JP2004162935A - 蒸発器 - Google Patents
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Abstract
【課題】一方のタンク部から複数のチューブを通って他方のタンク部に熱交換媒体としての冷媒が通流する単純な１パス通路タイプの蒸発器において、冷媒の気体成分と液体成分とを効果的に分流し、熱交換効果を十分に発揮できるようにする。
【解決手段】風下側及び風上側下部タンク部７，９のいずれか一方に、長手方向途中に仕切り１２を設け、冷媒が一方の風下側下部タンク部７では導入口１４ａに近いほうのチューブ４，４，…内を流れ、他方の風上側下部タンク部９では導入口１４ｂから遠いほうのチューブ４，４，…内を流れるようにする。
【選択図】 図２
【解決手段】風下側及び風上側下部タンク部７，９のいずれか一方に、長手方向途中に仕切り１２を設け、冷媒が一方の風下側下部タンク部７では導入口１４ａに近いほうのチューブ４，４，…内を流れ、他方の風上側下部タンク部９では導入口１４ｂから遠いほうのチューブ４，４，…内を流れるようにする。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蒸発器に関する技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、両端に設けられたタンク部とこれらタンク部間に積層して連結された複数のチューブとを一体に備え、このチューブ間にフィンを配設して構成され、一方のタンク部から導入された熱交換媒体が複数のチューブ内を通って他方のタンク部に流れるようになった蒸発器蒸発器は知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１３に示すように、この蒸発器１００の熱交換ユニット１０２，１０３は上下両端部にタンク部１０６〜１０９を配置し、空気の流れＦに対して、風下側及び風上側に並ぶように配設されている。
【０００４】
上記蒸発器１００では、風下側熱交換ユニット１０２の下部タンク部１０７の略中央部分に仕切部１１１が設けられ、このことで、下部タンク部１０７は第１下部タンク１０７ａ及び第２下部タンク１０７ｂに区分されている。同様に風上側熱交換ユニット１０３の上部タンク部１０８の略中央部分に仕切部１１０が設けられ、このことで、上部タンク部１０８は第１上部タンク１０８ａ及び第２上タンク１０８ｂに区分されている。そして、第２下部タンク１０７ｂと第２上部タンク１０８ｂとが連通路１１２で連通されている。また、第１下部タンク１０７ａに熱交換媒体の入口部１１４が設けられ、第１上部タンク部１０８ａに出口部１１５が設けられている。
【０００５】
上記蒸発器１００では、熱交換媒体は、入口部１１４から第１下部タンク１０７ａに入り、チューブ４，４，…内の熱交換媒体通路を上昇して上部タンク部１０６に導かれた後、この上部タンク部１０６内を長手方向に通流し、チューブ４，４，…内の熱交換媒体通路を下降して第２下部タンク１０７ｂに至る。
【０００６】
さらに、熱交換媒体は、連通路１１２を介して第２上部タンク１０８ｂに導かれ、そこからチューブ４，４，…内の熱交換媒体通路を下降して下部タンク部１０９に導かれ、この下部タンク部１０９部内を長手方向に通流し、チューブ４，４，…内の熱交換媒体通路を上昇して第１上部タンク１０８ａに至り、この第１上部タンク１０８ａの出口部１１５から流出する。
【０００７】
このように、風下側及び風上側でそれぞれ２パスづつの通路が設けられ、計４パス通路とされたものが知られている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平０９−１７０８５０号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、蒸発器の小型化が強く要求されており、蒸発器のコア厚さを薄くする必然性が出てきている。しかし、コア厚さを薄くすると、熱交換媒体の通路断面積が狭くなり、管内圧損の上昇により、熱交換性能の低下を招くという問題がある。
【００１０】
そのために、上記従来のような４パス通路タイプから単純に１パス通路タイプにすることが考えられている。しかし、一方のタンク部から複数のチューブを通って他方のタンク部に熱交換媒体が通流するという、いわゆる単純な１パス通路タイプに戻しただけでは、熱交換媒体の気体成分と液体成分との分流が悪くなり、熱交換効率が低下する。
【００１１】
そこで、タンク部内に分流管等を設け、気体成分と液体成分とをより均一に分流することが考えられるが、タンク内の分流管設置は限られたスペースでの設置となり、熱交換媒体のスムーズな流れを阻害する恐れがあるとともに、構造が複雑となってコストアップにもつながる。
【００１２】
本発明は、上記した従来技術の問題点を解消することを狙いとし、特に一方のタンク部から複数のチューブを通って他方のタンク部に熱交換媒体が通流する単純な１パス通路タイプの蒸発器において、熱交換媒体の気体成分と液体成分とを効果的に分流し、熱交換効果を十分に発揮できる蒸発器を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、両端に設けられたタンク部とこれらタンク部間に積層して連結された複数のチューブとを一体に備え、該チューブ間にフィンを配設して構成され、一方のタンク部から導入された熱交換媒体が複数のチューブ内を通って他方のタンク部に流れるようになった蒸発器であって、一方のタンク部の端部に、風下側及び風上側に熱交換媒体の導入口がそれぞれ設けられ、各導入口に対応して一方のタンク部は、風下側及び風上側に風下側タンク部及び風上側タンク部に分けられ、風下側タンク部及び風上側タンク部のいずれか一方には長手方向途中に仕切りが設けられる構成である。
【００１４】
