JP6613996B2 - Refrigerant evaporator - Google Patents
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Description
本発明は、被冷却流体と冷媒との間で熱交換を行わせる冷媒蒸発器に関する。 The present invention relates to a refrigerant evaporator that exchanges heat between a fluid to be cooled and a refrigerant.
冷媒蒸発器は、被冷却流体(例えば、空気)から吸熱し、液相冷媒を蒸発させることで、被冷却流体を冷却する冷却用熱交換器として機能する。冷媒蒸発器は、車両用空調装置に搭載される冷凍サイクル等に適用される。 The refrigerant evaporator functions as a cooling heat exchanger that cools the cooled fluid by absorbing heat from the cooled fluid (for example, air) and evaporating the liquid-phase refrigerant. The refrigerant evaporator is applied to a refrigeration cycle or the like mounted on a vehicle air conditioner.
この種の冷媒蒸発器として、特許文献1に記載されたものが知られている。特許文献1に記載された冷媒蒸発器は、第1〜第4コア部を備えている。被冷却流体の流れ方向において、第1コア部と第3コア部とが互いに重複し、第2コア部と第4コア部とが互いに重複して配置されている。
As this type of refrigerant evaporator, one described in
また、第1、第2コア部と、第3、第4コア部と、の間には、中間タンク部が配置されている。当該中間タンク部には、第1コア部を通過した冷媒を第4コア部に導く第1通路と、第2コア部を通過した冷媒を第3コア部に導く第2通路と、が形成されている。特許文献1記載の発明は、このように冷媒を第1〜第4コア部に供給することにより、冷媒の分布が不均一となることを抑制する。
An intermediate tank portion is disposed between the first and second core portions and the third and fourth core portions. The intermediate tank part is formed with a first passage that guides the refrigerant that has passed through the first core part to the fourth core part, and a second passage that guides the refrigerant that has passed through the second core part to the third core part. ing. The invention described in
ところで、冷凍サイクルにおいて冷媒の圧送を行う圧縮機には、そのスムーズな駆動のために潤滑油が用いられている。この潤滑油は、圧縮機の駆動に伴って冷媒中に混入してしまうことがある。冷凍サイクルを構成する配管や冷媒蒸発器等に潤滑油が滞留してしまうと、圧縮機が貧潤滑となって駆動に支障をきたすおそれがある。このため、冷凍サイクルを構成する各機器には、潤滑油を冷媒とともに下流側に排出し、圧縮機に戻すように配慮した設計が求められる。 Incidentally, lubricating oil is used in a compressor that pumps refrigerant in a refrigeration cycle for smooth driving. This lubricating oil may be mixed in the refrigerant as the compressor is driven. If the lubricating oil stays in the piping, refrigerant evaporator, or the like constituting the refrigeration cycle, the compressor may become poorly lubricated and hinder driving. For this reason, each device constituting the refrigeration cycle is required to have a design in which the lubricating oil is discharged to the downstream side together with the refrigerant and returned to the compressor.
これに対し、特許文献1記載の冷媒蒸発器は、冷凍サイクルの膨張弁等から供給される冷媒が第1コア部と第2コア部とに分配され、分配された冷媒は合流することなく第3コア部と第4コア部とを流れるように構成されている。このため、冷媒が分配されることなく複数のコア部を順次通過するように構成された他の冷媒蒸発器と比べて、第1〜第4コア部や中間タンク部のそれぞれを流れる冷媒の流量が小さくなる傾向がある。この結果、特許文献1記載の冷媒蒸発器は、潤滑油を冷媒とともに排出できなくなるという課題があった。
On the other hand, in the refrigerant evaporator described in
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、潤滑油の滞留を抑制することが可能な冷媒蒸発器を提供することにある。 This invention is made | formed in view of such a subject, The objective is to provide the refrigerant evaporator which can suppress the retention of lubricating oil.
