JPWO2016170877A1 - 冷媒蒸発器 - Google Patents

Abstract

冷媒蒸発器は、積層された複数のコア用チューブ（１１１）を有する熱交換コア部（１１）と、冷媒入口部（１２ａ）から内部に流入した冷媒を複数のコア用チューブへ分配する分配部（１２）と、分配部の内部に配置され、自らの内部を冷媒が流れ、冷媒流れの下流端（４２）が分配部の内部に位置する分配用チューブ（４０）とを備える。分配部の内部には、分配用チューブの周囲であって、分配用チューブの下流端よりも冷媒入口部に近い側に位置する第１空間（１２ｂ）と、分配用チューブの下流端よりも冷媒入口部から遠い側に位置する第２空間（１２ｃ）とがある。分配部においては、冷媒が冷媒入口部から第１空間に流入するとともに、冷媒が冷媒入口部から分配用チューブの内部を経由して第２空間に流入する。

Description

関連出願への相互参照

本出願は、２０１５年４月２４日に出願された日本特許出願番号２０１５−０８９５２５号に基づくもので、ここにその記載内容が参照により組み入れられる。

本発明は、被冷却流体から吸熱して冷媒を蒸発させることで、被冷却流体を冷却する冷媒蒸発器に関するものである。

従来、この冷媒蒸発器は、熱交換を行う熱交換コア部と、熱交換コア部に冷媒を分配する分配部とを備えている。熱交換コア部は、積層された複数のコア用チューブを有している。熱交換コア部は、複数のコア用チューブの内部を流れる冷媒と複数のコア用チューブの外部を流れる被冷却流体との間で熱交換を行う部分である。分配部は、複数のコア用チューブの積層方向に延伸しており、複数のコア用チューブと連通している。分配部は、冷媒入口部を有し、冷媒入口部から流入した冷媒を複数のコア用チューブへ分配する（例えば、特許文献１参照）。

特許第４１２４１３６号公報

ところで、上記した分配部を備える冷媒蒸発器では、冷媒入口部から分配部の内部に流入する冷媒の流速に関わらず、分配部から複数のコア用チューブのそれぞれへ分配される冷媒の気液混合割合を均一にすることが困難である。

すなわち、高熱負荷時では、熱交換に必要な冷媒流量が多いことから、冷媒入口部から分配部に流入する冷媒の流速が高くなる。分配部に流入する冷媒の流速が高くなるほど、液相冷媒が、分配部内部を冷媒入口部から遠い領域に向かって流れる傾向がある。このため、複数のコア用チューブのそれぞれに分配される冷媒は、冷媒入口部から遠いチューブほど、冷媒全体に対する液相冷媒の割合が大きくなる。

一方、低熱負荷時では、熱交換に必要な冷媒流量が少ないことから、冷媒入口部から分配部に流入する冷媒の流速が低くなる。分配部に流入する冷媒の流速が低くなるほど、液相冷媒が、分配部内部の冷媒入口部から遠い領域まで届かなくなる傾向がある。このため、複数のコア用チューブのそれぞれに分配される冷媒は、冷媒入口部から遠いチューブほど、冷媒全体に対する液相冷媒の割合が小さくなる。

本開示は、冷媒入口部から分配部に流入する冷媒の流速が低い場合であっても、複数のチューブのそれぞれに分配される冷媒の気液混合割合を均一に近づけることができる冷媒蒸発器を提供することを第１の目的とする。

また、本開示は、冷媒入口部から分配部に流入する冷媒の流速に関わらず、複数のチューブのそれぞれに分配される冷媒の気液混合割合を均一に近づけることができる冷媒蒸発器を提供することを第２の目的とする。

本開示の１つの観点によれば、
冷媒を蒸発させる冷媒蒸発器は、
積層された複数のコア用チューブを有し、複数のコア用チューブの内部を流れる冷媒と複数のコア用チューブの外部を流れる被冷却流体との間で熱交換を行う熱交換コア部と、
複数のコア用チューブの積層方向に延伸するとともに、冷媒入口部を有し、冷媒入口部から内部に流入した冷媒を複数のコア用チューブへ分配する分配部と、
分配部の内部に配置され、自らの内部を冷媒が流れ、冷媒流れの下流端が分配部の内部に位置する分配用チューブとを備え、
前記複数のコア用チューブのそれぞれの端部と、前記分配用チューブとは、前記分配部の内部全体の同一空間に位置し、
分配部の内部には、分配用チューブの周囲であって、分配用チューブの下流端よりも冷媒入口部に近い側に位置する第１空間と、分配用チューブの下流端よりも冷媒入口部から遠い側に位置する第２空間とがあり、
分配部においては、冷媒が冷媒入口部から第１空間に流入するとともに、冷媒が冷媒入口部から分配用チューブの内部を経由して第２空間に流入する。

これによれば、気液混合割合が同じ冷媒を、分配部の内部の冷媒入口部に近い空間と冷媒入口部から遠い空間のそれぞれに分配することができる。このため、冷媒入口部から分配部に流入する冷媒の流速が低い場合であっても、分配用チューブが配置されていない場合と比較して、複数のコア用チューブに分配される冷媒の気液混合割合を均一に近づけることができる。

本開示の別の観点によれば、分配用チューブは、第１空間の冷媒流れを旋回流とするとともに、第２空間の冷媒流れを旋回流とする構造を有する。

これによれば、第１空間の冷媒の旋回流によって、第１空間の全域にわたって冷媒の気液混合割合を均一に近づけることができる。さらに、第２空間の冷媒の旋回流によって、第２空間の全域にわたって冷媒の気液混合割合を均一に近づけることができる。このため、複数のチューブのそれぞれに分配される冷媒の気液混合割合をより均一に近づけることができる。

本開示のさらに別の観点によれば、
冷媒を蒸発させる冷媒蒸発器は、
積層された複数のコア用チューブを有し、複数のコア用チューブの内部を流れる冷媒と複数のコア用チューブの外部を流れる被冷却流体との間で熱交換を行う熱交換コア部と、
複数のコア用チューブの積層方向に延伸するとともに、冷媒入口部を有し、冷媒入口部から内部に流入した冷媒を複数のコア用チューブへ分配する分配部と、
分配部の内部に配置され、自らの内部を冷媒が流れ、冷媒流れの下流端が分配部の内部に位置する分配用チューブとを備え、
分配部の内部には、分配用チューブの周囲であって、分配用チューブの下流端よりも冷媒入口部に近い側に位置する第１空間と、分配用チューブの下流端よりも冷媒入口部から遠い側に位置する第２空間とがあり、
分配部においては、冷媒が冷媒入口部から第１空間に流入するとともに、冷媒が冷媒入口部から分配用チューブの内部を経由して第２空間に流入し、
分配用チューブは、第１空間の冷媒流れを旋回流とするとともに、第２空間の冷媒流れを旋回流とする構造を有する。

これによれば、気液混合割合が同じ冷媒を、分配部の内部の冷媒入口部に近い空間と冷媒入口部から遠い空間のそれぞれに分配することができる。このため、冷媒入口部から分配部に流入する冷媒の流速が低い場合であっても、分配用チューブが配置されていない場合と比較して、複数のコア用チューブに分配される冷媒の気液混合割合を均一に近づけることができる。

さらに、第１空間の冷媒の旋回流によって、第１空間の全域にわたって冷媒の気液混合割合を均一に近づけることができる。第２空間の冷媒の旋回流によって、第２空間の全域にわたって冷媒の気液混合割合を均一に近づけることができる。このため、複数のチューブのそれぞれに分配される冷媒の気液混合割合をより均一に近づけることができる。

本開示のさらに別の観点によれば、分配部は、第１空間と第２空間とを仕切る仕切部材を有し、仕切部材には、分配用チューブが貫通して配置される貫通孔が形成されている。

これによれば、第１空間と第２空間とが区画されているので、冷媒入口部から分配部に流入する冷媒の流速が高い場合に、第１空間に流入した液相冷媒が第２空間へ流出することを防ぐことができる。このため、分配用チューブが配置されていない場合と比較して、冷媒入口部から分配部に流入する冷媒の流速が高い場合においても、複数のチューブに分配される冷媒の気液混合割合を均一に近づけることができる。

よって、本観点によれば、冷媒入口部から分配部に流入する冷媒の流速に関わらず、複数のチューブのそれぞれに分配される冷媒の気液混合割合を均一に近づけることができる。

また、本観点によれば、第１空間と第２空間とが区画されているので、冷媒入口部から分配部に流入する冷媒の流速に関わらず、第１空間を流れる液相冷媒と第２空間を流れる液相冷媒の流量比を一定に近づけることができる。すなわち、冷媒入口部から分配部に流入する冷媒の流速に関わらず、第１空間に流入する冷媒と第２空間に流入する冷媒の質量流量比を一定に近づけることができる。

本観点においては、複数のチューブに分配される冷媒の質量流量が均一となるように、第１空間から冷媒が分配されるコア用チューブの数と、第２空間から冷媒が分配されるコア用チューブの数との比に応じて、第１空間に流入する冷媒と第２空間に流入する冷媒の質量流量比を設定することが好ましい。これにより、冷媒入口部から分配部に流入する冷媒の流速に関わらず、複数のチューブに分配される冷媒の質量流量を均一に近づけることができる。

