JP2015200477A

JP2015200477A - 蓄冷機能付きエバポレータ

Info

Publication number: JP2015200477A
Application number: JP2014080833A
Authority: JP
Inventors: 直久東山; Naohisa Higashiyama
Original assignee: Keihin Thermal Technology Corp
Current assignee: Mahle Behr Thermal Systems Japan Ltd
Priority date: 2014-04-10
Filing date: 2014-04-10
Publication date: 2015-11-12
Anticipated expiration: 2034-04-10
Also published as: JP6329806B2

Abstract

【課題】蓄冷効果を向上しうるとともに全体の大型化を抑制しうる蓄冷機能付きエバポレータを提供する。
【解決手段】蓄冷機能付きエバポレータの隣り合う冷媒流通管12どうしの間の間隙に配置された蓄冷材容器15の容器本体部18の風下側部分および風上側部分に、互いにろう付された両容器構成板21,22の帯状部23,24からなり、かつ一定の長さおよび一定の幅を有する垂直帯状ろう付部26を設ける。蓄冷材容器15の蓄冷材封入部25の主封入部30の風下側および風上側の縁部を垂直直線状とし、主封入部30内の通風方向の寸法を熱交換コア部の通風方向の寸法の８５％以上とする。蓄冷材容器15が配置された間隙14Aの通風方向下流端部において、冷媒流通管12の風下側端部が、主封入部30の風下側端部よりも風下側でかつ蓄冷材容器15の風下側垂直帯状ろう付部26の風下側端部よりも風上側に位置する。
【選択図】図４

Description

この発明は蓄冷機能付きエバポレータに関する。

たとえば、環境保護や自動車の燃費向上などを目的として、信号待ちなどの停車時にエンジンを自動的に停止させる自動車が提案されている。

しかしながら、通常のカーエアコンにおいては、エンジンを停止させると、エンジンを駆動源とする圧縮機が停止するので、エバポレータに冷媒（冷熱を輸送する媒体）が供給されなくなり、冷房能力が急激に低下するという問題がある。

そこで、このような問題を解決するために、エバポレータに蓄冷機能を付与し、エンジンが停止して圧縮機が停止した際に、エバポレータに蓄えられた冷熱を放冷して車室内を冷却することが考えられている。

この種の蓄冷機能付きエバポレータとして、熱交換コア部に、長手方向が上下方向を向くとともに幅方向が通風方向を向き、かつ通風方向に間隔をおいて配置された２つの扁平状冷媒流通管からなる管組が、冷媒流通管の厚み方向に間隔をおいて複数配置され、隣り合う管組どうしの間に間隙が形成され、全間隙のうちの一部でかつ複数の間隙に、それぞれ蓄冷材が封入された１つの蓄冷材容器が配置されて冷媒流通管にろう付され、残りの間隙に、それぞれ１つのフィンが配置されて冷媒流通管にろう付され、蓄冷材容器が配置された間隙の両側の間隙のうち少なくともいずれか一方の間隙にフィンが位置しており、蓄冷材容器が、一定幅を有する周縁の帯状部どうしが互いにろう付された２枚の金属製容器構成板からなり、両容器構成板における互いにろう付された帯状部を除いた部分が外方に膨出させられることにより、蓄冷材容器に膨出状の蓄冷材封入部が設けられるとともに、蓄冷材封入部内に蓄冷材が入れられ、蓄冷材容器の全体が熱交換コア部の通風方向の範囲内に位置し、蓄冷材容器の風下側部分および風上側部分に、互いにろう付された両容器構成板の帯状部からなり、かつ蓄冷材容器の上下方向の長さと等しい長さおよび一定の幅を有する連続した直線状の垂直帯状ろう付部が設けられ、蓄冷材封入部の風下側縁部および風上側縁部が垂直直線状であり、風下側冷媒流通管の風下側端部および風上側冷媒流通管の風上側端部が、蓄冷材容器の風下側垂直帯状ろう付部の風下側端部および風上側垂直帯状ろう付部の風上側端部と通風方向の同一位置、または通風方向外側位置にある蓄冷機能付きエバポレータが知られている（特許文献１、図２０〜図２３、図２８参照）。

しかしながら、特許文献１記載の蓄冷機能付きエバポレータにおいては、蓄冷材容器の蓄冷材封入部の風下側縁部および風上側縁部が垂直直線状であり、冷媒流通管の風下側冷媒流通管の風下側端部および風上側冷媒流通管の風上側端部が、蓄冷材容器の風下側垂直帯状ろう付部の風下側端部および風上側垂直帯状ろう付部の風上側端部と通風方向の同一位置にあるので、蓄冷材容器の蓄冷材封入部における冷媒流通管と接する部分の通風方向の幅が比較的小さくなり、蓄冷材封入部内に封入しうる蓄冷材の量も比較的少なくなって蓄冷効果が不十分になるおそれがある。また、蓄冷材封入部内に封入しうる蓄冷材の量を増やすために蓄冷材封入部の通風方向の幅を大きくすると、熱交換コア部の通風方向の幅が大きくなり、蓄冷機能付きエバポレータが大型化するおそれがある。

特開２０１１−１２９４７号公報

この発明の目的は、上記問題を解決し、蓄冷効果を向上しうるとともに全体の大型化を抑制しうる蓄冷機能付きエバポレータを提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために以下の態様からなる。

