JP2005030741A - Heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱交換器に関するものであり、例えば、超臨界冷凍サイクル装置に用いられるガスクーラや蒸発器などに適用して好適である。 The present invention relates to a heat exchanger, and is suitable for application to, for example, a gas cooler or an evaporator used in a supercritical refrigeration cycle apparatus.
従来、この種の熱交換器として、例えば、特許文献1に示されるものが知られている。これは、チューブを複数積層し、このチューブの両端にヘッダタンクを設けた熱交換器において、一端側のヘッダタンクには、入口側通路と出口側通路とが設けられ、一方の入口側通路には、分配板が長手方向に沿って配設され、かつ入口側通路を2分割させ、入口パイプが接続される入口パイプ接続通路と、それに連なりチューブに接続されるチューブ接続通路とに分けるとともに、上記、分配板に流通抵抗の異なる複数の開口部を形成している。 Conventionally, what is shown by patent document 1 is known as this kind of heat exchanger, for example. This is a heat exchanger in which a plurality of tubes are stacked and header tanks are provided at both ends of the tubes. The header tank on one end side is provided with an inlet side passage and an outlet side passage. The distribution plate is arranged along the longitudinal direction, and the inlet side passage is divided into two, and divided into an inlet pipe connection passage to which the inlet pipe is connected and a tube connection passage connected to the tube connected thereto, A plurality of openings having different flow resistances are formed in the distribution plate.
これにより、入口パイプや出口パイプとヘッダタンクとの接続位置がどのような位置であっても、チューブへの流体である冷媒の流入量を均一化するようにしたもので、入口パイプから流入した冷媒が、ヘッダタンクの入口パイプが接続される入口パイプ接続通路に入り、それから、分配板に形成された流通抵抗の異なる開口部を介して、チューブに接続されたチューブ接続通路の全ての部位に冷媒が均等に流され、そして、各チューブに均等に冷媒が分流されるようにしている(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、冷媒として、CO2などの冷媒を用いる超臨界冷凍サイクル装置における熱交換器においては、上記特許文献1のような構成によれば、例えば、入口パイプとヘッダタンクとの接続位置である冷媒の流入口がチューブの下端よりも下方の位置で、かつヘッダタンクの長手方向の一端に設ける構成の場合は、特に、低流量のときにおいて、流入口から流入した冷媒は、冷媒の比重により、流入口近傍では、チューブの下端より遠ざかるように入口パイプ接続通路の下方側に流通して、ヘッダタンクの長手方向奥側に冷媒量が多くなるように流通される。これにより、分配板に流通抵抗の異なる開口を設けてあっても各チューブに均等に冷媒が分配されることがない問題がある。 However, in the heat exchanger in the supercritical refrigeration cycle apparatus using a refrigerant such as CO 2 as the refrigerant, according to the configuration as described in Patent Document 1, for example, the refrigerant at the connection position between the inlet pipe and the header tank In the case where the inlet is located at a position below the lower end of the tube and provided at one end in the longitudinal direction of the header tank, the refrigerant flowing from the inlet, particularly at a low flow rate, is due to the specific gravity of the refrigerant. In the vicinity of the inflow port, the refrigerant flows to the lower side of the inlet pipe connection passage so as to be farther from the lower end of the tube, and is circulated so that the amount of refrigerant increases in the longitudinal direction rear side of the header tank. As a result, there is a problem that the refrigerant is not evenly distributed to the tubes even if the distribution plate is provided with openings having different flow resistances.
逆に、流入口がチューブの上端よりも上方の位置に設ける構成の場合は、流入口から流入した冷媒は、冷媒の比重により、流入口近傍側、つまり、ヘッダタンクの長手方向手前側に冷媒量が多くなるように流通される。これにより、上述と同様に各チューブに均等に冷媒が分配されることがない。 On the other hand, when the inlet is provided at a position above the upper end of the tube, the refrigerant flowing in from the inlet flows into the vicinity of the inlet, that is, on the front side in the longitudinal direction of the header tank due to the specific gravity of the refrigerant. It is distributed to increase the amount. As a result, the refrigerant is not evenly distributed to the tubes as described above.
