KR20150143717A - 냉매 증발기 - Google Patents

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겐고 가자리
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Abstract

냉매 증발기(1)는 교환부(30)를 가진다. 교환부(30)는 제 2 하류 탱크부(23)의 제 1 집합부(23a)와, 제 2 상류 탱크부(13)의 제 2 분배부(13b)를 연결한다. 교환부(30)는 제 2 하류 탱크부(23)의 제 2 집합부(23b)와, 제 2 상류 탱크부(13)의 제 1 분배부(13a)를 연결한다. 교환부(30)는 냉매를 코어 폭방향에 관하여 교환한다. 교환부(30)에 관련된 냉매의 유로는 냉매의 분배를 개선하도록 설정되어 있다. 분배는 복수의 유로를 설정하는 것 및／또는 유로의 비틀림에 의하여 개선된다.

Description

냉매 증발기{REFRIGERANT EVAPORATOR}
관련 출원의 상호 참조
이 출원은 2013년 5월 10일에 출원된 일본 특허 출원 2013-100488호 및 2013년 7월 18일에 출원된 일본 특허 출원 2013-149757호를 기초 출원으로 하는 것으로, 이들 기초 출원의 개시 내용은 참조에 의하여 이 출원에 편입된다.
여기에 개시되는 발명은 피냉각 유체로부터 흡열하여 냉매를 증발시킴으로써 피냉각 유체를 냉각하는 냉매 증발기에 관한 것이다.
특허 문헌 1 및 2는 냉매 증발기를 개시한다. 냉매 증발기는 외부를 흐르는 피냉각 유체, 예를 들면, 공기로부터 흡열하여 내부를 흐르는 냉매를 증발시킨다. 이 결과, 냉매 증발기는 피냉각 유체를 냉각하는 냉각용 열교환기로서 기능한다. 또한, 개시된 냉매 증발기는 피냉각 유체의 흐름 방향에 관하여 상류측과 하류측에 직렬로 배치된 제 1 증발부와 제 2 증발부를 구비한다. 각 증발부는 복수의 튜브를 적층하여 구성되는 코어부 및 복수의 튜브의 양단부에 접속된 한쌍의 탱크부를 구비한다. 제 1 증발부의 코어부는 폭방향, 즉, 좌우 방향으로 구분되어 있다. 또, 제 2 증발부의 코어부도 폭방향, 즉, 좌우 방향으로 구분되어 있다.
특허 문헌 1 및 2가 개시하는 냉매 증발기는 하류의 제 1 증발부로부터 상류의 제 2 증발부로 냉매를 흘리는 연통 부분에 냉매를 좌우 방향으로 교환하는 교환부를 가진다. 교환부는 2개의 연통부에 의하여 제공된다. 1개의 연통부는 제 1 증발부의 한쪽 부분, 예를 들면, 우측 부분으로부터 유출된 냉매를 제 2 증발부의 다른쪽 부분, 예를 들면 좌측 부분으로 유도한다. 또, 다른 1개의 연통부는 제 1 증발부의 다른쪽 부분, 예를 들면, 좌측 부분으로부터 유출된 냉매를 제 2 증발부의 한쪽 부분, 예를 들면, 우측 부분으로 유도한다. 교환부는 교차 유로라고도 부를 수 있다. 이 구성은 냉매 증발기에 있어서의 온도의 분포를 억제하는데 유효하다. 또한, 이 구성은 외부 유체의 온도 분포를 억제하는데 유효하다.
이 특허 문헌 1의 냉매 증발기에서는 제 1 증발부의 코어부를 흐른 냉매를 각 증발부의 한쪽의 탱크부 및 상기 탱크부끼리를 연결하는 한쌍의 연통부를 통하여 제 2 증발부의 코어부로 흘릴 때에 냉매의 흐름을 코어부의 폭방향(좌우 방향)에서 교환하는 구성으로 하고 있다. 즉, 냉매 증발기는 한쌍의 연통부 중, 한쪽의 연통부에 의하여 제 1 증발부의 코어부의 폭방향 일측을 흐르는 냉매를 제 2 증발부의 코어부의 폭방향 타측으로 흘리는 것과 함께, 다른쪽의 연통부에 의하여 제 1 증발부의 코어부의 폭방향 타측을 흐르는 냉매를 제 2 증발부의 코어부의 폭방향 일측으로 흘리도록 구성되어 있다.
특허 문헌 1: 일본국 특허 제4124136호 공보 특허 문헌 2: 일본국 특개 2013-96653호 공보
여기에서, 상기 특허 문헌 1에 기재된 냉매 증발기는 제 1 증발부의 코어부의 폭방향 일측을 흐르는 냉매를 제 2 증발부의 코어부의 폭방향 타측으로 흘리는 연통부 및 제 1 증발부의 코어부의 폭방향 타측을 흐르는 냉매를 제 2 증발부의 코어부의 폭방향 일측으로 흘리는 연통부를 각각 1개씩밖에 구비하고 있지 않다.
이 때문에, 탱크부에 있어서의 연통부와의 접속부인 냉매 유입구와 튜브 단부의 거리의 길이에 비례하여 냉매의 압력 손실이 커지므로, 튜브로 유입되는 냉매량이 적어진다. 이 결과, 상기 코어부에 있어서 액상 냉매가 치우쳐서 분배되어, 액상 증발기를 통과하는 송풍 공기에 온도 분포가 발생하게 될 가능성이 있다.
종래 기술의 구성에서는 교환부에 있어서 냉매의 가스 성분과 액 성분의 분포에 편향을 발생시키는 경우가 있다. 예를 들면, 교환부에 있어서 냉매의 가스 성분과 액 성분이 분리되는 경우가 있다. 이와 같은 교환부에 있어서의 냉매 성분의 분포는 냉매 흐름의 하류의 코어부, 즉, 제 2 증발부의 코어부에 있어서 바람직하지 않은 냉매의 분포를 발생시키는 경우가 있다. 이와 같은 냉매의 분포는 외부 유체에 바람직하지 않은 온도 분포를 부여하는 경우가 있다. 상기의 관점에 있어서, 또는 언급되어 있지 않은 다른 관점에 있어서, 냉매 증발기에는 더한층의 개량이 요구되고 있다.
발명의 목적의 하나는 개량된 냉매 증발기를 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 점을 감안하여 냉매의 분배성의 악화를 억제할 수 있는 냉매 증발기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
발명의 목적의 다른 하나는 교환부에 있어서의 냉매 성분의 분리를 억제할 수 있는 냉매 증발기를 제공하는 것이다.
여기에 개시되는 발명은 상기 목적을 달성하기 위해 이하의 기술적 수단을 채용한다. 또한, 특허 청구 범위 및 이 항에 기재한 괄호 내의 부호는 후술하는 실시 형태에 기재된 구체적 수단과의 대응 관계를 나타낸 것으로서, 발명의 기술적 범위를 한정하는 것은 아니다.
여기에 개시되는 발명의 하나에 의해 냉매 증발기가 제공된다. 냉매 증발기는 외부를 흐르는 피냉각 유체와 냉매의 사이에서 열교환을 실시한다. 냉매 증발기는 피냉각 유체의 흐름 방향에 대하여 직렬로 배치된 제 1 증발부(20) 및 제 2 증발부(10)를 구비한다. 제 1 증발부 및 제 2 증발부 각각은 냉매가 흐르는 복수의 튜브(111, 211, 11c, 21c)를 적층하여 구성된 열교환을 위한 코어부(11, 21)와, 복수의 튜브의 양단부에 접속되어, 복수의 튜브를 흐르는 냉매의 집합 또는 분배를 실시하는 한쌍의 탱크부(12, 13, 22, 23)를 가진다. 제 1 증발부에 있어서의 코어부(21)는 복수의 튜브 중, 일부의 튜브군으로 구성되는 제 1 코어부(21a) 및 잔부의 튜브군으로 구성되는 제 2 코어부(21b)를 가진다. 제 2 증발부에 있어서의 코어부(11)는 복수의 튜브 중, 피냉각 유체의 흐름 방향에 있어서 제 1 코어부(21a)의 적어도 일부와 대향하는 튜브군으로 구성되는 제 3 코어부(11a) 및 피냉각 유체의 흐름 방향에 있어서 제 2 코어부(21b)의 적어도 일부와 대향하는 튜브군으로 구성되는 제 4 코어부(11b)를 가진다. 제 1 증발부에 있어서의 한쌍의 탱크부 중, 한쪽의 탱크부(23)는 제 1 코어부로부터의 냉매를 집합시키는 제 1 집합부(23a) 및 제 2 코어부로부터의 냉매를 집합시키는 제 2 집합부(23b)를 포함하여 구성되어 있다. 제 2 증발부에 있어서의 한쌍의 탱크부 중, 한쪽의 탱크부(13)는 제 3 코어부로 냉매를 분배시키는 제 1 분배부(13a) 및 제 4 코어부로 냉매를 분배시키는 제 2 분배부(13b)를 포함하여 구성되어 있다. 제 1 증발부 및 제 2 증발부는 제 1 집합부의 냉매를 제 2 분배부로 유도하는 제 1 연통부(31a, 32b, 33a) 및 제 2 집합부의 냉매를 제 1 분배부로 유도하는 제 2 연통부(31b, 32a, 33b)를 가진 냉매 교환부(30)를 통하여 연결되어 있다. 제 1 분배부에는 제 2 연통부가 접속되는 것과 함께, 제 2 집합부로부터의 냉매를 제 1 분배부로 유입시키는 냉매 유입구(14a)가 설치되어 있다. 제 2 집합부에는 제 2 연통부가 접속되는 것과 함께, 제 2 집합부 내의 냉매를 제 1 분배부로 유출시키는 냉매 유출구(24b)가 설치되어 있다. 냉매 유출구(24b)와 냉매 유입구(14a)의 수가 다르다.
이에 따르면, 제 2 집합부(23b) 내의 냉매를 제 1 분배부(13a)로 유출시키는 냉매 유출구(24b)와, 제 2 집합부(23b)로부터의 냉매를 제 1 분배부(13a)로 유입시키는 냉매 유입구(14a)의 수가 다르다. 따라서, 제 2 집합부(23b)로부터 유출되어 제 1 분배부(13a)로 유입되는 냉매 유로가 도중에서 분기한다. 이 때문에, 상기 냉매 유로를 유통하는 냉매의 압력 손실을 저감할 수 있기 때문에 제 3 코어부(11a)에 있어서 액상 냉매가 치우쳐서 분배되는 것을 억제하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 냉매 증발기에 있어서의 피냉각 유체의 냉각 성능의 저하를 억제하는 것이 가능하게 된다.
여기에 개시되는 발명의 하나에 의해 냉매 증발기가 제공된다. 냉매 증발기는 외부를 흐르는 피냉각 유체와 냉매의 사이에서 열교환을 실시한다. 냉매 증발기는 피냉각 유체의 흐름 방향에 대하여 직렬로 배치된 제 1 증발부(20) 및 제 2 증발부(10)를 구비한다. 제 1 증발부 및 제 2 증발부 각각은 냉매가 흐르는 복수의 튜브(111, 211, 11c, 21c)를 적층하여 구성된 코어부(11, 21)와, 복수의 튜브의 양단부에 접속되어, 복수의 튜브를 흐르는 냉매의 집합 또는 분배를 실시하는 한쌍의 탱크부(12, 13, 22, 23)를 가진다. 제 1 증발부에 있어서의 코어부(21)는 복수의 튜브 중, 일부의 튜브군으로 구성되는 제 1 코어부(21a) 및 잔부의 튜브군으로 구성되는 제 2 코어부(21b)를 가진다. 제 2 증발부에 있어서의 코어부(11)는 복수의 튜브 중, 피냉각 유체의 흐름 방향에 있어서 제 1 코어부의 적어도 일부와 대향하는 튜브군으로 구성되는 제 3 코어부(11a) 및 피냉각 유체의 흐름 방향에 있어서 제 2 코어부의 적어도 일부와 대향하는 튜브군으로 구성되는 제 4 코어부(11b)를 가진다. 제 1 증발부에 있어서의 한쌍의 탱크부 중, 한쪽의 탱크부(23)는 제 1 코어부로부터의 냉매를 집합시키는 제 1 집합부(23a) 및 제 2 코어부로부터의 냉매를 집합시키는 제 2 집합부(23b)를 포함하여 구성되어 있다. 제 2 증발부에 있어서의 한쌍의 탱크부 중, 한쪽의 탱크부(13)는 제 3 코어부로 냉매를 분배시키는 제 1 분배부(13a) 및 제 4 코어부로 냉매를 분배시키는 제 2 분배부(13b)를 포함하여 구성되어 있다. 제 1 증발부 및 제 2 증발부는 제 1 집합부의 냉매를 제 2 분배부로 유도하는 제 1 연통부(31a, 32b, 33a) 및 제 2 집합부의 냉매를 제 1 분배부로 유도하는 제 2 연통부(31b, 32a, 33b)를 가진 냉매 교환부(30)를 통하여 연결되어 있다. 제 1 분배부에는 제 2 연통부가 접속되는 것과 함께, 제 2 집합부로부터의 냉매를 상기 제 1 분배부로 유입시키는 냉매 유입구(14a)가 복수 설치되어 있다.
이에 따르면, 제 1 분배부(13a)에는 제 2 코어부(21b)로부터의 냉매를 상기 제 1 분배부(13a)로 유입시키는 냉매 유입구(14a)가 복수 설치되어 있다. 이 결과, 냉매 유입구(14a)가 1개 설치되어 있는 경우와 비교하여 냉매 유입구(14a)로부터 가장 떨어져 있는 튜브 단부로부터 냉매 유입구(14a)까지의 거리를 짧게 할 수 있다.
냉매 유입구(14a)와 튜브 단부의 거리가 짧을수록 냉매의 압력 손실이 작아지므로, 상기 튜브로 유입되는 냉매량이 많아진다. 이 때문에, 냉매 유입구(14a)가 1개 설치되어 있는 경우와 비교하여 냉매 유입구(14a)로부터 가장 떨어져 있는 튜브 단부로부터 냉매 유입구(14a)까지의 거리를 짧게 함으로써 상기 튜브로 유입되는 냉매량이 많아진다. 이에 따라, 각 튜브로 유입되는 냉매량의 편향을 작게 할 수 있기 때문에 제 3 코어부(11a)에 있어서 액상 냉매가 치우쳐서 분배되는 것을 억제하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 냉매 증발기에 있어서의 피냉각 유체의 냉각 성능의 저하를 억제하는 것이 가능하게 된다.
여기에 개시되는 발명의 하나에 의해 냉매 증발기가 제공된다. 이 발명은 피냉각 유체와 냉매의 사이에서 열교환하는 복수의 코어부를 가진 냉매 증발기에 있어서, 피냉각 유체의 상류측에 배치된 복수의 상류 코어부(11a, 11b)와, 피냉각 유체의 하류측에 배치된 복수의 하류 코어부(21a, 21b)와, 피냉각 유체의 흐름 방향(X)에 관하여 적어도 부분적으로 중복되지 않는 위치에 위치된 상류 코어부와 하류 코어부를 연통하고, 그들에게 차례로 냉매를 흘리기 위한 시프팅 연통부(30, 230, 330, 430, 530, 630)를 가지고, 시프팅 연통부는 냉매를 선회시키면서 흘리기 위한 비틀림부(35c, 235c, 335d, 335e, 435f, 635g)를 가진 것을 특징으로 한다.