この構成では、風下側タンク部及び風上側タンク部のいずれか一方には仕切りがあるので、導入された熱交換媒体はその仕切り板のあるタンク部の奥まで流れずに複数のチューブに向かって流れる。また風下側タンク部及び風上側タンク部の他方には仕切りがないので、導入された勢いで熱交換媒体はこのタンク部の奥まで流れ、それから複数のチューブ内を流れる傾向になる。
【００１５】
すなわち、風下側タンク部及び風上側タンク部のいずれか一方では導入口に近いほうの複数のチューブを流れ、他方では導入口から遠いほうの複数のチューブを流れる傾向になり、分流が促進される。このように簡単な構成で分流を促進できる。
【００１６】
請求項２の発明は、両端に設けられたタンク部とこれらタンク部間に積層して連結された複数のチューブとを一体に備え、該チューブ間にフィンを配設して構成され、一方のタンク部から導入された熱交換媒体が複数のチューブ内を通って他方のタンク部に流れるようになった蒸発器であって、一方のタンク部の端部に、風下側及び風上側に熱交換媒体の導入口がそれぞれ設けられ、各導入口に対応して一方のタンク部は、風下側及び風上側に風下側タンク部及び風上側タンク部に分けられ、風下側タンク部及び風上側タンク部のいずれか一方の導入口から遠い後半部分と、他方の導入口に近い前半部分とにそれぞれ複数のチューブとの連通を遮断する遮蔽部が設けられる構成である。
【００１７】
この構成では、風下側タンク部及び風上側タンク部のいずれか一方には後半部分に遮蔽部があるので、導入された熱交換媒体は後半部分の複数のチューブの方に流れずに前半部分の複数のチューブに流れ、他方には逆に前半部分に遮蔽部があるので後半部分の複数のチューブに流れる。
【００１８】
すなわち、風下側タンク部及び風上側タンク部のいずれか一方では導入口に近いほうの複数のチューブを流れ、他方では導入口に遠いほうの複数のチューブを流れる傾向になり、分流が促進される。このように簡単な構成で分流を促進できる。
【００１９】
請求項３の発明では、仕切りに細孔の連通孔が設けられているので、導入された熱交換媒体の一部はこの連通孔を介して奥のタンク部まで流れるので、仕切り付近の分流ムラが減少でき、効率良く熱交換できる。
【００２０】
請求項４の発明では、遮蔽部には、複数のチューブと部分的に連通する開口部が設けられているので、複数のチューブ内で熱交換媒体が全く流れない領域を減少でき、効率よく熱交換できる。
【００２１】
請求項５の発明では、風下側タンク部及び風上側タンク部とを互いに連通する連通路が設けられているので、風下側タンク部と風上側タンク部とに導入された熱交換媒体のばらつきを減少でき、熱交換効率を向上できる。
【００２２】
請求項６の発明は、一方のタンク部を形成する膨出部は隣接する膨出部に対して、折り曲げたバーリング加工で接続され、風下側タンク部及び風上側タンク部のいずれか一方は、流れ方向後側の膨出部から前側の膨出部に向けて、また他方は、流れ方向前側の膨出部から後側の膨出部に向けて、それぞれバーリング加工されて接続される構成である。
【００２３】
この構成では、風下側タンク部及び風上側タンク部のいずれか一方ではバーリング加工された部分が熱交換媒体の流れ抵抗を増加させる方向に作用し、他方ではバーリング加工された部分が熱交換媒体の流れ抵抗を減少させる方向に作用するので、より一層分流を促進でき、効果的に熱交換が行われる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
以下、本発明の実施形態１を図面に基づいて説明する。図１〜図３は実施形態１に係る蒸発器１を示す。図１に示すように、蒸発器１は風向きＦに対して風下側と風上側とに積層配置された風下側ユニット２及び風上側ユニット３からなる。
【００２５】
上記風下側ユニット２及び風上側ユニット３には、それぞれ扁平チューブ４，４，…と波状フィン５，５，…とが交互に積層されている。そして、風下側ユニット２の積層されたチューブ４，４，…及びフィン５，５，…の上下両端部にはタンク部６，７が、また風上側ユニット３の積層されたチューブ４，４，…及びフィン５，５，…の上下両端部にはタンク部８，９がそれぞれ設けられている。なお、図３に示すように、各チューブ４は風下側ユニット２及び風上側ユニット３間で連通されている。
【００２６】
また、図示しないが、上記風下側ユニット２の風下側上部タンク部６及び風上側ユニット３の風上側上部タンク部８間は、隔壁が設けられず互いに連通されている。一方、図３に示すように、風下側ユニット２の風下側下部タンク部７及び風上側ユニット３の風上側下部タンク部９は、隔壁１１によって内部が互いに連通しないように仕切られている。また図２（ａ）に示すように、風下側ユニット２の風下側下部タンク部７は仕切１２で長手方向に第１タンク部７ａ及び第２タンク部７ｂに区切られている。
【００２７】
図１及び図２に示すように、上記風下側ユニット２の第１タンク部７ａ及び風上側ユニット３の風上側下部タンク部９の端部には、熱交換媒体としての冷媒の入口部１４ａ，１４ｂがそれぞれ設けられている。また、風下側ユニット２の風下側上部タンク部６及び風上側ユニット３の風上側上部タンク部８の入口部１４ａ，１４ｂと同じ側の端部に二股形状を有する冷媒の出口部１５が設けられている。このようにして、一方の下部タンク部７，９から導入された冷媒がチューブ４，４，…内を通って他方の上部タンク部６，８に流れるようになっている。
【００２８】
次に、実施形態１に係る蒸発器１内の冷媒の流れを説明する。図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、冷媒が入口部１４ａ及び１４ｂから風下側ユニット２の下部第１タンク部７ａ及び風上側ユニット３の風上側下部タンク部９にそれぞれ導入される。
【００２９】
