JP2001349686A - 熱交換器 - Google Patents

熱交換器

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JP2001349686A
JP2001349686A JP2000173509A JP2000173509A JP2001349686A JP 2001349686 A JP2001349686 A JP 2001349686A JP 2000173509 A JP2000173509 A JP 2000173509A JP 2000173509 A JP2000173509 A JP 2000173509A JP 2001349686 A JP2001349686 A JP 2001349686A
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tank
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heat exchanger
tube
heat exchange
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Hiroshi Yamaguchi
博志 山口
Takashi Yoshida
吉田  敬
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Japan Climate Systems Corp
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Japan Climate Systems Corp
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    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/03Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits
    • F28D1/0308Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits the conduits being formed by paired plates touching each other
    • F28D1/0325Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits the conduits being formed by paired plates touching each other the plates having lateral openings therein for circulation of the heat-exchange medium from one conduit to another
    • F28D1/0333Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits the conduits being formed by paired plates touching each other the plates having lateral openings therein for circulation of the heat-exchange medium from one conduit to another the plates having integrated connecting members

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造上の制約が少なく、各チューブ間で熱交
換媒体の流量を均等にし、外部を通過する空気を温度ム
ラなく温調する。 【解決手段】 チューブ2と放熱フィン3とを交互に積
層し、各チューブ2の両端部にタンク4を形成する。チ
ューブ2及びタンク4の内部を分割することにより、空
調ユニット内の空気流れの風上側と風下側とで独立した
熱交換媒体通路9を形成する。前記タンク4を分割して
得た各タンク部15は、少なくとも1つの仕切部により
分割すると共に、前記流入タンク部15aと前記流出タ
ンク部15cとは空調ユニット内の空気流れの風上側と
風下側とに重ならないように配置し、流入口が形成され
る流入タンク部15a及び少なくとも1つの中間タンク
部15bと、流出口が形成される流出タンク部15c及
び少なくとも1つの中間タンク部15dとをそれぞれ形
成する。また、前記中間タンク部15b,15d間を連
通する連通部11を形成することにより、この連通部1
1を介して熱交換媒体流れが空気流れに沿う方向とす
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、車両用空調装置に
採用される熱交換器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、車両用空調装置に採用される熱交
換器として、例えば、次のものが提案されている。
【0003】すなわち、特開平9−159310号公報
に記載の熱交換器では、チューブの一端側に設けた各タ
ンク内を長手方向に仕切る仕切部を形成することによ
り、熱交換媒体が複数箇所で方向を変更されて流動可能
となっている。そして、流入タンク部と流出タンク部と
は空気流れに沿って配置されている。
