JPH09170851A - 冷媒蒸発器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造組付けの手間の増大を抑えつつ、効率的
な冷却を行うことができる。 【解決手段】 コア体を構成するコアプレート５に、風
下側に位置する上下のタンク２Ｂ、３Ｂを連通する冷媒
流路１３Ｂと、風上側に位置する上下のタンク２Ａ、３
Ａを連通する冷媒流路１３Ａとを形成する。冷媒流路１
３Ｂの内壁にリブ１３３を設けるとともに、各コア体の
全ての冷媒流路１３Ｂを流通した後の冷媒を受け入れる
冷媒流路１３Ａの内壁に、インナフィン８を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は冷房装置に使用され
る冷媒蒸発器（エバポレータ）に関し、特に冷媒との熱
交換効率が高く、かつ製造も簡易なエバポレータに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図５には従来の積層型エバポレータの一
例（実開平７−１２７７８号等）を示す。エバポレータ
は多数のコア体１を垂直姿勢で横方向へ積層接合したも
ので、各コア体１は図６に示すコアプレート５をモナカ
合わせに外周縁で衝合して構成されている。すなわち、
コアプレート５は、長板を外周縁５１と中央の仕切部５
２を除いて浅くプレスで凹陥させた半容器状をしてお
り、上端部および下端部の左右位置はより深い円形の凹
陥部５３、５４、５５、５６となっている。なお、この
凹陥部５３〜５６はコアプレート５が熱交換器のいずれ
の部分を構成するかによって、円形に打ち抜かれ、ある
いは打ち抜かれることなく閉鎖状態とされる。

【０００３】このようなコアプレート５を衝合すると、
その中間部は、内空間が上記仕切部５２により左右に区
画された偏平な密閉容器状のチューブ４（図５）とな
り、コアプレート５の左右上下の凹陥部５３〜５６（図
６）は、コア体１の両側面から突出する円形のタンク部
となる。そして、各コア体１を、対向するタンク部の突
出端で突き合わせ接合することにより、前後位置で隣接
して左右方向へ並行に延びるタンク２Ａ、２Ｂ、３Ａ、
３Ｂ（図５）を上端と下端にそれぞれ設けた積層型エバ
ポレータが構成される。なお、タンク２Ａ、２Ｂは後述
のように中間位置で閉鎖されている。

【０００４】前後に位置する上下の各タンク２Ａ、３Ａ
と２Ｂ、３Ｂはそれぞれ、仕切部５２で区画されたチュ
ーブ４内の各流路１３Ａ、１３Ｂ（図６）で連通させら
れ、これら各流路１３Ａ、１３Ｂの内壁には、斜めに延
びる多数のリブ１３１、１３２が一体成型により突設し
てある。これらリブ１３１、１３２は、コアプレート５
を衝合した状態では対向するリブ１３１、１３２が互い
に交叉方向へ延びるものとなって、流通する冷媒が攪拌
される。

【０００５】図５において、隣接するチューブ４間は空
気流通路Ｐとなっており、ここにコルゲートフィン４１
が配設されている。なお、空気は図の矢印で示すよう
に、後側タンク２Ａ、３Ａから前側タンク３Ａ、３Ｂの
方向へと流れる。蒸発器の左右端はエンドプレート６
（一方のみ図示）により閉鎖されており、このエンドプ
レート６のうち右端のものは、上側に位置する前後のタ
ンク２Ａ、２Ｂを連通させる流路６１を有している。一
方、蒸発器の左端では、風下側の前上側タンク２Ｂに冷
媒供給管７１が接続され、後上側タンク２Ａに冷媒排出
管７２が接続されている。

