冷媒蒸発器
【課題】 Ｕターンブロック部の第１タンク部および第２タンク部に接続されている複数の冷媒チューブへの液冷媒の分配を均一化し、熱交換性能を向上させることができる冷媒蒸発器を提供することを目的とする。
【解決手段】 冷媒流通経路を区画する複数のブロックの１つを、冷媒が上タンク４の第１タンク部６および第２タンク部７のいずれか一方に仕切壁４Ｃに沿う方向から流入し、そこからいずれか他方のタンク部に流通され、第１タンク部６および第２タンク部７の各々から複数の冷媒チューブ２に分配されて流通されるＵターンブロック部１５とされた冷媒蒸発器１であって、Ｕターンブロック部１５における上タンク４の第１タンク部６と第２タンク部７との間を仕切る仕切壁４Ｃに、仕切壁４Ｃの長さ方向に沿って複数個の冷媒分配孔４Ｍを設け、第１タンク部６と第２タンク部７との間を連通した。
【解決手段】 冷媒流通経路を区画する複数のブロックの１つを、冷媒が上タンク４の第１タンク部６および第２タンク部７のいずれか一方に仕切壁４Ｃに沿う方向から流入し、そこからいずれか他方のタンク部に流通され、第１タンク部６および第２タンク部７の各々から複数の冷媒チューブ２に分配されて流通されるＵターンブロック部１５とされた冷媒蒸発器１であって、Ｕターンブロック部１５における上タンク４の第１タンク部６と第２タンク部７との間を仕切る仕切壁４Ｃに、仕切壁４Ｃの長さ方向に沿って複数個の冷媒分配孔４Ｍを設け、第１タンク部６と第２タンク部７との間を連通した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍サイクル中に設けられる冷媒蒸発器に関し、特に車両用空調装置に適用して好適な冷媒蒸発器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用空調装置の冷凍サイクルに用いられる冷媒蒸発器として、冷媒を上下方向に流す冷媒流路を有し、該冷媒流路の外側を流れる空気の流れ方向と直交方向に多数並列に配置されるとともに、空気の流れ方向に沿って前後に複数列に配置された多数の冷媒チューブと、多数の冷媒チューブの上下両端に接続されて空気の流れ方向と直交する方向に配置されるとともに、複数列の冷媒チューブに対応して内部が列方向に仕切壁により第１タンク部と第２タンク部とに仕切られ、冷媒の分配もしくは集合を行う上下一対のタンクとを備え、冷媒入口から流入した冷媒をタンク内の複数箇所に設けられている仕切板により区画される複数のブロックの冷媒チューブ内に順次流通させて空気と熱交換させ、空気を冷却するように構成した冷媒蒸発器が知られている。
【０００３】
上記構成を有する冷媒蒸発器において、複数のブロックの１つを、冷媒が上タンクの第１タンク部に仕切壁に沿う方向から流入し、この第１タンク部からサイド冷媒通路を経て第２タンク部に流通され、さらに第１タンク部および第２タンク部のそれぞれから複数の冷媒チューブに分配されて流通されるＵターンブロック部としたものが、特許文献１に記載されている。また、特許文献２には、複数の冷媒チューブを流通して上タンクの第２タンク部に集合された冷媒を、そのまま仕切壁を隔てた第１タンク部に流通させるため、仕切壁に複数個の連通孔を穿設したものが記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特許第３６３７３１４号公報
【特許文献２】特開２００１−７４３８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の冷媒蒸発器では、上方に位置する上タンクのＵターンブロック部において、液冷媒が慣性により冷媒流入方向の手前側の冷媒チューブに流れ易く、第１タンク部から第２タンク部に流入した液冷媒をその最奥側まで十分に到達させることができない場合がある。このため、第２タンク部に接続されている複数の冷媒チューブに対する液冷媒の分配が不均一となり、冷媒チューブの外部を流通する空気との熱交換が有効に行われない部分が生じ、熱交換性能が低下するという問題を有している。
【０００６】
一方、上記特許文献２に記載の冷媒蒸発器には、第１タンク部と第２タンク部とを仕切る仕切壁に複数個の連通孔を穿設したものが記載されているが、これは、上タンクの第２タンク部に集合された冷媒を、そのまま仕切壁を隔てた第１タンク部に流通させるためのものであって、上タンクのＵターンブロック部において、上タンクの第１タンク部に仕切壁に沿う方向から流入された液冷媒を、Ｕターンブロック部を構成する第１タンク部および第２タンク部の双方に対してその長さ方向の全領域に均等に分配することを示唆するものではない。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、Ｕターンブロック部の第１タンク部および第２タンク部に接続されている複数の冷媒チューブへの液冷媒の分配を均一化し、熱交換性能を向上させることができる冷媒蒸発器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の冷媒蒸発器は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる冷媒蒸発器は、冷媒を上下方向に流す冷媒流路を有し、該冷媒流路の外側を流れる外部流体の流れ方向と直交方向に多数並列に配置されるとともに、前記外部流体の流れ方向に沿って前後に複数列に配置された多数の冷媒チューブと、前記多数の冷媒チューブの上下両端に接続されて前記外部流体の流れ方向と直交する方向に配置されるとともに、前記複数列の冷媒チューブに対応して内部が列方向に仕切壁により第１タンク部と第２タンク部とに仕切られ、冷媒の分配もしくは集合を行う上下一対のタンクとを備え、前記タンクには、冷媒入口と冷媒出口とが設けられ、前記冷媒入口から流入した冷媒が前記タンク内の複数箇所に設けられている仕切板により区画される複数のブロックの前記冷媒チューブ内を順次流通した後、前記冷媒出口から流出される冷媒蒸発器において、前記複数のブロックの１つが、前記冷媒が前記上タンクの前記第１タンク部および前記第２タンク部のいずれか一方に前記仕切壁に沿う方向から流入し、そこから前記いずれか他方のタンク部に流通され、該第１タンク部および第２タンク部の各々から前記複数の冷媒チューブに分配されて流通されるＵターンブロック部とされ、該Ｕターンブロック部において、前記上タンクの前記第１タンク部と前記第２タンク部との間を仕切る前記仕切壁に、該仕切壁の長さ方向に沿って複数個の冷媒分配孔を設け、前記第１タンク部と前記第２タンク部との間を連通したことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、Ｕターンブロック部において、第１タンク部および第２タンク部のいずれか一方に仕切壁に沿う方向から流入されてくる気液二相冷媒中の液冷媒を、仕切壁の長さ方向に沿って設けられている複数個の冷媒分配孔により、前記他方のタンク部に順次分配しながらＵターンブロック部の第１タンク部および第２タンク部の双方にその冷媒流入方向の全領域にわたりほぼ均等に流入させることができる。これにより、第１タンク部および第２タンク部に接続されている複数の冷媒チューブに対して液冷媒をほぼ均一に分配することが可能となる。従って、主に外部流体の冷却に寄与する液冷媒の分配をより均一化し、冷媒蒸発器の熱交換性能を向上させることができる。
