JP4344659B2

JP4344659B2 - エバポレータ

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Publication number: JP4344659B2
Application number: JP2004200066A
Authority: JP
Inventors: 純孝渡辺; 直久東山; 忍山内
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 2003-07-08
Filing date: 2004-07-07
Publication date: 2009-10-14
Anticipated expiration: 2024-07-07
Also published as: JP2005043039A

Description

この発明は、たとえばカーエアコンに用いられるエバポレータに関し、さらに詳しくは、左右方向に間隔をおいて並列状に配置された複数の熱交換管からなる熱交換管群が前後方向に並んで複数列配置されることにより構成された熱交換コア部と、熱交換コア部の下端側に配置され、かつ各熱交換管群を構成する熱交換管の下端部が接続された下タンクとを備えているエバポレータに関する。

この明細書および特許請求の範囲において、図１および図２の上下、左右をそれぞれ上下、左右といい、熱交換管群の隣接する熱交換管どうしの間の通風間隙を流れる空気の下流側（図１に矢印Ｘで示す方向、図３の右側）を前、これと反対側を後というものとする。

また、この明細書において、「アルミニウム」という用語には、純アルミニウムの他にアルミニウム合金を含むものとする。

従来、カーエアコン用エバポレータとして、１対の皿状プレートを対向させて周縁部どうしをろう付してなる複数の偏平中空体が並列状に配置され、隣接する偏平中空体間にルーバ付きコルゲートフィンが配置されて偏平中空体にろう付された、所謂積層型エバポレータが広く用いられていた。ところが、近年、エバポレータのさらなる小型軽量化および高性能化が要求されるようになってきた。

そして、このような要求を満たすエバポレータとして、上下方向に間隔をおいて配置された上下１対のタンク間に、左右方向に間隔をおいて並列状に配置された複数の熱交換管からなる熱交換管群が前後方向に間隔をおいて２列設けられ、各熱交換管群を構成する熱交換管の上下両端が上下両タンクにそれぞれ接続され、熱交換管群の隣接する熱交換管どうしの間の通風間隙にルーバ付きコルゲートフィンが配置されており、下タンクの頂面が水平な平坦面となされたもの（たとえば特許文献１参照）や、下タンクの頂面が、前後方向の中間部が最高位部となるとともに、最高位部から前後両側に向かって徐々に低くなるように形成されたもの（たとえば特許文献２参照）が提案されている。

両特許文献に記載されたエバポレータは、積層型エバポレータに比較して小型軽量化および高性能化が図られているので、伝熱面積に対する凝縮水の発生量が増加する。

その結果、下タンクの頂面とコルゲートフィンの下端との間に比較的多くの凝縮水が溜まり、凝縮水の氷結が発生しやすくなってエバポレータの性能が低下するおそれがある。
特開２００１−３２４２９０号公報特開２００３−７５０２４号公報

この発明の目的は、上記問題を解決し、下タンクの頂面に溜まる凝縮水の量を低減することができるエバポレータを提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するために以下の態様からなる。

1)左右方向に間隔をおいて並列状に配置された複数の熱交換管からなる熱交換管群が前後方向に並んで複数列配置されるとともに、隣り合う熱交換管どうしの間にフィンが配置されることにより構成された熱交換コア部と、熱交換コア部の下端側に配置され、かつ各熱交換管群を構成する熱交換管の下端部が接続された下タンクとを備えているエバポレータにおいて、
下タンクが頂面、前後両側面および底面を有しており、下タンクの前後両側部分における左右方向に隣り合う熱交換管間の部分に、それぞれ頂面の前後方向の中間部から前後両側面に伸び、かつ凝縮水を流す溝が形成され、各溝の下タンク頂面に存在する第１部分の底面が、下タンク頂面の前後方向の中間部から前後両側縁部に向かって徐々に低くなっているエバポレータ。

2)下タンクが、上部材と下部材とよりなり、上部材の前後両側縁に垂下壁が形成され、各溝が、下タンク頂面の前後方向の中間部から垂下壁の下端にかけて形成されている上記1)記載のエバポレータ。

3)各溝が、下タンクの表面の凝縮水を吸い込むキャピラリ効果を有する上記1)または2)記載のエバポレータ。

4)下タンクの頂面が、前後方向の中間部が最高位部となるとともに、最高位部から前後両側に向かって徐々に低くなるように形成され、各溝が、下タンク頂面における最高位部の前後両側部から下タンクの前後両側面まで形成されている上記1)〜3)のうちのいずれかに記載のエバポレータ。

