JP6842915B2 - エバポレータ - Google Patents

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Description

この発明は、たとえば自動車に搭載される冷凍サイクルであるカーエアコンに好適に使用されるエバポレータに関する。
この明細書および特許請求の範囲において、図１〜図４の上下、左右を上下、左右というものとし、図１および図２に矢印Ｘで示す方向を通風方向というものとする。
この種のエバポレータとして、長手方向を上下方向に向けるとともに左右方向に間隔をおいて配置された複数の熱交換チューブからなり、かつ通風方向に並んで設けられた風下側および風上側チューブ列と、風下側および風上側チューブ列の熱交換チューブの上下両端部が通じさせられた風下側および風上側上下両ヘッダ部とを備えており、両チューブ列に、複数の熱交換チューブからなり、かつ冷媒が上から下に流れる下降流チューブ群と冷媒が下から上に流れる上昇流チューブ群とが交互に並ぶように設けられ、風下側チューブ列に３つのチューブ群があるとともに風上側チューブ列に２つのチューブ群があり、風下側上ヘッダ部の一端に冷媒入口が設けられ、風上側上ヘッダ部における冷媒入口と同一端に冷媒出口が設けられ、風下側チューブ列における冷媒入口に最も近い位置にある最近チューブ群、および冷媒入口から最も遠い位置にある最遠チューブ群が冷媒が上から下に流れる下降流チューブ群であるとともに、両下降流チューブ群間の中間チューブ群が冷媒が下から上に流れる上昇流チューブ群であり、風上側チューブ列における冷媒出口に最も近い位置にある最近チューブ群が冷媒が下から上に流れる上昇流チューブ群であるとともに、冷媒出口から最も遠い位置にある最遠チューブ群が下降流チューブ群であり、風下側チューブ列の最遠チューブ群の風上側に風上側チューブ列の最遠チューブ群が配置されるとともに、両最遠チューブ群により１つのパスが構成され、風下側チューブ列の最遠チューブ群および最遠チューブ群の冷媒流れ方向上流側に隣り合う中間チューブ群の上端部が、風下側上ヘッダ部に設けられかつ両端が閉鎖された１つの風下区画に通じさせられ、風上側チューブ列の最遠チューブ群の上端部が、風上側上ヘッダ部に設けられ、かつ両端が閉鎖されるとともに前記風下区画よりも左右方向の長さが短い１つの風上区画に通じさせられ、風下区画および風上区画の全体がそれぞれ１つの空間となるともに、風下区画の最遠チューブ群が通じさせられている部分と風上区画とが冷媒通過部によって通じさせられ、風下側チューブ列の中間チューブ群から風下区画に流入した冷媒が同最遠チューブ群側に流れて当該最遠チューブ群の熱交換チューブ内を下方に流れ、これと同時に、風下側チューブ列の中間チューブ群から風下区画に流入した冷媒が同最遠チューブ群側に流れるとともに前記冷媒通過部を通って風上区画に流入した後、風上側チューブ列の最遠チューブ群の熱交換チューブ内を下方に流れようになされているエバポレータが知られている（特許文献１参照）。
特許文献１記載のエバポレータでは、風下側上ヘッダ部の風下区画において、風下側チューブ列の中間チューブ群から風下区画に流入した冷媒は、同最遠チューブ群側に流れた後、冷媒通過部を通過して風上側チューブ列の下降流チューブ群に流入するよりも風下側チューブ列の最遠チューブ群の熱交換チューブ内に流入しやすくなり、前記１つのパスを構成する２つの最遠チューブ群の熱交換チューブ内を流れる冷媒量が不均一になる。
したがって、冷却性能の向上を目的として、熱交換チューブ内の冷媒の流れ方向が同一方向である風下側チューブ列および風上側チューブ列の最遠チューブ群の熱交換チューブ内を流れる冷媒量を均一化することが求められる。
ところで、風下側上ヘッダ部と風上側上ヘッダ部とが、１つのタンク内を左右方向にのびる仕切部により通風方向に２つの空間に分割することにより設けられ、前記風下区画の最遠チューブ群が通じさせられている部分と風上区画とを通じさせる冷媒通過部が、前記仕切部を風上区画の全長にわたって除去することにより形成されているエバポレータが知られている（特許文献２参照）。
