JPH02238271A - 積層型蒸発器 - Google Patents

積層型蒸発器

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JPH02238271A
JPH02238271A JP1054920A JP5492089A JPH02238271A JP H02238271 A JPH02238271 A JP H02238271A JP 1054920 A JP1054920 A JP 1054920A JP 5492089 A JP5492089 A JP 5492089A JP H02238271 A JPH02238271 A JP H02238271A
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evaporator
tube
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は．例えば自動車用空調装置に使用されるエバボ
レータの如き積層型蒸発器に関する。
（従来の技術） 熱交換器の能力を上昇させるために，流体を細い管に分
割して流し，これにより表面積の増大及び流体中心から
管壁面までの距離の短縮化を図り熱交換効率を高めるこ
とが一般に行われている。
自動車用エアコンのエバポレータに使用される積層型熱
交換器においても交換器内部で，主に８〜ｌＯ程の数に
分流することにより上述した効果を得ている。
しかしながら，この分流数を増加させることは，偏流の
発生を招き，流れにくくなる部位ができ，全体の熱分布
が悪化するという結果をもたらす。
そこで，冷媒がエバポレータ本体に入る前に，冷媒分配
流路を２分割して各分配流路が受け持つ分流数は増さず
に，全体として分流数を２倍に増大することにより偏流
（不均一な分配）を防ぎつつ熱交換効率を高めることが
講じられている（特開昭８２−　１１９３７３号公報）
。
上記公報に記載する蒸発器の各分配流路に接続される分
岐管の接続方法は，各分岐管の先端をブロック形成し，
このブロック側面に設けたくり抜き孔をブロック取付扁
平管の冷媒流通孔の周縁に設けた折り返し部に嵌入しこ
れら部材を蒸発器の組付ろう付と一所に，あるいはこれ
とは別途にろう付するとしている。
また，冷媒導入管及び排出管の接続構成に関し，蒸発器
側面に接続するものがある（特開昭５２３７２５５号公
報及び特開昭８２−　４８１９５号公報）。
（発明により解決すべき課題） 上記特開昭６２−　１１９３７３号公報の冷媒導入管を
みると，エバボレータ本体の手前で配管そのものを分配
しており，コンパクトさを欠く形状となっている。
また，この導入管及び排出管が冷却コアをよぎる形とな
っており空気流れを阻害している。これを避けるために
配管を冷却コア領域外にもっていくと実際の車両搭載か
ら配管を含めた全体の幅が大きくなってしまいおおいに
問題となる。
更に，前述のブロックにより配管を行う場合に，一体ろ
う付工程の後工程でろう付配管を行い製造工程が多くな
ったり，また配管を含めた一体ろう付を行う場合でも曲
げ加工を行った長い配管をろう付するためにその自重に
よりブロック部の接合がうまくゆかずろう付不良となっ
たり，ろう付はされても位置がずれ所定位置に配管され
ないといった不具合が生じていた。
あるいは，ブロック部のみを一体ろう付し，後からこの
ブロック部に溶接により配管を行う場合には，溶接の際
に近在するコルゲートフィンを溶かしてしまったり， 一十分溶接されず，漏れを起こしてしまうという問題点
があった。
冷媒導入管及び排出管の接続構成に関し，前記公報に記
載のものは，両管の接続を蒸発器の側面より行い配管に
よる空気流れの阻害を回避するものであるが，その接続
強度に問題がある。
すなわち，特開昭８２−　４８１９５号公報に記載のも
のは，その第３図に示すように，パイプの先端が取付プ
レートの孔周縁に設けた折り返し部とわずかに接触し，
この折り返し部に一点支持的にろう付されており，強度
