JP3677922B2

JP3677922B2 - 空調装置

Info

Publication number: JP3677922B2
Application number: JP02415397A
Authority: JP
Inventors: 四方　　一史; 上村　　幸男; 健司諏訪
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1997-02-06
Filing date: 1997-02-06
Publication date: 2005-08-03
Anticipated expiration: 2017-02-06
Also published as: DE19804389A1; DE19804389B4; JPH10217758A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍サイクルの蒸発器を内蔵し、かつ、温度、湿度等の空気質が異なる２つの空気流を仕切って流す空調装置に関するもので、自動車用空調装置に用いて好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
本発明者らは、先に、特願平７−２６４１２６号の特許出願において、この種の空気質が異なる２つの空気流を仕切って流す自動車用空調装置を提案している。この先願の装置を図１４〜図１６により説明すると、空調ユニット７０に、送風機ユニット７１、クーラユニット７２、およびヒータユニット７３を備え、送風機ユニット７１には、内気吸入口７４、７５、外気吸入口７６、および内外気切替ドア７７、７８により構成される内外気切替機構と、２つの遠心ファン７９、８０を有する送風機８１とを設け、遠心ファン７９、８０の作動により内外気を空調ユニットケース８２内に切替導入するようになっている。
【０００３】
また、送風機ユニット７１の下流側に配置されるクーラユニット７２には、冷凍サイクルの蒸発器１が備えられ、この蒸発器１により空気を冷却するようになっている。
そして、クーラユニット７２の下流側に配置されるヒータユニッ７３には、自動車エンジンの冷却水（温水）が流入して、空気を加熱するヒータコア８３が備えられ、このヒータコア８３を通過する空気（温風）の風量とヒータコア８３を通過しない（バイパスする）空気（冷風）の風量との割合を温度制御ドア（エアミックスドア）８４、８５により調整して、吹出空気温度を制御するようになっている。
【０００４】
さらに、ヒータユニット７３の空気流路下流端には、車室内の乗員足元部に空気を吹き出すフット吹出口８６、車両フロントウインド内面側に空気を吹き出すデフロスタ吹出口８７および車室内の乗員頭部に向けて空気を吹き出すフェイス吹出口８８を設け、これらの吹出口８６〜８８を吹出モードドア８９〜９１によりそれぞれ開閉するようになっている。
【０００５】
そして、空調ユニットケース５内の送風路の中央部に仕切り板９２、９３、９４、９５を配置することにより、空調ユニットケース８２内の送風路を、フット吹出口８６に通じる第１送風路９６と、デフロスタ吹出口８７およびフェイス吹出口８８に通じる第２送風路９７とに仕切っている。送風機８１の２つの遠心ファン７９、８０の送風空気は仕切り板９２〜９５により仕切られて、混合することなく第１、第２送風路９６、９７に送風される。
【０００６】
なお、第１送風路９６と第２送風路９７の下流端には、この両者を連通させる連通口９８が設けてあり、この連通口９８はフット吹出ドア８９によりフット吹出口８６が閉塞されるフェイスモード時等に開放される。
ところで、上記先願の装置において、蒸発器１部の仕切り構造は図１５、図１６に示すように構成している。すなわち、蒸発器１には、冷凍サイクルの冷媒が流れる断面偏平状のチューブ２が多数並列状に備えられており、このチューブ２の管壁面が空調空気の送風方向と平行に配置されている。そして、仕切り板９３、９４をチューブ２の空気上流側および下流側の両端部にチューブ２と同一線上に位置するように配置している。図示しないが、ヒータコア８３部の仕切り構造も同様になっている。
【０００７】
先願の装置では、上記の構成により、仕切り板９２〜９５と、蒸発器チューブ２との組み合わせより、蒸発器前後の送風路を第１送風路９６と第２送風路９７とに仕切ることが可能である。
