JP6753666B2 - 蓄冷エバポレータ - Google Patents

Description

本発明は、冷媒の冷熱を蓄えることができる蓄冷機能付きのエバポレータに関し、特に、蓄冷材を収容する蓄冷材収容空間を備えた構造の技術分野に属する。

一般に、例えば車両用空調装置には冷凍サイクル装置が搭載されている。すなわち、エンジンによって駆動される圧縮機から吐出された冷媒は、凝縮器によって凝縮された後、膨張弁を介してエバポレータに導入されてエバポレータを流通し、その間に外部を流れる空調用空気を熱交換する。これにより所望の冷房性能が得られるようになっている。

ところで、近年、二酸化炭素の排出削減等を目的として、信号待ち等の停車時にエンジンのアイドリングを自動的に停止させるアイドリングストップ機能を搭載した車両が増えている。アイドリングストップ機能を搭載した車両では、アイドリングストップ時には冷凍サイクル装置の圧縮機も停止することから冷媒の循環も停止してしまう。このことで冷房性能の不足を招き、空調の要求によってエンジンの再始動が頻繁に行われてしまうという問題ある。そこで、エバポレータに蓄冷機能を付与した蓄冷機能付きのエバポレータが使用されることがある（例えば特許文献１参照。）
特許文献１のエバポレータは、冷媒が流通する複数の冷媒管及びフィンが外部空気の流れ方向と交差する方向に交互に積層されたコアを備えており、このコアの上端部及び下端部にヘッダタンクが設けられている。各冷媒管の側面には、蓄冷材が封入された蓄冷器が一体に設けられている。そして、圧縮機が作動していて冷媒が循環している時には冷媒の冷熱が冷媒管の側面から蓄冷器の側面に伝達して蓄冷器内部の蓄冷材に蓄えられる。圧縮機が停止すると、しばらくの間は、蓄冷材の冷熱が放出されて外部空気が冷却される。

特開２００２−２７４１６５号公報

ところで、特許文献１のような蓄冷機能付きのエバポレータの場合、圧縮機が作動しているときに、いかにして素早く、かつ、効率よく蓄冷材に冷熱を蓄えるかが問題となる。これは、蓄えられた冷熱量によってアイドリングストップ時間が左右されるからである。また、アイドリングストップ時には、冷房性能を確保すべく、蓄冷材に蓄えられた冷熱を効率よく外部空気に伝達する必要がある。

ところが、特許文献１では、冷媒管の側面に蓄冷器が一体に設けられているので、冷媒管の冷熱は側面のみを介して蓄冷器に伝達されることになる。このため、伝達面積が十分であるとは言い難い構造となっており、圧縮機が作動しているときに、素早く、かつ、効率よく蓄冷材に冷熱を蓄えることが難しいと考えられる。また、冷熱を放出する場合を想定すると、蓄冷器の一方の側面は上述ように冷媒管の側面と一体化しているので、この蓄冷器の一方の側面にはフィンが接触していない。よって、冷熱を放出する際にフィンとの接触面積が小さくなる構造であることから、蓄冷材に蓄えられた冷熱を効率よく外部空気に伝達することが難しいと考えられる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、冷媒の冷熱を効率よく蓄冷材に伝達するとともに、蓄冷材に蓄えられている冷熱を効率よく外部空気に伝達できるようにすることにある。

上記目的を達成するために、本発明では、外部空気の流れ方向に長い断面を有する扁平管とフィンとを互いに接触するように配置し、扁平管の内部に、冷媒通路と蓄冷材収容空間とを外部空気の流れ方向に隣り合うように形成した。

第１の発明は、
外部空気の流れ方向に長い断面を有する複数の扁平管と、外部空気が流通する空間に配置される複数のフィンとが上記外部空気の流れ方向と交差する方向に交互に積層されて互いに接触するように配置され、
上記扁平管の内部には、冷媒が流通する冷媒通路と、蓄冷材が収容された蓄冷材収容空間とが上記外部空気の流れ方向に隣り合うように区画形成され、
上記扁平管は、上記積層方向一側に積層された上記フィンに接触する第１プレートと、上記積層方向他側に積層された上記フィンに接触する第２プレートと、上記第１プレート及び上記第２プレートの間に配置される１枚の中間プレートとを備え、
上記第１プレートと上記中間プレートとにより上記冷媒通路が区画形成され、
上記第２プレートと上記中間プレートとにより上記蓄冷材収容空間が区画形成され、
上記中間プレートにおける上記外部空気の流れ方向中間部には、上記第１プレートの内面に接触する屈曲部と、上記第２プレートの内面に接触する屈曲部とが上記中間プレートの厚み方向に屈曲するように設けられていることを特徴とする。

この構成によれば、冷媒通路と蓄冷材収容空間とが外部空気の流れ方向に隣り合っているので、冷媒の冷熱を蓄冷材に伝達するための伝熱面積が十分に広く確保される。これにより、冷媒の冷熱が効率よく蓄冷材に伝達する。また、フィンとフィンの間に扁平管が配置されて扁平管の両側面がフィンに接触しているので、蓄冷材収容空間に収容されている蓄冷材の冷熱が両側のフィンに伝達し易くなる。

