JP6269695B2 - 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、特許文献１に記載のトラック運転者仮眠用の蓄冷式冷房装置が知られている。この特許文献１の蓄冷材を封入した容器は、樹脂フィルムで作成されて、この容器の表面に凹部と凸部があり、この凹部によって、蓄冷材で冷やされる空気流路を確保できる形状を得ている。

そして、蓄冷時においては、上記容器を挟み込む冷媒配管に冷媒を流して蓄冷しておき、仮眠をとる運転者に上記空気通路を通る空気を供給して冷房を行う仮眠用の蒸発器を構成している。なお、運転中の運転者を冷房する車室内用蒸発器は、上記仮眠用の蒸発器とは別に設置され、圧縮機からの冷媒が、双方の蒸発器に並列に流れるようになっている。

特開平８−１７５１６７号公報

上記特許文献１の技術によると、上記仮眠用の蒸発器を成す蓄冷用熱交換器は、蓄冷した後に、蓄冷材と熱交換する空気を流すだけであるため、車室内を冷房するためには、別の蒸発器となる冷房用熱交換器が必要であり、コストアップの要因になる。

本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目して成されたものであり、その目的は、蓄冷材容器を有する蓄冷熱交換器において、蓄冷材容器の接合性を確保することである。

従来技術として列挙された特許文献の記載内容は、この明細書に記載された技術的要素の説明として、参照によって導入ないし援用することができる。

本発明は上記目的を達成するために、下記の技術的手段を採用する。すなわち、本願の
請求項１に記載の発明では、蓄冷熱交換器が、冷媒通路を有し、互いに間隔を設けて配置
された複数の冷媒管（４５）と、その冷媒管（４５）にロウ付けされ内部に蓄冷材（５０
）を収容する蓄冷材容器（４７）とを備えている。また、蓄冷材容器（４７）の内面に形
成されている内面ロウ材は、蓄冷材容器（４７）の外面に形成され、かつ犠牲防食材が含
まれている外面ロウ材よりも流動性において優れたロウ材である。さらに、蓄冷材容器は
、金属製の筒状であり、長手方向の両端において、蓄冷材容器（４７）の外殻（４７ａ）の端が一方において他方よりも長く延び出しており、外殻（４７ａ）の内面同士が接して閉じられていることを特徴とする。

この発明においては、蓄冷材容器（４７）の内面は、流動性において優れたロウ材によって充分にロウ付けできる。また、犠牲防食材が含まれている外面ロウ材が、ロウ付け部にあまり流れ込まないようにすることができる。すなわち内側からの内面ロウ材の流れと、外側からの外面ロウ材の流れでロウ付けされるため、蓄冷材容器の接合性が良好に保たれる構造とすることができる。

なお、特許請求の範囲および上記各手段に記載の括弧内の符号は、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一例である。

本発明の第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。 上記実施形態における蒸発器の平面図である。 図２の矢印ＩＩＩ方向から見た蒸発器の側面図である。 図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面の一部を模式的に示す一部拡大断面図である。 図３のＶ−Ｖ線に沿う断面の一部を模式的に示す冷媒管、蓄冷材容器、及び空気側フィンの関係を示す一部拡大断面図である。 図５の蓄冷材容器を矢印ＶＩ方向から見た内部側面図である。 車両用空調装置に上記実施形態の蒸発器を垂直方向の搭載姿勢で搭載したときの凝縮水を排出する様子を説明するための説明図である。 上記蒸発器の表面処理工程での処理液を排出する様子を説明するための説明図である。 本発明の第２実施形態における、図６と同様の蓄冷材容器の一部拡大側面図である。 上記第２実施形態における、図５と同様の、冷媒管、蓄冷材容器、及び空気側フィンの関係を示す一部拡大断面図である。 上記第１実施形態及び上記第２実施形態における、蓄冷材容器と冷媒管のロウ付け面積割合と蒸発器の能力比との関係を示した特性図である。 図１０の構造においてロウ付け時のロウ材の流れを模式的に説明する説明図である。 その他の実施形態として、格子配列の凹凸形状を有する蓄冷材容器の側面図である。 その他の実施形態として、斜め配列の凹凸形状を有する蓄冷材容器の側面図である。 その他の実施形態として、丸型の千鳥配列の凹凸形状を有する蓄冷材容器の側面図である。 その他の実施形態として、丸型の格子配列の凹凸形状を有する蓄冷材容器の側面図である。 本発明の第３実施形態における、図３のＶ−Ｖ線に沿う断面の一部を模式的に示す冷媒管、蓄冷材容器、及び空気側フィンの関係を示す一部拡大断面図である。 上記第３実施形態の蒸発器の内側フィンと蓄冷材容器との接合割合の大小による性能低下を説明するものであり、図１８の（ａ）部分は、外表面接合割合Ｘが適度に小さい場合、図１８の（ｂ）部分は、外表面接合割合Ｘが大きすぎる場合の一部拡大断面図である。 上記第３実施形態の蒸発器の内側フィンと蓄冷材容器との接合割合の大小による性能を説明する各種グラフである。 本発明の第４実施形態の蒸発器における蓄冷材容器表面のリブの形状を示す一部側面図である。 本発明の第５実施形態の蒸発器における蓄冷材容器表面のリブの形状を示す一部側面図である。 本発明の第６実施形態の蒸発器における蓄冷材容器表面のリブの形状を示す一部側面図である。 本発明の第７実施形態の蒸発器における蓄冷材容器表面のリブの形状を示す一部側面図である。 本発明の第８実施形態における積層プレートで形成された蓄冷材付き蒸発器の正面図である。 図２４の蓄冷材付き蒸発器の左側面図である。 本発明の第８実施形態となるドロンカップのチューブで冷媒管が製造された蒸発器を、押出製法で製造された蒸発器と対比して示す模式的断面図である。 本発明の第９実施形態となるドロンカップのチューブで冷媒管が製造された蒸発器を、の押出製法で製造された蒸発器と対比して示す模式的断面図である。 本発明の第１０実施形態に関し、図４と同様に図示した蒸発器の模式的断面図である。 図２８の矢印Ｚ３３部分を拡大して示す摸式断面図である。 図２８の矢印Ｚ３４部分を拡大して示す摸式断面図である。 本発明の第１０実施形態において圧縮機の断続運転に伴い蒸発器の温度が変化する状態を説明するグラフである。 図２８の蒸発器の蓄冷材容器の表面のリブを逆Ｖ字形に形成した状態を示す側面図である。

