JPH043862A - 積層型蒸発器 - Google Patents

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 この発明は、カーエアコン用、その他に使用される積層
型蒸発器、即ち冷媒通路を有する複数枚の板状チューブ
エレメントが、相互間にフィンを包含する空気流通間隙
を介して積層された形式の蒸発器に関する。

従来の技術 近年、従来のサーペンタイン型の蒸発器にかわり、負荷
変動に追従し易くかつ容積に対して比較的硬れた性能を
有すること等の利点を有する積層型蒸発器が脚光を浴び
るようになっている。

この積層型蒸発器は、例えば第８図及び第９図に示され
るように、プレス加工されたアルミニウム等の金属製の
１対の成形プレート（５１）（５１）をもって、冷媒通
路としての偏平管部（５２）の上下両端に熱交換媒体貯
溜用のタンク部（５３）　　（５４）を有するものに形
成された複数枚の板状チューブエレメント（５５）・・
・を、それらの間及び最外側のチューブエレメントの外
側にコルゲートフィン（５６）を配置した状態でタンク
部を相互に連通接続して左右方向に積層し、全体を−括
ろう付けにより接合一体化したものである。

この蒸発器では、冷媒入口（５８）から霧状の液として
流入した冷媒が、内部の冷媒回路を流通して冷媒出口（
５９）から器外へと流出する間に、コルゲートフィン（
５８）・・・の存在する空気流通間隙を流通する空気の
熱を奪って除々にガス化していく。

そして、この積層型蒸発器では、熱交換効率の向上の目
的で、例えば第９図に示されるように、チューブエレメ
ント（５５）は、内面に多数の傾斜状リブ（６０）・・
・がブレス加工により突出形成された２枚の成形プレー
ト（５１）　　（５１）を用いて製作され、画成形プレ
ート（５１）　　（５１）を組み合わせた状態で一方の
プレートのリブを他方のプレートのリブに交差状態で対
向接触せしめ、それによって冷媒回路内の冷媒の流れを
撹乱させて、その撹乱効果に基づく伝熱効率の向上を図
るものとなされている。

発明が解決しようとする課題 ところで、蒸発器は空気流通間隙を通過する空気が保有
する熱を奪うものであるため、かかる空気に凝縮作用を
及ぼし、そのため、コルゲートフィン（５６）の表面や
、チューブエレメント（５５）の表面に結露を生じる。

この結露水は、空気流通間隙を通過する空気により飛ば
されて、いわゆる水飛びという現象を起こす原因となる
が、上記のようなリブ（６０）付きのチューブエレメン
ト（５５）による積層型蒸発器では、チューブエレメン
ト（５５）とコルゲートフィン（５Ｂ）との間に生じる
排水通路を介して結露水が下方に流れていく傾向にある
。

ところが、上記のような従来の蒸発器では、フルゲート
フィン（５６）の端面がタンク部（５３）（５４）と接
触ないし近接した状態に位置するものであるため、両者
間に毛細管現象により結露水を吸水、保水する作用が起
こり、結露水の滞留を引き起こして空気流通間隙を通過
する空気によってその結露水が飛ばされて、水飛び現象
を生じるおそれがあるという難点がある。

この発明は、上記のような従来の欠点を解決し、フィン
の端部近傍における排水性能を向上し、もって水飛び現
象の防止を図ることができる積層型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 上記目的において、この発明は、偏平管部の両端部に膨
出状のタンク部を有するものに形成された複数の板状チ
ューブエレメントがタンク部同士を連通接合して左右方
向積層状態に配置されると共に、チューブエレメント間
にフィンが配置された積層型蒸発器において、前記偏平
管部の外面に外方突出状のフィン係合突起が形成され、
該係合突起にフィンの端部が係合されることにより、フ
ィンの端面とタンク部との間に所定高さの排水用隙間が
形成されてなることを特徴とする積層型蒸発器を要旨と
する。

作用 上記積層型蒸発器では、フィンの端面とタンク部との間
に所定高さの排水用隙間が形成されているから、熱交換
中に発生した結露水は、かかる隙間を通じて、滞留する
なく流通していく。

しかも、偏平管部の外面に外方突出状のフィン係合突起
を形成し、該係合突起にフィンの端部を係合せしめるこ
とにより、タンク部との間に排水隙間を形成するものと
なされているから、蒸発器構成部材の、ろう付は等によ
る接合一体化前の仮組み状態において、フィンの端面が
、位置ずれを生じさせることがなく正確に位置決めされ
、正確な高さの品質の高い排水隙間が形成される。

