JPH0583837B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は熱交換器、なかんずく車両用空気調和
装置に組込んで使用される冷房用エバポレータの
構造に関する。

［従来の技術］ 旧来の自動車用空気調和装置の一般的構造は、
水平方向に長細い形状を備えた装置主体部分とし
ての空調用ダクトが、吸気用ブロワケースと、冷
房用熱交換器としてのエバポレータを納めるため
のクーラーケースと、暖房用ヒータコア等の納め
られたヒータケースとを順次横方向に連結されて
成り立つていた。そしてこの横長ダクトを運転席
計器盤の下部に設置させていたが、ダクトの主要
部分が助手席の前方に位置させられてレツグスペ
ースを狭める不都合をきたす他に、エバポレータ
を交換する時にはダクトを一旦取りはずす必要が
あり、甚だ不便であつた。対応策としてクーラー
ケースとヒータケースとをコンパクトに一体化さ
せた、第８図にその側断面を示した如きユニツト
ケース型ダクトを運転席と助手席の中間部分にお
いて計器盤下方に装架させる方法が提案されてい
る。図中、Ａはエバポレータの主体部、３０はユ
ニツトケース、３２はブロワケース、３３はブロ
ワ、３４は吸気口、３５は暖房用熱交換器として
のヒータコア、３６は冷風と温風の混合用エアミ
ツクスダンパ、３７〜３９は空調済空気の吹出
口、４０はエンジンルームと運転室の仕切壁、４
１はフード、４２は計器盤である。

また従来のエバポレータは第７図に上面図とし
て描かれた如き一般的構造を備えている。A₁は
エバポレータの主体部であつて後述するように巾
広く偏平な冷媒流通管を蛇行状に屈曲させること
によつてほぼ直方体形状に形作られている。４３
と４４はこの偏平管の入口端ａと出口端ｂにそれ
ぞれろう付け溶接させた冷媒分配管４と冷媒集合
管５に同じくろう付け接合された冷媒入口配管と
出口配管であり、８は冷媒膨脹弁である。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記の第８図に示された如き構造を備えた自動
車用空気調和装置は、車体に装架させた状態のま
までエバポレータだけを新規に組込んだり、また
は修理しようとする場合などに、図中にｄで示さ
れたようにユニツトケース３０の側壁面（車の進
行方向と平行する面）にエバポレータの出し入れ
用開口部を設ければ、この開口部から第７図に矢
印ロで示されたようにたやすく着脱が可能となる
はずであるが、現実には第７図に明らかなように
開口部ｄの開口方向と直交するようにして冷媒の
入口および出口配管４３と４４がエバポレータ主
体部A₁に突設されており、しかもこれら配管は
ろう付け接合されているので実行不可能である。
（この種の技術問題を取上げた公知資料として
「実公昭47−13648」などがある。）そこでやむを
えずユニツトケース３０を上下方向に２分割式と
し、ケースの上方からエバポレータを嵌め込む方
法をとれば、その組付構造上幾分ダクトの背丈が
高まることとなつてダクト外形のコンパクト化と
いう所期の目的に対してマイナス効果が生じるな
どの不都合をきたすことになる。

また、特開昭58−31265号公報に、入力および
出口配管の短縮を目的とし、偏平な異形管（偏平
管）を２段式に蛇行形成した２段蛇行型クーリン
グユニツトが提案されている。しかるにこのクー
リングユニツトでは、つぎの欠点が存在する。

イ 従来型熱交換器に対し偏平管を180度曲げる
屈曲数が倍増する。これにより、曲げ加工工数
が倍増するとともに管内の圧力損失が増大し、
冷房効率の低下や必要動力の増大を招く。

ロ 熱交換空気の通風路中央部にフインのろう付
けが困難で、かつ通風の邪魔になる屈曲部が存
在する。そして、熱交換器の中央が熱交換と通
風とのデツドスペースとなり、熱交換効率が低
下する。このため熱交換器のコンパクト化に支
障がある。

ハ 精密な寸法管理が困難な偏平管の屈曲部同士
を突き合わせる溶接が必要であるため、ろう付
け性が悪い。

ニ ２段式に蛇行しているため、偏平管内での冷
媒蒸発状態の差が大きくなる。この結果、熱交
換器を通過した空調空気の温度分布がたとえば
上下で不均一となり、適正な空調効果が得られ
難い。

