JP2003161592A - 積層型熱交換器およびその熱交換器を備えた空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱交換性能を低下させずに熱交換器の薄幅化
を実現することのできる積層型熱交換器およびその熱交
換器を備えた空気調和機を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明による積層型熱交換器２００は、
第３開口部２１５を有し、この第３開口部２１５が同一
の熱交換器セグメント２１０内では冷媒流路Ｒとは連通
せず、かつ第３開口部２１５は各熱交換器セグメント２
１０が連設されることによって互いに連通して冷媒ライ
ンr.l.を構成する第１タイプの熱交換器セグメント２１
０と、第３開口部２２５を有し、第３開口部２２５が同
一の熱交換器セグメント２２０内で冷媒流路Ｒ’と連通
し、かつ第３開口部２２５は冷媒ラインr.l.に連通され
るよう構成された第２タイプの熱交換器セグメント２２
０とを具備している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、積層型熱交換器お
よびその熱交換器を備えた空気調和機に関し、熱交換器
としては特に蒸発器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６は、空気調和機、特に車両用の空気
調和機に使用される従来の積層型熱交換器（たとえば、
蒸発器）１００の一例を示す一部分解斜視図である。図
に示す積層型熱交換器１００は、所定断面形状に形成さ
れた一対の平板１，２が重ね合わされて、互いに隣接対
向したこれら平板１，２どうし間にこの平板１，２の長
手方向軸線と略平行となる入口側冷媒流路Ｒ１および出
口側冷媒流路Ｒ２を形成する熱交換器セグメント３が複
数連接されて構成されたものである。

【０００３】これら平板１，２には、入口側冷媒流路Ｒ
１の一端および他端にそれぞれ連通する第１冷媒入口４
および第２冷媒入口５が形成され、かつ出口側冷媒流路
Ｒ２の一端および他端にそれぞれ連通する第１冷媒出口
６および第２冷媒出口７が形成されている。

【０００４】熱交換器セグメント３が互いに積層される
ことにより、第１冷媒入口４どうし、第２冷媒入口５ど
うし、第１冷媒出口６どうし、および第２冷媒出口７ど
うしが互いに連通されて、それぞれ第１入口ヘッダ部
８、第２入口ヘッダ部９、第１出口ヘッダ部１０、およ
び第２出口ヘッダ部１１を形成している。

【０００５】また、入口側冷媒流路Ｒ１、第１入口ヘッ
ダ部８、および第２入口ヘッダ部９により冷媒の入口系
経路を構成するとともに、出口側冷媒流路Ｒ２、第１出
口ヘッダ部１０、および第２出口ヘッダ部１１により冷
媒の出口系経路を構成している。

【０００６】さらに、図７に示すように、入口系経路を
２つのセグメントグループに分けるため、第１入口ヘッ
ダ部８には１枚の仕切板８ａが設けられている。また、
出口系経路を２つのセグメントグループに分割するた
め、第１出口ヘッダ部１０内には１枚の仕切板１０ａが
設けられている。

【０００７】このような積層型熱交換器１００では、冷
媒は図７において右上に位置する入口配管２１から第１
入口ヘッダ部８の側壁８ｂを通って第１セグメントグル
ープＧ１の第１入口ヘッダ部８内に流入し、側壁８ｂと
仕切板８ａとの間に位置する熱交換器セグメント３の入
口側冷媒流路Ｒ１を通って第１セグメントグループＧ１
の第２入口ヘッダ部９内に流入する。第１セグメントグ
ループＧ１の第２入口ヘッダ部９内に流入した冷媒は、
第２セグメントグループＧ２の第２入口ヘッダ部９内に
移動し、仕切板８ａと第１入口ヘッダ部８の側壁８ｃと
の間に位置する熱交換器セグメント３の入口側冷媒流路
Ｒ１を通って第２セグメントグループＧ２の第１入口ヘ
ッダ部８内に流入するようになる。

【０００８】第２セグメントグループＧ２の第１入口ヘ
ッダ部８内に流入した冷媒は、図７において左側に位置
する第１入口ヘッダ部８の側壁８ｃ内と第１出口ヘッダ
部１０の側壁１０ｂ内とを連通する連絡部２０を介して
図７において左側に位置する第３セグメントグループＧ
３の第１出口ヘッダ部１０内に導き入れられる。第３セ
グメントグループＧ３の第１出口ヘッダ部１０内に流入
した冷媒は、側壁１０ｂと仕切板１０ａとの間に位置す
る熱交換器セグメント３の出口側冷媒流路Ｒ２を通って
第３セグメントグループＧ３の第２出口ヘッダ部１１内
に流入する。第３セグメントグループＧ３の第２出口ヘ
ッダ部１１内に流入した冷媒は、第４セグメントグルー
プＧ４の第２出口ヘッダ部１１内に移動し、仕切板１０
ａと第１出口ヘッダ部１０の側壁１０ｃとの間に位置す
る熱交換器セグメント３の出口側冷媒流路Ｒ２を通って
第４セグメントグループＧ４の第１出口ヘッダ部１０内
に流入するようになる。そして、この第１出口ヘッダ部
１０内に流入した冷媒は、第１出口ヘッダ部１０の側壁
１０ｃおよび出口配管２２を通って積層型熱交換器１０
０から流出するようになっている。

