| 【発明の名称】 |
積層型エバポレータ |
| 【発明者】 |
【氏名】佐々木 美弘
【氏名】十河 承二
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| 【要約】 |
【課題】空気を均一に冷却すると共に、内部を流れる冷媒の偏流を生じにくくする構造を安価に実現する。
【解決手段】互いに同一の構造である、複数の単位コア５２、５２を、フィンを介して重ね合わせる事によりコア部２ｂを構成する。上記各単位コア５２、５２の上流側と下流側とに、それぞれ冷媒分配タンク部５４と冷媒集合タンク部５５とを備える。冷媒分配タンク部５４及び冷媒集合タンク部５５の一部で、コア部２ｂの幅方向中央部に存在する部分に、それぞれ冷媒送り込み管３と冷媒取り出し管４とを接続する。各単位コア５２、５２の内部を流れる冷媒は、上記冷媒分配タンク部５４及び冷媒集合タンク部５５を構成する部分を除いて、これら各単位コア５２、５２の幅方向中心に関して対称な方向に流れる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 それぞれの片面に凹部を形成した金属板を２枚１組とし、互いの凹部同士を対向させた状態で最中状に重ね合わせて互いに気密且つ液密に接合する事により、内側に扁平な流路を有する素子とし、複数の素子を、隣り合う素子同士の間にフィンを設けた状態で重ね合わせる事により構成したコア部を有し、このコア部を構成する上記各素子の内部に冷媒を流通させると共に、これら各素子の外部に空気調和用の空気を、このコア部の厚さ方向に通過させる状態で使用する積層型エバポレータに於いて、上記コア部を、このコア部の高さ方向及び厚さ方向の端部に設けられた、このコア部の幅方向に長い折り返しタンク部を有し、互いにほぼ同一の構造である複数の単位コアを、フィンを介して重ね合わせる事により構成し、重ね合わせた状態で、それぞれが上記コア部の高さ方向及び厚さ方向の端部で上記折り返しタンク部と異なる部分に設けられた、上記各単位コアの内部に冷媒を分配する為の冷媒分配タンク部と、各単位コアの内部を流れた冷媒が集合する状態で送り込まれる冷媒集合タンク部とを備え、上記冷媒分配タンク部の一部で、上記コア部の幅方向中央部に存在する部分に冷媒を外部から送り込み自在とし、上記冷媒集合タンク部の一部で、上記コア部の幅方向中央部に存在する部分から冷媒を外部に取り出し自在とし、上記各単位コアの内部を流れる冷媒が、上記冷媒分配タンク部及び冷媒集合タンク部を構成する部分を除いて、これら各単位コアの幅方向中心に関して対称な方向に流れる事を特徴とする積層型エバポレータ。
【請求項２】 複数の素子は、互いに内部構造が異なる第一素子と第二素子との２種類がそれぞれ複数枚ずつ存在し、このうちの第一素子は、一端部に互いに独立した状態で設けられた第一、第二深凹部と、他端部に互いに独立した状態で設けられた第三、第四深凹部と、中間部に設けられて、第一素子の幅方向で互いに異なる側の端部に存在する第二深凹部と第三深凹部とを連通させる１本の第一浅凹部とを備えた１対の第一金属板をそれぞれの凹部同士を対向させた状態で最中状に重ね合わせ、上記第一深凹部同士が突き合わされた部分に第一タンク空間を、上記第二深凹部同士が突き合わされた部分に第二タンク空間を、上記第三深凹部同士が突き合わされた部分に第三タンク空間を、上記第四深凹部同士が突き合わされた部分に第四タンク空間を、上記第一浅凹部同士が突き合わされた部分に上記第二、第三タンク空間同士を連通させる第一流路を、それぞれ設けたものであり、上記各第二素子は、一端部に互いに独立した状態で設けられた第五、第六深凹部と、他端部に互いに独立した状態で設けられた第七、第八深凹部と、中間部に、途中を１８０度折り返す状態で設けられ、これら第七、第八深凹部同士を連通させる１本の第二浅凹部とを備えた１対の第二金属板を、それぞれの凹部同士を対向させた状態で最中状に重ね合わせ、上記第五深凹部同士が突き合わされた部分に第五タンク空間を、上記第六深凹部同士が突き合わされた部分に第六タンク空間を、上記第七深凹部同士が突き合わされた部分に第七タンク空間を、上記第八深凹部同士が突き合わされた部分に第八タンク空間を、上記第二浅凹部同士が突き合わされた部分に上記第七、第八タンク空間同士を連通させる第二流路を、それぞれ設けたものであり、上記第一素子又は複数の第一素子をフィンを介して重ねて成る第一素子群と、上記第二素子又は複数の第二素子をフィンを介して重ねて成る第二素子群とをフィンを介して、内側の素子をフィンを介して偶数枚重ねて成る素子群の両側に互いに同じ順に同一の素子を重ね合わせる事で単位コアを構成し、この単位コアを、フィンを介して複数重ね合わせた状態で、上記複数のタンク空間のうちの互いに対向するタンク空間のうちの少なくとも一部のタンク空間同士が連通して、折り返しタンク部と冷媒分配タンク部と冷媒集合タンク部とを構成する、請求項１に記載した積層型エバポレータ。
【請求項３】 第一素子をフィンを介して複数枚重ねて成る第一素子群を内側部分とし、上記第二素子又はこの第二素子をフィンを介して内側部分の第一素子群の半数枚重ねて成る第二素子群を中間部分とし、上記第一素子又はこの第一素子をフィンを介して内側部分の第一素子群の半数枚重ねて成る第一素子群で両側面の方向を上記内側部分の両側面の方向と異ならせたものを外側部分とし、上記内側部分の両側にそれぞれフィンを介して上記中間部分と上記外側部分とを順に重ね合わせる事により単位コアを構成し、上記内側部分を構成する第一素子の第二タンク空間と上記中間部分を構成する第二素子の第六タンク空間と上記外側部分を構成する第一素子の第一タンク空間とが互いに連通して冷媒分配用タンク部の一部を構成し、上記内側部分を構成する第一素子の第三タンク空間と上記中間部分を構成する第二素子の第七タンク空間とが互いに連通して、上記内側部分を構成する第一素子の内部に設けられた第一流路と上記中間部分を構成する第二素子の内部に設けられた第二流路とを通じさせる折り返しタンク部を構成し、上記内側部分を構成する第一素子の第四タンク空間と上記中間部分を構成する第二素子の第八タンク空間と上記外側部分を構成する第一素子の第三タンク空間とが互いに連通して、上記中間部分を構成する第二素子の内部に設けられた第二流路と上記外側部分を構成する第一素子の内部に設けられた第一流路とを通じさせる折り返しタンク部を構成し、上記内側部分を構成する第一素子の第一タンク空間と上記中間部分を構成する第二素子の第五タンク空間と上記外側部分を構成する第一素子の第二タンク空間とが互いに連通して、冷媒集合用タンク部の一部を構成する、請求項２に記載した積層型エバポレータ。
