JP2005061778A - Evaporator - Google Patents

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Shiro Ikuta
四郎 生田
Koji Maeda
耕児 前田
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Marelli Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an evaporator capable of improving evaporation efficiency, and capable of remarkably reducing fluid resistance of a flowing refrigerant. <P>SOLUTION: This evaporator is arranged in a flowing part of a heat exchange medium, and partitions the flowing part into a plurality of medium passages, and is provided with an inner fin 5a for offsetting the partitioned respective medium passages at a prescribed interval in the direction orthogonal to the flowing direction of the heat exchange medium. The inner fin 5a has a plurality of louver parts R offset at a prescribed interval. An upstream side end part R1 in the flowing direction of the heat exchange medium of a wall surface for partitioning the flowing part of the respective louver parts R, is formed in the shape of inclining in a substantially V shape in the flowing direction. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は蒸発器に関し、例えば自動車用空気調和装置等に用いられる蒸発器に適用して好適なものである。   The present invention relates to an evaporator, and is suitable for application to an evaporator used in, for example, an air conditioner for automobiles.

従来、この種の蒸発器である熱交換器においては、入口側のタンクから熱交換媒体(例えば、冷媒)の流通部としてのチューブ内に流入した冷媒が、この流通部を通過する際に過熱され蒸発するようになっている。このため、この流通部内に図10に示すような、冷媒流れ方向に対して直交する方向の断面が波形のインナーフィン100を設け、当該インナーフィン100によって、このチューブ内を複数の冷媒流路101に区画して冷媒に対する伝熱面積を拡大することで、伝熱効率(すなわち冷媒の蒸発効率)を向上することが図られている。   Conventionally, in a heat exchanger that is an evaporator of this type, the refrigerant that has flowed into a tube as a circulation part of a heat exchange medium (for example, a refrigerant) from a tank on the inlet side is overheated when passing through this circulation part. Evaporates. For this reason, as shown in FIG. 10, an inner fin 100 having a corrugated cross section in a direction orthogonal to the refrigerant flow direction is provided in the circulation portion, and the inner fin 100 allows the refrigerant passage 101 to pass through the tube. The heat transfer efficiency (that is, the evaporation efficiency of the refrigerant) is improved by partitioning into two and expanding the heat transfer area for the refrigerant.

また、例えば特許文献1には、このインナーフィンとして図11に示すように、冷媒流路111を冷媒流れ方向に対して直交する方向に所定間隔でオフセットするように成形したオフセットフィン110を用いることで、伝熱効率のより一層の向上を図る技術が開示されている。
特開平5−231792号公報
Further, for example, in Patent Document 1, as the inner fin, as shown in FIG. 11, an offset fin 110 formed so that the coolant channel 111 is offset at a predetermined interval in a direction orthogonal to the coolant flow direction is used. Thus, a technique for further improving the heat transfer efficiency is disclosed.
JP-A-5-231792

しかしながら、かかる特許文献1の技術においては、冷媒流路111内を通過する冷媒が液状である場合、この冷媒が表面張力によって図12に示すように、オフセットフィン110とチューブ112との接合部近傍に集まり易く、この部分における液状冷媒の膜厚が厚くなり、冷媒に対する伝熱効率(蒸発効率)が低下する傾向にあり、逆にオフセットフィン110のチューブ112内を区画する壁面部では、前記液状冷媒の膜厚が薄くなり、冷媒に対する伝熱効率(蒸発効率)が高くなる傾向にある。   However, in the technique of Patent Document 1, when the refrigerant passing through the refrigerant flow path 111 is in a liquid state, the refrigerant is in the vicinity of the junction between the offset fin 110 and the tube 112 as shown in FIG. The liquid refrigerant in this portion tends to be thick, and the heat transfer efficiency (evaporation efficiency) to the refrigerant tends to be reduced. Conversely, in the wall surface portion defining the tube 112 of the offset fin 110, the liquid refrigerant Therefore, the heat transfer efficiency (evaporation efficiency) for the refrigerant tends to increase.

このため、前記オフセットフィン110とチューブ112との接合部近傍と、オフセットフィン110の壁面部とで冷媒に対する蒸発効率が異なり、熱交換器の性能を低下させる場合があった。   For this reason, the evaporating efficiency with respect to a refrigerant | coolant differs in the junction part vicinity of the said offset fin 110 and the tube 112, and the wall surface part of the offset fin 110, and the performance of the heat exchanger might be reduced.

このような現象は、インナーフィン(オフセットフィン110)のフィンピッチが小さくなるほど顕著になり、液状冷媒の偏在が蒸発効率に及ぼす影響は大きくなる。   Such a phenomenon becomes more prominent as the fin pitch of the inner fin (offset fin 110) becomes smaller, and the influence of the uneven distribution of the liquid refrigerant on the evaporation efficiency becomes larger.

また、このようなオフセットフィン110の前記壁面部における冷媒流れ方向の上流側端部は、この冷媒流れに対して直線で形成されているため、冷媒流路111内を流れる冷媒が、このオフセットフィン110の上流側端部にほぼ垂直に衝突し、冷媒の流動抵抗が高くなる傾向があった。   Further, since the upstream end portion of the offset fin 110 in the refrigerant flow direction in the wall surface of the offset fin 110 is formed in a straight line with respect to the refrigerant flow, the refrigerant flowing in the refrigerant flow path 111 is There was a tendency that the fluid flow resistance of the refrigerant increased because it collided almost vertically with the upstream end of 110.