（第１実施形態）
図１は、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図である。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は、第１実施形態の蒸発器４０の平面図である。図３は、図２の矢印ＩＩＩ方向から見た側面図である。図４は、図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面の一部を模式的に示す拡大断面図である。図５は、図３のＶ−Ｖ線に沿う断面の一部を模式的に示す冷媒管と蓄冷材容器と空気側フィンとの関係を示す拡大断面図である。

図２および図３において、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ヘッダ４１、４２、４３、４４と、それらヘッダの間を連結する複数の冷媒管４５によって提供されている。

図２および図３において、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、複数の冷媒管４５が等間隔に配列されている。

各冷媒管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冷媒管４５によって第１熱交換部４８（図３）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、複数の冷媒管４５が等間隔に配列されている。

各冷媒管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冷媒管４５によって第２熱交換部４９が形成されている。

この結果、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。矢印４００にて示す空気の流れ方向に関して、第２熱交換部４９が上流側に配置され、第１熱交換部４８が下流側に配置されている。

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、複数の冷媒管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群に属する複数の冷媒管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群に属する複数の冷媒管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、複数の冷媒管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群に属する複数の冷媒管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群に属する複数の冷媒管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、複数の冷媒管４５は、略一定の間隔で配置されている。それら複数の冷媒管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、所定の規則性をもって配置されロウ付けされている。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４６１である。

複数の冷媒管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４６１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つの冷媒管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。

別の観点では、図４のように２つの空気側フィン４６ａ及び４６ｂの間に２つの冷媒管４５ａ及び４５ｂが配置され、さらにこれら２つの冷媒管４５ａ及び４５ｂの間にひとつの蓄冷材容器４７が配置されている。

図４および図５において、冷媒管４５は、内部側に複数の冷媒通路を有する多穴管である。冷媒管４５（４５ａ及び４５ｂ）は、扁平管とも呼ばれる。この多穴管は、押出製法によって得ることができる。複数の冷媒通路４５ｃ（図４）は、冷媒管４５の図４の紙面と垂直の方向に沿って延びている。

複数の冷媒管４５は、列をなして並べられている。各列において、複数の冷媒管４５は、その側面が互いに対向するように配置されている。複数の冷媒管４５は、互いに隣接する２つの冷媒管４５ａ及び４５ｂの間に、空気と熱交換するための冷却用空気通路４６０と、蓄冷材容器４７を収容するための収容部４６１とを区画している。

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部材を上記冷却用空気通路４６０に備える。空気側フィン部材は、複数のコルゲート型の空気側フィン４６（４６ａ及び４６ｂ）によって提供されている。

空気側フィン４６は、隣接する２つの冷媒管４５と熱的に結合している。空気側フィン４６は、熱伝達に優れた接合材によって、隣接する２つの冷媒管４５に接合されている。接合材としては、ロウ材を用いることができる。空気側フィン４６は、薄いアルミニウム等の金属板が波状に曲げられた形状をもっており、ルーバーと呼ばれる。

蒸発器４０は、さらに、複数の蓄冷材容器４７を有している。蓄冷材容器４７は、アルミニウムウ等の金属製である。蓄冷材容器４７は、図４の左右の表面に凹凸形状部を有する筒状である。

蓄冷材容器４７は、その図示しない長手方向両端（図２及び図５の上下端）において閉じられ、内部に蓄冷材５０（図５）を収容するための部屋を区画している。蓄冷材容器４７は、両側面部に広い主面を有している。これら２つの主面を提供する２つの主壁は、それぞれが冷媒管４５と平行に配置されている。

蓄冷材容器４７は、隣接する２つの冷媒管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つの冷媒管４５に熱的に外殻４７ａの凸部４７ａ１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つの冷媒管４５に接合されている。接合材としては、ロウ材または接着材などの樹脂材料を用いることができるが、この第１実施形態の蓄冷材容器４７は、冷媒管４５にロウ付けされている。

蓄冷材容器４７と冷媒管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ロウ材が配置されている。このロウ材は、蓄冷材容器４７と冷媒管４５との間にロウ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、冷媒管４５との間で良好な熱伝導を行う。

