JP6358848B2 - エバポレータ - Google Patents

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Description

この発明は、たとえば自動車に搭載される冷凍サイクルであるカーエアコンに好適に用いられ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の上下を上下というものとする。
小型軽量化および高性能化を図りうるとともに、膨張弁を取り付ける膨張弁取付部材を近くに設置することができるエバポレータとして、本出願人は、先に、一端部に冷媒入口を有する第１ヘッダ部と、第１ヘッダ部の風上側に並ぶように設けられ、かつ第１ヘッダ部の冷媒入口と同一端部に冷媒出口を有する第２ヘッダ部と、第１ヘッダ部の下方に間隔をおいて配置された第３ヘッダ部と、第２ヘッダ部の下方に間隔をおくとともに第３ヘッダ部の風上側に並ぶように設けられた第４ヘッダ部と、第１ヘッダ部と第３ヘッダ部との間、および第２ヘッダ部と第４ヘッダ部との間にヘッダ部の長手方向に間隔をおいて配置され、かつ両端部がヘッダ部に接続された複数の熱交換管と、冷媒入口に冷媒を送り込む冷媒導入路および冷媒出口から冷媒を送り出す冷媒排出路を有する冷媒入出部材と、冷媒入出部材に接合され、かつ冷媒入出部材の冷媒導入路に通じる第１冷媒流路および冷媒排出路に通じる第２冷媒流路を有する膨張弁取付部材とを備えたエバポレータであって、冷媒入出部材が、第１ヘッダ部の前記一端部と第２ヘッダ部の前記一端部に跨るように接合された第１プレートと、第１プレートにおける両ヘッダ部とは反対側の面に積層状に接合された第２プレートと、第２プレートにおける第１プレートとは反対側の面に積層状に接合された第３プレートとからなり、第１プレートおよび第３プレートのうちの少なくともいずれか一方のプレートを外方に膨出させるとともに、第２プレートに切り欠きおよび貫通穴を形成することによって、一端が冷媒入口に通じるとともに他端が３つのプレートの上下方向にのびる１つの側縁部に開口した冷媒導入路、および一端が冷媒出口に通じるとともに他端が３つのプレートにおける冷媒導入路が開口した側縁部に開口した冷媒排出路が、両者が通じることなくかつ冷媒導入路と冷媒排出路とが全プレートの積層方向から見て交差するように設けられており、冷媒出口から流出した冷媒が、冷媒入出部材の冷媒排出路、膨張弁取付部材の一方の冷媒流路、膨張弁取付部材に取り付けられる膨張弁の一方の通路、および膨張弁の当該一方の通路と圧縮機を通じさせる配管を通って圧縮機に送られるようになされており、冷媒入出部材の冷媒排出路における一定の長さを有する冷媒流れ方向下流側部分が、第１プレートおよび第３プレートに設けられかつ３枚のプレートの積層方向外方に膨出した外方膨出部からなり、同じく冷媒排出路の残部が、第３プレートに設けられかつ３枚のプレートの積層方向外方に膨出した外方膨出部からなるエバポレータを提案した(特許文献１参照)。
特許文献１記載のエバポレータにおいては、冷媒側の圧力損失の増大を抑制するために、冷媒入出部材の冷媒排出路における第３プレートの外方膨出部のみにより形成されている部分の一部分において、外方膨出部の内部幅を広くし、当該部分の通路断面積を大きくしている。しかしながら、エバポレータの軽量化を図ることを目的として、冷媒入出部材の３枚のプレートの肉厚を小さくした場合、上述したように第３プレートの外方膨出部の一部分の内部幅を広くすると、冷媒排出路の内圧に対する耐圧強度が低下するおそれがある。
特許第５１４２１０９号公報
この発明の目的は、上記問題を解決し、冷媒側の圧力損失の増大を抑制しうるとともに、冷媒入出部材の冷媒排出路の内圧に対する耐圧強度の低下を抑制しうるエバポレータを提供することにある。
本発明は、上記目的を達成するために以下の態様からなる。