上不安がある。
また，特開昭５２−　３７２５５号公報にはその第４〜
７図に各種取付方法を開示しているが，いずれも前記と
同様にわずかな領域を一点支持しているにすぎないので
強度上問題がある。
よって，本発明は上記不具合を解消する新規な積層型蒸
発器を提供することを目的とする。
（発明による課題の解決手段） 本発明の積層型蒸発器は，一端側に冷媒導入口と冷媒排
出口を有しこれらを連通ずるＵ字状扁平流路を内部に形
成してなる第一のチューブエレメントと，他端側に冷媒
導入口と冷媒排出口を有しこれらを連通ずる逆Ｕ字状扁
平流路を内部に形成してなる第二のチューブエレメント
を多数積層して配しこれらチューブエレメントを連接溶
着してなる積層型蒸発器であって， 該蒸発器の側面にて該蒸発器の両端側に形成される各分
配路と冷媒導入管との連通を行う流路と前記蒸発器の両
端側に形成される各集合路と冷媒排出管との連通を行う
流路とを具えることを特徴とする。
また，本発明の積層型蒸発器は，冷媒導入口と冷媒排出
口とを有しこれらを連通してなるチューブエレメントを
多数層状に配して成る積層型蒸発器であって， 各冷媒導入口を連通ずる冷媒分配路が冷媒導入管と，各
冷媒排出口を連通ずる冷媒集合路が冷媒排出管と．夫々
該蒸発器の側面で連通ずること，導入管及び排出管はい
ずれも，前記側面にある側板を貫通し．これにより支持
されること．該側面において前記側板と共に流路を形成
する別の支持板上に形成された突起部により位置及び角
度を規定されることを特徴とする。
また，前記冷媒導入管及び排出管はいずれも前記流路の
壁部を貫通し，これにより支持されること，該流路の他
の壁部に形成された突起部により位置及び角度を規定さ
れることが好ましい。
（作用） 冷媒導入管よりの冷媒は，蒸発器の側面に具えられる部
材により形成される分配路側流路内を２分割して流れ，
各分割流路に連通ずる上下各分配路に導入される。上下
各分配路に導入された冷媒は，各分配路が受け持つチュ
ーブエレメント内を流れ，冷媒の蒸発が行われ，この気
化熱により空気は冷却される。チューブエレメントは，
一及び二のチューブエレメントが多数配されているため
，各チューブエレメントの排出口は上下に形成され，こ
れら排出口に連通ずる上下各集合路に合流し前記部材に
より形成される集合路側流路内を流れ冷媒排出管から流
出する。
また，冷媒導入管及び冷媒排出管は．蒸発器の側面にて
２点支持されるのでその接続強度は大幅に向上する。
（実施例） 以下，本発明の一実施例を図面に基づき説明する。第１
図は本実施例の積層型エバボレータの外観図である。
このエバボレータ２０は，チューブエレメント１０と，
蛇腹状のコルゲートフィン２７とを多数交互に連接し，
その一端にサイドプレート２を取り付けその他端にフラ
ットプレート４と分配プレート３とからなる端部部材４
０を取り付けている積層型のものである。
一のチューブエレメント，すなわちＵ字チューブｌＯａ
は，第７図に示すように，全体として極く浅い盆状をな
すメインプレート１を２枚合わせて最中の皮状に貼り合
わせてなる扁平な管板部材で，その中央部において縦方
向に一部を残して突出し空間を２分割する仕切壁３０に
よりＵ字流路９を形成している。
メインプレート１は，第３図に示すように，一端側に冷
媒導入口７と冷媒排出口８を有し，これらを前記Ｕ字流
路９により連通している。ｌ１は，この冷媒流路に迷路
形状を与えて熱交換効率を向上させるための斜方向に配
向させて設けた小さな打出しリブ群である。
前記導入口７及び排出口８にそれぞれ連なるプレート１
の上端部には積層方向に突出部ｌ２が区画形成され．プ
レート貼り合わせにより各２つのタンク１３ａが形成さ
れている。
また，プレート１の下端側には，前記と同様な構成によ
りＵ字流路９と隔絶して２つのタンク１３ｂがこのプレ
ート１の貼り合わせにより形成される。
二のチューブエレメント，すなわち逆Ｕ字チューブ１０
ｂは，このーのチューブエレメント１０ａを逆さに配置