1)熱交換コア部に、長手方向が上下方向を向くとともに幅方向が通風方向を向いた複数の扁平状冷媒流通管が、冷媒流通管の厚み方向に間隔をおいて並列状に配置され、隣り合う冷媒流通管どうしの間に間隙が形成され、全間隙のうちの一部でかつ複数の間隙に、それぞれ蓄冷材が封入された蓄冷材容器が配置されて冷媒流通管にろう付され、残りの間隙に、それぞれフィンが配置されて冷媒流通管にろう付され、蓄冷材容器が配置された間隙の両側の間隙のうち少なくともいずれか一方の間隙にフィンが位置しており、蓄冷材容器が、一定幅を有する周縁の帯状部どうしが互いにろう付された２枚の金属製容器構成板からなり、両容器構成板のうち少なくともいずれか一方の容器構成板における互いにろう付された帯状部を除いた部分が外方に膨出させられることにより、蓄冷材容器に膨出状の蓄冷材封入部が設けられるとともに、蓄冷材封入部内に蓄冷材が入れられ、蓄冷材容器が、熱交換コア部の通風方向の範囲内に位置する容器本体部を有している蓄冷機能付きエバポレータであって、
蓄冷材容器の容器本体部の風下側部分および風上側部分に、互いにろう付された両容器構成板の帯状部からなり、かつ蓄冷材容器の上下方向の長さの７０％以上の長さおよび一定の幅を有する連続した直線状の垂直帯状ろう付部が設けられており、蓄冷材封入部が、両垂直帯状ろう付部間の通風方向の直線距離と同一の幅および風下側垂直帯状ろう付部の上下方向の長さ以上の高さを有する略縦長方形状の主封入部を備え、当該主封入部の風下側縁部および風上側縁部が垂直直線状であり、蓄冷材封入部の主封入部内の通風方向の寸法が、熱交換コア部の通風方向の寸法の８５％以上となり、前記間隙の通風方向下流端部において、冷媒流通管の風下側端部が、前記主封入部の風下側端部よりも風下側でかつ蓄冷材容器の風下側垂直帯状ろう付部の風下側端部よりも風上側に位置し、前記間隙の通風方向上流端部において、冷媒流通管の風上側端部と蓄冷材容器の風上側垂直帯状ろう付部の風上側端部とが通風方向の同一位置にある蓄冷機能付きエバポレータ。

2)蓄冷材容器の風下側垂直帯状ろう付部の風下側端部および風上側垂直帯状ろう付部の風上側端部と、フィンの風下側端部および風上側端部とが、それぞれ通風方向の同一位置にあり、フィンの風下側端部と風上側端部との直線距離が、熱交換コア部の通風方向の全幅と等しくなっている上記1)記載の蓄冷機能付きエバポレータ。

3)蓄冷材容器の風下側および風上側の垂直帯状ろう付部において、蓄冷材容器を構成する２枚の容器構成板の互いにろう付された２つの帯状部のうちいずれか一方の帯状部の通風方向外端部に、他方の帯状部の通風方向外端部よりも通風方向外側に突出し、かつ前記他方の帯状部の通風方向外端部に係合する係合部が設けられている上記1)または2)記載の蓄冷機能付きエバポレータ。

4)蓄冷材容器が配置された間隙の通風方向下流端部において、蓄冷材容器における前記係合部を含んだ風下側垂直帯状ろう付部の通風方向の幅をＺｍｍ、前記係合部を含んだ風下側垂直帯状ろう付部の風下側端部と、冷媒流通管の風下側端部との通風方向の直線距離をＸｍｍ、冷媒流通管の風下側端部と、冷媒流通管の厚み方向の両側面における互いに平行な平坦部の風下側端部との通風方向の直線距離をＹｍｍとした場合、Ｚ−（Ｘ＋Ｙ）＜１という関係を満たしている上記3)記載の蓄冷機能付きエバポレータ。

5)前記係合部を含んだ風下側垂直帯状ろう付部の風下側端部と、冷媒流通管の風下側端部との通風方向の直線距離Ｘが２ｍｍ以下である上記4)記載の蓄冷機能付きエバポレータ。

6)蓄冷材封入部の前記主封入部における冷媒流通管の並び方向の両側壁に、外方に膨出しかつ平坦な膨出頂壁を有する複数の凸部が形成され、凸部の膨出頂壁の少なくとも一部が冷媒流通管にろう付され、少なくとも一部の凸部の風下側端部と、前記主封入部の風下側端部とが通風方向の同一位置にあり、当該凸部の風下側端部と冷媒流通管との間にフィレットが形成されている上記1)〜5)のうちのいずれかに記載の蓄冷機能付きエバポレータ。

7)蓄冷材封入部の前記主封入部における冷媒流通管の並び方向の両側壁外面に、複数の凝縮水排水路が間隔をおいて形成され、全ての凝縮水排水路のうち少なくとも一部の凝縮水排水路の一端が蓄冷材封入部の前記主封入部の風下側に開口しており、各凝縮水排水路が、前記主封入部の前記両側壁に設けられて外方に膨出しかつ平坦な膨出頂壁を有する２つの凸部の間に形成され、一端が前記主封入部の風下側に開口した凝縮水排水路を形成する凸部の風下側端部と、前記主封入部の風下側縁部とが通風方向の同一位置にある上記6)記載の蓄冷機能付きエバポレータ。

8)凝縮水排水路が、上端から下端に向かって漸次低くなっているとともに両端が開口しており、全ての凝縮水排水路のうち一部の凝縮水排水路の上端が蓄冷材封入部の前記主封入部の風下側に開口している上記7)記載の蓄冷機能付きエバポレータ。