蓄冷材容器４７は、その外面を提供する外殻４７ａを有している。そして、この蓄冷材容器の外殻４７ａは、凹凸状の表面形状を有する。そしてこの凹凸状の表面形状によって、蓄冷材容器４７に接する冷媒管４５とのロウ付け性を向上している。即ち、ロウ付け面積を少なくしてボイドや隙間が生じないようにしている。

４７ａ１は凸部であり、４７ａ２は凹部である。凸部４７ａ１は、冷媒管４５にロウ付けされている。このロウ付けに用いるロウ材の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。ロウ材のＳｉ量が多いほど、ロウ付け部に流れ込みやすくなる。なお、凹部４７ａ２は、蓄冷材側空気通路４６１ａを構成している。

また、この凹凸形状は、蓄冷材容器４７の長手方向（図５上下方向）、及び蓄冷材容器４７の短手方向（図４の上下方向）の両方向に対し複数回繰り返されている。この凹凸形状によって、後述するように凝縮水などの排水性を良好にしている。

図５に示すように、蓄冷材容器４７の内部側には、内側フィン４７ｆ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。この内側フィン４７ｆは、熱伝達に優れた接合材によって、蓄冷材容器４７の主壁の内壁に接合されている。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、内側フィン４７ｆ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。

図５のように、内側フィン４７ｆは、薄いアルミニウム等の金属板が波状に曲げられた形状を有している。そして、蓄冷材容器４７の表面が凹凸状であるため、内側フィン４７ｆは、蓄冷材容器４７の外殻４７ａの凹部４７ａ２、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、外殻４７ａのうち、外側に突出した凸部４７ａ１と内側フィン４７ｆとは、接合されていない。図５の４６０は、冷却用空気通路、４６１ａは、蓄冷材側空気通路である。

図４では、内側フィン４７ｆは、図５の上側から見たように板材として図示されている。図５では、波状に屈曲した内側フィン４７ｆが模式的に図示されている。実際には、周知のように上記板材の表面に無数の切り起こしがプレスで成型されている。

図６は、図５の蓄冷材容器４７の内壁を矢印ＩＶ方向から見た内部側面図である。この図６のアルミニウム成型品から成る蓄冷材容器４７は、図６の上下方向の高さ２２５ｍｍ、横幅５０ｍｍ、及び厚さ５ｍｍ程度の長方形の容器である。この容器表面の多数の凸部４７ａ１は、千鳥配列に形成されている。この千鳥配列は、プレス成型時の型抜きが容易である。また、凸部４７ａ１のロウ付けされる部分の横幅は、ボイドの発生を防止するために２乃至５ｍｍ程度の幅以下に設定している。

蓄冷材容器４７の厚さ５ｍｍ程度の内部には、蓄冷材５０（図５）と内側フィン４７ｆが収容されている。図６の４７ｇは、内側フィン４７ｆを止めるための打ち出し部である。内側フィン４７ｆ及び蓄冷材５０は、略打ち出し部４７ｇの高さまで蓄冷材容器４７の内部に収納されている。打ち出し部４７ｇより上方の蓄冷材容器４７の内部には、空気が封入されている。この空気の圧縮作用で、蓄冷材５０（図５）膨張時の蓄冷材容器４７の応力を緩和している。

上記第１実施形態の作用効果について説明する。蓄冷材容器４７の表面に複数の凹部４７ａ２及び凸部４７ａ１を設けることで、蓄冷材容器４７と冷媒管４５との接触は凸部４７ａ１の外面のみとなる。その凸部４７ａ１相互間（凹部４７ａ２の表面）から凝縮水や蒸発器表面処理工程における処理液を排出することができる。

図７は、車両用空調装置に蒸発器を垂直方向の搭載姿勢で搭載したときの凝縮水を排出する様子を説明するための説明図である。図７において、千鳥配列された凸部４７ａ１相互間の凹部４７ａ２の表面における多数の並列の凝縮水の天方向から地方向への流れを矢印４７ｈ１で示している。

また、広範囲にわたる平面接触を凸部４７ａ１で無くすことで、ロウ付け後のボイドの発生を防止し、ロウ付け性能を良くしている。

図５のように、蓄冷材容器４７の表面に複数の凹部４７ａ２及び凸部４７ａ１を設けることで、蓄冷材容器４７の内側フィン４７ｆは、凹部４７ａ２の内面凸部のみで蓄冷材容器４７と接触することとなる。

この結果、内側フィン４７ｆと蓄冷材容器４７との間には、通り道５０ａが確保され、蓄冷材５０を蓄冷材容器４７内に封入する工程において、封入時間を短縮することが出来る。

図８は、蒸発器の表面処理工程での処理液を排出する様子を説明するための説明図である。処理液の中にディッピングされた蓄冷材容器４７はブロアで空気を吹き付けられる。
この時の千鳥配列された凸部４７ａ１相互間の凹部４７ａ２の表面における処理液の流れを矢印４７ｈ２で示している。４７１及び４７２は、表面処理嵌挿工程におけるブロワの空気吹きつけ方向である。

蓄冷材容器４７の凹凸形状が、蓄冷材容器４７の長手方向及び短手方向の両方向に対し複数回繰り返されている構造としていることで、蒸発器の取り付け角度によらず排水性を確保できる。特に、図７のように、排水性、プレス成型性、及び蓄冷材５０の封入性の面から蓄冷材容器４７の長手方向に細長い小判状の凸部４７ａ１を設ける形状が推奨される。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図９は、図６と同様の蓄冷材容器４７の側面図である。なお、以降の各実施形態においては、上述した第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成および特徴について説明する。

