の上入口冷媒室３
４０へ導かれる（図３３の矢印ｂ参照）。それから冷媒
は、第３及び第４のプレート３２１を貫通する円孔３２
５を通り、第１に隣接する第２の上入口冷媒室３４０へ
流入する。そこで冷媒は折り返して（１８０゜方向転換
して）、接続タンク３２６ｂを通り第２列の入口冷媒流
路３４４へ流れ込み下降して、接続タンク３２９ｂを通
って第２の下入口冷媒室３４２へ導かれる。さらに、冷
媒は、第５及び第６のプレート３２１を貫通する円孔３
２５を通り、第２に隣接する第３の下入口冷媒室３４２
へ流入し、以上説明したのと同様な折り返し、及び上昇
・下降を繰り返す。なお、蒸発器３０１では、エンドプ
レート３３２、３３３間に１８枚のプレート３２１を積
層して熱交換部３２０を構成しているので、入口流路を
通過する入口冷媒は８回折り返すこととなる。

【００６５】このように入口冷媒は、２枚のプレート３
２１の間に形成された下入口冷媒室３４２、接続タンク
３２６ｂ、入口冷媒流路３４４、接続タンク３２９ｂ及
び上入口冷媒室３４０から成る流路列を通って同様に構
成された隣接する流路列へ折り返して流れ込み上昇と下
降とを繰り返す。このことで、入口冷媒は、それらの流
路内での圧力損失によって減圧されるとともに出口冷媒
と熱交換されることにより、低温化する。そして、減圧
され低温化した入口冷媒の大部分が液状態となって、エ
ンドプレート３３２に至り、円孔３３４を通って冷媒蒸
発部３５０へ導かれる。

【００６６】一方、図３３中の矢印ｃで示すように、冷
媒蒸発部３５０で完全に気化する前の状態（乾き度が１
未満）とされた出口冷媒は、エンドプレート３３２の横
長孔３３５を通って、上出口冷媒タンク部３４１に送り
込まれる。そこから出口冷媒は、大部分が各接続タンク
３２９ｂを通って（一部は各接続タンク３２９ｂを通過
せず直接に）出口冷媒流路３４５の各列へ流れ込み（図
３２参照）、図３１に矢印ｄで示すように大部分が各接
続タンク３２６ｂを通って（一部は各接続タンク３２６
ｂを通過せず直接に）下出口冷媒タンク部３４３に導か
れ合流して、エンドプレート３３３の横長孔３３７を通
過し流出口３１２から流出する。

【００６７】このとき出口冷媒は、上述のごとく流れる
入口冷媒と熱交換して、乾き度が１以上の過熱蒸気に変
わる。以上のように熱交換部３２０で、１枚のプレート
３２１を隔てて隣接する、入口流路としての下入口冷媒
室３４２、入口冷媒流路３４４、上入口冷媒室３４０及
び接続タンク３２６ｂ、３２９ｂと、出口流路としての
上出口冷媒タンク部３４１、出口冷媒流路３４５、下出
口冷媒タンク部３４３及び接続タンク３２６ｂ、３２９
ｂとを、それぞれ入口冷媒と出口冷媒とが通過する間
に、プレート３２１の壁面を介して熱交換が行われる。

【００６８】図３４乃至図３６に基づき、冷媒蒸発部３
５０の構造及びそこでの冷媒の流れについて説明する。
冷媒蒸発部３５０は、図３４に示すプレート３５２をろ
う付けにより複数積層し、向かい合った２枚のプレート
３５２同士の間に冷媒の流路を構成すると共に、隣接す
るプレート３５２の隙間の各々に、外気及び冷媒の間で
の熱交換の促進を図るための波板状のフィン３５１を装
着してろう付けした構造とされている。その積層状態の
断面を図３５（図２６のＨ−Ｈ線での断面正面図）、及
び図３６（図３４、図３５のＪ−Ｊ線での断面平面図）
に示す。

【００６９】プレート３５２は、略矩形板状で、その上
部に略円筒状の入口タンク３５３と横長筒状の出口タン
ク３５４とが形成されている。入口タンク３５３は、熱
交換部３２０から送られてきた冷媒が導入される部位で
あり、上入口冷媒室３４０に対応する位置に設けられ、
入口タンク３５３の中央には円孔３５５が穿設されてい
る。出口タンク３５４は、熱交換部３２０へ冷媒を送り
出す部位であり、上出口冷媒タンク部３４１に対応する
位置に設けられ、その出口タンク３５４の中央には横長
孔３５６が穿設されている。

【００７０】また、プレート３５２の中央部には、外周
に対してくぼんだ中央凹面部３５７が形成されており、
中央凹面部３５７には、冷媒の伝熱促進のための複数の
クロスリブ３５８と、冷媒を下方に導き更に方向転換し
て出口タンク３５４に導く中央隔壁３５９とが、それぞ
れ凸状に形成されている。この中央隔壁３５９は、冷媒
の圧力損失を均一にするため冷媒の蒸発による膨張に合
わせて斜め方向に形成されている。このような形状のプ
レート３５２は、左右ほぼ逆形状の２つの型、つまり一
方の型のプレート３５２を鏡に映したときの形状が他方
の型のプレート３５２の形状となるような２つの型のも
のが形成される。但し、その２つの型のプレート３５２
において、クロスリブ３５８は、２つの型のプレート３
５２を向かい合わせたときに、互いに交差する方向に形
成されている。

【００７１】図３５及び図３６に示すように、冷媒蒸発
部３５０は、蒸発器３０１の片端面となるエンドプレー
ト６１と熱交換部３２０のエンドプレート３３２との間
で、異なる型の２枚のプレート３５２を表面同士又は裏
面同士重ね合わせて、複数積層している。

【００７２】表面同士向かい合った２枚のプレート３５
２間に、各々の中央凹面部３５７が向かい合って成る蒸
発流路３８０が冷媒を導き蒸発させるために形成され、
また各入口タンク３５３及び各出口タンク３５４が各々
向かい合って成る筒状の室が形成されている。複数のプ
レート３２１が積層された状態で、隣接する筒状の室同
士が円孔３５５及び横長孔３５６によって連通され、そ
れによって空洞状の入口タンク部３７０及び出口タンク
部３７１が形成されている。

【００７３】そして、フィン３５１は、複数の積層され
たプレート３５２の隣接する裏面同士の隙間に装着さ
れ、複数の蒸発流路３８０の各列間に配設された状態と
されている。そのフィン３５１の各々には、細い溝３６
２が複数形成され、冷媒と室内空気との熱交換の促進が
図られている。

【００７４】そのようなフィン３５１の隙間を通過する
室内空気と、蒸発流路３８０を流れる冷媒とが熱交換
し、室内空気が冷却されると同時に冷媒は一部が気化し
等温膨張を続ける。プレート３５２を積層したときのプ
レート３５２内での冷媒の流れの概略を図３４の矢印
ｅ、ｆ、及びｇで示す。熱交換部３２０から送られてき
た冷媒は、入口タンク部３７０から各蒸発流路３８０に
分配されて下方に向かって流れ（矢印ｅ）、更に下部で
方向転換して上方に向い（矢印ｆ）、出口タンク部３７
１に流れ込み（矢印ｇ）、合流して熱交換部３２０へ送
られる。冷媒は、入口タンク部３７０から各蒸発流路３
８０を経て出口タンク部３７１へと送られる際、２枚の
プレート３５２が向かい合うことにより交差したクロス
リブ３５８により、分散させられ各蒸発流路３８０の全
体に冷媒が広く行き渡る。それによって、フィン３５１
を介した室内空気と冷媒との熱交換の促進が図られてい
る。

【００７５】尚、本実施例においても、図３４に示され
るプレート３５２の中央隔壁３５９をプレート３５２の
中央に設け、冷媒流路が入口タンク３５３から出口タン
ク３５４まで同一幅となるようにしてもよい。次に、以
上のように構成された蒸発器３０１での冷媒の状態を、
図２５及び冷凍サイクル上での冷媒の状態を表すモリエ
ル線図である図３７を用いて説明する。

【００７６】図示しない圧縮機により圧縮（線ｍ部分）
された高温・高圧の冷媒は、図示しない凝縮器で放熱
（線ｎ部分）され、気体状冷媒から液冷媒へと相変化す
る。そして、従来の冷凍サイクルでは、液冷媒を膨張弁
により、線ｏに沿って点Ｗまで膨張させているので、気
体と液体との気液二相状態となった冷媒が積層型蒸発器
の複数に分岐した各流路へ導かれる。そのため、従来の
蒸発器内全体への冷媒の分配が均等に行なわれない。

