JPH06117727A - 蒸発器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 蒸発流路８０への冷媒の均一分配により熱交
換性能を向上させると共に、蒸発流路８０でのスーパヒ
ートを抑えること。 【構成】 蒸発器の入口に、膨張弁１００から送られた
気液二相状態の冷媒と、気化後の冷媒とを熱交換させる
熱交換部２０を設けると共に、各蒸発流路８０の入口に
絞り部６０を設ける。膨張弁１００から送られた気液二
相状態の冷媒は、入口冷媒流路４４を流れるときに、出
口冷媒流路４５を流れる低温の冷媒と熱交換して液化す
る。入口冷媒流路４４を流出する液冷媒の一部はバイパ
ス流路２３０を介して出口冷媒流路４５を流れる冷媒と
合流し、熱交換に供する。冷媒は各蒸発流路８０に均一
に分配されると共に絞り部６０により減圧されて低温の
気液二相状態となり、蒸発流路８０で空気と熱交換して
気化し等温膨張する。そして、熱交換部２０の出口冷媒
流路４５を流れるときに、入口冷媒流路４４の冷媒に加
熱されて過熱蒸気となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は蒸発器に関し、詳しくは
自動車用空気調和装置等の冷凍サイクルに用いられる蒸
発器に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車用空気調和装置等に用い
られる冷凍サイクルは、圧縮機，凝縮器，受液器，膨張
弁，蒸発器により構成され、この密閉された回路へ冷媒
を循環させて室内空気と蒸発器とで熱交換を行ない、室
内を冷却するものである。膨張弁を通り断熱膨張した冷
媒は、ガスと液との二相流の状態となって蒸発器に入
り、外部より熱を吸収して気化（蒸発）し、等温膨張を
続け室内空気の冷却作用を果たす。そして、過熱蒸気と
なって圧縮器に吸入される。

【０００３】ところが、冷媒流路を複数設け冷媒を分配
する積層型蒸発器では、蒸発器の入口の冷媒が二相流の
状態となっていることから、冷媒を各流路に均一に分配
することができず熱交換性能が低下していた。そこで、
特公昭５８−４１４２９号に示された積層型蒸発器で
は、各蒸発部毎に固定の絞りを設けることで、凝縮器で
凝縮液化された液体の冷媒をそのまま（膨張弁を通過さ
せずに）導入して、冷媒の分配を均一にさせている。

【０００４】また、蒸発器では、圧縮器を保護するため
に、冷媒を完全に気化させる必要があり、蒸発器出口の
冷媒が一定の過熱度（スーパヒート）を持つように過熱
蒸気の状態にまで熱交換させている。ところが、冷媒
は、蒸発時には温度変化しないが、蒸発が終わり過熱蒸
気となると温度上昇してしまう。このため、冷媒が蒸発
している蒸発器入口側と、冷媒が過熱蒸気となる蒸発器
出口側とでは、熱交換された空気の温度に差が生じて、
空気が均一に冷却されず、使用者に不快感を与えてしま
う。そこで、１９８５年３月１５日発行の日本電装公開
技報４０−０７６号に示された冷凍システムでは、膨張
弁上流側の高温配管と蒸発器下流側（蒸発器と感温筒と
の間）の低温配管とを熱交換させ、蒸発器内でのスーパ
ヒートを抑えた技術が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
積層型蒸発器（特公昭５８−４１４２９号）では、蒸発
器のタンク内圧力が高圧となるため、蒸発器を構成する
各部品を高耐圧仕様にしなければならず大がかりなもの
となってしまう。また、凝縮器で凝縮液化された液体の
冷媒をそのまま導入しているため、膨張させる際の制御
機構が無くなり、負荷変動に対応できない。

【０００６】一方、膨張弁上流側の高温配管と蒸発器下
流側の低温配管とを熱交換させる冷凍システムでは、冷
凍システム全体の構成が複雑になってしまう。また、上
記の配管による熱交換では、時間遅れにより制御が困難
であり不安定になり易い。

