JP3358250B2

JP3358250B2 - 冷媒蒸発器

Info

Publication number: JP3358250B2
Application number: JP23522993A
Authority: JP
Inventors: 敏夫大原; 昌宏下谷; 恵津夫長谷川; 山内　　芳幸; 桂一吉井; 吉治梶川
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1992-10-21
Filing date: 1993-09-21
Publication date: 2002-12-16
Anticipated expiration: 2017-12-16
Also published as: US5448899A; JPH07103610A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カーエアコンやルーム
エアコン等の冷凍サイクルに使用される冷媒蒸発器に関
する。

【０００２】

【従来の技術】冷凍サイクルの冷媒蒸発器では、その効
率を向上させるために、各チューブに分配される冷媒の
量が均等であることが望ましい。そこで、特開平２−６
３１４６号公報では、冷媒凝縮器で凝縮した液冷媒をさ
らに過冷却し、膨張弁で減圧した後、分流器に流入する
冷媒の乾き度を極力小さくすることで、分流器から冷媒
蒸発器の各冷媒流路への冷媒配分量を均一化する技術が
開示されている。また、特開昭６１−６２７５６号公報
では、過冷却された液冷媒を減圧した後、まだ液単相状
態にある冷媒を分流器に導くことで、各冷媒流路への冷
媒配分量を均一化する技術が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の従来
技術では、冷媒凝縮器で凝縮された冷媒を更に過冷却す
るための過冷却器を必要としたり、二段階減圧方式を採
用すること等により、冷凍サイクルの大幅な改良を要
し、コストの上昇を招くという課題を有していた。本発
明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的
は、大幅なコストの上昇を招くことなく、各冷媒通路へ
分配される冷媒量を均等化して性能向上を図る冷媒蒸発
器の提供にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る本発明は、複数の冷媒通路を並列に
配置し、前記冷媒通路間にフィンを介在させて熱交換部
を形成した冷媒蒸発器であって、減圧手段より導かれた
気液二相冷媒を液冷媒とガス冷媒とに分離し、その分離
した液冷媒を貯留する液貯留室、およびガス冷媒を貯留
するガス貯留室を有する気液分離手段と、前記液貯留室
と連通する液用タンクと、前記ガス貯留室と連通するガ
ス用タンクとを備え、前記複数の冷媒通路は、その上流
側が液冷媒用通路とガス冷媒用通路とに分岐されるとと
もに、前記液冷媒用通路は前記液用タンクに連通して設
けられ、前記ガス冷媒用通路は前記ガス用タンクに連通
して設けられたことを技術的手段とする。

【０００５】請求項２に係る本発明では、前記気液分離
手段は、前記減圧手段より導かれた冷媒が流入する入口
通路に、その通路断面積が前記入口通路の下方側へ拡大
する拡大部を備え、この拡大部が前記液貯留室に連通し
て設けられたことを技術的手段とする。

【０００６】また、請求項３に係る本発明では、前記ガ
ス用タンクは、前記ガス用タンク内の冷媒流れ方向にお
いて、前記ガス用タンクから前記ガス冷媒用通路へ流入
するガス冷媒の量が、前記ガス用タンク内の上流側より
下流側の方が少なくなるように、前記ガス用タンクの通
路断面積を絞る絞り部を適宜設けたことを技術的手段と
する。

【０００７】さらに、請求項４に係る本発明では、複数
の冷媒通路を並列に配置し、前記冷媒通路間にフィンを
介在させて熱交換部を形成した冷媒蒸発器であって、減
圧手段より導かれた気液二相冷媒を液冷媒とガス冷媒と
に分離する気液分離手段と、前記気液分離手段にて分離
された液冷媒が導かれる液用タンクと、前記気液分離手
段にて分離されたガス冷媒が導かれるガス用タンクとを
備え、前記液用タンクは、前記複数の冷媒通路の上流端
に連通して設けられ、前記ガス用タンクは、前記複数の
冷媒通路の通路途中に連通して設けられたことを技術的
手段とする。

【０００８】

【作用】請求項１に係る本発明は、以下の作用を奏す
る。減圧手段より導かれた気液二相の冷媒が気液分離手
段で液冷媒とガス冷媒とに分離される。分離された液冷
媒は、液貯留室より液用タンクに導かれた後、液用タン
クに連通する液冷媒用通路に分配され、ガス冷媒は、ガ
ス貯留室よりガス用タンクに導かれた後、ガス用タンク
に連通するガス冷媒用通路に分配される。液冷媒用通路
に導かれた液冷媒とガス冷媒用通路に導かれたガス冷媒
は、その後合流して冷媒通路内を流れる。