従って、吹出モードとして、フット吹出口８６とデフロスタ吹出口８７の両方から同時に風を吹き出すフットモードやフットデフロスタモードが選択されたときは、第１送風路９６側に内気を導入し、第２送風路９７側に外気を導入する、いわゆる内外気２層流モードとすることによって、既に温められている内気を再循環して加熱し、フット吹出口８６から吹き出して車室内を暖房できるので、温風温度が高くなり、暖房性能が向上できる。これと同時に、デフロスタ吹出口８７からは低湿度の外気を窓ガラスへ吹き出すので、窓ガラスの防曇性能を確保できる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、本発明者らの実験検討によると、蒸発器１が断面偏平状のチューブ２が多数積層して構成される積層タイプの場合、蒸発器１の多数の並列状のチューブ２が複数のチューブ群に区分され、この複数のチューブ群を順次ターンしながら冷媒が流れるようになっている（多パス構成である）ため、上記仕切り板９３、９４の設置場所によって、次のごとき問題が発生することが判明した。
【０００９】
すなわち、図１７は、この種の積層タイプの蒸発器１における冷媒の流れ形態の一例を示すもので、本発明者らが実際に試作検討したものであり、図１７では、蒸発器１のチューブ両端部（上下端部）にタンク部１ａ、１ｂを配置するとともに、この両タンク部１ａ、１ｂ内にそれぞれ仕切り板１ｃ、１ｄを配置して、多数の並列状のチューブ２を３つのチューブ群▲１▼、▲２▼、▲３▼に区分して、この３つのチューブ群▲１▼、▲２▼、▲３▼を順次図示の矢印のごとくターンしながら冷媒が流れるようになっている。図中、ａは中央部のチューブ群▲２▼の範囲を示す。
【００１０】
この場合に、中央部のチューブ群▲２▼の中間位置に、上記仕切り板９３、９４を配置して、蒸発器１内部の送風路を第１送風路９６と第２送風路９７とに仕切ると、内外気２層流モード時には、仕切り板９３、９４より右側が例えば、２５°Ｃの内気が流れる第１送風路９６となり、左側が例えば、０°Ｃの外気が流れる第２送風路９７となる。
【００１１】
その結果、中央部のチューブ群▲２▼においては、仕切り板９３、９４の右側のチューブ２を流れる冷媒ｉ、ｊに比して、仕切り板９３、９４の左側のチューブ２を流れる冷媒ｆ、ｇの熱負荷が極端に小さくなり、この左側のチューブ２を流れる冷媒ｆ、ｇはほとんど空気から吸熱せず、蒸発しない。そのため、この左側のチューブ２を流れる冷媒の大部分が液のまま（乾き度：小）となり、冷媒の圧損が小さくなる。
【００１２】
一方、中央部のチューブ群▲２▼において、右側のチューブ２を流れる冷媒ｉ、ｊは吸熱量が大となり、冷媒の多くがガス状（乾き度：大）になるので、冷媒の圧損が大きくなる。このような圧損の差に起因して、中央部のチューブ群▲２▼においては左側のチューブ２に冷媒の大部分が流れ、右側のチューブ２には冷媒が僅かしか流れないという現象が発生する。
【００１３】
これにより、中央部のチューブ群▲２▼のうち、仕切り板９３、９４の右側部分を流れる内気をほとんど冷却できず、吹出空気温度が上昇してしまう。つまり、第１送風路９６のうち、右側のチューブ群▲３▼を通過する内気の温度に比して、中央部のチューブ群▲２▼の右側部分を通過する内気の温度の方が大幅に高くなり、蒸発器１の吹出温度分布が悪化するとともに、部分的に冷却効率の悪い部分が発生して蒸発器１の冷却能力の低下を招くという不具合が発生することが分かった。
【００１４】
本発明は、上記点に鑑みて、多パス構成の蒸発器が設置された送風路を仕切り板により第１送風路と第２送風路とに仕切る空調装置において、この仕切り板の設置に伴って、複数のチューブ間に冷媒流れの不均一が発生することを抑制することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため、以下の技術的手段を採用する。
すなわち、請求項１〜６記載の発明では、空調空気を冷却する蒸発器（１）として、断面偏平状のチューブ（２、２０）が多数並列状に備えられており、この多数の並列状のチューブ（２、２０）が複数のチューブ群（▲１▼〜▲４▼）に区分され、この複数のチューブ群（▲１▼〜▲４▼）を順次ターンしながら冷媒が流れるようになっている多パス構成の蒸発器を用いる空調装置において、
空調ユニットケース（８２）内の送風路を第１送風路（９６）と第２送風路（９７）とに仕切る仕切り板（９２〜９５）を複数のチューブ群（▲１▼〜▲４▼）の境目のチューブ（２０）近傍位置に配置することを特徴としている。
【００１６】
