JP3633005B2 - 冷房装置用蒸発器 - Google Patents
冷房装置用蒸発器 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3633005B2 JP3633005B2 JP24429394A JP24429394A JP3633005B2 JP 3633005 B2 JP3633005 B2 JP 3633005B2 JP 24429394 A JP24429394 A JP 24429394A JP 24429394 A JP24429394 A JP 24429394A JP 3633005 B2 JP3633005 B2 JP 3633005B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refrigerant
- channel
- evaporator
- capillary
- heat exchange
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、冷凍サイクルに使用される冷房装置用蒸発器に関し、特に複数の冷媒流路を並列に接続した冷房装置用蒸発器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、この種の冷房装置用蒸発器として、次のようなものが知られている。すなわち、流入流路と流出流路とを複数の冷媒流路により並列に接続した蒸発部と、冷凍サイクルの減圧弁と連通する被冷却流路と上記流出流路に連通し冷媒を出口に導く冷却流路との間で熱交換可能に形成された熱交換部と、該熱交換部の被冷却流路と上記蒸発部の流入流路との間に介装され、上記被冷却流路からの冷媒を減圧する絞り部と、上記熱交換部および上記絞り部を迂回して上記蒸発部の流入流路に冷媒を導くバイパス流路と、を備えたものがそれである。
【０００３】
この種の冷房装置用蒸発器では、冷凍サイクルの凝縮器で凝縮され減圧弁により一旦減圧された冷媒は、熱交換部にて更に冷却される。続いて、絞り部にて更に減圧された後蒸発部にて蒸発し、周囲の空気から蒸発熱を吸収して熱交換部の冷却流路に導入される。冷却流路に導入された冷媒は被冷却流路の冷媒よりも低温化しており、被冷却流路の冷媒から熱を奪って冷凍サイクルに還元される。このように、この種の冷房装置用蒸発器では、熱交換部（いわゆるスーパークール）を持たせたことにより、蒸発部に導入される冷媒の乾き度（冷媒の気体成分の割合）を低減して、熱交換効率を向上させることができる。
【０００４】
また、この種の冷房装置用蒸発器は、熱交換部および絞り部を迂回して蒸発部の流入流路に冷媒を導くバイパス流路を有しており、次のような効果が得られる。冬期などの低温時や、冷房装置の試運転時のように、減圧弁上流の冷媒圧力が低くなる場合、熱交換部の被冷却流路の冷媒温度が冷却流路の冷媒温度以下となる。この場合、被冷却流路の冷媒が冷却流路の冷媒によって暖められるいわゆる逆熱交換が起こる。すると、被冷却流路の冷媒の気化が促進され、冷媒が熱交換部を流れ難くなってしまう。このとき、上記バイパス流路により冷媒は逆熱交換を受けることなく蒸発部に達することができる。このため、前述のように減圧弁上流の冷媒圧力が低い場合にも、高い熱交換効率を保持することができる。
【０００５】
更に、この種の冷房装置用蒸発器では、例えば、特開平６−１８５８３１号公報に記載のように、上記絞り部を毛管によって構成することが考えられている。絞り部を毛管によって構成すると、絞り部を穴などによって構成した場合に比べて、冷媒が絞り部を通過する際の騒音を低減することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、毛管を通過した冷媒は、きわめて流速の速いジェット噴流となっている。また、上記毛管，バイパス流路，およびバイパス流路を補強するリブを、互いに接合された一対のプレートの間に形成する場合があるが、この場合、バイパス流路の毛管との合流位置を、リブの配設位置より上流に配設すると、次のような課題が生じる。すなわち、このように構成した場合、毛管から噴射された冷媒がリブに衝突し、リブの周囲に渦を形成する可能性がある。すると、その渦によってピーピーという騒音が発生することが考えられるのである。
【０００７】
また、バイパス流路と毛管とを別々のプレート間に形成すると、上記騒音は発生しないが部品点数が増加し、製造コストが増大してしまう。更に、リブを省略するとバイパス流路を充分に広くすることができず、低温時や試運転時に充分な熱交換効率が得られない可能性がある。
【０００８】
そこで、本発明は、低い製造コストで良好な熱交換効率が得られると共に、騒音を良好に抑制することのできる冷房装置用冷却器を提供することを目的としてなされた。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達するためになされた請求項１記載の発明は、
流入流路と流出流路とを複数の冷媒流路により並列に接続した蒸発部と、
冷凍サイクルの減圧弁と連通する被冷却流路と、上記蒸発部の流出流路に連通し冷媒を出口に導く冷却流路との間で熱交換可能に形成された熱交換部と、
該熱交換部の被冷却流路と上記蒸発部の流入流路との間に介装され、上記被冷却流路からの冷媒を減圧して上記流入流路に導く毛管と、
上記熱交換部および上記毛管を迂回して上記蒸発部の流入流路に冷媒を導くバイパス流路と、
を備えた冷房装置用蒸発器において、
上記毛管，上記バイパス流路，および上記バイパス流路を補強するリブを、互いに接合された一対のプレートの間に形成すると共に、上記バイパス流路の上記毛管との合流位置を、上記リブの配設位置より下流に配設したことを特徴とする冷房装置用蒸発器を要旨としている。
【００１０】
また、請求項２記載の発明は、
上記一対のプレートの内、一方のプレートが平板状であり、他方のプレートに上記毛管，上記バイパス流路，および上記リブに応じた凹凸がプレス加工により形成されたことを特徴とする請求項１記載の冷房装置用蒸発器を要旨としている。
【００１１】
更に、請求項３記載の発明は、
上記バイパス流路に、上記減圧弁上流の冷媒圧力が、所定圧以下となったときに開弁する弁体を設けたことを特徴とする請求項１または２記載の冷房装置用蒸発器を要旨としている。
【００１２】
【作用および発明の効果】
このように構成された請求項１記載の発明では、毛管，バイパス流路，およびバイパス流路を補強するリブを、互いに接合された一対のプレートの間に形成しているので、部品点数を減らして製造コストを低く押さえることができる。また、リブを形成したことによりバイパス流路を充分に広くすることができ、低温時や試運転時にも良好な熱交換効率を得ることができる。
【００１３】
更に、バイパス流路の毛管との合流位置を、リブの配設位置より下流に配設している。このため、毛管から噴射された冷媒がリブに衝突して渦を形成するのを抑制することができる。また、毛管によって冷媒を減圧する本発明の構成は、絞り穴などによって減圧する構成に比べて騒音を低減することができる。従って、本発明では、騒音の発生を良好に防止することができる。すなわち、本発明では、低い製造コストで良好な熱交換効率が得られると共に、騒音を良好に抑制することができる。
【００１４】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成に加えて、互いに接合される上記一対のプレートの内、一方のプレートが平板状であり、他方のプレートに上記毛管，上記バイパス流路，および上記リブに応じた凹凸をプレス加工により形成した構成を有する。このため、上記他方のプレートに上記プレス加工を施して上記一方のプレートと接合するだけで、リブにより補強されたバイパス流路および毛管を形成することができる。従って、請求項１記載の発明の効果に加えて、製造工程を一層簡略化し、製造コストを一層低減することができる。
【００１５】