【０００６】図７には冷媒の循環経路を示し、冷媒供給
管７１から前上側タンク２Ｂの左半部へ供給された冷媒
は、この部分のチューブを下方へ流通して前下側タンク
３Ｂへ流入し、これの左半部から右半部へ流れる。その
後、流れの向きを上方へ変えて前上側タンク２Ｂの右半
部へ至り、エンドプレート６の流路６１を経て後上側タ
ンク２Ａの右半部へ流入した後、チューブを下方へ流通
して後下側タンク３Ａの右半部へ至り、これを左半部へ
流れる。そして、この部分のチューブを上方へ流れ、後
上側タンク２Ａの左半部から冷媒排出管７２へ流出す
る。

【０００７】このように冷媒は前側タンク２Ｂ、３Ｂ間
のチューブ内を流通した後、後側タンク２Ａ、３Ａ間の
チューブ内を流通して、空気流通路Ｐを流れる空気を冷
却する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、流通空気の
冷却を効率的に行うために、チューブ内壁には既述のよ
うに、交叉するリブが設けられており、流通する冷媒を
これらリブで攪拌することによって伝熱性能を向上させ
ている。伝熱性能の更なる向上を図るためには、一般に
インナフィン等を設けて伝熱面積を増すことが行われる
が、インナフィン等はリブのようにチューブ内壁に一体
成型することができないため、蒸発器の製造および組付
けの手間が大幅に増加するという問題がある。

【０００９】本発明はこのような課題を解決するもの
で、製造組付けの手間の増大を抑えつつ、効率的な冷却
を行うことが可能な冷媒蒸発器を提供することを目的と
する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明では、風下側冷媒流路（１３
Ｂ）に、その冷媒流路壁の一部を冷媒流路側に突出させ
ることにより冷媒を攪拌する手段（１３３、１３４）を
設けるとともに、風上側冷媒流路（１３Ａ）には、別体
にて形成され冷媒流路内壁面に熱的に接続される伝熱面
積増大手段（８）を設ける。

【００１１】本構成において、風下側部を流れる冷媒は
その乾き度が未だ小さく、リブ等の冷媒攪拌手段によっ
て冷媒の伝熱性能を十分向上させることができる。一
方、風上側部を流れる冷媒はその乾き度が大きくなる
が、インナフィン等の伝熱面積増大手段を設けることに
より、この部分でも冷媒の伝熱性能は十分高く保たれ
る。そして、インナフィン等を設置するのは風上側部の
みで良いから、製造組付けの手間も最小限に抑えられ
る。

【００１２】請求項２に記載の発明では、風下側で冷媒
を流通させた後、風上側で冷媒を流通させる構造の積層
型冷媒蒸発器に本発明を適用することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】

（第１実施形態）以下、本発明を図に示す実施形態につ
いて説明する。図１には本発明を適用したエバポレータ
の外観を示し、基本構造は既に説明した従来のものと同
一である。

【００１４】すなわち、エバポレータは多数のコア体１
を横方向へ積層結合したもので、上下の前後位置にそれ
ぞれタンク２Ａ、２Ｂ、３Ａ、３Ｂが形成され、上下の
タンク２Ａ、３Ａおよび２Ｂ、３Ｂを結ぶチューブ４間
がコルゲートフィン４１を設けた空気流通路Ｐとなって
いる。空気は図の矢印で示すように、後側タンク２Ａ、
３Ａから前側タンク２Ｂ、３Ｂ方向へ流れる。

【００１５】そして、冷媒供給口７３から前上側タンク
２Ｂ内へ供給された冷媒は、既に従来例で説明したよう
に、前上側タンク２Ｂの左半部、前下側タンク３Ｂの左
半部、前下側タンク３Ｂの右半部、前上側タンク２Ｂの
右半部へと流れ、さらに後上側タンク２Ａの右半部、後
下側タンク３Ａの右半部、後下側タンク３Ａの左半部、
後上側タンク２Ａの左半部へと流れて、冷媒排出口７４
より排出される。このようにして冷媒は、前側タンク２
Ｂ、３Ｂ間のチューブ４内を流れた後に後側タンク２
Ａ、３Ａ間のチューブ４内を流れる。