【０００９】以上の過程において、冷媒は各熱交換器セ
グメント３内に形成された冷媒流路Ｒ１，Ｒ２を流通す
る過程で蒸発気化される。

【００１０】さて昨今、熱交換器自体の小型化、特に熱
交換器の厚さ方向（奥行き方向；図６において平板１，
２の長手方向軸線と直交する方向）の幅ｄを減少させる
ことが要求されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た積層型熱交換器において幅ｄを減少させる（薄幅化す
る）ためには、冷媒流路の流路幅を減少させなければな
らず、この流路幅の減少にともなって冷媒圧損が増加し
て熱交換性能が低下しまうという問題点があった。

【００１２】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、熱交換性能を低下させずに熱交換器の薄幅化を実現
することのできる積層型熱交換器およびその熱交換器を
備えた空気調和機を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の積層型熱交換器
およびその熱交換器を備えた空気調和機では、上記課題
を解決するため、以下の手段を採用した。すなわち、請
求項１記載の積層型熱交換器によれば、所定断面形状に
成形された一対の平板が重ね合わされて、互いに隣接対
向したこれら平板どうし間に該平板の長手軸線方向と略
平行となる１本の冷媒流路を形成する熱交換器セグメン
トが、前記平板の重ね合わせ方向に複数連設されてな
り、前記熱交換器セグメントには、前記冷媒流路の一端
に第１開口部が形成されているとともに、前記冷媒流路
の他端に第２開口部が形成されており、前記熱交換器セ
グメントが互いに積層されることにより、一の熱交換器
セグメントは、隣接する他の前記熱交換器セグメントと
少なくとも両者の前記第１開口部どうしまたは前記第２
開口部どうしが連通されることにより冷媒が各熱交換器
セグメントの形成する各冷媒流路内を流れるように構成
されてなる積層型熱交換器において、前記熱交換器セグ
メントは、第３開口部を有し、該第３開口部が同一の熱
交換器セグメント内では前記冷媒流路とは連通せず、か
つ該第３開口部は各熱交換器セグメントが連設されるこ
とによって互いに連通して冷媒ラインを構成する第１タ
イプの熱交換器セグメントと、第３開口部を有し、該第
３開口部が同一の熱交換器セグメント内で前記冷媒流路
と連通し、かつ該第３開口部は前記冷媒ラインに連通さ
れるよう構成された第２タイプの熱交換器セグメントと
を具備していることを特徴とする。

【００１４】この積層型熱交換器においては、冷媒が各
熱交換器セグメント内に形成された平板の長手軸線方向
と略平行となる１本の冷媒流路を通過しながら熱交換を
行うとともに、この熱交換器内を通過した冷媒が最終的
に第２タイプの熱交換器セグメントの冷媒流路から第３
開口部を通り、第１タイプの熱交換器セグメントが積層
されることによって形成された冷媒ラインを通って当該
熱交換器から流出するようになっている。

【００１５】請求項２記載の積層型熱交換器によれば、
請求項１に記載の積層型熱交換器において、前記第３開
口部は前記第１開口部の近傍に設けられているととも
に、隣接する前記熱交換器セグメントどうしが前記第１
開口部どうしのみまたは前記第２開口部どうしのみで接
続されることにより連接された前記熱交換器セグメント
は、各冷媒流路内を流れる冷媒の流れ方向に対応したセ
グメントグループに形成され、かつ前記第１開口部どう
しのみまたは前記第２開口部どうしのみ接続された箇所
が奇数箇所とされることで前記セグメントグループは複
数とされているとともに、最も下流側に位置するセグメ
ントグループは、前記第２タイプの熱交換器セグメント
で構成されていることを特徴とする。

【００１６】この積層型熱交換器においては、第１開口
部どうしのみまたは第２開口部どうしのみ接続された箇
所が奇数箇所とされることで当該熱交換器が偶数個のセ
グメントグループを構成することとなる。すなわち、こ
れらセグメントグループに沿って冷媒が蛇行しながら流
れるようになるとともに、当該熱交換器内に冷媒を導く
入口配管、および当該熱交換器から冷媒を導出する出口
配管が近接して設けられることとなる。

【００１７】請求項３記載の積層型熱交換器によれば、
請求項１または２に記載の積層型熱交換器において、前
記冷媒流路は、前記平板の長手軸線と直交する平板の幅
方向の略全体にわたって形成されていることを特徴とす
る。

【００１８】この積層型熱交換器においては、冷媒流路
が、平板の長手軸線と直交する平板の幅方向の略全体に
わたって形成されていることとなる。

【００１９】請求項４記載の積層型熱交換器によれば、
請求項１または２に記載の積層型熱交換器において、前
記第３開口部は、前記冷媒ラインの延在方向が略直線と
なるように形成されていることを特徴とする。

【００２０】この積層型熱交換器においては、冷媒が当
該熱交換器から曲がり部のない一直線状の冷媒ラインを
通過して外部に導出されることとなる。

【００２１】請求項５記載の積層型熱交換器によれば、
請求項１から３のいずれか一項に記載の積層型熱交換器
において、前記冷媒流路内には、稜線および谷線が前記
平板の長手軸線方向と平行に延在する波形の断面を有し
たインナーフィンが介在されていることを特徴とする。