上記風下側ユニット２の下部第１タンク部７ａに導入された冷媒は、第１タンク部７ａ及び第２タンク部７ｂ間に仕切り１２が設けられているので、左半分（入口部１４ａ側）のチューブ４，４，…内を上昇して風下側上部タンク部６に至る。
【００３０】
なお、このとき冷媒は導入時の勢い等で主に各チューブ４内の風下側を流れ、風上側にはわずかしか流れない（図２（ａ）に破線で示す）。
【００３１】
一方、風上側ユニット３の風上側下部タンク部９に導入された冷媒は、導入時の勢い等で風上側下部タンク部９の比較的奥まで流れ、そこからチューブ４，４，…を上昇して風上側上部タンク部８に至る。よって、風上側ユニット３では主に右半分（入口部１４ｂの奥側）のチューブ４，４，…内を流れる。
【００３２】
なお、このときも冷媒は導入時の勢い等で主に各チューブ４内の風上側を流れ、風下側にはわずかしか流れない（図２（ａ）に破線で示す）。
【００３３】
最後に、風下側上部タンク部６及び風上側上部タンク部８内の冷媒は蒸発器１の長手方向手前側（出口部１５側）に向かって流れて出口部１５から流出される。
【００３４】
このように風下側ユニット２と風上側ユニット３間で冷媒の分流が促進されるので、熱交換による熱分布の不均一さを少なくすることができる。
【００３５】
（実施形態２）
図４〜図６は本発明の実施形態２を示し（尚、以下の各実施形態では、図１〜図３と同じ部分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する）、仕切り１２を設けずに前側及び後側遮蔽部２１，２２を設けた点が上記実施形態１と異なる。
【００３６】
上記前側遮蔽部２１は、図５に示すように、風上側下部タンク部９の前半部分（入口部１４ｂ側）とチューブ４，４，…との連通を遮断し、また後側遮蔽部２２は、図６に示すように、風下側ユニット２の第２タンク部７ｂとチューブ４，４，…との連通を遮断している。
【００３７】
次に、実施形態２に係る蒸発器１内の冷媒の流れを説明する。図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、風下側下部タンク部７に導入された冷媒は、後半部分では後側遮蔽部２２のために上昇してチューブ４，４，…内に流れることができないので、第１タンク部７ａから上昇してチューブ４，４，…内に導かれ、風下側上部タンク部６に至る。
【００３８】
一方、風上側下部タンク部９の冷媒は前半部分では前側遮蔽部２１のために上昇してチューブ４，４，…内に流れることができず、後半部分で上昇してチューブ４，４，…内に流れ、風上側上部タンク部８に至る。
【００３９】
よって、このように風下側上部タンク部６と風上側上部タンク部８とに導かれる冷媒の流れに差を設けて、分流を促進しているので、温度分布の不均一化を低減できる。
【００４０】
なお、上記実施形態２において、前側及び後側遮蔽部２１，２２は風向き方向に見て、互いにラップせず、かつどちらかが風下側及び風上側下部タンク部７，９のいずれか一方を遮蔽していたが、どちらも遮蔽しない領域を設けてもよい。すなわち前側遮蔽部２１が風上側下部タンク部９の前端部側を、また後側遮蔽部２２が風下側下部タンク部７の後端部側を遮蔽し、風下側及び風上側下部タンク部７，９の中間部ではいずれもが遮蔽しないようにしてもよい。あるいは、風下側下部タンク部７の後半部の前側に後側遮蔽部２２を設け、後端部には後側遮蔽部２２を設けないようにしてもよい。
【００４１】
（実施形態３）
図７及び図８は本発明の実施形態３を示し、実施形態２における前側及び後側遮蔽部２１，２２にそれぞれ少なくとも１個以上の開口部３１を設けたものである。図８には前側遮蔽部２１に開口部３１，３１，…を設けた構造を示すが、後側遮蔽部２２にも同様な開口部３１，３１，…が設けられている。
【００４２】
図７に示すように、上記開口部３１，３１，…を設けることにより、前側及び後側遮蔽部２１，２２がチューブ４，４，…と部分的に連通し、上記実施形態２に比べて冷媒がチューブ４，４，…内に全く流れない領域、すなわちデッドスペースを無くすようになっている。
【００４３】
したがって、冷媒の分流を促進しつつも、偏りを無くすことで、熱交換効率を向上できる。なお、図４（ａ）における破線は省略している。
【００４４】
また、図示しないが、本実施形態３の考え方を上記実施形態１に適用し、仕切り１２に風下側下部タンク部７の第１タンク部７ａ及び第２タンク部７ｂ間を連通させる細孔からなる連通孔を設けてもよい。
【００４５】
すなわち、上記細孔により、風下側ユニット２の第２タンク部７ｂにも冷媒が導かれるようにして、第２タンク部７ｂからも風下側上部タンク部６に向かって冷媒が流れるようにすればよく、そのことで、熱交換効率を向上できる。
【００４６】
また、本実施形態３の開口部３１を、各遮蔽部２１，２２にそれぞれ１個設けても複数個設けてもよく、またその大きさも均一に設けてもよく、流れ方向に徐々に大きくなるように設けてもよい。
【００４７】
（実施形態４）
図９は本発明の実施形態４を示し、上記実施形態１〜３の蒸発器１に、風下側及び風上側下部タンク部７，９間を互いに連通させる連通路４１〜４３をそれぞれ設けたものである。
【００４８】
このことで、上記下部タンク部７，９に導入された冷媒にバラツキがあっても、上記連通路４１〜４３を設けることにより、この連通路４１〜４３内を冷媒が通るので、両下部タンク部７，９間の冷媒の温度差、流量差、圧力差、液相と気相の割合等の差を少なくできる。
【００４９】
なお、本実施形態４の連通路４１，４２，４３は１箇所でなく、複数箇所設けてもよく、大きさも任意に設定すればよい。
【００５０】
（実施形態５）
図１０〜図１２は本発明の実施形態５を示し、この実施形態５ではチューブ４，４，…の下端部に形成される風下側及び風上側下部タンク部７，９の長手方向の連結構造に差を持たせたものである。
【００５１】
