JP2002107083A

JP2002107083A - 熱交換器

Info

Publication number: JP2002107083A
Application number: JP2000304135A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Saito; 克弘斉藤; Masashi Inoue; 正志井上; Yoshinori Watanabe; 吉典渡辺; Akira Yoshikoshi; 明吉越
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2000-10-03
Filing date: 2000-10-03
Publication date: 2002-04-10

Abstract

(57)【要約】【課題】冷媒を冷媒流路に均一に分配することで熱交
換性能の向上を図ることができる熱交換器を提供するこ
と。【解決手段】絞り加工を施された２枚の平板１３，１
４が重ね合わされて内部に冷媒流路Ｒが設けられたプレ
ート状の冷媒流通部１１と冷却フィン１２とが交互に積
層されて構成され、前記２枚の平板１３，１４には前記
冷媒流通路Ｒに冷媒を導入する開口部１３ａ，１４ａが
それぞれ形成され、さらに積層されて隣り合う冷媒流通
部１１の開口部１３ａ，１４ａどうしを突き合わされて
連続した入口側空間（冷媒流動空間）Ｓinが形成され、
該冷媒流動空間Ｓinを流通する冷媒は前記開口部１３
ａ，１４ａから前記冷媒流路Ｒに流入して各冷媒流通部
１１に分配される熱交換器であって、前記冷媒流動空間
Ｓinの上流側端部には、多孔板（絞り手段）２７が設け
られている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は空気調和装置などに
設けられる熱交換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両用空気調和装置などにエバポレータ
（蒸発器）として使用される熱交換器の構造の一例を図
５に示す。図に示す熱交換器はドロンカップタイプと呼
ばれるもので、絞り加工を施された矩形状の平板１，２
を重ね合わせたプレート状の冷媒流通部３と波形に屈曲
された冷却フィン４とが交互に積層されて構成されたも
のである。

【０００３】冷媒流通部３の内部には、平板１，２の外
周部及び中央部がロウ付けされることで、下部に設けら
れた冷媒入口５から上部を往復し冷媒入口５と並んで下
部に設けられた冷媒出口６に抜ける逆Ｕ字型の冷媒流路
Ｒが形成されている。冷媒入口５には、一端が熱交換器
の高さ方向略中央部に位置する入口流路部７が接続され
ている。

【０００４】この熱交換器では、冷媒は入口流路部７か
ら冷媒入口５に導入された後、各冷媒流通部３に分配さ
れ、冷媒流路Ｒを流通する過程で蒸発気化され、冷媒出
口６において再び合流して熱交換器から流出するように
なっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な構造の熱交換器には次のような問題点が指摘されてい
る。すなわち、冷媒入口５に連続して、冷媒流通部３が
積層されることによって形成された連続した空間（以
下、タンクと呼ぶ。）Ｔが形成されており、熱交換器に
流入した冷媒はこの連続した空間を図中の矢印方向に進
む過程で各冷媒流通部３に分配されるようになってい
る。しかしながら、入口流路部７から冷媒入口５に冷媒
が導入される際、図の部位Ｃにて冷媒の流れは９０度曲
げられる。このため、曲がりの影響で冷媒が減速され、
タンクＴの奥にまで冷媒が到達しにくいため、冷媒がタ
ンクＴの上流側の冷媒流路Ｒに多く流れてしまい、タン
クＴの下流側では冷媒の流れが滞ってしまう場合があっ
た。このため、各冷媒流通部３への冷媒の分配が均一に
行われなくなり、タンクＴの下流側に位置する冷媒流路
Ｒでは熱交換が十分に行われなくなっているという問題
があった。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みて成されたもので
あり、冷媒を冷媒流路に均一に分配することで熱交換性
能の向上を図ることができる熱交換器を提供することを
目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、絞り加工を施された２枚の平板が重ね合わされて内
部に冷媒流路が設けられたプレート状の冷媒流通部と冷
却フィンとが交互に積層されて熱交換部が構成され、前
記２枚の平板には前記冷媒流通路に冷媒を導入する開口
部がそれぞれ形成され、さらに積層されて冷媒流通部の
開口部どうしを突き合わされて連続した冷媒流動空間が
形成され、該冷媒流動空間を流通する冷媒は前記開口部
から前記冷媒流路に流入して各冷媒流通部に分配される
熱交換器であって、前記冷媒流動空間の上流側端部に
は、絞り手段が設けられていることを特徴とする。

