CN110651162B - 制冷剂蒸发器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

制冷剂蒸发器具备第一芯部(11)、第二芯部(21)、第一板(51)和第二板(52)。第一芯部及第二芯部分别包括在管长度方向上延伸并且在与管长度方向垂直的管层叠方向上层叠的多个第一管(15)和多个第二管(25)。第一板收纳多个第一管及多个第二管的一端部。第二板在管长度方向上隔着第一板而与第一芯部及第二芯部相对，并且接合于第一板。第二板具有多个肋(523)。多个肋与第一板一起在其内部划分出多个中间流路(40)。多个中间流路使多个第一管与多个第二管连通起来。

Description

制冷剂蒸发器及其制造方法

关联申请的相互参照

本申请以2017年5月10日申请的日本专利申请号2017－094153号为基础，并且在此将其公开内容作为参照编入本申请。

技术领域

本发明涉及一种对被冷却流体进行冷却的制冷剂蒸发器及其制造方法。

背景技术

以往，作为应用于空调装置的制冷循环的制冷剂蒸发器提出了以下各种方案：具备至少两个热交换芯部和中间集管部，该中间集管部使来自一方的热交换芯部的制冷剂集合，并且向另一方的热交换芯部分配制冷剂。

在这样的制冷剂蒸发器中，由于在中间集管部插入接合有供制冷剂流通的多个管，因此中间集管部的内部容积变大。因此，在制冷剂从一方的热交换芯部的管向中间集管部流入时，制冷剂截面积会急速扩大。另外，在制冷剂从中间集管部向另一方的热交换芯部流出时，制冷剂截面积会急速缩小。

因此，尤其是在夏季等制冷热负荷高且制冷剂流量多的情况下，在从管至中间集管部的制冷剂流入部以及从中间集管部至管的制冷剂流出部中，压力损失会增大。由此，可能会导致空调装置的制冷性能恶化。

另外，中间集管部内在制冷剂的流动方向(中间集管部的长度方向)上具有大致相同的截面积，在制冷剂从管集合的过程、向管分配制冷剂的过程中伴随着制冷剂流速的变化。因此，施加于内壁面的静压根据中间集管部内的长度方向的位置而变化，在各管中，在施加于入口的压力与施加于出口的压力之间产生差。因此，可能会导致制冷剂分配恶化。

与此相对，在专利文献1中公开了一种制冷剂蒸发器，在该制冷剂蒸发器中，两个热交换芯部相对于空气流动方向串联配置，并且在从空气的流动方向观察时重合配置的两个热交换器芯部的管彼此通过中间流路连接。

在该专利文献1中，将通过使第一板材、第二板材以及第三板材这三块板材重叠而构成中间流路。具体而言，在第一板材形成有供管的端部插入的管插入孔。在第二板材形成有与管插入孔连通的贯通孔。第三板材形成为没有设置贯通孔的平板状。并且，当使这三块板材重叠时，通过第二板材的贯通孔形成中间流路。

像这样，在专利文献1的制冷剂蒸发器中，能够将第一热交换芯部和第二热交换芯部连接于在从空气的流动方向观察时重合配置的每个一组管。因此，由于能够废除对多个管进行制冷剂的分配或集合的中间集管部，因此难以产生压力损失的增大、制冷剂分配的恶化等。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2005-513403号公报

然而，在上述专利文献1所记载的制冷剂蒸发器中，由于通过三块板材构成中间集管部，因此可能会导致零件件数增加。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而做出的，其目的在于，在具备至少两个芯部的制冷剂蒸发器中，抑制零件件数的增加，且抑制两个芯部的连接部中的压力损失的增大，并且抑制向连接部的下游侧的管的制冷剂分配的恶化。

本发明的一方式的制冷剂蒸发器在被冷却流体与制冷剂之间进行热交换。制冷剂蒸发器具备第一蒸发部、第二蒸发部、第一芯部、第二芯部、第一板和第二板。第一蒸发部构成为被冷却流体在流动方向上通过该第一蒸发部的内部。第二蒸发部构成为被冷却流体在流动方向上通过该第二蒸发部的内部，并且该第二蒸发部在流动方向上与第一蒸发部串联配置。第一芯部包括制冷剂在内部流通的多个第一管。多个第一管在与流动方向垂直的管长度方向上延伸，并且在与流动方向及管长度方向这双方垂直的管层叠方向上层叠。第二芯部包括制冷剂在内部流通的多个第二管。多个第二管在管长度方向上延伸并且在管层叠方向上层叠。第一板在管长度方向的一方与第一芯部的一端部以及第二芯部的一端部连接，并且该第一板收纳多个第一管的一端部及多个第二管的一端部。第二板在管长度方向上隔着第一板而与第一芯部及第二芯部相对，并且该第二板接合于第一板。第二板具有多个肋，该多个肋在管长度方向上以远离第一芯部以及第二芯部的方式突出，并且该多个肋在流动方向上延伸。多个肋与第一板一起在该多个肋的内部划分出多个中间流路。多个第一管以及多个第二管被配置成在从流动方向观察时彼此重合，并形成多组由在流动方向上相对的一个第一管以及一个第二管构成的一组管。多个中间流路使多组管连通起来。

由此，在管长度方向的一方，多个中间流路分别使多组管连通。也就是说，能够通过一个中间流路连接多个第一管中的一个第一管和多个第二管中的一个第二管。因此，能够废除对多个管进行制冷剂的分配或集合的、内部容积较大的中间集管部。并且，在作为多个第一管与多个第二管的连接部的多个中间流路中，能够抑制形成于多个第一管及多个第二管各自的内部的制冷剂流路的急速扩大、急速缩小，并且减小多个第一管以及第二管与多个中间流路之间的制冷剂流速的差。由此，能够抑制在多个中间流路中压力损失增大以及向多个第二管的制冷剂分配恶化。此时，由于通过第一板以及第二板构成多个中间流路，因此能够抑制零件件数的增加。