이 구성에 따르면, 비틀림부에 의하여 냉매가 선회하면서 흐른다. 이 때문에, 상류 코어부와 하류 코어부의 사이에 설치된 시프팅 연통부에 있어서 냉매 성분의 분리를 억제할 수 있다.
도 1은 제 1 실시 형태에 관련된 냉매 증발기의 모식적인 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 냉매 증발기의 분해 사시도이다.
도 3은 제 1 실시 형태에 관련된 AU코어부의 각 코어부를 구성하는 복수의 튜브와 각 냉매 유입구의 위치 관계를 설명하기 위한 설명도이다.
도 4는 제 1 실시 형태에 있어서의 중간 탱크부의 모식적인 사시도이다.
도 5는 도 4에 나타낸 중간 탱크부의 분해 사시도이다.
도 6은 제 1 실시 형태에 관련된 냉매 증발기에 있어서의 냉매의 흐름을 설명하기 위한 설명도이다.
도 7은 제 2 실시 형태에 관련된 AU코어부의 각 코어부를 구성하는 복수의 튜브와 각 냉매 유입구의 위치 관계를 설명하기 위한 설명도이다.
도 8은 제 3 실시 형태에 관련된 AU코어부의 각 코어부를 구성하는 복수의 튜브와 각 냉매 유입구의 위치 관계를 설명하기 위한 설명도이다.
도 9는 발명의 제 4 실시 형태에 관련된 냉매 증발기의 사시도이다.
도 10은 제 4 실시 형태의 냉매 증발기의 분해 사시도이다.
도 11은 제 4 실시 형태의 복수의 탱크의 배치를 나타낸 평면도이다.
도 12는 제 4 실시 형태의 복수의 탱크의 배치를 나타낸 단면도이다.
도 13은 제 4 실시 형태의 중간 탱크를 나타낸 사시도이다.
도 14는 제 4 실시 형태의 중간 탱크 내 형상의 변화를 나타낸 복합적인 단면도이다.
도 15는 발명의 제 5 실시 형태의 중간 탱크를 나타낸 사시도이다.
도 16은 발명의 제 6 실시 형태에 관련된 냉매 증발기의 사시도이다.
도 17은 제 6 실시 형태의 저유량에 있어서의 냉매 분포를 나타낸 사시도이다.
도 18은 제 6 실시 형태의 고유량에 있어서의 냉매 분포를 나타낸 사시도이다.
도 19는 발명의 제 7 실시 형태의 중간 탱크를 나타낸 사시도이다.
도 20은 발명의 제 8 실시 형태의 중간 탱크를 나타낸 사시도이다.
도 21은 제 8 실시 형태의 냉매 경로를 나타낸 사시도이다.
도 22는 제 8 실시 형태의 냉매 경로를 나타낸 사시도이다.
도 23은 제 8 실시 형태의 냉매 경로를 나타낸 사시도이다.
도 24는 제 8 실시 형태의 냉매 경로를 나타낸 사시도이다.
도 25는 발명의 제 9 실시 형태의 중간 탱크를 나타낸 부분 단면도이다.
이하에 있어서, 도면을 참조하면서 발명을 실시하기 위한 복수의 형태를 설명한다. 각 형태에 있어서, 선행하는 형태에서 설명한 사항에 대응하는 부분에는 동일한 참조 부호를 붙여서 중복되는 설명을 생략하는 경우가 있다. 각 형태에 있어서, 구성의 일부만을 설명하고 있는 경우에는, 구성의 다른 부분에 대해서는 선행하여 설명한 다른 형태를 참조하여 적용할 수 있다. 또 후속의 실시 형태에 있어서는, 선행하는 실시 형태에서 설명한 사항에 대응하는 부분에 백 이상의 자리에만 다른 참조 부호를 붙임으로써 대응 관계를 나타내고, 중복되는 설명을 생략하는 경우가 있다.
(제 1 실시 형태)
본 발명의 제 1 실시 형태에 대해 도 1 내지 도 6을 이용하여 설명한다. 본 실시 형태에 관련된 냉매 증발기(1)는 차실내의 온도를 조정하는 차량용 공조 장치의 증기 압축식의 냉동 사이클에 적용되고, 차실내로 송풍하는 송풍 공기로부터 흡열하여 냉매(액상 냉매)를 증발시킴으로써 송풍 공기를 냉각하는 냉각용 열교환기이다. 송풍 공기는 냉매 증발기의 외부를 흐르는 피냉각 유체이다.
냉동 사이클은 주지와 같이, 냉매 증발기(1) 이외에, 도시하지 않는 압축기, 방열기(응축기), 팽창 밸브 등을 구비하고 있고, 본 실시 형태에서는 방열기와 팽창 밸브의 사이에 수액기를 배치하는 리시버 사이클(receiever cycle)로서 구성되어 있다. 또, 냉동 사이클의 냉매에는 압축기를 윤활하기 위한 냉동기유가 혼입되어 있고, 냉동기유의 일부는 냉매와 함께 사이클을 순환한다.
여기에서, 도 2에서는 후술하는 열교환을 위한 코어부(11, 21)에 있어서의 튜브(111, 211) 및 핀(112, 212)의 도시를 생략한다.
도시되는 바와 같이, 냉매 증발기(1)는 2개의 증발부(10, 20)를 구비한다. 2개의 증발부(10, 20)는 공기의 흐름 방향, 즉, 피냉각 유체의 흐름 방향(X)에 대하여 상류측과 하류측에 직렬로 배치되어 있다. 공기 흐름 방향(X)의 상류측에 배치되어 있는 공기 상류 증발부(10)는 상류 증발부(10) 또는 바람 상측 증발부(10)라고도 불린다. 상류 증발부(10)는 제 2 증발부(10)라고도 불린다. 이하, 상류 증발부(10)를 AU증발부(10)라 부른다. 공기 흐름 방향(X)의 하류측에 배치되어 있는 공기 하류 증발부(20)는 하류 증발부(20) 또는 바람 하측 증발부(20)라고도 불린다. 하류 증발부(20)는 제 1 증발부(20)라고도 불린다. 이하, 하류 증발부(20)를 AD증발부(20)라 부른다.
AU증발부(10) 및 AD증발부(20)의 기본적 구성은 동일하다. AU증발부(10)는 열교환을 위한 코어부(11)와, 코어부(11)의 상하 양측에 배치된 한쌍의 탱크부(12, 13)를 가진다. AD증발부(20)는 열교환을 위한 코어부(21)와, 코어부(21)의 상하 양측에 배치된 한쌍의 탱크부(22, 23)를 가진다.
AU증발부(10)에 있어서의 열교환을 위한 코어부를 AU코어부(11)라 부른다. AD증발부(20)에 있어서의 열교환을 위한 코어부를 AD코어부(21)라 부른다. 또, AU증발부(10)에 있어서의 한쌍의 탱크부(12, 13) 중, 상측에 배치되는 탱크부를 제 1 AU탱크부(12)라 부르고, 하측에 배치되는 탱크부를 제 2 AU탱크부(13)라 부른다. 마찬가지로, AD증발부(20)에 있어서의 한쌍의 탱크부(22, 23) 중, 상측에 배치되는 탱크부를 제 1 AD탱크부(22)라 부르고, 하측에 배치되는 탱크부를 제 2 AD탱크부(23)라 부른다.
본 실시 형태의 AU코어부(11) 및 AD코어부(21) 각각은 상하 방향으로 연장되는 복수의 튜브(111, 211)와, 이웃하는 튜브(111, 211)의 사이에 접합되는 핀(112, 212)이 번갈아 적층 배치된 적층체로 구성되어 있다. 또한, 이하, 복수의 튜브(111, 211) 및 복수의 핀(112, 212)의 적층체에 있어서의 적층 방향을 튜브 적층 방향이라 부른다.
여기에서, AU코어부(11)는 복수의 튜브(111) 중, 일부의 튜브군으로 구성되는 제 1 AU코어부(제 1 상류 코어부)(11a) 및 잔부의 튜브군으로 구성되는 제 2 AU코어부(제 2 상류 코어부)(11b)를 가진다. 제 1 AU코어부(11a)는 제 3 코어부를 제공한다. 제 2 AU코어부(11b)는 제 4 코어부를 제공한다.
AU코어부(11)를 송풍 공기의 흐름 방향에서 보았을 때에 튜브 적층 방향의 우측에 존재하는 튜브군으로 제 1 AU코어부(11a)가 구성되고, 튜브 적층 방향의 좌측에 존재하는 튜브군으로 제 2 AU코어부(11b)가 구성되어 있다.
또, AD코어부(21)는 복수의 튜브(211) 중, 일부의 튜브군으로 구성되는 제 1 AD코어부(제 1 하류 코어부)(21a) 및 잔부의 튜브군으로 구성되는 제 2 AD코어부(제 2 하류 코어부)(21b)를 가진다. 제 1 AD코어부(21a)는 제 1 코어부를 제공한다. 제 2 AD코어부(21b)는 제 2 코어부를 제공한다.
AD코어부(21)를 송풍 공기의 흐름 방향에서 보았을 때에 튜브 적층 방향의 우측에 존재하는 튜브군으로 제 1 AD코어부(21a)가 구성되고, 튜브 적층 방향의 좌측에 존재하는 튜브군으로 제 2 AD코어부(21b)가 구성되어 있다. 송풍 공기의 흐름 방향에서 보았을 때에 제 1 AU코어부(11a) 및 제 1 AD코어부(21a) 각각이 중합(대향)하도록 배치되는 것과 함께, 제 2 AU코어부(11b) 및 제 2 AD코어부(21b) 각각이 중합(대향)하도록 배치되어 있다.
각 튜브(111, 211)는 내부에 냉매가 흐르는 냉매 통로가 형성되는 것과 함께, 그 단면 형상이 송풍 공기의 흐름 방향을 따라서 연장되는 편평 형상으로 되는 편평 튜브로 구성되어 있다.
AU코어부(11)의 튜브(111)는 세로 방향의 일단측(상단측)이 제 1 AU탱크부(12)에 접속되는 것과 함께, 세로 방향의 타단측(하단측)이 제 2 AU탱크부(13)에 접속되어 있다. 또, AD코어부(21)의 튜브(211)는 세로 방향의 일단측(상단측)이 제 1 AD탱크부(22)에 접속되는 것과 함께, 세로 방향의 타단측(하단측)이 제 2 AD탱크부(23)에 접속되어 있다.
각 핀(112, 212)은 박판재를 물결 형상으로 구부려서 성형한 코러게이트 핀(corrugate fin)이고, 튜브(111, 211)에 있어서의 평탄한 외면측에 접합되어, 송풍 공기와 냉매의 전열 면적을 확대시키기 위한 열교환 촉진 수단을 제공한다.
튜브(111, 211) 및 핀(112, 212)의 적층체에는 튜브 적층 방향의 양단부에 각 코어부(11, 12)를 보강하는 사이드 플레이트(113, 213)가 배치되어 있다. 또한, 사이드 플레이트(113, 213)는 튜브 적층 방향의 가장 외측에 배치된 핀(112, 212)에 접합되어 있다.
제 1 AU탱크부(12)는 일단측(송풍 공기의 흐름 방향에서 보았을 때의 좌측 단부)이 폐쇄되는 것과 함께, 타단측(송풍 공기의 흐름 방향에서 보았을 때의 우측 단부)에 탱크 내부로부터 압축기(도시 생략)의 흡입측으로 냉매를 도출하기 위한 냉매 도출부(12a)가 형성된 통형상의 부재로 구성되어 있다. 이 제 1 AU탱크부(12)는 저부에 각 튜브(111)의 일단측(상단측)이 삽입 접합되는 관통 구멍(도시 생략)이 형성되어 있다. 즉, 제 1 AU탱크부(12)는, 그 내부 공간이 AU코어부(11)의 각 튜브(111)에 연통하도록 구성되어 있고, AU코어부(11)의 각 코어부(11a, 11b)로부터의 냉매를 집합시키는 집합부로서 기능한다.
제 1 AD탱크부(22)는 일단측이 폐쇄되는 것과 함께, 타단측에, 탱크 내부로 팽창 밸브(도시 생략)에서 감압된 저압 냉매를 도입하기 위한 냉매 도입부(22a)가 형성된 통형상의 부재로 구성되어 있다. 이 제 1 AD탱크부(22)는 저부에 각 튜브(211)의 일단측(상단측)이 삽입 접합되는 관통 구멍(도시 생략)이 형성되어 있다. 즉, 제 1 AD탱크부(22)는, 그 내부 공간이 AD코어부(21)의 각 튜브(211)에 연통하도록 구성되어 있고, AD코어부(21)의 각 코어부(21a, 21b)로 냉매를 분배하는 분배부로서 기능한다.
제 2 AU탱크부(13)는 양단측이 폐쇄된 통형상의 부재로 구성되어 있다. 이 제 2 AU탱크부(13)는 천정부에 각 튜브(111)의 타단측(하단측)이 삽입 접합되는 관통 구멍(도시 생략)이 형성되어 있다. 즉, 제 2 AU탱크부(13)는, 그 내부 공간이 각 튜브(111)에 연통하도록 구성되어 있다.
또, 제 2 AU탱크부(13)의 내부에는 세로 방향의 중앙 위치에 구획 부재(131)가 배치되어 있고, 이 구획 부재(131)에 의하여 탱크 내부 공간이 제 1 AU코어부(11a)를 구성하는 각 튜브(111)가 연통하는 공간과, 제 2 AU코어부(11b)를 구성하는 각 튜브(111)가 연통하는 공간으로 구획되어 있다.
여기에서, 제 2 AU탱크부(13)의 내부 중, 제 1 AU코어부(11a)를 구성하는 각 튜브(111)에 연통하는 공간이 제 1 AU코어부(11a)로 냉매를 분배하는 제 1 분배부(13a)를 구성하고, 제 2 AU코어부(11b)를 구성하는 각 튜브(111)에 연통하는 공간이 제 2 AU코어부(11b)로 냉매를 분배하는 제 2 분배부(13b)를 구성한다.
제 2 AD탱크부(23)는 양단측이 폐쇄된 통형상의 부재로 구성되어 있다. 이 제 2 AD탱크부(23)는 천정부에 각 튜브(211)의 타단측(하단측)이 삽입 접합되는 관통 구멍(도시 생략)이 형성되어 있다. 즉, 제 2 AD탱크부(23)는, 그 내부 공간이 각 튜브(211)에 연통하도록 구성되어 있다.
제 2 AD탱크부(23)의 내부에는 세로 방향의 중앙 위치에 구획 부재(231)가 배치되어 있고, 이 구획 부재(231)에 의하여 탱크 내부 공간이 제 1 AD코어부(21a)를 구성하는 각 튜브(211)가 연통하는 공간과, 제 2 AD코어부(21b)를 구성하는 각 튜브(211)가 연통하는 공간으로 구획되어 있다.