更に、請求項３記載の発明では、バイパス流路に、上記減圧弁上流の冷媒圧力が、所定圧以下となったときに開弁する弁体を設けている。このため、例えば、減圧弁上流の冷媒圧力が充分に高く、熱交換部で逆熱交換が起こる可能性が殆どないときは上記バイパス流路を閉鎖し、逆熱交換が起こる可能性が生じたときにはバイパス流路を開くことができる。本発明ではバイパス流路をリブで補強して充分に広く形成することができるので、弁体が開弁したときにも冷媒が円滑に流通し、きわめて良好な熱交換効率が得られる。
【００１６】
すなわち、本発明ではリブによってバイパス流路を広く形成したことによる効果が一層顕著となる。また、請求項１記載の発明と共通の構成によりリブが存在しても騒音が増大することはない。従って、請求項１または２記載の発明の効果に加えて、騒音を防止しつつ一層良好に熱交換効率を向上させることができる。
【００１７】
【実施例】
以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例である冷房装置用蒸発器を適用した冷凍サイクルの概略構成図である。１はコンプレッサで、車両用に適用された場合にはコンプレッサ１は図示しない内燃機関で回転駆動され、コンプレッサ１はガス状の冷媒（本実施例ではＨＦＣ−１３４ａを使用した）を圧縮して凝縮器２に送り、凝縮器２はこの冷媒を外部の空気により冷却して液状の冷媒としてレシーバ４に送るように接続されている。
【００１８】
レシーバ４は冷媒を一時蓄えると共に、冷媒中の塵や水分を取り除くものである。そして、レシーバ４を出た冷媒は、膨張弁６に送られ、膨張弁６は、送られてきた冷媒を減圧させるものである。また、この膨張弁６は、図２に示すように、弁７の移動により、その開度を調節可能な構成のものである。なお、本実施例では、膨張弁６が減圧弁として働くが、減圧弁は開度が調節可能なものに限らず、固定絞り弁であっても実施可能である。
【００１９】
膨張弁６は、弁７が、ばね１０により閉弁方向に付勢力Ｐｓ により付勢されると共に、弁７の一端がダイヤフラム１２に係合している。更に、後述する冷房装置用蒸発器（以下、単に蒸発器という）１６の下流側に設けられた感温筒８を備え、蒸発器１６の下流側の冷媒温度が上昇すると、感温筒８内の圧力Ｐｆ が上昇し、すなわち冷房負荷が増加すると、この圧力Ｐｆ がキャピラリチューブ１４を介してダイヤフラム１２の一側に作用して、弁７を開弁方向に移動して、冷媒の量を大きくするように開度が調節されるよう構成されている。
【００２０】
また、膨張弁６には、蒸発器１６の下流側の冷媒圧力Ｐ０ をダイヤフラム１２の他側に導入する外均管１７が設けられており、弁７による開度は、上記ばね１０の付勢力Ｐｓ と外均管１７からの圧力Ｐ０ およびキャピラリチューブ１４からの圧力Ｐｆ の釣合（Ｐｆ ＝Ｐｓ ＋Ｐ０ ）により、蒸発器１６の下流側での冷媒圧力と冷媒温度を補償するように構成されている。
【００２１】
上記膨張弁６から出た冷媒は、蒸発器１６に送られた後、ガス状の冷媒となってコンプレッサ１に吸い込まれるように接続されている。蒸発器１６は、図３に示すように蒸発部１８と熱交換部２０とを備えており、蒸発部１８は、図４に示すように、流入流路２２と流出流路２４とを備えている。そして、両流路２２，２４は複数の並列に接続された冷媒流路２６により連通されており、冷媒流路２６を通る冷媒と、車室内に供給される空気との間で熱交換が行われるように構成されている。
【００２２】
一方、熱交換部２０は、入口孔２７を介して上記膨張弁６と連通する複数の被冷却流路２８を備え、この被冷却流路２８の下流側は合流した後、絞り部３０を介して流入流路２２と連通している。また、熱交換部２０は、蒸発部１８の流出流路２４に連通する複数の冷却流路３２を備えており、冷却流路３２の他端は合流した後、出口孔３４を介して排出流路３６（図１）に連通している。熱交換部２０では、被冷却流路２８と冷却流路３２とが交互に配設され、各流路２８，３２内の冷媒の間で熱交換が可能にされている。
【００２３】
図２に戻って、排出流路３６には、上記感温筒８、および外均管１７が取り付けられており、図１に示すように、排出流路３６は出口孔３４から排出された冷媒をコンプレッサ１に導入するように接続されている。
更に、レシーバ４と膨張弁６との間の流路に、バイパス流路３８の一端が接続されて分岐されており、このバイパス流路３８の他端は、絞り部３０の下流側に連通している。また、バイパス流路３８の入口には、定圧弁４０が設けられている。この定圧弁４０は、膨張弁６上流の冷媒圧力をパイロット圧として、その圧力が０．７±０．１ＭＰａ（絶対圧：以下、圧力は全て絶対圧で表示する）以下となったときに開弁するものである。すなわち、定圧弁４０は請求項３の弁体に相当する。また、定圧弁４０は、前述の入口孔２７，出口孔３４と共に、一つのブロックジョイント４１（図４）に収められている。
【００２４】
次に、前述した蒸発器１６の具体的な構成について図４〜９によって説明する。図４に示すように、冷媒流路２６を形成する複数のコアプレート４２，４３がフィン４４を挟んで交互に積層されて蒸発部１８が形成されている。また、側板４６とセンタプレート４８との間に複数組の第１，第２プレート５０，５２が積層されており、１組の両プレート５０，５２は対称の形状をしている。
【００２５】
第１，第２プレート５０，５２には、図５に示すように、被冷却流路２８および冷却流路３２を形成する波型の凹凸が多数形成されており、更に、第１，第２プレート５０，５２の上部には、入口孔２７と各被冷却流路２８とを連通する冷媒流路を形成する上側流入孔５４、定圧弁４０と連通し後述のキャピラリプレート５６に至る冷媒流路を形成するバイパス孔５８、および、出口孔３４と各冷却流路３２とを連通する上側流出孔６０が形成されている。また、第１，第２プレート５０，５１の下部には、各被冷却流路２８とキャピラリプレート５６とを連通する下側流入孔６２、キャピラリプレート５６と流入流路２２とを連通する一対の貫通孔６４，６６、および流出流路２４と各冷却流路３２とを連通する下側流出孔６８が形成されている。
【００２６】
側板４６には、図６に示すように、ブロックジョイント４１の入口孔２７，出口孔３４，定圧弁４０と対向する位置に、それぞれ貫通孔７０，７２，７４が形成され、第１，第２プレート５０，５２の貫通孔６４，６６と対向する位置にはボルト７６によって封止される検査孔７８が、下側流出孔６８と対向する位置には補強用リブ８０が、それぞれ形成されている。
【００２７】
センタプレート４８は平板状に形成され、図７に示すように、バイパス孔５８，下側流入孔６２，下側流出孔６８，および貫通孔６４，６６と対向する位置に、それぞれ貫通孔８２，８４，８６，８８，９０が形成されている。
センタプレート４８を挟んで第１，第２プレート５０，５２と対向配置されるキャピラリプレート５６は、図８に示すように構成されている。すなわち、センタプレート４８を介して第１，第２プレート５０，５２の下側流入孔６２と対向する部分から、センタプレート４８を介して貫通孔６４と対向する部分に至って細溝９４が形成されている。センタプレート４８を介してバイパス孔５８と対向する部分からセンタプレート４８を介して貫通孔６４と対向する部分に至って広幅の凹部９６が形成され、この凹部９６表面には多数の補強用リブ９８が形成されている。なお、凹部９６と細溝９４との合流位置は、凹部９６の補強用リブ９８配設位置より下流側（貫通孔６４側）に配設されている。
【００２８】
このため、キャピラリプレート５６をセンタプレート４８に接合すると、細溝９４とセンタプレート４８との間に毛管としてのキャピラリ流路１００が形成され、凹部９６とセンタプレート４８との間に前述のバイパス流路３８が形成される。このキャピラリ流路１００が図１に示す絞り部３０を構成する。なお、凹部９６には補強用リブ９８が形成されているので、バイパス流路３８を広幅に形成しても充分な強度を保持することができる。また、バイパス流路３８とキャピラリ流路１００との合流位置は、補強用リブ９８の配設位置より下流側に配設される。
【００２９】