5)各溝の下タンク頂面に存在する第１部分の深さが、その全長にわたって等しくなっている上記4)記載のエバポレータ。

6)各溝の下タンク頂面に存在する第１部分の深さが、頂面の最高位部側から前後両側面に向かって徐々に深くなっている上記4)記載のエバポレータ。

7)各溝の下タンク頂面に存在する第１部分の深さが、０．５〜２．０ｍｍである上記4)〜6)のうちのいずれかに記載のエバポレータ。

8)各溝の下タンク頂面に存在する第１部分の溝幅が、溝底から開口に向かって徐々に広がっている上記4)〜7)のうちのいずれかに記載のエバポレータ。

9)各溝の第１部分の溝底幅L1と、開口幅L2との比率L1／L2が、０．０６７〜０．３３である上記8)記載のエバポレータ。

10)下タンクの頂面が、水平な平坦面状となるように形成されている上記1)〜3)のうちのいずれかに記載のエバポレータ。

11)各溝における下タンク頂面に存在する第１部分の溝幅が、溝底から開口に向かって徐々に広がっている上記10)記載のエバポレータ。

12)各溝の底面が平坦面である上記1)〜11)のうちのいずれかに記載のエバポレータ。

13)各溝の横断面において、各溝の底面の形状が、溝底の幅方向の中央部に向かって凹んだ円弧状である上記1)〜11)のうちのいずれかに記載のエバポレータ。

14)各溝の底面の曲率半径が、溝底幅の１／２である上記13)記載のエバポレータ。

15)各溝における下タンク頂面に存在する第１部分の前後両端間の直線距離W2と、下タンクの前後方向の全幅W1との比率W2／W1が、０．１６〜０．４７である上記1)〜14)のうちのいずれかに記載のエバポレータ。

16)各溝における下タンクの頂面と前後両側面との連接部に存在する第２部分の底面が、前後方向外側に向かって下方に傾斜している上記1)〜15)のうちのいずれかに記載のエバポレータ。

17)各溝の第２部分の底面における垂直面に対する傾斜角度が２０〜５０度である上記16)記載のエバポレータ。

18)各溝の縦断面において、各溝の下タンク頂面に存在する第１部分の底面の形状が、下タンク頂面の最高位部側から前後方向外側に向かって下方に湾曲した円弧状となっており、第１部分の底面の前後両端を結ぶ直線の垂直面に対する傾斜角度が、第２部分の底面における垂直面に対する傾斜角度よりも小さくなっている上記16)または17)記載のエバポレータ。

19)各溝における下タンクの前後両側面に存在する第３部分の底面が垂直となっている上記1)〜18)のうちのいずれかに記載のエバポレータ。

20)各溝における下タンクの前後両側面に存在する第３部分の深さが０．３〜０．８ｍｍである上記1)〜19)のうちのいずれかに記載のエバポレータ。

21)各溝の第３部分の幅が、溝底から開口まで同一である上記19)または20)記載のエバポレータ。

22)各溝の第３部分の幅が０．５〜１．５ｍｍである上記21)記載のエバポレータ。

上記1)のエバポレータによれば、コルゲートフィンの表面に凝縮水が発生した場合、下タンクの頂面に流下した凝縮水は、溝内に入り、溝内を流れて下タンクの前後両側面に存在する部分の下端から下タンクの下方へ落下する。こうして、下タンクの頂面とコルゲートフィンの下端との間に多くの凝縮水が溜まることに起因する凝縮水の氷結が防止され、その結果エバポレータの性能低下が防止される。

上記3)のエバポレータによれば、下タンク頂面の凝縮水は、キャピラリ効果により溝内に入るので、溝内に入りやすくなり、その結果凝縮水の排水効果が向上する。

上記4)〜6)のエバポレータによれば、下タンク頂面に流下した凝縮水は、タンク頂面に沿っても流下し、流下する間にキャピラリ効果により溝の第１部分内に入り、溝内を流れて下タンクの前後両側面に存在する部分の下端から下タンクの下方へ落下する。こうして、下タンクの頂面とコルゲートフィンの下端との間に多くの凝縮水が溜まることに起因する凝縮水の氷結が防止され、その結果エバポレータの性能低下が防止される。

上記7)のエバポレータによれば、溝内に入った凝縮水が、溝を伝って流れやすくなる。

上記8)および9)のエバポレータによれば、下タンク頂面に溜まった凝縮水が溝内に入りやすくなる。

上記10)のエバポレータによれば、コルゲートフィンの表面に凝縮水が発生した場合、下タンクの頂面に至った凝縮水は、キャピラリ効果により溝の第１部分内に入り、溝内を流れて下タンクの前後両側面に存在する部分の下端から下タンクの下方へ落下する。こうして、下タンクの頂面とコルゲートフィンの下端との間に多くの凝縮水が溜まることに起因する凝縮水の氷結が防止され、その結果エバポレータの性能低下が防止される。

