CN101907378A - 蓄冷热交换器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种蓄冷热交换器，其在蓄冷材料容器(47)或者制冷剂管(45)的外表面设有多个凸部(47a1)和凹部(47a2)。而且，与蓄冷材料容器(47)接合的制冷剂管(45)在与蓄冷材料容器(47)相反的一侧与冷却用空气通路(460)相接。所述冷却用空气通路(460)流通有在蓄冷材料(50)蓄冷时及放冷时对冷却对象空间进行冷却的空气。利用多个凸部(47a1)和凹部(47a2)，在制冷剂管(45)与蓄冷材料容器(47)之间形成与冷却用空气通路(460)不同的蓄冷材料侧空气通路(461a)。例如，蓄冷材料侧空气通路(461a)形成使在蓄冷材料(50)蓄冷时产生的冷凝水或冰排出到外侧的倾斜形状。

Description

蓄冷热交换器
技术领域
本发明涉及用于制冷剂循环装置的蓄冷热交换器。
背景技术
以往，已知有特开平8-175167号公报所记载的卡车驾驶员瞌睡用的蓄冷式冷气装置。封入有特开平8-175167号公报的蓄冷材料的容器由树脂薄膜制成，在该容器的表面具有凹部和凸部，利用该凹部得到能够确保由蓄冷材料冷却的空气流路的形状。
而且，构成瞌睡用的蒸发器，其在蓄冷时事先使制冷剂流过夹着上述容器的制冷剂配管而蓄冷，向打瞌睡的驾驶者供给通过上述空气通路的空气，进行制冷。
此外，使驾驶中的驾驶者凉爽的车室内用蒸发器与上述瞌睡用蒸发器单独设置，来自压缩机的制冷剂并列地流到双方的蒸发器。
在上述的蓄冷式制冷装置中，构成上述的瞌睡用的蒸发器蓄冷用热交换器仅在蓄冷之后使与蓄冷材料进行热交换的空气流过。因此，为了将车室内制冷，需要作为其他的蒸发器的制冷用热交换器，成为成本升高的原因。
此外，在将制冷剂管与蓄冷材料容器钎焊接合时，由于钎焊的特性，蓄冷材料容器与制冷剂管面之间产生孔(空隙)，在蒸发器表面产生的冷凝水进入该间隙，当制冷剂温度在零度以下时，产生冷凝水冻结的现象。
而且，由于冷凝水冻结，体积膨胀，存在制冷剂管与蓄冷材料容器破坏所谓的冻结开裂的问题。尤其是使用单一的热交换器来实现蓄冷、由制冷剂管所形成的室内的制冷、及由蓄冷材料的放冷所形成的室内的制冷的情况下，即使在蓄冷中，空气也在蓄冷材料容器的周围流动，空气中的水分冷凝而容易附着在蓄冷材料容器的表面，冻结开裂的问题显著。
发明内容
本发明着眼于上述问题，其目的在于提供一种蓄冷热交换器，其使用单一的热交换器能够实现蓄冷、由制冷剂管所形成的室内的制冷、及由蓄冷材料的放冷所形成的室内的制冷，并能够消除冻结开裂的问题。
本发明的另一目的在于提供一种蓄冷热交换器，其使用单一的热交换器能够实现蓄冷、由制冷剂管所形成的室内的制冷、及由蓄冷材料的放冷所形成的室内的制冷。
本发明的一种方式的蓄冷热交换器具备多个制冷剂管和蓄冷材料容器，所述多个制冷剂管具有制冷剂通路，且相互设置间隔地配置，所述蓄冷材料容器与所述制冷剂管接合，并划分收容蓄冷材料的空间。与蓄冷材料容器接合的制冷剂管在蓄冷材料容器的相反侧与冷却用空气通路相接，且冷却用空气通路流通有在向蓄冷材料蓄冷时及从蓄冷材料放冷时对冷却对象空间进行冷却的空气，在与制冷剂管接合的蓄冷材料容器的外侧表面设有多个凸部或多个凹部，利用多个凸部或多个凹部，在多个制冷剂管与蓄冷材料容器之间形成有与冷却用空气通路不同的空气流通的蓄冷材料侧空气通路，蓄冷材料侧空气通路形成使向蓄冷材料蓄冷时产生的冷凝水沿蓄冷材料侧空气通路排水的空间。
在上述方式的蓄冷热交换器中，在蓄冷材料容器的外侧表面设有多个凸部或多个凹部。而且，利用多个凸部或多个凹部，在多个制冷剂管与蓄冷材料容器之间形成与冷却用空气通路不同的蓄冷材料侧空气通路，蓄冷材料侧空气通路形成使在蓄冷材料的蓄冷时产生的冷凝水沿蓄冷材料侧空气通路排水的空间。因此，使用单一的热交换器，能够实现向蓄冷材料的蓄冷、经由对冷却对象空间进行冷却的空气所流通的冷却用空气通路的制冷剂管所形成的室内的制冷以及经由利用多个凸部或多个凹部所形成的蓄冷材料侧空气通路的蓄冷材料的放冷所形成的室内的制冷。
此外，利用由多个凸部或多个凹部所形成的蓄冷材料侧空气通路，形成使向蓄冷材料蓄冷时产生的冷凝水沿蓄冷材料侧空气通路排水，并排出到外部的空间，因此能够避免由于冷凝水冻结而导致体积膨胀，从而使制冷剂管与蓄冷材料容器发生破坏的所谓冻结开裂。
本发明的另一种方式的蓄冷热交换器具备多个制冷剂管和蓄冷材料容器，所述多个制冷剂管具有制冷剂通路，且相互设置间隔地配置，所述蓄冷材料容器与所述制冷剂管接合，并划分收容蓄冷材料的空间。与蓄冷材料容器接合的制冷剂管在蓄冷材料容器的相反侧与冷却用空气通路相接，且冷却用空气通路流通有在向蓄冷材料蓄冷时及从蓄冷材料放冷时对冷却对象空间进行冷却的空气，在与蓄冷材料容器接合的制冷剂管的外侧表面设有多个凸部或多个凹部，利用多个凸部或多个凹部，在多个制冷剂管与蓄冷材料容器之间形成有与冷却用空气通路不同的空气流通的蓄冷材料侧空气通路，蓄冷材料侧空气通路形成使向蓄冷材料蓄冷时产生的冷凝水沿蓄冷材料侧空气通路排水的空间。
在本发明的另一方式的蓄冷热交换器中，在制冷剂管的外侧表面设有多个凸部或多个凹部。而且，利用多个凸部或多个凹部，在多个制冷剂管与蓄冷材料容器之间形成与冷却用空气通路不同的蓄冷材料侧空气通路，该蓄冷材料侧空气通路形成使在蓄冷材料的蓄冷时产生的冷凝水沿蓄冷材料侧空气通路排水的空间。因此，使用单一的热交换器，能够实现向蓄冷材料的蓄冷、经由对冷却对象空间进行冷却的空气所流通的冷却用空气通路的制冷剂管所形成的室内的制冷以及经由利用多个凸部或多个凹部所形成的蓄冷材料侧空气通路的蓄冷材料的放冷所形成的室内的制冷。
