蒸发器的制造方法
【专利摘要】一种蒸发器，其具备制冷剂管(10)、在内部搭载有内散热片(3)的蓄冷壳体(2)、空气侧散热片(20)，所述蒸发器的特征在于，所述蓄冷壳体(2)具备：用于填充蓄冷材料的填充口(5)；与该填充口(5)连通，且在与所述蓄冷材料的流入方向相同的方向上延伸的第一流路(V)；与该第一流路(V)连通，且在与所述第一流路(V)交叉的方向上延伸的第二流路(H)。
【专利说明】蒸发器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种将填充有蓄冷材料的蓄冷壳体夹在制冷剂管(也称为制冷剂管道(tube))之间的蒸发器，其具有在内部配置有内散热片的蓄冷壳体。
【背景技术】
[0002]近年来，通过在等红绿灯等车辆停止中停止发动机从而实现油耗的改善的怠速停止车逐渐增加。在怠速停止车中，由于在车辆停车中(发动机停止中)空调装置的压缩机停止，从而有破坏空调的舒适性的情况。另外，会产生为了维持空调感即使在车辆停止中也重新起动发动机的情况。由此，为了即使在发动机停止中也维持空调感，一直以来提出了一种使制冷循环装置的蒸发器具有蓄冷功能的带有蓄冷功能的蒸发器。通过该带有蓄冷功能的蒸发器，能够在车辆行驶中积蓄冷热(冷熱)，并在车辆停止中使用该冷气。
[0003]这种带有蓄冷功能的蒸发器通过在空调用压缩机的运转中使蓄冷壳体内的蓄冷材料凝固，从而将冷气存积于蓄冷材料中。另一方面，在怠速停止中，相反通过使固体蓄冷材料融解并且将冷气向空气中释放，在蓄冷材料完全融解之前抑制吸入空气的温度变化，从而维持空调感。在将填充有蓄冷材料的蓄冷壳体夹在制冷剂管之间的结构的情况下，由于从蓄冷壳体外壁面到壳体内部中央的蓄冷材料热传导需要花费时间，因此出于缩短热传导时间的目的而经常在蓄冷壳体内安装内散热片。
[0004]在出于缩短热传导时间的目的而在蓄冷壳体内配置内散热片的情况下，蓄冷放冷性能提高，然而如专利文献I所示出的那样，由于内散热片的端部及波纹状的山部等与蓄冷壳体内表面与紧贴，从而在填充蓄冷材料时，无法确保蓄冷材料流动的流路，因此存在填充花费时间的课题。
[0005]在先技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开2011-12947号公报
【发明内容】
[0008]【发明要解决的课题】
[0009]本发明是鉴于上述问题而完成的，其提供一种具有能够在短时间内将蓄冷材料填充于在内部配置有内散热片的蓄冷壳体中的蓄冷壳体的蒸发器。
[0010]【用于解决课题的方案】
[0011]为了解决上述课题，技术方案I的发明是一种蒸发器，其具备制冷剂管(10)、在内部搭载有内散热片(3)的蓄冷壳体(2)、空气侧散热片(20)，所述蒸发器的特征在于，所述蓄冷壳体(2)具备:用于填充蓄冷材料的填充口(5);与该填充口(5)连通，且在与所述蓄冷材料的流入方向相同的方向上延伸的第一流路(V);与该第一流路(V)连通，且在与所述第一流路(V)交叉的方向上延伸的第二流路(H)。由此，确保了在填充时使从填充口(5)填充的蓄冷材料在与流入方向相同的方向上流动至蓄冷壳体的底部的这种流路，能够将来自填充口的蓄冷材料在短时间内填充到蓄冷壳体2内部。
[0012]为了解决上述课题，技术方案9的发明是一种带有蓄冷功能的蒸发器，其具备制冷剂管(10)、在内部搭载有内散热片(3)的蓄冷壳体(2)、空气侧散热片(20)，其中，在所述蓄冷壳体(2)上设置有用于填充蓄冷材料的填充口(5)，且在内部设置有:在填充时使从该填充口(5)填充的蓄冷材料沿铅直方向呈一直线地流动至蓄冷壳体的底部的铅直方向流路(V);使蓄冷材料沿水平方向移动的水平方向流路(H)。在这种情况下也能够获得与技术方案I的发明同样的效果。