図１１及び図１２に示すように、上記下部タンク部７，９は、各チューブ４の下端部に中央に開口部を有し、流れ方向前側（入口部１４ａ側）及び後側（入口部１４ａ側と反対側）に向かってそれぞれ膨出するように設けられた前側及び後側膨出部４ａ，４ｂが互いに連結されて構成されている。
【００５２】
上記風上側下部タンク部９では、図１１に拡大詳示するように、冷媒の流れ方向の前側に位置するチューブ４の後側膨出部４ｂの開口部にバーリング加工部１３が、その後側に位置するチューブ４の前側膨出部４ａの開口部側に向かって伸びるように形成され、後側膨出部４ｂと前側膨出部４ａとが接続されている。
【００５３】
また、風下側下部タンク部７では、図１２に拡大詳示するように、冷媒の流れ方向の後側に位置するチューブ４の前側膨出部４ａの開口部にバーリング加工部１３が、その前側に位置するチューブ４の後側膨出部４ｂの開口部側に向かって伸びるように形成され、前側膨出部４ａと後側膨出部４ｂとが接続されている。
【００５４】
よって、上記風上側下部タンク部９ではバーリング加工部１３は後側に向かって伸びて冷媒の流れを乱さない一方、風下側下部タンク部７ではバーリング加工部１３は前側に向かって伸びて冷媒の流れを乱すように設けられているので、風下側下部タンク部７では、冷媒は奥まで達しにくくなり、また風上側下部タンク部９ではスムーズに奥まで流れる。これにより、冷媒が風下側ユニット２内では入口部１４ａ側のチューブ４，４，…内を、風上側ユニット３内では入口部１４ｂから奥側のチューブ４，４，…内をそれぞれ上昇することで、風上側及び風下側下部タンク部７，９に導入される冷媒の分流が促進される。
【００５５】
【発明の効果】
請求項１の発明の蒸発器によると、一方のタンク部の端部に、風下側及び風上側に熱交換媒体の導入口をそれぞれ設け、各導入口に対応して一方のタンク部を、風下側及び風上側に風下側タンク部及び風上側タンク部に分け、風下側タンク部及び風上側タンク部のいずれか一方に長手方向途中に仕切りを設けたので、熱交換媒体は、風下側タンク部及び風上側タンク部のいずれか一方では導入口に近いほうの複数のチューブを流れ、他方では導入口から遠いほうの複数のチューブを流れる傾向になり、分流が促進される。
【００５６】
請求項２の発明の蒸発器によると、一方のタンク部の端部に、風下側及び風上側に熱交換媒体の導入口をそれぞれ設け、各導入口に対応して一方のタンク部を、風下側及び風上側に風下側タンク部及び風上側タンク部に分け、風下側タンク部及び風上側タンク部のいずれか一方の導入口から遠い後半部分と、他方の導入口に近い前半部分とにそれぞれ複数のチューブとの連通を遮断する遮蔽部を設けたので、一方では導入口に遠いほうの複数のチューブを流れ、他方では導入口に近いほうの複数のチューブを流れる傾向になり、分流が促進される。
【００５７】
請求項３の発明によると、仕切りに細孔の連通孔を設けたことにより、仕切り付近の分流ムラが減少でき、効率良く熱交換できる。
【００５８】
請求項４の発明によると、遮蔽部に、複数のチューブと部分的に連通する開口部を設けたことにより、複数のチューブ内で熱交換媒体が全く流れない領域を減少でき、効率よく熱交換できる。
【００５９】
請求項５の発明によると、風下側タンク部及び風上側タンク部とを互いに連通する連通路を設けたことにより、風下側タンク部と風上側タンク部とに導入された熱交換媒体のばらつきを減少でき、熱交換効率を向上できる。
【００６０】
請求項６の発明によると、一方のタンク部を形成する膨出部を隣接する膨出部に対して、折り曲げたバーリング加工で接続し、風下側タンク部及び風上側タンク部のいずれか一方を、流れ方向後側の膨出部から前側の膨出部に向けて、また他方を、流れ方向前側の膨出部から後側の膨出部に向けてそれぞれバーリング加工して接続したことにより、より一層分流を促進でき、効果的に熱交換できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係る蒸発器を示す斜視図である。
【図２】（ａ）は冷媒のフローを示す図であり、また（ｂ）は冷媒の流量分布を示す図である。
【図３】下部タンク部を示す拡大断面図である。
【図４】実施形態２の図２相当図である。
【図５】図４（ａ）のＶ−Ｖ線拡大断面図を示す。
【図６】図４（ａ）のＶＩ−ＶＩ線拡大断面図を示す。
【図７】実施形態３の図２相当図である。
【図８】実施形態３の図３相当図である。
【図９】実施形態４に関わり、（ａ），（ｂ）及び（ｃ）がそれぞれ実施形態１〜３に実施形態４を適用した際の対応図である。
【図１０】実施形態５の下部タンク部の断面図である。
【図１１】風上側下部タンク部を示す拡大断面図である。
【図１２】風下側下部タンク部を示す図１１相当図である。
【図１３】従来技術の蒸発器内の冷媒の流れを示す図である。
【符号の説明】
１ 蒸発器
２ 風下側ユニット
３ 風上側ユニット
４ チューブ
５ フィン
６ 風下側上部タンク部
７ 風下側下部タンク部
８ 風上側上部タンク部
９ 風上側下部タンク部
１２ 仕切り
１３ バーリング加工部
１４ａ，１４ｂ 入口部（導入口）
１５ 出口部
２１，２２ 遮蔽部
３１ 開口部
４１，４２，４３ 連通路
【発明の属する技術分野】
本発明は、蒸発器に関する技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、両端に設けられたタンク部とこれらタンク部間に積層して連結された複数のチューブとを一体に備え、このチューブ間にフィンを配設して構成され、一方のタンク部から導入された熱交換媒体が複数のチューブ内を通って他方のタンク部に流れるようになった蒸発器蒸発器は知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１３に示すように、この蒸発器１００の熱交換ユニット１０２，１０３は上下両端部にタンク部１０６〜１０９を配置し、空気の流れＦに対して、風下側及び風上側に並ぶように配設されている。