【０００７】本発明の蒸発器は上記課題を解決し、簡易
な構成で熱交換性能を向上させることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明の蒸発器
は、第１減圧手段から流出された冷媒を導入して所定距
離通過させる入口流路と、上記入口流路の下流端側から
複数に分岐し、冷媒の蒸発領域となる複数の分岐流路
と、上記入口流路及び分岐流路間を流れる冷媒の圧力を
減ずる第２減圧手段と、上記各分岐流路の間にそれぞれ
密着して設けられるフィンと、上記各分岐流路の下流端
から流出した冷媒を所定距離通過させて送り出す出口流
路と、前記第１減圧手段及び前記第２減圧手段間を流れ
る液冷媒の一部を、前記分岐流路を迂回して前記出口流
路に導くバイパス流路と、このバイパス流路を流れる冷
媒の圧力を減ずる第３減圧手段と、を備えると共に、上
記入口流路と上記出口流路とを近接配置して、上記入口
流路の冷媒と上記出口流路の冷媒とを熱交換させるよう
にした。

【０００９】上記構成を有する本発明の蒸発器では、第
１減圧手段から流出された冷媒が入口流路に導入され所
定距離通過して各分岐流路に分配される。入口流路と各
分岐流路の間には第２減圧手段が配されているため、こ
の第２減圧手段によって冷媒は減圧されしかも低温とな
る。各分岐流路を通過した冷媒は、出口流路を所定距離
通過すると同時に入口流路の冷媒と熱交換する。出口流
路の冷媒は、第２減圧手段を通過することで低温となっ
ており、また、また、バイパス通路を介して出口流路に
は低温の液冷媒が安定的に供給されるため、入口流路の
冷媒を冷却し、膨張弁から流出された気体と液体との二
相状態の冷媒は、液単相状態となる。逆に、出口流路の
冷媒は、入口流路の冷媒により加熱され過熱蒸気状態と
なる。

【００１０】このため、各分岐流路には液単相状態の冷
媒が流入し易くなり、各分岐流路での分配の不均一を低
減できる。絞り部を通過した冷媒は、減圧されて二相状
態となり、各分岐流路間に設けられたフィンを介して空
気と熱交換して蒸発を開始する。冷媒が蒸発している状
態では、冷媒は温度上昇しないため、出口流路で冷媒を
過熱蒸気状態にすることで、つまりスーパヒートを出口
流路で得ることで、各分岐流路における冷媒の温度を一
定にすることができる。

【００１１】

【実施例】以上説明した本発明の構成・作用を一層明ら
かにするために、以下本発明の蒸発器の実施例について
説明する。

【００１２】図１乃至図１５は、本発明の第１実施例を
示すものである。図２，図３は第１実施例の積層型蒸発
器の外観を表すもので、図２はその平面図、図３は正面
図である。また、図１は積層型蒸発器を含む冷凍サイク
ルの模式図である。この冷凍サイクルは、冷媒を圧縮す
る圧縮器２００、圧縮冷媒を凝縮させる凝縮器２１０、
凝縮冷媒のうち液冷媒のみ分離する受液器２２０、分離
された液冷媒を断熱膨張させて減圧させる膨張弁１００
（第１減圧手段）、および減圧された液冷媒を蒸発させ
る蒸発器とを順次配管で連結することによりなる。

【００１３】積層型蒸発器（以下、単に蒸発器と呼ぶ）
は、自動車用冷凍サイクルに用いられるもので、膨張弁
１００の下流側に設けられる。蒸発器は、冷凍サイクル
の配管に接続され膨張弁１００から流出した冷媒の導入
および気化後の冷媒を蒸発器の外に送出するための接続
部となるジョイントブロック１０と、冷媒間で熱交換
（後述する）させる熱交換部２０と、冷媒と空気とを熱
交換させる冷媒蒸発部５０とからなる。