しかも、この場合、前記オフセットフィン110とチューブ112との接合部近傍に集まった冷媒により、冷媒流路111における冷媒の通路断面積が小さくなるため、冷媒の流動抵抗がより一層高くなる問題があった。   In addition, in this case, the refrigerant gathered in the vicinity of the junction between the offset fin 110 and the tube 112 reduces the passage cross-sectional area of the refrigerant in the refrigerant flow path 111, so that the flow resistance of the refrigerant is further increased. It was.

そこで、本発明は上述した問題点に鑑みてなされたもので、蒸発効率を向上させ得るとともに、流通する熱交換媒体の流動抵抗を格段と低下させることができる蒸発器を提供するものである。   Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problems, and provides an evaporator that can improve the evaporation efficiency and can significantly reduce the flow resistance of the circulating heat exchange medium.

請求項1にあっては、熱交換媒体の流通部内に配置され、当該流通部を複数の媒体流路に区画するとともに、当該区画した各媒体流路を熱交換媒体の流れ方向に対して直交する方向に所定間隔でオフセットするインナーフィンを設けた蒸発器において、インナーフィンが所定間隔でオフセットされた複数のルーバ部を有し、当該各ルーバ部の流通部を区画した壁面の熱交換媒体の流れ方向における上流側端部が、当該熱交換媒体の流れ方向に向けて略くの字型に窪むように傾斜した形状でなるようにした。   In Claim 1, it arrange | positions in the distribution | circulation part of a heat exchange medium, and it divides | segments the said distribution | circulation part into several medium flow paths, and orthogonally crosses the divided each medium flow path with respect to the flow direction of a heat exchange medium. In an evaporator provided with inner fins that are offset at a predetermined interval in the direction in which the inner fin has a plurality of louver portions offset at a predetermined interval, the heat exchange medium on the wall surface that divides the flow portion of each louver portion The upstream end in the flow direction has a shape that is inclined so as to be recessed in a generally U shape toward the flow direction of the heat exchange medium.

請求項2にあっては、請求項1の熱交換媒体が気液2相の冷媒でなるようにした。   In claim 2, the heat exchange medium of claim 1 is made of a gas-liquid two-phase refrigerant.

請求項1によれば、インナーフィンが熱交換媒体の流れ方向に対して直交する方向に所定間隔でオフセットされた複数のルーバ部を有し、当該各ルーバ部の壁面における熱交換媒体の流れ方向の上流側端部が、当該熱交換媒体の流れ方向に向けて略くの字型に窪むように傾斜した形状でなるようにしたことにより、流通する熱交換媒体の流動範囲を各ルーバ部における流通部との接合部近傍から、各ルーバ部における壁面中央側へと拡大させ、当該各ルーバ部に熱交換媒体を略均一に接触させることができ、かくして伝熱効率、すなわち蒸発効率を向上させることができるとともに、各ルーバ部を流通する熱交換媒体の流動抵抗を格段と低下させることができる蒸発器を実現することができる。   According to claim 1, the inner fin has a plurality of louver portions offset at a predetermined interval in a direction orthogonal to the flow direction of the heat exchange medium, and the flow direction of the heat exchange medium on the wall surface of each louver portion The upstream end of the heat exchange medium has a shape that is inclined so as to be recessed in a generally U shape toward the flow direction of the heat exchange medium. The heat exchange medium can be made to contact the respective louver parts substantially uniformly from the vicinity of the joints with the parts to the center of the wall surface of each louver part, thus improving the heat transfer efficiency, that is, the evaporation efficiency. In addition, it is possible to realize an evaporator that can significantly reduce the flow resistance of the heat exchange medium flowing through each louver part.

請求項2によれば、請求項1の熱交換媒体が気液2相の冷媒でなることにより、この冷媒の液相部分を、流通部と各ルーバ部とでなる媒体流路内に均一に接触させることができるとともに、この冷媒の液相部分が均一で接触してなる媒体流路内、すなわち周りが冷媒の液相部分で囲まれた媒体流路内に冷媒の気相部分を流通させることができ、冷媒の液相部分に対し、媒体流路側(すなわち、外側)から熱交換させつつ、当該媒体流路内の冷媒の気相部分が流通する側(すなわち、内側)から当該冷媒の気相部分によって前記熱交換を促進させることができるため、蒸発効率をより一層向上させることができる。   According to claim 2, when the heat exchange medium of claim 1 is made of a gas-liquid two-phase refrigerant, the liquid phase part of the refrigerant is uniformly distributed in the medium flow path composed of the flow part and each louver part. The gas phase part of the refrigerant can be circulated in the medium flow path that can be contacted and in the medium flow path in which the liquid phase part of the refrigerant is uniformly contacted, that is, in the medium flow path surrounded by the liquid phase part of the refrigerant. It is possible to exchange heat from the medium flow path side (ie, the outside) with respect to the liquid phase portion of the refrigerant, and from the side (ie, the inside) where the refrigerant gas phase in the medium flow path circulates. Since the heat exchange can be promoted by the gas phase portion, the evaporation efficiency can be further improved.

以下、本発明の一実施形態について図面に基づき詳述する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

〔第1実施形態〕
図1〜図3は、本発明による蒸発器の第1実施形態を示し、図1は本実施形態による蒸発器としての熱交換器の概略構成を示す斜視図、図2は図1の熱交換器における縦(矢印a方向)断面を示す断面図、図3は図1の熱交換器の一部を拡大して示す分解斜視図である。
[First Embodiment]
1 to 3 show a first embodiment of an evaporator according to the present invention, FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a heat exchanger as an evaporator according to the present embodiment, and FIG. 2 is a heat exchange of FIG. FIG. 3 is an exploded perspective view showing a part of the heat exchanger of FIG. 1 in an enlarged manner.

