JPH04117363U - 蒸発器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】冷媒の偏流を防止して、蒸発器を通過する空気
の温度分布を均一化し、性能向上を図る。 【構成】折り返し流路１８を有する素子２０の端部に形
成した接合部１９ａを、タンク２１内に挿入している。
接合部１９ａの端縁部には、円弧状の切り欠き３５を設
け、上記タンク２１内への突出量を少なく抑えている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案に係る蒸発器は、自動車用空気調和装置に組み込んで空気を冷却する もので、本考案は、この様な蒸発器に於ける冷媒の流れの均一化により、蒸発器 を通過した空気の温度分布の均一化を図り、この蒸発器の性能向上を図るもので ある。

【０００２】

【従来の技術】

空気調和装置には、内部で冷媒を蒸発させ、外部を流通する空気を冷却する蒸 発器が組み込まれている。

【０００３】 この様な、空気調和装置に組み込まれる蒸発器として従来から、例えば特開昭 ６２−７９８号公報に記載されている様な、複数枚の金属板を互いに積層して成 る、所謂積層型蒸発器が知られている。

【０００４】 この積層型蒸発器は、図４に示す様に、それぞれが２枚の金属板１、１を最中 状に組み合わせて成るユニット２、２を複数個、互いに積層する事で構成されて いる。各金属板１、１には、図５〜６に示す様に、各金属板１、１の全周を囲む 平坦部３と、この平坦部３の内側にＵ字形に形成された浅い第一凹部４と、この 第一凹部４の両端に形成された深い第二、第三凹部５、６と、第二、第三凹部５ 、６の中央部に形成された通孔７、８とを設けている。又、第一凹部４の内側に は複数の凸部９、９を設けて、この第一凹部４の内側に於ける冷媒の流れを乱す 様にしている。

【０００５】 積層型蒸発器を構成する複数のユニット２、２は、それぞれ上述の様な形状を 有する金属板１を２枚、各金属板の平坦部３同士を突き合わせ、最中状に組み合 わせる事で構成されており、第一凹部４により囲まれるＵ字形の部分を、冷媒を 流す扁平管部１２とし、第二、第三凹部５、６により囲まれる部分を、入口側タ ンク、或は出口側タンクの一部として機能させる様にしている。

【０００６】 上述の様なユニット２、２は、図４に示す様に複数個、各ユニット２、２を構 成する金属板１、１の第二、第三凹部５、６の外面同士を突き合わせる事で積層 し、第二、第三凹部５、６により構成される１対の空間の内の一方の空間に入口 管１０を、他方の空間に出口管１１を、それぞれ接続している。

【０００７】 この様に複数のユニット２、２を積層した状態で、隣り合うユニット２、２の 扁平管部１２、１２の間には、コルゲート型のフィン１３、１３を挟持し、隣り 合う扁平管部１２、１２の間を流れる空気と、各扁平管部１２、１２の内側を流 れる冷媒との間の熱交換が良好に行なわれる様にしている。

【０００８】 積層型蒸発器は、上述の様に構成され、造られる為、入口管１０から、入口側 タンクとして機能する一方の空間に気液２相状態の冷媒を送り込むと、この冷媒 は、複数のユニット２、２の扁平管部１２、１２を流れる間に、扁平管部１２、 １２の外に設けたフィン１３、１３の間を流通する空気との間で熱交換を行なう 事により蒸発してから、出口側タンクとして機能する他方の空間に送られ、出口 管１１を通じて排出される。

【０００９】 ところで、上述の様に構成され作用する積層型蒸発器の製造を容易にする為、 ２枚の金属板を重ね合わせて成るユニットとタンクとを別体とする事が、特開昭 ６１−２７４９６号公報に開示されている。

