JP5849883B2 - 蓄冷熱交換器 - Google Patents

Description

本発明は、冷凍サイクル装置に用いられる蓄冷熱交換器に関するものである。

従来、空調装置には、冷凍サイクル装置が用いられている。この冷凍サイクル装置が停止している状態においても、限定された冷房を提供する試みがなされている。例えば、車両用空調装置では、走行用エンジンによって冷凍サイクル装置の圧縮機が駆動される。このため、車両が一時的に停車している間にエンジンが停止すると、冷凍サイクル装置が停止する。このような一時的な停車中に、限定された冷房を提供するために、冷凍サイクル装置の蒸発器に冷熱を蓄える蓄冷材を付加した蓄冷熱交換器が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１に記載の蓄冷熱交換器では、蓄冷材容器の内部に、蓄冷材との伝熱面積を増大させるインナーフィンを備えている。また、蓄冷材容器の外側表面および内側表面に、複数の凹凸形状を有している。

特開２０１１−１２９４７号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の蓄冷熱交換器では、蓄冷材容器の内側表面に設けられた凸部（蓄冷材容器の外側に向かって突出する部位）において、蓄冷材容器とインナーフィンとがろう付け接合されない部分が発生する可能性がある。蓄冷材容器とインナーフィンとが接合されていないと、蓄冷材容器内の蓄冷材が完全に凝固するまでの時間が長くなるという問題がある。

本発明は上記点に鑑みて、蓄冷材容器とインナーフィンとの接合率を向上させることができる蓄冷熱交換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、請求項１に記載の発明では、冷媒通路を有するとともに、互いに間隔を設けて配置された複数の冷媒管（４５）と、冷媒管（４５）に接合されるとともに、蓄冷材を収容する部屋を区画する蓄冷材容器（４７）と、蓄冷材への蓄冷時および蓄冷材からの放冷時に冷却対象空間を冷却する空気が流通する冷却用空気通路（４６０）と、蓄冷材容器（４７）の内部に配置されるとともに、蓄冷材との伝熱面積を増大させるインナーフィン（６０）とを備える蓄冷熱交換器において、インナーフィン（６０）は、冷媒管（４５）の積層方向に対して垂直な複数の平面部（６１）を少なくとも有しており、１つのインナーフィン（６０）の全ての平面部（６１）は、それぞれ、冷却用空気通路（４６０）を流通する空気の流れ方向における少なくとも一部において、蓄冷材容器（４７）の内側表面に接合されており、冷媒管（４５）が接合される蓄冷材容器（４７）の内側表面には、蓄冷材容器（４７）の外側に向けて突出した複数の容器側凸部（４７ａ）が設けられており、インナーフィン（６０）の平面部（６１）は、容器側凸部（４７ａ）に対応する形状に形成されており、蓄冷材容器（４７）の容器側凸部（４７ａ）の内側表面に、インナーフィン（６０）の平面部（６１）が接合されていることを特徴とする。

これによれば、１つのインナーフィン（６０）の全ての平面部（６０）を、それぞれ、冷却用空気通路（４６０）を流通する空気の流れ方向における少なくとも一部において、蓄冷材容器（４７）の内側表面に接合させることで、全ての平面部（６０）において、蓄冷材容器（４７）の内側表面とのろう付け起点を確保することができる。したがって、蓄冷材容器（４７）とインナーフィン（６０）との接合率を向上させることが可能となる。
また、インナーフィン（６０）の平面部（６１）を、蓄冷材容器（４７）の容器側凸部（４７ａ）に対応する形状に形成し、蓄冷材容器（４７）の容器側凸部（４７ａ）の内側表面に、インナーフィン（６０）の平面部（６１）が接合されるようにすることで、インナーフィン（６０）の平面部（６１）と、蓄冷材容器（４７）の容器側凸部（４７ａ）の内側表面とを面接触させることができる。これにより、蓄冷材容器（４７）の内側表面とのろう付け起点を確保することができるので、蓄冷材容器（４７）とインナーフィン（６０）との接合率を向上させることが可能となる。
また、請求項２に記載の発明では、冷媒通路を有するとともに、互いに間隔を設けて配置された複数の冷媒管（４５）と、冷媒管（４５）に接合されるとともに、蓄冷材を収容する部屋を区画する蓄冷材容器（４７）と、蓄冷材への蓄冷時および蓄冷材からの放冷時に冷却対象空間を冷却する空気が流通する冷却用空気通路（４６０）と、蓄冷材容器（４７）の内部に配置されるとともに、蓄冷材との伝熱面積を増大させるインナーフィン（６０）とを備える蓄冷熱交換器であって、インナーフィン（６０）は、複数の平面部（６１）を有するとともに、平面部（６１）は、冷却用空気通路（４６０）の空気流れ方向における少なくとも一部において、蓄冷材容器（４７）の内側表面に接合されており、蓄冷材容器（４７）は、一対のプレート部材（４７０）を有しているとともに、一対のプレート部材（４７０）間に蓄冷材を収容する部屋が形成されており、冷媒管（４５）が接合される蓄冷材容器（４７）の内側表面には、蓄冷材容器（４７）の外側に向けて突出した複数の容器側凸部（４７ａ）および蓄冷材容器（４７）の内側に凹んだ複数の容器側凹部（４７ｂ）が設けられており、複数の容器側凸部（４７ａ）は、蓄冷材容器（４７）の空気流れ方向中心部に対して、一方側の空気流れ方向長さが他方側の空気流れ方向長さより短くなっている容器側凸部（４７ａ）を含んでおり、蓄冷材容器（４７）の内側表面のうち、蓄冷材容器（４７）の空気流れ方向中心部に対して、容器側凸部（４７ａ）の空気流れ方向長さが短くなっている側では、一対のプレート（４７０）同士の接合部（４７１）近傍に容器側凹部（４７ｂ）が形成されていることを特徴としている。
これによれば、蓄冷材容器（４７）の内側表面のうち、プレート部材（４７０）同士の接合部（４７１）近傍に設けられた容器側凹部（４７ｂ）をインナーフィン（６０）とのろう付け起点とすることができ、蓄冷材容器（４７）とインナーフィン（６０）とを確実にろう付けすることが可能となる。