また、扁平管を第１プレート、第２プレート、中間プレートで構成することが可能になるので、扁平管が安価になる。また、冷媒通路と蓄冷材収容空間とは、１枚の中間プレートで区画されることになるので、蓄冷材収容空間の蓄冷材が冷媒通路に混入してしまうことが未然に防止される。

第２の発明は、第１の発明において、
上記中間プレートにおける外部空気の流れ方向中間部は、上記扁平管の厚み方向に屈曲するように形成された屈曲部を有し、該屈曲部は、上記第１プレート及び上記第２プレートの少なくとも一方と接合されていることを特徴とする。

この構成によれば、中間プレートに屈曲部を形成することで中間プレートの強度が向上し、この中間プレートの屈曲部を第１プレート及び第２プレートの少なくとも一方と接合することで、扁平管の耐圧性が向上する。

第３の発明は、第１または２の発明において、
上記冷媒通路を区画形成する上記第１プレートと上記中間プレートとには、上記積層方向に隣り合う上記扁平管の上記冷媒通路同士を連通させるための冷媒タンクの周壁部が一体成形されていることを特徴とする。

この構成によれば、冷媒タンクの周壁部が第１プレートと中間プレートとに一体成形されているので、部品点数が削減され、組み立てが容易になる。

第４の発明は、第１から３のいずれか１つの発明において、
上記蓄冷材収容空間を区画形成する上記第２プレートと上記中間プレートとには、上記積層方向に隣り合う上記扁平管の上記蓄冷材収容空間同士を連通させるための蓄冷材タンクの周壁部が一体成形されていることを特徴とする。

この構成によれば、蓄冷材タンクの周壁部が第２プレートと中間プレートとに一体成形されているので、部品点数が削減され、組み立てが容易になる。

第５の発明は、第４の発明において、
上記蓄冷材タンクの周壁部は、上記第２プレート及び上記中間プレートの上側に設けられていることを特徴とする。

この構成によれば、各蓄冷材収容空間に収容される蓄冷材の液面が略一定に保たれる。

第６の発明は、第１から５のいずれか１つの発明において、
上記冷媒通路及び上記蓄冷材収容空間は、外部空気の流れ方向に複数設けられていることを特徴とする。

この構成によれば、外部空気の流れ方向に冷媒通路及び蓄冷材収容空間が複数存在することになるので、より高い冷房性能及び蓄冷効果が得られる。

第７の発明は、第１の発明において、
上記第１プレート及び上記第２プレートにおける外部空気の流れ方向中間部には、上記扁平管の内側へ向けて窪み、かつ、上記扁平管の長手方向に延びる凹条部が形成され、
上記凹条部が上記中間プレートに接合されていることを特徴とする。

この構成によれば、第１プレート及び第２プレートの強度が向上し、これら第１及び第２プレートを中間プレートと接合することで、扁平管の耐圧性がより一層向上する。

第１の発明によれば、外部空気の流れ方向に長い断面を有する複数の扁平管と複数のフィンとを外部空気の流れ方向と交差する方向に交互に積層して互いに接触させ、扁平管の内部に、冷媒通路と蓄冷材収容空間とを外部空気の流れ方向に隣り合うように区画形成したので、冷媒の冷熱を効率よく蓄冷材に伝達できるとともに、蓄冷材に蓄えられている冷熱を効率よく外部空気に伝達できる。

また、積層方向一側の第１プレートと、積層方向他側の第２プレートと、これらプレートの間に配置される中間プレートとで扁平管を構成することができるので、扁平管を安価にできる。また、冷媒通路と蓄冷材収容空間とを１枚の中間プレートで区画できるので、蓄冷材収容空間の蓄冷材が冷媒通路に混入してしまうことを未然に防止できる。

第２の発明によれば、中間プレートの屈曲部を第１プレート及び第２プレートの少なくとも一方に接合したので、シンプルな構造としながら扁平管の耐圧性を高めることができる。

第３の発明によれば、第１プレートと中間プレートとに冷媒タンクの周壁部を一体成形したので、部品点数を削減することができ、組み立てを容易にすることができる。

第４の発明によれば、第２プレートと中間プレートとに蓄冷材タンクの周壁部を一体成形したので、部品点数を削減することができ、組み立てを容易にすることができる。また、蓄冷材を蓄冷材収容空間に収容する際に、蓄冷材を蓄冷材タンクに入れることで各蓄冷材収容空間に容易に分配して収容することが可能になる。さらに、蓄冷材タンクが蓄冷材の過充填を抑制するためのバッファとなる。

第５の発明によれば、上側に蓄冷材タンクが配置されるので、各蓄冷材収容空間に収容される蓄冷材の液面を略一定に保つことができ、各蓄冷材収容空間に収容される蓄冷材の量のバラつきを抑制できる。