特許文献２記載のエバポレータによれば、冷媒が、風下側チューブ列における前記１つのパスを構成する下降流チューブ群に流入するよりも、冷媒通過部を通って風上区画に流入しやすくなって風上側チューブ列における前記１つのパスを構成する下降流チューブ群に流入しやすくなり、その結果風下側チューブ列および風上側チューブ列の最遠チューブ群の熱交換チューブ内を流れる冷媒量を均一化することが可能になるが、逆に、風上側チューブ列における前記１つのパスを構成する下降流チューブ群を流れる冷媒量が、風下側チューブ列における前記１つのパスを構成する下降流チューブ群を流れる冷媒量よりも多くなるおそれがある。しかも、風下側上ヘッダ部と風上側上ヘッダ部とを有するタンクの耐圧性が低下するおそれがある。
特開２００９−１５６５３２号公報 特開２０１５−１５７５０７号公報
この発明の目的は、上記問題を解決し、通風方向に並んで設けられて１つのパスを構成する２つの下降流チューブ群の熱交換チューブ内を流れる冷媒量を均一化して冷却性能を向上しうる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)長手方向を上下方向に向けるとともに左右方向に間隔をおいて配置された複数の熱交換チューブからなり、かつ通風方向に並んで設けられた風下側および風上側チューブ列と、風下側および風上側チューブ列の熱交換チューブの上下両端部が通じさせられた左右方向に長い風下側および風上側上下両ヘッダ部とを備えており、両チューブ列に、複数の熱交換チューブからなり、かつ冷媒が上から下に流れる下降流チューブ群と冷媒が下から上に流れる上昇流チューブ群とが交互に並ぶように設けられ、風下側チューブ列に３以上のチューブ群があるとともに風上側チューブ列に風下側チューブ列のチューブ群の数よりも１つ少ないチューブ群があり、風下側チューブ列の１つの下降流チューブ群の風上側に風上側チューブ列の１つの下降流チューブ群が配置されるとともに、両下降流チューブ群により１つのパスが構成され、風下側チューブ列における当該１つのパスを構成する下降流チューブ群および当該下降流チューブ群の冷媒流れ方向上流側に隣り合う上昇流チューブ群の上端部が、風下側上ヘッダ部に設けられかつ両端が閉鎖された１つの風下区画に通じさせられ、風上側チューブ列における前記１つのパスを構成する下降流チューブ群の上端部が、風上側上ヘッダ部に設けられ、かつ両端が閉鎖されるとともに前記風下区画よりも左右方向の長さが短い１つの風上区画に通じさせられ、風下区画および風上区画がそれぞれ全体に１つとなった内部空間を有するとともに、風下区画の下降流チューブ群が通じさせられている部分と風上区画とが冷媒通過部によって通じさせられ、風下区画に通じている下降流チューブ群の全熱交換チューブの上端部が風下区画内にあるとともに、風上区画に通じている下降流チューブ群の全熱交換チューブの上端部が風上区画内にあり、風下区画に通じている上昇流チューブ群から流入した冷媒が、風下区画に通じている下降流チューブ群側に流れて当該下降流チューブ群の熱交換チューブ内を下方に流れ、これと同時に、風下区画に通じている上昇流チューブ群から流入した冷媒が、風下区画に通じている下降流チューブ群側に流れるとともに冷媒通過部を通って風上区画に流入した後、風上区画に通じている下降流チューブ群の熱交換チューブ内を下方に流れようになされているエバポレータであって、
風下区画の下降流チューブ群が通じさせられている部分と風上区画との間に、風上区画の全長にわたって仕切部が設けられ、冷媒通過部が、仕切部に左右方向に間隔をおいて形成された複数の貫通穴からなり、各貫通穴の下端が風下区画および風上区画の内部空間の底面よりも上方に離隔しており、冷媒通過部を構成する全貫通穴の下端が、前記１つのパスを構成する２つの下降流チューブ群の全熱交換チューブの上端よりも下方の高さ位置にあり、冷媒通過部を構成する全貫通穴の総面積をＡ、前記１つのパスを構成する風下側チューブ列の下降流チューブ群の全熱交換チューブの冷媒通路の総通路断面積をＢとした場合、Ａ＞Ｂという関係を満たしているエバポレータ。