【0004】また、特許第2646580号公報に記載
の熱交換器では、入口ポートより各チューブの壁面を介
して出口ポートに至る距離の方が、入口ポートと出口ポ
ートとを結ぶ最短距離よりも長くなるように構成されて
いる。このため、入口ポートと出口ポートとは、第1チ
ューブ群と第2チューブ群の連続点近傍に配設されてい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
熱交換器では、流入タンク部と流出タンク部とが空気流
れに沿って配置されているため、この範囲でしか流入管
及び流出管を接続できない。また、後者の熱交換器で
は、入口ポートと出口ポートの位置が第1チューブ群と
第2チューブ群の連続点近傍に制限される。つまり、い
ずれの熱交換器であっても、流入管及び流出管の接続位
置が狭い範囲に制限されており、設計上の制約が大き
く、車種等に応じたものを形成しずらい構成である。
【0006】特に、前者の熱交換器では、熱交換媒体が
タンク部内を長手方向に流動するため、依然、各チュー
ブに流入する熱交換媒体量に偏りが発生する。この偏り
度合いにはバラツキがあり、外部を通過する空気を温度
ムラのないように加熱又は冷却することは難しい。
【0007】そこで、本発明は、流入管及び流出管の接
続位置を広い領域から選択でき、設計上の制約が少ない
上、各チューブ間で熱交換媒体の流量を均等にし、外部
を通過する空気を温度ムラなく温調可能な熱交換器を提
供することを課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するための手段として、チューブと放熱フィンとを交
互に積層し、各チューブの両端部にタンクを形成してな
り、空調ユニット内に配設され、該空調ユニット内を通
過する空気を冷却又は加熱する熱交換器において、前記
チューブ及び前記タンクの内部を分割することにより、
空調ユニット内の空気流れの風上側と風下側とに独立し
た熱交換媒体通路を形成し、前記タンクを分割すること
により形成された各タンク部は、少なくとも1つの仕切
部により、流入口が形成される流入タンク部及び少なく
とも1つの中間タンク部と、流出口が形成される流出タ
ンク部及び少なくとも1つの中間タンク部とにそれぞれ
分割すると共に、前記流入タンク部と前記流出タンク部
とは空調ユニット内の空気流れの風上側と風下側とに重
ならないように配置し、前記中間タンク部間を連通する
連通部を形成することにより、該連通部を介して熱交換
媒体流れが空気流れに沿う方向となって、次の中間タン
ク部に流入した後、チューブへと流動するようにしたも
のである。
【0009】この構成により、流入口及び流出口を形成
可能な位置を広い範囲から選択することができる。そし
て、流入口から流入タンク部に流入した熱交換媒体は、
各チューブを流動して中間タンク部に至った後、一旦、
連通部を介して空気流れに沿う方向に流動して次の中間
タンク部に流入する。このため、次の中間タンク部内で
の熱交換媒体の慣性力は、タンク内をそのまま長手方向
に流動する場合に比べて小さくなる。したがって、次の
中間タンク部内で熱交換媒体は均等に分布する。この結
果、各チューブでの熱交換媒体の流量にバラツキが少な
くなり、外部を通過する空気を温度ムラなく温調するこ
とが可能となる。
【0010】前記タンクは、チューブの両端部に設けら
れ、内部を分割されてタンク室を形成されたタンク構成
部を連結し、該タンク構成部の各タンク室を、連通孔を
介して連通した構成とする一方、前記いずれかのタンク
構成部内の各タンク室間を連通し、当該各タンク室に連
通する連通孔のうち、いずれか一方を閉鎖することによ
り、タンク内に複数のタンク部を形成すると共に、当該
タンク構成部に前記連通部としての機能を持たせると、
簡単な構成で各タンク部及び連通部を形成することがで
きる点で好ましい。
【0011】前記タンクの一部を、熱交換媒体の流路を
備えた接続管で構成し、該接続管を、前記タンクの一方
のタンク部に連通し、前記流路を介して熱交換媒体が流
動する流動部と、前記タンクの他方のタンク部内を連通
状態に維持する連通部とを備えた構成にすると、タンク
への熱交換媒体の流入出を所望の位置から行うことが可
能となると共に、流入タンク部に流入する熱交換媒体の
慣性力をも小さく抑えることができる点で好ましい。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施形態を添
付図面に従って説明する。図1は、車両用空調装置に採
用される熱交換器1を示す。この熱交換器1は、チュー
ブ2と放熱フィン3とを交互に積層することにより、各
チューブ2の両端部にタンク4を形成した構成で、図示
しない空調ユニット内に配設され、空調ユニット内を通
過する空気を温調(冷却又は加熱)する。
【0013】チューブ2は、図2に示すように、プレス
加工等で形成した一対の略矩形状のプレート5を、その
外縁部で接合一体化し、内部に熱交換媒体流路9を形成
したものである。各プレート5には、両面にロウ材をク
ラッドしたアルミ材が使用されている。また、各プレー
ト5には多数の凹凸が形成され、中心線上に設けた突条
6により、熱交換媒体流路9が2分割されている。そし
て、各プレート5の上下には、それぞれ2箇所ずつ凹部
7が設けられ、各凹部7には連通孔8がそれぞれ形成さ
れている。これにより、両プレート5を接合一体化して
チューブ2を完成した状態では、突条6により2分割さ
れた熱交換媒体通路9と、両凹部7からなるタンク構成
部10とがそれぞれ形成される。前記チューブ2のいず