上記11)のエバポレータによれば、下タンク頂面に溜まった凝縮水が溝内に入りやすくなる。

上記12)のエバポレータによれば、溝の底面と両側面との連接部に角ができるので、この角によりキャピラリ効果が得られ、溝内に凝縮水が入りやすくなる。

上記13)および14)のエバポレータによれば、円弧状の溝の底面によりキャピラリ効果が得られ、溝内に凝縮水が入りやすくなる。

上記16)〜18)のエバポレータによれば、溝の第１部分内の凝縮水が、キャピラリ効果により第２部分に速やかに流入し、溝の下タンクの前後両側面に存在する部分を通って排水される。

上記19)〜22)のエバポレータによれば、凝縮水の溝から下タンク下方への落下を効率良く行うことができる。

以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。

図１〜図３はこの発明によるエバポレータの全体構成を示し、図４〜図８は要部の構成を示し、図９はこの発明によるエバポレータにおける冷媒の流れ方を示す。

図１〜図３において、エバポレータ(1)は、上下方向に間隔をおいて配置された上下１対のアルミニウム製タンク(2)(3)間に、左右方向に間隔をおいて並列状に配置された複数のアルミニウム製熱交換管(4)からなる熱交換管群(5)が前後方向に間隔をおいて２列以上、ここでは２列設けられ、各熱交換管群(5)を構成する熱交換管(4)の上下両端部が上下両タンク(2)(3)にそれぞれ接続され、熱交換管群(5)の隣接する熱交換管(4)どうしの間の通風間隙にアルミニウム製コルゲートフィン(6)が配置されて熱交換管(4)にろう付されたものである。ここで、両熱交換管群(5)と、コルゲートフィン(6)とにより熱交換コア部(10)が構成されている。熱交換管群(5)の左右両端の熱交換管(4)の外側にもアルミニウム製コルゲートフィン(6)が配置されて熱交換管(4)にろう付され、左右両端のコルゲートフィン(6)の外側にアルミニウム製サイドプレート(7)が配置されてコルゲートフィン(6)にろう付されている。

上タンク(2)は、アルミニウム押出形材から形成されたベア材よりなる上部材(8)と、アルミニウムブレージングシートから形成されかつ上部材(8)にろう付されたプレート状の下部材(9)と、左右両端開口を閉鎖するアルミニウム製キャップ(11)(12)とを備えている。

図３および図４に示すように、上部材(8)は下方に開口した横断面略ｍ字状であり、左右方向に伸びる前後両壁(13)(14)と、前後両壁(13)(14)間の中央部に設けられかつ左右方向に伸びるとともに上タンク(2)内を前後２つの空間に仕切る中間壁(15)と、前後両壁(13)(14)および中間壁(15)の上端どうしをそれぞれ一体に連結する上方に突出した２つの略円弧状連結壁(16)とよりなる。後壁(14)および中間壁(15)の下端部どうしは、偏流防止用抵抗板(17)により全長にわたって一体に連結されている。なお、偏流防止用抵抗板(17)は後壁(14)および中間壁(15)と別体のものが後壁(14)および中間壁(15)に固着されていてもよい。偏流防止用抵抗板(17)の後側部分における左右両端部を除いた部分には、左右方向に長い複数の冷媒通過穴(18)(18A)が左右方向に間隔をおいて貫通状に形成されている。左右方向の中央部の冷媒通過穴(18A)の長さは、後側熱交換管群(5)の隣接する熱交換管(4)どうしの間隔よりも短くなっており、後側熱交換管群(5)の左右方向の中央部の隣接する２本の熱交換管(4)間に形成されている。また、他の冷媒通過穴(18)の長さは中央部の冷媒通過穴(18A)の長さよりも長くなっている。偏流防止用抵抗板(17)下面の後縁部に、下方に突出した凸条(17a)が全長にわたって一体に形成されるとともに、前壁(13)内面の下縁部に、下方に突出した凸条(13a)が全長にわたって一体に形成されている。中間壁(15)の下端は両凸条(13a)(17a)の下端よりも下方に突出しており、その下縁に下方に突出した複数の突起(15a)が左右方向に間隔をおいて一体に形成されている。突起(15a)は、中間壁(15)の所定部分を切除することにより形成されている。