【請求項４】 複数の素子は、互いに内部構造が異なる第二素子と第三素子との２種類がそれぞれ複数枚ずつ存在し、このうちの第二素子は、一端部に互いに独立した状態で設けられた第五、第六深凹部と、他端部に互いに独立した状態で設けられた第七、第八深凹部と、中間部に、途中を１８０度折り返す状態で設けられ、これら第七、第八深凹部同士を連通させる１本の第二浅凹部とを備えた１対の第二金属板を、それぞれの凹部同士を対向させた状態で最中状に重ね合わせ、上記第五深凹部同士が突き合わされた部分に第五タンク空間を、上記第六深凹部同士が突き合わされた部分に第六タンク空間を、上記第七深凹部同士が突き合わされた部分に第七タンク空間を、上記第八深凹部同士が突き合わされた部分に第八タンク空間を、上記第二浅凹部同士が突き合わされた部分に上記第七、第八タンク空間同士を連通させる第二流路を、それぞれ設けたものであり、上記各第三素子は、一端部に互いに独立した状態で設けられた第九、第十深凹部と、他端部に互いに独立した状態で設けられた第十一、第十二深凹部と、中間部に設けられて、第三素子の幅方向で互いに同じ側の端部に存在する第十深凹部と第十二深凹部とを連通させる１本の第三浅凹部とを備えた１対の第三金属板をそれぞれの凹部同士を対向させた状態で最中状に重ね合わせ、上記第九深凹部同士が突き合わされた部分に第九タンク空間を、上記第十深凹部同士が突き合わされた部分に第十タンク空間を、上記第十一深凹部同士が突き合わされた部分に第十一タンク空間を、上記第十二深凹部同士が突き合わされた部分に第十二タンク空間を、上記第三浅凹部同士が突き合わされた部分に上記第十、第十二タンク空間同士を連通させる第三流路を、それぞれ設けたものであり、上記第二素子又は複数の第二素子をフィンを介して重ねて成る第二素子群と、上記第三素子又は複数の第三素子をフィンを介して重ねて成る第三素子群とをフィンを介して、内側の素子をフィンを介して偶数枚重ねて成る素子群の両側に互いに同じ順に同一の素子を重ね合わせる事で単位コアを構成し、この単位コアを、フィンを介して複数重ね合わせた状態で、上記複数のタンク空間のうちの互いに対向するタンク空間のうちの少なくとも一部のタンク空間同士が連通して、折り返しタンク部と冷媒分配タンク部と冷媒集合タンク部とを構成する、請求項１に記載した積層型エバポレータ。
【請求項５】 第三素子をフィンを介して複数枚重ねて成る第三素子群を内側部分とし、上記第三素子又はこの第三素子をフィンを介して内側部分の第三素子群の半数枚重ねて成る、第三素子群で両側面を上記内側部分の両側面と異ならせたものを中間部分とし、上記第二素子又はこの第二素子をフィンを介して内側部分の第三素子群の半数枚重ねて成る第二素子群を外側部分とし、上記内側部分の両側にそれぞれフィンを介して上記中間部分と上記外側部分とを順に重ね合わせる事により単位コアを構成し、上記内側部分を構成する第三素子の第十タンク空間と上記中間部分を構成する第三素子の第九タンク空間と上記外側部分を構成する第二素子の第六タンク空間とが互いに連通して冷媒分配用タンク部の一部を構成し、上記内側部分を構成する第三素子の第十二タンク空間と上記中間部分を構成する第三素子の第十一タンク空間と上記外側部分を構成する第二素子の第八タンク空間とが互いに連通して、上記内側部分を構成する第三素子の第三流路と上記外側部分を構成する第二素子の第二流路とを通じさせる折り返しタンク部を構成し、上記内側部分を構成する第三素子の第十一タンク空間と上記中間部分を構成する第三素子の第十二タンク空間と上記外側部分を構成する第二素子の第七タンク空間とが互いに連通して、上記中間部分を構成する第三素子の第三流路と上記外側部分を構成する第二素子の第二流路とを通じさせる折り返しタンク部を構成し、上記内側部分を構成する第三素子の第九タンク空間と上記中間部分を構成する第三素子の第十タンク空間と上記外側部分を構成する第二素子の第五タンク空間とが互いに連通して、冷媒集合用タンク部の一部を構成する、請求項４に記載した積層型エバポレータ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明に係る積層型エバポレータは、自動車用空気調和装置に組み込んで、車室内を空気調和する為の空気を冷却する。
【０００２】
【従来の技術】自動車用空気調和装置には、内部で冷媒を蒸発させ、外部を流通する空気を冷却するエバポレータを組み込んでいる。この様な、自動車用空気調和装置に組み込むエバポレータとして従来から、例えば特開昭６２−７９８号公報、特開平９−１７０８５０号公報等に記載されている様な、複数枚の金属板を互いに積層して成る、所謂積層型エバポレータが知られている。図８は、この様に従来から知られている積層型エバポレータのうちの特開平９−１７０８５０号公報に記載された積層型エバポレータを示している。
【０００３】この積層型エバポレータ１は、それぞれが２枚の金属板を最中状に組み合わせて成る複数の素子をフィン（図示せず）を介して積層する事により構成したコア部２と、このコア部２の上流側端部と下流側端部とにそれぞれ接続した、冷媒送り込み管３及び冷媒取り出し管４とから構成している。上記各素子は、風下側と風上側とに独立して高さ方向に長い１対の蒸発流路７、７と、これら各蒸発流路７、７の両端部にそれぞれ独立して存在する４個のタンク空間（図示せず）とを、それぞれ内部に有する。
【０００４】そして、この様に構成する複数の素子をフィンを介して重ね合わせると共に、互いに重ね合わされたタンク空間同士を、セパレータ５、５を設けた部分を除いて互いに連通させる事で、上記コア部２を構成している。又、このコア部２の幅方向一端部（図８の左端部）に存在する１個の素子の空気調和用の空気の流通方向に関して異なる側に存在し、且つ高さ方向に離隔した２個のタンク空間同士を、連通路６により互いに通じさせている。冷房時には、上記冷媒送り込み管３を通じて上記コア部２内に送り込んだ気液混合状態の冷媒をこのコア部２内で蒸発させて、このコア部２の温度を低下させる。この際、このコア部２の内部を流れる冷媒は、図８で矢印に示す方向に、互いに連通したタンク空間から成る複数のタンク空間群８、８から上記複数の蒸発流路７、７へ分流しつつ流れる。そして、上記コア部２の外部を流通する空気を冷却する。又、このコア部２内で蒸発したガス状の冷媒は、上記冷媒取り出し管４から取り出して、図示しないコンプレッサに送る。この様に冷媒が上記コア部２の内部を流れる際には、このコア部２の幅方向片半部（図８の右半部）で、最も低温の冷媒と最も高温の冷媒とが重畳し、上記コア部２の幅方向他半部（図８の左半部）で中間温度の冷媒が重畳した状態で流れる為、このコア部２の温度分布が、幅方向全長に亙りほぼ均一になる。従って、このコア部２を通過後の空気の温度分布がほぼ均一になって、乗員に快適な空気調和を実現できる。
【０００５】