また、請求項４に記載の発明では、蓄冷材容器（４７）は、一対のプレート部材（４７０）間に、インナーフィン（６０）の複数の平面部（６１）のうち、冷却用空気通路（４６０）を流通する空気の流れ方向の両端部に配置される平面部（６１０）を挟んだ状態で、一対のプレート部材（４７０）同士を最中合わせ状に接合することによって形成されていることを特徴としている。

これによれば、一対のプレート部材（４７０）間に、インナーフィン（６０）の複数の平面部（６１）のうち、冷却用空気通路（４６０）を流通する空気の流れ方向の両端部に配置される平面部（６１０）を挟んだ状態で、一対のプレート部材（４７０）同士を最中合わせ状に接合することで、インナーフィン（６０）の複数の平面部（６１）のうち、冷却用空気通路（４６０）を流通する空気の流れ方向の両端部に配置される平面部（６１０）を、蓄冷材容器（４７）を構成する一対のプレート部材（４７０）と面接触させることができる。このため、インナーフィン（６０）の複数の平面部（６１）のうち、冷却用空気通路（４６０）を流通する空気の流れ方向の両端部に配置される平面部（６１０）において、蓄冷材容器（４７）の内側表面とのろう付け起点を確保することができるので、蓄冷材容器（４７）とインナーフィン（６０）との接合率を向上させることが可能となる。

また、請求項５に記載の発明では、蓄冷材容器（４７）は、一対のプレート部材（４７０）同士を最中合わせ状に接合することによって形成されており、一対のプレート部材（４７０）における、冷媒管（４５）の長手方向の端部および空気の流れ方向の端部のうちの少なくとも一方には、一対のプレート部材（４７０）同士を接合する際にプレート部材（４７０）の位置ズレを抑制するための位置ズレ抑制手段（４７５）が設けられていることを特徴としている。

これによれば、一対のプレート部材（４７０）に位置ズレ抑制手段（４７５）を設けることで、一対のプレート部材（４７０）同士を接合する際にプレート部材（４７０）が位置ズレすることを抑制できる。このため、一対のプレート部材（４７０）同士を接合する際に、蓄冷材容器（４７）とインナーフィン（６０）との位置関係や寸法関係がズレてしまうことを抑制できる。したがって、蓄冷材容器（４７）とインナーフィン（６０）とのろう付け性を向上させ、蓄冷材容器（４７）とインナーフィン（６０）との接合率を向上させることが可能となる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した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実施形態における車両用空調装置を構成する冷凍サイクル装置の構成図である。 第１実施形態における蒸発器を示す平面図である。 図２の矢印Ｗ方向から見た図である。 第１実施形態における蒸発器をチューブ長手方向から見た一部断面図である。 第１実施形態における蒸発器を空気流れ方向から見た一部断面図である。 蓄冷材容器の内側表面とインナーフィンとの間における、未ろう付け時のろう付け起点のクリアランス寸法を示す図である。 蓄冷材容器とインナーフィンの未ろう付け率と、蓄冷時における蓄冷材の蓄冷時間との関係を示す特性図である。 （ａ）は第２実施形態における蓄冷材容器をチューブ積層方向から見た一部側面図で、（ｂ）は第２実施形態におけるインナーフィンをチューブ積層方向から見た一部側面図である。 第３実施形態における蓄冷材容器をチューブ積層方向から見た一部側面図である。 図９のＸＩ−ＸＩ断面図である。 第４実施形態における蓄冷材容器をチューブ積層方向から見た一部側面図である。 第５実施形態における蓄冷材容器を示す分解側面図である。 第６実施形態におけるインナーフィンを示す斜視図である。 第７実施形態における蓄冷材容器４７を示す一部分解斜視図である。 他の実施形態（１）におけるインナーフィンを示す一部側面図である。 他の実施形態（３）におけるインナーフィンを示す側面図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態となる車両用空調装置を構成する冷凍サイクル装置の構成を図１に示す。この空調装置を構成する冷凍サイクル装置１は、圧縮機１０、放熱器２０、減圧器３０、および蒸発器（エバポレータ）４０を有する。これら構成部品は、配管によって環状に接続され、冷媒循環路を構成する。

圧縮機１０は、車両の走行用の動力源２である内燃機関（あるいは電動機等）によって駆動される。動力源２が停止すると、圧縮機１０も停止する。圧縮機１０は、蒸発器４０から冷媒を吸引し、圧縮し、放熱器２０へ吐出する。放熱器２０は、高温冷媒を冷却する。放熱器２０は、凝縮器とも呼ばれる。減圧器３０は、放熱器２０によって冷却された冷媒を減圧する。蒸発器４０は、減圧器３０によって減圧された冷媒を蒸発させ、車室内空気を冷却する。

図２および図３において、蒸発器４０は、２層に配置された第１熱交換部４８と第２熱交換部４９とを有する。そして、第２熱交換部４９が空気流れ上流側に配置され、第１熱交換部４８が空気流れ下流側に配置されている。

具体的には、蒸発器４０は、複数に分岐した冷媒通路部材を有する。この冷媒通路部材は、アルミニウム等の金属製の通路部材によって提供される。冷媒通路部材は、組をなして位置づけられた第１〜第４ヘッダ４１〜４４と、それらヘッダ４１〜４４の間を連結する複数のチューブ４５によって提供されている。