2)冷媒通過部を構成する全貫通穴の総面積が、風下区画の下降流チューブ群が通じさせられている部分と風上区画と間に設けられた仕切部の面積の４０％以下である上記1)記載のエバポレータ。
3)冷媒通過部を構成する全貫通穴の下端が同一高さ位置にあり、前記１つのパスを構成する２つの下降流チューブ群の全熱交換チューブの上端が同一高さ位置にある上記1)または2)記載のエバポレータ。
4)冷媒通過部を構成する全貫通穴の面積が等しくなっている上記1)〜3)のうちのいずれかに記載のエバポレータ。
5)風下側上ヘッダ部の一端に冷媒入口が設けられるとともに風上側上ヘッダ部の冷媒入口と同一端に冷媒出口が設けられ、風下側チューブ列に３つのチューブ群が設けられるとともに、冷媒入口に最も近い最近チューブ群および冷媒入口から最も遠い最遠チューブ群が下降流チューブ群であり、風上側チューブ列に２つのチューブ群が設けられるとともに、冷媒出口とは反対側のチューブ群が下降流チューブ群であり、風下側チューブ列の最遠チューブ群と風上側チューブ列の下降流チューブ群とによって１つのパスが構成されている上記1)〜4)のうちのいずれかに記載のエバポレータ。
上記1)〜5)のエバポレータによれば、風下区画の下降流チューブ群が通じさせられている部分と風上区画との間に、風上区画の全長にわたって仕切部が設けられ、冷媒通過部が、仕切部に左右方向に間隔をおいて形成された複数の貫通穴からなり、各貫通穴の下端が風下区画および風上区画の内部空間の底面よりも上方に離隔しており、冷媒通過部を構成する全貫通穴の下端が、前記１つのパスを構成する２つの下降流チューブ群の全熱交換チューブの上端よりも下方の高さ位置にあり、冷媒通過部を構成する全貫通穴の総面積をＡ、前記１つのパスを構成する風下側チューブ列の下降流チューブ群の全熱交換チューブの冷媒通路の総通路断面積をＢとした場合、Ａ＞Ｂという関係を満たしているので、風下側上ヘッダ部の風下区画に通じている上昇流チューブ群から風下区画内に流入した冷媒は、風下側上ヘッダ部の風下区画に通じている下降流チューブ群の熱交換チューブに流入するよりも冷媒通過部を通って風上区画に流入しやすくなり、しかも冷媒通過部を通って風上区画に流入する冷媒量が過剰になることが抑制される。したがって、風下側および風上側チューブ列における前記１つのパスを構成する下降流チューブ群の全熱交換チューブを流れる冷媒量を均一化することが可能になって、エバポレータの冷却性能が優れたものになる。
さらに、風下側上ヘッダ部と風上側上ヘッダ部とを有するタンクの耐圧性の低下が、仕切部の働きにより抑制される。
上記2)のエバポレータによれば、風下側上ヘッダ部と風上側上ヘッダ部とを有するタンクの耐圧性の低下が、仕切部の働きにより効果的に抑制される。
この発明の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のエバポレータの全体構成を概略的に示すとともに冷媒の流れを示す斜視図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 図１のＢ−Ｂ線断面図である。 図３のＣ−Ｃ線断面図である。 図４の部分拡大図である。 図５の部分拡大図である。 図３のＤ−Ｄ線断面図である。
以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。以下に述べる実施形態は、この発明によるエバポレータをカーエアコンを構成する冷凍サイクルに適用したものである。
なお、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〜図４はこの発明のエバポレータの全体構成を示し、図５〜図８はその要部の構成を示す。なお、図２においては、熱交換チューブやフィンなどの具体的な図示は省略されている。
