JP4577291B2 - 冷媒蒸発器 - Google Patents

Description

本発明は、複数の冷媒通路を有する冷媒蒸発器に関するもので、例えば、エジェクタ式冷凍サイクルに用いて好適なものである。

従来、冷媒減圧手段の役割および冷媒循環手段の役割を果たすエジェクタ有するエジェクタ式冷凍サイクルが特許文献１にて知られている。

この従来技術では、冷媒減圧手段および冷媒循環手段の役割を果たすエジェクタの出口側に第１蒸発器を配置し、この第１蒸発器の出口側を圧縮機の吸入側に接続するともに、エジェクタの上流部から分岐する冷媒分岐通路を設け、この冷媒分岐通路の下流側に第２蒸発器を配置し、第２蒸発器の出口側をエジェクタの冷媒吸引口に接続している。

この従来技術によると、膨張時の冷媒の高速な流れにより生じる圧力低下を利用して、第２蒸発器から排出される気相冷媒を吸引するとともに、膨張時の冷媒の速度エネルギーをエジェクタのディフューザ部（昇圧部）にて圧力エネルギーに変換して冷媒圧力を上昇させるので、圧縮機の駆動動力を低減できる。このため、サイクルの運転効率を向上することができる。

また、第１、第２蒸発器により別々の空間、または第１、第２蒸発器により同一の空間に対して吸熱（冷却）作用を発揮することができる。

また、この従来技術では、第２蒸発器の上側に、冷媒分岐通路を通過した冷媒が流入するタンク部を配置し、このタンク部が第２蒸発器の複数の冷媒通路（チューブ）に対して冷媒を分配するようになっている。このため、第２蒸発器の複数のチューブに対する冷媒の分配を簡素な構成により実現することができる。
特開２００５−３０８３８４号公報

しかしながら、従来技術では、冷媒分岐通路で分岐された冷媒が第２蒸発器のタンク部に流入する。換言すれば、第２蒸発器のタンク部には冷凍サイクルを循環する冷媒の一部のみが流入するので、第２蒸発器のタンク部に流入する冷媒の流量が少なくなる。

このため、第２蒸発器のタンク部内の空間のうち冷媒の入口部に近い空間には直接冷媒が届くが、冷媒の入口部から離れた空間には直接冷媒が届きにくいので、複数のチューブに対する冷媒の分配が不均一になりやすい。

この結果、複数のチューブによる吸熱（冷却）作用が不均一になりやすく、第２蒸発器を通過した空気の温度分布が不均一になりやすいという問題がある。

また、上述のようなエジェクタ式冷凍サイクルの蒸発器のみならず、膨張弁サイクルの蒸発器においても、冷媒の流量が少ないときには同様の問題が生じる。ここで、膨張弁サイクルとは、周知のごとく、圧縮機、放熱器、膨張弁および蒸発器を順次接続した閉回路からなる冷凍サイクルである。

本発明は、上記点に鑑み、冷媒の流量が少なくても複数の冷媒通路に対する冷媒の分配を均一化できる冷媒蒸発器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、気液二相状態の冷媒が流入するタンク（１８ｂ、１８ｃ）と、
タンク（１８ｂ、１８ｃ）の長手方向に配列され、入口側端部（２１ａ）がタンク（１８ｂ、１８ｃ）に接続された複数の冷媒通路（２１）とを備え、
タンク（１８ｂ、１８ｃ）の内部空間を冷媒が流入する側の第１空間（３６）と入口側端部（２１ａ）側の第２空間（３７）とに仕切る仕切り部材（３５）がタンク（１８ｂ、１８ｃ）内に配置されており、
第１空間（３６）のうち重力方向下方側部位は冷媒のうち液相冷媒を溜める液相冷媒貯留部（４１）を構成し、
第１空間（３６）の重力方向上方側部位は冷媒のうち気相冷媒を溜める気相冷媒貯留部（４２）を構成し、
気相冷媒を気相冷媒貯留部（４２）から第２空間（３７）へと流通させる気相冷媒流通部（４０）と、液相冷媒を液相冷媒貯留部（４１）から気相冷媒流通部（４０）に導く液相冷媒流路（４３）とを有していることを特徴とする。

これによると、気相冷媒貯留部（４２）で一旦溜められた気相冷媒が気相冷媒流通部（４０）を通じて第２空間（３７）に流入するので、この気相冷媒の流れによって気相冷媒流通部（４０）の静圧が低下する。

すると、液相冷媒貯留部（４１）に一旦溜められた液相冷媒（４５）は、気相冷媒流通部（４０）の静圧の低下によって吸い上げられて液相冷媒流路（４３）内を上昇し、気相冷媒流通部（４０）に導かれる。

そして、気相冷媒流通部（４０）を流れる気相冷媒によってミスト化されて第２空間（３７）内に噴霧されるので、ミスト状の液相冷媒が第２空間（３７）内に拡散する。

このため、液相冷媒が液状のままで複数の冷媒通路に分配される場合と比較して、複数の冷媒通路に対する冷媒の分配を均一化できる。

本発明は、具体的には、気相冷媒流通部（４０）および液相冷媒流路（４３）が、それぞれ複数の冷媒通路（２１）の配列方向に複数個設けられているので、液相冷媒を冷媒通路（２１）配列方向における複数箇所から第２空間（３７）内に噴霧でき、複数の冷媒通路に対する冷媒の分配をより均一化できる。

また、本発明は、具体的には、仕切り部材（３５）は、断面形状がＶ字形状であって、複数の冷媒通路（２１）の配列方向に延びる形状を有しており、
仕切り部材（３５）は、Ｖ字形状の両端部が上方側を向くように配置されている。

なお、本発明における「Ｖ字形状」とは、厳密なＶ字形状のみを意味するものではなく、全体としてＶ字状になっている略Ｖ字形状をも含む意味のものである。

本発明は、より具体的には、仕切り部材（３５）のうちＶ字形状の底部よりも重力方向上方側の部位には、気相冷媒貯留部（４２）と第２空間（３７）とを連通する開口部（４０）が形成されており、
気相冷媒流通部が開口部（４０）で構成されている。

これにより、気相冷媒流通部を仕切り部材（３５）と一体に形成することができるので、気相冷媒流通部を仕切り部材（３５）と別個に設ける場合と比較して部品点数を削減でき、コストを低減できる。

本発明は、より具体的には、液相冷媒流路（４３）を、仕切り部材（３５）のうちＶ字形状の底部から開口部（４０）に至る範囲において、仕切り部材（３５）に沿って配置しているので、液相冷媒流路（４３）と仕切り部材（３５）とをコンパクトにまとめることができる。この結果、タンク（１８ｂ、１８ｃ）の体格の大型化を抑制できる。

本発明は、より具体的には、液相冷媒流路（４３）が仕切り部材（３５）と一体に形成されているので、液相冷媒流路（４３）を仕切り部材（３５）と別個に設ける場合と比較して部品点数を削減でき、コストを低減できる。

本発明は、より具体的には、液相冷媒流路（４３）の出口断面積を開口部（４０）の開口面積以下に設定すれば、液相冷媒貯留部（４１）に一旦溜まった液相冷媒（４５）を気相冷媒流通部（４０）の静圧の低下によって効果的に吸い上げることができるので、複数の冷媒通路に対する冷媒の分配を良好に均一化できることがわかった。

また、本発明は、より具体的には、開口部（４０）の水力直径を０．８ｍｍ以上、５ｍｍ以下の範囲に設定すれば、冷房低負荷時から冷房高負荷時までの条件において、複数の冷媒通路に対する冷媒の分配を良好に均一化できることがわかった（後述の図８を参照）。

また、本発明は、より具体的には、開口部（４０）の縁部から液相冷媒流路（４３）の出口端部までの距離を５ｍｍ以下に設定すれば、低負荷時から高負荷時までの条件において、複数の冷媒通路に対する冷媒の分配を良好に均一化できることがわかった（後述の図９を参照）。

また、本発明は、より具体的には、前記液相冷媒貯留部（４１）の深さを３ｍｍ以上、３０ｍｍ以下の範囲に設定すれば、タンク（１８ｂ、１８ｃ）の体格の大型化を抑制しつつ、液相冷媒貯留部（４１）に液相冷媒（４５）を良好に貯留できることがわかった。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図１〜図９に基づいて説明する。本実施形態は、本発明による冷媒蒸発器をエジェクタ式冷凍サイクルに適用した例である。

図１は第１実施形態によるエジェクタ式冷凍サイクル１０を車両用冷凍サイクル装置に適用した例を示す。本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０において、冷媒を吸入圧縮する圧縮機１１は、電磁クラッチ１１ａ、ベルト等を介して図示しない車両走行用エンジンにより回転駆動される。