したがって、分配用チューブを、第１空間の冷媒流れを旋回流とするとともに、第２空間の冷媒流れを旋回流とする構造とし、さらに、第１空間に流入する冷媒と第２空間に流入する冷媒の質量流量比を上記のように設定することが好ましい。これにより、冷媒入口部から分配部に流入する冷媒の流速に関わらず、複数のチューブに分配される冷媒の質量流量をより均一に近づけることができる。

また、本開示のさらに別の観点によれば、
冷媒入口部は、分配部の延伸方向の端部に設けられており、
分配部は、第１空間と第２空間とを仕切る第１仕切部材を有するとともに、第１空間において、分配部の延伸方向に並ぶ第１分割空間と第２分割空間を仕切る第２仕切部材を有し、
第１、第２仕切部材には、それぞれ、分配用チューブが貫通して配置される貫通孔が形成されており、
分配用チューブは、内管と外管とを有する１本の二重管構造であり、
内管の内面と外面のそれぞれには、溝が螺旋状に形成されており、
外面の溝は、並行する第１溝と第２溝とを有して構成され、
外管には、第１溝と第１分割空間とを連通させる第１開口部と、第２溝と第２分割空間とを連通させる第２開口部とが形成されており、
分配部においては、内管と外管の間であって第１溝に流入した冷媒が第１開口部から第１分割空間に流入し、内管と外管の間であって第２溝に流入した冷媒が第２開口部から第２分割空間に流入し、内管に流入した冷媒が第２空間に流入する。

このように、本観点では、分配部の内部において、第１分割空間、第２分割空間、第２空間がそれぞれ区画されている。そして、第１溝に流入した冷媒が第１分割空間に流入し、第２溝に流入した冷媒が第２分割空間に流入し、内管に流入した冷媒が第２空間に流入するように構成されている。これにより、冷媒入口部から分配部に流入する冷媒の流速にかかわらず、第１分割空間、第２分割空間および第２空間のそれぞれに流入する冷媒の質量流量比を一定に近づけることができる。

さらに、冷媒が第１溝を流れることで、第１分割空間に冷媒の旋回流を形成でき、第１分割空間全域にわたって冷媒の気液混合割合を均一に近づけることができる。同様に、冷媒が第２溝を流れることで、第２分割空間に冷媒の旋回流を形成でき、第２分割空間全域にわたって冷媒の気液混合割合を均一に近づけることができる。また、冷媒が内管の内面の溝に沿って流れることで、第２空間に冷媒の旋回流を形成でき、第２空間全域にわたって冷媒の気液混合割合を均一に近づけることができる。

また、本観点においては、第１分割空間、第２分割空間および第２空間のそれぞれに流入する冷媒の質量流量比を、第１分割空間、第２分割空間および第２空間のそれぞれから分配されるコア用チューブの数の比に応じた質量流量比に設定することが好ましい。これにより、冷媒入口部から分配部に流入する冷媒の流速にかかわらず、複数のメインチューブに流入する冷媒の質量流量を均一に近づけることができる。

第１実施形態における冷媒蒸発器の斜視図である。 図１の冷媒蒸発器の分解斜視図である。 図１の冷媒蒸発器における第１タンク部およびその周辺部の断面図である。 第１実施形態における分配用チューブの一部を破断した側面図である。 図３中のV−V線矢視断面図である。 図３中のVI−VI線矢視断面図である。 第２実施形態における冷媒蒸発器の第１タンク部およびその周辺部の断面図である。 第２実施形態における分配用チューブの一部を破断した側面図である。 図７中のIX−IX線矢視断面図である。 図７中のX−X線矢視断面図である。 図７中のXI−XI線矢視断面図である。 第３実施形態における冷媒蒸発器の第１タンク部およびその周辺部の断面図である。 第３実施形態における分配用チューブの一部を破断した側面図である。 第４実施形態における冷媒蒸発器の分解斜視図である。 第５実施形態における冷媒蒸発器の分解斜視図である。 図１５中の第１蒸発部の第２タンク部、第２蒸発部の第２タンク部および中間タンク部の斜視図である。

以下、本開示の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。

（第１実施形態）
本実施形態の冷媒蒸発器は、車室内の温度を調整する車両用空調装置の蒸気圧縮式の冷凍サイクルに適用され、車室内へ送風する送風空気から吸熱して冷媒を蒸発させることで、送風空気を冷却する冷却用熱交換器である。なお、本実施形態では、送風空気が「被冷却流体」に相当する。

冷凍サイクルは、周知の如く、冷媒蒸発器以外に、図示しない圧縮機、放熱器（例えば、凝縮器）、膨張弁等を備えおり、本実施形態では、放熱器と膨張弁との間に受液器を配置するレシーバサイクルとして構成されている。

図１、２に示すように、冷媒蒸発器１は、熱交換コア部１１と、熱交換コア部１１の両端側に配置された一対のタンク部１２、１３とを備えている。本実施形態では、一対のタンク部１２、１３は、上方側に配置された第１タンク部１２と、下方側に配置された第２タンク部１３とによって構成されている。

熱交換コア部１１は、等間隔で積層された複数のメインチューブ１１１を有している。熱交換コア部１１は、メインチューブ１１１の内部を流れる冷媒と、メインチューブ１１１の外部を流れる被冷却流体としての送風空気との間で熱交換を行う。熱交換コア部１１は、図３に示すように、複数のフィン１１２も有しており、メインチューブ１１１とフィン１１２とが交互に積層された積層体で構成されている。なお、図１、２では、複数のフィンの図示を省略している。また、本実施形態では、メインチューブ１１１の長手方向が上下方向に一致しており、複数のメインチューブ１１１の積層方向が横方向（すなわち、左右方向）に一致している。

熱交換コア部１１は、一のメインチューブ群で構成される第１コア部１１ａと、他のメインチューブ群で構成される第２コア部１１ｂとを有している。第１コア部１１ａは、複数のメインチューブ１１１のうち後述する第１タンク部１２の冷媒入口部１２ａに近い側の半分のメインチューブ群で構成されている。第２コア部１１ｂは、複数のメインチューブ１１１のうち冷媒入口部１２ａから遠い側の半分のメインチューブ群で構成されている。

メインチューブ１１１は、熱交換コア部１１を構成するコア用チューブであり、内部に冷媒が流れる冷媒通路を形成している。メインチューブ１１１は、その断面形状が一方向に延びた扁平形状である扁平チューブである。メインチューブ１１１は、その断面における一方向が送風空気の流れ方向Ｘに沿うように配置されている。メインチューブ１１１は、長手方向の一端側が第１タンク部１２に接続されると共に、長手方向の他端側が第２タンク部１３に接続されている。より具体的には、図３に示すように、複数のメインチューブ１１１のそれぞれの端部１１１ａは、第１タンク部１２の内部に位置している。端部１１１ａは、メインチューブ１１１の内部を流れる冷媒の流れ方向でのメインチューブ１１１の端部である。

図３に示すフィン１１２は、薄板材を波状に曲げて成形したコルゲートフィンである。フィン１１２は、メインチューブ１１１における平坦な外面側に接合され、送風空気と冷媒との伝熱面積を拡大させるための熱交換促進手段を構成する。また、メインチューブ１１１とフィン１１２の積層体には、メインチューブ１１１の積層方向両端部に、熱交換コア部を補強するサイドプレート１１３が配置されている。

図１、２に示すように、第１タンク部１２は、冷媒入口部１２ａを有しており、冷媒入口部１２ａから流入した冷媒を複数のメインチューブ１１１へ分配する分配部である。

第１タンク部１２は、メインチューブ１１１の積層方向を長手方向として延伸するとともに、長手方向一端（すなわち、延伸方向一端）に開口部を有し、長手方向他端が閉塞された筒状部材で構成されている。この開口部が、冷媒入口部１２ａを構成している。第１タンク部１２は、底部に形成された貫通孔に各メインチューブの上端側が挿入された状態で、各メインチューブ１１１と接合されている。このため、第１タンク部１２は、その内部空間が各メインチューブ１１１と連通している。なお、第１タンク部１２およびその周辺部の詳細な構造については後述する。

第２タンク部１３は、複数のメインチューブ１１１から流出した冷媒が集合する集合部である。第２タンク部１３は、冷媒出口部１３ａを有しており、第２タンク部１３の内部で集合した冷媒を冷媒出口部１３ａから第２タンク部１３の外部へ流出させる。

第２タンク部１３は、第１タンク部１２と同様に、メインチューブ１１１の積層方向を長手方向として延伸するとともに、長手方向一端に開口部を有し、長手方向他端が閉塞された筒状部材で構成されている。この開口部が、冷媒出口部１３ａを構成している。第２タンク部１３は、天井部に形成された貫通孔に各メインチューブ１１１の下端側が挿入された状態で、各メインチューブ１１１と接合されている。このため、第２タンク部１３は、その内部空間が各メインチューブ１１１と連通している。

また、第１タンク部１２の冷媒入口部１２ａには、接続ブロック５０を介して、膨張弁２が接続されている。膨張弁２の温度検出部２ａが、第２タンク部１３の冷媒出口部１３ａに接続された出口側冷媒配管に設置されている。膨張弁２の冷媒圧力検出通路２ｂが、出口側冷媒配管と連通している。