1)一端部に冷媒入口を有する第１ヘッダ部と、第１ヘッダ部と通風方向に並ぶように設けられ、かつ第１ヘッダ部の冷媒入口と同一端部に冷媒出口を有する第２ヘッダ部と、冷媒入口に冷媒を送り込む冷媒導入路および冷媒出口から冷媒を送り出す冷媒排出路を有する冷媒入出部材と、冷媒入出部材に接合され、かつ膨張弁の第１の冷媒通路を通過した冷媒を冷媒入出部材の冷媒導入路に送り込む第１冷媒流路、および冷媒入出部材の冷媒排出路から排出された冷媒を膨張弁の第２の冷媒通路に送り込む第２冷媒流路を有する膨張弁取付部材とを備えており、冷媒入出部材が、第１ヘッダ部の前記一端部と第２ヘッダ部の前記一端部に跨るように接合された第１プレートと、第１プレートにおける両ヘッダ部とは反対側の面に積層状に接合された第２プレートと、第２プレートにおける第１プレートとは反対側の面に積層状に接合された第３プレートとからなり、第１プレートおよび第３プレートにそれぞれ導入路用外方膨出部と排出路用外方膨出部とが形成され、第１プレートの導入路用外方膨出部と第３プレートの導入路用外方膨出部、および第１プレートの排出路用外方膨出部と第３プレートの排出路用外方膨出部とが、それぞれ全プレートの積層方向から見て重複する部分を有しており、第２プレートに、第１および第３プレートの導入路用外方膨出部どうしを必要部分で通じさせる貫通状連通部と、第１および第３プレートの排出路用外方膨出部どうしを必要部分で通じさせる貫通状連通部とを形成することによって、冷媒流れ方向下流端が第１ヘッダ部の冷媒入口に通じるとともに冷媒流れ方向上流端が膨張弁取付部材の第１冷媒流路に通じる冷媒導入路、および冷媒流れ方向上流端が第２ヘッダ部の冷媒出口に通じるとともに冷媒流れ方向下流側端が膨張弁取付部材の第２冷媒流路に通じる冷媒排出路が、両者が通じることなくかつ冷媒導入路と冷媒排出路とが全プレートの積層方向から見て交差するように設けられており、第２ヘッダ部の冷媒出口から流出した冷媒が、冷媒入出部材の冷媒排出路、膨張弁取付部材の第２冷媒流路、膨張弁取付部材に取り付けられる膨張弁の第２の冷媒通路、および膨張弁の第２の冷媒通路と圧縮機を通じさせる配管を通って圧縮機に送られるようになされているエバポレータであって、
冷媒入出部材の冷媒排出路における一定の長さを有する冷媒流れ方向下流側部分が、第１プレートの排出路用外方膨出部および第３プレートの排出路用外方膨出部の一部を有し、同じく冷媒排出路の残部が、第３プレートのみに設けられかつ３枚のプレートの積層方向外方に膨出した排出路用外方膨出部を有し、冷媒入出部材の第３プレートの排出路用外方膨出部における冷媒流れ方向上流側部分に、一定の長さを有するとともに内部幅が全長に渡って等しくなった直線部が設けられ、第２ヘッダ部の冷媒出口が第３プレートの排出路用外方膨出部の前記直線部内に臨んでおり、冷媒入出部材の冷媒排出路の各部の通路断面積をＰ１ｍｍ2、膨張弁の第２の冷媒通路と圧縮機を通じさせる配管の通路断面積をＰ２ｍｍ2とした場合、０．９≦Ｐ１／Ｐ２≦１．１という関係を満たしており、冷媒入出部材の第３プレートの排出路用外方膨出部の前記直線部における冷媒流れ方向上流側端部の内部幅をＷ１ｍｍ、同じく内部高さをＨ１ｍｍ、冷媒入出部材の第３プレートの排出路用外方膨出部における冷媒流れ方向下流側端部の内部幅をＷ２ｍｍ、同じく内部高さをＨ２ｍｍとした場合、Ｗ１＞Ｗ２、Ｈ１＞Ｈ２という関係を満たしており、冷媒入出部材の第３プレートの排出路用外方膨出部の前記直線部における第１ヘッダ部の冷媒入口とは反対側縁部が、冷媒出口における第１ヘッダ部の冷媒入口とは反対側縁部よりも外側にずれているエバポレータ。
2)冷媒入出部材の第３プレートの排出路用外方膨出部の前記直線部における冷媒流れ方向上流側端部の内部幅：Ｗ１ｍｍと、内部高さ：Ｈ１ｍｍとが、０．６５≦Ｈ１／Ｗ１≦０．９５という関係を満たしている上記1)記載のエバポレータ。
3)冷媒入出部材の第３プレートの排出路用外方膨出部の前記直線部が、１対の側壁、膨出頂壁、および両側壁と膨出頂壁とを連結する円筒状連結壁からなり、円筒状連結壁の内面の曲率半径をＲｍｍとした場合、当該曲率半径：Ｒと、冷媒入出部材の第３プレートの排出路用外方膨出部の前記直線部における冷媒流れ方向上流側端部の内部幅：Ｗ１ｍｍとが、０．２５Ｗ１≦Ｒ≦０．５Ｗ１という関係を満たしている上記1)または2)記載のエバポレータ。
4)冷媒入出部材を形成する３枚のプレートの肉厚が、０．６〜１．２ｍｍである上記1)〜3)のうちのいずれかに記載のエバポレータ。
5)冷媒入出部材の風上側縁部が垂直直線状であり、冷媒入出部材の冷媒導入路の冷媒流れ方向上流側端部および冷媒排出路の冷媒流れ方向下流側端部が同一垂直面内に位置し、膨張弁取付部材の第１冷媒流路の冷媒流れ方向下流側開口の周囲、および第２冷媒流路の冷媒流れ方向上流側開口の周囲にそれぞれ嵌合凸部が設けられ、冷媒入出部材に、一端が風上側縁部に開口するとともに他端が冷媒導入路に通じ、かつ膨張弁取付部材の第１冷媒流路側の嵌合凸部を嵌め入れる嵌合凹部、および一端が風上側縁部に開口するとともに他端が冷媒排出路に通じ、かつ膨張弁取付部材の第２冷媒流路側の嵌合凸部を嵌め入れる嵌合凹部が形成されている上記1)〜4)のうちのいずれかに記載のエバポレータ。
