JP4890337B2

JP4890337B2 - 蒸発器

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Publication number: JP4890337B2
Application number: JP2007115257A
Authority: JP
Inventors: 聡史上村
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Calsonic Kansei Corp
Priority date: 2007-04-25
Filing date: 2007-04-25
Publication date: 2012-03-07
Anticipated expiration: 2027-04-25
Also published as: US8302427B2; WO2008133203A1; US20100115987A1; JP2008267764A

Description

本発明は、自動車用空調装置の冷凍サイクルに介装されるエバポレータ等として適用され、通風方向に入口側熱交換部と出口側熱交換部による二つの熱交換部を対向配置した蒸発器に関する。

従来、蒸発器としては、通風方向に入口側熱交換部（＝風下側熱交換部）と出口側熱交換部（＝風上側熱交換部）による二つの熱交換部を対向配置し、各熱交換部は、上部タンクおよび下部タンクおよびこれら両タンク間に連通接続される複数の熱交換通路を備え、複数のパス（熱交換通路群）に区画したものが周知である。なお、複数のパスは、冷媒の通過順にしたがって、入口側熱交換部のパスを、第１パス・第２パス・第３パスとし、出口側熱交換部のパスを、第４パス・第５パス・第６パスとする。

このような構成を持つ蒸発器は、二つの熱交換部により空気の冷却を互いに補い合えるため、一つの熱交換部からなる蒸発器に比べ温度分布のムラを小さくできて好ましい。
しかし、各パスの熱交換通路断面積を均等とした場合、通風する風を冷却できる領域と通風する風を十分に冷却できない領域が形成され、この領域ムラが温度分布ムラの原因となっている。

これに対し、温度分布のムラをより小さくするため、冷媒が下降流となるパスよりも、冷媒が上昇流となるパスの熱交換通路数を少なく設定した蒸発器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、温度分布のムラをより小さくするため、入口側熱交換部は、第１パスの熱交換通路数を他のいずれのパスの熱交換通路数よりも少なくし、出口側熱交換部は、第４パスから最終パス（第６パス）に向けて徐々に熱交換通路数を多くした蒸発器が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００５−８３６７７号公報特開２００６−２４２４０６号公報

しかしながら、特許文献１に記載された従来の蒸発器にあっては、冷媒が下降流となる第１パスの熱交換通路数を多く設定しているため、冷媒流量が少量の時、入口側熱交換部（＝風下側熱交換部）の第１パスのタンク長手方向奥側に、冷媒流量が少なくなる領域が生じ、この冷媒流量が少なくなる領域において、部分的に高温部が発生する、という問題があった。

また、特許文献２に記載された従来の蒸発器にあっては、冷媒が上昇流となる第６パスの熱交換通路数を多く設定しているため、出口側熱交換部（＝風上側熱交換部）の第６パスのタンク長手方向手前側に、冷媒流量が少なくなる領域が生じ、この冷媒流量が少なくなる領域において、部分的に高温部が発生する、という問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、温度分布のムラの原因となる冷媒流量が少なくなる領域を最小限に抑えることで、熱交換部での温度分布の均一化を図ることができる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、本発明では、上下方向に延在し且つ左右方向に積層された複数の熱交換通路と、前記熱交換通路の上下両端に接続され熱交換通路からの冷媒を合流分配するタンクと、を有する熱交換部を備え、
前記熱交換部を通風方向に対し、風下側の入口側熱交換部と風上側の出口側熱交換部の二層構成とし、
前記両熱交換部の左右方向の一方に冷媒導入口と冷媒導出口を設けると共に両熱交換部の左右方向の他方に両熱交換部を連通する連通部を設け、
前記冷媒導入口から入口側熱交換部に冷媒を流通させた後、続けてその冷媒を前記出口側熱交換部に流通させて冷媒導出口へ導く蒸発器において、
前記入口側熱交換部は、冷媒が下降流となる第１パスと、冷媒が上昇流となる第２パスと、冷媒が下降流となる第３パスと、を備え、
前記出口側熱交換部は、冷媒が上昇流となる第４パスと、冷媒が下降流となる第５パスと、冷媒が上昇流となる第６パスと、を備え、
冷媒流速が速い下降流において、前記冷媒導入口からの冷媒が最初に下降流となり液冷媒比率が高く流路断面積を必要としない前記第１パスの熱交換通路断面積を、前記冷媒導出口へと導く冷媒が最後に下降流となりガス冷媒比率が高い前記第５パスの熱交換通路断面積より小さく設定し、かつ、冷媒流速が遅い上昇流において、前記冷媒導出口へと導く冷媒が最後に上昇流になりガス冷媒比率が高い前記第６パスの熱交換通路断面積を、前記冷媒導入口からの冷媒が最初に上昇流となり液冷媒比率が高い前記第２パスの熱交換通路断面積をより小さく設定したことを特徴とする。

