JPH0694328A

JPH0694328A - 冷媒蒸発器

Info

Publication number: JPH0694328A
Application number: JP24082092A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Yoshii; 桂一吉井; Masahiro Shitaya; 昌宏下谷
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1992-09-09
Filing date: 1992-09-09
Publication date: 1994-04-05

Abstract

(57)【要約】【目的】積層型冷媒蒸発器の冷媒減圧流路内の冷媒の
流れの急激な変化を避けて騒音の低減を図るようにす
る。【構成】積層型冷媒蒸発器６内に、膨張弁５で断熱膨
張した冷媒と出口側冷媒流路１６内の冷媒を熱交換させ
て冷媒を液相側に移行させる入口側冷媒流路１５と、こ
の入口側冷媒流路１５の下流側に設けられた冷媒減圧流
路３１と、この冷媒減圧流路３１の下流側に設けられ、
室内空気と冷媒とを熱交換させる複数の冷媒蒸発流路２
１と、これらの冷媒蒸発流路２１の下流側に設けられ、
複数の冷媒蒸発流路２１より流入した冷媒を入口側冷媒
流路１５内の冷媒と熱交換させて冷媒を過熱蒸気にする
出口側冷媒流路１６とを形成した。そして、冷媒減圧流
路３１を流路を絞る複数の固定絞り部３０より構成し
て、１つの固定絞り部３０の分担する減圧量を小さく
し、冷媒減圧流路３１内の流れの変化を緩やかにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気調和装置の冷凍サ
イクルに組み込まれる冷媒蒸発器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、空気調和装置のダクト内に配
される冷媒蒸発器に冷却された空気の温度のばらつきを
防止するようにした従来の技術（特公昭５８−４１４２
９号公報）が提案されている。その従来の技術は、冷媒
と室内空気とを熱交換させて冷媒を蒸発気化させる複数
の冷媒蒸発流路毎に固定絞りを設けることで、冷媒凝縮
器で凝縮液化された冷媒を膨張弁を通過させることなく
導入するようにして、各冷媒蒸発流路への冷媒の分配を
均一となるようにしたものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の技術
においては、１つの冷媒蒸発流路に対して１つの固定絞
りで減圧し圧力差を取っているので、１つの固定絞りの
受け持つ減圧量が大きい。このため、固定絞りにおい
て、冷媒の流れが急激に変化するため、その箇所で騒音
が発生し、その騒音がダクトを介して室内に伝わるとい
う課題があった。本発明は、冷媒減圧流路内の冷媒の流
れの急激な変化を避けて騒音の低減を図るようにした冷
媒蒸発器の提供を目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、空気調和装置
のダクト内に配される冷媒蒸発器において、前記冷媒蒸
発器の内部には、流入した冷媒と前記ダクト内を流れる
空気とを熱交換させて冷媒を蒸発させ、空気を冷却する
冷媒蒸発流路、およびこの冷媒蒸発流路より上流側に、
冷媒の流路を絞る複数の絞り部よりなる冷媒減圧流路が
形成されている技術手段を採用した。

【０００５】

【作用】本発明は、冷媒蒸発流路の上流側に複数の絞り
部より構成される冷媒減圧流路を設けているので、１つ
の絞り部の分担する減圧量が小さくなり、冷媒減圧流路
内を通過する際に緩やかに減圧していくため、冷媒減圧
流路内を通過する冷媒の流れの変化が緩やかになる。そ
して、複数の絞り部を通過する際に、緩やかに減圧され
低温化された冷媒は、冷媒蒸発流路内に流入し、冷媒蒸
発流路を通過する際にダクト内を流れる空気と熱交換し
て蒸発気化される。

【０００６】

【実施例】つぎに、本発明の冷媒蒸発器を図に示す一実
施例に基づいて説明する。〔実施例の構成〕図１は車両用空気調和装置の冷凍サイ
クル１の概略構成を示した図である。その冷凍サイクル
１は、冷媒圧縮機２、冷媒凝縮器３、レシーバ４、膨張
弁５、積層型冷媒蒸発器６、およびこれらを順次環状に
接続するための冷媒配管７よりなる。

【０００７】冷媒圧縮機２は、吸入した冷媒を圧縮して
高温高圧の気相冷媒を吐出するものである。冷媒凝縮器
３は、冷媒圧縮機２より吐出された気相冷媒と室外空気
とを熱交換させて冷媒を凝縮液化するものである。レシ
ーバ４は、気相冷媒と液相冷媒とを分離して液相冷媒の
み膨張弁５へ供給するものである。膨張弁５は、積層型
冷媒蒸発器６の出口の冷媒配管７に取り付けられた感温
筒３２を有し、積層型冷媒蒸発器６の出口側での過熱量
が一定となるように減圧量を可変するものである。積層
型冷媒蒸発器６は、車室内に空気を送るダクト８内に配
され、膨張弁５を通過する際に断熱膨張された気液二相
冷媒とダクト８内を流れる室内空気とを熱交換させて冷
媒を蒸発気化させるものである。