上記1)〜5)のエバポレータによれば、冷媒入出部材の冷媒排出路の各部の通路断面積をＰ１ｍｍ2、膨張弁の第２の冷媒通路と圧縮機を通じさせる配管の通路断面積をＰ２ｍｍ2とした場合、０．９≦Ｐ１／Ｐ２≦１．１という関係を満たしているので、冷媒側の圧力損失の増大を最低限に抑制することができる。
上記1)のエバポレータによれば、冷媒入出部材の第３プレートの排出路用外方膨出部の前記直線部における冷媒流れ方向上流側端部の内部幅をＷ１ｍｍ、同じく内部高さをＨ１ｍｍ、冷媒入出部材の第３プレートの排出路用外方膨出部における冷媒流れ方向下流側端部の内部幅をＷ２ｍｍ、同じく内部高さをＨ２ｍｍとした場合、Ｗ１＞Ｗ２、Ｈ１＞Ｈ２という関係を満たしているので、第３プレートの排出路用外方膨出部に発生する応力を緩和することができ、冷媒入出部材の冷媒排出路の内圧に対する耐圧強度の低下を抑制することが可能になる。
しかも、冷媒入出部材の第３プレートの排出路用外方膨出部の前記直線部における第１ヘッダ部の冷媒入口とは反対側縁部が、冷媒出口における第１ヘッダ部の冷媒入口とは反対側縁部よりも外側にずれているので、エバポレータの小型化を図るために、第１ヘッダ部の通風方向外側端部と第２ヘッダ部の通風方向外側端部との間隔が広くなりすぎないようにした場合であっても、比較的簡単に、上述したＷ１＞Ｗ２の関係を満たすことが可能になる。すなわち、冷媒入出部材の第３プレートの排出路用外方膨出部の前記直線部の両側において、第３プレートと第２プレートとの間にろう付不良が発生することを防止するには、ろう付部の幅を、第３プレートおよび第２プレートの肉厚の２倍以上にする必要がある。また、第１ヘッダ部の冷媒入口と第２ヘッダ部の冷媒出口との間での短絡を防止するには、冷媒入出部材の３枚のプレートにおける第１ヘッダ部の冷媒入口と第２ヘッダ部の冷媒出口との間に存在する部分に、スリットを形成することが効果的である。ところで、上述したＷ１＞Ｗ２の関係を満たすには、冷媒入出部材の第３プレートの排出路用外方膨出部の前記直線部における第１ヘッダ部の冷媒入口側縁部が、冷媒出口における第１ヘッダ部の冷媒入口側縁部よりも冷媒入口側にずれていてもよい。しかしながら、この場合、エバポレータの小型化を図るために、第１ヘッダ部の通風方向外側端部と第２ヘッダ部の通風方向外側端部との間隔が広くなりすぎないようにすると、第１ヘッダ部と第２ヘッダ部との間において第３プレートと第２プレートとのろう付部の幅を、第３プレートおよび第２プレートの肉厚の２倍以上にするとともに、冷媒入出部材の３枚のプレートにおける第１ヘッダ部の冷媒入口と第２ヘッダ部の冷媒出口との間に存在する部分にスリットを形成することができなくなる。しかしながら、冷媒入出部材の第３プレートの排出路用外方膨出部の前記直線部における第１ヘッダ部の冷媒入口とは反対側縁部が、冷媒出口における第１ヘッダ部の冷媒入口とは反対側縁部よりも外側にずれていると、比較的簡単に、上述したＷ１＞Ｗ２の関係を満たすことが可能になる。
上記4)のエバポレータのように、冷媒入出部材を形成する３枚のプレートの肉厚が、０．６〜１．２ｍｍであると、特許文献１記載のエバポレータの場合と同様にして、冷媒側の圧力損失の増大を抑制するために、冷媒入出部材の冷媒排出路における第３プレートの排出路用外方膨出部のみにより形成されている部分の一部分において、排出路用外方膨出部の内部幅を広くし、当該部分の通路断面積を大きくすると、冷媒入出部材の冷媒排出路の内圧に対する耐圧強度が大きく低下するおそれがある。しかしながら、この場合にも、上記1)のエバポレータのように、冷媒入出部材の第３プレートの排出路用外方膨出部の前記直線部における冷媒流れ方向上流側端部の内部幅をＷ１ｍｍ、同じく内部高さをＨ１ｍｍ、冷媒入出部材の第３プレートの排出路用外方膨出部における冷媒流れ方向下流側端部の内部幅をＷ２ｍｍ、同じく内部高さをＨ２ｍｍとした場合、Ｗ１＞Ｗ２、Ｈ１＞Ｈ２という関係を満たしていると、冷媒入出部材の冷媒排出路の内圧に対する耐圧強度の低下を抑制することが可能になる。