実施例 以下、この発明の積層型蒸発器をアルミニウムないしは
その合金製のカークーラー用の蒸発器に適用した実施例
について説明する。

第１図ないし第３図において、（１）は垂直状態でかつ
左右方向に積層された複数枚の板状チューブエレメント
、（２）は隣り合うチュブエレメント（１）・・・間、
及び最外側のチューブエレメントの外側に配置されたコ
ルゲートフィン、（３）は最外側のコルゲートフィン（
２）の外側に配置されたサイドプレート、（４）は入口
ヘッダー　（５）は出口ヘッダ−（６）は入口管、（７
）は出口管である。これらの蒸発器構成部材はろう付は
等により接合一体化されている。

チューブエレメント（１）は、長さ方向の両端部に膨出
状の上下タンク部（８）（９）を有すると共に、長さ方
向中間部に両タンク部を連通ずる偏平管部（１０）を有
している。そして、各チューブエレメント（１）・・・
の上下タンク部（８）（９）はそれぞれ、その隣り合う
もの同士が接合されると共に、各タンク部の端面に設け
られた冷媒流通用開口（１１）・・・を介して相互が連
通されている。

そして更に、冷媒入口側から、第５番目と第６番目、及
び第１４番目と第１５番目の上側タンク部（８）、並び
に第１０番目と第１１番目の下側タンク部（９）の各相
互間の冷媒流通用開口（１１）は閉塞され、これにより
、冷媒入口管（６）からヘッダー（４）を介して流入し
た冷媒が、各チューブエレメント群を方向転換して蛇行
状に流れ、出口側ヘッダー（５）を介して出口管（７）
から蒸発器外に流出するものとなされている。

前記チューブエレメント（１）は、２枚の皿状成形プレ
ート（１３）　　（１３）をそれらの周端接合面（１４
）　　（１４）において対向状に重ね合わせて、ろう付
は一体化することにより形成されている。なお、この成
形プレー）　（１３）はプレス加工により形成されたも
ので、その材料として芯材の両面にろう材がクラッドさ
れたプレージングシートが用いられている。

そして、成形プレート（１３）には、熱伝導効率向上の
ため内方突出状態に形成されたリブ（１５）・・・と、
上下のタンク部（８）（９）を構成するために外方膨出
状に形成された膨出部（１６）　　（１６）と、それか
らコルゲートフィン（２）の上下両端面の位置を規定す
るために外方突出状に形成されたフィン係合突起（１７
）・・・とが設けられている。

上記リブ（１５）・・・は、第４図ないし第６図に示さ
れるように、成形プレート（１３）にその−側縁側に偏
在した状態で冷媒の流れ方向、即ち成形プレート（１３
）の長さ方向と平行状にその略全長に亘って所定間隔お
きに設けられて、２枚の成形プレート（１３）　　（１
３）が重ね合わされることで一方の成形プレート（１３
）のリブ（１５）・・・と他方の成形プレート（１３）
のリブ（１５）・・・とが交互配置の状態となるように
され、更に各リブ（１５）の先端部が、対向する成形プ
レート（１３）のリブ（１５）・・・相互間の平面部（
１９）に当接されるものとなされている。このような構
成によって、チューブエレメント（１）内に、上側タン
ク部（８）から下側タンク部（９）に向かって真っ直ぐ
に延びた複数の冷媒通路（２０）・・・が形成されてい
る。

なお、成形プレート（１３）は、第５図に示されるよう
に、タンク部（８）（９）内の幅（Ｗ２）と偏平管部（
１０）内の幅（Ｗ３）とが路間−となるように形成され
、かっこの両者間の領域の両側壁（２１）　　（２１）
が偏平管部（１０）内の両側壁から、タンク部（８）（
９）’内の両側壁に向かって真っ直ぐに連続状に延びた
ものに形成され、それによって上記のような複数の冷媒
通路（２０）の、最外側の冷媒通路（２０ａ　）　　（
２０ａ）を含むすべての通路がタンク部（８）（９）内
に真っ直ぐに連通されるものとなされている。