【００１４】ジョイントブロック１０は、膨張弁１００
から流出した二相状態の冷媒の入口となる流入口１１
と、気化後の冷媒を送り出す流出口１２とが設けられて
いる。熱交換部２０は、図４に示す板状のプレート２１
をろう付けにより複数枚積層し、さらにその最側方に図
７に示す板状の最側方プレート２１１を１枚だけろう付
けにより積層する。この様に積層することにより、各プ
レート２１および最側方プレート２１１の間に冷媒を流
すように構成される。図５は図４の５−５線あるいは5
^' −5 ^' 線に沿う断面図であり、図６は図４の６−６線
断面図である。このプレート２１は、積層したときに冷
媒の流路が形成されるように平板に凹凸を形成したもの
であり上下対称である。プレート２１の中央には、縦方
向に複数の溝２２が形成される。従って、プレート２１
の裏面では、この溝２２が形成されていない部位で図６
に示すように複数の溝２３が形成されることとなる。プ
レート２１の下部の一方には、凹面部２４が形成され、
この凹面部２４に、ジョイントブロック１０の流入口１
１を介して送られてきた冷媒（以下、入口冷媒と呼ぶ）
を流入するための円孔２５が穿設されている。一方、プ
レート２１下部の他方には、凸面部２６が形成され、こ
の凸面部２６に、後述する出口冷媒（冷媒蒸発部から送
られてきた冷媒）をジョイントブロック１０の流出口１
２に送る横長の円孔２７が穿設されている。

【００１５】同様に、プレート２１の上部には、凹面部
２８および凸面部２９が形成され、それぞれ円孔２５，
２７と同一形状の円孔３０，３１が穿設されている。
尚、図５において、括弧を付した符号は、図４の5 ^' −
5 ^' 線での各部の符号を表す。

【００１６】図７は最側方プレート２１１の平面図で、
図８は図７の８−８断面図である。この最側方プレート
２１１は、上述のプレート２１と基本的に同一の形状を
成しているが、円孔３０と円孔３１との間の位置に開口
径の比較的小さな連通孔３８が穿設されており、この連
通孔３８が図１に示すバイパス流路２３０の一部を構成
すると同時に、第３減圧手段を構成する。その他の構成
はプレート２１と同様の形状であるので、同一の符号が
付してある。

【００１７】このプレート２１、最側方プレート２１１
の積層状態の断面を図９，図１０に示す。図９は図４の
5 ^' −5 ^' 線に対応する位置での積層状態断面図であ
り、図１０は図４の６−６線に対応する位置での積層状
態断面図である。尚、プレート２１の下部（円孔２５，
２７が形成される部位）の積層状態も、連通孔３８以外
は図９と同一である。図示するように、熱交換部２０
は、両側のエンドプレート３２，３３間に、複数枚のプ
レート２１および最側方プレート２１１を互いに表面と
裏面とを向かい合わせて積層して形成される。冷媒蒸発
部５０に面するエンドプレート３２には、最側方プレー
ト２１１の円孔３０，３１と向かい合う位置に、それら
と同一形状の円孔３４，３５が穿設され、ジョイントブ
ロック１０に面するエンドプレート３３には、プレート
２１の円孔２５，２７と向かい合う位置に、それらと同
一形状の円孔３６，３７が穿設されている。

【００１８】このように積層することで、図９に示すよ
うに、熱交換部２０の上部には、円孔３０を穿設した凹
面部２８により空洞部４０（以下、上入口冷媒タンク部
４０と呼ぶ）と、円孔３１を穿設した凸面部２９により
空洞部４１（以下、上出口冷媒タンク部４１と呼ぶ）と
が形成される。同様に、後述の図１３にて示すが、熱交
換部２０の下部には、円孔２５を穿設した凹面部２４に
より空洞部４２（以下、下入口冷媒タンク部４２と呼
ぶ）と、円孔２７を穿設した凸面部２６により空洞部４
３（以下、下出口冷媒タンク部４３と呼ぶ）とが形成さ
れる。また、図１０に示すように、熱交換部２０の中央
には、溝２２により上入口冷媒タンク部４０と下入口冷
媒タンク部４２とを結ぶ複数の流路４４（以下、入口冷
媒流路４４と呼ぶ）と、溝２３により上出口冷媒タンク
部４１と下出口冷媒タンク部４３とを結ぶ複数の流路４
５（以下、出口冷媒流路４５と呼ぶ）とが形成される。