9)上端が蓄冷材封入部の前記主封入部の風下側に開口した凝縮水排水路を形成する凸部の風下側端部に、上下方向にのびる一定長さの直線部が設けられており、冷媒流通管の並び方向の両側方から見た際に、当該直線部と前記主封入部の風下側縁部とが同一直線上に位置し、前記凸部の風下側端部と冷媒流通管との間にフィレットが形成されている上記8)記載の蓄冷機能付きエバポレータ。

10)蓄冷材容器の容器本体部の風下側縁部の上部における上下方向の全長のうちの一部分のみに連なって冷媒流通管よりも通風方向外側に張り出した外方張り出し部が設けられ、蓄冷材封入部が容器本体部および外方張り出し部に跨って設けられ、外方張り出し部の上下方向の長さが蓄冷材容器の上下方向の長さよりも短くなっている上記1)〜9)のうちのいずれかに記載の蓄冷機能付きエバポレータ。

11)長手方向が上下方向を向くとともに幅方向が通風方向を向き、かつ通風方向に間隔をおいて配置された複数の扁平状冷媒流通管からなる管組が、冷媒流通管の厚み方向に間隔をおいて複数配置され、隣り合う管組どうしの間に間隙が形成されている上記1)〜10)のうちのいずれかに記載の蓄冷機能付きエバポレータ。

上記1)〜11)の蓄冷機能付きエバポレータによれば、蓄冷材容器の容器本体部の風下側部分および風上側部分に、互いにろう付された両容器構成板の帯状部からなり、かつ蓄冷材容器の上下方向の長さの７０％以上の長さおよび一定の幅を有する連続した直線状の垂直帯状ろう付部が設けられており、蓄冷材封入部が、両垂直帯状ろう付部間の通風方向の直線距離と同一の幅および風下側垂直帯状ろう付部の上下方向の長さ以上の高さを有する略縦長方形状の主封入部を備え、当該主封入部の風下側縁部および風上側縁部が垂直直線状であり、蓄冷材封入部の主封入部内の通風方向の寸法が、熱交換コア部の通風方向の寸法の８５％以上となっているので、蓄冷材封入部の伝熱部内の通風方向の幅を比較的大きくするとともに、蓄冷材封入部内に封入しうる蓄冷材の量を比較的多くすることが可能になり、蓄冷材に冷熱を蓄える蓄冷効果が向上する。さらに、蓄冷材容器がは一致された間隙の通風方向下流端部において、冷媒流通管の風下側端部が、前記主封入部の風下側端部よりも風下側でかつ蓄冷材容器の風下側垂直帯状ろう付部の風下側端部よりも風上側に位置し、前記間隙の通風方向上流端部において、冷媒流通管の風上側端部と蓄冷材容器の風上側垂直帯状ろう付部の風上側端部とが通風方向の同一位置にあるので、蓄冷材封入部の主封入部内の通風方向の寸法を、熱交換コア部の通風方向の寸法の８５％以上とした上で、熱交換コア部の通風方向の幅の著しい増大を防止することが可能になり、蓄冷機能付きエバポレータの大型化を抑制することができる。

上記2)の蓄冷機能付きエバポレータによれば、製造工程における各部材のろう付前の仮組の際に、冷媒流通管または冷媒流通管をつくるための素材、容器構成板、およびフィンを組み合わせる作業を比較的簡単に行うことができる。

上記3)の蓄冷機能付きエバポレータによれば、製造工程における各部材のろう付前の仮組の際に、両容器構成板の組み合わせを位置ずれすることなく簡単に行うことができる。

上記4)の蓄冷機能付きエバポレータによれば、上記1)で述べた蓄冷効果の向上、および蓄冷機能付きエバポレータの大型化の抑制を、効果的に行うことができる。

上記5)の蓄冷機能付きエバポレータによれば、フィンの風下側端部からの排水性を悪化させない範囲で、熱交換コア部の通風方向の幅の著しい増大を効果的に防止することが可能になる。

上記6)の蓄冷機能付きエバポレータによれば、凸部の膨出頂壁外面と周壁外面との間に丸みが形成されることによって、凸部の膨出頂壁外面と冷媒流通管との接触面積が減少した場合にも、凸部と冷媒流通管との間の熱伝導性の低下を抑制することができる。

上記7)の蓄冷機能付きエバポレータによれば、凝縮水の排水性を確保した上で、上記6)の蓄冷機能付きエバポレータと同様の効果を得ることができる。

上記8)の蓄冷機能付きエバポレータによれば、凝縮水が、下方に向かって風上側に流れることになり、凝縮水の排水スピードを遅くし、凝縮水自体の顕熱が、放冷持続時間の延長に貢献する。また、蓄冷機能付きエバポレータが、上端側が風上側に位置するように傾斜姿勢でカーエアコンのケーシング内に配置された場合にも、凝縮水排水路が垂直に近い状態となるので、排水性を確保することができる。。

上記9)の蓄冷機能付きエバポレータによれば、凸部の膨出頂壁外面と周壁外面との間に丸みが形成されることによって、凸部の膨出頂壁外面と冷媒流通管との接触面積が減少した場合にも、凸部と冷媒流通管との間の熱伝導性の低下を抑制することができる。

上記10)の蓄冷機能付きエバポレータによれば、蓄冷材容器の上下方向の全長にわたって冷媒流通管よりも外側に張り出した外方張り出し部が設けられている場合に比べて、小型軽量化を図ることができる。また、蓄冷材容器における冷媒流通管に接していない部分を少なくすることが可能になり、蓄冷材容器内に封入された多くの蓄冷材を効果的に冷却することができる。