この発明によるエバポレータを適用したエバポレータの全体構成を示す一部切り欠き斜視図である。 図１のエバポレータの第１ヘッダタンクの一部と冷媒入出部材と膨張弁取付部材とを示す分解斜視図である。 図１のエバポレータの一部を示す右側面図である。 図１のエバポレータにおける冷媒入出部材の第１プレートの部分で切断した右側方から見た一部切り欠き垂直断面図である。 図１のエバポレータにおける冷媒入出部材の第２プレートの部分で切断した右側方から見た一部切り欠き垂直断面図である。 図３のＡ−Ａ線断面図である。 図３のＢ−Ｂ線断面図である。 図３のＣ−Ｃ線断面図である。 図３のＤ−Ｄ線断面図である。
以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
以下に述べる実施形態は、この発明によるエバポレータを、フロン系冷媒を使用するカーエアコンのエバポレータに適用したものであり、エバポレータ用接続装置は膨張弁取付部材である。
なお、以下の説明において、「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。また、以下の説明において、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２の右側）を前、これと反対側を後といい、後方から前方を見た際の左右（図１の左右）を左右というものとする。
図１はエバポレータの全体構成を示し、図２〜図９はエバポレータの要部の構成を示す。
図１〜図３において、フロン系冷媒を使用するカーエアコンに用いられるエバポレータ(1)は、上下方向に間隔をおいて配置されたアルミニウム製第１ヘッダタンク(2)およびアルミニウム製第２ヘッダタンク(3)と、両ヘッダタンク(2)(3)間に設けられた熱交換コア部(4)と、下部が、第１ヘッダタンク(2)の右端部に接合されたアルミニウム製冷媒入出部材(5)と、冷媒入出部材(5)に接合されたアルミニウム製膨張弁取付部材(6)とを備えている。
第１ヘッダタンク(2)は、長手方向を左右方向に向けた第１ヘッダ部(7)と、長手方向を左右方向に向けた状態で第１ヘッダ部(7)の通風方向上流側に並ぶように配置された第２ヘッダ部(8)とを備えている。第１ヘッダ部(7)の右端部に冷媒入口(9)が設けられ、第２ヘッダ部(8)の右端部（第１ヘッダ部(7)の冷媒入口(9)と同一端部）に冷媒出口(11)が設けられている。第１ヘッダタンク(2)の右端部に、第１ヘッダ部(7)および第２ヘッダ部(8)に跨るようにアルミニウム製エンド部材(17)が固定されており、エンド部材(17)の前側部分に冷媒入口(9)が形成されるとともに、同じく後側部分に冷媒出口(11)が形成されている。
第２ヘッダタンク(3)は、長手方向を左右方向に向けた状態で第１ヘッダ部(7)の下方に間隔をおいて配置された第３ヘッダ部(12)と、長手方向を左右方向に向けた状態で第３ヘッダ部(12)の通風方向上流側に並ぶように配置された第４ヘッダ部(13)とを備えている。
熱交換コア部(4)は、長手方向を上下方向に向けるとともに幅方向を通風方向に向けた状態で、第１ヘッダ部(7)と第３ヘッダ部(12)との間および第２ヘッダ部(8)と第４ヘッダ部(13)との間に、それぞれ左右方向に間隔をおいて配置されて上下両端部が両ヘッダ部(7)(12)および(8)(13)に接続された複数のアルミニウム製扁平状熱交換管(14)と、隣り合う熱交換管(14)どうしの間の通風間隙および左右両端の熱交換管(14)の外側に、それぞれ通風方向に並んだ２つの熱交換管(14)に跨って共有されるように配置され、かつ熱交換管(14)にろう付されたアルミニウム製コルゲートフィン(15)と、左右両端のコルゲートフィン(15)の外側に配置されたコルゲートフィン(15)にろう付されたアルミニウム製サイドプレート(16)とを備えている。