更に、キャピラリプレート５６の下部には、センタプレート４８の貫通孔９０および第１，第２プレート５０，５２の貫通孔６６と蒸発部１８の流入流路２２とを連通する貫通孔１０２、並びに、センタプレート４８の貫通孔８６および第１，第２プレート５０，５２の下側流出孔６８と蒸発部１８の流出流路２４とを連通する貫通孔１０４が形成されている。
【００３０】
キャピラリプレート５６と蒸発部１８との間に配設される補強プレート１０６には、図９に示すように、凹部９６や細溝９４の形状に応じた凹凸が形成されている。このため、この補強プレート１０６をキャピラリプレート５６と接合することにより、バイパス流路３８やキャピラリ流路１００を補強することができる。また、補強プレート１０６は他のプレート４６，４８，５０，５２，５６より短く形成され、蒸発部１８の流入流路２２，流出流路２４とキャピラリプレート５６の貫通孔１０２，１０４とは、補強プレート１０６の下部を通って連通している。
【００３１】
蒸発部１８を形成するコアプレート４２，４３は、図１０に示すように構成されている。すなわち、各コアプレート４２，４３の下側には、流入孔１１２と流出孔１１４とが形成されており、両コアプレート４２，４３は対称の形状である。この流入孔１１２により流入流路２２が形成されると共に、流出孔１１４により流出流路２４が形成される。各コアプレート４２，４３には、流入孔１１２と流出孔１１４とを連通する逆Ｕ字状の凹部１１６が形成され、この凹部１１６を対向させてコアプレート４２，４３を接合することにより、前述の冷媒流路２６が形成される。本実施例の蒸発器１６は、これらの各プレート４２，４３，４６，４８，５０，５２，５６，１０６をろう付けにより接合して作成される。
【００３２】
次に、前述した本実施例の蒸発器１６の動作について、冷凍サイクルの動作と共に説明する。
まず、夏期における冷凍サイクルを、図１１に例示するモリエル線図と共に説明する。コンプレッサ１の駆動により、ガス状の冷媒が吸入されて圧縮され（ｆ点−ｇ点間）、凝縮器２に送られる。凝縮器２では、冷媒と空気との間で熱交換を行い、高温の冷媒を空気により冷却して（ｇ点−ａ点間）、液状の冷媒としてレシーバ４に送る。
【００３３】
レシーバ４に送られた冷媒は、一時蓄えられて、定圧弁４０および膨張弁６に送られる。夏期には膨張弁６上流（ｇ点−ａ点間）の冷媒圧力Ｐ１ が通常０．７ＭＰａより充分に高くなるので、定圧弁４０はほぼ閉弁している。このため、ほぼ全量の冷媒が膨張弁６に流入する。膨張弁６は、蒸発器１６の下流側のキャピラリチューブ１４を介して検出される感温筒８の圧力Ｐｆ と、ばね１０の付勢力Ｐｓ および外均管１７を介して検出される蒸発器１６の下流の冷媒圧力Ｐ０ との釣合により、その開度が調節される。
【００３４】
膨張弁６を通過した冷媒は、その開度に応じて流量が調節されると共に減圧されて（ａ点−ｂ点間）、蒸発器１６の入口孔２７および定圧弁４０に送られる。冷媒は、被冷却流路２８を介して更に冷却され、下側流入孔６２を介してキャピラリ流路１００に達する（ｂ点−ｃ点間）。その後、キャピラリ流路１００を介して減圧され、貫通孔６４，６６を介して蒸発部１８の流入流路２２に送られる（ｃ点−ｄ点間）。流入流路２２に送られた冷媒は、各冷媒流路２６に分岐される。冷媒が冷媒流路２６内にあるときには、冷媒と空気との間で各コアプレート４２，４３およびフィン４４を介して熱交換が行われて、車室内へ供給される空気が冷却される（ｄ点−ｅ点間）。
【００３５】
各冷媒流路２６を通って流出流路２４に送られた冷媒は、下側流出孔６８を介して冷却流路３２を通り、被冷却流路２８の冷媒から熱を奪った後、上側流出孔６０，出口孔３４を介して排出流路３６に排出される（ｅ点−ｆ点間）。すなわち、冷媒が冷却流路３２を流れる際、被冷却流路２８内の冷媒との間で熱交換が行われる。このため、冷却流路３２を通過する冷媒は加熱されて（ｅ点−ｆ点間）過熱蒸気となり、また、被冷却流路２８を通過する冷媒は冷却されて（ｂ点−ｃ点間）、膨張弁６の通過により気液二相状態となっている冷媒が、液状の冷媒にされる。
【００３６】
これにより、被冷却流路２８を流れる冷媒の液化が促進され液状の単相の冷媒となって、キャピラリ流路１００を介して蒸発部１８の流入流路２２に送られる。このため、図１１のｄ点における冷媒の乾き度ｘが０．２以下となる。ここで、冷媒としてＨＦＣ−１３４ａを使用した場合、ｘ≦０．２とすると、各冷媒流路２６に冷媒が均等に分配されることが経験的に知られている。このため、各コアプレート４２，４３の間を通る空気に冷却むらが生じるのが防止される。すなわち、冷媒はほぼ液状の単相の状態であり、分配のための絞り等を設けなくても、流入流路２２から各冷媒流路２６に冷媒がほぼ均等に分配される。
【００３７】
そして、冷却流路３２から出口孔３４に送られた冷媒は、排出流路３６からコンプレッサ１に送られる。なお、図１１の例では、凝縮器２の圧力Ｐ１ ＝１．０ＭＰａ、蒸発部１８の圧力Ｐ３ ＝０．３ＭＰａとしており、このとき、被冷却流路２８の圧力Ｐ２ は０．６ＭＰａとなる。
【００３８】
一方、近年の車両の空調にあっては、冬期であっても、冷凍サイクルを実行し、空気を除湿した後、図示しないヒータにより加熱する。冬期の場合のように、凝縮器２を通過する空気温度がー５〜１０℃と低い場合には、コンプレッサ１で圧縮（ｆ点−ｇ点間）された冷媒は、凝縮器２に送られ、熱交換により冷却されて液状の冷媒となる（ｇ点−ａ点間）。しかし、凝縮器２では外気温度が低いために液化が促進され、冷媒が溜る傾向になる。このため、凝縮器２の出口の圧力Ｐ１ が低くなる。すると、図１２のモリエル線図に例示するように、レシーバ４から供給された冷媒を、熱交換部２０へ導入せず、定圧弁４０にて直接Ｐ３ まで減圧しても冷媒の乾き度ｘは０．２以下となる（ａ点−ｄ点間）。このため、全量の冷媒をバイパス流路３８を介して蒸発部１８に導入しても良好な熱交換効率が得られる。
【００３９】
また、凝縮器２の圧力Ｐ１ が更に低下したとき、冷媒が熱交換部２０を通過すると、次のような逆熱交換が起こる。すなわち、図１３のモリエル線図に例示するように、液化された冷媒はレシーバ４を通り、膨張弁６により減圧され（ａ点−ｂ点間）、熱交換部２０の被冷却流路２８に送られる。その後、キャピラリ流路１００および絞り部３０を介して蒸発部１８の流入流路２２に送られる（ｃ点−ｄ点間）。この際、供給される冷媒の圧力が低く、冷媒の量も少ない。そして、流入流路２２に送られた冷媒は、各冷媒流路２６に分配されて、空気との間で熱交換を行う。図示しないヒータにより加熱されている室内の空気温度は、例えば２５℃と高く、冷媒は過熱蒸気となって、流出流路２４に送られる（ｄ点−ｅ点間）。
【００４０】
そして、流出流路２４から熱交換部２０の冷却流路３２に送られた冷媒は、被冷却流路２８の冷媒との間で熱交換を行うが、その際、冷却流路３２の冷媒の温度の方が高く、被冷却流路２８の冷媒は加熱されてしまう（ｂ点−ｃ点間）。また、冷却流路３２の冷媒は冷却されてしまう（ｅ点−ｆ点間）。
【００４１】
被冷却流路２８の冷媒が加熱されると、冷媒の気化が促進され、被冷却流路２８を通過し難くなる。なお、冷却流路３２の冷媒は冷却されるため、感温筒８により検出される冷媒温度が低下し、膨張弁６の開度が減少して流量が低下する。このような逆熱交換が起こると、冷凍サイクルの熱交換効率が低下してしまう。なお、このような現象は低温時に限らず、試運転時のように冷媒量が少ないために圧力Ｐ１ が低くなる場合にも同様の逆熱交換が起こる。
【００４２】
冷媒としてＨＦＣ−１３４ａを使用した蒸発器１６では、蒸発部１８の冷媒圧力が約０．３ＭＰａの場合、Ｐ１ ≦０．８ＭＰａであれば、図１２に例示した状態が生じる。すなわち、冷媒を熱交換部２０へ導入せずに蒸発部１８の冷媒圧力Ｐ３ まで直接減圧してもｘ≦０．２となることが判明している。また、Ｐ１ ≦０．６ＭＰａであると図１３に例示した状態が生じる。すなわち、冷媒を熱交換部２０へ導入したとき逆熱交換が起こることが判明している。
【００４３】