れか1つは、一方のタンク構成部10に形成した4箇所
の連通孔8のうち、2箇所が仕切られて仕切部11aが
形成されることにより連通部11となっている(図
5)。また、前記チューブ2のいずれか2つは、一方の
タンク構成部10が形成されておらず、そこには接続管
12a,12bが接続されている(図5)。
【0014】接続管12a,12bは、図3に示すよう
に、一方のタンク部15に連通するように対向部分に開
口部13を形成し、他方のタンク部15の長手方向の流
動を妨げないように連通路14で連通した構成である。
【0015】放熱フィン3は、導電性の良いアルミ合金
等からなる薄板に、切り起こしにより複数のルーバー
(図示せず)を形成すると共に蛇行するように変形させ
たものである。
【0016】続いて、前記熱交換器1の製造方法につい
て説明する。まず、一対のプレート5を接合一体化する
ことにより、突条6により分割される熱交換媒体通路9
と、凹部7により形成されるタンク構成部10とをそれ
ぞれ有するチューブ2を完成する。一方、薄板をプレス
加工することにより、ルーバーを形成すると共に蛇行さ
せて放熱フィン3を完成する。
【0017】そして、完成したチューブ2と放熱フィン
3とを交互に積層し、チューブ2の各タンク構成部10
を接続する。このとき、中央部のチューブ2として、連
通部11を形成されたものを配設する。また、その両側
に並設されるチューブ2のうち、各1箇所のチューブ2
として、それぞれ上方側のタンク構成部10がないもの
を配設する。そして、タンク構成部10のない部分には
接続管12をそれぞれ配設する。これにより、図4及び
図5に示すように、上方側の各タンク部15は2分割さ
れ、そこには、接続管12から熱交換媒体が流入する流
入タンク部15a及び第1中間タンク部15bと、熱交
換媒体が流出する流出タンク部15c及び第2中間タン
ク部15dとが形成される。なお、下方側のタンク部1
5には、風上側下方タンク部15eと風下側下方タンク
部15fとが形成される。
【0018】組立後は、炉内で加熱することによりロウ
付けして熱交換器1を完成する。完成した熱交換器1
は、車内前方部に配設される空調ユニット内に配設して
使用する。そして、内部を図示しないコンプレッサから
の熱交換媒体を流動させることにより、空調ユニット内
を流動する空気を温調する。
【0019】次に、前記熱交換器1に於ける熱交換媒体
の流れについて説明する。熱交換媒体の流動方向は図4
及び図5に示す通りである。すなわち、熱交換媒体は、
一方の接続管(流入接続管)12aから流入タンク部1
5aに流入する。流入接続管12aは、流入タンク部1
5aの長手方向とは直交する方向に配設されている。こ
のため、流入タンク部15aに流入する熱交換媒体の慣
性力が一旦弱められた後、風下側右半部の各チューブ2
を下方に向かって流動する。したがって、各チューブ2
で熱交換媒体の流動量をほぼ均一にすることができる。
【0020】風下側の各チューブ2を流動した熱交換媒
体は、風下側下方タンク部15eへと流入し、その長手
方向に方向変換された後、風下側左半部の各チューブ2
を上方に向かって流動する。そして、第1中間タンク部
15bから中央の連通部11を介して第2中間タンク部
15dへと流入する。このとき、熱交換媒体の流れは、
連通部11で、一旦、直交する方向に方向変換され、第
2中間タンク部15d内に流入した時点では、前記同
様、熱交換媒体の慣性力は減少している。このため、熱
交換媒体は、第2中間タンク部15dの一部(下流側)
に偏ることがない。したがって、風上側右半部の各チュ
ーブ2を均等に流下し、外部を通過する空気を温度ムラ
なく温調する。その後、熱交換媒体は、風上側下方タン
ク部15fを介して風上側左半部の各チューブ2を上昇
して流出タンク部15cに流入した後、接続管12bを
介してコンプレッサの吸込口側へと流動する。
【0021】このように、前記熱交換器1によれば、中
央部のチューブ2に形成した連通部11で、第1中間タ
ンク部15bから第2中間タンク部15dへの熱交換媒
体の流れを直交する方向に変換することにより、その慣
性力を減少させるので、第2中間タンク部15dから各
チューブ2への熱交換媒体の流れを均等なものとするこ
とができる。したがって、空調ユニット内を流動する空
気を温度ムラなく温調することができ、車内を適切に空
調することが可能となる。
【0022】なお、前記実施形態では、接続管12a,
12bをタンク4の途中に配置するようにしたが、図6
に示すように、タンク部15の両側に配置するようにし
てもよい。
【0023】また、前記実施形態では、1箇所に設けた
連通部11により熱交換媒体の流動方向を変換できるよ
うにしたが、連通孔8を閉鎖したした仕切部11aや連
通部11を増やすことによりさらに流動方向の変換箇所
を増やすようにしてもよい。例えば、図7では、仕切部
11aを3箇所追加して流動方向をさらに多く変換でき
るようにしている。また、図8では、上側タンクの2箇
所に連通部11、3箇所に仕切部11aを設けることに
より、より一層流動方向を変換できるようにしている。
但し、熱交換媒体の流動方向を変換するための構成とし
ては、これらに限定されるものではなく、熱交換媒体が
各タンク部15に流入する際の慣性力を削減できる構成
であれば何でもよい。
【0024】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、流入タンク部と前記流出タンク部とを空調ユ
ニット内の空気流れの風上側と風下側とに重ならないよ