また、入口パイプからチューブを経由して出口パイプに至る流体の流通経路の流通抵抗を均一にするために、流通抵抗の異なる開口部の他に、他端側ヘッダタンク(Uターン側)にも、連通部を有する整流板を設けて、入口側通路と出口側通路とが区画するように構成されているため、これらの開口部および連通部に流通抵抗を有することで、熱交換器全体の流通抵抗が増加する問題がある。 Also, in order to make the flow resistance of the fluid flow path from the inlet pipe through the tube to the outlet pipe uniform, in addition to the opening with different flow resistance, the other end side header tank (U-turn side) Since the rectifying plate having the communication portion is provided and the inlet side passage and the outlet side passage are configured to be partitioned, by having flow resistance in these openings and the communication portion, the heat exchanger as a whole There is a problem that distribution resistance increases.
そこで、本発明の目的は、上記点に鑑みたものであり、簡素な形状の分流板をヘッダタンク内に配設させることで、流通抵抗が小さく、かつ長手方向における流体の偏流を防止することを可能とした熱交換器を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to take the above-mentioned points into consideration, and by disposing a simple-shaped flow dividing plate in the header tank, the flow resistance is small and fluid drift in the longitudinal direction is prevented. An object of the present invention is to provide a heat exchanger that makes it possible.
上記、目的を達成するために、請求項1ないし請求項8に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項1に記載の発明では、複数積層されるチューブ(110)と、内部に流体が流通する流通部(151)を形成してチューブ(110)の積層方向に延びる一対のヘッダタンク(140a、140b)とを有し、
一対のヘッダタンク(140a、140b)にチューブ(110)の長手方向の両端を接合して、流通部(151)とチューブ(110)の内部とが互いに連通する熱交換器において、
一端側のヘッダタンク(140a)の長手方向一端部には、流体を流入する流入口(190a)が設けられ、流通部(151)は、入口側通路(151a)とその他の通路(151、151b)とに区画されるとともに、一方の入口側通路(151a)には、流入口(190a)から流入した流体が積層された複数のチューブ(110)に向けて少なくとも二分して分流される分流板(170a、170b、170c)を配設したことを特徴としている。
In order to achieve the above object, the technical means described in claims 1 to 8 are employed. That is, in the invention according to claim 1, a plurality of stacked tubes (110) and a pair of header tanks extending in the stacking direction of the tubes (110) by forming a flow portion (151) through which a fluid flows are formed. 140a, 140b)
In the heat exchanger in which both ends of the tube (110) in the longitudinal direction are joined to the pair of header tanks (140a, 140b), and the flow part (151) and the inside of the tube (110) communicate with each other.
One end of the header tank (140a) on one end side in the longitudinal direction is provided with an inflow port (190a) through which a fluid flows, and the flow portion (151) includes an inlet-side passage (151a) and other passages (151, 151b). And a flow dividing plate that is divided into at least one half of the fluid flowing in from the inflow port (190a) toward the plurality of tubes (110) stacked in the one inlet side passage (151a). (170a, 170b, 170c) is provided.
請求項1に記載の発明によれば、流入口(190a)から流入した流体が積層された複数のチューブ(110)に向けて少なくとも二分して分流される分流板(170a、170b、170c)を入口側通路(151a)に配設したことにより、例えば、流体としてCO2などの冷媒を用いる超臨界冷凍サイクル装置に構成される熱交換器では、冷媒の比重により、ヘッダタンク(140a、140b)の長手方向に対して、流入口(190a)近傍と長手方向奥側とでは偏流が生ずるが、二分して分流される分流板(170a、170b、170c)により偏流を防止することができるとともに、各チューブ(110)に均等に冷媒を分流することができる。 According to the first aspect of the present invention, the flow dividing plates (170a, 170b, 170c) are divided at least in half toward the plurality of tubes (110) in which the fluid flowing in from the inflow port (190a) is stacked. For example, in a heat exchanger configured in a supercritical refrigeration cycle apparatus that uses a refrigerant such as CO 2 as a fluid, the header tanks (140a and 140b) are arranged in the inlet-side passage (151a) due to the specific gravity of the refrigerant. In the longitudinal direction, there is a drift in the vicinity of the inflow port (190a) and the back side in the longitudinal direction, but it is possible to prevent the drift by the diversion plates (170a, 170b, 170c) that are divided in two. The refrigerant can be evenly distributed to each tube (110).