この圧縮機１１としては、吐出容量の変化により冷媒吐出能力を調整できる可変容量型圧縮機、あるいは電磁クラッチ１１ａの断続により圧縮機作動の稼働率を変化させて冷媒吐出能力を調整する固定容量型圧縮機のいずれを使用してもよい。また、圧縮機１１として電動圧縮機を使用すれば、電動モータの回転数調整により冷媒吐出能力を調整できる。

この圧縮機１１の冷媒吐出側には放熱器１２が配置されている。放熱器１２は圧縮機１１から吐出された高圧冷媒と図示しない冷却ファンにより送風される外気（車室外空気）との間で熱交換を行って高圧冷媒を冷却する。

ここで、エジェクタ式冷凍サイクル１０の冷媒として、本実施形態ではフロン系、ＨＣ系等の冷媒のように高圧圧力が臨界圧力を超えない冷媒を用いて、蒸気圧縮式の亜臨界サイクルを構成している。このため、放熱器１２は冷媒を凝縮する凝縮器として作用する。

放熱器１２の出口側には受液器１２ａが設けられている。この受液器１２ａは周知のように縦長のタンク形状のものであり、冷媒の気液を分離してサイクル内の余剰液相冷媒を溜める気液分離器を構成する。受液器１２ａの出口にはタンク形状内部の下部側から液相冷媒を導出するようになっている。なお、受液器１２ａは本例では放熱器１２と一体的に設けられている。

また、放熱器１２として、冷媒流れ上流側に位置する凝縮用熱交換部と、この凝縮用熱交換部からの冷媒を導入して冷媒の気液を分離する受液器１２ａと、この受液器１２ａからの飽和液相冷媒を過冷却する過冷却用熱交換部とを有する公知の構成を採用してもよい。

受液器１２ａの出口側には温度式膨張弁１３が配置されている。この温度式膨張弁１３は受液器１２ａからの液相冷媒を減圧する減圧手段であって、圧縮機１１の吸入側通路に配置された感温部１３ａを有している。

温度式膨張弁１３は周知のように、圧縮機１１の吸入側冷媒（後述の蒸発器出口側冷媒）の温度と圧力とに基づいて圧縮機吸入側冷媒の過熱度を検出し、圧縮機吸入側冷媒の過熱度が予め設定された所定値となるように弁開度（冷媒流量）を調整するものである。

温度式膨張弁１３の出口側にエジェクタ１４が配置されている。このエジェクタ１４は冷媒を減圧する減圧手段であるとともに、高速で噴出する冷媒流の吸引作用（巻き込み作用）によって冷媒の循環を行う流体輸送を冷媒循環手段（運動量輸送式ポンプ）でもある。

エジェクタ１４には、膨張弁１３通過後の冷媒（中間圧冷媒）の通路面積を小さく絞って、冷媒をさらに減圧膨張させるノズル部１４ａと、ノズル部１４ａの冷媒噴出口と同一空間に配置され、後述する第２蒸発器１８からの気相冷媒を吸引する冷媒吸引口１４ｂが備えられている。

さらに、ノズル部１４ａおよび冷媒吸引口１４ｂの冷媒流れ下流側部位には、ノズル部１４ａからの高速度の冷媒流と冷媒吸引口１４ｂの吸引冷媒とを混合する混合部１４ｃが設けられている。

そして、混合部１４ｃの冷媒流れ下流側に昇圧部をなすディフューザ部１４ｄが配置されている。このディフューザ部１４ｄは冷媒の通路面積を徐々に大きくする形状に形成されており、冷媒流れを減速して冷媒圧力を上昇させる作用、つまり、冷媒の速度エネルギーを圧力エネルギーに変換する作用を果たす。

エジェクタ１４のディフューザ部１４ｄの出口側に第１蒸発器１５が接続され、この第１蒸発器１５の出口側は圧縮機１１の吸入側に接続される。

一方、エジェクタ１４の入口側（温度式膨張弁１３の出口側とエジェクタ１４の入口側との間の中間部位）から冷媒分岐通路１６が分岐され、この冷媒分岐通路１６の下流側はエジェクタ１４の冷媒吸引口１４ｂに接続される。Ｚは冷媒分岐通路１６の分岐点を示す。

この冷媒分岐通路１６には絞り機構１７が配置され、この絞り機構１７よりも冷媒流れ下流側には第２蒸発器１８が配置されている。絞り機構１７は第２蒸発器１８への冷媒流量の調節作用をなす減圧手段であって、具体的にはキャピラリチューブやオリフィスのような固定絞りで構成できる。

本実施形態では、２つの蒸発器１５、１８を後述の構成により一体構造に組み付けるようになっている。この２つの蒸発器１５、１８を図示しないケース内に収納し、そして、このケース内に構成される空気通路に共通の電動送風機１９により空気（被冷却空気）を矢印Ａのごとく送風し、この送風空気を２つの蒸発器１５、１８で冷却するようになっている。

２つの蒸発器１５、１８で冷却された冷風を共通の冷却対象空間（図示せず）に送り込み、これにより、２つの蒸発器１５、１８にて共通の冷却対象空間を冷却するようになっている。ここで、２つの蒸発器１５、１８のうち、エジェクタ１４下流側の主流路に接続される第１蒸発器１５を空気流れＡの上流側（風上側）に配置し、エジェクタ１４の冷媒吸引口１４ｂに接続される第２蒸発器１８を空気流れＡの下流側（風下側）に配置している。

なお、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０を車両空調用冷凍サイクル装置に適用する場合は車室内空間が冷却対象空間となる。また、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０を冷凍車用冷凍サイクル装置に適用する場合は冷凍車の冷凍冷蔵庫内空間が冷却対象空間となる。

ところで、本実施形態では、エジェクタ１４、第１、第２蒸発器１５、１８および絞り機構１７を１つの一体化ユニット２０として組み付けている。次に、この一体化ユニット２０の具体例を図２〜図４により説明すると、図２はこの一体化ユニット２０の全体構成の概要を示す斜視図で、図３は第１、第２蒸発器１５、１８の上側タンク部の長手方向（水平方向）断面図で、図４は図３におけるＢ−Ｂ断面図である。

本例では、２つの蒸発器１５、１８が完全に１つの蒸発器構造として一体化されるようになっている。そのため、第１蒸発器１５は１つの蒸発器構造のうち空気流れＡの上流側領域を構成し、そして、第２蒸発器１８は１つの蒸発器構造のうち空気流れＡの下流側領域を構成するようになっている。

第１蒸発器１５および第２蒸発器１８の基本的構成は同一であり、それぞれ熱交換コア部１５ａ、１８ａと、この熱交換コア部１５ａ、１８ａの上下両側に位置するタンク部１５ｂ、１５ｃ、１８ｂ、１８ｃとを備えている。

ここで、熱交換コア部１５ａ、１８ａは、それぞれ上下方向（重力方向）に延びる複数のチューブ２１を備える。これら複数のチューブ２１の間には、被熱交換媒体、この実施形態では冷却される空気が通る通路が形成される。これら複数のチューブ２１相互間には、フィン２２を配置し、チューブ２１とフィン２２とを接合することができる。

熱交換コア部１５ａ、１８ａは、チューブ２１とフィン２２との積層構造からなる。このチューブ２１とフィン２２は熱交換コア部１５ａ、１８ａの左右方向に交互に積層配置される。他の実施形態では、フィン２２を備えない構成を採用することができる。

なお、図２では、チューブ２１とフィン２２の積層構造の一部のみ図示しているが、熱交換コア部１５ａ、１８ａの全域にチューブ２１とフィン２２の積層構造が構成され、この積層構造の空隙部を電動送風機１９の送風空気が通過するようになっている。

チューブ２１は冷媒通路を構成するもので、断面形状が空気流れ方向Ａに沿って扁平な扁平チューブよりなる。フィン２２は薄板材を波状に曲げ成形したコルゲートフィンであり、チューブ２１の平坦な外面側に接合され空気側伝熱面積を拡大する。

熱交換コア部１５ａのチューブ２１と熱交換コア部１８ａのチューブ２１は互いに独立した冷媒通路を構成し、第１蒸発器１５の上下両側のタンク部１５ｂ、１５ｃと、第２蒸発器１８の上下両側のタンク部１８ｂ、１８ｃは互いに独立した冷媒通路空間を構成する。

ここで、第１蒸発器１５のタンク部１５ｂ、１５ｃおよび第２蒸発器１８のタンク部１８ｂ、１８ｃは、いずれも複数のチューブ２１の配列方向に細長く延びる形状になっている。チューブ２１の配列方向は図２の左右方向であり、空気流れ方向Ａと直交する方向である。

