JP2017003140A - 冷媒蒸発器 - Google Patents

Abstract

【課題】冷媒の分配性の悪化を抑制可能な冷媒蒸発器を提供する。
【解決手段】冷媒蒸発器１は、第１中継流路３３ａ及び第２中継流路３３ｂにおいて冷媒は、一端側から他端側に向かって流れながら第１流出流路３２ｂ及び第２流出流路３２ａに流出するように構成されており、第１流出流路３２ｂ及び第２流出流路３２ａにはそれぞれ、冷媒が流出し難い第１流出領域が一端側に形成されると共に、第１流出領域よりも他端側に冷媒が流出し易い第２流出領域が形成されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、外部を流れる被冷却流体と冷媒との間で熱交換を行う冷媒蒸発器に関する。

冷媒蒸発器は、外部を流れる被冷却流体（例えば、空気）から吸熱して、内部を流れる冷媒（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。

この種の冷媒蒸発器としては、複数のチューブを積層して構成される熱交換コア部、及び複数のチューブの両端部に接続された一対のタンク部を備える第１、第２蒸発部を被冷却流体の流れ方向に直列に配置し、各蒸発部における一方のタンク部同士を一対の連通部を介して連結する構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１の冷媒蒸発器では、第１蒸発部の熱交換コア部を流れた冷媒を、各蒸発部の一方のタンク部及び当該タンク部同士を連結する一対の連通部を介して第２蒸発部の熱交換コア部に流す際に、冷媒の流れを熱交換コア部の幅方向（左右方向）で入れ替える構成としている。冷媒蒸発器は、一対の連通部のうち、一方の連通部によって、第１蒸発部の熱交換コア部の幅方向一側を流れる冷媒を第２蒸発部の熱交換コア部の幅方向他側に流すと共に、他方の連通部によって第１蒸発部の熱交換コア部の幅方向他側を流れる冷媒を第２蒸発部の熱交換コア部の幅方向一側に流すように構成されている。

特許第４１２４１３６号公報

しかしながら、特許文献１に開示された冷媒蒸発器のように、各蒸発部の一方タンク部同士を連結する一対の連通部にて冷媒の流れ方向を入れ替える構成とすると、第１蒸発部の熱交換コア部からの冷媒が第２蒸発部の熱交換コア部に流れる際に、液相冷媒が第２蒸発部の熱交換コア部の一部に偏って分配されることがある。

具体的には、第１蒸発部の熱交換コア部から第２蒸発部の熱交換コア部に流れる液相冷媒は、第２蒸発部の熱交換コア部を構成するチューブ群のうち、第２蒸発部の一方のタンク部における各連通部との接続箇所（連通部における冷媒の流出口）の近くに位置するチューブに流れ易い傾向があり、前記接続箇所から遠く離れたチューブに液相冷媒を充分に流すことができない。

このように、冷媒蒸発器における液相冷媒の分配性が悪化すると、第２蒸発部の熱交換コア部において、被冷却流体と冷媒との熱交換が有効に行われない領域が生じ、冷媒蒸発器の冷却性能が低下するといった問題がある。

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、冷媒の分配性の悪化を抑制可能な冷媒蒸発器を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る冷媒蒸発器は、外部を流れる被冷却流体と冷媒との間で熱交換を行う冷媒蒸発器（１）であって、前記被冷却流体の流れ方向に対して直列に配置された第１蒸発部（２０）、及び第２蒸発部（１０）を備える。前記第１蒸発部及び前記第２蒸発部はそれぞれ、冷媒が流れる複数のチューブ（１１１、２１１）を積層して構成された熱交換コア部（１１、２１）と、前記複数のチューブの両端部に接続され、前記複数のチューブを流れる冷媒の集合又は分配を行う一対のタンク部（１２、１３、２２、２３）と、を有する。前記第１蒸発部における前記熱交換コア部（２１）は、前記複数のチューブ（２１１）のうち一部のチューブ群で構成される第１コア部（２１ａ）、及び残部のチューブ群のうち少なくとも一部のチューブ群で構成される第２コア部（２１ｂ）を有する。前記第２蒸発部における前記熱交換コア部（１１）は、前記複数のチューブ（２１１）のうち一部のチューブ群で構成される前記第１コア部の少なくとも一部と対向するチューブ群で構成される第３コア部（１１ａ）、及び残部のチューブ群のうち少なくとも一部のチューブ群で構成される第４コア部（１１ｂ）を有する。前記第１蒸発部における前記一対のタンク部（２２、２３）のうち、一方のタンク部（２３）は、前記第１コア部からの冷媒を集合させる第１冷媒集合部（２３ａ）、前記第２コア部（２１ｂ）からの冷媒を集合させる第２冷媒集合部（２３ｂ）を含んで構成されている。前記第２蒸発部における前記一対のタンク部（１２、１３）のうち、一方のタンク部（１３）は、前記第３コア部に冷媒を分配させる第１冷媒分配部（１３ａ）、前記第４コア部（１１ｂ）に冷媒を分配させる第２冷媒分配部（１３ｂ）を含んで構成されている。前記第１蒸発部及び前記第２蒸発部は、前記第１冷媒集合部の冷媒を前記第２冷媒分配部に導く第１連通部（３１ａ、３２ｂ、３３ａ）、及び前記第２冷媒集合部の冷媒を前記第１冷媒分配部に導く第２連通部（３１ｂ、３２ａ、３３ｂ）を有する冷媒入替部（３０）を介して連結されている。前記冷媒入替部は、中間タンク部（３３）を有しており、前記中間タンク部は、前記第１冷媒集合部とは冷媒の第１流入流路（３１ａ）を介して繋がり、前記第２冷媒分配部とは冷媒の第１流出流路（３２ｂ）を介して繋がる第１中継流路（３３ａ）と、前記第２冷媒集合部とは冷媒の第２流入流路（３１ｂ）を介して繋がり、前記第１冷媒分配部とは冷媒の第２流出流路（３２ａ）を介して繋がる第２中継流路（３３ｂ）と、を有する。前記第１中継流路及び前記第２中継流路において冷媒は、一端側から他端側に向かって流れながら前記第１流出流路及び前記第２流出流路に流出するように構成されている。前記第１流出流路及び前記第２流出流路にはそれぞれ、冷媒が流出し難い第１流出領域が前記一端側に形成されると共に、前記第１流出領域よりも前記他端側に冷媒が流出し易い第２流出領域が形成されている。