여기에서, 제 2 AD탱크부(23)의 내부 중, 제 1 AD코어부(21a)를 구성하는 각 튜브(211)에 연통하는 공간이 제 1 AD코어부(21a)로부터의 냉매를 집합시키는 제 1 집합부(23a)를 구성하고, 제 2 AD코어부(21b)를 구성하는 각 튜브(211)가 연통하는 공간이 제 2 AD코어부(21b)로부터의 냉매를 집합시키는 제 2 집합부(23b)를 구성한다.
제 2 AU탱크부(13) 및 제 2 AD탱크부(23) 각각은 냉매 교환부(30)를 통하여 연결되어 있다. 이 냉매 교환부(30)는 제 2 AD탱크부(23)에 있어서의 제 1 집합부(23a) 내의 냉매를 제 2 AU탱크부(13)에 있어서의 제 2 분배부(13b)로 유도하는 것과 함께, 제 2 AD탱크부(23)에 있어서의 제 2 집합부(23b) 내의 냉매를 제 2 AU탱크부(13)에 있어서의 제 1 분배부(13a)로 유도하도록 구성되어 있다. 즉, 냉매 교환부(30)는 냉매의 흐름을 각 코어부(11, 21)에서 코어 폭방향으로 교환하도록 구성되어 있다.
구체적으로, 냉매 교환부(30)는 제 2 AD탱크부(23)에 있어서의 제 1, 제 2 집합부(23a, 23b)에 연결된 한쌍의 집합부 연결 부재(31a, 31b)와, 제 2 AU탱크부(13)에 있어서의 각 분배부(13a, 13b)에 연결된 두쌍의 분배부 연결 부재(32a, 32b)와, 한쌍의 집합부 연결 부재(31a, 31b) 및 두쌍의 분배부 연결 부재(32a, 32b) 각각에 연결된 중간 탱크부(33)를 가지도록 구성되어 있다.
한쌍의 집합부 연결 부재(31a, 31b) 각각은 내부에 냉매가 유통하는 냉매 유통로가 형성된 통형상의 부재로 구성되어 있고, 그 일단측이 제 2 AD탱크부(23)에 접속되는 것과 함께, 타단측이 중간 탱크부(33)에 접속되어 있다.
한쌍의 집합부 연결 부재(31a, 31b) 중, 한쪽을 구성하는 제 1 집합부 연결 부재(31a)는 일단측이 제 1 집합부(23a)에 연통하도록 제 2 AD탱크부(23)에 접속되어 있고, 타단측이 후술하는 중간 탱크부(33) 내의 제 1 냉매 유통로(33a)에 연통하도록 중간 탱크부(33)에 접속되어 있다.
또, 다른쪽을 구성하는 제 2 집합부 연결 부재(31b)는 일단측이 제 2 집합부(23b)에 연통하도록 제 2 AD탱크부(23)에 접속되어 있고, 타단측이 후술하는 중간 탱크부(33) 내의 제 2 냉매 유통로(33b)에 연통하도록 중간 탱크부(33)에 접속되어 있다.
본 실시 형태에서는 제 1 집합부 연결 부재(31a)의 일단측이 제 1 집합부(23a) 중, 구획 부재(231)에 가까운 위치에 접속되고, 제 2 집합부 연결 부재(31b)의 일단측이 제 2 집합부(23b) 중, 제 2 AD탱크부(23)의 폐쇄단에 가까운 위치에 접속되어 있다.
두쌍의 분배부 연결 부재(32a, 32b) 각각은 내부에 냉매가 유통하는 냉매 유통로가 형성된 통형상의 부재로 구성되어 있고, 그 일단측이 제 2 AU탱크부(13)에 접속되는 것과 함께, 타단측이 중간 탱크부(33)에 접속되어 있다.
두쌍의 분배부 연결 부재(32a, 32b) 중, 한쪽을 구성하는 2개의 제 1 분배부 연결 부재(32a)는 각각 일단측이 제 1 분배부(13a)에 연통하도록 제 2 AU탱크부(13)에 접속되어 있고, 타단측이 후술하는 중간 탱크부(33) 내의 제 2 냉매 유통로(33b)에 연통하도록 중간 탱크부(33)에 접속되어 있다. 즉, 2개의 제 1 분배부 연결 부재(32a)는 각각 중간 탱크부(33)의 제 2 냉매 유통로(33b)를 통하여 상기의 제 2 집합부 연결 부재(31b)와 연통한다.
또, 다른쪽을 구성하는 2개의 제 2 분배부 연결 부재(32b)는 각각 일단측이 제 2 분배부(13b)에 연통하도록 제 2 AU탱크부(13)에 접속되어 있고, 타단측이 후술하는 중간 탱크부(33) 내의 제 1 냉매 유통로(33a)에 연통하도록 중간 탱크부(33)에 접속되어 있다. 즉, 2개의 제 2 분배부 연결 부재(32b)는 각각 중간 탱크부(33)의 제 1 냉매 유통로(33a)를 통하여 상기의 제 1 집합부 연결 부재(31a)와 연통한다.
2개의 제 1 분배부 연결 부재(32a) 중, 한쪽의 제 1 분배부 연결 부재(32a)의 일단측은 제 1 분배부(13a)의 튜브 적층 방향에 있어서의 냉매 도출부(12a)에 가까운 측의 단부에 접속되어 있다. 또, 다른 한쪽의 제 1 분배부 연결 부재(32a)의 일단측은 제 1 분배부(13a)의 튜브 적층 방향에 있어서의 냉매 도출부(12a)로부터 먼 측의 단부에 접속되어 있다.
2개의 제 2 분배부 연결 부재(32b) 중, 한쪽의 제 2 분배부 연결 부재(32b)의 일단측은 제 2 분배부(13b)의 튜브 적층 방향에 있어서의 냉매 도출부(12a)에 가까운 측의 단부에 접속되어 있다. 또, 다른쪽의 제 2 분배부 연결 부재(32b)의 일단측은 제 2 분배부(13b)의 튜브 적층 방향에 있어서의 냉매 도출부(12a)로부터 먼 측의 단부에 접속되어 있다.
제 2 AD탱크부(23)에는 제 1 집합부 연결 부재(31a)가 접속되는 것과 함께, 제 1 집합부(23a)로부터의 냉매를 제 1 집합부 연결 부재(31a)로 유출시키는 제 1 냉매 유출구(24a) 및 제 2 집합부 연결 부재(31b)가 접속되는 것과 함께, 제 2 집합부(23b)로부터 냉매를 제 2 집합부 연결 부재(31b)로 유출시키는 제 2 냉매 유출구(24b)가 형성되어 있다.
도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 제 1 AU탱크부(13)에는 제 1 분배부 연결 부재(32a)가 접속되는 것과 함께, 제 1 분배부 연결 부재(32a)로부터의 냉매를 제 1 분배부(13a)로 유입시키는 2개의 제 1 냉매 유입구(14a) 및 제 2 분배부 연결 부재(32b)가 접속되는 것과 함께, 제 2 분배부 연결 부재(32b)로부터의 냉매를 제 2 분배부(13b)로 유입시키는 2개의 제 2 냉매 유입구(14b)가 형성되어 있다.
2개의 제 1 냉매 유입구(14a) 중, 한쪽의 제 1 냉매 유입구(14a)는 제 1 분배부(13a)의 튜브 적층 방향에 있어서의 냉매 도출부(12a)에 가까운 측의 단부에 설치되어 있다. 다른쪽의 제 1 냉매 유입구(14a)는 제 1 분배부(13a)의 튜브 적층 방향에 있어서의 냉매 도출부(12a)로부터 먼 측의 단부에 설치되어 있다.
2개의 제 2 냉매 유입구(14b) 중, 한쪽의 제 2 냉매 유입구(14b)는 제 2 분배부(13b)의 튜브 적층 방향에 있어서의 냉매 도출부(12a)에 가까운 측의 단부에 설치되어 있다. 다른쪽의 제 2 냉매 유입구(14b)는 제 2 분배부(13b)의 튜브 적층 방향에 있어서의 냉매 도출부(12a)로부터 먼 측의 단부에 설치되어 있다.
도 2로 되돌아가서, 중간 탱크부(33)는 양단측이 폐쇄된 통형상의 부재로 구성되어 있다. 이 중간 탱크부(33)는 제 2 AU탱크부(13) 및 제 2 AD탱크부(23)의 사이에 배치되어 있다. 구체적으로, 본 실시 형태의 중간 탱크부(33)는 송풍 공기의 흐름 방향(X)에서 보았을 때에, 그 일부(상측의 부위)가 제 2 AU탱크부(13) 및 제 2 AD탱크부(23)와 중합하고, 타부(하측의 부위)가 제 2 AU탱크부(13) 및 제 2 AD탱크부(23)와 중합하지 않도록 배치되어 있다.
이와 같이, 중간 탱크부(33)의 일부를 제 2 AU탱크부(13) 및 제 2 AD탱크부(23)와 중합하지 않도록 배치함으로써 소형화의 잇점이 얻어진다. 구체적으로는, 송풍 공기의 흐름 방향(X)에 있어서, 제 1 증발부(10) 및 제 2 증발부(20)를 근접한 배치 형태로 할 수 있다. 따라서, 중간 탱크부(33)를 설치하는 것에 의한 냉매 증발기(1)의 체격의 증대를 억제하는 것이 가능하게 된다.
도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 중간 탱크부(33)의 내부에는 상측에 위치하는 부위에 구획 부재(331)가 배치되어 있고, 이 구획 부재(331)에 의하여 탱크 내부의 공간이 제 1 냉매 유통로(33a)와 제 2 냉매 유통로(33b)로 구획되어 있다.
제 1 냉매 유통로(33a)는 제 1 집합부 연결 부재(31a)로부터의 냉매를 제 2 분배부 연결 부재(32b)로 유도하는 냉매 유통로를 구성하고 있다. 한편, 제 2 냉매 유통로(33b)는 제 2 집합부 연결 부재(31b)로부터의 냉매를 제 1 분배부 연결 부재(32a)로 유도하는 냉매 유통로를 구성하고 있다.
여기에서, 본 실시 형태에서는 제 1 집합부 연결 부재(31a), 제 2 분배부 연결 부재(32b), 중간 탱크부(33)에 있어서의 제 1 냉매 유통로(33a)가 제 1 연통부를 구성하고 있다. 또, 제 2 집합부 연결 부재(31b), 제 1 분배부 연결 부재(32a), 중간 탱크부(33)에 있어서의 제 2 냉매 유통로(33b)가 제 2 연통부를 구성하고 있다.
다음으로, 본 실시 형태에 관련된 냉매 증발기(1)에 있어서의 냉매의 흐름에 대해 도 6을 이용하여 설명한다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 팽창 밸브(도시 생략)에서 감압된 저압 냉매는 화살표 A와 같이 제 1 AD탱크부(22)의 일단측에 형성된 냉매 도입부(22a)로부터 탱크 내부로 도입된다. 제 1 AD탱크부(22)의 내부로 도입된 냉매는 화살표 B와 같이 AD코어부(21)의 제 1 AD코어부(21a)를 하강하는 것과 함께, 화살표 C와 같이 AD코어부(21)의 제 2 AD코어부(21b)를 하강한다.
제 1 AD코어부(21a)를 하강한 냉매는 화살표 D와 같이 제 2 AD탱크부(23)의 제 1 집합부(23a)로 유입된다. 한편, 제 2 AD코어부(21b)를 하강한 냉매는 화살표 E와 같이 제 2 AD탱크부(23)의 제 2 집합부(23b)로 유입된다.
제 1 집합부(23a)로 유입된 냉매는 화살표 F와 같이 제 1 집합부 연결 부재(31a)를 통하여 중간 탱크부(33)의 제 1 냉매 유통로(33a)로 유입된다. 또, 제 2 집합부(23b)로 유입된 냉매는 화살표 G와 같이 제 2 집합부 연결 부재(31b)를 통하여 중간 탱크부(33)의 제 2 냉매 유통로(33b)로 유입된다.
제 1 냉매 유통로(33a)로 유입된 냉매는 화살표 H1, 화살표 H2와 같이 2개의 제 2 분배부 연결 부재(32b)를 통하여 제 2 AU탱크부(13)의 제 2 분배부(13b)로 유입된다. 또, 제 2 냉매 유통로(33b)로 유입된 냉매는 화살표 I1, I2와 같이 2개의 제 1 분배부 연결 부재(32a)를 통하여 제 2 AU탱크부(13)의 제 1 분배부(13a)로 유입된다.
제 2 AU탱크부(13)의 제 2 분배부(13b)로 유입된 냉매는 화살표 J와 같이 AU코어부(11)의 제 2 AU코어부(11b)를 상승한다. 한편, 제 1 분배부(13a)로 유입된 냉매는 화살표 K와 같이 AU코어부(11)의 제 1 AU코어부(11a)를 상승한다.
제 2 AU코어부(11b)를 상승한 냉매 및 제 1 AU코어부(11a)를 상승한 냉매는 각각 화살표 L, M과 같이 제 1 AU탱크부(12)의 탱크 내부로 유입되고, 화살표 N과 같이 제 1 AU탱크부(12)의 일단측에 형성된 냉매 도출부(12a)로부터 압축기(도시 생략) 흡입측으로 도출된다.
이상 설명한 본 실시 형태에 관련된 냉매 증발기(1)에서는 제 1 분배부(13a)에, 제 2 AD코어부(21b)로부터의 냉매를 상기 제 1 분배부(13a)로 유입시키는 제 1 냉매 유입구(14a)가 복수 설치되어 있다. 이 때문에, 제 1 냉매 유입구(14a)가 1개 설치되어 있는 경우와 비교하여, 제 1 냉매 유입구(14a)로부터 가장 떨어져 있는 튜브(111) 단부로부터 제 1 냉매 유입구(14a)까지의 거리를 짧게 할 수 있다.
상기한 바와 같이, 제 1 냉매 유입구(14a)와 튜브(111) 단부의 거리가 짧을수록 냉매의 압력 손실이 작아지므로, 상기 튜브(111)로 유입되는 냉매량이 많아진다. 이 때문에, 본 실시 형태에 관련된 냉매 증발기(1)는 제 1 냉매 유입구(14a)가 1개 설치되어 있는 냉매 증발기(1)와 비교하여, 제 1 냉매 유입구(14a)로부터 가장 떨어져 있는 튜브(111) 단부로부터 제 1 냉매 유입구(14a)까지의 거리가 짧아지기 때문에 상기 튜브(111)로 유입되는 냉매량이 많아진다.
이에 따라, 제 1 AU코어부(11a)를 구성하는 각 튜브(111)로 유입되는 냉매량의 편향을 작게 할 수 있기 때문에 제 1 AU코어부(11a)에 있어서 액상 냉매가 치우쳐서 분배되는 것을 억제하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 냉매 증발기(1)에 있어서의 피냉각 유체의 냉각 성능의 저하를 억제하는 것이 가능하게 된다.