【００７７】そこで、第１実施例の蒸発器３０１の熱交
換部３２０では、前述したように入口冷媒が、下入口冷
媒室３４２→接続タンク３２６ｂ→入口冷媒流路３４４
→接続タンク３２９ｂ→上入口冷媒室３４０から成る流
路列を通過し、その流路列と同様に構成された隣接する
流路列へ折り返して流れ込み、上昇・下降を繰り返す構
造を採用して、そのような複数の流路列から成る入口流
路内での圧力損失によって入口冷媒を蒸発圧力まで減圧
し低温化すると共に、その入口流路とプレート３２１の
壁面を隔てて配設された出口流路としての上出口冷媒タ
ンク部３４１（→接続タンク３２９ｂ）→出口冷媒流路
３４５（→接続タンク３２６ｂ）→下出口冷媒タンク部
３４３を通過する出口冷媒と、入口冷媒とを熱交換させ
ることによって、入口冷媒を線ｐ上に沿って点Ｘまで変
化させ、即ち液相側へシフトさせ、その大部分を液化し
ている（図３７中の乃至の数字は入口流路を通過す
る入口冷媒が折り返す回数を示し、折返しを重ねる度に
入口冷媒が減圧されると共に低温化して行く様子を示
す）。このように入口流路を通過することによって大部
分が液化した入口冷媒は、冷媒蒸発部３５０へ導かれ
る。その冷媒蒸発部３５０では、図２５に模式的に示す
ように、液冷媒の上方に位置する気体状冷媒が熱交換部
３２０に近い側の蒸発流路３８０に全て流れ込むため、
その他の多くの蒸発流路３８０には液単相の冷媒が導か
れ、それによって冷媒蒸発部３５０全体への冷媒の分配
は均等に行なわれる。冷媒蒸発部３５０で、冷媒は各蒸
発流路３８０を通過する際、フィン３５１を介して室内
空気と熱交換し蒸発（線ｒ１，ｒ２部分）して等温膨張
する。蒸発流路３８０を経て出口タンク部３７１で合流
した出口冷媒は、蒸発完了前（点Ｚ）の状態で、熱交換
部３２０へ送り込まれる。その出口冷媒は、熱交換部３
２０で入口冷媒と熱交換してスーパヒートを得て過熱蒸
気となり（線ｓ部分）、感温筒４０１を経て図示しない
圧縮機へ送られる。

【００７８】結局、熱交換部３２０では、図３７の線ｐ
上の入口冷媒と線ｓ上の出口冷媒とを熱交換している。
つまり冷媒蒸発部３５０から熱交換部３２０へ送り込む
出口冷媒は蒸発完了前の状態で良いため、冷媒蒸発部３
５０では冷媒が過熱蒸気になるまで室内空気と熱交換さ
せる必要がなく、従って、冷媒蒸発部３５０の入口側か
ら出口側までの間の冷媒の温度を一定に維持することが
可能である。しかも液相側へシフトさせて、冷媒蒸発部
３５０内でのドライアウトを防止しているので、熱交換
効率を全体に向上させ、かつ均一なものとしている。更
に、冷媒蒸発部３５０から送り出された出口冷媒を熱交
換部３２０で入口冷媒と熱交換させることによって、出
口冷媒にスーパヒートを与えている。このことから、冷
媒蒸発部３５０内で冷媒が液相側へシフトしているにも
かかわらず、冷媒は熱交換部３２０内部で完全に過熱蒸
気に変化し、圧縮機に液体状の冷媒が到達するのを防止
できる。

【００７９】以上詳述したように、第１実施例の積層型
蒸発器３０１によれば、熱交換部３２０を設け、入口流
路を折り返し構造（即ち、下入口冷媒室３４２→接続タ
ンク３２６ｂ→入口冷媒流路３４４→接続タンク３２９
ｂ→上入口冷媒室３４０・・・という構造、以下同様で
ある）として、入口流路を通過する入口冷媒が何度も折
り返すことによって、その流路内圧力損失に基づき入口
冷媒を蒸発圧力まで減圧すると共に、プレート３２１の
壁面を介して入口冷媒と出口冷媒とを熱交換させ、入口
冷媒を冷却し液相側へシフトさせて大部分を液化状態で
各蒸発流路３８０へ導いているため、各蒸発流路３８０
へ冷媒をほぼ均一に分配し、ドライアウトを防止するこ
とができる。それによって、冷媒蒸発部３５０での冷媒
による車室内空気の冷却効率を高め、蒸発器３０１の熱
交換性能を向上させることができる。

【００８０】なお、前述した入口流路の折り返し構造に
より、出口流路の流路断面積に比べ、入口流路の流路断
面積は著しく狭くなっているため、出口冷媒の方がガス
率が高い分だけ容積が大きいことを差し引いても、出口
流路を流れる出口冷媒の流速に比べ入口流路を流れる入
口冷媒の流速は極めて速く、そのような入口冷媒の流速
増大に基づく入口冷媒の減圧率の向上、及び入口冷媒と
プレート３２１壁面との熱伝達効率の向上による熱交換
部３２０での入口冷媒と出口冷媒との熱交換効率の向上
も図られている。

【００８１】しかも、そのように熱交換部３２０で入口
冷媒と出口冷媒とを熱交換させることによって出口冷媒
にスーパヒートを与え過熱蒸気としているので、液体状
の冷媒が圧縮機に到達するのを防止できる。このように
冷媒蒸発部３５０では冷媒が過熱蒸気になるまで室内空
気と熱交換させる必要がない。

【００８２】従って、冷媒蒸発部３５０の入口側から出
口側までの間で冷媒の温度を一定に維持し、その冷媒と
フィン３５１を介して熱交換される車室内空気の温度を
均一にし、かつ十分に冷却して使用者に不快感を与えな
いようにすることができる。また、第１実施例の積層型
蒸発器３０１の装置構成は、従来の積層型蒸発器である
冷媒蒸発部３５０の横に熱交換部３２０を設け、その横
に膨張弁４００，感温筒４０１を設けるという簡明なも
のとなっている。それ故、従来の冷凍システムに第１実
施例を用いても、ほとんどシステムの変更を必要としな
い。さらに、積層型蒸発器３０１は、その上流端に膨張
弁４００を備えるので、積層型蒸発器３０１の各構成部
品を高耐圧仕様とする必要もない。

【００８３】加えて、第１実施例の積層型蒸発器３０１
では、膨張弁４００と感温筒４０１との間である熱交換
部３２０において熱交換を行なうため、膨張弁４００に
よる制御の下で安定した熱交換を行うことにより、良好
な制御性を維持することができる。

【００８４】さらに、積層型蒸発器３０１の熱交換部３
２０において、出口冷媒は出口冷媒流路３４５を上から
下へ流れるため、入口冷媒が入口冷媒流路３４４を下か
ら上へ出口冷媒と逆方向に流れる場合、入口冷媒と出口
冷媒との間での熱交換は一層促進される。

【００８５】なお、第１実施例において、熱交換部３２
０の隣接する２枚のプレート３２１の背中合わせの凹面
部３２８を貫く円孔を設けることにより、又は横長孔３
２７、３３１を盲板等を用いて塞ぐことによって、入口
冷媒と出口冷媒との流路を変更して、熱交換部３２０に
おける熱交換量を調整し、出口冷媒が得るスーパヒート
の調整等を図ることも可能である。

【００８６】また、第１実施例ではプレート３２１とし
て左右逆の２つの形状のものを用いているが、プレート
３２１の形状を１つで済ませるため円孔３２５に対応す
る円孔を凹面部３２８にも設けた完全に上下対称のプレ
ートを用い、そのプレートを積層する際、上下何れかで
円孔３２５、３２８を盲板等により塞ぐようにしても良
い。