うに配置したので、流入口及び流出口を広い範囲から選
択して形成することができ、設計上の制約を受けにく
い。したがって、車種等に応じて自由に配管を行うこと
が可能となる。また、チューブ及びタンクの内部を分割
することにより、空調ユニット内の空気流れの風上側と
風下側とで独立した熱交換媒体通路を形成すると共に、
中間タンク部間を連通部により連通するようにしたの
で、次の中間タンク部に流入する熱交換媒体の慣性力を
小さく抑えることができる。したがって、各チューブに
流入する熱交換媒体の流量をほぼ均等にして温度ムラの
少ない温調を実現可能となる。
【0025】また、いずれかチューブに設けたタンク構
成部によりタンク部と連通部とを形成するので、既存の
構造に僅かに変形を加えるだけで、簡単かつ安価に対応
することが可能となる。
【0026】さらに、タンクの一部を接続管で構成した
ので、任意の位置から熱交換媒体を流入出させることが
できる。また、流入タンク部から各チューブに対して均
一な熱交換媒体の流れを得ることができ、いずれの領域
であっても外部を通過する空気を温度ムラ無く適切に温
調することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施形態に係る熱交換器の正面図である。
【図2】 図1のプレートを示す正面図(a)及び側面
図(b)である。
【図3】 図1の接続管を示す正面図(a)、側面図
(b)及び側面断面図(c)である。
【図4】 図1の熱交換器内に於ける熱交換媒体の流動
方向を示す概略斜視図である。
【図5】 図1の熱交換器内に於ける熱交換媒体の流動
方向を示す概略平面断面図である。
【図6】 図1の接続管の他の例を示す平面断面図であ
る。
【図7】 他の実施形態に係る熱交換器の概略斜視図で
ある。
【図8】 他の実施形態に係る熱交換器の概略斜視図で
ある。
【符号の説明】
1…熱交換器 3…放熱フィン 4…タンク 8…連通孔 9…熱交換媒体通路 10…タンク構成部 11…連通部 12a,12b…接続管 15a…流入タンク部 15b…第1中間タンク部 15c…流出タンク部 15d…第2中間タンク部 15e…風上側下方タンク部 15f…風下側下方タンク部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 チューブと放熱フィンとを交互に積層
    し、各チューブの両端部にタンクを形成してなり、空調
    ユニット内に配設され、該空調ユニット内を通過する空
    気を冷却又は加熱する熱交換器において、 前記チューブ及び前記タンクの内部を分割することによ
    り、空調ユニット内の空気流れの風上側と風下側とに独
    立した熱交換媒体通路を形成し、 前記タンクを分割することにより形成された各タンク部
    は、少なくとも1つの仕切部により、流入口が形成され
    る流入タンク部及び少なくとも1つの中間タンク部と、
    流出口が形成される流出タンク部及び少なくとも1つの
    中間タンク部とにそれぞれ分割すると共に、前記流入タ
    ンク部と前記流出タンク部とは空調ユニット内の空気流
    れの風上側と風下側とに重ならないように配置し、 前記中間タンク部間を連通する連通部を形成することに
    より、該連通部を介して熱交換媒体流れが空気流れに沿
    う方向となって、次の中間タンク部に流入した後、チュ
    ーブへと流動するようにしたことを特徴とする熱交換
    器。
  2. 【請求項2】 前記タンクは、チューブの両端部に設け
    られ、内部を分割されてタンク室を形成されたタンク構
    成部を連結し、該タンク構成部の各タンク室を、連通孔
    を介して連通した構成とする一方、 前記いずれかのタンク構成部内の各タンク室間を連通
    し、当該各タンク室に連通する連通孔のうち、いずれか
    一方を閉鎖することにより、タンク内に複数のタンク部
    を形成すると共に、当該タンク構成部に前記連通部とし
    ての機能を持たせたことを特徴とする請求項1に記載の
    熱交換器。
  3. 【請求項3】 前記タンクの一部を、熱交換媒体の流路
    を備えた接続管で構成し、該接続管を、前記タンクの一
    方のタンク部に連通し、前記流路を介して熱交換媒体が
    流動する流動部と、前記タンクの他方のタンク部内を連
    通状態に維持する連通部とを備えた構成としたことを特
    徴とする1又は2に記載の熱交換器。
JP2000173509A 2000-06-09 2000-06-09 熱交換器 Pending JP2001349686A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1331461A2 (en) * 2002-01-25 2003-07-30 Delphi Technologies, Inc. Multi-tank evaporator for improved performance and reduced airside temperature spread
JP2006125680A (ja) * 2004-10-26 2006-05-18 Calsonic Kansei Corp 蒸発器
KR101134782B1 (ko) * 2005-03-31 2012-04-13 한라공조주식회사 차량 공조장치용 증발기

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