下部材(9)は、その前後両側部分に、それぞれ中央部が下方に突出した曲率の小さい横断面円弧状の湾曲部(19)を有している。各湾曲部(19)に、前後方向に長い複数の管挿通穴(21)が、左右方向に間隔をおいて形成されている。前後両湾曲部(19)の管挿通穴(21)は、それぞれ左右方向に関して同一位置にある。前側湾曲部(19)の前縁および後側湾曲部(19)の後縁に、それぞれ上部材(8)の凸条(13a)(17a)と係合する立ち上がり壁(22)が全長にわたって一体に形成されている。また、下部材(9)の両湾曲部(19)間の平坦部(23)に、上部材(8)の突起(15a)が嵌め入れられる複数の貫通穴(24)が左右方向に間隔をおいて形成されている。

そして、上下両部材(8)(9)は、上部材(8)の突起(15a)が貫通穴(24)に挿通されてかしめられるとともに、上部材(8)の凸条(13a)(17a)と下部材(9)の立ち上がり壁(22)とが係合した状態で相互にろう付されており、上部材(8)の中間壁(15)よりも前側の部分が冷媒流入側ヘッダ(25)、同じく中間壁(15)よりも後側の部分が冷媒流出側ヘッダ(26)となっている。

各キャップ(11)(12)はベア材からプレス、鍛造または切削などにより形成されたものであり、左右方向内面に上下部材(8)(9)の左右両端部が嵌め入れられる凹所が形成されており、シート状ろう材を用いて上下部材(8)(9)にろう付されている。右側キャップ(12)には、冷媒流入側ヘッダ(25)内に通じる冷媒流入口(12a)と、冷媒流出側ヘッダ(26)内における偏流防止用抵抗板(17)よりも上方の部分に通じる冷媒流出口(12b)が形成されている。また、右側キャップ(12)に、冷媒流入口(12a)に通じる冷媒入口(27a)および冷媒流出口(12b)に通じる冷媒出口(27b)を有するアルミニウム製冷媒入出部材(27)がろう付されている。

図３および図５〜図８に示すように、下タンク(3)は、頂面(3a)、前後両側面(3b)および底面(3c)を有している。下タンク(3)の頂面(3a)は、前後方向の中央部が最高位部(28)となるとともに、最高位部(28)から前後両側に向かって徐々に低くなるように全体に横断面円弧状に形成されている。下タンク(3)の前後両側部分に、頂面(3a)における最高位部(28)の前後両側から前後両側面(3b)まで伸びる溝(29)が、左右方向に間隔をおいて複数形成されている。各溝(29)の底面は平坦面である。

各溝(29)における下タンク(3)の頂面(3a)に存在する第１部分(29a)の深さは、その全長にわたって等しくなっている。各溝(29)の第１部分(29a)の両側面はそれぞれ上方に向かって左右方向外方に傾斜しており、各溝(29)の第１部分(29a)の溝幅は、溝底から開口に向かって徐々に広がっている。このとき、溝底幅L1と、開口幅L2との比率L1／L2は、０．０６７〜０．３３であることが好ましい（図５参照）。この比率L1／L2が０．０６７〜０．３３の範囲外であると、溝(29)のキャピラリ効果が減少し、凝縮水が溝(29)の第１部分(29a)内に入りにくくなる。各溝(29)の第１部分(29a)の深さは、０．５〜２．０ｍｍであることが好ましい。この深さが０．５ｍｍ未満であると溝(29)を覆うように頂面(3a)上に凝縮水の膜が生じて凝縮水が第１部分(29a)内に入りにくくなるおそれがあり、２．０ｍｍを越えると溝(29)内に凝縮水が溜まりすぎて氷結するおそれがある。各溝(29)の第１部分(29a)の前後両端間の直線距離W2と、下タンク(3)の前後方向の全幅W1との比率W2／W1は、０．１６〜０．４７であることが好ましい（図３参照）。また、各溝(29)の縦断面において、第１部分(29a)の底面の形状は、下タンク(3)の頂面(3a)の最高位部(28)側から前後方向外側に向かって下方に湾曲した円弧状となっている（図３参照）。この円弧底面の曲率半径は１８〜５４．５mmであることが好ましい。

各溝(29)における下タンク(3)の頂面(3a)と前後両側面(3b)との連接部(3d)に存在する第２部分(29b)の底面は、前後方向外側に向かって下方に傾斜している。第２部分(29b)の傾斜状底面の垂直面に対する傾斜角度αは２０〜５０度であることが好ましい（図３参照）。この傾斜角度が２０度未満であると第１部分(29a)から第２部分(29b)への流動速度が遅くなって凝縮水が第１部分(29a)に溜まるおそれがあり、５０度を越えると第１部分(29a)から第２部分(29b)への流れが連続的ではなく断続的になるおそれがある。第２部分(29b)の底面は、第１部分(29a)の底面の端部に連なっている。第１部分(29a)の底面の前後両端を結ぶ直線の垂直面に対する傾斜角度は、第２部分(29b)の底面の垂直面に対する傾斜角度αよりも小さくなっていることが好ましい。なお、第２部分(29b)の両側面はそれぞれ上方に向かって左右方向外方に傾斜しており、第２部分(29b)の溝幅は、溝底から開口に向かって徐々に広がっている。溝底幅と開口幅との比率は、第１部分(29a)と同様である。また、第２部分(29b)の深さも第１部分(29a)と同様である。