図１〜図４において、エバポレータ(1)は、幅方向を図１および図２に矢印Ｘで示す通風方向に向けるとともに長手方向を上下方向に向けた状態で左右方向（通風方向と直角をなす方向）に間隔をおいて配置された複数のアルミニウム製扁平状熱交換チューブ(2)からなる風下側チューブ列(3)および風上側チューブ列(4)と、風下側チューブ列(3)の熱交換チューブ(2)の上下両端側に長手方向を左右方向（熱交換チューブ(2)の並び方向）に向けて配置され、かつ風下側チューブ列(3)の全熱交換チューブ(2)が接続されたアルミニウム製風下側上ヘッダ部(5)およびアルミニウム製風下側下ヘッダ部(6)と、風上側チューブ列(4)の熱交換チューブ(2)の上下両端側に長手方向を左右方向に向けて配置され、かつ風上側チューブ列(4)の全熱交換チューブ(2)が接続されたアルミニウム製風上側上ヘッダ部(7)および風上側下ヘッダ部(8)とを備えている。
風下側上ヘッダ部(5)と風上側上ヘッダ部(7)、および風下側下ヘッダ部(6)と風上側下ヘッダ部(8)とは、たとえば１つのタンク(9)(11)内を左右方向にのびる板状の仕切部(9a)(11a)により通風方向に２つの空間に分割することにより設けられている。風下側上ヘッダ部(5)の右端部に冷媒入口(12)が設けられるとともに、風上側上ヘッダ部(7)の右端部に冷媒出口(13)が設けられている。風下側チューブ列(3)および風上側チューブ列(4)の全熱交換チューブ(2)は、上下両端寄りの一定長さ部分が、両上ヘッダ部(5)(7)および両下ヘッダ部(6)(8)内に挿入された状態で、両タンク(9)(11)にろう材によって接合されている(以下、ろう材による接合をろう付と称する）。全熱交換チューブ(2)の上端および下端は同一高さ位置にある。なお、全熱交換チューブ(2)の上端の高さ位置および下端の高さ位置は若干異なっている場合もある。また、風下側チューブ列(3)の熱交換チューブ(2)の数と風上側チューブ列(4)の熱交換チューブ(2)の数とは等しくなっている。
両チューブ列(3)(4)の隣接する熱交換チューブ(2)どうしの間の通風間隙および左右両端の熱交換チューブ(2)の外側に、それぞれ両チューブ列(3)(4)の熱交換チューブ(2)に跨って共有されるようにアルミニウム製コルゲートフィン(14)が配置されて両熱交換チューブ(2)にろう付され、左右両端のコルゲートフィン(14)の外側にそれぞれアルミニウム製サイドプレート(15)が配置されてコルゲートフィン(14)にろう付されている。左右両端の熱交換チューブ(2)とサイドプレート(15)との間も通風間隙となっている。両チューブ列(3)(4)の隣接する熱交換チューブ(2)どうしの間の通風間隙を通過した空気は、車両用空調装置が搭載されている車両の車室内に送り込まれる。
風下側チューブ列(3)に、連続して並んだ複数の熱交換チューブ(2)からなる３以上の奇数、ここでは３つチューブ群(16)(17)(18)が、冷媒入口(12)側端部(右端部)から他端部側(左端部)に向かって並んで設けられ、風上側チューブ列(4)に、連続して並んだ複数の熱交換チューブ(2)からなりかつ風下側チューブ列(3)のチューブ群(16)(17)(18)よりも１つ少ない数、ここでは２つのチューブ群(19)(21)が、冷媒出口(13)とは反対側の端部(左端部)から冷媒出口(13)側端部(右端部)に向かって並んで設けられている。以下、風下側チューブ列(3)の３つのチューブ群(16)(17)(18)を冷媒入口(12)側端部（右端部）から他端部（左端部）に向かって第１〜第３チューブ群といい、風上側チューブ列(4)の２つのチューブ群(19)(21)を冷媒出口(13)とは反対側端部から右端部に向かって第４および第５チューブ群というものとする。