よって、本発明の蒸発器にあっては、冷媒流速が速い下降流において、冷媒導入口からの冷媒が最初に下降流となり液冷媒比率が高く流路断面積を必要としない第１パスの熱交換通路断面積が、冷媒導出口へと導く冷媒が最後に下降流となりガス冷媒比率が高い第５パスの熱交換通路断面積より小さく設定される。そして、冷媒流速が遅い上昇流において、冷媒導出口へと導く冷媒が最後に上昇流になりガス冷媒比率が高い第６パスの熱交換通路断面積が、冷媒導入口からの冷媒が最初に上昇流となり液冷媒比率が高い第２パスの熱交換通路断面積より小さく設定される。
すなわち、冷媒の下降流と上昇流を比べた場合、冷媒の流速は、重力にしたがって下がる下降流が速く、重力に逆らって上る上昇流が遅くなる。また、熱交換の開始域である第１パスはガス冷媒に比べ液冷媒の比率が高く、熱交換が進行する第２パスから第６パスに向かうにしたがって徐々に液冷媒に比べガス冷媒の比率が高くなる。
そこで、冷媒偏流の起こり易さを検討すると、冷媒流速が速い下降流において、第１パスと第５パスを同じ流路断面積に設定すると、液冷媒比率が高く流路断面積を必要としない第１パスの方が、ガス冷媒比率が高い第５パスよりも冷媒偏流が起こり易い。また、冷媒流速が遅い上昇流において、第２パスと第６パスを同じ流路断面積に設定すると、ガス冷媒比率が高い第６パスの方が、液冷媒比率が高い第２パスよりも冷媒偏流が起こり易い。
これに対し、第１パスと第５パスの流路断面積の関係を、第１パス流路断面積＜第５パス流路断面積に設定したため、導入される冷媒流量が少量であっても第１パスでの冷媒偏流の発生が抑えられる。また、第６パスと第２パスの流路断面積の関係を、第６パス流路断面積＜第２パス流路断面積に設定したため、冷媒のガス化に伴う第６パスでの冷媒偏流の発生が抑えられる。
この結果、温度分布のムラの原因となる冷媒流量が少なくなる領域を最小限に抑えることで、熱交換部での温度分布の均一化を図ることができる。

以下、本発明の蒸発器を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は実施例１の蒸発器を示す風上側から視た全体正面図である。図２は実施例１の蒸発器を示す上側から視た全体平面図である。図３は実施例１の蒸発器における内部構成を示す図１のIII−III線による断面図である。図４は実施例１の蒸発器におけるチューブ構造を示す図で、(a)は分解斜視図を示し、(b)はチューブの斜視図を示す。図５は実施例１の蒸発器におけるタンクの仕切部を備える金属薄板を示す斜視図である。

この実施例１の蒸発器１は、自動車用空調装置の冷凍サイクルに介装される蒸発器であって、インストルメントパネルの内側の空調ケース内に設置され、内部を流れる冷媒と外側を通過する空気とを熱交換させ、冷媒を蒸発気化させて空気を冷却するものである。

実施例１の蒸発器１は、垂直方向に向けて配置されたチューブ３０を、アウターフィン３３を介在させつつ水平方向に向けて複数多段に積層し、チューブ積層方向最外側（水平方向最外側）に強度補強用のサイドプレート３５、３７および配管コネクタ３６等を付設して所定の蒸発器の形状とした状態で、一体にロウ付けすることで製造される（図１、図２、図３、図４参照）。なお、図１、２中符号３４は最外端用の金属薄板を示す。