【００１０】 即ち、図４〜６に示した従来構造の場合、各ユニット２、２の端部にタンクを 一体に形成する為、各ユニット２、２を構成する金属板１、１の端部に深い第二 、第三凹部５、６を形成しているが、これら第二、第三凹部５、６を形成する為 のプレス作業は、浅い第一凹部４を形成するのと同時に行なう必要がある為、プ レス作業の際に大きな力が必要となり、金属板１をプレス成形する為の設備が大 型化して、設備費が嵩む事が避けられない。

【００１１】 この様な問題を解決する為、タンク別体型の積層型蒸発器の場合、図７〜９に 示す様に、一端縁に互いに間隔をあけて１対の突出部１４ａ、１４ｂを形成した 金属板１５の片面にＵ字形の凹部１６を、この凹部１６の両端を上記１対の突出 部１４ａ、１４ｂの端縁に迄連続させた状態で形成している。上記凹部１６の内 側には多数の突起１７、１７を形成し、凹部１６により構成される折り返し流路 １８の内側を流れる冷媒の流れを乱し、この冷媒と金属板１５との間の熱交換が 効率良く行なわれる様にしている。

【００１２】 この様な凹部１６や突起１７、１７を有する金属板１５は、特開平２−１６９ １２７号公報に示されている様に、長尺な金属板を１対のロールの間を通過させ る事で、上記凹部１６や突起１７、１７を成形した後、上記長尺な金属板の適当 箇所を切断する事で造れる為、製造装置が比較的簡単なもので済む様になる。

【００１３】 そして、この様な金属板１５を用いて造る、タンク別体型の積層型蒸発器の場 合、この金属板１５、１５を２枚１組とし、互いの凹部１６、１６同士を対向さ せた状態で最中状に重ね合わせて互いに液密に接合する事により、Ｕ字形の折り 返し流路１８と、この流路１８の両端に位置して端縁部から突出した１対の接合 部１９ａ、１９ｂとを有する素子２０、２０とする。

【００１４】 そして、複数の素子２０、２０のそれぞれの接合部１９ａ、１９ｂを、第一、 第二のタンク２１、２２の側面にそれぞれ形成した、スリット状の接続孔２３、 ２３に挿入すると共に、各接合部１９ａ、１９ｂの外周面と各接続孔２３、２３ の内周縁とを互いに液密にろう付け接合する。各タンク２１、２２は、それぞれ 図７に示す様な底板３３と天板３４とを最中状に組み合わせ、互いに液密にろう 付けする事で構成されており、上記接続孔２３、２３は、底板３３の底面に形成 されている。これと共に、隣り合う素子２０、２０の間にフィン（図示せず）を 設ける。

【００１５】 上記第一のタンク２１の内側は、中間部に固定した隔壁２４により仕切る事で 、入口室２５と出口室２６とに分割し、入口室２５の側に冷媒送り込み口２７を 、出口室２６の側に冷媒取り出し口２８を、それぞれ設けている。

【００１６】 上述の様に構成されるタンク別体型の積層型蒸発器の場合、第一、第二のタン ク２１、２２と複数の素子２０、２０に設けた折り返し流路１８とから成る空間 の内側を、図１０に示す様に、第一、第二、第三、第四の四室に分割する事が出 来る。

【００１７】 即ち、第一のタンク２１の片半部（図８の左半部）に存在する入口室２５と一 部（同図の左半分）の素子２０、２０の上流側半部とから成る第一室２９と、こ の第一室２９の下流側に設けられ、上記一部の素子２０、２０の下流側半部と第 二のタンク２２の片半部（同図の左半部）とから成る第二室３０と、この第二室 ３０の下流側（同図の右側）に設けられ、第二のタンク２２の他半部（同図の右 半部）と残部（同図の右半分）の素子２０、２０の上流側半部とから成る第三室 ３１と、この第三室３１の下流側に設けられ、第一のタンク２１の他半部（同図 の右半部）と残部の素子２０、２０の下流側半部とから成る第四室３２とである 。