【０００９】請求項２に係る本発明では、冷媒が流入す
る入口通路の通路断面積が下方へ拡大する拡大部を備え
ることから、この拡大部で冷媒の流速が遅くなる。この
結果、入口通路を流れる気液二相の冷媒は、密度の大き
い液冷媒が重力の作用によって拡大部へ流れ込むことに
より、ガス冷媒と液冷媒とに分離される。

【００１０】また、請求項３に係る本発明では、ガス用
タンクに適宜設けられた絞り部によって、ガス用タンク
内の上流側より下流側の方が冷媒通路へ流入するガス冷
媒の量が少なくなる。冷媒通路は、その上流側が分岐し
て、それぞれ液用タンクとガス用タンクとに連通されて
いることから、ガス用タンクから冷媒通路へ流入するガ
ス冷媒の量に応じて、液用タンクから冷媒通路へ流入す
る液冷媒の量が変化する。従って、ガス用タンクに絞り
部を設けない場合と比較すると、冷媒通路へ流入するガ
ス冷媒の量が少なくなる下流側では液冷媒の量が増加
し、冷媒通路へ流入するガス冷媒の量が多くなる上流側
では液冷媒の量が減少することになる。

【００１１】さらに、請求項４に係る本発明では、気液
分離手段で分離された液冷媒は、液用タンクに導かれた
後、この液用タンクと連通する複数の冷媒通路の上流端
より各冷媒通路に分配される。一方、気液分離手段で分
離されたガス冷媒は、ガス用タンクに導かれた後、この
ガス用タンクと連通する複数の冷媒通路の通路途中より
各冷媒通路に分配されて、各冷媒通路の上流端より流れ
てくる冷媒と合流して流れる。

【００１２】

【実施例】次に、本発明の冷媒蒸発器の第１実施例を図
１ないし図１１を基に説明する。図１は気液分離室の斜
視図である。本実施例の冷媒蒸発器１は、冷媒と空気と
の熱交換を行うコア部（下述する）、減圧手段（図示し
ない）より供給された気液二相の冷媒を気液分離する気
液分離室２（気液分離手段）、減圧手段で減圧された冷
媒を気液分離室２に導入する入口パイプ３、およびコア
部で蒸発したガス冷媒を気液分離室２より導出する出口
パイプ４より構成され、一体ろう付けによって製造され
ている。

【００１３】コア部（熱交換部）は、多数の偏平チュー
ブ５（冷媒通路）とコルゲートフィン６とを交互に積層
して成る。偏平チューブ５は、２枚のプレート５ａ、５
ｂを向かい合わせて形成され（図２参照）、その各プレ
ート５ａ、５ｂは、低融点のアルミろう材を芯材（例え
ばＡ３００３）の両面にクラッドしたブレージングシー
トが使用されている。各プレート５ａ、５ｂは、図３お
よび図４に示すように、中央部を上下方向に延びる仕切
リブ５ｃが設けられるとともに、表面には多数の斜めリ
ブ５ｄが設けられている。また、仕切リブ５ｃの下端側
は二股に分岐して設けられ、その分岐した一方は仕切リ
ブ５ｃの途中が省略されている。各プレート５ａ、５ｂ
の最下部には、それぞれ３つの開口部（液用タンク開口
部５ｅ、ガス用タンク開口部５ｆ、出口タンク開口部５
ｇ）が並んで形成されている。

【００１４】この各プレート５ａ、５ｂを向かい合わせ
て偏平チューブ５を構成することで、互いの仕切リブ５
ｃが当接して、偏平チューブ５の内部に逆Ｕ字状の冷媒
流路が形成される。また、各プレート５ａ、５ｂの斜め
リブ５ｄは交差状に突き合わされて、冷媒流路を流れる
冷媒の流れを攪乱する。そして、液用タンク開口部５ｅ
と出口タンク開口部５ｇは冷媒流路の両端部に連絡さ
れ、ガス用タンク開口部５ｆは仕切リブ５ｃの省略され
た部分で形成される連通口５ｈを介して冷媒流路と連通
されている。なお、本発明の液冷媒用通路は、液用タン
ク開口部５ｅから連通口５ｈに至る冷媒流路で構成さ
れ、ガス冷媒用通路は、ガス用タンク開口部５ｆから連
通口５ｈに至る冷媒流路で構成されている。