冷媒入出部材(5)は、左側（第１ヘッダタンク(2)側）に位置しかつ第１ヘッダ部(7)の右端部と第２ヘッダ部(8)の右端部に跨るようにろう付された垂直状のアルミニウム製第１プレート(18)と、第１プレート(18)における両ヘッダ部(7)(8)とは反対側(右側)の面に積層状にろう付された垂直状のアルミニウム製第２プレート(19)と、第２プレート(19)における第１プレート(18)とは反対側の面に積層状にろう付された垂直状のアルミニウム製第３プレート(21)とからなる。第１〜第３プレート(18)(19)(21)は、第１および第２ヘッダ部(7)(8)の長手方向と直角をなすように配置されており、第１〜第３プレート(18)(19)(21)の風上側縁部、すなわち冷媒入出部材(5)の風上側縁部は上下方向にのびる垂直状となっている。冷媒入出部材(5)は、第１ヘッダ部(7)の冷媒入口(9)に冷媒を送り込む冷媒導入路(22)と、第２ヘッダ部(8)の冷媒出口(11)から冷媒を送り出す冷媒排出路(23)とを有している。冷媒導入路(22)と冷媒排出路(23)とは、その内部が通じることなくかつ全プレート(18)(19)(21)の積層方向、すなわち左右いずれかの側方から見て交差するように設けられている。
膨張弁取付部材(6)には、前後方向にのびるとともに前後両端が開口し、かつ膨張弁(図示略)の第１の冷媒通路を通過した冷媒を冷媒入出部材(5)の冷媒導入路(22)に送り込む第１冷媒流路(6a)、および前後方向にのびるとともに前後両端が開口し、かつ冷媒入出部材(5)の冷媒排出路(23)から排出された冷媒を膨張弁の第２の冷媒通路に送り込む第２冷媒流路(6b)が、前者が下方に位置するように上下に並んで形成されている。膨張弁取付部材(6)の第１および第２冷媒流路(6a)(6b)の前端開口（冷媒入出部材(5)側の開口）の周囲に、それぞれ冷媒入出部材(5)の嵌合凹部(26)(27)内に嵌め入れられる円筒状の嵌合凸部(24)(25)が一体に形成されている(図４〜図７参照）。
上記エバポレータ(1)において、コンデンサから送られて膨張弁の第１の冷媒通路を通過した冷媒が、膨張弁取付部材(6)の第１冷媒流路(6a)、および冷媒入出部材(5)の冷媒導入路(22)を通って冷媒入口(9)から第１ヘッダ部(7)内に流入し、第２ヘッダ部(8)の冷媒出口(11)から流出した冷媒が、冷媒入出部材(5)の冷媒排出路(23)、膨張弁取付部材(6)の第２冷媒流路(6b)、膨張弁の第２の冷媒通路、および膨張弁の第２の冷媒通路と圧縮機を通じさせる配管(図示略)を通って圧縮機に送られるようになされている。
以下、図３〜図９を参照し、冷媒入出部材(5)について詳細に説明する。
冷媒入出部材(5)には、一端が風上側縁部に開口するとともに他端が冷媒導入路(22)に通じ、かつ膨張弁取付部材(6)の第１冷媒流路(6a)側の嵌合凸部(24)を嵌め入れる嵌合凹部(26)、および一端が風上側縁部に開口するとともに他端が冷媒排出路(23)に通じ、かつ膨張弁取付部材(6)の第２冷媒流路(6b)側の嵌合凸部(25)を嵌め入れる嵌合凹部(27)が形成されている。
冷媒入出部材(5)の第１プレート(18)に、第１ヘッダ部(7)の冷媒入口(9)に通じる貫通穴状の第１連通口(28)、第２ヘッダ部(8)の冷媒出口(11)に通じる貫通穴状の第２連通口(29)、一端が第１プレート(18)の後側縁における高さの中程に開口した下側嵌合凹部用第１外方膨出部(31)、一端が第１プレート(18)の後側縁における下側嵌合凹部用第１外方膨出部(31)よりも上方に開口した上側嵌合凹部用第１外方膨出部(32)、一端が下側嵌合凹部用第１外方膨出部(31)に連なるとともに前方に真っ直ぐにのび、かつ他端が第１プレート(18)の前側縁の近傍に至る横断面略半円形の導入路用第１外方膨出部(33)、ならびに一端が上側嵌合凹部用第１外方膨出部(32)に連なるとともに前方にのびて他端が第１プレート(18)の前後方向の中間部に至る横断面半円形の排出路用第１外方膨出部(34)が形成されている。排出路用第１外方膨出部(34)は、上側嵌合凹部用第１外方膨出部(32)に連なって風下側に真っ直ぐにのびた短直線部と短直線部の風下側端部に連なるとともに、風下側に向かって下方に湾曲した湾曲部とよりなる。また、第１プレート(18)における第１連通口(28)と第２連通口(29)との間の部分、第２連通口(29)と導入路用第１外方膨出部(33)との間の部分、および導入路用第１外方膨出部(33)と排出路用第１外方膨出部(34)との間の部分に、それぞれスリット(35)(36)(37)が形成されている。
