JP5736164B2 - エバポレータ - Google Patents

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、各図面の上下を上下というものとする。

この種のエバポレータとして、上下方向にのびるとともに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熱交換チューブからなるチューブ列が、通風方向に並んで２列設けられており、風下側チューブ列に複数の熱交換チューブからなる３以上のチューブ群が設けられ、風上側チューブ列に複数の熱交換チューブからなりかつ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設けられ、風下側および風上側チューブ列に、それぞれ冷媒が熱交換チューブ内を下から上に流れる上昇流チューブ群と、冷媒が熱交換チューブ内を上から下に流れる下降流チューブ群とが設けられ、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、それぞれ風下側および風上側上下両ヘッダ部に通じさせられ、風下側上下両ヘッダ部に、風下側チューブ列のチューブ群の数と同数の区画が設けられるとともに、各区画に風下側チューブ列の各チューブ群の熱交換チューブが通じさせられ、風上側上下両ヘッダ部に、風上側チューブ列のチューブ群の数と同数の区画が設けられるとともに、各区画に風上側チューブ列の各チューブ群の熱交換チューブが通じさせられ、風下側上下両ヘッダ部のうちのいずれか一方のヘッダ部における一端の区画に冷媒入口が設けられ、風上側上下両ヘッダ部のうちの冷媒入口が設けられた風下側ヘッダ部と同じ側のヘッダ部における冷媒入口と同一端の区画に冷媒出口が設けられ、冷媒入口から流入した冷媒が、すべてのチューブ群を通過して冷媒出口から流出するようになされ、風下側チューブ列の冷媒入口から最も遠い位置にある最遠チューブ群、および風上側チューブ列の冷媒出口から最も遠い位置にある最遠チューブ群の熱交換チューブにおける冷媒の流れ方向が上から下となっており、風下側および風上側の両上ヘッダ部間に、風下側チューブ列の最遠チューブ群における熱交換チューブの上端部が通じる風下側上ヘッダ部の区画と、風上側チューブ列の最遠チューブ群における熱交換チューブの上端部が通じる風上側ヘッダ部の区画とを通じさせる連通路が設けられており、冷媒が、風下側上ヘッダ部の区画から連通路を通って風上側上ヘッダ部の区画内に流入するようになっているエバポレータが提案されている（特許文献１参照）。

しかしながら、特許文献１記載のエバポレータにおいては、風下側上ヘッダ部の区画から連通路を通って風上側上ヘッダ部の区画内に冷媒が流入する際に乱流が発生し、比較的大きな冷媒流動音が生じるという問題がある。

特開２００９−１５６５３２号公報

この発明の目的は、前記問題を解決し、冷媒流動音を低減しうるエバポレータを提供することにある。

本発明は、前記目的を達成するために以下の態様からなる。

1)上下方向にのびるとともに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熱交換チューブからなるチューブ列が、通風方向に並んで２列設けられており、各チューブ列に、複数の熱交換チューブからなる２以上のチューブ群が設けられ、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、それぞれ風下側および風上側上下両ヘッダ部に通じさせられ、風下側上下両ヘッダ部に、風下側チューブ列のチューブ群の数と同数の区画が設けられるとともに、各区画に風下側チューブ列の各チューブ群の熱交換チューブが通じさせられ、風上側上下両ヘッダ部に、風上側チューブ列のチューブ群の数と同数の区画が設けられるとともに、各区画に風上側チューブ列の各チューブ群の熱交換チューブが通じさせられ、熱交換チューブの上下両側に、それぞれ通風方向に並んだ２つの区画からなる複数の区画組が配されており、風下側および風上側の両上ヘッダ部間、ならびに風下側および風上側の両下ヘッダ部間のうちの少なくともいずれか一方に、少なくとも１つの区画組における通風方向に並んだ２つの区画を通じさせる連通路が設けられ、連通路により通じさせられた２つの区画において、冷媒が、いずれか一方の区画から連通路を通って他方の区画に流入するようになっているエバポレータであって、
連通路により通じさせられた２つの区画のうち冷媒が流入する側の区画内に、連通路を通ってきた冷媒の流れを整える整流部材が設けられ、同じく連通路により通じさせられた２つの区画のうち冷媒が流入する側の区画内に、当該区画内を熱交換チューブが臨む第１空間と、第１空間から隔てられかつ冷媒が流入する第２空間とに分ける分流板が設けられ、分流板の上面が、連通路の下端と同一高さ位置にあり、分流板を切り起こすことにより、整流部材と、第１空間および第２空間を通じさせる冷媒通過穴とが形成されているエバポレータ。

2)通風方向に並んだ２つの区画を通じさせる連通路の合計断面積が、連通路により通じさせられた２つの区画のうち冷媒が流出する側の区画に通じる全熱交換チューブの冷媒通路の総通路断面積以下となっている上記1)記載のエバポレータ。

3)整流部材が、通風方向に長い帯板状であるとともに、ヘッダ部の長さ方向に間隔をおいて複数設けられており、少なくとも１つの整流部材が、連通路におけるヘッダ部の長さ方向の寸法の範囲内に位置している上記1)または2)記載のエバポレータ。

4)整流部材の上下方向の幅が１ｍｍ以上であり、連通路におけるヘッダ部の長さ方向の寸法の範囲内に位置している整流部材の上端が、連通路の上端よりも下方に位置している上記3)記載のエバポレータ。

5)整流部材が垂直状である上記3)または4)記載のエバポレータ。

6)風下側上ヘッダ部と風上側上ヘッダ部、および風下側下ヘッダ部と風上側下ヘッダ部とが、それぞれ上ヘッダタンクおよび下ヘッダタンクに、仕切部を介して通風方向に並んで設けられており、当該仕切部に連通路が設けられている上記1)〜5)のうちのいずれかに記載のエバポレータ。