本発明によれば、第１流出流路及び第２流出流路にはそれぞれ、一端壁部側に冷媒が流出し難い第１流出領域が形成されると共に、第１流出領域よりも他端壁部側に冷媒が流出し易い第２流出領域が形成されているので、冷媒の分配性の悪化を抑制することができる。

本発明によれば、冷媒の分配性の悪化を抑制可能な冷媒蒸発器を提供することができる。

図１は、本実施形態に係る冷媒蒸発器の模式的な斜視図である。 図２は、本実施形態に係る冷媒蒸発器の分解斜視図である。 図３は、本実施形態に係る冷媒蒸発器における冷媒の流れを説明するための図である。 図４は、本実施形態に係る冷媒蒸発器において、中間タンク部から風上側熱交換コア部へ繋がる流路の形状を説明するための概略図である。 比較例として、中間タンク部から風上側熱交換コア部へ繋がる流路の形状を説明するための概略図である。 比較例に係る冷媒蒸発器の各熱交換コア部を流れる液相冷媒の分布を説明するための図である。 本実施形態に係る冷媒蒸発器の各熱交換コア部を流れる液相冷媒の分布を説明するための図である。 中間タンク部から風上側熱交換コア部へ繋がる流路形状の変形例を説明するための図である。

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。

図１に示される本実施形態に係る冷媒蒸発器１は、車室内の温度を調整する車両用空調装置の蒸気圧縮式の冷凍サイクルに適用され、車室内へ送風する送風空気から吸熱して冷媒（液相冷媒）を蒸発させることで、送風空気を冷却する冷却用熱交換器である。なお、本実施形態では、送風空気が特許請求の範囲における「外部を流れる被冷却流体」に相当する。

冷凍サイクルは、冷媒蒸発器１以外に、図示しない圧縮機、放熱器（凝縮器）、膨張弁等を備えおり、本実施形態では、放熱器と膨張弁との間に受液器を配置するレシーバサイクルとして構成されている。

図１は、本実施形態に係る冷媒蒸発器１の模式的な斜視図であり、図２は、図１に示す冷媒蒸発器１の分解斜視図である。なお、図２では、後述する各熱交換コア部１１、２１におけるチューブ１１１、２１１、及びフィン１１２、２１２の図示を省略している。

図１、図２に示されるように、本実施形態の冷媒蒸発器１は、送風空気の流れ方向（被冷却流体の流れ方向）Ｘに対して直列に配置された２つの蒸発部１０、２０を備えて構成されている。ここで、本実施形態では、２つの蒸発部１０、２０のうち、送風空気の空気流れ方向の風上側（上流側）に配置される蒸発部を風上側蒸発部１０と称し、送風空気の流れ方向の風下側（下流側）に配置される蒸発部を風下側蒸発部２０と称する。本実施形態における風上側蒸発部１０が、特許請求の範囲の「第２蒸発部」を構成し、風下側蒸発部２０が、特許請求の範囲の「第１蒸発部」を構成している。

風上側蒸発部１０及び風下側蒸発部２０の基本的構成は同一であり、それぞれ熱交換コア部１１、２１と、熱交換コア部１１、２１の上下両側に配置された一対のタンク部１２、１３、２２、２３を有している。

本実施形態では、風上側蒸発部１０における熱交換コア部を風上側熱交換コア部１１と称し、風下側蒸発部２０における熱交換コア部を風下側熱交換コア部２１と称する。また、風上側蒸発部１０における一対のタンク部１２、１３のうち、上方側に配置されるタンク部を第１風上側タンク部１２と称し、下方側に配置されるタンク部を第２風上側タンク部１３と称する。同様に、風下側蒸発部２０における一対のタンク部２２、２３のうち、上方側に配置されるタンク部を第１風下側タンク部２２と称し、下方側に配置されるタンク部を第２風下側タンク部２３と称する。

本実施形態の風上側熱交換コア部１１及び風下側熱交換コア部２１それぞれは、上下方向に延びる複数のチューブ１１１、２１１と、隣合うチューブ１１１、２１１の間に接合されるフィン１１２、２１２とが交互に積層配置された積層体で構成されている。以下、複数のチューブ１１１、２１１及び複数のフィン１１２、２１２の積層体における積層方向をチューブ積層方向と称する。

ここで、風上側熱交換コア部１１は、複数のチューブ１１１のうち、一部のチューブ群で構成される第１風上側コア部１１ａ、及び残部のチューブ群で構成される第２風上側コア部１１ｂを有している。なお、本実施形態における第１風上側コア部１１ａが、特許請求の範囲における「第３コア部」を構成し、第２風上側コア部１１ｂが、特許請求の範囲における「第４コア部」を構成する。

本実施形態では、風上側熱交換コア部１１を送風空気の流れ方向から見たときに、チューブ積層方向の右側に存するチューブ群で第１風上側コア部１１ａが構成され、チューブ積層方向の左側に存するチューブ群で第２風上側コア部１１ｂが構成されている。

また、風下側熱交換コア部２１は、複数のチューブ２１１のうち、一部のチューブ群で構成される第１風下側コア部２１ａ、及び残部のチューブ群で構成される第２風下側コア部２１ｂを有している。なお、本実施形態における第１風下側コア部２１ａが、特許請求の範囲における「第１コア部」を構成し、第２風下側コア部２１ｂが、特許請求の範囲における「第２コア部」を構成する。

