JP2001050681A - 熱交換器およびその熱交換器を用いた冷凍サイクル装置 - Google Patents
熱交換器およびその熱交換器を用いた冷凍サイクル装置Info
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- F28D2021/0073—Gas coolers
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高い圧力強度を有する熱交換器を提供する。
【解決手段】 冷媒が流通する貫通穴を有する複数の扁
平チューブと、複数の金属板とが、前記扁平チューブの
肉厚方向に交互に積層されており、かつ、前記扁平チュ
ーブと、前記金属板と、前記金属板を介して前記扁平チ
ューブに近接して積層された別の扁平チューブとで空間
を形成するように互いにろう付け接合されており、さら
に、前記冷媒の圧力が、前記空間を流通する二次側冷媒
の圧力に比べて高いことを特徴とする熱交換器、およ
び、その熱交換器を用いた冷凍サイクル装置。
平チューブと、複数の金属板とが、前記扁平チューブの
肉厚方向に交互に積層されており、かつ、前記扁平チュ
ーブと、前記金属板と、前記金属板を介して前記扁平チ
ューブに近接して積層された別の扁平チューブとで空間
を形成するように互いにろう付け接合されており、さら
に、前記冷媒の圧力が、前記空間を流通する二次側冷媒
の圧力に比べて高いことを特徴とする熱交換器、およ
び、その熱交換器を用いた冷凍サイクル装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐圧強度を向上さ
せた積層型熱交換器、および、その熱交換器を用いた冷
凍サイクル装置に関するもので、特に、冷媒として二酸
化炭素やエタン等の冷凍サイクルの放熱側で超臨界状態
となりうる冷媒を用いる場合に好適である。
せた積層型熱交換器、および、その熱交換器を用いた冷
凍サイクル装置に関するもので、特に、冷媒として二酸
化炭素やエタン等の冷凍サイクルの放熱側で超臨界状態
となりうる冷媒を用いる場合に好適である。
【０００２】
【従来の技術】電気（冷凍）冷蔵庫、空調機、カーエア
コン、冷蔵または冷凍倉庫、ショーケース等には、圧縮
機、放熱器、減圧器、吸熱器等を接続してなる冷凍サイ
クル装置が応用され、封入される冷媒としてはフッ素原
子を含有する炭化水素類が用いられてきた。
コン、冷蔵または冷凍倉庫、ショーケース等には、圧縮
機、放熱器、減圧器、吸熱器等を接続してなる冷凍サイ
クル装置が応用され、封入される冷媒としてはフッ素原
子を含有する炭化水素類が用いられてきた。
【０００３】特にフッ素原子と塩素原子をともに含有す
る炭化水素（ＨＣＦＣ、ハイドロクロロフルオロカーボ
ン）類は性能がよく、かつ不燃性、人体に対して無毒で
あることから、冷凍サイクル装置に広く用いられてき
た。
る炭化水素（ＨＣＦＣ、ハイドロクロロフルオロカーボ
ン）類は性能がよく、かつ不燃性、人体に対して無毒で
あることから、冷凍サイクル装置に広く用いられてき
た。
【０００４】しかし、ＨＣＦＣ（ハイドロクロロフルオ
ロカーボン）類は塩素原子を有しているがゆえに、大気
に放出されて成層圏に達してしまった場合にオゾン層を
破壊してしまうことが明らかになり、これらに代わって
塩素原子を含まないＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボ
ン）が使用されつつあるが、オゾン層を破壊する性質は
有しないものの大気中での寿命が長いために温室効果が
大きく、近年問題になっている地球温暖化を防止する上
では必ずしも満足な冷媒とはいえない。
ロカーボン）類は塩素原子を有しているがゆえに、大気
に放出されて成層圏に達してしまった場合にオゾン層を
破壊してしまうことが明らかになり、これらに代わって
塩素原子を含まないＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボ
ン）が使用されつつあるが、オゾン層を破壊する性質は
有しないものの大気中での寿命が長いために温室効果が
大きく、近年問題になっている地球温暖化を防止する上
では必ずしも満足な冷媒とはいえない。
【０００５】上記ハロゲン原子を含有するＨＣＦＣ類や
ＨＦＣ類の代わりに、オゾン破壊係数がゼロでありかつ
地球温暖化係数もハロゲン原子を含有する炭化水素類に
比べれば格段に小さい二酸化炭素やエタンなどを冷媒と
して用いる冷凍サイクル装置の可能性が検討されつつあ
る。例えば、特公平７−１８６０２号公報には、二酸化
炭素を使用した冷凍サイクル装置が提案されている。
ＨＦＣ類の代わりに、オゾン破壊係数がゼロでありかつ
地球温暖化係数もハロゲン原子を含有する炭化水素類に
比べれば格段に小さい二酸化炭素やエタンなどを冷媒と
して用いる冷凍サイクル装置の可能性が検討されつつあ
る。例えば、特公平７−１８６０２号公報には、二酸化
炭素を使用した冷凍サイクル装置が提案されている。
【０００６】ここで二酸化炭素の臨界温度は３１．１
℃、臨界圧力は７３７２ｋＰａ、エタンの臨界温度は３
２．２℃、臨界圧力は４８９１ｋＰａであり、これらを
用いた冷凍サイクル装置では図８を用い説明する遷臨界
サイクルとなりうる。
℃、臨界圧力は７３７２ｋＰａ、エタンの臨界温度は３
２．２℃、臨界圧力は４８９１ｋＰａであり、これらを
用いた冷凍サイクル装置では図８を用い説明する遷臨界
サイクルとなりうる。
【０００７】図８は、二酸化炭素を冷媒として用いる冷
凍サイクルのモリエル線図である。図中のＡ−Ｂ−Ｃ−
Ｄ−Ａで示されるように、圧縮機で気相状態のＣＯ2 を
圧縮する圧縮行程（Ａ−Ｂ）、この高温高圧の超臨界状
態のＣＯ2 を放熱器（ガスクーラ）にて冷却する冷却行
程（Ｂ−Ｃ）。そして、減圧器により減圧する減圧行程
（Ｃ−Ｄ）、気液二相状態となったＣＯ2 を蒸発させる
蒸発行程（Ｄ−Ａ）により、蒸発潜熱で空気等の外部流
体から熱を奪って外部流体を冷却する。
凍サイクルのモリエル線図である。図中のＡ−Ｂ−Ｃ−
Ｄ−Ａで示されるように、圧縮機で気相状態のＣＯ2 を
圧縮する圧縮行程（Ａ−Ｂ）、この高温高圧の超臨界状
態のＣＯ2 を放熱器（ガスクーラ）にて冷却する冷却行
程（Ｂ−Ｃ）。そして、減圧器により減圧する減圧行程
（Ｃ−Ｄ）、気液二相状態となったＣＯ2 を蒸発させる
蒸発行程（Ｄ−Ａ）により、蒸発潜熱で空気等の外部流
体から熱を奪って外部流体を冷却する。
【０００８】図８において、線（Ｂ−Ｃ）は、気液の臨
界点ＣＣにより高圧側に位置していて、飽和液線及び飽
和蒸気線に交差することはない。すなわち、蒸発行程
（Ｄ−Ａ）における飽和蒸気領域（気液二相領域）から
加熱蒸気領域（気相領域）への移行は、ＨＣＦＣ類やＨ
ＦＣ類の場合と同様に行われるが、臨界点ＣＣを越える
領域（超臨界領域）においては、ＨＣＦＣ類やＨＦＣ類
の場合のような凝縮行程が存在せず、二酸化炭素が液化
することなく冷却される冷却行程となる。
界点ＣＣにより高圧側に位置していて、飽和液線及び飽
和蒸気線に交差することはない。すなわち、蒸発行程
（Ｄ−Ａ）における飽和蒸気領域（気液二相領域）から