7)風下側チューブ列に３以上のチューブ群が設けられ、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設けられ、風下側上下両ヘッダ部のうちのいずれか一方のヘッダ部における一端の区画に冷媒入口が設けられ、風上側上下両ヘッダ部のうちの冷媒入口が設けられた風下側ヘッダ部と同じ側のヘッダ部における冷媒入口と同一端の区画に冷媒出口が設けられており、
風下側チューブ列および風上側チューブ列に、それぞれ冷媒が熱交換チューブ内を下から上に流れる上昇流チューブ群と、冷媒が熱交換チューブ内を上から下に流れる下降流チューブ群とが設けられ、冷媒入口から流入した冷媒が、すべてのチューブ群を通過して冷媒出口から流出するようになされ、
風下側チューブ列の冷媒入口から最も遠い位置にある最遠チューブ群、および風上側チューブ列の冷媒出口から最も遠い位置にある最遠チューブ群の熱交換チューブにおける冷媒の流れ方向が同一方向となっており、
風下側チューブ列の最遠チューブ群の熱交換チューブにおける冷媒流れ方向上流側の端部が通じる風下側ヘッダ部の区画と、風上側チューブ列の最遠チューブ群の熱交換チューブにおける冷媒流れ方向上流側の端部が通じる風上側ヘッダ部の区画とが連通路により通じさせられており、冷媒が、当該連通路を通って風下側ヘッダ部の区画から風上側ヘッダ部の区画内に流入するようになっている上記1)〜6)のうちのいずれかに記載のエバポレータ。

8)風下側および風上側チューブ列に、それぞれ２以上の同数のチューブ群が設けられ、風下側上下両ヘッダ部のうちのいずれか一方のヘッダ部における一端の区画に冷媒入口が設けられ、風上側上下両ヘッダ部のうちの冷媒入口が設けられた風下側ヘッダ部と同じ側のヘッダ部における冷媒入口と同一端の区画に冷媒出口が設けられており、
風下側チューブ列および風上側チューブ列に、それぞれ冷媒が熱交換チューブ内を下から上に流れる上昇流チューブ群と、冷媒が熱交換チューブ内を上から下に流れる下降流チューブ群とが設けられ、冷媒入口から流入した冷媒が、すべてのチューブ群を通過して冷媒出口から流出するようになされ、
風下側チューブ列の冷媒入口から最も遠い位置にある最遠チューブ群、および風上側チューブ列の冷媒出口から最も遠い位置にある最遠チューブ群の熱交換チューブにおける冷媒の流れ方向が異なっており、
風下側チューブ列の最遠チューブ群の熱交換チューブにおける冷媒流れ方向下流側の端部が通じる風下側ヘッダ部の区画と、風上側チューブ列の最遠チューブ群の熱交換チューブにおける冷媒流れ方向上流側の端部が通じる風上側ヘッダ部の区画とが連通路により通じさせられており、冷媒が、当該連通路を通って風下側ヘッダ部の区画から風上側ヘッダ部の区画内に流入するようになっている上記1)〜6)のうちのいずれかに記載のエバポレータ。

前記1)〜8)のエバポレータによれば、連通路により通じさせられた２つの区画のうち冷媒が流入する側の区画内に、連通路を通ってきた冷媒の流れを整える整流部材が設けられているので、連通路により通じさせられた２つの区画において、冷媒が、いずれか一方の区画から連通路を通って他方の区画に流入する際に、整流部材が冷媒の流れを拘束することになって流れが整えられ、その結果乱流の発生が抑制される。したがって、冷媒の乱流に起因して発生する冷媒流動音を低減することができる。

上記1)のエバポレータによれば、連通路により通じさせられた２つの区画のうち冷媒が流入する側の区画内に、整流部材を比較的簡単に設けることができる。

上記2)のエバポレータのように、通風方向に並んだ２つの区画を通じさせる連通路の合計断面積が、連通路により通じさせられた２つの区画のうち冷媒が流出する側の区画に通じる全熱交換チューブの冷媒通路の総通路断面積以下となっている場合、冷媒が連通路を通過する際に流速が速くなって噴流となり、しかも連通路を通過した冷媒が、空間の大きな区画内に膨張しながら流入することになるので、冷媒流が非常に乱れやすくなり、その結果冷媒通過音が冷媒が流入する側の区画を有するヘッダ部で響いて大きな騒音が発生しやすい。しかしながら、この場合であっても、上記1)のエバポレータの構成を備えていると、冷媒が、いずれか一方の区画から連通路を通って他方の区画に流入する際に、整流部材が冷媒の流れを拘束することになって流れが整えられ、その結果乱流の発生が抑制される。したがって、冷媒の乱流に起因して発生する冷媒流動音を低減することができる。

上記3)〜5)のエバポレータによれば、冷媒が、いずれか一方の区画から連通路を通って他方の区画に流入する際の冷媒の流れを整える効果が向上し、冷媒の乱流に起因して発生する冷媒流動音を効果的に低減することができる。

この発明の実施形態１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のエバポレータの構成を概略的に示す図１のＡ−Ａ線断面に相当する図である。 図１のエバポレータの構成を概略的に示す図１のＢ−Ｂ線断面に相当する図である。 図１のエバポレータの風下側上ヘッダ部の第３区画および風上側上ヘッダ部の第４区画の内部を拡大して示す斜視図である。 この発明の実施形態２のエバポレータの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６のエバポレータの要部を示す図４の一部分に相当する図である。