第１蒸発器１５の上下両側のタンク部１５ｂ、１５ｃは熱交換コア部１５ａのチューブ２１の上下両端部が挿入され、接合されるチューブ嵌合穴部（図示せず）を有し、チューブ２１の上下両端部がタンク部１５ｂ、１５ｃの内部空間に連通するようになっている。

同様に、第２蒸発器１８の上下両側のタンク部１８ｂ、１８ｃは熱交換コア部１８ａのチューブ２１の上下両端部が挿入され、接合されるチューブ嵌合穴部（図示せず）を有し、チューブ２１の上下両端部がタンク部１８ｂ、１８ｃの内部空間に連通するようになっている。

これにより、上下両側のタンク部１５ｂ、１５ｃ、１８ｂ、１８ｃは、それぞれ対応する熱交換コア部１５ａ、１８ａの複数のチューブ２１へ冷媒流れを分配したり、複数のチューブ２１からの冷媒流れを集合する役割を果たす。

本例では、２つの上側タンク１５ｂ、１８ｂを、チューブ側（底面側）半割れ部材２３、反チューブ側（上面側）半割れ部材２４およびキャップ２５、２６に分割して成形している。

より具体的には、チューブ側半割れ部材２３は２つの上側タンク１５ｂ、１８ｂのそれぞれのチューブ側（底面側）半割れ部を一体成形した略Ｗ字状断面を有し、反チューブ側半割れ部材２４は２つの上側タンク１５ｂ、１８ｂのそれぞれの反チューブ側（上面側）半割れ部を一体成形した略Ｍ字状断面を有している。

チューブ側半割れ部材２３の略Ｗ字状断面の中央には平面部２３ａが形成されており、反チューブ側半割れ部材２４の略Ｍ字状断面の中央には平面部２４ａが形成されている。そして、チューブ側半割れ部材２３と反チューブ側半割れ部材２４とを上下方向に組み合わせると、平面部２３ａと平面部２４ａとが密接して２つの筒形状を形成する。さらに、この２つの筒形状の長手方向両端部（図２の左右端部）をキャップ２５、２６で閉塞することによって、２つの上側タンク１５ｂ、１８ｂを構成している。

第１蒸発器１５の上側タンク１５ｂの内部空間の長手方向の略中央部には仕切板２７が配置され、この仕切板２７によって上側タンク１５ｂの内部空間が長手方向の２つの空間、すなわち、左側空間２８と右側空間２９とに仕切られている。

第２蒸発器１８の上側タンク１８ｂの内部空間の長手方向の略中央部には仕切板３０が配置され、この仕切板３０によって上側タンク１８ｂの内部空間が長手方向の２つの空間、すなわち、左側空間３１と右側空間３２とに仕切られている。

なお、チューブ２１、フィン２２、タンク部１５ｂ、１５ｃ、１８ｂ、１８ｃ等の蒸発器構成部品の具体的材質としては、熱伝導性やろう付け性に優れた金属であるアルミニウムが好適であり、このアルミニウム材にて各部品を成形することにより、第１、第２蒸発器１５、１８の全体構成を一体ろう付けにて組み付けることができる。

本実施形態では、絞り機構１７を構成するキャピラリチューブ１７ａもろう付けにて第２蒸発器１８と一体に組み付けるようになっている。

これに対し、エジェクタ１４はノズル部１４ａに高精度な微小通路を形成しているので、エジェクタ１４をろう付けすると、ろう付け時の高温度（アルミニウムのろう付け温度：６００℃付近）にてノズル部１４ａが熱変形して、ノズル部１４ａの通路形状、寸法等を所期の設計通りに維持できないという不具合が生じる。

そこで、エジェクタ１４については、第１、第２蒸発器１５、１８およびキャピラリチューブ１７ａの一体ろう付けを行った後に、蒸発器側に組み付けするようにしてある。

より具体的に、エジェクタ１４およびキャピラリチューブ１７ａの組み付け構造を説明すると、キャピラリチューブ１７ａは、蒸発器部品と同様にアルミニウム材にて成形される。キャピラリチューブ１７ａの下流端部１７ｂは、図３に示すように第２蒸発器１８の上側タンク１８ｂの側面に設けられた貫通穴３３を貫通して上側タンク１８ｂの右側空間３２内に開口している。

エジェクタ１４のうち、ノズル部１４ａはステンレス、黄銅等の材質で形成され、ノズル部１４ａ以外の部分（冷媒吸引口１４ｂを形成するハウジング部分、混合部１４ｃ、ディフューザ部１４ｄ等）は銅、アルミニウムといった金属材にて構成するが、樹脂（非金属材）で構成してもよい。

エジェクタ１４は、第１、第２蒸発器１５、１８等を一体ろう付けする組み付け工程（ろう付け工程）の終了後に、上側タンク１８ｂの長手方向一端部（図２の左端部）のキャップ２５のうち上側タンク１８ｂ側の部位に形成される貫通穴２５ａを貫通して上側タンク１８ｂの内部に差し込む。

ここで、エジェクタ１４の長手方向の先端部１４ｅは図１のディフューザ部１４ｄの出口部に相当する部分であり、このエジェクタ先端部１４ｅは上側タンク１８ｂの長手方向他端部（図２の右端部）のキャップ２６のうち上側タンク１８ｂ側の部位に形成される貫通穴２６ａに挿入され、図示しないＯリングを用いてシール固定される。

そして、エジェクタ先端部にＵ字管３４の一端部が接続され、Ｕ字管３４の他端部がキャップ２６のうち上側タンク１５ｂ側の部位に形成される貫通穴２６ｂに挿入される。これにより、エジェクタ先端部は第１蒸発器１５の上側タンク１５ｂの右側空間２９に連通する。

なお、Ｕ字管３４は蒸発器部品と同様にアルミニウム材にて成形されるものであり、ろう付けにて第１、第２蒸発器１５、１８と一体に組み付けるようになっている。

エジェクタ１４の長手方向の左端部（図３の左端部）は図１のノズル部１４ａの入口部に相当する部分であり、この左端部は図示しないＯリングを用いてキャップ２５の貫通穴２５ａにシール固定される。なお、エジェクタ１４の長手方向の固定は、例えば、図示しないねじ止め固定手段を用いて行えばよい。

また、エジェクタ１４の冷媒吸引口１４ｂは第２蒸発器１８の上側タンク１８ｂの左側空間３１に連通するようになっている。

本実施形態では、第２蒸発器１８の上側タンク部１８ｂの左側空間３１が複数のチューブ２１からの冷媒を集合させる集合タンクとしての役割を果たし、第２蒸発器１８の上側タンク部１８ｂの右側空間３２が冷媒を複数のチューブ２１へ分配する分配タンクとしての役割を果たしている。

図５は第２蒸発器１８の上側タンク部１８ｂの右側空間３２部分の斜視図であり、上側タンク部１８ｂの一部を切断した状態を図示している。

上側タンク１８ｂ内の右側空間３２には仕切り部材３５が配置されている。この仕切り部材３５は、右側空間３２を、上側タンク部１８ｂに流入した冷媒を一旦溜める貯留空間３６と、貯留空間３６から流出した冷媒を複数のチューブ２１に分配する分配空間３７とに仕切る役割を果たす部材である。

なお、貯留空間３６は右側空間３２のうち冷媒が流入する側の空間であり、本発明における第１空間に該当するものである。分配空間３７は右側空間３２のうちチューブ２１の入口側端部２１ａ側の空間であり、本発明における第２空間に該当するものである。

本例における仕切り部材３５は、第２蒸発器１８の複数のチューブ２１に対する冷媒の分配を均一化する役割をも果たすものである。

仕切り部材３５は、本例では、断面が略Ｖ字形状であって、タンク長手方向に延びる形状を有しており、略Ｖ字形状の両端部が上方側を向くように配置されている。仕切り部材３５の略Ｖ字形状の両端部は上側タンク１８ｂの内壁面、より具体的には、上側タンク１８ｂの反チューブ側半割れ部材２４の内壁面に当接する。

ここで、図４に示すように、仕切り部材３５はキャピラリチューブ１７ａの下方に配置されるので、キャピラリチューブ１７ａの下流端部１７ｂは貯留空間３６内に開口している。

本例では、仕切り部材３５は、１つの第１部材３８と２つの第２部材３９とに分割して成形されている。

図６は第１部材３８の単体斜視図であり、図７は第２部材３９の単体斜視図である。第１、第２部材３８、３９はいずれもアルミニウム材にて成形されており、上側タンク１８ｂと一体ろう付けされる。