図９において、第２実施形態の蓄冷材容器４７の表面における複数の凸部４７ａ１の外面凸部の中央（頭頂部）は、穴空き形状となっている。この孔空き部４７ａ３を通して（図１０のように）蓄冷材５０が冷媒管４５と直接接触している。

また、図９左右方向の凸部４７ａ１のロウ付け幅は、２乃至５ｍｍ以下が望ましい。

図１０は、図５と同様の、冷媒管４５と蓄冷材容器４７と空気側フィン４６との関係を示す拡大断面図である。蓄冷材容器４７内に内側フィン４７ｆと共に封入された蓄冷材５０は、蓄冷材容器４７の内側から孔空き部４７ａ３に突出し、冷媒管４５の表面に直接接触している。図１０の４６０は、冷却用空気通路、４６１ａは、蓄冷材側空気通路である。

蓄冷材５０は、冷媒管４５と蓄冷材容器４７の凸部４７ａ１がロウ付けされた後に、蓄冷材容器４７内に充填されるので、孔空き部４７ａ３から外部に漏れることはない。

なお、蓄冷材容器４７の外表面が、この外表面に隣接する冷媒管４５の表面に凹凸形状（凹部４７ａ２及び凸部４７ａ１）や上記孔空き部４７ａ３無しで、全面的に接触した場合の接触面積を１００％として、上述のように凹凸形状や上記孔空き部４７ａ３を設けて部分的に接触した時の接触面積つまりロウ付け面積が、１０％以上（好ましくは２０％以上）あれば、空調装置用蒸発器の熱交換能力を充分に確保できることが上記第１実施形態及び上記第２実施形態で、後述のように確認されている。

図１１は、蓄冷材容器４７と冷媒管４５のロウ付け面積割合と蒸発器の能力比との関係を示した特性図である。蓄冷材容器４７の外表面が、この外表面に隣接する冷媒管４５の表面に凹凸形状や上記孔空き部４７ａ３無しで、全面的に接触した場合のロウ付け面積割合を１００％としたときの蒸発器の能力比を１００％としている。この図１１から判明するように凹凸形状や孔空き部４７ａ３が存在していても、部分的に接触した時のロウ付け面積割合が、１０％以上あれば、蒸発器の能力比が９０％以上確保される。

また、上記孔空き部４７ａ３を形成した場合は、蓄冷材容器４７と冷媒管４５のロウ付け部に使用されるロウ材を、蓄冷材容器４７の内面に形成するロウ材と蓄冷材容器４７の外面に形成するロウ材とで区別することが望ましい。ロウ材は、ロウ材中に含まれるシリコンＳｉの量が多いほど、流動性に富む。

図１２は、図１０の構造においてロウ付け時のロウ材の流れを模式的に説明する説明図である。蓄冷材容器４７の内面に形成する内面ロウ材の流れを矢印４７ＩＮで示し、蓄冷材容器４７の外面に形成する外面ロウ材の流れを矢印４７ＯＵＴで示している。

ロウ材は、ロウ材に含まれるシリコンＳｉの量が多いほど、流動性に富む。内面ロウ材の流れ性が外面ロウ材の流れ性よりも優れていることが、ロウ付けのために好ましい。この理由について以下に説明する。

外面ロウ材には、犠牲防食材が含まれており、この外面ロウ材は、蓄冷材容器４７と冷媒管４５のロウ付け部にあまり流れ込まないことが、外面ロウ材による必要部分のロウ付けを確保し、かつ蓄冷材容器４７と冷媒管４５のロウ付け部の耐腐食性を向上するために好ましい。そこで、内面ロウ材のシリコンＳｉ量を多くして流動性を良くして矢印４７ＩＮで示すロウ材の流れを多くしている。

このように内側からの内面ロウ材の流れと、外側からの外面ロウ材の流れでロウ付けされるため、蓄冷材容器４７の接合性が良好に保たれる構造となる。

（上記実施形態の変形例）
本発明は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。例えば、上述の第１実施形態では、千鳥配列の凹凸形状を蓄冷材容器４７の表面に形成したが、図１３のような格子配列の凹凸形状を蓄冷材容器４７の表面に形成しても良い。また、図１４のような斜め配列、及び図１５のような丸型の千鳥配列、図１６のような丸型の格子配列としても良い。

（第３実施形態）
図１７は、図５と同じく、図３のＶ−Ｖ線に沿う断面の一部を模式的に示す冷媒管、蓄冷材容器、及び空気側フィンの関係を示す第３実施形態の一部拡大断面図である。そして、この第３実施形態は、上記外表面接合割合または内表面接合割合を所定範囲内に設定したものである。

図１７において、４６０は、冷却用空気通路、４６１ａは、蓄冷材側空気通路である。

蓄冷材容器４７の表面に凹凸形状のリブを構成する際に、凸部４７ａ１を成す蓄冷材容器４７の外側表面（図１７において二点鎖線の仮想線を付した部分）の面積割合をＸ％とし、凹部を成す蓄冷材容器４７の内側表面（内側フィン４７ｆ側と接触した蓄冷材容器４７の部分）の面積割合をＹ％とした場合、Ｘ＋Ｙは１００％と成る。