附图说明

图1是表示第一实施方式的制冷剂蒸发器的立体图。

图2是图1的分解立体图。

图3是表示第一实施方式中的第一芯部以及第二芯部的一部分的放大立体图。

图4是表示第一实施方式中的中间集管部附近的放大立体图。

图5是表示第一实施方式中的第一板的放大立体图。

图6是表示第一实施方式中的第二板的放大立体图。

图7是表示第一实施方式中的中间集管部附近的放大剖视图。

图8是沿图7的VIII－VIII剖切的剖视图。

图9是表示第一实施方式中的第一板的制造方法的说明图。

图10是表示第一实施方式中的第二板的制造方法的说明图。

图11是表示第二实施方式的制冷剂蒸发器的一部分的放大立体图。

图12是表示第二实施方式中的中间集管部附近的放大剖视图。

图13是表示第三实施方式的制冷剂蒸发器的一部分的放大主视图。

图14是表示制冷剂蒸发器中的空气的风速分布与中间流路的截面积的关系的特性图。

图15是表示第四实施方式的制冷剂蒸发器的分解立体图。

图16是表示第五实施方式的制冷剂蒸发器的分解立体图。

图17是表示第五实施方式中的第一板的放大立体图。

图18是表示第五实施方式中的第二板的放大立体图。

图19是表示第五实施方式中的第二板的排水孔附近的放大立体图。

图20是表示第六实施方式中的中间集管部附近的放大剖视图。

图21是表示在第六实施方式中的中间集管部附着有冷凝水的状态的说明图。

图22是表示其他实施方式(2)中的中间集管部附近的放大剖视图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。此外，在以下的各实施方式彼此之间，对于互相相同或等同的部分，在图中标注同一附图标记。

(第一实施方式)

使用图1～图10对本发明的第一实施方式进行说明。本实施方式的制冷剂蒸发器是如下的冷却用热交换器：应用于对车室内的温度进行调节的车辆用空调装置的蒸气压缩式的制冷循环，通过从向车室内吹送的空气(送风空气)吸热而使制冷剂(液相制冷剂)蒸发，从而对空气进行冷却。

此外，在本实施方式中，空气相当于“被冷却流体”。另外，在图1以及图2中，省略了后述的翅片30的图示。

众所周知，制冷循环除制冷剂蒸发器之外，还具备未图示的压缩机、散热器(冷凝器)、膨胀阀等，在本实施方式中，构成为在散热器与膨胀阀之间配置受液器的接收循环。另外，在制冷循环的制冷剂中混入有用于润滑压缩机的冷冻机油，冷冻机油的一部分与制冷剂一起在循环中循环。

如图1以及图2所示，本实施方式的制冷剂蒸发器构成为具备相对于空气的流动方向(被冷却流体的流动方向)X串联配置的第一蒸发部10和第二蒸发部20。在本实施方式中，第一蒸发部10相对于第二蒸发部20配置于空气的流动方向X的下游侧(下风侧)。

第一蒸发部10以及第二蒸发部20的基本结构相同，分别构成为具有热交换芯部11、21和配置于热交换芯部11、21的上侧的集管部12、22。

以下，在本实施方式中，将第一蒸发部10中的热交换芯部称为第一芯部11，将第二蒸发部20中的热交换芯部称为第二芯部21。另外，将第一蒸发部10中的集管部称为第一集管部12，将第二蒸发部20中的集管部称为第二集管部22。

第一芯部11以及第二芯部21分别由层叠体构成，在该层叠体中，在上下方向上延伸的多个管15、25和接合于相邻的管15、25之间的翅片30(参照图3)交互层叠配置。

以下，将多个管15、25以及多个翅片30的层叠体中的层叠方向称为管层叠方向。另外，将构成第一芯部11的多个管称为多个第一管15，将构成第二芯部21的多个管称为多个第二管25。另外，将多个第一管15以及多个第二管25各自的长度方向称为管长度方向。在本实施方式中，由于多个第一管15分别具有相同的结构，因此在以下的说明中存在将多个第一管15统称为第一管15的情况。另外，由于多个第二管25分别具有相同的结构，因此在以下的说明中存在将多个第二管25统称为第二管25的情况。

在第一管15以及第二管25各自的内部形成有供制冷剂流动的制冷剂通路。第一管15以及第二管25分别由剖面形状为沿空气的流动方向X延伸的扁平形状的扁平管构成。

在从空气的流动方向X观察时，第一管15以及第二管25被配置成彼此重合。以下，将第一管15、以及在从空气的流动方向X观察时相对于该第一管15重合配置的第二管25称为一组管15、25。制冷剂蒸发器具有多组管15、25。

在一组管15、25中的管长度方向的一端侧设置有使一组管15、25彼此连通的中间流路40。在本实施方式中，中间流路40配置于一组管15、25的下端侧。因此，在第一芯部11以及第二芯部21的下方侧设置有多个中间流路40。多个中间流路40在管层叠方向上排列配置。此外，稍后描述该中间流路40的细节。

第一管15的管长度方向的另一端侧(上端侧)与第一集管部12连接。另外，第二管25的管长度方向的另一端侧(上端侧)与第二集管部22连接。

如图3所示，翅片30是将薄板材料弯曲成波形形状而成形的波纹状翅片。翅片30接合于第一管15和第二管25中的平坦的外面侧，并且作为用于使空气与制冷剂的传热面积扩大的热交换促进部而发挥作用。在本实施方式中，翅片30接合于一组管15、25这双方。

返回图1以及图2，在第一管15、第二管25以及翅片30的层叠体中，在管层叠方向的两端部分别配置有增强各芯部11、22的侧板113、213。此外，侧板113、213与配置于管层叠方向的最外侧的翅片30接合。

第一集管部12由管层叠方向的一端侧被封闭，并且在管层叠方向的另一端侧形成有制冷剂导入部12a的筒状的部件构成。制冷剂导入部12a将由膨胀阀(省略图示)减压后的低压制冷剂导入至第一集管部12的集管箱内部。在本实施方式中，在从空气流上游侧观察时，第一集管部12的左侧端部被封闭，并且，在从空气流上游侧观察时，在第一集管部12的右侧端部形成有制冷剂导入部12a。