請求項2に記載の発明では、流入口(190a)がチューブ(110)の上端よりも上方に配設されるときは、流入口(190a)から流入した流体が一端側のヘッダタンク(140a)の長手方向の奥に向けて多く流れるように分流板(170a、170b、170c)を入口側通路(151a)に配設したことを特徴としている。 In the invention according to claim 2, when the inflow port (190a) is disposed above the upper end of the tube (110), the fluid flowing in from the inflow port (190a) has a header tank (140a) on one end side. The flow-dividing plates (170a, 170b, 170c) are arranged in the inlet-side passage (151a) so as to flow in a large amount toward the back in the longitudinal direction.
請求項2に記載の発明によれば、具体的には、ヘッダタンク(140a)からチューブ(110)へ流通する流体が重力方向に流通する構成のときは、流体が一端側のヘッダタンク(140a)の長手方向の奥に向けて多く流れるように分流板(170a、170b、170c)を入口側通路(151a)に配設したことにより、偏流を防止することができるとともに、各チューブ(110)に均等に冷媒を分流することができる。 Specifically, when the fluid flowing from the header tank (140a) to the tube (110) circulates in the direction of gravity, the fluid is directed to the header tank (140a on one end side). ) Is arranged in the inlet side passageway (151a) so as to flow in a large amount toward the back in the longitudinal direction of the longitudinal direction, so that uneven flow can be prevented and each tube (110). The refrigerant can be evenly divided.
請求項3に記載の発明では、流入口(190a)がチューブ(110)の下端よりも下方に配設されるときは、流入口(190a)から流入した流体が長手方向の手前に向けて多く流れるように分流板(170a、170b、170c)を入口側通路(151a)に配設したことを特徴としている。 In the invention according to claim 3, when the inlet (190a) is disposed below the lower end of the tube (110), a large amount of fluid flowing in from the inlet (190a) is directed toward the front in the longitudinal direction. The flow dividing plates (170a, 170b, 170c) are arranged in the inlet side passageway (151a) so as to flow.
請求項3に記載の発明によれば、逆に、ヘッダタンク(140a)からチューブ(110)へ流通する流体が反重力方向に流通する構成のときは、流体が一端側のヘッダタンク(140a)の長手方向の手前側に向けて多く流れるように分流板(170a、170b、170c)を入口側通路(151a)に配設したことにより、偏流を防止することができるとともに、各チューブ(110)に均等に冷媒を分流することができる。 According to the third aspect of the invention, conversely, when the fluid flowing from the header tank (140a) to the tube (110) flows in the antigravity direction, the fluid is at one end of the header tank (140a). Since the flow dividing plates (170a, 170b, 170c) are arranged in the inlet side passageway (151a) so as to flow in a large amount toward the front side in the longitudinal direction of the tube, uneven flow can be prevented and each tube (110). The refrigerant can be evenly divided.
請求項4に記載の発明では、分流板(170a、170b、170c)は、長手方向に延びた平板状の板材で形成され、入口側通路(150a)に一枚または複数枚配設されたことを特徴としている。請求項4に記載の発明によれば、少なくとも二分して分流させるために長手方向に延びた平板状の板材で形成されることにより、特許文献1のように、流通抵抗の異なる開口部を形成することなく分流させることで流通抵抗が増加することはない。しかも、簡素な形状で分流板(170a、170b、170c)を形成できる。 In the invention according to claim 4, the flow dividing plates (170 a, 170 b, 170 c) are formed of a plate-like plate material extending in the longitudinal direction, and one or a plurality of flow dividing plates are arranged in the inlet side passage (150 a). It is characterized by. According to the invention described in claim 4, by forming the flat plate material extending in the longitudinal direction so as to be divided into at least two parts, openings having different flow resistances are formed as in Patent Document 1. The flow resistance does not increase by diverting without being performed. In addition, the flow dividing plates (170a, 170b, 170c) can be formed with a simple shape.