各溝(29)における下タンク(3)の前後両側面(3b)に存在する第３部分(29c)の底面は垂直となっている。各溝(29)の第３部分(29c)の深さは０．３〜０．８ｍｍであることが好ましい。また、各溝(29)の第３部分(29c)の幅は溝(29)底から開口まで同一であり、０．５〜１．５ｍｍであることが好ましい。第３部分(29c)の深さおよび幅が上記範囲外であると、第３部分(29c)に凝縮水が入りにくく、流下速度が低減して排水性が低下するおそれがある。

下タンク(3)は、アルミニウムブレージングシートから形成されたプレート状の上部材(31)と、アルミニウム押出形材から形成されたベア材よりなる下部材(32)と、左右両端開口を閉鎖するアルミニウム製キャップ(33)とを備えている。

図７および図８に示すように、上部材(31)は、前後方向の中央部が上方に突出した横断面円弧状であり、その前後両側縁に垂下壁(31a)が全長にわたって一体に形成されている。そして、上部材(31)の上面が下タンク(3)の頂面(3a)となり、垂下壁(31a)の外面が下タンク(3)の前後両側面(3b)となっている。上部材(31)の前後両側において、前後方向中央の最高位部(28)から垂下壁(31a)の下端にかけて溝(29)が形成されている。上部材(31)の前後中央の最高位部(28)を除いた前後両側部分における隣接する溝(29)どうしの間に、それぞれ前後方向に長い管挿通穴(34)が形成されている。前後の管挿通穴(34)は左右方向に関して同一位置にある。上部材(31)の前後方向中央の最高位部(28)に、複数の貫通穴(35)が左右方向に間隔をおいて形成されている。上部材(31)は、アルミニウムブレージングシートにプレス加工を施すことによって、垂下壁(31a)、溝(29)、管挿通穴(34)および貫通穴(35)を同時に形成することによりつくられる。

下部材(32)は上方に開口した横断面略ｗ字状であり、前後方向外側に向かって上方に湾曲した左右方向に伸びる前後両壁(36)(37)と、下タンク(3)内を前後２つの空間に仕切る垂直状の中間壁(38)と、前後両壁(36)(37)および中間壁(38)の下端どうしをそれぞれ一体に連結する２つの連結壁(39)とよりなる。各連結壁(39)と中間壁(38)とは前後方向内方に向かって上方に湾曲した湾曲部を介して一体に連結されている。そして、連結壁(39)外面および湾曲部外面が下タンク(3)の底面(3c)となり、前後両壁(36)(37)の外面が前後両側面(3b)と底面(3c)との連接部(3e)となっている。前後両壁(36)(37)の上端面における前後方向内縁に、それぞれ上方に突出した凸条(36a)(37a)が全長にわたって一体に形成されている。中間壁(38)の上端は前後両壁(36)(37)の上端よりも上方に突出しており、その上縁に、上方に突出しかつ上部材(31)の貫通穴(35)に嵌め入れられる複数の突起(38a)が左右方向に間隔をおいて一体に形成されている。また、中間壁(38)における隣り合う突起(38a)間の部分には、それぞれその上縁から冷媒通過用切り欠き(38b)が形成されている。突起(38a)および切り欠き(38b)は、中間壁(38)の所定部分を切除することにより形成されている。

そして、上下両部材(31)(32)は、下部材(32)の突起(38a)が貫通穴(35)に挿通されてかしめられるとともに、上部材(31)の垂下壁(31a)と下部材(32)の凸条(36a)(37a)とが係合した状態で相互にろう付されており、下部材(32)の中間壁(38)よりも前側の部分が冷媒流入側ヘッダ(41)、同じく中間壁(38)よりも後側の部分が冷媒流出側ヘッダ(42)となっている。冷媒流入側ヘッダ(41)内と冷媒流出側ヘッダ(42)内とは切り欠き(38b)によって連通させられている。

各キャップ(33)はベア材からプレス、鍛造または切削などにより形成されたものであり、左右方向内面に上下部材(31)(32)の左右両端部が嵌め入れられる凹所が形成されており、シート状ろう材を用いて上下部材(31)(32)にろう付されている。