これによると、所定の１つのチューブ群（▲１▼〜▲４▼）の中で、外気と内気のように、空気質が異なる２つの空気流が同時に並行的に流れるという不具合を回避して、１つのチューブ群（▲１▼〜▲４▼）の中で、チューブ相互間での冷媒流量分配の偏在を防止できる。そのため、送風路を第１、第２の２つの送風路（９６、９７）とに仕切る空調装置においても、蒸発器（１）の吹出温度分布の均一化を図ることができるとともに、蒸発器（１）全体の冷却効率を高めて、冷却能力を向上できる。
【００１７】
また、本発明では、請求項２のように、複数のチューブ群（▲１▼〜▲４▼）の区分数を偶数とすることが好ましい。これにより、複数のチューブ群（▲１▼〜▲４▼）の境目のチューブ（２０）を空調ユニットケース（８２）内の送風路の中央部に位置させることができ、仕切り板（９２〜９５）を送風路の中央部に配置できるのて、て第１、第２送風路（９６、９７）の通風抵抗を均一化できる。
【００１８】
同様の理由から、本発明では、請求項３のように、複数のチューブ群（▲１▼〜▲４▼）の境目を蒸発器（１）の中央部に設定するがよい。
本発明において、仕切り板（９２〜９５）は、請求項４のように、境目のチューブ（２０）の長手方向全長に沿って配置することができる。
また、請求項５のように、仕切り板（９２〜９５）に、境目のチューブ（２０）の長手方向の途中において、境目のチューブ（２０）の長手方向と直交する方向に延びる連結部（９３ａ、９４ａ）を設け、この連結部（９３ａ、９４ａ）の一端には複数のチューブ群（▲１▼〜▲４▼）の所定部位の境目のチューブ（２０）近傍位置からチューブ長手方向に沿って前記チューブ（２０）の一端側に延びる第１仕切り部（９３ｂ、９４ｂ）を形成し、連結部（９３ａ、９４ａ）の他端には複数のチューブ群（▲１▼〜▲４▼）の他の部位の境目のチューブ（２０）近傍位置からチューブ長手方向に沿って前記チューブ（２０）の他端側に延びる第２仕切り部（９３ｃ、９４ｃ）を形成してもよい。
【００１９】
さらに、本発明装置を請求項６のように自動車用空調装置として構成し、
内気および外気を切替導入するとともに、内気および外気を同時に導入可能に構成された内外気切替機構（７４〜７８）と、
この内外気切替機構（７４〜７８）から導入された内気および外気を区分して、内気を第１送風路（９６）に送風し、外気を第２送風路（９７）に送風する送風機（８１）と、
蒸発器（１）の空気下流側に配置され、空調空気を加熱するヒータコア（８３）と、
乗員足元に風を吹き出すフット吹出口（８６）と、
車両窓ガラスに向けて風を吹き出すデフロスタ吹出口（８７）とを備え、
第１送風路（９６）はヒータコア（８３）を経由してフット吹出口（８６）に連通し、
第２送風路（９７）はヒータコア（８３）を経由してデフロスタ吹出口（８７）に連通し、
フット吹出口（８６）とデフロスタ吹出口（８７）の両方から同時に風を吹き出す吹出モードにおいては、第１送風路（９６）からの内気をフット吹出口（８６）に送風するとともに、第２送風路（９７）からの外気をデフロスタ吹出口（８７）に送風するようにしてもよい。
【００２０】
これによると、フット吹出口（８６）とデフロスタ吹出口（８７）の両方から同時に風を吹き出す吹出モードにおいて、内外気２層流モードを設定して、フット吹出口（８６）からは内気再循環による高温の温風を吹き出して、暖房性能を向上できると同時に、デフロスタ吹出口（８７）からは低湿度の外気を窓ガラスへ吹き出して、窓ガラスの防曇性能を確保できる。そして、このような内外気２層流モードの作用効果と、上述の蒸発器（１）部の性能向上の作用効果とを両立でき、その実用上の利益は大である。
【００２１】
なお、上記各手段および特許請求の範囲に記載の各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
本発明を適用した自動車用空調装置の通風系の全体構成は先願装置の図１４と同じでよいので、説明を省略して、本発明の特徴とする蒸発器１での送風路仕切り形態を具体的に説明する。
（第１実施形態）
まず、第１実施形態において用いる蒸発器１の具体的構成を図１〜図６により説明すると、図１、図２は蒸発器１の全体構成を示しており、蒸発器１は図１、２の上下方向を上下にして、自動車用空調装置のクーラユニット７２のユニットケース８２（図１４参照）内に設置される。
【００２３】
蒸発器１の左右方向の一端側（右端側）には配管ジョイント８が配設され、この配管ジョイント８の入口パイプ８ａには、図示しない温度作動式膨張弁（減圧手段）の出口側配管が連結され、この膨張弁で減圧され膨張した低温低圧の気液２相冷媒が流入するようになっている。