【００１９】さらに図９から明らかなように、連通孔３
８を含むバイパス流路によって上入口冷媒タンク部４０
と上出口冷媒タンク部４１とが連通している。ここで、
冷媒の流れについて、図１１，図１２，図１３に基づい
て説明する。図１１は、図３のＤ−Ｅ線矢視図、図１２
はＤ−Ｆ線矢視図、図１３はＤ−Ｇ線矢視図である。ジ
ョイントブロック１０の流入口１１から流入した冷媒
（入口冷媒）は、図１３の矢印ａに示すように、下入口
冷媒タンク部４２に送られ、図１２に示す各プレート２
１間に形成された複数の入口冷媒流路４４に分配されて
流れ込み、上方に送られる。そして、各入口冷媒流路４
４を流れる入口冷媒は、図１１の矢印ｂに示すように、
上入口冷媒タンク部４０に流れ込み合流する。この合流
した冷媒の大部分、本実施例では冷媒の約８割は冷媒蒸
発部５０に流入するが、その液冷媒の一部は連通孔３８
を通過することにより減圧され上出口冷媒タンク４１に
流入する（図１１中、矢印ｈで表す）。冷媒蒸発部５０
での冷媒の流れについては後述する。

【００２０】冷媒蒸発部５０で気化された冷媒（出口冷
媒）は、図１１の矢印ｃに示すように、熱交換部２０の
上出口冷媒タンク部４１に送られ、図１２に示す各プレ
ート２１間に形成された複数の出口冷媒流路４５に分配
されて流れ込み、下方に送られる。そして、各出口冷媒
流路４５を流れる出口冷媒は、図１３の矢印ｄに示すよ
うに、下出口冷媒タンク部４３に流れ込み合流し、ジョ
イントブロック１０の流出口１２から流出し、図１に示
す感温筒１０１を経て圧縮機（図示略）へ送られる。

【００２１】従って、後述するが、入口冷媒とで出口冷
媒とが、この熱交換部２０で熱交換されることとなる。
冷媒蒸発部５０は、空気を冷却するための波板状のコル
ゲートフィン５１（以下、フィン５１と呼ぶ）と図１４
に示すプレート５２とをろう付けにより積層したもの
で、この積層状態の断面を図１５（図２のＨ−Ｈ線での
断面正面図）、図１６（図１４，図１５のＪ−Ｊ線での
断面平面図）に示す。

【００２２】プレート５２は、略長方形の板状で、その
上部に略円筒形の入口タンク５３と出口タンク５４とが
形成されている。入口タンク５３は、熱交換部２０の上
入口冷媒タンク部４０に整合する位置に設けられ、その
中央に円孔５５が穿設されており、熱交換部２０から送
られてきた冷媒が導入される部位となる。出口タンク５
４は、熱交換部２０の上出口冷媒タンク部４１に整合す
る位置に設けられ、その中央に横長の円孔５６が穿設さ
れており、熱交換部２０の上出口冷媒タンク部４１に冷
媒を送り出す部位となる。

【００２３】このプレート５２は、積層したときにプレ
ート５２間に冷媒の流路が形成されるように、外周に対
して中央部が窪んでいる。この中央部である中央凹面部
５７には、冷媒の伝熱促進のための複数のクロスリブ５
８と、冷媒を下方に導き更に方向転換して出口タンク５
４に導く中央隔壁５９が凸状に形成されている。この中
央隔壁５９は、圧力損失を均一にするために冷媒の蒸発
による膨張に合わせて斜め方向に形成されている。

【００２４】入口タンク５３と中央凹面部５７との間に
は、両者を結ぶ細い溝５９が形成されている。このた
め、入口タンク５３の冷媒は、この溝５９を通過して中
央凹面部５７に流れる。

【００２５】冷媒蒸発部５０は、端面となるエンドプレ
ート６１と熱交換部２０のエンドプレート３２との間
で、上述したプレート５２を図１５，図１６に示すよう
に向かい合わせて冷媒の流路を形成し、各プレート５２
の裏面の間に波板状のフィン５１を装着してろう付けに
より形成される。このとき、各プレート５２に形成され
た溝５９が向かい合って、冷媒の流路面積を狭くし、通
過する冷媒の圧力を減少させる絞り部６０が形成され
る。この絞り部６０が、本願発明の第２減圧手段を構成
しており、前述の連通孔３８と同一の絞り率となってお
り、絞り部６０を通過する冷媒と連通孔３８を通過する
冷媒は同一の割合で減圧される。また、各フィン５１に
は、冷媒と空気との熱交換を促進するための細い溝６２
が複数形成されている。尚、向かい合わせてろう付けさ
れるプレート５２の形状は、左右反対、つまり一方のプ
レート５２に対して他方のプレート５２の形状を鏡に映
した形状としている。但し、向かい合うクロスリブ５８
は、互いに交差する方向に形成されている。