【０００８】以下に積層型冷媒蒸発器６の構造を詳細に
説明する。ここで、図２は積層型冷媒蒸発器６の概略構
成を示した図で、図３および図４は積層型冷媒蒸発器６
を示した図である。なお、図２の図中において、積層型
冷媒蒸発器６内の液相冷媒の部分にハッチングを施し
た。積層型冷媒蒸発器６は、膨張弁５の下流側との接続
および冷媒圧縮機２の吸入側との接続を行うジョイント
ブロック９と、冷媒間で熱交換を行う冷媒冷媒熱交換部
１０と、冷媒と室内空気とを熱交換させる冷媒空気熱交
換部１１とからなる。

【０００９】ジョイントブロック９は、膨張弁５より流
出した気液二相冷媒を内部に流入させる流入口１２、お
よび熱交換後の冷媒を冷媒圧縮機２側へ流出させる流出
口１３を設けている。冷媒冷媒熱交換部１０は、一対の
薄い板状の成形プレート１４をろう付け等の手段により
複数積層してなり、内部に流入口１２より冷媒空気熱交
換部１１へ冷媒を送る入口側冷媒流路１５と冷媒空気熱
交換部１１より流出口１３へ冷媒を送る出口側冷媒流路
１６とが蛇行するように形成されている。なお、入口側
冷媒流路１５と出口側冷媒流路１６とは、入口側冷媒流
路１５を通過する冷媒と出口側冷媒流路１６を通過する
冷媒との間で熱交換が行えるように所定距離に渡って近
接して配されている。

【００１０】冷媒空気熱交換部１１は、室内空気との熱
交換効率を向上させるためのコルゲートフィン１７と一
対の薄い板状の成形プレート１８とをろう付け等の手段
により複数積層してなる。成形プレート１８は、図５に
示したように、薄い板状のアルミニウム合金をプレス加
工することによって形成されている。この成形プレート
１８の外周縁には、対向する他方の成形プレート１８の
外周縁にろう付け等の手段により接合される接合壁１９
が形成されている。また、成形プレート１８の中央部分
には、対向する他方の成形プレート１８の中央部分にろ
う付け等の手段により接合される区画壁２０が形成され
ている。

【００１１】そして、区画壁２０の周りには、冷媒と室
内空気とを熱交換させて室内空気を冷却すると共に、冷
媒を蒸発気化させる略Ｕ字状の冷媒蒸発流路２１が浅い
皿状に形成されている。その冷媒蒸発流路２１には、冷
媒が幅方向全体に広く行き亘ようにするための多数のリ
ブ部２２が対向する他方の成形プレート１８側に突出す
るように形成されている。なお、一対の成形プレート１
８を複数積層することによって、すなわち、冷媒蒸発流
路２１が複数個重ね合わされることによって、積層型冷
媒蒸発器６の冷媒空気熱交換部１１に複数の冷媒蒸発流
路２１が形成される。

【００１２】さらに、成形プレート１８の上側部分に
は、入口タンク部２３、出口タンク部２４およびダミー
タンク部２５がそれぞれ形成されている。入口タンク部
２３と出口タンク部２４とは、冷媒蒸発流路２１を介し
て連通しており、隣設する一対の成形プレート１８の上
側部分にろう付け等の手段により接合されるように略碗
状にそれぞれ形成されている。また、入口タンク部２３
と出口タンク部２４とには、隣設する一対の成形プレー
ト１８と連通させるための円形状の連通孔２６、２７が
それぞれ形成されている。なお、一対の成形プレート１
８を複数積層することによって、すなわち、入口タンク
部２３と出口タンク部２４とが複数個重ね合わされるこ
とによって、積層型冷媒蒸発器６の上側部分に各冷媒蒸
発流路２１に冷媒を分散させる入口タンク２８と各冷媒
蒸発流路２１より冷媒を集合させる出口タンク２９とが
形成される。