【０００４】
上記蒸発器１００では、風下側熱交換ユニット１０２の下部タンク部１０７の略中央部分に仕切部１１１が設けられ、このことで、下部タンク部１０７は第１下部タンク１０７ａ及び第２下部タンク１０７ｂに区分されている。同様に風上側熱交換ユニット１０３の上部タンク部１０８の略中央部分に仕切部１１０が設けられ、このことで、上部タンク部１０８は第１上部タンク１０８ａ及び第２上タンク１０８ｂに区分されている。そして、第２下部タンク１０７ｂと第２上部タンク１０８ｂとが連通路１１２で連通されている。また、第１下部タンク１０７ａに熱交換媒体の入口部１１４が設けられ、第１上部タンク部１０８ａに出口部１１５が設けられている。
【０００５】
上記蒸発器１００では、熱交換媒体は、入口部１１４から第１下部タンク１０７ａに入り、チューブ４，４，…内の熱交換媒体通路を上昇して上部タンク部１０６に導かれた後、この上部タンク部１０６内を長手方向に通流し、チューブ４，４，…内の熱交換媒体通路を下降して第２下部タンク１０７ｂに至る。
【０００６】
さらに、熱交換媒体は、連通路１１２を介して第２上部タンク１０８ｂに導かれ、そこからチューブ４，４，…内の熱交換媒体通路を下降して下部タンク部１０９に導かれ、この下部タンク部１０９部内を長手方向に通流し、チューブ４，４，…内の熱交換媒体通路を上昇して第１上部タンク１０８ａに至り、この第１上部タンク１０８ａの出口部１１５から流出する。
【０００７】
このように、風下側及び風上側でそれぞれ２パスづつの通路が設けられ、計４パス通路とされたものが知られている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平０９−１７０８５０号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、蒸発器の小型化が強く要求されており、蒸発器のコア厚さを薄くする必然性が出てきている。しかし、コア厚さを薄くすると、熱交換媒体の通路断面積が狭くなり、管内圧損の上昇により、熱交換性能の低下を招くという問題がある。
【００１０】
そのために、上記従来のような４パス通路タイプから単純に１パス通路タイプにすることが考えられている。しかし、一方のタンク部から複数のチューブを通って他方のタンク部に熱交換媒体が通流するという、いわゆる単純な１パス通路タイプに戻しただけでは、熱交換媒体の気体成分と液体成分との分流が悪くなり、熱交換効率が低下する。
【００１１】
そこで、タンク部内に分流管等を設け、気体成分と液体成分とをより均一に分流することが考えられるが、タンク内の分流管設置は限られたスペースでの設置となり、熱交換媒体のスムーズな流れを阻害する恐れがあるとともに、構造が複雑となってコストアップにもつながる。
【００１２】
本発明は、上記した従来技術の問題点を解消することを狙いとし、特に一方のタンク部から複数のチューブを通って他方のタンク部に熱交換媒体が通流する単純な１パス通路タイプの蒸発器において、熱交換媒体の気体成分と液体成分とを効果的に分流し、熱交換効果を十分に発揮できる蒸発器を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、両端に設けられたタンク部とこれらタンク部間に積層して連結された複数のチューブとを一体に備え、該チューブ間にフィンを配設して構成され、一方のタンク部から導入された熱交換媒体が複数のチューブ内を通って他方のタンク部に流れるようになった蒸発器であって、一方のタンク部の端部に、風下側及び風上側に熱交換媒体の導入口がそれぞれ設けられ、各導入口に対応して一方のタンク部は、風下側及び風上側に風下側タンク部及び風上側タンク部に分けられ、風下側タンク部及び風上側タンク部のいずれか一方には長手方向途中に仕切りが設けられる構成である。
【００１４】
この構成では、風下側タンク部及び風上側タンク部のいずれか一方には仕切りがあるので、導入された熱交換媒体はその仕切り板のあるタンク部の奥まで流れずに複数のチューブに向かって流れる。また風下側タンク部及び風上側タンク部の他方には仕切りがないので、導入された勢いで熱交換媒体はこのタンク部の奥まで流れ、それから複数のチューブ内を流れる傾向になる。
【００１５】
すなわち、風下側タンク部及び風上側タンク部のいずれか一方では導入口に近いほうの複数のチューブを流れ、他方では導入口から遠いほうの複数のチューブを流れる傾向になり、分流が促進される。このように簡単な構成で分流を促進できる。
【００１６】
請求項２の発明は、両端に設けられたタンク部とこれらタンク部間に積層して連結された複数のチューブとを一体に備え、該チューブ間にフィンを配設して構成され、一方のタンク部から導入された熱交換媒体が複数のチューブ内を通って他方のタンク部に流れるようになった蒸発器であって、一方のタンク部の端部に、風下側及び風上側に熱交換媒体の導入口がそれぞれ設けられ、各導入口に対応して一方のタンク部は、風下側及び風上側に風下側タンク部及び風上側タンク部に分けられ、風下側タンク部及び風上側タンク部のいずれか一方の導入口から遠い後半部分と、他方の導入口に近い前半部分とにそれぞれ複数のチューブとの連通を遮断する遮蔽部が設けられる構成である。
【００１７】
この構成では、風下側タンク部及び風上側タンク部のいずれか一方には後半部分に遮蔽部があるので、導入された熱交換媒体は後半部分の複数のチューブの方に流れずに前半部分の複数のチューブに流れ、他方には逆に前半部分に遮蔽部があるので後半部分の複数のチューブに流れる。
【００１８】
すなわち、風下側タンク部及び風上側タンク部のいずれか一方では導入口に近いほうの複数のチューブを流れ、他方では導入口に遠いほうの複数のチューブを流れる傾向になり、分流が促進される。このように簡単な構成で分流を促進できる。