図1において1は、本実施形態による積層型の熱交換器を示し、コア2の左右方向(図中矢印a方向)両端部に一対のタンク3a、3bを取付けて構成されている。   In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a stacked heat exchanger according to the present embodiment, which is configured by attaching a pair of tanks 3 a and 3 b to both ends of the core 2 in the left-right direction (the direction of arrow a in the figure).

このコア2は、図2および図3に示すように、複数(この場合、6枚)のプレート41、42、43、44、45、46と、これらプレート41〜46の端部(例えば、プレート41、42間においてはコア2の前後方向(図中矢印b方向)両端部、プレート42、43間においてはコア2の前記左右方向両端部)に、それぞれ設けられる複数(この場合、各層毎に2本ずつ)のスペーサとしてのバー6a、6aおよび6b、6bとが交互に積層され、各層において熱交換媒体を流通する流通部であるチューブとして機能するように構成されている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the core 2 includes a plurality of (in this case, six) plates 41, 42, 43, 44, 45, and 46, and end portions (for example, plates) of these plates 41 to 46. 41 and 42 are provided at both ends of the core 2 in the front-rear direction (arrow b direction in the figure), and between the plates 42 and 43 are provided at both ends in the left-right direction of the core 2 (in this case, for each layer). Bars 6a, 6a and 6b, 6b as two spacers are alternately stacked, and each layer is configured to function as a tube which is a flow part through which the heat exchange medium flows.

また、これらプレート41〜46間における各バー6a、6aおよび6b、6b間には、それぞれ後述する矩形状に波形で形成され、チューブ内を複数の熱交換媒体流路に区画するルーバ部Rが、所定間隔ごとに当該熱交換媒体流路における熱交換媒体の流れ方向に対して直交する方向にオフセットされてなるオフセットフィンとしてのインナーフィン5aおよびアウターフィン5bが介装されている。   In addition, between the bars 6a, 6a and 6b, 6b between the plates 41 to 46, a louver portion R is formed in a rectangular shape to be described later, and divides the tube into a plurality of heat exchange medium flow paths. Inner fins 5a and outer fins 5b are provided as offset fins that are offset in a direction orthogonal to the flow direction of the heat exchange medium in the heat exchange medium flow path at predetermined intervals.

このとき、図3に示すように、プレート42と次段(すなわち、上方から3段目)のプレート43との間の層は、その左右方向(前記矢印a方向)の両端部をバー6b、6bにより閉塞され、当該バー6b、6b間に介装されたアウターフィン5bの各波形、すなわち各ルーバ部Rは前記前後方向(矢印b方向)に延びており、この層は、その前後両側において外部に連通している。なお、プレート44−45間の層も同様に構成され、以下これらの層を偶数層と称する。   At this time, as shown in FIG. 3, the layer between the plate 42 and the plate 43 at the next stage (that is, the third stage from the top) has both ends in the left-right direction (the direction of the arrow a) at the bar 6b, 6b, each corrugation of the outer fin 5b interposed between the bars 6b, 6b, that is, each louver portion R extends in the front-rear direction (arrow b direction). It communicates with the outside. The layers between the plates 44-45 are similarly constructed, and these layers are hereinafter referred to as even layers.

これに対し、前記3段目のプレート43と4段目のプレート44との間の層は、その前後方向(矢印b方向)の両端部をバー6a、6aにより閉塞され、当該バー6a、6a間に介装されたインナーフィン5aの各ルーバ部Rは左右方向(矢印a方向)に延びており、この層は、その左右両側においてそれぞれタンク3a、3b内に連通している。なお、プレート41−42間およびプレート45−46間の層も同様に構成され、以下これらの層を奇数層と称する。   On the other hand, the layer between the third-stage plate 43 and the fourth-stage plate 44 is closed at both ends in the front-rear direction (arrow b direction) by the bars 6a, 6a, and the bars 6a, 6a. Each louver portion R of the inner fin 5a interposed therebetween extends in the left-right direction (arrow a direction), and this layer communicates with the tanks 3a, 3b on the left and right sides, respectively. The layers between the plates 41-42 and the plates 45-46 are similarly configured, and these layers are hereinafter referred to as odd layers.

このように、かかる熱交換器1では、これらバー6aおよびインナーフィン5aの組合わせとバー6bおよびアウターフィン5bの組合わせが交互に配設されており、このコア2を構成する各構成部品、すなわちプレート41〜46、インナーフィン5a、アウターフィン5bおよびバー6a、6bは、互いにろう材8を介して積層され、それぞれの接触部においてろう付されるようになっている。   Thus, in such a heat exchanger 1, the combination of the bar 6a and the inner fin 5a and the combination of the bar 6b and the outer fin 5b are alternately arranged, and each component constituting the core 2; That is, the plates 41 to 46, the inner fin 5a, the outer fin 5b, and the bars 6a and 6b are laminated to each other via the brazing material 8, and are brazed at the respective contact portions.