前後の熱交換管群(5)を構成する熱交換管(4)はアルミニウム押出形材で形成されたベア材からなり、前後方向に幅広の偏平状で、その内部に長さ方向に伸びる複数の冷媒通路(4a)が並列状に形成されている。また、熱交換管(4)の前後両端壁は外方に突出した円弧状となっている。前側の熱交換管群(5)の熱交換管(4)と、後側の熱交換管群(5)の熱交換管(4)とは、左右方向の同一位置に来るように配置されている。

ここで、熱交換管(4)の左右方向の厚みである管高さは０．７５〜１．５ｍｍ、前後方向の幅である管幅は１２〜１８ｍｍ、周壁の肉厚は０．１７５〜０．２７５ｍｍ、冷媒通路(4a)どうしを仕切る仕切壁の厚さは０．１７５〜０．２７５ｍｍ、仕切壁のピッチは０．５〜３．０ｍｍ、前後両端壁の外面の曲率半径は０．３５〜０．７５ｍｍであることが好ましい。

なお、熱交換管(4)としては、アルミニウム押出形材製のものに代えて、アルミニウム製電縫管の内部にインナーフィンを挿入することにより複数の冷媒通路を形成したものを用いてもよい。また、両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートに圧延加工を施すことにより形成され、かつ連結部を介して連なった２つの平坦壁形成部と、各平坦壁形成部における連結部とは反対側の側縁より隆起状に一体成形された側壁形成部と、平坦壁形成部の幅方向に所定間隔をおいて両平坦壁形成部よりそれぞれ隆起状に一体成形された複数の仕切壁形成部とを備えた板を、連結部においてヘアピン状に曲げて側壁形成部どうしを突き合わせて相互にろう付し、仕切壁形成部により仕切壁を形成したものを用いてもよい。この場合、コルゲートフィンはベア材からなるものを用いる。

コルゲートフィン(6)は両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートを用いて波状に形成されたものであり、その波頭部と波底部を連結する連結部に、前後方向に並列状に複数のルーバ(6a)が形成されている。コルゲートフィン(6)は前後両熱交換管群(5)に共有されており、その前後方向の幅は前側熱交換管群(5)の熱交換管(4)の前側縁と後側熱交換管群(5)の熱交換管(4)の後側縁との間隔をほぼ等しくなっている。ここで、コルゲートフィン(6)のフィン高さである波頭部と波底部との直線距離は７．０ｍｍ〜１０．０ｍｍ、同じくフィンピッチである連結部のピッチは１．３〜１．８ｍｍであることが好ましい。

エバポレータ(1)は、各構成部材を組み合わせて仮止めし、すべての構成部材を一括してろう付することにより製造される。

エバポレータ(1)は、圧縮機およびコンデンサとともに冷凍サイクルを構成し、カーエアコンとして車両、たとえば自動車に搭載される。

上述したエバポレータ(1)において、図９に示すように、圧縮機、コンデンサおよび減圧手段を通過した気液混相の２層冷媒が冷媒入出部材(27)の冷媒入口(27a)および右側キャップ(12)の冷媒流入口(12a)を通って上タンク(2)の冷媒流入側ヘッダ(25)内に入る。この冷媒は、分流して前側熱交換管群(5)の各熱交換管(4)の冷媒通路(4a)内に流入し、冷媒通路(4a)内を下方に流れて下タンク(3)の冷媒流入側ヘッダ(41)内に入る。ついで、冷媒は切り欠き(38b)を通って冷媒流出側ヘッダ(42)内に入り、分流して後側熱交換管群(5)の熱交換管(4)の冷媒通路(4a)内に流入し、冷媒通路(4a)内を上方に流れて上タンク(2)の冷媒流出側ヘッダ(26)における偏流防止用抵抗板(17)よりも下方の部分内に入る。ついで、冷媒は偏流防止用抵抗板(17)の冷媒通過穴(18)(18A)を通って冷媒流出側ヘッダ(26)における偏流防止用抵抗板(17)よりも上方の部分内に入り、キャップ(12)の冷媒流出口(12b)および冷媒入出部材(27)の冷媒出口(27b)を通って流出する。そして、冷媒が前側熱交換管群(5)の熱交換管(4)の冷媒通路(4a)、および後側熱交換管群(5)の熱交換管(4)の冷媒通路(4a)を流れる間に、通風間隙を図１に矢印Ｘで示す方向に流れる空気と熱交換をし、気相となって流出する。なお、上述した冷媒の流れにおいて、偏流防止用抵抗板(17)の働きにより、上タンク(2)の冷媒流入側ヘッダ(25)からの前側熱交換管群(5)の各熱交換管(4)への分流、および下タンク(3)の冷媒流出側ヘッダ(42)からの後側熱交換管群(5)の熱交換管(4)への分流の均一化が図られる。