第６の発明によれば、冷媒通路及び蓄冷材収容空間を外部空気の流れ方向に複数設けたので、より高い冷房性能及び蓄冷効果を得ることができる。

第７の発明によれば、扁平管の耐圧性をより一層向上させることができる。

実施形態に係る蓄冷エバポレータを外部空気の流れ方向上流側から見た斜視図である。 蓄冷エバポレータを構成する一部の扁平管及びフィンを外部空気の流れ方向上流側から見た図である。 扁平管の分解斜視図である。 扁平管を冷媒プレート側から見た側面図である。 扁平管を蓄冷プレート側から見た側面図である。 図２におけるＡ−Ａ線端面図である。 図２におけるＢ−Ｂ線端面図である。 図２におけるＣ−Ｃ線端面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

図１は、本発明の実施形態に係る蓄冷エバポレータ１を外部空気の流れ方向上流側から見た斜視図である。各図における白抜きの矢印は外部空気の流れ方向を示している。この蓄冷エバポレータ１は、自動車に搭載される車両用空調装置（図示せず）が有する冷凍サイクル装置の蒸発器を構成するものである。冷凍サイクル装置は、蓄冷エバポレータ１の他、図示しないが、車両に搭載されているエンジンによって駆動される圧縮機と、凝縮器と、膨張弁とを備えており、これらが冷媒配管によって接続されてなるものである。圧縮機から吐出された冷媒は、凝縮器に流入して凝縮された後、膨張弁を経て膨張してから蓄冷エバポレータ１に流入し、外部空気と熱交換した後、蓄冷エバポレータ１から流出して圧縮機に吸入されるようになっている。

この蓄冷エバポレータ１が搭載される車両は、アイドリングストップ機能を有している。アイドリングストップ機能は、従来から周知の構成のものであり、所定のアイドリングストップ条件を満たす場合、例えば、車速が０、かつ、ブレーキペダル踏み込み状態が検出された場合にはエンジンのアイドリングを自動停止し、所定のアイドリングストップ条件を満たさない場合、例えば、ブレーキペダルが踏み込まれていない場合にはエンジンのアイドリングを自動停止させないように構成されている。また、車両側のアイドリングストップ条件（車速、ブレーキペダル踏み込み状態）を満たしていても、空調装置側のアイドリングストップ条件が優先されるように構成されており、空調装置側のアイドリングストップ条件を満たさない場合には、エンジンのアイドリングを自動停止させない。空調装置側のアイドリングストップ条件としては、例えば、冷房時で吹出空気温度が冷房性能を維持できる場合には空調装置側のアイドリングストップ条件を満たすと判定する一方、吹出空気温度が冷房性能を維持できない場合には空調装置側のアイドリングストップ条件を満たさないと判定する等を挙げることができる。

蓄冷エバポレータ１は、図示しない空調ケーシングに収容される。空調ケーシングには、車室外の空気と車室内の空気の一方が選択されて導入される。この導入空気が蓄冷エバポレータ１に向けて送風機によって送風される。また、空調ケーシングの内部には、ヒータコア等からなる加熱用熱交換器及びエアミックスダンパも収容されており、蓄冷エバポレータ１を通過した空気のうち、加熱用熱交換器を通過する空気量をエアミックスダンパで調整することによって所望温度の空調風を得るようにしている。得られた空調風は、車室の各部、例えばフロントウインド内面、乗員の上半身、足下等に供給される。

図１に示すように、蓄冷エバポレータ１は、外部空気の流れ方向に長い断面を有する複数の扁平管２と、外部空気が流通する空間に配置される複数のフィン３とからなるコア４と、コア４の外端部に設けられるエンドプレート５とを備えている。図１ではフィン３を右側の２つのみ示しているが、図２に示すようにフィン３はコア４の右側から左側にかけて所定の間隔をあけて設けられている。コア４を構成する扁平管２及びフィン３は、外部空気の流れ方向と交差する方向に交互に積層されて互いに接触するように配置されている。この実施形態では、コア４における上記積層方向一側に積層されたフィン３は該コア４の外面にろう付けされ、また、コア４における上記積層方向他側に積層されたフィン３も該コア４の外面にろう付けされている。尚、この実施形態では、扁平管２及びフィン３の積層方向を図１に示すように蓄冷エバポレータ１の左右方向と定義する。そして、扁平管２の厚み方向は該扁平管２の左右方向であり、また、扁平管２の長手方向は上下方向である。

図１に示すように、コア４の上部における外部空気の流れ方向下流側には上部風下タンク６が設けられ、また、コア４の上部における外部空気の流れ方向上流側には上部風上タンク７が設けられている。上部風下タンク６及び上部風上タンク７はコア４の左右方向に延びている。上部風下タンク６の左端部には、冷媒を蓄冷エバポレータ１に流入させるための流入側クーラパイプＰ１が接続されている。上部風上タンク７の左端部には、蓄冷エバポレータ１内の冷媒を流出させるための流出側クーラパイプＰ２が接続されている。

さらに、コア４の下部には、下部風上タンク８及び下部風下タンク（図示せず）が外部空気の流れ方向上流側と下流側とにそれぞれ設けられている。蓄冷エバポレータ１内の冷媒の流れ（パス構造）は、上部風下タンク６、上部風上タンク７、下部風上タンク８及び下部風下タンクの内部に配設されている仕切部や連通部によって設定されており、この構造は従来周知の構造であることから詳細な説明は省略する。