［目的］ 本発明は、極く狭い場所に設置された状態にあ
る空気調和装置に対して容易に組み込み、または
取り外すことができると共に、装置の外径を極力
コンパクト化でき、かつ従来品と同等の製造の容
易さを具備する熱交換器を提供することを目的と
する。

［問題点を解決するための手段］ この発明の熱交換器は、伝熱媒体の流通用偏平
管を蛇行状に屈曲させてほぼ直方体状に形成し、
前記偏平管の並列間隙部に放熱フインを挿着した
主体部と、前記偏平管の一方の管端に接続した伝
熱媒体の入口配管と、前記偏平管の他方の管端に
接続した出口配管とからなる熱交換器において、
前記偏平管の両管端のうちいずれか一方を前記主
体部の側面に沿つてほぼ直線状に延長させた延長
偏平管を設け、該延長偏平管の管端を前記主体部
の一の面に臨んで位置する他方の管端と同一の面
にもたらしたことを特徴とする。

なお、ほぼ直線状に延長させた延長偏平管と
は、偏平管を蛇行状の如く大きくかつ多数回屈曲
させていないことを意味する。

［作用］ 上記の如き構成を備えた熱交換器は、その主体
部に接続すべき伝熱媒体の入口および出口配管
が、ほぼ直方体形状を有する主体部の一の面に、
この面に対しておおむね垂直方向をなすようにし
て取付けられているので、この熱交換器を自動車
用空気調和装置の空調用ダクトのように、装置が
狭小な設置場所にすでに取付けられている状態の
もとに熱交換器を装置内に取付け、または取りは
ずす必要を生じた場合にも、ダクト壁面に熱交換
器の取付け個所断面が通過するに足る大きさの開
口部を設けるだけで、従来の熱交換器の如く主体
部に突設した配管に邪魔されることなく容易迅速
に挿着が完了させられる。

［実施例］ 以下に付図に示す実施例に基づいて本発明の具
体的構成を説明する。

第１図は本発明の一実施例としての自動車用空
気調和装置の空調用ダクト内に組込んで使用され
る冷房用熱交換器としてのエバポレータの斜視図
である。１は伝熱媒体としての冷媒の流通用偏平
管であつて、アルミニウムないしその合金を押出
成形して作成され、内部にはその巾方向に一定間
隔をへだてて多数の仕切壁が管壁と一体をなして
管の全長に亘つて設けられている。長尺の偏平管
１は図示のように蛇行状に屈曲加工を施されてほ
ぼ直方体をなすエバポレータの主体部Ａを形作つ
ている。３は偏平管１の並列間隙部に挿嵌されて
ろう付け固定されている放熱フイン、この場合に
は極く薄いアルミニウム板製のコルゲートフイン
である。

２は直方体ブロツクが得られるように屈曲加工
された偏平管１の一方の管端ａを更に延長させた
部分としての延長偏平管であつて、管端ａ位置に
おいて90°折り曲げ、偏平管１の屈曲面１ａ群に
外接させながらエバポレータの外形寸法の増大を
極力押さえられる状態のもとに、その管端ｃを偏
平管１の他方の管端ｂに隣接する位置にもたらさ
せている。つまり偏平管１の一方の管端の延長部
分としての延長偏平管２の管端ｃと、偏平管１の
他方の管端ｂとは、ほぼ直方体形状にまとめられ
ているエバポレータの主体部Ａの一つの面に共に
並んで位置させられることになる。

４は延長偏平管２の管端ｃにろう付け接合され
た冷媒分配管であつて、内部を多数の区画に分割
された偏平管１および延長偏平管２内に冷媒を均
等に流入させる役目を果す。６は分配管４に同じ
くろう付け接合させた冷媒入口配管、８はこの配
管に介在させた冷媒膨脹弁である。５は偏平管１
の他方の管端ｂにろう付けされた冷媒集合管、７
はこの管にろう付けされている冷媒出口配管、９
は膨脹弁８の開閉制御用感熱筒、１０はこれら両
者間を結ぶ感温気体の封入管、１１と１２は配管
継手であり、１６は外側端に位置する放熱フイン
３の保護用プレートである。また矢印イは被空調
空気の進入方向を示している。