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。

全図面を通じて同一部分および同一物には同一符号を付して重複する説明を省略する。

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。

また、以下の説明において、隣接する熱交換チューブどうしの間の通風間隙を流れる空気の下流側（図１、図２および図６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、各図面の左右を左右というものとする。
実施形態１
この実施形態は図１〜図５に示すものである。図１はエバポレータの全体構成を示し、図２〜図４はその構成を概略的に示す。なお、図２〜図４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。また、図５は図１のエバポレータの要部の構成を示す。

図１において、エバポレータ(1)は、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)（上ヘッダタンク）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)の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、風下側（前側）に位置する風下側ヘッダ部(5)と、風上側（後側）に位置しかつ風下側ヘッダ部(5)に一体化された風上側ヘッダ部(6)とを備えている。ここでは、風下側ヘッダ部(5)と風上側ヘッダ部(6)とは、第１ヘッダタンク(2)を仕切部(2a)により前後に仕切ることによって設けられている。第２ヘッダタンク(3)は、風下側（前側）に位置する風下側ヘッダ部(7)と、風上側（後側）に位置しかつ風下側ヘッダ部(7)に一体化された風上側ヘッダ部(8)とを備えている。ここでは、風下側ヘッダ部(7)と風上側ヘッダ部(8)とは、第２ヘッダタンク(3)を仕切部(3a)により前後に仕切ることによって設けられている。以下の説明において、第１ヘッダタンク(2)の風下側ヘッダ部(5)を風下側上ヘッダ部、第２ヘッダタンク(3)の風下側ヘッダ部(7)を風下側下ヘッダ部、第１ヘッダタンク(2)の風上側ヘッダ部(6)を風上側上ヘッダ部、第２ヘッダタンク(3)の風上側ヘッダ部(8)を風上側下ヘッダ部というものとする。したがって、風下側上ヘッダ部(5)と風上側上ヘッダ部(6)、および風下側下ヘッダ部(7)と風上側下ヘッダ部(8)とが、それぞれ第１ヘッダタンク(2)および第２ヘッダタンク(3)に、仕切部(2a)(3a)を介して通風方向に並んで設けられていることになる。

熱交換コア部(4)は、幅方向を通風方向に向けるとともに左右方向（通風方向と直角をなす方向）に間隔をおいて配置され、かつ上下方向にのびる複数のアルミニウム製扁平状熱交換チューブ(9)からなるチューブ列(11)(12)が、前後方向に並んで２列設けられ、各チューブ列(11)(12)の隣接する熱交換チューブ(9)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(9)の外側に、それぞれ前後両チューブ列(11)(12)の熱交換チューブ(9)に跨るようにアルミニウム製コルゲートフィン(13)が配置されて熱交換チューブ(9)にろう付され、左右両端のコルゲートフィン(13)の外側にそれぞれアルミニウム製サイドプレート(14)が配置されてコルゲートフィン(13)にろう付されることにより構成されている。風下側チューブ列(11)の熱交換チューブ(9)の上下両端部は、風下側上下両ヘッダ部(5)(7)に連通状に接続され、風上側チューブ列(12)の熱交換チューブ(9)の上下両端部は、風上側上下両ヘッダ部(6)(8)に連通状に接続されている。なお、風下側チューブ列(11)の熱交換チューブ(9)の数と風上側チューブ列(12)の熱交換チューブ(9)の数とは等しくなっている。すべての熱交換チューブ(9)は同一の構成であり、各熱交換チューブ(9)の冷媒通路の数、および各熱交換チューブ(9)の複数の冷媒通路の通路断面積の合計が同一になっている。

図２〜図４に示すように、風下側チューブ列(11)には、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(9)からなる３つのチューブ群(11A)(11B)(11C)が、右端から左端に向かって並んで設けられ、風上側チューブ列(12)には、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(9)からなる２つ（風下側チューブ列(11)のチューブ群の数よりも１つ少ない数）のチューブ群(12A)(12B)が、左端から右端に向かって並んで設けられている。

風下側上下両ヘッダ部(5)(7)に、それぞれ風下側チューブ列(11)のチューブ群(11A)(11B)(11C)と同数でかつ各チューブ群(11A)(11B)(11C)の熱交換チューブ(9)が通じる区画(15)(16)(17)および(18)(19)(21)が設けられている。風下側上ヘッダ部(5)における右端の区画(15)の右端部に冷媒入口(22)が設けられている。ここで、風下側チューブ列(11)の３つのチューブ群(11A)(11B)(11C)を冷媒入口(22)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、第１〜第３チューブ群(11A)(11B)(11C)の熱交換チューブ(9)が通じる区画(15)(16)(17)および(18)(19)(21)を冷媒入口(22)側端部（右端部）から他端部（左端部）に向かって第１〜第３区画というものとする。

風上側上下両ヘッダ部(6)(8)に、それぞれ風上側チューブ列(12)のチューブ群(12A)(12B)と同数でかつ各チューブ群(12A)(12B)の熱交換チューブ(9)が通じる区画(23)(24)および(25)(26)が設けられている。風上側上ヘッダ部(6)における右端の区画(24)の右端部（冷媒入口(22)と同一端部）に冷媒出口(27)が設けられている。ここで、風上側チューブ列(12)の２つのチューブ群(12A)(12B)を冷媒出口(27)とは反対側の端部（左端部）から冷媒出口側(27)の端部（右端部）に向かって第４〜第５チューブ群といい、第４〜第５チューブ群(12A)(12B)の熱交換チューブ(9)が通じる区画(23)(24)および(25)(26)を冷媒出口(27)とは反対側の端部（左端部）から冷媒出口側(27)の端部（右端部）に向かって第４〜第５区画というものとする。