本実施形態では、風下側熱交換コア部２１を送風空気の流れ方向から見たときに、チューブ積層方向の右側に存するチューブ群で第１風下側コア部２１ａが構成され、チューブ積層方向の左側に存するチューブ群で第２風下側コア部２１ｂが構成されている。なお、本実施形態では、送風空気の流れ方向から見たときに、第１風上側コア部１１ａ及び第１風下側コア部２１ａそれぞれが重合（対向）するように配置されると共に、第２風上側コア部１１ｂ及び第２風下側コア部２１ｂそれぞれが重合（対向）するように配置されている。

各チューブ１１１、２１１は、内部に冷媒が流れる冷媒通路が形成されると共に、その断面形状が送風空気の流れ方向に沿って延びる扁平形状となる扁平チューブで構成されている。

風上側熱交換コア部１１のチューブ１１１は、長手方向の一端側（上端側）が第１風上側タンク部１２に接続されると共に、長手方向の他端側（下端側）が第２風上側タンク部１３に接続されている。また、風下側熱交換コア部２１のチューブ２１１は、長手方向の一端側（上端側）が第１風下側タンク部２２に接続されると共に、長手方向の他端側（下端側）が第２風下側タンク部２３に接続されている。

各フィン１１２、２１２は、薄板材を波上に曲げて成形したコルゲートフィンであり、チューブ１１１、２１１における平坦な外面側に接合され、送風空気と冷媒との伝熱面積を拡大させるための熱交換促進手段を構成する。

チューブ１１１、２１１及びフィン１１２、２１２の積層体には、チューブ積層方向の両端部に、各熱交換コア部１１、１２を補強するサイドプレート１１３、２１３が配置されている。なお、サイドプレート１１３、２１３は、チューブ積層方向の最も外側に配置されたフィン１１２、２１２に接合されている。

第１風上側タンク部１２は、一端側（送風空気の流れ方向から見たときの左側端部）が閉塞されると共に、他端側（送風空気の流れ方向から見たときの右側端部）にタンク内部から圧縮機（図示略）の吸入側に冷媒を導出するための冷媒導出口１２ａが形成された筒状の部材で構成されている。この第１風上側タンク部１２は、底部に各チューブ１１１の一端側（上端側）が挿入接合される貫通穴（図示略）が形成されている。第１風上側タンク部１２は、その内部空間が風上側熱交換コア部１１の各チューブ１１１に連通するように構成されており、風上側熱交換コア部１１の各コア部１１ａ、１１ｂからの冷媒を集合させる冷媒集合部として機能する。

第１風下側タンク部２２は、一端側が閉塞されると共に、他端側にタンク内部に膨張弁（図示略）にて減圧された低圧冷媒を導入するための冷媒導入口２２ａが形成された筒状の部材で構成されている。この第１風下側タンク部２２は、底部に各チューブ２１１の一端側（上端側）が挿入接合される貫通穴（図示略）が形成されている。つまり、第１風下側タンク部２２は、その内部空間が風下側熱交換コア部２１の各チューブ２１１に連通するように構成されており、風下側熱交換コア部２１の各コア部２１ａ、２１ｂへ冷媒を分配する冷媒分配部として機能する。

第２風上側タンク部１３は、両端側が閉塞された筒状の部材で構成されている。この第２風上側タンク部１３は、天井部に各チューブ１１１の他端側（下端側）が挿入接合される貫通穴（図示略）が形成されている。つまり、第２風上側タンク部１３は、その内部空間が各チューブ１１１に連通するように構成されている。

また、第２風上側タンク部１３の内部には、長手方向の中央位置に仕切部材１３１が配置されており、この仕切部材１３１によって、タンク内部空間が第１風上側コア部１１ａを構成する各チューブ１１１が連通する空間と、第２風上側コア部１１ｂを構成する各チューブ１１１が連通する空間とに仕切られている。

ここで、第２風上側タンク部１３の内部のうち、第１風上側コア部１１ａを構成する各チューブ１１１に連通する空間が、第１風上側コア部１１ａに冷媒を分配する第１冷媒分配部１３ａを構成し、第２風上側コア部１１ｂを構成する各チューブ１１１に連通する空間が、第２風上側コア部１１ｂに冷媒を分配する第２冷媒分配部１３ｂを構成する。

第２風下側タンク部２３は、両端側が閉塞された筒状の部材で構成されている。この第２風下側タンク部２３は、天井部に各チューブ２１１の他端側（下端側）が挿入接合される貫通穴（図示略）が形成されている。つまり、第２風下側タンク部２３は、その内部空間が各チューブ２１１に連通するように構成されている。

第２風下側タンク部２３の内部には、長手方向の中央位置に仕切部材２３１が配置されており、この仕切部材２３１によって、タンク内部空間が第１風下側コア部２１ａを構成する各チューブ２１１が連通する空間と、第２風下側コア部２１ｂを構成する各チューブ２１１が連通する空間とに仕切られている。

ここで、第２風下側タンク部２３の内部のうち、第１風下側コア部２１ａを構成する各チューブ２１１に連通する空間が、第１風下側コア部２１ａからの冷媒を集合させる第１冷媒集合部２３ａを構成し、第２風下側コア部２１ｂを構成する各チューブ２１１が連通する空間が、第２風下側コア部２１ｂからの冷媒を集合させる第２冷媒集合部２３ｂを構成する。

第２風上側タンク部１３、及び第２風下側タンク部２３それぞれは、冷媒入替部３０を介して連結されている。この冷媒入替部３０は、第２風下側タンク部２３における第１冷媒集合部２３ａ内の冷媒を第２風上側タンク部１３における第２冷媒分配部１３ｂに導くと共に、第２風下側タンク部２３における第２冷媒集合部２３ｂ内の冷媒を第２風上側タンク部１３における第１冷媒分配部１３ａに導くように構成されている。すなわち、冷媒入替部３０は、冷媒の流れを各熱交換コア部１１、２１においてコア幅方向に入れ替えるように構成されている。