【００１５】この偏平チューブ５をコルゲートフィン６
とともに多数積層してコア部を形成することにより、各
偏平チューブ５の液用タンク開口部５ｅ、ガス用タンク
開口部５ｆ、出口タンク開口部５ｇがそれぞれ連通され
て、液用タンク７（図９参照・図１のＡ−Ａ線に沿う冷
媒蒸発器１の断面図）、ガス用タンク８（図１０参照・
図１のＢ−Ｂ線に沿う冷媒蒸発器１の断面図）、出口タ
ンク９（図１１参照・図１のＣ−Ｃ線に沿う冷媒蒸発器
１の断面図）を構成する。コルゲートフィン６は、薄い
アルミニウム板を波状に加工したローラ成型品で、表面
には熱交換効率を高めるために多数のルーバ（図示しな
い）が形成されている。

【００１６】気液分離室２は、偏平チューブ５と同様の
ブレージングシートで形成された２枚のプレート２ａ、
２ｂより成り、コア部の積層方向における一方の端部に
設けられている。各プレート２ａ、２ｂには、図５（図
８のＦ−Ｆ断面を含む気液分離室２の正面図）に示すよ
うに、プレス加工によって、その表面に多数のディンプ
ル２ｃが形成されるとともに、上下方向に等間隔で延び
る２本のリブ２ｄ、２ｅが設けられている。一方のリブ
２ｄは、プレート２ａ、２ｂの下端から上端まで延びて
設けられ、他方のリブ２ｅは、上端まで達することな
く、プレート２ａ、２ｂの下端から上部まで延びて設け
られている。

【００１７】また、コア部側に配されるプレート２ｂの
最下部には、２本のリブ２ｄ、２ｅによって区画された
平面部に３つの開口部（液側開口部２ｆ、ガス側開口部
２ｇ、出口側開口部２ｈ）が形成されている。なお、デ
ィンプル２ｃは、プレート２ａとプレート２ｂとを多点
で接合して耐圧強度を高める役割を果たすとともに、気
液二相流の衝突により気液分離を促進する機能を有す
る。

【００１８】２枚のプレート２ａ、２ｂは、図６（図５
のＤ−Ｄ断面図）および図７（図５のＥ−Ｅ断面図）に
示すように、それぞれのディンプル２ｃと各リブ２ｄ、
２ｅが突き合わされた状態でろう付けされて、偏平な気
液分離室２を形成する。そして、この気液分離室２に
は、２本のリブ２ｄ、２ｅによって仕切られた縦長の液
貯留室１０、ガス貯留室１１、出口室１２が形成されて
いる。この液貯留室１０、ガス貯留室１１、出口室１２
は、ガス貯留室１１を挟んで液貯留室１０と出口室１２
とが両側に形成され、ガス貯留室１１は、液貯留室１０
および出口室１２と比べて狭く形成されている。また、
出口室１２とガス貯留室１１は、リブ２ｄによって完全
に区画されているが、液貯留室１０とガス貯留室１１
は、リブ２ｅの上部側で連通されている。この気液分離
室２は、液貯留室１０、ガス貯留室１１、出口室１２
が、液側開口部２ｆ、ガス側開口部２ｇ、出口側開口部
２ｈを介して、それぞれ液用タンク７、ガス用タンク
８、出口タンク９に連通されている（図９、図１０、図
１１参照）。

【００１９】入口パイプ３と出口パイプ４とは、それぞ
れ気液分離室２の液貯留室１０と出口室１２とに連通さ
れるように、プレート２ａの上部に設けられた各挿入孔
（図示しない）に挿入され、各パイプ３、４の先端部に
形成されたバーリング部１３（図８参照・気液分離室２
の側面断面図）でプレート２ａにろう付け接合されてい
る。入口パイプ３は、バーリング部１３より先端側が突
出されて、その先端面がコア部側のプレート２ｂに当接
するまで液貯留室１０内に差し込まれている。そして、
突出された先端部には、図５および図８に示すように、
下向きに開口する切欠き部３ａが形成されている。出口
パイプ４は、コア部で蒸発したガス冷媒を出口室１２よ
り流出させるもので、出口室１２の内部まで差し込まれ
ることはなく、その先端面が外側のプレート２ａの内壁
面と面一となるように設けられている。