【００１８】 この様な第一〜第四室２９〜３２に分割される積層型蒸発器に、図１０に矢印 ａで示す様に、冷媒送り込み口２７から冷媒を送り込むと、この冷媒は、同図に 矢印ｂで示す様に第一室２９内を流れ、一部の素子２０、２０の折り返し流路１ ８の折り返し部分を、同図に矢印ｃで示す様に流れて、第二室３０に進入する。

【００１９】 第二室３０内を矢印ｄで示す様に流れ、この第二室３０の下流側端部に迄流れ た冷媒は、次いで、第二のタンク２２内を、このタンク２２の軸方向に亙って図 １０の矢印ｅ方向に流れて、第三室３１内に進入した後、この第三室３１を構成 する残部の素子２０、２０の折り返し流路１８内を、同図に矢印ｆで示す様に流 れる。

【００２０】 更に冷媒は、同図に矢印ｇで示す様に、残部の素子２０、２０の折り返し流路 １８の折り返し部分を流れて、第四室３２に進入し、この第四室３２内を矢印ｈ で示す様に流れる。

【００２１】 そして、この第四室３２の下流側端部に存在する、第一のタンク２１の他半部 （図８の右半部）に迄流れた冷媒は、次いで冷媒取り出し口２８から、同図に矢 印ｉで示す様に流出する。

【００２２】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、上述の様に構成され作用する、特開平２−１６９１２７号公報に開 示された積層型蒸発器の場合も、依然として、次に述べる様な解決すべき問題点 が存在する。

【００２３】 即ち、互いに平行な複数の流路（折り返し流路１８に相当する。）を有する蒸 発器に、十分な性能を発揮させる為には、各流路内を流れる冷媒の量が均一であ る事が必要であり、互いに平行な複数の流路の内の一部に多量の冷媒が流れ、残 りの流路に流れる冷媒の量が少なくなった場合、蒸発器全体としての熱交換量が 確保出来ず、蒸発器の性能が悪くなってしまう。

【００２４】 これに対し、前述の様に構成され作用する積層型蒸発器の場合、必ずしも各流 路内を流れる冷媒の量を均一化する事が出来ない。

【００２５】 例えば、冷媒送り込み口２７は、前記第一のタンク２１の片半部の中央部分に 設けられているが、この冷媒送り込み口２７から上記片半部内に送り込まれた冷 媒は、冷媒送り込み口２７に近い、片半部中央部分に開口した流路に多く流入し 、冷媒送り込み口２７から遠い、片半部両端寄りに開口した流路への流入量は少 なくなってしまう。

【００２６】 又、第二室３０の下流端に達した冷媒が、図１０に矢印ｅで示す様に流れて、 第三室３１の上流端に達する際、矢印ｅ方向に流れる冷媒の圧力は下流側程高く なる為、第三室３１を構成する複数の折り返し流路１８、１８に送り込まれる冷 媒の量は、図１１に示す様に、下流側（図１０、１１の右側）に存在する折り返 し流路１８程多くなってしまう。

【００２７】 特に、前述の様に構成される積層型蒸発器の場合、図１２に示す様に、各素子 ２０に形成した接合部１９ａ（１９ｂ）の先端部が、第一（第二）のタンク２１ （２２）内に突出し、この突出部分が堰として機能する事で、冷媒の流れに対す る抵抗となる為、積層型蒸発器内を冷媒が流れる抵抗が大きく、この積層型蒸発 器内を流れる冷媒の量を多く出来ないだけでなく、冷媒の流れが偏る傾向が強い 。

【００２８】 冷媒の偏りを解消する為には、第一のタンク２１の入口室２５に通じる冷媒送 り込み口２７の取付位置や流路面積、出口室２６に通じる冷媒取り出し口２８の 取付位置や流路面積を工夫したり、或は第一のタンク２１内に固定する隔壁２４ の位置を工夫する事で、或る程度対応する事は出来るが、素子２０、２０の積層 数を多くした、比較的大型の蒸発器の場合、これらの処置では十分に流量の偏り を少なくする事が出来ない。