請求項5に記載の発明では、分流板(170a、170b、170c)は、平板状の板材に凹状の凹面部(170d)を形成し、入口側通路(151a)に一枚または複数枚配設されたことを特徴としている。請求項3に記載の発明によれば、凹状の凹面部(170d)を形成しても上述の請求項4と同じように、流通抵抗が増加することはない。しかも、簡素な形状で分流板(170a、170b、170c)を形成できる。 In the invention according to claim 5, the flow dividing plates (170 a, 170 b, 170 c) form a concave concave surface portion (170 d) on a flat plate material, and one or a plurality of flow dividing plates (170 a) are arranged in the inlet side passage (151 a). It is characterized by that. According to the third aspect of the present invention, even if the concave concave surface portion (170d) is formed, the flow resistance does not increase as in the fourth aspect. In addition, the flow dividing plates (170a, 170b, 170c) can be formed with a simple shape.
請求項6に記載の発明では、分流板(170a、170b、170c)は、一端側のヘッダタンク(140a)の長手方向に傾斜させて入口側通路(151a)に配設されたことを特徴としている。請求項6に記載の発明によれば、例えば、長手方向の他端に向けて入口側通路(151a)が拡大するように分流板(170a、170b、170c)を傾斜させることにより、長手方向奥側に多くの流体を流すことができる。また、逆に、長手方向の他端に向けて入口側通路(151a)が縮小するように分流板(170a、170b、170c)を傾斜させることにより、流入口(190a)近傍側に多くの流体を流すことができる。これにより、より簡素な形状で分流板(170a、170b、170c)を形成できる。 The invention according to claim 6 is characterized in that the flow dividing plates (170a, 170b, 170c) are disposed in the inlet-side passage (151a) so as to be inclined in the longitudinal direction of the header tank (140a) on one end side. Yes. According to the invention described in claim 6, for example, by inclining the flow dividing plates (170a, 170b, 170c) so that the inlet-side passage (151a) expands toward the other end in the longitudinal direction, Many fluids can flow to the side. Conversely, by inclining the flow-dividing plates (170a, 170b, 170c) so that the inlet-side passage (151a) shrinks toward the other end in the longitudinal direction, a large amount of fluid is placed near the inlet (190a). Can flow. Accordingly, the flow dividing plates (170a, 170b, 170c) can be formed with a simpler shape.
請求項7に記載の発明では、ヘッダタンク(140a、140b)の長手方向に向けて複数積層されるチューブ(110)は、空気流れ方向に前後して、複数の行きチューブ群とこの行きチューブ群と逆方向に流体が流れる複数の戻りチューブ群とを形成させて、行きチューブ群および戻りチューブ群の内部と一対のヘッダタンク(140a、140b)の流通部(151)とが互いに連通されて前後Uターン方式となる熱交換器であることを特徴としている。 In the invention according to claim 7, a plurality of tubes (110) stacked in the longitudinal direction of the header tanks (140a, 140b) are arranged in the air flow direction so that a plurality of the outgoing tube groups and the outgoing tube groups are provided. And a plurality of return tube groups through which fluid flows in the opposite direction, the inside of the outgoing tube group and the return tube group and the flow part (151) of the pair of header tanks (140a, 140b) communicate with each other The heat exchanger is a U-turn type.