【先発明の説明】又、本発明に先立って、図９〜１５に示す様な積層型エバポレータ１ａも発明されている（特願平１０−３１７１４５号）。この積層型エバポレータ１ａは、幅方向片半部（図９、１１の右半部）を構成する複数個の第一素子９、９と、幅方向他半部（図９、１１の左半部）を構成する複数個の第二素子１０、１０と、コルゲート型のフィン１１、１１とを積層して成るコア部２ａを有する。このうちの第一、第二素子９、１０の内部構造は互いに異なる。そして、空気調和用の空気の流通方向（図９の表側から裏側方向、図１０の右から左方向、図１１の下から上方向）に関する上記コア部２ａの風上側端面（図９の手前側端面、図１０の右端面、図１１の下端面）のうち、このコア部２ａの幅方向（図９、１１の左右方向、図１０の表裏方向）中央部に、送り込み側コネクタ１２と取り出し側コネクタ１３とを設けている。このうちの送り込み側コネクタ１２に、上記コア部２ａ内に液状若しくは気液混合状態の冷媒を送り込む為の冷媒送り込み管３の下流側端部を接続している。又、上記取り出し側コネクタ１３に、上記コア部２ａからガス状の冷媒を取り出す為の冷媒取り出し管４の上流側端部を接続している。
【０００６】上記第一素子９、９（第二素子１０、１０）は、それぞれの片面に凹部を形成した第一金属板１５、１５（第二金属板１６、１６）をそれぞれ２枚１組とし、互いの凹部同士を対向させた状態で最中状に重ね合わせて互いに気密且つ液密に接合する事により造ったもので、内側に扁平な蒸発流路１８、１９（２０）を有する。この為、上記第一の金属板１５、１５（第二金属板１６、１６）は、芯材（比較的融点が高いアルミニウム合金）の両面にろう材（Siを多く含み、比較的融点が低いアルミニウム合金）を積層した、所謂両面クラッド材としている。前記積層型エバポレータ１ａを造るには、上記第一、第二の金属板１５、１６と、前記フィン１１、１１と、上記送り込み側、取り出し側両コネクタ１２、１３と、１対のサイドプレート１７、１７とを、図９〜１１に示した状態に組み合わせ、加熱炉中で加熱して、上記ろう材により上記各部材１５、１６、１１、３、４、１２、１３、１７を、互いにろう付け接合する。
【０００７】又、上記コア部２ａの幅方向片半部を構成する第一素子９、９として、図１２（Ａ）に示す様に、内部の風下側と風上側とに、互いに独立した蒸発流路１８、１９を設けたものを用いる。これに対し、上記コア部２ａの幅方向他半部を構成する上記各第二素子１０、１０として、図１２（Ｂ）に示す様に、内部にＵ字形に折り返された１本の蒸発流路２０を有するものを用いる。
【０００８】この為、上記各第一素子９、９は、図１３（Ａ）（Ｂ）に詳示する様な第一金属板１５を２枚、最中状に重ね合わせ、互いにろう付けして成る。アルミニウム合金製の両面クラッド材である素板にプレス加工を施して成る、上記第一金属板１５は、それぞれの上端部の風下側と風上側とに、互いに独立した１対の深凹部２１、２２を設けている。又、下端部の風下側と風上側とに、互いに独立した１対の深凹部２３、２４を設けている。更に、中間部には、風下側に存在する１対の深凹部２１、２３と、風上側に存在する１対の深凹部２２、２４とを、それぞれ連通させる１対の浅凹部２５、２６を設けている。
【０００９】上記各第一素子９、９はそれぞれ、上述の様な第一金属板１５を１対ずつ、それぞれの対応する凹部２１〜２６同士を対向させた状態で最中状に重ね合わせている。そして、上記各深凹部２１〜２４同士が突き合わされた部分にそれぞれタンク空間２７〜３０を形成している。又、互いに対応する上記各浅凹部２５、２６同士が突き合わされた部分をそれぞれ蒸発流路１８、１９として、風下側に存在する１対のタンク空間２７、２９同士、及び風上側に存在する１対のタンク空間２８、３０同士を、それぞれ連通させている。
【００１０】尚、上記各浅凹部２５、２６内には多数の突起３１、３１を形成している。これら各突起３１、３１の先端面は、上記第一金属板１５、１５同士を最中状に組み合わせる際に、これら第一金属板１５、１５の周縁部及び上記各浅凹部２５、２６同士の間部分等と共に、互いに突き合わされてろう付けされる。この様な突起３１、３１は、上記各第一素子９、９の耐圧強度を確保すると共に、上記各蒸発流路１８、１９内を流れる冷媒の流れを攪乱する役目を果たす。
【００１１】一方、前記コア部２ａの幅方向他半部を構成する、前記第二素子１０、１０は、図１４（Ａ）（Ｂ）に詳示する様な第二金属板１６を２枚、最中状に重ね合わせ、互いにろう付けして成る。アルミニウム合金製の両面クラッド材である素板にプレス加工を施して成る、上記第二金属板１６は、それぞれの上端部の風下側と風上側とに、互いに独立した１対の深凹部３２、３３を設けている。又、下端部の風下側と風上側とに、互いに独立した１対の深凹部３４、３５を設けている。更に、中間部には、途中で１８０度折り返されて、それぞれ下端部に存在する２個の深凹部３４、３５同士を連通させる、１本の浅凹部３６を備える。
【００１２】上記各第二素子１０、１０はそれぞれ、上述の様な第二金属板１６を１対ずつ、それぞれの対応する凹部３２〜３６同士を対向させた状態で最中状に重ね合わせている。そして、上記各深凹部３２〜３４同士が突き合わされた部分にそれぞれタンク空間３７〜４０を形成している。又、上記浅凹部３６同士が突き合わされた部分を前記蒸発流路２０として、下端部に存在する２個のタンク空間３９、４０同士を連通させている。尚、上記浅凹部３６内にも、前述した第一金属板１５に於ける浅凹部２５、２６の場合と同様に、多数の突起３１、３１を形成している。
【００１３】前記コア部２ａは、前述した様に、幅方向片半部を前述の様に構成する複数の第一素子９、９とフィン１１、１１とを重ね合わせる事により、幅方向他半部を、それぞれが上述した様に構成する複数の第二素子１０、１０とフィン１１、１１とを重ね合わせる事により、それぞれ構成している。
【００１４】そして、上記幅方向片半部を構成する上記各第一素子９、９の上端部風下側に存在するタンク空間２７、２７同士を連通して、入口タンク部４１を構成している。この様にして構成した、入口タンク部４１は、前記送り込み側コネクタ１２を介して、前記冷媒送り込み管３に通じさせている。
【００１５】又、上記幅方向片半部を構成する上記各第一素子９、９の上端部風上側に存在するタンク空間２８、２８同士を連通して、出口タンク部４３を構成している。この様にして構成した、出口タンク部４３は、前記取り出し側コネクタ１３を介して、前記冷媒取り出し管４に通じさせている。
【００１６】又、上記幅方向片半部を構成する上記各第一素子９、９の下端部風下側に存在するタンク空間２９と、前記コア部２ａの幅方向他半部を構成する各第二素子１０、１０の下端部風下側に存在するタンク空間３９とを互いに連通して、上流側冷媒移送タンク部４４を構成している。