第一集管部12在底部形成有供各第一管15的管长度方向的另一端侧(上端侧)插入接合的贯通孔(省略图示)。第一集管部12构成为其内部空间与第一芯部11的各第一管15连通。第一集管部12作为向第一芯部11分配制冷剂的制冷剂分配部而发挥作用。

第二集管部22由管层叠方向的一端侧被封闭，并且在管层叠方向的另一端侧形成有制冷剂导出部22a的筒状的部件构成。制冷剂导出部22a将制冷剂从第二集管部22的集管箱内部导出至压缩机(省略图示)的吸入侧。在本实施方式中，在从空气流上游侧观察时，第二集管部22的左侧端部被封闭，并且，在从空气流上游侧观察时，在第二集管部22的右侧端部形成有制冷剂导出部22a。

第二集管部22在底部形成有供各第二管25的管长度方向的另一端侧(上端侧)插入接合的贯通孔(省略图示)。第二集管部22构成为其内部空间与第二芯部21的各第二管25连通。第二集管部22作为使来自第二芯部21的制冷剂集合的制冷剂集合部而发挥作用。

如图4所示，在第一芯部11以及第二芯部21的管长度方向的一端侧(下端侧)设置有作为形成多个中间流路40的流路形成部件的中间集管部50。中间集管部50通过组合第一板51以及第二板52而形成。

如图5所示，第一板51形成为大致长方形的板状。在第一板51接合有第一管15以及第二管25各自的管长度方向的一端部(下端部)。具体而言，在第一板51形成有第一插入孔511和第二插入孔512，该第一插入孔511供第一管15中的管长度方向的一端部插入，该第二插入孔512供第二管25中的管长度方向的一端部插入。第一插入孔511以及第二插入孔512分别通过对第一板51施加翻边加工而形成。

如图6所示，第二板52的从管层叠方向观察到的剖面形成为大致U字状。具体而言，第二板52构成为具有平面部521和两个侧面部522。平面部521形成为大致长方形的板状，并且在与管长度方向正交的方向上延伸。侧面部522以在管长度方向上远离第一芯部11以及第二芯部21的方式分别从平面部521的空气的流动方向X的两端部延伸。平面部521以及两个侧面部522形成为一体。

在平面部521形成有多个肋523，该多个肋523在管长度方向上以远离第一芯部11以及第二芯部21的方式突出，并且在空气的流动方向X上延伸。通过多个肋523，在平面部521中的第一板51侧的表面形成有多个凹部524，该多个凹部524在管长度方向上以远离第一板51的方式凹陷。各凹部524与供一组管15、25插入的第一插入孔511以及第二插入孔512连通。

平面部521中的未形成多个肋523的部位与第一板51接合。并且，如图7所示，第二板52的多个凹部524与第一板51中的与多个肋523相对的表面一起划分出多个中间流路40。换言之，多个中间流路40由第二板52中的多个肋523的内侧面以及第一板51中的与多个肋523相对的表面构成。

如图8所示，多个肋523分别构成为从空气的流动方向X观察到的剖面为大致U字状。更详细而言，多个肋523分别构成为在空气的流动方向X的整个区域内从空气的流动方向观察到的剖面为大致U字状。在本实施方式中，由于多个肋523具有相同的结构，因此以下将多个肋523统称为肋523。另外，由于多个中间流路40具有相同的结构，因此以下将多个中间流路40统称为中间流路40。

在本实施方式中，中间流路40构成为管层叠方向的长度恒定。因此，基于中间流路40的管长度方向的长度来确定中间流路40的截面积。

返回图7，中间流路40构成为具有上游部41、中游部42、下游部43。从制冷剂流上游侧开始按照上游部41、中游部42以及下游部43这样的顺序配置。另外，中游部42的截面积相对于上游部41的截面积以及下游部43的截面积这双方更大。

上游部41构成为截面积朝向制冷剂流下游侧逐渐扩大。在本实施方式中，上游部41构成为截面积朝向制冷剂流下游侧直线扩大。具体而言，上游部41的管长度方向的长度朝向制冷剂流下游侧逐渐变长。

上游部41配置于第一管15的管长度方向一端侧(下端侧)。上游部41与第一管15连通。因此，从第一管15流出的制冷剂流入上游部41。

中游部42构成为截面积朝向制冷剂流下游侧恒定。中游部42配置于与第一管15以及第二管25之间的间隙60对应的位置。中游部42与上游部41连接。因此，从上游部41流出的制冷剂流入中游部42。

下游部43构成为截面积朝向制冷剂流下游侧逐渐缩小。在本实施方式中，下游部43构成为截面积朝向制冷剂流下游侧直线缩小。具体而言，下游部43的管长度方向的长度朝向制冷剂流下游侧逐渐变短。下游部43配置于第二管25的管长度方向一端侧(下端侧)。

下游部43的制冷剂流上游侧与中游部42连接。因此，从中游部42流出的制冷剂流入下游部43。另外，下游部43的制冷剂流下游侧与第二管25连通。因此，在下游部43中流动的制冷剂流入第二管25。

可是，第一管15具有第一分隔部件151，该第一分隔部件151将形成于第一管15内的第一制冷剂流路分隔成在空气的流动方向X上排列的多个细流路150。相同地，第二管25具有第二分隔部件251，该第二分隔部件251将形成于第二管25内的第二制冷剂流路分隔成在空气的流动方向X上排列的多个细流路250。

中间流路40的中游部42的截面积被设定为是第一管15或第二管25的截面积的0.3倍至3.0倍。换言之，中间流路40的中游部42的截面积被设定为是第一管15中的多个细流路150的截面积的总和的0.3倍至3.0倍、或第二管25中的多个细流路250的截面积的总和的0.3倍至3.0倍。

在此，将中间流路40中的、空气的流动方向X的最上游侧的部位称为最上游部44。另外，将中间流路40中的、空气的流动方向X的最下游侧的部位称为最下游部45。

最上游部44以及最下游部45构成为中间流路40中的截面积变得最小。具体而言，最上游部44以及最下游部45的截面积分别被设定为是多个细流路150以及多个细流路250的各自的截面积的0.3倍～3.0倍。换言之，最上游部44以及最下游部45的截面积分别被设定为是多个细流路150中的一个截面积的0.3倍～3.0倍、或多个细流路250中的一个截面积的0.3倍～3.0倍。