【００８７】次に図３８乃至図４４に基づき本発明の第
２実施例について説明する。なお、第１実施例と同様の
構造には、図面に対応する符号を付すにとどめ説明を省
略する。第１実施例の蒸発器３０１は熱交換部３２０
で、入口冷媒が、２枚の隣接するプレート３２１間の流
路列（下入口冷媒室３４２→接続タンク３２６ｂ→入口
冷媒流路３４４→接続タンク３２９ｂ→上入口冷媒室３
４０）を通過し、その流路列と同様に構成された隣接す
る流路列へ流れ込む際に折り返す構造としていたのに対
し、第２実施例の積層型蒸発器４０２は熱交換部４２０
で、第１実施例と同様の折り返し構造に加え、２枚の隣
接するプレート４２１の間に構成された流路内でも入口
冷媒が折り返す構造を採用して、入口流路における入口
冷媒の減圧率を高めている。

【００８８】第２実施例の蒸発器の外観は、第１実施例
の各々平面図及び正面図である図２６及び図２７に示さ
れている外観と略同様であり、その熱交換部４２０は、
図４２乃至図４４に示すように、エンドプレート４３
２、４３３の間に複数のプレート４２１をろう付けし積
層して成り、隣接するプレート４２１間に流路を形成し
冷媒を通過させている。

【００８９】プレート４２１は、図３８に正面を、図３
９乃至図４１に図３８Ａ−Ａ矢視断面乃至Ｃ−Ｃ矢視断
面を各々示すように、上下に長い矩形状平板の表面及び
裏面に凹凸が設けられ、後述する下部に穿設された小横
長孔４２５が上部に穿設されていない点を除き、上下対
称の形状とされている。

【００９０】プレート４２１の表面には端縁の少し内側
に、その端縁に沿った略環状の凸部としてリム部４３９
が形成され、積層されたプレート４２１のリム部４３９
同士が接合されることにより、複数のプレート４２１間
を流れる冷媒が外部に漏れ出ないようにされている。

【００９１】またリム部４３９がプレート４２１の平坦
な中央部に延び出すことにより、複数の中央凸条４５９
ａ、４５９ｂ、４５９ｃ、４５９ｄが形成され、その平
坦な中央部には、中央凸条４５９ａ、４５９ｂ、４５９
ｃ、４５９ｄで仕切られて成るヘアピン状に屈曲しつつ
１本に連なった流路部４５７が形成されている。なお、
流路部４５７の各幅は、プレート４２１の幅の約１／３
程として形成されている。前述の中央凸条は、リム部４
３９の一側端中程からプレート４２１の中央部に向かっ
て水平にプレート４２１の幅方向約２／３の長さまで延
び出した中央凸条４５９ａ、その延び出した中央凸条４
５９ａの先端で更に上下方向に分かれて垂直に流路部４
５７の上下端から流路部４５７の幅の長さを余す位置ま
で延び出した中央凸条４５９ｂ、上部のリム部４３９か
ら下方に延び出して中央凸条４５９ｂと前述のリム部４
３９の一側端との中間で双方に平行に中央凸条４５９ａ
から流路部４５７の幅を余す位置まで至った中央凸条４
５９ｃ、及び中央凸条４５９ｃと上下対称に形成された
中央凸条４５９ｄから成る。

【００９２】また各流路部４５７には、プレート４２１
の剛性を高め流路部４５７に沿って流れる冷媒とプレー
ト４２１の壁面との熱伝達効率を向上させると共に後述
する流路内圧力損失を大きくするため、プレート４２１
の表面に対し凹溝とされたクロスリブ４５８が、各流路
部４５７の両側端部を少し余す長さで斜めに複数形成さ
れている。

【００９３】流路部４５７とプレート４２１の下端との
間には、熱交換部４２０に送り込まれた入口冷媒を導く
ための小横長孔４２５、及び出口冷媒を導くための大横
長孔４２７が横並びに穿設されている。小横長孔４２５
の周囲には小横長孔４２５より少しくぼんだ環状凹部４
２４が形成されている。また大横長孔４２７の周囲には
平坦な環状平坦部４２６が形成されている。環状平坦部
４２６の周囲は前述のリム部４３９が延び出しており、
そのリム部４３９により環状凹部４２４と環状平坦部４
２６とが仕切られている。

【００９４】また流路部４５７とプレート４２１の上端
との間には、下部に対応して、大横長孔４３１が穿設さ
れ、環状凹部４２８及び環状平坦部４２９が形成されて
いるが、小横長孔は穿設されていない。そしてプレート
４２１において、環状凹部４２８は流路部４５７の一端
に連なり、環状凹部４２４は流路部４５７の他端に連な
っている。

【００９５】このようなプレート４２１には、第１実施
例のプレート３２１同様、左右逆形状の２つの型のもの
が形成される。但し、その２つの型のプレート３５２に
おいて、クロスリブ４５８は、２つの型のプレート４２
１を向かい合わせたときに、互いに交差する方向に形成
されている。

【００９６】図４２乃至図４４に基づき、プレート４２
１の積層状態を説明する。プレート４２１の積層手順
は、第１実施例でのプレート３２１の積層手順に準じて
行なわれ、まず２枚の異なる型のプレート４２１の裏面
同士を重ねて組とし、その組を貫く小横長孔４２５が、
重ねられて隣接する組毎に上下交互に配設されると共
に、積層された複数のプレート４２１の上部と下部と
で、大横長孔４２７、４３１が重なって全てのプレート
４２１を貫通し、それによって後述の上出口冷媒タンク
及び下出口冷媒タンク４４３ａをそれぞれ連通して成る
空洞状の上出口冷媒タンク部（図示しない）及び下出口
冷媒タンク部４４３が形成されている。

【００９７】このように複数のプレート４２１が積層さ
れた熱交換部４２０の下部では、図３８のＡ−Ａ線矢視
（及び対応するプレート４２１の上部）での積層断面が
表れている図４２に示すように、隣接する２枚のプレー
ト４２１間に、環状凹部４２４及び環状凹部４２８が向
かい合って成る下入口冷媒室４４２と、リム部４３９及
び環状平坦部４２６の裏面同士が向かい合って成る又は
リム部４３９及び環状平坦部４２６の裏面同士が向かい
合って成る下出口冷媒タンク４４３ａとが形成されてい
る。なお、熱交換部４２０の上部には、前述した下部と
同様な構造で、図示しない上入口冷媒室と上出口冷媒タ
ンクとが形成されている。

【００９８】また、熱交換部４２０の上下中程では、図
３８のＣ−Ｃ線矢視での積層断面が表れている図４４に
示すように、隣接する２枚のプレート４２１間に、中央
凸条４５９ａ及び流路部４５７の裏面同士が向かい合っ
て成る出口冷媒流路４４５と、流路部４５７が向かい合
って成る入口冷媒流路４４４ｃとが形成されている。

【００９９】さらに、熱交換部４２０の下部と中程との
中間では、プレート４２１のＢ−Ｂ線矢視断面（及びそ
の断面に対応する上部断面）における積層断面が表れて
いる図４３に示すように、隣接する２枚のプレート４２
１間に、流路部４５７同士が向かい合って成る入口冷媒
流路４４４ａ、４４４ｂ、４４４ｃと、中央凸条４５９
ａ及び流路部４５７の裏面同士が向かい合って成る出口
冷媒流路４４５とが形成されている。

【０１００】このように形成された第２実施例の蒸発器
の熱交換部４２０では、第１実施例と同様に、入口冷媒
は、２枚のプレート４２１の間に形成された下入口冷媒
室４４２→入口冷媒流路４４４ａ、４４４ｂ、４４４ｃ
→上入口冷媒室から成る流路列を通過して、その流路列
と同様に構成された隣接する流路列へ折り返して流れ込
み、上昇・下降を繰り返す。その際、入口冷媒は、出口
流路としての上出口冷媒タンク部→出口冷媒流路４４５
→下出口冷媒タンク部４４３を通過する出口冷媒と、プ
レート４２１の壁面を介して熱交換する。

【０１０１】それと共に、熱交換部４２０では、入口冷
媒が、２枚のプレート４２１の間に形成された前述の流
路列を通過する際にも、何度も折り返して上昇・下降を
繰り返すので、流路列が複数連なって成る入口流路を入
口冷媒が通過するときの減圧率は一層高められる。