第１部材３８はアルミニウム材からなる断面略Ｖ字状の部材であり、矩形状薄板の短手方向両端部側を同一方向側（図６の上方側）に斜めに曲げ成形して形成されるものである。

より具体的には、第１部材３８の短手方向中央部にはチューブ２１の入口側端部２１ａと対向する底面部３８ａが形成され、第１部材３８の短手方向両端部側には底面部３８ａに対して傾斜した傾斜部３８ｂ、３８ｃが形成されている。

さらに、第１部材３８には、第１部材３８の短手方向に延びる溝部３８ｄが短手方向全域にわたって形成されている。この溝部３８ｄは第１部材３８の内方側から外方側に向かって打ち出し成形されており、第１部材３８の長手方向に多数個配置されている。

第２部材３９はアルミニウム材からなる矩形状薄板であり、第２部材３９の長手方向が第１部材３８の長手方向を向き、かつ、第２部材３９の平板面の一部が第１部材３８の傾斜部３８ｂ、３８ｃの内側の面に密着して配置される。

第２部材３９には打ち抜き成形された貫通穴３９ａが第２部材３９の長手方向に多数個形成されている。この貫通穴３９ａは第１部材３８の多数個の溝部３８ｄに対応して形成されており、第１部材３８の多数個の溝部３８ｄの両端部にそれぞれ配置される。

本例では、溝部３８ｄの両端部が貫通穴３９ａの下部をわずかに塞ぐように配置されている。貫通穴３９ａの上縁部と溝部３８ｄの両端部とで囲まれて形成される開口部４０によって貯留空間３６と分配空間３７とが連通する。なお、開口部４０は本発明における気相冷媒流通部に該当するものである。

貯留空間３６のうち最低部位、すなわち、仕切り部材３５の底面部３８ａから開口部４０の下縁部までの谷状の空間は液相冷媒を溜める液相冷媒貯留部４１を構成している。また、貯留空間３６のうち残余の空間、すなわち、液相冷媒貯留部４１よりも上方の空間は気相冷媒を溜める気相冷媒貯留部４２を構成している。

仕切り部材３５の第１部材３８の溝部３８ｄと第２部材３９とで囲まれて形成される空間は液相冷媒流路４３を形成している。より具体的には、液相冷媒流路４３は、仕切り部材３５の底面部３８ａと開口部４０との間にて仕切り部材３５に沿って細長く延びるように形成されている。

液相冷媒流路４３の一端部（本例では下端部）は液相冷媒貯留部４１の最低部にて開口し、液相冷媒流路４３の他端部（本例では上端部）は開口部４０の下縁部近傍にて開口している。

ここで、仕切り部材３５の上側タンク１８ｂへの組み付け手順を説明する。まず、第１部材３８と第２部材３９の一部同士をかしめることによって仮固定したのちに、第２部材３９の一端部（本例では上端部）と上側タンク１８ｂの反チューブ側半割れ部材２４の一部同士をかしめることによって仮固定する。

そして、反チューブ側半割れ部材２４と上側タンク１８ｂのチューブ側半割れ部材２３の一部同士をかしめることによって仮固定したのちに、第１、第２蒸発器１５、１８のその他の構成部品とともに一体ろう付けすることによって、仕切り部材３５を上側タンク１８ｂに組み付けることができる。

以上の構成において一体化ユニット２０全体の冷媒流路を図２、図３により具体的に説明すると、膨張弁１３通過後の冷媒（中間圧冷媒）のうち分岐点Ｚにてエジェクタ１４の入口側へ流れる冷媒はまず、エジェクタ１４（ノズル部１４ａ→混合部１４ｃ→ディフューザ部１４ｄ）を通過して減圧され、この減圧後の低圧冷媒はＵ字管３４を経て矢印ａのように第１蒸発器１５の上側タンク１５ｂの右側空間２９に流入する。

この右側空間３２の冷媒は熱交換コア部１５ａの右側部の複数のチューブ２１を矢印ｂのように下降して下側タンク１５ｃ内の右側部に流入する。この下側タンク１５ｃ内には仕切板を設けてないので、この下側タンク１５ｃの右側部から冷媒は矢印ｃのように左側部へと移動する。

この下側タンク１５ｃの左側部の冷媒は熱交換コア部１５ａの左側部の複数のチューブ２１を矢印ｄのように上昇して上側タンク１５ｂの左側空間２８に流入し、さらに、ここから冷媒は矢印ｅのように上側タンク１５ｂの冷媒出口４４（図３）へと流れる。

これに対し、分岐通路１６の冷媒はまずキャピラリチューブ１７ａを通過して減圧され、この減圧後の低圧冷媒は矢印ｆのようにキャピラリチューブ１７ａの下流端部１７ｂ（図３、図４）から第２蒸発器１８の上側タンク１８ｂの右側空間３２に流入する。

この右側空間３２の冷媒は熱交換コア部１８ａの右側部の複数のチューブ２１を矢印ｇのように下降して下側タンク１８ｃ内の右側部に流入する。この下側タンク１８ｃ内には仕切板が設けてないので、この下側タンク１８ｃの右側部から冷媒は矢印ｈのように左側部へと移動する。

この下側タンク１８ｃの左側部の冷媒は熱交換コア部１８ａの左側部の複数のチューブ２１を矢印ｉのように上昇して上側タンク１８ｂの左側空間３１に流入する。この左側空間３１にエジェクタ１４の冷媒吸引口１４ｂが連通しているので、この左側空間３１内の冷媒は冷媒吸引口１４ｂからエジェクタ１４内に吸引される。

次に、第１実施形態の作動を説明する。圧縮機１１を車両エンジンにより駆動すると、圧縮機１１で圧縮され吐出された高温高圧状態の冷媒は放熱器１２に流入する。放熱器１２では高温の冷媒が外気により冷却されて凝縮する。放熱器１２から流出した高圧冷媒は受液器１２ａ内に流入し、この受液器１２ａ内にて冷媒の気液が分離され、液相冷媒が受液器１２ａから導出され膨張弁１３を通過する。

この膨張弁１３では、第１蒸発器１５の出口冷媒（圧縮機吸入冷媒）の過熱度が所定値となるように弁開度（冷媒流量）が調整され、高圧冷媒が減圧される。この膨張弁１３通過後の冷媒（中間圧冷媒）の流れは分岐点Ｚにてエジェクタ１４に向かう冷媒流れと、冷媒分岐通路１６を通じてキャピラリチューブ１７ａに向かう冷媒流れとに分流する。

そして、エジェクタ１４に流入した冷媒流れはノズル部１４ａで減圧され膨張する。従って、ノズル部１４ａで冷媒の圧力エネルギーが速度エネルギーに変換され、このノズル部１４ａの噴出口から冷媒は高速度となって噴出する。この際の冷媒圧力低下により、冷媒吸引口１４ｂから分岐冷媒通路１６の第２蒸発器１８通過後の冷媒（気相冷媒）を吸引する。

ノズル部１４ａから噴出した冷媒と冷媒吸引口１４ｂに吸引された冷媒は、ノズル部１４ａ下流側の混合部１４ｃで混合してディフューザ部１４ｄに流入する。このディフューザ部１４ｄでは通路面積の拡大により、冷媒の速度（膨張）エネルギーが圧力エネルギーに変換されるため、冷媒の圧力が上昇する。

そして、エジェクタ１４のディフューザ部１４ｄから流出した冷媒は第１蒸発器１５における図２の矢印ａ〜ｅの冷媒流路にて冷媒が流れる。この間に、第１蒸発器１５の熱交換コア部１５ａでは、低温の低圧冷媒が矢印Ａ方向の送風空気から吸熱して蒸発する。この蒸発後の気相冷媒は、冷媒出口４４から圧縮機１１に吸入され、再び圧縮される。

一方、冷媒分岐通路１６に流入した冷媒流れはキャピラリチューブ１７ａで減圧されて低圧冷媒となり、この低圧冷媒が第２蒸発器１８における図２の矢印ｆ〜ｉの冷媒流路にて冷媒が流れる。この間に、第２蒸発器１８の熱交換コア部１８ａでは、低温の低圧冷媒が、第１蒸発器１５通過後の送風空気から吸熱して蒸発する。この蒸発後の気相冷媒は冷媒吸引口１４ｂからエジェクタ１４内に吸引される。