구체적으로, 본 실시 형태에서는 도 3에 나타낸 바와 같이, 2개의 제 1 냉매 유입구(14a)는 제 1 분배부(13a)에 있어서의 튜브(111) 적층 방향의 중심선(C)의 일측과 타측에 1개씩 배치되어 있다. 본 실시 형태에서는 2개의 제 1 냉매 유입구(14a)는 제 1 분배부(13a)에 있어서의 튜브(111) 적층 방향의 중심선(C)에 대하여 대칭으로 배치되어 있다.
보다 상세하게는, 2개의 제 1 냉매 유입구(14a)는 제 1 분배부(13a)의 튜브 적층 방향에 있어서의 냉매 도출부(12a)에 가까운 측의 단부와, 제 1 분배부(13a)의 튜브 적층 방향에 있어서의 냉매 도출부(12a)로부터 먼 측의 단부에 각각 설치되어 있다.
환언하면, 제 1 AU코어부(11a)를 구성하는 복수의 튜브(111)에 있어서, 2개의 제 1 냉매 유입구(14a) 중, 가장 가까이에 배치되어 있는 냉매 유입구(14a)와의 사이의 거리를 냉매 입구 간 거리로 했을 때, 2개의 제 1 냉매 유입구(14a) 중, 1개의 제 1 냉매 유입구(14a)(지면 좌측)에 대하여 냉매 입구 간 거리가 최대로 되는 튜브(111a)에 있어서의 냉매 입구 간 거리(Ia)와, 다른 제 1 냉매 유입구(14a)(지면 우측)에 대하여 냉매 입구 간 거리가 최대로 되는 튜브(111b)에 있어서의 냉매 입구 간 거리(Ib)가 대략 동등하다.
이에 따르면, 제 1 AU코어부(11a)를 구성하는 각 튜브(111)로 유입되는 냉매량의 편향을 작게 할 수 있기 때문에 제 1 AU코어부(11a)에 있어서 액상 냉매가 치우쳐서 분배되는 것을 보다 확실하게 억제하는 것이 가능하게 된다.
또, 본 실시 형태에서는 제 1 분배부 연결 부재(32a) 및 제 2 분배부 연결 부재(32b)가 2개씩 설치되어 있다. 이에 따르면, 각 연결 부재(32a, 32b)가 1개씩 설치되어 있는 냉매 증발기(1)와 비교하여, 1개의 분배부 연결 부재(32a, 32b) 각각에 있어서, 단위 면적당의 냉매의 질량 유량을 저감할 수 있다. 이 때문에, 각 분배부 연결 부재(32a, 32b)의 냉매의 압력 손실이 작아지기 때문에 피냉각 유체의 냉각 성능을 향상시키는 것이 가능하게 된다.
그런데 제 1 냉매 유입구(14a)가 1개 설치되어 있는 냉매 증발기(1)의 경우, 제 1 냉매 유입구(14a)로부터 유입된 냉매의 유속이 상승하여, 흐름의 관성력의 영향을 받기 쉬워진다. 이 때문에, 냉매 유량이 많을수록 제 1 냉매 유입구(14a)로부터 먼 측으로 흐르는 냉매 유량이 많아지고, 액상 냉매의 분배의 편향이 커진다.
이에 대해, 본 실시 형태에서는 도 2에 나타낸 바와 같이, 제 2 냉매 유출구(24b)의 수(구체적으로는, 1개)에 대하여, 제 1 냉매 유입구(14a)의 수(구체적으로는, 2개)가 많다. 이에 따르면, 제 1 분배부(13a)로 유입되는 냉매의 유속을 저감시킬 수 있기 때문에 흐름의 관성력에 의한 냉매 분배성의 악화를 억제하는 것이 가능하게 된다.
여기에서, 제 1 AU코어부(11a)를 구성하는 복수의 튜브(111)에 있어서, 냉매 도출부(12a)로부터 가장 먼 부위에 배치된 튜브를 도출부 최원 튜브(111f)라 한다. 이때, 본 실시 형태에서는 도 3에 나타낸 바와 같이, 도출부 최원 튜브(111f)에 있어서의 냉매 입구 간 거리(If)가 제 1 AU코어부(11a)를 구성하는 복수의 튜브(111) 중, 도출부 최원 튜브(111f) 이외의 튜브(111)에 있어서의 냉매 입구 간 거리보다도 짧다.
이에 따르면, 제 1 냉매 유입구(14a)로부터 각 튜브(111)를 지나서 냉매 도출부(12a)에 이르기까지의 각 냉매 유로에 있어서의 냉매의 압력 손실의 편향을 억제할 수 있기 때문에 냉매 분배성의 악화를 억제하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 실시 형태에서는 2개의 제 2 냉매 유입구(14b)도 제 1 냉매 유입구(14a)와 동일한 배치, 즉, 제 1 분배부(13a)의 튜브 적층 방향에 있어서의 냉매 도출부(12a)에 가까운 측의 단부와, 제 1 분배부(13a)의 튜브 적층 방향에 있어서의 냉매 도출부(12a)로부터 먼 측의 단부에 각각 설치되어 있다. 이 때문에, 제 2 AU코어부(11b)에 있어서도, 제 1 AU코어부(11a)와 마찬가지로, 액상 냉매가 치우쳐서 분배되는 것을 억제하는 것이 가능하게 된다.
(제 2 실시 형태)
다음으로, 본 발명의 제 2 실시 형태에 대해 도 7에 기초하여 설명한다. 본 제 2 실시 형태는 상기 제 1 실시 형태와 비교하여, 제 1 냉매 유입구(14a) 및 제 2 냉매 유입구(14b)의 배치가 다르다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태의 제 1 냉매 유출구(14a)는 제 2 AU탱크부(13)의 제 1 분배부(13a)에 있어서의 튜브 적층 방향 양단부보다도 내측 부분에 간격을 두고 2개 설치되어 있다.
여기에서, 제 1 AU코어부(11a)를 구성하는 복수의 튜브(111) 중, 제 1 냉매 유입구(14a)로부터의 거리가 가장 긴 튜브(111)를 최원 튜브(111g)라 하고, 상기 제 1 냉매 유입구(14a)로부터의 거리가 가장 가까운 튜브를 최근 튜브(111h)라 한다. 또, 제 1 AU코어부(11a)를 구성하는 복수의 튜브(111) 중, 냉매 도출부(12a)로부터 가장 가까운 부위에 배치된 튜브를 도출부 최근 튜브(111e)라 한다.
본 실시 형태에서는 2개의 제 1 유입구(14a)는 제 1 AU코어부(11a)를 구성하는 모든 튜브(111)에 있어서, 제 1 냉매 유입구(14a)와의 사이의 거리가 대략 동등해지도록 배치되어 있다. 구체적으로는, 최근 튜브(111h)로부터 상기 제 1 냉매 유입구(14a)까지의 거리를 La로 하고, 최원 튜브(111g)로부터 상기 제 1 냉매 유입구(14a)까지의 거리를 Lb로 하고, 최근 튜브(111h)에 있어서의 제 1 분배부(13a) 내부에 위치되어 있는 부분의 길이를 Ld로 했을 때, 2개의 제 1 유입구(14a)는 La≤Lb≤La＋Ld의 관계를 만족하는 위치에 배치되어 있다.
이에 따르면, 제 1 AU코어부(11a)를 구성하는 튜브(111)의 냉매 입구 간 거리의 최대값을 작게 할 수 있기 때문에 각 튜브(111)로 유입되는 냉매의 압력 손실의 편향을 작게 할 수 있다. 이 때문에, 제 1 AU코어부(11a)에 있어서 액상 냉매가 치우쳐서 분배되는 것을 억제하는 것이 가능하게 된다.
또, 본 실시 형태에서는 도출부 최근 튜브(111e)에 있어서의 냉매 입구 간 거리(Ie)가 제 1 AU코어부(11a)를 구성하는 복수의 튜브(111) 중, 도출부 최근 튜브(111e) 이외의 튜브(111)에 있어서의 냉매 입구 간 거리보다도 길다.
이에 따르면, 제 1 냉매 유입구(14a)로부터 각 튜브(111)를 지나서 냉매 도출부(12a)까지의 각 냉매 유로에 있어서의 냉매의 압력 손실의 편향을 억제할 수 있기 때문에 냉매 분배성의 악화를 억제하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 실시 형태에서는 2개의 제 2 냉매 유입구(14b)도 제 1 냉매 유입구(14a)와 동일한 배치, 즉, 제 2 AU코어부(11b)를 구성하는 모든 튜브(111)에 있어서, 제 2 냉매 유입구(14b)와의 사이의 거리가 대략 동등해지도록 배치되어 있다. 이 때문에, 제 2 AU코어부(11b)에 있어서도, 제 1 AU코어부(11a)와 마찬가지로, 액상 냉매가 치우쳐서 분배되는 것을 억제할 수 있다.
(제 3 실시 형태)
다음으로, 본 발명의 제 3 실시 형태에 대해 도 8에 기초하여 설명한다. 본 제 3 실시 형태는 상기 제 1 실시 형태와 비교하여, 제 1 냉매 유입구(14a) 및 제 2 냉매 유입구(14b)의 배치가 다르다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 2개의 제 1 냉매 유입구(14a)는 제 1 분배부(13a)에 있어서의 튜브(111)의 적층 방향의 중심선(C)의 일측(지면 우측)에 배치되어 있다. 또, 제 1 분배부(13a)에 있어서의 상기 중심선(C)의 타측(지면)에는 상기 제 1 분배부(13a) 내를 흐르는 냉매 유량을 조정하는 유량 조정 수단으로서의 스로틀 판(throttle plate)(15)이 설치되어 있다.
본 실시 형태에 따르면, 제 1 분배부(13a)에 있어서, 2개의 제 1 냉매 유입구(14a)로부터 유입된 냉매가 스로틀 판(15)을 통과할 때에 확산되기 때문에 제 1 분배부(13a)에 있어서의 냉매의 분배성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 제 1 AU코어부(11a)에 있어서, 액상 냉매가 치우쳐서 분배되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는 2개의 제 2 냉매 유입구(14b)도 제 1 냉매 유입구(14a)와 동일한 배치, 즉, 제 2 분배부(13b)에 있어서의 튜브(111)의 적층 방향의 중심선(C)의 일측(지면 우측)에 배치되어 있다. 또한, 제 2 분배부(13b)에도 상기 중심선(C)의 타측(지면)에 스로틀 판(15)이 배치되어 있다. 이 때문에, 제 2 AU코어부(11b)에 있어서도 제 1 AU코어부(11a)와 마찬가지로, 액상 냉매가 치우쳐서 분배되는 것을 억제할 수 있다.
(제 4 실시 형태)
도면을 참조하여 발명을 실시하기 위한 제 4 실시 형태를 설명한다. 냉매 증발기(1)는 차량의 실내의 온도를 조정하는 차량용 공조 장치에 설치되어 있다. 냉매 증발기(1)는 실내를 향하여 송풍되는 공기를 냉각하는 냉각용 열교환기이다. 냉매 증발기(1)는 증기 압축식의 냉동 사이클의 저압측 열교환기이다. 냉매 증발기(1)는 실내로 송풍되는 공기로부터 흡열하여 냉매, 즉, 액상 냉매를 증발시킨다. 실내를 향하여 송풍되는 공기는 냉매 증발기(1)의 외부를 흐르는 피냉각 유체이다.
냉매 증발기(1)는 냉동 사이클의 구성 부품의 하나이다. 냉동 사이클은 도시되지 않는 압축기, 방열기, 팽창기 등의 구성 부품을 구비할 수 있다. 예를 들면, 냉동 사이클은 방열기와 팽창기의 사이에 수액기(receiver)를 가진 리시버 사이클이다.
도 9에 있어서, 냉매 증발기(1)가 모식적으로 도시되어 있다. 도 10에는 냉매 증발기(1)의 복수의 구성 부분이 도시되어 있다. 도면 중에는 코어부(11, 21)에 있어서의 튜브(11c, 21c) 및 핀(11d, 21d)의 도시가 생략되어 있다.
도시되는 바와 같이, 냉매 증발기(1)는 2개의 증발부(10, 20)를 구비한다. 2개의 증발부(10, 20)는 공기의 흐름 방향, 즉, 피냉각 유체의 흐름 방향(X)에 대하여, 상류측과 하류측에 직렬로 배치되어 있다. 공기 흐름 방향(X)의 상류측에 배치되어 있는 증발부(10)는 공기 상류 증발부(10)라고도 불린다. 이하, 공기 상류 증발부(10)를 AU증발부(10)라 부른다. 공기 흐름 방향(X)의 하류측에 배치되어 있는 증발부(20)는 공기 하류 증발부(20)라고도 불린다. 이하, 공기 하류 증발부(20)를 AD증발부(20)라 부른다.
2개의 증발부(10, 20)는 냉매의 흐름 방향에 관해서도 상류측과 하류측에 배치되어 있다. 냉매는 AD증발부(20)를 흐른 후에, AU증발부(10)를 흐른다. 냉매의 흐름 방향에 관하여 본 경우, AD증발부(20)는 제 1 증발부라 불리고, AU증발부(10)는 제 2 증발부라 불린다. AD증발부(20)는 냉매의 흐름 방향에 관하여 상류에 배치되어 있기 때문에 냉매 상류 증발부(20)라고도 불린다. AU증발부(10)는 냉매의 흐름 방향에 관하여 하류에 배치되어 있기 때문에 냉매 하류 증발부(10)라고도 불린다. 냉매 증발기(1)는 전체적으로 냉매의 흐름 방향과 공기의 흐름 방향이 대향하는 대향류 열교환기가 제공된다.
AU증발부(10) 및 AD증발부(20)의 기본적 구성은 동일하다. AU증발부(10)는 열교환을 위한 코어부(11)와, 코어부(11)의 양단에 배치된 한쌍의 탱크부(12, 13)를 가진다. AD증발부(20)는 열교환을 위한 코어부(21)와, 코어부(21)의 양단에 배치된 한쌍의 탱크부(22, 23)를 가진다.
AU증발부(10)에 있어서의 코어부(11)는 AU코어부(11)라 불린다. AD증발부(20)에 있어서의 코어부(21)는 AD코어부(21)라 불린다. AU증발부(10)에 있어서의 한쌍의 탱크부(12, 13)는 상측에 배치되는 제 1 AU탱크부(12)와 하측에 배치되는 제 2 AU탱크부(13)를 구비한다. 마찬가지로, AD증발부(20)에 있어서의 한쌍의 탱크부(22, 23)는 상측에 배치되는 제 1 AD탱크부(22)와 하측에 배치되는 제 2 AD탱크부(23)를 구비한다.
AU코어부(11) 및 AD코어부(21)는 복수의 튜브(11c, 21c)와, 복수의 핀(11d, 21d)을 구비한다. AU코어부(11) 및 AD코어부(21)는 복수의 튜브(11c, 21c)와 복수의 핀(11d, 21d)이 번갈아 적층 배치된 적층체에 의하여 구성되어 있다. 복수의 튜브(11c)는 한쌍의 탱크부(12, 13)의 사이를 연통한다. 복수의 튜브(21c)는 한쌍의 탱크부(22, 23)의 사이를 연통한다. 복수의 튜브(11c, 21c)는 도면 중에 있어서는 상하 방향으로 연장된다. 복수의 핀(11d, 21d)은 이웃하는 튜브(11c, 21c)의 사이에 배치되고, 그들에 접합되어 있다. 이하의 설명에 있어서, 적층체에 있어서의 복수의 튜브(11c, 21c) 및 복수의 핀(11d, 21d)의 적층 방향을 튜브 적층 방향이라 부른다.