【００１０】
さらに、本発明の冷媒蒸発器は、上記の冷媒蒸発器において、前記冷媒分配孔は、前記Ｕターンブロック部の冷媒流入方向の手前側の一部領域を除く奥側の領域に偏らせて複数個設けられていることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、冷媒分配孔を冷媒流入方向の手前側の一部領域を除く奥側の領域に偏らせて設けているため、慣性により手前側の冷媒分配孔に多く分配され易い液冷媒を全体的に奥側の冷媒分配孔へと順次シフトし、第１タンク部および第２タンク部のいずれか一方のタンク部から他方のタンク部に流入される液冷媒の冷媒流入方向における分配を改善することができる。これにより、液冷媒を第１タンク部および第２タンク部の冷媒流入方向の全領域にわたりほぼ均等に分配することが可能となる。従って、複数の冷媒チューブに対する液冷媒の分配を均一化し、冷媒蒸発器の熱交換性能を向上させることができる。
【００１２】
さらに、本発明の冷媒蒸発器は、上記の冷媒蒸発器において、前記冷媒分配孔が設けられる前記奥側の領域は、前記Ｕターンブロック部の冷媒流入方向の最奥端部から一番手前側の前記冷媒分配孔の位置までの長さをＬ１とし、前記Ｕターンブロック部の冷媒流入方向長さの全長をＬ２としたとき、０．７＜Ｌ１／Ｌ２＜０．９とされていることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、冷媒流入方向の手前側の一部領域を除く奥側の、０．７＜Ｌ１／Ｌ２＜０．９の領域に複数個の冷媒分配孔を設けることにより、全領域に冷媒分配孔を設けた場合に比べて、第１タンク部および第２タンク部のいずれか一方のタンク部から他方のタンク部に流入される液冷媒の分配をより均一化することができる。つまり、Ｌ１／Ｌ２が０．７未満になると、前記他方のタンク部の手前側領域における液冷媒の分配がやや不足気味となり、また、Ｌ１／Ｌ２が０．９を超えると、逆に最奥側領域における液冷媒の分配がやや不足気味となる。冷媒分配孔を設ける領域を上記領域とすることによって、複数の冷媒チューブに対する液冷媒の分配を均一化し、冷媒蒸発器の熱交換性能を向上させることができる。
【００１４】
さらに、本発明の冷媒蒸発器は、上述のいずれかの冷媒蒸発器において、前記複数の冷媒分配孔は、前記Ｕターンブロック部の冷媒流入方向の手前側から奥側に向って漸次開口面積が大きくされていることを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、冷媒分配孔の開口面積をＵターンブロック部の冷媒流入方向の手前側から奥側に向って漸次大きくしているため、慣性により手前側の冷媒分配孔に多く分配され易い液冷媒を開口面積の大きい奥側の冷媒分配孔へと順次シフトし、第１タンク部および第２タンク部のいずれか一方のタンク部から他方のタンク部に流入される液冷媒の冷媒流入方向における分配を改善することができる。これにより、液冷媒を第１タンク部および第２タンク部の冷媒流入方向の全領域にわたりほぼ均等に分配することが可能となる。従って、複数の冷媒チューブに対する液冷媒の分配を均一化し、冷媒蒸発器の熱交換性能を向上させることができる。
【００１６】
さらに、本発明の冷媒蒸発器は、上述のいずれかの冷媒蒸発器において、前記冷媒分配孔は、円形孔により構成されていることを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、冷媒分配孔が円形孔によって構成されているため、仕切壁の冷媒分配孔穿設部分における応力集中を緩和することができる。これにより、タンク全体としての耐圧強度を高めることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によると、仕切壁に沿う方向から流入される気液二相冷媒中の液冷媒を、上タンクに形成されるＵターンブロック部の第１タンク部および第２タンク部の双方に、その冷媒流入方向の全領域にわたりほぼ均等に分配し、流入させることができるため、第１タンク部および第２タンク部に接続されている複数の冷媒チューブに対する液冷媒の分配をより均一化し、蒸発器の熱交換性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１ないし図４、ならびに図６を用いて説明する。図１には、本発明の第１実施形態にかかる冷媒蒸発器１の斜視図が示されており、図２には、その分解斜視図が示され、図３には、その正面図（Ａ）と右側面図（Ｂ）が示されている。冷媒蒸発器１は、長さ方向に沿って複数の冷媒流路２Ａを有する多数の冷媒チューブ２を備えている。この冷媒チューブ２は、例えば押し出し成形や引き抜き成形によって製造される、あるいは板材を楕円の筒状に成形し、その中にインナーフィンを収めることによって製造されるアルミ合金製の扁平なチューブにより構成することができる。
【００２０】
冷媒チューブ２は、その外側を流れる外部流体（空気）Ａの流れ方向に直交する方向に多数並列して積層配置されている。また、冷媒チューブ２は、空気Ａの流れ方向に対して前後に複数列（２列）に配置されている。このように、空気Ａの流れ方向に直交する方向に多数並列して積層配置された多数の冷媒チューブ２の間には、例えばアルミ合金製の薄板を波形形状にコルゲート成形して構成された伝熱フィン３が介装され、公知の方法によって冷媒チューブ２の外表面にロウ付け接合されている。
【００２１】
多数の冷媒チューブ２の上端部および下端部には、それぞれ断面が略長円形状とされた上タンク４および下タンク５がロウ付け接合されている。この上タンク４および下タンク５は、上下に２分割された上部材４Ａ，５Ａおよび下部材４Ｂ，５Ｂと、上タンク４および下タンク５の内部を複数列の冷媒チューブ２に対応して列方向にそれぞれ第１タンク部６と第２タンク部７および第１タンク部８と第２タンク部９とに仕切る仕切壁４Ｃ，５Ｃと、上タンク４および下タンク５の両端部をそれぞれ閉塞するキャップ部材４Ｄ，５Ｄおよび４Ｅ，５Ｅとから構成されている。これら上部材４Ａ，５Ａ、下部材４Ｂ，５Ｂ、仕切壁４Ｃ，５Ｃ、キャップ部材４Ｄ，５Ｄおよび４Ｅ，５Ｅは、アルミ合金製のプレス成形品により構成され、公知の方法によって一体にロウ付け接合されている。
【００２２】
上タンク４および下タンク５を構成する下部材４Ｂ，５Ｂには、多数の冷媒チューブ２の端部を挿入してロウ付け接合するためのチューブ差し込み孔４Ｆ，５Ｆが冷媒チューブ２の配列に対応して多数設けられている。下タンク５のキャップ部材５Ｅには、第１タンク部８に連通される冷媒入口５Ｇが設けられており、このキャップ部材５Ｅの冷媒入口５Ｇに連通するように冷媒入口ヘッダ１０がロウ付け接合されている。また、上タンク４のキャップ部材４Ｅには、第１タンク部６に連通される冷媒出口４Ｇが設けられており、このキャップ部材４Ｅの冷媒出口４Ｇに連通するように冷媒出口ヘッダ１１がロウ付け接合されている。冷媒入口ヘッダ１０および冷媒出口ヘッダ１１には、それぞれ冷媒入口配管１２および冷媒出口配管１３が接続されている。
【００２３】