上記課題を解決するために、本発明に係る冷媒蒸発器は、被冷却流体と冷媒との間で熱交換を行わせる冷媒蒸発器(1,1A)であって、被冷却流体の一部と冷媒の一部との間で熱交換を行わせる第1コア部(21a)と、被冷却流体の他の一部と冷媒の他の一部との間で熱交換を行わせる第2コア部(21b)と、被冷却流体の流れ方向において第1コア部と重複して配置され、被冷却流体の一部と冷媒の他の一部との間で熱交換を行わせる第3コア部(11a)と、被冷却流体の流れ方向において第2コア部と重複して配置され、被冷却流体の他の一部と冷媒の一部との間で熱交換を行わせる第4コア部(11b)と、第1コア部の近傍に冷媒の入口(22a)を有し、第1コア部及び第2コア部を構成する複数のチューブ(21c)の上流端に設けられ、該チューブに冷媒を分配する分配タンク部(22)と、第1コア部を構成する複数のチューブ(21c)の下流端に設けられ、該チューブを通過した冷媒を集合させる第1集合部(23a)と、第2コア部を構成する複数のチューブ(21c)の下流端に設けられ、該チューブを通過した冷媒を集合させる第2集合部(23b)と、第3コア部を構成する複数のチューブ(11c)の上流端に設けられ、該チューブに冷媒を分配する第1分配部(13a)と、第4コア部を構成する複数のチューブ(11c)の上流端に設けられ、該チューブに冷媒を分配する第2分配部(13b)と、第1集合部と第2分配部とを連通する第1通路(33a)、及び、第2集合部と第1分配部とを連通する第2通路(33b)が内部に形成された中間タンク部(33)とを備える。第2通路の容積は、第1通路の容積よりも小さい。中間タンク部は、第1通路と第2通路とを区画する仕切部材(34)を内部に有する。仕切部材には、第1通路と第2通路とを連通する連通孔(34d)が形成されている。連通孔は、仕切部材の底部に形成されている。第1通路は、仕切部材の底部に沿って冷媒を流すように形成され、且つ連通孔に繋がっている部分から下流側にかけて断面積が拡大するように形成されている。 In order to solve the above problems, a refrigerant evaporator according to the present invention is a refrigerant evaporator (1, 1A) that performs heat exchange between a fluid to be cooled and a refrigerant, and a part of the fluid to be cooled. A first core part (21a) that exchanges heat with a part of the refrigerant, and a second core part that exchanges heat between the other part of the fluid to be cooled and the other part of the refrigerant (21b) and a third core portion (overflowing with the first core portion in the flow direction of the fluid to be cooled) for exchanging heat between a portion of the fluid to be cooled and the other portion of the refrigerant ( 11a) and a fourth core portion (11b) that is arranged so as to overlap with the second core portion in the flow direction of the fluid to be cooled and allows heat exchange between the other portion of the fluid to be cooled and a portion of the refrigerant. ) And a refrigerant inlet (22a) in the vicinity of the first core portion, and a plurality of tubes (21c) constituting the first core portion and the second core portion. A distribution tank portion (22) that is provided at the flow end and distributes the refrigerant to the tubes and a downstream end of the plurality of tubes (21c) that constitute the first core portion and collects the refrigerant that has passed through the tubes. A first collecting portion (23a), a second collecting portion (23b) that is provided at the downstream end of the plurality of tubes (21c) constituting the second core portion and collects the refrigerant that has passed through the tubes, and a third core Provided at the upstream ends of the plurality of tubes (11c) constituting the portion, and at the upstream ends of the first distribution portion (13a) for distributing the refrigerant to the tubes and the plurality of tubes (11c) constituting the fourth core portion. A second distribution portion (13b) that distributes the refrigerant to the tube, a first passage (33a) that communicates the first collection portion and the second distribution portion, and a second collection portion and a first distribution portion. The second passage (33b) communicating with the It has been provided with the intermediate tank unit (33). The volume of the second passage is smaller than the volume of the first passage. The intermediate tank portion includes a partition member (34) that partitions the first passage and the second passage. The partition member is formed with a communication hole (34d) for communicating the first passage and the second passage. The communication hole is formed at the bottom of the partition member. The first passage is formed so that the refrigerant flows along the bottom of the partition member, and is formed so that the cross-sectional area increases from the portion connected to the communication hole to the downstream side.
上記構成によれば、分配タンク部から、第1コア部及び第2コア部をそれぞれ構成するチューブに冷媒が分配される。この分配タンク部は、第1コア部の近傍に冷媒の入口を有している。このような構成では、冷媒の入口に近い第1コア部に冷媒が供給され易いため、冷媒の入口から遠い第2コア部では、分配される冷媒の流量が比較的小さくなる。 According to the said structure, a refrigerant | coolant is distributed from the distribution tank part to the tube which each comprises a 1st core part and a 2nd core part. The distribution tank portion has a refrigerant inlet in the vicinity of the first core portion. In such a configuration, since the refrigerant is easily supplied to the first core portion near the refrigerant inlet, the flow rate of the distributed refrigerant is relatively small in the second core portion far from the refrigerant inlet.
上記構成は、さらに、第1コア部を通過した冷媒を第1通路によって第4コア部に導くとともに、第2コア部を通過した冷媒を第2通路によって第3コア部に導く。第2通路の容積は第1通路の容積よりも小さい。つまり、第2コア部を通過し流量が比較的小さい冷媒は、容積が比較的小さい第2通路に供給される。流量が比較的小さく、潤滑油が滞留するおそれがある冷媒を第2通路に供給することで、潤滑油の滞留が生じる場合でも、その滞留量を抑制することが可能となる。 In the above configuration, the refrigerant that has passed through the first core portion is guided to the fourth core portion by the first passage, and the refrigerant that has passed through the second core portion is guided to the third core portion by the second passage. The volume of the second passage is smaller than the volume of the first passage. That is, the refrigerant that passes through the second core part and has a relatively small flow rate is supplied to the second passage having a relatively small volume. By supplying the refrigerant having a relatively small flow rate and the possibility that the lubricating oil may stay in the second passage, even when the lubricating oil stays, it is possible to suppress the staying amount.
本発明によれば、潤滑油の滞留を抑制することが可能な冷媒蒸発器を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the refrigerant evaporator which can suppress the retention of lubricating oil can be provided.
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate the understanding of the description, the same constituent elements in the drawings will be denoted by the same reference numerals as much as possible, and redundant description will be omitted.