この発明による蓄冷機能付きエバポレータの全体構成を示す一部切り欠き斜視図である。図１の蓄冷機能付きエバポレータに用いられる蓄冷材容器を示す左側面図である。図１のＡ−Ａ線拡大断面図である。図３の部分拡大図である。

以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。

以下の説明において、通風方向下流側（図１〜図３に矢印Ｘで示す方向）を前、これと反対側を後というものとし、前方から後方を見た際の上下、左右、すなわち図１の上下、左右を上下、左右というものとする。

さらに、以下の説明において、「アルミニウム」という用語には、純アルミニウムの他にアルミニウム合金を含むものとする。

図１はこの発明による蓄冷機能付きエバポレータの全体構成を示し、図２〜図４はその要部の構成を示す。

図１において、蓄冷機能付きエバポレータ(1)は、長手方向を左右方向に向けた状態で上下方向に間隔をおいて配置されたアルミニウム製第１ヘッダタンク(2)およびアルミニウム製第２ヘッダタンク(3)と、両ヘッダタンク(2)(3)間に設けられた熱交換コア部(4)とを備えている。

第１ヘッダタンク(2)は、前側（通風方向下流側）に位置する風下側上ヘッダ部(5)と、後側（通風方向上流側）に位置しかつ風下側上ヘッダ部(5)に一体化された風上側上ヘッダ部(6)とを備えている。風下側上ヘッダ部(5)の左端部に冷媒入口(7)が設けられ、風上側上ヘッダ部(6)の左端部に冷媒出口(8)が設けられている。第２ヘッダタンク(3)は、前側に位置する風下側下ヘッダ部(9)と、後側に位置しかつ風下側下ヘッダ部(9)に一体化された風上側下ヘッダ部(11)とを備えている。

熱交換コア部(4)には、長手方向が上下方向を向くとともに幅方向が通風方向（前後方向）を向いた複数のアルミニウム製扁平状冷媒流通管(12)が、左右方向（冷媒流通管(12)の厚み方向）に間隔をおいて並列状に配置されている。ここでは、前後方向に間隔をおいて配置された２つの冷媒流通管(12)からなる複数の組(13)が左右方向に間隔をおいて配置されており、前後の冷媒流通管(12)よりなる組(13)の隣り合うものどうしの間に間隙(14A)(14B)が形成されている。前側の冷媒流通管(12)の上端部は風下側上ヘッダ部(5)に接続されるとともに、同下端部は風下側下ヘッダ部(9)に接続されている。また、後側の冷媒流通管(12)の上端部は風上側上ヘッダ部(6)に接続されるとともに、同下端部は風上側下ヘッダ部(11)に接続されている。

熱交換コア部(4)における全間隙(14A)(14B)のうち一部の複数の間隙(14A)でかつ隣接していない間隙(14A)に、蓄冷材（図示略）が封入されたアルミニウム製蓄冷材容器(15)が、前後両冷媒流通管(12)に跨るように配置されて間隙(14A)を形成する左右両側の組(13)を構成する前後両冷媒流通管(12)にろう付されている。

熱交換コア部(4)における全間隙(14A)(14B)のうち残りの間隙(14B)に、両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートからなり、かつ前後方向にのびる波頂部、前後方向にのびる波底部、および波頂部と波底部とを連結する連結部よりなるコルゲート状のアウターフィン(16)が、前後両冷媒流通管(12)に跨るように配置されて間隙(14B)を形成する左右両側の組(13)を構成する前後両冷媒流通管(12)にろう付されている。この実施形態では、蓄冷材容器(15)が配置された間隙(14A)の左右両側に隣り合う間隙(14B)にはそれぞれアウターフィン(16)が配置されており、左右方向に隣り合う蓄冷材容器(15)間には複数、ここでは２つのアウターフィン(16)が位置している。左右方向に隣り合う蓄冷材容器(15)間に位置するアウターフィン(16)の数は２つに限定されるものではなく、３つ以上でもよい。また、左右両端の冷媒流通管(12)の組(13)の外側にも両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートからなるアウターフィン(16)が配置されて前後両冷媒流通管(12)にろう付され、さらに左右両端のアウターフィン(16)の外側にアルミニウム製サイドプレート(17)が配置されてアウターフィン(16)にろう付されている。

アウターフィン(16)の風下側端部は前側（風下側）冷媒流通管(12)の風下側端部と通風方向の同一位置にあり、同じく風上側端部は後側（風上側）冷媒流通管(12)の風上側端部と通風方向の同一位置にある。ここで、前側（風下側）冷媒流通管(12)の風下側端部と後側（風上側）冷媒流通管(12)の風上側端部との直線距離を、熱交換コア部(4)の通風方向の全幅というものとする。
この実施形態のエバポレータ(1)の場合、冷媒は、冷媒入口(7)を通ってエバポレータ(1)の風下側上ヘッダ部(5)内に入り、全冷媒流通管(12)を通って風上側上ヘッダ部(6)の冷媒出口(8)から流出する。

図２〜図４に示すように、蓄冷材容器(15)は、長手方向を上下方向に向けるとともに幅方向を前後方向に向けた略縦長方形の扁平中空状であり、熱交換コア部(4)の通風方向の範囲内に位置し、かつ各組(13)の前後２つの冷媒流通管(12)にろう付された容器本体部(18)と、容器本体部(18)の前側縁部（風下側縁部）の一部分、ここでは上部のみに連なるとともにアウターフィン(16)の前端よりも前方（通風方向外側）に張り出すように設けられた外方張り出し部(19)とよりなる。外方張り出し部(19)は蓄冷材容器(15)の上端から若干下がった部分から一定の長さ、たとえば蓄冷材容器(15)の上下方向の長さの３０％以下の長さにわたって設けられている。