第２図は第１図に示されたエバポレータが前記
の空調用ダクト内に組付けられた状態を描いた部
分縦断面図であつて、３０は自動車用空気調和装
置の前記ユニツトケース、ｄはその側壁面に設け
られたエバポレータの挿着用開口部、１３はこの
開口部ｄを封鎖する断熱性のある蓋体、１４は偏
平管１および延長偏平管２と配管６および７への
結露防止用断熱材層、１５および１５ａはケース
３０の内壁面とこのケース３０内に納められたエ
バポレータ主体部Ａの外周面との間に生じた冷房
仕事に関与しない空隙を被空調空気が素通りする
ことを阻止するためとダクト表面に結露させない
ための断熱性パツキン材であつて、発泡スチロー
ルやポリエチレンフオームなどからなる。また１
５ａの底部には、凝縮水の排水穴が設けられてい
る。

第３図ないし第６図は上記の如きエバポレータ
をユニツトケース３０内に挿着し固定させる方法
の一具体例を説明した図であつて、第３図はエバ
ポレータ取付部分の水平断面図、第４図、第５図
および第６図はそれぞれエバポレータ固定金具の
背面図、側断面図および斜視図である。２０は断
熱性蓋体１３を裏打ち補強する蓋板、２１は弾力
性のある金属板製のエバポレータ固定金具、２０
ａは蓋板２０に設けた固定金具２１の挿通用孔、
２１ａは逆止ヅメである。尚、１ｂは偏平管１の
内空部に管の長手方向に設けられた複数条の管補
強用仕切壁である。

つぎに上記実施例に示された熱交換器の機能的
特長について説明する。本発明による熱交換器と
してのエバポレータの主体部Ａの構成は第７図に
示された従来のエバポレータ主体部A₁と本質的
に何等異なる所はない。しかしエバポレータ主体
部の構成要素としての蛇行状屈曲偏平管の管端ａ
およびｂへの冷媒の出入口配管６および７の取付
方法は、第１図と第２図を第７図に対比させれば
一見して明らかなように、主体部Ａに対する配管
６および７の取付個所と取付方向が既に詳しく説
明したように全く相異させてある。そしてこのこ
とによつて、コンパクト形状に設計されている点
に特長のあるユニツトケース３０の側壁面（車体
の巾方向の面）に、エバポレータ主体部Ａを挿入
させるに足る最小限の面積をもつた開口部ｄを設
けるだけで、従来型熱交換器の如く突出した配管
４３および４４によつて妨げられることなく、極
めて簡単迅速に狭い車室内に設置されているケー
ス３０内に挿着させ、または取りはずすことが可
能になる。

またケース３０の開口部ｄから挿入されたエバ
ポレータの固定方法として、例えば第６図に描か
れた如く帯状の弾力ある金属板または合成樹脂で
作られたほぼコの字型をした固定金具２１を、開
口部ｄに当てがうための蓋板２０に設けた挿通用
穴２０ａに第５図に示されたように挿し通したう
え、コの字型の開口個所を開口部ｄの口縁に形成
されたフランジ状部３０ａに嵌め込むことによつ
て弾力ある逆止ヅメ２１ａが働いて固定金具２１
はフランジ状部３０ａを強固にくわえ込んで蓋板
２０を固定させると共にその脱落を防ぐ役目を果
し、エバポレータの固定作業もまた極めて容易迅
速且つ確実に行われる。エバポレータのフイン保
護用プレート１６が取付けられている端部は、ケ
ース３０の開口部ｄの口縁形状に対応させて対向
ケース壁に形成させた膨出個所３０ｂに半ば嵌め
込むことによつて安定に固定され、その際に弾力
性のある断熱材１５が安定的固定のためのパツキ
ン材的役割を果してくれる。

上記実施例に示された熱交換器の特長について
補足説明を加えると、エバポレータの主体部Ａ部
分における偏平管１の管端部ａに冷媒分配管４を
接続させる一方、冷媒入口配管６を延長偏平管２
と置き代えるべく延長させてその延長端を冷媒分
配管４に接続しても本発明の主たる目的は達成さ
れるはずであるが、この方法によると偏平管１に
較べてより厚さの厚い配管６や分配管４が主体部
Ａの外方に突出することによつてその外形寸法が
増大し、また組立構造も複雑化せざるを得なくな
る。この点において、上記実施例に示されたエバ
ポレータは、延長偏平管２の組付方法として、偏
平管１の一方の管端の延長部分を90°屈曲させ、
この屈曲部分を偏平管１の蛇行状屈曲面１ａ群に
外接させた状態のもとに、公知の方法に従つて放
熱フイン３の組付用のろう付け炉に通入させれ
ば、エバポレータの組立工程において延長偏平管
２の組付も労せずして同時的に行われるという生
産性向上効果が得られる。更に付言すればより断
面積の広い延長偏平管２はより断面積の狭い冷媒
入口配管６に較べて冷媒の圧力損を低く押さえら
れる点においても有利である。尚、第１図または
第２図において延長偏平管２の取付位置はエバポ
レータ主体部Ａの上面側でなくて下面側であつて
もさしつかえないが、この場合には凝縮水の排水
に留意する必要がある。またエバポレータの主体
部Ａを構成している偏平管１の両管端部分のうち
延長されていない側の管端ｂの近辺もほぼ90°の
折曲げ角度をもつてあたかも偏平管１の延長部分
をなす如く短く屈曲されているが、これは管端ｂ
の位置を極力エバポレータ主体部Ａの外周面側で
はなくて中心側にもたらすことによつて、この管
端に接続される冷媒集合管５や冷媒出口配管７が
主体部Ａの外周面からはみ出すことを防ぐための
処置である。