コア４の上側において上部風上タンク７の下方には、積層方向に隣り合う扁平管２の蓄冷材収容空間Ｓ１、Ｓ２（後述する）同士を連通させるための蓄冷材タンク５０が設けられている。蓄冷材タンク５０は、コア４の空気流入面よりも外部空気の流れ方向上流側に突出した状態で配置されて左右方向に長い形状となっている。蓄冷材タンク５０には、従来から車両用空調装置の分野で用いられている蓄冷材が収容されるようになっている。蓄冷材は一般的なものでよく、流動性を有している。

フィン３は、アルミニウム合金製の薄板材を成形してなるコルゲートフィンである。各フィン３は、図２に示すように、コア４の上部から下部に亘って連続しているとともに、図７及び図８に示すように、コア４の外部空気流れ方向にも連続している。

（扁平管の構成）
扁平管２、２、…は、基本的な構造が互いに同じであるため、そのうちの１つについて詳細に説明する。図８に示すように、扁平管２の外部空気流れ方向上流側の内部には、冷媒が流通する風上側冷媒通路Ｒ１、Ｒ１と、蓄冷材が収容された風上側蓄冷材収容空間Ｓ１、Ｓ１、Ｓ１とが外部空気の流れ方向に交互に配置され、かつ、隣り合うように区画形成される。また、扁平管２の外部空気流れ方向下流側の内部にも、風下側冷媒通路Ｒ２、Ｒ２と、風下側蓄冷材収容空間Ｓ２、Ｓ２、Ｓ２とが外部空気の流れ方向に交互に配置され、かつ、隣り合うように区画形成される。尚、図７に示すように、風上側蓄冷材収容空間Ｓ１と風下側蓄冷材収容空間Ｓ２とは、扁平管２の上部において互いに連通している。

詳しく説明すると、図７及び図８等に示すように、扁平管２は、該扁平管２の積層方向一側（右側）に積層されたフィン３に接触する冷媒プレート（第１プレート）１０と、該扁平管２の積層方向他側（左側）に積層されたフィン３に接触する蓄冷プレート（第２プレート）２０と、冷媒プレート１０及び蓄冷プレート２０の間に配置される中間プレート３０とを備えている。冷媒プレート１０、蓄冷プレート２０及び中間プレート３０は、アルミニウム合金製の板材をプレス成形してなるプレス成形品である。

（冷媒プレートの構成）
冷媒プレート１０の外部空気流れ方向下流側には、左側へ延びる下流側壁部１１が形成されている。下流側壁部１１の左端部には、外部空気の流れ方向下流側へ延びる下流側接合板部１１ａが形成されている。冷媒プレート１０の外部空気流れ方向上流側には、左側へ延びる上流側壁部１２が形成されている。上流側壁部１２の左端部には、外部空気の流れ方向上流側へ延びる上流側接合板部１２ａが形成されている。上流側接合板部１２ａは、下流側接合板部１１ａの延長線上に位置するようになっている。下流側接合板部１１ａ及び上流側接合板部１２ａは、外部空気の流れ方向に延びており、かつ、冷媒プレート１０の上部から下部に亘って延びている。

また、冷媒プレート１０の外部空気流れ方向中央部近傍には、扁平管２の内側へ向けて窪み、かつ、扁平管２の長手方向に延びる凹条部１３が形成されている。凹条部１３は、冷媒プレート１０の上部から下部まで連続して延びている。凹条部１３の底部となる左端部は、下流側接合板部１１ａ及び上流側接合板部１２ａの延長線上に位置するようになっている。

図３に示すように、冷媒プレート１０の上部における外部空気の流れ方向上流側には、積層方向に隣り合う扁平管２の風上側冷媒通路Ｒ１の上部同士を連通させるための上部風上タンク７の周壁部７ａが一体成形されている。この周壁部７ａは、冷媒プレート１０の上部を右側へ膨出成形することによって得られた部分であり、膨出方向の先端部（右端部）には、開口部７ｂが形成されている。この開口部７ｂによってタンクの連通構造が得られるが、上述したパス構造を構成するために、一部の冷媒プレート１０の周壁部７ａには開口部７ｂを形成せずに閉塞部（図示せず）を設定している。

冷媒プレート１０の上部における外部空気の流れ方向下流側には、積層方向に隣り合う扁平管２の風下側冷媒通路Ｒ２の上部同士を連通させるための上部風下タンク６の周壁部６ａが一体成形されている。この周壁部６ａは、冷媒プレート１０の上部を右側へ膨出成形することによって得られた部分であり、膨出方向の先端部（右端部）には、開口部６ｂが形成されている。

冷媒プレート１０の下部における外部空気の流れ方向上流側には、積層方向に隣り合う扁平管２の風上側冷媒通路Ｒ１の下部同士を連通させるための下部風上タンク８の周壁部８ａが一体成形されている。この周壁部８ａは、冷媒プレート１０の下部を右側へ膨出成形することによって得られた部分であり、膨出方向の先端部（右端部）には、開口部８ｂが形成されている。