AU코어부(11)는 제 1 AU코어부(11a) 및 제 2 AU코어부(11b)를 가진다. 제 1 AU코어부(11a)는 복수의 튜브(11c)의 일부로 구성된다. 제 1 AU코어부(11a)는 하나의 열을 이루도록 배열된 일군의 튜브(11c)에 의하여 구성되어 있다. 제 2 AU코어부(11b)는 복수의 튜브(11c)의 잔부로 구성된다. 제 2 AU코어부(11b)는 하나의 열을 이루도록 배열된 일군의 튜브(11c)에 의하여 구성되어 있다. 제 1 AU코어부(11a)와 제 2 AU코어부(11b)는 튜브 적층 방향으로 나열되어 있다. 제 1 AU코어부(11a)는 공기의 흐름 방향(X)을 따라서 보았을 때에 튜브 적층 방향의 우측에 배치된 튜브군으로 구성되어 있다. 제 2 AU코어부(11b)는 공기의 흐름 방향(X)을 따라서 보았을 때에 튜브 적층 방향의 좌측에 배치된 튜브군으로 구성되어 있다. 제 1 AU코어부(11a)는 제 2 AU코어부(11b)보다 탱크부(12)의 냉매 출구(12a)의 가까이에 배치되어 있다.
탱크부(12)는 냉매 증발기(1)에 있어서의 냉매의 흐름의 가장 하류에 위치하는 최후의 집합용의 탱크이다. 탱크부(12)는 AU코어부(11)를 구성하는 복수의 튜브(11c)의 냉매의 하류단에 설치되고, AU코어부(11)를 통과한 냉매를 집합시키는 집합부이다. 탱크부(12)는 냉매의 흐름 방향의 하류측의 단부에 냉매의 출구(12a)를 구비하는 출구 집합부를 제공하고 있다.
AD코어부(21)는 제 1 AD코어부(21a) 및 제 2 AD코어부(21b)를 가진다. 제 1 AD코어부(21a)는 복수의 튜브(21c)의 일부로 구성된다. 제 1 AD코어부(21a)는 하나의 열을 이루도록 배열된 일군의 튜브(21c)에 의하여 구성되어 있다. 제 2 AD코어부(21b)는 복수의 튜브(21c)의 잔부로 구성된다. 제 2 AD코어부(21b)는 하나의 열을 이루도록 배열된 일군의 튜브(21c)에 의하여 구성되어 있다. 제 1 AD코어부(21a)와 제 2 AD코어부(21b)는 튜브 적층 방향으로 나열되어 있다. 제 1 AD코어부(21a)는 공기의 흐름 방향(X)을 따라서 보았을 때에 튜브 적층 방향의 우측에 배치된 튜브군으로 구성되어 있다. 제 2 AD코어부(21b)는 공기의 흐름 방향(X)을 따라서 보았을 때에 튜브 적층 방향의 좌측에 배치된 튜브군으로 구성되어 있다. 제 1 AD코어부(21a)는 제 2 AD코어부(21b)보다 탱크부(22)의 냉매 입구(22a)의 가까이에 배치되어 있다.
탱크부(22)는 냉매 증발기(1)에 있어서의 냉매의 흐름의 가장 상류에 위치하는 최초의 분배용의 탱크이다. 탱크부(22)는 AD코어부(21)를 구성하는 복수의 튜브(11c)의 냉매의 상류단에 설치되어 있다. 탱크부(22)는 AD코어부(21)를 구성하는 복수의 튜브(21c)로 냉매를 분배하는 분배부이다. 탱크부(22)는 냉매의 흐름 방향의 상류측의 단부에 냉매의 입구(22a)를 구비하는 입구 분배부를 제공하고 있다.
제 1 AD코어부(21a)는 제 1 코어부라고도 불린다. 제 2 AD코어부(21b)는 제 2 코어부라고도 불린다. 제 1 AU코어부(11a)는 제 3 코어부라고도 불린다. 제 2 AU코어부(11b)는 제 4 코어부라고도 불린다.
AU코어부(11) 및 AD코어부(21)는 공기의 흐름 방향(X)에 관하여 서로 중합하도록 배치되어 있다. 바꾸어 말하면, AU코어부(11) 및 AD코어부(21)는 공기의 흐름 방향(X)에 관하여 대향한다. 제 1 AU코어부(11a) 및 제 1 AD코어부(21a)는 공기의 흐름 방향(X)에 관하여 서로 중합하도록 배치되어 있다. 바꾸어 말하면, 제 1 AU코어부(11a) 및 제 1 AD코어부(21a)는 공기의 흐름 방향(X)에 관하여 대향한다. 제 2 AU코어부(11b) 및 제 2 AD코어부(21b)는 공기의 흐름 방향(X)에 관하여 서로 중합하도록 배치되어 있다. 바꾸어 말하면, 제 2 AU코어부(11b) 및 제 2 AD코어부(21b)는 공기의 흐름 방향(X)에 관하여 대향한다.
복수의 튜브(11c, 21c)의 각각은 내부에 냉매를 흘리기 위한 통로를 구획 형성한다. 복수의 튜브(11c, 21c)의 각각은 편평 튜브이다. 복수의 튜브(11c, 21c)의 각각은 편평한 단면이 공기의 흐름 방향(X)을 따라서 연장되도록 배치되어 있다.
AU코어부(11)의 튜브(11c)는 세로 방향의 일단, 즉, 상단이 제 1 AU탱크부(12)에 접속되는 것과 함께, 세로 방향의 타단, 즉, 하단이 제 2 AU탱크부(13)에 접속되어 있다. 제 2 AU탱크부(13)는 복수의 튜브(11c)로 냉매를 분배하는 분배부를 제공한다.
또, AD코어부(21)의 튜브(21c)는 세로 방향의 일단, 즉, 상단이 제 1 AD탱크부(22)에 접속되는 것과 함께, 세로 방향의 타단, 즉, 하단이 제 2 AD탱크부(23)에 접속되어 있다. 제 2 AD탱크부(23)는 복수의 튜브(21c)로부터 냉매를 집합시키는 집합부를 제공한다.
복수의 핀(11d, 21d)의 각각은 튜브(11c, 21c)에 있어서의 평탄한 외면에 접합되고, 공기와의 전열 면적을 확대시키기 위한 열교환 촉진 수단을 구성한다. 복수의 핀(11d, 21d)의 각각은 코러게이트 핀이다. 복수의 핀(11d, 21d)의 각각은 박판재를 물결 형상으로 구부려서 성형되어 있다.
튜브(11c, 21c) 및 핀(11d, 21d)의 적층체에는 튜브 적층 방향의 양단부에 각 코어부(11, 12)를 보강하는 사이드 플레이트(11e, 21e)가 배치되어 있다. 또한, 사이드 플레이트(11e, 21e)는 튜브 적층 방향의 가장 외측에 배치된 핀(11d, 21d)에 접합되어 있다.
제 1 AU탱크부(12)는 통형상의 부재로 구성되어 있다. 제 1 AU탱크부(12)는 일단, 즉, 공기의 흐름 방향(X)을 따라서 본 좌단이 폐쇄되어 있다. 제 1 AU탱크부(12)는 타단, 즉, 공기의 흐름 방향(X)을 따라서 본 우단에 냉매 출구(12a)를 가진다. 냉매 출구(12a)는 탱크 내부로부터 도시되지 않는 압축기의 흡입측으로 냉매를 도출한다. 제 1 AU탱크부(12)의 도면 중의 저부에는 복수의 튜브(11c)의 일단이 삽입되어 접합되는 복수의 관통 구멍이 형성되어 있다. 즉, 제 1 AU탱크부(12)는, 그 내부 공간이 AU코어부(11)의 복수의 튜브(11c)에 연통하도록 구성되어 있다. 제 1 AU탱크부(12)는 AU코어부(11)의 복수의 튜브(11c)로부터 냉매를 모으기 위한 집합부로서 기능한다.
제 1 AD탱크부(22)는 통형상의 부재로 구성되어 있다. 제 1 AD탱크부(22)는 일단이 폐쇄되어 있다. 제 1 AD탱크부(22)는 타단에 냉매 입구(22a)를 가진다. 냉매 입구(22a)는 도시되지 않는 팽창 밸브에서 감압된 저압 냉매를 도입한다. 제 1 AD탱크부(22)의 도면 중의 저부에는 복수의 튜브(21c)의 일단이 삽입되어 접합되는 복수의 관통 구멍이 형성되어 있다. 즉, 제 1 AD탱크부(22)는, 그 내부 공간이 AD코어부(21)의 복수의 튜브(21c)에 연통하도록 구성되어 있다. 제 1 AD탱크부(22)는 AD코어부(21)의 복수의 튜브(21c)로 냉매를 분배하기 위한 분배부로서 기능한다.
제 2 AU탱크부(13)는 양단이 폐쇄된 통형상의 부재로 구성되어 있다. 제 2 AU탱크부(13)의 천정부에는 복수의 튜브(11c)의 타단이 삽입되어 접합되는 복수의 관통 구멍이 형성되어 있다. 즉, 제 2 AU탱크부(13)는, 그 내부 공간이 복수의 튜브(11c)에 연통하도록 구성되어 있다. 제 2 AU탱크부(13)는 AU코어부(11)의 복수의 튜브(11c)로 냉매를 분배하기 위한 분배부로서 기능한다.
제 2 AU탱크부(13)의 내부에는 세로 방향의 중앙 위치에 구획 부재(13c)가 배치되어 있다. 구획 부재(13c)는 제 2 AU탱크부(13)의 내부 공간을 제 1 분배부(13a)와 제 2 분배부(13b)로 구획한다. 제 1 분배부(13a)는 제 1 AU코어부(11a)를 구성하는 복수의 튜브(11c)에 연통하는 공간이다. 제 1 분배부(13a)는 제 1 AU코어부(11a)로 냉매를 공급한다. 제 1 분배부(13a)는 제 1 AU코어부(11a)를 구성하는 복수의 튜브(11c)로 냉매를 분배한다. 제 2 분배부(13b)는 제 2 AU코어부(11b)를 구성하는 복수의 튜브(11c)에 연통하는 공간이다. 제 2 분배부(13b)는 제 2 AU코어부(11b)로 냉매를 공급한다. 제 2 분배부(13b)는 제 2 AU코어부(11b)를 구성하는 복수의 튜브(11c)로 냉매를 분배한다. 따라서, 제 1 분배부(13a)와 제 2 분배부(13b)는 일련의 분배 탱크부(13)를 구성한다.
제 2 AD탱크부(23)는 양단측이 폐쇄된 통형상의 부재로 구성되어 있다. 제 2 AD탱크부(23)의 천정부에는 복수의 튜브(21c)의 타단이 삽입되어 접합되는 복수의 관통 구멍이 형성되어 있다. 즉, 제 2 AD탱크부(23)는, 그 내부 공간이 복수의 튜브(21c)에 연통하도록 구성되어 있다.
제 2 AD탱크부(23)의 내부에는 세로 방향의 중앙 위치에 구획 부재(23c)가 배치되어 있다. 구획 부재(23c)는 제 2 AD탱크부(23)의 내부 공간을 제 1 집합부(23a)와 제 2 집합부(23b)로 구획한다. 제 1 집합부(23a)는 제 1 AD코어부(21a)를 구성하는 복수의 튜브(21c)에 연통하는 공간이다. 제 1 집합부(23a)는 제 1 AD코어부(21a)를 구성하는 복수의 튜브(21c)로부터 냉매를 모은다. 제 2 집합부(23b)는 제 2 AD코어부(21b)를 구성하는 복수의 튜브(21c)에 연통하는 공간이다. 제 2 집합부(23b)는 제 2 AD코어부(21b)를 구성하는 복수의 튜브(21c)로부터 냉매를 모은다. 제 2 AD탱크부(23)는 제 1 AD코어부(21a)의 냉매와 제 2 AD코어부(21b)의 냉매를 따로 따로 모으는 집합부로서 기능한다. 따라서, 제 1 집합부(23a)와 제 2 집합부(23b)는 일련의 집합 탱크부(23)를 구성한다.
제 2 AU탱크부(13)와 제 2 AD탱크부(23)의 사이는 교환부(30)를 통하여 연결되어 있다. 교환부(30)는 제 2 AD탱크부(23)에 있어서의 제 1 집합부(23a) 내의 냉매를 제 2 AU탱크부(13)에 있어서의 제 2 분배부(13b)로 유도한다. 교환부(30)는 제 2 AD탱크부(23)에 있어서의 제 2 집합부(23b) 내의 냉매를 제 2 AU탱크부(13)에 있어서의 제 1 분배부(13a)로 유도한다.
즉, 교환부(30)는 AD코어부(21)의 일부를 흐른 냉매가 AU코어부(11)의 타부를 흐르도록 냉매의 흐름을 교환한다. 상기 AD코어부(21)의 일부와 AU코어부(11)의 타부는 공기의 흐름 방향(X)에 관하여 중복되어 있지 않다. 바꾸어 말하면, 교환부(30)는 제 2 AD탱크부(23)로부터 제 2 AU탱크부(13)를 향하는 냉매를 공기의 흐름 방향(X)에 대하여 교차하도록 교환한다. 바꾸어 말하면, 교환부(30)는 냉매의 흐름을 코어부(11)와 코어부(21)의 사이에서 코어 폭방향으로 교환하도록 구성되어 있다. 교환부(30)는 공기의 흐름 방향(X)에 관하여 적어도 부분적으로 중복되지 않는 위치, 즉, 다른 위치에 위치된 2개의 코어부를 연통하는 시프팅 연통부(shifting communication part)(30)를 제공하고 있다. 시프팅 연통부(30)는 피냉각 유체의 흐름 방향(X)에 관하여 적어도 부분적으로 중복되지 않는 위치에 위치된 상류 코어부(11a, 11b)와 하류 코어부(21a, 21b)를 연통하고, 그들에게 차례로 냉매를 흘린다. 시프팅 연통부(30)는 제 1 집합부(23a)와 제 2 분배부(13b)를 연통하는 제 1 통로(33a) 및 제 2 집합부(23b)와 제 1 분배부(13a)를 연통하는 제 2 통로(33b)를 형성한다.
교환부(30)는 제 1 AD코어부(21a)를 흐른 냉매를 제 2 AU코어부(11b)에 안내하는 제 1 연통로와, 제 2 AD코어부(21b)를 흐른 냉매를 제 1 AU코어부(11a)에 안내하는 제 2 연통로를 제공한다. 제 1 연통로와 제 2 연통로는 교차한다.