そして、図１７のように、蓄冷材容器４７内に、幅の均一な内側フィン４７ｆを設け、上記凹凸形状によって、内側フィン４７ｆが、蓄冷材容器４７の表面に接触したり、しなかったりする部分が存在する。上記仮想線部分のＸが大きい（Ｙが小さい）場合には、蓄冷材容器４７の表面と内側フィン４７ｆとの接触面積が確保できない割合が大きくなり、熱交換器（この場合は蒸発器）としての性能が低下する。

一方、Ｘが小さい（Ｙが大きい）場合には、蓄冷材容器４７と冷媒管４５（４５ａ、４５ｂ）との接触面積が充分に確保できず、蓄冷材５０の量及びロウ材が少なくてすむものの、熱交換器としての性能が低下する。

また、内側フィン４７ｆは、波状の折り曲げ部を有し、折り曲げ部の波の頂上部分が部分的に蓄冷材容器４７の内側表面に接触し、該折り曲げ部の波の高さ（図１７の左右方向の幅）が均一である。このように、内側フィン４７ｆの折り曲げ部の波の高さを均一とすれば、内側フィン４７ｆの製造ならびに組付けが容易である。

図１８は、上記熱交換の内側フィン４７ｆと蓄冷材容器４７との接合割合の大小による性能低下を説明するものである。図１８の（ａ）部分は、外表面接合割合Ｘが適度に小さい場合、図１８の（ｂ）部分は、外表面接合割合Ｘが大きすぎる場合である。

図１８の（ａ）の場合は、冷媒管４５ａ、４５ｂから内側フィン４７ｆ及び蓄冷材５０への伝熱距離が短く、伝熱量が多い場合を示しており、図１８の（ｂ）の場合は、冷媒管４５ａ、４５ｂから内側フィン４７ｆ及び蓄冷材５０への伝熱距離が長く、伝熱量が少ない場合を示している。

このように、凹凸を設けることで、内側フィン４７ｆと蓄冷材容器４７とが接触せず、当然それら内側フィン４７ｆと蓄冷材容器４７の間がロウ付けされないため、熱交換器としての性能が凹凸の寸法に影響される。

また、図１９は、上記内側フィン４７ｆと蓄冷材容器４７との接合割合の大小による性能を説明するものであり、図１９の（ａ）部分は、充分に蓄冷された後の放冷時間と接合割合との関係を示したグラフである。図１９の（ｂ）部分は、蓄冷時間（秒）と接合割合との関係を示したグラフである。図１９の（ｃ）部分は、完全に蓄冷が完了していない、限られた時間で蓄冷した場合の、放冷時間（秒）と接合割合との関係を示したグラフである。

図１８及び図１９において、接合割合Ｘが大きいと、接合されている部分に隣接する蓄冷材５０の内容積が増える。そのため、充分蓄冷できた状態であれば、放冷時間は、図１９の（ａ）部分のグラフのように、接合割合Ｘの増加につれて、放冷時間はほぼ比例的に大きく成る。

蓄冷材５０全体が凝固する時間を、蓄冷時間と定義すると、図１８の（ｂ）部分のように接合割合Ｘが大きいと、内部へ熱が伝わる際に、伝熱経路が、図１８の（ｂ）部分のように長くなり、空気側フィン４６（４６ａ及び４６ｂ）の効率が低下する。

そのため、図１９の（ｂ）部分のグラフのように、接合割合Ｘが大きいと、蓄冷時間がかなり大きくなってしまう。また、蓄冷できる時間は、自動車の運転時間と相関があり、限られた時間であるため、搭載された蓄冷材５０を効率良く使用し、完全に蓄冷する必要がある。図１９の（ｂ）部分のグラフにおいては、上記限られた時間をＴＬで示している。

この限られた時間ＴＬ内で蓄冷した場合の放冷時間は、図１９の（ｃ）部分のグラフのようになり、放冷時間が最大となるのは、接合割合５０％近辺である。よって、これらのグラフから考察して、限られた時間内で蓄冷し、かつ少ない蓄冷材５０の量で放冷時間を確保するためには、接合割合Ｘは５０％以下が良い。

なお、蓄冷材容器４７の外側表面（Ｘ＋Ｙの部分）に対する、該蓄冷材容器４７が接合される冷媒管４５の外側表面が部分的に接触したときの接触面積の割合Ｘを２０％以上５０％未満とすれば、より好ましい。これによれば、接触面積の割合Ｘを少なくしながら、蓄冷熱交換器としての熱交換性能の低下を、より確実に１％以内にすることができる。

そして、このように接合割合を限定し、充分な伝熱量を確保することで、制限された必要時間内に蓄冷材５０に熱量を溜め、溜めた熱量を使って、充分に長い時間放冷することができ、交差点の赤信号によって、エンジンを停止させた時等の、車室内空調を補助する効果が高まる。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について説明する。上述の実施形態においては、蓄冷材容器４７に複数の凸部４７ａ１或いは複数の凹部４７ａ２を形成し、その形状を図６、図７、図８、図９、図１３、図１４、図１５、図１６のように設定したが、この第４実施形態では、複数の凸部４７ａ１から成るリブを逆Ｖ字形（傾斜形状）に形成したものである。

図２０は、本発明の第４実施形態の蓄冷材容器４７の表面のリブの形状を示すもので図２０中下側が天地の地方向になるように車両に組付けられる。そして、蓄冷材容器４７の表面の複数の凸部４７ａ１或いは複数の凹部４７ａ２は、凝縮水が山の頂上部分を境にして左右に分かれて流れる傾斜部分が両側に形成された形状に形成されている。