この蒸発器１は、多数のチューブ２を並列配置し、このチューブ２内の冷媒通路を流れる冷媒とチューブ２の外部を流れる空調用送風空気とを熱交換させる熱交換部３を備えている。図中、矢印Ａは送風空気の流れ方向を示す。
【００２４】
上記チューブ２は、図３に示す金属薄板４の積層構造により形成されており、以下この積層構造の概略を説明すると、熱交換部３では、金属薄板４として、例えば、アルミニュウム心材（Ａ３０００番系の材料）の両面にろう材（Ａ４０００番系の材料）をクラッドした両面クラッド材（板厚：０．４〜０．６ｍｍ程度）を用い、この両面クラッド材を図３に示す所定形状に成形して、これを２枚１組として多数組積層した上で、ろう付けにより接合することにより多数のチューブ２を並列に形成する。
【００２５】
従って、各チューブ２は、金属薄板４を２枚１組として最中合わせの状態に接合することにより形成されており、そして、各チューブ２の内部には風上側の冷媒通路２ａと風下側の冷媒通路２ｂが、金属薄板長手方向に沿って平行に形成される。
図３に示す金属薄板４はチューブ２の大部分を構成する基本の薄板であり、その上下両端部には、上記冷媒通路２ａ相互の間、冷媒通路２ｂ相互の間をそれぞれ連通させる連通穴４１、４２を持った入口タンク部４３、４４、および連通穴４５、４６を持った出口タンク部４７、４８が２個づつ並んで形成されている。これらのタンク部４３、４４、４７、４８はそれぞれ金属薄板４の外方側へ突出する楕円筒状の突出部にて形成されている。
【００２６】
そして、入口タンク部４３、４４の断面積は、本例では、出口タンク部４７、４８の断面積より小さく設定してある。４９は風上側の冷媒通路２ａと風下側の冷媒通路２ｂとを仕切るセンターリブであり、本例では冷媒通路２ａと冷媒通路２ｂとを同一幅寸法となるように仕切っている。
また、熱交換部３において、隣接するチューブ２の外面側相互の間隙にコルゲートフィン（フィン手段）７を接合して空気側の伝熱面積の増大を図っている。このコルゲートフィン７はＡ３００３のような、ろう材をクラッドしてないアルミニュウムベア材にて波形状に成形されている。
【００２７】
熱交換部３の金属薄板積層方向の一端部（図１の左端部、図２では右端部）に位置する金属薄板からなるサイドプレート９およびこれに接合されるエンドプレート１０、さらに金属薄板積層方向の他端部（図１の右端部、図２では左端部）に位置する金属薄板からなるサイドプレート１１およびこれに接合されるエンドプレート１２も、本例では、上記金属薄板４と同様に両面クラッド材から成形されている。但し、これらの板材９、１０、１１、１２は強度確保のため、上記金属薄板４より厚肉、例えば１．０〜１．６ｍｍ程度の板厚にしてある。
【００２８】
エンドプレート１０、１２は、図４、５に示すように、外方側へ突出する複数の張出部１０ａ、１２ａを有している。この張出部１０ａ、１２ａは、図５の例では断面矩形状に成形されており、エンドプレート１０、１２の長手方向に沿って並列に成形されている。そして、この張出部１０ａ、１２ａとサイドプレート９、１１の平坦面との間に形成される空間により、冷媒通路（流体通路）１３、１５が形成される。この冷媒通路（流体通路）１３、１５の具体的役割については、図６により後述する。
【００２９】
一方、複数の張出部１０ａ、１２ａの間には帯状に延びる接合部１０ｂ、１２ｂが形成され、この接合部１０ｂ、１２ｂは、サイドプレート９、１１の平坦面に当接し、サイドプレート９、１１に接合される。
図２左端部のサイドプレート１１の上下の端部には、それぞれタンク部１１ａ、タンク部１１ｂが形成されており、この両タンク部１１ａ、１１ｂはサイドプレート１１の幅方向に沿って延びる細長の１つの椀状部から形成されており、かつ、タンク部１１ａには連通穴１１ｃが、また、タンク部１１ｂには連通穴１１ｄがそれぞれ開口形成されている。
【００３０】
張出部１２ａにより構成される冷媒通路１３の下端部はサイドプレート１１の下端部のタンク部１１ｂの連通穴１１ｄを介して、図３の金属薄板４の下端部の入口タンク部４４の連通穴４２と連通する。また、冷媒通路１３の上端部はサイドプレート１１の上端部のタンク部１１ａの連通穴１１ｃを介して、図３の金属薄板４の上端部の出口タンク部４７の連通穴４５と連通する。
【００３１】