具体的には、冷媒入替部３０は、第２風下側タンク部２３における第１、第２冷媒集合部２３ａ、２３ｂに連結された一対の集合部連結部材３１ａ、３１ｂと、第２風上側タンク部１３における各冷媒分配部１３ａ、１３ｂに連結された一対の分配部連結部材３２ａ、３２ｂと、一対の集合部連結部材３１ａ、３１ｂ及び一対の分配部連結部材３２ａ、３２ｂそれぞれに連結された中間タンク部３３と、を有して構成されている。

一対の集合部連結部材３１ａ、３１ｂそれぞれは、内部に冷媒が流通する冷媒通路が形成された筒状の部材で構成されており、その一端側が第２風下側タンク部２３に接続されると共に、他端側が中間タンク部３３に接続されている。本実施形態における集合部連結部材３１ａが、特許請求の範囲の「第１流入流路」を構成し、集合部連結部材３１ｂが、特許請求の範囲の「第２流入流路」を構成している。

一対の集合部連結部材３１ａ、３１ｂのうち、一方を構成する第１集合部連結部材３１ａは、一端側が第１冷媒集合部２３ａに連通するように第２風下側タンク部２３に接続されており、他端側が後述する中間タンク部３３内の第１冷媒通路３３ａに連通するように中間タンク部３３に接続されている。本実施形態における第１冷媒通路３３ａが、特許請求の範囲の「第１中継流路」を構成している。

また、他方を構成する第２集合部連結部材３１ｂは、一端側が第２冷媒集合部２３ｂに連通するように第２風下側タンク部２３に接続されており、他端側が後述する中間タンク部３３内の第２冷媒通路３３ｂに連通するように中間タンク部３３に接続されている。本実施形態における第２冷媒通路３３ｂが、特許請求の範囲の「第２中継流路」を構成している。

本実施形態では、第１集合部連結部材３１ａの一端側が、第１冷媒集合部２３ａのうち、仕切部材２３１に近い位置に接続され、第２集合部連結部材３１ｂの一端側が、第２冷媒集合部２３ｂのうち、第２風下側タンク部２３の閉塞端に近い位置に接続されている。

一対の分配部連結部材３２ａ、３２ｂそれぞれは、内部に冷媒が流通する冷媒通路が形成された筒状の部材で構成されており、その一端側が第２風上側タンク部１３に接続されると共に、他端側が中間タンク部３３に接続されている。本実施形態における分配部連結部材３２ａが、特許請求の範囲の「第２流出流路」を構成し、分配部連結部材３２ｂが、特許請求の範囲の「第１流出流路」を構成している。

一対の分配部連結部材３２ａ、３２ｂのうち、一方を構成する第１分配部連結部材３２ａは、一端側が第１冷媒分配部１３ａに連通するように第２風上側タンク部１３に接続されており、他端側が後述する中間タンク部３３内の第２冷媒通路３３ｂに連通するように中間タンク部３３に接続されている。すなわち、第１分配部連結部材３２ａは、中間タンク部３３の第２冷媒通路３３ｂを介して、上述の第２集合部連結部材３１ｂと連通している。

一対の分配部連結部材３２ａ、３２ｂのうち、他方を構成する第２分配部連結部材３２ｂは、一端側が第２冷媒分配部１３ｂに連通するように第２風上側タンク部１３に接続されており、他端側が後述する中間タンク部３３内の第１冷媒通路３３ａに連通するように中間タンク部３３に接続されている。すなわち、第２分配部連結部材３２ｂは、中間タンク部３３の第１冷媒通路３３ａを介して、上述の第１集合部連結部材３１ａと連通している。

本実施形態では、第１分配部連結部材３２ａの一端側が、第１冷媒分配部１３ａのうち、第２風上側タンク部１３の閉塞端に近い位置に接続され、第２分配部連結部材３２ｂの一端側が、第２冷媒分配部１３ｂのうち、仕切部材１３１に近い位置に接続されている。

このように構成される一対の集合部連結部材３１ａ、３１ｂそれぞれは、冷媒入替部３０における冷媒の流入口を構成し、一対の分配部連結部材３２ａ、３２ｂそれぞれは、冷媒入替部３０における冷媒の流出口を構成している。

風上側熱交換コア部１１における各コア部１１ａ、１１ｂでは、各コア部１１ａ、１１ｂを構成する複数のチューブ１１１のうち、積層方向の端部側に位置するチューブへ冷媒が流れ難く、冷媒の分配性が悪いといった傾向がある。

具体的には、第１風上側コア部１１ａでは、第２風上側タンク部１３の第１冷媒分配部１３ａにおける閉塞された端部付近に位置するチューブ１１１、及び仕切部材１３１付近に位置するチューブ１１１に冷媒が流れ難い傾向がある。また、第２風上側コア部１１ｂでは、第２風上側タンク部１３の第２冷媒分配部１３ｂにおける閉塞された端部付近に位置するチューブ１１１、及び仕切部材１３１付近に位置するチューブ１１１に冷媒が流れ難い傾向がある。

そこで、本実施形態では、各分配部連結部材３２ａ、３２ｂを、第１風上側コア部１１ａを構成する複数のチューブ１１１のうち、積層方向一端側に位置するチューブと対向するように開口する構成としている。