第１ヘッダ４１と第２ヘッダ４２とは、組をなしており、互いに所定距離れて平行に配置されている。第３ヘッダ４３と第４ヘッダ４４も組をなしており、互いに所定距離れて平行に配置されている。第１ヘッダ４１と第２ヘッダ４２との間には、複数のチューブ４５が等間隔に配列されている。各チューブ４５は、その端部において対応するヘッダ４１、４２内に連通している。これら第１ヘッダ４１と、第２ヘッダ４２と、それらの間に配置された複数のチューブ４５によって第１熱交換部４８（図３参照）が形成されている。

第３ヘッダ４３と第４ヘッダ４４との間には、複数のチューブ４５が等間隔に配列されている。各チューブ４５は、その端部において対応するヘッダ４３、４４内に連通している。これら第３ヘッダ４３と、第４ヘッダ４４と、それらの間に配置された複数のチューブ４５によって第２熱交換部４９（図３参照）が形成されている。

第１ヘッダ４１の端部には、冷媒入口としての図示しないジョイントが設けられている。第１ヘッダ４１内は、その長さ方向のほぼ中央に設けられた図示しない仕切板によって、第１区画と第２区画とに区画されている。これに対応して、複数のチューブ４５は、第１群と第２群とに区分されている。

冷媒は、第１ヘッダ４１の第１区画に供給される。冷媒は、第１区画から、第１群に属する複数のチューブ４５に分配される。冷媒は、第１群を通して第２ヘッダ４２に流入し、集合される。冷媒は、第２ヘッダ４２から、第２群に属する複数のチューブ４５に再び分配される。冷媒は、第２群を通して第１ヘッダ４１の第２区画に流入する。このように、第１熱交換部４８においては、冷媒をＵ字状に流す流路が形成される。

第３ヘッダ４３の端部には、冷媒出口としての図示しないジョイントが設けられている。第３ヘッダ４３内は、その長さ方向のほぼ中央に設けられた図示しない仕切板によって、第１区画と第２区画とに区画されている。これに対応して、複数のチューブ４５は、第１群と第２群とに区分されている。第３ヘッダ４３の第１区画は、第１ヘッダ４１の第２区画に隣接している。第３ヘッダ４３の第１区画と第１ヘッダ４１の第２区画とは連通している。

冷媒は、第１ヘッダ４１の第２区画から、第３ヘッダ４３の第１区画に流入する。冷媒は、第１区画から、第１群に属する複数のチューブ４５に分配される。冷媒は、第１群を通して第４ヘッダ４４に流入し、集合される。冷媒は、第４ヘッダ４４から、第２群に属する複数のチューブ４５に再び分配される。冷媒は、第２群を通して第３ヘッダ４３の第２区画に流入する。このように、第２熱交換部４９においても、冷媒をＵ字状に流す流路が形成される。第３ヘッダ４３の第２区画内の冷媒は、冷媒出口から流出し、圧縮機１０へ向けて流れる。

図２において、複数のチューブ４５は、略一定の間隔で配置されている。それら複数のチューブ４５の間には、複数の隙間が形成されている。これら複数の隙間には、複数の空気側フィン４６と複数の蓄冷材容器４７とが、ろう付けされている。複数の空気側フィン４６と複数の蓄冷材容器４７は、例えば所定の規則性をもって配置されている。隙間のうちの一部は、冷却用空気通路４６０である。隙間のうちの残部は、蓄冷材容器４７が配置されている収容部である。

複数のチューブ４５の間に形成された合計間隔のうちの１０％以上５０％以下が収容部とされる。蓄冷材容器４７は、蒸発器４０の全体にほぼ均等に分散して配置されている。蓄冷材容器４７の両側に位置する２つのチューブ４５は、蓄冷材容器４７とは反対側において空気と熱交換するための冷却用空気通路４６０を区画している。

チューブ４５は、扁平状に形成され、内部に複数の冷媒通路を有する多穴管である。このチューブ４５は、例えば押出製法によって得ることができる。複数の冷媒通路は、チューブ４５の長手方向に沿って延びており、チューブ４５の両端に開口している。複数のチューブ４５は、列をなして並べられている。各列において、複数のチューブ４５は、その主面（扁平面）が対向するように配置されている。

蒸発器４０は、車室へ供給される空気と接触面積を増加させるための空気側フィン４６を冷却用空気通路４６０に備えている。空気側フィン４６は、隣接する２つのチューブ４５の間に区画された空気通路に配置されている。空気側フィン４６は、隣接する２つのチューブ４５と熱的に結合している。

空気側フィン４６は、ろう材によって、隣接する２つのチューブ４５に接合されている。空気側フィン４６は、薄いアルミニウム等の金属板を波状に曲げることにより形成されており、鎧窓状のルーバ４６１（図４参照）を備えている。

蒸発器４０は、蒸発器４０にて冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる際に、蓄冷材を凝固させて冷熱を蓄え、蓄冷材が融解する際に蓄えられた冷熱を放冷する蓄冷熱交換器である。蒸発器４０は、複数の蓄冷材を収容する部屋を区画する蓄冷材容器４７を有している。

図４に示すように、蓄冷材容器４７は、アルミニウム等の金属製であり、扁平な容器状に形成されている。蓄冷材容器４７は、断面略コの字状（バスタブ状）の一対のプレート部材４７０を最中合わせ状に接合することにより、内部に蓄冷材を収容するための部屋を区画している。