加熱蒸気領域（気相領域）への移行は、ＨＣＦＣ類やＨ
ＦＣ類の場合と同様に行われるが、臨界点ＣＣを越える
領域（超臨界領域）においては、ＨＣＦＣ類やＨＦＣ類
の場合のような凝縮行程が存在せず、二酸化炭素が液化
することなく冷却される冷却行程となる。
【０００９】このとき、二酸化炭素やエタンを用いた冷
凍サイクル装置の作動圧力は、二酸化炭素の場合、低圧
側圧力は３．５ＭＰａ程度、高圧側圧力は１０ＭＰａ程
度となり、エタンの場合には、低圧側圧力は２．４ＭＰ
ａ程度、高圧側圧力は８ＭＰａ程度となるため、ＨＣＦ
Ｃ類やＨＦＣ類を用いた場合に比較して、作動圧力が高
くなり、特に、高圧側圧力は、ＨＣＦＣ類やＨＦＣ類を
用いた冷凍サイクル装置の約１０倍となる。
凍サイクル装置の作動圧力は、二酸化炭素の場合、低圧
側圧力は３．５ＭＰａ程度、高圧側圧力は１０ＭＰａ程
度となり、エタンの場合には、低圧側圧力は２．４ＭＰ
ａ程度、高圧側圧力は８ＭＰａ程度となるため、ＨＣＦ
Ｃ類やＨＦＣ類を用いた場合に比較して、作動圧力が高
くなり、特に、高圧側圧力は、ＨＣＦＣ類やＨＦＣ類を
用いた冷凍サイクル装置の約１０倍となる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
冷凍サイクル装置に用いられる積層型熱交換器は、図９
に概略構成図を示すように、金属板９１を複数枚積層
し、金属板９１の周囲をろう付けにより接合し、冷媒側
流路９２、二次側冷媒流路９３を形成しており、高圧冷
媒の圧力を耐圧強度の低いろう付け接合部で保つ構造と
なっており、かつ、耐圧強度の低いろう付け接合部が多
いために熱交換器の耐圧強度を向上するには限界があっ
た。
冷凍サイクル装置に用いられる積層型熱交換器は、図９
に概略構成図を示すように、金属板９１を複数枚積層
し、金属板９１の周囲をろう付けにより接合し、冷媒側
流路９２、二次側冷媒流路９３を形成しており、高圧冷
媒の圧力を耐圧強度の低いろう付け接合部で保つ構造と
なっており、かつ、耐圧強度の低いろう付け接合部が多
いために熱交換器の耐圧強度を向上するには限界があっ
た。
【００１１】例えば、積層型熱交換器の製造メーカーで
あるアルファラバル社のテクニカルマニュアルによる
と、主な製品における最高使用圧力は３．０ＭＰａ、最
高テスト圧力は４．５ＭＰａである。
あるアルファラバル社のテクニカルマニュアルによる
と、主な製品における最高使用圧力は３．０ＭＰａ、最
高テスト圧力は４．５ＭＰａである。
【００１２】上述のように、従来の積層型熱交換器を、
二酸化炭素やエタンなど、作動圧力の高い冷凍サイクル
装置に用いることは、耐圧強度が低いために不向きであ
るという問題があった。
二酸化炭素やエタンなど、作動圧力の高い冷凍サイクル
装置に用いることは、耐圧強度が低いために不向きであ
るという問題があった。
【００１３】そこで、本発明はこのような課題を解決す
るために、耐圧強度の高い熱交換器を提供することを目
的とする。また、本発明は、耐圧強度の高い熱交換器を
使用し、冷媒として二酸化炭素やエタン等の冷凍サイク
ルの放熱側で超臨界状態となりうる冷媒を用いることが
できる冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。
るために、耐圧強度の高い熱交換器を提供することを目
的とする。また、本発明は、耐圧強度の高い熱交換器を
使用し、冷媒として二酸化炭素やエタン等の冷凍サイク
ルの放熱側で超臨界状態となりうる冷媒を用いることが
できる冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたものであり、請求項１記載の本発明
は、冷媒が流通する貫通穴を有する複数の扁平チューブ
と、複数の金属板とが、扁平チューブの肉厚方向に交互
に積層されており、かつ、扁平チューブと、金属板と、
金属板を介して扁平チューブに近接して積層された別の
扁平チューブとで空間を形成するように互いにろう付け
接合されており、さらに、扁平チューブの貫通穴を流通
する冷媒の圧力が、上述の空間を流通する二次側冷媒の
圧力に比べて高いことを特徴とする熱交換器である。
するためになされたものであり、請求項１記載の本発明
は、冷媒が流通する貫通穴を有する複数の扁平チューブ
と、複数の金属板とが、扁平チューブの肉厚方向に交互
に積層されており、かつ、扁平チューブと、金属板と、
金属板を介して扁平チューブに近接して積層された別の
扁平チューブとで空間を形成するように互いにろう付け
接合されており、さらに、扁平チューブの貫通穴を流通
する冷媒の圧力が、上述の空間を流通する二次側冷媒の
圧力に比べて高いことを特徴とする熱交換器である。
【００１５】また、請求項２記載の本発明は、請求項１
記載の熱交換器において、金属板に、ヘリボーン状の波
状突起を備えたことを特徴とする熱交換器である。
記載の熱交換器において、金属板に、ヘリボーン状の波
状突起を備えたことを特徴とする熱交換器である。
【００１６】また、請求項３記載の本発明は、請求項１
記載の熱交換器において、金属板に、打ち抜き加工によ
り形成された流路を備えたことを特徴とする熱交換器で
ある。
記載の熱交換器において、金属板に、打ち抜き加工によ
り形成された流路を備えたことを特徴とする熱交換器で
ある。
【００１７】また、請求項４記載の本発明は、圧縮機、
放熱器、減圧器、吸熱器等からなる冷凍サイクルにおい
て、放熱器、吸熱器のうちの少なくとも１つは、請求項
１から３のいずれかに記載の熱交換器を用い、冷媒とし
て冷凍サイクルの放熱側で超臨界状態となりうる冷媒を
用いることを可能としたことを特徴とする冷凍サイクル
装置である。
放熱器、減圧器、吸熱器等からなる冷凍サイクルにおい
て、放熱器、吸熱器のうちの少なくとも１つは、請求項
１から３のいずれかに記載の熱交換器を用い、冷媒とし
て冷凍サイクルの放熱側で超臨界状態となりうる冷媒を
用いることを可能としたことを特徴とする冷凍サイクル
装置である。
【００１８】また、請求項５記載の本発明は、圧縮機、
放熱器、減圧器、吸熱器等からなる冷凍サイクルにおい
て、放熱器出口から減圧器入口までと吸熱器出口から圧
縮機吸入部までとで熱交換を行う補助熱交換器とを備え
た冷凍サイクル装置において、放熱器、吸熱器、補助熱
交換器のうちの少なくとも１つは、請求項１から３のい
ずれかに記載の熱交換器を用い、冷媒として冷凍サイク
ルの放熱側で超臨界状態となりうる冷媒を用いることを
可能としたことを特徴とする冷凍サイクル装置である。
放熱器、減圧器、吸熱器等からなる冷凍サイクルにおい
て、放熱器出口から減圧器入口までと吸熱器出口から圧
縮機吸入部までとで熱交換を行う補助熱交換器とを備え
た冷凍サイクル装置において、放熱器、吸熱器、補助熱
交換器のうちの少なくとも１つは、請求項１から３のい
ずれかに記載の熱交換器を用い、冷媒として冷凍サイク
ルの放熱側で超臨界状態となりうる冷媒を用いることを
可能としたことを特徴とする冷凍サイクル装置である。
【００１９】また、請求項６記載の本発明は、請求項４
または５記載の冷凍サイクル装置において、冷凍サイク