【０１０２】具体的には、図３８に矢印で示すように、
入口冷媒は、まず２枚のプレート間の下部において、下
入口冷媒室４４２から、リム部４３９及び中央凸条４５
９ｄの間の入口冷媒流路４４４ａを上昇して、中央凸条
４５９ａに沿って折り返し（矢印イ）、中央凸条４５９
ｂ及び中央凸条４５９ｄの間の入口冷媒流路４４４ｂを
下降して、流路部４５７の下端を成すリム部４３９に沿
って折り返し（矢印ロ）、中央凸条４５９ｂ及びリム部
４３９の間の入口冷媒流路４４４ｃを上昇する。更に同
一の２枚のプレート間の上部でも同様な入口冷媒の折返
し及び上昇・下降が繰り返され、上入口冷媒室に至る。
このように、入口冷媒が、２枚のプレート間に形成され
た流路列で４回（下部で２回及び上部で２回）折り返し
て上昇・下降を繰り返すことにより、流路内圧力損失は
更に大きくなり、入口流路での入口冷媒の減圧率を高め
ることができる。

【０１０３】また、以上のように２枚のプレート４２１
間で何度も屈曲させて構成された第２実施例における入
口流路は、第１実施例のものに比べ流路断面積が狭いの
で、入口流路での入口冷媒は更に増速され、それによっ
て入口冷媒の減圧率は一層高められる。

【０１０４】さらに、第１実施例に比べ第２実施例の入
口流路は、２枚のプレート４２１間で何度も屈曲させて
いる分だけ流路の長さも長くなっており、加えてクロス
リブ４５８が流路壁の凹凸を構成するため、その入口流
路を通過する入口冷媒の流路内圧力損失は一層大きくな
る。

【０１０５】このような第２実施例を用いた場合、入口
冷媒に入口流路を通過させ蒸発圧力まで減圧すること
が、第１実施例を用いた場合よりも容易であるため、前
述した第１実施例の効果と同様な効果を一層増進させる
ことが可能である。第２実施例では、前述のように中央
凸条４５９ａ〜ｄを設け入口冷媒流路４４４ａ〜ｃを構
成することによって、２枚のプレート４２１間で入口冷
媒が４回折り返すようにしているが、さらに、中央凸条
４５９ａ〜ｄの他に中央凸条を設け２枚のプレート４２
１間での入口冷媒流路の屈曲回数を増やすことによっ
て、入口冷媒の入口流路における減圧率を一層高めるこ
とができる。

【０１０６】本実施例で入口流路における流路内圧力損
失により行っている入口冷媒の減圧は、そのような流路
内圧力損失による代わりに入口流路と蒸発流路との間に
部分的な固定絞りを設けることによっても実現可能であ
るが、本実施例では、部分的な固定絞りを設けることな
しに、上述したような流路内圧力損失によって十二分な
入口冷媒の減圧を図ることが可能である。

【０１０７】なお、第２発明の各実施例の積層型蒸発器
では、冷媒蒸発部３５０、４５０及び熱交換部３２０、
４２０を一体型としているが、冷媒蒸発部３５０、４５
０と熱交換部３２０、４２０とを分離して配管等により
接続した別置タイプにしてもよい。例えば、自動車用エ
アコンの場合、冷媒蒸発部３５０を車室内に、熱交換部
３２０を車室外に設置して配管接続しても良い。 ［第３発明の実施例］次に第３発明の実施例を説明す
る。

【０１０８】図４５に第１実施例の冷凍サイクル装置５
００の構成図を示す。本冷凍サイクル装置５００は、圧
縮機（コンプレッサ）５０１、凝縮器（コンデンサ）５
０３、受液器（レシーバ）５０５、膨張弁５０７、熱交
換器５０９、固定開度の絞り弁５１１、および冷媒蒸発
流路（エバポレータ）５１３を備えている。

【０１０９】この内、膨張弁５０７、熱交換器５０９、
固定開度の絞り弁５１１、および冷媒蒸発流路（エバポ
レータ）５１３の組合せは蒸発器として、第１発明の各
実施例が使用できる。膨張弁５０７は、熱交換器５０９
と圧縮機５０１との間に配置した感温筒５０７ａを備
え、その位置の過熱度を弁開度に反映させている。即
ち、膨張弁５０７は、熱交換器５０９から出てきて圧縮
機５０１へ向かう冷媒の過熱度が、常に所定過熱度に維
持されるように、冷媒の流量をコントロールすることに
より、室内温度の変動や圧縮機５０１の回転速度の変動
に対応している。このことにより、冷媒蒸発流路５１３
により冷却されて吹き出す空気の温度が所定温度に維持
される。尚、膨張弁５０７が第１の減圧手段に該当し、
固定開度の絞り弁５１１が第２の減圧手段に該当する。

【０１１０】上記所定過熱度は、圧縮機５０１に液体状
の冷媒が到達しないように十分に高い値に設定してある
とともに、冷媒蒸発流路５１３から熱交換器５０９内へ
導入された冷媒（出口冷媒）が熱交換器５０９内で、乾
き度１未満の状態から、乾き度１以上である過熱蒸気に
変化するように設定してある。

【０１１１】このような設定は、膨張弁５０７の調整機
構や固定開度の絞り弁５１１の開度等の調整によりなさ
れる。本実施例はこのように構成されていることによ
り、第１発明の図１５，図２２と同様な冷凍サイクルが
実現される。

【０１１２】第１実施例の冷凍サイクル装置５００によ
れば、熱交換器５０９および絞り弁５１１を設け、更に
膨張弁５０７により熱交換器５０９内で、出口冷媒が乾
き度１未満の状態から、乾き度１以上である過熱蒸気に
変化するように設定したことにより、冷媒蒸発流路５１
３において内面がドライアウトすることを防止でき、熱
交換効率を高めることができる。この結果、冷媒蒸発流
路５１３全域の冷媒と室内空気との熱交換効率を均一に
することができ、冷媒蒸発流路５１３から吹き出す室内
空気の温度を均一かつ十分に低下させることができる。

【０１１３】次に他の実施例について説明する。尚、第
１実施例と機能が同一の部分は同一の符号を付けて説明
は省略する。図４６に第２実施例の冷凍サイクル装置５
２０の構成図を示す。本冷凍サイクル装置５２０は、圧
縮機（コンプレッサ）５０１、凝縮器（コンデンサ）５
０３、受液器（レシーバ）５０５、熱交換器５０９、固
定開度の絞り弁５１１、および冷媒蒸発流路（エバポレ
ータ）５１３を備え、膨張弁の代わりに固定開度の絞り
弁５２７を備えている。

【０１１４】この様な構成では、熱交換器５０９から出
てきて圧縮機５０１へ向かう冷媒の過熱度が、常に所定
の過熱度に維持されるように、圧縮機５０１の回転速度
を調節することにより、第１実施例と同様な効果を生じ
させることが出来る。また、熱交換器５０９と冷媒蒸発
流路５１３との間にある固定開度の絞り弁５１１の代わ
りに、第１実施例と同じ位置に感温筒を有する膨張弁を
備えれば、第１実施例と同様に冷媒流量の調整が可能と
なる。

【０１１５】図４７に第３実施例の冷凍サイクル装置５
３０の構成図を示す。本冷凍サイクル装置５３０は、第
１実施例と異なり、膨張弁５０７が備えられていない。
従って、圧縮機５０１の能力や固定開度の絞り弁５１１
の開度等の調整、あるいはその他の構成の適宜なされる
設定により、図４８に示す冷凍サイクルが実現される。

【０１１６】この冷凍サイクルでは、圧縮機５０１によ
り圧縮された（図中線ａ−ｂ部分）高圧の冷媒は、凝縮
器５０３で放熱し（図中線ｂ−ｃ部分）、気体状冷媒か
ら液体状冷媒へと相変化する。更に熱交換器５０９によ
り冷却されて（図中線ｃ−ｅ部分）完全に液化される。
そして、絞り弁５１１により膨張させている（図中線ｅ
−ｆ部分）。次に冷媒蒸発流路５１３内で冷媒の一部が
気化しつつ室内空気と熱交換する（図中線ｆ−ｇ部
分）。更に熱交換器５０９により加熱されて（図中線ｇ
−ａ部分）、乾き度が１未満から１以上に変化し完全に
気化される。