【００２９】 本考案の蒸発器は、上述の様な不都合を解消するものである。

【００３０】

【課題を解決する為の手段】

本考案の蒸発器は、それぞれ断面が扁平な流通部の端部を、タンクの側面に形 成したスリット状の接続孔に挿入し、各接続孔の内周縁と各流通部の外周面との 間をろう付けした蒸発器に於いて、上記流通部の端縁部で、上記タンクの内側に 挿入された部分を、円弧状に切り欠いた事を特徴としている。

【００３１】

【作用】 上述の様に構成される本考案の蒸発器により、蒸発器の内部を流れる冷媒と蒸 発器の外部を流れる空気との間で熱交換を行なう際の作用自体は、前述した従来 の蒸発器の場合と同様である。

【００３２】 但し、本考案の蒸発器の場合、流通部の端縁部を円弧状に切り欠いている為、 上記流通部の端縁部による通液抵抗の増大が最小限に抑えられ、蒸発器内を流れ る冷媒の量を多く出来ると共に、冷媒の流れが偏る傾向を小さくして、蒸発器の 性能向上を図れる。

【００３３】

【実施例】

図１〜３は本考案を積層型蒸発器に適用した例を示しているが、その構造は、 複数の素子２０のそれぞれの接合部１９ａ（１９ｂ）の端縁を円弧状に切り欠く 以外、前述した特開平２−１６９１２７号公報に開示された積層型蒸発器と同様 である為、重複する説明を省略し、以下本考案の特徴部分に就いて説明する。

【００３４】 積層型蒸発器のコア部を構成する複数の素子２０に設けられ、流通部である、 各素子２０の折り返し流路１８の両端に位置する接合部１９ａ（１９ｂ）は、ス リット状の接続孔２３を通じて、第一（第二）のタンク２１（２２）内に挿入さ れている。そして、上記接合部１９ａ（１９ｂ）の端縁部には円弧状の切り欠き ３５を設けて、第一（第二）のタンク２１（２２）内への、上記接合部１９ａ（ １９ｂ）の突出量を少なくしている。

【００３５】 この様に、折り返し流路１８の端部に存在する接合部１９ａ（１９ｂ）の端縁 部に円弧状の切り欠き３５を設けた事により、上記接合部１９ａ（１９ｂ）の端 縁部による通液抵抗の増大が最小限に抑えられる。この結果、積層型蒸発器内を 流れる冷媒の量を多く出来ると共に、冷媒の流れが偏る傾向を小さくして、積層 型蒸発器を通過した空気の温度分布を均一化して、この積層型蒸発器の性能向上 を図れる。

【００３６】 尚、各接合部１９ａ（１９ｂ）に形成する切り欠き３５の大きさは、総て同じ でも或る程度積層型蒸発器の性能向上を図れるが、場所により切り欠き３５の大 きさを異ならせれば、より性能向上を図る事が出来る。

【００３７】 例えば、第一のタンク２１の一方の側に形成された接続孔２３内に挿入された 接合部１９ａの端縁を、図２に示した上記第一のタンク２１の片半部中央に設け た冷媒送り込み口２７からの距離ｘが小さい程大きく切り欠き、この冷媒送り込 み口２７からの距離ｘが大きくなるに従って小さく切り欠く様にすれば、上記冷 媒送り込み口２７から上記第一のタンク２１の片半部内に送り込まれ、図２に矢 印で示す方向に流れる冷媒が、この片半部に一端を開口させた複数の折り返し流 路１８、１８内に、偏りなく流入する。

【００３８】 又、第二のタンク２２（図８〜９）の下流側半部（第三室３１（図１０）の上 流端部）に形成された接続孔内に挿入された接合部１９ｂの端縁を、上流側程大 きく切り欠く様にすれば、図３、１０の矢印ｅで示す様に、上記第二のタンク２ ２を上流側から下流側に流れる冷媒が、上記第二のタンク２２の下流側半部に一 端を開口させた複数の折り返し流路１８、１８内に、偏りなく流入する。