図１左端部のサイドプレート９は上記図２左端部のサイドプレート１１と略同一形状であるので、詳細な説明は省略する。また、図１左端部のエンドプレート１０は、図１に示すように、配管ジョイント８の下方側に上記張出部１０ａが形成され、また、配管ジョイント８の上方側に別の張出部１０ｃが形成されている。この別の張出部１０ｃは上記張出部１０ａとは異なり、１つの椀状部から形成されている。
【００３２】
張出部１０ｃと張出部１０ａとの間は、冷媒通路的には分断されている。そして、張出部１０ｃの内側と図１左端部のサイドプレート９との間に形成される空間により冷媒通路１４（図６参照）を形成している。
この冷媒通路１４は、サイドプレート９の出口タンク部９ａの連通穴（図示せず）を介して金属薄板４の上側出口タンク部４７の連通穴４５と連通するとともに、配管ジョイント８の冷媒出口パイプ８ｂに連通する。下側の張出部１０ａにより構成される冷媒通路１５の上端部は、配管ジョイント８の冷媒入口パイプ８ａに連通し、冷媒通路１５の下端部は、サイドプレート９の入口タンク部９ｂの連通穴（図示せず）を介して金属薄板４の下側入口タンク部４４の連通穴４２に連通する。
【００３３】
ここで、サイドプレート９の出口タンク部９ａおよび入口タンク部９ｂの形状は図１に明瞭に図示してないが、サイドプレート１１の上下のタンク部１１ａ、１１ｂと同様の形状である。
なお、配管ジョイント８は例えば、Ａ６０００番系のアルミニュウムベア材にて冷媒入口パイプ８ａと冷媒出口パイプ８ｂを一体成形してあり、この両パイプ８ａ、８ｂの通路端部をエンドプレート１０の穴部（図示せず）内に嵌入してろう付けしている。この配管ジョイント８の冷媒入口パイプ８ａには、前述した通り図示しない膨張弁の出口側冷媒配管が連結され、一方、冷媒出口パイプ８ｂには、蒸発器１で蒸発したガス冷媒を圧縮機（図示せず）へ吸入させる圧縮機吸入配管が連結される。
【００３４】
図６は蒸発器１内における冷媒通路の構成を示す概要図であり、図２の図示状態に対応して作成してある。金属薄板４の下側入口タンク部４４の途中および上側出口タンク部４７の途中に、それぞれ仕切り部５１、５２を設けている。一方の仕切り部５１は、金属薄板として、図３に示す下側入口タンク部４４の連通穴４２を閉塞したものを用いることにより形成できる。また、他方の仕切り部５２は、金属薄板として、図３に示す上側出口タンク部４７の連通穴４５を閉塞したものを用いることにより形成できる。
【００３５】
上記仕切り部５１、５２の配置により、金属薄板４の下側入口タンク部４４を第１入口タンク部ａと第２入口タンク部ｂとに仕切るとともに、金属薄板４の上側出口タンク部４７を第１出口タンク部ｃと第２出口タンク部ｄとに仕切ることができる。
以上により、蒸発器１内を冷媒が次の経路により流れる。すなわち、冷媒は、冷媒入口パイプ８ａ→冷媒通路１５→下側入口タンク部４４の第１入口タンク部ａ→チューブ２の冷媒通路２ｂ→上側入口タンク部４３→チューブ２の冷媒通路２ｂ→下側入口タンク部４４の第２入口タンク部ｂ→冷媒通路１３→上側出口タンク部４７の第１出口タンク部ｃ→チューブ２の冷媒通路２ａ→下側出口タンク部４８→チューブ２の冷媒通路２ａ→上側出口タンク部４７の第２出口タンク部ｄ→冷媒通路１４→冷媒出口パイプ８ｂの経路で流れる。
【００３６】
このように、冷媒経路を構成することにより、矢印Ａ方向に流れる空気の蒸発器吹出空気温度を熱交換部３の全域にわって均一化できる。
また、上記した蒸発器構成によれば、金属薄板４の積層方向の両端部に位置するコルゲートフィン７の更に外側にも、サイドプレート９、１１とエンドプレート１０、１２から構成される冷媒通路１３、１４、１５を構成しているから、この積層方向両端部のコルゲートフィン７の熱は、チューブ２内の冷媒および冷媒通路１３、１４、１５内の冷媒の両方に吸熱されため、両端部のコルゲートフィン７における伝熱性能を向上できる。なお、図１、２において、６０、６１は蒸発器１のろう付け時に組付状態を保持するために用いるワイヤーである。
【００３７】
ところで、上記した図６に基づく蒸発器１の冷媒流路説明から理解されるように、上記仕切り部５１、５２の配置により、多数並列配置されたチューブ２は、その積層方向（図１、２の左右方向）に２つのチューブ群、すなわち、図６の矢印▲１▼で表される第１のチューブ群と、図６の矢印▲２▼で表される第２のチューブ群とに仕切られている。そして、この第１のチューブ群▲１▼および第２のチューブ群▲２▼では、それぞれ冷媒が複数のチューブ２を並列に流れる多パス構成となっている。
【００３８】