第1実施形態に係る冷媒蒸発器1は、車両用空調装置の冷凍サイクルに適用される熱交換器である。詳細には、冷媒蒸発器1は、車室内へ送風する空気から吸熱して液相の冷媒を蒸発させることで、当該空気を冷却する冷却用熱交換器である。冷凍サイクルは、周知の如く、冷媒蒸発器1以外に、不図示の圧縮機、放熱器、膨張弁等を備えている。
The
まず、図1乃至図5を参照しながら、冷媒蒸発器1の構成について説明する。冷媒蒸発器1は、風上側蒸発部10と、風下側蒸発部20と、中間タンク部33を備えている。
First, the configuration of the
風上側蒸発部10は、風上側コア部11と、風上側分配タンク部13と、風上側集合タンク部12と、を有している。
The
図1に示されるように、風上側コア部11は、複数のチューブ11cと、複数のフィン11dとが水平方向に交互に積層された積層体によって構成されている。チューブ11cは、その断面が扁平状で上下方向に延びており、冷媒を流すための流路が内部に形成されている。フィン11dは、コルゲートフィンであり、薄い金属板を屈曲させることで形成されている。フィン11dは、隣り合うチューブ11cの間に配置され、チューブ11cの外側面のうち平坦な面に接合されている。また、複数のチューブ11c及び複数のフィン11dから構成される積層体の積層方向(以下、この方向を単に「積層方向」ともいう)の両端部には、サイドプレート11eが配置され、風上側コア部11を補強している。図2及び図4では、風上側コア部11を構成するチューブ11c、フィン11d及びサイドプレート11eの図示が省略されている。
As shown in FIG. 1, the
図2に示されるように、風上側コア部11は、第3コア部11a及び第4コア部11bを有している。第3コア部11aは、複数のチューブ11cの一部で、一つの列を成すように配列された一群のチューブ11cによって構成されている。第4コア部11bは、複数のチューブ11cの残部で、一つの列を成すように配列された一群のチューブ11cによって構成されている。第3コア部11a及び第4コア部11bは、積層方向に隣り合うように配置されている。空気が流れる方向であるX方向に沿って冷媒蒸発器1を見た場合に、第3コア部11aは積層方向の右側に配置されたチューブ群で構成され、第4コア部11bは積層方向の左側に配置されたチューブ群で構成されている。すなわち、X方向に流れる空気は、その一部が第3コア部11aを通過し、他の一部が第4コア部を通過する。第3コア部11a及び第4コア部11bは、いずれも、X方向の寸法に比べて積層方向の寸法が大きい幅広形状となっている。
As shown in FIG. 2, the
風上側分配タンク部13は、風上側コア部11の下方に配置されている。風上側分配タンク部13は、両端が閉塞された筒状体であり、冷媒を流す流路が内部に形成されている。風上側分配タンク部13の上部には、不図示の貫通孔が複数形成されている。当該貫通孔には、風上側コア部11を構成する複数のチューブ11cの下端部が挿入され接合されている。つまり、風上側分配タンク部13は、その内部の流路が風上側コア部11の複数のチューブ11cに連通するように構成されている。これにより、風上側分配タンク部13は、風上側コア部11を構成する複数のチューブ11cへ冷媒を分配するための分配部として機能する。
The windward
図2及び図4に示されるように、風上側分配タンク部13の内部であって、長手方向の中央位置には、仕切板13cが配置されている。仕切板13cは、風上側分配タンク部13の内部流路を、第1分配部13aと第2分配部13bとに区画している。第1分配部13aは、第3コア部11aを構成する複数のチューブ11cに連通する空間である。第1分配部13aは、第3コア部11aを構成する複数のチューブ11cに冷媒を分配する。第2分配部13bは、第4コア部11bを構成する複数のチューブ11cに連通する空間である。第2分配部13bは、第4コア部11bを構成する複数のチューブ11cに冷媒を分配する。風上側分配タンク部13の側面であって中間タンク部33側の部分には、第1分配部連通口131及び第2分配部連通口132が形成されている。第1分配部連通口131は、風上側分配タンク部13の管壁を貫通し、第1分配部13aの内外を連通している。第2分配部連通口132は、風上側分配タンク部13の管壁を貫通し、第2分配部13bの内外を連通している。
As shown in FIGS. 2 and 4, a
風上側集合タンク部12は、風上側コア部11の上方に配置されている。風上側集合タンク部12は、筒状体であり、冷媒を流す流路が内部に形成されている。風上側集合タンク部12は、X方向に沿って見た場合に、左端が閉塞され、右端に冷媒出口12aが形成されている。冷媒出口12aは、風上側集合タンク部12の内部から、不図示の圧縮機の吸入側に冷媒を導出する。風上側集合タンク部12の底部には、不図示の貫通孔が複数形成されている。当該貫通孔には、風上側コア部11を構成する複数のチューブ11cの上端部が挿入され接合される。つまり、風上側集合タンク部12は、その内部の流路が風上側コア部11の複数のチューブ11cに連通するように構成されている。これにより、風上側集合タンク部12は、風上側コア部11の複数のチューブ11cから流出した冷媒を集めるための集合部として機能する。
The
風下側蒸発部20は、X方向に沿って見た場合に風上側蒸発部10と重合するように配置されている。風下側蒸発部20は、風下側コア部21と、風下側分配タンク部22と、風下側集合タンク部23と、を有している。
The
図1に示されるように、風下側コア部21は、複数のチューブ21cと、複数のフィン21dとが水平方向に交互に積層された積層体によって構成されている。チューブ21cは、その断面が扁平状で上下方向に延びており、冷媒を流すための流路が内部に形成されている。フィン21dは、コルゲートフィンであり、薄い金属板を屈曲させることで形成されている。フィン21dは、隣り合うチューブ21cの間に配置され、チューブ21cの外側面のうち平坦な面に接合されている。また、複数のチューブ21c及び複数のフィン21dから構成される積層体の積層方向の両端部には、サイドプレート21eが配置され、風下側コア部21を補強している。図2及び図4では、風下側コア部21を構成するチューブ21c、フィン21d及びサイドプレート21eの図示が省略されている。
As shown in FIG. 1, the