【００３９】

【考案の効果】

本考案の蒸発器は、以上に述べた通り構成され作用するが、蒸発器を構成する 、互いに並列な複数の流路中に流れる冷媒の量を、ほぼ等しくする事が出来、蒸 発器を通過した空気の温度分布の均一化を図って、蒸発器の性能向上を図る事が 出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】接続部に切り欠きを形成した図８の拡大Ａ−Ａ
断面に相当する図。

【図２】図１０のＢ矢視に相当する図。

【図３】図１０のＣ矢視に相当する図。

【図４】従来の積層型蒸発器の第１例を示す正面図。

【図５】この蒸発器を構成する金属板の側面図。

【図６】図５のＤ−Ｄ断面図。

【図７】従来の積層型蒸発器の第２例を示す部分分解斜
視図。

【図８】同じく組み立てた状態を示す平面図。

【図９】同じく側面図。

【図１０】冷媒の流れを示す略斜視図。

【図１１】冷媒が偏って流れる状態を示す、図１０のＥ
−Ｅ断面に相当する図。

【図１２】図８のＡ−Ａ断面図。

【符合の説明】

１ 金属板 ２ ユニット ３ 平坦部 ４ 第一凹部 ５ 第二凹部 ６ 第三凹部 ７ 通孔 ８ 通孔 ９ 凸部 １０ 入口管 １１ 出口管 １２ 扁平管部 １３ フィン １４ａ 突出部 １４ｂ 突出部 １５ 金属板 １６ 凹部 １７ 突起 １８ 折り返し流路 １９ａ 接合部 １９ｂ 接合部 ２０ 素子 ２１ 第一のタンク ２２ 第二のタンク ２３ 接続孔 ２４ 隔壁 ２５ 入口室 ２６ 出口室 ２７ 冷媒送り込み口 ２８ 冷媒取り出し口 ２９ 第一室 ３０ 第二室 ３１ 第三室 ３２ 第四室 ３３ 底板 ３４ 天板 ３５ 切り欠き

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれ断面が扁平な流通部の端部を、
   タンクの側面に形成したスリット状の接続孔に挿入し、
   各接続孔の内周縁と各流通部の外周面との間をろう付け
   した蒸発器に於いて、上記流通部の端縁部で、上記タン
   クの内側に挿入された部分を、円弧状に切り欠いた事を
   特徴とする蒸発器。
2. 【請求項２】 一端縁に、互いに間隔をあけて１対の突
   出部を形成した金属板の片面にＵ字形の凹部を、この凹
   部の両端を上記１対の突出部の端縁に迄連続させた状態
   で形成すると共に、この金属板を２枚１組とし、互いの
   凹部同士を対向させた状態で最中状に重ね合わせて互い
   に液密に接合する事により、Ｕ字形の折り返し流路と、
   この流路の両端に位置して端縁部から突出した１対の接
   合部とを有する素子とし、複数の素子のそれぞれの接合
   部を、第一、第二のタンクの側面にそれぞれ形成したス
   リット状の接続孔に挿入して、各接合部の外周面と各接
   続孔の内周縁とを互いに液密に接合すると共に、隣り合
   う素子の間にフィンを設け、中間部を隔壁により仕切っ
   た第一のタンクの一方の側に冷媒送り込み口を、他方の
   側に冷媒取り出し口を、それぞれ設ける事で構成された
   蒸発器に於いて、上記接合部の端縁で第一、第二のタン
   クの内側に挿入された部分を、円弧状に切り欠いた事を
   特徴とする蒸発器。
3. 【請求項３】 第一のタンクの一方の側に形成された接
   続孔内に挿入された接合部の端縁を、冷媒送り込み口に
   近い程大きく切り欠いた、請求項２に記載の蒸発器。
4. 【請求項４】 第二のタンクの下流側半部に形成された
   接続孔内に挿入された接合部の端縁を、上流側程大きく
   切り欠いた、請求項２〜３の何れかに記載の蒸発器。