JP4264997B2

JP4264997B2 - Refrigerant evaporator

Info

Publication number: JP4264997B2
Application number: JP22322398A
Authority: JP
Inventors: 功畔柳; 正径牧原; 敏夫大原; 定行神谷
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1998-08-06
Filing date: 1998-08-06
Publication date: 2009-05-20
Anticipated expiration: 2018-08-06
Also published as: JP2000055573A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は冷凍サイクルの冷媒を蒸発させる冷媒蒸発器に関するもので、例えば、車両用空調装置に用いて好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人は、先に、特開平９−１７０８５０号公報において、図１４に示す冷媒流路構成を持った冷媒蒸発器を提案している。この従来の冷媒蒸発器１においては、その上下両端部に、入口タンク５０、５１と出口タンク５２、５３とを形成して、送風空気の流れ方向Ｚに対して、空気下流側に冷媒入口側熱交換部Ｘを、また、空気上流側に冷媒出口側熱交換部Ｙを区画形成している。
【０００３】
そして、この蒸発器１では、金属薄板を２枚最中合わせ状に接合してチューブ（冷媒通路）を構成するとともに、この金属薄板の両端部の椀状の突出部により、上記タンク５０〜５３を一体に成形している。
このような構成の蒸発器１では、その内部を冷媒が次の経路により流れる。すなわち、図１４において、冷媒は、配管ジョイント５４の冷媒入口５４ａ→サイド冷媒通路５５→下側入口タンク５１の第１入口タンク部５１ａ→チューブ内の風下側冷媒通路▲１▼→上側入口タンク５０→チューブ内の風下側冷媒通路▲２▼→下側入口タンク５１の第２入口タンク部５１ｂ→サイド冷媒通路５６→上側出口タンク５２の第１出口タンク部５２ａ→チューブ内の風上側冷媒通路▲３▼→下側出口タンク５３→チューブ内の風上側冷媒通路▲４▼→上側出口タンク５２の第２出口タンク部５２ｂ→サイド冷媒通路５７→冷媒出口５４ｂの経路で流れ、蒸発器外部へ流出する。
【０００４】
上述の冷媒経路においては、仕切り部５８、５９より右側では、両熱交換部Ｘ、Ｙの冷媒流れ方向を上方向とし、仕切り部５８、５９より左側では、両熱交換部Ｘ、Ｙの冷媒流れ方向を下方向として、冷媒流れの上下の方向を一致させており、かつ、冷媒入口側熱交換部Ｘにおけるタンク部への冷媒流れ方向を右から左へ向かう方向とし、冷媒出口側熱交換部Ｙにおけるタンク部への冷媒流れ方向を左から右へ向かう方向とし、両熱交換部Ｘ、Ｙでタンク部冷媒流れ方向を左右逆転させている。
【０００５】
そして、冷媒が下方から上方へ流れる冷媒通路▲１▼、▲４▼においては、気液２相冷媒の流れの慣性力により、タンク部の奥側へ液冷媒が多く流入して、タンク部の手前側の領域で冷媒不足の領域が発生する。逆に、冷媒が上方から下方へ流れる冷媒通路▲２▼、▲３▼においては、気液２相冷媒が重力の影響を受けてタンク部の手前側に液冷媒が多く流入して、タンク部の奥側の領域で冷媒不足の領域が発生する。
【０００６】
このように、気液２相冷媒の液相冷媒と気相冷媒がチューブ２内の冷媒通路▲１▼〜▲４▼に対して不均一に分配されても、上記冷媒通路構成によると、両熱交換部Ｘ、Ｙにおいてタンク部冷媒流れ方向が左右方向で逆転しているので、冷媒分配の不均一を空気流れ方向Ｚの前後で相殺することができ、蒸発器吹出空気温度を蒸発器１の全域にわって均一化することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来技術によると、蒸発器への冷媒全流量が４つの冷媒通路▲１▼〜▲４▼を直列に流れるため、元々、通路長さが長くなっている。従って、空調ケース内への搭載性向上、および空気側の圧損低減のために、空気流れ方向Ｚの幅寸法を縮小化（薄幅化）しようとすると、通路長さが長いのに加えて、通路断面積が減少して、蒸発器での冷媒側圧損が増大する。特に、蒸発器での冷媒全流量が流れるタンク部および蒸発器側面のサイド冷媒通路５５〜５７において、通路断面積減少による圧損増大が顕著になる。
【０００８】
圧縮機吸入能力が同一条件であれば、蒸発器全体としての冷媒側圧損の増大は冷媒蒸発圧力の上昇をきたし、冷媒蒸発温度が上昇するので、蒸発器の冷却性能低下を引き起こす。従って、蒸発器の薄幅化に伴って、圧損増大による性能低下が顕著になり、このことが薄幅化の大きな阻害要因となっている。
本発明は上記点に鑑みてなされたもので、蒸発器吹出空気温度の均一化効果を維持しながら、冷媒側の圧損上昇を抑制することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１〜３記載の発明では、冷媒を流すためのチューブ（２〜５）を上下方向に向けて空気流れ方向（Ｚ）に複数列配置するとともに、このチューブ（２〜５）を前記空気流れ方向（Ｚ）と直交する左右方向に多数並列配置し、
前記チューブ（２〜５）の上下方向の両端部に、前記チューブ（２〜５）への冷媒分配もしくは前記チューブ（２〜５）からの冷媒の集合を行うタンク部（９〜１５）を備え、
前記タンク部（９〜１５）は前記複数列のチューブ（２〜５）に対応して前記空気流れ方向（Ｚ）に複数列配置し、
冷媒入口（７）から流入する冷媒を前記タンク部（９〜１５）と前記チューブ（２〜５）とを通過する流路で複数回ターンさせた後に冷媒出口（８）から流出させる冷媒蒸発器において、
前記チューブ（２〜５）による冷媒流路を有する熱交換コア部（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）を、前記空気流れ方向（Ｚ）および前記空気流れ方向（Ｚ）と直交方向にそれぞれ分割し、
前記空気流れ方向（Ｚ）と直交方向の片側には、前記空気流れ方向（Ｚ）前後に分割された冷媒入口側熱交換コア部（Ａ）と冷媒出口側熱交換コア部（Ｃ）とが構成され、
前記空気流れ方向（Ｚ）と直交方向の他の片側にも、前記空気流れ方向（Ｚ）前後に分割された冷媒入口側熱交換コア部（Ｂ）と冷媒出口側熱交換コア部（Ｄ）とが構成され、
前記タンク部（９〜１５）のうち、前記２つの冷媒入口側熱交換コア部（Ａ、Ｂ）の上部および下部に位置する入口側タンク部（９、１１）、（１０、１２）と、前記２つの冷媒出口側熱交換コア部（Ｃ，Ｄ）の下部に位置する出口側タンク部（１３、１４）がそれぞれ前記空気流れ方向（Ｚ）と直交方向に分割され、
前記タンク部（９〜１５）のうち、前記２つの冷媒出口側熱交換コア部（Ｃ，Ｄ）の上部に位置する出口側タンク部（１５）が前記冷媒出口（８）に連通し、
前記空気流れ方向（Ｚ）と直交方向の片側に位置する、前記冷媒入口側熱交換コア部（Ａ）の下部の入口側タンク部（１０）と、前記空気流れ方向（Ｚ）と直交方向の片側に位置する、前記冷媒出口側熱交換コア部（Ｃ）の下部の出口側タンク部（１３）とを直接連通する第１の連通穴（２０）、および前記空気流れ方向（Ｚ）と直交方向の他の片側に位置する、前記冷媒入口側熱交換コア部（Ｂ）の下部の入口側タンク部（１２）と、前記空気流れ方向（Ｚ）と直交方向の他の片側に位置する、前記冷媒出口側熱交換コア部（Ｄ）の下部の出口側タンク部（１４）とを直接連通する第２の連通穴（２１）を、前記下部の２つの入口側タンク部（１０、１２）と前記下部の２つの出口側タンク部（１３、１４）との仕切り壁（２３）に備え、
前記第１の連通穴（２０）および前記第２の連通穴（２１）は、いずれも、前記２つの冷媒入口側熱交換コア部（Ａ、Ｂ）のうち、前記冷媒入口（７）からの冷媒流れの流入側となる部位に配置されており、
前記冷媒入口（７）からの冷媒流れを前記空気流れ方向（Ｚ）と直交方向に２つの流れに分割し、
前記２つの流れに分割された冷媒流れが、それぞれ独立に前記上部の２つの入口側タンク部（９、１１）を通過して前記２つの冷媒入口側熱交換コア部（Ａ、Ｂ）のチューブ（２、３）の上部に流入し、前記２つの冷媒入口側熱交換コア部（Ａ、Ｂ）のチューブ（２、３）を冷媒が上方から下方へ流れ、
前記２つの冷媒入口側熱交換コア部（Ａ、Ｂ）のチューブ（２、３）を通過した冷媒が、それぞれ独立に前記下部の２つの入口側タンク部（１０、１２）および前記第１、第２の連通穴（２０、２１）を通過して前記下部の２つの出口側タンク部（１３、１４）に流入し、
前記下部の２つの出口側タンク部（１３、１４）の冷媒が、それぞれ独立に前記２つの冷媒出口側熱交換コア部（Ｃ、Ｄ）のチューブ（４、５）の下部に流入し、前記２つの冷媒出口側熱交換コア部（Ｃ、Ｄ）のチューブ（４、５）を冷媒が下方から上方へ流れ、
前記２つの冷媒出口側熱交換コア部（Ｃ、Ｄ）のチューブ（４、５）を通過した冷媒が、前記上部の出口側タンク部（１５）で合流して前記冷媒出口（８）に向かって流れるようにしたことを特徴としている。
【００１０】
これによると、図３、図１３に例示するように、冷媒入口（７）からの冷媒を２分割して、空気流れ方向（Ｚ）と直交方向に分割された２つの冷媒流路に並列に流すことができるから、蒸発器内での冷媒流路長さが図１４に示す従来技術に比して半減するとともに、この並列流路に全流量の１／２づつ冷媒を流すだけでよい。
【００１１】