【００１９】
請求項３の発明では、仕切りに細孔の連通孔が設けられているので、導入された熱交換媒体の一部はこの連通孔を介して奥のタンク部まで流れるので、仕切り付近の分流ムラが減少でき、効率良く熱交換できる。
【００２０】
請求項４の発明では、遮蔽部には、複数のチューブと部分的に連通する開口部が設けられているので、複数のチューブ内で熱交換媒体が全く流れない領域を減少でき、効率よく熱交換できる。
【００２１】
請求項５の発明では、風下側タンク部及び風上側タンク部とを互いに連通する連通路が設けられているので、風下側タンク部と風上側タンク部とに導入された熱交換媒体のばらつきを減少でき、熱交換効率を向上できる。
【００２２】
請求項６の発明は、一方のタンク部を形成する膨出部は隣接する膨出部に対して、折り曲げたバーリング加工で接続され、風下側タンク部及び風上側タンク部のいずれか一方は、流れ方向後側の膨出部から前側の膨出部に向けて、また他方は、流れ方向前側の膨出部から後側の膨出部に向けて、それぞれバーリング加工されて接続される構成である。
【００２３】
この構成では、風下側タンク部及び風上側タンク部のいずれか一方ではバーリング加工された部分が熱交換媒体の流れ抵抗を増加させる方向に作用し、他方ではバーリング加工された部分が熱交換媒体の流れ抵抗を減少させる方向に作用するので、より一層分流を促進でき、効果的に熱交換が行われる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
以下、本発明の実施形態１を図面に基づいて説明する。図１〜図３は実施形態１に係る蒸発器１を示す。図１に示すように、蒸発器１は風向きＦに対して風下側と風上側とに積層配置された風下側ユニット２及び風上側ユニット３からなる。
【００２５】
上記風下側ユニット２及び風上側ユニット３には、それぞれ扁平チューブ４，４，…と波状フィン５，５，…とが交互に積層されている。そして、風下側ユニット２の積層されたチューブ４，４，…及びフィン５，５，…の上下両端部にはタンク部６，７が、また風上側ユニット３の積層されたチューブ４，４，…及びフィン５，５，…の上下両端部にはタンク部８，９がそれぞれ設けられている。なお、図３に示すように、各チューブ４は風下側ユニット２及び風上側ユニット３間で連通されている。
【００２６】
また、図示しないが、上記風下側ユニット２の風下側上部タンク部６及び風上側ユニット３の風上側上部タンク部８間は、隔壁が設けられず互いに連通されている。一方、図３に示すように、風下側ユニット２の風下側下部タンク部７及び風上側ユニット３の風上側下部タンク部９は、隔壁１１によって内部が互いに連通しないように仕切られている。また図２（ａ）に示すように、風下側ユニット２の風下側下部タンク部７は仕切１２で長手方向に第１タンク部７ａ及び第２タンク部７ｂに区切られている。
【００２７】
図１及び図２に示すように、上記風下側ユニット２の第１タンク部７ａ及び風上側ユニット３の風上側下部タンク部９の端部には、熱交換媒体としての冷媒の入口部１４ａ，１４ｂがそれぞれ設けられている。また、風下側ユニット２の風下側上部タンク部６及び風上側ユニット３の風上側上部タンク部８の入口部１４ａ，１４ｂと同じ側の端部に二股形状を有する冷媒の出口部１５が設けられている。このようにして、一方の下部タンク部７，９から導入された冷媒がチューブ４，４，…内を通って他方の上部タンク部６，８に流れるようになっている。
【００２８】
次に、実施形態１に係る蒸発器１内の冷媒の流れを説明する。図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、冷媒が入口部１４ａ及び１４ｂから風下側ユニット２の下部第１タンク部７ａ及び風上側ユニット３の風上側下部タンク部９にそれぞれ導入される。
【００２９】
上記風下側ユニット２の下部第１タンク部７ａに導入された冷媒は、第１タンク部７ａ及び第２タンク部７ｂ間に仕切り１２が設けられているので、左半分（入口部１４ａ側）のチューブ４，４，…内を上昇して風下側上部タンク部６に至る。
【００３０】
なお、このとき冷媒は導入時の勢い等で主に各チューブ４内の風下側を流れ、風上側にはわずかしか流れない（図２（ａ）に破線で示す）。
【００３１】
一方、風上側ユニット３の風上側下部タンク部９に導入された冷媒は、導入時の勢い等で風上側下部タンク部９の比較的奥まで流れ、そこからチューブ４，４，…を上昇して風上側上部タンク部８に至る。よって、風上側ユニット３では主に右半分（入口部１４ｂの奥側）のチューブ４，４，…内を流れる。
【００３２】
なお、このときも冷媒は導入時の勢い等で主に各チューブ４内の風上側を流れ、風下側にはわずかしか流れない（図２（ａ）に破線で示す）。
【００３３】
最後に、風下側上部タンク部６及び風上側上部タンク部８内の冷媒は蒸発器１の長手方向手前側（出口部１５側）に向かって流れて出口部１５から流出される。
【００３４】
このように風下側ユニット２と風上側ユニット３間で冷媒の分流が促進されるので、熱交換による熱分布の不均一さを少なくすることができる。
【００３５】
（実施形態２）
図４〜図６は本発明の実施形態２を示し（尚、以下の各実施形態では、図１〜図３と同じ部分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する）、仕切り１２を設けずに前側及び後側遮蔽部２１，２２を設けた点が上記実施形態１と異なる。
【００３６】
上記前側遮蔽部２１は、図５に示すように、風上側下部タンク部９の前半部分（入口部１４ｂ側）とチューブ４，４，…との連通を遮断し、また後側遮蔽部２２は、図６に示すように、風下側ユニット２の第２タンク部７ｂとチューブ４，４，…との連通を遮断している。
【００３７】