上タンク４および下タンク５の内部には、上タンクの第２タンク部７および下タンク５の第１タンク部８をそれぞれ空気Ａの流れ方向に直交する方向（タンクの長さ方向）に沿って左右２つの領域に仕切る仕切板４Ｈ，５Ｈが設けられている。この仕切板４Ｈ，５Ｈは、本実施形態では左右２つの領域に仕切られた図示左側領域の冷媒チューブ２の本数と右側領域の冷媒チューブ２の本数との比が、ほぼ１：２となる位置に設けられている。また、下タンク５の第２タンク部９側には、図示右側領域のタンク長さ方向の適宜の位置２箇所に、キャップ部材５Ｅ側の端部に向って漸次小さくなる絞り孔５Ｋ，５Ｌを有する２枚の絞り板５Ｉ，５Ｊが所定間隔を隔てて設けられている。
【００２４】
さらに、上タンク４および下タンク５の仕切壁４Ｃ，５Ｃには、仕切板４Ｈ，５Ｈによって仕切られた図示左側領域において、上タンク４の第１タンク部６と第２タンク部７および下タンク５の第１タンク部８と第２タンク部９とをそれぞれ連通する複数の冷媒分配孔４Ｍ，５Ｍが仕切壁４Ｃ，５Ｃの長さ方向に沿って設けられている。この冷媒分配孔４Ｍ，５Ｍは、上タンク４の第１タンク部６内を仕切壁４Ｃの長さ方向に沿って図示右側領域から左側領域に流入されてくる気液二相冷媒中の液冷媒を、第２タンク部７の図示右側領域の長さ方向にほぼ均等に分配しながら流入される機能を担うものである。
【００２５】
また、冷媒入口ヘッダ１０が接続される下タンク５の第１タンク部８に仕切板５Hを設けるとともに、冷媒出口ヘッダ１１が接続される上タンク４の第２タンク部７に仕切板４Hを設けることによって、冷媒蒸発器１内における冷媒流通経路を、以下に説明する第１ブロック１４、第２ブロック（Ｕターンブロック）１５および第３ブロック１６の３つのブロックに区画している。第１ブロック１４は、冷媒入口ヘッダ１０から下タンク５の第１タンク部８に流入された冷媒を、仕切板５Hよりも右側領域に接続されている複数の冷媒チューブ２を通して上タンク４の第１タンク部６へと流通させるブロックである。
【００２６】
また、第２ブロック（Ｕターンブロック）１５は、上タンク４の第１タンク部６に流入された冷媒を、仕切壁４Ｃに沿って図示左側領域へと流通させ、そこから複数の冷媒分配孔４Ｍを通して第２タンク部７の仕切板４Ｈよりも左側領域にその長さ方向に沿ってほぼ均等に分配し、第１タンク部６および第２タンク部７の双方から複数の冷媒チューブ２内を流下させて下タンク５の第１タンク部８および第２タンク部９へと流通させるブロックであり、Ｕターンブロックとも称される。さらに、第３ブロック１６は、下タンク５の第１タンク部８および第２タンク部９に流下された冷媒を、冷媒分配孔５Ｍを通して第２タンク部９に集め、仕切壁５Ｃに沿って右側領域へと流通させ、そこから複数の冷媒チューブ２を通して上タンク４の第２タンク部７へと流通させるブロックであり、この上タンク４の第２タンク部７に流通された冷媒は、出口ヘッダ１１を経て冷媒出口配管１３へと流出される。
【００２７】
以上に説明の本実施形態によると、以下の作用効果を奏する。
冷媒入口配管１２より冷媒入口ヘッダを経て下タンク５の第１タンク８部内に流入された気液二相冷媒は、第１ブロック１４の複数の冷媒チューブ２内を上タンク４の第１タンク部６に向って流通する間に空気Ａと伝熱フィン３を介して熱交換され、その一部は蒸発する。上タンク４の第１タンク部６で集合された冷媒は、第１タンク部６内を左側領域に流通して第２ブロック（Ｕターンブロック）１５に入る。第２ブロック（Ｕターンブロック）１５に流入した気液二相冷媒は、第１タンク部６内を流通する間に仕切壁４Ｃに設けられている冷媒分配孔４Ｍにより第２タンク部７に均等に分配される。
【００２８】
第２ブロック（Ｕターンブロック）１５において上タンク４の第１タンク部６および第２タンク部７に均等に分配された冷媒は、第２ブロック（Ｕターンブロック）１５の複数の冷媒チューブ２内を下タンク５の第１タンク部８および第２タンク部９に向って流下する間に空気Ａと伝熱フィン３を介して熱交換され、さらに蒸発される。下タンク５の第１タンク部８および第２タンク部９に流下された冷媒は、第２タンク部９に集合され、第２タンク部９内を右側領域に流通して第３ブロック１６に入る。この冷媒は、第３ブロック１６の複数の冷媒チューブ２内を上タンク４の第２タンク部７に向って上昇し、この間に空気Ａと熱交換され、すべて蒸発ガス化されて第２タンク部７に集合される。冷媒との熱交換により冷却された空気Ａは、車室内に供給されて冷房に供され、一方、蒸発ガス化された冷媒は、出口ヘッダ１１から冷媒出口配管１３を経て圧縮機へと吸い込まれ、冷凍サイクル内を循環する。
【００２９】
上記のように、冷媒が上タンク４内でＵターンする第２ブロック（Ｕターンブロック）１５において、上タンク４の第１タンク部６に仕切壁４Ｃに沿って流入される気液二相の冷媒は、図４に示されるように、仕切壁４Ｃの長さ方向に沿って設けられている複数個の冷媒分配孔４Ｍによって、手前側から順次第２タンク部７へと分配されるため、第２タンク部７に対してその長さ方向の全領域にわたりほぼ均等に液冷媒を流入させることができる。これにより、第２ブロックの第１タンク部６および第２タンク部７に接続されている複数の冷媒チューブ２に対して液冷媒をほぼ均一に分配することができる。
【００３０】
従って、上記の冷媒蒸発器１によると、特に、Ｕターンブロック１５の第１タンク部６および第２タンク部７間での液冷媒の分配を改善し、外部流体である空気Ａの冷却に寄与する液冷媒の複数の冷媒チューブ２に対する分配をより均一化することができるため、冷媒蒸発器１の熱交換性能を向上させることができる。
図６には、第２ブロック（Ｕターンブロック）１５における冷媒分布模式図が特許文献１に記載された冷媒蒸発器と対比して示されている。この図は、冷媒分布状態を空気入口側から可視化したサーモグラフィ図の模式図であり、液冷媒が多いところほど表面温度が低く、ガス冷媒が多いところほど表面温度が高くなることを示すものである。なお、空気Ａ側の条件は、風速が１．５ｍ／ｓ、温度が乾球２７℃、湿球１９．５℃であり、冷媒側の条件は、温度０℃、質量流量１００ｋｇ／ｈである。
【００３１】
この図６からも、（Ａ）図に示す特許文献１に記載の冷媒蒸発器に比べ、（Ｂ）図に示す本実施形態の冷媒蒸発器１の方が、表面温度の高い１０〜１５℃、１５〜２０℃の領域が大幅に減少し、冷媒分布状態が改善されていることが判る。
なお、上記実施形態において、図３に示されるように、ヘッダ４，５の上部材４Ａ，５Ａの表面に多数のリブ４Ｎ，５Ｎを一体に成形してもよい。また、図２に示される冷媒蒸発器１の各構成部品は、個々にロウ付け接合されるわけではなく、公知の如く、すべての構成部品を仮組み立てした後、それを炉内に搬入して加熱し、一体に炉中でロウ付けすることにより製造される。
【００３２】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図５および図６を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第１実施形態に対して、仕切壁４Ｃ、５Ｃに設ける冷媒分配孔４Ｍ，５Ｍの設け方が異なる。その他の点については、第１実施形態と同様であるので説明は省略する。