蓄冷材容器(15)は、両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートにプレス加工が施されることにより形成され、かつ一定幅を有する周縁の帯状部(23)(24)どうしが互いにろう付された２枚の略縦長方形状のアルミニウム製容器構成板(21)(22)よりなる。蓄冷材容器(15)には、両容器構成板(21)(22)の帯状部(23)(24)を除いた部分を外方に膨出させることによって、中空状の蓄冷材封入部(25)が、容器本体部(18)および外方張り出し部(19)に跨るように形成され、蓄冷材封入部(25)内に蓄冷材（図示略）が入れられている。蓄冷材封入部(25)の左右方向の厚みは、容器本体部(18)および外方張り出し部(19)の全体にわたって等しくなっている。

蓄冷材容器(15)の風下側部分および風上側部分に、それぞれ互いにろう付された両容器構成板(21)(22)の帯状部(23)(24)からなり、かつ上下方向にのびる連続した直線状の垂直帯状ろう付部(26)(27)が設けられている。また、蓄冷材容器(15)の上下両端部に、それぞれ互いにろう付された両容器構成板(21)(22)の帯状部(23)(24)からなり、かつ通風方向にのびる連続した直線状の水平帯状ろう付部(28)(29)が設けられている。蓄冷材容器(15)の風下側垂直帯状ろう付部(26)は、外方張り出し部(19)よりも下方に設けられており、その長さは、蓄冷材容器(15)の上下方向の長さの７０％以上でかつ１００％未満となっている。蓄冷材容器(15)の風上側垂直帯状ろう付部(27)は、蓄冷材容器(15)の上下方向のほぼ全長にわたって設けられており、その長さは、蓄冷材容器(15)の上下方向の長さから風上側垂直帯状ろう付部(27)と上下両水平帯状ろう付部(28)(29)との連接部に設けられた丸みの上下方向の寸法を減じた長さ、すなわち蓄冷材容器(15)の上下方向の長さの７０％以上でかつ１００％未満となっている。また、蓄冷材容器(15)の風下側垂直帯状ろう付部(26)および風上側垂直帯状ろう付部(27)において、蓄冷材容器(15)を構成する２枚の容器構成板(21)(22)の互いにろう付された２つの帯状部(23)(24)のうちいずれか一方、ここでは左側容器構成板(21)の帯状部(23)の外端部に、右側の容器構成板(22)の帯状部(24)の外端部よりも外側に突出し、かつ帯状部(24)の外端部に係合する係合部(31)が設けられている。

蓄冷材容器(15)の蓄冷材封入部(25)は、両垂直帯状ろう付部(26)(27)間の通風方向の直線距離と同一の幅および風下側垂直帯状ろう付部(27)の上下方向の長さ以上の高さを有する略縦長方形状の主封入部(30)を備えている。ここでは、主封入部(30)の高さは、風下側の一部分を除いて、蓄冷材容器(15)の全高から上下両水平帯状ろう付部(28)(29)の幅を減じた寸法となっている。蓄冷材封入部(25)の主封入部(30)の風下側縁部および風上側縁部は上下方向にのびる垂直直線状であり、主封入部(30)内の通風方向の幅W1は、熱交換コア部(4)の通風方向の全幅Ｗの８５％以上となっている。

蓄冷材容器(15)が配置された間隙(14A)の通風方向下流側端部において、前側冷媒流通管(12)の風下側端部は、蓄冷材容器(15)の蓄冷材封入部(25)の主封入部(30)の風下側端部よりも風下側でかつ風下側垂直帯状ろう付部(26)の風下側端部よりも風上側に位置している。ここで、蓄冷材容器(15)における係合部(31)を含んだ風下側垂直帯状ろう付部(26)の通風方向の幅をＺｍｍ、係合部(31)を含んだ風下側垂直帯状ろう付部(26)の風下側端部と、前側冷媒流通管(12)の風下側端部との通風方向の直線距離さをＸｍｍ、前側冷媒流通管(12)の風下側端部と、前側冷媒流通管(12)の左右両側面（厚み方向の両側面）における互いに平行な平坦部(12a)の風下側端部との通風方向の直線距離をＹｍｍとした場合、Ｚ−（Ｘ＋Ｙ）＜１という関係を満たしていることが好ましい。すなわち、風下側垂直帯状ろう付部(26)の風上側端部と、前側冷媒流通管(12)の左右両側面における互いに平行な平坦部(12a)の風下側端部との通風方向の直線距離ｋが１ｍｍ未満であることが好ましい。また、前記Ｘは２ｍｍ以下であることが好ましい。

蓄冷材容器(15)が配置された間隙(14A)の通風方向上流端部において、後側冷媒流通管(12)の風上側端部と蓄冷材容器(15)の風上側垂直帯状ろう付部(27)の風上側端部とが通風方向の同一位置にある。さらに、蓄冷材容器(15)の風下側垂直帯状ろう付部(26)の風下側端部および風上側垂直帯状ろう付部(27)の風上側端部と、アウターフィン(16)の風下側端部および風上側端部とが、それぞれ通風方向の同一位置にあり、アウターフィン(16)の幅、すなわち風下側端部と風上側端部との直線距離が、熱交換コア部(4)の通風方向の全幅Ｗと等しくなっている。