［発明の効果］ 上記の如き構成を備えた本発明の熱交換器は、
ほぼ直方体形状をなす熱交換器主体部に伝熱媒体
の入口および出口配管を取付ける方法として、従
来の熱交換器では第７図にみられるように直方体
の相対向する２つの面にそれぞれ入口配管または
出口配管を取付けるようにしていたのに対して、
第１図または第２図にみられるように直方体の一
つの面に両配管をまとめて取付けるようにし、且
つ配管の取付方向もその取付面に対してほぼ垂直
方向をとらせるようにしたので、この熱交換器を
例えば極めて狭い自動車の車室内に装架された状
態にある前述の如きユニツト型ケースの側壁に設
けた開口部から挿入しようとする場合にも、挿入
取付作業は第７図に説明された従来のそれとは異
なつて配管の存在に妨害されることなく、簡単迅
速に行うことができる。そしてこのことによつて
熱交換器を収縮すべきケースの外形をコンパクト
に設計することが可能になる。

また、本発明の熱交換器は、２段蛇行型クーリ
ングユニツトに対し、つぎの効果を奏する。

イ 偏平管を180度曲げる屈曲数は従来型熱交換
器と同等であるので、２段式蛇行型の如く、曲
げ加工工数の倍増や管内圧力損失の増大が生じ
ない。

ロ 熱交換空気の通風路中央部に屈曲部が存在し
ない。このため、熱交換効率が低下せず熱交換
器のコンパクト化が可能である。

ハ ろう付け性は、従来型熱交換器と同等であ
る。

ニ 従来型熱交換器と同等の通過空調空気の温度
分布が得られ、適正な空調効果が得られ易い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による熱交換器の一実施例とし
ての自動車用空気調和装置に使用される冷房用エ
バポレータの斜視図、第２図はその取付状況説明
図、第３図から第６図はエバポレータの固定方法
と固定具を示した説明図である。第７図は従来の
エバポレータの上面図兼自動車用空気調和装置へ
の挿着の困難さを説明した図、第８図はユニツト
型ダクトを使用した自動車用空気調和装置の側断
面見取図である。 図中Ａ……熱交換器（エバポレータ）の主体
部、１……偏平管、２……延長偏平管、３……放
熱フイン、４，５……伝熱媒体の分配管と集合
管、６，７……伝熱媒体の入口配管と出口配管、
３０……ユニツトケース、ｄ……熱交換器挿着用
開口部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 伝熱媒体の流通用偏平管を蛇行状に屈曲させ
   てほぼ直方体状に形成し、前記偏平管の並列間隙
   部に放熱フインを挿着した主体部と、前記偏平管
   の一方の管端に接続した伝熱媒体の入口配管と、
   前記偏平管の他方の管端に接続した出口配管とか
   らなる熱交換器において、 前記偏平管の両管端のうちいずれか一方を前記
   主体部の側面に沿つてほぼ直線状に延長させた延
   長偏平管を設け、該延長偏平管の管端を前記主体
   部の一の面に臨んで位置する他方の管端と同一の
   面にもたらしたことを特徴とする熱交換器。 ２ 前記伝熱媒体の入口および出口配管は、前記
   直方体の一の面に対してほぼ垂直方向をなすよう
   に配向されて前記管端に接続されていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の熱交換器。 ３ 前記延長偏平管は、前記偏平管の蛇行状屈曲
   面郡に外接するように配設されていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の
   熱交換器。 ４ 前記熱交換器が自動車用空気調和装置の空調
   用ダクト内に組込まれる冷房用エバポレータであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし
   第３項のいずれかに記載の熱交換器。