【００１７】更に、上記幅方向片半部を構成する上記各第一素子９、９の下端部風上側に存在するタンク空間３０と、上記コア部２ａの幅方向他半部を構成する各第二素子１０、１０の下端部風上側に存在するタンク空間４０とを互いに連通して、下流側冷媒移送タンク部４５を構成している。尚、上述の様に上記入口タンク部４１、出口タンク部４３、上流側冷媒移送タンク部４４、下流側冷媒移送タンク部４５を構成する為に、複数の金属板１５、１６の各深凹部２１〜２４、３２〜３５の底部には、一部の金属板の深凹部を除いて、冷媒を通過させる為の通孔４２を形成している。
【００１８】上述の様に構成する先発明に係る積層型エバポレータ１ａの使用時には、コンデンサから吐出され、膨張弁を通過した液状若しくは気液混合状態の冷媒が、前記冷媒送り込み管３から送り込み側コネクタ１２を介して、前記入口タンク部４１に送り込まれ、この入口タンク部４１内から、複数の蒸発流路１８〜２０へ分流しつつ流れ、前記出口タンク部４３に送り込まれる。即ち、上記入口タンク部４１内から、上記コア部２ａの幅方向片半部風下側部分を構成する第一素子９、９内の蒸発流路１８、１８に、上記上流側冷媒移送タンク部４４から、上記コア部２ａの他半部風下側部分を構成する前記各第二素子１０、１０内の蒸発流路２０、２０に、前記下流側冷媒移送タンク部４５から、上記コア部２ａの幅方向片半部風上側部分を構成する上記各第一素子９、９内の蒸発流路１９、１９に、それぞれ冷媒が分流しつつ流れる。そして、上記出口タンク部４３に達した冷媒は、前記取り出し側コネクタ１３を介して前記冷媒取り出し管４に流出し、この冷媒取り出し管４の下流端に接続した配管を通じて、コンプレッサの吸入口に送られる。この様にして上記コア部２ａ内を流れる冷媒はこのコア部２ａ内で蒸発して、このコア部２ａの温度を低下させ、このコア部２ａを流通する空気を冷却する。又、このコア部２ａ内を流れる冷媒のうち、最も低温の冷媒と最も高温の冷媒とが重畳し、中間温度の冷媒が重畳した状態で流れる為、上記コア部２ａの温度分布が、幅方向全長に亙りほぼ均一になる。従って、このコア部２ａを通過後の空気の温度分布がほぼ均一になって、乗員に快適な空気調和を実現できる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】前述若しくは上述の様に構成する従来若しくは先発明の積層型エバポレータ１、１ａの場合、コア部２、２ａの内部を流れる冷媒の偏流が生じる可能性がある。即ち、上記各積層型エバポレータ１、１ａでは、冷媒が、上記複数の流路へ分流しつつ流れるが、複数の流路の上流端を接続する為にタンク空間を連通して成る部分が比較的長い為、この部分の上流側に接続した流路が下流側に接続した流路よりも冷媒の流入性が必ずしも良くなく、偏流を生じる可能性がある。この様に偏流が生じると、コア部２、２ａの内部に熱交換を行なう事なく冷媒が流れる部分が存在すると共に、圧力損失が高くなり、熱交換性能を十分に高くする事が難しくなる可能性がある。
【００２０】これに対して、特開平８−２３３４０６号公報には、上述した様な偏流の問題を生じる事なく、コア部を通過する空気を均一に冷却する積層型エバポレータの構造が記載されているが、この構造の場合には、冷媒を均等に分流する為の複雑な構造を要する為、この積層型エバポレータを組み込んだ自動車用空気調和装置のコストが嵩む。
【００２１】本発明は、上述の様な事情に鑑みて、構造を複雑にする事なく、空気を均一に冷却できる構造を安価に実現すると共に、内部を流れる冷媒の偏流を生じにくくする事により、積層型エバポレータを組み込んだ自動車用空気調和装置の性能向上を図るべく発明したものである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】本発明の積層型エバポレータは、従来から知られ、又は先に発明した積層型エバポレータと同様に、それぞれの片面に凹部を形成した金属板を２枚１組とし、互いの凹部同士を対向させた状態で最中状に重ね合わせて互いに気密且つ液密に接合する事により、内側に扁平な流路を有する素子とし、複数の素子を、隣り合う素子同士の間にフィンを設けた状態で重ね合わせる事により構成したコア部を有する。そして、このコア部を構成する上記各素子の内部に冷媒を流通させると共に、これら各素子の外部に空気調和用の空気を、このコア部の厚さ方向に通過させる状態で使用する。
【００２３】特に、本発明の積層型エバポレータに於いては、上記コア部を、このコア部の高さ方向及び厚さ方向の端部に設けられた、このコア部の幅方向に長い折り返し５タンク部を有し、互いにほぼ同一の構造である複数の単位コアを、フィンを介して重ね合わせる事により構成する。この様に重ね合わせた状態で、それぞれが上記コア部の高さ方向及び厚さ方向の端部で上記折り返しタンク部と異なる部分に設けられた、上記各単位コアの内部に冷媒を分配する為の冷媒分配タンク部と、各単位コアの内部を流れた冷媒が集合する状態で送り込まれる冷媒集合タンク部とを備える。そして、上記冷媒分配タンク部の一部で、上記コア部の幅方向中央部に存在する部分に冷媒を外部から送り込み自在とし、上記冷媒集合タンク部の一部で、上記コア部の幅方向中央部に存在する部分から冷媒を外部に取り出し自在とし、上記各単位コアの内部を流れる冷媒が、上記冷媒分配タンク部及び冷媒集合タンク部を構成する部分を除いて、これら各単位コアの幅方向中心に関して対称な方向に流れる。
【００２４】更に、請求項２に記載した積層型エバポレータに於いては、複数の素子は、互いに内部構造が異なる第一素子と第二素子との２種類が、それぞれ複数枚ずつ存在する。そして、このうちの第一素子は、一端部に互いに独立した状態で設けられた第一、第二深凹部と、他端部に互いに独立した状態で設けられた第三、第四深凹部と、中間部に設けられて、第一素子の幅方向で互いに異なる側の端部に存在する第二深凹部と第三深凹部とを連通させる１本の第一浅凹部とを備えた１対の第一金属板をそれぞれの凹部同士を対向させた状態で最中状に重ね合わせ、上記第一深凹部同士が突き合わされた部分に第一タンク空間を、上記第二深凹部同士が突き合わされた部分に第二タンク空間を、上記第三深凹部同士が突き合わされた部分に第三タンク空間を、上記第四深凹部同士が突き合わされた部分に第四タンク空間を、上記第一浅凹部同士が突き合わされた部分に上記第二、第三タンク空間同士を連通させる第一流路を、それぞれ設けたものである。又、上記各第二素子は、一端部に互いに独立した状態で設けられた第五、第六深凹部と、他端部に互いに独立した状態で設けられた第七、第八深凹部と、中間部に、途中を１８０度折り返す状態で設けられ、これら第七、第八深凹部同士を連通させる１本の第二浅凹部とを備えた１対の第二金属板を、それぞれの凹部同士を対向させた状態で最中状に重ね合わせ、上記第五深凹部同士が突き合わされた部分に第五タンク空間を、上記第六深凹部同士が突き合わされた部分に第六タンク空間を、上記第七深凹部同士が突き合わされた部分に第七タンク空間を、上記第八深凹部同士が突き合わされた部分に第八タンク空間を、上記第二浅凹部同士が突き合わされた部分に上記第七、第八タンク空間同士を連通させる第二流路を、それぞれ設けたものである。そして、上記第一素子又は複数の第一素子をフィンを介して重ねて成る第一素子群と、上記第二素子又は複数の第二素子をフィンを介して重ねて成る第二素子群とをフィンを介して、内側の素子をフィンを介して偶数枚重ねて成る素子群の両側に互いに同じ順に同一の素子を重ね合わせる事で単位コアを構成し、この単位コアを、フィンを介して複数重ね合わせた状態で、上記複数のタンク空間のうちの互いに対向するタンク空間のうちの少なくとも一部のタンク空間同士が連通して、折り返し流路と冷媒分配タンク部と冷媒集合タンク部とを構成する。