一方、成形プレート（１３）の上下の膨出部（１Ｂ）　
　（１Ｂ）は、第１図、第４図及び第５図に示されるよ
うに、長円状に形成され、上記の冷媒流通用開口（１１
）・・・が３個並列状態に設けられている。そして、上
側の膨出部（１６）の上面及び下側の膨出部（Ｉ６）の
下面であって、各開口（１１）・・・間の位置に、凹部
（２２）・・・が設けられることにより、その対応する
部分に周端接合面（１４）の面積拡大を図る付加的接合
面（２３）・・・が設けられ、これにより冷媒圧力に対
するタンク部（８）（９）の強度アップが図られている
。

因みに、従来の積層型蒸発器では、上側タンク部の上方
に位置する周端接合面を上方に向けて広くし、かつ下側
タンク部の下方に位置する周端接合面を下方に向けて広
くすることによって接合面積を拡大し、もってタンク部
の強度アップを図るものとなされており、そのため蒸発
器が上下方向に大型化してしまうという欠点があったが
、上記のように、四部（２２）・・・を設けて接合面積
を膨出部（１６）・・・の内方に向けて拡大することで
タンク部（８）（９）の強度アップを行うことにより、
積層型蒸発器の小型化を図ることができる。しかも膨出
部（１Ｂ）　　（１Ｂ）に凹部（２２）・・・を形成す
ることにより、タンク部（８）（９）の内容積削減効果
を生むことができる。

なお、タンク部（８）（９）における接合面積の増加を
充分に確保し強度アップを図る意味から、膨出部（１６
）に設けられる冷媒流通用開口（１１）の数は３個以上
に、また各通路用開口（１１）の面積はその差が３０％
以内、特に互いに等しいものに、更に四部（２２）の深
さ（Ｄｉ　）はタンク部（８）上方の周端接合面（１４
）の高さ（ｈｌ）の０．５〜２．０倍に、それぞれ設定
されるのが望ましい。また、凹部（２２）の底部は半径
ｌＩｎＩｎ以上の曲面に成形されるのが好ましい。

そして、フィン係合突起（１７）・・・は、上下の膨出
部（１６）　　（１６）よりも若干内方の位置であって
、各リブ（ｊ５）・・・の間及び最外側のリブの外側の
それぞれに並列状態に形成されている。

これらのフィン係合突起（１７）・・・の上下各群は、
チューブエレメント（１）とコルゲートフィン（２）と
を交互配置に積層した仮組み状態において、第７図に示
されるように、コルゲートフィン（２）の上端面及び下
端面を支持し、コルゲートフィン（２）の両端面が上下
のタンク部（８）（９）と所定の間隔を保持するものと
して機能する。而して、この仮組み状態において蒸発器
各構成部材の−括ろう付は等による接合一体化を行って
得られた蒸発器のコルゲートフィンの上下両端面と上下
のタンク部（８）（９）との間に排水用隙間（２５）が
形成される。

上記蒸発器では、冷媒が、入口管（６）から出口管（７
）に至る冷媒通路を流通する間に、チューブエレメント
（１）・・・間に形成された、コルゲートフィン（２）
を含む空気流通間隙を流通する空気と熱交換を行う。

その際、蒸発器がこの空気の熱を奪うために、上側タン
ク部（８）・・・の下面部、及び下側タンク部（９）・
・・の上面部にも結露を生じる。

ところが、コルゲートフィン（２）・・・の上端面と上
側タンク部（８）・・・との間、及びコルゲートフィン
（２）・・・の下端面と下側タンク部（９）・・・との
間には、上記したように、排水用隙間（２５）・・・が
形成され、この部分の水はけが良好なものとなされてい
るので、上記の結露水は排水用隙間（２５）に滞留する
ことなく、そこからスムーズに流出していき、そのため
前後方向に流通する空気による水飛び現象の発生を防止
することができる。

特にコルゲートフィン（２）の下面と下側タンク部（９
）の間に排水隙間（２５）が形成されていることにより
、チューブエレメント（コ）とコルゲートフィン（２）
との間にリブ（１５）・・・の存在により形成される排
水通路（２Ｂ）　　（第６図参照）を介して自重により
下方に流れる結露水をスムーズに外部に排出していくこ
とが可能となる。

なお、上記排水用隙間（２５）の高さ（ｈｌ）は、結露
水の排出がスムーズに行なわれるようなものに決められ
ていればよく、例えば、１〜１０關の範囲に設定される
のが好ましい。１關を下回ると結露水の排出性能の低下
傾向が現れ、また１０鰭を越えると排水用隙間（２５）
が、蒸発器を前後方向に流通する空気の逃げ路となって
熱交換性能を低下する等の傾向が現れて好ましくない。