本実施例では、Ｐ１ ≦０．７±０．１ＭＰａとなったときに定圧弁４０を開弁してバイパス流路３８を開き、それ以上の圧力では定圧弁４０を閉弁して全量の冷媒を熱交換部２０へ導入している。このため、熱交換部２０で逆熱交換が起こるのを防止すると共に、蒸発部１８へ導入される冷媒の乾き度ｘを０．２以下とすることができる。従って、圧力Ｐ１ がどのような値となっても、熱交換効率を良好に向上させることができる。
【００４４】
また、本実施例では、キャピラリプレート５６の凹部９６に補強用リブ９８を形成しており、これによって、充分な強度を保持したままバイパス流路３８の流路面積を拡大することができる。このため、定圧弁４０が開弁したときに冷媒がバイパス流路３８を円滑に流通し、熱交換効率を一層向上させることができる。
【００４５】
更に、本実施例では、キャピラリプレート５６に、凹部９６，補強用リブ９８と共に、細溝９４をプレス加工により形成し、これを平板状のセンタプレート４８に接合することによりバイパス流路３８およびキャピラリ流路１００を形成している。このため、バイパス流路３８およびキャピラリ流路１００をきわめて簡単に作成することができる。従って、製造工程を簡略化して、製造コストを低く押さえることができる。
【００４６】
また更に、本実施例ではキャピラリ流路１００を介して冷媒を減圧しているので、絞り穴などによって減圧する構成に比べて騒音を低減することができる。しかも、バイパス流路３８とキャピラリ流路１００との合流位置は、補強用リブ９８の配設位置より下流側に配設されている。このため、図８に例示したように、キャピラリ流路１００から噴射されたジェット噴流２００が補強用リブ９８に衝突して渦などを形成するのを抑制することができる。
【００４７】
すなわち、図１４に例示する比較例のキャピラリプレート３５６のように、凹部３９６と細溝３９４との合流位置、すなわち、バイパス流路とキャピラリ流路との合流位置の下流側にも補強用リブ３９８が配設される場合、キャピラリ流路から噴射されたジェット噴流４００はその補強用リブ３９８に衝突して、近接する補強用リブ３９８周囲に渦４１０を形成する。すると、この渦４１０によってピーピーという騒音が発生する可能性があるのである。これに対して本実施例ではこのような事態を回避して、騒音をきわめて良好に低減することができる。
【００４８】
なお、本発明は上記実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の態様で実施することができる。例えば、上記実施例では定圧弁４０によってバイパス流路３８を開閉しているが、定圧弁４０の代わりに単なる絞りを設けてもよい。この場合、熱交換部２０での熱交換効率が低下すると、被冷却流路２８内の冷媒圧力が増加し、上記絞りを介してバイパス流路３８へ導入される冷媒の量が増大する。この場合、バイパス流路３８の冷媒とキャピラリ流路１００の冷媒とが圧力Ｐ１ に応じた所定の割合で合流するが、この場合もキャピラリ流路１００からのジェット噴流２００が補強用リブ９８に衝突しないので、騒音を良好に低減することができる。また、上記実施例では冷媒としてＨＦＣ−１３４ａを使用しているが他の冷媒を使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の冷房装置用蒸発器を適用した冷凍サイクルの概略構成図である。
【図２】その冷凍サイクルの膨張弁の概略構成図である。
【図３】実施例の冷房装置用蒸発器の外観を表す斜視図である。
【図４】その冷房装置用蒸発器の構成を表す分解斜視図である。
【図５】その冷房装置用蒸発器の第１，第２プレートの構成を表す正面図である。
【図６】その冷房装置用蒸発器の側板の構成を表す正面図である。
【図７】その冷房装置用蒸発器のセンタプレートの構成を表す正面図である。
【図８】その冷房装置用蒸発器のキャピラリプレートの構成を表す正面図である。
【図９】その冷房装置用蒸発器の補強プレートの構成を表す正面図である。
【図１０】その冷房装置用蒸発器のコアプレートの構成を表す正面図である。
【図１１】実施例の冷凍サイクルの夏期におけるモリエル線図を表すグラフである。
【図１２】実施例の冷凍サイクルの冬期におけるモリエル線図を表すグラフである。
【図１３】比較例の冷凍サイクルの逆熱交換発生時のモリエル線図を表すグラフである。
【図１４】比較例の冷房装置用蒸発器のキャピラリプレートの構成を表す正面図である。
【符号の説明】
１…コンプレッサ ２…凝縮器 ４…レシーバ ６…膨張弁
１６…蒸発器 １８…蒸発部 ２０…熱交換部 ２２…流入流路
２４…流出流路 ２６…冷媒流路 ２８…被冷却流路 ３０…絞り部
３２…冷却流路 ３８…バイパス流路 ４０…定圧弁
４２，４３…コアプレート ４６…側板 ４８…センタプレート
５０…第１プレート ５１…第２プレート ５６…キャピラリプレート
５８…バイパス孔 ９４…細溝 ９６…凹部
９８…補強用リブ １００…キャピラリ流路 １０６…補強プレート
【産業上の利用分野】
本発明は、冷凍サイクルに使用される冷房装置用蒸発器に関し、特に複数の冷媒流路を並列に接続した冷房装置用蒸発器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、この種の冷房装置用蒸発器として、次のようなものが知られている。すなわち、流入流路と流出流路とを複数の冷媒流路により並列に接続した蒸発部と、冷凍サイクルの減圧弁と連通する被冷却流路と上記流出流路に連通し冷媒を出口に導く冷却流路との間で熱交換可能に形成された熱交換部と、該熱交換部の被冷却流路と上記蒸発部の流入流路との間に介装され、上記被冷却流路からの冷媒を減圧する絞り部と、上記熱交換部および上記絞り部を迂回して上記蒸発部の流入流路に冷媒を導くバイパス流路と、を備えたものがそれである。
【０００３】
この種の冷房装置用蒸発器では、冷凍サイクルの凝縮器で凝縮され減圧弁により一旦減圧された冷媒は、熱交換部にて更に冷却される。続いて、絞り部にて更に減圧された後蒸発部にて蒸発し、周囲の空気から蒸発熱を吸収して熱交換部の冷却流路に導入される。冷却流路に導入された冷媒は被冷却流路の冷媒よりも低温化しており、被冷却流路の冷媒から熱を奪って冷凍サイクルに還元される。このように、この種の冷房装置用蒸発器では、熱交換部（いわゆるスーパークール）を持たせたことにより、蒸発部に導入される冷媒の乾き度（冷媒の気体成分の割合）を低減して、熱交換効率を向上させることができる。
【０００４】
また、この種の冷房装置用蒸発器は、熱交換部および絞り部を迂回して蒸発部の流入流路に冷媒を導くバイパス流路を有しており、次のような効果が得られる。冬期などの低温時や、冷房装置の試運転時のように、減圧弁上流の冷媒圧力が低くなる場合、熱交換部の被冷却流路の冷媒温度が冷却流路の冷媒温度以下となる。この場合、被冷却流路の冷媒が冷却流路の冷媒によって暖められるいわゆる逆熱交換が起こる。すると、被冷却流路の冷媒の気化が促進され、冷媒が熱交換部を流れ難くなってしまう。このとき、上記バイパス流路により冷媒は逆熱交換を受けることなく蒸発部に達することができる。このため、前述のように減圧弁上流の冷媒圧力が低い場合にも、高い熱交換効率を保持することができる。
【０００５】
更に、この種の冷房装置用蒸発器では、例えば、特開平６−１８５８３１号公報に記載のように、上記絞り部を毛管によって構成することが考えられている。絞り部を毛管によって構成すると、絞り部を穴などによって構成した場合に比べて、冷媒が絞り部を通過する際の騒音を低減することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、毛管を通過した冷媒は、きわめて流速の速いジェット噴流となっている。また、上記毛管，バイパス流路，およびバイパス流路を補強するリブを、互いに接合された一対のプレートの間に形成する場合があるが、この場合、バイパス流路の毛管との合流位置を、リブの配設位置より上流に配設すると、次のような課題が生じる。すなわち、このように構成した場合、毛管から噴射された冷媒がリブに衝突し、リブの周囲に渦を形成する可能性がある。すると、その渦によってピーピーという騒音が発生することが考えられるのである。