此外，利用由多个凸部或多个凹部所形成的蓄冷材料侧空气通路，形成使向蓄冷材料蓄冷时产生的冷凝水沿蓄冷材料侧空气通路排水，并排出到外部的空间，因此能够避免由于冷凝水冻结而导致体积膨胀，从而使制冷剂管与蓄冷材料容器发生破坏的所谓冻结开裂。
例如，上述任一蓄冷热交换器中，也可在蓄冷材料容器的内部具有作为与蓄冷材料进行热交换的热交换部的内侧散热片。将蓄冷材料容器的外侧表面与接合该蓄冷材料容器的制冷剂管的外侧表面全面接触的情况下的接触面积设为100％时，蓄冷材料容器的外侧表面与接合该蓄冷材料容器的制冷剂管的外侧表面部分接触时的接触面积的比例在10％以上且50％以下。
通过在蓄冷材料容器的内部具有内侧散热片，且蓄冷材料容器的外侧表面与接合该蓄冷材料容器的制冷剂管的外侧表面在部分接触时的接触面积的比例、也就是说制冷剂管侧的接合比例例如钎焊率设为10％以上且50％以下，由此能够抑制作为蓄冷热交换器的热交换性能的降低。例如，能够将性能降低控制在1％以内。此外，在不足10％时，接合比例不足，热交换性能降低，超过50％时，内侧散热片的热交换性能降低。另外，若使接合或钎焊优先，接合比例或必要钎焊率超过50％，则内侧散热片与蓄冷材料容器的接合比例或钎焊率降低，热交换性能降低。
此外，蓄冷材料侧空气通路设有使冷凝水左右分开流动的倾斜部分。
所述蓄冷材料侧空气通路形成为倾斜形状，因此，产生的冷凝水沿倾斜部分快速排出，因此能够避免由于冷凝水冻结而导致体积膨胀，从而使制冷剂管与蓄冷材料容器发生破坏的所谓冻结开裂。此外，即使冷凝水残存冻结，冰沿倾斜部分排出，因此能够抑制冻结开裂。此外，由于左右分开地流过倾斜部分，因此能够缩短左右各自的倾斜部分的长度，使冷凝水的排出性能变好。
例如，制冷剂管也可设置在蓄冷材料容器的两相对面侧。
附图说明
图1是构成作为本发明的第一实施方式的车辆用空调装置的制冷剂循环装置的结构图。
图2是上述实施方式的蒸发器的俯视图。
图3是从图2的箭头Ⅲ观察蒸发器的侧视图。
图4是示意地表示沿图2的Ⅳ-Ⅳ线的剖面的一部分的概略剖视图。
图5是表示示意地表示沿图3的V-V线的剖面的一部分的制冷剂管、蓄冷材料容器和空气侧散热片的关系的概略剖视图。
图6是从箭头Ⅳ方向观察图5的蓄冷材料容器的内部侧视图。
图7是用于说明在车辆用空调装置上以垂直方向的搭载姿态来搭载上述实施方式的蒸发器时排出冷凝水的状况的概略图。
图8是用于说明排出上述蒸发器在表面处理工序中的处理液的状况的概略图。
图9是本发明第二实施方式的与图6同样的蓄冷材料容器的局部放大侧视图。
图10是上述第二实施方式的、与图5同样地表示制冷剂管、蓄冷材料容器和空气侧散热片的关系的概略剖视图。
图11是表示上述第一实施方式及第二实施方式中蓄冷材料容器与制冷剂管的钎焊面积比例和蒸发器的能力比的关系的特性图。
图12是示意地说明图10的构造中钎焊时的焊料的流动的概略图。
图13是作为其他实施方式具有格子排列的凹凸形状的蓄冷材料容器的侧视图。
图14是作为其他实施方式具有斜排列的凹凸形状的蓄冷材料容器的侧视图。
图15是作为其他实施方式具有圆形的锯齿排列的凹凸形状的蓄冷材料容器的侧视图。
图16是作为其他实施方式具有圆形的格子排列的凹凸形状的蓄冷材料容器的侧视图。
图17是表示本发明的第三实施方式中将沿图3的V-V线的剖面的一部分示意地表示的制冷剂管、蓄冷材料容器及空气侧散热片的关系的概略剖视图。
图18A、B说明由于上述第三实施方式的蒸发器的内侧散热片与蓄冷材料容器的接合比例的大小所导致的性能降低。图18A是外表面接合比例X适度小的情况，图18B是外表面接合比例X过大的情况的剖视图。
图19A、B、C是说明上述第三实施方式的蒸发器的内侧散热片与蓄冷材料容器的接合比例的大小所形成的性能的图表。
图20是表示本发明的第四实施方式的蒸发器中的蓄冷材料容器表面的肋的形状的局部侧视图。
图21是表示本发明的第五实施方式的蒸发器中的蓄冷材料容器表面的肋的形状的局部侧视图。
图22是表示本发明的第六实施方式的蒸发器中的蓄冷材料容器表面的肋的形状的局部侧视图。
图23是表示本发明的第七实施方式的蒸发器中的蓄冷材料容器表面的肋的形状的局部侧视图。
图24是表示本发明的第八实施方式的由层叠板形成的带有蓄冷材料的蒸发器的主视图。
图25是图24的带有蓄冷材料的蒸发器的左侧视图。
图26A、B是将作为本发明的第八实施方式的由冲压杯的管制造了制冷剂管的蒸发器和由挤出制造法制造的蒸发器进行对比表示的示意剖视图。
图27A、B是将作为本发明的第九实施方式的由冲压杯的管来制造制冷剂管的蒸发器和由挤出制造法制造的蒸发器进行对比表示的示意剖视图。
图28涉及本发明的第十实施方式，为与图4同样图示的蒸发器的示意剖视图。
图29是放大表示图28的箭头Z33部分的示意剖视图。
图30是放大表示图28的箭头Z34部分的示意剖视图。
图31是说明本发明的第十实施方式中伴随压缩机的断续运转，蒸发器的温度变化的状态的图表。
图32是表示将图28的蒸发器的蓄冷材料容器的表面的肋形成为倒V字形的状态的侧视图。
具体实施方式
(第一实施方式)
图1是构成作为本发明的第一实施方式的车辆用空调装置的制冷剂循环装置的结构图。构成该空调装置的制冷剂循环装置1具有：压缩机10、散热器20、减压器30及蒸发器40等。这些结构部件由配管连接成环状，并构成制冷剂循环路。