以上のごとく、本実施形態によると、エジェクタ１４のディフューザ部１４ｄの下流側冷媒を第１蒸発器１５に供給するととともに、分岐通路１６側の冷媒をキャピラリチューブ（絞り機構）１７ａを通して第２蒸発器１８にも供給できるので、第１、第２蒸発器１５、１８で同時に冷却作用を発揮できる。そのため、第１、第２蒸発器１５、１８の両方で冷却された冷風を冷却対象空間に吹き出して、冷却対象空間を冷房（冷却）できる。

その際に、第１蒸発器１５の冷媒蒸発圧力はディフューザ部１４ｄで昇圧した後の圧力であり、一方、第２蒸発器１８の出口側はエジェクタ１４の冷媒吸引口１４ｂに接続されているから、ノズル部１４ａでの減圧直後の最も低い圧力を第２蒸発器１８に作用させることができる。

これにより、第１蒸発器１５の冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）よりも第２蒸発器１８の冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）を低くすることができる。そして、送風空気の流れ方向Ａに対して冷媒蒸発温度が高い第１蒸発器１５を上流側に配置し、冷媒蒸発温度が低い第２蒸発器１８を下流側に配置しているから、第１蒸発器１５における冷媒蒸発温度と送風空気との温度差および第２蒸発器１８における冷媒蒸発温度と送風空気との温度差を両方とも確保できる。

このため、第１、第２蒸発器１５、１８の冷却性能を両方とも有効に発揮できる。従って、共通の冷却対象空間に対する冷却性能を第１、第２蒸発器１５、１８の組み合わせにて効果的に向上できる。また、ディフューザ部１４ｄでの昇圧作用により圧縮機１１の吸入圧を上昇して、圧縮機１１の駆動動力を低減できる。

また、第２蒸発器１８側の冷媒流量をエジェクタ１４の機能に依存することなく、キャピラリチューブ（絞り機構）１７にて独立に調整でき、第１蒸発器１５への冷媒流量はエジェクタ１４の絞り特性により調整できる。このため、第１、第２蒸発器１５、１８への冷媒流量をそれぞれの熱負荷に対応して容易に調整できる。

また、エジェクタ１４の上流部で膨張弁１３通過後の冷媒を分岐し、この分岐冷媒を冷媒分岐通路１６を通して冷媒吸引口１４ｂに吸引させるので、冷媒分岐通路１６をエジェクタ１４に対して並列的な接続関係にすることができる。

このため、冷媒分岐通路１６にエジェクタ１４の冷媒吸引能力だけでなく、圧縮機１１の冷媒吸入、吐出能力をも利用して冷媒を供給できる。このため、サイクル熱負荷が小さい条件下でサイクルの高低圧差が小さくなって、エジェクタ１４の入力が小さくなった場合において、第２蒸発器１８側の冷媒流量の減少度合いを小さくできる。この結果、低熱負荷条件でも、第２蒸発器１８の冷却性能を確保しやすい。

ところで、上述のように、本実施形態におけるエジェクタ式冷凍サイクル１０では、膨張弁１３通過後の気液二相状態の冷媒（中間圧冷媒）の流れは分岐点Ｚからエジェクタ１４に向かう冷媒流れと、分岐点Ｚから冷媒分岐通路１６を通じてキャピラリチューブ１７ａに向かう冷媒流れとに分流する。

このため、キャピラリチューブ１７ａから第２蒸発器１８の上側タンク１８ｂの右側空間３２に流入する冷媒（矢印ｆ）の流量が少なくなるので、複数のチューブ２１のうちキャピラリチューブ１７ａの下流端部１７ｂから離れたチューブ２１には冷媒が到達しにくい。

この結果、複数のチューブ２１に対する冷媒の分配が不均一になりやすく、第２蒸発器１８で冷却された冷風の温度分布が不均一になりやすい。

そこで、本実施形態では、仕切り部材３５によって複数のチューブ２１に対する冷媒の分配を均一化している。すなわち、図４に示すように、キャピラリチューブ１７ａの下流端部１７ｂから右側空間３２の貯留空間３６に流入する気液二相冷媒（矢印ｆ）のうち、比重の大きい液相冷媒は重力方向下方側の液相冷媒貯留部４１に一旦溜まり、比重の小さい気相冷媒は重力方向上方側の気相冷媒貯留部４２に一旦溜まる。

気相冷媒貯留部４２に一旦溜まった気相冷媒は、矢印ｊのように開口部４０を通じて分配空間３７に流入するが、この気相冷媒の流れによって開口部４０周縁部の静圧が低下する。

一方、液相冷媒貯留部４１に一旦溜まった液相冷媒４５は、液相冷媒流路４３での毛細管現象と開口部４０周縁部の静圧の低下とによって、矢印ｋのように吸い上げられて液相冷媒流路４３内を吸い上げられて上昇し、液相冷媒流路４３の出口端部（上端部）、すなわち、開口部４０の下縁部近傍に導かれる。

開口部４０の下縁部近傍に導かれた液相冷媒は開口部４０における気相冷媒の流れによってミスト化され、分配空間３７へ向かって噴霧される。そして、ミスト状の液相冷媒は分配空間３７内に拡散したのち、気相冷媒とともに複数のチューブ２１の入口側端部２１ａに流入する。

このように、本実施形態では、ミスト状の液相冷媒が分配空間３７内に拡散するので、液相冷媒が液状のままで複数のチューブ２１に分配される場合と比較して、複数のチューブ２１に対する冷媒の分配を均一化できる。このため、第２蒸発器１８で冷却された冷風の温度分布を均一化できる。

ここで、液相冷媒流路４３および開口部４０を複数のチューブ２１の配列方向（上側タンク１８ｂの長手方向）に多数個配置しているので、分配空間３７の長手方向全域にわたってミスト状の液相冷媒を噴霧することができる。

このため、分配空間３７内において、液相冷媒をより広い範囲に拡散させることができるので、複数のチューブ２１に対する冷媒の分配をより均一化できる。

図８は、開口部４０の水力直径（ｍｍ）と、液相冷媒の質量流量のバラツキ（％）との関係を示すグラフである。なお、水力直径とは、通路断面積をぬれふち長さで除した値である。

また、液相冷媒の質量流量のバラツキとは、複数のチューブ２１に対する冷媒の分配の均一性を表す値であり、液相冷媒の質量流量のバラツキが小さいほど複数のチューブ２１に対する冷媒の分配が均一であることを意味する。具体的には、次の数式１で表される値である。

液相冷媒の質量流量のバラツキ＝｜任意チューブの質量流量−全チューブの平均質量流量｜／全チューブの平均質量流量×１００ …（数式１）
なお、図８のグラフは、開口部４０と液相冷媒流路４３の出口端部との距離が３ｍｍの場合における測定結果である。ちなみに、開口部４０と液相冷媒流路４３の出口端部との距離について具体的に説明すると、本実施形態では、開口部４０の下縁部が第１部材３８の溝部３８ｄの両端面で形成されており、液相冷媒流路４３の出口端部は第２部材３９の貫通穴３９ａの下縁部に位置している。

したがって、本実施形態においては、第１部材３８の溝部３８ｄの両端面から第２部材３９の貫通穴３９ａの下縁部までを第２部材３９の平板面に沿って測った距離が、開口部４０と液相冷媒流路４３の出口端部との距離である。

図８の実線ｍは、冷房低負荷時での測定結果であり、具体的には、冷却対象空間温度１５℃、冷却対象空間湿度８０％、冷媒流量７５ｋｇ／ｈの条件下での測定結果である。図８の実線ｎは、冷房高負荷時での測定結果であり、具体的には、冷却対象空間温度４２℃、冷却対象空間湿度５０％、冷媒流量１８０ｋｇ／ｈの条件下での測定結果である。

図８からわかるように、開口部４０の水力直径を０．８ｍｍ以上、５ｍｍ以下の範囲に設定すれば、冷房低負荷時から冷房高負荷時までの条件において、液相冷媒の質量流量のバラツキを５％以下にすることができる。

つまり、開口部４０の水力直径が５ｍｍより大きいと、低流量時（冷媒流量が約２５ｋｇ／ｈ）のときに噴霧流状態を保持することが困難になるので、水力直径を５ｍｍ以下に設定するのが好ましい。

一方、開口部４０の水力直径が０．８ｍｍ未満であると加工性が困難であるとともに、開口部４０に異物が詰まりやすくなるので、開口部４０の水力直径を０．８ｍｍ以上に設定するのが好ましい。

図９は、開口部４０と液相冷媒流路４３の出口端部との距離（ｍｍ）と、液相冷媒の質量流量のバラツキ（％）との関係を示すグラフである。なお、図９のグラフは、開口部４０の水力直径が３ｍｍの場合における測定結果である。