なお、風下側チューブ列(11)の第１および第２チューブ群(11A)(11B)を構成する熱交換チューブ(9)の合計数は、風上側チューブ列(12)の第５チューブ群(12B)を構成する熱交換チューブ(9)の数と等しくなっており、風下側チューブ列(11)の第３チューブ群(11C)を構成する熱交換チューブ(9)の数は、風上側チューブ列(12)の第４チューブ群(12A)を構成する熱交換チューブ(9)の数と等しくなっている。また、風下側上下両ヘッダ部(5)(7)における第１区画(15)(18)と第２区画(16)(19)の左右方向の合計長さは、風上側上下両ヘッダ部(6)(8)における第５区画(24)(26)の左右方向の長さと等しく、風下側上下両ヘッダ部(5)(7)における第３区画(17)(21)の左右方向の長さは、風上側上下両ヘッダ部(6)(8)における第４区画(23)(25)の左右方向の長さと等しくなっている。

風下側上ヘッダ部(5)の第１区画(15)と第２区画(16)との間には仕切壁(28)が設けられ、これにより両区画(15)(16)は非連通状態となっている。また、風下側上ヘッダ部(5)の第２区画(16)の左端部が全体に開口するとともに、第３区画(17)の右端部が全体に開口することにより両区画(16)(17)は連通状態となっており、冷媒が、第２区画(16)内から真っ直ぐ左方に流れて第３区画(17)内に流入するようになされている。

風下側下ヘッダ部(7)の第１区画(18)の左端部が全体に開口するとともに、第２区画(19)の右端部が全体に開口することにより両区画(18)(19)は連通状態となっており、冷媒が、第１区画(18)内から真っ直ぐ左方に流れて第２区画(19)内に流入するようになされている。また、風下側下ヘッダ部(7)の第２区画(19)と第３区画(21)との間には仕切壁(29)が設けられ、これにより両区画(19)(21)は非連通状態となっている。

風上側上ヘッダ部(6)の第４区画(23)と第５区画(24)との間には仕切壁(31)が設けられ、これにより両区画(23)(24)は非連通状態となっている。また、風上側下ヘッダ部(8)の第４区画(25)の右端部が全体に開口するとともに、第５区画(26)の左端部が全体に開口することにより両区画(25)(26)は連通状態となっており、冷媒が、第４区画(25)内から真っ直ぐ右方に流れて第５区画(26)内に流入するようになされている。

風下側上ヘッダ部(5)の第３区画(17)と、風上側上ヘッダ部(6)の第４区画(23)とは、第１ヘッダタンク(2)の仕切部(2a)における仕切壁(31)よりも左側の部分に左右方向に間隔をおいて設けられた複数の連通路(32)によって通じさせられている。すなわち、熱交換チューブ(9)の上下両側に、それぞれ通風方向に並んだ２つの区画からなる複数の区画組が配されており、風下側および風上側の両上ヘッダ部(5)(6)間、ならびに風下側および風上側の両下ヘッダ部(7)(8)間のうちの少なくともいずれか一方、ここでは両上ヘッダ部(5)(6)間に、通風方向に並んだ少なくとも１つの区画組における通風方向に並んだ２つの区画(17)(23)を通じさせる連通路(32)が設けられている。各連通路(32)は、前方から見て等脚台形状である。そして、後述するように、冷媒は、風下側上ヘッダ部(5)の第３区画(17)から連通路(32)を通って風上側上ヘッダ部(6)の第４区画(23)内に流入するようになっている。第３区画(17)と第４区画(23)とを通じさせるすべての連通路(32)の合計断面積は、連通路(32)により通じさせられた２つの区画(17)(23)のうち冷媒が流出する側の第３区画(17)に通じる全熱交換チューブ(9)の冷媒通路の総通路断面積以下となっている。

風下側下ヘッダ部(7)の第３区画(21)と、風上側下ヘッダ部(8)の第４区画(25)とは、第２ヘッダタンク(3)の仕切部(3a)における仕切壁(29)よりも左側の部分に設けられた連通部(33)によって通じさせられている。

上述のようにして各区画(15)〜(19)(21)(23)〜(26)、冷媒入口(22)、冷媒出口(27)、連通路(32)および連通部(33)が設けられることによって、冷媒は、第１チューブ群(11A)、冷媒入口(22)から最も遠い位置にある第３チューブ群(11C)（風下側チューブ列(11)の最遠チューブ群）および冷媒出口(27)から最も遠い位置にある第４チューブ群(12A)（風上側チューブ列(12)の最遠チューブ群）の熱交換チューブ(9)内を上から下に流れることになり、これらのチューブ群(11A)(11C)(12A)が下降流チューブ群となっている。また、冷媒は、第２チューブ群(11B)および第５チューブ群(12B)の熱交換チューブ(9)内を下から上に流れることになり、これらのチューブ群(11B)(12B)が上昇流チューブ群となっている。風下側チューブ列(11)における冷媒入口(22)から最も遠い位置にある第３チューブ群(11C)（最遠チューブ群）、および風上側チューブ列(12)における冷媒出口(27)から最も遠い位置にある第４チューブ群(12A)（最遠チューブ群）の熱交換チューブ(9)における冷媒の流れ方向は同一方向である。したがって、冷媒入口(22)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(27)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(15)、第１チューブ群(11A)、第１区画(18)、第２区画(19)、第２チューブ群(11B)、第２区画(16)、第３区画(17)、第４区画(23)、第４チューブ群(12A)、第４区画(25)、第５区画(26)、第５チューブ群(12B)および第５区画(24)であり、第２の経路は、第１区画(15)、第１チューブ群(11A)、第１区画(18)、第２区画(19)、第２チューブ群(11B)、第２区画(16)、第３区画(17)、第３チューブ群(11C)、第３区画(21)、第４区画(25)、第５区画(26)、第５チューブ群(12B)および第５区画(24)である。上記第１の経路において、冷媒は、風下側上ヘッダ部(5)の第３区画(17)から連通路(32)を通って風上側上ヘッダ部(6)の第４区画(23)内に流入する。

