JP2000247137A - 熱交換器，暖房、又は空気調和装置、並びに当該熱交換器を含む車両 - Google Patents

熱交換器，暖房、又は空気調和装置、並びに当該熱交換器を含む車両

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JP2000247137A
JP2000247137A JP11373323A JP37332399A JP2000247137A JP 2000247137 A JP2000247137 A JP 2000247137A JP 11373323 A JP11373323 A JP 11373323A JP 37332399 A JP37332399 A JP 37332399A JP 2000247137 A JP2000247137 A JP 2000247137A
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plates
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 本発明は、直列的に接続された冷却流体
流れ用の多数のダクト（１９）を含み、各ダクト（１
９）が、縁部（５）で定められて、くぼみ（９）を形成
する多数の短軸を備える凹状領域（３）を含む１対のプ
レート（１０）として作成されてい熱交換器に関する。
本発明は、くぼみ（９）のランダムな分布の使用を特徴
としている。本発明は、主として自動車両の空気調和に
適用しうる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は熱交換器に関し，更
に詳細には、自動車両に適した暖房又は空気調和装置用
の蒸発器，当該蒸発器を含む暖房又は空気調和装置、並
びに当該装置を含む自動車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】対の形態で対称的に位置付けられた、好
適には同一となっているプレートの積層体として冷却流
体と空気の間の熱交換を行う蒸発器又は熱交換器を作成
することは一般的である。互いに対向して配列された１
対のプレートが実質的にＵ型ダクトを形成し，（プレー
トが何枚かあれば，即ち，プレートの第１対でない場合
は）、その入口は、プレートの先行する対のＵ型ダクト
の出口に接続され，その出口は、（プレートが幾つか存
在すれば，即ちプレートの最後の対でない場合は）プレ
ートの次の対で形成されたＵ型ダクトの入口に接続され
る。冷却空気はプレートの連続する対の間を流れる。打
ち抜き加工されたくぼみが、ダクトを形成するプレート
の対の少なくとも一方の対に形成されることは知られて
いる。これらのくぼみは、形状，位置、及び向きが同一
になっている。これらのくぼみは、プレートの対に依り
形成されたダクトの内部に突入し，冷却流体の流れを攪
拌すること、及び特に乱れた流れ内でのその運動を促進
することにより、良好な熱交換が可能となる。これらの
くぼみは、組み立て方式により、特に、２つのボスを相
互に対向してロウ付けすることにより、形成可能であ
る。本例の場合，一対のプレートを形成するプレートは
同一であり、各ボスは、Ｕ型ダクトの深さの半分の高
さ、即ち対向するプレートからの距離の半分の高さを有
している。
【０００３】更に，くぼみは、第１プレートのボスを第
２プレートの平坦面にロウ付けすることにより形成可能
である。本例の場合，１対のプレートである２枚のプレ
ートは、同一とすることができ、各くぼみの高さは、Ｕ
型ダクトの深さと等しい。
【０００４】残念なことに，この公知形式の蒸発器にお
ける冷却流体の流れは、雑音、特に、車両乗車者にとっ
て極めて不快なヒューヒュー音、及び蒸発器の寿命にと
って致命的となる振動を生み出す。放射される雑音の振
幅は、プレートのセットの重なりを含む蒸発器の幾何形
状によって強調される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、特に
自動車両の乗車者を悩ます傾向がある雑音、又は振動の
発生を最小に抑えるような冷却流体の流れを可能とする
自動車両用暖房又は空気調和装置を対象とする熱交換器
を提供することにある。
【０００６】また本発明の目的は、堅牢性が高く、特
に、冷却流体の内圧に対して、極めて良好な耐性がある
熱交換器を提供することにある。
【０００７】また本発明の目的は、優れた熱力学的効果