使用されるチューブ３０は、図４(a)に示すように、一対の金属薄板４０、４０の間にインナーフィン６１、６１を挟み込んだ状態で最中合わせにして形成されている。これら一対の金属薄板４０、４０は、周縁の接合部４０ｂ同士および中央の仕切部４０ａ同士が接合されている。チューブ３０内部には、図４(b)に示すように、中央部の仕切部３０ａを隔てて冷媒を流す２本の熱交換通路３１、３１が形成されている。また各熱交換通路３１の両端部からは積層方向Ｘ外方に向けて筒状に突出するタンク部３２、３２が形成されている。これに対応して、チューブ３０を形成する各金属薄板４０は、図４(a)に示すように、２本の熱交換通路用凹部４１と４つのタンク部４２とを備えた構造となっている。
なお、図５に示す仕切部５１を備える金属薄板５０を、所定の積層位置の金属薄板４０の代わりに利用することで、各タンク１１、１２、２１、２２が仕切られている。

図６は実施例１の蒸発器における熱交換部を示す概略斜視図である。図７は実施例１の蒸発器における入口側熱交換部の各パスと出口側熱交換部の各パスでの区画設定を示す概略図である。

実施例１の蒸発器１は、冷媒の入口側熱交換部１０を風下側に、冷媒の出口側熱交換部２０を風上側に、並列配置している。

前記入口側熱交換部１０は、上部タンク１１および下部タンク１２およびこれら両タンク１１、１２間に連通接続される複数の熱交換通路３１を構成するチューブ３０（図１、図３参照）を備える。一方、出口側熱交換部２０は、同じく上部タンク２１および下部タンク２２およびこれら両タンク２１、２２間に連通接続される複数の熱交換通路３１を形成するチューブ３０（図１、図３参照）を備える。

前記入口側熱交換部１０は、その熱交換通路群が左から右に向けて順に第１パス１０ａ、第２パス１０ｂ、第３パス１０ｃに区画されている。具体的には、上部タンク１１の左端に蒸発器入口７が設けられ、且つ、上部タンク１１が仕切部５１によって、上部第１タンク部１１ａおよび上部第２タンク部１１ｂに区画される。一方で下部タンク１２が仕切部５１によって、下部第１タンク部１２ａおよび下部第２タンク部１２ｂに区画される。これにより、熱交換通路群が左から右に向けて順に第１パス１０ａ、第２パス１０ｂ、第３パス１０ｃに区画されている。

そのため、蒸発器入口７から入口側熱交換部１０に冷媒を導入すると、上部第１タンク部１１ａ→第１パス１０ａ→下部第１タンク部１２ａ→第２パス１０ｂ→上部第２タンク部１１ｂ→第３パス１０ｃ→下部第２タンク部１２ｂという順で流れ、そして最終的に、連通部９を通じて出口側熱交換部２０の最上流部（下部第１タンク部２２ａ）に導入される。

一方、前記出口側熱交換部２０は、その熱交換通路群は右から左に向けて順に第４パス２０ａ、第５パス２０ｂ、第６パス２０ｃに区画されている。具体的には、下部タンク２２が仕切部５１によって、下部第１タンク部２２ａおよび下部第２タンク部２２ｂに区画される。一方で上部タンク２１が仕切部５１によって、上部第１タンク部２１ａおよび上部第２タンク部２１ｂに区画され、且つ、上部タンク２１の左端に蒸発器出口８が設けられる。これにより熱交換通路群が右から左に向けて順に第４パス２０ａ、第５パス２０ｂ、第６パス２０ｃに区画されている。

そのため、連通部９から出口側熱交換部２０に導入された冷媒は、下部第１タンク部２２ａ→第４パス２０ａ→上部第１タンク部２１ａ→第５パス２０ｂ→下部第２タンク部２２ｂ→第６パス２０ｃ→上部第２タンク部２１ｂという順で流れ、そして、最終的に蒸発器出口８を通じて蒸発器１から導出される。

次に、図６及び図７を参照しつつ、実施例１の蒸発器１におけるパスの区画について説明する。

この実施例１の蒸発器１は、入口側熱交換部１０が３パスであり、出口側熱交換部２０が３パスである。入口側熱交換部１０は、第１パス１０ａが下降流パスであり、第２パス１０ｂが上昇流パスであり、第３パス１０ｃが下降流パスである。一方、出口側熱交換部２０は、第４パス２０ａが上昇流パスであり、第５パス２０ｂが下降流パスであり、第６パス２０ｃが上昇流パスである。