これに加え、空気流れ方向Ｚの前後に位置する熱交換コア部（Ａ、Ｃ）の間、および熱交換コア部（Ｂ、Ｄ）の間をそれぞれ第１、第２の連通穴（２０、２１）により直接連通しているから、図１４に示す従来技術のようなサイド冷媒通路（５５〜５７）を必要とすることなく、空気流れ方向前後の冷媒流路を直結できる。従って、従来技術におけるサイド冷媒通路（５５〜５７）を廃止できる。
【００１２】
以上のことが相まって、蒸発器全体としての冷媒側圧損を大幅に低減できる。この冷媒側の圧損低減により、冷媒蒸発圧力を低下させて冷媒蒸発温度を低下させることができ、この結果、蒸発器の冷却性能を向上できる。
また、空気流れ方向（Ｚ）と直交方向に分割された２つの流路に冷媒を並列に流す構成であっても、空気流れ方向の前後で液冷媒の分配の不均一を相殺して、蒸発器吹出空気温度の均一化を達成することができる。
【００１３】
しかも、サイド冷媒通路の廃止によりサイド冷媒通路の構成部品が不要となり、その分だけ、蒸発器構成の簡素化を図ることができ、製造コストを低減できる。
本発明は具体的には、請求項２に記載のごとく請求項１に記載の冷媒蒸発器において、前記上部の２つの入口側タンク部（９、１１）の内部に、前記冷媒入口（７）からの冷媒流れを空気流れ方向（Ｚ）と直交方向に２つの流れに分割する分割手段（１６、１７）を備える構成によって、冷媒流れの分割を達成できる。
【００１４】
また、請求項３に記載のごとく請求項１に記載の冷媒蒸発器において、前記上部の２つの入口側タンク部（９、１１）を前記空気流れ方向（Ｚ）と直交方向に分割する上部入口側タンク部中間位置に前記冷媒入口（７）を配置し、前記冷媒入口（７）からの冷媒流れを空気流れ方向（Ｚ）と直交方向に分割された前記上部の２つの入口側タンク部（９、１１）に直接流入させるようにしてもよい。
【００１５】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、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。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１は自動車用空調装置の冷凍サイクルにおける冷媒蒸発器に本発明を適用した第１実施形態を示すもので、蒸発器の全体構成の概要を示している。蒸発器１は図１の上下方向を上下にして、図示しない自動車用空調装置の空調ユニットケース内に設置される。蒸発器１には図示しない送風機により矢印Ｚ方向に空気が送風され、この送風空気（外部流体）と冷媒とが熱交換する。
【００１７】
蒸発器１は、空気流れ方向Ｚに２列配置されたチューブ２、３、４、５を有している。ここで、チューブの符号２〜５に付した括弧内のＡ〜Ｄは後述の図３に示す熱交換コア部Ａ〜Ｄに対応する。これらのチューブ２〜５はすべて断面偏平状の冷媒通路を構成する偏平チューブであって、その内部にはインナーフィン６が挿入されている。そして、チューブ２〜５はそれぞれ空気流れ方向Ｚと直交方向に多数本並列配置されている。ここで、空気下流側の第１のチューブ２、３は冷媒入口側熱交換部Ｘの冷媒通路を構成し、また、空気上流側の第２のチューブ４、５は冷媒出口側熱交換部Ｙの冷媒通路を構成する。
【００１８】
冷媒入口７は、冷凍サイクルの図示しない温度作動式膨張弁（減圧手段）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。また、冷媒出口８は図示しない圧縮機吸入配管に接続され、蒸発器１で蒸発したガス冷媒を圧縮機吸入側に還流させるためのものである。
冷媒入口７と冷媒出口８は、本例では、蒸発器１の左側の上部に隣接して配置され、冷媒入口７は上部の左側に位置する入口側タンク部９に連通している。また、冷媒出口８は上部の出口側タンク部１５に連通している。
【００１９】
ここで、蒸発器１のタンク部９〜１５について具体的に説明すると、各タンク部はチューブ２〜５への冷媒の分配もしくはチューブ２〜５からの冷媒の集合を行うもので、第１のチューブ２、３と、第２のチューブ４、５とに対応して、空気流れ方向Ｚに２列配置されている。すなわち、図２に示すように、入口側タンク部９〜１２は空気流れ下流側に位置し、出口側タンク部１３〜１５は空気流れ上流側に位置している。
【００２０】
そして、上部の入口側タンク部９と１１の間には流路分割仕切り板１６が配置されている。この仕切り板１６は後述の図８に示すように、入口側タンク部９、１１の断面積の１／２を開口する三角状の開口部１６ａを有し、この三角状の開口部１６ａにより左右の入口側タンク部９と１１の間を１／２の断面積で連通させる。
【００２１】
また、上部の左側の入口側タンク部９内には、冷媒入口７の円形開口部の中心を通ってタンク内流路断面２分割用の仕切り板１７が配置されている。この仕切り板１７は後述の図９に示すように入口側タンク部９内の矩形流路断面に対して斜めに対角線上に配置され、入口側タンク部９内のうち、上側の空間は仕切り板１６の三角状開口部１６ａを通して右側の入口側タンク部１１内に連通する。従って、本実施形態では、冷媒入口７からの冷媒流れを２つの入口側タンク部９、１１への流れ（すなわち、空気流れ方向Ｚと直交方向の２つの流れ）に分割する分割手段を上記の２種類の仕切り板１６、１７により構成している。
【００２２】
下部の入口側タンク部１０と１２の間、および下部の出口側タンク部１３と１４の間には、それぞれ開口部を持たない仕切り板１８、１９が配置されている。この仕切り板１８、１９により、下部の入口側タンク部１０と１２の間、および下部の出口側タンク部１３と１４の間はそれぞれ完全に仕切られている。これに対して、上部の出口側タンク部１５は、仕切りなしで蒸発器１の幅方向全長にわたって１つの流路を構成している。
【００２３】
一方、下部の入口側タンク部１０と出口側タンク部１３の間は、この両タンク部の間の仕切り壁２３を貫通する連通穴２０により連通している。また、下部の入口側タンク部１２と出口側タンク部１４の間も、この両タンク部の間の仕切り壁２３を貫通する連通穴２１により連通している。ここで、連通穴２０は、タンク部１０、１３のうち、冷媒出入口７、８に最も近接する左側端部に位置している。また、連通穴２１はタンク部１２、１４のうち、仕切り板１８、１９に最も近接する左側端部に位置している。
【００２４】
空気流れ方向Ｚにおいて隣接する上部の入口側タンク部９、１１と出口側タンク部１５との間、および下部の入口側タンク部１０と１２と出口側タンク部１３、１４との間は、いずれも蒸発器１の幅方向全長にわたって延びる仕切り壁２２、２３により仕切られている。この仕切り壁２２、２３は、後述するように、タンク部９〜１５と一体に形成されるものである。
【００２５】
冷媒入口側熱交換部Ｘにおいて、左側のチューブ２の一端部（上端部）は上部の入口側タンク部９に連通し、他端部（下端部）は下部の入口側タンク部１０に連通している。同様に、右側のチューブ３の一端部（上端部）は上部の入口側タンク部１１に連通し、他端部（下端部）は下部の入口側タンク部１２に連通している。
【００２６】
また、冷媒出口側熱交換部Ｙにおいて、左側のチューブ４の一端部（上端部）は上部の出口側タンク部１５に連通し、他端部（下端部）は下部の出口側タンク部１３に連通している。同様に、右側のチューブ５の一端部（上端部）は上部の出口側タンク部１５に連通し、他端部（下端部）は下部の出口側タンク部１４に連通している。
【００２７】
各チューブ２〜５の相互の間には波形に成形されたコルゲートフィン（アウターフィン）２４が配置され、このコルゲートフィン２４は各チューブ２〜５の平坦面に一体に接合される。また、各チューブ２〜５の内部に挿入されたインナーフィン６は波形（後述の図５参照）に成形され、このインナーフィン６の波形の頂部を各チューブ内壁面に接合することにより各チューブ２〜５の補強を図るとともに、冷媒側伝熱面積を増大させる。なお、図１に示す蒸発器１全体は後述するようにろう付けにより一体に接合されて組付られる。
【００２８】
次に、上記構成において第１実施形態の作用を説明すると、図示しない膨張弁で減圧された低温低圧の気液２相冷媒は、冷媒入口７からまず、空気下流側の上部タンク部９内に流入する。このとき、冷媒入口７の円形流路断面および入口側タンク部９内の矩形流路断面が斜めに配置された仕切り板１７により２分割されているので、冷媒入口７からの流入冷媒が仕切り板１７の下側空間および上側空間に２分割される。
【００２９】
そして、仕切り板１７の下側空間に図１の矢印ａのごとく流入した冷媒は次に、複数本のチューブ２に分配され、チューブ２を矢印ｂのように下方へ流れる。その後に、冷媒は下部のタンク部１０を矢印ｃのように連通穴２０に向かって左方へ流れた後に、連通穴２０を矢印ｄのように通過して空気下流側から空気上流側に移行して、下部のタンク部１３に流入する。
【００３０】
次に、この下部のタンク部１３内を矢印ｅのように右方へ流れ、複数本のチューブ４に分配され、このチューブ４を矢印ｆのように上方へ流れる。そして、冷媒は上部のタンク部１５内に流入し、このタンク部１５内を矢印ｇのように左方へ流れ、冷媒出口８から蒸発器１の外部へ流出する。
一方、冷媒入口７から仕切り板１７の上側空間に流入した冷媒は、矢印ｈのように仕切り板１６の三角状開口部１６ａを通して右側の入口側タンク部１１内に流入する。次に、このタンク部１１から冷媒は複数本のチューブ３に分配され、チューブ３を矢印ｉのように下方へ流れて、下部のタンク部１２に流入する。次に、タンク部１２内を冷媒は矢印ｊのように連通穴２１に向かって左側へ流れる。