因みに、図1および図2中符号7a、7bはタンク3a、3bの下部および上部に設けられる媒体出口用および媒体流入用の配管であり、当該媒体流入用配管7aからタンク3aに流入した熱交換媒体、例えば気液2層でなる冷媒は前記インナーフィン5aを設けた前記奇数層を通って対向するタンク3bに達し、媒体出口用配管7bから流出するようになされている。   Incidentally, reference numerals 7a and 7b in FIG. 1 and FIG. 2 are medium outlet and medium inflow pipes provided at the lower and upper parts of the tanks 3a and 3b, and the heat exchange flowing into the tank 3a from the medium inflow pipe 7a. A medium, for example, a refrigerant composed of two layers of gas and liquid, reaches the opposite tank 3b through the odd-numbered layer provided with the inner fin 5a, and flows out from the medium outlet pipe 7b.

また、前記アウターフィン5bを設けた前記偶数層には他の熱交換媒体、例えば空気等が流通し、これら直交して流れる両熱交換媒体間にインナーフィン5a、アウターフィン5bおよびプレート41〜46を介して順次熱交換が行われるようになされている。   In addition, another heat exchange medium such as air flows through the even layer provided with the outer fin 5b, and the inner fin 5a, the outer fin 5b, and the plates 41 to 46 are interposed between the two heat exchange media flowing orthogonally. The heat exchange is performed sequentially through the.

ここで、これらインナーフィン5aおよびアウターフィン5bは図1および図3に示すように、それぞれルーバ部Rが所定間隔ごとに熱交換媒体の流れ方向に対して直交する方向にオフセットされて形成されているとともに、当該各ルーバ部Rにおける熱交換媒体の流れ方向の上流側端部R1が、当該熱交換媒体の流れ方向に向けて略くの字型に窪むように傾斜した形状で形成されている。   Here, as shown in FIGS. 1 and 3, the inner fin 5a and the outer fin 5b are formed by offsetting the louver portion R in a direction orthogonal to the flow direction of the heat exchange medium at predetermined intervals. In addition, the upstream end R1 of each louver portion R in the flow direction of the heat exchange medium is formed in a shape that is inclined so as to be recessed in a substantially U shape toward the flow direction of the heat exchange medium.

このように、インナーフィン5aおよびアウターフィン5bにおけるルーバ部Rの上流側端部R1を略くの字型に傾斜させて形成することによって、流通する熱交換媒体の流れが曲げられ、図4に示すように、流通部としてのインナーフィン5a、アウターフィン5b(すなわち、各ルーバ部R)における上下のプレート41−42、42−43、43−44、44−45、45−46との接合部近傍から、インナーフィン5a、アウターフィン5b(すなわち、各ルーバ部R)における壁面中央側へと熱交換媒体の流動範囲を拡大させることができる。   In this way, by forming the upstream end R1 of the louver portion R in the inner fin 5a and the outer fin 5b so as to be inclined in a substantially square shape, the flow of the circulating heat exchange medium is bent, and FIG. As shown, the joints with the upper and lower plates 41-42, 42-43, 43-44, 44-45, and 45-46 in the inner fin 5a and the outer fin 5b (that is, each louver portion R) as the flow portion. The flow range of the heat exchange medium can be expanded from the vicinity toward the center of the wall surface of the inner fin 5a and the outer fin 5b (that is, each louver portion R).

特に、インナーフィン5aにおいては、冷媒中の液相部分の流動範囲を拡大させることができるため、当該液相部分の冷媒を各ルーバ部Rにおける上下のプレート41−42、43−44、45−46と各ルーバ部Rとでなる冷媒流路内に
略均一に接触させて蒸発効率(伝熱効率)を向上させることができるとともに、冷媒中の気相部分を前記液相で囲まれた冷媒流路内を通して流通することにより、前記冷媒中の液相部分に対し、内側から効率的に熱交換を促進させることができる。
In particular, in the inner fin 5a, since the flow range of the liquid phase portion in the refrigerant can be expanded, the upper and lower plates 41-42, 43-44, 45- 46 and the louver portion R can be contacted substantially uniformly in the refrigerant flow path to improve the evaporation efficiency (heat transfer efficiency), and the refrigerant flow in which the gas phase portion in the refrigerant is surrounded by the liquid phase By circulating through the passage, heat exchange can be efficiently promoted from the inside to the liquid phase portion in the refrigerant.

しかも、このとき、各ルーバ部Rにおける前記上流側端部R1が、冷媒流れ方向に向けて略くの字型に傾斜して形成されていることから、流通する冷媒の流動抵抗を格段と低下させることができる。   In addition, at this time, since the upstream end R1 in each louver portion R is formed to be inclined in a substantially square shape toward the refrigerant flow direction, the flow resistance of the circulating refrigerant is greatly reduced. Can be made.

因みに、これらインナーフィン5a、アウターフィン5bの各ルーバ部Rは、熱交換器のサイズ等によって適宜設定されたサイズにより形成されるが、隣り合う一対の上流側端部R1間のピッチP1が1.0〜3.0〔mm〕程度、各層(例えば、プレート41−42間)における高さT1が1.0〜2.0〔mm〕程度、前記冷媒流れ方向における上流側端部R1間の長さL1が1.0〜10.0〔mm〕程度、上流側端部R1の傾斜角度V1が18〔°〕〜80〔°〕程度で形成されるのが好ましい。   Incidentally, each louver portion R of the inner fin 5a and the outer fin 5b is formed in a size appropriately set according to the size of the heat exchanger or the like, but the pitch P1 between a pair of adjacent upstream end portions R1 is 1.0. About 3.0 [mm], the height T1 in each layer (for example, between the plates 41-42) is about 1.0 to 2.0 [mm], and the length L1 between the upstream ends R1 in the refrigerant flow direction is 1.0 to 10.0 [ mm], and the inclination angle V1 of the upstream end R1 is preferably about 18 [°] to 80 [°].