図９の実線ｐは、冷房低負荷時での測定結果であり、具体的には、冷却対象空間温度１５℃、冷却対象空間湿度８０％、冷媒流量７５ｋｇ／ｈの条件下での測定結果である。図９の実線ｑは、冷房高負荷時での測定結果であり、具体的には、冷却対象空間温度４２℃、冷却対象空間湿度５０％、冷媒流量１８０ｋｇ／ｈの条件下での測定結果である。

図９からわかるように、開口部４０と液相冷媒流路４３の出口端部との距離を５ｍｍ以下に設定すれば、低負荷時から高負荷時までの条件において、液相冷媒の質量流量のバラツキを５％以下にすることができる。

なお、本発明者のより詳細な検討によると、液相冷媒流路４３の出口断面積を開口部４０の開口面積以下に設定すれば、液相冷媒貯留部４１に一旦溜まった液相冷媒４５を、毛細管現象と開口部４０周縁部の静圧の低下とによって効果的に吸い上げることができることがわかっている。

さらに、液相冷媒貯留部４１の深さ（重力方向寸法）を３ｍｍ以上、３０ｍｍ以下に設定すれば、上側タンク１８ｂの体格の大型化を抑制しつつ、液相冷媒貯留部４１に液相冷媒を良好に貯留できることがわかっている。

なお、本実施形態においては、液相冷媒貯留部４１の深さは、第１、第２蒸発器１５、１８を車両搭載時の姿勢にした状態で液相冷媒貯留部４１の最低部から開口部４０の下縁部までを重力方向に測った寸法である。

つまり、液相冷媒貯留部４１の深さが大きいほど液相冷媒の貯留性が向上するのであるが、車両搭載上のスペースの制約を考慮すると液相冷媒貯留部４１の深さを３０ｍｍ以下に抑えるのが好ましい。

一方、液相冷媒貯留部４１の深さが３ｍｍ未満であると、車両の姿勢が傾いて第１、第２蒸発器１５、１８が傾いたときに液相冷媒をほとんど貯留できなくなってしまうので、液相冷媒貯留部４１の深さを３ｍｍ以上に設定するのが好ましい。

上述のように、本例における仕切り部材３５は上側タンク部１８ｂ内の右側空間３２を貯留空間３６と分配空間３７とに仕切る役割を果たすとともに、第２蒸発器１８の複数のチューブ２１に対する冷媒の分配を均一化する役割をも果たしている。

換言すれば、本例における仕切り部材３５は、右側空間３２を貯留空間３６と分配空間３７とに仕切る部材と、冷媒の分配を均一化するための部材とを一体化したものである。

このため、これらの部材を別体で設ける場合と比較して、部材の体格をコンパクト化できるとともに、部品点数を削減できる。このため、上側タンク部１８ｂの体格の大型化を抑制できるとともに、コストの低減を図ることができる。

さらに、仕切り部材３５は１つの第１部材３８と２つの第２部材３９とで構成された簡素な構造であるから、仕切り部材３５を設けることに伴うコストの上昇を抑制できる。

（第２実施形態）
上記第１実施形態では、１つの開口部４０の周縁部に１つの液相冷媒流路４３の出口端部（上端部）が配置されているが、本第２実施形態では、図１０に示すように、１つの開口部４０の下縁部近傍に複数個の液相冷媒流路４３の出口端部（上端部）が配置されている。

図１０は、本実施形態による仕切り部材３５の第１部材３８の単体斜視図である。本実施形態による第１部材３８の多数個の溝部３８ｄは、３つの溝部３８ｄの両端部が一箇所に集まるように形成されている。

図示を省略しているが、仕切り部材３５の第２部材３９の貫通穴３９ａが、この３つの溝部３８ｄの両端部が集合する部位にそれぞれ配置されている。

本実施形態では、液相冷媒貯留部４１に一旦溜まった液相冷媒４５は、３つの液相冷媒流路４３を通じて開口部４０の下縁部近傍に導かれることとなる。この結果、上記第１実施形態と同様と同様の効果を発揮することができる。

（第３実施形態）
上記第１実施形態では、仕切り部材３５を断面略Ｖ字状に形成しているが、本第３実施形態では、図１１に示すように、仕切り部材３５を断面平板状に形成している。

図１１は、本実施形態による上側タンク１５ｂ、１８ｂの断面図であり、図１２は本実施形態による仕切り部材３５の第１部材３８の単体斜視図である。本実施形態による仕切り部材３５は、１つの第１部材３８と１つの第２部材３９とに分割して成形されている。

第１部材３８は全体としてタンク長手方向に延びる矩形平板形状を有しており、第１部材３８の短手方向に延びる溝部３８ｄが短手方向全域にわたって形成されている。この溝部３８ｄは第１部材３８の一方の面（図１２の紙面奥側の面）から他方の面（図１２の紙面手前側の面）に向かって打ち出し成形されており、第１部材３８の長手方向に多数個配置されている。

第２部材３９は上記第１実施形態と同様の形状を有しており、第２部材３９の長手方向が第１部材３８の長手方向を向き、かつ、第２部材３９の平板面の一部が第１部材３８の一方の面に密着して配置される。

第２部材３９の貫通穴３９ａは、第１部材３８の多数個の溝部３８ｄの一端部にそれぞれ配置される。本例では、溝部３８ｄの一端部が貫通穴３９ａの下部をわずかに塞ぐように配置されている。

これにより、上記第１実施形態と同様に、第２部材３９の貫通穴３９ａの上縁部と第１部材３８の溝部３８ｄの一端部とで囲まれて開口部４０が形成される。また、仕切り部材３５の第１部材３８の溝部３８ｄと第２部材３９とで囲まれて形成される空間が液相冷媒流路４３を形成する。

本実施形態においても、気相冷媒貯留部４２に一旦溜まった気相冷媒が開口部４０を通じて分配空間３７に流入し、液相冷媒貯留部４１に一旦溜まった液相冷媒４５が液相冷媒流路４３内を吸い上げられて上昇して開口部４０の下縁部近傍に導かれ、開口部４０における気相冷媒の流れによってミスト化され、分配空間３７へ向かって噴霧される。

この結果、上記第１実施形態と同様と同様の効果を発揮することができる。

（第４実施形態）
上記第１実施形態では、仕切り部材３５を第２蒸発器１８の上側タンク１８ｂ内に配置しているが、本第４実施形態では、仕切り部材３５を第２蒸発器１８の下側タンク１８ｃ内に配置している。

本実施形態は、本発明による冷媒蒸発器を膨張弁サイクル５０に適用した例である。ここで、膨張弁サイクルとは、周知のごとく、圧縮機、放熱器、膨張弁および蒸発器を順次接続した閉回路からなる冷凍サイクルである。

図１３は本実施形態による膨張弁サイクルを示す。膨張弁１３の出口側に第２蒸発器１８が接続され、この第２蒸発器１８の出口側は第１蒸発器１５に接続される。そして、第１蒸発器１５の出口側は圧縮機１１の吸入側に接続される。

図１４は本実施形態による一体化ユニット２０の全体構成の概要を示す斜視図で、図１５は第１、第２蒸発器１５、１８の下側タンク部の短手方向（垂直方向）断面図で、図１６は第２蒸発器１８の下側タンク１８ｃの斜視図であり、下側タンク１８ｃの一部を切断した状態を図示している。

本実施形態では、第１蒸発器１５の上側タンク１５ｂの内部空間が長手方向に仕切られておらず、第２蒸発器１８の上側タンク１８ｂの内部空間も長手方向に仕切られていない。第１蒸発器１５の上側タンク１５ｂの内部空間は、タンク長手方向のほぼ全域にわたって、第２蒸発器１８の上側タンク１８ｂの内部空間と連通している。

膨張弁１３の下流端部は、第２蒸発器１８の下側タンク１８ｃの側面を貫通して下側タンク１８ｃ内に開口している。

第１、第２蒸発器１５、１８の下側タンク１５ｃ、１８ｃは、上側タンク１５ｂ、１８ｂと同様に、チューブ側（上面側）半割れ部材５１、反チューブ側（底面側）半割れ部材５２およびキャップ（図示せず）に分割して成形している。

本実施形態における仕切り部材３５は下側タンク１８ｃ内に配置され、下側タンク１８ｃの内部空間を貯留空間３６と分配空間３７とに仕切っている。本実施形態では、貯留空間３６は仕切り部材３５の下側に形成される空間であり、分配空間３７は仕切り部材３５の下側に形成される空間である。