することにより構成することができる。これにより．冷
媒導入口及び排出口は下側に，下側タンクは上側にそれ
ぞれ移り，Ｕ字流路は逆Ｕ字に形成される。
これら一及び二のチューブエレメント１０ａ及びｌＯｂ
は，第２図に示すように．交互に隣接して配される。
チューブエレメントの各タンク側而にはそれぞれ通孔１
２ａ及び１２ｂがあけられ，隣接する各タンク側面は相
互に貼り合わされるので，エバボレータ上下端側にタン
クｌ３によりそれぞれ冷媒分配路ｌ４及び冷媒集合路１
５が形成される。これら冷媒流路ｌ４及びｌ５は，空気
流れ方向１６に対して分配路１４が下流側，集合路１５
が上流側にくるように配置される。
このタンク部流路構成は，他の流路に比べて流路径が非
常に大きくなっているため，その流路抵抗は問題となら
ないくらい小さく，これによって流体の流れが疎外され
不均一流を生むということはない。
サイドプレート２は，板部材で，エバボレータの一端を
保護すると共に，その上下端段部２ａは．連通孔の蓋体
を構成している。
第５図に端部部材４０の分解図及び断面図を示す。この
部材４０は，フラットプレート４と分配プレート３とか
ら構成されている。フラットプレート４は，分配路１４
側上下端部及び集合路ｌ５側上下端部にそれぞれ通孔４
ａが穿たれている。このフラットプレート４は，メイン
プレート１と貼り合わされ，片側平坦なＵ字チューブｌ
ｏｃを形成している。前記通孔４ａは，メインプレート
１の各タンク部位置に穿たれ，これら通孔４ａは各冷媒
流路にそれぞれ連通している。
また，このフラットプレート４の中央部，すなわち冷媒
導入管５及び冷媒排出管６の支持位置にはこれら各管の
位置決め及び支持のためのリブ４ｂがそれぞれ設けられ
ている。
分配プレート３は，分配路１４側に前記フラットプレー
ト４の同側上下通孔位置に延在する分配路側突条部４１
と，集合路１５側に該フラットプレート４の同側上下通
孔位置に延在する集合路側突条部４２を形成している。
これら突条部４１及び４２は，フラットプレート４との
間に互いに隔絶した流路４３を形成し，各流路４３は，
上下分配路及び上下集合路を，それぞれ連通させると共
に，各冷媒管に対して分割路を構成している。
これら各突条部の中央，すなわち前記フラットプレート
４のリブ４ｂ位置に．それぞれ，ボス部４１ａ，　４２
ａが設けられている。これらボス部４１ａ，４２ａは，
各中央部に突条部内と連通ずる開口を有し，この開口縁
にバーリング部４ｌｂ，４２ｂを形成している。そして
．このバーリング部４ｌｂ．　４２ｂは，流路４３内と
外部との連通孔部を形成すると共に各冷媒管の支持部を
構成している。
冷媒導入管５及び冷媒排出管６の先端には，それぞれ．
各リブ４ｂに対応してこれらリブに嵌合する横方向切欠
５ａ及び６ａが設けられている。
また．各管先端部には各管内部と各流路４３とを連通ず
る流路方向通孔５ｂ及び６ｂが設けられている。
各通孔５ｂ及び６ｂは，楕円状に形成され，この長径部
はボス部内に形成される流路径の大きな導入部４３ａと
ほぼ同じ大きさに形成されている。
このように構成された各部材をろう付するときは，分配
プレート３及びフラットプレート４は，その図面左右方
向を上下方向に転換させて分配プレート３を上にして設
置され，各真直な冷媒管５及び６は，垂直方向に各バー
リング部に密接して挿入され各先端切欠５ａ及び６ａは
リブ４ｂに嵌合されこれらリブ４ｂにより位置決めされ
，この状態で接合される。その結果，接合に際し管自重
によるモーメントは働かないため，管の浮き上がり等ろ
う付の不具合は解消され，後工程の溶接も必要のないも
のとなる。
各管５及び６は，先端をリブ４ｂにより，これと離れた
側面をバーリング部４ｌｂ，　４２ｂによりそれぞれろ
う付されフラットプレート４及び分配プレート３により
２点支持されるので各管の取り付け強度は大幅に向上す
る。
また，各管の通孔５ｂ及び６ｂは，リブ４ｂにより流路
４３方向に正しく配されるので不要な圧力損失（流路抵