【０１１７】本実施例では、熱交換器５０９で入口冷媒
と出口冷媒を熱交換させることで入口冷媒を冷却して
（ｃ−ｅ線）、冷媒を液相方向へシフトしている。この
ため、冷媒は完全に液体となり、冷媒蒸発流路５１３内
でも液体状態が十分に維持され（ｆ−ｇ線）、冷媒蒸発
流路５１３内でドライアウト状態とはならない。従っ
て、冷媒蒸発流路５１３での熱交換効率を全体に向上さ
せ、かつ均一なものとしている。更に、冷媒蒸発流路５
１３から送り出された出口冷媒を熱交換器５０９で入口
冷媒と熱交換させることによって、出口冷媒にスーパヒ
ートを与えている。このことから、冷媒蒸発流路５１３
内では冷媒が液相側へシフトしているにもかかわらず、
冷媒は熱交換器５０９内部で乾き度１未満から１以上に
変化して完全に過熱蒸気となり、圧縮機５０１に液体状
の冷媒が到達するのを防止できる。

【０１１８】本実施例の絞り弁５１１の代わりに、熱交
換器５０９と圧縮機５０１との間に感温筒を有する膨張
弁を備えれば、第１実施例と同様に冷媒流量の調整が可
能となる。図４９に第４実施例の冷凍サイクル装置５４
０の構成図を示す。本冷凍サイクル装置５４０は、第１
実施例と異なり、膨張弁５０７の代わりに開度固定の絞
り弁５４１が備えられている。また、冷媒蒸発流路５１
３の上流側の絞り弁５１１がなく下流側に固定開度の絞
り弁５４３が設けられている点が異なる。

【０１１９】従って、圧縮機５０１の能力や固定開度の
絞り弁５４１，５４３の開度等、あるいはその他の構成
の適宜なされる設定により、図５０に示す冷凍サイクル
が実現される。この冷凍サイクルでは、圧縮機５０１に
より圧縮された（図中線ａ−ｂ部分）高圧の冷媒は、凝
縮器５０３で放熱し（図中線ｂ−ｃ部分）、気体状冷媒
から液体状冷媒へと相変化する。次に絞り弁５４１にて
膨張させて（図中線ｃ−ｄ部分）、冷媒は低温の気液二
相状態となる。更に熱交換器５０９により冷却されて
（図中線ｄ−ｅ部分）完全に液化される。この熱交換器
５０９では流路の圧力損失が無視できないため、線ｄ−
ｅは傾いている。次に、冷媒蒸発流路５１３内で冷媒の
一部が気化しつつ室内空気と熱交換する（図中線ｅ−ｆ
部分）。次に絞り弁５４３により膨張させている（図中
線ｆ−ｇ部分）。次に熱交換器５０９により加熱されて
（図中線ｇ−ａ部分）、乾き度が１未満から１以上に変
化し完全に気化される。前述したごとく、この熱交換器
５０９では圧力損失が無視できないため、線ｇ−ａは傾
いている。

【０１２０】本実施例でも第１実施例と同様に、熱交換
器５０９で入口冷媒と出口冷媒を熱交換させることで入
口冷媒を冷却して（ｄ−ｅ線）、冷媒を液相方向へシフ
トしている。このため、冷媒は完全に液体となり、冷媒
蒸発流路５１３内でも液体状態が十分に維持され（ｅ−
ｆ線）、冷媒蒸発流路５１３内でドライアウト状態とは
ならない。従って、冷媒蒸発流路５１３での熱交換効率
を全体に向上させ、かつ均一なものとしている。更に、
冷媒蒸発流路５１３から送り出された出口冷媒を、絞り
弁５４３を介して膨張させた後、熱交換器５０９で入口
冷媒と熱交換させることによって、出口冷媒にスーパヒ
ートを与えている。このことから、冷媒蒸発流路５１３
内で冷媒が液相側へシフトしているにもかかわらず、冷
媒は熱交換器５０９内部で乾き度１未満から１以上に変
化して完全に過熱蒸気となり、圧縮機５０１に液体状の
冷媒が到達するのを防止できる。

【０１２１】本実施例の絞り弁５４１の代わりに、熱交
換器５０９と圧縮機５０１との間に感温筒を有する膨張
弁を備えれば、第１実施例と同様に冷媒流量の調整が可
能となる。また、絞り弁５４１はそのままとして、もう
一方の絞り弁５４３の代わりに、熱交換器５０９と圧縮
機５０１との間に感温筒を有する膨張弁を備えても、第
１実施例と同様に冷媒流量の調整が可能となる。

【０１２２】尚、熱交換器５０９内の流路で圧力損失が
ほとんど無い場合には、ｄ−ｅ線およびｇ−ａ線はエン
タルピの座標軸に平行になる。図５１に第５実施例の冷
凍サイクル装置５５０の構成図を示す。本冷凍サイクル
装置５５０は、第１実施例と異なり、膨張弁５０７の代
わりに冷媒の流動抵抗となる螺旋状のキャピラリ５５１
が備えられている。また、熱交換器５５３は入口冷媒流
路５５３ａが流動抵抗が高く設定されている。更にアキ
ュムレータ５５５が熱交換器５５３と圧縮機５０１との
間に設けられている。

【０１２３】従って、圧縮機５０１の能力、キャピラリ
５５１の流動抵抗、熱交換器５５３の入口冷媒流路５５
３ａの流動抵抗、あるいはその他の構成の適宜なされる
設定により、図５２に示す冷凍サイクルが実現される。
この冷凍サイクルでは、圧縮機５０１により圧縮された
（図中線ａ−ｂ部分）高圧の冷媒は、凝縮器５０３で放
熱し（図中線ｂ−ｃ部分）、気体状冷媒から液体状冷媒
へと相変化する。次にキャピラリ５５１にて膨張させて
（図中線ｃ−ｄ部分）、冷媒は低温の気液二相状態とな
る。更に熱交換器５５３により減圧されつつ冷却されて
（図中線ｄ−ｅ部分）完全に液化される。そして、冷媒
蒸発流路５１３内で冷媒の一部が気化しつつ室内空気と
熱交換する（図中線ｅ−ｆ部分）。次に熱交換器５５３
により加熱されて（図中線ｆ−ａ部分）、乾き度が１未
満から１以上に変化し完全に気化される。

【０１２４】本実施例では、熱交換器５５３で入口冷媒
と出口冷媒を熱交換させることで入口冷媒を冷却して冷
媒を液相方向へシフトしている（図中線ｄ−ｅ部分）。
このため、冷媒は完全に液体となり、冷媒蒸発流路５１
３内でも液体状態が十分に維持され（ｅ−ｆ線）、冷媒
蒸発流路５１３内でドライアウト状態とはならない。従
って、冷媒蒸発流路５１３での熱交換効率を全体に向上
させ、かつ均一なものとしている。更に、冷媒蒸発流路
５１３から送り出された出口冷媒を、熱交換器５５３で
入口冷媒と熱交換させることによって、出口冷媒にスー
パヒートを与えている。このことから、冷媒蒸発流路５
１３内で冷媒が液相側へシフトしているにもかかわら
ず、冷媒は熱交換器５５３内部で乾き度１未満から１以
上に変化して完全に過熱蒸気となり、圧縮機５０１に液
体状の冷媒が到達するのを防止できる。また気液を分離
して、液相のみ送り出すアキュムレータ５５５が存在し
ているので、一層効果的に、圧縮機５０１に液体状の冷
媒が到達するのを防止できるし、更に冷媒の流量調節を
実行していなくても、圧縮機５０１に液体状の冷媒が到
達するのを防止できる。

【０１２５】尚、本実施例では、熱交換器５５３で入口
冷媒と出口冷媒を熱交換させることで入口冷媒を冷却し
て冷媒を液相方向へシフトするとともに、流動抵抗によ
る圧力損失を利用して減圧している（図中線ｄ−ｅ部
分）。このように熱交換器５５３の入口冷媒流路が第２
の減圧手段を兼ねているため冷媒蒸発流路５１３の前後
に絞り弁等を備える必要がない。

【０１２６】更にキャピラリ５５１を省略して、熱交換
器５５３の入口冷媒流路５５３ａに、キャピラリ５５１
の役目を兼ねさせることもできる。この場合は、圧力の
座標軸に平行なｃ−ｄ線の行程は無くなる。また本実施
例のキャピラリ５５１の前後、冷媒蒸発流路５１３の前
後に、熱交換器５５３と圧縮機５０１との間に感温筒を
有する膨張弁を備えれば、第１実施例と同様に冷媒流量
の調整が可能となる。

【０１２７】図５３に第６実施例の冷凍サイクル装置５
６０の構成図を示す。本冷凍サイクル装置５６０は、第
５実施例の熱交換器５５３の代わりに螺旋状キャピラリ
５６３ａを入口冷媒の流路とした熱交換器５６３を備え
ている。この螺旋状キャピラリ５６３ａは第５実施例の
入口冷媒流路５５３ａと同様に作用する。