【００２６】このようにプレート５２を積層したときの
プレート５２内での冷媒の流れを図１４の矢印ｅ，ｆ，
ｇにて示す。熱交換部２０から各入口タンク５３（以
下、各入口タンク５３を重ねることで形成された冷媒の
溜り部を入口タンク部７０と呼ぶ）に送られた冷媒は、
分配されて各絞り部６０を通過し、減圧されたのち中央
凹面部５７間を下方に向かって流れ（矢印ｅ）、更に下
部で方向転換して上方に向い（矢印ｆ）、各出口タンク
５４（以下、各出口タンク５４を重ねることで形成され
た冷媒の溜り部を出口タンク部７１と呼ぶ）に流れ込み
（矢印ｇ）、合流して熱交換部２０の上出口冷媒タンク
部４１に送られる。このとき、プレート５２の中央凹面
部５７間では、交差するクロスリブ５８により、冷媒が
分散され全体に広く行き渡る。尚、図１６において８１
が下方に向かう冷媒の流路となり、８２が上方に向かう
冷媒の流路となる（以下、この流路８１，８２、即ち、
中央凹面部５７間の冷媒の流路を蒸発流路８０と総称す
る）。この蒸発流路８０を冷媒が流れるときに、冷媒
は、フィン５１を介して空気と熱交換し、蒸発しつつ等
温膨張を続ける。

【００２７】次に、以上のように構成された第１実施例
の蒸発器での冷媒の状態を図１、図１７を用いて説明す
る。図１７は、冷凍サイクル上での冷媒の状態を表すモ
リエ線図で、線図上の各点を図１上に同一符号で示す。

【００２８】図示しない圧縮機により圧縮された（図中
線ｕ−ｍ部分）高圧の冷媒は、凝縮器２１０で放熱し
（図中線ｍ−ｎ部分）、ガス冷媒から液冷媒へと相変化
する。そして、通常の冷凍サイクルでは、膨張弁１００
により点ｎの状態から点ｖの状態まで減圧膨張させてい
るため、冷媒は蒸発器の入口でガスと液との気液二相状
態となり、蒸発器内で冷媒の分配が均等に行なわれな
い。そこで、第１実施例の蒸発器では、膨張弁１００に
よって点ｏまで減圧し、この減圧された冷媒と冷媒蒸発
器５０を流出した出口冷媒（後述するが、絞り部６０に
より入口冷媒よりも低温となっている）とを熱交換部２
０で熱交換させることで冷媒を点ｐまで変化させて液化
している。このため、冷媒は、冷媒蒸発部５０の入口タ
ンク部７０から各プレート５２間の蒸発流路８０に均等
に分配される。このとき、蒸発流路８０の入口となる絞
り部６０により、冷媒は点ｐから点ｑにまで減圧されて
（このとき低温となる）気液二相状態となり、フィン５
１を介して空気と熱交換され蒸発を開始する（図中線ｑ
−ｒ部分）。

【００２９】一方、熱交換部２０の上入口冷媒タンク部
４０から分流して上出口冷媒タンク部４１に流入する冷
媒は、連通孔３８を通過することにより点ｐの状態から
減圧されて点ｔの状態となる。この点ｔの状態は上述の
点ｑの状態と同一である。

【００３０】連通孔３８を通過した冷媒（点ｔ）と冷媒
蒸発部５０より流出した冷媒（点ｒ）とは熱交換部の上
出口タンク部４１内で合流し、点ｓの状態となる。その
後、この冷媒（出口冷媒）は、熱交換部２０のプレート
２１間に形成された出口冷媒流路４５を通過すること
で、入口冷媒と熱交換され過熱蒸気となって（図中点ｕ
部分）、感温筒１０１を経て圧縮機２００へと送られ
る。