実施例１の蒸発器１は、冷媒導入口７からの冷媒が最初に下降流となる第１パス１０ａの熱交換通路断面積を、冷媒導出口８へと導く冷媒が最後に下降流となる第５パス２０ｂの熱交換通路断面積より小さく設定し、かつ、冷媒導出口８へと導く冷媒が最後に上昇流になる第６パス２０ｃの熱交換通路断面積を、冷媒導入口７からの冷媒が最初に上昇流となる第２パス１０ｂの熱交換通路断面積より小さく設定している。

より具体的は、第１パス１０ａ、第２パス１０ｂ、第３パス１０ｃ、第４パス２０ａ、第５パス２０ｂ、第６パス２０ｃの各熱交換通路の断面積（＝チューブ断面積）を同一とし、第１パス１０ａ〜第６パス２０ｃの各熱交換通路数の関係として、
(a) 第１パス通路数＜第２パス通路数〜第６パス通路数
(b) 第２パス通路数≧第３パス通路数
(c) 第３パス通路数＞第４パス通路数
(d) 第５パス通路数＞第６パス通路数≧第４パス通路数
以上の(a)〜(d)の関係が共に成立する設定としている。

次に、作用を説明する。
蒸発器において、温度分布ムラを無くし、高い熱交換効率を得ることが究極の解決課題である。
これに対し、熱交換部を、風下側の入口側熱交換部と風上側の出口側熱交換部による二層構造とし、各熱交換通路を複数のパス（熱交換通路群）に区画し、二つの熱交換部により空気の冷却を互いに補い、一つの熱交換部からなる蒸発器に比べ、温度分布のムラを小さく抑えたものが提案されている。
しかし、各パスの熱交換通路断面積を均等とした場合、通風する風を冷却できる領域と通風する風を十分に冷却できない領域が形成され、この領域ムラが温度分布ムラの原因となっていることも明らかである。

これに対し、特開２００５−８３６７７号公報において、温度分布のムラをより小さくするため、冷媒が下降流となるパスよりも、冷媒が上昇流となるパスの熱交換通路数を少なく設定した蒸発器が提案されている。
しかしながら、２つの下降流となるパスと１つの上昇流となるパスを有する風下側の入口側熱交換部においては、図８(a)に示すように、冷媒が上昇流となる第２パスの熱交換通路数を少なく設定することで、結果的に冷媒が下降流となる第１パスと第３パスの熱交換通路数を多く設定することになる。
このため、風下側の入口側熱交換部において、特に、冷媒流量が少量の時、図８(a)に示すように、第１パスのタンク長手方向奥側に、冷媒流量が少なくなる領域Ｌ１が生じ、この冷媒流量が少なくなる領域Ｌ１において、部分的に高温部が発生する。

また、特開２００６−２４２４０６号公報において、温度分布のムラをより小さくするため、入口側熱交換部は、第１パスの熱交換通路数を他のいずれのパスの熱交換通路数よりも少なくし、出口側熱交換部は、第４パスから最終パス（第６パス）に向けて徐々に熱交換通路数を多くした蒸発器が提案されている。
しかしながら、１つの下降流となるパスと２つの上昇流となるパスを有する風上側の出口側熱交換部においては、図８(b)に示すように、冷媒が上昇流となる第６パスの熱交換通路数を第４パスや第５パスより多く設定することになる。
このため、風上側の出口側熱交換部において、図８(b)に示すように、風上側の出口側熱交換部の第６パスのタンク長手方向手前側に、冷媒流量が少なくなる領域Ｌ６が生じ、この冷媒流量が少なくなる領域Ｌ６において、部分的に高温部が発生する。

そこで、入口側熱交換部１０の第１パス１０ａと出口側熱交換部２０の第６パス２０ｃのそれぞれで冷媒流量が少なくなる領域Ｌ１，Ｌ６を最小限に抑えることに着目し、熱交換部全体での温度分布の均一化を図るようにしたものである。

そのために、冷媒導入口７からの冷媒が最初に下降流となる第１パス１０ａの熱交換通路断面積を、冷媒導出口８へと導く冷媒が最後に下降流となる第５パス２０ｂの熱交換通路断面積より小さく設定し、かつ、冷媒導出口８へと導く冷媒が最後に上昇流になる第６パス２０ｃの熱交換通路断面積を、冷媒導入口７からの冷媒が最初に上昇流となる第２パス１０ｂの熱交換通路断面積より小さく設定する構成を採用した。

この構成を採用することによって、入口側熱交換部１０の第１パス１０ａと出口側熱交換部２０の第６パス２０ｃのそれぞれで冷媒流量が少なくなる領域Ｌ１，Ｌ６を最小限に抑えることができる理由について説明する。