【００２５】又、請求項４に記載した積層型エバポレータに於いては、複数の素子は、互いに内部構造が異なる第二素子と第三素子との２種類がそれぞれ複数枚ずつ存在する。そして、このうちの第二素子は、一端部に互いに独立した状態で設けられた第五、第六深凹部と、他端部に互いに独立した状態で設けられた第七、第八深凹部と、中間部に、途中を１８０度折り返す状態で設けられ、これら第七、第八深凹部同士を連通させる１本の第二浅凹部とを備えた１対の第二金属板を、それぞれの凹部同士を対向させた状態で最中状に重ね合わせ、上記第五深凹部同士が突き合わされた部分に第五タンク空間を、上記第六深凹部同士が突き合わされた部分に第六タンク空間を、上記第七深凹部同士が突き合わされた部分に第七タンク空間を、上記第八深凹部同士が突き合わされた部分に第八タンク空間を、上記第二浅凹部同士が突き合わされた部分に上記第七、第八タンク空間同士を連通させる第二流路を、それぞれ設けたものである。又、上記各第三素子は、一端部に互いに独立した状態で設けられた第九、第十深凹部と、他端部に互いに独立した状態で設けられた第十一、第十二深凹部と、中間部に設けられて、第三素子の幅方向で互いに同じ側の端部に存在する第十深凹部と第十二深凹部とを連通させる１本の第三浅凹部とを備えた１対の第三金属板をそれぞれの凹部同士を対向させた状態で最中状に重ね合わせ、上記第九深凹部同士が突き合わされた部分に第九タンク空間を、上記第十深凹部同士が突き合わされた部分に第十タンク空間を、上記第十一深凹部同士が突き合わされた部分に第十一タンク空間を、上記第十二深凹部同士が突き合わされた部分に第十二タンク空間を、上記第三浅凹部同士が突き合わされた部分に上記第十、第十二タンク空間同士を連通させる第三流路を、それぞれ設けたものである。そして、上記第二素子又は複数の第二素子をフィンを介して重ねて成る第二素子群と、上記第三素子又は複数の第三素子をフィンを介して重ねて成る第三素子群とをフィンを介して、内側の素子をフィンを介して偶数枚重ねて成る素子群の両側に互いに同じ順に同一の素子を重ね合わせる事で単位コアを構成し、この単位コアを、フィンを介して複数重ね合わせた状態で、上記複数のタンク空間のうちの互いに対向するタンク空間のうちの少なくとも一部のタンク空間同士が連通して、折り返し流路と冷媒分配タンク部と冷媒集合タンク部とを構成する。
【００２６】
【作用】上述の様に構成する本発明の積層型エバポレータによれば、互いにほぼ同一構造である複数の単位コアをフィンを介して重ね合わせる事によりコア部を構成すると共に、上記各単位コアの内部に冷媒を分流する構造としている為、上記コア部を通過する空気をこのコア部の幅方向に亙り均一に冷却する事ができる。又、このコア部を構成する為の各単位コアの内部に送られた冷媒は、冷媒分配タンク部及び冷媒集合タンク部を構成する部分を除いて、各単位コアの幅方向中心に関して対称な方向に流れる為、これら各単位コア内で偏流を生じる事がない。従って、本発明の積層型エバポレータは、コア部での偏流を生じにくくして熱交換性能を十分に高くする事ができる。更に、請求項２又は請求項４に記載した積層型エバポレータによれば、複雑な構造を必要とせず、しかも上記コア部を構成する為の金属板の種類が少なくて済む為、このエバポレータを組み込んだ自動車用空気調和装置のコスト低減を図れる。
【００２７】
【発明の実施の形態】図１〜３は、請求項１〜３に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本発明の積層型エバポレータの特徴は、空気を均一に冷却し、しかもコア部２ｂを流れる冷媒の偏流を生じにくくする構造を安価に実現すべく、冷媒を流す為の構造に工夫をした点にある。細かい部分の構造に就いては、例えば前述の図９〜１５に示した先発明に係る構造と同様、或は、この先発明に係る構造に常識的な技術的・設計的事項の配慮をしたものである為、以下の説明では、細かい部分の構造の説明を省略、若しくは簡略にし、冷媒を流す為の基本構造の改良点を中心に説明する。
【００２８】本発明の積層型エバポレータ１ｂは、内側に扁平な流路を有する２種類の第一、第二素子４６、１０ａを、コルゲート型のフィン１１、１１（図９参照）を介して重ね合わせる事により構成したコア部２ｂを有する。このうちの第一、第二素子４６、１０の内部構造は互いに異なる。
【００２９】特に、本発明の積層型エバポレータの場合には、上記コア部２ｂを互いに同一の構造である、複数の単位コア５２を上記フィン１１、１１を介して重ね合わせる事により構成している。これら各単位コア５２は、上記第一、第二素子４６、１０ａをそれぞれ複数ずつ所定の状態に重ね合わせる事により構成し、上記コア部２ｂの高さ方向及び厚さ方向の端部に、このコア部２ｂの幅方向に長い２個の折り返しタンク部５３ａ、５３ｂを備える。そして、複数の単位コア５２を重ね合わせた状態で、それぞれが上記コア部２ｂの高さ方向及び厚さ方向の端部で上記折り返しタンク部５３ａ、５３ｂと異なる部分に、冷媒分配タンク部５４と冷媒集合タンク部５５とを備える。このうちの冷媒分配タンク部５４は、１本の冷媒送り込み管３を通じて上記積層型エバポレータ１ｂ内に送り込む冷媒を、上記各単位コア５２毎に分流する為のものであり、上記冷媒集合タンク部５５は、上記各単位コア５２毎に流れた冷媒を、１本の冷媒取り出し管４に送り出す為に集合させるものである。そして、上記冷媒分配タンク部５４の一部で、上記コア部２ｂの幅方向中央部に存在する部分に、上記冷媒送り込み管３を、図示しない送り込み側コネクタを介して接続する事により、この部分に冷媒を外部から送り込み自在としている。又、上記冷媒集合タンク部５５の一部で、上記コア部２ｂの幅方向中央部に存在する部分に、上記冷媒取り出し管４を、図示しない取り出し側コネクタを介して接続している。