可是，第一管15中的多个细流路150由朝向第二管25依次排列的第一细流路1501至第n细流路150n(n为自然数)构成。换言之，第一细流路1501位于距第二管25最远的位置，第n细流路150n位于距第二管25最近的位置。以下，将中间流路40中的供刚从第n细流路150n流出后的制冷剂流通的部位称为第n流出部46n。

在本实施方式中，第一管15中的多个细流路150由朝向第二管25依次排列的第一细流路1501至第七细流路1507构成。因此，在中间流路40构成有朝向第二管25依次排列的第一流出部461至第七流出部467。

在此，对本实施方式的制冷剂蒸发器的制造方法进行说明。

首先，制造制冷剂蒸发器的各种结构零部件、即第一管15、第二管25、翅片30、第一集管部12、第二集管部22、第一板51以及第二板52等。以下，对中间集管部50的第一板51以及第二板52的制造方法详细地进行说明。

首先，通过辊压成形形成中间集管部50的第一板51。具体而言，如图9所示，准备带状的第一薄板710作为辊材711。通过第一辊模712对该辊材711施加辊压成形，从而形成作为多个贯通孔的多个插入孔511、512。然后，通过切割器713将形成有多个插入孔511、512的第一薄板710切割成预先确定的基准第一长度。由此，形成第一板51。

接下来，通过辊压成形形成中间集管部50的第二板52。具体而言，如图10所示，准备带状的第二薄板720作为辊材721。通过第二辊模722对该辊材721施加辊压成形，从而形成多个肋523。然后，通过切割器723将形成有多个肋523的第二薄板720切割成预先确定的基准第二长度。由此，形成第二板52。

接着，将多个第一管15以及多个第二管25临时固定于如上述那样形成的第一板51以及第二板52。进一步，将翅片30、第一集管部12以及第二集管部22临时固定于像这样临时固定的第一管15以及第二管25。由此，临时固定有制冷剂蒸发器的各种结构零部件的临时组装体完成。

接着，在加热炉内对该临时组装体进行加热并且钎焊。由此，通过钎焊接合制冷剂蒸发器的各种结构零部件，从而制冷剂蒸发器完成。

如上所述，在本实施方式中，在长度方向的一方，在多组管15、25的一端侧设有使多组管15、25分别连通的多个中间流路40。由此，多个第一管15和多个第二管25分别配对而形成多组管15、25。也就是说，能够相对于多组管15、25中的各组管设置一个中间流路40，并通过一个中间流路40连接一组管15、25。

因此，能够废除相对于多个管15、25进行制冷剂的分配或集合的、内部容积较大的中间集管部。并且，能够在作为一组管15、25的连接部的中间流路40中，抑制形成于各个一组管15、25的内部的制冷剂流路的急速扩大、急速缩小，并且减小一组管15、25与中间流路40之间的制冷剂流速的差。由此，能够抑制在中间流路40中压力损失增大以及向多个第二管25的制冷剂分配恶化。

像这样，通过实现减小压力损失以及均匀化制冷剂分配，能够使制冷剂蒸发器的热交换效率高效化，并且提高车辆用空调装置的制冷能力。并且，在制冷能力相同的情况下，能够实现减少压缩机的动力消耗以及制冷剂蒸发器的小型化和轻量化。

在此，如图7所示，将第一管15的第n细流路150n的截面积设为Sn。另外，将中间流路40中的第n流出部46n的截面积设为Mn。此时，本实施方式的中间流路40构成为满足下述公式(1)的关系。在公式(1)中，k是n以下的自然数。

[公式1]

例如，本实施方式的中间流路40构成为满足以下关系。

0.3S1＜M1＜3.0S1、

0.3(S1+S2)＜M2＜3.0(S1+S2)、

0.3(S1+S2+S3)＜M3＜3.0(S1+S2+S3)、

0.3(S1+S2+S3+S4)＜M4＜3.0(S1+S2+S3+S4)、

0.3(S1+S2+S3+S4+S5)＜M5＜3.0(S1+S2+S3+S4+S5)、

0.3(S1+S2+S3+S4+S5+S6)＜M6＜3.0(S1+S2+S3+S4+S5+S6)、且

0.3(S1+S2+S3+S4+S5+S6+S7)＜M7＜3.0(S1+S2+S3+S4+S5+S6+S7)

由此，由于能够在制冷剂从第一管15的各细流路150流出到中间流路40时抑制制冷剂流路面积急速扩大，因此能够减小压力损失。

进一步，期望中间流路40构成为满足下述公式(2)的关系。在公式(2)中，k是n以下的自然数。

[公式2]

例如，本实施方式的中间流路40构成为满足以下关系。

0.5S1＜M1＜2.0S1、

0.5(S1+S2)＜M2＜2.0(S1+S2)、

0.5(S1+S2+S3)＜M3＜2.0(S1+S2+S3)、

0.5(S1+S2+S3+S4)＜M4＜2.0(S1+S2+S3+S4)、

0.5(S1+S2+S3+S4+S5)＜M5＜2.0(S1+S2+S3+S4+S5)、

0.5(S1+S2+S3+S4+S5+S6)＜M6＜2.0(S1+S2+S3+S4+S5+S6)、且

0.5(S1+S2+S3+S4+S5+S6+S7)＜M7＜2.0(S1+S2+S3+S4+S5+S6+S7)

