JPH0351679A

JPH0351679A - エバポレータ

Info

Publication number: JPH0351679A
Application number: JP18772689A
Authority: JP
Inventors: Tsuyoshi Nishijima; 西嶋　剛志; Toshitaka Takahashi; 敏貴高橋; Kayoko Fujimoto; 藤本　佳代子
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1989-07-19
Filing date: 1989-07-19
Publication date: 1991-03-06
Anticipated expiration: 2013-06-04
Also published as: JP2760850B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本願発明は、例えば車載用の空気調和機等において熱交
換器として使用されるエバポレータに関するものである
。

（従来の技術）一般に車載用の空気調和機では、暖房用の熱交換器とし
てはエンジン冷却水を熱源とするヒータユニットか使用
されるので通常四路切換弁等を使用しない単一の冷凍サ
イクルで構成されており、冷房専用の熱交換器であるエ
バポレータ（蒸発器）を中心として構成されている。

従来、この種のエバポレータとしては、例えば、特開昭
６３−８０１６９号公報に示されているように、一対の
皿状の管板を対抗接合して内部に偏平な冷媒蒸発室を形
成するチューブエレメントと、該チューブエレメントの
相隣り合うチューブエレメント間に画成される空気通路
を水平に区画形成する蛇腹状のコルゲートフィンを多数
組交互に溶着してなる積層型構造のエバポレータが一般
的であり、通常、前記チューブエレメント及びコルゲー
トフィンの外表面には親水性の被覆層が形成されている
。この親水性被覆層は、上記チューブエレメント及びコ
ルゲートフィンを例えば水ガラス（Ｋ　＊０）３Ｓ　ｉ
ｏ　ｔと高分子シリカＳ　ｉｏ　、（Ｎ　ａｙｓ　ｉ。

、）とを含有する水溶液（建浴液）中に浸漬した後、加
熱乾燥することにより形成される。

この積層型構造のエバポレータは、上記のようなフルケ
ートフィンとチューブエレメントの各表面を上述の如く
親水性の被覆層で被覆することによって、当該表面とこ
れに付着する凝縮水とのなじみ性（親水性）を改善し、
上記付着凝縮水を第６図（Ａ）のような偏平な成形形聾
となし、当該凝縮水自体の形状によって左右される通気
抵抗を抑制（低減）するとともに、上記コルゲートフィ
ンとチュブエレメントの表面に対する凝縮水の付着性、
非移動性を有効に向上させて飛水現象の発生を防止し、
かつフィンの屈曲部間における架橋状態の発生をも抑制
できるメリットがある。

従って、通気抵抗も小さく、風の偏流も生じにくり、熱
交換性能も向上する。

ところで、上記建浴液の濃度を高くすると、上記加熱乾
燥後のフルゲートフィン及びチューブエレメントの表面
に付Ｅ’ｆする水ガラス（Ｋ　２０　）３Ｓ　ｒＯ，（
アルカリ珪酸塩）及び高分子シリカＳｉ○、（Ｎａ、５
ｉＯ３）の単位面積当たりの重量は増加し、酸化ケイ素
（シリカ）Ｓｉｎ、の増加にともなって親水性が向上す
るので、上記凝縮水の飛散防止効果は高まる。すなわち
、一般に物体表面と水滴との接触角度θ（物体表面と水
滴の表面との任はの接触点における水滴の接線が物体表
面となす水滴を挾む角度）が小さいほど親水性が良くな
るとされており、上記Ｓｉ○、か多いと例えば、第６図
（Ａ）に示すように同接触角θが小さくなって親水性が
高くなり、他方上記５ｉ０２か小さいと例えば第６図（
Ｂ）に示すように接触角０が大きくなって、親水性が低
下する。

ところが、一方Ｓｉｎ、が増え過きると、空調装置の運
転中に水分とともに不快な臭気がコルゲトフィン及びチ
ューブエレメントの表面に吸着され、当該空調装置の運
転を停止したときに、水分の蒸発とともに臭気が発散し
、車室内に悪臭か送り込まれる問題がある。