【０１２８】このため、圧縮機５０１の能力、キャピラ
リ５５１の流動抵抗、熱交換器５５３の入口冷媒の螺旋
状キャピラリ５６３ａの流動抵抗、あるいはその他の構
成の適宜なされる設定により、前述の図５２と同様な冷
凍サイクルが実現される。従って、第５実施例と同様な
効果が達成できると共に、同様な変形をして用いること
が出来る。

【０１２９】図５４に第７実施例の冷凍サイクル装置５
７０の構成図を示す。本冷凍サイクル装置５７０は、第
６実施例のキャピラリ５５１の代わりに、熱交換器５６
３と圧縮機５０１との間に感温筒５７１ａを有する膨張
弁５７１を備えている。またアキュムレータ５５５は存
在しない。この構成は、第２発明の積層型蒸発器を適用
した場合に該当する。

【０１３０】このため、膨張弁５７１の設定、圧縮機５
０１の能力、キャピラリ５５１の流動抵抗、熱交換器５
５３の入口冷媒の螺旋状キャピラリ５６３ａの流動抵
抗、あるいはその他の構成の適宜なされる設定により、
前述の図５２と同様な冷凍サイクルが実現される。また
アキュムレータ５５５がない代わりに、膨張弁５７１が
熱交換器５６３から圧縮機５０１へ向かう冷媒の過熱度
を適切に調節できるので、液体状の冷媒が圧縮機５０１
へ到達するのを十分防止できる。

【０１３１】従って、第５実施例と同様な効果が達成で
きる。また、第５実施例と同様な変形をして用いること
が出来る。図５５に第８実施例の冷凍サイクル装置５８
０の構成図を示す。本冷凍サイクル装置５８０は、第２
実施例の固定開度の絞り弁５２７の代わりに、その絞り
弁５２７の位置にキャピラリ５８１を備えている。

【０１３２】このため、圧縮機５０１の能力、キャピラ
リ５８１の流動抵抗、固定開度の絞り弁５１１の開度あ
るいはその他の構成の適宜なされる設定により、図５６
に示す冷凍サイクルが実現される。この冷凍サイクルで
は、圧縮機５０１により圧縮された（図中線ａ−ｂ部
分）高圧の冷媒は、凝縮器５０３で放熱し（図中線ｂ−
ｃ部分）、気体状冷媒から液体状冷媒へと相変化する。
更にキャピラリ５８１により、減圧して（図中線ｃ−ｄ
部分）膨張させ、熱交換器５０９により冷却されて（図
中線ｄ−ｅ部分）完全に液化される。そして、絞り弁５
１１により、減圧して（図中線ｅ−ｆ部分）膨張させて
いる。次に冷媒蒸発流路５１３内で冷媒の一部が気化し
つつ室内空気と熱交換する（図中線ｆ−ｇ部分）。更に
熱交換器５０９により加熱されて（図中線ｇ−ａ部
分）、乾き度が１未満から１以上に変化し完全に気化さ
れる。

【０１３３】従って、第２実施例と同様な効果を生じる
とともに、同様な変形が可能である。図５７に第９実施
例の冷凍サイクル装置５９０の構成図を示す。本冷凍サ
イクル装置５９０は、第２実施例の固定開度の絞り弁５
２７をなくして、熱交換器５９１の入口冷媒流路５９１
ａを螺旋状のキャピラリとしている。この入口冷媒流路
５９１ａは、第２実施例の固定開度の絞り弁５２７の作
用も生ずる。

【０１３４】このため、圧縮機５０１の能力、入口冷媒
流路５９１ａの流動抵抗、固定開度の絞り弁５１１の開
度あるいはその他の構成の適宜なされる設定により、図
５８に示す冷凍サイクルが実現される。この冷凍サイク
ルでは、圧縮機５０１により圧縮された（図中線ａ−ｂ
部分）高圧の冷媒は、凝縮器５０３で放熱し（図中線ｂ
−ｃ部分）、気体状冷媒から液体状冷媒へと相変化す
る。更に熱交換器５９１の入口冷媒流路５９１ａにて減
圧されながら冷却される（図中線ｃ−ｅ部分）。そし
て、絞り弁５１１により、減圧して膨張させている（図
中線ｅ−ｆ部分）。次に冷媒蒸発流路５１３内で冷媒の
一部が気化しつつ室内空気と熱交換する（図中線ｆ−ｇ
部分）。更に熱交換器５０９により加熱されて（図中線
ｇ−ａ部分）、乾き度が１未満から１以上に変化し完全
に気化される。

【０１３５】従って、熱交換器５９１の上流に絞り弁が
なくても第２実施例と同様な効果を生じるとともに、同
様な変形が可能である。また、入口冷媒流路５９１ａ
は、流動抵抗を強めて、冷媒を更に減圧させるように設
定すれば、絞り弁５１１の役目も兼ねさせることができ
るので、絞り弁５１１を省略することもできる。その場
合の冷凍サイクルは図５８に示した圧力座標軸に平行な
線ｅ−ｆがなくなり、一点鎖線で示すごとくになる。

【０１３６】図５９に第１０実施例の冷凍サイクル装置
６００の構成図を示す。本冷凍サイクル装置６００は、
第１実施例に示した入口冷媒と出口冷媒とを直接熱交換
させる熱交換器５０９をなくして、間接的に入口冷媒と
出口冷媒とを熱交換させる熱交換器６０１を設けてい
る。

【０１３７】即ち、熱交換器６０１は、２つの熱交換器
６０７，６０９、空気流通路６１１および送風装置６１
３を備えている。２つの熱交換器６０７，６０９は、空
気との熱交換器であり、それぞれ入口冷媒流路６０３と
出口冷媒流路６０５に設けられている。更にこれら２つ
の熱交換器６０７，６０９は１つの空気流通路６１１内
に設置され、送風装置６１３により出口冷媒流路６０５
側から入口冷媒流路６０３側へ空気を送っている。この
ことにより、入口冷媒と出口冷媒とが空気を介して間接
的に熱交換される。尚、送風は入口冷媒流路６０３側か
ら出口冷媒流路６０５側へ向かってもよい。この送風方
向および送風量は、熱交換に使用される空気の温度に応
じて決定すればよい。

【０１３８】本実施例はこのように構成されていること
により、第１発明の図１５，図２２と同様な冷凍サイク
ルが実現され、第１実施例と同様な効果を生じる。更
に、冷凍サイクル装置６００の設計上、入口冷媒流路６
０３と出口冷媒流路６０５とが離れていても、熱交換が
可能となる。

【０１３９】図６０に第１１実施例の冷凍サイクル装置
６２０の構成図を示す。本冷凍サイクル装置６２０は、
第１０実施例の熱交換器６０１の代わりに液体を媒体と
する熱交換器６２１を設けている。即ち、熱交換器６２
１は、液体との２つの熱交換器６２３，６２５、ループ
状液体流通路６２７および循環装置６２９を備えてい
る。２つの熱交換器６２３，６２５は、入口冷媒流路６
０３と出口冷媒流路６０５に、それぞれ設けられてい
る。これら２つの熱交換器６２３，６２５は１つのルー
プ状液体流通路６２７の一部を熱交換のために取り込ん
でいる。このループ状液体流通路６２７内では、循環装
置６２９により、図の時計回りに液体を循環させてい
る。このことにより、入口冷媒と出口冷媒とがループ状
液体流通路６２７内の液体を介して間接的に熱交換され
る。尚、液体の循環方向は反時計まわりでもよい。

【０１４０】本実施例はこのように構成されていること
により、第１発明の図１５，図２２と同様な冷凍サイク
ルが実現され、第１０実施例と同様な効果を生じる。図
６１に第１２実施例の冷凍サイクル装置６３０の構成図
を示す。本冷凍サイクル装置６３０は、第１０実施例に
示した構成の内、２つの熱交換器６０７，６０９がそれ
ぞれ独立した空気流通路６０７ａ，６０９ａを有し、そ
れぞれ独立に送風装置６０７ｂ，６０９ｂが設けられて
いる点が異なる。