まず、冷媒の下降流と上昇流を比べた場合、冷媒の流速は、重力にしたがって下がる下降流が速く、重力に逆らって上る上昇流が遅くなる。また、熱交換の開始域である第１パス１０ａはガス冷媒に比べ液冷媒の比率が高く、熱交換が進行する第２パス１０ｂから第６パス２０ｃに向かうにしたがって徐々に液冷媒に比べガス冷媒の比率が高くなる。

そこで、冷媒偏流の起こり易さを検討すると、冷媒流速が速い下降流において、第１パスと第５パスを同じ流路断面積に設定すると、液冷媒比率が高く流路断面積を必要としない第１パスの方が、ガス冷媒比率が高い第５パスよりも冷媒偏流が起こり易い。

また、冷媒流速が遅い上昇流において、第２パスと第６パスを同じ流路断面積に設定すると、ガス冷媒比率が高い第６パスの方が、液冷媒比率が高い第２パスよりも冷媒偏流が起こり易い。

これに対し、実施例１の蒸発器１では、第１パス１０ａと第５パス２０ｂの流路断面積の関係を、第１パス流路断面積＜第５パス流路断面積に設定したため、図７と図８(a)の対比から明らかなように、冷媒流量が少なくなる領域Ｌ１が消滅し、例え導入される冷媒流量が少量であっても第１パス１０ａでの冷媒偏流の発生が抑えられる。また、第６パス２０ｃと第２パス１０ｂの流路断面積の関係を、第６パス流路断面積＜第２パス流路断面積に設定したため、図７と図８(b)の対比から明らかなように、冷媒流量が少なくなる領域Ｌ６が領域Ｌ６’まで大幅に縮小し、冷媒のガス化に伴う第６パス２０ｃでの冷媒偏流の発生が抑えられる。

次に、冷媒偏流の起こり易さをさらに詳しく検討すると、冷媒が自重により流下する第１パスと第３パスと第５パスの下降流では、液／ガス冷媒比率が、流路断面積を決定する最大要因となり、液冷媒比率が高い第１パスの流路断面積を最も小さくし、ガス冷媒比率が高くなる第３パスと第５パスでは、ガス冷媒比率が高くなるにしたがって流路断面積を拡大するのが好ましい。

また、冷媒が後続の冷媒から押し上げられる第２パスと第４パスと第６パスの上昇流では、１つ手前のパス（第１パス、第３パス、第５パス）の液／ガス冷媒による押し上げエネルギーが流路断面積を決定する最大要因となり、液冷媒比率が高くて冷媒押し上げエネルギーが最も高い第１パスの次の第２パスの流路断面積を最も大きくし、流路断面積が大きくてもガス冷媒比率が高くなることで冷媒押し上げエネルギーが低い第３パスの次の第４パスや第５パスの次の第６パスの流路断面積は、第２パスの流路断面積より縮小した面積とするのが好ましい。

これに対し、実施例１の蒸発器１では、第１パス１０ａ〜第６パス２０ｃの各熱交換通路数の関係として、
(1) 第１パス１０ａの通路数＜第２パス１０ｂの通路数〜第６パス２０ｃの通路数
(2) 第２パス１０ｂの通路数≧第３パス１０ｃの通路数
(3) 第３パス１０ｃの通路数＞第４パス２０ａの通路数
(4) 第５パス２０ｂの通路数＞第６パス２０ｃの通路数≧第４パス２０ａの通路数
以上の(1)〜(4)の関係が共に成立する設定とした。

つまり、第１パス１０ａ、第３パス１０ｃ、第５パス２０ｂの下降流では、流路断面積の関係を、ガス冷媒比率が高くなるにしたがって流路断面積を拡大するのに合わせて、第１パス流路断面積＜第３パス流路断面積＜第５パス流路断面積に設定した。このため、図７に示すように、第１パス１０ａでの冷媒流量が少なくなる領域が消滅し、第３パス１０ｃ及び第５パス２０ｂでの冷媒流量が少なくなる領域Ｌ３’，Ｌ５’も下部タンク１２，２１に沿った僅かの領域に見られるだけとなった。