本実施形態では、第２ブロック（Ｕターンブロック）１５において、仕切壁４Ｃ、５Ｃに設ける複数個の冷媒分配孔４Ｍ，５Ｍを、図５に示すように、第２ブロック（Ｕターンブロック）１５を構成する上タンク４の冷媒流入方向長さの全長（上タンク４の左端から仕切板４Ｈまでの寸法）をＬ２としたとき、冷媒流入方向の手前側の一部領域を除く奥側領域の長さＬ１の範囲に複数個設けた構成としている。
【００３３】
上記の奥側領域長さＬ１は、第１タンク部６および第２タンク部７の最奥端部から一番手前側の冷媒分配孔４Ｍ位置までの長さであり、この奥側領域の長さＬ１は、全長Ｌ２に対して、０．７＜Ｌ１／Ｌ２＜０．９の範囲が実用的であり、Ｌ１／Ｌ２は、０．８前後が最も好ましい。図６（Ｃ）に、Ｌ１／Ｌ２が０．８の場合における冷媒分布の模式図が示されている。図６（Ｂ）に示す上記第１実施形態の場合の模式図に比べて、冷媒分布状態が更に改善されていることが読み取れる。従って、本実施形態によっても、第１実施形態と同様に、冷媒蒸発器１の熱交換性能を向上させることができる。
【００３４】
なお、Ｌ１／Ｌ２が０．７未満になると、第２タンク部７における仕切板４Ｈよりの領域に対する液冷媒の分配がやや不足気味となり、図６（Ｃ）において、図中の右下側に表面温度の高い１０〜１５℃の領域が広がる傾向となる。一方、Ｌ１／Ｌ２が０．９を超えた場合には、逆に最奥側領域に対する液冷媒の分配がやや不足気味となり、図６（Ｃ）において、図中の左下側に表面温度の高い１０〜１５℃の領域が現れることになる。このことからも、Ｌ１／Ｌ２が０．８程度が最も好ましいといえる。
【００３５】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について、説明する。
本実施形態は、上記した第１および第２実施形態に対して、冷媒分配孔４Ｍ，５Ｍの大きさを変えるようにしている点が異なっている。その他の点については、第１実施形態と同様であるので説明は省略する。
本実施形態では、仕切壁４Ｃ、５Ｃにその長さ方向に沿って複数個設ける冷媒分配孔４Ｍ，５Ｍの大きさを、冷媒流入方向の手前側から奥側に向って漸次大きくした構成としている。
【００３６】
上記のように、冷媒分配孔４Ｍ，５Ｍの大きさを冷媒流入方向の奥側に向って漸次大きくすることによっても、慣性により手前側の冷媒分配孔４Ｍに多く分配され易い液冷媒を順次奥側の大きい冷媒分配孔４Ｍへとシフトし、第１タンク部６から第２タンク部７へと流入される液冷媒の冷媒流入方向における分配を改善することができる。従って、本実施形態においても、上記第１および第２実施形態と同様、液冷媒を第１タンク部６および第２タンク部７の冷媒流入方向の全領域にわたりほぼ均等に分配することが可能となり、複数の冷媒チューブ２に対する液冷媒の分配を均一化し、冷媒蒸発器１の熱交換性能を向上させることができる。
【００３７】
また、上記第１ないし第３実施形態では、冷媒分配孔４Ｍ，５Ｍの形状を、特定していないが、冷媒分配孔４Ｍ，５Ｍの形状は、円形孔であることが望ましい。これは仕切壁４Ｃ，５Ｃの冷媒分配孔穿設部分における応力集中を緩和するためであり、これにより、タンク全体としての耐圧強度を高めることができる。特に、昨今は高圧冷媒が使用される傾向にあることから、高圧冷媒仕様としても有効である。但し、本発明においては、冷媒分配孔４Ｍ，５Ｍの形状が円形のものに限定されるものではない。
【００３８】
なお、本発明は、上記実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。例えば、上記実施形態では、Ｕターンブロック１５において、冷媒が第１タンク部６側から第２タンク部側に流れるようにしたものを例示したが、逆に第２タンク部側から第１タンク部６側に流れるような構成としてもよいことはもちろんである。また、上記実施形態では、冷媒蒸発器１内における冷媒流通経路を、３ブロックに区画した例について説明したが、ブロック数については、３ブロックに限定されるものではない。さらに、冷媒蒸発器１に対する冷媒の入口および出口については、上下、左右いずれに設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる冷媒蒸発器の斜視図である。
【図２】図１に示す冷媒蒸発器の分解斜視図である。
【図３】図１に示す冷媒蒸発器の正面図（Ａ）とその右側面図（Ｂ）である。
【図４】図１に示す冷媒蒸発器におけるＵターンブロック部の冷媒分配状態を示す平面図である。
【図５】本発明の第２実施形態にかかる冷媒蒸発器におけるＵターンブロック部の冷媒分配状態を示す平面図である。
【図６】本発明にかかる冷媒蒸発器と従来の冷媒蒸発器とのＵターンブロック部における冷媒分布状態を対比して示す模式図（サーモグラフィ図）である。
【符号の説明】
【００４０】
１ 冷媒蒸発器
２ 冷媒チューブ
２Ａ 冷媒流路
４ 上タンク
５ 下タンク
４Ｃ，５Ｃ 仕切壁
４Ｇ 冷媒出口
４Ｈ，５Ｈ 仕切板
４Ｍ，５Ｍ 冷媒分配孔
５Ｇ 冷媒入口
６，８ 第１タンク部
７，９ 第２タンク部
１４ 第１ブロック
１５ 第２ブロック（Ｕターンブロック）
１６ 第３ブロック
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍サイクル中に設けられる冷媒蒸発器に関し、特に車両用空調装置に適用して好適な冷媒蒸発器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用空調装置の冷凍サイクルに用いられる冷媒蒸発器として、冷媒を上下方向に流す冷媒流路を有し、該冷媒流路の外側を流れる空気の流れ方向と直交方向に多数並列に配置されるとともに、空気の流れ方向に沿って前後に複数列に配置された多数の冷媒チューブと、多数の冷媒チューブの上下両端に接続されて空気の流れ方向と直交する方向に配置されるとともに、複数列の冷媒チューブに対応して内部が列方向に仕切壁により第１タンク部と第２タンク部とに仕切られ、冷媒の分配もしくは集合を行う上下一対のタンクとを備え、冷媒入口から流入した冷媒をタンク内の複数箇所に設けられている仕切板により区画される複数のブロックの冷媒チューブ内に順次流通させて空気と熱交換させ、空気を冷却するように構成した冷媒蒸発器が知られている。
【０００３】
上記構成を有する冷媒蒸発器において、複数のブロックの１つを、冷媒が上タンクの第１タンク部に仕切壁に沿う方向から流入し、この第１タンク部からサイド冷媒通路を経て第２タンク部に流通され、さらに第１タンク部および第２タンク部のそれぞれから複数の冷媒チューブに分配されて流通されるＵターンブロック部としたものが、特許文献１に記載されている。また、特許文献２には、複数の冷媒チューブを流通して上タンクの第２タンク部に集合された冷媒を、そのまま仕切壁を隔てた第１タンク部に流通させるため、仕切壁に複数個の連通孔を穿設したものが記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特許第３６３７３１４号公報