なお、冷媒蒸発器１および接続ブロック５０は、アルミニウムや銅などの金属製である。冷媒蒸発器１の各構成部品同士や、冷媒蒸発器１と接続ブロック５０がろう付けによって接合されている。

次に、図３、４、５、６を用いて、第１タンク部１２の詳細について説明する。

図３に示すように、第１タンク部１２の内部には、長手方向中央位置に１つの板状の仕切部材１２１が配置されている。この仕切部材１２１は、第１タンク部１２の内部空間を、冷媒入口部１２ａに近い空間である第１室１２ｂと冷媒入口部１２ａから遠い空間である第２室１２ｃの２つの部屋に区画している。第１室１２ｂには、第１コア部１１ａを構成する各メインチューブ１１１の端部１１１ａが位置する。このため、第１室１２ｂは、第１コア部１１ａを構成する各メインチューブ１１１と連通している。第２室１２ｃには、第２コア部１１ｂを構成する各メインチューブ１１１の端部１１１ａが位置する。このため、第２室１２ｃは、第２コア部１１ｂを構成する各メインチューブ１１１と連通している。本実施形態では、第２室１２ｃは、上下方向での幅が、冷媒入口部１２ａから遠ざかるにつれて徐々に小さくなるように、天井部が傾斜している。

さらに、第１タンク部１２の内部には、分配用チューブ４０が配置されている。換言すると、複数のメインチューブ１１１のそれぞれの端部１１１ａと、分配用チューブ４０とは、第１タンク部１２の内部全体の同一空間１２ｂ、１２ｃに位置する。分配用チューブ４０は、第１タンク部１２の長手方向に延びている。分配用チューブ４０は、分配用チューブ４０の中心線の位置が、第１タンク部１２の第１室１２ｂの流路断面の中心を通る中心線の位置と一致するように、配置されている。

また、分配用チューブ４０の冷媒流れの上流端４１は、冷媒入口部１２ａよりも冷媒流れ上流側の接続ブロック５０の内部に位置している。

一方、分配用チューブ４０の冷媒流れの下流端４２は、第２室１２ｃ内に位置している。したがって、本実施形態では、第１室１２ｂが、第１タンク部１２の内部のうち、分配用チューブ４０の周囲であって、分配用チューブ４０の下流端４２よりも冷媒入口部１２ａに近い側に位置する第１空間を構成している。また、第２室１２ｃが、第１タンク部１２の内部のうち、分配用チューブ４０の下流端４２よりも冷媒入口部１２ａから遠い側に位置する第２空間を構成している。

図４に示すように、分配用チューブ４０は、１本のチューブ状部材（すなわち、筒状部材）の内面４３と外面４４のそれぞれに溝４３ａ、４４ａが螺旋状に形成された中空螺旋型チューブである。換言すると、分配用チューブ４０は、アルミニウムや銅等の金属製の円筒形状のチューブ状部材を多条ネジ形状に類似した形状に加工したものである。本実施形態では、外面４４の溝４４ａによって、内面４３に凸部４３ｂが形成されており、内面４３の溝４３ａによって外面４４に凸部４４ｂが形成されている。

また、本実施形態の分配用チューブ４０は、内面４３と外面４４のどちらも、複数の溝４３ａ、４４ａが並行して形成された多条螺旋溝形状を有している。溝が並行しているとは、隣り合う溝同士が繋がっていないことを意味する。具体的には、分配用チューブ４０の内面４３は、５つの溝４３ａが並行している５条螺旋溝形状を有している。同様に、分配用チューブ４０の外面４４は、５つの溝４４ａが並行している５条螺旋溝形状を有している。なお、分配用チューブ４０の内面４３と外面４４は、隣り合う溝同士が繋がっている一条螺旋溝形状であってもよい。

また、本実施形態の分配用チューブ４０は、上流端４１から下流端４２までの全長さ領域にわたって、内面４３と外面４４の両方に溝４３ａ、４４ａが螺旋状に形成されている。

この分配用チューブ４０の内側に冷媒が流れると、内面４３の螺旋状の溝４３ａを流れる高比重の液冷媒の遠心力の作用によって、分配用チューブ４０の内側に冷媒の旋回流が発生する。同様に、この分配用チューブ４０の外側に冷媒が流れると、外面４４の螺旋状の溝４４ａを流れる高比重の液冷媒の遠心力の作用によって、分配用チューブ４０の外側に冷媒の旋回流が発生する。

図３に示すように、分配用チューブ４０の上流端４１は、接続ブロック５０の冷媒流路５０ａ内に位置している。接続ブロック５０は、冷媒入口部１２ａの冷媒流れ上流側に接続され、内部に冷媒流路５０ａを形成する流路形成部材である。この冷媒流路５０ａは、その一端が膨張弁２の冷媒出口部２ｃに接続され、その他端が第１タンク部１２の冷媒入口部１２ａに接続されている。分配用チューブ４０は、接続ブロック５０と同じ金属で構成されている。分配用チューブ４０のうち接続ブロック５０の内部に位置する領域４５は、軸方向で所定の長さＬ１を有し、圧入嵌合およびろう付け等によって、接続ブロック５０と接合されて固定されている。以下、この領域４５を接合領域４５と呼ぶ。

図５に示すように、接続ブロック５０の冷媒流路５０ａの断面形状は、円形状であるのに対して、分配用チューブ４０の外形の断面形状は、外面４４の凸部４４ｂの頂部と溝４４ａの底部とが周方向に交互に配置された波型形状である。そして、分配用チューブ４０の外面４４の凸部４４ｂの頂部が、接続ブロック５０の冷媒流路５０ａを構成する内面５０ｂに接している。このため、接続ブロック５０の冷媒流路５０ａは、分配用チューブ４０の外側の外側流路４０ａと、分配用チューブ４０の内側の内側流路４０ｂとに分け隔てられている。外側流路４０ａは、分配用チューブ４０の外面と接続ブロック５０の内面５０ｂとの間の隙間によって形成された冷媒流路である。

なお、本実施形態では、膨張弁２から流出の冷媒が、第１タンク部１２の第１室１２ｂと第２室１２ｃの二手に、質量流量で等分量に分配される。これを実現するように、分配用チューブ４０の接合領域４５の軸方向長さＬ１、接続ブロック５０の内部における外側流路４０ａの断面積と内側流路４０ｂの断面積の比率および分配用チューブ４０の全長Ｌ０が設定されている。

図３、６に示すように、仕切部材１２１の面の中心部には、分配用チューブ４０が貫通して配置される貫通孔１２１ａが形成されている。貫通孔１２１ａの形状は、分配用チューブ４０の外形の断面形状と同じである。このため、分配用チューブ４０が貫通孔１２１ａに挿入された状態では、分配用チューブ４０と仕切部材１２１との間に隙間が形成されていない。分配用チューブ４０と仕切部材１２１は、分配用チューブ４０が貫通孔１２１ａに挿入された状態で、ろう付け等によって接合されて固定されている。

次に、本実施形態の冷媒蒸発器１における冷媒流れについて、図２、３を用いて説明する。

図２中の矢印Ａのように、膨張弁２から噴出した気液二相状態の冷媒は、接続ブロック５０を介して、冷媒入口部１２ａから第１タンク部１２の内部に流入する。このとき、図３中の矢印Ａ１、Ａ２のように、接続ブロック５０の内部に流入した冷媒は、外側流路４０ａと内側流路４０ｂの二手に質量流量で等分量に分かれて流入する。

外側流路４０ａに流入した冷媒は、第１タンク部１２の冷媒入口部１２ａから、分配用チューブ４０の内部を経由せずに、第１タンク部１２の第１室１２ｂに直接流入する。このとき、外側流路４０ａを流れる冷媒は、分配用チューブ４０の外面４４の溝４４ａに沿って流れることで旋回流となり、旋回流の力を残したまま、第１室１２ｂに流入する。また、第１室１２ｂに流入した冷媒の一部が分配用チューブ４０の外面４４の溝４４ａに沿って流れる。このため、第１室１２ｂに流入した冷媒は、図３中の矢印Ａ３のように、分配用チューブ４０の周囲を旋回する旋回流となって第１室１２ｂを流れる。そして、第１室１２ｂを流れる冷媒が、図２中の矢印Ｂ１のように、第１コア部１１ａを構成する複数のメインチューブ１１１に分配される。

一方、内側流路４０ｂに流入した冷媒は、分配用チューブ４０の内部を流れることで、冷媒入口部１２ａから第１タンク部１２の内部に流入し、第１室１２ｂを超えて、第１タンク部１２の第２室１２ｃに流入する。このとき、分配用チューブ４０の内側流路４０ｂを流れる冷媒は、内面４３の溝４３ａに沿って流れることで、内面４３の溝４３ａに沿って旋回する旋回流となり、旋回流の力を残したまま、第２室１２ｃに流入する。このため、第２室１２ｃに流入した冷媒は、図３中の矢印Ａ４に示すように、旋回流となって第２室１２ｃ内を流れる。そして、第２室１２ｃを流れる冷媒が、図２中の矢印Ｂ２のように、第２コア部１１ｂを構成する複数のメインチューブ１１１に分配される。