そこで、例えば上記コルゲートフィンおよびチューブエ
レメントの表面処理をクロメート処理（下地処理）のみ
とし、上記のような親水性処理を行なわない構成を採る
ことも考えられるが、先にも述べたように上記親水性処
理を施さないと、凝縮水の飛水防止性能が悪化すること
から、飛水防止のための細目のネットを設けること等が
必要となり、コストアップを招くだけでなく通風抵抗の
増大により熱交換性能の低下をも招来する問題がある。

（課題を解決するための手段）本願発明は、上記の問題を解決することを目的としてな
されたものであって、次のような技術的課題解決手段を
備えて構成されている。

すなわち、本願発明のエバポレータは、その熱交換部表
面を、先ずクロム酸被膜の形成等下地処理としてのクロ
メート処理を行なった上で、さらに例えばアクリル樹脂
やフッ素樹脂などのベースとなる所定の疎水性樹脂と例
えば水酸化カルシウムなどの吸水性を有し且つ水に対し
て難溶性の無機化合物との混ご液によってコーティング
処理して構成されている。

（作　用）そのため、上記本願発明のエバポレータでは、疎水性樹
脂の特性としての低級脂肪酸等悪臭吸着性の無さととも
に無機化合物による悪臭吸着阻害作用によってエバポレ
ータの表面には殆ど悪臭か吸着又は脱着しないようにな
る。

また、上記疎水性樹脂そのものには親水性を期待するこ
とができないが、それに混合される上記無機化合物が十
分な吸水性を有し、しかも水に対して溶けにくい性質を
有していることから、これによって結局十分な親水性が
実現されるようになる。

（発明の効果）従って、上記本願発明のエバポレータによると、親水性
があり飛水防止効果か高くて、しかも従来のような悪臭
が発生しない快適な空気調和機を提供することが可能と
なる。

（実施例）以下、本願発明の実施例に係る車載用空気調和機のエバ
ポレータの構成およびその作用・効果について詳細に説
明する。

先ず第１図〜第５図は、同エバポレータの概略的な構成
を示している。

該エバポレータは、先にも述べたような積層型構造のも
ので構成されており、例えば第１図に示すように、左右
一対の管板１０．１０を対向接合して内部に冷媒通路を
形成するチューブエレメントｌを所定の間隔Ｐをもって
多数整列し、これらチューブエレメント１，１・・に蛇
腹状のコルゲートフィン７を配設し、さらにその左右両
端に所定の板１２ａ、１２ｂを接合して一体的に構成さ
れている。このエバポレータは全体として、その左右端
壁部および上下端壁部を外部から遮蔽され、冷房用取入
空気を第１図紙面に対して垂直な方向に導入し、上記コ
ルゲートフィン７の空隙を通過させるようになっている
。

チューブエレメント１は、例えば第２図、第３図に示す
ように、その内面を外部に向かって台形伏に膨出させた
上述した一対の管板１０．１０によって全体的には偏平
な冷媒蒸発室３と、この冷媒蒸発室３の上部に連通ずる
冷媒出口室４と、上記冷媒蒸発室３の下部に連通ずる冷
媒人口５とを各々画成している。また冷媒蒸発室３の外
壁は他のチューブエレメント１の外壁と協働して空気通
路６を形成し、両性壁間にフルゲートフィン７を密着保
持している。本発明実施例においては、上記冷媒蒸発室
３内には、また第４図に示すように一対の管板１０．ｔ
ｏの内面を内部に向かって膨出させてなる多数の突出部
によって拡散流路２が形成されている。

各管板１０の形状は縦に長いほぼ長方形であって上下左
右に対称をなし、この周縁１４が備える連続した環状の
面を互に突き合わせてろう接されている。そして、上記
冷媒出口室４には中央に通孔１８と両側に通孔１９．１
９とが設けられている。また同様に、上記冷媒入口室５
にも通孔１８ａ、通孔１９ａ、１９ａが各々設けられて
いる。上記端板１２ａ、１２ｂも管板１０と同様であり
、ただ前記通孔は設けられていない点のみが相違する。

コルゲートフィン７は、第１図〜第４図に示すように管
板１０と略同幅の帯板を波形ないし蛇腹状に折り曲げ、
屈曲部７ｂを上記管板１０の蒸発室３の外壁部分に密着
させてろう接されている。またコルゲートフィン７は管
板ｉｏ、ｔｏ間にあって空気通路６を上下に仕切る平坦
な腹部７ａに切り起こしを施してルーバ８を形成してお
り、このルーバ８の透孔を通して空気通路６の仕切られ
た各通路間における取入空気の交換がなされるようにな
っている。