【特許文献２】特開２００１−７４３８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の冷媒蒸発器では、上方に位置する上タンクのＵターンブロック部において、液冷媒が慣性により冷媒流入方向の手前側の冷媒チューブに流れ易く、第１タンク部から第２タンク部に流入した液冷媒をその最奥側まで十分に到達させることができない場合がある。このため、第２タンク部に接続されている複数の冷媒チューブに対する液冷媒の分配が不均一となり、冷媒チューブの外部を流通する空気との熱交換が有効に行われない部分が生じ、熱交換性能が低下するという問題を有している。
【０００６】
一方、上記特許文献２に記載の冷媒蒸発器には、第１タンク部と第２タンク部とを仕切る仕切壁に複数個の連通孔を穿設したものが記載されているが、これは、上タンクの第２タンク部に集合された冷媒を、そのまま仕切壁を隔てた第１タンク部に流通させるためのものであって、上タンクのＵターンブロック部において、上タンクの第１タンク部に仕切壁に沿う方向から流入された液冷媒を、Ｕターンブロック部を構成する第１タンク部および第２タンク部の双方に対してその長さ方向の全領域に均等に分配することを示唆するものではない。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、Ｕターンブロック部の第１タンク部および第２タンク部に接続されている複数の冷媒チューブへの液冷媒の分配を均一化し、熱交換性能を向上させることができる冷媒蒸発器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の冷媒蒸発器は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる冷媒蒸発器は、冷媒を上下方向に流す冷媒流路を有し、該冷媒流路の外側を流れる外部流体の流れ方向と直交方向に多数並列に配置されるとともに、前記外部流体の流れ方向に沿って前後に複数列に配置された多数の冷媒チューブと、前記多数の冷媒チューブの上下両端に接続されて前記外部流体の流れ方向と直交する方向に配置されるとともに、前記複数列の冷媒チューブに対応して内部が列方向に仕切壁により第１タンク部と第２タンク部とに仕切られ、冷媒の分配もしくは集合を行う上下一対のタンクとを備え、前記タンクには、冷媒入口と冷媒出口とが設けられ、前記冷媒入口から流入した冷媒が前記タンク内の複数箇所に設けられている仕切板により区画される複数のブロックの前記冷媒チューブ内を順次流通した後、前記冷媒出口から流出される冷媒蒸発器において、前記複数のブロックの１つが、前記冷媒が前記上タンクの前記第１タンク部および前記第２タンク部のいずれか一方に前記仕切壁に沿う方向から流入し、そこから前記いずれか他方のタンク部に流通され、該第１タンク部および第２タンク部の各々から前記複数の冷媒チューブに分配されて流通されるＵターンブロック部とされ、該Ｕターンブロック部において、前記上タンクの前記第１タンク部と前記第２タンク部との間を仕切る前記仕切壁に、該仕切壁の長さ方向に沿って複数個の冷媒分配孔を設け、前記第１タンク部と前記第２タンク部との間を連通したことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、Ｕターンブロック部において、第１タンク部および第２タンク部のいずれか一方に仕切壁に沿う方向から流入されてくる気液二相冷媒中の液冷媒を、仕切壁の長さ方向に沿って設けられている複数個の冷媒分配孔により、前記他方のタンク部に順次分配しながらＵターンブロック部の第１タンク部および第２タンク部の双方にその冷媒流入方向の全領域にわたりほぼ均等に流入させることができる。これにより、第１タンク部および第２タンク部に接続されている複数の冷媒チューブに対して液冷媒をほぼ均一に分配することが可能となる。従って、主に外部流体の冷却に寄与する液冷媒の分配をより均一化し、冷媒蒸発器の熱交換性能を向上させることができる。
【００１０】
さらに、本発明の冷媒蒸発器は、上記の冷媒蒸発器において、前記冷媒分配孔は、前記Ｕターンブロック部の冷媒流入方向の手前側の一部領域を除く奥側の領域に偏らせて複数個設けられていることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、冷媒分配孔を冷媒流入方向の手前側の一部領域を除く奥側の領域に偏らせて設けているため、慣性により手前側の冷媒分配孔に多く分配され易い液冷媒を全体的に奥側の冷媒分配孔へと順次シフトし、第１タンク部および第２タンク部のいずれか一方のタンク部から他方のタンク部に流入される液冷媒の冷媒流入方向における分配を改善することができる。これにより、液冷媒を第１タンク部および第２タンク部の冷媒流入方向の全領域にわたりほぼ均等に分配することが可能となる。従って、複数の冷媒チューブに対する液冷媒の分配を均一化し、冷媒蒸発器の熱交換性能を向上させることができる。
【００１２】
さらに、本発明の冷媒蒸発器は、上記の冷媒蒸発器において、前記冷媒分配孔が設けられる前記奥側の領域は、前記Ｕターンブロック部の冷媒流入方向の最奥端部から一番手前側の前記冷媒分配孔の位置までの長さをＬ１とし、前記Ｕターンブロック部の冷媒流入方向長さの全長をＬ２としたとき、０．７＜Ｌ１／Ｌ２＜０．９とされていることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、冷媒流入方向の手前側の一部領域を除く奥側の、０．７＜Ｌ１／Ｌ２＜０．９の領域に複数個の冷媒分配孔を設けることにより、全領域に冷媒分配孔を設けた場合に比べて、第１タンク部および第２タンク部のいずれか一方のタンク部から他方のタンク部に流入される液冷媒の分配をより均一化することができる。つまり、Ｌ１／Ｌ２が０．７未満になると、前記他方のタンク部の手前側領域における液冷媒の分配がやや不足気味となり、また、Ｌ１／Ｌ２が０．９を超えると、逆に最奥側領域における液冷媒の分配がやや不足気味となる。冷媒分配孔を設ける領域を上記領域とすることによって、複数の冷媒チューブに対する液冷媒の分配を均一化し、冷媒蒸発器の熱交換性能を向上させることができる。
【００１４】
さらに、本発明の冷媒蒸発器は、上述のいずれかの冷媒蒸発器において、前記複数の冷媒分配孔は、前記Ｕターンブロック部の冷媒流入方向の手前側から奥側に向って漸次開口面積が大きくされていることを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、冷媒分配孔の開口面積をＵターンブロック部の冷媒流入方向の手前側から奥側に向って漸次大きくしているため、慣性により手前側の冷媒分配孔に多く分配され易い液冷媒を開口面積の大きい奥側の冷媒分配孔へと順次シフトし、第１タンク部および第２タンク部のいずれか一方のタンク部から他方のタンク部に流入される液冷媒の冷媒流入方向における分配を改善することができる。これにより、液冷媒を第１タンク部および第２タンク部の冷媒流入方向の全領域にわたりほぼ均等に分配することが可能となる。従って、複数の冷媒チューブに対する液冷媒の分配を均一化し、冷媒蒸発器の熱交換性能を向上させることができる。
【００１６】
