JP2001041607A - 熱交換器 - Google Patents

熱交換器

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 蒸発器からの騒音を低減する。 【解決手段】 蒸発器100(端部プレート111a)
の振動を減衰させる制振部材120を、プレート111
のうち積層方向Dの両端に位置するプレート111aに
接合する。これにより、蒸発器100(端部プレート1
11a)が共鳴することを抑制できるので、蒸発器10
0からの騒音を低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱交換器に関する
もので、蒸気圧縮式冷凍サイクル(以下、冷凍サイクル
と略す。)の蒸発器に適用して有効である。
【0002】
【従来の技術】冷凍サイクルは、周知のごとく、圧縮機
にて冷媒を高温高圧に圧縮して冷媒の熱を放熱した後、
その冷媒を膨張弁にて減圧膨張させて蒸発器にて蒸発さ
せるものである。このため、従来から膨張弁内における
冷媒の衝撃(ウォータハンマ現象)や冷凍サイクル起動
直後の蒸発器内における圧力変動に起因する騒音が問題
になっていた。
【0003】なお、空調装置において蒸発器は、室内に
吹き出す空気の通路(空調ケーシング)内に配設されて
いるので、膨張弁内における冷媒の衝撃や蒸発器内にお
ける圧力変動に起因する騒音は、蒸発器が共鳴すること
により増幅されて室内に向けて発せられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記問題の解決手段と
しては、膨張弁と蒸発器との間に比較的長い配管を設け
ることにより、膨張弁にて発生した衝撃を減衰させて蒸
発器に伝達してしまうことを防止する手段、又は膨張弁
の外周に比重の重いパッキンを配設して膨張弁の振動を
抑制する等の手段が知られているが、これらいずれの手
段も冷凍サイクルの製造原価上昇を招いてしまう。
【0005】本発明は、上記点に鑑み、製造原価上昇を
抑制しつつ、蒸発器等の熱交換器から騒音が発生するこ
とを抑制することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、請求項1、3〜5に記載の発明では、熱
交換コア(110)のうち第2流体の流通方向と交差す
る方向の端部(111a)には、その端部(111a)
における振動を減衰させる制振部材(120)が配設さ
れていることを特徴とする。
【0007】これにより、膨張弁と熱交換器との間に比
較的長い配管を設けたり、膨張弁の外周に比重の重いパ
ッキンを配設する等の手段を講じることなく、熱交換器
が共鳴することを抑制できるので、製造原価上昇を抑制
しつつ、熱交換器から騒音が発生することを抑制するこ
とができる。
【0008】請求項2〜5に記載の発明では、熱交換コ
ア(110)のうちプレート(111)の積層方向端部
(111a)には、その端部(111a)における振動
を減衰させる制振部材(120)が配設されていること
を特徴とする。
【0009】これにより、請求項1に記載の発明と同様
に、製造原価上昇を抑制しつつ、熱交換器から騒音が発
生することを抑制することができる。
【0010】ところで、多数枚のプレート(111)を
その厚み方向に積層することにより形成された熱交換器
では、積層方向の端部側に位置するプレートの剛性が他
の部位より低くなるので、その端部側のプレートがその
他の部位に比べて共振(共鳴)し易くなり、騒音発生源
になり易い。
【0011】これに対して、本発明では、共振(共鳴)
し易い端部側のプレートに制振部材(120)が設けら
れているので、より効果的に熱交換器の騒音を低減する
ことができる。
【0012】請求項3に記載の発明では、端部(111
a)における振動を熱エネルギに変換することにより振
動を減衰させることを特徴とする。
【0013】これにより、騒音伝達経路の途中に質量の
大きなものを配設することなく、振動を減衰させること
ができるので、熱交換器の大型化及び重量増を抑制しつ
つ、騒音(振動)低減を行うことができる。
【0014】なお、制振部材(120)は、請求項4に
記載のごとく、端部(111a)における振動により剪
断変形する粘弾材料からなる粘弾性部材(121)を有
して構成してもよい。
【0015】また、制振部材(120)は、請求項5に
記載のごとく、端部(111a)における振動により端
部(111a)と擦れ合う摩擦部材(124)を有して
構成してもよい。
【0016】因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後
述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す
一例である。
【0017】
【発明の実施の形態】(第1実施形態)本実施形態は、
本発明に係る熱交換器を車両用空調装置の蒸発器に適用
したものであって、この蒸発器は、車室内に吹き出す空
気(空調風)の通路を形成する樹脂製の空調ケーシング
(図示せず)内に収納されている。
【0018】図1は本実施形態に係る蒸発器100を空
調風流れ上流側から見た正面図であり、110は冷媒
(第1流体)と空調風(第2流体)とを熱交換させて冷
媒を蒸発させる熱交換コア(以下、コアと略す。)であ
る。