次に、実施形態２に係る蒸発器１内の冷媒の流れを説明する。図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、風下側下部タンク部７に導入された冷媒は、後半部分では後側遮蔽部２２のために上昇してチューブ４，４，…内に流れることができないので、第１タンク部７ａから上昇してチューブ４，４，…内に導かれ、風下側上部タンク部６に至る。
【００３８】
一方、風上側下部タンク部９の冷媒は前半部分では前側遮蔽部２１のために上昇してチューブ４，４，…内に流れることができず、後半部分で上昇してチューブ４，４，…内に流れ、風上側上部タンク部８に至る。
【００３９】
よって、このように風下側上部タンク部６と風上側上部タンク部８とに導かれる冷媒の流れに差を設けて、分流を促進しているので、温度分布の不均一化を低減できる。
【００４０】
なお、上記実施形態２において、前側及び後側遮蔽部２１，２２は風向き方向に見て、互いにラップせず、かつどちらかが風下側及び風上側下部タンク部７，９のいずれか一方を遮蔽していたが、どちらも遮蔽しない領域を設けてもよい。すなわち前側遮蔽部２１が風上側下部タンク部９の前端部側を、また後側遮蔽部２２が風下側下部タンク部７の後端部側を遮蔽し、風下側及び風上側下部タンク部７，９の中間部ではいずれもが遮蔽しないようにしてもよい。あるいは、風下側下部タンク部７の後半部の前側に後側遮蔽部２２を設け、後端部には後側遮蔽部２２を設けないようにしてもよい。
【００４１】
（実施形態３）
図７及び図８は本発明の実施形態３を示し、実施形態２における前側及び後側遮蔽部２１，２２にそれぞれ少なくとも１個以上の開口部３１を設けたものである。図８には前側遮蔽部２１に開口部３１，３１，…を設けた構造を示すが、後側遮蔽部２２にも同様な開口部３１，３１，…が設けられている。
【００４２】
図７に示すように、上記開口部３１，３１，…を設けることにより、前側及び後側遮蔽部２１，２２がチューブ４，４，…と部分的に連通し、上記実施形態２に比べて冷媒がチューブ４，４，…内に全く流れない領域、すなわちデッドスペースを無くすようになっている。
【００４３】
したがって、冷媒の分流を促進しつつも、偏りを無くすことで、熱交換効率を向上できる。なお、図４（ａ）における破線は省略している。
【００４４】
また、図示しないが、本実施形態３の考え方を上記実施形態１に適用し、仕切り１２に風下側下部タンク部７の第１タンク部７ａ及び第２タンク部７ｂ間を連通させる細孔からなる連通孔を設けてもよい。
【００４５】
すなわち、上記細孔により、風下側ユニット２の第２タンク部７ｂにも冷媒が導かれるようにして、第２タンク部７ｂからも風下側上部タンク部６に向かって冷媒が流れるようにすればよく、そのことで、熱交換効率を向上できる。
【００４６】
また、本実施形態３の開口部３１を、各遮蔽部２１，２２にそれぞれ１個設けても複数個設けてもよく、またその大きさも均一に設けてもよく、流れ方向に徐々に大きくなるように設けてもよい。
【００４７】
（実施形態４）
図９は本発明の実施形態４を示し、上記実施形態１〜３の蒸発器１に、風下側及び風上側下部タンク部７，９間を互いに連通させる連通路４１〜４３をそれぞれ設けたものである。
【００４８】
このことで、上記下部タンク部７，９に導入された冷媒にバラツキがあっても、上記連通路４１〜４３を設けることにより、この連通路４１〜４３内を冷媒が通るので、両下部タンク部７，９間の冷媒の温度差、流量差、圧力差、液相と気相の割合等の差を少なくできる。
【００４９】
なお、本実施形態４の連通路４１，４２，４３は１箇所でなく、複数箇所設けてもよく、大きさも任意に設定すればよい。
【００５０】
（実施形態５）
図１０〜図１２は本発明の実施形態５を示し、この実施形態５ではチューブ４，４，…の下端部に形成される風下側及び風上側下部タンク部７，９の長手方向の連結構造に差を持たせたものである。
【００５１】
図１１及び図１２に示すように、上記下部タンク部７，９は、各チューブ４の下端部に中央に開口部を有し、流れ方向前側（入口部１４ａ側）及び後側（入口部１４ａ側と反対側）に向かってそれぞれ膨出するように設けられた前側及び後側膨出部４ａ，４ｂが互いに連結されて構成されている。
【００５２】
上記風上側下部タンク部９では、図１１に拡大詳示するように、冷媒の流れ方向の前側に位置するチューブ４の後側膨出部４ｂの開口部にバーリング加工部１３が、その後側に位置するチューブ４の前側膨出部４ａの開口部側に向かって伸びるように形成され、後側膨出部４ｂと前側膨出部４ａとが接続されている。
【００５３】
また、風下側下部タンク部７では、図１２に拡大詳示するように、冷媒の流れ方向の後側に位置するチューブ４の前側膨出部４ａの開口部にバーリング加工部１３が、その前側に位置するチューブ４の後側膨出部４ｂの開口部側に向かって伸びるように形成され、前側膨出部４ａと後側膨出部４ｂとが接続されている。
【００５４】
よって、上記風上側下部タンク部９ではバーリング加工部１３は後側に向かって伸びて冷媒の流れを乱さない一方、風下側下部タンク部７ではバーリング加工部１３は前側に向かって伸びて冷媒の流れを乱すように設けられているので、風下側下部タンク部７では、冷媒は奥まで達しにくくなり、また風上側下部タンク部９ではスムーズに奥まで流れる。これにより、冷媒が風下側ユニット２内では入口部１４ａ側のチューブ４，４，…内を、風上側ユニット３内では入口部１４ｂから奥側のチューブ４，４，…内をそれぞれ上昇することで、風上側及び風下側下部タンク部７，９に導入される冷媒の分流が促進される。
【００５５】
【発明の効果】
請求項１の発明の蒸発器によると、一方のタンク部の端部に、風下側及び風上側に熱交換媒体の導入口をそれぞれ設け、各導入口に対応して一方のタンク部を、風下側及び風上側に風下側タンク部及び風上側タンク部に分け、風下側タンク部及び風上側タンク部のいずれか一方に長手方向途中に仕切りを設けたので、熱交換媒体は、風下側タンク部及び風上側タンク部のいずれか一方では導入口に近いほうの複数のチューブを流れ、他方では導入口から遠いほうの複数のチューブを流れる傾向になり、分流が促進される。