压缩机10由车辆的行驶用的动力源2即内燃机(或电动机等)来驱动。当动力源2停止时，压缩机10也停止。压缩机10从蒸发器40吸引并压缩制冷剂，并向散热器20放出。散热器20使高温制冷剂冷却。散热器20也称作冷凝器。减压器30使由散热器20冷却后的制冷剂减压。蒸发器40使由减压器30减压后的制冷剂蒸发，使车室内空气冷却。
图2是表示第一实施方式的蒸发器40的俯视图。图3是从图2的箭头Ⅲ观察的侧视图。图4是示意地表示沿图2的Ⅳ-Ⅳ线的剖面的一部分的放大剖视图。图5是表示示意地表示沿图3的V-V线的剖面的一部分的制冷剂管、蓄冷材料容器和空气侧散热片的关系的放大剖面图。
图2及图3中，蒸发器40具有分路为多个的制冷剂通路部件。该制冷剂通路部件由铝等金属制的通路部件来提供。制冷剂通路部件由成组排位的头部41、42、43、44和连接上述头部之间的多个制冷剂管45来提供。
图2及图3中，第一头部41和第二头部42成组，相互隔开规定距离而平行地配置。第三头部43和第四头部44也成组，相互隔开规定距离而平行地配置。在第一头部41和第二头部42之间等间隔地排列多个制冷剂管45。
各制冷剂管45在其端部与对应的头部41、42内连通。由上述第一头部41、第二头部42和他们之间配置的多个制冷剂管45来形成第一热交换部48(图3)。在第三头部43和第四头部44之间等间隔地排列多个制冷剂管45。
各制冷剂管45在其端部与对应的头部43、44内连通。由上述第三头部43、第四头部44和他们之间配置的多个制冷剂管45来形成第二热交换部49。
其结果，蒸发器40具有配置在两层的第一热交换部48和第二热交换部49。对于由箭头400表示的空气的流动方向，第二热交换部49配置在上游侧，第一热交换部48配置在下游侧。
在第一头部41的端部设有作为制冷剂入口的未图示的接头。第一头部41内由在其长度方向的大致中央设置的未图示的隔板来划分为第一区域和第二区域。与之相对应，将多个制冷剂管45划分为第一组和第二组。
制冷剂向第一头部41的第一区域供给。制冷剂从第一区域分配到属于第一组的多个制冷剂管45。制冷剂通过第一组而流入并汇集在第二头部42。
将制冷剂从第二头部42再次分配到属于第二组的多个制冷剂管45。制冷剂通过第二组而流入第一头部41的第二区域。如此，在第一热交换部48中，形成使制冷剂U字状流动的流路。
在第三头部43的端部设有作为制冷剂入口的未图示的接头。第三头部43内由在其长度方向的大致中央设置的未图示的隔板来划分为第一区域和第二区域。
与之相对应，将多个制冷剂管45划分为第一组和第二组。第三头部43的第一区域与第一头部41的第二区域相邻。第三头部43的第一区域与第一头部41的第二区域连通。
制冷剂从第一头部41的第二区域流入第三头部43的第一区域。制冷剂从第一区域分配到属于第一组的多个制冷剂管45。制冷剂通过第一组流入并集合到第四头部44。制冷剂从第四头部44再次分配到属于第二组的多个制冷剂管45。
制冷剂通过第二组流入第三头部43的第二区域。如此，即使在第二热交换部49，也形成使制冷剂U字状流动的流路。第三头部43的第二区域内的制冷剂从制冷剂出口流出，并流向压缩机10。
图2中，以大致恒定的间隔配置有多个制冷剂管45。在上述多个制冷剂管45之间形成有多个间隙。在上述多个间隙以规定的规则性来钎焊配置多个空气侧散热片46和多个蓄冷材料容器47。间隙中的一部分为冷却用空气通路460。间隙中的其余部分为配置有蓄冷材料容器47的收容部461。
在多个制冷剂管45之间形成的总计间隔中的10％以上50％以下为收容部461。蓄冷材料容器47大致均等地分散配置于蒸发器40的整体。位于蓄冷材料容器47的两侧的两个制冷剂管45在蓄冷材料容器47的相反侧划分用于与空气热交换的冷却用空气通路460。
从其他的观点来说，如图4所示，在两个空气侧散热片46a及46b之间配置两个制冷剂管45a、45b，进而在上述两个制冷剂管45a、45b之间配置一个蓄冷材料容器47。
图4及图5中，制冷剂管45为在内部侧具有多个制冷剂通路的多孔管。制冷剂管45(45a及45b)也称作扁平管。该多孔管可以由挤出制造法来得到。多个制冷剂通路45c(图4)沿制冷剂管45的与图4的纸面垂直的方向延伸。
多个制冷剂管45成列地排列。在各列中，多个制冷剂管45以其侧面相互对置的方式来配置。多个制冷剂管45在相互相邻的两个制冷剂管45a及45b之间划分用于与空气热交换的冷却用空气通路460和用于收容蓄冷材料容器47的收容部461。
蒸发器40中，上述冷却用空气通路460具备用于增加与向车室供给的空气接触的接触面积的空气侧散热片部件。空气侧散热片部件由多个波纹形的空气侧散热片46(46a及46b)来提供。
空气侧散热片46与相邻的两个制冷剂管45热结合。空气侧散热片46通过热传递优良的接合材料而与相邻的两个制冷剂管45接合。作为接合材料可以使用焊料。空气侧散热片46带有将薄的铝等金属板弯折成波状的形状，称为百叶式散热片。
蒸发器40还具有多个蓄冷材料容器47。蓄冷材料容器47为铝等金属制。蓄冷材料容器47为在图4的左右的表面具有凹凸形状部的筒状。
蓄冷材料容器47在未图示的长边方向两端(图2及图5的上下端)封闭，在内部划分用于收容蓄冷材料50(图5)的空间。蓄冷材料容器47在两侧面部具有大的主面。提供上述两个主面的两个主壁分别与制冷剂管45平行地配置。