蓄冷材容器(15)の蓄冷材封入部(25)の左右両側壁(25a)における主封入部(30)を構成する部分の外面に、それぞれ上端から下端に向かって漸次低くなりかつ上下両端が開口した複数の凝縮水排水路(32)(33)が間隔をおいて形成されている。ここでは、上端が、蓄冷材容器(15)の蓄冷材封入部(25)における主封入部(30)の風下側に開口した第１凝縮水排水路(32)と、上端が、蓄冷材容器(15)の蓄冷材封入部(25)における主封入部(30)の上側に開口した第２凝縮水排水路(33)とが設けられている。第１凝縮水排水路(32)の下端は、蓄冷材封入部(25)の主封入部(30)の風上側または主封入部(30)の下側に開口し、第２凝縮水排水路(33)の下端は、蓄冷材封入部(25)の主封入部(30)の風上側に開口している。

各凝縮水排水路(32)(33)は、蓄冷材容器(15)の蓄冷材封入部(25)の左右両側壁(25a)における容器本体部(18)に存在する部分に設けられて外方に膨出した２つの凸部(34)の間に形成されており、１つの凝縮水排水路(32)(33)を形成する２つの凸部(34)のうち少なくともいずれか一方の凸部(34)の長さは、蓄冷材容器(15)の容器本体部(18)の通風方向の幅よりも長くなっている。なお、隣り合う２つの凝縮水排水路(32)(33)は、両凝縮水排水路(32)(33)間に位置する凸部(34)を共有している。すべての凸部(34)の膨出頂壁は平坦であるとともに同一垂直面上に位置しており、凸部(34)の平坦な膨出頂壁が冷媒流通管(12)に接触した状態でろう付されている。左側壁(25a)の凝縮水排水路(32)(33)および凸部(34)と、右側壁(25a)の凝縮水排水路(32)(33)および凸部(34)とは、一部分が重複するが全体に重複しないように、同一水平面内において通風方向に若干ずれて設けられている。なお、凝縮水排水路(32)(33)内を微量の空気も流れる。

全ての第１凝縮水排水路(32)のうち上端が外方張り出し部(19)よりも下方に位置する第１凝縮水排水路(32)を形成する凸部(34)の風下側端部に、上下方向にのびる一定長さの直線部(34a)が設けられており、左右方向（冷媒流通管(12)の並び方向の両側方）から見た際に、当該直線部(34a)と蓄冷材容器(15)の蓄冷材封入部(25)の主封入部(30)の風下側縁部とが同一直線上に位置し、前記凸部(34)の風下側端部と前側冷媒流通管(12)との間にフィレット(35)が形成されている。

蓄冷材容器(15)の容器本体部(18)内には、オフセット状のアルミニウム製インナーフィン(36)が、上下方向のほぼ全体にわたって配置されている。インナーフィン(36)は、上下方向にのびる波頂部(37a)、上下方向にのびる波底部(37b)、および波頂部(37a)と波底部(37b)とを連結する連結部(37c)からなる波状帯板(37)が、上下方向に複数並べられるとともに相互に一体に連結されることにより形成され、上下方向に隣り合う２つの波状帯板(37)の波頂部(37a)どうしおよび波底部(37b)どうしが前後方向に位置ずれしているものである。各波状帯板(37)における波頂部(37a)、波底部(37b)および連結部(37c)の上下方向の長さは等しくなっている。インナーフィン(36)は、蓄冷材容器(15)の蓄冷材封入部(25)の左右両側壁(25a)における主封入部(30)を構成している部分の内面、すなわち凸部(32)(33)が形成されていない部分にろう付されている。凸部(32)(33)の膨出頂壁は、冷媒流通管(12)に接触するが、インナーフィン(36)には接触しないので、蓄冷材容器(15)の蓄冷材封入部(25)の左右両側壁(25a)における主封入部(30)を構成している部分に、インナーフィン(36)に接触する接触部分と、インナーフィン(36)に接触しない非接触部分とが設けられていることになる。

蓄冷材容器(15)の外方張り出し部(19)は、容器本体部(18)の前側縁部の上端よりも若干下方の部分から一定の長さにわたって設けられており、外方張り出し部(19)の上下方向の長さは容器本体部(18)の上下方向の長さよりも短くなっている。外方張り出し部(19)の上下方向の長さは、蓄冷材容器(15)の上下方向の長さの３０％以下であることが好ましい。蓄冷材容器(15)の蓄冷材封入部(25)の左右両側壁(25a)における外方張り出し部(19)に存在する部分に、左右両方向に膨らみ、かつ左右方向の寸法が蓄冷材封入部(25)の左右方向の寸法よりも大きくなっている膨張部(19a)が設けられており、膨張部(19a)がアウターフィン(16)の通風方向下端部よりも通風方向外側（通風方向下流側）に位置している。

蓄冷材容器(15)内へ充填される蓄冷材としては、凝固点が５〜１０℃程度に調整されたパラフィン系潜熱蓄冷材が用いられる。具体的には、ペンタデカン、テトラデカンなどが用いられる。蓄冷材容器(15)の蓄冷材封入部(25)内の内容積に対する封入された蓄冷材の体積の比率である蓄冷材充填率が７０〜９０％であることが好ましい。ここで、インナーフィン(36)の上端は、蓄冷材容器(15)内に封入された蓄冷材の上端よりも上方に位置していることが好ましい。この場合、蓄冷材に冷熱が蓄えられる蓄冷時、および蓄冷材に蓄えられた冷熱を放出する放冷時のいずれにおいても、常に蓄冷材がインナーフィン(36)に接触する。

蓄冷材容器(15)の外方張り出し部(19)の上端部には蓄冷材注入部材(38)が固定されており、蓄冷材は、蓄冷材注入部材(38)を通して蓄冷材封入部(25)内に注入され、蓄冷材注入部材(38)は、蓄熱材封入部(25)内への蓄冷材の注入後に封止されている。