【０００７】
また、バイパス流路と毛管とを別々のプレート間に形成すると、上記騒音は発生しないが部品点数が増加し、製造コストが増大してしまう。更に、リブを省略するとバイパス流路を充分に広くすることができず、低温時や試運転時に充分な熱交換効率が得られない可能性がある。
【０００８】
そこで、本発明は、低い製造コストで良好な熱交換効率が得られると共に、騒音を良好に抑制することのできる冷房装置用冷却器を提供することを目的としてなされた。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達するためになされた請求項１記載の発明は、
流入流路と流出流路とを複数の冷媒流路により並列に接続した蒸発部と、
冷凍サイクルの減圧弁と連通する被冷却流路と、上記蒸発部の流出流路に連通し冷媒を出口に導く冷却流路との間で熱交換可能に形成された熱交換部と、
該熱交換部の被冷却流路と上記蒸発部の流入流路との間に介装され、上記被冷却流路からの冷媒を減圧して上記流入流路に導く毛管と、
上記熱交換部および上記毛管を迂回して上記蒸発部の流入流路に冷媒を導くバイパス流路と、
を備えた冷房装置用蒸発器において、
上記毛管，上記バイパス流路，および上記バイパス流路を補強するリブを、互いに接合された一対のプレートの間に形成すると共に、上記バイパス流路の上記毛管との合流位置を、上記リブの配設位置より下流に配設したことを特徴とする冷房装置用蒸発器を要旨としている。
【００１０】
また、請求項２記載の発明は、
上記一対のプレートの内、一方のプレートが平板状であり、他方のプレートに上記毛管，上記バイパス流路，および上記リブに応じた凹凸がプレス加工により形成されたことを特徴とする請求項１記載の冷房装置用蒸発器を要旨としている。
【００１１】
更に、請求項３記載の発明は、
上記バイパス流路に、上記減圧弁上流の冷媒圧力が、所定圧以下となったときに開弁する弁体を設けたことを特徴とする請求項１または２記載の冷房装置用蒸発器を要旨としている。
【００１２】
【作用および発明の効果】
このように構成された請求項１記載の発明では、毛管，バイパス流路，およびバイパス流路を補強するリブを、互いに接合された一対のプレートの間に形成しているので、部品点数を減らして製造コストを低く押さえることができる。また、リブを形成したことによりバイパス流路を充分に広くすることができ、低温時や試運転時にも良好な熱交換効率を得ることができる。
【００１３】
更に、バイパス流路の毛管との合流位置を、リブの配設位置より下流に配設している。このため、毛管から噴射された冷媒がリブに衝突して渦を形成するのを抑制することができる。また、毛管によって冷媒を減圧する本発明の構成は、絞り穴などによって減圧する構成に比べて騒音を低減することができる。従って、本発明では、騒音の発生を良好に防止することができる。すなわち、本発明では、低い製造コストで良好な熱交換効率が得られると共に、騒音を良好に抑制することができる。
【００１４】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成に加えて、互いに接合される上記一対のプレートの内、一方のプレートが平板状であり、他方のプレートに上記毛管，上記バイパス流路，および上記リブに応じた凹凸をプレス加工により形成した構成を有する。このため、上記他方のプレートに上記プレス加工を施して上記一方のプレートと接合するだけで、リブにより補強されたバイパス流路および毛管を形成することができる。従って、請求項１記載の発明の効果に加えて、製造工程を一層簡略化し、製造コストを一層低減することができる。
【００１５】
更に、請求項３記載の発明では、バイパス流路に、上記減圧弁上流の冷媒圧力が、所定圧以下となったときに開弁する弁体を設けている。このため、例えば、減圧弁上流の冷媒圧力が充分に高く、熱交換部で逆熱交換が起こる可能性が殆どないときは上記バイパス流路を閉鎖し、逆熱交換が起こる可能性が生じたときにはバイパス流路を開くことができる。本発明ではバイパス流路をリブで補強して充分に広く形成することができるので、弁体が開弁したときにも冷媒が円滑に流通し、きわめて良好な熱交換効率が得られる。
【００１６】
すなわち、本発明ではリブによってバイパス流路を広く形成したことによる効果が一層顕著となる。また、請求項１記載の発明と共通の構成によりリブが存在しても騒音が増大することはない。従って、請求項１または２記載の発明の効果に加えて、騒音を防止しつつ一層良好に熱交換効率を向上させることができる。
【００１７】
【実施例】
以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例である冷房装置用蒸発器を適用した冷凍サイクルの概略構成図である。１はコンプレッサで、車両用に適用された場合にはコンプレッサ１は図示しない内燃機関で回転駆動され、コンプレッサ１はガス状の冷媒（本実施例ではＨＦＣ−１３４ａを使用した）を圧縮して凝縮器２に送り、凝縮器２はこの冷媒を外部の空気により冷却して液状の冷媒としてレシーバ４に送るように接続されている。
【００１８】
レシーバ４は冷媒を一時蓄えると共に、冷媒中の塵や水分を取り除くものである。そして、レシーバ４を出た冷媒は、膨張弁６に送られ、膨張弁６は、送られてきた冷媒を減圧させるものである。また、この膨張弁６は、図２に示すように、弁７の移動により、その開度を調節可能な構成のものである。なお、本実施例では、膨張弁６が減圧弁として働くが、減圧弁は開度が調節可能なものに限らず、固定絞り弁であっても実施可能である。
【００１９】
膨張弁６は、弁７が、ばね１０により閉弁方向に付勢力Ｐｓ により付勢されると共に、弁７の一端がダイヤフラム１２に係合している。更に、後述する冷房装置用蒸発器（以下、単に蒸発器という）１６の下流側に設けられた感温筒８を備え、蒸発器１６の下流側の冷媒温度が上昇すると、感温筒８内の圧力Ｐｆ が上昇し、すなわち冷房負荷が増加すると、この圧力Ｐｆ がキャピラリチューブ１４を介してダイヤフラム１２の一側に作用して、弁７を開弁方向に移動して、冷媒の量を大きくするように開度が調節されるよう構成されている。
【００２０】
また、膨張弁６には、蒸発器１６の下流側の冷媒圧力Ｐ０ をダイヤフラム１２の他側に導入する外均管１７が設けられており、弁７による開度は、上記ばね１０の付勢力Ｐｓ と外均管１７からの圧力Ｐ０ およびキャピラリチューブ１４からの圧力Ｐｆ の釣合（Ｐｆ ＝Ｐｓ ＋Ｐ０ ）により、蒸発器１６の下流側での冷媒圧力と冷媒温度を補償するように構成されている。
【００２１】
上記膨張弁６から出た冷媒は、蒸発器１６に送られた後、ガス状の冷媒となってコンプレッサ１に吸い込まれるように接続されている。蒸発器１６は、図３に示すように蒸発部１８と熱交換部２０とを備えており、蒸発部１８は、図４に示すように、流入流路２２と流出流路２４とを備えている。そして、両流路２２，２４は複数の並列に接続された冷媒流路２６により連通されており、冷媒流路２６を通る冷媒と、車室内に供給される空気との間で熱交換が行われるように構成されている。
【００２２】
一方、熱交換部２０は、入口孔２７を介して上記膨張弁６と連通する複数の被冷却流路２８を備え、この被冷却流路２８の下流側は合流した後、絞り部３０を介して流入流路２２と連通している。また、熱交換部２０は、蒸発部１８の流出流路２４に連通する複数の冷却流路３２を備えており、冷却流路３２の他端は合流した後、出口孔３４を介して排出流路３６（図１）に連通している。熱交換部２０では、被冷却流路２８と冷却流路３２とが交互に配設され、各流路２８，３２内の冷媒の間で熱交換が可能にされている。
【００２３】
図２に戻って、排出流路３６には、上記感温筒８、および外均管１７が取り付けられており、図１に示すように、排出流路３６は出口孔３４から排出された冷媒をコンプレッサ１に導入するように接続されている。