ルの放熱側で超臨界状態となりうる冷媒は二酸化炭素で
あることを特徴とする冷凍サイクル装置である。
または５記載の冷凍サイクル装置において、冷凍サイク
ルの放熱側で超臨界状態となりうる冷媒は二酸化炭素で
あることを特徴とする冷凍サイクル装置である。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図１から図７を用いて説明する。
て、図１から図７を用いて説明する。
【００２１】（実施の形態１）本発明の一実施の形態に
おける冷凍サイクル装置の概略構成を図１に示す。図１
において、１は圧縮機、２は放熱器、３は減圧器、４は
吸熱器であり、これらを配管接続することにより冷凍サ
イクルを構成し、冷媒として放熱側（圧縮機１吐出部〜
放熱器２〜減圧器３入口部）で超臨界状態となりうる冷
媒、例えば二酸化炭素が封入されている。
おける冷凍サイクル装置の概略構成を図１に示す。図１
において、１は圧縮機、２は放熱器、３は減圧器、４は
吸熱器であり、これらを配管接続することにより冷凍サ
イクルを構成し、冷媒として放熱側（圧縮機１吐出部〜
放熱器２〜減圧器３入口部）で超臨界状態となりうる冷
媒、例えば二酸化炭素が封入されている。
【００２２】本冷凍サイクル装置の動作について説明す
る。圧縮機１で圧縮（本実施の形態では、例えば、約１
０ＭＰａ）された二酸化炭素冷媒は高温高圧状態とな
り、放熱器２へ導入される。放熱器２では、二酸化炭素
冷媒は超臨界状態であるので気液二相状態とはならず
に、水やブラインなどの二次側冷媒などに放熱して、減
圧器３で減圧（本実施の形態では、例えば、約３．５Ｍ
Ｐａ）されて、低圧の気液二相状態となり吸熱器４へ導
入される。吸熱器４では、空気や二次側冷媒などから吸
熱してガス状態となり、再び圧縮機１に吸入される。こ
のようなサイクルを繰り返すことにより、放熱器２で放
熱による加熱作用、吸熱器４で吸熱による冷却作用を行
う。
る。圧縮機１で圧縮（本実施の形態では、例えば、約１
０ＭＰａ）された二酸化炭素冷媒は高温高圧状態とな
り、放熱器２へ導入される。放熱器２では、二酸化炭素
冷媒は超臨界状態であるので気液二相状態とはならず
に、水やブラインなどの二次側冷媒などに放熱して、減
圧器３で減圧（本実施の形態では、例えば、約３．５Ｍ
Ｐａ）されて、低圧の気液二相状態となり吸熱器４へ導
入される。吸熱器４では、空気や二次側冷媒などから吸
熱してガス状態となり、再び圧縮機１に吸入される。こ
のようなサイクルを繰り返すことにより、放熱器２で放
熱による加熱作用、吸熱器４で吸熱による冷却作用を行
う。
【００２３】次に、本実施の形態に係る熱交換器である
放熱器２について述べる。図２は、本実施の形態に係る
熱交換器（放熱器２）の概略構成図であり、図３は、積
層プレート１１の概略構成図、図４は、ヘッダタンク４
１と扁平チューブ３２の接合部分の断面図の一部であ
る。なお、図２では、図作成上のスペース的制約から本
来図示すべき積層プレート１１の所定の枚数を省略し図
示している。また、図２、３のハッチング部分は、貫通
した空間を示しており、本来は後ろにある構成部品が透
視され、それらが図示されるべきであるが、作図上の制
約により簡略化している。
放熱器２について述べる。図２は、本実施の形態に係る
熱交換器（放熱器２）の概略構成図であり、図３は、積
層プレート１１の概略構成図、図４は、ヘッダタンク４
１と扁平チューブ３２の接合部分の断面図の一部であ
る。なお、図２では、図作成上のスペース的制約から本
来図示すべき積層プレート１１の所定の枚数を省略し図
示している。また、図２、３のハッチング部分は、貫通
した空間を示しており、本来は後ろにある構成部品が透
視され、それらが図示されるべきであるが、作図上の制
約により簡略化している。
【００２４】熱交換器（放熱器２）は、図２に示すよう
に、積層プレート１１を複数枚、積層した主構成となっ
ている。
に、積層プレート１１を複数枚、積層した主構成となっ
ている。
【００２５】積層プレート１１は、図３に示すように、
二次側冷媒が流通する二次側冷媒連通穴１３および１４
を有し、表面を二次側冷媒が流動するヘリボーン状の波
形突起を有する金属板３１、冷媒が流通する貫通穴３３
を有するように押し出し、または、引き抜き加工により
形成された扁平チューブ３２から形成されている。
二次側冷媒が流通する二次側冷媒連通穴１３および１４
を有し、表面を二次側冷媒が流動するヘリボーン状の波
形突起を有する金属板３１、冷媒が流通する貫通穴３３
を有するように押し出し、または、引き抜き加工により
形成された扁平チューブ３２から形成されている。
【００２６】なお、貫通穴３３の断面形状は、応力集中
を緩和するため、円形状や角が丸められた（Ｒを有す
る）矩形状であることが望ましいが、これにこだわるも
のではなく、流通する冷媒の伝熱を促進するための形状
としても良い。
を緩和するため、円形状や角が丸められた（Ｒを有す
る）矩形状であることが望ましいが、これにこだわるも
のではなく、流通する冷媒の伝熱を促進するための形状
としても良い。
【００２７】これらの積層プレート１１の間には、扁平
チューブ３２の外側面とヘリボーン状の波形突起により
二次側冷媒流路１５が形成される。
チューブ３２の外側面とヘリボーン状の波形突起により
二次側冷媒流路１５が形成される。
【００２８】また、二次側冷媒流路１５を形成する金属
板３１に、ヘリボーン状の波状突起を備えることで、二
次側冷媒流路１５を流れる二次側冷媒の伝熱を促進する
ことができる。
板３１に、ヘリボーン状の波状突起を備えることで、二
次側冷媒流路１５を流れる二次側冷媒の伝熱を促進する
ことができる。
【００２９】最外端プレート１６には、二次側冷媒入口
管１８と二次側冷媒出口管１９が貫通して設けられてい
る。他端の最外端プレート１７は、二次側冷媒連通穴１
３および１４を閉塞し、最も近い積層プレートとの間に
二次側冷媒が流れる二次側冷媒流路１５を形成している
（図２参照）。
管１８と二次側冷媒出口管１９が貫通して設けられてい
る。他端の最外端プレート１７は、二次側冷媒連通穴１
３および１４を閉塞し、最も近い積層プレートとの間に
二次側冷媒が流れる二次側冷媒流路１５を形成している
（図２参照）。
【００３０】なお、積層プレート１１、最外端プレート
１６，１７の外周はろう付け接合されており、二次側冷
媒流路１５の気密を保っており、二次側冷媒は図２中に
波線矢印で示すような二次側冷媒流路１５を流がれる。
１６，１７の外周はろう付け接合されており、二次側冷
媒流路１５の気密を保っており、二次側冷媒は図２中に
波線矢印で示すような二次側冷媒流路１５を流がれる。
【００３１】また、複数本の扁平チューブ３２の両端に
は、図４に示すように、扁平チューブ３２の貫通穴３３
と連通する内部空間４５が形成されたヘッダタンク４１
が設けられている。ヘッダタンク４１は、円柱状の内部
空間４５を形成する円筒状のタンク部４２、および、タ
ンク部４２の長手方向の両端を閉塞するキャップ部４３
から構成されており、複数本の扁平チューブ３２は、タ
ンク部４２に形成されたタンク部４２の肉厚方向に貫通