上述した蓄冷機能付きエバポレータ(1)は、車両のエンジンを駆動源とする圧縮機、圧縮機から吐出された冷媒を冷却するコンデンサ（冷媒冷却器）、コンデンサを通過した冷媒を減圧する膨張弁（減圧器）とともに冷凍サイクルを構成し、カーエアコンとして、停車時に圧縮機の駆動源であるエンジンを一時的に停止させる車両、たとえば自動車に搭載される。圧縮機が作動している場合には、圧縮機で圧縮されてコンデンサおよび膨張弁を通過した低圧の気液混相の２相冷媒が、冷媒入口(7)を通って蓄冷機能付きエバポレータ(1)の風下側上ヘッダ部(5)内に入り、全冷媒流通管(12)を通って風上側上ヘッダ部(6)の冷媒出口(8)から流出する。そして、冷媒が冷媒流通管(12)内を流れる間に間隙(14B)を通過する空気と熱交換をし、冷媒は気相となって流出する。

圧縮機の作動時には、冷媒流通管(12)内を流れる冷媒の有する冷熱が、蓄冷材容器(15)の蓄冷材封入部(25)の左右両側壁(25a)における主封入部(30)を構成する部分に設けられた凸部(34)の膨出頂壁を経て直接蓄冷材容器(15)内の蓄冷材に伝わるとともに、凸部(34)の膨出頂壁から左右両側壁(25a)における冷媒流通管(12)にろう付されていない部分およびインナーフィン(36)を経て蓄冷材容器(15)内の蓄冷材の全体に伝わって蓄冷材に冷熱が蓄えられる。

また、圧縮機の作動時には、蓄冷材容器(15)表面に凝縮水が発生し、当該凝縮水は凝縮水排水路(32)(33)内に入り、表面張力により凝縮水排水路(32)(33)の両側の凸部(34)に沿うようにして凝縮水排水路(32)(33)内に溜まる。溜まった凝縮水が多くなると、溜まった凝縮水に作用する重力が表面張力よりも大きくなって、凝縮水排水路(32)(33)内を流下し、下方に排水される。

圧縮機の停止時には、蓄冷材容器(15)内の蓄冷材に蓄えられた冷熱が、蓄冷材容器(15)の蓄冷材封入部(25)の左右両側壁(25a)における主封入部(30)を構成する部分に設けられた凸部(34)の膨出頂壁を経て直接冷媒流通管(12)に伝わるとともに、インナーフィン(36)から左右両側壁(25a)における冷媒流通管(12)にろう付されていない部分部分および凸部(34)の膨出頂壁を経て冷媒流通管(12)に伝わり、さらに冷媒流通管(12)を通過して当該冷媒流通管(12)における蓄冷材容器(15)とは反対側にろう付されているアウターフィン(16)に伝わる。アウターフィン(16)に伝わった冷熱は、蓄冷材容器(15)が配置されている間隙(14A)の両隣の間隙(14B)を通過する空気に伝えられる。アウターフィン(16)に伝わった冷熱は、蓄冷材容器(15)が配置されている間隙(14A)の両隣の間隙(14B)を通過する空気に伝えられる。したがって、エバポレータ(1)を通過した風の温度が上昇したとしても、当該風は冷却されるので、冷房能力の急激な低下が防止される。

この発明による蓄冷機能付きエバポレータは、停車時に圧縮機の駆動源であるエンジンを一時的に停止させる車両のカーエアコンを構成する冷凍サイクルに好適に用いられる。

(1)：蓄冷機能付きエバポレータ
(4)：熱交換コア部
(12)：冷媒流通管
(13)：組
(14A)(14B)：間隙
(15)：蓄冷材容器
(16)：アウターフィン
(18)：容器本体部
(19)：外方張り出し部
(21)(22)：容器構成板
(23)(24)：周縁帯状部
(25)：蓄冷材封入部
(25a)：左右両側壁
(26)(27)：垂直帯状ろう付部
(30)：主封入部
(31)：係合部
(32)(33)：凝縮水排水路
(34)：凸部
(34a)：直線部
(35)：フィレット