をもたらす熱交換器を提供することにある。
【０００８】また本発明の目的は、寿命の長い熱交換器
を提供することにある。
【０００９】本出願人は、公知の形式の蒸発器で生じる
ヒューヒュー音が、くぼみの規則的分布によって生じる
ことに注目した。特定の横断面積を有する孔を通って所
定速度で流れる気体は、特定周波数付近で極めて鋭い雑
音を生み出す（ストロウハル(Strouhal) 効果）。従っ
て、くぼみの形状と向きが同一であり、等距離になって
いると、周波数が同じ音の重なり、従って、音響的な不
快感を生み出す。本発明の効果は、流体が流れている間
に出される周波数を分散させることであり、それによっ
て、異なる周波数における音の重なりで出される雑音
は、より中立的なものになる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の局面によ
れば、直列的に接続された冷却流体流れ用の多数のダク
トを含み、各ダクトは、縁部で定められてくぼみを形成
する多数のボスが設けられた凹状領域から成る１対のプ
レートとして作られ、任意の分布のくぼみが採用される
熱交換器が提供される。
【００１１】本発明の実施態様は、任意に分布されたく
ぼみ、即ち、１対のプレートの２つの連続するプレート
の間に形成されるか、又はくぼみの形状により、形成さ
れたダクトの表面上に任意な様式にて分布されるくぼみ
を含むプレート型蒸発器に関する。
【００１２】これらの障害物は、Ｕ型の２個の分岐部の
間の中間を通る軸線に対して対称的に配列されていると
有利である。従って、Ｕ型ダクトは、その凹状面が相互
に面する形で設置される相互に或る関係をもって返され
た、２個の同等のプレートを組み立てることで形成可能
である。
【００１３】本発明は、直列の形態で接続された冷却流
体流れ用の多数のダクトを含み、各ダクトが、１つの縁
部で定められて、くぼみを形成する多数のボスが設けら
れた凹状領域を含む１対のプレートとして作成され、任
意の分布のくぼみを使用することを特徴とする熱交換器
に関するものである。
【００１４】くぼみの形状は、円筒形又はほぼ円筒形と
することが出来る。各くぼみは、異なる形状のくぼみの
セットから、任意に選択された形状とすることが出来
る。
【００１５】
【実施例】本発明については、以下の説明と、非限定的
例として示す添付の図面によって良好に理解されると思
う。
【００１６】図１〜図３においては、同じ構成要素に
は、同じ符号を付してある。
【００１７】図１は、面対面の対になったアッセブリー
が、Ｕ形ダクトを形成出来るようにする公知形式のプレ
ートである。このダクトのセットが、自動車両の暖房又
は空気調和を行う装置のための蒸発器を形成している。
プレート１は、打ち抜き加工によって製造され、このプ
レート１は、冷却流体用ダクトと縁部5とを形成しよう
とするＵ形凹状領域３、２つの分岐部をＵ形に分離する
中央リブ７、及びＵ形凹状領域３に関して突出するくぼ
み９を備えている。またプレート１には、孔１１又は２
個の組み立てられたプレートで形成されたＵ形ダクトの
入口又は出口を形成しうる孔１１を、切断後に設けうる
２つの領域が含まれている。
【００１８】各くぼみは、形状、表面積、及びその向き
が同一である。図１に示された例において、プレー１の
くぼみ９は、形状がほぼ円筒形であり、Ｕ形をした２個
の各分岐部において、３個の柱上で規則的に分散されて
いる。各柱部分は、１４個の列から成り、またくぼみ９
は、これら２個の分岐部を接合するＵ形の基部内に規則
的に分布されている。
【００１９】プレート１上のくぼみ９の行と列におい
て、従って蒸発器のＵ形管において、この規則的分布
は、冷却流体が蒸発器内を流れている間における雑音と
振動の発生を手助けすることになる。
【００２０】図２には、Ｕ形ダクトたるＵ形凹状領域３
の表面積にわたり、円筒形又はほぼ円筒形になっている
同様のくぼみ９の任意の分布のみが、図１におけるプレ
ート１と異なっている蒸発器用のプレート１３の実施態
様が示されている。プレート１とプレート１３は、平均
して、Ｕ形凹状領域３の表面積の単位面積あたりの密度
の同じくぼみ９を有していると有利である。くぼみ９
は、中央リブ７の中間を通過して、Ｕ形部の基部と交差
するプレート１３の対称面１５に対して対称的に分布さ
れていると有利である。従って、２つの同一のプレート
１３は、有利にはＵ形ダクトを形成するＵ形凹状領域３
を抜き加工し、対向するよう配列することで作製される