【００３１】
そして、この連通穴２１を矢印ｋのように通過して、空気下流側から空気上流側に移行し、空気上流側の下部タンク部１４内に流入する。次に、この下部タンク部１４内を冷媒は矢印ｍのように右側へ流れて、複数本のチューブ５に分配され、チューブ５を矢印ｎのように上方へ流れる。冷媒は上部タンク部１５の右側部に流入して集合する。次に、冷媒は上部タンク部１５内を矢印ｐのように右側から左側へ流れ、上述のチューブ４からの冷媒と合流して冷媒出口８から蒸発器１の外部へ流出する。
【００３２】
一方、送風空気（空調空気）は矢印Ｚ方向に送風され、チューブ２〜５とコルゲートフィン１９とにより構成される熱交換用コア部の空隙部を通過する。この際に、チューブ２〜５内の冷媒が送風空気から吸熱して蒸発することにより、送風空気が冷却されて冷風となり、この冷風が車室内へ吹出して、車室内を冷房する。
【００３３】
ところで、上記蒸発器１においては、冷媒入口７からの冷媒を仕切り板１６、１７により２分割して、矢印ａ〜ｇの冷媒流れと矢印ｈ〜ｐの冷媒流れとを並列に形成しているから、蒸発器１内での冷媒流路長さが図１４に示す従来技術に比して半減するとともに、この並列流路に全流量の１／２づつ冷媒を流すだけでよい。
【００３４】
これに加え、空気流れ方向Ｚの前後に位置するタンク部１０、１３の間およびタンク部１２、１４の間を、仕切り壁２３に開けた連通穴２０、２１により直接連通しているから、図１４に示す従来技術のようなサイド冷媒通路５５〜５７を必要とすることなく、空気流れ方向前後の冷媒流路を連結できる。従って、従来技術におけるサイド冷媒通路５５〜５７を廃止できる。
【００３５】
以上のことが相まって、蒸発器全体としての冷媒側圧損を大幅に低減できる。よって、サイド冷媒通路５５〜５７の廃止により蒸発器全体構成の簡潔化を図ることができるとともに、蒸発器全体の冷媒流路の圧損低減を図ることができる。この冷媒流路の圧損低減により、冷媒蒸発圧力を低下させて冷媒蒸発温度を低下させることができ、この結果、蒸発器の冷却性能を向上できる。
【００３６】
次に、蒸発器吹出空気温度の温度分布について説明すると、図３はチューブ２〜５とコルゲートフィン２４により構成される熱交換用コア部を、チューブ２による第１コア部Ａと、チューブ３による第２コア部Ｂと、チューブ４による第３コア部Ｃと、チューブ５による第４コア部Ｄとに４分割して、各コア部における冷媒の分布状態を模式的に示している。
【００３７】
冷媒入口７からの冷媒が上方から下方へ流れる第１コア部Ａおよび第２コア部Ｂではいずれも液冷媒が重力の影響を受けて、冷媒入口７に近い手前側（図３の左側）の部位に液冷媒の分配が多くなるので、冷媒入口７から遠ざかる奥側（図３の右側）の部位では逆に液冷媒の分配が少なくなる。その結果、第１、第２コア部Ａ、Ｂでは、図３の右側の下方部に冷媒不足領域Ｅが発生する。
【００３８】
これに対して、第３コア部Ｃおよび第４コア部Ｄでは、連通穴２０、２１からの冷媒が下方から上方へ流れるので、重力による冷媒分布状態への影響は発生しない。そして、連通穴２０、２１から冷媒が下側のタンク１３、１４に流入したとき、タンク空間容積がチューブ流路容積に比してはるかに大きいので、冷媒は連通穴２０、２１直後の部位から下側のタンク１３、１４内をタンク長手方向（図３の右方向）に向かって流れようとし、この流れの慣性力により、第３コア部Ｃおよび第４コア部Ｄでは、連通穴２０、２１から遠ざかる奥側（図３の右側）の部位に液冷媒の分配が多くなり、逆に、連通穴２０、２１に近い手前側（図３の左側）の部位では液冷媒の分配が少なくなる。
【００３９】
その結果、第３、第４コア部Ｃ、Ｄでは、図３の左側の上方部に冷媒不足領域Ｆが発生する。しかし、空気流れ方向Ｚの前後において、第１、第２コア部Ａ、Ｂの冷媒不足領域Ｅが第３、第４コア部Ｃ、Ｄの液冷媒分配の多い領域に重畳し、また、第３、第４コア部Ｃ、Ｄの冷媒不足領域Ｆは第１、第２コア部Ａ、Ｂの液冷媒分配の多い領域に重畳する。従って、液冷媒分配の多い領域と液冷媒分配の少ない領域とを空気流れ方向Ｚの前後で相殺でき、空調空気の温度分布を従来技術と同程度に均一化できる。
【００４０】
次に、本実施形態における具体的構成例について説明すると、図４はタンク部９〜１５を例示するもので、１枚のアルミニウム製薄板材を折り曲げることにより上部のタンク部９、１１、１５を形成している。そして、中央の折り曲げ部にて仕切り壁２２を構成している。同様にして、下部のタンク部１０、１２、１３、１４および仕切り壁２３も１枚のアルミニウム製薄板材を折り曲げることにより形成している。
【００４１】
次に、図５はチューブ２〜５の断面形状を示し、チューブ２〜５は１枚のアルミニウム製薄板材２５を折り曲げて接合（ろう付け）することにより断面偏平状の通路形状を構成している。ここで、チューブ２〜５内の内部冷媒通路２６は、インナーフィン６の波形頂部の接合により多数の小通路に分割される。２７はアルミニウム製薄板材２５の折り曲げ先端部の接合部の拡大部である。
【００４２】
次に、図６はタンク部９〜１５とチューブ２〜５の両端部との接合部の一例であり、タンク部９〜１５の平坦面にはチューブ２〜５の両端部２８が挿入されるチューブ挿入穴２９が開けてある。ここで、チューブ２〜５の両端部２８の穴２９内への挿入を容易にするために、両端部２８は図７に示す形状に形成されている。
【００４３】
すなわち、図７に示すようにチューブ接合部の拡大部２７をチューブ両端部２８では削除して切欠き部２７ａを形成しており、これにより、チューブ両端部２８は略長円状の形状に形成される。この切欠き部２７ａは、図７（ｅ）に示すようにタンク部９〜１５のチューブ挿入穴２９にチューブ２〜５の両端部２８を挿入するときの位置決めストッパーの役割を果たす。なお、図７（ｅ）ではタンク部９〜１５のうち、空気流れ方向Ｚ前後の片側のタンク部のみを概略図示している。
【００４４】
ここで、挿入穴２９はチューブ２〜５の両端部２８に対応した長円状のもので、かつ、タンク外方側へ長円状打出部２９ａを打ち出したバーリング形状となっている。これにより、タンク部９〜１５の内側面のろう材を用いて、タンク部９〜１５とチューブ２〜５とを接合できる。
図８はタンク部９とタンク部１１との間に配置される流路分割仕切り板１６の組付構造を示すもので、タンク部９とタンク部１１との間にこの仕切り板１６を挿入可能なスリット３０を形成し、このスリット３０内に仕切り板１６を挿入し、仕切り板１６をタンク部９、１１のスリット３０周縁部に接合（ろう付け）するようになっている。
【００４５】
なお、下部の入口側タンク部１０と１２の間、および下部の出口側タンク部１３と１４の間に配置される仕切り板１８、１９は開口部を持たない平板状である点で流路分割仕切り板１６と相違しているが、その組付構造は流路分割仕切り板１６と同じである。
図９はタンク内流路断面２分割用の仕切り板１７の組付構造を示すもので、この仕切り板１７は入口側タンク部９内の矩形流路断面に対して斜めに対角線上に配置され、入口側タンク部９の内壁面に接合（ろう付け）するようになっている。図９において、矢印ａは冷媒入口７から仕切り板１７の下側空間を経てチューブ２の上端部に流入する冷媒流れを示し、矢印ｈは冷媒入口７から仕切り板１７の上側空間を経て仕切り板１６の三角状開口部１６ａを通して右側の入口側タンク部１１内に流入する冷媒流れを示している。
【００４６】
次に、図１０は、前述した連通穴２０、２１の具体的な形成方法を例示するもので、図１０（ａ）に示すように、まず、下部のタンク部１０、１２、１３、１４を構成するアルミニウム製薄板材３１にバーリング穴３１ａとこのバーリング穴３１ａの打ち出し部が嵌入可能な大きさを持った打ち抜き穴３１ｂとをプレス加工で形成する。
【００４７】
次に、図１０（ｂ）に示すように、バーリング穴３１ａと打ち抜き穴３１ｂとを形成した部位をＵ字状に折り曲げる。次に、図１０（ｃ）に示すように、バーリング穴３１ａの打ち出し部を打ち抜き穴３１ｂ内に嵌入する。次に、図１０（ｄ）に示すように、バーリング穴３１ａの打ち出し部の先端を外周側へかしめる。これにより、バーリング穴３１ａの打ち出し部の嵌入状態の戻りを阻止することができ、連通穴２０、２１の形成を完了できる。上記のＵ字状折り曲げ部により仕切り壁２３が形成される。
【００４８】
図１１はタンク９〜１５の蓋部材３２を示すもので、タンク長手方向（図１左右方向）の端部のうち、冷媒入口７と冷媒出口８が設けられる部位以外の他の３箇所に蓋部材３２は配置される。この蓋部材３２はその内側面のみにろう材をクラッドした片面クラッド材をプレス成形して、椀状の形状に成形されている。そして、蓋部材３２をタンク長手方向端部の外面側に嵌合して、蓋部材３２の内側面のろう材を用いて、蓋部材３２をタンク長手方向端部にろう付けして、タンク長手方向端部の開口を閉塞する。
【００４９】
次に、図１２は配管ジョイントブロック部の構造例を示すもので、配管ジョイントブロック部は、タンク長手方向端部にろう付けされる蓋部材３３と中間板部材３４とジョイントカバー部材３５との３層の積層構造からなる。ジョイントカバー部材３５には、図示しない膨張弁で減圧された冷媒が流入する第１接続口３５ａと、膨張弁のガス冷媒感温部の入口部に接続される円筒状の第２接続口３５ｂが備えられている。第１接続口３５ａは、蓋部材３３に開口している冷媒入口７に連通し、第２接続口３５ｂは蓋部材３３に開口している冷媒出口８に連通している。
【００５０】
（第２実施形態）