する複数個のスリット２６（図２参照）に挿入されてい
る。
は、図４に示すように、扁平チューブ３２の貫通穴３３
と連通する内部空間４５が形成されたヘッダタンク４１
が設けられている。ヘッダタンク４１は、円柱状の内部
空間４５を形成する円筒状のタンク部４２、および、タ
ンク部４２の長手方向の両端を閉塞するキャップ部４３
から構成されており、複数本の扁平チューブ３２は、タ
ンク部４２に形成されたタンク部４２の肉厚方向に貫通
する複数個のスリット２６（図２参照）に挿入されてい
る。
【００３２】また、扁平チューブ３２は、タンク部４２
の外側から内側に貫通してタンク部４２に挿入されて状
態でろう材により、キャップ部４３とともにタンク部４
２にろう付け接合されている。
の外側から内側に貫通してタンク部４２に挿入されて状
態でろう材により、キャップ部４３とともにタンク部４
２にろう付け接合されている。
【００３３】因みに、タンク部４２は、押し出し、また
は、引き抜き加工にて成形したものであり、キャップ部
４３は、削り出し加工、又はダイカスト法にて成形した
ものである。
は、引き抜き加工にて成形したものであり、キャップ部
４３は、削り出し加工、又はダイカスト法にて成形した
ものである。
【００３４】なお、内部空間４５側に面したキャップ部
４３の内壁面形状は応力集中を緩和するため、球面状や
さら形状としても良い。
４３の内壁面形状は応力集中を緩和するため、球面状や
さら形状としても良い。
【００３５】さらに、複数個のヘッダタンク４１は、図
２に示すように、内部に貫通穴を有する連結管２２によ
り内部空間４５を連通させたヘッダブロック２０、２１
を形成しており、一端のヘッダブロック２０には、冷媒
入口管２３が設けられており、他端のヘッダブロック２
１には、冷媒出口管２４が設けられている。なお、連結
管２２、冷媒入口管２３，冷媒出口管２４は、複数個の
ヘッダタンク４１にろう付け接合され、冷媒流路の気密
を保っており、冷媒は図２中の実線矢印で示すような冷
媒流路２５を流れる。
２に示すように、内部に貫通穴を有する連結管２２によ
り内部空間４５を連通させたヘッダブロック２０、２１
を形成しており、一端のヘッダブロック２０には、冷媒
入口管２３が設けられており、他端のヘッダブロック２
１には、冷媒出口管２４が設けられている。なお、連結
管２２、冷媒入口管２３，冷媒出口管２４は、複数個の
ヘッダタンク４１にろう付け接合され、冷媒流路の気密
を保っており、冷媒は図２中の実線矢印で示すような冷
媒流路２５を流れる。
【００３６】次に、本実施の形態に係る熱交換器である
放熱器２および、その熱交換器（放熱器２）を用いた冷
凍サイクル装置の特徴を述べる。
放熱器２および、その熱交換器（放熱器２）を用いた冷
凍サイクル装置の特徴を述べる。
【００３７】熱交換器（放熱器２）において、高圧状態
の冷媒が流れる冷媒流路を形成している扁平チューブ３
２は、押し出し、または、引き抜き加工により成形され
ており、冷媒が流通する貫通穴の径を小さくできるため
に、十分な耐圧強度を有する。また、ヘッダタンク４１
は、押し出し、または、引き抜き加工、あるいは、ダイ
カスト法にて成型されており、十分な耐圧強度を有す
る。
の冷媒が流れる冷媒流路を形成している扁平チューブ３
２は、押し出し、または、引き抜き加工により成形され
ており、冷媒が流通する貫通穴の径を小さくできるため
に、十分な耐圧強度を有する。また、ヘッダタンク４１
は、押し出し、または、引き抜き加工、あるいは、ダイ
カスト法にて成型されており、十分な耐圧強度を有す
る。
【００３８】さらに、高圧状態の冷媒が流れる冷媒流路
に着目すると、従来の積層型熱交換器は、所定形状に形
成された複数枚の金属板９１を積層し、ろう付け接合し
ているのに対し、本実施の形態に係る熱交換器（放熱器
２）においては、ろう付け接合箇所は、扁平チューブ３
２とヘッダタンク４１との間、および、ヘッダタンク４
１と連結管２２との間などの数カ所と格段に少ないため
に、冷媒流路２５の耐圧強度を向上することができる。
に着目すると、従来の積層型熱交換器は、所定形状に形
成された複数枚の金属板９１を積層し、ろう付け接合し
ているのに対し、本実施の形態に係る熱交換器（放熱器
２）においては、ろう付け接合箇所は、扁平チューブ３
２とヘッダタンク４１との間、および、ヘッダタンク４
１と連結管２２との間などの数カ所と格段に少ないため
に、冷媒流路２５の耐圧強度を向上することができる。
【００３９】したがって、本実施の形態に係る熱交換器
（放熱器２）は、高圧状態の冷媒が流れる冷媒流路２５
の耐圧強度を格段に向上できるものである。なお、本実
施の形態では、高圧状態の冷媒として、例えば、約１０
ＭＰａ、低圧状態の冷媒として、例えば、約３．５ＭＰ
ａとしているが、これに限定されるものではなく、要す
るに、本実施の形態に係る熱交換器（放熱器２）は、冷
媒流路２５を流通する高圧状態の冷媒の圧力が、従来の
積層型熱交換器の耐圧より高い圧力とすることが可能で
ある熱交換器である。
（放熱器２）は、高圧状態の冷媒が流れる冷媒流路２５
の耐圧強度を格段に向上できるものである。なお、本実
施の形態では、高圧状態の冷媒として、例えば、約１０
ＭＰａ、低圧状態の冷媒として、例えば、約３．５ＭＰ
ａとしているが、これに限定されるものではなく、要す
るに、本実施の形態に係る熱交換器（放熱器２）は、冷
媒流路２５を流通する高圧状態の冷媒の圧力が、従来の
積層型熱交換器の耐圧より高い圧力とすることが可能で
ある熱交換器である。
【００４０】なお、１枚の積層プレート１１を構成する
扁平チューブ３２の本数は、図２では３本、図３では２
本としているが、これにこだわるものではなく、単数本
でも、複数本であっても良い。また、扁平チューブ本数
に応じて、ヘッダタンク４１の個数、形状も変更しても
良い。
扁平チューブ３２の本数は、図２では３本、図３では２
本としているが、これにこだわるものではなく、単数本
でも、複数本であっても良い。また、扁平チューブ本数
に応じて、ヘッダタンク４１の個数、形状も変更しても
良い。
【００４１】また、ヘッダタンク４１、連結管２２、冷
媒入口管２３、冷媒出口管２４、二次側冷媒入口管１
８、二次側冷媒出口管１９、二次側冷媒連通穴１３、１
４の断面形状は、応力集中を緩和するため、円形状や角
が丸められた（Ｒを有する）矩形状であることが望まし
いが、これにこだわるものではない。
媒入口管２３、冷媒出口管２４、二次側冷媒入口管１
８、二次側冷媒出口管１９、二次側冷媒連通穴１３、１
４の断面形状は、応力集中を緩和するため、円形状や角
が丸められた（Ｒを有する）矩形状であることが望まし
いが、これにこだわるものではない。
【００４２】さらに、本実施の形態に係る冷凍サイクル
装置においては、上述の熱交換器を放熱器２として用
い、高圧状態の冷媒は、高い耐圧強度を有する冷媒流路
２５を流し、比較的耐圧強度を必要としない水やブライ
ンなどの二次側冷媒を二次側冷媒流路１５に流すこと
で、冷媒として二酸化炭素やエタン等の冷凍サイクルの
放熱側で超臨界状態となりうる冷媒を用いることができ
るものである。
装置においては、上述の熱交換器を放熱器２として用