請求項7に記載の発明によれば、具体的には、ヘッダタンク(140a、140b)の長手方向に向けて複数積層されるチューブ(110)を行きチューブ群と戻りチューブ群とを形成させて流体の流れが前後Uターン方式となる熱交換器熱交換器において、入口側通路(151a)に少なくとも二分して分流される分流板(170a、170b、170c)を配設することで、偏流を防止することができるとともに、各チューブ(110)に均等に冷媒を分流することができる。 Specifically, according to the seventh aspect of the present invention, a plurality of tubes (110) stacked in the longitudinal direction of the header tank (140a, 140b) are passed, and a tube group and a return tube group are formed. In the heat exchanger heat exchanger in which the flow of fluid is a front-rear U-turn system, the flow is prevented by arranging the flow dividing plates (170a, 170b, 170c) that are divided into at least two parts in the inlet side passage (151a). In addition to being able to prevent, the refrigerant can be evenly distributed to each tube (110).
請求項8に記載の発明では、流体は、CO2であることを特徴としている。請求項8に記載の発明によれば、本発明の熱交換器が超臨界冷凍サイクル装置などの高圧条件となるシステムに用いて好適なことによる。 The invention according to claim 8 is characterized in that the fluid is CO 2 . According to invention of Claim 8, it is because the heat exchanger of this invention is suitable for using for the system used as high pressure conditions, such as a supercritical refrigeration cycle apparatus.
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows the correspondence with the specific means of embodiment mentioned later.
(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態における熱交換器を図1ないし図4に基づいて説明する。図1は本発明を超臨界冷凍サイクル装置に適用した熱交換器であるガスクーラ100の全体構成を示す斜視図であり、図2は図1中に示すA−A断面を示す断面図である。また、図3はヘッダタンク140a内の構成を示す縦断面図であり、図4はガスクーラ100の冷媒の流路形態を示す概略斜視図である。
(First embodiment)
Hereinafter, the heat exchanger in 1st Embodiment of this invention is demonstrated based on FIG. 1 thru | or FIG. FIG. 1 is a perspective view showing an overall configuration of a
まず、超臨界冷凍サイクル装置は、流体である冷媒として、CO2またはエチレン、エタン、酸化窒素などを用いた冷凍サイクルであり、高圧側圧力が冷媒の臨界圧力になるものをいう。本実施形態では、CO2を冷媒として用いた超臨界冷凍サイクルに適用されるガスクーラ100に関するものであり、圧縮機で圧縮された臨界圧力以上の高圧冷媒と空気とを熱交換させて高圧冷媒を冷却する熱交換器である。
First, the supercritical refrigeration cycle apparatus is a refrigeration cycle using CO 2, ethylene, ethane, nitric oxide or the like as a refrigerant that is a fluid, and the high pressure side pressure becomes the critical pressure of the refrigerant. In the present embodiment, the present invention relates to a
ガスクーラ100は、図1に示すように、コア部101および上下のヘッダタンク140a、140bから構成され、これらを構成する各部材は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなり、嵌合、かしめ、治具固定などにより組み付けられ、予め各部材表面に設けられたろう材に、一体ろう付けにより各部材が接合されて構成している。
As shown in FIG. 1, the