風上側上ヘッダ部(6)の第４区画(23)内、すなわち連通路(32)により通じさせられた２つの区画(17)(23)のうち冷媒が流入する側の区画(23)内に、連通路(32)を通ってきた冷媒の流れを整える整流部材(34)が設けられている。

図５に示すように、整流部材(34)は、通風方向に長い垂直帯板状であるとともに、左右方向（ヘッダ部(5)(6)(7)(8)の長さ方向）に間隔をおいて複数設けられている。整流部材(34)は、各連通路(32)に対応する位置にそれぞれ２つ設けられており、各連通路(32)に対応する位置に設けられた整流部材(34)は、連通路(32)の左右方向（ヘッダ部(5)(6)(7)(8)の長さ方向）の寸法の範囲内に位置している。なお、すべての整流部材(34)が、必ずしも連通路(32)の左右方向の寸法の範囲内に位置している必要はない。また、整流部材(34)の上下方向の幅は１ｍｍ以上であるとともに、整流部材(34)の上端が連通路(32)の上端よりも下方に位置していることが好ましい。

整流部材(34)は次のようにして設けられている。すなわち、風上側上ヘッダ部(6)の第４区画(23)内に、当該区画(23)内を、熱交換チューブ(9)が臨む下側の第１空間(23a)と、第１空間(23a)から隔てられかつ冷媒が流入する上側の第２空間(23b)とに分ける分流板(35)が設けられ、分流板(35)を切り起こすことにより、整流部材(34)と、第１空間(23a)および第２空間(23b)を通じさせる冷媒通過穴(38)とが形成されている。

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、冷媒入口(22)を通って風下側上ヘッダ部(5)の第１区画(15)内に入る。第１区画(15)内に入った冷媒は、第１チューブ群(11A)、風下側下ヘッダ部(7)の第１および第２区画(18)(19)、第２チューブ群(11B)、ならびに風下側上ヘッダ部(5)の第２区画(16)を経て風下側上ヘッダ部(5)の第３区画(17)内に流入する。

風下側上ヘッダ部(5)の第３区画(17)内に流入した冷媒の一部は、連通路(32)を通って風上側上ヘッダ部(6)の第４区画(23)の第２空間(23b)内に入り、分流板(35)の冷媒通過穴(38)を通って第１空間(23a)内に入った後に、第４チューブ群(12A)の熱交換チューブ(9)内に流入する。これと同時に、第３区画(17)内に流入した冷媒の残部は、第３チューブ群(11C)の熱交換チューブ(9)内に流入する。第４チューブ群(12A)の熱交換チューブ(9)内に流入した冷媒は、熱交換チューブ(9)内を下方に流れて風上側下ヘッダ部(8)の第４区画(25)内に入り、さらに第５区画(26)内に入る。これと同時に、第３チューブ群(11C)の熱交換チューブ(9)内に流入した冷媒は、熱交換チューブ(9)内を下方に流れて風下側下ヘッダ部(7)の第３区画(21)内に入った後連通部(33)を通って風上側下ヘッダ部(8)の第４区画(25)内に入り、さらに第５区画(26)内に入る。第５区画(26)内に入った冷媒は、第５チューブ群(12B)を経て風上側上ヘッダ部(6)の第５区画(26)内に入り、冷媒出口(27)を通って流出する。

そして、冷媒が風下側チューブ列(11)の熱交換チューブ(9)内、および風上側チューブ列(12)の熱交換チューブ(9)内を流れる間に、熱交換コア部(4)の通風間隙を通過する空気（図１および図２矢印Ｘ参照）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、風下側上ヘッダ部(5)の第３区画(17)と風上側上ヘッダ部(6)の第４区画(23)とを通じさせるすべての連通路(32)の合計断面積が、連通路(32)により通じさせられた２つの区画(17)(23)のうち冷媒が流出する側の第３区画(17)に通じる全熱交換チューブ(9)の冷媒通路の総通路断面積以下となっていることに起因して、冷媒が連通路(32)を通過する際に流速が速くなって噴流となり、しかも連通路(32)を通過した冷媒が、空間の大きな区画(23)内に膨張しながら流入することになるので、冷媒流が非常に乱れやすくなり、その結果冷媒通過音が冷媒が流入する側の第４区画(23)を有する風上側上ヘッダ部(6)で響いて大きな騒音が発生しやすくなる。しかしながら、この場合であっても、冷媒が、第３区画(17)から連通路(32)を通って第４区画(23)内に流入する際に、整流部材(34)が冷媒の流れを拘束することになって流れを整えるので、乱流の発生が抑制される。したがって、冷媒の乱流に起因して発生する冷媒流動音を低減することができる。
実施形態２
この実施形態は図６および図７に示すものである。図６および図７はエバポレータの構成を概略的に示しており、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６および図７に示すように、エバポレータ(40)の風下側チューブ列(11)には、複数の熱交換チューブ(9)からなる２つのチューブ群(11D)(11E)が、右端から左端に向かって並んで設けられ、風上側チューブ列(12)には、複数の熱交換チューブ(9)からなる２つ（風下側チューブ列(11)のチューブ群の数と同数）のチューブ群(12D)(12E)が、左端から右端に向かって並んで設けられている。