【００２２】この積層型熱交換器においては、各熱交換
器セグメントの冷媒流路内にインナーフィンが設けられ
ており、熱交換器セグメント内を通過する冷媒との伝熱
面積が増大されることとなる。

【００２３】請求項６記載の積層型熱交換器によれば、
請求項１から３のいずれか一項に記載の積層型熱交換器
において、前記冷媒流路内には、前記冷媒流路内に向か
って突出した複数個からなる突起が設けられていること
を特徴とする。

【００２４】この積層型熱交換器においては、各熱交換
器セグメントの冷媒流路内に複数個からなる突起が設け
られており、熱交換器セグメント内を通過する冷媒の流
れが乱流化され、熱伝達率が向上されることとなる。

【００２５】請求項７記載の空気調和機によれば、請求
項１から６のいずれか一項に記載の積層型熱交換器と、
冷媒を圧縮するための圧縮機と、を備えてなることを特
徴とする。

【００２６】この空気調和機においては、その熱交換器
内で冷媒が各熱交換器セグメント内に形成された平板の
長手軸線方向と略平行となる１本の冷媒流路を通過しな
がら熱交換を行うとともに、この熱交換器内を通過した
冷媒が最終的に第２タイプの熱交換器セグメントの冷媒
流路から第３開口部を通り、第１タイプの熱交換器セグ
メントが積層されることによって形成された冷媒ライン
を通って当該熱交換器から流出するようになっている。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。図１に、本発明によ
る積層型熱交換器（たとえば、車両用の空気調和機に使
用される蒸発器）２００の一実施形態を示す。なお、従
来と同一の部材には同一の符号を付している。

【００２８】本発明による積層型熱交換器２００は、第
１タイプの熱交換器セグメント２１０と第２タイプの熱
交換器セグメント２２０とを具備するものである。第１
タイプの熱交換器セグメント２１０は、所定断面形状に
成形された一対の平板２１１，２１２が重ね合わされ
て、互いに隣接対向したこれら平板２１１，２１２どう
し間に平板２１１，２１２の長手軸線方向と略平行とな
る直線状の１本の冷媒流路Ｒを形成するものである。

【００２９】冷媒流路Ｒの一端、すなわち図１における
平板２１１，２１２の上端部には、平面視円形形状を有
する第１開口部２１３が形成されている。また、冷媒流
路Ｒの他端、すなわち図１における平板２１１，２１２
の下端部には、平面視矩形形状を有する第２開口部２１
４が形成されている。

【００３０】この第１タイプの熱交換器セグメント２１
０は、第１開口部２１３の近傍（図１において右隣）に
さらに平面視円形形状を有する第３開口部２１５を有し
ている。この第３開口部２１５は、同一の熱交換器セグ
メント内では冷媒流路Ｒとは区画されており、この冷媒
流路Ｒとは連通できないようになっている。

【００３１】第２タイプの熱交換器セグメント２２０
は、所定断面形状に成形された一対の平板２２１，２２
２が重ね合わされて、互いに隣接対向したこれら平板２
２１，２２２どうし間に平板２２１，２２２の長手軸線
方向と略平行となる直線状の１本の冷媒流路Ｒ’を形成
するものである。

【００３２】冷媒流路Ｒ’の一端、すなわち図１におけ
る平板２２１，２２２の上端部には、平面視円形形状を
有する第１開口部２２３が形成されている。また、冷媒
流路Ｒ’の他端、すなわち図１における平板２２１，２
２２の下端部には、平面視矩形形状を有する第２開口部
２２４が形成されている。

【００３３】この第２タイプの熱交換器セグメント２２
０は、第１開口部２１３の近傍（図１において右隣）に
さらに平面視円形形状を有する第３開口部２２５を有し
ている。この第３開口部２２５は同一の熱交換器セグメ
ント内において冷媒流路Ｒ’と連通可能となっている。
なお、第２タイプの熱交換器セグメント２２０は、第１
タイプの熱交換器セグメント２１０を、長手軸線方向を
回転軸として１８０゜回転させたものによって構成して
もよい。

【００３４】このように、第１タイプの熱交換器セグメ
ント２１０は第３開口部２１５と冷媒流路Ｒとが連通し
ないように、また第２タイプの熱交換器セグメント２２
０は第３開口部２２５と冷媒流路Ｒ’とが連通するよう
に構成されたものである。

【００３５】積層型熱交換器２００は、冷媒の流れ方向
に対して上流側に第１タイプの熱交換器セグメント２１
０が、下流側に第２タイプの熱交換器セグメント２２０
が配置されたものである。これら熱交換器セグメント２
１０，２２０がこのように配置されるとともに互いに積
層されることにより、一の熱交換器セグメント２１０，
２２０は、隣接する他の熱交換器セグメント２１０，２
２０と少なくとも両者の第１開口部２１３，２２３どう
しまたは第２開口部２１４，２２４どうしが連通される
ことにより冷媒が各熱交換器セグメント２１０，２２０
の形成する各冷媒流路Ｒ，Ｒ’内を流れるように構成さ
れている。