Claims

熱交換コア部に、長手方向が上下方向を向くとともに幅方向が通風方向を向いた複数の扁平状冷媒流通管が、冷媒流通管の厚み方向に間隔をおいて並列状に配置され、隣り合う冷媒流通管どうしの間に間隙が形成され、全間隙のうちの一部でかつ複数の間隙に、それぞれ蓄冷材が封入された蓄冷材容器が配置されて冷媒流通管にろう付され、残りの間隙に、それぞれフィンが配置されて冷媒流通管にろう付され、蓄冷材容器が配置された間隙の両側の間隙のうち少なくともいずれか一方の間隙にフィンが位置しており、蓄冷材容器が、一定幅を有する周縁の帯状部どうしが互いにろう付された２枚の金属製容器構成板からなり、両容器構成板のうち少なくともいずれか一方の容器構成板における互いにろう付された帯状部を除いた部分が外方に膨出させられることにより、蓄冷材容器に膨出状の蓄冷材封入部が設けられるとともに、蓄冷材封入部内に蓄冷材が入れられ、蓄冷材容器が、熱交換コア部の通風方向の範囲内に位置する容器本体部を有している蓄冷機能付きエバポレータであって、
蓄冷材容器の容器本体部の風下側部分および風上側部分に、互いにろう付された両容器構成板の帯状部からなり、かつ蓄冷材容器の上下方向の長さの７０％以上の長さおよび一定の幅を有する連続した直線状の垂直帯状ろう付部が設けられており、蓄冷材封入部が、両垂直帯状ろう付部間の通風方向の直線距離と同一の幅および風下側垂直帯状ろう付部の上下方向の長さ以上の高さを有する略縦長方形状の主封入部を備え、当該主封入部の風下側縁部および風上側縁部が垂直直線状であり、蓄冷材封入部の主封入部内の通風方向の寸法が、熱交換コア部の通風方向の寸法の８５％以上となり、前記間隙の通風方向下流端部において、冷媒流通管の風下側端部が、前記主封入部の風下側端部よりも風下側でかつ蓄冷材容器の風下側垂直帯状ろう付部の風下側端部よりも風上側に位置し、前記間隙の通風方向上流端部において、冷媒流通管の風上側端部と蓄冷材容器の風上側垂直帯状ろう付部の風上側端部とが通風方向の同一位置にある蓄冷機能付きエバポレータ。
蓄冷材容器の風下側垂直帯状ろう付部の風下側端部および風上側垂直帯状ろう付部の風上側端部と、フィンの風下側端部および風上側端部とが、それぞれ通風方向の同一位置にあり、フィンの風下側端部と風上側端部との直線距離が、熱交換コア部の通風方向の全幅と等しくなっている請求項１記載の蓄冷機能付きエバポレータ。
蓄冷材容器の風下側および風上側の垂直帯状ろう付部において、蓄冷材容器を構成する２枚の容器構成板の互いにろう付された２つの帯状部のうちいずれか一方の帯状部の通風方向外端部に、他方の帯状部の通風方向外端部よりも通風方向外側に突出し、かつ前記他方の帯状部の通風方向外端部に係合する係合部が設けられている請求項１または２記載の蓄冷機能付きエバポレータ。
蓄冷材容器が配置された間隙の通風方向下流端部において、蓄冷材容器における前記係合部を含んだ風下側垂直帯状ろう付部の通風方向の幅をＺｍｍ、前記係合部を含んだ風下側垂直帯状ろう付部の風下側端部と、冷媒流通管の風下側端部との通風方向の直線距離をＸｍｍ、冷媒流通管の風下側端部と、冷媒流通管の厚み方向の両側面における互いに平行な平坦部の風下側端部との通風方向の直線距離をＹｍｍとした場合、Ｚ−（Ｘ＋Ｙ）＜１という関係を満たしている請求項３記載の蓄冷機能付きエバポレータ。
前記係合部を含んだ風下側垂直帯状ろう付部の風下側端部と、冷媒流通管の風下側端部との通風方向の直線距離Ｘが２ｍｍ以下である請求項４記載の蓄冷機能付きエバポレータ。
蓄冷材封入部の前記主封入部における冷媒流通管の並び方向の両側壁に、外方に膨出しかつ平坦な膨出頂壁を有する複数の凸部が形成され、凸部の膨出頂壁の少なくとも一部が冷媒流通管にろう付され、少なくとも一部の凸部の風下側端部と、前記主封入部の風下側端部とが通風方向の同一位置にあり、当該凸部の風下側端部と冷媒流通管との間にフィレットが形成されている請求項１〜５のうちのいずれかに記載の蓄冷機能付きエバポレータ。
蓄冷材封入部の前記主封入部における冷媒流通管の並び方向の両側壁外面に、複数の凝縮水排水路が間隔をおいて形成され、全ての凝縮水排水路のうち少なくとも一部の凝縮水排水路の一端が蓄冷材封入部の前記主封入部の風下側に開口しており、各凝縮水排水路が、前記主封入部の前記両側壁に設けられて外方に膨出しかつ平坦な膨出頂壁を有する２つの凸部の間に形成され、一端が前記主封入部の風下側に開口した凝縮水排水路を形成する凸部の風下側端部と、前記主封入部の風下側縁部とが通風方向の同一位置にある請求項６記載の蓄冷機能付きエバポレータ。
凝縮水排水路が、上端から下端に向かって漸次低くなっているとともに両端が開口しており、全ての凝縮水排水路のうち一部の凝縮水排水路の上端が蓄冷材封入部の前記主封入部の風下側に開口している請求項７記載の蓄冷機能付きエバポレータ。
上端が蓄冷材封入部の前記主封入部の風下側に開口した凝縮水排水路を形成する凸部の風下側端部に、上下方向にのびる一定長さの直線部が設けられており、冷媒流通管の並び方向の両側方から見た際に、当該直線部と前記主封入部の風下側縁部とが同一直線上に位置し、前記凸部の風下側端部と冷媒流通管との間にフィレットが形成されている請求項８記載の蓄冷機能付きエバポレータ。
蓄冷材容器の容器本体部の風下側縁部の上部における上下方向の全長のうちの一部分のみに連なって冷媒流通管よりも通風方向外側に張り出した外方張り出し部が設けられ、蓄冷材封入部が容器本体部および外方張り出し部に跨って設けられ、外方張り出し部の上下方向の長さが蓄冷材容器の上下方向の長さよりも短くなっている請求項１〜９のうちのいずれかに記載の蓄冷機能付きエバポレータ。
長手方向が上下方向を向くとともに幅方向が通風方向を向き、かつ通風方向に間隔をおいて配置された複数の扁平状冷媒流通管からなる管組が、冷媒流通管の厚み方向に間隔をおいて複数配置され、隣り合う管組どうしの間に間隙が形成されている請求項１〜１０のうちのいずれかに記載の蓄冷機能付きエバポレータ。