第１チューブ群(16)が、風下側チューブ列(3)における冷媒入口(12)に最も近い位置にある最近チューブ群であり、第３チューブ群(18)が、風下側チューブ列(3)における冷媒入口(12)から最も遠い位置にある最遠チューブ群である。また、第４チューブ群(19)が、風上側チューブ列(4)における冷媒出口(13)から最も遠い位置にある最遠チューブ群であり、第５チューブ群(21)が、冷媒出口(13)に最も近い位置にある最近チューブ群である。風下側チューブ列(3)の第１および第２チューブ群(16)(17)を構成する熱交換チューブ(2)の合計数は、風上側チューブ列(4)の第５チューブ群(21)を構成する熱交換チューブ(2)の数と等しくなっており、第１および第２チューブ群(16)(17)の左右方向の合計幅は、第５チューブ群(21)の左右方向の幅と同一である。風下側チューブ列(3)の第３チューブ群(18)を構成する熱交換チューブ(2)の数は、風上側チューブ列(4)の第４チューブ群(19)を構成する熱交換チューブ(2)の数と等しくなっており、両チューブ群(18)(19)の左右方向の幅は同一である。
風下側上ヘッダ部(5)内が板状の分割部(22)により左右方向に並んだ２つの区画(23)(24)に分割されることによって、風下側上ヘッダ部(5)に、冷媒入口(12)に通じるとともに、第１チューブ群(16)の熱交換チューブ(2)の上端部が通じる区画(23)と、第２および第３チューブ群(17)(18)の熱交換チューブ(2)の上端部が通じる区画(24)とが設けられ、風下側下ヘッダ部(6)内が分割部(25)により左右方向に並んだ２つの区画(26)(27)に分割されることによって、風下側下ヘッダ部(6)に、第１および第２チューブ群(16)(17)の熱交換チューブ(2)の下端部が通じる区画(26)と、第３チューブ群(18)の熱交換チューブ(2)の下端部が通じる区画(27)とが設けられている。また、風上側上ヘッダ部(7)内が分割部(28)により左右方向に並んだ２つの区画(29)(31)に分割されることによって、風上側上ヘッダ部(7)に、第４チューブ群(19)の熱交換チューブ(2)の上端部が通じる区画(29)と、冷媒出口(13)に通じるとともに、第５チューブ群(21)の熱交換チューブ(2)の上端部が通じる区画(31)とが設けられている。また、風上側下ヘッダ部(8)内の全体に、第４および第５チューブ群(19)(21)の熱交換チューブ(2)の下端部が通じる区画(32)が設けられている。
以下、風下側上ヘッダ部(5)の冷媒入口(12)に通じるとともに第１チューブ群(16)の熱交換チューブ(2)の上端部が通じる区画(23)を第１区画、風下側下ヘッダ部(6)の第１および第２チューブ群(16)(17)の熱交換チューブ(2)の下端部が通じる区画(26)を第２区画、風下側上ヘッダ部(5)の第２および第３チューブ群(17)(18)の熱交換チューブ(2)の上端部が通じる区画(24)を第３区画、風下側下ヘッダ部(6)の第３チューブ群(18)の熱交換チューブ(2)の下端部が通じる区画(27)を第４区画、風上側上ヘッダ部(7)の第４チューブ群(19)の熱交換チューブ(2)の上端部が通じる区画(29)を第５区画、風上側下ヘッダ部(8)の第４および第５チューブ群(19)(21)の熱交換チューブ(2)の下端部が通じる区画(32)を第６区画、風上側上ヘッダ部(7)の冷媒出口(13)に通じるとともに、第５チューブ群(21)の上端部が通じる区画(31)を第７区画というものとする。
第３区画(24)における第３チューブ群(18)の熱交換チューブ(2)の上端部が通じている部分と、第５区画(29)とは、上側タンク(9)内を風下側上ヘッダ部(5)と風上側上ヘッダ部(7)とに分割する仕切部(9a)に設けられた冷媒通過部(33)により通じさせられている。
第４区画(27)と、第６区画(32)における第４チューブ群(19)の熱交換チューブ(2)の下端部が通じさせられている部分とは、下側タンク(11)内を風下側下ヘッダ部(6)と風上側下ヘッダ部(8)とに分割する仕切部(11a)に設けられた下部冷媒通過部(34)により通じさせられている。