구체적으로, 교환부(30)는 집합부 연통부(31a, 31b)와, 분배부 연통부(32a, 32b)와, 중간 탱크부(33)를 구비한다. 복수의 연통부(31a, 31b, 32a, 32b)는 내부에 냉매가 유통하는 통로가 형성된 통형상의 부재, 또는 탱크부(23, 33)에 형성되어 맞대어진 개구부에 의하여 제공될 수 있다.
제 1 집합부 연통부(31a)는 제 2 AD탱크부(23)에 있어서의 제 1 집합부(23a)와 중간 탱크부(33)의 사이를 연통한다. 제 1 집합부 연통부(31a)는 후술하는 중간 탱크부(33) 내의 제 1 통로(33a)에 연통한다. 제 1 집합부(23a)와 제 1 통로(33a)의 사이에는 적어도 하나의 제 1 집합부 연통부(31a)가 설치되어 있다.
제 2 집합부 연통부(31b)는 제 2 AD탱크부(23)에 있어서의 제 2 집합부(23b)와 중간 탱크부(33)의 사이를 연통하고 있다. 제 2 집합부 연통부(31b)는 후술하는 중간 탱크부(33) 내의 제 2 통로(33b)에 연통한다. 제 2 집합부(23b)와 제 2 통로(33b)의 사이에는 적어도 하나의 제 2 집합부 연통부(31b)가 설치되어 있다.
제 1 분배부 연통부(32a)는 제 2 AU탱크부(13)에 있어서의 제 1 분배부(13a)와 중간 탱크부(33)의 사이를 연통하고 있다. 제 1 분배부 연통부(32a)는 후술하는 중간 탱크부(33) 내의 제 2 통로(33b)에 연통한다. 제 1 분배부(13a)와 제 2 통로(33b)의 사이에는 적어도 하나의 제 1 분배부 연통부(32a)가 설치되어 있다.
제 2 분배부 연통부(32b)는 제 2 AU탱크부(13)에 있어서의 제 2 분배부(13b)와 중간 탱크부(33)의 사이를 연통하고 있다. 제 2 분배부 연통부(32b)는 후술하는 중간 탱크부(33) 내의 제 1 통로(33a)에 연통한다. 제 2 분배부(13b)와 제 1 통로(33a)의 사이에는 적어도 하나의 제 2 분배부 연통부(32b)가 설치되어 있다.
중간 탱크부(33)는 복수의 집합부 연통부(31a, 31b) 및 복수의 분배부 연통부(32a, 32b)에 연결되어 있다. 복수의 집합부 연통부(31a, 31b)는 교환부(30)에 있어서의 냉매의 입구를 제공한다. 복수의 분배부 연통부(32a, 32b)는 교환부(30)에 있어서의 냉매의 출구를 제공한다. 교환부(30)는 교차하는 통로를 내부에 구비한다. 이 통로를 구획 형성하는 벽면은 냉매의 흐름 방향을 따라서 나선상으로 선회하도록 변화하고 있다.
도 11은 냉매 중발기(1)의 하부에 있어서의 복수의 탱크의 배치를 나타낸 평면도이다. 도 12는 도 11의 ⅩⅡ―ⅩⅡ선에 있어서의 단면도이다. 도 13은 중간 탱크부(33)의 구획 부재(35)를 나타낸 사시도이다. 도 14는 중간 탱크부(33) 내에 형성되는 통로의 형상과, 그 변화를 나타낸다. 도면 중에는 구획 부재(35)가 투시적으로 도시되어 있다. 또, 도면 중에는 구획 부재(35)의 표면(35a)과 이면(35b)을 식별하기 위한 해칭이 붙여져 있다.
중간 탱크부(33)는 양단이 폐쇄된 통형상의 부재(34)를 가진다. 중간 탱크부(33)는 제 2 AU탱크부(13)와 제 2 AD탱크부(23)의 사이에 배치되어 있다. 중간 탱크부(33)는 공기의 흐름 방향(X)을 따라서 보았을 때에 중간 탱크부(33)의 일부, 즉, 도면 중 상측의 부위가 제 2 AU탱크부(13) 및 제 2 AD탱크부(23)에 중복되도록 배치되어 있다. 중간 탱크부(33)는 공기의 흐름 방향(X)을 따라서 보았을 때에 중간 탱크부(33)의 타부, 즉, 하측의 부위가 제 2 AU탱크부(13) 및 제 2 AD탱크부(23)에 중복되지 않도록 배치되어 있다. 바꾸어 말하면, 중간 탱크부(33)는 냉매를 집합시키기 위한 탱크부(23)와 냉매를 분배시키기 위한 탱크부(13)의 사이에 배치되고, 또한 공기의 흐름 방향(X)을 따라서 집합 탱크부(23) 및 분배 탱크부(13)에 중복되도록 배치되어 있다. 이 구성에 따르면, 집합 탱크부(23)와 분배 탱크부(13)와 중간 탱크부(33)를 소형화할 수 있다.
이 구성은 제 1 증발부(10)와 제 2 증발부(20)를 공기의 흐름 방향(X)에 관하여 근접하여 배치하는 것을 가능하게 한다. 이 결과, 중간 탱크부(33)를 설치하는 것에 의한 냉매 증발기(1)의 체격의 증대를 억제하는 것이 가능하게 된다.
도 11 내지 도 14에 기초하여 중간 탱크부(33)를 설명한다. 중간 탱크부(33)는 통형상 부재(34)와 구획 부재(35)를 구비한다. 통형상 부재(34)의 양단은 폐쇄되어 있다. 구획 부재(35)는 통형상 부재(34)의 내부에 수용되어, 배치되어 있다. 통형상 부재(34)와 구획 부재(35)에 의하여 시프팅 연통부(30)가 제공된다.
도 13에 도시되는 바와 같이, 구획 부재(35)는 통형상 부재(34)의 내경에 상당하는 폭과, 통형상 부재(34)의 전장에 상당하는 길이를 가진 가늘고 긴 판형상 부재이다. 구획 부재(35)는 통형상 부재(34) 내에 접합되어 있다. 구획 부재(35)는 통형상 부재(34) 내부를 복수의 통로로 구획한다. 구획 부재(35)는 통형상 부재(34) 내부를 2개의 통로, 즉, 제 1 통로(33a)와 제 2 통로(33b)로 구획한다. 이 결과, 중간 탱크부(33)는, 그 내부에 제 1 통로(33a)와 제 2 통로(33b)를 구획 형성한다.
구획 부재(35)는 판형상의 부재로서, 비틀림부를 가진다. 구획 부재(35)는 판형상 부재의 세로 방향 중심축의 주위에, 그 판형상 부재를 나선상으로 비튼 형상을 가진다. 이 결과, 구획 부재(35)는 표면(35a)과 이면(35b)이 번갈아 나타나는 비틀린 형상을 형상을 가진다. 구획 부재(35)는 적어도 하나의 비틀림부(35c)를 가진다. 구획 부재(35)는 비틀림부(35c)에서 비틀려 있다. 도시의 예에서는 구획 부재(35)는 복수의 비틀림부(35c)를 가진다. 하나의 비틀림부(35c)는 표면(35a)과 이면(35b)을 반전시키도록 각도 180도(degree)만큼의 비틀림에 의하여 주어져 있다. 하나의 비틀림부(35c)는 구획 부재(35)의 세로 방향의 사전에 결정된 범위에 걸쳐 완만한 비틀림각으로 형성되어 있다. 도시의 예에서는 구획 부재(35)는 복수의 비틀림부(35c)가 연속하여 형성되어 있다. 이 결과, 구획 부재(35)는, 그 세로 방향으로 연장되는 가장자리가 나선상으로 연장되어 있다.
제 1 통로(33a) 및 제 2 통로(33b)는 중간 탱크부(33) 내에 있어서, 중간 탱크부(33)의 세로 방향으로 연장되어 있다. 또한, 제 1 통로(33a) 및 제 2 통로(33b)는 중간 탱크부(33)의 세로 방향의 축 주위를 따라서 나선상으로 연장되어 있다. 이 결과, 중간 탱크부(33)의 외측 표면에는 중간 탱크부(33)의 세로 방향을 따라서 제 1 통로(33a) 및 제 2 통로(33b)가 번갈아 나타난다.
제 1 통로(33a)는 제 1 집합부 연통부(31a)로부터의 냉매를 제 2 분배부 연통부(32b)로 유도하는 통로를 제공한다. 제 2 통로(33b)는 제 2 집합부 연통부(31b)로부터의 냉매를 제 1 분배부 연통부(32a)로 유도하는 통로를 제공한다.
제 1 집합부 연통부(31a), 제 2 분배부 연통부(32b), 중간 탱크부(33)에 있어서의 제 1 통로(33a)가 제 1 연통부를 구성하고 있다. 제 1 집합부 연통부(31a)가 제 1 연통부에 있어서의 냉매의 입구를 제공한다. 제 2 분배부 연통부(32b)가 제 1 연통부에 있어서의 냉매의 출구를 제공한다.
제 2 집합부 연통부(31b), 제 1 분배부 연통부(32a), 중간 탱크부(33)에 있어서의 제 2 통로(33b)가 제 2 연통부를 구성하고 있다. 제 2 집합부 연통부(31b)가 제 2 연통부에 있어서의 냉매의 입구를 제공한다. 제 1 분배부 연통부(32a)가 제 2 연통부에 있어서의 냉매의 출구를 제공한다.
제 1 통로(33a) 및 제 2 통로(33b)는 중간 탱크부(33)의 세로 방향을 따라서, 즉, 냉매의 흐름 방향을 따라서 나선상으로 선회하고 있다. 바꾸어 말하면, 제 1 통로(33a) 및 제 2 통로(33b)를 구획 형성하는 벽면은 나선상으로 변화하고 있다. 다른 관점에서는, 제 1 통로(33a) 및 제 2 통로(33b)를 구획 형성하는 벽면은 냉매의 흐름 방향을 따라서 경사져 있으며, 흐름 방향을 따라서 반전하도록 변화하고 있다.
도시되지 않는 팽창 밸브에서 감압된 저압 냉매는 도 10에 화살표로 나타낸 바와 같이, 냉매 증발기(1)에 공급된다. 냉매는 제 1 AD탱크부(22)의 일단에 형성된 냉매의 입구(22a)로부터 제 1 AD탱크부(22)의 내부로 도입된다. 냉매는 최초의 분배 탱크인 제 1 AD탱크부(22) 내에서 2개로 분할된다. 냉매는 제 1 AD코어부(21a)를 하강하는 것과 함께, 제 2 AD코어부(21b)를 하강한다. 냉매는 제 1 AD코어부(21b)를 하강한 후에 제 1 집합부(23a)로 유입된다. 냉매는 제 2 AD코어부(21b)를 하강한 후에 제 2 집합부(23b)로 유입된다. 냉매는 제 1 집합부(23a)로부터 제 1 집합부 연통부(31a)를 통하여 제 1 통로(33a)로 유입된다. 냉매는 제 2 집합부(23b)로부터 제 2 집합부 연통부(31b)를 통하여 제 2 통로(33b)로 유입된다.
도 14는 중간 탱크부(33) 내에 있어서의 냉매의 흐름의 일례를 화살표에 의하여 나타낸다. 제 2 집합부 연통부(31b)를 경유한 냉매는 제 2 통로(33b)로 흘러든다. 제 2 통로(33b)를 구획 형성하는 구획 부재(35)는 흐름 방향을 따라서 선회하는 벽면을 제공하고 있다. 따라서, 제 2 통로(33b) 내를 흐르는 냉매는 선회하면서 흐른다. 이 결과, 제 2 통로(33b) 내에 있어서의 냉매의 가스 성분과 액 성분의 분리, 즉, 기액 분리가 억제된다. 이윽고 냉매는 제 1 분배부 연통부(32a)로부터 유출된다.
냉매 증발기(1)가 어떠한 자세로 설치되어도 교환부(30) 내에 있어서의 냉매의 선회 흐름이 얻어진다. 이 때문에, 냉매 증발기(1)의 설치 자세에 의존하지 않고, 냉매의 성분 분리가 억제된다. 도시되는 바와 같이, 교환부(30)가 냉매 증발기(1)의 하부에 위치하도록 냉매 증발기(1)가 설치되는 경우, 나선상의 제 1 및 제 2 통로(33a, 33b)는 냉매를 교반하기 때문에 액 성분의 체류를 억제하는데 유리하다.
냉매는 제 1 통로(33a)로부터 제 2 분배부 연통부(32b)를 통하여 제 2 분배부(13b)로 유입된다. 냉매는 제 2 통로(33b)로부터 제 1 분배부 연통부(32a)를 통하여 제 1 분배부(13a)로 유입된다. 냉매는 제 2 분배부(13b)로부터 제 2 AU코어부(11b)를 상승한다. 냉매는 제 1 분배부(13a)로부터 제 1 AU코어부(11a)를 상승한다. 냉매는 제 2 AU코어부(11b)로부터 제 1 AU탱크부(12)의 내부로 유입된다. 냉매는 제 1 AU코어부(11a)로부터 제 1 AU탱크부(12)의 내부로 유입된다. 따라서, 냉매는 최후의 집합 탱크인 제 1 AU탱크부(12) 내에서 하나의 흐름으로 통합된다. 냉매는 제 1 AU탱크부(12)의 일단에 형성된 출구(12a)로부터 냉매 증발기(1)의 외부로 흘러 나온다. 이후, 냉매는 도시되지 않는 압축기의 흡입측으로 공급된다.
이 실시 형태에 따르면, 비틀림부(35c)는 냉매를 선회시키면서 흘린다. 교환부(30)에 있어서 냉매가 선회하면서 흐른다. 이 때문에, 교환부(30) 내에 있어서의 냉매의 성분 분리가 억제된다. 이 결과, AU코어부(11)에 있어서의 냉매 성분의 분포가 억제된다. 또한, AU코어부(11)에 있어서의 온도 분포가 억제된다.
(제 5 실시 형태)
이 실시 형태는 선행하는 실시 형태를 기초적 형태로 하는 변형예이다. 상기 실시 형태에서는 복수의 비틀림부(35c)를 가진 구획 부재(35)를 채용했다. 이에 대신하여, 이 실시 형태에서는 도 15에 도시되는 구획 부재(235)가 채용된다.
구획 부재(235)는 중앙부에 하나의 비틀림부(235c)를 가진다. 비틀림부(235c)는 표면(235a)과 이면(235b)이 반전하도록 각도 180도의 비틀림을 주고 있다. 이 구성에 따르면, 비틀림부(235c)에 있어서 제 1 통로(33a)와 제 2 통로(33b)가 교환된다. 이 구성에 따르면, 제 1 통로(33a)의 절반부는 제 1 집합부(23a)에 대향하도록 위치된다. 또, 제 1 통로(33a)의 나머지 절반부는 제 2 분배부(13b)에 대향하도록 위치된다. 마찬가지로, 제 2 통로(33b)의 절반부는 제 2 집합부(23b)에 대향하도록 위치된다. 또, 제 2 통로(33b)의 나머지 절반부는 제 1 분배부(13a)에 대향하도록 위치된다.