図2に示されるように、風下側コア部21は、第1コア部21a及び第2コア部21bを有している。第1コア部21aは、複数のチューブ21cの一部で、一つの列を成すように配列された一群のチューブ21cによって構成されている。第2コア部21bは、複数のチューブ21cの残部で、一つの列を成すように配列された一群のチューブ21cによって構成されている。第1コア部21a及び第2コア部21bは、積層方向に隣り合うように配置されている。空気が流れるX方向に沿って冷媒蒸発器1を見た場合に、第1コア部21aは積層方向の右側に配置されたチューブ群で構成され、第2コア部21bは積層方向の左側に配置されたチューブ群で構成されている。また、X方向に沿って冷媒蒸発器1を見た場合に、第1コア部21aは第3コア部11aと重複し、第2コア部21bは第4コア部11bと重複するように配置されている。これにより、X方向に流れる空気は、その一部が第3コア部11aを通過した後に第1コア部21aを通過する一方で、他の一部が第4コア部11bを通過した後に第2コア部21bを通過する。第1コア部21a及び第2コア部21bは、いずれも、X方向の寸法に比べて積層方向の寸法が大きい幅広形状となっている。
As shown in FIG. 2, the
風下側分配タンク部22は、風下側コア部21の上方に配置されている。風下側分配タンク部22は、筒状体であり、冷媒を流す流路が内部に形成されている。風下側分配タンク部22は、X方向に沿って見た場合に、左端が閉塞され、右端に冷媒入口22aが形成されている。冷媒入口22aは、不図示の膨張弁によって減圧された低圧冷媒を導入する。風下側分配タンク部22の底部には、不図示の貫通孔が複数形成されている。当該貫通孔には、風下側コア部21を構成する複数のチューブ21cの上端部が挿入され接合されている。つまり、風下側分配タンク部22は、その内部の流路が風下側コア部21の複数のチューブ21cに連通するように構成されている。これにより、風下側分配タンク部22は、風下側コア部21を構成する複数のチューブ21cへ冷媒を分配するための分配部として機能する。
The leeward
風下側集合タンク部23は、風下側コア部21の下方に配置されている。風下側集合タンク部23は、両端が閉塞された筒状体であり、冷媒を流す流路が内部に形成されている。風下側集合タンク部23の上部には、不図示の貫通孔が複数形成されている。当該貫通孔には、風下側コア部21を構成する複数のチューブ21cの下端部が挿入され接合されている。つまり、風下側集合タンク部23は、その内部の流路が複数のチューブ21cに連通するように構成されている。
The leeward side collecting
風下側集合タンク部23の内部であって、長手方向の中央位置には、仕切板23cが配置されている。仕切板23cは、風下側集合タンク部23の内部流路を、第1集合部23aと、第2集合部23bとに区画している。第1集合部23aは、第1コア部21aを構成する複数のチューブ21cに連通する空間である。第1集合部23aは、第1コア部21aを構成する複数のチューブ21cから流出した冷媒を集める。第2集合部23bは、第2コア部21bを構成する複数のチューブ21cに連通する空間である。第2集合部23bは、第2コア部21bを構成する複数のチューブ21cから流出した冷媒を集める。すなわち、風下側集合タンク部23は、第1コア部21aから流出する冷媒と、第2コア部21bから流出する冷媒とを別々に集める集合部として機能する。
A
風下側集合タンク部23の側面であって中間タンク部33側の部分には、第1集合部連通口231及び第2集合部連通口232が形成されている。第1集合部連通口231は、風下側集合タンク部23の管壁を貫通し、第1集合部23aの内外を連通している。また、第2集合部連通口232は、風下側集合タンク部23の管壁を貫通し、第2集合部23bの内外を連通している。
A first collecting
中間タンク部33は、風上側蒸発部10の風上側分配タンク部13と、風下側蒸発部20の風下側集合タンク部23との間に設けられている。中間タンク部33は、冷媒が流れる流路が内部に形成された筒状体である。
The
図2及び4に示されるように、中間タンク部33の内部には仕切部材34が設けられている。図3に示されるように、仕切部材34は、いずれも所定の厚みを有する板状の側板34a、底板34b及び傾斜板34cを有している。側板34aは、その一端が中間タンク部33の内壁面に沿うように湾曲形成されている。底板34bは、側板34aの他端から、側板34aに対して略垂直方向に延びている。傾斜板34cは、その底板34bの端部から、底板34bに対して傾斜する方向に延びている。傾斜板34cは、底板34bの端部から離れるほどその幅寸法が小さくなるように形成されている。また、底板34bのうち傾斜板34c寄りの一部には、連通孔34dが形成されている。連通孔34dは、底板34bをその厚み方向に貫通している。
As shown in FIGS. 2 and 4, a
仕切部材34は、中間タンク部33内の上部寄りの部位に設けられている。中間タンク部33内は、この仕切部材34によって第1通路33aと第2通路33bとに区画されている。
The
図5に示されるように、第1通路33aは、中間タンク部33内の空間のうち、第2通路33bの周囲に形成される部分である。第1通路33aは、絞り流路33kを有する。絞り流路33kは、中間タンク部33の上部に設けられた仕切部材33cによって、中間タンク部33の下部に形成されている。また、絞り流路33kの上流側には端部流路33mが形成され、下流側には端部流路33nが形成されている。端部流路33m,33nは、いずれも絞り流路33kよりも流路断面積が大きい。
As shown in FIG. 5, the
図5に示されるように、第2通路33bは、中間タンク部33の上部の管壁と、仕切部材34の側板34a、底板34b及び傾斜板34cと、によって囲まれる空間である。第2通路33bの容積は、第1通路33aの容積よりも小さい。
As shown in FIG. 5, the
図2及び図4に示されるように、中間タンク部33の側面であって風下側集合タンク部23側の部分には、第1連通口331及び第2連通口332が形成されている。第1連通口331は、中間タンク部33の管壁を貫通し、第1通路33aの内外を連通している。また、第2連通口332は、中間タンク部33の管壁を貫通し、第2通路33bの内外を連通している。
As shown in FIGS. 2 and 4, a