このルーバ部Rの傾斜角度V1については、以下の理由から設定されている。すなわち、前記流動抵抗は図5に示す縦軸に流動抵抗率、横軸にルーバ部Rの傾斜角度V1をとって表すグラフから見てわかるように、ルーバ部Rの傾斜角度V1に応じて変化しており、傾斜角度V1が小さくなるほど流動抵抗が小さくなる傾向が見受けられる。   The inclination angle V1 of the louver portion R is set for the following reason. That is, the flow resistance changes according to the inclination angle V1 of the louver R, as can be seen from the graph in which the vertical axis shown in FIG. 5 indicates the flow resistivity and the horizontal axis indicates the inclination angle V1 of the louver R. The flow resistance tends to decrease as the inclination angle V1 decreases.

例えば傾斜角度V1が80〔°〕付近では、傾斜角度V1が90〔°〕(すなわち、ルーバ部Rに傾斜角度V1を設けない場合)における流動抵抗の約95〔%〕に低下しており、傾斜角度V1が60〔°〕付近では、約65〔%〕にまで低下している。このことから、ルーバ部Rの傾斜角度V1は約80〔°〕以下であることが好ましく、より好ましくは約75〔°〕以下の設定と考えられる。   For example, when the inclination angle V1 is around 80 [°], the inclination angle V1 is reduced to about 95 [%] of the flow resistance when the inclination angle V1 is 90 [°] (that is, when the louver portion R is not provided with the inclination angle V1), When the inclination angle V1 is around 60 [°], it decreases to about 65%. From this, the inclination angle V1 of the louver part R is preferably about 80 [°] or less, and more preferably about 75 [°] or less.

その一方で、ルーバ部Rの傾斜角度V1を小さくすると、ルーバ部Rの下流側端部におけるルーバ部Rの傾斜の始まる根本部から傾斜の頂点となる中央部までの長さL2(以下、これを突出量L2と称する)が長くなる傾向があり、このように突出量L2が長くなると、各フィン5a、5bの温度が低下するため、冷媒に対する伝熱効率が低下してしまうおそれがある。従って、この突出量L2は有効な長さがあると言う理由から、各フィン5a、5b(すなわちルーバ部R)の高さT1の約1.5倍までとすることが望ましい。   On the other hand, when the inclination angle V1 of the louver part R is reduced, the length L2 from the root part where the inclination of the louver part R starts at the downstream end of the louver part R to the center part which is the apex of the inclination (hereinafter referred to as this). Is referred to as the protrusion amount L2), and when the protrusion amount L2 is increased in this manner, the temperature of the fins 5a and 5b decreases, and the heat transfer efficiency to the refrigerant may decrease. Therefore, it is desirable that the protrusion amount L2 is up to about 1.5 times the height T1 of each fin 5a, 5b (that is, the louver portion R) because it has an effective length.

このことから、図6に示す縦軸にルーバ部Rの高さT1に対する突出量L2の比、横軸にルーバ部Rの傾斜角度V1をとって表すグラフによると、傾斜角度V1が約18〔°〕付近以下では突出量L2がルーバ部Rの高さの約1.5倍以上となるため、ルーバ部Rの傾斜角度V1は約18〔°〕以上であることが好ましい。   From this, according to the graph showing the ratio of the protrusion amount L2 to the height T1 of the louver portion R on the vertical axis and the inclination angle V1 of the louver portion R on the horizontal axis, the inclination angle V1 is about 18 [ Since the protrusion amount L2 is about 1.5 times or more the height of the louver portion R below the vicinity of [°], the inclination angle V1 of the louver portion R is preferably about 18 [°] or more.

このように、この熱交換器1では、積層してなるコア2に介在するインナーフィン5a、アウターフィン5bの各ルーバ部Rにおける上流側端部R1を、熱交換媒体の流れ方向に向けて略くの字型に窪むように傾斜して形成したことにより、流通する熱交換媒体の流動範囲を各ルーバ部Rにおける上下のプレート41−42、42−43、43−44、44−45、45−46との接合部近傍から、各ルーバ部Rにおける壁面中央側へと拡大させ、当該各ルーバ部Rに熱交換媒体を略均一に接触させて蒸発効率(伝熱効率)を向上させることができるとともに、各ルーバ部Rを流通する熱交換媒体の流動抵抗を格段と低下させることができる。   Thus, in this heat exchanger 1, the upstream end R1 of each louver portion R of the inner fin 5a and outer fin 5b interposed in the laminated core 2 is substantially directed toward the flow direction of the heat exchange medium. By inclining so as to be recessed in a U-shape, the flow range of the circulating heat exchange medium is set so that the upper and lower plates 41-42, 42-43, 43-44, 44-45, 45- in each louver portion R. 46 can be enlarged from the vicinity of the joint with 46 to the center of the wall surface of each louver R, and the heat exchange medium can be brought into substantially uniform contact with each louver R to improve the evaporation efficiency (heat transfer efficiency). The flow resistance of the heat exchange medium flowing through each louver part R can be significantly reduced.