図１３は第２実施形態を示すもので、第１実施形態では冷媒入口７と冷媒出口８を上部の入口側タンク部９と出口側タンク部１５の側面部にそれぞれ連通させ、そして、入口側タンク部９内のタンク内流路断面２分割用の仕切り板１７と、三角状の開口部１６ａを有する流路分割仕切り板１６とにより、冷媒入口７からの冷媒流れを蒸発器１の左右で２分割している。
【００５１】
これに対して、第２実施形態では図１３に示すごとく冷媒入口７を上部の左右の入口側タンク部９と１１の中間位置に配置するとともに、この入口側タンク部９と１１の中間位置に配置する仕切り板１６０を開口部１６ａを持たない形状としている。これにより、冷媒入口７からの冷媒流れを直接仕切り板１６０により２分割して左右の入口側タンク部９、１１内に流入させることができる。
【００５２】
そして、下部の左右の入口側タンク部１０、１２には、仕切り板１８に近接した位置（すなわち、左右の入口側タンク部１０、１２の中間位置）に、連通穴２０、２１を配置している。従って、第１実施形態における連通穴２０を第２実施形態では仕切り板１８に近接した位置に配置していることになる。さらに、第２実施形態では冷媒出口８を上部の出口側タンク部１５の中間位置に配置している。
【００５３】
これにより、第２実施形態では図１３の矢印に示す冷媒経路が構成されることになり、第１実施形態とほぼ同様の作用効果を発揮できる。
（他の実施形態）
なお、上記第１実施形態では、図３に示すように空気流れ方向Ｚと直交する方向（左右方向）に分割する左側のコア部Ａ、Ｃの大きさと右側のコア部Ｂ、Ｄの大きさとを等しくする場合について説明したが、この左側のコア部Ａ、Ｃの大きさと右側のコア部Ｂ、Ｄの大きさとを異なる大きさにし、このコア部大きさの差に対応して、左右のコア部に流れる冷媒の流量を異なるものにしてもよい。
【００５４】
つまり、左右方向に分割されるコア部の大きさおよび冷媒の分配量は任意に変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態による冷媒蒸発器の概略斜視図である。
【図２】図１の冷媒蒸発器のタンク部構成を説明する概略斜視図である。
【図３】図１の冷媒蒸発器の作用説明図である。
【図４】図１のタンク部の端面形状を示す側面図である。
【図５】図１のチューブの断面形状を示す断面図である。
【図６】図１のタンク部とチューブとの嵌合部の断面図である。
【図７】（ａ）は図１のチューブ端部の平面図、（ｂ）はチューブ端部の正面図、（ｃ）は（ｂ）の一部拡大図、（ｄ）は（ａ）の拡大斜視図、（ｅ）はチューブ端部をタンク部に挿入した組付状態の概略説明図である。
【図８】図１のタンク部と流路分割仕切り板との組付構造を示す分解斜視図である。
【図９】図１のタンク部とタンク内流路断面２分割用仕切り板との組付構造を示す斜視図である。
【図１０】図１の連通穴部の形成方法の説明用断面図である。
【図１１】図１のタンク部の蓋部材の斜視図である。
【図１２】図１の冷媒入口および冷媒出口に接続される配管ジョイント部の斜視図である。
【図１３】本発明の第２実施形態による冷媒蒸発器の概略斜視図である。
【図１４】従来の蒸発器の冷媒通路構成を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
２〜５…チューブ、７…冷媒入口、８…冷媒出口、９〜１５…タンク部、
１６…流路分割仕切り板、１７…タンク内流路断面２分割用仕切り板、
２０、２１…第１、第２連通穴、２２、２３…仕切り壁、
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…熱交換コア部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a refrigerant evaporator that evaporates refrigerant in a refrigeration cycle, and is suitable for use in, for example, a vehicle air conditioner.
[0002]
[Prior art]
The present applicant has previously proposed a refrigerant evaporator having a refrigerant flow path configuration shown in FIG. 14 in JP-A-9-170850. In this conventional refrigerant evaporator 1, inlet tanks 50 and 51 and outlet tanks 52 and 53 are formed at both upper and lower ends thereof, and the refrigerant inlet side on the air downstream side with respect to the flow direction Z of the blown air. The heat exchanging part X and the refrigerant outlet side heat exchanging part Y are partitioned on the air upstream side.
[0003]
In the evaporator 1, two thin metal plates are joined together to form a tube (refrigerant passage), and the tanks 50 to 53 are formed by hook-shaped protrusions at both ends of the thin metal plate. Are integrally molded.
In the evaporator 1 having such a configuration, the refrigerant flows through the following path. That is, in FIG. 14, the refrigerant is the refrigerant inlet 54 a of the pipe joint 54 → the side refrigerant passage 55 → the first inlet tank portion 51 a of the lower inlet tank 51 → the leeward refrigerant passage (1) in the tube → the upper inlet tank 50. → Downward refrigerant passage in the tube (2) → Second inlet tank portion 51b of the lower inlet tank 51 → Side refrigerant passage 56 → First outlet tank portion 52a of the upper outlet tank 52 → Upstream refrigerant passage in the tube ▲ 3 ▼ → Lower outlet tank 53 → Wind side refrigerant passage in the tube (4) → Second outlet tank portion 52b of the upper outlet tank 52 → Side refrigerant passage 57 → Refrigerant outlet 54b, and flows out of the evaporator To do.
[0004]
In the refrigerant path described above, the refrigerant flow direction of both heat exchange parts X and Y is upward on the right side of the partition parts 58 and 59, and the refrigerant of both heat exchange parts X and Y is on the left side of the partition parts 58 and 59. The flow direction is the downward direction, the upper and lower directions of the refrigerant flow are matched, and the refrigerant flow direction to the tank part in the refrigerant inlet side heat exchange part X is the direction from right to left, and the refrigerant outlet side heat exchange The refrigerant flow direction to the tank part in the part Y is the direction from left to right, and the tank part refrigerant flow direction is reversed left and right in both heat exchange parts X and Y.