抗）が生じることはない。
第６図に，管支持構成の別の実施例を示す。これは，各
管に設けられる孔に通孔としての機能と管位置決め支持
部としての機能とをかねさせたものである。
分配プレート３の側面突出を抑え全体を小型化するにあ
たり，流路抵抗を極力低減するために各冷媒管に穿設す
る流通孔径を大きくシ，かつその数を増やす必要がある
。そこで，各管先端から半円状に切欠孔５Ｃ及び６Ｃを
各４つ設けるものである。これら各切欠孔５Ｃ及び６Ｃ
の切欠深さは，リブ４Ｃの高さよりも大きく両者間に開
口４４が形成される。各管の切欠孔間に形成される各４
つの脚部５ｄ及び６ｄは，リブの交差部４ｄと当接しこ
の当接位置に位置決め支持される。
第５．６図において，リブと各冷媒管先端の切欠との当
接により管のろう付面積は増加し，その結果強度は更に
増加することになる。
以上の構成になるエバボレータ２０は，製作に当って各
構成部材を熱伝導性の良い例えばアルミニウム等の薄金
属板をプレス加工にて成型し，予め表面をろう材をもっ
て被覆しておき，配管を含めそれぞれ仮組立し．治具に
よってこの状態を固定させながらろう材の溶融温度（例
えば６００℃前後）にまで加熱されているろう付炉に納
めることによって，各構造部材は一単に接合されるもの
である。
（実施例の作用） 第２図に冷媒の流れを示す。コンデンサにより凝縮され
た液冷媒はレシーバを通過後，膨張弁をとおりエバポレ
ータへ導入される。ここで空気流れ方向１６に対して下
流側に配される冷媒導入管５によりエバボレータ本体に
冷媒が導入される。一連のタンクＩ３により構成される
冷媒分配路ｌ４は，Ｕ字チューブｌｏａと逆Ｕ字チュー
ブｔａｂとの配置構成により上下に分割しており，冷媒
は図中で分配路１４側分割流路４３により上下２系統に
分割されエバポレータ本体部へ流れこむことになる。エ
バボレータ本体部はメインプレート１を相対するように
して形成されるチューブエレメント１０とコルゲートフ
ィン２７との交互連接により構成され，冷媒は，各分配
路の受け持つチューブエレメントに均等分配されこれら
各チューブエレメント１０のリブ１１のついた内部を流
れ蒸発を行い，コルゲートフィン２７を通して蒸発潜熱
を空気から奪うことにより，空気を冷却する。
冷媒の蒸発温度は，エバボレータの凍結を防止するため
に通常θ℃近辺に設定される。
チューブエレメント１０により空気流れに対して後ろ面
より前面に導かれつつ蒸発を終えた冷媒は，タンク１３
群により形成され前記チューブエレメント配置構成によ
り前面側（空気流入側）上下に分割された冷媒集合路ｌ
５により再び集められ，集合路ｌ５側流路４３を通り冷
媒排出管６によりコンプレッサへ吸入される。
冷媒の排出口温度は，コンブレッサの液圧縮ヲ防止する
ために，蒸発温度より５〜１０℃上昇するように膨張弁
（図示せず）により設定される。
下側分配路１４ｂに導入された冷媒は，この分配路１４
ｂと導入口７が連通ずる各逆Ｕ字チューブｔａｂに流入
する。このチューブｔｏｂ内の冷媒は，逆Ｕ字流路を通
って排出口８より流出しこれら排出口８に連通ずる下側
集合路Ｌ５ｂに集められる。
各排出口８近付は，過熱領域１７ｂを形成し，これら過
熱領域１７ｂは，逆Ｕ字チューブ１０ｂによってエバボ
レータ下部に左右分散される。
同様にして，上側分配路１４ａに導入された冷媒は，こ
の分配路１４ａより導入口７を介して各Ｕ字チューブ１
０ａに流入し，このチューブｌｏａ内を流通して排出口
８より流出し上側集合路１５ａに集められる。Ｕ字チュ
ーブ１０ａの排出口近辺は過熱領域１７ａを形成し，こ
れら過熱領域１７ａは，Ｕ字チューブｌＯａによってエ
バボレータ上部に左右分散される。
各チューブエレメントの扁平流路領域は，これらチュー
ブエレメントの配置構成により過熱領域と非過熱領域と
が交互に形成される。
（発明の効果） 本発明の積層型蒸発器は，端部部材により蒸発器側面に
て導入及び排出の各冷媒管に対して分割流路を形成する
。
これにより，２分割流式の蒸発器が得られ，偏流の発生