【００３６】隣接する熱交換器セグメント２１０，２２
０どうしが第１開口部２１３，２２３どうしのみまたは
第２開口部２１４，２２４どうしのみで接続されること
により連接された熱交換器セグメント２１０，２２０
は、各冷媒流路Ｒ，Ｒ’内を流れる冷媒の流れ方向に対
応したセグメントグループに形成され、かつ第１開口部
２１３，２２３どうしのみまたは第２開口部２１４，２
２４どうしのみ接続された箇所が奇数箇所（ここでは３
箇所）とされることでセグメントグループは複数（ここ
では４個）とされている。

【００３７】すなわち、冷媒の流れを概略的に示す図２
において、符号２３０のところでは、第１開口部２１３
どうしが仕切板などの区画部材によって区画されて不連
続部とされ、第２開口部２１４，２２４どうしのみが連
通されている。また、符号２５０のところでは、第２開
口部２１４どうしが仕切板などの区画部材によって区画
されて不連続部とされ、第１開口部２１３どうしのみが
連通されている。さらに、符号２４０のところでは、第
１開口部２１３と第１開口部２２３との間が仕切板など
の区画部材によって区画されて不連続部とされ、第２開
口部２１４と第２開口部２２４が連通されるようになっ
ている。要するに、「〜のみ」というのは、冷媒の出口
が１つとなるということを意味する。

【００３８】なお、本実施形態では各セグメントグルー
プはそれぞれ同数の熱交換器セグメントで構成されてい
る。

【００３９】つぎに図２を用いて冷媒の流れを説明す
る。このような積層型熱交換器２００では、冷媒は図２
において左下に位置する入口配管２１から最も上流側に
位置する第１タイプの熱交換器セグメント２１０の側壁
２１０ａを通って第１セグメントグループＧ１の第１開
口部２１３内に流入し、側壁２１０ａと不連続部２３０
との間に位置する第１タイプの熱交換器セグメント２１
０の冷媒流路Ｒを通って第１セグメントグループＧ１の
第２開口部２１４内に流入する。第１セグメントグルー
プＧ１の第２開口部２１４内に流入した冷媒は、第２セ
グメントグループＧ２の第２開口部２１４内に流入し、
不連続部２３０と不連続部２５０との間に位置する第１
タイプの熱交換器セグメント２１０の冷媒流路Ｒを通っ
て第２セグメントグループＧ２の第１開口部２１３内に
流入する。第２セグメントグループＧ２の第１開口部２
１３内に流入した冷媒は、第３セグメントグループＧ３
の第１開口部２１３内に流入し、不連続部２５０と不連
続部２４０との間に位置する第１タイプの熱交換器セグ
メント２１０の冷媒流路Ｒを通って第３セグメントグル
ープＧ３の第２開口部２１４内に流入する。そして、第
３セグメントグループＧ３の第２開口部２１４内に流入
した冷媒は、第４セグメントグループＧ４の第２開口部
２２４内に流入し、不連続部２４０と最も下流側（すな
わち往きの冷媒流れに対する下流側）に位置する第２タ
イプの熱交換器セグメント２２０の側壁２２０ａとの間
に位置する第２タイプの熱交換器セグメント２２０の冷
媒流路Ｒ’を通って、この冷媒流路Ｒ’と連通された第
３開口部２２５内に流入する。第３開口部２２５内に流
入した冷媒は、この第３開口部と連通された第１タイプ
の熱交換器セグメント２１０の第３開口部２１５、すな
わち冷媒ラインr.l.を通って出口配管２２に導かれ、積
層型熱交換器２００から流出されるようになっている。

【００４０】このように、積層型熱交換器２００の積層
方向に、偶数個（本実施形態では４個）のセグメントグ
ループを構成させることにより、入口配管２１と出口配
管２２とを同じ側、すなわち図２において左上側に左右
（図１において符号Ｗで示す方向と平行となる線上）に
並べて配置させることができ、配管のとり回しが良好と
なる。また、このように入口配管２１と出口配管２２と
を近接させることができるので、いわゆるブロック型の
膨張弁の取付が可能となる。

【００４１】冷媒流路Ｒ，Ｒ’が、平板２１１，２１
２，２２１，２２２の長手軸線と直交する平板２１１，
２１２，２２１，２２２の幅方向、すなわち図１におい
て符号Ｗで示す方向の略全体にわたって形成されていれ
ばさらに有利である。これにより、冷媒流路Ｒ，Ｒ’内
を通過する冷媒の冷媒圧損が低減され、熱交換性能が向
上されることとなる。

【００４２】冷媒ラインr.l.の延在方向が略直線となる
ように、上述した第３開口部２１５，２２５が形成され
ていればさらに有利である。これにより、冷媒ラインr.
l.内を通過する冷媒の冷媒圧損が低減され、熱交換性能
が向上されることとなる。

【００４３】冷媒流路Ｒ，Ｒ’内に、稜線および谷線が
平板２１１，２１２，２２１，２２２の長手軸線方向と
平行に延在する波形の断面を有した従来公知のインナー
フィンが介在されていればさらに有利である。これによ
り、各熱交換器セグメント２１０，２２０内を通過する
冷媒との伝熱面積が増大され、熱交換性能が向上される
こととなる。