一方、第２パス１０ｂ、第４パス２０ａ、第６パス２０ｃの上昇流では、流路断面積の関係を、それぞれのパス１０ｂ，２０ａ，２０ｃの前のパス１０ａ，１０ｃ，２０ｂでの冷媒押し上げエネルギーの大きさに合わせて、第２パス流路断面積＞第４パス流路断面積≧第５パス流路断面積に設定した。このため、図７に示すように、第２パス１０ｂでの冷媒流量が少なくなる領域が消滅し、第４パス２０ａでの冷媒流量が少なくなる領域Ｌ４’が上部タンク２１の一部に見られ、第６パス２０ｃでの冷媒流量が少なくなる領域Ｌ６’が上部タンク２１の一部に見られるだけとなった。

なお、本発明の蒸発器は、特に循環する冷媒の流量が低流量である場合に温度分布ムラが小さく抑制する効果が大きい。例えば、コンプレッサが車両エンジンによって駆動される場合等は、コンプレッサの駆動力に制限があってコンプレッサからの冷媒流量を高流量にできないため、定常的に冷凍サイクル内を循環する冷媒量が低流量となる。このため、本発明の蒸発器をこのような冷凍サイクルに接続すると特に好適である。

次に、効果を説明する。
実施例１の蒸発器にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) 上下方向に延在し且つ左右方向に積層された複数の熱交換通路３１と、前記熱交換通路３１の上下両端に接続され熱交換通路３１からの冷媒を合流分配するタンク１１，１２，２１，２２と、を有する熱交換部を備え、前記熱交換部を通風方向に対し、風下側の入口側熱交換部１０と風上側の出口側熱交換部２０の二層構成とし、前記両熱交換部１０，２０の左右方向の一方に冷媒導入口７と冷媒導出口８を設けると共に両熱交換部１０，２０の左右方向の他方に両熱交換部１０，２０を連通する連通部９を設け、前記冷媒導入口７から入口側熱交換部１０に冷媒を流通させた後、続けてその冷媒を前記出口側熱交換部２０に流通させて冷媒導出口７へ導く蒸発器１において、前記入口側熱交換部１０は、冷媒が下降流となる第１パス１０ａと、冷媒が上昇流となる第２パス１０ｂと、冷媒が下降流となる第３パス１０ｃと、を備え、前記出口側熱交換部２０は、冷媒が上昇流となる第４パス２０ａと、冷媒が下降流となる第５パス２０ｂと、冷媒が上昇流となる第６パス２０ｃと、を備え、前記冷媒導入口７からの冷媒が最初に下降流となる前記第１パス１０ａの熱交換通路断面積を、前記冷媒導出口８へと導く冷媒が最後に下降流となる前記第５パス２０ｂの熱交換通路断面積より小さく設定し、かつ、前記冷媒導出口８へと導く冷媒が最後に上昇流になる前記第６パス２０ｃの熱交換通路断面積を、前記冷媒導入口７からの冷媒が最初に上昇流となる前記第２パス１０ｂの熱交換通路断面積をより小さく設定したため、温度分布のムラの原因となる冷媒流量が少なくなる領域Ｌ１，Ｌ６を最小限に抑えることで、熱交換部での温度分布の均一化を図ることができる。

(2) 前記第１パス１０ａ、第２パス１０ｂ、第３パス１０ｃ、第４パス２０ａ、第５パス２０ｂ、第６パス２０ｃの各熱交換通路の断面積を同一とし、第１パス１０ａ〜第６パス２０ｃの各熱交換通路数の関係として、
(a) 第１パス通路数＜第２パス通路数〜第６パス通路数
(b) 第２パス通路数≧第３パス通路数
(c) 第３パス通路数＞第４パス通路数
(d) 第５パス通路数＞第６パス通路数≧第４パス通路数
以上の(a)〜(d)の関係が共に成立する設定としたため、製造管理が容易であると共に、下降流での、ガス冷媒比率が高くなるにしたがって流路断面積を拡大するのに合わせた流路断面積の関係設定と、上昇流での、前のパスでの冷媒押し上げエネルギーの大きさに合わせた流路断面積の関係設定により、第１パス１０ａ〜第６パス２０ｃの全体として、温度分布のムラの原因となる冷媒流量が少なくなる領域を最小限に抑えることができる。

以上、本発明の蒸発器を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１では、第１パス１０ａ〜第６パス２０ｃの各熱交換通路数の関係を細かく設定した例を示したが、要するに、冷媒導入口７からの冷媒が最初に下降流となる第１パス１０ａの熱交換通路断面積を、冷媒導出口８へと導く冷媒が最後に下降流となる第５パス２０ｂの熱交換通路断面積より小さく設定し、かつ、冷媒導出口８へと導く冷媒が最後に上昇流になる第６パス２０ｃの熱交換通路断面積を、冷媒導入口７からの冷媒が最初に上昇流となる第２パス１０ｂの熱交換通路断面積をより小さく設定したものであれば、実施例１には限られることはない。

実施例１では、本発明の蒸発器を車両用空調装置のエバポレータに適用した例を示したが、これに限られずその他の技術分野における冷凍サイクルを用いる空調装置の蒸発器として適用することができる。

実施例１の蒸発器を示す風上側から視た全体正面図である。実施例１の蒸発器を示す上側から視た全体平面図である。実施例１の蒸発器における内部構成を示す図１のIII−III線による断面図である。実施例１の蒸発器におけるチューブ構造を示す図で、(a)は分解斜視図を示し、(b)はチューブの斜視図を示す。実施例１の蒸発器におけるタンクの仕切部を備える金属薄板を示す斜視図である。実施例１の蒸発器における熱交換部を示す概略斜視図である。実施例１の蒸発器における入口側熱交換部の各パスと出口側熱交換部の各パスでの区画設定を示す概略図である。従来例の蒸発器における入口側熱交換部の各パスと出口側熱交換部の各パスでの区画設定を示す概略図である。

符号の説明

１…蒸発器
７…冷媒導入口
８…冷媒導出口
９…連通部
１０…入口側熱交換部
１０ａ…第１パス（下降流パス）
１０ｂ…第２パス（上昇流パス）
１０ｃ…第３パス（下降流パス）
１１…上部タンク
１２…下部タンク
２０…出口側熱交換部
２０ａ…第４パス（上昇流パス）
２０ｂ…第５パス（下降流パス）
２０ｃ…第６パス（上昇流パス）
２１…上部タンク
２２…下部タンク
３０…チューブ
３１…熱交換通路
Ｌ…冷媒流量が少なくなる領域

Claims

上下方向に延在し且つ左右方向に積層された複数の熱交換通路と、前記熱交換通路の上下両端に接続され熱交換通路からの冷媒を合流分配するタンクと、を有する熱交換部を備え、
前記熱交換部を通風方向に対し、風下側の入口側熱交換部と風上側の出口側熱交換部の二層構成とし、
前記両熱交換部の左右方向の一方に冷媒導入口と冷媒導出口を設けると共に両熱交換部の左右方向の他方に両熱交換部を連通する連通部を設け、
前記冷媒導入口から入口側熱交換部に冷媒を流通させた後、続けてその冷媒を前記出口側熱交換部に流通させて冷媒導出口へ導く蒸発器において、
前記入口側熱交換部は、冷媒が下降流となる第１パスと、冷媒が上昇流となる第２パスと、冷媒が下降流となる第３パスと、を備え、
前記出口側熱交換部は、冷媒が上昇流となる第４パスと、冷媒が下降流となる第５パスと、冷媒が上昇流となる第６パスと、を備え、
冷媒流速が速い下降流において、前記冷媒導入口からの冷媒が最初に下降流となり液冷媒比率が高く流路断面積を必要としない前記第１パスの熱交換通路断面積を、前記冷媒導出口へと導く冷媒が最後に下降流となりガス冷媒比率が高い前記第５パスの熱交換通路断面積より小さく設定し、かつ、冷媒流速が遅い上昇流において、前記冷媒導出口へと導く冷媒が最後に上昇流になりガス冷媒比率が高い前記第６パスの熱交換通路断面積を、前記冷媒導入口からの冷媒が最初に上昇流となり液冷媒比率が高い前記第２パスの熱交換通路断面積をより小さく設定したことを特徴とする蒸発器。
請求項１に記載された蒸発器において、
前記第１パス、第２パス、第３パス、第４パス、第５パス、第６パスの各熱交換通路の断面積を同一とし、第１パス〜第６パスの各熱交換通路数の関係として、
(a) 第１パス通路数＜第２パス通路数〜第６パス通路数
(b) 第２パス通路数≧第３パス通路数
(c) 第３パス通路数＞第４パス通路数
(d) 第５パス通路数＞第６パス通路数≧第４パス通路数
以上の(a)〜(d)の関係が共に成立する設定としたことを特徴とする蒸発器。