冷媒プレート１０の下部における外部空気の流れ方向下流側には、積層方向に隣り合う扁平管２の風下側冷媒通路Ｒ２の下部同士を連通させるための下部風下タンク（図示せず）の周壁部９ａが一体成形されている。この周壁部９ａは、冷媒プレート１０の上部を右側へ膨出成形することによって得られた部分であり、膨出方向の先端部（右端部）には、開口部９ｂが形成されている。

（蓄冷プレートの構成）
図３に示すように、蓄冷プレート２０の上下方向の寸法は、冷媒プレート１０及び中間プレート３０の上下方向の寸法よりも短く設定されている。図８に示すように、蓄冷プレート２０の外部空気流れ方向下流側には、右側へ延びる下流側壁部２１が形成されている。下流側壁部２１の右端部には、外部空気の流れ方向下流側へ延びる下流側接合板部２１ａが形成されている。蓄冷プレート２０の外部空気流れ方向上流側には、右側へ延びる上流側壁部２２が形成されている。上流側壁部２２の右端部には、外部空気の流れ方向上流側へ延びる上流側接合板部２２ａが形成されている。上流側接合板部２２ａは、下流側接合板部２１ａの延長線上に位置するようになっている。下流側接合板部２１ａ及び上流側接合板部２２ａは、外部空気の流れ方向に延びており、かつ、蓄冷プレート２０の上部から下部に亘って延びている。

蓄冷プレート２０の外部空気流れ方向中央部近傍には、扁平管２の内側へ向けて窪み、かつ、扁平管２の長手方向に延びる凹条部２３が形成されている。凹条部２３は、蓄冷プレート２０の上部近傍から下部近傍まで連続して延びているが、図３や図７に示すように、凹条部２３の上部及び下部は、それぞれ蓄冷プレート２０の上壁部及び下壁部から離れて位置付けられている。また、蓄冷プレート２０の凹条部２３の底部となる右端部は、下流側接合板部２１ａ及び上流側接合板部２２ａの延長線上に位置するようになっている。

図３に示すように、蓄冷プレート２０の上部は、外部空気の流れ方向上流側へ向けて延出するように形成されている。この蓄冷プレート２０の延出部分には、積層方向に隣り合う扁平管２の風上側蓄冷材収容空間Ｓ１及び風下側蓄冷材収容空間Ｓ２の上部同士を連通させるための蓄冷材タンク５０の周壁部５０ａが一体成形されている。この周壁部５０ａは、蓄冷プレート２０の上部を左側へ膨出成形することによって得られた部分であり、膨出方向の先端部（左端部）には、開口部５０ｂが形成されている。

（中間プレートの構成）
図８に示すように、中間プレート３０における外部空気の流れ方向中間部には、扁平管２の厚み方向に屈曲する第１〜第６屈曲部３１〜３６が形成されている。第１屈曲部３１は、中間プレート３０における外部空気の流れ方向下流側に位置しており、左側へ膨出するように屈曲形成され、膨出方向先端部が蓄冷プレート２０の内面に接合されている。第２屈曲部３２は、第１屈曲部３１よりも外部空気の流れ方向上流側に位置しており、右側へ膨出するように屈曲形成され、膨出方向先端部が冷媒プレート１０の内面に接合されている。第３屈曲部３３は、第２屈曲部３２よりも外部空気の流れ方向上流側に位置しており、左側へ膨出するように屈曲形成され、膨出方向先端部が蓄冷プレート２０の内面に接合されている。第４屈曲部３４は、第３屈曲部３３よりも外部空気の流れ方向上流側に位置しており、左側へ膨出するように屈曲形成され、膨出方向先端部が蓄冷プレート２０の内面に接合されている。第５屈曲部３５は、第４屈曲部３４よりも外部空気の流れ方向上流側に位置しており、右側へ膨出するように屈曲形成され、膨出方向先端部が冷媒プレート１０の内面に接合されている。第６屈曲部３６は、第５屈曲部３５よりも外部空気の流れ方向上流側に位置しており、左側へ膨出するように屈曲形成され、膨出方向先端部が蓄冷プレート２０の内面に接合されている。

すなわち、第１、第３、第４、第６屈曲部３１、３３、３４、３６の屈曲する方向と、第２、第５屈曲部３２、３５の屈曲する方向とは反対方向となっている。これにより、中間プレート３０の断面は波形または波形に近い形状になる。さらに、第１〜第６屈曲部３１〜３６は、上下方向に連続するように形成されているので、中間プレート３０のリブとして機能する。従って、中間プレート３０の強度が十分に高まる。

第１〜第６屈曲部３１〜３６の形成によって扁平管２の内部が、上述したように風上側冷媒通路Ｒ１、風下側冷媒通路Ｒ２、風上側蓄冷材収容空間Ｓ１及び風下側蓄冷材収容空間Ｓ２に区画され、冷媒プレート１０と中間プレート３０とによって風上側冷媒通路Ｒ１及び風下側冷媒通路Ｒ２が区画形成され、蓄冷プレート２０と中間プレート３０とによって風上側蓄冷材収容空間Ｓ１及び風下側蓄冷材収容空間Ｓ２が区画形成される。