更に、レシーバ４と膨張弁６との間の流路に、バイパス流路３８の一端が接続されて分岐されており、このバイパス流路３８の他端は、絞り部３０の下流側に連通している。また、バイパス流路３８の入口には、定圧弁４０が設けられている。この定圧弁４０は、膨張弁６上流の冷媒圧力をパイロット圧として、その圧力が０．７±０．１ＭＰａ（絶対圧：以下、圧力は全て絶対圧で表示する）以下となったときに開弁するものである。すなわち、定圧弁４０は請求項３の弁体に相当する。また、定圧弁４０は、前述の入口孔２７，出口孔３４と共に、一つのブロックジョイント４１（図４）に収められている。
【００２４】
次に、前述した蒸発器１６の具体的な構成について図４〜９によって説明する。図４に示すように、冷媒流路２６を形成する複数のコアプレート４２，４３がフィン４４を挟んで交互に積層されて蒸発部１８が形成されている。また、側板４６とセンタプレート４８との間に複数組の第１，第２プレート５０，５２が積層されており、１組の両プレート５０，５２は対称の形状をしている。
【００２５】
第１，第２プレート５０，５２には、図５に示すように、被冷却流路２８および冷却流路３２を形成する波型の凹凸が多数形成されており、更に、第１，第２プレート５０，５２の上部には、入口孔２７と各被冷却流路２８とを連通する冷媒流路を形成する上側流入孔５４、定圧弁４０と連通し後述のキャピラリプレート５６に至る冷媒流路を形成するバイパス孔５８、および、出口孔３４と各冷却流路３２とを連通する上側流出孔６０が形成されている。また、第１，第２プレート５０，５１の下部には、各被冷却流路２８とキャピラリプレート５６とを連通する下側流入孔６２、キャピラリプレート５６と流入流路２２とを連通する一対の貫通孔６４，６６、および流出流路２４と各冷却流路３２とを連通する下側流出孔６８が形成されている。
【００２６】
側板４６には、図６に示すように、ブロックジョイント４１の入口孔２７，出口孔３４，定圧弁４０と対向する位置に、それぞれ貫通孔７０，７２，７４が形成され、第１，第２プレート５０，５２の貫通孔６４，６６と対向する位置にはボルト７６によって封止される検査孔７８が、下側流出孔６８と対向する位置には補強用リブ８０が、それぞれ形成されている。
【００２７】
センタプレート４８は平板状に形成され、図７に示すように、バイパス孔５８，下側流入孔６２，下側流出孔６８，および貫通孔６４，６６と対向する位置に、それぞれ貫通孔８２，８４，８６，８８，９０が形成されている。
センタプレート４８を挟んで第１，第２プレート５０，５２と対向配置されるキャピラリプレート５６は、図８に示すように構成されている。すなわち、センタプレート４８を介して第１，第２プレート５０，５２の下側流入孔６２と対向する部分から、センタプレート４８を介して貫通孔６４と対向する部分に至って細溝９４が形成されている。センタプレート４８を介してバイパス孔５８と対向する部分からセンタプレート４８を介して貫通孔６４と対向する部分に至って広幅の凹部９６が形成され、この凹部９６表面には多数の補強用リブ９８が形成されている。なお、凹部９６と細溝９４との合流位置は、凹部９６の補強用リブ９８配設位置より下流側（貫通孔６４側）に配設されている。
【００２８】
このため、キャピラリプレート５６をセンタプレート４８に接合すると、細溝９４とセンタプレート４８との間に毛管としてのキャピラリ流路１００が形成され、凹部９６とセンタプレート４８との間に前述のバイパス流路３８が形成される。このキャピラリ流路１００が図１に示す絞り部３０を構成する。なお、凹部９６には補強用リブ９８が形成されているので、バイパス流路３８を広幅に形成しても充分な強度を保持することができる。また、バイパス流路３８とキャピラリ流路１００との合流位置は、補強用リブ９８の配設位置より下流側に配設される。
【００２９】
更に、キャピラリプレート５６の下部には、センタプレート４８の貫通孔９０および第１，第２プレート５０，５２の貫通孔６６と蒸発部１８の流入流路２２とを連通する貫通孔１０２、並びに、センタプレート４８の貫通孔８６および第１，第２プレート５０，５２の下側流出孔６８と蒸発部１８の流出流路２４とを連通する貫通孔１０４が形成されている。
【００３０】
キャピラリプレート５６と蒸発部１８との間に配設される補強プレート１０６には、図９に示すように、凹部９６や細溝９４の形状に応じた凹凸が形成されている。このため、この補強プレート１０６をキャピラリプレート５６と接合することにより、バイパス流路３８やキャピラリ流路１００を補強することができる。また、補強プレート１０６は他のプレート４６，４８，５０，５２，５６より短く形成され、蒸発部１８の流入流路２２，流出流路２４とキャピラリプレート５６の貫通孔１０２，１０４とは、補強プレート１０６の下部を通って連通している。
【００３１】
蒸発部１８を形成するコアプレート４２，４３は、図１０に示すように構成されている。すなわち、各コアプレート４２，４３の下側には、流入孔１１２と流出孔１１４とが形成されており、両コアプレート４２，４３は対称の形状である。この流入孔１１２により流入流路２２が形成されると共に、流出孔１１４により流出流路２４が形成される。各コアプレート４２，４３には、流入孔１１２と流出孔１１４とを連通する逆Ｕ字状の凹部１１６が形成され、この凹部１１６を対向させてコアプレート４２，４３を接合することにより、前述の冷媒流路２６が形成される。本実施例の蒸発器１６は、これらの各プレート４２，４３，４６，４８，５０，５２，５６，１０６をろう付けにより接合して作成される。
【００３２】
次に、前述した本実施例の蒸発器１６の動作について、冷凍サイクルの動作と共に説明する。
まず、夏期における冷凍サイクルを、図１１に例示するモリエル線図と共に説明する。コンプレッサ１の駆動により、ガス状の冷媒が吸入されて圧縮され（ｆ点−ｇ点間）、凝縮器２に送られる。凝縮器２では、冷媒と空気との間で熱交換を行い、高温の冷媒を空気により冷却して（ｇ点−ａ点間）、液状の冷媒としてレシーバ４に送る。
【００３３】
レシーバ４に送られた冷媒は、一時蓄えられて、定圧弁４０および膨張弁６に送られる。夏期には膨張弁６上流（ｇ点−ａ点間）の冷媒圧力Ｐ１ が通常０．７ＭＰａより充分に高くなるので、定圧弁４０はほぼ閉弁している。このため、ほぼ全量の冷媒が膨張弁６に流入する。膨張弁６は、蒸発器１６の下流側のキャピラリチューブ１４を介して検出される感温筒８の圧力Ｐｆ と、ばね１０の付勢力Ｐｓ および外均管１７を介して検出される蒸発器１６の下流の冷媒圧力Ｐ０ との釣合により、その開度が調節される。
【００３４】
膨張弁６を通過した冷媒は、その開度に応じて流量が調節されると共に減圧されて（ａ点−ｂ点間）、蒸発器１６の入口孔２７および定圧弁４０に送られる。冷媒は、被冷却流路２８を介して更に冷却され、下側流入孔６２を介してキャピラリ流路１００に達する（ｂ点−ｃ点間）。その後、キャピラリ流路１００を介して減圧され、貫通孔６４，６６を介して蒸発部１８の流入流路２２に送られる（ｃ点−ｄ点間）。流入流路２２に送られた冷媒は、各冷媒流路２６に分岐される。冷媒が冷媒流路２６内にあるときには、冷媒と空気との間で各コアプレート４２，４３およびフィン４４を介して熱交換が行われて、車室内へ供給される空気が冷却される（ｄ点−ｅ点間）。
【００３５】
各冷媒流路２６を通って流出流路２４に送られた冷媒は、下側流出孔６８を介して冷却流路３２を通り、被冷却流路２８の冷媒から熱を奪った後、上側流出孔６０，出口孔３４を介して排出流路３６に排出される（ｅ点−ｆ点間）。すなわち、冷媒が冷却流路３２を流れる際、被冷却流路２８内の冷媒との間で熱交換が行われる。このため、冷却流路３２を通過する冷媒は加熱されて（ｅ点−ｆ点間）過熱蒸気となり、また、被冷却流路２８を通過する冷媒は冷却されて（ｂ点−ｃ点間）、膨張弁６の通過により気液二相状態となっている冷媒が、液状の冷媒にされる。
【００３６】