このようにして、図２中の矢印Ｂ１および矢印Ｂ２のように、第１タンク部１２から流出の冷媒が、第１コア部１１ａおよび第２コア部１１ｂを流れる。そして、第１コア部１１ａから流出した冷媒および第２コア部１１ｂから流出した冷媒が、第２タンク部１３に流入して合流する。その後、図２中の矢印Ｃのように、第２タンク部１３を流れる冷媒が冷媒出口部１３ａから流出する。

このように、本実施形態の冷媒蒸発器１は、熱交換コア部１１の全体において上から下に向かう一方向に流れるＩターン型の冷媒流れを有している。

次に、本実施形態の主な特徴について説明する。

（１）上述の通り、本実施形態では、第１タンク部１２においては、接続ブロック５０の内部の外側流路４０ａに流入した冷媒が、冷媒入口部１２ａから分配用チューブ４０の内部を経由せずに第１室１２ｂに流入するようになっている。さらに、接続ブロック５０の内部の内側流路４０ｂに流入した冷媒が、冷媒入口部１２ａから分配用チューブ４０の内部を経由して、第２室１２ｂに流入するようになっている。

これによれば、気液混合割合が同じ冷媒を、第１室１２ｂと第２室１２ｃに分配することができる。このため、分配用チューブ４０が配置されていない場合と比較して、冷媒入口部１２ａから第１タンク部１２に流入する冷媒の流速が低い場合であっても、複数のメインチューブ１１１に分配される冷媒の気液混合割合を均一に近づけることができる。

（２）さらに、本実施形態では、第１タンク部１２の内部が、仕切部材１２１によって第１室１２ｂと第２室１２ｃに区画されている。ただし、仕切部材１２１は、分配用チューブ４０が貫通して配置される貫通孔１２１ａを有している。

これによれば、第１室１２ｂと第２室１２ｃとが区画されているので、冷媒入口部１２ａから第１タンク部１２に流入する冷媒の流速が高い場合に、第１室１２ｂに流入した液相冷媒が第２室１２ｃへ流出することを防ぐことができる。このため、分配用チューブ４０が配置されていない場合と比較して、冷媒入口部１２ａから第１タンク部１２に流入する冷媒の流速が高い場合においても、複数のメインチューブ１１１に分配される冷媒の気液混合割合を均一に近づけることができる。

（３）さらに、本実施形態では、仕切部材１２１によって、第１タンク部１２の内部を第１コア部１１ａと連通する第１室１２ｂと、第２コア部１１ｂと連通する第２室１２ｃとに区画されている。第１コア部１１ａと第２コア部１１ｂをそれぞれ構成するメインチューブ１１１の数は同じである。そして、第１室１２ｂに流入する冷媒の質量流量と、第２室１２ｃに流入する冷媒の質量流量とが同じ質量流量に設定されている。

このため、冷媒入口部１２ａから第１タンク部１２に流入する冷媒の流速に関わらず、第１室１２ｂを流れる液相冷媒の流量と、第２室１２ｃを流れる液相冷媒の流量とを同一に近づけることができる。すなわち、第１室１２ｂを流れる冷媒と第２室１２ｃを流れる冷媒の質量流量比を５０％ずつ（すなわち、１：１）の一定の比率に近づけることができる。

なお、本実施形態では、第１室１２ｂから冷媒が分配されるメインチューブ１１１の数と、第２室１２ｃから冷媒が分配されるメインチューブ１１１の数とが同じである。このため、第１室１２ｂに流入する冷媒の質量流量と、第２室１２ｃに流入する冷媒の質量流量とが同じ質量流量に設定されているが、設定の仕方はこの限りではない。

本実施形態と異なり、第１室１２ｂから冷媒が分配されるメインチューブ１１１の数と、第２室１２ｃから冷媒が分配されるメインチューブ１１１の数が異なる場合がある。この場合では、第１室１２ｂから冷媒が分配されるメインチューブ１１１の数と、第２室１２ｃから冷媒が分配されるメインチューブ１１１の数との比に応じて、第１室１２ｂに流入する冷媒と第２室１２ｃに流入する冷媒の質量流量比が設定される。これにより、冷媒入口部１２ａから第１タンク部１２に流入する冷媒の流速に関わらず、第１室１２ｂからメインチューブ１１１に流れるメインチューブ一本当たりの冷媒の質量流量と、第２室１２ｃからメインチューブ１１１に流れるメインチューブ一本当たりの冷媒の質量流量を同一に近づけることができる。

（４）さらに、本実施形態の分配用チューブ４０は、１本のチューブ状部材の内面４３と外面４４のそれぞれに溝４３ａ、４４ａが螺旋状に形成されている。そして、第１タンク部１２においては、第１タンク部１２の内部に流入する冷媒の一部が、冷媒入口部１２ａから第１室１２ｂに直接流入し、第１室１２ｂに流入した冷媒が外面４４の溝４４ａに沿って流れる。また、第１タンク部１２の内部に流入する冷媒の残部が、分配用チューブ４０の内部を流れる。

これによれば、第１室１２ｂに流入した冷媒が分配用チューブ４０の外面４４の溝４４ａに沿って流れることで、第１室１２ｂの冷媒流れを旋回流とすることができる。このため、第１室１２ｂの内部では冷媒流れが分散され、冷媒の気液混合割合が第１室１２ｂのどの位置でもほぼ同じとなる。すなわち、第１室１２ｂの全域にわたって冷媒の気液混合割合を均一に近づけることができる。

同様に、分配用チューブ４０の内部を流れる冷媒が内面４３の溝４３ａに沿って流れることで、第２室１２ｃの冷媒流れを旋回流とすることができる。このため、第２室１２ｃの内部では冷媒流れが分散され、冷媒の気液混合割合が第２室１２ｃのどの位置でもほぼ同じとなる。すなわち、第２室１２ｃの全域にわたって冷媒の気液混合割合を均一に近づけることができる。

この結果、複数のメインチューブ１１１のそれぞれに分配される冷媒の気液混合割合を均一に近づけることができる
（５）さらに、本実施形態では、分配用チューブ４０の冷媒流れの上流端４１が、接続ブロック５０の冷媒流路５０ａ内に位置している。

これによれば、接続ブロック５０の内部に流入した冷媒が、分配用チューブ４０の外面４４と接続ブロック５０の内面５０ｂとの間の隙間である外側流路４０ａを流れることで、第１室１２ｂへ流入する前の冷媒流れを旋回流とすることができる。このため、第１室１２ｂに形成される冷媒の旋回流の勢いを強めることができる。

上記した（１）−（５）により、本実施形態によれば、冷媒入口部１２ａから第１タンク部１２に流入する冷媒の流速にかかわらず、第１タンク部１２から複数のメインチューブ１１１のそれぞれに流入する冷媒の質量流量を均一に近づけることができる。すなわち、冷媒入口部１２ａから第１タンク部１２に流入する冷媒の流速にかかわらず、熱交換コア部１１の全体の冷媒ディストリビューションの均一化が可能となる。なお、複数のメインチューブ１１１のそれぞれに流入する冷媒の質量流量が均一であるとは、複数のメインチューブ１１１に流入する液相冷媒の流量が均一であって、複数のメインチューブ１１１に流入する冷媒の気液混合割合が均一であることを意味する。

ところで、分配用チューブ４０を備えていない従来の冷媒蒸発器は、冷房性能が要求される定格の熱負荷条件下において、複数のメインチューブのそれぞれに流入する冷媒の質量流量が均一になるように、冷媒蒸発器を構成する各部品の形状および寸法の最適化がされている。

しかし、定格を外れた熱負荷条件下では、複数のメインチューブのそれぞれに流入する冷媒の質量流量が不均一となってしまう。定格よりも高熱負荷条件下では、熱交換に必要な冷媒流量が多いことから、冷媒入口部から分配部に流入する冷媒の流速が高くなる。分配部に流入する冷媒の流速が高くなるほど、液相冷媒が、分配部内部を冷媒入口部から遠い領域に向かって流れる傾向がある。このため、複数のメインチューブのそれぞれに分配される冷媒は、冷媒入口部から遠いメインチューブほど、液相冷媒が多くなり、質量流量が大きくなってしまう。一方、定格よりも低熱負荷条件下では、熱交換に必要な冷媒流量が少ないことから、冷媒入口部から分配部に流入する冷媒の流速が低くなる。分配部に流入する冷媒の流速が低くなるほど、液相冷媒が、分配部内部の冷媒入口部から遠い領域まで届かなくなる傾向がある。このため、複数のメインチューブのそれぞれに分配される冷媒は、冷媒入口部から遠いメインチューブほど、液相冷媒が少なく、質量流量が小さくなってしまう。

このように従来の冷媒蒸発器では、冷媒入口部から分配部に流入する冷媒の流速に関わらず、分配部から複数のメインチューブのそれぞれへ分配される冷媒の質量流量を均一にすることが困難であった。このため、熱交換コア部で一番低い温度位置が定まらず、変動し易いため、フロスト防止の制御性が悪化したり、冷風吹出し温度のバラツキ幅が大きくなるため、温度コントロール性が悪化したりする。その結果、クールダウン時（すなわち、高熱負荷時）の最大冷房能力不足や、中間季節の消費動力効率低下、冬期（すなわち、低熱負荷時）の除湿量低下による車両窓曇り防止性能低下等の問題が生じる。さらに、運転席と助手席のそれぞれに向けて吹き出される吹出空気の温度を独立して制御する左右独立温度制御方式の車両用空調装置に用いられる冷媒蒸発器においては、熱交換コア部に通過風量が異なる部位が生じる。このため、複数のメインチューブのそれぞれへ分配される冷媒の質量流量が不均一となりやすいところ、より不均一となってしまう。