【００３１】即ち、図１に示すように、膨張弁１００か
ら送られた気液二相状態の冷媒（入口冷媒）は、入口冷
媒流路４４を流れるときに出口冷媒流路４５を流れる低
温の冷媒（出口冷媒）と熱交換して冷却されて液化し、
冷媒蒸発部５０の入口タンク部７０に送られる。そし
て、均一に各蒸発流路８０に流れ込むと共に、絞り部６
０により減圧されて低温の気液二相状態となり、空気と
熱交換して気化し等温膨張する。冷媒が完全に気化し
た、あるいは気化する直前に、冷媒は冷媒蒸発部５０の
出口タンク部７１に送られて合流し、さらに連通孔３８
よりバイパスしてきた冷媒と合流して熱交換部２０の出
口冷媒流路４５を流れる。このとき、冷媒（出口冷媒）
は、入口冷媒流路４４を流れる入口冷媒と熱交換して加
熱され過熱蒸気となる。つまり、図１７の線ｏ−ｐにお
ける冷媒と線ｓ−ｕにおける冷媒とを熱交換している。
従って、各蒸発流路８０における冷媒を過熱蒸気になる
まで熱交換せずに、つまりスーパヒートを熱交換部２０
で得ることで、一定温度を維持することができる。

【００３２】また、熱交換部２０の上入口タンク部４０
の液冷媒の一部を冷媒蒸発部５０をバイパスして上出口
タンク部４１に流入させてるので、過渡的に冷媒蒸発部
５０の出口冷媒が加熱ガス状態になっても熱交換部２０
での冷却能力を維持することができる。

【００３３】以上説明したように、第１実施例の蒸発器
によれば、熱交換部２０および絞り部６０を設けたこと
により、入口冷媒と出口冷媒とを熱交換して各蒸発流路
８０に冷媒を均一に分配することができ、しかも、蒸発
流路８０における冷媒の温度を一定に維持することがで
きる。この結果、冷媒の均一分配により熱交換性能が向
上し、冷媒の等温膨張により空気との熱交換を均一にす
ることができ、フィンを通過した空気の温度を均一にす
ることができる。

【００３４】また、従来の積層型蒸発器の横に熱交換部
２０を設け、その横に膨張弁１００，感温筒１０１が設
けられるという構成となり、膨張弁１００と感温筒１０
１との間で熱交換が行なわれるため、良好な制御性を維
持できる。また、従来の冷凍システムに第１実施例の蒸
発器を用いても、ほとんどシステムの変更を要しなく、
システム構成が複雑にならない。また、絞り部６０を設
けていても、各部品を高耐圧仕様にする必要もない。更
に、熱交換部２０で入口冷媒流路４４の冷媒の流れる方
向に対して、出口冷媒流路４５の冷媒の流れる方向が逆
方向となるため、熱交換性に優れている。

【００３５】また、熱交換部２０の各冷媒タンク部４
０，４１，４２，４３の任意な円孔２５，２７，３０，
３１を盲プレート等を用いて塞ぐことにより、入口冷媒
と出口冷媒との流路を変更することができるため、スー
パヒート等の調整が可能となる。

【００３６】次に、図１８乃至図２０は、本発明の第２
実施例及び第３実施例を示すものである。これらの実施
例では、第１実施例と絞り部の設置位置が相違するが、
他の部分の構造は第１実施例と同様である。したがっ
て、第１実施例と同一構造のものは、以下同一番号を付
して説明する。

【００３７】図１８乃至図１９は、第２実施例を示すも
のである。第２実施例では、オリフィスの形状で内径が
１，０〜５，０ｍｍの絞り部１６０を冷媒蒸発部５０と
熱交換部２０との間に設けられているエンドプレート３
２の入口冷媒流路４４側に設けている。このような絞り
部１６０を設けると、絞り部１６０を通過して入口タン
ク部７０に送られる入口冷媒は、ガスと液との気液二相
状態となる。この時、入口タンク部７０内では、絞り部
１６０に近い蒸発流路にガスの全部が流れこむため、残
りの殆どの蒸発流路入口では第１実施例と同様の液単相
状態となり、入口冷媒がほぼ均一に分配される。したが
って、入口冷媒の均一分配により熱交換性能が向上す
る。しかも、絞り部１６０が１箇所のみ設けられている
ので、複数の絞り部を用いた場合に生じる絞り径の加工
精度の違いによる各蒸発流路での冷媒流量の相違による
熱交換性能の低下を生じることもない。