蒸発器の各Ｕ形ダクトを作り出す目的に使用出来る。縁
部５、中央リブ７及びくぼみ９といった突出素子は高温
溶融コーティングで被覆され、次に、そのアッセンブリ
ーを炉内に置いて、ロー付けにより組み立てることがで
きる。
【００２１】くぼみ９が冷却流体の流れを乱すので、く
ぼみ９の任意の配列は、本発明に依る熱交換器の熱力学
的特性を変えることはない。他方、くぼみ９の分布にお
ける規則性欠如により、広範囲のスペクトルにわたり、
流れから生じる音響エネルギーを分配させて、高振幅と
単一周波数の雑音と振動の出現を防止することが可能と
なる。その上、くぼみの任意の分配により、Ｕ形管の内
壁上での冷却流体によりひきおこされた応力の良好な分
散が可能となり、従って、その堅牢性を改善することが
出来、その結果、本発明による蒸発器の寿命は改善され
る。
【００２２】本発明は、同一のくぼみ９の使用に限定さ
れるのではなく、その形状が変化するくぼみの採用にま
で及ぶことは明らかである。形状が変化するくぼみが採
用され、例えば、図１のくぼみ９の分布に類似した様式
にて規則的に分布される。例えば、楕円形卵形、多角形
（正多角形又は異形多角形）のくぼみだけでなくさまざ
まな直径の円形基部（円筒状くぼみ）または他の基部が
同様に採用可能である。形状が変化したくぼみ９の採用
により、広い周波数帯域上で、音響エネルギーを分布す
ることができ、広振幅の音響ピーク値を回避することが
できる。
【００２３】しかしながら、図３においては、Ｕ形凹状
領域内に任意の様式にて分布されている変更した形状の
くぼみ９を含む点を除けば、図２のプレート１３と類似
しているプレート１３の好適な事例を見ることができ
る。図示の例においては、各種直径の円筒状くぼみ９が
採用されており、各種長さと向きになっている直方体の
くぼみ、及び楕円形基部を有するくぼみが採用されてい
る。くぼみの他の形状、例えば、三角形、又は星形基部
を有する、不規則的形状、又は他の形状を有するくぼみ
も、本発明の技術思想からは逸脱しないことは明らかで
ある。くぼみ９は、中央リブ７の中間部分を通って、プ
レート１３に直角になっている長手方向の対称面１５に
対して対称的に分散されていると有利である。
【００２４】本発明は、Ｕ形ダクトを含む蒸発器に限定
されず、例えば、直線状ダクトといった他の幾何形状を
有するダクトを含むプレート型蒸発器にも、同等に及ぶ
ことは明らかである。
【００２５】本発明によると、くぼみ９の高さは３ｍｍ
以下であり、間隔は例えば９ｃｍ以下であり、好適には
５ｃｍ以下、更に好適には３ｃｍ以下であり、例えば２
ｃｍと１ｍｍの間である。
【００２６】プレート１３は、例えばアルミニウム製又
はアルミニウム合金製である。
【００２７】少なくとも一部のくぼみは、任意の横断面
寸法を有するか、又は更に異なる横断面寸法を有するこ
とが出来る。くぼみは、同一の形状と任意の向きを有す
るものとすることができ、又、更に、同等の形状と異な
る向きを有するものとすることができる。
【００２８】くぼみの各断面の表面積の合計で定められ
る表面積Ｓ0は、有利には２０％以下であるか、又は少
なくともダクトの総表面積Ｓの１０％程度である。好適
には、Ｓ0は、Ｓの１１．５％〜１３％である。
【００２９】蒸発器１７には、冷却流体回路との相互接
続手段、加熱装置、特に自動車両の乗車者室、又はこの
乗車者室の空気調和装置用の付加的熱力学的加熱の装置
が含まれる。蒸発器１７には、特に冷却空気との熱交換
を促進する手段、特にフィンが含まれる。
【００３０】図４は、二重室、Ｉ形流れの蒸発器のプレ
ート２０に対応しているが、表示されているパターン
は、単室Ｕ形流れ蒸発器のプレートにも適用できる。
【００３１】この実施態様によれば、熱交換器には、同
等形状と任意の向きを有する第１くぼみが設けられ、少
なくとも１つの流体入口の近辺には、第１くぼみの横断
面より広い横断面の第２くぼみが設けられている。
【００３２】プレート２０には、冷却流体供給のため、
周縁部における孔２１及びプレート２０の一端部から他
端部への流体の流れのためのチャンネル２３が設けられ
ている。細長い形状で、実質的に同一のくぼみ２９は、
その向きが任意の様式にて分布されている。これらのく
ぼみ２９は、横断面が例えば５ｍｍ2〜１５ｍｍ2であ
り、好適には、６ｍｍ2と等しくなっている。
【００３３】孔２１の近く、即ち、流れ方向の変わる領
域には、例えば２０ｍｍ2〜３５ｍｍ2、好適には２１ｍ
ｍ2と等しくなっているくぼみ２９より寸法の大きい、