由此，由于能够在制冷剂从第一管15的各细流路150流出到中间流路40时抑制制冷剂流路面积急速扩大，因此能够更进一步减小压力损失。

在此，将对多个第一管15以及多个第二管25进行制冷剂的分配或集合的、具备内部容积较大的中间集管部的以往的制冷剂蒸发器称为比较例1的制冷剂蒸发器。

在比较例1的制冷剂蒸发器中，在中间时期、冬季等制冷热负荷低且制冷剂流量少的情况下，且在将中间集管部配置于热交换芯部的下方侧的情况下，由于中间集管部内的内部容积大且制冷剂流速显著下降，从而混合在制冷剂中的冷冻机油容易停滞在中间集管部内。另外，由于制冷热负荷低，因此制冷剂容易以液相状态停滞在中间集管部内。因此，可能会导致制冷循环成为冷冻机油不足运转、制冷剂不足运转，进而变成制冷机故障、性能不足。

另外，由于中间集管部内存在气液二相状态的制冷剂，并且在各管15、25中流动的制冷剂的气相和液相的比例不同，从而在多个第一管15以及多个第二管25彼此之间入口与出口的压力差不同，从而在多个第一管15以及多个第二管25中流动的制冷剂的流量产生偏差。因此，可能会过导致制冷剂分布恶化。

进一步，当液相制冷剂停滞在中间集管部内时，存在制冷剂的液面到达中间集管部中的第二管25的出口部。此时，当制冷剂以气液混合存在的状态向第二管25流出时，可能会导致在制冷剂流出时产生异音。

与此相对，在本实施方式中，通过内部容积小的中间流路40将第一芯部11的第一管15和第二芯部21的第二管25连接起来。因此，即使是在制冷剂流量少的情况下，流入到中间流路40的液相制冷剂、冷冻机油也不会停滞而是向第二管25流出。由此，能够抑制制冷循环的制冷剂不足运转以及冷冻机油不足运转。

其结果是，能够减少制冷循环的制冷剂填充量、冷冻机油装入量。另外，由于在中间集管部的底部抑制了液相制冷剂、冷冻机油滞留(停滞)，因此能够减少制冷剂通过音。

另外，如本实施方式那样，通过一个个中间流路40连接第一芯部11的第一管15和第二芯部21的第二管25，从而即使是在制冷剂蒸发器的安装角度(姿势)相对于垂直倾斜的情况下，流入各第二管25的制冷剂的分配量也能够无变化地维持均匀。因此，能够维持车辆用空调装置的制冷能力。

在此，将通过使第一板材、第二板材以及第三板材这三块板材重叠而构成中间流路40的以往的制冷剂蒸发器称为比较例2的制冷剂蒸发器。在比较例2的制冷剂蒸发器中，由于通过三块板材构成中间流路40，因此零件件数增加。

另外，在比较例2的制冷剂蒸发器中，通过对平板状的金属材料施加冲切加工来形成用于形成中间流路的第二板材。因此，中间流路的流路面积依存于第二板材的板厚。然而，一般地由于第二板材的板厚较薄，因此无法增大中间流路的流路面积，进而压力损失增加。另外，虽然可以考虑增厚第二板材的板厚，而增大中间流路的流路面积，但是可能会导致第二板材的材料的所需量变多，重量增加，或加工性恶化，或者材料成本增加。

进一步，在钎焊结合多个管以及三块板材时，三块板材各自的热容量变大，接合的部件彼此的热容量、传热的方法差别很大。因此，钎焊条件变得严格，并且制造变得困难。

与此相对，在本实施方式中，通过第一板51以及第二板52构成中间流路40。因此，能够抑制零件件数的增加。另外，由于能够减少用于构成制冷剂蒸发器的所需的材料使用量，因此能够实现轻量化，并且抑制加工性的恶化。因此，能够降低材料成本以及加工成本。

另外，由热容量小且偏差少的两块薄板710、720构成中间集管部50(第一板51以及第二板52)，从而能够通过钎焊来接合第一板51以及第二板52。因此，能够在中间集管部50中利用钎焊这种容易的方法进行可靠性高的气密密封。

另外，分别通过辊压成形构成第一板51以及第二板52，从而能够进行使用辊模712、722的连续加工。因此，由于能够使中间集管部50的生产速度上升，因此能够在同一时间大量地生产制冷剂蒸发器。

另外，分别通过辊压成形构成第一板51以及第二板52，在制冷剂蒸发器所要求的制冷能力变化的情况下，能够以将薄板710、720切割成与制冷能力相应的长度的这样的简单的方法应对。因此，能够简化设计工作量、制造工序工作量。

另外，通过将第二板52形成为从管层叠方向观察到的剖面为U字状，能够通过肋效果提高第二板52的刚性。因此，由于能够实现第二板52的薄壁化，因此能够实现制冷剂蒸发器的轻量化。

(第二实施方式)

接下来，基于图11以及图12对本发明的第二实施方式进行说明。与上述第一实施方式相比，本第二实施方式的管15、25的形状等不同。

如图11以及图12所示，在本实施方式中，第一管15的截面积比第二管25的截面积小。具体而言，第一管15的空气的流动方向X的长度比第二管25的空气的流动方向X的长度短。另外，第一管15内的细流路150的数量比第二管25内的细流路250的数量少。

根据本实施方式，能够减小第一管15以及第二管25中的、供大量液相制冷剂流动的第一管15的截面积，并且增大供大量气相制冷剂流动的第二管25的截面积。因此，由于能够实现管15、25内的制冷剂流速的最大化以及制冷剂压力损失量的最小化，因此能够提高车辆用空调装置的制冷性能。

(第三实施方式)

接下来，基于图13以及图14对本发明的第三实施方式进行说明。与上述第一实施方式相比，本第三实施方式的中间集管部50的形状等不同。

如图13所示，在本实施方式中，在管层叠方向上排列的多个中间流路40、即肋523的形状彼此不同。具体而言，在从空气的流动方向X观察时，多个中间流路40(多个肋523)的管长度方向的长度彼此不同。由此，多个中间流路40的流路面积彼此不同。

具体而言，在本实施方式的中间集管部50中，空气侧热负荷越大，中间流路40的流路面积越大。更详细而言，如图14所示，在中间集管部50中，越是空气的风速快的部分，中间流路40的流路面积越大。即，越是空气的风速快的部分，中间流路40(肋523)的管长度方向的长度越长。此外，多个中间流路40(多个肋523)的管层叠方向的长度相等。