これに対して、本実施形態の冷媒蒸発器１によれば、第１タンク部１２に流入する冷媒の流速にかかわらず、第１タンク部１２から複数のメインチューブ１１１のそれぞれに流入する冷媒の質量流量を均一に近づけることができる。よって、これらの問題を解消することができる。

また、本実施形態の冷媒蒸発器１によれば、第１タンク部１２の内部では冷媒流れが均一で力も分散するため、第１タンク部１２の内壁に冷媒が衝突することによる振動や騒音の発生量を低減できる。また、本実施形態の冷媒蒸発器１では、分配用チューブ４０として中空螺旋型チューブを用いている。この中空螺旋型チューブは、他の分野で一般的に使用されており、安い製造方法が確立されている。このため、本実施形態の冷媒蒸発器１によれば、冷媒蒸発器１の製造コストを従来品と同程度に抑えることができる。

（第２実施形態）
図７に示すように、本実施形態は、内管４０と外管６１とを有する二重管構造の分配用チューブ６０を用いている点と、第１タンク部１２の内部に複数の仕切部材１２１−１２５が配置されている点が、第１実施形態と異なっている。その他の構成は、第１実施形態と同じである。

第１タンク部１２の内部には、板状の複数の仕切部材が配置されている。複数の仕切部材は、第１タンク部１２の内部空間を、第１タンク部１２の長手方向に並ぶ複数の部屋に仕切っている。具体的には、５つの仕切部材１２１−１２５によって、第１タンク部１２の内部空間が６つの部屋に仕切られている。６つの部屋は、冷媒入口部１２ａに近い側から順に、第１室１２ｂ１、第２室１２ｂ２、第３室１２ｂ３、第４室１２ｂ４、第５室１２ｂ５、先端室１２ｃである。先端室１２ｃは、第１タンク部１２の冷媒入口部１２ａから最も遠い第１タンク部１２の先端に位置する。

換言すると、第１タンク部１２の内部における分配用チューブ６０の周囲の空間であって、分配用チューブ６０の外管６１の下流端６３よりも冷媒入口部１２ａに近い側に位置する空間が、仕切部材１２２−１２５によって、第１室１２ｂ１、第２室１２ｂ２、第３室１２ｂ３、第４室１２ｂ４、第５室１２ｂ５の５つの空間に分割されている。したがって、本実施形態では、第１室１２ｂ１、第２室１２ｂ２、第３室１２ｂ３、第４室１２ｂ４および第５室１２ｂ５が第１空間に対応し、先端室１２ｃが第２空間に対応している。先端室１２ｃを仕切る仕切部材１２１が第１仕切部材に対応している。また、本実施形態の第１室１２ｂ１と第２室１２ｂ２が、それぞれ、第１分割空間と第２分割空間に対応している。第１室１２ｂ１と第２室１２ｂ２とを仕切る仕切部材１２２が、第２仕切部材に対応している。

図７、８に示すように、分配用チューブ６０の内管４０は、第１実施形態の分配用チューブ４０と同じ中空螺旋型チューブである。内管４０の内面４３および外面４４は、５条螺旋溝形状を有している。このように、螺旋溝４３ａ、４４ａの条数は、第１タンク部１２の内部の分配用チューブ６０の下流端６３よりも冷媒入口部１２ａ側の空間が分割された部屋の数に対応している。

第１実施形態と同様に、内管４０の上流端４１は、接続ブロック５０の内部に位置している。このため、図９に示すように、接続ブロック５０の冷媒流路５０ａは、分配用チューブ４０の外側の外側流路４０ａと、分配用チューブ４０の内側の内側流路４０ｂとを有している。

また、内管４０の下流端４２は、第５室１２ｂ５と先端室１２ｃを仕切る仕切部材１２１の貫通孔１２１ａに位置している。図１０に示すように、第１実施形態と同様に、分配用チューブ４０が貫通孔１２１ａに挿入された状態では、分配用チューブ４０と仕切部材１２１との間に隙間が形成されていない。なお、内管４０の下流端４２は、先端室１２ｃ内に位置していてもよい。要するに、内管４０の下流端４２は、内管４０から流出の冷媒が先端室１２ｃへ流入可能な位置にあればよい。

外管６１は、円筒形状である。外管６１の内部に内管４０が配置されている。外管６１の冷媒流れ上流側の上流端６２は、第１タンク部１２の冷媒入口部１２ａの開口縁部に接している。外管６１の冷媒流れ下流側の下流端６３は、第５室１２ｂ５と先端室１２ｃを仕切る仕切部材１２１に接している。このため、外管６１は、第１−第５室１２ｂ１−１２ｂ５の区間において、内管４０を覆っている。

図１１に示すように、第１室１２ｂ１と第２室１２ｂ２とを仕切る仕切部材１２２には、外管６１が貫通する貫通孔１２２ａが形成されている。外管６１は、この貫通孔１２２ａを介して、仕切部材１２２を貫通して配置されている。外管６１は、貫通孔１２２ａに挿入された状態で、ろう付け等によって仕切部材１２２に固定されている。同様に、第２室１２ｂと第３室１２ｂ３とを仕切る仕切部材１２３、第３室１２ｂ３と第４室１２ｂ４とを仕切る仕切部材１２４、第４室１２ｂ４と第５室１２ｂ５とを仕切る仕切部材１２５も、外管６１が貫通する貫通孔が形成されている。これらの貫通孔を介して、外管６１が仕切部材１２３−１２５を貫通している。

図７、８に示すように、外管６１には、内管４０の外面４４の溝４４ａを流れる冷媒を第１−第５室１２ｂ１−１２ｂ５に流入させるために、第１−第５開口部６４−６８の５つの開口部が形成されている。

第１開口部６４は、第１溝４４ａ１に対向する部位に形成され、第１溝４４ａ１と第１室１２ｂ１とを連通させている。第２開口部６５は、第２溝４４ａ２に対向する部位に形成され、第２溝４４ａ２と第２室１２ｂ２とを連通させている。第３開口部６６は、第３溝４４ａ３に対向する部位に形成され、第３溝４４ａ３と第３室１２ｂ３とを連通させている。第４開口部６７は、第４溝４４ａ４に対向する部位に形成され、第４溝４４ａ４と第４室１２ｂ４とを連通させている。第５開口部６８は、第５溝４４ａ５に対向する部位に形成され、第５溝４４ａ５と第５室１２ｂ５とを連通させている。なお、第１溝４４ａ１−第５溝４４ａ５は、並行しており、互いに独立した溝である。

このため、第１タンク部１２においては、内管４０と外管６１の間の外側流路４０ａを冷媒が流れる。このとき、第１溝４４ａ１を流れる冷媒が、第１開口部６４から第１室１２ｂ１に流入する。これにより、第１室１２ｂ１に冷媒の旋回流が形成される。第２溝４４ａ２を流れる冷媒が、第２開口部６５から第２室１２ｂ２に流入する。これにより、第２室１２ｂ２に冷媒の旋回流が形成される。第３溝４４ａ３を流れる冷媒が、第３開口部６６から第３室１２ｂ３に流入する。これにより、第３室１２ｂ３に冷媒の旋回流が形成される。第４溝４４ａ４を流れる冷媒が、第４開口部６７から第４室１２ｂ４に流入する。これにより、第４室１２ｂ４に冷媒の旋回流が形成される。第５溝４４ａ５を流れる冷媒が、第５開口部６８から第５室１２ｂ５に流入する。これにより、第５室１２ｂ５に冷媒の旋回流が形成される。

また、内管４０の内部の内側流路４０ｂを流れる冷媒が、先端室１２ｃに流入する。このとき、内管４０の内部を流れる冷媒が内面４３の溝４３ａに沿って流れることにより、第２室１２ｂ２に冷媒の旋回流が形成される。その後、各室１２ｂ１−１２ｂ５、１２ｃから複数のメインチューブ１１１に冷媒が分配される。

本実施形態においても、第１実施形態と同様の構成を有するので、第１実施形態と同様の効果が得られる。さらに、本実施形態においては、次の効果が得られる。

第１タンク部１２の内部空間を２つの部屋に区画した場合、１つの部屋に連通するメインチューブ１１１の本数が多いため、１つの部屋から各メインチューブ１１１へ分配される冷媒の質量流量に分配ばらつきが生じやすい。

これに対して、本実施形態では、第１タンク部１２の内部空間を２つよりも多い数の部屋に区画している。これにより、１つの部屋に連通するメインチューブ１１１の本数が少なくなるため、１つの部屋から各メインチューブ１１１へ分配される冷媒の質量流量の分配ばらつきを小さくできる。この結果、本実施形態によれば、第１タンク部１２から複数のメインチューブ１１１のそれぞれに流入する冷媒の質量流量をより均一に近づけることができる。

なお、本実施形態では、５つの仕切部材１２１−１２５によって、第１タンク部１２の内部空間を６つの部屋に仕切っていたが、仕切部材および部屋の数は、任意に変更可能である。