【００４４】冷媒流路Ｒ，Ｒ’内に、冷媒流路Ｒ，Ｒ’
の内方に向かって突出した複数個からなる突起（図示せ
ず）が設けられていればさらに有利である。この構成に
より、冷媒流路Ｒ，Ｒ’内を通過する冷媒の流れが乱流
化されて、熱伝達率がアップし、熱交換性能が向上され
ることとなる。

【００４５】また、図６に示すように、熱交換器セグメ
ントと熱交換器セグメントとの間に、従来公知のコルゲ
ートフィン２６０が介在されていればさらに有利であ
る。この構成により、外部流体との伝熱面積が増大され
ることとなり、熱交換性能がさらに向上されることとな
る。

【００４６】さらに、本発明の他の実施形態として、第
１開口部および第３開口部の形状を図３および図４に示
すような形状とすることもできる。すなわち、第１開口
部２７３，２８３および第３開口部２７５，２８５を平
面視矩形形状とすることができる。また、第３開口部２
７５，２８５は第２開口部２７４，２８４とは反対側、
すなわち図３および図４において第１開口部２７３，２
８３の上方に位置するように形成されている。

【００４７】前述したように、この実施形態の場合も、
第１タイプの熱交換器セグメント２７０は第３開口部２
７５と冷媒流路Ｒとが連通しないように、また第２タイ
プの熱交換器セグメント２８０は第３開口部２８５と冷
媒流路Ｒ’とが連通するように構成されている。

【００４８】第１開口部２７３，２８３および第３開口
部２７５，２８５が、第２開口部２７４，２８４と略同
様の矩形形状とされることにより、図１および図２に示
す実施形態のものに比べてこれらの部分を通過する時の
流路断面を十分に確保することができ、冷媒圧損の上昇
を抑制することができる。

【００４９】この積層型熱交換器３００もまた、前述し
た実施形態と同様、冷媒の流れ方向に対して上流側に第
１タイプの熱交換器セグメント２７０が、下流側に第２
タイプの熱交換器セグメント２８０が配置される。これ
ら熱交換器セグメント２７０，２８０が上記のように配
置されるとともに互いに積層されることにより、一の熱
交換器セグメント２７０，２８０は、隣接する他の熱交
換器セグメント２７０，２８０と少なくとも両者の第１
開口部２７３，２８３どうしまたは第２開口部２７４，
２８４どうしが連通されることにより冷媒が各熱交換器
セグメント２７０，２８０の形成する各冷媒流路Ｒ，
Ｒ’内を流れるように構成されている。

【００５０】隣接する熱交換器セグメント２７０，２８
０どうしが第１開口部２７３，２８３どうしのみまたは
第２開口部２７４，２８４どうしのみで接続されること
により連接された熱交換器セグメント２７０，２８０
は、各冷媒流路Ｒ，Ｒ’内を流れる冷媒の流れ方向に対
応したセグメントグループに形成され、かつ第１開口部
２７３，２８３どうしのみまたは第２開口部２７４，２
８４どうしのみ接続された箇所が奇数箇所（ここでは３
箇所）とされることでセグメントグループは複数（ここ
では４個）とされている。

【００５１】すなわち、図５において符号２３０，２４
０のところでは、第２開口部２７４，２８４どうしのみ
が、また符号２５０のところでは、第１開口部２７３ど
うしのみが接続（連通）され、不連続部が形成されてい
る。これら不連続部２３０，２４０，２５０の箇所に
は、たとえば仕切板などが設けられており、第１開口部
２７３，２８３どうしまたは第２開口部２７４どうしの
連通が妨げられている。

【００５２】なお、本実施形態では各セグメントグルー
プはそれぞれ同数の熱交換器セグメントで構成されてい
る。

【００５３】つぎに図５を用いて冷媒の流れを説明す
る。このような積層型熱交換器３００では、冷媒は図５
において左下に位置する入口配管２１から最も上流側に
位置する第１タイプの熱交換器セグメント２７０の側壁
２７０ａを通って第１セグメントグループＧ１の第１開
口部２７３内に流入し、側壁２７０ａと不連続部２３０
との間に位置する第１タイプの熱交換器セグメント２７
０の冷媒流路Ｒを通って第１セグメントグループＧ１の
第２開口部２７４内に流入する。第１セグメントグルー
プＧ１の第２開口部２７４内に流入した冷媒は、第２セ
グメントグループＧ２の第２開口部２７４内に流入し、
不連続部２３０と不連続部２５０との間に位置する第１
タイプの熱交換器セグメント２７０の冷媒流路Ｒを通っ
て第２セグメントグループＧ２の第１開口部２７３内に
流入する。第２セグメントグループＧ２の第１開口部２
７３内に流入した冷媒は、第３セグメントグループＧ３
の第１開口部２７３内に流入し、不連続部２５０と不連
続部２４０との間に位置する第１タイプの熱交換器セグ
メント２７０の冷媒流路Ｒを通って第３セグメントグル
ープＧ３の第２開口部２７４内に流入する。そして、第
３セグメントグループＧ３の第２開口部２７４内に流入
した冷媒は、第４セグメントグループＧ４の第２開口部
２８４内に流入し、不連続部２４０と最も下流側（すな
わち往きの冷媒流れに対する下流側）に位置する第２タ
イプの熱交換器セグメント２８０の側壁２８０ａとの間
に位置する第２タイプの熱交換器セグメント２８０の冷
媒流路Ｒ’を通って、この冷媒流路と連通された第３開
口部２８５内に流入する。第３開口部２８５内に流入し
た冷媒は、この第３開口部と連通された第１タイプの熱
交換器セグメント２７０の第３開口部２７５、すなわち
冷媒ラインr.l.を通って出口配管２２に導かれ、積層型
熱交換器３００から流出されるようになっている。