い、高圧状態の冷媒は、高い耐圧強度を有する冷媒流路
２５を流し、比較的耐圧強度を必要としない水やブライ
ンなどの二次側冷媒を二次側冷媒流路１５に流すこと
で、冷媒として二酸化炭素やエタン等の冷凍サイクルの
放熱側で超臨界状態となりうる冷媒を用いることができ
るものである。
【００４３】なお、低圧状態の冷媒が流れる吸熱器４に
ついても、上述の熱交換器を用いることが可能であるこ
とは明らかである。
ついても、上述の熱交換器を用いることが可能であるこ
とは明らかである。
【００４４】（実施の形態２）本発明の一実施の形態に
おける冷凍サイクル装置の概略構成を図５に示す。図５
においては、図１と同じ構成要素については同一の符号
を付し、説明を省略する。図５において、５は放熱器２
出口〜減圧器３入口の間の冷媒と吸熱器４出口〜圧縮機
１吸入部の間の冷媒を熱交換させる補助熱交換器であ
る。
おける冷凍サイクル装置の概略構成を図５に示す。図５
においては、図１と同じ構成要素については同一の符号
を付し、説明を省略する。図５において、５は放熱器２
出口〜減圧器３入口の間の冷媒と吸熱器４出口〜圧縮機
１吸入部の間の冷媒を熱交換させる補助熱交換器であ
る。
【００４５】本冷凍サイクル装置の動作について説明す
る。圧縮機１で圧縮（本実施の形態では、例えば、約１
０ＭＰａ）された二酸化炭素冷媒は高温高圧状態とな
り、放熱器２へ導入される。放熱器２では、二酸化炭素
冷媒は超臨界状態であるので気液二相状態とはならず
に、水やブラインなどの二次側冷媒や外気などに放熱し
て、補助熱交換器５を経て、減圧器３で減圧（本実施の
形態では、例えば、約３．５ＭＰａ）されて気液二相状
態となり吸熱器４へ導入される。吸熱器４では、空気な
どから吸熱してガス状態となり、補助熱交換器５を経
て、再び圧縮機１に吸入される。このようなサイクルを
繰り返すことにより、放熱器２で放熱による加熱作用、
吸熱器４で吸熱による冷却作用を行う。ここで、補助熱
交換器５では、放熱器２を出て減圧器３に向かう比較的
高温の冷媒と、吸熱器４を出て圧縮機１に向かう比較的
低温の冷媒とで熱交換が行われる。このため、放熱器２
を出た冷媒が冷却されて減圧器３で減圧されるため、吸
熱器４入口でのエンタルピが減少して、吸熱器４の入口
と出口でのエンタルピ差が大きくなり、吸熱能力（冷却
能力）が増大する。
る。圧縮機１で圧縮（本実施の形態では、例えば、約１
０ＭＰａ）された二酸化炭素冷媒は高温高圧状態とな
り、放熱器２へ導入される。放熱器２では、二酸化炭素
冷媒は超臨界状態であるので気液二相状態とはならず
に、水やブラインなどの二次側冷媒や外気などに放熱し
て、補助熱交換器５を経て、減圧器３で減圧（本実施の
形態では、例えば、約３．５ＭＰａ）されて気液二相状
態となり吸熱器４へ導入される。吸熱器４では、空気な
どから吸熱してガス状態となり、補助熱交換器５を経
て、再び圧縮機１に吸入される。このようなサイクルを
繰り返すことにより、放熱器２で放熱による加熱作用、
吸熱器４で吸熱による冷却作用を行う。ここで、補助熱
交換器５では、放熱器２を出て減圧器３に向かう比較的
高温の冷媒と、吸熱器４を出て圧縮機１に向かう比較的
低温の冷媒とで熱交換が行われる。このため、放熱器２
を出た冷媒が冷却されて減圧器３で減圧されるため、吸
熱器４入口でのエンタルピが減少して、吸熱器４の入口
と出口でのエンタルピ差が大きくなり、吸熱能力（冷却
能力）が増大する。
【００４６】次に、本実施の形態に係る熱交換器である
補助熱交換器５について述べる。図６は、本実施の形態
に係る熱交換器（補助熱交換器５）の概略構成図であ
り、図７は、積層プレート５１の概略構成図である。な
お、図６では、図作成上のスペース的制約から本来図示
すべき積層プレート５１の所定の枚数を省略し図示して
いる。また、図６、７のハッチング部分は、貫通した空
間を示しており、本来は後ろにある構成部品が透視さ
れ、それらが図示されるべきであるが、作図上の制約に
より簡略化している。
補助熱交換器５について述べる。図６は、本実施の形態
に係る熱交換器（補助熱交換器５）の概略構成図であ
り、図７は、積層プレート５１の概略構成図である。な
お、図６では、図作成上のスペース的制約から本来図示
すべき積層プレート５１の所定の枚数を省略し図示して
いる。また、図６、７のハッチング部分は、貫通した空
間を示しており、本来は後ろにある構成部品が透視さ
れ、それらが図示されるべきであるが、作図上の制約に
より簡略化している。
【００４７】熱交換器（補助熱交換器５）は、図６に示
すように、積層プレート５１を複数枚、積層した主構成
となっている。
すように、積層プレート５１を複数枚、積層した主構成
となっている。
【００４８】積層プレート５１は、図７に示すように、
二次側冷媒が流通する二次側冷媒連通穴５３および５４
を有する二次側冷媒連通部７４、７５、および、二次側
冷媒が流動する流路７６を、打ち抜き加工により形成さ
れた金属板７１、冷媒が流通する貫通穴７３を有するよ
うに押し出し、または、引き抜き加工により形成された
扁平チューブ７２から形成されている。
二次側冷媒が流通する二次側冷媒連通穴５３および５４
を有する二次側冷媒連通部７４、７５、および、二次側
冷媒が流動する流路７６を、打ち抜き加工により形成さ
れた金属板７１、冷媒が流通する貫通穴７３を有するよ
うに押し出し、または、引き抜き加工により形成された
扁平チューブ７２から形成されている。
【００４９】なお、貫通穴７３の断面形状は、応力集中
を緩和するため、円形状や角が丸められた（Ｒを有す
る）矩形状であることが望ましいが、これにこだわるも
のではなく、流通する冷媒の伝熱を促進するための形状
としても良い。
を緩和するため、円形状や角が丸められた（Ｒを有す
る）矩形状であることが望ましいが、これにこだわるも
のではなく、流通する冷媒の伝熱を促進するための形状
としても良い。
【００５０】これらの積層プレート５１の間には、扁平
チューブ７２の外側面と金属板７１に形成された流路７
６により、二次側冷媒流路５５が形成される。
チューブ７２の外側面と金属板７１に形成された流路７
６により、二次側冷媒流路５５が形成される。
【００５１】また、二次側冷媒流路５５を形成する金属
板７１に、二次側冷媒に適した流路パターンを打ち抜き
加工により形成することで、二次側冷媒流路５５を流れ
る二次側冷媒の伝熱を促進することができる。
板７１に、二次側冷媒に適した流路パターンを打ち抜き
加工により形成することで、二次側冷媒流路５５を流れ
る二次側冷媒の伝熱を促進することができる。
【００５２】最外端プレート５６には、二次側冷媒入口
管５８と二次側冷媒出口管５９が貫通して設けられてい
る。他端の最外端プレート５７は、二次側冷媒連通穴５
３および５４を閉塞し、最も近い積層プレートとの間に
二次側冷媒が流れる二次側冷媒流路５５を形成している
（図６参照）。
管５８と二次側冷媒出口管５９が貫通して設けられてい
る。他端の最外端プレート５７は、二次側冷媒連通穴５
３および５４を閉塞し、最も近い積層プレートとの間に
二次側冷媒が流れる二次側冷媒流路５５を形成している
（図６参照）。