図７は上記した蒸発器１に対して仕切り板９３、９４を組み合わせた状態を概略図示するもので、矢印▲１▼および矢印▲２▼はそれぞれ上記第１のチューブ群および第２のチューブ群を示している。なお、図７では、上側出口タンク部４７の途中の仕切り部５２のみを図示し、下側入口タンク部４４の途中の仕切り部５１の図示は省略してある。
【００３９】
図７において、複数のチューブ２のうち、２０、２０は第１のチューブ群▲１▼および第２のチューブ群▲２▼の境目のチューブでり、本例では、第２のチューブ群▲２▼の境目のチューブ２０の長手方向の管壁面全長に沿って仕切り板９３、９４を設置している。図８は図７の蒸発器１における仕切り板９３、９４と冷媒流路との位置関係をより簡略的に図示するものである。
【００４０】
上記構成によると、図８の冷媒流路の図示形態から理解されるように、第１チューブ群▲１▼に属する多パスのチューブｇ〜ｋはすべて内気が流れる第１送風路９６内に位置し、そして、第２チューブ群▲２▼に属する多パスのチューブａ〜ｆはすべて外気が流れる第２送風路９７内に位置している。従って、第１チューブ群▲１▼に属する多パスのチューブｇ〜ｋ相互間、および第２チューブ群▲２▼に属する多パスのチューブａ〜ｆ相互間で、それぞれ冷媒が同一温度の空気と熱交換することになり、各チューブａ〜ｆとｇ〜ｋ内の冷媒の熱負荷が同一となる。
【００４１】
このため、各チューブａ〜ｆとｇ〜ｋ内の冷媒の蒸発度合い（乾き度）が略同一となるので、各チューブ内の冷媒の圧損も略同一となり、各チューブへの冷媒の分配が略同一となる。この結果、第１チューブ群▲１▼および第２チューブ群▲２▼の双方において冷媒を全体的に均一に行き渡らせることができるため、第１送風路９６および第２送風路９７における、蒸発器１の吹出空気温度分布を均一にすることができ、車室内への吹出空気温度の均一化に貢献できる。同時に、蒸発器１全体で効率的に熱交換を行うことができ、蒸発器１の冷却性能を向上できる。
【００４２】
図９は、上記した図７、８の配置形態による第１実施形態の実験結果を示すものであり、図９の上下、左右の寸法は、図７、８の蒸発器１における熱交換部３の上下、左右の寸法と一致させて、蒸発器１の吹出空気温度分布を示している。実験条件として、第１送風路９６を流れる内気は、温度：２５°Ｃ、湿度：４０％であり、第２送風路９７を流れる外気は、温度：０°Ｃ、湿度：９０％である。また、第１送風路９６と第２送風路９７の風量は同一で、１５０ｍ³／ｈである。
【００４３】
図９に示すように、内気側の第１送風路９６における蒸発器１の吹出空気温度分布を０°Ｃ〜４°Ｃ未満の僅少範囲に抑えることができ、同様に、外気側の第２送風路９７における蒸発器１の吹出空気温度分布も−２°Ｃ〜２°Ｃ未満の僅少範囲に抑えることができることが分かった。
これに対し、図１０は、前述の図１７で説明した本発明比較品における蒸発器１の吹出空気温度分布を示しており、中央部のチューブ群▲２▼の中間位置に仕切り板９３、９４を配置して、蒸発器１内部の送風路を第１送風路９６と第２送風路９７とに仕切ったものであり、この比較品では前述した通り、中央部のチューブ群▲２▼において、仕切り板９３、９４の左右でチューブ内を流れる冷媒流量に大きな差が発生するため、中央部のチューブ群▲２▼において、２°Ｃ〜１２°Ｃ以上に及ぶ大きな大きな吹出空気温度分布が発生する。
【００４４】
（第２実施形態）
図１１は第２実施形態を示すものであり、図１７の比較品と同様に、タンク部１ａ、１ｂに設けた仕切り部１ｃ、１ｄ（第１実施形態の仕切り部５１、５２と同様のもの）により熱交換部３の多数のチューブ２を、第１〜第３の３つのチューブ群▲１▼〜▲３▼に仕切る場合に本発明を適用したものである。第２実施形態では、第２（中央部）のチューブ群▲２▼の左右両端の境目のチューブ２０、２０の長手方向の管壁面の略半分に沿って仕切り板９３、９４を設置するとともに、仕切り板９３、９４の途中に屈折した形状の連結部を設けたものである。
【００４５】
すなわち、境目のチューブ２０、２０の長手方向の途中において、このチューブ２０、２０の長手方向と直交する方向に延びる連結部９３ａ、９４ａを設け、この連結部９３ａ、９４ａの一端には左側の境目のチューブ２０の長手方向略半分に沿ってチューブ２０の一端側に延びる第１仕切り部９３ｂ、９４ｂを形成する。また、連結部９３ａ、９４ａの他端には右側の境目のチューブ２０の長手方向略半分に沿ってチューブ２０の他端側に延びる第２仕切り部９３ｃ、９４ｃを形成する。
【００４６】