さらに、本発明の冷媒蒸発器は、上述のいずれかの冷媒蒸発器において、前記冷媒分配孔は、円形孔により構成されていることを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、冷媒分配孔が円形孔によって構成されているため、仕切壁の冷媒分配孔穿設部分における応力集中を緩和することができる。これにより、タンク全体としての耐圧強度を高めることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によると、仕切壁に沿う方向から流入される気液二相冷媒中の液冷媒を、上タンクに形成されるＵターンブロック部の第１タンク部および第２タンク部の双方に、その冷媒流入方向の全領域にわたりほぼ均等に分配し、流入させることができるため、第１タンク部および第２タンク部に接続されている複数の冷媒チューブに対する液冷媒の分配をより均一化し、蒸発器の熱交換性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１ないし図４、ならびに図６を用いて説明する。図１には、本発明の第１実施形態にかかる冷媒蒸発器１の斜視図が示されており、図２には、その分解斜視図が示され、図３には、その正面図（Ａ）と右側面図（Ｂ）が示されている。冷媒蒸発器１は、長さ方向に沿って複数の冷媒流路２Ａを有する多数の冷媒チューブ２を備えている。この冷媒チューブ２は、例えば押し出し成形や引き抜き成形によって製造される、あるいは板材を楕円の筒状に成形し、その中にインナーフィンを収めることによって製造されるアルミ合金製の扁平なチューブにより構成することができる。
【００２０】
冷媒チューブ２は、その外側を流れる外部流体（空気）Ａの流れ方向に直交する方向に多数並列して積層配置されている。また、冷媒チューブ２は、空気Ａの流れ方向に対して前後に複数列（２列）に配置されている。このように、空気Ａの流れ方向に直交する方向に多数並列して積層配置された多数の冷媒チューブ２の間には、例えばアルミ合金製の薄板を波形形状にコルゲート成形して構成された伝熱フィン３が介装され、公知の方法によって冷媒チューブ２の外表面にロウ付け接合されている。
【００２１】
多数の冷媒チューブ２の上端部および下端部には、それぞれ断面が略長円形状とされた上タンク４および下タンク５がロウ付け接合されている。この上タンク４および下タンク５は、上下に２分割された上部材４Ａ，５Ａおよび下部材４Ｂ，５Ｂと、上タンク４および下タンク５の内部を複数列の冷媒チューブ２に対応して列方向にそれぞれ第１タンク部６と第２タンク部７および第１タンク部８と第２タンク部９とに仕切る仕切壁４Ｃ，５Ｃと、上タンク４および下タンク５の両端部をそれぞれ閉塞するキャップ部材４Ｄ，５Ｄおよび４Ｅ，５Ｅとから構成されている。これら上部材４Ａ，５Ａ、下部材４Ｂ，５Ｂ、仕切壁４Ｃ，５Ｃ、キャップ部材４Ｄ，５Ｄおよび４Ｅ，５Ｅは、アルミ合金製のプレス成形品により構成され、公知の方法によって一体にロウ付け接合されている。
【００２２】
上タンク４および下タンク５を構成する下部材４Ｂ，５Ｂには、多数の冷媒チューブ２の端部を挿入してロウ付け接合するためのチューブ差し込み孔４Ｆ，５Ｆが冷媒チューブ２の配列に対応して多数設けられている。下タンク５のキャップ部材５Ｅには、第１タンク部８に連通される冷媒入口５Ｇが設けられており、このキャップ部材５Ｅの冷媒入口５Ｇに連通するように冷媒入口ヘッダ１０がロウ付け接合されている。また、上タンク４のキャップ部材４Ｅには、第１タンク部６に連通される冷媒出口４Ｇが設けられており、このキャップ部材４Ｅの冷媒出口４Ｇに連通するように冷媒出口ヘッダ１１がロウ付け接合されている。冷媒入口ヘッダ１０および冷媒出口ヘッダ１１には、それぞれ冷媒入口配管１２および冷媒出口配管１３が接続されている。
【００２３】
上タンク４および下タンク５の内部には、上タンクの第２タンク部７および下タンク５の第１タンク部８をそれぞれ空気Ａの流れ方向に直交する方向（タンクの長さ方向）に沿って左右２つの領域に仕切る仕切板４Ｈ，５Ｈが設けられている。この仕切板４Ｈ，５Ｈは、本実施形態では左右２つの領域に仕切られた図示左側領域の冷媒チューブ２の本数と右側領域の冷媒チューブ２の本数との比が、ほぼ１：２となる位置に設けられている。また、下タンク５の第２タンク部９側には、図示右側領域のタンク長さ方向の適宜の位置２箇所に、キャップ部材５Ｅ側の端部に向って漸次小さくなる絞り孔５Ｋ，５Ｌを有する２枚の絞り板５Ｉ，５Ｊが所定間隔を隔てて設けられている。
【００２４】
さらに、上タンク４および下タンク５の仕切壁４Ｃ，５Ｃには、仕切板４Ｈ，５Ｈによって仕切られた図示左側領域において、上タンク４の第１タンク部６と第２タンク部７および下タンク５の第１タンク部８と第２タンク部９とをそれぞれ連通する複数の冷媒分配孔４Ｍ，５Ｍが仕切壁４Ｃ，５Ｃの長さ方向に沿って設けられている。この冷媒分配孔４Ｍ，５Ｍは、上タンク４の第１タンク部６内を仕切壁４Ｃの長さ方向に沿って図示右側領域から左側領域に流入されてくる気液二相冷媒中の液冷媒を、第２タンク部７の図示右側領域の長さ方向にほぼ均等に分配しながら流入される機能を担うものである。
【００２５】
また、冷媒入口ヘッダ１０が接続される下タンク５の第１タンク部８に仕切板５Hを設けるとともに、冷媒出口ヘッダ１１が接続される上タンク４の第２タンク部７に仕切板４Hを設けることによって、冷媒蒸発器１内における冷媒流通経路を、以下に説明する第１ブロック１４、第２ブロック（Ｕターンブロック）１５および第３ブロック１６の３つのブロックに区画している。第１ブロック１４は、冷媒入口ヘッダ１０から下タンク５の第１タンク部８に流入された冷媒を、仕切板５Hよりも右側領域に接続されている複数の冷媒チューブ２を通して上タンク４の第１タンク部６へと流通させるブロックである。
【００２６】
また、第２ブロック（Ｕターンブロック）１５は、上タンク４の第１タンク部６に流入された冷媒を、仕切壁４Ｃに沿って図示左側領域へと流通させ、そこから複数の冷媒分配孔４Ｍを通して第２タンク部７の仕切板４Ｈよりも左側領域にその長さ方向に沿ってほぼ均等に分配し、第１タンク部６および第２タンク部７の双方から複数の冷媒チューブ２内を流下させて下タンク５の第１タンク部８および第２タンク部９へと流通させるブロックであり、Ｕターンブロックとも称される。さらに、第３ブロック１６は、下タンク５の第１タンク部８および第２タンク部９に流下された冷媒を、冷媒分配孔５Ｍを通して第２タンク部９に集め、仕切壁５Ｃに沿って右側領域へと流通させ、そこから複数の冷媒チューブ２を通して上タンク４の第２タンク部７へと流通させるブロックであり、この上タンク４の第２タンク部７に流通された冷媒は、出口ヘッダ１１を経て冷媒出口配管１３へと流出される。
【００２７】
以上に説明の本実施形態によると、以下の作用効果を奏する。
冷媒入口配管１２より冷媒入口ヘッダを経て下タンク５の第１タンク８部内に流入された気液二相冷媒は、第１ブロック１４の複数の冷媒チューブ２内を上タンク４の第１タンク部６に向って流通する間に空気Ａと伝熱フィン３を介して熱交換され、その一部は蒸発する。上タンク４の第１タンク部６で集合された冷媒は、第１タンク部６内を左側領域に流通して第２ブロック（Ｕターンブロック）１５に入る。第２ブロック（Ｕターンブロック）１５に流入した気液二相冷媒は、第１タンク部６内を流通する間に仕切壁４Ｃに設けられている冷媒分配孔４Ｍにより第２タンク部７に均等に分配される。