上記の如き構成にかかる積層型エバポレータは、その製
作にあたって各構成部材を熱伝導性に富む、例えばアル
ミニウムなどの薄金属板をプレス加工により成型し、予
め管板１０．　Ｉ　Ｏ・・表面にろう材を被覆加工して
各構成部材をあわせた後、図示しない治具で組立状態に
保持した上、所定の雰囲気の下で加熱して、上記ろう材
を溶融させ、相互に接触部分を溶着して組立状態に固定
される。

そして、その後、例えば第５図に示すように、上記管板
１０の外壁面およびコルゲートフィン７の表面には、後
述する疎水性樹脂をベース（母材）として更に水に溶け
にり＜、かつ十分な吸水性がある、従来の水ガラスやシ
リカを主成分とする親水処理とは異なった表面被覆層２
０が形成されている。

次に該表面被覆層２０の形成方法について述べる。

（第１工程）先ず、上記ろう付は工程を経たチューブエレメント１お
よびコルゲートフィン７よりなるエバポレータをエツチ
ング漕のエツチング液中に浸漬して洗浄し、それらの表
面の酸化を防止する。

その後、続いて同表面の水洗いを行なって上記酸化防止
のためのエツチング液を除去する。そして、更に腐食を
防止するために、上記エバポレタのチューブエレメント
１及びコルゲートフィンマの各表面にクロム酸被膜を形
成するクロメート処理を行なう。

この工程は、複数回繰り返される。

（第２工程）次に、先ず疎水性樹脂（例えばポリエチレンなどの熱可
塑性樹脂、ポリプロピレンなどの合成樹脂、その他アク
リル樹脂、フッ素樹脂など）を含有率３％程度の水溶液
（建浴液）に希釈化し、該水溶液のＰ　Ｈ値を水酸化ナ
トリウム（ＮａＯＨ）又はアンモニア（Ｎ　Ｈ３＞によ
りＰＨ１１程度に調整する。

（第３工程）上記ＰＨ（ペーハ）調整された疎水性樹脂水溶液に対し
、例えば水酸化カルシウムＣａ（ＯＨ）＝、炭酸カルシ
ウムＣａＣ０３等の吸水性は有するが、水には溶けにく
い難溶性の無機固体化合物を例えば重量比０．５％程度
の濃度となるように混入する。

このようにして親水性がありながら悪臭を吸着しない表
面処理液（ディッピング液）が形成される。

（第４工程）次に、上記表面処理液中に上記第１工程が完了したチュ
ーブエレメント１及びコルゲートフィン７を例えば２０
秒間程度ディッピング（浸漬）した後、遠心分離機にか
けてエバポレータ外面に対する上記表面処理剤のコーテ
イング量を単位表面積当たり１６〜２２ｇ／ｍ’程度の
適切量に設定する。

（第５工程）最後に、上記エバポレータを例えば１３０　’Ｃ〜１６
０°Ｃ程度に加熱した乾燥炉中に入れて２０分間程度乾
燥させる。この結果、上記表面処理剤が当該エバポレー
タのチューブ１及びコルゲートフィン７の表面に確実に
固定され、先の第５図に示したような親水性があって、
且つ水に溶けない表面処理層２０を形成する。

従って、以上のようにして形成された本願発明の実施例
におけるエバポレータは、次のような特性を有すること
になる。

（１）十分な親水性を有する。

即ち、上記表面処理剤の場合、上述したベースとなる疎
水性樹脂そのものには親水性はない。しかし、該疎水性
樹脂水溶液に混合される硫酸カルシウムＣａ５Ｏ，や水
酸化カルシウムＣａ（ＯＨ）、、炭酸カルシウムＣａＣ
Ｏ３等の無機固体化合物は、吸水性が高くて、かつ水に
対して難溶性のものである。従って、その両特性の相乗
効果によって親水性が生じ、チューブ１やフィン７の表
面に付着した凝縮水は、例えば第６図の（Ａ）に示すよ
うに接触角θか小さい状態で偏平に安定して保持される
ようになる。