上述のようにして冷媒入口(12)、冷媒出口(13)、第１〜第５チューブ群(16)(17)(18)(19)(21)、第１〜第７区画(23)(26)(24)(27)(29)(32)(31)、および冷媒通過部(33)(34)が設けられることによって、冷媒は、風下側チューブ列(3)の最近チューブ群である第１チューブ群(16)、風下側チューブ列(3)の最遠チューブ群である第３チューブ群(18)および風上側チューブ列(4)の最遠チューブ群である第４チューブ群(19)の熱交換チューブ(2)内を上から下に流れることになり、これらのチューブ群(16)(18)(19)が下降流チューブ群となっている。また、冷媒は、風下側チューブ列(3)の第２チューブ群(17)、および風上側チューブ列(4)の第５チューブ群(21)の熱交換チューブ(2)内を下から上に流れることになり、これらのチューブ群(17)(21)が上昇流チューブ群となっている。したがって、両チューブ列(3)(4)に、複数の熱交換チューブ(2)からなり、かつ冷媒が上から下に流れる下降流チューブ群と冷媒が下から上に流れる上昇流チューブ群とが交互に並ぶように設けられている。
すなわち、風下側チューブ列(3)の下降流チューブ群である第３チューブ群(18)の風上側に風上側チューブ列(4)の下降流チューブ群である第４チューブ群(19)が配置されるとともに、両チューブ群(18)(19)により１つのパスが構成され、第３チューブ群(18)および第３チューブ群(18)の冷媒流れ方向上流側に隣り合う上昇流チューブ群である第２チューブ群(17)の上端部が、風下側上ヘッダ部(5)に設けられかつ両端が閉鎖された１つの風下区画である第３区画(24)に通じさせられている。また、風上側チューブ列(4)における下降流チューブ群である第４チューブ群(19)の上端部が、風上側上ヘッダ部(7)に設けられ、かつ両端が閉鎖されるとともに第３区画(24)よりも左右方向の長さが短い１つの風上区画である第５区画(29)に通じさせられている。さらに、第３区画(24)および第５区画(29)はそれぞれ全体が１つとなった内部空間を有するとともに、第３区画(24)の第３チューブ群(18)が通じている部分と第５区画(29)とが冷媒通過部(33)によって通じさせられている。なお、第３および第４チューブ群(18)(19)を除いた残りのチューブ群(16)(17)(21)は、それぞれ単独で１つのパスを構成している。
したがって、冷媒入口(12)から流入した冷媒は、次のように２つの経路を流れて冷媒出口(13)から流出するようになされている。第１の経路は、第１区画(23)、第１チューブ群(16)、第２区画(26)、第２チューブ群(17)、第３区画(24)、第３チューブ群(18)、第４区画(27)、第６区画(32)、第５チューブ群(21)および第７区画(31)であり、第２の経路は、第１区画(23)、第１チューブ群(16)、第２区画(26)、第２チューブ群(17)、第３区画(24)、第５区画(29)、第４チューブ群(19)、第６区画(32)、第５チューブ群(21)および第７区画(31)である。
図５〜図７に示すように、上タンク(9)の仕切部(9a)における第３区画(24)の第３チューブ群(18)の熱交換チューブ(2)の上端部が通じさせられている部分と、第５区画(29)との間に位置する部分に、両区画(24)(29)を通じさせる複数の貫通穴(35)が左右方向に間隔をおいて設けられており、全貫通穴(35)により、第３区画(24)における第３チューブ群(18)の熱交換チューブ(2)の上端部が通じさせられている部分と、第５区画(29)とを通じさせる冷媒通過部(33)が構成されている。各貫通穴(35)の下端は第３区画(24)および第５区画(29)の内部空間の底面よりも上方に離隔しており、かつ全貫通穴(35)の下端が同一高さ位置にある。また、全貫通穴(35)の下端は、１つのパスを構成する下降流チューブ群である第３チューブ群(18)および第４チューブ群(19)の上端よりも下方の高さ位置にある。