【００２０】つぎに、本実施例の作動を説明する。減圧
手段で減圧された気液二相の冷媒は、入口パイプ３より
気液分離室２の液貯留室１０に流入する。ここで、入口
パイプ３の先端部が切欠き部３ａによって下向きに開口
されていることから、気液二相の冷媒は、液貯留室１０
の内壁面に衝突した後、切欠き部３ａより下向きに液貯
留室１０に流れ込むことになる。この時、下向きの慣性
力と重力の作用により、液冷媒とガス冷媒とが分離し、
液冷媒は液貯留室１０に貯留されて、ガス冷媒は液貯留
室１０を上昇してガス貯留室１１に流れ込む。

【００２１】そして、液貯留室１０に貯留された液冷媒
は、図９に示すように、液側開口部２ｆを介して液用タ
ンク７に流入し、液用タンク７に充満した後、各偏平チ
ューブ５の冷媒流路に均等に分配される。また、ガス貯
留室１１に流れ込んだガス冷媒は、図１０に示すよう
に、ガス側開口部２ｇを介してガス用タンク８に流入
し、ガス用タンク８より各偏平チューブ５に均等に分配
されて、各偏平チューブ５の連通口５ｈを介して冷媒流
路に流れ込み、液冷媒と合流する。各偏平チューブ５の
冷媒流路を流れる冷媒は、周囲の空気と熱交換されて蒸
発し、ガス冷媒となって出口タンク９へ集合した後、図
１１に示すように、出口タンク９より出口側開口部２ｈ
を介して気液分離室２の出口室１２に流れ込み、出口パ
イプ４より流出する。

【００２２】このように、本実施例では、減圧手段から
冷媒蒸発器１に供給される気液二相の冷媒を気液分離室
２で気液分離することにより、各偏平チューブ５に均等
に液冷媒を分配することができる。従って、各偏平チュ
ーブ５で冷媒の過不足が生じないため、冷媒蒸発器１を
最大限有効に使用することができる。また、気液分離室
２で分離したガス冷媒をコア部に導入することなくその
まま排出した場合には、分離後のガス冷媒にミスト（霧
状の液冷媒）が含まれていても、そのミストが熱交換に
寄与することなく無駄に排出されることになる。これに
対して本実施例では、気液分離室２で分離されたガス冷
媒が、そのまま排出されることなく、各冷媒流路を流れ
る構成であることから、すべての液冷媒を有効に蒸発に
利用することができる。また、これらの効果を、冷凍サ
イクルの構成を大幅に改良することもなく、２枚のプレ
ート２ａ、２ｂで形成された気液分離室２を付加するの
みで達成することができる。

【００２３】本実施例では、プレート２ａ、２ｂの表面
にディンプル２ｃを設けたが、偏平チューブ５を構成す
るプレート５ａ、５ｂと同様に、各プレート２ａ、２ｂ
の表面に多数の斜めリブを設けて、互いの斜めリブの交
点で接合するようにしても良い。また、ディンプル２ｃ
や斜めリブに限らず、プレート２ａとプレート２ｂとの
間を局所的に接合して、耐圧強度の維持と気液分離を促
進する機能とを有すれば、どのような構造でも良い。本
実施例では、気液分離室２をコア部と一体に形成した
が、別体を成すように設けても良い。

【００２４】次に、本発明の第２実施例を説明する。図
１２は本実施例に係る気液分離手段の斜視図である。本
実施例の気液分離手段は、第１実施例で説明した気液分
離室２（説明は省略する）と、入口パイプ３に設けられ
た拡大部１４とから構成される。この拡大部１４は、液
貯留室１０に開口する入口パイプ３の下流側で、入口パ
イプ３の通路断面積が入口パイプ３の下方側へ拡大して
形成されたものである。

【００２５】拡大部１４が形成されていない入口パイプ
３を流れる冷媒は、入口パイプ３の中央部をガス冷媒が
流れて、入口パイプ３の外周寄りを液冷媒が流れる環状
流となる。そこで、本実施例のように、入口パイプ３に
拡大部１４を形成した場合は、入口パイプ３を流れる冷
媒の流速が拡大部１４で遅くなるため、図１３（冷媒蒸
発器１の断面図）に示すように、重力の作用によって密
度の大きい液冷媒が拡大部１４へ流れ込むことにより、
ガス冷媒と液冷媒とがある程度上下に分離した状態で液
貯留室１０へ流入する。なお、拡大部１４である程度の
気液分離が行われるためには、液貯留室１０へ流入する
以前に冷媒の流速を十分に遅くする必要がある。そこ
で、本実施例では、拡大部１４の深さＨを２０ｍｍ、拡
大部１４の長さＳを２０ｍｍと設定した（図１３参
照）。