【００５４】このように、積層型熱交換器３００の積層
方向に、偶数個（本実施形態では４個）のセグメントグ
ループを構成することにより、入口配管２１と出口配管
２２とを同じ側、すなわち図２において左上側に上下
（図１において符号Ｗで示す方向と直交する線上）に並
べて配置させることができ、配管のとり回しが良好とな
る。また、入口配管２１と出口配管２２とを近接させる
ことができるので、いわゆるブロック型の膨張弁の取付
が可能となる。

【００５５】冷媒流路Ｒ，Ｒ’が、平板２７１，２７
２，２８１，２８２の長手軸線と直交する平板２７１，
２７２，２８１，２８２の幅方向、すなわち図１におい
て符号Ｗで示す方向の略全体にわたって形成されていれ
ばさらに有利である。これにより、冷媒流路Ｒ，Ｒ’内
を通過する冷媒の冷媒圧損が低減され、熱交換性能が向
上されることとなる。

【００５６】冷媒ラインr.l.の延在方向が略直線となる
ように、上述した第３開口部２７５，２８５が形成され
ていればさらに有利である。これにより、冷媒ラインr.
l.内を通過する冷媒の冷媒圧損が低減され、熱交換性能
が向上されることとなる。

【００５７】冷媒流路Ｒ，Ｒ’内に、稜線および谷線が
平板２７１，２７２，２８１，２８２の長手軸線方向と
平行に延在する波形の断面を有した、従来公知のインナ
ーフィンが介在されていればさらに有利である。これに
より、各熱交換器セグメント２７０，２８０内を通過す
る冷媒との伝熱面積が増大され、熱交換性能が向上され
ることとなる。

【００５８】冷媒流路Ｒ，Ｒ’内に、冷媒流路Ｒ，Ｒ’
の内方に向かって突出した複数個からなる突起（図示せ
ず）が設けられていればさらに有利である。この構成に
より、冷媒流路Ｒ，Ｒ’内を通過する冷媒の流れが乱流
化されて、熱伝達率がアップし、熱交換性能が向上され
ることとなる。

【００５９】また、図６に示すように、熱交換器セグメ
ントと熱交換器セグメントとの間に、従来公知のコルゲ
ートフィン２６０が介在されていればさらに有利であ
る。この構成により、外部流体との伝熱面積が増大され
ることとなり、熱交換性能が向上されることとなる。

【００６０】なお、以上説明してきた実施形態において
は、セグメントグループの数が４個のものについて説明
してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、
必要であれば、２個、６個あるいは８個などの偶数個と
することもできる。また、入口配管２１と出口配管２２
とを近接して設ける必要がなければ、偶数個ではなく奇
数個とすることもできる。

【００６１】さらに、第１開口部２１３，２２３，２７
３，２８３、第２開口部２１４，２２４，２７４，２８
４、および第３開口部２１５，２２５，２７５，２８５
の平面視形状は、上述したような円形や矩形に限定され
るものではなく、たとえば楕円、多角形など必要に応じ
て適宜変更することができる。

【００６２】さらにまた、第１開口部２１３，２２３，
２７３，２８３、第２開口部２１４，２２４，２７４，
２８４、および第３開口部２１５，２２５，２７５，２
８５は、プレス加工などにより成形されることのほか
に、これらの部分を別部材、たとえば断面円形形状や矩
形形状を有する中空のパイプなどで作ることもできる。

【００６３】さらにまた、上述した平板２１１，２１
２，２２１，２２２を、第３開口部２１５，２２５と冷
媒流路Ｒ，Ｒ’とが連通した同じ形状のもので（すなわ
ちすべての平板を第２タイプの熱交換器セグメントを構
成する平板として）作成し、これらのうち第１タイプの
熱交換器セグメントを構成する平板となる部材に、その
第３開口部２１５と冷媒流路Ｒとが連通しないように別
途隔壁やそれに代わるものを設けて構成させることもで
きる。

【００６４】さらにまた、本実施形態では第２タイプの
熱交換器セグメント２２０，２８０にも第１開口部２２
３，２８３を形成させるようにしているが、これは必ず
しも必須なものではなく、必要なければ製造（成形）段
階で省略することもできる。