【００５６】
請求項２の発明の蒸発器によると、一方のタンク部の端部に、風下側及び風上側に熱交換媒体の導入口をそれぞれ設け、各導入口に対応して一方のタンク部を、風下側及び風上側に風下側タンク部及び風上側タンク部に分け、風下側タンク部及び風上側タンク部のいずれか一方の導入口から遠い後半部分と、他方の導入口に近い前半部分とにそれぞれ複数のチューブとの連通を遮断する遮蔽部を設けたので、一方では導入口に遠いほうの複数のチューブを流れ、他方では導入口に近いほうの複数のチューブを流れる傾向になり、分流が促進される。
【００５７】
請求項３の発明によると、仕切りに細孔の連通孔を設けたことにより、仕切り付近の分流ムラが減少でき、効率良く熱交換できる。
【００５８】
請求項４の発明によると、遮蔽部に、複数のチューブと部分的に連通する開口部を設けたことにより、複数のチューブ内で熱交換媒体が全く流れない領域を減少でき、効率よく熱交換できる。
【００５９】
請求項５の発明によると、風下側タンク部及び風上側タンク部とを互いに連通する連通路を設けたことにより、風下側タンク部と風上側タンク部とに導入された熱交換媒体のばらつきを減少でき、熱交換効率を向上できる。
【００６０】
請求項６の発明によると、一方のタンク部を形成する膨出部を隣接する膨出部に対して、折り曲げたバーリング加工で接続し、風下側タンク部及び風上側タンク部のいずれか一方を、流れ方向後側の膨出部から前側の膨出部に向けて、また他方を、流れ方向前側の膨出部から後側の膨出部に向けてそれぞれバーリング加工して接続したことにより、より一層分流を促進でき、効果的に熱交換できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係る蒸発器を示す斜視図である。
【図２】（ａ）は冷媒のフローを示す図であり、また（ｂ）は冷媒の流量分布を示す図である。
【図３】下部タンク部を示す拡大断面図である。
【図４】実施形態２の図２相当図である。
【図５】図４（ａ）のＶ−Ｖ線拡大断面図を示す。
【図６】図４（ａ）のＶＩ−ＶＩ線拡大断面図を示す。
【図７】実施形態３の図２相当図である。
【図８】実施形態３の図３相当図である。
【図９】実施形態４に関わり、（ａ），（ｂ）及び（ｃ）がそれぞれ実施形態１〜３に実施形態４を適用した際の対応図である。
【図１０】実施形態５の下部タンク部の断面図である。
【図１１】風上側下部タンク部を示す拡大断面図である。
【図１２】風下側下部タンク部を示す図１１相当図である。
【図１３】従来技術の蒸発器内の冷媒の流れを示す図である。
【符号の説明】
１ 蒸発器
２ 風下側ユニット
３ 風上側ユニット
４ チューブ
５ フィン
６ 風下側上部タンク部
７ 風下側下部タンク部
８ 風上側上部タンク部
９ 風上側下部タンク部
１２ 仕切り
１３ バーリング加工部
１４ａ，１４ｂ 入口部（導入口）
１５ 出口部
２１，２２ 遮蔽部
３１ 開口部
４１，４２，４３ 連通路
Claims (6)
- 両端に設けられたタンク部とこれらタンク部間に積層して連結された複数のチューブとを一体に備え、該チューブ間にフィンを配設して構成され、一方のタンク部から導入された熱交換媒体が複数のチューブ内を通って他方のタンク部に流れるようになった蒸発器であって、
上記一方のタンク部の端部に、風下側及び風上側に熱交換媒体の導入口がそれぞれ設けられ、
上記各導入口に対応して一方のタンク部は、風下側及び風上側に風下側タンク部及び風上側タンク部に分けられ、
上記風下側タンク部及び風上側タンク部のいずれか一方には長手方向途中に仕切りが設けられていることを特徴とする蒸発器。 - 両端に設けられたタンク部とこれらタンク部間に積層して連結された複数のチューブとを一体に備え、該チューブ間にフィンを配設して構成され、一方のタンク部から導入された熱交換媒体が複数のチューブ内を通って他方のタンク部に流れるようになった蒸発器であって、
上記一方のタンク部の端部に、風下側及び風上側に熱交換媒体の導入口がそれぞれ設けられ、
上記各導入口に対応して一方のタンク部は、風下側及び風上側に風下側タンク部及び風上側タンク部に分けられ、
上記風下側タンク部及び風上側タンク部のいずれか一方の導入口から遠い後半部分と、他方の導入口に近い前半部分とにそれぞれ上記複数のチューブとの連通を遮断する遮蔽部が設けられていることを特徴とする蒸発器。 - 請求項１の蒸発器において、
仕切りに細孔の連通孔が設けられていることを特徴とする蒸発器。 - 請求項２の蒸発器において、
遮蔽部には、複数のチューブと部分的に連通する開口部が設けられていることを特徴とする蒸発器。 - 請求項１〜４のいずれか１つの蒸発器において、
風下側タンク部及び風上側タンク部を互いに連通する連通路が設けられていることを特徴とする蒸発器。 - 請求項１〜５のいずれか１つの蒸発器において、
一方のタンク部を形成する膨出部は隣接する膨出部に対して、折り曲げたバーリング加工で接続され、
風下側タンク部及び風上側タンク部のいずれか一方は、流れ方向後側の膨出部から前側の膨出部に向けて、また他方は、流れ方向前側の膨出部から後側の膨出部に向けて、それぞれバーリング加工されて接続されていることを特徴とする蒸発器。
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051011 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071031 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080122 |