【００２６】液貯留室１０の内壁面に衝突した冷媒は、
下向きの慣性力と重力の作用によって気液分離され、密
度の大きい液冷媒はそのまま液貯留室１０に貯留され
て、密度の小さいガス冷媒は上昇してガス貯留室１１へ
流れ込む。このように、入口パイプ３より流入した冷媒
が、液貯留室１０の内壁面に衝突する以前に拡大部１４
である程度気液分離が行われることにより、気液分離室
２での気液分離が促進されて、十分な気液分離を行うこ
とが可能となる。

【００２７】ここで、入口パイプ３に拡大部１４を設け
たことによる気液分離の効果を図１４に示す。この図１
４に示すグラフは、入口パイプ３に拡大部１４を設けた
場合と拡大部１４を設けていない場合とで、気液分離後
の液冷媒に含まれるガス冷媒の量（乾き度）を表すもの
で、冷媒循環量に対して乾き度が小さい程、気液分離の
効果が大きいことを示す。

【００２８】この乾き度を測定するために、図１５ない
し図２０に示す６種類の測定用分離器（Ａ）〜（Ｆ）を
作製した。この測定用分離器（Ａ）〜（Ｆ）は、冷媒が
流入する入口１００と、気液分離された液冷媒を貯留す
る液貯留室１１０と、ガス冷媒を貯留するガス貯留室１
２０とを備え、液貯留室１１０の下部およびガス貯留室
１２０の下部には、それぞれ液出口１３０およびガス出
口１４０が設けられている。そして、図２０に示す測定
用分離器（Ｆ）のみ入口１００に拡大部１４を設けた。
これらの各測定用分離器を用いて、同一条件（入口１０
０より流入する冷媒の乾き度Ｘ_t＝０．４、入口１００
より流入する冷媒循環量Ｇ_tに対する液出口１３０より
流出する冷媒流量Ｇ_bの割合Ｇ_b／Ｇ_t＝０．４５）の
下で液出口１３０より流出する液冷媒の乾き度を測定し
た。

【００２９】各測定用分離器（Ａ）〜（Ｆ）の形状は、
入口径：ｄ、液貯留室１１０の横幅：ａ、入口１００か
ら液貯留室１１０の底部までの高さ：ｂ、液貯留室１１
０の奥行き（深さ）：ｔ、拡大部１４の深さ：ｈ、拡大
部１４の長さ：ｓとした場合に、以下のように設定され
ている。測定用分離器（Ａ）：ｄ＝１０、ａ＝３０、ｂ＝１０、
ｔ＝２測定用分離器（Ｂ）：ｄ＝１０、ａ＝５０、ｂ＝２０、
ｔ＝２測定用分離器（Ｃ）：ｄ＝１０、ａ＝３０、ｂ＝１５
０、ｔ＝２測定用分離器（Ｄ）：ｄ＝１０、ａ＝５０、ｂ＝１５
０、ｔ＝２測定用分離器（Ｅ）：ｄ＝１０、ａ＝３０、ｂ＝１５
０、ｔ＝４測定用分離器（Ｆ）：ｄ＝１０、ａ＝３０、ｂ＝１５
０、ｔ＝４、ｈ＝１０、ｓ＝１５

【００３０】この測定結果によれば、図１４に示したよ
うに、拡大部１４が設けられていない測定用分離器
（Ａ）〜（Ｅ）では、最も気液分離の効果が高い測定用
分離器（Ｄ）、（Ｅ）でも、冷媒循環量Ｇ_tが１５０kg
/hを越えると急激に乾き度Ｘが上昇するが、拡大部１４
が設けられた測定用分離器（Ｆ）では、冷媒循環量Ｇ_t
が２００kg/hでも乾き度Ｘが低い値を示した。

【００３１】なお、本実施例では、入口パイプ３および
出口パイプ４をそれぞれ気液分離室２を形成するプレー
ト２ａに直接ろう付け接合したが、図２１に示すよう
に、入口パイプ３および出口パイプ４をブロックジョイ
ント１５に形成して、そのブロックジョイント１５をプ
レート２ａにろう付けしても良い。ブロックジョイント
１５には、Ｏリング１６を介して冷媒配管１７のジョイ
ント１８が接続されて、ネジ１９により締結される。ま
た、拡大部１４は、図２２（冷媒蒸発器１の断面図）に
も示すように、入口パイプ３の通路断面積を拡大してブ
ロックジョイント１５に形成されている。