【００１３】ダミータンク部２５は、隣設する一対の成
形プレート１８の上側部分にろう付け等の手段により接
合されるように略碗状にそれぞれ形成されている。ま
た、ダミータンク部２５には、冷媒の流路面積を絞る固
定絞り部３０が形成されている。固定絞り部３０は、本
発明の絞り部であって、本例では円形状のオリフィスを
用いている。なお、一対の成形プレート１８を複数積層
することによって、すなわち、ダミータンク部２５が複
数重ね合わされることによって、積層型冷媒蒸発器６の
上側部分に複数の固定絞り部３０を有する冷媒減圧流路
３１が形成される。この冷媒減圧流路３１は、積層型冷
媒蒸発器６において、入口側冷媒流路１５の下流側と入
口タンク部２３の上流側との間に配置されるように形成
されている。

【００１４】〔実施例の作用〕つぎに、この冷凍サイク
ル１の作用を図１ないし図６に基づいて簡単に説明す
る。図６は冷凍サイクル１の冷媒回路上の冷媒の状態点
をモリエル線図上に描いたもので、図１の冷凍サイクル
１の冷媒回路上の冷媒の状態点Ａ〜Ｇが図６のモリエル
線図上のＡ〜Ｇに対応する。冷媒圧縮機２で圧縮され、
吐出側より吐出された高温高圧の気相冷媒（状態点Ａ）
は、冷媒凝縮器３内に流入する。冷媒凝縮器３内に流入
した気相冷媒は、冷媒凝縮器３内を通過する際に室外空
気に熱を奪われて冷却され、凝縮液化される（状態点Ａ
→状態点Ｂ）。その後に、冷媒凝縮器３より流出した高
温の液相冷媒は、レシーバ４内に流入して、気相冷媒と
液相冷媒とに分離されて、液相冷媒のみ膨張弁５内に流
入する。

【００１５】膨張弁５内に流入した液相冷媒は、膨張弁
５内を通過する際に断熱膨張されて気相冷媒と液相冷媒
との気液二相冷媒となり（状態点Ｂ→状態点Ｃ）、その
後に積層型冷媒蒸発器６の入口側冷媒流路１５内に流入
する。なお、この実施例の入口側冷媒流路１５と出口側
冷媒流路１６とは内部を流れる冷媒同士が熱交換可能に
接近している。このため、入口側冷媒流路１５内に流入
した気液二相冷媒は、出口側冷媒流路１６内を流れる出
口側冷媒と熱交換して冷却され、気液二相状態から液相
側へ移行し（状態点Ｃ→状態点Ｄ）、ほぼ液単相状態と
なる。冷媒減圧流路３１内に流入する。

【００１６】冷媒減圧流路３１内に流入した冷媒は、複
数の固定絞り部３０を通過する際に、緩やかに減圧され
低温化される（状態点Ｄ→状態点Ｅ）。ここで、図６の
図中において、ｅ₀→ｅ₁は１番目の固定絞り部３０に
よる減圧量で、ｅ₁→ｅ₂は２番目の固定絞り部３０に
よる減圧量で、ｅ_n-1→ｅ_nはｎ番目の固定絞り部３０
による減圧量である。このように、冷媒減圧流路３１が
複数の固定絞り部３０により構成されているので、１つ
の固定絞り部３０における冷媒の圧力降下を低く抑える
ことができる。例えば、固定絞り部３０の個数が１０個
〜３０個の場合は、５ｋＰａ〜２０ｋＰａに抑えること
ができる。

【００１７】冷媒減圧流路３１より流出した液相成分が
多く、さらに低温化された気液二相冷媒は、入口タンク
２８内に流入して各冷媒蒸発流路２１に均等に分配され
る。そして、冷媒は、各冷媒蒸発流路２１を通過する際
に、コルゲートフィン１７を介して室内空気と熱交換さ
れ蒸発気化される（状態点Ｅ→状態点Ｆ）。なお、この
実施例では、後述するように、出口側冷媒流路１６でス
ーパーヒートを行うようにしているので、各冷媒蒸発流
路２１内を流れる冷媒を過熱蒸気になるまで蒸発気化さ
せないようにしている。

【００１８】各冷媒蒸発流路２１より流出した冷媒は、
出口タンク２９内で合流して出口側冷媒流路１６内に流
入する。出口側冷媒流路１６内に流入した冷媒は、入口
側冷媒流路１５内を流れる入口側冷媒と熱交換して加熱
され、冷媒の乾き度が１以上の過熱蒸気となる（状態点
Ｆ→状態点Ｇ）。そして、過熱蒸気となった冷媒は、積
層型冷媒蒸発器６の出口の感温筒３２を取り付けた冷媒
配管７内を通って冷媒圧縮機２の吸入側に吸入される。