このように、凸部４７ａ１或いは凹部４７ａ２は、傾斜形状として形成されているから、発生した凝縮水が、傾斜部分に沿って速やかに左右に分かれて外部に排出されるため、凝縮水が凍ることで体積が膨張して冷媒管４５と蓄冷材容器４７が破壊するという凍結割れが回避できる。

また、たとえ凝縮水が残存して凍っても、傾斜部分に沿って、凍った氷が逃げるため、凍結割れが抑止できる。また、左右にわかれて傾斜部分を流れるため、左右夫々の傾斜部分の長さを短くすることができ、凝縮水の排出性能がよくなる。

具体的には、凸部４７ａ１或いは凹部４７ａ２は、傾斜形状のリブの隆起高さが０．２ｍｍ以上であり、複数の凸部４７ａ１相互間の間隔、或いは複数の凹部４７ａ２相互間の間隔であるリブのピッチは３ｍｍ以上に設定されている。また、複数のリブが蓄冷材容器４７の天方向から地方向に向かって３個以上重ねられて配置されている。

蓄冷材容器４７が車室内空気を空調するとき、冷却用空気通路４６０内（図１７等）の冷却フィン４６と一体になった冷媒管４５と、蓄冷材容器４７との間の、蓄冷材側空気通路４６１ａに凝縮水が停滞し、低負荷における凍結（フロスト）が発生するとき、蓄冷熱交換器４７及び冷媒管４５が破壊するおそれがある。

このために、この第４実施形態においては、冷媒管４５と蓄冷熱交換器４７の間の空間に停滞する凝縮水の量を低減できる逆Ｖ字形状の凸部４７ａ１からなる上記リブを冷媒管４５と蓄冷熱交換器４７の間の空間に配置している。

これによって、蓄冷熱交換器４７上側（垂直方向）の凝縮水が、蓄冷熱交換器４７下側の逆Ｖ字形状のリブへ流れ込むことを防ぐことができる。その結果、冷媒管４５と蓄冷熱交換器４７の間の停滞する凝縮水量を低減することができる。更に、凍結が発生する際に、発生した氷が、冷媒管４５と蓄冷熱交換器４７の間の空間から外部空間方向（図１７の紙面表裏方向）へ逃げることができる。

（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について説明する。図２１は、本発明の第５実施形態の蓄冷材容器４７の表面のリブの形状を示すもので、図２１中下側が天地の地方向になるように車両に組付けられる。上述の第４実施形態においては、リブを等ピッチで蓄冷材容器４７の天方向から地方向に向かって重ねて配置したが、この第５実施形態は、図２１に示すように、不等ピッチでリブを配置したものである。

（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態について説明する。図２２は、本発明の第６実施形態の蒸発器における蓄冷材容器４７の表面のリブの形状を示す一部側面図である。上述の第４及び第５実施形態においては、リブを連続した傾斜形状で蓄冷材容器４７の天方向から地方向に向かって重ねて配置したが、この第６実施形態は、図２２に示すように、傾斜形状の中央を窪みで分断したリブの形状としたものである。

（第７実施形態）
次に、本発明の第７実施形態について説明する。図２３は、本発明の第７実施形態の蒸発器における蓄冷材容器４７の表面のリブの形状を示す一部側面図である。上述の第６実施形態においては、分断された傾斜形状のリブを連続した等ピッチで配列し、蓄冷材容器４７の天方向から地方向に向かって重ねて配置したが、この第７実施形態は、図２３に示すように、傾斜形状の中央で分断したリブを不等ピッチで配置したものである。

上述の図２０ないし図２３の逆Ｖ字形ないし傾斜形のリブは、複数の凸部４７ａ１或いは複数の凹部４７ａ２が重ねられて配置されている。そして、凝縮水が山の頂上部分を境にして左右に分かれて流れる傾斜部分が、蓄冷材容器４７の外側表面の両端４７ｔまで延在して形成されている。

これによれば、発生した凝縮水の大部分が、蓄冷材容器４７の外側表面の両端４７ｔから外部に排出されるため、蓄冷材容器４７の下部に凝縮水が溜まりにくいため、下部における冷媒管４５と蓄冷材容器４７が破壊するという凍結割れが回避できる。

また、複数の凸部４７ａ１或いは複数の凹部４７ａ２は、凝縮水が山の頂上部分を境にして左右に分かれて流れる傾斜部分が、蓄冷材容器４７の外側表面の両端４７ｔまで延在し、この両端４７ｔ相互間を最短距離で結ぶ直線と傾斜した凸部４７ａ１或いは凹部４７ａ２との交差角度θ（図２０）が３０〜６０度の範囲で設定されている。これにより、車両が坂道で傾いても、充分な凝縮水の排出性能が得られる。

更に、複数の凸部４７ａ１と冷媒管４５との対面部分の８割以上がロウ付けにより密接している。これにより、凸部４７ａ１の傾斜に沿って凝縮水が確実に蓄冷材容器４７の外側に排出される。

（第８実施形態）
次に、本発明の第８実施形態について説明する。上述の実施形態においては、特に図２及び図３に示すように、ヘッダ４１、４２、４３、４４と呼ばれるタンクと、それらヘッダの間を連結するヘッダとは別の複数の冷媒管４５によって構成されている。