【００３２】次に、本発明の第３実施例を説明する。図
２３はガス貯留室を含む冷媒蒸発器の断面図である。上
記の各実施例で説明した冷媒蒸発器１は、液用タンク７
へ流入した液冷媒がガス用タンク８へ流入したガス冷媒
と混合して、各偏平チューブ５を流れる際に周囲の空気
と熱交換されて蒸発し、ガス冷媒となって出口タンク９
より流出する（図２４参照）。従って、各タンク７、９
の冷媒流れ方向（図２３の左右方向）において、各偏平
チューブ５の入口圧力（熱交換される前の冷媒圧力）
は、液用タンク７を流れる冷媒の圧力損失が小さいこと
から略等しくなるが、各偏平チューブ５の出口圧力（熱
交換後の冷媒圧力）は、出口タンク９を流れる冷媒の圧
力損失が大きいことから、出口タンク９の下流側（図２
３の左側）程低くなる（図２５参照）。この結果、各偏
平チューブ５の入口圧力と出口圧力との差圧が大きくな
る程、偏平チューブ５を流れる冷媒流量（液冷媒）が多
くなる（図２６参照）。本実施例では、気液分離室２に
近い側程、偏平チューブ５を流れる冷媒流量が多くな
り、気液分離室２から遠い側程、偏平チューブ５を流れ
る冷媒流量が少なくなる。

【００３３】ここで、各偏平チューブ５は、液用タンク
７から流入した液冷媒とガス用タンク８から流入したガ
ス冷媒とが混合して流れるため、ガス用タンク８から各
偏平チューブ５へ流入するガス冷媒の量に応じて、液用
タンク７から各偏平チューブ５へ流入する液冷媒の量が
変化する。そこで、本実施例では、図２３に示すよう
に、ガス用タンク８内の冷媒流れ方向の略中央部におい
て、ガス用タンク８の通路断面積を小さくする絞り部２
０を設けた。この絞り部２０は、ガス用タンク開口部５
ｆの開口径を小さくしたプレート５ａ´、５ｂ´を使用
することによって設けられている。ガス用タンク８に絞
り部２０を設けることにより、ガス冷媒が絞り部２０よ
り下流側（図２３の絞り部２０より右側）へ流れにくく
なることから、絞り部２０より下流側では、絞り部２０
を設けていない場合と比較して、ガス用タンク８から各
偏平チューブ５へ流入するガス冷媒の量が減少する。

【００３４】従って、絞り部２０より下流側であるコア
部の右半分（気液分離室２より遠い側）では、ガス冷媒
の少ない気液二相流となり、絞り部２０より上流側であ
るコア部の左半分（気液分離室２に近い側）では、ガス
冷媒の多い気液二相流となる。この結果、コア部の右半
分では、ガス冷媒が少なくなることで、液冷媒も含めた
冷媒流量が増加し、コア部の左半分では、ガス冷媒が多
くなることで、液冷媒も含めた冷媒流量が減少すること
から、コア部全体では、各偏平チューブ５を流れる冷媒
流量（特に液冷媒流量）が均一化されることになる。

【００３５】なお、本実施例では、絞り部２０をガス用
タンク８の中程に１か所だけ設けたが、ガス用タンク８
の冷媒流れ方向に開口径の異なる絞り部２０を適宜な位
置に設けることにより、コア部全体できめ細かく冷媒の
分配を行うことが可能となり、冷媒流量の均一化を促進
することができる。また、絞り部２０を完全に閉じるこ
とにより、その絞り部２０より下流側では、ガス冷媒が
偏平チューブ５へ流入しないように設けても良い。

【００３６】次に、本発明の第４実施例を説明する。図
２７は第４実施例に係る気液分離室の斜視図である。本
実施例の気液分離室２は、図２７に示すように、ガス貯
留室１１を液貯留室１０と出口室１２との上方に形成し
たものである。従って、ガス側開口部２ｇは、気液分離
室２を形成するコア部側のプレート２ｂの上端部にて、
コア部の前後方向（気液分離室２の幅方向）に細長く形
成されて、液側開口部２ｆと出口側開口部２ｈとは、プ
レート２ｂの最下部にて、コア部の前後方向に並んで形
成されている。