[0013]需要说明的是，上述标记的符号是表示与后述的实施方式所述的具体的实施方式的对应关系的一个例子。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是表示本发明的第一?第八实施方式的带有蓄冷功能的蒸发器的整体结构的简略图。
[0015]图2A是本发明的第一、第二实施方式的俯视剖视图。
[0016]图2B是本发明的第一、第二实施方式的主视图。
[0017]图3是本发明的第一、第二实施方式的蓄冷材料的填充时的说明图。
[0018]图4是本发明的第一、第三实施方式的说明图。
[0019]图5是本发明的第一、第四实施方式的说明图。
[0020]图6A是本发明的第五实施方式的说明图。
[0021]图6B是本发明的第五实施方式的蓄冷材料的填充时的说明图。
[0022]图7是本发明的第五实施方式的内散热片的立体图。
[0023]图8是本发明的第五实施方式的设置于内散热片的通过孔的一个例子。
[0024]图9是本发明的第五实施方式的内散热片的散热片间距的说明图。
[0025]图10是本发明的第六实施方式的从内散热片向蓄冷材料的热传导的说明图。
[0026]图1IA是本发明的第七实施方式的内散热片的立体图。
[0027]图1lB是本发明的第七实施方式的主视图。
[0028]图12A是本发明的第八实施方式的内散热片的立体图。
[0029]图12B是图12A中的C-C线剖视图。
【具体实施方式】
[0030]以下，参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。关于各实施方式，对相同结构的部分标注相同的符号并省略其说明。
[0031](第一实施方式)
[0032]在车辆用空调装置的制冷循环装置中，具有压缩机、冷凝器(condenser)、减压器、以及蒸发器(evaporator) 40。作为一个例子，蒸发器40具有配置成两层的第一换热部48和第二换热部49。而且，第二换热部49配置于空气流动上游侧，第一换热部48配置于空气流动下游侧。本实施方式并不限定于这种两层配置，也可以是一层结构，且能够广泛地应用于车辆用的带有蓄冷功能的蒸发器中。
[0033]制冷剂通路构件由成组定位的第一?第四集管41?44和对这些集管41?44之间进行连结的多个制冷剂管10构成。第一集管41与第二集管42成组，且相互间隔规定距离而平行地配置。第三集管43与第四集管44也成组，且相互间隔规定距离而平行地配置。在第一集管41与第二集管42之间等间隔地排列有多个制冷剂管10。各制冷剂管10在其端部处与对应的集管41、42内连通。通过上述第一集管41、第二集管42、配置在它们之间的多个制冷剂管10而形成了第一换热部48。
[0034]在第三集管43与第四集管44之间等间隔地排列有多个制冷剂管10。各制冷剂管10在其端部处与对应的集管43、44内连通。通过上述第三集管43、第四集管44、配置在它们之间的多个制冷剂管10而形成了第二换热部49。
[0035]制冷剂管10是形成为扁平状的管，是在其内部具有制冷剂通路的管。制冷剂管10通过冲压、冲裁等钣金加工而形成。该制冷剂管10也能够通过挤压成形来获得。多个制冷剂通路沿着制冷剂管10的长度方向(图1的Z轴方向)延伸，且在制冷剂管10的两端开口。多个制冷剂管10成列排列。在各列中，多个制冷剂管10以其扁平面对置的方式配置。
[0036]在蒸发器40中，空气侧散热片20配置于在邻接的两个制冷剂管10之间划分出的空气通路。空气侧散热片20也可以配置于制冷剂管10与蓄冷体I之间。空气侧散热片20通过钎料而与邻接的两个制冷剂管10接合。空气侧散热片20通过将较薄的铝等金属板以约3?4mm的间距弯曲成波状而形成。空气侧散热片20的通风方向在图1中是Y轴方向。