図４は、第１分配部連結部材３２ａ及び第２分配部連結部材３２ｂ近傍の冷媒の流れを示す図であって、（Ａ）は模式的な断面図を示し、（Ｂ）は模式的な側面図を示す。図４に示されるように、第１分配部連結部材３２ａについては、その開口部が第１風上側コア部１１ａを構成する複数のチューブ１１１のうち、積層方向一端側に位置するチューブと対向して開口するように、第１冷媒分配部１３ａのうち、第２風上側タンク部１３の閉塞端に近い位置に接続している。第１分配部連結部材３２ａは、第２冷媒通路３３ｂの側壁部３３ｂａに繋がれている。第１分配部連結部材３２ａは、第２冷媒通路３３ｂの一端壁部３３ｂｂに近接し、他端壁部３３ｂｃからは離間して設けられている。

第２集合部連結部材３１ｂを通って第２冷媒通路３３ｂに流れ込む冷媒は、他端壁部３３ｂｃ側に流れこむ。他端壁部３３ｂｃ側に流れ込んだ冷媒は、一端壁部３３ｂｂに向かって流れ、一端壁部３３ｂｂに当たって流れを変え、側壁部３３ｂａに沿って一端壁部３３ｂｂから他端壁部３３ｂｃに向かって流れながら第１分配部連結部材３２ａに流出するように構成されている。この冷媒の流出段階に着目すると、第２中継流路である第２冷媒流路３３ｂにおいて冷媒は、一端側である一端壁部３３ｂｂから他端側である他端壁部ｂｃに向かって流れながら第２流出流路である第１分配部連結部材３２ａに流出する。

本実施形態の場合、第１分配部連結部材３２ａは、一端側である一端壁部３３ｂｂ側が冷媒の流れ方向に対して幅狭で、他端側である他端壁部３３ｂｃ側が幅広になるように構成されている。このような構成により、第１分配部連結部材３２ａには、一端側である一端壁部３３ｂｂ側に冷媒が流出し難い第１流出領域が形成されると共に、その第１流出領域よりも他端側である他端壁部３３ｂｃ側に冷媒が流出し易い第２流出領域が形成されていることになる。

一方、第２分配部連結部材３２ｂについては、第２風上側コア部１１ｂを構成する複数のチューブ１１１のうち、積層方向一端側に位置するチューブと対向して開口するように、第２冷媒分配部１３ｂのうち、仕切部材１３１に近い位置に接続している。

第２分配部連結部材３２ｂは、第１冷媒通路３３ａの側壁部３３ａａに繋がれている。第２分配部連結部材３２ｂは、第１冷媒通路３３ａの一端壁部３３ａｂに近接し、他端壁部３３ａｃからは離間して設けられている。

第１集合部連結部材３１ａを通って第１冷媒通路３３ａに流れ込む冷媒は、一端壁部３３ａｂ側に流れこむ。一端壁部３３ａｂ側に流れ込んだ冷媒は、他端壁部３３ａｃに向かって流れ、側壁部３３ａａに沿って一端壁部３３ａｂから他端壁部３３ａｃに向かって流れながら第２分配部連結部材３２ｂに流出するように構成されている。この冷媒の流出段階に着目すると、第１中継流路である第１冷媒流路３３ａにおいて冷媒は、一端側である一端壁部３３ａｂから他端側である他端壁部ａｃに向かって流れながら第１流出流路である第２分配部連結部材３２ｂに流出する。

本実施形態の場合、第２分配部連結部材３２ｂは、一端側である一端壁部３３ａｂ側が冷媒の流れ方向に対して幅狭で、他端側である他端壁部３３ａｃ側が幅広になるように構成されている。このような構成により、第２分配部連結部材３２ｂには、一端側である一端壁部３３ａｂ側に冷媒が流出し難い第１流出領域が形成されると共に、その第１流出領域よりも他端側である他端壁部３３ａｃ側に冷媒が流出し易い第２流出領域が形成されていることになる。

中間タンク部３３は、両端側が閉塞された筒状の部材で構成されている。この中間タンク部３３は、第２風上側タンク部１３、及び第２風下側タンク部２３との間に配置されている。具体的には、本実施形態の中間タンク部３３は、送風空気の流れ方向Ｘから見たときに、その一部（上方側の部位）が第２風上側タンク部１３、及び第２風下側タンク部２３と重合し、他部（下方側の部位）が第２風上側タンク部１３、及び第２風下側タンク部２３と重合しないように配置されている。

このように、中間タンク部３３の一部を第２風上側タンク部１３、及び第２風下側タンク部２３と重合しないように配置する構成とすれば、送風空気の流れ方向Ｘにおいて、第１蒸発部１０及び第２蒸発部２０を近接した配置形態とすることができるので、中間タンク部３３を設けることによる冷媒蒸発器１の体格の増大を抑制することが可能となる。

ここで、本実施形態では、第１集合部連結部材３１ａ、第２分配部連結部材３２ｂ、中間タンク部３３における第１冷媒通路３３ａが、特許請求の範囲に記載の「第１連通部」を構成している。そして、第１集合部連結部材３１ａが「第１連通部」における「冷媒の流入口」に相当し、第２分配部連結部材３２ｂが「第１連通部」における「冷媒の流出口」に相当している。

第２集合部連結部材３１ｂ、第１分配部連結部材３２ａ、中間タンク部３３における第２冷媒通路３３ｂが、特許請求の範囲に記載の「第２連通部」を構成している。そして、第２集合部連結部材３１ｂが「第２連通部」における「冷媒の流入口」に相当し、第１分配部連結部材３２ａが「第２連通部」における「冷媒の流出口」に相当している。

次に、本実施形態に係る冷媒蒸発器１における冷媒の流れについて図３を用いて説明する。図３は、本実施形態に係る冷媒蒸発器１における冷媒の流れを説明するための説明図である。

図３に示すように、膨張弁（図示略）にて減圧された低圧冷媒は、矢印Ａの如く第１風下側タンク部２２の一端側に形成された冷媒導入口２２ａからタンク内部に導入される。第１風下側タンク部２２の内部に導入された冷媒は、矢印Ｂの如く風下側熱交換コア部２１の第１風下側コア部２１ａを下降すると共に、矢印Ｃの如く風下側熱交換コア部２１の第２風下側コア部２１ｂを下降する。