蓄冷材料容器47配置在相邻的两个制冷剂管45之间。蓄冷材料容器47在外壳47a的凸部47a1与在其两侧配置的两个制冷剂管45热结合。
蓄冷材料容器47通过热传递优良的接合材料而与相邻的两个制冷剂管45接合。作为接合材料可以使用焊料或粘接材料等树脂材料，但该第一实施方式的蓄冷材料容器47钎焊于制冷剂管45。
在蓄冷材料容器47与制冷剂管45之间配置有焊料，以利用大的剖面积来使蓄冷材料容器47与制冷剂管45之间结合。该焊料也可以通过在蓄冷材料容器47与制冷剂管45之间配置焊料的箔来提供。其结果，蓄冷材料容器47与制冷剂管45之间进行良好的热传递。
蓄冷材料容器47具有作为其外表面的外壳47a。而且，该蓄冷材料容器的外壳47a具有凹凸状的表面形状。而且，利用该凹凸状的表面形状，提高与相接于蓄冷材料容器47的制冷剂管45的钎焊性。即，减少钎焊面积，不产生孔或间隙。
47a1为凸部，47a2为凹部，凸部47a1钎焊于制冷剂管45。通过调节用于该钎焊的焊料的Si(硅)量，可以调节向钎焊部流入的容易度。焊料的Si量越多，越容易流入钎焊部。而且，凹部47a2构成蓄冷材料侧空气通路461a。
此外，该凹凸形状在蓄冷材料容器47的长边方向(图5的上下方向)及蓄冷材料容器47的短边方向(图4的上下方向)这两个方向上反复数次。如后所述，利用该凹凸形状，提高冷凝水等排水性。
如图5所示，在蓄冷材料容器47的内部侧，与蓄冷材料容器47热性及机械性地结合配设有内侧散热片47f。利用热传递优良的接合材料使该内侧散热片47f与蓄冷材料容器47的主壁的内壁接合。该接合由钎焊完成。通过在蓄冷材料容器47的内部侧结合有内侧散热片47f，防止蓄冷材料容器47的变形，并提高耐压性。
如图5所示，内侧散热片47f具有将薄的铝等金属板弯折成波状的形状。而且，蓄冷材料容器47的表面为凹凸状，因此利用钎焊使内侧散热片47f与蓄冷材料容器47的外壳47a的凹部47a2，即向内侧突出的部分(内面突起)接合，从而提高机械强度以及耐压性能。由此，外壳47a中向外侧突出的凸部47a1与内侧散热片47f不接合。图5的460为冷却用空气通路，461a为蓄冷材料侧空气通路。
图4中图示了从图5的上侧观察的作为板材的内侧散热片47f。图5中示意地图示了弯曲成波状的内侧散热片47f。实际上，公知的是在上述板材的表面上通过冲压而形成无数的翘起。
图6是从箭头Ⅳ方向观察图5的蓄冷材料容器47的内壁的内部侧视图。该图6的由铝成形品构成的蓄冷材料容器47为长方形的容器，其在图6的上下方向的高度为225mm、横宽为50mm、厚度为5mm左右。该容器表面的多个凸部47a1形成为锯齿状排列。该锯齿状排列在冲压成形时的脱模容易。此外，凸部47a1的钎焊的部分的横宽设定为2至5mm左右的宽度以下，以防止产生孔。
在蓄冷材料容器47的厚度5mm左右的内部收容有蓄冷材料50(图5)和内侧散热片47f。图6的47g为用于阻止内侧散热片47f的压出凸纹部。内侧散热片47f及蓄冷材料50在蓄冷材料容器47的内部收容到大致压出凸纹部47g的高度为止。压出凸纹部47g的上方的蓄冷材料容器47的内部封入有空气。在该空气的压缩作用下，缓和蓄冷材料50(图5)膨胀时的蓄冷材料容器47的应力。
对上述第一实施方式的作用效果进行说明。通过在蓄冷材料容器47的表面设置多个凹部47a2及凸部47a1，蓄冷材料容器47与制冷剂管45仅在凸部47a1的外表面接触。能够从该凸部47a1相互间(凹部47a2的表面)排出冷凝水或蒸发器表面处理工序中的处理液。
图7是用于说明在车辆用空调装置上以垂直方向的搭载姿态来搭载蒸发器时排出冷凝水的方式的概略图。图7中由箭头47h1来表示在锯齿状排列的凸部47a1相互间的凹部47a2的表面上多个并列的冷凝水从顶方向向底方向的流动。
此外，利用凸部47a1来去除在整个大范围内的平面接触，从而防止钎焊后的孔的产生，提高钎焊性能。
如图5所示，通过在蓄冷材料容器47的表面设置多个凹部47a2及凸部47a1，蓄冷材料容器47的内侧散热片47f仅在凹部47a2的内面凸部与蓄冷材料容器47接触。
其结果，在内侧散热片47f与蓄冷材料容器47之间确保通道50a，在将蓄冷材料50封入蓄冷材料容器47内的工序中，能够缩短封入时间。
图8是用于说明排出蒸发器在表面处理工序中的处理液的状况的概略图。浸渍在处理液中的蓄冷材料容器47由鼓风机吹出空气。箭头47h2表示此时的锯齿状排列的凸部47a1相互间的凹部47a2的表面上的处理液的流动。471及472为表面处理插嵌工序中的鼓风机的吹风方向。
蓄冷材料容器47的凹凸形状在蓄冷材料容器47的长边方向及短边方向这两方向多次反复，从而能够不依赖蒸发器的安装角度而确保排水性。尤其是如图7所示，从排水性、冲压成形性及蓄冷材料50的封入性的方面出发，优选在蓄冷材料容器47的长边方向设置细长的小椭圆形状的凸部47a1。
(第二实施方式)
接下来，对本发明的第二实施方式进行说明。图9是与图6同样的蓄冷材料容器47的侧视图。而且，在以下的各实施方式中，对于与上述第一实施方式相同的结构要素标注相同的符号，并省略说明，对于不同的结构及特征进行说明。
图9中，第二实施方式的蓄冷材料容器47的表面上的多个凸部47a1的外表面凸部的中央(头顶部)成为空孔形状。通过该空孔部47a3(如图10所示)，蓄冷材料50与制冷剂管45直接接触。
此外，图9左右方向的凸部47a1的钎焊宽度优选2至5mm以下。