【００３７】偏平チューブ５は、図２８および図２９に
示すように、各プレート５ａ、５ｂの最下部に液用タン
ク開口部５ｅと出口タンク開口部５ｇとが並んで形成さ
れ、最上部にガス用タンク開口部５ｆが形成されてい
る。また、各プレート５ａ、５ｂには、中央部を上下方
向に延びる仕切リブ５ｃが設けられており、各プレート
５ａ、５ｂを向かい合わせて偏平チューブ５を構成する
ことで、互いの仕切リブ５ｃが当接して、偏平チューブ
５の内部に逆Ｕ字状の冷媒流路が形成される。そして、
この冷媒流路は、両端部で液用タンク開口部５ｅと出口
タンク開口部５ｇとに連絡されて、冷媒流路の途中でガ
ス用タンク開口部５ｆに連絡されている。

【００３８】上記の偏平チューブ５をコルゲートフィン
６とともに多数積層してコア部を形成することにより、
各偏平チューブ５の液用タンク開口部５ｅ、ガス用タン
ク開口部５ｆ、出口タンク開口部５ｇがそれぞれ連通さ
れて、コア部の下部に液用タンクと出口タンク（共に図
示しない）とが形成され、コア部の上部にガス用タンク
（図示しない）が形成される。そして、液用タンク、出
口タンク、ガス用タンクは、それぞれ気液分離室２の液
側開口部２ｆ、出口側開口部２ｈ、ガス側開口部２ｇに
連通される。

【００３９】次に、本実施例の作動を説明する。減圧手
段で減圧されて気液二相流となった冷媒は、入口パイプ
３より気液分離室２に流入して、気液分離室２の内壁面
に衝突しながら、重力の作用によってガス冷媒と液冷媒
とに分離する。分離された液冷媒は、液貯留室１０に貯
留されて、液側開口部２ｆより液用タンクへ流入し、液
用タンクに充満した後、各偏平チューブ５の冷媒流路に
均等に分配される。一方、分離されたガス冷媒は、ガス
貯留室１１に開口するガス側開口部２ｇよりガス用タン
クへ流入し、ガス用タンクから、各偏平チューブ５の冷
媒流路に分配される。

【００４０】この結果、液用タンクより流入した液冷媒
は、空気との熱交換によって蒸発しながら冷媒流路を上
昇し、冷媒流路の途中でガス用タンクより流入したガス
冷媒と合流する。その後、さらに蒸発しながら冷媒流路
を下降し、完全に蒸発を完了したガス冷媒となって出口
タンクへ流入した後、出口タンクより出口側開口部２ｈ
を通って気液分離室２の出口室１２に流れ込み、出口パ
イプ４より流出する。

【００４１】このように、本実施例では、ガス用タンク
をコア部の上方に設けたことにより、偏平チューブ５を
形成する各プレート５ａ、５ｂの下端部には、液側開口
部２ｆと出口側開口部２ｈとを形成するだけで良く、ガ
ス側開口部２ｇは、各プレート５ａ、５ｂの上端部に形
成することができる。これにより、各プレート５ａ、５
ｂの下端部に液側開口部２ｆ、ガス側開口部２ｇ、出口
側開口部２ｈを並べて形成する場合と比較して、各プレ
ート５ａ、５ｂのプレス成形を容易に行なうことができ
る。

【００４２】

【発明の効果】本発明の冷媒蒸発器は、簡単な構造で各
偏平チューブへ均等に液冷媒を分配することができる。
その結果、大幅なコスト上昇を伴うことなく、冷媒蒸発
器の性能向上を図ることができる。また、入口通路に拡
大部を設けて、その拡大部に液冷媒が流れ込むように設
けることで、気液分離を促進することができる。さら
に、ガス用タンクに絞り部を設けてガス用タンクから各
偏平チューブへ流入するガス冷媒の量を調節することに
より、各偏平チューブを流れる冷媒流量の均一化を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係る気液分離室の斜視図である。