【0019】そして、このコア110は、所定形状にプ
レス成形されたアルミニウム製のプレート(板材)11
1をその厚みに多数枚積層することにより形成されたチ
ューブ112と、この冷媒が流通するチューブ112間
に配設された波状のコルゲートフィン113と等からな
るものである。ここで、プレート111の積層方向D
は、空調風流れに対して略直交するとともに、水平方向
に略一致する。
【0020】因みに、コア110を構成する各プレート
111及びコルゲートフィン113は、ろう付け接合に
より一体化されているとともに、コア110は空調風の
流通方向から見て略矩形状となっている。
【0021】また、コア110を形成するプレート11
1のうち、積層方向Dの両端側に位置するプレート(以
下、このプレートを端部プレート111aと表記す
る。)には、端部プレート111aの振動を減衰させる
制振部材120が接合されており、この制振部材120
は、図2に示すように、外側(端部プレート111aと
反対側)から順に、NBR(ニトリルブタジエン共重ゴ
ム)系発泡ゴム等の粘弾性材料からなるゴム層(粘弾性
部材)121、アルミニウム(A5052)製の金属層
122及び制振部材120(ゴム層121及び金属層1
22)を端部プレート111aに接合するための粘着剤
層123からなるものである。
【0022】因みに、図1中、130は冷媒配管(図示
せず)が接続される接続ポートである。
【0023】次に、本実施形態の特徴を述べる。
【0024】従来の技術の欄で述べたように、膨張弁
(図示せず)や蒸発器100内の圧力変動に起因する騒
音は、蒸発器100が共鳴することにより増幅されて車
室内に発せられるが、本実施形態によれば、蒸発器10
0(端部プレート111a)の振動を減衰させる制振部
材120が蒸発器100に設けられいるので、蒸発器1
00が共鳴することを抑制できる。
【0025】したがって、膨張弁と蒸発器100との間
に比較的長い配管を設けたり、膨張弁の外周に比重の重
いパッキンを配設する等の手段を講じることなく、蒸発
器100が共鳴することを抑制できるので、車両用空調
装置の製造原価上昇を抑制しつつ、蒸発器100から騒
音が発生することを抑制することができる。
【0026】ところで、本実施形態のごとく、多数枚の
プレート111をその厚み方向に積層することにより形
成された積層型の熱交換器では、積層方向Dの両端側に
位置するプレート111(端部プレート111a)の剛
性が他の部位より低くなるので、端部プレート111a
がその他の部位に比べて共振(共鳴)し易くなり、騒音
発生源になり易い。
【0027】これに対して、本実施形態では、共振(共
鳴)し易い端部プレート111aに制振部材120が接
合されているので、より効果的に蒸発器100の騒音を
低減することができる。
【0028】因みに、図3(a)は本実施形態に係る蒸
発器100の騒音レベル(音圧レベル)を示すものであ
り、図3(b)は従来の技術に係る蒸発器100の騒音
レベルを示すものである。そして、この図3から明らか
なように、本実施形態に係る蒸発器100によれば、発
器100の騒音が低減されていることが判る。
【0029】ところで、騒音(振動)を抑制する手段を
大別すると、騒音伝達経路の途中に質量の大きなものを
配設する手段と、騒音の振動エネルギを熱エネルギに変
換する手段とがあるが、騒音伝達経路の途中に質量の大
きなものを配設する手段にて騒音低減を行うと、蒸発器
100の大型化及び重量増を招いてしまう。
【0030】これに対して、本実施形態では、粘弾性材
料からなるゴム層121を騒音の振動エネルギにより剪
断変形させ、その剪断変形する際に振動エネルギを熱エ
ネルギに変換することにより騒音(振動)低減を行って
いるので、蒸発器100の大型化及び重量増を小さくす
ることができる。
【0031】(第2実施形態)第1実施形態に係る制振
部材120はゴム層121、金属層122及び粘着剤層
123から3層構造であったが、本実施形態では、図4
に示すように、ゴム層121及び金属層122からなる
2層構造としたものである。
【0032】なお、本実施形態も第1実施形態と同様
に、粘弾性材料からなるゴム層121にて騒音の振動エ
ネルギを熱エネルギに変換して騒音低減を行うものであ
るが、金属層122をゴム層121より外側に位置させ
るとともに、ゴム層121を直接に端部プレート111
aに接合している。
【0033】(第3実施形態)上述の実施形態では、粘
弾性材料からなるゴム層121が剪断変形する際の変形
エネルギを熱エネルギに変換したが、本実施形態は、騒
音の振動エネルギにより端部プレート111aと金属製
の摩擦プレート(摩擦部材)124とを擦り合わせるこ
とにより、振動エネルギを摩擦熱エネルギに変換するも
のである。
【0034】すなわち、本実施形態に係る制振部材12
0は、図5に示すように、多数個の凹凸がプレス成形さ
れた波状の摩擦プレート124の穴部(図示せず)に、
端部プレート111a(蒸発器100)に形成された突
起部111bを挿入するとともに、突起部111bの先
端を潰すようにかしめて、摩擦プレート124が端部プ
レート111a(蒸発器100)に対して接触しながら
僅かに振動することができるようにしたものである。
【0035】これにより、騒音の振動エネルギが端部プ
レート111aと摩擦プレート124と接触面で発生す