なお、排水用隙間（２５）の特に好ましい長さは２〜４
關である。換言すれば、コルゲートフィン（２）の半ピ
ツチないしそれに２關を加えた長さの範囲内に設定され
るのが好ましい。

また、フィン係合突起（１７）の数、形状等については
、コルゲートフィン（２）の端面を安定よくタンク部（
８）（９）から離間保持することができるものであれば
種々の態様のものが採用されてよい。更に、排水用隙間
（２５）はコルゲートフィン（２）の下端面と下側タン
ク部（９）との間にのみ形成されるものとなされていて
もよいし、コルゲートフィン（２）の上端面と上側タン
ク（８）との間にのみ形成されるものとなされていても
よい。

なお、第１図及び第６図に示されるように、サイドプレ
ート（３）はその内面に上下方向に延びる並列状態の多
数の凹条（２８）・・・を有し、該サイドプレート（３
）を最外側のコルゲートフィン（・２）の外側に配置し
た状態おいてコルゲートフィン（２）との間に凹条（２
８）・・・に起因する上下方向の排水通路（２９）・・
・が形成されるものとなされている。これによって熱交
換中に最外側のチューブエレメント（１）とサイドプレ
ート（３）との間に生じる結露水は、かかる排水通路（
２９）・・・を介して下方に流れていき、この空気流通
間隙における排水性能が向上される。また、第１図及び
第７図に示されるように、サイドプレート（３）の下端
部には、チューブエレメント（１）の下側タンク部（９
）の端面に対向接触するタンク支持台（３０）が屈曲形
成されると共に、このタンク支持台（３０）に前記四条
（２８）・・・が連続状態に形成され、結露水の効果的
な排出、更には構成部材全体の接合一体化後の蒸発器の
最外側のチューブエレメント（１）の下側タンク部（９
）の強度アップを図るものとなされている。

発明の効果 上述の次第で、この発明の積層型蒸発器は、フィンの端
面とタンク部との間に所定高さの排水用隙間が形成され
たものであるから、熱交換中に発生した結露水は、かか
る隙間を通じて、滞留するなく流通していき、そのため
排水性能が向上されて保水量の減少が図れ、蒸発器を前
後方向に流通する空気による水飛び現象の発生を効果的
に防止することができる。

しかも、偏平管部の外面に外方突出状のフィン係合突起
を形成し、該係合突起にフィンの端部を係合せしめるこ
とにより、タンク部との間に排水隙間を形成するものと
なされているから、蒸発器構成部材の、ろう付は等によ
る接合一体化前の仮組み状態において、フィンの端面を
、位置ずれを生じさせることがなく正確に位置決めする
ことができ、正確な高さの品質の高い排水隙間を形成す
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図はこの発明の積層型蒸発器の位置実
施例を示すもので、第１図はサイドプレート、コルゲー
トフィン、チューブエレメントを分離分解状態で示す斜
視図、第２図は蒸発器の正面図、第３図は蒸発器の平面
図、第４図はチューブエレメントの平面図、第５図は成
形プレートの内面の平面図、第６図は第２図のＶＩ−Ｖ
ｌ線断面図、第７図は蒸発器の部分拡大正面図である。 第８図及び第９図は従来の蒸発器を示すもので、第８図
は蒸発器の正面図、第９図はサイドプレート、コルゲー
トフィン、チューブエレメントを分離分解状態で示す斜
視図である。 （１）・・・チューブエレメント、（２）・・・コルゲ
ートフィン、（８）（９）・・・タンク部、（１０）・
・・偏平管部、（１７）・・・フィン係合突起、（２５
）・・・排水用隙間。 以上 特許出願人　　本田技研工業　株式会社第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　偏平管部の両端部に膨出状のタンク部を有するものに
   形成された複数の板状チューブエレメントがタンク部同
   士を連通接合して左右方向積層状態に配置されると共に
   、チューブエレメント間にフィンが配置された積層型蒸
   発器において、前記偏平管部の外面に外方突出状のフィ
   ン係合突起が形成され、該係合突起にフィンの端部が係
   合されることにより、フィンの端面とタンク部との間に
   所定高さの排水用隙間が形成されてなることを特徴とす
   る積層型蒸発器。