【０００８】この熱交換器においては、絞り手段を通過
することにより冷媒がミスト状となり、冷媒流動空間の
奥にまで到達する。

【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の熱交換器において、前記冷媒流動空間の上流側端部に
は、冷媒流の方向を該冷媒流動空間の長手方向に整流す
る整流部が設けられていることを特徴とする。

【００１０】この熱交換器においては、冷媒流動空間の
一端（入口）に供給される冷媒は、整流部を通過するこ
とにより流れの方向が冷媒流動空間の長手方向に整えら
れ、曲がりの影響が減少される。

【００１１】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の熱交換器において、前記整流部は、前記絞り手段に近
接して設けられていることを特徴とする。

【００１２】この熱交換器においては、絞り手段に近接
した整流部にて冷媒が整流されることにより、より効果
的に曲がりの影響を抑えて冷媒流動空間の奥にまで冷媒
を到達させることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明に係る熱交換器の一実施形
態を図１ないし図４に示して説明する。図１に示す熱交
換器は、プレート状の冷媒流通部１１と波形の冷却フィ
ン１２とが交互に積層された熱交換部Ａを有してなるも
のである。

【００１４】冷媒流通部１１は、図２にも示すように絞
り加工を施された略矩形の平板１３，１４を重ね合わせ
て外周部と中央部をろう付けしたもので、下部には冷媒
入口１５と冷媒出口１６とが並んで設けられている。冷
媒流通部１１の内部には、平板１３，１４の外周部およ
び中央部がろう付けされることで、下部に設けられる冷
媒入口１５から上方に向けて進み上部で折り返して冷媒
出口１６に抜けるＵ字型の冷媒流路Ｒが形成されてい
る。

【００１５】冷媒流通部１１には、冷媒流路Ｒをなす平
板１３，１４を外側から陥没させて複数のディンプル１
７が形成されており、これらディンプル１７によって冷
媒流路Ｒには複数の膨出部１８が形成されている。な
お，冷媒流通部１１には，冷媒流路Ｒをなす平板１３と
１４の間にインナーフィンをはさんで，冷媒流路Ｒを形
成してもよい。

【００１６】冷媒入口１５は平板１３，１４に形成され
た開口部１３ａ，１４ａからなり、各冷媒流通部１１に
設けられる冷媒入口１５は、図３に示すように冷却フィ
ン１２を挟まずに突き合わされて連続した入口側空間
（冷媒流動空間）Ｓinを形成している。冷媒出口１６も
同様に平板１３，１４に形成された開口部１３ｂ，１４
ｂからなり、各冷媒流通部１１に設けられる冷媒出口１
６は、冷却フィン１２を挟まずに突き合わされて連続し
た出口側空間Ｓoutを形成している（図１参照）。

【００１７】また、一端が熱交換器の高さ方向略中央部
に位置し、他端が９０度に曲げられて冷媒入口１５に接
続される入口流路部２５が設けられている。冷媒入口１
５には、図３に示すように、入口側空間Ｓinの上流側に
位置して絞り手段としての多孔板（絞り手段）２７が設
けられている。多孔板２７は複数または単数の孔２７ａ
を有している。なお、多孔板２７としてはパンチメタル
や金網等を用いることが可能である。多孔板２７は例え
ば４５度の傾斜をなしており、上方の入口流路部２５と
側方の入口側空間Ｓinとを仕切っている。多孔板２７の
すぐ下流側には、冷媒流の方向を入口側空間Ｓinの長手
方向に整流するストレート部（整流部）２８が設けられ
ている。ストレート部２８は、入口側空間Ｓinの長手方
向に沿って一定距離の長さを有する壁部２８ａを備えて
いる。

【００１８】上記のような構造の熱交換器では、冷媒が
入口流路部２５から多孔板２７を通過する際にミスト状
となり、入口側空間Ｓinの奥にまで到達するのに十分な
流速を得る。さらに、ストレート部２８を通過する際に
冷媒流が壁部２８ａによってガイドされて、その方向が
入口側空間Ｓinの長手方向に整流される。冷媒は入口側
空間Ｓinを図中の矢印方向に進む過程で各冷媒流通部１
１に分配され、冷媒流路Ｒを流通する過程で蒸発気化さ
れ、出口側空間Ｓoutにおいて再び合流して流出するよ
うになっている。