風下側上下両ヘッダ部(5)(7)に、それぞれ風下側チューブ列(11)のチューブ群(11D)(11E)と同数でかつ各チューブ群(11D)(11E)の熱交換チューブ(9)が通じる区画(41)(42)および(43)(44)が設けられている。風下側上ヘッダ部(5)における右端の区画(41)の右端部に冷媒入口(22)（図示略）が設けられている。風下側チューブ列(11)の２つのチューブ群(11D)(11E)を冷媒入口(22)側端部から他端部に向かって第１〜第２チューブ群といい、第１〜第２チューブ群(11D)(11E)の熱交換チューブ(9)が通じる区画(41)(42)および(43)(44)を冷媒入口(22)側端部から他端部に向かって第１〜第２区画というものとする。

風上側上下両ヘッダ部(6)(8)に、それぞれ風上側チューブ列(12)のチューブ群(12D)(12E)と同数でかつ各チューブ群(12D)(12E)の熱交換チューブ(9)が通じる区画(45)(46)および(47)(48)が設けられている。風上側上ヘッダ部(6)における右端の区画(46)の右端部（冷媒入口(22)と同一端部）に冷媒出口(27)（図示略）が設けられている。風上側チューブ列(12)の２つのチューブ群(12D)(12E)を冷媒出口(27)とは反対側の端部から冷媒出口側(27)の端部に向かって第３〜第４チューブ群といい、第３〜第４チューブ群(12D)(12E)の熱交換チューブ(9)が通じる区画(45)(46)および(47)(48)を冷媒出口(27)とは反対側の端部から冷媒出口側(27)の端部に向かって第３〜第４区画というものとする。

風下側上ヘッダ部(5)の第１区画(41)と第２区画(42)との間には仕切壁(49)が設けられ、これにより両区画(41)(42)は非連通状態となっている。

風下側下ヘッダ部(7)の第１区画(43)の左端部が全体に開口するとともに、第２区画(44)の右端部が全体に開口することにより両区画(43)(44)は連通状態となっており、冷媒が、第１区画(43)内から真っ直ぐ左方に流れて第２区画(44)内に流入するようになされている。

風上側上ヘッダ部(6)の第４区画(45)と第５区画(46)との間には仕切壁(51)が設けられ、これにより両区画(46)(46)は非連通状態となっている。

風上側下ヘッダ部(8)の第４区画(47)の右端部が全体に開口するとともに、第５区画(48)の左端部が全体に開口することにより両区画(47)(48)は連通状態となっており、冷媒が、第４区画(47)内から真っ直ぐ右方に流れて第５区画(48)内に流入するようになされている。

風下側上ヘッダ部(5)の第２区画(42)と、風上側上ヘッダ部(6)の第３区画(45)とは、第１ヘッダタンク(2)の仕切部(2a)における仕切壁(49)よりも左側の部分に左右方向に間隔をおいて設けられた複数の連通路(32)によって通じさせられている。すなわち、すなわち、熱交換チューブ(9)の上下両側に、それぞれ通風方向に並んだ２つの区画からなる複数の区画組が配されており、風下側および風上側の両上ヘッダ部(5)(6)間、ならびに風下側および風上側の両下ヘッダ部(7)(8)間のうちの少なくともいずれか一方、ここでは両上ヘッダ部(5)(6)間に、通風方向に並んだ少なくとも１つの区画組における通風方向に並んだ２つの区画(42)(45)を通じさせる連通路(32)が設けられている。そして、後述するように、冷媒は、風下側上ヘッダ部(5)の第２区画(42)から連通路(32)を通って風上側上ヘッダ部(6)の第３区画(45)内に流入するようになっている。第２区画(42)と第３区画(45)とを通じさせるすべての連通路(32)の合計断面積は、連通路(32)により通じさせられた２つの区画(42)(45)のうち冷媒が流出する側の第２区画(42)に通じる全熱交換チューブ(9)の冷媒通路の総通路断面積以下となっている。

上述のようにして各区画(41)〜(48)、冷媒入口(22)、冷媒出口(27)および連通路(32)が設けられることによって、冷媒は、第１チューブ群(11D)および第３チューブ群(12D)の熱交換チューブ(9)内を上から下に流れることになり、これらのチューブ群(11D)(12D)が下降流チューブ群となっている。また、第２チューブ群(11E)および第４チューブ群(12E)の熱交換チューブ(9)内を下から上に流れるこれらのチューブ群(11E)(12E)が上昇流チューブ群となっている。したがって、冷媒入口(22)から流入した冷媒は、第１区画(41)、第１チューブ群(11D)、第１区画(43)、第２区画(44)、第２チューブ群(11E)、第２区画(42)、第３区画(45)、第３チューブ群(12D)、第３区画(47)、第４区画(48)、第４チューブ群(12E)および第４区画(46)を経て冷媒出口(27)から流出するようになされている。

風上側上ヘッダ部(6)の第３区画(45)内、すなわち連通路(32)により通じさせられた２つの区画(42)(45)のうち冷媒が流入する側の区画(45)内に、連通路(32)を通ってきた冷媒の流れを整える整流部材(34)が設けられている。

整流部材(34)は、実施形態１と同様に、通風方向に長い垂直帯板状であるとともに、左右方向（ヘッダ部(5)(6)(7)(8)の長さ方向）に間隔をおいて複数設けられている。整流部材(34)は、各連通路(32)に対応する位置にそれぞれ２つ設けられており、各連通路(32)に対応する位置に設けられた整流部材(34)は、連通路(32)の左右方向（ヘッダ部(5)(6)(7)(8)の長さ方向）の寸法の範囲内に位置している。なお、すべての整流部材(34)が、必ずしも連通路(32)の左右方向の寸法の範囲内に位置している必要はない。また、整流部材(34)の上下方向の幅は１ｍｍ以上であるとともに、整流部材(34)の上端が連通路(32)の上端よりも下方に位置していることが好ましい。