[0005]
In the refrigerant passages (1) and (4) where the refrigerant flows from the lower side to the upper side, a large amount of liquid refrigerant flows into the back side of the tank part due to the inertial force of the gas-liquid two-phase refrigerant flow. An area with insufficient refrigerant occurs in the area on the front side. On the other hand, in the refrigerant passages (2) and (3) where the refrigerant flows from the upper side to the lower side, the gas-liquid two-phase refrigerant is influenced by gravity and a large amount of liquid refrigerant flows into the front side of the tank unit. A region where the refrigerant is insufficient occurs in the region on the back side of the.
[0006]
Thus, even if the liquid-phase refrigerant and the gas-phase refrigerant of the gas-liquid two-phase refrigerant are unevenly distributed with respect to the refrigerant passages (1) to (4) in the tube 2, according to the refrigerant passage configuration, In the heat exchange parts X and Y, the tank part refrigerant flow direction is reversed in the left-right direction, so that the non-uniformity of refrigerant distribution can be offset before and after the air flow direction Z, and the evaporator blowout air temperature can be reduced. Can be made uniform over the entire area.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, according to the above prior art, since the total refrigerant flow rate to the evaporator flows in series in the four refrigerant passages (1) to (4), the passage length is originally long. Therefore, in order to improve the mountability in the air conditioning case and reduce the pressure loss on the air side, in order to reduce the width dimension in the air flow direction Z (thinning), in addition to the long passage length, The passage cross-sectional area decreases, and the refrigerant side pressure loss in the evaporator increases. In particular, an increase in pressure loss due to a reduction in the cross-sectional area of the passage becomes significant in the tank portion through which the total flow rate of refrigerant in the evaporator and the side refrigerant passages 55 to 57 on the side surface of the evaporator.
[0008]
If the compressor suction capacity is the same, an increase in the refrigerant side pressure loss of the entire evaporator causes an increase in the refrigerant evaporation pressure and an increase in the refrigerant evaporation temperature, which causes a decrease in the cooling performance of the evaporator. Therefore, as the evaporator becomes thinner, the performance drop due to the increase in pressure loss becomes remarkable, and this is a major impediment to reducing the width.
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to suppress an increase in pressure loss on the refrigerant side while maintaining a uniform effect of the evaporator blown air temperature.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the invention according to claims 1 to 3,The tubes (2-5) for flowing the refrigerant are arranged in a plurality of rows in the air flow direction (Z) in the vertical direction, and the tubes (2-5) are arranged in the left-right direction perpendicular to the air flow direction (Z). Many in parallel,
  Tank portions (9 to 15) for distributing refrigerant to the tubes (2 to 5) or collecting refrigerant from the tubes (2 to 5) are provided at both ends in the vertical direction of the tubes (2 to 5). ,
  The tank portions (9-15) are arranged in a plurality of rows in the air flow direction (Z) corresponding to the plurality of tubes (2-5),
  A refrigerant evaporator that causes the refrigerant flowing in from the refrigerant inlet (7) to turn out from the refrigerant outlet (8) after being turned a plurality of times in the flow path passing through the tank portions (9 to 15) and the tubes (2 to 5). In
  AboveA heat exchange core part (A, B, C, D) having a refrigerant flow path by tubes (2-5),AboveAir flow direction (Z) andAboveThe air flow direction (Z) and the orthogonal direction are respectively divided,
  AboveOne side perpendicular to air flow direction (Z)Includes a refrigerant inlet side heat exchange core part (A) and a refrigerant outlet side heat exchange core part (C) divided in the air flow direction (Z).
  AboveAir flow direction (Z) and other side orthogonalIn addition, the refrigerant inlet side heat exchange core part (B) and the refrigerant outlet side heat exchange core part (D) divided in the air flow direction (Z) front and rear are configured,
  Of the tank parts (9-15), the inlet side tank parts (9, 11), (10, 12) located at the upper part and the lower part of the two refrigerant inlet side heat exchange core parts (A, B), The outlet side tank parts (13, 14) located at the lower part of the two refrigerant outlet side heat exchange core parts (C, D) are each divided in the direction perpendicular to the air flow direction (Z),
  Out of the tank parts (9 to 15), an outlet side tank part (15) located above the two refrigerant outlet side heat exchange core parts (C, D) communicates with the refrigerant outlet (8),
  AboveLocated on one side perpendicular to the air flow direction (Z),The inlet side tank portion (10) below the refrigerant inlet side heat exchange core portion (A), andLocated on one side perpendicular to the air flow direction (Z),An outlet side tank section (13) below the refrigerant outlet side heat exchange core section (C);A first communication hole (20) that communicates directly with each other; andAboveLocated on the other side of the direction perpendicular to the air flow direction (Z),An inlet side tank portion (12) below the refrigerant inlet side heat exchange core portion (B);Located on the other side of the direction perpendicular to the air flow direction (Z),An outlet side tank part (14) below the refrigerant outlet side heat exchange core part (D);The second communication hole (21) that directly communicates withThe lower two inlet side tank parts (10, 12) and the lower two outlet side tank parts (13, 14)In preparation for the partition wall (23),
  The first communication hole (20) and the second communication hole (21) are both from the refrigerant inlet (7) of the two refrigerant inlet side heat exchange core parts (A, B). It is arranged at the part that becomes the inflow side of the refrigerant flow,
  AboveRefrigerant flow from the refrigerant inlet (7)AboveDivided into two flows in the direction perpendicular to the air flow direction (Z),
  The refrigerant flow divided into the two flows passes through the upper two inlet side tank parts (9, 11) independently of each other, and the tubes of the two refrigerant inlet side heat exchange core parts (A, B). (2 and 3), the refrigerant flows through the tubes (2, 3) of the two refrigerant inlet side heat exchange cores (A, B) from above to below,
  The refrigerant that has passed through the tubes (2, 3) of the two refrigerant inlet-side heat exchange core parts (A, B) independently of the two lower inlet-side tank parts (10, 12) and the first, Passes through the second communication hole (20, 21) and flows into the two lower outlet side tank parts (13, 14),
  The refrigerant in the lower two outlet side tank parts (13, 14) flows independently into the lower part of the tubes (4, 5) of the two refrigerant outlet side heat exchange core parts (C, D), The refrigerant flows from below to above through the tubes (4, 5) of the two refrigerant outlet side heat exchange core parts (C, D),
  The refrigerant that has passed through the tubes (4, 5) of the two refrigerant outlet side heat exchange cores (C, D) The upper outlet side tank section (15) joins and flows toward the refrigerant outlet (8).It is characterized by doing so.
[0010]
According to this, as illustrated in FIG. 3 and FIG. 13, the refrigerant from the refrigerant inlet (7) is divided into two, and in parallel with two refrigerant flow paths divided in the direction perpendicular to the air flow direction (Z). Therefore, the length of the refrigerant flow path in the evaporator can be halved compared to the prior art shown in FIG. 14, and the refrigerant only needs to flow through the parallel flow path in half.
[0011]
In addition to this, between the heat exchange core parts (A, C) located before and after the air flow direction Z and between the heat exchange core parts (B, D), the first and second communication holes (20, 21), the refrigerant flow paths before and after the air flow direction can be directly connected without the need for side refrigerant passages (55-57) as in the prior art shown in FIG. Therefore, the side refrigerant passages (55 to 57) in the prior art can be eliminated.
[0012]
In combination with the above, the refrigerant side pressure loss of the entire evaporator can be greatly reduced. By reducing the pressure loss on the refrigerant side, the refrigerant evaporation pressure can be lowered to lower the refrigerant evaporation temperature. As a result, the cooling performance of the evaporator can be improved.
Even if the refrigerant flows in two flow paths divided in the direction perpendicular to the air flow direction (Z) in parallel, the liquid refrigerant distribution non-uniformity before and after the air flow direction cancels the evaporation. Uniformity of the blower air temperature can be achieved.
[0013]
  In addition, the abolishment of the side refrigerant passage eliminates the need for the components of the side refrigerant passage, thereby simplifying the evaporator configuration and reducing the manufacturing cost.
  Specifically, the present invention is as described in claim 2.2. The refrigerant evaporator according to claim 1, wherein the upper two inlet sides.Inside the tank (9, 11)AboveThe division of the refrigerant flow can be achieved by the configuration including the dividing means (16, 17) that divides the refrigerant flow from the refrigerant inlet (7) into two flows perpendicular to the air flow direction (Z).
[0014]
  Further, as described in claim 32. The refrigerant evaporator according to claim 1, wherein the upper two inlet sides.The tank (9, 11)AboveDivide in the direction perpendicular to the air flow direction (Z)Upper inlet tankIn the middle positionAboveArrange the refrigerant inlet (7),AboveThe refrigerant flow from the refrigerant inlet (7) was divided in the direction perpendicular to the air flow direction (Z).Two entrance sides on the topYou may make it flow in directly into a tank part (9, 11).
[0015]
In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows a corresponding relationship with the specific means of embodiment description later mentioned.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 shows a first embodiment in which the present invention is applied to a refrigerant evaporator in a refrigeration cycle of an automotive air conditioner, and shows an outline of the overall configuration of the evaporator. The evaporator 1 is installed in an air conditioning unit case of an automotive air conditioner (not shown) with the vertical direction in FIG. Air is blown to the evaporator 1 in the direction of arrow Z by a blower (not shown), and the blown air (external fluid) and the refrigerant exchange heat.