例えば２個のくぼみ２８が存在している。
【００３４】本発明は、あらゆる種類の蒸発器プレート
に適用可能であり、特に、直線状チャンネルを備えるプ
レート、又は非対称的孔１１を備えるプレートに適用し
うる（プレートは、例えば、出口より入口の方が小さく
なっている孔１１を有する）。
【００３５】本発明は、特に、例えば、蒸発器といった
熱交換器を含む密閉された冷却流体回路を含む暖房、又
は空気調和設備用の熱交換器、ダクト及び蒸発器の生産
に適用しうるものである。
【００３６】本発明は、主として自動車産業に適用しう
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】公知形式のプレートの平面図である。
【図２】本発明による蒸発器プレートの第１実施態様の
平面図である。
【図３】本発明による蒸発器の第２実施態様の平面図で
ある。
【図４】本発明による蒸発器の第３実施態様の平面図で
ある。
【符号の説明】
１ プレート ３ Ｕ形凹状領域 ５ 縁部 ７ 中央リブ ９ くぼみ １１ 孔 １３ プレート １５ 対称面 ２０ プレート ２１ 孔 ２３ チャンネル ２８ くぼみ ２９ くぼみ

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 直列的に接続された冷却流体流れ用の多
    数のダクト（１９）を含み，各ダクト（１９）が縁部
    （５）により範囲が定められてくぼみ（９）を形成する
    多数のボスが設けられた凹状領域（３）を含む１対のプ
    レート（１３）として作成された熱交換器であって，く
    ぼみ（９）の任意の分布を使用することを特徴とする熱
    交換器。
  2. 【請求項２】 くぼみ（９）が、円筒形で又はほぼ円筒
    形であることを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
  3. 【請求項３】 １組の異なる形状の中から任意に選択さ
    れた形状を有するくぼみ（９）を含むことを特徴とする
    請求項１又は２に記載の熱交換器。
  4. 【請求項４】 少なくとも一部のくぼみ（９）が、任意
    の寸法の横断面を有することを特徴とする請求項１〜３
    のいずれかに記載の熱交換器。
  5. 【請求項５】 少なくとも一部のくぼみ（９）が、寸法
    の異なる横断面を有することを特徴とする請求項１〜３
    のいずれかに記載の熱交換器。
  6. 【請求項６】 くぼみ（９）が、同一形状であり、任意
    の向きを向いていることを特徴とする請求項１記載の熱
    交換器。
  7. 【請求項７】 くぼみ（９）が、同一形状であり、異な
    る向きを向いていることを特徴とする請求項１記載の熱
    交換器。
  8. 【請求項８】 同一形状であり、任意の向きを向いてい
    る第１くぼみ（２９）と、少なくとも流体入り口（２
    １）の近辺で、第１くぼみ（２９）の横断面積より大き
    い横断面積の第２くぼみ（２８）とを含むことを特徴と
    する請求項１記載の熱交換器。
  9. 【請求項９】 くぼみ（９）の各横断面の表面積の合計
    値で定められる表面積（Ｓ０) が、ダクト（１９）の総
    表面積（Ｓ）の２０％より小さいことを特徴とする前記
    請求項にいずれかに記載の熱交換器。
  10. 【請求項１０】 表面積の前記合計値（Ｓ０）が、ダク
    ト（１９）の総表面積（Ｓ）の１０％より小さいことを
    特徴とする請求項９項記載の熱交換器。
  11. 【請求項１１】 表面積の前記合計値（Ｓ０）が、ダク
    ト（１９）の総表面積（Ｓ）の１１．５％〜１３％であ
    ることを特徴とする請求項９項記載の熱交換器。
  12. 【請求項１２】 前記請求項のいずれかに記載の熱交換
    器を有する冷却流体を循環させる密閉回路を含むことを
    特徴とする自動車両用空気調和又は暖房システム。
  13. 【請求項１３】 請求項１２記載の空気調和システムを
    有することを特徴とする自動車両。
JP11373323A 1998-12-30 1999-12-28 熱交換器，暖房、又は空気調和装置、並びに当該熱交換器を含む車両 Pending JP2000247137A (ja)

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