【０１４１】このことにより、第１０実施例と同様な効
果を生ずるとともに、図１５で示す線ｐおよび線ｓ１＋
ｓ２の長さをを自由に設定できるので、冷凍サイクル制
御の自由度を高めることができる。従って、冷凍サイク
ル装置６３０の運転環境に応じて、２つの熱交換器６０
７，６０９の送風装置６０７ｂ，６０９ｂのいずれかを
停止して運転することもできる。

【０１４２】図６２に第１３実施例の冷凍サイクル装置
６４０の構成図を示す。本冷凍サイクル装置６４０は、
第２実施例に示した構成の内、熱交換器５０９をそれぞ
れ独立した冷却装置６４１および昇温装置６４５に代え
たものである。冷却装置６４１は、冷媒蒸発流路５１３
からのドレン水５１３ａを貯留するタンク６４３を備
え、そのドレン水５１３ａの中に入口冷媒流路６０３が
浸漬している。このため入口冷媒は冷却される。昇温装
置６４５は、第１２実施例と同じ熱交換器６４７と独立
した空気流通路６４７ａとを備えて、凝縮器５０３の送
風装置５０３ａからの高温の空気を導入している。この
ため出口冷媒流路６０５は加熱される。このことによ
り、第２実施例と同様な効果を生じる。また送風装置５
０３ａの運転と、タンク６４３へのドレン水５１３ａの
供給制御とを独立に行う構成とすれば、実施例１２と同
様な運転方法が採用できるので、実施例１２と同様な効
果を生ずる。

【０１４３】各実施例において、特に冷媒蒸発流路の下
流端での冷媒の乾き度が０．７〜０．８５の範囲に設定
することが、熱交換性能上好ましい。また冷媒蒸発流路
の上流端での冷媒の乾き度が０．０５〜０．２の範囲に
設定することも熱交換性能上好ましい。勿論、冷媒蒸発
流路の上流端での冷媒の乾き度は、０以下でもよい。

【０１４４】上記実施例１〜１１の熱交換器５０９，５
５３，５６３，５９１，６０１，６２１は、冷却手段と
昇温手段とを組み合わせたものに該当する。また、実施
例１２の熱交換器６０７、実施例１３の冷却装置６４１
が冷却手段に該当し、実施例１２の熱交換器６０９、実
施例１３の昇温装置６４５が昇温手段に該当する。

【０１４５】以上各発明の実施例について説明したが、
各発明はこのような実施例に何ら限定されるものではな
く、各発明の要旨を変更しない範囲において、当業者が
想到し得る全ての実施例を含む。勿論、各発明の各実施
例も自動車用空気調和装置分野に限らず、冷蔵庫、建築
物用空気調和装置等の分野にも適用できる。

【０１４６】

【発明の効果】以上詳述したように、第１発明および第
２発明の蒸発器は、適用される冷凍サイクルにおいて、
蒸発器における冷媒の乾き度を低下でき、室内空気との
熱交換効率を向上させることができると共に、液体状の
冷媒が圧縮機に到達するのを防止することができる。

【０１４７】第３発明の冷凍サイクル装置は、蒸発器と
室内空気との熱交換効率を向上させることができると共
に、液体状の冷媒が圧縮機に到達するのを防止すること
ができる。この結果、各発明とも、室内空気を均一にか
つ十分に冷却することができ、室内に居る者に不快感を
与えることがない。また、第１発明、第２発明、及び第
３発明ともに、蒸発器の上流端に減圧手段（第１の減圧
手段）が設けられ、さらに蒸発器内部に絞り弁等の別の
減圧手段（第２の減圧手段）が設けられている。 このよ
うに２段に減圧する構成を有するため、蒸発器の内部に
一つの減圧手段を設けるタイプの従来の構成と異なり、
蒸発器内の入口流路（熱交換部）を低圧部品にて構成す
ることができる。このため、入口流路の耐圧強度を冷媒
蒸発流路と同程度にまで低く構成することができる。こ
の結果、熱交換部に耐圧強度の高い高価な部品を使用す
る必要がなくなる。 また、このように２段に減圧してそ
の１段目と２段目の間で熱交換をさせる構成となってい
るため、入口流路と出口流路との間に圧力差を設けるこ
とができる。これにより、入口流路と出口流路との間に
はこの圧力差に伴う温度差が生じる。また、１段の減圧
手段により減圧する従来の構成と異なり段階的に減圧す
ることができるため、１段目の減圧手段による圧力の低
減量を小さくすることができる。このため、入口流路に
おいて冷媒が気液二相状態である領域を設けることがで
き、その間の熱伝達率を高く保持することができる。以
上の結果、良好な熱交換性能を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１発明の第１実施例における蒸発器の動作
を説明する模式図である。