（第３実施形態）
図１２に示すように、本実施形態は、複数の細管が互いに螺旋状に巻き付けられた構造の分配用チューブ７０を用いている点と、第１タンク部１２の内部に複数の仕切部材１２１−１２３が配置されている点が、第１実施形態と異なっている。その他の構成は、第１実施形態と同じである。

本実施形態では、３つの仕切部材１２１−１２３によって、第１タンク部１２の内部空間が４つの部屋に仕切られている。４つの部屋は、冷媒入口部１２ａに近い側から順に、第１室１２ｂ１、第２室１２ｂ２、第３室１２ｂ３、先端室１２ｃである。

換言すると、第１タンク部１２の内部における分配用チューブ７０の周囲の空間であって、分配用チューブ７０の冷媒流れの下流端７４ｂよりも冷媒入口部１２ａに近い側に位置する空間が、仕切部材１２２、１２３によって、第１室１２ｂ１、第２室１２ｂ２、第３室１２ｂ３の３つの空間に分割されている。

図１２、１３に示すように、分配用チューブ７０は、第１チューブ７１と、第２チューブ７２と、第３チューブ７３と、第４チューブ７４の４本のチューブ（すなわち、細管）が互いにコイル状（すなわち、螺旋状）に巻き付けられた構造である。これら４本のチューブ７１−７４は、同じ太さの円筒形状であり、金属製である。

第１−第４チューブ７１−７４のそれぞれの冷媒流れの上流端７１ａ−７４ａの位置は、分配用チューブ７０の冷媒流れの上流端７０ａの位置と同じである。一方、第１−第４チューブ７１−７４のそれぞれの冷媒流れの下流端７１ｂ−７４ｂの位置は、全て異なっている。

図１２に示すように、分配用チューブ７０の上流端７０ａは、接続ブロック５０の内部に位置する。第１チューブ７１の下流端７１ｂは、第１室１２ｂ１に位置する。第２チューブ７２の下流端７２ｂは、第２室１２ｂ２に位置する。第３チューブ７３の下流端７３ｂは、第３室１２ｂ３に位置する。第４チューブ７４の下流端７４ｂは、先端室１２ｃに位置する。なお、第４チューブ７４の下流端７４ｂが、分配用チューブ７０の下流端でもある。

また、仕切部材１２１、１２２、１２３には、分配用チューブ７０の外形に応じた貫通孔１２１ａ、１２２ａ、１２３ａが形成されている。分配用チューブ７０は、これらの貫通孔１２１ａ、１２２ａ、１２３ａに挿入された状態で、仕切部材１２１、１２２、１２３に固定されている。

このため、本実施形態では、膨張弁２から噴出した冷媒が、接続ブロック５０の内部において、分配用チューブ７０に流入する。そして、冷媒が、各チューブ７１−７４に分配されて流れることで、冷媒入口部１２ａから第１タンク部１２の内部に流入する。このとき、第１チューブ７１を流れる冷媒が、第１チューブ７１の下流端７１ｂから第１室１２ｂ１に流入する。第２チューブ７２を流れる冷媒が、第２チューブ７２の下流端７２ｂから第２室１２ｂ２に流入する。第３チューブ７３を流れる冷媒が、第３チューブ７３の下流端７３ｂから第３室１２ｂ３に流入する。第４チューブ７４を流れる冷媒が、第４チューブ７４の下流端７４ｂから先端室１２ｃに流入する。その後、各室１２ｂ１−１２ｂ３、１２ｃから複数のメインチューブ１１１に冷媒が分配される。

本実施形態では、螺旋状に巻き付けられた第１チューブ７１、第２チューブ７２、第３チューブ７３および第４チューブ７４を冷媒が流れる。このため、本実施形態においても、第１室１２ｂ１、第２室１２ｂ２、第３室１２ｂ３および先端室１２ｃに、冷媒の旋回流を形成できる。よって、本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。

なお、本実施形態では、第１チューブ７１、第４チューブ７４が、それぞれ、２本のチューブの一方と他方に対応している。また、第１−第３室１２ｂ１−１２ｂ３、先端室１２ｃが、それぞれ、第１空間、第２空間に対応している。

また、本実施形態の分配用チューブ７０は、４本のチューブ７１−７４が螺旋状に巻き付けられた構造であったが、分配用チューブ７０を構成するチューブの本数は４本に限られない。分配用チューブ７０を構成するチューブの本数は、第１タンク部１２の内部空間が区画された部屋の数に応じた本数であれば、他の本数でもよい。

（第４実施形態）
本実施形態は、図１４に示すように、冷媒蒸発器１００が、被冷却流体の流れ方向を前後方向として、前後に並ぶ第１、第２蒸発部１０、２０を備え、第１、第２蒸発部１０、２０の熱交換コア部１１、２１において前後Ｕターン型の冷媒流れを有する点が、第１実施形態と異なる。

具体的には、本実施形態の冷媒蒸発器１００は、第１蒸発部１０および第２蒸発部２０が、送風空気の流れ方向Ｘに対して直列に配置されている。第１蒸発部１０および第２蒸発部２０は、相対的に、第１蒸発部１０が送風空気の流れ方向Ｘの下流側（すなわち、風下側）に配置され、第２蒸発部２０が送風空気の流れ方向Ｘの上流側（すなわち、風上側）に配置されている。

第１蒸発部１０は、第２タンク部１３を除いて、第１実施形態の冷媒蒸発器１と同じ構造である。

第２蒸発部２０は、第１タンク部２２を除いて、基本的に第１実施形態の冷媒蒸発器１とほぼ同じ構造である。第２蒸発部２０の上方側に配置した第２タンク部２３は、第１実施形態の第２タンク部１３を上下逆方向に配置したものである。第２蒸発部２０の下方側に配置した第１タンク部２２は第１蒸発部２０の第２タンク部１３と面対称の同じ構造である。

第２蒸発部２０は、複数のメインチューブ２１１を積層して構成された熱交換コア部２１と、複数のメインチューブ２１１の両端部に接続され、複数のメインチューブ２１１を流れる冷媒の集合あるいは分配を行う一対のタンク部２２、２３とを有している。一対のタンク部２２、２３は、下方側に配置された第１タンク部２２と、上方側に配置された第２タンク部２３とによって構成されている。メインチューブ２１１、熱交換コア部２１、第１タンク部２２、第２タンク部２３が、第１実施形態の冷媒蒸発器１のメインチューブ１１１、熱交換コア部１１、第１タンク部１２、第２タンク部１３に対応する。

本実施形態では、第１蒸発部１０の第２タンク部１３の側面に開口部１３ｂが形成されており、第２蒸発部２０の第１タンク部２２の側面に開口部２２ａが形成されている。開口部１３ｂ、２２ａを介して、第１蒸発部１０の第２タンク部１３と第２蒸発部２０の第１タンク部２２とが連通している。第２蒸発部２０の第２タンク部２３の長手方向の端部に冷媒出口部２３ａが設けられている。

本実施形態の冷媒蒸発器１００においては、第１実施形態の冷媒蒸発器１と同様に、図１４中の矢印Ａのように、膨張弁２から噴出した気液二相状態の冷媒が、接続ブロック５０を介して、冷媒入口部１２ａから第１蒸発部１０の第１タンク部１２の内部に流入する。第１タンク部１２の内部に流入した冷媒の一部は、図１４中の矢印Ａ１、Ａ３のように、分配用チューブ４０の外側を流れ、図１４中の矢印Ｂ１のように、第１タンク部１２から第１コア部１１ａに分配される。また、第１タンク部１２の内部に流入した冷媒の他の一部は、図１４中の矢印Ａ２、Ａ４のように、分配用チューブ４０の内部を流れ、図１４中の矢印Ｂ２のように、第２コア部１１ｂに分配される。

そして、第１蒸発部１０の第１タンク部１２から流出した冷媒は、図１４中の矢印Ｂ１および矢印Ｂ２のように、第１蒸発部１０の熱交換コア部１１を通過する。その後、冷媒は、図１４中の矢印Ｄ１および矢印Ｄ２のように、第１蒸発部１０の第２タンク部１３から流出して、第２蒸発部２０の第１タンク部２２に流入する。第２蒸発部２０の第１タンク部２２に流入した冷媒は、図１４中の矢印Ｅ１および矢印Ｅ２のように、第１蒸発部１０の熱交換コア部１１を通過する冷媒とは逆の上方向に向かって、第２蒸発部２０の熱交換コア部２１を通過する。その後、冷媒は、図１４中の矢印Ｆのように、第２蒸発部２０の第２タンク部２３の冷媒出口部２３ａから流出する。

本実施形態の冷媒蒸発器１００では、第１、第２蒸発部１０、２０を備える冷媒蒸発器において、冷媒入口部１２ａから冷媒出口部２３ａの間の冷媒の流通距離ができるだけ短くされ、メインチューブ１１１、２１１の本数ができるだけ多くされている。さらに、本実施形態の冷媒蒸発器１００では、熱交換コア部１１、２１と一対のタンク部１２、１３、２２、２３との間の冷媒の入出回数をできるだけ減らされている。これにより、冷媒蒸発器全体における冷媒流れの圧力損失が低減されており、冷房能力の向上が図られている。