根据本实施方式，能够增大空气侧热负荷大的部分中的中间流路40的流路面积，并且减小空气侧热负荷小的部分中的中间流路40的流路面积。因此，由于能够使从中间流路40向各第二管25的最下游侧流出的气相制冷剂的过热度均匀化，因此制冷剂在制冷剂蒸发器整个区域中为蒸发区域。其结果是，能够抑制液相制冷剂向压缩机流入(倒液)、过大过热度的气相制冷剂向压缩机流入。因此，能够提高车辆用空调装置的制冷性能，并且减少压缩机的动力消耗。

(第四实施方式)

接下来，基于图15对本发明的第四实施方式进行说明。与上述第一实施方式相比，本第四实施方式的第一集管部12的形状等不同。此外，在图15中，省略了翅片30的图示。

如图15所示，本实施方式的第一集管部12在管层叠方向一端侧(图15的纸面右侧)形成有制冷剂导出部12b。制冷剂导出部12b从第一集管部12的集管箱内部向压缩机(省略图示)的吸入侧导出制冷剂。

在第一集管部12的内部设置有分隔部件120，该分隔部件120在管层叠方向上将第一集管部12的集管箱内空间分隔成两个。通过该分隔部件120，第一集管部12的集管箱内空间被分隔成第一空间121和第二空间122。在本实施方式中，分隔部件120与第一集管部12中的管层叠方向的中央部相比配置于靠近制冷剂导入部12a的一侧。

第一空间121与制冷剂导入部12a连通。制冷剂导入部12a构成使制冷剂从外部流入第一空间121的流入部。

第二空间122与制冷剂导出部12b连通。制冷剂导出部12b构成使制冷剂从第二空间122向外部流出的流出部。

以下，将构成第一芯部11的第一管15中的、与第一空间121连通的第一管15称为第一流入侧管15a，将与第二空间122连通的第一管15称为第一流出侧管15b。

另外，将构成第二芯部21的第二管25中的、与第一流入侧管15a相对的第二管25、即配置于第一流入侧管15a的空气流上游侧的第二管25称为第二流入侧管25a。将构成第二芯部21的第二管25中的、与第一流出侧管15b相对的第二管25、即配置于第一流出侧管15b的空气流上游侧的第二管25称为第二流出侧管25b。

接下来，使用图15对本实施方式的制冷剂蒸发器中的制冷剂的流动进行说明。

如箭头a所示，由膨胀阀减压后的低压制冷剂从形成于第一集管部12的管层叠方向另一端侧的制冷剂导入部12a被导入到第一空间121。如箭头b所示，被导入到第一空间121的制冷剂在第一芯部11的第一流入侧管15a中下降。

如箭头c所示，在第一流入侧管15a中下降了的制冷剂在中间集管部50的中间流路40中从空气流下游侧朝向上游侧流动，并且流入第二芯部21的第二流入侧管25a。如箭头d所示，流入到第二流入侧管25a的制冷剂在第二流入侧管25a中上升，并且流入第二集管部22。

如箭头e所示，流入到第二集管部22的制冷剂在第二集管部22中从管层叠方向另一端侧朝向一端侧(从图15的纸面左侧向右侧)流动，并流入第二芯部21的第二流出侧管25b。如箭头f所示，流入到第二流出侧管25b的制冷剂在第二流出侧管25b中下降，并且流入中间集管部50的中间流路40。

如箭头g所示，流入到中间流路40的制冷剂在中间流路40中从空气流上游侧朝向下游侧流动，并且流入第一芯部11的第一流出侧管15b。如箭头h所示，流入到第一流出侧管15b的制冷剂在第一流出侧管15b中上升，并流入第一集管部12的第二空间122。如箭头i所示，流入到第二空间122的制冷剂从形成于第一集管部12的管层叠方向一端侧的制冷剂导出部12b被导出到压缩机吸入侧。

根据本实施方式，通过在第一集管部12内设置分隔部件120，能够在制冷剂蒸发器中，减少在制冷剂流上游侧使用的管15、25的数量，并且增加在制冷剂流下游侧使用的管15、25的数量。由此，由于能够实现管15、25内的制冷剂流速的最大化以及制冷剂压力损失量的最小化，因此能够提高车辆用空调装置的制冷性能。

(第五实施方式)

接下来，基于图16、图17、图18以及图19对本发明的第五实施方式进行说明。与上述第一实施方式相比，本第五实施方式在设置有提高来自中间集管部50的排水性的结构这一点上不同。此外，在图16中，省略了翅片30的图示。

如图16所示，在第一板51以及第二板52中的不构成中间流路40的部位设有作为贯通第一板51以及第二板52这双方的贯通孔的排水孔513、514、525、526。

即，在第一板51形成有用于使冷凝水排出的排水孔513、514。另外，在第二板52形成有使冷凝水排出的排水孔525、526。第二板52的排水孔525、526配置于与第一板51的排水孔513、514对应的部位。

因此，在芯部11、21产生的冷凝水沿管15、25或翅片30下降，并且经由排水孔513、514、525、526而被排出到制冷剂蒸发器的下方侧。

具体而言，如图17所示，在第一板51中的相邻的第一插入孔511之间设置有第一排水孔513。另外，在第一板51中的相邻的第二插入孔512之间设置有第二排水孔514。第一排水孔513以及第二排水孔514是贯通第一板51的正反面的贯通孔。

在本实施方式中，第一排水孔513以及第二排水孔514形成为三角形状。具体而言，第一排水孔513形成为在空气流下游侧具有底边的等腰三角形。第二排水孔514形成为在空气流上游侧具有底边的等腰三角形。

如图18所示，在第二板52中的相邻的肋523之间设置有第三排水孔525以及第四排水孔526。第三排水孔525以及第四排水孔526在空气的流动方向X上排列配置。第三排水孔525与第四排水孔526相比配置于空气流下游侧。第三排水孔525以及第四排水孔526是贯通第二板52的正反面的贯通孔。

第三排水孔525配置于与第一板51的第一排水孔513对应的部位。在从管长度方向观察时，第三排水孔525形成为与第一排水孔513相同的形状。即，第三排水孔525形成为在空气流下游侧具有底边的等腰三角形。