ここで、冷媒通過部(33)を構成する全貫通穴(35)の総面積は、前記１つのパスを構成する風下側チューブ列(3)の下降流チューブ群である第３チューブ群(18)の全熱交換チューブ(2)の通路の総通路断面積よりも大きくなっている。すなわち、冷媒通過部(33)を構成する全貫通穴(35)の総面積をＡ、前記１つのパスを構成する風下側チューブ列(3)の下降流チューブ群である第３チューブ群(18)の全熱交換チューブ(2)の冷媒通路の総通路断面積をＢとした場合、Ａ＞Ｂという関係を満たしている。さらに、冷媒通過部(33)を構成する全貫通穴(35)の総面積は、上タンク(9)の仕切部(9a)における第３区画(24)の第３チューブ群(18)の熱交換チューブ(2)の上端部が通じさせられている部分と、第５区画(29)との間に位置する部分の面積の４０％以下であることが好ましい。
図８に示すように、風下側下ヘッダ部(6)の第４区画(27)と、風上側下ヘッダ部(8)の第６区画(32)における第４チューブ群(19)の熱交換チューブ(2)の下端部が通じている部分とを通じさせる下部冷媒通過部(34)は、下側タンク(11)内を風下側下ヘッダ部(6)と風下側下ヘッダ部(8)とに分割する仕切部(11a)を、第４区画(27)の全長にわたって除去することにより形成された１つの貫通穴(36)からなる。貫通穴(36)は、第４区画(27)の全高および全長にわたって形成されている。
上述したエバポレータ(1)は、圧縮機、冷媒冷却器としてのコンデンサおよび減圧器としての膨張弁とともに冷凍サイクルを構成し、カーエアコンとして車両、たとえば自動車に搭載される。カーエアコンの稼働時には、圧縮機、コンデンサおよび膨張弁を通過した冷媒が、上述した２つの経路を通って、冷媒入口(12)から流入するとともに冷媒出口(13)から流出し、冷媒が風下側チューブ列(3)の熱交換チューブ(2)内、および風上側チューブ列(4)の熱交換チューブ(2)内を流れる間に、隣り合う熱交換チューブ(2)どうしの間の通風間隙を通過する空気と熱交換をし、空気は冷却され、冷媒は気相となって流出する。
上述したエバポレータ(1)においては、冷媒通過部(33)を構成する全貫通穴(35)の下端が第３区画(24)および第５区画(29)の内部空間の底面よりも上方に離隔しているとともに全貫通穴(35)の下端が同一高さ位置にあり、かつ全貫通穴(35)の下端が、前記１つのパスを構成する２つの下降流チューブ群である第３チューブ群(18)および第４チューブ群(19)の上端よりも下方の高さ位置にあること、ならびに冷媒通過部(33)を構成する全貫通穴(35)の総面積が、第３チューブ群(18)の全熱交換チューブ(2)の冷媒通路の総通路断面積よりも大きくなっているので、第２チューブ群(17)から第３区画(24)内に流入した冷媒は、第３チューブ群(18)の熱交換チューブ(2)に流入するよりも冷媒通過部(33)を通って第５区画(29)に流入しやすくなり、しかも冷媒通過部(33)を通って第５区画(29)に流入する冷媒量が過剰になることが抑制される。したがって、風下側および風上側チューブ列(3)(4)における１つのパスを構成する第３チューブ群(18)および第４チューブ群(19)の全熱交換チューブ(2)を流れる冷媒量を均一化することが可能になって、エバポレータ(1)の冷却性能が優れたものになる。
この発明によるエバポレータは、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)：エバポレータ
(2)：熱交換チューブ
(3)：風下側チューブ列
(4)：風上側チューブ列
(5)：風下側上ヘッダ部
(6)：風下側下ヘッダ部
(7)：風上側上ヘッダ部
(8)：風上側下ヘッダ部
(9a)：仕切部
(16)(17)(18)：第１〜第３チューブ群
(19)(21)：第４および第５チューブ群
(24)：第３区画(両端が閉鎖された風下区画)
(29)：第５区画(両端が閉鎖された風上区画)
(33)：冷媒通過部
(35)：貫通穴

Claims (5)