を招くことなくなお従来の２倍の分流数が確保され．冷
媒の熱交換効率を大いに高めることができると共に流路
抵抗も大幅に低下する。
また，積層型蒸発器の端部に導入管及び排出管を接続す
る場合支持部の構成は，板部材の支持部と分配板部材と
による２点支持とすることにより．各管の接続強度は大
幅に向上することができる。
更に，蒸発器側面に配される配管が空気冷却コアをよぎ
ることがないので空気流を阻害することもない。
更にまた，蒸発器のまわりに配管がめぐらされることも
なくなり，配管が簡素化され装置の小型化が達成される
と共に，一体ろう付も容易に行えるようになり製造工数
の低減が果たせる。
また，本発明の積層型蒸発器は，チューブエレメントの
配置構成により，その過熱領域を分散させこれにより均
一な空気冷却を果たすことができると共に，過熱領域と
非過熱領域とを交互に配置形成可能とし過度の過熱を抑
制することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は，本実施例の積層型エバボレータの外観図，第
２図は，同エバボレータにおける冷媒の流れを示す図，
第３図は，メインプレートの正面図，第４（Ａ）図は，
第３図におけるＡ−Ａ線及びＣ−Ｃ線断面共通の断面図
，第４（Ｂ）図は，第３図Ｂ−Ｂ線断面図，第５（Ａ）
図は，端部部材の断面図，第５（Ｂ）図は，同部材の分
解斜視図，第６図は端部部材の別の実施例を示し，第６
（Ａ）図はその断面図，第６（Ｂ）図は同分解斜視図を
示し，第７図は，Ｕ字チューブの分解図，を夫々示す。 １・・・メインプレート ３・・・分配プレート ５・・・冷媒導入管 １０・・・チューブエレメ ｌ３・・・タンク ｌ５・・・冷媒集合路 ２７・・・コルゲートフィ ４０・・・端部部材 ４３・・・分割流路 ２・・・サイドプレート ４・・・フラットプレー ６・・・冷媒排出管 ント １４・・・冷媒分配路 １７・・・過熱領域 ン ４１．　４２・・・突条部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）一端側に冷媒導入口と冷媒排出口を有しこれらを
    連通するＵ字状扁平流路を内部に形成してなる第一のチ
    ューブエレメントと、他端側に冷媒導入口と冷媒排出口
    を有しこれらを連通する逆Ｕ字状扁平流路を内部に形成
    してなる第二のチューブエレメントを多数積層して配し
    これらチューブエレメントを連接溶着してなる積層型蒸
    発器であって、 該蒸発器の側面にて該蒸発器の両端側に形成される各分
    配路と冷媒導入管との連通を行う流路と前記蒸発器の両
    端側に形成される各集合路と冷媒排出管との連通を行う
    流路とを具えることを特徴とする積層型蒸発器。
  2. （２）冷媒導入口と冷媒排出口とを有しこれらを連通し
    てなるチューブエレメントを多数層状に配して成る積層
    型蒸発器であって、 各冷媒導入口を連通する冷媒分配路が冷媒導入管と、各
    冷媒排出口を連通する冷媒集合路が冷媒排出管と、夫々
    該蒸発器の側面で連通すること、導入管及び排出管はい
    ずれも、前記側面にある側板を貫通し、これにより支持
    されること、該側面において前記側板と共に流路を形成
    する別の支持板上に形成された突起部により位置及び角
    度を規定されることを特徴とする積層型蒸発器。
  3. （３）前記冷媒導入管及び排出管はいずれも前記流路の
    壁部を貫通し、これにより支持されること、該流路の他
    の壁部に形成された突起部により位置及び角度を規定さ
    れることを特徴とする請求項１記載の積層型蒸発器。
JP1054920A 1989-03-09 1989-03-09 積層型蒸発器 Expired - Lifetime JP2737987B2 (ja)

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