また、この熱交換器1では、インナーフィン5a内を流通する熱交換媒体として気液2相の冷媒を用いることにより、この冷媒の液相部分を、各ルーバ部Rにおける上下のプレート41−42、43−44、45−46と各ルーバ部Rとでなる冷媒流路内に均一に接触させることができるとともに、この冷媒の液相部分が均一で接触してなる冷媒流路内、すなわち周りが冷媒の液相部分で囲まれた冷媒流路内に冷媒の気相部分を流通させることができ、冷媒の液相部分に対し、冷媒流路側(すなわち、外側)から熱交換させつつ、当該冷媒流路内の冷媒の気相部分が流通する側(すなわち、内側)から当該冷媒の気相部分によって前記熱交換を促進させることができるため、蒸発効率をより一層向上させることができる。   Further, in this heat exchanger 1, a gas-liquid two-phase refrigerant is used as a heat exchange medium flowing in the inner fin 5a, whereby the liquid phase portion of this refrigerant is divided into upper and lower plates 41-42 in each louver portion R. , 43-44, 45-46 and each louver portion R can be uniformly brought into contact with the refrigerant flow path, and the liquid phase portion of the refrigerant is in uniform contact with the refrigerant flow path. Can circulate the gas phase portion of the refrigerant in the refrigerant flow path surrounded by the liquid phase portion of the refrigerant, and exchange heat with respect to the liquid phase portion of the refrigerant from the refrigerant flow channel side (that is, outside) Since the heat exchange can be promoted by the gas phase portion of the refrigerant from the side (that is, the inside) where the gas phase portion of the refrigerant in the refrigerant channel flows, the evaporation efficiency can be further improved.

〔第2実施形態〕
図7〜図9は、本発明による蒸発器の第2実施形態を示し、図7は本実施形態による蒸発器としての熱交換器の概略構成を示す斜視図、図8は図7の熱交換器における要部(コア)の断面を示す断面図、図9は図8におけるA−A断面図である。
[Second Embodiment]
7 to 9 show a second embodiment of an evaporator according to the present invention, FIG. 7 is a perspective view showing a schematic configuration of a heat exchanger as an evaporator according to the present embodiment, and FIG. 8 is a heat exchange of FIG. Sectional drawing which shows the cross section of the principal part (core) in a container, FIG. 9 is AA sectional drawing in FIG.

図7において10は、本実施形態による積層型の熱交換器を示し、後述するコア11を備えている。このコア11は、図8および図9に示すように、略U字形の熱交換媒体である冷媒を流通する冷媒流路形成用凹部41と、当該冷媒流路形成用凹部41の上端に連なる一対のヘッダ形成用凹部44とを有する略方形のプレート40が、隣り合うもの同志相互に冷媒流路形成用凹部41とヘッダ形成用凹部44とを対向させた状態に順次積層されて接合されることにより、並列状の偏平管部14と各偏平管部14の上端に連なるヘッダ部12とが形成されてなり、隣り合う偏平管部14、14の間には、図8における紙面上下方向に向けて波形のアウターフィン5bが介在されている。   In FIG. 7, reference numeral 10 denotes the stacked heat exchanger according to the present embodiment, and includes a core 11 described later. As shown in FIG. 8 and FIG. 9, the core 11 includes a pair of refrigerant flow path forming recesses 41 that circulate a refrigerant that is a substantially U-shaped heat exchange medium, and a pair of upper ends of the refrigerant flow path forming recesses 41. The substantially rectangular plate 40 having the header forming recess 44 is sequentially stacked and joined in a state where the refrigerant flow path forming recess 41 and the header forming recess 44 face each other. Thus, a parallel flat tube portion 14 and a header portion 12 connected to the upper end of each flat tube portion 14 are formed, and the adjacent flat tube portions 14 and 14 are directed in the vertical direction of the drawing in FIG. Corrugated outer fins 5b are interposed.

各プレート14における冷媒流路形成用凹部41の略中央部には、図9における紙面上下方向に仕切用凸部42が突設され、当該冷媒流路形成用凹部41の上端より下端寄り部分まで延設されている。この仕切用凸部42により、各偏平管部14内には、仕切用凸部42の左右に形成された垂直部43aと、左右の垂直部43aを連通する水平連通部43bとによりなる略U字形の冷媒流路43が形成されている。この水平連通部43bには、例えば円形状の凸部46が所定間隔で突設されている。また、前記一対のヘッダ形成用凹部44の底壁には所要箇所を除いて、それぞれ略円形の冷媒通過孔45が穿設されている。   A partitioning convex portion 42 protrudes from the upper end of the refrigerant flow path forming concave portion 41 to a portion near the lower end at a substantially central portion of the refrigerant flow path forming concave portion 41 in each plate 14 in the vertical direction in FIG. It is extended. Due to this partitioning convex portion 42, each flat tube portion 14 has a substantially U portion formed by a vertical portion 43a formed on the left and right sides of the partitioning convex portion 42 and a horizontal communication portion 43b communicating the left and right vertical portions 43a. A letter-shaped refrigerant flow path 43 is formed. For example, circular convex portions 46 protrude from the horizontal communication portion 43b at a predetermined interval. Further, substantially circular coolant passage holes 45 are formed in the bottom walls of the pair of header forming recesses 44 except for the required portions.

熱交換器10におけるコア11の積層方向両外側には、サイドプレート13がそれぞれ配置され、各サイドプレート13と偏平管部14との間にもアウターフィン5bが介在されている。   Side plates 13 are respectively disposed on both outer sides in the stacking direction of the core 11 in the heat exchanger 10, and outer fins 5 b are interposed between the side plates 13 and the flat tube portions 14.