コア部101は、内部を冷媒が流通する複数のチューブ110、および波形に形成された複数のフィン120が交互に積層され、左右の最外方フィン120の更に外方に、断面コの字状に開口する強度部材としてのサイドプレート130が配設されている。なお、チューブ110およびフィン120は、ガスクーラ100の幅方向Wに複数列(例えば、空気流れの上流側と下流側に2列)設けられている。ここで、空気流れの上流側に配設される複数のチューブ110を戻りチューブ群であり、その下流側に配設される複数のチューブ110を行きチューブ群であって、その戻りチューブ群と行きチューブ群とでは、内部に流通する冷媒の流れ方向が逆方向に流れる。
The
そして、複数のチューブ110の長手方向における端部には、チューブの積層方向L(長手方向とも称する。)に延びる一対のヘッダタンク140a、140bがそれぞれ設けられている。ヘッダタンク140a、140bは、図2に示すように、タンクプレート150、かしめプレート160、およびエンドプレート180から構成されている。
A pair of
タンクプレート150は、板状部材をプレス加工して流通部151の断面形状を略U字状に複数個形成したものである。そして、かしめプレート160は、板状部材をプレス加工して、短辺方向の両端に爪部160aを有する略コの字状に形成されるとともに、チューブ110端部に対応する位置にチューブ挿入孔160aが複数個に設けられている。なお、チューブ110端部がこのチューブ挿入孔160aに接合されることにより流通部151とチューブ110の内部とが互いに連通される。
The
エンドプレート180は、タンクプレート150とかしめプレート160とにより形成される流通部151の両端部を閉塞するための部材である。そして、上側のヘッダタンク140aの一端部には、冷媒がヘッダタンク140a内に流入する流入口190aと、熱交換された冷媒がヘッダタンク140aから外部に流出する流出口190bが形成されている。なお、流入口190aおよび流出口190bにはそれぞれ図示しないが入口パイプ、出口パイプが接合されるようにしている。
The
また、上側のヘッダタンク140aの内部には、流通部151を入口側通路151aと出口側通路151bとに区画するための区画部材200が設けられている。この区画部材200は、断面が略凸状に形成してタンクプレート150とかしめプレート160とに挟まれるように設けられている。
A
さらに、この入口側通路151aには、分流板170aが設けられている。この分流板170aは、流入口190aから流入した冷媒を2分して分流させるための部材であり、図2および図3に示すように、チューブ110の積層方向に延びた平板状の板材で形成している。なお、分流板170aの長手方向の長さは、図3に示すように、流入口190aの近傍からチューブ110の積層方向に対してほぼ中間部に延びるように形成している。
Further, a
すなわち、流入口190aから流入した冷媒が入口側通路151a内を長手方向奥側に多く流れるように分流板170aを配設して、流入口190a近傍側からと長手方向奥側とに冷媒の流れが2分されるようにしてある。これにより、分流板170aがないときには、冷媒の比重により、概して、長手方向奥側と流入口190a近傍側との冷媒の偏流が生ずるが、簡素な形状の分流板170aを設けることにより上述の冷媒の偏流が防止できる。
That is, the
一方、下側のヘッダタンク140bの内部には、入口側通路151aからチューブ110の内部に流れた冷媒が出口側通路151bに向けてUターンするための流通路151が形成されている。次に、以上の構成によるヘッダタンク140a、140bの組み付け方法について説明する。
On the other hand, a
まず、上側のヘッダタンク140aは、かしめプレート160内に分流板170a、区画部材200、およびエンドプレート180を所定位置にセットし、タンクプレート150を重ねた後に、かしめプレート160の爪部160aをかしめてタンクプレート150の上面を押さえ込んでヘッダタンク140aを形成する。
First, in the
下側のヘッダタンク140bは、かしめプレート160内にエンドプレート180を所定位置にセットし、タンクプレート150を重ねた後に、かしめプレート160の爪部160aをかしめてタンクプレート150の上面を押さえ込んでヘッダタンク140bを形成する。そして、これらの両ヘッダタンク140a、140bのチューブ挿入孔160bに、各チューブ110の端部とサイドプレート120の端部とを挿入してこれらの部材を一体ろう付けにより接合する。
In the
次に、以上の構成によるガスクーラ100の作用について説明する。ところで、本実施形態のガスクーラ100は、流入口190aが図示しない圧縮機の吐出側と接続され、流出口190bが図示しない膨張弁と接続されるものである。従って、図4に示すガスクーラ100の流路形態に基づいて説明する。図4に示すように、圧縮機から吐出された高温高圧の冷媒は、流入口190aから入口側通路151a内に流入し、入口側通路151a内にて分流板170aにより、積層されたチューブ110に向けて、2分して分流されて、空気流れの下流側の各チューブ110に分配されて下方に流れ、下側のヘッダタンク140b内の流通路151に流入し、その流通路151内にてUターンして、空気流れの上流側の各チューブ110に流入して上方に流れ、上側の出口側通路151b内に流入して流出口190bから流出する。この間に冷媒はコア部101において、外部空気と熱交換して冷却される。
Next, the operation of the