整流部材(34)は次のようにして設けられている。すなわち、風上側上ヘッダ部(6)の第３区画(45)内に、当該区画(45)内を、熱交換チューブ(9)が臨む下側の第１空間(45a)と、第１空間(45a)から隔てられかつ冷媒が流入する上側の第２空間(45b)とに分ける分流板(52)が設けられ、分流板(52)を切り起こすことにより、整流部材(34)と、第１空間(45a)および第２空間(45b)を通じさせる冷媒通過穴(38)とが形成されている。

上述したエバポレータ(40)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、冷媒入口(22)を通って風下側上ヘッダ部(5)の第１区画(41)内に入る。第１区画(41)内に入った冷媒は、第１チューブ群(11D)、、風下側下ヘッダ部(7)の第１および第２区画(43)(44)、ならびに第２チューブ群(11E)を経て風下側上ヘッダ部(5)の第２区画(42)に入る。

風下側上ヘッダ部(5)の第２区画(42)内に流入した冷媒は、連通路(32)を通って風上側上ヘッダ部(6)の第３区画(45)の第２空間(45b)内に入り、分流板(52)の冷媒通過穴(38)を通って第１空間(45a)内に入り、第３チューブ群(12D)、風上側下ヘッダ部(8)の第３および第４区画(47)(48)、ならびに第４チューブ群(12E)を経て風上側上ヘッダ部(6)の第４区画(46)内に入り、冷媒出口(27)を通って流出する。

そして、冷媒が風下側チューブ列(11)の熱交換チューブ(9)内、および風上側チューブ列(12)の熱交換チューブ(9)内を流れる間に、熱交換コア部(4)の通風間隙を通過する空気（図６矢印Ｘ参照）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、風下側上ヘッダ部(5)の第２区画(42)と風上側上ヘッダ部(6)の第３区画(45)とを通じさせるすべての連通路(32)の合計断面積が、連通路(32)により通じさせられた２つの区画(42)(45)のうち冷媒が流出する側の第２区画(42)に通じる全熱交換チューブ(9)の冷媒通路の総通路断面積以下となっていることに起因して、冷媒が連通路(32)を通過する際に流速が速くなって噴流となり、しかも連通路(32)を通過した冷媒が、空間の大きな区画(45)内に膨張しながら流入することになるので、冷媒流が非常に乱れやすくなり、その結果冷媒通過音が冷媒が流入する側の第３区画(45)を有する風上側上ヘッダ部(6)で響いて大きな騒音が発生しやすくなる。しかしながら、この場合であっても、冷媒が、第２区画(42)から連通路(32)を通って第３区画(45)内に流入する際に、整流部材(34)が冷媒の流れを拘束することになって流れを整えるので、乱流の発生が抑制される。したがって、冷媒の乱流に起因して発生する冷媒流動音を低減することができる。

なお、この発明によるエバポレータは、１対の皿状プレートを対向させて周縁部どうしをろう付してなる複数の扁平中空体が並列状に配置されてなり、各偏平中空体に通風方向に並んだ上下方向にのびる２つの熱交換チューブ、および両熱交換チューブの上下両端に通じるヘッダ形成部が設けられるとともに、すべての扁平中空体の上下の２つのヘッダ形成部どうしがそれぞれ通じるように扁平中空体どうしがろう付されることによって、上下方向にのびるとともに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熱交換チューブからなるチューブ列が、通風方向に並んで２列設けられるとともに、すべての扁平中空体のヘッダ形成部により、風下側および風上側のチューブ列の上下両端が通じる風下側および風上側上下両ヘッダ部が設けられた形式の所謂積層型エバポレータにも適用可能である。

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)(40)：エバポレータ
(5)：第１ヘッダタンクの風下側ヘッダ部（風下側上ヘッダ部）
(6)：第１ヘッダタンクの風上側ヘッダ部（風上側上ヘッダ部）
(7)：第２ヘッダタンクの風下側ヘッダ部（風下側下ヘッダ部）
(8)：第２ヘッダタンクの風上側ヘッダ部（風上側下ヘッダ部）
(9)：熱交換チューブ
(11)：風下側チューブ列
(11A)(11B)(11C)：第１〜第３チューブ群
(11D)(11E)：第１〜第２チューブ群
(12)：風上側チューブ列
(12A)(12B)：第４〜第５チューブ群
(12D)(12E)：第３〜第４チューブ群
(15)(16)(17)：風下側上ヘッダ部の第１〜第３区画
(18)(19)(21)：風下側下ヘッダ部の第１〜第３区画
(22)：冷媒入口
(23)(24)：風上側上ヘッダ部の第４および第５区画
(25)(26)：風上側下ヘッダ部の第４および第５区画
(27)：冷媒出口
(32)：連通路
(34)：整流部材
(35)：分流板
(38)：冷媒通過穴
(41)(42)：風下側上ヘッダ部の第１〜第２区画
(43)(44)：風下側下ヘッダ部の第１〜第２区画
(45)(46)：風上側上ヘッダ部の第３〜第４区画
(47)(48)：風上側下ヘッダ部の第３〜第４区画
(52)：分流板

Claims (8)