冷媒入出部材(5)の第３プレート(21)に、第１プレート(18)の下側嵌合凹部用第１外方膨出部(31)と合致した位置にあり、かつ一端が第３プレート(18)の後側縁に開口した下側嵌合凹部用第２外方膨出部(38)、第１プレート(18)の上側嵌合凹部用第１外方膨出部(32)と合致した位置にあり、かつ一端が第３プレート(18)の後側縁に開口した上側嵌合凹部用第２外方膨出部(39)、一端が下側嵌合凹部用第２外方膨出部(38)に連なるとともに、前方にのびて前端が第１プレート(18)の第２連通口(29)よりも上側でかつ後側に位置する横断面半円形の導入路用第２外方膨出部(41)、一端が第１プレート(18)の第１連通口(28)と対応する位置にあるとともに他端が第１プレート(18)の導入路用第１外方膨出部(33)の前端部と対応する位置にある上下方向にのびる横断面略半円形の直線状導入路用第３外方膨出部(42)、ならびに一端が第１プレート(18)の第２連通口(29)と対応する位置にあるとともに、他端が上側嵌合凹部用第２外方膨出部(39)に連なった横断面略半円形の排出路用第２外方膨出部(43)が形成されている。排出路用第２外方膨出部(43)における冷媒流れ方向上流側部分に、一定の長さを有するとともに内部幅が全長に渡って等しくなった直線部(43A)が設けられている。第２ヘッダ部(8)の冷媒出口(11)が第３プレート(21)の排出路用第２外方膨出部(43)の直線部(43A)内に臨んでいる。また、第３プレート(21)における導入路用第３外方膨出部(42)と排出路用第２外方膨出部(43)との間に、２つの短絡防止用スリット(44)(45)が、上下方向に間隔をおきかつ前者が下方に位置するように形成されている。下側のスリット(44)は、第１プレート(18)の２つの連通口(28)(29)間のスリット(35)と対応する位置に形成されている。
冷媒入出部材(5)の第２プレート(19)に、一端が第１プレート(18)の第１連通口(28)および第３プレート(21)の導入路用第３外方膨出部(42)の下端と対応する位置にあるとともに、他端が第１プレート(18)の導入路用第１外方膨出部(33)の前端部および第３プレート(21)の導入路用第３外方膨出部(42)の上端部と対応する位置にあり、かつ第１連通口(28)および導入路用第１外方膨出部(33)と導入路用第３外方膨出部(42)とを通じさせる上下方向に長い貫通状の第１連通部(46)（貫通状連通部）、第１プレート(18)の第２連通口(29)と対応する位置にあり、かつ第１プレート(18)の第２連通口(29)と第３プレート(21)の排出路用第２外方膨出部(43)の下端部とを通じさせる貫通状の第２連通部(47)、第１プレート(18)の下側嵌合凹部用第１外方膨出部(31)および第３プレート(21)の下側嵌合凹部用第２外方膨出部(38)と合致した位置にあるとともに第２プレート(19)の後側縁に開口し、かつ両外方膨出部(31)(38)を通じさせる貫通状の第３連通部(48)、第１プレート(18)の上側嵌合凹部用第１外方膨出部(32)および第３プレート(21)の上側嵌合凹部用第２外方膨出部(39)と合致した位置にあるとともに第３プレート(21)の後側縁に開口し、かつ両外方膨出部(32)(39)を通じさせる貫通状の第４連通部(49)、第３連通部(48)の前端部に連なるとともに第３プレート(21)の導入路用第２外方膨出部(41)と合致した位置にあり、かつ第１プレート(18)の導入路用第１外方膨出部(33)の後端部と第３プレート(21)の導入路用第２外方膨出部(41)とを通じさせる貫通状の第５連通部(51)、ならびに第４連通部(49)の前端部に連なるとともに第１プレート(18)の排出路用第１外方膨出部(34)と合致した位置にあり、かつ第１プレート(18)の排出路用第１外方膨出部(34)と第３プレート(21)の排出路用第２外方膨出部(43)とを通じさせる貫通状の第６連通部(52)が形成されている。また、第２プレート(19)における第１プレート(18)の２つの連通口(28)(29)間のスリット(35)と合致した位置に、短絡防止用スリット(53)が形成されている。
したがって、冷媒入出部材(5)の冷媒排出路(23)における一定の長さを有する冷媒流れ方向下流側部分が、第１プレート(18)の排出路用第１外方膨出部(34)および第３プレート(21)の排出路用第２外方膨出部(43)の一部により形成され、同じく冷媒排出路(23)の残部が、第３プレート(21)のみに設けられた排出路用第２外方膨出部(43)の残部により形成されている。