また、中間タンク部33の側面であって風上側分配タンク部13側の部分には、第3連通口333及び第4連通口334が形成されている。第3連通口333は、中間タンク部33の管壁を貫通し、第1通路33aの内外を連通している。また、第4連通口334は、中間タンク部33の管壁を貫通し、第2通路33bの内外を連通している。
In addition, a
次に、図4及び図5を参照しながら、冷媒蒸発器1における冷媒の流れと、それによる空気の冷却について説明する。
Next, the flow of the refrigerant in the
不図示の膨張弁によって減圧された低圧冷媒は、液相の状態で冷媒蒸発器1に供給される。冷媒は、図4に矢印Aで示されるように、冷媒入口22aから風下側分配タンク部22の内部に導入される。この冷媒は、風下側分配タンク部22の内部において分配され、矢印B及び矢印Cで示されるように、風下側コア部21の第1コア部21a及び第2コア部21bに流入する。
The low-pressure refrigerant decompressed by an expansion valve (not shown) is supplied to the
第1コア部21a及び第2コア部21bに流入した冷媒は、それぞれを構成する複数のチューブ11cの内部を下方に流れる。このとき、複数のチューブ11cの内部を流れる冷媒が、複数のチューブ11cの間をX方向に通過する空気と熱交換を行う。これにより、液相の冷媒の一部が蒸発して空気から吸熱し、空気の冷却が行われる。
The refrigerant that has flowed into the
第1コア部21aの下端部から流出した冷媒は、矢印Dで示されるように、風下側集合タンク部23の第1集合部23aに流入して集められる。また、第2コア部21bの下端部から流出した冷媒は、矢印Eで示されるように、風下側集合タンク部23の第2集合部23bに流入して集められる。
The refrigerant flowing out from the lower end portion of the
第1集合部23aに集められた冷媒は、矢印Fで示されるように、第1集合部連通口231を介して第1集合部23aから排出される。この冷媒は、第1連通口331を介して第1通路33aの端部流路33mに流入する。また、第2集合部23bに集められた冷媒は、矢印Gで示されるように、第2集合部連通口232を介して第2集合部23bから排出される。この冷媒は、第2連通口332を介して第2通路33bに流入する。
The refrigerant collected in the
第1通路33aの端部流路33mに流入した冷媒は、図5に矢印C1で示されるように、第2通路33bの下方に回り込むようにして絞り流路33kに流入する。絞り流路33kは端部流路33mよりも流路断面積が小さいため、絞り流路33kに流入した冷媒は流速が増加する。絞り流路33kを高速で流れた冷媒は、その下流側の端部流路33nに流入する。この冷媒は、図5に矢印C2で示されるように、中間タンク部33の壁面33pに沿って流れる方向を変え、図4に示される第3連通口333に向かって流れる。
As shown by the arrow C1 in FIG. 5, the refrigerant flowing into the
中間タンク部33の第1通路33aを通過した冷媒は、図4に矢印Hで示されるように、第3連通口333を介して第2通路33bから排出される。この冷媒は、風上側分配タンク部13に向かって流れ、第2分配部連通口132を介して第2分配部13bに流入する。
The refrigerant that has passed through the
一方、中間タンク部33の第2通路33bを通過した冷媒は、図4に矢印Iで示されるように、第4連通口334を介して第2通路33bから排出される。この冷媒は、風上側分配タンク部13に向かって流れ、第1分配部連通口131を介して第1分配部13aに流入する。
On the other hand, the refrigerant that has passed through the
第1分配部13aに流入した冷媒は、図4に矢印Kで示されるように、第3コア部11aの下端部から流入する。詳細には、第1分配部13aの冷媒は、第3コア部11aを構成する複数のチューブ11cに分配される。
The refrigerant that has flowed into the
第2分配部13bに流入した冷媒は、図4に矢印Jで示されるように、第4コア部11bの下端部から流入する。詳細には、第2分配部13bの冷媒は、第4コア部11bを構成する複数のチューブ11cに分配される。
The refrigerant that has flowed into the
第3コア部11a及び第4コア部11bに流入した冷媒は、それぞれを構成する複数のチューブ11cの内部を上方に流れる。このとき、複数のチューブ11cの内部を流れる冷媒が、複数のチューブ11cの間をX方向に通過する空気と熱交換を行う。これにより、液相の冷媒の一部が蒸発して空気から吸熱し、空気の冷却が行われる。
The refrigerant that has flowed into the
第3コア部11a及び第4コア部11bの上端部から流出した冷媒は、図4に矢印M及び矢印Lで示されるように、いずれも風上側集合タンク部12の内部に流入して合流する。この冷媒は、図4に矢印Nで示されるように、風上側集合タンク部12の内部を流れ、冷媒出口12aから冷媒蒸発器1の外部に流出する。この後、冷媒は、不図示の圧縮機の吸入側に供給される。
As shown by the arrows M and L in FIG. 4, the refrigerant that has flowed out from the upper ends of the
第1コア部21aの近傍の冷媒入口22aから風下側分配タンク部22内に冷媒を流入させる構成では、第1コア部21aと第2コア部21bとに分配される冷媒の流量に差異が生じる。すなわち、冷媒入口22aに近く冷媒が流入し易い第1コア部21aには、冷媒入口22aから遠い第2コア部21bと比べて、大きな流量の冷媒が供給される傾向がある。
In the configuration in which the refrigerant flows into the leeward