[0017]
The evaporator 1 has tubes 2, 3, 4, and 5 arranged in two rows in the air flow direction Z. Here, A to D in parentheses attached to reference numerals 2 to 5 of the tube correspond to heat exchange core parts A to D shown in FIG. These tubes 2 to 5 are all flat tubes constituting a refrigerant passage having a flat cross section, and an inner fin 6 is inserted therein. And many tubes 2-5 are arranged in parallel in the direction orthogonal to the air flow direction Z, respectively. Here, the first tubes 2 and 3 on the downstream side of the air constitute a refrigerant passage of the refrigerant inlet side heat exchange part X, and the second tubes 4 and 5 on the upstream side of the air are the refrigerant outlet side heat exchange part Y. The refrigerant passage is configured.
[0018]
Low-temperature low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant that has been decompressed and expanded by a temperature-actuated expansion valve (decompression unit) (not shown) of the refrigeration cycle flows into the refrigerant inlet 7. The refrigerant outlet 8 is connected to a compressor suction pipe (not shown), and is used for returning the gas refrigerant evaporated in the evaporator 1 to the compressor suction side.
In this example, the refrigerant inlet 7 and the refrigerant outlet 8 are disposed adjacent to the upper left portion of the evaporator 1, and the refrigerant inlet 7 communicates with the inlet side tank portion 9 located on the upper left side. The refrigerant outlet 8 communicates with the upper outlet side tank portion 15.
[0019]
Here, the tank units 9 to 15 of the evaporator 1 will be described in detail. Each tank unit distributes the refrigerant to the tubes 2 to 5 or collects the refrigerant from the tubes 2 to 5. Two rows are arranged in the air flow direction Z corresponding to the tubes 2 and 3 and the second tubes 4 and 5. That is, as shown in FIG. 2, the inlet side tank portions 9 to 12 are located on the downstream side of the air flow, and the outlet side tank portions 13 to 15 are located on the upstream side of the air flow.
[0020]
A flow path dividing partition plate 16 is disposed between the upper inlet side tank portions 9 and 11. As shown in FIG. 8, which will be described later, the partition plate 16 has a triangular opening 16a that opens 1/2 of the cross-sectional area of the inlet side tank portions 9 and 11, and the triangular opening 16a causes the left and right sides to The inlet side tank portions 9 and 11 are communicated with each other with a half sectional area.
[0021]
In addition, a partition plate 17 for dividing the in-tank flow path cross section through the center of the circular opening of the refrigerant inlet 7 is disposed in the upper left inlet side tank section 9. As shown in FIG. 9 described later, the partition plate 17 is diagonally arranged with respect to the rectangular channel cross section in the inlet side tank unit 9, and the upper space in the inlet side tank unit 9 is a partition plate. It communicates with the right inlet side tank 11 through 16 triangular openings 16a. Therefore, in the present embodiment, the dividing means for dividing the refrigerant flow from the refrigerant inlet 7 into the flows to the two inlet-side tank portions 9 and 11 (that is, two flows perpendicular to the air flow direction Z) are as described above. Two types of partition plates 16 and 17 are used.
[0022]
Partition plates 18 and 19 having no openings are respectively disposed between the lower inlet side tank portions 10 and 12 and between the lower outlet side tank portions 13 and 14. The partition plates 18 and 19 completely separate the lower inlet side tank portions 10 and 12 and the lower outlet side tank portions 13 and 14 from each other. On the other hand, the upper outlet side tank unit 15 forms one flow path over the entire length in the width direction of the evaporator 1 without partitioning.
[0023]
On the other hand, the lower inlet-side tank unit 10 and the outlet-side tank unit 13 communicate with each other through a communication hole 20 that penetrates the partition wall 23 between the two tank units. Further, the lower inlet side tank portion 12 and the outlet side tank portion 14 are also communicated with each other through a communication hole 21 that penetrates the partition wall 23 between the two tank portions. Here, the communication hole 20 is located in the left end portion of the tank portions 10 and 13 closest to the refrigerant inlet / outlet ports 7 and 8. The communication hole 21 is located at the left end of the tank portions 12 and 14 closest to the partition plates 18 and 19.
[0024]
Between the upper inlet side tank parts 9 and 11 and the outlet side tank part 15 adjacent in the air flow direction Z and between the lower inlet side tank parts 10 and 12 and the outlet side tank parts 13 and 14, whichever Are also partitioned by partition walls 22 and 23 extending over the entire length of the evaporator 1 in the width direction. The partition walls 22 and 23 are formed integrally with the tank portions 9 to 15 as will be described later.
[0025]
In the refrigerant inlet side heat exchange section X, one end (upper end) of the left tube 2 communicates with the upper inlet tank section 9, and the other end (lower end) communicates with the lower inlet tank section 10. ing. Similarly, one end portion (upper end portion) of the right tube 3 communicates with the upper inlet side tank portion 11 and the other end portion (lower end portion) communicates with the lower inlet side tank portion 12.
[0026]
In the refrigerant outlet side heat exchange section Y, one end (upper end) of the left tube 4 communicates with the upper outlet tank section 15 and the other end (lower end) communicates with the lower outlet tank section 13. Communicate. Similarly, one end portion (upper end portion) of the right tube 5 communicates with the upper outlet side tank portion 15, and the other end portion (lower end portion) communicates with the lower outlet side tank portion 14.
[0027]
Corrugated fins (outer fins) 24 formed into a corrugated shape are disposed between the tubes 2 to 5, and the corrugated fins 24 are integrally joined to the flat surfaces of the tubes 2 to 5. Further, the inner fins 6 inserted into the tubes 2 to 5 are formed into a corrugated shape (see FIG. 5 to be described later), and each tube 2 is joined by joining the top of the corrugated inner fin 6 to the inner wall surface of each tube. While trying to reinforce ~ 5, the refrigerant side heat transfer area is increased. Note that the entire evaporator 1 shown in FIG. 1 is integrally joined and assembled by brazing as described later.
[0028]
Next, the operation of the first embodiment in the above configuration will be described. The low-temperature and low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant decompressed by an expansion valve (not shown) is first supplied from the refrigerant inlet 7 into the upper tank portion 9 on the air downstream side. Inflow. At this time, since the circular flow path cross section of the refrigerant inlet 7 and the rectangular flow path cross section in the inlet side tank portion 9 are divided into two by the partition plate 17 arranged obliquely, the refrigerant flowing from the refrigerant inlet 7 is separated from the partition plate. 17 divided into a lower space and an upper space.
[0029]
Then, the refrigerant flowing into the lower space of the partition plate 17 as shown by the arrow a in FIG. 1 is then distributed to the plurality of tubes 2 and flows downward through the tubes 2 as indicated by the arrow b. Thereafter, the refrigerant flows leftward toward the communication hole 20 as indicated by an arrow c in the lower tank portion 10 and then passes through the communication hole 20 as indicated by an arrow d to move from the air downstream side to the air upstream side. Then, it flows into the lower tank portion 13.
[0030]
Next, the inside of the lower tank portion 13 flows to the right as indicated by an arrow e and is distributed to a plurality of tubes 4, and the tube 4 flows upward as indicated by an arrow f. Then, the refrigerant flows into the upper tank portion 15, flows leftward in the tank portion 15 as indicated by an arrow g, and flows out of the evaporator 1 from the refrigerant outlet 8.
On the other hand, the refrigerant that has flowed into the upper space of the partition plate 17 from the refrigerant inlet 7 flows into the right inlet side tank portion 11 through the triangular opening 16a of the partition plate 16 as indicated by an arrow h. Next, the refrigerant is distributed from the tank portion 11 to the plurality of tubes 3, flows downward through the tubes 3 as indicated by an arrow i, and flows into the lower tank portion 12. Next, the refrigerant flows in the tank portion 12 toward the left side toward the communication hole 21 as indicated by an arrow j.
[0031]
Then, it passes through the communication hole 21 as indicated by an arrow k, shifts from the air downstream side to the air upstream side, and flows into the lower tank portion 14 on the air upstream side. Next, the refrigerant flows in the lower tank portion 14 to the right as indicated by the arrow m, and is distributed to the plurality of tubes 5, and flows upward through the tubes 5 as indicated by the arrow n. The refrigerant flows into the right side portion of the upper tank portion 15 and collects. Next, the refrigerant flows from the right side to the left side in the upper tank portion 15 as indicated by the arrow p, merges with the refrigerant from the tube 4 described above, and flows out of the evaporator 1 from the refrigerant outlet 8.
[0032]
On the other hand, the blown air (conditioned air) is blown in the direction of the arrow Z, and passes through the gap portion of the heat exchange core portion constituted by the tubes 2 to 5 and the corrugated fins 19. At this time, the refrigerant in the tubes 2 to 5 absorbs heat from the blown air and evaporates, whereby the blown air is cooled to cool air, and the cool air is blown into the vehicle interior to cool the vehicle interior.