이 구성에 따르면, 제 1 통로(33a)의 중앙에 있어서, 구획 부재(235)가 비틀림부(235c)를 가진다. 따라서, 제 1 통로(33a)에서 냉매를 선회시킬 수 있다. 마찬가지로, 제 2 통로(33b)의 중앙에 있어서, 구획 부재(235)가 비틀림부(235c)를 가진다. 따라서, 제 2 통로(33b)에서 냉매를 선회시킬 수 있다.
(제 6 실시 형태)
이 실시 형태는 선행하는 실시 형태를 기초적 형태로 하는 변형예이다. 상기 실시 형태에서는 각도 180도만큼의 비틀림부(35c)를 가진 구획 부재(35)를 채용했다. 이에 대신하여, 이 실시 형태에서는 도 16, 도 17 및 도 18에 도시되는 구획 부재(335)가 채용된다.
구획 부재(35)는, 그 중앙에 각도 90도만큼의 비틀림부(335d)를 가진다. 또한, 구획부(335)는, 그 한쪽 단부에 각도 90도만큼의 비틀림부(335e)를 가진다. 비틀림부(335e)는 중간 탱크부(33)의 단부에 위치한다. 이 결과, 제 1 통로(333a)는 중간 탱크부(33)의 단부에 있어서만 제 2 AU코어부(11b), 즉, 제 2 분배부(13b)에 대향하도록 위치된다. 바꾸어 말하면, 제 1 통로(333a)와 제 2 분배부(13b)는 입구(22a)로부터 먼 단부에 있어서만 서로 연통 가능하게 위치된다.
제 1 집합부(23a)와 제 1 통로(333a)의 사이에는 연통로가 설치되어 있다. 제 2 집합부(23b)와 제 2 통로(333b)의 사이에는 연통로가 설치되어 있다. 제 1 분배부(13a)와 제 2 통로(333b)의 사이에는 연통로가 설치되어 있다. 제 2 분배부(13b)와 제 1 통로(333a)의 사이에는 연통로가 설치되어 있다.
도 17에 있어서, 해칭은 냉매 유량이 적은 소유량에 있어서의 액 성분의 분포를 나타낸다. 도시되는 바와 같이, 액 성분은 입구(22a) 근처에 있어서 코어부(21)에 흘러들기 쉽다. 제 1 AD코어부(21a)를 경유한 냉매는 제 1 통로(333a)를 경유하여 제 2 분배부(13b)의 단부로부터 공급된다. 이 결과, 제 2 AU코어부(11b)에 있어서는, 입구(22a)로부터 먼 부위로 액 성분을 많이 흘릴 수 있다. 또한, 비틀림부(335d, 335e)를 경유한 냉매는 냉매 성분의 분리가 억제된다. 냉매 성분의 분리가 억제됨으로써 제 2 AU코어부(11b)의 단부에 있어서 보다 양호한 냉매 분포를 얻을 수 있다. 이 결과, 제 2 AD코어부(21b)에서 발생하는 액 성분이 적은 범위에 겹치도록 제 2 AU코어부(11b)에 액 성분이 많은 범위를 생성시킬 수 있다.
도 18에 있어서, 해칭은 냉매 유량이 많은 대유량에 있어서의 액 성분의 분포를 나타낸다. 대유량에 있어서는, AD코어부(21)와 AU코어부(11)의 양쪽에 있어서 양호한 냉매 분포가 얻어진다. 또한, 구획 부재(335)는 각도 90도만큼의 비틀림부(335d, 335e)를 가지기 때문에 압력 손실을 억제하면서 상기와 같은 양호한 냉매 분포를 제공할 수 있다.
(제 7 실시 형태)
이 실시 형태는 선행하는 실시 형태를 기초적 형태로 하는 변형예이다. 이 실시 형태에서는 도 19에 도시되는 구획 부재(435)가 채용된다.
구획 부재(435)는 복수의 비틀림부(435f)를 가진다. 복수의 비틀림부(435f)는 구획 부재(435)의 세로 방향으로 분산하여 배치되어 있다. 구획 부재(435)는, 그 세로 방향의 복수의 다른 위치에 사전에 결정된 각도만큼 비틀린 비틀림부(435f)를 가진다. 비틀림부(435f)의 위치와 비틀림 각도는 사전에 결정된 냉매 성분의 혼합 효과가 얻어지도록 설정된다.
(제 8 실시 형태)
이 실시 형태는 선행하는 실시 형태를 기초적 형태로 하는 변형예이다. 상기의 실시 형태에서는 중간 탱크부(33)에는 2개의 통로(33a, 33b)가 구획 형성된다. 이에 대신하여, 이 실시 형태에서 구획 부재(535)는 통형상 부재(34)의 내부를 3개 이상의 통로(533a, 533b, 533c, 533d)로 구획한다.
도 20에 있어서, 구획 부재(535)는 4개의 칸막이를 제공하는 십자형의 단면을 가진 판형상의 부재에 의하여 제공된다. 구획 부재(535)는 복수의 비틀림부를 가진다. 이 구성에 따르면, 중간 탱크부(33)는 4개의 통로(533a―533d)를 제공한다.
이 구성에 따르면, 코어부(11, 21)를 3개 이상으로 구분할 수 있다. 구체적으로는, AD코어부(21)를 4개로 구분하고, AU코어부(11)를 4개로 구분할 수 있다.
이와 같은 구성은 코어부(11, 21)에 있어서의 다른 구분, 즉, 공기의 흐름 방향을 따라서 중복되지 않는 구분으로 냉매를 흘리는 것을 가능하게 한다. 또한, 3개 이상의 구분은 다양한 조합을 선택할 수 있게 한다.
예를 들면, 도 21, 도 22, 도 23 및 도 24에 도시되는 조합 중 어느 하나를 채용할 수 있다. 이들에 있어서는, 4개로 구분된 코어부(511, 521)가 채용되어 있다. 교환부(530a)는 양단에서 평행적인 연통을 제공하고, 중앙에서 교차하는 연통을 제공한다. 교환부(530b)는 복수의 구분을 점대칭으로 교환하도록 모든 통로가 교차하는 연통을 제공한다. 교환부(530c)는 코어부(511, 521)의 절반부에 있어서 교환하고, 나머지 절반부에 있어서도 교환하는 병렬적인 교차 연통을 제공한다. 교환부(530d)는 중앙에서 평행적인 연통을 제공하고, 양단에서 교차하는 연통을 제공한다.
구획 부재(535)는 선택된 연통 관계를 제공하도록, 그 비틀림부의 위치, 비틀림부의 수, 비틀림부의 비틀림 각도가 설정되어 있다. 이와 같은 구성에 따르면, 3개 이상의 복수의 구분으로 구분된 AU코어부(11)에 있어서 바람직한 냉매 분포를 제공할 수 있다.
이 실시 형태에 대신하여, 3개의 통로를 제공하기 위해, 3개의 칸막이를 제공하는 Y자형의 단면을 가진 구획 부재를 채용해도 좋다. 마찬가지로, 5개의 칸막이를 제공하는 단면형, 6개의 칸막이를 제공하는 단면형(＊형) 등, 다수의 칸막이를 제공하는 단면을 가진 구획 부재를 채용해도 좋다.
(제 9 실시 형태)
이 실시 형태는 선행하는 실시 형태를 기초적 형태로 하는 변형예이다. 상기 실시 형태에서는 판형상의 구획 부재를 채용했다. 이에 대신하여, 도 25에 도시되는 바와 같이, 관형상의 구획 부재를 채용해도 좋다.
이 실시 형태에서 교환부(30)는 중간 탱크부(33)를 가진다. 중간 탱크부(33)는 통형상 부재(634)와, 이 통형상 부재(634)의 안에 배치된 홈부착 관(635)을 가진다. 통형상 부재(34)의 내부에 설치된 홈부착 관(635)은 구획 부재를 제공한다.
홈부착 관(635)은, 그 통형상의 벽면에 나선상으로 연장되는 단선의 홈(635g)을 가진다. 홈(635g)과 홈(635g)의 사이에는 나선상으로 연장되는 봉우리(635h)가 형성된다. 봉우리(635h)는 통형상 부재의 내면에 접촉한다. 홈(635g)은 홈부착 관(635)의 벽을 변형시킴으로써 형성되어 있다. 따라서, 홈부착 관(635)의 외면에는 홈(635g)이 형성되어 있다. 홈부착 관(635)의 내면에는 홈(635g)에 대응하는 나선상의 내측으로 돌출된 리지(inwardly protruding ridge)가 형성되어 있다. 홈(635g)은 집합부(23a, 23b) 및 분배부(13a, 13b)의 연통을 형성하기 쉽도록 사전에 결정된 피치(pitch)로 형성되어 있다.
홈부착 관(635)은, 그 내부에 제 1 통로(633a)를 제공한다. 홈부착 관(635)은, 그 홈(635g)에 의하여 제 2 통로(633b)를 제공한다. 예를 들면, 제 1 집합부(23a)와 제 2 분배부(13b)가 제 1 통로(633a)에 연통된다. 이 연통은 통형상 부재(634)와 홈부착 관(635)을 관통하는 개구 또는 관에 의하여 제공할 수 있다. 제 2 집합부(23b)와 제 1 분배부(13a)가 제 2 통로(633b)에 연통된다. 이 연통은 통형상 부재(634)만을 관통하는 개구 또는 관에 의하여 제공할 수 있다.
홈(635g)은, 그 홈(635g) 자신에 의하여 통형상 부재(34)와 나선관(635)의 사이에 형성되는 통로에 있어서의 비틀림부를 제공한다. 또한, 홈(635g)은 나선관(635) 내로 돌출함으로써 나선관(635) 내의 통로에 있어서의 비틀림부를 제공한다.
이 구성에 따르면, 제 1 통로(633a)를 흐르는 냉매는 나선상의 내볼록조에 의하여 선회하면서 흐른다. 이 때문에, 제 1 통로(633a) 내에 있어서의 냉매 성분의 분리가 억제된다. 또, 제 2 통로(633b)를 흐르는 냉매는 나선상으로 연장되는 홈(635g) 내를 흐르기 때문에 선회하면서 흐른다. 이 때문에, 제 2 통로(633b) 내에 있어서의 냉매 성분의 분리가 억제된다.
이 실시 형태에 대신하여, 3조, 4조라는 다조의 홈을 가진 홈부착 관을 채용해도 좋다.
(다른 실시 형태)
본 발명은 상기의 실시 형태에 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위 내에서 이하와 같이 여러 가지로 변형 가능하다.
(1) 상기의 실시 형태에서는 제 2 냉매 유출구(24b) 1개에 대하여 제 1 냉매 유입구(14a)를 2개 설치한 예에 대하여 설명했지만, 이에 한정되지 않고, 제 1 냉매 유입구(14a)의 수가 제 2 냉매 유출구(24b)의 수보다도 많으면, 몇 개 설치되어 있어도 좋다.
(2) 상기의 실시 형태에서는 제 2 냉매 유입구(14b)를 제 1 냉매 유입구(14a)와 동일하게 배치한 예에 대하여 설명했지만, 이에 한정되지 않고, 제 2 냉매 유입구(14b)를 1개 설치해도 좋다. 또, 제 2 냉매 유입구(14b)를 복수 설치하는 것과 함께, 제 1 냉매 유입구(14a)를 1개 설치해도 좋다.
(3) 상기의 실시 형태에서는 냉매 증발기(1)로서, 송풍 공기의 흐름 방향에서 보았을 때에 제 1 AU코어부(11a) 및 제 1 AD코어부(21a)가 중합하도록 배치되는 것과 함께, 제 2 AU코어부(11b) 및 제 2 AD코어부(21b)가 중합하도록 배치되는 예에 대하여 설명했지만, 이에 한정되지 않는다. 냉매 증발기(1)로서는, 송풍 공기의 흐름 방향에서 보았을 때에 제 1 AU코어부(11a) 및 제 1 AD코어부(21a)의 적어도 일부가 중합하도록 배치하거나, 제 2 AU코어부(11b) 및 제 2 AD코어부(21b)의 적어도 일부가 중합하도록 배치해도 좋다.
(4) 상기의 실시 형태와 같이, 냉매 증발기(1)에 있어서의 AU증발부(10)를 AD증발부(20)보다도 송풍 공기의 흐름 방향(X)에 있어서의 상류측에 배치하는 것이 바람직하지만, 이에 한정되지 않고, AU증발부(10)를 AD증발부(20)보다도 송풍 공기의 흐름 방향(X)에 있어서의 하측에 배치하도록 해도 좋다.
(5) 상기의 실시 형태에서는 각 코어부(11, 21)를 복수의 튜브(111, 211)와 핀(112, 212)으로 구성하는 예를 설명했지만, 이에 한정되지 않고, 복수의 튜브(111, 211)만으로 각 코어부(11, 21)를 구성하도록 해도 좋다. 또, 각 코어부(11, 21)를 복수의 튜브(111, 211)와 핀(112, 212)으로 구성하는 경우, 핀(112, 212)은 코러게이트 핀에 한정되지 않고, 플레이트 핀(plate fin)을 채용해도 좋다.
(6) 상기의 실시 형태에서는 냉매 증발기(1)를 차량용 공조 장치의 냉동 사이클에 적용하는 예에 대하여 설명했지만, 이에 한정되지 않고, 예를 들면, 급탕기 등에 이용되는 냉동 사이클에 적용해도 좋다.
상기 실시 형태에서 냉매 증발기(1)는 피냉각 유체의 흐름 방향을 따라서 2층으로 분리한 2개의 코어부를 구비한다. 이에 대신하여, 2층으로 배치된 2개의 코어부의 사이에 있어서, 일부 또는 전부의 핀 및／또는 튜브가 그들 2층에 걸쳐서 배치되어 있어도 좋다. 이러한 구성에서는 부분적으로 2층을 명확히 구분할 수 없는 부분이 발생하지만, 냉매 증발기(1)의 안에는 여전히 상류 코어부와 하류 코어부를 인정할 수 있다. 또, 일부의 핀에 대신하여 또는 추가하여 축랭재를 설치해도 좋다.
또, 상기 실시 형태에서 냉매 증발기(1)는 탱크 앤드 튜브형의 열교환기에 의하여 제공된다. 이에 대신하여, 이른바 드론 컵(drawn cup)형의 열교환기에 의하여 냉매 증발기(1)가 제공되어도 좋다.
상기 실시 형태에서 상류 코어부와 하류 코어부는 중간 탱크부(33)만을 경유하여 연통시켰지만, 이에 추가하여, 중간 탱크부(33)를 경유하지 않는 연통 경로, 예를 들면, 탱크(13b)와 탱크(23b)의 사이의 연통로를 부가적으로 설치해도 좋다.
상기 실시 형태에서 냉매 증발기(1)는 탱크부의 단부에 입구와 출구를 구비한다. 이에 대신하여 또는 추가하여, 탱크부의 중간부, 예를 들면, 중앙부에 입구 및／또는 출구를 설치해도 좋다.
상기 실시 형태에서 구획 부재(35) 등은 통형상 부재(34)의 전장에 걸쳐서 설치되고, 통형상 부재(34) 내를 그 세로 방향의 전장에 걸쳐서 복수의 챔버로 분할하고 있다. 이에 대신하여, 통형상 부재(34)의 세로 방향의 일부에만 구획 부재를 설치하고, 그 구획 부재에 비틀림부를 설치해도 좋다.