このような冷媒の流量の差異が生じると、第1コア部21aを通過する空気は、第2コア部21bを通過する空気と比べて、冷媒との間の熱交換を活発に行う。このため、X方向に通過する空気において温度分布の偏りが生じるおそれがある。
When such a difference in the flow rate of the refrigerant occurs, the air passing through the
そこで、冷媒蒸発器1は、上記のように、風下側集合タンク部23から風上側分配タンク部13へ向かう冷媒を、X方向に対して交差させるように構成されている。つまり、風下側集合タンク部23の第1集合部23a内の冷媒は、中間タンク部33を介して風上側分配タンク部13の第2分配部13bに導かれる。さらに、風下側集合タンク部23の第2集合部23b内の冷媒は、中間タンク部33を介して風上側分配タンク部13の第1分配部13aに導かれる。
Therefore, the
このように、冷媒をX方向に対して交差するように入れ替えることにより、第1コア部21a及び第3コア部11aを通過する一部の空気が熱交換を行う冷媒の流量と、第2コア部21b及び第4コア部11bを通過する他の一部の空気が熱交換を行う冷媒の流量と、の差異を小さくすることが可能となる。この結果、X方向に通過する空気において温度分布の偏りを抑制することが可能となる。
Thus, by replacing the refrigerant so as to intersect the X direction, the flow rate of the refrigerant in which a part of the air passing through the
ところで、冷凍サイクルにおいて冷媒の圧送を行う圧縮機には、そのスムーズな駆動のために潤滑油が用いられている。この潤滑油は、圧縮機の駆動に伴って冷媒中に混入してしまうことがある。冷凍サイクルを構成する配管や冷媒蒸発器等に潤滑油が滞留してしまうと、圧縮機が貧潤滑となって駆動に支障をきたすおそれがある。 Incidentally, lubricating oil is used in a compressor that pumps refrigerant in a refrigeration cycle for smooth driving. This lubricating oil may be mixed in the refrigerant as the compressor is driven. If the lubricating oil stays in the piping, refrigerant evaporator, or the like constituting the refrigeration cycle, the compressor may become poorly lubricated and hinder driving.
このような潤滑油の滞留は、冷媒の流量が小さい経路で顕著に表れる。つまり、第1コア部21aと比べて供給される冷媒の流量が小さい第2コア部21bや、第2コア部21bから冷媒が供給される経路において、潤滑油を冷媒とともに下流側に排出できなくなる懸念がある。
Such stagnation of the lubricating oil appears remarkably in a path where the flow rate of the refrigerant is small. That is, in the
冷媒蒸発器1では、このような課題を解決するために、中間タンク部33において工夫がなされている。次に、図5を参照しながら、この工夫点について説明する。
In the
前述したように、第1コア部21aを通過した冷媒は、風下側集合タンク部23の第1集合部23aを介して中間タンク部33の第1通路33aに供給される。一方、第2コア部21bを通過した冷媒は、風下側集合タンク部23の第2集合部23bを介して中間タンク部33の第2通路33bに供給される。すなわち、風下側分配タンク部22において分配された冷媒のうち、比較的流量が大きい冷媒が第1通路33aに供給されるのに対して、比較的流量が小さい冷媒が第2通路33bに供給される。
As described above, the refrigerant that has passed through the
このため、図5に示されるように、第2通路33bでは、冷媒に混入していた潤滑油LOの滞留が生じる。潤滑油LOは、仕切部材34の底板34b上で、両端を側板34a及び傾斜板34cによって囲まれて滞留する。しかしながら、前述したように第2通路33bの容積は第1通路33aの容積よりも小さく形成されているため、潤滑油LOの滞留量は小さなものとなる。
For this reason, as shown in FIG. 5, the
前述したように、仕切部材34の底板34bには連通孔34dが形成されている。この連通孔34dは、第1通路33aの絞り流路33kと第2通路33bとを連通している。したがって、潤滑油LOは、その自重によって、連通孔34dを介して第2通路33bから排出され、下方の絞り流路33kに流入する。
As described above, the
また、第1通路33aの絞り流路33kは、仕切部材34の下方で、底板34bに沿って冷媒を流すように形成されている。連通孔34dは、この絞り流路33kに面している。前述したように、絞り流路33kは端部流路33mよりも断面積が小さいため、矢印C1で示されるように絞り流路33kを流れる冷媒は、その流速が大きくなっている。このため、第2通路33bに滞留している潤滑油LOは、連通孔34dを介して、この流速が大きい冷媒の流れによって誘引される。この結果、連通孔34dを介した潤滑油LOの排出が促される。
Further, the
また、第1通路33aの端部流路33nは、連通孔34dの近傍からその下流側にかけて、断面積が拡大している。つまり、中間タンク部33の壁面と、仕切部材34の傾斜板34cと、の間隔は、連通孔34dの近傍からその下流側にかけて漸次大きくなる。端部流路33nにおいてこのように断面積が拡大すると、そこを流れる冷媒の流速が低下し、圧力が上昇する。このため、端部流路33n内の冷媒の一部が逆流するなど、連通孔34dの近傍で冷媒の流れに乱れが生じる。この結果、連通孔34dを介した潤滑油LOの排出が促される。
The