また、図８に示すように、中間プレート３０の第１屈曲部３１よりも外部空気の流れ方向下流側には、外部空気の流れ方向に延びる下流側接合板部３７が形成されている。また、中間プレート３０の第６屈曲部３６よりも外部空気の流れ方向上流側には、外部空気の流れ方向に延びる上流側接合板部３８が形成されている。上流側接合板部３８は、下流側接合板部３７の延長線上に位置するようになっている。

中間プレート３０の下流側接合板部３７には、冷媒プレート１０の下流側接合板部１１ａと、蓄冷プレート２０の下流側接合板部２１ａとが該下流側接合板部３７を厚み方向に挟むようにして接合されている。また、中間プレート３０の上流側接合板部３８には、冷媒プレート１０の上流側接合板部１２ａと、蓄冷プレート２０の上流側接合板部２２ａとが該上流側接合板部３８を厚み方向に挟むようにして接合されている。また、中間プレート３０の外部空気の流れ方向中間部には、冷媒プレート１０の凹条部１３の端面と、蓄冷プレート２０の凹条部２３の端面とが接合されている。

図３に示すように、中間プレート３０の上部における外部空気の流れ方向上流側には、積層方向に隣り合う扁平管２の風上側冷媒通路Ｒ１の上部同士を連通させるための上部風上タンク７の周壁部７ａが一体成形されている。この周壁部７ａは、中間プレート３０の上部を左側へ膨出成形することによって得られた部分であり、膨出方向の先端部（左端部）には、開口部７ｂが形成されている。図６に示すように、中間プレート３０の周壁部７ａと、冷媒プレート１０の周壁部７ａとが交互に配置されて接合されることによって上部風上タンク７が構成される。上部風上タンク７の長手方向両端部に位置する周壁部７ａには、開口部７ｂが形成されていない。

図３に示すように、中間プレート３０の上部における外部空気の流れ方向下流側には、積層方向に隣り合う扁平管２の風下側冷媒通路Ｒ２の上部同士を連通させるための上部風下タンク６の周壁部６ａが一体成形されている。この周壁部６ａは、中間プレート３０の上部を左側へ膨出成形することによって得られた部分であり、膨出方向の先端部（左端部）には、開口部６ｂが形成されている。図６に示すように、中間プレート３０の周壁部６ａと、冷媒プレート１０の周壁部６ａとが交互に配置されて接合されることによって上部風下タンク６が構成される。上部風下タンク６の長手方向両端部に位置する周壁部６ａには、開口部６ｂが形成されていない。

図３に示すように、中間プレート３０の下部における外部空気の流れ方向上流側には、積層方向に隣り合う扁平管２の風上側冷媒通路Ｒ１の下部同士を連通させるための下部風上タンク８の周壁部８ａが一体成形されている。この周壁部８ａは、中間プレート３０の下部を左側へ膨出成形することによって得られた部分であり、膨出方向の先端部（左端部）には、開口部８ｂが形成されている。中間プレート３０の周壁部８ａと、冷媒プレート１０の周壁部８ａとが交互に配置されて接合されることによって下部風上タンク８が構成される。下部風上タンク８の長手方向両端部に位置する周壁部８ａには、開口部８ｂが形成されていない。

中間プレート３０の下部における外部空気の流れ方向下流側には、積層方向に隣り合う扁平管２の風上側冷媒通路Ｒ１の下部同士を連通させるための下部風下タンク（図示せず）の周壁部９ａが一体成形されている。この周壁部９ａは、中間プレート３０の下部を左側へ膨出成形することによって得られた部分であり、膨出方向の先端部（左端部）には、開口部９ｂが形成されている。中間プレート３０の周壁部９ａと、冷媒プレート１０の周壁部９ａとが交互に配置されて接合されることによって下部風下タンク９が構成される。下部風下タンクの長手方向両端部に位置する周壁部９ａには、開口部９ｂが形成されていない。

中間プレート３０の上側において周壁部６ａ、７ａよりも下方は、外部空気の流れ方向上流側へ延出するように形成されている。この中間プレート３０の延出部分には、積層方向に隣り合う扁平管２の風上側蓄冷材収容空間Ｓ１及び風下側蓄冷材収容空間Ｓ２の上部同士を連通させるための蓄冷材タンク５０の周壁部５０ａが一体成形されている。この周壁部５０ａは、中間プレート３０の上部を右側へ膨出成形することによって得られた部分であり、膨出方向の先端部（右端部）には、開口部５０ｂが形成されている。

蓄冷材タンク５０は、中間プレート３０の周壁部５０ａと、蓄冷プレート２０の周壁部５０ａとが交互に配置されて接合されることによって構成される。蓄冷材タンク５０の長手方向両端部に位置する周壁部５０ａには、開口部５０ｂが形成されておらず、図１に示すような閉塞部５０ｃによって閉塞されている。閉塞部５０ｃは、例えば別体のキャップ部材等で構成することができ、後述するろう付け後に蓄冷材タンク５０を閉塞することができるようになっている。