これにより、被冷却流路２８を流れる冷媒の液化が促進され液状の単相の冷媒となって、キャピラリ流路１００を介して蒸発部１８の流入流路２２に送られる。このため、図１１のｄ点における冷媒の乾き度ｘが０．２以下となる。ここで、冷媒としてＨＦＣ−１３４ａを使用した場合、ｘ≦０．２とすると、各冷媒流路２６に冷媒が均等に分配されることが経験的に知られている。このため、各コアプレート４２，４３の間を通る空気に冷却むらが生じるのが防止される。すなわち、冷媒はほぼ液状の単相の状態であり、分配のための絞り等を設けなくても、流入流路２２から各冷媒流路２６に冷媒がほぼ均等に分配される。
【００３７】
そして、冷却流路３２から出口孔３４に送られた冷媒は、排出流路３６からコンプレッサ１に送られる。なお、図１１の例では、凝縮器２の圧力Ｐ１ ＝１．０ＭＰａ、蒸発部１８の圧力Ｐ３ ＝０．３ＭＰａとしており、このとき、被冷却流路２８の圧力Ｐ２ は０．６ＭＰａとなる。
【００３８】
一方、近年の車両の空調にあっては、冬期であっても、冷凍サイクルを実行し、空気を除湿した後、図示しないヒータにより加熱する。冬期の場合のように、凝縮器２を通過する空気温度がー５〜１０℃と低い場合には、コンプレッサ１で圧縮（ｆ点−ｇ点間）された冷媒は、凝縮器２に送られ、熱交換により冷却されて液状の冷媒となる（ｇ点−ａ点間）。しかし、凝縮器２では外気温度が低いために液化が促進され、冷媒が溜る傾向になる。このため、凝縮器２の出口の圧力Ｐ１ が低くなる。すると、図１２のモリエル線図に例示するように、レシーバ４から供給された冷媒を、熱交換部２０へ導入せず、定圧弁４０にて直接Ｐ３ まで減圧しても冷媒の乾き度ｘは０．２以下となる（ａ点−ｄ点間）。このため、全量の冷媒をバイパス流路３８を介して蒸発部１８に導入しても良好な熱交換効率が得られる。
【００３９】
また、凝縮器２の圧力Ｐ１ が更に低下したとき、冷媒が熱交換部２０を通過すると、次のような逆熱交換が起こる。すなわち、図１３のモリエル線図に例示するように、液化された冷媒はレシーバ４を通り、膨張弁６により減圧され（ａ点−ｂ点間）、熱交換部２０の被冷却流路２８に送られる。その後、キャピラリ流路１００および絞り部３０を介して蒸発部１８の流入流路２２に送られる（ｃ点−ｄ点間）。この際、供給される冷媒の圧力が低く、冷媒の量も少ない。そして、流入流路２２に送られた冷媒は、各冷媒流路２６に分配されて、空気との間で熱交換を行う。図示しないヒータにより加熱されている室内の空気温度は、例えば２５℃と高く、冷媒は過熱蒸気となって、流出流路２４に送られる（ｄ点−ｅ点間）。
【００４０】
そして、流出流路２４から熱交換部２０の冷却流路３２に送られた冷媒は、被冷却流路２８の冷媒との間で熱交換を行うが、その際、冷却流路３２の冷媒の温度の方が高く、被冷却流路２８の冷媒は加熱されてしまう（ｂ点−ｃ点間）。また、冷却流路３２の冷媒は冷却されてしまう（ｅ点−ｆ点間）。
【００４１】
被冷却流路２８の冷媒が加熱されると、冷媒の気化が促進され、被冷却流路２８を通過し難くなる。なお、冷却流路３２の冷媒は冷却されるため、感温筒８により検出される冷媒温度が低下し、膨張弁６の開度が減少して流量が低下する。このような逆熱交換が起こると、冷凍サイクルの熱交換効率が低下してしまう。なお、このような現象は低温時に限らず、試運転時のように冷媒量が少ないために圧力Ｐ１ が低くなる場合にも同様の逆熱交換が起こる。
【００４２】
冷媒としてＨＦＣ−１３４ａを使用した蒸発器１６では、蒸発部１８の冷媒圧力が約０．３ＭＰａの場合、Ｐ１ ≦０．８ＭＰａであれば、図１２に例示した状態が生じる。すなわち、冷媒を熱交換部２０へ導入せずに蒸発部１８の冷媒圧力Ｐ３ まで直接減圧してもｘ≦０．２となることが判明している。また、Ｐ１ ≦０．６ＭＰａであると図１３に例示した状態が生じる。すなわち、冷媒を熱交換部２０へ導入したとき逆熱交換が起こることが判明している。
【００４３】
本実施例では、Ｐ１ ≦０．７±０．１ＭＰａとなったときに定圧弁４０を開弁してバイパス流路３８を開き、それ以上の圧力では定圧弁４０を閉弁して全量の冷媒を熱交換部２０へ導入している。このため、熱交換部２０で逆熱交換が起こるのを防止すると共に、蒸発部１８へ導入される冷媒の乾き度ｘを０．２以下とすることができる。従って、圧力Ｐ１ がどのような値となっても、熱交換効率を良好に向上させることができる。
【００４４】
また、本実施例では、キャピラリプレート５６の凹部９６に補強用リブ９８を形成しており、これによって、充分な強度を保持したままバイパス流路３８の流路面積を拡大することができる。このため、定圧弁４０が開弁したときに冷媒がバイパス流路３８を円滑に流通し、熱交換効率を一層向上させることができる。
【００４５】
更に、本実施例では、キャピラリプレート５６に、凹部９６，補強用リブ９８と共に、細溝９４をプレス加工により形成し、これを平板状のセンタプレート４８に接合することによりバイパス流路３８およびキャピラリ流路１００を形成している。このため、バイパス流路３８およびキャピラリ流路１００をきわめて簡単に作成することができる。従って、製造工程を簡略化して、製造コストを低く押さえることができる。
【００４６】
また更に、本実施例ではキャピラリ流路１００を介して冷媒を減圧しているので、絞り穴などによって減圧する構成に比べて騒音を低減することができる。しかも、バイパス流路３８とキャピラリ流路１００との合流位置は、補強用リブ９８の配設位置より下流側に配設されている。このため、図８に例示したように、キャピラリ流路１００から噴射されたジェット噴流２００が補強用リブ９８に衝突して渦などを形成するのを抑制することができる。
【００４７】
すなわち、図１４に例示する比較例のキャピラリプレート３５６のように、凹部３９６と細溝３９４との合流位置、すなわち、バイパス流路とキャピラリ流路との合流位置の下流側にも補強用リブ３９８が配設される場合、キャピラリ流路から噴射されたジェット噴流４００はその補強用リブ３９８に衝突して、近接する補強用リブ３９８周囲に渦４１０を形成する。すると、この渦４１０によってピーピーという騒音が発生する可能性があるのである。これに対して本実施例ではこのような事態を回避して、騒音をきわめて良好に低減することができる。
【００４８】
なお、本発明は上記実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の態様で実施することができる。例えば、上記実施例では定圧弁４０によってバイパス流路３８を開閉しているが、定圧弁４０の代わりに単なる絞りを設けてもよい。この場合、熱交換部２０での熱交換効率が低下すると、被冷却流路２８内の冷媒圧力が増加し、上記絞りを介してバイパス流路３８へ導入される冷媒の量が増大する。この場合、バイパス流路３８の冷媒とキャピラリ流路１００の冷媒とが圧力Ｐ１ に応じた所定の割合で合流するが、この場合もキャピラリ流路１００からのジェット噴流２００が補強用リブ９８に衝突しないので、騒音を良好に低減することができる。また、上記実施例では冷媒としてＨＦＣ−１３４ａを使用しているが他の冷媒を使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の冷房装置用蒸発器を適用した冷凍サイクルの概略構成図である。
【図２】その冷凍サイクルの膨張弁の概略構成図である。
【図３】実施例の冷房装置用蒸発器の外観を表す斜視図である。
【図４】その冷房装置用蒸発器の構成を表す分解斜視図である。
【図５】その冷房装置用蒸発器の第１，第２プレートの構成を表す正面図である。
【図６】その冷房装置用蒸発器の側板の構成を表す正面図である。
【図７】その冷房装置用蒸発器のセンタプレートの構成を表す正面図である。
【図８】その冷房装置用蒸発器のキャピラリプレートの構成を表す正面図である。
【図９】その冷房装置用蒸発器の補強プレートの構成を表す正面図である。
【図１０】その冷房装置用蒸発器のコアプレートの構成を表す正面図である。
【図１１】実施例の冷凍サイクルの夏期におけるモリエル線図を表すグラフである。
【図１２】実施例の冷凍サイクルの冬期におけるモリエル線図を表すグラフである。
【図１３】比較例の冷凍サイクルの逆熱交換発生時のモリエル線図を表すグラフである。