蓄冷材容器４７は、広い主面（扁平面）を両面に有している。これら２つの主面を提供する２つの主壁は、それぞれがチューブ４５と平行に配置されている。これら２つの主壁は、凹凸形状を有している。本実施形態では、蓄冷材容器４７の主壁の内側表面には、蓄冷材容器４７の外側に向けて突出した複数の容器側凸部４７ａと、蓄冷材容器４７の内側に凹んだ複数の容器側凹部４７ｂとが設けられている。

蓄冷材容器４７は、隣接する２つのチューブ４５の間に配置されている。蓄冷材容器４７は、その両側に配置された２つのチューブ４５に熱的に容器側凸部４７ａで結合している。蓄冷材容器４７は、熱伝達に優れた接合材によって、隣接する２つのチューブ４５に接合されている。接合材としては、ろう材または接着材などの樹脂材料を用いることができる。本例の蓄冷材容器４７は、チューブ４５にロウ付けされている。より詳細には、蓄冷材容器４７の外側表面には、第１熱交換部４８を構成するチューブ４５および第２熱交換部４９を構成するチューブ４５の双方が接合されている。

蓄冷材容器４７とチューブ４５との間には、それらの間を広い断面積によって連結するためにろう材が配置されている。このろう材は、蓄冷材容器４７とチューブ４５との間にろう材の箔を配置することによっても提供することができる。この結果、蓄冷材容器４７は、チューブ４５との間で良好な熱伝導を行う。

蓄冷材容器４７の主壁の容器側凸部４７ａは、チューブ４５にロウ付けされている。このロウ付けに用いるろう材のＳｉ（シリコン）量を調節することで、ロウ付け部への流れ込みやすさを調整できる。ろう材のＳｉ量が多いほど、ロウ付け部に流れ込みやすくなる。また、蓄冷材容器４７の主壁の容器側凹部４７ｂは、空気が流通する蓄冷材側空気通路４６２を構成している。

図４および図５に示すように、蓄冷材容器４７の内部側には、インナーフィン６０が蓄冷材容器４７に熱的及び機械的に結合されて配設されている。インナーフィン６０は、熱伝達に優れた接合材によって、蓄冷材容器４７の主壁の内側表面に接合されている。この接合は、ロウ付けによって成される。蓄冷材容器４７の内部側に、インナーフィン６０が結合していることで、蓄冷材容器４７の変形が防止され、耐圧性が向上する。

インナーフィン６０は、チューブ４５の積層方向に対して垂直な複数の平面部６１と、隣り合う平面部６１を所定距離離して位置づける接続部６２とを有している。インナーフィン６０における、冷却用空気通路４６０を流通する空気の流れ方向（図５の紙面垂直方向）に直交する断面形状が波形状になっている。本例では、インナーフィン６０は、薄いアルミニウム等の金属板を波状に曲げることにより形成されている。

そして、蓄冷材容器４７の内側表面が凹凸状であるため、インナーフィン６０は、蓄冷材容器４７の主壁の容器側凹部４７ｂ、即ち、内側に突出した部分（内面突起）とロウ付けにより接合されて、機械的強度並びに耐圧性能を高めている。これによって、蓄冷材容器４７の主壁のうち、外側に突出した容器側凸部４７ａとインナーフィン６０とは、接合されていない。

１つのインナーフィン６０を構成している全ての平面部６１は、それぞれ、冷却用空気通路４６０を流通する空気の流れ方向における少なくとも一部において、蓄冷材容器４７の内側表面に接合されている。具体的には、図４に示すように、蓄冷材容器４７の主壁の容器側凹部４７ｂが、冷却用空気通路４６０を流通する空気の流れ方向（紙面の左右方向）に延びており、当該容器側凹部４７ｂとインナーフィン６０の平面部６１とが面接触するようになっている。これにより、蓄冷材容器４７の容器側凹部において、インナーフィン６０の平面部６１とのろう付け起点が確保されるので、蓄冷材容器４７の内側表面とインナーフィン６０とが積極的にろう付け接合されるようになっている。

本実施形態では、蓄冷材容器４７における１つのチューブ４５に対向する部位において、容器側凸部４７ａと容器側凹部４７ｂとが１つずつ設けられている。そして、蓄冷材容器４７における１つのチューブ４５に対向する部位において、容器側凹部４７ｂの空気流れ方向の長さは、容器側凸部４７ａの空気流れ方向の長さよりも長く（本例では約５倍の長さに）なっている。

ここで、蓄冷材容器４７の内側表面とインナーフィン６０の表面とが確実にろう付け接合されるために必要な、蓄冷材容器４７の内側表面とインナーフィン６０の表面との間のクリアランスの大きさの限界値を実験により求めた。

具体的には、蓄冷材容器４７を矯正することによって、蓄冷材容器４７の内側表面とインナーフィン６０の表面との間の、ろう付け起点のクリアランス寸法を変化させ、そのときの蓄冷材容器４７の内側表面とインナーフィン６０の表面とのろう付け状態を判定した。図６にその結果を示す。なお、図６におけるプロットは、未ろう付けが発生している、すなわち、ろう付けが行われていない場合における、ろう付け起点のクリアランス寸法を示している。

図６から明らかなように、蓄冷材容器４７の内側表面とインナーフィン６０の表面との間のクリアランス寸法が３０μｍより大きいと、未ろう付けが発生する。このため、蓄冷材容器４７の内側表面とインナーフィン６０の表面との間のクリアランス寸法は３０μｍ以下に設定することが望ましい。

以上説明したように、１つのインナーフィン６０の全ての平面部６１を、それぞれ、冷却用空気通路４６０を流通する空気の流れ方向における少なくとも一部において、蓄冷材容器４７の内側表面に接合させることで、１つのインナーフィン６０の全ての平面部６１において、蓄冷材容器４７の内側表面とのろう付け起点を確保することができる。したがって、蓄冷材容器４７とインナーフィン６０との接合率を向上させることが可能となる。