（蓄冷エバポレータの組み立て要領）
次に、上記のように構成された蓄冷エバポレータの組み立て要領について説明する。図３に示すように冷媒プレート１０、蓄冷プレート２０及び中間プレート３０を配置し、図７及び図８に示すように、冷媒プレート１０と中間プレート３０とを重ね、かつ、蓄冷プレート２０と中間プレート３０とを重ねることによって冷媒プレート１０、蓄冷プレート２０及び中間プレート３０を一体化し、扁平管２を仮組み状態にする。冷媒プレート１０、蓄冷プレート２０及び中間プレート３０は、ろう材をクラッドしたクラッド材を構成することができる。

また、仮組み状態の扁平管２、２の間にフィン３を配置して扁平管２及びフィン３を交互に積層していく。さらに、扁平管２及びフィン３の積層方向外端部にはエンドプレート５を配置しておく。そして、扁平管２、フィン３及びエンドプレート５を図示しない結束具によって積層方向に結束してからろう付け用の炉内に搬送して加熱する。これにより、各部がろう付けされる。

その後、蓄冷材タンク５０の長手方向の端部に開口している開口部（図示せず）から蓄冷材を蓄冷材タンク５０の内部に注入し、しかる後、その開口部を閉塞部５０ｃによって閉塞する。蓄冷材を蓄冷材タンク５０の内部に注入すると、蓄冷材タンク５０が各扁平管２の風上側蓄冷材収容空間Ｓ１及び風下側蓄冷材収容空間Ｓ２に連通しているので、蓄冷材が蓄冷材収容空間Ｓ１及び蓄冷材収容空間Ｓ２に分流する。これにより、蓄冷材が蓄冷材収容空間Ｓ１及び蓄冷材収容空間Ｓ２に収容された状態になる。

（実施形態の作用効果）
エンジンの運転中には冷凍サイクル装置の圧縮機が作動しているので、蓄冷エバポレータ１には冷媒が流入して扁平管２の風上側冷媒通路Ｒ１及び風下側冷媒通路Ｒ２を流通する。風上側冷媒通路Ｒ１及び風下側冷媒通路Ｒ２を流通する冷媒は、主にフィン３を介して外部空気と熱交換して外部空気を冷却する。また、冷媒の冷熱は、蓄冷材収容空間Ｓ１及び蓄冷材収容空間Ｓ２に収容されている蓄冷材に伝達して蓄冷材に冷熱が蓄えられる。このとき、風上側冷媒通路Ｒ１及び風下側冷媒通路Ｒ２と蓄冷材収容空間Ｓ１及び蓄冷材収容空間Ｓ２とが外部空気の流れ方向に隣り合っているので、冷媒の冷熱を蓄冷材に伝達するための伝熱面積が十分に広く確保されている。よって、冷媒の冷熱が効率よく蓄冷材に伝達する。

一方、エンジンのアイドリングが停止すると圧縮機も停止するので、蓄冷エバポレータ１には冷媒が流入しなくなる。この状態で冷房を行う必要がある場合には、蓄冷エバポレータ１に外部空気が送風され、この外部空気は蓄冷材の冷熱によって冷却される。このとき、蓄冷材収容空間Ｓ１、Ｓ２が区画されている扁平管２の断面は外部空気の流れ方向に長く、かつ、その外面にはフィン３が接触しているので、蓄冷材収容空間Ｓ１、Ｓ２に収容されている蓄冷材の冷熱がフィン３に伝達し易い。これにより、蓄冷材に蓄えられている冷熱が効率よく外部空気に伝達する。

以上説明したように、この実施形態に係る蓄冷エバポレータ１は、外部空気の流れ方向に長い断面を有する複数の扁平管２と複数のフィン３とを外部空気の流れ方向と交差する方向に交互に積層して互いに接触させ、扁平管２の内部に、冷媒通路Ｒ１、Ｒ２と蓄冷材収容空間Ｓ１、Ｓ２とを外部空気の流れ方向に隣り合うように区画形成したので、冷媒の冷熱を効率よく蓄冷材に伝達できるとともに、蓄冷材に蓄えられている冷熱を効率よく外部空気に伝達できる。

また、扁平管２を冷媒プレート１０、蓄冷プレート２０及び中間プレート３０で構成することが可能になるので、扁平管２が安価になる。また、冷媒通路Ｒ１、Ｒ２と蓄冷材収容空間Ｓ１、Ｓ２とは、１枚の中間プレート３０で区画されることになるので、蓄冷材収容空間Ｓ１、Ｓ２の蓄冷材が冷媒通路Ｒ１、Ｒ２に混入してしまうことが未然に防止される。

また、中間プレート３０に第１〜第６屈曲部３１〜３６を形成することで中間プレート３０の強度が向上し、この中間プレート３０の第１〜第６屈曲部３１〜３６を冷媒プレート１０、蓄冷プレート２０とろう付けによって接合することで、扁平管２の耐圧性が向上する。