このように、自重や、絞り流路33kを流れる冷媒による誘引、端部流路33nにおける冷媒の流れの乱れ等により、潤滑油LOが連通孔34dを介して第2通路33bから積極的に排出される。この潤滑油LOは、矢印C1,C2で示されるように流れる冷媒とともに冷媒蒸発器1から排出され、下流側に設けられる圧縮機に供給される。これにより、圧縮機が貧潤滑となることが抑制される。
As described above, the lubricating oil LO is actively discharged from the
以上の説明のように、冷媒蒸発器1の構成によれば、風下側分配タンク部22から、第1コア部21a及び第2コア部21bをそれぞれ構成するチューブ21cに冷媒が分配される。この風下側分配タンク部22は、第1コア部21aの近傍に冷媒入口22aを有している。このような構成では、冷媒入口22aに近い第1コア部21aに冷媒が供給され易いため、冷媒入口22aから遠い第2コア部21bでは、分配される冷媒の流量が比較的小さくなる。
As described above, according to the configuration of the
上記構成は、さらに、第1コア部21aを通過した冷媒を第1通路33aによって第4コア部11bに導くとともに、第2コア部21bを通過した冷媒を第2通路33bによって第3コア部11aに導く。第2通路33bの容積は第1通路33aの容積よりも小さい。つまり、第2コア部21bを通過し流量が比較的小さい冷媒の流れは、容積が比較的小さい第2通路33bに供給される。流量が比較的小さく、潤滑油LOが滞留するおそれがある冷媒の流れを第2通路33bに供給することで、潤滑油LOの滞留が生じる場合でも、その滞留量を抑制することが可能となる。
In the above configuration, the refrigerant that has passed through the
また、中間タンク部33は、第1通路33aと第2通路33bとを区画する仕切部材34を内部に有する。仕切部材34は、第1通路33aと第2通路33bとを連通する連通孔34dが形成されている。この構成によれば、第2通路33bに潤滑油LOが滞留する場合に、連通孔34dを介して潤滑油LOを第1通路33aに排出することができる。この結果、第1通路33aの流量が大きい冷媒の流れとともに潤滑油LOを冷媒蒸発器1の下流側に排出し、圧縮機に戻すことが可能になる。
Moreover, the
また、連通孔34dは、仕切部材34の底面に形成されている。この構成によれば、第2通路33bに潤滑油LOが滞留する場合でも、潤滑油LOを、その自重によって、底板34bに形成された連通孔34dを介して、第2通路33bから排出することが可能になる。
Further, the
また、第1通路33aは、仕切部材34の底面に沿って冷媒を流すように形成されている。この構成によれば、第2通路33bに滞留している潤滑油LOは、第1通路33aを流れる冷媒によって誘引される。この結果、連通孔34dを介した潤滑油LOの排出を促すことが可能になる。
Further, the
また、第1通路33aは、連通孔34dの近傍からその下流側にかけて断面積が拡大するように形成されている。この構成によれば、第1通路33aの断面積が拡大する部分を流れる冷媒の流速が低下し、圧力が上昇する。このため、冷媒の一部が逆流するなど、連通孔34dの近傍で冷媒の流れに乱れが生じる。この結果、連通孔34dを介した潤滑油LOの排出を促すことが可能になる。
The
次に、第2実施形態に係る冷媒蒸発器1Aについて、図6を参照しながら説明する。この冷媒蒸発器1Aは、第1実施形態と同様に、車室内の温度を調整する車両用空調装置の冷凍サイクルに適用される。冷媒蒸発器1Aは、その仕切部材34Aの形状が、第1実施形態に係る仕切部材34と異なる。冷媒蒸発器1Aのうち、冷媒蒸発器1と同一の構成については同一の符号を付して、説明を適宜省略する。
Next, the
図6は、第2実施形態に係る冷媒蒸発器1Aの仕切部材34Aの周辺を示している。図6は、図5と対応する方向から冷媒蒸発器1Aを示している。
FIG. 6 shows the periphery of the
仕切部材34Aは、その底板34bの一部に、上方に突出する突出筒34eが形成されている。突出筒34eは、筒形状を呈するとともに、その上端が閉塞されている。
The
また、突出筒34eの側面であって、底板34b近傍には、複数の連通孔34d1が形成されている。連通孔34d1は、突出筒34eを貫通し、内外を連通させている。
A plurality of communication holes 34d1 are formed on the side surface of the protruding
このように構成された第2実施形態に係る冷媒蒸発器1Aでも、第2通路33bにおいて潤滑油LOの滞留が生じた場合でも、連通孔34d1を介して当該潤滑油LOを排出することが可能になる。潤滑油LOの排出は、矢印C3で示されるように絞り流路33kを流れる冷媒の誘引により促される。また、連通孔34d1を複数設けることにより、潤滑油LOの排出をさらに促すことが可能になる。
Even in the
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。 The embodiments of the present invention have been described above with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples. In other words, those specific examples that have been appropriately modified by those skilled in the art are also included in the scope of the present invention as long as they have the characteristics of the present invention. Each element provided in each of the specific examples described above and its arrangement, material, condition, shape, size, and the like are not limited to those illustrated, but can be changed as appropriate.