【００１９】以上のように、本発明においては、冷媒は
多孔板２７を通過することによりミスト状となり、入口
側空間Ｓinの奥にまで到達するようになる。さらに、ス
トレート部２８を通過する際に冷媒流の方向が入口側空
間Ｓinの長手方向に整流される。したがって、冷媒を冷
媒流路Ｒに均一に分配することができて、熱交換性能の
向上を図ることができる。

【００２０】なお、多孔板２７以外にも、絞り手段とし
て以下のような変形例としてもよい。図４(a)に示すよ
うに、管３０を入口側空間Ｓinの長手方向に沿って配置
し、その管の上流側端部に多孔板３１を設ける。図４
(b)に示すように、管３０の下流側端部に多孔板３１を
設けてもよい。これらの例では管３０の内壁がストレー
ト部２８となる。また、図４(c)に示すように入口側空
間Ｓinの上流側端部に多孔板３３を設けてもよい。本実
施の形態では，冷媒入口１５と冷媒出口１６とが下部に
並んで設けられている場合を示しているが，冷媒入口１
５と冷媒出口１６とが上部に並んで設けられている場合
でも上記と同様な構造となるので説明は省略する。ま
た，冷媒入口１５が上部に冷媒出口１６が下部に，ある
いは冷媒入口１５が下部に冷媒出口１６が上部に設けら
れストレート状の冷媒流路Ｒが形成されている場合でも
上記と同様な構造となるので説明は省略する。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明においては
以下の効果を有する。請求項１に記載の発明によれば、
冷媒が絞り手段を通過することによりミスト状となり、
冷媒流動空間の奥にまで到達し、冷媒を冷媒流路に均一
に分配することができて、熱交換性能の向上を図ること
ができる。請求項２に記載の発明によれば、冷媒が整流
部を通過することにより流れの方向が冷媒流動空間の長
手方向に整えられ、曲がりの影響が減少される。したが
って、冷媒をさらに均一に分配することができて、熱交
換性能の向上を図ることができる。請求項３に記載の発
明によれば、整流部が前記絞り手段に近接して設けられ
ていることにより、より効果的に曲がりの影響を抑えて
冷媒流動空間の奥にまで冷媒を到達させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る熱交換器の実施形態を示す斜視
図である。

【図２】図１の熱交換器を構成する冷媒流通部を示す
分解斜視図である。

【図３】入口側空間とこれにつながる冷媒流路を示す
断面図である。

【図４】他の例として示した熱交換器の部分断面図で
ある。

【図５】従来のエバポレータの一例を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１１冷媒流通部１２冷却フィン１３，１４平板１３ａ、１４ａ開口部１５冷媒入口１６冷媒出口２６サイドプレート２７，３１，３３多孔板（絞り手段）２８，３０ストレート部（整流部）Ｒ冷媒流路Ｓin 入口側空間（冷媒流動空間）Ｓout 出口側空間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者渡辺吉典愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道１番地三菱重工業株式会社名古屋研究所内 (72)発明者吉越明愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道１番地三菱重工業株式会社名古屋研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絞り加工を施された２枚の平板が重ね合
わされて内部に冷媒流路が設けられたプレート状の冷媒
流通部と冷却フィンとが交互に積層されて熱交換部が構
成され、前記２枚の平板には前記冷媒流通路に冷媒を導
入する開口部がそれぞれ形成され、さらに積層されて冷
媒流通部の開口部どうしを突き合わされて連続した冷媒
流動空間が形成され、該冷媒流動空間を流通する冷媒は
前記開口部から前記冷媒流路に流入して各冷媒流通部に
分配される熱交換器であって、前記冷媒流動空間の上流側端部には、絞り手段が設けら
れていることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】請求項１に記載の熱交換器において、前記冷媒流動空間の上流側端部には、冷媒流の方向を該
冷媒流動空間の長手方向に整流する整流部が設けられて
いることを特徴とする熱交換器。
【請求項３】請求項２に記載の熱交換器において、前記整流部は、前記絞り手段に近接して設けられている
ことを特徴とする熱交換器。