本実施形態における仕切り部材３５は、上記第１実施形態と同様に、断面が略Ｖ字形状であって、タンク長手方向に延びる形状を有しており、略Ｖ字形状の両端部が上方側を向くように配置されている。仕切り部材３５の略Ｖ字形状の両端部は下側タンク１８ｃの内壁面、より具体的には、下側タンク１８ｃのチューブ側半割れ部材５１の内壁面に当接する。

なお、図示を省略しているが、膨張弁１３の下流端部は貯留空間３６内に開口している。

仕切り部材３５は、上記第１実施形態と同様に、１つの第１部材３８と２つの第２部材３９とに分割して成形される。図１７は本実施形態による第１部材３８の単体斜視図である。

本実施形態における第１部材３８は全体として上記第１実施形態と同様の形状を有しているが、溝部３８ｄの打ち出し方向のみが上記第１実施形態と相違する。すなわち、溝部３８ｄが第１部材３８の外方側から内方側に向かって打ち出し成形されている。

本実施形態における第２部材３９は上記第１実施形態と同様の形状を有している。上記第１実施形態では、第２部材３９の平板面の一部が第１部材３８の傾斜部３８ｂ、３８ｃの「内側」の面に密着して配置されているが、本実施形態では、第２部材３９の平板面の一部は、第１部材３８の傾斜部３８ｂ、３８ｃの「外側」の面に密着して配置されている。

本実施形態においても、溝部３８ｄの両端部が貫通穴３９ａの下部をわずかに塞ぐように配置されているので、貫通穴３９ａの上縁部と溝部３８ｄの両端部とで囲まれて開口部４０が形成され、開口部４０によって貯留空間３６と分配空間３７とが連通する。

また、仕切り部材３５の第１部材３８の溝部３８ｄと第２部材３９とで囲まれて液相冷媒流路４３が形成され、液相冷媒流路４３の一端部（下端部）が貯留空間３６の液相冷媒貯留部４１の最低部にて開口している。

本実施形態では、液相冷媒貯留部４１は貯留空間３６のうち下側タンク１８ｃの底部から開口部４０の下縁部までの空間によって構成され、気相冷媒貯留部４２が貯留空間３６のうち残余の空間、すなわち、液相冷媒貯留部４１の上方空間によって構成されている。

仕切り部材３５の下側タンク１８ｃへの組み付け手順については、上記第１実施形態と同様であるので説明を省略する。

以上の構成において一体化ユニット２０全体の冷媒流路を図１４により具体的に説明すると、膨張弁１３通過後の冷媒（中間圧冷媒）は矢印ｒのように第２蒸発器１８の下側タンク１８ｃ内に流入する。

この下側タンク１８ｃ内の冷媒は熱交換コア部１８ａの複数のチューブ２１を矢印ｓのように下降して上側タンク１８ｂ内に流入する。この上側タンク１８ｂの内部空間は第１蒸発器１５の上側タンク１５ｂの内部空間と全面的に連通しているので、この上側タンク１８ｂの内部空間から冷媒は矢印ｔのように第１蒸発器１５の上側タンク１５ｂの内部空間へと移動する。

この上側タンク１５ｂ内の冷媒は熱交換コア部１５ａの複数のチューブ２１を矢印ｕのように下降して第１蒸発器１５の下側タンク１５ｃ内に流入し、さらに、ここから冷媒は矢印ｖのように上側タンク１５ｂの冷媒出口へと流れる。

ところで、本実施形態では、図１５に示すように、膨張弁１３の下流側端部から下側タンク１８ｃの貯留空間３６に流入する気液二相冷媒のうち液相冷媒は、液相冷媒貯留部４１に一旦溜まり、気相冷媒は気相冷媒貯留部４２に一旦溜まる。

気相冷媒貯留部４２に一旦溜まった気相冷媒は、矢印ｗのように開口部４０を通じて分配空間３７に流入し、開口部４０周縁部の静圧が低下する。

一方、液相冷媒貯留部４１に一旦溜まった液相冷媒４５は、液相冷媒流路４３での毛細管現象と開口部４０周縁部の静圧の低下とによって、矢印ｘのように液相冷媒流路４３内を吸い上げられて上昇し、液相冷媒流路４３の出口端部（上端部）、すなわち、開口部４０の下縁部近傍に導かれ、開口部４０における気相冷媒の流れによってミスト化され、分配空間３７へ向かって噴霧される。

そして、ミスト状の液相冷媒は分配空間３７内に拡散したのち、気相冷媒とともに複数のチューブ２１の入口側端部２１ａ内に流入する。

このように、本実施形態においても、上記第１実施形態と同様に、複数のチューブ２１に対する冷媒の分配を均一化できる。

（第５実施形態）
本第５実施形態では、図１８に示すように、上記第１実施形態に対して内部熱交換器５３を追加している。

内部熱交換器５３は、高圧側通路５３ａを通過する放熱器１２流出冷媒と低圧側通路５３ｂを通過する圧縮機１１吸入冷媒と熱交換させて、放熱器１２流出冷媒を放熱させるものである。これにより、第１、第２蒸発器１５、１８における冷媒入口・出口間の冷媒のエンタルピ差を増大させて、サイクル効率（ＣＯＰ）を向上させることができる。

このように構成されるエジェクタ式冷凍サイクル１０に対しても、本発明を適用できる。

（第６実施形態）
第１実施形態では、放熱器１２の出口側に受液器１２ａを配置し、この受液器１２ａの出口側に膨張弁１３を配置する膨張弁式のサイクル構成にしているが、本第６実施形態では、図１９に示すように、第１蒸発器１５の出口側に冷媒の気液を分離して余剰冷媒を液として蓄える気液分離器であるアキュムレータ５４を設け、このアキュムレータ５４から気相冷媒を圧縮機１１の吸入側へ導出するようにしている。

このアキュムレータ式のサイクル構成では、アキュムレータ５４内に気相冷媒と液相冷媒の気液界面が形成されるから、第１実施形態のように第１蒸発器１５の出口冷媒の過熱度制御を膨張弁１３で行う必要がない。

従って、アキュムレータ式のサイクル構成では、受液器１２ａおよび膨張弁１３を廃止することになるので、一体化ユニット２０の冷媒入口を放熱器１２の出口側に直接接続すればよい。そして、一体化ユニット２０の冷媒出口をアキュムレータの入口側に接続し、アキュムレータの出口側を圧縮機１１の吸入側に接続すればよい。

このように構成されるエジェクタ式冷凍サイクル１０に対しても、本発明を適用できる。

（他の実施形態）
（１）上記各実施形態では、第１蒸発器１５と第２蒸発器１８のタンク部１５ｂ、１５ｃ、１８ｂ、１８ｃを第１蒸発器１５の上下両側に配置している、すなわち、第１蒸発器１５と第２蒸発器１８とを重力方向と平行に配置しているが、第１蒸発器１５と第２蒸発器１８とを重力方向に対して傾斜して配置するようにしてもよい。

この場合においては、仕切り部材３５を第１、第２蒸発器１５、１８とともに傾斜させると開口部４０から液相冷媒が溢れやすくなって液相冷媒を溜める効果が減少してしまうので、仕切り部材３５を傾斜させずに上記各実施形態と同様の角度で配置するのが好ましい。

（２）上記各実施形態では、仕切り部材３５の略Ｖ字形状の両端部を上側タンク１８ｂの内壁面に当接させているが、略Ｖ字形状の両端部を上側タンク１８ｂの内壁面に当接させず、略Ｖ字形状の両端部以外の部位を上側タンク１８ｂの内壁面に当接させてもよい。

例えば、略Ｖ字形状の両端部を上側タンク１８ｂの内壁面から離間させ、略Ｖ字形状の両端部以外の部位に上側タンク１８ｂの内壁面に向かって突き出すリブを形成し、このリブを上側タンク１８ｂの内壁面に当接させてもよい。

（３）上記各実施形態では、仕切り部材３５に気相冷媒流通部をなす開口部４０と、液相冷媒流路４３を一体に形成しているが、仕切り部材３５とは別個に気相冷媒流通部と液相冷媒流路を設けるようにしてもよい。

例えば、上記第４実施形態において、仕切り部材を水平方向に延びる単純な平板で構成し、気相冷媒流通部と液相冷媒流路とを仕切り部材と別体の管状部材によって構成してもよい。

（４）上記第１実施形態では、一体化ユニット２０の各部材を一体に組み付けるに際して、エジェクタ１４を除く他の部材、すなわち、第１蒸発器１５、第２蒸発器１８、キャピラリチューブ１７ａ等を一体ろう付けしているが、これらの部材の一体組み付けは、ろう付け以外に、ねじ止め、かしめ、溶接、接着等の種々な固定手段を用いて行うことができる。