この第２実施形態によれば、第２（中央部）のチューブ群▲２▼において、冷媒流れの上流側では各チューブ２の冷媒が外気と熱交換し、そして、冷媒流れの下流側では各チューブ２の冷媒が内気と熱交換するので、第２（中央部）のチューブ群▲２▼における複数のチューブ２の冷媒相互の間で熱負荷が均一となる。そのため、冷媒流量の不均一が発生せず、蒸発器１の吹出空気温度分布を均一化できる。
【００４７】
そして、第２実施形態によれば、チューブ群を上記のように奇数（３つ）のチューブ群▲１▼〜▲３▼に仕切る場合であっても、第１送風路９６と第２送風路９７の通風断面積を均一にすることができる。
（第３実施形態）
図１２は第３実施形態を示すものであり、熱交換部３におけるチューブ群の分割数を４つに増やした例である。すなわち、第３実施形態では、蒸発器１の上下の一方のタンク部１ａに２つの仕切り部１ｃ、１ｅを設けるとともに、他方のタンク部１ｂには、この２つの仕切り部１ｃ、１ｅの中間に位置するようにして１つの仕切り部１ｄを設けることにより、熱交換部３における多数のチューブ２を第１〜第４の４つのチューブ群▲１▼〜▲４▼に仕切るものである。
【００４８】
このように、チューブ群の分割数を４つに増やしても、その分割数が偶数であるので、第１、第２送風路９６、９７を仕切る仕切り板９３、９４を送風路の中央（蒸発器１の中央）に配置でき、第１、第２送風路９６、９７の通風抵抗を均一化できる。
（第４実施形態）
図１３は第４実施形態を示すものであり、蒸発器１における冷媒の流れ形態が前述の図１〜６に示すものと異なるタイプのものである。図１３の蒸発器１においては、各チューブ２が、金属薄板４を２枚１組として最中合わせの状態に接合することにより形成されている点は第１実施形態と同じであるが、各チューブ２の一端側（図１３の下端側）にて冷媒がＵターンして流れるように、各チューブ２内の冷媒流路が構成されている。そして、各チューブ２の他端側（図１３の上端側）には空気流れの前後方向に仕切られたタンク部１ｆ、１ｇが一体に形成され、このタンク部１ｆ、１ｇはチューブ積層方向に連通している。このような蒸発器構成は周知であるので、詳細な説明は省略する。
【００４９】
上記の両タンク部１ｆ、１ｇのうち、一方のタンク部１ｆの途中、本例では、タンク部長手方向の中間位置に、仕切り部１ｈが設置されている。この仕切り部１ｈの設置により熱交換部３の多数のチューブ２は、第１、第２の２つのチューブ群▲１▼、▲２▼に仕切られている。
第４実施形態において、冷媒入口パイプ８ａからタンク部１ｆの右側部に流入した冷媒は、まず、第１チューブ群▲１▼のチューブ２内を下方に流れ、下端部にてＵターンして上方へ流れて、空気下流側のタンク部１ｇの右側部に流入する。この空気下流側のタンク部１ｇには仕切り部がないので、冷媒はこのタンク部１ｇの左側部に流入することができ、ここから第２チューブ群▲２▼のチューブ２内を下方に流れ、下端部にてＵターンして上方へ流れて、空気上流側のタンク部１ｆの左側部に流入し、冷媒出口パイプ８ｂから蒸発器外部へ流出する。
【００５０】
そして、第４実施形態においても、第１、第２のチューブ群▲１▼、▲２▼の境目のチューブ２０に沿って、第１、第２送風路９６、９７を仕切る仕切り板９３、９４を設置することにより、第１〜第３実施形態と同様の作用効果を発揮できる。
なお、上記各実施形態では、いずれも、複数のチューブ群の境目のチューブ２０の位置に、第１、第２送風路９６、９７の仕切り板９３、９４を設置しているが、この境目のチューブ２０に隣接するチューブの位置に仕切り板９３、９４の設置場所をずらしても、チューブへの冷媒流量分配の不均一による弊害は大きくならない。従って、仕切り板９３、９４の設置場所は複数のチューブ群の境目のチューブ２０の位置に完全に一致させるものだけに限定されず、チューブ１本程度ずらした位置に仕切り板９３、９４を設置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に用いる蒸発器の斜視図である。
【図２】図１の蒸発器を空気流れ方向Ａの反対側から見た斜視図である。
【図３】図１の蒸発器に用いられるチューブ用の金属薄板の正面図である。
【図４】図１、２のＢ部の拡大図である。
【図５】図１、２のＣ−Ｃ断面図である。
【図６】図１、２の蒸発器の冷媒通路構成を示す概略斜視図である。
【図７】本発明の第１実施形態における蒸発器と送風路仕切り用の仕切り板との配置関係を示す斜視図である。
【図８】図７の蒸発器における冷媒流路構成の概略正面図である。