【００１６】このようなエバポレータのコア体１を構成
するコアプレート５を図２に示す。図はコアプレート５
の内面を示し、全体が略長方形の浅い容器状をしてい
る。コアプレート５は上下端の左右位置か深く凹陥し
て、この凹陥部５３、５４、５５、５６に長円形の開口
が形成されており、同形のコアプレートと外周縁５１で
衝合されてコア体１を構成した時に、上記凹陥部５３、
５５はそれぞれ風上側たる後側に位置する上下のタンク
２Ａ、３Ａとなり、凹陥部５４、５６はそれぞれ風下側
たる前側に位置する上下のタンク２Ｂ、３Ｂとなる。

【００１７】中央の仕切部５２により区画されて、前後
に位置する上下の凹陥部５３、５５と５４、５６をそれ
ぞれ連通する冷媒流路１３Ａ、１３Ｂが形成され、風下
側の前側流路１３Ｂには内壁に、斜めに延びる多数のリ
ブ１３３が突出形成されている。このリブ１３３は、衝
合される相手側のコアプレートでは交叉方向へ形成され
ており（図の鎖線）、このように交叉するリブ１３３に
よって前側流路１３Ｂを流れる冷媒が攪拌される。ま
た、風上側の後側流路１３Ａの内壁にはこれに沿って平
行に上下へ延びる複数のインナフィン８が設けられてい
る。

【００１８】このような構造のエバポレータ内を流通す
る冷媒の伝熱性能を図３に示す。図中、線ｘはリブ１３
３による伝熱性能の変化、線ｙはインナフィン８による
伝熱性能の変化である。図より知られるように、霧状冷
媒の乾き度の小さい風下側流路（チューブ４内の前側流
路）では、リブ１３３を使用してもインナフィン８を使
用しても冷媒の伝熱性能は殆ど変わらず、冷媒の乾き度
が増大して次第に流速が速くなると、両者における冷媒
伝熱性能は同程度で次第に向上する。

【００１９】ところが、冷媒が風上側流路（チューブ４
内の後側流路）内に至ってさらにその乾き度が増大する
と、リブ１３３による伝熱性能は急速に低下するが、イ
ンナフィン８による伝熱性能はその後も向上し、殆ど冷
媒の出口付近までその傾向は続く。すなわち、冷媒の乾
き度が小さい領域では、リブ１３３の冷媒攪拌作用、お
よびインナフィン８の冷媒伝熱面積増大作用のいずれに
よっても、伝熱性能は同程度に向上する。これに対し
て、冷媒の乾き度が大きくなると、リブ１３３の攪拌作
用による冷媒の伝熱性能向上には限界があるのに対し
て、インナフィン８を使用して伝熱面積を増大させるも
のでは、冷媒の乾き度がかなり大きくなった後も伝熱性
能は向上する。これはインナフィン８の表面に僅かでも
冷媒の液滴が付着していれば伝熱性能は向上するからで
ある。

【００２０】本実施形態では、チューブ４内の、流通冷
媒の乾き度が小さい前側流路１３Ｂには、プレス等によ
ってコアプレート５の製造時に容易に同時成型できるリ
ブ１３３を設けて冷媒伝熱性能の向上を図る一方、流通
冷媒の乾き度が大きい後側流路１３Ａではインナフィン
８を設けて冷媒伝熱性能の向上を図っている。したがっ
て、冷媒の全流通行程で良好な熱交換（空気冷却）効率
が得られるとともに、インナフィン８を後側流路１３Ａ
にのみ設けたから、製造および組付けの手間の増大も抑
えられる。