  1. 長手方向を上下方向に向けるとともに左右方向に間隔をおいて配置された複数の熱交換チューブからなり、かつ通風方向に並んで設けられた風下側および風上側チューブ列と、風下側および風上側チューブ列の熱交換チューブの上下両端部が通じさせられた左右方向に長い風下側および風上側上下両ヘッダ部とを備えており、両チューブ列に、複数の熱交換チューブからなり、かつ冷媒が上から下に流れる下降流チューブ群と冷媒が下から上に流れる上昇流チューブ群とが交互に並ぶように設けられ、風下側チューブ列に３以上のチューブ群があるとともに風上側チューブ列に風下側チューブ列のチューブ群の数よりも１つ少ないチューブ群があり、風下側チューブ列の１つの下降流チューブ群の風上側に風上側チューブ列の１つの下降流チューブ群が配置されるとともに、両下降流チューブ群により１つのパスが構成され、風下側チューブ列における当該１つのパスを構成する下降流チューブ群および当該下降流チューブ群の冷媒流れ方向上流側に隣り合う上昇流チューブ群の上端部が、風下側上ヘッダ部に設けられかつ両端が閉鎖された１つの風下区画に通じさせられ、風上側チューブ列における前記１つのパスを構成する下降流チューブ群の上端部が、風上側上ヘッダ部に設けられ、かつ両端が閉鎖されるとともに前記風下区画よりも左右方向の長さが短い１つの風上区画に通じさせられ、風下区画および風上区画がそれぞれ全体に１つとなった内部空間を有するとともに、風下区画の下降流チューブ群が通じさせられている部分と風上区画とが冷媒通過部によって通じさせられ、風下区画に通じている下降流チューブ群の全熱交換チューブの上端部が風下区画内にあるとともに、風上区画に通じている下降流チューブ群の全熱交換チューブの上端部が風上区画内にあり、風下区画に通じている上昇流チューブ群から流入した冷媒が、風下区画に通じている下降流チューブ群側に流れて当該下降流チューブ群の熱交換チューブ内を下方に流れ、これと同時に、風下区画に通じている上昇流チューブ群から流入した冷媒が、風下区画に通じている下降流チューブ群側に流れるとともに冷媒通過部を通って風上区画に流入した後、風上区画に通じている下降流チューブ群の熱交換チューブ内を下方に流れようになされているエバポレータであって、
    風下区画の下降流チューブ群が通じさせられている部分と風上区画との間に、風上区画の全長にわたって仕切部が設けられ、冷媒通過部が、仕切部に左右方向に間隔をおいて形成された複数の貫通穴からなり、各貫通穴の下端が風下区画および風上区画の内部空間の底面よりも上方に離隔しており、冷媒通過部を構成する全貫通穴の下端が、前記１つのパスを構成する２つの下降流チューブ群の全熱交換チューブの上端よりも下方の高さ位置にあり、冷媒通過部を構成する全貫通穴の総面積をＡ、前記１つのパスを構成する風下側チューブ列の下降流チューブ群の全熱交換チューブの冷媒通路の総通路断面積をＢとした場合、Ａ＞Ｂという関係を満たしているエバポレータ。
  2. 冷媒通過部を構成する全貫通穴の総面積が、風下区画の下降流チューブ群が通じさせられている部分と風上区画と間に設けられた仕切部の面積の４０％以下である請求項１記載のエバポレータ。
  3. 冷媒通過部を構成する全貫通穴の下端が同一高さ位置にあり、前記１つのパスを構成する２つの下降流チューブ群の全熱交換チューブの上端が同一高さ位置にある請求項１または２記載のエバポレータ。
  4. 冷媒通過部を構成する全貫通穴の面積が等しくなっている請求項１〜３のうちのいずれかに記載のエバポレータ。
  5. 風下側上ヘッダ部の一端に冷媒入口が設けられるとともに風上側上ヘッダ部の冷媒入口と同一端に冷媒出口が設けられ、風下側チューブ列に３つのチューブ群が設けられるとともに、冷媒入口に最も近い最近チューブ群および冷媒入口から最も遠い最遠チューブ群が下降流チューブ群であり、風上側チューブ列に２つのチューブ群が設けられるとともに、冷媒出口とは反対側のチューブ群が下降流チューブ群であり、風下側チューブ列の最遠チューブ群と風上側チューブ列の下降流チューブ群とによって１つのパスが構成されている請求項１〜４のうちのいずれかに記載のエバポレータ。
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