图10是与图5同样地表示制冷剂管45、蓄冷材料容器47和空气侧散热片46的关系的放大剖视图。与内侧散热片47f一同封入蓄冷材料容器47内的蓄冷材料50从蓄冷材料容器47的内侧向空孔部47a3突出，并与制冷剂管45的表面直接接触。图10的460为冷却用空气通路，461a为蓄冷材料侧空气通路。
在将制冷剂管45与蓄冷材料容器47的凸部47a1钎焊后，将蓄冷材料50填充到蓄冷材料容器47内，因此不会从空孔部47a3泄漏到外部。
而且，如后面叙述，在上述第一及第二实施方式中确认了：蓄冷材料容器47的外表面不在与该外表面相邻的制冷剂管45的表面上设置凹凸形状(凹部47a2及凸部47a1)或上述空孔部47a3而在整个面接触的情况的接触面积设为100％，如上所述，设置凹凸形状或上述空孔部47a3而局部接触时的接触面积即钎焊面积为10％以上(优选20％以上)，则能够充分确保空调装置用蒸发器的热交换能力。
图11是表示蓄冷材料容器47与制冷剂管45的钎焊面积比例和蒸发器的能力比的关系的特性图。蓄冷材料容器47的外表面不在与该外表面相邻的制冷剂管45的表面上设置凹凸形状或上述空孔部47a3而在整个面接触的情况的钎焊面积比例设为100％时的蒸发器的能力比设为100％。从该图11明确可知，即使存在凹凸形状或空孔部47a3，若部分接触时的钎焊面积比例为10％以上，则蒸发器的能力比确保90％以上。
此外，在形成有上述空孔部47a3的情况下，期望将蓄冷材料容器47与制冷剂管45的钎焊部所使用的焊料由形成在蓄冷材料容器47的内表面的焊料和形成在蓄冷材料容器47的外表面的焊料来区别。对于焊料来说，焊料中含有的硅Si量越多，流动性越好。
图12是示意地说明图10的构造中钎焊时的焊料的流动的概略图。由箭头47IN来表示形成在蓄冷材料容器47的内表面的内表面焊料的流动，由箭头47OUT来表示形成在蓄冷材料容器47的外表面的外表面焊料的流动。
对于焊料来说，焊料中含有的硅Si量越多，流动性越好。内表面焊料的流动性比外表面焊料的流动性优良对于钎焊是优选的。理由如下说明。
外表面焊料中包含防止替化材料，该外表面焊料不太流入蓄冷材料容器47和制冷剂管45的钎焊部对于确保由外表面焊料所进行的必要部分的钎焊，并且提高蓄冷材料容器47与制冷剂管45的钎焊部的耐腐蚀性是优选的。因此，增大内表面焊料的硅Si量，增大流动性，增多由箭头47IN表示的焊料的流动。
如此，由来自内侧的内表面焊料的流动和来自外侧的外表面焊料的流动进行钎焊，因此，形成能够良好确保蓄冷材料容器47的接合性的构造。
(上述实施方式的变形例)
本发明并不限定于上述的实施方式，也可进行如下的变形或扩张。例如，在上述的第一实施方式中，在蓄冷材料容器47的表面上形成锯齿排列的凹凸形状，但也可在蓄冷材料容器47的表面形成如图13所示的格子排列的凹凸形状。此外，也可形成如图14所示的斜排列及如图15所示的圆形的锯齿排列、如图16所示的圆形的格子排列。
(第三实施方式)
与图5相同，图17为表示将沿图3的V-V线的剖面的一部分示意地表示的制冷剂管、蓄冷材料容器及空气侧散热片的关系的第三实施方式的局部放大剖视图。而且，该第三实施方式将上述外表面接合比例或内表面接合比例设定在规定范围内。
图17中，460是冷却用空气通路，461a是蓄冷材料侧空气通路。在蓄冷材料容器47的表面上构成凹凸形状的肋时，将构成凸部47a1的蓄冷材料容器47的外侧表面(图17中标有双点划线的假想线的部分)的面积比例设为X％，将构成凹部的蓄冷材料容器47的内侧表面(与内侧散热片47f接触的蓄冷材料容器47的部分)的面积比例设为Y％的情况下，X+Y为100％。
而且，如图17所示，在蓄冷材料容器47内设置宽度均匀的内侧散热片47f，利用上述凹凸形状，存在内侧散热片47f与蓄冷材料容器47的表面接触或不接触的部分。在上述假想线部分的X大(Y小)的情况下，不能确保蓄冷材料容器47的表面与内侧散热片47f的接触面积的比例变大，作为热交换器(在该情况下为蒸发器)的性能降低。
另一方面，在X小(Y大)的情况下，不能充分确保蓄冷材料容器47与制冷剂管45(45a、45b)的接触面积，虽然蓄冷材料50的量及焊料少，但作为热交换器的性能降低。
此外，内侧散热片47f具有波状的弯折部，弯折部的波的顶端部分与蓄冷材料容器47的内侧表面部分地接触，该弯折部的波的高度(图17的左右方向的宽度)均匀。如此，若使内侧散热片47f的弯折部的波的高度均匀，则内侧散热片47f的制造以及组装容易。
图18A、B说明由于上述热交换的内侧散热片47f与蓄冷材料容器47的接合比例的大小所导致的性能降低。图18A是外表面接合比例X适度小的情况，图18B是外表面接合比例X过大的情况。
图18A的情况表示了从制冷剂管45a、45b向内侧散热片47f及蓄冷材料50的传热距离短，传热量多的情况，图18B的情况表示了从制冷剂管45a、45b向内侧散热片47f及蓄冷材料50的传热距离长，传热量少的情况。
如此，通过设置凹凸，内侧散热片47f与蓄冷材料容器47不接触，当然上述内侧散热片47f与蓄冷材料容器47之间未被钎焊，因此作为热交换器的性能受到凹凸的尺寸影响。
此外，图19A、B、C说明上述内侧散热片47f与蓄冷材料容器47的接合比例的大小所形成的性能，图19A是表示充分蓄冷后的放冷时间和接合比例的关系的图表。图19B部分是表示蓄冷时间(秒)与接合比例的关系的图表。图19C是蓄冷未完全完成，在有限的时间内蓄冷的情况下放冷时间(秒)与接合比例的关系的图表。