また、冷媒タンク６〜９の周壁部６ａ〜９ａが冷媒プレート１０と中間プレート３０とに一体成形されているので、部品点数が削減され、組み立てが容易になる。また、蓄冷材タンク５０の周壁部５０ａが蓄冷プレート２０と中間プレート３０とに一体成形されているので、部品点数が削減され、組み立てが容易になる。そして、蓄冷材タンク５０の周壁部５０ａを蓄冷プレート２０と中間プレート３０の上側に設けたので、各蓄冷材収容空間Ｓ１、Ｓ２に収容される蓄冷材の液面を略一定に保つことができる。

尚、上記実施形態では、蓄冷材タンク５０をコア４の外部空気の流れ方向上流側に設けているが、これに限らず、コア４の外部空気の流れ方向下流側に設けてもよい。

また、扁平管２の冷媒通路Ｒ１、Ｒ２と蓄冷材収容空間Ｓ１、Ｓ２の数は、上述した数に限られるものではなく、任意の数に設定することができるが、複数設けるのが好ましい。

また、扁平管２を構成している中間プレート３０に第１〜第６屈曲部３１〜３６を設けているが、これに限らず、屈曲部の数は任意に設定することができる。また、中間プレート３０の屈曲部を、冷媒プレート１０にのみ接合してもよいし、蓄冷プレート２０にのみ接合してもよい。

上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

以上説明したように、本発明に係る蓄冷エバポレータは、例えばアイドリングストップ機能を備えた車両用空調装置に適用することができる。

１ 蓄冷エバポレータ
２ 扁平管
３ フィン
６〜９ 冷媒タンク
６ａ、７ａ、８ａ、９ａ 冷媒タンクの周壁部
１０ 冷媒プレート（第１プレート）
１３ 凹条部
２０ 蓄冷プレート（第２プレート）
２３ 凹条部
３０ 中間プレート
３１〜３６ 第１〜第６屈曲部
５０ 蓄冷材タンク
５０ａ 蓄冷材タンクの周壁部
Ｒ１、Ｒ２ 冷媒通路
Ｓ１、Ｓ２ 蓄冷材収容空間

Claims (7)

1. 外部空気の流れ方向に長い断面を有する複数の扁平管と、外部空気が流通する空間に配置される複数のフィンとが上記外部空気の流れ方向と交差する方向に交互に積層されて互いに接触するように配置され、
   上記扁平管の内部には、冷媒が流通する冷媒通路と、蓄冷材が収容された蓄冷材収容空間とが上記外部空気の流れ方向に隣り合うように区画形成され、
   上記扁平管は、上記積層方向一側に積層された上記フィンに接触する第１プレートと、上記積層方向他側に積層された上記フィンに接触する第２プレートと、上記第１プレート及び上記第２プレートの間に配置される１枚の中間プレートとを備え、
   上記第１プレートと上記中間プレートとにより上記冷媒通路が区画形成され、
   上記第２プレートと上記中間プレートとにより上記蓄冷材収容空間が区画形成され、
   上記中間プレートにおける上記外部空気の流れ方向中間部には、上記第１プレートの内面に接触する屈曲部と、上記第２プレートの内面に接触する屈曲部とが上記中間プレートの厚み方向に屈曲するように設けられていることを特徴とする蓄冷エバポレータ。
2. 請求項１に記載の蓄冷エバポレータにおいて、
   上記中間プレートにおける外部空気の流れ方向中間部は、上記扁平管の厚み方向に屈曲するように形成された屈曲部を有し、該屈曲部は、上記第１プレート及び上記第２プレートの少なくとも一方と接合されていることを特徴とする蓄冷エバポレータ。
3. 請求項１または２に記載の蓄冷エバポレータにおいて、
   上記冷媒通路を区画形成する上記第１プレートと上記中間プレートとには、上記積層方向に隣り合う上記扁平管の上記冷媒通路同士を連通させるための冷媒タンクの周壁部が一体成形されていることを特徴とする蓄冷エバポレータ。
4. 請求項１から３のいずれか１つに記載の蓄冷エバポレータにおいて、
   上記蓄冷材収容空間を区画形成する上記第２プレートと上記中間プレートとには、上記積層方向に隣り合う上記扁平管の上記蓄冷材収容空間同士を連通させるための蓄冷材タンクの周壁部が一体成形されていることを特徴とする蓄冷エバポレータ。
5. 請求項４に記載の蓄冷エバポレータにおいて、
   上記蓄冷材タンクの周壁部は、上記第２プレート及び上記中間プレートの上側に設けられていることを特徴とする蓄冷エバポレータ。
6. 請求項１から５のいずれか１つに記載の蓄冷エバポレータにおいて、
   上記冷媒通路及び上記蓄冷材収容空間は、外部空気の流れ方向に複数設けられていることを特徴とする蓄冷エバポレータ。
7. 請求項１に記載の蓄冷エバポレータにおいて、
   上記第１プレート及び上記第２プレートにおける外部空気の流れ方向中間部には、上記扁平管の内側へ向けて窪み、かつ、上記扁平管の長手方向に延びる凹条部が形成され、
   上記凹条部が上記中間プレートに接合されていることを特徴とする蓄冷エバポレータ。

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