1,1A:冷媒蒸発器
11a:第3コア部
11b:第4コア部
11c:チューブ
13a:第1分配部
13b:第2分配部
21a:第1コア部
21b:第2コア部
21c:チューブ
22:風下側分配タンク部(分配タンク部)
22a:冷媒入口
23a:第1集合部
23b:第2集合部
33:中間タンク部
33a:第1通路
33b:第2通路
34,34A:仕切部材
34d,34d1:連通孔
1, 1A:
22a:
Claims (1)
被冷却流体の一部と冷媒の一部との間で熱交換を行わせる第1コア部(21a)と、
被冷却流体の他の一部と冷媒の他の一部との間で熱交換を行わせる第2コア部(21b)と、
被冷却流体の流れ方向において前記第1コア部と重複して配置され、前記被冷却流体の一部と前記冷媒の他の一部との間で熱交換を行わせる第3コア部(11a)と、
被冷却流体の流れ方向において前記第2コア部と重複して配置され、前記被冷却流体の他の一部と前記冷媒の一部との間で熱交換を行わせる第4コア部(11b)と、
前記第1コア部の近傍に冷媒の入口(22a)を有し、前記第1コア部及び前記第2コア部を構成する複数のチューブ(21c)の上流端に設けられ、該チューブに冷媒を分配する分配タンク部(22)と、
前記第1コア部を構成する複数のチューブ(21c)の下流端に設けられ、該チューブを通過した冷媒を集合させる第1集合部(23a)と、
前記第2コア部を構成する複数のチューブ(21c)の下流端に設けられ、該チューブを通過した冷媒を集合させる第2集合部(23b)と、
前記第3コア部を構成する複数のチューブ(11c)の上流端に設けられ、該チューブに冷媒を分配する第1分配部(13a)と、
前記第4コア部を構成する複数のチューブ(11c)の上流端に設けられ、該チューブに冷媒を分配する第2分配部(13b)と、
前記第1集合部と前記第2分配部とを連通する第1通路(33a)、及び、前記第2集合部と前記第1分配部とを連通する第2通路(33b)が内部に形成された中間タンク部(33)とを備え、
前記第2通路の容積は、前記第1通路の容積よりも小さく、
前記中間タンク部は、前記第1通路と前記第2通路とを区画する仕切部材(34)を内部に有し、
前記仕切部材には、前記第1通路と前記第2通路とを連通する連通孔(34d)が形成されており、
前記連通孔は、前記仕切部材の底部に形成されており、
前記第1通路は、前記仕切部材の底部に沿って冷媒を流すように形成され、且つ前記連通孔に繋がっている部分から下流側にかけて断面積が拡大するように形成されている、冷媒蒸発器。 A refrigerant evaporator (1, 1A) that exchanges heat between a fluid to be cooled and a refrigerant,
A first core portion (21a) that exchanges heat between a part of the fluid to be cooled and a part of the refrigerant;
A second core portion (21b) that performs heat exchange between the other part of the fluid to be cooled and the other part of the refrigerant;
A third core portion (11a) which is arranged so as to overlap the first core portion in the flow direction of the fluid to be cooled and allows heat exchange between a part of the fluid to be cooled and another portion of the refrigerant. When,
A fourth core portion (11b) that is arranged so as to overlap with the second core portion in the flow direction of the fluid to be cooled and allows heat exchange between another portion of the fluid to be cooled and a portion of the refrigerant. When,
A refrigerant inlet (22a) is provided in the vicinity of the first core part, provided at the upstream ends of a plurality of tubes (21c) constituting the first core part and the second core part, and the refrigerant is supplied to the tubes. A distribution tank section (22) for distribution;
A first collecting portion (23a) that is provided at a downstream end of the plurality of tubes (21c) constituting the first core portion and collects the refrigerant that has passed through the tubes;
A second collecting portion (23b) that is provided at a downstream end of the plurality of tubes (21c) constituting the second core portion and collects the refrigerant that has passed through the tubes;
A first distribution part (13a) that is provided at an upstream end of the plurality of tubes (11c) constituting the third core part and distributes the refrigerant to the tubes;
A second distribution part (13b) provided at the upstream end of the plurality of tubes (11c) constituting the fourth core part and distributing the refrigerant to the tubes;
A first passage (33a) that connects the first collecting portion and the second distributing portion and a second passage (33b) that connects the second collecting portion and the first distributing portion are formed inside. Intermediate tank portion (33),
Volume of the second passage, rather smaller than the volume of the first passage,
The intermediate tank portion has a partition member (34) that partitions the first passage and the second passage inside,
The partition member is formed with a communication hole (34d) for communicating the first passage and the second passage,
The communication hole is formed at the bottom of the partition member,
The first passage is formed so that the refrigerant flows along the bottom of the partition member, and the refrigerant evaporator is formed so that a cross-sectional area increases from a portion connected to the communication hole to a downstream side . .
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