[0037]蒸发器40是具有多个蓄冷体I的带有蓄冷功能的蒸发器。蓄冷体I由通过铝等金属形成为扁平的筒状的蓄冷壳体2形成，并在内部收纳有蓄冷材料(石蜡系等)。蓄冷体I在两面具有宽阔的扁平面，分别与制冷剂管10平行地配置。在蓄冷壳体2的与制冷剂管10的接合侧突出有图2B所示的凸部4。该凸部4形成为倾斜形状，以便容易排出蓄冷时所产生的冷凝水或冰。在蓄冷壳体2的上部连接有使蓄冷材料流入蓄冷壳体2的内部的填充Π 5。
[0038]这种带有蓄冷功能的蒸发器通过在空调用压缩机的运转中使蓄冷壳体2内的蓄冷材料凝固而蓄冷。在怠速停止中相反使固体蓄冷材料融解，从而对通过空气通路的空气进行冷却。由此，能够在蓄冷材料完全融解之前抑制吸入空气的温度变化，从而维持空调感。
[0039]在设置为将填充有蓄冷材料的蓄冷壳体2夹在制冷剂管10之间的本实施方式的情况下，由于从蓄冷壳体面到蓄冷材料的热移动距离为制冷剂管彼此的间隔的1/2左右因此蓄冷花费时间。因此，在本实施方式中，出于缩小热移动距离的目的，而在蓄冷壳体2内搭载了弯折成波纹状(波形状)的内散热片3。在将内散热片3配置于蓄冷壳体2内的情况下，蓄冷放冷性能提高，然而内散热片3与蓄冷壳体2内表面钎焊接合。蓄冷壳体2中的配置有内散热片3的区域通过内散热片3而被划分形成为多条较细的流路，在邻接的山形状部31与山形状部31之间形成有小流路。因此，由于在填充蓄冷材料时无法确保蓄冷材料流动的流路，因此存在填充花费时间的情况。
[0040]为了解决这种问题，在于内部搭载有内散热片3的蓄冷壳体2中，蓄冷壳体2具备:用于填充蓄冷材料的填充口 5 ;与填充口 5连通，且在与蓄冷材料的流入方向相同的方向上直线延伸的第一流路V ;与第一流路V连通且在与第一流路V交叉的方向上延伸的第二流路H。
[0041]第一流路V形成于蓄冷壳体2中的未配置有内散热片3的区域。设定为第一流路V的流路面积比小流路的流路面积大，且第一流路V的流路阻力比内散热片3的小流路的流路阻力小。
[0042]第二流路H形成为与第一流路V中的与填充口 5侧相反一侧的端部连通，且在与第一流路V交叉的方向上延伸。在图3及图4的情况下，在蓄冷壳体2的下部，第二流路H是沿着内散热片的山形状部31的山脊方向延伸的流路。在图5的情况下，形成于蓄冷壳体2的底部的流路相当于第二流路H，然而也可以是其他的各种流路。在图6A、6B的情况下，第二流路H相当于通过通过孔7而构成的流路。在图4的情况下，蓄冷壳体2的与长度方向垂直的剖面形状呈扁平形状，第一流路V的方向是蓄冷壳体2的长度方向。
[0043]由于第一流路V与填充口 5连通，且在与蓄冷材料的流入方向相同的方向上直线延伸，因此能够使从填充口 5流入的蓄冷材料优先流入第一流路V。接下来，流入第一流路V的蓄冷材料向形成于蓄冷壳体2的第二流路H流入。其结果是，能够高效地填充蓄冷材料。
[0044]特别是，第一流路V在与填充口 5直线连通的方向上延伸，以使得在进行填充时从填充口 5填充的蓄冷材料以一直线状流动至蓄冷壳体的底部，并且第一流路V与小流路相比流路面积较大，第一流路V与小流路相比流路阻力较小，因此蓄冷材料优先向第一流路V流动。只要是在填充蓄冷材料时在流路形状中不特别产生流路阻力的范围内，即便不是严格意义上的一直线也能够应用。
[0045]内散热片3既可以如图3所示以波的行进方向成为蓄冷壳体2的宽度方向(图中的Y轴方向)的方式配置，也可以如图5所示以波的行进方向成为蓄冷壳体2的长度方向(图中的Z轴方向)的方式配置。
[0046]如图6A、6B、7所示，在内散热片的山形状部31的山脊方向沿着蓄冷壳体2的宽度方向延伸的情况下，可以在连结内散热片3的山形状部31和山形状部31的平面部上形成多个通过孔7，使流入第一流路V的蓄冷材料通过这些通过孔7。