【００２８】
第２ブロック（Ｕターンブロック）１５において上タンク４の第１タンク部６および第２タンク部７に均等に分配された冷媒は、第２ブロック（Ｕターンブロック）１５の複数の冷媒チューブ２内を下タンク５の第１タンク部８および第２タンク部９に向って流下する間に空気Ａと伝熱フィン３を介して熱交換され、さらに蒸発される。下タンク５の第１タンク部８および第２タンク部９に流下された冷媒は、第２タンク部９に集合され、第２タンク部９内を右側領域に流通して第３ブロック１６に入る。この冷媒は、第３ブロック１６の複数の冷媒チューブ２内を上タンク４の第２タンク部７に向って上昇し、この間に空気Ａと熱交換され、すべて蒸発ガス化されて第２タンク部７に集合される。冷媒との熱交換により冷却された空気Ａは、車室内に供給されて冷房に供され、一方、蒸発ガス化された冷媒は、出口ヘッダ１１から冷媒出口配管１３を経て圧縮機へと吸い込まれ、冷凍サイクル内を循環する。
【００２９】
上記のように、冷媒が上タンク４内でＵターンする第２ブロック（Ｕターンブロック）１５において、上タンク４の第１タンク部６に仕切壁４Ｃに沿って流入される気液二相の冷媒は、図４に示されるように、仕切壁４Ｃの長さ方向に沿って設けられている複数個の冷媒分配孔４Ｍによって、手前側から順次第２タンク部７へと分配されるため、第２タンク部７に対してその長さ方向の全領域にわたりほぼ均等に液冷媒を流入させることができる。これにより、第２ブロックの第１タンク部６および第２タンク部７に接続されている複数の冷媒チューブ２に対して液冷媒をほぼ均一に分配することができる。
【００３０】
従って、上記の冷媒蒸発器１によると、特に、Ｕターンブロック１５の第１タンク部６および第２タンク部７間での液冷媒の分配を改善し、外部流体である空気Ａの冷却に寄与する液冷媒の複数の冷媒チューブ２に対する分配をより均一化することができるため、冷媒蒸発器１の熱交換性能を向上させることができる。
図６には、第２ブロック（Ｕターンブロック）１５における冷媒分布模式図が特許文献１に記載された冷媒蒸発器と対比して示されている。この図は、冷媒分布状態を空気入口側から可視化したサーモグラフィ図の模式図であり、液冷媒が多いところほど表面温度が低く、ガス冷媒が多いところほど表面温度が高くなることを示すものである。なお、空気Ａ側の条件は、風速が１．５ｍ／ｓ、温度が乾球２７℃、湿球１９．５℃であり、冷媒側の条件は、温度０℃、質量流量１００ｋｇ／ｈである。
【００３１】
この図６からも、（Ａ）図に示す特許文献１に記載の冷媒蒸発器に比べ、（Ｂ）図に示す本実施形態の冷媒蒸発器１の方が、表面温度の高い１０〜１５℃、１５〜２０℃の領域が大幅に減少し、冷媒分布状態が改善されていることが判る。
なお、上記実施形態において、図３に示されるように、ヘッダ４，５の上部材４Ａ，５Ａの表面に多数のリブ４Ｎ，５Ｎを一体に成形してもよい。また、図２に示される冷媒蒸発器１の各構成部品は、個々にロウ付け接合されるわけではなく、公知の如く、すべての構成部品を仮組み立てした後、それを炉内に搬入して加熱し、一体に炉中でロウ付けすることにより製造される。
【００３２】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図５および図６を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第１実施形態に対して、仕切壁４Ｃ、５Ｃに設ける冷媒分配孔４Ｍ，５Ｍの設け方が異なる。その他の点については、第１実施形態と同様であるので説明は省略する。
本実施形態では、第２ブロック（Ｕターンブロック）１５において、仕切壁４Ｃ、５Ｃに設ける複数個の冷媒分配孔４Ｍ，５Ｍを、図５に示すように、第２ブロック（Ｕターンブロック）１５を構成する上タンク４の冷媒流入方向長さの全長（上タンク４の左端から仕切板４Ｈまでの寸法）をＬ２としたとき、冷媒流入方向の手前側の一部領域を除く奥側領域の長さＬ１の範囲に複数個設けた構成としている。
【００３３】
上記の奥側領域長さＬ１は、第１タンク部６および第２タンク部７の最奥端部から一番手前側の冷媒分配孔４Ｍ位置までの長さであり、この奥側領域の長さＬ１は、全長Ｌ２に対して、０．７＜Ｌ１／Ｌ２＜０．９の範囲が実用的であり、Ｌ１／Ｌ２は、０．８前後が最も好ましい。図６（Ｃ）に、Ｌ１／Ｌ２が０．８の場合における冷媒分布の模式図が示されている。図６（Ｂ）に示す上記第１実施形態の場合の模式図に比べて、冷媒分布状態が更に改善されていることが読み取れる。従って、本実施形態によっても、第１実施形態と同様に、冷媒蒸発器１の熱交換性能を向上させることができる。
【００３４】
なお、Ｌ１／Ｌ２が０．７未満になると、第２タンク部７における仕切板４Ｈよりの領域に対する液冷媒の分配がやや不足気味となり、図６（Ｃ）において、図中の右下側に表面温度の高い１０〜１５℃の領域が広がる傾向となる。一方、Ｌ１／Ｌ２が０．９を超えた場合には、逆に最奥側領域に対する液冷媒の分配がやや不足気味となり、図６（Ｃ）において、図中の左下側に表面温度の高い１０〜１５℃の領域が現れることになる。このことからも、Ｌ１／Ｌ２が０．８程度が最も好ましいといえる。
【００３５】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について、説明する。
本実施形態は、上記した第１および第２実施形態に対して、冷媒分配孔４Ｍ，５Ｍの大きさを変えるようにしている点が異なっている。その他の点については、第１実施形態と同様であるので説明は省略する。
本実施形態では、仕切壁４Ｃ、５Ｃにその長さ方向に沿って複数個設ける冷媒分配孔４Ｍ，５Ｍの大きさを、冷媒流入方向の手前側から奥側に向って漸次大きくした構成としている。
【００３６】
上記のように、冷媒分配孔４Ｍ，５Ｍの大きさを冷媒流入方向の奥側に向って漸次大きくすることによっても、慣性により手前側の冷媒分配孔４Ｍに多く分配され易い液冷媒を順次奥側の大きい冷媒分配孔４Ｍへとシフトし、第１タンク部６から第２タンク部７へと流入される液冷媒の冷媒流入方向における分配を改善することができる。従って、本実施形態においても、上記第１および第２実施形態と同様、液冷媒を第１タンク部６および第２タンク部７の冷媒流入方向の全領域にわたりほぼ均等に分配することが可能となり、複数の冷媒チューブ２に対する液冷媒の分配を均一化し、冷媒蒸発器１の熱交換性能を向上させることができる。
【００３７】
また、上記第１ないし第３実施形態では、冷媒分配孔４Ｍ，５Ｍの形状を、特定していないが、冷媒分配孔４Ｍ，５Ｍの形状は、円形孔であることが望ましい。これは仕切壁４Ｃ，５Ｃの冷媒分配孔穿設部分における応力集中を緩和するためであり、これにより、タンク全体としての耐圧強度を高めることができる。特に、昨今は高圧冷媒が使用される傾向にあることから、高圧冷媒仕様としても有効である。但し、本発明においては、冷媒分配孔４Ｍ，５Ｍの形状が円形のものに限定されるものではない。
【００３８】