ここで、冷媒入出部材(5)の冷媒排出路(23)の各部の通路断面積、すなわち冷媒排出路(23)の冷媒流れ方向のすべての部分の通路断面積をＰ１ｍｍ2、図示しない膨張弁の第２の冷媒通路と圧縮機を通じさせる配管の通路断面積をＰ２ｍｍ2とした場合、０．９≦Ｐ１／Ｐ２≦１．１という関係を満たしている。また、冷媒入出部材(5)の第３プレート(21)の排出路用第２外方膨出部(43)の直線部(43A)における冷媒流れ方向上流側端部の内部幅をＷ１ｍｍ、同じく内部高さをＨ１ｍｍ、排出路用第２外方膨出部(43)における冷媒流れ方向下流側端部の内部幅をＷ２ｍｍ、同じく内部高さをＨ２ｍｍとした場合、Ｗ１＞Ｗ２、Ｈ１＞Ｈ２という関係を満たしていることが好ましい。さらに、排出路用第２外方膨出部(43)の直線部(43A)の後側縁部（第１ヘッダ部(7)の冷媒入口(9)とは反対側縁部）が、第２ヘッダ部(8)の冷媒出口(11)の後側縁部よりも後側（通風方向外側）にずれていることが好ましい。
冷媒入出部材(5)の第３プレート(21)の排出路用第２外方膨出部(43)の直線部(43A)における冷媒流れ方向上流側端部の内部幅：Ｗ１ｍｍと、内部高さ：Ｈ１ｍｍとが、０．６５≦Ｈ１／Ｗ１≦０．９５という関係を満たしていることが好ましい。
冷媒入出部材(5)の第３プレート(21)の排出路用第２外方膨出部(43)の直線部(43A)は、１対の側壁(43a)、膨出頂壁(43b)、および両側壁(43a)と膨出頂壁(43b)とを連結する円筒状連結壁(43c)とからなり、円筒状連結壁(43c)の内面の曲率半径をＲｍｍとした場合、当該曲率半径：Ｒと、冷媒入出部材(5)の第３プレート(21)の排出路用第２外方膨出部(43)の直線部(43A)における冷媒流れ方向上流側端部の内部幅：Ｗ１ｍｍとが、０．２５Ｗ１≦Ｒ≦０．５Ｗ１という関係を満たしていることが好ましい。
さらに、冷媒入出部材(5)の第１〜第３プレート(18)(19)(21)の肉厚は、軽量化を図るために０．６〜１．２ｍｍであることが好ましい。
なお、第１プレート(18)および第３プレート(21)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形成されたものである。また、第２プレート(19)はアルミニウムベア材からなるシート、あるい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形成されたものである。
上述したエバポレータ(1)は、すべての部品が組み合わされて一括ろう付されることにより製造される。
この発明によるエバポレータは、自動車に搭載される冷凍サイクルであるカーエアコンに好適に用いられる。
(1)：エバポレータ
(5)：冷媒入出部材
(6)：膨張弁取付部材
(6a)：第１冷媒流路
(6b)：第２冷媒流路
(7)：第１ヘッダ部
(8)：第２ヘッダ部
(9)：冷媒入口
(11)：冷媒出口
(18)：第１プレート
(19)：第２プレート
(21)：第３プレート
(22)：冷媒導入路
(23)：冷媒排出路
(33)：導入路用第１外方膨出部
(34)：排出路用第１外方膨出部
(41)：導入路用第２外方膨出部
(42)：導入路用第３外方膨出部
(43)：排出路用第２外方膨出部
(43A)：直線部
(43a)：側壁
(43b)：膨出頂壁
(43c)：円筒状連結壁
(46)：第１連通部
(51)：第５連通部
(52)：第６連通部

Claims (5)

  1. 一端部に冷媒入口を有する第１ヘッダ部と、第１ヘッダ部と通風方向に並ぶように設けられ、かつ第１ヘッダ部の冷媒入口と同一端部に冷媒出口を有する第２ヘッダ部と、冷媒入口に冷媒を送り込む冷媒導入路および冷媒出口から冷媒を送り出す冷媒排出路を有する冷媒入出部材と、冷媒入出部材に接合され、かつ膨張弁の第１の冷媒通路を通過した冷媒を冷媒入出部材の冷媒導入路に送り込む第１冷媒流路、および冷媒入出部材の冷媒排出路から排出された冷媒を膨張弁の第２の冷媒通路に送り込む第２冷媒流路を有する膨張弁取付部材とを備えており、冷媒入出部材が、第１ヘッダ部の前記一端部と第２ヘッダ部の前記一端部に跨るように接合された第１プレートと、第１プレートにおける両ヘッダ部とは反対側の面に積層状に接合された第２プレートと、第２プレートにおける第１プレートとは反対側の面に積層状に接合された第３プレートとからなり、第１プレートおよび第３プレートにそれぞれ導入路用外方膨出部と排出路用外方膨出部とが形成され、第１プレートの導入路用外方膨出部と第３プレートの導入路用外方膨出部、および第１プレートの排出路用外方膨出部と第３プレートの排出路用外方膨出部とが、それぞれ全プレートの積層方向から見て重複する部分を有しており、第２プレートに、第１および第３プレートの導入路用外方膨出部どうしを必要部分で通じさせる貫通状連通部と、第１および第３プレートの排出路用外方膨出部どうしを必要部分で通じさせる貫通状連通部とを形成することによって、冷媒流れ方向下流端が第１ヘッダ部の冷媒入口に通じるとともに冷媒流れ方向上流端が膨張弁取付部材の第１冷媒流路に通じる冷媒導入路、および冷媒流れ方向上流端が第２ヘッダ部の冷媒出口に通じるとともに冷媒流れ方向下流側端が膨張弁取付部材の第２冷媒流路に通じる冷媒排出路が、両者が通じることなくかつ冷媒導入路と冷媒排出路とが全プレートの積層方向から見て交差するように設けられており、第２ヘッダ部の冷媒出口から流出した冷媒が、冷媒入出部材の冷媒排出路、膨張弁取付部材の第２冷媒流路、膨張弁取付部材に取り付けられる膨張弁の第２の冷媒通路、および膨張弁の第２の冷媒通路と圧縮機を通じさせる配管を通って圧縮機に送られるようになされているエバポレータであって、
    冷媒入出部材の冷媒排出路における一定の長さを有する冷媒流れ方向下流側部分が、第１プレートの排出路用外方膨出部および第３プレートの排出路用外方膨出部の一部を有し、同じく冷媒排出路の残部が、第３プレートのみに設けられかつ３枚のプレートの積層方向外方に膨出した排出路用外方膨出部を有し、冷媒入出部材の第３プレートの排出路用外方膨出部における冷媒流れ方向上流側部分に、一定の長さを有するとともに内部幅が全長に渡って等しくなった直線部が設けられ、第２ヘッダ部の冷媒出口が第３プレートの排出路用外方膨出部の前記直線部内に臨んでおり、冷媒入出部材の冷媒排出路の各部の通路断面積をＰ１ｍｍ2、膨張弁の第２の冷媒通路と圧縮機を通じさせる配管の通路断面積をＰ２ｍｍ2とした場合、０．９≦Ｐ１／Ｐ２≦１．１という関係を満たしており、冷媒入出部材の第３プレートの排出路用外方膨出部の前記直線部における冷媒流れ方向上流側端部の内部幅をＷ１ｍｍ、同じく内部高さをＨ１ｍｍ、冷媒入出部材の第３プレートの排出路用外方膨出部における冷媒流れ方向下流側端部の内部幅をＷ２ｍｍ、同じく内部高さをＨ２ｍｍとした場合、Ｗ１＞Ｗ２、Ｈ１＞Ｈ２という関係を満たしており、冷媒入出部材の第３プレートの排出路用外方膨出部の前記直線部における第１ヘッダ部の冷媒入口とは反対側縁部が、冷媒出口における第１ヘッダ部の冷媒入口とは反対側縁部よりも外側にずれているエバポレータ。
  2. 冷媒入出部材の第３プレートの排出路用外方膨出部の前記直線部における冷媒流れ方向上流側端部の内部幅：Ｗ１ｍｍと、内部高さ：Ｈ１ｍｍとが、０．６５≦Ｈ１／Ｗ１≦０．９５という関係を満たしている請求項１記載のエバポレータ。
  3. 冷媒入出部材の第３プレートの排出路用外方膨出部の前記直線部が、１対の側壁、膨出頂壁、および両側壁と膨出頂壁とを連結する円筒状連結壁からなり、円筒状連結壁の内面の曲率半径をＲｍｍとした場合、当該曲率半径：Ｒと、冷媒入出部材の第３プレートの排出路用外方膨出部の前記直線部における冷媒流れ方向上流側端部の内部幅：Ｗ１ｍｍとが、０．２５Ｗ１≦Ｒ≦０．５Ｗ１という関係を満たしている請求項１または２記載のエバポレータ。
  4. 冷媒入出部材を形成する３枚のプレートの肉厚が、０．６〜１．２ｍｍである請求項１〜３のうちのいずれかに記載のエバポレータ。
  5. 冷媒入出部材の風上側縁部が垂直直線状であり、冷媒入出部材の冷媒導入路の冷媒流れ方向上流側端部および冷媒排出路の冷媒流れ方向下流側端部が同一垂直面内に位置し、膨張弁取付部材の第１冷媒流路の冷媒流れ方向下流側開口の周囲、および第２冷媒流路の冷媒流れ方向上流側開口の周囲にそれぞれ嵌合凸部が設けられ、冷媒入出部材に、一端が風上側縁部に開口するとともに他端が冷媒導入路に通じ、かつ膨張弁取付部材の第１冷媒流路側の嵌合凸部を嵌め入れる嵌合凹部、および一端が風上側縁部に開口するとともに他端が冷媒排出路に通じ、かつ膨張弁取付部材の第２冷媒流路側の嵌合凸部を嵌め入れる嵌合凹部が形成されている請求項１〜４のうちのいずれかに記載のエバポレータ。
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