【００３０】本発明の積層型エバポレータ１ｂを上述の様に構成する為、本例の場合には、上記単位コア５２を構成する為の第一、第二素子４６、１０ａを次の様に構成する。先ず、第一素子４６は、図示しない第一金属板を２枚、最中状に重ね合わせ、互いにろう付けして成る。この第一の金属板は、アルミニウム合金製の両面クラッド材である素板にプレス加工を施して成る。そして、この第一金属板の上端部に互いに独立した状態で、第一、第二深凹部を設けている。又、下端部に互いに独立した状態で、第三、第四深凹部を設けている。特に、本例の第一金属板の場合には、中間部に、幅方向で互いに異なる側の端部に存在する上記第二深凹部と第三深凹部とを連通させる１本の第一浅凹部を設けている。この第一浅凹部の内部には、前述した第一金属板１５に設ける浅凹部２５、２６の場合と同様に、多数の突起３１、３１を形成している。
【００３１】上記第一素子４６は、上述の様な第一金属板を１対ずつ、それぞれの対応する凹部同士を対向させた状態で最中状に重ね合わせている。そして、図２（Ａ）に略示する様に、上記第一深凹部同士が突き合わされた部分に第一タンク空間４７を、上記第二深凹部同士が突き合わされた部分に第二タンク空間４８を、上記第三深凹部同士が突き合わされた部分に第三タンク空間４９を、上記第四深凹部同士が突き合わされた部分に第四タンク空間５０を、それぞれ形成している。又、上記第一浅凹部同士が突き合わされた部分が、上記第二、第三タンク空間４８、４９同士を連通させる第一流路５１を形成している。図示の例では、この第一流路５１は複数の折れ曲がり部を備える事で、この第一流路５１内を流れる冷媒が風上側と風下側とを交互に流れる様にしている。
【００３２】一方、前記コア部２ｂを構成する為の第二素子１０ａは、図示しない第二金属板を２枚、最中状に重ね合わせ、互いにろう付けして成る。この第二金属板の構造は、前述の図１４に示した従来構造の場合の第二金属板１５と同様である。即ち、アルミニウム合金製の両面クラッド材である素板にプレス加工を施して成る第二金属板の上端部で風下側と風上側とに、互いに独立した状態で、第五、第六深凹部を設けている。又、下端部で風下側と風上側とに、互いに独立した状態で、第七、第八深凹部を設けている。そして、この第二金属板の中間部に１本の第二浅凹部を、途中で１８０度折り返す状態で設けて、これら第七、第八深凹部同士を連通させている。この第二浅凹部の内部には、前述の第一浅凹部の場合と同様に、多数の突起３１、３１を形成している。
【００３３】上記第二素子１０ａは、上述の様な第二金属板を１対ずつ、それぞれの対応する凹部同士を対向させた状態で最中状に重ね合わせている。そして、上記第五深凹部同士が突き合わされた部分に第五タンク空間５６を、上記第六深凹部同士が突き合わされた部分に第六タンク空間５７を、上記第七深凹部同士が突き合わされた部分に第七タンク空間５８を、上記第八深凹部同士が突き合わされた部分に第八タンク空間５９を、それぞれ形成している。又、上記第二浅凹部同士が突き合わされた部分に、上記第七、第八タンク空間５８、５９同士を連通させる第二流路６０を形成している。
【００３４】そして、前述の様に構成する第一素子４６と、上述の様に構成する第二素子１０ａとを所定の状態に重ね合わせる事により、前記単位コア５２を構成する。即ち、１対の上記第一素子４６をフィン１１、１１を介して重ねて成る第一素子群を内側部分とし、それぞれが１枚ずつの上記第二素子１０ａを中間部分とし、それぞれが１枚ずつの上記第一素子４６で両側面の方向を上記内側部分の両側面の方向と異ならせた（表裏方向を逆にした）ものを外側部分とする。
【００３５】そして、上記内側部分の両側にそれぞれフィン１１、１１を介して上記中間部分と上記外側部分とを順に重ねる事により、上記単位コア５２を構成する。この際、上記外側部分の両側面の方向を上記内側部分の両側面の方向と異ならせている為、この内側部分を構成する第一素子４６の面と、外側部分を構成する第一素子４６の同じ面とが、互いに対向する状態で重なる。又、この様に単位コア５２を構成した状態で、前記冷媒分配タンク部５４の一部と、前記冷媒集合タンク部５５の一部と、前記折り返しタンク部５３ａ、５３ｂとを構成している。即ち、上記内側部分を構成する第一素子４６の第二タンク空間４８と上記中間部分を構成する第二素子１０ａの第六タンク空間５７と上記外側部分を構成する第一素子４６の第一タンク空間４７とが互いに連通して、上記冷媒分配タンク部５４の一部を構成する。
【００３６】又、上記内側部分を構成する第一素子４６の第三タンク空間４９と上記中間部分を構成する第二素子１０ａの第七タンク空間５８とが互いに連通して、折り返しタンク部５３ａを構成する。この折り返しタンク部５３ａは、上記内側部分を構成する第一素子４６の内部に設けられた第一流路５１と、上記中間部分を構成する第二素子１０ａの内部に設けられた第二流路６０とを通じさせる。
【００３７】又、上記内側部分を構成する第一素子４６の第四タンク空間５０と、上記中間部分を構成する第二素子１０ａの第八タンク空間５９と、上記外側部分を構成する第一素子４６の第三タンク空間４９とが、互いに連通して折り返しタンク部５３ｂを構成する。この折り返しタンク部５３ｂは、上記中間部分を構成する第二素子１０ａの内部に設けられた第二流路６０と、上記外側部分を構成する第一素子４６の内部に設けられた第一流路５１とを通じさせる。
【００３８】又、上記内側部分を構成する第一素子４６の第一タンク空間４７と、上記中間部分を構成する第二素子１０ａの第五タンク空間５６と、上記外側部分を構成する第一素子４６の第二タンク空間４８とが、互いに連通して、冷媒集合タンク部５５の一部を構成する。
【００３９】前記コア部２ｂは、上述の様に構成する複数個（図示の例では４個）の単位コア５２を、フィン１１、１１を介して、上記コア部２ｂの幅方向に重ね合わせる事により構成し、このコア部２ｂの中央部に存在する単位コア５２の内側部分を構成する１対の第一素子４６同士の間部分に、前記送り込み側コネクタと取り出し側コネクタを設けている。そして、上記送り込み側コネクタに前記冷媒送り込み管３の下流端を、上記取り出し側コネクタに前記冷媒取り出し管４の上流端を、それぞれ接続している。そして、上述の様に組み合わせた状態で、上記コア部２ｂを構成する第一、第二素子４６、１０ａと、上記フィン１１、１１と、上記送り込み側、取り出し側両コネクタと、上記冷媒送り込み管３と、冷媒取り出し管４とを、加熱炉中で加熱して、少なくとも一部の部材の表面に積層したろう材を溶融する事により、互いにろう付け接合して、積層型エバポレータ１ｂを構成する。
【００４０】上述の様に構成する本発明の積層型エバポレータの使用時には、コンデンサから吐出され、膨張弁を通過した液状若しくは気液混合状態の冷媒を、前記冷媒送り込み管３から送り込み側コネクタを介して、前記冷媒分配タンク部５４に送り込む。この冷媒分配タンク部５４に送り込まれた冷媒は、図１に実線矢印イで示す様に、この冷媒分配タンク部５４全体に広がる。この冷媒分配タンク部５４内に広がった冷媒は、続いて、図１、３に実線矢印ロ、ロで示す様に、各単位コア５２を構成する内側部分の第一素子４６内の第一流路５１内を、一方の折り返しタンク部５３ａに向けて、図１の矢印β方向に流れる空気との間で熱交換を行ないつつ流れる。