熱交換器10における図7中左側の媒体流入用配管7aより同側のヘッダ部12に導入された冷媒は、これより偏平管部14の内部に流入するが、ヘッダ部12の所要箇所においてプレート40における一方のヘッダ形成用凹部44の底壁に冷媒通過孔45が開口されておらず塞がれているために、冷媒は各偏平管部14内の冷媒流路43をU字形に流れ、さらに同箇所において他方のヘッダ形成用凹部44の底壁に開口された冷媒通過孔45から、その後のヘッダ部12へと進み、熱交換器10内を全体として蛇行状に流れて、最後のヘッダ部12から媒体出口用配管7bへと排出されるようになされている。   In the heat exchanger 10, the refrigerant introduced into the header portion 12 on the same side from the medium inflow pipe 7 a on the left side in FIG. 7 flows into the inside of the flat tube portion 14, but the plate at the required portion of the header portion 12. 40, the refrigerant passage hole 45 is not opened in the bottom wall of one of the header forming recesses 44, and the refrigerant flows through the refrigerant flow path 43 in each flat tube portion 14 in a U-shape. Further, at the same location, the refrigerant proceeds from the refrigerant passage hole 45 opened in the bottom wall of the other header forming recess 44 to the subsequent header portion 12 and flows in a meandering manner in the heat exchanger 10 as a whole, and the last header. The gas is discharged from the section 12 to the medium outlet pipe 7b.

各偏平管部14内の冷媒流路43には、左右一対のインナーフィン5aが配設されている。各インナーフィン5aは、それぞれルーバ部R(図3参照)が所定間隔ごとに冷媒流れ方向に対して直交する方向にオフセットされて形成されているとともに、当該各ルーバ部Rにおける冷媒流れ方向の上流側端部R1が、当該冷媒流れ方向に向けて略くの字型に窪むように傾斜した形状で形成されている。   A pair of left and right inner fins 5 a is disposed in the refrigerant flow path 43 in each flat tube portion 14. Each inner fin 5a is formed by offsetting a louver portion R (see FIG. 3) in a direction orthogonal to the refrigerant flow direction at predetermined intervals, and upstream of the louver portion R in the refrigerant flow direction. The side end portion R1 is formed in an inclined shape so as to be recessed in a substantially U shape toward the refrigerant flow direction.

このとき、各インナーフィン5aの各ルーバ部Rは、熱交換器のサイズ等によって適宜設定されたサイズにより形成され、その詳細は上述した第1実施形態とほぼ同様に設定されるため、説明は省略する。   At this time, each louver portion R of each inner fin 5a is formed in a size appropriately set according to the size of the heat exchanger, etc., and the details are set in substantially the same manner as in the first embodiment described above. Omitted.

このように、この熱交換器10では、積層してなるコア11の偏平管部14内に介在するインナーフィン5aの各ルーバ部Rにおける上流側端部R1を、冷媒流れ方向に向けて略くの字型に窪むように傾斜して形成したことにより、流通する冷媒の流動範囲を各ルーバ部Rにおける隣り合うプレート40、40間の接合部近傍から、各ルーバ部Rにおける壁面中央側へと拡大させ、当該各ルーバ部Rに冷媒を略均一に接触させて蒸発効率(伝熱効率)を向上させることができるとともに、各ルーバ部Rを流通する冷媒の流動抵抗を格段と低下させることができる。   As described above, in the heat exchanger 10, the upstream end R1 of each louver portion R of the inner fin 5a interposed in the flat tube portion 14 of the laminated core 11 is substantially directed toward the refrigerant flow direction. By being formed so as to be recessed in the shape of a letter, the flow range of the circulating refrigerant is expanded from the vicinity of the junction between the adjacent plates 40, 40 in each louver portion R to the center of the wall surface in each louver portion R. In addition, it is possible to improve the evaporation efficiency (heat transfer efficiency) by bringing the refrigerant into contact with each louver part R substantially uniformly, and it is possible to significantly reduce the flow resistance of the refrigerant flowing through each louver part R.

また、この熱交換器10では、インナーフィン5a内を流通する熱交換媒体として気液2相の冷媒を用いることにより、この冷媒の液相部分を、各ルーバ部Rにおける隣り合うプレート40、40と各ルーバ部Rとでなる冷媒流路43内に均一に接触させることができるとともに、この冷媒の液相部分が均一で接触してなる冷媒流路43内、すなわち周りが冷媒の液相部分で囲まれた冷媒流路43内に冷媒の気相部分を流通させることができ、冷媒の液相部分に対し、冷媒流路43側(すなわち、外側)から熱交換させつつ、当該冷媒流路43内の冷媒の気相部分が流通する側(すなわち、内側)から当該冷媒の気相部分によって前記熱交換を促進させることができるため、蒸発効率をより一層向上させることができる。   Further, in this heat exchanger 10, a gas-liquid two-phase refrigerant is used as a heat exchange medium that circulates in the inner fin 5 a, so that the liquid phase portion of this refrigerant is separated from the adjacent plates 40, 40 in each louver portion R. And each louver portion R can be uniformly contacted in the refrigerant flow path 43, and the liquid phase portion of the refrigerant is uniformly contacted, that is, the periphery is the liquid phase portion of the refrigerant. The refrigerant gas phase part can be circulated in the refrigerant channel 43 surrounded by the refrigerant channel 43, and heat is exchanged from the refrigerant channel 43 side (that is, the outside) to the liquid phase part of the refrigerant, Since the heat exchange can be promoted by the gas phase portion of the refrigerant from the side (that is, the inner side) through which the gas phase portion of the refrigerant flows in 43, the evaporation efficiency can be further improved.