[0033]
By the way, in the said evaporator 1, the refrigerant | coolant from the refrigerant | coolant inlet 7 is divided into 2 by the partition plates 16 and 17, and the refrigerant | coolant flow of arrow ag and the refrigerant | coolant flow of arrow hp are formed in parallel. Therefore, the length of the refrigerant flow path in the evaporator 1 is halved compared to the prior art shown in FIG. 14, and it is only necessary to cause the refrigerant to flow through this parallel flow path in half.
[0034]
In addition, since the tank portions 10 and 13 and the tank portions 12 and 14 located in the front and back of the air flow direction Z are directly communicated with each other through the communication holes 20 and 21 formed in the partition wall 23. The refrigerant flow paths before and after the air flow direction can be connected without requiring side refrigerant passages 55 to 57 as in the prior art shown in FIG. Accordingly, the side refrigerant passages 55 to 57 in the prior art can be eliminated.
[0035]
In combination with the above, the refrigerant side pressure loss of the entire evaporator can be greatly reduced. Therefore, by eliminating the side refrigerant passages 55 to 57, the overall configuration of the evaporator can be simplified, and the pressure loss of the refrigerant flow path of the entire evaporator can be reduced. By reducing the pressure loss of the refrigerant flow path, the refrigerant evaporation pressure can be lowered to lower the refrigerant evaporation temperature, and as a result, the cooling performance of the evaporator can be improved.
[0036]
Next, the temperature distribution of the evaporator blown air temperature will be described. FIG. 3 shows the heat exchange core part constituted by the tubes 2 to 5 and the corrugated fins 24, the first core part A by the tube 2, and the tube 3. The distribution state of the refrigerant in each core part is schematically shown by dividing into four parts, the second core part B, the third core part C formed by the tube 4, and the fourth core part D formed by the tube 5.
[0037]
In both the first core part A and the second core part B in which the refrigerant from the refrigerant inlet 7 flows downward from above, the liquid refrigerant is affected by gravity and is on the near side (left side in FIG. 3) near the refrigerant inlet 7. Since the distribution of the liquid refrigerant increases in the part, the distribution of the liquid refrigerant decreases in the part on the far side (the right side in FIG. 3) away from the refrigerant inlet 7. As a result, in the first and second core portions A and B, a refrigerant shortage region E is generated in the lower portion on the right side of FIG.
[0038]
On the other hand, in the 3rd core part C and the 4th core part D, since the refrigerant | coolant from the communicating holes 20 and 21 flows upwards from the downward direction, the influence on the refrigerant distribution state by gravity does not generate | occur | produce. When the refrigerant flows into the lower tanks 13 and 14 from the communication holes 20 and 21, the tank space volume is much larger than the tube flow path volume, so that the refrigerant flows from the portion immediately after the communication holes 20 and 21. The inside of the lower tanks 13 and 14 tends to flow in the tank longitudinal direction (right direction in FIG. 3), and due to the inertial force of this flow, in the third core part C and the fourth core part D, the communication holes 20, The distribution of the liquid refrigerant is increased in the part on the far side (right side in FIG. 3) that is away from 21, and conversely, the distribution of the liquid refrigerant is reduced in the part on the near side (left side in FIG. 3) close to the communication holes 20 and 21. .
[0039]
As a result, in the third and fourth core parts C and D, the refrigerant shortage region F is generated in the upper part on the left side of FIG. However, before and after the air flow direction Z, the refrigerant shortage region E of the first and second core portions A and B overlaps the region of the third and fourth core portions C and D where the liquid refrigerant distribution is large, 3. The refrigerant | coolant insufficient area | region F of the 4th core parts C and D overlaps with the area | region with much liquid refrigerant distribution of the 1st, 2nd core parts A and B. FIG. Therefore, the region where the liquid refrigerant distribution is large and the region where the liquid refrigerant distribution is small can be offset before and after the air flow direction Z, and the temperature distribution of the conditioned air can be made uniform to the same extent as in the prior art.
[0040]
Next, a specific configuration example in the present embodiment will be described. FIG. 4 illustrates the tank portions 9 to 15. The upper tank portions 9, 11, and 15 are formed by bending a single aluminum sheet. Forming. And the partition wall 22 is comprised in the bending part of the center. Similarly, the lower tank portions 10, 12, 13, 14 and the partition wall 23 are also formed by bending a single aluminum sheet.
[0041]
Next, FIG. 5 shows a cross-sectional shape of the tubes 2 to 5, and the tubes 2 to 5 are configured by forming a flat cross-sectional passage shape by bending and joining (brazing) one aluminum sheet material 25. Yes. Here, the internal refrigerant passages 26 in the tubes 2 to 5 are divided into a large number of small passages by joining the corrugated top portions of the inner fins 6. Reference numeral 27 denotes an enlarged portion of the joint portion at the bent front end portion of the aluminum sheet material 25.
[0042]
Next, FIG. 6 is an example of a joint portion between the tank portions 9 to 15 and both end portions of the tubes 2 to 5, and both end portions 28 of the tubes 2 to 5 are inserted into the flat surfaces of the tank portions 9 to 15. A tube insertion hole 29 is formed. Here, in order to facilitate the insertion of the both end portions 28 of the tubes 2 to 5 into the holes 29, the both end portions 28 are formed in the shape shown in FIG.
[0043]
That is, as shown in FIG. 7, the enlarged portion 27 of the tube joint portion is deleted at the tube end portions 28 to form notches 27a, whereby the tube end portions 28 are formed in a substantially oval shape. Is done. The notch 27a serves as a positioning stopper when the both ends 28 of the tubes 2-5 are inserted into the tube insertion holes 29 of the tanks 9-15 as shown in FIG. FIG. 7E schematically shows only one tank portion before and after the air flow direction Z among the tank portions 9 to 15.
[0044]
Here, the insertion hole 29 has an oval shape corresponding to both end portions 28 of the tubes 2 to 5 and has a burring shape in which an oval punching portion 29a is driven to the outside of the tank. Thereby, the tank parts 9-15 and the tubes 2-5 can be joined using the brazing material of the inner surface of the tank parts 9-15.
FIG. 8 shows an assembly structure of the flow path dividing partition plate 16 arranged between the tank portion 9 and the tank portion 11. The partition plate 16 can be inserted between the tank portion 9 and the tank portion 11. A slit 30 is formed, a partition plate 16 is inserted into the slit 30, and the partition plate 16 is joined (brazed) to the periphery of the slit 30 of the tank portions 9 and 11.
[0045]
The partition plates 18 and 19 disposed between the lower inlet side tank portions 10 and 12 and between the lower outlet side tank portions 13 and 14 are divided into flow paths in that they have a flat plate shape having no opening. Although different from the partition plate 16, the assembly structure is the same as that of the flow path partitioning plate 16.
FIG. 9 shows an assembling structure of the partition plate 17 for dividing the channel flow path in the tank into two sections. The partition plate 17 is diagonally arranged with respect to the rectangular channel cross section in the inlet side tank section 9. These are joined (brazed) to the inner wall surface of the inlet side tank unit 9. In FIG. 9, an arrow a indicates the refrigerant flow flowing from the refrigerant inlet 7 through the lower space of the partition plate 17 into the upper end of the tube 2, and an arrow h indicates the partition plate from the refrigerant inlet 7 through the upper space of the partition plate 17. The refrigerant | coolant flow which flows in in the right side inlet side tank part 11 through 16 triangular opening parts 16a is shown.
[0046]
Next, FIG. 10 exemplifies a specific method of forming the communication holes 20 and 21 described above. As shown in FIG. 10A, first, the lower tank portions 10, 12, 13, and 14 are attached. A burring hole 31a and a punching hole 31b having a size into which a punching portion of the burring hole 31a can be fitted are formed in the aluminum thin plate material 31 to be formed by press working.
[0047]
Next, as shown in FIG. 10B, the portion where the burring hole 31a and the punching hole 31b are formed is bent into a U shape. Next, as shown in FIG. 10C, the punched portion of the burring hole 31a is inserted into the punched hole 31b. Next, as shown in FIG. 10 (d), the leading end of the burring hole 31a is caulked toward the outer peripheral side. Thereby, the return of the insertion state of the launch portion of the burring hole 31a can be prevented, and the formation of the communication holes 20 and 21 can be completed. A partition wall 23 is formed by the U-shaped bent portion.
[0048]
FIG. 11 shows the lid member 32 of the tanks 9 to 15, and the lid is covered at three places other than the part where the refrigerant inlet 7 and the refrigerant outlet 8 are provided, in the end in the tank longitudinal direction (left-right direction in FIG. 1). The member 32 is arranged. The lid member 32 is formed into a bowl-like shape by press-molding a single-side clad material obtained by clad a brazing material only on the inner side surface thereof. Then, the lid member 32 is fitted to the outer surface side of the tank longitudinal end, and the lid member 32 is brazed to the tank longitudinal end using the brazing material on the inner surface of the lid member 32 to The opening at the direction end is closed.
[0049]
Next, FIG. 12 shows an example of the structure of the pipe joint block portion. It consists of a laminated structure of layers. The joint cover member 35 has a first connection port 35a into which refrigerant decompressed by an expansion valve (not shown) flows, and a cylindrical second connection port 35b connected to the inlet portion of the gas refrigerant temperature sensing portion of the expansion valve. Is provided. The first connection port 35 a communicates with the refrigerant inlet 7 that opens to the lid member 33, and the second connection port 35 b communicates with the refrigerant outlet 8 that opens to the lid member 33.