なお、本発明は、上記実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。例えば、上記実施形態では、Ｕターンブロック１５において、冷媒が第１タンク部６側から第２タンク部側に流れるようにしたものを例示したが、逆に第２タンク部側から第１タンク部６側に流れるような構成としてもよいことはもちろんである。また、上記実施形態では、冷媒蒸発器１内における冷媒流通経路を、３ブロックに区画した例について説明したが、ブロック数については、３ブロックに限定されるものではない。さらに、冷媒蒸発器１に対する冷媒の入口および出口については、上下、左右いずれに設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる冷媒蒸発器の斜視図である。
【図２】図１に示す冷媒蒸発器の分解斜視図である。
【図３】図１に示す冷媒蒸発器の正面図（Ａ）とその右側面図（Ｂ）である。
【図４】図１に示す冷媒蒸発器におけるＵターンブロック部の冷媒分配状態を示す平面図である。
【図５】本発明の第２実施形態にかかる冷媒蒸発器におけるＵターンブロック部の冷媒分配状態を示す平面図である。
【図６】本発明にかかる冷媒蒸発器と従来の冷媒蒸発器とのＵターンブロック部における冷媒分布状態を対比して示す模式図（サーモグラフィ図）である。
【符号の説明】
【００４０】
１ 冷媒蒸発器
２ 冷媒チューブ
２Ａ 冷媒流路
４ 上タンク
５ 下タンク
４Ｃ，５Ｃ 仕切壁
４Ｇ 冷媒出口
４Ｈ，５Ｈ 仕切板
４Ｍ，５Ｍ 冷媒分配孔
５Ｇ 冷媒入口
６，８ 第１タンク部
７，９ 第２タンク部
１４ 第１ブロック
１５ 第２ブロック（Ｕターンブロック）
１６ 第３ブロック
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を上下方向に流す冷媒流路を有し、該冷媒流路の外側を流れる外部流体の流れ方向と直交方向に多数並列に配置されるとともに、前記外部流体の流れ方向に沿って前後に複数列に配置された多数の冷媒チューブと、
前記多数の冷媒チューブの上下両端に接続されて前記外部流体の流れ方向と直交する方向に配置されるとともに、前記複数列の冷媒チューブに対応して内部が列方向に仕切壁により第１タンク部と第２タンク部とに仕切られ、冷媒の分配もしくは集合を行う上下一対のタンクとを備え、
前記タンクには、冷媒入口と冷媒出口とが設けられ、前記冷媒入口から流入した冷媒が前記タンク内の複数箇所に設けられている仕切板により区画される複数のブロックの前記冷媒チューブ内を順次流通した後、前記冷媒出口から流出される冷媒蒸発器において、
前記複数のブロックの１つが、前記冷媒が前記上タンクの前記第１タンク部および前記第２タンク部のいずれか一方に前記仕切壁に沿う方向から流入し、そこから前記いずれか他方のタンク部に流通され、該第１タンク部および第２タンク部の各々から前記複数の冷媒チューブに分配されて流通されるＵターンブロック部とされ、
該Ｕターンブロック部において、前記上タンクの前記第１タンク部と前記第２タンク部との間を仕切る前記仕切壁に、該仕切壁の長さ方向に沿って複数個の冷媒分配孔を設け、前記第１タンク部と前記第２タンク部との間を連通したことを特徴とする冷媒蒸発器。
【請求項２】
前記冷媒分配孔は、前記Ｕターンブロック部の冷媒流入方向の手前側の一部領域を除く奥側の領域に偏らせて複数個設けられていることを特徴とする請求項１に記載の冷媒蒸発器。
【請求項３】
前記冷媒分配孔が設けられる前記奥側の領域は、前記Ｕターンブロック部の冷媒流入方向の最奥端部から一番手前側の前記冷媒分配孔の位置までの長さをＬ１とし、前記Ｕターンブロック部の冷媒流入方向長さの全長をＬ２としたとき、０．７＜Ｌ１／Ｌ２＜０．９とされていることを特徴とする請求項２に記載の冷媒蒸発器。
【請求項４】
前記複数の冷媒分配孔は、前記Ｕターンブロック部の冷媒流入方向の手前側から奥側に向って漸次開口面積が大きくされていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の冷媒蒸発器。
【請求項５】
前記冷媒分配孔は、円形孔により構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の冷媒蒸発器。
【請求項１】
冷媒を上下方向に流す冷媒流路を有し、該冷媒流路の外側を流れる外部流体の流れ方向と直交方向に多数並列に配置されるとともに、前記外部流体の流れ方向に沿って前後に複数列に配置された多数の冷媒チューブと、
前記多数の冷媒チューブの上下両端に接続されて前記外部流体の流れ方向と直交する方向に配置されるとともに、前記複数列の冷媒チューブに対応して内部が列方向に仕切壁により第１タンク部と第２タンク部とに仕切られ、冷媒の分配もしくは集合を行う上下一対のタンクとを備え、
前記タンクには、冷媒入口と冷媒出口とが設けられ、前記冷媒入口から流入した冷媒が前記タンク内の複数箇所に設けられている仕切板により区画される複数のブロックの前記冷媒チューブ内を順次流通した後、前記冷媒出口から流出される冷媒蒸発器において、
前記複数のブロックの１つが、前記冷媒が前記上タンクの前記第１タンク部および前記第２タンク部のいずれか一方に前記仕切壁に沿う方向から流入し、そこから前記いずれか他方のタンク部に流通され、該第１タンク部および第２タンク部の各々から前記複数の冷媒チューブに分配されて流通されるＵターンブロック部とされ、
該Ｕターンブロック部において、前記上タンクの前記第１タンク部と前記第２タンク部との間を仕切る前記仕切壁に、該仕切壁の長さ方向に沿って複数個の冷媒分配孔を設け、前記第１タンク部と前記第２タンク部との間を連通したことを特徴とする冷媒蒸発器。
【請求項２】
前記冷媒分配孔は、前記Ｕターンブロック部の冷媒流入方向の手前側の一部領域を除く奥側の領域に偏らせて複数個設けられていることを特徴とする請求項１に記載の冷媒蒸発器。
【請求項３】
前記冷媒分配孔が設けられる前記奥側の領域は、前記Ｕターンブロック部の冷媒流入方向の最奥端部から一番手前側の前記冷媒分配孔の位置までの長さをＬ１とし、前記Ｕターンブロック部の冷媒流入方向長さの全長をＬ２としたとき、０．７＜Ｌ１／Ｌ２＜０．９とされていることを特徴とする請求項２に記載の冷媒蒸発器。
【請求項４】
前記複数の冷媒分配孔は、前記Ｕターンブロック部の冷媒流入方向の手前側から奥側に向って漸次開口面積が大きくされていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の冷媒蒸発器。
【請求項５】
前記冷媒分配孔は、円形孔により構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の冷媒蒸発器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−３０８８２（Ｐ２００９−３０８８２Ａ）
【公開日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１９５５０４（Ｐ２００７−１９５５０４）
【出願日】平成１９年７月２７日（２００７．７．２７）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月２７日（２００７．７．２７）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]