在图18A-B及图19A-C中，当接合比例X大时，与接合的部分相邻的蓄冷材料50的内容积增加。因此，若在能够充分蓄冷的状态下，放冷时间如图19A的图表所示，随着接合比例X的增加，放冷时间大致成比例地变大。
若将蓄冷材料50整体凝固的时间定义为蓄冷时间，则若如图18B接合比例X大，当热量向内部传递时，如图18B所示传热路径变长，空气侧散热片46(46a及46b)的效率降低。
因此，如图19B的图表所示，若接合比例X大，则蓄冷时间变得相当大。此外，能够蓄冷的时间与汽车的驾驶时间相关，由于是有限的时间，因此需要有效地使用搭载的蓄冷材料50并完全蓄冷。在图19B的图表中，由TL来表示上述有限的时间。
对于在该有限的时间TL内蓄冷的情况的放冷时间来说，如图19C的图表所示，在接合比例为50％附近，放冷时间变为最大。由此，从上述的图表克制，为了在有限的时间内蓄冷且以少的蓄冷材料50的量来确保放冷时间，接合比例X为50％以下即可。
而且，更优选接合了该蓄冷材料容器47的制冷剂管45的外侧表面在部分接触时的接触面积相对于蓄冷材料容器47的外侧表面(X+Y的部分)的比例X设为20％以上且不足50％。如此，能够减少接触面积的比例X，同时更可靠地将作为蓄冷热交换器的热交换性能的降低设定在1％以内。
而且，通过如此限定接合比例，确保充分的传热量，能够在有限的必要时间内使热量积存于蓄冷材料50，并使用积存的热量来进行充分长时间的放冷，提高由于十字路口的红灯而使发动机停止时等对车室内空调进行辅助的效果。
(第四实施方式)
接下来，对本发明的第四实施方式进行说明。在上述的实施方式中，在蓄冷材料容器47上形成多个凸部47a1或多个凹部47a2，并如图6、图7、图8、图9、图13、图14、图15、图16来设定其形状，但在该第四实施方式中，将由多个凸部47a1构成的肋形成为倒V字形(倾斜形状)。
图20表示本发明的第四实施方式的蓄冷材料容器47的表面的肋的形状，图20中下侧作为顶底的底方向而安装在车辆上。而且，蓄冷材料容器47的表面的多个凸部47a1或多个凹部47a形成为如下形状，即在两侧形成有冷凝水以山形的顶端部分为界而左右分开流动的倾斜部分。
如此，凸部47a1或凹部47a2形成为倾斜形状，因此，产生的冷凝水沿倾斜部分快速地左右分开而向外部排出，因此能够避免由于冷凝水冻结而使体积膨胀，从而使制冷剂管45和蓄冷材料容器47破坏这样的冻结开裂。
此外，即使冷凝水残存冻结，由于冻结的冰沿倾斜部分排出，因此能够抑制冻结开裂。此外，由于左右分开沿倾斜部分流动，因此，能够缩短左右各自的倾斜部分的长度，提高冷凝水的排出性能。
具体来说，对于凸部47a1或凹部47a2，倾斜形状的肋的***高度为0.2mm以上，多个凸部47a1相互间的间隔或多个凹部47a2相互间的间隔即肋的间距设定在3mm以上。此外，多个肋从蓄冷材料容器47的顶方向向底方向重叠配置3个以上。
当蓄冷材料容器47对车室内空气进行温度调节时，冷凝水滞留在制冷剂管45与蓄冷材料容器47之间的蓄冷材料侧空气通路461a，且该制冷剂管45与冷却用空气通路460内(图17等)的冷却散热片46成为一体，当产生低负荷下的冻结(冷冻)时，有蓄冷材料容器47及制冷剂管45破坏的危险。
因此，在该第四实施方式中，在制冷剂管45与蓄冷材料容器47之间的空间配置由倒V字形状的凸部47a1构成的上述肋，上述肋能够减少滞留在制冷剂管45与蓄冷材料容器47之间的空间内的冷凝水的量。
由此，能够防止蓄冷材料容器47上侧(垂直方向)的冷凝水流入蓄冷材料容器47下侧的倒V字形状的肋。其结果，能够降低制冷剂管45与蓄冷材料容器47之间滞留的冷凝水量。进而，在产生冻结时，产生的冰能够从制冷剂管45与蓄冷材料容器47之间的空间向外部空间方向(图17的纸面表背方向)排出。
(第五实施方式)
接下来，对本发明的第五实施方式进行说明。图21表示本发明的第五实施方式的蓄冷材料容器47的表面的肋的形状，图21中下侧作为顶底的底方向而安装在车辆上。在上述第四实施方式中，以等间距从蓄冷材料容器47的顶方向向底方向来重叠配置肋，但在该第五实施方式中，如图21所示，以不等间距来配置肋。
(第六实施方式)
接下来，对本发明的第六实施方式进行说明。图22是表示本发明的第六实施方式的蒸发器中的蓄冷材料容器47的表面的肋的形状的局部侧视图。在上述第四及第五实施方式中，以连续的倾斜形状从蓄冷材料容器47的顶方向向底方向来重叠配置肋，但在该第六实施方式中，如图22所示，形成由凹陷来隔断了倾斜形状的中央的肋的形状。
(第七实施方式)
接下来，对本发明的第七实施方式进行说明。图23是表示本发明的第七实施方式的蒸发器中的蓄冷材料容器47的表面的肋的形状的局部侧视图。在上述第四及第五实施方式中，以连续的倾斜形状从蓄冷材料容器47的顶方向向底方向来重叠配置肋，但在该第六实施方式中，如图22所示，形成由凹陷来隔断了倾斜形状的中央的肋的形状。
对于上述图20至图23的倒V字形以及倾斜形的肋，重叠配置多个凸部47a1或多个凹部47a2。并且，冷凝水以山形的顶端部分为界而左右分开流下的倾斜部分延伸形成到蓄冷材料容器47的外侧表面的两端47t为止。
由此，产生的大部分冷凝水从蓄冷材料容器47的外侧表面的两端47t排出到外部，因此，冷凝水难以积存在蓄冷材料容器47的下部，由此能够避免下部的制冷剂管45与蓄冷材料容器47破坏所谓的冻结开裂。