なお、本発明の熱交換器1を上述した第1および第2実施形態を例に取って説明したが、本発明はこれに限ることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種実施形態を採用することができる。   Although the heat exchanger 1 of the present invention has been described by taking the above-described first and second embodiments as examples, the present invention is not limited to this, and various embodiments can be made without departing from the gist of the present invention. Can be adopted.

例えば、上述の第1実施形態では、プレート42−43間、プレート44−45間、すなわち偶数層のバー6b間にオフセットフィンでなるアウターフィン5bを設けるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、これら偶数層のバー6b間にアウターフィン5bを設けなくてもよい。この場合、部品点数を削減でき、生産面におけるコストを低減できる利点を得ることができる。一方、上述した第1実施形態の熱交換器1の前記偶数層のバー6b間に、第2実施形態の熱交換器10におけるアウターフィン5b(すなわち、単に熱交換媒体の流通方向と垂直方向に波形のフィン)を設けた場合、上述した第1実施形態とほぼ同様に偶数層における熱交換媒体の流通抵抗を増やし、熱交換効率を向上し得る利点を得ることができる。   For example, in the first embodiment described above, the case where the outer fins 5b made of offset fins are provided between the plates 42-43, between the plates 44-45, that is, between the even-numbered bars 6b has been described. However, the present invention is not limited thereto, and the outer fins 5b may not be provided between the even-numbered bars 6b. In this case, the number of parts can be reduced, and the advantage that the cost in production can be reduced can be obtained. On the other hand, the outer fins 5b in the heat exchanger 10 of the second embodiment (that is, simply in a direction perpendicular to the flow direction of the heat exchange medium) between the even-numbered bars 6b of the heat exchanger 1 of the first embodiment described above. When the corrugated fins are provided, it is possible to increase the flow resistance of the heat exchange medium in the even-numbered layer and to improve the heat exchange efficiency in substantially the same manner as in the first embodiment described above.

本発明にかかる熱交換器の第1実施形態における概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view showing a schematic structure in a 1st embodiment of a heat exchanger concerning the present invention. 図1の熱交換器における縦断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the longitudinal cross-section in the heat exchanger of FIG. 図1の熱交換器における要部を分解して示す斜視図である。It is a perspective view which decomposes | disassembles and shows the principal part in the heat exchanger of FIG. 図1の熱交換器における冷媒の流通状態を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows the distribution | circulation state of the refrigerant | coolant in the heat exchanger of FIG. 本発明にかかる冷媒の流動抵抗率とルーバ部の傾斜角度との関係を示す曲線グラフである。It is a curve graph which shows the relationship between the flow resistivity of the refrigerant | coolant concerning this invention, and the inclination-angle of a louver part. 本発明にかかるルーバ部の高さに対する突出量の比とルーバ部の傾斜角度との関係を示す曲線グラフである。It is a curve graph which shows the relationship between the ratio of the protrusion amount with respect to the height of the louver part concerning this invention, and the inclination angle of a louver part. 本発明にかかる熱交換器の第2実施形態における概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure in 2nd Embodiment of the heat exchanger concerning this invention. 図7の熱交換器における要部(コア)の断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the cross section of the principal part (core) in the heat exchanger of FIG. 図8におけるA−A断面図である。It is AA sectional drawing in FIG. 従来のインナーフィンを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the conventional inner fin. 従来のオフセットフィンを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the conventional offset fin. 図11のオフセットフィンにおける冷媒の流通状態を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows the distribution | circulation state of the refrigerant | coolant in the offset fin of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1、10・・・熱交換器(蒸発器)
2、11・・・コア
40、41、42、43、44、45、46・・・プレート
5a・・・インナーフィン
5b・・・アウターフィン
R・・・ルーバ部
R1・・・上流側端部
L2・・・突出量
T1・・・高さ
V1・・・傾斜角度
1, 10 ... Heat exchanger (evaporator)
2, 11 ... Core 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46 ... Plate 5a ... Inner fin 5b ... Outer fin R ... Louver part R1 ... Upstream end L2 ... Projection amount T1 ... Height V1 ... Inclination angle

Claims (2)

熱交換媒体の流通部内に配置され、当該流通部を複数の媒体流路に区画するとともに、当該区画した各媒体流路を上記熱交換媒体の流れ方向に対して直交する方向に所定間隔でオフセットするインナーフィン(5a)を設けた蒸発器(1、10)において、
上記インナーフィン(5a)が上記所定間隔でオフセットされた複数のルーバ部(R)を有し、
当該各ルーバ部(R)の上記流通部を区画した壁面の上記熱交換媒体の流れ方向における上流側端部(R1)が、
当該熱交換媒体の流れ方向に向けて略くの字型に窪むように傾斜した形状でなる
ことを特徴とする蒸発器(1、10)。
Arranged in the heat exchange medium flow section, the flow section is partitioned into a plurality of medium flow paths, and the partitioned medium flow paths are offset at predetermined intervals in a direction perpendicular to the flow direction of the heat exchange medium. In the evaporator (1, 10) provided with the inner fin (5a)
The inner fin (5a) has a plurality of louver portions (R) offset at the predetermined interval,
The upstream end (R1) in the flow direction of the heat exchange medium on the wall surface defining the flow part of each louver part (R),
An evaporator (1, 10) characterized by having a shape inclined so as to be recessed in a generally U shape toward the flow direction of the heat exchange medium.
上記熱交換媒体が気液2相の冷媒でなる
ことを特徴とする請求項1に記載の蒸発器(1、10)。
The evaporator (1, 10) according to claim 1, wherein the heat exchange medium is a gas-liquid two-phase refrigerant.
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