【００６５】さらにまた、本発明は各セグメントグルー
プがそれぞれ同数の熱交換器セグメントで構成されたも
のに限定されるものではなく、冷媒の流れ方向に対して
上流側から下流側に熱交換器セグメントの数が漸次増え
るように構成することもできる。たとえば、第１セグメ
ントグループＧ１を２つの第１タイプの熱交換器セグメ
ント２１０，２７０、第２セグメントグループＧ２を４
つの第１タイプの熱交換器セグメント２１０，２７０、
第３セグメントグループＧ３を６つの第１タイプの熱交
換器セグメント２１０，２７０、および第４セグメント
グループＧ４を８つの第２タイプの熱交換器セグメント
２２０，２８０で構成させることもできる。この構成に
より、冷媒のガス化にあわせてそのセグメントグループ
毎の冷媒流路断面積の総和が増加していくようになり、
冷媒圧損の上昇が抑制されることとなる。

【００６６】さらにまた、本発明は図２および図５に示
す冷媒の流れに限定されるものではなく、これらの冷媒
の流れと逆方向に流すようにすることもできる。すなわ
ち、図２および図５に示す冷媒出口２２から冷媒を流入
させ、冷媒入口２１から冷媒を導出するようにすること
ができる。

【００６７】さらにまた、上述した実施形態では第１開
口部および第３開口部を図面において上方に、第２開口
部を下方に設けるようにしているが、本発明はこれに限
定されるものではなく、必要であれば第１開口部および
第３開口部を図面において下方に、第２開口部を上方に
設けるようにすることもできる。

【００６８】さらにまた、本発明は蒸発器のみに適用さ
れるものではなく、必要であれば凝縮器にも適用するこ
とができるものである。

【００６９】

【発明の効果】本発明の積層型熱交換器およびその熱交
換器を備えた空気調和機によれば、以下の効果が得られ
る。すなわち、請求項１に記載の積層型熱交換器によれ
ば、冷媒が各熱交換器セグメント内に形成された１本の
冷媒流路を通過することとなるので、熱交換器の厚さ方
向の幅を、図６に示すような従来のものに比べて薄幅化
することができるという効果を奏する。また、従来の熱
交換器のように、吹出口より過熱流体が吹き出すのを防
ぐため、流入外部流体（たとえば空気）に対して冷媒過
熱領域を風上側にするか風下側にするかということを検
討する必要がなくなり、車両等への取付方向を考慮しな
くてもよいという効果を奏する。

【００７０】請求項２に記載の積層型熱交換器によれ
ば、第１開口部どうしのみまたは第２開口部どうしのみ
接続された箇所が奇数箇所とされることで当該熱交換器
が偶数個のセグメントグループを構成することとなるの
で、熱交換器内において冷媒を各セグメントグループに
沿って蛇行させることができて、熱交換効率を向上させ
ることができるとともに、当該熱交換器内に冷媒を導く
入口配管、および当該熱交換器から冷媒を導出する出口
配管が近接して設けることができ、配管のとり回しを良
好にすることができるとともに、ブロック型膨張弁を容
易に取り付けることができるという効果を奏する。

【００７１】請求項３に記載の積層型熱交換器によれ
ば、冷媒流路が、平板の長手軸線と直交する平板の幅方
向の略全体にわたって形成されているので、冷媒流路内
を通過する冷媒の冷媒圧損を低減させることができて、
熱交換性能を向上することができるという効果を奏す
る。

【００７２】請求項４に記載の積層型熱交換器によれ
ば、冷媒が当該熱交換器から曲がり部のない一直線の冷
媒ラインを通過して外部に導出されることとなるので、
冷媒ライン内を通過する冷媒の圧力損失を低減させるこ
とができて、熱交換性能を向上させることができるとい
う効果を奏する。

【００７３】請求項５に記載の積層型熱交換器によれ
ば、各熱交換器セグメントの冷媒流路内にインナーフィ
ンが設けられており、これら熱交換器セグメント内を通
過する冷媒との伝熱面積が増大されることとなるので、
熱交換性能をさらに向上させることができるという効果
を奏する。

【００７４】請求項６に記載の積層型熱交換器によれ
ば、各熱交換器セグメントの冷媒流路内に複数個からな
る突起が設けられているので、これら熱交換器セグメン
ト内を通過する冷媒の流れを乱流化することができ、熱
交換性能をより一層向上させることができるという効果
を奏する。

【００７５】請求項７に記載の空気調和機によれば、こ
の空気調和機が具備する熱交換器内の冷媒が各熱交換器
セグメント内に形成された１本の冷媒流路を通過するこ
ととなるので、熱交換器の厚さ方向の幅を、図６に示す
ような従来のものに比べて薄幅化することができるとい
う効果を奏する。また、従来の熱交換器のように、吹出
口より過熱流体が吹き出すのを防ぐため、流入外部流体
（たとえば空気）に対して冷媒過熱領域を風上側にする
か風下側にするかということを検討する必要がなくな
り、車両等への取付方向を考慮しなくてもよいという効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による積層型熱交換器の一実施形態を
示す一部分解斜視図である。

【図２】 図１に示す積層型熱交換器内の冷媒の流れを
説明するための図である。

【図３】 本発明による積層型熱交換器の他の実施形態
を示す図であって、この積層型熱交換器を構成する第１
タイプの熱交換器セグメントの一平板の正面図である。

【図４】 図３同様、本発明による積層型熱交換器の他
の実施形態を示す図であって、この積層型熱交換器を構
成する第２タイプの熱交換器セグメントの一平板の正面
図である。