各冷媒管４５は、その端部において対応するヘッダ４１、４２、４３、４４内に連通している。また、冷媒管４５は、内部側に複数の冷媒通路を有する押出製法によって形成された多穴の扁平管である。ちなみに、押出製法で押し出された多穴の扁平管を加圧ローラの中に通して表面に凹凸上のリブを形成することが特開２００４−３７８７号公報に開示されている。

これに対して、この第８実施形態は、タンク部と冷媒管を一体に、一対のプレートを重ねて形成し、これらを多数積層することで熱交換器をするものである。なお、このような積層タイプの熱交換器は特開２００１―２２１５３５号公報等で公知である。

このように重ね合わせて形成したカップ状のチューブ（ドロンカップのチューブとも呼ぶ）の表面にも、加圧ローラの中に通して表面に凸部４７ａ１及び凹部４７ａ２から成る凹凸状のリブを形成することが、同じ特開２００４−３７８７号公報に開示されている。

図２４は、上記積層プレートで形成された第８実施形態における蓄冷材付き蒸発器の正面図である。また、図２５は、図２４の蓄冷材付き蒸発器の左側面図である。図２４及び図２５のように蒸発器のタンク部分と冷媒管とは一体に一対のプレートを重ねることで形成され、これらを多数積層して、各積層部分相互間に蓄冷材容器４７が挟持されている。
なお、図２４及び図２５においては、蓄冷材容器４７または冷媒管４５の表面の凹凸は図示を省略している。また、図２４及び図２５の、図２と対応する部分に、同一の符号を付している。

図２６は、ドロンカップのチューブで冷媒管４５が製造された第８実施形態の蒸発器と、押出製法で製造された蒸発器とを対比して示す模式的断面図である。図２６の（ａ）部分が第８実施形態であり上記ドロンカップのチューブで冷媒管４５が製造されている。

図２６の（ａ）部分において、左端に冷却用空気通路４６０に設置された空気側フィン４６が設けられ、この空気側フィン４６の片面に内部に冷媒管フィン４５ｆが介在したドロンカップよりなる冷媒管４５が設けられ、この冷媒管４５の空気側フィン４６とは反対側の面には、表面に凹凸状のリブが形成された蓄冷材容器４７が接合されている。

そしてこれら、空気側フィン４６、冷媒管４５、蓄冷材容器４７の組が一つのユニットを構成し、これらのユニットが多数重ねられて蒸発器が構成されている。なお、図２６の（ａ）部分に示した蓄冷材容器４７の右側には、空気側フィン４６を接合してユニットを並べてもよいし、蓄冷材容器４７の右側に、内側フィンが格納された冷媒管４５を接合してユニットを並べてもよい。

なお、図２６の（ｂ）部分は、第１実施形態と同様に押出製法で冷媒管４５を形成した第１実施形態の変形例とも言うべき対比例であり、図４の第１実施形態と相違する点は、蓄冷材容器４７内に内側フィン４７ｆが設けられていない点である。そして、図２６は、押出製法で形成した蒸発器と、プレートを積層する、いわゆるドロンカップ製法で形成された蒸発器との対応関係を明示している。

（第９実施形態）
次に、本発明の第９実施形態について説明する。図２７は、本発明の第９実施形態となるドロンカップのチューブで冷媒管が製造された蒸発器を、押出製法で製造された蒸発器と対比して示す模式的断面図である。

図２７の（ａ）部分が第９実施形態であり、上記ドロンカップのチューブで冷媒管４５が製造されている。図２７において、左端に冷却用空気通路４６０に設置された空気側フィン４６が設けられ、この空気側フィン４６の片面に内部に冷媒管フィン４５ｆが介在したドロンカップよりなる冷媒管４５が設けられている。

そして、この冷媒管４５の表面のリブを成す凸部４５ａ１及び凹部４５ａ２から成る凹凸が形成されている。この冷媒管４５の空気側フィン４６とは反対側の面には、凹凸のない蓄冷材容器４７が接合されている。また、凹部４５ａ２内に蓄冷材側空気通路４６１ａが形成されている。

そしてこれら、空気側フィン４６、冷媒管４５、蓄冷材容器４７の組が一つのユニットを構成し、これらのユニットが多数重ねられて蒸発器が構成されている。なお、図２７の（ａ）部分に示した蓄冷材容器４７の右側には、空気側フィン４６を接合してユニットを並べてもよいし、蓄冷材容器４７の右側に、内側フィン４７ｆが格納された冷媒管４５を接合してユニットを並べてもよい。

なお、図２７の（ｂ）部分は、図４の第１実施形態と同様に押出製法で冷媒管４５を形成した第１実施形態の変形例とも言うべき比較例であり、第１実施形態と相違する点は、蓄冷材容器４７の表面に凹凸が無く、冷媒管４５の表面に凸部４５ａ１及び凹部４５ａ２からなるリブを形成している点、及び蓄冷材容器４７内に内側フィン４７ｆが設けられていない点である。そして、図２７は、押出製法で形成した蒸発器と、プレートを積層する、いわゆるドロンカップ製法で形成された蒸発器との対応関係を明示している。

（第１０実施形態）
次に、本発明の第１０実施形態について説明する。図２８は、本発明の第１０実施形態に関し、第１実施形態の図４と同様に図示した蒸発器の模式的断面図である。図２９は、図２８の矢印Ｚ３３部分を拡大して示す摸式的断面図である。