そして、本実施形態の冷媒蒸発器１００では、第１蒸発部１０の第１タンク部１２が、第１実施形態の冷媒蒸発器１の第１タンク部１２と同じ構造を有している。このため、本実施形態においても、第１実施形態と同じ効果が得られる。このように、前後Ｕターン型の冷媒流れを有する冷媒蒸発器に対しても、本開示の冷媒蒸発器の適用が可能である。なお、本実施形態では、第１蒸発部１０の第１タンク部１２の構造として、第１実施形態の第１タンク部１２の構造を採用したが、第２、第３実施形態の第１タンク部１２の構造を採用してもよい。

（第５実施形態）
本実施形態の冷媒蒸発器２００は、図１５に示すように、第１、第２蒸発部１０、２０の熱交換コア部１１、２１において、第４実施形態と同様の前後Ｕターン型の冷媒流れを有する点が第１実施形態の冷媒蒸発器１００と異なる。さらに、本実施形態の冷媒蒸発器２００は、第１蒸発部１０の熱交換コア部１１から流出した冷媒が第２蒸発部２０の熱交換コア部２１に流入する際に、第１、第２蒸発部１０、２０の熱交換コア部１１、２１を流れる冷媒が熱交換コア部１１、２１の幅方向で入れ替わる冷媒流れを有する点が第１実施形態の冷媒蒸発器１００と異なる。なお、熱交換コア部１１、２１の幅方向とは、複数のメインチューブ１１１、２１１の積層方向である。

以下では、本実施形態の冷媒蒸発器２００が、第４実施形態の冷媒蒸発器１００と異なる点を中心に説明する。

本実施形態では、第１蒸発部１０の熱交換コア部１１は、複数のメインチューブ１１１のうち、一部のメインチューブ群で構成される第１コア部１１ａと、このチューブ群とは別のチューブ群で構成される第２コア部１１ｂとを有している。第２蒸発部２０の熱交換コア部２１は、複数のメインチューブ２１１のうち、送風空気の流れ方向Ｘにおいて第１コア部１１ａの少なくとも一部と対向するメインチューブ群で構成される第３コア部２１ａと、送風空気の流れ方向において第２コア部１１ｂの少なくとも一部と対向するメインチューブ群で構成される第４コア部２１ｂとを有している。

本実施形態の冷媒蒸発器２００では、第１コア部１１ａは、複数のメインチューブ１１１のうち冷媒入口部１２ａに近い側の半分のメインチューブ群で構成されている。第２コア部１１ｂは、複数のメインチューブ１１１のうち冷媒入口部１２ａから遠い側の半分のメインチューブ群で構成されている。第３コア部２１ａは、複数のメインチューブ２１１のうち冷媒出口部２３ａに近い側の半分のメインチューブ群で構成されている。第４コア部２１ｂは、複数のメインチューブ２１１のうち冷媒出口部２３ａから遠い側の半分のメインチューブ群で構成されている。

本実施形態の冷媒蒸発器２００においては、第１実施形態の冷媒蒸発器１と同様に、図１５中の矢印Ａのように、冷媒入口部１２ａから第１タンク部１２に冷媒が流入する。第１タンク部１２の内部に流入した冷媒の一部は、図１５中の矢印Ａ１、Ａ３のように、分配用チューブ４０の外側を流れ、図１５中の矢印Ｂ１のように、第１コア部１１ａに分配される。また、第１タンク部１２の内部に流入した冷媒の他の一部は、図１５中の矢印Ａ２、Ａ４のように、分配用チューブ４０の内部を流れ、図１５中の矢印Ｂ２のように、第２コア部１１ｂに分配される。

その後、図１５中の矢印Ｄ１、Ｅ２のように、第１コア部１１ａから流出の冷媒が第４コア部２１ｂに流入するとともに、図１５中の矢印Ｄ２、Ｅ１のように、第２コア部１１ｂから流出の冷媒が第３コア部２１ａに流入する。その後、第３コア部２１ａおよび第４コア部２１ｂから流出の冷媒が第２蒸発部２０の第２タンク部２３に流入し、図１５中の矢印Ｆのように、冷媒出口部２３ａから流出する。

本実施形態の冷媒蒸発器２００は、このような冷媒流れを有するために、第１蒸発部１０の第２タンク部１３および第２蒸発部２０の第１タンク部２２が、冷媒入替部としての中間タンク部８０を介して連結されている。

第１蒸発部１０の第２タンク部１３は、１つの仕切部材１３１によって内部空間が、第２タンク部１３の長手方向に並ぶ２つの空間に仕切られている。この２つの内部空間のうち第１コア部１１ａに連通する空間が、第１コア部１１ａからの冷媒を集合させる第１集合部１３２を構成している。この２つの内部空間のうち第２コア部１１ｂに連通する空間が、第２コア部１１ｂからの冷媒を集合させる第２集合部１３３を構成している。

第２蒸発部２０の第１タンク部２２は、１つの仕切部材２２１によって内部空間が、第１タンク部２２の長手方向に並ぶ２つの空間に仕切られている。この２つの内部空間のうち第３コア部２１ａに連通する空間が、第３コア部２１ａに冷媒を分配させる第１分配部２２２を構成している。この２つの内部空間のうち第４コア部２１ｂに連通する空間が、第４コア部２１ｂに冷媒を分配させる第２分配部２２３を構成している。

中間タンク部８０は、１つの仕切部材８１によって内部空間が、中間タンク部８０の長手方向に交差する方向（すなわち、図１５では上下方向）に並ぶ２つの空間に仕切られている。この２つの内部空間の一方が、第１集合部１３２の冷媒を第２分配部２２３に導く第１通路８２を構成している。この２つの内部空間の他方が、第２集合部１３３の冷媒を第１分配部２２２に導く第２通路８３を構成している。

図示していないが、第１蒸発部１０の第２タンク部１３と中間タンク部８０は接している。図１６に示すように、第１集合部１３２と第１通路８２は、第１蒸発部１０の第２タンク部１３に形成された開口部１３４と中間タンク部８０に形成された開口部８４を介して連通している。第２集合部１３３と第２通路８３は、第１蒸発部１０の第２タンク部１３に形成された開口部１３５と中間タンク部８０に形成された開口部８５を介して連通している。

図示していないが、第２蒸発部２０の第１タンク部２２と中間タンク部８０は接している。図１６に示すように、第１分配部２２２と第２通路８３は、第２蒸発部２０の第１タンク部２２に形成された開口部２２４と中間タンク部８０に形成された開口部８６を介して連通している。第２分配部２２３と第１通路８２は、第２蒸発部２０の第１タンク部２２に形成された開口部２２５と中間タンク部８０に形成された開口部８７を介して連通している。

これにより、図１５に示すように、第１コア部１１ａから流出の冷媒が、第１集合部１３２、第１通路８２、第２分配部２２３を介して、第４コア部２１ｂに流入する。第２コア部１１ｂから流出の冷媒が、第２集合部１３３、第２通路８３、第１分配部２２２を介して、第３コア部２１ａに流入する。

本実施形態においても、第１蒸発部１０の第１タンク部１２が、第１実施形態の冷媒蒸発器１の第１タンク部１２と同じ構造を有している。このため、本実施形態においても、第１実施形態と同じ効果が得られる。

さらに、本実施形態によれば、下記の効果を奏する。すなわち、前後Ｕターン型であって、第１、第２蒸発部の熱交換コア部を流れる冷媒が熱交換コア部の幅方向で入れ替わる冷媒流れを有する冷媒蒸発器は、冷媒蒸発器通過後の送風空気の温度分布の均一化を図ったものである。

しかし、この冷媒蒸発器であっても、左右独立温度制御方式の車両用空調装置に適用した場合に、冷媒蒸発器を通過する空気の風速分布が左右方向で偏ると、冷媒蒸発器全体における冷媒ディストリビューションが悪化してしまう。すなわち、複数のメインチューブに分配される冷媒の質量流量が不均一となってしまう。冷媒ディストリビューションが悪化すると、冷房能力不足や、冷房能力と消費動力の比である消費動力効率の低下を招いてしまう。

これに対して、本実施形態の冷媒蒸発器２００では、第１蒸発部１０の第１タンク部１２の構造として、第１実施形態で説明した第１タンク部１２の構造を採用している。これにより、風速分布の偏りに対しても、冷媒ディストリビューションの悪化を抑制でき、上記した問題を回避することができる。なお、本実施形態では、第１蒸発部１０の第１タンク部１２の構造として、第１実施形態の第１タンク部１２の構造を採用したが、第２、第３実施形態の第１タンク部１２の構造を採用してもよい。

（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、下記のように、請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。

（１）第１実施形態の分配用チューブ４０の断面形状は、図５に示す形状に限られない。分配用チューブ４０が、チューブ状部材の内面４３と外面４４のそれぞれに溝４３ａ、４４ａが螺旋状に形成された構造であれば、分配用チューブ４０の断面形状は、他の形状であってもよい。第２実施形態の分配用チューブ６０の内管４０についても同様である。

（２）第１実施形態では、分配用チューブ４０の上流端４１が、冷媒入口部１２ａよりも冷媒流れ上流側の接続ブロック５０の内部に位置していたが、分配用チューブ４０の上流端４１の位置はこれに限定されない。分配用チューブ４０の内部に冷媒が流入可能であれば、分配用チューブ４０の上流端４１は、冷媒入口部１２ａや冷媒入口部１２ａよりも冷媒流れ下流側に位置してもよい。このことは、第２実施形態の内管４０の上流端４１や、第３実施形態の分配用チューブ７０の上流端７０ａについても、同様である。