ところで、蓄冷材容器４７とインナーフィン６０の未ろう付け率と、蓄冷時における蓄冷材の蓄冷時間との関係を図７に示す。ここで、未ろう付け率とは、蓄冷材容器４７の内側表面とインナーフィン６０の平面部６１の表面とが完全にろう付けされた場合のろう付け面積（以下、１００％ろう付け面積という）から実際のろう付け面積を引いた値を、１００％ろう付け面積で除した値である。つまり、未ろう付け率＝（１００％ろう付け面積−実際のろう付け面積）／（１００％ろう付け面積）である。

図７に示すように、蓄冷材容器４７とインナーフィン６０との未ろう付け率が低いほど、蓄冷材の蓄冷に要する時間が短くなる。このため、本実施形態のように、蓄冷材容器４７とインナーフィン６０との接合率を向上させることで、蓄冷材の蓄冷時間が短くなり、蓄冷材を短時間で凝固させることができる。したがって、アイドリングストップ等の一時的な停車中に、確実に蓄冷材に蓄えられた冷熱を放冷することが可能となる。

ところで、蓄冷材を短時間で凝固させるためには、蓄冷材容器４７またはインナーフィン６０から凝固させたい蓄冷材までの距離（相変化距離）を短くすることが有効である。そして、蓄冷材容器４７の内側表面にインナーフィン６０を接合することで、蓄冷材容器４７から蓄冷材までの距離と、インナーフィン６０から蓄冷材までの距離との、２つの相変化距離を短くする必要がある。蓄冷材容器４７とインナーフィン６０のろう付け率を向上させることによって、インナーフィン６０による相変化距離を短くする効果を確実に発揮させることができる。

しかしながら、従来の蓄冷熱交換器である蒸発器では、インナーフィンと蓄冷材容器の凹凸形状が互い違いになっているので、ろう付け起点（蓄冷材容器の内側表面とインナーフィンとのクリアランス寸法が３０μｍ以下の部位）の確保が困難であった。このため、蓄冷材容器とインナーフィンとの間に蓄冷材が挟まれている。

熱伝導において、物質の熱伝導率と表面積によって熱伝導量が決定されるため、熱伝導率が低い蓄熱材が蓄冷材容器とインナーフィンとの間に挟まれると、蓄冷材容器からインナーフィンへの熱の移動が妨げられ、インナーフィンに冷熱を蓄えることできなくなる。このため、インナーフィンによる相変化距離を短くする効果を充分に得ることができず、蓄冷材を短時間で凝固させることができない。

これに対し、本実施形態では、蓄冷材容器４７とインナーフィン６０との接合率を向上させることで、インナーフィン６０による相変化距離を短くする効果を確実に発揮させることができる。その結果、蓄冷材を短時間で凝固させることができるので、短時間の車両の運転に対しても、一時的な停車時に、蓄冷材に蓄えられた冷熱を放冷して車室内に充分な冷気を放出する時間を確保することが可能となる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図８に基づいて説明する。本実施形態は、上記第１実施形態と比較して、蓄冷材容器４７の内側表面の凹凸形状およびインナーフィン６０の形状が異なるものである。

図８（ａ）に示すように、蓄冷材容器４７の容器側凸部４７ａは、左右方向（空気流れ方向）の中心部が両端部よりも鉛直方向上方側に配置された逆Ｖ字状に形成されている。そして、逆Ｖ字状の容器側凸部４７ａは、蓄冷材容器４７の長手方向、すなわち鉛直方向に沿うように複数並んで配置されている。

図８（ｂ）に示すように、インナーフィン６０の平面部６１は、蓄冷材容器４７の容器側凸部４７ａと対応する形状に形成されている。つまり、インナーフィン６０の平面部６１は、左右方向（空気流れ方向）の中心部が両端部よりも鉛直方向上方側に配置された逆Ｖ字状に形成されている。そして、逆Ｖ字状の平面部６１は、蓄冷材容器４７の長手方向、すなわち鉛直方向に沿うように複数並んで配置されている。このとき、インナーフィン６０の接続部６２は、チューブ４５の積層方向（紙面垂直方向）に垂直な断面形状が、左右方向（空気流れ方向）の中心部が両端部よりも鉛直方向上方側に配置された逆Ｖ字形状になっている。

図８（ａ）、（ｂ）に示すように、蓄冷材容器４７の容器側凸部の水平方向に対する傾斜角度と、インナーフィン６０の平面部６１の水平方向に対する傾斜角度とが等しくなっている。

本実施形態では、蓄冷材容器４７の容器側凸部４７ａにおける鉛直方向の長さが、インナーフィン６０の平面部６１における鉛直方向の長さと等しくなっている。また、蓄冷材容器４７の複数の容器側凸部４７ａのピッチ（間隔）が、インナーフィン６０の複数の平面部６１のピッチ（間隔）と等しくなっている。そして、蓄冷材容器４７の一方のプレート部材４７０における容器側凸部４７ａの内側表面と、インナーフィン６０の平面部６１とが面接触をしている。

また、本実施形態では、蓄冷材容器４７を構成する一対のプレート部材４７０のうち、一方のプレート部材４７０に形成される容器側凸部４７ａと、他方のプレート部材４７０に形成される容器側凸部４７ａとは、半ピッチずれて配置されている。すなわち、一方のプレート部材４７０の容器側凸部４７ａは、他方のプレート部材４７０の容器側凹部４７ｂと対向しており、また一方のプレート部材４７０の容器側凹部４７ｂは、他方のプレート部材４７０の容器側凸部４７ａと対向している。