발명은 상기한 실시 형태에 전혀 제한되지 않고, 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하다. 발명은 실시 형태에 있어서 나타난 조합에 한정되지 않고, 여러 가지의 조합에 의하여 실시 가능하다. 각 실시 형태는 추가적인 부분을 가질 수 있다. 각 실시 형태의 부분은 생략되는 경우가 있다. 실시 형태의 부분은 다른 실시 형태의 부분과 치환하거나 또는 조합하는 것도 가능하다. 상기 실시 형태의 구조, 작용, 효과는 어디까지나 예시이다. 발명의 기술적 범위는 이들의 기재의 범위에 한정되는 것은 아니다. 발명의 몇 가지의 기술적 범위는 특허 청구 범위의 기재에 의하여 나타나고, 또한, 특허 청구 범위의 기재와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (16)

  1. 외부를 흐르는 피냉각 유체와 냉매의 사이에서 열교환을 실시하는 냉매 증발기로서,
    상기 피냉각 유체의 흐름 방향에 대하여 직렬로 배치된 제 1 증발부(20) 및 제 2 증발부(10)를 구비하고,
    상기 제 1 증발부 및 상기 제 2 증발부 각각은,
    냉매가 흐르는 복수의 튜브(111, 211, 11c, 21c)를 적층하여 구성된 열교환을 위한 코어부(11, 21)와,
    상기 복수의 튜브의 양단부에 접속되어, 상기 복수의 튜브를 흐르는 냉매의 집합 또는 분배를 실시하는 한쌍의 탱크부(12, 13, 22, 23)를 가지고,
    상기 제 1 증발부에 있어서의 상기 코어부는 상기 복수의 튜브 중, 일부의 튜브군으로 구성되는 제 1 코어부(21a) 및 잔부의 튜브군으로 구성되는 제 2 코어부(21b)를 가지고,
    상기 제 2 증발부에 있어서의 상기 코어부는 상기 복수의 튜브 중, 상기 피냉각 유체의 흐름 방향에 있어서 상기 제 1 코어부의 적어도 일부와 대향하는 튜브군으로 구성되는 제 3 코어부(11a) 및 상기 피냉각 유체의 흐름 방향에 있어서 상기 제 2 코어부의 적어도 일부와 대향하는 튜브군으로 구성되는 제 4 코어부(11b)를 가지고,
    상기 제 1 증발부에 있어서의 상기 한쌍의 탱크부 중, 한쪽의 탱크부(23)는 상기 제 1 코어부로부터의 냉매를 집합시키는 제 1 집합부(23a) 및 상기 제 2 코어부로부터의 냉매를 집합시키는 제 2 집합부(23b)를 포함하여 구성되고,
    상기 제 2 증발부에 있어서의 상기 한쌍의 탱크부 중, 한쪽의 탱크부는 상기 제 3 코어부로 냉매를 분배시키는 제 1 분배부(13a) 및 상기 제 4 코어부로 냉매를 분배시키는 제 2 분배부(13b)를 포함하여 구성되고,
    상기 제 1 증발부 및 상기 제 2 증발부는 상기 제 1 집합부의 냉매를 상기 제 2 분배부로 유도하는 제 1 연통부(31a, 32b, 33a) 및 상기 제 2 집합부의 냉매를 상기 제 1 분배부로 유도하는 제 2 연통부(31b, 32a, 33b)를 가진 냉매 교환부(30)를 통해 연결되어 있고,
    상기 제 1 분배부에는 상기 제 2 연통부가 접속되는 것과 함께, 상기 제 2 집합부로부터의 냉매를 상기 제 1 분배부로 유입시키는 냉매 유입구(14a)가 설치되어 있고,
    상기 제 2 집합부에는 상기 제 2 연통부가 접속되는 것과 함께, 상기 제 2 집합부 내의 냉매를 상기 제 1 분배부로 유출시키는 냉매 유출구(24b)가 설치되어 있고,
    상기 냉매 유출구(24b)와 상기 냉매 유입구(14a)의 수가 다른 것을 특징으로 하는
    냉매 증발기.
  2. 외부를 흐르는 피냉각 유체와 냉매의 사이에서 열교환을 실시하는 냉매 증발기로서,
    상기 피냉각 유체의 흐름 방향에 대하여 직렬로 배치된 제 1 증발부(20) 및 제 2 증발부(10)를 구비하고,
    상기 제 1 증발부 및 상기 제 2 증발부 각각은,
    냉매가 흐르는 복수의 튜브(111, 211, 11c, 21c)를 적층하여 구성된 코어부(11, 21)와,
    상기 복수의 튜브의 양단부에 접속되어, 상기 복수의 튜브를 흐르는 냉매의 집합 또는 분배를 실시하는 한쌍의 탱크부(12, 13, 22, 23)를 가지고,
    상기 제 1 증발부에 있어서의 상기 코어부는 상기 복수의 튜브 중, 일부의 튜브군으로 구성되는 제 1 코어부(21a) 및 잔부의 튜브군으로 구성되는 제 2 코어부(21b)를 가지고,
    상기 제 2 증발부에 있어서의 상기 코어부는 상기 복수의 튜브 중, 상기 피냉각 유체의 흐름 방향에 있어서 상기 제 1 코어부의 적어도 일부와 대향하는 튜브군으로 구성되는 제 3 코어부(11a) 및 상기 피냉각 유체의 흐름 방향에 있어서 상기 제 2 코어부의 적어도 일부와 대향하는 튜브군으로 구성되는 제 4 코어부(11b)를 가지고,
    상기 제 1 증발부에 있어서의 상기 한쌍의 탱크부 중, 한쪽의 탱크부는 상기 제 1 코어부로부터의 냉매를 집합시키는 제 1 집합부(23a) 및 상기 제 2 코어부로부터의 냉매를 집합시키는 제 2 집합부(23b)를 포함하여 구성되고,
    상기 제 2 증발부에 있어서의 상기 한쌍의 탱크부 중, 한쪽의 탱크부는 상기 제 3 코어부로 냉매를 분배시키는 제 1 분배부(13a) 및 상기 제 4 코어부로 냉매를 분배시키는 제 2 분배부(13b)를 포함하여 구성되고,
    상기 제 1 증발부 및 상기 제 2 증발부는 상기 제 1 집합부의 냉매를 상기 제 2 분배부로 유도하는 제 1 연통부(31a, 32b, 33a) 및 상기 제 2 집합부의 냉매를 상기 제 1 분배부로 유도하는 제 2 연통부(31b, 32a, 33b)를 가진 냉매 교환부(30)를 통해 연결되어 있고,
    상기 제 1 분배부에는 상기 제 2 연통부가 접속되는 것과 함께, 상기 제 2 집합부로부터의 냉매를 상기 제 1 분배부로 유입시키는 냉매 유입구(14a)가 복수 설치되어 있는 것을 특징으로 하는
    냉매 증발기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제 2 연통부는 복수 설치되어 있는 것과 함께, 각각 상기 냉매 유입구에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는
    냉매 증발기.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 집합부에는 상기 제 2 연통부가 접속되는 것과 함께, 상기 제 2 집합부 내의 냉매를 상기 제 1 분배부로 유출시키는 냉매 유출구(24b)가 설치되어 있고,
    상기 냉매 유입구(14a)의 수가 상기 냉매 유출구(24b)의 수보다 많은 것을 특징으로 하는
    냉매 증발기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 냉매 유출구의 수는 1개인 것을 특징으로 하는
    냉매 증발기.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉매 유입구는 복수 설치되어 있는 것과 함께, 상기 제 1 분배부에 있어서의 상기 튜브의 적층 방향의 중심선(C)의 일측과 타측에 적어도 1개씩 배치되어 있는 것을 특징으로 하는
    냉매 증발기.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉매 유입구는 복수 설치되어 있고,
    모든 상기 냉매 유입구는 상기 제 1 분배부에 있어서의 상기 튜브의 적층 방향의 중심선(C)의 일측에 배치되어 있고,
    상기 제 1 분배부에 있어서의 상기 중심선(C)의 타측에는 상기 제 1 분배부 내를 흐르는 냉매 유량을 조정하는 유량 조정 수단(15)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는
    냉매 증발기.
  8. 피냉각 유체와 냉매의 사이에서 열교환하는 복수의 코어부를 가진 냉매 증발기에 있어서,
    상기 피냉각 유체의 상류측에 배치된 복수의 상류 코어부(11a, 11b)와,
    상기 피냉각 유체의 하류측에 배치된 복수의 하류 코어부(21a, 21b)와,
    상기 피냉각 유체의 흐름 방향(X)에 관하여 적어도 부분적으로 중복되지 않는 위치에 위치된 상기 상류 코어부와 상기 하류 코어부를 연통하고, 그들에게 차례로 냉매를 흘리기 위한 시프팅 연통부(30, 230, 330, 430, 530, 630)를 가지고,
    상기 시프팅 연통부는 냉매를 선회시키면서 흘리기 위한 비틀림부(35c, 235c, 335d, 335e, 435f, 635g)를 갖는 것을 특징으로 하는
    냉매 증발기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 시프팅 연통부는,
    통형상의 통형상 부재(34)와,
    상기 통형상 부재의 내부에 수용되어, 상기 통형상 부재의 내부를 복수의 통로(33a, 33b, 533a, 533b, 533c, 533d, 633a, 633b)로 구획하는 구획 부재(35, 235, 335, 435, 535, 635)를 구비하고,
    상기 구획 부재는 상기 비틀림부를 가진 것을 특징으로 하는
    냉매 증발기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 구획 부재는 상기 통형상 부재의 내부를 2개의 통로(33a, 33b, 633a, 633b)로 구획하는 것을 특징으로 하는
    냉매 증발기.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 구획 부재(535)는 상기 통형상 부재의 내부를 3개 이상의 통로(533a, 533b, 533c, 533d)로 구획하는 것을 특징으로 하는
    냉매 증발기.
  12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구획 부재는 상기 통형상 부재의 내부에 설치된 판형상의 부재로서, 상기 비틀림부(35c, 235c, 335d, 335e, 435f)에 있어서 비틀려 있는 것을 특징으로 하는
    냉매 증발기.
  13. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구획 부재는 상기 통형상 부재의 내부에 설치된 홈부착 관(635)으로서, 상기 비틀림부를 제공하는 나선상의 홈(635g)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
    냉매 증발기.
  14. 제8항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 상기 하류 코어부는,
    상기 피냉각 유체의 일부와 상기 냉매의 일부를 열교환하기 위한 제 1 하류 코어부(21a)와,
    상기 피냉각 유체의 다른 일부와 상기 냉매의 다른 일부를 열교환하기 위한 제 2 하류 코어부(21b)를 구비하고,
    복수의 상기 상류 코어부는,
    상기 피냉각 유체의 흐름 방향에 관하여 상기 제 1 하류 코어부와 적어도 부분적으로 중복하여 배치되고, 상기 피냉각 유체의 다른 일부와 상기 냉매의 다른 일부를 열교환하기 위한 제 1 상류 코어부(11a)와,
    상기 피냉각 유체의 흐름 방향에 관하여 상기 제 2 하류 코어부와 적어도 부분적으로 중복하여 배치되고, 상기 피냉각 유체의 일부와 상기 냉매의 일부를 열교환하기 위한 제 2 상류 코어부(11b)를 구비하고,
    또한,
    상기 제 1 하류 코어부를 구성하는 복수의 튜브(21c)의 상기 냉매의 하류단에 설치되어, 상기 제 1 하류 코어부를 통과한 냉매를 집합시키는 제 1 집합부(23a)와,
    상기 제 2 하류 코어부를 구성하는 복수의 튜브(21c)의 상기 냉매의 하류단에 설치되어, 상기 제 2 하류 코어부를 통과한 냉매를 집합시키는 제 2 집합부(23b)와,
    상기 제 1 상류 코어부의 상기 냉매의 상류단에 설치되어, 상기 제 1 상류 코어부를 구성하는 복수의 튜브(11c)로 상기 냉매를 분배하는 제 1 분배부(13a)와,
    상기 제 2 상류 코어부의 상기 냉매의 상류단에 설치되어, 상기 제 2 상류 코어부를 구성하는 복수의 튜브(11c)로 상기 냉매를 분배하는 제 2 분배부(13b)를 구비하고,
    상기 시프팅 연통부는 상기 제 1 집합부와 상기 제 2 분배부를 연통하는 제 1 통로 및 상기 제 2 집합부와 상기 제 1 분배부를 연통하는 제 2 통로를 포함하는 복수의 통로(33a, 33b, 533a, 533b, 533c, 533d, 633a, 633b)를 형성하는 교환부(30, 230, 330, 430, 530, 630)인 것을 특징으로 하는
    냉매 증발기.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제 1 집합부와 상기 제 2 집합부는 일련의 집합 탱크부(23)를 구성하고,
    상기 제 1 분배부와 상기 제 2 분배부는 일련의 분배 탱크부(13)를 구성하고,
    상기 시프팅 연통부는 상기 집합 탱크부와 상기 분배 탱크부의 사이에 배치되고, 또한 상기 피냉각 유체의 흐름 방향(X)을 따라서 상기 집합 탱크부 및 상기 분배 탱크부에 중복하도록 배치되어 있는 중간 탱크부(33)를 구비하는 것을 특징으로 하는
    냉매 증발기.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    상기 피냉각 유체의 흐름 방향에 대하여 직렬로 배치된 제 1 증발부(20) 및 제 2 증발부(10)를 구비하고,
    상기 제 1 증발부는 상기 냉매가 흐르는 복수의 상기 튜브를 적층하여 구성된 코어부(21)와, 복수의 상기 튜브의 양단부에 접속되어, 복수의 상기 튜브를 흐르는 냉매의 집합 또는 분배를 실시하는 탱크부(22, 23)를 가지고,
    상기 제 2 증발부는 상기 냉매가 흐르는 복수의 상기 튜브를 적층하여 구성된 코어부(11)와, 복수의 상기 튜브의 양단부에 접속되어, 복수의 상기 튜브를 흐르는 냉매의 집합 또는 분배를 실시하는 탱크부(12, 13)를 가지고,
    상기 제 1 증발부에 있어서의 상기 코어부의 복수의 상기 튜브는, 그 일부에 의하여 상기 제 1 하류 코어부를 제공하는 것과 함께, 그 잔부에 의하여 상기 제 2 하류 코어부를 제공하고,
    상기 제 2 증발부에 있어서의 상기 코어부의 복수의 상기 튜브는, 그 일부에 의하여 상기 제 1 상류 코어부를 제공하는 것과 함께, 그 잔부에 의하여 상기 제 2 상류 코어부를 제공하고,
    상기 제 1 증발부에 있어서의 한쪽의 상기 탱크부는 상기 제 1 집합부 및 상기 제 2 집합부를 제공하고,
    상기 제 2 증발부에 있어서의 한쪽의 상기 탱크부는 상기 제 1 분배부 및 상기 제 2 분배부를 제공하는 것을 특징으로 하는
    냉매 증발기.
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