【００５３】なお、積層プレート５１、最外端プレート
５６，５７はろう付け接合されており、二次側冷媒流路
５５の気密を保っており、二次側冷媒は図６中に波線矢
印で示すような二次側冷媒流路５５を流がれる。ここ
で、金属板７１および二次側冷媒流通部７４、７５は、
アルミニウム芯材の両面、または、片面にろう材をクラ
ッドしたクラッド材からなり、炉中にてろう付け温度に
加熱して一体ろう付けされることが望ましい。
５６，５７はろう付け接合されており、二次側冷媒流路
５５の気密を保っており、二次側冷媒は図６中に波線矢
印で示すような二次側冷媒流路５５を流がれる。ここ
で、金属板７１および二次側冷媒流通部７４、７５は、
アルミニウム芯材の両面、または、片面にろう材をクラ
ッドしたクラッド材からなり、炉中にてろう付け温度に
加熱して一体ろう付けされることが望ましい。
【００５４】また、複数本の扁平チューブ７２の両端に
は、（実施の形態１）において図４を用いて説明したの
と同様に、ヘッダタンク８１が設けら、複数本の扁平チ
ューブ３２は、ヘッダタンク８１に設けられた複数個の
スリット６６（図６参照）に挿入され、ろう付け接合さ
れている。
は、（実施の形態１）において図４を用いて説明したの
と同様に、ヘッダタンク８１が設けら、複数本の扁平チ
ューブ３２は、ヘッダタンク８１に設けられた複数個の
スリット６６（図６参照）に挿入され、ろう付け接合さ
れている。
【００５５】また、一端のヘッダタンク８１には、冷媒
入口管６３が設けられており、他端のヘッダタンク８１
には、冷媒出口管６４が設けられている。なお、冷媒入
口管６３，冷媒出口管６４は、ろう付け接合され、冷媒
流路の気密を保っており、冷媒は図６中の実線矢印で示
すような冷媒流路６５を流れる。
入口管６３が設けられており、他端のヘッダタンク８１
には、冷媒出口管６４が設けられている。なお、冷媒入
口管６３，冷媒出口管６４は、ろう付け接合され、冷媒
流路の気密を保っており、冷媒は図６中の実線矢印で示
すような冷媒流路６５を流れる。
【００５６】次に、本実施の形態に係る熱交換器である
補助熱交換器５および、その熱交換器（補助熱交換器
５）を用いた冷凍サイクル装置の特徴を述べる。
補助熱交換器５および、その熱交換器（補助熱交換器
５）を用いた冷凍サイクル装置の特徴を述べる。
【００５７】熱交換器（補助熱交換器５）において、高
圧状態の冷媒が流れる冷媒流路を形成している扁平チュ
ーブ７２は、押し出し、または、引き抜き加工により成
形されており、冷媒が流通する貫通穴の径を小さくでき
るために、十分な耐圧強度を有する。また、ヘッダタン
ク８１は、押し出し、または、引き抜き加工、あるい
は、ダイカスト法にて成型されており、十分な耐圧強度
を有する。
圧状態の冷媒が流れる冷媒流路を形成している扁平チュ
ーブ７２は、押し出し、または、引き抜き加工により成
形されており、冷媒が流通する貫通穴の径を小さくでき
るために、十分な耐圧強度を有する。また、ヘッダタン
ク８１は、押し出し、または、引き抜き加工、あるい
は、ダイカスト法にて成型されており、十分な耐圧強度
を有する。
【００５８】さらに、高圧状態の冷媒が流れる冷媒流路
に着目すると、従来の積層型熱交換器は、所定形状に形
成された複数枚の金属板９１を積層し、ろう付け接合し
ているのに対し、本実施の形態に係る熱交換器（補助熱
交換器５）においては、ろう付け接合箇所は、扁平チュ
ーブ７２とヘッダタンク８１との間、および、ヘッダタ
ンク８１と冷媒入口管６３、冷媒出口管６４との間など
の数カ所と格段に少ないために、冷媒流路６５の耐圧強
度を向上することができる。
に着目すると、従来の積層型熱交換器は、所定形状に形
成された複数枚の金属板９１を積層し、ろう付け接合し
ているのに対し、本実施の形態に係る熱交換器（補助熱
交換器５）においては、ろう付け接合箇所は、扁平チュ
ーブ７２とヘッダタンク８１との間、および、ヘッダタ
ンク８１と冷媒入口管６３、冷媒出口管６４との間など
の数カ所と格段に少ないために、冷媒流路６５の耐圧強
度を向上することができる。
【００５９】したがって、本実施の形態に係る熱交換器
は、高圧状態の冷媒が流れる冷媒流路６５の耐圧強度を
格段に向上できるものである。なお、本実施の形態で
は、高圧状態の冷媒として、例えば、約１０ＭＰａ、低
圧状態の冷媒として、例えば、約３．５ＭＰａとしてい
るが、これに限定されるものではなく、要するに、本実
施の形態に係る熱交換器（補助熱交換器５）は、冷媒流
路６５を流通する高圧状態の冷媒の圧力が、従来の積層
型熱交換器の耐圧より高い圧力とすることが可能である
熱交換器である。
は、高圧状態の冷媒が流れる冷媒流路６５の耐圧強度を
格段に向上できるものである。なお、本実施の形態で
は、高圧状態の冷媒として、例えば、約１０ＭＰａ、低
圧状態の冷媒として、例えば、約３．５ＭＰａとしてい
るが、これに限定されるものではなく、要するに、本実
施の形態に係る熱交換器（補助熱交換器５）は、冷媒流
路６５を流通する高圧状態の冷媒の圧力が、従来の積層
型熱交換器の耐圧より高い圧力とすることが可能である
熱交換器である。
【００６０】なお、１枚の積層プレート５１を構成する
扁平チューブ７２の本数は、図６、図７とも１本として
いるが、これにこだわるものではなく、単数本でも、複
数本であっても良い。また、扁平チューブ本数に応じ
て、ヘッダタンク８１の個数、形状も変更しても良い。
扁平チューブ７２の本数は、図６、図７とも１本として
いるが、これにこだわるものではなく、単数本でも、複
数本であっても良い。また、扁平チューブ本数に応じ
て、ヘッダタンク８１の個数、形状も変更しても良い。
【００６１】また、ヘッダタンク８１、冷媒入口管６
３、冷媒出口管６４、二次側冷媒入口管５８、二次側冷
媒出口管５９の断面形状は、二次側冷媒連通穴５３、５
４は、応力集中を緩和するため、円形状や角が丸められ
た（Ｒを有する）矩形状であることが望ましいが、これ
にこだわるものではない。
３、冷媒出口管６４、二次側冷媒入口管５８、二次側冷
媒出口管５９の断面形状は、二次側冷媒連通穴５３、５
４は、応力集中を緩和するため、円形状や角が丸められ
た（Ｒを有する）矩形状であることが望ましいが、これ
にこだわるものではない。
【００６２】さらに、本実施の形態に係る冷凍サイクル
装置においては、上述の熱交換器を補助熱交換器として
用い、放熱器２を出て減圧器３に向かう高圧状態の冷媒
は、高い耐圧強度を有する冷媒流路６５を流し、耐圧強
度を比較的必要としない、吸熱器４を出て圧縮機１に向
かう低圧状態の冷媒を（上述の熱交換器の説明において
称していた二次側冷媒として）二次側冷媒流路５５に流
すことで、冷媒として二酸化炭素やエタン等の冷凍サイ
クルの放熱側で超臨界状態となりうる冷媒を用いること
ができ、補助熱交換器５で、放熱器２を出て減圧器３に
向かう比較的高温の冷媒と、吸熱器４を出て圧縮機１に
向かう比較的低温の冷媒とで熱交換できるため、放熱器
２を出た冷媒が冷却されて減圧器３で減圧されるため、
吸熱器４入口でのエンタルピが減少して、吸熱器４の入
口と出口でのエンタルピ差が大きくなり、吸熱能力（冷