此外，对于多个凸部47a1或多个凹部47a2，冷凝水以山形的顶端部分为界而左右分开流下的倾斜部分延伸到蓄冷材料容器47的外侧表面的两端47t，以最短距离连接该两端47t相互间的直线与倾斜的凸部47a1或凹部47a2的交叉角度θ(图20)设定在30～60度的范围。由此，即使车辆在坡道上倾斜，也能得到充分的冷凝水的排出性能。
进而，使多个凸部47a1与制冷剂管45的相对部分的八成以上利用钎焊来紧贴。由此，沿凸部47a1的倾斜，冷凝水可靠地排出到蓄冷材料容器47的外侧。
(第八实施方式)
接下来，对本发明的第八实施方式进行说明。在上述的实施方式中，尤其是如图2及图3所示，称为头部41、42、43、44的箱和将上述头部连结而与头部独立的多个制冷剂管45来构成。
各制冷剂管45在其端部与对应的头部41、42、43、44内连通。此外，制冷剂管45为在内部侧具有多个制冷剂通路的由挤出制造法形成的多孔的扁平管。而且，也可使用与特开2004-3787号公报中公开的方法相同的方法，将由挤出制造法挤出的多孔的扁平管通过加压辊中而在表面上形成凹凸的肋。
该第八实施方式中，将箱部和制冷剂管形成为一体，并重叠一对板来形成，并将上述构造层叠多个而构成热交换器。而且，此种层叠类型的热交换器也可引用特开2001-221535号公报。
也可引用特开2004-3787号公报，在如此重合形成的杯状的管(也称为冲压杯(drawn cup)的管)的表面也通过加压辊中而在表面上形成由凸部47a1及凹部47a2构成的凹凸状的肋。专利文献(特开2004-3787号公报、特开2001-221535号公报)的记载内容可以参照并导入以及引用为本说明书记载的技术要素的说明。
图24是由上述层叠板形成的第八实施方式中的带有蓄冷材料的蒸发器的主视图。此外，图25是图24的带有蓄冷材料的蒸发器的左侧视图。如图24及图25，蒸发器的箱部分与制冷剂管一体地重叠一对板而形成，并将上述构造重叠多个，在各层叠部分之间夹持蓄冷材料容器47。而且，图24及图25中，蓄冷材料容器47或制冷剂管45的表面的凹凸省略图示。此外，图24及图25的与图2对应的部分标注同一符号。
图26A、B是分别将由冲压杯的管制造了制冷剂管45的第八实施方式的蒸发器和由挤出制造法制造的蒸发器进行对比表示的示意剖视图。图26A的部分为第八实施方式，由上述冲压杯的管来制造制冷剂管45。
图26A中，左端设有空气侧散热片46，该空气侧散热片46设置于冷却用空气通路460，在该空气侧散热片46的单面上设有由冲压杯形成的制冷剂管45，该制冷剂管45在内部设有制冷剂管散热片45f，在该制冷剂管45的与空气侧散热片46相反侧的面上接合有表面形成了凹凸状的肋的蓄冷材料容器47。
而且，上述空气侧散热片46、制冷剂管45、蓄冷材料容器47这样一组构成一个单元，重叠多个这样的单元而构成蒸发器。而且，也可在图26A所示的蓄冷材料容器47的右侧接合空气侧散热片46并排列单元，也可在蓄冷材料容器47的右侧接合收容有内侧散热片的制冷剂管45并排列单元。
此外，图26B的部分为对比例，由与第一实施方式同样由挤出制造法形成制冷剂管45的第一实施方式的变形例，与图4的第一实施方式不同之处在于蓄冷材料容器47内未设有内侧散热片47f。而且，图26A、B明确表示了由挤出制造法形成的蒸发器、和层叠板的所谓冲压杯制造法形成的蒸发器的对应关系。
(第九实施方式)
接下来，对本发明的第九实施方式进行说明。图27A、B是将作为本发明的第九实施方式的由冲压杯的管来制造制冷剂管的蒸发器和由挤出制造法制造的蒸发器进行对比表示的示意剖视图。
图27A的部分为第九实施方式，由上述冲压杯的管来制造制冷剂管45。图27A中，左端设有空气侧散热片46，该空气侧散热片46设置于冷却用空气通路460，在该空气侧散热片46的单面上设有由冲压杯形成的制冷剂管45，该制冷剂管45在内部设有制冷剂管散热片45f。
而且，形成有由凸部45a1及凹部45a2构成的凹凸，上述凸部45a1及凹部45a2形成该制冷剂管45的表面的肋。在该制冷剂管45的与空气侧散热片46相反一侧的面上接合有没有凹凸的蓄冷材料容器47。此外，在凹部45a2内形成有蓄冷材料侧空气通路461a。
而且，上述空气侧散热片46、制冷剂管45、蓄冷材料容器47这样一组构成一个单元，重叠多个这样的单元而构成蒸发器。而且，也可在图27A所示的蓄冷材料容器47的右侧接合空气侧散热片46并排列单元，也可在蓄冷材料容器47的右侧接合收容有内侧散热片47f的制冷剂管45并排列单元。
此外，图27B为对比例，由与图4的第一实施方式同样由挤出制造法形成制冷剂管45的第一实施方式的变形例，与第一实施方式不同之处在于蓄冷材料容器47的表面没有凹凸，而在制冷剂管45的表面形成由凸部45a1及凹部45a2构成的肋，以及在蓄冷材料容器47内未设置内侧散热片47f。而且，图27A、B明确表示了由挤出制造法形成的蒸发器、和层叠板的所谓冲压杯制造法形成的蒸发器的对应关系。
(第十实施方式)
接下来，对本发明的第十实施方式进行说明。图28涉及本发明的第十实施方式，为与第一实施方式的图4同样图示的蒸发器的示意剖视图。图29是放大表示图28的箭头Z33部分的剖视图。
图30是放大表示图28的箭头Z34部分的示意剖视图。此外，图31是说明第十实施方式中伴随与压缩机(compressor)结合的离合器的断续运转，蒸发器(evaporator)的温度变化的状态的图表。图32是表示将图28的蒸发器的蓄冷材料容器47的表面的肋形成为倒V字形的状态的侧视图。