本実施形態によれば、インナーフィン６０の平面部６１を、蓄冷材容器４７の容器側凸部４７ａに対応する形状に形成し、蓄冷材容器４７の容器側凸部４７ａの内側表面に、インナーフィン６０の平面部６１が接合されるようにすることで、インナーフィン６０の平面部６１と、蓄冷材容器４７の容器側凸部４７ａの内側表面とを面接触させることができる。これにより、蓄冷材容器４７の内側表面とのろう付け起点を確保することができるので、蓄冷材容器４７とインナーフィン６０との接合率を向上させることが可能となる。

ところで、従来の蓄冷熱交換器である蒸発器では、蓄冷材容器の容器側凸部は逆Ｖ字状に形成されているが、インナーフィンは空気流れ方向に垂直な断面形状が波形状になっている。このため、蓄冷材容器の隣り合う容器側凸部間に形成される容器側凹部よって、インナーフィンと蓄冷材容器とを接合するためのろう材の流れが分断されていた。

これに対し、本実施形態のように、インナーフィン６０の平面部６１を、蓄冷材容器４７の容器側凸部４７ａに対応する形状（逆Ｖ字状）に形成することで、容器側凹部４７ｂに阻まれることなく、ろう材を流すことができる。これにより、蓄冷材容器４７とインナーフィン６０とをより確実にろう付けすることが可能となる。

さらに、本実施形態では、蓄冷材容器４７の容器側凸部の水平方向に対する傾斜角度と、インナーフィン６０の平面部６１の水平方向に対する傾斜角度とを等しくしているので、蓄冷材容器４７の容器側凸部４７ａの内側表面と、インナーフィン６０の平面部６１との接触面積を広くすることができる。このため、蓄冷材容器４７とインナーフィン６０との接合率をより向上させることが可能となる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図９および図１０に基づいて説明する。本第３実施形態は、上記第２実施形態と比較して、蓄冷材容器４７の内側表面の凹凸形状が異なるものである。

図９に示すように、蓄冷材容器４７の容器側凸部４７ａは、空気流れ方向（紙面左右方向）の中心部が両端部よりも鉛直方向上方側に配置された逆Ｖ字状に形成されている。そして、逆Ｖ字状の容器側凸部４７ａは、蓄冷材容器４７の長手方向、すなわち鉛直方向に沿うように複数並んで配置されている。

ここで、容器側凸部４７ａにおける、空気流れ方向中心部から端部までの空気の流れ方向の距離を、リブ長さＬという。１つの蓄冷材容器４７のプレート部材４７０に形成される複数の容器側凸部４７ａのうち、一部の容器側凸部４７ａのリブ長さＬは、他の容器側凸部４７ａのリブ長さＬよりも短くなっている。

このため、図１０に示すように、蓄冷材容器４７の内側表面のうち、プレート部材４７０同士の接合部４７１近傍に、容器側凹部４７ｂが形成される。そして、この容器側凹部４７ｂの内側表面とインナーフィン６０の平面部６１とが面接触して、ろう付け起点となる。

ここで、１つの蓄冷材容器４７のプレート部材４７０に形成される複数の容器側凸部４７ａのうち、リブ長さＬが長い容器側凸部４７ａを第１容器側凸部４７１ａといい、第１容器側凸部４７１ａよりリブ長さＬが短い容器側凸部４７ａを第２容器側凸部４７２ａという。本実施形態では、１つの蓄冷材容器４７のプレート部材４７０において、第２容器側凸部４７２ａの数は、第１容器側凸部４７１ａの数よりも少ない。

ここで、隣り合う容器側凸部４７ａの空気流れ方向の中心部同士の間の鉛直方向の距離をリブピッチｐという。また、蓄冷材容器４７のプレート部材４７０に第２容器側凸部４７２ａを設けることにより、プレート部材４７０同士の接合部４７１近傍に形成された容器側凹部４７ｂにおける、鉛直方向の長さを平面長さｌという。本実施形態では、平面長さｌは、リブピッチｐよりも長くなっている。

ところで、蓄冷材容器４７は、全体を見ると外側へ突出する外凸形状になっており、一対のプレート部材４７０の空気流れ方向両端部をかしめてインナーフィン６０を封止するために、蓄冷材容器４７の中央部においてインナーフィン６０とのクリアランスが大きくなりやすい。一方、一対のプレート部材４７０のかしめ部近傍、すなわちプレート部材４７０同士の接合部４７１近傍は、蓄冷材容器４７の剛性が高く、寸法変化が小さい。

したがって、本実施形態のように、蓄冷材容器４７の内側表面のうち、プレート部材４７０同士の接合部４７１近傍に、容器側凹部４７ｂを設けて、インナーフィン６０とのろう付け起点とすることで、蓄冷材容器４７とインナーフィン６０とを確実にろう付けすることが可能となる。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について図１１に基づいて説明する。本第４実施形態は、上記第３実施形態と比較して、蓄冷材容器４７の内側表面の凹凸形状が異なるものである。

図１１に示すように、１つの蓄冷材容器４７のプレート部材４７０に形成される複数の容器側凸部４７ａのうち、一部の容器側凸部４７ａは、空気流れ方向一方側（紙面右側）のリブ長さＬが、空気流れ方向他方側（紙面左側）のリブ長さＬよりも短くなっている。以下、この一部の容器側凸部４７ａを、第３容器側凸部４７３ａという。

また、１つの蓄冷材容器４７のプレート部材４７０に形成される複数の容器側凸部４７ａのうち、他の容器側凸部４７ａは、空気流れ方向一方側（紙面右側）のリブ長さＬが、空気流れ方向他方側（紙面左側）のリブ長さＬよりも長くなっている。以下、この他の容器側凸部４７ａを、第４容器側凸部４７４ａという。