第１風下側コア部２１ａを下降した冷媒は、矢印Ｄの如く第２風下側タンク部２３の第１冷媒集合部２３ａに流入する。一方、第２風下側コア部２１ｂを下降した冷媒は、矢印Ｅの如く第２風下側タンク部２３の第２冷媒集合部２３ｂに流入する。

第１冷媒集合部２３ａに流入した冷媒は、矢印Ｆの如く第１集合部連結部材３１ａを介して中間タンク部３３の第１冷媒通路３３ａに流入する。また、第２冷媒集合部２３ｂに流入した冷媒は、矢印Ｇの如く第２集合部連結部材３１ｂを介して中間タンク部３３の第２冷媒通路３３ｂに流入する。

第１冷媒通路３３ａに流入した冷媒は、矢印Ｈの如く第２分配部連結部材３２ｂを介して第２風上側タンク部１３の第２冷媒分配部１３ｂに流入する。また、第２冷媒通路３３ｂに流入した冷媒は、矢印Ｉの如く第１分配部連結部材３２ａを介して第２風上側タンク部１３の第１冷媒分配部１３ａに流入する。

第２風上側タンク部１３の第２冷媒分配部１３ｂに流入した冷媒は、矢印Ｊの如く風上側熱交換コア部１１の第２風上側コア部１１ｂを上昇する。一方、第１冷媒分配部１３ａに流入した冷媒は、矢印Ｋの如く風上側熱交換コア部１１の第１風上側コア部１１ａを上昇する。

第２風上側コア部１１ｂを上昇した冷媒、及び第１風上側コア部１１ａを上昇した冷媒は、それぞれ矢印Ｌ、Ｍの如く第１風上側タンク部１２のタンク内部に流入し、矢印Ｎの如く第１風上側タンク部１２の一端側に形成された冷媒導出口１２ａから圧縮機（図示略）吸入側に導出される。

以上説明した本実施形態に係る冷媒蒸発器１では、冷媒入替部３０における各連通部の冷媒の流出口を構成する各分配部連結部材３２ａ、３２ｂのチューブ積層方向に交わる方向の開口幅が、開口部分の冷媒流れの前流側よりも後流側が広い部分が形成されるように設けられている。

これにより、風上側蒸発部１０における第２風上側タンク部１３の各冷媒分配部１３ａ、１３ｂから風上側熱交換コア部１１の各コア部１１ａ、１１ｂへの液相冷媒の分配の偏りを抑制することができる。この結果、冷媒蒸発器１における送風空気の冷却性能の低下を抑制することが可能となる。

ここで、図６は、比較例に係る冷媒蒸発器１（図５に示されるような、開口幅が変化しない各分配部連結部材３２ａＦ、３２ｂＦを有するもの）の各熱交換コア部１１、２１を流れる液相冷媒の分布を説明するための説明図であり、図７は、本実施形態に係る冷媒蒸発器１の各熱交換コア部１１、２１を流れる液相冷媒の分布を説明するための説明図である。尚、本実施形態の各分配部連結部材３２ａ、３２ｂの幅Ｌｂ１、Ｌｂ２と、比較例地の各分配部連結部材３２ａＦ、３２ｂＦの幅Ｌｂ１、Ｌｂ２とは同じ幅である。

図６（Ａ）及び図７（Ａ）は、風上側熱交換コア部１１を流れる液相冷媒の分布を示し、図６（Ｂ）及び図７（Ｂ）は、風下側熱交換コア部２１を流れる液相冷媒の分布を示し、図６（Ｃ）及び図７（Ｃ）は、各熱交換コア部１１、２１を流れる液相冷媒の分布の合成を示している。なお、図６及び図７は、冷媒蒸発器１を図１の矢印Ｙ方向（送風空気の流れ方向Ｙの逆方向）から見たときの液相冷媒の分布を示すもので、図中の斜線部分で示す箇所が、液相冷媒が存する部分を示す。

まず、風下側熱交換コア部２１を流れる液相冷媒の分布については、図６（Ｂ）及び図７（Ｂ）で示すように、比較例に係る冷媒蒸発器１と本実施形態に係る冷媒蒸発器１とで同様であり、冷媒の流速が低い場合、それぞれ第２風下側コア部２１ｂにおける一部に液相冷媒が流れ難い箇所（図中右下方側の白抜き箇所）が生ずる。

一方、比較例に係る冷媒蒸発器１における風上側熱交換コア部１１を流れる液相冷媒の分布については、図６（Ａ）に示すように、風上側熱交換コア部１１の各風上側コア部１１ａ、１１ｂでは、チューブ積層方向において、各分配部連結部材３２ａＦ、３２ｂＦが形成された側に液相冷媒が流れ易く、各分配部連結部材３２ａＦ、３２ｂＦが形成されていない側に液相冷媒が流れ難くなっている。

そして、図６（Ｃ）に示すように、比較例に係る冷媒蒸発器１を送風空気の流れ方向Ｘから見たときに、第２風上側コア部１１ｂ及び第２風下側コア部２１ｂにおける重合する部位の一部に液相冷媒が流れ難い箇所（図中右側の白抜き箇所）が生ずる。

このように液相冷媒が分布する比較例に係る冷媒蒸発器１では、液相冷媒が流れ難い箇所にて冷媒が送風空気から顕熱分を吸熱するだけで送風空気を充分に冷却することができない。この結果、冷媒蒸発器１を通過する送風空気に温度分布が生じてしまうこととなる。

これに対して、本実施形態に係る冷媒蒸発器１における風上側熱交換コア部１１を流れる液相冷媒の分布については、各分配部連結部材３２ａ、３２ｂのチューブ積層方向に交わる方向に開口幅が増大していくようにしているので、図７（Ａ）に示すように、風上側熱交換コア部１１の各風上側コア部１１ａ、１１ｂでは、チューブ積層方向に均等に液相冷媒が流れ易くなっている。つまり、本実施形態に係る冷媒蒸発器１は、風上側熱交換コア部１１の各コア部１１ａ、１１ｂへの液相冷媒の分配の偏りが抑制されることとなる。