以上の第1実施形態のガスクーラ100によれば、流入口190aから流入した高温高圧の冷媒が積層された複数のチューブ110に向けて少なくとも二分して分流される分流板170aを入口側通路151a内に配設したことにより、例えば、流体としてCO2などの冷媒を用いる超臨界冷凍サイクル装置に構成される熱交換器では、冷媒の比重により、ヘッダタンク140aの長手方向に対して、流入口190a近傍と長手方向奥側とでは偏流が生ずるが、二分して分流される分流板170aにより偏流を防止することができるとともに、各チューブ110に均等に冷媒を分流することができる。
According to the
また、本実施形態のように、上側のヘッダタンク140aからチューブ110へ流通する流体が重力方向に流通する構成のときは、流体が一端側ヘッダタンク140aの長手方向奥側に向けて多く流れるように分流板170aを入口側通路151aに配設したことにより、偏流を防止することができるとともに、各チューブ110に均等に冷媒を分配することができる。
Further, when the fluid flowing from the
また、分流板170aは長手方向に延びた平板状の板材で形成したことにより、従来の特許文献1のように、流通抵抗の異なる開口部を形成することなく分流させることで流通抵抗が増加することはない。しかも、簡素な形状で分流板170aを形成できる。
In addition, since the
また、流体はCO2冷媒を用いている。これは、本発明の熱交換器が超臨界冷凍サイクル装置などの高圧条件となるシステムに用いて好適なことによる。 The fluid uses CO 2 refrigerant. This is because the heat exchanger of the present invention is suitable for use in a system having high pressure conditions such as a supercritical refrigeration cycle apparatus.
(第2実施形態)
以上の第1実施形態では、分流板170aの長手方向の長さを流入口190aの近傍からチューブ110の積層方向に対してほぼ中間部に延びるように形成し、入口側通路151a内に配設させたが、これに限らず、図5に示すように、入口側通路151a内の両端に隙間ができるように分流板170aの長手方向の長さを形成しても良い。
(Second Embodiment)
In the first embodiment described above, the length in the longitudinal direction of the
これによれば、流入口190aから流入した冷媒が分流板170aにより、流入口190a近傍および入口側通路151aの長手方向奥側の2分して分流することができる。従って、第1実施形態と同様な効果を奏する。
According to this, the refrigerant flowing in from the
(第3実施形態)
以上の実施形態では、平板状の分流板170aを入口側通路151a内に略水平方向に配設させたが、これに限らず、分流板170aを長手方向に傾斜させて入口側通路151a内に配設しても良い。これによれば、例えば、図6に示すように、長手方向の他端に向けて入口側通路151aが拡大するように分流板170aを傾斜させることにより、長手方向奥側に多くの流体を流すことができる。また、逆に、長手方向の他端に向けて入口側通路151aが縮小するように分流板170aを傾斜させることにより、流入口190a近傍側に多くの流体を流すことができる。これにより、より簡素な形状で分流板170aを形成できる。
(Third embodiment)
In the above embodiment, the flat plate-like
(第4実施形態)
以上の実施形態では、入口側通路151a内に分流板170aを一枚配設させたが、これに限らず、分流板170aを複数枚設けても良い。本実施形態では、図7および図8に示すように、2枚の分流板170b、170cを配設させたものである。具体的には、図7に示すように、ヘッダタンク150の下端に第1分流板170bと第2分流板170cとを重ねたものであり、流出口190aに対応する位置に凹状の凹面部170dを形成してそれぞれの流路が形成するように配設してある。
(Fourth embodiment)
In the above embodiment, one
そして、第1分流板170bの方は、図8に示すように、長手方向奥側に流れるような長さに形成し、第2分流板170cの方がほぼ長手方向中間側に流れるような長さに形成している。つまり、本実施形態では、チューブ110の積層方向に向けて、ほぼ3分に分流するように形成したものである。
Then, as shown in FIG. 8, the first
これによれば、以上の実施形態よりもより偏流を防止できるとともに、凹状の凹面部170dを形成しても、流通抵抗が増加することはない。しかも、簡素な形状で分流板170b、170cを形成できる。
According to this, drift can be prevented more than in the above embodiment, and even if the concave concave surface portion 170d is formed, the flow resistance does not increase. Moreover, the
(第5実施形態)
以上の実施形態では、流入口190aおよび流出口190bを上側のヘッダタンク140aに形成して、流入口190aから流入した冷媒を入口側通路151aから重力方向にチューブ110内に分流させたが、逆に、下側に流入口190aおよび流出口190bを形成して、入口側通路151aから反重力方向にチューブ110内に分流させるときは、図9に示すように、下側のヘッダタンク140aに分流板170aを配設しても良い。