【図２】 上記実施例の蒸発器の平面図である。

【図３】 上記蒸発器の正面図である。

【図４】 上記蒸発器のプレートの正面図である。

【図５】 上記プレートの図４Ａ−Ａ線断面図である。

【図６】 上記プレートの図４Ｂ−Ｂ線断面図である。

【図７】 上記プレートの図４Ａ−Ａ線での積層状態を
表す断面平面図である。

【図８】 上記プレートの図４Ｂ−Ｂ線での積層状態を
表す断面平面図である。

【図９】 上記実施例の蒸発器を図３Ｄ−Ｅ線から見た
矢視図である。

【図１０】 上記蒸発器を図３Ｄ−Ｆ線から見た矢視図
である。

【図１１】 上記蒸発器を図３Ｄ−Ｇ線から見た矢視図
である。

【図１２】 上記蒸発器のプレートの平面図である。

【図１３】 上記蒸発器の冷媒蒸発部の図２Ｈ−Ｈ線で
の断面正面図である。

【図１４】 上記冷媒蒸発部の図１３Ｊ−Ｊ線での断面
平面図である。

【図１５】 上記実施例の冷媒の状態を表すモリエ線図
である。

【図１６】 第１発明の第２実施例の蒸発器を図３Ｄ−
Ｅ線から見た矢視図である。

【図１７】 上記実施例のプレートの平面図である。

【図１８】 上記実施例における蒸発器の動作を説明す
る模式図である。

【図１９】 第１発明の第３実施例の蒸発器を図３Ｄ−
Ｅ線から見た矢視図である。

【図２０】 第１発明の第４実施例の平面図である。

【図２１】 チューブに絞り部を形成する説明図で、ａ
は斜視図、ｂは側面図である。

【図２２】 第１発明の第４実施例のモリエル線図であ
る。

【図２３】 第１発明の第５実施例の正面図である。

【図２４】 上記実施例における冷媒流の斜視図であ
る。

【図２５】 第２発明の第１実施例の積層型蒸発器を模
式的に示す説明図である。

【図２６】 積層型蒸発器の平面図である。

【図２７】 積層型蒸発器の正面図である。

【図２８】 プレートの正面図である。

【図２９】 プレートの図２８Ａ−Ａ線断面図である。

【図３０】 プレートの図２８Ｂ−Ｂ線断面図である。

【図３１】 積層型蒸発器を図２７Ｄ−Ｅ線から見た矢
視図である。

【図３２】 積層型蒸発器を図２７Ｄ−Ｆ線から見た矢
視図である。

【図３３】 積層型蒸発器を図２７Ｄ−Ｇ線から見た矢
視図である。

【図３４】 プレートの平面図である。

【図３５】 冷媒蒸発部の図２６Ｈ−Ｈ線断面での断面
正面図である。

【図３６】 冷媒蒸発部の図３５Ｊ−Ｊ線断面での断面
平面図である。

【図３７】 積層型蒸発器を用いた冷凍システムでの冷
媒の状態を表すモリエル線図である。

【図３８】 第２発明の第２実施例に用いられるプレー
トの正面図である。

【図３９】 プレートの図３８Ａ−Ａ線断面図である。

【図４０】 プレートの図３８Ｂ−Ｂ線断面図である。

【図４１】 プレートの図３８Ｃ−Ｃ線断面図である。

【図４２】 図３１に対応する第２実施例の矢視断面図
である。

【図４３】 熱交換部の図３８Ｂ−Ｂ線矢視断面に対応
した断面及び蒸発部の部分平面を示す図である。

【図４４】 図３２に対応する第２実施例の矢視断面図
である。

【図４５】 第３発明の第１実施例の冷凍サイクル装置
の構成図である。

【図４６】 第３発明の第２実施例の冷凍サイクル装置
の構成図である。

【図４７】 第３発明の第３実施例の冷凍サイクル装置
の構成図である。

【図４８】 第３実施例のモリエル線図である。

【図４９】 第３発明の第４実施例の冷凍サイクル装置
の構成図である。

【図５０】 第４実施例のモリエル線図である。

【図５１】 第３発明の第５実施例の冷凍サイクル装置
の構成図である。

【図５２】 第５実施例のモリエル線図である。

【図５３】 第３発明の第６実施例の冷凍サイクル装置
の構成図である。

【図５４】 第３発明の第７実施例の冷凍サイクル装置
の構成図である。

【図５５】 第３発明の第８実施例の冷凍サイクル装置
の構成図である。

【図５６】 第８実施例のモリエル線図である。

【図５７】 第３発明の第９実施例の冷凍サイクル装置
の構成図である。

【図５８】 第９実施例のモリエル線図である。

【図５９】 第３発明の第１０実施例の冷凍サイクル装
置の構成図である。

【図６０】 第３発明の第１１実施例の冷凍サイクル装
置の構成図である。

【図６１】 第３発明の第１２実施例の冷凍サイクル装
置の構成図である。

【図６２】 第３発明の第１３実施例の冷凍サイクル装
置の構成図である。

【図６３】 第１発明の第１，２，３実施例における蒸
発器の説明図であり、（ａ）はその正面図、（ｂ）は側
面図である。

【図６４】 従来の中央配管取出しの蒸発器における冷
媒流の斜視図である。

【符号の説明】

１，１１０，１２０，３０１，４０２…積層型蒸発器、 ２０，１２１，３２０，４２０…熱交換部、 ４４，３４４，４４４ａ，４４４ｂ，４４４ｃ，５５３
ａ，５９１ａ，６０３…入口冷媒流路、 ４０…上入口冷媒タンク部、４１，３４１…上出口冷媒
タンク部、 ４２…下入口冷媒タンク部、４３，３４３，４４３…下
出口冷媒タンク部、 ４５，３４５…出口冷媒流路、５０，１２２，３５０…
冷媒蒸発部、 ５３，３５３…入口タンク、５４，３５４…出口タン
ク、 ６０，１１３，１２４，１６０，１９０…絞り部、 ７０…入口タンク部、７１…出口タンク部、 ８０，１８２ａ，３８０，５１３…冷媒蒸発流路、８１
…流路、 １００，４００，５０７，５７１…膨張弁、 １０１，４０１，５０７ａ，５７１ａ…感温筒、 １１２ａ…入口チューブ、１１２ｂ…出口チューブ、 １２３…入口流路、１２５…分岐冷媒蒸発流路、 １２７…出口流路、３２６ｂ、３２９ｂ…接続タンク、 ３４０…上入口冷媒室、３４１ａ…上出口冷媒タンク、 ３４２，３４２ａ，４４２…下入口冷媒室、 ３４３ａ，４４３ａ…下出口冷媒タンク、 ３４５，４４５，６０５…出口冷媒流路、 ３７０…入口タンク部、３７１…出口タンク部、 ４５７…流路部、 ５００，５２０，５３０，５４０，５５０，５６０，５
７０，５８０，５９０，６００，６２０，６３０，６４
０…冷凍サイクル装置、 ５０１…圧縮機、５０３…凝縮器、５０３ａ…送風装
置、 ５０９，５５３，５６３，５９１，６０１，６０７，６
０９，６２１，６２３，６４７…熱交換器、 ５１１，５２７，５４１，５４３…絞り弁、５１３ａ…
ドレン水、 ５５１，５６３ａ，５８１…螺旋状キャピラリ、５５５
…アキュムレータ、 ６０７ａ，６１１，６４７ａ…空気流通路、６０７ｂ，
６１３…送風装置、 ６２７…ループ状液体流通路、６２９…循環装置、６４
１…冷却装置、 ６４３…タンク、６４５…昇温装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平3−303566 (32)優先日 平成３年11月19日(1991．11．19) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (72)発明者 長谷川 恵津夫 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (72)発明者 吉井 桂一 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−80169（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−168772（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭50−103256（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭54−177652（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F25B 39/02 F25B 1/00 331 F25B 40/00 F25B 39/02

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷媒を循環させる冷凍サイクルに適用さ
   れる蒸発器において、 上記冷媒の圧力を所定量減圧させるための減圧手段と、 上記減圧手段から流出した冷媒を導入して所定距離通過
   させる入口流路と、 上記入口流路に絞り部を介して連通する冷媒蒸発流路
   と、 上記冷媒蒸発流路の下流端から流出した気液二相冷媒を
   所定距離通過させて送り出す出口流路と、 を備えると共に、 上記入口流路の冷媒と上記出口流路の冷媒とを熱交換可
   能に上記入口流路と上記出口流路とを近接配置したこ
   と、 を特徴とする蒸発器。
2. 【請求項２】 冷媒を循環させる冷凍サイクルに適用さ
   れる蒸発器において、 上記冷媒の圧力を所定量減圧させるための減圧手段と、 前記減圧手段から流出する冷媒を導入し所定距離通過さ
   せて該冷媒を蒸発圧力まで減圧する入口流路と、 前記入口流路の下流端側から複数に分岐し、冷媒の蒸発
   領域となる複数の分岐流路と、 前記各分岐流路の下流端から流出した気液二相冷媒を所
   定距離通過させて送り出す出口流路と、 を備えると共に、 前記入口流路と前記出口流路とを近接配置して、前記入
   口流路の冷媒と前記出口流路の冷媒とを熱交換させるこ
   とを特徴とする蒸発器。
3. 【請求項３】 圧縮機、凝縮器および蒸発器を備え、冷
   媒を循環させる冷凍サイクル装置において、 上記蒸発器が、上記冷媒の圧力を所定量減圧させるための第１の減圧手
   段と、 上記第１の減圧手段から流出する冷媒を導入し 所定距離
   通過させる入口流路と、 上記入口流路に連通する冷媒蒸発流路と、 上記冷媒蒸発流路の下流端から流出した冷媒を所定距離
   通過させて送り出す出口流路と、 上記入口流路内の冷媒を冷却する冷却手段と、 上記冷却手段の内部、上記冷却手段と上記冷媒蒸発流路
   との間、または上記冷媒蒸発流路内の上流端近傍に設け
   られた第２の減圧手段と、 上記出口流路内の冷媒を昇温する昇温手段と、 を備えるとともに、上記第１の減圧手段又は上記第２の減圧手段による減圧
   量を調整することにより、 上記出口流路内で、冷媒の乾
   き度が１未満から１以上に変化するよう設定されたこと
   を特徴とする冷凍サイクル装置。
4. 【請求項４】 上記冷却手段と上記昇温手段とが、上記
   入口流路の冷媒と上記出口流路の冷媒とを熱交換可能に
   上記入口流路と上記出口流路とを近接配置されてなるこ
   とにより、実現されていることを特徴とする請求項３記
   載の冷凍サイクル装置。
5. 【請求項５】 上記冷媒蒸発流路の下流端での冷媒の乾
   き度が０．７〜０．８５の範囲に設定してなることを特
   徴とする請求項３または４記載の冷凍サイクル装置。
6. 【請求項６】 上記冷媒蒸発流路の上流端での冷媒の乾
   き度が０．０５〜０．２の範囲に設定してなることを特
   徴とする請求項３〜５のいずれか記載の冷凍サイクル装
   置。
7. 【請求項７】 上記第１の減圧手段及び上記第２の減圧
   手段の少なくとも一方が、開度固定の絞り弁である請求
   項３〜６のいずれか記載の冷凍サイクル装置。
8. 【請求項８】 上記第１の減圧手段及び上記第２の減圧
   手段の少なくとも一方が、キャピラリである請求項３〜
   ６のいずれか記載の冷凍サイクル装置。
9. 【請求項９】 上記第２の減圧手段が、上記出口流路よ
   り下流の冷媒過熱度に応じて冷媒流量を調整する膨張弁
   または開度固定の絞り弁として構成され、上記入口流路
   と上記冷媒蒸発流路との間に設けられたことを特徴とす
   る請求項３〜８のいずれか記載の冷凍サイクル装置。
10. 【請求項１０】 上記第１の減圧手段が、開度固定の絞
    り弁、または上記昇温手段から流出する冷媒の過熱度に
    応じて開度が調節される膨張弁として構成され、上記入
    口流路の上流端に設けられたことを特徴とする請求項３
    〜９のいずれか記載の冷凍サイクル装置。