そして、図８（Ｃ）に示すように、本実施形態に係る冷媒蒸発器１を送風空気の流れ方向Ｘから見たときに、第２風上側コア部１１ｂ及び第２風下側コア部２１ｂにおける重合する部位の全域に液相冷媒が流れる。

このように液相冷媒が分布する本実施形態に係る冷媒蒸発器１では、各熱交換コア部１１、２１のいずれかによって、冷媒が送風空気から顕熱及び潜熱を吸熱するので、送風空気を充分に冷却することが可能となる。この結果、冷媒蒸発器１を通過する送風空気に温度分布が生じてしまうことが抑制される。

ところで、各分配部連結部材３２ａ、３２ｂの形状は、上記説明した形状に限られるものではなく、各分配部連結部材３２ａ、３２ｂに流れ込む付近の冷媒流れ方向の前流側（一端壁３３ａｂ、３３ｂｂ側）に冷媒が流れ込み難い第１流出領域が形成され、後流側（他端壁３３ａｃ、３３ｂｃ側）に冷媒が流れ込み易い第２流出領域が形成されればよいものである。

図８は、第１分配部連結部材３２ａを（Ａ）に示し、その変形例を（Ｂ）から（Ｇ）に示したものである。第１分配部連結部材３２ａを例に説明するけれども、第２分配部連結部材３２ｂでも同様である。

（Ｂ）では、流出領域３２ａＡａと、流出領域３２ａＡｂと、流出領域３２ａＡｃとを有する第１分配部連結部材３２ａＡを示している。各流出領域の流路断面積は、流出領域３２ａＡａが一番狭く、流出領域３２ａＡｃが一番広い。従って、流出領域３２ａＡａが第１流出領域として形成され、流出領域３２ａＡｃが第２流出領域として形成されている。流出領域３２ａＡｂの流路断面積は、流出領域３２ａＡａと流出領域３２ａＡｃとの中間に設定されているけれども、いずれかの流路断面積と略同等でも構わず、流出領域３２ａＡａより狭くても構わない。

（Ｃ）では、流出領域３２ａＢａと、流出領域３２ａＢｂとを有する第１分配部連結部材３２ａＢを示している。流出領域３２ａＢａが狭く、流出領域３２ａＢｂが広い。従って、流出領域３２ａＢａが第１流出領域として形成され、流出領域３２ａＢｂが第２流出領域として形成されている。

（Ｄ）では、流出領域３２ａＣａと、流出領域３２ａＣｂと、流出領域３２ａＣｃとを有する第１分配部連結部材３２ａＣを示している。各流出領域の流路断面積は、流出領域３２ａＣａが一番狭く、流出領域３２ａＣｃが一番広い。従って、流出領域３２ａＣａが第１流出領域として形成され、流出領域３２ａＣｃが第２流出領域として形成されている。流出領域３２ａＣｂの流路断面積は、流出領域３２ａＣａと流出領域３２ａＣｃとの中間に設定されているけれども、いずれかの流路断面積と略同等でも構わず、流出領域３２ａＣａより狭くても構わない。また、流出領域３２ａＣｂの流路断面積が、流出領域３２ａＣａと流出領域３２ａＣｃとの中間に設定されている場合、流出領域３２ａＣａとの関係では流出領域３２ａＣｂが第２流出領域として形成されており、流出領域３２ａＣｃとの関係では流出領域３２ａＣｂが第１流出領域として形成されていることになる。

（Ｅ）では、流出領域３２ａＤａと、流出領域３２ａＤｂと、流出領域３２ａＤｃとを有する第１分配部連結部材３２ａＤを示している。流出領域３２ａＤａ、流出領域３２ａＤｂ、及び流出領域３２ａＤｃは、同じ流路断面積の円状流出口の個数を変えることで構成されている。流出領域３２ａＤａは１つの円状流出口で構成され、流出領域３２ａＤｂは２つの円状流出口で構成され、流出領域３２ａＤｃは３つの円状流出口で構成されている。従って、流出領域３２ａＤａが第１流出領域として形成され、流出領域３２ａＤｃが第２流出領域として形成されている。流出領域３２ａＤａとの関係では流出領域３２ａＤｂが第２流出領域として形成されており、流出領域３２ａＤｃとの関係では流出領域３２ａＤｂが第１流出領域として形成されていることになる。

（Ｆ）では、流出領域３２ａＥａと、流出領域３２ａＥｂと、流出領域３２ａＥｃとを有する第１分配部連結部材３２ａＥを示している。流出領域３２ａＥａは流出領域３２ａＤａに対応し、流出領域３２ａＥｂは流出領域３２ａＤｂに対応し、流出領域３２ａＥｃは流出領域３２ａＤｃに対応している。流出領域３２ａＥａは、流出領域３２ａＤａと同一形状である。流出領域３２ａＥｂ及び流出領域３２ａＥｃは、流出領域３２ａＤｂ及び流出領域３２ａＤｃの外周を結んだ長円形状をなしている。

（Ｇ）では、流出領域３２ａＦａと、流出領域３２ａＦｂと、流出領域３２ａＦｃとを有する第１分配部連結部材３２ａＦを示している。流出領域３２ａＦａは流出領域３２ａＥａに対応し、流出領域３２ａＦｂは流出領域３２ａＥｂに対応し、流出領域３２ａＦｃは流出領域３２ａＥｃに対応している。流出領域３２ａＦａは、流出領域３２ａＥａと同一形状である。流出領域３２ａＦｂ及び流出領域３２ａＦｃは、流出領域３２ａＥｂ及び流出領域３２ａＥｃに仕切りを設けた形状をなしている。