その結果、凝縮水の飛散防止効果も高い。

（２）￥の臭い等、低級脂肪酸との吸脱着現象を生じに
くい。

空気調和機の運転停止時や開始時などにおいて、最後又
は最辺に吹き出される腐敗臭等の悪臭は、足の臭い等の
低級脂肪酸を従来の水ガラス・シリカ混合の表面処理剤
が吸着（又は脱離）することによって生じている。

ところが、本実施例の表面処理剤にはそのような水ガラ
スやシリカを全く使用していない。そして、上記表面処
理剤のベースとなっている疎水性樹脂は、本質的に上述
のような低級脂肪酸を吸着しない。

しかも、それに混合される上記無機固体化合物に、例え
ば酸性化合物を採用すると、上記低級脂肪酸は更に吸着
されにくくなる。また、他方、塩基性化合物を採用する
と、仮に低級脂肪酸が吸着されたとしても該低級脂肪酸
を中和させて消臭させてしまう作用が生じ、更に消臭効
果か向上する。

（３）　はこり臭がしなくなる。

これまで、運転開始時において、上記腐敗臭等の悪臭と
ともに「はこり臭」を感じることがあった。

これは、従来の表面処理剤か先にも述べたように高分子
シリカＳ　ｉｏ　、（Ｎ　ａ、Ｓ　ｉｏ　３）を含んで
構成されていることに原因があった。

しかし、上記構成から明らかな通り、本発明の実施例の
表面処理剤では、シリカを使用していない。従って、「
はこり臭」は完全に発生しなくなっている。

なお、上記の無機固体化合物の例としては、上述したよ
うに■硫酸カルシウムＣａ５Ｏ，、■水酸化カルシウム
Ｃａ（ＯＨ）　ｔ、■炭酸カルシウムＣａＣＯ３の他に
も、例えば■リン酸カルシウムＣａｓ（Ｐ０　、）、、
■水酸化亜鉛Ｚ　ｎ（ＯＨＬ、■酸化ケイ素Ｓ　ｉｏ　
、、■ケイ酸カルシウムＣａＳｉＯ３などの採用が考え
られる。

そこで、これら■〜■の各種無機化合物を使用して上述
の低級脂肪酸に対する吸着／脱離特性（臭気発生度）並
びに水に対する吸水性、溶解性を各々測定して見ると、
次表Ｉのような結果となった。

表　　　１この結果から判断すると、■のリン酸カルシウムＣａ３
（ＰＯａ）ｔの場合は、吸水性の点で上記実施例で示し
た無機化合物■〜■のものに若干劣るものの十分に使用
可能で、臭気低減、飛水防止の効果を実現することがで
きる。

しかし、■水酸化亜鉛Ｚｎ（○■］）２、■酸化ケイ素
Ｓｉｎ、■ケイ酸カルンウムＣａ５ｉＯ＊などになると
、吸水性や非溶解性など水に対する特性はともかく、臭
気低減効果を余り期待することはできない点でやはり最
適ではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本願発明の実施例に係る車載空気調和機用エ
バポレータの構成を示す正面図、第２図は、同第１図の
■−■線断面図、第３図は、同第１図の［−ＩＩＩ線断
面図、第４図は、上記第２図のＩＶ−１”／線断面図、
第５図は、同本実施例のエバポレータの要部（第１図矢
印■指示部）の拡大図、第６図（Ａ）、（Ｂ）は、親水
性のメカニズムを説明するための概略図である。１　・・・・・チューブエレメント３　・・・・・冷媒蒸発室６　・・・・・空気通路７　・・・・・コルゲートフィン１０・・・・・管板２０・・・・・表面被覆層

Claims

【特許請求の範囲】１、熱交換部表面をクロメート処理を行なった上で所定
の疎水性樹脂と吸水性を有し且つ難溶性の無機化合物と
の混合液によりコーティング処理してなるエバポレータ
。２、疎水性樹脂がアクリル樹脂である請求項１記載のエ
バポレータ。３、疎水性樹脂がフッ素樹脂である請求項１記載のエバ
ポレータ。４、無機化合物が酸性化合物である請求項１又は請求項
２、３記載のエバポレータ。５、無機化合物が塩基性化合物である請求項１又は請求
項２、３記載のエバポレータ。