このとき、コルゲートフィン(6)の表面に凝縮水が発生し、この凝縮水が下タンク(3)の頂面(3a)に流下する。下タンク(3)の頂面(3a)に流下した凝縮水は、キャピラリ効果により溝(29)の第１部分(29a)内に入り、溝(29)内を流れて第３部分(29c)の下端から下タンク(3)の下方へ落下する。こうして、下タンク(3)の頂面(3a)とコルゲートフィン(6)の下端との間に多くの凝縮水が溜まることに起因する凝縮水の氷結が防止され、その結果エバポレータ(1)の性能低下が防止される。

上記第１の実施形態において、各溝(29)の底面は平坦面であるが、これに限るものではなく、各溝(29)の横断面において、底面の形状が、溝(29)底の中央部に向かって凹んだ円弧面となっていてもよい。この場合、溝(29)の底面の曲率半径は溝底幅の１／２であることが好ましい。なお、この場合、溝(29)の深さは溝底の中央部での深さをいうものとする。

また、上記第１の実施形態において、各溝(29)は第１〜第３部分(29a)〜(29c)からなるが、これに限るものではなく、第２部分(29b)が設けられておらず、第１部分(29a)が頂面(3a)と前後両側面(3b)との連接部(3d)まで伸び、その先端に連なって第３部分(29c)が形成されていてもよい。すなわち、各溝(29)の縦断面において、底面が、下タンク(3)の頂面(3a)の最高位部(28)側から前後方向外側に向かって下方に湾曲した円弧状となっている第１部分(29a)の先端に連なって、下タンク(3)の前後両側面(3b)に形成されかつ底面が垂直となっている第３部分(29c)が直接設けられていてもよい。

図１０はこの発明の第２の実施形態を示す。

図１０に示す実施形態の場合、下タンク(3)の頂面(3a)は、水平な平坦面状となるように形成されている。そして、下タンク(3)の前後両側部分に、それぞれ頂面(3a)の前後方向の中央部から前後両側面(3b)に伸び、かつ第１部分(29a)、第２部分(29b)および第３部分(29c)からなる溝(29)が、左右方向に間隔をおいて複数形成されている。下タンク(3)の頂面(3a)が水平な平坦面状となっていることにより上部材(31)の形状も第１の実施形態とは異なっている。その他の構成は第１の実施形態と同じである。

図１１はこの発明の第３の実施形態を示す。

図１１に示す実施形態の場合、各溝(29)における下タンク(3)の頂面(3a)に存在する第１部分(29a)は、頂面(3a)の最高位部(28)側から前後両側縁に向かって徐々に深くなっている。したがって、下タンク(3)の頂面(3a)と前後両側面(3b)との連接部に存在する第２部分(29b)の長さは短くなっている。その他の構成は第１の実施形態と同じである。

上記第１〜第３実施形態においては、上下タンク(2)(3)の前後両側部分間にそれぞれ１つの熱交換管群(5)が設けられているが、これに限るものではなく、上下タンク(2)(3)の前後両側部分間にそれぞれ１または２以上の熱交換管群(5)が設けられていてもよい。また、第１および第３〜第６の実施形態においては、最高位部(28)が下タンク(3)の前後方向の中央部に位置しているが、これに限るものではなく、下タンク(3)の前後方向の中央部から外れた位置にあってもよい。この場合も、最高位部の前後両側にそれぞれ１または２以上の熱交換管群が設けられていてもよい。

また、上記第１〜第３の実施形態において、下タンク(3)の下部材(32)の前後両壁(36)(37)の外面に、溝に連なる溝が形成されていてもよい。

この発明によるエバポレータの全体構成を示す斜視図である。同じく後方から見た一部省略垂直断面図である。図２のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図である。上タンクの分解斜視図である。図３のＢ−Ｂ線に沿う断面端面図である。図３のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。図６のＤ−Ｄ線に沿う一部を省略した断面図である。下タンクの分解斜視図である。図１のエバポレータにおける冷媒の流れ方を示す図である。この発明によるエバポレータの第２の実施形態を示す図３の一部分に相当する断面図である。この発明によるエバポレータの第３の実施形態を示す図３の一部分に相当する断面図である。

(1)：エバポレータ
(2)：上タンク
(3)：下タンク
(3a)：頂面
(3b)：前後両側面
(3c)：底面
(3d)：頂面と前後両側面との連接部
(4)：熱交換管
(5)：熱交換管群
(6)：コルゲートフィン
(28)：最高位部
(29)：溝
(29a)：第１部分
(29b)：第２部分
(29c)：第３部分