【図２】偏平チューブの一部断面を含む正面図である。

【図３】偏平チューブを構成するプレートの平面図であ
る。

【図４】偏平チューブを構成するプレートの平面図であ
る。

【図５】気液分離室の一部断面を含む正面図である。

【図６】図５に示す気液分離室のＤ−Ｄ断面図である。

【図７】図５に示す気液分離室のＥ−Ｅ断面図である。

【図８】気液分離室の側面断面図である。

【図９】液貯留室を含む冷媒蒸発器の断面図である。

【図１０】ガス貯留室を含む冷媒蒸発器の断面図であ
る。

【図１１】出口室を含む冷媒蒸発器の断面図である。

【図１２】第２実施例に係る気液分離手段の斜視図であ
る。

【図１３】液貯留室を含む冷媒蒸発器の断面図である
（第２実施例）。

【図１４】気液分離効果を示すグラフである（第２実施
例）。

【図１５】第２実施例に係る測定用分離器の平面図であ
る。

【図１６】第２実施例に係る測定用分離器の平面図であ
る。

【図１７】第２実施例に係る測定用分離器の平面図であ
る。

【図１８】第２実施例に係る測定用分離器の平面図であ
る。

【図１９】第２実施例に係る測定用分離器の平面図であ
る。

【図２０】第２実施例に係る測定用分離器の平面図であ
る。

【図２１】第２実施例の変形例を示す気液分離手段の分
解斜視図である。

【図２２】図２１に係る冷媒蒸発器の断面図である。

【図２３】第３実施例に係る冷媒蒸発器の断面図であ
る。

【図２４】冷媒の流れを示す冷媒蒸発器の模式図である
（第３実施例）。

【図２５】各偏平チューブの入口圧力と出口圧力とを示
すグラフである（第３実施例）。

【図２６】各偏平チューブを流れる冷媒流量を示すグラ
フである（第３実施例）。

【図２７】第４実施例に係る気液分離室の斜視図であ
る。

【図２８】偏平チューブを形成するプレートの平面図で
ある（第４実施例）。

【図２９】図２８に示すプレートのＧ−Ｇ断面図である
（第４実施例）。

【符号の説明】

１冷媒蒸発器２気液分離室（気液分離手段）３入口パイプ（入口通路）５偏平チューブ（冷媒通路）７液用タンク８ガス用タンク１０液貯留室１１ガス貯留室１４拡大部２０絞り部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山内芳幸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 (72)発明者梶川吉治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61−191837（ＪＰ，Ａ) 特開平５−18635（ＪＰ，Ａ) 特開平５−79725（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−62756（ＪＰ，Ａ) 特開平２−63146（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F25B 39/02 B60H 1/32 613

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の冷媒通路を並列に配置し、前記冷
媒通路間にフィンを介在させて熱交換部を形成した冷媒
蒸発器であって、減圧手段より導かれた気液二相冷媒を液冷媒とガス冷媒
とに分離し、その分離した液冷媒を貯留する液貯留室、
およびガス冷媒を貯留するガス貯留室を有する気液分離
手段と、前記液貯留室と連通する液用タンクと、前記ガス貯留室と連通するガス用タンクとを備え、前記複数の冷媒通路は、その上流側が液冷媒用通路とガ
ス冷媒用通路とに分岐されるとともに、前記液冷媒用通
路は前記液用タンクに連通して設けられ、前記ガス冷媒
用通路は前記ガス用タンクに連通して設けられたことを
特徴とする冷媒蒸発器。
【請求項２】前記気液分離手段は、前記減圧手段より
導かれた冷媒が流入する入口通路に、その通路断面積が
前記入口通路の下方側へ拡大する拡大部を備え、この拡
大部が前記液貯留室に連通して設けられたことを特徴と
する前記請求項１記載の冷媒蒸発器。
【請求項３】前記ガス用タンクは、前記ガス用タンク
内の冷媒流れ方向において、前記ガス用タンクから前記
ガス冷媒用通路へ流入するガス冷媒の量が、前記ガス用
タンク内の上流側より下流側の方が少なくなるように、
前記ガス用タンクの通路断面積を絞る絞り部を適宜設け
たことを特徴とする前記請求項１および請求項２記載の
冷媒蒸発器。
【請求項４】複数の冷媒通路を並列に配置し、前記冷
媒通路間にフィンを介在させて熱交換部を形成した冷媒
蒸発器であって、減圧手段より導かれた気液二相冷媒を液冷媒とガス冷媒
とに分離する気液分離手段と、前記気液分離手段にて分離された液冷媒が導かれる液用
タンクと、前記気液分離手段にて分離されたガス冷媒が導かれるガ
ス用タンクとを備え、前記液用タンクは、前記複数の冷媒通路の上流端に連通
して設けられ、前記ガス用タンクは、前記複数の冷媒通路の通路途中に
連通して設けられたことを特徴とする冷媒蒸発器。