（３）上記各実施形態では、冷媒入口部１２ａが第１タンク部１２の長手方向の端部に配置されていたが、第１タンク部１２の長手方向の端部以外の部位に、冷媒入口部１２ａが配置されていてもよい。例えば、第１タンク部の長手方向中央部に冷媒入口部が配置されていてもよい。この場合、第１タンク部のうち冷媒入口部と冷媒入口部から最も遠い部位の間の範囲において、上記各実施形態の第１タンク部１２の内部構造が採用されていればよい。これにより、各実施形態と同様の効果が得られる。

（４）上記各実施形態では、第１タンク部１２の内部空間が、仕切部材によって区画されていたが、仕切部材によって区画されていなくてもよい。この場合であっても、第１実施形態で説明した（１）の効果が得られる。

（５）上記各実施形態では、第１タンク部１２の長手方向の全域が分配部を構成していたが、第１タンク部１２の長手方向の一部が分配部を構成する場合においても、本開示の冷媒蒸発器の適用が可能である。

（６）上記各実施形態では、第１タンク部１２が、熱交換コア部１１の上側に位置していたが、熱交換コア部１１の下側に位置していてもよい。また、上記各実施形態では、第１タンク部１２が、上下方向に直交する横方向に延びるように配置されていたが、上下方向に延びるように配置されてもよい。

（７）上記各実施形態では、本開示の冷媒蒸発器を車両用空調装置の冷凍サイクルに適用する例について説明したが、これに限らず、例えば、給湯機等に用いられる冷凍サイクルに適用しても良い。

（８）上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

Claims (11)

1. 冷媒を蒸発させる冷媒蒸発器であって、
   積層された複数のコア用チューブ（１１１）を有し、前記複数のコア用チューブの内部を流れる冷媒と前記複数のコア用チューブの外部を流れる被冷却流体との間で熱交換を行う熱交換コア部（１１）と、
   前記複数のコア用チューブの積層方向に延伸するとともに、冷媒入口部（１２ａ）を有し、前記冷媒入口部から内部に流入した冷媒を前記複数のコア用チューブへ分配する分配部（１２）と、
   前記分配部の内部に配置され、自らの内部を冷媒が流れ、冷媒流れの下流端（４２、６３、７４ｂ）が前記分配部の内部に位置する分配用チューブ（４０、６０、７０）とを備え、
   前記複数のコア用チューブのそれぞれの端部（１１１ａ）と、前記分配用チューブとは、前記分配部の内部全体の同一空間（１２ｂ、１２ｃ）に位置し、
   前記分配部の内部には、前記分配用チューブの周囲であって、前記分配用チューブの前記下流端よりも前記冷媒入口部に近い側に位置する第１空間（１２ｂ、１２ｂ１、１２ｂ２、１２ｂ３、１２ｂ４、１２ｂ５）と、前記分配用チューブの前記下流端よりも前記冷媒入口部から遠い側に位置する第２空間（１２ｃ）とがあり、
   前記分配部においては、冷媒が前記冷媒入口部から前記第１空間に流入するとともに、冷媒が前記冷媒入口部から前記分配用チューブの内部を経由して前記第２空間に流入する冷媒蒸発器。
2. 前記分配用チューブは、前記第１空間の冷媒流れを旋回流とするとともに、前記第２空間の冷媒流れを旋回流とする構造を有する請求項１に記載の冷媒蒸発器。
3. 冷媒を蒸発させる冷媒蒸発器であって、
   積層された複数のコア用チューブ（１１１）を有し、前記複数のコア用チューブの内部を流れる冷媒と前記複数のコア用チューブの外部を流れる被冷却流体との間で熱交換を行う熱交換コア部（１１）と、
   前記複数のコア用チューブの積層方向に延伸するとともに、冷媒入口部（１２ａ）を有し、前記冷媒入口部から内部に流入した冷媒を前記複数のコア用チューブへ分配する分配部（１２）と、
   前記分配部の内部に配置され、自らの内部を冷媒が流れ、冷媒流れの下流端（４２、６３、７４ｂ）が前記分配部の内部に位置する分配用チューブ（４０、６０、７０）とを備え、
   前記分配部の内部には、前記分配用チューブの周囲であって、前記分配用チューブの前記下流端よりも前記冷媒入口部に近い側に位置する第１空間（１２ｂ、１２ｂ１、１２ｂ２、１２ｂ３、１２ｂ４、１２ｂ５）と、前記分配用チューブの前記下流端よりも前記冷媒入口部から遠い側に位置する第２空間（１２ｃ）とがあり、
   前記分配部においては、冷媒が前記冷媒入口部から前記第１空間に流入するとともに、冷媒が前記冷媒入口部から前記分配用チューブの内部を経由して前記第２空間に流入し、
   前記分配用チューブは、前記第１空間の冷媒流れを旋回流とするとともに、前記第２空間の冷媒流れを旋回流とする構造を有する冷媒蒸発器。
4. 前記分配用チューブ（４０）は、１本のチューブ状部材の内面（４３）と外面（４４）のそれぞれに溝（４３ａ、４４ａ）が螺旋状に形成されており、
   前記分配部においては、冷媒が前記冷媒入口部から前記第１空間に直接流入し、前記第１空間に流入した冷媒が前記外面の溝に沿って流れる請求項２または３に記載の冷媒蒸発器。
5. 前記冷媒入口部の冷媒流れ上流側に接続され、内部に冷媒流路（５０ａ）を形成する流路形成部材（５０）を備え、
   前記分配用チューブの冷媒流れの上流端（４１）は、前記冷媒流路内に位置する請求項４に記載の冷媒蒸発器。
6. 前記分配用チューブ（７０）は、少なくとも２本のチューブ（７１、７４）が互いに螺旋状に巻き付けられた構造であり、
   前記分配部においては、冷媒が前記冷媒入口部から前記２本のチューブの一方（７１）を経由して前記第１空間に流入するとともに、冷媒が前記冷媒入口部から前記２本のチューブの他方（７４）を経由して前記第２空間に流入する請求項２または３に記載の冷媒蒸発器。
7. 前記分配用チューブ（６０）は、内管（４０）と外管（６１）とを有する二重管構造であり
   前記内管は、内面（４３）と外面（４４）のそれぞれに溝（４３ａ、４４ａ）が螺旋状に形成されており、
   前記外管には、前記第１空間に位置する部位に開口部（６４、６５、６６、６７、６８）が形成されており、
   前記分配部においては、前記内管と前記外管の間に流入した冷媒が前記開口部から前記第１空間に流入し、前記内管に流入した冷媒が前記第２空間に流入する請求項２または３に記載の冷媒蒸発器。
8. 前記分配部は、前記第１空間と前記第２空間とを仕切る仕切部材（１２１）を有し、
   前記仕切部材には、前記分配用チューブが貫通して配置される貫通孔（１２１ａ）が形成されている請求項１ないし７のいずれか１つに記載の冷媒蒸発器。
9. 前記第１空間に流入する冷媒と前記第２空間に流入する冷媒との質量流量比が、前記第１空間から冷媒が分配される前記コア用チューブの数と前記第２空間から冷媒が分配される前記コア用チューブの数との比に応じた質量流量比に設定されている請求項８に記載の冷媒蒸発器。
10. 前記冷媒入口部は、前記分配部の延伸方向の端部に設けられており、
    前記分配部は、前記第１空間と前記第２空間とを仕切る第１仕切部材（１２１）を有するとともに、前記第１空間において、前記分配部の延伸方向に並ぶ第１分割空間（１２ｂ１）と第２分割空間（１２ｂ２）を仕切る第２仕切部材（１２２）を有し、
    前記第１、第２仕切部材には、それぞれ、前記分配用チューブが貫通して配置される貫通孔（１２１ａ、１２２ａ）が形成されており、
    前記分配用チューブ（６０）は、内管（４０）と外管（６１）とを有する１本の二重管構造であり、
    前記内管の内面（４３）と外面（４４）のそれぞれには、溝（４３ａ、４４ａ）が螺旋状に形成されており、
    前記外面の溝は、並行する第１溝（４４ａ１）と第２溝（４４ａ２）とを有して構成され、
    前記外管には、前記第１溝と前記第１分割空間とを連通させる第１開口部（６４）と、前記第２溝と前記第２分割空間とを連通させる第２開口部（６５）とが形成されており、
    前記分配部においては、前記内管と前記外管の間であって前記第１溝に流入した冷媒が前記第１開口部から前記第１分割空間に流入し、前記内管と前記外管の間であって前記第２溝に流入した冷媒が前記第２開口部から前記第２分割空間に流入し、前記内管に流入した冷媒が前記第２空間に流入する請求項２または３に記載の冷媒蒸発器。
11. 前記第１分割空間、前記第２分割空間および前記第２空間のそれぞれに流入する冷媒の質量流量比が、前記第１分割空間、前記第２分割空間および前記第２空間のそれぞれから分配される前記コア用チューブの数の比に応じた質量流量比に設定されている請求項１０に記載の冷媒蒸発器。

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