第四排水孔526配置于与第一板51的第二排水孔514对应的部位。在从管长度方向观察时，第四排水孔526形成为与第二排水孔514相同的形状。即，第四排水孔526形成为在空气流上游侧具有底边的等腰三角形。

如图19所示，在第三排水孔525的外周缘部设有朝向下方侧切割并翻起的切起部527。该切起部527是通过辊压成形形成第三排水孔525时切割并翻起的部分。在本实施方式中，在等腰三角形的第三排水孔525的两个等边分别连接有切起部527。此外，虽省略了图示，但在第四排水孔526的外周缘部也设有相同的切起部527。

根据本实施方式，通过在第一板51以及第二板52设置排水孔513、514、525、526，能够将在芯部11、21产生的冷凝水经由排水孔513、514、525、526而排出。

此时，由于第一板51以及第二板52是通过辊压成形(压延加工)而生产的，因此能够进行精细加工。因此，如本实施方式那样，对于第一板51以及第二板52，除插入孔511、512以及肋523之外还能够形成排水孔513、514、525、526。

进一步，在本实施方式中，在第二板52的排水孔525、526的外周缘部设有切起部527。由此，能够提高从排水孔525、526滴下的水滴的排水性。

(第六实施方式)

接下来，基于图20以及图21对本发明的第六实施方式进行说明。与上述第五实施方式相比，本第六实施方式的中间集管部50的形状不同。

如图20以及图21所示，本实施方式的第一板51构成为具有平坦面515以及倾斜面516。平坦面515是与管长度方向正交、即在水平方向上延伸的面。在平坦面515形成有第二插入孔512。

倾斜面516朝向空气流下游侧逐渐向下方倾斜。在倾斜面516形成有第一插入孔511。倾斜面516与平坦面515的空气流下游侧连接。另外，平坦面515以及倾斜面516形成为一体。

根据本实施方式，由于在第一板51的空气流下游侧设置朝向空气流下游侧逐渐向下方倾斜的倾斜面516，因此能够更加提高冷凝水的排水性。

(其他实施方式)

本发明并不限定于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够进行例如如下那样的各种变形。另外，也可以在可实施的范围内适当地组合上述各实施方式所公开的技术特征。

(1)在上述实施方式中，对将中间集管部50配置于芯部11、21的管长度方向的一端侧(下端侧)的例子进行了说明，但中间集管部50的配置并不限定于此。例如，也可以将中间集管部50配置于芯部11、21的管长度方向的另一端侧(上端侧)。

(2)在上述实施方式中，对将肋523构成为从空气的流动方向X观察到的剖面为大致U字状的例子进行了说明，但肋523的形状并不限定于此。例如，如图22所示，也可以将肋523构成为从空气的流动方向X观察到的剖面呈大致V字状。

(3)在上述实施方式中，对将翅片30接合于一组管15、25这双方的例子进行了说明，但翅片30的配置并不限定于此。例如，也可以将接合于在管层叠方向上相邻的第一管15彼此的翅片30和接合于在管层叠方向上相邻的第二管25彼此的翅片30作为分体设置。

(4)在上述第三实施方式中，对将中间集管部50构成为中间流路40的流路面积根据空气的风速分布而变化的例子进行了说明，但中间集管部50的结构并不限定于此。

例如，也可以将中间集管部50构成为中间流路40的流路面积根据空气的温度分布(湿度分布)而变化。具体而言，也可以是，越是空气的温度(湿度)高的部位，越使中间流路40的流路面积增大。

(5)在上述第五、第六实施方式中，对在第二板52的第三排水孔525以及第四排水孔526的外周缘部分别设置切起部527的例子进行了说明，但第三排水孔525以及第四排水孔526的结构并不限定于此。例如，也可以不在第三排水孔525以及第四排水孔526的外周缘部设置切起部527。

Claims (14)

1.一种制冷剂蒸发器，在被冷却流体与制冷剂之间进行热交换，所述制冷剂蒸发器的特征在于，具备：

第一蒸发部(10)，该第一蒸发部构成为所述被冷却流体在流动方向上通过该第一蒸发部的内部；

第二蒸发部(20)，该第二蒸发部构成为所述被冷却流体在所述流动方向上通过该第二蒸发部的内部，并且该第二蒸发部在所述流动方向上与所述第一蒸发部串联配置；

第一芯部(11)，该第一芯部包括多个第一管(15)并且构成所述第一蒸发部，所述多个第一管在与所述流动方向垂直的管长度方向上延伸，并且在与所述流动方向及所述管长度方向这双方垂直的管层叠方向上层叠，并且所述制冷剂在所述多个第一管的内部流通；

第二芯部(21)，该第二芯部包括多个第二管(25)并且构成所述第二蒸发部，所述多个第二管在所述管长度方向上延伸并且在所述管层叠方向上层叠，并且所述制冷剂在所述多个第二管的内部流通；

第一板(51)，该第一板在所述管长度方向的一方与所述第一芯部的一端部及所述第二芯部的一端部连接，并且该第一板收纳所述多个第一管的一端部及所述多个第二管的一端部；以及

第二板(52)，该第二板在所述管长度方向上隔着所述第一板而与所述第一芯部及所述第二芯部相对，并且该第二板接合于所述第一板，

所述第二板具有多个肋(523)，该多个肋在所述管长度方向上以远离所述第一芯部以及所述第二芯部的方式突出，并且该多个肋在所述流动方向上延伸，

所述多个肋与所述第一板一起在该多个肋的内部划分出多个中间流路(40)，

所述多个第一管以及所述多个第二管被配置成在从所述流动方向观察时彼此重合，并形成多组管，各组管由在所述流动方向上相对的一个第一管以及一个第二管构成，

所述多个中间流路构成为使从所述多个第一管流出的所述制冷剂流入所述多个第二管，

在所述多个第一管中的各第一管的内部形成有制冷剂流路，

所述制冷剂流路被分割成多个细流路(150)，

所述多个细流路在所述流动方向上排列配置，

所述多个细流路由朝向所述多个第二管依次排列的第一细流路至第n细流路构成，n为自然数，

在将所述第n细流路的截面积设为Sn，

将所述多个中间流路中的各中间流路的供刚从所述第n细流路流出后的制冷剂流通的部位的截面积设为Mn时，

所述多个中间流路中的各中间流路构成为满足下述公式(1)的关系，

在所述公式(1)中，k是n以下的自然数，

所述多个中间流路分别具有与所述多个第一管连通的上游部(41)、与所述多个第二管连通的下游部(43)及配置在所述多个第一管与所述多个第二管之间且将所述上游部和所述下游部连通起来的中游部(42)，