(Fifth embodiment)
In the above embodiment, the
これによれば、流入口190aから流入した冷媒が一端側ヘッダタンク140aの長手方向の手前側に向けて多く流れるように分流板170aを入口側通路(151a)に配設したことにより、偏流を防止することができるとともに、各チューブ110に均等に冷媒を分流することができる。
According to this, the
(他の実施形態)
以上の実施形態では、他端側ヘッダタンク140bでは、空気流れ下流側のチューブ110から流通部151に流入した冷媒をUターンさせるだけであったが、この部分においても、分流板170aを有する一端側ヘッダタンク140aを配設させて分流しても良い。
(Other embodiments)
In the above embodiment, in the other end
ただし、このときには、図10に示すように、チューブ110の両端に分流板170aを有するヘッダタンク140aを配設させて下側の流出口190bと流入口190aとを連通させる構成とする。これにより、空気流れ上流側のチューブ110においても、偏流を防止することができるとともに、各チューブ110に均等に冷媒を分流することができる。
However, at this time, as shown in FIG. 10, the
また、以上の実施形態では、熱交換器として、超臨界冷凍サイクル装置内のガスクーラ100に本発明を適用させたが、冷媒を蒸発させる蒸発器に適用しても良い。さらに、CO2冷媒とする超臨界冷凍サイクル装置に限らず、通常の冷凍サイクルや、その他車両エンジンに用いられる熱交換器など広く適用できる。
Moreover, in the above embodiment, although this invention was applied to the
110…チューブ
140a、140b…ヘッダタンク
151…流通部(その他の通路)
151a…入口側通路
151b…出口側通路(その他の通路)
170a…分流板
170b…第1分流板(分流板)
170c…第2分流板(分流板)
170d…凹面部
190a…流入口
110 ...
151a ...
170a ...
170c ... 2nd diversion plate (diversion plate)
170d ...
Claims (8)
内部に流体が流通する流通部(151)を形成して前記チューブ(110)の積層方向に延びる一対のヘッダタンク(140a、140b)とを有し、
前記一対のヘッダタンク(140a、140b)に前記チューブ(110)の長手方向の両端を接合して、流通部(151)と前記チューブ(110)の内部とが互いに連通する熱交換器において、
前記一端側のヘッダタンク(140a)の長手方向一端部には、流体を流入する流入口(190a)が設けられ、前記流通部(151)は、入口側通路(151a)とその他の通路(151、151b)とに区画されるとともに、一方の前記入口側通路(151a)には、前記流入口(190a)から流入した流体が積層された複数の前記チューブ(110)に向けて少なくとも二分して分流される分流板(170a、170b、170c)を配設したことを特徴とする熱交換器。 A plurality of stacked tubes (110);
A pair of header tanks (140a, 140b) extending in the stacking direction of the tubes (110) by forming a flow part (151) through which fluid flows inside;
In the heat exchanger in which both ends in the longitudinal direction of the tube (110) are joined to the pair of header tanks (140a, 140b), and the flow part (151) and the inside of the tube (110) communicate with each other.
One end of the header tank (140a) on the one end side in the longitudinal direction is provided with an inlet (190a) through which a fluid flows, and the circulation section (151) includes an inlet-side passage (151a) and other passages (151). 151b), and at least one of the inlet-side passages (151a) is divided into a plurality of tubes (110) stacked with the fluid flowing in from the inlet (190a). A heat exchanger characterized in that a flow dividing plate (170a, 170b, 170c) to be divided is disposed.
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