【００３８】図２０は、第３実施例を示すものである。
第３実施例は、絞り部１９０の形状をチョークの形状に
したもので、他の構造は第２実施例と同様である。この
ように、第３実施例は、絞り部１９０の形状をチョーク
の形状としたので、冷媒蒸発部５０と熱交換部２０との
間が、第２実施例に比べて離れて距離がある場合の入口
冷媒の絞り部に有用である。

【００３９】図２１は本発明の第４実施例を示すもの
で、冷凍サイクルを示す模式図である。上述の実施例で
は、熱交換部２０の後流側にバイパス流路２３０を配し
ていたが、本実施例では熱交換部２０より上流側にバイ
パス流路２３０の一端を接続し、熱交換部２０に流入す
る前の液冷媒の一部を熱交換部の上部出口タンク部４１
に流入させるようにした。その他の構成については上述
の実施例と同様である。

【００４０】このように構成された第４実施例の蒸発器
での冷媒の状態を図２１、図２２を用いて説明する。図
２２は、冷凍サイクル上での冷媒の状態を表すモリエ線
図で、線図上の各点を図２１上に同一符号で示す。

【００４１】図示しない圧縮機により圧縮された（図中
線ｕ１−ｍ１部分）高圧の冷媒は、凝縮器２１０で放熱
し（図中線ｍ１−ｎ１部分）、ガス冷媒から液冷媒へと
相変化する。受液器２１０で分離された液冷媒は、膨張
弁１００によって点ｏ１まで減圧し、この減圧された冷
媒と冷媒蒸発器５０を流出した出口冷媒とを熱交換部２
０で熱交換させることで冷媒を点ｐ１まで変化させて液
化している。液化された冷媒は蒸発流路８０の入口とな
る絞り部６０により、冷媒は点ｐ１から点ｑ１にまで減
圧されて（このとき低温となる）気液二相状態となり、
フィン５１を介して空気と熱交換され蒸発を開始する
（図中線ｑ１−ｒ１部分）。

【００４２】一方、膨張弁１００と熱交換部２０との間
の点よりバイパス流路２３０を介して上出口冷媒タンク
部４１に流入する冷媒は、第２減圧手段３８を通過する
ことにより点ｏ１の状態から減圧されて点ｔ１の状態と
なる。

【００４３】第２減圧手段により減圧された冷媒（点ｔ
１）と、冷媒蒸発部５０より流出した冷媒（点ｒ１）と
は熱交換部の上出口タンク部４１内で合流し、点ｓ１の
状態となる。その後、この冷媒（出口冷媒）は、熱交換
部２０のプレート２１間に形成された出口冷媒流路４５
を通過することで、入口冷媒と熱交換され過熱蒸気とな
って（図中点ｕ１部分）、感温筒１０１を経て圧縮機２
００へと送られる。

【００４４】即ち、図２１に示すように、膨張弁１００
から送られた気液二相状態の冷媒（入口冷媒）は、入口
冷媒流路４４を流れるときに出口冷媒流路４５を流れる
低温の冷媒（出口冷媒）と熱交換して冷却されて液化
し、冷媒蒸発部５０の入口タンク部７０に送られる。そ
して、均一に各蒸発流路８０に流れ込むと共に、絞り部
６０により減圧されて低温の気液二相状態となり、空気
と熱交換して気化し等温膨張する。冷媒が完全に気化し
た、あるいは気化する直前に、冷媒は冷媒蒸発部５０の
出口タンク部７１に送られて合流し、さらにバイパス流
路３８よりバイパスしてきた冷媒と合流して熱交換部２
０の出口冷媒流路４５を流れる。このとき、冷媒（出口
冷媒）は、入口冷媒流路４４を流れる入口冷媒と熱交換
して加熱され過熱蒸気となる。つまり、図２２の線ｏ１
−ｐ１における冷媒と線ｓ１−ｕ１における冷媒とを熱
交換している。従って、各蒸発流路８０における冷媒を
過熱蒸気になるまで熱交換せずに、つまりスーパヒート
を熱交換部２０で得ることで、一定温度を維持すること
ができる。

【００４５】また、熱交換部２０の上流側の液冷媒の一
部を冷媒蒸発部５０をバイパスして上出口タンク部４１
に流入させてるので、上述の実施例と同様、過渡的に冷
媒蒸発部５０の出口冷媒が加熱ガス状態になっても熱交
換部２０での冷却能力を維持することができる。