所述中游部的截面积朝向流动方向恒定，

在所述管层叠方向上排列的所述多个中间流路中的至少一个中间流路的截面积与所述多个中间流路中的其他中间流路的截面积不同。

2.如权利要求1所述的制冷剂蒸发器，其特征在于，

所述多个中间流路分别构成为满足下述公式(2)的关系，

在所述公式(2)中，k是n以下的自然数，

3.如权利要求1所述的制冷剂蒸发器，其特征在于，

所述第一蒸发部相对于所述第二蒸发部配置于所述流动方向的下游侧，

所述制冷剂流路是第一制冷剂流路，

在所述多个第二管中的各第二管的内部形成有第二制冷剂流路，

所述第二制冷剂流路被分割成在所述流动方向上排列的多个细流路(250)，

所述多个中间流路中的各中间流路的、所述流动方向的最下游侧的部位(44)处的截面积被设定为是所述第一制冷剂流路内的所述多个细流路(150)以及所述第二制冷剂流路内的所述多个细流路(250)各自的截面积的0.3倍至3.0倍。

4.如权利要求1或2所述的制冷剂蒸发器，其特征在于，

所述第一蒸发部相对于所述第二蒸发部配置于所述流动方向的下游侧，

所述制冷剂流路是第一制冷剂流路，

在所述多个第二管中的各第二管的内部形成有第二制冷剂流路，

所述第二制冷剂流路被分割成在所述流动方向上排列的多个细流路(250)，

所述多个中间流路中的各中间流路的、所述流动方向的最上游侧的部位(45)处的截面积被设定为是所述第一制冷剂流路内的所述多个细流路(150)以及所述第二制冷剂流路内的所述多个细流路(250)各自的截面积的0.3倍至3.0倍。

5.如权利要求3所述的制冷剂蒸发器，其特征在于，

所述多个中间流路中的各中间流路的、所述流动方向的最上游侧的部位(45)处的截面积被设定为是所述第一制冷剂流路内的所述多个细流路(150)以及所述第二制冷剂流路内的所述多个细流路(250)各自的截面积的0.3倍至3.0倍。

6.如权利要求1至3中任一项所述的制冷剂蒸发器，其特征在于，

所述多个中间流路分别构成为从所述流动方向观察到的剖面形状为U字状或V字状。

7.如权利要求1至3中任一项所述的制冷剂蒸发器，其特征在于，

所述多个中间流路分别配置于所述多组管的下方侧。

8.如权利要求1或2所述的制冷剂蒸发器，其特征在于，

所述第一蒸发部相对于所述第二蒸发部配置于所述流动方向的下游侧，

所述多个第一管各自的截面积比所述多个第二管各自的截面积小。

9.如权利要求3所述的制冷剂蒸发器，其特征在于，

所述多个第一管各自的截面积比所述多个第二管各自的截面积小。

10.如权利要求1至3中任一项所述的制冷剂蒸发器，其特征在于，

所述第一蒸发部具有第一集管部(12)，该第一集管部与所述多个第一管的所述管长度方向的另一端部连接，并且对所述多个第一管进行所述制冷剂的集合或分配，

所述第二蒸发部具有第二集管部(22)，该第二集管部与所述多个第二管的管长度方向的另一端部连接，并且对所述多个第二管进行所述制冷剂的集合或分配，

在所述第一集管部设有分隔部件(120)、流入部(12a)和流出部(12b)，

所述分隔部件将该第一集管部内的空间分隔成在所述多个第一管的层叠方向上排列的第一空间(121)以及第二空间(122)，

所述流入部使所述制冷剂从外部流入到所述第一空间，

所述流出部使所述制冷剂从所述第二空间向外部流出。

11.如权利要求1至3中任一项所述的制冷剂蒸发器，其特征在于，

所述多个中间流路分别配置于所述多组管的下方侧，

在所述第一板以及所述第二板中的不构成所述多个中间流路的部位设有贯通所述第一板以及所述第二板这双方的贯通孔(513、514、525、526)。

12.如权利要求11所述的制冷剂蒸发器，其特征在于，

在所述贯通孔的外周缘部连接有从所述第二板朝向下方侧切割并翻起的切起部(527)。

13.如权利要求1至3中任一项所述的制冷剂蒸发器，其特征在于，

在所述第一板中的所述流动方向的下游侧设有朝向所述流动方向的下游侧向下方侧倾斜的倾斜面(516)。

14.一种制冷剂蒸发器的制造方法，所述制冷剂蒸发器是权利要求1至3中任一项所述的制冷剂蒸发器，所述制冷剂蒸发器的制造方法的特征在于，具备如下工序：

通过第一辊模(712)对带状的第一薄板(710)施加辊压成形，从而形成用于供所述多个第一管及所述多个第二管插入的多个贯通孔(511、512)的工序；

通过将形成有所述贯通孔的所述第一薄板切割成预先确定的基准第一长度，从而形成所述第一板的工序；

通过第二辊模(722)对带状的第二薄板(720)施加辊压成形，从而形成所述多个肋的工序；

通过将形成有所述多个肋的所述第二薄板切割成预先确定的基准第二长度，从而形成所述第二板的工序；

将所述多个第一管及所述多个第二管临时固定于所述第一板及所述第二板的工序；以及

在加热炉内对临时固定有所述多个第一管、所述多个第二管、所述第一板及所述第二板的临时组装体进行加热并且钎焊的工序。

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