【図５】 図３および図４に示す熱交換器セグメントを
有する積層型熱交換器内の冷媒の流れを説明するための
図である。

【図６】 従来の積層型熱交換器の一例を示す一部分解
斜視図である。

【図７】 図６の積層型熱交換器を構成する一熱交換器
セグメントの分解斜視図である。

【符号の説明】

１ 平板 ２ 平板 ３ 熱交換器セグメント １００ 積層型熱交換器 ２００ 積層型熱交換器 ２１０ 第１タイプの熱交換器セグメント ２１１ 平板 ２１２ 平板 ２１３ 第１開口部 ２１４ 第２開口部 ２１５ 第３開口部 ２２０ 第２タイプの熱交換器セグメント ２２１ 平板 ２２２ 平板 ２２３ 第１開口部 ２２４ 第２開口部 ２２５ 第３開口部 ２７０ 第１タイプの熱交換器セグメント ２７１ 平板 ２７２ 平板 ２７３ 第１開口部 ２７４ 第２開口部 ２７５ 第３開口部 ２８０ 第２タイプの熱交換器セグメント ２８１ 平板 ２８２ 平板 ２８３ 第１開口部 ２８４ 第２開口部 ２８５ 第３開口部 ３００ 積層型熱交換器 Ｇ１ セグメントグループ Ｇ２ セグメントグループ Ｇ３ セグメントグループ Ｇ４ セグメントグループ Ｒ 冷媒流路 Ｒ’ 冷媒流路 Ｗ 平板の幅方向 r.l. 冷媒ライン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２８Ｆ 13/12 Ｆ２４Ｆ 1/00 ３９１Ｂ (72)発明者 田中 康也 愛知県西春日井郡西枇杷島町旭町３丁目１ 番地 三菱重工業株式会社冷熱事業本部内 (72)発明者 齋藤 克弘 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 Ｆターム(参考） 3L051 BF10

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定断面形状に成形された一対の平板が
   重ね合わされて、互いに隣接対向したこれら平板どうし
   間に該平板の長手軸線方向と略平行となる１本の冷媒流
   路を形成する熱交換器セグメントが、前記平板の重ね合
   わせ方向に複数連設されてなり、 前記熱交換器セグメントには、前記冷媒流路の一端に第
   １開口部が形成されているとともに、前記冷媒流路の他
   端に第２開口部が形成されており、 前記熱交換器セグメントが互いに積層されることによ
   り、一の熱交換器セグメントは、隣接する他の前記熱交
   換器セグメントと少なくとも両者の前記第１開口部どう
   しまたは前記第２開口部どうしが連通されることにより
   冷媒が各熱交換器セグメントの形成する各冷媒流路内を
   流れるように構成されてなる積層型熱交換器において、 前記熱交換器セグメントは、第３開口部を有し、該第３
   開口部が同一の熱交換器セグメント内では前記冷媒流路
   とは連通せず、かつ該第３開口部は各熱交換器セグメン
   トが連設されることによって互いに連通して冷媒ライン
   を構成する第１タイプの熱交換器セグメントと、 第３開口部を有し、該第３開口部が同一の熱交換器セグ
   メント内で前記冷媒流路と連通し、かつ該第３開口部は
   前記冷媒ラインに連通されるよう構成された第２タイプ
   の熱交換器セグメントとを具備していることを特徴とす
   る積層型熱交換器。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の積層型熱交換器におい
   て、 前記第３開口部は前記第１開口部の近傍に設けられてい
   るとともに、隣接する前記熱交換器セグメントどうしが
   前記第１開口部どうしのみまたは前記第２開口部どうし
   のみで接続されることにより連接された前記熱交換器セ
   グメントは、各冷媒流路内を流れる冷媒の流れ方向に対
   応したセグメントグループに形成され、かつ前記第１開
   口部どうしのみまたは前記第２開口部どうしのみ接続さ
   れた箇所が奇数箇所とされることで前記セグメントグル
   ープは複数とされているとともに、 最も下流側に位置するセグメントグループは、前記第２
   タイプの熱交換器セグメントで構成されていることを特
   徴とする積層型熱交換器。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の積層型熱交換
   器において、 前記冷媒流路は、前記平板の長手軸線と直交する平板の
   幅方向の略全体にわたって形成されていることを特徴と
   する積層型熱交換器。
4. 【請求項４】 請求項１または２に記載の積層型熱交換
   器において、 前記第３開口部は、前記冷媒ラインの延在方向が略直線
   となるように形成されていることを特徴とする積層型熱
   交換器。
5. 【請求項５】 請求項１から３のいずれか一項に記載の
   積層型熱交換器において、 前記冷媒流路内には、稜線および谷線が前記平板の長手
   軸線方向と平行に延在する波形の断面を有したインナー
   フィンが介在されていることを特徴とする積層型熱交換
   器。
6. 【請求項６】 請求項１から３のいずれか一項に記載の
   積層型熱交換器において、 前記冷媒流路内には、前記冷媒流路内に向かって突出し
   た複数個からなる突起が設けられていることを特徴とす
   る積層型熱交換器。
7. 【請求項７】 請求項１から６のいずれか一項に記載の
   積層型熱交換器と、冷媒を圧縮するための圧縮機と、を
   備えてなることを特徴とする空気調和機。