【００１９】〔実施例の効果〕以上のように、この実施
例においては、１つの固定絞り部３０の分担する減圧量
が１個しか固定絞り部を持たないものと比較して非常に
小さくなり、冷媒が冷媒減圧流路３１内を通過する際に
緩やかに減圧し低温化していく。このため、冷媒減圧流
路３１内を通過する冷媒の流れの変化、つまり冷媒の流
速変化を非常に緩やかにすることができる。これによっ
て、騒音の発生を回避することができるので、ダクト８
を介して車室内へ積層型冷媒蒸発器６内で発生する騒音
が伝わらない。なお、固定絞り部３０の個数は、１０個
〜３０個が望ましい。固定絞り部３０の個数が９個以下
になると、１つの固定絞り部３０の分担する減圧量が大
きくなり、騒音の低減効果が薄れるからである。

【００２０】また、積層型冷媒蒸発器６は、複数の冷媒
蒸発流路２１の上流側に冷媒冷媒熱交換部１０と冷媒減
圧流路３１とを設けているので、各冷媒蒸発流路２１内
に冷媒を均等に分配することができる。しかも、冷媒蒸
発流路２１の出口側の冷媒を過熱蒸気にするのではな
く、出口側冷媒流路１６内を通過する際に冷媒の乾き度
が１以上の過熱蒸気にしている。したがって、各冷媒蒸
発流路２１の出口側においても冷媒を効率良く室内空気
と熱交換させることができるので、各冷媒蒸発流路２１
の入口側より出口側に渡って室内空気の冷却が均一にな
る。よって、コルゲートフィン１７を通過した室内空気
の温度を冷媒蒸発流路２１の入口側より出口側に渡って
均一にすることができる。さらに、冷媒冷媒熱交換部１
０において、入口側冷媒流路１５内の冷媒の流れる方向
に対して、出口側冷媒流路１６内の冷媒の流れ方向が逆
方向となるので、熱交換性に優れている。そして、自動
車用空気調和装置のダクト８内に、積層型冷媒蒸発器６
で冷却された空気の温度を均一にしてから車室内へ送る
ための空気混合用のスペースが設けられていないものを
用いた場合でも、積層型冷媒蒸発器６で冷却された空気
の温度が各冷媒蒸発流路２１毎に均一となるので、空気
調和装置のコンパクト化や軽量化を図れる。

【００２１】〔変形例〕本実施例では、本発明を積層型
冷媒蒸発器６に用いたが、本発明を丸形チューブ・プレ
ートフィンタイプや、異形チューブ・コルゲートフィン
タイプ等のその他の形状の冷媒蒸発器に用いても良い。
本実施例では、複数の冷媒蒸発流路２１の上流側に複数
の固定絞り部３０を設けたが、１つの冷媒蒸発流路の上
流側に複数の固定絞り部を設けても良い。本実施例で
は、本発明をレシーバサイクル式の冷凍サイクル１に用
いたが、本発明をアキュームレータサイクル式の冷凍サ
イクルに用いても良い。本実施例では、膨張弁を用いた
が、キャピラリチューブやオリフィス等の固定絞りを用
いても良い。また、膨張弁を廃止しても良い。この場合
には、入口側冷媒流路１５と出口側冷媒流路１６とを熱
交換可能に配する必要はない。本実施例では、複数の絞
り部として複数の固定絞り部（オリフィス）を用いた
が、キャピラリチューブ等の固定絞りや可変絞りを用い
ても良い。

【００２２】

【発明の効果】本発明は、冷媒減圧流路内を通過する冷
媒の流れの変化を非常に緩やかにすることができるの
で、騒音の発生を低減することができる。このため、冷
媒蒸発器よりダクトを介して室内へ伝わる騒音を抑える
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を組み込んだ冷凍サイクルの概略構成を
示した構成図である。

【図２】本発明を用いた積層型冷媒蒸発器の概略構成を
示した模式図である。

【図３】本発明を用いた積層型冷媒蒸発器を示した平面
図である。

【図４】図２の積層型冷媒蒸発器を示した正面図であ
る。

【図５】成形プレートを示した正面図である。

【図６】本発明を組み込んだ冷凍サイクルのモリエル線
図である。

【符号の説明】

１冷凍サイクル５膨張弁６積層型冷媒蒸発器８ダクト１５入口側冷媒流路１６出口側冷媒流路２１冷媒蒸発流路３０固定絞り部（絞り部）３１冷媒減圧流路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】空気調和装置のダクト内に配される冷媒
蒸発器において、前記冷媒蒸発器の内部には、流入した冷媒と前記ダクト
内を流れる空気とを熱交換させて冷媒を蒸発させ、空気
を冷却する冷媒蒸発流路、およびこの冷媒蒸発流路より
上流側に、冷媒の流路を絞る複数の絞り部よりなる冷媒
減圧流路が形成されていることを特徴とする冷媒蒸発
器。