[0047](第二实施方式)
[0048]第二实施方式为第一流路V是使从填充口填充的蓄冷材料沿铅直方向以一直线状流动至蓄冷壳体的底部的铅直方向流路，第二流路H是使蓄冷材料沿水平方向移动的水平方向流路。在蓄冷壳体2中，在内部设置有:用于填充蓄冷材料的填充口 5 ;在填充时使从填充口 5填充的蓄冷材料沿铅直方向呈一直线地流动至蓄冷壳体的底部的铅直方向流路V ;使蓄冷材料沿水平方向移动的水平方向流路H。通常，蓄冷壳体2的长度方向如图2B所示的为Z轴方向。因此，在填充时，如图3所示，在旋转90度后使蓄冷材料朝向铅直方向，以通过重力垂下的方式进行填充。当然，也可以如后述的第三实施方式的图4所示，在长度方向上立起而进行填充。在第二实施方式中，如图3所示，设置有在填充时即图2B的90度旋转后使从填充口 5填充的蓄冷材料沿铅直方向呈一直线地流动至蓄冷壳体的底部的铅直方向流路V。铅直方向流路V作为缓冲部，暂时存积蓄冷材料，并使其沿着内散热片3的山形状而在水平方向上流动。由此，与以往相比，能够以约一半左右的填充时间高效地完成填充。
[0049]水平方向流路H由被弯折成波纹状的内散热片3的相邻的山形状部31与山形状部31之间的谷部32形成，以使填充的蓄冷材料沿水平方向流动。通过与蓄冷壳体2的长度方向(Z轴方向)平行地配置连结内散热片3的山形状部31的顶点而成的线(以下，称为山线方向)，从而在填充时蓄冷材料沿内散热片3的山形状流动。在第二实施方式中，填充口 5的蓄冷材料的填充方向设置成空气侧散热片的通风方向(Y轴方向)。在该情况下，能够缩短集管41、43与42、44之间的距离(Z轴方向)。蓄冷壳体2的填充口 5 (流入口)的流动方向与内散热片3的山线方向成直角。需要说明的是，优选在内散热片3的端部与填充口 5之间设置固定的缝隙。
[0050]如上所述，通过使填充口 5的方向和与之相连的铅直方向流路V、与内散热片3的山线方向成直角，能够将来自填充口的蓄冷材料在短时间内填充到蓄冷壳体2内部。需要说明的是，内散热片3的山线方向并不限定于与填充口 5的方向和与之相连的铅直方向流路V所成的角度成直角，也可以倾斜。
[0051](第三实施方式)
[0052]在第三实施方式中，如图4所示，在Z轴方向上设置有铅直方向流路V，以能够在长度方向上立起而进行填充。在填充时，从填充口 5填充的蓄冷材料通过铅直方向流路V，沿铅直方向呈一直线地流动至蓄冷壳体的底部。水平方向流路H(Y轴方向)由被弯折成波纹状的内散热片3的相邻的山形状31与山形状31之间的谷部32形成，以使填充的蓄冷材料沿水平方向流动。在本实施方式中，能够获得与第二实施方式同样的效果。
[0053](第四实施方式)
[0054]参照图5，对第四实施方式进行说明。在第四实施方式中，如图5所示，在内散热片3的端部(图5中为下端部)与蓄冷壳体2的底部之间形成有空间，并且，在蓄冷壳体2的底部设置至少一个能够使蓄冷材料沿蓄冷壳体2的底部在水平方向上移动的流路保持突起6、60。在此，蓄冷壳体底部是指在填充时成为铅直方向下方的壳体侧面。流路保持突起6,60并不一定需要设置两个。由于内散热片3通过钎焊等固定方法固定于蓄冷壳体2，因此也可以是一个，只要设定成适当数量即可。在内散热片3的山数较多而且在长度方向上较长的情况下，可以设置多个流路保持突起。使流路保持突起的图5的Z轴方向上的宽度(长度侧方向)具有所搭载的内散热片间距fp以上的大小。另外，如果将流路保持突起6配置于距填充口 5最远的蓄冷壳体2的底部，则不会阻碍所填充的蓄冷材料沿水平方向流动。