【図９】本発明の第１実施形態における蒸発器の吹出空気温度の分布を示すグラフである。
【図１０】本発明の比較品としての蒸発器の吹出空気温度の分布を示すグラフである。
【図１１】本発明の第２実施形態の蒸発器の冷媒流路構成を示す概略正面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態の蒸発器の冷媒流路構成を示す概略正面図である。
【図１３】本発明の第４実施形態の蒸発器の冷媒流路構成を示す概略正面図である。
【図１４】先願の自動車用空調装置の通風系を示す概略断面図である。
【図１５】図１４の自動車用空調装置における蒸発器部の拡大斜視図である。
【図１６】図１５の要部断面図である。
【図１７】本発明の比較品としての蒸発器の冷媒流路構成を示す概略正面図である。
【符号の説明】
１…蒸発器、２…チューブ、３…熱交換部、２０…境目のチューブ、
８２…空調ユニットケース、９２〜９５…仕切り板、９６…第１送風路、
９７…第２送風路、▲１▼〜▲４▼…チューブ群。

Claims

空調空気を冷却する蒸発器（１）と、
この蒸発器（１）を収納する空調ユニットケース（８２）と、
この空調ユニットケース（８２）内において、前記空調空気の送風方向と平行に配置された仕切り板（９２〜９５）とを備え、
この仕切り板（９２〜９５）により前記空調ユニットケース（８２）内の送風路を第１送風路（９６）と第２送風路（９７）とに仕切る空調装置において、
前記蒸発器（１）には、冷凍サイクルの冷媒が流れる断面偏平状のチューブ（２、２０）が多数並列状に備えられており、この多数の並列状のチューブ（２、２０）が複数のチューブ群（▲１▼〜▲４▼）に区分され、この複数のチューブ群（▲１▼〜▲４▼）を順次ターンしながら冷媒が流れるようになっており、
前記仕切り板（９２〜９５）が前記複数のチューブ群（▲１▼〜▲４▼）の境目のチューブ（２０）近傍位置に配置されていることを特徴とする空調装置。
前記複数のチューブ群（▲１▼〜▲４▼）の区分数を偶数とすることを特徴とする請求項１に記載の空調装置。
前記複数のチューブ群（▲１▼〜▲４▼）の境目を前記蒸発器（１）の中央部に設定したことを特徴とする請求項１または２に記載の空調装置。
前記仕切り板（９２〜９５）が前記境目のチューブ（２０）の長手方向全長に沿って配置されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の空調装置。
前記仕切り板（９２〜９５）が、前記境目のチューブ（２０）の長手方向の途中において、前記境目のチューブ（２０）の長手方向と直交する方向に延びる連結部（９３ａ、９４ａ）を有し、
この連結部（９３ａ、９４ａ）の一端には前記複数のチューブ群（▲１▼〜▲４▼）の所定部位の境目のチューブ（２０）近傍位置からチューブ長手方向に沿って前記チューブ（２０）の一端側に延びる第１仕切り部（９３ｂ、９４ｂ）が形成され、
前記連結部（９３ａ、９４ａ）の他端には前記複数のチューブ群（▲１▼〜▲４▼）の他の部位の境目のチューブ（２０）近傍位置からチューブ長手方向に沿って前記チューブ（２０）の他端側に延びる第２仕切り部（９３ｃ、９４ｃ）が形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の空調装置。
請求項１ないし５のいずれか１つに記載の空調装置が自動車用として構成されており、
内気および外気を切替導入するとともに、内気および外気を同時に導入可能に構成された内外気切替機構（７４〜７８）と、
この内外気切替機構（７４〜７８）から導入された内気および外気を区分して、内気を前記第１送風路（９６）に送風し、外気を前記第２送風路（９７）に送風する送風機（８１）と、
前記蒸発器（１）の空気下流側に配置され、空調空気を加熱するヒータコア（８３）と、
乗員足元に風を吹き出すフット吹出口（８６）と、
車両窓ガラスに向けて風を吹き出すデフロスタ吹出口（８７）とを備え、
前記第１送風路（９６）は前記ヒータコア（８３）を経由して前記フット吹出口（８６）に連通し、
前記第２送風路（９７）は前記ヒータコア（８３）を経由して前記デフロスタ吹出口（８７）に連通し、
前記フット吹出口（８６）と前記デフロスタ吹出口（８７）の両方から同時に風を吹き出す吹出モードにおいては、前記第１送風路（９６）からの内気を前記フット吹出口（８６）に送風するとともに、前記第２送風路（９７）からの外気を前記デフロスタ吹出口（８７）に送風することを特徴とする空調装置。