【００４１】この様にして上記一方の折り返しタンク部５３ａ内に流れ込んだ冷媒は、この折り返しタンク部５３ａ内を、図３に実線矢印ハで示す様に、コア部２ｂの幅方向両側に向けて流れる。この際、上記内側部分の第一素子４６内の第一流路５１を上記単位コア５２の幅方向中心に関して対称に設けている為、上記第一流路５１から折り返しタンク部５３ａに送られてこの折り返しタンク部５３ａ内を流れる冷媒は、幅方向両側に向けて均等に流れる。そして、この折り返しタンク部５３ａ内を流れた冷媒は、上記中間部分を構成する第二素子１０ａ内の第二流路６０内に流入する。これら各第二流路６０内に流入した冷媒は、図１、３に点線矢印ニ、ニで示す様に、第二流路６０内を他方の折り返しタンク部５３ｂに向けて上記空気との間で熱交換を行ないつつ流れる。
【００４２】この様にして上記他方の折り返しタンク部５３ｂ内に流れ込んだ冷媒は、この折り返しタンク部５３ｂ内を、図３に点線矢印ホで示す様に、各単位コア５２の幅方向両側に向けて流れる。この際、上記一方の折り返しタンク部５３ａ内での場合と同様、冷媒は、各単位コア５２の幅方向両側に向けて均等に流れる。そして、この様に他方の折り返しタンク部５３ｂ内を流れた冷媒は、上記外側部分を構成する第一素子４６内の第一流路５１内に流入する。これら各第一流路５１内に流入した冷媒は、図１、３に鎖線矢印ヘ、ヘで示す様に、第一流路５１内を冷媒集合タンク部５５に向けて上記空気との間で熱交換を行ないつつ流れる。
【００４３】この様にして冷媒集合タンク部５５に達した過熱状態のガス状冷媒は、図１に鎖線矢印トで示す様にこの冷媒集合タンク部５５内を流れ、前記取り出し側コネクタを介して前記冷媒取り出し管４に流出し、この冷媒取り出し管４の下流端に接続した配管を通じて、コンプレッサの吸入口に送られる。
【００４４】前述の様に構成し、上述の様にしてコア部２ｂの外部を通過する空気との間で熱交換を行ない、この空気を冷却する、本発明の積層型エバポレータの場合には、互いに同一の構造である複数の単位コア５２をフィン１１、１１を介して重ね合わせる事によりコア部２ｂを構成すると共に、上記各単位コア５２の内部に冷媒を分流する構造としている。従って、上記コア部２ｂを通過する空気をこのコア部２ｂの幅方向に亙り均一に冷却する事ができる。又、このコア部２ｂを構成する為の各単位コア５２の内部に送られた冷媒は、冷媒分配タンク部５４及び冷媒集合タンク部５５を構成する部分を除いて、上記各単位コア５２の幅方向中心に関して対称な方向に流れる為、これら各単位コア５２内で偏流を生じる事がない。しかも本例の場合には、内側部分を構成する第一素子４６を１対とし、中間部を構成する第二素子１０ａ及び外側部分を構成する第一素子４６を両側にそれぞれ１枚ずつ配置している為、上記各単位コア５２の半部を流れる冷媒が、各流路の間でも均等に流れ、この点からも偏流を生じる事がない。従って、本発明の積層型エバポレータは、上記コア部２ｂでの偏流を生じにくくして熱交換性能を十分に高くする事ができる。更に、本例の場合には、２種類の第一、第二素子４６、１０ａとフィン１１、１１とにより、上記コア部２ｂを構成している。従って、複雑な構造を必要とせず、しかも上記コア部２ｂを構成する為の金属板の種類を３種類（第一金属板が２種類、第二金属板が１種類）と少なくして、このエバポレータを組み込んだ自動車用空気調和装置のコスト低減を図れる。
【００４５】次に、図４、５は、請求項１、４、５に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、コア部を構成する為の素子を、第二、第三素子１０ａ、６１の２種類としている。即ち、上述した第１例の場合と異なり、第一素子４６（図２）の代わりにこの第一素子４６と内部構造の異なる第三素子６１を使用する。この第三素子６１は、図示しない第三金属板を２枚、最中状に重ね合わせ、互いにろう付けして成り、上端部に互いに独立した状態で第九、第十深凹部を、下端部に互いに独立した状態で第十一、第十二深凹部を、それぞれ設けている。特に、本例の第三金属板の場合には、中間部に、幅方向で互いに同じ側の端部に存在する上記第十深凹部と第十二深凹部とを連通させる１本の第三浅凹部を設けている。
【００４６】上記第三素子６１は、上述の様な第三金属板を１対ずつ、それぞれの対応する凹部同士を対向させた状態で最中状に重ね合わせている。そして、上記第九深凹部同士が突き合わされた部分に第九タンク空間６２を、上記第十深凹部同士が突き合わされた部分に第十タンク空間６３を、上記第十一深凹部同士が突き合わされた部分に第十一タンク空間６４を、上記第十二深凹部同士が突き合わされた部分に第十二タンク空間６５を、それぞれ形成している。又、上記第三浅凹部同士が突き合わされた部分に、上記第十、第十二タンク空間６３、６５同士を連通させる第三流路６６を形成している。図示の例では、この第三流路６６は複数の折れ曲がり部を備える事で、この第三流路６６内を流れる冷媒が風上側と風下側とに交互に流れる様にしている。
【００４７】そして、上述の様に構成する第三素子６１と、前述した第１例の場合に用いたものと同様の第二素子１０ａとを、それぞれ複数ずつ所定の状態に重ね合わせる事により、上記コア部を構成する為の単位コア５２ａを構成する。即ち、１対の上記第三素子６１をフィン１１、１１（図１参照）を介して重ねて成る第三素子群を内側部分とし、それぞれが１枚ずつの上記第三素子６１で両側面の方向を上記内側部分の両側面の方向と異ならせたものを中間部分とし、それぞれが１枚ずつの上記第二素子１０ａを外側部分とする。
【００４８】そして、上記内側部分の両側にそれぞれフィン１１、１１を介して上記中間部分と上記外側部分とを順に重ねる事により、上記単位コア５２ａを構成する。又、この様に単位コア５２ａを構成した状態で、冷媒分配タンク部５４の一部と、冷媒集合タンク部５５（図１参照）の一部と、折り返しタンク部６７ａ、６７ｂとを構成している。即ち、上記内側部分を構成する第三素子６１の第十タンク空間６３と、上記中間部分を構成する第三素子６１の第九タンク空間６２と、上記外側部分を構成する第二素子１０ａの第六タンク空間５７とが互いに連通して、上記冷媒分配タンク部５４の一部を構成する。
【００４９】又、上記内側部分を構成する第三素子６１の第十二タンク空間６５と、上記中間部分を構成する第三素子６１の第十一タンク空間６４と、上記外側部分を構成する第二素子１０ａの第八タンク空間５９とが互いに連通して、折り返しタンク部６７ａを構成する。この折り返しタンク部６７ａは、上記内側部分を構成する第三素子６１の内部に設けられた第三流路６６と、上記外側部分を構成する第二素子１０ａの内部に設けられた第二流路６０とを通じさせる。
【００５０】又、上記内側部分を構成する第三素子６１の第十一タンク空間６４と、上記中間部分を構成する第三素子６１の第十二タンク空間６５と、上記外側部分を構成する第二素子１０ａの第七タンク空間５８とが互いに連通して、折り返しタンク部６７ｂを構成する。この折り返しタンク部６７ｂは、上記中間部分を構成する第三素子６１の内部に設けられた第三流路６６と、上記外側部分を構成する第二素子１０ａの内部に設けられた第二流路６０とを通じさせる。但し、この折り返しタンク部６７ｂを構成する為には、中間部分を構成する第三素子６１の第十一タンク空間６４は必ずしも必要なものではない。従って、素子同士の共通化を多少犠牲にする代わりに、この第十一タンク空間６４を構成する為の第三金属板の第十一深凹部に通孔を設けず、盲状とする事もできる。
【００５１】又、上記内側部分を構成する第三素子６１の第九タンク空間６２と、上記中間部分を構成する第三素子６１の第十タンク空間６３と、上記外側部分を構成する第二素子１０ａの第五タンク空間５６とが互いに連通して、前記冷媒集合タンク部５５の一部を構成する。
【００５２】上述の様に構成する単位コア５２ａを、フィン１１、１１を介して重ね合わせる事により前記コア部を構成する、本例の積層型エバポレータの場合、このコア部の内部を冷媒が流れる経路は前述した第１例の場合と異なる。但し、上記折り返し流路６７ａ、６７ｂ内で、冷媒がコア部の幅方向両側に向けて均等に流れると共に、上記各単位コア５２ａの内部を流れる冷媒が、上記冷媒分配タンク部５４及び冷媒集合タンク部５５を構成する部分を除いて、これら各単位コア５２ａの幅方向中心に関して対称な方向に流れるのは、第１例の場合と同様である。その他の構成及び作用に就いては、前述した第１例の場合と同様である為、重複する部分の図示並びに説明は省略する。
【００５３】次に、図６、７は、請求項１、４に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合は、上述した第１例の場合と異なり、互いに対称な構造を有する、２個の単位コア６９ａ、６９ｂにより、積層型エバポレータ１ｃのコア部２ｃを構成している。そして、これら各単位コア６９ａ、６９ｂを構成する為に、図７に示す２種類の第二、第三素子１０ａ、６１ａを使用している。即ち、上述した各例の場合に用いた第二素子１０ａと、幅方向で互いに同じ側の端部に存在する第九、第十一タンク空間４７、４９同士を連通させる第三流路６６ａを有する第三素子６１ａとを、それぞれ複数ずつフィン１１、１１（図１参照）を介して所定の状態に重ね合わせる事により、コア部２ｃを構成している。尚、本例の場合、上記第三流路６６ａは、第２例の場合の第三流路６６（図４参照）異なり、Ｃ字形に形成している。
【００５４】即ち、このコア部２ｃの各半部を構成する単位コア６９ａ、６９ｂは、それぞれ複数枚（図示の例では４枚）の上記第二素子１０ａを、フィン１１、１１（図９参照）を介して重ねて成る第二素子群を内側部分とし、それぞれが１枚ずつの上記第二素子１０ａで上下を上記内側部分の上下と異ならせたものを第一中間部分とし、それぞれが１対ずつの上記第三素子６１ａをフィン１１、１１を介して重ねて成る第三素子群を第二中間部分とし、それぞれが１枚ずつの上記第二素子１０ａで上下を上記第一中間部分の上下と同じとしたものを外側部分としている。
【００５５】そして、上記内側部分の両側にそれぞれフィン１１、１１を介して上記第一中間部分と上記第二中間部分と上記外側部分とを順に重ねる事により、上記単位コア６９ａ、６９ｂを構成する。又、この様に複数の素子１０ａ、６１ａを重ね合わせて上記単位コア６９ａ、６９ｂを構成した状態で、互いに対向する複数のタンク空間のうちの一部のタンク空間４７〜５０、５６〜５９同士を連通させる事により、冷媒分配タンク部５４ａの半部と、冷媒集合タンク部５５ａの半部と、折り返しタンク部６８ａ、６８ｂとを構成している。
【００５６】上述の様に構成する２個の単位コア６９ａ、６９ｂを、上記冷媒分配タンク部５４ａの半部同士が突き合わされる状態で、フィン１１、１１を介して重ね合わせる事により前記コア部２ｃを構成する。又、上記冷媒分配タンク部５４ａの一部で、上記コア部２ｃの幅方向中央部に存在する部分に、このコア部２ｃに冷媒を送り込む為の冷媒送り込み管３を、上記冷媒集合タンク部５４ａの一部で、上記コア部２ｃの幅方向中央部に存在する部分に、このコア部２ｃから冷媒を取り出す為の冷媒取り出し管４を、それぞれ図示しない送り込み側コネクタと取り出し側コネクタを介して接続する。その他の構成及び作用に就いては、前述した第２例の場合と同様である為、重複する説明は省略する。
【００５７】尚、本発明の積層型エバポレータは、上述した各例の構造に限定するものではなく、互いにほぼ同一の構造である、複数の単位コアをフィンを介して重ね合わせる事によりコア部を構成し、重ね合わせた状態で、上記コア部の高さ方向及び厚さ方向の端部に、冷媒分配タンク部と、冷媒集合タンク部とを、それぞれ設け、上記冷媒分配タンク部の一部で、上記コア部の幅方向中央部に存在する部分に冷媒を外部から送り込み自在とし、上記冷媒集合タンク部の一部で、上記コア部の幅方向中央部に存在する部分に冷媒を外部に取り出し自在とし、上記各単位コアの内部を流れる冷媒を、冷媒分配タンク部及び冷媒集合タンク部を構成する部分を除いて、これら各単位コアの幅方向中心に関して対称な方向に流す構造であれば、各種構造を採用できる。
【００５８】
【発明の効果】本発明の積層型エバポレータは、以上に述べた通り構成され作用するので、構造を複雑にする事なく、空気を均一に冷却できる構造を安価に実現すると共に、内部を流れる冷媒の偏流を生じにくくする事により、この冷媒と空気との間の熱交換を効率良く行なわせて、積層型エバポレータの熱交換性能、延てはこの積層型エバポレータを組み込んだ自動車用空気調和装置の性能向上を図れる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４７６５
【氏名又は名称】カルソニックカンセイ株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年１２月２４日（１９９８．１２．２４） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８７４５７
【弁理士】
【氏名又は名称】小山 武男 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２０００−１９３３４４（Ｐ２０００−１９３３４４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年７月１４日（２０００．７．１４） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−３６６６９３ |
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