[0050]
(Second Embodiment)
FIG. 13 shows a second embodiment. In the first embodiment, the refrigerant inlet 7 and the refrigerant outlet 8 are communicated with the side surfaces of the upper inlet side tank portion 9 and the outlet side tank portion 15 respectively, and the inlet side By means of the partition plate 17 for dividing the tank channel cross section in the tank portion 9 and the flow channel partition plate 16 having a triangular opening 16a, the refrigerant flow from the refrigerant inlet 7 is changed between the left and right sides of the evaporator 1. Divided into two.
[0051]
On the other hand, in the second embodiment, as shown in FIG. 13, the refrigerant inlet 7 is arranged at an intermediate position between the upper left and right inlet side tank portions 9 and 11, and at an intermediate position between the inlet side tank portions 9 and 11. The partition plate 160 to be disposed has a shape that does not have the opening 16a. As a result, the refrigerant flow from the refrigerant inlet 7 can be directly divided into two by the partition plate 160 and allowed to flow into the left and right inlet side tank portions 9 and 11.
[0052]
And the communication holes 20 and 21 are arrange | positioned in the position (namely, intermediate position of the left and right inlet side tank parts 10 and 12) in the lower left and right inlet side tank parts 10 and 12 in the position close to the partition plate 18 (that is, the left and right inlet side tank parts 10 and 12). Yes. Therefore, the communication hole 20 in the first embodiment is arranged at a position close to the partition plate 18 in the second embodiment. Furthermore, in 2nd Embodiment, the refrigerant | coolant exit 8 is arrange | positioned in the intermediate position of the upper exit side tank part 15. FIG.
[0053]
Thereby, in 2nd Embodiment, the refrigerant | coolant path | route shown by the arrow of FIG. 13 will be comprised, and the effect similar to 1st Embodiment can be exhibited.
(Other embodiments)
In the first embodiment, as shown in FIG. 3, the size of the left core portions A and C and the size of the right core portions B and D divided in a direction (left-right direction) orthogonal to the air flow direction Z However, the left and right core portions A and C and the right core portions B and D have different sizes, and the left and right core portions A and C have different sizes. You may make the flow volume of the refrigerant | coolant which flows into a core part different.
[0054]
That is, the size of the core part divided in the left-right direction and the distribution amount of the refrigerant can be arbitrarily changed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view of a refrigerant evaporator according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic perspective view illustrating the tank configuration of the refrigerant evaporator in FIG.
3 is an operation explanatory diagram of the refrigerant evaporator of FIG. 1. FIG.
4 is a side view showing the end face shape of the tank part of FIG. 1; FIG.
5 is a cross-sectional view showing a cross-sectional shape of the tube of FIG.
6 is a cross-sectional view of a fitting portion between a tank portion and a tube in FIG.
7 (a) is a plan view of the tube end of FIG. 1, (b) is a front view of the tube end, (c) is a partially enlarged view of (b), and (d) is a view of (a). An enlarged perspective view, (e) is a schematic explanatory view of an assembled state in which the tube end portion is inserted into the tank portion.
8 is an exploded perspective view showing an assembly structure of the tank portion and the flow path dividing partition plate of FIG. 1;
9 is a perspective view showing an assembly structure of the tank part of FIG. 1 and the partition plate for dividing the passage in the tank into two cross sections. FIG.
10 is a cross-sectional view for explaining a method of forming the communication hole portion of FIG. 1;
FIG. 11 is a perspective view of a lid member of the tank part of FIG.
12 is a perspective view of a piping joint portion connected to the refrigerant inlet and the refrigerant outlet of FIG. 1. FIG.
FIG. 13 is a schematic perspective view of a refrigerant evaporator according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a schematic perspective view showing a refrigerant passage configuration of a conventional evaporator.
[Explanation of symbols]
2-5 ... Tube, 7 ... Refrigerant inlet, 8 ... Refrigerant outlet, 9-15 ... Tank part,
16... Channel dividing partition plate, 17...
20, 21 ... 1st, 2nd communicating hole, 22, 23 ... Partition wall,
A, B, C, D: Heat exchange core part.

Claims

The tubes (2-5) for flowing the refrigerant are arranged in a plurality of rows in the air flow direction (Z) in the vertical direction, and the tubes (2-5) are arranged in the left-right direction perpendicular to the air flow direction (Z). Many in parallel,
Tank portions (9 to 15) for distributing refrigerant to the tubes (2 to 5) or collecting refrigerant from the tubes (2 to 5) are provided at both ends in the vertical direction of the tubes (2 to 5). ,
The tank portions (9 to 15) are arranged in a plurality of rows in the air flow direction (Z) corresponding to the plurality of tubes (2 to 5),
A refrigerant evaporator that causes the refrigerant flowing in from the refrigerant inlet (7) to turn out from the refrigerant outlet (8) after being turned a plurality of times in the flow path passing through the tank portions (9 to 15) and the tubes (2 to 5). In
A heat exchange core portion (A, B, C, D) having a refrigerant flow path by the tubes (2 to 5) is divided into the air flow direction (Z) and the direction perpendicular to the air flow direction (Z), respectively. ,
On one side perpendicular to the air flow direction (Z), there are a refrigerant inlet side heat exchange core part (A) and a refrigerant outlet side heat exchange core part (C) divided before and after the air flow direction (Z). Configured,
The refrigerant inlet side heat exchange core part (B) and the refrigerant outlet side heat exchange core part (D) divided in the front and rear directions of the air flow direction (Z) also on the other side perpendicular to the air flow direction (Z). And
Of the tank parts (9-15), the inlet side tank parts (9, 11), (10, 12) located at the upper part and the lower part of the two refrigerant inlet side heat exchange core parts (A, B), The outlet side tank parts (13, 14) located at the lower part of the two refrigerant outlet side heat exchange core parts (C, D) are each divided in the direction perpendicular to the air flow direction (Z),
Out of the tank parts (9 to 15), an outlet side tank part (15) located above the two refrigerant outlet side heat exchange core parts (C, D) communicates with the refrigerant outlet (8),
An inlet side tank portion (10) at a lower portion of the refrigerant inlet side heat exchange core portion (A) , located on one side in a direction orthogonal to the air flow direction (Z), and a direction orthogonal to the air flow direction (Z) A first communication hole (20) directly communicating with the outlet side tank part (13) below the refrigerant outlet side heat exchange core part (C) located on one side, and orthogonal to the air flow direction (Z) Located on the other side of the direction, located on the other side of the refrigerant inlet side heat exchange core part (B), the lower inlet side tank part (12) and the direction perpendicular to the air flow direction (Z), A second communication hole (21) directly communicating with the outlet side tank part (14) at the lower part of the refrigerant outlet side heat exchange core part (D) is provided with the two lower inlet side tank parts (10, 12). And a partition wall (23) between the lower two outlet side tank parts (13, 14) ,
The first communication hole (20) and the second communication hole (21) are both from the refrigerant inlet (7) of the two refrigerant inlet side heat exchange core parts (A, B). It is arranged at the part that becomes the inflow side of the refrigerant flow,
The refrigerant flow from the refrigerant inlet (7) is divided into two flows perpendicular to the air flow direction (Z),
The refrigerant flow divided into the two flows passes through the upper two inlet side tank parts (9, 11) independently of each other, and the tubes of the two refrigerant inlet side heat exchange core parts (A, B). (2 and 3), the refrigerant flows through the tubes (2, 3) of the two refrigerant inlet side heat exchange cores (A, B) from above to below,
The refrigerant that has passed through the tubes (2, 3) of the two refrigerant inlet-side heat exchange core parts (A, B) independently of the two lower inlet-side tank parts (10, 12) and the first, Passes through the second communication hole (20, 21) and flows into the two lower outlet side tank parts (13, 14),
The refrigerant in the lower two outlet side tank parts (13, 14) flows independently into the lower part of the tubes (4, 5) of the two refrigerant outlet side heat exchange core parts (C, D), The refrigerant flows from below to above through the tubes (4, 5) of the two refrigerant outlet side heat exchange core parts (C, D),
The refrigerant that has passed through the tubes (4, 5) of the two refrigerant outlet side heat exchange core parts (C, D) merges in the upper outlet side tank part (15) toward the refrigerant outlet (8). A refrigerant evaporator characterized in that it flows .

Dividing means (16) for dividing the refrigerant flow from the refrigerant inlet (7) into two flows in the direction perpendicular to the air flow direction (Z) inside the upper two inlet side tank portions (9, 11). 17). The refrigerant evaporator according to claim 1, further comprising:

The refrigerant inlet (7) is disposed at an intermediate position between the upper inlet side tank portion that divides the upper two inlet side tank portions (9, 11) in a direction perpendicular to the air flow direction (Z),
The refrigerant flow from the refrigerant inlet (7) directly flows into the upper two inlet side tank portions (9, 11) divided in the direction perpendicular to the air flow direction (Z). 2. The refrigerant evaporator according to 1.