尚、上述した本実施形態では、風上側熱交換コア部１１を２つに分割して風上側コア部１１ａ，１１ｂとし、風下側熱交換コア部２１を２分割して風下側コア部２１ａ，２１ｂとしたが、コアの分割態様はこれに限られるものではない。風上側熱交換コア部１１や風下側熱交換コア部２１を３つ以上に分割してもよい。また、風上側熱交換コア部１１及び風下側熱交換コア部２１を同数に分割するのではなく、互いに異なる個数に分割してもよい。例えば、風上側熱交換コア部１１を２つに分割し、風下側熱交換コア部２１を３つに分割してもよい。

１：冷媒蒸発器
１０：風上側蒸発部（第２蒸発部）
１１：風上側熱交換コア部（熱交換コア部）
１１１：チューブ
１１ａ：風上側コア部（第３コア部）
１１ｂ：風上側コア部（第４コア部）
１２：風上側タンク部（タンク部）
１３：風上側タンク部（タンク部）
１３ａ：第１冷媒分配部
１３ｂ：第２冷媒分配部
２０：風下側蒸発部（第１蒸発部）
２１：風下側熱交換コア部（熱交換コア部）
２１１：チューブ
２１ａ：風下側コア部（第１コア部）
２１ｂ：風下側コア部（第２コア部）
２２：風下側タンク部（タンク部）
２３：風下側タンク部（タンク部）
２３ａ：第１冷媒集合部
２３ｂ：第２冷媒集合部
３０：冷媒入替部
３１ａ：第１集合部連結部材（第１流入流路（第１連通部））
３１ｂ：第２集合部連結部材（第２流入流路（第２連通部））
３２ａ：第１分配部連結部材（第２流出流路（第２連通部））
３２ｂ：第２分配部連結部材（第１流出流路（第１連通部））
３３：中間タンク部
３３ａ：第１冷媒通路（第１中継流路）
３３ｂ：第２冷媒通路（第２中継流路）

Claims (3)

1. 外部を流れる被冷却流体と冷媒との間で熱交換を行う冷媒蒸発器（１）であって、
   前記被冷却流体の流れ方向に対して直列に配置された第１蒸発部（２０）、及び第２蒸発部（１０）を備え、
   前記第１蒸発部及び前記第２蒸発部はそれぞれ、
   冷媒が流れる複数のチューブ（１１１、２１１）を積層して構成された熱交換コア部（１１、２１）と、
   前記複数のチューブの両端部に接続され、前記複数のチューブを流れる冷媒の集合又は分配を行う一対のタンク部（１２、１３、２２、２３）と、を有し、
   前記第１蒸発部における前記熱交換コア部（２１）は、前記複数のチューブ（２１１）のうち一部のチューブ群で構成される第１コア部（２１ａ）、及び残部のチューブ群のうち少なくとも一部のチューブ群で構成される第２コア部（２１ｂ）を有し、
   前記第２蒸発部における前記熱交換コア部（１１）は、前記複数のチューブ（２１１）のうち一部のチューブ群で構成される前記第１コア部の少なくとも一部と対向するチューブ群で構成される第３コア部（１１ａ）、及び残部のチューブ群のうち少なくとも一部のチューブ群で構成される第４コア部（１１ｂ）を有し、
   前記第１蒸発部における前記一対のタンク部（２２、２３）のうち、一方のタンク部（２３）は、前記第１コア部からの冷媒を集合させる第１冷媒集合部（２３ａ）、前記第２コア部（２１ｂ）からの冷媒を集合させる第２冷媒集合部（２３ｂ）を含んで構成され、
   前記第２蒸発部における前記一対のタンク部（１２、１３）のうち、一方のタンク部（１３）は、前記第３コア部に冷媒を分配させる第１冷媒分配部（１３ａ）、前記第４コア部（１１ｂ）に冷媒を分配させる第２冷媒分配部（１３ｂ）を含んで構成され、
   前記第１蒸発部及び前記第２蒸発部は、前記第１冷媒集合部の冷媒を前記第２冷媒分配部に導く第１連通部（３１ａ、３２ｂ、３３ａ）、及び前記第２冷媒集合部の冷媒を前記第１冷媒分配部に導く第２連通部（３１ｂ、３２ａ、３３ｂ）を有する冷媒入替部（３０）を介して連結されており、
   前記冷媒入替部は、中間タンク部（３３）を有しており、
   前記中間タンク部は、
   前記第１冷媒集合部とは冷媒の第１流入流路（３１ａ）を介して繋がり、前記第２冷媒分配部とは冷媒の第１流出流路（３２ｂ）を介して繋がる第１中継流路（３３ａ）と、
   前記第２冷媒集合部とは冷媒の第２流入流路（３１ｂ）を介して繋がり、前記第１冷媒分配部とは冷媒の第２流出流路（３２ａ）を介して繋がる第２中継流路（３３ｂ）と、を有し、
   前記第１中継流路及び前記第２中継流路において冷媒は、一端側から他端側に向かって流れながら前記第１流出流路及び前記第２流出流路に流出するように構成されており、
   前記第１流出流路及び前記第２流出流路にはそれぞれ、冷媒が流出し難い第１流出領域が前記一端側に形成されると共に、前記第１流出領域よりも前記他端側に冷媒が流出し易い第２流出領域が形成されていることを特徴とする冷媒蒸発器。
2. 前記第１流出領域の流路断面積よりも前記第２流出領域の流路断面積が広くなるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の冷媒蒸発器。
3. 前記第１流出領域及び前記第２流出領域の少なくとも一方は、１つ又は複数の開口部によって構成されているものであって、
   前記第１流出領域に含まれる前記開口部の数よりも、前記第２流出領域に含まれる前記開口部の数が多いことを特徴とする請求項１に記載の冷媒蒸発器。

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