図３０は、図２８の矢印Ｚ３４部分を拡大して示す摸式的断面図である。また、図３１は、第１０実施形態において圧縮機（コンプレッサ）に結合されたクラッチの断続運転に伴い蒸発器（エバポレータ）の温度が変化する状態を説明するグラフである。図３２は、図２８の蒸発器の蓄冷材容器４７の表面のリブを逆Ｖ字形に形成した状態を示す側面図である。

図２８において、冷媒管４５は、内部側に複数の冷媒通路を有する多穴管である。左右の冷媒管４５ａ及び４５ｂの夫々の両側に、空気と熱交換するための冷却用空気通路４６０と、内側フィン４７ｆが格納された蓄冷材容器４７が設けられている。

冷媒管４５と蓄冷材容器４７とが接触する部位は、図２９のように、ロウ材３３ｒにより接合されている。このロウ材３３ｒの中にボイド３３ｖが在ると、ボイド内凝縮水３３ｖ１が溜まることがある。

また、図２８の蓄冷材容器４７の表面に凹部４７ａ２が形成された蓄冷材側空気通路４６１ａ内には、図３０のように、空間３４ｖが在り、この空間３４ｖは、蒸発器に図示しない冷却ファンで空調風が通風されたときに、空気が流れ、空間３４ｖ内で空気中の水分が凝縮して凝縮水３４ｖ１が溜まり易い。また、この空間３４ｖは、蓄冷材容器４７が放冷するときの蓄冷材側空気通路４６１ａを成している。

図３１のように、図１の圧縮機１０相当部分のクラッチの断続に応じて、蒸発器（エバポレータ）の温度が繰り返し変化し、凝縮水が凍結と溶解を繰り返す。このときの凍結割れを防止するため、図２９の接合平面部の幅Ｗは０．８ｍｍ以下に設定されている。

また、蓄冷材容器４７の表面に凹部４７ａ２が形成された図３０の空間３４ｖに溜まった凝縮水３４ｖ１は、凹部４７ａ２と隣接する凸部４７ａ１から成るリブを、図３０の矢印Ｚ３６方向から見た図３２のような逆Ｖ字形に形成することで、空間３４ｖ内の凝縮水３４ｖ１を矢印Ｙ３６のように、蓄冷材容器４７の外側に排出する。

また、凸部４７ａ１相互間の隙間によって、下から凝縮水を矢印Ｙ３６１のように吸い上げないように、凸部４７ａ１相互間の凹部４７ａ２の幅寸法が設定されている。これにより凝縮水が氷になっても、氷は凹部４７ａ２上である蓄冷材容器４７の表面をすべり落ち、外部に排出され、凍結割れを引き起こす応力を発生しない。

このように、図２８の蓄冷材容器４７が、車室内空気を空調する冷却用空気通路４６０内の冷却フィン４６ａ、４６ｂと一体になった蓄冷熱交換器４７において、冷媒管４５と蓄冷材容器４７間の蓄冷材側空気通路４６１ａに凝縮水が停滞し、低負荷における凍結（フロスト）が発生するとき、蓄冷熱交換器４７及び冷媒管４５が破壊しようとするが、第１０実施形態によれば、冷媒管４５と蓄冷熱交換器４７の間の空間に停滞する凝縮水の量を低減できる逆Ｖ字形状のリブを図３２の冷媒管４５と蓄冷熱交換器４７の間の空間に配置している。

これによって、蓄冷熱交換器４７上側（天方向）の凝縮水が、蓄冷熱交換器４７の上側から下側の逆Ｖ字形状のリブへ流れ込むことを抑制することができる。その結果、冷媒管４５と蓄冷熱交換器４７の間に停滞する凝縮水量を低減することができる。更に、凍結が発生する際に、発生した氷が、冷媒管４５と蓄冷熱交換器４７の間の空間から外部空間へ逃げることができる。

１ 冷凍サイクル装置
４０ 蒸発器（エバポレータ）
４５（４５ａ及び４５ｂ） 冷媒管
４５ｃ 冷媒管の冷媒通路
４６（４６ａ及び４６ｂ） 空気側フィン
４７ 蓄冷材容器
４７ａ 蓄冷材容器の外殻
４７ａ１、４５ａ１ 凸部
４７ａ２、４５ａ２ 凹部
４７ａ３ 孔空き部
４７ｆ 内側フィン
５０ 蓄冷材
４６０ 冷却用空気通路
４６１ａ 蓄冷材側空気通路

Claims (2)

1. 冷媒通路を有し、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）にロウ付けされ内部に蓄冷材（５０）を収容する蓄冷材容器（４７）とを備え、
   前記蓄冷材容器（４７）の内面に形成されている内面ロウ材は、前記蓄冷材容器（４７）の外面に形成され、かつ犠牲防食材が含まれている外面ロウ材よりも流動性において優れたロウ材であり、
   前記蓄冷材容器は、金属製の筒状であり、長手方向の両端において、前記蓄冷材容器（４７）の外殻（４７ａ）の端が一方において他方よりも長く延び出しており、前記外殻（４７ａ）の内面同士が接して閉じられていることを特徴とする蓄冷熱交換器。
2. 前記内面ロウ材及び前記外面ロウ材には、当該各ロウ材中にシリコンが含まれており、前記内面ロウ材に含まれるシリコン量は、前記外面ロウ材に含まれるシリコン量よりも多いことを特徴とする請求項１に記載の蓄冷熱交換器。

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