Claims

左右方向に間隔をおいて並列状に配置された複数の熱交換管からなる熱交換管群が前後方向に並んで複数列配置されるとともに、隣り合う熱交換管どうしの間にフィンが配置されることにより構成された熱交換コア部と、熱交換コア部の下端側に配置され、かつ各熱交換管群を構成する熱交換管の下端部が接続された下タンクとを備えているエバポレータにおいて、
下タンクが頂面、前後両側面および底面を有しており、下タンクの前後両側部分における左右方向に隣り合う熱交換管間の部分に、それぞれ頂面の前後方向の中間部から前後両側面に伸び、かつ凝縮水を流す溝が形成され、各溝の下タンク頂面に存在する第１部分の底面が、下タンク頂面の前後方向の中間部から前後両側縁部に向かって徐々に低くなっているエバポレータ。
下タンクが、上部材と下部材とよりなり、上部材の前後両側縁に垂下壁が形成され、各溝が、下タンク頂面の前後方向の中間部から垂下壁の下端にかけて形成されている請求項１記載のエバポレータ。
各溝が、下タンクの表面の凝縮水を吸い込むキャピラリ効果を有する請求項１または２記載のエバポレータ。
下タンクの頂面が、前後方向の中間部が最高位部となるとともに、最高位部から前後両側に向かって徐々に低くなるように形成され、各溝が、下タンク頂面における最高位部の前後両側部から下タンクの前後両側面まで形成されている請求項１〜３のうちのいずれかに記載のエバポレータ。
各溝の下タンク頂面に存在する第１部分の深さが、その全長にわたって等しくなっている請求項４記載のエバポレータ。
各溝の下タンク頂面に存在する第１部分の深さが、頂面の最高位部側から前後両側面に向かって徐々に深くなっている請求項４記載のエバポレータ。
各溝の下タンク頂面に存在する第１部分の深さが、０．５〜２．０ｍｍである請求項４〜６のうちのいずれかに記載のエバポレータ。
各溝の下タンク頂面に存在する第１部分の溝幅が、溝底から開口に向かって徐々に広がっている請求項４〜７のうちのいずれかに記載のエバポレータ。
各溝の第１部分の溝底幅L1と、開口幅L2との比率L1／L2が、０．０６７〜０．３３である請求項８記載のエバポレータ。
下タンクの頂面が、水平な平坦面状となるように形成されている請求項１〜３のうちのいずれかに記載のエバポレータ。
各溝における下タンク頂面に存在する第１部分の溝幅が、溝底から開口に向かって徐々に広がっている請求項１０記載のエバポレータ。
各溝の底面が平坦面である請求項１〜１１のうちのいずれかに記載のエバポレータ。
各溝の横断面において、各溝の底面の形状が、溝底の幅方向の中央部に向かって凹んだ円弧状である請求項１〜１１のうちのいずれかに記載のエバポレータ。
各溝の底面の曲率半径が、溝底幅の１／２である請求項１３記載のエバポレータ。
各溝における下タンク頂面に存在する第１部分の前後両端間の直線距離W2と、下タンクの前後方向の全幅W1との比率W2／W1が、０．１６〜０．４７である請求項１〜１４のうちのいずれかに記載のエバポレータ。
各溝における下タンクの頂面と前後両側面との連接部に存在する第２部分の底面が、前後方向外側に向かって下方に傾斜している請求項１〜１５のうちのいずれかに記載のエバポレータ。
各溝の第２部分の底面における垂直面に対する傾斜角度が２０〜５０度である請求項１６記載のエバポレータ。
各溝の縦断面において、各溝の下タンク頂面に存在する第１部分の底面の形状が、下タンク頂面の最高位部側から前後方向外側に向かって下方に湾曲した円弧状となっており、第１部分の底面の前後両端を結ぶ直線の垂直面に対する傾斜角度が、第２部分の底面における垂直面に対する傾斜角度よりも小さくなっている請求項１６または１７記載のエバポレータ。
各溝における下タンクの前後両側面に存在する第３部分の底面が垂直となっている請求項１〜１８のうちのいずれかに記載のエバポレータ。
各溝における下タンクの前後両側面に存在する第３部分の深さが０．３〜０．８ｍｍである請求項１〜１９のうちのいずれかに記載のエバポレータ。
各溝の第３部分の幅が、溝底から開口まで同一である請求項１９または２０記載のエバポレータ。
各溝の第３部分の幅が０．５〜１．５ｍｍである請求項２１記載のエバポレータ。