却能力）を増大させることができる。
装置においては、上述の熱交換器を補助熱交換器として
用い、放熱器２を出て減圧器３に向かう高圧状態の冷媒
は、高い耐圧強度を有する冷媒流路６５を流し、耐圧強
度を比較的必要としない、吸熱器４を出て圧縮機１に向
かう低圧状態の冷媒を（上述の熱交換器の説明において
称していた二次側冷媒として）二次側冷媒流路５５に流
すことで、冷媒として二酸化炭素やエタン等の冷凍サイ
クルの放熱側で超臨界状態となりうる冷媒を用いること
ができ、補助熱交換器５で、放熱器２を出て減圧器３に
向かう比較的高温の冷媒と、吸熱器４を出て圧縮機１に
向かう比較的低温の冷媒とで熱交換できるため、放熱器
２を出た冷媒が冷却されて減圧器３で減圧されるため、
吸熱器４入口でのエンタルピが減少して、吸熱器４の入
口と出口でのエンタルピ差が大きくなり、吸熱能力（冷
却能力）を増大させることができる。
【００６３】なお、放熱器２や吸熱器４についても、上
述の熱交換器を用いることが可能であることは明らかで
ある。
述の熱交換器を用いることが可能であることは明らかで
ある。
【００６４】さらに、上述の熱交換器を（実施の形態
１）で説明した冷凍サイクル装置の放熱器２や吸熱器４
として用いてもよく、（実施の形態１）で説明した熱交
換器を上述の冷凍サイクル装置の放熱器２や吸熱器４、
補助熱交換器５として用いることが可能であることは明
らかである。
１）で説明した冷凍サイクル装置の放熱器２や吸熱器４
として用いてもよく、（実施の形態１）で説明した熱交
換器を上述の冷凍サイクル装置の放熱器２や吸熱器４、
補助熱交換器５として用いることが可能であることは明
らかである。
【００６５】
【発明の効果】以上述べたことから明らかなように、本
発明の熱交換器は、高圧状態の冷媒が流れる冷媒流路に
着目すると、高圧状態の冷媒が流れる冷媒流路を形成し
ている扁平チューブは、押し出し、または、引き抜き加
工により成形されており、冷媒が流通する貫通穴の径を
小さくできるために、十分な耐圧強度を有しており、さ
らに、従来の積層型熱交換器に対し、ろう付け接合箇所
が格段に少ないために、冷媒流路の耐圧強度を向上する
ことができる。
発明の熱交換器は、高圧状態の冷媒が流れる冷媒流路に
着目すると、高圧状態の冷媒が流れる冷媒流路を形成し
ている扁平チューブは、押し出し、または、引き抜き加
工により成形されており、冷媒が流通する貫通穴の径を
小さくできるために、十分な耐圧強度を有しており、さ
らに、従来の積層型熱交換器に対し、ろう付け接合箇所
が格段に少ないために、冷媒流路の耐圧強度を向上する
ことができる。
【００６６】また、二次側冷媒流路を形成する金属板
に、ヘリボーン状の波状突起を備えたり、打ち抜き加工
により最適な流路を形成することで、二次側冷媒流路を
流れる二次側冷媒の伝熱を促進することができる。
に、ヘリボーン状の波状突起を備えたり、打ち抜き加工
により最適な流路を形成することで、二次側冷媒流路を
流れる二次側冷媒の伝熱を促進することができる。
【００６７】また、本発明の冷凍サイクル装置は、上述
の熱交換器を放熱器または吸熱器として用い、高圧状態
の冷媒は、高い耐圧強度を有する冷媒流路を流し、比較
的耐圧強度を必要としない水やブラインなどの二次側冷
媒を二次側冷媒流路に流すことで、冷媒として二酸化炭
素やエタン等の冷凍サイクルの放熱側で超臨界状態とな
りうる冷媒を用いることができるものである。
の熱交換器を放熱器または吸熱器として用い、高圧状態
の冷媒は、高い耐圧強度を有する冷媒流路を流し、比較
的耐圧強度を必要としない水やブラインなどの二次側冷
媒を二次側冷媒流路に流すことで、冷媒として二酸化炭
素やエタン等の冷凍サイクルの放熱側で超臨界状態とな
りうる冷媒を用いることができるものである。
【００６８】また、本発明の冷凍サイクル装置は、上述
の熱交換器を補助熱交換器として用い、放熱器を出て減
圧器に向かう高圧状態の冷媒は、高い耐圧強度を有する
冷媒流路を流し、耐圧強度を比較的必要としない、吸熱
器を出て圧縮機に向かう低圧状態の冷媒を二次側冷媒流
路に流すことで、冷媒として二酸化炭素やエタン等の冷
凍サイクルの放熱側で超臨界状態となりうる冷媒を用い
ることができ、補助熱交換器で、放熱器を出て減圧器に
向かう比較的高温の冷媒と、吸熱器を出て圧縮機に向か
う比較的低温の冷媒とで熱交換できるため、放熱器を出
た冷媒が冷却されて減圧器で減圧されるため、吸熱器入
口でのエンタルピが減少して、吸熱器の入口と出口での
エンタルピ差が大きくなり、吸熱能力（冷却能力）を増
大させることができる。
の熱交換器を補助熱交換器として用い、放熱器を出て減
圧器に向かう高圧状態の冷媒は、高い耐圧強度を有する
冷媒流路を流し、耐圧強度を比較的必要としない、吸熱
器を出て圧縮機に向かう低圧状態の冷媒を二次側冷媒流
路に流すことで、冷媒として二酸化炭素やエタン等の冷
凍サイクルの放熱側で超臨界状態となりうる冷媒を用い
ることができ、補助熱交換器で、放熱器を出て減圧器に
向かう比較的高温の冷媒と、吸熱器を出て圧縮機に向か
う比較的低温の冷媒とで熱交換できるため、放熱器を出
た冷媒が冷却されて減圧器で減圧されるため、吸熱器入
口でのエンタルピが減少して、吸熱器の入口と出口での
エンタルピ差が大きくなり、吸熱能力（冷却能力）を増
大させることができる。
【図１】本発明の一実施の形態における冷凍サイクル装
置の概略構成図
置の概略構成図
【図２】本発明の一実施の形態における熱交換器の概略
構成図
構成図
【図３】本発明の一実施の形態における積層プレート１
１の概略構成図
１の概略構成図
【図４】本発明の一実施の形態におけるヘッダタンク４
１と扁平チューブ３２の接合部分の一部を示す断面図
１と扁平チューブ３２の接合部分の一部を示す断面図
【図５】本発明の一実施の形態における冷凍サイクル装
置の概略構成図
置の概略構成図
【図６】本発明の一実施の形態における熱交換器の概略
構成図
構成図
【図７】本発明の一実施の形態における積層プレート５
１の概略構成図
１の概略構成図
【図８】二酸化炭素を用いた冷凍サイクルの模式的なモ
リエル線図
リエル線図
【図９】従来の積層型熱交換器の概略構成図
１ 圧縮機 ２ 放熱器 ３ 減圧器 ４ 吸熱器 ５ 補助熱交換器 １１ 積層プレート １３，１４ 二次側冷媒連通穴 １５ 二次側冷媒流路 １６，１７ 最外端プレート １８ 二次側冷媒入口管 １９ 二次側冷媒出口管 ２０，２１ ヘッダブロック ２２ 連結管 ２３ 冷媒入口管 ２４ 冷媒出口管 ２５ 冷媒流路 ２６ スリット ３１ 金属板 ３２ 扁平チューブ ３３ 貫通穴 ４１ ヘッダタンク ４２ タンク部 ４３ キャップ部 ４５ 内部空間 ５１ 積層プレート ５３，５４ 二次側冷媒連通穴 ５５ 二次側冷媒流路 ５６，５７ 最外端プレート ５８ 二次側冷媒入口管 ５９ 二次側冷媒出口管 ６３ 冷媒入口管 ６４ 冷媒出口管 ６５ 冷媒流路 ６６ スリット ７１ 金属板 ７２ 扁平チューブ ７３ 貫通穴 ７４，７５ 二次側冷媒連通部 ７６ 二次側冷媒流路 ８１ ヘッダタンク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 船倉 正三 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 松尾 光晴 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 吉田 雄二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (6)