【００４６】以上本発明の実施例について説明したが、
本発明はこうした実施例に何等限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる
態様で実施し得ることは勿論である。上記実施例では、
冷媒蒸発部５０と熱交換部２０との一体型としている
が、冷媒蒸発部５０と熱交換部２０とを分離して配管等
により接続した別置タイプにしてもよい。例えば、自動
車用エアコンの場合、冷媒蒸発部５０を車室内に、熱交
換部２０を車室外に設置して配管接続してもよい。

【００４７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の蒸発器に
よれば、入口流路の冷媒と出口流路の冷媒とを熱交換さ
せているため、冷媒の蒸発を行なう各分岐流路へ液状の
冷媒を送り易く、冷媒の分配の不均一を低減して冷却性
能を向上することができる。また、出口流路で冷媒を過
熱蒸気にすることができるため、各分岐流路の冷媒の温
度を一定に維持して、空気を均一に冷却することができ
る。しかも、冷凍ステム全体の構成を複雑化しなくと
も、簡易な構成で良好な熱交換性能を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例における冷凍サイクルを説
明する模式図である。

【図２】上記実施例の蒸発器の平面図である。

【図３】上記蒸発器の正面図である。

【図４】上記蒸発器のプレートの正面図である。

【図５】上記プレートの図４の５−５線断面図である。

【図６】上記プレートの図４の６−６線断面図である。

【図７】上記蒸発器の最側方プレートの正面図である。

【図８】上記最側方プレートの図７の８−８線断面図で
ある。

【図９】図７の８−８線に対応する位置での積層状態を
示す断面図である。

【図１０】図４の６−６線に対応する位置での積層状態
を示す断面図である。

【図１１】上記実施例の蒸発器を図３Ｄ−Ｅ線から見た
矢視図である。

【図１２】上記蒸発器を図３Ｄ−Ｆ線から見た矢視図で
ある。

【図１３】上記蒸発器を図３Ｄ−Ｇ線から見た矢視図で
ある。

【図１４】上記蒸発器のプレートの平面図である。

【図１５】上記蒸発器の冷媒蒸発部の図２Ｈ−Ｈ線での
断面正面図である。

【図１６】上記冷媒蒸発部の図１３Ｊ−Ｊ線での断面平
面図である。

【図１７】上記実施例の冷媒の状態を表すモリエ線図で
ある。

【図１８】本発明の第２実施例の蒸発器を図３Ｄ−Ｅ線
から見た矢視図である。

【図１９】上記実施例のプレートの平面図である。

【図２０】本発明の第３実施例の蒸発器を図３Ｄ−Ｅ線
から見た矢視図である。

【図２１】本発明の第４実施例における冷凍サイクルを
説明する模式図である。

【図２２】本発明の第４実施例の冷媒の状態を表すモリ
エ線図である。

【符号の説明】

２０ 熱交換部 ２１ プレート ４４ 入口冷媒流路 ３８ 第３減圧手段 ４５ 出口冷媒流路 ５０ 冷媒蒸発部 ５１ フィン ５２ プレート ６０，１６０，１９０ 絞り部（第２減圧手段） ８０，１８２ 蒸発流路 １００ 膨張弁（第１減圧手段） ２３０ バイパス流路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷媒を循環させる冷凍サイクルで第１減
   圧手段の下流に設けられる蒸発器において、 上記減圧手段から流出された冷媒を導入して所定距離通
   過させる入口流路と、 上記入口流路の下流端側から複数に分岐し、冷媒の蒸発
   領域となる複数の分岐流路と、 上記入口流路及び分岐流路間を流れる冷媒の圧力を減ず
   る第２減圧手段と、 上記各分岐流路の間にそれぞれ密着して設けられるフィ
   ンと、 上記各分岐流路の下流端から流出した冷媒を所定距離通
   過させて送り出す出口流路と、 前記第１減圧手段及び前記第２減圧手段間を流れる液冷
   媒の一部を、前記分岐流路を迂回して前記出口流路に導
   くバイパス流路と、 このバイパス流路を流れる冷媒の圧力を減ずる第３減圧
   手段と、を備えると共に、 上記入口流路と上記出口流路とを近接配置して、上記入
   口流路の冷媒と上記出口流路の冷媒とを熱交換させるこ
   とを特徴とする蒸発器。