[0055]如图5的剖面A-A、B-B所示，流路保持突起6、60仅设置于宽度的一侧，以不封闭水平方向流路H。在第四实施方式的情况下，即使在内散热片3的山线方向与铅直方向流路V平行时，也能够确保水平方向流路H。当然，如图3所示，铅直方向流路V与内散热片3的山线方向成直角的情况也包含于第四实施方式。
[0056](第五实施方式)
[0057]参照图6A、6B、图7?10，对第五、第六实施方式进行说明。第五实施方式的情况为内散热片3的山线方向与铅直方向流路V平行的情况。在该情况下，沿内散热片3的山线方向被截断，无法确保水平方向流路H。在这种情况下，如图7所示，在内散热片的平板部33设置多个通过孔7，如图6B所示，能够使所填充的蓄冷材料从铅直方向流路V向水平方向流路H移动。在本实施方式中，能够获得与第二实施方式同样的效果。
[0058](第六实施方式)
[0059]通过孔7并不限定于圆或正方形，作为一个例子，可以例举如图8所示的椭圆或长方形。该情况下的孔的大小的最小值为b、c。在内散热片3上开设能够供蓄冷材料流通的孔的情况下，存在对传热性能产生负面影响的可能性。然而，如果通过孔的大小的最小值b、C在图9所示的内散热片间距fp的一半以下，则不会对传热性能产生任何负面影响。内散热片间距fp是指被弯折成波纹状的内散热片3的相邻的山形状部31与山形状部31之间的距离。如图9所示，如果在内散热片的平板部33平行地设定的情况下，可以将反复单位的平板部33间的距离设为内散热片间距fp。
[0060]利用图10以下对如果在内散热片间距fp的一半以下则对传热性能不会产生任何负面影响的理由进行说明。蓄冷时的传热流动按照从蓄冷壳体2通过内散热片3到达蓄冷材料的顺序流动。蓄冷材料的内散热片3的谷部32的中央部01 (谷部的中心线上)成为从图10的左右的内散热片的平板部33最后被传热的位置。将传热速度设为α，对传热从点02到点01的传热距离(1/4) fp的时间T、在通过孔7处传热从点04到点03的传热距离b/2的时间t进行比较，如果T ^ t，则对传热性能没有任何负面影响。这是由于在从点02到点01进行热传热时，从点04向点03的传热已经结束。由于T = (l/4Xfp)/a，t =(b/2)/a，因此b彡(l/2)fp。因此，可知如果通过孔7的大小的最小值b、c在内散热片间距fp的一半以下，则对传热性能没有任何负面影响。
[0061]通过将通过孔7的大小设为(l/2)fp以下，在通过孔不会对蓄冷时间产生负面影响的情况下，利用通过孔7确保了蓄冷材料的填充流动的流路，能够缩短蓄冷材料的填充时间。
[0062](第七实施方式)
[0063]在第七实施方式的情况下，如图1lB所示，在内散热片的平板部33设置多个通过孔7，并在各列的平板部上以交错状设置。如此一来，与第五实施方式同样，能够使所填充的蓄冷材料从铅直方向流路V向水平方向流路H移动。对于通过孔7的大小，与第六实施方式相同的公式成立。此外，在本实施方式中能够获得与第五实施方式同样的效果。
[0064](第八实施方式)
[0065]在第八实施方式的情况下，如图12A与图12B (C-C线剖视图)所示，在配置于蓄冷壳体2内的内散热片3的平板部33上，形成有从平板部33切割立起的百叶板8。该百叶板8的百叶板间距Lp (参照图12B)为l/2fp以下(Lp ( l/2fp)。需要说明的是，百叶板间距Lp是指与平板部33为同一个平面内的邻接的百叶板彼此的中心间距离。在第八实施方式的情况下，百叶板8的百叶板间距Lp相当于第六实施方式中的通过孔7的最小值。此外，包括结构、效果与其他实施方式相同。
[0066]【符号说明】
[0067]2蓄冷壳体
[0068]3内散热片
[0069]5 填充口
[0070]10制冷剂管
[0071]20空气侧散热片
【权利要求】