【００２１】なお、インナフィン８は必ずしも全てのチ
ューブ４に設ける必要はなく、リブ１３３による伝熱性
能の向上が困難となる冷媒出口側に近い範囲のチューブ
４に設ければ良い。 （第２実施形態）チューブ４内の前側流路１３Ｂの壁面
に、リブ１３３に代えて、図４に示すような円形のディ
ンプル１３４を多数突出させても冷媒攪拌による伝熱性
能の向上を図ることができる。このディンプル１３４を
形成した場合の伝熱特性の変化を図３の線ｚで示し、ほ
ぼリブ１３３の場合と同様の伝熱特性が得られる。

【００２２】なお、本発明は上記各実施形態における４
タンク式の冷媒蒸発器のみならず、従来の冷媒Ｕターン
型の２タンク式冷媒蒸発器にも適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態における、冷媒蒸発器の
全体斜視図である。

【図２】本発明の第１実施形態における、コアプレート
内面の正面図である。

【図３】本発明の第１実施形態における、冷媒伝熱性能
の変化曲線を示す図である。

【図４】本発明の第２実施形態における、コアプレート
内面の正面図である。

【図５】従来例における、冷媒蒸発器の全体斜視図であ
る。

【図６】従来例における、コアプレート内面の正面図で
ある。

【図７】従来例における、冷媒蒸発器の冷媒循環経路を
示す概略斜視図である。

【符号の説明】

１…コア体、１３Ａ…後側冷媒流路、１３Ｂ…前側冷媒
流路、１３３…リブ、１３４…ディンプル、２Ａ、２
Ｂ、３Ａ、３Ｂ…タンク、５…コアプレート、８…イン
ナフィン、Ｐ…空気流通路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷媒が内部を流れる冷媒流路を有し、こ
   の冷媒流路の周囲を一方向に通過する空気と熱交換させ
   て前記冷媒を蒸発させる冷媒蒸発器において、 前記冷媒流路は、一端が冷媒供給口（７３）に連通し、
   かつ前記空気流れの下流側に位置する風下側冷媒流路
   （１３Ｂ）と、 一端がこの風下側流路に連接され、他端が冷媒排出口
   （７４）に連通し、かつ前記空気流れの上流側に位置す
   る風上側冷媒流路（１３Ａ）とからなり、 前記風下側冷媒流路には、その冷媒流路壁の一部を冷媒
   流路側に突出させることにより冷媒を攪拌する手段（１
   ３３、１３４）が形成され、 前記風上側冷媒流路には、別体にて形成され冷媒流路内
   壁面に熱的に接続される伝熱面積増大手段（８）を配設
   したことを特徴とする冷媒蒸発器。
2. 【請求項２】 コアプレート（５）を衝合して偏平容器
   状のコア体（１）を構成し、 当該コア体（１）の前後位置の上下端にそれぞれ形成し
   たタンク部を連通結合して多数の前記コア体（１）を積
   層し、 これらコア体（１）の間に空気流通路（Ｐ）を形成した
   冷媒蒸発器において、 前記各コア体（１）内に、風下側に位置する上下のタン
   ク（２Ｂ、３Ｂ）を連通する風下側冷媒流路（１３Ｂ）
   と、風上側に位置する上下のタンク（２Ａ、３Ａ）を連
   通する風上側冷媒流路（１３Ａ）とを形成し、 前記風下側冷媒流路（１３Ｂ）には、その冷媒流路壁の
   一部を冷媒流路側に突出させることにより冷媒を攪拌す
   る手段（１３３、１３４）を設けるとともに、 コア体（１）の全ての前記風下側冷媒流路（１３Ｂ）を
   流通した後の冷媒を受け入れる前記風上側冷媒流路（１
   ３Ａ）に、別体にて形成され冷媒流路内壁面に熱的に接
   続されて前記冷媒の伝熱面積を増大する手段（８）を設
   けたことを特徴とする請求項１に記載の冷媒蒸発器。
3. 【請求項３】 前記伝熱面積を増大する手段は、前記冷
   媒流路（１３Ａ、１３Ｂ）の流路壁に設けたインナフィ
   ン（８）であることを特徴とする請求項１又は２に記載
   の冷媒蒸発器。