１つの蓄冷材容器４７のプレート部材４７０において、第３容器側凸部４７３ａと第４容器側凸部４７４ａとは、鉛直方向に沿って交互に並んで配置されている。

蓄冷材容器４７のプレート部材４７０に第３容器側凸部４７３ａおよび第４容器側凸部４７４ａを設けることで、蓄冷材容器４７の内側表面のうち、プレート部材４７０同士の接合部４７１近傍、すなわち蓄冷材容器４７の剛性が高い部位に、容器側凹部４７ｂが形成される。このため、本実施形態によれば、上記第３実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。

（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について図１２に基づいて説明する。本第５実施形態は、上記第１実施形態と比較して、インナーフィン６０の形状が異なるものである。

図１２に示すように、蓄冷材容器４７の容器側凸部４７ａは、空気流れ方向（紙面左右方向）の中心部が両端部よりも鉛直方向上方側に配置された逆Ｖ字状に形成されている。そして、逆Ｖ字状の容器側凸部４７ａは、蓄冷材容器４７の長手方向、すなわち鉛直方向に沿うように複数並んで配置されている。

また、インナーフィン６０は、平面部６１がチューブ４５の長手方向に延びており、チューブ４５の長手方向に垂直な断面形状が波形状になっている。インナーフィン６０の複数の平面部６１のうち、空気流れ方向の両端部に配置される平面部（以下、端側平面部６１０という）は、一対のプレート部材４７０同士の間に挟まれている。つまり、一対のプレート部材４７０同士の接合部４７１には、インナーフィン６０の端側平面部６１０が挟み込まれている。換言すると、蓄冷材容器４７は、一対のプレート部材４７０間にインナーフィン６０の端側平面部６１０を挟んだ状態で、一対のプレート部材４７０同士を最中合わせ状に接合することにより、形成されている。

本実施形態によれば、一対のプレート部材４７０間に、インナーフィン６０の端側平面部６１０を挟んだ状態で、一対のプレート部材４７０同士を最中合わせ状に接合しているので、インナーフィン６０の端側平面部６１０を、蓄冷材容器４７を構成する一対のプレート部材４７０と面接触させることができる。このため、インナーフィン６０の端側平面部６１０において、蓄冷材容器４７の内側表面とのろう付け起点を確保することができるので、蓄冷材容器４７とインナーフィン６０との接合率を向上させることが可能となる。

（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態について図１３に基づいて説明する。本第６実施形態は、上記第１実施形態と比較して、インナーフィン６０の形状が異なるものである。

図１３に示すように、本実施形態のインナーフィン６０は、冷却用空気通路４６０（図５参照）を流通する空気の流れ方向に垂直な断面形状が、平面部６１を一方側と他方側に交互に位置させて曲折する波形状であって、空気の流れ方向で、部分的に切り起こされた切り起こし部６３を備え、空気の流れ方向から見たときに、切り起こし部６２によって形成される波形状部分が、空気の流れ方向で隣接する波形状部分に対してオフセットしているオフセットフィンである。

本実施形態によれば、蓄冷材からインナーフィン６０までの距離である相変化距離を短くすることができるので、蓄冷材を短時間で凝固させることが可能となる。

（第７実施形態）
次に、本発明の第７実施形態について図１４に基づいて説明する。本第７実施形態は、上記第１実施形態と比較して、蓄冷材容器４７を形成する一対のプレート部材４７０の形状が異なるものである。

図１４に示すように、一対のプレート部材４７０における、チューブ４５の長手方向（蓄冷材容器４７の長手方向）の端部および空気流れ方向の端部には、一対のプレート部材４７０同士を接合する際にプレート部材４７０の位置ズレを抑制するための位置ズレ抑制手段としての爪部４７５が設けられている。

本実施形態によれば、爪部４７５により、一対のプレート部材４７０同士を接合する際にプレート部材４７０がチューブ４５の長手方向および空気流れ方向に位置ズレすることを抑制できる。このため、一対のプレート部材４７０同士を接合する際に、蓄冷材容器４７の内側表面の凹凸形状とインナーフィン６０との位置関係や寸法関係がズレてしまうことを抑制できる。したがって、蓄冷材容器４７とインナーフィン６０とのろう付け性を向上させ、蓄冷材容器４７とインナーフィン６０との接合率を向上させることが可能となる。

（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。

（１）上記第２実施形態では、蓄冷材容器４７の内部に、逆Ｖ字状の平面部６１を有する１つのインナーフィン６０を配置した例について説明したが、インナーフィン６０の構成はこれに限定されない。例えば、図１５に示すように、蓄冷材容器４７の内部に、左右方向（空気流れ方向）の中心部が端部よりも鉛直方向上方側になるように傾斜した平面部６１を有する傾斜型のインナーフィン６０を、２つ組み合わせて配置してもよい。

（２）上記第２実施形態では、一対のプレート部材４７０のうち、一方のプレート部材４７０に形成される容器側凸部４７ａと、他方のプレート部材４７０に形成される容器側凸部４７ａとを、半ピッチずれて配置した例について説明したが、これに限らず、同一ピッチで配置してもよい。

（３）上記第５実施形態では、蓄冷材容器４７の内部に、平面部６１がチューブ４５の長手方向に延びており、チューブ４５の長手方向に直交する断面形状が波形状になっている１つのインナーフィン６０を配置した例について説明したが、インナーフィン６０の構成はこれに限定されない。例えば、図１６に示すように、平面部６１がチューブ４５の長手方向に延びており、チューブ４５の長手方向に直交する断面形状が波形状になっている複数のインナーフィン６０を、チューブ４５の長手方向に沿って複数配置してもよい。