【図１４】比較例の冷房装置用蒸発器のキャピラリプレートの構成を表す正面図である。
【符号の説明】
１…コンプレッサ ２…凝縮器 ４…レシーバ ６…膨張弁
１６…蒸発器 １８…蒸発部 ２０…熱交換部 ２２…流入流路
２４…流出流路 ２６…冷媒流路 ２８…被冷却流路 ３０…絞り部
３２…冷却流路 ３８…バイパス流路 ４０…定圧弁
４２，４３…コアプレート ４６…側板 ４８…センタプレート
５０…第１プレート ５１…第２プレート ５６…キャピラリプレート
５８…バイパス孔 ９４…細溝 ９６…凹部
９８…補強用リブ １００…キャピラリ流路 １０６…補強プレート
Claims (3)
- 流入流路と流出流路とを複数の冷媒流路により並列に接続した蒸発部と、
冷凍サイクルの減圧弁と連通する被冷却流路と、上記蒸発部の流出流路に連通し冷媒を出口に導く冷却流路との間で熱交換可能に形成された熱交換部と、
該熱交換部の被冷却流路と上記蒸発部の流入流路との間に介装され、上記被冷却流路からの冷媒を減圧して上記流入流路に導く毛管と、
上記熱交換部および上記毛管を迂回して上記蒸発部の流入流路に冷媒を導くバイパス流路と、
を備えた冷房装置用蒸発器において、
上記毛管，上記バイパス流路，および上記バイパス流路を補強するリブを、互いに接合された一対のプレートの間に形成すると共に、上記バイパス流路の上記毛管との合流位置を、上記リブの配設位置より下流に配設したことを特徴とする冷房装置用蒸発器。 - 上記一対のプレートの内、一方のプレートが平板状であり、他方のプレートに上記毛管，上記バイパス流路，および上記リブに応じた凹凸がプレス加工により形成されたことを特徴とする請求項１記載の冷房装置用蒸発器。
- 上記バイパス流路に、上記減圧弁上流の冷媒圧力が、所定圧以下となったときに開弁する弁体を設けたことを特徴とする請求項１または２記載の冷房装置用蒸発器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24429394A JP3633005B2 (ja) | 1994-10-07 | 1994-10-07 | 冷房装置用蒸発器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24429394A JP3633005B2 (ja) | 1994-10-07 | 1994-10-07 | 冷房装置用蒸発器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08110122A JPH08110122A (ja) | 1996-04-30 |
| JP3633005B2 true JP3633005B2 (ja) | 2005-03-30 |
Family
ID=17116592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24429394A Expired - Fee Related JP3633005B2 (ja) | 1994-10-07 | 1994-10-07 | 冷房装置用蒸発器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3633005B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001051858A1 (fr) * | 2000-01-11 | 2001-07-19 | Daikin Industries, Ltd. | Structure de montage de moteur du ventilateur d'un appareil de conditionnement d'air et appareil de conditionnement d'air ainsi obtenu |
| JP2016035376A (ja) * | 2014-08-04 | 2016-03-17 | 株式会社デンソー | 蒸発器 |
| KR101683491B1 (ko) * | 2014-12-09 | 2016-12-07 | 현대자동차 주식회사 | 차량용 열교환기 |
| CN111707022B (zh) * | 2020-05-19 | 2021-04-30 | 中南大学 | 毛细管掺汽超空化喷射噪声抑制装置 |
| CN111707023B (zh) * | 2020-05-19 | 2021-09-10 | 中南大学 | 双向膨胀阀掺汽超空化喷射噪声抑制装置 |
-
1994
- 1994-10-07 JP JP24429394A patent/JP3633005B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08110122A (ja) | 1996-04-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8099978B2 (en) | Evaporator unit | |
| US5678422A (en) | Refrigerant evaporator | |
| JP3538492B2 (ja) | 冷凍サイクル装置 | |
| US20070251265A1 (en) | Piping structure with inner heat exchanger and refrigeration cycle device having the same | |
| JP2917764B2 (ja) | 冷房装置用蒸発器 | |
| KR101755456B1 (ko) | 열교환기 | |
| US5390507A (en) | Refrigerant evaporator | |
| US6874569B2 (en) | Downflow condenser | |
| JP3635715B2 (ja) | 冷房装置用蒸発器 | |
| JP3633005B2 (ja) | 冷房装置用蒸発器 | |
| JP5062066B2 (ja) | エジェクタ式冷凍サイクル用蒸発器ユニット | |
| JP5540816B2 (ja) | 蒸発器ユニット | |
| JP3633030B2 (ja) | 冷房装置用蒸発器 | |
| JP4106718B2 (ja) | 熱交換器 | |
| JP3694552B2 (ja) | 空気調和機 | |
| KR100664536B1 (ko) | 자동차 공기조화장치의 적층형 2차 열교환기 | |
| JPH05157401A (ja) | 熱交換器 | |
| JP3143987B2 (ja) | 蒸発器 | |
| WO2015098696A1 (ja) | 熱交換器 | |
| US5778974A (en) | Laminated type heat exchanger having small flow resistance | |
| KR100664537B1 (ko) | 자동차 공기조화장치의 적층형 2차 열교환기용 플레이트 | |
| JPH06307737A (ja) | 冷媒蒸発器 | |
| JPH08159571A (ja) | 熱交換器 | |
| CN116353288A (zh) | 一种电动汽车热泵空调系统 | |
| JPH06117727A (ja) | 蒸発器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041130 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20041207 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20041220 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110107 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |