JP2011158127A

JP2011158127A - 熱交換器

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Publication number: JP2011158127A
Application number: JP2010018301A
Authority: JP
Inventors: 基之 ▲高▼木; Motoyuki Takagi; Naohisa Higashiyama; 直久東山
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 2010-01-29
Filing date: 2010-01-29
Publication date: 2011-08-18

Abstract

【課題】エバポレータとして用いた場合、吐気温のさらなる均一化を図りうる熱交換器を提供する。
【解決手段】エバポレータ１は、右端部に冷媒入口８を有する冷媒入口ヘッダ部５と、冷媒入口ヘッダ部５に接続された複数の熱交換管16とを備えている。冷媒入口ヘッダ部５内を、仕切部37によって上下に並んだ第１および第２の空間35,36に区画する。冷媒入口８を第１空間35内に通じさせ、第２空間36内に熱交換管16を臨ませる。冷媒は、仕切部37の左端部に形成された連通口48を通って第１空間35から第２空間36に流入する。冷媒入口ヘッダ部５内の仕切部37における第２空間36に臨む下面の連通口48よりも冷媒入口８側の部分に、熱交換器16側に突出した凸部45と、これと反対側に凹んだ凹部46とを、冷媒入口ヘッダ部５の長さ方向に並んで交互に設ける。
【選択図】図２

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のエバポレータに好適に使用される熱交換器に関する。

この明細書および特許請求の範囲において、図１〜図３の上下を上下というものとする。

たとえば高性能化および小型軽量化の要求を満たすエバポレータとして、本出願人は、先に、上下方向に間隔をおいて配置された１対のヘッダタンクと、両ヘッダタンク間に、長さ方向を上下方向に向けるとともにヘッダタンクの長さ方向に間隔をおいて配置された複数の扁平状熱交換管とを備えており、上側の第１ヘッダタンクが、冷媒入口ヘッダ部と、冷媒入口ヘッダ部の風上側に設けられるとともに冷媒入口ヘッダ部に一体化された冷媒出口ヘッダ部とを備え、下側の第２ヘッダタンクが、冷媒入口ヘッダ部と対向するように設けられた第１中間ヘッダ部と、冷媒出口ヘッダ部と対向するように第１中間ヘッダ部の風上側に設けられるとともに第１中間ヘッダ部に一体化された第２中間ヘッダ部とを備え、両ヘッダタンクの各ヘッダ部どうしの間に、それぞれ両ヘッダタンクの長さ方向に間隔をおいて配置された複数の熱交換管からなる熱交換管群が１列ずつ設けられるとともに、各熱交換管群の熱交換管の上下両端部が、第１ヘッダタンクの各ヘッダ部および第２ヘッダタンクの各ヘッダ部に接続され、冷媒入口ヘッダ部の一端部に冷媒入口が設けられるとともに他端が閉鎖され、冷媒出口ヘッダ部における冷媒入口と同一端部に冷媒出口が設けられるとともに他端部が閉鎖され、冷媒入口ヘッダ部内が、仕切部によって上下に並んだ第１および第２の空間に区画され、冷媒入口が第１空間内に通じるとともに、第２空間内に熱交換管が臨むようになされ、当該仕切部における冷媒入口ヘッダ部の閉鎖端部に、第１空間と第２空間とを通じさせる連通口が形成され、冷媒入口から冷媒入口ヘッダ部内に流入した冷媒が、連通口を通って流れ方向を変えるようにＵターンして第１空間から第２空間に入った後、熱交換管内に流入するようになされたエバポレータを提案した（特許文献１参照）。

しかしながら、本発明者等が種々検討した結果、特許文献１記載のエバポレータにおいては、次のような問題が生じることを見出した。

すなわち、特許文献１記載のエバポレータにおいては、当該エバポレータを備えたカーエアコンの冷媒流量が多くなった場合に、冷媒入口ヘッダ部内において、連通口を通って第１空間から第２空間に流入した冷媒の流速が連通口の近傍において極めて速くなるので、冷媒が連通口の近傍の熱交換管内に流入しにくくなり、その結果冷媒入口ヘッダ部に接続された全熱交換管への冷媒の分布が不均一になる。したがって、エバポレータを通過してきた空気の温度である吐気温が、連通口が形成された側の端部において不均一になり、エバポレータの全幅に対する吐気温の均一化が不十分になる場合が生じることを見出した。

特開２００８−２９８３１９号公報

この発明の目的は、上記問題を解決し、エバポレータとして用いた場合、吐気温のさらなる均一化を図りうる熱交換器を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために以下の態様からなる。

1)一端部に冷媒入口を有するとともに他端部が閉鎖された冷媒入口ヘッダ部と、長さ方向を上下方向に向けるとともに冷媒入口ヘッダ部の長さ方向に間隔をおいて配置され、かつ冷媒入口ヘッダ部に接続された複数の熱交換管とを備えており、冷媒入口ヘッダ部内が、仕切部によって上下に並んだ第１および第２の空間に区画され、冷媒入口が第１空間内に通じるとともに、第２空間内に熱交換管が臨むようになされており、冷媒が、仕切部における冷媒入口ヘッダ部の閉鎖端部側の部分に形成された連通部を通って第１空間から第２空間に流入するようになされている熱交換器において、
冷媒入口ヘッダ部内の仕切部における第２空間に臨む下面の連通部よりも冷媒入口側の部分に、熱交換器側に突出した凸部と、これと反対側に凹んだ凹部とが、冷媒入口ヘッダ部の長さ方向に並んで交互に設けられている熱交換器。

2)上記連通部が、冷媒入口ヘッダ部の閉鎖端部に位置する熱交換管よりも上記閉鎖端部側において仕切部に形成され、冷媒入口ヘッダ部内の仕切部下面の凸部および凹部が設けられている範囲内に、冷媒入口ヘッダ部の閉鎖端部に位置する熱交換管を含んで少なくとも３つの熱交換管が配置されている上記1)記載の熱交換器。

3)仕切部の凸部が、冷媒入口ヘッダ部の長さ方向に隣り合う熱交換管どうしの間に設けられ、同じく凹部が熱交換管と対応する位置に設けられている上記1)または2)記載の熱交換器。

4)冷媒入口ヘッダ部が、熱交換管が接続された第１部材と、第１部材の上側を覆う第２部材と、第１部材と第２部材との間に配置されて第１および第２部材にろう付され、かつ冷媒入口ヘッダ部内を第１および第２の空間に区画する仕切部を有する第３部材とを備えており、第３部材を変形させることにより、第３部材の仕切部下面に凸部および凹部が設けられている上記1)〜3)のうちのいずれかに記載の熱交換器。

5)冷媒入口ヘッダ部の風上側に冷媒出口ヘッダ部が一体に設けられ、冷媒出口ヘッダ部に、長さ方向を上下方向に向けるとともに冷媒出口ヘッダ部の長さ方向に間隔をおいて配置された複数の熱交換管が接続されており、冷媒出口ヘッダ部の一端部に冷媒出口が設けられるとともに他端部が閉鎖され、冷媒出口ヘッダ部内が、仕切部によって上下に並んだ第１および第２の空間に区画され、当該仕切部に第１および第２空間を通じさせる冷媒通過穴が形成され、冷媒出口が第１空間内に通じるとともに、第２空間内に熱交換管が臨むようになされ、
冷媒入口ヘッダ部および冷媒出口ヘッダ部が１つのヘッダタンクに設けられており、当該ヘッダタンクが、熱交換管が接続された第１部材と、第１部材の上側を覆う第２部材と、第１部材と第２部材との間に配置されて第１および第２部材にろう付された第３部材と、第１部材、第２部材および第３部材の両端にろう付されたエンド部材とよりなり、第１および第２部材に、それぞれ冷媒入口ヘッダ部および冷媒出口ヘッダ部を形成するヘッダ形成部が設けられ、第３部材に、冷媒入口ヘッダ部内および冷媒出口ヘッダ部内をそれぞれ第１および第２空間に区画する２つの仕切部が設けられ、いずれか一方のエンド部材に冷媒入口および冷媒出口が形成され、第３部材を変形させることにより第３部材の両仕切部下面に凸部および凹部が設けられている上記1)〜3)のうちのいずれかに記載の熱交換器。

上記1)〜5)の熱交換器によれば、冷媒入口ヘッダ部内の仕切部における第２空間に臨む下面の連通部よりも冷媒入口側の部分に、熱交換器側に突出した凸部と、これと反対側に凹んだ凹部とが、冷媒入口ヘッダ部の長さ方向に並んで交互に設けられているので、連通部を通って第１空間から第２空間に流入した冷媒は、凸部および凹部の働きによって、上下に蛇行状に流れながら冷媒入口が形成された側に流れることになる。その結果、冷媒入口ヘッダ部において、連通部を通って第１空間から第２空間に流入した冷媒の流速が低下させられることになり、連通部の近傍の熱交換管内にも流入しやすくなって、冷媒入口ヘッダ部に接続された全熱交換管への冷媒の分布が均一化される。したがって、上記1)〜5)の熱交換器を適用したエバポレータを備えたカーエアコンの冷媒流量が多くなった場合であっても、冷媒は、冷媒入口とは反対側の端部に位置する複数の熱交換管内にも流入し易くなり、エバポレータを通過してきた空気の温度である吐気温が冷媒入口とは反対側の端部においても均一化され、吐気温のさらなる均一化を図ることが可能になる。

上記3)の熱交換器によれば、冷媒入口ヘッダ部において、連通部を通って第１空間から第２空間に流入した冷媒が、各熱交換管内に流入しやすくなり、冷媒入口ヘッダ部に接続された全熱交換管への冷媒の分布が一層均一化される。

上記5)の熱交換器によれば、冷媒入口ヘッダ部および冷媒出口ヘッダ部を比較的簡単に製造することができる。

この発明の熱交換器を適用した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のエバポレータの後方から見た一部を省略した垂直断面図である。一部を省略した図２のＡ−Ａ線拡大断面図である。図２のＢ−Ｂ線断面図である。図１のエバポレータの第１ヘッダタンクの分解斜視図である。図２の部分拡大図である。図１のエバポレータの第２ヘッダタンクの分解斜視図である。図２のＣ−Ｃ線断面図である。

以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。この実施形態は、この発明による熱交換器を、カーエアコンのエバポレータに適用したものである。

以下の説明において、隣接する熱交換管どうしの間の通風間隙を流れる空気の下流側（図１、図３、図４および図８に矢印Ｘで示す方向）を前、これと反対側を後といい、図２の左右を左右というものとする。

また、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。

図１はエバポレータの全体構成を示し、図２〜図８はエバポレータの要部の構成を示す。

図１〜図４および図８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かつ左右方向にのびるアルミニウム製第１ヘッダタンク(2)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)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、前側（通風方向下流側）に位置しかつ左右方向にのびる冷媒入口ヘッダ部(5)と、後側（通風方向上流側）に位置しかつ左右方向にのびる冷媒出口ヘッダ部(6)と、両ヘッダ部(5)(6)を相互に連結一体化する連結部(7)とを備えている。第１ヘッダタンク(2)の冷媒入口ヘッダ部(5)は右端部に冷媒入口(8)を有するとともに左端部が閉鎖され、同じく冷媒出口ヘッダ部(6)は右端部に冷媒出口(9)を有するとともに左端部が閉鎖されており、第１ヘッダタンク(2)の冷媒入口ヘッダ部(5)にアルミニウム製冷媒入口管(11)が冷媒入口(8)に通じるように接続され、同じく冷媒出口ヘッダ部(6)にアルミニウム製冷媒出口管(12)が冷媒出口(9)に通じるように接続されている。第２ヘッダタンク(3)は、前側に位置しかつ左右方向にのびる第１中間ヘッダ部(13)と、後側に位置しかつ左右方向にのびる第２中間ヘッダ部(14)と、両ヘッダ部(13)(14)を相互に連結一体化する連結部(15)とを備えている。

熱交換コア部(4)は、左右方向に間隔をおいて並列状に配置された複数の熱交換管(16)からなる熱交換管群(17)が、前後方向に並んで複数列、ここでは２列配置され、各熱交換管群(17)の隣接する熱交換管(16)どうしの間の通風間隙、および各熱交換管群(17)の左右両端の熱交換管(16)の外側にそれぞれコルゲートフィン(18)が配置されて熱交換管(16)にろう付され、さらに左右両端のコルゲートフィン(18)の外側にそれぞれアルミニウム製サイドプレート(19)が配置されてコルゲートフィン(18)にろう付されることにより構成されている。そして、前側熱交換管群(17)の熱交換管(16)の上下両端は冷媒入口ヘッダ部(5)および第１中間ヘッダ部(13)に接続され、後側熱交換管群(17)の熱交換管(16)の上下両端部は冷媒出口ヘッダ部(6)および第２中間ヘッダ部(14)に接続されている。

熱交換管(16)はアルミニウム押出形材で形成されたベア材からなり、幅方向を前後方向に向けて配置されるとともに幅方向に並んだ複数の冷媒通路を有する扁平状である。コルゲートフィン(18)は両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートを用いて波状に形成されたものであり、波頂部、波底部および波頂部と波底部とを連結する水平状連結部よりなり、連結部に複数のルーバが前後方向に並んで形成されている。コルゲートフィン(18)は、前後の熱交換管群(17)を構成する前後両熱交換管(16)に共有されており、その前後方向の幅は前側熱交換管(16)の前側縁と後側熱交換管(16)の後側縁との間隔をほぼ等しくなっている。そして、コルゲートフィン(18)の波頂部および波底部は、前後の熱交換管(16)にろう付されている。コルゲートフィン(18)の前側縁は前側熱交換管(16)の前側縁よりも若干前方に突出している。なお、１つのコルゲートフィン(18)が前後両熱交換管群(17)に共有される代わりに、両熱交換管群(17)の隣り合う熱交換管(16)どうしの間にそれぞれコルゲートフィンが配置されていてもよい。

第１ヘッダタンク(2)は、両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートにプレス加工を施すことにより形成されかつすべての熱交換管(4)が接続されたプレート状の第１部材(21)と、両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートにプレス加工を施すことにより形成されかつ第１部材(21)の上側を覆う第２部材(22)と、両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートまたはアルミニウムベア材にプレス加工を施すことにより形成されかつ第１部材(21)と第２部材(22)との間に配置されて両部材(21)(22)にろう付された第３部材(23)と、両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートにプレス加工を施すことにより形成されかつ第１部材(21)、第２部材(22)および第３部材(23)の左右両端にろう付されたアルミニウム製左右両エンド部材(24)(25)と、右エンド部材(25)の外面に、冷媒入口ヘッダ部(5)および冷媒出口ヘッダ部(6)に跨るようにろう付された前後方向に長いアルミニウム製のジョイントプレート(26)とよりなり、ジョイントプレート(26)に、冷媒入口管(11)および冷媒出口管(12)が接続されている。なお、ジョイントプレート(26)は、アルミニウムベア材にプレス加工を施すことにより形成されている。

図２〜図６に示すように、第１部材(21)は、冷媒入口ヘッダ部(5)および冷媒出口ヘッダ部(6)の下部を形成する下方膨出状の前後両ヘッダ形成部(27)(28)と、前後両ヘッダ形成部(27)(28)どうしを一体に連結しかつ連結部(7)の下部を形成する連結壁(29)とよりなる。第１部材(21)の両ヘッダ形成部(27)(28)に、それぞれ前後方向に長い複数の管挿通穴(31)が、左右方向に間隔をおきかつ左右方向に関して同一位置に来るように形成されている。そして、熱交換管(16)の上端部が管挿通穴(31)に挿入されて第１部材(21)のろう材層を利用して第１部材(21)にろう付されている。

第２部材(22)は、冷媒入口ヘッダ部(5)および冷媒出口ヘッダ部(6)の上部を形成する上方膨出状の前後両ヘッダ形成部(32)(33)と、前後両ヘッダ形成部(32)(33)どうしを一体に連結しかつ連結部(7)の上部を形成する連結壁(34)とよりなる。

第３部材(23)は、冷媒入口ヘッダ部(5)内を上下に並んだ第１の空間(35)および第２の空間(36)に区画する板状の前側仕切部(37)と、冷媒出口ヘッダ部(6)内を上下に並んだ第１の空間(38)および第２の空間(39)に区画する板状の後側仕切部(41)と、両仕切部(37)(41)を一体に連結しかつ連結部(7)の上下方向の中間部を形成する連結壁(42)とよりなる。冷媒入口ヘッダ部(5)の冷媒入口(8)が第１空間(35)内に通じるとともに、第２空間(36)内に前側熱交換管群(17)の熱交換管(16)が臨むようになされており、第１空間(35)内に冷媒入口(8)を通して冷媒が流入し、第２空間(36)から熱交換管(16)内に冷媒が流入する。冷媒出口ヘッダ部(6)の冷媒出口(9)が第１空間(38)に通じるとともに、第２空間(39)内に後側熱交換管群(17)の熱交換管(16)が臨むようになされており、第１空間(38)内から冷媒出口(9)を通して冷媒が流出し、第２空間(39)内に熱交換管(16)から冷媒が流入する。

第３部材(23)の前側仕切部(37)および後側仕切部(41)の下面には、下方に突出した凸部(45)と上方に凹んだ凹部(46)とが左右方向に交互に並んで設けられている。冷媒入口ヘッダ部(5)内の前側仕切部(37)下面の凸部(45)および凹部(46)が設けられている範囲内に、冷媒入口ヘッダ部(5)の閉鎖端部、すなわち左端部に位置する熱交換管(16)を含んで少なくとも３つの熱交換管(16)、ここではすべての熱交換管(16)が配置されている。凸部(45)は、左右方向に隣り合う熱交換管(16)どうしの間に形成され、凹部(46)は各熱交換管(16)と対応する位置、すなわち各熱交換管(16)の上方に形成されている。前側仕切部(37)および後側仕切部(41)の下面の凸部(45)および凹部(46)は、前側仕切部(37)および後側仕切部(41)を変形させることによって、前後方向に長い方形状でありかつ下方に膨出した膨出部(47)を左右方向に間隔をおいて複数形成することにより設けられている。なお、凸部(45)および凹部(46)は、前側仕切部(37)および後側仕切部(41)を変形させることによって、前後方向に長い方形状である上方膨出部を左右方向に間隔をおいて複数形成することにより設けられていてもよい。

第３部材(23)の前側仕切部(37)の左端部（冷媒入口ヘッダ部(5)の閉鎖端部側の部分）における左端部に配置された熱交換管(15)よりも左側の部分には、平面から見て前後方向に長くかつ冷媒入口ヘッダ部(5)内の２つの空間(35)(36)を通じさせる方形状の連通口(48)（連通部）が形成されている。前側仕切部(37)における連通口(48)の左側縁部に、第２空間(36)側に突出し、かつ冷媒を右側に案内するガイド部(49)が一体に形成されている。図６に示すように、ガイド部(49)は、下側に向かって右側（冷媒入口(8)側）に傾斜した案内用の傾斜部(49a)と、傾斜部(49a)の先端に連なって右側にのびる水平部(49b)と、前側仕切部(37)における連通口(48)の前後両側縁部に、下方に向かって前後方向内方に傾斜するように一体に形成され、かつ傾斜部(49a)および水平部(49b)の前後両側縁部を前側仕切部(37)に連結する連結部(49c)とよりなる。ガイド部(49)の水平部(49b)の先端（右端）は、第３部材(23)の前側仕切部(37)に形成された連通口(48)の右側縁のほぼ真下に位置している。なお、ここでは、ガイド部(49)の水平部(49b)の上面は、熱交換管(16)の上端とほぼ同一高さ位置にある。また、第３部材(23)の前側仕切部(37)の前後方向の中央部でかつ左右方向の中央部および左右両側部分には、円形冷媒通過穴(51)が形成されている。円形冷媒通過穴(51)は下方膨出部(47)の底壁に形成されている。なお、左側部分の円形冷媒通過穴(51)は他の円形冷媒通過穴(51)よりも大きくなっている。

第３部材(23)の後側仕切部(41)の後側部分における左右両端寄りの部分を除いた部分には、冷媒出口ヘッダ部(6)の第１空間(38)と第２空間(39)とを通じさせる複数の方形冷媒通過穴(52)が、左右方向に間隔をおいて形成されている。方形冷媒通過穴(52)は、下方膨出部(47)の底壁に形成されている。

そして、第１部材(21)および第２部材(22)の前側ヘッダ形成部(27)(32)と第３部材(23)の前側仕切部(37)とにより両端が開口した入口ヘッダ部本体(5A)が形成され、第１部材(21)および第２部材(22)の後側ヘッダ形成部(28)(33)と、第３部材(23)の後側仕切部(41)とにより両端が開口した出口ヘッダ部本体(6A)が形成されている。すなわち、入口ヘッダ部本体(5A)の前側ヘッダ形成部(27)(32)および前側仕切部(37)と、出口ヘッダ部本体(6A)の後側ヘッダ形成部(28)(33)および後側仕切部(41)とはそれぞれ一体化されている。

左エンド部材(24)は、入口ヘッダ部本体(5A)の左端開口を閉鎖する前キャップ(24a)と、出口ヘッダ部本体(6A)の左端開口を閉鎖する後キャップ(24b)とを有している。左エンド部材(24)の前キャップ(24a)に、第１空間(35)内に嵌め入れられる突出部(53)および第２空間(36)内に嵌め入れられる突出部(54)が形成され、同じく後キャップ(24b)に、第１空間(38)内に嵌め入れられる突出部(55)および第２空間(39)内に嵌め入れられる突出部(56)が形成されている。

右エンド部材(25)は、入口ヘッダ部本体(5A)の右端開口を閉鎖する前キャップ(25a)と、出口ヘッダ部本体(6A)の右端開口を閉鎖する後キャップ(25b)とを有している。右エンド部材(25)の前キャップ(25a)に、第１空間(35)内に嵌め入れられる突出部(57)および第２空間(36)内に嵌め入れられる突出部(58)が形成され、同じく後キャップ(25b)に、第１空間(38)内に嵌め入れられる突出部(59)および第２空間(39)内に嵌め入れられる突出部(61)が形成されている。右エンド部材(25)における前キャップ(25a)の上側の突出部(57)の突出端壁に冷媒入口(8)が形成され、同じく後キャップ(25b)の上側の突出部(59)の突出端壁に冷媒出口(9)が形成されている。

ジョイントプレート(26)は、右エンド部材(25)の冷媒入口(8)に通じる冷媒流入部(62)および冷媒出口(9)に通じる冷媒流出部(63)を有している。ジョイントプレート(26)の冷媒流入部(62)に、冷媒入口管(11)の一端部が差し込まれてろう付され、同じく冷媒流出部(63)に、冷媒出口管(12)の一端部が差し込まれてろう付されている。

第２ヘッダタンク(3)は、第１ヘッダタンクとほぼ同様な構成であるとともに、第１ヘッダタンク(2)とは上下逆向きに配置されたものであり、同一部分には同一符号を付す。

なお、第２ヘッダタンク(3)の第１部材(21)の両ヘッダ形成部(27)(28)は第１中間ヘッダ部(13)および第２中間ヘッダ部(14)の上部を形成し、第２部材(22)の両ヘッダ形成部(32)(33)は第１中間ヘッダ部(13)および第２中間ヘッダ部(14)の下部を形成する。第３部材(23)の前側仕切部(37)によって、第１中間ヘッダ部(13)内が、冷媒入口ヘッダ部(5)の第１空間(35)と同様な構成の第１空間(35)と、第１空間(35)の上側に位置し、かつ冷媒入口ヘッダ部(5)の第２空間(36)と同様な構成であるとともに前側熱交換管群(17)の熱交換管(16)が通じる第２空間(36)とに区画されている。また、第３部材(23)の後側仕切部(41)によって、第２中間ヘッダ部(14)内が、冷媒出口ヘッダ部(6)の第１空間(38)と同様な構成の第１空間(38)と、第１空間(38)の上側に位置し、かつ冷媒入口ヘッダ部(5)の第２空間(36)と同様な構成であるとともに後側熱交換管群(17)の熱交換管(16)が通じる第２空間(39)とに区画されている。さらに、第１〜第３部材(21)(22)(23)の連結壁(29)(34)(42)によって連結部(15)が形成されている。

そして、第１部材(21)および第２部材(22)の前側ヘッダ形成部(27)(32)と第３部材(23)の前側仕切部(37)とにより両端が開口した第１中間ヘッダ部本体(13A)が形成され、第１部材(21)および第２部材(22)の後側ヘッダ形成部(28)(33)と、第３部材(23)の後側仕切部(41)とにより両端が開口した第２中間ヘッダ部本体(14A)が形成されている。すなわち、第１中間ヘッダ部本体(13A)の前側ヘッダ形成部(27)(32)および前側仕切部(37)と、第２中間ヘッダ部本体(14A)の後側ヘッダ形成部(28)(33)および後側仕切部(41)とはそれぞれ一体化されている。

また、右エンド部材(25)の冷媒入口(8)が、第１中間ヘッダ部(13)から冷媒が流出する冷媒流出口となり、同じく冷媒出口(9)が第１中間ヘッダ部(13)から流出した冷媒が第２中間ヘッダ部(14)内に流入する冷媒流入口となっている。

図２、図３、図７および図８に示すように、第２ヘッダタンク(3)の第１ヘッダタンク(2)との相違点は、次の通りである。

第１の相違点は、第３部材(23)の前側仕切部(37)に、連通口(48)、ガイド部(49)および円形冷媒通過穴(51)は形成されておらず、隣り合う膨出部(47)間および左右両端の膨出部(47)の左右方向外側に、それぞれ第１中間ヘッダ部(13)の上下両空間(35)(36)を通じさせる前後方向に長い連通穴(64)が形成されていることにある。

第２の相違点は、第３部材(23)の後側仕切部(41)に方形冷媒通過穴(52)は形成されておらず、全膨出部(47)のうちの一部の複数の膨出部(47)の底壁に円形連通穴(65)が貫通状に形成されていることにある。隣り合う円形連通穴(65)間の間隔は、右端部から遠ざかるにつれて徐々に大きくなっている。

第３の相違点は、右エンド部材(25)の後キャップ(25b)の下側の突出部(59)における冷媒流入口(9)の周縁部の下側部分に、第２中間ヘッダ部(14)内方に向かって上方に傾斜または湾曲、ここでは湾曲したガイド部(68)が一体に形成されていることである。ガイド部(68)は、第２中間ヘッダ部(14)の第１空間(38)内に流入する冷媒を、上側に案内する。

第４の相違点は、右エンド部材(25)の上縁の前後方向中央部に、上方に突出した山形の突出部(71)が一体に形成されていることにある。

第５の相違点は、右エンド部材(25)にはジョイントプレート(26)はろう付されておらず、右エンド部材(25)の外面に、第１中間ヘッダ部(13)内および第２中間ヘッダ部(14)を通じさせるアルミニウム製の連通部材(72)がろう付されていることにある。連通部材(72)には、右エンド部材(25)の冷媒流出口(8)と冷媒流入口(9)とを通じさせるように外方膨出部(73)が形成されている。外方膨出部(73)の内部が、右エンド部材(25)の冷媒流出口(8)と冷媒流入口(9)とを通じさせる連通路となっている。

上述したエバポレータ(1)は、入口管(11)および出口管(12)を除いたすべての部品が組み合わされて一括ろう付されることにより製造される。

エバポレータ(1)は、圧縮機および冷媒冷却器としてのコンデンサとともに、フロン系冷媒を使用する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。

上述したエバポレータ(1)においては、圧縮機のオン時には、圧縮機、コンデンサおよび膨張弁を通過した気液混相の２相冷媒は、冷媒入口管(11)からジョイントプレート(26)の冷媒流入部(62)を通り、右エンド部材(25)の冷媒入口(8)を経て冷媒入口ヘッダ部(5)の第１空間(35)内に入る。第１空間(35)内に入った冷媒は、第１空間(35)内を冷媒入口ヘッダ部(5)の長さ方向に流れ、連通口(48)を通って第２空間(36)内に流入するとともに、円形冷媒通過穴(51)を通って第２空間(36)内に流入し、分流して前側熱交換管群(17)の熱交換管(16)内に流入する。連通口(48)を通って第１空間(35)から第２空間(36)に流入した冷媒は、第３部材(23)の前側仕切部(37)下面の凸部(45)および凹部(46)の働きによって、上下に蛇行状に流れながら冷媒入口(8)が形成された右側に流れることになる。その結果、冷媒入口ヘッダ部(5)において、連通口(48)を通って第１空間(35)から第２空間(36)に流入した冷媒の流速が低下させられることになり、連通口(48)の近傍の熱交換管(16)内にも流入しやすくなって、冷媒入口ヘッダ部(5)に接続された全熱交換管(16)への冷媒の分布が均一化される。

熱交換管(16)内に流入した冷媒は、熱交換管(16)内を下方に流れて第２ヘッダタンク(3)の第１中間ヘッダ部(13)の第２空間(36)内に入る。第１中間ヘッダ部(13)の第２空間(36)内に入った冷媒は、第３部材(23)の前側仕切部(37)の連通穴(64)を通って第１空間(35)内に入り、第１空間(35)内を右方に流れ、右エンド部材(25)の前キャップ(25a)の冷媒流出口(8)、連通部材(72)の外方膨出部(73)内の連通路および後キャップ(25b)の冷媒流入口(9)を通ることにより、流れ方向を変えるようにターンして第２中間ヘッダ部(14)の第１空間(38)内に入る。

第２中間ヘッダ部(14)の第１空間(38)内に入った冷媒は左方に流れ、第３部材(23)の後側仕切部(41)の円形連通穴(65)を通って第２空間(39)内に入り、分流して後側熱交換管群(17)の熱交換管(16)内に流入する。

熱交換管(16)内に流入した冷媒は、熱交換管(16)内を上方に流れて冷媒出口ヘッダ部(6)の第２空間(39)内に入り、第３部材(23)の後側仕切部(41)の方形冷媒通過穴(52)を通って第１空間(38)内に入る。

冷媒出口ヘッダ部(6)の第１空間(38)内に入った冷媒は右方に流れ、右エンド部材(25)の後キャップ(25b)の冷媒出口(9)およびジョイントプレート(26)の冷媒流出部(63)を通り、冷媒出口管(12)に流出する。

そして、冷媒が前後両熱交換管群(17)の熱交換管(16)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と熱交換をし、冷媒は気相となって流出する。

この発明による熱交換器は、カーエアコンを構成する冷凍サイクルのエバポレータとして好適に用いられる。

(1)：エバポレータ（熱交換器）
(2)：第１ヘッダタンク
(5)：冷媒入口ヘッダ部
(6)：冷媒出口ヘッダ部
(8)：冷媒入口
(9)：冷媒出口
(16)：熱交換管
(21)：第１部材
(22)：第２部材
(23)：第３部材
(24)：左エンド部材
(25)：右エンド部材
(35)：第１空間
(36)：第２空間
(37)：前側仕切部
(38)：第１空間
(39)：第２空間
(41)：後側仕切部
(48)：連通口（連通部）
(52)：冷媒通過穴

Claims

一端部に冷媒入口を有するとともに他端部が閉鎖された冷媒入口ヘッダ部と、長さ方向を上下方向に向けるとともに冷媒入口ヘッダ部の長さ方向に間隔をおいて配置され、かつ冷媒入口ヘッダ部に接続された複数の熱交換管とを備えており、冷媒入口ヘッダ部内が、仕切部によって上下に並んだ第１および第２の空間に区画され、冷媒入口が第１空間内に通じるとともに、第２空間内に熱交換管が臨むようになされており、冷媒が、仕切部における冷媒入口ヘッダ部の閉鎖端部側の部分に形成された連通部を通って第１空間から第２空間に流入するようになされている熱交換器において、
冷媒入口ヘッダ部内の仕切部における第２空間に臨む下面の連通部よりも冷媒入口側の部分に、熱交換器側に突出した凸部と、これと反対側に凹んだ凹部とが、冷媒入口ヘッダ部の長さ方向に並んで交互に設けられている熱交換器。
上記連通部が、冷媒入口ヘッダ部の閉鎖端部に位置する熱交換管よりも上記閉鎖端部側において仕切部に形成され、冷媒入口ヘッダ部内の仕切部下面の凸部および凹部が設けられている範囲内に、冷媒入口ヘッダ部の閉鎖端部に位置する熱交換管を含んで少なくとも３つの熱交換管が配置されている請求項１記載の熱交換器。
仕切部の凸部が、冷媒入口ヘッダ部の長さ方向に隣り合う熱交換管どうしの間に設けられ、同じく凹部が熱交換管と対応する位置に設けられている請求項１または２記載の熱交換器。
冷媒入口ヘッダ部が、熱交換管が接続された第１部材と、第１部材の上側を覆う第２部材と、第１部材と第２部材との間に配置されて第１および第２部材にろう付され、かつ冷媒入口ヘッダ部内を第１および第２の空間に区画する仕切部を有する第３部材とを備えており、第３部材を変形させることにより、第３部材の仕切部下面に凸部および凹部が設けられている請求項１〜３のうちのいずれかに記載の熱交換器。
冷媒入口ヘッダ部の風上側に冷媒出口ヘッダ部が一体に設けられ、冷媒出口ヘッダ部に、長さ方向を上下方向に向けるとともに冷媒出口ヘッダ部の長さ方向に間隔をおいて配置された複数の熱交換管が接続されており、冷媒出口ヘッダ部の一端部に冷媒出口が設けられるとともに他端部が閉鎖され、冷媒出口ヘッダ部内が、仕切部によって上下に並んだ第１および第２の空間に区画され、当該仕切部に第１および第２空間を通じさせる冷媒通過穴が形成され、冷媒出口が第１空間内に通じるとともに、第２空間内に熱交換管が臨むようになされ、
冷媒入口ヘッダ部および冷媒出口ヘッダ部が１つのヘッダタンクに設けられており、当該ヘッダタンクが、熱交換管が接続された第１部材と、第１部材の上側を覆う第２部材と、第１部材と第２部材との間に配置されて第１および第２部材にろう付された第３部材と、第１部材、第２部材および第３部材の両端にろう付されたエンド部材とよりなり、第１および第２部材に、それぞれ冷媒入口ヘッダ部および冷媒出口ヘッダ部を形成するヘッダ形成部が設けられ、第３部材に、冷媒入口ヘッダ部内および冷媒出口ヘッダ部内をそれぞれ第１および第２空間に区画する２つの仕切部が設けられ、いずれか一方のエンド部材に冷媒入口および冷媒出口が形成され、第３部材を変形させることにより第３部材の両仕切部下面に凸部および凹部が設けられている請求項１〜３のうちのいずれかに記載の熱交換器。