る摩擦熱に変換されるので、騒音が緩和される。
【0036】なお、本実施形態では、摩擦プレート12
4として波状のものを使用したが、図6に示すように単
純な平板状のものとしてもよい。
【0037】また、本実施形態では、突起部111bの
先端を潰すようにかしめて摩擦プレート124が突起部
111bから脱落することを防止したが、図7に示すよ
うに、歯付き座金や止め輪等の抜け防止手段111cに
て摩擦プレート124が突起部111bから脱落するこ
とを防止してもよい。
【0038】(その他の実施形態)上述の実施形態で
は、積層型の熱交換器(蒸発器)に本発明を適用した
が、本発明は、これに限定されるものではなく、チュー
ブを蛇行させてコアを形成したサーペンタイン型熱交換
器、又は複数本のチューブとチューブの両端に接合され
たヘッダタンクとからなるマルチフロー型熱交換器等そ
の他の熱交換器にも適用できる。
【0039】なお、この場合は、プレート111の積層
方向Dの両端ではなく、空気(第2流体)の流通方向と
交差(直交)する方向の端部に制振部材120を配設す
る必要がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る熱交換器(蒸発
器)の正面図である。
【図2】本発明の第1実施形態に係る熱交換器(蒸発
器)のうち制振部材の拡大図である。
【図3】(a)は第1実施形態に係る蒸発器の騒音レベ
ル(音厚レベル)を示すグラフであり、(b)は従来の
技術に係る蒸発器の騒音レベル(音厚レベル)を示すグ
ラフである。
【図4】本発明の第2実施形態に係る熱交換器(蒸発
器)のうち制振部材の拡大図である。
【図5】(a)は摩擦プレートの斜視図であり、(b)
は本発明の第3実施形態に係る熱交換器(蒸発器)のう
ち制振部材の拡大図である。
【図6】本発明の第3実施形態に係る熱交換器(蒸発
器)の側面図である。
【図7】本発明の第3実施形態に係る摩擦プレート変形
例を示す斜視図である。
【符号の説明】
100…蒸発器、110…熱交換コア、111…プレー
ト、112…チューブ、113…コルゲートフィン、1
20…制振部材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安田 真範 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 安藤 順明 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 柳町 佳宣 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 Fターム(参考) 3L065 AA11

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 チューブ(112)内を流通する第1流
    体と前記チューブ(112)外を流通する第2流体との
    間で熱交換を行うとともに、前記第2流体の流通方向か
    ら見て略矩形状の熱交換コア(110)と、 前記熱交換コア(110)のうち前記第2流体の流通方
    向と交差する方向の端部(111a)に配設され、その
    端部(111a)における振動を減衰させる制振部材
    (120)とを有することを特徴とする熱交換器。
  2. 【請求項2】 所定形状に成形されたプレート(11
    1)をその厚み方向に多数枚積層することにより第1流
    体が流通するチューブ(112)が構成され、かつ、前
    記チューブ(112)内を流通する第1流体と前記チュ
    ーブ(112)外を流通する第2流体との間で熱交換を
    行うとともに、前記第2流体の流通方向から見て略矩形
    状の熱交換コア(110)と、 前記熱交換コア(110)のうち前記プレート(11
    1)の積層方向端部(111a)に配設され、その端部
    (111a)における振動を減衰させる制振部材(12
    0)とを有することを特徴とする熱交換器。
  3. 【請求項3】 前記制振部材(120)は、前記端部
    (111a)における振動を熱エネルギに変換すること
    により振動を減衰させる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】 前記制振部材(120)は、前記端部
    (111a)における振動により剪断変形する粘弾材料
    からなる粘弾性部材(121)を有して構成されている
    ことを特徴とする請求項3に記載の熱交換器。
  5. 【請求項5】 前記制振部材(120)は、前記端部
    (111a)における振動により前記端部(111a)
    と擦れ合う摩擦部材(124)を有して構成されている
    ことを特徴とする請求項3に記載の熱交換器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20180112537A (ko) * 2017-04-04 2018-10-12 주식회사 동화엔텍 서포터가 구비된 열교환기
CN113423593A (zh) * 2019-02-13 2021-09-21 株式会社电装 车辆用空调装置

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