1.一种蒸发器，其具备制冷剂管(10)、在内部搭载有内散热片(3)的蓄冷壳体(2)、空气侧散热片(20)，所述蒸发器的特征在于， 所述蓄冷壳体(2)具备: 用于填充蓄冷材料的填充口(5)； 与该填充口(5)连通，且在与所述蓄冷材料的流入方向相同的方向上延伸的第一流路(V)； 与该第一流路(V)连通，且在与所述第一流路(V)交叉的方向上延伸的第二流路(H)。
2.根据权利要求1所述的蒸发器，其中， 所述内散热片(3)弯折成波形状，且构成为在相邻的山形状部(31)彼此之间形成有小流路，所述第一流路(V)的流路阻力比所述小流路的流路阻力小。
3.根据权利要求1或2所述的蒸发器，其特征在于， 所述内散热片(3)弯折成波形状，在相邻的山形状部彼此之间形成有小流路，所述第一流路(V)的流路面积比所述小流路的流路面积大。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的蒸发器，其特征在于， 所述蓄冷壳体的与长度方向垂直的剖面形状呈扁平形状，所述第一流路的方向是所述蓄冷壳体的所述长度方向。
5.根据权利要求2或3所述的蒸发器，其特征在于， 所述第一流路是使从该填充口填充的蓄冷材料沿铅直方向以一直线状流动至蓄冷壳体的底部的铅直方向流路，所述第二流路是使蓄冷材料沿水平方向移动的水平方向流路。
6.根据权利要求5所述的蒸发器，其特征在于， 所述水平方向流路是所述小流路。
7.根据权利要求6所述的蒸发器，其特征在于， 所述小流路由被弯折成波纹状的内散热片的相邻的山形状部(31)与山形状部(31)之间的谷部(32)形成，所填充的蓄冷材料沿水平方向流动。
8.根据权利要求6所述的蒸发器，其特征在于， 所述小流路由设置于所述内散热片的平板部(33)的多个通过孔(7)形成。
9.一种带有蓄冷功能的蒸发器，其具备制冷剂管(10)、在内部搭载有内散热片(3)的蓄冷壳体(2)、空气侧散热片(20)，其中， 在所述蓄冷壳体(2)上设置有用于填充蓄冷材料的填充口(5)，且在内部设置有:在填充时使从该填充口(5)填充的蓄冷材料沿铅直方向呈一直线地流动至蓄冷壳体的底部的铅直方向流路(V)、使蓄冷材料沿水平方向移动的水平方向流路(H)。
10.根据权利要求9所述的带有蓄冷功能的蒸发器，其特征在于， 水平方向流路设置于内散热片。
11.根据权利要求10所述的带有蓄冷功能的蒸发器，其特征在于， 所述水平方向流路由被弯折成波纹状的内散热片的相邻的山形状部(31)与山形状部(31)之间的谷部(32)形成，所填充的蓄冷材料沿水平方向流动。
12.根据权利要求10所述的带有蓄冷功能的蒸发器，其特征在于， 所述水平方向流路由设置于内散热片的平板部(33)的多个通过孔(7)形成。
13.根据权利要求8或12所述的带有蓄冷功能的蒸发器，其特征在于， 所述通过孔是百叶板。
14.根据权利要求8、12或13中的任意一项所述的带有蓄冷功能的蒸发器，其特征在于， 所述通过孔的大小的最小值(b、c)在内散热片间距(fp)的一半以下。
15.根据权利要求1至14中的任意一项所述的带有蓄冷功能的蒸发器，其特征在于， 在所述内散热片的端部与填充时的蓄冷壳体底部之间形成有空间，并且在所述蓄冷壳体的底部设置至少一个使所述蓄冷材料能够沿所述蓄冷壳体底部在水平方向上移动的流路保持突起(6、60)。
16.根据权利要求1至15中的任意一项所述的带有蓄冷功能的蒸发器，其特征在于， 所述填充口的所述蓄冷材料的填充方向是所述空气侧散热片的通风方向(Y)。
【文档编号】F25B39/02GK104185769SQ201380016043
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2013年4月1日 优先权日:2012年4月2日
【发明者】太田阿吽, 安部井淳, 鸟越荣一, 长泽聪也 申请人:株式会社电装