- 【請求項１】 冷媒が流通する貫通穴を有する複数の扁
平チューブと、 複数の金属板とが、前記扁平チューブの肉厚方向に交互
に積層されており、 かつ、 前記扁平チューブと、前記金属板と、前記金属板を介し
て前記扁平チューブに近接して積層された別の扁平チュ
ーブとで空間を形成するように互いにろう付け接合され
ており、 さらに、 前記冷媒の圧力が、前記空間を流通する二次側冷媒の圧
力に比べて高いことを特徴とする熱交換器。 - 【請求項２】 前記金属板は、ヘリボーン状の波状突起
を備えたことを特徴とする請求項１記載の熱交換器。 - 【請求項３】 前記金属板は、打ち抜き加工により形成
された流路を備えたことを特徴とする請求項１記載の熱
交換器。 - 【請求項４】 圧縮機、放熱器、減圧器、吸熱器等から
なる冷凍サイクルにおいて、 放熱側で超臨界状態となりうる冷媒を封入し、前記放熱
器、前記吸熱器のうちの少なくとも１つは、請求項１か
ら３のいずれかに記載の熱交換器を用いることを特徴と
する冷凍サイクル装置。 - 【請求項５】 圧縮機、放熱器、減圧器、吸熱器等から
なる冷凍サイクルにおいて、放熱側で超臨界状態となり
うる冷媒を封入し、前記放熱器出口から前記減圧器入口
までと前記吸熱器出口から前記圧縮機吸入部までとで熱
交換を行う補助熱交換器とを備えた冷凍サイクル装置に
おいて、 前記放熱器、前記吸熱器、前記補助熱交換器のうちの少
なくとも１つは、請求項１から３のいずれかに記載の熱
交換器を用いることを特徴とする冷凍サイクル装置。 - 【請求項６】 前記放熱側で超臨界状態となりうる冷媒
は二酸化炭素であることを特徴とする請求項４または５
記載の冷凍サイクル装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22338099A JP2001050681A (ja) | 1999-08-06 | 1999-08-06 | 熱交換器およびその熱交換器を用いた冷凍サイクル装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22338099A JP2001050681A (ja) | 1999-08-06 | 1999-08-06 | 熱交換器およびその熱交換器を用いた冷凍サイクル装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001050681A true JP2001050681A (ja) | 2001-02-23 |
Family
ID=16797249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22338099A Pending JP2001050681A (ja) | 1999-08-06 | 1999-08-06 | 熱交換器およびその熱交換器を用いた冷凍サイクル装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001050681A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1479993A3 (en) * | 2003-05-23 | 2005-06-01 | Zexel Valeo Climate Control Corporation | Heat exchanger |
| FR2908871A1 (fr) * | 2006-11-21 | 2008-05-23 | Valeo Systemes Thermiques | Echangeur de chaleur interne pour circuit de fluide refrigerant |
| JP2012512378A (ja) * | 2008-12-17 | 2012-05-31 | スウェップ インターナショナル アクティエボラーグ | 半島部上の高圧ポート |
| WO2012132924A1 (ja) * | 2011-03-25 | 2012-10-04 | ダイキン工業株式会社 | 熱交換器 |
| JP2013145064A (ja) * | 2012-01-13 | 2013-07-25 | Calsonic Kansei Corp | 熱交換器 |
| DE102016203951A1 (de) | 2016-03-10 | 2017-09-14 | Mahle International Gmbh | Wärmeübertrager |
| CN108291754A (zh) * | 2016-02-12 | 2018-07-17 | 松下知识产权经营株式会社 | 制冷循环装置 |
| EP3467422A1 (en) * | 2017-10-09 | 2019-04-10 | VALEO AUTOSYSTEMY Sp. Z. o.o. | Heat exchanger assembly |
-
1999
- 1999-08-06 JP JP22338099A patent/JP2001050681A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1479993A3 (en) * | 2003-05-23 | 2005-06-01 | Zexel Valeo Climate Control Corporation | Heat exchanger |
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| WO2008061918A1 (fr) * | 2006-11-21 | 2008-05-29 | Valeo Systemes Thermiques | Echangeur de chaleur interne pour circuit de fluide refrigerant |
| JP2012512378A (ja) * | 2008-12-17 | 2012-05-31 | スウェップ インターナショナル アクティエボラーグ | 半島部上の高圧ポート |
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| CN108291754A (zh) * | 2016-02-12 | 2018-07-17 | 松下知识产权经营株式会社 | 制冷循环装置 |
| DE102016203951A1 (de) | 2016-03-10 | 2017-09-14 | Mahle International Gmbh | Wärmeübertrager |
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