また、上記第１実施形態では、エジェクタ１４の固定手段としてねじ止めを例示しているが、熱変形の恐れのない固定手段であれば、ねじ止め以外の手段を用いることができる。具体的には、かしめ、接着等の固定手段を用いてエジェクタ１４の固定を行ってもよい。

（５）上記各実施形態では、冷媒として高圧圧力が臨界圧力を超えないフロン系、ＨＣ系等の冷媒を用いる蒸気圧縮式の亜臨界サイクルについて説明したが、冷媒として二酸化炭素（ＣＯ２）のように高圧圧力が臨界圧力を超える冷媒を用いる蒸気圧縮式の超臨界サイクルに本発明を適用してもよい。

但し、超臨界サイクルでは、圧縮機吐出冷媒が放熱器１２にて超臨界状態のまま放熱するのみであり、凝縮しないので、高圧側に配置される受液器１２ａでは冷媒の気液分離作用および余剰液相冷媒の貯留作用を発揮できない。そこで、超臨界サイクルでは、図１９に示すように第１蒸発器１５の出口側に低圧側気液分離器をなすアキュムレータ５４を配置する構成を採用すればよい。

（６）上記第１実施形態では、絞り機構１７をキャピラリチューブ１７ａまたはオリフィスのような固定絞り穴１７ｂで構成しているが、絞り機構１７を電動アクチュエータにより弁開度（通路絞り開度）が調整可能になっている電気制御弁で構成してもよい。また、絞り機構１７をキャピラリチューブ１７ａや固定絞り穴１７ｂのごとき固定絞りと電磁弁との組み合わせで構成してもよい。

（７）上記第１実施形態では、エジェクタ１４として、通路面積が一定のノズル部１４ａを有する固定エジェクタを例示しているが、エジェクタ１４として、通路面積を調整可能な可変ノズル部を有する可変エジェクタを用いてもよい。

なお、可変ノズル部の具体例としては、例えば、可変ノズル部の通路内にニードルを挿入し、このニードルの位置を電気的アクチュエータにより制御して通路面積を調整する機構とすればよい。

（８）上記各実施形態では、車室内冷房用と冷凍冷蔵庫内の冷却とを行う冷凍サイクルに本発明を適用した例を示したが、冷媒蒸発温度が高温側となる第１蒸発器１５と冷媒蒸発温度が低温側となる第２蒸発器１８の両方をともに車室内の異なる領域（例えば、車室内前席側領域と車室内後席側領域）の冷房に用いてもよい。

また、冷媒蒸発温度が高温側となる第１蒸発器１５と冷媒蒸発温度が低温側となる第２蒸発器１８の両方をともに冷凍冷蔵庫内の冷却に用いてもよい。つまり、冷媒蒸発温度が高温側となる第１蒸発器１５により冷凍冷蔵庫内の冷蔵室を冷却し、冷媒蒸発温度が低温側となる第２蒸発器１８により冷凍冷蔵庫内の冷凍室を冷却するようにしてもよい。

（９）上記第１実施形態では、温度式膨張弁１３と感温部１３ａとを、エジェクタ式冷凍サイクル用ユニット２０とは別体として構成しているが、エジェクタ式冷凍サイクル用ユニット２０に、温度式膨張弁１３と感温部１３ａとを一体的に組みつけてもよい。

（１０）上記各実施形態では、車両用の冷凍サイクルについて説明したが、車両用に限らず、定置用等の冷凍サイクルに対しても本発明を同様に適用できることはもちろんである。

本発明の第１実施形態による車両用エジェクタ式冷凍サイクルの冷媒回路図である。 第１実施形態による一体化ユニットの概略構成を示す斜視図である。 第１実施形態による一体化ユニットの蒸発器タンク部の横断面図である。 図３におけるＢ−Ｂ拡大断面図である。 第１実施形態による第２蒸発器の上側タンク部の右側空間部分の斜視図である。 第１実施形態による第１部材の単体斜視図である。 第１実施形態による第２部材の単体斜視図である。 開口部の水力直径と、液相冷媒の質量流量のバラツキとの関係を示すグラフである。 開口部と液相冷媒流路の出口端部との距離と、液相冷媒の質量流量のバラツキとの関係を示すグラフである。 第２実施形態による第１部材の単体斜視図である。 第３実施形態による一体化ユニットの蒸発器タンク部の横断面図である。 第３実施形態による第２部材の単体斜視図である。 第４実施形態による車両用冷凍サイクルの冷媒回路図である。 第４実施形態による一体化ユニットの概略構成を示す斜視図である。 第４実施形態による一体化ユニットの蒸発器タンク部の縦断面図である。 第４実施形態による第２蒸発器の下側タンクの斜視図である。 第４実施形態による第１部材の単体斜視図である。 第５実施形態による車両用エジェクタ式冷凍サイクルの冷媒回路図である。 第６実施形態による車両用エジェクタ式冷凍サイクルの冷媒回路図である。

符号の説明

１８ｂ…上側タンク（タンク）、２１…チューブ（冷媒通路）、２１ａ…入口側端部、
３５…仕切り部材、３６…貯留空間（第１空間）、３７…分配空間（第２空間）、
４０…開口部（気相冷媒流通部）、４１…液相冷媒貯留部、４２…気相冷媒貯留部、
４３…液相冷媒流路。

Claims (10)

1. 気液二相状態の冷媒が流入するタンク（１８ｂ、１８ｃ）と、
   前記タンク（１８ｂ、１８ｃ）の長手方向に配列され、入口側端部（２１ａ）が前記タンク（１８ｂ、１８ｃ）に接続された複数の冷媒通路（２１）とを備え、
   前記タンク（１８ｂ、１８ｃ）の内部空間を前記冷媒が流入する側の第１空間（３６）と前記入口側端部（２１ａ）側の第２空間（３７）とに仕切る仕切り部材（３５）が前記タンク（１８ｂ、１８ｃ）内に配置されており、
   前記第１空間（３６）のうち重力方向下方側部位は前記冷媒のうち液相冷媒を溜める液相冷媒貯留部（４１）を構成し、
   前記第１空間（３６）の重力方向上方側部位は前記冷媒のうち気相冷媒を溜める気相冷媒貯留部（４２）を構成し、
   前記気相冷媒を前記気相冷媒貯留部（４２）から前記第２空間（３７）へと流通させる気相冷媒流通部（４０）と、前記液相冷媒を前記液相冷媒貯留部（４１）から前記気相冷媒流通部（４０）に導く液相冷媒流路（４３）とを有していることを特徴とする冷媒蒸発器。
2. 前記気相冷媒流通部（４０）および前記液相冷媒流路（４３）が、それぞれ前記複数の冷媒通路（２１）の配列方向に複数個設けられていることを特徴とする請求項１に記載の冷媒蒸発器。
3. 前記仕切り部材（３５）は、断面形状がＶ字形状であって、前記複数の冷媒通路（２１）の配列方向に延びる形状を有しており、
   前記仕切り部材（３５）は、前記Ｖ字形状の両端部が重力方向上方側を向くように配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の冷媒蒸発器。
4. 前記仕切り部材（３５）のうち前記Ｖ字形状の底部よりも重力方向上方側の部位には、前記気相冷媒貯留部（４２）と前記第２空間（３７）とを連通する開口部（４０）が形成されており、
   前記気相冷媒流通部が前記開口部（４０）で構成されていることを特徴とする請求項３に記載の冷媒蒸発器。
5. 前記液相冷媒流路（４３）は、前記仕切り部材（３５）のうち前記Ｖ字形状の底部から開口部（４０）に至る範囲において、前記仕切り部材（３５）に沿って配置されていることを特徴とする請求項４に記載の冷媒蒸発器。
6. 前記液相冷媒流路（４３）が前記仕切り部材（３５）と一体に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の冷媒蒸発器。
7. 前記液相冷媒流路（４３）の出口断面積が前記開口部（４０）の開口面積以下に設定されていることを特徴とする請求項４ないし６のいずれか１つに記載の冷媒蒸発器。
8. 前記開口部（４０）の水力直径が０．８ｍｍ以上、５ｍｍ以下の範囲に設定されていることを特徴とする請求項４ないし７のいずれか１つに記載の冷媒蒸発器。
9. 前記開口部（４０）の縁部から前記液相冷媒流路（４３）の出口端部までの距離が５ｍｍ以下に設定されていることを特徴とする請求項４ないし８のいずれか１つに記載の冷媒蒸発器。
10. 前記液相冷媒貯留部（４１）の深さが３ｍｍ以上、３０ｍｍ以下の範囲に設定されていることを特徴とする請求項４ないし９のいずれか１つに記載の冷媒蒸発器。

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