1. 上下方向にのびるとともに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熱交換チューブからなるチューブ列が、通風方向に並んで２列設けられており、各チューブ列に、複数の熱交換チューブからなる２以上のチューブ群が設けられ、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、それぞれ風下側および風上側上下両ヘッダ部に通じさせられ、風下側上下両ヘッダ部に、風下側チューブ列のチューブ群の数と同数の区画が設けられるとともに、各区画に風下側チューブ列の各チューブ群の熱交換チューブが通じさせられ、風上側上下両ヘッダ部に、風上側チューブ列のチューブ群の数と同数の区画が設けられるとともに、各区画に風上側チューブ列の各チューブ群の熱交換チューブが通じさせられ、熱交換チューブの上下両側に、それぞれ通風方向に並んだ２つの区画からなる複数の区画組が配されており、風下側および風上側の両上ヘッダ部間、ならびに風下側および風上側の両下ヘッダ部間のうちの少なくともいずれか一方に、少なくとも１つの区画組における通風方向に並んだ２つの区画を通じさせる連通路が設けられ、連通路により通じさせられた２つの区画において、冷媒が、いずれか一方の区画から連通路を通って他方の区画に流入するようになっているエバポレータであって、
   連通路により通じさせられた２つの区画のうち冷媒が流入する側の区画内に、連通路を通ってきた冷媒の流れを整える整流部材が設けられ、同じく連通路により通じさせられた２つの区画のうち冷媒が流入する側の区画内に、当該区画内を熱交換チューブが臨む第１空間と、第１空間から隔てられかつ冷媒が流入する第２空間とに分ける分流板が設けられ、分流板の上面が、連通路の下端と同一高さ位置にあり、分流板を切り起こすことにより、整流部材と、第１空間および第２空間を通じさせる冷媒通過穴とが形成されているエバポレータ。
2. 通風方向に並んだ２つの区画を通じさせる連通路の合計断面積が、連通路により通じさせられた２つの区画のうち冷媒が流出する側の区画に通じる全熱交換チューブの冷媒通路の総通路断面積以下となっている請求項１記載のエバポレータ。
3. 整流部材が、通風方向に長い帯板状であるとともに、ヘッダ部の長さ方向に間隔をおいて複数設けられており、少なくとも１つの整流部材が、連通路におけるヘッダ部の長さ方向の寸法の範囲内に位置している請求項１または２記載のエバポレータ。
4. 整流部材の上下方向の幅が１ｍｍ以上であり、連通路におけるヘッダ部の長さ方向の寸法の範囲内に位置している整流部材の上端が、連通路の上端よりも下方に位置している請求項３記載のエバポレータ。
5. 整流部材が垂直状である請求項３または４記載のエバポレータ。
6. 風下側上ヘッダ部と風上側上ヘッダ部、および風下側下ヘッダ部と風上側下ヘッダ部とが、それぞれ上ヘッダタンクおよび下ヘッダタンクに、仕切部を介して通風方向に並んで設けられており、当該仕切部に連通路が設けられている請求項１〜５のうちのいずれかに記載のエバポレータ。
7. 風下側チューブ列に３以上のチューブ群が設けられ、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設けられ、風下側上下両ヘッダ部のうちのいずれか一方のヘッダ部における一端の区画に冷媒入口が設けられ、風上側上下両ヘッダ部のうちの冷媒入口が設けられた風下側ヘッダ部と同じ側のヘッダ部における冷媒入口と同一端の区画に冷媒出口が設けられており、
   風下側チューブ列および風上側チューブ列に、それぞれ冷媒が熱交換チューブ内を下から上に流れる上昇流チューブ群と、冷媒が熱交換チューブ内を上から下に流れる下降流チューブ群とが設けられ、冷媒入口から流入した冷媒が、すべてのチューブ群を通過して冷媒出口から流出するようになされ、
   風下側チューブ列の冷媒入口から最も遠い位置にある最遠チューブ群、および風上側チューブ列の冷媒出口から最も遠い位置にある最遠チューブ群の熱交換チューブにおける冷媒の流れ方向が同一方向となっており、
   風下側チューブ列の最遠チューブ群の熱交換チューブにおける冷媒流れ方向上流側の端部が通じる風下側ヘッダ部の区画と、風上側チューブ列の最遠チューブ群の熱交換チューブにおける冷媒流れ方向上流側の端部が通じる風上側ヘッダ部の区画とが連通路により通じさせられており、冷媒が、当該連通路を通って風下側ヘッダ部の区画から風上側ヘッダ部の区画内に流入するようになっている請求項１〜６のうちのいずれかに記載のエバポレータ。
8. 風下側および風上側チューブ列に、それぞれ２以上の同数のチューブ群が設けられ、風下側上下両ヘッダ部のうちのいずれか一方のヘッダ部における一端の区画に冷媒入口が設けられ、風上側上下両ヘッダ部のうちの冷媒入口が設けられた風下側ヘッダ部と同じ側のヘッダ部における冷媒入口と同一端の区画に冷媒出口が設けられており、
   風下側チューブ列および風上側チューブ列に、それぞれ冷媒が熱交換チューブ内を下から上に流れる上昇流チューブ群と、冷媒が熱交換チューブ内を上から下に流れる下降流チューブ群とが設けられ、冷媒入口から流入した冷媒が、すべてのチューブ群を通過して冷媒出口から流出するようになされ、
   風下側チューブ列の冷媒入口から最も遠い位置にある最遠チューブ群、および風上側チューブ列の冷媒出口から最も遠い位置にある最遠チューブ群の熱交換チューブにおける冷媒の流れ方向が異なっており、
   風下側チューブ列の最遠チューブ群の熱交換チューブにおける冷媒流れ方向下流側の端部が通じる風下側ヘッダ部の区画と、風上側チューブ列の最遠チューブ群の熱交換チューブにおける冷媒流れ方向上流側の端部が通じる風上側ヘッダ部の区画とが連通路により通じさせられており、冷媒が、当該連通路を通って風下側ヘッダ部の区画から風上側ヘッダ部の区画内に流入するようになっている請求項１〜６のうちのいずれかに記載のエバポレータ。

Images