图28中，制冷剂管45为在内部侧具有多个制冷剂通路的多孔管。在左右的制冷剂管45a及45b的各自的两侧设有用于与空气进行热交换的冷却空气用通路460和收容有内侧散热片47f的蓄冷材料容器47。
如图29所示，制冷剂管45与蓄冷材料容器47接触的部位由焊料33r来接合。如在该焊料33r中存在孔33v，则有时孔内积存冷凝水33v1。
此外，如图30所示，在图28的蓄冷材料容器47的表面形成有凹部47a2的蓄冷材料侧空气通路461a内存在空间34v，当由未图示的冷却风扇向蒸发器该空间34v通过空调风时，空气流动，空气中的水分在空间34v内冷凝，容易积存冷凝水34v1。此外，该空间34v构成蓄冷材料容器47放冷时的蓄冷材料侧空气通路461a。
如图31所示，根据图1的相当于压缩机10部分的离合器的断续，蒸发器(evaporator)的温度反复变化。冷凝水反复冻结和溶解。为了防止此时的冻结开裂，图29的接合平面部的宽度W设定在0.8mm以下。
此外，对于蓄冷材料容器47的表面形成有凹部47a2的图30的空间34v中积存的冷凝水34v1来说，通过将由与凹部47a2相邻的凸部47a1构成的肋形成为从图30的箭头Z36方向观察的如图32的倒V字形，如箭头Y36将空间34v内的冷凝水34v1排出到蓄冷材料容器47的外侧。
此外，为了不由于凸部47a1相互间的间隙而将冷凝水从下如箭头Y361汲起，设定凸部47a1相互间的凹部47a2的宽度尺寸。由此，即使冷凝水成冰，冰也从凹部47a2上即蓄冷材料容器47的表面滑落，并排出到外部，不产生引起冻结开裂的应力。
如此，对于图28的蓄冷材料容器47来说，在与对车室内空气进行温度调节的冷却用空气通路460内的冷却散热片46a、46b成为一体的蓄冷热交换器47中，冷凝水滞留在制冷剂管45与蓄冷材料容器47之间的蓄冷材料侧空气通路461a，当产生低负荷的冻结(冷冻)时，蓄冷热交换器47及制冷剂管45有可能破坏，但根据第十实施方式，将倒V字形的肋配置在图32的制冷剂管45与蓄冷热交换器47之间的空间，该倒V字形的肋能够减少滞留在制冷剂管45与蓄冷热交换器47之间的空间内的冷凝水的量。
由此，能够抑制蓄冷热交换器47上侧(顶方向)的冷凝水从蓄冷热交换器47的上侧向下侧的倒V字形的肋流入。其结果，能够降低制冷剂管45与蓄冷热交换器47之间滞留的冷凝水的量。进而，在产生冻结时，能够使产生的冰从制冷剂管45与蓄冷热交换器47之间的空间向外部空间排出。

Claims (4)

1.一种蓄冷热交换器，其特征在于，具备多个制冷剂管(45)和蓄冷材料容器(47)，所述多个制冷剂管(45)具有制冷剂通路，且相互设置间隔地配置，所述蓄冷材料容器(47)与所述制冷剂管(45)接合，并划分收容蓄冷材料(50)的空间，
与所述蓄冷材料容器(47)接合的所述制冷剂管(45)在所述蓄冷材料容器(47)的相反侧与冷却用空气通路(460)相接，且所述冷却用空气通路(460)流通有在向所述蓄冷材料(50)蓄冷时及从所述蓄冷材料放冷时对冷却对象空间进行冷却的空气，
在与所述制冷剂管(45)接合的所述蓄冷材料容器(47)的外侧表面设有多个凸部(47al)或多个凹部(47a2)，
利用所述多个凸部(47al)或所述多个凹部(47a2)，在所述多个制冷剂管(45)与所述蓄冷材料容器(47)之间形成有与所述冷却用空气通路(460)不同的所述空气流通的蓄冷材料侧空气通路(461a)，
所述蓄冷材料侧空气通路(461a)形成使向所述蓄冷材料(50)蓄冷时产生的冷凝水沿所述蓄冷材料侧空气通路(461a)排水的空间。
2.一种蓄冷热交换器，其特征在于，具备多个制冷剂管(45)和蓄冷材料容器(47)，所述多个制冷剂管(45)具有制冷剂通路，且相互设置间隔地配置，所述蓄冷材料容器(47)与所述制冷剂管(45)接合，并划分收容蓄冷材料(50)的空间，
与所述蓄冷材料容器(47)接合的所述制冷剂管(45)在所述蓄冷材料容器(47)的相反侧与冷却用空气通路(460)相接，且所述冷却用空气通路(460)流通有在向所述蓄冷材料(50)蓄冷时及从所述蓄冷材料放冷时对冷却对象空间进行冷却的空气，
在与所述蓄冷材料容器(47)接合的所述制冷剂管(45)的外侧表面设有多个凸部(45al)或多个凹部(45a2)，
利用所述多个凸部(45al)或所述多个凹部(45a2)，在所述多个制冷剂管(45)与所述蓄冷材料容器(47)之间形成有与所述冷却用空气通路(460)不同的所述空气流通的蓄冷材料侧空气通路(461a)，
所述蓄冷材料侧空气通路(461a)形成使向所述蓄冷材料(50)蓄冷时产生的冷凝水沿所述蓄冷材料侧空气通路(461a)排水的空间。
3.根据权利要求1或2所述的蓄冷热交换器，其特征在于，
所述蓄冷材料容器(47)的内部具有内侧散热片(47f)，该内侧散热片(47f)作为与所述蓄冷材料(50)进行热交换的热交换部，
将所述蓄冷材料容器(47)的外侧表面与接合该蓄冷材料容器(47)的所述制冷剂管(45)的外侧表面全面接触的情况下的接触面积设为100％，所述蓄冷材料容器(47)的外侧表面与接合该蓄冷材料容器(47)的所述制冷剂管(45)的外侧表面在部分接触时的接触面积的比例在10％以上且50％以下。
4.根据权利要求1或2所述的蓄冷热交换器，其特征在于，
所述蓄冷材料侧空气通路(461a)形成有使所述冷凝水左右分开流动的倾斜部分。
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