（４）上記第６実施形態では、蓄冷材からインナーフィン６０までの距離である相変化距離を短くするために、インナーフィン６０としてオフセットフィンを用いた例について説明したが、これに限らず、例えば、インナーフィン６０を繊維状（ファイバー状）としてもよい。

（５）上記第７実施形態では、一対のプレート部材４７０におけるチューブ４５の長手方向の端部および空気流れ方向の端部の双方に、位置ズレ抑制手段としての爪部４７５を設けた例について説明したが、これに限らず、一対のプレート部材４７０におけるチューブ４５の長手方向の端部および空気流れ方向の端部のいずれか一方に、爪部４７５を設けてもよい。

４５ チューブ（冷媒管）
４７ 蓄冷材容器
４７ａ 容器側凸部
４７ｂ 容器側凹部
６０ インナーフィン
６１ 平面部
６２ 接続部
４６０ 冷却用空気通路
４７０ プレート部材

Claims (5)

1. 冷媒通路を有するとともに、互いに間隔を設けて配置された複数の冷媒管（４５）と、
   前記冷媒管（４５）に接合されるとともに、蓄冷材を収容する部屋を区画する蓄冷材容器（４７）と、
   前記蓄冷材への蓄冷時および前記蓄冷材からの放冷時に冷却対象空間を冷却する空気が流通する冷却用空気通路（４６０）と、
   前記蓄冷材容器（４７）の内部に配置されるとともに、前記蓄冷材との伝熱面積を増大させるインナーフィン（６０）とを備える蓄冷熱交換器であって、
   前記インナーフィン（６０）は、前記冷媒管（４５）の積層方向に対して垂直な複数の平面部（６１）を少なくとも有しており、
   １つの前記インナーフィン（６０）の全ての前記平面部（６１）は、それぞれ、前記冷却用空気通路（４６０）を流通する前記空気の流れ方向における少なくとも一部において、前記蓄冷材容器（４７）の内側表面に接合されており、
   前記冷媒管（４５）が接合される前記蓄冷材容器（４７）の内側表面には、前記蓄冷材容器（４７）の外側に向けて突出した複数の容器側凸部（４７ａ）が設けられており、
   前記インナーフィン（６０）の前記平面部（６１）は、前記容器側凸部（４７ａ）に対応する形状に形成されており、
   前記蓄冷材容器（４７）の前記容器側凸部（４７ａ）の内側表面に、前記インナーフィン（６０）の前記平面部（６１）が接合されていることを特徴とする蓄冷熱交換器。
2. 冷媒通路を有するとともに、互いに間隔を設けて配置された複数の冷媒管（４５）と、
   前記冷媒管（４５）に接合されるとともに、蓄冷材を収容する部屋を区画する蓄冷材容器（４７）と、
   前記蓄冷材への蓄冷時および前記蓄冷材からの放冷時に冷却対象空間を冷却する空気が流通する冷却用空気通路（４６０）と、
   前記蓄冷材容器（４７）の内部に配置されるとともに、前記蓄冷材との伝熱面積を増大させるインナーフィン（６０）とを備える蓄冷熱交換器であって、
   前記インナーフィン（６０）は、複数の平面部（６１）を有するとともに、前記平面部（６１）は、前記冷却用空気通路（４６０）の空気流れ方向における少なくとも一部において、前記蓄冷材容器（４７）の内側表面に接合されており、
   前記蓄冷材容器（４７）は、一対のプレート部材（４７０）を有しているとともに、前記一対のプレート部材（４７０）間に前記蓄冷材を収容する部屋が形成されており、
   前記冷媒管（４５）が接合される前記蓄冷材容器（４７）の内側表面には、前記蓄冷材容器（４７）の外側に向けて突出した複数の容器側凸部（４７ａ）および前記蓄冷材容器（４７）の内側に凹んだ複数の容器側凹部（４７ｂ）が設けられており、
   前記複数の容器側凸部（４７ａ）は、前記蓄冷材容器（４７）の空気流れ方向中心部に対して、一方側の空気流れ方向長さが他方側の空気流れ方向長さより短くなっている容器側凸部（４７ａ）を含んでおり、
   前記蓄冷材容器（４７）の内側表面のうち、前記蓄冷材容器（４７）の空気流れ方向中心部に対して、前記容器側凸部（４７ａ）の空気流れ方向長さが短くなっている側では、前記一対のプレート（４７０）同士の接合部（４７１）近傍に前記容器側凹部（４７ｂ）が形成されていることを特徴とする蓄冷熱交換器。
3. 前記インナーフィン（６０）の前記平面部（６１）は、前記容器側凸部（４７ａ）に対応する形状に形成されており、
   前記蓄冷材容器（４７）の前記容器側凸部（４７ａ）の内側表面に、前記インナーフィン（６０）の前記平面部（６１）が接合されていることを特徴とする請求項２に記載の蓄冷熱交換器。
4. 前記蓄冷材容器（４７）は、前記一対のプレート部材（４７０）間に、前記インナーフィン（６０）の前記複数の平面部（６１）のうち、前記冷却用空気通路（４６０）を流通する前記空気の流れ方向の両端部に配置される平面部（６１０）を挟んだ状態で、前記一対のプレート部材（４７０）同士を最中合わせ状に接合することによって形成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の蓄冷熱交換器。
5. 前記蓄冷材容器（４７）は、前記一対のプレート部材（４７０）同士を最中合わせ状に接合することによって形成されており、
   前記一対のプレート部材（４７０）における、前記冷媒管（４５）の長手方向の端部および前記空気の流れ方向の端部のうちの少なくとも一方には、前記一対のプレート部材（４７０）同士を接合する際に前記プレート部材（４７０）の位置ズレを抑制するための位置ズレ抑制手段（４７５）が設けられていることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１つに記載の蓄冷熱交換器。

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